JP2002526288A - 湿潤および乾燥状態での使用に適した滑り制御物品 - Google Patents
湿潤および乾燥状態での使用に適した滑り制御物品Info
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Abstract
Description
に高性能である、滑り制御物品に関する。
位相幾何学を中心とする。共通の材料は、天然および合成ゴム、スチレンブロッ
クコポリマー、ラテックス、エチレン酢酸ビニル、エチレンプロピレンゴム、ポ
リウレタン、ポリエステルコポリマー、ポリイミドなどである。表面の位相幾何
学は滑らかなものから誇張された掴み構造を有するものまでに及ぶ。
の柔らかで、可鍛性、可撓性があり、改良された掴み面を提供するためにぎざぎ
ざ模様が刻まれた材料の薄いシートを開示している。シートは接着剤を使用して
硬質物体に適用される。
着された第2の熱可塑性材料で形成される硬質の山および谷が間隔をあけて無作
為にある滑り止め面を有するプラスチックフィルムを開示している。表面は比較
的高く鋭い不規則なプラスチックの山と谷のパターンを有し、また十分に鋭く硬
く粗いため他の表面を機械的に掴むことができる。
る。構造面は、突起、一般には三角錐の突起の配列を含む。この特許は、ソフト
ボールのバット、ゴルフクラブ、テニスラケット、ラケットボールラケット、ス
カッシュラケット、バドミントンラケットなどの競技用具の他に工具の取っ手に
適用されてもよいことを開示している。
状態で掴みの性能が高い改良された掴み面に関する。掴み面は、熱可塑性エラス
トマーから作られる様々な形状の可撓性がある直立するステムの配列を有する柔
らかい微細構造面である。ステムの大きさ、配置間隔および可撓性、またステム
の配列のパターン、さらにエラストマー材料の特性は、これら全てが表面の柔ら
かい手触り、制振作用、および乾燥および湿潤状態における掴み性能を提供して
いる。本発明の滑り制御面の様々な実施態様は、微小流路、吸収剤層および親水
性/疎水性領域を含んでもよく、これらは全て流体を直立するステムから離れる
ように誘導し、ステムを乾燥したままであるようにして湿潤状態でも高い摩擦性
能を提供する。
成されてもよい。あるいは、滑り制御物品は、ゴルフクラブ、野球用バット、ラ
ケット、自転車のハンドル、運動用具、家庭用品、建設用機械、外科用器機、さ
らにプールサイド、飛び込み台、浴槽の滑り止め面を含む様々な成形または製造
された物品に組み込まれてもよい。
15.5本(1平方インチあたり100本)、より一般的には1平方センチメー
トルあたり少なくとも54本(1平方インチあたり350本)のステムの配列を
有する第1面と、そして第2面とを有する。直立するステムの外面の少なくとも
一部はエラストマー材料である。ステムのアスペクト比(ステムの高さ:ステム
の直径)は少なくとも1.25であり、好ましくは少なくとも1.5であり、よ
り好ましくは少なくとも2.0であり、最も好ましくは3.0より大きい。第1
面の静摩擦係数は、乾燥時には少なくとも0.6であり、湿潤時には乾燥時の静
摩擦係数の20%内である。したがって、水が存在するとき摩擦特性は実質的に
低下することはない。第1面の剥離強さおよび引張強さは、別の滑り制御物品と
係合するとき実質的にゼロである。
面上にも形成される。第2面の静摩擦係数は、乾燥時には少なくとも0.6であ
り、湿潤時には乾燥時の静摩擦係数の20%内である。第2面の剥離強さおよび
引張強さは、別の滑り制御物品と係合するとき実質的にゼロである。
なくとも2.0である。別の滑り制御面と約53グラム/6.45cm2の圧力
で係合するとき、第1面の動的剪断強さが少なくとも23,268ダイン/cm 2 (5.4オンス/in2)であり、好ましくは43,090ダイン/cm2(
10オンス/in2)より大きく、より好ましくは少なくとも77,562ダイ
ン/cm2(18オンス/in2)であり、最も好ましくは少なくとも107,
725ダイン/cm2(25オンス/in2)である。高い剪断力は本質的には
エラストマー材料の摩擦特性によるものであり、機械的締結具などでのステムの
機械的連動によるものではない。
弾性ポリマー層、または接着剤あるいは発泡接着剤層などの1つまたはそれ以上
の層であってもよい。裏材層は、弾性であっても非弾性であっても、厚くても薄
くても、多孔性であっても非孔性であっても、接着剤層が有っても無くてもよい
。一実施態様において、非エラストマー裏材層は、直立するステムの一部を形成
してもよい。裏材層は任意に極めて薄くてもよいため、本発明の滑り制御物品は
非常に薄いラップまたは軽量の掴みの用途としての使用に適したグリップテープ
として構成されてもよい。あるいは、裏材層は成形された、押出された、または
製造された物品の一部であってもよい。
立するステム26の配列を有する第1面24を有する裏材層21を含む。ステム
は規則的または不規則な配列に配置されてもよい。ステムの様々なパターン(六
角形、斜線、正弦曲線など)が使用されてもよい。直立するステム26はエラス
トマー材料で構成される。直立するステム26の全外面はエラストマー材料であ
る。図1の実施態様において、裏材層21はエラストマー材料の直立するステム
26と一体成形される。裏材層21と直立するステム26の組み合わせはステム
ウェブと呼ばれることがある。例証される実施態様は、ステム26を略円筒形と
して示し、ステム26の側面は一般に僅かにテーパー35になっており金型から
取り外し易くしている。切頭円錐または切頭角錐、矩形、半球、正方形、六角形
、八角形、ガムドロップ(gum drop)など、様々な非円筒形の形状も利
用されうる。
される直立するステム26および裏材層21を本質的に必要とする。しかしなが
ら、裏材層21のエラストマー特性は、滑り制御物品20がグリップ包装として
使用される場合など、用途によっては全ての要求を満たすわけではない。したが
って、追加の裏材層22、34、36は、裏材層21を補強するために第2面2
5に任意に適用される。追加の裏材層22は、滑り制御物品20を固定および補
強し、他の様々な機能と同様に引張に抵抗し引裂抵抗を高める。本発明の滑り制
御物品20を別の面に取り付けるために、接着剤層34および剥離ライナー36
が任意に提供される。本明細書で使用されるように、裏材層は、直立するステム
を支持する1つまたはそれ以上の層を有するアセンブリを指すが、一般にはこれ
らの層の多くて1つは直立するステムと一体成形される。
.015in)である。いくつかの例において、裏材層は押出しの間に一枚の布
帛など補強ウェブと結合させるのに十分な厚さであり、引裂抵抗および引張強さ
をさらに与える。滑り制御物品が可撓性支持体に縫い止められているとき、補強
ウェブは特に有用である。裏材層は発泡または固体ポリマー材料であってもよい
。一実施態様において、裏材層は、繊維材料または織物または不織の布帛スクリ
ムの層などの多孔性および/または吸収剤層を含んでもよい。多孔性材料は水分
を吸収するおよび/または水分を直立するステムから離れるように誘導するのに
有用である。一実施態様において、裏材層は、滑り制御物品のネッキングまたは
引張を防ぐ実質的に非弾性の層を含む。
あるのが望ましい。好適な裏材層材料は、熱可塑性ポリウレタン、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアミド、ポリイミド、ポリオレフィン(例、ポリエチレンおよびポリプ
ロピレン)、ポリエステル(例、ポリエチレンテレフタレート)、ポリスチレン
、ナイロン、アセタール、ブロックコポリマー(例、テキサス州ヒューストンの
Shell Chemical CompanyよりKRATON(登録商標)
の名称で入手可能なエラストマーセグメントを含むポリスチレン材料)、ポリカ
ーボネート、熱可塑性エラストマー(例ポリオレフィン、ポリエステル、または
ナイロンのタイプ)およびコポリマー、およびこれらのブレンドを含む。また熱
可塑性材料は、充填剤、繊維、帯電防止剤、滑剤、潤滑剤、発泡剤、界面活性剤
、顔料、染料、カップリング剤、可塑剤、沈殿防止剤、親水性/疎水性添加剤な
どを含むがこれらに限定はされない添加剤も含んでもよい。
るために選択される、感圧接着剤、熱硬化性または熱可塑性接着剤、放射線硬化
接着剤、溶液型接着剤、およびこれらのブレンドなどの接着剤を含む。接着剤は
フィラメントを含んでもよい。裏材層は任意に積層できる、または接着剤を染み
込ませることができる。本発明に有用な一接着剤は、Minnesota Mi
ning and Manufacturing Companyより入手可能
なAdhesive Transfer Tape 950である。多くの好適
なエポキシ、ウレタン、合成または天然ベースのゴムおよびアクリル接着剤も、
この目的で市販されており入手可能である。用途によっては、接着剤は滑り制御
物品を表面に剥離可能に結合しても、永久に結合してもよい。
面滑り制御物品20’の断面図である。物品20’は、直立するステム26’の
配列を第1面24’と第2面25’の両方に有する裏材層21’を含む。直立す
るステム26’は単一のエラストマー材料で構成される。図1Aの実施態様にお
いて、裏材層21’はエラストマー材料の直立するステム26’と一体成形され
る。別の実施態様において、上部分と下部分とは、2つの異なるエラストマー材
料から同時押出されてもよい。本発明による両面滑り制御物品は、開示される様
々な実施態様から形成されてもよい。
はステム46の下部分44を画定する。ステム46の上部分48はエラストマー
材料で構成される。裏材層42およびステムの下部分44は、滑り制御物品40
の用途に応じて、エラストマーまたは非エラストマーの様々な材料で構成されて
もよい。最低限、上部分48の外面はエラストマー材料である。一実施態様にお
いて、ステム44の上部分48は疎水特性を有する。疎水特性は、上部分48を
疎水性材料で構成することによって、または上部分48が疎水特性を有するよう
に処理することによって得られうる。無極性液体との接触を含む用途には、ステ
ム46の上部分48は疎水特性を有するように処理されてもよい(例、コロナ処
理)。
50の側面断面図である。裏材層52は中央領域54に突出し、エラストマース
テム56に構造的一体性を追加する。裏材層52は一般に剛性ポリマー材料であ
る。
0’である。ステム56’および裏材層52’はエラストマー材料で構成される
。ステム56’は追加の裏材層53’の中央領域54’を通って突出する。追加
の裏材層53’によって構造的安定性、疎水性/親水性特性、あるいは様々な他
の機能が得られうる。一実施態様において、追加の裏材層53’はステム56’
を構成するのに使用されるものとは異なる特性を有するエラストマー材料であっ
てもよい。
だ滑り制御物品70の側面断面図である。吸収剤層76はエラストマーステム7
8から水分を引き出し、湿潤状態において優れた摩擦特性を維持する。
に微小流路82を組み込んだ滑り制御物品80を例示している。微小流路82は
毛管力を利用して駆動力の方向に流体を迅速に移動させる。吸収剤層88は裏材
84の第1面90に沿って配置され、駆動力を提供する。あるいは、駆動力はス
テム86の重量および/または親水性部分であってもよい。
擦特性を有するように、多くの構造が組み合わされる。図6は、ステム64の疎
水性先端62上に存在する個々の水滴60の略図である。水滴60は、滑り制御
物品66を振るまたは握ることによってステム64から容易に取り除かれる。水
の再分配もまたステムの密度により影響される。
になり、このとき図7に示すように先端62は乾燥したままである。水または他
の極性液体が滑り制御物品66の表面上に沈着するとき、ステム64の先端62
は熱可塑性エラストマーポリマーの疎水性の性質のため曝露されたままである。
裏材層を親水性材料で構成することで、水60を先端62から離す助けになる。
して他の表面とかみ合う。摩擦性能はステム64が他の表面に突出することを要
求しない(すなわち、機械的係合は必要ない)。したがって、軟質材料および硬
質材料の両方と摩擦接触しうる。
き、高い剪断力が得られる。直立するステムが可撓性の高いエラストマー材料か
ら実質的に構成されるため、高い剪断力は機械的締結具などでのステムの機械的
連動からは得られない。むしろ直立するステムの摩擦特性は、2つの滑り制御物
品が互いに係合するとき、ステムの大きさ、ステムの密度、およびステムのパタ
ーンによって高められる。可能な用途としては、滑り制御物品を含む表面を掴む
ように本発明の滑り制御物品が配置されたグローブがある。
力は、同じまたは類似のステムウェブ構造物と係合するときには実質的にゼロで
ある。この特性は、使用者は一般に、滑り制御物品により生じた剥離力または引
張力を克服することなく、掴んだ品物を自由に素早く解放できなければならない
ため、本発明の滑り制御物品を握る目的で安全に使用するために重要である。例
えば、本発明の滑り制御物品は自転車のハンドルを包むことも、自転車に乗ると
きに使用するグローブに適用することもできる。使用者が自転車のハンドルを握
るとき、2つの滑り制御物品が係合し、最小の圧力で剪断作用において優れた滑
り制御特性を提供する。しかしながら、実質的にゼロである剥離力および引張力
によって、使用者が2つの滑り制御物品から実質的にゼロの抵抗でハンドルを解
放できる。
テムの幾何学的形状による。エラストマー材料のショアー硬度は好ましくは約7
0D未満であり(Estane(登録商標)58091)、より好ましくは約9
0A未満であり、最も好ましくは約60A未満である。引張弾性率は、好ましく
は約12MPa未満であり、より好ましくは約6MPa未満であり、最も好まし
くは約4MPa未満である。ステムの高さ、ステムの直径、およびステム間の距
離(ステムの幾何学的形状と呼ぶ)は、表面上で柔らかな手触りとなるための重
要な要因である。一般に、長いステムはその可撓性により手触りが柔らかくなる
。ステムの間隔に関しては、指先の触覚の圧点間の平均距離は、約1.27mm
(0.050in)である。対象間の距離が触覚の圧点間の距離の半分未満であ
るとき、表面上の突起を区別するのが困難になる。したがって、最良の手触りは
、一般にはステムの密度が可能な限り高いステムウェブによって得られる。ステ
ムの密度が310本/cm2(1平方インチあたりステム2,000本)を超え
るものであると、皮膚に接触する際、独特の柔らかさと心地よい手触りが得られ
る。
的に直立する必要がある。ステムはステムの直径およびエラストマー材料の性質
によって直立状態が保持される。直立するステムの高さ28は、一般に約0.2
54mm〜約1.27mm(0.010in〜約0.050in)の範囲であり
、より一般には約0.51mm〜約1.02mm(0.020in〜0.040
in)である。隣接するステム26との間の離隔距離または間隙30は、一般的
には約0.254mm〜約2.54mm(0.01in〜0.1in)であり、
より一般的には約0.46mm〜約0.84mm(0.018in〜0.033
in)である。ステム26の最大横断直径29は約0.076mm〜約0.76
mm(0.003in〜約0.030in)である。ステム26は、少なくとも
1平方センチメートルあたり15.5本(1平方インチあたり100本)、より
一般には1平方センチメートルあたり約54本〜1平方センチメートルあたり約
1550本(1平方インチあたり350本〜1平方インチあたり約10,000
本)の密度で裏材上に配置される。
.5であり、より好ましくは少なくとも2.0であり、最も好ましくは3.0よ
り大きいが、3.0を超えるアスペクト比はいくつかの用途において可能である
。アスペクト比は、ピンの高さ対最大横断寸法の比率を表す。円形断面を有する
ピンに関しては、最大横断寸法はピンの直径である。
視図である。物品100は一方の端に開口部104を有し、ゴルフクラブ、野球
用バット、ハンドルなど様々な構造物に取り付けるのに好適な形成されたグリッ
プである。物品100は射出成形、異形押出、ロール押出成形(roll ex
trusion forming)など様々な工程によって作られてもよい。
lastic Elastomers」,(第2版、1996年)に記述される
ような流されて成形されうる状態に加熱されうる熱可塑性エラストマーであって
もよい。2つまたはそれ以上の異なる熱可塑性エラストマー材料を積層されたま
たはブレンドされた形で使用し、滑り制御物品の部分を画定することもまた本発
明の範囲内である。
それと類似のレジリエンス特性を有するゴムまたはポリマーを表す。特に、エラ
ストマーという用語は、実質的に伸ばされ、次いでエラストマーを伸ばす応力を
解放すると元の寸法に戻る材料の特性を反映する。全ての場合において、エラス
トマーは少なくとも10%伸長でき(厚さ0.5mmで)、より好ましくは少な
くとも30%伸長でき、2秒間伸長を保持した後で1分間の解放時間の後に、少
なくとも50%回復して戻る事ができなければならない。より一般的には、エラ
ストマーは弾性限度を超えずに25%伸長されることができる。いくつかの場合
において、エラストマーは引裂かれずまたは組成物の弾性限度を超えずに元の寸
法の300%あるいはそれ以上伸長されることができる。エラストマーは一般に
、弱い応力およびその応力の解放によって実質的に変形された後、室温で迅速に
初めの寸法および形状に戻る高分子材料としてASTM D883−96にある
ようにこの弾性を反映するように特徴付けられている。ASTM D412−9
8Aはエラストマー特性を評価するために張力におけるゴム特性をテストするた
めの適切な手順でありうる。
のような組成物は、硬化に際して一体網状構造または構造を形成する比較的高分
子量の配合物を含む。硬化は、化学硬化剤、触媒、および/または照射を含む様
々な方法によって行われてもよい。
子の数および量(number and weight average po
lymer molecular weights);エラストマーの補強領域
(硬質セグメント)の融点または軟化点(例えば、ASTM D1238−86
によって決定されうる);硬質セグメント領域を含むエラストマー組成物の重量
パーセント;エラストマー組成物の強化または軟質セグメント(低Tg)部分;
架橋密度(架橋間の平均分子量);および添加剤または補助剤の性質およびレベ
ル、など。
フィンをベースとする熱可塑性エラストマー、ハロゲン含有ポリオレフィンをベ
ースとする熱可塑性エラストマー、動的加硫エラストマー−熱可塑性物質のブレ
ンドをベースとする熱可塑性エラストマー、ポリアミドまたはポリイミドをベー
スとする熱可塑性エラストマー、イオノマー熱可塑性エラストマー、ポリマーネ
ットワークに相互貫入する熱可塑性エラストマー中の水素化ブロックコポリマー
、カルボカチオン重合による熱可塑性エラストマー、スチレン/水素化ブタジエ
ンブロックコポリマーを含むポリマーブレンド、およびポリアクリル酸エステル
をベースとする熱可塑性エラストマーが含まれる。エラストマーのいくつかの特
定の例としては、天然ゴム、ブチルゴム、EPDMゴム、ポリジメチルシロキサ
ンなどのシリコーンゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ポリウレタン、エ
チレン/プロピレン/ジエンターポリマーエラストマー、クロロプレンゴム、ス
チレン−ブタジエンコポリマー(ランダムまたはブロック)、スチレン−イソプ
レンコポリマー(ランダムまたはブロック)、アクリロニトリル−ブタジエンコ
ポリマー、これらの混合物およびこれらのコポリマーが挙げられる。ブロックコ
ポリマーは線状、放射状、または星の形状であってもよく、またジブロック(A
B)またはトリブロック(ABA)コポリマーまたはこれらの混合物であっても
よい。これらのエラストマーを互いにまたは非エラストマーとブレンドすること
もまた考えられる。ブロックコポリマー(例、エラストマーセグメントを含むポ
リスチレン材料)を含む市販の入手可能なエラストマーは、テキサス州ヒュース
トンのShell Chemical CompanyよりKRATON(登録
商標)の名称で入手可能である。
を金型156に押出すために適応される押出機または押出ダイ152を含む3つ
のロールを竪形に積重ねた成形装置150を示す。この場合、金型156はロー
ル158であり、溶融熱可塑性材料154がロール158の円筒形表面上を通過
するときそこに移すための所望の表面模様をその外側円筒形面に有する。説明さ
れる実施態様において、ロール158の表面は、同様の複数の直立するステム1
62を形成するために適応される複数の配列されるキャビティ160を有する。
キャビティは、熱可塑性材料154から、好適な表面ステム構造を形成するため
に要求されるように配列され、要求される寸法および形状に作られてもよい。一
実施態様において、溶融熱可塑性材料154の十分な追加量が金型156に押出
され、裏材層の一部を形成する(図1および図3を参照)。
形成する。ロール158と対向するロール168との間のニップ166は、溶融
熱可塑性材料154をキャビティ160に流すのを助け、その上に均一の裏材層
を提供する。ニップ166を形成する間隙の間隔は、熱可塑性材料154の裏材
層の予め決められた厚さを形成するのを助けるために調整されうる。任意に、裏
材層164は同時にニップ166に運ばれる。エラストマー材料の組成物および
直立するステム162の幾何学的形状によっては、裏材層164滑り制御物品1
72を金型156から能率的に取り除くのに有用でありうる。
ロール170横切ってもよい。この工程において、3つのロール158、168
、170全ての温度は、熱可塑性材料154の所望の冷却を達成するために選択
的に制御されてもよい。第3ロール170もまた、滑り制御物品172が横切る
経路をさらに画定する役割を果たす。
回分加工(射出成形または圧縮成形など)のいずれかに使用されるタイプであり
うる。直立するステム162を形成するために金型158を作るとき、金型15
8のキャビティ160は孔あけ、機械加工、レーザー孔あけ、水噴射機械加工、
注入成形、エッチング、打抜き、ダイヤモンド旋削、型彫り、ローレット切りな
どのいずれかの好適な方法で形成されてもよい。キャビティの配置は、滑り制御
物品の間隔および配向を決定する。ステム162の形状は一般に、キャビティ1
60の形状に応じる。金型キャビティは、熱可塑性材料をキャビティに注入する
のを促進するために溶融熱可塑性材料が適用される表面の反対側のキャビティの
端において開いていてもよい。キャビティが閉じていると、キャビティに真空状
態が適用され、溶融熱可塑性材料がキャビティ全体を実質的に満たしうる。ある
いは、閉じたキャビティは、形成されるステム構造の長さよりも長く、注入され
た材料はキャビティ内の空気を圧縮できる。金型キャビティは、そこから表面ス
テム構造を剥離し易いように設計されるべきであり、したがって斜めの側壁また
は剥離塗料(テフロン材料層など)をキャビティ壁に含んでもよい。また、金型
表面は金型から熱可塑性裏材層を剥離し易くするために剥離塗料をその上に含ん
でもよい。いくつかの実施態様において、キャビティはロールの表面に応じて斜
めでありうる。
チール、セラミック、ポリマー材料(シリコーンゴムなど熱硬化性および熱可塑
性ポリマーを含む)またはこれらの組み合わせで作られうる。金型を形成する材
料は、裏材層および表面の地形を形成するのに使用される特定の流動性がある熱
可塑性材料に関連する熱エネルギーに耐える十分な一体性および耐久性がなけれ
ばならない。さらに、金型を形成する材料は、キャビティが様々な方法で形成さ
れ、安価で、寿命が長く、許容できる質の材料を一貫して作り、様々な加工上の
パラメーターが可能であるのが好ましい。
料の層を形成する。溶融熱可塑性材料の流れを促進するために、熱可塑性材料は
一般には適切な温度まで加熱され、次いでキャビティに塗布されなければならな
い。この塗布技術は、カレンダー被覆、キャストコーチング、フローコーチング
、しごき塗、押出、グラビア塗布、ナイフ塗布、吹付塗などいずれの従来の技術
であってもよい。図9に、単一押出機および押出ダイの配置が示されている。し
かしながら、2つ(またはそれ以上)の押出機および関連のダイを使用すること
で、複数の熱可塑性材料のニップ166に同時に押出し、マルチコンポーネント
(multi−component)(多層またはマルチブレンド)積層被覆材
料を達成することができる。
の加圧によって促進されてもよい。裏材層164が多孔性材料を含む場合、3つ
のロールを竪形に積重ねた成形装置150は溶融熱可塑性材料154の浸透度を
制御する。この方法において、溶融熱可塑性材料154の量は、裏材層164の
表面被覆をかろうじて浸透するように制御され、裏材層164をほぼ封入するよ
うに熱可塑性材料154の挿入と反対側の多孔性裏材層164を浸透するように
制御されうる。溶融熱可塑性材料154の多孔性裏材層164への浸透は、溶融
熱可塑性材料154の温度、ニップ166における熱可塑性材料154の量、お
よび/または金型キャビティの線速度に関連する押出流量によって制御されても
よい。
上に塗布された後、熱可塑性材料は冷却され凝固し、その上に所望の外面地形を
形成する(例、直立するステム162)。凝固された熱可塑性材料は次いで金型
158から分離される。熱可塑性材料154は、凝固すると収縮することが多く
、これによって材料(例、表面ステム構造および裏材層)および一体フィルム層
を金型から剥離し易くなる(図1を参照)。金型の一部または全部は、表面ステ
ム構造および裏材層の凝固を助けるために冷却されてもよい。冷却は水、押込空
気、伝熱液体、またはその他の冷却工程を使用することにより達成される。
てもよい。溶融材料として熱硬化樹脂が使用される場合、樹脂は未硬化または未
重合状態で液体として金型に塗布される。樹脂が金型に塗布された後、樹脂が固
体となるまで重合または硬化される。一般に、重合工程は、重合を促進するため
に硬化時間またはエネルギー源への曝露のいずれか、または両方を含む。エネル
ギー源は、提供される場合、熱または電子ビーム、紫外線、または可視光線など
の放射線エネルギーでありうる。樹脂は凝固した後、金型から取り除かれる。い
くつかの例において、表面ステム構造が金型から取り除かれた後に熱硬化樹脂の
重合または硬化がさらに望まれてもよい。好適な熱硬化樹脂の例として、メラミ
ン、ホルムアルデヒド樹脂、アクリル酸樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂など
が挙げられる。少なくとも一方の側に直立するステム構造を有する裏材層の構成
は、米国特許第4,290,174号(Kalleberg)、同第5,077
,870号(Melbye et al.)、および同第5,201,101号
(Rouser et al.)に開示されるように、射出成形または異形押出
によって実現されうる。
ラデルフィアのThwing−Albert Instrument Comp
anyより入手可能なThwing−Albert Model 225−1
摩擦/剥離テスターで測定した。装置の操作はThwing−Albert使用
説明書、摩擦/剥離テスター、型番号225−1、1994年5月改訂、Sof
tware第2.4版に明記されている。この静摩擦係数の分析は、加重された
5.08cm×5.08cm(2in×2in)の滑り制御物品のサンプルを、
ニューヨーク州マンハッタンのToray Ultrasuede Ameri
caより入手可能なUltrasuede(登録商標)HPという名称で販売さ
れている人工皮革に対して動かすのに必要とされる水平方向の力を測定した。
制御物品のサンプルを5.08cm×5.08cm(2in×2in)の金属テ
スト用そり(metal test sled)に固定することで用意された。
テスト用試験品を、ミネソタ州セントポールのMinnesota Minin
g and Manufacturing Companyより入手可能なSC
OTCH9851などの両面感圧接着剤でそりに取り付けた。金属テスト用そり
の重さは500gであった。ブロックの上に500gさらに加重し、総重量を1
000gとした。
.48cm(4in×12in)のサンプルを金属板にSCOTCH9851な
どの両面感圧接着テープで固定し、テスト中サンプルが動いたりしわがよらない
ようにした。
されたばね挟みでしっかりと留めた。底部にフィルムのサンプルを有する金属テ
スト用そりと総重量が1000gとなるように重量を追加して布帛の上に配置し
、分速5.1cm(2in)で10秒間使用説明書に明記されている指示に従っ
て布帛上を横切って引っ張った。次いで静摩擦係数を機械で計算し、ここでサン
プル上で滑り量を生じる測定された水平方向の力を1000gのそりの通常の力
で割った。各摩擦テスト用サンプルおよび滑り制御物品に関して少なくとも5つ
の測定が記録された。算術平均を摩擦/剥離テスターで計算した。
剥離状態にした。約3.8cm×12.7cm(1.5in×5in)のステム
ウェブを3M 404などの両面テープを使用して取り付け、厚さ約1.6mm
(1/16in)、6.35cm×22.9cm(幅2.5in×長さ9in)
のアルミニウム試験パネルの中心に長さ方向に取り付けた。同様に、約2.54
cm×2.54cm(1in×1in)のステムウェブのサンプルを、厚さ約1
.6 mm(1/16in)、6.35cm×22.9cm(幅2.5in×長
さ9in)のアルミニウム試験パネルの中心に取り付けた。次いでパネルを互い
に接触させて各サンプルのステムと共に配置した。デジタルキャリパーゲージを
使用してアルミニウムパネルを含み圧力を全く加えずに2つのサンプルの係合す
る厚さを測定した。上側パネルの重さは約53gであった。
ンプルを有するアルミニウムパネルをステムウェブの側を上にして取り付けた。
ステムウェブが係合位置にあるように約2.54cm×2.54cm(1in×
1in)のステムウェブのサンプルを有するアルミニウムパネルを上部に配置し
た。フォースゲージ(force gauge)から最も遠い端にあり、上側パ
ネル上のサンプルが下側のサンプルを通って引かれるように、ステムウェブを配
置した。係合する組の上に、係合された厚さよりも約0.13mm〜0.254
mm(0.005〜0.010in)厚い間隙でバーを配置した。このバーは、
2つのステムウェブのサンプルを係合させるために過度の圧力を加えずにサンプ
ルが外れないように設計されている。フォースゲージが可動プラットホームと真
直ぐに平行な力を測定するように、上側のアルミニウムパネルの端をフォースゲ
ージの適所に取り付けた。
るように調節した。間隔を置いたバーが平均2秒間ステムウェブのサンプルの直
上にあるように、バーの位置を調節した。プラットホームの割合を30.5cm
/分(12in/分)に設定した。各サンプルの山、谷、および平均の力を測定
した。各サンプルを3回テストし、平均値を計算した。
料を表1にまとめる。いくつかのサンプルのいくつかの特性を表2にまとめる。
1の両方の粘度を、DSRおよび細管レオメーター(CR)の両方を使用して、
ステムウェブの押出しで使用した温度204℃(400°F)で、数十の剪断速
度に関して測定した。剪断速度が高い場合(>10s−1)、Vector(登
録商標)4111の粘度および弾性率がEstate(登録商標)58661の
約2倍であるのは明らかである。
た。Brabenderミキサーを使用してブレンドをかき混ぜ、熱圧方法を使
用し60秒間6.9MPa(1000psi)で約216℃(420°F)でシ
リコーン型に圧縮した。材料を収容している成形型をドライアイスで冷却した。
サンプルを金型から剥離した。以下に記述する熱圧ブレンドのみを研究した。サ
ンプルの表面近くで顕微鏡写真を撮った。ほぼ全サンプル中に、分散形態が存在
した。60/40のEstate(登録商標)58661/Vector(登録
商標)4111のサンプルにのみ共連続構造が存在した。
スチレントリブロックコポリマーVector(登録商標)4111とをペレッ
トとしてドライブレンドした。Vectorが摩擦性能を向上させた一方で、ポ
リウレタンは構造の耐久性およびレジリエンスを提供した。Estate(登録
商標)58661を少なくとも4時間約82.3℃(180°F)で乾かした。
ペレットの混合物を約2重量%のカーボンブラック/ポリウレタンブレンドと混
合した。最終ブレンド中のカーボンブラック量は1重量%を超えなかった。
りはむしろベルトとして構成し、混合物を押出した。ポリオレフィン加工用に設
計されスクリュー直径が約6.35cm(2.5in)のデビス標準(Davi
s Standard)単一スクリュー押出機としての押出機である。1分あた
り約8回転(rpm)で、溶融体を約13.8MPa(2000psi)の溶融
圧力でダイを通して排出した。押出機の最終領域の温度は約216℃(420°
F)であった。ダイの温度は約232℃(450°F)であった。ダイリップの
開口部は約0.51mm(0.020in)であった。
Pa(50psi)のニップ圧力で押込んだ。ロールの1つは、約65.6℃(
150°F)に加熱された型押しされた表面を有した。表面には約0.46cm
(0.018in)の間隔をあけて直径約0.254mm(0.010in)の
孔の配列があった。Minnesota Mining and Manufa
cturing Companyより404の製品名で入手可能な両面塗布テー
プの裏材層をニップに導入し、直立するステムの反対側のウェブの側に接着した
。ウェブおよび両面塗布テープを約1.5m/分(5ft/分)の速度で型押し
された表面から取り除いた。
本/in2)有した。ステムの中心から中心までの距離はx方向に約0.439
mm(0.0173in)であり、y方向に約0.465mm(0.0183i
n)であった。ステムの直径は約0.15mm(0.0059in)であり、ス
テムの高さは約0.625mm(0.0246in)であった。隣接するステム
との間隙は約0.127mm(0.005in)であった。
水の湿潤能力を概算した。接触角度は、疎水性材料に期待される約65°と測定
された(図6を参照)。次いでステムウェブの構造面に大量の水をつけ、光学顕
微鏡で調べた。水はステムの間の空間を完全に満たした。図7に示すように、ス
テムの先端はエラストマーの疎水性の性質のために曝露された。先端が曝露され
たことの結果として、同じ条件下でテストした際、フラットシートの成果と比較
して摩擦特性が向上した。
の摩擦特性を直接測定することを含んだ。結果を、ステムウェブと同じポリマー
ブレンドでできた平らな支持体の性能と比較した。第2の方法は、ステムウェブ
を直接物品に適用することを含んだ。68.6cm×2.54cm(27in×
1in)のウェブのストリップをゴルフクラブのシャフトの周りに巻きつけ、湿
潤および乾燥の両方の状態で、現存するゴルフクラブの握りの性能と比較した。
評価者の一団は、新しいグリップのゴルフクラブで一連のスイングをした。本発
明の性能は湿潤状態において制御サンプルに勝ると確信された。テニスラケット
でも類似のテストを行った。
るために、同時押出工程を使用して2層構造を作成した。特に明記されていない
限り、成形型および加工のパラメーターは実施例1に記載のとおりである。実施
例1の両面塗布テープの裏材層ではなく、80:20重量%のポリウレタンEs
tate(登録商標)58137とVector(登録商標)4111とのブレ
ンドでできた裏材層をステムウェブと同時押出した。ポリウレタンの硬度は70
ジュロメーターであり、モジュラスは約22MPa(3200psi)であった
。約5rpmで直径約6.35cm(2.5in)のスクリューを使用して剛性
裏材層を押出した。約15rpmで動く直径約3.2cm(1.25in)のス
クリュー押出機を使用して構造物のステムがある部分を形成するトップ層を押出
した。温度分布は実施例1に記載されるのと同じであった。最小圧力約6.9M
Pa(1000psi)、前部の温度約216℃(420°F)でポリマーメル
トを排出した。
を約232℃(450°F)で結合した。型番号89−12939のデクルシス
テムを有するCloeren押出ダイを使用した。構造物を型押しされた表面か
ら約1.5m/分(5fpm)および3m/分(10fpm)で取り外した。結
果として得られた各層の厚さ(ステムを除く)は、巻取速度約5fpmで、約0
.254mm(0.010in)であった。
,941Pa(10psi)の圧力でステムウェブを作成し、その結果ステムは
短くなった。ステムウェブは80:20重量%のポリウレタン樹脂Estate
(登録商標)58661とスチレントリブロックコポリマーVector(登録
商標)4111であった。裏材層を80:20重量%のポリウレタンEstat
e(登録商標)58137とVector(登録商標)4111とのブレンドで
作成し、実施例2のようにステムウェブと同時押出した。
1516本/in2)有した。ステムの中心から中心までの距離はx方向に約0
.676mm(0.0266in)であり、y方向に約0.630mm(0.0
248in)であった。ステムの直径は約0.198mm(0.0078in)
であり、ステムの高さは約0.307mm(0.0121in)であった。隣接
するステムとの間隙は約0.127mm(0.005in)であった。
ウェブを、異なるステム幾何学的形状を有する成形型を使用して実施例1と同じ
加工条件かつポリマーブレンドの配合で作成した。ステムの直径は、実施例1の
約465本/cm2(3000本/in2)の構造より約50%大きく、構造の
耐久性を増した。ステムの高さは約0.56mm〜約0.61mm(0.022
in〜0.024in)であった。ピンの間の距離は約0.84mm(0.03
3in)であり、個々のピンの感触があった。太目のピンは可撓性が低く、表面
の手触りをざらざらと粗くする。この表面は皮膚と接触しない用途に最適である
。
0重量%のポリウレタン樹脂Estate(登録商標)58661とスチレント
リブロックコポリマーVector(登録商標)4111の実施例1に実質的に
従って作成した。結果として得られたステムウェブは、約46本/cm2(29
9本/in2)であった。ステムの中心から中心までの距離はx方向に約1.6
8mm(0.066in)であり、y方向に約1.29mm(0.0507in
)であった。ステムの直径は約0.459mm(0.0195in)であり、ス
テムの高さは約0.617mm(0.0243in)であった。隣接するステム
との間隙は約0.254mm(0.010in)であった。ポリウレタンの割合
が高いことにより、結果として得られる滑り制御物品の耐久性が増した。
を使用してステムウェブシートを作成した。配合を表3に示す。なお比率はEs
tane(登録商標)58661対Vector(登録商標)4111の割合を
表す。結果として得られたステムウェブは、約490本/cm2(3159本/
in2)であった。ステムの中心から中心までの距離はx方向に約0.439m
m(0.0173in)であり、y方向に約0.465mm(0.0183in
)であった。ステムの直径は約0.15mm(0.0059in)であり、ステ
ムの高さは約0.625mm(0.0246in)であった。隣接するステムと
の間隙は約0.127mm(0.005in)であった。
に比較するために、Thwing−Albert摩擦/剥離テスターを使用して
静摩擦(SFC)および動摩擦(DFC)の両方を測定した。さらにフラットシ
ートの摩擦係数、すなわちステムウェブの他の側のいくつかのブレンド配合物も
また測定した。様々な配合物の熱圧回分加工において準備されたステムウェブの
SFCおよびDFCの平均値を表3に示す。
CおよびSFCは最も高く、純粋なEstane(登録商標)58661から作
られたステムサンプルのDFCおよびSFCは最も低かった。混合物はほぼ直線
関係でその間であった。さらに、各ブレンドのSFCおよびDFCはステムとU
ltrasuede(登録商標)支持体の間に水を加えると低下した。事実、水
を加えることにより各組成物のステムウェブの摩擦は僅か約7%低下した。50
/50および60/40のブレンドに摩擦性能における小さな異なりが見つかっ
た。摩擦性能にも基づき、ポリウレタンの量を多く含むため、60/40の配合
は耐磨耗性をより高くする。
スチレントリブロックコポリマーVector(登録商標)4111のステムウ
ェブを実施例1に実質的に従って作成した。ステムの幾何学的形状は実施例1に
示すとおりである。フラットシートもこの配合で作成した。ステムウェブおよび
フラットシートのSFCおよびDFCの平均値を表4に示す。
ctor(登録商標)4111)およびフラットシートの静摩擦係数および動摩
擦係数は、乾燥状態で測定されたとき、類似点があることが表4より明らかであ
る。しかしながら、ステムウェブに水を加えると、実験誤差で、フラットシート
の摩擦係数は30%低下した一方で、ステムウェブは高い摩擦を維持した。この
結果は図6および図7に示す湿潤の機構と一致する。
述のテスト方法を使用して調べた。結果の要約を表5に示す。
強かった。実施例1および実施例3のサンプルは、実施例5のサンプルよりもス
テムの密度およびステムの直径においてより類似していた。しかしながら、実施
例3のステムの高さは実施例1および実施例5のステムの高さの凡そ半分であっ
た。実施例5の比較的低密度のステムウェブでさえ実施例3のサンプルより優れ
ていた。したがって、ステムの高さが動的剪断強さの重要な要因であることは明
らかである。
である。
図である。
面断面図である。
。
図である。
ある。
Claims (15)
- 【請求項1】 湿潤状態および乾燥状態に適した滑り制御物品であって、1
平方センチメートルあたり少なくとも15.5本(1平方インチあたり100本
)の直立するステムの配列を有する第1面と、そして第2面とを有する裏材層を
含み、前記直立するステムの少なくとも一部はエラストマー材料を含み、該ステ
ムのアスペクト比は少なくとも1.25であり、前記第1面の静摩擦係数は乾燥
時には少なくとも0.6であり、湿潤時には乾燥時の静摩擦係数の20%内であ
り、前記第1面の剥離強さおよび引張強さは、別の滑り制御物品と係合するとき
には実質的にゼロである、滑り制御物品。 - 【請求項2】 別の滑り制御物品の第1面と係合するとき、前記第1面の動
的剪断強さが少なくとも77562ダイン/cm2である、請求項1に記載の物
品。 - 【請求項3】 前記裏材層が前記直立するステムと一体成形されるエラスト
マー材料を含む、請求項1に記載の物品。 - 【請求項4】 前記裏材層が、補強ウェブ、気泡層、実質的に非弾性ポリマ
ー層、または接着剤層のうち少なくとも1つの追加層を含む、請求項1に記載の
物品。 - 【請求項5】 前記裏材層が、エラストマーセグメントとポリウレタンおよ
びポリスチレン材料のブレンドを含む、請求項1に記載の物品。 - 【請求項6】 前記裏材層が、エラストマー材料、ポリビニル、ポリウレタ
ン、ポリエステル、ポリアクリル、ポリカーボネート、およびポリオレフィンか
らなる群より選択される化合物を含む、請求項1に記載の物品。 - 【請求項7】 前記裏材層の前記第2面上に配置されるエラストマー材料の
直立するステムの配列をさらに含む、請求項1に記載の物品。 - 【請求項8】 前記エラストマー材料が、弾性ブロックコポリマー、スチレ
ンイソプレンスチレン、スチレンブタジエンスチレン、スチレンエチレンブタジ
エンスチレン、またはこれらのブレンドを含む、請求項1に記載の物品。 - 【請求項9】 少なくとも前記第1面上に微小流路をさらに含む、請求項1
に記載の物品。 - 【請求項10】 前記微小流路と流体連通する吸収材料をさらに含む、請求
項9に記載の物品。 - 【請求項11】 前記裏材層が、前記直立するステムの少なくとも2本の間
に孔を含む、請求項1に記載の物品。 - 【請求項12】 前記直立するステムの少なくとも一部が疎水性または親水
性のいずれかの特性を含む、請求項1に記載の物品。 - 【請求項13】 前記直立するステムの高さが約0.254mm〜約1.2
7mmである、請求項1に記載の物品。 - 【請求項14】 前記直立するステムの横断寸法が最大約0.076mm〜
約0.76mmである、請求項1に記載の物品。 - 【請求項15】 前記エラストマー材料の降伏点での伸びが少なくとも約3
0%である、請求項1に記載の物品。
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