JP2012051701A - 巻芯 - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性に優れ、被巻回物との間の適度な摩擦係数を有し、かつ容易に製造されうる巻芯２の提供。
【解決手段】巻芯２は、内層４と外層６とからなる。内層４は、筒状である。外層６も、筒状である。外層６は、内層４の表面に積層されている。内層４は、ポリマー組成物からなる。このポリマー組成物の基材ポリマーの主成分は、熱可塑性樹脂である。外層６は、ポリマー組成物からなる。このポリマー組成物の基材ポリマーは、熱可塑性エラストマーである。特に好ましい熱可塑性エラストマーは、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーである。外層６の表面は、タック性を有する。この巻芯２に、マットが巻かれる。マットが含有する薬剤が外層６に移行しないような材質から、この外層６が形成されている。外層６が含有する薬剤がマットに移行しない材質から、この外層６が形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、パイルマット、タフトマット、ゴムシート、合成樹脂シート等の被巻回物が巻き回される巻芯に関する。

パイルマット及びタフトマットのようなマットが、巻芯に巻かれて流通することがある。ゴムシート及び合成樹脂シートのようなシートが、巻芯に巻かれて流通することもある。一般的な巻芯は、紙からなる。紙製の巻芯が、特開２００８−２６６００１公報に開示されている。特開２００３−４０４９５公報には、紙管とこの紙管の表面に貼り付けられたラバーシートとを備えた巻芯が開示されている。

特開２００８−２６６００１公報 特開２００３−４０４９５公報

紙製の巻芯が水分を吸収すると、強度が低下する。特に、この巻芯が夜露や雨水に曝されると、容易に変形し、又は破損する。紙製の巻芯は、耐久性に劣る。この巻芯は、多数回の繰り返し使用には適さない。

紙製の巻芯とマットとの間の摩擦係数は、小さい。従って、マットが巻芯に巻かれようとするとき、マットが巻芯に対してスリップすることがある。スリップにより、巻き回しに支障が生じる。マットと巻芯との間には、適度な摩擦係数が必要である。シートが巻芯に巻き回されるときも、このシートと巻芯との間に適度な摩擦係数が必要である。

一般に、マットが巻芯に巻き回されて得られる巻物では、マットの幅よりも巻芯の長さの方が大きい。従って、巻芯の端部はマットに覆われることなく、露出している。巻芯の端面が地面に当接し、巻芯がほぼ鉛直方向に延在する状態で、巻物が保管されることがある。前述の通り、紙製の巻芯とマットとの間の摩擦係数は、小さい。従って、マットが巻芯に対してスリップし、ずり落ちてしまうことがある。ずり落ちが生じると、マットが地面と接触する。この接触により、マットが汚染される。地面と接触したマットが、自重によって永久歪みを起こすこともある。同様の問題は、シートが巻芯に巻き回されて得られる巻物でも生じうる。

表面にゴムライナーを備えた巻芯では、マットのスリップが抑制されうる。しかし、この巻芯の製造には手間がかかる。ライナーに含まれる薬剤がマットに移行することで、マットの品質が阻害されるおそれがある。マットに含まれる薬剤がライナーに移行することで、マットの品質が阻害されるおそれもある。同様の問題は、シートが巻芯に巻き回されて得られる巻物でも生じうる。

本発明の目的は、耐久性に優れ、被巻回物との間の大きな摩擦係数を有し、かつ容易に製造されうる巻芯の提供にある。

本発明に係る巻芯は、筒状の内層と、この内層の表側に積層された外層とを備える。内層は、ポリマー組成物からなる。内層のポリマー組成物の基材ポリマーの主成分は、熱可塑性樹脂である。外層は、ポリマー組成物からなる。外層のポリマー組成物の基材ポリマーの主成分は、熱可塑性エラストマーである。

好ましくは、外層の基材ポリマーの主成分は、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーである。好ましくは、外層は、内層に熱融着される。

本発明に係る巻物は、巻芯と、この巻芯に巻き回された被巻回物とを備える。この巻芯は、筒状の内層と、この内層の表側に積層された外層とを備える。内層は、ポリマー組成物からなる。内層のポリマー組成物の基材ポリマーの主成分は、熱可塑性樹脂である。外層は、ポリマー組成物からなる。外層のポリマー組成物の基材ポリマーの主成分は、熱可塑性エラストマーである。外層は、被巻回物のうち外層と当接している層が含有する薬剤がこの外層に実質的に移行しないような材質から形成されている。

他の観点によれば、本発明に係る巻物は、巻芯と、この巻芯に巻き回された被巻回物とを備える。巻芯は、筒状の内層とこの内層の表側に積層された外層とを備える。内層は、ポリマー組成物からなる。内層のポリマー組成物の基材ポリマーの主成分は、熱可塑性樹脂である。外層は、ポリマー組成物からなる。外層のポリマー組成物の基材ポリマーの主成分は、熱可塑性エラストマーである。外層は、被巻回物のうち外層と当接している層にこの外層から薬剤が実質的に移行しない材質から形成されている。

本発明に係る巻芯は、耐久性に優れる。この巻芯は、被巻回物との間の適度な摩擦係数を有する。しかもこの巻芯は、容易に製造されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る巻芯が示された斜視図である。 図２は、図１の巻芯の製造の様子が示された斜視図である。 図３は、図１の巻芯がマットと共に示された正面図である。 図４は、図３の巻芯の一部がマットと共に示された拡大断面図である。 図５は、本発明の他の実施形態に係る巻芯の一部がマットと共に示された断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に示された巻芯２は、内層４と外層６とからなる。内層４は、筒状である。外層６も、筒状である。外層６は、内層４の表面に積層されている。巻芯２の全体形状は、長尺の棒状である。巻芯２の全長Ｌは、典型的には５０ｃｍ以上３００ｃｍ以下である。巻芯２の直径Ｄは、典型的には３０ｍｍ以上４００ｍｍ以下である。巻芯２が、内層４及び外層６と共に、他の層を備えてもよい。他の層の具体例としては、繊維強化樹脂層が挙げられる。巻芯２が他の層を有する場合も、最も外側には外層６が位置する。

内層４は、ポリマー組成物からなる。このポリマー組成物の基材ポリマーの主成分は、熱可塑性樹脂である。この内層４は、比較的硬質である。この内層４を備えているので、巻芯２の剛性は高い。この巻芯２は、自重によってはほとんど変形しない。この巻芯２は、被巻回物が巻かれた場合でも、この被巻回物の重みによってはほとんど変形しない。熱可塑性樹脂が主成分なので、この内層４の成形は容易である。

内層４の円筒形状の保形性を高める目的で、この内層４に螺旋状の線状補強体が埋設されてもよい。好ましくは、線状補強体は、内層４の樹脂と同種であって、かつこの樹脂よりも比較的硬質な樹脂からなる。

内層４に適した熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン及びポリプロピレンのようなオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル並びにポリアミドが例示される。剛性、耐久性、汎用性、軽量及びコストの観点から、オレフィン系樹脂が好ましく、ポリプロピレンが特に好ましい。２種以上の熱可塑性樹脂が併用されてもよい。

内層４のポリマー組成物は、ポリマーのみからなってもよく、ポリマーと添加剤とを含んでもよい。耐候性（特に耐光性）の観点から好ましい添加剤は、紫外線吸収剤及び着色剤である。着色剤によって内層４が灰色又は黒色を呈することにより、巻芯２の耐光性が向上する。

内層４のポリマー組成物が、基材として、熱可塑性樹脂と共に、他のポリマーを含んでもよい。他のポリマーとしては、熱可塑性エラストマーが挙げられる。熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーとが併用される場合、巻芯２の剛性の観点から、基材ポリマー全量に対する熱可塑性樹脂の比率は６０質量％以上が好ましく、８０質量％以上が特に好ましい。

外層６は、ポリマー組成物からなる。このポリマー組成物の基材ポリマーの主成分は、熱可塑性エラストマーである。熱可塑性エラストマーは、熱可塑性を有し、かつゴム弾性を有する。この外層６は、比較的軟質である。従って、この外層６と被巻回物との摩擦係数は大きい。被巻回物が巻芯２に巻かれようとするときの、この被巻回物の巻芯２に対するスリップが、外層６によって抑制される。この巻芯２では、被巻回物を巻き始めるときの、被巻回物の端部の巻芯２への仮固定が容易になされうる。この巻芯２が用いられることにより、容易に巻物が得られうる。

熱可塑性エラストマーは、
（１）ハードセグメントとソフトセグメントとを有するブロック共重合体タイプ
及び
（２）ハードポリマーとソフトポリマーとの混合によって得られるブレンドタイプ
に大別できる。外層６には、いずれのタイプの熱可塑性エラストマーも用いられうる。

外層６に適した熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリスチレン系熱可塑性エラストマー、ポリ塩化ビニル系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー及びポリアミド系熱可塑性エラストマーが例示される。２種以上の熱可塑性エラストマーが併用されてもよい。

摩擦係数、汎用性、軽量及びコストの観点から、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが特に好ましい。ハードポリマーとしてのポリプロピレンとソフトポリマーとしてのＥＰＭとが混合されたエラストマー、ハードポリマーとしてのポリプロピレンとソフトポリマーとしてのＥＰＤＭとが混合されたエラストマー等が、外層６に用いられうる。

ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーの具体例としては、三井化学社の商品名「ノティオ」及び「ミラストマー」；ＡＥＳジャパン社の商品名「サントプレーン」、「ジオラスト」及び「トレフシン」；住友化学社の商品名「住友ＴＰＥ」；三菱化学社の商品名「サーモラン」及び「ゼラス」；日本ポリエチレン社の商品名「オレフレックス」；アプコ社の商品名「ミラプレーン」及び「サーモラン」；トクヤマ社の商品名「ＰＥＲ」；東洋紡社の商品名「サーリンク」；チッソ社の商品名「ニューコン」；プラス・テク社の商品名「アムゼル」；リケンテクノス社の商品名「マルチュースドレストマー」並びに出光石油化学社の商品名「出光ＴＰＯ」が挙げられる。

摩擦係数の観点から、タック性を有する熱可塑性エラストマーが好ましい。タック性を有する熱可塑性エラストマーの具体例としては、前述の商品名「ノティオ」が挙げられる。このエラストマーは、ハードポリマーとしてのポリプロピレンとソフトポリマーとが混合され、かつその構造がナノオーダーで制御されて得られるエラストマーである。

外層６のポリマー組成物は、ポリマーのみからなってもよく、ポリマーと添加剤とを含んでもよい。耐候性（特に耐光性）の観点から好ましい添加剤は、紫外線吸収剤及び着色剤である。着色剤によって外層６が灰色又は黒色を呈することにより、巻芯２の耐光性が向上する。

外層６のポリマー組成物が、基材として、熱可塑性エラストマーと共に、他のポリマーを含んでもよい。他のポリマーとしては、熱可塑性樹脂が挙げられる。熱可塑性エラストマーと熱可塑性樹脂とが併用される場合、摩擦係数の観点から、基材ポリマー全量に対する熱可塑性エラストマーの比率は６０質量％以上が好ましく、８０質量％以上が特に好ましい。

この巻芯２は、内層４がポリマー組成物からなり、外層６もポリマー組成物からなるので、水に曝されても変形せず、破損もしない。この巻芯２は、耐久性に優れる。この巻芯２は、繰り返しの使用に耐えうる。

図２には、図１の巻芯２の製造の様子が示されている。この製造に用いられる装置８は、成形軸１０を備えている。この成形軸１０は、図示されない駆動手段により駆動されて、回転送り動作を行う。回転方向が、図２において符号Ｒで示されている。この製造装置は、既知である。この製造装置が用いられる製造方法は、「スパイラル法」と称されている。

図２に示された装置８が用いられた製造方法では、内層４のためのポリマー組成物が加熱され、溶融される。このポリマー組成物が押出機から押し出され、半溶融状態の第一テープ１２が得られる。この第一テープ１２が成形軸１０の上に供給され、成形軸１０に螺旋状に巻かれる。隣接する第一テープ１２の側縁１４同士は、重ね合わされるか、又は突き合わされる。これら側縁１４同士は、熱融着される。この第一テープ１２により、内層４が成形される。

一方、外層６のためのポリマー組成物が加熱され、溶融される。このポリマー組成物が押出機から押し出され、半溶融状態の第二テープ１６が得られる。この第二テープ１６が、成形軸１０上に巻かれた第一テープ１２の上に供給され、螺旋状に巻かれる。第二テープ１６は、第一テープ１２に積層される。隣接する第二テープ１６の側縁１８同士は、重ね合わされるか、又は突き合わされる。これら側縁１８同士は、熱融着される。この第二テープ１６により、外層６が成形される。第二テープ１６は、押さえローラ２０によって押圧される。この押圧により、外層６の表面が平滑とされる。平滑な外層６により、巻芯２の表面にタック性が付与されうる。タック性を有する巻芯２では、マット、シート等のスリップが生じにくい。

第二テープ１６が第一テープ１２と積層されることにより、両者が熱融着される。換言すれば、外層６が内層４と熱融着され、両者が堅固に接合される。第一テープ１２及び第二テープ１６は、矢印Ｒで示される方向に回転しつつ、矢印Ａで示される方向に移動する。第二テープ１６の表面には、冷却装置２２から冷却水２４が噴霧される。この噴霧により、第一テープ１２及び第二テープ１６が凝固する。この装置８により、長尺の母材が得られる。この母材が所定寸法に切断されて、巻芯２が得られる。

第一テープ１２と第二テープ１６とが共押出されて、両者が一体で成形軸１０に供給されてもよい。

この巻芯２では、内層４及び外層６の両方が熱可塑性である。従って、この巻芯２は容易に成形されうる。内層４と外層６とが堅固に熱融着されるとの観点から、内層４の基材ポリマーの溶解度係数（ＳＰ値）と外層６の基材ポリマーの溶解度係数との差の絶対値が小さいことが好ましい。内層４の基材ポリマーがポリプロピレンであり、外層６の基材ポリマーがポリプロピレンを含む熱可塑性エラストマーである場合に、内層４と外層６とが特に堅固に熱融着されうる。熱融着に代えて、接着剤により、外層６が内層４に接合されてもよい。外層６のタック性によってこの外層６が内層４に付着してもよい。

外層６の材質がタック性を有する場合、押さえローラによる平滑化が省略されてもよい。外層６の材質がタック性を有する場合、外層６が表面に凹凸又は溝を有してもよい。

図３は、図１の巻芯２がマット２６と共に示された正面図である。図４は、図３の巻芯２の一部がマット２６と共に示された拡大断面図である。マット２６は、巻芯２に巻き回されている。巻芯２とマット２６とにより、巻物２８が形成されている。マット２６は、パイル層３０とベース層３２とからなる。図４では、便宜上、マット２６が３重に巻かれた様子が示されている。実際の巻物２８では、マット２６の巻き回数はさらに多い。

図３に示されるように、マット２６はバンド３４で締結されている。巻物２８は、巻芯２がほぼ鉛直方向に延在する状態で、保管される。保管時には、巻芯２の一方の端面３６が地面３８と当接する。前述の通り、外層６とマット２６との摩擦係数は大きい。従って、マット２６が外層６とスリップを起こしてずり落ちることが抑制される。この巻芯２により、マット２６の汚染及び永久歪みが抑制されうる。

図４に示されるように、第一テープ１２の断面形状は平行四辺形である。従って、第一テープ１２の１つの側縁１４ａと、この側縁１４ａに隣接する他の側縁１４ｂとは、半径方向（図４における左右方向）において重なり合っている。この重なりにより、側縁１４同士の堅固な接合が達成されうる。前述の通り、側縁１４同士は熱融着されるので、実際の内層４では側縁１４は明確には視認され得ない。図４では、説明の便宜上、側縁１４が実線で画かれている。

図４に示されるように、第二テープ１６の断面形状は平行四辺形である。従って、第二テープ１６の１つの側縁１８ａと、この側縁１８ａに隣接する他の側縁１８ｂとは、半径方向において重なり合っている。この重なりにより、側縁１８同士の堅固な接合が達成されうる。前述の通り、側縁１８同士は熱融着されるので、実際の外層６では側縁１８は明確には視認され得ない。図４では、説明の便宜上、側縁１８が実線で画かれている。

図４に示されるように、外層６はパイル層３０と接触している。パイル層３０に含まれる薬剤（有機化合物）が外層６に移行すると、この薬剤が欠乏することに起因して、パイル層３０の品質が阻害されるおそれがある。この移行が実質的に生じない材質から、外層６が成形されることが好ましい。

外層６に含まれる薬剤（有機化合物）がパイル層３０に移行すると、この薬剤が存在することに起因して、パイル層３０の品質が阻害されるおそれがある。この移行が実質的に生じない材質から、外層６が成形されることが好ましい。

外層６の基材ポリマーの溶解度係数とパイル層３０（外層６に接触する層）の基材ポリマーの溶解度係数との差が大きな巻物２８では、薬剤の移行が生じにくい。溶解度係数の差の絶対値は、１．０以上が好ましく、１．５以上がより好ましく、２．０以上が特に好ましい。

パイルマット２６及びタフトマットには、ポリアミド繊維又はポリエステル繊維（ＰＥＴ繊維を含む）が用いられることが多い。ポリアミド及びポリエステルの溶解度係数は、大きい。ポリアミド繊維又はポリエステル繊維が用いられたマットが巻かれる巻芯２の外層６には、溶解度係数が小さなポリマーが用いられることが好ましい。具体的には、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが用いられることが好ましい。

ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、ポリクロロプレン（ＣＲ）及びポリウレタン（ＰＵ）の溶解度係数は、大きい。被巻回物がＰＶＣシート、ＮＢＲシート、ＣＲシート又はＰＵシートである場合、巻芯２の外層６には、溶解度係数が小さなポリマーが用いられることが好ましい。具体的には、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーが用いられることが好ましい。

ＥＰＤＭの溶解度係数は、小さい。被巻回物がＥＰＤＭシートである場合、巻芯２の外層６には、溶解度係数が大きなポリマーが用いられることが好ましい。具体的には、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー又はポリアミド系熱可塑性エラストマーが用いられることが好ましい。

パイル層３０に移行しうる薬剤を外層６が実質的に含まないことが好ましい。具体的には、可塑剤、老化防止剤、加硫促進剤及び加工助剤を外層６が実質的に含まないことが好ましい。理想的には、外層６のポリマー組成物は、基材ポリマーと無機充填剤（着色剤等）とのみからなる。

巻芯２の剛性及び衝撃吸収性の観点から、内層４の曲げ剛性率は８００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ以下が好ましく、１２００ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下が特に好ましい。曲げ剛性率は、「ＪＩＳ Ｋ ７１７１」の規定に準拠して測定される。測定には、内層４のポリマー組成物と同一のポリマー組成物からなる試験片が用いられる。

摩擦係数の観点から、外層６の硬度は９０以下が好ましく、８５以下がより好ましく、８０以下が特に好ましい。成形性及び形状保持性の観点から、硬度は２０以上が好ましく、４０以上がより好ましく、５０以上が特に好ましい。硬度は、「ＪＩＳ Ｋ ７２１５」の規定に準拠して、タイプＡのデュロメータにて測定される。測定には、外層６のポリマー組成物と同一のポリマー組成物からなる試験片が用いられる。

図４において符号Ｔ１で示されているのは、内層４の厚みである。厚みＴ１は、巻芯２の口径が考慮され、巻芯２の剛性が維持されるように決定される。主要サイズである、口径が７５ｍｍである巻芯２の場合、厚みＴ１は１ｍｍ以上が好ましく、１．５ｍｍ以上が特に好ましい。巻芯２の軽量の観点から、口径が７５ｍｍである巻芯２の場合、厚みＴ１は４ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下が特に好ましい。

図４において符号Ｔ２で示されているのは、外層６の厚みである。厚みＴ２は、巻芯２の口径が考慮され、巻芯２の適度な摩擦係数が維持されるように決定される。主要サイズである、口径が７５ｍｍである巻芯２の場合、厚みＴ２は０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上が特に好ましい。巻芯２の軽量の観点から、口径が７５ｍｍである巻芯２の場合、厚みＴ２は１．０ｍｍ以下が好ましく、０．７ｍｍ以下が特に好ましい。

図５は、本発明の他の実施形態に係る巻芯４０の一部がマット２６と共に示された断面図である。マット２６は、巻芯４０に巻き回されている。巻芯４０とマット２６とにより、巻物４２が形成されている。この巻芯４０も、図４に示された巻芯２と同様、内層４と外層６とからなる。内層４は第一テープ１２から成形されており、外層６は第二テープ１６から成形されている。図４に示された巻芯２では、第二テープ１６の側縁１８の位置が、第一テープ１２の側縁１４の位置と一致している。一方、図５に示された巻芯４０では、第二テープ１６の側縁４４の位置が、第一テープ１２の側縁４６の位置と一致していない。第一テープ１２の側縁４６は、第二テープ１６によって覆われている。この巻芯４０は、強度に優れる。

本発明に係る巻芯は、種々のマット及びシートの保管及び運搬に用いられうる。

２、４０・・・巻芯
４・・・内層
６・・・外層
１０・・・成形軸
１２・・・第一テープ
１６・・・第二テープ
２６・・・マット
２８、４２・・・巻物
３０・・・パイル層
３２・・・ベース層

Claims (5)

1. 筒状の内層と、この内層の表側に積層された外層とを備えており、
   上記内層がポリマー組成物からなり、このポリマー組成物の基材ポリマーの主成分が熱可塑性樹脂であり、
   上記外層がポリマー組成物からなり、このポリマー組成物の基材ポリマーの主成分が熱可塑性エラストマーである巻芯。
2. 上記外層の基材ポリマーの主成分が、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマーである請求項１に記載の巻芯。
3. 上記外層が上記内層に熱融着されている請求項１又は２に記載の巻芯。
4. 巻芯と、この巻芯に巻き回された被巻回物とを備えており、
   上記巻芯が、筒状の内層とこの内層の表側に積層された外層とを備えており、
   上記内層がポリマー組成物からなり、このポリマー組成物の基材ポリマーの主成分が熱可塑性樹脂であり、
   上記外層がポリマー組成物からなり、このポリマー組成物の基材ポリマーの主成分が熱可塑性エラストマーであり、
   上記被巻回物のうち上記外層と当接している層が含有する薬剤がこの外層に実質的に移行しないような材質から、この外層が形成されている巻物。
5. 巻芯と、この巻芯に巻き回された被巻回物とを備えており、
   上記巻芯が、筒状の内層とこの内層の表側に積層された外層とを備えており、
   上記内層がポリマー組成物からなり、このポリマー組成物の基材ポリマーの主成分が熱可塑性樹脂であり、
   上記外層がポリマー組成物からなり、このポリマー組成物の基材ポリマーの主成分が熱可塑性エラストマーであり、
   上記被巻回物のうち上記外層と当接している層にこの外層から薬剤が実質的に移行しない材質から、この外層が形成されている巻物。

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