JP2015059173A - 凸部が設けられたシート - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、優れた離型性および耐久性を有するローラを実現するための、凸部が設けられたシートを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るシートは、シリコーン樹脂製の複数の凸部が片面に設けられており、凸部の各々の高さおよび底面の直径は、１．００ｍｍ≰底面の直径≰３．００ｍｍ、および０．０５０≰高さ／底面の直径≰０．３５０という関係を満たす。【選択図】図１

Description

本発明は、凸部が設けられたシートに関する。

引用文献１には、複数のローラを用いて、ウェブとしての不織布を搬送および処理することでおむつを製造する方法が開示されている。このように、ローラを用いてウェブを搬送する技術は、製紙やフィルムといった種々の製品を製造する上で重要な技術となっている。

引用文献２にも、この技術を用いておむつを製造する方法が開示されているが、この方法では、ウェブに対してホットメルト樹脂を塗布する工程が含まれている（段落００７８および図７）。このように、ホットメルト樹脂が塗布されたウェブをローラによって搬送する場合、ホットメルト樹脂がローラの表面に付着し、ウェブとの間でホットメルト樹脂を取り合う結果、糸状に凝固したホットメルト樹脂（ケバ、糸ひき）が発生してウェブに巻きついたりする問題がある。

そのような問題を回避するためにローラの表面にエンボス加工等を行う場合であっても、それによって形成された表面形状は、ローラの使用に伴って摩耗し、ローラの交換を余儀なくされる。

特開２０１２−２１４９２１号公報 特開２０１２−０７５５６６号公報

本発明は、優れた離型性および耐久性を有するローラを実現するための、凸部が設けられたシートを提供することを目的とする。

本発明に係るシートは、シリコーン樹脂製の複数の凸部が片面に設けられており、凸部の各々の高さおよび底面の直径は、１．００ｍｍ≦底面の直径≦３．００ｍｍ、および０．０５０≦高さ／底面の直径≦０．３５０という関係を満たす。

図１は、実施形態に係るシートを模式的に示す断面図である。 図２は、実施形態に係るシートにおける凸部の配列の例を示す図である。 図３は、実施形態に係るシートにおける凸部の配列の別の例を示す図である。 図４は、実施形態に係るシートにおける凸部の形状を模式的に示す図である。 図５は、実施形態に係るシートにおける凸部の形状の例を示す図である。 図６は、実施形態に係るシートにおける凸部の形状の別の例を示す図である。 図７は、実施形態に係るシートにおける凸部が摩耗した状態における形状の例を示す図である。

実施形態の１つは、シートである。

図１は、実施形態に係るシートを模式的に示す断面図である。図１に示されるように、実施形態に係るシート１は、シリコーン層２、中間層３および基材４が積層された構造を有している。シリコーン層２の２つの面のうち、中間層３と接していない面には複数の凸部２´が設けられている。

図１は、実施形態に係るシートの一例を示しているに過ぎず、複数の凸部２´が設けられているという構成以外については、図１に示されるものとは異なっていてもよい。例えば、中間層３または基材４が省略されてもよい。あるいは、中間層３または基材４の表面に凸部２´が設けられ、シリコーン層２が省略されてもよい。

シリコーン層２および凸部２´は、シリコーン樹脂から成る。シリコーン層２の厚さは、凸部２´を支持するのに十分な強度が達成できるように設定され、例えば２００から３１０μｍである。シリコーン層２および凸部２´は、凸部２´の摩耗を目視にて確認し易くするために、着色してもよく、例えば白色に着色される。

中間層３は、シリコーン層２と基材４とを接着する材料から成る。中間層３は、例えばシリコーン樹脂から成る。中間層３の厚さは、接着を達成するのに十分な厚さであればよく、例えば５０から１５０μｍである。中間層３は、凸部２´の摩耗を目視にて確認し易くするために、着色してもよく、例えば白色に着色される。

基材４は、シリコーン層２および中間層３を支持するために適切な強度を有した材料から成る。基材４は、例えばフィルムである。このフィルムの具体例は、ウレタン系エラストマー（ＴＰＵ）フィルムおよびポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）フィルムである。あるいは、基材４は、織布または不織布であってよい。織布の例は、ガラスクロスである。フィルムは、織布および不織布と異なり、製造段階においてケバ（糸ほつれ）が生じないため、ケバが製品に混入するといった問題が発生しないため、基材４としてフィルムを選択することが好ましい。基材４の厚さは、適切な強度を達成するために十分な厚さであればよく、例えば５０から１５０μｍである。

凸部２´は、シリコーン層２の一方の面において、ランダムに配列していてよく、または規則的に配列していてよい。凸部２´の配列は、ウェブに塗布されたホットメルト樹脂の離型性等の観点から適宜選択される。また、凸部２´とホットメルト樹脂との接点の数に着目して調整することで、個々の凸部２´にかかる負担を分散させ、凸部２´の欠落、欠損および摩耗等を低減させることもできる。

図２に、凸部２´を規則的に配列する場合の例を示す。図２は、シリコーン層２において凸部２´が設けられた面に対して垂直な位置からシリコーン層２を見た様子である。図２（ａ）では、１つの凸部２´に対して隣接する凸部２´は４つであるのに対し、図２（ｂ）では、１つの凸部２´に対して隣接する凸部２´は６つである。すなわち、図２（ｂ）の配列の方が、凸部２´はより密に存在している。隣接する凸部２´同士の距離は、接していてもよく、または離れていてもよい。

図３には、実施形態に係るシートにおける凸部の配列の別の例が示される。図３（ａ）は、シリコーン層２において凸部２´が設けられた面に対して垂直な位置からシリコーン層２を見た様子である。図３（ｂ）は、図３（ａ）中のＡ−Ａ部分の断面図である。図３（ａ）に示される配列では、１つの凸部２´とそれに隣接する６つの凸部２´とから成る凸部２´の集まりが単位となり、その単位がさらに配列している様子がわかる。

凸部２´の形状は、様々なものを選択することができ、例えば、錐体型、円柱型、角柱型、半円型とすることができる。錐体型の例は、多角錐および円錐である。半円型の例として、半楕円体型である。錐体型は、頭頂部が鋭角であるため欠損および摩耗し易いものの、ホットメルト樹脂との接触面積が少ないため離型性が良好となる。円柱型および角柱型は、シートの表面に対して平行な方向にせん断力を受けた場合に底部からの欠落を生じやすいものの、摩耗が生じてもホットメルト樹脂との接触面の形状は一定に維持される。半円型は、錐体型と、円柱型および角柱型との中間的な性質を示し、ホットメルト樹脂に対する良好な離型性、欠損、欠落および摩耗に対して良好な耐性を示す。好ましくは、凸部２´の形状は半円型であり、特に好ましくは半楕円体型である。

図４には、半楕円体型の凸部２´の形状が模式的に示されている。凸部２´の底面の直径φおよび高さｈは、ホットメルト樹脂との接触面積の観点や、耐久性等の観点から適宜設定することができる。底面の直径φは、小さすぎると凸部２´全体が小さくなり耐久性が落ち、大きすぎるとホットメルト樹脂との接触面積が大きくなる。また、高さｈと底面の直径φとの比（高さｈ／底面の直径φ）は、凸部２´の尖り具合の目安となり、この比が大きすぎると（すなわち尖りすぎると）耐久性が落ち、この比が小さすぎると（すなわち尖りの程度が小さくなりすぎると）接触面積が大きくなる。したがって、凸部２´の底面の直径φおよび高さｈは、適切な範囲で設定することが好ましい。

好ましくは、凸部２´の底面の直径φおよび高さｈは、
１．００ｍｍ≦底面の直径φ≦３．００ｍｍ、および
０．０５０≦高さｈ／底面の直径φ≦０．３５０
という関係を満たす。

より好ましくは、凸部２´の底面の直径φおよび高さｈは、
１．００ｍｍ≦底面の直径φ≦２．００ｍｍ、および
０．０８０≦高さｈ／底面の直径φ≦０．２５０
という関係を満たす。

さらに好ましくは、凸部２´の底面の直径φおよび高さｈは、
１．３０ｍｍ≦底面の直径φ≦１．７０ｍｍ、および
０．１８０≦高さｈ／底面の直径φ≦０．２２０
という関係を満たす。

実施形態に係るシート１は、裏面に、すなわち基材４の中間層３と接していない面に粘着層を更に有していてもよい。粘着層は、シート１をローラ等に貼り付けることを可能にするような粘着性を有した材料から成る。また、この材料は、使用済みのシート１をローラ等から容易に剥がすことが可能となるようなものであることが好ましい。好ましい粘着層の材料は、シリコーン系粘着剤である。粘着層は着色してもよい。この場合、シリコーン層２とは対照的な色に着色することで、凸部２´が摩耗の程度が、粘着層の色の透過の程度によって測ることができるため好ましい。例えば、粘着層は黒色に着色される。

実施形態に係るシートは、ウェブの運搬のために一般的に使用されるローラの外周面に貼り付けることができる。このとき、シートは、凸部が存在する面を表面とした場合に、裏面とローラの外周面とが接触するように貼り付けられる。シートが張り付けられたローラは、例えば、ホットメルト樹脂がコーティングされたウェブの搬送のために使用することができる。シートの凸部が摩耗した場合等には、必要に応じてシートを張り替えることができる。

本願発明の別の実施形態は、上述のようなシートが張り付けられたローラである。ローラは、ウェブの運搬のために一般的に使用されるものであってよい。シートは、ローラの外周面に貼り付けられる。シートは、凸部が存在する面を表面とした場合に、裏面とローラの外周面とが接触するように貼り付けられている。シートのローラへの固定は、上述したような粘着層を利用して行うことができる。

実施形態に係るローラは、例えば、ホットメルト樹脂がコーティングされたウェブの搬送のために使用することができる。シートの凸部が摩耗した場合等には、必要に応じてシートを張り替えることができる。

実施形態に係るシート、および実施形態に係るローラによれば、優れた離型性および耐久性を有するローラを実現することが可能となる。すなわち、ホットメルト樹脂が塗布されたウェブを搬送する場合であっても、複数の凸部によってローラとウェブとの滑りが防止され、的確に搬送することが可能となる。また、複数の凸部の存在により、ホットメルト樹脂がロール表面に張り付いたり、ケバ（糸ひき）が発生したりすることを防止できる。さらに、凸部が特定の形状となっていることにより、欠損、欠落および摩擦に強く、また摩擦により凸部の一部がある程度欠損したとしても、当初の機能を一定の割合で維持できる。

ウェブ搬送用のローラへの使用という観点から、実施形態に係るシートの条件を検討した。

１．凸部の形状の選択
円錐型、円柱型または半楕円体型の形状の凸部が設けられた３種のシートを製造し、離型性および耐久性を検討した。

３種の凸部はいずれも、底面の直径を１ｍｍとし、高さを０．２ｍｍとした。凸部の配列は、図２（ａ）に示されるようなものとし、隣接する凸部の間の距離は０．２５ｍｍとし、２５ｍｍ^２内に４００個（２０×２０個）の凸部を設けたシートを製造した。

それぞれの凸部形状に対応した型を作り、そこへシリコーン樹脂を塗工した後、型から硬化したシリコーン樹脂をはがすことでシートを得た。

得られた３種のシートについて、テーバー摩耗試験を実施し、耐久性を評価した。テーバー摩耗試験の条件としては、以下の通りとした。
摩耗輪 ：Ｈ−２２
回転速度：６０ｒｐｍ
荷重 ：５００ｇ
吸引高さ：３．０ｍｍ
総回転数：１，０００回転
評価方法：凸部の形状観察

また、得られた３種のシートについて、ホットメルト樹脂を塗布したウェブを貼り付け、再度剥がすという処理を行い、離型性を評価した。

耐久性および離型性の評価結果を以下の表１にまとめる。

表１に示されるように、半楕円体型の凸部を有するシートは、頭頂部の欠損および底面部からの欠落が生じにくく、最も良好であることがわかった。

２．凸部の配列の選択
凸部の配列について評価した。

凸部を図２（ａ）に示される配列のように設けたシート、および凸部を図２（ｂ）に示される配列のように設けたシートを製造した。凸部の形状は半楕円体型とした。それぞれの凸部の数は２５ｍｍ^２内に１２０個および１００個とした。また、いずれのシートにおいても、凸部の底面直径は２．４２ｍｍとし、凸部の高さは０．２ｍｍとした。

製造した２種のシートについて、テーバー摩耗試験を行った。試験の条件としては、以下の通りとした。
摩耗輪 ：Ｈ−２２
回転速度：６０ｒｐｍ
荷重 ：５００ｇ
吸引高さ：３．０ｍｍ
総回転数：１，０００回転
評価方法：凸部の形状観察

その結果、図２（ａ）に示される配列のシートの方が、図２（ｂ）に示される配列のシートに比べて、凸部の摩耗が進行していた。図２（ｂ）の配列では凸部の密度がより高いため、荷重が分散し摩耗しにくかったためだと考えられる。

３．凸部の寸法の選択
寸法が異なる凸部を有したシートを複数製造し、それぞれを評価した。

最初に、図５に示されるような、寸法が異なる７種の凸部をそれぞれ有するシートを製造した。図５に示される７種の凸部では、高さはいずれも０．２ｍｍである。一方、凸部の底面の直径については、図５（ａ）では２．４２ｍｍであり、図５（ｂ）では１．９２ｍｍであり、図５（ｃ）では１．５０ｍｍであり、図５（ｄ）では１．３２ｍｍであり、図５（ｅ）では１．００ｍｍであり、図５（ｆ）では０．５４ｍｍであり、図５（ｇ）では０．４０ｍｍである。なお、凸部の密度については、２５ｍｍ^２内に、図５（ａ）では１００個、図５（ｂ）では１６９個、図５（ｃ）では２５６個、図５（ｄ）では３６１個、図５（ｅ）では６２５個、図５（ｆ）では２１１６個、図５（ｇ）では３８４４個となった。

これらの７種のシートについて、ホットメルト樹脂に対する離型性および耐久性を評価した。

図５（ａ）の凸部を有するシートでは、ウェブの巻きつきが発生し、その他のシートと比較して離型性に劣る結果となった。これは、底面の直径が大きいことに起因して、凸部の先端部分の大きさも大きくなり、その結果、ホットメルト樹脂との接触面積が大きくなったためであると考えられる。一方、耐久性に関しては、良好であった。

図５（ｂ）の凸部を有するシートでは、ホットメルト樹脂との離型性は良好であったが、耐久性は目標の８０％程度であった。

図５（ｃ）の凸部を有するシートでは、ホットメルト樹脂との離型性は良好であったが、耐久性は目標の８０％程度であった。

図５（ｄ）の凸部を有するシートでは、ホットメルト樹脂との離型性は良好であったが、耐久性は目標の８０％程度であった。

図５（ｅ）の凸部を有するシートでは、ホットメルト樹脂との離型性は良好であったが、耐久性は目標の８０％程度であった。

図５（ｆ）の凸部を有するシートでは、ホットメルト樹脂との離型性は図５（ｂ）から図５（ｅ）に比べて若干劣り、耐久性は目標の５０％程度であった。

図５（ｇ）の凸部を有するシートでは、耐久性が他のシートに比べて劣る結果となった。さらに、ホットメルト樹脂との離型性は、初期にはその他のシートと比較して若干劣る程度であったが、凸部の欠損が生じると、離型性は悪化した。図５（ｇ）のように、高さ／直径の比が大きく、いわゆる「尖りすぎる」凸部では、一般的に生じる摩耗に加えて、凸部の一部が突然欠落し、その部分から急激な摩耗が生じる異常摩耗という現象が起こるようであった。

以上の結果を、以下の表２にまとめる。表中には、高さと底面の直径との比（高さ／直径）も記載する。これは、尖り具合の指標となる。

次に、図５（ｃ）の凸部を基準として、高さを変化させたものについて検討した。すなわち、図６に示される３種の凸部をそれぞれ有するシートを製造した。いずれの底面の直径も、図５（ｃ）と同様に、１．５０ｍｍとした。図６（ａ）の凸部の高さは０．１ｍｍとし、図６（ｂ）の凸部の高さは０．２ｍｍとし、図６（ｃ）の凸部の高さは０．３ｍｍとした。凸部の密度はいずれも、２５ｍｍ^２内に２５０個となった。なお、図６（ｂ）の凸部の形状は、図５（ｃ）と同一である。

これらの３種のシートについて、ホットメルト樹脂に対する離型性および耐久性を評価した。

図６（ａ）から（ｃ）のいずれについても、良好な離型性であった。一方、耐久性については、図６（ａ）の凸部では目標の５０％となり、図６（ｂ）の凸部では目標の８０％となり、図６（ｃ）の凸部では目標の１００％となった。

表３に示される通り、耐久性の観点では、図６（ｃ）の凸部の形状が優れていることがわかった。

４．耐用期間の評価
図６（ｃ）の凸部を有するシートについて、耐用期間を評価した。

シートの耐用期間の指標として、凸部とホットメルト樹脂との離型状態を判断した。一般に、凸部が摩耗すると離型性が悪化し、ホットメルト樹脂との間で糸ひき現象が生じる。この現象が発生すると、シートに対して、ホットメルト樹脂が塗布されたウェブが巻きつき、ライントラブルの原因となる。

図６（ｃ）の凸部を有するシートをロールに貼り付け、ホットメルト樹脂が塗布されたウェブの運搬に使用した。そして、巻きつきが発生したときの凸部の高さを測定した。その高さは、図７（ｂ）に示されるように０．０５３ｍｍであった。当初の高さは、図７（ａ）に示されるように０．３ｍｍであったため、当初の高さを基準とすると約１７．７％が残った状態であり、約８２．３％程度摩耗したことになる。

以下の表４は、凸部の摩耗の程度と、摩耗した凸部とホットメルト樹脂とが接触する面積との関係を示したものである。「摩耗率」は、使用前の摩耗が生じていない状態からの凸部の高さの低下量を、使用前の高さを基準としてパーセンテージで表したものである。「凸部２５０個当たりの総接触面積」とは、摩耗した形状から理論的に予想される先端部分の断面積を算出し、２５０倍したものである。

試験結果および表４から、シートの耐用期間は総接触面積が４８２．４３ｍｍ^２となるまでと考えられる。

５．基材との複合化
上述のように製造した凸部を有するシートを、図１のように、基材４と貼り合わせて複合化した。シリコーン層２と基材４との貼り合わせには中間層３として、シリコーン樹脂を使用した。なお、このシリコーン樹脂は、凸部の摩耗が目視にて確認し易くなるように着色を行った。

基材４としては、ウレタン系エラストマーフィルムを使用した。

このように製造したシートは、織布や不織布を使用していないため、ケバ（糸ほつれ）が発生せず、製品にケバが混入することが無かった。

６．シートの粘着テープ化
上述のように基材４と貼り合わせたシートに対し、さらに粘着層としてシリコーン系粘着剤を塗布した。シリコーン系粘着剤は再粘着性に優れ、一度ロールに貼り付けた後も貼り直しが容易に行えるため、作業性が向上する。また、使用済みのシートを剥がす際にも、ロール表面に粘着剤が残らず清掃する必要がない。

異なる会社から入手した３種の粘着剤をそれぞれ使用して、実施形態に係るシートを製造した。凸部の形状は図６（ｃ）の形状とした。また、同じ３種の粘着剤をそれぞれ使用して、従来のシートを製造した。これら、６種のシートをそれぞれロールに貼り付け、不織布にホットメルト樹脂を塗布したものを運搬した際の耐久性、糊残り、ケバの発生および離型性を評価した。その結果、以下の表５の通りとなった。

耐久性については、シートの種類および粘着剤の種類にかかわらず、ほぼ同等の性能であった。

糊残りについては、実施形態に係るシートについては、どの粘着剤を使用した場合であっても、糊残りの発生が無く、ロールからシートを剥がした後もロールの清掃を行う必要がなく、良好な結果が得られた。

ケバについては、基材としてクロスが使用されている従来品と異なり、実施形態に係るシートについては、ケバが発生し、製品に混入することもなかった。

離型性は、従来のシートと比較して、実施形態に係るシートの方が良好であった。

１…シート、２…シリコーン層、２´…凸部、３…中間層、４…基材。

Claims (4)

1. シリコーン樹脂製の複数の凸部が片面に設けられたシートであって、前記凸部の各々の高さおよび底面の直径は、
   １．００ｍｍ≦底面の直径≦３．００ｍｍ、および
   ０．０５０≦高さ／底面の直径≦０．３５０
   という関係を満たすシート。
2. 前記凸部の各々の高さおよび底面の直径は、
   １．００ｍｍ≦底面の直径≦２．００ｍｍ、および
   ０．０８０≦高さ／底面の直径≦０．２５０
   という関係を満たす請求項１に記載のシート。
3. 前記凸部の各々の高さおよび底面の直径は、
   １．３０ｍｍ≦底面の直径≦１．７０ｍｍ、および
   ０．１８０≦高さ／底面の直径≦０．２２０
   という関係を満たす請求項１に記載のシート。
4. 前記凸部が外側に位置するように、請求項１から３の何れか１項に記載のシートが外周面に貼り付けられているローラ。

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