JP2015071570A - 含水ゲルシート材の製造方法 - Google Patents
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支持体シート1及び基材シート3の少なくともいずれか1方は柔軟な変形し易い素材からなる。本実施形態では、基材シート3が柔軟な変形し易い素材である不織布からなり、支持体シート1が硬質のフィルムからなる。身体へ貼付して使用することを考慮して、硬質のフィルムからなる支持体シート1が離型シートをなす。すなわち、含水ゲルシート材10から剥離シートとしての支持体シート1を剥がし、含水ゲル層2の肌当接面2Aを肌に貼着して使用される。なお、含水ゲルシート材10の層構造は3層に限定されるものではなく、2層であってもよく、4層以上であってもよい。例えば、基材シート3は、1層でもよく、2層ないしそれ以上であってもよい。また含水ゲルシート材10として、前記3層構造にさらに別の部材が配される構造であってもよい。
以下の含水ゲルシート材の製造方法の好ましい実施形態では、フィルムからなる支持体シート1、含水ゲル層2、及び不織布からなる基材シート3の3層構造の含水ゲルシート材10の製造方法として説明する。
なお、成形領域Pの平面形状は、型抜きされる含水ゲルシート材10に収まる形状である。本実施形態においては、含水ゲルシート材10及び成形されるゲル層2の平面形状は長方形であるが、これに限定されることなく、物品の用途等により任意の所定形状とすることができる。
本工程30での含水ゲル組成物200について、気温20℃、湿度50%で、ヘリカル粘度計(TOKI SANGYO.CO.LTD製)のスピンドル No.T−F、T−D、T−Eを用い、回転速度0.5−5r/min、3分間の条件で測定することができる。
用いるゲル組成物中のゲル基材となる高分子成分としては、例えば、カルボキシル基、硫酸基又はリン酸基を有する高分子が挙げられる。具体的には、カルボキシビニルポリマー、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース等のアニオン性セルロース誘導体、カラギーナン、アルギン酸及びその塩類、アニオン性の澱粉誘導体等が挙げられる。なかでも、高い保水量と、十分なゲル強度及び皮膚の凹凸やその動きに追従可能な柔軟性とを兼ね備える観点、並びにより高い水分量を保持し得る観点から、ポリ(メタ)アクリル酸類、アニオン性セルロース誘導体、カラギーナンが好ましく、カルボキシメチルセルロースがより好ましい。
保湿剤としては、グリセリン、プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、ソルビトール等の多価アルコール類;アミノ酸、ピロリドンカルボン酸ナトリウム等のNMF成分;ヒアルロン酸、コラーゲン、ムコ多糖類、コンドロイチン硫酸等の水溶性高分子を例示することができる。
非ステロイド系抗炎症剤としては、サリチル酸及びその塩類、アスピリン等のサリチル酸誘導体、アセトアミノフェンインドメタシン、イブプロフェン、ケトプロフェンなどが挙げられる。
ステロイド系抗炎症剤としては、アムシノイド、吉草酸プレドニゾロン、吉草酸ジフルコルトロン、酢酸ベータメゾン、ヒドロコルチゾン、フルオシノニド、プロピオン酸クロベタゾール、酢酸ヒドロコルチゾンなどが挙げられる。
上記以外にも、ジフェンヒドラミン、リドカイン、ビタミンE、グリチルレチン酸又はこれらの誘導体などが挙げられ、これらは1種単独で又は2種類以上を適宜組み合わせて使用することができる。
あるいは、これを質量の変化とした場合でも、積層体10Aの含水ゲル層となる領域における含水ゲル層前駆体201の単位面積当たりの質量(坪量)(W1)は、最終製品としての含水ゲルシート材10における含水ゲル層2の単位面積当たりの質量(坪量)(W)に対して上記の範囲であることが好ましい。
より具体的には凸部53は、型押しロール52のロール軸方向(横方向)に延在する2種類の横凸部53A及び53Bを複数有する。横凸部53Aは前述の間隔H1に一致する幅を有し、横凸部53Bはこれより狭い間隔H2に一致する幅を有する。さらに、型押しロール52の周方向(縦方向)に延在する縦凸部53Cを複数有する。縦凸部53Cは、間隔H3に一致する幅を有する。この縦凸部53Cが横凸部53A及び53Bと直角に交差して、正方格子パターンの凸部53をなしている。また、凸部53の断面形状は、上底が下底よりも短い台形をなしている。横凸部53A及び縦凸部53Cは、図6(B)に示されるように、互いの上底(積層体10Bとの接触部分)が同じ幅の台形とされ、横断面53Bは、これより上底が幅狭で、図6(C)に示されるような台形とされている。これらの凸部53は、断面が台形に限定されるものでなく、切り落とし可能領域Sを均等に押して含水ゲル組成物200を成形領域P内へ確実に移動させる形状を任意に採用できる。その中でも、断面が台形であることで、ある一定以上の厚みがある含水ゲル組成物の場合、徐々に含水ゲル組成物を成形領域P内へ移動させることができるため好ましい。
また、成形領域Pに挟まれた切り落とし可能領域Sの幅(間隔H1〜H3)、すなわち型押しロール52の凸部53の上底の幅は、十分な量の含水ゲル組成物200を移動させる観点から、2mm以上が好ましく、3mm以上がより好ましく、5mm以上がさらに好ましい。その上限は、含水ゲル組成物を残さずゲル層厚みを実質なくす観点から、15mm以下が好ましく、10mm以下がより好ましく、8mm以下がさらに好ましい。一方、切り落とし可能領域Sに対して成形領域Pが片側しかない部分の幅(離間H4)、すなわち凸部53Dの上底部の幅は、上記上限及び下限の半分の値とする範囲が好ましい範囲となる。
この平準化はゲル層2の自然流動による場合でもよいが、均し工程として、当該型押し工程50において、型押しロール52の凸部53以外の平坦面で押圧する工程を有してもよく、また、後の型抜き工程60で用いるカッターロール62の平坦面で押圧する工程を有してもよい。あるいは搬送時の振動による工程であってもよい。前記型押しロール52及びカッターロール62で均す場合、凸部53の高さや後述の型抜き工程60でのカッター刃63の高さを適宜調整し設定しておく必要がある。その設定としては、型押しロール52の場合、凸部53の高さは、型押しにより切り落とし可能領域Sから成形領域Pへ移動してくる含水ゲル組成物の割合に依存する。例えば、1つの成形領域Pに対して20%の面積の切り落とし可能領域Sから含水ゲル組成物が移動するように型押しする場合、凸部53の高さは、形成された含水ゲル層前駆体の厚みより20%アップの高さに設定することが好ましい。また、型抜き工程60でのカッター刃63の高さは、確実に打ち抜くことができるように、含水ゲル層前駆体の厚みの2倍以上、3倍以下であることが好ましい。
あるいは、これらの工程の後に、別工程として均し工程80があってもよい。厚みの均整化を確実にし、最終製品の品質を保持する観点から、別工程として均し工程80を設けることが好ましい。この均し工程80については後述する。
型抜き工程60においては、前述ののりしろ部11の幅H11の位置に限らず、この切り落とし可能領域S内の任意の場所に切り込みをいれることが可能である。前段の型押し工程50で、切り落とし可能領域S全体から含水ゲル組成物200が押し出されて実質なくなっているため、切り落とし可能領域Sのいずれの位置で切り込みを入れても、含水ゲル組成物200がはみ出して機械汚染を生じることがない。これに対し、従来では、例えば、特許文献1記載の発明の加工方法では、型抜きする位置に一致してゲルを型押ししていたため、少しのブレでもゲルのはみ出しが起こり得た。本発明の製造方法では、このようなゲルのはみ出し及び機械汚染の問題をも解決する。
幅H11の大きさにもよるが、型抜きされた含水ゲルシート材10は、その縁部において、基材シート3と支持体シート1とが接合された状態となっていてもよい。
この場合、平坦ロール55の円周の曲面で、積層体10Bから積層体10Cとして型押し部分(切り落とし可能領域S)を拡張したまま連続的に型抜き加工を行う。この加工方法であれば、コンベア等で積層体10Bを水平にした状態で両工程を別々に行う場合に比べて、型押し部分(切り落とし可能領域S)が拡張し型抜きし易い。また拡張したままの連続加工であるので、含水ゲル組成物200が戻り難く含水ゲル層2の形状保持性、機械汚染防止性が高まり好ましい。
一方、型抜きされた複数の含水ゲルシート材10は、その後の製品形成工程へと搬送される。ここで、含水ゲルシート材10は、前述のとおり、最終製品の品質を保持する観点から、均し工程80を経ることが好ましい。この均し工程80においては、2つの平坦ロール81及び82の間に含水ゲルシート材10を通過させ圧をかけていく。これにより、型押し工程50及び型抜き工程60の各ロール圧では均しきれなかった含水ゲル組成物200の偏在(外周部分28)を均一にする(図11参照)。
次いで、型押し2(第2段階)において、第1前駆体21A及び21Bのそれぞれの領域内に、最終製品として所望の大きさよりもやや大きめの三日月状の含水ゲル層(第2前駆体22A〜D)を成形する。具体的には、第2前駆体22A〜D内のそれぞれの外周の切り落とし可能領域S2に対応する凸部53Bを有する型押しロール52B(図13(B)参照)を用い、含水ゲル組成物200を第2前駆体22A〜Dとなる部分にさらに移動させる。すなわち、第1前駆体21A及び21Bと第2前駆体22A〜Dとの外径差を利用して的確に含水ゲル組成物200を第2前駆体22A〜Dとなる部分に移動させる。
次いで、型押し3(第3段階)において、第2前駆体22A〜D内のそれぞれの外周をさらに型押しして、最終製品として所望の大きさ、形状及び坪量(W)の含水ゲル層2A〜Dを成形する。具体的には、含水ゲル層2A〜D内のそれぞれの外周の切り落とし可能領域S3に対応する凸部53Cを有する型押しロール52C(図13(C)参照)を用い、含水ゲル組成物200を含水ゲル層2A〜Dとなる部分にさらに移動させる。すなわち、第2前駆体22A〜Dと最終製品としての含水ゲル層2A〜Dとの外径差を利用して的確に含水ゲル組成物200を含水ゲル層2A〜Dとなる部分に移動させる。
含水ゲル組成物を前記支持体シートの長手方向に沿って連続的に塗布して前記含水ゲル層前駆体を形成する塗布工程と、
前記積層体の平面領域において、前記含水ゲル層となる領域以外の領域を型押し、互いに離間し隣接する含水ゲル層となる領域に該領域の間に存在する前記含水ゲル組成物を押し込み、前記含水ゲル層を成形する型押し工程と、
前記型押しされた各領域で前記積層体をカットして前記含水ゲルシート材を型抜きする型抜き工程と、を有する含水ゲルシート材の製造方法。
前記型押し工程において、前記含水ゲル層前駆体を型押しすることで前記含水ゲル組成物を前記含水ゲル層となる領域内へ移動させ、最終製品に必要な含水ゲル層の厚み又は単位面積当たりの質量を得る前記<1>に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<3>前記型押し工程もしくは前記型抜き工程の工程中または後工程において、前記含水ゲル層又は前記含水ゲル層前駆体の厚みを平準化する均し工程を有する前記<1>又は<2>に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<4>前記型押し工程が、複数の工程に分割され、前記含水ゲル組成物を徐々に移動させていく工程を有する前記<1>〜<3>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<5>前記塗布工程において形成された前記含水ゲル層前駆体上に長尺帯状の基材シートを積層する工程を有し、前記型押し工程及び前記型抜き工程は、前記支持体シート又は前記基材シートのうち変形しやすい材料側から型押し及び型抜きを行う前記<1>〜<4>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<7>前記塗布工程において、塗布する含水ゲル組成物の粘度は100Pa・s以上が好ましく、200Pa・s以上がより好ましく、300Pa・s以上がさらに好ましい、前記<1>〜<6>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<8>前記塗布工程において形成される含水ゲル層前駆体の厚み(T1)もしくは単位面積当たりの質量(W1)が、最終製品としての含水ゲルシート材における含水ゲル層の厚み(T)もしくは単位面積当たりの質量に対して、50%以上が好ましく、55%以上がより好ましく、60%以上がさらに好ましく、その上限は、90%以下が好ましく、85%以下がより好ましく、80%以下がさらに好ましい、前記<1>〜<7>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<9>前記支持体シートがフィルムからなる前記<1>〜<8>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<10>前記フィルムがポリエチレンテレフタレートからなる前記<9>に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<11>前記基材シートが不織布からなる前記<1>〜<10>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<12>前記型押し工程において、含水ゲル層となる領域以外の領域に一致するパターンの凸部を有する型押しロールで型押しする前記<1>〜<11>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<13>前記型押しロールの凸部の断面は、上底が下底よりも短い台形である前記<1>〜<12>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<14>前記型押しロールの凸部の上底の幅は、2mm以上が好ましく、3mm以上がより好ましく、5mm以上がさらに好ましく、その上限は、15mm以下が好ましく、10mm以下がより好ましく、8mm以下がさらに好ましい、前記<13>に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<15>互いに離間し隣接する含水ゲル層となる領域の間の幅が、2mm以上が好ましく、3mm以上がより好ましく、5mm以上がさらに好ましく、その上限は、15mm以下が好ましく、10mm以下がより好ましく、8mm以下がさらに好ましい、前記<1>〜<14>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<16>前記型抜き工程において、含水ゲル層となる領域の外周縁からのりしろ部の幅H11の長さだけ離間した位置に切り込みを入れ、前記積層体をカットする前記<1>〜<15>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<17>前記カットによって、前記含水ゲル層よりも大きい(M2>M1)含水ゲルシート材10が形成される前記<16>に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<18>前記幅H11は、0.5mm以上が好ましく、1.0mm以上がより好ましく、その上限は、5.0mm以下が好ましく、3.0mm以下がより好ましい、前記<16>又は<17>に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<19>前記型抜き工程は、前記積層体を平坦ロールとカッターロールとの間に搬送して行われる前記<1>〜<18>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<20>前記カッターロールはカッター刃を有し、該カッター刃の高さは、前記含水ゲル層前駆体の厚みの2倍以上であり、3倍以下である前記<19>に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<21>前記型押し工程の型押しロールによる型押し加工、前記型抜き工程のカッターロールによる型抜き加工を、全て同一の平坦ロールの円周面上で行う前記<19>又は<20>に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<22>前記型抜き工程後に均し工程を有し、該均し工程においては、2つの平坦ロールの間に前記含水ゲルシート材を通過させ圧をかける前記<1>〜<21>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<23>前記含水ゲル組成物は、カルボキシル基、硫酸基又はリン酸基を有する高分子をゲル基材として含有する前記<1>〜<22>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<24>前記高分子はカルボキシメチルセルロースからなる前記<23>に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<25>前記含水ゲル組成物は、架橋剤を含有する前記<1>〜<24>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<26>前記含水ゲル組成物は、保湿剤を含有する前記<1>〜<25>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<27>前記所定形状が、曲線のみからなる形状である前記<1>〜<26>のいずれか1に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
<28>前記所定形状が、三日月状である前記<27>記載の含水ゲルシート材の製造方法。
実施例1では、図2に示される含水ゲルシート材の製造方法を実施した。具体的には、ゲル成分の配合・混錬工程30において、カルボキシメチルセルロール、水酸化アルミニウム、水を配合して混錬し、含水量85%、粘度400Ps・sの含水ゲル組成物200を得た。次いで、塗布工程40において、ポリエチレンテレフタレートフィルムからなる支持体シート連続体100の一面側に前記含水ゲル組成物200を連続的に塗工して含水ゲル層前駆体201を形成した。さらに不織布からなる基材シート連続体300を積層して、積層体10Bの連続体を得た。
このときの含水ゲル層前駆体201の厚み(T1)は、0.9mmで、坪量(W1)は720g/m2であった。
得られた含水ゲル層2の大きさM1は、横幅55mm×縦幅41mmであった。
また、得られた含水ゲル層2の坪量(W)は1000g/m2となり、塗工工程40における坪量(W1)から増加し、最終製品(完成製品)として必要とされる坪量となっていた。
これにより、横幅55mm×縦幅41mm(M1)の含水ゲル層2を有し、その外周縁より2mmののりしろ部11を有する横幅59mm×縦幅45mm(M2)の含水ゲルシート材10を複数得た。
この型抜きと同時に、型抜きされた後の切り落とし部分(スクラップ部分)は、回収ロール71によって回収された。
これにより含水ゲル層2は、最終製品として必要な厚み(T)1.0mmとなっていた。
実施例2では、前述の均し工程80を有さない以外、実施例1と同様にして行った。
比較例1では、実施例1の工程のうち、塗工工程40での塗工量を最終製品の基準とし、型押し工程50として前記特許文献1に記載の製造方法の部分型押しを行い、均し工程80を実施しなかった以外は、実施例1で実施した製造方法を実施しした。これにより、実施例1と同様の含水ゲルシート材10を得た。
具体的には、比較例1の塗工工程40では、最終製品として必要な層厚み(T)1.0mm、坪量(W)1000g/m2の含水ゲル層2の連続体を形成した。そのため、実施例1における型押し工程50での含水ゲル層2の成形は実施しなかった。すなわち、含水ゲル層2に必要な量の含水ゲル組成物200を移動させるための型押しではなく、型抜き後の外端縁からのゲルはみ出しや刃の汚れ防止のための必要最小限の範囲での部分型押しを行った。
この部分型押しでは、積層体10Bに対し、カッターロール62のカッター刃63が当たる線上の両側1.5mmずつの幅(合計3mm幅)の領域を型押しした。すなわち、切り落としとなる切り落とし可能領域Sのうち、横幅56mm×縦幅42mm(M1)の含水ゲル層2の外周縁に沿って3mm幅のみを型押しした。したがって、切り落とし可能領域Sには、含水ゲル組成物200がかなりの量残っていた。なお、比較例1では、当初から最終製品に必要な層厚み(T)及び坪量(W)の含水ゲル層となっているため、製品品質の観点から上記の範囲以上の型押しができなかった。
次いで、型抜き工程60において、実施例1と同様のカッターロール62及び平坦ロール61を用いて、実施例1と同様のパターンで含水ゲルシート材10を複数型抜きした。すなわち、横幅56mm×縦幅42mm(M1)の含水ゲル層2を有し、その外周縁より1.5mmののりしろ部11を有する横幅59mm×縦幅45mm(M2)の含水ゲルシート材10を複数得た。
比較例2では、比較例1の部分型押しを行わなかった以外は、比較例1の製造方法と同様にして実施した。
表1中の「製品状態」とは、得られた含水ゲルシート材10における含水ゲル層2の厚みことである。「良好」は厚みが全て均一の状態を示す。「カッター周辺部編肉」は含水ゲル層の外周縁部分の厚みが他の部分より厚くなっている状態を示す。この評価は、定圧厚み測定器を用い測定を行った。
表1中の「刃の汚れ」は、上記の製造工程を全て実施した後において、カッターロール62のカッター刃63及び加工ライン中に含水ゲル組成物付着しているかどうかを評価した。この評価は、目視により行った。
表1中の「ゲル打ち抜き歩留まり」は、塗工された含水ゲル組成物200の最終製品における利用率を示す。その評価は、30分間運転した時に塗工工程で使用した含水ゲル量と最終製品の生産枚数とそれに使用した含水ゲル量から算出した。
実施例3では、図12に示される含水ゲルシート材の製造方法を、実施例1と同じ条件で実施した。
具体的には、塗工工程40において、含水ゲル組成物200の層厚み(T1)を0.6mm、坪量(W1)を600g/m2として塗工した。次いで、型押し工程50で、図13(A)〜(C)までの3つの型押しロールを用い、3段階の型押しを行った。その後、型抜き工程50で、得られた三日月状の含水ゲル層2の外周縁より2mmののりしろ部11を有するようにして型抜きした。その後、均し工程80等を経て、三日月状の含水ゲルシート材10を複数得た。
このようにして得られた含水ゲルシート材10における、含水ゲル層2の層厚み(T)は1.00mmとなっていた。また、得られた含水ゲル層2の坪量(W)は1000g/m2となり、塗工工程40における坪量(W1)から増加し、最終製品(完成製品)として必要とされる坪量となっていた。
実施例4では、図12に示される含水ゲルシート材の製造方法を、実施例2と同じ条件で実施した。すなわち、実施例3のうち均し工程80を実施しなかった。
比較例3では、含水ゲル層2及び含水ゲルシート材10の形状を実施例3と同じ三日月状とした以外は、比較例1と同様にして実施した。
比較例4では、含水ゲル層2及び含水ゲルシート材10の形状を実施例3と同じ三日月状とした以外は、比較例2と同様にして実施した。
2 含水ゲル層
3 基材シート
10 含水ゲルシート材
10A、10B 積層体
30 ゲル成分の配合・混錬工程
40 塗工工程
50 型押し工程
53 凸部
60 型抜き工程
63 カッター刃
80 均し工程
200 含水ゲル組成物
201 含水ゲル層前駆体
S、S1、S2、S3 切り落とし可能領域
Claims (5)
- 長尺帯状の支持体シート上に含水ゲル層前駆体を形成し、前記支持体シート及び前記含水ゲル層前駆体を有する積層体から型抜きによって所定形状の含水ゲル層を有する複数の含水ゲルシート材を形成する含水ゲルシート材の製造方法であって、
含水ゲル組成物を前記支持体シートの長手方向に沿って連続的に塗布して前記含水ゲル層前駆体を形成する塗布工程と、
前記積層体の平面領域において、前記含水ゲル層となる領域以外の領域を型押し、互いに離間し隣接する含水ゲル層となる領域に該領域の間に存在する前記含水ゲル組成物を押し込み、前記含水ゲル層を成形する型押し工程と、
前記型押しされた各領域で前記積層体をカットして前記含水ゲルシート材を型抜きする型抜き工程と、を有する含水ゲルシート材の製造方法。 - 前記塗布工程において、最終製品としての含水ゲルシート材に必要な含水ゲル層の厚み又は単位面積当たりの質量よりも少ない厚み又は単位面積当たりの質量を有する前記含水ゲル層前駆体を形成し、
前記型押し工程において、前記含水ゲル層前駆体を型押しすることで前記含水ゲル組成物を前記含水ゲル層となる領域内へ移動させ、最終製品に必要な含水ゲル層の厚み又は単位面積当たりの質量を得る請求項1記載の含水ゲルシート材の製造方法。 - 前記型押し工程もしくは前記型抜き工程の工程中または後工程において、前記含水ゲル層又は前記含水ゲル層前駆体の厚みを平準化する均し工程を有する請求項1又は2に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
- 前記型押し工程が、複数の工程に分割され、前記含水ゲル組成物を徐々に移動させていく工程を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
- 前記塗布工程において形成された前記含水ゲル層前駆体上に長尺帯状の基材シートを積層する工程を有し、前記型押し工程及び前記型抜き工程は、前記支持体シート又は前記基材シートのうち変形しやすい材料側から型押し及び型抜きを行う請求項1〜4のいずれか1項に記載の含水ゲルシート材の製造方法。
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