JP3221824U - 多孔質フィルム体及び空気透過部材 - Google Patents

Abstract

【課題】非直通孔及び高いガーレー値の両立を達成でき、何れの使い捨てカイロにも使用可能な多孔質フィルム体及び空気透過部材を提供する。【解決手段】多孔質フィルム体及び空気透過部材の多孔質フィルム体は、空気透過接触層１と隣接し空気透過部材を構成し、空気透過層２１、空気透過調整層２２を有する。空気透過層２１は多孔質構造を呈し、その空気透過度の範囲はガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で１０秒〜４９９９秒の間である。空気透過調整層２２は空気透過層２１の片側に設置され、多孔状を呈し、その開孔率は０．１％〜９５％の間であり、封鎖エリアの面密度は１マイナス開口率である。多孔質フィルム体の空気透過度が調整され、使い捨てカイロに用いれば、保温時間が延長される。【選択図】図１

Description

本考案は多孔質フィルム体及び空気透過部材に関する。特に、多孔質フィルム体が空気透過層及び空気透過調整層により構成され、空気透過調整層の封鎖エリアにより空気透過層を遮蔽し、多孔質フィルム体の空気透過度を調整する多孔質フィルム体及び該多孔質フィルム体を有する空気透過部材に関する。

従来の空気透過性布フィルムの製造方法は、以下の通りである。
１．異質のＰＥ／ＰＰで、炭酸カルシウムの有孔フィルムを形成する。
２．不織布に空気透過グルーを塗布する。
３．不織布にラミネートし、開孔する。
４．ＰＥ／ＰＰ微多孔フィルムを形成する。

空気透過性有孔フィルムの延伸製造工程に用いられる材料は、Hipore（日本、旭化成製品）、乾式微多孔フィルム（米国Celgard製品）、ＰＴＦＥフィルム（米国Gore製品）である。
不織布或いは織布繊維の配列密度は、Melt Blown不織布、湿式不織布と同等である。
空気透過グルー層の塗布方法は、湿式ＰＵの塗布による。
不織布へのラミネート及び開孔方法は、特許文献１（脱酸素剤包装構造）、特許文献２（酸素剤包装構造）に記載されている。

しかし、上記の方法には、孔径が過大である、空気透過度を簡易にオーダーメイド調整できない、全体フィルム内の空気透過度の均一性が悪い、等の欠点が存在する。
そのため、乾燥剤包装、使い捨てカイロ包装、脱酸素剤包装、フレグランスボックスのリリースフィルム、野菜・果物新鮮保持包装、等の製品への応用では、漏粉が生じる、反応速度が速過ぎる、或いは遅過ぎる、等のコントロール不能問題を引き起こす。

例えば、握るタイプの使い捨てカイロの空気透過フィルムは、一般には、不織布にラミネート層を加え、空気を通さない布フィルムを形成し、微細な針により、布フィルム上に、一方向に突出する複数の小孔を開けることで製造される。
これにより、使用者は、使い捨てカイロを揉むと同時に、空気が使い捨てカイロ内に進入し、反応が生じ、温度が上昇する。
しかし、針により開孔する方式により形成される孔は、針で孔を開ける深さ、及び形状の制御、等の技術に頼らなければならないため、使い捨てカイロを揉んでいない時にも、空気をできるだけ進入しないようにし、予期せぬ温度上昇反応を防ぐ必要がある。

しかし、針による開孔は「直通孔」に属するものであるため、そのガーレー値は「ゼロ」である。よって、過剰な揉み動作、或いは過大な孔により、使い捨てカイロ内部の反応が加速されて、温度上昇が速くなり過ぎ、使用者が低温やけどを負う、という事案もしばしば聞かれる。
また、握るタイプの使い捨てカイロは、直接人体と接触するため、過剰量の空気が進入して、温度上昇が速くなり過ぎる恐れを払拭するため、使用する開孔用の針の設計による、揉まない時にできるだけ空気が入らない方式がとられる。そのため、温度上昇が遅過ぎることがよくあり、開封１時間後でも使用者が温かさを感じられない使い捨てカイロまである。
消費者がこのような使い捨てカイロを使用した結果に満足できないことが多いため、使い捨てカイロにあるべき利便性が失われている。

台湾特許第Ｍ３４９３９１号明細書 中国特許ＣＮ２０１３０９６６８Ｙ号明細書

前記先行技術には、温度上昇が速過ぎて、使用者が低温やけどを負う、或いは温度上昇が遅過ぎ、開封１時間後でも温かさを感じられない、という欠点がある。
よって、本考案は、このような先行技術の欠点を解消するための多孔質フィルム体及び空気透過部材を提供することを目的とする。

本考案は多孔質フィルム体及び空気透過部材に関する。

本考案による多孔質フィルム体及び空気透過部材において、多孔質フィルム体は、空気透過層、空気透過調整層を有する。
該空気透過層は、多孔質構造を呈し、その空気透過度範囲は、ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で、１０秒〜４９９９秒の間である。
該空気透過調整層は、該空気透過層の片側に設置され、多孔状を呈し、開孔率は０．１％〜９５％の間で、封鎖エリアの面密度は１マイナス開口率である。
さらに、該空気透過調整層の空気透過度は、ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で、０秒である。
さらに、該空気透過層の材質は、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン或いはその共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、コットン、ウール、シルク、ビスコース、セルロース、レーヨンの内の何れか一つである。
さらに、該空気透過調整層の材質は熱可塑性樹脂である。
該空気透過調整層の材質は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリカプロラクトン、ポリエチレングリコール、ポリ乳酸、エチレンビニルアセテート、デンプンポリマー、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、エチレン、ビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリウレタンの内の何れか一つである。
さらに、該空気透過調整層の孔は、機械パンチ、針刺、熱溶融、熱溶融真空吸引、レーザーの内の何れか一つにより形成する。
さらに、該空気透過層の空気透過度範囲は、ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で、２００秒〜１２００秒の間である。

本考案による多孔質フィルム体を有する空気透過部材は、空気透過接触層、該多孔質フィルム体を有する。
該多孔質フィルム体は、該空気透過接触層に隣接し、しかも該多孔質フィルム体は、空気透過層、空気透過調整層を有する。
該空気透過層は、多孔質構造を呈し、空気透過度範囲は、ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で、１０秒〜４９９９秒の間である。
該空気透過調整層は、該空気透過層の片側に設置され、多孔状を呈し、開孔率は０．１％〜９５％の間で、封鎖エリアの面密度は１マイナス開口率である。
さらに、該空気透過接触層は、外面及び内面を有する。
該多孔質フィルム体は、該内面に設置され、これにより該空気透過調整層は、該空気透過接触層に隣接する。
該空気透過接触層は不織布、織布、或いはメッシュ布の内の何れか一つである。
さらに、該空気透過層の空気透過度範囲は、ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で、２００秒〜１２００秒の間である。

上述の技術特徴により、以下の効果が達成される。
（１）一層以上の空気透過調整層と空気透過層を結合し、空気透過調整層の開孔率を制御することで、異なる製品の空気透過ニーズに対して、空気透過度を簡単に調整できる。
（２）空気透過調整層は、開孔の大きさ、孔の数量、孔の分布により、異なるニーズに応じて簡易に調整及び制御でき、空気透過包装のニーズを有する製品に応用でき、均一な空気透過性を持たせる効果を達成できる。
（３）本発明の多孔質フィルム体は、「非直通孔」（注：直通孔は想定外の温度上昇を招きやすい）及び「高いガーレー値」（注：ガーレー値が高いと使用時間を延長可能である）の両立を達成でき、しかもメーカーが必要な温度上昇特性を達成でき、貼るタイプであろうと握るタイプであろうと、何れの使い捨てカイロにも使用可能である。

本考案による空気透過部材の構造を模式的に示す断面図である。 本考案による空気透過部材を使い捨てカイロに適用する構造を模式的に示す断面図である。 本考案による空気透過部材で製造された貼るタイプの使い捨てカイロの実験温度曲線図である。 本考案による空気透過部材で製造された握るタイプの使い捨てカイロの実験温度曲線図である。

（一実施形態）
本考案による第一実施形態は、図１に示す通り、多孔質フィルム体を有する空気透過部材は、空気透過接触層１、及び空気透過接触層１に接続する多孔質フィルム体２を有する。
空気透過接触層１は不織布、織布、或いはメッシュ布の内の何れか一つである。
多孔質フィルム体２は、空気透過層２１及び空気透過調整層２２を有する。

空気透過層２１は、多孔質構造を呈し、その空気透過度範囲は、ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で、１０秒〜４９９９秒の間である。
空気透過調整層２２は、空気透過層２１片側に設置する。
空気透過調整層２２は、多孔状を呈し、複数の孔２２１を有する。
孔２２１は、機械パンチ、針刺、熱溶融、熱溶融真空吸引、レーザーの何れかにより形成する。
その開孔率は０．１％〜９５％の間で、その封鎖エリアの面密度は１マイナス開口率である。
空気透過接触層１は、外面１１及び内面１２を有する。
多孔質フィルム体２は、内面１２に設置され、これにより空気透過調整層２２は、空気透過接触層１に隣接する。

空気透過層２１の材質は、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン或いはその共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、コットン、ウール、シルク、ビスコース、セルロース、レーヨンの内の何れか一つである。
空気透過調整層２２の材質は熱可塑性樹脂，例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリカプロラクトン、ポリエチレングリコール、ポリ乳酸、エチレンビニルアセテート、デンプンポリマー、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、エチレン、ビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリウレタンの内の何れか一つである。

ポリプロピレン多孔質薄膜の空気透過層を例として説明する。
ポリプロピレン多孔質薄膜の製造方法は、以下の通りである。
ＰＰ樹脂を溶融して押し出し順向結晶前駆体フィルムを得る。続いてアニーリングを行う。さらに引き伸ばし成形を行う。
ポリプロピレン多孔質薄膜のガーレー値（Gurley number）が１０ミリリットルの標準下で１０ｓｅｃ、異なる位置の誤差は、±５％以内である。
ポリプロピレン多孔質薄膜を、熱ローラーでホットプレス後、ガーレー値を測定する。
熱収縮するため、ガーレー値（Gurley number）が１０ミリリットルの標準下で１１ｓｅｃに上昇する。
さらに、ＬＤＰＥ透明薄膜を空気透過調整層とし、直径１インチ（２．５４ｃｍ）の範囲内で、異なる孔径のパンチ器で、異なる開口率の孔を開ける。
ＬＤＰＥ開孔フィルムとポリプロピレン多孔質薄膜を、熱ローラー接着機で接着し、各種異なる開口率の多孔質フィルム体を得る。
その後、ガーレー計（米国Gurley社製）で、そのガーレー値（Gurley number）を測定する。

サンプルＣ組の第三サンプルは、１個孔を少なく開孔したが、測定値（１４０．３秒）と計算の予測値（１４７．８秒）の比較値は、９４．９％に達し、誤差はわずか５％である。
サンプルＥ組の平均値と予測値の比は、わずか８６．１％である。しかし、見たところ誤差はやや大きい。
しかも、２ｍｍ孔径下を考慮すると、多孔質薄膜の熱収縮効果は可能な小孔の制限下であまり明確でない。
この１個の可能要素を考慮し、原フィルムのガーレー値と比較すれば、３８１．８／４０３．２＝９４．７％の結果が得られる。

手動開孔のパンチ孔径は、人が加える力の大きさ、パンチ器の角度、敷板の硬軟度が異なる等、或いは想定外の要素の影響があるため、本実施形態の実験数値データには、比較的大きなレンジが出現した。
しかし、平均値を見ると、実験結果と予測値の間には、非常にポジティブな相関性が見られる。
いくらからの離群点はあるが、全体としては、非常に再現性の高い結果が出現した。
以上の数値データに基づき、本発明のフィルム体は、空気透過調整層開口率の制御により、ガーレー値が低く、しかも容易に非常に均一となる同一の多孔質薄膜上で、異なる空気透過量を自由に製造できることが分かった。
調整が必要な空気透過行為は、異なる応用領域に応用できる。

図１及び図２に示す通り、多孔質フィルム体を有する空気透過部材で、使い捨てカイロ３を製造する。
一般の使い捨てカイロの空気透過度は約ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で、２００秒〜１２００秒の間である。
よって、空気透過層２１の空気透過度は、その範囲を選択できる。
空気透過調整層２２の遮蔽エリアを通して、空気透過層２１の孔質を遮蔽し、空気透過部材の空気透過度を減らし、使い捨てカイロ３内の発熱材４の化学反応時間を延長し、使い捨てカイロ３の温度持続時間延長の効果を達成する。

上述の実験の多孔質フィルム体に４０ｇｓｍの白色ポリプロピレンを結合した不織布で、空気透過部材を製造し、空気透過部材で使い捨てカイロを製造する。

貼るタイプの使い捨てカイロ（サンプルＡ）及び握るタイプの使い捨てカイロ（サンプルＢ）を例とする。
貼るタイプの使い捨てカイロのＬＤＰＥ透明薄膜（空気透過調整層）は、半面のエリアにだけ開孔する。
本実験では、１ｍｍ直径の孔を５６個、単辺の１１．５×８ｃｍ範囲内に開孔する。
握るタイプの使い捨てカイロのＬＤＰＥ透明薄膜（空気透過調整層）は、孔を平均に２個の半面上に開孔する。
本実験では、１ｍｍ直径の孔８０個を半分ずつ（４０／４０）にし、それぞれ二辺の１１．５×８ｃｍ範囲内に開孔するよう設計する。
上述の使い捨てカイロは、空気透過部材を順番に重ねて層とし、ホットプレスローラー器により三層材料を接着する。

サンプルＡの単面有効範囲１１．５ｃｍ×８ｃｍの四周は、両面テープにより封鎖し、袋状とする。
市販の貼るタイプの使い捨てカイロは日本のLotte製で、規格は４０°Ｃ以上で１２時間以上持続し、最高温度は６３°Ｃで、平均温度は５１°Ｃである。
これと比較する。

サンプルＢの単面有効範囲１１．５ｃｍ×８ｃｍの四周は、両面テープにより封鎖し、袋状とする。
市販の握るタイプの使い捨てカイロは日本のSunlus製で、規格は４０°Ｃ以上が２４時間以上持続し、最高温度は６５°Ｃで、平均温度は５１°Ｃである。
これと比較する。

サンプル温度の試験では、約０．５ｃｍ厚みの不織布を底に置き、不織布底にはさらに厚いコットン布を置き、サンプルをこの不織布の上に置く。
温度計を使い捨てカイロ底の中央位置に置き、部屋の空気は流通を保持し、最初の３０分は一分に一回温度計の値を読み取り、後は一時間に一回記録する。
しかも、正常な使用状況をシミュレーションし、不定時にサンプルを移動させ、移動させる前には、使い捨てカイロを数回振り（貼るタイプ）、或いは小さな力で揉み（握るタイプ）、不織布室温の位置に移動させ測定を行う。

図３及び図４に示す通り、サンプルＡとサンプルＢは、製造メーカーの包装上に表記された温度範囲、持続時間に近似を示し、基本的に、使い捨てカイロの特性に符合している。
本実施形態から見れば、それが換算された空気透過調整層の開口率はわずか０．４８％で、このように低い開口率でも、本発明中においては、大きめの開孔孔径を用い、空気透過層の空気透過度に対応し、少量の開孔数で完成することができる。
本実施形態から見れば、貼るタイプであろうと握るタイプであろうと、そのシミュレーションサンプルは共に、非常に迅速な初期温度上昇を提供でき、２０分後に５０°Ｃに達する。
この点は、使用者にとっては、非常に強烈でポジティブなフィードバックとなる。
本発明の多孔質フィルム体によれば、異なる開孔径、開孔位置、開孔個数、異なる空気透過接触層複合等を作り出すことができ、こうして既存の使い捨てカイロでは達成できなかった機能設計を実現することができる。

本発明の空気透過部材は、防水、透湿、空気透過が求められる多孔質フィルム体を用いて完成される応用分野に使用できる。
例えば、乾燥剤包装、脱酸素剤包装、香り袋包装、除湿剤包装等に応用でき、使い捨てカイロ製品の応用に限定されない。

前述した本考案の実施形態は本考案を限定するものではなく、よって、本考案により保護される範囲は実用新案登録請求の範囲を基準とする。

１ 空気透過接触層、
１１ 内面、
１２ 外面、
２ 多孔質フィルム体、
２１ 空気透過層、
２２ 空気透過調整層、
２２１ 孔、
３ 使い捨てカイロ、
４ 発熱材。

Claims (10)

1. 空気透過層と、空気透過調整層とを有し、
   前記空気透過層は、多孔質構造を呈し、空気透過度の範囲は、ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で、１０秒〜４９９９秒の間で、
   前記空気透過調整層は、前記空気透過層の片側に設置され、多孔状を呈し、開孔率は０．１％〜９５％の間で、その封鎖エリアの面密度は１マイナス開口率であることを特徴とする多孔質フィルム体。
2. 前記空気透過調整層の空気透過度は、ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下では、０秒であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質フィルム体。
3. 前記空気透過層の材質は、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン或いはその共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリウレタン、ポリエステル、ナイロン、コットン、ウール、シルク、ビスコース、セルロース、レーヨンの内の何れか一つであることを特徴とする請求項１に記載の多孔質フィルム体。
4. 前記空気透過調整層の材質は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質フィルム体。
5. 前記空気透過調整層の材質は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリカプロラクトン、ポリエチレングリコール、ポリ乳酸、エチレンビニルアセテート、デンプンポリマー、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、エチレン、ビニルアルコール、ポリカーボネート、ポリウレタンの内の何れか一つであることを特徴とする請求項４に記載の多孔質フィルム体。
6. 前記空気透過層の前記空気透過度の範囲は、ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で、２００秒〜１２００秒の間であることを特徴とする請求項１に記載の多孔質フィルム体。
7. 空気透過接触層、多孔質フィルム体を有し、
   前記多孔質フィルム体は、前記空気透過接触層に隣接し、空気透過層、空気透過調整層を有し、
   前記空気透過層は、多孔質構造を呈し、その空気透過度の範囲は、ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で、１０秒〜４９９９秒の間で、
   前記空気透過調整層は、前記空気透過層の片側に設置され、多孔状を呈し、開孔率は０．１％〜９５％の間で、封鎖エリアの面密度は１マイナス開口率であることを特徴とする空気透過部材。
8. 前記空気透過接触層は、外面及び内面を有し、
   前記多孔質フィルム体は、前記内面に設置され、
   これにより前記空気透過調整層は、前記空気透過接触層に隣接することを特徴とする請求項７に記載の空気透過部材。
9. 前記空気透過接触層は不織布、織布、或いはメッシュ布の内の何れか一つであることを特徴とする請求項８に記載の空気透過部材。
10. 前記空気透過層の前記空気透過度の範囲は、ガーレー値（Gurley value）が１０ミリリットルの標準下で、２００秒〜１２００秒の間であることを特徴とする請求項７に記載の空気透過部材。

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