JP5048543B2 - ガラス板の緩衝シート - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネルディスプレイやプラズマディスプレイといったフラットパネルディスプレイ用に用いられるガラス板が、製造工程や流通工程において複数枚積層されて保管・運搬される際、ガラス板同士の直接の接触することを避け、ガラス板の損傷、ガラス板表面の傷付きや埃の付着・有機物質による汚染等を防止するために、ガラス板間に挟んで用いる緩衝シートに関するものである。

ガラス板を複数枚積層して保管、運搬する製造工程や流通工程において、ガラス板の損傷、ガラス板表面の傷付きや埃や有機物質の汚染を防止する目的でガラス板の間に合紙を挟みこむことが通常行われている。近年、フラットパネルディスプレイの大型化と、ガラス表面の清浄度に対する要求性は高まる一方である。

従来、この合紙としては、セルロースからなるパルプを抄紙した紙が用いられている。しかしながら、パルプを抄紙した紙は、使用中に紙粉やパルプ繊維が紙から脱落してガラス板に埃となって付着するという問題がある。また、パルプ繊維中に含まれるリグニンや木材由来成分などの粘着性物質、あるいは古紙を再生したパルプ繊維を用いた場合には残留インク成分やサイズ剤などの化学物質がガラス板表面に移行（ブリードアウト）して、ガラス板表面に付着するなどの問題がある。ガラス板表面に埃やブリードアウトした成分が付着すると、ガラス板表面に金属成分などの蒸着加工や、機能性膜を塗工する際にこれらの成分を撥いたり、膜厚みの不均一性をもたらすなど大きな障害となる。例えば、液晶セル製造におけるガラス板表面に透明電極を形成する際にこのような障害が生じると、電極を断線させてしまうこともある。上記障害を発生させないために、粘着剤物質を界面活性剤やタルク、水溶性ポリマーなど処理剤で非粘着化する方法（特許文献１）が開示されている。また、ブリードアウトした粘着成分や低分子成分を容易に洗浄できるように、紙にトリポリリン酸ナトリウムを含有させる方法（特許文献２）が開示されている。

また、そもそも粉や繊維が脱落しないようにするために、電機部品の梱包材として使用されている無架橋ポリオレフィン系樹脂からなる発泡シートをガラス板の間に挟む合紙の代用として用いられている。このような発泡シートは、クッション性に優れるため、緩衝性に優れる。しかし、発泡シートは紙に比べて厚みが大きいため、ガラス板の間に挟んで使用する際、積層品全体の厚みが増し、保管や運搬の際に効率的でない。またオレフィン系樹脂に含まれる可塑剤や低分子オリゴマー成分などが揮発してガラス表面を汚染し、紙におけるブリードアウト現象と同様の障害を引き起こすことも懸念される。
特開２００７−１３１９６５号公報 特開平６−３１６４３２号公報

本発明は、ガラス板表面の汚染の原因となる埃や繊維の脱落が発生せず、合紙に含まれる低分子成分のブリードアウトや揮発がなく、運搬や保管の際に効率的な厚みを保持でき、かつ作業性の取扱い性が良好なガラス合紙を提供することを課題とする。

本発明者等は、上記課題を達成するために検討した。そして、パルプ等のセルロース繊維が用いられてなるいわゆる「紙」を使用するのではなく、生活資材や衛生材料等の使い捨ての分野で多く使用されている不織布を適用することを検討した結果、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、多数のポリエステル連続繊維が堆積されてなり、堆積された連続繊維同士は、熱エンボス加工により部分的に圧着されることにより一体化し、部分的に圧着された圧着部の面積率が１０〜４０％である連続繊維シートであり、ガラス板の運搬や保管等の積層時にガラス板間に挟んで使用することを特徴とするガラス板の緩衝シートを要旨とするものである。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明のガラス板の緩衝シートは、多数のポリエステル連続繊維が堆積されてなり、堆積された連続繊維同士は、熱エンボス加工により部分的に圧着されることにより一体化したものである。本発明においては、連続繊維の構成成分としてポリエステルという熱可塑性合成繊維を用いることにより、安価でかつ良好に生産できる。また、熱可塑性合成繊維のなかでも、ポリエステル繊維は、強度に優れている。また、公定水分率が０．４％であることから、適度な親水性を有するため、空気中で帯電しにくく、空気中の埃などを誘引しにくく好ましい。また、帯電防止効果を高めるために、予め帯電防止剤がポリエステル中に練りこまれたポリエステル繊維を用いることもよい。帯電防止剤としては、一般に界面活性剤として知られているポリオキシエチレンアルキルアミンノナデカン酸エステル（例えば、東京インキ社製 PEX94AS-026）やポリオキシエチレンアルキルアミン（例えば、花王製TS-2B）等の比較的低分子の帯電防止剤と、高分子の帯電防止剤が挙げられるが、ブリードアウトのしにくさから高分子の帯電防止剤を使用するのがよい。高分子の帯電防止剤としては、親水基を有する重合物がブロック共重合されているものを用いると、ポリエステルとの相溶性が良好となり、ブリードアウトしにくくより好ましい。高分子の帯電防止剤として使用できるものであって、市場で入手できるものとして、三洋化成社製の商品名「ペレスタット」、富士化成社製の商品名「TPAE」、三光化学社製の商品名「サンコノール」、三井・デュポン社製の商品名「エンティラAS」、アルケマ社製の商品名「ペバックス」、チバスペシャルティケミカルズ社製の商品名「イルガスタットP」が挙げられる。これら帯電防止剤の混合量は、各商品の表面固有抵抗値に応じて適宜決定すればよいが、ポリエステル１００質量部に対して概ね５〜２０質量部である。帯電防止剤を練りこんだポリエステルにより得られるシートの表面固有抵抗値は１×１０^１３Ω以下が好ましく、１×１０^１２Ω以下がさらに好ましい。

本発明に用いるポリエステルは、いわゆる多価カルボン酸（ジカルボン酸）とポリアルコール（ジオール）との重縮合体であり、ポリアルコール（アルコール性の官能基−OHを複数有する化合物）と、多価カルボン酸（カルボン酸官能基−COOHを複数有する化合物）を脱水縮合させて得られるものであれば、特に限定するものではない。例えば、多価カルボン酸（酸成分）としてテレフタル酸、ポリアルコール（グリコール成分）としてエチレングリコールやブタンジオールより得られるポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートが好ましく用いられる。また、酸成分が、テレフタル酸と他の酸成分を用いた共重体でもよい。また、グリコール成分が、エチレングリコールと他のグリコール成分を用いた共重合体であってもよい。他の酸成分としては、イソフタル酸、ジフェニルエーテル−４，４′−ジカルボン酸、ナフタリン−１，４−ジカルボン酸、ナフタリン−２，６−ジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ウンデカジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等の脂環族ジカルボン酸等が挙げられる。他のグリコール成分としては、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環族グリコール、ビスフェノールＡ等の芳香族ジヒドロキシ化合物等が挙げられる。本発明において繊維を構成するポリエステルとして、一種のポリエステルのみを用いてもよいが、ホモポリマー同士を混合したブレンド体やホモポリマーとコポリマーとを混合したブレンド体を用いてもよい。

本発明において、好ましく用いられるポリエステルとしては、酸成分が芳香族のジカルボン酸、グリコール成分が直鎖のジオールからなるポリエステルであり、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートが挙げられる。前記ポリエステルは、機械的強度に優れ、さらに耐熱性、柔軟性にも優れるためである。

本発明に用いられるポリエステルには、上記した帯電防止剤の他に、本発明の効果を阻害しない範囲で添加剤を必要に応じて適宜配合してもよい。配合する添加剤としては、着色剤、柔軟性付与剤、老化防止剤、熱安定剤、耐候剤、金属不活性剤、光安定剤、防菌・防黴剤、分散剤、軟化剤、可塑剤、結晶核剤、難燃剤、発泡剤、発泡助剤等が挙げられる。ただし、ポリエステルからブリードアウトするものや、粉や埃が発生して脱落するような添加物は配合しない。

本発明に用いられる連続繊維は、一種のポリエステルによって構成される単相繊維であっても、同種または異種の２種以上のポリエステルによって構成される複合繊維であってもよい。また、異なるポリエステルによって構成される単相繊維同士あるいは異なるポリエステルの組み合わせからなる複合繊維同士、あるいは単相繊維と複合繊維同士とが混繊してなるものであってもよい。

本発明の緩衝シートにおいて、連続繊維を用いるのは、脱落繊維が発生しないためである。連続繊維が堆積してなる連続繊維シートとしては、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布、フラッシュ紡糸不織布が挙げられる。本発明においては、単繊維強度が優れる点、シートの寸法安定性が良好な点、単糸繊度が小さすぎないことによりガラス板との接触面積を少なくできる点、製造時に溶媒を使用しない点等からスパンボンド不織布を用いることが好ましい。

連続繊維の単糸繊度は、０．５〜８ｄｔｅｘがよい。単糸繊度を０．５ｄｔｅｘ以上であると、単繊維強度が高く、使用時に繊維が切断しにくいため、発塵が生じにくい。また、シートに適度な剛性を付与することができ、ガラス板間に緩衝シートを挟む作業において、自重で折れ曲がるようなことがなく、作業効率が良好となる。一方、単糸繊繊度を８ｄｔｅｘ以下とすることにより、シート表面のごわつきがなく、表面風合いが柔らかくなり、ガラス表面やガラス表面に塗工された機能性膜を傷つけない。より好ましい単糸繊度は１ｄｔｅｘ〜５ｄｔｅｘである。

本発明において、堆積された連続繊維同士が熱エンボス加工により部分的に圧着されることにより一体化しているので、シートは寸法安定性に優れ、かつ機械的強度も優れるため、作業性が良好で、かつ使用時に破れ等が生じず、実用的である。さらには、シートがガラス板に接触するのは主として圧着部以外の繊維が単に堆積されている非圧着部であるので、表面の風合いが柔らかいため、ガラス表面やガラス表面に塗工された機能性膜を傷つけない。すなわち、連続繊維を用いていることと堆積された連続繊維同士が圧着部で接合されることにより一体化していることから、シート表面には、繊維端が発生しないため、ガラス表面とシート表面との接触は、ゆるやかな湾曲状に存在する多数の繊維側面とガラス表面とが接触することとなるので、ガラス表面との接触がソフトであり、緩衝性に優れる。本発明の緩衝シートは、堆積された連続繊維同士が、熱エンボス加工により部分的に圧着することにより一体化しており、バインダーを用いていないので、シート自体は、ほぼポリエステルのみにより構成されているものとなり、従来のガラス板間に挟んで使用していた合紙にみられた内包される不純物等のガラス表面への移転の問題が生じない。

熱エンボス加工は、多数の連続繊維が堆積してなるウェブ状のシートを、いわゆる熱エンボス装置に通すことにより行うものであるが、一対のエンボスロールからなるエンボス装置、エンボスロールとフラットロールからなるエンボス装置のいずれのものでもよい。一対のエンボスロールを用いる場合は、一方のエンボスロールの凸部と他方のエンボスロールの凸部とが当接する部分に圧着部が形成される。エンボスロールとフラットロールからなるエンボス装置を用いる場合は、エンボスロールの凸部が当接する部分に圧着部が形成される。

圧着部の柄は、散点状のものであっても、連続線状のものであってもよい。散点状の場合の柄としては、円形柄、楕円形柄、三角形や四角形等の多角形柄、長方形柄、ダイヤ柄、十字柄等が挙げられる。連続線状としては、ストライプ柄、格子柄、波線状の柄等が挙げられる。

圧着部の面積率は１０〜４０％とする。この範囲にすることにより、シートの形態安定性とシート表面の耐摩耗性が共に良好に保持することができ、かつ使用時に耐えうる機械的強度を有し、また、適度な剛性を付与できるため、作業時に自重で曲がりにくいという効果を奏する。そして、シート全体の面積において、９０〜６０％の非圧着部を確保できるので、柔軟なシート表面（非圧着部）がガラス表面と主として接し、非圧着部は空隙率が高く、クッション性も良好であるので、優れた緩衝効果を奏する。なお、本発明の緩衝シートにおいて、熱エンボス加工によって部分的に圧着部を形成された後、非圧着部と圧着部との厚み差が保持できる程度でかつ非圧着部の厚み補正および非圧着部より飛び出た繊維を抑えることを目的として、平滑ロールを用いて、加圧および／または加熱によるカレンダー加工を施してもよい。

本発明の緩衝シートの目付は、緩衝性を考慮して、２０ｇ／ｍ²程度以上がよい。目付の上限は、コストを考慮して、３００ｇ／ｍ²程度とする。

本発明の緩衝シートの厚み（ＪＩＳ Ｌ １９０６（２０００）記載の方法により測定した値 加圧子の荷重は１０ｋＰａ）は、緩衝性を有しながら、ガラス板の間に挟んだ際に緩衝シートが嵩張らないことを考慮して、０．０２〜０．７ｍｍが好ましい。

本発明の緩衝シートの引張強力は、緩衝シートの縦方向（機械方向）および横方向（機械方向と直行する方向）ともに、５Ｎ／５ｃｍ幅以上がよい。寸法安定性の指標となる５％伸長時の応力は、緩衝シートの縦方向および横方向ともに、４Ｎ／５ｃｍ幅以上であるとよい。作業時に引っ掛け等による破れにくさの指標となる引裂強力は、縦方向１Ｎ以上であるとよい。

ガラス板間に緩衝シートを挟む作業を行う際、シートの自重が折れ曲がるようなことない適度な剛性を有する指標となる剛軟度（ＪＩＳ Ｌ １９０６（２０００）記載の４５°カンチレバー法により測定した値）は、縦方向あるいは横方向のいずれかが２０ｍｍ以上であるとよく、３０ｍｍ以上のものがより好ましい。

本発明の緩衝シートによれば、ガラス板、特にフラットパネルディスプレイ用のガラス板を運搬や保管等において、複数枚積層したガラス板間に容易に挟んで使用でき、クッション性を備えながら、軽量であり、かつガラス板間に積層した際に嵩高くならず、効率的である。またガラス板表面の埃やブリードアウトに起因する汚染が発生することはない。

また、本発明の緩衝シートは、ポリエステル繊維から構成されるので、ガラス板を積層する際に使用されていた合紙に代わって安価に供給することができる。

次に実施例に基づき、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。また、各性能評価については、以下の方法によって行った。

（１）引張強力（Ｎ／５ｃｍ幅）：幅５ｃｍ×長さ２０ｃｍの短冊状試験片を１０個準備し、定速伸張型引張試験機（オリエンテック社製テンシロンＵＴＭ−４−１−１００）を用いて、つかみ間隔１０ｃｍ、引張速度２０ｃｍ／分で引張試験を行い、ＪＩＳ−Ｌ−１９０６に準じて測定した。そして１０点の平均値を引張強力(Ｎ／５ｃｍ幅)とした。なお、縦方向（機械方向）と横方向（機械方向に直行する方向）共に求めた。

（２）５％伸長時の応力（Ｎ／５ｃｍ幅）：上記載の引張強力測定の際に得られる伸長−荷重曲線において、５％伸長時に示す荷重について、試料片１０点の平均値を求めて５％伸長時の応力（Ｎ／５ｃｍ幅）とした。

（３）引裂強力（Ｎ）：ＪＩＳ Ｌ １９０６（２０００）に記載の引裂強さ ペンジュラム法により、縦方向（機械方向）の引裂強力を求めた。

（４）剛軟度（ｍｍ）：ＪＩＳ Ｌ １９０６（２０００）に記載の剛難性 ４５°カンチレバー法により、縦方向（機械方向）と横方向（機械方向と直行する方向）共に求めた。

実施例
スパンボンド法によって得られたポリエチレンテレフタレート（融点２５５℃）からなる多数の連続繊維（単糸繊度２．２デシテックス）を堆積したウェブを、エンボスロール（散点状に四角形（四角形を構成するいずれの辺も内側に湾曲した変形状の四角形）柄が付与されるもの）とフラットロールとからなるエンボス装置（両ロールの設定温度２４５℃、線圧８８０Ｎ／ｃｍ）に通して、熱エンボス加工を施し、連続繊維シートを得た。得られた連続繊維シートに付与された圧着部の面積率は、１６％であった。また、目付５０ｇ／ｍ²、厚み０．２３ｍｍ、縦方向の引張強力２２４．４Ｎ／５ｃｍ幅、横方向の引張強力９２．１Ｎ／５ｃｍ幅、縦方向の５％伸長時の応力１０８．８Ｎ／５ｃｍ幅、横方向の５％伸長時の応力５４．９Ｎ／５ｃｍ幅、縦方向の引裂強力５．１Ｎ、縦方向の剛軟度１１９ｍｍ、横方向の剛軟度８２ｍｍであった。

得られた連続繊維シートから発生するアウトガスを分析するため、下記方法によって行った。また、試料は、実施例で得られたポリエステル連続繊維シートとポリエチレン発泡シート（ガラス板の緩衝シートとして使用されている市販品）とについて測定した。

（アウトガス分析（熱分解ＧＣ−ＭＳ分析））
試料２０ｍｇを精秤して試料カップに詰め、下記載の条件でパイロライザー（ＧＳ−ＭＳに接続された加熱装置）中にて１００℃×６０分間加熱し、揮発した成分をガスクロマトグラフィーにて質量分析を行った。また、定量のための標準物質として、１０００ｐｐｍのヘキサデカン／ヘキサン溶液５μｌを試料カップに入れ、ヘキサンを揮発させた後、上と同様に加熱して質量分析した。
条件
使用装置 パイロリシス（ＰＹ）：ＰＹ−２０２０ｉＤ
ガスクロマトグラフィー（ＧＣ）：Ａｇｉｌｅｎｔ６８９０Ｎ
質量分析（ＭＳ）：Ａｇｉｌｅｎｔ５９７５Ｃ
測定条件 ＧＣカラム：ＵＡ５−３０Ｍ−０．２５Ｆ
キャリアガス：ヘリウム
注入口温度：２００℃
昇温条件：４０℃（２分）−２０℃／分−２５０℃（５分）

分析を行った結果、本発明の連続繊維シートは、発生したガス成分は概ねゼロであり、アウトガスの発生はほぼないものであった。一方、ポリエチレン発泡シートは、約５００ｐｐｍ（主なガス成分は、脂肪俗炭化水素オリゴマー、脂肪族カルボン酸、フタル酸ブチル）のガス成分が発生した。

得られた連続繊維シートは、実用的な機械的強度を有するとともに作業時に必要な適度な剛性を有し、クッション性を備えながら、軽量であり、ガラス板の緩衝シートとして良好に使用できるものである。また、繊維の脱落やアウトガスの発生がなく、ガラス表面を汚染することないものである。

Claims (3)

1. 多数のポリエステル連続繊維が堆積されてなり、堆積された連続繊維同士は、熱エンボス加工により部分的に圧着されることにより一体化し、部分的に圧着された圧着部の面積率が１０〜４０％である連続繊維シートであり、ガラス板の運搬や保管等の積層時にガラス板間に挟んで使用することを特徴とするガラス板の緩衝シート。
2. 連続繊維シートがスパンボンド不織布であることを特徴とする請求項１記載のガラス板の緩衝シート。
3. 連続繊維シートの厚みが０．０２〜０．７ｍｍであることを特徴とする請求項１または２記載のガラス板の緩衝シート。