JP7375269B2 - 延性を備えたフィルム及び延性を備えたフィルムの設計方法 - Google Patents
延性を備えたフィルム及び延性を備えたフィルムの設計方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7375269B2 JP7375269B2 JP2018224674A JP2018224674A JP7375269B2 JP 7375269 B2 JP7375269 B2 JP 7375269B2 JP 2018224674 A JP2018224674 A JP 2018224674A JP 2018224674 A JP2018224674 A JP 2018224674A JP 7375269 B2 JP7375269 B2 JP 7375269B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- length
- slope
- film
- predetermined direction
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 25
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 34
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000003050 experimental design method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007476 Maximum Likelihood Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000013401 experimental design Methods 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000013179 statistical model Methods 0.000 description 1
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Medicinal Preparation (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Description
本発明は、延性を備えたフィルム及び延性を備えたフィルムの設計方法に関わるものである。
例えば医療分野などで用いられる貼付剤は、皮膚に貼付して薬剤を経皮的に投薬するものである。一般的に、貼付剤支持体であるフィルムの表面に薬剤を添加した粘着層を設け、不織布と積層したものが、貼付剤として人体に貼付される。
ここで貼付剤支持体に求められる特性の一つとして延性が挙げられる。延性とは、貼付剤支持体が引っ張られた際に降伏点に到達するまでに伸びる比率のことを指し、延性が高いと貼付剤を皮膚に貼付した際に体の動きに追従することができ、貼付による突っ張り感が軽減されることから、貼付剤を用いるユーザーにとっては好ましい特性である。
延性を有する貼付剤として、特許文献１では、フィルム表面に切れ目を入れた樹脂層を設けたものが提案されている。しかしながら、フィルム表面に切れ目を設けることで応力集中が生じ、小さな引っ張り荷重でも破断を招きやすいという問題がある。
一方、切れ目を用いずに延伸するフィルムとして、例えば表裏面に凹凸構造を持ったフィルムが考えられる。このような凹凸構造を持ったフィルムは、フラットなフィルムと比較し、凹凸構造が変形することで高延性を確保できる。凹凸構造を持ったフィルムの製造方法としては、たとえば熱プレスや押出成形等の方法が想定される。押出成形では、冷却工程において凹凸形状が設けられた冷却ロールを用いて、樹脂の表面にニップ圧力を付加しながら冷却する。これにより冷却ロールが版の役割をはたし、フィルムの表裏面に連続的な凹凸構造を設けることができる。
押出成形の製造条件には、冷却ロールの温度や樹脂吐出量があり、これらを適切に調整することで連続的にフィルムを成形することができる。しかしながら、例えば冷却ロール温度を厳密に温度コントロールすることは困難であり、ロール表面温度の経時的な変動が生じることを前提に製造を行わざるを得ないなど、一般的に製造条件はある程度ばらつくことが想定される。このように製造条件が変動すると、押し出された溶融樹脂が冷却ロールの版形状の奥深くまで十分に到達せず、設計通りの凹凸構造が得られないということが起こりうる。引っ張り時の特性は凹凸構造に強く影響を受けることから、凹凸構造のばらつきにより延性も大きく変わってしまうという問題がある。例えば、設計したフィルム形状に応じて冷却ロールの版を製作し、この版を用いた樹脂成形を通じて試作したフィルムを引っ張り試験に供試した結果、実際のフィルム形状では目標の延性が得られないことが判明した場合、冷却ロールの版から製作し直さなければならない虞れがあり、それにより膨大な工数が費やされる。
一方、設計者がコントロールできない、すなわち製造ばらつきなどの外乱がある場合に、その影響を最小限にしながら、所望の特性を満たす製品を設計する手法として、ロバスト設計手法が知られている。ロバスト設計手法によれば、形状を規定する設計因子と、外乱である誤差因子に分けたときに、これらの組み合わせの効果に着目し、誤差因子の水準が変化しても、特性が変化しない設計因子の水準を決定することができる。ロバスト設計手法に関する文献は多数発行されているが、例えば非特許文献１において詳細な解説がなされている。
河村敏彦著，「統計モデルによるロバストパラメータ設計」、日科技連出版社発行、２０１３年６月
しかるに、例えば貼付剤支持体用フィルムにおいて、製造時における外乱の影響に着目し、この影響を考慮して行う設計は、従来なされていなかった。また、ロバスト設計手法を用いて貼付剤支持体用フィルムの設計を行うとしても、どのような設計因子に着目すれば、有効な設計が行えるかという知見がなかった。
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、フィルム特性に対するフィルム形状のばらつきの影響を最小限に抑えたフィルム及びその設計方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明のフィルムは、エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムであって、前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｕ／Ｌの値が０．５０以上、０．８３以下、Ｌ／Ｐの値が０．５１以上、０．６６以下、Ｈ／Ｌの値が０．２８以上、０．６７以下となる、
ことを特徴とする。
また、本発明のフィルムは、エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムであって、
前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｈ／Ｌの値が０．３以上、０．４１以下であるときに、Ｕ／Ｌの値が０．６４以上、０．８以下、Ｌ／Ｐの値が０．５８以上、０．６６以下である、
ことを特徴とする。
また、本発明のフィルムは、エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムであって、
前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｈ／Ｌの値が０．４以上、０．５１以下であるときに、Ｕ／Ｌの値が０．６２以上、０．８３以下、Ｌ／Ｐの値が０．５４以上、０．６１以下である、
ことを特徴とする。
また、本発明のフィルムは、エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムであって、
前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｈ／Ｌの値が０．５以上、０．６１以下であるときに、Ｕ／Ｌの値が０．５６以上、０．８３以下、Ｌ／Ｐの値が０．５１以上、０．５８以下である、
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
また、本発明のフィルムは、エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムであって、
前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｈ／Ｌの値が０．３以上、０．４１以下であるときに、Ｕ／Ｌの値が０．６４以上、０．８以下、Ｌ／Ｐの値が０．５８以上、０．６６以下である、
ことを特徴とする。
また、本発明のフィルムは、エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムであって、
前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｈ／Ｌの値が０．４以上、０．５１以下であるときに、Ｕ／Ｌの値が０．６２以上、０．８３以下、Ｌ／Ｐの値が０．５４以上、０．６１以下である、
ことを特徴とする。
また、本発明のフィルムは、エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムであって、
前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｈ／Ｌの値が０．５以上、０．６１以下であるときに、Ｕ／Ｌの値が０．５６以上、０．８３以下、Ｌ／Ｐの値が０．５１以上、０．５８以下である、
ことを特徴とする。
さらに本発明のフィルムの設計方法は、エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムの設計方法であって、前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｕ／Ｌを矩形度とし、Ｌ／Ｐを凹凸部比とし、Ｈ／Ｌをアスペクト比として、前記矩形度、前記凹凸部比、及び前記アスペクト比をそれぞれ軸とする３次元空間に、前記矩形度、前記凹凸部比、及び前記アスペクト比を変化させた点をプロットする工程と、前記３次元空間にプロットされた各点ごとに、フィルムの降伏点変位の範囲と平均とを計算する工程と、前記降伏点変位の範囲閾値０．０５以下、平均閾値０．５以上を目標値とし、該目標値を満たす点を求めて、その範囲を決定する工程と、前記目標値を満たす点の範囲に基づいて、前記フィルムの前記矩形度、前記凹凸部比、及び前記アスペクト比を選択する工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、製造条件がばらつくことにより、支持体用フィルムの形状がばらついたとしても安定したフィルム特性を得ることが可能となるフィルム及びその設計方法を提供することができる。
次に、図面を参照して本発明に関わる貼付剤支持体用フィルム及び設計方法の実施形態について、以下に説明する。
図１および図２は、本発明に記載の貼付剤支持体用フィルムの実施形態の一例を示した図である。貼付剤支持体用フィルム（以下、単にフィルムという）１は、凹凸ユニット構造が繰り返し形成されたパターンを有するもので、図の水平方向への引っ張りに対して高い延性を発揮する。具体的には、表面２及び裏面３を備えたフィルム１は、第１斜面部表面２ｃと第１斜面部裏面３ｃとに挟まれた第１斜面部と、頂上部表面２ａと頂上部裏面３ａとに挟まれた頂上部と、第２斜面部表面２ｄと第２斜面部裏面３ｄとに挟まれた第２斜面部と、底面部表面２ｂと底面部裏面３ｂとに挟まれた底面部とを、この順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向（図１では左右方向）に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する。なお、図１において、左右方向を水平方向とし、上下方向を垂直方向とする。頂上部と底面部は水平方向に延在してなり、第１斜面部及び第２斜面部を介してその端部同士が相互に連結されている。
図１において、頂上部の長さを上底Ｕと定義する。同様に、頂上部の長さと第１斜面部と第２斜面部の水平方向の長さの和を下底Ｌ、頂上部の長さと底面部の長さと第１斜面部と第２斜面部の水平方向の長さの和をピッチＰ、頂上部と底面部の垂直方向の距離を高さＨ、フィルム１の膜厚をＴと定義する。ただし、上底Ｕ、下底Ｌ、ピッチＰ、高さＨは、フィルム１の膜厚方向の中心線ＣＬを基準に定義する。
フィルム１の材質としては、キャスティング成形、インフレーション成形、熱プレス成形、押出成形、カレンダー成形、などのような所望の製膜方法に適し、かつ所望の薬剤に対するバリア性を持った樹脂を適宜選択すればよい。具体的には、ポリエチレンテレフタラート、シクロオレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリアクリロニトリル、エチレン－ビニルアルコール共重合体、およびそれらの変性重合体、を用いれば良好な薬剤バリア性が発現されるため好ましい。
図３は、フィルム１を図１の左右方向に引っ張ったときの荷重と相対変位を計算により求め、この一例をグラフ化したものである。荷重および相対変位の計算には、有限要素解析ソフトＭａｒｃ（登録商標）を用いた。なお、相対変位は、初期状態のピッチＰに対する変位量の割合である。
フィルム１の引っ張り時の特徴としては、図３に示すように初期段階では、各凹凸ユニット構造が変形することで荷重の緩やかな増加に対し、相対変位量が大きくなる。これによりフィルム１の良好な延性を得ることができる。一方、凹凸ユニット構造が伸びきってフィルム全体がフラット形状に近づくと降伏点ＹＰに到達し、その後も荷重は漸次増加するが、最大荷重に達した後に急激に低下し、変形が進行する。荷重が低下する領域では、フィルム全体が一様に伸びるのではなく、局所的な伸びが進行して最終的に破断する。
フィルム１を引っ張った際の相対変位すなわちフィルムの伸びは、凹凸ユニット構造の形状の違いによって大きく異なることが実験的に明らかになっている。たとえば、フィルム１の高さを大きく、またピッチを細かく設定すると、フィルムがフラットになるまでの相対変位が大きくなるため、結果として伸び量は大きくなる。
図４は、製造条件の違いによって成形されるフィルムの形状の違いを説明する図である。（ａ）に示すフィルム断面では、不図示の版の隅（成形面の交差部）に対して十分に樹脂が入り込み、設計通りに凹凸ユニット構造が成形された状態を表している。一方、（ｂ）に示すフィルム断面では、版の隅に樹脂が十分に入りきる前に樹脂が固化したために、頂上部表面２ａと第１斜面部表面２ｃ及び第２斜面部表面２ｄの交差部や、底面部表面２ｂと第２斜面部表面２ｄの交差部がラウンド形状を表している。裏面においても同様である。（ａ）、（ｂ）に示すフィルムは形状が異なるため、当然ながら延性に違いが現れる。
ここで、凹凸ユニット構造が設計通りに成形されているか、もしくは設計通りに成形されていない（角が丸まっている）かを示す指標として成形率（０～１）を定義する。この成形率に依らず、伸びが安定して得られるフィルム形状を設計できると好ましい。
ここで、凹凸ユニット構造が設計通りに成形されているか、もしくは設計通りに成形されていない（角が丸まっている）かを示す指標として成形率（０～１）を定義する。この成形率に依らず、伸びが安定して得られるフィルム形状を設計できると好ましい。
安定した伸びを発現する形状範囲の同定には、実験計画法、応力シミュレーションおよび応答曲面モデリングの手法を用いて算出することができる。詳細な流れを以下に記載する。なお、実験計画法、応力シミュレーションおよび応答曲面モデリングの手法については、例えば非特許文献１に具体的に記載されているため、その詳細は省略する。
まず、実験計画法を用いて、形状パラメータ（上底Ｕ、下底Ｌ、ピッチＰ、高さＨ、膜厚Ｔ）、および誤差因子（成形率）を併せた６パラメータについて、主効果、交互作用効果、２乗項効果を検討するための実験水準を決定する。実験水準を決める方法は様々であるが、たとえば直交計画や応答曲面計画、最適計画等を用いることができる。なお、成形できる凹凸形状から、上底Ｕ＜下底Ｌ、下底Ｌ＜ピッチＰ、高さＨ＞膜厚×２という制約のもとで実験水準を決定する。
図５は、各実験水準を散布図行列でプロットしたものである。因子名どうしが交差するセルがそれぞれの因子間の散布図を表している。
次に実験水準の各形状について２Ｄの有限要素モデルを作成し、応力解析によって引っ張り時の荷重と相対変位を計算する。計算では、概ね図３のような荷重－相対変位の関係が得られる。このとき、各形状について、降伏点を特定し、このときの伸び量を把握する。こうして、形状パラメータの組み合わせと引っ張り時の降伏点変位の対応関係表（不図示）を取得する。
続いて、降伏点変位を目的変数としたときに、形状パラメータに対する応答曲面モデルを構築する。応答曲面モデルの構築、すなわち回帰係数の推定に関しては、最小二乗法や最尤法などの手法を用いることができる。構築した応答曲面モデルは、以下に示すような２８変数を含むモデルである。
降伏点変位＝ａ＋ｂ１×上底＋ｂ２×下底＋・・・
＋ｃ１×上底×下底＋ｃ２×上底×ピッチ＋・・・
＋ｄ１×上底×上底＋ｄ２×下底×下底＋・・・
ここで、応答曲面モデルに新たな形状パラメータを代入することによって、未知の凹凸ユニット構造の形状に対して、降伏点変位の予測を行うことが可能となる。
降伏点変位＝ａ＋ｂ１×上底＋ｂ２×下底＋・・・
＋ｃ１×上底×下底＋ｃ２×上底×ピッチ＋・・・
＋ｄ１×上底×上底＋ｄ２×下底×下底＋・・・
ここで、応答曲面モデルに新たな形状パラメータを代入することによって、未知の凹凸ユニット構造の形状に対して、降伏点変位の予測を行うことが可能となる。
形状パラメータの別の指標（設計因子）として、矩形度（上底Ｕ／下底Ｌ）、凹凸部比（下底Ｌ／ピッチＰ）、アスペクト比（高さＨ／下底Ｌ）を考える。矩形度の値が１に近いと凹凸ユニット構造の断面が矩形になり、０に近いとその断面が三角形状に近づく。図６は、矩形度の水準を約０．１から０．９まで細かく変化させ、それぞれの水準において、さらに成形率を変化させたときの降伏点変位の値を予測し、箱ひげ図で表したものである。矩形度の水準によって、箱ひげの長さが異なっているが、これは矩形度が小さいと成形率の変化に対する降伏点変位の変動幅が大きいが、矩形度がある程度大きくなると成形率の変化に対して降伏点変位の変動幅が小さくなることを示している。このように、形状の違いによって、成形率から受ける影響の度合いが異なる様子がわかる。
成形率の変化に強い形状をくまなく調べるために、矩形度、凹凸部比、アスペクト比のいずれもが変化する空間（矩形度、凹凸部比、アスペクト比をそれぞれ軸とする３次元空間）の中に、大量にランダムに配置した点を考える。３次元座標を（矩形度、凹凸部比、アスペクト比）とする各点に対して、成形率が０～１のときの降伏点変位を計算し、範囲（＝降伏点変位の最大値－降伏点変位の最小値）と平均（降伏点変位の合計／成形率の水準数）を計算する。なお、計算に当たっては、エチレン－ビニルアルコール共重合体をフィルムの材質として想定した。
降伏点変位の範囲は範囲閾値として０．０５以下であれば誤差が十分小さいと考えられ、また降伏点変位の平均が平均閾値として０．５以上であれば貼付剤支持体用フィルムとして十分な延性があると考えられる。そこで、範囲閾値０．０５以下、平均閾値０．５以上を目標値として設定し、各設計因子を組み合わせた点ごとに、降伏点変位を評価する。図７は、３次元空間内においてランダムにプロットされた点を示す図であり、灰色点は降伏点変位が目標値を満たさない組み合わせ（ＮＧ点という）であり、黒色点は降伏点変位が目標値を満たす組み合わせ（ＯＫ点という）である。ただし、凹凸ユニット構造断面の曲率半径を１５～３１μｍで変更し、計算が不能な点は除いている。
図８は、図７の３次元空間のＯＫ点のみを各軸方向に沿って投影した図であり、（ａ）は矩形度と凹凸部比との関係を示し、（ｂ）は矩形度とアスペクト比との関係を示し、（ｃ）は凹凸部比とアスペクト比との関係を示している。ＯＫ点は、図８（ａ）、（ｂ）から、矩形度（Ｕ／Ｌ）が０．１９以上、０．８３以下の範囲に存在することがわかり、図８（ａ）、（ｃ）から、凹凸部比（Ｌ／Ｐ）が０．５１以上、０．７０以下の範囲に存在することがわかり、図８（ｂ）、（ｃ）から、アスペクト比（Ｈ／Ｌ）が０．２８以上、０．６７以下の範囲に存在することがわかる。つまり、以上の範囲内で、フィルム１の凹凸ユニット構造を構成する矩形度、凹凸部比、アスペクト比を選択する設計を行えば、実際にフィルム１の製造を行った際に、誤差の影響を少なくしつつ、十分な延性が得られるフィルムを成形することができる可能性が高まり、設計効率が向上する。換言すれば、それ以外の範囲から矩形度、凹凸部比、アスペクト比を選択すると、十分な延性が得られないフィルムとなる可能性が高い。
一方、図８では記載を省略しているが、上記範囲内にＮＧ点を含んでいる可能性がある。これに対し、図９は、凹凸ユニット構造断面の曲率半径を１５～４０μｍで変更した上で、３次元空間のＯＫ点のみを各軸方向に沿って投影した図であり、（ａ）は矩形度と凹凸部比との関係を示し、（ｂ）は矩形度とアスペクト比との関係を示し、（ｃ）は凹凸部比とアスペクト比との関係を示している。曲率半径の範囲が増えると、降伏点変位の範囲が広がることになるから、図９に示す例では、図８に示す例に対し、よりＮＧ点が排除されており、つまりＯＫ点の確度が高くなっている。
この例では、ＯＫ点は、図９（ａ）、（ｂ）から、矩形度（Ｕ／Ｌ）が０．５０以上、０．８３以下の範囲に存在することがわかり、図９（ａ）、（ｃ）から、凹凸部比（Ｌ／Ｐ）が０．５１以上、０．６６以下の範囲に存在することがわかり、図９（ｂ）、（ｃ）から、アスペクト比（Ｈ／Ｌ）が０．２８以上、０．６７以下の範囲に存在することがわかる。以上の範囲にてフィルム１の凹凸ユニット構造の設計を行った場合、設計の自由度が少し制限されるものの、十分な延性が得られるフィルムを確実に成形することができる。
さらに、ＯＫ点の範囲を細かく分析するために、図７の３次元空間を、図１０に示すようにアスペクト比を特定して薄くスライスする。図１１は、スライスされた空間ごとに、ＮＧ点を灰色で示し、ＯＫ点を黒色で示した図である。図１１から明らかであるが、ＯＫ点はまとまって一つのグループを形成しており、またアスペクト比が変化するにつれて、ＯＫ点のグループの位置は移動している。
図１１より、アスペクト比が０．３以上、０．４１以下であるときに、矩形度が０．６４以上、０．８以下、凹凸部比が０．５８以上、０．６６以下であることがわかる。
また、アスペクト比が０．４以上、０．５１以下であるときに、矩形度が０．６２以上、０．８３以下、凹凸部比が０．５４以上、０．６１以下であることがわかる。
また、アスペクト比が０．５以上、０．６１以下であるときに、矩形度が０．５６以上、０．８３以下、凹凸部比が０．５１以上、０．５８以下であることがわかる。
また、アスペクト比が０．４以上、０．５１以下であるときに、矩形度が０．６２以上、０．８３以下、凹凸部比が０．５４以上、０．６１以下であることがわかる。
また、アスペクト比が０．５以上、０．６１以下であるときに、矩形度が０．５６以上、０．８３以下、凹凸部比が０．５１以上、０．５８以下であることがわかる。
本発明によれば、製造ばらつきにより凹凸ユニット構造に形状誤差が生じても安定した特性を有する貼付剤支持体用フィルムを得ることが可能である。また安定した特性を有する貼付剤支持体用フィルムを製造するために製造条件を厳格にする必要がなくなり、製造がしやすくなり、コスト低減が可能になる。なお、本発明は貼付剤支持体用フィルムに限られず、延性を備えた各種のフィルムに適用可能である。
１・・・貼付剤支持体用フィルム
２・・・表面
２ａ・・・頂上部表面
２ｂ・・・底面部表面
２ｃ・・・第１斜面部表面
２ｄ・・・第２斜面部表面
３・・・裏面
３ａ・・・頂上部裏面
３ｂ・・・底面部裏面
３ｃ・・・第１斜面部裏面
３ｄ・・・第２斜面部裏面
２・・・表面
２ａ・・・頂上部表面
２ｂ・・・底面部表面
２ｃ・・・第１斜面部表面
２ｄ・・・第２斜面部表面
３・・・裏面
３ａ・・・頂上部裏面
３ｂ・・・底面部裏面
３ｃ・・・第１斜面部裏面
３ｄ・・・第２斜面部裏面
Claims (5)
- エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムであって、
前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｕ／Ｌの値が０．５０以上、０．８３以下、Ｌ／Ｐの値が０．５１以上、０．６６以下、Ｈ／Ｌの値が０．２８以上、０．６７以下となる、
ことを特徴とするフィルム。 - エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムであって、
前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｈ／Ｌの値が０．３以上、０．４１以下であるときに、Ｕ／Ｌの値が０．６４以上、０．８以下、Ｌ／Ｐの値が０．５８以上、０．６６以下である、
ことを特徴とするフィルム。 - エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムであって、
前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｈ／Ｌの値が０．４以上、０．５１以下であるときに、Ｕ／Ｌの値が０．６２以上、０．８３以下、Ｌ／Ｐの値が０．５４以上、０．６１以下である、
ことを特徴とするフィルム。 - エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムであって、
前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｈ／Ｌの値が０．５以上、０．６１以下であるときに、Ｕ／Ｌの値が０．５６以上、０．８３以下、Ｌ／Ｐの値が０．５１以上、０．５８以下である、
ことを特徴とするフィルム。 - エチレン－ビニルアルコール共重合体からなり、第１斜面部と、頂上部と、第２斜面部と、底面部とをこの順序で連結してなる凹凸ユニット構造が、所定方向に沿って繰り返しつつ連続する形状を有する延性を備えたフィルムの設計方法であって、
前記所定方向における前記頂上部の長さをＵとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＬとし、前記所定方向に直交する方向における前記頂上部と前記底面部の距離をＨとし、前記所定方向における前記第１斜面部の長さと前記頂上部の長さと前記底面部の長さと前記第２斜面部の長さの和をＰとしたとき、Ｕ／Ｌを矩形度とし、Ｌ／Ｐを凹凸部比とし、Ｈ／Ｌをアスペクト比として、前記矩形度、前記凹凸部比、及び前記アスペクト比をそれぞれ軸とする３次元空間に、前記矩形度、前記凹凸部比、及び前記アスペクト比を変化させた点をプロットする工程と、
前記３次元空間にプロットされた各点ごとに、フィルムの降伏点変位の範囲と平均とを計算する工程と、
前記降伏点変位の範囲閾値０．０５以下、平均閾値０．５以上を目標値とし、該目標値を満たす点を求めて、その範囲を決定する工程と、
前記目標値を満たす点の範囲に基づいて、前記フィルムの前記矩形度、前記凹凸部比、及び前記アスペクト比を選択する工程と、を有する、
ことを特徴とするフィルムの設計方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018224674A JP7375269B2 (ja) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 延性を備えたフィルム及び延性を備えたフィルムの設計方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018224674A JP7375269B2 (ja) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 延性を備えたフィルム及び延性を備えたフィルムの設計方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020083850A JP2020083850A (ja) | 2020-06-04 |
| JP7375269B2 true JP7375269B2 (ja) | 2023-11-08 |
Family
ID=70907263
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018224674A Active JP7375269B2 (ja) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | 延性を備えたフィルム及び延性を備えたフィルムの設計方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7375269B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001019777A (ja) | 1999-07-05 | 2001-01-23 | Kao Corp | 圧縮回復性シート及びその製造方法並びにそれを用いた吸収性物品 |
| JP2014071564A (ja) | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Dainippon Printing Co Ltd | エンボス加工シミュレーション装置、エンボス加工シミュレーション方法、及びプログラム |
| JP2014162884A (ja) | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Toray Ind Inc | 生分解性フィルム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3911187A (en) * | 1973-12-26 | 1975-10-07 | Ethyl Corp | Embossed plastic film |
| JPS567457Y2 (ja) * | 1975-02-21 | 1981-02-18 |
-
2018
- 2018-11-30 JP JP2018224674A patent/JP7375269B2/ja active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001019777A (ja) | 1999-07-05 | 2001-01-23 | Kao Corp | 圧縮回復性シート及びその製造方法並びにそれを用いた吸収性物品 |
| JP2014071564A (ja) | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Dainippon Printing Co Ltd | エンボス加工シミュレーション装置、エンボス加工シミュレーション方法、及びプログラム |
| JP2014162884A (ja) | 2013-02-27 | 2014-09-08 | Toray Ind Inc | 生分解性フィルム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020083850A (ja) | 2020-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Azadi et al. | High-cycle bending fatigue properties of additive-manufactured ABS and PLA polymers fabricated by fused deposition modeling 3D-printing | |
| KR102335324B1 (ko) | 3차원(3d)적으로 인쇄된 유연성 있는 지지 장치 | |
| CN103770331B (zh) | 制造具有内部结构的三维物体的方法 | |
| JP5685770B2 (ja) | 物品の表面構造 | |
| JPS5949184B2 (ja) | ネット状物質の製造方法 | |
| Lee et al. | A neural network approach to the modelling and analysis of stereolithography processes | |
| Zhulina et al. | Microphase segregation in the melts of bottlebrush block copolymers | |
| US11738515B2 (en) | Systems and methods for generating a molecular dynamic graded lattice structure and their application to additive manufacturing | |
| JP7375269B2 (ja) | 延性を備えたフィルム及び延性を備えたフィルムの設計方法 | |
| Xie et al. | Mechanism study on microgroove forming by ultrasonic vibration assisted hot pressing | |
| JP4874432B1 (ja) | 高分子品の製造方法 | |
| Verleye et al. | Simulation and experimental validation of force controlled compression resin transfer molding | |
| CN108027308A (zh) | 用于评价塑料树脂成型制品的物理性质的方法 | |
| Rahmati et al. | Process Parameters optimization to improve dimensional accuracy of stereolithography parts | |
| US11060214B2 (en) | Processing methods and apparatus to manufacture a functional, multi-scale, tapered fiber from polymer filament | |
| CN113987822A (zh) | 一种各向同性负泊松比材料的设计方法 | |
| Nielsen et al. | Strain gradient effects in periodic flat punch indenting at small scales | |
| Wang et al. | Progressive compaction of soft cellular structures with layer-wisely designed gradient porosity | |
| WO2022189631A1 (en) | Method of making one or more fibrils, computer implemented method of simulating an adhesive force of one or more fibrils and fibril | |
| CN114589883A (zh) | 一种注塑模具及其制备方法 | |
| KR927003294A (ko) | 개선된 스테레오리소그래피 성형기술 | |
| WO2021002210A1 (ja) | 樹脂挙動解析装置、樹脂挙動解析方法および樹脂挙動解析プログラム | |
| Bojović et al. | Comparative Mechanical Analysis of PLA and ABS Materials in Filament and Resin Form | |
| Torres Atencia | Characterization of a soft pneumatic actuator using fe modelling | |
| Aslam et al. | Development and analysis of different density auxetic cellular structures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211020 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221104 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221220 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230124 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230502 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230613 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230919 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20231002 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7375269 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |