JPH0243619B2 - Amijoshiitonoseizohoho - Google Patents

Amijoshiitonoseizohoho

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JPH0243619B2
JPH0243619B2 JP6002483A JP6002483A JPH0243619B2 JP H0243619 B2 JPH0243619 B2 JP H0243619B2 JP 6002483 A JP6002483 A JP 6002483A JP 6002483 A JP6002483 A JP 6002483A JP H0243619 B2 JPH0243619 B2 JP H0243619B2
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JP
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sheet
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reticulated
thermoplastic resin
holes
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Koji Kondo
Takaomi Ootsuka
Kazuo Kuba
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    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D7/00Producing flat articles, e.g. films or sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/023Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets using multilayered plates or sheets
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    • B29DPRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/737Articles provided with holes, e.g. grids, sieves

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は近年種々の分野で注目されているレー
ザー加工装置を使用して熱可塑性樹脂シートに微
細多孔の孔あけ加工を行い、該シートを1軸ない
し2軸に延伸することにより美麗且つ精密な模様
を有し、強度が強く寸法安定性の優れる等、各種
の特性を備えた網状シートの製造方法に関するも
のである。
網状シートを得る方法として、特公昭43−
16880号では熱可塑性樹脂シートをエンボス加工
して厚さの薄い部分と厚い部分を設け、次いで2
軸延伸することによ、薄い部分が開裂して網状シ
ートを得る本法を開示している。しかし該網状シ
ートは実質的にフイラメント部分は延伸されて薄
く成り、フイラメントの交接部分は未延伸の為に
肉厚のままであるので、強度の強いものが得られ
ない。又、凸凹の為に風合も劣る。特公昭50−
16459号では、特殊な経路を有する回転ダイスか
ら熱可塑性樹脂を線条に押出し、線条に融着部と
非融着部を形成して網状構造物を得る方法が記載
されている。しかし該方法では、網を形成する線
条部分と線条の交接部分が未延伸の為に強度が弱
く、網目の粗大である欠点がある。
一方、成形された熱可塑性樹脂シートに孔あけ
加工を行い、1軸ないしは2軸に延伸することに
より網状シートをつくる報告もあるが実用的価値
の乏しいものである。特開昭52−124984号では熱
可塑性樹脂シートに一連のパンチで孔をあけそれ
を2軸延伸することにより網状構造物を得る方法
が開示されているが、孔径が1mm以上で粗大であ
り、したがつて延伸後に形成された網目も粗大な
ものしか得られていない。さらに孔の配置の模様
および精度についても極めて限定されたものであ
る。ここで熱可塑性樹脂シートに孔あけ加工する
方法は上記のパンチによるもの以外に、ドリル、
金型、放電加工、熱針、凸部を備えた加熱ロール
等の方法がある。パンチや金型による方法は、刃
物等による機械的手段のため緻密な孔あけ加工に
限界があり、刃先の摩耗により長時間の連続した
孔あけ作業が難しい。次に放電加工では放電孔あ
け後、シートより針状電極が離れる際に針状電極
のある回転体の回転のため、付着した樹脂の溶融
物が冷却固化されて次の加工に持ち越される。こ
のため次の孔あけ加工では孔径、孔周縁部の精度
に悪影響を及ぼす。従つて、これらの方法はいず
れもわれわれの目的とする微細多孔の網状シート
を得る方法としては好ましくない。
また熱針や凸部を備えた加熱ロールによる方法
は、連続的に孔あけ加工することでは実用性を有
するが次の点で問題がある。すなわち、特公昭47
−6518号に熱可塑性樹脂のフイルムに多数の孔あ
け加工する方法が開示されている。該方法では加
熱ロールの凸部の温度を熱可塑性樹脂の分解点以
上に保ち、シートを突き刺した部分を熱分解させ
るか、或いは熱可塑性樹脂の軟化点から融点の範
囲に保ち、シートに突き刺して孔あけするもので
ある。ロールの凸部にその溶融物の滓の付着を防
ぐ点では効果あるものの、加工されたシートの孔
の周縁部に孔あけ時に溶融した樹脂の一部が集ま
り山高状になつて残る。これは後で詳細に説明す
るが延伸時に孔の拡大を妨げ、また形成された網
状シートの網目に溶融物が糸状になつて残り、且
つ網目の廻りにリング状の溜が生じる為、均一で
美しいものができない欠点がある。特に凸凹して
風合が劣る。
そこで本発明者等は、編織物の様に強度が大き
く微細、精巧な幾何学模様を成す網状シートを得
る方法を検討した結果、レーザーの持つ集光性、
指向性の優れていることに着目し、熱可塑性樹脂
シートの微少面積に高密度のレーザー光を照射し
て瞬間的に周囲の熱変質が無く、照射部分を高温
気化させて孔をあける方法を見出した。
また、レーザー光の移動、出力及びON−OFF
制御がプログラム制御可能であるので任意の模模
の孔あきができる。このことは先願技術に無い重
要な特長であり、従来編織物の風合に到達できな
かつたプラスチツク網状ネツトの欠点を一気に解
消した。
レーザービームの照射による孔周縁部の熱の影
響を観察するため、ポレプロピレンシートに凸部
を備えた加熱ロールにて孔あけ加工したものと、
レーザービームにより同加工したものについて透
過型顕微鏡にてその断面の写真を撮影した。顕微
鏡写真の観察から凸部を備えた加熱ロールにて孔
あけ加工したシートは、熱可塑性樹脂の溶融物の
一部が孔周縁部に山高状として残つており、全体
の厚みに対してその割合が1.3倍の厚さがあり、
盛り上がつた形状を示した。それに対してレーザ
ービームにて孔あけ加工したシートでは熱の影響
による山高状部はなかつた。これらは孔周縁部の
内部構造の変化を探索するため、上記シートにつ
いてそれぞれ孔あけ前後の密度変化を調べた。エ
チルアルコール−水系の密度勾配管にて23.5℃の
密度を測定したところ、凸部を備えた加熱ロール
により孔あけ加工したシートが0.9012から0.9024
に密度が増加したのに対し、レーザービームによ
り孔あけ加工したものは0.9054(一定)となり密
度変化はなかつた。これは前者の方法では孔周縁
部の一部が溶融後徐冷され結晶化度が増大して密
度増加につながつたと推定される。
一方、レーザービーム照射したシートは密度変
化はなく、孔周縁部が熱の影響をほとんど受けて
いないことを裏づけるものである。また孔周縁部
が山高状に肉厚部として残ることは延伸操作にお
いても好ましくなく、延伸によりネツキングを利
用した孔の均一な拡大を妨げるものである。さら
にレーザー加工したシートの孔が均一で緻密であ
るのに比較して凸部を備えた加熱ロールで加工し
たシートの孔は、延伸後孔周縁部に糸状の樹脂カ
スが残存し、見た目が悪い。且つ、延伸操作によ
り得られる網目状シートの美粧性に著しい差を生
じた。
本発明に於て使用し得る高密度エネルギーを有
するレーザービームとしては、半導体レーザー、
炭酸ガスレーザー、Arレーザーなどを挙げるこ
とができる。
熱可塑性樹脂シートに使用できる熱可塑性樹脂
としては、エチレン系重合体、プロピレン系重合
体、スチレン系重合体、アクリル系重合体、塩化
ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリエステル樹脂等を挙げることができる。
熱可塑性樹脂シートの厚みは0.1〜1.0mmとする
ことが好ましい。
レーザーで孔あけした開口部分の形状は既知の
如く、集光レンズの形状と絞り比により変る。例
えば凸レンズによれば原則的に円形のビーム光が
得られ、シリンドリカルレンズでは細長の矩形ビ
ームが得られる。
また様々の形状に切抜き加工した銅板マスクを
熱可塑性樹脂シートの表面に密着被覆することに
より、楕円、台形、三角形、菱形、星形或いはそ
れらの組合せなど複雑な形状を自由に選択するこ
とができる。
熱可塑性樹脂シートの厚さ方向に於て、開口部
分の形状はレーザー光の焦点位置を変えることに
より、円柱、角柱状から円錐、角錐状に穴がぬけ
る。
一般に孔あけ加工したシートを用いて網状シー
トを得るためには、延伸装置の点から最初のシー
トの孔あけ加工の緻密さが問題となる。
われわれの使用したレーザー加工装置では、孔
径が20〜500μの微細で多数の孔あけ加工が可能
であり、1cm2あたり、10〜106個の孔を得ること
ができる。従来の針状ロールでは2×102個/cm2
が限界である。このことにより今まで得られなか
つた微細で縦横の強度のバランスをもつた網状シ
ートの製造が可能となる。軽量で、高強度の網状
シートは医療、フイルター、衣料関係の各種分野
に使用が期待できる。また成形された熱可塑性樹
脂シートに孔あけ加工する場合、単層シートのみ
ならず、各種の樹脂層を備えた共押出多層シート
でもよく、従来加工が難しかつた充填材、ガラス
繊維等の強化剤を充填したシートまたはカーボン
ブラツク、フエライト、炭素繊維、金属粉等の導
電性材料を充填したシートにも孔あけ加工が可能
である。
次いで、得られた微細多孔シートを延伸倍率2
〜8倍で1軸ないし2軸に延伸することにより、
網状シートを得ることができる。
以下、図面と実施例により本発明の具体的事例
と効果について説明する。
第1図は炭酸ガスレーザー装置1によりシート
に孔あけ加工する方法を示している。シートの孔
あけ加工には、島田理化工業(株)製の炭酸ガスレー
ザー加工装置SL−151を使用し、ゲルマニウム凸
レンズを用いて出力150Wで使用した。シートは
第1図のX−Yテーブル2の上に固定され、NC
制御により所定模様に孔あけ加工された。
実施例 1 出力150Wの炭酸ガスレーザー装置1を用いて
厚さ0.5mmのポリプロピレンシートに孔あけ加工
した。大きさ500mm×500mmのポリプロピレンシー
トをNC制御できる2軸同時駆動の高性能加工テ
ーブル2に固定し、このX−Y作業テーブル2の
移動が始めにY軸に沿つて縦方向送り速度12mm/
分で動き、シート端部に至りX軸に沿つて横方向
送り速度12mm/分で0.8mm動き、続いてY軸に沿
つて縦方向送り速度12mm/分で逆行するように制
御した。
このX−Y作業テーブルに固定したポリプロピ
レンシートに対向した炭酸ガスレーザー装置1の
ヘツド3よりビーム径0.25mm、照射時間1/1000秒
のパルス発振させたレーザー光を照射して孔の間
隔500μ、孔径の長軸が400μ、短軸が300μの楕円
形の孔を得るよう孔あけ加工した。1cm2当りの孔
数は120個であつた。この孔あけシートを延伸温
度120℃、延伸速度1200%/分で横方向に3倍延
伸し、続いて縦方向に3倍延伸して網状シート4
を得た。
この網状シートは、坪量=48g/m2、交点に於
ける厚み416μ、フイラメントに於ける厚み185μ、
フイラメント本数9本/in、縦方向に8.9Kg/in、
横方向に10.0Kg/inの引張強度を持つ高強度の網
状シート4であつた。網状シート4の網目は第2
図に示すような1辺が2.5〜2.7mmの格子状の緻密
な模様をもち、糸状の溶融物の残存もなかつた。
更に驚くべきことは、本網状シートは120〜140
℃の広い温度範囲にて容易に延伸可能であつた。
この網状シートは濾過材、衛生材、包装材等に有
用である。
実施例 2 実施例1と同様に厚さ0.4mmの高密度ポリエチ
レンシートにビーム径0.25mm、照射時間1/1000秒
のパルスレーザー光を照射し孔の間隔650μ、孔
径の長軸が400μ、短軸が300μの楕円形の孔を得
るよう孔あけ加工した。1cm2当りの孔数は90個で
あつた。この孔あけシートを延伸温度140℃、延
伸速度1200%/分で横方向に4倍延伸し、続いて
縦方向に4倍延伸した。その結果、坪量=24g/
m2で、交点に於ける厚み285μ、フイラメントに
於ける厚み135μ、フイラメント本数9本/in、縦
方向に7.6Kg/in、横方向に5.2Kg/inの引張強度
を持つ、軽くて高強度の網状シートを得た。この
シートは1辺が2.8〜3.3mmの格子状の緻密な網目
模を持ち、糸状の溶融物の残存もなかつた。
更に驚くべきことは、本網状シートは120〜140
℃の広い温度範囲にて容易に延伸可能であつた。
実施例 3 実施例1と同様に、厚さ0.2mmのポリプロピレ
ン/酸変性ポリプロピレン/低密度ポリエチレン
の3層共押出多層シートにビーム径300μ、照射
時間1/700秒のパルスレーザー光を照射して孔径
の長軸が400μ、短軸が300μの楕円形の孔を第3
図に示すように千鳥状に得るよう孔あけ加工し
た。1cm2当りの孔数は68個であつた。
この孔あけシート5を延伸温度130℃、延伸速
度1200%/分で縦方向に3倍、横方向に3倍延伸
した。その結果、第4図に示すように従来のプラ
スチツクネツトでは得られなかつた編織物に類似
した幾何学模様を有する緻密な美しい網状シート
6を得た。この網状シート6は、坪量=20g/
m2、交点に於ける厚み198μ、フイラメントに於
ける厚み86μ、縦方向に4.5Kg/in、横方向に3.0
Kg/inの引張強度を持ち、且つヒートシール性が
あるので包装材に有用である。
実施例 4 実施例3と同一のシートにビーム径100μ、照
射時間1/1000秒のパルスレーザー光を照射して孔
の間隔100μで孔径が長軸250μ、短軸150μの楕円
形の孔を得るよう孔あけ加工した。1cm2当りの孔
数は1142個であつた。
この孔あけシートを延伸温度135℃、延伸速度
1200%/分で縦方向に3倍、横方向に3倍延伸し
た。その結果、微細な網目(メツシユ=29本/
in)をもつ手触り性の良い網状シートが得られ
た。これは編織物と同等の風合を持ち、スフ代替
材料として有用である。
実施例 5 実施例1と同様に厚さ0.2mmのポリ塩化ビニル
シートに照射時間1μS、ビーム径200μのレーザー
ビーム照射して孔間隔1800μで1個の孔の長軸が
300μ、短軸が250μの楕円形の孔を得るよう孔あ
け加工した。この孔あけシートを延伸温度96℃、
延伸速度1200%/分で縦方向に3倍延伸し、続い
て横方向に3倍延伸した。その結果、直径3.0mm
の円形の孔をもつ網状シートが得られた。
【図面の簡単な説明】
第1図はレーザービームによつて熱可塑性樹脂
シートに孔をあける状態を示した説明図、第2図
および第4図は網状シートの一例を示した平面図
並びに第3図は微細多孔シートの一例を示した平
面図である。 1……炭酸ガスレーザー装置、2……加工テー
ブル、3……ヘツド、4,6……網状シート、5
……微細多孔シート。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 高密度エネルギーを有するレーザービームを
    熱可塑性樹脂シートに照射して照射部分を加熱、
    溶融、気化させることにより得た微細多孔シート
    を1軸ないし2軸に延伸することを特徴とする網
    状シートの製造方法。 2 微細多孔シートの厚みが0.1〜1.0mmの範囲に
    ある特許請求の範囲第1項記載の網状シートの製
    造方法。 3 微細多孔シートの孔形が円、楕円、台形、三
    角形、菱形、星形等である特許請求の範囲第1項
    または第2項記載の網状シートの製造方法。 4 微細多孔シートの孔径が20〜500μの範囲に
    ある特許請求の範囲第1項、第2項または第3項
    記載の網状シートの製造方法。 5 微細多孔シートの孔数が10〜106個/cm2の範
    囲にある特許請求の範囲第1項、第2項、第3項
    または第4項記載の網状シートの製造方法。 6 熱可塑性樹脂シートが、エチレン系重合体、
    プロピレン系重合体、スチレン系重合体、アクリ
    ル系重合体、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹
    脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等である
    特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項
    または第5項記載の網状シートの製造方法。 7 熱可塑性樹脂シートが共押出多層シートであ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2
    項、第3項、第4項、第5項または第6項記載の
    網状シートの製造方法。 8 熱可塑性樹脂シートが、充填材、ガラス繊維
    等の強化剤を充填して成る特許請求の範囲第1
    項、第2項、第3項、第4項、第5項、第6項ま
    たは第7項記載の網状シートの製造方法。 9 熱可塑性樹脂シートが、カーボンブラツク、
    フエライト、炭素繊維、金属粉等の導電性材料を
    充填して成る特許請求の範囲第1項、第2項、第
    3項、第4項、第5項、第6項、第7項または第
    8項記載の網状シートの製造方法。
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