JPWO2015072519A1 - 防食シート、及び、その製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この種の用途に用いられる防食テープとしては、不織布などからなるテープ状の基材シートにペトロラタム系防食剤を含浸させ担持させたものが知られている(下記特許文献1参照)。
一方で、防食性を高めるべく、従来の防食シートを被着体に多重に巻こうとすると巻く作業に手間がかかるという問題がある。
斯かる観点から、一枚の防食シートの防食性を高めるべく、基材シートの単位面積当たりに担持させるペトロラタム系防食剤を従来のものに比べて増量させることが考えられる。
しかし、単に基材シートの目付を増やしてペトロラタム系防食剤の担持量を増大させようとすると、防食シートが、基材シート内部に気泡が入り込んだものになり易く、その結果、被着体の防食が不十分になるという問題を有する。
そして、本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討したところ、所定の太さの繊維で形成されたポリエステル不織布を基材シートに採用することで従来の基材シートに比べてペトロラタム系防食剤の含浸を容易にさせ得ることを見出した。
また、このようなポリエステル不織布で所定の目付を有する基材シートを採用することで、単位面積当たりのペトロラタム系防食剤の担持量を従来の防食シートに比べて増大させることができ、気泡の巻き込みが抑制された厚手の防食シートを容易に形成させ得ることを見出し、本発明を想到するに至った。
本実施形態における防食テープは、基材シートたるポリエステル不織布(以下、単に「不織布」ともいう)と、該ポリエステル不織布に含浸されたペトロラタム系防食剤とを備えている。
また、前記不織布は、ポリエステル繊維を主体とするものであればポリエステル繊維以外の他の繊維を少量含有するものであってもよい。
さらに、前記不織布の主体となるポリエステル繊維は、ポリエステル樹脂を主成分とした混合樹脂で形成されていても良い。
また、芯鞘構造を有し、芯部がポリエステル樹脂で鞘部が他の樹脂で形成されているものや、鞘部がポリエステル樹脂で芯部が他の樹脂で形成されている繊維を主体とした不織布もポリエステル不織布として前記基材シートに採用することが可能である。
なお、前記不織布としては、ペトロラタム系防食剤の含浸及び担持を良好なものとし得る点においてクリンプ(捲縮)構造を有する繊維によって構成されていることが好ましく、繊維どうしが厚み方向において十分に交絡されているものが好ましい。
本実施形態の防食テープは、ステッチボンド不織布などの繊維シートを基材シートとして採用することで、ペトロラタム系防食剤からのオイルの分離を抑制させ得る。
なお、ステッチボンド不織布は、フェルトなどに比べて表面の凹凸が大きいために該ステッチボンド不織布を防食テープの基材シートとして採用した場合には、当該基材シートの一部を防食テープの表面に露出させるおそれを有する。
これに対し、高い防食性能を発揮させる上においては、この基材シートが当該防食テープの表裏両面において表面露出しないように形成されることが好ましい。
前記繊維の平均繊度が12dTex以上であることにより、不織布へのペトロラタム系防食剤の単位面積当たりの付着量を多くすることができ、防食シートが防食性に優れたものとなるという利点がある。また、防食シートに腰が出やすくなり、また、防食シートの厚みを所定以上にすることができるという利点もある。前記繊維の平均繊度が50dTex以下であることにより、基材シートに含浸されたペトロラタム系防食剤に入り込む気泡を抑制することができ、防食シートが防食性に優れたものとなるという利点がある。
前記平均繊度については、JIS L1013:2010のB法(簡便法)により測定することができる。
なお、ステッチボンド不織布におけるウェブを縫い束ねるための糸などのように、ウェブを形成している繊維以外に繊維材が用いられて構成されているような不織布に関しては、前記の糸などの繊維材は当然ながら上記繊度となっている必要はない。
また、ペトロラタム系防食剤は、ペトロラタム以外の石油ワックスやオイルによってペトロラタムと同様の風合いに調製された油性成分を充填材や防錆剤などとともに含有するものであっても良い。
本実施形態のペトロラタム系防食剤は、油性成分として常温常圧(例えば、20℃、1気圧)において液状の液状油たるオイルと、常温常圧において固体状の固形油たるワックスとを含有している。
なお、前記の“固体状”との用語は、本明細書においては、通常の外力によって変形を生じることのない厳密な意味での固体のみを意味するものではなく、外力によって変形を生じるものの自然流動を生じることが無いいわゆる半固体をも包含する意味で用いられている。
さらに、本実施形態のペトロラタム系防食剤は、粘着付与剤などの添加剤を含有している。
前記オイルとしては、ナフテン系オイルや、ブライトストック油などの粘度の高いオイル、モーター油などとして利用されている粘度の低いパラフィン系オイルなどが挙げられる。
なかでも、ペトロラタム系防食剤からオイルが分離するのを抑制できるという点で、前記ペトロラタム系防食剤としては、炭化水素系ワックスと、ナフテン系オイルとを含有するものが好ましい。
なお、前記の“結晶性のワックス”との用語は、本明細書においては、示差走査熱量分析装置(DSC)を用いた10℃/分での等速昇温過程で測定した結晶化ピークを示すワックスのことを意味し、具体的には、10J/g以上の結晶化ピークを示すワックスのことを意味する。なお、結晶化ピークは、パラフィンワックス(融点43℃)で104J/g程度、ポリエチレンワックス(融点108℃)で122J/g程度、エステル系ワックスで20〜385J/g程度である。
なお、該炭化水素系ワックスとしては、例えば、JIS K2235に120P、125P、130P、135P、140P、145P、150P、155Pなどの種別で規定されているパラフィンワックスや、同規格に150M、160M、170M、180M、190Mなどの種別で規定されているマイクロクリスタンワックスを採用することができる。
また、炭化水素系ワックスとしては、同規格外のものも採用が可能であり、例えば、フィッシャー・トロプシュ(Fischer−Tropsch)ワックスと呼ばれている一酸化炭素と水素とを反応させて合成されるもの、ポリエチレンワックスと呼ばれているエチレンの重合又はポリエチレンの熱分解で得られるもの、ポリプロピレンワックスなどと呼ばれている合成ワックスなども採用することができる。
さらに、ペトロラタム系防食剤には、キャンデリラワックスやスラックワックスのような炭化水素系ワックスを主成分とするワックスにより炭化水素系ワックスを含有させるようにしてもよい。
その一方で、炭化水素系ワックスは一般的に融点が高くなるほど硬度が上昇する傾向を示すことから、過度に高融点のものを採用しようとした場合にはペトロラタム系防食剤に常温における好適な展延性を発揮させるために多くの液状油を含有させることになり、ペトロラタム系防食剤からオイルが分離するおそれを有する。
このようなことから、炭化水素系ワックスとしては、融点75℃以上100℃以下のものを採用することが好ましい。
なお、この炭化水素系ワックスの融点については、JIS K2235「石油ワックス」に記載の試験方法によって確認することができる。
また、この融点75℃以上90℃以下の炭化水素系ワックスは、ペトロラタム系防食剤に含有されるすべての液状油の合計質量に対して0.75倍以上の割合で含有されることが好ましい。
該粘着付与剤としては、天然ゴムや合成ゴムを挙げることができ、該合成ゴムとしては、イソブチレンの低重合体である常温液状のポリブテンやイソブチレンが高度に重合されてなる常温固体のポリイソブチレンなどが挙げられる。
また、脂環族飽和炭化水素樹脂などの粘着付与剤も本実施形態のペトロラタム系防食剤に含有させることができる。
これらの粘着付与剤については、それぞれ温度条件などによってペトロラタム系防食剤に対する粘着性付与の効果を変化させたりするために、幅広い条件下において防食テープに優れた表面接着性を発揮させる上において一種単独でペトロラタム系防食剤に含有させるよりも複数を併用することが好ましい。
即ち、ペトロラタム系防食剤には、ポリブテン、ポリイソブチレン、及び、脂環族飽和炭化水素樹脂の内の複数を含有させることが好ましく、これら3種の粘着付与剤を全てペトロラタム系防食剤に含有させることが好ましい。
該粘着付与剤は、その合計が前記油性成分100質量部に対して4〜7質量部となるようにペトロラタム系防食剤に含有させることが好ましい。
該樹脂シートの材質としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリオレフィンなどが挙げられる。また、耐油性が優れ、更に、防食テープを曲面部分に貼り付け易くするという観点から、ポリオレフィンが好ましく、ポリプロピレンがより好ましい。該ポリプロピレンとしては、無延伸のものでも良く、延伸したものでも良い。また、該ポリプロピレンとしては、単層のものでも良く、積層したものでも良い。樹脂シートとしては、意匠性を付与したり、作業性を向上させるために、着色した樹脂シートを用いても良い。
各樹脂シートの厚さ(第1樹脂シート、及び、第2樹脂シートのそれぞれの厚さ)としては、好ましくは10〜100μm、より好ましくは15〜60μm、さらにより好ましくは20〜40μmである。該厚みが10〜100μmであることにより、耐油性に優れ、また、機械的強度が高まり、更に防食テープ本体を被着体に巻き付けしやすいものとすることができるという利点がある。
本実施形態に係る防食テープは、該樹脂シートを備えることにより、防食テープ本体を被着体に巻きつける前に、ポリエステル不織布からペトロラタム系防食剤が分離するのを抑制することができる。
この場合、第1樹脂シートと、第2樹脂シートとの意匠を異ならせてもよい。そうすることで、ペトロラタム系防食剤の含浸量の多い面と、少ない面とを容易に認識することができる。例えば、第1樹脂シートに水玉模様を付し、第2樹脂シートを無模様にする。
該付着量が2.0kg/m2 以上であることにより、防食シートが防食性に優れたものとなるという利点がある。
また、該付着量が3.5kg/m2 以下であることにより、防食テープの巻き付けがしやすいという利点がある。また、防食テープは、該付着量が3.5kg/m2 以下であることにより、防食テープ本体からセパレータを剥離させる際に剥離させやすいという利点もある。
該厚みが2.0mm以上であることにより、防食シートが防食性に優れたものとなるという利点がある。また、該厚みが5.0mm以下であることにより、防食テープの巻き付けがしやすいという利点がある。
本実施形態に係る防食テープの製造方法は、不織布と、該不織布に担持されたペトロラタム系防食剤とを備える防食シートを作製する方法である。
また、本実施形態に係る防食テープの製造方法は、ポリエステル不織布を加熱して厚み方向に圧縮する圧縮工程と、加熱されて常温時よりも低粘度化されたペトロラタム系防食剤を、前記圧縮工程が実施された前記不織布に含浸させる含浸工程とを備えている。
本実施形態の防食テープ製造方法は、長尺帯状の防食シートを作製し、これをそのまま、或いは、適度な幅にスリット加工して防食テープとするものである。
まずは前記防食シートを製造するのに好適な装置構成について図を参照しつつ説明する。
また、本実施形態の防食テープを製造するための製造設備には、図に示されているように前記ペトロラタム系防食剤を加熱し、常温時(例えば、20℃)よりも低粘度化された当該ペトロラタム系防食剤を貯留するペースト槽2が備えられている。
さらに、本実施形態の製造設備には、前記基材シートロール1が回転可能に保持され、且つ、該基材シートロール1が回転されてその外側から繰り出されるポリエステル不織布10を前記ペースト槽2に向けて送り出す送出機3が備えられている。
また、本実施形態の製造設備には、前記ペースト槽2を通過して前記ペトロラタム系防食剤が含浸、担持されたポリエステル不織布10’(以下、「含浸済シート10’」ともいう。)から余分に付着しているペトロラタム系防食剤を掻き落として所定の厚みの防食シート11を形成させるための厚み制御機6が備えられている。
即ち、前記ホットセット機5は、ポリエステル不織布10に前記加熱ロール51でアイロン掛けを行うような機能を発揮させるべく防食シート製造設備に備えられている。
従って、前記ホットセット機5としては、前記加熱ロール51が十分な加熱能力を有し、且つ表面平滑なものを採用することが好ましい。
従って、前記ペースト槽2としては、ペトロラタム系防食剤を十分に低粘度化させることが可能な加熱能力を有するものを採用することが好ましい。
例えば、融点80℃程度の炭化水素系ワックスを主成分としたペトロラタム系防食剤であれば、100℃〜140℃程度の温度に加熱すればエチレンビスステアリン酸アミドなどの145℃程度の融点を有するワックスを含んでいる場合でも十分にペトロラタム系防食剤を低粘度化させることができるため、前記ペースト槽2は、過度な加熱能力を備える必要はない。
該厚み規制部材61,62としては、含浸済シート10’に対して角張った部材を当接させるよりも曲面を有する部材を当接させる方が含浸済シートの表面のペトロラタム系防食剤を平滑で均一厚みとすることが容易であるため、ロール状のものを採用することが好ましい。
従って、前記厚み制御機6については、前記一面側10aにおいて第一の厚み規制部材61によってポリエステル不織布10へのペトロラタム系防食剤の担持量を規制するタイミングと、前記他面側10bにおいて第二の厚み規制部材62によってペトロラタム系防食剤の担持量を規制するタイミングとを別々に設定することが好ましい。また、前記厚み制御機6については、厚み規制部材61,62を前記含浸済シート10’の進行方向に対してオフセット配置させることが好ましい。
なお、前記のように第一ロール61は、第二ロール62よりも上位に配されている。
従って、該第一ロール61は、第二ロール62と斜め上側において平行するように配置されている。
しかも、第一ロール61と第二ロール62とは、図に示されているように、上下方向にオフセット(位置ずれ)させて配置されているのみならず互の側縁を垂線に対して行き違えるようにして配置されている。
言い換えると、垂直方向下位側の第二ロール62は、その第一ロール側の側縁を通る垂線(図1の仮想線C)が、上位に配されている第一ロール61の第二ロール側の側縁と中心軸との間を通るように配されている。
また、同様に第一ロール61は、第二ロール側の側縁を通る垂線(図1の仮想線D)が、第一ロール61の第二ロール側の側縁と中心軸との間を通るように配されている。
そして、本実施形態においては、前記第一ロール61と略同じ長さを有し、該第一ロール61の外周面との距離を軸方向において略一定にしながら前記距離を調整可能となるようにして配置された調整材63が厚み制御機6にさらに備えられている。
そのために前記第一ロール61は、その外周面に担持させた余分なペトロラタム系防食剤を回転によって前記調整材63との間を通過させて外周面全体における当該ペトロラタム系防食剤の厚みを所定の厚みに調整し、この厚みが調整されたペトロラタム系防食剤を再び含浸済シート10’の表面に付着させるべく構成されており、このようにして防食テープの表面に糸目が露出することをより確実に防止させるべく厚み制御機6に備えられている。
従って、前記第二ロール62は、前記第一ロール61と同様に規制部材を設けて回転させるべく構成させても良いが、静止した状態となるように厚み制御機6に備えさせてもよい。
前記気体としては、水分を含む気体を用いることが好ましい。水分を含む気体を用いることにより、水の蒸発潜熱で防食シートのペトロラタム系防食剤を効率良く冷却することができる。
また、前記水分を含む気体としては、微細な水の粒子を含む気体(例えば、霧)を用いることがより好ましい。水分を含む気体を防食シートに吹き付けると、水の粒子が未硬化のペトロラタム系防食剤に衝突して防食テープの表面に凹みが生じ得るが、水の粒子の粒径が小さい程凹みの大きさを小さくさせることができるからである。
前記水の粒子の粒径としては、好ましくは50μm以下、より好ましくは1〜20μmである。
まず、送出機2に基材シートロール1をセットし、この基材シートロール1の外側から帯状のポリエステル不織布10を繰り出し、前記ホットセット機5に備えられた一対の加熱ロール51の間を繰り出された前記ポリエステル不織布10を通過させた後に該ポリエステル不織布10を前記ペースト槽2の巻掛ロール21に巻き掛け、さらに前記厚み制御機6を通してこのポリエステル不織布10の先端部を前記巻取機4に取り付ける通紙作業を実施する。
このとき前記厚み制御機6においては、ポリエステル不織布10の一面側10aに全幅にわたって第一ロール61の外周面が当接されるようにさせるとともにポリエステル不織布10の他面側10bに全幅にわたって第一ロール62の外周面が当接されるようにさせ、且つ、これらロール61,62とポリエステル不織布10との接触圧を調整すべくポリエステル不織布10に適度な張力を生じさせる。
そして、第一ロール61と調整材63との距離、及び、第一ロール61の回転数などを決定した上でこの製造設備の運転を開始する。
前記ホットセット機5には、回転軸が水平方向となるように軸支された一対の加熱ロールが互いに水平方向において平行するように配されており、圧縮工程は、この2本の加熱ロールにポリエステル不織布10をS字(正確にはS字を90度回転させた形)に巻き掛けて実施する。
即ち、2本の加熱ロールを縫うようにしてポリエステル不織布10を通過させる際に、前記加熱ロールとの接触によりポリエステル不織布10を加熱し、2本の加熱ロールの間をポリエステル不織布10が通過する際に、当該加熱ロールでポリエステル不織布10を厚み方向に圧縮して圧縮工程を実施する。
また、元のポリエステル不織布10の厚みをT(mm)とすると、該厚みに対する前記加熱ロール間の間隙D(mm)の割合(D/T)は、通常、0.40〜0.60とすることができる。
即ち、ポリエステル不織布は、加熱されて繊維が軟化された際に当該繊維が本来の捲縮状態に戻ろうとすることで収縮を生じることがある。
そして、本実施形態のポリエステル不織布のように、従来の防食テープにおいて基材シートに利用されているようなものに比べて目付の大きなものにあっては収縮力も大きなものになるおそれを有する。
従って、当該圧縮工程は、後述するように、ポリエステル不織布にペトロラタム系防食剤を含浸させる含浸工程においてペトロラタム系防食剤の含浸を促進させる効果を発揮させるのみならず防食テープを管材などに巻き付けた後に収縮による巻き崩れが生じることを防止すべく実施されるものである。
しかも、この圧縮工程によって繊維間が密になってポリエステル不織布が締まった状態になることから、防食テープを引張強度に優れたものとすることができ、例えば、施工時などにおいて防食テープに高い張力が加わった際においても当該防食テープが不用意に切断されてしまうことを抑制させることができる。
なお、ここでは、ペトロラタム系防食剤にエチレンビスステアリン酸アミドなどの高融点ワックスを含有させている場合を例に説明する。
このようなペトロラタム系防食剤をポリエステル不織布に含浸させるのに際しては、前記ペースト槽内のペトロラタム系防食剤の温度を135℃〜140℃とし、ペトロラタム系防食剤を常温の状態に比べて十分に低粘度化させることが好ましい。
このとき厚みの回復に伴ってペトロラタム系防食剤を内部に吸い込ませる機能が生じることから、当該含浸工程後にポリエステル不織布内に気泡が残存することを抑制させることができる。
従って、細い繊維の基材シートが用いられている従来の防食テープにおいては、上記機能をあまり期待することができない。
しかも、例えば、10dTex以下の太さの繊維を主体としたポリエステル不織布などでは、そもそも繊維間が詰まった状態になり易いことから目付の大きな(厚みの厚い)ものに対してペトロラタム系防食剤を含浸させようとしても厚み方向中心部までペトロラタム系防食剤が到達せずに内部に気泡を有するものとなるおそれを有する。
即ち、本実施形態においては、繊維太さの太いポリエステル不織布を基材シートに採用していることと、前記のような圧縮工程と含浸工程とを実施することとの相乗効果によって厚手の防食テープを、内部に気泡が形成されるおそれを抑制しつつ形成させ得る。
この厚み制御機6には、前記のように上下にオフセットされた状態で第一ロール61と第二ロール62とが配されている。防食シートについては、最初に含浸済シート10’の他面側10b’においてペトロラタム系防食剤の担持量が第二ロール62によって調整された後に該他面側10b’とは反対の前記一面側10a’のペトロラタム系防食剤の担持量が前記第一ロール61と前記調整材63とによって調整されることになる。
そのため、従来の厚み制御機を通過させて得られる防食シートは、厚みが均一で表面の平滑性にも優れている。
その一方で、従来の防食シートは、基材シートとしてステッチボンド不織布などの表面の凹凸が比較的大きいものを採用した際には表面におけるペトロラタム系防食剤の担持量が局所的に薄くなってしまい、場合によっては基材シートを表面露出させるおそれを有している。
前記ブレードが含浸済シートとの間で略線接触となるのに対し、ロール61,62は、含浸済シート10’との接触幅を広く確保することができるため、含浸済シート10’との間に高い接触圧が局所的に作用することを防止することができる。
しかも、本実施形態においては、含浸済シート10’が第一ロール61や第二ロール62と接している間は、反対面に別の部材が当接されない。
従って、含浸済シート10’がロール61,62と接している間に当該ロール61,62から離れる方向に移動容易となっており過度にペトロラタム系防食剤が掻き落とされるおそれが抑制され得る。
しかも、本実施形態においては、前記調整材63と前記第一ロール61とのギャップ調整によって所定厚みで第一ロール61の外周面に担持されたペトロラタム系防食剤が当該第一ロール61から離れて行く含浸済シート10’の一面側10a’に転写されることから、ステッチボンド不織布のように一面側が他面側に比べて密度(繊維密度)が高く硬く締まった状態になっているような場合であってもこの硬く締まった側が第二ロール62側となるようにして厚み制御機6を通過させることで基材シートの表面露出をより確実に抑制させることができる。
なお、結晶化温度は、示差走査熱量分析装置(DSC)を用いた10℃/分での等速昇温過程で測定した結晶化ピークのピーク温度を意味する。
より具体的には、前記冷却機7による防食シートの強制冷却は、防食シートの表面について、前記ペトロラタム系防食剤の温度が前記ワックスの結晶化温度前後において2℃/秒以上の冷却速度となるように実施することが好ましく、該冷却速度は5℃/秒以上であることがより好ましく、10℃/秒以上であることが特に好ましい。
また、より好ましくは、防食シートの内部について、上記冷却速度となるように実施する。すなわち、防食シートの内部について、前記ペトロラタム系防食剤の温度が前記ワックスの結晶化温度前後において2℃/秒以上の冷却速度となるように実施することが好ましく、該冷却速度は5℃/秒以上であることがより好ましく、10℃/秒以上であることが特に好ましい。
ペトロラタム系防食剤に複数種のワックスが含まれて、異なる温度において複数の結晶化を生じる場合には、どの結晶化温度において強制冷却を行っても効果が発揮されるが、最も結晶化熱量の大きな温度領域において強制冷却を行うことが好ましい。
即ち、ワックスは、結晶領域間に液状油を取り込む性質を示すことから上記のようにワックスを微結晶化させることで液状油たるオイルの捕捉能を向上させることができる。
この巻き取られた防食シートは、そのままの状態、又は、適度な幅にスリット加工して防食テープとして利用することができる。
斯かる防食シートは、防食性に優れたものとなる。
さらに、本実施形態に係る防食シートでは、前記平均繊度が、15dTex以上であることが好ましい。
斯かる防食シートの製造方法によれば、防食性に優れた防食シートを提供し得る。
さらに、本実施形態に係る防食シートの製造方法では、前記平均繊度が、15dTex以上であることが好ましい。
Claims (5)
- ポリエステル不織布とペトロラタム系防食剤とを備え、前記ペトロラタム系防食剤が前記ポリエステル不織布に含浸されており、
前記ポリエステル不織布を構成している繊維の平均繊度が、12〜50dTexであり、
該ポリエステル不織布の目付が、150〜500g/m2 であることを特徴とする防食シート。 - 前記平均繊度が、15dTex以上である請求項1記載の防食シート。
- ポリエステル不織布とペトロラタム系防食剤とを備え、前記ペトロラタム系防食剤が前記ポリエステル不織布に含浸されている防食シートを作製する防食シートの製造方法であって、
前記ポリエステル不織布を加熱して厚み方向に圧縮する圧縮工程と、
加熱されて常温時よりも低粘度化されたペトロラタム系防食剤を、前記圧縮工程で圧縮された前記ポリエステル不織布に含浸させる含浸工程とを備えており、
前記ポリエステル不織布を構成している繊維の平均繊度が、12〜50dTexであり、
該ポリエステル不織布の目付が、150〜500g/m2 であることを特徴とする防食シートの製造方法。 - 平均厚みが2mm以上の前記防食シートを作製する請求項3記載の防食シートの製造方法。
- 前記平均繊度が、15dTex以上である請求項3又は4記載の防食シートの製造方法。
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