JP6789655B2

JP6789655B2 - シート

Info

Publication number: JP6789655B2
Application number: JP2016075354A
Authority: JP
Inventors: 将之末石; 陽濱渦
Original assignee: Chukoh Chemical Industries Ltd
Current assignee: Chukoh Chemical Industries Ltd
Priority date: 2016-04-04
Filing date: 2016-04-04
Publication date: 2020-11-25
Anticipated expiration: 2036-04-04
Also published as: JP2017186426A

Description

本発明は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含有するシートに関する。

特許文献１は、定着装置に関するもので、定着装置に含まれるシート状摺動部材として少なくとも摺動面が耐熱性樹脂を含んで構成される非多孔質状シートを用い、その非多孔質状シートを、表面に凹凸を有する多孔質ＰＴＦＥシート上に設けることを開示する。

また、特許文献２は、凹凸を有するＰＴＦＥシートを定着器用の摺動シートとして用いることを開示する。

ＰＴＦＥシートは摺動性及び離型性共にすぐれているが、市場の要求として離型性及びすべり性がさらに強化されたＰＴＦＥシートの要求がある。

特許第４５４３６７０号公報特開２００９−１５２２７号公報

本発明が解決しようとする課題は、離型性に優れるシートを提供することである。

実施形態によれば、ポリテトラフルオロエチレン含有フッ素樹脂の焼成体からなる、離型性を有するシートが提供される。このシートは、少なくとも一面に凹部又は凸部を有する。

実施形態によれば、離型性に優れるシートを提供することができる。

実施形態に係るシートの第１面の非接触式形状測定機による画像データである。図１に示すシートの二方向の断面図である。図１に示すシートの第２面の非接触式形状測定機による画像データである。実施形態に係るシートの製造におけるエンボス加工工程を示す斜視図である。実施形態に係るシートをパン生地搬送トレイの離型シートに適用した例を示す斜視図。図５に示す離型シートをパン製造工程に適用した例を示す斜視図。実施形態に係るシートを離型シートとしてヒートシール装置に使用した例を示す側面図。実施形態に係るシートを搬送部材の離型シートとして使用した例を示す斜視図。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。

実施形態によれば、少なくとも一面に凹部又は凸部を有し、ポリテトラフルオロエチレン含有の離型性を有するシートが提供される。このようなシートは、凹部又は凸部を有する面の離型性に優れている。よって、対象物に対する滑り性又は離型性を改善させたい部品等に、シートをこの面を対象物に向けて配置することにより、部品等の対象物に対する滑り性及び離型性が良好になる。そのため、対象物の搬送等を円滑にすることが可能となる。

凹部又は凸部を有する面は、シートの一方の面のみに形成してもよいが、シートの両面に形成することも可能である。また、一つの面に凹部と凸部の両方が存在していても良い。

凹部又は凸部のピッチを０．２３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下することが望ましい。ピッチを０．７ｍｍ以下にすることにより、ポリテトラフルオロエチレン含有シートの滑り性及び離型性を向上することができる。ピッチが狭い方が滑り性及び離型性が良好になるものの、ピッチが０．２３ｍｍ未満になると、シートの凹部又は凸部を有する面と接する物に、凹部又は凸部の跡が付着しやすくなる。また、シートの機械的強度が低下する恐れがある。よって、ピッチを０．２３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下にすることにより、ポリテトラフルオロエチレン含有シートの機械的強度を損なわず、かつシートと接する物を変形させることなく、その物に対する滑り性及び離型性を向上することができる。ピッチのより好ましい範囲は、０．３２ｍｍ以上０．５２ｍｍ以下である。ここで、凹部又は凸部のピッチは、隣り合う凹部又は凸部間の距離をいう。

シートの厚さは、０．０２５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下の範囲にすることが望ましい。厚さを０．０２５ｍｍ以上にすることにより、シートに必要な機械的強度を保つことができる。また、厚さを０．１５ｍｍ以下にすることにより、シートに必要な柔軟性を保つことができる。よって、厚さを０．０２５ｍｍ以上０．１５ｍｍ以下にすることにより、シートに必要な機械的強度と柔軟性を付与することができる。

シートの表面粗さは、１５μｍ以上１３０μｍ以下の範囲にすることが望ましい。表面粗さを１５μｍ以上にすることにより、シートの滑り性を高めることができる。また、表面粗さを１３０μｍ以下にすることにより、シートの凹部又は凸部を有する面と接する物に、凹部又は凸部の跡が付着するのを抑えることができる。よって、表面粗さを１５μｍｍ以上１３０μｍｍ以下にすることにより、シートと接する物を変形させることなく、その物に対する滑り性及び離型性を向上することができる。

シート中のポリテトラフルオロエチレンの含有量は、５０重量％以上１００重量％以下の範囲にすることが望ましい。含有量を５０重量％以上にすることにより、シートの撥水性を高めて滑り性及び離型性を向上することができる。

シートには、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）以外の他の成分を含有させることができる。他の成分には、例えば、変性ポリテトラフルオロエチレン（変性ＰＴＦＥ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂（ＦＥＰ）、四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂（ＰＦＡ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びエチレン四フッ化エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）が含まれる。これらのフッ素樹脂は、耐候性及び耐薬品性に優れる難燃性材料である。他の成分の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。

シートの片面あるいは両面の少なくとも一部に粘着材層を形成しても良い。これにより、シートを粘着材層によって目的の位置や部材等に固定することができる。

シートの製造方法を説明する。ポリテトラフルオロエチレン粒子（ＰＴＦＥ粒子）を金型に充填し、加圧成型を施した後、焼成することにより、ＰＴＦＥの焼成体を得る。得られた焼成体から切削加工によりフィルムを得る。得られたフィルムにエンボス加工を施した後、必要に応じて裁断することにより、実施形態のシートを得る。エンボス加工の前あるいは後または前後にアニール処理を施すことも可能である。

エンボス加工の一例を図４に示す。表面に複数の凸部が設けられた金属ロール（第一ロール）１１と、表面に凸部を持たない、平滑な表面を有する弾性ロール（第二ロール）１２との間に、未加工のフィルム１３を挟んで図４に示す矢印１４の方向に加圧すると、フィルム１３の一方の面に第一ロール１１の凸部に対応した凹部が形成され、一方の面に凹凸を有する実施形態のシート１５が得られる。なお、矢印１６は、フィルム１３の搬送方向を示す。

ＰＴＦＥ粒子には、例えば、ＰＴＦＥモールディングパウダーを使用することができる。ここで、モールディングパウダーとは、懸濁重合で得られた原料粉末を意味する。モールディングパウダーは、いったん数十〜数百μｍの大きさに粉砕され、続いて成形用途に応じ、粒状化｛造粒（pelletizing）｝、微粉化（finecutting）、前加熱（presintering）などの処理が施されたものである。また、granular resinとも言われる。

焼成温度は、特に限定されるものではないが、例えば、ＰＴＦＥの未焼成ポリマーの融点３４０℃以上、好ましくは３６０℃以上３８０℃以下にすることができる。なお、焼成後に冷却工程を行っても良い。

実施形態のシートの適用例として、例えば、搬送部材の表面に離型性を付与するための搬送部材用離型シート、金型あるいはプレス機等に熱融着性シート等の異物が付着するのを防止するための離型シートが挙げられるが、これらの用途に限定されるものではない。

適用例を図５〜図８を参照して説明する。図５及び図６は、搬送部材としての搬送用トレイ上に離型シートして実施形態のシートを用いた例を示す。図５に示す搬送用トレイ１７は、パンの製造工程において、パン生地１８を搬送するためのものである。実施形態のシート１９は、離型シートとして搬送用トレイ１７上に配置されている。パン生地１８は、搬送用トレイ１７上に直接置かれているのではなく、シート１９上に並べられている。このようにすることでパン生地１８の離型性が良好になるため、パン生地１８を搬送用トレイ１７から次工程に移すのが容易になる。例えば、図６に示すパンの製造工程は、搬送用トレイ１７上のパン生地１８を揚げ工程に搬送するものである。パン生地１８を載せた搬送用トレイ１７は、コンベア２０により２１に搬送される。シート１９によりパン生地１８の離型性が良好になるため、パン生地１８はスムーズに金網ベルト２１上に移される。金網ベルト２１上のパン生地１８は、フライヤー２２に搬送されて揚げ加工が施される。

シート１９を使用することにより、パン生地１８に手粉をまぶさなくても、パン生地１８の滑りが良くなるため、手粉を不要もしくは少なくすることができる。その結果、パンの食味をよくすることが可能となる。また、シート１９は、使用時の割れ、欠け及びほつれ等が起こり難い。さらに、シート１９は、カビの発生の恐れが少なく、衛生面でも優れている。

実施形態のシートは、パン生地のような粘着性物質の滑り性又は離型性を改善する効果に優れているが、搬送用トレイで搬送する物は粘着性物質に限られない。

なお、ガラス繊維製布にＰＴＦＥを含浸させたシートは、離型性を有するものの、ガラス繊維製布が研磨材として機能したり、割れ、欠け及びほつれが生じやすくなる。また、キャンパス地のシートをパン生地搬送部材に使用すると、手粉が必要になり、また布製のためにカビが発生しやすい。一方、ポリアミド及びシリコーン樹脂を含有するシートは、手粉の使用量を減らせ、かつ軽量であるものの、カビが発生しやすい。

図７は、ヒートシール装置のヒートシールバーの離型シートとして実施形態のシートを使用する例を示す。ヒートシール装置２３は、上部ヒートシールバー２４ａと、下部シールバー２４ｂと、離型シート固定部材２５と、上部ヒートシールバー２４ａに設置されたヒータ（図示しない）とを含む。上部ヒートシールバー２４ａ及び下部シールバー２４ｂは、それぞれ、中央付近に凹部２６ａ，２６ｂを有する。離型シート固定部材２５は、上部ヒートシールバー２４ａの凹部２６ａ内に配置されている。離型シートとして実施形態のシート１９は、離型シート固定部材２５に架けられた状態で、上部ヒートシールバー２４ａのヒートシール面を被覆している。下部シールバー２４ｂのシール面も実施形態のシート１９で被覆されている。熱可塑性フィルム２７を上部ヒートシールバー２４ａのヒートシール面と下部シールバー２４ｂのシール面との間に配置して、上部ヒートシールバー２４ａ及び下部シールバー２４ｂで加圧すると、上部ヒートシールバー２４ａと熱可塑性フィルム２７の間並びに下部シールバー２４ｂと熱可塑性フィルム２７の間それぞれにシート１９が介在されているため、熱可塑性フィルム２７を上部ヒートシールバー２４ａ及び下部シールバー２４ｂに付着させることなく、熱可塑性フィルム２７にヒートシール処理を施すことができる。

図８は、瓶や段ボール等の搬送に使用される搬送レールのガイド壁に実施形態のシートを配置した例を示す。搬送レール２８は、瓶や段ボール等の搬送に使用されるもので、図８では瓶２９が搬送されている。ガイド壁３０は、搬送レール２８の両側に設けられている。ガイド壁３０の内面に離型シートとして実施形態のシート１９が配置されている。シート１９の片面が粘着材層（図示しない）で被覆されており、シート１９が粘着材層によってガイド壁３０の内面に固定されている。これにより、ガイド壁３０の滑り性及び離型性が改善されるため、瓶２９は、ガイド壁３０に沿って搬送レール２８上をスムーズに移動することが可能となる。

以下、実施例を図面を参照して説明する。
（実施例１〜６）
金型に、ダイキン工業株式会社製の型式Ｍ−３９１Ｓの、嵩密度が０．７８ｇ／ｍＬのＰＴＦＥモールディングパウダーを充填した。次いで、金型内のモールディングパウダーを上方から１７ＭＰａの圧力で加圧し、予備成形品を得た。

得られた予備成形品を３７０℃で焼成することにより、ＰＴＦＥ焼成体を得た。得られたＰＴＦＥ焼成体に切削加工を施すことにより、厚さが１００μｍ、短辺が３００ｍｍのＰＴＦＥ長尺フィルムを得た。

得られたＰＴＦＥ長尺フィルムの片面に、図４に示すエンボス加工装置を用い、第一ロールの凸部の高さ及びピッチを表１に示す値に設定して凹部を形成することにより、凹凸を形成した。ひきつづき、ＰＴＦＥフィルムに２３０℃でアニール処理を施すことにより、実施例１〜６のＰＴＦＥ含有長尺シートを得た。実施例１〜６のＰＴＦＥ含有シートのピッチ及び表面粗さは、エンボス加工装置の第一ロールの凸部のピッチ及び高さを変更することによって下記表１に示す値に設定した。

実施例１のＰＴＦＥ含有長尺シートのエンボス加工面の非接触式形状測定機（キーエンス社製形状解析レーザー顕微鏡VK-X110）による画像データを図１に、図１に示すシートの二方向の断面図を図２に、エンボス加工面の反対側に位置する面の非接触式形状測定機による画像データを図３に示す。図１及び図３に示す画像データは、ＰＴＦＥ含有長尺シートの一部のみを表している。図１の付番３で示す線分は、ＰＴＦＥ含有長尺シートの長手方向に平行な線分である。また、図１の付番２で示す線分は、ＰＴＦＥ含有長尺シートの幅方向（短辺方向）に平行な線分である。図１と図３の画像データの比較から明らかな通り、図１に示すエンボス加工面の方が凹凸が大きい。そのため、図１に示すエンボス加工面を凹凸面１、図３に示すエンボス加工面の反対側に位置する面を裏面７とする。ＰＴＦＥ含有シートを線分２に沿って切断した断面、ＰＴＦＥ含有シートを線分２に垂直な線分３に沿って切断した断面、ＰＴＦＥ含有シートを線分８に沿って切断した断面を図２に示す。図２に示す断面２，３，８は、凹凸面１が図２の上側に位置した状態を示す。線分２は、凹凸面１におけるＰＴＦＥ含有長尺シートの幅方向に平行な断面形状線（凹部５ｂの中でＪＩＳＢ０６０１：１９９４の表面粗さＲｚが最も高い箇所の断面形状線）である。線分３は、凹凸面１におけるＰＴＦＥ含有長尺シートの長手方向に平行な断面形状線（凹部５ｂの中でＪＩＳＢ０６０１：１９９４の表面粗さＲｚが最も高い箇所の断面形状線）である。線分８は、裏面７におけるＪＩＳＢ０６０１：１９９４の表面粗さＲｚが最も高い箇所を斜めに結んだ線分である。図３の裏面７における線分８を実線に、図１の凹凸面１における線分８と対応する箇所を点線で示す。

凹部は、凹凸面１から裏面７に向かって角錐台形のすり鉢形状に窪んでいる部分であり、最も深い箇所を５ｂで示す。凹部は凸部に囲まれて凸部により1つずつ仕切られている。凸部は、図１において白い格子状の枠で示す部分であり、最も高い箇所を５ａで示す。

ＰＴＦＥ含有シートの凹凸面１及び裏面７の表面粗さと、凸部５ａ間のピッチを以下に説明する方法で測定し、その結果を下記表１に示す。

凹凸面１の表面粗さについては、二つ方向の断面２，３それぞれにおいて、ＪＩＳＢ０６０１：１９９４の表面粗さＲｚの最大値を求め、得られた二つの最大値を比較し、大きい方４を凹凸面１の表面粗さＲｚとする。

一方、凹凸面１の凸部５ａ間のピッチについては、凹凸面１の表面粗さＲｚを定めた方向の断面において、ＪＩＳＢ０６０１：１９９４に基づいて凹凸の平均間隔Ｓｍを算出し、得られた値を凸部５ａ間のピッチ５とする。

図２において、裏面７における凸部の最も高い箇所を６で示し、凹部の最も深い箇所を９で示す。裏面７において、ＪＩＳＢ０６０１：１９９４に基づいて算出した表面Ｒｚを１０で示す。裏面７の凸部の最も高い箇所６と対応する凹凸面１の位置に、凹部の最も深い箇所５ｂがある。

実施例１のＰＴＦＥ含有シートの厚さ、凸部間のピッチ、凹凸面及び裏面の表面粗さＲｚ、第一ロールの凸部のピッチと凸部の高さを下記表１に示す。実施例２〜６についても、実施例１と同様にしてＰＴＦＥ含有シートの厚さ、凸部間のピッチ、凹凸面及び裏面の表面粗さＲｚ、第一ロールの凸部のピッチと凸部の高さを表１に併記する。
（比較例）
エンボス加工を施さないこと以外は、実施例１と同様にしてＰＴＦＥ含有シートを作製した。得られたＰＴＦＥ含有シートは、両面とも平滑な面であった。比較例１のＰＴＦＥ含有シートの厚さを表１に併記する。

実施例１〜６及び比較例のＰＴＦＥ含有シートについて、９０°剥離試験を実施した。
ポリエチレンフィルムを加熱により溶融させて幅８０ｍｍ分をＰＴＦＥ含有シートに熱融着させた。ポリエチレン（ＰＥ）フィルムを空冷により冷却させた後、ポリエチレンフィルムをＰＴＦＥ含有シートに対する角度が９０°となるようにして５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き、ポリエチレンフィルムがＰＴＦＥ含有シートから剥離した時点での力をＰＥ剥離性として表１に示す。

表１から明らかなように、実施例１〜６のＰＴＦＥ含有シートは、熱融着されていたポリエチレンフィルムを容易に引き剥がすことができ、滑り性と離型性に優れていることがわかる。

上記実施例では、凸部を略正方形の格子形状にしたが、凸部の形状はこれに限らず、例えば、略菱形等の正方形以外の格子形状にすることができる。また、エンボス加工のための第一ロールに凸部を設ける代わりに凹部を設けても良い。その場合、凹凸面には、角錐台形の凸部と、凸部を仕切る格子状の凹部とが形成され得る。また、図４では、第一ロール１１を上部に、第二ロール１２を下部に配置したが、第一ロール１１と第二ロール１２の位置を反対にして第一ロール１１を下部に、第二ロール１２を上部に配置しても良い。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１] 少なくとも一面に凹部又は凸部を有し、ポリテトラフルオロエチレン含有の離型性を有するシート。
[２] 前記凹部又は凸部のピッチが０．２３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である、[１]に記載のシート。
[３] 粘着性物質の搬送部材に用いられる離型シートである、[１]又は[２]に記載のシート。
[４] 前記粘着性物質がパン生地である、[３]に記載のシート。

１…凹凸面、２…凹凸面１の幅方向の断面形状線、３…凹凸面１の長手方向の断面形状線、４…凹凸面の表面粗さＲｚ、５…凸部のピッチ、５ａ…凹凸面における凸部の最も高い箇所、５ｂ…凹凸面における凹部の最も深い箇所、６…裏面の凸部の最も高い箇所、７…裏面、８…裏面の表面粗さＲｚが最も高い箇所を斜めに結んだ線分、９…裏面における凹部の最も深い箇所、１０…裏面の表面粗さ、１１…第一ロール、１２…第２ロール、１３…エンボス未加工のフィルム、１５…実施形態のシート、１７…搬送用トレイ、１８…パン生地、１９…実施形態のシート、２０…コンベア、２１…金網ベルト、２２…フライヤー、２３…ヒートシール装置、２４ａ…上部ヒートシールバー、２４ｂ…下部シールバー、２５…離型シート固定部材、２６ａ，２６ｂ…凹部、２７…熱可塑性フィルム、２８…搬送レール、２９…瓶、３０…ガイド壁。

Claims

少なくとも一面に凹部又は凸部を有し、ポリテトラフルオロエチレン含有フッ素樹脂の焼成体からなる、離型性を有するシート。
前記凹部又は凸部のピッチが０．２３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下である、請求項1に記載のシート。
粘着性物質の搬送部材に用いられる離型シートである、請求項１又は２に記載のシート。
前記粘着性物質がパン生地である、請求項３に記載のシート。
前記シート中の前記ポリテトラフルオロエチレンの含有量は、５０重量％以上１００重量％以下の範囲である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシート。
前記焼成体は、変性ポリテトラフルオロエチレン、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂、四フッ化エチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、ポリフッ化ビニリデン及びエチレン四フッ化エチレン共重合樹脂よりなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシート。