JP2017210005A - 複層シート、複層シートの製造方法及び作業用シート - Google Patents

Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、反りの発生が抑制された複層シートを提供することである。【解決手段】実施形態に係る複層シートは、ふっ素樹脂と耐熱性織布とを含むシート状の複合材、またはふっ素樹脂シートから成り、０．０５ｍＮ以上の剛軟度を有する芯材と、前記芯材の片面に設けられた、１０〜１５０μｍの厚さを有するシリコーン樹脂とを含む。【選択図】図１

Description

本発明は、複層シートに関する。

ふっ素樹脂加工品とシリコーンゴムの異なる材料とが積層された複層シートが提案されている。このような複層シートは、製造効率を考慮し、連続塗工装置を用いて積層により製造される。例えば、シート状のふっ素樹脂加工品に対して、熱硬化性シリコーン樹脂をコーティング（ナイフ、リバース、コンマ、スロットダイ、トランスファー等）し、その後加熱して硬化させることで製造される。

しかしながら、このような異なる材料が積層された複層シートは、製造の段階において熱を受けると、それぞれの材料に生じる熱膨張の差により、反りが発生する場合がある。このような複層シートを作業台に敷く作業用シートとして用いた場合、生じた反りにより作業台から浮き上がってしまうため、おもり、粘着テープ等によって固定して使用する必要があり、作業性が悪い。

したがって、反りが生じることなく、安定した作業性を提供する複層シートが求められている。

特開２００７−１９０８０２号公報

本発明が解決しようとする課題は、反りの発生が抑制された複層シートを提供することである。

実施形態に係る複層シートは、ふっ素樹脂と耐熱性織布とを含むシート状の複合材、またはふっ素樹脂シートから成り、０．３５ｍＮ以上の剛軟度を有する芯材と、前記芯材の片面に設けられた、１０〜１５０μｍの厚さを有するシリコーン樹脂とを含む。

実施形態によれば、反りの発生が抑制された複層シートが提供される。

図１は、実施形態に係る複層シートの断面図である。 図２は、芯材として複合材を使用した場合の実施形態に係る複層シートの断面図である。 図３は、実施形態に係る複層シートの反り量の測定方法を説明するための断面図である。 図４は、種々の複層シートにおける、反り量と芯材の剛軟度との関係を示すグラフである。

以下、実施形態に係る複層シートを、図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る複層シートの断面図である。図示されるように、実施形態に係る複層シート１０は、シート状の芯材１と、その片面に設けられたシリコーン樹脂２とを含む。

芯材１は、０．０５ｍＮ以上の剛軟度を有する。この剛軟度は、ガーレ式剛軟度試験（ＪＩＳ Ｌ １０９６）に基づいて測定される。芯材１の剛軟度は、好ましくは、０．３５ｍＮ以上である。

芯材１の厚さは、例えば、５０〜２５０μｍである。

芯材１は、ふっ素樹脂と耐熱性織布とを含むシート状の複合材から成る。あるいは、芯材１は、ふっ素樹脂シートから成る。

複合材は、例えば、ふっ素樹脂微粒子水系分散液を耐熱性織布に含浸させ、乾燥、焼成等を行うことにより得られるものである。図２に、芯材として複合材４を使用した場合の複層シート１０の断面図を示す。複合材４は、縦糸５と横糸６とから成る耐熱性織布と、それらの周囲を埋めるふっ素樹脂７とから成っている。耐熱性織布とは、ふっ素樹脂の焼成の温度に耐えうる繊維から成る織布であり、例えば、ガラス、アラミド樹脂、カーボンおよびステンレスチールから成る群から選択される少なくとも１つの繊維から成る。また、複合材は、乳化重合させた水系分散体を界面活性剤で安定化させたふっ素樹脂ディスパージョンをガラスクロスに含浸させ、このガラスクロスを乾燥させた後、焼成することで得られるものであってよい。このときの焼成の温度は、例えば３５０〜４２０℃である。

ふっ素樹脂シートとは、ふっ素樹脂をシート状にしたものを意味する。例えば、ふっ素樹脂シートは、ふっ素樹脂の成型体を切削することで得られる。具体的には、懸濁重合で得られたふっ素樹脂モールディングパウダーを円筒状に圧縮成型し、焼成した後、切削加工することで得られる。このときの圧縮成型の圧力は、例えば５０ＭＰａであり、焼成の温度は、例えば３５０〜４２０℃である。

芯材に含まれるふっ素樹脂の例は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）、四ふっ化エチレン−エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ）またはふっ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）である。

シリコーン樹脂２の厚さは、１０〜１５０μｍである。

シリコーン樹脂２は、複層シートを作業台に敷く際に、十分なグリップ力を提供するものが選択される。

シリコーン樹脂２と芯材との間の接合強度は、芯材に表面処理を施すことにより向上させることができる。例えば、芯材の片面を無機粒子付着焼成処理により活性化した後、この片面にシリコーン樹脂の材料を塗布し、熱硬化処理することができる。

また、この表面処理として、Ｎａ／ナフタリン錯体のＴＨＦ溶液やエーテルによる金属Ｎａの強い還元力を利用してもよい。この場合、その還元力により、ふっ素樹脂表面の−ＣＦ_２−からＦ原子が引き抜かれて炭素ラジカルが発生し、この炭素ラジカルと雰囲気中のＨ_２ＯやＯ_２が反応して、Ｃ−Ｈ、Ｃ−ＯＨ、Ｃ＝Ｏ等の官能基が生成する。これによって、ふっ素樹脂の表面自由エネルギーが高くなり、この表面に対してシリコーン樹脂の材料を塗布して熱硬化処理することが可能となる。

シリコーン樹脂の材料は、例えば、１分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を２個以上有するポリオルガノシロキサン、１分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上有するポリオルガノシロキサン、付加反応型白金触媒、および表面処理粉末シリカを含む熱硬化型液状シリコーンゴムである。

実施形態によれば、反りの発生が抑制された複層シートが提供される。反りの発生が抑制されているため、作業台のような平らな面に置いたときに、シートが部分的に浮くことがなく、その面に密着する。そのため、高い作業性が達成される。

また、実施形態に係る複層シートにおいてシリコーン樹脂の厚さは１０から１５０μｍであるため、作業台に対して十分なグリップ力を達成しつつ、製造コストを抑えることができる。１０μｍ未満である場合、グリップ力が不足し、１５０μｍを超える場合、グリップ力は十分であるものの製造コストが増大する。

また、実施形態に係る複層シートは、材料としてふっ素樹脂を使用しているため、耐熱性および非粘着性に優れている。

別の実施形態は、作業用シートである。作業用シートは、上述の複層シートを必要に応じて切断したものであってよい。

作業用シートは、例えば、その非粘着特性を利用して、パンの生地といった粘着体の混練作業に使用することができる。また、作業用シートは、その耐薬品特性を利用して、薬品等を混合する際のシートとして使用できる。また、作業用シートは、その柔らかさを利用して、繊細または精巧な製品を取り扱うために使用することができる。また、作業用シートは、その非粘着特性を利用して、芯材の面に対してマーカーで書き込むことにより、ホワイトボードとして使用することができる。また、作業用シートは、その摺動特性により、マウスパッドとして、また家具転倒防止用の免震シートとして使用することができる。

種々の複層シートを製造し、それらの反り量およびグリップ力を測定した。

（製造方法）
芯材の片面に、シリコーン樹脂の材料を積層した後、オーブンを用いて１８０℃の温度で５分間加熱して、２０種の複層シートを製造した。シリコーン樹脂の材料としては、１分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を２個以上有するポリオルガノシロキサン、１分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上有するポリオルガノシロキサン、付加反応型白金触媒、および表面処理粉末シリカを含む熱硬化型液状シリコーンゴムを使用した。

芯材として、複合材またはふっ素樹脂シートを使用した。複合材は、乳化重合させた水系分散体を界面活性剤で安定化させたふっ素樹脂ディスパージョンをガラスクロスに含浸させ、このガラスクロスを乾燥させた後、３５０〜４２０℃で焼成することで得た。ふっ素樹脂シートは、懸濁重合で得られたふっ素樹脂モールディングパウダーを５０ＭＰａで円筒状に圧縮成型し、３５０〜４２０℃で焼成した後、切削加工することで得た。

使用した芯材の種類、一定面積当たりの質量、厚さおよび剛軟度、ならびに積層したシリコーン樹脂の厚さを、以下の表１にまとめた。なお、芯材の剛軟度は、ガーレ式剛軟度試験（ＪＩＳ Ｌ １０９６）に基づいて測定した。また、シリコーン樹脂の厚さは、ＩＳＯ２２８６−３に準拠して、芯材とシリコーン樹脂とを合わせた厚さから芯材の厚さのみを差し引くことで算出した。

（測定方法）
製造した複層シートの反り量を、高分子系張り床試験方法（ＪＩＳ Ａ １４５４）に基づいて測定した。すなわち、１００ｍｍ×１００ｍｍの試験片を用意し、それを１２時間静置した後、反り量を測定した。図３は、複層シートの反り量の測定方法を説明するための断面図である。この図に示されるように、芯材１側を設置面３に接するように置き、設置面３と芯材の端部との距離ｌを反り量とした。なお、反り量は、４辺の反り量のうち最大となったものを採用した。

また、製造した複層シートのグリップ力を測定した。グリップ力として、シリコーン樹脂がガラス面に接するように、複層シートをフロートガラスに置き、芯材側からせん断方向へ力を加えた際のズレの有無を判断した。

測定した反り量およびグリップ力を以下の表１に示す。

また、図４に、測定された反り量と剛軟度との関係を示すグラフを示す。このグラフでは、横軸を剛軟度および縦軸を反り量として、表１の結果に基づいて、例１から１８をプロットした。さらに、使用した芯材の種類およびシリコーン樹脂の厚さが共通する例の点を線で結び、６つの系列に分けた。例えば、系列１「複合材ａ＋５０μｍ厚シリコーン樹脂」では、例１、４および７の点が結ばれている。

図４の系列２、３、５および６の結果から、剛軟度が大きくなるほど、反り量が小さくなることがわかる。さらに、系列１〜３の比較および系列４〜６の比較から、シリコーン樹脂の厚さが小さくなるほど、反り量が小さくなることがわかる。特に、シリコーン樹脂の厚さが５０μｍである系列１および４では、芯材の曲げ強度によらず、全ての点で反り量が０となった。

また、表１の例２０の結果から、シリコーン樹脂の厚さが１０μｍ未満であると、グリップ力が不十分になることがわかる。
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］
ふっ素樹脂と耐熱性織布とを含むシート状の複合材、またはふっ素樹脂シートから成り、０．０５ｍＮ以上の剛軟度を有する芯材と、
前記芯材の片面に設けられた、１０〜１５０μｍの厚さを有するシリコーン樹脂とを含む複層シート。
［２］
前記芯材の片面を無機粒子付着焼成処理により活性化した後、前記片面に前記シリコーン樹脂の材料を塗布し、熱処理することで製造された［１］に記載の複層シート。
［３］
前記シリコーン樹脂の材料は、１分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を２個以上有するポリオルガノシロキサン、１分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上有するポリオルガノシロキサン、付加反応型白金触媒、および表面処理粉末シリカを含む熱硬化型液状シリコーンゴムである［２］に記載の複層シート。
［４］
前記耐熱性織布は、ガラス、アラミド樹脂、カーボンおよびステンレスチールから成る群から選択される少なくとも１つの繊維から成る［１］に記載の複層シート。
［５］
前記複合材は、乳化重合させた水系分散体を界面活性剤で安定化させたふっ素樹脂ディスパージョンをガラスクロスに含浸させ、前記ガラスクロスを乾燥させた後、焼成することで得られる［１］から［３］の何れか１に記載の複層シート。
［６］
前記ふっ素樹脂シートは、懸濁重合で得られたふっ素樹脂モールディングパウダーを円筒状に圧縮成型し、焼成した後、切削加工することで得られる［１］から［３］の何れか１に記載の複層シート。

１…芯材、２…シリコーン樹脂、３…設置面、４…複合材、５…縦糸、６…横糸、７…ふっ素樹脂、１０…複層シート。

実施形態に係る複層シートは、ふっ素樹脂と耐熱性織布とを含むシート状の複合材、またはふっ素樹脂シートから成り、１．２ｍＮ〜１０．２８ｍＮの剛軟度を有する芯材と、前記芯材の片面に設けられた、１０〜１５０μｍの厚さを有するシリコーン樹脂とを含む。

Claims (6)

1. ふっ素樹脂と耐熱性織布とを含むシート状の複合材、またはふっ素樹脂シートから成り、０．３５ｍＮ以上の剛軟度を有する芯材と、
   前記芯材の片面に設けられた、１０〜１５０μｍの厚さを有するシリコーン樹脂と
   を含む複層シート。
2. 前記シリコーン樹脂はシリコーン樹脂の材料からなり、
   前記シリコーン樹脂の材料は、１分子中にケイ素原子に結合したアルケニル基を２個以上有するポリオルガノシロキサン、１分子中にケイ素原子に結合した水素原子を２個以上有するポリオルガノシロキサン、付加反応型白金触媒、および表面処理粉末シリカを含む熱硬化型液状シリコーンゴムである請求項１に記載の複層シート。
3. 前記耐熱性織布は、ガラス、アラミド樹脂、カーボンおよびステンレスチールから成る群から選択される少なくとも１つの繊維から成る請求項１に記載の複層シート。
4. 前記芯材の片面を無機粒子付着焼成処理により活性化した後、前記片面に前記シリコーン樹脂の材料を塗布し、熱処理することを含む請求項１に記載の複層シートの製造方法。
5. 前記複合材は、乳化重合させた水系分散体を界面活性剤で安定化させたふっ素樹脂ディスパージョンをガラスクロスに含浸させ、前記ガラスクロスを乾燥させた後、焼成することで得られる請求項４に記載の複層シートの製造方法。
6. 前記ふっ素樹脂シートは、懸濁重合で得られたふっ素樹脂モールディングパウダーを円筒状に圧縮成型し、焼成した後、切削加工することで得られる請求項４に記載の複層シートの製造方法。