穿孔加工用の針付回転部材
【課題】針の取り付けを精度良く且つ容易に行うことができ、針の交換作業も容易である針付回転部材を提供すること。
【解決手段】本発明の針付回転部材は、板状部材３が複数積層されて構成される本体と、該本体に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針４とを有する、穿孔加工用の針付回転部材であり、板状部材３は、一方の面に凹部３１、他方の面に凸部３２を有し、該凹部３１の周囲に複数の針挿通孔３４又は溝が放射状に形成されており、針４は、その長手方向の後端側に段部４５を有しており、板状部材３の針挿通孔３４又は溝に針４を挿入し、該板状部材の凹部３１に他の板状部材の凸部３２を挿入するようにして、複数の板状部材３，３・・を積層することにより、針挿通孔又は溝に挿入した針４の配置位置が固定されるようになされている。
【解決手段】本発明の針付回転部材は、板状部材３が複数積層されて構成される本体と、該本体に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針４とを有する、穿孔加工用の針付回転部材であり、板状部材３は、一方の面に凹部３１、他方の面に凸部３２を有し、該凹部３１の周囲に複数の針挿通孔３４又は溝が放射状に形成されており、針４は、その長手方向の後端側に段部４５を有しており、板状部材３の針挿通孔３４又は溝に針４を挿入し、該板状部材の凹部３１に他の板状部材の凸部３２を挿入するようにして、複数の板状部材３，３・・を積層することにより、針挿通孔又は溝に挿入した針４の配置位置が固定されるようになされている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穿孔加工用の針付回転部材及びそれを用いた開孔シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂フィルム等のシート材に、多数の微細な貫通孔を形成し、該シート材を、空気等の気体は透過するが、水等の液は透過し難いものとする技術が知られている。シート材に、微細な貫通孔を多数形成する技術として、針先が周面から突き出した針付ロール（針付回転部材）を用いる方法が知られている。例えば、特許文献１には、中央に貫通孔を備える多数の円板状部材の一方の平坦面に放射状に溝を形成し、該溝のそれぞれに針を取付固定した後、それらを多数積層して一体化することにより、針孔加工用ロールとすることが記載されている。また、特許文献２には、ロールの周面に設けたねじ孔に、該ロールの内側からねじ付きの針をねじ込んで固定することにより、針の先端が周面から突き出した開孔加工用ロールとすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５４０６号公報
【特許文献２】特開平５−４２４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の針孔加工用ロールにおいては、針がロール周面から突出する量（突出量）を揃えるために、針孔加工用ロールを構成する個々の円板状部材を、治具内に配置し、該円板状部材の放射状の溝内に配した針を、その先端が治具の内面に当接するように移動させて調整している。このような調整方法は、針先が折れ曲がったり折れたりする恐れがある。また、特許文献１においては、放射状の溝に針を固定するのに接着剤を用いており、折れた針の交換作業に時間がかかる等、メンテナンス性が良くない。
他方、特許文献２の開孔加工用ロールは、ねじ孔に対して針をねじ込む程度により、ロール周面からの針の突出量を調整するため、針の突出量を高精度に揃えることができない。
【０００５】
従って、本発明の課題は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る針付回転部材等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、板状部材が複数積層されて構成される本体と、該本体に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針とを有する、穿孔加工用の針付回転部材であって、前記板状部材は、一方の面に凹部、他方の面に凸部を有し、該凹部の周囲に複数の針挿通孔又は溝が放射状に形成されており、前記針は、その長手方向の後端側に段部を有しており、前記板状部材の前記針挿通孔又は溝に針を挿入し、該板状部材の凹部に他の板状部材の凸部を挿入するようにして、複数の板状部材を積層することにより、前記針挿通孔又は溝に挿入した針の配置位置が固定されるようになされている、針付回転部材を提供するものである。
【０００７】
また、本発明は、板状部材が複数積層されて構成される本体と、該本体に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針とを有する、穿孔加工用の針付回転部材であって、前記板状部材は、一方の面に凹部を有し、該凹部の周囲に複数の針挿通孔又は溝が放射状に形成されており、前記針は、その長手方向の後端側に段部を有しており、前記板状部材の前記針挿通孔又は溝に針を挿入し、該板状部材の凹部に、板状部材とは別体の針位置固定部材を挿入して、複数の板状部材を積層することにより、前記針挿通孔又は溝に挿入した針の配置位置が固定されるようになされている、針付回転部材を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の穿孔加工用の針付回転部材は、針の取り付けを精度良く且つ容易に行うことができ、針の交換作業も容易である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態である針付ロール及び該針付ロールを備えた穿孔加工装置を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態の針付ロールの軸長方向に沿う断面を一部省略して示す断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態の針付ロールを構成する円板状部材を、凹部を有する面側から視た平面図である。
【図４】図４（ａ）は、図３のＸ−Ｘ線断面図、図４（ｂ）は、図３のＹ−Ｙ線断面図、図４（ｃ）は、図３のＺ−Ｚ線断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態の針付ロールに用いる針の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、針挿通孔に針を挿通した円板状部材に、同一構成の他の円板状部材を積層する様子を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態における円板状部材及び針位置固定部材を示す図であり、図７（ａ）は、円板状部材の断面図、図７（ｂ）は、針位置固定部材の断面図、図７（ｃ）は、凹部に針位置固定部材を嵌合させた円板状部材に他の円板状部材を重ねた状態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の更に他の実施形態における円板状部材を示す平面図（図３対応図）である。
【図９】図９（ａ）は、図８のＸ’−Ｘ’線断面図、図９（ｂ）は、図８のＺ’−Ｚ’線断面図である。
【図１０】図１０は、シート材に形成する孔の形成態様のいくつかの例を示す開孔シート平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明をその好ましい実施態様に基づき図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である針付ロール（針付回転部材）及び該針付ロールを備えた穿孔加工装置を示す斜視図である。図１に示す穿孔加工装置１０は、穿孔加工用の針付ロール１と、針付ロール１と対向配置された受けロール１２とを備え、両ロール１，１２間にシート材１３を導入して、該シート材１３に針付ロール１の針を突き刺すことにより、該シート材１３に多数の微細な貫通孔１４を形成するものである。
【００１１】
第１実施形態の針付ロール１は、図２に示すように、円板状部材３（板状部材）が複数積層されて構成されるロール本体２（本体）と、該ロール本体２に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針４とを有する。また、針付ロール１は、ロール本体２の軸長方向の両端部に固定される第１及び第２の軸部材５，６を備えている。針付ロール１は、第１及び第２の軸部材５，６により形成される軸部７，７を、ベアリング等を介して図示しない支持体に支持され、図示しない駆動機構により回転駆動される。また、受けロール１２も、図示しない駆動機構により回転駆動される。針付ロール１を、ギアやチェーン等の動力伝達手段で受けロール１２と連結し、モータ等により駆動させる受けロール１２の回転に従動させて針付ロール１を回転させても良い。また、受けロール１２を図示しない駆動機構により回転駆動させ、針付ロール１を受けロール１２に接圧することで、受けロール１２の回転に従動させて針付ロール１を回転させても良い。
【００１２】
図１に示す例では、シート材１３がロール状に巻回されてなる原反ロール１３Ａから該シート材１３を引き出して、針付ロール１と受けロール１２との間に導入し、ニップロール１５により、穿孔後のシート材１６（開孔シート）を、次工程に搬送している。針付ロール１と受けロール１２とは、接触状態又は非接触状態で回転している。次工程の内容は、特に制限されず、任意に決定できる。次工程の例としては、開孔シートの巻き取り、開孔シートの切断、開孔シートと他のシートとの貼り合わせ、開孔シートの加熱、開孔シートに対する液の散布等が挙げられる。
第１実施形態の針付ロール１で穿孔して得られる開孔シートは、例えば、発熱体を被覆し、該発熱体の発熱特性を制御するシートとして好ましく用いられる。発熱体は、鉄粉等の被酸化性金属粉末を含み、空気中の酸素と被酸化性金属粉末との酸化反応により発熱するものが好ましく、被酸化性金属粉末、繊維材料及び電解質等を含有するシート状発熱体であることが好ましい。
【００１３】
ロール本体２を構成する個々の円板状部材３は、図３に示すように、平面視円形状の偏平な平板状を有しており、図４に示すように、一方の面３ａに凹部３１を有し、他方の面３ｂに凸部３２を有している。
凹部３１は、平面視略円形状であり、平面状の底面３１ａと、該底面３１ａを囲む内周面３１ｂとを有している。凸部３２も、平面視略円形状であり、平面状の突出面３２ａと、該突出面３２ａを囲む外周面３２ｂとを有している。図４に示すように、凹部３１の内周面３１ｂの、前記底面３１ａに対する傾斜角度は、凸部３２の外周面３２ｂの、前記突出面３２ａに対する傾斜角度より急角度になっており、円板状部材３を重ね合わせ易くなっている。凹部３１の内周面３１ｂは、前記底面３１ａに対して垂直に形成することも好ましい。
凹部３１及び凸部３２は、図２や図６（ｃ）に示すように、円板状部材３どうしを重ね合わせたときに、一の円板状部材３の凹部３１に、該円板状部材３に重ね合わせる円板状部材３の凸部３２が挿入され、凹部３１の底面３１ａと凸部３２の突出面３２ａとが僅かな隙間を介して相対向した状態となる。また、円板状部材３の凹部３１を有する面３ａにおける該凹部３１を囲む外周部分、及び該円板状部材３の凸部３２を有する面３ｂにおける該凸部３２を囲む外周部分は、図４に示すように、互いに平行な平坦面となっており、円板状部材３どうしを重ねたときに、平坦面どうしが当接する。
【００１４】
また、円板状部材３は、図３及び図４に示すように、その外周部に、凹部３１と円板状部材３の外周面３３との間を貫通する複数の針挿通孔３４が放射状に形成されている。針挿通孔３４は、円板状部材３の周方向に等間隔に形成されており、針挿通３４は、それぞれ、円板状部材３の半径方向に延びている。
【００１５】
図３には、８本の針挿通孔３４を周方向８等配の位置に形成した例を示したが、一枚の円板状部材３に設ける針挿通孔３４の数は、孔を形成したシート材の用途や、孔を形成したシート材に要求される物性等に応じて、適宜決定することができる。
一枚の円板状部材３に設ける針挿通孔３４の数は、例えば、１〜５００本程度とすることができ、４〜１００本程度とすることが好ましい。なお、円板状部材３は、個々の円板状部材３に設けられた複数の針挿通孔３４のうちの全部に針４を挿通して使用しても良いし、孔を形成したいパターン等に応じて、一部の針挿通孔３４のみに針４を挿通して使用しても良い。例えば、周方向の１つ置きの針挿通孔３４のみに針４を挿通して使用しても良い。
【００１６】
図５に、第１実施形態に用いる針４の好ましい例を示した。針４は、針挿通孔３４に挿入される丸棒状の挿通部４１と、挿通部４１の後端に設けられた頭部４２とを有する。頭部４２は、針４の長手方向と直交する断面の面積（以下、単に断面積という）が、挿通部４１の断面積より大きい円柱状の大断面部４２ａと、断面積が後端４４に向かって減少する円錐状の縮径部４２ｂとを有しており、挿通部４１と頭部４２の大断面部４２ａとの間に段部４５が形成されている。また、針４の挿通部４１は、直径が一定の径均一部分４１ｂと、直径が先端４３に向かって漸減する穿孔部４１ａとを有している。針４は、針先（先端４３から所定長さの部分、例えば０．１〜５ｍｍ）が、ロール本体２の周面から突出するように固定される。
【００１７】
縮径部４２ｂの外周面は、針４の長手方向（軸方向）に対して傾斜しており、その傾斜角度は、円板状部材３の凸部３２の外周面３２ｂの、針挿通孔３４の中心軸線に対する傾斜角度と略一致している。そして、挿通部４１に針４を挿通した円板状部材３の凹部３１に凸部３２を嵌合させたときに、針４の縮径部４２ｂの外周面に、凸部３２の外周面３２ｂが当接した状態となる。
【００１８】
図３に示すように、円板状部材３の凹部３１は、個々の針挿通孔３４の開口部の近傍に、円板状部材半径方向の外方に向かって突出した頭部収容部３５を有している。頭部収容部３５は、針４の大断面部４２ａの直径と略同じ幅離間した一対の側面部３６，３６と、凹部３１の底面３１ａと連続する底面部３７と、針４の段部４５（頭部４２の挿通部４１側の面）が当接する段部当接部３８とを有している。
頭部収容部３５は、針挿通孔３４に挿入した針４の段部４５が段部当接部３８に当接した状態において、該針４の頭部４２の一部（特に縮径部４２ｂ）が頭部収容部３５内から板状部材半径方向の内方に向かって突出するように形成されている。また、円板状部材３どうしを重ねた状態において、底面部３７と該底面部３７に相対向する面との間の距離は、頭部４２の同方向の寸法と略同一であるか又は該寸法に比してやや小さいことが好ましい。
【００１９】
複数の円板状部材３及び針４等を、針付ロール１を組み立てる方法について説明する。
先ず、図６（ａ）に示すように、円板状部材３の凹部３１に手で針４を挿入し、図６（ｂ）に示すように、円板状部材３の外周部に設けられた針挿通孔３４に、その針先を円板状部材３の外周面３３に向け、針４を挿入して押し込む。押し込んだ針４は、前述した段部４５が、針挿通孔３４の周囲の段部当接部３８に当接した時点で、それ以上の挿入が阻止される。従って、ロール周面からの針４の突出量を揃えたい総ての針４について、段部当接部３８からロール周面までの距離を一定にしておけば、段部４５が段部当接部３８に当接するまで押し込むだけで、それらの針４のロール周面からの突出量を高精度に揃えることができる。針挿通孔３４に挿入した針４は、径均一部分４１ｂが針挿通孔３４の内面に当接し、穿孔部４１ａの全体又は一部が、円板状部材３の周面から突出する。針４の、円板状部材３の周面から突出する部分の長さは、例えば、０．１〜５ｍｍである。また、径均一部分４１ｂの径は、例えば、０．５〜２ｍｍである。
【００２０】
一の円板状部材３（３Ａ）について、針４を挿入すべき総ての針挿通孔３４に針４を挿入した後、その円板状部材３（３Ａ）に、図６（ｃ）に示すように、該同一構成の他の円板状部材３（３Ｂ）を重ねる。
この円板状部材３Ａ，３Ｂどうしの積層の際には、一の円板状部材３（３Ａ）の凹部３１に他の円板状部材３（３Ｂ）の凸部３２を挿入させる。
この凸部３２は、一の円板状部材３（３Ａ）の凹部３１の位置と他の円板状部材３（３Ｂ）の凸部３２の位置とを、概ね同じ位置として、両円板状部材３Ａ，３Ｂどうしを重ね合わせるだけで、凹部３１内に挿入される。また、円板状部材３Ａ，３Ｂどうしを、そのようにして重ね合わせるだけで、上に重ねた円板状部材３Ｂの凸部３２、より具体的には、該凸部３２の傾斜した外周面３２ｂが、下の円板状部材３Ａの針挿通孔に挿入した針４の頭部４２に当接し、針４が、円板状部材３の中心方向へ移動することも阻止される。
そして、その状態の円板状部材３Ａ，３Ｂどうしを、図６（ｃ）に示すように、ボルト等の適宜の固定手段８を用いて結合する。これにより、針４は、円板状部材３Ａの半径方向の外方及び内方の何れにも移動できなくなり、ロール周面からの針４の突出量が一定の状態に固定され、針４が針挿通孔３４内を動いて、ロール周面からの針４の突出量が増大したり減少したりすることがなくなる。
【００２１】
そして、同様にして順次、円板状部材３を重ねていき、図２に示すような、ロール周面から多数の針４の先端が突出したロール本体２を形成する。そして、そのロール本体２の両端部に、図２に示すように、第１及び第２の軸部材５，６を、ボルト等の固定手段（図示せず）を用いて固定する。これにより、図１に示すような針付ロール１が得られる。
なお、円板状部材どうしの結合には、その結合状態を後に解除可能なボルト等の固定手段を用いている。
図３及び図４に示す円板状部材３には、座グリ付きのボルト挿通孔３９と、ネジ孔３９’とが形成されており、ロール本体２を形成する際には、該円板状部材３と、ボルト挿通孔３９とネジ孔３９’の位置が逆転した以外は円板状部材３と同一構成を有する他の円板状部材（図示せず）とを、交互に積層し、隣接する円板状部材３どうしを、ボルト８等の固定具を介して一体化させる。
また、重ね合わせた円板状部材３どうしの結合は、１枚の円板状部材３を重ねる毎に行っても良いし、３枚以上を重ねた後に、それらの全部を一度に結合させても良い。また、ロール本体２を構成させる総ての円板状部材３を重ねた後、それらを結合させても良いし、更にそれらに軸部材５，６を重ねた後に、それらに締結部材を貫通させても良い。
【００２２】
第１実施形態の針付ロール１によれば、予め所定の位置に設けた段部当接部３８に針４の段部４５が当接した時点で、それ以上の挿入が阻止される。また、針挿通孔３４に針４を挿入した円板状部材３を重ね合わせるだけで、頭部４２の放射方向の内方への移動も阻止され、針４の配置位置が固定される。
従って、針付ロール１を組み立てる際や、針付ロール１による穿孔加工中に、針４の配置位置がずれて、ロール周面からの針４の突出量が不均一となったり、同突出量が変動したりすることが防止される。また、針４が、針付ロール１から脱落する恐れもない。また、例えば、針付ロール１に用いる総ての針４について、先端４３から段部４５までの長さを一定とし、また、総ての針挿通孔３４の位置において、段部当接部３８からロール周面までの距離を一定にしておくことにより、それらの針４の、ロール周面からの突出量を高精度に揃えることができる。
【００２３】
また、第１実施形態の針付ロール１においては、円板状部材３の凸部３２の傾斜した外周面３２ｂが、該円板状部材３を重ねる円板状部材３内の針挿通孔３４内に挿入された針４の頭部４２に当接し、該針４を放射方向に押し込む。即ち、凸部３２の傾斜した外周面３２ｂが、針４を放射方向に押し込む傾斜面として機能する。
そのため、針４を、針挿入孔３４に押し込んだ際に、該針４が、段部４５が段部当接部３８に当たるまで完全に押し込まれていない状態となっているような場合であっても、円板状部材３を重ねた際に、該針４を適切な位置まで押し込むことができ、ロール周面からの針４の突出量を高精度且つ確実に設計通りの量とすることができる。
【００２４】
また、第１実施形態の針付ロール１においては、円板状部材３どうしの結合や、円板状部材３と軸部材５，６との結合に、その結合状態を容易に解除可能なボルト等の固定手段を用いている。また、それらの結合を解除し円板状部材３の凹部３１を解放することで、容易に針４の交換を行うことができる。従って、針４が折れたり曲がったりした際に、針の交換作業を容易及び／又は迅速に行うこともできる。
円板状部材３どうしの針の位置（シートの幅方向に隣りあう針の位置）を高精度に調整するには、円板状部材３の外周部分等に、複数枚の円板状部材３を貫通するピン孔を設け、該ピン孔に位置決めピンを挿入し、その状態で、円板状部材３どうしを一体化させることが好ましい。
また、針の位置を、図１０に示す各シートを形成するように変更するには、円板状部材３に形成する位置決めピン用のピン孔、ネジ孔３９等の形成位置を変更すればよい。
【００２５】
次に、本発明の第２実施形態の針付ロールについて説明する。第２実施形態の針付ロールは、図６に示す円板状部材３’及び針位置固定部材３２’がそれぞれ複数積層されて構成されるロール本体を具備する。第２実施形態については、第１実施形態の針付ロールと異なる点について主として説明し、同様の点については、同一の符号を付して説明を省略する。特に言及しない点については、上述した針付ロール１に関する説明が適宜適用される。
【００２６】
第２実施形態の針付ロールを構成する円板状部材３’は、図７（ａ）に示すように、一方の面３ａに、第１実施形態と同様の凹部３１を有する一方、他方の面３ｂは、平坦な面となっており、該面３ｂに、第１実施形態の円板状部材３の凸部３２に対応する凸部を有していない。その代わりに、第２実施形態の針付ロールは、図７（ｂ）に示すように、第１実施形態の円板状部材３の凸部３２部分と略同形状の針位置固定部材３２’を円板状部材３とは別に有している。第２実施形態の針付ロールを組み立てるには、図７（ｃ）に示すように、円板状部材３’の針挿通孔３４に針４を挿通した後、その円板状部材３’の凹部３１内に針位置固定部材３２’を挿入し、その円板状部材３’に、同一構成の他の円板状部材３’を重ねる。そして、同様にして順次、針４の挿入と、針位置固定部材３２’の配置と、円板状部材３’の積層を繰り返して行うことで、ロール周面から多数の針４の先端が突出したロール本体を製造することができる。円板状部材どうしの結合や、円板状部材３’及び針位置固定部材３２’が積層されてなるロール本体に対する軸部材５，６の接合等は、第１実施形態と同様の態様で行うことができる。
【００２７】
第２実施形態の針付ロールによれば、予め所定の位置に設けた段部当接部３８に針４の段部４５が当接した時点で、それ以上の挿入が阻止される。また、針挿通孔３４に針４を挿入した円板状部材３の凹部３１に、針位置固定部材３２’を挿入した上で、他の円板状部材３を重ねるだけで、頭部４２の放射方向の内方への移動も阻止され、針４の配置位置が固定される。
従って、第２実施形態の針付ロールを組み立てる際や、針付ロールによる穿孔加工中に、針４の配置位置がずれて、ロール周面からの針４の突出量が不均一となったり、同突出量が変動したりすることが防止される。また、針４が、針付ロールから脱落する恐れもない。また、例えば、針付ロールに用いる総ての針４について、先端４３から段部４５までの長さを一定とし、また、総ての針挿通孔３４の位置において、段部当接部３８からロール周面までの距離を一定にしておくことにより、それらの針４の、ロール周面からの突出量を高精度に揃えることができる。
【００２８】
また、第２実施形態の針付ロールにおいては、偏平な円錐台形状である針位置固定部材３２’の傾斜した外周面３２ｂが、円板状部材３内の針挿通孔３４内に挿入された針４の頭部４２に当接し、該針４を放射方向に押し込む。即ち、針位置固定部材３２’の傾斜した外周面３２ｂが、針４を放射方向に押し込む傾斜面として機能する。
そのため、針４を、針挿入孔３４に押し込んだ際に、該針４が、段部４５が段部当接部３８に当たるまで完全に押し込まれていない状態となっているような場合であっても、針位置固定部材３２’を重ねた際に、該針４を適切な位置まで押し込むことができ、ロール周面からの針４の突出量を高精度且つ確実に設計通りの量とすることができる。
【００２９】
また、第２実施形態の針付ロール１においても、円板状部材３’どうしの結合や、円板状部材３と軸部材５，６との結合に、その結合状態を容易に解除可能なボルト等の固定手段を用いている。そのため、それらの結合を解除し、凹部３１から針位置固定部材３２’を取り外して、凹部３１を解放することで、容易に針４の交換を行うことができる。従って、針４が折れたり曲がったりした際に、針の交換作業を容易及び／又は迅速に行うこともできる。
【００３０】
本発明の針付ロールは、図１に示す針付ロール１のように、例えば、受けロール１２と組み合わせて、シート材１３に、多数の微細な孔１４を穿孔するのに用いる。針付ロール１は、針４を加熱可能なヒーターを内蔵することが好ましい。例えば、積層する個々の円板状部材に、ヒーター挿通用の貫通孔を形成しておき、その貫通孔の位置を合わせて円板状部材を積層することで、それらの貫通孔が重ね合わされてなるヒーター挿入配置部を形成することができる。ヒーター挿入配置部は、ロールの軸長方向と平行に形成することが好ましく、また、円板状部材の外周部における相隣接する針挿通孔３４間に形成することが好ましい。また、円板状部材は、全体が金属製であっても、一部が金属製、他の一部が非金属製であっても良い。例えば、針挿通孔が形成された外周部が、断熱性材料（例えば、ベークライト等）により形成され、それより内側が金属製であっても良い。
【００３１】
また、受けロール１２は、アルミ材やステンレス等の金属材料または樹脂材料やウレタン、シリコン、フッ素ゴム、スチレン等のライニングされたもので構成し、針４が当たる部分は、溝または穴が形成し針がロールと接触しないようにされていることが好ましい。溝幅および穴径は、針の穿孔部４１ａの径に対して１〜２倍が好ましく、１．２〜１．５倍がより好ましい。また、受けロール１２は、針４が当たる部分をスポンジ、ウレタンフォーム等の柔軟な材料で形成してもよい。
【００３２】
穿孔加工を施す対象のシート材１３としては、各種公知のシート材を用いることができ、例えば、合成樹脂製のシート材、単層又は多層の不織布、合成樹脂製のシート材の不織布や織り布との積層体等が挙げられる。不織布としては、例えば、スパンボンド不織布、エアスルー不織布（エアレイ法やカード法により製造された繊維ウエブの繊維の交点を熱風処理により熱融着して得られる不織布）、メルトブローン不織布、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布等が挙げられる。
合成樹脂製のシート材は、例えば、その厚さが０．０１〜１ｍｍである。
【００３３】
シート材１３に対して穿孔する孔の直径は、穿孔加工を施す目的、孔を形成したシート材（開孔シート）の用途や、孔を形成したシート材（開孔シート）に要求される物性等に応じて、適宜決定することができるが、本発明においては、針の突出量を高精度に揃えることができるため、例えば、直径が３０〜２００μｍ 、特に１００〜１５０μｍといった微細な貫通孔を多数形成することも可能である。
また、本発明は、非通気性又は通気性の低いシート材に対して、微細な貫通孔を多数形成し、空気や水蒸気は通すが、液体は通しにくい開孔シートを得るのに適している。
【００３４】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は、上記の各実施形態に制限されず、種々の変更が可能である。
例えば、上述した実施形態における円板状部材３，３’には、針挿通孔３４が放射状に設けられていたが、それに代えて、針挿入溝３４'を放射状に形成することもできる。図８及び図９に示す円板状部材３Ａは、凹部３１の周囲に、複数の針挿入溝３４'を放射状に形成した円板状部材の一例である。針挿入溝３４'は、図示のごとく、中央の凹部３１側から円板状部材の外周面３３に亘って形成されている。
また、板状部材は、平面視形状が略真円状のものの他、楕円形状や、三角形や五角形、八角形等の多角形状のものであってもよい。平面視形状が六角形以上の多角形状の板状部材は、円板状部材とする。
【００３５】
また、図８及び図９に示す円板状部材３Ａには、図８及び図９には、図３及び図４に示す円板状部材３におけるのと同様の構成要素には同一の符号を付してある。
このような針挿入溝を有する円板状部材の針挿入溝に針を挿入した後、その円板状部材を複数枚積層して一体化させることによっても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
また、針付ロール１は、積層された総ての円板状部材の針４の突出位置が、針付ロール１の周方向において同じ位置であっても良いし、一部の円板状部材の針４の突出位置と他の一部の円板状部材の針４の突出位置とが異なっていても良い。図１０に、シート材に形成する孔の形成態様のいくつかの例を示す。図１０中、ＭＤ方向は、穿孔加工を施す際のシート材の流れ方向である。図１０（ａ）に示す開孔シート１６においては、ＭＤ方向に直列した多数の孔１４からなる孔列が、ＣＤ方向に多列に形成されており、隣り合う孔列のＭＤ方向における孔１４の位置が一致している。図１０（ｂ）に示す開孔シート１６においては、ＭＤ方向に直列した多数の孔１４からなる孔列が、ＣＤ方向に多列に形成されており、隣り合う孔列のＭＤ方向における孔１４の位置が半ピッチずれている。図１０（ｃ）に示す開孔シート１６においては、ＭＤ方向に直列した多数の孔１４からなる孔列が、ＣＤ方向に多列に形成されており、隣り合う孔列のＭＤ方向における孔１４の位置が１／３ピッチずれている。
【００３７】
また、円板状部材の中心に孔を形成しておき、針付ロール１の軸部７を、ロール本体２を貫通させた円柱状の軸部材によって形成しても良い。
また、上述した一の実施形態における説明省略部分及び一の実施形態のみが有する要件は、それぞれ他の実施形態に適宜適用することができ、また、各実施形態における要件は、適宜、実施形態間で相互に置換可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 針付ロール（針付回転部材）
２ ロール本体（本体）
３，３’，３Ａ 円板状部材（板状部材）
３ａ 一方の面
３ｂ 他方の面
３１ 凹部
３１ａ 底面
３１ｂ 内周面
３２ 凸部
３２ａ 突出面
３２ｂ 外周面
３３ 外周面
３４ 針挿通孔
３５ 頭部収容部
３８ 段部当接部
３２’ 針位置固定部材
４ 針
４１ 挿通部
４１ｂ 径均一部分
４１ａ 穿孔部
４２ 頭部
４３ 先端
４４ 後端
４５ 段部
５，６ 軸部材
７ 軸部
８ ボルト（固定手段）
１０ 穿孔加工装置
１２ 受けロール
１３ シート材
１４ 貫通孔（針孔）
１６ 開孔シート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穿孔加工用の針付回転部材及びそれを用いた開孔シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂フィルム等のシート材に、多数の微細な貫通孔を形成し、該シート材を、空気等の気体は透過するが、水等の液は透過し難いものとする技術が知られている。シート材に、微細な貫通孔を多数形成する技術として、針先が周面から突き出した針付ロール（針付回転部材）を用いる方法が知られている。例えば、特許文献１には、中央に貫通孔を備える多数の円板状部材の一方の平坦面に放射状に溝を形成し、該溝のそれぞれに針を取付固定した後、それらを多数積層して一体化することにより、針孔加工用ロールとすることが記載されている。また、特許文献２には、ロールの周面に設けたねじ孔に、該ロールの内側からねじ付きの針をねじ込んで固定することにより、針の先端が周面から突き出した開孔加工用ロールとすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２５４０６号公報
【特許文献２】特開平５−４２４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の針孔加工用ロールにおいては、針がロール周面から突出する量（突出量）を揃えるために、針孔加工用ロールを構成する個々の円板状部材を、治具内に配置し、該円板状部材の放射状の溝内に配した針を、その先端が治具の内面に当接するように移動させて調整している。このような調整方法は、針先が折れ曲がったり折れたりする恐れがある。また、特許文献１においては、放射状の溝に針を固定するのに接着剤を用いており、折れた針の交換作業に時間がかかる等、メンテナンス性が良くない。
他方、特許文献２の開孔加工用ロールは、ねじ孔に対して針をねじ込む程度により、ロール周面からの針の突出量を調整するため、針の突出量を高精度に揃えることができない。
【０００５】
従って、本発明の課題は、前述した従来技術が有する欠点を解消し得る針付回転部材等を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、板状部材が複数積層されて構成される本体と、該本体に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針とを有する、穿孔加工用の針付回転部材であって、前記板状部材は、一方の面に凹部、他方の面に凸部を有し、該凹部の周囲に複数の針挿通孔又は溝が放射状に形成されており、前記針は、その長手方向の後端側に段部を有しており、前記板状部材の前記針挿通孔又は溝に針を挿入し、該板状部材の凹部に他の板状部材の凸部を挿入するようにして、複数の板状部材を積層することにより、前記針挿通孔又は溝に挿入した針の配置位置が固定されるようになされている、針付回転部材を提供するものである。
【０００７】
また、本発明は、板状部材が複数積層されて構成される本体と、該本体に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針とを有する、穿孔加工用の針付回転部材であって、前記板状部材は、一方の面に凹部を有し、該凹部の周囲に複数の針挿通孔又は溝が放射状に形成されており、前記針は、その長手方向の後端側に段部を有しており、前記板状部材の前記針挿通孔又は溝に針を挿入し、該板状部材の凹部に、板状部材とは別体の針位置固定部材を挿入して、複数の板状部材を積層することにより、前記針挿通孔又は溝に挿入した針の配置位置が固定されるようになされている、針付回転部材を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の穿孔加工用の針付回転部材は、針の取り付けを精度良く且つ容易に行うことができ、針の交換作業も容易である。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態である針付ロール及び該針付ロールを備えた穿孔加工装置を示す概略斜視図である。
【図２】図２は、第１実施形態の針付ロールの軸長方向に沿う断面を一部省略して示す断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態の針付ロールを構成する円板状部材を、凹部を有する面側から視た平面図である。
【図４】図４（ａ）は、図３のＸ−Ｘ線断面図、図４（ｂ）は、図３のＹ−Ｙ線断面図、図４（ｃ）は、図３のＺ−Ｚ線断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態の針付ロールに用いる針の一例を示す斜視図である。
【図６】図６は、針挿通孔に針を挿通した円板状部材に、同一構成の他の円板状部材を積層する様子を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態における円板状部材及び針位置固定部材を示す図であり、図７（ａ）は、円板状部材の断面図、図７（ｂ）は、針位置固定部材の断面図、図７（ｃ）は、凹部に針位置固定部材を嵌合させた円板状部材に他の円板状部材を重ねた状態を示す断面図である。
【図８】図８は、本発明の更に他の実施形態における円板状部材を示す平面図（図３対応図）である。
【図９】図９（ａ）は、図８のＸ’−Ｘ’線断面図、図９（ｂ）は、図８のＺ’−Ｚ’線断面図である。
【図１０】図１０は、シート材に形成する孔の形成態様のいくつかの例を示す開孔シート平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明をその好ましい実施態様に基づき図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の第１実施形態である針付ロール（針付回転部材）及び該針付ロールを備えた穿孔加工装置を示す斜視図である。図１に示す穿孔加工装置１０は、穿孔加工用の針付ロール１と、針付ロール１と対向配置された受けロール１２とを備え、両ロール１，１２間にシート材１３を導入して、該シート材１３に針付ロール１の針を突き刺すことにより、該シート材１３に多数の微細な貫通孔１４を形成するものである。
【００１１】
第１実施形態の針付ロール１は、図２に示すように、円板状部材３（板状部材）が複数積層されて構成されるロール本体２（本体）と、該ロール本体２に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針４とを有する。また、針付ロール１は、ロール本体２の軸長方向の両端部に固定される第１及び第２の軸部材５，６を備えている。針付ロール１は、第１及び第２の軸部材５，６により形成される軸部７，７を、ベアリング等を介して図示しない支持体に支持され、図示しない駆動機構により回転駆動される。また、受けロール１２も、図示しない駆動機構により回転駆動される。針付ロール１を、ギアやチェーン等の動力伝達手段で受けロール１２と連結し、モータ等により駆動させる受けロール１２の回転に従動させて針付ロール１を回転させても良い。また、受けロール１２を図示しない駆動機構により回転駆動させ、針付ロール１を受けロール１２に接圧することで、受けロール１２の回転に従動させて針付ロール１を回転させても良い。
【００１２】
図１に示す例では、シート材１３がロール状に巻回されてなる原反ロール１３Ａから該シート材１３を引き出して、針付ロール１と受けロール１２との間に導入し、ニップロール１５により、穿孔後のシート材１６（開孔シート）を、次工程に搬送している。針付ロール１と受けロール１２とは、接触状態又は非接触状態で回転している。次工程の内容は、特に制限されず、任意に決定できる。次工程の例としては、開孔シートの巻き取り、開孔シートの切断、開孔シートと他のシートとの貼り合わせ、開孔シートの加熱、開孔シートに対する液の散布等が挙げられる。
第１実施形態の針付ロール１で穿孔して得られる開孔シートは、例えば、発熱体を被覆し、該発熱体の発熱特性を制御するシートとして好ましく用いられる。発熱体は、鉄粉等の被酸化性金属粉末を含み、空気中の酸素と被酸化性金属粉末との酸化反応により発熱するものが好ましく、被酸化性金属粉末、繊維材料及び電解質等を含有するシート状発熱体であることが好ましい。
【００１３】
ロール本体２を構成する個々の円板状部材３は、図３に示すように、平面視円形状の偏平な平板状を有しており、図４に示すように、一方の面３ａに凹部３１を有し、他方の面３ｂに凸部３２を有している。
凹部３１は、平面視略円形状であり、平面状の底面３１ａと、該底面３１ａを囲む内周面３１ｂとを有している。凸部３２も、平面視略円形状であり、平面状の突出面３２ａと、該突出面３２ａを囲む外周面３２ｂとを有している。図４に示すように、凹部３１の内周面３１ｂの、前記底面３１ａに対する傾斜角度は、凸部３２の外周面３２ｂの、前記突出面３２ａに対する傾斜角度より急角度になっており、円板状部材３を重ね合わせ易くなっている。凹部３１の内周面３１ｂは、前記底面３１ａに対して垂直に形成することも好ましい。
凹部３１及び凸部３２は、図２や図６（ｃ）に示すように、円板状部材３どうしを重ね合わせたときに、一の円板状部材３の凹部３１に、該円板状部材３に重ね合わせる円板状部材３の凸部３２が挿入され、凹部３１の底面３１ａと凸部３２の突出面３２ａとが僅かな隙間を介して相対向した状態となる。また、円板状部材３の凹部３１を有する面３ａにおける該凹部３１を囲む外周部分、及び該円板状部材３の凸部３２を有する面３ｂにおける該凸部３２を囲む外周部分は、図４に示すように、互いに平行な平坦面となっており、円板状部材３どうしを重ねたときに、平坦面どうしが当接する。
【００１４】
また、円板状部材３は、図３及び図４に示すように、その外周部に、凹部３１と円板状部材３の外周面３３との間を貫通する複数の針挿通孔３４が放射状に形成されている。針挿通孔３４は、円板状部材３の周方向に等間隔に形成されており、針挿通３４は、それぞれ、円板状部材３の半径方向に延びている。
【００１５】
図３には、８本の針挿通孔３４を周方向８等配の位置に形成した例を示したが、一枚の円板状部材３に設ける針挿通孔３４の数は、孔を形成したシート材の用途や、孔を形成したシート材に要求される物性等に応じて、適宜決定することができる。
一枚の円板状部材３に設ける針挿通孔３４の数は、例えば、１〜５００本程度とすることができ、４〜１００本程度とすることが好ましい。なお、円板状部材３は、個々の円板状部材３に設けられた複数の針挿通孔３４のうちの全部に針４を挿通して使用しても良いし、孔を形成したいパターン等に応じて、一部の針挿通孔３４のみに針４を挿通して使用しても良い。例えば、周方向の１つ置きの針挿通孔３４のみに針４を挿通して使用しても良い。
【００１６】
図５に、第１実施形態に用いる針４の好ましい例を示した。針４は、針挿通孔３４に挿入される丸棒状の挿通部４１と、挿通部４１の後端に設けられた頭部４２とを有する。頭部４２は、針４の長手方向と直交する断面の面積（以下、単に断面積という）が、挿通部４１の断面積より大きい円柱状の大断面部４２ａと、断面積が後端４４に向かって減少する円錐状の縮径部４２ｂとを有しており、挿通部４１と頭部４２の大断面部４２ａとの間に段部４５が形成されている。また、針４の挿通部４１は、直径が一定の径均一部分４１ｂと、直径が先端４３に向かって漸減する穿孔部４１ａとを有している。針４は、針先（先端４３から所定長さの部分、例えば０．１〜５ｍｍ）が、ロール本体２の周面から突出するように固定される。
【００１７】
縮径部４２ｂの外周面は、針４の長手方向（軸方向）に対して傾斜しており、その傾斜角度は、円板状部材３の凸部３２の外周面３２ｂの、針挿通孔３４の中心軸線に対する傾斜角度と略一致している。そして、挿通部４１に針４を挿通した円板状部材３の凹部３１に凸部３２を嵌合させたときに、針４の縮径部４２ｂの外周面に、凸部３２の外周面３２ｂが当接した状態となる。
【００１８】
図３に示すように、円板状部材３の凹部３１は、個々の針挿通孔３４の開口部の近傍に、円板状部材半径方向の外方に向かって突出した頭部収容部３５を有している。頭部収容部３５は、針４の大断面部４２ａの直径と略同じ幅離間した一対の側面部３６，３６と、凹部３１の底面３１ａと連続する底面部３７と、針４の段部４５（頭部４２の挿通部４１側の面）が当接する段部当接部３８とを有している。
頭部収容部３５は、針挿通孔３４に挿入した針４の段部４５が段部当接部３８に当接した状態において、該針４の頭部４２の一部（特に縮径部４２ｂ）が頭部収容部３５内から板状部材半径方向の内方に向かって突出するように形成されている。また、円板状部材３どうしを重ねた状態において、底面部３７と該底面部３７に相対向する面との間の距離は、頭部４２の同方向の寸法と略同一であるか又は該寸法に比してやや小さいことが好ましい。
【００１９】
複数の円板状部材３及び針４等を、針付ロール１を組み立てる方法について説明する。
先ず、図６（ａ）に示すように、円板状部材３の凹部３１に手で針４を挿入し、図６（ｂ）に示すように、円板状部材３の外周部に設けられた針挿通孔３４に、その針先を円板状部材３の外周面３３に向け、針４を挿入して押し込む。押し込んだ針４は、前述した段部４５が、針挿通孔３４の周囲の段部当接部３８に当接した時点で、それ以上の挿入が阻止される。従って、ロール周面からの針４の突出量を揃えたい総ての針４について、段部当接部３８からロール周面までの距離を一定にしておけば、段部４５が段部当接部３８に当接するまで押し込むだけで、それらの針４のロール周面からの突出量を高精度に揃えることができる。針挿通孔３４に挿入した針４は、径均一部分４１ｂが針挿通孔３４の内面に当接し、穿孔部４１ａの全体又は一部が、円板状部材３の周面から突出する。針４の、円板状部材３の周面から突出する部分の長さは、例えば、０．１〜５ｍｍである。また、径均一部分４１ｂの径は、例えば、０．５〜２ｍｍである。
【００２０】
一の円板状部材３（３Ａ）について、針４を挿入すべき総ての針挿通孔３４に針４を挿入した後、その円板状部材３（３Ａ）に、図６（ｃ）に示すように、該同一構成の他の円板状部材３（３Ｂ）を重ねる。
この円板状部材３Ａ，３Ｂどうしの積層の際には、一の円板状部材３（３Ａ）の凹部３１に他の円板状部材３（３Ｂ）の凸部３２を挿入させる。
この凸部３２は、一の円板状部材３（３Ａ）の凹部３１の位置と他の円板状部材３（３Ｂ）の凸部３２の位置とを、概ね同じ位置として、両円板状部材３Ａ，３Ｂどうしを重ね合わせるだけで、凹部３１内に挿入される。また、円板状部材３Ａ，３Ｂどうしを、そのようにして重ね合わせるだけで、上に重ねた円板状部材３Ｂの凸部３２、より具体的には、該凸部３２の傾斜した外周面３２ｂが、下の円板状部材３Ａの針挿通孔に挿入した針４の頭部４２に当接し、針４が、円板状部材３の中心方向へ移動することも阻止される。
そして、その状態の円板状部材３Ａ，３Ｂどうしを、図６（ｃ）に示すように、ボルト等の適宜の固定手段８を用いて結合する。これにより、針４は、円板状部材３Ａの半径方向の外方及び内方の何れにも移動できなくなり、ロール周面からの針４の突出量が一定の状態に固定され、針４が針挿通孔３４内を動いて、ロール周面からの針４の突出量が増大したり減少したりすることがなくなる。
【００２１】
そして、同様にして順次、円板状部材３を重ねていき、図２に示すような、ロール周面から多数の針４の先端が突出したロール本体２を形成する。そして、そのロール本体２の両端部に、図２に示すように、第１及び第２の軸部材５，６を、ボルト等の固定手段（図示せず）を用いて固定する。これにより、図１に示すような針付ロール１が得られる。
なお、円板状部材どうしの結合には、その結合状態を後に解除可能なボルト等の固定手段を用いている。
図３及び図４に示す円板状部材３には、座グリ付きのボルト挿通孔３９と、ネジ孔３９’とが形成されており、ロール本体２を形成する際には、該円板状部材３と、ボルト挿通孔３９とネジ孔３９’の位置が逆転した以外は円板状部材３と同一構成を有する他の円板状部材（図示せず）とを、交互に積層し、隣接する円板状部材３どうしを、ボルト８等の固定具を介して一体化させる。
また、重ね合わせた円板状部材３どうしの結合は、１枚の円板状部材３を重ねる毎に行っても良いし、３枚以上を重ねた後に、それらの全部を一度に結合させても良い。また、ロール本体２を構成させる総ての円板状部材３を重ねた後、それらを結合させても良いし、更にそれらに軸部材５，６を重ねた後に、それらに締結部材を貫通させても良い。
【００２２】
第１実施形態の針付ロール１によれば、予め所定の位置に設けた段部当接部３８に針４の段部４５が当接した時点で、それ以上の挿入が阻止される。また、針挿通孔３４に針４を挿入した円板状部材３を重ね合わせるだけで、頭部４２の放射方向の内方への移動も阻止され、針４の配置位置が固定される。
従って、針付ロール１を組み立てる際や、針付ロール１による穿孔加工中に、針４の配置位置がずれて、ロール周面からの針４の突出量が不均一となったり、同突出量が変動したりすることが防止される。また、針４が、針付ロール１から脱落する恐れもない。また、例えば、針付ロール１に用いる総ての針４について、先端４３から段部４５までの長さを一定とし、また、総ての針挿通孔３４の位置において、段部当接部３８からロール周面までの距離を一定にしておくことにより、それらの針４の、ロール周面からの突出量を高精度に揃えることができる。
【００２３】
また、第１実施形態の針付ロール１においては、円板状部材３の凸部３２の傾斜した外周面３２ｂが、該円板状部材３を重ねる円板状部材３内の針挿通孔３４内に挿入された針４の頭部４２に当接し、該針４を放射方向に押し込む。即ち、凸部３２の傾斜した外周面３２ｂが、針４を放射方向に押し込む傾斜面として機能する。
そのため、針４を、針挿入孔３４に押し込んだ際に、該針４が、段部４５が段部当接部３８に当たるまで完全に押し込まれていない状態となっているような場合であっても、円板状部材３を重ねた際に、該針４を適切な位置まで押し込むことができ、ロール周面からの針４の突出量を高精度且つ確実に設計通りの量とすることができる。
【００２４】
また、第１実施形態の針付ロール１においては、円板状部材３どうしの結合や、円板状部材３と軸部材５，６との結合に、その結合状態を容易に解除可能なボルト等の固定手段を用いている。また、それらの結合を解除し円板状部材３の凹部３１を解放することで、容易に針４の交換を行うことができる。従って、針４が折れたり曲がったりした際に、針の交換作業を容易及び／又は迅速に行うこともできる。
円板状部材３どうしの針の位置（シートの幅方向に隣りあう針の位置）を高精度に調整するには、円板状部材３の外周部分等に、複数枚の円板状部材３を貫通するピン孔を設け、該ピン孔に位置決めピンを挿入し、その状態で、円板状部材３どうしを一体化させることが好ましい。
また、針の位置を、図１０に示す各シートを形成するように変更するには、円板状部材３に形成する位置決めピン用のピン孔、ネジ孔３９等の形成位置を変更すればよい。
【００２５】
次に、本発明の第２実施形態の針付ロールについて説明する。第２実施形態の針付ロールは、図６に示す円板状部材３’及び針位置固定部材３２’がそれぞれ複数積層されて構成されるロール本体を具備する。第２実施形態については、第１実施形態の針付ロールと異なる点について主として説明し、同様の点については、同一の符号を付して説明を省略する。特に言及しない点については、上述した針付ロール１に関する説明が適宜適用される。
【００２６】
第２実施形態の針付ロールを構成する円板状部材３’は、図７（ａ）に示すように、一方の面３ａに、第１実施形態と同様の凹部３１を有する一方、他方の面３ｂは、平坦な面となっており、該面３ｂに、第１実施形態の円板状部材３の凸部３２に対応する凸部を有していない。その代わりに、第２実施形態の針付ロールは、図７（ｂ）に示すように、第１実施形態の円板状部材３の凸部３２部分と略同形状の針位置固定部材３２’を円板状部材３とは別に有している。第２実施形態の針付ロールを組み立てるには、図７（ｃ）に示すように、円板状部材３’の針挿通孔３４に針４を挿通した後、その円板状部材３’の凹部３１内に針位置固定部材３２’を挿入し、その円板状部材３’に、同一構成の他の円板状部材３’を重ねる。そして、同様にして順次、針４の挿入と、針位置固定部材３２’の配置と、円板状部材３’の積層を繰り返して行うことで、ロール周面から多数の針４の先端が突出したロール本体を製造することができる。円板状部材どうしの結合や、円板状部材３’及び針位置固定部材３２’が積層されてなるロール本体に対する軸部材５，６の接合等は、第１実施形態と同様の態様で行うことができる。
【００２７】
第２実施形態の針付ロールによれば、予め所定の位置に設けた段部当接部３８に針４の段部４５が当接した時点で、それ以上の挿入が阻止される。また、針挿通孔３４に針４を挿入した円板状部材３の凹部３１に、針位置固定部材３２’を挿入した上で、他の円板状部材３を重ねるだけで、頭部４２の放射方向の内方への移動も阻止され、針４の配置位置が固定される。
従って、第２実施形態の針付ロールを組み立てる際や、針付ロールによる穿孔加工中に、針４の配置位置がずれて、ロール周面からの針４の突出量が不均一となったり、同突出量が変動したりすることが防止される。また、針４が、針付ロールから脱落する恐れもない。また、例えば、針付ロールに用いる総ての針４について、先端４３から段部４５までの長さを一定とし、また、総ての針挿通孔３４の位置において、段部当接部３８からロール周面までの距離を一定にしておくことにより、それらの針４の、ロール周面からの突出量を高精度に揃えることができる。
【００２８】
また、第２実施形態の針付ロールにおいては、偏平な円錐台形状である針位置固定部材３２’の傾斜した外周面３２ｂが、円板状部材３内の針挿通孔３４内に挿入された針４の頭部４２に当接し、該針４を放射方向に押し込む。即ち、針位置固定部材３２’の傾斜した外周面３２ｂが、針４を放射方向に押し込む傾斜面として機能する。
そのため、針４を、針挿入孔３４に押し込んだ際に、該針４が、段部４５が段部当接部３８に当たるまで完全に押し込まれていない状態となっているような場合であっても、針位置固定部材３２’を重ねた際に、該針４を適切な位置まで押し込むことができ、ロール周面からの針４の突出量を高精度且つ確実に設計通りの量とすることができる。
【００２９】
また、第２実施形態の針付ロール１においても、円板状部材３’どうしの結合や、円板状部材３と軸部材５，６との結合に、その結合状態を容易に解除可能なボルト等の固定手段を用いている。そのため、それらの結合を解除し、凹部３１から針位置固定部材３２’を取り外して、凹部３１を解放することで、容易に針４の交換を行うことができる。従って、針４が折れたり曲がったりした際に、針の交換作業を容易及び／又は迅速に行うこともできる。
【００３０】
本発明の針付ロールは、図１に示す針付ロール１のように、例えば、受けロール１２と組み合わせて、シート材１３に、多数の微細な孔１４を穿孔するのに用いる。針付ロール１は、針４を加熱可能なヒーターを内蔵することが好ましい。例えば、積層する個々の円板状部材に、ヒーター挿通用の貫通孔を形成しておき、その貫通孔の位置を合わせて円板状部材を積層することで、それらの貫通孔が重ね合わされてなるヒーター挿入配置部を形成することができる。ヒーター挿入配置部は、ロールの軸長方向と平行に形成することが好ましく、また、円板状部材の外周部における相隣接する針挿通孔３４間に形成することが好ましい。また、円板状部材は、全体が金属製であっても、一部が金属製、他の一部が非金属製であっても良い。例えば、針挿通孔が形成された外周部が、断熱性材料（例えば、ベークライト等）により形成され、それより内側が金属製であっても良い。
【００３１】
また、受けロール１２は、アルミ材やステンレス等の金属材料または樹脂材料やウレタン、シリコン、フッ素ゴム、スチレン等のライニングされたもので構成し、針４が当たる部分は、溝または穴が形成し針がロールと接触しないようにされていることが好ましい。溝幅および穴径は、針の穿孔部４１ａの径に対して１〜２倍が好ましく、１．２〜１．５倍がより好ましい。また、受けロール１２は、針４が当たる部分をスポンジ、ウレタンフォーム等の柔軟な材料で形成してもよい。
【００３２】
穿孔加工を施す対象のシート材１３としては、各種公知のシート材を用いることができ、例えば、合成樹脂製のシート材、単層又は多層の不織布、合成樹脂製のシート材の不織布や織り布との積層体等が挙げられる。不織布としては、例えば、スパンボンド不織布、エアスルー不織布（エアレイ法やカード法により製造された繊維ウエブの繊維の交点を熱風処理により熱融着して得られる不織布）、メルトブローン不織布、スパンレース不織布、ニードルパンチ不織布等が挙げられる。
合成樹脂製のシート材は、例えば、その厚さが０．０１〜１ｍｍである。
【００３３】
シート材１３に対して穿孔する孔の直径は、穿孔加工を施す目的、孔を形成したシート材（開孔シート）の用途や、孔を形成したシート材（開孔シート）に要求される物性等に応じて、適宜決定することができるが、本発明においては、針の突出量を高精度に揃えることができるため、例えば、直径が３０〜２００μｍ 、特に１００〜１５０μｍといった微細な貫通孔を多数形成することも可能である。
また、本発明は、非通気性又は通気性の低いシート材に対して、微細な貫通孔を多数形成し、空気や水蒸気は通すが、液体は通しにくい開孔シートを得るのに適している。
【００３４】
以上、本発明をその好ましい実施形態に基づき説明したが、本発明は、上記の各実施形態に制限されず、種々の変更が可能である。
例えば、上述した実施形態における円板状部材３，３’には、針挿通孔３４が放射状に設けられていたが、それに代えて、針挿入溝３４'を放射状に形成することもできる。図８及び図９に示す円板状部材３Ａは、凹部３１の周囲に、複数の針挿入溝３４'を放射状に形成した円板状部材の一例である。針挿入溝３４'は、図示のごとく、中央の凹部３１側から円板状部材の外周面３３に亘って形成されている。
また、板状部材は、平面視形状が略真円状のものの他、楕円形状や、三角形や五角形、八角形等の多角形状のものであってもよい。平面視形状が六角形以上の多角形状の板状部材は、円板状部材とする。
【００３５】
また、図８及び図９に示す円板状部材３Ａには、図８及び図９には、図３及び図４に示す円板状部材３におけるのと同様の構成要素には同一の符号を付してある。
このような針挿入溝を有する円板状部材の針挿入溝に針を挿入した後、その円板状部材を複数枚積層して一体化させることによっても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。
【００３６】
また、針付ロール１は、積層された総ての円板状部材の針４の突出位置が、針付ロール１の周方向において同じ位置であっても良いし、一部の円板状部材の針４の突出位置と他の一部の円板状部材の針４の突出位置とが異なっていても良い。図１０に、シート材に形成する孔の形成態様のいくつかの例を示す。図１０中、ＭＤ方向は、穿孔加工を施す際のシート材の流れ方向である。図１０（ａ）に示す開孔シート１６においては、ＭＤ方向に直列した多数の孔１４からなる孔列が、ＣＤ方向に多列に形成されており、隣り合う孔列のＭＤ方向における孔１４の位置が一致している。図１０（ｂ）に示す開孔シート１６においては、ＭＤ方向に直列した多数の孔１４からなる孔列が、ＣＤ方向に多列に形成されており、隣り合う孔列のＭＤ方向における孔１４の位置が半ピッチずれている。図１０（ｃ）に示す開孔シート１６においては、ＭＤ方向に直列した多数の孔１４からなる孔列が、ＣＤ方向に多列に形成されており、隣り合う孔列のＭＤ方向における孔１４の位置が１／３ピッチずれている。
【００３７】
また、円板状部材の中心に孔を形成しておき、針付ロール１の軸部７を、ロール本体２を貫通させた円柱状の軸部材によって形成しても良い。
また、上述した一の実施形態における説明省略部分及び一の実施形態のみが有する要件は、それぞれ他の実施形態に適宜適用することができ、また、各実施形態における要件は、適宜、実施形態間で相互に置換可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１ 針付ロール（針付回転部材）
２ ロール本体（本体）
３，３’，３Ａ 円板状部材（板状部材）
３ａ 一方の面
３ｂ 他方の面
３１ 凹部
３１ａ 底面
３１ｂ 内周面
３２ 凸部
３２ａ 突出面
３２ｂ 外周面
３３ 外周面
３４ 針挿通孔
３５ 頭部収容部
３８ 段部当接部
３２’ 針位置固定部材
４ 針
４１ 挿通部
４１ｂ 径均一部分
４１ａ 穿孔部
４２ 頭部
４３ 先端
４４ 後端
４５ 段部
５，６ 軸部材
７ 軸部
８ ボルト（固定手段）
１０ 穿孔加工装置
１２ 受けロール
１３ シート材
１４ 貫通孔（針孔）
１６ 開孔シート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材が複数積層されて構成される本体と、該本体に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針とを有する、穿孔加工用の針付回転部材であって、
前記板状部材は、一方の面に凹部、他方の面に凸部を有し、該凹部の周囲に複数の針挿通孔又は溝が放射状に形成されており、
前記針は、その長手方向の後端側に段部を有しており、
前記板状部材の前記針挿通孔又は溝に針を挿入し、該板状部材の凹部に他の板状部材の凸部を挿入するようにして、複数の板状部材を積層することにより、前記針挿通孔又は溝に挿入した針の配置位置が固定されるようになされている、針付回転部材。
【請求項２】
前記凸部は、前記針挿通孔又は溝に挿入された前記針に当接して、該針を放射方向に押し込む傾斜面を有している、請求項１記載の針付回転部材。
【請求項３】
板状部材が複数積層されて構成される本体と、該本体に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針とを有する、穿孔加工用の針付回転部材であって、
前記板状部材は、一方の面に凹部を有し、該凹部の周囲に複数の針挿通孔又は溝が放射状に形成されており、
前記針は、その長手方向の後端側に段部を有しており、
前記板状部材の前記針挿通孔又は溝に針を挿入し、該板状部材の凹部に、板状部材とは別体の針位置固定部材を挿入して、複数の板状部材を積層することにより、前記針挿通孔又は溝に挿入した針の配置位置が固定されるようになされている、針付回転部材。
【請求項４】
前記針位置固定部材は、前記針挿通孔又は溝に挿入された前記針に当接して、該針を放射方向に押し込む傾斜面を有している、請求項３記載の針付回転部材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の針付回転部材を用いて、
シート材に穿孔加工を施し、微小な孔を多数有する開孔シートを得る開孔シートの製造方法。
【請求項１】
板状部材が複数積層されて構成される本体と、該本体に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針とを有する、穿孔加工用の針付回転部材であって、
前記板状部材は、一方の面に凹部、他方の面に凸部を有し、該凹部の周囲に複数の針挿通孔又は溝が放射状に形成されており、
前記針は、その長手方向の後端側に段部を有しており、
前記板状部材の前記針挿通孔又は溝に針を挿入し、該板状部材の凹部に他の板状部材の凸部を挿入するようにして、複数の板状部材を積層することにより、前記針挿通孔又は溝に挿入した針の配置位置が固定されるようになされている、針付回転部材。
【請求項２】
前記凸部は、前記針挿通孔又は溝に挿入された前記針に当接して、該針を放射方向に押し込む傾斜面を有している、請求項１記載の針付回転部材。
【請求項３】
板状部材が複数積層されて構成される本体と、該本体に、その周面から針先が突出するように固定される多数の針とを有する、穿孔加工用の針付回転部材であって、
前記板状部材は、一方の面に凹部を有し、該凹部の周囲に複数の針挿通孔又は溝が放射状に形成されており、
前記針は、その長手方向の後端側に段部を有しており、
前記板状部材の前記針挿通孔又は溝に針を挿入し、該板状部材の凹部に、板状部材とは別体の針位置固定部材を挿入して、複数の板状部材を積層することにより、前記針挿通孔又は溝に挿入した針の配置位置が固定されるようになされている、針付回転部材。
【請求項４】
前記針位置固定部材は、前記針挿通孔又は溝に挿入された前記針に当接して、該針を放射方向に押し込む傾斜面を有している、請求項３記載の針付回転部材。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかに記載の針付回転部材を用いて、
シート材に穿孔加工を施し、微小な孔を多数有する開孔シートを得る開孔シートの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１１１０１４（Ｐ２０１２−１１１０１４Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６３５６８（Ｐ２０１０−２６３５６８）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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