(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面と裏面の静摩擦係数が０．０３以上異なるシートで静摩擦係数が小さい側のシート基材の一辺を固定部として、固定部より固定しない部位にシート基材の折れによる突起を形成する折れ目を入れたことを特徴とする落下防止シート。
【請求項２】
表面と裏面の静摩擦係数が０．０３以上異なるシートが、シート基材にシート基材に対し静摩擦係数が０．０３以上異なるシートを組合わせて配置したシートである請求項１の落下防止シート。
【請求項３】
突起を形成する折れ目が、突起を形成する復元性を有する折れ目である請求項１及び請求項２の落下防止シート。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、棚に収納する書籍等の収納物の敷物で、揺れに対し落下を防止するシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、天災事故等による外力や移動体内で棚が揺れると、棚上の収納物が降るように落下する。この棚の収納物の落下を防止する手段として、次のような手段がある。収納物の下に敷く高摩擦係数の物性を持つ材質からなる滑り止めシートがある。この滑り止めシートは次のような材質がある。可塑剤で軟化させた樹脂シートとして軟質塩化ビニール、軟質ポリウレタンからなるものがある。そして、ゴムシートとして汎用ゴムや特殊ゴムからなるものがある。これらの材料をシート状にしたり、基材の表面に塗布等して表出させて滑り止めシートとする。次に構造的なものとして、棚面に突起物を固定したり、棚の入り口下部に棒や板を橋渡しする手段がある。この突起物や棒等が収納物の滑りを止めて落下を防止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
滑り止めシートは、強い揺れに応じた過剰な摩擦力を常に発生させる必要がある。この過剰な摩擦力により、個々の収納物を出し入れする際にも摩擦力が発生して抵抗力となり、使い勝手が悪い。また、材質により次のような問題がある。可塑剤で軟化させた樹脂シートは、長期間接触させると可塑剤の移行による汚れや貼り付きが発生する。また、固化による摩擦係数の低下がある。汎用ゴムは硬化による摩擦係数の低下、逆の軟化による汚れが発生する。このような問題が発生しない特殊ゴムは価格が高価である。また、上下の力が同時に加わると面圧が小さくなると、摩擦力が低下して滑りだす。また、ほこり等が付着すると摩擦係数が低下する。
【０００４】
次に、突起物や棒等の構造的手段は確実ではあるが、この構造が出し入れする際に邪魔になる。この使い勝手と落下防止効果は反比例の関係にある。そして、出し入れでこの突起物や棒等に当たり収納物を傷める。また、露出して目立つため、デザインを十分考慮する必要がある。このため、商店での展示や公共施設での収納のような不特定多数の人が頻繁に出し入れする場所では、この手段は問題が多い。
【０００５】
棚等に使用する落下防止シートは、日常では普通の使い易い棚であり、揺れが発生した異常時には落下防止構造となるものが理想である。本課題は、収納物の出し入れには支障がなく、揺れに対しては自動的に収納物の落下を防止する、収納物の下に敷くシートを発明する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
地震等の外力が加わった場合は、陳列された収納物のすべてに力が作用する。これに対し、人間が収納物を取り出す時は一つないし二つを取り出すことが普通である。すべてを一度に取り出すことはまれであり、また困難である。結果、人間が収納物を取り出す外力が加わった場合は、取り出す収納物及びそれに接するもののみに力が作用する。このことは、地震等で加わる外力では収納物のすべてが動き、人間が加える外力では収納物の個々が動くことといえる。この違いを識別して作動する落下防止構造を創案することで本課題を解決できる。
【０００７】
シートの上に本を本棚に収納するように立てて並べた時、本の全体を移動させるとシートが本に付いて移動することがある。これはシートと本との摩擦力が、シートと棚面との摩擦力より大きい時である。この状態で一つ一つ本を引き出す場合は、シートは引き出す本には付いてこない。これは、引き出す本の摩擦力よりも、他の本がシートを押さえている摩擦力が大きいからである。常にシートと本との摩擦力が大きい状態であれば、地震等の外力では収納物はシートと共に滑り、人間が収納物を取り出す時はシートが滑らない現象が発生する。この現象を利用して、従来の滑り止めシートとは逆にわざとシートを滑らすことで、新たな現象を発生させる。この新たな現象は、シート基材の端の一辺を固定部とし、棚の入り口の棚面に固定することで発生させることができる。このようにすると、シートの移動量に応じたしわが発生する。そして、このしわを突起となるような構造とする。収納物と固定した部分との間に突起が突出すると、この突起と固定した部分で収納物の滑りを止めることができる。確実に突起を突出させるために、シート基材の折れによる突起を形成する折れ目を入れる。このような構造のシートを棚面に固定部を固定し、収納物の下に敷いて使用する。シートが移動しない限り突起は突出しないため、収納物を一つ一つ取り出す時には突起は無く、出し入れの邪魔にならない。
【０００８】
シート基材は、紙、木材、樹脂、布、金属を単体又は複合体にして採用できる。折ることができない材質であっても、折れ目を折れ構造にした構成の複合材とすることで採用できる。落下防止シートとしては折れ目以外は剛さが必要であり、クラーク剛さの値は９０以上になるように構成することが好ましい。この剛さが小さいと、移動した時にシート基材が浮き上がって折れ目部に力が作用しなくなり、完全な突起を形成することができないことがある。更に、摩擦機能を有するものを選択することで、構成を簡単にすることができる。
【０００９】
収納物をシートと共に滑らせるためには、収納物対シートの静摩擦係数が棚面対シートの静摩擦係数よりも相対的に大きいことで可能となる。すなわち、表面と裏面の静摩擦係数が異なるシートが必要である。この手段として次のシート構成がある。シート基材の対収納物面側にシート基材よりも適度な高摩擦面にする処理を施す。シート基材の対棚面側にシート基材よりもできる限り低摩擦面にする処理を施す。ただし、対収納物面の静摩擦係数を大きくしすぎると、収納物の出し入れの支障となり限度がある。処理方法としては、表面形状処理による接触面積の増減、摩擦機能材を接着、塗布、印刷、ラミネーティング加工がある。収納物と棚面を特定できる使用条件であれば、表面形状処理だけで摩擦差を作り出すことができる。摩擦機能材は高摩擦材として、軟質塩化ビニール、ポリウレタン、低密度ポリエチレン、コルク材、布地がある。そして、低摩擦材として、高密度ポリエチレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリプロピレン、シリコーン、フッ化エチレン及びフッ化エチレン共重合樹脂、二硫化モリブデン乾性皮膜、グラファイト乾性皮膜がある。これら摩擦機能材を利用して相対的な摩擦差を発生させる。摩擦係数は接するものによって変化するものである。このため、上記の高摩擦低摩擦という分類は、シート基材、収納物、棚面が変化すれば基準が移動して変わる。そして、低摩擦材であっても、パラフィンのような長期間接触させると溶着するものは使用できない。各素材は長期間使用するため、物性の安定したものが好ましい。これら適した素材形態、処理方法で表面処理を施す。本発明は、表面と裏面の静摩擦係数が０．０３以上異なるシートで静摩擦係数が小さい側のシート基材の一辺を固定部として、固定部より固定しない部位にシート基材の折れによる突起を形成する折れ目を入れた落下防止シートである。
【００１０】
次に、シート基材に表面処理等を施さないものを使用し、目的の摩擦機能を有するシートを用意して配置する構成とすることでも可能となる。例えば、収納物とシートの間にシート基材よりも適度な高摩擦係数を有するシートを配置する。棚面とシートの間にシート基材よりもできる限り低摩擦係数を有するシートを配置する。このように、シート基材に対し静摩擦係数が異なるシートを組合わせて配置することで、相対的に摩擦差を発生させるシートができる。これを利用して、表面と裏面の静摩擦係数が０．０３以上異なるシートが、シート基材にシート基材に対し静摩擦係数が０．０３以上異なるシートを組合わせて配置した落下防止シートとする。
【００１１】
シート基材に入れる折れ目は、折れの方向性、折れ易さ、突起形成時の強度を機能として持ち合わせるように、固定部より固定しない部位に入れる。突起を形成する折れ目の本数は最低２本を必要とする。固定部より少し離れた位置に、下に方向性のある折れ目を入れる。次に突起の高さ寸法となる位置に、上に方向性のある折れ目を入れる。２本であってもシートのたわみを利用して突起を形成できる。最も簡単で安定した突起は、３本の折れ目からなる三角形の突起である。折れ目の入れ方は、圧延によりすじ目を入れる、シート層の１／３程度の切れ目を入れる、複合材であれば素材の欠如による剛性の偏りを作るなど、線状に強度を低下させる方法である。折れの方向性は、折って変形させて折れのくせを付ける、折れ方向に復元性を与える処理を施す、少し折れた状態にするなどで作りだす。折れ易さは、折れ目の剛性、各折れ目の平行度、折れ目の直線度が関係し、この中で折れ目の直線度は重要である。突起形成時の強度は、折れ目の強度と折れ目間の素材強度で決定する。折れ目の強度は折れ易さとも関係するため、剛性による強度は好ましくない。突起形成時の形状変形は、引張り力が作用する折れ目構造が好ましい。そして、突起形成時に折れ目間の強度を出すために剛性化処理する。例えば、シート基材が繊維質のものならば液状硬化樹脂を含浸したり、折れ目以外に補強材を張り付ける処理を施す手段がある。
【００１２】
固定部の止め方は次の方法がある。固定部に透孔を明けてくぎやねじで固定する。接着剤や粘着剤で接着する。固定部にピンやクリップを接合しておき、棚面に対応する加工を施し止める。固定部を溝に差し込むなどが採用できる。
【００１３】
地震等の外力は水平成分だけでなく垂直成分も加わり、複雑な力が作用する。まれにではあるが収納物が浮き上がった状態で水平方向に移動することが想定される。このような収納物が棚から飛び出る時は、摩擦力が発生しないため突起は形成されない。この状況の落下を防止する手段として、突起を形成する折れ目が、突起を形成する復元性を有する折れ目である落下防止シートとする。これにより、収納物が浮き上がった時に、突起を形成する復元性を有する折れ目が、自動的に突起を突出させる。復元性を付与する手段としては、突起形状に成形した弾性材を折れ目部に貼り合わせる、折れ目部の間に張力を与えるなどして復元力を作用させる。
【００１４】
【作用】
次に、本発明の作用を図面を参照して説明する。図７は図１に示す落下防止シートを収納物の下に敷いた使用状態の断面図である。図８は落下防止シートが収納物の滑りを止めた状態の断面図である。
【００１５】
図７の落下防止シートは固定部１ａを棚７に粘着剤８で固定した例である。このように固定後、折れ目部２を平坦に伸ばした状態で、収納物９を折れ目部２より後方に陳列すると図７の状態になる。この状態は日常で棚を使用する状態である。この陳列された収納物９の一つを出し入れしても、落下防止シートは動かない。落下防止シートが移動しないため、折れ目部２の突起は突出しない。日常で棚を使用する時は、突起の無い状態であり収納物９の出し入れの邪魔にならない。これは、引き出さない他の収納物９が発生させる摩擦機能材３と棚７の面との最大静摩擦力が、引き出す際に発生する静摩擦力より大きいからである。一つの収納物９を置いて力を作用させる場合、落下防止シートのシート基材１と収納物９の静摩擦係数は摩擦機能材３と棚７の面との静摩擦係数より大きいため、落下防止シートは収納物９と共に移動する。しかし、摩擦機能材３と棚７の面に発生する最大静摩擦力は、引き出さない収納物９の重量と静摩擦係数との積である。この最大静摩擦力が、取り出す時に発生するシート基材１や収納物９同士との静摩擦力よりも大きい場合、落下防止シートを動かさずに引き出すことができる。引き出さない収納物９がある場合は、引き出さない収納物９の重量と摩擦機能材３と棚７の面との静摩擦係数との積と、引き出す収納物９の重量とシート基材１と収納物９の静摩擦係数との積の大きさの差で落下防止シートの移動が決定される。例えば、摩擦機能材３と棚７の面との静摩擦係数が０．２でシート基材１と収納物９の静摩擦係数が０．６とした場合、同重量の収納物であれば引き出さない収納物が４個以上あると、落下防止シートは移動しないこととなる。実際は、陳列された収納物９同士の摩擦が働くため、収納物同士の面圧と収納物面の静摩擦係数との積を、引き出す側に加えた値で決定される。薄物の収納物の場合は、収納物同士の面圧と収納物面の静摩擦係数との積の割合が多くなる。汎用性を持たせる場合は収納物の形態を想定して落下防止シートの各静摩擦係数を決定する必要がある。
【００１６】
次に図７の状態で地震等の外力が加わった場合は、陳列された収納物９や棚７すべてに力が作用する。棚７が固定された状態であれば、収納物９のすべては慣性により外力の作用方向とは逆の方向に慣性力で移動しようとする。落下防止シートは収納物９と棚７の面に挟まれた状態である。落下防止シートの自重は小さいために無視すると、落下防止シートの両面にはほぼ同じ強さの力が法線方向に作用している。この両面に発生する静摩擦力は慣性力に比例して大きくなり、最大摩擦力を超えた側が滑りだす。落下防止シート両面の静摩擦係数は摩擦機能材３と棚７の面を小さく設定してあるため、摩擦機能材３と棚７の面で滑り、全ての収納物９と落下防止シートが共に移動する。滑る方向が収納物の出し入れ口の方向であれば、シート基材１と収納物９との摩擦力で折れ目部２を折り曲げようとする。折れ目部２を折り曲げる力は、シート基材１対収納物９と摩擦機能材３対棚７の面との静摩擦係数差に収納物９の重量の積である。折れ目部２の折れ目は、突起を形成するように折れの方向性を持たせてあるため、落下防止シートの移動と共に突起が突出する。ある程度突起を形成すると、折れ目部２の剛性により抵抗力が発生する。この抵抗力が収納物９とシート基材１との最大摩擦力より大きくなると、収納物９はシート基材１の上を滑りさらに移動する。収納物９は形成又は形成途中の突起に当たり、滑りが止まる。突起が形成途中であれば、形状的な抵抗力が作用して、収納物９が完全に突起を形成させて当たり、滑りが止まる。このように、形成された突起により棚７に固定した固定力で収納物９の落下を防止する。
【００１７】
高摩擦材を利用した滑り止めシートの場合、９８０ガルの加速度が加わると収納物には自重と同じ力が作用する。この時に滑りを止めるためには、シート両面の静摩擦係数は１以上必要となる。このような滑り止めシートは、出し入れの際に摩擦力が抵抗となり使い勝手が悪い。これに対し、本発明の落下防止シートは摩擦差を利用するものであり、収納物９と接する面の静摩擦係数が１以上である必要はない。物性を利用した低摩擦化では、現技術水準でフッ化エチレンを利用して最低０．０２程度の静摩擦係数にすることが可能である。折れ目部を折り曲げる力を収納物９の重量の３％発生させると、静摩擦係数差は０．０３となる。これから、収納物９と接する面の静摩擦係数が０．０５の落下防止シートが可能となる。シートの表面と裏面の静摩擦係数差は、フッ化エチレンの摩擦機能材を基準とすると、その静摩擦係数の１．５倍の０．０３以上必要となる。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明の第１の実施例を図面を参照して説明する。図１は本発明の落下防止シートの断面図であり、図２は図１に示す落下防止シートの外観図である。
本発明のシート基材１はクラフト紙を使用する。物性は、厚さ０．５ｍｍ、密度の０．７ｇ／ｃｍ↑３、クラーク剛さの値は２５０である。そして、厚さ０．０２ｍｍの高密度ポリエチレンフィルムを摩擦機能材３とする。この高密度ポリエチレンフィルムをシート基材１の表面が粗い面に加熱圧着する。シート基材の粗さを出して、接触面積を少なくして静摩擦係数を小さくするため、軟らかいロールで加圧しながら圧着する。次に、シート基材１の一辺の端から８ｍｍの位置に、高密度ポリエチレンフィルムの圧着側に上に方向性を持つ折れ目２ａを入れる。折れ目はカッターで厚さの１／２の深さの切れ目を入れる。次に、１０ｍｍの位置に下に方向性を持つ折れ目２ｂを入れる。次に、８ｍｍの位置に上に方向性を持つ折れ目２ａを入れる。このように、３本の折れ方向の異なる折れ目を平行に入れる。そして、端から最初の折れ目２ａまでの部分を固定部１ａとし、折れ目２ａから最後の折れ目２ａまでの部分を折れ目部とする。この折れ目部を突起形成する形に一度折り、折れ癖を付けて折れの方向性と折れ易さを出す。固定部１ａまでの面に摩擦機能材３が圧着されていても、機能的に問題はない。この落下防止シートは、固定部１ａに粘着剤を帯状に貼り付け剥離紙を被覆して、商品として提供する。また、シート基材１よりも静摩擦係数の大きい摩擦機能材３であれば収納物面側に固着させる。本実施例の落下防止シートの折れ目部は幅２０ｍｍ当たり１０ｇの力で折り曲げることができる。幅２０ｍｍのＢ５単行本が約４００ｇであるから、静摩擦差が０．０２５以上あれば突起を形成することができる。収納物の重量が大きくなれば、この静摩擦差以下でも突起を形成することができる。
【００１９】
次に、図３は第２の実施例の断面図である。第１の実施例のように摩擦機能材３を圧着等で固着しないで、図３のように摩擦機能材３を配置した落下防止シートである。摩擦機能材３は再生紙にシリコーンレジンを含浸硬化させた厚さ０．１ｍｍのシートである。この落下防止シートは、固定部１ａに粘着剤を帯状に貼り付け剥離紙を被覆して、摩擦機能材３のシートを添え付けて商品として提供する。なお上記実施例の摩擦機能材３の静摩擦係数がシート基材１より大きい場合は、この摩擦機能材３を対収納物面側に配置する。また、図６のように摩擦機能材３を固定部１ａに固着して配置する構成でも、同様の機能がある。落下防止シート付きの棚として提供する場合は、摩擦機能材３を棚面に貼り付けたり、摩擦機能材をコーティングすることで、この実施例と同じ落下防止シートを得ることができる。このような構成は、棚が摩擦機能材３といえる。
【００２０】
次に、図４は切断したシート基材で折れ目部を構成した実施例である。シート基材１より静摩擦係数が大きい厚さ０．１ｍｍの軟質ポリウレタンフィルムを摩擦機能材３とする。これに折れ目で切断したシート基材１を摩擦機能材３に配置して接着する。切断部の軟質ポリウレタンフィルムが上に方向性を持つ折れ目２ａ、下に方向性を持つ折れ目２ｂとなる。なお上記実施例の軟質ポリウレタンフィルム以外にも、各種ゴムフィルムや軟質の樹脂フィルムが採用可能である。この実施例は折れ易くて強度のある折れ目部を得ることができる。
【００２１】
次に、図５は突起となる復元力がある折れ目部の断面図である。折れ目部に突起となる復元力を持たせた落下防止シートである。突起角度を７０度に射出成形した厚さ０．３ｍｍの復元材４を、固定部１ａから最後の折れ目２ａ手前までシート基材１に貼り合わせる。材質は熱可塑性ポリエステルエラストマーである。前記以外にも熱可塑性及び熱硬化性エラストマー樹脂が採用可能である。復元材４は長期間変形させて使用するため、永久ひずみ率の小さいエラストマーを選択することが好ましい。また、部分的に金属バネを固定することでも、復元力を持たせることができる。この折れ目部は地震等の外力で収納物が浮き上がった時に、この復元力により自動的に折れ目が折れ曲り、突起が突出する。
【００２２】
図６は上記実施例の各要素を組み合わせて、性能を重視して製作した実施例である。厚さ０．３ｍｍのアルミ板からなるシート基材１にフッ化エチレンフィルムからなる摩擦機能材３をコーティングし、更にフッ化エチレン繊維を不織布としたフィルム状の摩擦機能材３を固定部１ａに固定して配置する。これにより、フッ化エチレン同士の最も小さい静摩擦係数を持つ滑り面ができる。この面の静摩擦係数は０．０３程度となる。折れ目部は、切断したシート基材を厚さ０．１５ｍｍのポリイミドからなる連結フィルム５にて接着剤で連結して、折れ目２ａ、２ｂを構成する。次に、図６のように折れ目２ｂ付近に凸部材６を連続又は断続的に固定する。このようにすると、落下防止シートを取付けた時に凸部材６で折れ目２ｂが少し盛り上がった状態となる。これにより、初期の折れ抵抗の低減と逆折れの防止が図れる。
【００２３】
以上のように実施した落下防止シートは、書籍以外にはＣＤ、ビデオテープ、缶類、瓶類など多数個を陳列するものに使用できる。また、棚以外には家具等の天板上に収納する場合にも効果を発揮する。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では次のような効果がある。
（イ）地震等の外力のみに作動し、自動的に落下防止用の突起を形成する。これにより、日常で使用する時には突起が無く、収納物の出し入れの邪魔にならない。頻繁に出し入れする収納に最適であり、収納物を傷めることがない。
（ロ）落下しようとする収納物が自立的に突起を形成することで、信頼性のある迅速な自動化を作り出す。
（ハ）摩擦差を利用するため、静摩擦係数を大きくする必要がなく収納物の出し入れの支障にならない。また、素材の選択範囲が広くなる。
（ニ）既存の棚に簡単に装着でき、棚のデザインや他の機能を損なうことが極めて少ない。そして、裁断して使用することによりあらゆる棚に対応できる。
（ホ）低摩擦材は物性の安定したものが多い。高摩擦材を利用したものよりも、長期間安定した機能を有する落下防止シートが製作可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による落下防止シートの断面図。
【図２】図１に示す落下防止シートの外観図。
【図３】摩擦機能材を配置する構成である落下防止シートの断面図。
【図４】切断したシート基材で折れ目部を構成した落下防止シートの部分断面図。
【図５】突起となる復元力がある折れ目部の断面図。
【図６】図１から図４に示す各要素を組合わせた落下防止シートの断面図。
【図７】図１に示す落下防止シートを収納物の下に敷いた使用状態の断面図。
【図８】図１に示す落下防止シートが収納物の滑りを止めた状態の断面図。
【符号の説明】
１    シート基材
１ａ  固定部
２    折れ目部
２ａ  上に方向性を持つ折れ目
２ｂ  下に方向性を持つ折れ目
３    摩擦機能材
４    復元材
５    連結フィルム
６    凸部材
７    棚
８    粘着剤
９    収納物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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