(57)【要約】      （修正有）【課題】溶接作業中に飛散するスパッタの付着防止機能を長期間に亘って発現させることができる上、被溶接物、溶接機等が複雑な形状をしている場合でもフィットさせて貼着することが可能なスパッタ付着防止シートを提供する。【解決手段】溶媒である１００重量部のトルエン中にシリコーンゴム３０重量部を溶解させたシリコーンゴム溶液中に、中空フィラーである中空ガラス粒子を６重量部添加して十分に攪拌し、添加した粒子を溶液中に十分に分散させることによって、シート基材形成用の樹脂溶液を得た。しかる後、その樹脂溶液を、表面を離型処理した金属板上にキャストすることによって、厚さ約０．２ｍｍのシリコーンゴムシート２（シート基材）を得た。さらに得られたシート基材の片面に、スクリーン印刷を利用してアクリル系粘着剤３を塗工することによって、スパッタ付着防止シート１を得た。【選択図】図１
2014024114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被溶接物へ溶接を施す際に飛散するスパッタの付着を防止するためのスパッタ付着防止シートであって、
少なくとも、フィラーを添加してなり弾性を有する樹脂からなるシート基材層を有することを特徴とするスパッタ付着防止シート。
【請求項２】
シート基材層の引張伸び率が１００％以上５００％未満であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ付着防止シート。
【請求項３】
シート基材層の片面に、不織布あるいは紙からなる補強材層が積層されていることを特徴とする請求項１、または請求項２に記載のスパッタ付着防止シート。
【請求項４】
シート基材層の片面に粘着剤層が積層されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスパッタ付着防止シート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼材等を溶接する際に飛散するスパッタが被溶接物の溶接箇所以外の部分や、溶接機および周辺機器に付着する事態を防止するためのスパッタ付着防止シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接、レーザー溶接等の溶接を行う際には、スパッタが飛散して被溶接物の溶接箇所以外の部分や、溶接機および周辺機器へ付着する事態が発生する。そのように飛散したスパッタが被溶接物に付着すると、製品としての外観が損なわれるだけでなく、付着したスパッタによって他の部材との組み付けがままならなくなる事態も起こり得る。一方、飛散したスパッタが溶接機や周辺機器に付着すると、それらの機器の外観が悪くなるのみならず、機器が腐食してしまう事態も起こり得る。それゆえ、定期的に、タガネ等の工具を利用して機器の表面からスパッタを取り除く必要があった。
【０００３】
上記したような不具合を防止するために、近年では、被溶接物、溶接機および周辺機器をシートで覆う方法が採用されるようになってきている。そして、そのような保護シート（スパッタ付着防止シート）として、特許文献１の如く、吸熱分解反応する含水無機化合物の粉体（無機粉体）とセルロース繊維を主体とする有機物繊維とからなる自己消火性紙を基材とするスパッタ付着防止シートが記載されている。
【０００４】
また、出願人らは、特許文献２の如く、中空フィラーおよび非中空フィラーを含有したシリコーン樹脂からなるスパッタ付着防止シートについて提案した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３７８７３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７４３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の如き従来のスパッタ付着防止シートは、ある程度の耐熱性を発現するものの、長期間に亘る耐久性が必ずしも十分であるとはいえないため、溶接作業が終わる毎に、被溶接物、溶接機および周辺機器から引き剥がして、再度、新たなもので被溶接物、溶接機および周辺機器を被覆しなければならない、という不具合があった。また、上記従来の保護シートは紙製であるため、柔軟性に乏しく、被溶接物、溶接機や周辺機器が複雑な形状をしている場合には、その形状に合うようにフィットさせて貼着することができなかった。
【０００７】
一方、特許文献２の如きスパッタ付着防止シートは、長期間に亘って高いスパッタ付着防止性能を発揮し、剥離性に優れるものの、シリコーン樹脂材料の選択の仕方によっては、柔軟性を有しないものとなり、溶接機のコード等への巻き付けが困難なものとなってしまう。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来のスパッタ付着防止シートが有する問題点を解消し、長期間に亘って安定したスパッタの付着防止機能を発現させることができる上、被溶接物、溶接機や周辺機器が複雑な形状をしている場合でも、その形状に合うように容易にフィットさせて貼着することが可能で実用的なスパッタ付着防止シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内、請求項１に記載された発明は、被溶接物へ溶接を施す際に飛散するスパッタの付着を防止するためのスパッタ付着防止シートであって、少なくとも、フィラーを添加してなり弾性を有する樹脂からなるシート基材層を有することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項２に記載された発明は、請求項１に記載された発明において、シート基材層の引張伸び率が、１００％以上５００％未満であることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項３に記載された発明は、請求項１、または請求項２に記載された発明において、シート基材層の片面に、不織布あるいは紙からなる補強材層が積層されていることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項４に記載された発明は、請求項１〜３のいずれかに記載された発明において、  シート基材層の片面に粘着剤層が積層されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るスパッタ付着防止シートは、耐熱性、耐久性に優れているため、被溶接物、溶接機や周辺機器の外周を被覆することにより、それらの被溶接物、溶接機や周辺機器にスパッタが付着する事態を、きわめて長期間に亘って効率的に防止することができる。また、本発明のスパッタ付着防止シートは、高い弾性を有しており、非常に柔軟性に富んでいるため、被溶接物、溶接機や周辺機器が複雑な形状を有している場合であっても、その形状に合うようにフィットさせて貼着することができ、コード類等への巻き付けも可能である。
【００１４】
また、片面に粘着剤層を積層することにより、被溶接物、溶接機や周辺機器に簡便に貼着することができる。さらに、粘着剤層の粘着強度を調整することによって、再剥離した後に再粘着させることも可能となり、被溶接物、溶接機や周辺機器へのスパッタの付着をきわめて安価に効率的に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】スパッタ付着防止シートの断面の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のスパッタ付着防止シートは、少なくともシート基材層を有しており、当該シート基材層は、フィラーを添加してなり弾性を有する樹脂によって形成される。樹脂は、弾性を発現するものであれば、その種類は特に限定されないが、シリコーンゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、エチレンプロピレンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム等を好適に用いることができる。
【００１７】
また、フィラーは、断熱効果の高い無機の中空フィラー、あるいは、スパッタ付着防止性能を高めるための無機フィラーや有機フィラー等を用いることができ、それらの中空フィラーと無機フィラーとを併用することも可能である。中空フィラーを添加した場合には、スパッタからの熱を遮断することによって、粘着剤層の熱劣化を防止することが可能となる。かかる中空フィラーとしては、中空ガラス、中空セラミックスを好適に用いることができる。一方、無機フィラーとしてはシリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニア等の金属酸化物の他、窒化ホウ素や窒化アルミニウム等の窒化物等を好適に用いることができる。加えて、有機フィラーとしては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ等のフッ素樹脂パウダー等を好適に用いることができる。
【００１８】
また、上記した中空フィラー、無機フィラー、有機フィラーには、必要に応じて、シートの難燃化のために難燃剤を添加することも可能である。かかる場合に用いる難燃剤は、特に限定されないが、リン系難燃剤、無機系難燃剤、ハロゲン系難燃剤を好適に用いることができる。なお、環境への悪影響を与えない点から、無機系難燃剤を用いるのが好ましい。
【００１９】
また、中空フィラーの粒径は、特に限定されないが、１〜１００μｍの範囲にあると好ましく、５〜５０μｍの範囲内にあるとより好ましい。一方、無機フィラーの粒径は、特に限定されないが、０．５〜５０μｍの範囲にあると好ましい。加えて、無機フィラーの形状は、特に限定されるものではないが、無定形、球状、鱗片状、繊維状のもの等を好適に用いることができる。
【００２０】
一方、本発明のスパッタ付着防止シートは１００％〜５００％の引張伸び率を有するものであると好ましく、１５０％〜３００％の引張り伸び率を有するものであるとより好ましい。引張り伸び率が１００％を下回ると、複雑な形状をした機器等に貼り付けにくいものとなるので好ましくない、反対に、引張り伸び率が５００％を上回ると、引っ張っての貼り付け時にゴムが伸びすぎて薄くなってしまい強度が低くなってしまうので好ましくない。
【００２１】
また、本発明のスパッタ付着防止シートは、強度を上げるために、織布、不織布や紙等を積層することも可能である。かかる場合における織布、不織布の材料としては、アラミド、セルロース、ナイロン、ガラス繊維、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリフェニレンサルファイド等を好適に用いることができるが、難燃性や耐熱性の面から、ガラス繊維やポリフェニレンサルファイドを用いるのが好ましい。
【００２２】
また、本発明のスパッタ付着防止シートは、単体で用いることも可能であるが、シート基材の片面に粘着材層を積層した積層シートとして用いることも可能である。かかる場合に、積層される粘着材には、飛散したスパッタからの熱がシート基材によって遮断されるため、スパッタの熱による劣化が起こりにくいので、アクリル系粘着材、ゴム系粘着材、シリコーン系粘着材、ウレタン系粘着材のいずれも好適に用いることができる。
【００２３】
加えて、本発明のスパッタ付着防止シートを、シート基材の片面に粘着材層を積層した積層シートとして用いる場合には、使用する粘着材の種類を変更することによって粘着材による粘着強度（接着強度）を容易に調整することが可能となる。たとえば、一時的にスパッタ付着を防止したい場合には、粘着強度（接着強度）の弱い粘着材を用いることにより、粘着後の剥離を容易なものとすることが可能となる。反対に、長期間に亘って被粘着物への粘着状態を確保したい場合には、粘着強度（接着強度）の強い粘着材を用いることにより、粘着後に短期間で剥離してしまう事態を防止することが可能となる。
【００２４】
粘着剤層を積層するための方法としては、予め形成した粘着剤層の上に、樹脂溶液をキャストすることによってシート基材層を形成する方法や、粘着剤となる樹脂を溶媒中に溶かした溶液を、シート基材層の片面に塗布する方法を用いることができる。また、両面粘着テープをシート基材へ貼り付ける方法を用いることも可能である。加えて、シート基材にバインダーを塗布することによって自粘着するように構成することも可能である。そのように構成した場合には、粘着剤を用いることなくスパッタ付着防止シートを所望する場所へ貼り付けることが可能となる。
【００２５】
また、シート基材の厚さは、特に限定されないが、０．１ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であると好ましい。シート基材の厚さが、３．０ｍｍを上回ると、被貼着物の形状への追従性が悪くなるので好ましくなく、反対に、０．１ｍｍを下回ると、断熱効果が不十分となる上、スパッタの飛来時の衝撃を吸収し切れなくなる虞れがあるので好ましくない。
【００２６】
一方、スパッタ付着防止シートは、注意喚起や識別等の目的でシート基材を着色することも可能である。シート基材の着色方法は、特に限定されないが、シート基材を形成する際に樹脂中に着色顔料・染料を添加する方法を用いることも可能であるし、着色顔料・染料を添加した樹脂を溶かした溶液を、形成されたシート基材の片面（粘着剤層と反対の面）に塗布する方法を用いることも可能である。なお、シート基材を形成する際に樹脂中に着色顔料・染料を添加する方法を採用すると、飛来するスパッタにより退色する事態が生じない、というメリットがある。
【実施例】
【００２７】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例の態様に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更することが可能である。実施例における物性、特性の評価方法は以下の通りである。
【００２８】
＜シート基材の引張伸び率＞
スパッタ付着防止シートを、ダンベル状２号形にピナクル型で打抜き、引張り試験用サンプルを作製した。得られた試験片をＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に準拠し５００±５０ｍｍ／ｍｉｎにて引っ張り、以下の式１より切断時伸びを算出し、その値を引張伸び率とした。
Ｅｂ＝（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０×１００  ・・・式１
（但し、Ｅｂ：切断時伸び（％），Ｌ０：標線間距離（ｍｍ），Ｌ１：切断時の標線間距離（ｍｍ））
【００２９】
＜スパッタの付着度＞
スパッタ付着防止シートを、溶接機および周辺機器の所定の部位（曲面部分、Ｌ字状に屈曲した部分、四角柱状に突出した部分）へ貼り付けるとともに、溶接機のコードへ巻き付けた。そして、それらのスパッタ付着防止シートの付近（溶接機及び周辺機器から約０．３〜１ｍ離れており、コードから約３０〜５０ｃｍ離れた場所）で、溶接（アーク溶接：溶接電流２００Ａ、約１０秒の溶接を２０回／Ｈｒの頻度で実施、レーザー溶接：ＣＯ２レーザー（２ｋＷ）、走査速度１．５ｍ／ｍｉｎ、約１０秒の溶接を１０回／Ｈｒの頻度で実施）を１ヶ月に亘って繰り返し実行した。そして、そのときにおけるスパッタ付着防止シートへのスパッタの付着度合いを、下記の三段階で評価した。
○：飛散したスパッタがスパッタ付着防止シートにほとんど付着せず、シート上に残ったスパッタをブラシで容易に掃き取ることができた
△：スパッタの一部がスパッタ付着防止シートに付着（融着）した（ブラシによる掃き取り困難）
×：スパッタの付着（融着）によるスパッタ付着防止シートの熱劣化が著しい
【００３０】
＜剥離性＞
スパッタ付着防止シートを、円柱状の被溶接物の表面（溶接部分の近傍）へ貼り付けた。そして、その被溶接物に対して約１０秒のアーク溶接を施した。そして、そのように被溶接物に溶接を施した後に、スパッタ付着防止シートを再度引き剥がした場合に、粘着剤層が粘着性を保持しているか否かを、以下の三段階で評価した。
○：剥離可能であり、被溶接物に粘着剤の残留部なし
△：剥離可能であるが熱劣化している
×：熱劣化により剥離不能
【００３１】
＜実施例１＞
溶媒であるトルエン１００重量部中にシリコーンゴムを３０重量部溶解させることによってシリコーンゴム溶液を調製した。しかる後、そのシリコーンゴム溶液中に中空フィラーとして中空ガラス粒子（平均粒径約１８μｍ）を６重量部添加し、十分に撹拌して粒子を溶液中に十分に分散させることによってシート基材形成用の樹脂溶液を調製した。そして、当該シート基材形成用の樹脂溶液を、表面を離型処理した金属板上にキャストすることによって、厚さ約０．２ｍｍのシリコーンゴムシート（シート基材）を得た。そして、上記した方法によって当該シリコーンゴムシートの引張伸び率を測定した。測定結果を表１に示す。
【００３２】
さらに得られたシート基材の片面に、スクリーン印刷を利用してアクリル系粘着剤（ミノグループ社製７０４接着剤）を塗工し、熱処理（８０℃×３０分）することによって、実施例１のスパッタ付着防止シートを得た。図１は、得られたスパッタ付着防止シートを示したものであり、スパッタ付着防止シート１は、中空フィラーを含有したシート基材２の裏面に、アクリル系粘着剤からなる粘着剤層３が積層されている。なお、シート基材の裏面に積層された粘着剤の厚さは約２０μｍであった。
【００３３】
そして、得られたスパッタ付着防止シートの「スパッタの付着度」を、上記した方法によって評価した。なお、「スパッタの付着度」の評価においては、アーク溶接を繰り返し行った。また、スパッタ付着防止シートは、溶接機の曲面部分およびコードに貼り付けた。その結果、実施例１のスパッタ付着防止シートには、飛散したスパッタがほとんど付着せず、シート上にわずかに残ったスパッタは、ブラシで容易に掃き出すことができた。また、そのようなスパッタ付着防止性能を６ヶ月以上に亘って保持することが可能であった。実施例１のスパッタ付着防止シートの組成および特性の評価結果を表１に示す。
【００３４】
＜実施例２＞
２液型液状ウレタンゴムの主剤７５重量部に硬化剤２５重量部を混合させることによってウレタンゴム溶液を調製した。しかる後、そのウレタンゴム溶液中に中空フィラーとして中空セラミック粒子（平均粒径約１００μｍ）を２０重量部添加し、十分に撹拌して粒子を溶液中に十分に分散させることによってシート基材形成用の樹脂溶液を調製した。そして、当該シート基材形成用の樹脂溶液を、表面を離型処理した金属板上にキャストすることによって、厚さ約０．２ｍｍのウレタンゴムシート（シート基材）を得た。そして、上記した方法によって当該ウレタンゴムシートの引張伸び率を測定した。
【００３５】
さらに、得られたシート基材の片面に、スクリーン印刷を利用して、シリコーン系粘着材（信越化学工業製  Ｘ−４０−３２４０）を塗工し、熱処理（１００℃×３分）することによって、実施例２のスパッタ付着防止シートを得た。そして、得られたスパッタ付着防止シートの「スパッタ付着度」を、上記した方法によって評価した。なお、「スパッタの付着度」の評価においては、実施例１と同様に、アーク溶接を繰り返し行った。また、スパッタ付着防止シートは、溶接機の曲面部分およびコードに貼り付けた。その結果、実施例２のスパッタ付着防止シートには、飛散したスパッタがほとんど付着せず、シート上にわずかに残ったスパッタは、ブラシで容易に掃き出すことができた。また、そのようなスパッタ付着防止性能を６ヶ月以上に亘って保持することが可能であった。実施例２のシート基材の弾性率の測定結果、実施例２のスパッタ付着防止シートの組成および特性の評価結果を表１に示す。
【００３６】
＜実施例３＞
溶媒であるトルエン１００重量部中にシリコーンゴムを３０重量部溶解させることによってシリコーンゴム溶液を調製した。しかる後、そのシリコーンゴム溶液中に中空フィラーとして中空セラミック粒子（平均粒径１００μｍ）を５重量部添加し、十分に撹拌して粒子を溶液中に十分に分散させることによってシート基材形成用の樹脂溶液を調製した。そして、当該シート基材形成用の樹脂溶液を、表面を離型処理した金属板上にキャストすることによって、厚さ約０．２ｍｍのシリコーンゴムシート（シート基材）を得た。そして、上記した方法によって当該シリコーンゴムシートの引張伸び率を測定した。
【００３７】
さらに、得られたシート基材の片面にシリコーン系粘着材を接着層として用い、補強材層としてポリフェニレンサルファイド不織布（厚さ約１００μｍ）を積層した。そして、その補強材層の外面に、スクリーン印刷を利用してアクリル系粘着剤（ミノグループ社製７０４接着剤）を塗工し、しかる後、熱処理（８０℃×３０分）して粘着材層を形成することによって、３層構造を有する実施例３のスパッタ付着防止シートを得た。そして、得られたスパッタ付着防止シートの「スパッタ付着度」を、上記した方法によって評価した。なお、「スパッタ付着度」の評価においては、実施例１と同様にアーク溶接を繰り返し行った。また、スパッタ付着防止シートは、溶接機の局面部分及びコードに貼り付けた。その結果、実施例３のスパッタ付着防止シートには、飛散したスパッタがほとんど付着せず、シート状にわずかに残ったスパッタは、ブラシで容易に履きだすことができた。また、そのようなスパッタ付着防止性能を６ヶ月以上に亘って保持することが可能であった。実施例３のシート基材の弾性率の測定結果、実施例３のスパッタ付着防止シートの組成および特性の評価結果を表１に示す。
【００３８】
＜実施例４＞
ミラブル型シリコーンゴム１００重量部中へ、中空フィラーとして中空ガラス粒子（平均粒径約１８μｍ）を２０重量部添加するとともに、無機顔料としてカーボンブラックを１重量部添加し、十分に混練して粒子及び顔料をシリコーンゴム中へ十分に分散させることによって、シート基材形成用のシリコーンゴムを調製した。そして、当該シート基材形成用のシリコーンゴムをプレス成型し、熱加硫（１７０℃×１０分）することによって、厚さ約０．５ｍｍで灰色に着色されたシリコーンゴムシート（シート基材）を得た。そして、上記した方法によって、当該シリコーンゴムシートの引張伸び率を測定した。
【００３９】
さらに、得られたシート基材の片面に、スクリーン印刷を利用して、シリコーン系粘着剤（信越化学工業製  Ｘ−４０−３２４０）を塗工し、熱処理（１００℃×３分）することによって、実施例４のスパッタ付着防止シートを得た。そして、得られたスパッタ付着防止シートの「スパッタ付着度」を、上記した方法によって評価した。なお、「スパッタ付着度」の評価においては、実施例１と同様に、アーク溶接を繰り返し行った。また、スパッタ付着防止シートは、溶接機の曲面部分およびコードに貼り付けた。その結果、実施例４のスパッタ付着防止シートには、飛散したスパッタがほとんど付着せず、シート上にわずかに残ったスパッタは、ブラシで容易に履きだすことができた。また、そのようなスパッタ付着防止性能を６ヶ月以上に亘って保持することが可能であった。実施例４のシート基材の伸び率の測定結果、実施例４のスパッタ付着防止シートの組成および特性の評価結果を表１に示す。
【００４０】
＜比較例１＞
溶媒であるトルエン１００重量部中にシリコーンゴムを３０重量部溶解させることによってシリコーンゴム溶液を調製した。しかる後、そのシリコーンゴム溶液中に、無機フィラーとしてアルミナ粒子（平均粒径約１０μｍ）を１０重量部添加し、十分に撹拌して粒子を溶液中に十分に分散させることによって、シート基材形成用の樹脂溶液を調製した。そして、当該シート基材形成用の樹脂溶液を、表面を離型処理した金属板上にキャストすることによって、厚さ約０．５ｍｍのシリコーンゴムシート（シート基材）を得た。そして、上記した方法によって、当該シリコーンゴムシートの引張伸び率を測定した。
【００４１】
さらに、得られたシート機材の片面に、アクリル系粘着剤の両面テープ（寺岡製作所社製７５０Ｆ）を貼着することによって、比較例１のスパッタ付着防止シートを得た。そして、得られたスパッタ付着防止シートの「スパッタ付着度」を、上記した方法によって評価した。なお、「スパッタの付着度」の評価においては、実施例１と同様に、アーク溶接を繰り返し行った。また、スパッタ付着防止シートは、溶接機の曲面部分及びコードに貼り付けた。その結果、比較例１のスパッタ付着防止シートは、アクリル系粘着剤がスパッタの熱により劣化してしまい、数日間で溶接機やコードから剥離してしまい、スパッタから保護する機能が消失した。
【００４２】
＜比較例２＞
市販の厚み約０．５ｍｍのウレタンゴムシートからなるシート基材の片面に、ゴム系粘着材の両面テープ（寺岡製作所社製７１１）を貼着することによって、比較例２のスパッタ付着防止シートを得た。そして、得られたスパッタ付着防止シートの「スパッタ付着度」を、上記した方法によって評価した。なお、「スパッタの付着度」の評価においては、実施例１と同様に、アーク溶接を繰り返し行った。また、スパッタ付着防止シートは溶接機の曲面部分およびコードに貼り付けた。その結果、比較例２のスパッタ付着防止シートは、ゴム系粘着材がスパッタの熱により劣化してしまい、数日間で溶接機やコードを保護する機能が消失した。
【００４３】
【表１】
2014024114.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のスパッタ付着防止シートは、上記の如く優れた効果を奏するものであるから、溶接作業時に飛散するスパッタから被溶接物、溶接機および周辺機器を保護するためのカバー部材として好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１・・スパッタ付着防止シート
２・・シート基材層
３・・粘着材層 
【図１】
2014024114.tif 000004