(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
従来から、各種の工業製品や生鮮食品等の包装材、あるいは自動車用内装材や建築用部材など広い分野において、例えばポリオレフィン系樹脂の発泡粒子を相互に略全面で融着するように成形した発泡成形体や、発泡粒子間に空隙を有するように相互に点融着するように成形した発泡成形体が広く利用されている。
【0003】
また最近では、制振性を有する発泡成形体層と通気性を有する発泡成形体層を積層した発泡複合成形体(例えば、特許文献1を参照)や、発泡成形体層からなる芯層の表面を特定の配合からなる融着性に優れた発泡成形体層で積層したもの(特許文献2を参照)などが提案されている。このように、機能の異なる複数の発泡成形体層を積層した場合は、それぞれの発泡成形体層が特有の効果を発揮するため、使用用途に対応して優れた材料を提供することができる。
また、本件出願人自身も通気性を有しない発泡成形体層と、通気性を有する発泡成形体層を積層した防音材を開発し、先に特許出願している(特許文献3を参照)。
【0004】
しかしながら、従来の発泡複合成形体は、それぞれの発泡成形体層を別々に成形しておき、後工程で接着剤により貼り合せて一体化するものであった。しかも、それぞれの発泡成形体層を所定の大きさに切断加工して貼り合せるため、作業が煩雑で長時間かかるという問題があった。また製造コストも高くなるという問題があった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
そこで、異なる複数の発泡成形体層を積層した発泡成形体を1つの成形型で一体的に成形する方法の開発が望まれていたが、発泡成形の工程上、蒸気または加熱空気の通過による加熱工程が不可欠であり、通気性を有しない発泡成形体層がある場合はそれが蒸気の流通を妨げるため、1つの成形型において多層のものを一体的に成形することはできないという技術的課題があった。
本発明は上記のような従来の問題点を解決して、通気性を有しない発泡成形体層と通気性を有する発泡成形体層の異なる複数の発泡成形体層を積層した発泡成形体を、二次加工で貼り合せるのではなく、1つの成形型で一体的に成形することができる多層からなる発泡成形体の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記課題を解決するためになされた本発明は、
空隙率が5%未満の通気性を有しない第1の発泡成形体層と、
空隙率が10〜40%の通気性を有する第2の発泡成形体層を積層一体化した多層からなる発泡成形体の製造方法であって、
一対の固定型と移動型で形成した1次キャビティ内に、呼吸穴形成用の第1ピンを侵入させた状態で、原料ビーズを充填・加熱・冷却処理して厚み方向に貫通した第1呼吸穴を有する第1の発泡成形体層を成形し、
次いで、前記第1ピンを後退させた後、前記移動型を第1の発泡成形体層とともに後退させて、固定型と第1の発泡成形体層の間に2次キャビティを形成し、
次いで、この2次キャビティ内および前記第1呼吸穴の内部に原料ビーズを充填・加熱・冷却処理するとともに、加熱・冷却媒体を前記第1呼吸穴を通じて流通させることにより第2の発泡成形体層を成形することを特徴とする多層からなる発泡成形体の製造方法であり、これを請求項1に係る発明とする。
【0008】
また、好ましい実施形態によれば、
空隙率が5%未満の通気性を有しない第1の発泡成形体層と、空隙率が10〜40%の通気性を有する第2と第3の発泡成形体層を積層一体化した多層からなる発泡成形体の製造方法であって、
一対の固定型と移動型で形成した1次キャビティ内に、呼吸穴形成用の第1ピンおよび第2ピンを侵入させた状態で、原料ビーズを充填・加熱・冷却処理して厚み方向に貫通した第1呼吸穴および第2呼吸穴を有する第1の発泡成形体層を成形し、
次いで、
前記第1ピンを後退させた後、前記移動型を第1の発泡成形体層とともに後退させて、固定型と第1の発泡成形体層の間に2次キャビティを形成し、
次いで、この2次キャビティ内および前記第1呼吸穴の内部に原料ビーズを充填・加熱・冷却処理するとともに、加熱・冷却媒体を前記第1呼吸穴を通じて流通させることにより第2の発泡成形体層を成形し、
次いで、前記第2ピンを後退させた後、前記固定型内に第1および第2の発泡成形体層を残して移動型のみを後退させ、移動型と第1の発泡成形体層の間に3次キャビティを形成し、
次いで、この3次キャビティ内および前記第2呼吸穴の内部に原料ビーズを充填・加熱・冷却処理するとともに、加熱・冷却媒体を前記第2呼吸穴を通じて流通させることにより第3の発泡成形体層を成形すること
を特徴とする多層からなる発泡成形体の製造方法であり、これを請求項2に係る発明とする。
【0009】
その他の好ましい実施形態によれば、前記第1の発泡成形体層は、発泡粒子からなる原料ビーズが相互に略全面で融着するように成形し、第2と第3の発泡成形体層は、発泡粒子からなる原料ビーズが発泡粒子間に空隙を有するように相互に点融着するように成形することができ、これを請求項3
及び4に係る発明と
する。
【発明の効果】
【0010】
請求項1に係る発明では、厚み方向に貫通した第1呼吸穴を有する第1の発泡成形体層を成形し、この第1呼吸穴を通じて加熱・冷却媒体を流通させることにより第2の発泡成形体層を成形するので、通気性を有しない第1の発泡成形体層と、通気性を有する第2の発泡成形体層を型内で積層一体化することができる。また、前記第1呼吸穴の内部には第2の発泡成形体層の樹脂が入り込んだ状態となっているので、第1の発泡成形体層と第2の発泡成形体層の結合をより強固なものとすることができる。
【0011】
請求項2に係る発明では、第1呼吸穴および第2呼吸穴を有する第1の発泡成形体層を成形し、第2の発泡成形体層を成形した後、この第2呼吸穴を通じて加熱・冷却媒体を流通させることにより第3の発泡成形体層を成形するので、通気性を有しない第1の発泡成形体層を中心として両側に、通気性を有する第2の発泡成形体層と第3の発泡成形体層を型内で積層一体化することができる。また、前記第2呼吸穴の内部には第3の発泡成形体層の樹脂が入り込んだ状態となっているので、第1の発泡成形体層と第2の発泡成形体層と第3の発泡成形体層の結合をより強固なものとすることができる。
【0012】
請求項3に係る発明では、通気性を有しない第1の発泡成形体層と、通気性を有する
第2の発泡成形体層を積層一体化した多層からなる発泡成形体とし、また請求項4に係る発明では、
通気性を有しない第1の発泡成形体層と、通気性を有する第2と第3の発泡成形体層を積層一体化した多層からなる発泡成形体とすることができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
本発明で使用する発泡成形機は、固定型と移動型で形成したキャビティ内に原料ビーズを充填した後、各型の背面側にあるチャンバ室より加熱媒体や冷却媒体を供給し、加熱・冷却処理して発泡成形体を成形する一般的な成形機である(図示せず)。
図1は、本発明の製造方法で得られる2層からなる発泡成形体の斜視図、
図2は、
図1の要部の拡大断面図、
図3は、本発明の製造方法で得られる3層からなる発泡成形体の斜視図、
図4は、
図3の要部の拡大断面図である。また、
図5〜
図16は、2層からなる発泡成形体の成形工程を示す説明図、
図17〜
図34は、3層からなる発泡成形体の成形工程を示す説明図である。
【0015】
図1〜
図4において、1は多層からなる発泡成形体であり、1aは第1の発泡成形体層、1bは第2の発泡成形体層、1cは第3の発泡成形体層である。
前記第1の発泡成形体層1aは、発泡粒子からなる原料ビーズが相互に略全面で融着するように成形されたもので、通気性を有しないものである。また、第2の発泡成形体層1bと第3の発泡成形体層1cは、発泡粒子からなる原料ビーズが発泡粒子間に空隙を有するように相互に点融着するように成形されたもので、通気性を有するものである。
【0016】
このように、本発明の多層からなる発泡成形体は、通気性を有しない第1の発泡成形体層1aと、通気性を有する第2の発泡成形体層1bを積層一体化した2層からなるものである。あるいは、通気性を有しない第1の発泡成形体層1aを芯材として、その両側に通気性を有する第2の発泡成形体層1bと通気性を有する第3の発泡成形体層1cを積層一体化した3層からなるものである。
【0017】
なお、第1の発泡成形体層1aの空隙率は5%未満とし、第2および第3の発泡成形体層1b、1cの空隙率は10〜40%とすることが好ましい。第1の発泡成形体層1aの空隙率が5%以上では、通気性を有しないとは言えないからである。また、第2および第3の発泡成形体層1b、1cの空隙率が10%未満では、十分な通気性を有するとは言えず、一方、40%より大きいと成形体としての強度が弱くなるからである。
以上のように、異なった層からなる多層の成形体とすることにより、それぞれの層の特徴を発揮して、従来にない複数の効果を奏する複合体を提供することができる。
【0018】
前記第1〜第3の発泡成形体層は、熱可塑性樹脂からなるものである。具体的には、ポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等からなるものが好ましい。あるいは、これらの樹脂を2種類以上混合した樹脂からなるものとすることもできる。なお、成形性、機械的強度、融着性等の観点からポリスチレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、またはこれらの混合樹脂が特に好ましい。
【0019】
(2層からなる発泡成形体の製造方法)
次に、2層からなる発泡成形体の製造方法につき、
図5〜
図16を参照して説明する。
図において、2は凹型の固定型、3は凸型の移動型、4aはこれらの一対の固定型2と移動型3で形成した1次キャビティである。5は固定型2の背面に設けた原料ビーズの充填器、6aは呼吸穴形成用の第1ピンである。なお、図示のものと異なり、固定型2を凸型にし、移動型3を凹型にすることや、充填器5や第1ピン6aを移動型3側に設けることも任意に行える。
【0020】
先ず、
図5に示すように、一対の固定型2と移動型3で形成した1次キャビティ4a内(厚み:t1)に、呼吸穴形成用の第1ピン6aを侵入させた状態で、充填器5から原料ビーズを充填する。原料ビーズの充填終了後は、
図6に示すように、充填器5内の余分な原料ビーズを原料ホッパー(図示せず)に戻す。なお、前記第1ピン6aは、例えばエアシリンダ7によって出没自在としてある。
【0021】
次いで、
図7に示すように、型の背面側にあるチャンバ室に加熱媒体(加熱蒸気)を供給して加熱処理を行い、発泡粒子からなる原料ビーズを相互に略全面で融着させる。その後、
図8に示すように、型の背面側にあるチャンバ室に冷却媒体(冷却エア)を供給して冷却処理を行い、通気性を有しない第1の発泡成形体層1a(厚み:t1)を成形する。この加熱・冷却処理工程は、従来の発泡樹脂成形工程と基本的に同じである。
【0022】
次いで、
図9に示すように、前記第1ピン6aをその先端部が固定型2の底面と面一となる位置まで後退させる。この結果、第1の発泡成形体層1aには、厚み方向に貫通した第1呼吸穴8aが形成される。その後、
図10に示すように、前記移動型3を第1の発泡成形体層1aとともに後退させて、固定型2と第1の発泡成形体層1aの間に2次キャビティ4b(厚み:t2)を形成する。
【0023】
次いで、
図11に示すように、2次キャビティ4b内に充填器5から原料ビーズを充填する。この時、第1呼吸穴8aにも原料ビーズが充填される。前記原料ビーズの充填終了後は、
図12に示すように、充填器5内の余分な原料ビーズを原料ホッパー(図示せず)に戻す。
【0024】
次いで、
図13に示すように、型の背面側にあるチャンバ室に加熱媒体(加熱蒸気)を供給して加熱処理を行い、発泡粒子からなる原料ビーズを発泡粒子間に空隙を有するように相互に点融着させる。この時、通気性を有しない第1の発泡成形体層1aが介在しているが、前記加熱媒体は第1呼吸穴8aを通じて型背面側にあるチャンバ室間を流通するので、十分に加熱処理を行うことができる。
その後、
図14に示すように、型の背面側にあるチャンバ室に冷却媒体(冷却エア)を供給して冷却処理を行う。この時も冷却媒体は第1呼吸穴8aを通じて型背面側にあるチャンバ室間を流通するので、十分に冷却処理を行うことができる。
この結果、通気性を有しない第1の発泡成形体層1aと通気性を有する第2の発泡成形体層1bとが積層一体化されるうえに、前記第1呼吸穴8a内には第2の発泡成形体樹脂が入り込んだ状態となっているので、より強固に接合した2層からなる発泡成形体が成形されることとなる。
【0025】
次いで、
図15に示すように、移動型3が後退させられた後、
図16に示すように、エジェクトピン(図示せず)の作動により、発泡成形体は固定型2の外へ排出されることとなる。
このようにして、通気性を有しない第1の発泡成形体層1aと、通気性を有する第2の発泡成形体層1bを積層一体化した多層からなる発泡成形体を、発泡成形機により1サイクルで製造することができ、従来の別々に成形したものを後工程で接着剤により貼り合せて一体化する製造方法に比べて、より短時間で成形できることとなった。
【0026】
(3層からなる発泡成形体の製造方法)
次に、3層からなる発泡成形体の製造方法につき、
図17〜
図34を参照して説明する。
図17に示すように、一対の固定型2と移動型3で形成した1次キャビティ4a内(厚み:t1)に、呼吸穴形成用の第1ピン6aおよび第2ピン6bを侵入させた状態で、充填器5から原料ビーズを充填する。原料ビーズの充填終了後は、
図18に示すように、充填器5内の余分な原料ビーズを原料ホッパー(図示せず)に戻す。なお、前記第1ピン6aおよび第2ピン6bは、例えばエアシリンダ7によって出没自在としてある。
【0027】
次いで、
図19に示すように、型の背面側にあるチャンバ室に加熱媒体(加熱蒸気)を供給して加熱処理を行い、発泡粒子からなる原料ビーズを相互に略全面で融着させる。その後、
図20に示すように、型の背面側にあるチャンバ室に冷却媒体(冷却エア)を供給して冷却処理を行い、通気性を有しない第1の発泡成形体層1a(厚み:t1)を成形する。この加熱・冷却処理工程は、従来の発泡樹脂成形工程と基本的に同じである。
【0028】
次いで、
図21に示すように、前記第1ピン6aをその先端部が固定型2の底面と面一となる位置まで後退させる。なお、前記第2ピン6bは1次キャビティ4a内に侵入させたままの状態としておく。この結果、第1の発泡成形体層1aには、厚み方向に貫通した第1呼吸穴8aが形成される。その後、
図22に示すように、前記移動型3を第1の発泡成形体層1aとともに後退させて、固定型2と第1の発泡成形体層1aの間に2次キャビティ4b(厚み:t2)を形成する。
【0029】
次いで、
図23に示すように、2次キャビティ4b内に充填器5から原料ビーズを充填する。この時、第1呼吸穴8aにも原料ビーズが充填される。前記原料ビーズの充填終了後は、
図24に示すように、充填器5内の余分な原料ビーズを原料ホッパー(図示せず)に戻す。
【0030】
次いで、
図25に示すように、型の背面側にあるチャンバ室に加熱媒体(加熱蒸気)を供給して加熱処理を行い、発泡粒子からなる原料ビーズを発泡粒子間に空隙を有するように相互に点融着させる。この時、通気性を有しない第1の発泡成形体層1aが介在しているが、前記加熱媒体は第1呼吸穴8aを通じて型背面側にあるチャンバ室間を流通するので、十分に加熱処理を行うことができる。
その後、
図26に示すように、型の背面側にあるチャンバ室に冷却媒体(冷却エア)を供給して冷却処理を行う。この時も冷却媒体は第1呼吸穴8aを通じて型背面側にあるチャンバ室間を流通するので、十分に冷却処理を行うことができる。
この結果、通気性を有しない第1の発泡成形体層1aと通気性を有する第2の発泡成形体層1bとが積層一体化され、更に、前記第1呼吸穴8a内には第2の発泡成形体樹脂が入り込んだ状態となるため、より強固に接合した状態の2層からなる発泡成形体が成形されることとなる。
【0031】
次いで、
図27に示すように、2層からなる発泡成形体を固定型2に残して移動型3のみを後退させ、移動型3と第1の発泡成形体層1aとの間に3次キャビティ4c(厚み:t3)を形成する。その後、
図28に示すように、前記第2ピン6bをその先端部が固定型2の底面と面一となる位置まで後退させて、厚み方向に貫通した第2呼吸穴8bを形成する。
【0032】
次いで、
図29に示すように、移動型側にある充填器9から3次キャビティ4c内に原料ビーズを充填する。この時、前記第2呼吸穴8a内にも原料ビーズが充填される。前記原料ビーズの充填終了後は、
図30に示すように、充填器9内の余分な原料ビーズを原料ホッパー(図示せず)に戻す。
【0033】
次いで、
図31に示すように、型の背面側にあるチャンバ室に加熱媒体(加熱蒸気)を供給して加熱処理を行い、発泡粒子からなる原料ビーズを発泡粒子間に空隙を有するように相互に点融着させる。この時、通気性を有しない第1の発泡成形体層1aが介在しているが、前記加熱媒体は第2呼吸穴8bを通じて型背面側にあるチャンバ室間を流通するので、十分に加熱処理を行うことができる。
その後、
図32に示すように、型の背面側にあるチャンバ室に冷却媒体(冷却エア)を供給して冷却処理を行う。この時も冷却媒体は第2呼吸穴8bを通じて型背面側にあるチャンバ室間を流通するので、十分に冷却処理を行うことができる。
この結果、通気性を有しない第1の発泡成形体層1aを中心層として、その両側に通気性を有する第2の発泡成形体層1bと第3の発泡成形体層1cとが積層一体化される。しかも、前記第1呼吸穴8a内には第2の発泡成形体樹脂が入り込み、また前記第2呼吸穴8b内には第3の発泡成形体樹脂が入り込んだ状態となっているので、より強固に接合した3層からなる発泡成形体が成形されることとなる。
【0034】
次いで、
図33に示すように、移動型3が後退させられた後、エジェクトピン(図示せず)の作動により、発泡成形体は固定型2の外へ排出される。
このようにして、通気性を有しない第1の発泡成形体層1aと、その両側に位置する通気性を有する第2の発泡成形体層1bおよび第3の発泡成形体層1cを積層一体化した3層からなる発泡成形体を、発泡成形機により1サイクルで製造することができ、従来の別々に成形したものを後工程で接着剤により貼り合せて一体化する製造方法に比べて、より簡単かつ短時間で成形できることとなった。
【0035】
なお、前記第1呼吸穴および第2呼吸穴の内径の大きさについては、多層発泡成形体の用途や要求される諸特性に応じて任意に設定することができる。また、前記第1呼吸穴および第2呼吸穴の取付ピッチや取付範囲についても、用途や要求される諸特性に応じて任意に設定することができる。
更に、以上に述べた製造工程を繰り返すことにより、4層以上の多層からなる発泡成形体を製造することができることは勿論である。