JP2004082671A - 平坦性と加工性が改善されたプラスチック気泡ボード、その製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】真空成形により得たキャップシートの底面にバックシートを貼り付けた二層構成の、またはさらにキャップの頂を連ねてライナーシートを貼り付けてなる三層構成のプラスチック気泡ボードにおいて、在来品の欠点である凹凸が実質上なく、熱成形に際して気泡が膨張することなく、かつ、ヒンジ加工や切断端面の閉鎖処理に当たってバブルが飛び出すことのないものを提供する。
【解決手段】空気室が、キャップシートとバックシートとの間に設けた連通路により、もしくはキャップシートとバックシートとの間の融着不良部分に存在する空気の通路により、相互に連なって外部と連絡しているか、または各空気室が、その底面、側面または頂面に開けた孔により個々に外部と連絡しているような構造とする。
【選択図】　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平坦性と加工性が改善されたプラスチック気泡ボード（以下「気泡ボード」と略称する）に関し、その製造方法および製造装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
気泡ボード、すなわち、プラスチックシートの真空成形により多数のキャップ状突起を形成し、そのキャップの底面に平坦なプラスチックのシートをバックシートとして、熱融着により貼り付けて、二層構成の中空体とした製品、また、さらにキャップの頂を連ねてもう１枚の平坦なプラスチックシートであるライナーシートを熱融着により貼り付けて、三層構成の中空体とした製品が、各種の構造材や建築資材、養生材など、さまざまな分野で使用されつつある。
【０００３】
ところが、この製品は、外観が必ずしもよくない。それは、二層構成のものにおいては、キャップの頂と、バックシートのキャップの底に相当する部分がともに窪んでおり、三層構成のものにおいては、バックシートのキャップの底に相当する部分が窪んでおり、他方でライナーシートの側においては、キャップの頂に相当する部分が若干突出しているからである。
【０００４】
このような製品形状がもたらされる理由を追及した発明者らは、図１に概念的に示したような機構を考えた。すなわち、キャップシート（１）を成形してその底面にバックシート（２）を貼り合わせると、図１Ａに断面を示すキャップが形成されるが、温度の低下に伴ってキャップ（４）内の空気が収縮し、図１Ｂに見るように、キャップが変形してしまう。これが、二層構成の気泡ボードにみられる外観である。三層構成の場合、そこへ、図１Ｃのようにライナーシート（３）を貼り合わせるわけで、得られる製品は、図１Ｄにみるような断面構造の気泡ボードになる。このような機構は、実際の三層構成の製品において、ライナーフィルムのキャップとの融着部分がレンズ状の空間（５）を持っている、という事実により裏付けられる。
【０００５】
上述のような平坦性の不足に加えて、気泡ボードに関しては、加工時にさまざまな問題が生じる。たとえば、気泡ボードの熱可塑性を利用して、三層構成の気泡ボードを湾曲した形に変形させようとして加熱すると、キャップを構成する空気室内の空気の膨張により、図２のＡのような断面をもった気泡ボードの、バックシート側もライナーシート側も膨れ出し、若干誇張して示せば、Ｂのような断面のものになる（この図では、図１に示した空気室の凹みやキャップシートとライナーシートの間の空間は省略してある）。
【０００６】
また、ヒンジ加工や切断端面の閉鎖処理のためにヒートシールナイフなどを当てると、それにより溶融したキャップ内の空気が膨張する結果、図３のＡからＢのように、また図４のＡからＢのように、溶融部分の薄いところがバブルとなって飛び出し、著しく美観がそこなわれる結果となる。独立した空気室は、気泡ボード自体を熱成形して絞り加工する場合にも、障害となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、気泡ボードに関する上述の問題を解決し、二層構成の場合はキャップの頂の凹みも底の凹みも実質上なく、三層構成の場合はキャップの頂の突起も底の凹みも実質上ない、平坦であって美観にすぐれ、熱成形に際して空気室が膨張することなく、かつ、ヒンジ加工や切断端面の閉鎖処理に当たってバブルが飛び出すことのない気泡ボードと、その製造方法および製造装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する、本発明の平坦性と加工性が改善された気泡ボードは、二層構成のものとしては、プラスチックシートの真空成形により多数のキャップ状の突起を有するキャップシートを成形し、キャップの底面に平坦なプラスチックのバックシートを貼り合わせて多数の空気室を形成してなるプラスチック気泡ボードにおいて、空気室が密閉されてなく、個々に、または相互に連なって、外部と連絡していることを特徴とする。
【０００９】
三層構成のものとしては、プラスチックシートの真空成形により多数のキャップ状の突起を有するキャップシートを成形し、キャップの底面に平坦なプラスチックのバックシートを貼り合わせて多数の空気室を形成し、さらに、キャップの頂を連ねて平坦なプラスチックのライナーシートを貼り合わせてなるプラスチック気泡ボードにおいて、空気室が密閉されてなく、個々に、または相互に連なって、外部と連絡していることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施形態】
気泡ボードにおいて「空気室が密閉されてなく、個々に、または相互に連なって、外部と連絡している」とは、具体的な態様としては、つぎに挙げる３種があり得る。
１）各空気室が、キャップシートとバックシートとの間に設けた連通路により相互に連なって外部と連絡している。
２）各空気室が、キャップシートとバックシートとの間の融着不良部分に存在する空気の通路により相互に連なって外部と連絡している。
３）各空気室が、その底面、側面または頂面に開けた孔により個々に外部と連絡している。
【００１１】
第一の態様は、空気室の外部との連絡を、もっとも確実に、かつコントロールされた形で実現できる気泡ボードである。図４に三層構成の気泡ボードにおける例を示す。図４のＡは一部を切り欠いて構造を示した平面図、ＢはＡのＩ−Ｉ断面図、ＣはＩＩ−ＩＩ断面図であり、各空気室（４）は、連通路（６）により相互に接続し、連通路の端で外部に連絡している。このような気泡ボードを製造するには、キャップシートを製造する真空成形ロールとして、各キャップに対応する凹みを接続する溝を、たとえばロールの軸方向に沿って設けたものを使用して、連通路を形成すればよい。
【００１２】
第二の態様は、常識的には避けなければならない融着不良部分を、あえて形成させるわけであるが、在来の製造設備を使用し、それにわずかな変更を加えて実施することができるという点で、すこぶる実際的なものである。その代表的な方法は、真空成形ロールによりキャップシートを成形したのち、バックシートとの間に、剥離は生じないが完全な融着には至らない程度までキャップシートが冷却されたところで、キャップシートにバックシートを圧着させて、融着不良部分を生じさせたことである。
【００１３】
具体的手法の一つは、真空成形で成形されるキャップシートと、バックシートとの接触のタイミングを調節することである。通常の気泡ボードの製造においては、図６Ａに示すように、Ｔ−ダイ（７）から押し出されたキャップシート用のプラスチックシートが真空成形ロール（８）で成形されてキャップシートとなった直後に、別のＴ−ダイ（７’）から押し出されたバックシート用のプラスチックシートを、キャップシートの底に圧着ロールで押しつけて融着させる。これにより、完全な融着がはかれる。
【００１４】
ところが、本発明においては、図６Ｂに示すように、キャップシートが形成されたのち、時間をおいてバックシートをそれに接触させる。具体的には、キャップシート用のシートとバックシート用のシートとが、真空成形ロール（８）に触れるタイミングをずらす。より長い時間にわたって真空成形ロールに触れていると、その間にキャップシートはより低い温度に冷却されるので、バックシートをそれに接触させたとき、バックシートの保有する熱だけではキャップシートは十分に溶融せず、両者の融着は不完全となる。
【００１５】
いまひとつは、図５Ｃに示すように、キャップシートの成形直後に、エアナイフ（９）で冷空気を送ってキャップシートを冷却するものであって、この場合もキャップシートの温度が下がってからバックシートが圧着されるから、不完全な融着が起こる。
【００１６】
より直接的に融着不良を引き起こす手法は、キャップシートとバックシートとの間に、糸状体、キャップシートおよびバックシートと異なるプラスチックの帯状体、または多数の孔を開けたチューブ状体を挟んで貼り合わせることである。「キャップシートおよびバックシートと異なるプラスチック」としては、キャップシートおよびバックシートよりも融点が高いプラスチックが適切である。そのようなプラスチックは、貼り合わされた２枚のシートの間にあって、もとの形状を保ち、シートの間に隙間をつくる。「多数の孔を開けたチューブ状体」に関しても同様である。
【００１７】
直接的な融着不良を引き起こすには、キャップシートまたはバックシートの融着する面に、融着を阻害する材料を部分的に適用してから、これらシートの融着を行なってもよい。たとえば、多量の顔料を含むインキを印刷するといった手段である。
【００１８】
第三の態様を実現するには、直接的に針でシートに孔を開ける操作を加える。すなわち、つぎの操作が可能である。
▲１▼キャップシートとバックシートとを貼り合わせる前後において、キャップの底面に孔を開ける。
▲２▼キャップの側面に孔を開ける。
▲３▼キャップシートとライナーシートとを貼り合わせたのちに、ライナーシートを通してキャップの頂面に孔を開ける。
【００１９】
二層構成の気泡ボードに関して、上記▲１▼の操作の一例を示せば、キャップシートの成形に当たってキャップの頂に針穴を開け、ついでこれをバックシートとを貼り合わせるという手法である。これを実現する装置としては、図７に示すような、キャップシートを成形する真空成形ロール（８）のキャップ成形用キャビティ（８１）に埋め込んだバキュームプラグ（８２）に、針（８３）を植えたものが好適である。真空通路（８４）を通じての真空吸引により、キャップシートがキャビティに引き込まれる形でキャップの成形が行なわれるとき、この針によりキャップの頂に孔が開けられる。
【００２０】
この製造方法を実施する装置としては、図８に例示するような真空成形ロールの構造が好適である。すなわち、本発明に従うプラスチック気泡ボードの製造装置は、キャップシートとなるシートおよびバックシートを溶融押し出しするＴ−ダイ、キャップシートを成形するための真空成形ロールおよびキャップシートにバックシートを融着させるためのバックロールを本質的な構成部分とする装置において、真空成形ロール（８）のキャップ成形用キャビティ（８１）の底に、周辺の複数箇所に真空通路（８４）を有するバキュームプラグ（８２）を充填し、このプラグの中央に針（８３）を立てるとともに、針の基部にも真空通路（８５）を設けたことを特徴とする構造である。
【００２１】
針（８３）の形状は、図８に示したものは、針というよりも剣または鉾先という方がふさわしいものであるが、小さい孔を開けるという目的にかなうものであれば、さまざまな形状を与えることができる。この針（８３）は、図８Ａにみるように、バキュームプラグ（８２）と別体で用意し、プラグをキャビティに充填した後に、専用の治具を用いて、プラグ中央の孔（８５）にはめ込むことにより取り付けるのが好都合である。図８Ｂにみる、この中央の孔の、針を取り付けた後にその両側に残る部分が、針の基部の真空通路（８６）となる。なお、この針は、不要であれば引き抜いて、孔あけを行なわない真空成形ロールとすることが容易にできる。
【００２２】
このように針の基部にも真空通路（８６）を設ける意義は、つぎのとおりである。すなわち、真空通路がプラグ周辺のもの（８４）しかないと、キャップ成形時にシートが周辺に向かって引き寄せられることと、孔を通して空気が吸引されることによって、シートが針に当たってできた孔が拡大されてしまう、ということが経験された。これに対し、針の基部にも真空通路（８６）があれば、図９Ａのように、シートがキャビティ内に平らに吸引されてゆき、そのまま底に到達して図９Ｂのようなキャップ成形が行なわれ、所望の小さい孔ができる。
【００２３】
図７の装置を用いて気泡ボードを製造する場合、真空成形ロールの真空吸引のあり方には注意を要する。すなわち、真空吸引を行なう位置は、真空成形ロール上でキャップシートが成形されるところに限られ、キャップシートにバックシートを貼り合わせる位置においては、真空吸引は解除されていなければならない。さもないと、キャップシートの成形が行なわれた後も、キャップ成形用キャビティに対しては、キャップシートに開いた針穴を通じて真空吸引が続くことになり、バックシートがキャビティに引き込まれてしまうからである。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の気泡ボードは、連通路の存在、キャップシートとバックシートとの融着不完全またはキャップに孔を開けたことにより、空気室が個々に、または相互に連なって外部と連絡していて、内部の空気が密閉されていないから、まず、製造時に、空気室の収縮による影響がなく、表面の平坦性・平滑性が高い製品が得られる。つぎに、この気泡ボードを熱成形しようとする場合、空気室内部の空気の膨張が引き起こすボードの変形や、加熱された部分におけるバブルの飛び出しなどの問題が避けられる。
【００２５】
このような気泡ボードを製造する本発明の方法は、この種製品の製造方法として確立されている真空成形ロールを使用する技術に、わずかな改変をくわえるだけで、特段の設備を付加する必要を伴わずに、実施できる。本発明の装置も同様である。それゆえ本発明の気泡ボードは、従来品と変わらないコストで製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において改善の対象とする、在来のプラスチック気泡ボードの、表面が平坦にならない機構を説明する概念的な断面図であって、Ａはキャップシートとバックシートとを貼り合わせる前の段階、Ｂは両者を貼り合わせた段階、Ｃはそれにライナーシートを貼る前の段階、Ｄはライナーシートを貼り合わせた段階。
【図２】在来のプラスチック気泡ボードを熱成形するときに見られる問題を説明する、図１と同様な概念的な断面図であって、Ａは熱成形前の段階、Ｂは加熱した段階。
【図３】在来のプラスチック気泡ボードにヒンジ加工をするため、熱ナイフを当てたときに見られる問題を説明する、図１と同様な概念的な断面図であって、Ａは熱ナイフを当てる前、Ｂは熱ナイフを取り去った後。
【図４】在来のプラスチック気泡ボードの切断端面を処理するため、熱ナイフを当てたときに見られる問題を説明する、図３と同様な断面図であって、Ａは熱ナイフを当てる前、Ｂは熱ナイフを取り去った後。
【図５】本発明のプラスチック気泡ボードの一態様を示す図であって、Ａは一部を切り欠いた平面図、ＢはＡのＩ−Ｉ断面図、ＣはＩＩ−ＩＩ断面図。
【図６】本発明のプラスチック気泡ボードを製造する方法を示す、製造装置の構成を示す断面図であって、Ａは従来の気泡ボードの製造を行なう場合、ＢおよびＣは、本発明にしたがってキャップシートが冷却されてからバックシートを接触させる場合。
【図７】本発明のプラスチック気泡ボードを製造する装置の一例について、その一部を示す拡大断面図。
【図８】図７の装置の好ましい態様について、バキュームプラグと孔開け用の針とを示す図であって、Ａはキャビティを含めた縦断面図、Ｂは平面図。
【図９】図８の装置によりキャップシートを成形するときの、シートの断面形状を示すキャビティ部分の縦断面図（図８Ａとは９０度異なる切断面）であって、Ａは成形途中の段階、Ｂは成形を終わった段階。
【符号の説明】
１　キャップシート
２　バックシート
３　ライナーシート
４　空気室（キャップ）
５　レンズ状の空間
６　連通路
７，７’　Ｔ−ダイ
８　真空成形ロール
８１　キャビティ
８２　バキュームプラグ
８３　針
８４　真空通路（プラグ周辺の）
８５　プラグ中央の孔
８６　真空通路（針の基部の）
９　エアナイフ

Claims (11)

1. プラスチックシートの熱成形により多数のキャップ状の突起を有するキャップシートを成形し、キャップの底面に平坦なプラスチックのバックシートを貼り合わせて、多数の空気室を形成してなるプラスチック気泡ボードにおいて、空気室が密閉されてなく、個々に、または相互に連なって、外部と連絡していることを特徴とする平坦性と加工性が改善されたプラスチック気泡ボード。
2. プラスチックシートの熱成形により多数のキャップ状の突起を有するキャップシートを成形し、キャップの底面に平坦なプラスチックのバックシートを貼り合わせて多数の空気室を形成し、さらに、キャップの頂を連ねて平坦なプラスチックのライナーシートを貼り合わせてなるプラスチック気泡ボードにおいて、空気室が密閉されてなく、個々に、または相互に連なって、外部と連絡していることを特徴とする平坦性と加工性が改善されたプラスチック気泡ボード。
3. 各空気室が、キャップシートとバックシートとの間に設けた連通路により相互に連なって、外部と連絡している請求項１または２のプラスチック気泡ボード。
4. 各空気室が、キャップシートとバックシートとの間の融着不良部分に存在する空気の通路により相互に連なって、外部と連絡している請求項１または２のプラスチック気泡ボード。
5. 各空気室が、その底面、側面または頂面に開けた孔により、個々に外部と連絡している請求項１または２のプラスチック気泡ボード。
6. 請求項３に記載したプラスチック気泡ボードを製造する方法であって、キャップシートを製造する真空成形ロールとして、各キャップに対応する凹みを接続する溝を設けたものを使用して連通路を形成することを特徴とする製造方法。
7. 請求項４に記載したプラスチック気泡ボードを製造する方法であって、真空成形ロールによりキャップシートを成形したのち、バックシートとの間に、剥離は生じないが完全な融着には至らない程度までキャップシートが冷却されたところで、キャップシートにバックシートを圧着させて融着不良部分を生じさせることを特徴とする製造方法。
8. 請求項４に記載したプラスチック気泡ボードを製造する方法であって、キャップシートとバックシートとの間に、糸状体、キャップシートおよびバックシートと異なるプラスチックの帯状体、または多数の孔を開けたチューブ状体を挟んで貼り合わせることにより、キャップシートとバックシートとの間に融着不良部分を生じさせることを特徴とする製造方法。
9. 請求項４に記載したプラスチック気泡ボードを製造する方法であって、キャップシートまたはバックシートの融着する面に、融着を阻害する材料を部分的に印刷してから融着を行なうことにより、キャップシートとバックシートとの間に融着不良部分を生じさせることを特徴とする製造方法。
10. 請求項５に記載したプラスチック気泡ボードを製造する方法であって、キャップシートの成形に当たってキャップの頂に針穴を開け、ついでこれをバックシートと貼り合わせることを特徴とする製造方法。
11. 請求項１０に記載したプラスチック気泡ボードの製造方法を実施するための装置であって、キャップシートとなるシートおよびバックシートを溶融押し出しするＴ−ダイ、キャップシートを成形するための真空成形ロールおよびキャップシートにバックシートを融着させるためのバックロールを本質的な構成部分とする装置において、真空成形ロールのキャップ成形用キャビティの底に、周辺の複数箇所に真空通路を有するバキュームプラグを充填し、このプラグの中央に針を立てるとともに、針の基部にも真空通路を設けたことを特徴とする製造装置。

Images