JP2006035707A - Plastic foam sheet and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、プラスチック気泡シート(以下「気泡シート」と略称する)の改良に関する。本発明はとくに、カッターや鋏などの道具を用いなくても、手で簡単に引き裂くことができる気泡シートに関し、その製造方法にも関する。 The present invention relates to an improvement of a plastic bubble sheet (hereinafter abbreviated as “bubble sheet”). In particular, the present invention relates to a bubble sheet that can be easily torn by hand without using a tool such as a cutter or a scissors, and also relates to a manufacturing method thereof.
プラスチックフィルムを塑性加工して多数のキャップ型の突起を形成したキャップフィルムの、キャップの底面に平坦なプラスチックのバックフィルムを融着させて、多数の密閉された空気室を形成してなるプラスチック気泡シートが、その緩衝性能を買われて、緩衝包装の資材として、また引越し・模様替えのための壁や床面の養生材料として、広く使用されている。この種の気泡シートはまた、断熱性もあるので、建築材料として、またコンクリート打設時の養生シートとしても使用されている。 A plastic film formed by plastic processing of a plastic film to form a large number of cap-shaped protrusions, and a flat plastic back film fused to the bottom of the cap to form a large number of sealed air chambers. Sheets are widely used as cushioning packaging materials, and as curing materials for walls and floors for moving and remodeling, because of their cushioning performance. Since this type of air bubble sheet also has heat insulation properties, it is used as a building material and as a curing sheet for placing concrete.
従来の気泡シートは、キャップの形状が、おしなべて円形である。これは、製造の都合、具体的に言えば、気泡シートの製造装置を製造するときの便宜に基づくものである。気泡シートの製造技術として今日支配的なものは、回転可能に支持した金属製の円筒の外表面に、多数のキャップ形状のキャビティを設け、それらキャビティの底部を真空源に接続した真空成形ロールを使用して、溶融押し出ししたフィルムを真空成形することによりキャップフィルムを成形し、成形したキャップフィルムの底面に、別に溶融押し出ししたバックフィルム用のフィルムを、弾性体で製造した加圧ロールで加圧して融着させるという工程からなる。この多数の(小型の成形ロールでも数千個に達する)キャビティを設けるには、ドリル作業がもっとも能率が高い。 In the conventional bubble sheet, the shape of the cap is generally circular. This is based on the convenience of manufacturing, specifically, the convenience when manufacturing the manufacturing apparatus of the bubble sheet. The dominant technology for producing bubble sheets today is a vacuum forming roll in which a large number of cap-shaped cavities are provided on the outer surface of a metal cylinder that is rotatably supported, and the bottoms of these cavities are connected to a vacuum source. The cap film is formed by vacuum forming the melt-extruded film, and the back-film film, which is separately melt-extruded, is pressed on the bottom surface of the formed cap film with a pressure roll made of an elastic material. The process of fusing. Drilling is the most efficient way to provide this large number of cavities (even thousands of small form rolls).
従来の気泡シートに共通ないまひとつの特徴は、上記の円形のキャップが、千鳥状に配置されていることである。これは、円形のキャップを前提にして、所望の緩衝性能・断熱性能を確保することを意図して、単位面積あたりの空気室容積を大きくとろうとすれば、より実際的にいえば、単位面積あたりのキャップの投影面積を広くとろうとすれば、必然的な選択である。キャップを碁盤目状に配列した場合には、キャップの直径を小さくせざるを得ず、空気室の総容積も小さくなる。 Another feature that is not common to the conventional bubble sheets is that the circular caps are arranged in a staggered manner. Assuming that a circular cap is used and the air cushion volume per unit area is increased with the intention of ensuring the desired buffer performance and heat insulation performance, more practically speaking, the unit area It is an inevitable choice if the projected area of the surrounding cap is to be widened. When the caps are arranged in a grid pattern, the cap diameter must be reduced and the total volume of the air chamber is also reduced.
気泡シートを窓ガラスに一時的に(厳寒期だけ)貼り付けて、暖房の効率を高めようとする使用法があるが、この場合、通常、窓は長方形であるから、円形のキャップは美観上、適切でない。まして、キャップの配列が千鳥状であることは、さらに窓用断熱材としてふさわしくない。出願人は、窓ガラスに一時的に貼り付けて使用する断熱シートとして、窓ガラスを水で濡らしただけで貼り付くものを開発し、すでに提案した(特許文献1)。この断熱シートは、空気室が円形のものに加えて、長方形の角錐台のものも含まれており、透視性が高く、美麗である。
発明者らは、平面形状が円形一点張りでなく、長方形ないし正方形(以下「ほぼ正方形」の語で代表させる)であるキャップをもった気泡シートを実現することを、懸案として来た。近年の金属加工技術の進歩を利用し、とくにコンピュータ制御フライス盤によるキャビティ形成を試みたところ、真空成形ロールのキャビティとしてほぼ正方形のものを、能率よく製造できるようになった。そこで、角型のキャップの辺と高さの寸法関係をどうすればよいか、また、フィルム成形時に薄くなって、キャップの弱点となりがちな4個の頂部をどのような形状にすればよいか、といった問題の解決に力を注いだ。 The inventors have been concerned with the realization of a bubble sheet having a cap whose planar shape is not a circular single point, but a rectangle or square (hereinafter represented by the term “substantially square”). Utilizing recent advances in metalworking technology, we attempted to form cavities using a computer-controlled milling machine. As a result, we were able to efficiently manufacture nearly square cavities for vacuum forming rolls. Therefore, what should be done about the dimensional relationship between the side and height of the square cap, and what should be the shape of the four tops that tend to become weak points of the cap because it becomes thin during film molding? Focused on solving the problem.
さらに発明者らは、ほぼ正方形のキャップであれば、キャップを直線状に並べることにより、キャップフィルムとバックフィルムとの融着部が、幅方向に一列に並んだキャップの段と段の間、長手方向に一列に並んだキャップの行と行との間、さらには段と段の間および行と行の間が、一貫して見通しのついたものとなることから、この部分で引き裂くことが容易であれば、気泡シートの使用にとってすこぶる便宜であることに着目し、この引き裂きやすさを簡易に実現することができる手段を探求した。従来の気泡シートは、上述のようにキャップが千鳥配置であるから、引き裂こうとする方向にキャップが存在すると、引き裂きは困難である。無理に引き裂くと、その切り口は直線状にならない上、キャップの断面に当たったりして、美麗というわけにはいかない。 Furthermore, if the cap is a substantially square cap, by arranging the cap in a straight line, the fusion part between the cap film and the back film is arranged between the cap steps in a line in the width direction. It is possible to tear at this part because the line-of-sight of the caps lined up in a line in the longitudinal direction, as well as between the columns and between the rows, and between the rows are consistently visible. If it was easy, we paid attention to the fact that it was a great convenience for the use of the bubble sheet, and sought a means that could easily realize this ease of tearing. Since the conventional air bubble sheet has a staggered arrangement of caps as described above, tearing is difficult if there is a cap in the direction of tearing. If it is forcibly torn, the cut will not be straight, and it will not hit the cross section of the cap.
常用の製造方法によるときは、製品気泡シートの長手方向は、プラスチック材料の延伸方向であり、ある程度は引き裂きやすいが、幅方向は延伸に直角な方向であって、引き裂きにくい。これも上述した真空成形ロールの製作手法からいって、千鳥状に配置される円形のキャビティは、ロールの軸に平行な線上に並べることが便宜であり、そのような製造装置を用いれば、せっかく幅方向にはキャップの間隙が見通せるように並ぶが、その方向には引き裂きにくく、長手方向はキャップが妨げになるから、結局、気泡シート製品は、どの方向にも引き裂けないのが現状である。もっとも、気泡シートの材料とするプラスチックを選択することにより、引き裂き可能な気泡シートを作ることが試みられており、ある程度は実現している。しかし、そのような材料は弱いから、気泡シート自身の強度が全体として低くなり、実用的とはいえない。 When the conventional manufacturing method is used, the longitudinal direction of the product bubble sheet is the extending direction of the plastic material and is easily torn to some extent, but the width direction is a direction perpendicular to the stretching and is not easily torn. This is also because of the vacuum forming roll manufacturing method described above, it is convenient to arrange the circular cavities arranged in a staggered pattern on a line parallel to the axis of the roll. Although the caps are lined up in the width direction so that the gaps can be seen, it is difficult to tear in that direction, and the cap is hindered in the longitudinal direction. Therefore, the present situation is that the air bubble sheet product does not tear in any direction after all. However, attempts have been made to create a tearable bubble sheet by selecting a plastic material for the bubble sheet, and this has been achieved to some extent. However, since such a material is weak, the strength of the bubble sheet itself is lowered as a whole, which is not practical.
本発明の目的は、第一には、気泡シートにおいて、キャップがほぼ正方形であって、キャップの圧壊強度が高く、緩衝材や断熱材として実用的な性能を示すものを提供することにある。第二には、そのような気泡シートにおいて、幅方向に、もしくは長手方向に、または幅方向にも長手方向にも、引き裂くことが容易であって、気泡シートを使用して作業中に、たとえば引越しのための梱包に当たって、ハサミやカッターを使用することなく手で引き裂くことができ、切り口が美麗な気泡シートを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a bubble sheet having a substantially square cap, a high crushing strength of the cap, and a practical performance as a cushioning material or a heat insulating material. Secondly, in such a foam sheet, it is easy to tear in the width direction, or in the longitudinal direction, or both in the width direction and in the longitudinal direction, and during work using the foam sheet, for example, When packing for moving, the object is to provide a bubble sheet that can be torn by hand without using scissors or a cutter, and has a beautiful cut surface.
上記した第一の目的を達成する本発明の気泡シートは、プラスチックフィルムを塑性加工して多数のキャップ型の突起を形成したキャップフィルムの、キャップの底面に平坦なプラスチックのバックフィルムを融着させて、多数の密閉された空気室を形成してなる気泡シートにおいて、キャップの平面形状がほぼ正方形であって、プラスチック気泡シートの幅方向および長手方向の少なくとも一方に直線状に等間隔にキャップが並び、キャップの4個の頂部が丸みを帯びていて、その曲率半径(R)が、キャップの高さ(H)に対し、
0.2H≦R≦0.4H
の範囲にあり、かつ、キャップの高さ(H)が、一辺の長さ(W)に対し、
0.3W≦H≦0.5W
の範囲にあることを特徴とする。
The air bubble sheet of the present invention that achieves the above first object is obtained by fusing a flat plastic back film to the bottom surface of a cap film formed by plastic processing of a plastic film to form a large number of cap-shaped protrusions. In the air bubble sheet formed with a large number of sealed air chambers, the planar shape of the cap is substantially square, and the caps are linearly spaced at equal intervals in at least one of the width direction and the longitudinal direction of the plastic air bubble sheet. The tops of the caps are rounded, and the radius of curvature (R) is relative to the height of the cap (H).
0.2H ≦ R ≦ 0.4H
And the height (H) of the cap is relative to the length (W) of one side,
0.3W ≦ H ≦ 0.5W
It is characterized by being in the range.
第二の目的を達成する本発明の気泡シートは、第一の目的を達成する上記の気泡シートにおいてさらに、キャップの段と段との間にあるキャップフィルムとバックフィルムとの融着面、および行と行と間にあるキャップフィルムとバックフィルムとの融着面の、一方または両方において、それらのほぼ中央を走るように、フィルムの断面形状が急激に変化する条部を連続的または断続的に形成してあり、この条部に沿って引き裂くことを容易にしたものである。 The foam sheet of the present invention that achieves the second object is the above-mentioned foam sheet that achieves the first object, and further, a fusion surface between the cap film and the back film between the cap steps, and In one or both of the fusing surfaces of the cap film and the back film between the rows, the strip where the cross-sectional shape of the film changes abruptly so as to run substantially in the center thereof is continuous or intermittent. It is easy to tear along this strip.
平面形状がほぼ正方形のキャップを直線状に配置した本発明の気泡シートは、キャップがほぼ正方形であるにもかかわらず、単位面積あたりのキャップの投影面積を広くとることができ、したがって、単位面積あたりの空気室容積を大きくすることができ、緩衝材として、または断熱材として、高い性能を発揮する。キャップがほぼ正方形であることは窓用の断熱材として使用する場合にとりわけ好適であり、高い美観をもった断熱が実現する。 The air bubble sheet of the present invention in which the cap having a substantially square shape is arranged in a straight line can take a large projected area of the cap per unit area even though the cap is substantially square. The volume of the surrounding air chamber can be increased, and high performance is exhibited as a cushioning material or a heat insulating material. The fact that the cap is substantially square is particularly suitable when used as a heat insulating material for windows, and heat insulation with high aesthetics is realized.
ほぼ正方形のキャップを直線状に並べ、キャップの段と段との間にあるキャップフィルムとバックフィルムとの融着面、および行と行との間にあるキャップフィルムとバックフィルムとの融着面の、一方または両方において、それらのほぼ中央を走るように、フィルムの断面形状が急激に変化する条部を連続的または断続的に形成したものは、この条部に沿って引き裂くことが容易であって、カッターやハサミを用いることなく手で引き裂くことができるから、梱包や養生の作業を能率よく進めることができる。切り口は、キャップが存在しないから、直線的であって美麗である。 Caps of almost square caps are arranged in a straight line, the cap film and the back film are fused between the steps of the cap, and the cap film and the back film are fused between the rows. In one or both of them, a continuous or intermittently formed strip having a sudden change in the cross-sectional shape of the film so as to run approximately in the middle of them can be easily torn along this strip. And since it can be torn by hand without using a cutter or scissors, packing and curing can be carried out efficiently. The cut is straight and beautiful because there is no cap.
本発明に従う気泡シートのひとつの態様は、図1に示すように、キャップの配列が、プラスチック気泡シートの幅方向に直線状に等間隔にキャップが並んで形成した段が長手方向に繰り返されるとともに、各段の間でキャップが対応する位置に配置されることにより、プラスチック気泡シートの長手方向にも直線状に等間隔にキャップが並んで形成した行が幅方向に繰り返される、全体として碁盤目状のパターンを形成しているものである。図において、MDは製品気泡シートの長手方向を、TDは幅方向を、それぞれ示す。 One aspect of the bubble sheet according to the present invention is that, as shown in FIG. 1, a step in which the caps are arranged in a line in the width direction of the plastic bubble sheet and the caps are arranged at equal intervals is repeated in the longitudinal direction. By arranging the caps at the corresponding positions between the stages, the rows formed by the caps arranged in a straight line at equal intervals in the longitudinal direction of the plastic bubble sheet are repeated in the width direction as a whole. A pattern is formed. In the figure, MD indicates the longitudinal direction of the product bubble sheet, and TD indicates the width direction.
本発明に従う気泡シートの別の態様は、図2に示すように、キャップの配列が、プラスチック気泡シートの幅方向に直線状に等間隔にキャップが並んで形成した段が長手方向に繰り返されるとともに、各段の間でキャップが半ピッチずつ、ずれた位置に配置されることにより、全体として千鳥状のパターンを形成しているものである。 As shown in FIG. 2, another aspect of the bubble sheet according to the present invention is such that the cap is arranged in the longitudinal direction in which the caps are formed in a line in the width direction of the plastic bubble sheet and arranged at equal intervals. The caps are arranged at positions shifted by a half pitch between each stage, thereby forming a zigzag pattern as a whole.
本発明に従う気泡シートのさらに別の態様は、図3に示すように、キャップの配列が、プラスチック気泡シートの長手方向に直線状に等間隔にキャップが並んで形成した行が幅方向に繰り返されるとともに、各行の間でキャップが半ピッチずつ、ずれた位置に配置されることにより、全体として千鳥状のパターンを形成しているものである。 As shown in FIG. 3, in another aspect of the bubble sheet according to the present invention, a row in which the caps are arranged in a straight line at equal intervals in the longitudinal direction of the plastic bubble sheet is repeated in the width direction. At the same time, the caps are arranged at positions shifted by a half pitch between each row, thereby forming a zigzag pattern as a whole.
キャップの頂部の丸みを定める曲率半径(R)は、図4(A)に示すように、キャップの高さ(H)に対して、0.2H≦R≦0.4H の範囲にあることが必要である。頂部が薄肉となってキャップの弱点となることを避けるという観点からは、曲率半径(R)が大きいほうがよいが、キャップがほぼ正方形の平面形状の、つまり長方形の空気室として緩衝、断熱の作用をするうえでは、できるだけ曲率半径(R)が小さいことが望ましい。上記の範囲は、両者の妥協点として定めたものである。キャップの高さ(H)が高くなると、キャップシートのキャップを形成する部分のプラスチック材料は、引き伸ばされて薄くなりがちであるから、それにともなって頂部の曲率半径(R)も大きくする必要がある。 The radius of curvature (R) that defines the roundness of the top of the cap is within the range of 0.2H ≦ R ≦ 0.4H with respect to the height (H) of the cap, as shown in FIG. is necessary. From the standpoint of avoiding thinning of the top and becoming a weak point of the cap, it is better that the radius of curvature (R) is large. It is desirable that the radius of curvature (R) be as small as possible. The above range is defined as a compromise between the two. When the height (H) of the cap is increased, the plastic material of the portion forming the cap of the cap sheet tends to be stretched and thinned, and accordingly, the curvature radius (R) of the top portion needs to be increased. .
キャップの高さ(H)は、やはり図4(B)に示すように、キャップの一辺の長さ(W)に対して、0.3W≦H≦0.5W の範囲にあることが適切である。キャップにより形成される空気室は、高いほうが一般に緩衝・断熱の作用をするうえで有利であるが、上述のように、高くすればキャップ部分が薄肉となって弱くなるから、高さにはおのずから限界がある。上記のキャップ高さ(H)とキャップ長さ(W)との比は、やはり、性能と強度のバランスを考えて決定したものである。 As shown in FIG. 4B, the height (H) of the cap is suitably in the range of 0.3 W ≦ H ≦ 0.5 W with respect to the length (W) of one side of the cap. is there. The higher the air chamber formed by the cap, the more advantageous in general for buffering and heat insulation. However, as described above, the higher the height, the weaker the cap part becomes and the weaker it becomes. There is a limit. The ratio between the cap height (H) and the cap length (W) is determined in consideration of the balance between performance and strength.
気泡シートの引き裂きを容易にするために、キャップの段と段との間にあるキャップフィルムとバックフィルムとの融着面、および(または)キャップの行と行との間にあるキャップフィルムとバックフィルムとの融着面に設けた、フィルムの断面形状が急激に変化する条部は、次のように形成するとよい。すなわち、回転可能に支持した金属製の円筒の外表面に、多数のほぼ正方形のキャビティと、キャビティの段と段の間、または段と段の間および行と行の間を走る連続的または断続的な凹条を設け、それらキャビティの底部を真空源に接続した真空成形ロールを使用してキャップフィルムを成形し、成形したキャップフィルムに対して、バックフィルムを、弾性体で製造した加圧ロールで加圧して融着させることにより、キャップフィルムとバックフィルムとの融着面に、フィルムの断面形状が急激に変化する条部を連続的または断続的に形成することからなる製造方法である。 In order to facilitate tearing of the bubble sheet, the cap film and back film fusion surface between the cap steps and / or the cap film and back between the cap rows The strip provided on the surface to be fused with the film and having a rapidly changing cross-sectional shape of the film may be formed as follows. That is, on the outer surface of a metal cylinder that is rotatably supported, a number of approximately square cavities and continuous or intermittent running between the tiers of cavities, or between tiers and between rows. The cap film was formed using a vacuum forming roll provided with a concave groove and the bottom of these cavities connected to a vacuum source, and the back film was manufactured from an elastic body against the molded cap film. Is a manufacturing method comprising continuously or intermittently forming strips in which the cross-sectional shape of the film changes rapidly on the fusion surface between the cap film and the back film.
上記のような成形操作により形成される条部を模式的に示せば、図5のようであって、真空成形により成形されたキャップフィルム(1)に、溶融押出しされたバックフィルム(2)が加圧ロールにより加圧されて融着したとき、バックフィルムが有する熱のためにキャップフィルムが軟化し、前記の真空成形ロールに設けた凹条に圧入される結果、連続的または断続的な突条(3)ができる。このような急激な断面形状の変化を有する部分は、キャップフィルム/バックフィルムの融着部分にせん断的な応力を加えると、応力集中により破壊されやすくなる。このようにして、キャップの段と段との間で、また行と行との間で、容易に引き裂くことができる。一方、このような機構による引き裂きは、せん断的な応力により引き起こされるのであって、単純な面方向の引張り応力に対しては、感受性が低いから、気泡シートの緩衝材としての性能が低下する心配はない。 If the strip formed by the molding operation as described above is schematically shown, the back film (2) melt-extruded to the cap film (1) molded by vacuum molding is as shown in FIG. When pressed and fused by a pressure roll, the cap film softens due to the heat of the back film and is pressed into the recesses provided in the vacuum forming roll, resulting in continuous or intermittent protrusions. Article (3) is made. When a shearing stress is applied to the cap film / back film fusion portion, the portion having such a sudden change in cross-sectional shape is likely to be broken due to the stress concentration. In this way, it can be easily torn between the steps of the cap and between the rows. On the other hand, tearing due to such a mechanism is caused by shearing stress, and since it is less sensitive to tensile stress in the plane direction, the performance of the bubble sheet as a cushioning material is likely to deteriorate. There is no.
このような引き裂きのための条部は、図1のキャップ配列(碁盤目状)の場合は、MDおよびTDのいずれか一方または両方に、任意に設けることができる。図2および図3のキャップ配列(千鳥状)の場合は、MDおよびTDのいずれか一方の、一貫している方だけに設けることができる。通常、引き裂く必要が高いTDに設けることが得策である。 Such strips for tearing can be arbitrarily provided in one or both of MD and TD in the case of the cap arrangement (grid pattern) of FIG. In the case of the cap arrangement (staggered) of FIGS. 2 and 3, it can be provided only on one of MD and TD that is consistent. It is usually a good idea to provide a TD that needs to be torn.
ポリエチレン(密度:0.92g/cm3、MFR:2)を材料とし、下記の仕様で、図1に示したような、正方形キャップを碁盤目状に配列した気泡シートを製造した。
キャップフィルム 押出し厚さ:35μm
キャップの一辺(W):7.5mm、高さ(H):2.5mm、頂部の曲率半径(R):1mm
バックフィルム 押出し厚さ:25μm
この気泡シート製品はほぼ正方形のキャップが整然と並んだ、美観にすぐれ、円形キャップの気泡シートよりも透明性が改善されていた。圧壊強度は、60Nであった。
Using a polyethylene (density: 0.92 g / cm 3 , MFR: 2) as a material, an air bubble sheet having square caps arranged in a grid pattern as shown in FIG.
Cap film extrusion thickness: 35μm
One side of the cap (W): 7.5 mm, height (H): 2.5 mm, radius of curvature of the top (R): 1 mm
Back film extrusion thickness: 25μm
This air bubble sheet product has an almost square cap arranged in an orderly manner, has a good aesthetic, and has improved transparency compared to a bubble cap air bubble sheet. The crushing strength was 60N.
実施例1で気泡シートを製造した真空成形ロールに、キャップを成形するキャビティの段の間を貫いて、幅500μm、深さ500μmのV字形の溝を設けた。この真空成形ロールを使用して、キャップ配列は碁盤目状であるが、引き裂き用の突条をTD方向だけに有する気泡シートを製造した。この気泡シートは、手でせん断方向の力を加えることによって容易に引き裂くことができ、その断面は直線状で美麗であった。 A V-shaped groove having a width of 500 μm and a depth of 500 μm was provided in the vacuum forming roll in which the bubble sheet was manufactured in Example 1 so as to penetrate between the steps of the cavity for forming the cap. Using this vacuum forming roll, a bubble sheet having a grid arrangement of caps but having tearing protrusions only in the TD direction was produced. This bubble sheet could be easily torn by applying a force in the shear direction by hand, and its cross section was straight and beautiful.
MD 長手方向 TD 幅方向
R キャップの頂部の曲率半径 H 高さ W 一辺の長さ
1 キャップフィルム
2 バックフィルム
3 突条
MD Longitudinal direction TD Width direction R Curvature radius of cap H Height W Length of one
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