JP2007152774A

JP2007152774A - 成形エラストマー製造の方法および装置

Info

Publication number: JP2007152774A
Application number: JP2005352075A
Authority: JP
Inventors: Hyuei-Ron Hyuan; ヒュアン、ヒュエイ−ロン
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-06
Filing date: 2005-12-06
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】寸法安定性および形状安定性を有する新規な成形エラストマー製造方法を提供する。
【解決手段】弾性繊維フォーム１００を提供する工程；第１の上側鋳型２２０と第１の下側鋳型２３０との間に弾性繊維フォーム１００を配置する工程；第１の上側鋳型２２０および第１の下側鋳型２３０によって弾性繊維フォーム１００をプレスする工程；ならびに室温より高い温度を有している第１の空気流２５１を弾性繊維フォーム１００に送る工程を有し、これにより弾性繊維フォーム１００から転写成形された成形エラストマーが得られる。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、成形エラストマーに関するものであり、詳細には弾性繊維フォームから製造される成形エラストマーに関する。

テキスタイル産業で使用される弾性繊維フォームは通常、高弾性という長所があることからポリウレタン製である。しかしながら、ポリウレタン製弾性繊維フォームの経年劣化による黄変、低通気性およびリサイクルの複雑さという欠点は克服するのが非常に困難である。そこで近年では、ポリウレタン製弾性繊維フォームに代わるものとしてポリエステルなどの新たな種類の弾性繊維フォームが開発されている。

ポリエステル製弾性繊維フォームをブラジャーカップ、インソールまたはマットレスなどの成形エラストマーに変形するには、成形プレスが一般的に用いられる。成形プレスには代表的には、高温に加熱されることで、ポリエステル製弾性繊維フォームをプレスして成形エラストマーとすることができる金型がある。しかしながら、そのような従来法による成形エラストマーは通常、寸法的に不安定であるために顧客のニーズを満足しない。すなわち、得られる成形物は形状をあまり長時間持続できない。従って、ポリエステル弾性繊維フォームの成形におけるその問題を解決する新規な方法および装置を工夫することが望ましいものと考えられる。

本発明の１態様は、成形エラストマーの製造方法を提供するものである。その方法は、前記成形エラストマーを弾性繊維フォームから転写成形するために、弾性繊維フォームを提供する工程；第１の上側鋳型と第１の下側鋳型との間に前記弾性繊維フォームを配置する工程；前記第１の上側鋳型および前記第１の下側鋳型によって前記弾性繊維フォームをプレスする工程；ならびに室温より高い温度を有している第１の空気流を前記弾性繊維フォームに送る工程を有する。

本発明の別の態様は、成形エラストマーの製造方法を提供するものである。その方法は、前記成形エラストマーを弾性繊維フォームから転写成形するために、弾性繊維フォームを提供する工程；第１の上側鋳型と第１の下側鋳型との間に前記弾性繊維フォームを配置する工程；前記第１の上側鋳型および前記第１の下側鋳型によって前記弾性繊維フォームをプレスする工程；室温より高い温度を有する第１の空気流を前記弾性繊維フォームに送る工程；ならびに前記弾性繊維フォームに前記第１の空気流の温度より低い温度を有している第２の空気流を送る工程を有する。

本発明のさらに別の態様は、成形エラストマーの製造方法を提供するものである。その方法は、前記成形エラストマーを弾性繊維フォームから転写成形するために、弾性繊維フォームを提供する工程；前記弾性繊維フォームを第１の上側鋳型と第１の下側鋳型との間に配置する工程；前記第１の上側鋳型および前記第１の下側鋳型によって前記弾性繊維フォームをプレスする工程；前記弾性繊維フォームに室温より高い温度を有する第１の空気流を送る工程；前記弾性繊維フォームに前記第１の空気流の温度より低い温度を有する第２の空気流を送る工程；前記弾性繊維フォームを第２の上側鋳型と第２の下側鋳型との間に移動させる工程；ならびに前記弾性繊維フォームを前記第２の上側鋳型および前記第２の下側鋳型によってプレスする工程を有する。

本発明の別の態様はさらに、上記方法によって得られる高度の寸法および形状安定性を有する成形エラストマーを提供することを含む。

図１には、本発明の原料として使用される弾性繊維フォーム１００を示してある。弾性繊維フォーム１００は本質的に、熱可塑性弾性繊維からなる。弾性繊維フォーム１００は、ポリエステルなど（これに限定されるものではない）のあらゆる種類の熱可塑性弾性繊維で製造することができる。具体的には、本発明の好ましい実施形態では、弾性繊維フォーム１００は、本質的に低融点ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維および自己捲縮ＰＥＴ繊維を含むポリエステル弾性繊維で構成されており、低融点ＰＥＴ繊維の重量％は低融点ＰＥＴ弾性繊維と自己捲縮ＰＥＴ弾性繊維の総重量の３０％〜７０％である。自己捲縮ＰＥＴ繊維は、弾性繊維フォーム１００の弾力性、堅固さおよび厚さに影響を与える上で重要な役割を果たす。強度補強、細菌耐性または水分吸収などの他の所望の特性に関係して、弾性繊維フォーム１００は、熱可塑性弾性繊維以外に、少量の非弾性繊維を含んでいても良い。弾性繊維フォーム１００の製造方法は代表的には、全ての繊維を混合する工程；その繊維を開繊機によって開繊する工程；前記開繊した繊維を梳綿機に送って、前記繊維を梳くことで連続かつ均一な繊維ネット層とする工程；前記繊維ネット層を折り畳み機によって折り畳んで９０°の垂直積層状態とする工程；前記繊維ネット層をオーブンに送り、１５０℃〜２００℃で圧縮熱風によって前記繊維ネット層を加熱することで、前記自己捲縮ＰＥＴ繊維が捻れて、低融点ＰＥＴ繊維と一体となって、前記弾性繊維フォーム１００を形成するようにする工程を有する。弾性繊維フォーム１００に関する他の詳細な組成および特性については、台湾特許第５６７０４６号（参照によって全内容が本明細書に組み込まれるものとする）に記載されている。さらに、弾性繊維フォーム１００をファブリック１１０、１２０と組み合わせても良い。図１に示したように、ファブリック１１０または１２０は、任意の種類のニットファブリックでよい。留意すべき点として、弾性繊維フォーム１００の弾力特性はファブリック１１０または１２０との組合せによってはあまり影響を受けない。

図２Ａには、本発明による成形エラストマー製造のための装置２００を示してある。図２Ａに示したように、装置２００はプラテン２１０、プラテン２１０の上方にある第１の上側鋳型２２０、およびプラテン２１０の下方にある第１の下側鋳型２３０を備える。プラテン２１０はギャップ２１２を形成しており、それによって第１の下側鋳型２３０は定期的に上下動しながらギャップ内へ出入りすることができる。第１の上側鋳型２２０および第１の下側鋳型２３０は、第１のスペース２４０を形成している。弾性繊維フォーム１００がプラテン２１０上に配置され、弾性繊維フォーム１００の一部がギャップ２１２を覆っており、第１のスペース２４０内に位置している。第１の下側鋳型２３０を上方に移動させることで、第１の下側鋳型２３０がギャップ２１２を通過し、弾性繊維フォーム１００に接触する。この行程が終了するとき、第１の下側鋳型２３０が第１の上側鋳型２２０とともに成形を施し、その間に弾性繊維フォーム１００が変形する。

図２Ａに示したように、装置２００はさらに、第１の空気流２５１を発生させるための第１の送風装置２５０を有する。弾性繊維フォーム１００を第１の上側鋳型２２０および第１の下側鋳型２３０によってプレスする場合、第１の空気流２５１を弾性繊維フォーム１００に送って、弾性繊維フォーム１００の成形を促進する。その上、装置２００は、第１の送風装置２５０に接続された、弾性繊維フォーム１００に送る前に第１の空気流２５１を加熱するための加熱装置２６０も有する。

図２Ａに示したように、第１の送風装置２５０および加熱装置２６０以外に、装置２００はさらに、弾性繊維フォーム１００に送風するための第２の送風装置２７０および弾性
繊維フォーム１００に送る前に第２の空気流２７１を冷却するための冷却装置２８０を有していても良い。第２の空気流２７１を用いて、第１の空気流２５１によって加熱された弾性繊維フォーム１００を急速に冷却する。

図２Ａについてさらに説明すると、第１の下側鋳型２３０は、弾性繊維フォーム１００と接触する表面２３３上に第１の開口２３１および第２の開口２３２を形成している。第１の空気流２５１は第１の開口２３１から送られ、第２の空気流２７１は第２の開口２３２から送られる。第１の開口２３１および第２の開口２３２は第１の上側鋳型２２０に設けられてもよいし、あるいは装置２００における他のいずれか好適な装置に設けられてもよいことは、当業者には明らかなはずである。

図２Ａおよび２Ｂには、本発明による成形弾性エラストマーの製造方法を示してある。図１に示したように、その方法には、弾性繊維フォーム１００を提供する工程；弾性繊維フォーム１００を第１の上側鋳型２２０と第１の下側鋳型２３０との間に配置する工程；第１の上側鋳型２２０および第１の下側鋳型２３０によって弾性繊維フォーム１００をプレスする工程；ならびに第１の空気流２５１を弾性繊維フォーム１００に送る工程がある。弾性繊維フォーム１００に送られる第１の空気流２５１の温度は、操作時の室温よりかなり高い。第１の空気流２５１の好ましい温度は、１００℃〜２５０℃の範囲である。しかしながら、第１の空気流２５１の具体的な温度は、弾性繊維フォーム１００の性質によって決まる。さらに、弾性繊維フォーム１００をプレスする時間および第１の空気流２５１を送る時間も、選択される弾性繊維フォーム１００の特定の性質の関数である。本発明のある種の実施形態によれば、好ましい時間は１秒〜６０秒の範囲である。

第１の空気流２５１を送った後、第２の空気流２７１を用いて、弾性繊維フォーム１００を急速に冷却することができる。第２の空気流２７１の温度を冷却装置２８０によって制御して、第２の空気流２７１の温度を第１の空気流２５１の温度より低く維持するようにするが、本発明の実施形態による好ましい範囲は１０℃〜３５℃である。同様に、実行時の第２の空気流２７１の具体的な温度は、選択される弾性繊維フォーム１００に応じて変動し得るものである。さらに、第２の空気流２７１を送る好ましい時間は、本発明の実施形態によれば１秒〜６０秒の範囲であり、実行時の具体的な温度は選択される弾性繊維フォーム１００によって変動し得る。留意すべき点としては、この冷却工程は任意選択である。一部の他の実施形態では、加熱された弾性繊維フォーム１００を自然に冷却させることができる。

図３に示したように、任意選択で、本発明の方法はさらに、第１もしくは第２の空気流２５１／２７１の送風とともに第１の上側鋳型２２０および第１の下側鋳型２３０によってすでにプレスされて得られた弾性繊維フォームを従来の成形プレス３００によって後プレスして寸法安定性を高める工程も提供する。この工程は、弾性繊維フォーム１００の性質に応じて任意選択される。

図３に示したように、成形プレス３００は第２の上側鋳型３２０および第２の下側鋳型３３０を備え、該鋳型はいずれも金属製であって加熱可能である。第２の上側鋳型３２０および第２の下側鋳型３３０が、第１の上側鋳型２２０および第１の下側鋳型２３０のプレス操作による製造物である弾性繊維フォーム１００を収容するための第２のスペース３４０を形成している。成形プレス３００には、第１の送風装置２５０も第２の送風装置２７０もない。前述のように、選択される弾性繊維フォーム１００の具体的な性質に応じて、プレス鋳型３００を用いて弾性繊維フォーム１００の後プレスを行う。従って、プレス鋳型３００は、選択的に装置２００に装備することができる。成形プレス３００の詳細な構造および機能については、本発明の出願人が出願した台湾特許出願第０９４１２２８３５号（参照によって全体が本明細書に組み込まれるものとする）に開示されている。

本発明のある種の好ましい実施形態によれば、上記方法によって得られる成形エラストマーは、耐黄変性、通気性、超軽量かつ非常に柔軟、高吸収性、高度の寸法および形状安定性、防皺性ならびに環境に優しいという機能を提供する。図４には、上記の方法によって弾性繊維フォーム１００から転写成形された成形エラストマーを示してある。成形エラストマー４１０は、アームストロング（Armstrong ）による米国特許出願公開第２００５／０１６４６０２号（参照によって本明細書に組み込まれる）に開示のプッシュアップ式パッドなどのブラジャーパッド用である。成形エラストマー４２０は肩パッド用であり、成形エラストマー４３０は滑り止めパッド用である。図４における点線は、続いて行われる裁断手順用の線を示したものである。

以上、好ましい実施形態を参照しながら本発明についての説明を行った。しかしながら、当業者であれば、本発明の範囲が開示の好ましい実施形態に限定される必要のないものであることは理解できるものである。逆に、本発明は、添付の特許請求の範囲で定義の範囲内であれば、各種の修正および均等な構成を包含するものである。本願の特許請求の範囲は、そのような修正および均等構成が全て包含されるように最も広く解釈すべきである。

本発明の原料となる弾性繊維フォームを示す図。本発明による成形エラストマー製造装置を示す図。本発明による成形エラストマー製造装置を示す図。従来の成形プレスを示す図。本発明の方法によって製造されるいくつかの成形エラストマーを示す図。

Claims

成形エラストマーの製造方法において、前記成形エラストマーを弾性繊維フォームから転写成形するために、
（ａ）弾性繊維フォームを提供する工程；
（ｂ）第１の上側鋳型と第１の下側鋳型との間に前記弾性繊維フォームを配置する工程；
（ｃ）前記第１の上側鋳型および前記第１の下側鋳型によって前記弾性繊維フォームをプレスする工程；ならびに
（ｄ）前記弾性繊維フォームに室温より高い温度を有している第１の空気流を送る工程
を有することを特徴とする方法。
（ｅ）前記弾性繊維フォームに、前記第１の空気流の前記温度より低い温度を有する第２の空気流を送る工程
をさらに有する請求項１に記載の方法。
（ｆ）工程（ｄ）から得られた前記弾性繊維フォームを第２の上側鋳型と第２の下側鋳型の間に配置し、前記第２の上側鋳型および前記第２の下側鋳型によって前記弾性繊維フォームをプレスする工程
をさらに有する請求項１に記載の方法。
前記第１の空気流を、前記第１の上側鋳型または前記第１の下側鋳型に選択的に配置された第１の開口から送る請求項１に記載の方法。
前記第２の空気流を、前記第１の上側鋳型または前記第１の下側鋳型に配置された第２の開口から送る請求項２に記載の方法。
前記弾性繊維フォームがポリエステル製弾性繊維を含む請求項１に記載の方法。
前記ポリエステル製弾性繊維が低融点ＰＥＴ弾性繊維および自己捲縮ＰＥＴ弾性繊維を含み；前記低融点ＰＥＴ弾性繊維が前記低融点ＰＥＴ弾性繊維および前記自己捲縮ＰＥＴ弾性繊維の総重量基準で３０％〜７０％の重量％を有する請求項６に記載の方法。
前記成形エラストマーがブラジャーパッド用に用いられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の方法によって得られる成形エラストマー。
成形エラストマーの製造装置において、
第１の上側鋳型および第１の下側鋳型と、該第１の上側鋳型および該第１の下側鋳型が該第１の上側鋳型および該第１の下側鋳型によってプレスされる弾性繊維フォームを収容するための第１のスペースを形成していることと；
前記弾性繊維フォームに送られる第１の空気流を発生させるための第１の送風装置と；
前記第１の送風装置に接続された、前記弾性繊維フォームに送る前に前記第１の空気流を加熱するための加熱装置と
を有することを特徴とする製造装置。
前記弾性繊維フォームに送られる第２の空気流を発生させるための第２の送風装置と；
前記第２の送風装置に接続された、前記弾性繊維フォームに送る前に前記第２の空気流を冷却するための冷却装置と
をさらに有する請求項１０に記載の装置。
第２の上側鋳型および第２の下側鋳型をさらに有し、該第２の上側鋳型および該第２の下側鋳型が前記第１の上側鋳型および前記第１の下側鋳型によってプレスされる前記弾性繊維フォームを収容するための第２のスペースを形成している請求項１０に記載の装置。
前記第１の空気流が前記第１の上側鋳型または前記第１の下側鋳型に選択的に配置された第１の開口から送られる請求項１０に記載の装置。
前記第２の空気流が、前記第１の上側鋳型または前記第１の下側鋳型に選択的に配置された第２の開口から送られる請求項１０に記載の装置。
前記成形エラストマーがブラジャーパッドに用いられる請求項１０に記載の装置。