JP2008119997A - Sheet material for thermoforming - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は熱成形用シート材に関し、特には型を用いる熱成形(熱プレス成形)により、布材等の可撓性材との接着一体化および賦形がなされる熱成形用シート材に関する。 The present invention relates to a thermoforming sheet material, and more particularly, to a thermoforming sheet material that is bonded and integrated with a flexible material such as a cloth material by thermoforming (hot press molding) using a mold.
従来、不織布や合成樹脂発泡体等の緩衝材からなる基材と布材等の可撓性材とよりなる積層材は、衣料製品等の部材として多用されている。例えば、衣料におけるブラジャーのカップ部分に装着されるインナー材には、基材と表面材としての可撓性材を接着剤で貼り合わせた積層材を、熱成形(熱プレス成形)によりカップ形状に賦形した積層成形品が用いられている。基材と可撓性材との貼り合わせは、基材と可撓性材の少なくとも一方に塗布した接着剤により、あるいは基材と可撓性材間に配置したウェブと称される不織布状のホットメルト接着剤により行われる。なお、基材と可撓性材の貼り合わせにウェブを用いる場合は、熱成形前に予め基材と可撓性材の貼り合わせを行う場合と、熱成形時にウェブを基材と可撓性材間に挟んで賦形と同時に貼り合わせを行う場合がある。 Conventionally, a laminated material made of a base material made of a cushioning material such as a nonwoven fabric or a synthetic resin foam and a flexible material such as a cloth material has been widely used as a member of a clothing product or the like. For example, for the inner material to be attached to the cup part of a brassiere in clothing, a laminated material obtained by bonding a base material and a flexible material as a surface material with an adhesive is formed into a cup shape by thermoforming (hot press molding). Shaped laminated molded products are used. The bonding of the base material and the flexible material is performed by an adhesive applied to at least one of the base material and the flexible material, or a non-woven fabric called a web disposed between the base material and the flexible material. This is done with a hot melt adhesive. In addition, when using a web for bonding a base material and a flexible material, the case where a base material and a flexible material are bonded together before thermoforming, and a web and a base material are flexible at the time of thermoforming. In some cases, the materials are bonded together at the same time as shaping.
しかし、接着剤を用いる場合には、接着剤の塗布量が多過ぎると、衣料製品の感触が損なわれることがある。また、基材が合成樹脂発泡体の場合には、合成樹脂発泡体における表面の気泡が接着剤で塞がれて衣料製品の通気性が損なわれたりすることがある。さらに、溶剤系の接着剤を用いる場合には、接着剤の塗布時に溶剤が飛散して作業環境を汚染し、作業者の健康を害するおそれがある。また、基材と可撓性材を連続的に供給して接着剤で貼り合わせる場合には、貼り合わせた後に巻き取っているため、接着剤に含まれていた溶媒としての溶剤や水の揮散が悪く、養生時間を長くしなければならず、保管場所を取る問題もある。 However, when an adhesive is used, if the amount of adhesive applied is too large, the feel of the clothing product may be impaired. Moreover, when the base material is a synthetic resin foam, air bubbles on the surface of the synthetic resin foam may be blocked with an adhesive, and the air permeability of the clothing product may be impaired. Further, when a solvent-based adhesive is used, the solvent may scatter when the adhesive is applied, contaminating the work environment and possibly harming the health of the worker. In addition, when a base material and a flexible material are continuously supplied and pasted together with an adhesive, since they are wound up after being pasted together, the solvent and water volatilization contained in the adhesive are removed. However, the curing time has to be lengthened and there is a problem of taking a storage place.
一方、ウェブを用いて、予め基材と可撓性材を貼り合わせた後に熱成形する場合には、熱成形時にウェブのホットメルト接着剤が再度軟化するため、基材と可撓性材間にずれを生じるおそれがある。また、熱成形時にウェブを基材と可撓性材間に挟む場合には、ウェブと基材および可撓性材の位置関係にずれがあると、ウェブがはみ出す等の不具合を生じるため、ウェブと基材および可撓性材の位置決めを慎重に行う必要があり、作業を迅速に行うのが難しい問題がある。 On the other hand, when thermoforming after pasting a base material and a flexible material together using a web, the hot melt adhesive of the web is softened again during thermoforming. There is a risk of slipping. In addition, when the web is sandwiched between the base material and the flexible material at the time of thermoforming, if the positional relationship between the web, the base material and the flexible material is shifted, problems such as the web protruding may occur. Therefore, it is necessary to carefully position the base material and the flexible material.
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、熱成形を容易に行うことができると共に熱成形時に基材の通気性を損ない難く、しかも作業環境の汚染のおそれが少なく、特に衣料用に好適な熱成形用シート材の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and can easily perform thermoforming, hardly impair the air permeability of the base material during thermoforming, and has little risk of contamination of the work environment, particularly for clothing. An object of the present invention is to provide a thermoforming sheet material suitable for the above.
請求項1の発明は、緩衝材からなる基材の少なくとも片面に、太さ10〜100μmの繊維状の熱可塑性合成樹脂が付着していることを特徴とする熱成形用シート材に係る。
The invention according to
請求項2の発明は、請求項1において、前記基材に対する前記繊維状の熱可塑性合成樹脂の付着量が5〜80g/m2であることを特徴とする。
The invention of
請求項3の発明は、請求項1または2において、前記繊維状の熱可塑性合成樹脂が繊維状のポリエチレンテレフタレート樹脂からなることを特徴とする。 A third aspect of the invention is characterized in that, in the first or second aspect, the fibrous thermoplastic synthetic resin is made of a fibrous polyethylene terephthalate resin.
請求項4の発明は、請求項1から3の何れか一項において、前記緩衝材がポリウレタンフォームからなることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the cushioning material is made of polyurethane foam.
本発明の熱成形用シート材は、緩衝材からなる基材の少なくとも片面に、太さ10〜100μmの繊維状の熱可塑性合成樹脂が付着しているため、繊維状の熱可塑性合成樹脂が付着している面に可撓性材を積層して、型を用いる熱成形を行うことにより、繊維状熱可塑性合成樹脂が再活性化(溶融)して可撓性材と接着し、型面形状に賦形することができる。そのため、本発明の熱成形用シート材は、熱成形時に接着剤の塗布やウェブの配置等を行う必要がなく、容易に熱成形を行うことができる。しかも、接着剤塗布時の溶剤揮散による作業環境汚染のおそれも無い。さらには、基材を構成する緩衝材が合成樹脂発泡体からなる場合にも、接着剤を基材の合成樹脂発泡体に塗布する必要が無いため、接着剤が合成樹脂発泡体表面の気泡を塞いで通気性を損なうおそれも無い。 In the thermoforming sheet material of the present invention, a fibrous thermoplastic synthetic resin having a thickness of 10 to 100 μm is attached to at least one surface of a base material made of a cushioning material, so that the fibrous thermoplastic synthetic resin is attached. By laminating a flexible material on the surface, and performing thermoforming using a mold, the fibrous thermoplastic synthetic resin is reactivated (melted) and bonded to the flexible material. Can be shaped. Therefore, the thermoforming sheet material of the present invention does not require application of an adhesive or web arrangement at the time of thermoforming, and can be easily thermoformed. In addition, there is no risk of work environment contamination due to solvent volatilization during application of the adhesive. Furthermore, even when the cushioning material constituting the base material is made of a synthetic resin foam, it is not necessary to apply an adhesive to the synthetic resin foam of the base material. There is no risk of impairing air permeability by blocking.
以下本発明の実施形態を詳細に説明する。図1は本発明の一実施形態に係る熱成形用シート材の断面図、図2は同実施形態に係る熱成形用シート材の斜視図、図3は同実施形態における繊維状の熱可塑性合成樹脂からなる接着層の斜視図、図4は繊維状熱可塑性合成樹脂の塗布装置の斜視図、図5は同塗布装置の分解斜視図、図6は本発明の一実施形態に係る熱成形用シート材を用いる熱成形時における熱プレス型の概略断面図、図7は同実施形態において熱成形後の積層成形品取り出し時を示す概略断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. 1 is a cross-sectional view of a thermoforming sheet material according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the thermoforming sheet material according to the embodiment, and FIG. 3 is a fibrous thermoplastic composite in the embodiment. FIG. 4 is a perspective view of a coating device for fibrous thermoplastic synthetic resin, FIG. 5 is an exploded perspective view of the coating device, and FIG. 6 is a diagram for thermoforming according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a heat-molding die at the time of thermoforming using a sheet material, and FIG.
図1及び図2に示す熱成形用シート材10は、布材等の可撓性材と積層されて熱成形されることにより、可撓性材と接着すると共に賦形されるものであって、衣料用の熱成形用シート材として好適なものである。前記熱成形用シート材10は、基材11の少なくとも片面に繊維状の熱可塑性合成樹脂21aが付着した構成からなる。図示の例では、前記基材11の片面に繊維状の熱可塑性合成樹脂21aが付着している。
The
前記基材11は、緩衝材で構成されている。緩衝材としては、不織布や合成樹脂発泡体等、緩衝性のあるものが用いられる。合成樹脂発泡体としては、ポリウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、ポリプロピレンフォーム、EVAフォーム等を挙げることができる。前記熱成形用シート材10が衣料用の場合、前記基材11を構成する緩衝材は、柔軟な感触と、良好な通気性および圧縮後の回復性等を有するものが好ましく、この点から前記緩衝材としては、合成樹脂発泡体が好ましい。前記合成樹脂発泡体の中でも、ポリウレタンフォームは、柔軟な感触と、良好な通気性および圧縮後の回復性等が、他の合成樹脂発泡体よりも一般的に優れているため、前記基材11を構成する緩衝材としてより好ましい。さらには、連通気泡構造を有するポリウレタンフォームが好ましく、例えば軟質ポリウレタンフォームがより好適である。前記基材11の厚みは、基材11の材質や硬さ等によって異なるが、例として2.0〜15.0mmを示す。
The base material 11 is made of a cushioning material. As the cushioning material, a cushioning material such as a nonwoven fabric or a synthetic resin foam is used. Examples of the synthetic resin foam include polyurethane foam, polyethylene foam, polypropylene foam, EVA foam and the like. In the case where the
前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aは、加熱、冷却により可逆的に溶融(活性化)、固化するものであって、固化により接着するものである。前記熱可塑性合成樹脂としては、ポリエステル系、ポリアミド系、EVA系、ポリビニルアルコール系、ポリオレフィン系(ポリエチレン、ポリプロピレン等)等を挙げることができる。また、前記熱成形用シート材10が衣料用の場合、前記基材11や繊維状の熱可塑性合成樹脂21aは、薄い生地を通して変色が確認されるおそれがあるため、変色し難いものが好ましい。さらに衣料用途の場合、前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aは、洗濯、乾燥によっても接着強度の低下が少ない、耐水性、耐熱性の良好なものが好ましいことから、ポリエステル系のものが特に好ましい。また、前記基材11をポリウレタンフォームとする場合には、熱成形時の温度が200℃程度と高くされるため、熱成形時に繊維状の熱可塑性合成樹脂21aが粘度の大幅な低下によって基材11のポリウレタンフォーム中に浸透して硬化するおそれがあり、その場合、熱成形によって得られる積層成形品の通気性が損なわれ、感触も低下するようになる。そのため、前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aは、熱成形時に基材11のポリウレタンフォーム中にできるだけ浸透し難いように、溶融温度の高いポリエステル系が好ましく、その中でもポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂が、入手容易性、コスト等の点から特に好ましい。
The fibrous thermoplastic synthetic resin 21a is reversibly melted (activated) and solidified by heating and cooling, and is bonded by solidification. Examples of the thermoplastic synthetic resin include polyester, polyamide, EVA, polyvinyl alcohol, polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), and the like. In addition, when the
前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aは、図2および図3から理解されるように、前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aが交差した薄膜状の接着層21となって前記基材11の表面に付着している。前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21a間には、繊維状の熱可塑性合成樹脂21aの交差による隙間22が存在している。前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21a間に隙間22が存在することにより、例えば、前記基材11が軟質ポリウレタンフォーム等のような通気性を有するものの場合には、前記熱成形用シート10に通気性を付与することができる。
As is understood from FIGS. 2 and 3, the fibrous thermoplastic synthetic resin 21 a becomes a thin film
前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aの太さは10〜100μmが好ましい。前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aの太さが10μm未満の場合、熱成形時の接着性に劣り、一方、太さが100μmを超える場合、熱成形によって得られる積層成形品の柔軟性や感触を損なうようになる。それに対し、前記範囲の太さとすることによって、前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21a間に隙間22を形成しやすくなると共に、熱成形時に繊維状の熱可塑性合成樹脂21aによる接着性を良好にすることができ、また、熱成形によって得られる積層成形品の柔軟性や感触を良好にすることができる。
The thickness of the fibrous thermoplastic synthetic resin 21a is preferably 10 to 100 μm. If the thickness of the fibrous thermoplastic synthetic resin 21a is less than 10 μm, the adhesiveness during thermoforming is inferior. On the other hand, if the thickness exceeds 100 μm, the flexibility and feel of the laminated molded product obtained by thermoforming. Will be damaged. On the other hand, by setting the thickness within the above range, it becomes easy to form the
前記基材11に対する繊維状の熱可塑性合成樹脂21aの付着量は、前記基材11における繊維状の熱可塑性合成樹脂付着面に対して5〜80g/m2が好ましい。付着量が5g/m2未満の場合、前記基材11の表面において繊維状の熱可塑性合成樹脂21aの間隔が部分的に大に(熱可塑性合成樹脂の付着量が少なく)なって、熱成形時に接着不良を生じるようになり、一方、付着量が80g/m2を超える場合、熱成形によって得られる積層成形品の柔軟性や感触が損なわれるようになる。それに対し、前記範囲の付着量とすることによって、前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21a間に隙間22を形成しやすくなると共に、熱成形時に、繊維状の熱可塑性合成樹脂21aによる接着性を良好とすることができ、さらには熱成形によって得られる積層成形品の柔軟性や感触を損なわないようにすることができる。なお、前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aの付着量は、5〜80g/m2の範囲の中でも、前記接着強度、柔軟性、感触性、コスト等の点から、10〜30g/m2がより好ましい。
The adhesion amount of the fibrous thermoplastic synthetic resin 21a to the substrate 11 is preferably 5 to 80 g / m 2 with respect to the fibrous thermoplastic synthetic resin adhesion surface of the substrate 11. When the adhesion amount is less than 5 g / m 2, the interval between the fibrous thermoplastic synthetic resins 21a on the surface of the substrate 11 is partially increased (the adhesion amount of the thermoplastic synthetic resin is small), and thermoforming is performed. On the other hand, poor adhesion occurs, and on the other hand, when the adhesion amount exceeds 80 g / m 2 , the flexibility and feel of the laminated molded product obtained by thermoforming are impaired. On the other hand, by setting the amount of adhesion within the above range, it becomes easy to form the
前記基材11の表面に対する前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aの付着は、例えば、図4及び図5に示す繊維状熱可塑性合成樹脂塗布装置40によって行うことができる。前記繊維状熱可塑性合成樹脂塗布装置40は、支持プレート46の下面に一対の口金プレート47,48が固定されている。前記口金プレート47,48には口金49が形成され、前記口金49の対向面には樹脂供給口50、空気供給口51,52が形成されている。また、前記支持プレート46及び前記口金プレート47,48には、前記樹脂供給口50に通じる複数の樹脂注入孔53と、前記空気供給口51,52と通じる複数の空気導入孔54,55が形成されている。前記口金49の対向面間には、ノズルプレート56が配置されている。前記ノズルプレート56には、前記樹脂供給口50及び前記空気供給口51,52と対応させて複数のノズル溝57が所定間隔で形成されている。前記ノズル溝57は、溝幅を0.4mm程度として上下方向に形成されている。
The fibrous thermoplastic synthetic resin 21a can be attached to the surface of the substrate 11 by, for example, a fibrous thermoplastic synthetic
前記繊維状熱可塑性合成樹脂塗布装置40により前記基材11の表面に前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aを付着させるには、前記基材11を、表面が前記口金49から所定距離離れた位置となるように配置して、前記ノズルプレート56における前記ノズル溝57の配列方向と直交する方向に所定速度で供給する。その状態で、前記樹脂注入孔53から前記樹脂供給口50に溶融状態の熱可塑性合成樹脂が、前記複数のノズル溝57から前記基材11の表面に押し出され、塗布される。なお、前記樹脂注入孔53には、図示しない供給経路によって溶融状態の熱可塑性合成樹脂が供給される。
In order to attach the fibrous thermoplastic synthetic resin 21 a to the surface of the base material 11 by the fibrous thermoplastic synthetic
前記溶融状態の熱可塑性合成樹脂が前記基材11の表面に押し出されるとき、前記空気導入孔54,55から前記空気供給口51,52に供給される空気が前記溶融状態の熱可塑性合成樹脂と共に前記ノズル溝57から吹き出される。これによって、前記ノズル溝57から押し出される前記溶融状態の熱可塑性合成樹脂が所定太さの繊維状に引き伸ばされて溶融状態の繊維状の熱可塑性合成樹脂21bとなる。しかも、前記ノズル溝57から吹き出される空気が乱流となって前記溶融状態の繊維状の熱可塑性合成樹脂21bに当たるため、溶融状態の繊維状の熱可塑性合成樹脂21bは不規則に揺れながら前記基材11の表面に塗布されて付着し、その後の自然冷却により硬化して前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aとなる。また、前記基材11の表面に塗布されて付着した溶融状態の繊維状の熱可塑性合成樹脂は、粘度がある程度高いため、前記基材11の表面から基材11内に含浸しにくく、前記基材11の表面に盛り上がった状態で付着させることができる。 When the molten thermoplastic synthetic resin is extruded onto the surface of the substrate 11, the air supplied from the air introduction holes 54 and 55 to the air supply ports 51 and 52 together with the molten thermoplastic synthetic resin. It blows out from the nozzle groove 57. As a result, the molten thermoplastic synthetic resin pushed out from the nozzle groove 57 is drawn into a fiber having a predetermined thickness to form a molten fibrous thermoplastic synthetic resin 21b. In addition, since the air blown out from the nozzle groove 57 becomes a turbulent flow and hits the molten fibrous thermoplastic synthetic resin 21b, the molten fibrous thermoplastic synthetic resin 21b oscillates irregularly while It is applied to and adhered to the surface of the base material 11, and then cured by natural cooling to become the fibrous thermoplastic synthetic resin 21a. Further, since the molten fibrous thermoplastic synthetic resin applied and adhered to the surface of the base material 11 has a certain degree of viscosity, it is difficult to impregnate the base material 11 from the surface of the base material 11. It can be adhered to the surface of the material 11 in a raised state.
前記熱成形用シート材10を用いる熱成形は、次のようにして行われる。まず、前記熱成形用シート材10は、必要に応じて適宜所定形状および寸法に裁断され、次いで、図6に示すように、前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aからなる接着層21を布材等の可撓性材31に向くようにして前記可撓性31に重ねられ、熱プレス型70のプレス型71と受け型72間に配置されて熱プレスされる。前記プレス型71および受け型72の型面は、熱成形によって得られる積層成形品の賦形形状、例えばブラジャーのカップ形状等に合わせたものとされている。熱成形時の熱プレス型70の温度は、前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aが溶融(活性化)する温度とされる。そして、所定時間熱プレスした後、前記熱プレス型70による加熱を停止することにより、前記熱成形用シート材10は、前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aが硬化して前記可撓性材31と接着し、前記可撓性材31と一体化する。また、それと同時に、前記熱成形用シート材10と可撓性材31は、前記プレス型71と受け型72間でプレスされた形状に、前記繊維状の熱可塑性合成樹脂21aの硬化によって形状が固定され、賦形される。
Thermoforming using the
その後、前記熱プレス型70から積層成形品を取り出せば、図7に示すように、前記熱成形用シート材10と可撓性材31が接着一体化し、かつ賦形された積層成形品30が得られる。なお、このようにして得られた積層成形品30は、さらに、用途に応じて、適宜トリミングされて表面材で覆われる。例えば、前記積層成形品30がブラジャーのカップのインナー部材とされる場合には、前記熱成形によってカップ状に賦形された積層成形品30は、適宜トリミングされた後、表面材で覆われることによりブラジャーのカップとされる。なお、前記熱成形用シート材10は、前記基材11の両面に繊維状の熱可塑性合成樹脂21aが付着していてもよく、その場合には前記熱成形時に熱成形用シート材10の両面に前記可撓性材31が積層配置される。また、前記熱成形用シート材10は、ブラジャーのカップのインナー部材用に限られず、その他の衣料用、例えば衣料用パッド部材等としても好適なものである。
Thereafter, when the laminated molded product is taken out from the hot press die 70, as shown in FIG. 7, the
前記基材11として、厚さ12mmの軟質ポリウレタンフォーム(品番:EL−61、株式会社イノアックコーポレーション製、密度30kg/m3)のシート品を用い、搬送速度30m/minに設定された搬送ローラコンベア上に前記基材11を載置し、また、前記繊維状熱可塑性合成樹脂塗布装置40を稼働させて熱可塑性合成樹脂(PET樹脂、品番:D−1655E、エムスケミージャパン株式会社製)を180℃に加熱し、200℃の加熱空気と共に前記ノズル溝57から繊維状に吐出し、前記搬送中の基材11の表面に付着させた。そして、その後の自然冷却により前記繊維状の熱可塑性合成樹脂を硬化させ、前記熱成形用シート材10を得た。なお、前記基材11の表面に付着した繊維状の熱可塑性合成樹脂21aの太さは20μm、付着量は前記基材11の表面に対して20g/m2に設定した。前記ノズル溝57は、前記基材11の表面に非接触とし、一定幅で前記繊維状熱可塑性合成樹脂21aを基材11の表面に付着させるようになっている。
As the substrate 11, a sheet of flexible polyurethane foam (product number: EL-61, manufactured by Inoac Corporation,
その後、前記熱成形用シート材10を200mm×200mmに裁断し、また、200×200mmに裁断したトリコット(ナイロントリコットハーフ30デニール)からなる前記可撓性材31を用意し、図6に示すように、前記熱成形用シート材10を繊維状の熱可塑性合成樹脂21aの付着面が前記可撓性材31側となるようにして可撓性材31と重ね、前記熱プレス型70により、200℃で170秒間、熱プレスすることにより熱成形し、積層成形品30を得た。熱成形時、接着剤の塗布作業や、ウェブの配置作業等を行わなくてもよいため、接着剤の飛散による環境悪化のおそれがなく、作業も容易であり、しかも、得られた積層成形品30は、ウェブのずれが無く、接着剤の過剰塗布による感触の低下や、通気性低下も感じられなかった。
Thereafter, the flexible material 31 made of a tricot (
10 熱成形用シート材
11 基材
21 接着層
21a 繊維状の熱可塑性合成樹脂
22 繊維状の熱可塑性合成樹脂間の隙間
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