JP2009160857A - 気泡シート体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】バックシートと外層シートとの間に空気溜まりが形成されない気泡シート体を製造するための製造方法を提供する。
【解決手段】ロール本体Ｘ２１の外周面にキャップ成形用の吸引キャビティＸ２２を多数個凹設した真空成形ロールＸ２を利用して突状のキャップを複数成形したキャップシートＣＳと、キャップシートＣＳのうちキャップの底部側に貼り合わされるバックシートＢＳと、バックシートＢＳに貼り合わされて外部に表出する外面部として機能する外層シートＧＳとを積層状に備えた気泡シート体Ｓを製造する方法であって、バックシートＢＳと外層シートＧＳとを貼り合わせて２層状のシート体Ｓａを成形する第１次貼り合わせ工程と、２層状のシート体Ｓａを、真空成形ロールＸ２により突状のキャップを複数成形したキャップシートＣＳに貼り合わせる第２次貼り合わせ工程とを経るようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、外面に表出する外面部として機能する外層シートを備えた気泡シート体の製造方法に関するものである。

従来より、ロール本体の外周面にキャップ成形用の吸引キャビティを多数個凹設した真空成形ロールを利用して突状のキャップを複数成形したキャップシートと、キャップシートのうちキャップの底部側に貼り合わされるバックシートとを備えた気泡シート体が知られ、その軽量性や緩衝性等の特性を利用して、梱包材や断熱材等の用途で使用されている。

そして、さらなる付加機能を付与すべく、バックシートのうちキャップシートに貼り合わされる面とは反対の面に、アルミ箔等の金属の薄層や、防錆フィルム、不織布フィルム、ラミネートフィルム、或いはクラフトパルプ製のクラフトシート等を貼り合わせ、これらフィルム状の各シートを外部に表出させた気泡シート体が開発されている（例えば特許文献１参照）。なお、以下の説明において、バックシートに貼り合わされて外部に表出する各種シートを総称して「外層シート」という。
特開２００４―１９０２１５号公報

ところで、従来から知られている外層シートを備えた気泡シート体は、図１０に示すように、キャップＣＳａの底面側におけるバックシートと外層シートＧＳとの間に空気が巻き込まれ、気泡シート体Ｓの外面部に多数の意図しない気泡（以下、この意図しない気泡を、キャップ内の気泡と区別するために、「空気溜まりＡ」と称す）が表出し、使用者や看者に煩雑な印象を与え得るという側面があった。

しかしながら、この種の気泡シート体は、外層シートによって得られる耐熱性や導電性等の高い付加価値により、使用者にとっては十分な満足が得られるものであったため、空気溜まりが無い綺麗な外面部を有する気泡シート体を製造するという観点から研究・開発が進められることはこれまで特になかった。

そもそも外層シートとバックシートとの間に何故空気が巻き込まれてしまうのか、その原因は開発された当初から長く不明であり、解明されていなかった。

そこで、本発明者らは、当該原因を解明すべく鋭意研究を重ねた結果、従来の製造方法にその原因があることを突き止めた。

従来から知られている外層シートを備えた気泡シート体の製造方法は以下のようなものであった。

すなわち、図９に示すように、第１のフラットダイＹ１から熱可塑状態で逐次押し出される膜状の溶融樹脂からなるキャップシートＣＳを真空成形ロールＹ２に送り出し、真空成形ロールＹ２の真空吸引作用により、ロール本体Ｙ２１の外周面に多数個凹設したキャップ成形用の吸引キャビティＹ２２の形状に対応する突状のキャップＣＳａを多数成形したキャップシートＣＳを連続的に形成する一方、第２のフラットダイＹ３から熱可塑状態で逐次押し出される膜状の溶融樹脂からなるバックシートＢＳを、加圧ロールＹ４により前記キャップシートＣＳに押し付け、これによって、キャップシートＣＳの裏面にバックシートＢＳを融着させるとともに、外層シート用ロールＹ５に巻いた外層シートＧＳを加熱した状態で真空成形ロールＹ２に送り出し、キャップシートＣＳの裏面にバックシートＢＳを順次貼り合わせる際に、同時に外層シートＧＳを加圧ロールＹ４によってバックシートＢＳの裏面に貼り合わせるようにしていた。

なお、上記製造方法は、フラットダイを用いてキャップシート及びバックシートを押し出して製膜する、いわゆる「押出法」であるが、フラットダイを用いずにキャップシート及びバックシートをそれぞれロールに巻いておき、それを順次真空成形ロールに送り出す過程で完全な溶融状態又は溶融状態に近い状態まで加熱する、いわゆる「フィルム法」であっても、ロールに巻いた外層シートを加熱した状態で真空成形ロールに送り出し、キャップシートの裏面にバックシートを順次貼り合わせる際に、同時に外層シートを加圧ロールによってバックシートの裏面に貼り合わせる点は同様である。

このような製造方法では、図１１に空気溜まりＡが形成された状態を模式的且つ誇大に示すように、横断面視円形をなすロール本体Ｙ２１の外周面に吸引キャビティＹ２２を多数凹設した真空成形ロールＹ２を用いて、キャップシートＣＳに多数のキャップＣＳａを真空成形すると、キャップシートＣＳのうち、キャップＣＳａが成形される領域は凹状に変形する一方で、キャップＣＳａの周辺領域は、ロール本体Ｙ２１の外周面に倣った形状、すなわち円弧面となり、このように凹状の領域と円弧面の領域とが所定ピッチで存在するキャップシートＣＳに、真空成形ロールＹ２の外周面上でバックシートＢＳを貼り合わせると、バックシートＢＳのうち、キャップシートＣＳのキャップＣＳａ周辺領域、つまり円弧面の領域と重なり合う部分は、ロール本体Ｙ２１の外周面に倣った円弧面となり、キャップシートＣＳのキャップＣＳａ周辺部位である円弧面の領域と隙間無く貼り合わせることができる一方、バックシートＢＳのうち、キャップシートＣＳのキャップＣＳａの底辺を形成する部位は、ロール本体Ｙ２１の外周面に倣う形状とはならず、吸引キャビティＹ２２の縁同士を結ぶ直線上の平面となり、真空成形ロールＹ２上のバックシートＢＳに平面の領域と円弧面の領域とが所定ピッチで存在することになる。

そして、このような形状（完全な円弧面ではない形状）のバックシートＢＳに、真空成形ロールＹ２上で外層シートＧＳを貼り合わせると、バックシートＢＳのうち平面の領域と外層シートＢＳとの間に空気を巻き込むことになり、結果的にキャップＣＳａの底面側におけるバックシートＢＳと外層シートＧＳとの間に空気溜まりＡが形成される。

また、図１２に空気溜まりＡが形成された状態を模式的且つ誇大に示すように、多数のキャップＣＳａを真空成形したキャップシートＣＳにバックシートＢＳを貼り合わせて気泡を形成する際、キャップＣＳａ内には、最初雰囲気温の比較的高い空気が封入されることになるが、気泡が密閉された後にキャップＣＳａ内の空気が冷えるため、その冷えた分だけキャップＣＳａ内の空気の容積が減り、図１２に示すようにバックシートＢＳのうちキャップＣＳａの底部を形成する領域がキャップＣＳａの頂部側に凹み、真空成形ロールＹ２上のバックシートＢＳに凹面の領域と円弧面の領域とが所定ピッチで存在することになる。なお、キャップＣＳａ内の空気の容積が減る際、真空吸引されているキャップＣＳａはキャビティＹ２２内に固定されるため、バックシートＢＳがキャップＣＳａの頂部側に凹むことになる。そして、このような形状（完全な円弧面ではない形状）のバックシートＢＳに、真空成形ロールＹ２上で外層シートＧＳを貼り合わせると、バックシートＢＳのうちキャップＣＳａの頂部側に凹んだ凹面の領域と外層シートＧＳとの間に空気を巻き込むことになり、結果的にキャップＣＳａの底面側におけるバックシートＢＳと外層シートＧＳとの間に空気溜まりＡが形成される。

また、キャップシートが完全に真空吸引されていない段階、つまり吸引途中でバックシートを貼り合わせる態様であれば、バックシート自体も吸引され得るため、キャップの頂部側に凹み、このような形状（完全な円弧面ではない形状）のバックシートに、真空成形ロール上で外層シートを貼り合わせると、バックシートのうちキャップの頂部側に凹んだ凹面の領域と外層シートとの間にやはり空気を巻き込むことになる。

以上のことを究明した本発明者らは、これら各原因の根元的な問題が、キャップシートとバックシートとを貼り合わせる際に同時に、又はキャップとバックシートとを貼り合わせた後に、バックシートに外層シートを貼り合わせるというその工程自体にあることを見出し、その製造工程を従来のものから変更するという斬新な発想に基づき、外層シートとバックシートとの間に空気溜まりが形成されず、綺麗な外面部を有する気泡シート体が製造可能な製造方法を発明するに至った。

すなわち、本発明の気泡シート体の製造方法は、ロール本体の外周面にキャップ成形用の吸引キャビティを多数個凹設した真空成形ロールを利用して突状のキャップを複数成形したキャップシートと、当該キャップシートのうち前記キャップの底部側に貼り合わされるバックシートと、当該バックシートに貼り合わされて外部に表出する外面部として機能する外層シートとを積層状に備えた気泡シート体を製造する際に用いられる製造方法であって、前記バックシートと前記外層シートとを貼り合わせて２層状のシート体を成形する第１次貼り合わせ工程と、当該第１貼り合わせ工程を経て成形される前記バックシートと前記外層シートとからなる２層状のシート体を、前記真空成形ロールにより突状のキャップを複数成形したキャップシートに貼り合わせる第２次貼り合わせ工程とを経ることを特徴とする。

このような製造方法であれば、バックシートとキャップシートとを貼り合わせる前の段階で、バックシートと外層シートとを貼り合わせる第１次貼り合わせ工程を経るようにしているため、真空成形ロール上においてキャップシートに貼り合わせる対象が、バックシートと外層シートとを予め貼り合わせた２層状のシートとなり、このような２層状のシートとキャップシートとを貼り合わせる第２次貼り合わせ工程において、バックシートのうち、キャップシートのキャップの底辺を形成する部位が、吸引キャビティの縁同士を結ぶ直線上の平面、或いはキャップの頂部側に凹んだ凹面になれば、外層シートもバックシートから剥離することなく追従して直線上の平面又はキャップの頂部側に凹んだ凹面となり、バックシートと外層シートとの間に空気を巻き込むことがなく、バックシートと外層シートとの間に空気溜まりが形成されることを確実に防止することができる。

したがって、このような製造方法によって製造される気泡シート体は、緩衝性や軽量性に加えて、外層シートの特性に起因する付加機能を発揮するのみならず、空気溜まりの無い綺麗な外面部を有する気泡シート体となり、意匠性にも優れたものとなり、人目に付きやすい部分や場所に適用する又は設置しても看者に煩雑な印象を与えることなく、用途の巾がさらに広がる。

前記外層シートとしては、アルミ箔又はアルミ層を蒸着したプラスチックフィルムが挙げられる。

以上説明したように本発明によれば、外層シートとバックシートとの間に空気溜まりが形成されず、意匠性にも優れた気泡シート体が製造できる。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

本発明に係る気泡シート体の製造方法は、例えば図１に示す気泡シート体製造装置Ｘを用いて行われる。

この気泡シート体製造装置Ｘによって製造される気泡シート体Ｓは、図２及び図３に示すように、突状のキャップＣＳａを複数成形したキャップシートＣＳと、キャップシートＣＳのうちキャップＣＳａの底部側に貼り合わされる平坦なバックシートＢＳと、バックシートＢＳに貼り合わされて外部に表出する外面部として機能する外層シートＧＳとを積層状に備えたものである。本実施形態では、外層シートＧＳとして、金属の薄層（具体的には、プラスチックフィルムにアルミを蒸着したいわゆるアルミ蒸着フィルムやアルミ箔が挙げられる）を適用している。

気泡シート体製造装置Ｘは、キャップシートＣＳを供給するキャップシート供給装置Ｘ１と、真空吸引源Ｘ２ｖに接続され且つキャップシート供給装置Ｘ１から供給されたキャップシートＣＳに多数の突状のキャップＣＳａを成形する真空成形ロールＸ２と、バックシートＢＳを供給するバックシート供給装置Ｘ３と、予め製膜した又は製造された外層シートＧＳをロール状に巻いてなる外層シート用ロールＸ４と、真空成形ロールＸ２の上流側に設けられバックシート供給装置Ｘ３から供給されたバックシートＢＳと、外層シート用ロールＸ４から送り出された外層シートＧＳとを押し付けて融着する一対の加圧ローラＸ５と、一対の加圧ローラＸ５を通過したバックシートＢＳと外層シートＧＳとを融着してなる２層状のシートＳａを、真空成形ロールＸ２により多数のキャップＣＳａを成形したキャップシートＣＳの裏面側に押し付けて融着する加圧ロールＸ６と、前記２層状のシートＳａとバックシートＢＳとを相互に融着してなる気泡シート体Ｓを真空成形ロールＸ２から剥離する剥離ロールＸ７とを少なくとも備えたものである。

キャップシート供給装置Ｘ１は、例えば、キャップシート押出機Ｘ１１と、キャップシート用フラットダイＸ１２とから構成したものである。

真空成形ロールＸ２は、例えば、図４に示すように、ロール本体Ｘ２１の外周面に多数個凹設されたキャップ成形用の吸引キャビティＸ２２と、吸引キャビティＸ２２の底壁部に嵌合可能なプラグＸ２３と、ロール本体Ｘ２１の一端から他端に亘って形成され両端を開口した吸引用横孔Ｘ２４と、各吸引キャビティＸ２２の底壁部に設けられそれらの吸引キャビティＸ２２をそれぞれ対応する吸引用横孔Ｘ２４に連通させる円筒状の真空通路Ｘ２５とを具備してなり、吸引用横孔Ｘ２４の両端を真空吸引源Ｘ２ｖに接続し得るように構成したものである。

バックシート供給装置Ｘ３は、例えば、バックシート押出機Ｘ３１と、バックシート用フラットダイＸ３２とから構成したものである。

次に、このような気泡シート体製造装置Ｘを用いて気泡シート体Ｓを製造する方法及び作用について説明する。

先ず、キャップシートＣＳの原料であるペレットをキャップシート供給装置Ｘ１のキャップシート押出機Ｘ１１において溶融し、この溶融したペレットが熱可塑化状態にある膜状のキャップシートＣＳとしてキャップシート用フラットダイＸ１２から押し出され、回転する真空成形ロールＸ２に逐次供給される（この工程を、「キャップシート供給工程」とする）。そして、真空排気装置Ｘ２ｖに接続された真空成形ロールＸ２の真空吸引作用により、吸引キャビティＸ２２の形状に対応した多数のキャップＣＳａがキャップシートＣＳに形成される（この工程を、「キャップ成形工程」とする）。

一方、バックシートＢＳの原料であるペレットをバックシート供給装置Ｘ３のバックシート押出機Ｘ３１において溶融し、この溶融したペレットが熱可塑化状態にある膜状のバックシートＢＳとしてバックシート用フラットダイＸ３２から押し出され（この工程を、「バックシート供給工程」とする）、このバックシートＢＳと、外層シート用ローラＸ４から送り出される外層シートＧＳとが一対の加圧ローラＸ５を介して、相互のシート（バックシートＢＳ、外層シートＧＳ）間に空気を巻き込むことなく貼り合わされ（この工程を、本発明の「第１次貼り合わせ工程」とする）、空気溜まりを有しないフラットな２層状のシートＳａが成形される。

引き続き２層状のシートＳａが真空成形ロールＸ２に逐次供給され、第１次貼り合わせ工程で成形された２層状のシートＳａを、加圧ロールＸ６により前記キャップシートＣＳの裏面側に押し付けた状態で貼り合わせる（この工程を、本発明の「第２次貼り合わせ工程」とする）。なお、２層状のシートＳａのうちバックシートＢＳがキャップシートＣＳに貼り合わされ、外層シートＧＳが外面に表出するように、２層状シートＳａの面の向きを予め設定している。

以上のように、キャップシート供給工程、キャップ成形工程、バックシート供給工程、第１次貼り合わせ工程、及び第２次貼り合わせ工程を経ることにより、図３に示すように、キャップＣＳａの内部空間を十分な真空状態で密閉してなる気泡を多数有する三層構造の気泡シート体Ｓが成形される。なお、加圧ロールＸ６を通過した気泡シート体Ｓは、その後、剥離ロールＸ７により真空成形ロールＸ２から剥離され、最終的に図示しない巻取ロールに巻き取られる。

このように、本実施形態に係る気泡シート体Ｓの製造方法は、バックシートＢＳとキャップシートＣＳとを貼り合わせる前に、バックシートＢＳと外層シートＧＳとを貼り合わせる第１次貼り合わせ工程を経るようにしているため、図５及び図６に示すように、第２次貼り合わせ工程において、キャップシートＣＳに、真空成形ロールＸ２上で２層状シートＳａを貼り合わせた際に、バックシートＢＳのうち、キャップシートＣＳのキャップＣＳａの底辺を形成する部位が、吸引キャビティＸ２２の縁同士を結ぶ直線上の平面（図５参照）、或いはキャップＣＳａの頂部側に凹んだ凹面（図６参照）となれば、当然のことながら外層シートＧＳもバックシートＢＳに追従して直線上の平面又はキャップＣＳａの頂部側に凹んだ凹面となり、バックシートＢＳと外層シートＧＳとの間に空気を巻き込むという事態が生じ得ず、キャップＣＳａの底面側におけるバックシートＢＳと外層シートＧＳとの間に空気溜まりが形成されることを確実に防止することができる。

したがって、このような製造方法によって製造される気泡シート体Ｓは、緩衝性や軽量性に加えて、外層シートＧＳに起因する付加機能、本実施形態であれば保温性や耐熱性、耐久性を発揮するのみならず、図２に示すように空気溜まりの無い綺麗な外面部を有する気泡シート体Ｓとなり、人目に付きやすい部分や場所に適用する又は設置しても看者に煩雑な印象を与えることなく、用途や使用態様の巾がさらに広がり、実用性及び汎用性に優れたものとなる。

なお、本発明は、以上に詳述した実施形態に限られるものではない。

例えば、外層シートとして金属の薄層を適用する場合、外部に露出し得る表面に樹脂コート層を存在させたものとしてもよい。金属としてアルミニウム以外のものを用いても構わない。

また、外層シートして、防錆フィルム、不織布フィルム、ラミネートフィルム、或いはクラフトパルプ製のクラフトシートを適用してもよい。

また、気泡シート体が、キャップの頂部側に平坦なライナーシートを貼り合わせたもの、或いは図７に示すように、このライナーシートＬＳに外層シートＧＳを貼り合わせものであってもよい。

また、図８に示すように、気泡シート体Ｓが、キャップシートＣＳのうちキャップＣＳａの頂部側にも外層シートＧＳを貼り合わせたものであっても構わない。なお、図７、図８に示す気泡シート体Ｓにおいて、キャップＣＳａの頂部側に配される外層シートＧＳと、ＣＳａの底部側に配される外層シートＧＳとは、相互に同じ材料、同じ機能を発揮するものであってもよく、相互に異なる材料、異なる機能を発揮するものであってもよい。キャップＣＳａの頂部側に配される外層シートＧＳは、キャップシートＣＳを真空成形ロールから剥離した後の段階で、キャップＣＳａの頂部側に貼り合わされるものであるため、この外層シートとキャップシートとの間、又は外層シートとライナーシートとの間に意図しない気泡（空気溜まり）が発生することはない。

また、前記実施形態では、フラットダイを用いてキャップシート及びバックシートを押し出して製膜する、いわゆる「押出法」を例示したが、これに替えて、フラットダイを用いずにキャップシート及びバックシートをそれぞれロールに巻いておき、それを順次真空成形ロールに送り出す過程又は外層シートに貼り合わせる前の段階で完全な溶融状態又は溶融状態に近い状態まで加熱する、いわゆる「フィルム法」を採用した場合であっても、ロールに巻いた外層シートを加熱した状態で真空成形ロールに送り出し、キャップシートの裏面にバックシートを順次貼り合わせる際に、同時に外層シートを加圧ロールによってバックシートの裏面に貼り合わせる点は同様である。

その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

本発明の一実施形態に係る気泡シート体の製造方法を模式的に示す図。 同実施形態に係る製造方法によって製造された気泡シート体を外層シート側から見た状態を模式的に示す図。 同実施形態に係る製造方法によって製造された気泡シート体の一部拡大図。 本発明の一実施形態に係る製造方法に用いられる真空成型ロールを一部破断して模式的に示す図。 本発明の一実施形態に係る製造方法の第２貼り合わせ工程を模式的に示す図。 本発明の一実施形態に係る製造方法の第２貼り合わせ工程を模式的に示す図。 同実施形態に係る製造方法によって製造された気泡シート体の一変形例を図３に対応して示す図。 同実施形態に係る製造方法によって製造された気泡シート体のさらに異なる一変形例を図３に対応して示す図。 従来の気泡シート体の製造方法を模式的に示す図。 従来の製造方法によって製造された気泡シート体を外層シート側から見た状態を模式的に示す図。 従来の製造方法における貼り合わせ工程を模式的に示す図。 従来の製造方法における貼り合わせ工程を模式的に示す図。

符号の説明

ＢＳ…バックシート
ＣＳａ…キャップ
ＣＳ…キャップシート
ＧＳ…外層シート
Ｓ…気泡シート体
Ｓａ…２層状のシート体
Ｘ２…真空成形ロール
Ｘ２１…ロール本体
Ｘ２２…吸引キャビティ

Claims (2)

1. ロール本体の外周面にキャップ成形用の吸引キャビティを多数個凹設した真空成形ロールを利用して突状のキャップを複数成形したキャップシートと、当該キャップシートのうち前記キャップの底部側に貼り合わされるバックシートと、当該バックシートに貼り合わされて外部に表出する外面部として機能する外層シートとを積層状に備えた気泡シート体を製造する際に用いられる気泡シート体の製造方法であって、
   前記バックシートと前記外層シートとを貼り合わせて２層状のシート体を成形する第１次貼り合わせ工程と、
   当該第１貼り合わせ工程を経て成形される前記バックシートと前記外層シートとからなる２層状のシート体を、前記真空成形ロールにより突状のキャップを複数成形したキャップシートに貼り合わせる第２次貼り合わせ工程とを経ることを特徴とする気泡シート体の製造方法。
2. 前記外層シートが、アルミ箔又はアルミ層を蒸着したプラスチックフィルムである請求項１記載の気泡シート体の製造方法。

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