JP2015128845A - 真空成形用中空ボード、立体造形物、立体造形物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】表層シートと中間シートとを均一に軟化させて所望の形状に真空成形できる真空成形用中空ボードを用いて形成された立体造形物、及び立体造形物の製造方法を提供する。【解決手段】対をなす表層シート間（バックシート２１、ライナーシート２２）に中間シート（キャップシート２３）を介在させた樹脂製の中空ボード２であって、各表層シートの２〜１０μｍの赤外線透過率が平均２５％以上であり、中間シートに色剤を添加することにより、各表層シートを透過した平均２５％以上赤外線が、中間シートまで届き、着色層で赤外線を取り込んで適切に発熱させることができる。そのため、表層シートを軟化させ過ぎることなく、かつ、中間シートを適切に軟化させて、所望の形状に真空成形することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂製の真空成形用中空ボード、この真空成形用中空ボードを用いて成形された立体造形物、及び立体造形物の製造方法に関するものである。

例えば容器等の立体造形物を作るための中空ボードとして、対をなす表層シート間に立体構造をなす中間シートを介在させたものが知られている（例えば、下記特許文献１、２を参照）。これらの中空ボードは、各表層シート及び中間シートが同じ素材、具体的にはポリプロピレン等の熱可塑性の合成樹脂を用いて作られている。

中空ボードを用いて立体形状を作るべく真空成形を行う場合には、まず、赤外線ヒータで中空ボードを熱して軟化させた後、成形型に設置して真空引きを行うようにしている。この際、中間シートの立体構造により中空ボードが断熱性を有しているため、中間シートが真空成形可能となる温度まで中空ボードを加熱すべき時間と、表層シートが真空成形可能となる温度まで中空ボードを加熱すべき時間との間に、ずれが生じるという問題があった。

詳述すれば、中間シートを真空成形可能にするべく、比較的長い時間中空ボード全体を加熱すると、表層シートが柔らかくなり過ぎてその形状を維持できなくなり、成形型に付着して、表層シートに穴があいてしまったり、成形後の立体造形物を成形型からうまく剥離できなくなったりしてしまう。一方、表層シートがその形状を維持できる程度に抑えるべく、比較的短い時間中空ボード全体を加熱すると、中間シートが真空成形可能な程度まで熱せられず、成形時に成形型への追従性が悪化して、所望の立体造形物を形成できなくなってしまう。

以上のように、従来の中空ボードでは、表層シートと中間シートとを均一に柔らかくするのが難しく、真空成形でうまく立体形状を作ることができなかった。

特開平８−８５１４７号公報 特開２００１−１８２８９号公報

本発明は、表層シートと中間シートとを均一に軟化させて所望の形状に真空成形できる真空成形用中空ボード、この真空成形用中空ボードを用いて形成された立体造形物、及び立体造形物の製造方法を提供することを目的としている。

本発明は、以上のような課題を解決するために、次のような構成を採用したものである。すなわち、本発明に係る真空成形用中空ボードは、対をなす表層シート間に中間シートを介在させた樹脂製の中空ボードであって、前記各表層シートが、２〜１０μｍの赤外線透過率が平均２５％以上のものであり、前記中間シートが色剤を添加したものであることを特徴とする。

このようなものであれば、各表層シートでは平均２５％以上赤外線を透過させるため、中間シートまで赤外線を届かせることができ、一方、中間シートでは着色層が表層シートを透過した赤外線を取り込んで適切に発熱させることができる。そのため、表層シートを軟化させ過ぎることなく、かつ、中間シートを適切に軟化させて、所望の形状に真空成形することができる。

前記色剤の一例としては、カーボンが好ましい。

真空成形用中空ボードの具体的な一態様としては、前記中間シートが、一面側に開放された多数の突起を有するキャップシートであり、一方の表層シートが、前記突起の開放側に添設されるバックシートであり、他方の表層シートが、前記突起の先端側に添設されるライナーシートであるものが挙げられる。

また、本発明の立体造形物は、前述した真空成形用中空ボードを真空成形することにより作られたものである。

このような立体造形物の製造方法としては、前記真空成形用中空ボードを赤外線ヒータにより加熱する工程と、加熱され変形可能な真空成形用中空ボードの真空引きを行う工程とを備えたものが挙げられる。

本発明は、以上のような構成であるから、表層シートと中間シートとを均一に軟化させて所望の形状に真空成形できる真空成形用中空ボード、この真空成形用中空ボードを用いて形成された立体造形物、及び立体造形物の製造方法を提供できる。

本発明の一実施形態にかかる真空成形用中空ボードを一部破断して示す外観斜視図。 同実施形態にかかる真空成形用中空ボードを示す断面図。 同実施形態にかかる容器を示す外観斜視図。 同実施形態にかかる真空成形するための雄型及び雌型を示す外観斜視図。 同実施形態にかかる容器の製造方法を示す概略説明図。 同実施形態にかかる容器の製造方法を示す概略説明図。 同実施形態にかかる容器の製造方法を示す概略説明図。 同実施形態にかかる容器の製造方法を示す概略説明図。 本発明の実施例の実験結果を示す表。 本発明の比較例１の実験結果を示す表。 本発明の比較例２の実験結果を示す表。 本発明の比較例３の実験結果を示す表。

以下、本発明の一実施形態について図１〜図８を参照して説明する。

本実施形態の立体造形物たる容器１は、真空成形用中空ボード２を真空成形することにより作られたものである。

真空成形用中空ボード２は、図１及び図２に示すように、対をなす表層シート間に中間シートを介在させた樹脂製のものである。具体的には、この真空成形用中空ボード２は、３層構造をなすいわゆる気泡ボードであり、前記中間シートが、一面側に開放された多数の突起２４を有するキャップシート２３であり、一方の表層シートが、前記突起２４の開放側に添設されるバックシート２１であり、他方の表層シートが、前記突起２４の先端側に添設されるライナーシート２２である。

キャップシート２３は、図１及び図２に示すように、平面視円形状をなす多数の突起２４を備えた立体構造をなすものであり、各突起２４は幅方向に沿って一列に並んでいるとともに、流れ方向に沿って千鳥配置されている。本実施形態のキャップシート２３は、突起が成形されてない箇所の厚み寸法が約５００μｍであり、突起２４の高さ寸法が約５ｍｍ、直径が約１０ｍｍである。なお、キャップシート２３の突起が成形されてない箇所の好ましい厚み寸法は、４８０μｍ〜５２０μｍであり、突起２４の好ましい高さ寸法は、４ｍｍ〜６ｍｍであり、突起２４の好ましい直径は１０ｍｍ程度である。キャップシート２３は、合成樹脂製で、具体的にはポリエチレンが３０重量％、ポリプロピレンが７０重量％の割合で配合されたものである。なお、ポリエチレンが２０〜４０重量％、ポリプロピレンが８０〜６０重量％の割合で配合されたものが好ましいが、本発明のキャップシート２３はこれに限られず、ポリプロピレン１００％のものであってもよい。キャップシート２３は、色剤を添加したものである。本実施形態では、前記色剤がカーボンであり、キャップシート２３は黒色に着色されている。しかして、キャップシート２３は、２〜１０μｍの赤外線の透過率が例えば平均１％未満であり、本実施形態では前記透過率が平均０．９７％に設定されている。

バックシート２１は、図１及び図２に示すように、前記キャップシート２３の一面に添接される平坦なもので、キャップシート２３の突起２４と協働して密閉空間である多数の気泡２５を形成する。本実施形態のバックシート２１は、キャップシート２３と同じ厚み寸法、具体的には５００μｍの厚み寸法を有する。なお、バックシート２１の好ましい厚み寸法は、４８０μｍ〜５２０μｍである。バックシート２１は、合成樹脂製で、具体的にはポリエチレンが３０重量％、ポリプロピレンが７０重量％の割合で配合されたものである。なお、ポリエチレンが２０〜４０重量％、ポリプロピレンが８０〜６０重量％の割合で配合されたものが好ましいが、本発明のバックシート２１はこれに限られず、ポリプロピレン１００％のものであってもよい。バックシート２１は、色剤を添加していないものである。しかして、バックシート２１は、２〜１０μｍの赤外線の透過率が平均２５％以上であり、本実施形態では前記透過率が平均２６．７％に設定されている。

ライナーシート２２は、図１及び図２に示すように、前記キャップシート２３の他面に添接される平坦なものである。本実施形態のライナーシート２２は、キャップシート２３及びバックシート２１と同じ厚み寸法、具体的には５００μｍの厚み寸法を有する。なお、ライナーシート２２の好ましい厚み寸法は、４８０μｍ〜５２０μｍである。ライナーシート２２は、合成樹脂製で、具体的にはポリエチレンが３０重量％、ポリプロピレンが７０重量％の割合で配合されたものである。なお、ポリエチレンが２０〜４０重量％、ポリプロピレンが８０〜６０重量％の割合で配合されたものが好ましいが、本発明のライナーシート２２はこれに限られず、ポリプロピレン１００％のものであってもよい。ライナーシート２２は、色剤を添加していないものである。しかして、ライナーシート２２は、２〜１０μｍの赤外線の透過率が平均２５％以上であり、本実施形態では前記透過率が平均２６．７％に設定されている。

次に、この真空成形用中空ボード２を用いて図３に示すような容器１を製造する方法について説明する。

まず、図５に示すように、真空成形用中空ボード２の両面側に配置された赤外線ヒータ３、４を用いて真空成形用中空ボード２を加熱する。すなわち、真空成形用中空ボード２は、後述する雌型６及び雄型７を備えた成形型５にセットする前に、赤外線ヒータ３、４で加熱される。ここでの加熱は、合成樹脂製の中空ボード２の融点を超えない直前の温度及び時間で行われる。

赤外線ヒータ３、４により加熱され柔らかくなった真空成形用中空ボード２は、図４に示すように、真空引きを行う雌型６と、この雌型６の成形面６２に対して前記中空ボード２を押し付ける雄型７とを用いて真空成形される。

雌型６は、成形すべき容器１の形状に凹陥されたものである。具体的には、雌型６は、凹陥部６１に形成された底壁６３と、この底壁６３と滑らかに連続する内側壁６４と、凹陥部６１の開口６５と同じ高さ位置に形成された載置面６６とを主体に構成されたものである。底壁６３には、真空成形するための吸引孔６７が多数形成されている。本実施形態では、底壁６３と内側壁６４とが前記成形面６２を形成している。

雄型７は、例えば前記雌型６の凹陥部６１に嵌り合う形状をなしたもので、雌型６の底壁６３に対面する底面７１と、雌型６の内側壁６４に対面する外周面７２とを主体に構成されている。雄型７は、雌型６に対してアクチュエータ等により上下方向に移動可能なものである。なお、雄型７は、雌型６の凹陥部６１に嵌り合う形状をしたものには限られない。換言すれば、雄型７は必ずしも雌型６に対して一定のクリアランスを介するように作られているものではなく、立体成形時に成形しにくい箇所や、加熱時に変形しやすい箇所のみを押圧して整えるようなものであってもよい。

具体的には、まず、図６に示すように、凹陥部６１の開口６５を塞ぐように真空成形用中空ボード２を下側の成形型５である雌型６の上にセットし、下側の内面の吸引孔６７を減圧する。すると、雌型６の成形面６２側に形成された複数の吸引孔６７から空気が吸引されて、真空成形用中空ボード２は雌型６の凹陥部６１の形状に沿った形に成形される。この真空引きと同時またはこの後に、図７に示すように、上側の成形型５である雄型７を雌型６に接近させて、雌型６と雄型７との間で真空成形用中空ボード２を挟み込む。この際、雌型６と雄型７との間に真空成形用中空ボード２の厚み寸法と同程度のクリアランスを設けてプレスする。なお、本実施形態では、真空成形用中空ボード２のライナーシート２２側を雌型６に対面するように配するとともに、バックシート２１側を雄型７に対面するように配している。

真空成形用中空ボード２の温度が所定値以下になった後、図８に示すように、雄型７を上昇させて雌型６から離間させ、雌型６から真空成形後の中空ボード２を取り外す。そして、雌型６と雄型７とで挟み込まれていない部分に生じたバリ１３を取り除くトリミング加工が施された後、底壁１１及び周壁１２を備えた容器１が完成する。

以下、真空成形用中空ボード２の一実施例及び比較例１、２、３に関して説明する。まず、実施例及び比較例１、２、３における実験方法の共通事項と個別の設定事項について列挙する。

＜共通事項＞
・真空成形用中空ボード２の原反厚み：６ｍｍ
・真空成形用中空ボード２の原反の単位面積当たり重量：１４００ｇ／ｍ²
・真空成形用中空ボード２の構造：バックシート２１、ライナーシート２２、キャップシート２３からなる３層構造
・バックシート２１、ライナーシート２２、キャップシート２３の各厚み寸法：５００μｍ
・バックシート２１、ライナーシート２２、キャップシート２３の合成樹脂の配合割合：ポリエチレン３０重量％、ポリプロピレン７０重量％
・上側のヒータ３の温度（ヒータ３の表面温度実測値）：３８０度
・下側のヒータ４の温度（ヒータ４の表面温度実測値）：１８５度
・雌型６の凹陥部６１の内法寸法：幅３５０ｍｍ＊長さ４２０ｍｍ＊高さ６０ｍｍの直方体、角部Ｒ４０ｍｍ
・成形する容器１の外法寸法：幅３５０ｍｍ＊長さ４２０ｍｍ＊高さ６０ｍｍの直方体、角部Ｒ４０ｍｍ

＜実施例＞
・バックシート２１：色剤無添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均２６．７％
・ライナーシート２２：色剤無添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均２６．７％
・キャップシート２３：色剤（カーボン１．２重量％）添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均０．９７％

＜比較例１＞
・バックシート２１：色剤無添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均２６．７％
・ライナーシート２２：色剤無添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均２６．７％
・キャップシート２３：色剤無添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均２６．７％

＜比較例２＞
・バックシート２１：色剤（チタン５．０重量％）添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均１４．９％
・ライナーシート２２：色剤（チタン５．０重量％）添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均１４．９％
・キャップシート２３：色剤（カーボン１．２重量％）添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均０．９７％

＜比較例３＞
・バックシート２１：色剤（チタン５．０重量％）添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均１４．９％
・ライナーシート２２：色剤（チタン５．０重量％）添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均１４．９％
・キャップシート２３：色剤無添加。２〜１０μｍの赤外線の透過率は平均２６．７％

次いで、前述した実施例及び比較例１、２、３の真空成形用中空ボード２を用いて真空成形を行った結果について、図９〜図１２を用いて説明する。ここで、「型への追従」については「○」と「×」の２段階で評価しており、型への追従が「○」とは、雌型６及び雄型７への追従が良好である状態、型への追従が「×」とは、雌型６及び雄型７への追従が不良である状態を言う。次に、「ＣＡＰ膨張」については「◎」〜「×」の４段階で評価しており、ＣＡＰ膨張が「◎」とは、キャップシート２３とバックシート２１との間に形成された気泡２５の膨張がない良好な状態、ＣＡＰ膨張が「○」とは、気泡２５の膨張が若干のみある状態、ＣＡＰ膨張が「△」とは、気泡２５の膨張がある状態、ＣＡＰ膨張が「×」とは、主にバックシート２１が破損して気泡２５に穴があいてしまう状態を言う。また「型からの剥離」については、「○」〜「×」の３段階で評価しており、型からの剥離が「○」とは、真空成形後に雌型６及び雄型７の少なくとも一方に中空ボード２の一部または全部が全く付着しない良好な状態、型からの剥離が「△」とは、真空成形後に雌型６及び雄型７の少なくとも一方に中空ボード２の一部または全部が若干付着してしまう状態、型からの剥離が「×」とは、真空成形後に雌型６及び雄型７の少なくとも一方に中空ボード２の一部または全部が付着してしまう状態を言う。

＜実施例＞
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が３０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「◎」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が４０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「◎」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が５０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「◎」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が６０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「○」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が７０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「○」、型からの剥離が「△」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が８０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「△」、型からの剥離が「△」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が９０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「×」、型からの剥離が「×」であった。

＜比較例１＞
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が３０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「◎」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が４０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「◎」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が５０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「◎」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が６０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「○」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が７０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「○」、型からの剥離が「△」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が８０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「△」、型からの剥離が「△」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が９０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「×」、型からの剥離が「×」であった。

＜比較例２＞
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が３０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「◎」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が４０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「◎」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が５０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「○」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が６０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「○」、型からの剥離が「△」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が７０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「△」、型からの剥離が「△」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が８０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「×」、型からの剥離が「×」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が９０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「×」、型からの剥離が「×」であった。

＜比較例３＞
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が３０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「◎」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が４０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「◎」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が５０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「○」、型からの剥離が「○」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が６０秒では、型への追従が「×」、ＣＡＰ膨張が「○」、型からの剥離が「△」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が７０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「△」、型からの剥離が「△」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が８０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「×」、型からの剥離が「×」であった。
・真空成形用中空ボード２のヒータ３、４による加熱時間が９０秒では、型への追従が「○」、ＣＡＰ膨張が「×」、型からの剥離が「×」であった。

以上の結果から、実施例については、加熱時間が５０秒で、「型への追従」、「ＣＡＰ膨張」及び「型からの剥離」のいずれもが良好なものとなった。すなわち、実施例では、加熱時間の条件を成形すべき成型物に適切に合わせれば、実用的な容器１を作ることが可能になった。一方、比較例１、２、３では、加熱時間をどれだけ変えても良好な結果が得られなかった。

また、このような実験結果から、以下のことも推測される。

まず、「型への追従」については、加熱時間が短ければキャップシート２３が十分に温まらないため不良となる。一方、加熱時間が長ければキャップシート２３が十分に温まるため良好なものとなる。なお、実施例では、比較例１、２、３に比べて短い加熱時間で型への追従を良好なものとすることができたが、これは以下のような理由によると考えられる。すなわち、バックシート２１やライナーシート２２に色剤が添加されたもの（比較例２、３）では内部のキャップシート２３まで熱が届きにくい。一方、内部のキャップシート２３まで熱が届きやすいバックシート２１及びライナーシート２２に色剤が添加されていない場合であっても、キャップシート２３に色剤が添加されていないもの（比較例１）では、キャップシート２３も赤外線が通過してしまうためキャップシート２３が温まりにくい。

また、「ＣＡＰ膨張」については、加熱時間が短ければバックシート２１やキャップシート２３が温まり過ぎることがなく、密閉空間（気泡２５）が膨張せずに良好なものとなる。一方、加熱時間が長ければバックシート２１が軟化し過ぎて膜を維持できなくなったり、バックシート２１やキャップシート２３が温まり過ぎて密閉空間（気泡２５）の体積が不当に大きくなったりして、バックシート２１に穴があくため不良となる。なお、実施例及び比較例１では、比較例２、３に比べてＣＡＰ膨張が生じない時間を長く確保することができたが、これは以下のような理由によるものと考えられる。すなわち、バックシート２１に色剤が添加されていないもの（実施例、比較例１）ではヒータ３、４から受け取った熱を透過させやすく、バックシート２１に色剤が添加されたもの（比較例２、３）よりもバックシート２１で受け取って発熱する量が少ないためである。

さらに、「型からの剥離」については、加熱時間が短ければバックシート２１及びライナーシート２２が軟化し過ぎることがないため、真空成形後に型に付着しにくく剥離が良好なものとなる。一方、加熱時間が長ければバックシート２１及びライナーシート２２が軟化し過ぎて、真空成形後に型に付着して剥離が不良となる。なお、実施例及び比較例１では、比較例２、３に比べて型からの剥離を良好なものとすることができる時間を長く確保することができたが、これは以下のような理由によるものと考えられる。すなわち、バックシート２１やライナーシート２２に色剤が添加されていないもの（実施例、比較例１）ではヒータ３、４から受け取った熱を透過させやすく、バックシート２１やライナーシート２２に色剤が添加されたもの（比較例２、３）よりもバックシート２１及びライナーシート２２で受け取って発熱する量が少ないためである。

以上に述べたように、本実施形態によれば、対をなす表層シート間に中間シートを介在させた樹脂製の中空ボード２であって、前記各表層シートが、２〜１０μｍの赤外線透過率が平均２５％以上のものであり、前記中間シートが色剤を添加したものである。具体的には、本実施形態では、表層シートであるバックシート２１及びライナーシート２２に色剤を添加せず、対して中間シートであるキャップシート２３のみに色剤を添加した。このようなものであれば、バックシート２１及びライナーシート２２には色剤を添加しないことによって赤外線透過率が比較的高くなり、これらバックシート２１及びライナーシート２２の加熱速度を遅くすることができる。これと同時に、バックシート２１及びライナーシート２２を透過した赤外線がキャップシート２３に照射されることにより、キャップシート２３の加熱速度を早くすることができる。この際、キャップシート２３への赤外線照射量を多くしたとしても、遠赤外線がキャップシート２３を透過または反射してしまっては、キャップシート２３の加熱速度の顕著な上昇が見込めないが、本実施形態では、キャップシート２３には赤外線吸収率が高い色剤を添加しているため、キャップシート２３でしっかり赤外線を受けて発熱できる。

前記色剤が、カーボンであるので、中空ボード２のキャップシート２３が黒色に着色され、赤外線の吸収率を高めることができるとともに、容器１を形成した際に内容物を外側から好適に隠蔽できる。

また、前記中間シートが、一面側に開放された多数の突起２４を有するキャップシート２３であり、一方の表層シートが、前記突起２４の開放側に添設されるバックシート２１であり、他方の表層シートが、前記突起２４の先端側に添設されるライナーシート２２であるので、このような内部に密閉空間を備えた中空ボード２を用いて容器１を形成すれば、緩衝作用に優れたものとすることができる。

なお、従来、このような内部に密閉空間（気泡２５）を備えた中空ボード２を用いて立体成形するものは、密閉空間を備えない中空ボード２を用いて立体成形するものに比べて非常に困難であった。詳述すれば、従来から真空成形の材料として用いられてきた密閉空間を備えたいわゆる気泡ボードは、赤外線ヒータにより少なくとも一方の表面から加熱された後、真空引きされるが、キャップシートが成形可能となる温度まで気泡ボード全体を加熱すると、表層のバックシート及びライナーシートが溶けて、製膜を維持できなくなる。そして、バックシートに穴があくと、キャップ内の空気が抜けてしまい、気泡ボードの所望の中空状態を維持できなくなっていた。もしくは、バックシートに穴があく前に、キャップ内の空気が加熱により膨張することによって表層のバックシートが風船状に膨張し、気泡ボードの平滑な表面を損なっていた。そして、本発明者らは、以上のような不具合が、キャップシートの成形可能温度までの加熱時間とバックシート及びライナーシートの成形可能温度までの加熱時間との間に生じる差に起因するものであることを見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本実施形態に示した真空成形用中空ボード２であれば、中空ボード２の加熱時間が従来のものよりも短縮され、真空成形を行ってもバックシート２１及びライナーシート２２に穴があかず、バックシート２１及びライナーシート２２の平滑性も損なわない真空成形製品を得ることができる。

なお、バックシート２１やライナーシート２２が色剤により着色されたものであると、赤外線の透過率が低下するため、バックシート２１やライナーシート２２が色剤無添加のものに比べてキャップシート２３の加熱に時間を要し、上述した不具合がより顕著に現れていた。しかしながら、本実施形態では、バックシート２１及びライナーシート２２は、色剤による着色を施していないため、加熱時間を比較的短時間に抑えることができる。

特に、本実施形態では、中空ボード２の各シート２１、２２、２３の組成が、ポリエチレンを３０重量％、ポリプロピレンを７０重量％配合したものであるため、綺麗な外観を有する容器１を形成することができる。詳述すれば、このような中空ボード２を真空成形して立体形状に変形させた際には、バックシート２１とライナーシート２２との間で厚み方向に立設するキャップシート２３の起立壁部分に大きな力が加わってこの部分が伸びるが、本実施形態のようにポリエチレンを３０重量％、ポリプロピレンを７０重量％配合したものであると、ポリプロピレン１００％のものに比べて、前記起立壁部分の伸びの均一化を実現することができる。すなわち、ポリプロピレン１００％のものはキャップシート２３が適切に伸びず、変形部分の気泡２５の大きさが均一でなくなってバックシート２１やライナーシート２２の破損を引き起こしてしまうことがあるが、ポリエチレンを３０重量％、ポリプロピレンを７０重量％配合したものは適切にキャップシート２３が伸びて変形し、変形部分の気泡２５の大きさを略一定にすることができる。

さらに、本実施形態では、表層シートであるバックシート２１の厚み寸法とライナーシート２２の厚み寸法とを同じにしているため、加熱や真空成形により前述したキャップシート２３の起立壁部分に大きな力が加わった際に、一方のシート２１、２２のみが破損してしまうことを抑制することができる。

また、本実施形態の容器１は、前記真空成形用中空ボード２を真空成形することにより作られたものであるので、真空成形を行ってもバックシート２１及びライナーシート２２に穴があかず、バックシート２１及びライナーシート２２の平滑性も損なわないため、機能的であって、かつ、美観に優れた容器１とすることができる。

本実施形態の容器１の製造方法は、真空成形用中空ボード２を赤外線ヒータ３、４により加熱する工程と、加熱され変形可能な真空成形用中空ボード２の真空引きを行う工程とを備えたものである。そして、本実施形態では、真空成形に適するようにバックシート２１、ライナーシート２２、及びキャップシート２３の色をそれぞれ調整したので、赤外線ヒータ３、４による加熱の効率を上げることができる。

また、本実施形態の容器１は、前記真空成形用中空ボード２の真空引きを行う雌型６と、この雌型６の成形面６２に対して前記中空ボード２を押し付ける雄型７とを用いて真空成形することにより作られたものであるので、雄型７で成形をアシストすることにより、雌型６のみで成形するときよりも所望の形状により近付けることができる。また、雄型７で中空ボード２の一面側を押し付けることにより、キャップシート２３とバックシート２１及びライナーシート２２との剥離を抑制するとともに、雄型７で押圧された面を平滑なものとすることができる。また、加熱した中空ボード２の両面が成形型５に接触するため、片面だけを接触させる場合に比べて、中空ボード２の冷却効率が向上し、冷却時間の短縮化を図ることができる。

なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られない。

例えば、中空ボードは、表層シートの樹脂と中間シートの樹脂とを異なる樹脂組成にすることができるものであればどのようなものであってよい。すなわち、上述した実施形態では、中空ボードの具体的な一態様として、多数のキャップ状の突起を有するキャップシートと、このキャップシートを挟むように底面側及び頂面側に配される平坦なバックシート及びライナーシートとを備えた３層状の気泡ボードを用いて説明したが、中空ボードとして、このプラスチック気泡ボードに替えて、「プラスチック段ボール」または「プラスチック折り畳みハニカムボード」を適用しても構わない。すなわち、中空ボードは、中間シートと表層シートとが協働して内部に密閉空間を形成するもののみならず、密閉空間を形成しないものであってもよい。

「プラスチック気泡ボード」とは、本実施形態で説明したように、例えば、ポリプロピレン等の樹脂をダイから溶融した状態で押し出したシートに、多数のキャップ状の突起を真空形成し、このキャップシートの底面と頂面にそれぞれ平坦なバックシート及びライナーシートを融着させて中空構造の板としてなる成形品をいう。

「プラスチック段ボール」とは、プラスチックの溶融押し出しにより形成された２枚のシートとそれらを連結して平行に走る直線状または曲線状の多数のリブとからなる成形品をいう。また、「プラスチック折り畳みハニカムボード」とは、プラスチックシートに所定ピッチで垂直方向の部分を与え、長手方向に順次折り重ねることによって形作られるハニカム構造を有する成形品をいう。

また、中間シートは立体形状を備えたものであればどのようなものであってもよく、１層のみから形成されるもののみならず、複数層で形成されてもよい。すなわち、中間シートは、いわゆるツインコーン構造のように中間シートの複数の層がそれぞれ個別の立体形状に成形されており、それら複数の層が重ね合わされて厚みのある立体形状を形成したものや、また、樹脂を共押し出し等によりシート状に成形して多層化されたものを立体形状に成形したものであってもよい。

各表層シートは、複数層で形成されているものを含む。すなわち、各表層シートが、それぞれ樹脂を共押し出し等によりシート状に成形して多層化されたものであってもよい。

さらに、本発明の表層シート及び中間シートは熱可塑性樹脂であればどのようなものであってもよく、上述した合成樹脂には限られず種々変更可能である。また、各表層シート及び中間シートは、樹脂の他、抗酸化剤、紫外線吸収剤、滑剤等を添加したものであってもよい。

本発明の真空成形用中空ボードを用いて真空成形を行って３次元成形される立体造形物は、上述した内部に収納空間を有する容器やトレイ、アタッシュケース等に限られず、例えば自動車内装材や産業機器を構成する各部品等にも適用できる。また、雄型を用いることなく立体造形物を形成してもよい。

中間シートに添加される色剤は、カーボン以外にも種々変更可能である。例えば、チタンを用いて白色に着色してもよい。

その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。

２…真空成形用中空ボード
２１…バックシート
２２…ライナーシート
２３…キャップシート
２４…突起
６…雌型
７…雄型

Claims (5)

1. 対をなす表層シート間に中間シートを介在させた樹脂製の中空ボードであって、
   前記各表層シートが、２〜１０μｍの赤外線透過率が平均２５％以上のものであり、前記中間シートが色剤を添加したものであることを特徴とする真空成形用中空ボード。
2. 前記色剤が、カーボンである請求項１記載の真空成形用中空ボード。
3. 前記中間シートが、一面側に開放された多数の突起を有するキャップシートであり、
   一方の表層シートが、前記突起の開放側に添設されるバックシートであり、
   他方の表層シートが、前記突起の先端側に添設されるライナーシートである請求項１または２記載の真空成形用中空ボード。
4. 請求項１、２または３記載の真空成形用中空ボードを真空成形することにより作られた立体造形物。
5. 請求項１、２または３記載の真空成形用中空ボードを赤外線ヒータにより加熱する工程と、加熱され変形可能な真空成形用中空ボードの真空引きを行う工程とを備えた立体造形物の製造方法。

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