JP3931108B2 - クッション材の製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はクッション材の製造方法に関し、詳細には、気泡を含むポリマー成形体から構成されたクッション材の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばベランダの床には、転倒時の衝撃吸収及び保温性向上の目的で、気泡を含むポリマー成形体からなるクッション材が敷かれることがある。このクッション材には、基材ポリマーとして主に熱可塑性の合成樹脂が用いられている。気泡は、熱分解型発泡剤の発泡によって得られる。このクッション材は、趣味感向上の観点から、緑色、青色等に着色されている。着色は、着色剤（顔料等）の配合によってなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、単一色に着色されたクッション材は一目で人工物であると解り、景観上の理由から使用が敬遠されることもある。例えば御影石、大理石等のように互いに色目の異なる２以上の領域を備えた模様を有するクッション材が、望まれている。
【０００４】
マトリクスを例えば灰色に着色し、これに黒色の無機粒子を分散させれば、御影石に類似の模様を備えたクッション材が得られる。しかし、無機粒子はマトリクスから見ればいわば異物であり、加熱・発泡の工程でこの無機粒子の近傍からガスが抜け出す原因となる。ガス抜けが起きると、クッション材の表面にピンホールが発生する。ピンホールによってクッション材の外観が低下し、耐汚染性等の品質も低下する。
【０００５】
ポリマー組成物の混練工程の最終段階で着色剤を添加し、意図的に着色剤の分散不良を生じさせることで、２色模様を備えたクッション材を得る手段も考えられる。しかしながら、このクッション材では、加熱・発泡工程でポリマー組成物表面の着色剤と金型内面とが摺動することに起因して着色部分が方向性をもち、天然石にはほど遠い模様が形成されてしまう。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、例えば天然石のように、色目の異なる２以上の領域からなる模様を備えたクッション材を提供することをその目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のクッション材製造方法は、以下の（１）から（４）の工程を含む。
（１）発泡剤と第一基材ポリマーとを混練して第一ポリマー組成物を得る工程。
（２）この第一ポリマー組成物を微細化して分散体を得る工程。
（３）この分散体と発泡剤と第二基材ポリマーとを、分散体と第二基材ポリマーとが融合 しないように混練し、分散体とこの分散体とは色目が異なるマトリクスとを備えた第二 ポリマー組成物を得る工程。
及び
（４）この第二ポリマー組成物を加熱して分散体中の発泡剤及びマトリクス中の発泡剤を 発泡させる工程。
【０００８】
この製造方法で用いられる分散体は、それ自体がポリマー組成物であり、しかもそれ自体が発泡剤を含む。従って、やはりポリマー組成物であるマトリクスとのなじみがよく、発泡剤の発泡時にガス抜けが生じない。この製造方法では、混練によっても分散体と第二基材ポリマーとが融合しないので、分散体とマトリクスとの境界が明確である。従って、色目の異なる２以上の領域からなる模様（例えば天然石に類似の模様）が得られる。
【０００９】
分散体と第二基材ポリマーとを融合させないための好ましい方法として、第二基材ポリマーの軟化点よりも高い軟化点を備えた第一基材ポリマーを用いることが挙げられる。
【００１０】
好ましくは、第二ポリマー組成物を得るための混練温度は、第一基材ポリマーの軟化点と第二基材ポリマーの軟化点との間の温度である。これにより、混練時の分散体の軟化が抑制され、分散体とマトリクスとの融合が確実に防止される。この製造方法では、分散体とマトリクスとの境界が極めて明確である模様が得られる。
【００１１】
好ましくは、第一基材ポリマーの軟化点Ｔａと第二基材ポリマーの軟化点Ｔｂとの差（Ｔａ−Ｔｂ）は、２００℃以下である。この製造方法では、第一ポリマー組成物を得るための混練温度がさほど高くされる必要はない。
【００１２】
好ましくは、差（Ｔａ−Ｔｂ）は５℃以上１００℃以下である。この製造方法では、混練温度の制御が容易である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法によって得られたクッション材１が示された斜視図である。このクッション材１は、タイル風に仕上げられたものである。このクッション材１は、マトリクス２と、分散体としての粒状体３とを備えている。マトリクス２は灰色であり、粒状体３は黒色である。粒状体３によって、御影石に類似の模様が形成されている。このクッション材１は多数の気泡を含んでおり、この気泡によって衝撃吸収性能及び保温性能が発現される。
【００１５】
図２は、図１のクッション材１の製造方法の一例が示されたフロー図である。この製造方法では、まず、発泡剤と、黒色の着色剤と、第一基材ポリマーとが混練され、第一ポリマー組成物が得られる（ＳＴＰ１）。混練には通常はニーダーが用いられるが、バンバリーミキサー、オープンロール等が用いられてもよい。第一ポリマー組成物の色目は、黒色である。第一ポリマー組成物には、必要に応じ、架橋剤、発泡助剤、充填剤、難燃剤、劣化防止剤、紫外線吸収剤、軟化剤、加工助剤、増量剤、抗菌剤等の添加剤が配合されてもよい。
【００１６】
次に、この第一ポリマー組成物が微細化され、分散体としての粒状体３が得られる（ＳＴＰ２）。この粒状体３も、黒色を呈する。微細化には、既知の種々の手段が用いられうる。
【００１７】
次に、この粒状体３と、発泡剤と、灰色着色剤と、第二基材ポリマーとが混練され、第二ポリマー組成物が得られる（ＳＴＰ３）。混練には通常はニーダーが用いられるが、バンバリーミキサー、オープンロール等が用いられてもよい。まず第二ポリマー組成物と発泡剤とが混練され、混練工程の後半において粒状体３が添加されてもよい。第二ポリマー組成物には、必要に応じ、架橋剤、発泡助剤、充填剤、難燃剤、劣化防止剤、紫外線吸収剤、軟化剤、加工助剤、増量剤、抗菌剤等の添加剤が配合されてもよい。
【００１８】
第一基材ポリマーの軟化点は、第二基材ポリマーの軟化点よりも高い。従って、混練中に第二基材ポリマーが軟化しても、第一基材ポリマーからなる粒状体３は軟化しにくく、粒状体３がマトリクス２と融合しにくい。この第二ポリマー組成物では、灰色のマトリクス２中に黒色の粒状体３が分散している。
【００１９】
次に、第二ポリマー組成物からシートが成形される（ＳＴＰ４）。成形はカレンダーロール、押出機等によってなされる。シートは、所定寸法に裁断される。
【００２０】
次に、このシートが成形型に投入され、加熱される（ＳＴＰ５）。この成形型は、板状キャビティを備えたものである。加熱によって粒状体３に含まれる発泡剤及びマトリクス２に含まれる発泡剤が発泡し、発泡成形体が得られる。この発泡成形体が所定寸法に裁断され（ＳＴＰ６）、図１に示されたクッション材１が得られる。発泡成形体が二次成形金型に投入され、クッション材１が成形されてもよい。この場合はクッション材１の表面にスキン層が形成されるので、耐汚染性の観点から好ましい。二次成形金型の内面が微小な凹凸形状とされることにより、クッション材１の表面にシボ加工が施されてもよい。
【００２１】
前述のように粒状体３はマトリクス２と融合しないので、クッション材１の表面及び内部には、発泡によって膨張した粒状体３がマトリクス２とは目視で区別可能な状態で存在している。マトリクス２の色目と粒状体３の色目とは異なっているので、これによってクッション材１が天然石調となる。本明細書において「色目が異なる」とは、対比される対象同士の間で、明度、彩度及び色相のうちの少なくとも１つが明確に異なっていることを意味する。
【００２２】
第二ポリマー組成物を得るための混練温度は、第一基材ポリマーの軟化点Ｔａと第二基材ポリマーの軟化点Ｔｂとの間の温度に設定されるのが好ましい。これにより、混練時の粒状体３の軟化が確実に防止され、より天然石に近い模様が形成される。本明細書において混練温度とは、混練時にポリマー組成物が到達する最高温度を意味する。
【００２３】
第一基材ポリマーの軟化点Ｔａと第二基材ポリマーの軟化点Ｔｂとの差（Ｔａ−Ｔｂ）は、５℃以上が好ましい。差（Ｔａ−Ｔｂ）が５℃未満であると、第二ポリマー組成物の製作（ＳＴＰ３）において第二基材ポリマーを軟化させつつ第一基材ポリマーの軟化を防止するのに困難を伴う。この観点から、差（Ｔａ−Ｔｂ）は１０℃以上がより好ましく、２０℃以上が特に好ましい。差（Ｔａ−Ｔｂ）は、２００℃以下が好ましい。差（Ｔａ−Ｔｂ）が２００℃を超えると、第一ポリマー組成物の製作（ＳＴＰ１）における混練温度が高温に設定される必要があり、工場設備への負荷の上昇、エネルギーの無駄使い等の不都合が生じる。この観点から、差（Ｔａ−Ｔｂ）は１００℃以下がより好ましく、８０℃以下が特に好ましい。本明細書において「軟化点」とは、「ＪＩＳ Ｋ ６９２４−２」の規定に準拠して測定されたビカート軟化温度を意味する。
【００２４】
粒状体３及びマトリクス２に好適な基材ポリマーとしては、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。これらのポリマーのなかでも、焼却処分された場合に有害物質が発生せず、入手が容易なポリオレフィン系プラスチック（エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン等）が好ましい。
【００２５】
互いに軟化点の異なる基材ポリマー同士の組み合わせの具体例としては、以下のものが挙げられる。
（１）軟化点が１００℃から１２０℃であるポリプロピレンが第一基材ポリマーとされ、軟化点が６０℃から８０℃であるエチレン酢酸ビニル共重合体が第
二基材ポリマーとされる場合。
（２）軟化点が６０℃から８０℃であるエチレン酢酸ビニル共重合体が第一基材ポリマーとされ、軟化点が４０℃から５５℃であるエチレン酢酸ビニル共重
合体が第二基材ポリマーとされる場合。
【００２６】
エチレン酢酸ビニル共重合体では、酢酸ビニル成分の含有率が多いほど軟化点が低くなる傾向が見られる。酢酸ビニル成分の含有率が多いエチレン酢酸ビニル共重合体が第一基材ポリマーとされ、酢酸ビニル成分の含有率が少ないエチレン酢酸ビニル共重合体が第二基材ポリマーとされることで、粒状体３とマトリクス２との境界を明確とすることができる。
【００２７】
第二ポリマー組成物における粒状体３の配合量は、目標とされる模様が達成されるように適宜決定される。
【００２８】
クッション材１に含まれる気泡は、独立気泡であっても連続気泡であっても構わない。形状復元力、非吸水性等の観点からは、独立気泡が好ましい。用いられる発泡剤としては、アゾ化合物、ニトロソ化合物、トリアゾール化合物等の熱分解型発泡剤が挙げられる。
【００２９】
粒状体３及びマトリクス２の発泡倍率（気泡が存在する場合の密度に対する気泡が存在しない場合の密度の比）は、１．５倍以上２０倍以下が好ましい。発泡倍率が上記範囲未満であると、クッション材１の衝撃吸収性が不十分となることがある。この観点から、発泡倍率は３倍以上が特に好ましい。発泡倍率が上記範囲を超えると、クッション材１の強度が不足することがある。この観点から、発泡倍率は１５倍以下が特に好ましい。
【００３０】
粒状体３の発泡倍率Ｆａとマトリクス２の発泡倍率Ｆｂとが大幅に異ならないことが好ましい。具体的には、両者の比（Ｆａ／Ｆｂ）は０．２以上５．０以下、特には０．５以上２．０以下が好ましい。これにより、粒状体３とマトリクス２とのなじみがよくなり、ピンホールの発生が抑制される。
【００３１】
発泡後の粒状体３の平均粒径は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、特には０．２ｍｍ以上４ｍｍ以下が好ましい。粒度の異なる２種以上の粒状体３が用いられることで、より天然石に近い模様が達成されうる。
【００３２】
このクッション材１では、灰色のマトリクス２中に黒色の粒状体３が分散した状態が、表面から内部に亘ってまで達成されている。従って、切断して用いられた場合でも、切断面に天然石調の模様が現れる。また、使用によって表面が摩耗しても、摩耗面に天然石調の模様が現れる。このクッション材１は、無釉タイルに類似する。
【００３３】
このクッション材１では粒状体３が黒色に着色されているが、マトリクス２と目視で区別可能な範囲で種々の色目の粒状体３が採用されうる。色目の異なる２種以上の粒状体３が用いられてもよく、これによってクッション材１の意匠性がより向上する。このクッション材１ではマトリクス２が灰色に着色されているが、粒状体３と目視で区別可能な範囲で種々の色目のマトリクス２が採用されうる。
【００３４】
このクッション材１では分散体として粒状体３が用いられているが、線状、棒状、塊状、フィルム状等の形状の分散体が用いられてもよい。分散体の形状は、目標とされる模様が達成されるように、適宜決定される。
【００３５】
図１に示されたクッション材１の模様は御影石に類似しているが、マトリクス２と分散体３との融合を抑制することで、天然石調の模様以外にも、種々の模様が形成可能である。
【００３６】
このクッション材１はタイル風であり、ベランダ床、浴室床、屋内床、洗面所床、ロビー床、プールサイド床等に敷かれる敷物として利用されうる。また、屋内壁、屋外壁、屋根等にも好適に用いられうる。クッション材１が広面積のシート状とされて、敷物や壁材として用いられてもよい。また、クッション材１が電柱カバーとして用いられてもよい。また、クッション材１が椅子、机、シャワーチェアー等の、家具や内装品の部品（座部、背もたれ、肘掛け、天板等）として用いられてもよい。また、クッション材１が、車両（自動車、自転車、二輪車、車いす）の部品（座部、背もたれ、荷台の衝撃吸収シート等）として用いられてもよい。また、クッション材１が梱包材、道具の部品、文具等として用いられてもよい。さらに、住宅周辺や厨房に敷かれるグレーチングの上面に貼り付けられる化粧材として、クッション材１が用いられてもよい。いずれの場合も、クッション材１に衝突する者の衝撃が、気泡によって吸収される。
【００３７】
図２に示された製造方法では、互いに軟化点の異なる第一基材ポリマーと第二基材ポリマーとが用いられることで融合が防止されているが、融合防止の手段はこれには限られない。本明細書において融合とは、異なる物同士が溶けて混ざり合う状態を意味する。
【００３８】
図３は、図１のクッション材１が用いられた敷物ブロック４が示された正面図である。この敷物ブロック４では、クッション材１の下面に硬質板５が積層されている。クッション材１と硬質板５とは、接着剤、熱融着等の手段によって接合されている。この敷物ブロック４では、クッション材１が多少シュリンクした場合でも、硬質板５によって反り返りが抑制される。硬質板５の材質の一例としては、アクリル樹脂が挙げられる。
【００３９】
図４は、他のクッション材６が用いられた敷物ブロック７が示された斜視図である。この敷物ブロック７は、比較的寸法の小さな９枚のクッション材６と、ベース部８とからなる。クッション材６とベース部８とは、接着剤、熱融着等の手段によって接合されている。クッション材６は、図１に示されたクッション材１と同等の製法で製作されたものであり、天然石調の模様を備えている。ベース部８は合成樹脂からなり、硬質である。
【００４０】
ベース部８の４辺の内の隣接する２辺には複数の筒部９が形成されており、他の２辺にはフック部１０が形成されている。この敷物ブロック７が多数連続して敷設される場合は、ある１つの敷物ブロック７の筒部９に、隣接する敷物ブロック７のフック部１０が係合される。換言すれば、筒部９とフック部１０とによって、ジョイントが形成される。これにより、互いに隣接する敷物ブロック７同士が連結される。
【００４１】
個々のクッション材６は前述のように比較的寸法が小さいので、クッション材６がシュリンクを起こしても、敷物ブロック７全体の反り返りは抑制される。
【００４２】
図５は、さらに他のクッション材１１が用いられたポール１２が示された正面図である。このポール１２は、クッション材１１と支持棒１３とから構成されている。クッション材１１は略円柱状であり、環状の凹陥部１４を備えている。この凹陥部１４に、反射テープが巻かれてもよい。このクッション材１１も、図１に示されたクッション材１１と同等の製法で製作されたものであり、天然石調の模様を備えている。支持棒１３の上部はクッション材１１に埋設されており、支持棒１３とクッション材１１とは堅固に接合されている。このポール１２は、例えば自動車の進入を阻止する目的で、一般道と歩行者専用道路との境界部分、公園の入口等に設置される。設置時には、支持棒１３の下部が地面にさし込まれる。このポール１２に歩行者や自転車が衝突しても、クッション材１１によって衝撃が吸収される。クッション材１１は天然石調の模様を備えているので、公園等の風景に調和する。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の製造方法によって、例えば天然石のように、色目の異なる２以上の領域からなる模様を備えたクッション材を得ることができる。この製造方法では、ピンホールの発生が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法によって得られたクッション材が示された斜視図である。
【図２】図２は、図１のクッション材の製造方法の一例が示されたフロー図である。
【図３】図３は、図１のクッション材が用いられた敷物ブロックが示された正面図である。
【図４】図４は、他のクッション材が用いられた敷物ブロックが示された斜視図である。
【図５】図５は、さらに他のクッション材が用いられたポールが示された正面図である。
【符号の説明】
１、６、１１・・・クッション材
２・・・マトリクス
３・・・粒状体
４、７・・・敷物ブロック
５・・・硬質板
８・・・ベース部
９・・・筒部
１０・・・フック部
１２・・・ポール
１３・・・支持棒
１４・・・凹陥部

Claims (5)

1. 発泡剤と第一基材ポリマーとを混練して第一ポリマー組成物を得る工程と、
   この第一ポリマー組成物を微細化して分散体を得る工程と、
   この分散体と発泡剤と第二基材ポリマーとを、分散体と第二基材ポリマーとが融合しないように混練し、分散体とこの分散体とは色目が異なるマトリクスとを備えた第二ポリマー組成物を得る工程と、
   この第二ポリマー組成物を加熱して分散体中の発泡剤及びマトリクス中の発泡剤を発泡させる工程と
   を含むクッション材の製造方法。
2. 上記第一基材ポリマーの軟化点が第二基材ポリマーの軟化点よりも高い請求項１に記載の製造方法。
3. 上記第二ポリマー組成物を得るための混練温度が、第一基材ポリマーの軟化点と第二基材ポリマーの軟化点との間の温度である請求項２に記載の製造方法。
4. 上記第一基材ポリマーの軟化点Ｔａと第二基材ポリマーの軟化点Ｔｂとの差（Ｔａ−Ｔｂ）が２００℃以下である請求項２又は請求項３に記載の製造方法。
5. 上記第一基材ポリマーの軟化点Ｔａと第二基材ポリマーの軟化点Ｔｂとの差（Ｔａ−Ｔｂ）が５℃以上１００℃以下である請求項４に記載の製造方法。

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