JP4663280B2 - Method for manufacturing a three-dimensional structure having needle-like protrusions on one side - Google Patents
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
- B29C51/26—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C51/30—Moulds
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
本発明は、樹脂による片面に細くて高い針状突起を有する立体構造物を、生産性良く製造できる製造方法に関する。 The present invention relates to a production method capable of producing a three-dimensional structure having thin and high needle-like protrusions on one side with good productivity.
従来は、樹脂シートの両面に突起を形成させた種々の立体構造物の製法が提案されてきた(例えば、特公昭62−15330号、特公平5−12139号など)。しかしこれらの両面エンボス法等では、突起の高さを大きくすることができなかった。それに対して、針状物体を樹脂シートに対して垂直方向に移行させる手段が提案されている(例えば、特開昭48−75678号)。しかし、この開示されている立体構造物は、有用な構造物ではあるが、それを安定して連続的に製造する手段がないため、工業的には発展しておらず、これらの構造物を安定して製造できる手段が求められていた。特に針状突起の突起の幅に対して高さの高い構造体は、成型品の型からの離脱が困難で、安定して製造することが困難であった。また、この開示された構造物は成形された突起の先端が厚く、使用されている樹脂が有効に利用されておらず、無駄な贅肉になっているばかりでなく、この構造体を他のシート類と接合するために熱溶融する場合は、溶融のための熱エネルギーが多く必要であり、その過剰の熱で、突起の先端が変形して、品質が安定しない場合もあった。さらにこの開示されている構造物は、カサ高性があって圧縮強度の大なる性質のみが求められており、その突起の内部の空洞が積極に有効利用されていなかった。 Conventionally, methods for producing various three-dimensional structures in which protrusions are formed on both surfaces of a resin sheet have been proposed (for example, Japanese Patent Publication No. 62-15330, Japanese Patent Publication No. 5-12139). However, these double-sided embossing methods cannot increase the height of the protrusions. On the other hand, means for moving the needle-like object in a direction perpendicular to the resin sheet has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 48-75678). However, although the disclosed three-dimensional structure is a useful structure, it has not been industrially developed because there is no means for stably and continuously producing it. There has been a demand for means capable of stable production. In particular, a structure having a high height with respect to the width of the protrusions of the needle-like protrusions is difficult to remove from the mold of the molded product and is difficult to manufacture stably. Further, the disclosed structure has a thick tip of the molded protrusion, and the used resin is not effectively used, resulting in a wasteful extravagant structure. In the case of hot-melting for bonding with a metal, a large amount of heat energy is required for melting, and the tip of the protrusion may be deformed by the excessive heat, and the quality may not be stable. Furthermore, this disclosed structure is only required to have a high bulkiness and a high compressive strength, and the cavities inside the protrusions have not been actively utilized.
本発明は、上記従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、カサ高で柔軟性を有するにもかかわらず耐圧性を有する構造物として、熱可塑性シートの片面に細くて高い突起を有する立体構造物を、連続して安定して製造できる手段を提供することにある。また他の目的は、本発明の突起構造の先端の肉厚を薄くした構造物を提供することにある。 The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned disadvantages of the prior art, and the object of the present invention is to provide a structure having a pressure resistance despite having high rigidity and flexibility, as a thermoplastic sheet. An object of the present invention is to provide means for continuously and stably producing a three-dimensional structure having a thin and high protrusion on one side. Another object is to provide a structure in which the thickness of the tip of the projection structure of the present invention is reduced.
本発明は上記の目的を達成するためになされたものであって、製造方法としての特徴は次の通りである。本発明は、樹脂の荷重たわみ温度以上であることによって流動性を有している樹脂シートの片面の側に、多数の針状型が基板と一体化されて設けられており、樹脂シートの別の面の側には、針状型の突起に対応した位置に孔が開けられている孔開き押さえ板が、針状型が樹脂シートを貫通する際に樹脂シートを背後から支えるように設けられており、針状型が孔開き押さえ板の孔の中に嵌入するように、樹脂シートに対して垂直方向に動くことによって、樹脂シートが変形されて片面に針状突起が形成される立体構造物の製造方法において、孔開き押さえ板および/または基板の背後に孔開き押さえ板の多数の孔または基板の多数の針状型を覆う圧空室が設けられており、圧空室のエアーを、針状突起が形成された樹脂シート側に噴出させることで、孔開き押さえ板および/または基板と、成形された立体構造物とが分離されることを特徴とする、片面に針状突起を有する立体構造物の製造方法に関する。また本発明は、樹脂の荷重たわみ温度以上であることによって流動性を有している樹脂シートの片面の側に、多数の針状型が基板と一体化されて設けられており、樹脂シートの別の面の側には、針状型の突起に対応した位置に孔が開けられている孔開き押さえ板が、針状型が樹脂シートを貫通する際に樹脂シートを背後から支えるように設けられており、針状型が該孔開き押さえ板の孔の中に嵌入するように、樹脂シートに対して垂直方向に動くことによって、樹脂シートが変形されて片面に針状突起が形成される立体構造物の製造方法において、孔開き押さえ板の背後に孔開き押さえ板の多数の孔または基板の多数の針状型を覆う圧空室が設けられており、針状突起が形成される樹脂シート側よりエアーが圧空室へ吸引される、片面に針状突起を有する立体構造物の製造方法に関する。また本発明は、樹脂の荷重たわみ温度以上であることによって流動性を有している樹脂シートの片面の側に、多数の針状型が基板と一体化されて設けられており、樹脂シートの別の面の側には、針状型の突起に対応した位置に孔が開けられている孔開き押さえ板が、針状型が樹脂シートを貫通する際に樹脂シートを背後から支えるように設けられており、針状型が孔開き押さえ板の孔の中に嵌入するように、樹脂シートに対して垂直方向に動くことによって、樹脂シートが変形されて片面に針状突起が形成される立体構造物の製造方法において、基板の表面に多数の針状型の突起に対応した位置に孔を有する離型板が設けられており、立体構造物が成形された後、該離型板が樹脂シートの方向に垂直に移行することにより、該基板と該成形された立体構造物が分離されることを特徴とする、片面に針状突起を有する立体構造物の製造方法。また本発明は、樹脂の荷重たわみ温度以上であることによって流動性を有している樹脂シートの片面の側に、多数の針状型が基板と一体化されて設けられており、樹脂シートの別の面の側には、針状型の突起に対応した位置に孔が開けられている孔開き押さえ板が、該針状型が該樹脂シートを貫通する際に樹脂シートを背後から支えるように設けられており、針状型が該孔開き押さえ板の孔の中に嵌入するように、樹脂シートに対して垂直方向に動くことによって、樹脂シートが変形されて片面に針状突起が形成される立体構造物の製造方法において、孔開き押さえ板の背後に孔開き押さえ板の多数の孔を覆う離型板が設けられており、立体構造物が成形された後、離型板が成形された針状突起の先端を押し圧するように垂直に移行することにより、該孔開き押さえ板と該成形された立体構造物とが互いに分離される、片面に針状突起を有する立体構造物の製造方法に関する。さらに本発明は、前記離型板の背後に孔開き押さえ板の多数の孔を覆う圧空室が設けられ、圧空室からエアーが噴出または吸引されることを特徴とする、立体構造物の製造方法に関する。 The present invention has been made to achieve the above object, and features as a manufacturing method are as follows. In the present invention, a large number of needle-shaped molds are integrated with a substrate on one side of a resin sheet having fluidity when the temperature is higher than the deflection temperature of the resin. of the side surfaces, an aperture retainer plate holes at positions corresponding to the needle-like type of projections is opened, provided to bear upon the needle-type penetrate the resin sheet a resin sheet from behind The resin sheet is deformed to form needle-like protrusions on one side by moving in a direction perpendicular to the resin sheet so that the needle-shaped mold fits into the hole of the perforated pressure plate. In the manufacturing method of the structure, a compressed air chamber that covers a large number of holes in the perforated pressure plate and / or a large number of needle-shaped molds on the substrate is provided behind the perforated pressure plate and / or the substrate. It is ejected to the resin sheet side where the acicular protrusion is formed. And in the pressing plate and / or substrate aperture, and three-dimensional structure which is molded, characterized in that the separated, a method of manufacturing a three-dimensional structure having needle-like protrusions on one side. In the present invention, a plurality of needle-shaped molds are integrated with the substrate on one side of the resin sheet having fluidity when the temperature is higher than the resin deflection temperature. on the side of the other side, as apertured retainer plate holes at positions corresponding to the needle-like type of projections is opened, support when the needle-type penetrate the resin sheet a resin sheet from behind The resin sheet is deformed to form needle-like protrusions on one side by moving in a direction perpendicular to the resin sheet so that the needle-shaped mold is inserted into the hole of the perforated pressing plate. In the method of manufacturing a three-dimensional structure, a pressure chamber is provided behind the perforated pressing plate to cover a large number of holes of the perforated pressing plate or a large number of needle-shaped molds of the substrate, and a resin on which needle-like protrusions are formed Air is sucked into the compressed air chamber from the seat side, needle-like on one side The method for producing a three-dimensional structure having raised. In the present invention, a plurality of needle-shaped molds are integrated with the substrate on one side of the resin sheet having fluidity when the temperature is higher than the resin deflection temperature. on the side of the other side, as apertured retainer plate holes at positions corresponding to the needle-like type of projections is opened, support when the needle-type penetrate the resin sheet a resin sheet from behind The resin sheet is deformed to form needle-like protrusions on one side by moving in a direction perpendicular to the resin sheet so that the needle-shaped mold fits into the hole of the perforated pressing plate. In the method of manufacturing a three-dimensional structure, a release plate having holes is provided on the surface of the substrate at positions corresponding to a large number of needle-shaped protrusions, and after the three-dimensional structure is molded, the release plate is By moving perpendicular to the direction of the resin sheet, the substrate and the molded Three-dimensional structure is characterized in that it is separated with, method of producing a three-dimensional structure having needle-like protrusions on one side. In the present invention, a plurality of needle-shaped molds are integrated with the substrate on one side of the resin sheet having fluidity when the temperature is higher than the resin deflection temperature. on the side of the other side is perforated retainer plate holes at positions corresponding to the needle-like type of projections is opened, support the resin sheet from behind when acicular type penetrate the resin sheet By moving in a direction perpendicular to the resin sheet so that the needle mold fits into the hole of the perforated pressure plate, the resin sheet is deformed and needle-like protrusions are formed on one side. In the method for manufacturing a three-dimensional structure to be formed, a release plate that covers many holes of the perforated presser plate is provided behind the perforated presser plate, and after the three-dimensional structure is molded, the release plate is To move vertically to press the tip of the shaped needle-like protrusion More, a three-dimensional structure which is the molded with pores open pressing plate are separated from each other, a method for producing a three-dimensional structure having needle-like protrusions on one side. Further, the present invention provides a three-dimensional structure manufacturing method, characterized in that a compressed air chamber is provided behind the release plate to cover a large number of holes of the perforated pressing plate, and air is ejected or sucked from the compressed air chamber. About.
本発明は、樹脂シートの片面に、針状突起を有することを特徴とする。樹脂は、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリカーボネート、ナイロン6やナイロン66等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリ塩化ビニルやポリ塩化ビニリデン等のビニル樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル酸メチル樹脂等のアクリル樹脂、ポリテトラフロロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂等の熱可塑性樹脂が好んで使用される。さらに、エポキシ樹脂やフェノール樹脂、尿素樹脂等の熱硬化性樹脂であっても、加熱等によって、以下に示す荷重たわみ温度以上で流動性を示す樹脂であれば使用することができる。また、上記の樹脂は、単体で使用されるばかりでなく、ブレンド等により樹脂相互を組み合わせて使用することも出来、さらに可塑剤や充填剤、酸化防止剤、安定剤、滑剤等の添加剤等を加えて使用することもできる。本発明は、土木用等にも使用されるので、ポリ乳酸系やポリブチレンサクシネート系等の生分解性樹脂や、ビニルケトン系ポリマー等の光分解性樹脂などの分解性樹脂も好ましい。また、本発明は柔らかい立体構造物をも目的としており、SBSやポリウレタン等の熱可塑性エラストマーも使用することができる。
The present invention is characterized by having needle-like protrusions on one side of the resin sheet. Resins include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyamides such as polycarbonate, nylon 6 and
本発明は、樹脂シートの片面に、その樹脂シートの一部が変形されることによって形成された針状突起を有するが、そのシートは、上記樹脂がシート状に成形されたものを意味する。シートは、厚みにおいて特に制限はなく、通常フィルムや膜と呼ばれるものも含むが、厚みは、好ましくは10μm以上であって2mm以下、さらに好ましくは50μm以上であって1mm以下、100μm以上であって0.5mm以下が最も好ましい。10μmに達しない場合や2mmを越える場合は、安定して成形することが困難だからである。 The present invention has needle-like protrusions formed by deforming a part of the resin sheet on one side of the resin sheet, and the sheet means that the resin is formed into a sheet shape. The sheet is not particularly limited in thickness, and usually includes what is called a film or a film. However, the thickness is preferably 10 μm or more and 2 mm or less, more preferably 50 μm or more and 1 mm or less, 100 μm or more. Most preferably 0.5 mm or less. This is because when it does not reach 10 μm or exceeds 2 mm, it is difficult to form stably.
本発明は、樹脂シートの片面に、その樹脂シートの一部が変形されることによって形成された多数の針状突起を有する立体構造物であることを特徴とする。片面に突起を有することにより、カサ高性を大きくでき、空隙の大きな構造とすることができ、断熱性も大きな構造とすることができるからである。また、このように片面に針状突起を有することにより、柔軟性も増すことができた。また、「多数」のとは、樹脂シート上に10個以上、好ましくは数10個、大きい場合は、数百個、数千個以上の突起を有する。また、本発明は、多数の突起を有するシートを連続して製造されることにも特徴がある。さらに、片面突起であるため、両面突起に比較して針状突起の数を大きくできるので、圧縮強度をアップでき、その突起の先端でシート状物と接合すると、接合点の数が多いので剥離強度が強く、また、シート表面の平滑性も良くなる。 The present invention is a three-dimensional structure having a large number of needle-like protrusions formed by deforming a part of the resin sheet on one side of the resin sheet. This is because by having protrusions on one surface, the bulkiness can be increased, a structure with a large gap can be formed, and a heat insulation can also be formed with a large structure. In addition, by having the needle-like protrusion on one side as described above, the flexibility could be increased. The term “many” means that there are 10 or more, preferably several tens, or several hundreds or thousands of protrusions on the resin sheet. The present invention is also characterized in that a sheet having a large number of protrusions is continuously produced. Furthermore, since it is a single-sided protrusion, the number of needle-like protrusions can be increased compared to double-sided protrusions, so that the compressive strength can be increased. The strength is strong and the smoothness of the sheet surface is improved.
本発明の立体構造物の製造方法の例として、樹脂の荷重たわみ温度以上であることにより流動性を有している樹脂シートに対して、多数の針状型が基板と一体化しており、その基板の針状型が樹脂シートに対して垂直方向に移行し、樹脂シートに貫入することによって、樹脂シートが変形される。そして、変形状態を維持した状態で冷却または凝固することにより、片面に針状突起を有する構造体を製造することができる。樹脂の荷重たわみ温度は、JISK7207により定められ、熱変形温度とも呼ばれる。本発明に使用される荷重たわみ温度においては、B法、即ち試験片に加える曲げ応力は、平方センチメータ当たり45.1Nである。樹脂の荷重たわみ温度以上では、樹脂シートは針状の突起物で変形することができ、荷重たわみ温度より30℃以上が好ましく、50℃以上がさらに好ましく、80℃以上が最も好ましい。荷重たわみ温度に達しない場合でも変形はできるが、変形に時間を要し、生産性が悪い。樹脂シートの軟化は、温度効果ばかりでなく、ポリビニルアルコールにおける水溶媒や、ポリ塩化ビニル樹脂における可塑剤のように、溶媒や可塑剤などによる化学的に軟化させる場合があるが、その場合でも、樹脂シートが荷重たわみ温度以上であることが要件とされる。 As an example of the manufacturing method of the three-dimensional structure of the present invention, many needle-shaped molds are integrated with the substrate with respect to the resin sheet having fluidity due to being higher than the deflection temperature of the resin. When the needle-shaped mold of the substrate moves in the direction perpendicular to the resin sheet and penetrates into the resin sheet, the resin sheet is deformed. And the structure which has a needle-like protrusion on one side can be manufactured by cooling or solidifying in the state which maintained the deformation | transformation state. The deflection temperature under load of the resin is determined by JISK7207 and is also referred to as a heat distortion temperature. At the load deflection temperature used in the present invention, the B method, i.e., the bending stress applied to the specimen, is 45.1 N per square centimeter. Above the load deflection temperature of the resin, the resin sheet can be deformed by needle-like protrusions, preferably 30 ° C. or more, more preferably 50 ° C. or more, and most preferably 80 ° C. or more than the load deflection temperature. Deformation is possible even when the deflection temperature under load is not reached, but the transformation takes time and productivity is poor. The softening of the resin sheet is not only a temperature effect, but may be chemically softened by a solvent or a plasticizer, such as a water solvent in polyvinyl alcohol or a plasticizer in a polyvinyl chloride resin. It is a requirement that the resin sheet is at or above the deflection temperature under load.
本発明の製造方法における樹脂シートを変形させる針状型は、突起の高さhが3mm以上であって、hの1/2における幅wが、h≧3wであることが好ましい。なお、針状型は、針状の細長い形状で、針の径は一定でもよいが、先細のテーパ形状であってもよい。このような形状にすることにより、細長く高い針状突起が実現でき、本発明の柔軟ではあるが耐圧性のある立体構造物が実現できるからである。なお、針状型の高さhは、3mm以上であって、好ましくは200mm以下、さらに好ましくは5mm以上であって100mm以下であり、8mm以上であって50mm以下であることが最も好ましい。3mmに達しない場合は、本発明の立体構造としてのカサ高性を満足することができず、200mmを越える場合は、本発明の細長い突起を安定して製造するのに困難な場合がある。また、針状型の高さhの1/2の位置における幅wは、h≧3wであって、好ましくはh≦100w、さらに好ましくはh≧5wであってh≦70w、h≧10wであってh≦50wであることが最も好ましい。これらの範囲にすることにより、製造された立体構造物がカサ高性や空隙率を大きくでき、さらに柔軟性のある構造とすることができるからである。なお、h<3wの場合では、本発明の立体構造としてのカサ高性を満足することができない場合があり、h>100wでは、本発明の細長い突起を安定して製造するのに困難な場合があるからである。なお、針状型は必ずしも円錐状の対称的な形状のみを意味するものではなく、wにおける断面が楕円や四角、三角等の種々の形状を有することもできる。この場合におけるwの値は、1/2hにおける断面での最も小さい値を採用する。なお、hやwの測定は、ランダムに選んだ30点の突起を測定し、算術平均して求める。 In the needle mold for deforming the resin sheet in the production method of the present invention, the height h of the protrusion is preferably 3 mm or more, and the width w at 1/2 of h is preferably h ≧ 3w. The needle-shaped mold has a needle-like elongated shape, and the diameter of the needle may be constant, but may be a tapered shape. This is because, by adopting such a shape, a long and narrow needle-like projection can be realized, and a flexible but pressure-resistant three-dimensional structure of the present invention can be realized. The height h of the needle-shaped mold is 3 mm or more, preferably 200 mm or less, more preferably 5 mm or more and 100 mm or less, and most preferably 8 mm or more and 50 mm or less. If it does not reach 3 mm, the bulkiness of the three-dimensional structure of the present invention cannot be satisfied, and if it exceeds 200 mm, it may be difficult to stably produce the elongated protrusions of the present invention. Further, the width w of the needle-shaped mold at the half height h is h ≧ 3w, preferably h ≦ 100w, more preferably h ≧ 5w, h ≦ 70w, h ≧ 10w. Most preferably, h ≦ 50w. This is because, by making these ranges, the manufactured three-dimensional structure can increase the bulkiness and porosity, and can have a more flexible structure. In addition, when h <3w, it may not be possible to satisfy the bulkiness of the three-dimensional structure of the present invention, and when h> 100w, it is difficult to stably manufacture the elongated protrusions of the present invention. Because there is. The needle-shaped mold does not necessarily mean only a conical symmetrical shape, and the cross section at w can have various shapes such as an ellipse, a square, and a triangle. As the value of w in this case, the smallest value in the cross section at 1 / 2h is adopted. In addition, the measurement of h and w is obtained by measuring 30 projections selected at random and arithmetically averaging them.
本発明の多数の針状型は、基板と一体化している。一体化は、一体的に同一素材で機械加工された場合であってもよいが、針を基板にねじ止めや溶接、接着剤接合、かしめ等の手段で接合してもよい。本発明の細くて長い針状型のもう一つの利点は、針状であるので、装置としての針状型も、製品の針状突起も、熱容量が小さいので冷却効率がよく、生産性が良いことである。また、圧縮強度向上には、単に形状のみでなく、成型時に付与される溶融時の変形による分子配向効果も大きい。本発明は、変形率が大きく、また冷却効率も大きいことより、分子配向を大きくすることができるという特徴もある。 Many needle molds of the present invention are integrated with a substrate. The integration may be a case of being integrally machined with the same material, but the needle may be bonded to the substrate by means such as screwing, welding, adhesive bonding, or caulking. Another advantage of the thin and long needle-shaped mold according to the present invention is that it is needle-shaped. Therefore, both the needle-shaped mold as the device and the needle-shaped protrusion of the product have a small heat capacity, so the cooling efficiency is good and the productivity is good. That is. Further, in order to improve the compressive strength, not only the shape but also the molecular orientation effect due to the deformation at the time of melting imparted during molding is great. The present invention is also characterized in that the molecular orientation can be increased because the deformation rate is large and the cooling efficiency is also large.
本発明における立体構造物の製造においては、多数の針状型の突起に対応した孔を有する孔開き押さえ板が、樹脂シートの背後に設けられており、針状型が樹脂シートを貫通する際、樹脂シートを背後から支えるように配置されている。そして、針状型が孔開き押さえ板の孔の中に嵌入するように、樹脂シートに対して垂直方向に動くことによって、樹脂シートが変形されてシートの片面に針状突起が形成される。この孔開き押さえ板は、嵌入(または貫入)してくる針状型の力を、シートの背後から力学的に支える機能と、樹脂シートの片面に形成される突起の径を決める形状因子として機能を有する。同じ針状型が貫入される場合であっても、孔開き押さえ板の孔の径を変えることで、異なる径(即ちW)を有する立体構造物とすることができる。この孔開き押さえ板の孔の入口や出口は、面取りが施され、成形時に傷が入らないようにする配慮がされていることが望ましい。また、この孔開き押さえ板の表面や孔にシリコン系やフッ素樹脂系の離型剤等の離型作用のあるもので表面処理されていることが望ましい。 In the production of three-dimensional structure in the present invention is perforated pressing plate having holes corresponding to the number of needle-shaped protrusions are provided after the back of the resin sheet, the needle-type penetrate the resin sheet time, is arranged to support the resin sheet from behind. Then, the resin sheet is deformed to form needle-like protrusions on one side of the sheet by moving in a direction perpendicular to the resin sheet so that the needle-shaped mold is fitted into the hole of the perforated pressing plate. The apertured retainer plate is fitted into (or penetration) and come force of the acicular type, a function of mechanically supporting the behind of the sheet, as the shape factor which determines the diameter of the protrusions formed on one surface of the resin sheet It has a function. Even when the same needle mold is inserted, a three-dimensional structure having a different diameter (ie, W) can be obtained by changing the diameter of the hole of the perforated pressing plate. It is desirable that the entrance and exit of the hole of the perforated pressure plate be chamfered so that no damage is caused during molding. In addition, it is desirable that the surface and holes of the perforated pressing plate are surface-treated with a releasing agent such as a silicon-based or fluororesin-based releasing agent.
本発明における立体構造物の製造における孔開き押さえ板および/または基板の背後に圧空室が設けられていることが好ましい。背後とは、樹脂シートが成形されている側と反対側を意味する。圧空室は、気体が加圧状態または負圧状態に維持されている部屋をいう。孔開き押さえ板および基板には、圧空室からの気体を針状突起が形成された樹脂シート側に導く孔またはスリットが設けられていることが好ましい。しかし、孔開き押さえ板の場合は、針状型に対応した位置に開けられている孔をそのまま使用することもできる。気体は、通常はエアーが使用されるが、樹脂の酸化を避けたい場合は、窒素ガス等の他のガスが使用され、樹脂シートを加湿したい場合は、水蒸気を含むエアーが使用される場合もある。まず、圧空室が加圧状態で、圧空室からのエアーを針状突起が形成される樹脂シート側に噴出させる場合について説明する。圧空室の加圧エアーを針状突起が形成された樹脂シート側に噴出させることにより、成形品、孔開き押さえ板、基板等が冷却されることで、安定に成形され、また成形速度が速まる。また、この圧空室のエアー圧により、エアーを針状突起が形成された樹脂シート側に噴出させることにより、成形された樹脂シートが孔開き押さえ板および基板から安定して分離していき、この面からも安定に成形され、また成形速度を早めることができる。 It is preferable that a pressurized air chamber is provided behind the perforated pressing plate and / or the substrate in the manufacture of the three-dimensional structure in the present invention. The back means the side opposite to the side on which the resin sheet is molded. A pressurized air chamber refers to a room in which gas is maintained in a pressurized state or a negative pressure state. It is preferable that the hole holding plate and the substrate are provided with a hole or a slit for guiding the gas from the compressed air chamber to the resin sheet side on which the needle-like protrusions are formed. However, in the case of a perforated pressure plate, a hole opened at a position corresponding to the needle-shaped mold can be used as it is. The gas is usually air, but if you want to avoid oxidation of the resin, other gases such as nitrogen gas are used, and if you want to humidify the resin sheet, air containing water vapor may be used. is there. First, the case where the pressure chamber is pressurized and the air from the pressure chamber is ejected to the resin sheet side where the needle-like protrusions are formed will be described. By blowing the pressurized air from the compressed air chamber toward the resin sheet on which the needle-like protrusions are formed, the molded product, perforated pressing plate, substrate, etc. are cooled, so that the molding is stably performed and the molding speed is increased. . In addition, the air pressure in the compressed air chamber causes air to be ejected toward the resin sheet on which the needle-like protrusions are formed, so that the molded resin sheet is stably separated from the perforated pressing plate and the substrate. It can be stably molded from the surface, and the molding speed can be increased.
次に、圧空室が負圧状態に維持されており、針状突起が形成される樹脂シート側より圧空室へエアーが吸引される場合について説明する。溶融樹脂シートから針状突起が形成される成形工程の初期で、孔開き押さえ板側に設けられた圧空室に溶融樹脂シート側よりエアーが流入することで、針状型の針状突起を成形することを助ける。即ち、針状型による変形では、局部的に力がかかる場合があり、肉厚ムラや破れなどが生ずる場合がある。それを、この吸引作用で、シート全面に変形力が加わり、安定した変形が可能になった。また、エアーの流れができることは、成形された針状突起や孔開き押さえ板の冷却効果もある。さらに、針状型のみによる変形では、針状型は冷却されているので、針状突起の先端が厚くなる傾向があるが、この負圧吸引で、針状突起の先端部が薄くすることができる特徴を有する。針状突起の先端を薄くすることで、針状突起がしなやかになり、また、針状突起の先端で他のシート状物と接合する場合、先端の溶融接合が容易になった。この負圧吸引による針状突起の形成の補助作用は、針状突起の形成過程の初期に行われるのに対して、上記の加圧状態の圧空室を使用する場合は、針状突起の形成過程の終期に行われる。 Next, the case where the pressure chamber is maintained in a negative pressure state and air is sucked into the pressure chamber from the resin sheet side where the needle-like protrusions are formed will be described. At the beginning of the molding process in which needle-shaped protrusions are formed from the molten resin sheet, the needle-shaped needle-shaped protrusions are formed by air flowing from the molten resin sheet side into the pressure chamber provided on the perforated pressure plate side. To help. That is, in the deformation by the needle-shaped mold, a force may be locally applied, and uneven thickness or tearing may occur. Due to this suction action, a deformation force is applied to the entire surface of the sheet, enabling stable deformation. In addition, the ability to flow air also has the effect of cooling the molded needle-like protrusions and the perforated pressing plate. Furthermore, in the deformation using only the needle-shaped mold, since the needle-shaped mold is cooled, the tip of the needle-shaped protrusion tends to be thick, but this negative pressure suction may make the tip of the needle-shaped protrusion thin. It has the characteristics that can. By making the tip of the needle-like projection thin, the needle-like projection becomes flexible, and when joining the other sheet-like material at the tip of the needle-like projection, the tip can be easily melt-joined. The auxiliary action of the formation of the needle-like protrusion by the negative pressure suction is performed at the beginning of the process of forming the needle-like protrusion, whereas the formation of the needle-like protrusion is performed when the above-described pressurized air chamber is used. At the end of the process.
本発明における立体構造物の製造における針状型と一体化している基板には、基板の表面に針状型の突起に対応した孔を有する離型板が設けられていることが好ましい。この離型板が、針状突起を有する立体構造物が成形された後、その離型板が樹脂シートの方向に垂直に移行することにより、その針状型と成形された立体構造物を安定して分離していくこができ、また成形速度を速めることができる。この離型板は、アルミニウム、銅、ステンレス、鋼材等の金属で作成されていることが望ましい。金属からなる離型板の持っている熱容量で、針状型や成形された立体構造物が冷却され、安定に成形され、また成形速度が速まるからである。本発明の針状突起は、細く高さが高いので、このような離型板が垂直に移行することで、安定して型離れできるようにする必要がある。この離型板の垂直移行の手段は、発明を実施するための最良の手段の項で例示するものの他、磁気を利用する手段や、負圧吸引力や圧気を利用して基板を上下することもできる。 In the substrate integrated with the needle-shaped mold in the production of the three-dimensional structure in the present invention, it is preferable that a release plate having holes corresponding to the protrusions of the needle-shaped mold is provided on the surface of the substrate. After this mold release plate is molded into a three-dimensional structure with needle-like projections, the mold release plate moves perpendicularly to the direction of the resin sheet, thereby stabilizing the needle-shaped mold and the three-dimensional structure formed. Can be separated and the molding speed can be increased. This release plate is preferably made of a metal such as aluminum, copper, stainless steel or steel. This is because the needle-shaped mold and the molded three-dimensional structure are cooled and stably molded by the heat capacity of the metal release plate, and the molding speed is increased. Since the needle-like projections of the present invention are thin and have a high height, it is necessary to make it possible to release the mold stably by moving such a release plate vertically. In addition to those exemplified in the section of the best means for carrying out the invention, the means for vertical movement of the release plate is not limited to means using magnetism, or moving the substrate up and down using negative pressure suction force or pressure. You can also.
なお、本発明における離型板は、孔開き押さえ板側にも設けることができる。針状型等により成形された立体構造物の針状突起の先端が、孔開き押さえ板の裏面に飛び出している場合、その飛び出している針状突起の先端を離型板が垂直に移動して押し当て、逆に孔開き押さえ板側に押し込むようにすることができる。その場合の孔開き押さえ板は平板でよい。このような孔開き押さえ板側の離型板は、本発明の立体構造物が硬質塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の硬質の樹脂である場合に特に有効である。 The release plate in the present invention can also be provided on the perforated pressing plate side. If the tip of the needle-like protrusion of the three-dimensional structure formed by a needle-shaped mold or the like is protruding to the back surface of the perforated presser plate, the mold release plate moves vertically over the tip of the protruding needle-like protrusion. On the contrary, it can be pushed into the perforated pressure plate side. In this case, the perforated pressing plate may be a flat plate. Such a release plate on the perforated pressing plate side is particularly effective when the three-dimensional structure of the present invention is a hard resin such as a hard vinyl chloride resin or a polycarbonate resin.
この孔開き押さえ板側に設けられた離型板に多数の小孔を設けられており、その背後に圧空室を設けることもできる。圧空室から送られてくるエアーが小孔を通じて針状突起の先端を冷却しながら、圧空室と一体化したこの離型板で針突起の先端を押し込むように構成されていることが望ましい。またこの圧空室は、針状突起の成形初期において、負圧吸引室としてエアーを吸引することで、針状突起の成形を助けて成形を安定させ、また、成型物の先端を薄くするなど、成型物の品質向上させることもできる。 A large number of small holes are provided in the release plate provided on the perforated pressing plate side, and a pressurized air chamber can be provided behind the small holes. It is desirable that the tip of the needle protrusion is pushed in by the release plate integrated with the pressure chamber while the air sent from the pressure chamber cools the tip of the needle-like protrusion through the small hole. In addition, this air pressure chamber is a negative pressure suction chamber at the initial stage of forming the needle-like protrusions, thereby helping to form the needle-like protrusions to stabilize the molding, and thinning the tip of the molded product. The quality of the molded product can also be improved.
次に、本発明の立体構造物を圧空室や離型板を備えた連続的製法について説明する。前記の針状型が固定されている基板が、多数連結して連続循環するコンベアA上に固定されている。また、そのコンベアAと対になるコンベアBが一対、向き合って設置されており、コンベアBには、孔開き押さえ板が設けられている。そして、針状型が樹脂シートを貫通する際、樹脂シートを背後から、この孔開き押さえ板が支えるように構成されている。その一対の連続循環するコンベアA、B間に荷重たわみ温度以上に加熱された樹脂が連続的に挿入される。この挿入された樹脂シートに対して、その基板が垂直方向に移行させる機構により、針状型が樹脂シートに貫通され、樹脂シートの片面に突起を形成させることによって連続的に立体構造物が成形される。従来の連続するコンベアに直接樹脂シートを挟み込む方式では、本発明の針状型の針が長いので、樹脂シートを挟み込む際に針が斜めに刺さり、安定した成形ができない。本発明では、挟み込む際に、基板や孔開き押さえ板を樹脂シートに対して垂直移行させることでこの問題を解決した。この基板や孔開き押さえ板の垂直移行は、種々の手段を用いることができ、移行は、基板だけ垂直に移行してもよいし、コンベアと一体になって移行してもよい。 Next, a continuous manufacturing method in which the three-dimensional structure of the present invention is provided with a pressure chamber and a release plate will be described. A large number of substrates on which the needle-shaped molds are fixed are fixed on a conveyor A that is continuously connected and circulated. In addition, a pair of conveyors B that are paired with the conveyor A are installed facing each other, and the conveyor B is provided with a perforated pressing plate. The needle type when passing through the resin sheet, the resin sheet from behind, and is configured to the apertured retainer plate support. Resin heated above the deflection temperature under load is continuously inserted between the pair of continuously circulating conveyors A and B. A three-dimensional structure is continuously formed by forming a protrusion on one side of the resin sheet by penetrating the resin sheet through a mechanism in which the substrate moves vertically with respect to the inserted resin sheet. Is done. In the conventional method in which the resin sheet is directly sandwiched between continuous conveyors, the needles of the present invention are long, so that when the resin sheet is sandwiched, the needles are stuck obliquely and stable molding cannot be performed. The present invention solves this problem by vertically shifting the substrate and the perforated pressing plate with respect to the resin sheet when sandwiched. Various means can be used for the vertical transition of the substrate and the perforated pressing plate, and the transition may be performed only for the substrate or may be performed integrally with the conveyor.
このコンベアBに設けられている孔開き押さえ板の孔の位置が、前記針状型の針の位置と同期する手段を有し、例えば、走行する針状型や孔開き押さえ板の位置を、機械的、電磁気的、光学的に感知し、これらの位置が同期するように制御される。 The position of the hole of the perforated pressing plate provided in the conveyor B has means for synchronizing with the position of the needle of the needle-shaped mold, for example, the position of the traveling needle-shaped mold and the perforated pressing plate, It senses mechanically, electromagnetically, and optically, and is controlled so that these positions are synchronized.
本発明の立体構造物を連続的に製造する際における、基板または孔開き押さえ板が垂直移行する機構の例を示す。上記コンベアとしてキャタピラ(またはカタピラーとも云う)を使用し、基板等の案内溝側壁を用いて、挿入されてくる樹脂シートに対して垂直に移行させる手段である。また他の手段として、コンベア上の基板等のみを架台上をスライドさせることにより押し上げ、または押し下げする手段がある。これらの手段の詳細は、発明を実施するための最良の手段の項で例示するものの他、磁気を利用して基板を上下する手段や、負圧吸引力や圧気を利用して基板を上下することもできる。 The example of the mechanism in which a board | substrate or a perforated pressing board moves vertically at the time of manufacturing the three-dimensional structure of this invention continuously is shown. It is a means that uses a caterpillar (or also called a caterpillar) as the conveyor and moves perpendicularly to the inserted resin sheet using a guide groove side wall such as a substrate. As another means, there is a means for pushing up or pushing down only the substrate or the like on the conveyor by sliding on the gantry. The details of these means are exemplified in the section of the best means for carrying out the invention, as well as means for raising and lowering the substrate using magnetism, and raising and lowering the substrate using negative pressure suction force and pressure. You can also
これらの立体構造体の連続的製法において、圧空室はコンベアと共に循環する必要はないのが特徴である。特に、上記の案内溝側壁やスライド架台方式においては、圧空室は一定位置に固定できる。これは圧空室が空気の配管や圧力シール等の装置を必要とするので、装置を簡便にすることができる。圧空室は、孔開き押さえ板側に設けてもよいし、針状型と一体化されている基板側に設けても良いが、その双方に設けることができる。本発明の立体構造物は、成形体の針状突起の幅に対して高さが高いので、成形体を針状型や孔開き押さえ板からスムースに離脱させる必要があり、また、その離脱の際に、成形体が冷却されていることが好ましい。そうすることで、連続して安定して生産でき、生産速度をアップすることができた。 In the continuous manufacturing method of these three-dimensional structures, the compressed air chamber does not need to be circulated with the conveyor. In particular, in the above-mentioned guide groove side wall and slide mount system, the compressed air chamber can be fixed at a fixed position. This requires a device such as an air pipe or a pressure seal for the compressed air chamber, so that the device can be simplified. The compressed air chamber may be provided on the perforated pressing plate side or on the substrate side integrated with the needle-shaped mold, but may be provided on both sides. Since the three-dimensional structure of the present invention has a high height relative to the width of the needle-like protrusions of the molded body, it is necessary to smoothly remove the molded body from the needle-shaped mold or the perforated pressing plate. At this time, it is preferable that the molded body is cooled. By doing so, it was possible to produce continuously and stably, and the production speed could be increased.
これらの立体構造体の連続的製法において、離型板はコンベアと共に循環する。そして、上記の案内溝側壁やスライド架台方式において、基板に設けられた離型板は、基板と一緒に循環し、基板や孔開き押さえ板と同様な機構で、コンベアに立てられた垂直ピンによって、垂直方向に移行される方式をとることができる。本発明の立体構造物は、成形体の針状突起の幅に対して高さが高いので、成形体を針状型からスムースに離脱させる必要があり、また、その離脱の際に、成形体が冷却されていることが好ましい。離型板はその両方に機能し、連続して安定して生産でき、生産速度をアップすることができた。 In the continuous manufacturing method of these three-dimensional structures, the release plate is circulated with the conveyor. In the guide groove side wall and slide mount system described above, the release plate provided on the substrate circulates together with the substrate, and with a mechanism similar to that of the substrate and the perforated pressing plate, by a vertical pin placed on the conveyor. , A method of shifting in the vertical direction can be taken. Since the three-dimensional structure of the present invention has a high height with respect to the width of the needle-like protrusions of the molded body, it is necessary to smoothly remove the molded body from the needle-shaped mold. Is preferably cooled. The release plate functioned in both of them, and it was possible to produce continuously and stably, and the production speed could be increased.
本発明によって製造された針状の突起は、高さHが3mm以上であることが好ましい。また、本発明の突起の高さHの1/2の位置における幅Wは、H≧2Wであることを特徴とする。Wに対して、高さHが大きいことで、本発明の立体構造物の機能が発揮できるからである。Wは、H≧2.5WであってH≦50Wであることが好ましく、さらに好ましくはH≧3WであってH≦30W、H≧5WであってH≦10Wであることが最も好ましい。これらの範囲にすることにより、カサ高性や空隙率を大きくでき、さらに柔軟性のある構造とすることができるからである。なお、H<2Wの場合では、本発明の立体構造としてのカサ高性を満足することができない場合があり、H>100Wでは、本発明の細長い突起を安定して製造するのに困難な場合があるからである。なお、突起は必ずしも円錐状の対称的な形状のみを意味するものではなく、Wにおける断面が楕円や四角、三角等の種々の形状を有することもでき、またこれらの混在であってもよい。この場合におけるWの値は、1/2Hにおける断面での最も小さい値を採用する。また、本発明における一つの構造体においては、HやWは一定である必要はなく、種々のWが混在していてもよい。なお、HやWの測定は、ランダムに選んだ30点の突起を測定し、算術平均して求める。 The needle-like protrusions manufactured according to the present invention preferably have a height H of 3 mm or more. In addition, the width W at a position of ½ of the height H of the protrusion of the present invention is characterized by H ≧ 2W. It is because the function of the three-dimensional structure of this invention can be exhibited because the height H is large with respect to W. W is preferably H ≧ 2.5W and H ≦ 50W, more preferably H ≧ 3W, H ≦ 30W, H ≧ 5W, and most preferably H ≦ 10W. This is because, within these ranges, the bulkiness and porosity can be increased, and a more flexible structure can be obtained. In addition, when H <2W, it may not be possible to satisfy the bulkiness of the three-dimensional structure of the present invention. When H> 100W, it is difficult to stably manufacture the elongated protrusions of the present invention. Because there is. The protrusion does not necessarily mean only a conical symmetrical shape, and the cross section at W may have various shapes such as an ellipse, a square, and a triangle, or a mixture thereof. As the value of W in this case, the smallest value in the cross section at 1 / 2H is adopted. In one structure in the present invention, H and W do not need to be constant, and various Ws may be mixed. In addition, the measurement of H and W is obtained by measuring 30 projections selected at random and arithmetically averaging them.
本発明の立体構造物において、針状突起の先端は曲面を有することを特徴とし、その断面における曲率半径Rが、R<W/2の値を有することが好まく、さらに好ましくは0.01mmから0.3Wmm、0.1mmから0.2Wmmであることが最も好ましい。W/2(mm)を越える曲率半径では、先端部の変形が充分ではなく、まだ贅肉も多く、柔軟性も充分でない場合が多いからである。先端部の曲率半径をW/2mmより小さくすることで、先端部分も変形されて、先端部の無駄な贅肉を減らし、また先端部の面積を小さくすることで柔軟性も増すこともでき、さらに先端部の面積を小さくすることで、突起の数を増やすことができる。 In the three-dimensional structure of the present invention, the tip of the needle-like protrusion has a curved surface, and the curvature radius R in the cross section preferably has a value of R <W / 2, more preferably 0.01 mm. Most preferably, it is from 0.3 to 0.3 Wmm, and from 0.1 to 0.2 Wmm. This is because, at a radius of curvature exceeding W / 2 (mm), the deformation of the tip is not sufficient, and there are many cases where there is still a lot of luxury and flexibility is not sufficient. By making the curvature radius of the tip part smaller than W / 2mm, the tip part is also deformed, reducing wasteful luxury at the tip part, and reducing the area of the tip part can also increase flexibility, By reducing the area of the tip, the number of protrusions can be increased.
但し、本発明の立体構造物の針状突起の先端を、平面とすることもできる。平面は、成形工程で成形されてもよいが、立体構造物製造後に先端を平坦化することによっても達成できる。本発明の立体構造物が、他のシート類と接着剤接合される場合のように、先端が平面であることにより接合面が増加して接合強度の向上が期待できる場合がある。この平面部は、原料樹脂シートの厚みを残してもよいが、厚みが変形されて、原料樹脂シートの厚みより小さくなっていることが好ましい。 However, the tip of the needle-like protrusion of the three-dimensional structure of the present invention can be a flat surface. The flat surface may be formed by a forming process, but can also be achieved by flattening the tip after manufacturing the three-dimensional structure. As in the case where the three-dimensional structure of the present invention is adhesively bonded to other sheets, there is a case where the bonding surface is increased due to a flat tip and an improvement in bonding strength can be expected. Although this flat part may leave the thickness of the raw material resin sheet, it is preferable that the thickness is deformed to be smaller than the thickness of the raw material resin sheet.
本発明の立体構造物は、針状突起の先端部に孔を有する構造とすることができる。本発明は、片面に針状の突起を有するので、平面内では通気性や透水性が大きいが、平面を貫通するように、通気性や透水性が求められる場合がある。針状突起の先端部に孔を設けることにより、このような平面を貫通する通気性、透水性が確保でき、従来にない特異な構造を有する多孔性立体構造物とすることができた。突起と突起の間の空間に繊維状物や他の充填物を満たして、多層に組み合わした本発明の構造体を貫通する形で通気や透水させることで、フィルター機能を持たすことができ、またそれらの繊維状物や充填物に反応助剤や触媒作用を持たすことで、汚水の浄化槽などの反応槽としても利用することができ、この場合は、反応時間が稼げる利点がある。これらの孔の形状や大きさは特に限定はなく、用途によって定められる。 The three-dimensional structure of the present invention can have a structure having a hole at the tip of the needle-like protrusion. Since the present invention has needle-like protrusions on one side, air permeability and water permeability are large in a plane, but air permeability and water permeability may be required so as to penetrate the plane. By providing a hole in the tip of the needle-like protrusion, air permeability and water permeability penetrating through such a plane can be secured, and a porous three-dimensional structure having a unique structure that has not been available so far can be obtained. By filling the space between the protrusions with fibrous materials or other fillers and allowing them to pass through the structure of the present invention combined in multiple layers, the filter function can be provided. By giving reaction aids and catalytic action to these fibrous materials and fillers, they can also be used as reaction tanks such as sewage septic tanks. In this case, there is an advantage that the reaction time can be increased. The shape and size of these holes are not particularly limited and are determined depending on the application.
これらの針状突起の先端の孔の作り方としては、機械的に突き破る方法や、装置の針状型で先端部が変形されている状態で、先端部のみを高温に加熱されたロール等で加熱する手段や、樹脂の突起が形成された後で、先端部分のみをスライスして除去する方式をとることもできる。高温に加熱されたロールを用いる場合は、ロールの温度は樹脂シートの融点や非晶性樹脂の場合は、ガラス転移温度以上が好ましく、熱分解温度以上がさらに好ましい。 The hole at the tip of these needle-like protrusions can be made by mechanically piercing or heating the tip only with a roll heated to a high temperature while the tip is deformed by the needle-like mold of the device. It is also possible to adopt a method of slicing and removing only the tip portion after the means for performing the process and the resin protrusion are formed. When using a roll heated to a high temperature, the temperature of the roll is preferably the glass transition temperature or higher, and more preferably the thermal decomposition temperature or higher, in the case of the melting point of the resin sheet or the amorphous resin.
本発明の立体構造物は、片面突起であるために、突起の内部に空洞を有し、この空洞に物体を充填することができ、新たな機能を有する構造体とすることができる。例えば、本発明の立体構造物は、細くて高い突起を有するので、表面積が大きく、そのことを利用して、物体に蓄熱材、加熱媒体あるいは冷却媒体を入れ、突起と突起の間に流体を流すことで、クーリングタワーなどの熱交換比率の良い熱交換構造物等とすることができる。また、この突起の内部に充填されている物体が、シーリング剤であることにより、この立体構造物を重ねてつなぎ合わせた場合、シーリング剤で水漏れ等を防いだ広い面積の構造物とすることができる。 Since the three-dimensional structure of the present invention is a single-sided protrusion, it has a cavity inside the protrusion, can be filled with an object, and can be a structure having a new function. For example, the three-dimensional structure of the present invention has a thin and high protrusion, and therefore has a large surface area. By utilizing this, a heat storage material, a heating medium or a cooling medium is put into an object, and a fluid is placed between the protrusion and the protrusion. By flowing, a heat exchange structure having a good heat exchange ratio such as a cooling tower can be obtained. In addition, since the object filled in the protrusions is a sealing agent, when this three-dimensional structure is overlapped and joined together, it should be a large area structure that prevents water leakage etc. with the sealing agent. Can do.
本発明の立体構造物は、針状突起の底面において、シート状物と接合されている構造物とすることもできる。このように底面においてシート状物と接合されることにより、針状突起の内部に物体を封入し保持する機能を有するようになる。物体が蓄熱材などの固体やシーリング剤等の粘性物体の場合は、このようなシート状物を接合して物体(内容物)を保持する必要はない場合もある。しかし、内容物が気体や液体、粒子状物など、安定して内部に留まらない場合は、シート状物を底面に接合させることが望ましい。接合するシート状物の種類は、内容物を気密に保ちたい場合は、本発明の立体構造物を形成させるシートと同様な樹脂シートやフィルムまたはアルミ箔が接合される。この針状突起の空洞の内容物が、外部との物体の出入りがあった方が望ましい場合は、微多孔膜等の孔開きフィルム、不織布、紙、織物、編物、ネットなどの通気性や通水性を有する素材が使用される。耐熱性を要求される場合はアルミ箔等の金属や、セラミック板等も使用することができる。 The three-dimensional structure of the present invention can be a structure joined to a sheet-like object on the bottom surface of the needle-like protrusion. Thus, by joining with a sheet-like object on the bottom surface, it has a function of enclosing and holding an object inside the needle-like protrusion. In the case where the object is a solid such as a heat storage material or a viscous object such as a sealing agent, it may not be necessary to hold the object (contents) by joining such sheet-like materials. However, when the contents do not stay stably inside, such as gas, liquid, and particulate matter, it is desirable to join the sheet-like material to the bottom surface. When the contents to be joined are desired to keep the contents airtight, a resin sheet, film, or aluminum foil similar to the sheet for forming the three-dimensional structure of the present invention is joined. If it is desirable that the contents of the hollows of the needle-like projections come in and out of the object, it is necessary to have air permeability such as perforated films such as microporous membranes, nonwoven fabrics, paper, woven fabrics, knitted fabrics, and nets. An aqueous material is used. When heat resistance is required, a metal such as an aluminum foil, a ceramic plate, or the like can be used.
針状突起の底面を気密性のフィルムでシールされた例として、内部が空気でありあることにより、立体構造物が圧縮力に対して、弾性的クッション性を有するようになり、圧縮強度も飛躍的に向上する。また、このように立体構造物の圧縮強度や弾力性がアップすることにより、針状突起を形成させる樹脂シートの厚みを減らすことができ、経済性がアップするばかりでなく、柔軟で取り扱いが容易になり、樹脂シートが薄いため成形条件も楽になり、また生産速度もアップすることができる。 As an example in which the bottom of the needle-like projections is sealed with an airtight film, the inside is air, so that the three-dimensional structure has an elastic cushioning property against the compressive force, and the compressive strength also jumps. Improve. In addition, by increasing the compressive strength and elasticity of the three-dimensional structure in this way, it is possible to reduce the thickness of the resin sheet on which the needle-like protrusions are formed, not only improving the economy, but also being flexible and easy to handle. Therefore, since the resin sheet is thin, the molding conditions are easy and the production speed can be increased.
針状突起の底面のシール材を不織布や紙等の通気性のシートとし、この構造体を包装材(または梱包材)として使用すると、包装内容物からの浸出液や蒸発物体を空洞の内部に保持させることができる。例えば、輸出機械の包装に用いた場合、機械から漏れだした防錆剤や機械油等を不織布が吸収して、この立体構造物の針状突起の内部に保持し、包装物の外部に流出することを防ぐことができる。また同様に、包装内容物が魚介類や野菜である場合、それらから浸出する液体を、不織布が吸収し、この立体構造物の針状突起の内部に保持して、包装物の外部に流出することを防ぐことができる。さらに針状突起の底面を微多孔膜や不織布や紙等の通気性のシートでシールし、針状突起の内部空洞に活性炭、シリカゲル、酸素吸収剤等の気体吸収剤が封入されていることにより、包装内容物の乾燥状態を維持したり、機械塗装から揮発される溶剤を吸収したり、包装内容物から出る悪臭等を吸収除去し、また内容物の酸化を遅らし、また野菜から出るエチレンガスを吸収することができる。このように、立体構造物が本来持つかさ高であって圧縮強度や衝撃強度が強い性質と、この針状突起の内部の空洞が有する機能により、従来の包装材、梱包材にない機能を有するようになる。 When the sealing material on the bottom of the needle-shaped protrusions is made of a breathable sheet such as non-woven fabric or paper, and this structure is used as a packaging material (or packaging material), the leachate and evaporation material from the package contents are retained inside the cavity. Can be made. For example, when used for packaging of export machinery, the nonwoven fabric absorbs rust preventives and machine oil that have leaked from the machinery, and holds them inside the needle-like projections of this three-dimensional structure, and flows out of the package. Can be prevented. Similarly, when the package contents are seafood or vegetables, the liquid leached out from them is absorbed by the non-woven fabric and held inside the needle-like projections of this three-dimensional structure and flows out of the package. Can be prevented. Furthermore, the bottom of the needle-like protrusion is sealed with a microporous membrane, a breathable sheet such as a nonwoven fabric or paper, and the inside cavity of the needle-like protrusion is filled with a gas absorbent such as activated carbon, silica gel, oxygen absorbent , To maintain the dry state of the package contents, absorb the solvent volatilized from machine coating, absorb and remove malodors from the package contents, delay the oxidation of the contents, and ethylene from the vegetables Gas can be absorbed. As described above, the three-dimensional structure has a bulky nature and a high compressive strength and impact strength, and the function of the hollow inside the needle-like protrusion has a function that is not found in conventional packaging materials and packing materials. It becomes like this.
本発明の立体構造物は、針状突起の先端においても、シート状物と接合されている構造物とすることもできる。シート構造物の内部に形成された空間で、断熱性を保つことができ、また寸法安定性がアップし、また針状突起の左右への動きを妨げるので、圧縮強度もアップする。接合するシート状物の種類は、本発明の立体構造物を形成させるシートと同様な樹脂シートばかりでなく、織物、編物、不織布、ネット、紙などの通気性や通水性を有する素材、耐熱性を要求される場合はアルミ箔等の金属や、セラミック板等も使用することができる。樹脂シートでは孔開きフィルムが、通気性や透水性が要求される場合に好適である。また、通気性発泡シートも使用することができる。これらの通気性を有するシートを接合することにより、「呼吸する断熱ボード」とすることができ、空気は殆ど通さないが水蒸気は通り抜けることにより結露防止性を有する立体構造物とすることができた。それにより、グラスウールのようにチクチクせず、また製品は樹脂として再利用できるので、環境負荷が少ない。 The three-dimensional structure of the present invention can also be a structure joined to a sheet-like object even at the tip of the needle-like protrusion. In the space formed inside the seat structure, the heat insulation can be maintained, the dimensional stability is improved, and the movement of the needle-like protrusions to the left and right is prevented, so that the compressive strength is also increased. The type of sheet-like material to be joined is not only a resin sheet similar to the sheet for forming the three-dimensional structure of the present invention, but also a material having air permeability and water permeability such as woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric, net, paper, etc., heat resistance If required, a metal such as aluminum foil, a ceramic plate, or the like can be used. In the resin sheet, a perforated film is suitable when air permeability and water permeability are required. A breathable foam sheet can also be used. By joining these air-permeable sheets, it was possible to obtain a “breathing heat insulating board”, and it was possible to obtain a three-dimensional structure having anti-condensation properties by passing almost no air but passing water vapor. . As a result, it does not tingle like glass wool, and the product can be reused as a resin.
本発明の立体構造物の突起と突起の空隙に、繊維状物を充填することにより、フィルターまたはドレイン材等の機能を有する構造体とすることができる。本発明の立体構造物は、空隙が大きく、圧縮強度も大きいので、その空間に繊維状物の充填密度を小さく満たすことにより、通気性や透水性を損なう率の少ないフィルターやドレイン材等とすることができる。この場合において、前記の針状突起の先端において、シート状物と接合されている構造であることが特に好ましい。 A structure having a function of a filter or a drain material can be obtained by filling the protrusions of the three-dimensional structure of the present invention with a fibrous material. Since the three-dimensional structure of the present invention has a large gap and a high compressive strength, it is used as a filter or drain material with a low rate of impairing air permeability and water permeability by filling the space with a small packing density of fibrous materials. be able to. In this case, it is particularly preferable that the tip end of the needle-like projection is joined to the sheet-like object.
本発明の片面突起構造物の突起の先端にシート状物を接合させた構造物の特徴は以下のとおりである。本発明の針状突起の頂点にシート状物を接合させると、両面突起構造である場合より、片面の凸部の数を多くすることができるため、片面の接合点が多く、両面突起構造物より圧縮強度や剥離強度が向上し、また接合シートの表面もより平滑になる。また、本発明の片面突起構造物では、片面(突起側)にシート状物を接合させただけで、簡単に両面(天地)に平面を有する構造とすることができ、両面突起構造物では、両面にシート状物を接合する必要があるのに比較して簡便である。 The characteristics of the structure in which a sheet-like material is bonded to the tip of the protrusion of the single-sided protrusion structure of the present invention are as follows. When a sheet-like object is bonded to the apex of the needle-like protrusion of the present invention, the number of convex portions on one side can be increased as compared with the case of a double-sided protrusion structure, so there are many single-sided junction points, and the double-sided protrusion structure The compressive strength and peel strength are further improved, and the surface of the joining sheet becomes smoother. Moreover, in the single-sided protrusion structure of the present invention, it is possible to easily form a structure having a flat surface on both sides (top and bottom) by simply joining a sheet-like object on one side (projection side). Compared to the need to join sheet-like materials on both sides, it is simple.
本発明の片面突起構造物にシート状物を接合させる他の構造の例として、2層の本発明の針状突起構造体を、突起サイドを向かい合わせ、その間にシート状物を介して接合させた構造体とすることができる。この構造体は、両方の表面に多数の規則的な孔を有し、例えば、吸音材などに使用される特異な構造材とすることができる。 As an example of another structure for joining a sheet-like object to the single-sided protrusion structure of the present invention, two layers of the needle-like protrusion structure of the present invention are faced to each other with the protrusion sides facing each other, and a sheet-like object is bonded therebetween. Structure. This structure has a large number of regular holes on both surfaces, and can be a unique structural material used for, for example, a sound absorbing material.
本発明における立体構造物とシート状物との接合方法の例としては、溶融樹脂を押出ラミネートする場合や、樹脂シートを加熱溶融する場合は、立体構造物の針状突起の先端と接触して、針状突起の先端部を溶融している樹脂シートの熱容量で溶解して接合することができる。本発明による立体構造物は、針状突起の先端部の厚みを薄くできるので、このような熱接合では特に有効である。また、シート状物または立体構造物の先端に、ホットメルト接着剤やエマルジョン接着剤などの接着剤を塗布してから、接合接着することもできる。 As an example of the joining method of the three-dimensional structure and the sheet-like material in the present invention, when extruding and laminating a molten resin, or when heat-melting a resin sheet, The tip of the needle-like protrusion can be melted and joined by the heat capacity of the molten resin sheet. Since the three-dimensional structure according to the present invention can reduce the thickness of the tip portion of the needle-like protrusion, it is particularly effective in such thermal bonding. Moreover, after applying an adhesive such as a hot-melt adhesive or an emulsion adhesive to the tip of the sheet-like material or three-dimensional structure, it is possible to perform bonding and bonding.
本発明の立体構造物からなるシートを平面に敷き詰めていく場合に、本発明の構造物が片面突起であるために、これらのシート間を接合していくことにおいて種々の利点がある。まず、シート間の接合が非常に簡便であり、その具体的な接合手段の例については、図7から図8で例示されている。また、これらの接合は、簡便であり、接着剤等の接合剤を使用しなくとも強固に接合できる。また、接合されたシートが、接合部での高低の差が少ない特徴も有する。なお、接合部の密着性を高め、水漏れ等を防止するためには、接合部にシーリング剤等を介在させることが望ましい。 When a sheet made of the three-dimensional structure of the present invention is spread on a flat surface, the structure of the present invention is a single-sided projection, and therefore there are various advantages in joining these sheets. First, joining between sheets is very simple, and specific examples of joining means are illustrated in FIGS. Moreover, these joining is simple and can join firmly, without using bonding agents, such as an adhesive agent. Further, the joined sheet has a feature that there is little difference in height at the joined portion. In addition, in order to improve the adhesiveness of a junction part and to prevent a water leak etc., it is desirable to interpose a sealing agent etc. in a junction part.
本発明は、樹脂シートの片面に、その樹脂シートの一部が変形されることによって形成された針状突起を有する立体構造物を安定して生産性良く製造できるようにしたことを特徴とする。このように安定して製造できるようになったことより、従来より細くて高さの高い針状突起からなる立体構造物とすることができ、空隙率の大きな立体構造物でありながら耐圧性等の立体構造物としての特性を有する構造体とすることができた。また本発明による構造物は針状突起の先端部の厚みを薄くすることもできる。したがって、本発明による構造体は、使用樹脂が少ないので、省資源であり、貴重な資源を無駄にせず、廃棄に際しても環境負荷が少ない。また、軽く、断熱性が大きいなどの性能上の特色もある。これらのカサ高で軽い性能は、従来、発泡体が担ってきた役割であるが、発泡体は、表面摩耗に弱く、通気性や透水性に乏しいなどの問題点があったが、本発明は発泡体と全く異なる形態の立体構造物とすることでこれらの問題点を解決できた。 The present invention is characterized in that a three-dimensional structure having needle-like protrusions formed by deforming a part of the resin sheet on one side of the resin sheet can be stably manufactured with high productivity. . Since it can be manufactured stably in this way, it can be a three-dimensional structure composed of needle-like protrusions that are thinner and higher than conventional ones, and it has a high porosity, pressure resistance, etc. It was possible to obtain a structure having characteristics as a three-dimensional structure. The structure according to the present invention can also reduce the thickness of the tip of the needle-like protrusion. Therefore, since the structure according to the present invention uses less resin, it is resource-saving, valuable resources are not wasted, and the environmental load is low when discarded. In addition, it has features such as lightness and high heat insulation. These bulky and light performances are the roles that foams have traditionally played, but foams have problems such as poor surface wear and poor breathability and water permeability. These problems can be solved by using a three-dimensional structure having a completely different form from the foam.
このように従来より細い針状突起からなる立体構造物であることにより、耐圧性等の立体構造物としての特性を有するにもかかわらず、柔軟な性質も兼ね備えた特徴を有する。柔軟であることにより、連続生産した長尺製品を、そのまま長尺巻き可能であり、生産面でも、また施工現場等の使用特性の面からも特徴が多い。従来の立体構造物は、厚いものは、長尺巻できず、切断等の余計な工程が入り、また、使用寸法も種々なので、余分な端尺ができ、無駄が多かった。なお、柔軟というのは、相対的なもので、硬質ポリ塩化ビニル樹脂やポリカーボネート樹脂等の硬い樹脂を使用しても、従来の立体構造物に比較して、本発明の特異な構造によって、相対的に柔軟なものとすることができることを意味する。さらに本発明は、成形時の変形率が大きく、冷却効率も良いことより、成型品の分子配向が大きく、圧縮強度の大きな製品とすることができた。 Thus, by being a three-dimensional structure composed of needle-like protrusions that are thinner than conventional ones, the three-dimensional structure has characteristics as a three-dimensional structure such as pressure resistance, but also has a flexible property. Due to its flexibility, it is possible to wind a long product continuously produced as it is, and there are many features in terms of production characteristics and usage characteristics at construction sites. A conventional three-dimensional structure cannot be wound in a long length, requires extra steps such as cutting, and has various usage dimensions, so that an extra edge can be formed and wasteful. In addition, the term “flexible” means relative, and even if a hard resin such as hard polyvinyl chloride resin or polycarbonate resin is used, the relative structure of the present invention is relatively high compared to the conventional three-dimensional structure. It means that it can be flexible. Furthermore, since the present invention has a large deformation rate during molding and good cooling efficiency, the molded product has a large molecular orientation and a high compressive strength.
本発明の立体構造物を連続的に製造する手段は、針の長さが長いため、従来のように、一対のコンベアの設けられた針状型に、樹脂シートを連続的に挟み込むことでは製造できない。そこで本発明では、樹脂シートの背後に孔開き押さえ板をあてがいつつ、コンベア上の針状型を樹脂シートに対して垂直に移行させる手段により、細く長い突起を片面にもつ立体構造物を連続的に効率的に製造する手段において、圧空室や離型板を効果的に使用することにより、安定して連続的に生産性良く製造することができた。 The means for continuously producing the three-dimensional structure of the present invention is produced by continuously sandwiching a resin sheet between needle-shaped molds provided with a pair of conveyors, as in the prior art, because the needles are long. Can not. Therefore, in the present invention, a three-dimensional structure having thin and long protrusions on one side is continuously formed by means of moving the needle-shaped mold on the conveyor perpendicular to the resin sheet while applying a perforated pressing plate behind the resin sheet. In the means for efficiently producing the product, it was possible to produce the product stably and continuously with good productivity by effectively using the pressure chamber and the release plate.
本発明の圧空室は、孔開き押さえ板側にも基板側にも設置することができる。圧空室から吹き出されるエアーにより、成形された立体構造物と孔開き押さえ板や基板に固定された針状型との型離れが容易になる。特に本発明のように、細くて高い針状突起を形成させる場合には、この型離れが特に有効となる。また、この圧空室から吹き出されるエアーは、成形体や針状型、孔開き押さえ板の冷却にも有効であり、安定して生産性の良い製造を可能にすることができた。またこの圧空室は、連続生産装置である場合でも、コンベアと一緒に循環する必要はなく、コンベアの一定位置に固定していればよいので、シンプルな構造で機能を発揮することができる。また、圧空室を負圧にすることにより、針状突起の成形そのもを安定させることができ、また、出来た針状突起の厚さの均一性や、先端部を薄くできるなど、成型品の品質が良くなった。 The compressed air chamber of the present invention can be installed on both the perforated pressing plate side and the substrate side. The air blown out from the pressure chamber facilitates the mold separation between the molded three-dimensional structure and the needle-shaped mold fixed to the perforated pressing plate or the substrate. Particularly when the thin and high needle-like protrusions are formed as in the present invention, this mold separation is particularly effective. In addition, the air blown out from the compressed air chamber is effective for cooling the molded body, the needle-shaped mold, and the perforated pressing plate, and enables stable and high-productivity production. Further, even if this compressed air chamber is a continuous production apparatus, it is not necessary to circulate together with the conveyor, and it is only necessary to fix it at a fixed position of the conveyor, so that the function can be exhibited with a simple structure. In addition, by forming a negative pressure in the compressed air chamber, it is possible to stabilize the formation of the needle-like projections, and to make the needle-like projections uniform in thickness and thin the tip, etc. The quality of improved.
本発明の離型板は基板側に設置され、基板と一体となってコンベア上を巡回することで、成形された立体構造物と基板に固定された針状型との型離れが容易になる。特に本発明のように、細くて高い針状突起を形成させる場合には、この型離れが特に有効となる。また、この離型板の持っている金属としての熱容量で、成形体の冷却にも有効であり、安定して生産性の良い製造を可能にすることができた。また、孔開き押さえ板の背後にも離型板を設けることができ、さらにその背後に圧空室を設けることで、このような連続生産装置においても、生産性をされにアップでき、製品の品質が安定することができた。 The mold release plate of the present invention is installed on the substrate side and circulates on the conveyor integrally with the substrate, thereby facilitating mold separation between the molded three-dimensional structure and the needle-shaped mold fixed to the substrate. . Particularly when the thin and high needle-like protrusions are formed as in the present invention, this mold separation is particularly effective. Further, the heat capacity of the release plate as a metal is effective for cooling the molded body, and enables stable and high-productivity production. Also, a release plate can be provided behind the perforated presser plate, and by providing a compressed air chamber behind it, productivity can be improved even in such continuous production equipment, and product quality can be improved. Could stabilize.
本発明の立体構造物は、使用樹脂に光触媒作用のある酸化チタンや、消臭機能のある活性炭などを練り込んでシートを成形し、そのシートにより本発明の立体構造物を成形すると、変形率が大きいことにより、表面積が大きい製品となり、それらの酸化チタンや活性炭などの機能を大きく発揮させることができる。また、本発明の立体構造物は、その柔軟性、耐圧性を利用して、そのまま精密機械等の包装材、クッション材として使用できる。軽くて、水にも強いなど、包装資材としての特性も有する。また、本発明の立体構造物を複数枚重ね、そのシート面方向の通気性、透水性と面に垂直方向の耐圧性とを利用して、養生材、フィルター、ドレイン材などに使用できる。また、本発明の立体構造物の針状突起の先端を不織布や布類、ネット、フィルム等を接合したものは、間仕切り、断熱材、土木の軟弱地盤補強材、養生材等に使用できる。さらにまた、本発明の針状突起の間を繊維状物等で充填し、必要に応じて、針状突起の先端をシート状物で接合されたものは、断熱ボード、フィルター、汚水処理、家畜小屋の床や屎尿処理等に使用される。 The three-dimensional structure of the present invention is formed by kneading a photocatalytic titanium oxide or activated carbon having a deodorizing function into the resin used to form a sheet. By having large, it becomes a product with a large surface area, and can perform functions of those titanium oxide, activated carbon, etc. greatly. In addition, the three-dimensional structure of the present invention can be used as it is as a packaging material for a precision machine or a cushion material using its flexibility and pressure resistance. It is light and strong against water, and has characteristics as a packaging material. Further, a plurality of the three-dimensional structures of the present invention can be stacked and used for a curing material, a filter, a drain material, etc. by utilizing the air permeability in the sheet surface direction, the water permeability and the pressure resistance in the direction perpendicular to the surface. Moreover, what joined the nonwoven fabric, cloth, a net | network, a film, etc. to the front-end | tip of the acicular protrusion of the three-dimensional structure of this invention can be used for a partition, a heat insulating material, a soft ground reinforcement material, a curing material, etc. Furthermore, the space between the needle-like projections of the present invention is filled with a fibrous material, and if necessary, the tip of the needle-like projection is joined with a sheet-like material, a heat insulating board, filter, sewage treatment, livestock Used for shed floors and manure treatment.
本発明の立体構造物は、熱可塑性樹脂シートの片面に高さの高い突起を有することを特徴とする。従来の両面突起構造物の製造方法に比較して、装置が簡便であり、製造法もシンプルとなる。また、立体構造物としての本発明の片面突起構造物は、突起が長いので、片面でも充分にカサ高性が出せる。また、本発明の構造体を、シートとしてつなぎ合わせる場合、段差を小さくして、簡便に接合が可能である特徴も有する。 The three-dimensional structure of the present invention is characterized by having a high protrusion on one surface of a thermoplastic resin sheet. Compared with the conventional manufacturing method of a double-sided protrusion structure, the apparatus is simple and the manufacturing method is also simple. Moreover, since the single-sided protrusion structure of the present invention as a three-dimensional structure has a long protrusion, the single-sided protrusion structure can sufficiently exhibit high bulkiness. Moreover, when connecting the structure of this invention as a sheet | seat, it has the characteristic that a level | step difference can be made small and it can join simply.
本発明は、多数の突起の内部に空洞を有する特異な構造物とすることができ、この空洞を利用した種々の用途展開を可能にした。例えば、輸出機械部品の梱包の下敷きとして使用し、その突起部分の空洞に防錆油が溜まるようにすることができ、防錆剤の外部流出を防止できた。この場合、不織布等の油吸収機能を有するシート状物で突起の空洞が封入されていることにより、より油の保持能力をアップすることができる。また同様に、包装内容物が魚介類や野菜である場合、それらから浸出する液体を、不織布が吸収し、この立体構造物の針状突起の内部に保持して、包装物の外部に流出することを防ぐことができる。さらに針状突起の底面を微多孔膜や不織布や紙等の通気性のシートでシールし、針状突起の内部空洞に活性炭、シリカゲル、酸素吸収剤等の気体吸収剤が封入されていることにより、包装内容物の乾燥状態を維持したり、機械塗装から揮発される溶剤を吸収したり、包装内容物から出る悪臭等を吸収除去し、また内容物の酸化を遅らし、また野菜から出るエチレンガスを吸収することができる。このように、立体構造物が本来持つかさ高であって圧縮強度や衝撃強度が強い性質と、この針状突起の内部の空洞が有する機能により、従来の包装材、梱包材にない機能を有するようになる。また、その突起の内部に冷却剤や蓄熱剤等の物体を封じ込め、突起と突起の間に流体を流すと、本発明の構造体は表面積が多いので、蓄熱部材、熱交換部材クーリングタワー等に使用される。さらに、この空洞にエアーを封入することで、立体構造物を、弾性的クッション性のあるものにでき、その場合、立体構造物の樹脂シートの厚みを薄くできるので、経済性の面からも有利性がある。 According to the present invention, a unique structure having cavities inside a large number of protrusions can be obtained, and various applications using the cavities can be developed. For example, it can be used as an underlay for packing export machinery parts, and rust preventive oil can accumulate in the cavity of the protruding portion, thereby preventing the rust preventive agent from flowing out to the outside. In this case, the oil retention capability can be further increased by sealing the cavity of the protrusion with a sheet-like material having an oil absorption function such as a nonwoven fabric. Similarly, when the package contents are seafood or vegetables, the liquid leached out from them is absorbed by the non-woven fabric and held inside the needle-like projections of this three-dimensional structure and flows out of the package. Can be prevented. Furthermore, the bottom of the needle-like protrusion is sealed with a microporous membrane, a breathable sheet such as a nonwoven fabric or paper, and the inside cavity of the needle-like protrusion is filled with a gas absorbent such as activated carbon, silica gel, oxygen absorbent , To maintain the dry state of the package contents, absorb the solvent volatilized from machine coating, absorb and remove malodors from the package contents, delay the oxidation of the contents, and ethylene from the vegetables Gas can be absorbed. As described above, the three-dimensional structure has a bulky nature and a high compressive strength and impact strength, and the function of the hollow inside the needle-like protrusion has a function that is not found in conventional packaging materials and packing materials. It becomes like this. Also, if an object such as a coolant or heat storage agent is contained inside the protrusion and a fluid is allowed to flow between the protrusion, the structure of the present invention has a large surface area, so it is used for a heat storage member, a heat exchange member cooling tower, etc. Is done. Furthermore, by enclosing air in this cavity, the three-dimensional structure can be made elastically cushioned, and in that case, the thickness of the resin sheet of the three-dimensional structure can be reduced, which is advantageous from the economical aspect. There is sex.
また、本発明の針状突起の尖端にシート状物を接合させることにより、片面だけの接合で両面(天地)に平面を有する構造体が簡便に製造でき、また、両面突起構造物に比較して、片面の突起の数が多いので、シート状物との剥離強度や圧縮強度をアップさせることが出来、またシート状物を接合した場合のシートの表面もより平滑になる効果もある。また、本発明の2層の突起構造物の突起の先端を向かい合わせて、シート状物と接合させることで、両面に多数の規則的な孔が有する構造材とすることができ、吸音材等に利用することができた。 In addition, by bonding a sheet-like material to the tip of the needle-like projection of the present invention, a structure having a flat surface on both sides (top and bottom) can be easily manufactured by joining only one side, and compared with a double-sided projection structure. Since the number of protrusions on one side is large, the peel strength and compressive strength from the sheet-like material can be increased, and the surface of the sheet when the sheet-like material is joined has the effect of becoming smoother. In addition, the tip of the protrusions of the two-layer protrusion structure of the present invention face each other and are joined to a sheet-like object, whereby a structural material having a large number of regular holes on both surfaces can be obtained, such as a sound absorbing material, etc. I was able to use it.
以下本発明の例を、図面で示す実施例に基づいて説明する。図1は、本発明によって製造される立体構造物1の一部の斜視図であり、樹脂シート2から、片方に向けての多数の針状突起3a、3b、3c、・・・を有している。針状突起3a、3b、3cは、ヨコ方向に一定ピッチpで配列している。その後方の針状突起3d、3e、3fは、針状突起3a、3b、3cのp/2ピッチ(ピッチq)後方で、横方向にp/2移動した位置で、ヨコ方向に一定ピッチpで配列している。また、その後方の針状突起3g、3h、3iは、3aの列より一定ピッチpだけ後方で、一定ピッチpで横方向に配列している。すなわち、針状突起3dは、針状突起3a、3b、3g、3hのなす正方形の中心にあり、針状突起3eは、針状突起3b、3c、3h、3iのなす正方形の中心にある。両面突起構造の場合は、3d、3e、3fの突起の箇所が、樹脂シート2の裏面側に突起していたが、本発明の片面突起では、全て片方の面に突起しており、片側面に関しては、針状突起の数を多くすることができる。但し、これらの針状突起の配置は、シートにできるだけ多数の突起を設けるために好ましい配置ではあるが、このような配置に限定されるものではなく、樹脂シート2の片面側に多数の突起が出ていればよい。
Hereinafter, examples of the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a part of a three-
図2は、図1の針状突起3a、3b、3cのみを取り出した側面図である。針状突起3aを例に、針状突起の高さHと、高さ1/2での突起の幅Wを示している。本発明は、幅Wに対してHの大きな針状突起3を、安定して連続的に生産性良く製造できることに特徴がある。次に、針状突起3bを例に突起の先端部5の曲率半径について示している。点線で示した丸の中を拡大して示してあるように、先端部5の表面に内接する円6を曲率円とし、その半径Rを曲率半径とする。この曲率半径Rは、Wの値に依存し、Wの大きなものは、Rも大きくなり、R<W/2であることが好ましい。本発明は、孔開き押さえ板の背後に設けた圧空室からエアーを吸引することなどの手段で、この先端部の厚みを薄くできることも特徴の一つである。また、針状突起3cを例に、突起の先端7がスライスされて、突起の先端に孔の開いた構造の例を示す。孔は、先端部分を溶融除去したり、針状のもので先端部に小さな孔を開けることもできる。
FIG. 2 is a side view showing only the needle-
図3は、針状突起3a、3b、3cの先端部である8a、8b、8cが、平面部9a、9b、9cを構成している例を示す。本発明の立体構造物が、他のシート類と接着剤接合される場合、平面であることにより接合面が増加して接合強度が向上するようにするためである。この平面部9は、シート2の厚みを残してもよいが、厚みが変形されて、シート2の厚みより小さくなっていることが好ましい。
FIG. 3 shows an example in which the front ends 8a, 8b, 8c of the needle-
図4は、図1の立体構造物1の針状突起の先端に、シート状物11を接合した例を示す側面図である。このシート状物11の接合により、立体構造物は、圧縮については、全ての針状突起が平等に圧縮力を受けるようになるので、圧縮強度が飛躍的に向上する。また、曲げ強度についても、シート状物11の引張強力や圧縮強力が、曲げに抵抗するので、桁違いに強くなる。このシート状物11を、不織布、ネット状物、孔開きフィルムなどを使用することにより、通気性や透水性を持たすことができ、フィルターやドレイン材としての機能を有するようにすることができた。これらの立体構造物の突起と突起の間の空間に、繊維状物12を充填させることにより、フィルター、ドレイン材、反応槽としての機能をさらにアップさせることができた。
FIG. 4 is a side view showing an example in which a sheet-
図5は、図1の立体構造物1の針状突起の凹部の空洞に、物体13が充填されている例を側面図で示す。その物体13が封入されるように、針状突起の底面側にシート状物14を接合されていることが好ましく、物体13が気体の場合は、シート状物14は必須である。本発明の立体構造物は、針状突起の内部に、このような物体13が封入できることが特徴で、両面突起構造体では、このような充填物質封入タイプとすることが困難である。物体13が単に空気の場合でも、シート状物14によって封入されることにより、本発明の立体構造物が弾性的クッションを有するようになり、圧縮強度も飛躍的に向上する。また、物体が蓄熱材や冷却剤等の液体を充填させて、本発明の構造体を熱交換材として利用することも出来る。また、物体が固体であっても、加熱等で流動性があれば、充填することもできる。なお、立体構造物に物体13が充填後、シート状物14を接合させる手段は、押出ラミネーションを用いることもできるが、シート状物14が熱接着性を有する場合は、単に加熱でも接合でき、また、接合部に接着剤を介在させて接着させることもできる。また、針状突起の先端に孔7の開いた構造にすることにより、物体13を一部放出できる構造とすることもできる。
FIG. 5 is a side view showing an example in which the
図6は、2層の本発明の立体構造物1a、1bが、針状突起の先端同士をシート状物11に接合されている例を示す断面図である。図では、上の層の先端の位置と下の層の先端に位置が一致しない場合について描いてあるが、一致させることもできる。このように、針状突起の先端がシート状物に接合されることにより、より厚さの大きな立体構造物とすることができた。また、表面に空洞cを多数有する構造体とすることができ、防音壁等に利用される。なお、これらの針状突起の突起間の空間に、図4で示した繊維状物やウレタンフォーム等の発泡材を充填することで、防音壁、吸音材としての性能をアップさせることができる。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example in which two-layered three-
図7は、 並列して突起の先端が上向きに設置されている2枚の本発明の立体構造物1c、1d(シートA、シートBに対応)を、突起の先端を下にした本発明の立体構造物1e(シートCに対応)によって、針状突起が互いに交差するように積層することにより、立体構造物1c、1dが連結されている例を示す断面図である。なお、上向き、下向きは、わかりやすく相対的に表現したもので、互いが逆の場合も含まれる。連結に利用される立体構造物1eは、1cと1dの連結部のみ存在していてもよいが、広い面積で積層して、横方向やタテ方向に次々と連結しながら広い面積を繋ぐこともできる。立体構造物1e等の底面15は、立体構造物を成形する樹脂シート2であってもよく、底面を別のシート状物14が接合されたものであってもよい。底面15が樹脂シートの場合は、表面は空洞を多数持つ孔開き構造であり、別のシート状物14が接合されている場合は、表面をフラットな構造にすることができる。この場合、この接合面にシーリング剤層16が介在して、水漏れ等を防ぐことができる。なお、立体構造物1cと1dが両面突起構造物である場合も、同様に本発明の針状突起1eで連結することができる。
FIG. 7 shows the two-
図8は、並列して設置されている2枚の本発明の立体構造物1f、1g(シートA、シートBに対応)の針状突起の空洞に、本発明の立体構造物1h(シートCに対応)の針状突起が入り込むように積層することで、連結される例を示す断面図である。このようにすることで、並列に設置されている2枚の立体構造物1f、1gは、接合部であまり高さを変更することなく、狭い接合用立体構造物1hを使用することで、強固に接合できる。また、図では立体構造体1hが、立体構造体1f、1gの下になっている場合を示したが、逆に、立体構造体1f、1gの上に立体構造体1hが配置することもできる。なお嵌合を容易にするため、接合用立体構造物1hの針状突起は、ピッチ等の配置は、立体構造物1f、1gと同じにするが、高さHや幅Wは、小さく成形しておくことが望ましい。また、接合される立体構造物1f、1gは、シート状物11a、11bが接合されていることにより、表面が平面な構造体とすることもできる。なお、この場合も、これらの接合面にシーリング剤が介在して、水漏れ等を防ぐことができる。
FIG. 8 shows the three-
図9は、本発明の立体構造物1の製造方法の例を、装置の一部を側面図で示した。基板21には、針状型23a、23b、23cが、ねじ部25を有して、ナット26で基板に固定されている。針状型23a、23b、23cは一部のみを示したもので、基板21の平面上に、針状型は横方向にも、図面の奥方向へも、一定ピッチで配列している。基板21上に孔開き押さえ板24が設けられており、孔開き押さえ板24には、針状型23のそれぞれの突起の位置に対応した孔27が開けられており、基板21または孔開き押さえ板24のどちらかの上下垂直運動、または双方の上下垂直運動により、その孔27に針状型23の突起が嵌合するように配置されている。そして、基板21と孔開き押さえ板24の間に、荷重たわみ温度以上にある溶融樹脂のシート22が導かれ、基板21または孔開き押さえ板24、またはその双方の垂直運動による上記嵌入されることによって、針状突起3a、3bが形成される。図9では、孔開き押さえ板24が最も下の位置に来ている状態で示す。シート22は、基板21(または孔開き板押さえ板24、またはそれらの双方)の一回の上下運動のストロークで、一定面積の突起物が形成されると、基板21が、最も低い位置に来たときに移動し、次の基板21等の上下運動で、隣接して次の一定面積に針状突起が形成される。このようにして、基板21等の上下運動ストロークで、一定面積の成形されることを繰り返すことで、多数の針状突起を有する立体構造物が連続して成形される。基板21等の上下のストロークは、エアーシリンダーや油圧シリンダーによる上下運動、カムを利用した上下運動、磁力の吸引力や反発力を利用した上下運動等も利用することができる。なお、本発明の針状突起3は、基盤上のそれらの断面や大きさは、必ずしも一定である必要はなく、混在していてもよい。
FIG. 9 shows a part of the apparatus in a side view as an example of the method for producing the three-
図9には、離型板A28が基板21と溶融樹脂シート22との間に存在する例が示されている。図9における針状突起3が形成された後、孔開き押さえ板24は上方に移行し、基板と一体化している針状型23は下方に移行する。それらの移行の際、離型板A28は上方に移行し、針状突起3が成形された成型物を針状型23から離す。その際、離型板A28の持っている熱容量で、溶融樹脂シート22を冷却し、安定した成形を助ける。本発明の針状型23による成形は、変形率が大きく、表面積も大きく、冷却効率も大きく、さらに離型板A28の上方への移行による離型効果や冷却効果により、さらに生産性がアップする。
FIG. 9 shows an example in which the
図10は、図9と同様な成形手段において、孔開き押さえ板31の背後に圧空室32を設けた例を示す。図10Aは平面図であり、図10Bは側面からの断面図で示す。孔開き押さえ板31には、針状型23に対応する孔27a、27b、27c、・・・が開けられており、その孔27が二重のリングで示されているのは、孔が面取りされていることを示す。なお、面取りは、針状型が入ってくる側ばかりでなく、反対側も面取りされていることが好ましい。反対側に顔を出した針状突起の先端が、引っかかるのを防ぐことができるからである。孔開き押さえ板31には、孔27の他に多数の小孔34が開けられている。圧空室32を囲う側壁には、フッ素系樹脂やフェルト等によって構成されているシール部33が設けられており、孔開き押さえ板31の移動による圧空室32の周囲からのエアーの漏洩を少なくしてある。圧空室32には、導管35により圧縮空気が導かれ、孔開き押さえ板31の孔27と小孔34からの圧縮空気のエアー圧により、成形された立体構造物36を孔開き押さえ板31から離される。圧空室に供給されるエアーにより、成形された立体構造物36を冷却する効果もあり、その意味で、シール部33のシールの程度は、厳密性を要しない。なお、基板21の背後にも、圧空室32と同様な圧空室を設けることができ、その場合は、基板21には、小孔34と同様な小孔が設けられている。このように両面に圧空室を設けると、型離れや冷却がスムースであるため、安定して生産性良く製造できるが、図10では、煩雑なため、片面のみ例示してある。
FIG. 10 shows an example in which a
図11図は、図9と同様な成形手段において、孔開き押さえ板24の背後に離型板B37が設けられた例を示す側面からの断面図で示す。針状突起3a、3b、3cが成形された後、離型板A28が固定されいる状態で、針状型23a、23b、23cが固定されいる基板21が下降し、離型板A28により、針状型23を針状突起から離す。同時に、孔開き押さえ板24も上昇しており、その過程で離型板B37が下降し、針状突起3a、3b、3cの頭を下に押し下げ、孔開き押さえ板24から離す。離型板B37の背後には、圧空室38を設けることができ、離型板Bに開けられている小孔39からエアーを吹き出し、針状突起3を冷却することができる。なお、離型板B37が下降する際、離型板A28も下降する。また、この図における針状突起3が成形される過程で、離型板B37と圧空室38を別に設け、圧空室38を負圧吸引にして逆のエアーの流れを作り、成形を助け、針状突起3や孔開き押さえ板24を冷却することができる。
FIG. 11 is a sectional view from the side showing an example in which a release plate B37 is provided behind the perforated pressing
図12から図16は、本発明の立体構造物を連続的に製造する例を示す。図12は装置全体を側面図で示す。ローラ41、42間を連続的に循環するコンベアAとして、キャタピラ45aを使用し、ローラ43、44間には、コンベアBとして、キャタピラ45aと対になるキャタピラ45bが循環している。なお、ローラ類は、スプロケットにし、歯車でコンベアを運搬してもよい。キャタピラ45には、多数の垂直ピン65が一定間隔で植えられている(図では、煩雑になるので、一部のみ示す)。キャタピラ45aには、図9で示した表面に多数の針状突起(図では省略してあるが、図14に一部を取り出して示す)を有する多数の基板61が、孔を開けられて、垂直ピン65に通されて固定されている。基盤61は、案内溝側壁51(図13に溝の形状の例を示す)に沿って案内される。それに対して、樹脂シート72の裏面側に、上記コンベアAと対になるコンベアBとなるキャタピラ45bには、キャタピラ45aとは異なり、針状突起を有する基板61は設けられておらず、その代わり、孔開き押さえ板68が設けられており、その孔開き押さえ板68は、針状型62の1本1本の針状突起に対応した孔が開けられている。そして、原料となる樹脂シート72が、案内溝側壁51の部分で成形され、立体構造物73となっていくことを示す。なお、図では省略してあるが、成形過程が終了し、案内溝側壁部51を出た針状型や孔開き押さえ板は、離型剤が塗布され、また、水のスプレー等で冷却することができる。
12 to 16 show an example of continuously producing the three-dimensional structure of the present invention. FIG. 12 shows the entire apparatus in a side view. A
図13と図14は、本発明の製造装置の部品を斜視図で示す。図13には、案内溝側壁51に基板用ガイド溝52および離型板用ガイド溝53が板に形成されている状態を示す。また、その下側には、孔開き押さえ板用のガイド溝54が設けられている。図13の基板用ガイド溝52と離型板用ガイド溝53が、接近した後に離れていく工程で、接近する場合と異なる経路を辿るのは、成形された立体構造物73を、基板の針状型からの離型を容易にするためである。図14には、キャタピラ45と、それに立てられた垂直ピン65、多数の針状型62が植えられている基板61、その針状型62に対応した針状型貫通孔64を有する離型板63、基板61の側面に設けられた基板支持ピン66、離型板63の側面に設けられた離型板支持ピン67が示されている。基板支持ピン66と離型板支持ピン67が、図13の案内溝側壁51のそれぞれの溝で案内されることにより、上下のキャタピラ45a、64bに設けられた基板61と孔開き押さえ板68が樹脂シート72に対して垂直に移行し、基板61に設けられた針状型62が樹脂シート72を貫通し、立体構造物73が形成される。
13 and 14 are perspective views showing parts of the manufacturing apparatus of the present invention. FIG. 13 shows a state where the
図15は、図12の装置の全体図における案内溝側壁51の部分で、樹脂シート72に対して基板61に植えられた針状型62と離型板63および孔開き押さえ板68が、どのように作用するかを示した側面図である(その断面図は、図16に示す)。工程Aでは、案内溝側壁51の入口部分で、まだ基板61に取り付けられた針状型62、離型板63および孔開き押さえ板68も、樹脂シート72から離れている。工程Bでは、上の針状型62および下の孔開き押さえ板68が樹脂シート72に対して垂直に移行し、樹脂シート72を貫通し、成形された立体構造物73となる。樹脂シート72に針状型62が貫通され、立体構造物73となった状態で、孔開き押さえ板68の背後に設けられている圧空室A71からの圧力空気により、立体構造物73は冷却され、孔開き押さえ板68から離される。工程Cでは、成形された立体構造物73に対して、まず針状型62および孔開き押さえ板68が離れ、離型板63は、成形された立体構造物73側にまだ残っている状態を示す。工程Dでは、離型板63も立体構造物73から離れている状態を示す。これらの基板61、離型板63および孔開き押さえ板68の樹脂シート81に対しての垂直移行は、案内溝側壁51に設けられた基板用ガイド溝52および離型板用ガイド溝53、孔開き押さえ板用ガイド溝54の軌跡に沿って行われる。
FIG. 15 is a portion of the guide
また、工程Bの基板61の背後にも、圧空室B74を設けることができ、基板61の背後から、圧空室B74より送り出されるエアーにより、立体構造物73を冷却し離型する役目をする。なお、図示してはいないが、工程Aと工程Bの中間で、針状型62の針先が樹脂シート72と孔開き押さえ板68の孔に嵌入する過程において、孔開き押さえ板68の背後に設けた別の圧空室Cからエアーが吸引されることにより、針状型62による成形を助け、成形を安定させることができる。圧空室A71、圧空室B74、圧空室Cは固定されており、キャタピラ64bの進行によって移動することはない。圧空室71等の取り付けについては図15で説明し、圧空室A71等の構造や作用については、既に図10で説明した。また、図示していなが、孔開き押さえ板68の背後に図11で示した離型板Bや圧空室を設けることもできる。
Moreover, even after the back of the
図16は、図15の装置の全体図の工程Bにおける正面からの断面図であり、案内溝側壁51、キャタピラ45a、それに立てられた垂直ピン65、多数の針状型62が植えられている基板61、離型板63、基板61の側面に設けられた基板支持ピン66、離型板63の側面に設けられた離型板支持ピン67等の配置が示されている。また、下方のキャタピラ45bには、孔開き押さえ板68が設けられており、孔開き押さえ板支持ピン69によって案内されている。工程Bでは、孔開き押さえ板68の背後から圧空室が設けることができる。キャタピラ45bは、両側面のみに存在し、固定されている圧空室Aや圧空室Cと衝突しないようになっている。基板61の背後に圧空室Bが設けられる場合は、キャタピラ45aも、両側面のみに存在するように構成される。
FIG. 16 is a cross-sectional view from the front in step B of the overall view of the apparatus of FIG. 15, in which the guide
図17、図18は、本発明の立体構造物1のシート状物を連続的に成形させる他の手段について示した。図17は、側面図であり、図18は、図17のA−A面、B−B面での断面図を示す。ローラ81、82間をコンベア83が循環している。コンベア83の両端部には、一定間隔で多数の垂直ピン84a、84b(図では、煩雑になるので、一部のみ示しているが、図14に示した垂直ピン65と同じ)が植えられている。コンベア83の垂直ピン84には、図9で示した表面に多数の針状突起(図では省略してあるが、図14の針状突起62と同じ)を有する基板85a、85bが両端部に孔を開けられて固定されている。コンベア83には、磁性ゴムや磁性プラスチック、または磁石を埋め込む等の手段で磁化されていることが好ましく、それによるコンベア83の磁性によって、基板85がコンベア83上に固定される。コンベア83と、下方をコンベア83と対になり等速で循環するコンベア86とが向き合って接近した時点で、前後に傾斜をもっている架台90の登り傾斜によって、基板85がコンベア83面から離れて、垂直ピン84上を徐々に原料の樹脂シート2の方向へ垂直方向に移行する。その後、基板85は、コンベア83と平行に移動する距離があった後、再び架台90の下り傾斜により、コンベア83側に移行される。
17 and 18 show other means for continuously forming the sheet-like material of the three-
コンベア83と対になるコンベア86が、ローラ87、88間をコンベア83と等速で循環しており、同様に多数の垂直ピン91a、91bと、それに固定されている多数の孔開き押さえ板92a、92bを有する。コンベア83と対になる関係で循環するコンベア86の垂直ピン91や孔開き押さえ板92が、同様に架台93により押し上げられ、樹脂シート2に対して垂直に移行していく。この基板85と孔開き押さえ板92の垂直移行により、両者の中間を走行する樹脂シート2を介して、基板85に設けられている針状突起(図では省略されている)が樹脂シート2に垂直方向に貫入して、樹脂シート2の片面に針状突起を有する立体構造物94となる。また図では、挿入されてくる樹脂シート2の加熱装置または保温装置は省略してあり、また、基板の針状突起が貫入した後の樹脂シートの冷却装置も省略してある。
A
図18のA図は、図17のA−Aでの断面で、B図は、B−Bでの断面で、図17の上側の装置(ローラ81、82で駆動される部分)のみ示す。架台90は、コンベア83の外側に設置されており、基盤85がその上を滑って移動する。基板85が、コンベア83側に戻る際は、図17に示す架台90の反対側であるコンベア83側に、基板85を押し下げるガイドレールを設けることができる。なお、架台やガイドレールは、摩擦を軽減するため、小さいコロやベアリングから構成されていることが好ましく、また、摩擦係数小さな材料を使用したり、潤滑剤を使用することができる。なお、基板85や孔開き押さえ板の背後に圧空室を設けることが好ましく、その場合は、コンベア83は、ローラ81の両側面のみに存在し、中央部はコンベアが存在しないように構成される。
18A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 17, and FIG. 18B is a cross-sectional view taken along line BB. Only the upper device (portion driven by
図19は、本発明の立体構造物の針状突起の先端に孔を開ける手段について示す。立体構造物101は、片面に針状突起102a、102b、・・・を有する。その立体構造物101の進行方向に、加熱ロール103があり、それが針状突起102の先端に触れて、針状突起102の先端を溶融除去し、冷却ロール104で冷却することにより、先端に孔105a、105b、・・・を有する立体構造物106を製造する。加熱ロール103の代わりに、加熱コンベア、熱風流、トーチ等も使用できるが、いずれも樹脂シートの融点(非晶質ポリマーの場合は2次転移点)よりも30〜50℃以上であることが好ましく、100℃以上高温であることがさらに好ましい。
FIG. 19 shows a means for making a hole at the tip of the needle-like projection of the three-dimensional structure of the present invention. The three-
図20は、本発明の立体構造物101にシート状物を接合させる手段について示す。樹脂シートの片面に針状突起102a、102b、・・・を有する立体構造物101の進行方向に加熱ロール111があり、そのロールにシート状物112が導かれ、加熱ロール111で加熱されて軟化され、針状突起102の先端に触れて、針状突起102の先端と接合されて、シート状物112が接合された立体構造物113とされる。加熱ロール111は、図19の加熱ロール103とは異なり、それほど極端に高温にする必要はないが、接合に充分な熱をシート状物112に与える必要がある。また、シート状物112が、Tダイスからでた溶融樹脂シートである場合は、むしろ溶融樹脂を冷却する機能を有する温度にすべきである。シート状物112が微多孔膜や不織布などのように、加熱によって性質の変わるものや、織物やネットのように、加熱のみでは接合が困難な場合は、立体構造物101とシート状物112の間に接着性ウェブ114を導き、接着性ウェブ114によって接着することもできる。シート状物112が微多孔膜や不織布のように、通気性や通水性を有することを特徴とする場合は、それらの通気性等を損なわないように、接着性ウェブ114は、不織布状やネット状物であることが好ましく、また、接着性ウェブ114の通気性等が少ない場合は、シート状物112の全面ではなく、接着性ウェブ114が帯状に部分的に配置して接合することが好ましい。また、接着性ウェブ114を使用せず、シート状物102の接合面や、立体構造物101の針状突起102の先端に接着剤を塗布しておくことによっても、シート状物が接合された立体構造物113を製造することができる。なお、図20では、立体構造物101の針状突起102の先端にシート状物112を接合する例を示したが、その場合と同様にして、針状突起102の底面側にシート状物112を接合させることもできる。
FIG. 20 shows a means for joining a sheet-like material to the three-
原料樹脂として、ポリプロピレン(サンアロマー株式会社、PB370A、MFR1.3、密度0.9g/cm3、荷重たわみ温度80℃)を使用した。この樹脂を、Tダイスより255℃で押出成形し、溶融状態で100μmのシートとなるように、図9に示した立体構造物成形工程へと導かれる。図9における基板21および針状型23を1セットとする成型用金型を用意した。針状型23の針径は2.0mm、ピッチは8.4mm、高さ25mmとした。この1セットの金型の針の先に、孔開き押さえ板24(アルミニウム製、板厚12mm)の孔27(孔径3.2mmφ、針挿入側の孔面取り2mm)を向かい合わせ、その間にTダイスより導かれた溶融樹脂シート22が挟み込まれた状態で、樹脂シートを貫通するように、孔開き押さえ板24の孔27に、針状型23を嵌入した。この時の溶融樹脂シートの温度は、233℃であった。この嵌入直後(10秒以内)にこの溶融シート22中に嵌入した針状型23を、離型板A28(材質、板厚、孔径は孔開き押さえ板24と同じ)が支えている状態で押し下げることで冷やされながら型離れされ、成形体として針状型23と孔開き押さえ板24から取り出され、図1に示す立体構造物となった。この立体構造物の高さHは、8mmで、1/2Hにおける幅Wは、2.7mm、針状突起の隣の突起までのピッチは、8.4mmであった。離型板A28を使用しない場合は、30秒後でも、針状型を成型体から安定して取り外すことができなかった。なお、孔開き押さえ板24側に離型板37Bと圧空室38を設けることにより、成形はさらに安定し、できた針状突起の形状も揃い、肉厚不同も少なくなった。
Polypropylene (Sun Allomer Co., Ltd., PB370A, MFR1.3, density 0.9 g / cm 3 , deflection temperature under load 80 ° C.) was used as the raw material resin. This resin is extruded from a T die at 255 ° C. and led to the three-dimensional structure molding step shown in FIG. 9 so as to form a 100 μm sheet in the molten state. A molding die having one set of the
本発明で製造される細くて高い針状突起を有する立体構造物は、柔軟性を有するにもかかわらず耐圧性に優れ、透水性や断熱性も有するので、緩衝シート、クッションシート、間仕切り、床材等に使用される。また、この針状突起の内部の空洞に物体が封入され、またその針状突起の底面に他のシート状物が接合されていることにより、新たな機能を有する包装材等に使用される。 The three-dimensional structure having thin and high needle-like projections produced in the present invention is excellent in pressure resistance and has water permeability and heat insulation despite its flexibility, so that it is a buffer sheet, cushion sheet, partition, floor Used for materials. Further, an object is enclosed in a cavity inside the needle-like projection, and another sheet-like material is joined to the bottom surface of the needle-like projection, so that the needle-like projection is used for a packaging material having a new function.
1:立体構造物、 2:樹脂シート、 3:針状突起、 5:針状突起の先端部、
6:針状突起の先端に内接する円、 7:針状突起の先端の孔。
8:針状突起の先端部、 9:先端平面部。
11:シート状物、 12:繊維状物、 13:物体、 14:シート状物、
15:底面、 16:シーリング層。
21:基板、 22:軟化点以上にある樹脂シート、 23:針状型、
24:孔開き押さえ板、 25:ねじ部、 26:ナット、 27:孔、
28:離型板A。
31:孔開き押さえ板、 32:圧空室、 33:シール部、 34:小孔、
35:導管、 36:成形された立体構造物。
37:離型板B、 38:圧空室、 39:小孔。
41、42、43、44:ローラ、 45:キャタピラ、
51:案内溝側壁、 52:基板用ガイド溝、 53:離型板用ガイド溝、
54:孔開き押さえ板用ガイド溝。
61:基板、 62:針状型、 63:離型板、
64:針状型貫通孔、 65a、65b:垂直ピン、
66:基板支持ピン、 67:離型板支持ピン、 68:孔開き押さえ板、
69:孔開き押さえ板支持ピン。
71:圧空室A、 72:樹脂シート、 73:立体構造物、 74:圧空室B。
81、82、87、88:ローラ、 83、86:コンベア、
84a、84b、91a、91b:垂直ピン、
85a、85b:基板、 92a、92b:孔開き押さえ板、
90、93:架台、 94:立体構造物。
101:立体構造物、 102:針状突起、
103:加熱ロール、 104:冷却ロール、
105:針状突起先端の孔、 106:針状突起の先端に孔を有する立体構造物。
111:加熱ロール、 112:シート状物、
113:針状突起の先端にシート状物が接合された立体構造物、
114:接着性ウェブ。
1: three-dimensional structure, 2: resin sheet, 3: needle-like protrusion, 5: tip of needle-like protrusion,
6: a circle inscribed at the tip of the needle-like protrusion, 7: a hole at the tip of the needle-like protrusion.
8: Tip portion of the needle-like protrusion, 9: Tip flat portion.
11: Sheet material, 12: Fibrous material, 13: Object, 14: Sheet material,
15: Bottom surface, 16: Sealing layer.
21: Substrate, 22: Resin sheet above the softening point, 23: Needle-shaped mold,
24: Perforated pressure plate, 25: Screw part, 26: Nut, 27: Hole,
28: Release plate A.
31: Perforated pressure plate, 32: Pressure air chamber, 33: Seal portion, 34: Small hole,
35: conduit, 36: molded solid structure.
37: Release plate B, 38: Pressure chamber, 39: Small hole.
41, 42, 43, 44: Roller, 45: Caterpillar,
51: Guide groove side wall, 52: Substrate guide groove, 53: Release plate guide groove,
54: Guide groove for perforated pressing plate.
61: Substrate, 62: Needle-shaped mold, 63: Release plate,
64: Needle-shaped through hole, 65a, 65b: vertical pin,
66: substrate support pin, 67: release plate support pin, 68: perforated presser plate,
69: Perforated pressure plate support pin.
71: Pressure chamber A, 72: Resin sheet, 73: Three-dimensional structure, 74: Pressure chamber B
81, 82, 87, 88: Roller, 83, 86: Conveyor,
84a, 84b, 91a, 91b: vertical pins,
85a, 85b: substrate, 92a, 92b: perforated pressure plate,
90, 93: frame, 94: three-dimensional structure.
101: Three-dimensional structure, 102: Acicular protrusion,
103: heating roll, 104: cooling roll,
105: Hole at the tip of the needle-like protrusion 106: Three-dimensional structure having a hole at the tip of the needle-like protrusion
111: heating roll, 112: sheet-like material,
113: a three-dimensional structure in which a sheet-like material is joined to the tip of a needle-like protrusion;
114: Adhesive web.
Claims (5)
該孔開き押さえ板および/または該基板の背後に該孔開き押さえ板の多数の該孔または該基板の多数の該針状型を覆う圧空室が設けられており、該圧空室のエアーを、該針状突起が形成された樹脂シート側に噴出させることで、該孔開き押さえ板および/または基板と、該成形された立体構造物とが分離されることを特徴とする、片面に針状突起を有する立体構造物の製造方法。 A large number of needle-shaped molds are integrated with the substrate on one side of the resin sheet having fluidity when the temperature is higher than the deflection temperature of the resin. on the side, an aperture pressing plate being opened holes at positions corresponding to the needle-like type of projections, as needle-like type supports the resin sheet at the time of penetrating the resin sheet from behind The resin sheet is deformed by moving in a direction perpendicular to the resin sheet so that the needle-shaped mold fits into the hole of the perforated pressing plate, and the needle-shaped protrusion is formed on one side. In the method for producing a three-dimensional structure in which is formed,
A compressed air chamber is provided behind the perforated pressing plate and / or the substrate to cover a number of the holes of the perforated pressing plate or a plurality of the needle-shaped molds of the substrate , The needle-shaped projections on one side are characterized by separating the perforated pressing plate and / or substrate and the molded three-dimensional structure by spraying to the resin sheet side on which the needle-like protrusions are formed. A method for producing a three-dimensional structure having protrusions.
該孔開き押さえ板の背後に該孔開き押さえ板の多数の該孔または該基板の多数の該針状型を覆う圧空室が設けられており、該針状突起が形成される該樹脂シート側よりエアーが該圧空室へ吸引されることを特徴とする、片面に針状突起を有する立体構造物の製造方法。 A large number of needle-shaped molds are integrated with the substrate on one side of the resin sheet having fluidity when the temperature is higher than the deflection temperature of the resin. on the side, an aperture pressing plate being opened holes at positions corresponding to the needle-like type of projections, as needle-like type supports the resin sheet at the time of penetrating the resin sheet from behind The resin sheet is deformed by moving in a direction perpendicular to the resin sheet so that the needle-shaped mold fits into the hole of the perforated pressing plate, and the needle-shaped protrusion is formed on one side. In the method for producing a three-dimensional structure in which is formed,
A compressed air chamber is provided behind the perforated pressing plate to cover a large number of the holes of the perforated pressing plate or a plurality of the needle-shaped molds of the substrate, and the resin sheet side on which the acicular protrusions are formed A method for producing a three-dimensional structure having needle-like protrusions on one side, wherein air is sucked into the compressed air chamber.
該基板の表面に多数の該針状型の突起に対応した位置に孔を有する離型板が設けられており、立体構造物が成形された後、該離型板が樹脂シートの方向に垂直に移行することにより、該基板と該成形された立体構造物が分離されることを特徴とする、片面に針状突起を有する立体構造物の製造方法。 A large number of needle-shaped molds are integrated with the substrate on one side of the resin sheet having fluidity when the temperature is higher than the deflection temperature of the resin. on the side, an aperture pressing plate being opened holes at positions corresponding to the needle-like type of projections, as needle-like type supports the resin sheet at the time of penetrating the resin sheet from behind The resin sheet is deformed by moving in a direction perpendicular to the resin sheet so that the needle-shaped mold fits into the hole of the perforated pressing plate, and the needle-shaped protrusion is formed on one side. In the method for producing a three-dimensional structure in which is formed,
A release plate having holes is provided on the surface of the substrate at positions corresponding to the projections of the many needle-like molds, and after the three-dimensional structure is formed, the release plate is perpendicular to the direction of the resin sheet. The method for producing a three-dimensional structure having needle-like protrusions on one side, wherein the substrate and the molded three-dimensional structure are separated by moving to step (1).
該孔開き押さえ板の背後に該孔開き押さえ板の多数の該孔を覆う離型板が設けられており、立体構造物が成形された後、該離型板が成形された該針状突起の先端を押し圧するように垂直に移行することにより、該孔開き押さえ板と該成形された立体構造物とが互いに分離されることを特徴とする、片面に針状突起を有する立体構造物の製造方法。 A large number of needle-shaped molds are integrated with the substrate on one side of the resin sheet having fluidity when the temperature is higher than the deflection temperature of the resin. on the side, an aperture pressing plate being opened holes at positions corresponding to the needle-like type of projections, as needle-like type supports the resin sheet at the time of penetrating the resin sheet from behind The resin sheet is deformed by moving in a direction perpendicular to the resin sheet so that the needle-shaped mold fits into the hole of the perforated pressing plate, and the needle-shaped protrusion is formed on one side. In the method for producing a three-dimensional structure in which is formed,
A release plate that covers a large number of the holes of the perforated presser plate is provided behind the perforated presser plate, and the three-dimensional structure is formed, and then the needle-like projections formed of the release plate are formed. The three-dimensional structure having needle-like protrusions on one side is characterized in that the perforated pressure plate and the molded three-dimensional structure are separated from each other by moving vertically so as to press the tip of Production method.
5. A three-dimensional structure manufacturing method, wherein a compressed air chamber that covers a number of holes of the perforated pressing plate is provided behind the release plate according to claim 4, and air is ejected or sucked from the compressed air chamber. Method.
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