JP5633019B2

JP5633019B2 - インフレータブル製品のセル成形用仕切材料

Info

Publication number: JP5633019B2
Application number: JP2010143353A
Authority: JP
Inventors: 正寿粟井; 功水谷
Original assignee: 株式会社ハイビックス; Ｍｉｃｓ化学株式会社
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-06-24
Also published as: JP2012005620A

Description

本発明は、アース板を用いることなく簡単かつ効率的に高周波溶接を行うことができるインフレータブル製品に使用するセル成形用仕切材料に関するものである。

インフレータブル製品の一例としてエアマットと称されるエアを注入して所定形状とし、クッション性機能を発揮できるようにした医療用あるいはレジャー用等の製品が知られている。このようなエアマットとしては、例えば特許文献１に示されるような、多数個の筒状セル（空気室）を設けた構造のものが公知である。

前記エアマットのセルを形成する方法の一つとして、上下一対のシート材の間に筒状のセル形成用仕切材料を平面的に折り畳んだ状態で挟み、高周波溶接によりシート部材とセル形成用仕切材料とを溶接し、このセル形成用仕切材料で空間を仕切ってシート材間に多数個の筒状セルを形成する方法が開発され、実用化されている。

前記の高周波溶接は、溶接部に高周波を発振し被処理物を溶接する方法であるが、溶接すべき被処理物は高周波発振機と金属製のアース板との間にセットする必要があり、図７に示されるように、筒状のセル形成用仕切材料の内部にアース板を挿入した状態で溶接処理を行うのが普通である。
図８において、２０は筒状に成形されたセル形成用仕切材料、２１、２２は上下一対のシート材、３１は高周波発振機、３２は前記セル形成用仕切材料２０の内部に挿入される金属製のアース板、３３はベース台である。

このように、セル形成用仕切材料２０の内部にアース板３２を挿入するのは、アース板３２なしで高周波溶接するとシート材のない側とセル形成用仕切材料２０の外側だけでなく、セル形成用仕切材料２０の内面同士も溶着されてしまい、剥離ができずに仕切材料としての役目を発揮できないためである。そこで、アース板３２を介在させてセル形成用仕切材料２０の内面同士の溶着を防止するとともに、アース板３２により高周波発振機３１のエネルギを下側にあるシート材とセル形成用仕切材料に伝達し、このエネルギによって下側にあるシート材とセル形成用仕切材料を溶着するのである。

図８は、このようにして得られたエアマットの一例を示すものであるが、セル形成用仕切材料２０は線状の溶接部２３でもってシート材２１、２２に溶接されており、各セル形成用仕切材料２０、２０間にエア貯留部２４を形成している。また、前記セル形成用仕切材料２０はエア貯留部２４に空気を流入した場合に、シート材２１、２２間の高さを一定にする役割もあり、これによりエアマット表面を凹凸のない平滑面としている。

しかしながら、全ての筒状のセル形成用仕切材料の内部にアース板を挿入、溶接、抜取を行うことは工数が多くなり煩雑で作業性にも劣るという問題点があった。

特開平７−２０４２２９号公報（出願人：弘進ゴム株式会社「エアーマット」）

本発明は上記のような問題点を解決して、従来のような金属製のアース板の使用を止めることでアース板の挿入作業及び抜き取り作業を行う必要がなく、容易かつ効率的に高周波溶接を行うことができ、インフレータブル製品のような複雑な構造の製品を簡単に生産することができるエアマットのセル成形用仕切材料を提供することを目的として完成されたものである。

上記課題を解決するためになされた本発明のインフレータブル製品に使用されるセル成形用仕切材料は、塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリアミド、ポリエステルの１種または２種以上からなる一対のシート材間に介在され、高周波発振によりシート材に上下部を溶着されてシート材間に筒状セルを形成するインフレータブル製品のセル成形用仕切材料であって、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリプロピレン、ポリエチレンの１種または２種以上からなる内層と、前記シート材と同質の材料からなる外層とが共押出し法により接着することなく積層した状態のチューブとして成形されており、セル成形用仕切材料を扁平状に折り畳んだ状態で一対のシート材間にセットしてアース板なしで高周波溶接した場合に、前記シートと外層とは溶着した状態となるが、外層と内層とは溶融一体化しておらず容易に剥離可能な状態となることを特徴とするものである。

本発明は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリプロピレン、ポリエチレンの１種または２種以上からなる内層と、シート材と同質の材料からなる外層とが共押出し法により接着することなく積層した状態のチューブとして成形されているものであり、高周波溶接によりシート材、外層、内層を一体的に溶着した後において外層と内層の溶着部を簡単に剥離することができ、セル成形用の仕切材料としての機能を発揮できる。また、溶接時に従来のようにアース板を用いる必要がなくなりアース板を出し入れする煩雑な工程をなくして効率的に高周波溶接を行えることとなる。

即ち、内層を形成するＥＶＡ等の材料は高周波の溶接適性がある素材であり、アース板なしで高周波溶接するとシート材、外層、内層は一体的に溶着する。この場合、シート材と外層とは、同質素材であるので両者は完全に溶着した状態となる。しかし、ＥＶＡ等の材料は、塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）等の外層とは密着しているに過ぎず、化学的に接着している訳ではない。従って、溶接後において外層と内層を引き剥がす方向に力を加えると、密着状態にある内層と外層の界面が容易に剥離することとなる。
このように、溶接後における外層と内層の剥離を簡単に行えるため、従来のようにアース板の挿入する必要がなく、作業性を大幅に向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態を示す断面図である。本発明を用いたインフレータブル製品例のエアを入れていない状態を示す斜視図である。本発明を用いたインフレータブル製品例の溶接工程を示す説明図である。（ａ）は本発明を用いたインフレータブル製品例を示す斜視図、（ｂ）はその要部の斜視図である。本発明を用いたインフレータブル製品例の要部を示す斜視図である。（ａ）は溶接直後の状態を示す説明図、（ｂ）は内層と外層が剥離する工程を示す説明図である。従来例における高周波の溶接工程を示す斜視図である。従来例におけるインフレータブル製品例を示す斜視図である。

以下に、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施の形態を示す。
図１は、本発明の実施の形態を示す断面図、図２〜図５は本発明のセル成形用仕切材料を用いたインフレータブル製品例を示す図、図６は溶接直後において内層と外層が剥離する工程を示す説明図である。
本発明のセル成形用仕切材料１は、インフレータブル製品の各セルを形成するのに用いられるものであって、一対のシート材２、３間に介在され高周波発振によりシート材に上下部を溶着されてシート材間に複数の筒状セルを形成するものである。このセル成形用仕切材料１は、共押出し法によってチューブ状に成形されるものであり、通常は図１に示すように、扁平状に折り畳んだものとして取り扱われている。

なお、前記一対のシート材２、３は、塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリアミド、ポリエステルの１種または２種以上からなるものであり、加工性、強度などに優れたものである。特に、ＰＶＣや熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）が好ましい。
また、高周波発振による溶着とは、高周波ウェルダー溶接とも称される溶接加工方法であり、溶接部を高周波発振により被処理物溶接する加工法である。

前記セル成形用仕切材料１は、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリプロピレン、ポリエチレンの１種または２種以上からなる内層１ａと、前記シート材２、３と同質の材料からなる外層１ｂの２層からなるものである。ここで、外層１ｂは前記シート材２、３と同質の塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリアミド、ポリエステルから選択される１種または２種以上からなるものであるが、両者は高周波溶接によって溶着する関係にあればよく、同一であれば勿論いいが、同一でなくても同質であればよい。
なお、このセル成形用仕切材料１は、共押出し法によりチューブ状に成形されるものであって、前記内層１ａと外層１ｂとは接着していないが、密着して積層された状態となっている。
内層１ａとしてはエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、外層１ｂとしては熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）が好ましい。

なお、図示のものでは、極性材料からなる外層１ｂは１層の場合を示しているが、外層１ｂを２層以上のものとできることは勿論である。この場合は、セル成形用仕切材料１の使用目的に応じて、例えば強度を向上させる樹脂や接着性に優れた樹脂などを選択して積層し、任意の特性を付与することができる。

次に、本発明のセル成形用仕切材料１を用いてインフレータブル製品を成形する手順につき説明する。
図２に示されるように、セル成形用仕切材料１は扁平状に折り畳んだ状態で一対のシート材２、３間に、セットされる。次いで、図３に示されるように、シート材２、３をベース台３３にセットし上部側から高周波発振機３１により高周波を発振し、セル成形用仕切材料１とシート材２、３を溶接する。なお、従来と異なりセル成形用仕切材料１の筒内にアース板を挿入する必要はない。

高周波を照射すると、セル成形用仕切材料１とシート材２、３は、図６（ａ）に示されるように、溶接部４で一体的に溶着した状態となる。これは、内層１ａを形成するＥＶＡ等の材料は高周波の溶接適性がある素材であり、かつ、アース板なしで高周波溶接しているため、シート材２、３と内層１ａ、１ａ、外層１ｂ、１ｂの合計６枚の層が一体的に溶着した状態となっている。

この溶接部４は、シート材２、３と外層１ｂとが塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）等の同質材であるので両者は完全に溶着した状態となっている。また、内層１ａの内面同士も同材質であるため完全に溶着した状態となっている。しかし、内層１ａのＥＶＡ等の材料は、塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）等の外層１ｂとは相溶性がないので見かけ上密着しているに過ぎず、溶融一体化している訳ではない。
従って、溶接後において外層１ｂと内層１ａを引き剥がす方向に力を加えると、図６（ｂ）に示されるように、付着状態にある内層１ａが外層１ｂのＥＶＡを界面として容易に剥離することとなる。なお、剥離する部分は、図示のものでは下方側の内外層の間となっているが、上方側の内外層間や上下両方の内外層間であってもよいことは勿論である。

このように、溶接後における外層１ｂと内層１ａの剥離を簡単に行えるため、従来のように溶着を防止する目的でアース板の挿入をする必要がなく、作業性を大幅に向上させることが可能となる。

このように成形されたインフレータブル製品は、図２に示されるように板状に折り畳んだ状態で流通・搬送される。その後、図４〜図５に示されるように、現場等においてセル成形用仕切材料１で仕切られたエア貯留部５内にエアが注入されて所定形状に膨らませられ、インフレータブル製品として使用に供される。
前記セル成形用仕切材料１は、エア貯留部２４に空気を流入して膨張した場合に、シート材２、３間の高さを一定にするため、製品表面を凹凸のない平滑面とすることができ、かつ優れたクッション性も保持しているので、例えばエアマットとして優れた効果を発揮することとなる。

なお、インフレータブル製品としてはベッド用のエアマット製品や、血圧測定用のインフレータブル等の医療用製品や、レジャーマットや簡易プール等のレジャー製品など各種製品に用いることができることは勿論である。

１セル成形用仕切材料
１ａ内層
１ｂ外層
２シート材
３シート材
４溶接部
４ａ剥離部
５エア貯留部
２０セル形成用仕切材料
２１シート材
２２シート材
２３溶接部
２４エア貯留部
３１高周波発振機
３２アース板
３３ベース台

Claims

塩化ビニル（ＰＶＣ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）、ポリアミド、ポリエステルの１種または２種以上からなる一対のシート材間に介在され、高周波発振によりシート材に上下部を溶着されてシート材間に筒状セルを形成するインフレータブル製品のセル成形用仕切材料であって、エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリプロピレン、ポリエチレンの１種または２種以上からなる内層と、前記シート材と同質の材料からなる外層とが共押出し法により接着することなく積層した状態のチューブとして成形されており、セル成形用仕切材料を扁平状に折り畳んだ状態で一対のシート材間にセットしてアース板なしで高周波溶接した場合に、前記シートと外層とは溶着した状態となるが、外層と内層とは溶融一体化しておらず容易に剥離可能な状態となることを特徴とするインフレータブル製品に使用されるセル成形用仕切材料。