JPH0659655B2 - ゲル状物質を用いた緩衝材の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、緩衝パーツ、防振パーツ用に、ゲル状物質を
被覆層内に封入した緩衝材に関するものである。

従来の技術 最近、固体と液体の中間であるゲル状物質の特性が見直
され、運動靴やサポーター、野球グラブ等のスポーツ用
品を始めとし、このゲル状物質を材料とした緩衝、防振
パーツが多方面で使用されている。

このゲル状物質としては、シリコーンゲルが素材として
の安定性から良く適しており、ＪＩＳ Ｋ ２５３０−
１９７６−（５０ｇ荷重）により測定された針入度が５
０〜２００程度のシリコーンゲルやこの中に微小中空球
体を混入してなる複合シリコーンゲルは緩衝、防振能力
に特に優れているので、よく使われているが、これらは
粘着力が強く、それでいて接着が効かないため、合成樹
脂フィルム等の被覆層内かケース等の外筺体内に封入し
た形で用いられている。

フィルム等の被覆層内に封入したものは、特開昭６２−
１６１５１３号、特開昭６２−１６１５２４号に開示さ
れるとおり、ゲル状物質の原料たる源液を偏平ノズルよ
り移動受面上に流し出し、移動させる間に加熱してシー
ト状のゲル状物質を得て、続き、このシート状のゲル状
物質に上下より被覆層たるフィルムを重ね合わせ、分割
手段を備えた溶着手段により、外ゲル状物質を分割させ
るとともにその分割溝において上下フィルムを溶着し
て、所望形状のパーツが得られている。

また、ケース等の外筺体内に封入したものは、専らイン
シュレータのような、どちらかと言うと、前者に比べ、
精度、性能が要求される工業機器の防振パーツとして用
いられている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、前記方法でフィルム等の被覆層内に封入
するものは、分割手段を備えた溶着手段の押し付けによ
り、被覆層内の内部圧が急上昇するため、ゲル状物質の
シート厚さや分割溝の幅が広いと、溶着が完了しない内
に被覆層が破れてパンクを生じてしまう。このため、肉
薄のものしか作ることができず、小さな衝撃の緩衝材と
しては、まさに適した製造方法となるが、大きな衝撃用
には向かない。また、ケース等の外筺体内に封入するも
のは、機構的に組み合わせて、相当大きな衝撃をも緩衝
することができるが、往々にして緩衝性能に方向性があ
り、四方からのラフな衝撃に対応できるようにするには
益々複雑な機構を採らざるを得なく、コスト的に全く折
り合わない。

問題点を解決するための手段 本発明は、上記の問題点を解決するために、ゲル状物質
を用いた緩衝材の製造方法を次ぎのように構成したもの
である。即ち、上下重ね合わせて用いる被覆層の少なく
とも一方は、柔軟なシート状材料を用いて、耳部とこれ
に取り囲まれる膨出変形部とが一組以上形成されるよう
膨出変形させ、上下の被覆層を重ね合わせるにあたり、
重ね合わせにより該膨出変形部の処に形成される閉鎖空
間にはゲル状物質を層として内設し、その周囲で上下の
被覆層が接触し合う前記耳部において両者を接合するこ
とを特徴とするものである。

作用 上記方法では、上下重ね合わせて用いる被覆層の少なく
とも一方に柔軟なシート状材料を用い、これに、耳部と
該部に取り囲まれる膨出変形部とが一組以上形成される
よう膨出変形さることにより、ゲル状物質の層を入れら
れるに十分な空間が予め形成される。そして、ゲル状物
質のみの層かゲル状物質と発泡状物質等の積層をこの空
間内に配し、上から蓋をするようにもう一方の被覆層を
重ね合わせ、このようにしてからゲル状物質が内設され
る膨出変形部の周囲で上下の被覆層が接触し合う耳部に
おいて、両者を溶着や接着等して接合するが、ゲル状物
質が内設される空間は予め確保されているので、たとえ
熱溶着のような接合手段によっても、被覆層が破れパン
クすることはない。その後、接合された耳の部分で切り
取れる。

実施例 次ぎに、本発明の一実施令を、ヘルメット用の緩衝パー
ツを作るものとして説明する。

なお、ヘルメット用の緩衝パーツは、万が一の場合の大
なる衝撃を確実に緩衝できるよう、相当分厚い緩衝変形
層が必要とされるが、価格的にかなり高価なゲル状物質
をやみくもに使う訳にゆかず、このため、本例ではゲル
状物質と発泡状物質とを積層して内設するタイプの緩衝
材を作る方法として説明する。

これには、先ず、例えば、塩化ビニール樹脂のような熱
可塑性の軟質なシート状のフィルムを被覆層として用意
し、これを枠に展張した上で、該フィルムイに熱が加わ
るようにし、全体が柔軟になった時点で、これを、例え
ば、第１図に示す成形型１に乗せ、型の下方からこの間
の空気を吸引するようにして、成形型の凹凸に合わせて
変形させる。いわゆる真空成形を施して、成形型の凹凸
に合わせた膨出変形部を形成するのである。したがっ
て、成形型は、被覆層としてのフィルムの大きさに合わ
せ、通常、必要とする緩衝材の形状をした型１１が基盤
１２上に多数適当間隔離して固定され、その間の谷部に
は吸引用の吸気口１３が別途の吸気手段に連なって明け
られている。また、これによって成形されるフィルム
は、型１１にまとわりつく部分が膨出変形部２となり、
谷部たる基盤１２面側に吸引される処が膨出変形部の周
囲の耳部２３となる。

接合する際は、通常、この膨出変形させた被覆層を下側
の被覆層として作業するので、本例では真空成形での膨
出変形が冷却固化した後、成形型より取り出して、表裏
裏返す。

すると、第２図のごとく、前記型１１に相当した膨出変
形部２が船型底のようなくぼみとなって現れるので、こ
の中にゲル状物質の層を各配設すれば良い。

このゲル状物質の層としては、この膨出変形部２により
形成される空間２１に直接ゲル状物質の原料である原液
を注入してゲル硬化させて得ても良いが、ゲル硬化に時
間がかかることが多いので、ゲル状物質は、層として別
途作成しておくのが便利である。

ゲル状物質としては、加熱や触媒作用等によりゲル硬化
する物質であれば良く、このため、一液性のものでも、
二液性のものでも、微小中空球体等が混入されるもので
も良いが、本例では、二液混練型のシリコーン、例えば
トーレシリコーン株式会社の製造する商品名トーレシリ
コーンＣＦ５０２７やトーレシリコーンＣＹ５２または
信越化学工業株式会社製造の商品名ＫＥ−１０５１に、
微小中空球体、例えば日本フィライト株式会社の製造、
販売するフィライト（登録商標）やエクスパンセル（登
録商標）を混入したものとして説明する。

これには、手作業で、混合、混練、脱泡を行っても良い
し、例えば、別々のタンクで二液のそれぞれに微小中空
球体を混入し、続きこれをニーダポンプのごとき混練型
フィーダ内にて両液混練して、ゲル硬化可能な状態にし
た上で、これを上下方向に回巡する無端帯に取り付けた
脱泡タンクに供給し、その前方位置にて該タンクを密閉
して内部圧を滅圧して脱泡し、さらに前方で、タンクを
反転させて原液を供給されるようにしても良い。そこ
で、直接注入の場合には、それこそ直接各膨出変形部２
で形成される空間２１にそのまま適宜量を注入すれば良
く、また、別途ゲル硬化させてから配設する場合には、
これを適宜深さの皿状容器等に流し出し、加熱等してゲ
ル硬化させた後、適宜大きさにカットして、あるいは、
皿状容器に区切りをしておいて適宜大きさとして得て、
各空間にそれぞれに配設する。

本例では、単なるゲル状物質の層としてだけ内設するの
ではなく、発泡状物質との積層として内設するので、第
３図のごとく、このゲル状物質の層３の上にさらに発泡
状物質の層４を重設する。この発泡状物質としては、連
続発泡、独立発泡、何れのタイプでも良いが、例えば、
塩化ビニール樹脂、ウレタン樹脂等のいわゆるスポンジ
状のもので、ゲル状物質の特性を生かすために硬めのも
のが使用される。

なお、ゲル状物質と発泡状物質の層を合計した厚さは、
膨出変形により形成される深さ程度か、これより若干厚
めとするのが良い。

これらを膨出変形部２内に配設したら、本例では、膨出
変形させた上記フィルムより若干厚く硬めのシート状の
フィルムをもう一方の被覆材としてこの上に被せる。こ
こで、厚くて硬めのフィルムを用いるのは、これによっ
て出来上がる本緩衝材をヘルメット本体の内壁に取り付
ける際に、有意義となるからである。

すると、前記膨出変形部２の周りの耳部２３と後で上か
ら被せた被覆層が一部接触するか、若干離れて対向する
ので、続き、第３図のごとく、両者を若干加圧するよう
にして接合させる。これには、加熱プレス、高周波溶
着、超音波溶着、加圧接着等の常法の手段を採ることが
できるが、本例では、高周波溶着手段によった。

すなわち、高周波溶着機での上下の電極面として、この
膨出変形部２を底に触れさせるか、触れさせない程度
で、耳部２３を支持できる面を背高に形成した型５を下
型として用い、上側には偏平な板状の型６を用い、両溶
着型を合わせるようにして耳部２３の処を加圧し、その
部分が加熱されるようにする。すると、被覆層たる塩化
ビニール樹脂がそれぞれ軟化溶融するので、電流を断っ
て、両者冷却固化するのを待った上で、型５、６を開放
すれば、上下被覆層は耳部で一体に接合され、ゲル状物
質を用いた緩衝材が完成する。

その後、必要に応じ、各耳部の処で分断して切り取れ
ば、各々を独立した緩衝材として用いることができる。

このようにして製造される緩衝材は、ゲル状物質を肉厚
に設けることができ、また、発泡状物質のような他の緩
衝材料との積層として設けることができるので、変形ス
トロークを長くとることができて、大きな衝撃にも対処
できる緩衝材として提供することができる。また、ゲル
状物質の層を単に被覆層内に内設しているだけであるか
ら、インシュレータ等を機構的に組むのに比べてはるか
に安く製造でき、また、緩衝に方向性が少ない。

なお、連続発泡の発泡状物質の層と積層する場合、上下
の被覆層を内部が完全密閉されるように接合すると、該
発泡状物質が変形する際の内部に保有していた空気の逃
げ場がなくなり、ゲル状物質の非弾性的変形による緩衝
作用というより、緩衝材全体がエアークッション枕的に
作用してしまうから、接合の一部を欠落させておくのが
良い。本例の場合、第２図のごとく、被覆層たるフィル
ムを膨出変形する際、この欠落箇所として耳部２３に小
突起２４を形成しておき、この部分を熱溶着しないこと
とした。このため、溶着型には、第４図のごとく、これ
に対応して切欠部５１を設けていた。

さらに、この場合、欠落程度を加減して、内部空気の排
気抵抗を利用して緩衝性能の改善を図ることができる
が、衝撃速度が速い場合には、この排気抵抗が逆に緩衝
性能を劣化させてしまうことも考えられる。

これには、布や不織布を後に上から被せる被覆層として
接合すれば、その通気によりこの排気抵抗を大幅に低減
することが可能である。しかし、これを熱溶着で接合す
るとなると、接合力が不足気味となるので、その場合に
は、第５図に示すような、布や不織布７等にドット状７
１に塩化ビニール樹脂等をコーティングしておき、熱溶
着の際、このドット状の部分の樹脂を溶融固化させて接
合するのが良い。このような被覆層に、例えば、倉敷繊
維加工株式会社の商品名クランボンＬＤ４０００があ
る。

また、通常、このようにして得られた緩衝材は、耳部で
連接される格好で形成されることとなり、ヘルメット用
のパーツとしては、これを連接した状態のまま用いるこ
とができるが、各緩衝材を単独で使用する際には、これ
を一つ毎カッター等で切り出す必要がある。しかし、こ
の作業は手間の掛かる作業なので、これを手でちぎるよ
うにして取り出せるようにすることができる。即ち、熱
溶着の際の溶着型として、第４図に示すごとく、溶着型
の、各緩衝材の外形となる溶着面の外郭に０、２ｍｍく
らいの高さと幅で突起する溶着刃５２を形成しておき、
この溶着型を用いて溶着すれば、溶着された耳部は緩衝
材の輪郭となる部分のみが極薄く、他の部分は通常の厚
さの溶着部分となるので、これを引きちぎるようにすれ
ば、その極薄く溶着された部分から破れ、各緩衝材その
ものの形として取り出すことができる。

なお、以上は、既にゲル硬化したものを配設してから被
覆層の上下を接合するようにしたが、ゲル状物質がゲル
硬化していない原液のまま注入し、被覆層の上下を接合
させた後、ゲル硬化させるようにしても良い。

さらに、上記実施例では、被覆層を膨出変形させるに、
真空成形によったが、これに限らず、加熱プレス等、シ
ート状の材料に凹凸を形成できる手段であれば良く、ま
た、被覆層として、単なるフィルム状のものを用いるこ
ととしたが、例えば、それ自体が発泡しているスポンジ
状のシートものでも良く、材質も前記のものに限られな
い。さらに、上記実施例では、いわゆる矩形状のものに
ついて説明したが、これに限らず、第６図に示す半円球
状のものでも、第７図に示す略ピラミッド状のもので
も、第８図に示す円柱状のものでも良い。なお、第８図
に示した円柱状のものは、耳部２３′を円周面として、
円周面上で接合し、また、ゲル状物質の層３と発泡性物
質の層４′とは多環状に積層した。

このようにして得られた緩衝材は、例えば、タンス、食
器棚のような家具の背面に、粘着剤、接着剤、鋲等で固
定して、地震時の壁面からの力を緩衝して、その転倒を
防止したり、高速道路や競輪場トラック等の衝突防止
壁、車のバンバー、ヘルメット等の緩衝パーツ、さらに
は、梱包材やトラック等での輸送品防振パーツ、工業機
器等の簡易防振パーツとして応用できる。

発明の効果 以上述べたとおり、本発明によれば、ゲル状物質を肉厚
に内設した緩衝材を、被覆材をパンクさせることなく、
確実かつ容易に作ることができる。そして、これによっ
て作られる緩衝材は、ラフで大きな衝撃に対応すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するに使用する成形型の一例を示
す略解斜視図、第２図は同成形型により膨出変形された
被覆層の一例を示す斜視図、第３図は接合する状態を示
す断面図、第４図は溶着型の一つを取り出して示す斜視
図、第５図は被覆層としての一例を示す略解斜視図、第
６図ないし第８図は緩衝材の他の形状、態様を示す斜視
図である。 ２……膨出変形部、２３……耳部 ３……ゲル状物質の層、４……発泡状物質の層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下重ね合わせて用いる被覆層の少なくと
   も一方は、柔軟なシート状材料を用いて、耳部とこれに
   取り囲まれる膨出変形部とが一組以上形成されるよう膨
   出変形させ、上下の被覆層を重ね合わせるにあたり、重
   ね合わせにより該膨出変形部の処に形成される閉鎖空間
   にはゲル状物質を層として内設し、その周囲で上下の被
   覆層が接触し合う前記耳部において両者を接合すること
   を特徴とするゲル状物質を用いた緩衝材の製造方法。