JPS6150775B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は緩衝性に富みフイツト性、折曲げ耐久
性、美粧性に優れた成形体に関するもので、建築
物、車軸等の内装材、または各種スポーツに用い
られるプロテクター類およびその他クツシヨン材
に使用するものである。

従来、緩衝体の表面に表装皮膜を貼着した断面
山形形状の成形内装材としては、天然繊維、合成
繊維等の繊維材料にフエノール樹脂等の熱硬化性
樹脂を接着剤として加えて所定厚の繊維集積体と
なし、これを一様に強圧加熱して所望形状に成形
したものがあるが、全面的に硬く形成されていて
緩衝機能を殆んどもたなかつた。また最近、上記
した従来の成形体において、緩衝機能を持たせる
ために所要部、すなわち、谷部のみを強圧加熱し
て高密度の硬化部を形成するとともに、この他の
部分、すなわち、山の部分は適度に弱く加圧加熱
して低密度の硬化部を形成して緩衝性を付与した
ものが提案されているが、これについても緩衝性
は不充分で、しかも繊維集積体を熱硬化性の樹脂
によつて硬化させていることから、繰り返し使用
したとき、繊維間の接着が破損し、耐久性、特に
谷部の折曲げ耐久性が悪くなるという欠点があつ
た。

また、ヘツドギアー等のプロテクターとして使
用する場合は、人頭等の被着体形状に応当して自
由に装着できるようなフイツト性および上記した
ような耐久性が要求されるが、上記、従来のもの
は樹脂により硬化してあるため、柔軟性に乏しく
充分なフイツト性が得られないばかりか、美粧性
についても、従来のものは繊維集積体であるため
に滑らかな表面が得られないという問題点を有し
ていた。

本発明は、上記、従来技術の欠点を改良したも
ので、その目的は緩衝性に富み、フイツト性、折
曲げ耐久性、美粧性を優れた成形体を提供するも
のである。

この発明は断面でみたときに、ほぼ平担な谷部
を介して複数個の山形部が連続した形状の発泡体
と該発泡体の表面を覆う表皮層とを持つ成形体で
あつて、発泡体を形成する主体的な気泡の偏平比
（長径／短径）が山中央部、山端相当部、谷部で
各々１〜２、２〜５、５〜15であり且つ上記気泡
の配列が山端相当部では長径軸が傾斜し、谷部で
は長径軸がほぼ水平に配せられて成ることを特徴
とする成形体に係る。

以下本発明について図面等を用い詳述する。

第１図は本発明山形形状成形体の断面例図で、
ほぼ平担な谷部を介して複数個の山形部が連続し
た形状の発泡体１と該発泡体の表面を密着して覆
つた表皮層２，２とから成り、上記発泡体は、そ
の主体的な気泡の構造が山中央部３ではほぼ球形
状を呈し分布し、山端相当部４では楕円形状を呈
し、且つ気泡長径軸が当該部形状に沿つて傾斜し
て分布し、谷部５では偏平形状を呈し且つ気泡長
径軸が水平になるように分布している。

本発明において最も主要な要件は次のとおりで
ある。第１は緩衝性を付与するために合成樹脂発
泡体を用いること。第２は本成形体を構成する発
泡体の各部位の気泡がそれぞれ異つた構造と配列
をもつということ。第３は少なくとも発泡体の片
面に密着した表皮層を有することである。

この理由は、まず本発明の成形体は発泡体を主
体としているため適当な緩衝材を選択することに
より任意の緩衝性を得ることができるというこ
と。上記したように山形形状発泡体の各部位にお
いて該発泡体を構成する気泡がそれぞれ異つた構
造と配列をもつため、各部位にわたり適度の緩衝
性および強度をもつた成形体が得られるというこ
と。すなわち上記したように、山中央部では気泡
偏平比が１〜２のほぼ球形状であるため、発泡体
本来の緩衝性を有し、谷部では気泡偏平比が５〜
15の偏平形状を呈した気泡が積層された状態にな
つているため、該部は高い強度を有し、とくに繰
り返しの折曲げ耐久性に優れた効果を発揮すると
ともに、該部が折曲げ自由なヒンジ機能を有する
ため、被着体への応当性、すなわちフイツト性に
も優れていることである。また表皮層が発泡体を
密着して覆つていることは、上記したような強度
の向上とともに発泡体を保護し、更に表面装飾
性、すなわち美粧性に優れるということである。

尚、この発明でいう成形体の発泡体は上記した
ように各部位において、各々の気泡構造および配
列をもつが、これらの変化は後述する本発明成形
体の製造法により理解できる。すなわち、本発明
の成形体は予め加熱した成形原板を所望形状をし
た雄雌金型で圧縮成形冷却して成形体を得るとい
うことから上記した特徴を有するのである。した
がつて上述したように、山中央部で気泡偏平比は
１〜２の値をとるが、該部については成形体の性
質上、あまり圧縮しない部分であり、一般に経済
性及び成形性から成形原板の段階での厚みと成形
後の山部厚みが同一であることが多く、この場
合、該部の気泡は成形による圧縮変形を受けず、
成形前の発泡体の気泡構造と変りなく、気泡偏平
比がほぼ、１〜２の値をとる球形状のものが一般
的であり、発泡体本来の緩衝性を有している。し
かし該部において繰り返しの緩衝性が要求される
クツシヨン体等において耐久性および長期的な歪
量増加の防止が要求されるものについては、上記
偏平比の値を２付近にすることによつてその目的
を達成することができる。また谷部では気泡偏平
比が５〜15の値をとるがクツシヨン体等に要求さ
れる折曲げ耐久性および被着体へのフイツト性の
向上を考慮すると、10〜15の値をとるものが好ま
しい。尚、ここで発泡体１の気泡径は一般的にみ
て0.1〜2.0mmの範囲が好ましく、本発明の目的と
する緩衝性を確保することおよび成形体の保形性
の向上させる意味から独立気泡体が良い。

また、この発明でいう成形体各部位の寸法は任
意であるが、例えばヘツドギアー等のプロテクタ
ー類に使用する場合は発泡体１の山中央部厚みは
実用的にみて５〜30mmが好ましく、谷部の厚みは
該山中央部厚みの1/2〜1/15が適し薄くなるほど
谷部での折曲げ屈曲性が良くなる。また山部の巾
は10〜100mm、谷部の巾は１〜10mmが実用的に好
ましく、山部の巾が比較的短く又谷部の巾は短く
且つ薄くなるほど被着体へのフイツト性が向上す
る。尚、成形体の平面形状は被着体に当接する形
状に合せるとともに、山部、谷部の平面形状も自
由に被着体へ屈曲応接するように設計すれば良
い。

本発明でいう発泡体１は、後述するような加熱
圧縮により成形体を得るため、熱可塑性合成樹脂
発泡体であることが必要であり、熱可塑性合成樹
脂といわれる重合体および混合された重合体等よ
り成る合成樹脂発泡体の総称で、架橋された発泡
体も含まれる。具体的にはポリオレフイン系、合
成ゴム系、塩化ビニル系、ポリスチレン系、ポリ
ウレタン系発泡体及びこれらのコポリマー又は混
合樹脂発泡体等であるが、成形後の保形性と緩衝
性に於いて独立気泡構造を有するものが良く、各
種プロテクター等の繰り返し折曲げ耐久性および
緩衝性を要求されるものはポリオレフイン系発泡
体が好ましく一般的に圧縮弾性率が0.5〜15Kg/
cm²、更に好ましくは1.2〜10Kg/cm²の値を有するも
のが良い。

尚、表皮層２は美粧性および表面保護性等を付
与するものであるが、その用途によつて材料は選
定されるが、基本的には成形時に所望の成形形状
に伸縮応接するもの、あるいは加熱により充分に
変形能を有するものであれば良く、例えばポリア
ミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポ
リウレタン樹脂、ポリプロピレン樹脂系の合成繊
維よりなる編織布、それらの混編織布または熱可
塑性特にポリオレフイン系の合成樹脂シート等が
好ましい。

以上の如き成形体は下記に詳述する方法によつ
て製造される。第２図は発泡体を加熱槽に入れた
状態を示す断面図、第３図は発泡体を金型間に載
置した状態を示す断面図、第４図は金型から離形
した成形体の断面例図で、第２図に示すように予
め発泡体１の表面を表皮層２，２′で覆つた成形
原板６を加熱槽８に入れて加熱したのち、軟化し
た成形原板を第３図に示す圧縮成形機９に装着さ
れた所望形状の雌金型１０と雄金型１１の間に挿
入載置し圧縮成形し冷却して、第４図に示す成形
体７を得るのである。

上記この発明の製法において最も主要な要件
は、まず第１に成形時に発泡体１の内部すなわち
内部中心点ａの位置の温度が、該発泡体材料の軟
化点温度以上まで加熱されているということであ
り、第２は圧縮した状態で成形体を充分に冷却し
てから離形するということである。

この理由は、成形原板での発泡体が内部まで充
分に軟化した状態にあるため該原板は自由に型形
状に応当して変形し、その状態で成形体を充分に
冷却する、すなわち発泡体内部中心の温度が軟化
点以下の値に下がるまで圧縮状態を保持し冷却し
てから離形するため、所望の成形体が得られるの
である。

したがつて上記した加熱槽８内の温度は当該発
泡体材料の軟化点温度以上、溶融温度以上に設定
する必要がある。またこのときの加熱時間は発泡
体の比熱および熱伝導に依存し、加熱温度および
発泡体の厚みによつて決定される。この場合加熱
温度は該発泡体の溶融温度近くに設定するほど発
泡体内部中心点ａが軟化点温度に達するまでの加
熱時間は短くてすむのであるが、溶融温度を大幅
に越える温度で加熱した場合発泡体が二次発泡し
たり変形が大きくなつたりするため一般的には溶
融温度より約10℃位高く設置する方が好ましい。
又、金型の冷却温度は低いほど良いが発泡体が合
成樹脂製による場合；５〜15℃が実用的、経済的
にも好ましい。

ここで、加熱槽８は成形原板を均質に加熱する
ものであれば良く、熱風対流式のものが好まし
い。また、圧縮成形機９は空圧、油圧シリンダー
等によつて圧縮機構を有する上下のテーブルに金
型を装着できるものであれば良い。金型は冷却能
にすぐたもので一般に熱伝導率の高いアルミニウ
ムおよびその合金等が最適であり、冷却板１２上
に装着すると良い。

尚、金型の圧縮速度は50〜200cm／分の範囲が
好ましい。

本発明の成形体は上記した方法によつて作るた
め、成形原板の段階での発泡体の気泡構造は、一
般的には発泡体の性質上ほぼ球形状で均質なもの
であるが、充分に加熱軟化させたあと、所望の山
形形状の雄雌金型により圧縮成形するため、成形
体の気泡は前述したような構造および配列に変形
し成形される。

尚、ここで成形体における表皮層２は発泡体１
に完全に密着していることが肝要であるが、成形
原板６の段階では発泡体と表皮層とは必ずしも完
全に接着している必要はない。すなわち、熱融着
性の接着材（記載せず）を該発泡体１と表皮層
２，２′との間に介挿して加熱圧縮成形すること
により完全に接着することができるからである。
したがつて接着材は熱可塑性樹脂系のものを使用
することが好ましく、発泡材および表皮層の双方
に対して良好な接着性を有し、かつ軟化点が発泡
体のそれに近いものでかつ、発泡体の歪に追ずい
する柔軟性を有するものを選ぶ必要がある。例え
ば、エチレン、エチレンアクリル酸、エチレンエ
チールアクリレート、エチレンビニルアセテー
ト、アイオノマー、塩素化ポリエチレン、メチル
メタアクリレート、ナイロン、ポリプロピレン、
塩化ビニルエチレンマレイン酸等の樹脂又はそれ
らの共重合体又は混合したもののフイルム又はパ
ウダーがある。なお、発泡体と表皮層との接着は
成形前の板状の段階で熱ロール等により予め接着
しておく方が好ましく、この場合、接着材はフイ
ルム状のものを用いることによつて連続的に能率
良く処理することができる。

また表皮層に発泡体と同質系の材料を用いた場
合は、特に上記した接着材は必要とせず、加熱後
圧縮成形時に同時に接着できる。また表皮層は成
形原板の段階では必らずしも必要とせず、加熱成
形時に発泡体の表面を多く溶かして表皮層を形成
しても良い。

本発明の成形体は上記した構成および方法によ
り得られるため緩衝性に富み、フイツト性、折曲
げ耐久性、美粧性に優れ、建築物、車輌等の内装
材または各種スポーツに用いられるプロテクター
類およびその他クツシヨン体として巾広い用途を
持つものである。

以下、本発明に用いた用語及び実施例について
説明する。

圧縮弾性率 JIS Z0234包装用緩衝材の静的圧縮試験方法に
準じ、Ａ法を用い荷重速度10mm／分で圧縮応力−
歪線図を作り、歪25％のときの圧縮応力を求め次
式で計算して求めた値を示す。

圧縮弾性率（Kg/cm²）＝圧縮歪25％時の応力 （Kg/cm²）／0.25 実施例 第１図に示す山形状成形体をクツシヨン用とし
て作成した。

成形原板として、独立気泡構造のポリエチレン
発泡体（エサフオーム：密度0.04ｇ/cm³、気泡偏
平率１〜1.2、平均気泡径0.9mm、旭ダウ製）25mm
厚に、表皮層としてスパンデツクス−ナイロン交
編トリコツト（スパンデツクス；旭化成工業製ポ
リウレタン繊維）接着材としてエチレンとアクリ
ル酸との共重合体より成るEAAフイルム、厚み
50μを介して加熱ローラにより熱融着一体化した
ものを、内部温度120℃に設定した熱風加熱槽で
５分間加熱した。このとき発泡体の内部中心温度
は105℃まで加熱されていた。そのあと、ただち
に山部の高さが25mmの雄金型（アルミニウム製）
と平板上の雌金型（アルミニウム製）の間に挿入
載置した圧縮速度100cm／分で雄金型を降下圧縮
し、２分間その状態で冷却したあと（この時、両
金型の温度は10℃に調整した）離形して、主体的
な気泡の偏平率が各々山中央部で１〜1.2、山端
相当部で２〜５、谷部で10〜12の値を持ち、且つ
山中央部の厚みが25mm、谷部の厚みが３mmの成形
体が得られた。この成形体は適度の緩衝性をもつ
とともに、折曲げ耐久性、フイツト性、美粧性に
優れ、クツシヨン体として最適なものであつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明成形体の面と直交する方向の断
面拡大例図、第２図は発泡体を加熱槽に入れた状
態を示す断面図、第３図は発泡体を金型間に載置
した状態を示す断面図、第４図は金型から離形し
た成形体の断面例図である。 １：発泡体、２：表皮層、３：山中央部（発泡
体）、４：山端相当部（発泡体）、５：谷部（発泡
体）、６：成形原板、７：成形体、８：加熱槽、
９：圧縮成形機、１０：雌金型、１１：雄金型、
１２：冷却板、ａ：発泡体内部中心点。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 断面でみたときに、ほぼ平担な谷部を介して
   複数個の山形部が連続した形状の発泡体と該発泡
   体の表面を覆う表皮層とを持つた成形体であつ
   て、発泡体を形成する主体的な気泡の偏平比（長
   径／短径）が山中央部、山端相当部、谷部で各々
   １〜２、２〜５、５〜15であり、且つ上記気泡の
   配列が山端相当部では長径軸が傾斜し、谷部では
   長径軸がほぼ水平に配せられて成ることを特徴と
   する成形体。