(57)【要約】 【課題】  樹脂シートの片面に針状突起を有する立体構造物で、針状突起の幅に対して高さの高い構造物を、安定して生産性よく製造できる生産手段を提供することにあり、さらに針状突起の有する突起の内部の空洞を有効に利用し、新たな機能を有する構造体を提供することにある。【解決手段】  樹脂シートの片面に針状突起を有する立体構造物の製造手段において、孔開き押さえ板および／または針状突起と一体化している基板の背後に圧空室が設けられている製造手段、またその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製造手段を提示し、さらにその成形された針状突起の内部の空洞に物体を保有する構造、立体構造物の底面がシート状物でシールされている構造物を提示する。【選択図】   図１０
2006069076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、該樹脂シートの別の面の側には、該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該樹脂シートを背面から支えるように設けられており、該針状型が該孔開き押さえ板の孔の中に嵌入するように、該樹脂シートに対して垂直方向に動くことによって、該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、
該孔開き押さえ板および／または該基板の背後に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。
【請求項２】
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、該樹脂シートの別の面の側には、該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該樹脂シートを背面から支えるように設けられており、該針状型が該孔開き押さえ板の孔の中に嵌入するように、該樹脂シートに対して垂直方向に動くことによって、該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、
該孔開き押さえ板の背後に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。
【請求項３】
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、該樹脂シートの別の面の側には、該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該樹脂シートを背面から支えるように設けられており、該針状型が該孔開き押さえ板の孔の中に嵌入するように、該樹脂シートに対して垂直方向に動くことによって、該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、
該基板の表面に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。
【請求項４】
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、該樹脂シートの別の面の側には、該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該樹脂シートを背面から支えるように設けられており、該針状型が該孔開き押さえ板の孔の中に嵌入するように、該樹脂シートに対して垂直方向に動くことによって、該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、
該孔開き押さえ板の背後に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。
【請求項５】
請求項４の前記離型板の背後に圧空室が設けられ、該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。
【請求項６】
請求項１、２、３、４のそれぞれにおいて、前記基板が多数連結されて連続循環するコンベアＡ上に固定され、該コンベアＡと向き合って対になって走行しているコンベアＢには、前記孔開き押さえ板が設けられており、この対になって走行している該コンベアＡと該コンベアＢとの間に、荷重たわみ温度以上に加熱された前記樹脂シートが連続的に挿入され、前記針状型が、該樹脂シートの背後の該孔開き押さえ板の孔に嵌入するように、該樹脂シートに対して垂直方向に移行させられる機構により、該樹脂シートの片面に連続的に突起を形成させ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。
【請求項７】
請求項６における前記コンベアがキャタピラによって構成されており、該キャタピラに立てられた垂直ピンに前記基板が固定され、該基板の側面に設けられた基板支持ピンが案内溝側壁に導かれることによって前記垂直移行が行われるように構成されており、同様に前記孔開き押さえ板もキャタピラに立てられた垂直ピンによって垂直移動が行われるように構成されてい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装置。
【請求項８】
請求項６の前記コンベアＢの前記孔開き押さえ板の孔の位置が、前記コンベアＡの前記針状型の針の位置と同期する手段を有す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装置。
【請求項９】
請求項３における前記離型板の側面に設けられた離型板支持ピンが請求項７の案内溝側壁に案内されることによって、該基板と成形された前記立体構造物が連続的に離されていくように構成されてい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装置。
【請求項１０】
請求項６の前記コンベアに垂直ピンが立てられ、前記基板に設けられた孔に該垂直ピンが通されることによって該基板が該コンベアに固定され、該基板の前記垂直移行は、コンベアの両側面に設けられた架台により行うように構成されてい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装置。
【請求項１１】
樹脂シートの片方の面に、該樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅Ｗが、Ｈ≧２Ｗであり、該針状突起が形成する突起の内部に物体が保持さてい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。
【請求項１２】
樹脂シートの片方の面に、該樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅Ｗが、Ｈ≧２Ｗであり、該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を特徴とする立体構造物。
【請求項１３】
請求項１２の前記シート状物が不織布であり、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れるように構成されていることを特徴とする包装材。
【請求項１４】
樹脂シートの片方の面に、該樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅ＷがＨ≧２Ｗある二つの立体構造物が、突起の先端が向かい合うようにシート状物を介して接合されていることを特徴とする立体構造物。
【請求項１５】
樹脂シートの片方の面に、該樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅ＷがＨ≧２Ｗである立体構造物の該針状突起の先端がシート状物と接合されており、かつ該立体構造物の突起間の空隙に、繊維状物が充填されていることを特徴とする、フィルターまたはドレイン材。
【請求項１６】
樹脂シートの片方の面に、該樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅ＷがＨ≧２Ｗである立体構造物のシートＡとシートＢが、該針状突起の先端を上にして並列して配置されており、該シートＡと該シートＢとの境界部分に、第３の該立体構造物からなるシートＣの針状突起の先端が下に向くように該境界部分を介して配置され、該シートＡおよび該シートＢの該針状突起と、該シートＣの該針状突起とが突起方向が交差するように配置されてい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からなるシートの連結方法。
【請求項１７】
樹脂シートの片方の面に、該樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅ＷがＨ≧２Ｗである立体構造物のシートＡとシートＢが、該針状突起の先端を上にして並列して配置されており、該シートＡと該シートＢとの境界部分に、第３の該立体構造物からなるシートＣの針状突起の先端がやはり上を向くようして、該シートＡおよび該シートＢの下または上に配置され、該シートＡおよび該シートＢの該針状突起の内部空洞に、該シートＣの針状突起が嵌入するように配置されている、または該シートＡおよび該シートＢの該針状突起が該シートＣの針状突起の内部空洞に嵌入するように配置されてい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からなるシートの連結方法。
【請求項１８】
請求項１６または請求項１７における前記シートＡおよび前記シートＢと、前記シートＣとの接触界面にシーリング剤が介在してい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からなるシートの連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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およびその製造装置に関し、またその突起の内部に物体が封入され、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立体構造物に関し、さらにその針状突起を有する構造物からなる複数のシートを連結していく方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
【特許文献１】特公昭６２−１５３３０号公報（第１−２頁、第１図）。
【特許文献２】特公平５−１２１３９号公報（第１−２頁、第１図）。
【特許文献３】特開昭４８−７５６７８号公報（第１１頁左下欄、第５、６図）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。また他の目的は、本発明の片面突起の内部の空洞に、物体を充填せることや、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、包装材等の新たな機能を有する立体構造物を提供することにある。また他の目的は、断面方向に通気性や透水性があり、柔軟であるが圧縮強度や機械的寸法安定性のあるフィルター、ドレイン材、断熱材、緩衝材を提供することにある。さらに他の目的は、本発明の構造体からなる複数のシートを簡便ではあるが強固に連結していく手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、その樹脂シートの別の面の側には、その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、その針状型が樹脂シートを貫通する際にその樹脂シートを背面から支えるように設けられており、その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、その孔開き押さえ板および／またはその基板の背後に圧空室が設けられており、その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、その樹脂シートの別の面の側には、その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、その針状型が樹脂シートを貫通する際にその樹脂シートを背面から支えるように設けられており、その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、その孔開き押さえ板の背後に圧空室が設けられており、その圧空室へ針状突起が形成される樹脂シート側よりエアーが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、その樹脂シートの別の面の側には、その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、その針状型が樹脂シートを貫通する際にその樹脂シートを背面から支えるように設けられており、その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、その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おり、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、その基板とその成形された立体構造物が分離されていく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、その樹脂シートの別の面の側には、その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、その針状型が樹脂シートを貫通する際にその樹脂シートを背面から支えるように設けられており、その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、その孔開き押さえ板の背後に離型板が設けられており、立体構造物が成形された後、その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、その孔開き押さえ板と成形された立体構造物が分離されていく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、前記離型板の背後にさらに圧空室が設けられ、その圧空室からエアーが噴出または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。さらに本発明は、前記それぞれの基板が多数連結されて連続循環するコンベアＡ上に固定され、そのコンベアと向き合って対になって走行しているコンベアＢには、前記孔開き押さえ板が設けられており、この対になって走行しているそのコンベアＡとコンベアＢとの間に、荷重たわみ温度以上に加熱された前記樹脂シートが連続的に挿入され、前記針状型が、樹脂シートの背後のその孔開き押さえ板の孔に嵌入するように、その樹脂シートに対して垂直方向に移行させられる機構により、その樹脂シートの片面に連続的に突起を形成させ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。
【０００６】
また本発明の製造装置としての特徴は次の通りである。本発明は、前記コンベアがキャタピラによって構成されており、そのキャタピラに立てられた垂直ピンに前記基板が固定され、その基板の側面に設けられた基板支持ピンが案内溝側壁に導かれることによって前記垂直移行が行われるように構成されており、同様に前記孔開き押さえ板もキャタピラに立てられた垂直ピンによって垂直移動が行われるように構成されている片面に針状突起を有する立体構造物の製造装置に関する。また前記コンベアＢの孔開き押さえ板の孔の位置が、前記コンベアＡの針状型の針の位置と同期する手段を有する片面に針状突起を有する立体構造物の製造装置に関する。また本発明は、前記離型板の側面に設けられた離型板支持ピンが前記案内溝側壁に案内されることによって、その基板と成形された樹脂シートが連続的に離されていくように構成されている片面に針状突起を有する立体構造物の製造装置に関する。さらに本発明は、前記コンベアに垂直ピンに立てられ、前記基板に設けられた孔にその垂直ピンが通されることによって基板がそのコンベアに固定され、その基板の前記垂直移行は、コンベアの両側面に設けられた架台により行うように構成されている片面に針状突起を有する立体構造物の製造装置に関する。
【０００７】
また本発明の立体構造物としての特徴は次の通りである。本発明は、樹脂シートの片方の面に、その樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅Ｗが、Ｈ≧２Ｗであり、針状突起が形成する突起の内部に物体が保持さている立体構造物に関する。また本発明は、樹脂シートの片方の面に、その樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅Ｗが、Ｈ≧２Ｗであり、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立体構造物に関する。また本発明は、前記シート状物が不織布であり、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れる包装材に関する。また本発明は、樹脂シートの片方の面に、その樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅Ｗが、Ｈ≧２Ｗである二つの立体構造物が突起の先端が向かい合うようにシート状物を介して接合されている立体構造物に関する。さらに本発明は、樹脂シートの片方の面に、その樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅Ｗが、Ｈ≧２Ｗである立体構造物が、突起の先端にシート状物と接合されており、かつその立体構造物の突起間の空隙に、繊維状物が充填されているフィルターまたはドレイン材に関する。
【０００８】
また本発明の立体構造物からなるシートの連結方法としての特徴は次の通りである。本発明は、樹脂シートの片方の面に、その樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅Ｗが、Ｈ≧２Ｗである立体構造物のシートＡとシートＢが、その針状突起の先端を上にして並列して配置されており、そのシートＡとシートＢとの境界部分に、第３の立体構造物からなるシートＣの針状突起の先端が下に向くように境界部分を介して配置され、シートＡおよびシートＢの針状突起と、シートＣの針状突起とが突起方向が交差するように配置されている片面に針状突起を有する立体構造物からなるシートの連結方法に関する。また本発明は、樹脂シートの片方の面に、その樹脂シートの一部が変形されることによって突起の高さがＨである多数の針状突起が形成されており、Ｈの１／２における幅Ｗが、Ｈ≧２Ｗである立体構造物のシートＡとシートＢが、その針状突起の先端を上にして並列して配置されており、シートＡとシートＢとの境界部分に、第３の立体構造物からなるシートＣの針状突起の先端がやはり上を向くようして、シートＡおよびシートＢの下または上に配置され、シートＡおよびシートＢの針状突起の内部空洞に、シートＣの針状突起が嵌入するように配置されている、またはシートＡおよびシートＢの針状突起がシートＣの針状突起の内部空洞に嵌入するように配置されている、立体構造物からなるシートの連結方法に関する。さらに本発明は、前記シートＡおよび前記シートＢと、前記シートＣとの接触界面にシーリング剤が介在している片面に針状突起を有する立体構造物からなるシートの連結方法に関する。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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とが、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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、樹脂シートの背面に設けられており、針状型が樹脂シートを貫通する際、樹脂シートを背面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、シートの背面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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、樹脂シートを背面から、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【発明の効果】
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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と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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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）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。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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。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。
【００６５】
また、工程Ｂの基板６１の背面にも、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。
【００６６】
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。
【００６７】
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）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。
【００６８】
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。
【００６９】
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の上側の装置のみ示す。架台９０は、コンベア８３の外側に設置されている。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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【実施例１】
【００７２】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の立体構造物の例の斜視図。
【図２】図１の針状突起の一部を取り出した側面図。
【図３】図１の針状突起の一部を取り出した側面図の他の例。
【図４】本発明の立体構造物の先端にシート状物を接合させた例の側面図。
【図５】本発明の立体構造物の突起の空洞に物体が封じ込められている例を示す側面図。
【図６】２層の本発明の立体構造物が、針状突起の先端同士をシート状物に接合されている例を示す断面図。
【図７】並列して設置されている２枚の本発明の立体構造物を、本発明の立体構造物で連結されている例を示す断面図。
【図８】並列して設置されている２枚の本発明の立体構造物を、本発明の立体構造物を積層することで連結されている他の例を示す断面図。
【図９】本発明の立体構造物を製造する装置例で、離型板を有する場合の装置一部の側面図。
【図１０】本発明の立体構造物を製造する装置に他の例で、圧空室を有する場合の概念図で、Ａは平面図、Ｂは側面図。
【図１１】本発明の立体構造物を製造する装置に他の例で、孔開き押さえ板の背後に離型板および圧空室が設けられている場合の概念図で、側面からの断面図。
【図１２】本発明の立体構造物の連続製造装置の側面図。
【図１３】図１１の案内溝側壁部の斜視図。
【図１４】図１１の装置の成形部材の斜視図。
【図１５】図１１の成形工程を示す概念図。
【図１６】図１４の装置の断面図。
【図１７】本発明の他の連続製造装置の側面図。
【図１８】図１６の装置の断面図。
【図１９】本発明の針状突起の先端に孔を開ける手段の例を、概念図とした工程の側面図。
【図２０】本発明の立体構造物の先端にシート状物を接合させる手段の例を、概念図とした工程の側面図。
【符号の説明】
【００７５】
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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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