(57)【要約】【課題】基材の表面形状が３次元的にうねったような曲面を持つ発泡樹脂成形品１であっても、基材の強度低下を招くことなく、熱可塑性樹脂である表皮シート４をその表面形状に追従した状態で、容易かつ確実に熱接着できるようにする。【解決手段】表皮シート４を熱接着する基材（発泡樹脂成形品）１として、縁部の少なくとも２箇所に連通している凹条３が表面全面にほぼ等しい分布で形成されているものを用いる。それを真空引きできるテーブル１０の上にセットし、加熱軟化した表皮シート４を発泡樹脂成形品の凹凸模様（凹条３）が施されている面側に配置した状態で、テーブル１０の下方から真空引きする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
縁部の少なくとも２箇所に連通している凹条が表面全面にほぼ等しい分布で形成されるようにして凹凸模様が施された発泡樹脂成形品を製造する工程、
前記発泡樹脂成形品を凹凸模様が施されている面が上面となるようにして真空引きできるテーブル上にセットする工程、
熱可塑性樹脂である表皮シートを加熱軟化する工程、
加熱軟化した表皮シートを発泡樹脂成形品の凹凸模様が施されている面側に配置する工程、
テーブルの下方から真空引きして加熱軟化した表皮シートを発泡樹脂成形品の表面に密着させ熱接着する工程、
表皮シートが熱接着した発泡樹脂成形品をテーブルから取り出し、余分な表皮シートをトリミングする工程、
とを少なくとも備えることを特徴とする表皮シート付き発泡樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
発泡樹脂成形品を製造する工程を、成形品に深さ０．２〜３ｍｍ、幅０．５〜１０ｍｍの凹条が形成されるように成形面に凹凸模様が施された成形型を用いて型内発泡成形することで行うことを特徴とする請求項１に記載の表皮シート付き発泡樹脂成形品の製造方法。
【請求項３】
縁部の少なくとも２箇所に連通している凹条が表面全面にほぼ等しい分布で形成されるように凹凸模様が施されている発泡樹脂成形品の該凹凸模様が施された表面に、凹凸模様の凸部を部分的に溶融した状態で熱可塑性樹脂である表皮シートが密着していることを特徴とする表皮シート付き発泡樹脂成形品。
【請求項４】
凹凸模様が施されていない他の表面部分にも熱可塑性樹脂である表皮シートが密着していることを特徴とする請求項３に記載の表皮シート付き発泡樹脂成形品。
【請求項５】
凹条は深さ０．２〜３ｍｍ、幅０．５〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項３または４に記載の表皮シート付き発泡樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表皮シート付き発泡樹脂成形品とその製造方法に関し、特に、基材が発泡樹脂成形品である輸送用梱包資材、運送容器、パレット、ヘルメットなどであって、その表面を表皮シートで被覆することにより、繰り返しの使用を可能とし、また発泡樹脂が飛散して周囲を汚染するのを防止できるようにした表皮シート付き発泡樹脂成形品とその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発泡樹脂成形品は、軽量でありかつ適度の強度と緩衝性を持つことから、物流分野や包装分野など多くの分野で使用されている。しかし、発泡樹脂成形品は、局所的な荷重が加わったとき破損しやすいことや、発泡樹脂の粉末が飛びやすいことなどがあり、用途によっては、そのままでは使用に適さなかったり、１回の使用で廃棄処理されたりすることが多い。それを回避するために、基材である発泡樹脂成形品の表面を樹脂材料からなる表皮シートで被覆することが行われる。
【０００３】
被覆に当たっては、基材の外郭形状に沿うように予め成形した表皮シートで基材を包み込む方法や、加熱軟化した熱可塑性樹脂である表皮シートで基材を覆った状態とし、その状態で基材と表皮シートの間の空気を引いて両者を密着させる、いわゆる真空成形法などが行われる。後者の場合、基材は表皮シートにとっては成形型を兼ねたものとなる。
【０００４】
真空成形法により基材である発泡樹脂成形品に表皮シートを密着させる具体例が特許文献１，２に記載されている。通常、上記特許文献に記載のように、基材と表皮シートとの間に残留する空気を抜くために、基材には多数の穴が形成される。その基材を一方側から真空引き可能なテーブルの上に置き、その上を加熱軟化した表皮シートで覆う。テーブル下方から真空引きを行うことにより、表皮シートは基材の表面形状に沿って密着した状態となる。その後、冷却することにより、表皮シート付き発泡樹脂成形品が得られる。
【０００５】
【特許文献１】特表平９−５０９８９９号公報
【特許文献２】特開平１１−２８６０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の真空成形法による場合には、発泡樹脂成形品である基材と表皮シートとの間に残留する空気を抜くために、基材に多数の穴を形成しており、それに起因して強度低下が生じるのを避けられなかった。また、加熱軟化した表皮シートが基材に接したときに、過剰な加熱によって表面が３次発泡を起こすのを防止するために特許文献１に記載のように、冷風を吹き付けることが行われるが、一方において、冷風は表皮シートの温度低下を招き、基材の表面形状が複雑なものであるときに、表皮シートがその表面形状に沿わなくなることも起こっている。
【０００７】
特許文献２に記載のものは、吸引穴に加えて、基材表面に表皮シートの伸びにあわせてピッチが異なる間隔で吸引溝を設けることにより、表皮シートの密着性向上を図っているが、３次元曲面のように表面がうねっている基材形状に対して表面シートを等しく伸びた状態で密着させるには、ピッチの異なる吸引溝では十分に対応することができない。うねった形状にあわせて吸引溝を形成しようとすると、そのための金型費用の増大を招く。
【０００８】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、基材の表面形状が３次元的にうねったような曲面を持つ発泡樹脂成形品である場合であっても、基材の強度低下を招くことなく、熱可塑性樹脂である表皮シートをその表面形状に追従した状態で、容易かつ確実に熱接着できるようにした、表皮シート付き発泡樹脂成形品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による表皮シート付き発泡樹脂成形品の製造方法は、縁部の少なくとも２箇所に連通している凹条が表面全面にほぼ等しい分布で形成されるようにして凹凸模様が施された発泡樹脂成形品を製造する工程、前記発泡樹脂成形品を凹凸模様が施されている面が上面となるようにして真空引きできるテーブル上にセットする工程、熱可塑性樹脂である表皮シートを加熱軟化する工程、加熱軟化した表皮シートを発泡樹脂成形品の凹凸模様が施されている面側に配置する工程、テーブルの下方から真空引きして加熱軟化した表皮シートを発泡樹脂成形品の表面に密着し熱接着する工程、表皮シートが熱接着した発泡樹脂成形品をテーブルから取り出し、余分な表皮シートをトリミングする工程、とを少なくとも備えることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、上記の製造方法で作られる表皮シート付き発泡樹脂成形品であって、縁部の少なくとも２箇所に連通している凹条が表面全面にほぼ等しい分布で形成されるように凹凸模様が施されている発泡樹脂成形品の該凹凸模様が施された表面に、凹凸模様の凸部を部分的に溶融した状態で熱可塑性樹脂である表皮シートが密着していることを特徴とする表皮シート付き発泡樹脂成形品をも開示する。前記の凹凸模様が施されていない他の表面部分にも熱可塑性樹脂である表皮シートが密着していてもよい。
【００１１】
本発明の大きな特徴点は、表皮シートを被覆する基材として、縁部の少なくとも２箇所に連通している凹条が表面全面にほぼ等しい分布で形成されるようにして凹凸模様が施された発泡樹脂成形品を用いる点にある。そのような凹凸模様を有する基材を用いることにより、その上に、加熱軟化した表皮シートを配置して真空引きするときに、基材の表面と表皮シートの間に残存する空気は、基材表面の凹凸模様の凹条部を通って基材の縁部から吸引される。
【００１２】
凹凸模様は表面全面にほぼ等しい分布で形成されており、表面形状が例えば３次元的にうねりを持つような場合であっても、前記した凹条を通っての残存空気の吸引により、表面全体にわたって等しく真空引きが進行する。そのために、途中に空気溜まりを形成することなく、表皮シートは基材表面にほぼ完全に密着した状態で熱接着する。結果として、従来のように空気吸引のための多数の穴を基材に設けることが不要となり、基材の強度低下を招かない。もちろん、表面形状によっては、基材の要所にいくつかの吸引穴を形成して、表面追従性と密着性をより完全にするようにしてもよい。
【００１３】
本発明の製造方法において、加熱軟化した表皮シートが基材表面に接することによって基材表面が加熱されるのは従来のものと同様であるが、本発明による場合は、前記のように、基材表面にその縁部の少なくとも２箇所に連通している凹条が表面全面にほぼ等しい分布で形成されており、その凹条のすべてから残留空気が適度に吸引されて流下していく。そのために、基材表面と表皮シートは密着性を保持しながらも適度に冷却されるようになり、基材側が過度に熱せられて、不必要な変形を起こすのを防ぐこともできる。
【００１４】
また、本発明による表皮シート付き発泡樹脂成形品において、基材がビーズ発泡成形品の場合、加熱軟化した基材シートが基材に熱接着するときに、ある程度の３次発泡を起こすが、一方で凹凸模様の凸部が溶けることで３次発泡と相殺される。そのために、平坦性の高い表面を持つ表皮シート付き発泡樹脂成形品を得ることができる。
【００１５】
なお、本発明による製造方法において、基材として表面全面に前記した固有の凹凸模様を形成したものを用いる点を除き、他の工程、すなわち、発泡樹脂成形品を真空引きできるテーブル上にセットする工程、熱可塑性樹脂である表皮シートを加熱軟化する工程、加熱軟化した表皮シートを発泡樹脂成形品の凹凸模様が施されている面側に配置する工程、テーブルの下方から真空引きして加熱軟化した表皮シートを発泡樹脂成形品の表面に密着させ熱接着する工程、表皮シートが熱接着した発泡樹脂成形品をテーブルから取り出し、余分な表皮シートをトリミングする工程などは、従来知られた真空成形方法による場合と同様であってよい。ただ、本発明の方法においては、前記したように、基材と表皮フィルムとの間に残存する空気は、基材表面の全面に形成した凹条を通過して縁部から吸引されるために、両者間で所要の冷却が進行する。そのために、従来行っている表皮シートの熱接着後に行う積極的な冷却工程を省略できる利点がある。
【００１６】
基材である発泡樹脂成形品の表面に前記した凹凸模様を形成する方法は任意であり、型内発泡成形したものに対して、後付けで凹凸模様を形成してもよいが、成形の容易性と工程数を低減できることから、成形型の成形面に、基材表面に形成しようとする凹凸模様に対応する凹凸模様を有する成形型を用いて、基材である発泡樹脂成形品を型内発泡成形する方法は望ましい。
【００１７】
本発明において、前記凹凸模様を形成する凹条の寸法は、深さが０．２〜３ｍｍ、幅０．５〜１０ｍｍであることが望ましい。その上限を超える寸法の凹条の場合、基材の強度低下を招く恐れがある。また、表皮シート付き発泡樹脂成形品の表面に、凹条に起因する所望しない凹み筋が形成され、表面の平坦性が失われる。深さがその上限を超える場合には、凹条の底部まで表皮シートが到達せず、そこに空気溜まりが形成される恐れがある。さらに、その下限を超える寸法の場合は、残存空気の吸引が不十分となり、空気溜まりが形成されて密着が不十分となる恐れがある。
【００１８】
本発明において、基材である発泡樹脂成形品に用いる合成樹脂は、合成樹脂に物理型発泡剤を含浸させてなり、加熱によって発泡するものであればよく、予備発泡させたものも含まれる。なお、本発明の実施の形態では、予備発泡させた、いわゆる予備発泡粒子を使用している。上記発泡性樹脂粒子を構成する合成樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、スチレン−エチレン共重合体、スチレン改質ポリエチレン系樹脂、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル共重合体等のポリスチレン系樹脂；ポリメチルメタクリレート樹脂等のポリメタクリレート系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂；ポリウレタン系樹脂等が挙げられる。これら合成樹脂の混合物やモノマーの共重合体なども使用できる。
【００１９】
基材である発泡樹脂成形品の表面に形成する凹凸模様としては、上記した寸法の凹条を備える格子状、梨地状、うろこ状などの凹凸模様が挙げられる。
【００２０】
表皮シートの材料としては、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチレン、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−アクリロニトリル−ブタジエン共重合体等のポリスチレン系樹脂；ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂等により形成されたフィルムやシートが挙げられる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、基材が、その表面形状が例えば３次元的にうねったような曲面を持つ発泡樹脂成形品である場合であっても、強度低下を招くことなく、その表面に熱可塑性樹脂である表皮シートを、その表面形状に追従した状態で容易かつ確実に密着した状態で熱接着することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１ａ，ｂは、本発明の方法を実施する２つの状態を説明している。
図１ａでは、基材としての発泡樹脂成形品１は表面がほぼ平坦な形状の中実体であり、その平坦な表面の全面に、縁部である側周面２に両端が達するようにして深さ０．５ｍｍ程度の多数の凹条３が、縦横にほぼ等間隔で凹凸模様として形成されている。その発泡樹脂成形品１が真空引き可能なテーブル１０の上に置かれ、その上を、クランプ１１で両側がクランプされた加熱軟化した表皮シート４が覆っている。テーブル１０と発泡樹脂成形品１を覆った表皮シート４との間には、外気から遮断された気密な空間５が形成されている。
【００２３】
その状態で、テーブル１０に形成した真空引き孔１２から前記気密な空間５内の空気を吸引（真空引き）する。それにより、多数の凹条３を通って、発泡樹脂成形品１の表面と表皮シート４の間に残存する空気も吸引され、表面全体にわたって等しく真空引きが進行する。表皮シート４は凹条３の内面も含め、凹凸模様を形成した表面および側周面２にも密着した状態で熱接着する。
【００２４】
図示しないが、その後、テーブル１０を下降して、余分な表皮シートをトリミングすることにより、本発明による表皮シート付き発泡樹脂成形品が得られる。必要な場合には、トリミング後の表皮シート付き発泡樹脂成形品を反転してテーブル１０の上に置き、同じ工程を繰り返すことにより、底面部分も表皮シートで覆われた表皮シート付き発泡樹脂成形品を得ることができる。
【００２５】
図１ｂに示す基材としての発泡樹脂成形品１は、物品収容部６を有しており、物品収容部６の内周面表面と側壁の天面に連続するようにして、縁部である側周面２に両端が達する多数の凹条３が縦横に凹凸模様として形成されている。他の態様は図１ａに示したものと同じである。このように発泡樹脂成形品１が有底箱形容器であっても、多数の凹条３を通して真空引きが進行することから、物品収容部６の内周面、側壁天面および周側面２とに表皮シート４を密着して熱接着することが可能となる。
【実施例】
【００２６】
以下、図２を参照しながら、実施例により本発明を説明する。
１．キャビティを形成する成形面に多数の凹凸模様を有する成形型を用いて、縁部（底部）の少なくとも２箇所に連通している深さが０．５ｍｍ、幅が０．５ｍｍの凹条３が、２ｍｍの間隔をおいてほぼ相互に直交するようにして、上面および側周面の全面にほぼ等しく分布している発泡樹脂成形品１を型内発泡成形した。樹脂には、ポリスチレン系樹脂の予備発泡粒子を用い、成形品の発泡倍率は５０倍とした。また、表皮シート４として、厚さ０．７ｍｍのハイインパクトポリスチレンフィルムを用いた。
【００２７】
２．図２ａに示すように、従来知られた真空引き孔１２を有する真空引き可能なテーブル１０の上に、発泡成形した発泡樹脂成形品（基材）１を、形成した凹凸模様が上側となるようにしてセットした。その上に、前記表皮シート４をクランプ１１で両縁をクランプした状態で固定した。そして、ヒータ１３で表皮シート４を上下から挟むようにし、表皮シート４を約１４０℃に加熱した。
【００２８】
３．図２ｂに示すように、加熱後、ヒータ１３を退避させた。
【００２９】
４．図２ｃに示すように、基材１を載せたテーブル１０を上昇させ、テーブル１０と表皮シート４の間に外気から遮断された気密な空間５を形成した後、真空度（７５０ｍｍｈｇ）までテーブル下方から真空引きを行った。それにより、図２ｄに示すように、表皮シート４は基材１の表面（上面と側周面）に密着し、熱接着した。
【００３０】
５．図２ｅに示すように、テーブル１０を下降させて、基材１をテーブル１０から分離し、クランプ１１を外した後、周囲の余分な表皮シート４をトリミングして、表面と周側面に表皮シート４が熱接着した表皮シート付き発泡樹脂成形品を得た。
【００３１】
６．基材１を裏返しにして同様な工程を行い、基材の１の裏面にも表皮シート４を熱接着させた。それにより、基材１の全表面が表皮シート４で被覆された表皮シート付き発泡樹脂成形品を得た。
【００３２】
７．得られた表皮シート付き発泡樹脂成形品を目視により観察した。凹凸模様を形成した上面と側周面に表皮シート４は密着しており、凹条３の部分に空気溜まりは観察されなかった。また、凹凸模様の凸部は部分的に溶融した状態で表皮シート４と熱接着しており、基材表面に当初形成されていた凹凸模様の凹凸が平均的に平坦化した状態で、表皮シート４は基材１を被覆していた。凹凸模様が形成されていた領域以外の表面領域（底面）にも、表皮シート４が密着していたが、一部に空気溜まりが観察された。これは、凹条が表面に形成されていないことにより、基材表面と表皮シートの間に残存する空気が完全に吸引されなかったためと思われる。
【００３３】
８．上記のことから、加熱軟化した表皮シートを真空引きにより熱接着するに当たり、本発明のように、基材の表面に、縁部の少なくとも２箇所に連通している凹条が表面全面にほぼ等しい分布で形成されるように凹凸模様を施しておくことが、きわめて有効であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による製造方法を実施するときの２つの状態を説明する図。
【図２】実施例において本発明による製造方法を実施するための各工程を説明する図。
【符号の説明】
【００３５】
１…基材としての発泡樹脂成形品、２…側周面、３…多数の凹条、４…表皮シート、５…気密な空間、６…物品収容部、１０…真空引き可能なテーブル、１１…クランプ、１２…真空引き孔
【図１】
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【図２】
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