JPH065467Y2 - スチレン系樹脂発泡体からなる畳床用芯材 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、スチレン系樹脂発泡体からなる畳床用芯材に
関するものである。

［従来の技術とその問題点］ 従来の畳床は稲藁から構成されていたが、近年、藁不足
の対策、および畳の軽量化等の面から、軽量で熱絶縁
性、耐圧縮性、耐吸水性に優れるスチレン系樹脂発泡体
が畳床用芯材として広く利用されており、例えばこのス
チレン系樹脂発泡体を、畳床の芯材として、稲藁やイン
シュレーションボード等の木質繊維板その他の材料と組
合せて畳床に使用される。

しかし、スチレン系樹脂発泡体は、材料的に硬質で剛性
を有し柔軟性に乏しくて、曲げ作用に対して弱く、これ
を畳床用芯材として使用した場合、座屈により畳に凹み
が生じたり、製畳時に強く圧縮されて割れが生じる等の
問題があった。

殊に従来のポリスチレン樹脂発泡体からなる畳床用芯材
は、厚みのある発泡体から畳床に適する所定厚みの板状
にバンドソー等で切り出して使用しているために、工業
的に生産性が悪く、また切断時の切粉が付着していて、
製畳等の作業性および衛生面で最適なものとは言えなか
った。

そこで畳床用の芯材として、最初から所定厚みの板状に
発泡成形して、表面に実質的に表皮膜を有する発泡体の
使用を試みたが、このような発泡体の表皮部分は内部よ
りも小発泡で高密度になって、実質的に厚みのある皮が
付いている状態であるため、さらに柔軟性が乏しくな
り、上記の問題点が著しくなった。

また表面が前記高密度の表皮によって非常にフラットな
面をなしているため、表面の摩擦抵抗が小さく、これを
畳床として藁、木質繊維板等と組合せて畳に使用した場
合、他の材料との間にずれが生じ易く、また歩行時に擦
過音等の音鳴りが発生するという問題が生じた。

これに鑑み、本考案では、発泡体の表面および内部の気
泡構造を、畳への使用上好適な剛性と柔軟性とを併せ持
つ性質を有するものに改良することにより、上記の問題
を解消し得たスチレン系樹脂発泡体からなる畳床用芯材
を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 上記の問題点を解決する本考案の畳床用芯材は、押出し
発泡により製作された板状をなすスチレン系樹脂発泡体
であって、厚み方向の少なくとも片面側は閉ざされた気
泡が丸みをおびて外部に突出しており、この表面から最
大５mmの部分は気泡膜に皺を有さない表皮層に、この表
皮層に続く全厚みの５〜80％の部分は気泡膜に圧縮によ
る多数の皺を有する軟質層に、さらに残余の部分は気泡
膜に皺を有さない気泡による硬質層にそれぞれ形成され
て、少なくとも片面側から表皮層、軟質層、硬質層の異
層構造をなし、平均密度20〜50Kg／m³であることを特徴
とする。

上記において、表皮層が５mm以上になると、これに続く
内部の軟質層による効果が薄れる。また軟質層が全厚み
の５％以下であると、軟質層による効果が期待できなく
なり、また80％以上になると、柔軟性はあるが保形性が
乏しくなる。軟質層の密度は硬質層のそれより５％以上
のものがよい。

発泡体の平均密度が20Kg／m³以下になると、畳床用芯材
として耐圧強度が充分でなく凹みが生じやすくなり、ま
た50Kg／m³以上になると硬くなりすぎて製畳が困難にな
りかつ割れも生じやすくなる。

さらに表面において突出した表面気泡の30％以上の気泡
は、突出した気泡の周囲の最大の凹部分からの突出寸法
が表面気泡の平均気泡径の1/4〜2/3であるものが特に好
適である。

ここで、気泡周囲の凹部分からの突出寸法が表面気泡の
平均気泡径の1/4〜2/3である気泡が30％以上であると
は、主に前記突出寸法が平均気泡径の1/4未満のものが7
0％未満の状態で存在することを意味している。したが
って、前記の突出寸法の気泡の割合が30％未満であると
表面の突出した気泡による効果が充分期待できず好まし
くない。また前記の突出寸法が表面気泡の平均気泡径の
1/4以下であると摩擦抵抗が小さくなり、2/3以上である
と突出気泡が圧壊し易くなり、好ましくない。

［作用］ 上記の本考案のスチレン系樹脂発泡体の畳床用芯材にあ
っては、押出し発泡により実質的に表皮を形成するよう
に閉ざされた表面の気泡が丸みをおびて外部に突出して
いるために、従来の発泡体に比して、表面部分が高度に
発泡した状態で密度が小さくかつ気泡径が大きく、それ
ゆえこの表面部分においても適度に伸縮性があって柔軟
性を有する。また前記の外部に突出した気泡によって表
面が細かな凹凸状をなしているために、畳床の他の構成
材料との間の摩擦抵抗が大きくなって密着性が増す。

しかも前記突出気泡による表面から最大５mmの部分の表
皮層に続いて軟質層を有し、この軟質層では気泡膜に圧
縮による多数の皺を有しているために、通常の発泡気泡
の形状をなすものに比して柔軟性に富み、クッション性
に優れ、発泡体としてそれだけ座屈や永久歪が生じ難く
なっている。また残余部分の気泡膜に皺がなく通常の気
泡形状をなす硬質層では適度の剛性を有し、この硬質層
の存在によって、長さ方向および幅方向の収縮はほとん
どなく、製畳後の畳に適度の剛性と保形強度を与え得
る。

［実施例］ 次に本考案の実施例を図面に基いて説明する。

第１図および第２図はそれぞれ本考案に係る畳床用芯材
(10)に用いる発泡体を略示している。第１図は、押出し
発泡成形により製作された平均密度20〜50Kg／m³の板状
をなすスチレン系樹脂発泡体において、厚み方向の片面
側から、表面の気泡を外部に突出させた表皮層、軟質層
および硬質層となした場合を略示している。また第２図
は、前記同様の板状をなすスチレン系樹脂発泡体におい
て、厚み方向の両面側から、表面の気泡を外部に突出さ
せた表皮層、軟質層およびその中間の硬質層となした場
合を示している。

この第１図および第２図において、(1)は丸みをおびて
外部に膨出するように突出した気泡(1a)による表面気泡
と、その厚み方向に続く丸みをおびた数層の気泡を含む
表皮層を示し、気泡(1a)のために表面(1b)が凹凸状をな
している。(2)は前記表皮層(1)に続く軟質層、(3)は残
余の当初の気泡形状を保つ硬質層、(4)は高密度で小気
泡の実質的に表皮を形成する殆んど凹凸のないフラット
な表面を示す。

この第１図および第２図では、便宜的に表皮層(1)にお
ける表面気泡の殆ど全ての気泡(1a)がほぼ一様に丸みを
帯びて突出したものとして図示しているが、実際には、
後述の第３図および第４図に示されるように、表面の気
泡(1a)の突出の程度に差が生じて様々の突出状態のもの
や、殆ど突出しない気泡も混在し、そのため発泡体の表
面(1b)はやや不規則な凹凸状をなすことになる。

いずれの場合も、前記表皮層(1)の表面の気泡(1a)の径
は、0.1〜２mm、好ましくは0.2〜１mmの範囲であり、前
記のように丸みをおびて外部に突出しているために、表
面(1b)は細かな凹凸状をなし、かつこの表皮層(1)の気
泡径が比較的大きくなっている。

また、前記の表面(1b)において突出する気泡(1a)のうち
の30％以上のものは、突出した各々の気泡(1a)の周囲の
最大の凹部分、すなわち気泡周囲に隣接する気泡との連
続による最深の凹部分(5)からの突出寸法が、表面気泡
の平均気泡径の1/4〜2/3の範囲となるように設定されて
おり、これ以外の気泡(1a)は、突出度合が前記範囲外の
ものか、あるいは殆ど突出しないものとなっている。

さらに前記軟質層(2)では気泡が厚み方向に圧縮されて
気泡膜に多数の細かい皺を有した状態で軟質化され、当
初の気泡形状を保つ硬質層(3)よりも密度は大であるが
変形し易くなっている。

なお、軟質層(2)の厚みおよび畳床用芯材(10)全体の厚
みは、畳床としての使用態様および製畳方法等により適
宜設定できる。通常全厚は10〜50mmの範囲に定められ
る。

上記のようなスチレン系樹脂発泡体からなる畳床用芯材
(10)を製造する方法の１例としては、押出し発泡された
発泡体の温度を押出し後に一旦素材樹脂の熱変形温度以
下に下げて、内部より気泡が小さくて高密度の表皮を形
成し、続いて素材のスチレン系樹脂の熱変形温度以上に
加熱され、かつ発泡体の流れ方向すなわち送行方向に回
転する加熱ロールで元の厚みの２〜50％程度に圧縮し、
前記表皮を再発泡させる方法がある。

また本考案の素材樹脂であるスチレン系樹脂としては、
スチレン系単量体の単独重合体に限らず、共重合体も含
んでいる。スチレン系単量体にはスチレンのほか、メチ
ルスチレン、エチルスチレンも含まれる。また共重合体
にはスチレン系単量体が50モル％以上含まれている共重
合体を含んでいる。共重合体の相手方単量体としては、
メチクリル酸メチル、アクリロニトリル、無水マレイン
酸等が挙げられる。そのうち特に好適な樹脂はポリスチ
レン、スチレンアクリロニトリル共重合体およびスチレ
ン−無水マレイン酸共重合体である。

本考案の具体的実施例を示す。

実施例−１ 素材のスチレン系樹脂として、スチレンの単独重合体10
0重量部に対して、気泡調整剤として微粉末タルク0.5部
と、難燃剤としてヘキサブロムシクロドデカン２部およ
び少量の着色剤を加え、これを混練した樹脂組成物を用
いた。この樹脂組成物に、発泡材としてジクロロジフル
オロメタン３部とエチルクロライド７部の混合物を樹脂
100重量部に対して９重量部の割合で圧入して押出機に
より板状に押出し発泡し、厚み28mm、幅230mmの板状発
泡体を得た。この発泡体の平均密度は28Kg／m³であっ
た。また発泡体表面はフラットで実質的に表皮が形成さ
れた状態であった。

そして、前記の板状発泡体の表面温度および内部温度が
熱変形温度以下になったものを、表面にふっ素樹脂コー
ティングが施された直径が120mmで、160℃に加熱された
１対の加熱ロールにより、４ｍ／分の送行スピードで22
mmに圧縮した。

こうして得られた発泡体は、表面の気泡が再発泡により
丸みをおびて膨出するように外部に突出し、また前記表
面より約２mmの部分は気泡が略丸く発泡して表皮層を形
成しており、この表皮層に続く約４mmの部分は気泡が圧
縮されて厚み方向に短かく圧縮による多数の細かい皺を
有した状態であった。すなわちこの発泡体の表面状態及
び気泡構造を顕微鏡で拡大して（倍率35倍）みたとこ
ろ、第３図〜第５図に示すごとくなっていた（参考写真
Ａ，ＢおよびＣ参照）。第４図は第２図中のイ部を、第
５図は同ロ部を示している。また表面と気泡の状態およ
び柔軟性についての特性試験の結果を別表に示す。

実施例−２〜４ 上記の実施例−１の場合と同様に押出し発泡して製作さ
れた発泡体で、どの表面温度および内部温度が充分に軟
化点以下になったサンプルについて、それぞれ別表に示
すように、上記と同様の加熱ロールによる圧縮処理を、
圧縮寸法（ロール表面距離）、加熱ロール温度および処
理スピードを変えて上記と同様に行ない、表面の気泡が
外部に突出し、かつこの気泡を含む表皮層に続いて気泡
が厚み方向に圧縮されて多数の皺を有する軟質層を有す
る発泡体を得た。このうち実施例−２はロール温度160
℃、処理スピード４ｍ／分で18mmに圧縮処理したもの、
また実施例−３はロール表面温度120℃、処理スピード
0.5ｍ／分で18mmに圧縮処理したもの、さらに実施例−
４はロール表面温度180℃、処理スピード10ｍ／分で22m
mに圧縮処理したものである。

比較例 比較例として、上記の実施例−１と同様に押出し発泡に
より製作され、加熱ロール処理されていない発泡体につ
いても、上記と同様の特性を試験した。またその表面お
よび内部の気泡と層構造を顕微鏡で拡大してみたとこ
ろ、第１０図および第１１図に示すごとくなっていた
（参考写真ＤおよびＥ参照）。

なお、それぞれの発泡体の柔軟性の評価として、破断時
の曲げたわみ量（mm）を測定し、さらにこれを畳床に用
いて製畳した後、畳を解体して発泡体の割れの状態を調
べた。

曲げたわみ量の測定は、JIS A-9511に準じて、測定スパ
ン150mm、測定スピード10mm／分で行なった。平均気泡
径の測定は、ASTM D2842/69に準じて行なった。

また表面の気泡の突出の有無については、突出した気泡
の30％以上のものが表面気泡の平均気泡径の1/4〜2/3で
あるものを（有）とし、他のものを（無）とした。

上記の表および拡大した図面等から明らかなように、比
較例の発泡体の表面（１ｂ′）は、気泡の突出が全く見
られず、ほとんど凹凸のないフラットな面を呈し、かつ
気泡（１ａ′）が小さく高密度の表皮を形成していた。
しかも内部気泡は全体的に厚み方向にやや長い気泡形状
で硬質層をなしていた。この比較例のものは、表面の摩
擦抵抗が少なく滑りが生じ易く、また全体として柔軟性
に乏しく、破断時の曲げたわみ量が小さく、特に製畳後
の発泡体の割れが多く、実用に供し得ないものであっ
た。

これに対し、本願考案の実施例のものは、いずれも表面
の気泡が丸みをおびて突出し、かつこの表皮層の気泡径
が大きくて密度が小さく、しかもこの表皮層に続く内部
の軟質層の気泡が圧縮されて多数の細かい皺を有した状
態となっており、その結果として前記比較例のものに比
して、破断時の曲げたわみ量が大きく、また製畳後の発
泡体の割れの状態もほとんど見られないほど少ないもの
となった。すなわち畳床用芯材として実用上何等問題が
なく、より好適なものであった。

第６図〜第９図はそれぞれ上記した本考案の畳床用芯材
の使用例を示している。

第６図は本考案の畳床用芯材(10)の上に稲藁または木質
繊維板等(11)を積層して畳床とし畳を構成した場合を示
し、また第７図は前記の木質繊維板等(11)の上にさらに
ポリエチレン樹脂発泡体等よりなる柔軟性のあるシート
状クッション材(12)を積層して畳を構成した場合を示し
ている。また第８図は、本考案の芯材(10)を中間層とし
てその上下に稲藁または木質繊維板等(11)を積層して畳
床とし畳を構成した場合を示している。さらに第９図は
本考案の芯材(10)の上にベニヤ単板等の補強材(13)およ
び前記同様のシート状クッション材(12)を積層して畳床
とし畳を構成した場合を示している。いずれの場合に
も、畳床の裏面には防虫および／または防湿シート等の
裏打ち材(14)が積層される。(15)は畳表を示す。

なお、第１図に示す片面側の表面の気泡が外部に突出し
ているものの場合には、その突出気泡による凹凸表面を
繊維板や他の構成材料と接触する側にして用いるのがよ
い。

［考案の効果］ 上記したように、本考案のスレン系樹脂発泡体の畳床用
芯材によれば、少なくとも片面側の表面の気泡の突出に
より、この表面では小発泡高密度の表皮を有する発泡体
に比して、伸縮性が大きくて柔軟であり、しかも前記の
突出気泡によって凹凸面をなしているために、他物との
摩擦抵抗が大きく密着性が良く、これと畳床の他の材料
との間でのずれが生じ難く、歩行時に擦過音等の音鳴り
が発生することもない。

しかも前記の突出気泡を含む表皮層が柔軟であることに
加え、これに続く軟質層がさらに柔軟性に富み、クッシ
ョン性を有するので、圧縮や曲げ作用に対する対応性に
優れ、使用上の座屈、永久ひずみが少なくて、畳糸の緩
みが生じ難く、部分的な変形もきわめて少なく、また製
畳時の割れを効果的に防止できる。さらに気泡膜に皺の
ない硬質層の存在が、長手方向および幅方向の収縮を抑
え、製畳後も畳に適度の剛性と強度を与えるので、その
使用に充分耐え得る。したがってスチレン系樹脂発泡体
による畳床の芯材として好適きわめて好適なものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本考案の実施例を示す一
部の略示断面構造図、第３図〜第５図はそれぞれ本考案
芯材に用いられる発泡体の表面と気泡構造を顕微鏡で拡
大してみた状態を略示する拡大斜視断面図および拡大断
面図、第６図〜第９図はそれぞれ本考案の使用例を示す
一部の断面図、第１０図および第１１図はそれぞれ比較
例の表面と気泡構造を顕微鏡で拡大してみた状態を略示
する拡大斜視断面図および拡大断面図である。 (10)…本考案の畳床用芯材、(1)…表皮層、 (1a)…外部に突出した表面の気泡、(1b)…表面、 (2)…軟質層、(3)…硬質層、(4)…フラットな表面。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】押出し発泡により製作された板状をなすス
   チレン系樹脂発泡体であって、厚み方向の少なくとも片
   面側は閉ざされた気泡が丸みをおびて外部に突出してお
   り、この表面から最大５mmの部分は気泡膜に皺を有さな
   い表皮層に、この表皮層に続く全厚みの５〜80％の部分
   は気泡膜に圧縮による多数の皺を有する軟質層に、さら
   に残余の部分は気泡膜に皺を有さない気泡による硬質層
   にそれぞれ形成されて、少なくとも片面側から表皮層、
   軟質層、硬質層の異層構造をなし、平均密度20〜50Kg／
   m³であることを特徴とするスチレン系樹脂発泡体からな
   る畳床用芯材。
2. 【請求項２】板状のスチレン系樹脂発泡体の両面側の表
   面の気泡が丸みをおびて外部に突出し、厚み方向の両面
   側から上記表皮層、軟質層、硬質層の異層構造をなすこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載のス
   チレン系樹脂発泡体からなる畳床用芯材。
3. 【請求項３】表面において突出した表面気泡の30％以上
   の気泡は、突出した気泡の周囲の最大の凹部分から突出
   寸法が表面気泡の平均気泡径の1/4〜2/3であることを特
   徴とする実用新案登録請求の範囲第１項または第２項記
   載のスチレン系樹脂発泡体からなる畳床用芯材。