JP2005254634A

JP2005254634A - 折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置

Info

Publication number: JP2005254634A
Application number: JP2004069887A
Authority: JP
Inventors: Kunitsugu Suzuki; 国継鈴木
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-03-12
Filing date: 2004-03-12
Publication date: 2005-09-22
Also published as: US20070203005A1; WO2005087479A1; EP1743757A1

Abstract

【課題】本発明が解決しようとする課題は、プラスチックシートを均一の温度に温めることができ、シートに滑らかな罫線を形成することが出来る、折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置を提供することである。
【解決手段】プラスチックシートを折り曲げて容器などに加工する折り曲げ罫線入りプラスチックシートを作成するための打ち抜き装置において、
(1)罫線刃を含む打抜刃を埋設した抜き型を固定した平盤と、
(2)前記罫線刃を含む打抜刃を埋設した抜き型を固定した平盤と対向して、内部に保温用液体を流通可能な細管からなる流路を設けた保温機構を備えた保温用平盤、
を配置したことを特徴とする折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置である。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＰＥＴなどのプラスチックシートを折り曲げて容器などに加工するプラスチック製品を作成することのできる折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置に関する。

折り曲げ罫線入りプラスチックシートの作成は、ロール状に巻かれた長尺プラスチックシートを板状のシートに裁断し、さらに平盤打抜機で型抜きおよび罫線を入れ、折り曲げ処理の後、接着剤で糊付け、帯電防止処理などの各工程から構成されている。現在では平盤打抜機で型抜きと同時に罫線入れも行えるようになっている。製品の素材としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニール）、ＰＰ（ポリプロピレン）などのプラスチックが用いられる。

前記の素材はいずれも熱可塑性で、熱によって変形することができる。例えば、ロール状のプラスチックシートから板状にプラスチックシートを切り取る場合、加熱ロール（加熱ローラー）を通すことによって長尺シートを加熱し、しばらく真っ直ぐな工程を通過させて冷やすことにより、カール状の癖を除去し、ストレートなシートにすることができる。その後で等間隔に裁断していけば、一定の大きさの板状プラスチックシートが作れる。プラスチック表面に凹凸模様を付けるエンボス加工においては、シートを加熱状態でエンボスロールを通過させることによって凹状の窪みを作ることもできる。加熱ロールの加熱では、ロール内部（ローラー内部）に加熱されたオイルを流し込むことによってロールを一定温度に加熱する方法が採られている。またオイルの代わりに水を使う方法も用いられている。複雑な模様を付ける場合には、予め模様を彫刻した雄型（凸型）と雌型（凹型）の間に対象物を挟み、加圧して模様付けを行う方法もある。プラスチックシートの場合、雌型を加熱してシートをホットな状態にしながら加圧する方法もある（ホットエンボシング）。この場合、雌型を加熱する方法として、雌型にニクロム線を通して電気的に加熱する方法も採られている。

プラスチックシートに折り曲げ用の罫線を入れる場合、鋭い刃の罫線刃を用いたり、罫線刃を加熱してシートを押圧する方法が採られてきた。その理由は、常温でのプラスチックシートは押圧に対して割れが生じやすいからである。罫線刃を加熱することなく折り曲げ罫線を入れる方法の発明としては、『折り曲げ罫線入りプラスチックシートの加工方法』（特許文献１）がある。この発明は、プラスチックシートの下に罫線刃よりも硬度の低いアルミニウム製プレートを敷き、該プレートに罫線刃に対応した位置に予め溝を加工しておき、プラスチックシートを罫線刃で押圧するというものである。一方、罫線刃を加熱する熱罫線加工法としては、『罫線加工方法及び罫線加工装置』（特許文献２）がある。この発明では、電熱材料で形成した自発熱押罫刃を用い、該罫刃に通電して罫刃を発熱させた状態でプラスチックシートを押圧することによって罫線入れを行っている。
特開平０８−２９４９６１号公報特開平１０−０２４４８８号公報

折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成においては、作業中の温度の管理は重要である。特にプラスチックに罫線を入れる際の、プラスチックシートの温度は形成される罫線の品質に重大な影響を与える。通常は、プラスチックシートの温度は３０℃〜４０℃程度にしておくと良いので、特許文献２で示すような加熱された罫線刃を用いる必要はない。常温に近い温度で作業は可能であるが、折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置に載せるプラスチックシートの面積が大きいため、罫線を付けるプラスチックシートの全面を均一に３０℃〜４０℃程度の温度にするのは難しいという問題がある。

罫線刃がプラスチックシートに食い込む深さは極めて浅く、微妙な温度の影響を強く受けるため、プラスチックシートの場所によって温度が異なると不良品の発生率が高くなってしまう。ニクロム線を折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置の下盤に埋め込むことも可能ではあるが、装置の構造上下盤の厚さは十分とることはできないので、やはりプラスチックシートの表面温度を均一にすることは難しい。そのため本発明が解決しようとする課題は、上記の問題を解決し、プラスチックシートを均一の温度に温めることができ、シートに滑らかな罫線を形成することが出来る、折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載の発明は、プラスチックシートを折り曲げて容器などに加工する折り曲げ罫線入りプラスチックシートを作成するための打ち抜き装置において、
(1)罫線刃を含む打抜刃を埋設した抜き型を固定した平盤と、
(2)前記罫線刃を含む打抜刃を埋設した抜き型を固定した平盤と対向して、内部に保温用液体を流通可能な細管からなる流路を設けた保温機構を備えた保温用平盤、
を配置したことを特徴とする折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置である。

プラスチックシートを温める場合に重要な点は、シートの温度を均一にすることである。シートに温度のムラが生じていると、綺麗な滑らかな罫線が得られない（罫線の窪み具合にムラが生じる）。そこで本発明では均一にシートを温めるために、温水を利用する。水の比熱は他の流体（例えば油）のそれよりも高く、シートに熱を伝導しても冷めにくいという利点があり、温度を安定かつ均一に保つのに適しているからである。

滑らかな罫線を作成するために、本発明ではプラスチック製品加工装置の構成要素の一つである折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置を以下のような構造にする。まず、プラスチックシートを加熱するために、該装置に保温用平盤を設ける。そして該保温用平盤を温め、かつ保温用平盤上にシートが搬送されてきたときに、保温用平盤の熱をシートに伝達できる構造にする。シートが熱を持った時点で罫線刃をシート上部から押圧した後、罫線刃をシートから離すと、滑らかな罫線を入れることが出来る。

保温用平盤を温めるためには温水を用いる。本発明においてはシート上の温度分布が均一でなければならないから、保温用平盤全体に温水が行き渡るために、保温用平盤内部に細管を複数設け、細管に温水が充満した状態を保つようにする。また温水を一定に循環させるために、保温用平盤に細孔を設け、該細孔に温水管を通して常に温水を導入できる構造とする。

折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置は上盤固定部と下盤可動部から構成され、上盤固定部に抜き型を取り付け、下盤可動部に保温用平盤を取り付ける。上盤には、打抜刃と罫線刃を埋設された抜き型を取り付け、罫線刃の刃先（先端）を打抜刃の刃先（先端）よりわずかに短くし、プラスチックシートを保温用平盤上に搬送した後、打抜刃で該シートを製品の展開図の形で切り抜き、同時に罫線刃で保温用平盤上の該シートの途中（厚み方向の途中）までを押圧することによって罫線が入れられる。この構造にしておけば、異なる製品を加工する場合、上盤の抜き型を交換するだけで様々な種類の製品の切り抜きと罫線入れが行える。もちろん、素材の厚さや素材の違いなどによって循環させる温水の温度も調整する必要はある。

本発明で作成する、折り曲げ罫線の特徴は、波打ちのない、滑らかな罫線にすることができることである。このため、製品の組立がしやすく、また見た目にも綺麗な折り曲げ部（例えば、滑らかで、曲げたときの素材の濁りのない状態）を形成することができる。

本発明では、温水でプラスチックシートを均一に加熱しているために、加熱罫線刃を用いる必要はない。また従来の平盤打抜機が使用できる。ただし、下盤は可動式の保温用平盤を使用するため、保温用平盤の設置が必要である。しかしこれは一度交換して置けば（設置しておけば）、どのようなタイプ（厚さや素材の異なるプラスチックシートや製品の種類等）にも対応できるため、タイプごとに保温用平盤を用意したり、そのつど保温用平盤を交換する必要もない。なぜなら、本発明では保温用平盤の温度を調整することによって、素材の違いやタイプに対応できるからである。

保温用平盤を加熱する方法として循環温水を用いているために、連続した動作をおこなっても、シートを一定に温めることができる。これは、水という比熱の高い流体を用いているためである。また保温用平盤内部に細管を複数設け、細管に温水が充満した状態を保つようにするとともに、温水を一定に循環させるために、保温用平盤に細孔を設け、該細孔に温水管を通して常に温水を導入できる構造としているため、保温用平盤内に温水が充満した状態を常時保つことができ、保温用平盤全体を均一に安定して一定温度を保つことができる。

抜き型に打抜刃と罫線刃を取り付け、打抜刃と罫線刃の高さを予め調整しておくことによって、罫線刃による罫線の肉切れ（深く切りすぎること）が防止でき、連続動作が安定して行える。また、保温用平盤内部の細管は液体で満たされており、打抜刃や罫線刃の押圧に対して保温用平盤が変形することがない耐圧保温用平盤構造となっている。

発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。なお以下では、本発明の折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置は、罫線入れと型打ち抜きを同時に行う、下盤可動式自動平盤打抜装置を用いる。

図１は、プラスチック容器を製造するために展開図状にシートを罫線入りで型抜きしたシート390である。図の実線が打抜刃で打ち抜かれた部分であり、破線が罫線刃で入れられた罫線である。

図２は罫線入れと型抜きを同時に行う折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置（打抜機）の断面図である。打抜機は上盤1と下盤2とからなる二つの平盤で構成され、上盤1は下盤を受け止める固定部で、下盤2は上下可動する可動部である。

上盤1には、ムラ取り紙保護板101、ムラ取り紙102、底板103（鋼板）および抜き型110から構成されている。抜き型110には打抜刃111と罫線刃112が取り付けられている。打抜刃111は、罫線刃112より刃先の角度が鋭角であるとする。

保温用平盤210上のプラスチックシート3を図１で示すような展開図状に罫線入りで切り抜くとき、打抜刃は打ち抜きを行い、罫線刃はシートの途中まで押圧するようにするため、打抜刃の先端と罫線刃の先端のズレ△ａが、シートの厚さ△ｂよりもわずかに小さくなるように調整しておく。すなわち、
△ａ＝△ｂ−α （△ｂ＞α≧△ｂ／２）
となるように罫線刃を調整する。この抜き型110を製品ごとによって準備しておき、違う製品の型抜きを行うときは、抜き型110を交換するだけで本装置（打抜機）をそのまま利用することができる。

保温用平盤210は打抜機本体の下盤2（平盤打抜装置可動部本体）に固定されている。保温用平盤内部は細管からなる流路が設けられ、外部で温度調整された温水が循環する構造となっており、搬送されてきたシートを均一の温度に暖める構造となっている。なお、保温用平盤は内部の空洞が細管であるので、プレスに対する強度は十分である。

図３は、本発明の打抜機でシートを押圧したとき（１）と、その後の状態（２）を示したシートの断面図である。図３の（１）はシートを押圧したときの様子であり、罫線刃112と打抜刃111との高さの違いにより、シートは打抜刃によって切り抜かれ、罫線刃によって窪みが作られる。（２）は、罫線刃の押圧を取り除いた後の状態を示している。シートには打抜刃によって切り抜かれた切り口310と罫線刃による罫線320が形成される。この際シート全体が均一に温められていないと、全体が均一の罫線とすることができない。

図４は、保温用平盤210の斜視図である。保温用平盤の側面には温水管221（入口側）、222（出口側）が取り付けられていて、温水の循環を行っている。保温用平盤の内部は細管211が碁盤の目状につながった構造の空洞になっている。ここに温水が充満し、かつ循環している。また、保温用平盤210内部に温水を入れるための細孔212が設けられている。

なお、保温用平盤210は薄く、温水を保温用平盤210内に通すための細孔212も非常に小さいために、保温用平盤の側面に温水管221（入口側）、222（出口側）が取り付けられている。図５は温水管（221or222）の（１）斜視図と、（２）側面図である。温水管（221or222）内には、略Ｌ字型の細管が設けられており、該温水管を通して、温水が保温用平盤210内に導かれる構造となっている。

図６は図４の各線（一点破線）で保温用平盤210を切ったときの断面図である。ａ断面はａ線で保温用平盤210を水平に切った断面図である。内部は細管211が碁盤の目状につながった構造の空洞になっている。ここに温水が充満し、かつ循環している。ｂ断面はｂ線で垂直に切った断面図であり、ｃ断面はｃ線で垂直に切った断面図である。細孔212を通して温水が循環する。

図７は温水の循環（流れ）の様子を示したもので、温水管の入口221から入った温水は矢印で示したように、各細管211を通過しながら、最終的に温水管の出口222から排出される。このように細管211を複数設けることによって、保温用平盤210全体を均一の温度に保つことが出来る。

本発明では、温水で保温用平盤を加熱しているために、温水の熱容量の大きいこともあり、連続的な打抜工程中でもプラスチックシート全体の表面温度を均一に保つことができる。そのため、滑らかな罫線を形成することが出来る。

また、保温用平盤内部の細管は液体で満たされており、打抜刃や罫線刃の押圧に対して保温用平盤が変形することがない耐圧保温用平盤構造となっている。

本発明の折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置で罫線入りで切り抜いたプラスチックシートの製品展開図である。本発明の折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置（打抜機）の断面図である。本発明の折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置（打抜機）で罫線入れと型抜きを行うときの、プラスチックシートの断面図である。本発明の保温用平盤の斜視図である。本発明の温水管の（１）斜視図と、（２）側面図である。本発明の保温用平盤を各方向から切ったときの断面図である。本発明の保温用平盤内部の細管に流れる温水の流れの様子を説明するための保温用平盤の断面図である。

符号の説明

１プラスチックシート平盤打抜装置上盤
（固定部）
１０１ムラ取り紙保護板
１０２ムラ取り紙
１０３底板（鋼板）
１１０抜き型
１１１打抜刃
１１２罫線刃
２プラスチックシート平盤打抜装置下盤
（可動部）
２１０保温用平盤
２１１細管
２１２細孔
２２１配管（入口側、温水管入口）
２２２配管（出口側、温水管出口）
３プラスチックシート
３１０切り口（切り抜き口）
３２０罫線
３９０罫線入りで切り抜かれたプラスチックシート

Claims

プラスチックシートを折り曲げて容器などに加工する折り曲げ罫線入りプラスチックシートを作成するための打ち抜き装置において、
(1)罫線刃を含む打抜刃を埋設した抜き型を固定した平盤と、
(2)前記罫線刃を含む打抜刃を埋設した抜き型を固定した平盤と対向して、内部に保温用液体を流通可能な細管からなる流路を設けた保温機構を備えた保温用平盤、
を配置したことを特徴とする折り曲げ罫線入りプラスチックシート作成装置。