JP2006240118A - 合成樹脂製気泡ボードの加工方法および加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 合成樹脂製気泡ボードに罫線加工する際に、罫線部分の美観を向上させ、かつ、罫線加工後の戻りを抑制する。
【解決手段】 平行に配置されるとともに、互いに反対方向に同期回転し、その間に合成樹脂製気泡ボード１０が供給される一対のロータ２０、２１と、一対のロータ２０、２１の少なくとも一方の外周面の周囲全体に渡って、外周面から突出するように設けられた環状凸部２２とを設け、環状凸部２２の先端部は、外周面と平行であるとともに、所定の幅を有する第１の面２２ａと、第１の面２２ａの両側端に接続する第２の面２２ｂを有しており、第１の面２２ａと第２の面２２ｂとの間の角度が１０５°〜１６５°の範囲内とし、第１の面２２ａと第２の面２２ｂとの接続部２２ｃは、ロータの軸方向断面が第１の面２２ａの幅の１／３〜１／２０の範囲の曲率半径を有する円弧状とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、合成樹脂製気泡ボードに罫線を形成する合成樹脂製気泡ボードの加工方法および加工装置に関する。

従来より、プラスチック製の段ボールに罫線加工する装置が知られている。図５（ａ）は従来の罫線加工装置の側面図、図５（ｂ）は正面図、図５（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である。

図５（ａ）（ｂ）に示すように、罫線加工装置は、一対のロールＪ２０、２１の一方あるいは双方の外周面の周囲全体に渡って罫線加工用の棒状シールバーＪ２２を備えている。図５（ｃ）に示すように、棒状シールバーＪ２２の先端は直角に形成されている。そして、一対のロールＪ２０、２１の間に段ボールＪ１０を供給し、ロール外周面の凸部Ｊ２２で段ボールＪ１０の中芯（コルゲート）を押しつぶして罫線加工を行う。

また、従来より、凹凸状シートとその両面に接合された２枚の平坦状シートとからなり、多数の気泡部が形成された合成樹脂製気泡ボードが知られている。

上記罫線加工装置を用いて合成樹脂製気泡ボードに罫線加工しようとする場合、罫線加工用の棒状シールバーのエッジが直角になっているため、せん断によって平坦状シートが裂けてしまう。また、合成樹脂製気泡ボードの気泡部を潰す際に、気泡部がうまくつぶれず、罫線が直線状にならないという問題がある。

棒状シールバーを高温に加熱して合成樹脂製気泡ボードに罫線加工することも考えられるが、この場合には罫線部分が熱収縮し気泡ボードがひきつれるとともに、高温により合成樹脂が溶けるため美観が悪くなる。また、高温での罫線加工後に冷却された際の戻り（スプリングバック）が大きくなるという問題もある。

本発明は上記点に鑑み、合成樹脂製気泡ボードに罫線加工する際に、罫線部分の美観を向上させ、かつ、罫線加工後の戻りを抑制することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、互いに平行に配置されるとともに、互いに反対方向に同期回転し、その間に合成樹脂製気泡ボード（１０）が供給される一対のロータ（２０、２１）と、一対のロータ（２０、２１）の少なくとも一方の外周面の周囲全体に渡って、外周面から突出するように設けられた環状凸部（２２）とを備え、環状凸部（２２）の先端部は、外周面と平行であるとともに、所定の幅を有する第１の面（２２ａ）と、第１の面（２２ａ）の両側端に接続する第２の面（２２ｂ）を有しており、第１の面（２２ａ）と第２の面（２２ｂ）との間の角度が１０５°〜１６５°の範囲内となっており、第１の面（２２ａ）と第２の面（２２ｂ）との接続部（２２ｃ）は、ロータの軸方向断面が第１の面（２２ａ）の幅の１／３〜１／２０の範囲の曲率半径を有する円弧状となっていることを特徴としている。

このように、罫線加工を行う環状凸部（２２）の先端部を鈍角にし、さらに環状凸部（２２）の先端部の両端を円弧状に丸くしているので、気泡ボード（１０）の気泡部（１４）を徐々に押しつぶすことができる。これにより、環状凸部（２２）により気泡ボード（１０）を押しつぶす力が局部に集中することを防ぐことができ、平坦状シート（１２、１３）にせん断の力が加わって裂けてしまうことを防止できる。さらに、罫線加工を低温で行うことができるので、罫線加工後の戻り（スプリングバック）を極力小さくすることができる。

また、請求項２に記載の発明では、ロータ（２０、２１）における環状凸部（２２）の先端部に対向する外周面には、環状凸部（２２）に対応する位置に外周面の周囲全体に渡って、所定の深さと幅を有する環状凹部（２３）が形成されていることを特徴としている。

このように、一方のロータ（２０）に環状凸部（２２）を設け、他方のロータ（２１）に環状凸部（２２）に対応した環状凹部（２３）を設けることで、環状凸部（２２）で気泡ボード（１０）を押しつぶす際に、より深く押すことができるので、より確実に気泡ボード（１０）に罫線加工することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、ロータ（２０、２１）における前記環状凸部（２２）の先端部に対向する外周面を平坦状に形成してもよい。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図１〜図３に基づいて説明する。

図１は、合成樹脂製気泡ボード（以下、単に「気泡ボード」ともいう。）の斜視図である。図１に示すように、気泡ボード１０は合成樹脂製中空板から構成されている。このような気泡ボード１０として、プラパール（登録商標）の商品名で知られているものを用いることができる。気泡ボード１０は、凹凸シート１１と、凹凸シート１１の両面に接合された２枚の平坦シート１２、１３とからなる３層構造となっている。凹凸シート１１には複数の中空状（例えば円柱状）の突起部がエンボス加工されており、凹凸シート１１の突起部開口側（図１の下側）に平坦シート１３が接合され、これにより空気が封入された密閉空間１４が形成される。

このような構成により、気泡ボード１０は、軽量であり、また耐圧縮性、耐衝撃性に優れるという特性を有している。本実施形態では、合成樹脂としてポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィン系重合体を用いている。

このような構成の気泡ボード１０としては、単位面積当り重量（目付重量）が２００グラム／ｍ²〜３０００グラム／ｍ²程度のものがよく知られている。気泡ボード１０は軟質の肉厚シートから構成され曲げ剛性を有しており、薄肉シートから構成され柔軟性を有する気泡シートと区別される。なお、本明細書中において合成樹脂製中空板とは、目付重量が２００グラム／ｍ²以上の気泡ボードを意味するものとする。

図２は合成樹脂製気泡ボード１０に罫線加工する罫線加工装置の主要部分を示しており、図２（ａ）は側面図、図２（ｂ）は正面図である。図２に示すように、罫線加工装置は円柱状の一対のロール２０、２１を備えている。ロール２０、２１は、鉄あるいはこれに類する金属材料から構成される。

一対のロール２０、２１は所定の間隔を設けて平行に配置されている。一対のロール２０、２１は互いに反対方向に同期回転するように構成されており、第１のロール２０は図２（ａ）における時計方向に回転し、第２のロール２１は図２（ｂ）における反時計方向に回転する。

本実施形態の第１のロール２０には、外周面の周囲全体に渡って環状凸部２２が設けられている。環状凸部２２は、ロール回転方向に設けられており、外周面から所定高さだけ突出している。環状凸部２２は、気泡ボード１０に罫線加工する部位に対応して設けられ、本実施形態では第１のロール２０の２箇所に設けられている。本実施形態の環状凸部２２は、第１のロール２０とは別体として構成されている。環状凸部２２は、高圧下でも変形しにくい材質であることが望ましく、本実施形態の環状凸部２２は鉄から構成されている。

図３は、環状凸部２２の先端部の拡大図であり、図２（ｂ）において丸で囲んだ部分を示している。図３に示すように、環状凸部２２の先端部（刃先）の両側面は、斜めにカットされており、最外周に形成される第１の面２２ａと、その両側に形成される第２の面２２ｂとからなる。第１の面２２ａは、第１のロータ２０の外周面と平行に形成されている。

環状凸部２０の刃先角θ、すなわち第１の面２２ａと第２の面２２ｂとのなす角度θは鈍角となっており、１０５°〜１６５°の範囲で設定することができる。本実施形態ではθを１３５°としている。また、第１の面２２ａと第２の面２２ｂとの境目に形成される端部２２ｃは円弧状になっており、角が丸くなっている。端部２２ｃの曲率半径は、第１の面２２ａの幅Ｗの１／３〜１／２０の範囲で設定することができる。

本実施形態の罫線加工装置では、図２（ａ）に示すように、一対のロータ２０、２１の間に気泡ボード１０を通過させることで、第１のロータ２０に設けられた環状凸部２２により気泡ボード１０に罫線が形成される。このとき、環状凸部２２の先端部の刃先角θを鈍角にし、さらに環状凸部２２の先端部の両端を円弧状に丸くしているので、気泡ボード１０の気泡部１４を徐々に押しつぶすことができる。

これにより、環状凸部２２により気泡ボード１０を押しつぶす力が局部に集中することを防ぐことができ、平坦状シート１２、１３にせん断の力が加わって裂けたり、応力で気泡シート１０が白化することを防止できる。また、本実施形態の罫線加工装置では、気泡ボード１０への罫線加工を低温で行うことができるので、罫線加工後の戻り（スプリングバック）を極力小さくすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図４に基づいて説明する。

図４は、環状凸部２２の先端部の拡大図であり、上記第１実施形態の図３に対応している。図４に示すように、環状凸部２２が設けられていない第２のロータ２１の外周面における環状凸部２２の先端部に対向する部位には、外周面の周囲全体に渡って環状凹部２３が形成されている。環状凹部２３は、第２のロータ２１の外周面と平行な底面２３ａと、第２のロータ２１の外周面と底面２３ａとを結ぶ傾斜面２３ｂとからなる。

環状凸部２２の第１の面２２ａの幅Ｗ１と環状凹部２３の底面２３ａの幅Ｗ２は、Ｗ１≦Ｗ２＜２×Ｗ１の関係を満たすように設定される。環状凹部２３全体の幅Ｗ３と底面２３ａの幅Ｗ２は、２×Ｗ２≦Ｗ３≦３×Ｗ２の関係を満たすように設定される。また、環状凹部２３の深さＤは、気泡ボード１０の厚みの１／３〜１／１の範囲で設定される。

環状凹部２３の深さＤと、底面２３ａの幅Ｗ２との関係は、気泡ボード１０の厚みと罫線の曲げ角度によって定まる。すなわち、気泡ボード１０の厚みが大きい場合には、環状凹部２３の深さＤと底面２３ａの幅Ｗ２を大きくする必要がある。また、罫線の曲げ角度が大きい場合にも、環状凹部２３の深さＤと底面２３ａの幅Ｗ２を大きくする必要がある。しかし、底面２３ａの幅Ｗ２を過大にすると、気泡ボード１０の剛性が低下する。

このように、一方のロータ２０に環状凸部２２を設け、他方のロータ２１に環状凸部２２に対応した環状凹部２３を設けることで、環状凸部２２で気泡ボード１０を押しつぶす際に、より深く押すことができるので、より確実に気泡ボード１０に罫線加工することができる。これは、大きな厚みを有する厚物の気泡ボード１０に罫線加工を行う場合に特に有効である。

（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、一対のロータ２０、２１の一方に環状凸部２２を設ける例について説明したが、これに限らず、両方のロータ２０、２１に環状凸部２２を設けるように構成してもよい。この場合、第１実施形態の構成であれば、両方のロータ２０、２１に設ける環状凸部２２を、互いに対応する位置に設けてもよく、あるいは位置をずらして設けてもよい。また、第２実施形態の構成であれば、両方のロータ２０、２１に設ける環状凸部２２を互いに位置をずらして、またそれに対応する底面２３ａと傾斜面２３ｂもずらして設けることにより、気泡ボード１０の表と裏の異なる位置に罫線を設けることができる。

合成樹脂製気泡ボードの斜視図である。 （ａ）は罫線加工装置の要部を示す側面図であり、（ｂ）は罫線加工装置の要部を示す正面図である。 第１実施形態のロータに設けられた環状凸部の先端部の拡大図である。 第２実施形態のロータに設けられた環状凸部の先端部の拡大図である。 （ａ）は従来技術の罫線加工装置の要部を示す側面図であり、（ｂ）は従来技術の罫線加工装置の要部を示す正面図であり、（ｃ）は従来技術の罫線加工装置の環状凸部の先端部の拡大図である。

符号の説明

１０…合成樹脂製気泡ボード、２０、２１…ロータ、２２…環状凸部、２３…環状凹部。

Claims (3)

1. 凹凸状シート（１１）とその両面に接合された２枚の平坦状シート（１２、１３）とからなり、多数の気泡部（１４）が形成された合成樹脂製気泡ボード（１０）に罫線加工を施す罫線加工装置であって、
   互いに平行に配置されるとともに、互いに反対方向に同期回転し、その間に前記合成樹脂製気泡ボード（１０）が供給される一対のロータ（２０、２１）と、
   前記一対のロータ（２０、２１）の少なくとも一方の外周面の周囲全体に渡って、前記外周面から突出するように設けられた環状凸部（２２）とを備え、
   前記環状凸部（２２）の先端部は、前記外周面と平行であるとともに、所定の幅を有する第１の面（２２ａ）と、前記第１の面（２２ａ）の両側端に接続する第２の面（２２ｂ）を有しており、
   前記第１の面（２２ａ）と前記第２の面（２２ｂ）との間の角度が１０５°〜１６５°の範囲内となっており、
   前記第１の面（２２ａ）と前記第２の面（２２ｂ）との接続部（２２ｃ）は、前記ロータの軸方向断面が前記第１の面（２２ａ）の幅の１／３〜１／２０の範囲の曲率半径を有する円弧状となっていることを特徴とする罫線加工装置。
2. 前記ロータ（２０、２１）における前記環状凸部（２２）の先端部に対向する外周面には、前記環状凸部（２２）に対応する位置に外周面の周囲全体に渡って、所定の深さと幅を有する環状凹部（２３）が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の罫線加工装置。
3. 前記ロータ（２０、２１）における前記環状凸部（２２）の先端部に対向する外周面は、平坦状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の罫線加工装置。
   

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