JP2008296512A - 紙面材の成形方法および成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 紙面材の安定な折り曲げが可能で、紙面材の破損やシワの発生のない紙面材の成形方法および成形装置を提供すること。
【解決手段】 一部に傾斜した区間Ｐａおよびその後の平坦な区間Ｐｂを有し、所定幅の紙面材１を搬送する紙面材用搬送路Ｐと、紙面材用搬送路Ｐの一部において重なる板状体用搬送路Ｇと、紙面材１の両側を屈折し、その折り代１ａ，１ｂの一部を板状体２の両側面２ａ，２ｂに押し付ける側面押え治具３と、を有する紙面材の成形装置であって、傾斜区間Ｐａの高低差を紙面材１の折り代幅長Ｗａ，Ｗｂと略同じ長さとすることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、板状体に貼り付ける紙面材の成形方法および成形装置に関し、具体的には、例えば硬質ポリウレタンボードなどの板状体の製造ラインにおいて、ボード面に紙面材を貼り付け成形する方法および成形装置に関する。

例えば、表面材を貼着された硬質ポリウレタンフォームボードは、軽量であり、高い断熱性、防湿性を有するため、各種建築内外装材、断熱性建具、冷凍車両、自動販売機、乾燥機などとして重宝され多用されている（例えば特許文献１参照）。

従来、こうした硬質ポリウレタンボードなどの生産工程においては、ガラスマットなどの板状体の一面および両端面さらには他面に紙面材を貼り合わせ、ポリウレタンを注入する方法などが用いられる。このとき、硬質ポリウレタンボードの仕上がりは、紙面材の貼り付け状態によって異なり、紙面材の成形方法として種々の工夫がされてきた。

具体的には、板状体の下部や側面間の液漏れを防止するために、板状体の幅よりも広い１枚の紙面材を使用し、注入時点では紙面材端部を直角に曲げていた。また、板状体と紙面材を、紙面材の平坦なパスラインにおいて重ね合わせるとともに、押え板で紙面材の浮きを防止していた。

特開２００１−３０３８６５号公報

しかしながら、従前のこうした紙面材の成形方法および成形装置には、以下のような問題点があった。

つまり、上記の方法では、
（１）紙面材を、搬送用のコンベヤ面上において端部を立ち上げて成形すると、紙面材の中央が盛り上がり、紙面材の中央部にシワが発生するおそれがあり、紙面材のシワを出さないように端部を曲げ、立ち上げる成形方法あるいは成形装置の要請があった。
（２）また、紙面材の側面部の立ち上がりにおいて、シワの発生を防止するために押え板を使用した場合、多層のガラスマット（板状体）が押え板より下側に移送すると、前後左右にズレを発生した。
（３）紙面材を再現よく折り曲げることが難しく、折り曲げが安定しない場合には、成形後の硬質ポリウレタンボードの下部両端に大きな丸み形状が生じ、所望の加工寸法が得られなかった。
（４）また、特定の厚みや寸法の板状体に紙面材を貼り付ける場合には、シワの発生もなく安定な紙面材の成形が可能であっても、異なる厚みの板状体の場合にも同様の条件で好適な成形を行うことは難しかった。

本発明の目的は、こうした課題を解消し、紙面材の安定な折り曲げが可能で、紙面材の破損やシワの発生のない紙面材の成形方法および成形装置を提供することにある。また、異なる厚みの板状体に紙面材を貼り付ける場合であっても、簡便な機能によって、紙面材の安定な折り曲げが可能で、紙面材の破損やシワの発生のない紙面材の成形方法および成形装置を提供することにある。

本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す紙面材の成形方法および成形装置によって上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。

つまり、本発明は、紙面材の成形方法であって、板状体の一面および両側面と接するように紙面材を貼り付ける工程において、
（１）該紙面材を、一部に傾斜した区間およびその後の平坦な区間を有する搬送路を移送させ、
（２）前記搬送路の途中から、前記板状体を、紙面材の一面に接した状態で、かつ同一速度で移送させ、
（３）前記傾斜区間を移送した後、あるいはその傾斜区間の途中から、紙面材の両側を屈折し、その折り代の一部を板状体の両側面に押し付け、
（４）前記傾斜区間の高低差を前記折り代幅長と略同じ長さとする、
ことを特徴とする。

また、本発明は、一部に傾斜した区間およびその後の平坦な区間を有し、所定幅の紙面材を搬送する紙面材用搬送路と、
該紙面材用搬送路の一部において重なる板状体用搬送路と、
前記紙面材の両側を屈折し、その折り代の一部を板状体の両側面に押し付ける側面押え治具と、を有する紙面材の成形装置であって、
前記傾斜区間の高低差を紙面材の折り代幅長と略同じ長さとすることを特徴とする。

上記のように、板状体の側面を含めた紙面材を貼り合わせ工程において、平坦な紙面材用搬送路での折り代の作製はシワや撓みの形成を防止することが難しい。本発明者は、紙面材の成形方法を検証した結果、図１（Ａ）に示す斜視図のように、紙面材用搬送路の一部に傾斜した区間を設け、その区間内において折り代の作製を行うことによって、ａ面やｂ面あるいはｃ面やｄ，ｅ面においてもシワを発生させずに、安定した紙面材の成形を行うことができることを見出した（図１（Ｂ）に示す平面図、（Ｃ）に示す正面図、（Ｄ）に示す右側面図を参照）。つまり、
〔ａ面での幅長〕＝〔ｃ面の幅長〕＋〔ｄ面の幅長〕＋〔ｅ面の幅長〕 （式１）
（ここで、「幅長」とは、搬送方向に対して垂直方向の長さをいう。）
であることから、図１（Ｃ）に示す傾斜区間の高低差ｈを、ｄ面の幅長またはｅ面の幅長と略同じ長さとすることによって、搬送路のどの位置においても紙面材の端面の高低差がほとんどない状態を形成し、かつ折り代が搬送路面に対して略垂直となる紙面材を成形することができる。従って、紙面材の安定な折り曲げが可能で、紙面材の破損やシワの発生のない紙面材の成形方法および成形装置を提供することが可能となった。

本発明は、上記紙面材の成形方法であって、前記紙面材の貼り付け工程において、板状体の厚みに対応して、傾斜区間の傾斜度を調整することを特徴とする。

また、本発明は、上記紙面材の成形装置であって、前記傾斜区間への紙面材の導入部に搬送用ローラを設け、板状体の厚みによって、搬送用ローラの高低位置または／および傾斜区間の搬送路の傾斜度を調整する制御部を有することを特徴とする。

硬質ポリウレタンボードなどの板状体は、種々の用途に用いられることから、用途に対応した厚みや大きさが要求される。このとき、上記の知見のように、紙面材の安定な成形には傾斜区間の付設とその傾斜区間の高低差が重要な要素であり、板状体の厚みに対応した紙面体の折り代幅長が必要となった場合、傾斜区間の高低差を設定できることが好ましい。また、紙面材の成形装置において具体的な調整を行う場合、傾斜区間の搬送路の傾斜度の調整のみならず、傾斜区間への紙面材の導入部に設けられた搬送用ローラの高低位置を調整することによって、紙面材の傾斜区間の高低差を設定できることが可能となる。

本発明は、上記紙面材の成形方法であって、前記紙面材の貼り付け工程が、硬質ポリウレタンボードの生産工程の一部を形成し、前記板状体がガラスマットであることを特徴とする。

上記のような本発明に係る知見は、種々の板状体に対する紙面材の成形方法に適用することが可能であるが、特に、ガラスマットを基材とする硬質ポリウレタンボードの生産工程において高い有用性を発揮することができる。つまり、硬質ポリウレタンボードの生産工程においては、ガラスマットの一面および両側面を包囲する紙面材にシワや撓みがあると、硬質ポリウレタンボードの表面の凹凸や気泡の発生、しいては空洞の発生の原因となることから、破損やシワの発生のない紙面材の安定した成形は不可欠であり、本発明に係る紙面材の成形方法の適用は非常に好適であるといえる。

本発明は、上記紙面材の成形装置であって、前記傾斜区間の傾斜度が１／１０〜２／１０であることを特徴とする。

紙面材の成形における傾斜区間の形成は、上記のように、折り代幅長との関係で規制することが好ましい一方、具体的に紙面材の成形装置においては、傾斜区間の傾斜度を所定の範囲にすることが最適であることを見出した。平坦面と区分できる傾斜区間の傾斜度を確保する一方、大きな傾斜度における折り代部分でのシワや撓みの発生を防止する範囲において、紙面材を成形することによって、紙面材の安定な折り曲げが可能で、紙面材の破損やシワの発生を防止することが可能となった。

本発明は、上記紙面材の成形装置であって、前記紙面材用搬送路の上部から紙面材および板状体の搬入を行うとともに、板状体の自重を用いて板状体と紙面材との接合を行うことを特徴とする。

紙面材の安定な折り曲げには、上記のような適切な傾斜区間の形成と併せて、紙面材に均一な荷重をかけた状態での搬送が必要となる。一方、紙面材と板状体と組み合わせる方法としては、紙面材の成形専用の搬送路で成形された後に行う方法と、板状体と組合せながら紙面材の成形を行う方法がある。本発明は、紙面材の成形段階において板状体の自重によって紙面材への均一な荷重をかけることによって、簡便な方法を用いて板状体にフィットした紙面材の安定な折り曲げが可能で、紙面材の破損やシワの発生を防止することが可能となった。

以上のように、本発明は、紙面材の搬送路に適切な傾斜区間を設けることによって、紙面材の安定な折り曲げが可能で、紙面材の破損やシワの発生のない紙面材の成形方法および成形装置を提供することが可能となった。また、板状体の自重を利用し、あるいは傾斜区間の傾斜度の調整によって、紙面材の安定な折り曲げが可能で、紙面材の破損やシワの発生のない紙面材の成形方法および成形装置を提供することが可能となった。

以下、本発明に係る紙面材の成形装置（以下「本装置」という。）の好適な実施形態について図面を用いて説明する。

＜本装置の構成例＞
図２は、本装置の構成例の１つである硬質ポリウレタンボードの製造プロセスにおける紙面材の成形工程に用いられる装置である。図２（Ａ）はその左側面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は平面図を表している。本装置は、一部に傾斜した区間Ｐａおよびその後の平坦な区間Ｐｂを有し、幅Ｗｐの紙面材１を搬送する紙面材用搬送路Ｐと、紙面材用搬送路Ｐの一部において重なる板状体用搬送路Ｇと、紙面材１の両側を屈折し、その折り代１ａ，１ｂの一部を幅Ｗｇの板状体２の両側面２ａ，２ｂに押し付ける側面押え治具３とを有し、傾斜区間Ｐａの高低差ｈを紙面材１の折り代幅長Ｗａ，Ｗｂと略同じ長さとすることを特徴とする。上記図１（Ａ）〜（Ｄ）に例示したような、紙面材１自体で、シワを発生させずに、安定した紙面材１の成形を実現できるような条件に設定した紙面材用搬送路Ｐを、板状体用搬送路Ｇと結合することによって、安定的に板状体２の一面（図２においては上面）および両側面２ａ，２ｂと接するように紙面材１を貼り付ける工程を形成することができ、シワや撓みのない、板状体２と一体となった紙面材１を成形することができる。

紙面材１は、例えば、化粧紙、クラフト紙、好ましくは樹脂（例えば、ポリエチレン）ラミネートクラフト紙等の紙、また特に好ましくはクレープ状金属箔が積層されたクラフト紙、あるいはプラスチック製シート（ポリプロピレン、リカーボネートやポリ塩化ビニル）などを用いることが好ましい。厚さは、０．０５〜５ｍｍの範囲、通常は０．０５〜０．５ｍｍ程度である。ポリウレタンなどの発泡の拡大を規制し、用途に応じた強度を確保することができる。

板状体２は、ガラス繊維、カーボン繊維、金属繊維、無機繊維、ポリマー繊維等からなるマットあるいはボードを用いることが好ましい。厚さは、５〜５０ｍｍの範囲、通常は１０〜３０ｍｍ程度である。用途に応じ、硬質ポリウレタンボードなどの強度および弾性を確保することができる。

折り代１ａ，１ｂの形成において、折り代幅長Ｗａ，Ｗｂは、１つには、板状体２を内包する必要があることから、その厚みによって決定される。具体的には、後工程であるポリウレタンの注入に対応して、板状体２の厚みの約１．２〜２倍の長さを有することが好ましい。

紙面材用搬送路Ｐは、紙面材１の平面度を確保するために平滑であることが好ましい。また、紙面材１を移送するように、移送用ローラ（図示せず）を紙面材１の下面側に設けることも可能であるが、本装置においては、（１）紙面材１が上部（Ｐ_０）から供給され、傾斜区間Ｐａを有していること、（２）後述するように、傾斜区間Ｐａにおいて、同様に上部（Ｇ_０）から供給される板状体２と結合して移送することができること、から移送用ローラを省略することも可能である。傾斜区間Ｐａの詳細、具体的には、最適な傾斜度およびその設定方法については、後述する。

平坦区間Ｐｂには、側面押え治具３が配設され、紙面材１の両側を屈折し、その折り代１ａ，１ｂを形成する。このとき、傾斜区間Ｐａにおいても同様の機能を有する押え治具を配設し、側面押え治具３の機能を補充することによって、さらに安定な紙面材１の成形を行うことも可能である。

＜本装置を用いた紙面材の成形方法＞
次に、本装置における、板状体２の上面および両側面２ａ，２ｂに紙面材１を貼り付ける工程の詳細を、図３を用いて説明する。具体的には、以下の手順によって、紙面材１および板状体２が搬送中に処理され、板状体２を内包する紙面材１が成形される。

（１）図３（１）に示すように、紙面材１は、上部（Ｐ_０）から供給され、搬送用ローラ４によって、傾斜区間Ｐａに導入される。

（２）同時に、図３（２）に示すように、板状体２も上部（Ｇ_０）から供給され、傾斜区間Ｐａの上中間部近傍で紙面材１の上面と接した状態で、紙面材１とともに、搬送される。つまり、紙面材１と同じ搬送路Ｇａを同一速度で移送される。

（３）傾斜区間Ｐａにおいて、図３（３）に示すように、紙面材１の中央領域と板状体２とが接合した状態で、傾斜区間Ｐａから平坦区間Ｐｂに移送される。このとき、紙面材１と板状体２の接合面は、板状体２の自重によって平面度を確保することができる。

（４）図３（４）に示すように、紙面材１の先端部が平坦区間Ｐｂに到達すると、紙面材１の両端部が、側面押え治具３によって屈折され、折り代１ａ、１ｂを形成する。このとき、紙面材１は、傾斜区間Ｐａにおいて、図３（５）に示すように、板状体２との接合面の平面度を確保しながら、両端部を屈折あるいは曲面を形成しながら、徐々に折り代１ａ、１ｂを大きくしていく。

（５）平坦区間Ｐｂにおいて、図３（６）に示すように、紙面材１と板状体２とが接合した状態で、紙面材１の両端部が、順次側面押え治具３によって屈折され、板状体２の両側端部に折り代１ａ、１ｂが貼り付いて、板状体２を内包するように、紙面材１が成形される。板状体２は、紙面材１と同じ搬送路Ｇｂを同一速度で移送される。

以上の工程において、紙面材用搬送路Ｐの上部から紙面材１および板状体２の搬入を行うとともに、板状体２の自重を用いて紙面材１と板状体２との接合を行うことによって、紙面体１の高い平面度を確保することができる。また、紙面材１は、傾斜区間Ｐａにおいて、板状体２の自重によって平面度を確保しながら、徐々に両端部を屈折しながら折り代１ａ、１ｂを形成することから、紙面材１に対し局部的な引張力や押付力がかかることなく全体に均一な荷重を受けて、シワや撓みのない紙面材１を成形することができる。

硬質ポリウレタンボードの製造プロセスにおいては、上記紙面材の貼り付け工程の後、さらに、ポリウレタンが注入され別の紙面材によって封じられた状態で発泡成形される。このとき、本装置の紙面材の成形工程によって、均一性が高く、紙面材の表面にシワや撓みあるいは凹凸や気泡の発生のない硬質ポリウレタンボードを作製することができる。

＜傾斜区間の構成＞
傾斜区間Ｐａにおいては、傾斜度が１／１０〜２／１０であることが好ましい。傾斜度が１／１０以下の場合、従来の平坦面における操作と同様、シワや撓みの発生を防止することが難しく、平坦面と区分できる傾斜区間Ｐａの傾斜度を確保することができない。一方、２／１０を超えると、折り代１ａ、１ｂにおいてシワや撓みが発生し、さらに板状体２の端面との接合部分において、シワや撓みが発生する場合がある。

〔実施例〕
本装置を用い、傾斜区間Ｐａにおける傾斜度と、紙面材１における折り代１ａ、１ｂの形成およびシワや撓みの発生状態を検証した。
＜試験条件＞
（１）紙面材：クラフト紙、幅１８００ｍｍ、厚０．０７ｍｍ
（２）板状体：ガラスマット、幅１１００ｍｍ、厚４〜５ｍｍ×５層
（３）折り代幅長（目標）：２００ｍｍ×２（両側）

＜試験結果＞
表１に示すように、傾斜度が１／１０〜２／１０において、折り代が略直角に立ち上がり、紙面材の面全体にシワや撓みの発生がみられず良好であった。

また、傾斜区間Ｐａの傾斜度は、板状体２の厚みによって変わる折り代幅長に対応して調整することが好ましく、手動あるいは自動の制御部を有することが好ましい。具体的には、図４（Ａ）および（Ｂ）に例示するように、傾斜区間Ｐａへの紙面材１の導入部に設けられた搬送用ローラ４の位置あるいは平坦区間Ｐｂの搬送路の高低調節部５を制御し、傾斜区間Ｐａの傾斜度αを調整することができる。むろん、両方を調整することによって調整範囲を拡大することも可能であり、さらには、傾斜区間Ｐａの長さを調整し、こうした調整機能と組合せることによって、大きさや厚さが多様な硬質ポリウレタンボードに対応した紙面材１の成形を行うことができる。

具体的には、板状体２の厚みが大きくなった場合、紙面材１の折り代幅長Ｗａ，Ｗｂを大きくする必要がある。図４（Ａ）において、破線のような状態にあった搬送用ローラ４およびその保持部４ａを、実線のように上昇させることによって、紙面材用搬送路Ｐを構成する傾斜区間Ｐａの傾斜度αを大きくすることができる。また、図４（Ｂ）において、破線のような状態にあった高低調節部５を、実線のように下降させることによって、傾斜区間Ｐａの傾斜度αを大きくすることができる。あるいは、上記の２つを両方機能させることによって、さらに調整範囲を広くすることができる。また、傾斜区間Ｐａの長さＬを調整することによって、傾斜区間Ｐａの傾斜度αを調整することが可能である。

なお、上記紙面材の成形工程においては、紙面材を移送する搬送路の上面に板状体を接合する構成例について説明したが、板状体を移送する搬送路の上面に板状体を接合する場合においても、傾斜区間を設けることによって、同様の技術効果を得ることができる。特に、柔軟性の高い紙面材を用いる場合には、板状体への接合が容易であり、図１に例示したような紙面材自体の安定した形状に、容易に成形することができる。

以上の実施形態では、硬質ポリウレタンボードの製造プロセスにおける紙面材の成形工程に用いられる本装置およびその操作方法について例示したが、本発明は、ポリメチルメタアクリレートボードなど広く他のポリマーボードの製造プロセスにおける紙面材の成形工程に適用することが可能である。

本発明に係る紙面材の基本的な成形方法を例示する説明図 本発明に係る紙面材の成形装置を例示する説明図 本発明に係る紙面材の成形装置を用いた成形工程を例示する説明図 本発明に係る紙面材の成形装置を用いた成形工程を例示する説明図 本装置に係る傾斜区間の傾斜度の調整機能を例示する説明図

符号の説明

１ 紙面材
１ａ，１ｂ 折り代
２ 板状体
２ａ，２ｂ 板状体の両側面
３ 側面押え治具
４ 搬送用ローラ
５ 高低調節部
α 傾斜区間の傾斜度
Ｇ 板状体用搬送路
ｈ 傾斜区間の高低差
Ｐ 紙面材用搬送路
Ｐａ 傾斜区間
Ｐｂ 平坦区間
Ｗａ，Ｗｂ 折り代幅長
Ｗｇ 板状体の幅
Ｗｐ 紙面材の幅

Claims (7)

1. 板状体の一面および両側面と接するように紙面材を貼り付ける工程において、
   （１）該紙面材を、一部に傾斜した区間およびその後の平坦な区間を有する搬送路を移送させ、
   （２）前記搬送路の途中から、前記板状体を、紙面材の一面に接した状態で、かつ同一速度で移送させ、
   （３）前記傾斜区間を移送した後、あるいはその傾斜区間の途中から、紙面材の両側を屈折し、その折り代の一部を板状体の両側面に押し付け、
   （４）前記傾斜区間の高低差を前記折り代幅長と略同じ長さとする、
   ことを特徴とする紙面材の成形方法。
2. 前記紙面材の貼り付け工程において、板状体の厚みに対応して、傾斜区間の傾斜度を調整することを特徴とする請求項１記載の紙面材の成形方法。
3. 前記紙面材の貼り付け工程が、硬質ポリウレタンボードの生産工程の一部を形成し、前記板状体が、ガラスマットであることを特徴とする請求項１または２記載の紙面材の成形方法。
4. 一部に傾斜した区間およびその後の平坦な区間を有し、所定幅の紙面材を搬送する紙面材用搬送路と、
   該紙面材用搬送路の一部において重なる板状体用搬送路と、
   前記紙面材の両側を屈折し、その折り代の一部を板状体の両側面に押し付ける側面押え治具と、を有する紙面材の成形装置であって、
   前記傾斜区間の高低差を紙面材の折り代幅長と略同じ長さとすることを特徴とする紙面材の成形装置。
5. 前記傾斜区間への紙面材の導入部に搬送用ローラを設け、板状体の厚みによって、搬送用ローラの位置または／および傾斜区間の搬送路の傾斜度を調整する制御部を有することを特徴とする請求項４記載の紙面材の成形装置。
6. 前記傾斜区間の傾斜度が１／１０〜２／１０であることを特徴とする請求項４または５記載の紙面材の成形装置。
7. 前記紙面材用搬送路の上部から紙面材および板状体の搬入を行うとともに、板状体の自重を用いて板状体と紙面材との接合を行うことを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の紙面材の成形装置。

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