JP2014188908A - 反り抑制機構付シート加飾装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート形状の被加飾体に、ラミネートや転写を行うシート加飾装置に適切な反り抑制手段を付加することにある。
【解決手段】基体シート１１に、加飾用フィルム１３を重畳して、加飾用フィルムの上から熱と圧力を加えて加飾用フィルムを基体シートに移転して加飾シート１６を製造するシート加飾装置１である。加飾機構部２０の下流側に製品冷却経路３０を備えている。製品冷却経路３０は加飾シートが狭持空間３１を通過するものであり、狭持空間は曲面を有する空間である。
【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂などからなる基体シートにラミネートフィルムや転写フィルムなどの加飾用フィルムを重畳して、加飾用フィルムの上から熱と圧力を加えて加飾シートを製造するシート加飾装置に関するものである。

ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリルなどのシートに装飾や表面機能付与などの目的で、加飾用フィルムを用いて、ラミネートや転写が行われて加飾シートが製造されている。

加飾シートは、製造後の冷却過程で反りが生ずることがある。例えば一枚の加飾シートを打ち抜いて多数の製品を製造するにあたって加飾シートに反りがあると不都合である。

反りのない加飾シートを製造するには、例えば特許文献に記載された多段プレス（装置）を用いる製造方法が考えられる。多段プレス装置を用いる加飾シートの製造は、加飾用フィルムに圧熱を加えて、加飾層を基体シートに移転させた後に、加飾シートが冷却するまで加圧状態を保持するものである。

しかし、反りのない加飾シートを製造するために多段プレス装置を使用するのであれば、冷却まで待つ時間が必要で１サイクルの所要時間が長くなり、各々のプレス部分に基体シートと加飾用フィルム重畳物を入れる操作や、加飾シートを取り出す操作が必要となり、又ロール形状の基体シートロールを巻き出して加飾シートにして加飾シートロールを取り出す連続処理もできない。

特開平１１−３４５９３号公報

解決しようとする問題点は、シート加飾装置に適切な反り抑制手段が備わっていない点である。

本発明のその他の課題は、本発明の説明により明らかになる。

上記の課題を解決するため、本発明の一の態様にかかるシート加飾装置は、
被加飾体である基体シートに、加飾層を具備した加飾用フィルムを重畳して、加飾用フィルムの上から熱と圧力を加えて加飾層又は加飾用フィルムの全層を基体シートに移転することにより加飾シートを製造する加飾機構部を有するシート加飾装置において、
加飾機構部の下流側に加飾機構部を出た加飾シートが通過する製品冷却経路を備えていて、
前記製品冷却経路は加飾シートが狭持空間を通過するものであり、前記狭持空間は曲面を有する空間であることを特徴とする。

本発明の好ましい実施態様にあって、前記加飾フィルムはラミネートシートであり、加飾用フィルム全層を基体シートに移転することにより加飾シートを製造するものであってもよい。ラミネートによる加飾を実施したシートは、表面と本体の特性が異なり、特に反りが発生しやすいので、シート加飾装置の好適な利用分野となる。もっとも本発明にあって加飾シートは転写シートであってもよい。

本発明の他の好ましい実施態様にあって、シート加飾装置は、
前記基体シートが帯状であってロール状に巻かれて基体シートロールを形成していて、前記加飾機構部の上流側に、基体シートロールを巻き戻す巻き戻し部を備え、
前記製品冷却経路の下流側に加飾シートを巻き取り加飾シートロールを製造する巻き取り部を備えてもよい。この好ましい実施態様によれば、基体シートロールの巻き出しから、製品である加飾シートの巻き取りまでの一連の工程が自動で行われ、一層の省力化を図ることができる。もっとも、本発明にあっては、基体シート（及び加飾シート）が毎葉形状であってもかまわない。

本発明のさらに他の好ましい実施態様にあって、シート加飾装置は、
前記狭持空間が曲面を有する空間である態様は、狭持空間を加飾シートの通過方向に平行な面で切断した断面が湾曲しているものであってもよく、狭持空間を加飾シートの通過方向に垂直な面で切断した断面が湾曲しているものであってもよい。前者は加飾シートが長手方向に反る場合に対応し、後者は加飾シートが幅方向に反る場合に対応するものである。

本発明のその他の好ましい実施態様にあって、シート加飾装置は、
前記加飾機構部と前記製品冷却経路の間に予備冷却経路を備えていて、前記予備冷却経路は加飾シートを冷却する手段が設けられていて、加飾シートの通過経路であってもよい。本好ましい実施態様によれば、予備冷却経路で冷やされて、その結果、流動性が無くなり固化状態になった加飾シートが、製品冷却経路を通過するので、例えば、製品にローラ跡が付くなどの不測の事態を避けることができる。

以上説明した本発明、本発明の好ましい実施態様、これらに含まれる構成要素は可能な限り組み合わせて実施することができる。

本発明のシート加飾装置は、加飾機構部の下流側に曲面を有する狭持空間である製品冷却経路を備えているので、加飾シートの反りが抑制される。シート加飾装置は加飾から冷却までを一連で行うのでシート加飾のサイクルタイムが伸びず、また省力化が達成される。

図１はシート加飾装置の説明図である。 図２は第二の実施例にかかる製品冷却経路の説明図である。

以下、図面を参照して本発明の実施例にかかるシート加飾装置をさらに説明する。本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするため、一部の構成要素を誇張して表すなど模式的に表しているものがある。このため、構成要素間の寸法や比率などは実物と異なっている場合がある。また、本発明の実施例に記載した部材や部分の寸法、材質、形状、その相対位置などは、とくに特定的な記載のない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではなく、単なる説明例にすぎない。

図１はシート加飾装置１の説明図である。シート加飾装置１は加飾機構部２０、予備冷却経路４０と製品冷却経路３０を有する。図中左側がシート加飾装置１の上流側であり、右側が下流側である。上流側は原材料側であり下流側は製品側である。矢印６は上流側を示す矢印であり、矢印７は下流側を示す矢印である。

基体シート１１は被加飾体である。本発明と本発明書にあって用語「シート」は平面的な広がりを持つ形状を表現するものであり、厚さを限定する意味に使用するものではない。用語シートは「フィルム」「膜」「板」を含む意味で使用する。基体シートロール１２が巻き出されて基体シート１１が送り出される。

ラミネートフィルム１３は加飾フィルムである。ラミネートフィルムロール１４が巻き出されてラミネートフィルム１３が送り出される。

加飾機構部２０は駆動ローラ２１と圧着ローラ２３からなる。駆動ローラ２１には、例えば金属ローラ又は極薄ゴムローラが採用される。圧着ローラ２３には、例えばシリコン系の耐熱ゴムローラが採用される。

駆動ローラ２１は軸芯部にヒータ２２が在り加熱ローラとなっている。圧着ローラ２３は軸芯部にヒータ２４が在り加熱ローラとなっている。

シート加飾装置１は加飾機構部２０でラミネートフィルム１３を基体シート１１に加熱圧着する。加飾機構部２０の上流側で、ラミネートフィルム１３は予備加熱ヒータ２５によって予備的に加熱される。ラミネートフィルム１３の接着層の材料は加熱により基体シート１１に対する密着作用を発揮するものが採用される。密着作用とは接着性や粘着性である。接着層の材料は例えば、熱可塑性樹脂のように加熱により軟化して接着性を発揮（活性化）するものが採用される。基体シート１１がアクリルシートの場合、例えば、加飾機構部の温度が１２０℃、圧力は０．７ＭＰａである。

加飾機構部２０を出た軟化状態の加飾シート１６は予備冷却経路４０に送られる。予備冷却経路４０は通過経路４１と冷風機４４からなる。通過経路４１は加飾シートが通過する空間であり、駆動ローラ４２とフリーローラ４３の間の空間である。冷風機４４は加飾シートを冷却する手段の一例である。軟化状態の加飾シート１６は予備冷却経路４０を一定時間かかって通過して（「予備冷却経路に一定時間滞在して」と言い換えることもできる）予冷状態の加飾シート１７となる。

予備冷却経路４０を設けると、軟化状態の加飾シートを硬化状態にすることができる。軟化状態は、特にラミネートフィルムの接着層で観察される。硬化状態となった加飾シート（予冷状態の加飾シート１７）は狭持空間である製品冷却経路３０を通過しても負荷された圧力により加飾シートの表面が変形することがない。表面変形の一例はローラ跡である。

駆動ローラ４２とフリーローラ４３は、それぞれ金属ローラ、ゴムローラ等である。

予備冷却経路４０は軟化状態の加飾シート１６にはさみ込みの力を負荷する必要が無いので駆動ローラ４２とフリーローラ４３の間隔は加飾シートの厚さと等しいか、厚さに一定値を加えた値である。あるいはフリーローラ４３を無くして、駆動ローラ４２の上を加飾シートが移動するものであってもよい。

通過経路はシート長手方向に平面であって、シート幅方向にも平面であることが好ましい。本明細書において、上流側と下流側を結ぶ方向をシート長手方向と呼ぶ。またシート長手方向に直交し、シート表面と平行な方向をシート幅方向と呼ぶ。シート長手方向とシート幅方向はシート加飾装置１の方向を指し示す場合があり、また加飾シートの方向を指し示す場合もある。

冷却手段は冷風機４４に限られず、例えば駆動ローラ４２及び／又はフリーローラ４３に冷却手段を付加するものであってもよい。

基体シート１１がアクリルシートの場合、予冷状態の加飾シート１７の表面温度は、例えば６０℃から４０℃である。

予備冷却経路４０を出た予冷状態の加飾シート１７は製品冷却経路３０に送られる。製品冷却経路３０は狭持空間３１を有する空間であり、加飾シートが当該空間を通過する。狭持空間３１の中では加飾シート１７はその表面方向と裏面方向から力を受ける。

シート加飾装置１にあって、５個の下部ローラ３４ａ、３４ｂ・・・３４ｅは下流側（矢印７方向）に向うほど、その相対位置が下側に位置付けられている。５個の上部ローラ３２ａ、３２ｂ・・・３２ｅもまた下流側（矢印７方向）に向うほど、その相対位置が下側に位置付けられている。

同一のアルファベットを付した下部ローラと上部ローラが対となる。すなわち下部ローラ３４ａと上部ローラ３２ａが対となるローラであり、同様に下部ローラ３４ｂと上部ローラ３２ｂが対となるローラであり、以下同様である。

対となるローラ（下部ローラ３４ａと上部ローラ３２ａ、下部ローラ３４ｂと上部ローラ３２ｂ、以下同様）間の距離は同一である。当該対となるローラ間の距離は加飾シートの厚さと等しい。上部ローラ３２に圧力調製器３５が付いている。圧力調整器３５は上部ローラ３２が加飾シートと接する力を調製する。図示のように単一の上部ローラ３２ａに単一の圧力調整器３５ａが付き、別の上部ローラ３２ｂに別の上部ローラ３５ｂが付き、以下同様である。

下部ローラ３４と上部ローラ３２は金属ローラ、ゴムローラ、シリコン系ゴムローラ等である。

複数の下部ローラ３４と複数の上部ローラ３２で画定される狭持空間３１は曲面を有する空間である。狭持空間３１はシートの長手方向が円弧形状の曲面である。一方、狭持空間３１にあって、シートの幅方向は直線である。

製品冷却経路３０は加飾シートがシートの長手方向にラミネートシート付着表面側に反るものを矯正する形状である。予冷状態の加飾シート１７は狭持空間３１を通過する間シート長手方向に関し、基体シート側に反りかえる形状を与えられるので、冷却済みの加飾シート１８はラミネートシート付着表面側に反ることなく平面となる。

反りが無く平面となった加飾シートは巻き取られ加飾シートロール１９となる。

製品冷却経路３０には加飾シート冷却手段を設けてもよい。冷却手段は、例えば、冷風機、あるいは上部ローラ及び／又は下部ローラに冷却装置を付ける等である。

製品冷却経路３０を出た加飾シートである冷却済みの加飾シート１８の温度は通常２０℃〜３０℃である。

狭持空間３１の曲面形状は試験片を作成し、試験片の反りの形状を観察して定めればよい。すなわち、一定長さの基体シートにラミネートフィルムをラミネートし外力を負荷せず冷却して反りを観察する。試験片の反りの形状と逆方向に狭持空間の曲面形状を定める。

狭持空間３１は長手方向に下方（基体シート側）に曲がっている。これは試験片が長手方向に上方に反るので当該加飾フィルムの反りを防止するものである。試験片が長手方向に下方に反るのであれば、狭持空間を長手方向に上方に曲げればよい。

次に試験片が幅方向に反る場合に対応する製品冷却経路を説明する。

図２は第二の実施例にかかる製品冷却経路の説明図であり、図２（ａ）は幅方向の一断面を示し、図２（ｂ）は図２（ａ）中に波線Ａで示した一断面を示している。図２（ｂ）はすなわち長手方向の一断面である。

図２（ａ）を参照して、狭持空間６１の幅方向断面は、７個の上部ローラ６２と７個の下部ローラ６４に画定される空間である。加飾シートは図２（ａ）の紙面表面側から紙面裏面側に向かって進行する。

上部ローラ６２に圧力調整器６５が付いている。上部ローラ６２はロール軸６７を有する。下部ローラ６４はロール軸６８を有する。

図２（ｂ）は長手方向の一断面である。加飾シートは、上部ローラ６２と下部ローラ６４の間隙空間である狭持空間６１を矢印７３の方向に進行する。複数の上部ローラ６２はモータ７１が発する動力をベルト６３で伝達して回転する。複数の下部ローラ６４はモータ７２が発する動力をベルト６６で伝達して回転する。

圧力調整器６５は２の動作点での力を、圧力伝達ロッド６９を介して一群の上部ローラ６２に力を伝達している。

第二の実施例にかかる製品冷却経路６０は試験片の幅方向がラミネートフィルム側に反る加飾シートに対応するものである。

試験片の幅方向が基体シート側に反る加飾シートの場合は、狭持空間６１を図２（ａ）と同一方向から見て下に凸の曲面にすればよい。

ローラ駆動機構は、ベルト／ホイールに限られず、スプロケット／チェーン、ギヤトレイン等任意の駆動機構を採用できる。

加飾シートは、転写により図柄層や機能層が基体シートに移行するものでもよい。

加飾シートの厚みは通常０．０１ｍｍ〜０．７ｍｍである。加飾シートの幅方向長さは例えば４００ｍｍである。加飾シートは帯状の長尺物であってもよく、又、例えば長さ３００ｍｍ〜４００ｍｍの方形形状であってもよい。

１ シート加飾装置
１１ 基体シート
１２ 基体シートロール
１３ 加飾フィルムであるラミネートフィルム
１４ ラミネートフィルムロール
１６ 軟化状態の加飾シート
１７ 予冷状態の加飾シート
１８ 冷却済みの加飾シート
１９ 加飾シートロール
２０ 加飾機構部
２１ 駆動ローラ
２３ 圧着ローラ
３０ 製品冷却経路
３１ 狭持空間
３２ 上部ローラ
３４ 下部ローラ
３５ 圧力調整器
４０ 予備冷却経路
４１ 通過経路
４２ 駆動ローラ
４３ フリーローラ
４４ 冷風機
６０ 製品冷却経路
６１ 狭持空間
６２ 上部ローラ
６４ 下部ローラ
６５ 圧力調整器
６９ 圧力伝達ロッド

Claims (6)

1. 被加飾体である基体シートに、加飾層を具備した加飾用フィルムを重畳して、加飾用フィルムの上から熱と圧力を加えて加飾層又は加飾用フィルムの全層を基体シートに移転することにより加飾シートを製造する加飾機構部を有するシート加飾装置において、
   加飾機構部の下流側に加飾機構部を出た加飾シートが通過する製品冷却経路を備えていて、
   前記製品冷却経路は加飾シートが狭持空間を通過するものであり、前記狭持空間は曲面を有する空間であることを特徴とするシート加飾装置。
2. 前記加飾フィルムはラミネートシートであり、加飾用フィルム全層を基体シートに移転することにより加飾シートを製造するものである請求項１に記載したシート加飾装置。
3. 前記基体シートは帯状であってロール状に巻かれて基体シートロールを形成していて、前記加飾機構部の上流側に、基体シートロールを巻き戻す巻き戻し部を備え、
   前記製品冷却経路の下流側に加飾シートを巻き取り加飾シートロールを製造する巻き取り部を備えた請求項１又は２いずれかに記載したシート加飾装置。
4. 前記狭持空間が曲面を有する空間である態様は、狭持空間を加飾シートの通過方向に平行な面で切断した断面が湾曲しているものである請求項１乃至３いずれかに記載したシート加飾装置。
5. 前記狭持空間が曲面を有する空間である態様は、狭持空間を加飾シートの通過方向に垂直な面で切断した断面が湾曲しているものである請求項１乃至３いずれかに記載したシート加飾装置。
6. 前記加飾機構部と前記製品冷却経路の間に予備冷却経路を備えていて、前記予備冷却経路は加飾シートを冷却する手段が設けられていて、加飾シートの通過経路である請求項１乃至５いずれかに記載したシート加飾装置。

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