JP2022023590A - 突起部材の製造方法 - Google Patents
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- Machines For Manufacturing Corrugated Board In Mechanical Paper-Making Processes (AREA)
Abstract
Description
例えば、特許文献1には、スプロケットホール(搬送孔)を備えた連続シートに対してデジタル印刷等の加工を施す装置が記載されている。該装置は、紙を行う第1搬送部と、加工部へと連続シートを搬送する第2搬送部とを備える。第1搬送部と第2搬送部の搬送速度を異ならせることで連続シートのズレを調整して、第2搬送部の有する搬送ピンが連続シートのスプロケットホールに挿入される状態を回復させている。
また、特許文献2には、帯状シートに対する2つの加工手段(ポケット成形手段及び孔明け手段)を備えた装置が記載されている。該装置においては更に、前記2つの加工手段の間に、帯状シートを略U字状に垂らすバッファ部を備える。該バッファ部によって、ポケット成形手段からの帯状シートの連続繰り出しと、孔明け手段の帯状シートの間欠的な引き込みとの移送動作方式の違いによる速度差を吸収するようにすることが記載されている。
(I)上下一対のプレス金型の間で、帯状シートを下方に弛め、かつ、該帯状シートと下方の前記プレス金型との間に空間を設けた状態で、前記一対のプレス金型を用いて前記帯状シートに前記突起を成形するプレス工程。
工程(I)において、前記帯状シートの下方への弛み量は、前記一対のプレス金型の下流に配置した下流搬送ロールによって送り量を制御することによって行う。
ここで言う「突起強度」とは、突起の圧縮強度を意味する。例えば、精密万能試験機「オートグラフAG-Xplus」(商品名、株式会社島津製作所製)を用いて測定される。このような突起強度は、上記のようなプレス加工において不織布に熱が与えられて、不織布内の繊維が融着して結合することによって高められ得る。
また、ここで言う「突起形状」の良否は、プレス加工に用いる金型に沿った形状であるかどうかで判断され、主に成形された突起の大きさで判断することができる。本発明の突起部材の製造方法においては、平坦なシートをプレス加工してシートの一面から突出する突起を成形するため、成形された突起の反対面側は凹状にされている。その凹状空間の体積(以下、凹状体積ともいう)の大きさを精度よく制御して形成できるか否かで突起形状の良否を判断することができる。
図1の製造装置10は、加工対象である帯状シート100の原反ロール101を支えるロール軸1、帯状シート100を送給する上流搬送ロール2、帯状シート100に突起110を成形する加工部3、下流に配置された下流搬送ロール5を有する。製造装置10は、加工部3と下流搬送ロール5との間に、突起110を成形した帯状シート100にエアーブローを吹き付けて冷却する冷却部を有することが好ましい。
製造装置10において、上流搬送ロール2、加工部3及び下流搬送ロール5にて前述の工程(I)を行う。
プレス加工前に離間配置されていた上部金型31と下部金型32とは、プレス加工時に帯状シート100に接近してプレスを行う。その際、上部金型31及び下部金型32の両方が帯状シート100に上下から接近するようにしてもよく、上部金型31及び下部金型32のいずれか一方のみが帯状シート100に接近するようにしてもよい。
具体的には、帯状シート100が下流搬送ロール5にまで到達し、弛むことなくテンションがかけられた状態(図3(A)参照)から、上流搬送ロール2と下流搬送ロール5とが同時に帯状シート100の搬送を開始する。上流搬送ロール2は、加工部3への帯状シート100の供給量X1に到達した時点で一時停止する。一方、下流搬送ロール5は、上流搬送ロール2の一時停止よりも前に、上記供給量X1よりも少ない送り量Y1となった時点で一時停止する(X1>Y1)。このとき、帯状シート100は下方へと弛められる(図3(B)参照)。供給量X1と送り量Y1との差が、加工部3における帯状シート100の下方への弛み量(X1-Y1)となる。なお、下流搬送ロール2による帯状シート100の送り量Y1の搬送は、後述の送り量Y2の搬送に対して、1回目の搬送ともいう。
上記の弛み量は、下流搬送ロール5によって送り量を制御することによって行う。
上記の弛み量は、加工部3において、弛んだ帯状シート100が下部金型32に引っ掛からないよう両者間に空間を設ける量として決められる。一方、供給量X1は、1製品の幅(搬送方向の長さ)に相当する量として決められる。下流搬送ロール5は、上流搬送ロール2の供給量X1を基準量とし、これと上記の弛み量との差を上記の送り量Y1の目標量を設定する。下流搬送ロール2は、上記目標量に基づいて、送り量Y1とする帯状シート100の搬送を行う。
このようにして、上下一対のプレス金型である上部金型31と下部金型32の間で、帯状シート100を下方に弛め、かつ、帯状シート100と下部金型32との空間を設けた状態とする。
この状態で、加工部3において、上部金型31と下部金型32とによって、弛んだ帯状シート100にプレス加工を行って突起110を成形する。成形した帯状シート100に対し、必要により、冷却部4によってエアーブローを行い、帯状シート100を冷却してもよい。このエアーブローは、下記の下流搬送ロール5による帯状シート100の下流への搬送再開の前に行うことが好ましい。
その後、上流搬送ロール2を一時停止した状態で、下流搬送ロール5は帯状シート100の下流への搬送を再開する。すなわち、下流搬送ロール5は、送り量Y2とする2回目の帯状シートの搬送を行う。その送り量Y2は、前記弛み量(X1-Y1)に相当する(Y2=X1-Y1)。これにより、冷却され固定化された突起110を備えた帯状シート100に再びテンションがかけられて、通常の搬送状態に戻される。このとき、予め冷却部4で突起110が冷却され固定されているので、帯状シート100に再びテンションが掛けられて下流へと搬送されても突起形状が保持され、その状態のまま最終工程まで辿り着くことができる。
このようにして、前述の工程(I)及び(II)が実施される。
このようにして上流搬送ロール2及び下流搬送ロール5が連動しながら、それぞれのタイミングで間欠的な搬送を行う。これにより、帯状シート100の間欠的な搬送と加工(搬送、一時停止、プレス加工及び冷却、再搬送)が繰り返し行われる。
また、下流搬送ロール5は、上記の実施形態では、プレス加工の前後で1回目の搬送による送り量Y1と2回目の搬送による送り量Y2とに分けて合計2回(複数回)の搬送を行っているが、これに限定されない。例えば、下流搬送ロール5は、プレス工程の前後のそれぞれで複数回に分けて帯状シート100を搬送するようにしてもよい。
具体的には、弛み量(X1-Y1(=Y2))は、突起成形性を良好にする観点から、上記長さWの10%以上が好ましく、20%以上がより好ましく、40%以上が更に好ましい。また、弛み量(X1-Y1(=Y2))は、帯状シートの搬送阻害を防ぐ観点から、上記長さWの300%以下が好ましく、200%以下がより好ましく、120%以下が更に好ましい。
また、エアーブローの風量は、上記と同様の観点から、1000cm3/min以上が好ましく、10000cm3/min以上が好ましく、また、500000cm3/min以下が好ましく、200000cm3/min以下がより好ましい。
加工対象の帯状シート試料として、第1シートとして坪量150g/m2のポリエチレンテレフタレート(PET)不織布、第2シートとして坪量25g/m2のポリエチレン(PE)フィルム、第3シートとして坪量150g/m2のポリエチレンテレフタレート(PET)不織布をこの順で積層した帯状シートで作製した。
次いで、図1に示す製造装置10を用いて、前述の工程(I)及び工程(II)を有する突起部材の製造方法を実施した。そのとき、上部金型31は、図5(A)及び(B)に示す円錐状の成形凸部311を1つ有するものを用いた。成形凸部311は、底面の半径(R)24mm、高さ(H)5mmで、体積約3014mm3のものとした。下部金型32は、前記円錐状の成形凸部311に対応する成形凹部321を1つ有するものを用いた(図示せず)。上流搬送ロール2による帯状シートの供給量X1、下流搬送ロール5による帯状シートの送り量Y1及びY2は、上部金型31の成形凸部311の搬送方向における長さWを基準にして、下記表1のようにして実施した。より詳細には、下流搬送ロール5によるに2回目の搬送による送り量Y2を、表1に示す、成形凸部311の搬送方向における長さWに対す割合とした。これにより、プレス加工における帯状シートの弛み量を設定した。次いで、上流搬送ロール2による供給量X1を、成形凸部311の搬送方向における長さWを基準に定め、表1に示す割合とした。これを帯状シートの基準送り量とした。この基準送り量から上記の弛み量である送り量Y2を差し引いて、下流搬送ロール5の1回目の搬送による送り量Y1とした。プレス加工は成形荷重1.5kN、プレス時間0.5秒、金型の温度は170°Cで実施した。冷却エアーの風量は100000cm3/min、温度は25°Cにて実施した。このようにして実施例1の突起部材試料S1を作製した。
下流搬送ロール5の1回目の搬送による送り量Y1及び2回目の搬送による送り量Y2を表1に示すとおりとした以外は、実施例1と同様にして、突起部材の製造方法を実施した。こにより、実施例2~6の突起部材試料S2~S6を作製した。
下流搬送ロール5の1回目の搬送による送り量Y1を上流搬送ロール2の供給量X1と同一にし、下流搬送ロール5の2回目の搬送による送り量Y2をゼロにした以外は、実施例1と同様にして、突起部材の製造方法を実施した。これにより、比較例1の突起部材試料C1を作製した。
下流搬送ロール5の1回目の搬送による送り量Y1及び2回目の搬送による送り量Y2を表1に示すとおりとし、弛んだ帯状シートと下部金型との間に空間を設けなかった以外は、実施例1と同様にして、突起部材の製造方法を実施した。これにより、比較例2の突起部材試料C2を作製した。
実施例及び比較例において作製した各突起部材試料について、精密万能試験機「オートグラフAG-Xplus」(商品名、株式会社島津製作所製)を用いて圧縮強度を測定した。突起部材試料は帯状シートからひとつの突起部を含む50mm四方の大きさで切り出し、評価した。
実施例及び比較例において作製した各突起部材試料について、成形された突起の反対面側の凹状空間の体積(凹状体積)を、パターンプロジェクション照明CA-DQP12X(株式会社キーエンス製)と画像処理装置CV-5000(株式会社キーエンス製)を用いた3次元画像処理によって測定した。
2 上流搬送ロール
21 上流駆動ロール
22 上流対向ロール
3 加工部
31 上部金型
311 成形凸部
312 平坦面
32 下部金型
321 成形凹部
322 平坦面
4 冷却部
5 下流搬送ロール
51 下流駆動ロール
52 下流対向ロール
10 突起部材の製造措置
100 帯状シート
101 原反ロール
Claims (4)
- シートの一面から突出した突起を有する突起部材の製造方法であって、
上下一対のプレス金型の間で、帯状シートを下方に弛め、かつ、該帯状シートと下方の前記プレス金型との間に空間を設けた状態で、前記一対のプレス金型を用いて前記帯状シートに前記突起を成形するプレス工程を有し、
前記帯状シートの下方への弛み量は、前記一対のプレス金型の下流に配置した下流搬送ロールによって送り量を制御することによって行う、突起部材の製造方法。 - 前記帯状シートは間欠的に搬送される、請求項1記載の突起部材の製造方法。
- 前記下流搬送ロールは、前記プレス工程の前後で複数回に分けて前記帯状シートを搬送する、請求項1又は2記載の突起部材の製造方法。
- 前記プレス加工後に、エアーブローによって前記帯状シートを冷却する冷却工程を有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の突起部材の製造方法。
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