JP4610987B2 - 熱可塑性樹脂シートの連続成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性樹脂シート、特に熱可塑性樹脂発泡シートの連続成形方法に関する。より詳細には、ロール状に巻回された熱可塑性樹脂シートを連続的に熱成形する方法において、旧原反と新原反の継ぎ部を有する不良品を効率的に排出しながら良品の成形品を連続成形する方法に関するものである。

ポリスチレン系樹脂発泡シートやポリプロピレン系樹脂発泡シートなどの熱可塑性樹脂発泡シートは、包装容器用素材として断熱性や軽量性などの優れた特性を有し、様々な容器に熱成形される。

一方、これらの樹脂シートは発泡シートであるがために厚みが厚く、非発泡シートのように長尺のロールとすることができない。そのため、ポリスチレン系樹脂発泡シートを熱成形により連続成形する方法では、旧原反から新原反に移行する際、成形ラインにおいて、原反継ぎ機により、旧原反と新原反との間のロール原反の継ぎが頻繁に行われていた。

従来、各種の原反継ぎ機が提案されている(特許文献１、特許文献２など)。

特開２０００−１９１１９１号 特開平７−１９５３６７号

しかし、旧原反から新原反との継ぎに粘着テープを使用した場合、粘着テープが成形金型に付着する恐れがある。また、かかる継ぎ目はシートが重なり厚みが厚くなっているので、金型のクリアランスに対して過剰の厚みとなっている部分をプレスするため、成形金型に悪影響を及ぼす場合がある。さらに、継ぎ目で旧原反又は新原反の末端部のシートが折れてシートの切片が発生する場合がある。この切片が成形金型に付着するとその形状が成形品につく恐れがあり、切片の除去作業が必要となる。

シートを継ぐ方法としては、上記のように種々の方法が提案されて原反継ぎ時に作業者が立ち会う必要はなくなったが、継ぎ目部分への対応は作業者が実施しなければならなかった。熱可塑性樹脂シート、特に熱可塑性樹脂発泡シートの連続成形では、かかる継ぎ目部分への対応はきわめて煩雑であり、連続成形方法の生産性や良品の歩留まり向上の点で障害となっている。

本発明の目的は、旧シート原反と新シート原反の継ぎ目部を有する不良品を効率的に排出しながら、成形品、特に発泡成形品を連続成形する生産性に優れた熱可塑性樹脂シートの連続成形方法を提供するところにある。

上記目的を達成するため鋭意検討した結果、本発明は、旧シート原反と新シート原反の継ぎ目部分が成形装置の成形部に達した時に当該継ぎ部分を含むシートを成形せずに通過させ、ついで未成形の不良品を成形ラインから排除し、良品の成形品のみをスタックさせることを自動的に行えるようにした。

すなわち本発明は、ロール状に巻回された熱可塑性樹脂シート原反を連続的に成形する方法であって、
繰り出された前記シート原反を成形装置に供給するとともに、旧シート原反となる先行シート原反の末端部に、新シート原反となる待機シート原反の先端部を継ぐ原反継ぎ機を備えた原反供給装置と、
この原反供給装置から供給されたシート原反に成形を施す成形装置と、
この成形装置で成形されたシートを、成形１ショットの成形品部分を含む切断単位毎に切断するカッター部を備えた切断装置とを少なくとも含む成形ラインにおいて、
前記原反継ぎ機によって継がれた前記先行シート原反と前記待機シート原反との継ぎ目部を含むシートを、該成形装置で成形することなく空送りさせ、前記切断単位と同じ切断位置で切断し、切断されたこの継ぎ目部を含む未成形のシートを、前記成形ラインから除くことを特徴とする、
熱可塑性樹脂シートの連続成形方法である。

さらに具体的な態様としては、原反供給装置の原反継ぎの作動を検出し、これを始点として、前記成形装置の成形部の成形回数のカウントを開始し、所定のカウント数に達した時から設定された回数分樹脂シートを成形することなく空送りさせ、ついで切断装置で切断された前記未成形の樹脂シートを成形ラインから除くようにシーケンス制御することが好ましい。そして、前記成形部の成形回数のカウントは、シートを間歇的に走行させるクランプチェーンの走行信号に同調させて、当該走行信号の積算回数を用いてカウントすることが好ましい。

なお、上記所定のカウント数とは、原反継ぎ部から成形部までの間の樹脂シートの長さ（Ｌ）を成形部１ショット長さ（x）で割った時の整数値（ｎ）であり、継ぎ目部はｎ＋1回目に成形部に到達する。設定された回数とは、シートの重なり部の長さを考慮して、樹脂シートの成形を停止する回数である。通常２回に設定することが好ましい。

本発明は上記の通りであるので、旧シート原反と新シート原反の継ぎ部を有する不良品を未成形品として効率的に連続的に排出しながら、良成形品、特に発泡成形品を連続成形することができることから、成形加工における作業者の作業は、原反供給機での待機原反のセット作業のみとなり、一人の作業者で複数の成形ラインを運転可能となるなど、良成形品の生産性を向上することができる。特に、樹脂シートが厚みのある発泡シートを連続成形する場合、原反継ぎ機により、旧原反と新原反との間のロール原反の継ぎが頻繁に行われるが、かかる場合、生産性は顕著に向上する。

また、上記のようなシーケンス制御により、シート原反を間歇的に走行させるシート駆動手段の走行信号を利用して、これに同調させて、当該走行信号の積算回数により、前記原反継ぎ機によって継がれた前記先行シート原反と前記待機シート原反との継ぎ目部を含むシートを、該熱成形装置で成形することなく空送りさせ、前記切断単位と同じタイミングで切断し、切断されたこの継ぎ目部を含む未成形のシートを、前記成形ラインから除く方法を採用することができる。

従って、本発明は、継ぎ目部を含むシートにマーキングを施し、これを成形後マーカー検出器で検出し、その検出によって前記成形ラインから除く方法で制御されない。シートにインキ等でマークする方法は、インキが成形ライン中のロールなどに転写し、これがシートに再転写して、シートが汚れるおそれがあり、また検出精度も低下する。また、マーキングのためシートにシールを貼ると、成形ライン上の途中で剥がれることや、排出する不良部品をリサイクル使用する際にはそれを剥がさなければならない。本発明では、かかる問題点は解消されており、熱可塑性樹脂シート原反を用いて歩留まりよく効率的にその良成形品を生産することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図１に沿って説明する。本発明はこれに限定されるものではない。本実施形態の成形ラインは、下記の設備からなる。
成形ラインは、概略、原反供給装置１００、成形装置２００、成形品の切断装置３００、成形品の移送装置４００、成形品のスタック装置５００で構成されている。
従って、原反供給装置１００からロール状の熱可塑性樹脂発泡シート１０が成形装置２００に送られ、成形装置２００で所望の形状に成形され、切断装置３００で成形１ショット分毎にカットされ、移送装置４００によってスタック装置５００に送られてスタックされる。

この原反供給装置１００には、成形中の先行シート原反１１と次に使用する待機シート原反１２がそれぞれ２つのロール１１１、１１２によって巻き出し可能に原反供給部１１０に保持されている。また原反供給装置１００には原反継ぎ機１２０が備えられており、成形中の先行シート原反１１がなくなる前に、次の待機シート原反１２を原反継ぎ機１２０にセットすると、自動化された原反継ぎ機１２０が、先行シート原反１１の終了を検知して、自動的に次の待機シート原反１２を先行シート原反１１に、原反継ぎ機１２０の継ぎ部１２１で継ぐようになっている。
なお、１３０、１３０は上下一対で配置された送りロール（クランプロール）であり、これを使用すると、樹脂発泡シート１０を一定速度で成形装置２００側に送ることができる。

成形装置２００には、その装置２００のハウジング２１０内に、図示の通り、原反供給装置１００側から送られてきた樹脂発泡シート１０を加熱する加熱部２０１が樹脂発泡シート１０の走行ライン上に配されており、ここを通過する樹脂発泡シート１０を加熱軟化させ、二次発泡させる。次に、軟化し二次発泡した樹脂発泡シート１０は、成形金型を有する成形部２０２において成形される。本実施形態ではプレス成形されるが、これに限らず、その他、真空成形、圧空成形等各種の成形方法を採用することができる。この成形部２０２は間歇作動する。

一方、成形装置２００には、樹脂発泡シート１０の入口側から出口側まで、ギア２０３、２０４にクランプチェーン（図示せず）が懸架されて設けられている。クランプチェーンはギア２０３、２０４の間歇運動によって間歇作動し、クランプチェーンに設けられたピンが樹脂発泡シート１０の両側端部に刺さり固定されることにより、クランプチェーンの間歇動作が樹脂発泡シート１０の間歇走行として伝達される。また、クランプチェーンは、成形部２０２の間歇作動に同調して駆動している。従って、この間歇動作によって樹脂発泡シート１０が連続成形され、樹脂発泡シートの成形品１３が得られる。

なお、成形装置２００から出て来た樹脂発泡シートの成形品１３は、成形装置２００の出口側にトリミング機（図示せず）がある場合、トリミング機によって、成形品が打ち抜かれる。ただし、この抜き打ちによって、各成形品は完全に分離されるのではなく、容易に分離できるような切れ目が入れられる。

次に、樹脂発泡シートの成形品１３は、成形１ショットの成形品部分を含む切断単位毎に切断装置３００によって切断される。切断装置３００は、図示のように、前記成形装置２１０の後に設置されており、カッター部３０１の切断動作は、成形部２０２の間歇作動に同調して間歇作動する。

次に、カットされた１ショット毎の成形部分を含む切断単位の成形品要素は、移送装置４００としてコンベア４０１、４０２を用いてスタック機５００側に移動させる。この実施形態のスタック機５００では、上記成形品要素を自動的に積み上げてスタック品とする。トリミングされていない場合は、このスタック品をトリミングして個々の成形品とする。

ところで、本実施形態の成形ラインでは、前記原反継ぎ機１２０によって継がれた前記先行シート原反１１と前記待機シート原反１２との継ぎ目部を含む樹脂発泡シート１０を、該成形装置２００で成形することなく空送りさせ、成形１ショットの成形品部分を含む切断単位と同じ切断位置で切断し、切断されたこの継ぎ目部を含む未成形のシートを、前記成形ラインから除くようにしている。

上記方法を実現するために、本実施形態では下記の考え方及び制御方法を採用している。
すなわち、設置されている原反継ぎ機１２０（原反供給装置１００）と成形装置２００との間の長さは一定であるから、その間の樹脂発泡シート１０の長さも一定となる。樹脂発泡シート１０は成形１ショット長さ毎に移動走行するので、継ぎ目部が成形部２０２に達するまでの成形回数は一定となる。本発明の実施形態では、かかる知見を利用している。
ここで、成形装置２００の成形部２０２の作動は間歇作動であるため、樹脂発泡シート１０の強度が弱い場合は瞬間的な張力で樹脂発泡シートが切断する恐れがあり、また、樹脂発泡シートに意匠性を高めたり、物性を向上させるために、原反供給装置１００と成形装置２００の間で熱可塑性樹脂フィルムを熱ラミネートする場合には熱ラミネートができない。このような場合には、
成形速度（ｍ／時間）＝１ショット長さ（ｍ／回）×成形サイクル（回／時間）
の関係に基づき、原反供給装置１００では、成形装置２００との間で、例えばクランプロール１３０によってシートを一定速度（ｍ／時間）で繰り出していく。これらの速度を合わせることで原反継ぎ機１２０と成形装置２００の間のシート長さが一定に保たれ、継ぎ目部が成形部に達するまでの成形回数が一定となった状態で樹脂発泡シートの繰り出しが間歇的から連続的なものとなり、さらに、設置されている原反継ぎ機１２０と成形装置２００との間の長さより予め２〜３ショット分の長さを余分にとっておくことで間歇作動による上記問題を解決できる。この場合、樹脂発泡シートの長さ（Ｌ）は、原反継ぎ機１２０と成形装置２００の成形部２０２までの長さに、２〜３ショット分の長さを加えた長さとすることが好ましい。

本発明の実施形態では、かかる知見を利用し、図１に示す様に、原反継ぎ部１２１から成形部２０２までのシート長さ（Ｌ）は一定になるようにして、原反継ぎの動作が開始した時からの成形部２０２の成形回数をカウントして、樹脂発泡シートの継ぎ目部が成形部２０２に到達した時には成形せずにそのまま通過させ（空送り）、その未成形部分をスタック機へ送らず除去する。このようにいわゆる成形ショット回数をカウントすることによるシーケンス制御方法によって達成することができる。

従って、より具体的には、本実施形態では、樹脂発泡シート１０を間歇的に走行させるシート駆動手段（例えば前記のクランプチェーン）の走行信号（駆動信号）を利用することができ、これに同調させて、当該走行信号の積算回数を用い、シーケンス制御して、継ぎ目部を含む樹脂発泡シート１０を、該成形装置２００で成形することなく空送りさせ、成形１ショットの成形品部分を含む切断単位と同じ切断位置で切断し、切断されたこの継ぎ目部を含む未成形のシートを、前記成形ラインから除くことが可能となる。

制御方法をさらに具体的に説明すると、前記継ぎ目部を含むシートの空送りを含む連続成形が、
先行シート原反の末端部に待機シート原反の先端部を継ぐ前記原反継ぎ機における当該継ぎ目部の継ぎ動作を検出し検出信号を送り出すステップと、
この検出信号を受け取り、これを開始信号として、前記成形機における成形部のショットに同調して間歇的にシートを走行させるクランプチェーンの走行信号の積算回数をカウントするステップと、
カウントされた前記走行信号の積算回数が、前記原反継ぎ部から成形部までの間でのシート長さ（Ｌ）を成形１ショットの前記切断単位に相当するシートの成形長さ（ｘ）で割った時の整数値（ｎ）に１を加えた（ｎ＋１）回に達した時に、前記成形部に成形パス信号を送り出すステップと、
この送り出された成形パス信号を受け取り、シートの成形を停止するステップと、
シート成形の停止後、前記クランプチェーンの走行信号に同調して所定のタイミングに設定された該走行信号の発信回数（既述の設定された回数に相当する。）に達したとき、成形の開始信号を前記成形機の成形部に送るステップ、
を含む方法で制御することができる。

また、切断装置で切断された、継ぎ目部を含む未成形の前記シートを前記成形ラインから除く排出装置を成形ラインに更に含み、
カウントされた前記走行信号の積算回数が、前記原反継ぎ部から成形部までの間でのシート長さ（Ｌ）を成形１ショットの前記切断単位に相当するシートの成形長さ（ｘ）で割った時の整数値（ｎ）に１を加え、さらに前記成形部から前記切断装置のカッター部までのシート長さ（ｙ）で割った時の整数値（ｍ）と、１を加えた（ｎ＋１＋ｍ＋１）回に達した時に、前記排出装置に排出の作動信号を送り出すステップと、
この送り出された排出の作動信号を受け取り、前記排出装置がシートの排出を作動するステップ
を含む方法で排出を制御することができる。
通常、前記シート長さ（ｙ）は前記シートの成形長さ（ｘ）の倍数となるようにしておくことが好ましい。

シートの排出は、例えば、前記実施形態で言えば、継ぎ目部を有する未成形の樹脂発泡シート部分を、スタック装置５００に送られることなく別ラインに落とされ除去される。例えば、カッター部３０１の作動回数のカウントにより、未成形の樹脂発泡シートがカットされた時には、図示の様に、設置されている移送コンベア４０１が下向きになるようにしてラインから除去するようにすれば、継ぎ目部を有する未成形シートを効率よく排出することができ、良品のみスタックすることができる。

なお、シート成形停止の回数及び排出の回数は自由に設定可能であり、継ぎ部の長さと成形１ショット長さにより、１又は２回であり、シートの重なり部の長さを考慮して通常２回に設定することが好ましい。

図１は本発明に係る熱可塑性樹脂シートの連続成形方法を実施するための成形ラインの一実施形態を示す概略図である。

符号の説明

１０ 樹脂発泡シート
１１ 先行シート原反
１２ 待機シート原反
１００ 原反供給装置
１２０ 原反継ぎ機
１２１ 原反継ぎ部
２００ 成形装置
２０２ 成形部
２０３ ギア
２０４ ギア
３００ 切断装置
３０１ カッター部
４００ 移送装置
５００ スタック装置

Claims (3)

1. ロール状に巻回された熱可塑性樹脂発泡シート原反を連続的に成形する方法であって、
   繰り出された前記シート原反を成形装置に供給するとともに、旧シート原反となる先行シート原反の末端部に、新シート原反となる待機シート原反の先端部を継ぐ原反継ぎ機を備えた原反供給装置と、
   この原反供給装置から供給された樹脂発泡シートに成形を施す成形装置と、
   この成形装置で成形された樹脂発泡シートを、成形１ショットの成形品部分を含む切断単位毎に切断するカッター部を備えた切断装置とを少なくとも含む成形ラインにおいて、
   前記原反継ぎ機によって継がれた前記先行シート原反と前記待機シート原反との継ぎ目部を含む樹脂発泡シートを、該成形装置で成形することなく空送りさせ、前記切断単位と同じ切断位置で切断し、切断されたこの継ぎ目部を含む未成形の樹脂発泡シートを、前記成形ラインから除くことを特徴とする、発泡成形品を連続成形する熱可塑性樹脂発泡シートの連続成形方法。
2. 原反供給装置の原反継ぎの作動を検出し、これを始点として、前記成形装置の成形部の成形回数のカウントを開始し、所定のカウント数に達した時から設定された回数分樹脂シートを成形することなく空送りさせ、ついで切断装置で切断された前記未成形の樹脂シートを成形ラインから除くようにシーケンス制御したことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂シートの連続成形方法。
3. 前記成形部の成形回数のカウントは、シートを間歇的に走行させるクランプチェーンの走行信号に同調させて、当該走行信号の積算回数を用いてカウントされる、請求項２記載の熱可塑性樹脂シートの連続成形方法。

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