JP4843688B2

JP4843688B2 - 加工対象シートのエンボス加工方法およびフレキシブルダイ

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Publication number: JP4843688B2
Application number: JP2009035118A
Authority: JP
Inventors: 洋司西野
Original assignee: Tsukatani Hamono Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tsukatani Hamono Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2009-02-18
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2029-02-18
Also published as: JP2010188608A

Description

本発明は、例えば紙シートやプラスチックシート（フィルム）などのシート材（加工対象シート）のエンボス加工方法およびエンボス加工に採用されるフレキシブルダイ（シート状刃板）に関する。

従来、紙シートやプラスチックシートなどの加工対象シートの表面にエンボスを加工する方法は従来周知である（例えば、特許文献１参照。）。

また、フレキシブルベース（強磁性体）の片面に、カッティングラインのパターンを有する加工用切断刃を有するフレキシブルダイを作製し、このフレキシブルダイを、ロータリ加工装置のマグネットシリンダに巻き付けて、加工対象シートを加工対象シートの打抜加工やハーフカット加工を行う方法も採用されている（例えば、特許文献２参照。）。

最近では、エンボスを加工する方法においても、フレキシブルベースの片面に、エンボス形状に応じたパターンのエンボス加工用凹凸部を有するフレキシブルダイを作製し、このフレキシブルダイを、前記ロータリ加工装置のマグネットシリンダに巻き付けて、加工対象シートの表面にエンボス加工を行うという方法が採用されている。

特開２００５−１４４０５号公報特開２０００−１９０２８４号公報

前記特許文献１に記載のエンボス加工方法は、図１１に示すように、エンボス用凸部からなるエンボス加工刃１００ａを有する雄型１００と、前記エンボス加工刃１００ａが嵌合する凹部１０１ａを有する雌型１０１との協働により、加工対象シートＳにエンボス加工を行うものである。このように、雄型１００のエンボス加工刃１００ａを雌型１０１の凹部１０１ａに嵌合させるため、加工対象シートＳは、高いエンボス加工部分（高い部分）Ｓ１ａと、低いエンボス加工部分（低い部分）Ｓ２ａとが形成されることとなるが、高い部分Ｓ１ａと、低い部分Ｓ２ａとは、それぞれ平坦面で且つ互いに平行に加工される。

この結果、高い部分Ｓ１ａを複数形成する場合、各高い部分Ｓ１ａは同等の高さに加工されることとなる。加工対象シートＳの用途によっては、各高い部分Ｓ１ａを装飾または文字等とする目的から複数段の高さにエンボス加工したい場合がある。仮に、加工対象シートＳの高い部分Ｓ１ａを複数段に加工する場合には、雄型１００のエンボス加工刃１００ａの刃高さや、雌型１０１の凹部１０１ａの深さが相違するダイを複数種類準備する必要があり、ダイの製造が複雑となるとともにコストが高くなる問題がある。単体のダイに深さの異なる凹凸部を形成する場合には、ダイが厚くなるため、特に前記マグネットシリンダに巻き付けて使用するフレキブルダイへの採用には適していない。

また、加工対象シートの凹凸量（エンボス加工による突出量）が大きくなると、加工対象シートが延ばされてエンボス加工後の加工対象シートの強度が弱くなるおそれもある。

本発明は、簡単な構成のダイにより、加工対象シートの凹凸量を大きくすることなく、あたかもエンボス加工部分に複数の段差が生じているように視認することができ、立体的な視覚効果が増大することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、本発明のフレキシブルダイは、一対のローラにそれぞれ巻き付けられるフレキシブルベースと、該フレキシブルベースに形成され、互いに対向配置されるエンボス加工パターンとを備え、該エンボス加工パターン間に加工対象シートを通過させてエンボス加工を行うフレキシブルダイにおいて、前記エンボス加工パターンを形成するエンボス加工刃は、環状凸部が内外に複数条形成されてなり、一方のフレキシブルダイの環状凸部は、同等高さに設定されるとともに、他方のフレキシブルダイの環状凸部は、同等高さに設定され、一方のフレキシブルダイの環状凸部内周面は、他方のフレキシブルダイの環状凸部外周面に対して間隔を有して嵌り合う構成であり、一方のフレキシブルダイの環状凸部と、他方のフレキシブルダイの環状凸部とにより、加工対象シートを挟んで、互いに隣り合う内側の第１エンボス部の周囲と、外側の第２エンボス部の周囲とに、段差部をそれぞれ形成するとともに、第１エンボス部の段差部の低部側と第２エンボス部の段差部の高部側とを傾斜部で連接する加工を行なうことにある。

また、本発明の加工対象シートのエンボス加工方法は、前記請求項１に記載のフレキシブルダイを使用した加工対象シートのエンボス加工方法であって、前記一方のフレキシブルダイを上方のマグネットシリンダに巻き付け、また、前記他方のフレキシブルダイを下方のマグネットシリンダに巻き付け、前記一対のマグネットシリンダ間に、長尺状の加工対象シートを通過させることにより、一方のエンボス加工刃の環状凸部と、他方のエンボス加工刃の環状凸部とにより、加工対象シートを挟んで、互いに隣り合う内側の第１エンボス部の周囲と、外側の第２エンボス部の周囲とに、段差部をそれぞれ形成するとともに、第１エンボス部の段差部の低部側と第２エンボス部の段差部の高部側とを傾斜部で連接する加工を行なうことにある。

本発明は、簡単な構成のダイにより、前記加工対象シートに、少なくとも互いに隣り合う第１エンボス部と第２エンボス部とを同等高さに突設することにより、加工対象シートの凹凸量を大きくすることなく、しかも、第１エンボス部の低部側と第２エンボス部の高部側とを傾斜部で連接するため、エンボス段差部分に複数の段差が生じているように視認することができる。この結果、加工対象シートを立体的に見せることができ、立体的な視覚効果も増大する。

本発明のフレキシブルダイを使用して加工対象シートの加工をした状態を示す要部断面図である。本発明の一方のフレキシブルダイを示し、（ａ）は背面図、（ｂ）はパターンを示す要部断面図である。本発明の他方のフレキシブルダイを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）はパターンを示す要部断面図である。ロータリ加工装置の概略を示す斜視図である。本発明のフレキシブルダイをローラに巻き付ける状態の斜視図である。本発明のフレキシブルダイをローラに巻き付けた状態の斜視図である。本発明の一対のフレキシブルダイを使用して加工対象シートをエンボス加工する概略側面図である。（ａ）は本発明の加工済シートを示す斜視図、（ｂ）はエンボス加工パターンを示す平面図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明の他のエンボス加工パタ−ンをそれぞれ示す平面図である。本発明のフレキシブルダイによりエンボス加工された加工対象シ−トの斜視図である。従来のダイを示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１〜図３に本発明に係るフレキシブルダイの一例を示し、図４に本実施形態のロータリ加工装置を示す。

ロータリ加工装置１は、図４に示すように、装置フレーム２に上下一対の円筒状ローラとしてのマグネットシリンダ１１ａ、１１ｂが、互いに対向するように図示省略の軸受を介して回転自在に支持されている。マグネットシリンダ１１ａ、１１ｂには、フレキシブルダイ１０ａ、１０ｂがそれぞれ巻き付けられている。なお、マグネットシリンダ１１ａ、１１ｂは、図示省略のモータにより連動して所定速度で回転駆動するようになっている。

また、マグネットシリンダ１１ａ、１１ｂとフレキシブルダイ１０ａ、１０ｂとにより、ダイロールが構成されている。

両方のフレキシブルダイ１０ａ、１０ｂのフレキシブルベース１２ａの表面（互いに対向する面）には、図１〜図３に示すように、エンボス加工パターンＰ１、Ｐ２が、マグネットシリンダ巻き付け方向Ｒ（巻き付け方向Ｒ）およびその巻き付け方向Ｒと直交する方向とに所定の間隔をおいて複数個配列されている。なお、エンボス加工パターンＰ１、Ｐ２の配置および個数は、これに限らず任意に設定可能である。

本実施の形態におけるエンボス加工パターンＰ１、Ｐ２は、矩形状のものを例示する。具体的には、図２に一方のフレキシブルダイ１０ａを示す。一方のフレキシブルダイ１０ａのフレキシブルベース１２ａに形成されたエンボス加工パターンＰ１は、環状凸部からなる内側の第１凸部（エンボス加工刃）１３ａと、この第１凸部１３ａと同心状で且つ所定の間隔を有するように相似形状に外側に形成された環状凸部からなる第２凸部（エンボス加工刃）１３ｂとが内外複数条に形成されている。また、かかる第１凸部１３ａの刃高さＬ１と第２凸部１３ｂの刃高さＬ２は、同等に設定されている。

図３に他方のフレキシブルダイ１０ｂを示す。他方のフレキシブルダイ１０ｂのフレキシブルベース１２ｂに形成されたエンボス加工パターンＰ２は、環状凸部からなる内側の第１凸部（エンボス加工刃）１４ａと、この第１凸部１４ａと同心状で且つ所定の間隔を有するように相似形状に外側に形成された環状凸部からなる第２凸部（エンボス加工刃）１４ｂとが内外複数条に形成されている。また、かかる第１凸部１４ａの刃高さＬ３と、第２凸部１４ｂの刃高さＬ４は、同等に設定されている。しかも、一方のフレキシブルダイ１０ａの第１凸部１３ａおよび第２凸部１３ｂの高さＬ１、Ｌ２と、他方のフレキシブルダイ１０ｂの第１凸部１４ａおよび第２凸部１４ｂの高さＬ３、Ｌ４とは、同等に設定されているのが好ましい。

そして、図１に示すように、一方のフレキシブルダイ１０ａの第１凸部１３ａに囲まれた領域内（内周面）に、他方のフレキシブルダイ１０ｂの第１凸部１４ａの外周面が、所定間隙（クリアランス）を有して嵌合するようになっている。また、一方のフレキシブルダイ１０ａの第２凸部１３ｂに囲まれた領域内に、他方のフレキシブルダイ１０ｂの第２凸部１４ｂ外周面が、所定間隙を有して嵌合するようになっている。

かかるフレキシブルダイ１０ａ、１０ｂは、金属板をエッチング加工したり、機械加工したりして製造することができる。なお、フレキシブルダイ１０ａ、１０ｂを、エッチング加工により形成した場合には、必要であれば、ＮＣ加工機等を使用して、さらに機械加工してもよい。

次に、以上の構成からなるフレキシブルダイ１０ａ、１０ｂを備えたロータリ加工装置１を使用する場合について説明する。

加工対象シートＳをエンボス加工するに際して、先ず、一方のフレキシブルダイ１０ａを上方のマグネットシリンダ１１ａに巻き付ける。また、他方のフレキシブルダイ１０ｂを下方のマグネットシリンダ１１ｂに巻き付ける（図４〜図６参照）。

このように、各フレキシブルダイ１０ａ、１０ｂをマグネットシリンダ１１ａ、１１ｂに装着することにより、それぞれのパターンＰ１、Ｐ２を対向させることができる。なお、各フレキシブルダイ１０ａ、１０ｂには、一対の位置決め孔２１ａ、２１ｂが形成されており（図２（ａ）および図３（ａ）参照）、この位置決め孔２１ａ、２１ｂをマグネットシリンダ１１ａ、１１ｂに設けられたピン（図示省略）に嵌合させることにより、各フレキシブルダイ１０ａ、１０ｂのマグネットシリンダ１１ａ、１１ｂに対する位置合わせを、正確且つ容易に行うことができる。

さらに、マグネットシリンダ１１ａ、１１ｂを回転駆動させ、これら一対のマグネットシリンダ１１ａ、１１ｂ間に、長尺状の加工対象シートＳを通過させる（図７参照）。かかるマグネットシリンダ１１ａ、１１ｂ間を通過することにより、加工対象シートＳは連続的にエンボス加工される。

具体的には、図１に示すように、一方のフレキシブルダイ１０ａの第１凸部１３ａと、他方のフレキシブルダイ１０ｂの第１凸部１４ａとが、加工対象シートＳに圧接される。このとき、加工対象シートＳは、両方の第１凸部１３ａ、１４ａに挟まれ圧接されることから、これら両方の第１凸部１３ａ、１４ａの協働により、加工対象シートＳが延伸された状態で凸部１４ａ間にわたって掛け渡され、加工対象シートＳに第１エンボス部としての水平部分Ｓ１を形成する。

しかも、一方のフレキシブルダイ１０ａの第１凸部１３ａは、他方のフレキシブルダイ１０ｂの第１凸部１４ａ間にわたって掛け渡された加工対象シートＳを下方に押圧する。この第１凸部１３ａの押圧により水平部分Ｓ１の周囲に、下向きの段差部Ｓ２を形成することとなる。

また、一方のフレキシブルダイ１０ａの第２凸部１３ｂと、他方のフレキシブルダイ１０ｂの第２凸部１４ｂａとが、シートＳに圧接される。すなわち、加工対象シートＳは両方の第２凸部１３ｂ、１４ｂ間に挟まれ圧接される。前記のように第１凸部１３ａは加工対象シートＳを上方から下向きに押圧するが、凸部１４ｂは加工対象シートＳを下方から上向きに押圧することとなるため、互いに隣り合う凸部１３ａと凸部１４ｂとの間は、加工対象シートＳに傾斜部Ｓ３を形成する。

しかも、一方のフレキシブルダイ１０ａの凸部１３ｂは、他方のフレキシブルダイ１０ｂの凸部１４ｂによって上向きに架設された加工対象シートＳを下方に押圧する。この凸部１３ｂの押圧により傾斜部Ｓ３の上端部から延設された第２エンボス加工部Ｓ４の周囲（高部側）に、下方向に突出する段差部Ｓ５を形成することができる。

この結果、互いに隣り合う水平部分Ｓ１と第２エンボス加工部Ｓ４は、同等の高さに突設されるとともに、水平部分Ｓ１の底部側と第２エンボス加工部Ｓ４の高部側との間には、水平部分Ｓ１から第２エンボス加工部Ｓ４に向けて次第に高くなる傾斜部Ｓ３が、環状に形成されることとなる。なお、傾斜部Ｓ３は、その傾斜角度が実際には小さいため、目視において傾斜面として確認し難くなっている。

ここで、嵌合する凸部間のクリアランス、すなわち、一方のフレキシブルダイ１０ａの凸部１３ａ、１３ｂの内周面に対する他方のフレキシブルダイ１０ｂの凸部１４ａ、１４ｂの外周面の間隔は、加工対象シートＳの厚さの２０％〜２００％の範囲に設定されているのが好ましい。

以上のように、エンボス加工された加工対象シートＳは、例えば適宜工程で所定形状にハーフカットされたり、打ち抜き加工されたりする。なお、フレキシブルダイ１０ａ、１０ｂに、図示省略のハーフカット刃または打ち抜き刃を設けることも可能である。

図８（ａ）に、前記エンボス加工方法により製造された加工対象シートＳの一部を示す。かかる加工対象シートＳは、中央に形成された水平部Ｓ１の上面と、第２エンボス加工部Ｓ４の上面とは、同等の高さに形成されている。しかしながら、傾斜部Ｓ３が傾斜していることは目視では認識し難く平面的に見え、しかも、段差部Ｓ５よりも段差部Ｓ２の方が高くなっているように認識される。

この結果、加工対象シートＳは、その周囲の加工されていないシート基材平面Ｓ６が最も低く見え、段差部Ｓ５により傾斜部Ｓ３が平面Ｓ６よりも高く見え、さらに、段差部Ｓ５の形成により傾斜部Ｓ３よりも水平部Ｓ１の方が高く見えることとなり、結果的に、加工対象シートＳは、複数段（３段階）に高くエンボス加工されているように見える。

また、前記加工対象シートＳは、表裏反対にした場合には、中央の水平部Ｓ１が低くなっているように視認することが可能である。

本実施の形態のフレキシブルダイ１０ａ、１０ｂは、それぞれフレキシブルベース１２ａに、同じ刃高の凸部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを形成する構成であるため、各フレキシブルダイ１０ａ、１０ｂの構造が簡単となり、製造も容易に行える。また、フレキシブルダイ１０ａ、１０ｂは、それぞれフレキシブルベース１２ａに、同じ刃高の凸部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを形成するにもかかわらず、加工対象シートＳは、複数段にエンボス加工されているように見えることから、凸部１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの高さを相違させる場合に比し、フレキシブルダイ１０ａ、１０ｂの厚さを薄くできる利点もあり、その結果、可撓性が損なわれず、フレキシブルダイ１０ａ、１０ｂとして最適である。

しかも、かかるフレキシブルダイ１０ａ、１０ｂを使用することにより、加工対象シートＳの凹凸量を最小に抑えることができ、加工対象シートＳの延伸による強度低下も防止することができる。

本実施の形態では、被加工面が３段階に高く見えるエンボス加工について例示したが、図８（ｂ）に示すように、エンボス加工パターンＰ１、Ｐ２を３条の凸部１３ａ〜１３ｃ（１４ａ〜１４ｂ）を形成することにより、４段階に高く見えるエンボス加工を行うことができ、凸部をそれ以上に増加させることも可能である。

また、エンボス加工の加工パターンＰ１、Ｐ２も矩形状に限定されるものではない。例えば、図９（ａ）に示すように星形状であっても。あるいは。図９（ｂ）に示すように円形状であってもよい。

また、図１０に示すように加工対象シートＳは、傾斜部Ｓ７と段差部Ｓ８とを交互に設けた波状に形成することも可能である。

なお、本発明で使用される加工対象シートＳは、紙、プラスチックシートなどの樹脂製シートをはじめ、裏面に剥離紙が貼着されたラベルなど種々のシートが使用できるものである。

また、前記実施の形態では、ロータリ加工装置１に使用されるフレキシブルダイを例示したが、フレキシブルダイは、マグネットシリンダに装着して使用されるフレキシブルダイの他、マグネット（永久磁石）を備えていないローラに装着されるフレキシブルダイにも適用することができる。また、ローラにエンボス加工パターンＰ１、Ｐ２を形成したものであってもよい。また、ダイは平面的な一対の型であってもよい。

また、加工対象シートＳの高部側または底部側とは、かかる加工対象シートＳを図１に示すように平面状態において便宜上表現したものであって、加工対象シートＳを同図に対して９０°回転させた直角方向においてエンボス加工することも可能である。かかる場合には、マグネットシリンダが垂直方向に平行に配置される。

１ロータリ加工装置
１０ａ一方のフレキシブルダイ
１０ｂ他方のフレキシブルダイ
１３ａ第１凸部（エンボス加工刃）
１３ｂ第２凸部（エンボス加工刃）
１４ａ第１凸部（エンボス加工刃）
１４ｂ第２凸部（エンボス加工刃）
Ｐ１エンボス加工パターン
Ｐ２エンボス加工パターン
Ｓ加工対象シート
Ｓ１水平部分（第１エンボス部）
Ｓ２段差部
Ｓ３傾斜部
Ｓ４第２エンボス部
Ｓ５段差部
Ｓ６平面
Ｓ７傾斜部
Ｓ８段差部

Claims

一対のローラにそれぞれ巻き付けられるフレキシブルベースと、該フレキシブルベースに形成され、互いに対向配置されるエンボス加工パターンとを備え、該エンボス加工パターン間に加工対象シートを通過させてエンボス加工を行うフレキシブルダイにおいて、
前記エンボス加工パターンを形成するエンボス加工刃は、環状凸部が内外に複数条形成されてなり、一方のフレキシブルダイの環状凸部は、同等高さに設定されるとともに、他方のフレキシブルダイの環状凸部は、同等高さに設定され、
一方のフレキシブルダイの環状凸部内周面は、他方のフレキシブルダイの環状凸部外周面に対して間隔を有して嵌り合う構成であり、
一方のフレキシブルダイの環状凸部と、他方のフレキシブルダイの環状凸部とにより、加工対象シートを挟んで、互いに隣り合う内側の第１エンボス部の周囲と、外側の第２エンボス部の周囲とに、段差部をそれぞれ形成するとともに、第１エンボス部の段差部の低部側と第２エンボス部の段差部の高部側とを傾斜部で連接する加工を行なうことを特徴とするフレキシブルダイ。
前記請求項１に記載のフレキシブルダイを使用した加工対象シートのエンボス加工方法であって、
前記一方のフレキシブルダイを上方のマグネットシリンダに巻き付け、また、前記他方のフレキシブルダイを下方のマグネットシリンダに巻き付け、前記一対のマグネットシリンダ間に、長尺状の加工対象シートを通過させることにより、一方のエンボス加工刃の環状凸部と、他方のエンボス加工刃の環状凸部とにより、加工対象シートを挟んで、互いに隣り合う内側の第１エンボス部の周囲と、外側の第２エンボス部の周囲とに、段差部をそれぞれ形成するとともに、第１エンボス部の段差部の低部側と第２エンボス部の段差部の高部側とを傾斜部で連接する加工を行なうことを特徴とする加工対象シートのエンボス加工方法。