JP4911846B2 - 凸起付与装置および生産物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、紙・合成樹脂フィルム・合成樹脂紙・合成樹脂板・金属薄板・食品加工物等のシート状物に凸起を付与する凸起付与装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
凹凸をシート状の物に付けたものは、凹凸の凸起性を利用して磨き紙として、古紙・廃紙を利用したものは凹凸の吸着性を利用して油分等の吸い取り紙として、また凹凸のクッション性を利用して梱包材としてのパッキング材として、さらに凹凸の美観性を利用して装飾素材として使用されてきている。
円形板を多数重ねてローラー表面を形成することによりシート状の物に安価に凹凸を付ける装置の発明については、発明者・出願人による特願平１０−３７６６９８があり、特に円形板の間に間隔保持機構を設け一層安価に提供し得る装置についての発明としては、発明者・出願人による特願２００１−１０２９８３がある。
【０００３】
これまでの上記発明は、シート状物の表裏２面に凹凸を付与することを主目的としてなされてきたものであって、上記のように磨き紙、吸い取り紙、梱包材、装飾素材として極めて有用性の高いものであり、また、凹凸を付与された金属薄板・金網・段ボール・合成樹脂・不織布・合成樹脂フィルム・合成樹脂紙・合成樹脂板は、これら素材に付与された凹凸特有の効果を積極的に利用できるものであった。
【０００４】
しかるに、これまでの発明による表裏２面に凹凸を付与されたシート状物を装飾材として利用する場合、それ自体を単独で使用する場合は充分であるが、装飾材として平面物に貼り付けて使用する場合には裏面の凸起が接着する際に邪魔となること等から、片面が平面であることが望ましい場合があった。また、表裏２面に凹凸があることから加工物を重ねて保管する場合には嵩張る等、応用範囲に限界があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
第一の目的は、片面にのみ凸起を有する製品を手軽に製作できる機器を提供することにある。
【０００６】
第二の目的は、上記機器に使用する凸起付き円形板の板厚そのものの公差や凸起加工時のひずみによる厚みの変動を簡易に修正し得る手段を提供することにある。
【０００７】
第三の目的は、多様な凸起模様・所定の模様を作りだせるようにし、またクッション性の良好な凸起加工物を製作可能にすることにある。
【０００８】
第四の目的は、凸起加工と同時に、切れ目を入れたり定尺幅に切断可能な凸起付与装置を提供することにある。
【０００９】
第五の目的は、所定幅の凸起加工物を同時多数に製作し得る装置を提供することにある。
【００１０】
第六の目的は、用途に応じた凸起付与装置を軽量かつ安価に提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明では次の技術的手段を講じている。
【００１２】
請求項１に記載した発明は、多数重ねた円形板の外周部分でローラー表面を構成したローラーを用い、一のローラーは凸起を外周に有する円形板と必要に応じ付加した円形板および必要に応じそれらの間に間隔保持機構とを混在させてローラー表面を構成し、他のローラーは一のローラーの該凸起に対応する凹処を外周に有する円形板と必要に応じ付加した円形板および必要に応じそれらの間に間隔保持機構を混在させてローラー表面を構成した凸起を付与する装置において、凸起を外周に有する円形板の凸起と該凸起に対応する凹処を外周に有する円形板の凹処とを、２種以上の凹凸から構成して、シート状物の表裏２面のうちの１面にのみ凸起を付与することを特徴とする。
また、円形板外周の凸起および凹処を、２種以上の凹凸から構成することにより、緩衝材のクッション性を高めること、また多様な凸起模様を作りだすことを可能にしたことを特徴とする。
間隔保持機構としては一般には輪状の間隔保持板（以下「スペーサ」という。）が使用される。
以下においては、間隔保持機構としてスペーサを利用した場合について述べる。
【００１３】
請求項２に記載した発明は、円形板外周の凸起または凹処に、２種以上の凸起または凹処を用いることにより、緩衝材のクッション性を高めること、また多様な凸起模様を作りだすことを可能にしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載した発明は、凸起の異なる円形板を混用し、それに伴い凹処の異なる円形板を混用することにより、緩衝材のクッション性を高めること、また多様な凸起模様を作りだすことを可能にしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載した発明は、円形板の凸起・凹処の所定の部分を間引きするか、または該円形板の凸起または凹処のうちの所定の部分の所定の凸起または凹処を該部分以外の凸起または凹処と異なる凸起または凹処とすることによって、該部分に所定の模様を作り出す機能を持たせたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載した発明は、一部数の間隔保持機構に凸起加工物を切断する切断刃の機構を兼ねさせることにより、定尺幅に切断可能にすること、および凸起加工物の一部に切れ目を入れたりすることを可能にしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載した発明は、凸起を外周に有する円形板を複数枚ごとおよび凹処を外周に有する円形板を複数枚ごとブロック化し、一のローラーおよび他のローラーに、上記ブロックを相互に噛み合うように、交互に重ねてローラー表面を構成することにより、シート状物の表裏２面に所定の幅で交互に凸起を付与することを可能にしたことを特徴とする。これにより比較的狭い幅の凸起加工物を彎曲を少なくして同時に多数製作することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図によって具体的に説明する。
【００１９】
図５は凸起付与装置の使用状況を示す概略図である。一のローラー１と他のローラー２の間にシート状物６を通し、ローラー表面の凸起／凸起模様５で、シート状物に凸起を付与する。
【００２０】
図１および図２は、請求項１記載の発明に相当する発明の実施の形態を示す。
図１と図２の相違点は、図１の発明の実施の形態の場合にはスペーサ２８があるのに対し、図２の場合には該スペーサが無いという点である。
以下においては、スペーサのある場合を主にして説明する。
【００２１】
装置の全体および押付機構
図６および図７は、本願発明の装置の全体の概要を示す。
図６は装置を正面からみた場合の断面図、図７は側面図である。
台板１４には、一対の側柱１１・上板１５からなる側壁ブロックが左右一対のねじ等により固着される。側壁ブロック内には、下部ピース１６が設けられ、さらにその上部に下部軸受台１２・上部軸受台１３が側柱間にスライド自在に嵌合されている。左右一対の下部軸受台にはローラー１が軸受を介して取り付けられ、また左右一対の上部軸受台にはローラー２が軸受を介して取り付けられ、上部軸受台は上板に螺合されたねじ１７と隙間調整つまみ１８からなる押し付け機構によって下方に押し付けられ、シート状物６の厚さや性状に応じてローラー間の隙間を自在に調整できるようになっている。
手動ハンドル１９を回すと、ローラー１およびローラー２が回転しシート状物に凸起が付与される。
なお、上部軸受台の上端とねじの下端との間にコイルばね等を介在させることもできる。シート状物が薄い場合には、ローラー２の自重だけで凸起を付与することもできる。
また、ローラーの回転駆動源としてモータ等の動力源も使用できる。
図６および図７では、ローラー１に手動ハンドルを設けた状態を示しているが、該ハンドルをローラー２に設けてもよく、またローラー１とローラー２とを入れ替えてよい。
【００２２】
ローラーの構造
図１は、ローラー１・２を組み立てた状況を示す。
ローラーが、凸起付き円形板１２０で構成されているものとすると、ローラーは、ローラー軸２３の始端で嵌合した止め輪２５、当て板２４を介して、凸起付き円形板、凸起の無い単なる円形板１１０（図１２）がある場合には単なる円形板、スペーサ２８がある場合にはスペーサ、を適宜交互に嵌合し、終端は始端と同様に当て板、止め輪で把持・固定することによって組立・構成される。
ローラーが、凹処付き円形板１３０で構成されている場合も同様である。
なお、止め輪の代わりにボルト・ナット機構を採用してもよい（図省略）。
ローラーの凸起加工に供する部分の長さは、凸起加工されるシート状物６の加工幅・装置の価格等を考慮して決定され、家庭用の小さな装置では１５０ｍｍ程度、企業用の装置では６００ｍｍ程度である。
また、ローラー軸径は、ローラーの凸起加工に供する部分の長さや凸起加工されるシート状物の性状を考慮して決定されるが、家庭用の小さな装置では２０ｍｍ程度、企業用の装置では６０ｍｍ程度である。
もちろんローラーの凸起加工に供する部分の長さやローラー軸径は、必要に応じ、より小さなあるいはより大きな寸法のものも製作できる。
なお、どちらのローラーに凸起付き円形板を使用してもよいが、以下の説明においては、便宜のため、ローラー１に凸起付き円形板を、ローラー２に凹処付き円形板を使用する場合を取り上げて説明する。
【００２３】
図３ａは凸起１２１のある凸起付き円形板１２０、図３ｂは凹処１３１のある凹処付き円形板１３０を示す。
凸起付き円形板の凸起のない部分の径（以下「凸起付き円形板の基準径」という。）１２２と、凹処付き円形板の凹処のない部分の径（以下「凹処付き円形板の基準径」という。）１３２とは、一般には同一径が採用されるが、凸起・凹処のピッチを考慮して異なる径とすることもできる。
単なる円形板１１０（図１２）には、一般には凸起付き円形板の凸起の無い円形板あるいは凹処付き円形板の凹処の無い円形板が使用される。
凸起付き円形板および凹処付き円形板（以下、両者を総称する場合に「円形板」という語を使用する。）ならびに単なる円形板（以下、これも含めて総称する場合にも適宜「円形板」という語を使用する。）の厚さは、要求される凸起の大きさや凸起加工されるシート状物６の厚さ・性状等によって決定されるが、一般には１ｍｍないし３ｍｍ程度が使用され、厚さの異なる円形板を混用することもできる。
円形板の内径はローラー軸２３の径を基準として公差を考慮して決定される。
円形板の内径側には突起２６を設け、該突起はローラー軸に設けたキー溝２７（図１）に嵌合するようにして、円形板の凸起・凹処の位置がずれないようにしてある。
また、突起の代わりに内径を構成する円弧の一部を直線、いわゆる弦、にしたものでもよい。
なお、突起・弦は単数でもよくまた複数設けてもよい。
円形板１１０・１２０・１３０には、鋼・アルミ・ステンレス鋼・チタン・銅等の金属材料の他、硬質の樹脂・ゴム等の非金属材料も使用される。
【００２４】
図８は、凸起付き円形板１２０の凸起１２１の頂部から基準径部をみた図であって、理解しやすいように凸起の頂部は太い実線で、凸起と基準径部の交点は破線で示し、凸起付き円形板を半ピッチずらして描いたものである。
なお、ローラー軸方向に切断した断面をＡ矢視図として、両ローラーの噛み合い状況も示した。
凸起１２１または凹処１３１（図３）は、図８に示すように、両者が噛み合うように、かつ隣接凸起間距離１２５に示すように、凸起または凹処は近接しすぎないように設けられる。近接しすぎると、凸起の効果が薄れるからである。すなわち、凸起の効果が充分得られるように、隣接凸起間距離を適当な大きさとする必要がある。
【００２５】
凸の形状については、図１１に示すような載頭四角錐形状を基本形状として、凸先端の円周方向の厚さを薄くしたり、凸先端の板厚方向の厚さを薄くしたりすると、種々の先端形状が得られる。
載頭四角錐の凸形状は、四角錐の凸形状に比べて、底部矩形部の面積が同一であって凸起１２１の高さが同じであれば、シート状物６により多くの表面積を形成することができ、より大きな吸着効果を凸起加工物に与えることができるという利点を有している。
なお、図１１中のＢ断面（Ｂ矢視図）は、凸起付き円形板１２０の板厚中心における断面を、凸起の形状を理解しやすくするために、円形板の円部分を直線状にして描いたものである。
【００２６】
また、凸起１２１は一個の凸のみから構成される必要はなく、凸を複数重ねることもでき、また凹を組み込むこともできる（図９ａ）。
この関係は凹処１３１の場合も同様である（図９ｂ）。
さらに、数種の異なる凸起を同一円形板に用いることもでき（図９）、また、図１０に示すように、凸起のピッチも任意にすることができることから、多様な模様を作りだすことができる。
この関係は凹処の場合も同様である。
【００２７】
さらに、上記記載のような凸起の異なる円形板を一のローラに混用し、それに伴い凹処の異なる円形板を他のローラーに混用し、凸起と凹処とが噛み合うように混在させて（図１２、図１３、図１４）、さらに、多様な模様を作りだすことができる。
【００２８】
凸起加工物に所定の模様を作りだすことは、円形板１２０・１３０の凸起・凹処の所定の部分を間引いて無模様の部分を凸起模様５の中に作りだすことによって、または円形板の凸起・凹処のうちの所定の部分の凸起・凹処を該部分以外の凸起・凹処と異なる凸起・凹処とすることによって可能となる。
【００２９】
円形板１２０・１３０の間に挟持される間隔保持機構の一例としてのスペーサ２８を、図４に示す。
通常使用されるスペーサの厚さは０．５ｍｍないし２ｍｍである。
スペーサの材質には円形板と同材質のものも採用できるが、硬質の非金属材料を使用すると、軽量・安価に製作することができる。
外径は、一般に基準径１２２・１３２（図３）よりは小さく、単なる円形板１１０とは異なり、シート状物６の凸起形成には直接には関与しないものである。
内径はローラー軸２３の径を基準として公差を考慮して決定される。また、半径方向に切れ目を入れて、スプリングワッシャと同様の作用効果を持たせてもよい。
【００３０】
通常は、図１に示すように、円形板１２０・１３０の１枚ごとにスペーサ１枚が使用されるが、円形板の単数または複数枚とスペーサの単数または複数枚を、適宜混在させてローラーを構成することもでき（図１２、図１３、図１４）、この場合も多様な模様を作りだすことができる。
【００３１】
スペーサ２８の厚みを円形板に設けて円形板と一体化し（図１２、図１３、図１４）、スペーサの機能を円形板に持たせても良い。特に、硬質の非金属材料を使用して円形板を成形加工して製作する場合には有用である。
【００３２】
一のローラーの円形板の側部と他のローラーの円形板の側部とが隣接する関係にある状態を図８に示すが、この場合にはこの両ローラーの側部間でせん断効果（鋏の効果）をシート状物６に働かせることができる。
このせん断効果をスペーサ２８を使って積極的に利用するために、図１２および図１３に示すように、スペーサに切断刃を設けて、切断刃付きスペーサ３０・３１・３２とすることもできる。
図１２において、切断刃付きスペーサ３０は、その径を凸起の径より大きくし、凸起付き円形板１２０とスペーサの間に挟持して１枚の切断刃として働くようにしたものであり、切断刃付きスペーサ３１は、スペーサと円形板の間に挟持して、２枚の切断刃として協働するようにしたものであり、切断刃付きスペーサ３２は、凸起付き円形板の間に挟持して１枚の切断刃として働くようにした例である。
【００３３】
なお、切断刃付きスペーサ３０・３１・３２は、全周に切断刃を設ける場合の他に、図１５に示すように、切断刃を円周方向に関して部分的に適宜設けることができ、この場合には、シート状物６を部分的に切断することもできる。切断刃の数は単数でも複数でもよく、また切断刃の長さ・間隔は任意に設定でき、また、全周切断刃の切断刃付きスペーサと任意にローラーに混在させることもできる。
【００３４】
また、図１４に示すように、一のローラーは凸起を外周に有する円形板の複数枚および凹処を外周に有する円形板の複数枚を交互に重ねてローラー表面を構成し、他のローラーは一のローラーの該凸起に対応するような凹処を外周に有する円形板の複数枚および一のローラーの該凹処に対応するような凸起を外周に有する円形板の複数枚を交互に重ねてローラーを構成することにより、シート状物６の表裏２面に交互に凸起を付与することができる。
【００３５】
ローラー２を構成する凹処付き円形板１３０の代わりに凸起に応答できる弾性体、たとえばゴム・軟質ウレタン、でローラー表面を形成したローラー（図省略）を使用しても良い。
これにより、ローラー１の凸起に応答して、ローラー２の表面の弾性体がくぼんで凹処を形成することから、当初から設けた凹処の効果とほぼ同等の効果が得られる。従って、弾性体の厚さは凹処の効果が充分得られるような厚さである必要がある。
【００３６】
ローラー２を構成する円形板１３０の代わりに凹処のない硬質材料またはおよび金属材料でローラー表面を形成したローラー（図省略）を使用しても良い。
これにより、シート状物６の一面を平面に保ちながら他面にのみ凸起を付与することができ、この加工状況は加工面にのみ圧痕を付与したと同様な状況となる。
【００３７】
凹凸をシート状物６の表裏２面に交互に付与する場合には、表裏の加工度は同一またはほぼ同一であることからシート状加工物は彎曲することは少ないが、シート状物の表裏２面のうちの１面に凸起を付与する場合には、表裏の加工度が大きく相違することからシート状加工物は彎曲し、商品価値の減価をもたらす。
図１６は、この彎曲を防止するための機構を設けたもので、一例を示す。図１６ａに示す方法は、両ローラーの接触面に対しシート状物の供給台１４０を供給台角度１４２だけ傾けたもので、凸起加工時にシート状物を拘束してシート状物に逆方向の彎曲を与えて凸起加工によって生じる彎曲と相殺させるものである。図１６ｂに示す方法は、供給台の他にさらにローラー近くに案内棒１４１を設けたもので、案内棒にはローラーや単なる丸棒が使用される。
なお、シート状物の性状・形状を考慮して、供給台角度や案内棒の取り付け位置は、変えられるようにしておくことが望ましい（図示省略）。
また、図例は彎曲防止機構をシート状物の供給側に設けたものであるが、供給側と反対側に設けてもよい。
【００３８】
その他、ローラーを加熱する機構、加熱温度を検出する機構および加熱温度を制御する装置等を組み込むと一層その有用性は高められる。
ローラーを加熱する機構の一例として、ローラー軸２３に発熱体を組み込んだ場合を図１７に示す。ローラー軸の芯部をくり貫き、該くり貫き部分に発熱体４３、たとえばニクロム線、を埋めこみ、電気絶縁体４１上に設けたスリップリング４２に発熱体を接続する。一方、電力をスリップリングブラシ４４からスリップリングを介して発熱体に送り発熱させ、円形板を軸芯側から加熱し、凸起加工時に熱変形性のある樹脂シートに熱を加えて当該素材の軟化を図って熱変形を促し、充分な凸起を形成させる。
なお、発熱体とローラー軸との間は電気絶縁性が良くかつ耐熱性の良い材料、たとえばセラミックファイバー・ブランケット・炭化けい素・シリカ等、で充分な電気絶縁処理が施されている。
その他の加熱機構としては、ローラー軸をくり貫き当該くり貫き孔に発熱体を単に差し込むだけの回転しない固定式の機構や、ローラー外部から加熱する機構もある。
温度検出機構に用いられる方法には、非接触温度測定装置をローラー外部に設ける方法、上記発熱体の組み込みと同様ローラー軸をくり貫き当該くり貫き孔に熱電対等を設ける機構による方法等がある。
温度制御装置としては、予め設定した温度と温度検出機構により検出された温度とを比較して、発熱体の温度の制御に必要な熱源を供給できるものなら良い。
【００３９】
金属薄板、たとえば鉄鋼薄板・アルミ薄板・ステンレス鋼薄板・チタン薄板・銅薄板、に凸起を付与する場合は、金属の種類にもよるが、日常使用する程度の厚さである、０.１ｍｍ（ステンレス鋼薄板）・０.４ｍｍ（アルミ薄板）程度なら、前述のローラーで凸起加工が可能である。
凸起を付与された金属薄板は、その光沢性の変化から装飾用としての用途が開ける他、凸起加工に起因する曲げ剛性の向上の効果から、単独で構造材として、あるいは他の素材を貼り付ける裏打ち材、たとえば吸音材・断熱材・保温材を張付けた建築材および工業用材、として、また他の素材、たとえばゴム等のスポンジ・
発泡ウレタン等、と複合した複合建築材として、広い用途を有するものである。
さらに、音・光の乱反射性が向上することから音・光の反射板の素材・建築材・工業用材として効果的に使用できるものである。また、表面積が増加し熱媒体の乱流が促進されること等から、放熱材としても利用できるものである。
【００４０】
金属線、たとえば鋼線・アルミ線・ステンレス鋼線・銅線等、を素材とする金網に凸起を付与する場合は、金網の特性上、上記金属薄板に比較して少ない労力・動力で凸起加工が可能である。ただし、金網に凸起を付与する場合は、凸起１２１の大きなものが使用される。
凸起を付与された金網は、表面積の増加・剛性の増加・金網そのものの凸起性から、剛性・空隙性のあるフィルターの素材として一層適したものとなり、また、建築材・構造材としての金網の用途、たとえば吸音材・断熱材・保温材の保持材としての用途、が一層開かれるものである。
【００４１】
段ボールに凸起を付与する場合は、段ボールは中芯紙を介在させていることから、凸起１２１の大きな凸起が必要となるが、少ない労力・動力で凸起加工が可能である。
段ボールは、梱包箱として多方面で使用されているが、その一方段ボール自体の剛性・空隙性が高いという特質から嵩張り廃棄時の量が縮小されにくいため、通常の紙製品に比べ廃棄しにくいという難点を有している。
しかしながら、段ボールの素材そのものは、グラビア紙等に比べて繊維質が多いため他の用途に再生利用しやすいものである。
特に、落ち葉・家庭ごみ等の身近な廃棄物を利用して肥料を作る場合に、凸起加工された段ボールは、凸起の大小・深さ・凸起部の開口率等によっては適度な浸透性・透過性・保水性が得られるため、落ち葉・家庭ごみ等の廃棄物の肥料化を促進する効果を有し、また段ボールの平面性・剛性・一体性から肥料のブロック化が容易となるため肥料としてのハンドリング性を高めることができる等の種々の効果を有する。
従って、凸起を付与した段ボールを肥料を作るための一素材として積極的に使用することは、嵩張って厄介物視される段ボールの処理に効果的であり、かつ地球環境の保全に資すること大なものがある。
さらに、段ボールの空隙性・凸起加工による入り組んだ表面効果を利用して、ＦＲＰの中芯材として使用することにより、ＦＲＰ製品におけるＦＲＰ使用量を少なくした安価な製品を生産することが可能となる。
【００４２】
合成樹脂を原料として合成樹脂板を生産する際平滑なローラーに該原料を供給したのでは該原料を適切に供給できず合成樹脂板を生産することが困難な場合がある。このような場合、該原料をローラーにより凸起を付与する凸起付与装置に通すと、ローラーの凸起により該原料を適確に供給できるとともに、次工程の平滑な合成樹脂板の生産工程に好適な凸起のある半完成品を供給することができる。なお、本工程で生産工程を終了して、凸起のある合成樹脂板の完成品とすることもできる。
【００４３】
熱硬化性・熱可塑性繊維またはおよび熱硬化性・熱可塑性接着材を含有し熱硬化性・熱可塑性を有する不織布をローラーを加熱する機構を備えた凸起付与装置で凸起を付与すると、該不織布は全体として熱硬化性・熱可塑性を示し、該凸起は減耗しにくいものとなることから、食品等の下敷き材として使用すると水切性が良くなって食品の保存性が高まり、また研磨材として研磨性が高くなり、さらに、不織布として、より多数回の使用が可能となる。
【００４４】
熱硬化性・熱可塑性を有する合成樹脂フィルム・合成樹脂紙・合成樹脂板をローラーを加熱する機構を備えた凸起付与装置で凸起を付与すると、凸起加工時のぎざぎざのないかつ表面の平滑な凸起を形成でき、また合成樹脂板の場合には生じやすい亀裂の発生を防止できることから、上記金属薄板と同様な用途が開かれる。
【００４５】
【発明の効果】
本願発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような顕著な効果を奏する。
【００４６】
凸起を外周に有する円形板等で構成するローラーと凹処を外周に有する円形板等で構成するローラーとからなる凸起付与装置としたことから、表裏２面のうちの１面に凸起を付与することが可能となり以下のような効果が生じる。
第１に、平面に接着する際の支障がなくなったため、装飾材として使用できる範囲が広がる。
第２に、積み重ねて保管する場合には嵩張ることがなくなったことから保管場所が少なくて済むようになる。
第３に、表面に商品価値の高い品物を包む梱包材としては、表面を保護しながら他の品物との間でクッション性を持たせることが要求されるが、凸起のない面で品物を包むことによって、このような要求に応えることができる。
【００４７】
多数重ねた円形板の外周部分でローラー表面を構成したことから、凸起模様は所定の円形板の外周に施せばよく、従来ローラーのようなローラー表面全面にわたる彫刻が不要となり、安価な装置の提供が可能となった。特に、該円形板はパーツ化および量産が可能なことから、一層のコスト低減を図ることが可能となる。
また、間隔保持機構を設け、間隔保持機構の一例としてスペーサを使用することとした。この結果、以下のような効果が得られる。
第１に、円形板を多数重ねてローラーを形成するため、円形板の厚さの公差や、凸起（凹処）製造工程時、たとえば打ち抜き時・レーザー加工時、に発生するかえり・バリ・反り等の加工ひずみ等から、円形板の製作に過度の工作精度が要求されるが、相応の工作精度で製作した円形板の使用が可能となる。たとえば、打ち抜き加工時に発生するかえりを除去するためのバレル加工が不要となる。
第２に上記と同様の理由から、円形板を数枚・同数枚重ねてブロック化した場合同一厚さになりにくく凸起と凹処の噛み合いに支障が生じることから、数枚ごとに厚さが一定値に納まるようにいちいち加工調整しなければならず調整に手間と技能とを必要としていたが、間隔保持機構を設けることにより、このような調整を簡易に処理することが可能になる。すなわち、厚さの異なる数種のスぺーサを用意すれば、複数枚からなる円形板のブロックを同一厚さにすることが極めて容易になり、このようにブロック分けした複数枚からなる円形板のブロックをさらに積み重ねることにより、凸起・凹処の位置精度の良い長尺なローラーを簡易に組み立てることが可能になる。
第３に、スペーサの形状としては、円形板内径部に設けた突起２６のごとく空回りを阻止する機構を設ける必要がなく、輪状の簡単な構造のものを採用しうることから製作が容易であり安価のものを採用することができ、ローラーのコストを削減できる。
第４に、スペーサの外径を凹処付き円形板の凹処が構成する円の直径より小さくすることによって凸起・凹処部分の加工ひずみ、たとえば打ち抜きのかえり・レーザー加工のせん断溶け、の影響を受けなくすることができる。
以上の諸効果から複雑な形状の凸起または凹処付き円形板そのものを加工調整する必要が少なくなり、装置を安価に提供できることになる。
【００４８】
さらに、凸起付き円形板の凸起と凹処付き円形板の凹処に２種以上の凹凸からなる凸起・凹処を混用することによって以下のような種々の効果が発揮される。
第１の効果は、凸起の大小・形状によりクッション性が異なることから、凸起の大小・形状の異なる凸起を混用することにより、クッション性の硬軟が異なる優れた緩衝材の製作が可能になったことである。
第２の効果は、２種以上の凸起のうちの１種に大きな凸起を採用することにより、複数枚の素材を重ねて凸起を付与することが可能になり、その結果複数枚が一体となって容易に分離できない凸起加工物の作成が可能になったことである。
この第２の効果によれば、複数枚重ねた加工紙の表面の１枚に商品名・産地・商標等の商品に関する事項を印刷した用紙を使用することにより、商品の商品価値を高める梱包緩衝材を安価に加工できる。
第３の効果は、２種以上の凸起のうちの１種に大きな凸起を採用することにより、凸起が１種だけの梱包材よりも屈曲性のよい梱包材を得ることが可能になり、第１の効果も加わってクッション性のよい梱包材として青果物・重量のある小型機械部品等を一個ずつ安価に梱包することが可能になったことである。
第４の効果は、大小異なる凸起を採用することにより、凸起加工物の平坦部分をさらに少なくし、表面積をさらに多くし、また紙を構成する填料、例えば炭酸カルシウム、や顔料をさらに粉砕する等の凸起加工性を高めることができたことである。この効果により、凸起加工紙に印刷されていた文字の判読が困難になったことから従来スリッター等で切断されてごみとして廃却されていた古紙を有用な梱包緩衝材として再利用することが可能となり、また、吸着性を向上させることができたことから古紙等を吸着性の一層良い吸着紙として使用することを可能とし、さらに、紙を構成する繊維間の水中での分離性（水離解性）が良くなったことから古紙の繊維を再利用することが容易になる。
【００４９】
また、本願発明は、凸起または凹処付き円形板を多数重ねてローラー表面を形成することから、凸起または凹処に２種以上の凸起または凹処を付すこと、凸起（凹処）の異なる円形板を混在させること、凸起または凹処の所定の部分を間引きすること、所定の部分の所定の凸起または凹処を他と異なる凸起または凹処とすること、等は一枚ごとの円形板に施せばよく、したがって所定の模様を作り出す機能を持たせたローラーの製作は極めて容易である。
【００５０】
それに加えて、凸起または凹処の所定の部分を間引きすること、所定の部分の所定の凸起または凹処を他と異なる凸起または凹処とすることによっても該部分に所定の模様を作り出す機能を持たせることができることから、商品独自の模様や商標をつけることによって、梱包品の商品価値を高めることができる。
【００５１】
スペーサの厚みを円形板に設けて円形板と一体化してスペーサの機能を円形板に持たせることにより、安価なローラーを製作することが可能となる。特に、硬質の非金属材料を使用して円形板を成形加工して製作する場合には有用である。
【００５２】
一のローラー１の凸起の側部と他のローラー２の円形板の側部とが隣接する関係にあるので、この部分でシート状物にせん断効果（鋏の効果）を働かせることができることから、シート状物に開孔を形成することも可能になる。
これにより紙のシート状物にはより大きな吸着性能を持たせることができ、油分等の吸着紙としての用途をさらに広げることが可能となる。
また、本願発明は、凸起または凹処付き円形板を多数重ねる構造とし、間隔保持機構の一例としてスペーサを使用したことから切断刃付きスペーサを組み込むことも容易である。
【００５３】
一部数の間隔保持機構に切断機構を兼ねさせた結果、定尺幅の凸起加工物の加工が可能となり、梱包物の大きさに合わせた梱包材、また梱包箱の大きさに適した下敷・中敷・上敷等の梱包緩衝材を供給可能となる。
また、間隔保持機構に円周方向に部分的に切断機構をもたせたことにより、加工物の一部に積極的に切れ目を入れることができたことから、クッション性を高め、また使用時の切断の便を図ることができる。
【００５４】
凸起を外周に有する円形板を複数枚ごとおよび凹処を外周に有する円形板を複数枚ごとブロック化し、一のローラーおよび他のローラーに、上記ブロックを相互に噛み合うように、交互に重ねてローラー表面を構成することにより、彎曲を少なくして、シート状物の表裏２面に所定の幅で交互に凸起を付与することが可能になり、比較的狭い幅の凸起加工物を同時に多数製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】間隔保持機構（スペーサ）を組み込んだローラの断面図および平面図である。
【図２】間隔保持機構（スペーサ）を組み込んでいないローラーの断面図および平面図である。
【図３】凸起付き円形板および凹処付き円形板の平面図である。
【図４】スペーサの平面図である。
【図５】凸起付与装置の使用状況を示す概略図である。
【図６】凸起付与装置を正面からみた場合の断面図である。
【図７】凸起付与装置の側面図である。
【図８】凸起付き円形板、単なる円形板およびスペーサを組み込んだローラー表面の平面図と噛み合いを示す断面図である。
【図９】凸起付き円形板の凸起および凹処付き円形板の凹処を示す平面図である。
【図１０】２種以上の凸起を付けた凸起付き円形板を示す平面図である。
【図１１】凸起付き円形板の凸起の基本形状（戴頭四角錐）を示す平面図であり、Ｂ矢視図は、該円形板の板厚中心における断面を、円形板の円部分を直線状にして描いたものである。
【図１２】凸起付き円形板、凹処付き円形板、単なる円形板、スペーサおよび切断刃付きスペーサを組み込んだ場合のローラーの噛み合いを示す断面図である。
【図１３】図１２と同様であるが、特に単なる円形板を多数重ねた場合を示す断面図である。
【図１４】図１３と同様であるが、ローラーに凸起付き円形板と凹処付き円形板を混在させた場合を示す断面図である。
【図１５】円周方向に関して部分的な切断刃を有する切断刃付きスペーサを示す平面図である。
【図１６】彎曲防止機構を示す側面図である。
【図１７】ローラー軸に発熱体を組み込んだ状況を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 一のローラー
２ 他のローラー
５ 凸起模様
６ シート状物
１１ 側柱
１２ 下部軸受台
１３ 上部軸受台
１４ 台板
１５ 上板
１６ 下部ピース
１７ ねじ
１８ 隙間調整つまみ
１９ 手動ハンドル
２３ ローラー軸
２４ 当て板
２５ 止め輪
２６ 突起
２７ キー溝
２８ スペーサ
３０ 切断刃付きスペーサ
３１ 切断刃付きスペーサ
３２ 切断刃付きスペーサ
４１ 電気絶縁体
４２ スリップリング
４３ 発熱体
４４ スリップリングブラシ
１１０ 単なる円形板
１２０ 凸起付き円形板
１２１ 凸起
１２２ 凸起付き円形板の基準径
１２５ 隣接凸起間距離
１３０ 凹処付き円形板
１３１ 凹処
１３２ 凹処付き円形板の基準径
１４０ 供給台
１４１ 案内棒
１４２ 供給台角度
【発明の属する技術分野】
本願発明は、紙・合成樹脂フィルム・合成樹脂紙・合成樹脂板・金属薄板・食品加工物等のシート状物に凸起を付与する凸起付与装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
凹凸をシート状の物に付けたものは、凹凸の凸起性を利用して磨き紙として、古紙・廃紙を利用したものは凹凸の吸着性を利用して油分等の吸い取り紙として、また凹凸のクッション性を利用して梱包材としてのパッキング材として、さらに凹凸の美観性を利用して装飾素材として使用されてきている。
円形板を多数重ねてローラー表面を形成することによりシート状の物に安価に凹凸を付ける装置の発明については、発明者・出願人による特願平１０−３７６６９８があり、特に円形板の間に間隔保持機構を設け一層安価に提供し得る装置についての発明としては、発明者・出願人による特願２００１−１０２９８３がある。
【０００３】
これまでの上記発明は、シート状物の表裏２面に凹凸を付与することを主目的としてなされてきたものであって、上記のように磨き紙、吸い取り紙、梱包材、装飾素材として極めて有用性の高いものであり、また、凹凸を付与された金属薄板・金網・段ボール・合成樹脂・不織布・合成樹脂フィルム・合成樹脂紙・合成樹脂板は、これら素材に付与された凹凸特有の効果を積極的に利用できるものであった。
【０００４】
しかるに、これまでの発明による表裏２面に凹凸を付与されたシート状物を装飾材として利用する場合、それ自体を単独で使用する場合は充分であるが、装飾材として平面物に貼り付けて使用する場合には裏面の凸起が接着する際に邪魔となること等から、片面が平面であることが望ましい場合があった。また、表裏２面に凹凸があることから加工物を重ねて保管する場合には嵩張る等、応用範囲に限界があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
第一の目的は、片面にのみ凸起を有する製品を手軽に製作できる機器を提供することにある。
【０００６】
第二の目的は、上記機器に使用する凸起付き円形板の板厚そのものの公差や凸起加工時のひずみによる厚みの変動を簡易に修正し得る手段を提供することにある。
【０００７】
第三の目的は、多様な凸起模様・所定の模様を作りだせるようにし、またクッション性の良好な凸起加工物を製作可能にすることにある。
【０００８】
第四の目的は、凸起加工と同時に、切れ目を入れたり定尺幅に切断可能な凸起付与装置を提供することにある。
【０００９】
第五の目的は、所定幅の凸起加工物を同時多数に製作し得る装置を提供することにある。
【００１０】
第六の目的は、用途に応じた凸起付与装置を軽量かつ安価に提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本願発明では次の技術的手段を講じている。
【００１２】
請求項１に記載した発明は、多数重ねた円形板の外周部分でローラー表面を構成したローラーを用い、一のローラーは凸起を外周に有する円形板と必要に応じ付加した円形板および必要に応じそれらの間に間隔保持機構とを混在させてローラー表面を構成し、他のローラーは一のローラーの該凸起に対応する凹処を外周に有する円形板と必要に応じ付加した円形板および必要に応じそれらの間に間隔保持機構を混在させてローラー表面を構成した凸起を付与する装置において、凸起を外周に有する円形板の凸起と該凸起に対応する凹処を外周に有する円形板の凹処とを、２種以上の凹凸から構成して、シート状物の表裏２面のうちの１面にのみ凸起を付与することを特徴とする。
また、円形板外周の凸起および凹処を、２種以上の凹凸から構成することにより、緩衝材のクッション性を高めること、また多様な凸起模様を作りだすことを可能にしたことを特徴とする。
間隔保持機構としては一般には輪状の間隔保持板（以下「スペーサ」という。）が使用される。
以下においては、間隔保持機構としてスペーサを利用した場合について述べる。
【００１３】
請求項２に記載した発明は、円形板外周の凸起または凹処に、２種以上の凸起または凹処を用いることにより、緩衝材のクッション性を高めること、また多様な凸起模様を作りだすことを可能にしたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載した発明は、凸起の異なる円形板を混用し、それに伴い凹処の異なる円形板を混用することにより、緩衝材のクッション性を高めること、また多様な凸起模様を作りだすことを可能にしたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載した発明は、円形板の凸起・凹処の所定の部分を間引きするか、または該円形板の凸起または凹処のうちの所定の部分の所定の凸起または凹処を該部分以外の凸起または凹処と異なる凸起または凹処とすることによって、該部分に所定の模様を作り出す機能を持たせたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載した発明は、一部数の間隔保持機構に凸起加工物を切断する切断刃の機構を兼ねさせることにより、定尺幅に切断可能にすること、および凸起加工物の一部に切れ目を入れたりすることを可能にしたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載した発明は、凸起を外周に有する円形板を複数枚ごとおよび凹処を外周に有する円形板を複数枚ごとブロック化し、一のローラーおよび他のローラーに、上記ブロックを相互に噛み合うように、交互に重ねてローラー表面を構成することにより、シート状物の表裏２面に所定の幅で交互に凸起を付与することを可能にしたことを特徴とする。これにより比較的狭い幅の凸起加工物を彎曲を少なくして同時に多数製作することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、添付図によって具体的に説明する。
【００１９】
図５は凸起付与装置の使用状況を示す概略図である。一のローラー１と他のローラー２の間にシート状物６を通し、ローラー表面の凸起／凸起模様５で、シート状物に凸起を付与する。
【００２０】
図１および図２は、請求項１記載の発明に相当する発明の実施の形態を示す。
図１と図２の相違点は、図１の発明の実施の形態の場合にはスペーサ２８があるのに対し、図２の場合には該スペーサが無いという点である。
以下においては、スペーサのある場合を主にして説明する。
【００２１】
装置の全体および押付機構
図６および図７は、本願発明の装置の全体の概要を示す。
図６は装置を正面からみた場合の断面図、図７は側面図である。
台板１４には、一対の側柱１１・上板１５からなる側壁ブロックが左右一対のねじ等により固着される。側壁ブロック内には、下部ピース１６が設けられ、さらにその上部に下部軸受台１２・上部軸受台１３が側柱間にスライド自在に嵌合されている。左右一対の下部軸受台にはローラー１が軸受を介して取り付けられ、また左右一対の上部軸受台にはローラー２が軸受を介して取り付けられ、上部軸受台は上板に螺合されたねじ１７と隙間調整つまみ１８からなる押し付け機構によって下方に押し付けられ、シート状物６の厚さや性状に応じてローラー間の隙間を自在に調整できるようになっている。
手動ハンドル１９を回すと、ローラー１およびローラー２が回転しシート状物に凸起が付与される。
なお、上部軸受台の上端とねじの下端との間にコイルばね等を介在させることもできる。シート状物が薄い場合には、ローラー２の自重だけで凸起を付与することもできる。
また、ローラーの回転駆動源としてモータ等の動力源も使用できる。
図６および図７では、ローラー１に手動ハンドルを設けた状態を示しているが、該ハンドルをローラー２に設けてもよく、またローラー１とローラー２とを入れ替えてよい。
【００２２】
ローラーの構造
図１は、ローラー１・２を組み立てた状況を示す。
ローラーが、凸起付き円形板１２０で構成されているものとすると、ローラーは、ローラー軸２３の始端で嵌合した止め輪２５、当て板２４を介して、凸起付き円形板、凸起の無い単なる円形板１１０（図１２）がある場合には単なる円形板、スペーサ２８がある場合にはスペーサ、を適宜交互に嵌合し、終端は始端と同様に当て板、止め輪で把持・固定することによって組立・構成される。
ローラーが、凹処付き円形板１３０で構成されている場合も同様である。
なお、止め輪の代わりにボルト・ナット機構を採用してもよい（図省略）。
ローラーの凸起加工に供する部分の長さは、凸起加工されるシート状物６の加工幅・装置の価格等を考慮して決定され、家庭用の小さな装置では１５０ｍｍ程度、企業用の装置では６００ｍｍ程度である。
また、ローラー軸径は、ローラーの凸起加工に供する部分の長さや凸起加工されるシート状物の性状を考慮して決定されるが、家庭用の小さな装置では２０ｍｍ程度、企業用の装置では６０ｍｍ程度である。
もちろんローラーの凸起加工に供する部分の長さやローラー軸径は、必要に応じ、より小さなあるいはより大きな寸法のものも製作できる。
なお、どちらのローラーに凸起付き円形板を使用してもよいが、以下の説明においては、便宜のため、ローラー１に凸起付き円形板を、ローラー２に凹処付き円形板を使用する場合を取り上げて説明する。
【００２３】
図３ａは凸起１２１のある凸起付き円形板１２０、図３ｂは凹処１３１のある凹処付き円形板１３０を示す。
凸起付き円形板の凸起のない部分の径（以下「凸起付き円形板の基準径」という。）１２２と、凹処付き円形板の凹処のない部分の径（以下「凹処付き円形板の基準径」という。）１３２とは、一般には同一径が採用されるが、凸起・凹処のピッチを考慮して異なる径とすることもできる。
単なる円形板１１０（図１２）には、一般には凸起付き円形板の凸起の無い円形板あるいは凹処付き円形板の凹処の無い円形板が使用される。
凸起付き円形板および凹処付き円形板（以下、両者を総称する場合に「円形板」という語を使用する。）ならびに単なる円形板（以下、これも含めて総称する場合にも適宜「円形板」という語を使用する。）の厚さは、要求される凸起の大きさや凸起加工されるシート状物６の厚さ・性状等によって決定されるが、一般には１ｍｍないし３ｍｍ程度が使用され、厚さの異なる円形板を混用することもできる。
円形板の内径はローラー軸２３の径を基準として公差を考慮して決定される。
円形板の内径側には突起２６を設け、該突起はローラー軸に設けたキー溝２７（図１）に嵌合するようにして、円形板の凸起・凹処の位置がずれないようにしてある。
また、突起の代わりに内径を構成する円弧の一部を直線、いわゆる弦、にしたものでもよい。
なお、突起・弦は単数でもよくまた複数設けてもよい。
円形板１１０・１２０・１３０には、鋼・アルミ・ステンレス鋼・チタン・銅等の金属材料の他、硬質の樹脂・ゴム等の非金属材料も使用される。
【００２４】
図８は、凸起付き円形板１２０の凸起１２１の頂部から基準径部をみた図であって、理解しやすいように凸起の頂部は太い実線で、凸起と基準径部の交点は破線で示し、凸起付き円形板を半ピッチずらして描いたものである。
なお、ローラー軸方向に切断した断面をＡ矢視図として、両ローラーの噛み合い状況も示した。
凸起１２１または凹処１３１（図３）は、図８に示すように、両者が噛み合うように、かつ隣接凸起間距離１２５に示すように、凸起または凹処は近接しすぎないように設けられる。近接しすぎると、凸起の効果が薄れるからである。すなわち、凸起の効果が充分得られるように、隣接凸起間距離を適当な大きさとする必要がある。
【００２５】
凸の形状については、図１１に示すような載頭四角錐形状を基本形状として、凸先端の円周方向の厚さを薄くしたり、凸先端の板厚方向の厚さを薄くしたりすると、種々の先端形状が得られる。
載頭四角錐の凸形状は、四角錐の凸形状に比べて、底部矩形部の面積が同一であって凸起１２１の高さが同じであれば、シート状物６により多くの表面積を形成することができ、より大きな吸着効果を凸起加工物に与えることができるという利点を有している。
なお、図１１中のＢ断面（Ｂ矢視図）は、凸起付き円形板１２０の板厚中心における断面を、凸起の形状を理解しやすくするために、円形板の円部分を直線状にして描いたものである。
【００２６】
また、凸起１２１は一個の凸のみから構成される必要はなく、凸を複数重ねることもでき、また凹を組み込むこともできる（図９ａ）。
この関係は凹処１３１の場合も同様である（図９ｂ）。
さらに、数種の異なる凸起を同一円形板に用いることもでき（図９）、また、図１０に示すように、凸起のピッチも任意にすることができることから、多様な模様を作りだすことができる。
この関係は凹処の場合も同様である。
【００２７】
さらに、上記記載のような凸起の異なる円形板を一のローラに混用し、それに伴い凹処の異なる円形板を他のローラーに混用し、凸起と凹処とが噛み合うように混在させて（図１２、図１３、図１４）、さらに、多様な模様を作りだすことができる。
【００２８】
凸起加工物に所定の模様を作りだすことは、円形板１２０・１３０の凸起・凹処の所定の部分を間引いて無模様の部分を凸起模様５の中に作りだすことによって、または円形板の凸起・凹処のうちの所定の部分の凸起・凹処を該部分以外の凸起・凹処と異なる凸起・凹処とすることによって可能となる。
【００２９】
円形板１２０・１３０の間に挟持される間隔保持機構の一例としてのスペーサ２８を、図４に示す。
通常使用されるスペーサの厚さは０．５ｍｍないし２ｍｍである。
スペーサの材質には円形板と同材質のものも採用できるが、硬質の非金属材料を使用すると、軽量・安価に製作することができる。
外径は、一般に基準径１２２・１３２（図３）よりは小さく、単なる円形板１１０とは異なり、シート状物６の凸起形成には直接には関与しないものである。
内径はローラー軸２３の径を基準として公差を考慮して決定される。また、半径方向に切れ目を入れて、スプリングワッシャと同様の作用効果を持たせてもよい。
【００３０】
通常は、図１に示すように、円形板１２０・１３０の１枚ごとにスペーサ１枚が使用されるが、円形板の単数または複数枚とスペーサの単数または複数枚を、適宜混在させてローラーを構成することもでき（図１２、図１３、図１４）、この場合も多様な模様を作りだすことができる。
【００３１】
スペーサ２８の厚みを円形板に設けて円形板と一体化し（図１２、図１３、図１４）、スペーサの機能を円形板に持たせても良い。特に、硬質の非金属材料を使用して円形板を成形加工して製作する場合には有用である。
【００３２】
一のローラーの円形板の側部と他のローラーの円形板の側部とが隣接する関係にある状態を図８に示すが、この場合にはこの両ローラーの側部間でせん断効果（鋏の効果）をシート状物６に働かせることができる。
このせん断効果をスペーサ２８を使って積極的に利用するために、図１２および図１３に示すように、スペーサに切断刃を設けて、切断刃付きスペーサ３０・３１・３２とすることもできる。
図１２において、切断刃付きスペーサ３０は、その径を凸起の径より大きくし、凸起付き円形板１２０とスペーサの間に挟持して１枚の切断刃として働くようにしたものであり、切断刃付きスペーサ３１は、スペーサと円形板の間に挟持して、２枚の切断刃として協働するようにしたものであり、切断刃付きスペーサ３２は、凸起付き円形板の間に挟持して１枚の切断刃として働くようにした例である。
【００３３】
なお、切断刃付きスペーサ３０・３１・３２は、全周に切断刃を設ける場合の他に、図１５に示すように、切断刃を円周方向に関して部分的に適宜設けることができ、この場合には、シート状物６を部分的に切断することもできる。切断刃の数は単数でも複数でもよく、また切断刃の長さ・間隔は任意に設定でき、また、全周切断刃の切断刃付きスペーサと任意にローラーに混在させることもできる。
【００３４】
また、図１４に示すように、一のローラーは凸起を外周に有する円形板の複数枚および凹処を外周に有する円形板の複数枚を交互に重ねてローラー表面を構成し、他のローラーは一のローラーの該凸起に対応するような凹処を外周に有する円形板の複数枚および一のローラーの該凹処に対応するような凸起を外周に有する円形板の複数枚を交互に重ねてローラーを構成することにより、シート状物６の表裏２面に交互に凸起を付与することができる。
【００３５】
ローラー２を構成する凹処付き円形板１３０の代わりに凸起に応答できる弾性体、たとえばゴム・軟質ウレタン、でローラー表面を形成したローラー（図省略）を使用しても良い。
これにより、ローラー１の凸起に応答して、ローラー２の表面の弾性体がくぼんで凹処を形成することから、当初から設けた凹処の効果とほぼ同等の効果が得られる。従って、弾性体の厚さは凹処の効果が充分得られるような厚さである必要がある。
【００３６】
ローラー２を構成する円形板１３０の代わりに凹処のない硬質材料またはおよび金属材料でローラー表面を形成したローラー（図省略）を使用しても良い。
これにより、シート状物６の一面を平面に保ちながら他面にのみ凸起を付与することができ、この加工状況は加工面にのみ圧痕を付与したと同様な状況となる。
【００３７】
凹凸をシート状物６の表裏２面に交互に付与する場合には、表裏の加工度は同一またはほぼ同一であることからシート状加工物は彎曲することは少ないが、シート状物の表裏２面のうちの１面に凸起を付与する場合には、表裏の加工度が大きく相違することからシート状加工物は彎曲し、商品価値の減価をもたらす。
図１６は、この彎曲を防止するための機構を設けたもので、一例を示す。図１６ａに示す方法は、両ローラーの接触面に対しシート状物の供給台１４０を供給台角度１４２だけ傾けたもので、凸起加工時にシート状物を拘束してシート状物に逆方向の彎曲を与えて凸起加工によって生じる彎曲と相殺させるものである。図１６ｂに示す方法は、供給台の他にさらにローラー近くに案内棒１４１を設けたもので、案内棒にはローラーや単なる丸棒が使用される。
なお、シート状物の性状・形状を考慮して、供給台角度や案内棒の取り付け位置は、変えられるようにしておくことが望ましい（図示省略）。
また、図例は彎曲防止機構をシート状物の供給側に設けたものであるが、供給側と反対側に設けてもよい。
【００３８】
その他、ローラーを加熱する機構、加熱温度を検出する機構および加熱温度を制御する装置等を組み込むと一層その有用性は高められる。
ローラーを加熱する機構の一例として、ローラー軸２３に発熱体を組み込んだ場合を図１７に示す。ローラー軸の芯部をくり貫き、該くり貫き部分に発熱体４３、たとえばニクロム線、を埋めこみ、電気絶縁体４１上に設けたスリップリング４２に発熱体を接続する。一方、電力をスリップリングブラシ４４からスリップリングを介して発熱体に送り発熱させ、円形板を軸芯側から加熱し、凸起加工時に熱変形性のある樹脂シートに熱を加えて当該素材の軟化を図って熱変形を促し、充分な凸起を形成させる。
なお、発熱体とローラー軸との間は電気絶縁性が良くかつ耐熱性の良い材料、たとえばセラミックファイバー・ブランケット・炭化けい素・シリカ等、で充分な電気絶縁処理が施されている。
その他の加熱機構としては、ローラー軸をくり貫き当該くり貫き孔に発熱体を単に差し込むだけの回転しない固定式の機構や、ローラー外部から加熱する機構もある。
温度検出機構に用いられる方法には、非接触温度測定装置をローラー外部に設ける方法、上記発熱体の組み込みと同様ローラー軸をくり貫き当該くり貫き孔に熱電対等を設ける機構による方法等がある。
温度制御装置としては、予め設定した温度と温度検出機構により検出された温度とを比較して、発熱体の温度の制御に必要な熱源を供給できるものなら良い。
【００３９】
金属薄板、たとえば鉄鋼薄板・アルミ薄板・ステンレス鋼薄板・チタン薄板・銅薄板、に凸起を付与する場合は、金属の種類にもよるが、日常使用する程度の厚さである、０.１ｍｍ（ステンレス鋼薄板）・０.４ｍｍ（アルミ薄板）程度なら、前述のローラーで凸起加工が可能である。
凸起を付与された金属薄板は、その光沢性の変化から装飾用としての用途が開ける他、凸起加工に起因する曲げ剛性の向上の効果から、単独で構造材として、あるいは他の素材を貼り付ける裏打ち材、たとえば吸音材・断熱材・保温材を張付けた建築材および工業用材、として、また他の素材、たとえばゴム等のスポンジ・
発泡ウレタン等、と複合した複合建築材として、広い用途を有するものである。
さらに、音・光の乱反射性が向上することから音・光の反射板の素材・建築材・工業用材として効果的に使用できるものである。また、表面積が増加し熱媒体の乱流が促進されること等から、放熱材としても利用できるものである。
【００４０】
金属線、たとえば鋼線・アルミ線・ステンレス鋼線・銅線等、を素材とする金網に凸起を付与する場合は、金網の特性上、上記金属薄板に比較して少ない労力・動力で凸起加工が可能である。ただし、金網に凸起を付与する場合は、凸起１２１の大きなものが使用される。
凸起を付与された金網は、表面積の増加・剛性の増加・金網そのものの凸起性から、剛性・空隙性のあるフィルターの素材として一層適したものとなり、また、建築材・構造材としての金網の用途、たとえば吸音材・断熱材・保温材の保持材としての用途、が一層開かれるものである。
【００４１】
段ボールに凸起を付与する場合は、段ボールは中芯紙を介在させていることから、凸起１２１の大きな凸起が必要となるが、少ない労力・動力で凸起加工が可能である。
段ボールは、梱包箱として多方面で使用されているが、その一方段ボール自体の剛性・空隙性が高いという特質から嵩張り廃棄時の量が縮小されにくいため、通常の紙製品に比べ廃棄しにくいという難点を有している。
しかしながら、段ボールの素材そのものは、グラビア紙等に比べて繊維質が多いため他の用途に再生利用しやすいものである。
特に、落ち葉・家庭ごみ等の身近な廃棄物を利用して肥料を作る場合に、凸起加工された段ボールは、凸起の大小・深さ・凸起部の開口率等によっては適度な浸透性・透過性・保水性が得られるため、落ち葉・家庭ごみ等の廃棄物の肥料化を促進する効果を有し、また段ボールの平面性・剛性・一体性から肥料のブロック化が容易となるため肥料としてのハンドリング性を高めることができる等の種々の効果を有する。
従って、凸起を付与した段ボールを肥料を作るための一素材として積極的に使用することは、嵩張って厄介物視される段ボールの処理に効果的であり、かつ地球環境の保全に資すること大なものがある。
さらに、段ボールの空隙性・凸起加工による入り組んだ表面効果を利用して、ＦＲＰの中芯材として使用することにより、ＦＲＰ製品におけるＦＲＰ使用量を少なくした安価な製品を生産することが可能となる。
【００４２】
合成樹脂を原料として合成樹脂板を生産する際平滑なローラーに該原料を供給したのでは該原料を適切に供給できず合成樹脂板を生産することが困難な場合がある。このような場合、該原料をローラーにより凸起を付与する凸起付与装置に通すと、ローラーの凸起により該原料を適確に供給できるとともに、次工程の平滑な合成樹脂板の生産工程に好適な凸起のある半完成品を供給することができる。なお、本工程で生産工程を終了して、凸起のある合成樹脂板の完成品とすることもできる。
【００４３】
熱硬化性・熱可塑性繊維またはおよび熱硬化性・熱可塑性接着材を含有し熱硬化性・熱可塑性を有する不織布をローラーを加熱する機構を備えた凸起付与装置で凸起を付与すると、該不織布は全体として熱硬化性・熱可塑性を示し、該凸起は減耗しにくいものとなることから、食品等の下敷き材として使用すると水切性が良くなって食品の保存性が高まり、また研磨材として研磨性が高くなり、さらに、不織布として、より多数回の使用が可能となる。
【００４４】
熱硬化性・熱可塑性を有する合成樹脂フィルム・合成樹脂紙・合成樹脂板をローラーを加熱する機構を備えた凸起付与装置で凸起を付与すると、凸起加工時のぎざぎざのないかつ表面の平滑な凸起を形成でき、また合成樹脂板の場合には生じやすい亀裂の発生を防止できることから、上記金属薄板と同様な用途が開かれる。
【００４５】
【発明の効果】
本願発明は、以上説明したような形態で実施され、以下に記載されるような顕著な効果を奏する。
【００４６】
凸起を外周に有する円形板等で構成するローラーと凹処を外周に有する円形板等で構成するローラーとからなる凸起付与装置としたことから、表裏２面のうちの１面に凸起を付与することが可能となり以下のような効果が生じる。
第１に、平面に接着する際の支障がなくなったため、装飾材として使用できる範囲が広がる。
第２に、積み重ねて保管する場合には嵩張ることがなくなったことから保管場所が少なくて済むようになる。
第３に、表面に商品価値の高い品物を包む梱包材としては、表面を保護しながら他の品物との間でクッション性を持たせることが要求されるが、凸起のない面で品物を包むことによって、このような要求に応えることができる。
【００４７】
多数重ねた円形板の外周部分でローラー表面を構成したことから、凸起模様は所定の円形板の外周に施せばよく、従来ローラーのようなローラー表面全面にわたる彫刻が不要となり、安価な装置の提供が可能となった。特に、該円形板はパーツ化および量産が可能なことから、一層のコスト低減を図ることが可能となる。
また、間隔保持機構を設け、間隔保持機構の一例としてスペーサを使用することとした。この結果、以下のような効果が得られる。
第１に、円形板を多数重ねてローラーを形成するため、円形板の厚さの公差や、凸起（凹処）製造工程時、たとえば打ち抜き時・レーザー加工時、に発生するかえり・バリ・反り等の加工ひずみ等から、円形板の製作に過度の工作精度が要求されるが、相応の工作精度で製作した円形板の使用が可能となる。たとえば、打ち抜き加工時に発生するかえりを除去するためのバレル加工が不要となる。
第２に上記と同様の理由から、円形板を数枚・同数枚重ねてブロック化した場合同一厚さになりにくく凸起と凹処の噛み合いに支障が生じることから、数枚ごとに厚さが一定値に納まるようにいちいち加工調整しなければならず調整に手間と技能とを必要としていたが、間隔保持機構を設けることにより、このような調整を簡易に処理することが可能になる。すなわち、厚さの異なる数種のスぺーサを用意すれば、複数枚からなる円形板のブロックを同一厚さにすることが極めて容易になり、このようにブロック分けした複数枚からなる円形板のブロックをさらに積み重ねることにより、凸起・凹処の位置精度の良い長尺なローラーを簡易に組み立てることが可能になる。
第３に、スペーサの形状としては、円形板内径部に設けた突起２６のごとく空回りを阻止する機構を設ける必要がなく、輪状の簡単な構造のものを採用しうることから製作が容易であり安価のものを採用することができ、ローラーのコストを削減できる。
第４に、スペーサの外径を凹処付き円形板の凹処が構成する円の直径より小さくすることによって凸起・凹処部分の加工ひずみ、たとえば打ち抜きのかえり・レーザー加工のせん断溶け、の影響を受けなくすることができる。
以上の諸効果から複雑な形状の凸起または凹処付き円形板そのものを加工調整する必要が少なくなり、装置を安価に提供できることになる。
【００４８】
さらに、凸起付き円形板の凸起と凹処付き円形板の凹処に２種以上の凹凸からなる凸起・凹処を混用することによって以下のような種々の効果が発揮される。
第１の効果は、凸起の大小・形状によりクッション性が異なることから、凸起の大小・形状の異なる凸起を混用することにより、クッション性の硬軟が異なる優れた緩衝材の製作が可能になったことである。
第２の効果は、２種以上の凸起のうちの１種に大きな凸起を採用することにより、複数枚の素材を重ねて凸起を付与することが可能になり、その結果複数枚が一体となって容易に分離できない凸起加工物の作成が可能になったことである。
この第２の効果によれば、複数枚重ねた加工紙の表面の１枚に商品名・産地・商標等の商品に関する事項を印刷した用紙を使用することにより、商品の商品価値を高める梱包緩衝材を安価に加工できる。
第３の効果は、２種以上の凸起のうちの１種に大きな凸起を採用することにより、凸起が１種だけの梱包材よりも屈曲性のよい梱包材を得ることが可能になり、第１の効果も加わってクッション性のよい梱包材として青果物・重量のある小型機械部品等を一個ずつ安価に梱包することが可能になったことである。
第４の効果は、大小異なる凸起を採用することにより、凸起加工物の平坦部分をさらに少なくし、表面積をさらに多くし、また紙を構成する填料、例えば炭酸カルシウム、や顔料をさらに粉砕する等の凸起加工性を高めることができたことである。この効果により、凸起加工紙に印刷されていた文字の判読が困難になったことから従来スリッター等で切断されてごみとして廃却されていた古紙を有用な梱包緩衝材として再利用することが可能となり、また、吸着性を向上させることができたことから古紙等を吸着性の一層良い吸着紙として使用することを可能とし、さらに、紙を構成する繊維間の水中での分離性（水離解性）が良くなったことから古紙の繊維を再利用することが容易になる。
【００４９】
また、本願発明は、凸起または凹処付き円形板を多数重ねてローラー表面を形成することから、凸起または凹処に２種以上の凸起または凹処を付すこと、凸起（凹処）の異なる円形板を混在させること、凸起または凹処の所定の部分を間引きすること、所定の部分の所定の凸起または凹処を他と異なる凸起または凹処とすること、等は一枚ごとの円形板に施せばよく、したがって所定の模様を作り出す機能を持たせたローラーの製作は極めて容易である。
【００５０】
それに加えて、凸起または凹処の所定の部分を間引きすること、所定の部分の所定の凸起または凹処を他と異なる凸起または凹処とすることによっても該部分に所定の模様を作り出す機能を持たせることができることから、商品独自の模様や商標をつけることによって、梱包品の商品価値を高めることができる。
【００５１】
スペーサの厚みを円形板に設けて円形板と一体化してスペーサの機能を円形板に持たせることにより、安価なローラーを製作することが可能となる。特に、硬質の非金属材料を使用して円形板を成形加工して製作する場合には有用である。
【００５２】
一のローラー１の凸起の側部と他のローラー２の円形板の側部とが隣接する関係にあるので、この部分でシート状物にせん断効果（鋏の効果）を働かせることができることから、シート状物に開孔を形成することも可能になる。
これにより紙のシート状物にはより大きな吸着性能を持たせることができ、油分等の吸着紙としての用途をさらに広げることが可能となる。
また、本願発明は、凸起または凹処付き円形板を多数重ねる構造とし、間隔保持機構の一例としてスペーサを使用したことから切断刃付きスペーサを組み込むことも容易である。
【００５３】
一部数の間隔保持機構に切断機構を兼ねさせた結果、定尺幅の凸起加工物の加工が可能となり、梱包物の大きさに合わせた梱包材、また梱包箱の大きさに適した下敷・中敷・上敷等の梱包緩衝材を供給可能となる。
また、間隔保持機構に円周方向に部分的に切断機構をもたせたことにより、加工物の一部に積極的に切れ目を入れることができたことから、クッション性を高め、また使用時の切断の便を図ることができる。
【００５４】
凸起を外周に有する円形板を複数枚ごとおよび凹処を外周に有する円形板を複数枚ごとブロック化し、一のローラーおよび他のローラーに、上記ブロックを相互に噛み合うように、交互に重ねてローラー表面を構成することにより、彎曲を少なくして、シート状物の表裏２面に所定の幅で交互に凸起を付与することが可能になり、比較的狭い幅の凸起加工物を同時に多数製作することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】間隔保持機構（スペーサ）を組み込んだローラの断面図および平面図である。
【図２】間隔保持機構（スペーサ）を組み込んでいないローラーの断面図および平面図である。
【図３】凸起付き円形板および凹処付き円形板の平面図である。
【図４】スペーサの平面図である。
【図５】凸起付与装置の使用状況を示す概略図である。
【図６】凸起付与装置を正面からみた場合の断面図である。
【図７】凸起付与装置の側面図である。
【図８】凸起付き円形板、単なる円形板およびスペーサを組み込んだローラー表面の平面図と噛み合いを示す断面図である。
【図９】凸起付き円形板の凸起および凹処付き円形板の凹処を示す平面図である。
【図１０】２種以上の凸起を付けた凸起付き円形板を示す平面図である。
【図１１】凸起付き円形板の凸起の基本形状（戴頭四角錐）を示す平面図であり、Ｂ矢視図は、該円形板の板厚中心における断面を、円形板の円部分を直線状にして描いたものである。
【図１２】凸起付き円形板、凹処付き円形板、単なる円形板、スペーサおよび切断刃付きスペーサを組み込んだ場合のローラーの噛み合いを示す断面図である。
【図１３】図１２と同様であるが、特に単なる円形板を多数重ねた場合を示す断面図である。
【図１４】図１３と同様であるが、ローラーに凸起付き円形板と凹処付き円形板を混在させた場合を示す断面図である。
【図１５】円周方向に関して部分的な切断刃を有する切断刃付きスペーサを示す平面図である。
【図１６】彎曲防止機構を示す側面図である。
【図１７】ローラー軸に発熱体を組み込んだ状況を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 一のローラー
２ 他のローラー
５ 凸起模様
６ シート状物
１１ 側柱
１２ 下部軸受台
１３ 上部軸受台
１４ 台板
１５ 上板
１６ 下部ピース
１７ ねじ
１８ 隙間調整つまみ
１９ 手動ハンドル
２３ ローラー軸
２４ 当て板
２５ 止め輪
２６ 突起
２７ キー溝
２８ スペーサ
３０ 切断刃付きスペーサ
３１ 切断刃付きスペーサ
３２ 切断刃付きスペーサ
４１ 電気絶縁体
４２ スリップリング
４３ 発熱体
４４ スリップリングブラシ
１１０ 単なる円形板
１２０ 凸起付き円形板
１２１ 凸起
１２２ 凸起付き円形板の基準径
１２５ 隣接凸起間距離
１３０ 凹処付き円形板
１３１ 凹処
１３２ 凹処付き円形板の基準径
１４０ 供給台
１４１ 案内棒
１４２ 供給台角度
Claims (6)
- 多数重ねた円形板の外周部分でローラー表面を構成したローラーの間に、シート状物を通すことによりシート状物に凸起を付与する装置であって、一のローラーは凸起を外周に有する円形板と必要に応じ付加した円形板および必要に応じそれらの間に間隔保持機構とを混在させてローラー表面を構成し、他のローラーは一のローラーの該凸起に対応する凹処を外周に有する円形板と必要に応じ付加した円形板および必要に応じそれらの間に間隔保持機構を混在させてローラー表面を構成した凸起を付与する装置において、凸起を外周に有する円形板の凸起と該凸起に対応する凹処を外周に有する円形板の凹処とを、２種以上の凹凸から構成して、シート状物の表裏２面のうちの１面に凸起を付与すること、を特徴とする凸起付与装置
- 請求項１記載の凸起付与装置において、円形板外周の凸起または凹処が、２種以上の凸起または凹処から構成されていること、を特徴とする凸起付与装置
- 請求項１記載の凸起付与装置において、一のローラーに凸起の異なる円形板を混在させ、他のローラーに凹処の異なる円形板を混在させたこと、を特徴とする請求項１ないし請求項２記載の凸起付与装置
- 請求項１記載の凸起付与装置において、外周に凸起または凹処を有する円形板の凸起・凹処の所定の部分を間引きすることによって、または該円形板の凸起または凹処のうちの所定の部分の所定の凸起または凹処を該部分以外の凸起または凹処と異なる凸起または凹処とすることによって、該部分に所定の模様を作り出す機能を持たせたこと、を特徴とする請求項１ないし請求項３記載の凸起付与装置
- 請求項１記載の凸起付与装置のうち混在する各種円形板の間に間隔保持機構を混在させた凸起付与装置において、間隔保持機構に切断機構を設け、全周にわたって切断機構を有する間隔保持機構またはおよび円周の所定部分に切断機構を有する間隔保持機構を、間隔保持機構の一部数に混在させたこと、を特徴とする請求項１ないし請求項４記載の凸起付与装置
- 請求項１ないし請求項５記載の凸起付与装置装置において、一のローラーは凸起を外周に有する円形板の複数枚および凹処を外周に有する円形板の複数枚を交互に重ねてローラー表面を構成し、他のローラーは一のローラーの該凸起に対応するような凹処を外周に有する円形板の複数枚および一のローラーの該凹処に対応するような凸起を外周に有する円形板の複数枚を交互に重ねてローラー表面を構成して、シート状物の表裏２面に交互に凸起を付与すること、を特徴とする請求項１ないし請求項５記載の凸起付与装置
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