JP4967716B2 - 合成樹脂製中空板の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、凹凸シートとその少なくとも一方の面に接合された平坦シートとを備える合成樹脂製中空板の製造方法に関する。
従来より、多数の突起部が形成された合成樹脂性の凹凸シートの両面に合成樹脂性の平坦シートを接合した合成樹脂製中空板(気泡ボード)が知られている。このような合成樹脂製中空板は中空構造のため軽量で熱遮断効率に優れ、さらに凹凸シートが補強用リブとして機能するため耐圧縮性、耐衝撃性等に優れており、養生材、梱包材、断熱材等の種々の用途に用いられている。
しかしながら、合成樹脂製中空板においては2枚のシートが強固に融着して接合されていることが望まれるのに対し、これらのシートの融着条件は、作業者の経験等により調整されていた。このため、合成樹脂製中空板の融着状態に作業者の個人差等が影響することが考えられる。
本発明は上記点に鑑み、シートの融着性を向上させることが可能な合成樹脂製中空板の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、多数の突起部(101a)が形成された合成樹脂製の第1シート(101)の両面に平坦状の合成樹脂製の第2、第3シート(102、103)が接合されており、単位面積当り重量が200グラム/m 以上である合成樹脂製中空板の製造方法であって、外周面に前記突起部(101a)に対応する凹部(204a)が形成された成形ロール(204)に、融点以上となっている前記第1シート(101)を供給する第1シート供給工程と、前記成形ロール(204)の外周面上で前記第1シート(101)に前記突起部(101a)を形成する突起部形成工程と、前記第1シート(101)における前記突起部(101a)の開口側の面に、融点以上に加熱された前記第2シート(102)を供給する第2シート供給工程と、第1加圧手段(205、209、211)により前記第2シート(102)を前記第1シート(101)に押しつけるように外力を作用させ、前記第1シート(101)と前記第2シート(102)を接合する第1接合工程と、前記第1シート(101)における前記突起部(101a)の先端側の面に、融点以上に加熱された前記第3シート(103)を供給する第3シート供給工程と、第2加圧手段(207、210)により前記第3シート(103)を前記第1シート(101)に押しつけるように外力を作用させ、前記第1シート(101)と前記第3シート(103)を接合する第2接合工程とを備え、
前記第2シート供給工程は、前記第2シート(102)を前記第1シート(101)に接触させる前に、前記第2シート(102)における前記第1シート(101)に対向する面の反対側の面を前記第1加圧手段(205、209、211)に所定期間接触させて融点より低温にするとともに、前記第2シート(102)における前記第1シート(101)に対向する面を融点以上に保持した状態にする第2シート冷却工程を含んでいることを特徴としている。
これにより、第2シート(102)における第1シート(101)と接合される面が溶融状態となるので、第1シート(101)と第2シート(102)とを確実に接合できる。さらに、第2シート(102)における第1加圧手段(205、209)との接触面が固化状態となっているので、第1加圧手段(205、209)により第2シート(102)を確実に加圧できるとともに、加圧後は第1加圧手段(205、209)の外周面から第2シート(102)が容易に剥離することができる。
また、前記第3シート供給工程は、前記第3シート(103)を前記第1シート(101)に接触させる前に、前記第3シート(103)における前記第1シート(101)に対向する面の反対側の面を前記第2加圧手段(207、210)に所定期間接触させて融点より低温にするとともに、前記第3シート(103)における前記第1シート(101)に対向する面を融点以上に保持した状態にする第3シート冷却工程を含んでいるようにすることができる。
これにより、第3シート(103)における第1シート(101)と接合される面が溶融状態となるので、第1シート(101)と第3シート(103)とを確実に接合できる。さらに、第3シート(103)における第2加圧手段(207、210)との接触面が固化状態となっているので、第2加圧手段(207、210)により第3シート(103)を確実に加圧できるとともに、加圧後は第2加圧手段(207、210)の外周面から第3シート(103)が容易に剥離することができる。
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態を図1、図2に基づいて説明する。図1(a)は合成樹脂製気泡ボード100の斜視図であり、図1(b)は合成樹脂製気泡ボード100を分解した状態を示す斜視図である。
図1(a)、図1(b)に示すように、気泡ボード100は合成樹脂製中空板から構成されている。このような気泡ボード100として、プラパール(登録商標)の商品名で知られているものを用いることができる。気泡ボード100は、凹凸シート101と、凹凸シート101の両面に接合された2枚の平坦シート102、103とからなる3層構造となっている。凹凸シート101には複数の中空状(例えば円柱状)の突起部101aがエンボス加工されており、凹凸シート101の突起部開口側(図1の下側)に平坦シート103が接合され、これにより空気が封入された密閉空間104が形成される。凹凸シート101の突起部101aは、面全体に千鳥状に多数配置されているため、気泡ボード100は段ボールと比較して方向性がないという特性を有している。
このような構成により、気泡ボード100は、軽量であり、また耐圧縮性、耐衝撃性に優れるという特性を有している。合成樹脂としては、ポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィン系重合体や再生PETのような分解性プラスチックを用いることができる。本実施形態では合成樹脂としてポリプロピレンを用いている。
このような構成の気泡ボード100としては、単位面積当り重量(目付重量)が200グラム/m2〜3000グラム/m2程度のものがよく知られている。気泡ボード10は軟質の肉厚シートから構成され曲げ剛性を有しており、薄肉シートから構成され柔軟性を有する気泡シートと区別される。なお、本明細書中において合成樹脂製中空板とは、目付重量が200グラム/m2以上の気泡ボードを意味するものとする。
図2は、本実施形態の気泡ボード100を製造する気泡ボード製造装置200の主要構成部の一例を示している。図2に示すように、気泡ボード製造装置200には、合成樹脂製シートを供給する3つのシート供給部201〜203が設けられている。第1シート供給部201からは突起部101aが形成される前の平坦状の第1シート101が供給され、第2シート供給部202からは平坦状の第2シート102が供給され、第3シート供給部203からは平坦状の第3シート103が供給される。これらのシート供給部201〜203はそれぞれ、押出機(図示せず)に連結したフラットダイから構成されている。
また、気泡ボード製造装置200には、成形ロール204、第1加圧ロール205、剥離ロール206、第2加圧ロール207、第3加圧ロール208が設けられている。本実施形態のロール204〜208は鉄から構成されている。これらのロール204〜208は円柱状であり、軸方向が平行に配置されている。これらのロール204〜208は、図示しない駆動装置により、それぞれ回転駆動されるように構成されている。なお、第1加圧ロール205が本発明の第1加圧手段に相当し、第2加圧ロール207が本発明の第2加圧手段に相当し、第3加圧ロール208が本発明の第3加圧手段に相当している。
成形ロール204の外周面には、気泡ボード100の気泡部104に対応した凹部204aが多数形成されている。成形ロール204の凹部204aの底は図示しない真空ポンプに接続されており、凹部204aで真空吸引が可能となっている。成形ロール204は、図2における反時計方向に回転するように構成されている。
第1シート供給部201は、成形ロール204と第1加圧ロール205の外周面同士が互いに接触する部位より成形ロール204側寄り(図2における右側)に配置されている。このため、第1シート供給部201から供給される第1シート101は、成形ロール204の外周面に所定期間接触してから成形ロール204と第1加圧ロール205の間に供給されるようになっている。
第1加圧ロール205は、成形ロール204と外周面同士が接触するように配置されており、第1加圧ロール205の外周面は、成形ロール204の外周面に対して押しつけられている。このように第1加圧ロール205は、第2シート102に対して第1シート101に押しつける方向に外力を作用させている。加圧ロール205は、成形ロール204と逆方向に回転するようになっており、図2における時計方向に回転するように構成されている。
本実施形態の第1加圧ロール205の外周面には、ゴム等の弾性部材205aが設けられている。弾性部材205aにおける成形ロール204と接触する部位が弾性変形することで、成形ロール204と加圧ロール205の接触面積を大きくすることができる。
弾性部材205aは、厚すぎると加圧力が低くなり、薄すぎると接触面積が小さくなる。このため、加圧ロール205による加圧力を確保しつつ接触面積を大きくするために、弾性部材205aの厚みを加圧ロール205の直径の1.5〜10%の範囲内としている。なお、加圧ロール205の直径が大きいほど比熱が大きくなり、一旦温度が上昇すると冷えにくくなるため、加圧ロール205の直径が大きいほど弾性部材205aを厚くして、気泡ボード100の熱を加圧ロール205に伝えにくくすることが望ましい。
また、弾性部材205aは、硬度が低すぎると加圧力が低くなり、硬度が高すぎると接触面積が小さくなる。このため、加圧ロール205による加圧力を確保しつつ接触面積を大きくするために、弾性部材205aのゴム硬度(Hs)を50〜110度の範囲内としている。このゴム硬度はJIS−A規格に基づくものである。なお、弾性部材205aの厚みが厚い場合には加圧力が小さくなりやすいので、ゴム硬度を小さくすることが望ましく、弾性部材205aの厚みが薄い場合には接触面積が小さくなりやすいので、ゴム硬度を大きくすることが望ましい。
第2シート供給部202は、成形ロール204と第1加圧ロール205の外周面同士が互いに接触する部位より第1加圧ロール205側寄り(図2における左側)に配置されている。このため、第2シート供給部202から供給される第2シート102は、第1加圧ロール205の外周面に所定期間接触してから成形ロール204と第1加圧ロール205の間に供給されるようになっている。第2シート102が第1加圧ロール205の外表面に接触する期間は、第2シート102における第1加圧ロール205の外表面に接触する面の温度が融点より低下し、かつ、第2シート102における第1加圧ロール205の外表面に接触する面の反対面の温度が融点以上を保持できる期間として設定されている。
剥離ロール206は、成形ロール204の外周面から気泡ボード100を剥離するためのものであり、成形ロール204を中心として加圧ロール204の反対側に設けられている。剥離ロール206は、図2における時計方向に回転するように構成されている。
第2、第3加圧ロール207、208は、剥離ロール206のシート流れ下流側に配置されている。第2加圧ロール207と第3加圧ロール208は、互いの外周面がほぼ接触するように対向して配置されている。第2加圧ロール207と第3加圧ロール208の間に、互いに接合された第1シート101と第2シート102が供給される。本実施形態では、第2加圧ロール207は、第1シート101における第2シート102が接合された面の反対側(図2における上側)に配置され、第3加圧ロール208は、第1シート101における第2シート102が接合された面側(図2における上側)に配置されている。
第3シート供給部203は、第2加圧ロール207によりシート流れ下流側(図2における左側)に配置されている。このため、第3シート供給部203から供給される第3シート103は、第2加圧ロール207の外周面に所定期間接触してから第2加圧ロール207と第3加圧ロール208の間に供給されるようになっている。
第2加圧ロール207は、第3加圧ロール208と外周面同士が接触するように配置されており、これらの加圧ロール207、208の外周面は互いに押しつけられている。このように第2加圧ロール207は、第3シート103に対して第1シート101に押しつける方向に外力を作用させている。
次に、本実施形態の気泡ボード100の製造方法について説明する。まず、第1シート供給部201から融点以上となっている突起形成前の第1シート101を成形ロール204の外周面に供給する(第1シート供給工程)。第1シート101は成形ロール204の回転に伴って移動する。融点以上の第1シート101は、成形ロール204の凹部204aで真空吸引されることにより気泡部104を構成する多数の突起部101aが形成される(突起部形成工程)。突起部101aが形成された第1シート101は、成形ロール204の融着領域Bに移動し、成形ロール204と第1加圧ロール205の間に供給される。
次に、第2シート供給部202より融点以上となっている第2シート102を、第1加圧ロール205の外周面に所定期間接触させた後で、成形ロール204と第1加圧ロール205との間に供給する(第2シート供給工程)。第2シート102は、第1加圧ロール205の外周面に所定期間接触することで、成形ロール204と第1加圧ロール205との間に供給される前に温度低下する(第2シート冷却工程)。気泡ボード100に用いられるシート102は目付重量が大きい肉厚シートなので、一方の面が融点より低温になっても、他方の面は融点以上の温度を保持することができる。このため、第2シート102は、第1加圧ロール205の外周面に接触する面が融点より低温の固化状態となり、反対側の成形ロール204の外周面に対向する面(第1シート101に対向する面)は融点以上の温度を保持し溶融状態が保たれる。
そして、第1加圧ロール205の回転により、第2シート102が成形ロール204と第1加圧ロール205の間に供給され、第1加圧ロール205により第2シート102の溶融面が第1シート101に押しつけられ、第2シート102と第1シート101とが融着して接合する(第1接合工程)。第2シート102は第1シート101の突起部101aにおける開口側に接合される。加圧ロール205の外周面には弾性部材205aが設けられているので、加圧ロール205と成形ロール204の接触面積が大きくなっており、加圧ロール205による加圧時間を充分に確保することができる。これにより、第1シート101と第2シート102の接合状態を向上させることができる。
また、第2シート102における第1シート101と接合される面が溶融状態となっているので、第1シート101と第2シート102とを確実に接合できる。さらに、第2シート102における第1加圧ロール205との接触面が固化状態となっているので、第1加圧ロール205により第2シート102を確実に加圧できるとともに、加圧後は第1加圧ロール205の外周面から第2シート102が容易に剥離することができる。
次に、互いに接合された第1シート101と第2シート102は、成形ロール204の回転とともに移動し、剥離ロール206で進行方向が変化し、成形ロール204の外周面から剥離され、第2加圧ロール207と第3加圧ロール208の間に供給される。
次に、第3シート供給部203より融点以上となっている第3シート103を、第2加圧ロール207の外周面に所定期間接触させた後で、第2加圧ロール207と第3加圧ロール208との間に供給する(第3シート供給工程)。第3シート103は、上述の第2シート102と同様、第2加圧ロール207の外周面に所定期間接触することで温度低下する。第3シート103は、第2加圧ロール207の外周面に接触する面が融点より低温の固化状態となり、反対側の第1シート101に対向する面は融点以上の温度を保持し溶融状態が保たれる。
そして、第2加圧ロール207の回転により、第3シート103が第2加圧ロール207と第3加圧ロール208の間に供給され、第3シート103の溶融面が第1シート101に押しつけられ、第3シート103と第1シート101とが融着して接合する(第2接合工程)。第3シート103は、第1シート101の突起部の先端側に接合される。このとき、第3シート103における第1シート101と接合される面が溶融状態となっているので、第3シート103と第1シート101とを確実に接合できる。さらに、第3シート103における第2加圧ロール207との接触面が固化状態となっているので、第2加圧ロール207により第3シート103を確実に加圧できるとともに、加圧後は第2加圧ロール207の外周面から第3シート103が容易に剥離することができる。
以上の工程により、第1シート101の両面側に第2シート102と第3シート102とが融着して接合し、気泡部104に気体が封入された気泡ボード100が成形される。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態を図3に基づいて説明する。
図3は、本実施形態の気泡ボード100を製造する気泡ボード製造装置200の主要構成部の一例を示している。本第2実施形態の気泡ボード製造装置200は、上記第1実施形態の構成と比較して、加圧ロール205、207、208に代えて、ベルトコンベヤ209、210、211を用いている点が異なっている。なお、第1ベルトコンベヤ209が本発明の第1加圧手段に相当し、第2ベルトコンベヤ210が本発明の第2加圧手段に相当し、第3ベルトコンベヤ211が本発明の第3加圧手段に相当している。
ベルトコンベヤ209〜211は、シート流れ方向に沿って配置された2つのロール209a〜211a、209b〜211bと、これら2つのロールを結ぶように設けられたベルト209c〜211cとを有している。
第1ベルトコンベヤ209は、2つのロール209a、209bとベルト209cが成形ロール204の外周面に接触するように配置されている。第1ベルトコンベヤ209のベルト209cは、第1ロール209aから第2ロール209bに至るまで成形ロール204の外周面に接触している。これにより、上記第1実施形態の構成に比較して、第1シート101と第2シート102の加圧面積を大きくでき、加圧期間を長くすることができるので、第1シート101と第2シート102の接合性を向上させることができる。
また、第2ベルトコンベヤ210と第3ベルトコンベヤ211は、互いに対向するように配置され、互いの第1ロール210a、211aと第2ロール210b、210bが対応する位置に配置されている。このため、上記第1実施形態の構成に比較して、第1シート101と第3シート103の加圧面積を大きくでき、加圧期間を長くすることができるので、第1シート101と第3シート103の接合性を向上させることができる。
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態を図4に基づいて説明する。
図4は、本実施形態の気泡ボード100を製造する気泡ボード製造装置200の主要構成部の一例を示している。図4に示すように、本第3実施形態の気泡ボード製造装置200は、上記第2実施形態の構成と比較して、第1ベルトコンベヤ209が省略されている。さらに、本第3実施形態の気泡ボード製造装置200は、第2シート供給部202から第2シート102が第2ベルトコンベヤ210と第3ベルトコンベヤ211の間に供給されるように構成されている。このため、本第3実施形態の第3ベルトコンベヤ211が本発明の第1加圧手段に相当している。
以上の本第3実施形態の構成によれば、第1ベルトコンベヤ209を省略することができ、気泡ボード製造装置200の構成を簡素化することができる。
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態では、第2シート102を第1シート101に供給する前に温度低下させる第2シート冷却工程と、第3シート103を第1シート101に供給する前に温度低下させる第3シート冷却工程とを設けたが、これに限らず、第2シート冷却工程または第3シート冷却工程のいずれか一方のみを設けるように構成してもよい。
(a)は合成樹脂製気泡ボードの斜視図であり、(b)は合成樹脂製気泡ボードを分解した状態を示す斜視図である。 第1実施形態の気泡ボード製造装置の主要構成部を示す概念図である。 第2実施形態の気泡ボード製造装置の主要構成部を示す概念図である。 第3実施形態の気泡ボード製造装置の主要構成部を示す概念図である。
符号の説明
100…気泡ボード(合成樹脂製中空板)、101…第1シート、102…第2シート、103…第3シート、200…気泡ボード製造装置、201…第1シート供給部、202…第2シート供給部、203…第3シート供給部、204…成形ロール、205…第1加圧ロール(第1加圧手段)、206…剥離ロール、207…第2加圧ロール(第2加圧手段)、208…第3加圧ロール、209…第1ベルトコンベヤ(第1加圧手段)、210…第2ベルトコンベヤ(第2加圧手段)、211…第3ベルトコンベヤ。

Claims (3)

  1. 多数の突起部(101a)が形成された合成樹脂製の第1シート(101)の両面に平坦状の合成樹脂製の第2、第3シート(102、103)が接合されており、単位面積当り重量が200グラム/m 以上である合成樹脂製中空板の製造方法であって、
    外周面に前記突起部(101a)に対応する凹部(204a)が形成された成形ロール(204)に、融点以上となっている前記第1シート(101)を供給する第1シート供給工程と、
    前記成形ロール(204)の外周面上で前記第1シート(101)に前記突起部(101a)を形成する突起部形成工程と、
    前記第1シート(101)における前記突起部(101a)の開口側の面に、融点以上に加熱された前記第2シート(102)を供給する第2シート供給工程と、
    第1加圧手段(205、209、211)により前記第2シート(102)を前記第1シート(101)に押しつけるように外力を作用させ、前記第1シート(101)と前記第2シート(102)を接合する第1接合工程と、
    前記第1シート(101)における前記突起部(101a)の先端側の面に、融点以上に加熱された前記第3シート(103)を供給する第3シート供給工程と、
    第2加圧手段(207、210)により前記第3シート(103)を前記第1シート(101)に押しつけるように外力を作用させ、前記第1シート(101)と前記第3シート(103)を接合する第2接合工程とを備え、
    前記第2シート供給工程は、前記第2シート(102)を前記第1シート(101)に接触させる前に、前記第2シート(102)における前記第1シート(101)に対向する面の反対側の面を前記第1加圧手段(205、209、211)に所定期間接触させて融点より低温にするとともに、前記第2シート(102)における前記第1シート(101)に対向する面を融点以上に保持した状態にする第2シート冷却工程を含んでいることを特徴とする合成樹脂製中空板の製造方法。
  2. 前記第3シート供給工程は、前記第3シート(103)を前記第1シート(101)に接触させる前に、前記第3シート(103)における前記第1シート(101)に対向する面の反対側の面を前記第2加圧手段(207、210)に所定期間接触させて融点より低温にするとともに、前記第3シート(103)における前記第1シート(101)に対向する面を融点以上に保持した状態にする第3シート冷却工程を含んでいることを特徴とする請求項1に記載の合成樹脂製中空板の製造方法。
  3. 多数の突起部(101a)が形成された合成樹脂製の第1シート(101)の両面に平坦状の合成樹脂製の第2、第3シート(102、103)が接合されており、単位面積当り重量が200グラム/m 以上である合成樹脂製中空板の製造方法であって、
    外周面に前記突起部(101a)に対応する凹部(204a)が形成された成形ロール(204)に融点以上となっている前記第1シート(101)を供給する第1シート供給工程と、
    前記成形ロール(204)の外周面上で前記第1シート(101)に前記突起部(101a)を形成する突起部形成工程と、
    前記第1シート(101)における前記突起部(101a)の開口側の面に、融点以上に加熱された前記第2シート(102)を供給する第2シート供給工程と、
    第1加圧手段(205、209、211)により前記第2シート(102)を前記第1シート(101)に押しつけるように外力を作用させ、前記第1シート(101)と前記第2シート(102)を接合する第1接合工程と、
    前記第1シート(101)における前記第2シート(102)が接合された面の反対側の面に、融点以上に加熱された前記第3シート(103)を供給する第3シート供給工程と、
    第2加圧手段(207、210)により前記第3シート(103)を前記第1シート(101)に押しつけるように外力を作用させ、前記第1シート(101)と前記第3シート(103)を接合する第2接合工程とを備え、
    前記第3シート供給工程は、前記第3シート(103)を前記第1シート(101)に接触させる前に、前記第3シート(103)における前記第1シート(101)に対向する面の反対側の面を前記第2加圧手段(207、210)に所定期間接触させて融点より低温にするとともに、前記第3シート(103)における前記第1シート(101)に対向する面を融点以上に保持した状態にする第3シート冷却工程を含んでいることを特徴とする合成樹脂製中空板の製造方法。
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