JP5050940B2 - 熱可塑性シートの加工装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送中の熱可塑性シートにエンボスパターンを形成する熱可塑性シートの加工装置に関する。

従来より、建材に被覆する化粧シートにエンボス加工を施し、意匠性を高めることが行われている。このようなエンボス加工を行う装置としては、例えば、特許文献１に開示されているものがあり、凹凸が形成されたエンボス版と圧胴との間に、熱可塑性樹脂からなる化粧シートを加圧しながら通過させている。この過程において、化粧シートには、エンボス版の凹凸によってエンボスパターンが形成される。

上記のような加工装置では、エンボス版の上流側にヒータなどの加熱機器が配置される一方、エンボス版及び圧胴を冷却していることがある。これは、化粧シートをヒータで加熱して軟化させることで、エンボスパターンを形成しやすくするとともに、エンボスパターンの形成と同時に化粧シートを冷却することで、そのエンボスパターンを化粧シートに定着させるためである。
特開平３−１６９６１３号公報

ところで、化粧シートの幅は、用途に応じて多数の種類があるため、必ずしもエンボス版や圧胴の軸方向長さと一致するわけではなく、むしろこれらよりも短いものが多い。また、ヒータの幅も化粧シートの幅よりも長くしてあることから、化粧シートの両側部が過度に加熱され、折れ曲がったり、しわが生ずることがある。さらに、化粧シートの外側にはみ出したヒーター部分が圧胴を必要以上に加熱するため、圧胴表面のシリコンゴムの剥離性を低下させ、それが化粧シートのエンボス賦形不良を生じさせることもある。このような問題を解決する方法として、ヒータの出力を低下されることが考えられるが、このようにすると、化粧シートの搬送速度も同時に低下するため、生産効率が悪くなるという新たな問題も生じる。

なお、このような問題は、上記のような化粧シートのみならず、エンボス版によってエンボスパターンが付与される熱可塑性シート全般に起こり得る問題であり、その解決が望まれていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、熱可塑性シートにエンボスパターンを形成する際に、シートの両側部のシワや折れ曲がりを防止することが可能な熱可塑性シートの加工装置を提供することを目的とする。

本発明は、搬送中の熱可塑性シートにエンボスパターンを形成する熱可塑性シートの加工装置であって、上記問題を解決するためになされたものであり、熱可塑性シートの幅よりも長い軸方向長さを有し、表面に凹凸が形成され、回転可能に支持された円筒状のエンボス版と、前記エンボス版との間を通過する熱可塑性シートを押圧し、回転可能に支持された円筒状の圧胴と、熱可塑性シートに対し、前記エンボス版よりも上流側で且つ当該エンボス版と同じ一方面側に配置され、熱可塑性シートの一方面を加熱する加熱部と、前記加熱部と熱可塑性シートの一方面との間に配置され、前記加熱部の両側部のうち、熱可塑性シートの両側縁よりも幅方向の外側に延びる部分を覆う第１遮蔽部材と、を備え、前記第１遮蔽部材には、複数の貫通孔が形成されている。

この構成によれば、加熱部の両側部のうち、熱可塑性シートの両側縁よりも幅方向の外側に延びる部分を、第１遮蔽部材によって覆っているため、圧胴の軸方向長さが熱可塑性シートより長い場合であっても、加熱部において熱可塑性シートより長い部分から発せられる熱を遮断することができる。その結果、圧胴の両端部が過度に加熱されるのが防止され、これによって熱可塑性シートの両側部が変形するのを防止することができる。また、熱可塑性シートの両側部が直接受ける熱量も低減できるため、これによっても、熱可塑性シートの変形を防止することができる。

なお、第１遮蔽部材には、複数の貫通孔が形成されているが、例えば、第１遮蔽部材に貫通孔を形成しない場合には、この遮蔽部材と加熱部との間の空間に熱が溜まってしまうことがあり、加熱部をヒータなどで構成した場合、損傷するおそれがある。そこで、上記のように、第１遮蔽部材に複数の貫通孔を形成すると、第１遮蔽部材と加熱部の間の熱を貫通孔から逃がすことができるため、加熱部が損傷するのを防止することができる。第１遮蔽部材の形態は特には、限定されず、板状、ブロック状のほか、熱を遮断できる部材であれば、材料も特には限定されない。一例としては、編み目を有する板状に形成することができ、これによって熱をさらに逃がしやすくすることができる。

上記加工装置では、熱可塑性シートの他方面側に配置され、加熱部から発せられる熱に対し圧胴の少なくとも一部を覆う第２遮蔽部材をさらに設けることができる。このような第２遮蔽部材を設けると、加熱部のうち熱可塑性シートの両側よりも外側にある部分からの熱を遮断することができ、圧胴が過度に加熱されるのを防止することができる。このため、以下のような利点がある。

この種の加工装置においては、エンボスパターンが形成された後の熱可塑性シートを、圧胴から離れやすくするため、圧胴表面にシリコンゴムを使用し、さらにその剥離性を保つ為に圧胴を冷却することがある。このような場合、圧胴が過度に加熱されると、熱可塑性シートが圧胴から離れにくくなり、エンボス版からの圧力を受けにくくなる。その結果、エンボスパターンが不十分に形成されるおそれがある。これに対して、上記のように構成すると、圧胴の加熱が抑制され、適切なエンボスパターンを形成することができる。また、次の利点もある。すなわち、熱可塑性シートの他方面が第２遮蔽部材によって覆われるため、加熱部から発せられた熱は第２遮蔽部材によって反射され、熱可塑性シートに付与される。このため、熱可塑性シートを効果的に加熱することができ、エンボスパターンをさらに形成しやすくすることができる。なお、第２遮蔽部材は、種々の形態、材料にすることができるが、例えば、加熱部の幅よりも大きく、且つ熱可塑性シートと圧胴との接触点近傍から上流側に向かって延びる板材によって形成することができる。

上記のように、第２遮蔽部材を板状に形成した場合、下流側の端部には、熱可塑性シートの両側縁及びその近傍に対応する部分に切欠部を形成することが好ましい。このようにすると、熱可塑性シートと第２遮蔽部材との間に溜まる熱を切欠部を介して逃がすことができる。その結果、熱可塑性シートの両側縁が過度に加熱されるのを防止することができ、シワや折れ曲がりを防止することができる。

本発明に係る加工装置によれば、熱可塑性シートにエンボスパターンを形成する際に、シートの両側部のシワや折れ曲がりを防止することができる。

以下、本発明に係る熱可塑性シートの加工装置を建材用ポリオレフィンシートの加工装置に適用した場合の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は本実施形態に係る加工装置の概略構成図を示す正面図である。

この加工装置は、建材用ポリオレフィンシートにエンボスパターンを形成するものであり、次のような概略構成となっている。すなわち、図１に示すように、ヒータ（加熱部）１によって加熱されたポリオレフィンシートＳが下方に向けて搬送されていき、エンボス版２と圧胴３との間を通過する際に、エンボスパターンが付与される。このときに、ポリオレフィンシートＳ及び圧胴３が、ヒータ１の熱によって過度に加熱されないように、熱を遮蔽する遮蔽ユニット４が配置されている。そして、エンボスパターンが付与されたポリオレフィンシートＳは、エンボス版２側に巻き取られながら、斜め上方へ案内されていく。その後、ポリオレフィンシートＳは、案内ロール５によって下方から支持されつつ、水平方向へ向きを変えて搬送されていく。以下では、上述した各部材について詳細に説明する。

上記ヒータ１は、複数の電熱線を有しており、ポリオレフィンシートＳの表面を加熱する。また、ヒータ１の幅Ｄ１は、ポリオレフィンシートＳの幅Ｄ０よりも長くなっている。そして、その下方には、ポリオレフィンシートＳの表面側にエンボス版２、裏面側に圧胴３が回転可能に配置されている。これらは、円筒状に形成され、回転軸が平行で且つ外周面同士が互いに当接するように配置されている。また、エンボス版２、圧胴３ともに軸方向の長さＤ２がポリオレフィンシートＳの幅Ｄ０よりも長くなっている。エンボス版２は、金属で形成され、その表面には、所定の形状の凹凸が形成されており、この凹凸模様が建材用ポリオレフィンシートＳに押しつけられ、エンボスパターンが形成される。また、エンボス版２の内部には、図示を省略する冷却水が供給されており、これによってエンボス版２の表面が冷却されている。

続いて、圧胴３について説明する。圧胴３の外周面は、シリコーン樹脂（シリコンゴム）で被覆されている。圧胴３の下方には、冷却水が収容された冷却パン６が配置されており、圧胴３の下部が冷却水に浸されている。また、圧胴３の外周面には、冷却水に対して回転方向の下流側に掻き取りロール７が当接しており、このロール７によって、圧胴３の表面に付着した水が掻き取られる。

次に、遮蔽ユニットについて図２及び図３を参照しつつ説明する。図２はエンボス版側からポリオレフィンシートを見た側面図であり、図３は圧胴側からポリオレフィンシートを見た側面図である。遮蔽ユニット４は、エンボス版２側に配置される第１遮蔽部材４１と、圧胴３側に配置される第２遮蔽部材４２とから構成されている。第１遮蔽部材４１は、一対の板状の遮蔽片４１ａ，４１ｂからなり、ポリオレフィンシートＳとヒータ１との間に所定間隔をおいて配置されている。より詳細には、図２に示すように、ヒータ１の両端部において、ポリオレフィンシートＳの両端縁から幅方向にはみ出している部分を、遮蔽片４１ａ，４１ｂが覆っている。そして、ポリオレフィンシートＳと平行に、エンボス版２と圧胴３との接触部分付近まで延びている。また、各遮蔽片４１ａ，４１ｂは、網目状に形成された金属板によって形成されており、例えば、＃１００の編目のステンレス版２を用いることができる。網目の大きさは、これに限定されるものではなく、＃５０〜＃３００にすることもできる。

第２遮蔽部材４２は、一枚の金属板で形成されており、その幅Ｄ３は、ヒータ１の幅Ｄ１よりも大きい。そして、エンボス版２と圧胴３との接触部分近傍から斜め上方、つまりポリオレフィンシートＳから離れる方向に延び、そこから折れ曲がってさらに上方に延びている。また、図３に示すように、第２遮蔽部材４２の下端部には、２箇所において切欠部４２１が形成されている。この切欠部４２１は、ポリオレフィンシートＳの両側縁に対応する部分に形成されている。なお、第１及び第２遮蔽部材４１，４２は、ステンレスのほか、例えば、アルミニウム、銅などで形成することができる。

続いて、上記のように構成された加工装置の動作について説明する。エンボスパターンを形成する過程については、上述したとおりであり、エンボス版２と圧胴３との間を通過する際に、圧胴３によって押圧されることで、エンボス版１の凹凸がポリオレフィンシートＳに転写される。そして、圧胴３の表面はシリコーン樹脂であるため、ポリオレフィンシートＳは、圧胴３から剥がれやすくなっている。こうしてエンボスパターンが形成された後、ポリオレフィンシートは、エンボス版２側に巻き付きつつ、斜め上方の案内ロール５側へ案内された後、水平方向へ搬送される。

この過程において、遮蔽ユニット４は、次のような役割を果たす。ヒータ１は、ポリオレフィンシートＳよりも幅が広いため、第１遮蔽部材４１が設けられていなければ、ポリオレフィンシートＳの両側部を過度に加熱し、シワや折れ曲がりが生じるおそれがある。さらに、圧胴３の軸方向長さがポリオレフィンシートＳの幅よりも長いため、ヒータ１の熱が圧胴３の両端部を加熱し、これによってポリオレフィンシートＳの両側部が圧胴３から過度な熱を受けて変形するおそれがある。これに対して、上記のように、第１遮蔽部材４１を設けると、両遮蔽片４１ａ，４１ｂがヒータ１の両端部を覆うため、過度な熱がポリオレフィンシートＳや圧胴２に伝わるのを防止することができ、これによって、ポリオレフィンシートＳの変形を防止することができる。なお、各遮蔽片４１ａ，４１ｂは、網目状に形成されているため、ヒータ１と遮蔽片４１ａ，４１ｂとの間の熱が適度に逃がされるため、この部分に熱が溜まるのを防止することができる。その結果、熱の蓄積によるヒータ１の損傷を防止することができる。

また、第２遮蔽部材４２は、ポリオレフィンシートＳを挟んで圧胴３側にあるため、ヒータ１から発せられた熱が反射してポリオレフィンシートＳに付与される。したがって、ポリオレフィンシートＳを効率よく加熱することができる。このとき、ヒータから受ける熱によってポリオレフィンシートＳの両側部も加熱されるおそれがあるが、本実施形態では、第２遮蔽部材４２に上述した切欠部４２１が形成されているため、ポリオレフィンシートＳの両側縁付近の熱をこの切欠部４２１から逃がすことができる。したがって、ポリオレフィンシートＳの両側部が過度に加熱されるのを防止することができる。また、圧胴３が過度に加熱されるのが防止されるため、圧胴３の表面が高温にならず、ポリオレフィンシートＳが圧胴３から剥がれやすい状態を維持することができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、第１及び第２遮蔽部材４１，４２の両方を設けているが、ポリオレフィンシートＳの両側部の変形を防止するには、第１遮蔽部材４１だけでもよい。また、第１遮蔽部材４１を構成する遮蔽片４１ａ，４１ｂは、網目状に形成しているが、複数の貫通孔を形成してもよい。さらに、本発明は、ポリオレフィンシートだけに適用されるのではなく、熱可塑性シートであれば、適用することが可能であり、例えば、ポリエステル系，塩化ビニル、アクリル樹脂のシートにも適用可能である。

以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
実施例として、上記図１〜図３に示す加工装置を用いて、ポリオレフィンシートにエンボスパターンを形成した。これに対して、比較例として、図１〜図３の加工装置において、両遮蔽部材４１，４２を取り外したものを用い、エンボスパターンを形成した。加工条件及び温度測定の結果は、以下の通りである。
（共通の仕様）
(1) ヒータ：出力８ｋＷの電熱線を６本、幅１６００ｍｍ
(2) ヒータとポリオレフィンシートとの距離：約７０ｍｍ
(3) エンボス版：直径約２９６ｍｍ，軸方向長さ（版面長）１５１０ｍｍ
(4) 圧胴：直径約２９０ｍｍ，軸方向長さ（圧胴面長）１６００ｍｍ、表面はシリコンゴム）
(5) ポリオレフィンシート：幅１０００ｍｍ
（実施例）
(1) ポリオレフィンシートの搬送速度：２５ｍ／ｓ
(2) ヒータを通過する位置でのポリオレフィンシートの中央と両側部との温度差：５℃以下
(3) 圧胴の端部の温度：３５℃以下
(4) 第１遮蔽部材：ステンレス製の網目板材、厚さ０．５ｍｍのものを３つ重ねて合計厚さ１．５ｍｍ、目の粗さ＃１００
(5) 第２遮蔽部材：ステンレス製板材、厚さ３ｍｍ
（比較例）
(1) ポリオレフィンシートの搬送速度：１０ｍ／ｓ
(2) ヒータを通過する位置でのポリオレフィンシートの中央と両側部との温度差：２０℃以下
(3) 圧胴の端部の温度：５０℃以上
上記の条件において、実施例では、不具合がなく、ポリオレフィンシートにエンボスパターンを形成することができた。一方、比較例においては、ヒータの熱がポリオレフィンシートの両側部及び圧胴を加熱するため、ポリオレフィンシートの中央と両側部との温度差が大きくなるとともに、圧胴表面の温度が上昇した。その結果、ポリオレフィンシートの両側部にシワが発生した。また、圧胴が加熱されることで、圧胴表面のシリコンゴムの剥離性が低下したため、ポリオレフィンシートが圧胴から剥がれにくくなり、エンボス版側へスムーズに巻き取られなくなった。そのため、エンボスパターンが適切に形成されなくなった。

本実施形態に係る加工装置の概略構成図を示す正面図である。 エンボス版側からポリオレフィンシートを見た側面図である。 圧胴側からポリオレフィンシートを見た側面図である。

符号の説明

１ ヒータ（加熱部）
２ エンボス版
３ 圧胴
４１ 第１遮蔽部材
４２ 第２遮蔽部材
４２１ 切欠部

Claims (5)

1. 搬送中の熱可塑性シートにエンボスパターンを形成する熱可塑性シートの加工装置であって、
   熱可塑性シートの幅よりも長い軸方向長さを有し、表面に凹凸が形成され、回転可能に支持された円筒状のエンボス版と、
   前記エンボス版との間を通過する熱可塑性シートを押圧し、回転可能に支持された円筒状の圧胴と、
   熱可塑性シートに対し、前記エンボス版よりも上流側で且つ当該エンボス版と同じ一方面側に配置され、熱可塑性シートを加熱する加熱部と、
   前記加熱部と熱可塑性シートの一方面との間に配置され、前記加熱部の両側部のうち、熱可塑性シートの両側縁よりも幅方向の外側に延びる部分それぞれを覆う第１遮蔽部材と、を備え、
   前記第１遮蔽部材には、複数の貫通孔が形成されている、熱可塑性シートの加工装置。
2. 前記第１遮蔽部材は、編目を有する板状に形成されている、請求項１に記載の熱可塑性シートの加工装置。
3. 熱可塑性シートの他方面側に配置され、前記加熱部から発せられる熱に対し前記圧胴の少なくとも一部を覆う第２遮蔽部材をさらに備えている、請求項１または２に記載の熱可塑性シートの加工装置。
4. 前記第２遮蔽部材は、熱可塑性シートと前記圧胴との接触点近傍から上流側に向かって延びる板材によって形成されている、請求項３に記載の熱可塑性シートの加工装置。
5. 前記第２遮蔽部材における下流側の端部には、熱可塑性シートの両側縁及びその近傍に対応する部分に切欠部が形成されている、請求項４に記載の熱可塑性シートの加工装置。

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