JP7342328B1

JP7342328B1 - 屋外路面シート及びその製造方法

Info

Publication number: JP7342328B1
Application number: JP2022188009A
Authority: JP
Inventors: 誠一林; 真沙子廣瀬; 宏明松浦
Original assignee: サンコー企画株式会社
Priority date: 2022-11-25
Filing date: 2022-11-25
Publication date: 2023-09-12
Anticipated expiration: 2042-11-25
Also published as: JP2024076472A; JP2024076951A

Abstract

【課題】比較的簡易な工程で、基材シートの脱落を防止できる。【解決手段】屋外路面シートの製造方法は、施工時の加熱によって軟化又は溶融する熱可塑性の基材シートを複数配置して、配置された一つの基材シートの端面の少なくとも一部を、配置された他の基材シートの端面と接触させる配置工程と、配置された複数の基材シートを第１の温度帯で加熱する第１の加熱工程と、前記第1の温度帯で加熱された複数の基材シートを、前記第1の温度帯よりも高い第２の温度帯で加熱する第２の加熱工程とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、屋外路面シート及びその製造方法に関する。

複数のシートを組み合わせて路面に線や文字等を標示する屋外路面シートに関しては種々の発明が開示されている。例えば、特許文献１には、道路標示シート裏面に熱可塑性接着剤を塗布することで、基材シート２ａの孔部から各基材シート２ｂが脱落しないようにした道路標示シートが開示されている。

特開２０１７－３１７９５号公報

例えば、特許文献１に示される道路標示シートは、各基材シートの裏面に熱可塑性接着剤を架け渡すようにスプレー塗布し膜部を形成することで組込みシートの脱落を防止したものである。
特許文献１に示される道路標示シートは、各基材シートを嵌め込んだ後、１枚ずつシート裏面に熱可塑性接着剤を蜘蛛の巣状にスプレー塗布する必要があり、塗布工程はスプレー塗布スペースや排気設備が必要でシート１枚毎の移動を手作業で行う必要がある。

また、特許文献１に示される道路標示シートは裏面に熱可塑性接着剤が塗布されており、施工のための加熱で各基材シートと熱可塑性接着剤はそれぞれ軟化、溶融し熱可塑性接着剤が路面に付着するものである。特許文献１によれば熱可塑性接着剤の軟化点は道路標示シートよりも高いものを利用していると記されているが、施工のための加熱で道路標示シートが先に軟化・溶融するため、熱可塑性接着剤が十分に軟化・溶融せず、熱可塑性接着剤の接着性が発揮されない可能性がある。

本発明に係る屋外路面シートは、施工時の加熱によって軟化又は溶融する熱可塑性の基材シートを複数備え、複数の前記基材シートのうち、一つの基材シートの端面の少なくとも一部が、他の基材シートの端面と接触しており、接触している端面の少なくとも一部が溶着している。

好適には、接触している前記端面において、前記基材シートの厚み方向で溶着状態が異なる。

好適には、接触している前記端面において、前記基材シートの一方の面側のみが溶着し、前記基材シートの他方の面側は溶着していない。

好適には、接触している端面において、２つの前記基材シートの裏面側は、表面側よりも高さが一致しており、接触している前記端面において、前記基材シートの裏面側のみが溶着している。

また、本発明に係る屋外路面シートの製造方法は、施工時の加熱によって軟化又は溶融する熱可塑性の基材シートを複数配置して、配置された一つの基材シートの端面の少なくとも一部を、配置された他の基材シートの端面と接触させる配置工程と、配置された複数の基材シートを第１の温度帯で加熱する第１の加熱工程と、前記第１の温度帯で加熱された複数の基材シートを、前記第1の温度帯よりも高い第２の温度帯で加熱する第２の加熱工程とを有する。

好適には、前記第１の加熱工程では、平面上に載置された複数の前記基材シートに対して、上方から加熱し、前記第２の加熱工程では、複数の前記基材シートを下方から加熱する。

好適には、前記第１の温度帯は、前記基材シートが軟化する温度帯であり、前記第２の温度帯は、前記基材シートの一部が溶融する温度帯であり、前記第２の温度帯で加熱された複数の基材シートを冷却する冷却工程をさらに有する。

本発明によれば、比較的簡易な工程で、基材シートの脱落を防止できる。

本発明に係る屋外路面シートの実施形態を示す平面図である。図１に例示した屋外路面シートの底面図である。図１のA－A断面図である。図３の要部を拡大した図である。予熱装置概略図及び予熱装置天面内部図である。裏面加熱装置概略図である。冷却装置概略図である。予熱処理の効果を説明する図である。

以下、本発明に係る実施形態の構成を、図面を参照して説明する。ただし、本発明の範囲は、図示例に限定されるものではない。
本実施形態は基材シートの裏面を加熱し、軟化点を利用して各基材シートの裏面を薄く融着させることで一体の状態となり、容易に加熱溶融による現場施工が出来る屋外路面シートを提供するもので、新たな材料による加工を必要としない。

本実施形態は各基材シートを嵌め込み、予熱、融着、冷却の複数工程を加工装置により連続して行う事が可能である。また、各工程を手動で作業者が行う事も可能である。

本実施形態は熱融着し一体となったシート自体が施工のための加熱で軟化・溶融し、本来のシートが持つ熱による流動性を利用して路面に浸透溶着し固化するものであり、よって本来の接着性を発揮するものである。

組込みシートの脱落防止のために接着剤を付加するのではなく、シートの持つ物理的、化学的特性である熱による軟化・流動性を利用し、隣り合う他の基材シートと融着し一体とするものであり組込んだシートの脱落を防止でき、施工時まで組込みシートの形状が保持される。
シート裏面には熱可塑性樹脂層が設けられていないので、従来と同じ感覚で施工する事が出来る。

より具体的には、本実施形態に係る屋外路面シートは、基材シートの孔部に各基材シートを嵌め込んだ後、再剥離マットに載せ、脱落防止加工装置で予熱〈第一工程〉、裏面加熱〈第二工程〉、冷却〈第三工程〉の各工程を自動で連続して行う。
再剥離マットは物質が付着しにくいシリコンやフッ素樹脂等で表面コーディングされている。裏面加熱し融着させた基材シートを冷却することで容易に取り外すことができるため再剥離マットに基材シートを載せ脱落防止加工を行う。
以下にその工程の詳細を述べる。

〈第一工程〉
各基材シートを嵌め込んだ屋外路面シートは、色や反射材の有無によってそれぞれの厚みが違うため、部分的に凸凹している。
これではシート裏面を加熱して一体化しようとしても、嵌め込んだシート同士がその端面で熱が均等に伝わらないため、熱融着により一体化することが難しい。
第一工程はこの嵌め込みシートの段差を無くすことが目的で設けられている。

ロール状の基材シートをカットし各基材シートを作製するため、図８に例示するように、各基材シートには丸まったものが存在する。丸まった状態の各基材シートを基材シートに嵌め込み、裏面を加熱して一体化しようとすると基材シートと嵌め込んだ各基材シートとの間に隙間ができ、熱融着することが難しい。
第一工程はこの丸まりを熱と各基材シートの自重を用いて平坦にすることが目的で設けられる。

第一工程では予熱装置にハロゲンヒーターを用いる。またこの装置はトンネル状に囲い保温効果を持つ。予熱装置下を移動させることでハロゲンヒーターの輻射熱とハロゲンヒーターから放出される近赤外線を各基材シートが吸収することで分子活動を活発化させ、分子間摩擦熱が発生し各基材シートがやや軟化する。各基材シートは軟化することで自重により丸まった状態から平坦な状態になる。

第一工程では基材シートの表面温度が５０℃から６０℃になるように加熱する。すなわち、第一工程の加熱温度は、基材シートが軟化し、かつ、基材シートが溶融しない温度帯である。
この時、基材シートの表面温度が５０℃以下だと、各基材シートの凸凹や丸まりが平坦にならず、各基材シート同士を裏面加熱するための予熱効果が得られない。また、６０℃以上だと第二工程で裏面加熱をした時に熱が伝わり過ぎ、基材シートの表面に変形等の問題が発生する。

本実施形態ではハロゲンヒーターを用いるが、ハロゲンヒーターに限るものではない。
温風で装置内の雰囲気温度を１００℃程度にし、基材シートを予熱する事も可能である。又は、熱板等を基材シートに当たらない程度の高さで当て、熱板等の輻射熱を利用して基材シートを予熱することでも可能である。また、この予熱工程は基材シートの表面が５０℃から６０℃になるよう手動で基材シートを装置へ出し入れする事により自動で予熱装置を移動した場合と同等の効果が得られる。

〈第二工程〉
次いで、本実施形態では熱板上を移動させることで基材シート裏面を加熱し融着させる。
この工程は装置上で連続して自動で行われる。

第一工程で平坦になった基材シートが熱板上を移動することで基材シートと熱板が当接する。平坦になった基材シートが移動しながら熱板に当接することで、基材シートと隣り合う各基材シートの裏面側のみが融着し、基材シートと各基材シートが一体化することを目的とする。

第二工程では基材シートの表面温度が９０℃～１１０℃になるように加熱する。より好ましくは９３℃から１０５℃になるように加熱する。
基材シートは熱可塑性樹脂のため熱をかけ過ぎると軟化溶融する。基材シート表面が１１０℃以上であると基材シート表面に膨れ等の問題が起き好ましくない。
また、基材シート表面温度が９０℃以下であると基材シートの裏面は軟化温度に達しないため、融着せず一体化しないので好ましくない。

本実施形態では熱板に基材シートを当接させて融着させるが、熱プレス機を用い軽い圧力でプレスすることで裏面のみを融着することも可能である。また、基材シートの裏面にエンボスアルミ板を挟み込み熱プレスすることで基材シート裏面が凸凹に融着される。本発明ではコンベヤ等で移動しながら加熱するが、これに限らず熱板上で静止した状態でも融着が可能である。作業者が手動で基材シートを熱板に当接させ、基材シートの表面温度が９０℃～１１０℃になるよう加熱し熱板から取り出す。基材シートは熱可塑性樹脂であるため、適度に熱を加えると裏面のみを融着させることが可能である。

〈第三工程〉
次いで、本実施形態では冷風下を移動させる。この工程は装置上にて自動で連続して行われる。
熱板上を移動することで熱せられた基材シートを冷却し、融着部５をより強固に接合させることを目的とする。

第三工程では基材シートの表面温度が３０℃以下になるよう冷却する。
基材シート表面温度が３０℃以上であると基材シートが十分に冷却されておらず、再剥離マットから融着した基材シートを取り外す時に、基材シートが変形したり融着部分が外れる可能性がある。より好ましくは基材シート表面温度を２５℃から２０℃程度に冷却する。基材シート表面温度が２０℃程度になると容易に再剥離マットから取り外すことが出来る。

本実施形態では冷風を用いて冷却するが、これに限らずチラー等の冷却盤に当接しながら移動することで基材シートを冷却することが可能である。また、冷水を利用し基材シートを冷却することも可能である。また、この第三工程も冷却装置に作業者が手動で加熱された基材シートを入れ、基材シート表面温度が３０℃以下になった後冷却装置から取り出すことにより自動で冷却装置を移動した場合と同等の効果が得られる。

特許文献１では道路標示シートを一体化するために基材シートに配合されているエチレン酢酸ビニル共重合が配合されている熱可塑性接着剤が必要であるが、本実施形態は新たな材料は不要であり、熱により熱可塑性樹脂シートの持つ物理的、化学的特性を引き出して各基材シートを融着し一体化している。

本実施形態の屋外路面シートによれば、複数の熱可塑性を有する各基材シートを融着させて一体に設け、施工現場で屋外路面シートを加熱溶融させる施工が容易にできる。
本実施形態の加工方法では、定速自動搬送で連続して加工するので効率が良く生産性が高い。加工作業を機械化することにより作業者の負担を軽減し、脱落防止効果のバラツキを少なくすることが可能である。
さらに、脱落防止加工することにより梱包資材費、輸送費等を削減することができコストダウンを見込める。また、運搬時から施工時までのパーツ脱落・紛失を防止でき、施工性向上も見込め容易な施工が実現できる。

なお、本実施形態では定速自動搬送に固執している訳ではない。例えば、準備、予熱、加熱、冷却、取り出しの各工程を凹型状やL型状に配置して、一人の作業者が順に各工程を手動で移動させても良い。
手動にすることで自動搬送より装置コストを抑えることができる。また、各作業者のペースで作業を進めることができ、自動搬送と同じように屋外路面シートに脱落防止加工することが可能である。

ここでは手動での脱落防止加工方法について述べる。
各工程の予熱、加熱、冷却装置を連結せずそれぞれ個々の装置として凹型状やL型状に配置する事で、自動搬送装置より省スペースで作業する事が可能である。
各工程における基材シートの表面温度が自動搬送と同様になるよう、各工程を作業者が手動で行う。
第一工程として予熱装置へ再剥離マットに載せた基材シートを入れ、基材シート表面温度が５０℃～６０℃になるよう加熱しその後装置から取り出す。
次いで第二工程として加熱装置の熱板上に再剥離マットに載せた予熱した基材シートを当接させ、基材シート表面温度が９０℃～１１０℃になるよう加熱し取り出す。
作業者が手動で行うので加熱し過ぎる可能性がある為、手動で行う場合は９０℃～１００℃で装置から取り出すことが望ましい。（バラツキ軽減）
次いで第三工程として再剥離マットに載せた加熱した基材シートを冷却装置へ入れ、基材シート表面温度が３０℃以下になるよう冷却し装置から取り出す。
基材シートは十分に冷却することで再剥離マットから容易に取り出すことができ、出荷用板ダンボールに載せ換える作業が容易である。

本実施例を図面に基づき具体的に説明する。
図面において、１は屋外路面シートである。
図１に示す屋外路面シート１は、四隅を角丸に設けた四角形シート状に形成しており、上面に「STOP」の文字と自転車マーク、長方形を表している。

上記屋外路面シート１は四角形シート状に形成した基材シート２ａを１枚と、これと色調の異なる各基材シート２ｂを７枚備えており、前記各基材シート２ｂはその外形を「Ｓ」「Ｔ」「Ｏ」「Ｐ」の文字の形と自転車マーク、長方形の形状にそれぞれ形成されている。
なお、図１に示す屋外路面シート１の基材シート２ａ及び各基材シート２ｂの材質や軟化点等の性質等は同一である。

図２は図１の底面図であり、図３は図１の断面図であり、図４は図３の要部を拡大した図である。
上記基材シート２ａには、各基材シート２ｂの外形形状に対応する孔部を切り抜いて形成しており、前記各基材シート２ｂは基材シート２ａに設けた各孔部に各基材シート２ｂを嵌め込んで配置している。
更に、「ＳＴＯＰ」の「Ｏ」「Ｐ」の文字や「自転車マーク」の車輪部分を構成する基材シート２ｂにおいては、リング状の各基材シート２ｂの内側に対応する外形に切り出した基材シート２ａを嵌め込んでいる。
このように各基材シート２ａ、２ｂを配置させることで、各基材シート２ａ、２ｂの表面が屋外路面シート１の表面を構成すると共に、各基材シート２ａ、２ｂの裏面を構成するように設けられる。

屋外路面シート１は、図４が示すように各基材シート２ａと２ｂが当接する部分を融着させている。具体的には、図５で示す装置で屋外路面シート１を構成する各基材シート２ａ、２ｂに表面温度が６０℃程度になるように弱い熱をかけ、各基材シート２ａ、２ｂの丸まりを取り平坦にする。

図６は屋外路面シート１の裏面加熱装置概略図である。
屋外路面シート１を約２００℃程度の熱板上を通過させ裏面のみを加熱し、各基材シート２ａ、２ｂの裏面を融着させて融着部５を形成させている。
このように融着部５を形成することで、基材シート２ａと基材シート２ｂの孔部へ嵌め込んだ各基材シート２ｂが一体となる。この時、軟化範囲内の低い温度帯で熱することで基材シート２ａ、各基材シート２ｂの表面には熱による変化が起こらない。

裏面を加熱した時、上記基材シート２ａと各基材シート２ｂが当接する部分を融着させた融着部５が形成されない部分が生じる場合がある。しかしながら、上記基材シート２ａと各基材シート２ｂが当接する部分の融着部５が部分的に形成されることで、基材シート２ａと各基材シート２ｂとは一体的な状態となり、各基材シート２ｂが基材シート２ａから抜け落ちるような問題が抑制できる。

裏面を加熱することで熱せられた基材シート２ａと各基材シート２ｂを１０℃程度の冷風で冷却することで、融着部５の各基材シート２ｂは離脱することなく、基材シート２ａと各基材シート２ｂは一体となり、更に基材シート２ａと各基材シート２ｂ全体も２０℃程度まで冷却されて好ましい。

［実験］
以下に実施した裏面加熱実験について説明する。
この方法はエンボスアルミ板と熱プレス機を用い、屋外路面シート１の裏面にエンボス形状を転写することで隣り合う基材シートを一体とする方法である。
ゴム板上にPETフィルムに挟んだ屋外路面シートを表面が下になるように置き、その上にエンボスアルミ板を乗せ軽い圧力でプレスする。熱プレス機の熱がエンボスアルミ板に伝導し基材シート裏面をエンボス形状で融着させる。また凹凸を付けることで強固に一体とすることが可能である。

次に静止した状態で予熱、加熱、冷却を行う方法である。
この方法は作業者が手動で屋外路面シートを予熱装置に入れ、予熱完了後に裏面加熱装置に入れ、裏面加熱完了後に冷却装置に入れる。

次に屋外路面シートを実験装置上でスライドさせる方法である。
この方法は再剥離シートに屋外路面シートを載せ、定速で実験装置上を移動させ、予熱、加熱、冷却を行う方法である。定速で加工するので作業者によるばらつきが無く良好であり、連続して定速で加工するので生産性も高い。

１屋外路面シート
２ａ、２ｂ基材シート
５融着部
Ａ再剥離シート
Ｂコンベヤレール
Ｃハロゲンヒーター
Ｄファン
Ｅ熱板
100 温風
101 近赤外線
102 冷風

Claims

施工時の加熱によって軟化又は溶融する熱可塑性の基材シート
を複数備え、
複数の前記基材シートのうち、一つの基材シートの端面の少なくとも一部が、他の基材シートの端面と接触しており、
接触している端面の少なくとも一部が溶着している
屋外路面シート。
接触している前記端面において、前記基材シートの厚み方向で溶着状態が異なる
請求項１に記載の屋外路面シート。
接触している前記端面において、前記基材シートの表面又は裏面の一方の面側のみが溶着し、前記基材シートの他方の面側は溶着していない
請求項２に記載の屋外路面シート。
接触している端面において、２つの前記基材シートの裏面側は、表面側よりも高さが一致しており、
接触している前記端面において、前記基材シートの裏面側のみが溶着している
請求項３に記載の屋外路面シート。
施工時の加熱によって軟化又は溶融する熱可塑性の基材シートを複数配置して、配置された一つの基材シートの端面の少なくとも一部を、配置された他の基材シートの端面と接触させる配置工程と、
配置された複数の基材シートを第１の温度帯で加熱する第１の加熱工程と、
前記第１の温度帯で加熱された複数の基材シートを、前記第１の温度帯よりも高い第２の温度帯で加熱する第２の加熱工程と
を有する屋外路面シートの製造方法。
前記第１の加熱工程では、平面上に載置された複数の前記基材シートに対して、上方から加熱し、
前記第２の加熱工程では、複数の前記基材シートを下方から加熱する
請求項５に記載の屋外路面シートの製造方法。
前記第１の温度帯は、前記基材シートが軟化する温度帯であり、
前記第２の温度帯は、前記基材シートの一部が溶融する温度帯であり、
前記第２の温度帯で加熱された複数の基材シートを冷却する冷却工程
をさらに有する請求項６に記載の屋外路面シートの製造方法。