JPH0412837A - 積層シート、該積層シートの製造方法、および該積層シートの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、多方向に強度を有し床材あるいは発熱シート
その他各種分野に適用可能な積層シート、その製造方法
および製造装置に関するものである。

（従来の技術） プラスチックフィルムを形成するために、溶融プラスチ
ックの押出機先端にＴ−ダイを取付けてフィルムを押出
し、冷却装置を通して固化させてシートを形成するＴ−
ダイシーテイング法が知られている。このＴ−ダイシー
テイング法により形成したシートは、単層であり分子配
列に一定の方向性が生じ、強度的に不充分な場合があり
、また熱成形時等における種々の問題を生じていた。こ
のような欠点に対処するため、プラスチックフィルムに
接着性樹脂層を設けて帯状フィルムを形成し、２本の帯
状フィルムを交差させて交互に異なる方向にらせん状に
巻回して筒状２層交差積層シートを製造する交差積層シ
ートの製造方法が提案されている（特開昭５１−４２７
８１号公報）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記公報に開示された積層シートは、２
本の帯状フィルムに接着性樹脂層を積層し相互に異なる
方向に交差させてらせん状に巻回するため、巻付は作業
工程が複雑となり、製造装置が大掛かりで複雑なものと
なって制御も容易ではな〈実施するには非常な困難を伴
うものであった。

本発明は、上記従来技術の欠点に鑑みなされたものであ
って、簡単な構造で多方向に強度が高くしかも製造方法
が容易で製造装置を簡素化可能な積層シートおよびその
製造方法さらにその製造装置の提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前記目的を達成するため、本発明に係る積層シートは、
連続した帯材をつる巻状に巻回した巻回体の半周面から
なる第一層と、該巻回体の他の半周面からなり上記第一
層と内面相互を接合した第二層とを具備したことを特徴
とする。

前記第一層と第二層との間には補強部材を介在させても
よい。

また、本発明に係る積層シートの製造方法は、連続した
帯材を供給する工程と、この帯材をガイド軸上につる巻
状に巻回して筒体を形成する工程と、この筒体を所定長
さに切断する工程と、この切断された筒体を潰すととも
にその内面相互を接合してシート状に加工する工程とを
具備したことを特徴とする。

さらに、本発明に係る積層シートの製造装置は、連続し
た帯材を供給する供給手段と、この帯材をガイド軸上に
つる巻状に巻回して筒体を形成する筒体形成手段と、こ
の筒体を所定長さに切断する切断手段と、この切断され
た筒体を潰すとともにその内面相互を接合してシート状
に加工するシート状加工手段とを具備したことを特徴と
する。

（作　用） 積層シートの第一層は連続した帯材をつる巻状に巻回し
た巻回体の半周面からなり、第二層はその巻回体の他の
半周面からなる。したがって、第一層と第二層との内面
相互を接合すると、第一層と第二層とで帯材の配向方向
が異なり交差するように積層されるため、構造が簡単で
しかも強度が大きくなる。

連続した帯材はガイド軸上につる巻状に巻回するため、
巻き付は作業は容易である。また、製造装置も簡易なも
ので済み、その制御も簡単である。

（実施例） 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る積層シートの構成お
よびその製造方法の説明図である。

一定方向のつる巻き状に巻回された帯材１により円筒状
の巻回体（以下、単に「円筒体」という）２か形成され
る。この円筒体２をプレスにより押し潰して内面相互を
接合し平板状積層シート３を形成する。円筒体２の半周
面からなる第１層は、積層シート３の上半層４を構成す
る。円筒体２の他の半周面からなる第２層は、積層シー
ト３の下半層５を構成する。積層シート３の上半層４の
帯材の配向方向は下半層５の帯材の配向方向に対し、積
層シートの長手方向に関し対称的に交差する方向となる
（第２図参照）。積層シート３は連続した帯材１で形成
されるため、側縁部の上下は繋がった状態である。この
押圧され潰された円筒体２の対向する内面同士は、後述
のように、適当な接着手段により接合され積層シート３
を形成する。

円筒体２は、後述のガイド軸上に帯材１をつる巻き状に
巻回して形成される。この円筒体２の形成例を第３図に
示す。

第３図は帯材１を単層に形成した例である。帯材１は、
ガイド軸６上につる巻き状に端縁部７をオーバーラツプ
させて巻付けられる。このような円筒体２を押し潰すこ
とにより２層の積層シートが得られる。

第４図は円筒体２の別の形成例を示す。この例はガイド
軸６上に帯材を２層に巻付けたものである。下側の帯材
８の端縁部と上側の帯材９の端縁部とは交互にずれた位
置になるようにつる巻き状に巻付けられる。この場合、
つる巻きのつるが巻く方向（らせんの方向）は上下の帯
材とも同じである。

第５図は円筒体２のさらに別の形成例を示す。

この例は３層構造の例であり、例えば熱可塑性樹脂から
なる下層１０と上層１２との間に中間層として帯状や線
状の補強材層１１を巻回した構成である。補強材として
は、金網、グラスや金属、カーボン等のファイバー、充
填材入りシート材、配向シート、金属箔、ワイヤやロー
ビング等の線状体等が用いられる。

このような円筒体２を押し潰して積層シート３を形成す
る積層シート製造方法の基本的なフロの一例を第６図に
示す。

まず、例えばプラスチックフィルムやプラスチックシー
ト等の帯材を作成しこれをガイド軸に対し斜め方向から
供給する（帯材供給工程、ステップ２０）。この帯材を
ガイド軸上につる巻き状に巻回するとともにガイド軸上
を摺動させてガイド軸上に帯材の円筒体を形成する（筒
体形成工程、ステップ２１）。次にこのガイド軸上を移
送される円筒体をクランプしくステップ２２）、移送状
態で切断して所定長さのパイプを形成する（筒体切断工
程、ステップ２３）。次にこのパイプを対向する２方向
（上下方向）から押圧して潰すとともにパイプの内面同
士を接合し積層シートを形成する（筒体のシート状加工
工程、ステップ２４）。

このような積層シートを製造するための装置の構成例を
第７図に示す。第７図は本実施例に係る積層シート製造
装置の概略上画面である。

中空または中実丸軸からなるガイド軸６が装置フレーム
（図示しない）に対し固定される。このガイド軸６の軸
方向に対し溶融プラスチックの押出機３０が押出し方向
を斜めにして配設される。

押出機３０の先端には帯材成形用のＴ−ダイ３１が設け
られる（帯材供給手段）。この押出機３０に隣接してガ
イド軸６の側面にはガイド軸６上につる巻き状に巻回さ
れた帯材からなる帯材１をガイド軸に巻付けながら移送
させるためのベルト３３およびローラ３２からなる巻付
は搬送装置５０が備わる（筒体形成手段）。

ガイド軸６を越えた位置に、ガイド軸上に形成され移送
される円筒体２を把持するクランプ装置３４および切断
装置３５が備わる（切断手段）。

クランプ装置３４および切断装置３５は相互に連結され
レール３６に沿って矢印りのように往復移動可能である
。

クランプ装置３４は、例えば第１２図に示すように、円
筒体２の周囲３か所に設けたクランプ用シリンダ４６に
より構成される。このクランプ用シリンダ４６により先
端のクランプローラ５１を矢印Ｆのように駆動して、回
転する円筒体２を把持する。切断装置３５は、矢印Ｇ、
Ｈのように、円筒体２に対し接近離隔可能な回転刃４７
を具備する。このようなりランプ装置３４および切断装
置３５は相互に連結固定され各々ローラ４５を介してレ
ール（第１２図では紙面に垂直な方向に設置されている
）３６上に搭載される。

切断２置３５には、第１３図に示すように、シリンダ４
８のピストンが固定され、該シリンダ４８を駆動するこ
とによりクランプ装置３４および切断装置３５をレール
３６に沿って矢印りのように往復移動させることかでき
る。４つは位置決め用のリミッタである。

第７図を参照して、上記クランプ装置３４および切断装
置３５に続いて、切断された所定長さの円筒体パイプを
支持するための支持ガイド３７が備わる。この支持ガイ
ド３７は、第１１図に示すように、円筒体２を円周方向
に回転させながら軸方向に移送させるために、多数の自
在回転可能なボールベアリング４４を具備する。

再び第７図を参照して、上記支持ガイド３７に続いて、
円筒体パイプを徐々に押圧して偏平化する加圧ガイドロ
ーラ３８が設けられる。この加圧ガイドローラ３８は、
第８図の側断面図に示すように、上下方向に徐々に間隔
が狭められた上下複数対のローラ３８Ａ〜３８Ｅ、３８
Ａ′〜３８Ｅ′により構成される。この加圧ガイドロー
ラ３８に続いて、円筒体パイプを完全に押し潰して平板
状シートを形成するための加圧ローラ３９が設けられる
（シート状加工手段）。

加圧ローラ３９に続いて、押し潰された円筒体パイプの
内面同士を接合するための溶着装置４０が設けられる（
シート状加工手段）。この溶着装置４０は、例えば誘電
体力率の大きいプラスチックに高周波電界を与えると発
熱する高周波誘電加熱現象を応用し、電極間にプラスチ
ックを挾み高周波電圧を印加し溶着する高周波ウエルダ
ー装置により構成される。あるいはこの溶着装置４０は
、プラスチック等の粘弾性体が超音波振動によって発熱
する発熱溶着現象を応用した超音波ウエルダー装置であ
ってもよい。後述するように、溶着する積層シート材料
の種類に応じて最適な溶着装置が定まる。

この溶着装置４０に続いて、完成した積層シート３を送
り出すだめの排出ローラ４１が設けられる。

次に上記構成の積層シート製造装置の動作について説明
する。

第７図を参照して、押出機３０のＴ−ダイ３１から帯材
（帯材）１が、矢印Ａのように、ガイＦ軸６に対し斜め
前方に向けて供給される。帯材１はガイド軸６上につる
巻き状に巻回される。巻付は搬送装置ｔ５０のベルト３
３がガイド軸６上の帯材１を巻き掛けて矢印Ｂのように
移動するため、帯材１はガイド軸６上につる巻き状に巻
き付けられるとともにガイド軸６上を回転しながら矢印
Ｃのように摺動して移送される。

移送されたつる巻き状の円筒体２はクランプ装置３４の
シリンダ４６（第１２図）の駆動によりクランプされる
。円筒体２をクランプする直前には、シリンダ４８（第
１３図）を駆動してクランプ装置３４および切断装置３
５を円筒体２と同方向（矢印Ｃ）に同速度で移動させる
ようにする。

このクランプした状態で切断装置３５の回転刃を矢印Ｇ
のように移動させ円筒体２に押し当てて回転する円筒体
２を切断する。これにより所定長さの帯材からなるパイ
プが形成される。切断後は、シリンダ４８を逆方向に駆
動して円筒体２のクランプを解除し、クランプ装置３４
および切断装置３５を矢印Ｃ（第１図）と逆方向に移動
させ、次の円筒体の切断のために待機させる。

切断されたプラスチックのパイプは支持ガイド３７上を
通してさらに移送され、加圧ガイドローラ３８により徐
々に押圧されて変形し加圧ローラ３９により完全に押し
潰されて平板状シート３が形成される。

押し潰された円筒体の内面同士は溶着装置４０により接
合され積層シートが完成する。この積層シートは排出ロ
ーラ４１により送り出される。

次に帯材１を構成する帯材の材料と装置との関連につい
て述べる。

帯材として、高密度ポリエチレン（ＨＤ　Ｐ　Ｅ）等の
熱可塑性樹脂を用いた場合には、第７図および第８図の
溶着装置４０に代えて、第９図に示すように、加圧ガイ
ドローラ３８の手前側付近に加熱装置４２を設けること
としてもよい。加熱装置４２はバーナーあるいはヒータ
ー等からなり、中空ガイド軸６の内部を通して加圧ガイ
トローラ３８近傍の円筒体２の内部に配設される。この
加熱装置４２により円筒体２の内面を加熱し加圧ローラ
３９て圧着させることにより円筒体２の内面同士か溶着
して接合される。

第７図および第８図では、溶着装置４０として、高周波
ウエルダー装置を用いたが、超音波振動を利用した超音
波ウエルダー装置や電磁誘導現象を利用した誘導加熱装
置を用いてもよい。

紙、金属その他の熱溶着性のないフィルム材料を円筒体
２の内面に設けた場合には、第１０図に示すように、接
着剤スプレー装置４３を加圧ガイドローラ３８の手前側
の円筒体２の内面に配設し、接着剤を霧状に噴出させる
。円筒体２は加圧ローラ３９て押し潰されるとともに接
着剤を介して内面同士が接合される。この場合、加熱装
置を併用して熱可塑性樹脂を接着剤として用いホットメ
ルト接合を施してもよい。

帯材１、ガイド軸６、ベルト３３は、必要に応じて冷却
するようにしてもよい。また、帯材１を巻回する手段は
、固定ガイド軸６およびベルト３３に限定されることは
なく、例えば、ガイド軸自体か帯材を搬送し巻回するも
のでもよい。

次に具体的な実施例を示せば、ＨＤＰＥ（製品名　［Ｅ
７１５Ｊ、材料特性　ＭＦＲ−１，８ｇ／１０ｍ１ｎ　
ｓ密度−０，９５８ｇ／ａｎ’　）をフィルム材料とし
て用い、フィルム幅７５ｍｍ、厚さ０．７１として巻付
は速度１０ｍｍ／ｍｉｎ　、オーバーラツプ５關てつる
巻き状に巻回して、パイプ径３００市の円筒体を形成し
た。これを押し潰して積層シートを形成したところ多方
向について強度の良好な積層シートが得られた。

前述の第７図の実施例においては、押出機３０を１台だ
け用いて１条の帯材を繰り出しつる巻き状の円筒体を形
成した例を示したが、押出機を複数台用いて帯材１を並
列させて巻回し、２条またはそれ以上の条数のつる巻き
を形成してもよい。

複数条のつる巻きの場合でもつる巻きの方向は同してあ
り、押し潰して積層シートを形成した場合、上半分の層
の配向方向は一定に揃い、下半分の層の配向方向は上半
分の層の配向方向と交差する方向に揃う。

また、１条の場合および複数条の場合のいずれについて
も複数層に巻回することができる。

帯材は押出機およびＴ−ダイにより作成して供給してい
るが、予め作成しておいた帯材を繰出し供給するように
してもよい。

ガイド軸６上に巻きつけたっる巻き状の円筒体２を円滑
に摺動させるために、ガイド軸６にテフロンコーティン
グを施し、あるいはエアー噴出孔を設けてもよく、また
ガイド軸６にテーパを設けてもよい。

複数層のつる巻きを形成する場合あるいは補強材層を積
層する場合、各帯材をガイド軸６上で直接積層してもよ
いし、あるいは溶融フィルム同士または溶融フィルムと
補強材とを前もって接合して複数層の帯材を形成し、こ
の複数層の帯材をガイド軸６上につる巻き状に巻付けて
もよい。

補強材層として補強用帯材を巻回する代わりに、つる巻
きパイプ形成時に線状、テープ状、チップ状、チョップ
状あるいはフィラメント状の補強材を混入あるいはふり
かけ供給して層間の補強を行ってもよい。

補強材に代えてまたはこれとともに発熱抵抗体層を設け
ればシート状の面発熱体として用いることができる。こ
の発熱抵抗体として例えばニクロム線などを用いれば、
該ニクロム線は帯材に沿って円筒体に巻回された後押し
潰されるので、積層シートの上半層および下半層に交互
配置され、これに電力を通ずる端子は積層シート端部に
自然に配設され、便宜である。

ガラス繊維あるいは他の適当な材料を混入させることに
より容易に各種形状にスタンピングが可能なシート材料
を作成することができる。

前記実施例では円筒体状態で切断してつる巻き円筒体パ
イプを形成しこれを押し潰して積層シートを形成してい
たが、連続円筒体状態のまま押し潰して積層シートを形
成しその後切断して所定長さのシートを形成してもよい
。

前記実施例では、第１４図（ａ）にその断面を示すよう
な１条の帯材１の端縁部７をオーバーラツプさせて円筒
体を作成し積層シートを作ったが、複数条の帯材を供給
して同様の態様のものを作成してもよい。また、前記実
施例では第１４図（ｂ）にその断面を示すような下側の
帯材８の端縁部と上側の帯材９の端縁部を交互にずらし
た例を掲げたが、第１４図（’Ｃ）に示すように上側の
帯材９の幅を狭くして帯材８の端縁部のみを覆うように
してもよい。さらに、第１４図（ｄ）に示すように２条
の帯材６１，６２をそ幅の３分の２程度が重なるように
積層してもよいし、第１４図（ｅ）に示すように帯材の
幅の２分の１程度が重なるように積層してもよい。

前記実施例の積層シートは、上半層（第１層、下半分の
層）の帯材は一定の配向方向を有し、下半層（第２層、
下半分の層）の帯材は上半層の帯材の配向方向に対し積
層シートの長平方向に関し対称に交差する配向方向を有
する。したがって、従来技術の欄において説明した特開
昭５１−４２７８１号公報の製造方法により２条の帯状
フィルムを交差させて交互に異なる方向に巻回して作成
される交差積層シートとは、その構成を異にし、該公報
の製造方法に比較して簡単な作業工程および簡単な製造
装置で作成することができる。

［発明の効果〕 以上説明したように、本発明に係る積層シートは、帯材
をつる巻き状に巻回した巻回体の半周面からなる第１層
および他の半周面からなる第２層の内面相互を接合して
いるので、第１層および第２層の間で帯材の配向方向が
交差し、構造が簡単で簡易な製造方法、製造装置で作成
することができ、しかも多方向に強度が強い。また、２
次加工も容易である。種々の補強材を用いることにより
さらに強度の強い積層シートとなる。

本発明に係る積層シートの製造方法および製造装置によ
れば、熱可塑性樹脂等からなる連続した帯材を一定方向
のつる巻き状に巻回して筒体を形成し、これを切断し押
し潰して積層シートを形成するため、筒体を形成する帯
材の巻付は作業が容易にてき、巻付は装置等を含む製造
装置の構成が簡単となる。また、駆動制御も容易となり
、多方向に強度の大きい積層シートを容易に円滑に製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る積層シートおよびその製造方法
の基本構成の説明図、 第２図は本発明に係る積層シートの配向方向の説明図、 第３図は本発明に係る積層シートを作成するためのつる
巻き状の円筒体の形成例の断面図、第４図はつる巻き状
の円筒体の別の形成例の断面図、 第５図はつる巻き状の円筒体のさらに別の形成例の断面
図、 第６図は本発明に係る積層シート製造方法のフローチャ
ート、 第７図は本発明に係る積層シート製造装置の概略構成上
面図、 第８図は第７図の積層シート製造装置の部分側面図、 第９図は本発明に係る積層シート製造装置の別の例の部
分側面図、 第１０図は本発明に係る積層シート製造装置のさらに別
の例の部分側面図、 第１１図は第７図の製造装置の支持ガイド部分の断面図
、 第１２図は第７図の製造装置のクランプおよび切断装置
部分の構成説明図、 第１３図は第１２図のクランプおよび切断装置部分の側
面図、 第１４図は円筒体における帯材の重なりの種々態様を表
わす部分断面図である。 ３０：押出機、 ３８：加圧ガイドローラ、 ３９：加圧ローラ、 ４０：溶着装置。 特許出願人　日本石油化学株式会社

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続した帯材をつる巻状に巻回した巻回体の半周
   面からなる第一層と、該巻回体の他の半周面からなり上
   記第一層と内面相互を接合した第二層とを具備したこと
   を特徴とする積層シート。
2. （２）補強部材を介在させたことを特徴とする請求項１
   記載の積層シート。
3. （３）連続した帯材を供給する工程と、この帯材をガイ
   ド軸上につる巻状に巻回して筒体を形成する工程と、こ
   の筒体を所定長さに切断する工程と、この切断された筒
   体を潰すとともにその内面相互を接合してシート状に加
   工する工程とを具備したことを特徴とする積層シートの
   製造方法。
4. （４）連続した帯材を供給する供給手段と、この帯材を
   ガイド軸上につる巻状に巻回して筒体を形成する筒体形
   成手段と、この筒体を所定長さに切断する切断手段と、
   この切断された筒体を潰すとともにその内面相互を接合
   してシート状に加工するシート状加工手段とを具備した
   ことを特徴とする積層シートの製造装置。