JPS6056103B2 - エンボス加工方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 多年の間に、合成熱可塑性プラスチックシート材料をエ
ンボス加工するための多くの方法と種々な形式の装置が
開発された。

連続的エンボス加工法が使用されるとき、一般にエンボ
スロールは望みのエンボス模様を彫り込まれ、そしてシ
ート材料は、エンボスロールとそれに協働するロールに
よつてつくられたニップを通される。ある場合には、エ
ンボス模様をつくられたエンボスベルトが提言され、ま
た他の場合には、シート材料がエンボスブレスを通して
段階的に送られ、その材料はエンボス加工温度に上げら
れ、次いでつかみ圧力が維持されている間にブレスの中
で冷却されることが提言された。シート材料のエンボス
加工に固有の問題の一つは、シート材料につくられる浮
出しの品質に影響する空気その他の気体がエンボス型の
穴の中にたまらないことを確実にすることである。

エンボス加工に固有のもう一つの問題は、エンボス加工
されたシート材料がなお型のエンボス加工面に粘着して
いる間に型の中の所定で冷却し始めるとき、金属の型と
プラスチックのシート材料の異なる膨張係数によるエン
ボス型への有害な影響を避けるｊことである。しかし、
もしシート材料が冷却するときそれが型のエンボス加工
面に正確に接触して適当に保持されなけれは、浮出しは
ゆがむか不完全な形になる傾向があり、そしてエンボス
加工された材料を型から早まつてはぐことも、浮出しの
・品質に悪影響を与える。これらの問題は、マイクロプ
リズム様式の逆反射シートが連続方式で作られることが
求められるとき特に重要となる。

高度に制御された立方体の稜形成物を利用するそのよう
なマイクロプリズム）のシートは、今まで、ローランド
の１９ｎ年８月１５日付与の米国特許証第３６８４３４
８号、および１９７４年５月１４日付与の第３８１０８
０４号に述べられて特許請求された成形すなわち流し込
み方法によつて作られた。この技術の変形は、ローラン
ドの１９η年９月５日付与の米国特許証第３６８９３４
６号、および１９７師１月２７日付与の第３９３５３５
吋に述べられて特許請求されている。ジユンガーソンの
１９４拝２月９日付与の米国特許証第２３１０７９０号
、１９４５年７月３１日付与の第２３８０４４７号、お
よび１９４９年９月１３日付与の第２４８１７５７号に
示されたように、連続方式で立方体の稜を有するシート
をエンボス加工することが前に提言されていた。

しか！、そこに述べられた方法と装置は、マイクロプリ
ズムの反射シートを作るのに満足ではなかつた。立方体
の稜を有する反射物の成形すなわち流し込みの他の方法
の例証的なものは、１９５１年１月１６日付与のウイル
ソンの米国特許証第２５３８６３８号、１９６８年１２
月２４日付シユルツの米国特許証第３４１７９関号およ
び１９４詳４月１９日発行のスワロフスキーのデンマー
ク特許第６０８３７号である。

そのような立方体の稜を有する反射物は、ガラスおよび
アクリル酸樹脂から広範囲に成形され、そして自転車、
自動車、および他の車両の安全装置として、ならびに種
々な他の逆反射安全目的のために広く使用されている。
ジユンガーソンは、立方体の稜形成物は小さい寸法であ
ることを示唆しているが、在来のエンボス加工技術によ
りマイクロプリズムをつくるための努力は、一般に不満
足であつた。というのは、プリズムの大きさと角度は、
微小な偏差でさえ材料を打つ光線を逆反射させる材料の
能力にかなりな偏差を生ずるので、非常に精密な公差に
制御されることが重要であるからである。思うに、在来
の成形すなわちエンボ、ス加工技術は、シート材料が、
プラスチック材料を型の中に流させるに十分な温度に加
熱され、そして浮出しの形成を妨けるいかなる空気その
他の気体をも逃がし、次いで型とシート材料の両方を、
エンボス．加工されたシート材料が浮出しを損傷せすに
それらからはがされる温度に冷却させるに十分な時間だ
け圧力の下に保持された場合に使用することができたが
、一般にそのような装置と方法は、比較的低い速度で行
なわれる段階的方法によるほか、連続するシートのエン
ボス加工に適しないであろう。

本発明の一つの目的は、合成プラスチックシート材料を
、一連の模様の中の異なる模様の繰り返しの浮出しの間
にほとんど偏挙のない繰り返し模様に、その長さに沿つ
て正確に形づくられた浮出しに半連続的にエンボス加工
するために、比較的高い速度で作動することのできる新
規なエンボス加工装置を得ることてある。

もう一つの目的は、構造が比較的がん丈で、操作が比較
的容易で、そして異なるエンボス形成物づくりに容易に
適応しうる、そのような装置を得ることである。

ノ もう一つの目的は、適度に速い速度で合成プラスチ
ックシート材料に、半連続的に正確に形づくられた浮出
しをつくる方法を得ることである。

さらに一つの目的は、浮出しの形成を綿密に制御し、そ
して長さに沿う一連の模様の中の異なる・模様の繰り返
しの浮出しの間のいかなる偏差をもほぼなくすることの
できる、そのような方法を得ることである。いまや、前
記および関連する目的は、フレームと、フレームに沿う
進路に動くように取り付けら″たベルトを含む、合成熱
可塑性プラスチックシートを連続的にエンボス加工する
装置で容易に達成されることがわかつた。

一連の少なくとも３基のブレスは進路に沿つてフレーム
に取り付けられ、そして各ブレスはベルトの上面と間隔
を置いた第一の圧盤と、長く延び部材の反対の表面と間
隔を置いた第二の圧盤を有している。ブレスは、進路に
沿つて、あらかじめ決められた距離の等しい間隔を置き
、そして圧盤の少なくとも一つをもう一つの圧盤に向か
つて閉じた位置に、そして前記もう一つの圧盤から遠ざ
かる方へ開いた位置に動かすために作動することができ
る。ベルトを、進路に沿つてブレスの間隔のあらかじめ
決められた距離に等しい距離たけ規則正しく段階的に動
かす装置が備えられている。ブレス作動装置は、圧盤を
それぞれ段階的移動の前後に開閉するためにブレスの機
能のすべてを作動させるために備えられている。温度制
御装置は、進路に沿うブレスの少なくともいくつかの、
圧盤の少なくとも一つの温度を制御するためにブレスに
接続されている。多数の型部材は、ベルトの上に横たわ
り、そして型部材は、それらと長く延びた部材の間に置
かれた合成プラスチックシート材料をエンボス加工する
ようにされている。型は、マイクロプリズム横断面の狭
い間隔を置いた多数の穴を形成する工ンポス加工面を有
している。好ましくも、進路に沿う３基のブレスの第一
のものは、合成プラスチック材料をあらかじめ決められ
たエンボス加工温度に加熱するためにそれに接続された
温度制御装置を有している。

第二のブレスは、型と、それによつて合成プラスチック
材料に調節冷却を行なうためにそれに接続された温度制
御装置を有している。進路に沿う第三のブレスは、型と
、それによつて合成プラスチック材料を、第二のブレス
によつて下げられた温度より低，いあらかじめ決められ
た温度に冷却するためにそれに接続された温度制御装置
を有している。望ましくは前記一連のブレスは、一連の
５基のブレスを含み、そして進路に沿うその一連の５基
のブレスの第一のものに接続された温度制御装置は、協
働する型と合成プラスチック材料をあらかじめ決められ
た温度に予熱する。第二のブレスに接続された温度制御
装置は、型と、それによつて合成プラスチック材料をエ
ンボス加工温度に加熱し、そして第三、第四、および第
五のブレスに接続され−た温度制御装置は、型と合成プ
ラスチック材料が進路に沿つて進むとき、それらをしだ
いに冷却する。好ましくも、ベルトの上面は、協働する
シート材料にみがかれた一表面を与えるためにみがかれ
ており、そしてベルトは、進路を通つて回転することの
できる継目なしベルトである。

好ましくも、ブレスのおのおのにおいて、上方圧盤は可
動に取り付けられ、そして第二の圧盤はフレームの中に
固定して支えられ、両圧盤は閉じたとき、ベルトおよび
型とシート材料をそれらの間につかむ。

好ましくも、段階的に動かす装置とブレス作動装置を作
動させるためにそれらに作用接続された制御装置が含ま
れている。一表面に正確に形づくられた浮出しをつくる
ために合成プラスチックシート材料をエンボス加工する
方法では、合成熱可塑性プラスチックシート材料の長く
延びた帯板が、進路に沿つて一連のステーションを備え
たその進路に動くことのできるベルトの上に置かれる。

型の隣接する表面に望みのエンボス模様を有する一連の
エンボス型は、型がシート材料の長さに沿つて狭い間隔
を置くように合成プラスチックシート材料の反対の表面
に置かれる。一連の型の第一の型とベルトの間でシート
材料を変形させ、そしてその合成プラスチックを型のエ
ンボス模様の中に流させてそれをエンボス加工するため
に、一連のステーションの第一のと；ろで第一の型とベ
ルトにつかみ圧力が加えられる。第一のステーションに
ある一連の型の第一の型とベルトに加えられたつかみ力
は解除され、そして第一の型、およびベルトとシート材
料の協動する部分は、次のステーションに進められる一
方、第二の型は第一のステーションに進められる。

第二のステーションにある第一の型とベルトにつかみ力
が加えられる一方、つかみ力は同時に、第一のステーシ
ョンにある第二の型とベルトに加えられてそこにあるシ
ート材料をエンボス加工する。第一と第二のステーショ
ンでつかみ力は解除され、そして第一と第二の型、およ
びベルトとシート材料の協働する部分は次のステーショ
ンに進められる一方、第三の型は第一のステーションに
進められる。ステーションのおのおので、型とベルトに
つかみ圧力が加えられる。前記一連の段階は、型、ベル
トおよびシート材料を一連のステーションを通して進め
るために繰り返される。型の温度は、シート材料の合成
樹脂が第一のステーションで型のエンボス模様に容易に
変形され、そしてあとのステーションでその型の中で冷
却されるように、ステーションの少なくともいくつかで
制御される。最後に、エンボス加工されたシート材料は
、一連のステーションを通つて進んだのち、型とベルト
からはがされる。ノ 好ましくも、シート材料の合成樹
脂は、エンボス加工温度で溶剤と揮発性物質をほとんど
含まない熱可塑性プラスチック樹脂である。

ベルトはみがかれた一表面を有し、そしてエンボス加工
されたシート材料にみがかれた反対の表面を与え、そ一
して型のエンボス模様は、エンボス加工されたシート材
料がその上に狭い間隔を置いたマイクロプリズムをつく
られているように、マイクロプリズムの穴を備えている
。型の温度制御では、シート材料は、一連のステつーシ
ヨンの第一のステーションでエンボス加工するために半
流動状態に加熱され、そしてシート材料はエンボス加工
されたのちのステーションでその加熱ひずみ温度未満の
温度に冷却される。

方法はまた、型を一連のステーションを通過したのちベ
ルトとシート材料から除去し、そしてそれらを、いくつ
かの段階を繰り返すために一連のステーションの第一の
ところの前の地点に戻す段階を含んでいる。エンボス加
工された合成樹脂シート材料のできあがつた長く延びた
帯板は、そのほぼ全長に沿つて、一表面に一連の、狭い
間隔を置いた、正確に形つくられた浮出しの繰り返し模
様を有し、そして帯板の上の一連の模様の最初の押印の
浮出しの、前記一連の模様の最後の繰り返しの浮出しか
らの偏差は、１パーセント未満である。

好ましくも、樹脂は熱可塑性プラスチックであり、そし
てその反対の表面はきわめてよくみがかれており、浮出
しは正確に形づくられたマイクロプリズムである。

第１図について述べると、一表面にエンボス加工された
連続する帯板材料をつくるための、本発明を実施した装
置がそこに示されている。

装置は全体を番号１０て示すブレス組立体、全体を番号
１２で示すベルト組立体、および全体を番号１４て示す
制御装置集合体を含んでいる。全体を番号１６で示すシ
ート材料は、矢によつて示すように右側から左側へ組立
体を通過する。最初にベルト組立体１２について詳細に
述べると、それは一般に、支え２４に受けられた軸２２
の上に回転可能に支えられたドラム１８，２０を含んで
いる。

ベルト組立体１２は、それが左に移された第１図に示す
開いた位置から、右の作用位置にローラ２８て軌道２６
の上を滑動することがてきるにれらの位置は、第３図に
それぞれ破線ｊと実線て示されている）。きわめてよく
みがかれた外面を有する連続する金属のつや出し部材、
すなわちベルト３０は、ドラム１８，２０の回りに延び
ている。またベルト組立体１２の一部は、エンボス加工
される合成プラスチックシート材料１３６の送りロール
３４を支えるロール支え３２、組立体の反対端の巻取り
ロール３６、およびはぎ取りロール３８を含むシート材
料送り装置てある。ベルト組立体１２はさらに、ベルト
３０の両側に置かれた直立する整合ピン４４を有するベ
ルト４３０の下に横たわる板４２によつて提供された、
全体を番号４０で示す型置きステーションを含んている
。第２図てわかるように、多数の型４６は、合成プラス
チックシート材料１６とベルト部材３０がステーション
を通つて動くとき、シート材料１６の上面に、端と端を
縦に接して置かれる。ベルト組立体の巻取り端にはまた
、ドラム２０に駆動力を供給する、第３図に略示された
駆動電動機５０と、巻取りロール３６に駆動力を供給す
る駆動電動機５１がある。

両駆動電動機は、適当なりラッチ組立体を介してそれら
の被動部材に接続され、そしてそれらの生ずる回転量を
正確に制フ限するためにブレーキを備えている。次にブ
レス組立体１０について詳細に述べると、それは一般に
全体を番号５２て示すフレームを含み、フレーム５２は
補強柱６６によつて互いにしつかり支えられた水平のベ
ッド６４と上方部門材６８を含んでいる。

フレーム５２の中には、全体を５４て示す一連の５基の
ブレスが置かれ、そのおのおのは、上方部材６８によつ
て支えられたシリンダ５６、その中に動くことのできる
ピストン５８、ピストン５８によつて可動に与えられた
″上方圧盤６０、およびベッド６４の上にしつかり支え
られた下方圧盤６２を含んでいる。第７図でわかるよう
に、クッション部材７０はベルト３０と型４６を損傷か
ら保護し、そして樹脂が流れて圧盤６０，６２の表面に
接触することを防ぐために、圧盤６０，６２の面の上に
延びている。

これらクッション部材７０は、好ましくもポリテトラフ
ルオルエチレン樹脂で被覆された繊維ガラスの織物の表
装とシリコーンゴムの裏張りの複合材から成つている。
第３図と第４図てわかるように、ブレス５４ｂは、ケー
ブル７４によつて電源７６に接続された筒形電熱器７２
によつて加熱される圧盤６０，６２を使用している。

ブレス５４ａも、同様にそのような筒形電熱器を使用し
ている。第３図と第５図てわかるように、ブレス５４ｃ
は、熱油供給源８１から圧盤を通つて流れる熱油によつ
て温度を制御される圧盤６０，６２を使用している。

入口ホース７８と出口ホース８０は熱油供給源と圧盤の
間を接続している。第３図と第６図でわかるように、ブ
レス５４ｄは、熱水供給源８７から入口ホース８２を通
つてはいり、そして出口ホース８６を通つて出る熱水の
通過によつて温度を制御される圧盤６０，６２を使用し
ている。

ブレス５４ｅは、冷水供給源９２から入口ホース８８を
通つてはいり、そして出口ホース９０を通つて出る周囲
温度の水によつて冷却される圧盤を使用している。いく
つかのシリンダ５６は、入口と出口のホース９４によつ
て液圧ポンプまたは加圧ため９６に接続されている。

ポンプ９６の制御によつてピストン５８を上下に動かし
、こうして圧盤６０，６２を開閉する。制御装置集合体
１４は液圧ポンプ９６、電動機５０，５１を作動させ、
そしていくつかのブレスの圧盤６０，６２の熱交換機構
を作用させるに必要なスイッチ機構を含んでいる。

第７図でわかるように、リミットスイッチ１００はフレ
ーム５２に備えられて、上方圧盤６６が破線で示す閉じ
た位置から実線で示す開いた位置に動いた時を惑知する
。型感知器１０２は、エンボスベルト３０の前進を終わ
らせるために前進する型４６の底面からの光の反射を探
知する。第１図に、ベルト３０が上を通るとき回転し、
そして一つの型４６の長さに等しい直線距離に相当する
回転を感知したの−ちベルト３０の前進を終わらせるた
めにスイッチ（図示せず）を作動させる、制御ロール部
材１０４が示されている。次に第９図について述べると
、そこには、前記ローランドの米国特許証第３６８４３
４８号に述べられ、そして本発明によつてつくられるタ
イプのエンボス加工されたマイクロプリズムのシートが
示されている。

全体を番号１０６て示す立方体の稜の浮出し、すなわち
プリズムは、三つの三角形の面１０８を有し、そして本
質的に、型４６の正確に形づくられたエンボス孔と完全
に一致している。第８図に、長さに沿つて繰り返す一連
の浮出し模様１１０を有する、本発明の装置と方法によ
つて作られたある長さのエンボス加工されたシートが示
されている。その図ては、各模様１１０は一つの型４６
の押圧によつてつくられ、そして各型の模様１１０は四
つの正方形の部分１１２でつくられている。いくつかの
模様１１０はシート材料の帯板の横に延ひる比較的薄い
ヘリの部分１１４によつて分離されて、隣接する型の当
接地帯を示している。次に装置の作動について述べると
、ベルト組立体１２は、第１図に示し、また第３図に破
線で示す開いた位置にあり、そこではベルト３０とシー
ト材料１６は、軌道２６の上を開いた位置に動くことに
よつてブレス組立体１０の外方に置かれている。

この位置で、ベルト３０とシート材料１６はブレス５４
の加熱作用にさらされていないで、最初の準備が装置の
作動を始めるために行なわれる。操作者はシート材料１
６の一端を、送りロール３４からベルト３０に沿つて、
そしてドラム２０とはぎ取りロール３８の間のニップを
通して巻取りロール３６に送る。

第一の型４６は、第一のブレス５４ａと横に整合されて
シート材料１６の上に置かれ、そして追加の型４６は、
次いてそれらが型のステーション４０に達してそこを満
たすまてヘリとへリを縦に接触させて置かれる。こうし
て、装置は、一つの型を第一のステーションに定所に置
いていつでも作動を始めることができる。同時に、ブレ
ス５４のいくつかの圧盤６０，６２に作用するいくつか
の熱制御装置を働かしてそれらを望みの温度にするため
に、制御装置集合体１４が作動させられる。いくつかの
圧盤６６，６２が望みの温度に達したとき、装置はいつ
ても作動を始めることができ、そしてベルト組立体１２
は、ブレス組立体のブレス５４と垂直に整合する第３図
に実線で示すその作用位置に軌道２６の上を動かされ、
こうして第一の型４６を第一のブレス５４ａと垂直に整
合させる。操作者が次いて制御装置集合体１４の始動ス
イッチ（図示せず）を入れると、いくつかのブレス５４
のシリンダ５６に作動流体を供給する液圧ポｌンプ９６
を作動させ、そして上方圧盤６０を下方へ動かして第一
の型４６、ベルト３０、およびシート材料１６をつかむ
。

型４６、ベルト３０、およびシート材料１６に望みの水
準の熱伝達を行なうためにあらかじめ決められた時間を
経たのみ、ｉ制御装置集合体１４は、液圧ポンプ９６を
作動させてシリンダ５０に上方圧盤６０を上けさせてつ
かみ圧力を解除する。リミットスイッチ１００は上方運
動の終了を惑知し、そして制御装置集合体１４は次いて
電動機フ５０を作動させて、ベルト３０、型４６、およ
びシート材料１６を、型４６とブレス５４の中心から中
心までの間隔に等しいあらかじめ決められた直線距離を
進めるために軸２２とドラム２０を回転させる。

同時に電動機５１は、巻取りロール３６を回転させて、
前進するシート材料１６をその上に巻くために動かされ
る。制御ロール１０４は、前進するベルト３０と同時に
回転して、望みの量の直線運動が行なわれたときスイッ
チ（図示せす）を動かせて電動機５０，５１の作動を終
わらせ、そしてポンプ９６を作動させて上方圧盤６０を
つかみ係合するように動かすためにシリンダ５６を作動
させる。この時点で一連の型の第二の型４６は第一のブ
レス５４ａと整合し、そして第一の型４６は動いて第二
のブレス５４ｂと整合している。操作者は、型のステー
ション４０でもう一つの型４６をシート材料１６の上に
置く。この操作の順序は型４６、シート材料１６、およ
びベルト３０が一連のブレス５４によつて提供されたい
くつかのステーションを通つて進むとき連続する。一連
の型の第一の型４６は、ブレス組立体１０から出たのち
ベルト３０とシート材料１６とともにドラム２０に動き
続け、そして周囲空気にさらされてさらに冷却される。
たわみ性シート材料１６とベルト３０はドラム２０の回
りて曲がるので、堅くて曲がらない型４６は水平の進路
をそのまま進み、そしてシート材料１６は型４６からは
がされる。この時点で型４６は除去されて、再使用のた
めに型ステーション４０にある操作者に戻される。しか
し要すれば、それは中間検，査および／または清掃を受
けてから戻されてもよい。第７図てわかるように、型感
知器１０２は、型がドラム２０の上を通るその直線進路
の下流端に備えられている。

もし型４６の底面が反射するも．のならば、この感知器
１０２はそれからの光束の反射を感知して電動機５０の
作動を終わらせ、それによつてベルト３０の運動を終わ
らせる。惑知器１０２は、そのかわりに型４６が前進す
るとき働く、型４６の直線進路の中のリミットスイッチ
５であつてもよい。第一のブレスにあるシート材料は、
エンボス加工に必要な温度に近い温度に上げられ、そし
て実際、ある限られたエンボス加工が、樹脂と使用され
る温度によつて、このステーションで行なわれ４ること
が理解されるであろう。

第二のブレスでは、シート材料１６は型４６のエンボス
孔に完全に順応して流れるようにつかみ圧力の下て十分
に流動性ある温度に上けられ、そして圧力は、界面のい
かなる空気または揮発性物質をも樹脂の中に溶け込ませ
るために（そしてもし抽気グループが使用されるならば
型４６のヘリから逃がすために）、ある時間だけ維持さ
れる。この時点で、熱い樹脂は型４６の表面とベルト３
０に粘着する。つかみ圧力が解除されるときベルト３０
、型４６、およびシート材料１６の集合体は熱い樹脂に
よつて接着されており、そして第三のステーションに進
められる。つかみ圧力が解除される時間）中、型４６と
シート材料１６（およびベルト３０）の限られた収縮が
生じて、樹脂と金属の熱膨張係数の差によつて生じた応
力の一部を軽減する。第三のステーションで、つかみ圧
力は復活され、そして集合体の温度は圧盤６０，６２に
つい・て行なわれる熱交換制御によつてあらかじめ決め
られた量だけ下げられ、こうして型４６に新しい応力を
導入する。つかみ圧力を解除すると、限られた収縮が再
び生じてこれらの応力を軽減する。シート材料１６は、
浮出した悪影響なしに型４６からながされることのでき
るその加熱ひずみ温度未満の温度に冷却されるので、こ
の過程は迫加のステーションに沿つて連続する。一連の
作動全部のあいだ、シート材料１６は、一表面でエンボ
ス模様に順応し、そしてベルト３０（普通きわめてよく
みがかれている）にその表面が順応することを確実にす
るために、型４６の穴の表面とベルト３０の表面に粘着
したままである。集合体がドラム２０に達する時までに
、シート材料１６の温度は、シート材料が型４６から離
れて曲がるときそれから容易にはがされるようになる。
シート材料１６がはぎ取りロール３８の回りを通過する
とき、それはベルト３０の表面から容易にはがされ、そ
して巻取り３６に巻かれる。型のステーション４０で型
をシート材料の上に置き、そして型４６を下流端てシー
ト材料１６から除去する過程は、要すれは旧動化できる
ことがわかるであろう。

そのうえ、集合体をいくつかのステーションを通して進
めることを制御する他の方法が、望みの水準の熱交換を
行なうための他の装置と同じように代用できる。しかし
、この集合体はきわめて信頼性があり、そして作動中、
比較的故障がないことがわかつた。本発明の方法の作用
原理は、完全に理解されていない。

しかし、制御された時間のあいだエンボスステーシヨン
で高い温度と圧力を使用することは、界面の空気と他の
揮発性物質を比較的流動性の樹脂の中溶け込ませて、そ
れらが樹脂のエンボス孔に完全に順応するように流れる
ことを妨げないようにするものと信じられる。シート材
料、型、およびベルトがいかなる一つのステーションに
おいてもいつしよにつかまれる時間を制限し、そしてつ
かみ圧力を解除し、そしてエンボス加工に続いてシート
材料に段階的調節冷却を行なうことによつて、型（およ
びシート材料）はブレスの間の温度差によつて制御され
る量だけ収縮して、樹脂と金属の収縮差によつて生する
応力を軽減する。収縮が型の材料の弾性限度以下である
かぎり、型になんの損傷も加えられず、したがつて、繰
り返されるサイクリングはゆがみを生じない。そのうえ
シート材料は、いぐつかのステーションを通つて動くと
き型のエンボス孔の表面とみがかれたベルトに粘着し、
そして浮出しのゆがみを避けるためにそれが型に完全に
順応してとどまるように型とともに冷却する。本発明の
方法と装置は、シート材料の望みの浮出しをつくるため
に高温度で十分に流動性があり、そしてあまりに強く型
に粘着してそれからはがされることを阻むような粘着的
特性のない、種々な樹脂に使用するに達する。

Ｂ段階ポリエステルとアクリル樹脂のような熱硬化性樹
脂は使用することができるが、好ましい樹脂はポリカー
ボネイト、ポリアクリラート、およびゴムで変性された
ポリアクリラート、ポリスチレンとゴムで変性されたポ
リスチレン、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン
共重合体（ＡＢＳ）、線状ポリエチレン等のような熱可
塑性プラスチックである。それら樹脂は、エンボス作用
中に引き出される溶剤その他の揮発成分を含んでいては
ならないが、それらの中に固有に溶解しているある少量
の揮発性物質は許される。シート材料は浮出しの望みの
深さによつて厚さがいろいろてある。

というのは、それは型の中に流れる十分な樹脂を供給し
、そしててきあがつたウェブの完全を維持せねばならな
いからである。厚さはまた、圧盤、型、ベルト、および
シート材料の間に熱を伝達する必要があるので、使用さ
れるエンボスサイクルの長さによる。こうして、厚さは
０．０７６ミリ（イ）。００３インチ）のような薄いも
のから０．１２７ミリ（イ）．００５インチ）まであり
、そして要すればそれ以上にもすることがてきる。

エンボス孔とつくられる浮出しは、望みの形状にするこ
とができる。

エンボス孔は、空気または揮発成分が型の表面の一つの
地帯に集中するように流れることを最小にするために、
好ましくも分離されている。そのかわりに、または追加
して、浅い抽気グループが、気体を逃がすために型の表
面の周囲につくられてもよい。狭い間隔を置いたエンボ
ス孔をつくることにより、空気と揮発性物質の流れと溶
け込みは強められる。その方法は、約０．３８１ミリ（
４）．０１５インチ）、そして好ましくは０．２０３ミ
リ（イ）．００８インチ）末端の垂直の高さ、すなわち
深さを有する微小浮出しをつくるに特に効果的であるこ
とがわかつた。分離した微小浮出しの模範的なものは、
前記ローランドの米国特許証第３６８４３４８号に述べ
られたマイクロプリズムであり、そして長く延びた微小
浮出しの模範的なものは、フレネルレンズの製作に使用
されるタイプのレンズのリブである。型はニッケル、銅
、および鋼を含む、望みの熱伝達特性と、繰り返される
熱サイクリングとつかみ圧力によく耐える能力を有する
いかなる材料からでも作ることができる。

エンボス加工面は、合成樹脂との相互作用を避けるため
にそれにほぼ不活性でなければならない。したがつて、
エンボス加工面はニッケルおよび金のような種々な金属
でめつきされる。型の大きさは、装置に使用することの
できるプノレスの大きさによつて非常に変わる。

型の全表面にほぼ均一な圧力を維持する必要があるので
、型の幅または長さの寸法のいずれもの実用向きの上限
は９１４ミリ（３６インチ）とされ、好ましい型は３０
５ミリ（１２インチ）未満の少なくとも一つヘリ７の寸
法を有するものである。型は、使用てきるブレスの圧盤
の形状によりいかなる望みの形状（正方形または長方形
）にしてもよい。型が最後のステーションを出たのち型
からシート材料を除去することを容易ならしめるために
離型剤が型の表面に施されるが、そのような離型剤は一
般にマイクロプリズムの浮出しの形成に望ましくなく、
そして形成と冷却の段階でシート材料と型の表面（およ
びベルト）の間に望みの粘着の水準を得ることを非常に
妨ける。

熱交換流体の導管を型に結合するか、または加熱装置を
型の中に置くことによつて、直接型の熱を制御すること
は可能であるが、ブレスの圧盤を加熱または冷却するこ
とによつて型とエンボスベルトと熱交換を行なうことに
より簡単で、より経済的である。

そのうえ、型によるだけで望みの水準の熱伝達を行なう
ことはできるが、より速くて均一な伝達には、上方と下
方の両圧盤を冷却または加熱することが望ましい。型と
、それによつてシート材料が加熱される温度は、選はれ
た特定の樹脂による。

というのは、樹脂は、使用される圧力の下で所要の流れ
をエンボス孔の中に動かすに十分な流動性がなければな
らない。一般に、これは樹脂のガラス転移温度（Ｔｇ）
より以上少なくとも２２．７Ｃ（４０′Ｆ）（望ましく
は少なくとも３８．９℃（７０゜Ｆ））の温度、そして
好ましくはその樹脂の射出成形に勧められる温度を必要
とする。例えばポリカーボネート樹脂には、約２０４℃
（４００゜Ｆ）の温度がシート材料に望ましい。その後
の冷却段階は樹脂の温度をその加熱ひすみ温度未満、そ
して好ましくはそれ以下約１６．７℃（３０未Ｆ）から
３８．９くＣ（７０′Ｆ）までの点に下げねばならない
が、型の材料と樹脂の膨張係数の著しい差により型の中
に応力を発達させるほど低くない−温度に下げねばなら
ない。

圧盤の温度を制御する方法はいろいろである。

望みの温度によつて筒形電熱器、熱油、または熱交換流
体、熱水または冷水、冷却剤等が使用される。使用され
る一連の型の第一のものでは、シー！卜材料を望みの温
度に加熱するためには電熱器が特に効果的であることが
わかつた。ブレスの数は最小３基−エンボス加工用に１
基、そして冷却用に２基一から望みの数までいろいろで
あり、価格と所要の熱交換量がおもな要素こである。

サイクルの各段階に要する時間を減らし、そして冷却を
よりよく制御し、そして応力の発達を最小にするために
は、冷却用に少なくとも３基のブレスを使用することが
望ましい。合成樹脂のシート材料、型、およびベルトが
エンボスス１テーシヨンにはいる前にそれらを加熱する
ために、放射熱その他の手段が使用されるが、エンボス
ステーションの前に１基のブレスと、シート材料、型、
およびベルトがエンボス作用に必要な温度に近く加熱さ
れる一つのステーションを置くことが有利であるとわか
つた。樹脂の性質により、この前のステーションでシー
ト材料のある部分的エンボスが行なわれる。エンボスベ
ルトの下に横たわるベッド圧盤は、いくつかのステーシ
ョンで温度の望みの制御ができるような下方圧盤にする
ために分けられて絶縁されたただ一つの区画の部材であ
つてもよいが、好ましい組立体は製作の容易、コスト、
および温）度制御のために別個の圧盤を使用している。

そのうえ、ブレスはつかみ係合するためにこれも動くこ
とのできる下方圧盤を使用することができるが、下方圧
盤がつや出しベルトと狭い間隔を置くかぎり、上方圧盤
だけを動かすことが非常によいことがわかつた。本発明
の装置の作動と方法の模範的なものは、次の特定の例て
ある。

例１ ほぼ添付図面に示すような装置は、２２８．６ミリ（９
インチ）のへリの寸法を有し、そして第９図に示す浮出
し模様をつけるため中心て０．１５２ミリ（イ）．００
６インチ）、そして深さ０．０６５ミリ（イ）．００２
６インチ）のマイクロプリズムのエンボス孔を有する全
めつきされたニッケルの型を含む、正方形の型の面を横
切つて約２１キロ／平方センチ（３００ボンド／平方イ
ンチ）から２８キロ／平方センチ（４００ボンド／平方
インチ）まてを発生するために１５トンの圧力を与える
液圧シリンダを使用している。

第一のブレスの圧盤は筒形電熱器によつて約２０４ブＣ
（４００゜Ｆ）から２３７Ｃ（４５０゜Ｆ）までの温度
に加熱され、そして第二の、すなわちエンボスブレスの
圧盤は筒形電熱器によつて約２６００Ｃ（５００）Ｆ）
から２８８筒Ｃ（５５０゜Ｆ）まての温度に加熱される
。第三のブレスの圧盤は、１６０℃（３２０゜Ｆ）から
１７７℃（３５０′Ｆ）まての温度に加熱された油のそ
こを通る流れによつて温度を制御され、そして第４のブ
レスの圧盤は、約８５℃（１８５゜Ｆ）から９１レＣ（
１９５までに加熱されたそこを通る水の流れによつて温
度を制御される。最後のブレスの圧盤は、水によつて、
周囲温度に冷却される。その結果、約２０４℃（４００
゜Ｆ）、２３２℃（４５０゜Ｆ）、１７ｒＣ（３４０゜
Ｆ）、１１６℃（２４０、Ｆ）、および６０℃（１４０
゜Ｆ）の型の温度がいくつかのステーションで得られる
。エンボスベルトは幅約２３２ミリ（９．１５０インチ
）、厚さ０．５１ミリ（イ）．０２０インチ）のみがか
れたステンレス鋼を含み、そしてシート材料は０．２５
ミリ（４）．０１０インチ）の厚さを有し、そしてポリ
カーボネート樹脂から成つている。

シート材料は各ステーションで約１聞２間つかまれ、そ
して型、シート材料、およびベルトを次のステーション
に移す時間は約３１秒である。検査の結果、できあがつ
た材料は、みがかれた一表面を有し、そしてその反対の
表面に、型のヘリははつきりしているが、その長さに沿
つてエンボス模様の繰り返しに不完全のないマイクロプ
リズムの浮出しの繰り返し模様を有する、ポリカーボネ
ートのシート材料の長く延びた１巻きであつた。

マイクロプリズム自体の検査では、同じ型の模様がシー
ト材料の長さに沿つて繰り返すとき、その模様のマイク
ロプリズムのどの寸法にも、約０．５パーセント以下の
偏差しかないことがわかつた。型は、ベルトと同様にゆ
がみがないことがわかつた。こうして、発明の詳細な説
明と図面から、本発明の装置と方法によつて、浮出しが
正確に形づくられる連続するエンボス加工された合成樹
脂のシートを作るためのきわめて容易な、そして比較的
経済的な方法が得られることがわかる。

その装置はがん丈で、種々な樹脂に使用するに適し、そ
して比較的操作と制御が簡単にある。できあがつたシー
ト材料は、与えられた型によつてつくられる繰り返し模
様の形状と寸法がきわめて均一な、浮出しの繰り返し模
様を有し、そして型の寿命は比較的長い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施したエンボス加工装置の透視図
で、ベルト組立体が開いた位置にあるところを示し、第
２図は、一つの型がエンボスベルトの上にあり、そして
もう一つの型が下方へ定所に回動されているところを示
す、型置きステーションの拡大した部分的透視図、第３
図は、開いた位置にあるベルト組体を破線で示し、そし
て作用位置にあるベルト組立体を実線で示す、第１図の
装置の部分的概略平面図、第４図は、電熱器を使用する
圧盤組立体の部分的透視図、第５図は、熱交換流体とし
て油を使用する圧盤組立体の同様の部分的透視図、第６
図は、熱交換流体として水を使用する圧盤組立体の同様
の部分的透視図、第７図は、第１図の装置のブレス部分
の拡大した部分的概略正面図、第８図は、第１図から第
７図までの装置によつて浮出し加工されたシート材料の
ある長さの表面の部分的平面図、そして第９図は、マイ
クロプリズムの浮出しを示す、帯板のエンボス加工され
たの非常に拡大した平面図である。 図面の符合１０は「ブレス組立体上１２は「ベルト組立
体」、１４は「制御装置」、１６は「合成熱可塑性プラ
スチックシート」、１８，２０は「ドラム」、２２は「
軸上２６は「軌道．１．２８は「ローラ」、３０は「ベ
ルト」、３２は「ロール支え」、３４は「送りロール」
、３６は「巻取りロール」、３６は「はぎ取りロール」
、４０は［型置きステーション」、４２は「板」、４４
は「直立する整合ピン」、４６は「型」、５０，５１は
「駆動電動機」、５２は「フレーム」、５４は「ブレス
上５６は「シリンダ上５８は「ピストン」、６０は「上
方圧盤上６２は「下方圧盤、６４は「水平のベッド．Ｋ
６６は「補強柱」、６８は「上方部材」、７０は「クッ
ション部材」、７２は「筒形電熱器上７４は「ケーブル
」、７６は「電源．］．８１は「熱油供給源上８７は「
熱水供給ノ源未９２は「冷水供給源上９６は「液圧ポン
プ、１００は［リミ゛ントスイ゛ンチ上１０２は「型感
知器」、１０４は「制御ロール上１０６は「浮出し、す
なわちプリズム」、１０８は「プリズムの三角形の面」
、１１０は「浮出し模様」、１１Ｓ２は「正方形の部分
」、１１４は「ヘリの部分」を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一表面に正確に形づくられた浮出しをつくるために
   合成熱可塑性プラスチックシートを連続的にエンボス加
   工する装置にして、Ａ フレーム、 Ｂ 前記フレームに沿う進路に動くように取り付けられ
   たベルト、Ｃ 前記進路に沿つて前記フレームに取り付
   けられた一連の少なくとも３基のプレスを包含し、各プ
   レスは前記ベルトの上面と間隔を置いた第一の圧盤と、
   前記ベルトの反対の表面と間隔を置いた第二の圧盤を有
   し、前記プレスは、前記進路に沿つて、あらかじめ決め
   られた距離の等しい間隔を置き、前記プレスは、前記圧
   盤の少なくとも一つをもう一つの圧盤に向かつて閉じた
   位置に、そして前記もう一つの圧盤から遠ざかる方へ開
   いた位置に動かすために作動することができ、また、Ｄ
   前記ベルトを、前記進路に沿つて前記プレスの間隔の
   前記あらかじめ決められた距離に等しい距離だけ規則正
   しく段階的に動かす装置、Ｅ 前記圧盤を、それぞれ前
   記段階的移動の前後に開閉するために前記プレスのすべ
   てを作動させる装置、およびＦ 前記進路に沿う前記プ
   レスの少なくともいくつかの、前記圧盤の少なくとも一
   つの温度を制御するために前記プレスに接続された装置
   を包含する、ことを特徴とする合成熱可塑性プラスチッ
   クシートを連続的にエンボス加工する装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のエンボス加工装置にお
   いて、前記ベルトの上に横たわり、そして型と前記ベル
   トの間に置かれた合成プラスチックシート材料をエンボ
   ス加工するようにされた多数の前記型を包含する、こと
   を特徴とする合成熱可塑性プラスチックシートを連続的
   にエンボス加工する装置。 ３ 特許請求の範囲第２項記載のエンボス加工装置にお
   いて、前記型は、マイクロプリズム横断面の狭い間隔を
   置いた多数の空胴を形成するエンボス加工面を有する、
   ことを特徴とする合成熱可塑性プラスチックシートを連
   続的にエンボス加工する装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載のエンボス加工装置にお
   いて、前記進路に沿う前記３基のプレスの第一のものは
   、前記協働する合成プラスチック材料をあらかじめ決め
   られたそのエンボス加工温度に加熱するためにそれに接
   続された前記温度制御装置を有し、前記進路に沿う前記
   プレスの第二のものは、前記型と、それによつて前記合
   成プラスチツク材料に調節冷却を行なうためにそれに接
   続された前記温度制御装置を有し、そして前記進路に沿
   う第三のプレスは、前記型と、それによつて前記合成プ
   ラスチック材料を、前記第二のプレスによつて下げられ
   た温度より低いあらかじめ決められた温度に冷却するた
   めにそれに接続された前記温度制御装置を有する、こと
   を特徴とする合成熱可塑性プラスチックシートを連続的
   にエンボス加工する装置。 ５ 特許請求の範囲第１項記載のエンボス加工装置にお
   いて、前記一連のプレスは、一連の５基のプレスを含む
   、ことを特徴とする合成熱可塑性プラスチックシートを
   連続的にエンボス加工する装置。 ６ 特許請求の範囲第５項記載のエンボス加工装置にお
   いて、前記進路に沿う前記一連の５基のプレスの第一の
   ものに接続された前記温度制御装置は、前記協働する型
   と合成プラスチック材料をあらかじめ決められた温度に
   予熱し、前記一連のプレスの第二のものに接続された前
   記温度制御装置は、前記協働する型と、それによつて前
   記合成プラスチック材料をエンボス加工温度に加熱し、
   そして前記一連のプレスの第三、第四、および第五のも
   のに接続された前記温度制御装置は、前記協働する型と
   前記合成プラスチック材料が前記進路に沿つて進むとき
   、それらをしだいに冷却する、ことを特徴とする合成熱
   可塑性プラスチックシートを連続的にエンボス加工する
   装置。 ７ 特許請求の範囲第１項記載のエンボス加工装置にお
   いて、前記ベルトの前記上面は、前記協働するシート材
   料にみがかれた一表面を与えるためにみがかれている、
   ことを特徴とする合成熱可塑性プラスチックシートを連
   続的にエンボス加工する装置。 ８ 特許請求の範囲第１項記載のエンボス加工装置にお
   いて、前記ベルトは、前記進路を通つて回転することの
   できる継目なしベルトである、ことを特徴とする合成熱
   可塑性プラスチックシートを連続的にエンボス加工する
   装置。 ９ 特許請求の範囲第１項記載のエンボス加工装置にお
   いて、前記プレスのおのおのにおいて、前記上方圧盤は
   可動に取り付けられそして前記第二の圧盤は前記フレー
   ムの中に固定して支えられ、前記両圧盤は閉じたとき、
   前記ベルトおよび前記協働する型とシート材料をそれら
   の間につかむ、ことを特徴とする合成熱可塑性プラスチ
   ックシートを連続的にエンボス加工する装置。 １０ 特許請求の範囲第１項記載のエンボス加工装置に
   おいて、前記段階的に動かす装置と前記プレス作動装置
   を作動させるためにそれらに作用的に接続された制御装
   置が含まれる、ことを特徴とする合成熱可塑性プラスチ
   ックシートを連続的にエンボス加工する装置。 １１ 一表面上に正確に形づくられた浮出しをつくるた
   めに合成プラスチックシート材料をエンボス加工する方
   法にして、Ａ 進路に沿つて一連のステーションを備え
   たその進路に動くことのできるベルトの上に、合成熱可
   塑性プラスチックシート材料の長く延びた帯板の一表面
   を置き、Ｂ 前記合成プラスチックシート材料の反対の
   表面に、型の隣接する表面に望みのエンボス模様を有す
   る一連の前記エンボス型を置き、これらの前記型は前記
   シート材料の長さに沿つて狭い間隔を置き、Ｃ 前記一
   連の型の第一の型と前記ベルトの間で前記シート材料を
   変形させ、そしてその前記合成プラスチックを前記型の
   前記エンボス模様の中に流れさせてそれをエンボス加工
   するために、前記一連のステーションの第一のところで
   前記第一の型と前記ベルトにつかみ力を加え、Ｄ 前記
   一連の型の第一の型と前記ベルトに加えられたつかみ力
   を解除し、Ｅ 前記第一の型、および前記ベルトとシー
   ト材料の協働する部分を次のステーションに、そして第
   二の型を前記第一のステーションに進め、Ｆ 前記第二
   のステーションにある前記第一の型と前記ベルトにつか
   み力を加えると同時に、前記第一のステーションにある
   前記第二の型と前記ベルトにつかみ力を与えてそこにあ
   る前記シート材料をエンボス加工し、Ｇ 前記第一と第
   二のステーションで前記つかみ力を解除し、そして前記
   第一と第二の型、および前記ベルトとシート材料の協働
   する部分を次のステーションに進める一方、第三の型を
   前記第一のステーションに進め、Ｈ 前記ステーション
   のおのおので、前記型と前記ベルトにつかみ力を加え、
   Ｉ 前記型、ベルト、およびシート材料を前記一連のス
   テーションを通して進めるために前記一連の段階を繰り
   返し、Ｊ 前記シート材料の前記合成樹脂が前記第一の
   ステーションで前記型のエンボス模様に容易に変形され
   、そしてあとのステーションでその型の中で冷却される
   ように、前記ステーションの少なくともいくつかで前記
   型の温度を制御し、そしてＫ 前記エンボス加工された
   シート材料が前記一連のステーションを通つて進んだの
   ち、それを前記型と前記ベルトからはぐ、諸段階を包含
   することを特徴とする合成プラスチックシート材料をエ
   ンボス加工する方法。 １２ 特許請求の範囲第１１項記載のエンボス加工方法
   において前記シート材料の前記合成樹脂は、エンボス加
   工温度で溶剤と揮発性物質をほとんど含まない熱可塑性
   プラスチック樹脂である、ことを特徴とする合成プラス
   チックシート材料をエンボス加工する方法。 １３ 特許請求の範囲第１１項記載のエンボス加工方法
   において、前記ベルトはみがかれた一表面を有し、そし
   て前記エンボス加工されたシート材料にみがかれた反対
   の表面を与える、ことを特徴とする合成プラスチックシ
   ート材料をエンボス加工する方法。 １４ 特許請求の範囲第１３項記載のエンボス加工方法
   において、前記型の前記エンボス模様はマイクロプリズ
   ムの空胴を備え、そして前記エンボス加工されたシート
   材料は、その上に狭い間隔を置いたマイクロプリズムを
   つくられている、ことを特徴とする合成プラスチックシ
   ート材料をエンボス加工する方法。 １５ 特許請求の範囲第１１項記載のエンボス加工方法
   において、前記型の温度制御の前記段階は、前記シート
   材料を、前記一連のステーションの第一のステーション
   でエンボス加工するために半流動状態に加熱し、そして
   前記シート材料をエンボス加工したのちのステーション
   でその加熱ひずみ温度未満の温度に冷却することを含む
   、ことを特徴とする合成プラスチックシート材料をエン
   ボス加工する方法。 １６ 特許請求の範囲第１１項記載のエンボス加工方法
   において、前記型を、前記一連のステーシヨンを通過し
   たのち前記ベルトと前記シート材料から除去し、そして
   それらをいくつかの段階を繰り返すために前記一連のス
   テーションの前記第一のところの前の地点に戻す段階が
   含まれる、ことを特徴とする合成プラスチックシート材
   料をエンボス加工する方法。