JP3744120B2 - プラスチック気泡シートの製造方法および製造装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック気泡シートの製造方法および製造装置の改良に関し、外観の改善された気泡シートの製造を実現する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、プラスチック気泡シートの製造は、原理的には図１に示す方法で、すなわち、可塑化状態にあるプラスチックフィルム（１Ａ）を、周面上に多数のキャビティ(３１)を有する成形ロール(３)により連続的に成形して多数の突起(１１)を有するキャップフィルム（１Ｂ）とし、やはり可塑化状態にある平坦なプラスチックフィルム（２Ａ）を、加圧ロール（４）によりキャップフィルムに押圧し融着させてバックフィルム（２Ｂ）とし、突起内部に空気を封入することによって行なわれている。
【０００３】
在来のプラスチック気泡シートは、全体として、必ずしも平坦性が高いとはいえない。 その理由は、バックフィルム（２Ｂ）のキャップの下にある部分と、キャップフィルムと融着した部分とが同じ平面上にないからである。 同じ平面にのらないのは、キャップフィルム(１Ａ)にバックフィルムとなるフィルム（２Ａ）が融着する瞬間において、フィルム（２Ａ）は成形ロール上で張力を受けるためと、キャップフィルム成形時の真空吸引の影響で引き寄せられるために、図２に見るように、成形ロールの凹み(３１)に乗った部分はちょうど太鼓の皮のように張ってしまい、成形ロールの周面上にある部分つまりキャップフィルムとの融着部分とは異なる面を形成してしまうからである。 加えて、一般に気泡シートのキャップは、頂部があまり張っていない、少ししぼんだ感じのものである。その理由は、ひとつは、加熱可塑化されたキャップフィルムおよびバックフィルムの温度とほぼ同じ温度に熱せられた空気が、成形後冷えて体積が収縮することであり、いまひとつは、上記のようにバックフィルムがキャップ内部に落ち込んだ形で成形されて、キャップ内部の容積を若干小さくしていることである。 製造された気泡シートは、誇張して描けば、図３Ａのような断面を有し、図３Ｂの符号（２１）の部分がキャップ内に落ち込んでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、在来のプラスチック気泡シートに内在している上記の問題を解消し、外観が明らかに改善された気泡シートの製造が可能な方法を提供すること、およびその方法を実施するための装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のプラスチック気泡シートの製造方法は、可塑化状態にあるプラスチックフィルムを、周面上に多数のキャビティを有する成形ロールにより連続的に成形して多数の突起を有するキャップフィルムとし、やはり可塑化状態にある平坦なプラスチックフィルムであるバックフィルムを、加圧ロールによりキャップフィルムに押圧し融着させ突起内に空気を封入することからなるプラスチック気泡シートの製造方法において、加圧ロールとして、その表面に真空吸引路に連なる多数の微細な孔または溝を有するものを使用し、前記の孔または溝を通じて真空吸引することにより、バックフィルムがキャップフィルムに融着する瞬間にバックフィルムを加圧ロール表面に密着させ、それによってバックフィルムのキャップ下の部分がキャップフィルムと融着した部分と同一の平面を保っている気泡シートを得ることを特徴とする。
【０００６】
加圧ロールとして、内部に熱媒体を循環させてロール表面の温度を調節できるようにしたものを使用することが好ましい。
【０００７】
上記の方法を実施するための本発明のプラスチック気泡シートの製造装置は、図１に示すような構成要素からなる装置である。 すなわち、プラスチックを可塑化状態にあるフィルムとして供給する２箇のフィルム供給手段、図示した例では２箇のＴダイ（５Ａ，５Ｂ）、周面上に多数のキャビティ（３１）を有し、可塑化状態にある上記のフィルムのうちの１枚（１Ａ）を連続的に成形して多数の突起を有するキャップフィルム（１Ｂ）とする成形ロール（３）および成形ロール駆動手段（図示してない）、やはり可塑化状態にあるいま１枚のプラスチックフィルム（２Ａ）を平坦なままバックフィルム(２Ｂ)として、キャップフィルム（１Ｂ）に押圧し融着させ、突起内に空気を封入する加圧ロール（４）および加圧ロール駆動手段（図示してない）、ならびに、このようにして形成されたプラスチック気泡シートの引き取り手段（６）を本質的な構成要素とするプラスチック気泡シートの製造装置において、加圧ロール（４）として、図３および図４に示すように、その表面に真空吸引路（４２）に連なる多数の微細な孔（４１）または溝を有するとともに、この真空吸引路に特定の時間だけ接続する真空吸引手段（図示してない）を有し、バックフィルム（２Ｂ）がキャップフィルム(１Ｂ)に融着する瞬間にバックフィルムを真空吸引により加圧ロール表面に密着保持することができるように構成したことを特徴とする。
【０００８】
フィルム供給手段は、Ｔダイに代えて巻取りからフィルムを繰り出す手段と、繰り出されたフィルムを加熱可塑化する手段との組み合わせを用いてもよい。 成形ロールによるキャップの成形は、通常行なわれているようにキャビティの底から真空吸引する真空成形が容易に実施できる手法であるが、フィルムの上から成形ロールに向かって圧空を吹きつける圧空成形によることも可能である。 もちろん、真空と圧空を組み合わせた成形もできる。
【０００９】
【発明の実施形態および作用】
発明者は、バックフィルムのキャップ下の部分（２１）すなわち成形ロールのキャビティ（３１）上に位置した部分と、キャップフィルムに融着した部分（２２）とが、同一平面にあるものを製造する上で、前者が、太鼓の皮のような緊張を受けることに加えて、加圧ロールとの接触が不十分であって、後者とは冷却条件が異なることに着目した。
【００１０】
そこで、気泡シートの形成後に空気を吹き付けて冷却してみた。 その結果、バックフィルムのキャップ下の部分は、急冷されると細かなシワを多数生じること、また、徐冷すると大きくうねったシワを生じることを経験し、いずれにせよ温度のコントロールが難しくて適切な冷却条件を実現することができなかった。バックフィルムを常に加圧ロールに密着させておくことで、その全体がひとつの平面上にあり、かつ、冷却が同じように行なわれると考えて採用したのが、真空吸引による加圧ロール表面での保持である。
【００１１】
加圧ロールは、可塑化状態のプラスチックフィルムにより加熱され温度が上昇することと、２枚のフィルムを融着させたのちは冷却する必要があることから、内部に冷却水を循環させて、温度があまり高くならないようにしている。 一方で、あまり強く冷却すると融着を阻害する。 代表的な材料であるポリエチレンを使用した場合、通常は加圧ロール表面温度５０〜６０℃が適当である。 本発明の実施に当たっても、加圧ロールの表面温度をコントロールすることが好ましく、図３および図４に示すように、内部に熱媒体循環路（４２）を設けて、熱媒体を循環させるべきである。 熱媒体の加熱または冷却の手段は、加圧ロールの外部に付加すればよい。
【００１２】
加圧ロール（４）における真空吸引は、成形ロール（３）と違って真空成形を行なうわけではなく、バックフィルムとなるフィルム（２Ａ）をロール表面に吸引保持することができればよいから、はるかに弱い吸引力で足りる。 真空吸引を行なう時間の長さも短く、加圧ロールの回転角にすれば、わずか数度である。従って本発明の装置においては、図５に見るように、加圧ロールの円周を適当な数に分割した長さを１単位として１本の真空吸引路（４２）を設け、それぞれの真空吸引路が、フィルム（２Ａ）のフィルム（２Ｂ）への融着の瞬間、より詳しくいえば、フィルム（２Ａ）が加圧ロール（４）に接触する瞬間からキャップフィルムへの押圧が終了するまでの時間の範囲内で、真空吸引手段に接続されるように構成する。 具体的には、図４および図７に示すように、加圧ロールの一方または両方の端面に開口する真空吸引路（４２）に、一定の位置で連通する摺動板(４４)を配置し、それを通して、吸引調整板(４５)の開口に真空吸引路(４２)の開口が合致したときだけ、吸引が行なわれるようにする。 摺動する部分は、金属とプラスチックたとえば高密度ポリエチレン、ナイロンなどを組み合わせて構成するとよい。 このような手段は、成形ロールに関して既知の技術の応用により、当業者は容易に実施できるであろう。
【００１３】
加圧ロール（４）の孔（４１）または溝の大きさは、孔の直径または溝の幅にして０．６mm以下とすべきであり、好ましくは０．４mm以下である。 これより大きい孔または溝であると、通常用いられる材料、代表的にはポリオレフィン樹脂のバックフィルムは、ピンホールがあいたり、平行線状のしわができたりするおそれがある。 間隔は、キャップ１箇に対して少なくとも１箇の孔または１本の溝が対応するようにえらぶべきであり、さもないと本発明の効果が不徹底になる。 間隔８mm以下であれば、現在製造されている最も小さいキャップの気泡シートにも十分である。
【００１４】
加圧ロールが長い場合、図５のように一体で形成することは工作上困難があるので、たとえば図６に示したように、表面と内部とを別々に製作し、内部の外周に溝を設けて、筒状の表面に圧入したり焼きばめなどの手法によって一体化する対策をとってもよい。 加圧ロールの表面を、多孔質の材料や細かい網を用いて構成してもよい。
【００１５】
吸引調整板（４５）は、図７では加圧ロールの端部とほぼ同じ形状・寸法であるが、前記した機能から容易に理解されるとおり、真空吸引路（４２）の開口がバックフィルム（１Ａ）の加圧ロールへの吸引密着すべき位置と合致したときだけ、真空吸引が行なわれるようにすればよいから、図８に示すように扇形など、必要部分だけからなる形状をとることができる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明により、プラスチック気泡シートにおいて、バックフィルムのキャップ下の部分とキャップフィルムに融着した部分とが同一の平面にある製品が得られる。 この製品は、まず外観が在来のものに比べて著しく改善されていて、商品価値が高い。 気泡シートの裏面が高度に平坦であることは、気泡シートを他の材料たとえば厚紙、段ボール、合板、金属板などに貼り合わせる場合にも、接着が完全になり、接着剤が少量で足り、やはり外観のよい製品を与える点でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のプラスチック気泡シートを製造する装置の重要な構成部分を示す、概念的な説明図。
【図２】 図１の装置の成形ロールと加圧ロールとの接触部分を示す、主要部の拡大図。
【図３】 従来の技術により製造されたプラスチック気泡シートを示す図であって、Ａは断面図、Ｂは展開してキャップ底部方向から見た平面図。
【図４】 本発明のプラスチック気泡シートの製造装置を構成する、加圧ロールの一部縦断面図。
【図５】 図４の加圧ロールのＩ−Ｉ断面図。
【図６】 加圧ロールの別の態様を示す、図５と同様な断面図。
【図７】 図４の加圧ロールのII−II断面図。
【図８】 吸引調整板の図７と別の態様を示す、図７に対応する断面図。
【符号の説明】
１Ａ，２Ａ 可塑化状態にあるプラスチックフィルム
１Ｂ キャップフィルム
２Ｂ バックフィルム
２１ キャップ下の部分 ２２ 融着部
３ 成形ロール
３１ キャビティ
４ 加圧ロール
４１ 孔 ４２ 真空吸引路 ４３ 熱媒体循環路
４４ 摺動板 ４５ 吸引調整板
５Ａ，５Ｂ Ｔダイ
６ 引き取り手段

Claims (5)

1. 可塑化状態にあるプラスチックフィルムを、周面上に多数のキャビティを有する成形ロールにより連続的に成形して多数の突起を有するキャップフィルムとし、やはり可塑化状態にある平坦なプラスチックフィルムであるバックフィルムを、加圧ロールによりキャップフィルムに押圧し融着させ突起内に空気を封入することからなるプラスチック気泡シートの製造方法において、加圧ロールとして、その表面に真空吸引路に連なる多数の微細な孔または溝を有するものを使用し、前記の孔または溝を通じて真空吸引することにより、バックフィルムがキャップフィルムに融着する瞬間にバックフィルムを加圧ロール表面に密着させ、それによってバックフィルムのキャップ下の部分がキャプフィルムと融着した部分と同一の平面を保っている気泡シートを得ることを特徴とするプラスチック気泡シートの製造方法。
2. 加圧ロールとして、内部に熱媒体を循環させてロール表面の温度を調節できるようにしたものを使用して実施する請求項１のプラスチック気泡シートの製造方法。
3. プラスチックを可塑化状態にあるフィルムとして供給する２箇のフィルム供給手段、周面上に多数のキャビティを有し、可塑化状態にある上記のフィルムのうちの１枚を連続的に成形して多数の突起を有するキャップフィルムとする成形ロールおよび成形ロール駆動手段、やはり可塑化状態にあるいま１枚のプラスチックフィルムを平坦なままバックフィルムとして、キャップフィルムに押圧し融着させ、突起内に空気を封入する加圧ロールおよび加圧ロール駆動手段、ならびに、このようにして形成されたプラスチック気泡シートの引き取り手段を本質的な構成要素とするプラスチック気泡シートの製造装置において、加圧ロールとして、その表面に真空吸引路に連なる多数の微細な孔または溝を有するとともに、この真空吸引路に特定の時間だけ接続する真空吸引手段を有し、バックフィルムがキャップフィルムに融着する瞬間にバックフィルムを真空吸引により加圧ロール表面に密着保持することができるように構成したことを特徴とする、プラスチック気泡シートの製造装置。
4. 加圧ロールがロール表面の温度を調節するための熱媒体を循環させる循環路を内部に有し、かつ熱媒体の加熱または冷却の手段を付加した請求項３のプラスチック気泡シートの製造装置。
5. 加圧ロールの孔または溝の直径または幅を、０．６mm以下、好ましくは０．４mm以下とした請求項３または４のプラスチック気泡シートの製造装置。

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