(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続して送り出されてくるシートを巻き取り装置に備えた複数本の巻軸に対して巻軸を交互に切り替えながら巻き取っていくシートの巻き取り方法において、巻軸の切り替え時に巻き取り装置の上流に配置したシート切断装置によりシートを切断するに際して、切断されたシートの先端を巻軸の巻き取り表面側に向く方向に折り曲げて傾斜を付ける処理を同時に行うことを特徴とするシートの巻き取り方法。
【請求項２】
シートを切断するに際して、シート先端部を鋭角にする処理も同時に行うことを特徴とする請求項１記載のシートの巻き取り方法。
【請求項３】
複数本の巻軸を備えており巻軸を交互に切り替えながら巻軸の表面に切断されたシートの先端を巻き付けて巻き取っていくシートの巻き取り装置であって、シートの送り込み方向上流側にシート切断装置を備え、該シート切断装置は、切断されたシートの先端を巻軸の巻き取り表面側に向く方向に折り曲げて傾斜を付ける手段をさらに備えることを特徴とするシートの巻き取り装置。
【請求項４】
シート先端部を鋭角にする手段をさらに備えることを特徴とする請求項３記載のシートの巻き取り装置。
【請求項５】
巻軸の表面に、熱可塑性樹脂発泡シートの先端を巻き付けて巻き取られている原反ロールであって、熱可塑性樹脂発泡シートは先端の切断面は斜面となっており、シート先端部は鋭角である熱可塑性樹脂発泡シートであり、当該熱可塑性樹脂発泡シートが該斜面となっている切断面が巻軸の巻き取り表面側に向くようにして巻軸の表面に巻き付けられ、それによりシート先端は傾斜が付けられた状態で巻軸の表面に巻き付けられていることを特徴とする原反ロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、押出機から連続して送り出されてくる熱可塑性樹脂発泡シートのようなシート状物を巻き取り装置に備えた複数本の巻軸に対して巻軸を交互に切り替えながら巻き取っていくようにしたシートの巻き取り方法と装置、およびシートを巻き取った原反ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
連続的に送られてくるシートを、例えば、ターレットアームの一方端に取り付けた巻軸に巻き取っていき、そこが満巻き状態となったときに、切断装置によってシートを切断し、切断したシート先端をターレットアームの他方端に取り付けた空の巻軸側に案内して、該巻軸の表面にシートの先端を巻き付けて巻き取りを継続するようにした、シートの連続巻き取り方法および装置は知られている（特公昭５６−７８５６号公報、特開平８−３４５４７号公報、特開２０００−３４４４０２号公報など）。
【０００３】
いずれの場合も、シートをカッターで切断した後、切断されたシート先端を適宜の案内誘導手段により空の巻軸の表面に沿うように案内し、案内誘導手段から送り出されてくるシート先端を、シートの後続側と重ね合わせることによって、空の巻軸の表面に密着させる。その後は、当該巻軸の回転により、シートはロール状に連続して巻き取られていく。
【０００４】
図６は、そのような巻き取り方法を熱可塑性樹脂発泡シートの製造に用いた場合の例を示す。この例において、押出機１０は先端にサーキュラーダイ１１を取り付けており、円筒状に押し出された押出発泡体１２は円筒状の冷却マンドレル１３を通過した後、内側から外側に向けて突き出ている切断刃１４により、その流れ方向（巻き取り方向）に沿って切断される。切断された押出発泡シート１５は、案内ロール１６、１７、１８を通過して、ターレットアーム装置２０および切断装置３０を備えた巻き取り装置４０により巻き取られ、原反ロールＲとなる。
【０００５】
図７は、巻き取り装置４０のターレットアーム装置２０の部分を示している。図７ａは押出発泡シート１５を巻軸Ａに巻き取っている状態であり、上流側に位置する巻軸Ｂは空（すなちわ、待機）の状態にある。押出発泡シート１５は、送りロール２１および一方の案内ロール２２を経て巻軸Ａにより巻き取られており、その間、巻軸Ｂ側の近傍は配置されたを案内誘導装置２４は解放姿勢にある。なお、案内誘導装置２４は案内ベルト２５を備え、上流側２６が図７ａに示す解放位置と図７ｂに示すシート導入位置とに位置変更自在となっている。なお、このような案内誘導装置２４自体は、前記した公報にも記載されるように、従来知られたものである。
【０００６】
巻軸Ａが満巻き状態に近づくと、案内誘導装置２４は図７ｂに示すように、空の巻軸Ｂを包囲する姿勢となり、その上流端側２６は送りロール２１の送り出し側近傍に位置した姿勢となる。巻軸Ａが満巻きになったとき、切断装置３０が作動して押出発泡シート１５を切断する。切断位置より下流側の押出発泡シート１５ａは巻軸Ａに巻き取られ、原反ロールＲが完成する。
【０００７】
一方、図７ｃに示すように、切断位置より上流側の先端１５ｂは、送りロール２１により巻軸Ｂの表面と案内誘導装置２４の上流端２６側の間に送り込まれ、そのまま巻軸Ｂの表面に沿って移動した後、案内誘導手段２４の案内面から離れて送り出されてくる。そして、シート先端１５ｂは、後続する押出発泡シート１５と重ね合わされた姿勢となって空の巻軸Ｂの表面に密着した状態となり、巻軸Ｂの回転により巻軸にロール状に連続して巻き取られていく。一定時間経過後に、案内誘導装置２４は図７ａに示す解放姿勢となり、次いで、ターレットアーム装置２０が１８０度回転して、巻軸Ａは次の巻き取りに備える。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図８は、上記のように巻き取り装置において、切断後のシート先端１５ｂが空の巻軸に巻き込まれる状態を示している。機構的な制約から、案内誘導手段により、シート先端１５ｂを巻軸Ｂの巻き取り面に接するまで案内することはきわめて困難であり、シート先端１５ｂは、案内誘導手段から解放された後、図８ａに示すように、巻軸Ｂの巻き取り面から離れる方向に進んでいき、そこで後続するシートの裏面に衝突する。
【０００９】
シートが柔軟なものである場合には大きな問題は生じないが、シートが剛性の高い熱可塑性樹脂発泡シート（例えば、ポリスチレン系樹脂発泡シート）のような場合には、図８ｂに示すように、シート先端が衝突してさらに巻き込みが進行するときに、シート先端１５ｂが衝突した部分２８でシート１５に折れしわ２９が発生する。この折れしわ２９は、図８ｃに示すように、２巻目、３巻目、・・のシートにまで影響を与える。このような傷（折れしわ）がついた部分はシートの不良部分であり、廃棄の対象となる。例えば、シートが熱可塑性樹脂発泡シートの場合に、その部分は、トレーや丼容器などのための熱成形用シートとして利用することができず、廃棄される。このような不良部分の発生は、コストの高騰を招くばかりでなく、廃棄物処理時における環境保全の観点からも好ましくない。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、切断されたシートを空の巻軸に巻き取る際に、シートの切断先端に起因して生じる折れじわなどによる不良部分の発生をなくすことを可能とした、改良されたシートの巻き取り方法と装置および巻き取られたシート原反を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明によるシートの巻き取り方法は、連続して送り出されてくるシートを巻き取り装置に備えた複数本の巻軸に対して巻軸を交互に切り替えながら巻き取っていくシートの巻き取り方法において、巻軸の切り替え時に巻き取り装置の上流に配置したシート切断装置によりシートを切断するに際して、切断されたシートの先端を巻軸の巻き取り表面側に向く方向に折り曲げて傾斜を付ける処理を同時に行うことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明によるシートの巻き取り装置は、複数本の巻軸を備えており巻軸を交互に切り替えながら巻軸の表面に切断されたシートの先端を巻き付けて巻き取っていくシートの巻き取り装置であって、シートの送り込み方向上流側にシート切断装置を備え、該シート切断装置は、切断されたシートの先端を巻軸の巻き取り表面側に向く方向に折り曲げて傾斜を付ける手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明による原反ロールは上記製造方法または製造装置により製造されるものであって、巻軸の表面にシートの先端を巻き付けて巻き取られている原反ロールであって、シートの先端は巻軸の巻き取り表面側に向く方向に折り曲げて傾斜が付けられた状態で巻軸の表面に巻き付けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、空の巻軸に巻き込まれようとするシートの先端は、巻軸の巻き取り表面側に向く方向に折り曲げられ傾斜した状態となっている。従って、案内誘導手段の案内面から離れて送り出されてくるシートの先端が後続するシートの裏面に衝接したとき、従来のような「シート裏面に衝突する」という現象が生じることはなく、折り曲げられ傾斜した先端面は後続するシートの裏面に沿ってスリップする姿勢となり、折り曲げられた先端は、そのまま巻軸の巻き取り表面に案内されて密着し、巻き込みが進行する。そのために、後続するシートに折れじわが発生することはなく、シートの不良部分は大幅に減少する。
【００１５】
本発明において、巻軸の巻き取り表面側に向く方向に折り曲げて傾斜を付ける領域、すなわちシートの切断先端から折り曲げが終了する位置までの距離、および傾斜角度は、一定である必要はなく、シートの物性値や厚みあるいは巻軸の直径などを考慮しながら、最終的には実験的に最適なものが定められる。また、本発明において、巻き取り装置は、切断装置の部分を除き、従来知られものを任意に用いることができる。
【００１６】
本発明において、シート先端の切断面は垂直面であってもよいが、後続するシートとの間に隙間を生じさせず、１巻目にもわずかなへこみを生じさせないためには、切断面が斜面となっており、シート先端部が鋭角になっていることが好ましい。
【００１７】
本発明において、シートにも特に制限はなく、シートの先端が巻軸の巻き取り表面側に向く方向に折り曲げられて傾斜している状態を一定時間、すなわち、空の巻軸に密着して連続した巻き取りが開始するまでの時間、維持できることを条件に任意であるが、シートが剛性の高い熱可塑性樹脂発泡シートのような場合には、本発明は特に効果的である。熱可塑性樹脂発泡シートの場合、先端にダイを備えた押出機から押し出されてくる押出発泡シートまたは少なくとも片面に熱可塑性樹脂フィルムを積層した状態で共押し出されてくる押出発泡シートであってもよい。
【００１８】
熱可塑性樹脂発泡シートの場合、用いる熱可塑性樹脂は、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリカードネート系樹脂、メタクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は単独でもよく、２種類以上組み合わせてもよい。これらの樹脂の内、ポリスチレン系樹脂は特に好適である。その理由は、ポリスレン系樹脂は、樹脂が硬く、剛性の高い樹脂発泡シートとなりがちであることによる。
【００１９】
ポリスチレン系樹脂としては、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ジメチルスチレン、パラメチルスチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレンなどのモノマーから製造される樹脂が挙げられる。また、スチレン単独重合樹脂、共重合樹脂、３元以上の共重合樹脂でもよい。より具体的には、ポリスチレンなどの単独重合樹脂、スチレン−無水マレイン酸、スチレン−メタクリル酸、スチレン−アクリル酸（アクリル酸エステルなどを含む）、スチレン−アクリロニトリルなどの共重合樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンなどの３元共重合樹脂が挙げられる。
【００２０】
発泡剤は、公知のものをいずれも使用できる。具体的には、分解型発泡剤、気体または揮発性の発泡剤が使用できる。これらの発泡剤は単独でもよく、２種類以上組み合わせてもよい。
【００２１】
分解型発泡剤としては、例えば、炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、カルシウムアジド、ナトリウムアジド、ホウ水素ナトリウムなどの無機系分解性発泡剤、アゾジカルボンアミド、アゾビススルホルムアミド、アゾビスイソブチロニトリル及びジアゾアミノベンゼンなどのアゾ化合物、Ｎ，Ｎ'−ジニトリソペンタンメチレンテトラミン及びＮ，Ｎ'−ジメチル−Ｎ，Ｎ'−ジニトロソテレフタルアミドなどのニトロソ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド及びｐ，ｐ'−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン、バリウムアゾジカルボキシレート、クエン酸などが挙げられる。これら発泡剤は、単独でも組み合わせてもよい。さらに、分解温度、発生ガス量及び分解速度を調節するために公知の発泡助剤を添加してもよい。
【００２２】
気体の発泡剤としては、窒素、炭酸ガス、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、ｔｅｒｔ−ブタン、メチルエーテルなどが挙げられる。なお、ここで気体とは、２０℃・１気圧で気体であることを意味する。一方、揮発性の発泡剤としては、エーテル、石油エーテル、アセトン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、ベンゼン、トルエンなどが挙げられる。また、上記以外にも水を使用することができる。これらの発泡剤は、単独でも組み合わせてもよい。上記発泡剤のうち、ｎ−ブタン、ｉ−ブタン、窒素、炭酸ガスが好ましい。
【００２３】
また、発泡シートの少なくとも片面に熱可塑性樹脂フィルムが積層された発泡シートであってもよい。積層する熱可塑性樹脂フィルムとしては、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、メタクリル系樹脂などが挙げられる。これらの樹脂は単独でもよく、２種類以上組み合わせてもよい。これらの樹脂フィルムを発泡シートに積層することで、発泡シートの強度の向上や印刷性の向上といった効果が得られる。特にポリスチレン系樹脂フィルムを使用して、このフィルム樹脂にゴム分を含有させると脆性改善効果が得られるので好ましい。
【００２４】
発泡シートに樹脂フィルムを積層するには、前記のように発泡シートに樹脂フィルムを共押出により積層する方法や、後から加熱ロールや接着剤などを使用して積層する方法などいずれの方法も使用できる。また、発泡シートに積層する樹脂フィルムは、発泡シートの片面に設けてもよく、両面に設けてもよい。
【００２５】
具体的な樹脂フィルムの積層方法としては、（１）発泡シートと樹脂フィルムを合流・積層させてから、ダイから押出して、フィルムが積層された発泡シートを得る共押出と呼ばれる方法、（２）インラインまたはアウトラインで、押出機より押出された樹脂フィルムを冷却しきらないうちに、直接、発泡シートに積層する方法、（３）インラインまたはアウトラインで、押出機より押出された樹脂をバインダーとして、あらかじめ準備された樹脂フィルム（あらかじめ印刷を施してあるものでも、無地のものでもよい）を発泡シートに積層する方法、（４）あらかじめ準備された樹脂フィルム（無地または印刷品）を加熱ロールで加熱しながら、発泡シートに圧着して積層する方法などが採用できる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を熱可塑性樹脂発泡シートに適用した場合を例とした実施の形態により説明する。この例において、装置全体は前記図６に示したものとほぼ同じものであり、巻き取り装置４０に設ける切断装置３０の構成のみが相違している。従って、図１では、切断装置３０よりも上流側の装置（押出装置など）は省略しており、ターレットアーム装置２０については、同じ機能を奏する部材には同じ符号を付すことにより詳細な説明は省略する。
【００２７】
図１の例において、切断装置３０はいわゆるロータリーカッターであり、熱可塑性樹脂発泡シート１５と同じ送り方向にシート１５の送り速度よりも高速で回転する一対のロータ３１、３２を有する。一方のロータ３１には切断刃３３がシートの移動方向に直交する方向に固定されており、他方のロータ３２にはシート受け台３４が、切断刃３３と対向する位置に固定されている。シート受け台３４には切断刃３３の方向に延びる前後２条の凸条３５、３６が形成されており、２つの凸条３５と３６との間の空間３７に切断刃３３が入り込むとともに、熱可塑性樹脂発泡シート１５は切断される。なお、上記ロータリーカッター３０の構成は従来知られたものである。
【００２８】
本発明のロータリーカッター３０において、シート受け台３４に形成される前記２条の凸条３５、３６の高さが、ロータ３２の回転方向前方側に位置する凸条３５よりも回転方向後方側に位置する凸条３６の方が高くされている点で、従来のものと相違している。図２ａは、ロータリーカッター３０による切断過程を示す概念図であり、切断刃３３での切断時に、シート１５は凸条３６に沿って押し上げられるとともに切断され、切断されたシートの先端１５ｂはロータ３１の側に折れ曲がり、切断刃３３は２条の凸条３５、３６の間の空間３７内に入り込む。それにより、シート１５の切断面は斜面カットとなるとともに、切断シート先端１５ｂの所定の領域は、図で上方に向けて折り曲げられた傾斜した姿勢となる。図３は、その状態を断面で示す図であり、この例で厚み２．０ｍｍである熱可塑性樹脂発泡シート１５の先端が、長さ（Ｌ）１０ｍｍにわたり、角度（Ｍ）約２０度で上方に折り曲げられ傾斜している。切断面（Ｎ）は斜面となっており、その先端部（Ｏ）は鋭角となっている。
【００２９】
図４は、上記のようにして切断された熱可塑性樹脂発泡シート１５が巻き取り装置２０の空の巻軸Ｂに巻き込まれる状態を示している。図４ａに示すように、空の巻軸Ｂに巻き込まれようとする熱可塑性樹脂発泡シート１５の先端１５ｂは、巻軸Ｂの巻き取り表面側に向く方向に折り曲げられ傾斜した状態となっており、案内誘導手段（図４には示されない）の案内面から離れて送り出されてくる熱可塑性樹脂発泡シート先端１５ｂが後続する熱可塑性樹脂発泡シート１５の裏面に衝接したとき、折り曲げられ傾斜した先端面は後続するシートの裏面に沿ってスリップする姿勢となり、図４ｂに示すように、折り曲げられた先端は、そのまま巻軸Ｂの巻き取り表面に案内されて密着し、巻き込みが進行する。そのために、後続する熱可塑性樹脂発泡シート１５に折れじわが発生することはない。
【００３０】
図２ｂは、切断装置３０の他の例による切断過程を示している。この切断装置他はいわゆるギロチンカッターであり、このカッターでは、切断刃３３ａおよびシート受け台３４ａはともに固定されていて、シート受け台３４ａに形成した空間３７ａに切断刃３３ａが上昇することにより、シート受け台３４ａを走る熱可塑性樹脂発泡シート１５は切断される。なお、以上の上記ギロチンカッターの構成は従来知られたものである。
【００３１】
本発明のギロチンカッターにおいて、切断刃３３ａの裏面、すなわち、熱可塑性樹脂発泡シート１５の送り出し方向上流側に、熱可塑性樹脂発泡シート１５の全幅方向にわる膨出部材３８を固着している点で、従来のものと相違している。該膨出部材３８は、切断刃３３ａによる熱可塑性樹脂発泡シート１５の切断時にその下端部が前記空間３７ａ内に入り込むように位置決めされている。そのために、切断刃３３ａによる熱可塑性樹脂発泡シート１５の切断時に、シートの先端１５ｂは垂直に切断されるとともに、シート先端１５ｂの所定の領域は、前記膨出部材３８により押し上げられ、上方に向けて折り曲げられた傾斜した姿勢となる。
【００３２】
図５は、図２ｂに示す切断装置を用いて切断した熱可塑性樹脂発泡シート１５が巻き取り装置２０の空の巻軸Ｂに巻き込まれる状態を示しており、図４に相当している。図示のように、熱可塑性樹脂発泡シート１５の先端１５ｂは垂直面となっているので、図４に示す場合よりも、折り曲げられた先端と後続する熱可塑性樹脂発泡シート１５とは、幾分段差のある状態で巻軸Ｂに巻き込まれることとなり、後続する熱可塑性樹脂発泡シート１５にとの間に幾分隙間が生じるが折れじわが発生することはない。１巻目にわずかなへこみが生じる程度である。
【００３３】
また、上記の方法あるいは装置により作られた原反ロールでは、従来巻軸への巻き込み時に発生していた折れじわによる熱可塑性樹脂発泡シートの使用不能部分を大きく低減することが可能となり、熱可塑性樹脂発泡シートの利用率は向上する。
【００３４】
【実施例】
市販のポリスチレン系樹脂（Ｇ−９３０５（Ａ＆Ｍ社製ＭＩ＝１．７））を１００重量％に発泡剤としてブタンガス（イソブタン／ノルマルブタン＝５０／５０）２．３重量部、気泡調整剤として粉末タルク０．８５部相当のマスターバッチ品（ＤＳＭ−１４０１Ａ（電化スチロール社製））を使用して、押出機内で溶融混練させ、口径１７０ｍｍのサーキュラーダイで樹脂温度１６０℃に調整して、厚み２．２ｍｍ、倍率９．２倍のポリスチレン系樹脂発泡シートを得た。
【００３５】
その発泡シートを図１および図２に示した装置で切断と巻き取りを行った。いすれも、熱可塑性樹脂発泡シートの先端が、長さ約１０ｍｍにわたり、ほぼ２０度の角度で上方に折り曲げられていた。空の巻軸に巻き取って原反ロールを作った後、巻き戻して、巻軸近くでのシートの状態を観察した。図２ａの装置によるものでは、切断面が斜面であり先端部が鋭角であることから、１巻目のシートにもへこみも折れじわも観察されなかった。図２ｂの装置のよるものは、切断面が垂直であることから、１巻目内面にわずかなへこみが見られたが、折れじわは観察されなかった。
比較例として、図２ｂの装置から膨出部材３８を取り外したもので同じような切断と巻き取りを行った。この場合には、５巻目まで、折れじわが観察された。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、従来巻軸への巻き込み時に、巻き込み当初のシート領域に発生していた傷（折れしわ）をなくすことができ、結果として、原反ロールのシートの有効利用率が向上し、コストの低減と廃棄物処理に要する手間を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を実施するための装置の一例を説明する図。
【図２】本発明による方法を実施するための装置での異なった２つの切断装置による切断過程を説明する図。
【図３】切断刃により切断された後のシートの状態を示す図。
【図４】本発明によるシートの巻軸への巻き込み状態を説明する図。
【図５】本発明によるシートの巻軸への他の巻き込み状態を説明する図。
【図６】熱可塑性樹脂発泡シートの製造および巻き取り装置を説明する図。
【図７】巻き取り装置でのシートの巻き取り手順を説明する図。
【図８】従来の巻き取り装置での巻き締め状態を説明する図。
【符号の説明】
１０…押出機、１５…シート（熱可塑性樹脂発泡シート）、１５ａ…シート先端、２０…ターレットアーム装置、３０…切断装置、４０…巻き取り装置、３３、３３ａ…切断刃、３４、３４ａ…シート受け台、３５、３６…凸条、３７、３７ａ…空間、３８…膨出部材、Ｒ…原反ロール、Ａ，Ｂ…巻軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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