(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に重ね合わされた状態で集積された複数枚のプラスチックシートを、上位のプラスチックシートから順次吸引保持して持ち上げると共にその持ち上げられたプラスチックシートに空気を吹き付けることで、吸引保持されたプラスチックシートに貼り付いた状態で持ち上げられる下位のプラスチックシートを、吸引保持されたプラスチックシートから分離しながら、吸引保持されたプラスチックシートのみを折曲線刻設位置に搬送し、その折曲線刻設位置で折曲線刻設用ブレードを前記プラスチックシートに押し当てることにより折曲線を刻設するプラスチックシートにおける折曲線刻設方法において、
前記プラスチックシートを吸引保持して持ち上げる際に、高温の空気を吹き付けることで、吸引保持されたプラスチックシートをその軟化温度以下の所定温度にまで昇温するようにしたことを特徴とするプラスチックシートにおける折曲線刻設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラスチックシートに折曲線を刻設するためのプラスチックシートにおける折曲線刻設方法、特に、簡単に効率よくプラスチックシートに折曲線を刻設することのできるプラスチックシートにおける折曲線刻設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】
近年、各種商品の包装に使用される包装箱は、紙材によって形成されたもの以外に、包装された商品が外部から透けて見えるようにプラスチックシートによって形成されたものも多数使用される傾向にある。
【０００３】
プラスチックシートは紙材に比べて弾力性に富み、強度が大きいので、従来の紙材を加工するプレス装置（打抜装置）を用いてプラスチックシートを加工する場合、良好な加工性が得られず、特に、折曲線を刻設した場合、プラスチックシートのスプリングバックにより、形成された包装箱が所定の形状に仕上がらず、また、自動充填包装に対応することが困難であった。
【０００４】
従来からプラスチックシートに折曲線等を刻設するには、受け部材に支持されたプラスチックシートを折曲線刻設用ブレードに押し当てる方法が一般的に採用されており、プラスチックシートを折曲線刻設用ブレードに押し当てる際には、そのプラスチックシートにおける折曲線を刻設する部分を加熱することにより軟化させておくことが望ましいので、折曲線刻設用ブレード自体を加熱したり、プラスチックシートを高周波加熱したりするといった方法が採用されている。
【０００５】
ところで、折曲線刻設用ブレードによってプラスチックシートに折曲線を刻設する際、プラスチックシートは折曲線刻設用ブレードに対して瞬時に押し当てられるため、折曲線刻設用ブレード自体を加熱する場合は、プラスチックシートの軟化温度よりかなり高い温度になるように加熱する必要がある。従って、加熱に伴う熱膨張によって折曲線刻設用ブレード自体が変形し易くなると共に、加熱によって折曲線刻設用ブレード自体が酸化されるので折曲線刻設用ブレードの寿命が短くなり、頻繁に折曲線刻設用ブレードを交換しなければならないといった問題がある。
【０００６】
また、折曲線刻設用ブレードを加熱する場合は、折曲線刻設時に、プラスチックシートを高温で局部的に加熱することになるので、刻設された折曲線部分が白化したり、折曲線刻設用ブレードにプラスチックシートがくっつき易いといった問題もある。
【０００７】
さらに、折曲線刻設用ブレードを加熱する場合は、折曲線刻設用ブレードを支持する型枠も同時に加熱されるため、耐熱性に優れた金属材料によって型枠を形成しなければならず、コストアップの１つの要因となっていた。
【０００８】
一方、プラスチックシートを高周波加熱する場合は、プラスチックシートを短時間で所定温度にまで昇温することができず、多数枚のプラスチックシートに対して高速で連続的に折曲線を刻設することが困難となり、折曲線が刻設されたプラスチックシートを効率よく製造することができないといった問題がある。
【０００９】
また、プラスチックシートを支持（載置）する受け部材を加熱することで、プラスチックシートを加熱昇温することも考えられるが、その場合は、ある程度の時間プラスチックシートが受け部材に載置されることになるので、プラスチックシートの軟化温度以上に受け部材を加熱することができず、プラスチックシート自体を高周波加熱する場合と同様に、プラスチックシートを短時間で所定温度にまで昇温することが困難であるといった問題がある。また、ある程度の厚みと広さを持った受け部材全体を昇温させるにはかなりの加熱エネルギが必要となるといった問題もある。
【００１０】
そこで、この発明の課題は、プラスチックシートを短時間で所定温度まで昇温することのできるプラスチックシートにおける折曲線刻設方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段及びその効果】
上記の課題を解決するため、この発明は、折曲線刻設用ブレードをプラスチックシートに押し当てることによって、そのプラスチックシートに折曲線を刻設するプラスチックシートにおける折曲線刻設方法において、前記プラスチックシートに折曲線刻設用ブレードを押し当てる前に、前記プラスチックシートに熱風を吹き付けることによって、前記プラスチックシートをその軟化温度以下の所定温度にまで昇温するようにしたのである。
【００１２】
このようにすれば、熱風の温度や風量、プラスチックシートに対する熱風の吹付距離や吹付角度等を任意に調整することによって、プラスチックシートをその軟化温度以下の所定温度にまで瞬時に昇温することができるので、１枚のプラスチックシートに要する加熱時間を極端に短くすることができ、多数枚のプラスチックシートに対する折曲線刻設処理を高速で行うことが可能となる。
【００１３】
特に、上下に重ね合わされた状態で集積された複数枚のプラスチックシートを、上位のプラスチックシートから順次吸引保持して持ち上げると共にその持ち上げられたプラスチックシートに空気を吹き付けることで、吸引保持されたプラスチックシートに貼り付いた状態で持ち上げられる下位のプラスチックシートを、吸引保持されたプラスチックシートから分離しながら、吸引保持されたプラスチックシートのみを折曲線刻設位置に搬送し、その折曲線刻設位置で折曲線刻設用ブレードを前記プラスチックシートに押し当てて折曲線を刻設する場合において、前記プラスチックシートを吸引保持して持ち上げる際に、高温の空気を吹き付けることで、吸引保持されたプラスチックシートをその軟化温度以下の所定温度にまで昇温するようにしておくと、プラスチックシートを吸引保持して持ち上げる際に、吸引保持されたプラスチックシートに張り付いた下位のプラスチックシートを分離するのと同時に吸引保持されたプラスチックシートを昇温することができるので、一連の処理工程を大きく変更することなく、さらに効率よくプラスチックシートに折曲線を刻設することができるという効果がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態について図面を参照して説明する。図１に示すように、この発明の折曲線刻設方法を実施するための装置１は、非結晶のポリエチレンテレフタレートシート（Ａ−ＰＥＴシート）からなる多数枚のプラスチックシートＳが上下に重ね合わされた状態で集積されたシート群ＳＧから１枚ずつプラスチックシートＳを取り出して折曲線刻設位置αに搬送するシート取出・搬送部１０と、このシート取出・搬送部１０によって折曲線刻設位置αに搬送されてきたプラスチックシートＳに折曲線を刻設する折曲線刻設部２０と、この折曲線刻設部２０によって折曲線が刻設されたプラスチックシートＳを所定形状に打ち抜くことで、ケース等を組み立てるためのシート状の中間製品Ｐを形成する打抜部３０と、この打抜部３０によって形成された中間製品Ｐを集積する集積部４０とから構成されている。
【００１５】
前記シート取出・搬送部１０は、同図に示すように、プラスチックシートＳを吸引保持する吸引手段１１と、この吸引手段１１に吸引保持されたプラスチックシートＳに斜め下方から熱風を吹き付ける熱風吹付手段１２とを備えており、この吸引手段１１及び熱風吹付手段１２を作動させることによって、シート群ＳＧからプラスチックシートＳを１枚ずつ確実に取り出して折曲線刻設位置αに搬送することができるようになっている。
【００１６】
具体的には、図２（ａ）に示すように、まず、吸引手段１１が降下して、シート群ＳＧの最上位のプラスチックシートＳを吸引保持した後、吸引手段１１が上昇することで最上位のプラスチックシートＳが持ち上げられる。
【００１７】
このとき、静電気等によって下位のプラスチックシートＳが最上位のプラスチックシートＳに貼り付いた状態で持ち上げられることが多いので、同図（ｂ）に示すように、吸引手段１１と共に昇降する熱風吹付手段１２によって斜め下方から３００℃以上の熱風を０．５〜１秒間吹き付けることで、貼り付いた下位のプラスチックシートＳが強制的に分離されると同時に最上位のプラスチックシートＳが熱風で加熱され、瞬時にしてプラスチックシートＳの軟化温度６８〜６５℃より低い温度４０〜６０℃にまで昇温され、図１に示すように、折曲線刻設位置αに搬送される。なお、このときに分離された下位のプラスチックシートＳにも熱風が吹き付けられるので、下位のプラスチックシートＳも補助的に加熱される。
【００１８】
前記折曲線刻設部２０は、図１に示すように、折曲線刻設位置αに搬送されてきた、４０〜６０℃に昇温されたプラスチックシートＳを載置した状態で昇降する受け部材２１と、固定された型枠に支持された折曲線刻設用ブレード２２とを備えており、受け部材２１を上昇させて受け部材２１に載置されたプラスチックシートＳを折曲線刻設用ブレード２２に押し付けることで、プラスチックシートＳの所定位置に折曲線を刻設するようになっている。なお、このようにして折曲線が刻設されたプラスチックシートＳは、図示しない搬送手段によって打抜位置βまで搬送される。
【００１９】
前記打抜部３０は、図１に示すように、折曲線が刻設されたプラスチックシートＳを載置する受け部材３１と、固定された型枠に支持された打抜刃３２とを備えており、受け部材３１を上昇させて受け部材３１に載置されたプラスチックシートＳを打抜刃３２に押し付けることで、プラスチックシートＳを所定形状に打ち抜いて上述したようなシート状の中間製品Ｐを形成するようになっている。なお、このようにして形成された中間製品Ｐは、上述したように、集積部４０において集積される。
【００２０】
以上のように、この装置１では、プラスチックシートＳを吸引手段１１によって吸引保持して持ち上げる際に、その吸引保持されたプラスチックシートＳに貼り付いた下位のプラスチックシートＳを分離するために吹き付ける空気を高温空気とすることにより、その後に折曲線が刻設されるプラスチックシートＳを４０〜６０℃まで昇温するようにしているので、常温空気を吹き付ける既存の装置及び工程に大きな変更を加えることなく、折曲線刻設前にプラスチックシートＳを効率よく昇温することが可能となる。
【００２１】
また、加熱手段として熱風を使用したため、プラスチックシートＳをその軟化温度以下の所定温度に瞬時に昇温することができるので、多数枚のプラスチックシートＳに対して高速で連続的に折曲線刻設処理を行うことができ、折曲線が刻設されたシート状の製品を効率よく生産することができる。
【００２２】
なお、熱風を吹き付けることによって昇温されるプラスチックシートＳの表面温度は、熱風温度、熱風吹付距離、熱風吹付角度及び熱風吹付時間等の諸条件によって変動するので、厚さ０．３ｍｍ、幅２００ｍｍ、長さ３００ｍｍのカネボウＡ−ＰＥＴシートからなる試験体に対して、図３に示すように、ライスタートリアック型熱風溶接機（ＰＩＤ型、温度範囲：２０〜６００℃、ノズル径：４０ｍｍ）を熱風吹付装置ＴＭとして使用し、熱風吹付距離ｌ＝１５０ｍｍ、熱風吹付角度θ＝２５度に固定した状態で熱風温度と熱風吹付時間とを変化させて、放置温度計（ＡＴ−０５１０Ｆ  ミノルタ製）を用いて試験体ＴＳの表面温度を測定し、その結果を表１に示した。なお、測定時における気温は２４．５℃、加熱前の試験体ＴＳの表面温度は２４．０℃、吹き付ける熱風の風量は、２３０ｌ／ｍｉｎであった。
【００２３】
【表１】
0003656082.tif 000002
【００２４】
表１に示されているように、３００℃の熱風を吹き付けた場合は、試験体ＴＳの表面温度を６℃上昇させるのに５秒程度必要であるが、４００〜６００℃の熱風を吹き付けると、瞬時（１秒）にプラスチックシートを１２〜１９℃昇温することができることが分かる。従って、軟化温度が比較的低いＡ−ＰＥＴシートについては、熱風吹付距離及び熱風吹付角度を適宜調整することによって、３００〜６００℃程度の熱風を吹き付けることで、十分に対応することが可能である。
【００２５】
また、参考のために、本発明の方法で折曲線を刻設したカネボウＡ−ＰＥＴシートに対して、スプリングバック性についての試験を行った。具体的には、厚さ０．３ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ１２０ｍｍのＡ−ＰＥＴシートを全く加熱しないものと、熱風を吹き付けることによって４０℃、６０℃にそれぞれ加熱したものについて、その長手方向の中央部に全幅に渡って折曲線を刻設した試験体をそれぞれ準備し、図４（ａ）に矢印で示すように、各試験体ＴＳを折曲線Ｌ部分で二つ折りにした後、同図（ｂ）に示すように、５ｋｇの分銅Ｗを５秒間載置し、分銅Ｗを取り除いた後１分経過後に、同図（ｃ）に示す戻り角度θを測定し、その結果を表２に示す。なお、折曲線を刻設するための折曲線刻設用ブレードとしては、図５（ａ）に示すように、先端が先細テーパ状である通常ブレード（０．９ｍｍ厚）Ｎ１と、同図（ｂ）に示すように、先端が二又になった特殊ブレード（０．９ｍｍ厚）Ｎ２の２種類を使用し、それぞれ２５０ｋｇｆの押圧力でプラスチックシートに押し当てた。
【００２６】
【表２】
0003656082.tif 000003
【００２７】
表２から分かるように、折曲線を刻設する前にプラスチックシートを予め加熱しておくほうが戻り角度θが小さく、また、プラスチックシートを予め加熱する場合でもプラスチックシートの表面温度が高いほうが戻り角度θが小さくなるので、熱風を吹き付けることでプラスチックシートを加熱する際は、できるだけプラスチックシートの軟化温度付近まで昇温しておくことが望ましい。
【００２８】
また、表２から分かるように、折曲線刻設用ブレードとして特殊ブレードＮ２を使用すると、通常ブレードＮ１を使用する場合に比べて、戻り角度θが相対的に小さくなるので、特殊ブレードＮ２を使用する場合は、プラスチックシートの温度を低く抑えることができる。
【００２９】
なお、上述した実施形態では、集積されたプラスチックシートＳを吸引保持して持ち上げる際に、プラスチックシートＳに熱風を吹き付けるようにしているが、こういったものに限定されるものではなく、プラスチックシートＳの折曲線刻設位置αへの搬送途中に熱風を吹き付けて加熱するための加熱領域を設けることも可能である。
【００３０】
また、上述した実施形態では、熱風を吹き付けることでプラスチックシートＳを加熱しているが、これに赤外線ヒータ等の輻射熱ヒータを併用することも可能である。
【００３１】
また、この実施形態では、プラスチックシートとしてＡ−ＰＥＴシートを使用する場合について説明したが、折曲線を刻設するプラスチックシートは、Ａ−ＰＥＴシートに限定されるものではなく、例えば、塩化ビニルシートやポリプロピレンシート等に折曲線を刻設する場合にも本発明の方法を適用することができることはいうまでもない。但し、ポリプロピレンシートの場合は、軟化温度が高いため、短時間で軟化温度付近まで昇温するには６００℃以上の熱風を吹き付ける必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる折曲線刻設方法を実施する装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】同上の装置におけるプラスチックシートの取出・搬送工程を説明するための説明図である。
【図３】プラスチックシートの加熱試験条件を説明するための説明図である。
【図４】折曲線が刻設されたプラスチックシートに対するスプリングバック試験方法を説明するための説明図である。
【図５】折曲線刻設用ブレードの形状を示す端面図である。
【符号の説明】
１０  シート取出・搬送部
１１  吸引手段
１２  熱風吹付手段
２０  折曲線刻設部
２１  受け部材
２２  折曲線刻設用ブレード
３０  打抜部
３１  受け部材
３２  打抜刃
４０  集積部
Ｓ  プラスチックシート
【図１】
0003656082.tif 000004
【図２】
0003656082.tif 000005
【図３】
0003656082.tif 000006
【図４】
0003656082.tif 000007
【図５】
0003656082.tif 000008