(57)【要約】【課題】気泡シートの融着性を向上させることが可能な合成樹脂製気泡シートの製造方法を提供する。【解決手段】凹部２２ａが形成された成形ロール２２に融点以上となっている第１シート１１を供給する第１シート供給工程と、成形ロール２２の外周面上で第１シート１１に突起部１１ａを形成する突起部形成工程と、第１シート１１における突起部１１ａの開口側の面に、融点以上に加熱された第２シート１２を供給する第２シート供給工程と、第２シート１２に対し、第１シート１１に押しつける方向に所定期間だけ外力を作用させて第２シート１２と第１シート１１を接合する接合工程と、接合工程における所定期間が終了する前に、第１シート１１および第２シート１２を融点以下に冷却する冷却工程とを設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多数の突起部（１１ａ）が形成された合成樹脂製の第１シート（１１）と、平坦状となっている合成樹脂製の第２シート（１２）とが接合され、ガスが密閉された気泡部（１３）が形成されている合成樹脂製気泡シートの製造方法であって、
外周面に前記突起部（１１ａ）に対応する凹部（２２ａ）が形成された成形ロール（２２）に融点以上となっている前記第１シート（１１）を供給する第１シート供給工程と、
前記成形ロール（２２）の外周面上で前記第１シート（１１）に前記突起部（１１ａ）を形成する突起部形成工程と、
前記第１シート（１１）における前記突起部（１１ａ）の開口側の面に、融点以上に加熱された前記第２シート（１２）を供給する第２シート供給工程と、
前記第２シート（１２）に対し、前記突起部（１１ａ）が形成された前記第１シート（１１）に押しつける方向に所定期間だけ外力を作用させて前記第２シート（１２）と前記第１シート（１１）を接合する接合工程と、
前記接合工程における前記所定期間が終了する前に、前記第１シート（１１）および前記第２シート（１２）を融点以下に冷却する冷却工程とを備えることを特徴とする合成樹脂製気泡シートの製造方法。
【請求項２】
前記接合工程では、前記成形ロール（２２）と外周面同士が接触するように配置された加圧ロール（２３）を用いて、前記第２シート（１２）に対して前記第１シート（１１）に押しつける方向に外力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂製気泡シートの製造方法。
【請求項３】
前記加圧ロール（２３）の外周面には、弾性部材（２３ａ）が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の合成樹脂製気泡シートの製造方法。
【請求項４】
前記弾性部材（２３ａ）は、前記加圧ロール（２３）の直径の１．５〜１０％の厚みを有し、かつ、ゴム硬度（ＪＩＳ硬度Ａ）が５０〜１１０度の範囲内であることを特徴とする請求項３に記載の合成樹脂製気泡シートの製造方法。
【請求項５】
前記接合工程では、前記成形ロール（２２）よりシート流れ方向下流側に配置されたシート引取手段（２４）により、前記成形ロール（２２）の回転によるシート送り速度より速い速度で前記第１シート（１１）と前記第２シート（１２）が接合された前記気泡シートを引き取ることで、前記第２シート（１２）に対して前記第１シート（１１）に押しつける方向に外力を作用させることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂製気泡シートの製造方法。
【請求項６】
前記冷却工程では、圧縮空気供給装置（２５）によって、前記気泡シート（１０）に冷却用の圧縮空気を供給することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の合成樹脂製気泡シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスが密閉された多数の気泡部が形成された合成樹脂製気泡シートを製造する合成樹脂製気泡シートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、外周面に多数の凹部が形成された成形ロール上で溶融した合成樹脂製シートを真空成形して多数の突起部が形成された第１シートを生成し、これに溶融した平坦状の第２シートを圧着して合成樹脂製気泡シートを製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２１６７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、気泡シートにおいては２枚のシートが強固に融着して接合されていることが望まれるのに対し、これらのシートの融着条件は、作業者の経験等により調整されていた。このため、気泡シートの融着状態に作業者の個人差等が影響することが考えられる。
【０００４】
本発明は上記点に鑑み、気泡シートの融着性を向上させることが可能な合成樹脂製気泡シートの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、外周面に突起部（１１ａ）に対応する凹部（２２ａ）が形成された成形ロール（２２）に融点以上となっている第１シート（１１）を供給する第１シート供給工程と、成形ロール（２２）の外周面上で第１シート（１１）に突起部（１１ａ）を形成する突起部形成工程と、第１シート（１１）における突起部（１１ａ）の開口側の面に、融点以上に加熱された第２シート（１２）を供給する第２シート供給工程と、第２シート（１２）に対し、突起部（１１ａ）が形成された第１シート（１１）に押しつける方向に所定期間だけ外力を作用させて第２シート（１２）と第１シート（１１）を接合する接合工程と、接合工程における所定期間が終了する前に、第１シート（１１）および第２シート（１２）を融点以下に冷却する冷却工程とを備えることを特徴としている。
【０００６】
このように、接合工程において、第２シート（１２）に対し、第１シート（１１）に押しつける方向に外力を作用させる所定期間が終了するまでに、第１シート（１１）および第２シート（１２）を融点以下に冷却することで、第１シート（１１）と第２シート（１２）が融着不良を起こすことなく、これらを強固に接合することができる。
【０００７】
また、接合工程では、成形ロール（２２）と外周面同士が接触するように配置された加圧ロール（２３）を用いて、第２シート（１２）に対して第１シート（１１）に押しつける方向に外力を作用させるように構成することができる。この場合、加圧ロール（２３）の外周面に弾性部材（２３ａ）を設けることで、成形ロール（２２）と加圧ロール（２３）との接触面積を大きくでき、加圧ロール（２３）による加圧時間を長くすることができ、第１シート（１１）と第２シート（１２）の接合状態を向上させることができる。
【０００８】
また、弾性部材（２３ａ）は、加圧ロール（２３）の直径の１．５〜１０％の厚みを有し、かつ、ゴム硬度（ＪＩＳ硬度Ａ）が５０〜１１０度の範囲内とすることで、加圧ロール（２３）による加圧力を確保しつつ、成形ロール（２２）と加圧ロール（２３）の接触面積を増大させることができる。
【０００９】
また、接合工程では、成形ロール（２２）よりシート流れ方向下流側に配置されたシート引取手段（２４）により、成形ロール（２２）の回転によるシート送り速度より速い速度で第１シート（１１）と第２シート（１２）が接合された気泡シートを引き取ることで、第２シート（１２）に対して第１シート（１１）に押しつける方向に外力を作用させるように構成することができる。これにより、加圧ロール（２３）を省略することができ、気泡シート製造装置の構成を簡素化できるとともに、第２シート（１２）の肉厚を均一することができ、さらに加圧ロール（２３）による第２シート（１２）への転写発生を防止できる。
【００１０】
また、冷却工程では、圧縮空気供給装置（２５）によって、気泡シート（１０）に冷却用の圧縮空気を供給することで、気泡シート（１０）を効率よく融点以下にまで温度低下させることができる。
【００１１】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１実施形態）
以下、本発明の実施形態を図１、図２に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態を示す合成樹脂製気泡シート１０の斜視図である。図１に示すように、本実施形態の気泡シート１０は、多数の突起部１１ａが形成された第１シート（キャップフィルム）１１と、平坦状の第２シート（バックフィルム）１２とから構成される２層構造となっている。本実施形態の第１シート１１には、多数の円柱状突起部１１ａがエンボス加工されており、第１シート１１の突起部開口側に平坦状の第２シート１２が接合されている。これにより、第１シート１１と第２シート１２との間には、空気が密閉された気泡部１３が形成される。
【００１３】
本実施形態では、気泡シート１０を構成する合成樹脂として、ポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィン系樹脂を用いており、柔軟性が必要とされる用途に用いる場合にはポリエチレンを用いることが望ましい。また、合成樹脂製気泡シート１０は、用途が包装材のような柔軟性が必要とされる場合には単位面積当り重量（目付重量）を３５〜２００グラム／ｍ2とすることが望ましい。
【００１４】
図２は、本実施形態の気泡シート１０を製造する気泡シート製造装置の主要構成部の一例を示している。図２に示すように、気泡シート製造装置には、合成樹脂製シートを供給する２つのシート供給部２０、２１が設けられている。第１シート供給部２０からは突起部１１ａが形成される前の平坦状の第１シート１１が供給され、第２シート供給部２１からは平坦状の第２シート１２が供給される。これらのシート供給部２０、２１はそれぞれ、押出機（図示せず）に連結したフラットダイから構成されている。また、気泡シート製造装置には、成形ロール２２と加圧ロール２３と剥離ロール２４が設けられている。本実施形態のロール２２、２３、２４は鉄から構成されている。これらのロール２２、２３、２４は円柱状であり、軸方向が平行に配置されている。これらのロール２２、２３、２４は、図示しない駆動装置により、それぞれ回転駆動されるように構成されている。
【００１５】
成形ロール２２の外周面には、気泡シート１０の気泡部１３に対応した凹部２２ａが多数形成されている。成形ロール２２の凹部２２ａの底は図示しない真空ポンプに接続されており、凹部２２ａで真空吸引が可能となっている。成形ロール２２は、図２における反時計方向に回転するように構成されている。
【００１６】
加圧ロール２３は、成形ロール２２と外周面同士が接触するように配置されており、加圧ロール２３の外周面は、成形ロール２２の外周面に対して押しつけられている。このように成形ロール２２は、第２シート１２に対して第１シート１１に押しつける方向に外力を作用させている。加圧ロール２３は、図２における時計方向に回転するように構成されている。
【００１７】
本実施形態の加圧ロール２３の外周面には、ゴム等の弾性部材２３ａが設けられている。弾性部材２３ａにおける成形ロール２２と接触する部位が弾性変形することで、成形ロール２２と加圧ロール２３の接触面積を大きくすることができる。
【００１８】
弾性部材２３ａは、厚すぎると加圧力が低くなり、薄すぎると接触面積が小さくなる。このため、加圧ロール２３による加圧力を確保しつつ接触面積を大きくするために、弾性部材２３ａの厚みを加圧ロール２３の直径の１．５〜１０％の範囲内としている。なお、加圧ロール２３の直径が大きいほど比熱が大きくなり、一旦温度が上昇すると冷えにくくなるため、加圧ロール２３の直径が大きいほど弾性部材２３ａを厚くして、気泡シート１０の熱を加圧ロール２３に伝えにくくすることが望ましい。
【００１９】
また、弾性部材２３ａは、硬度が低すぎると加圧力が低くなり、硬度が高すぎると接触面積が小さくなる。このため、加圧ロール２３による加圧力を確保しつつ接触面積を大きくするために、弾性部材２３ａのゴム硬度（Ｈｓ）を５０〜１１０度の範囲内としている。このゴム硬度はＪＩＳ−Ａ規格に基づくものである。なお、弾性部材２３ａの厚みが厚い場合には加圧力が小さくなりやすいので、ゴム硬度を小さくすることが望ましく、弾性部材２３ａの厚みが薄い場合には接触面積が小さくなりやすいので、ゴム硬度を大きくすることが望ましい。
【００２０】
成形ロール２２の外周面には、第１シート１１に突起部１１ａを形成する突起形成領域Ａと、突起が形成された第１シート１１に第２シート１２を融着する融着領域Ｂが設けられている。突起形成領域Ａは、成形ロール２２の外周面において、第１シート供給部２０から供給された第１シート１１が接触し、かつ、加圧ロール２３が接触していない領域となっている。融着領域Ｂは、成形ロール２２の外周面において、加圧ロール２３が接触している領域となっている。
【００２１】
成形ロール２２の突起形成領域Ａでは真空吸引が行われ、第１シート１１が突起形成領域Ａを通過する期間内に第１シート１１に対する凹凸形状の形成が完了する。成形ロール２２の融着領域Ｂでは、真空吸引が行われず、加圧ロール１２による加圧で、第１シート１１と第２シート１２との融着が行われ、第１シート１１と第２シート１２が融着領域Ｂを通過する期間内にこれらの融着が完了する。
【００２２】
剥離ロール２４は、成形ロール２２の外周面から気泡シート１０を剥離するためのものであり、成形ロール２２を中心として加圧ロール２２の反対側に設けられている。剥離ロール２４は、図２における時計方向に回転するように構成されている。なお、図示を省略しているが、剥離ロール２４のシート流れ下流側には、気泡シート１０を引き取る引取ロールが設けられている。
【００２３】
気泡シート製造装置には、成形ロール２２の融着領域Ｂで融着された気泡シート１０を冷却するための圧縮空気供給装置２５が設けられている。圧縮空気供給装置２５は、成形ロール２２と加圧ロール２３との接触部に、シート流れ方向の下流側から冷却用の圧縮空気を供給し、気泡シート１０を冷却するように構成されている。このため、圧縮空気供給装置２５は、気泡シート１０の第２シート１２側に圧縮空気を供給するように構成されている。
【００２４】
次に、本実施形態の気泡シート１０の製造方法について説明する。まず、第１シート供給部２０から融点以上となっている突起形成前の第１シート１１を成形ロール２２の外周面に供給する（第１シート供給工程）。第１シート１１は、成形ロール２２における突起形成領域Ａに供給される。第１シート１１は成形ロール２２の回転に伴って移動する。融点以上の第１シート１１は、突起形成領域Ａの凹部２２ａで真空吸引されることにより気泡部１３を構成する多数の突起部１１ａが形成される（突起部形成工程）。
第１シート１１は、成形ロール２２の突起形成領域Ａで、成形ロール２２の外周面に接触することで温度が若干低下する。このとき、第１シート１１のうち凹部２２ａに接触する突起部１１ａの方が成形ロール２２の外周面に接触するシート面より温度低下するため、成形ロール２２の外周面に接触する第１シート１１のシート面では溶融状態が保たれることになる。突起部１１ａが形成された第１シート１１は、成形ロール２２の融着領域Ｂに移動し、成形ロール２２と加圧ロール２３の間に供給される。
【００２５】
次に、第２シート供給部２１より融点以上となっている第２シート１２が成形ロール２２と加圧ロール２３との間に供給される（第２シート供給工程）。これにより、成形ロール２２の融着領域Ｂでは、加圧ロール２３により第２シート１２が第１シート１１に押しつけられることで、第２シート１２と第１シート１１とが融着して接合する（接合工程）。このとき、加圧ロール２３の外周面には弾性部材２３ａが設けられているので、加圧ロール２３と成形ロール２２の接触面積が大きくなっており、加圧ロール２３による加圧時間を充分に確保することができる。これにより、第１シート１１と第２シート１２の接合状態を向上させることができる。
【００２６】
また、加圧ロール２３と成形ロール２２の接触部には、圧縮空気供給装置２５から圧縮空気が供給されているので、気泡シート１０が空冷されて温度低下する（冷却工程）。圧縮空気は気泡シート１０の第２シート１２側に吹き付けられているので、第１シート１１より高温となっている第２シート１２が優先的に冷却されることとなる。さらに、第２シート１２は、加圧ロール２３の外周面に接触することにより冷却される。これにより、気泡シート１０は成形ロール２２の融着領域Ｂを離れるまでに融点以下にまで冷却される。すなわち、気泡シート１０は融点以下にまで冷却されてから加圧ロール２３による応力が解除される。
【００２７】
融点以下に冷却された気泡シート１０は、成形ロール２２の回転とともに移動し、剥離ロール２４で進行方向が変化し、成形ロール２２の外周面から剥離される。これにより、第１シート１１と第２シート１２とが融着して接合し、気泡部１３に気体が封入された気泡シート１０が成形される。
【００２８】
以上のように、気泡シート１０が成形ロール２２の融着領域Ｂを離れるまでに気泡シート１０を融点以下にまで冷却することで、第１シート１１と第２シート１２が融着不良を起こすことなく、これらを強固に接合することができる。すなわち、融点以上の状態では第１シート１１と第２シート１２が剥がれやすいと考えられ、気泡シート１０が融点以下に冷却される前に加圧ロール２３による応力が解除される場合には、第１シート１１と第２シート１２とが剥がれる融着不良が発生しやすいと考えられる。このため、本実施形態のように、気泡シート１０が融点以下に冷却されてから加圧ロール２３による応力が解除されることで、応力が解除された時点で第１シート１１と第２シート１２がすでに強固に接合されていると考えられるので、第１シート１１と第２シート１２を適切に融着することができる。
【００２９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３０】
図３は、本第２実施形態の気泡シート製造装置の主要構成部を示している。図３に示すように、本第２実施形態の気泡シート製造装置には冷却ロール２６が設けられている。冷却ロール２６は水冷式になっており、加圧ロール２３と外周面同士が接触するように配置されている。冷却ロール２６が加圧ロール２３の外周面に接触することで、加圧ロール２３の弾性部材２３ａが冷却される。このため、第２シート１２が加圧ロール２３の外周面に接触する際に、より温度低下させることができ、加圧ロール２３による第２シート１２の冷却効果を向上させることができる。これにより、第１シート１１と第２シート１２が融着領域Ｂを通過する期間内に、気泡シート１０を確実に融点以下に冷却することができる。
【００３１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００３２】
図４は、本第３実施形態の気泡シート製造装置の主要構成部を示している。図４に示すように、本第３実施形態の気泡シート製造装置では加圧ロール２３が設けられていない。そして、成形ロール２２のシート流れ方向下流側に位置する剥離ロール２４の回転速度が速くなっており、成形ロール２２の回転による気泡シート１０の移動速度より、剥離ロール２４の回転による気泡シート１０の移動速度（引取速度）の方が大きくなるように構成されている。つまり、成形ロール２２の回転による気泡シート１０の移動量より、剥離ロール２４の回転による気泡シート１０の移動量（引取量）の方が大きくなるように構成されている。本実施形態では、剥離ロール２４による気泡シート１０の移動速度は、成形ロール２２により気泡シート１０の移動速度に対して、１〜５％の範囲内で高速化されている。
【００３３】
このように、成形ロール２２における気泡シート１０の移動速度より、下流側の剥離ロール２４における気泡シート１０の移動速度が速くなっていることで、気泡シート１０は剥離ロール２４により引っ張られることとなり、所定のテンションで成形ロール２２の外周面に押しつけられる。これにより、気泡シート１０のうち外側に位置する第２シート１２が内側に位置する第１シート１１に押しつけられ、第２シート１２に対して第１シート１１に押しつける方向に外力を作用させることとなる。なお、本実施形態の剥離ロール２４が本発明のシート引取手段に相当している。
【００３４】
このため、本実施形態では、成形ロール２２の外周面において、第１シート１１と第２シート１２とが接触しており、かつ、剥離ロール２４で気泡シート１０が剥離されるまでの領域が融着領域Ｂとなっている。このため、本実施形態の圧縮空気供給装置２５は、第１シート１１と第２シート１２とが接触し始めてから、第１シート１１と第２シート１２が接合された気泡シート１０が剥離ロール２４によって成形ロール２２から剥離されるまでの期間内に、気泡シート１０を融点以下にまで冷却するように構成されている。
【００３５】
以上説明した気泡シート製造装置の構成によっても、気泡シート１０を製造することができ、加圧ロール２３を省略することで、気泡シート製造装置の構成を簡素化することができる。また、本実施形態の構成によれば、以下に説明するように製造された気泡シート１０の品質を向上させることができる。
【００３６】
図５は気泡シート１０の断面図であり、（ａ）は本第３実施形態の気泡シート製造装置で製造した気泡シート１０を示し、（ｂ）は比較のために上記第１、第２実施形態の製造装置で製造した気泡シート１０を示している。
【００３７】
図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、第１シート１１は、気泡部１３に対応する部位が成形ロール２２による真空成形で引き延ばされるので、第１シート１１における気泡部１３に対応する部位の肉厚は他の部位より薄くなる。また、図５（ｂ）に示すように、第１、第２実施形態の構成では、第２シート１２の肉厚が不均一となるのに対し、図５（ａ）に示すように、本第３実施形態の構成では、第２シート１２の肉厚が均一になる。
【００３８】
つまり、加圧ロール２３を用いる第１、第２実施形態の構成では、第２シート１２には、加圧ロール２３により第１シート１１に押しつけられる方向（図５（ｂ）の下から上に向かう方向）に外力が作用する。このとき、融点以上に加熱された合成樹脂は流動性があるため、第２シート１２が第１シート１１に押しつけられる際に、第２シート１２における気泡部１３に対応して空洞となっている部位に周辺部の合成樹脂が回り込む。この結果、第２シート１２における気泡部１３に対応する部位の肉厚が厚くなるとともに、周辺部の肉厚が薄くなる。この結果、第２シート１２の肉厚が不均一となる。
【００３９】
これに対し、本実施形態のように加圧ロール２３を設けず、剥離ロール２４により気泡シート１０を引っ張って成形ロール２２の外周面に押しつける本第３実施形態の構成では、第２シート１２には面方向（図５（ａ）の左右方向）に引っ張る方向に外力が作用する。このため、図５（ｂ）に示すような第２シート１２における気泡部１３に対応する部位での合成樹脂の回り込みが発生せず、第２シート１２の肉厚が均一になる。
【００４０】
また、加圧ロール２３を用いる構成の場合には、加圧ロール２３の外周面が第２シート１２に押しつけられることにより、加圧ロール２３の外周面が第２シート１２の表面に転写され、気泡シート１０の美観を損ねる。これに対し、本実施形態のように加圧ロール２３を用いない構成によれば、加圧ロール２３の外周面が第２シート１２の表面に転写されることがなく、気泡シート１０の美観を向上させることができる。
【００４１】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態では、本発明を第１シート１１と第２シート１２から構成される二層品の気泡シート１０に適用した例について説明したが、これに限らず、本発明は、第１シート１１における第２シート１２が接合された面の反対側の面にも平坦状シートを接合した三層品に適用することも可能である。
【００４２】
また、上記第３実施形態では、成形ロール２２によりシート流れ方向下流側に位置する剥離ロール２４の回転速度を速くすることで、成形ロール２２での気泡シート１０の移動速度より気泡シート１０の引取速度を高速化したが、これに限らず、剥離ロール２４よりシート流れ方向下流側に位置する引取ロール（図示せず）の回転速度を高速化することで、成形ロール２２における気泡シート１０の移動速度より気泡シート１０の引取速度を高速化してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】各実施形態に係る気泡シートの斜視図である。
【図２】第１実施形態の気泡シート製造装置の概念図である。
【図３】第２実施形態の気泡シート製造装置の概念図である。
【図４】第３実施形態の気泡シート製造装置の概念図である。
【図５】気泡シートの断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…気泡シート、１１…第１シート（凹凸状シート）、１２…第２シート（平坦状シート）、１３…気泡部、２０…第１シート供給部、２１…第２シート供給部、２２…成形ロール、２３…加圧ロール、２３ａ…弾性部材、２４…剥離ロール、２５…圧縮空気供給装置、２６…冷却ロール。
【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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