(57)【要約】【課題】限られた範囲内であるが、各部分の肉厚分布を調節したプラスチック気泡シートの製造を可能にする方法および装置を提供すること。【解決手段】底部に真空吸引孔を備えた多数のキャップ状のキャビティ（１１）を有し、回転可能に支持されたキャップフィルム成形用の真空成形ロール（１）、キャップフィルム用のフィルムを吐出する第一のフラットダイ（２）およびバックフィルムを吐出する第二のフラットダイ（３）、ならびに、バックフィルムをキャップフィルムに貼り合わせるための圧着ロール（４）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、真空成形ロール（１）の前段に、そのキャビティ（１１）に対応する位置および形状をもって突出し、その先端から熱風を吹き出すことができるプラグ（５１）を有し、回転可能に支持された予備成形ロール（５）を配置した装置。【選択図】    図３
2004249605.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
底部に真空吸引孔を備えた多数のキャップ状のキャビティを有し、回転可能に支持されたキャップフィルム成形用の真空成形ロール、キャップフィルム用のフィルムを吐出する第一のフラットダイおよびバックフィルムを吐出する第二のフラットダイ、ならびに、バックフィルムをキャップフィルムに貼り合わせるための圧着ロールを本質的な構成要素とし、真空源を接続してなるプラスチック気泡シートの製造装置において、真空成形ロールの各キャビティが底面のほぼ中心に真空吸引孔を有するとともに、底面の隅にも真空吸引孔を有し、これらの真空吸引孔を通じて、異なったタイミングで真空吸引することが可能なように構成したことを特徴とする調節された肉厚分布を有するプラスチック気泡シートを製造する装置。
【請求項２】
プラスチックフィルムの真空成形により多数のキャップを有するキャップフィルムを形成し、キャップの底面に平坦なプラスチックのフィルムであるバックフィルムを貼り合わせて多数の密閉された空気室を有する成型品を得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、請求項１に記載した装置を使用し、キャビティ底面のほぼ中心に設けた真空吸引孔から吸引をはじめ、ついでキャビティ底面の隅に設けたから真空吸引孔を行なうことにより、キャップの稜の部分が薄い成形品を得ることを特徴とする調節された肉厚分布を有するプラスチック気泡シートを製造する方法。
【請求項３】
プラスチックフィルムの真空成形により多数のキャップを有するキャップフィルムを形成し、キャップの底面に平坦なプラスチックのフィルムであるバックフィルムを貼り合わせて多数の密閉された空気室を有する成形品を得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、請求項１に記載した装置を使用し、キャビティ底面の隅に設けた真空吸引孔から真空吸引をはじめ、ついでキャビティ底面のほぼ中心に設けた真空吸引孔から吸引を行なうことにより、キャップの全体にわたって肉厚の差が小さい成形品を得ることを特徴とする調節された肉厚分布を有するプラスチック気泡シートを製造する方法。
【請求項４】
底部に真空吸引孔を備えた多数のキャップ状のキャビティを有し、回転可能に支持されたキャップフィルム成形用の真空成形ロール、キャップフィルム用のフィルムを吐出する第一のフラットダイおよびバックフィルムを吐出する第二のフラットダイ、ならびに、バックフィルムをキャップフィルムに貼り合わせるための圧着ロールを本質的な構成要素とし、真空源を接続してなるプラスチック気泡シートの製造装置において、真空成形ロールの前段に、そのキャビティに対応する位置および形状をもって突出し、その先端から熱風を吹き出すことができるプラグを有し、回転可能に支持された予備成形ロールを配置し、第一のフラットダイから吐出されたキャップフィルム用のフィルムが予備成形ロールを経て成形ロールに至るように構成したことを特徴とする調節された肉厚分布を有するプラスチック気泡シートを製造する装置。
【請求項５】
プラスチックフィルムの真空成形により多数のキャップを有するキャップフィルムを形成し、キャップの底面に平坦なプラスチックのフィルムであるバックフィルムを貼り合わせて多数の密閉された空気室を有する成形品を得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、請求項４に記載した装置を使用し、第一のフラットダイから吐出されたキャップフィルム用のフィルムを予備成形ロールにより成形してプラグ形状に近い突起をもった中間フィルムとし、この突起部分を真空成形ロールのキャビティにより真空成形してキャップを形成することにより、キャップフィルムのキャップ部分と底面部分との肉厚の差が小さい成形品を得ることを特徴とする調節された肉厚分布を有するプラスチック気泡シートを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、調節された肉厚分布を有するプラスチック気泡シートを製造する方法に関し、その方法の実施に使用する装置にも関する。本発明において、「フィルム」の語は、「シート」と呼ぶ方がふさわしい厚さのものも包含する意味で用いる。「真空成形」の語は、「真空圧空成形」を包含する。したがって「真空吸引」は、単なる真空吸引と「真空吸引＋圧空」の両方にわたる。同様に、「真空源」は、真空ポンプだけに限らず、「真空ポンプ＋圧空チャンバ」の場合を含む趣旨である。ただし以下は、簡明を旨として、真空吸引だけを行なう態様について記述する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンなどのプラスチックのフィルムを真空成形して多数のキャップを有するキャップフィルムを形成し、キャップの底面に平坦なバックフィルムを貼り合わせてなるプラスチック気泡シート（以下「気泡シート」）が、緩衝包装をはじめとするさまざまな分野で使用されている。
【０００３】
この種の気泡シートは、真空成形の機構により、キャップフィルムの肉厚が部分によって異なることが避けられず、引き伸ばされるキャップの側壁と頂面は平面の部分にくらべて薄くなり、稜の部分はさらに薄くなる。実例をあげれば、直径１０ｍｍ、高さ４ｍｍの円柱形キャップの場合、代表的な肉厚分布は、図１に示すような比率になる。
【０００４】
好ましいキャップの肉厚分布は、気泡シートの用途によって異なる。生鮮食品たとえばエビを、発泡スチロールのトレー包装するときに下敷きとして用いる気泡シートは、気泡がしっかりしていて、気泡シートとしては柔軟なものが要求される。この場合、気泡シートのキャップ部分の肉厚分布としては、肉厚の場所による差がなるべく小さいことが好ましい。
【０００５】
一方、缶入りのクッキー菓子の中敷きとして使用する気泡シートであれば、気泡の強度はあまり問われないが、包装作業の都合からいって、腰のある気泡シートが好まれる。この場合、肉厚分布としては、むしろ偏っているものが腰のある気泡シートになる。
【０００６】
キャップフィルム、バックフィルムとも厚手のもの（０．２〜１．０ｍｍ）を使用し、剛体に製造した気泡シートにおいては、その用途が構造材であることが多いから、気泡シート全体にわたって各部分の肉厚がなるべく均一であることが望ましい。つまり、キャップ部分の肉厚がほぼ均一なだけでなく、キャップ部分とその底面のバックフィルムとの貼り合わせ部分との肉厚の差が小さいものが望ましい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、気泡シートの各部分の肉厚分布は、用途や顧客のニーズに従って異なるにもかかわらず、これまでは、それに応じて肉厚分布を調整して気泡シートを製造するという技術は存在しなかった。本発明の目的は、このような気泡シート製造技術の空白を満たし、限られた範囲内であるが、各部分の肉厚分布を調節したプラスチック気泡シートを製造することを可能にすることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成する、本発明の調節された肉厚分布を有するプラスチック気泡シートを製造する装置のひとつの態様は、真空成形ロールの構造と機能に特徴がある。すなわち、図２に示すように、底部に真空吸引孔を備えた多数のキャップ状のキャビティ（１１）を有し、回転可能に支持されたキャップフィルム成形用の真空成形ロール（１）、キャップフィルム用のフィルムを吐出するフラットダイ（２）およびバックフィルムを吐出するフラットダイ（３）、ならびに、バックフィルムをキャップフィルムに貼り合わせるための圧着ロール（４）を本質的な構成要素とし、真空源（図示してない）を接続してなるプラスチック気泡シートの製造装置において、真空成形ロールの各キャビティが底面のほぼ中心に真空吸引孔（１２）を有するとともに、底面の隅にも真空吸引孔（１３）を有し、これらの真空吸引孔を通じて異なったタイミングで真空吸引することが可能なように構成したことを特徴とする。
【０００９】
本発明の調節された肉厚分布を有するプラスチック気泡シートを製造する装置のいまひとつの態様は、プラグアシスト式の予備成形ロールを設け、これを真空成形ロールの前段に配置したことに特徴がある。すなわち、図３に示すように、底部に真空吸引孔を備えた多数のキャップ状のキャビティ（１１）を有し、回転可能に支持されたキャップフィルム成形用の真空成形ロール（１）、キャップフィルム用のフィルムを吐出する第一のフラットダイ（２）およびバックフィルムを吐出する第二のフラットダイ（３）、ならびに、バックフィルムをキャップフィルムに貼り合わせるための圧着ロール（４）を本質的な構成要素とし、真空源（図示してない）を接続してなるプラスチック気泡シートの製造装置において、真空成形ロール（１）の前段に、そのキャビティ（１１）に対応する位置および形状をもって突出し、その先端から熱風を吹き出すことができるプラグ（５１）を有し、回転可能に支持された予備成形ロール（５）を配置し、第一のフラットダイ（２）から吐出されたキャップフィルム用のフィルムが予備成形ロールを経て成形ロールに至るように構成したことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施形態】
タイミングを異にして真空吸引できる２種の真空吸引孔（１２，１３）を有する真空成形ロールを使用して行なう、本発明の調節された肉厚分布を有する気泡シートの製造方法は、プラスチックフィルムの真空成形により多数のキャップを有するキャップフィルムを形成し、キャップの底面に平坦なプラスチックのフィルムであるバックフィルムを貼り合わせて多数の密閉された空気室を有する成型品を得ることからなるプラスチック気泡シートの製造方法であるが、真空吸引のタイミングにより、二つの態様がある。そのひとつは、キャビティ底面のほぼ中心に設けた真空吸引孔（１２）から吸引をはじめ、ついでキャビティ底面の隅に設けた真空吸引孔（１３）から吸引を行なうことにより、キャップの稜の部分が薄い成形品を得ることを特徴とする。
【００１１】
この場合におけるキャップ成形の模様は、図４に示すとおりである。すなわち、キャップフィルム用フィルム（６Ａ）は、キャビティ底面のほぼ中心に設けた真空吸引孔（１２）からの吸引により、まず底面に引き寄せられ、そこで冷却されて形状が固定される（図４Ａ）。つぎに、隅の真空吸引孔（１３）からの吸引により、残った隅の部分がキャビティに引き寄せられて成形されるが、周囲が固定されているため、その部分だけが引き伸ばされて肉薄になる（図４Ｂ）。このようにして得られるキャップは、キャップの圧縮強度は低いが、腰のある気泡シートを与える。
【００１２】
２種の真空吸引孔（１２，１３）を有する真空成形ロールを使用して行なう、本発明の調節された肉厚分布を有する気泡シートの製造方法における第二の態様は、キャビティ底面の隅に設けた真空吸引孔（１３）から真空吸引をはじめ、ついでキャビティ底面のほぼ中心に設けた真空吸引孔（１２）から吸引を行なうことにより、キャップの全体にわたって肉厚の差が小さい成形品を得ることを特徴とする。
【００１３】
この場合におけるキャップ成形の模様は、図５に示すとおりである。すなわち、キャップフィルム用フィルム（６Ａ）は、キャビティ底面の隅に設けた真空吸引孔（１３）からの吸引により、まず底面の隅に向かって引き寄せられ、そこで冷却されて形状が固定される（図５Ａ）。つぎに、底面のほぼ中心に設けた真空吸引孔（１２）からの吸引により、底面中央の部分がキャビティに引き寄せられて成形されるが、すでに隅に肉をもって行かれているから、底面は厚くならず、全体として肉厚が均一になる（図５Ｂ）。このようにして得られるキャップは、キャップの圧縮強度が比較的高いが、あまり腰のない気泡シートを与える。
【００１４】
予備成形ロールを有する成形装置を使用して実施する、本発明の調節された肉厚分布を有するプラスチック気泡シートを製造する方法は、同じくプラスチックフィルムの真空成形により多数のキャップを有するキャップフィルムを形成し、キャップの底面に平坦なプラスチックのフィルムであるバックフィルムを貼り合わせて多数の密閉された空気室を有する成形品を得ることからなるプラスチック気泡シートの製造方法であるが、第一のフラットダイから吐出されたキャップフィルム用のフィルムを予備成形ロールにより成形してプラグ形状に近い突起をもった中間フィルムとし、この突起部分を真空成形ロールのキャビティにより真空成形してキャップを形成することにより、キャップフィルムのキャップ部分と底面部分との肉厚の差が小さい成形品を得ることを特徴とする。
【００１５】
この場合におけるキャップ成形の模様は、図３に示したとおりである。すなわち、キャップフィルム用フィルム（６Ａ）は、まず予備成形ロール（５）において、そこに植えたプラグ（５１）に接した部分は、プラグの頂によりほぼ規制されるが、それ以外の部分はロール表面に近づき、半ば成形された形状の、中間フィルム（６Ｂ）になる。このとき、プラグに設けた熱風ノズル（５２）から適度の温度の熱風を吹き出すことにより、キャップフィルム用フィルムの可塑性が保たれたままで、中間フィルム（６Ｂ）は真空成形ロール（１）に移る。この製造装置においては、プラグ（５１）とキャビティ（１１）とが、その形状および位置に関して対応しており、中間フィルム（６Ｂ）は真空成形ロール（１）によりさらに成形されて、キャップ形状が完成する。
【００１６】
予備成形ロール（５）上に存在する中間フィルム（６Ｂ）は、上記したような経過で成形されているから、プラグの上に位置する部分と、プラグの間に位置しロールに近づく部分との肉厚は、この段階では後者の方がむしろ薄くなる。つまり、キャップフィルムのバックフィルムに貼り合わされる部分が、比較的肉薄に形成される。つぎにプラグ上に位置していた部分が真空成形により若干引き伸ばされるので、結果的には、キャップフィルムが全体にわたって、ほぼ均一な肉厚をもってバックフィルムと貼り合わされるようになる。それゆえ、気泡シート製品における各部の肉厚の差は、図１に示した従来品にくらべれば、はるかに均一さの度合いが高いものになる。
【００１７】
予備成形ロールから真空成形ロールへバトンタッチする気泡シート製造方法を実施する場合、真空成形ロールとしては、通常、従来のもので足りる。上記した２種の真空吸引孔を備えた真空成形ロールを使用してもよいことはもちろんであり、それにより、上述した効果を得ることができる。
【００１８】
【実施例１】
図２に示した装置を使用し、低密度ポリエチレンを材料として、気泡シートを製造した。真空成形ロールには、直径１０ｍｍ、深さ４ｍｍで、底面の中心と隅の４箇所に等間隔で真空吸引孔を有するキャビティを、ピッチ１１．５ｍｍで千鳥状に配置したものを使用した。前述した第一の態様にしたがって、つまり真空成形ロールのキャビティ底面のほぼ中心から先に真空吸引する方式でキャップフィルムを成形し、それにバックフィルムを貼り付けた。
【００１９】
製品気泡シートの各部の厚さを測定して、下記の値を得た。
キャップの側壁：４５μｍ
キャップの頂面（キャビティの底面）：３０μｍ
キャップの稜（キャビティの隅）：７μｍ
バックフィルム単独の部分：３０μｍ
キャップフィルムとバックフィルムの貼り合わせ部分：８５μｍ
【００２０】
【実施例２】
やはり図２に示した装置を使用し、実施例１と同じ低密度ポリエチレンを材料として、同じ仕様の気泡シートを製造した。前述した第二の態様にしたがって、つまり真空成形ロールのキャビティ底面の隅に設けた真空吸引孔から先に吸引する方式でキャップフィルムを成形し、それにバックフィルムを貼り付けた。
【００２１】
製品気泡シートの各部の厚さを測定して、下記の値を得た。
キャップの側壁：４０μｍ
キャップの頂面（キャビティの底面）：２０μｍ
キャップの稜（キャビティの隅）：１５μｍ
バックフィルム単独の部分：３０μｍ
キャップフィルムとバックフィルムの貼り合わせ部分：８５μｍ
【００２２】
【実施例３】
図３に示した装置を使用し、ポリプロピレンを材料として厚手の気泡シートを製造した。装置は、実施例１および２で使用した真空成形ロールの前段に、それと同径の予備成形ロールを配置して用意した。この予備成形ロールには、直径８ｍｍ、高さ２５ｍｍで中心に熱風吹き出し用のノズルを有するプラグを、ピッチ１１．５ｍｍで千鳥状に配置した。予備成形ロールのプラグのノズルから、温度１２０℃の熱空気を緩やかに吹き出してキャップフィルム用フィルムを温めながら、中間フィルムを用意してそのまま真空成形ロールに移して真空成形した。真空吸引は、２種の吸引孔の間にタイムラグを設けず、同時に行なった。
【００２３】
製品気泡シートは剛体である。その各部の厚さを測定して、下記の値を得た。キャップの側壁：０．５ｍｍ
キャップの頂面（キャビティの底面）：０．３ｍｍ
バックフィルム単独の部分：０．３５ｍｍ
キャップフィルムとバックフィルムの貼り合わせ部分：０．８ｍｍ
【００２４】
【発明の効果】
本発明の技術にしたがって調節された肉厚分布を有する気泡シートを製造すれば、従来は不可能であった、各部の肉厚がある限度内ではあるが調節された気泡シートが得られる。製品気泡シートに要求される特性に応じて、キャップの圧縮強度が高いが柔軟なもの、あるいは、キャップの強度は高くないが腰があって取り扱いやすいものなど、所望の気泡シートを製造することが、本発明により可能になった。
【００２５】
予備成形ロールを使用する態様においては、気泡シート各部分の肉厚の差を比較的小さくしたものが得られるから、厚手の剛性の製品であって構造材とする気泡シートを対象とするとき、単位重量あたりの強度が従来品よりも改善された製品が製造できるという利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のプラスチック気泡シートにおけるキャップ各部の肉厚分布を相対的に示す、概念的な断面図。
【図２】本発明の調節された肉厚分布を有するプラスチック気泡シートを製造する装置の第一の態様を示す、要部の横断面図。
【図３】本発明の調節された肉厚分布を有するプラスチック気泡シートを製造する装置の第二の態様を示す、図２に対応する要部の横断面図。
【図４】図２の装置を用いたプラスチック気泡シート製造方法について、ひとつの態様を説明するための図。
【図５】図２の装置を用いたプラスチック気泡シート製造方法について、いまひとつの態様を説明するための図。
【符号の説明】
１  真空成形ロール
１１  キャビティ
１２  真空吸引孔（底面のほぼ中心）
１３  真空吸引孔（底面の隅）
２  第一のフラットダイ
３  第二のフラットダイ
４  圧着ロール
５  予備成形ロール
５１  プラグ
５２  熱風ノズル
６Ａ  キャップフィルム用フィルム
６Ｂ  中間フィルム
【図１】
2004249605.tif 000003
【図２】
2004249605.tif 000004
【図３】
2004249605.tif 000005
【図４】
2004249605.tif 000006
【図５】
2004249605.tif 000007