(57)【要約】【課題】  伸張紙を成型素材として用い、その紙中水分量をコントロールして、より複雑な成型を安定して行うことを可能とする伸張紙成型装置及び成型方法を提供する。【解決手段】  所定の型を用いて伸張紙を成型する成型装置であって、型による成型前に、伸張紙の少なくとも片面を加湿する加湿手段３を備えることにより、型による成型前に、加湿手段３により伸張紙を加湿しその紙中水分量をコントロールし、環境湿度に関係なく、より複雑な成型を安定して行えるようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の型を用いて伸張紙を成型する成型装置であって、型による成型前に、伸張紙の少なくとも片面を加湿する加湿手段を備えることを特徴とする伸張紙成型装置。
【請求項２】
前記所定の型を加熱する加熱手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の伸張紙成型装置。
【請求項３】
前記所定の型による成型は、金型を用いたプレス成型、圧空成型又は真空成型であることを特徴とする請求項１又は２に記載の伸張紙成型装置。
【請求項４】
加湿工程の前及び／又は後に、伸張紙を予熱するための予熱手段を備えることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の伸張紙成型装置。
【請求項５】
一方の面に１層以上の樹脂層が積層された伸張紙を所定の型を用いて成型する方法であって、型による成型前に、該伸張紙の樹脂層が積層された面とは反対の面を加湿することを特徴とする伸張紙の成型方法。
【請求項６】
前記所定の型を加熱して成型することを特徴とする請求項５に記載の伸張紙の成型方法。
【請求項７】
樹脂層が積層された面とは反対の面を加湿する前及び／又は後に、該伸張紙を予熱することを特徴とする請求項５又は６に記載の伸張紙の成型方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の型を用いて伸張紙を成型する為の成型装置、及び一方の面に１層以上の樹脂層が積層された伸張紙を所定の型を用いて成型する成型方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伸張紙は、紙の抄紙工程において、特殊な装置を用い、紙の繊維又は紙を縮ませることにより伸び特性が付与された紙であって、１組のローラ間で凝縮することで紙に縦横の伸び特性を付与する、特許第３４０７１１４号（特許文献１）に開示された方法により製造される紙を始め、ドライヤーロールと予め伸長させておいたゴムベルトとの間に湿紙を通し、ゴムベルトの収縮を利用してこれを収縮させる方法により製造されるクルパック紙（米国  ウェストバージニア・パルプ・アンド・ペーパー社にて開発。）、ドクターブレードを用い、プレスロール又はドライヤーロール上で湿紙を皺付けする方法により製造されるクレープ紙等が知られている。
【０００３】
これらの伸張紙は、その伸び特性から、プレス成型、圧空成型又は真空成型等により成型できるため、汎用されているプラスチック成型機を用いて成型することが可能である。そこで、近年の環境への関心の高まりを背景に、プラスチックに替わる成型素材として注目を集めている。
【特許文献１】特許第３４０７１１４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、伸張紙は、環境湿度等の影響を受けて紙中水分量が変化すると、その伸び特性も大きく変わる。すなわち、伸張紙は、紙中水分量が高い程、伸び特性が良く、より深い形状、複雑な形状の成型が可能となる。換言すれば、夏場の高湿度な環境では成型できた形状でも、冬場の乾燥した環境で成型できるとは限らない。このような紙中水分量の影響は、伸張紙に罫線等を入れて成型を行う場合には比較的小さい。しかし、成型しようとする形状等によっては、やはり、同様の問題を起すことになる。
【０００５】
また、伸張紙は、成型後の用途によっては耐水性や耐油性を付与するため、その片面に、樹脂を塗布またはラミネートして樹脂層を設けることがある。こうして樹脂層を設けた伸張紙では、例えば、樹脂層を設けるための乾燥工程やラミネート工程、積層した樹脂層を軟化させるための予熱工程等によって、紙中水分量が極端に低くなることがある。しかし、このような伸張紙は、紙中水分量が一旦低くなってしまうと、そのままでは、これを成型に適したレベルまで戻すことが容易ではない。
【０００６】
本発明の目的は、伸張紙を成型素材として用い、その紙中水分量をコントロールして、より複雑な成型を安定して行うことを可能とする伸張紙成型装置及び成型方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、片面に樹脂層が積層された伸張紙の成型に適した伸張紙成型装置及び成型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】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、所定の型を用いて伸張紙を成型する成型装置であって、型による成型前に、伸張紙の少なくとも片面を加湿する加湿手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、型による成型前に、加湿手段により伸張紙を加湿しその紙中水分量をコントロールすることができるので、環境湿度に関係なく、より複雑な成型を安定して行うことができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の、前記所定の型を加熱する加熱手段を備えることを特徴とする。
【００１１】
かかる構成から、加湿された伸張紙を加熱した型により成型することにより、その成型物は、成型後の自然乾燥による不均一な水分低下による、いわゆるボコツキの発生を防止でき、また、アイロン効果によって成型後の輪郭を明瞭に仕上ることができると共に、常温での伸びが小さい樹脂層を積層した伸張紙を成型する場合、成型時に樹脂層が伸び易くなり、成型中に樹脂層や基材である伸張紙に亀裂が発生するのを防止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の、前記所定の型による成型は、金型を用いたプレス成型、圧空成型又は真空成型であることを特徴とする。
【００１３】
かかる構成から、伸張紙による成型物の成型を、プラスチック成型において汎用の手段を用い、容易に行うことができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１，２または３に記載の、前記加湿手段の前及び／又は後に、伸張紙を予熱するための予熱手段を備えることを特徴とする。
【００１５】
かかる構成から、常温での伸びが小さい樹脂層を積層した伸張紙を成型する場合、予熱手段により伸張紙を予熱し、予め樹脂層を伸び易くしておくことにより、成型中に樹脂層や基材である伸張紙に亀裂が発生するのを防止することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、一方の面に１層以上の樹脂層が積層された伸張紙を所定の型を用いて成型する方法であって、型による成型前に、該伸張紙の樹脂層が積層された面とは反対の面を加湿することを特徴とする。
【００１７】
このように、一方の面に１層以上の樹脂層が積層された伸張紙を成型する場合、型による成型前に、伸張紙の樹脂層が積層された面とは反対の面を加湿することにより、加湿が効果的に行われて紙中水分量をコントロールすることができるので、環境温度に関係なく、より複雑な成型を安定して行うことができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明は、前記所定の型を加熱して成型することを特徴とする。
【００１９】
このように、一方の面に１層以上の樹脂層が積層され、加湿された伸張紙を加熱した型により成型することにより、その成型物は、成型後の自然乾燥による不均一な水分低下による、いわゆるボコツキの発生を防止できると共に、成型時に樹脂層が伸び易くなり、伸張紙に積層された樹脂層が常温での伸びが小さい樹脂である場合に、成型中に樹脂層や基材である伸張紙に亀裂が発生するのを防止することができる。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項５または６に記載の、樹脂層が積層された面とは反対の面を加湿する前及び／又は後に伸張紙を加熱することを特徴とする。
【００２１】
このように、伸張紙の樹脂層が積層された面とは反対の面を加湿する前及び／又は後に、該伸張紙を予熱し、予め樹脂層を伸び易くしておくことにより、伸張紙に積層された樹脂層が常温での伸びが小さい樹脂である場合に、成型中に樹脂層や基材である伸張紙に亀裂が発生するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、伸張紙を成型素材として用い、その紙中水分量をコントロールして、より複雑な成型を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明に係る伸張紙成型装置及び成型方法を実施する最良の形態を説明する。
【００２４】
図１乃至図３は本発明に係る伸張紙成型装置の実施の形態の一例を示すものである。
【００２５】
図１は本発明に係る伸張紙成型装置の実施の形態の一例を示す概略構成図、図２は図１の伸張紙成型装置に備えられた金型の付近を上部から見た概略構成図、図３は図１の伸張紙成型装置に備えられた加湿手段を示す概略図である。
【００２６】
本例の伸張紙成型装置は、巻き取りロール１から送られる伸張紙２を加湿する加湿手段３と、伸張紙２を予熱する予熱手段４と、前記伸張紙２を所定の形状に成型する金型５と、金型５を加熱する加熱手段６を備えている。
【００２７】
更に詳細には、前記巻き取りロール１から繰り出された伸張紙２は、送りローラ７により金型５へ送られるが、その過程で前記加湿手段３による加湿を受ける。この加湿手段３にあっては、本例では、図３に示すように、多数の穴８があいたパイプ９の周りにワイヤーメッシュ１０を巻きつけて構成されている。このパイプ９内に水蒸気を通し、穴８から噴出する水蒸気を伸張紙２に噴霧し加湿するようになっている。前記パイプ９の穴８から噴出する水蒸気は、パイプ９の周りに巻き付けられているワイヤーメッシュ１０によって広く拡散され、これにより、伸張紙を広く均一に加湿することができる。このとき水蒸気の量はパイプ９に接続された水蒸気発生装置(図示せず。)、又はこの水蒸気発生装置とパイプ９を連結する配管中に配した弁の開閉により調整できるようになっている。
【００２８】
前記加湿手段３となるパイプ９からは、伸張紙２の片面又は両面に水蒸気が噴霧されることで、伸張紙の加湿が行われる。本例では、加湿手段３は、伸張紙２の両面側に配置され、伸張紙２の両面に水蒸気を噴霧して加湿するようになっている。この伸張紙２の両面側に配置された加湿手段３は、本例では、位置を変えて配置されているが、伸張紙２を挟んで対向位置に配置してもよい。
【００２９】
また、前記加湿手段３にあっては、本例では水蒸気を噴霧するようになっているが、これに限らず、スプレーにより液体を噴霧できる機構であってもよい。このスプレー機構は、目標とする加湿量などにより、適宜選ぶことができるが、スプレーパターンがフルーン型で、液体を細かなミスト状に噴霧できるよう、液滴の径を出来るだけ小さくできるものが、伸張紙への均一な加湿という観点から望ましい。このようなスプレー機構としては、例えば、スプレーイングシステムスジャパン株式会社製の、一流体ノズル又は二流体ノズルを備えたスプレー装置が使用できる。中でも、エアーアトマイジングノズルは、エアーと液を混合させることにより微粒子を生成する二流体ノズルであって、本発明に使用するスプレーノズルとして特に好ましい。
【００３０】
さらに、本発明において伸張紙２への加湿手段３にあっては、前記した水蒸気による加湿手段、及びスプレーによる加湿手段の他、水への浸漬、ロールによる塗布等によっても行うことができる。しかし、水蒸気又はスプレーによる加湿手段は、伸張紙を均一に加湿することができる上に、装置自体を小さくできるので、取付けが簡単で、成型機自体への防水対策がそれほど必要とされない点で好ましく、更には、プラスチック成型機を改造して、本発明の伸張紙成型装置に転用する上でも有利である。
【００３１】
また、前記伸張紙２を予熱する予熱手段４にあっては、特に限定されるものではなく、適宜のヒーターが使用される。この予熱手段４は、本例では加湿手段３の後に配置されているが、前記加湿手段３の前及び／又は後のいずれにも配置することができる。
【００３２】
また、本例においては、金型５を用いてプレス成型を行っているが、圧空成型金型又は真空成型金型であってもよく、所定の型を用いて成型を行うことができる手段であれば、何であっても構わない。
【００３３】
この金型５を加熱する加熱手段６にあっても、特に限定されるものではなく、適宜のヒーターが使用される。本例では、金型５に加熱用のヒーター、熱電対等を備えたものとなっている。
【００３４】
前記送りローラ７から繰り出された伸張紙２は、図２に示すように、２本のガイドレール１１により金型５に送られる。ガイドレール１１には伸張紙２を送る為の棘のついたチェーン（図示せず。）が備えられている。伸張紙２はチェーンについた棘により両端を固定され、チェーンの動きに合わせて移動するようになっている。このチェーンは、金型５が開いた状態の時に、成型物の大きさと対応する所定の長さだけ動き、伸張紙を金型５に送って停止し、金型５が閉じて伸張紙が成型され、再び金型５が開くと、また、所定の長さだけ動くようになっている。巻き取りロール１は、このようなチェーンの動きに合わせて回転できるような機構を備えたアンリールが使用される。
【００３５】
次に、前記のように構成された伸張紙成型装置を使用した成型方法の実施の形態の一例を説明する。
【００３６】
本発明の成型方法において、伸張紙２は、紙基材のみの伸張紙及び片面に樹脂層を設けた伸張紙のいずれでも適用することができる。
【００３７】
まず、巻き取りロール１から繰り出された前記伸張紙２を、金型５による成型の前に加湿手段３により加湿する。このとき加湿は、加湿後の紙中水分量が６ｗ／ｗ％（以下、単に％で表す。）以上となるようにコントロールして行うことが好ましい。紙中水分量が６％より低いと、伸張紙の破断伸びが十分に得られず、成型性が劣る場合も生じる。加湿後の紙中水分量は、特に８％以上であることが好ましい。
【００３８】
伸張紙２への加湿については、成型工程とオフラインで実施することも、オンラインで実施することもできるが、本例ではオンラインで実施している。オンラインで実施し、成型工程に給紙される過程で加湿を行う方が、加湿後の紙中水分量の低下が少なく、また、作業効率が良い点で好ましい。
【００３９】
前記加湿手段３による伸張紙２の加湿は、伸張紙２の片面又は両面のいずれに行ってもよい。伸張紙２が、片面に樹脂層を設けた伸張紙である場合は、加湿は樹脂層が積層された面とは反対側の面に対して行うだけ、効果的にその目的を果たすことができる。
【００４０】
前記のようにして加湿された伸張紙２を予熱手段４で予熱する。この予熱は必ず行わなければならないものではない。伸張紙２が、紙基材のみの伸張紙（樹脂層が積層されていない伸張紙）である場合や、常温での伸びが大きい樹脂層を積層した伸張紙について成型を行う場合は、予熱は必ずしも必要ではない。
【００４１】
また、予熱手段４による伸張紙２の予熱は、本例では伸張紙２を加湿した後に行っているが、伸張紙２の加湿前或いは加湿の前後に予熱を行ってもよい。
【００４２】
このように、伸張紙２の予熱を行うのは、常温での伸びが小さい樹脂層を積層した伸張紙を成型する場合には、予熱を行って成型することで、成型中に樹脂層や基材である伸張紙に亀裂が発生するのを防止するためである。予熱は、例えば、伸張紙２に積層された樹脂層が軟化し、成型可能となる温度まで加熱できるような条件で行えばよい。但し、このとき、伸張紙２の紙中水分量が６％より小さくならないようにコントロールして行うことが好ましい。したがって、予熱条件は、伸張紙２に積層された樹脂の軟化点、伸張紙の紙中水分量、成型速度等により決定される。なお、前記したように、予熱は、加湿工程の前に行うことも、後に行うこともできるが、予熱を行う場合には、通常よりも加湿を多くすることと、伸張紙２に積層された樹脂層及び／又は紙基材である伸張紙の温度が低下する前に、成型工程に送り込むことが必要である。
【００４３】
こうして加湿され、且つ予熱されて成型工程に送りこまれた伸張紙２は金型５により成型される。このとき、前記金型５は、加熱手段６により加熱しておくことが好ましい。
【００４４】
本発明において金型５に送られる伸張紙２は前記のように加湿工程を経ているため、高い紙中水分量を示す場合があるが、紙中水分量が１０％を超えた状態で成型を行うと、その成型物は、成型後の自然乾燥による不均一な水分低下によって、いわゆるボコツキを発生させるおそれがある。しかし、上記のように金型５を加熱して成型を行うことにより、このボコツキを防止することができ、また、アイロン効果によって成型後の輪郭が明瞭に仕上るという効果も得ることができる。さらに、常温での伸びが小さい樹脂層を積層した伸張紙を成型する場合、成型時に樹脂層が伸び易くなり、成型中に樹脂層や基材である伸張紙に亀裂が発生するのを防止することもできる。この目的のため、金型の加熱温度は、６０℃以上、特に８０℃以上とすることが好ましい、
なお、以上説明した伸張紙成型装置又は成型方法は、本発明の一例に過ぎない。前記したように、予熱工程は必ずしも必要ではなく、この予熱工程を加湿工程の前に配しても後に配してもよい。また、予熱工程の前後に加湿工程を配してもよい。さらには、加湿工程を高温水蒸気等を用いて行うことで、加湿工程と予熱工程とを同時に行うこともできる。
【００４５】
また、本発明の伸張紙成型装置又は成型方法は、金型を用いて成型できる程度の伸び特性を有する伸張紙であれば、どのようなものであっても適用することができる。例えば、このような伸張紙としては、特許第３４０７１１４号に開示の紙、クルパック紙、クレープ紙等が挙げられる。中でも、特許第３４０７１１４号に開示された伸張紙は、縦方向・横方向とも優れた伸び特性を有しているので、本発明の成型装置又は成型方法を適用する紙として好ましい。しかし、特許第３４０７１１４号に開示された伸張紙ほど十分な伸び特性を有さない場合であっても、罫線等をその表面に入れてその伸び特性を補うことにより、本発明の成型装置又は成型方法を用い、種々の深さ・形状の成型物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る伸張紙成型装置の実施の形態の一例を示す概略構成図である。
【図２】図１の伸張紙成型装置に備えられた金型の付近を上部から見た概略構成図である。
【図３】図１の伸張紙成型装置に備えられた加湿手段を示す概略図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    巻き取りロール
２    伸張紙
３    加湿手段
４    予熱手段
５    金型
６    加熱手段
７    送りローラ
８    穴
９    パイプ
１０  ワイヤーメッシュ
１１  ガイドレール
【図１】
2005290620.tif 000003
【図２】
2005290620.tif 000004
【図３】
2005290620.tif 000005