(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンドレスベルト機構上に設置された紫外線照射装置を内設する紫外線照射ロールと、該紫外線照射ロールの下方に平行に設置される第一送りロールと第二送りロールとを備え、第一送りロールと第二送りロールは紫外線照射ロールよりも小径であり、第一送りロールに対して第二送りロールの直径を１〜５％大きくするか、第一送りロールに対して第二送りロールの回転数を１〜１０％大きくするか、或いは両者を併用するようにしたことを特徴とする紫外線照射表面加工装置。
【請求項２】
エンドレスベルトは、第一送りロールと第二送りロールとの間に架け渡されていることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射表面加工装置。
【請求項３】
少なくとも第一送りロールは、紫外線照射ロールよりも硬度が低い材質を用い、形態追随性により被加工物を圧着し、紫外線を照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の紫外線照射表面加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線硬化樹脂等を表面に塗工した原紙、加工紙、印刷紙、プラスチックシート等の被加工物への光沢加工等の表面加工に用いられる紫外線照射表面加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より表面の光沢向上のための種々の表面加工技術が知られており、例えばプレス装置で表面にコーティングされた樹脂を加熱しながら押圧して光沢加工するものや、対向状に配設した一対の圧ローラーの一方を鏡面ローラーとして被加工物の表面に鏡面を転写する装置等が知られている。
さらに近年、被加工物の表面の光沢度を向上させるために、樹脂塗料として紫外線硬化樹脂を用いてコーティングすると共にその表面を光沢加工する装置がある。この装置は、対向状に配設した一対のローラー装置が、外周が紫外線透過性の良好な部材によって形成され、その内部に紫外線照射装置を備える構造であって、表面に紫外線硬化樹脂を塗布した被加工物をローラー間に挿入して通過させる際に、押圧しながら紫外線を照射することにより、表面加工を行うことができる。しかし、この装置では加工時の安定性と加工スピードが遅滞するという欠点を有し、更には照射位置が一点となり、加工スピードの高速化が図れない。さらに、酸素量が紫外線硬化樹脂の硬化を阻害するという問題もあった。そこで本発明者らは、その改良として先願（特開平８−１３１９２７号公報）に、一本の紫外線照射ロールに対して二本の送り圧ロールを配設することにより、加工工程の効率化と安定した加工処理を図る装置も提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一対のローラーシステムよりは二対の方が運転の安定化は図れるものの、表面の品質及び高速化としては未だ不十分であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記に鑑み鋭意検討の末に見出されたもので、エンドレスベルト機構上に設置された紫外線照射装置を内設する紫外線照射ロールと、該紫外線照射ロールの下方に平行に設置される第一送りロールと第二送りロールとを備え、第一送りロールと第二送りロールは紫外線照射ロールよりも小径であり、第一送りロールに対して第二送りロールの直径を１〜５％大きくするか、第一送りロールに対して第二送りロールの回転数を１〜１０％大きくするか、或いは両者を併用するようにしたことを特徴とする紫外線照射表面加工装置に関するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明の紫外線照射表面加工装置は、外周が紫外線透過性材料より形成されると共に抑圧機構を近設し、紫外線照射装置（紫外線照射ランプ）を内設した紫外線照射ロールと、紫外線照射ロールより小径とした第一送りロールと第二送りロールとを用い、紫外線照射ロールをエンドレスベルト機構上に設置し、エンドレスベルトを挟んで紫外線照射ロールの下方に第一送りロールと第二送りロールとを対向状に並設した構成である。尚、ここまでの構成は、先願（特開平８−１３１９２７号公報）と同様である。
【０００６】
本発明においては、第一送りロールに対して第二送りロールの直径を１〜５％大きくするか、第一送りロールに対して第二送りロールの回転数を１〜１０％大きくするか、或いは両者を併用するようにした点で先願とは相違する。尚、少なくとも第一送りロールの外周は、前記紫外線照射ロール（ガラス）より硬度が低い材質、例えば半硬質ウレタン、シリコーンゴム、フッ素ゴム等から形成され、紫外線照射ロールの表面に形成された鏡面や模様等の形態を被加工物表面の紫外線硬化樹脂に強く再現させる（追随させる）ことが望ましい。
【０００７】
即ち、第一送りロールに対して第二送りロールの直径を大きくするか、第一送りロールに対して第二送りロールの回転数を大きくすることにより、第一送りロールより第二送りロールの周速度が大きくなる。そのため、表面に紫外線硬化樹脂を塗布した被加工物が紫外線照射ロールと第一送りロールとの間に挿入される際に適当な張力を与えることができ、その場の酸素量を低減することができる。ここで、酸素は紫外線硬化樹脂の硬化において反応率を低下させる作用を果たすため、例えば窒素等により強制的に酸素濃度を低減させて反応率の低下を防ぐ方法も知られている。本発明では、第二送りロールの周速度を大きくすることにより、酸素量が低減できるので、紫外線硬化樹脂の反応率を高め、表面の品質の安定化が図れる。尚、酸素量と紫外線硬化樹脂の硬化速度とは図１に示すように、酸素量が多いほど硬化速度が遅く、酸素量が少ないほど硬化速度が速いという関係がある。
【０００８】
また、第一送りロールに対する第二送りロールの直径は１〜５％大きいのであるが、これより小さいと十分な効果が得られず、これより大きいと安定な走行が得られない。同様に第一送りロールに対する第二送りロールの回転数は１〜１０％大きいのであるが、これより小さいと十分な効果が得られず、これより大きいと安定な走行が得られない。
【０００９】
さらに、エンドレスベルトを、第一送りロールと第二送りロールとの間に架け渡すようにすると、高速化が図れるため望ましい。即ち、通常のエンドレスベルトは、流れ方向に沿って多数の送りロールに支承されるように架け渡されるが、第一送りロールと第二送りロールとはその中間を支承するに過ぎず、高速化を図る場合にはこれら多数の送りロールの存在により、面倒な調整が必要となる。そこで、エンドレスベルトを第一送りロールと第二送りロールとの間に架け渡すようにすると、第一送りロール上までの被加工物の搬入、第二送りロール上からの被加工物の搬出のため、別途エンドレスベルト機構を設ける必要が生ずるものの、面倒な調整を必要とすることなく表面加工の高速化が図れる。このようにエンドレスベルトを第一送りロールと第二送りロールとの間に架け渡すようにする、換言すると、エンドレスベルト機構を分割化すると、高速化が図れる。
【００１０】
また、第一送りロールに対して第二送りロールの押し付け圧力を１０％程度、５〜１５％小さくすることが望ましい。これは前述の第二送りロールの周速度を大きくした効果が第一送りロールと紫外線照射ロールとの間に有効に作用する用にするためである。尚、光沢（鏡面）加工に適用した場合、押し付け圧力と光沢度とは図２の関係がある。
【００１１】
【実施例】
次に、本発明の紫外線照射表面加工装置を図面の実施例に基づいて詳細に説明する。
図３は本発明の第一実施例の紫外線照射表面加工装置の概要説明図である。
本発明は、紫外線硬化樹脂等を表面に塗工した原紙、加工紙、印刷紙等の被加工物へ表面加工を施すための装置であり、詳細には、表面の品質の安定化と高速化を図るための表面加工装置に関するものであり、エンドレスベルト機構Ｂにより移送される被加工物Ａの表面に対して加工を施す表面加工装置１であって、紫外線透過性材料より形成されると共に抑圧機構３を近接し紫外線照射ランプ４を内設した紫外線照射ロール２と、該紫外線照射ロール２より小径とした第一送りロール５とこの第一送りロール５より直径が５％大きく且つ第一送りロール５より回転数が１０％大きい第二送りロール６とを用い、前記紫外線照射ロール２をエンドレスベルト機構Ｂ上に設置し、エンドレスベルトを挟んで紫外線照射ロール２の下方に第一送りロール５と第二送りロール６とを対向状に並設した。
【００１２】
即ち、各種コーター装置等によって紫外線硬化樹脂等を表面に塗工した原紙、加工紙、印刷紙等の枚葉シートよりなる被加工物Ａを、連続的に駆動するエンドレスベルト機構Ｂによって、表面加工装置１へ向けて順次搬送していくものであり、このエンドレスベルト機構Ｂによって搬送された被加工物Ａは本発明の表面加工装置１により光沢（鏡面）加工等の表面化工が施され、再びエンドレスベルト機構Ｂによって順次、スタッカー装置（図示せず）などへ搬送されるものである。
【００１３】
まず、本発明の紫外線照射ロールを用いた表面加工装置１は、図３に示すように紫外線照射ロール２の外周を紫外線透過材料により形成し、適宜駆動源によって回転駆動するものであり、その表面は加工の目的によって任意とするもので、鏡面を形成したり、模様を形成することも可能である。
【００１４】
紫外線照射ロール２は、エンドレスベルト機構Ｂ上に固定設置するものではなく、下方へ並設される第一送りロール及び第二送りロール６の上にエンドレスベルトを介して恰も載置するように配置される。しかもこの紫外線照射ロール２は図示しない昇降機構により多少、上下方向へ昇降可能に設置することにより、搬送される被加工物Ａの厚みに対応できる表面加工装置１とすることができるものであり、さらにこれを補助する機構として小径のロール部材と制動手段とを備えた抑圧機構３を前記紫外線照射ロール２の上部へ近設するものである。
【００１５】
次に、前記紫外線照射ロール２の内部へは紫外線照射ランプ４を内設するものであり、この紫外線照射ランプ４は被加工物Ａの表面に塗工される紫外線照射樹脂等を硬化処理するためのものであって、従来公知の紫外線ランプを設けているもので、紫外線を照射することで紫外線硬化樹脂等を硬化させるものであり、被加工物Ａが紫外線照射ロール２の下方を通過する時点において表面加工と同時に硬化処理を施すものである。
【００１６】
続いて、前記紫外線照射ロール２より小径とし適宜駆動源により回転駆動する第一送りロール５とこの第一送りロール５より直径が５％大きく且つ第一送りロール５より回転数が１０％大きい第二送りロール６とを用いて、前記紫外線照射ロール２の下方で対向させるものであり、且つ前記第一送りロール５と前記第二送りロール６とは一定間隔を有して並設された状態に固定して設置するものである。尚、これら第一送りロール５及び第二送りロール６は、前記紫外線照射ロール２（ガラス）より硬度が低い半硬質ウレタンからなり、被加工物を圧着させても紫外線照射ロール２の表面を傷つけることがなく、紫外線照射ロール２の表面に形成された鏡面や模様等の形態を被加工物Ａ表面の紫外線硬化樹脂に再現する（追随させる）ことができる。
【００１７】
このように構成された表面加工装置１は、エンドレスベルト機構Ｂにより順次搬送されている被加工物Ａの先端を第一送りロール５と紫外線照射ロール２とによって挟圧し圧送させ、ついで被加工物Ａが第一送りロール５第二送りロール６との空間に存在している時点において、この空間により酸素遮断の状態を形成すると共に前記紫外線照射ロール２に内設された紫外線照射ランプ４によって塗工表面へ紫外線照射を行う。その際、前述のように第一送りロール５に対して第二送りロール６の直径を５％大きくし、且つ第一送りロール５に対して第二送りロール６の回転数６を１０％大きくしたので、第一送りロール５より第二送りロール６の周速度が大きくなり、被加工物Ａが紫外線照射ロール２と第一送りロール５との間に挿入される際に適当な張力が与えられ、その場の酸素量を低減することができ、紫外線硬化樹脂の反応率を高め、表面の品質の安定化を図ることができる。表面加工及び硬化処理がなされた被加工物Ａは、その先端を第二送りロール６により圧送、搬出される。
【００１８】
これにより、本発明の表面加工装置１では、被加工物Ａは第一送りロール５及び第二送りロール６と紫外線照射ロール２との間に安定に支持された状態で表面加工及び硬化処理が施され、より高速化を図ることができると共に表面品質の安定化を図ることができる。具体的に高速化の手段としては、例えば図４の第二実施例のように構成すればよい。
【００１９】
図４は本発明の第二実施例の紫外線照射表面加工装置の概要説明図であり、以下に示す構成以外については前記第一実施例と全く同様であるから図面に同一符号を付して説明を省略する。
この第二実施例では、エンドレスベルト機構Ｂ’が長尺ではなく、第一送りロール５と第二送りロール６との間に架け渡された短尺な構成である。即ち、第一実施例における長尺なエンドレスベルト機構Ｂを、この第二実施例では短尺なエンドレスベルト機構Ｂ’，Ｃ，Ｄに分割した構成である。このようにエンドレスベルト機構Ｂ’を第一送りロール５と第二送りロール６との間に架け渡すことにより、面倒な調整を必要とすることなく高速化が図れる。
【００２０】
以上本発明を実施例に基づいて説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。例えば本発明の実施例では被加工物Ａが枚葉シートであるが、例えばウエブ状の長尺物の場合でも同様に実施することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の紫外線照射表面加工装置は、第一送りロール及び第二送りロールの直径、回転数などを一定範囲に制御することにより、第一送りロールに対する第二送りロールの周速度を大きくしたため、酸素量が低減でき、被加工物表面の紫外線硬化樹脂の反応率を高め、表面の品質の安定化を図ることができる。また、エンドレスベルト機構を分割化することにより、より高速化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】酸素量と紫外線硬化樹脂の硬化速度との関係を示すグラフである。
【図２】押し付け圧力と被加工物の表面光沢度との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の第一実施例の紫外線照射表面加工装置の概要説明図である。
【図４】本発明の第二実施例の紫外線照射表面加工装置の概要説明図である。
【符号の説明】
１  表面加工装置
２  紫外線照射ロール
３  抑圧機構
４  紫外線照射ランプ
５  第一送りロール
６  第二送りロール
Ａ  被加工物
Ｂ，Ｂ’  エンドレス機構
【図１】
0004537513.tif 000002
【図２】
0004537513.tif 000003
【図３】
0004537513.tif 000004
【図４】
0004537513.tif 000005