JP2007015208A - エンボス加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 シート状材料に微細凹凸面を確実に形成することができ、その結果シート状材料に付けられる凹凸模様を所望の模様とすることができ、さらに、各凹凸形状間に位置ズレが生じることを抑止することができるエンボス加工装置を提供すること。
【解決手段】 連続的に搬送されるシート状材料Ｓに凹凸形状の模様を付けるエンボス加工装置は、エンボスロール１０と、エンボスロール１０の周方向に沿ってこのエンボスロール１０に順次当接するよう設けられた複数の受けロール２０、２１、２２とを備えている。複数の受けロール２０、２１、２２は、外周面が剛性となっている第１のグループと外周面が弾性となっている第２のグループとに分けられる。エンボスロール１０において、粗い凹凸面と、この粗い凹凸面よりも微細な凹凸形状となっている微細凹凸面とが外周に混在している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、連続的に搬送されるシート状材料に凹凸形状の模様を付けるエンボス加工装置に関する。

従来より、化粧シート、内装材等のシート状材料の意匠性を向上させることを目的として、シート状材料の表層に幾何学的模様や木目状等の凹凸形状を付けるエンボス加工装置が知られている（例えば、特許文献１、２等参照）。
図４に示すように、このような従来のエンボス加工装置は、凹凸形状の模様が施された凹凸面を外周に有するエンボスロール５０と、このエンボスロール５０に当接するよう設けられた受けロール５１とを備えている。図４に示すエンボス加工装置においては、エンボスロール５０と受けロール５１との当接部分（ニップ部Ｎ）にシート状材料Ｓを送り、このシート状材料Ｓをエンボスロール５０と受けロール５１とにより挟圧することによって、シート状材料Ｓに凹凸形状の模様を付けるようになっている。

特開平６−１４３４６６号公報 特公平７−１２２２３３号公報

しかしながら、図４に示すような従来のエンボス加工装置においては、シート状材料Ｓをエンボスロール１０の凹凸面に押圧する回数が１回となっているため、エンボスロール１０において粗い凹凸面と微細凹凸面とが外周に混在している場合には、シート状材料Ｓに粗い凹凸面は形成されるが微細凹凸面は形成されないことがある。
具体的に説明すると、一般的に、エンボスロール１０の外周の粗い凹凸面に対応して粗い凹凸形状（図５（ａ）の高低差ｍで示される凹凸形状）をシート状材料Ｓに形成するためにはシート状材料Ｓを大きな押圧力でエンボスロール１０に押し付ける必要がある。一方、エンボスロール１０の外周の微細凹凸面に対応して微細な凹凸形状（図５（ａ）の高低差ｎで示される凹凸形状）をシート状材料Ｓに形成するためにはシート状材料Ｓを長時間エンボスロール１０に押し付ける必要がある。このため、シート状材料Ｓに、粗い凹凸面とこの粗い凹凸面よりも微細な凹凸形状となっている微細凹凸面との両方を混在させて形成するためには、大きな押圧力かつ長時間のエンボス加工が必要となる（図５（ａ）（ｂ）参照）。ここで、シート状材料Ｓをエンボスロール１０の凹凸面に押圧する回数が１回となっている場合には、シート状材料Ｓに大きな押圧力を与えることは可能であるが、この場合は長時間のエンボス加工を行うことは困難であった。

シート状材料Ｓに対する加工時間を大きくするために、エンボスロール５０の回転速度を低下させたり、上述の特許文献２に示すような複数のエンボス加工装置を直列に並べてシート状材料Ｓに対する挟圧回数を増やしたりする方法が知られている。
しかしながら、前者の方法においては、シート状材料Ｓの搬送速度も低下してしまうのでエンボス加工装置の生産性を低下させてしまうこととなる。
また、後者の方法においては、一のエンボス加工装置のニップ部Ｎと他のエンボス加工装置のニップ部Ｎとの間のシート状材料Ｓに張力（テンション）が加えられるので、この張力によるシート状材料Ｓの伸び等によって、各エンボス加工装置によりシート状材料Ｓに付けられる各々の凹凸形状間に位置ズレが発生する場合がある。このため、このような凹凸形状間の位置ズレを解消するために位置ズレ補正装置を別途設置する必要があり、装置全体としてのコストが大きくなってしまうという問題がある。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、シート状材料に微細凹凸面を確実に形成することができ、その結果シート状材料に付けられる凹凸模様を所望の模様とすることができ、さらに、各凹凸形状間に位置ズレが生じることを抑止することができるエンボス加工装置を提供することを目的とする。

本発明のエンボス加工装置は、連続的に搬送されるシート状材料に凹凸形状の模様を付けるエンボス加工装置において、粗い凹凸面と、この粗い凹凸面よりも微細な凹凸形状となっている微細凹凸面とが外周に混在しているエンボスロールと、前記エンボスロールの周方向に沿って当該エンボスロールに順次当接するよう複数設けられ、前記エンボスロールとの間でシート状材料を挟圧することによりこのシート状材料に凹凸形状の模様を付けるための受けロールと、を備え、前記の複数の受けロールは、外周面が剛性となっている第１のグループと外周面が弾性となっている第２のグループとに分けられることを特徴とする。
このようなエンボス加工装置によれば、当該エンボス加工装置に送られたシート状材料は、外周面が剛性である第１のグループの受けロールとエンボスロールとにより挟圧されて当該シート状材料が大きな押圧力でエンボスロールの凹凸面に押し付けられるので、シート状材料に粗い凹凸面が確実に形成される。また、シート状材料は外周面が弾性である第２のグループの受けロールとエンボスロールとにより挟圧されて当該シート状材料が長時間エンボスロールの凹凸面に押し付けられるので、シート状材料に微細凹凸面が確実に形成される。このため、エンボス加工装置から送り出されたシート状材料Ｓの凹凸模様を所望の模様とすることができる。また、各受けロール間においてシート状材料はエンボスロールの外周面に沿って搬送されるので、このシート状材料に対してテンションカットが行われ、その結果各受けロールとエンボスロールとの間で各々付けられる凹凸形状間に位置ズレが生じることを抑止することができる。

本発明のエンボス加工装置においては、前記の複数の受けロールのうち、第１のグループの受けロールの外周層は金属からなり、第２のグループの受けロールの外周層は弾性体からなることが好ましい。
このようなエンボス加工装置によれば、第１のグループの受けロールの外周面を剛性とすることができるとともに第２のグループの受けロールの外周面を弾性とすることができる。

本発明のエンボス加工装置においては、前記の複数の受けロールのうち、第２のグループの受けロールと前記エンボスロールとの間に形成されるニップの長さは、第１のグループの受けロールと前記エンボスロールとの間に形成されるニップの長さよりも大きくなっていることが好ましい。
このようなエンボス加工装置によれば、第２のグループの受けロールによるシート状材料のエンボス加工時間を長時間確保することができ、その結果これらの第２のグループの受けロールによってシート状材料に微細凹凸面をより確実かつ十分に形成することができる。

本発明のエンボス加工装置によれば、シート状材料に微細凹凸面を確実に形成することができ、その結果シート状材料に付けられる凹凸模様を所望の模様とすることができる。また、各凹凸形状間に位置ズレが生じることを抑止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１乃至図３は、本発明によるエンボス加工装置の実施の形態を示す図である。
このうち図１は、本実施の形態のエンボス加工装置の構成を示す側面図であり、図２は、図１のエンボス加工装置のエンボスロール（絵柄ロール）の外周面の詳細な構成を示す拡大側面図であり、図３（ａ）〜（ｃ）は、図１のエンボス加工装置において、各々第１〜第３の受けロールから送り出された直後のシート状材料の凹凸の度合いを示す説明図である。

エンボス加工装置は、図１に示すように、凹凸形状の模様が施された凹凸面を外周に有するエンボスロール（絵柄ロール）１０と、エンボスロール１０の周方向に沿って当該エンボスロール１０に順次当接するよう設けられた第１の受けロール２０、第２の受けロール２１および第３の受けロール２２とを備えている。また、第１の受けロール２０、第２の受けロール２１および第３の受けロール２２には、それぞれ押圧用シリンダー３０、３１、３２が取り付けられている。
このようなエンボス加工装置の各構成要素について以下に詳述する。

図１に示すエンボス加工装置によるエンボス加工の対象となるシート状材料Ｓとしては、例えば厚さ約１００μｍの耐熱中性紙の一方の表面領域を厚さ約３０μｍの樹脂で覆ったものが用いられる。

エンボスロール１０は、外周層が鉄や剛性クロムメッキ等の剛性材料から構成されており、その直径は例えば２００ｍｍ〜４００ｍｍの範囲内の大きさとなっている。図２に示すように、このエンボスロール１０において、粗い凹凸面と、この粗い凹凸面よりも微細な凹凸形状となっている微細凹凸面とが外周に混在している。ここで、エンボスロール１０の粗い凹凸面の凹凸の高低差（図２の高さａ）は例えば約１００μｍとなっており、一方、エンボスロール１０の微細凹凸面の凹凸の高低差（図２の高さｂ）は例えば数μｍあるいは１０〜２０μｍの範囲内の大きさとなっている。
シート状材料Ｓにエンボス加工を施す際には、エンボスロール１０は図１の矢印方向に回転するようになっている。

第１の受けロール２０、第２の受けロール２１および第３の受けロール２２は、それぞれ連続的に搬送されるシート状材料Ｓをエンボスロール１０との間で挟圧することによりこのシート状材料Ｓに凹凸形状の模様を付けるようになっている。ここで、これらの受けロール２０、２１、２２は、外周面が剛性となっている第１のグループの受けロール２０と外周面が弾性となっている第２のグループの受けロール２１、２２とに分けられる。

これらの受けロール２０、２１、２２について具体的に説明すると、第１のグループを構成する第１の受けロール２０の外周層は例えばナイロンやアルミニウム等の金属から形成されている。一方、第２のグループを構成する第２の受けロール２１および第３の受けロール２２の外周層は例えばシリコンゴム等の弾性体から形成されている。
各受けロール２０、２１、２２の直径はエンボスロール１０の直径の半分の大きさとなっている。

図１に示すように、第１の受けロール２０、第２の受けロール２１および第３の受けロール２２は、エンボスロール１０の回転方向（図１の矢印方向）に沿って順次設置されている。外部から搬送されたシート状材料Ｓはまずエンボスロール１０と第１の受けロール２０との当接部分（ニップ部Ｎ１）に送られ、この第１の受けロール２０から送り出されたシート状材料Ｓはエンボスロール１０の外周面に沿って搬送されて次にエンボスロール１０と第２の受けロール２１との当接部分（ニップ部Ｎ２）に送られ、この第２の受けロール２１から送り出されたシート状材料Ｓはエンボスロール１０の外周面に沿って更に搬送されてエンボスロール１０と第３の受けロール２２との当接部分（ニップ部Ｎ３）に送られるよう、各受けロール２０、２１、２２が設置されている。
図１に示すように、各受けロール２０、２１、２２の軸は、エンボスロール１０の軸を中心とした同心円上にあることが好ましく、また、エンボスロール１０の軸に対して第１の受けロール２０と第２の受けロール２１とのなす角度αおよび第２の受けロール２１と第３の受けロール２２とのなす角度βはそれぞれ約６０°となっていることが好ましい。

各押圧用シリンダー３０、３１、３２は、それぞれ各受けロール２０、２１、２２に対してエンボスロール１０の径方向外方に延びるよう取り付けられている。各押圧用シリンダー３０、３１、３２は、それぞれ各受けロール２０、２１、２２をエンボスロール１０に対して例えば１００ｋｇ／ｃｍの圧力で押圧するようになっている。
各押圧用シリンダー３０、３１、３２がそれぞれ各受けロール２０、２１、２２をエンボスロール１０側に押圧することにより、エンボスロール１０と各受けロール２０、２１、２２との間に各々ニップ部（Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３）が形成されるようになる。ここで、複数の受けロール２０、２１、２２のうち、第２のグループの受けロール２１、２２とエンボスロール１０との間に形成されるニップ部Ｎ２、Ｎ３の長さは、第１のグループの受けロール２０とエンボスロール１０との間に形成されるニップ部Ｎ１の長さよりも十分に大きくなっている。このことは、第１のグループの受けロール２０の外周面が剛性となっているのに対し、第２のグループの受けロール２１、２２の外周面は弾性となっていることに起因している。
具体的には、エンボスロール１０の周方向における第１の受けロール２０とエンボスロール１０との間のニップ部Ｎ１の長さは約０．１ｍｍとなり、一方、第２の受けロール２１、２２とエンボスロール１０との間のニップ部Ｎ２、Ｎ３の長さはそれぞれ８〜１０ｍｍの範囲内の大きさ、具体的には例えば９．５ｍｍとなっている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。

まず、外部から搬送されたシート状材料Ｓがエンボスロール１０と第１の受けロール２０との当接部分（ニップ部Ｎ１）に送られる。シート状材料Ｓは、この当接部分においてエンボスロール１０と第１の受けロール２０とにより挟圧される。その結果、エンボスロール１０の外周の凹凸面によってシート状材料Ｓに図３（ａ）に示すような凹凸形状の模様が付けられる。ここで、シート状材料Ｓにはエンボスロール１０の外周の凹凸形状がそのままの形状で転写されるわけではなく、エンボスロール１０の粗い凹凸面の凹凸形状はシート状材料Ｓに十分に転写されるがエンボスロール１０の微細凹凸面の凹凸形状はシート状材料Ｓに十分には転写されない。その結果、第１の受けロール２０から送り出されるシート状材料Ｓには粗い凹凸面が形成されているが、微細凹凸面は十分に形成されていない（図３（ａ）参照）。

次に、第１の受けロール２０から送り出されたシート状材料Ｓはエンボスロール１０の外周面に沿って当該エンボスロール１０の回転と同期して搬送され、エンボスロール１０と第２の受けロール２１との当接部分（ニップ部Ｎ２）に送られる。シート状材料Ｓは、この当接部分においてエンボスロール１０と第２の受けロール２１とにより挟圧される。このため、ニップ部Ｎ２において、エンボスロール１０の外周の凹凸面、とりわけ微細凹凸面によってシート状材料Ｓの微細凹凸面の凹凸の度合いが大きくなる（図３（ｂ）参照）。

次に、第２の受けロール２１から送り出されたシート状材料Ｓはエンボスロール１０の外周面に沿って更に搬送され、エンボスロール１０と第３の受けロール２２との当接部分（ニップ部Ｎ３）に送られる。シート状材料Ｓは、この当接部分においてエンボスロール１０と第３の受けロール２２とにより挟圧される。このため、ニップ部Ｎ３において、エンボスロール１０の外周の凹凸面、とりわけ微細凹凸面によってシート状材料Ｓの微細凹凸面の凹凸の度合いが更に大きくなり、シート状材料Ｓの凹凸形状の凹凸の度合いがエンボスロール１０の外周の凹凸面の凹凸の度合いと略同一となる（図３（ｃ）参照）。

以上のように本実施の形態のエンボス加工装置によれば、エンボスロール１０との間でシート状材料Ｓを挟圧することによりこのシート状材料Ｓに凹凸形状の模様を付ける受けロールが、当該エンボスロール１０の周方向に沿って複数設けられている。しかも、複数の受けロールは、外周面が剛性となっている第１のグループと外面が弾性となっている第２のグループとに分けられている。このため、エンボス加工装置に送られたシート状材料Ｓは、外周面が剛性である第１のグループの受けロール２０とエンボスロール１０とにより挟圧されて当該シート状材料Ｓが大きな押圧力でエンボスロール１０の凹凸面に押し付けられるので、シート状材料Ｓに粗い凹凸面が確実に形成される。また、シート状材料Ｓは外周面が弾性である第２のグループの受けロール２１、２２とエンボスロール１０とにより挟圧されて当該シート状材料Ｓが長時間エンボスロール１０の凹凸面に押し付けられるので、シート状材料Ｓに微細凹凸面が確実に形成される。このため、エンボス加工装置から送り出されたシート状材料Ｓの凹凸模様を所望の模様とすることができる。また、各受けロール２０、２１、２２間においてシート状材料Ｓはエンボスロール１０の外周面に沿って搬送されるので、このシート状材料Ｓに対してテンションカットが行われ、その結果各受けロール２０、２１、２２とエンボスロール１０との間で各々付けられる凹凸形状間に位置ズレが生じることを抑止することができる。

また、複数の受けロールのうち、第１のグループの受けロール２０の外周層は金属からなり、第２のグループの受けロール２１、２２の外周層は弾性体からなっているので、第１のグループの受けロール２０の外周面を剛性とすることができるとともに第２のグループの受けロール２１、２２の外周面を弾性とすることができる。

また、複数の受けロールのうち、第２のグループの受けロール２１、２２とエンボスロール１０との間に形成されるニップ部Ｎ２、Ｎ３の長さは、第１のグループの受けロール２０とエンボスロール１０との間に形成されるニップ部Ｎ１の長さよりも大きくなっているので、第２のグループの受けロール２１、２２によるシート状材料Ｓのエンボス加工時間を長時間確保することができ、その結果これらの第２のグループの受けロール２１、２２によってシート状材料Ｓに微細凹凸面をより確実かつ十分に形成することができる。

本実施の形態のエンボス加工装置の構成を示す側面図である。 図１のエンボス加工装置のエンボスロール（絵柄ロール）の外周面の詳細な構成を示す拡大側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図１のエンボス加工装置において、各々第１〜第３の受けロールから送り出された直後のシート状材料の凹凸の度合いを示す説明図である。 従来のエンボス加工装置の構成を示す側面図である。 （ａ）（ｂ）は、図４のエンボス加工装置において、エンボスロールと受けロールとの間から送り出されたシート状材料の凹凸の度合いを示す説明図である。

符号の説明

１０ エンボスロール
２０ 第１の受けロール
２１ 第２の受けロール
２２ 第３の受けロール
３０、３１、３２ 押圧用シリンダー
５０ エンボスロール
５１ 受けロール
Ｓ シート状材料

Claims (3)

1. 連続的に搬送されるシート状材料に凹凸形状の模様を付けるエンボス加工装置において、
   粗い凹凸面と、この粗い凹凸面よりも微細な凹凸形状となっている微細凹凸面とが外周に混在しているエンボスロールと、
   前記エンボスロールの周方向に沿って当該エンボスロールに順次当接するよう複数設けられ、前記エンボスロールとの間でシート状材料を挟圧することによりこのシート状材料に凹凸形状の模様を付けるための受けロールと、を備え、
   前記の複数の受けロールは、外周面が剛性となっている第１のグループと外周面が弾性となっている第２のグループとに分けられることを特徴とするエンボス加工装置。
2. 前記の複数の受けロールのうち、第１のグループの受けロールの外周層は金属からなり、第２のグループの受けロールの外周層は弾性体からなることを特徴とする請求項１記載のエンボス加工装置。
3. 前記の複数の受けロールのうち、第２のグループの受けロールと前記エンボスロールとの間に形成されるニップの長さは、第１のグループの受けロールと前記エンボスロールとの間に形成されるニップの長さよりも大きくなっていることを特徴とする請求項１または２記載のエンボス加工装置。

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