樹脂発泡成形品の製造方法、及び、樹脂発泡成形品の製造設備
【課題】品質に優れた樹脂発泡成形品を効率良く製造することができる樹脂発泡成形品の製造方法、及び、樹脂発泡成形品の製造設備を提供すること。
【解決手段】帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製しつつ得られた積層発泡シートを熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製する樹脂発泡成形品の製造方法であって、樹脂フィルムが熱ラミネートされる樹脂発泡シートの前記表面を前記熱ラミネート前に加熱する予備加熱工程を実施することを特徴とする樹脂発泡成形品の製造方法などを提供する。
【解決手段】帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製しつつ得られた積層発泡シートを熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製する樹脂発泡成形品の製造方法であって、樹脂フィルムが熱ラミネートされる樹脂発泡シートの前記表面を前記熱ラミネート前に加熱する予備加熱工程を実施することを特徴とする樹脂発泡成形品の製造方法などを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂発泡成形品の製造方法、及び、樹脂発泡成形品の製造設備に関し、より詳しくは、帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製しつつ得られた積層発泡シートを熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製する樹脂発泡成形品の製造方法、及び、そのような製造方法に用いられる樹脂発泡成形品の製造設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂が用いられてなる樹脂発泡シート（以下、単に「発泡シート」ともいう）を熱成形した発泡トレーなどの樹脂発泡成形品が広く用いられており、この種の容器などを作製するのに際しては、例えば、数十ｃｍから１ｍを超えるような広幅な帯状の発泡シートがロール状に巻き取られてなる原反ロールと呼ばれるシートロールを用いた連続的な製造方法が採用されている。
例えば、発泡トレーの製造方法においては、発泡シートに製品形状を形成させるための成形型などを備えた熱成形装置と、形成された製品形状の輪郭に沿って発泡シートを打抜き刃型で切断して発泡シートから製品を取り出すための打抜き装置などを備えた製造ラインに前記原反ロールから発泡シートを繰り出させて連続供給し、前記成形型で発泡シートの先端側から順に発泡トレー形状を形成させるとともに形成された発泡トレーを前記打抜き刃型で順に打抜いて発泡シートから取り出すような生産方法が採用されている。
【０００３】
ところで、食品などを収容させるための発泡トレーでは、容器強度を向上させる目的や装飾性を付与することを目的として内面、外面、或いは、内外両面に樹脂フィルムを貼着させたものが広く用いられている。
このような容器を形成させる際には、樹脂フィルムを積層させた発泡シートを一旦作製して、この樹脂フィルムが積層された発泡シートを熱成形装置で成形加工する方法が採用されている。（以下、「発泡シート」との用語は、特段の断りがない限りにおいて樹脂フィルムの積層されていないもののみを意図して用い、上記のような樹脂フィルムの積層された発泡シートには「積層発泡シート」との用語を用いる。）
【０００４】
なお、この積層発泡シートを作製する方法としては、発泡シートを押出機で押出して作製するのに際して同じダイから樹脂フィルムを共押出して積層させる方法や、予め作製しておいた発泡シートの上にＴダイを用いて溶融樹脂をフィルム状に押出して該樹脂が冷え固まる前に発泡シートに接着させる方法などが知られている。
また他には、別々に作製した帯状の発泡シートと樹脂フィルムとを重ね合わせた状態にして所定温度に加熱された加熱ロールを樹脂フィルム側に当接させつつ回転させて樹脂フィルムとの当接位置を樹脂フィルムの長さ方向に移動させることにより樹脂フィルムを発泡シートに順に加熱圧着させる熱ラミネートと呼ばれる方法などが知られている（下記特許文献１参照）。
【０００５】
この熱ラミネートを行う方法は、貼り合わせる樹脂フィルムの変更が容易で、多品種少量生産に適しており、例えば、色違いの容器を作製するような場合であれば、発泡シートからなる原反ロールと、貼り合わせる樹脂フィルムが巻き取られてなるフィルムロールとを用意し、熱成形装置の手前にラミネート装置を設けて原反ロールから繰り出した発泡シートにフィルムロールから繰り出した樹脂フィルムを熱ラミネートさせ、得られた積層発泡シートを熱成形装置に導入して所定数量の容器を作製した後で、前記原反ロールをそのままにしてフィルムロールだけ架け替えれば引き続き色違いの容器を作製させることができる。
【０００６】
なお、このような場合のみならず積層発泡シートで樹脂発泡成形品を作製する場合においては製造作業効率を向上させることが求められていることから、上記のような熱ラミネートによって積層発泡シートを形成させつつ得られた積層発泡シートを引き続き熱成形する方法が好適であるといえる。
【０００７】
しかし、近年、生産技術の向上によって熱成形装置での成形に要する時間（タクトタイム）が短縮されるようになってきており、積層発泡シートを作製するところから最終的に樹脂発泡成形品が積層発泡シートから取り出されるところまでの一連の流れの中で熱ラミネートの工程が全体の律速段階となるような状況になりつつある。
このような問題に対して、加熱ローラの回転数を増大させるなどして熱ラミネートの時間短縮を図ろうとすると樹脂フィルムが発泡シートに十分接着されずに熱成形時に樹脂フィルムにシワが形成されたりするおそれを有する。
また、一方で、加熱ロールの温度を上昇させて熱ラミネートに要する時間を短縮させることも考え得るが、その場合には、何等かのトラブルによってラインが停止した際には樹脂フィルムが加熱ロールに接触した状態で停止するため樹脂フィルムが溶断されるおそれを有する。
【０００８】
このようなことから樹脂発泡シートと樹脂フィルムとを熱ラミネートして積層発泡シートを作製しつつ得られた積層発泡シートを熱成形装置に供給して樹脂発泡成形品を作製する樹脂発泡成形品の製造方法においては品質に優れた樹脂発泡成形品を効率良く製造することが難しくなってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−０４６９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、品質に優れた樹脂発泡成形品を効率良く製造することができる樹脂発泡成形品の製造方法、及び、樹脂発泡成形品の製造設備を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための樹脂発泡成形品の製造方法に係る本発明は、帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製しつつ得られた積層発泡シートを熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製する樹脂発泡成形品の製造方法であって、樹脂フィルムが熱ラミネートされる樹脂発泡シートの前記表面を前記熱ラミネート前に加熱する予備加熱工程を実施することを特徴としている。
【００１２】
また、樹脂発泡成形品の製造設備に係る本発明は、帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製するラミネート装置と、前記積層発泡シートを熱成形する熱成形装置とが備えられており、前記ラミネート装置で前記積層発泡シートを作製しつつ該積層発泡シートを前記熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製し得るように前記ラミネート装置と前記熱成形装置とが配置されている樹脂発泡成形品の製造設備であって、樹脂フィルムが熱ラミネートされる樹脂発泡シートの前記表面を前記熱ラミネート前に加熱するための予備加熱装置がさらに備えられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、樹脂フィルムがラミネートされる発泡シートの表面を前記熱ラミネート前に加熱する予備加熱工程が実施される。
従って、加熱された発泡シートに樹脂フィルムが重ね合わされた時点で前記発泡シートの熱を樹脂フィルムが受け取ることになり熱ラミネート時における樹脂フィルムの温度上昇を発泡シートから受ける熱で促進させることができる。
すなわち、樹脂フィルムと発泡シートとの接着力不足を招くおそれを抑制しつつ熱ラミネートに要する時間を短縮させることができ、品質に優れた樹脂発泡成形品を効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の樹脂発泡成形品の製造方法に使用する設備構成を示す図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）。
【図２】図１（ｂ）において「Ｘ」で示されている領域の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の樹脂発泡成形品の製造方法について、容器内面が樹脂フィルムで構成された発泡トレーを製造する場合を例にして説明する。
図１は、発泡トレーの製造方法に使用する設備の構成を示す図で、正面視左側から右側に向けた方向が製造ラインの流れ方向となっている。
なお、図１（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。
図２は、図１（ｂ）において「Ｘ」で示されている領域を拡大した図であり、（ａ）は発泡トレーを製造する前の様子を示すもので、（ｂ）は発泡トレー製造中の様子を示すものである。
【００１６】
この図においては、符号１が長尺帯状の発泡シートが巻回されてなる原反ロールを表しており、符号２が長尺帯状の樹脂フィルムが巻回されてなるフィルムロールを表している。
また、符号３は、前記原反ロール１から繰り出される発泡シート１１と、前記フィルムロール２から繰り出される樹脂フィルム２１とを熱ラミネートさせるためのラミネート装置であり、符号４は、前記ラミネート装置３で作製された積層発泡シート１２を熱成形するための熱成形装置である。
なお、本実施形態に係る発泡トレーの製造設備には、前記原反ロール１から繰り出された発泡シート１１を加熱するための予備加熱装置５が、前記ラミネート装置３の上流側に備えられている。
さらに、本実施形態に係る発泡トレーの製造設備には、前記熱成形装置４で熱成形された積層発泡シート１２を熱成形装置４での一回の熱成形分ごとに切断する切断装置６と、該切断装置６で切断された積層発泡シート１２を打抜いて発泡トレー１０を切り出す打抜き装置７と、該打抜き装置７で切り出された発泡トレー１０を搬送するための搬送装置８と、前記発泡トレー１０が切り出された後の端材（トリミングロス）を破砕する破砕装置９とが備えられている。
【００１７】
これらの図にも示されているように本実施形態に係る発泡トレーの製造設備は、前記ラミネート装置３で帯状の発泡シート１１の表面に樹脂フィルム２１を熱ラミネートして積層発泡シート１２を作製しつつ得られた積層発泡シート１２を熱成形装置４で熱成形して樹脂発泡成形品である発泡トレー１０を作製し得るように構成されている。
具体的には、本実施形態に係る発泡トレーの製造設備には、ライン流れ方向上流側から下流側にかけて、予備加熱装置５、ラミネート装置３、熱成形装置４、切断装置６、打抜き装置７、搬送装置８の順に配置されており、当該製造設備は、前記予備加熱装置５よりもさらに上流側に前記原反ロール１をセットし得るように構成されている。
【００１８】
なお、本実施形態においては、前記原反ロール１は、巻き芯の中心軸方向を略水平に配し、且つ、ライン流れ方向に対して前記中心軸方向を直交させる形で配されており、前記中心軸周りに回転自在となる状態で配されている。
該原反ロール１は、後述するラミネート装置３によって発泡シート１１が引取られることによって回転して発泡シート１１が自動的に繰り出され得るようにセットされており、前記ラミネート装置３に向けて発泡シート１１を略水平に送り出し得るように配置されている。
【００１９】
前記フィルムロール２には、前記発泡シート１１と略同幅の長尺帯状の樹脂フィルム２１が巻回されて備えられており、該フィルムロール２は、巻き芯の中心軸方向を原反ロール１の中心軸方向と平行させて前記ラミネート装置３のライン流れ方向上流側、且つ、垂直方向上方に配されている。
【００２０】
即ち、本実施形態における発泡トレーの製造設備は、前記発泡シート１１の上方に樹脂フィルム２１を積層させた状態でこれらをラミネート装置３に供給し得るように構成されている。
【００２１】
前記ラミネート装置３は、発泡シート１１と樹脂フィルム２１との積層体を挟み込んで前記樹脂フィルム２１を発泡シート１１の表面（上面）に熱ラミネートさせるための２本のローラが上下方向において対をなす形で備えられている。
この２本のローラの内、上方のローラは、その表面温度を調整可能な金属ローラ３１（以下「加熱ローラ３１」ともいう）であり、下方のローラは、金属ローラの表面に薄い弾性体層を形成させたローラ３２（以下「ニップローラ３２」ともいう）である。
この加熱ローラ３１とニップローラ３２とは、いずれも前記発泡シート１１の長さ方向に対してその中心軸を直交させて配されており、前記発泡シート１１や樹脂フィルム２１の幅よりも長さが長くこれらを全幅にわたって挟み込み得るように備えられている。
【００２２】
前記加熱ローラ３１と前記ニップローラ３２とは上下方向に位置調整可能な状態でラミネート装置３に備えられており、互いに距離を隔てて発泡トレー１０の製造開始前における発泡シート１１や樹脂フィルム２１をセットする作業を容易にさせ得るばかりでなく、ニップ幅や発泡シート１１と樹脂フィルム２１との積層体に加える圧力を調整し得るようにして備えられている。
【００２３】
該ラミネート装置３には、前記フィルムロール２から繰り出された樹脂フィルム２１が加熱ローラ３１とニップローラ３２との間に導入されるまでに巻き掛けられる２本のローラがさらに備えられており、その内の一つは、前記加熱ローラ３１とニップローラ３２とのニップ直前において樹脂フィルム２１を発泡シート１１の表面に当接させるための押さえローラ３３であり、もう一つのローラは、熱ラミネート後の樹脂フィルムにシワ等が生じることを防止すべく前記フィルムロール２と前記押さえローラ３３との間において樹脂フィルム２１に幅方向のテンションを加えるエキスパンダーローラ３４である。
前記押さえローラ３３は、その下端部を、前記加熱ローラ３１と前記ニップローラ３２とによる発泡シート１１のニップ位置よりも僅かに下方に位置させて、前記加熱ローラ３１の上流側に配置されており、樹脂フィルム２１を上方から発泡シート１１に押し付け得るように備えられている。
【００２４】
なお、ここでは詳述しないが、当該ラミネート装置３には、加熱ローラ３１の表面温度を制御する機構や、各ローラを軸周りに回転させるための動力機構、及び、その周速を制御する機構等が備えられている。
【００２５】
このラミネート装置３によって樹脂フィルム２１が熱ラミネートされる発泡シート１１を予め加熱するための前記予備加熱装置５は、前記原反ロール１が配されている位置と、前記ラミネート装置３が配されている位置との間に配置されており、該予備加熱装置５には、前記発泡シート１１を輻射加熱するための矩形盤形状の輻射加熱ヒーター５１が備えられている。
前記原反ロール１よりも下流側、且つ、前記ラミネート装置３よりも上流側には、樹脂フィルム２１が熱ラミネートされる表面１１ａを上方に向けて前記発泡シート１１が搬送される区間が設けられており、前記輻射加熱ヒーター５１は、発泡シート１１の前記表面１１ａと対面するように熱放射面５１ａを下面側に向けて前記発泡シート１１の搬送位置よりも上方に配されている。
【００２６】
本実施形態における予備加熱装置５には、前記輻射加熱ヒーター５１の上流側において発泡シート１１を上下から挟んで当該予備加熱装置５への発泡シート１１の導入位置を垂直方向において規定するための一対のガイドローラ５２が備えられている。
当該ガイドローラ５２は、通常、前記加熱ローラ３１とニップローラ３２とによるニップ位置と略同じ高さ位置に設けられており、発泡シート１１をラミネート装置３との間で略水平に保持し得るように配されている。
【００２７】
なお、前記輻射加熱ヒーター５１は、前記熱放射面５１ａを真下に向けた状態で配されているわけではなく、前記熱放射面５１ａを真下よりも僅かにライン流れ方向下流側に向けて配されている。
即ち、予備加熱装置５には、ライン流れ方向に向けて先上りするような傾斜を熱放射面５１ａに持たせて前記輻射加熱ヒーター５１が配されている。
従って、輻射加熱ヒーター５１は、ライン流れ方向下流側に移動するに従って前記熱放射面５１ａと発泡シート１１の表面１１ａとの距離が広がるように配置されている。
【００２８】
ただし、当該予備加熱装置５は、発泡シート１１を下方から持ち上げる機構５３（以下、「シート位置調整機構５３」ともいう）を有しており、該シート位置調整機構５３によって発泡シート１１と輻射加熱ヒーター５１の熱放射面５１ａとの距離を調整し得るように形成されている。
より具体的には、前記シート位置調整機構５３は、前記ガイドローラ５２とは対照的に輻射加熱ヒーター５１の下流側に配されており、前記発泡シート１１が通過する位置よりも下側に配されている。
そして、ガイドローラ５２が予備加熱装置５への発泡シート１１の導入位置を垂直方向において規定するものであったのに対して前記シート位置調整機構５３は、予備加熱装置５からの発泡シート１１の排出位置を垂直方向において規定するものである。
【００２９】
前記シート位置調整機構５３は、発泡シート１１の下面側において発泡シート１１の全幅にわたって接し、該発泡シート１１を下方から持ち上げるための保持ローラ５３ａと該保持ローラ５３ａの両端を軸支する一対のアーム５３ｂと、該アームを支持する基台５３ｃとを備えている。
前記アーム５３ｂは、垂直方向に延びる棒状体で構成されており、その上端部において前記保持ローラ５３ａを軸支しており、下端部が前記基台５３ｃに固定されている。
しかも、前記シート位置調整機構５３は、前記アーム５３ｂの基台５３ｃへの固定位置を上下させることによって前記保持ローラ５３ａを上下させ得るように構成されており、前記発泡シート１１の表面１１ａと、前記輻射加熱ヒーター５１の熱放射面５１ａとが略平行する状態まで発泡シート１１を持ち上げ得るように構成されている。
【００３０】
なお、前記シート位置調整機構５３によって発泡シート１１を持ち上げて輻射加熱ヒーター５１の熱放射面５１ａと発泡シート１１とが略平行とさせることで、前記ガイドローラ５２から前記ラミネート装置３の押さえローラ３３との間で発泡シート１１が山形に屈曲されることになる。
そのため押さえローラ３３では、シート位置調整機構５３で発泡シート１１が持ち上げられることによって該発泡シート１１が巻き掛けられる区間が長くなり、前記輻射加熱ヒーター５１から発泡シート１１が受けた熱が樹脂フィルム２１により伝達されやすくなる。
【００３１】
この予備加熱装置５以外の前記熱成形装置４、前記切断装置６、前記打抜き装置７、前記搬送装置８、及び、前記破砕装置９については、従来、発泡トレーの製造において一般に用いられているようなものを採用することができる。
【００３２】
例えば、熱成形装置４であれば、上流側から前記積層発泡シート１２を熱成形可能な温度になるまで加熱する加熱ゾーン４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、前記積層発泡シート１２に製品（発泡トレー）形状を形成させるための成形型４６を備えた成形ゾーン４２とを有するものなどを採用することができる。
【００３３】
また、前記切断装置６であれば、例えば、積層発泡シート１２の幅方向に積層発泡シート１２を切断するための直刃を有するものや、回転刃を有するものなどが挙げられ、前記打抜き装置７であれば、製品形状の形成された積層発泡シートから製品を打抜くための打抜き刃型７１と該打抜き刃型７１との間に積層発泡シートを挟み込むための支持板７２とを備えたものなどを採用することができる。
【００３４】
なお、このような熱成形装置４には、前記積層発泡シート１２を引き入れて前記加熱ゾーン１から成形ゾーン４２まで搬送させるための搬送機構（図示せず）が設けられており該搬送機構によって前記積層発泡シート１２がいわゆる間欠送りされるように構成されている。
すなわち、本実施形態においては、積層発泡シート１２が熱成形装置４でのワンショットの熱成形に必要な長さ熱成形装置４に引き込まれる動作と、熱成形装置４での熱成形の間（及び、積層発泡シートが打抜かれる間）積層発泡シート１２が停止する動作とが交互に繰り返されて発泡トレー１０が作製されるように構成された製造設備が用いられている。
【００３５】
このような製造設備を利用した発泡トレーの製造方法について説明すると、まずは、前記原反ロール１から発泡シート１１を繰り出して予備加熱装置５、並びに、ラミネート装置３を通過させてその先端部を熱成形装置４の入口箇所において搬送機構にセットするとともに前記フィルムロール２からも樹脂フィルム２１を繰り出してラミネート装置３を通過させて熱成形装置４の搬送機構にセットする。
このときシート位置調整機構５３の保持ローラ５３ａは下げた状態にしておいて、輻射加熱ヒーター５１を発泡シート１１から遠ざけておく。
また、ラミネート装置３の加熱ローラ３１とニップローラ３２との間もあけた状態にしておき、熱成形装置４の加熱ゾーンに設けられたヒーターの電源、並びに、加熱ローラ３１と輻射加熱ヒーター５１の電源を入れ、それぞれが所定の温度となるまで待機する。
【００３６】
その後、熱成形装置４の加熱ゾーン、加熱ローラ３１、並びに、輻射加熱ヒーター５１が所定の温度に安定した時点でラミネート装置３をスタートさせ、加熱ローラ３１とニップローラ３２との間を所定の間隔に狭めてこれらの間で発泡シート１１と樹脂フィルム２１とが圧接される状態にし、且つ、加熱ローラ３１とニップローラ３２とを所定の周速で回転させる。
このことによって発泡シート１１と樹脂フィルム２１とを引取らせ一定のスピードで加熱ローラ３１の下流側に積層発泡シート１２を形成させることができる。
なお、スムーズな生産を行う上においては、ラミネート装置３で単位時間あたりに形成させる積層発泡シート１２の長さを、熱成形装置４に間欠送りされる積層発泡シート１２の平均スピードに基づいて調整する必要があり、通常、ラミネート装置３からの積層発泡シート１２の排出スピードと間欠送りされる積層発泡シート１２の平均スピードが同じスピードとなるように調整する必要がある。
【００３７】
また、熱成形装置４への積層発泡シート１２の間欠送りによる振動が熱ラミネートに悪影響を及ぼさないようにするためには、ラミネート装置３をスタートさせた時点では、熱成形装置４の搬送機構を動作させず、少なくとも、ラミネート装置３と熱成形装置４との間に、ワンショットの熱成形に要する長さ以上の積層発泡シート１２が形成されるまで待ってから前記搬送機構を動作させることが好ましく、ラミネート装置３と熱成形装置４との間に常時ある程度の積層発泡シート１２が蓄えられている状態を保って前記熱成形装置４での熱成形を実施させることが好ましい。
また、このとき前記シート位置調整機構５３の保持ローラ５３ａを上昇させることにより、予備加熱装置内における発泡シート１１の位置を輻射加熱ヒーター５１の熱放射面５１ａに接近させ、前記予備加熱装置５によって樹脂フィルム２１がラミネートされる発泡シート１１の表面１１ａを熱ラミネート前に加熱する工程（以下「予備加熱工程」ともいう）を実施させることが熱ラミネートのスピードアップ、即ち、発泡トレー１０の生産効率アップにとって重要となる。
【００３８】
なお、予備加熱された発泡シート１１は、前記ラミネート装置３における加熱ローラ３１とニップローラ３２との回転に伴って自動的にラミネート装置３に引取られ、前記押さえローラ３３によって加熱された前記表面１１ａに樹脂フィルム２１が重ね合わせられることになる。
その後、この樹脂フィルム２１と発泡シート１１とが重ね合わせられた積層体を加熱ローラ３１とニップローラ３２の間を通過させて熱ラミネートを実施し積層発泡シート１２を形成させることができる。
得られた積層発泡シート１２は、熱成形装置４に間欠送りされ、前記加熱ゾーンにおいて加熱、軟化され、前記成形ゾーン４２でトレー形状が形成されることになる。
また、成形ゾーン４２を通過した積層発泡シートは、続けて、熱成形装置４でのワンショット分の長さに切断装置６で切断された後、打抜き装置７においてトレー形状が形成された箇所が前記打抜き刃型７１で打抜かれ、端材１２ｗとなって前記破砕装置９で破砕処理される。
一方で、打抜かれた発泡トレー１０は、搬送装置８で製品検査、梱包といった次段の工程が行われる箇所へと搬送される。
【００３９】
上記のように帯状の発泡シート１１の表面１１ａに樹脂フィルム２１を熱ラミネートして積層発泡シート１２を作製しつつ得られた積層発泡シート１２を熱成形装置４で熱成形して発泡トレーを作製する上において、上記のような予備加熱工程を実施することによって樹脂フィルム２１と発泡シート１１との接着力不足が生じるおそれを抑制しつつラミネート装置３での積層発泡シート１２の形成スピードを従来以上に向上させることができる。
【００４０】
即ち、加熱された発泡シート１１に前記押さえローラ３３によって樹脂フィルム２１が重ね合わされた時点で発泡シート１１の熱を樹脂フィルム側に伝達させることができ、加熱ローラ３１に至るまでの間において樹脂フィルム２１が予熱されることになる。
従って、熱ラミネート時における樹脂フィルム２１の温度上昇を発泡シート１１から受ける熱で促進させることができ加熱ローラ３１の表面温度を従来と同程度の設定温度にしつつもその周速を従来以上に増大させても熱ラミネートのコンディションを従来と同様のものとすることができる。
【００４１】
また、発泡シート１１の表面を予め加熱することで、この表面付近の気泡内の圧力を向上させ、発泡シート１１の表面に張りを生じさせることができることから、加熱ローラ３１による加熱圧着を良好にさせることができる。
即ち、加熱ローラ３１とニップローラ３２との間を通過する際の発泡シート１１の反発力を増大させることができ、この反発力を熱ラミネートに有効に利用することができる。
【００４２】
なお、このような効果は、押さえローラ３３によって予め発泡シート１１と樹脂フィルム２１とを接触させる場合においてのみ生じるものではなく、加熱ローラ３１によって熱ラミネートされる際に初めて樹脂フィルム２１と発泡シート１１とが接するような場合においても生じる効果である。
このような効果を生じさせるための予備加熱工程における発泡シートの加熱温度は、発泡シートや、該発泡シートにラミネートする樹脂フィルムの材料や厚み等によって適宜選択すればよい。
【００４３】
以下に一例を挙げると、一般的な発泡トレーでは、その形成材料としてスチレン系樹脂が採用されており、例えば、スチレンホモポリマーである汎用ポリスチレン樹脂（ＧＰＰＳ）や、耐熱ポリスチレン樹脂と呼ばれる樹脂が採用されている。
【００４４】
前記発泡シート１１がスチレンホモポリマーを主成分とするものであり、前記樹脂フィルム２１がスチレン系樹脂フィルム、或いは、スチレン系樹脂フィルムと他の樹脂フィルムとの積層フィルムであるような場合であれば、樹脂フィルムに重ね合わせられる前において前記表面１１ａの温度が、６５℃〜８５℃となるように前記予備加熱工程を実施することが好ましい。
【００４５】
また、前記発泡シート１１が、スチレンホモポリマーとポリフェニレンエーテル樹脂との混合樹脂や、スチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂（例えば、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂、スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂、スチレン− マレイミド共重合樹脂など）の耐熱ポリスチレン樹脂でＪＩＳ Ｋ７２０６（Ｂ法、５０℃／ｈ）に基づくビカット軟化温度が１１０〜１５５℃の前記耐熱ポリスチレン樹脂を主成分とした耐熱ポリスチレン樹脂発泡シートであれば、前記表面１１ａの温度が、６５℃〜８５℃となるように前記予備加熱工程を実施することが好ましい。
【００４６】
さらに、前記発泡シート１１が、ポリプロピレン樹脂を主成分としたポリプロピレン樹脂発泡シートである場合には、前記表面１１ａの温度が、６５℃〜９５℃となるように前記予備加熱工程を実施することが好ましく、前記発泡シート１１が、ポリエチレン樹脂を主成分としたポリエチレン樹脂発泡シートである場合には、前記表面１１ａの温度が、６５℃〜８５℃となるように前記予備加熱工程を実施することが好ましい。
【００４７】
なお、いずれのような材質の発泡シートが用いられるような場合でも、樹脂フィルムを熱ラミネートする際のスピードアップを図り得ることから発泡トレーのような樹脂発泡成形品を作製する際に熱ラミネートの工程が律速となって全体の効率を低下させてしまうことを回避することができ、樹脂発泡成形品の生産スピードを向上させることができるといった効果が発揮される点においては変わりがない。
【００４８】
本実施形態においては、予備加熱工程を行う形態を上記のような構成を有する予備加熱装置５を使用する場合を例示しているが、用いる予備加熱装置は上記例示のようなものである必要はない。
例えば、前記シート位置調整機構５３が設けられていない予備加熱装置を採用することも可能である。
ただし、発泡トレー１０を作製する準備を行う段階においては、通常、発泡シート１１を静止させていることから、この段階で通電状態の輻射加熱ヒーター５１を発泡シート１１に接近させたのでは発泡シート１１が過度に温度上昇してしまうおそれを有する。
一方で、発泡シート１１の温度上昇を回避すべく、発泡トレー１０の製造が開始され、発泡シート１１が移動されるまで輻射加熱ヒーター５１を通電させずにおくと、所定の温度に輻射加熱ヒーター５１の温度が上昇するまでの間、良好な製品が得られないことになり発泡シートや樹脂フィルムなどの原材料を無駄に消費させることになる。
このような点においては本実施形態において示すように輻射加熱ヒーターとの距離を調整可能なシート位置調整機構５３を設けた予備加熱装置を採用することが好ましい。
【００４９】
なお、本実施形態においては、樹脂フィルム２１を熱ラミネートする発泡シート１１がその表面１１ａを上方に向けて搬送される区間を設け、この区間において前記表面１１ａに対面するように熱放射面５１ａを設けているが、例えば、発泡シートが垂直方向に搬送される区間を設けて、この区間内において発泡シートに対向するよう輻射加熱ヒーターを設けて予備加熱工程を実施させてもよい。
【００５０】
また、本実施形態においては、前記熱放射面５１ａを下方に向けた状態で輻射加熱ヒーターを配置しているが、輻射加熱ヒーターを発泡シート１１の下方に配し、該発泡シートの下面側の表面１１ｂを加熱し、こちら側の表面１１ｂに樹脂フィルム２１を熱ラミネートさせるようにしてもよい。
発泡シートの表面を加熱するための輻射加熱ヒーターを発泡シート１１の下面側に配するような態様は、輻射加熱ヒーターから発せられる輻射熱だけでなく、輻射加熱ヒーターが周囲の空気を加熱することによって生じる対流による熱伝動を発泡シートの予備加熱に有効活用させやすい点において優れているといえる。
ただし、対流による熱伝導は、周囲の気流などの影響を受けやすいために、本実施形態における態様のように発泡シートの上方から輻射加熱を実施した方が、発泡シートの表面温度がより精度良くコントロールされ得る。
【００５１】
なお、対流の影響を受け難い点においては、先のように発泡シートを垂直方向に搬送させてその側方に輻射加熱ヒーターを配した場合も同じであるが、発泡シートの側方や下方に輻射加熱ヒーターを配した場合には、発泡シートの長さ方向に加わるテンションが緩んで発泡シートに“たるみ”が生じたりすると発泡シートと輻射加熱ヒーターとが接触して場合によっては火災の原因となるおそれを有することから本実施形態における態様のように発泡シートの上方から加熱することが望ましい。
【００５２】
また、本実施形態においては、発泡シートを加熱するための機構として輻射加熱ヒーターを採用しているが、例えば、予備加熱用の加熱ローラを設けるなど他の加熱機構を予備加熱装置に備えさせることも可能である。
さらには、本実施形態においては、樹脂発泡成形品として発泡トレーを例示しているが、本発明においては、製造する樹脂発泡成形品を発泡トレーに限定するものでもない。
また、ここでは詳述しないが、樹脂発泡成形品の製造方法や製造設備に関して従来公知の事項については、本発明の効果が著しく損なわれない範囲において、本発明の樹脂発泡成形品の製造方法や製造設備にも採用が可能なものである。
【符号の説明】
【００５３】
１：原反ロール、２：フィルムロール、３：ラミネート装置、４：熱成形装置、５：予備加熱装置、発泡トレー、１１：発泡シート（樹脂発泡シート）、１１ａ：表面、１２：積層発泡シート、２１：樹脂フィルム、５１：輻射加熱ヒーター
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂発泡成形品の製造方法、及び、樹脂発泡成形品の製造設備に関し、より詳しくは、帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製しつつ得られた積層発泡シートを熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製する樹脂発泡成形品の製造方法、及び、そのような製造方法に用いられる樹脂発泡成形品の製造設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂が用いられてなる樹脂発泡シート（以下、単に「発泡シート」ともいう）を熱成形した発泡トレーなどの樹脂発泡成形品が広く用いられており、この種の容器などを作製するのに際しては、例えば、数十ｃｍから１ｍを超えるような広幅な帯状の発泡シートがロール状に巻き取られてなる原反ロールと呼ばれるシートロールを用いた連続的な製造方法が採用されている。
例えば、発泡トレーの製造方法においては、発泡シートに製品形状を形成させるための成形型などを備えた熱成形装置と、形成された製品形状の輪郭に沿って発泡シートを打抜き刃型で切断して発泡シートから製品を取り出すための打抜き装置などを備えた製造ラインに前記原反ロールから発泡シートを繰り出させて連続供給し、前記成形型で発泡シートの先端側から順に発泡トレー形状を形成させるとともに形成された発泡トレーを前記打抜き刃型で順に打抜いて発泡シートから取り出すような生産方法が採用されている。
【０００３】
ところで、食品などを収容させるための発泡トレーでは、容器強度を向上させる目的や装飾性を付与することを目的として内面、外面、或いは、内外両面に樹脂フィルムを貼着させたものが広く用いられている。
このような容器を形成させる際には、樹脂フィルムを積層させた発泡シートを一旦作製して、この樹脂フィルムが積層された発泡シートを熱成形装置で成形加工する方法が採用されている。（以下、「発泡シート」との用語は、特段の断りがない限りにおいて樹脂フィルムの積層されていないもののみを意図して用い、上記のような樹脂フィルムの積層された発泡シートには「積層発泡シート」との用語を用いる。）
【０００４】
なお、この積層発泡シートを作製する方法としては、発泡シートを押出機で押出して作製するのに際して同じダイから樹脂フィルムを共押出して積層させる方法や、予め作製しておいた発泡シートの上にＴダイを用いて溶融樹脂をフィルム状に押出して該樹脂が冷え固まる前に発泡シートに接着させる方法などが知られている。
また他には、別々に作製した帯状の発泡シートと樹脂フィルムとを重ね合わせた状態にして所定温度に加熱された加熱ロールを樹脂フィルム側に当接させつつ回転させて樹脂フィルムとの当接位置を樹脂フィルムの長さ方向に移動させることにより樹脂フィルムを発泡シートに順に加熱圧着させる熱ラミネートと呼ばれる方法などが知られている（下記特許文献１参照）。
【０００５】
この熱ラミネートを行う方法は、貼り合わせる樹脂フィルムの変更が容易で、多品種少量生産に適しており、例えば、色違いの容器を作製するような場合であれば、発泡シートからなる原反ロールと、貼り合わせる樹脂フィルムが巻き取られてなるフィルムロールとを用意し、熱成形装置の手前にラミネート装置を設けて原反ロールから繰り出した発泡シートにフィルムロールから繰り出した樹脂フィルムを熱ラミネートさせ、得られた積層発泡シートを熱成形装置に導入して所定数量の容器を作製した後で、前記原反ロールをそのままにしてフィルムロールだけ架け替えれば引き続き色違いの容器を作製させることができる。
【０００６】
なお、このような場合のみならず積層発泡シートで樹脂発泡成形品を作製する場合においては製造作業効率を向上させることが求められていることから、上記のような熱ラミネートによって積層発泡シートを形成させつつ得られた積層発泡シートを引き続き熱成形する方法が好適であるといえる。
【０００７】
しかし、近年、生産技術の向上によって熱成形装置での成形に要する時間（タクトタイム）が短縮されるようになってきており、積層発泡シートを作製するところから最終的に樹脂発泡成形品が積層発泡シートから取り出されるところまでの一連の流れの中で熱ラミネートの工程が全体の律速段階となるような状況になりつつある。
このような問題に対して、加熱ローラの回転数を増大させるなどして熱ラミネートの時間短縮を図ろうとすると樹脂フィルムが発泡シートに十分接着されずに熱成形時に樹脂フィルムにシワが形成されたりするおそれを有する。
また、一方で、加熱ロールの温度を上昇させて熱ラミネートに要する時間を短縮させることも考え得るが、その場合には、何等かのトラブルによってラインが停止した際には樹脂フィルムが加熱ロールに接触した状態で停止するため樹脂フィルムが溶断されるおそれを有する。
【０００８】
このようなことから樹脂発泡シートと樹脂フィルムとを熱ラミネートして積層発泡シートを作製しつつ得られた積層発泡シートを熱成形装置に供給して樹脂発泡成形品を作製する樹脂発泡成形品の製造方法においては品質に優れた樹脂発泡成形品を効率良く製造することが難しくなってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−０４６９５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、品質に優れた樹脂発泡成形品を効率良く製造することができる樹脂発泡成形品の製造方法、及び、樹脂発泡成形品の製造設備を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するための樹脂発泡成形品の製造方法に係る本発明は、帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製しつつ得られた積層発泡シートを熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製する樹脂発泡成形品の製造方法であって、樹脂フィルムが熱ラミネートされる樹脂発泡シートの前記表面を前記熱ラミネート前に加熱する予備加熱工程を実施することを特徴としている。
【００１２】
また、樹脂発泡成形品の製造設備に係る本発明は、帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製するラミネート装置と、前記積層発泡シートを熱成形する熱成形装置とが備えられており、前記ラミネート装置で前記積層発泡シートを作製しつつ該積層発泡シートを前記熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製し得るように前記ラミネート装置と前記熱成形装置とが配置されている樹脂発泡成形品の製造設備であって、樹脂フィルムが熱ラミネートされる樹脂発泡シートの前記表面を前記熱ラミネート前に加熱するための予備加熱装置がさらに備えられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明においては、樹脂フィルムがラミネートされる発泡シートの表面を前記熱ラミネート前に加熱する予備加熱工程が実施される。
従って、加熱された発泡シートに樹脂フィルムが重ね合わされた時点で前記発泡シートの熱を樹脂フィルムが受け取ることになり熱ラミネート時における樹脂フィルムの温度上昇を発泡シートから受ける熱で促進させることができる。
すなわち、樹脂フィルムと発泡シートとの接着力不足を招くおそれを抑制しつつ熱ラミネートに要する時間を短縮させることができ、品質に優れた樹脂発泡成形品を効率良く製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の樹脂発泡成形品の製造方法に使用する設備構成を示す図（（ａ）平面図、（ｂ）正面図）。
【図２】図１（ｂ）において「Ｘ」で示されている領域の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の樹脂発泡成形品の製造方法について、容器内面が樹脂フィルムで構成された発泡トレーを製造する場合を例にして説明する。
図１は、発泡トレーの製造方法に使用する設備の構成を示す図で、正面視左側から右側に向けた方向が製造ラインの流れ方向となっている。
なお、図１（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。
図２は、図１（ｂ）において「Ｘ」で示されている領域を拡大した図であり、（ａ）は発泡トレーを製造する前の様子を示すもので、（ｂ）は発泡トレー製造中の様子を示すものである。
【００１６】
この図においては、符号１が長尺帯状の発泡シートが巻回されてなる原反ロールを表しており、符号２が長尺帯状の樹脂フィルムが巻回されてなるフィルムロールを表している。
また、符号３は、前記原反ロール１から繰り出される発泡シート１１と、前記フィルムロール２から繰り出される樹脂フィルム２１とを熱ラミネートさせるためのラミネート装置であり、符号４は、前記ラミネート装置３で作製された積層発泡シート１２を熱成形するための熱成形装置である。
なお、本実施形態に係る発泡トレーの製造設備には、前記原反ロール１から繰り出された発泡シート１１を加熱するための予備加熱装置５が、前記ラミネート装置３の上流側に備えられている。
さらに、本実施形態に係る発泡トレーの製造設備には、前記熱成形装置４で熱成形された積層発泡シート１２を熱成形装置４での一回の熱成形分ごとに切断する切断装置６と、該切断装置６で切断された積層発泡シート１２を打抜いて発泡トレー１０を切り出す打抜き装置７と、該打抜き装置７で切り出された発泡トレー１０を搬送するための搬送装置８と、前記発泡トレー１０が切り出された後の端材（トリミングロス）を破砕する破砕装置９とが備えられている。
【００１７】
これらの図にも示されているように本実施形態に係る発泡トレーの製造設備は、前記ラミネート装置３で帯状の発泡シート１１の表面に樹脂フィルム２１を熱ラミネートして積層発泡シート１２を作製しつつ得られた積層発泡シート１２を熱成形装置４で熱成形して樹脂発泡成形品である発泡トレー１０を作製し得るように構成されている。
具体的には、本実施形態に係る発泡トレーの製造設備には、ライン流れ方向上流側から下流側にかけて、予備加熱装置５、ラミネート装置３、熱成形装置４、切断装置６、打抜き装置７、搬送装置８の順に配置されており、当該製造設備は、前記予備加熱装置５よりもさらに上流側に前記原反ロール１をセットし得るように構成されている。
【００１８】
なお、本実施形態においては、前記原反ロール１は、巻き芯の中心軸方向を略水平に配し、且つ、ライン流れ方向に対して前記中心軸方向を直交させる形で配されており、前記中心軸周りに回転自在となる状態で配されている。
該原反ロール１は、後述するラミネート装置３によって発泡シート１１が引取られることによって回転して発泡シート１１が自動的に繰り出され得るようにセットされており、前記ラミネート装置３に向けて発泡シート１１を略水平に送り出し得るように配置されている。
【００１９】
前記フィルムロール２には、前記発泡シート１１と略同幅の長尺帯状の樹脂フィルム２１が巻回されて備えられており、該フィルムロール２は、巻き芯の中心軸方向を原反ロール１の中心軸方向と平行させて前記ラミネート装置３のライン流れ方向上流側、且つ、垂直方向上方に配されている。
【００２０】
即ち、本実施形態における発泡トレーの製造設備は、前記発泡シート１１の上方に樹脂フィルム２１を積層させた状態でこれらをラミネート装置３に供給し得るように構成されている。
【００２１】
前記ラミネート装置３は、発泡シート１１と樹脂フィルム２１との積層体を挟み込んで前記樹脂フィルム２１を発泡シート１１の表面（上面）に熱ラミネートさせるための２本のローラが上下方向において対をなす形で備えられている。
この２本のローラの内、上方のローラは、その表面温度を調整可能な金属ローラ３１（以下「加熱ローラ３１」ともいう）であり、下方のローラは、金属ローラの表面に薄い弾性体層を形成させたローラ３２（以下「ニップローラ３２」ともいう）である。
この加熱ローラ３１とニップローラ３２とは、いずれも前記発泡シート１１の長さ方向に対してその中心軸を直交させて配されており、前記発泡シート１１や樹脂フィルム２１の幅よりも長さが長くこれらを全幅にわたって挟み込み得るように備えられている。
【００２２】
前記加熱ローラ３１と前記ニップローラ３２とは上下方向に位置調整可能な状態でラミネート装置３に備えられており、互いに距離を隔てて発泡トレー１０の製造開始前における発泡シート１１や樹脂フィルム２１をセットする作業を容易にさせ得るばかりでなく、ニップ幅や発泡シート１１と樹脂フィルム２１との積層体に加える圧力を調整し得るようにして備えられている。
【００２３】
該ラミネート装置３には、前記フィルムロール２から繰り出された樹脂フィルム２１が加熱ローラ３１とニップローラ３２との間に導入されるまでに巻き掛けられる２本のローラがさらに備えられており、その内の一つは、前記加熱ローラ３１とニップローラ３２とのニップ直前において樹脂フィルム２１を発泡シート１１の表面に当接させるための押さえローラ３３であり、もう一つのローラは、熱ラミネート後の樹脂フィルムにシワ等が生じることを防止すべく前記フィルムロール２と前記押さえローラ３３との間において樹脂フィルム２１に幅方向のテンションを加えるエキスパンダーローラ３４である。
前記押さえローラ３３は、その下端部を、前記加熱ローラ３１と前記ニップローラ３２とによる発泡シート１１のニップ位置よりも僅かに下方に位置させて、前記加熱ローラ３１の上流側に配置されており、樹脂フィルム２１を上方から発泡シート１１に押し付け得るように備えられている。
【００２４】
なお、ここでは詳述しないが、当該ラミネート装置３には、加熱ローラ３１の表面温度を制御する機構や、各ローラを軸周りに回転させるための動力機構、及び、その周速を制御する機構等が備えられている。
【００２５】
このラミネート装置３によって樹脂フィルム２１が熱ラミネートされる発泡シート１１を予め加熱するための前記予備加熱装置５は、前記原反ロール１が配されている位置と、前記ラミネート装置３が配されている位置との間に配置されており、該予備加熱装置５には、前記発泡シート１１を輻射加熱するための矩形盤形状の輻射加熱ヒーター５１が備えられている。
前記原反ロール１よりも下流側、且つ、前記ラミネート装置３よりも上流側には、樹脂フィルム２１が熱ラミネートされる表面１１ａを上方に向けて前記発泡シート１１が搬送される区間が設けられており、前記輻射加熱ヒーター５１は、発泡シート１１の前記表面１１ａと対面するように熱放射面５１ａを下面側に向けて前記発泡シート１１の搬送位置よりも上方に配されている。
【００２６】
本実施形態における予備加熱装置５には、前記輻射加熱ヒーター５１の上流側において発泡シート１１を上下から挟んで当該予備加熱装置５への発泡シート１１の導入位置を垂直方向において規定するための一対のガイドローラ５２が備えられている。
当該ガイドローラ５２は、通常、前記加熱ローラ３１とニップローラ３２とによるニップ位置と略同じ高さ位置に設けられており、発泡シート１１をラミネート装置３との間で略水平に保持し得るように配されている。
【００２７】
なお、前記輻射加熱ヒーター５１は、前記熱放射面５１ａを真下に向けた状態で配されているわけではなく、前記熱放射面５１ａを真下よりも僅かにライン流れ方向下流側に向けて配されている。
即ち、予備加熱装置５には、ライン流れ方向に向けて先上りするような傾斜を熱放射面５１ａに持たせて前記輻射加熱ヒーター５１が配されている。
従って、輻射加熱ヒーター５１は、ライン流れ方向下流側に移動するに従って前記熱放射面５１ａと発泡シート１１の表面１１ａとの距離が広がるように配置されている。
【００２８】
ただし、当該予備加熱装置５は、発泡シート１１を下方から持ち上げる機構５３（以下、「シート位置調整機構５３」ともいう）を有しており、該シート位置調整機構５３によって発泡シート１１と輻射加熱ヒーター５１の熱放射面５１ａとの距離を調整し得るように形成されている。
より具体的には、前記シート位置調整機構５３は、前記ガイドローラ５２とは対照的に輻射加熱ヒーター５１の下流側に配されており、前記発泡シート１１が通過する位置よりも下側に配されている。
そして、ガイドローラ５２が予備加熱装置５への発泡シート１１の導入位置を垂直方向において規定するものであったのに対して前記シート位置調整機構５３は、予備加熱装置５からの発泡シート１１の排出位置を垂直方向において規定するものである。
【００２９】
前記シート位置調整機構５３は、発泡シート１１の下面側において発泡シート１１の全幅にわたって接し、該発泡シート１１を下方から持ち上げるための保持ローラ５３ａと該保持ローラ５３ａの両端を軸支する一対のアーム５３ｂと、該アームを支持する基台５３ｃとを備えている。
前記アーム５３ｂは、垂直方向に延びる棒状体で構成されており、その上端部において前記保持ローラ５３ａを軸支しており、下端部が前記基台５３ｃに固定されている。
しかも、前記シート位置調整機構５３は、前記アーム５３ｂの基台５３ｃへの固定位置を上下させることによって前記保持ローラ５３ａを上下させ得るように構成されており、前記発泡シート１１の表面１１ａと、前記輻射加熱ヒーター５１の熱放射面５１ａとが略平行する状態まで発泡シート１１を持ち上げ得るように構成されている。
【００３０】
なお、前記シート位置調整機構５３によって発泡シート１１を持ち上げて輻射加熱ヒーター５１の熱放射面５１ａと発泡シート１１とが略平行とさせることで、前記ガイドローラ５２から前記ラミネート装置３の押さえローラ３３との間で発泡シート１１が山形に屈曲されることになる。
そのため押さえローラ３３では、シート位置調整機構５３で発泡シート１１が持ち上げられることによって該発泡シート１１が巻き掛けられる区間が長くなり、前記輻射加熱ヒーター５１から発泡シート１１が受けた熱が樹脂フィルム２１により伝達されやすくなる。
【００３１】
この予備加熱装置５以外の前記熱成形装置４、前記切断装置６、前記打抜き装置７、前記搬送装置８、及び、前記破砕装置９については、従来、発泡トレーの製造において一般に用いられているようなものを採用することができる。
【００３２】
例えば、熱成形装置４であれば、上流側から前記積層発泡シート１２を熱成形可能な温度になるまで加熱する加熱ゾーン４１ａ，４１ｂ，４１ｃと、前記積層発泡シート１２に製品（発泡トレー）形状を形成させるための成形型４６を備えた成形ゾーン４２とを有するものなどを採用することができる。
【００３３】
また、前記切断装置６であれば、例えば、積層発泡シート１２の幅方向に積層発泡シート１２を切断するための直刃を有するものや、回転刃を有するものなどが挙げられ、前記打抜き装置７であれば、製品形状の形成された積層発泡シートから製品を打抜くための打抜き刃型７１と該打抜き刃型７１との間に積層発泡シートを挟み込むための支持板７２とを備えたものなどを採用することができる。
【００３４】
なお、このような熱成形装置４には、前記積層発泡シート１２を引き入れて前記加熱ゾーン１から成形ゾーン４２まで搬送させるための搬送機構（図示せず）が設けられており該搬送機構によって前記積層発泡シート１２がいわゆる間欠送りされるように構成されている。
すなわち、本実施形態においては、積層発泡シート１２が熱成形装置４でのワンショットの熱成形に必要な長さ熱成形装置４に引き込まれる動作と、熱成形装置４での熱成形の間（及び、積層発泡シートが打抜かれる間）積層発泡シート１２が停止する動作とが交互に繰り返されて発泡トレー１０が作製されるように構成された製造設備が用いられている。
【００３５】
このような製造設備を利用した発泡トレーの製造方法について説明すると、まずは、前記原反ロール１から発泡シート１１を繰り出して予備加熱装置５、並びに、ラミネート装置３を通過させてその先端部を熱成形装置４の入口箇所において搬送機構にセットするとともに前記フィルムロール２からも樹脂フィルム２１を繰り出してラミネート装置３を通過させて熱成形装置４の搬送機構にセットする。
このときシート位置調整機構５３の保持ローラ５３ａは下げた状態にしておいて、輻射加熱ヒーター５１を発泡シート１１から遠ざけておく。
また、ラミネート装置３の加熱ローラ３１とニップローラ３２との間もあけた状態にしておき、熱成形装置４の加熱ゾーンに設けられたヒーターの電源、並びに、加熱ローラ３１と輻射加熱ヒーター５１の電源を入れ、それぞれが所定の温度となるまで待機する。
【００３６】
その後、熱成形装置４の加熱ゾーン、加熱ローラ３１、並びに、輻射加熱ヒーター５１が所定の温度に安定した時点でラミネート装置３をスタートさせ、加熱ローラ３１とニップローラ３２との間を所定の間隔に狭めてこれらの間で発泡シート１１と樹脂フィルム２１とが圧接される状態にし、且つ、加熱ローラ３１とニップローラ３２とを所定の周速で回転させる。
このことによって発泡シート１１と樹脂フィルム２１とを引取らせ一定のスピードで加熱ローラ３１の下流側に積層発泡シート１２を形成させることができる。
なお、スムーズな生産を行う上においては、ラミネート装置３で単位時間あたりに形成させる積層発泡シート１２の長さを、熱成形装置４に間欠送りされる積層発泡シート１２の平均スピードに基づいて調整する必要があり、通常、ラミネート装置３からの積層発泡シート１２の排出スピードと間欠送りされる積層発泡シート１２の平均スピードが同じスピードとなるように調整する必要がある。
【００３７】
また、熱成形装置４への積層発泡シート１２の間欠送りによる振動が熱ラミネートに悪影響を及ぼさないようにするためには、ラミネート装置３をスタートさせた時点では、熱成形装置４の搬送機構を動作させず、少なくとも、ラミネート装置３と熱成形装置４との間に、ワンショットの熱成形に要する長さ以上の積層発泡シート１２が形成されるまで待ってから前記搬送機構を動作させることが好ましく、ラミネート装置３と熱成形装置４との間に常時ある程度の積層発泡シート１２が蓄えられている状態を保って前記熱成形装置４での熱成形を実施させることが好ましい。
また、このとき前記シート位置調整機構５３の保持ローラ５３ａを上昇させることにより、予備加熱装置内における発泡シート１１の位置を輻射加熱ヒーター５１の熱放射面５１ａに接近させ、前記予備加熱装置５によって樹脂フィルム２１がラミネートされる発泡シート１１の表面１１ａを熱ラミネート前に加熱する工程（以下「予備加熱工程」ともいう）を実施させることが熱ラミネートのスピードアップ、即ち、発泡トレー１０の生産効率アップにとって重要となる。
【００３８】
なお、予備加熱された発泡シート１１は、前記ラミネート装置３における加熱ローラ３１とニップローラ３２との回転に伴って自動的にラミネート装置３に引取られ、前記押さえローラ３３によって加熱された前記表面１１ａに樹脂フィルム２１が重ね合わせられることになる。
その後、この樹脂フィルム２１と発泡シート１１とが重ね合わせられた積層体を加熱ローラ３１とニップローラ３２の間を通過させて熱ラミネートを実施し積層発泡シート１２を形成させることができる。
得られた積層発泡シート１２は、熱成形装置４に間欠送りされ、前記加熱ゾーンにおいて加熱、軟化され、前記成形ゾーン４２でトレー形状が形成されることになる。
また、成形ゾーン４２を通過した積層発泡シートは、続けて、熱成形装置４でのワンショット分の長さに切断装置６で切断された後、打抜き装置７においてトレー形状が形成された箇所が前記打抜き刃型７１で打抜かれ、端材１２ｗとなって前記破砕装置９で破砕処理される。
一方で、打抜かれた発泡トレー１０は、搬送装置８で製品検査、梱包といった次段の工程が行われる箇所へと搬送される。
【００３９】
上記のように帯状の発泡シート１１の表面１１ａに樹脂フィルム２１を熱ラミネートして積層発泡シート１２を作製しつつ得られた積層発泡シート１２を熱成形装置４で熱成形して発泡トレーを作製する上において、上記のような予備加熱工程を実施することによって樹脂フィルム２１と発泡シート１１との接着力不足が生じるおそれを抑制しつつラミネート装置３での積層発泡シート１２の形成スピードを従来以上に向上させることができる。
【００４０】
即ち、加熱された発泡シート１１に前記押さえローラ３３によって樹脂フィルム２１が重ね合わされた時点で発泡シート１１の熱を樹脂フィルム側に伝達させることができ、加熱ローラ３１に至るまでの間において樹脂フィルム２１が予熱されることになる。
従って、熱ラミネート時における樹脂フィルム２１の温度上昇を発泡シート１１から受ける熱で促進させることができ加熱ローラ３１の表面温度を従来と同程度の設定温度にしつつもその周速を従来以上に増大させても熱ラミネートのコンディションを従来と同様のものとすることができる。
【００４１】
また、発泡シート１１の表面を予め加熱することで、この表面付近の気泡内の圧力を向上させ、発泡シート１１の表面に張りを生じさせることができることから、加熱ローラ３１による加熱圧着を良好にさせることができる。
即ち、加熱ローラ３１とニップローラ３２との間を通過する際の発泡シート１１の反発力を増大させることができ、この反発力を熱ラミネートに有効に利用することができる。
【００４２】
なお、このような効果は、押さえローラ３３によって予め発泡シート１１と樹脂フィルム２１とを接触させる場合においてのみ生じるものではなく、加熱ローラ３１によって熱ラミネートされる際に初めて樹脂フィルム２１と発泡シート１１とが接するような場合においても生じる効果である。
このような効果を生じさせるための予備加熱工程における発泡シートの加熱温度は、発泡シートや、該発泡シートにラミネートする樹脂フィルムの材料や厚み等によって適宜選択すればよい。
【００４３】
以下に一例を挙げると、一般的な発泡トレーでは、その形成材料としてスチレン系樹脂が採用されており、例えば、スチレンホモポリマーである汎用ポリスチレン樹脂（ＧＰＰＳ）や、耐熱ポリスチレン樹脂と呼ばれる樹脂が採用されている。
【００４４】
前記発泡シート１１がスチレンホモポリマーを主成分とするものであり、前記樹脂フィルム２１がスチレン系樹脂フィルム、或いは、スチレン系樹脂フィルムと他の樹脂フィルムとの積層フィルムであるような場合であれば、樹脂フィルムに重ね合わせられる前において前記表面１１ａの温度が、６５℃〜８５℃となるように前記予備加熱工程を実施することが好ましい。
【００４５】
また、前記発泡シート１１が、スチレンホモポリマーとポリフェニレンエーテル樹脂との混合樹脂や、スチレン−不飽和カルボン酸共重合体樹脂（例えば、スチレン−メタクリル酸共重合樹脂、スチレン−無水マレイン酸共重合樹脂、スチレン− マレイミド共重合樹脂など）の耐熱ポリスチレン樹脂でＪＩＳ Ｋ７２０６（Ｂ法、５０℃／ｈ）に基づくビカット軟化温度が１１０〜１５５℃の前記耐熱ポリスチレン樹脂を主成分とした耐熱ポリスチレン樹脂発泡シートであれば、前記表面１１ａの温度が、６５℃〜８５℃となるように前記予備加熱工程を実施することが好ましい。
【００４６】
さらに、前記発泡シート１１が、ポリプロピレン樹脂を主成分としたポリプロピレン樹脂発泡シートである場合には、前記表面１１ａの温度が、６５℃〜９５℃となるように前記予備加熱工程を実施することが好ましく、前記発泡シート１１が、ポリエチレン樹脂を主成分としたポリエチレン樹脂発泡シートである場合には、前記表面１１ａの温度が、６５℃〜８５℃となるように前記予備加熱工程を実施することが好ましい。
【００４７】
なお、いずれのような材質の発泡シートが用いられるような場合でも、樹脂フィルムを熱ラミネートする際のスピードアップを図り得ることから発泡トレーのような樹脂発泡成形品を作製する際に熱ラミネートの工程が律速となって全体の効率を低下させてしまうことを回避することができ、樹脂発泡成形品の生産スピードを向上させることができるといった効果が発揮される点においては変わりがない。
【００４８】
本実施形態においては、予備加熱工程を行う形態を上記のような構成を有する予備加熱装置５を使用する場合を例示しているが、用いる予備加熱装置は上記例示のようなものである必要はない。
例えば、前記シート位置調整機構５３が設けられていない予備加熱装置を採用することも可能である。
ただし、発泡トレー１０を作製する準備を行う段階においては、通常、発泡シート１１を静止させていることから、この段階で通電状態の輻射加熱ヒーター５１を発泡シート１１に接近させたのでは発泡シート１１が過度に温度上昇してしまうおそれを有する。
一方で、発泡シート１１の温度上昇を回避すべく、発泡トレー１０の製造が開始され、発泡シート１１が移動されるまで輻射加熱ヒーター５１を通電させずにおくと、所定の温度に輻射加熱ヒーター５１の温度が上昇するまでの間、良好な製品が得られないことになり発泡シートや樹脂フィルムなどの原材料を無駄に消費させることになる。
このような点においては本実施形態において示すように輻射加熱ヒーターとの距離を調整可能なシート位置調整機構５３を設けた予備加熱装置を採用することが好ましい。
【００４９】
なお、本実施形態においては、樹脂フィルム２１を熱ラミネートする発泡シート１１がその表面１１ａを上方に向けて搬送される区間を設け、この区間において前記表面１１ａに対面するように熱放射面５１ａを設けているが、例えば、発泡シートが垂直方向に搬送される区間を設けて、この区間内において発泡シートに対向するよう輻射加熱ヒーターを設けて予備加熱工程を実施させてもよい。
【００５０】
また、本実施形態においては、前記熱放射面５１ａを下方に向けた状態で輻射加熱ヒーターを配置しているが、輻射加熱ヒーターを発泡シート１１の下方に配し、該発泡シートの下面側の表面１１ｂを加熱し、こちら側の表面１１ｂに樹脂フィルム２１を熱ラミネートさせるようにしてもよい。
発泡シートの表面を加熱するための輻射加熱ヒーターを発泡シート１１の下面側に配するような態様は、輻射加熱ヒーターから発せられる輻射熱だけでなく、輻射加熱ヒーターが周囲の空気を加熱することによって生じる対流による熱伝動を発泡シートの予備加熱に有効活用させやすい点において優れているといえる。
ただし、対流による熱伝導は、周囲の気流などの影響を受けやすいために、本実施形態における態様のように発泡シートの上方から輻射加熱を実施した方が、発泡シートの表面温度がより精度良くコントロールされ得る。
【００５１】
なお、対流の影響を受け難い点においては、先のように発泡シートを垂直方向に搬送させてその側方に輻射加熱ヒーターを配した場合も同じであるが、発泡シートの側方や下方に輻射加熱ヒーターを配した場合には、発泡シートの長さ方向に加わるテンションが緩んで発泡シートに“たるみ”が生じたりすると発泡シートと輻射加熱ヒーターとが接触して場合によっては火災の原因となるおそれを有することから本実施形態における態様のように発泡シートの上方から加熱することが望ましい。
【００５２】
また、本実施形態においては、発泡シートを加熱するための機構として輻射加熱ヒーターを採用しているが、例えば、予備加熱用の加熱ローラを設けるなど他の加熱機構を予備加熱装置に備えさせることも可能である。
さらには、本実施形態においては、樹脂発泡成形品として発泡トレーを例示しているが、本発明においては、製造する樹脂発泡成形品を発泡トレーに限定するものでもない。
また、ここでは詳述しないが、樹脂発泡成形品の製造方法や製造設備に関して従来公知の事項については、本発明の効果が著しく損なわれない範囲において、本発明の樹脂発泡成形品の製造方法や製造設備にも採用が可能なものである。
【符号の説明】
【００５３】
１：原反ロール、２：フィルムロール、３：ラミネート装置、４：熱成形装置、５：予備加熱装置、発泡トレー、１１：発泡シート（樹脂発泡シート）、１１ａ：表面、１２：積層発泡シート、２１：樹脂フィルム、５１：輻射加熱ヒーター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製しつつ得られた積層発泡シートを熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製する樹脂発泡成形品の製造方法であって、
樹脂フィルムが熱ラミネートされる樹脂発泡シートの前記表面を前記熱ラミネート前に加熱する予備加熱工程を実施することを特徴とする樹脂発泡成形品の製造方法。
【請求項２】
帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製するラミネート装置と、前記積層発泡シートを熱成形する熱成形装置とが備えられており、前記ラミネート装置で前記積層発泡シートを作製しつつ該積層発泡シートを前記熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製し得るように前記ラミネート装置と前記熱成形装置とが配置されている樹脂発泡成形品の製造設備であって、
樹脂フィルムが熱ラミネートされる樹脂発泡シートの前記表面を前記熱ラミネート前に加熱するための予備加熱装置がさらに備えられていることを特徴とする樹脂発泡成形品の製造設備。
【請求項３】
前記ラミネート装置よりも上流側には前記樹脂発泡シートが前記表面を上方に向けて搬送される区間が設けられており、前記予備加熱装置には前記表面を加熱するための輻射加熱ヒーターが備えられ、該輻射加熱ヒーターは、前記区間において樹脂発泡シートの前記表面を加熱させ得るように該樹脂発泡シートよりも上方に配置されている請求項２記載の樹脂発泡成形品の製造設備。
【請求項４】
前記予備加熱装置には、加熱される樹脂発泡シートと前記輻射加熱ヒーターとの距離を調整可能なシート位置調整機構がさらに備えられている請求項３記載の樹脂発泡成形品の製造設備。
【請求項１】
帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製しつつ得られた積層発泡シートを熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製する樹脂発泡成形品の製造方法であって、
樹脂フィルムが熱ラミネートされる樹脂発泡シートの前記表面を前記熱ラミネート前に加熱する予備加熱工程を実施することを特徴とする樹脂発泡成形品の製造方法。
【請求項２】
帯状の樹脂発泡シートの表面に樹脂フィルムを熱ラミネートして積層発泡シートを作製するラミネート装置と、前記積層発泡シートを熱成形する熱成形装置とが備えられており、前記ラミネート装置で前記積層発泡シートを作製しつつ該積層発泡シートを前記熱成形装置で熱成形して樹脂発泡成形品を作製し得るように前記ラミネート装置と前記熱成形装置とが配置されている樹脂発泡成形品の製造設備であって、
樹脂フィルムが熱ラミネートされる樹脂発泡シートの前記表面を前記熱ラミネート前に加熱するための予備加熱装置がさらに備えられていることを特徴とする樹脂発泡成形品の製造設備。
【請求項３】
前記ラミネート装置よりも上流側には前記樹脂発泡シートが前記表面を上方に向けて搬送される区間が設けられており、前記予備加熱装置には前記表面を加熱するための輻射加熱ヒーターが備えられ、該輻射加熱ヒーターは、前記区間において樹脂発泡シートの前記表面を加熱させ得るように該樹脂発泡シートよりも上方に配置されている請求項２記載の樹脂発泡成形品の製造設備。
【請求項４】
前記予備加熱装置には、加熱される樹脂発泡シートと前記輻射加熱ヒーターとの距離を調整可能なシート位置調整機構がさらに備えられている請求項３記載の樹脂発泡成形品の製造設備。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１４８４８８（Ｐ２０１２−１４８４８８Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９１１５（Ｐ２０１１−９１１５）
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００１５８９４３）株式会社積水技研 (35)
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１９日（２０１１．１．１９）
【出願人】（０００１５８９４３）株式会社積水技研 (35)
【出願人】（０００００２４４０）積水化成品工業株式会社 (1,335)
【Ｆターム（参考）】
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