JP2013078898A - 成形装置および成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】接着層を有するシート4を基材10に被覆し接着する成形装置である。基台22上に設けられて基材10を保持する基材治具60と、基材治具60上に保持された基材10に対して被覆された、接着層を有するシート4を基材10に接着する接着手段と、を備える。基台22には、基材治具60の側周面より外側に延出した基材10の外周部の底面10aに対向して押圧部63が設けられている。基材治具60上の基材10と押圧部63とを相対的に移動させることにより、基材10の外周部の底面にシート4を介して押圧部63を接離可能に当接させる移動手段を備えている。
【選択図】図3
Description
加熱方式がチャンバー内輻射加熱であり、この加熱によりシートの軟化に起因して伸びが発生するため、この延びによる垂れ下がりを抑える必要がある。そこで、上下チャンバー内の真空圧調整を行い、シートの水平維持を図るようにしているが、このシートの正確な伸び量の確認が困難であることから、シート全面の温度分布が不均一となり、確実な成形、および接着を得ることができず、安定した品質が得られない。さらに、基材形状に対する印刷シートの位置ずれが発生する。
さらに、従来の上下チャンバーによる熱成形では、チャンバーの容積が大きいので、減圧時間がかかり、サイクルタイムが長くなり、成形効率が低下する。
この熱成形装置は、基材を収容可能な空間を有する下枠と、該下枠の枠上縁部に対して加熱面を密接可能とした熱板とを備え、前記下枠と熱板との間にシートを配置させ、そのシートを熱成形して金型賦形または前記基材に接着させる熱板加熱による熱成形装置であって、前記下枠には、前記枠上縁部に前記シートを固定可能で、且つ前記シートの下側の前記空間を減圧する減圧手段が設けられ、前記熱板には、前記加熱面側を吸引する減圧手段と、前記加熱面を加熱する加熱手段と、前記加熱面側を大気開放又は加圧する手段とが設けられ、前記下枠と熱板とを前記シートを挟んで密接させた状態で、前記熱板による吸着・加熱動作を行う吸着・加熱制御手段と、前記シートの下側の前記空間内の減圧動作を行う減圧制御手段と、前記吸着・加熱制御手段による吸着・加熱動作と前記減圧制御手段による減圧動作とを並行させ、これらの動作開始から所定時間後に前記吸着・加熱動作を停止し、前記熱板と前記シートとの間を大気開放する又は加圧する成形動作制御手段と、を有する。
そして、この熱成形装置によれば、基材形状にかかわらず高品質な成形を実現することができ、また基材形状に対する印刷シートの位置合わせを良好に行うことができ、さらに成形にかかるサイクルタイムを短縮して成形の効率化を図ることができる。
その際、例えば前記特許文献2の熱板加熱による熱成形装置では、基材の底面にシートを巻き込んで接着する処理を、基材の底面上に位置するシートに圧縮空気を吹き付けることで行っている。
このようにすれば、付勢手段に抗して押圧手段で基材を押圧し、基材を押圧部に当接する方向に移動させることにより、基材の外周部の底面にシートを容易にかつ確実に圧着することができる。
このようにすれば、基材治具に基材を保持させた状態のままで基材を押圧し、基材を押圧部に当接する方向に移動させることができ、したがって基材の外周部の底面にシートを容易にかつ確実に圧着することができる。
このようにすれば、前記移動手段によって基材の外周部の底面にシートを圧着した際、シートの一部を基材治具の側周面に設けた凹部に逃がしてここに収容することで、シートを前記底面にむらなく均一に当接させ、接着することが可能になる。
このようにすれば、圧着工程において基材の外周部の底面にシートを圧着した際、シートの一部を基材治具の側周面の凹部に逃がしてここに収容することで、シートを前記底面にむらなく均一に当接させ、接着することができる。
このようにすれば、圧着工程において基材の外周部の底面にシートを圧着した際、シートの一部を基材の凹状部に逃がしてここに収容することで、シートを前記底面にむらなく均一に当接させ、接着することができる。
また、基材を基材治具から取り外すことなくシートを圧着できるようにし、基材から延び出た余分な部位のシートの接着層が手や他の治具、装置などに接着するのを防止しているため、余分な部位のシートの接着層が手や他の治具、装置などに接着することで生産性が大きく損なわれることがなく、したがって生産性の向上を図ることができる。
図2に示すように下枠2の周壁部21の上端(枠上縁部2a)には、収容空間Rの開口を塞ぐようにしてシート4を固定することが可能になっている。
また、下枠2は、床上をスライド可能な架台6上に設けられており、図1に示すように熱板3の下側の成形位置に対して進退可能となっている。
なお、真空タンク5を設けずに、真空ポンプ51の駆動によって直接吸引させることで真空度を高めるようにしてもよい。
まず、図1、図3(a)に示すように、下枠2の基台22上に押圧部63を配置固定し、その収容部64内に基材治具60を配置し、さらにこの基材治具60上に基材10をセットして、該基材10を基材治具60上に被着し保持させる(保持工程)。なお、この状態では、基材治具60はコイルバネ61の作用によって上方に付勢され、基台22上に浮いた状態となっている。
続いて、下枠2の枠上縁部2aにシート4を載置し、下枠2に対して密接させる。すなわち、収容空間Rの開口を塞ぐようにして、下枠2の周壁部21の枠上縁部2aにシート4を固定する。
次いで、図2に示すように熱板3を下方に移動させ、加熱面3aの外周部を、シート4を介して下枠2の枠上縁部2aに密接させる。このとき、シート4は、熱板3の加熱面3aに沿って上面の全面がほぼ接触した状態に配置され、その外周部4aが下枠2と熱板3とによって挟持された状態となる。
具体的には、ヒーター31によって熱板3を加熱するとともに、前記真空タンク5を開放し、通気孔3bを介してシート4を熱板3の加熱面3a側に移動する方向(図2で矢印P1方向)に真空吸引する。これにより、加熱面3aにシート4を吸着させ、吸着したシート4を加熱する。
具体的には、熱板3に吸着されたシート4が所定温度に加熱され、所定時間経過した後に熱板3側の真空吸引を止めて吸着動作を停止する。これにより、熱板3とシート4との間が大気開放されるので、シート4を挟んで上下の空間に圧力差が生じる。そのため、図4に示すように加熱によって軟化したシート4が熱板3の加熱面3aから離れ、シート4下側の下枠2の基台22側(基材10側)に向かって矢印E2方向へ移動し、基材10の表面に押し付けられてこれを被覆し、接着する(接着工程)。
なお、熱板3とシート4との間を大気開放する際、図1に示す真空タンク5から加圧タンク7に切り替えることで、熱板3の通気孔3bより圧縮空気を噴出させ、収容空間R内を加圧するようにしてもよい。ただし、その際の加圧力については、基材治具60を付勢している前記コイルバネ61の付勢力よりも充分に小さい圧とし、基材治具60が下降しないようにする。
また、基材10を基材治具60から取り外すことなくシート4を圧着できるようにし、基材10から延び出た余分な部位のシート4の接着層が手や他の治具、装置などに接着するのを防止しているため、余分な部位のシート4の接着層が手や他の治具、装置などに接着することで生産性が大きく損なわれることがなく、したがって生産性の向上を図ることができる。
また、本実施形態では、移動手段として付勢手段と押圧手段とを備えた構成としたが、このような移動手段に代えて、基材治具60を昇降可能にする移動手段を用いてもよい。この移動手段としては、例えば基材治具60を昇降可能にする公知のエアーシリンダ機構を用いることができる。ただし、その場合には、エアーシリンダ機構で基材治具60を下降させた際、基材治具60に伴われて基材10も共に下降するよう、基材治具60に基材10を固定する機構、例えば真空吸着などによる固定機構を設けておく必要がある。
図5に示した成形装置が図1〜図4に示した成形装置1と異なるところは、前記移動手段における押圧手段として、加圧タンク7による空気圧を用いるのに代えて、押さえ治具65とプレス機構としての熱板3とを用いた点にある。
また、基材10を基材治具60から取り外すことなくシート4を圧着できるようにし、基材10から延び出た余分な部位のシート4の接着層が手や他の治具、装置などに接着するのを防止しているため、余分な部位のシート4の接着層が手や他の治具、装置などに接着することで生産性が大きく損なわれることがなく、したがって生産性の向上を図ることができる。
図6(a)、(b)に示した成形装置が図1〜図4に示した成形装置1と異なるところは、基材治具60として凹部60aを形成したものを用いている点である。
すると、第1実施形態と同様に、押圧部63が相対的に基材10の前記底面10a側に移動し、図6(b)に示すように該底面10a上に接着しているシート4に当接してこれを押圧し、圧着する。すなわち、底面10aと押圧部63の押圧面(上面)との間にシート4を挟持し、これを押しつぶすことにより、シート4を底面10aに圧着させる。
したがって、本実施形態の成形装置およびこれを用いた成形方法にあっては、圧着の際に前記の折曲部Sを凹部60a内に逃がすことにより、基材10の底面10aに対してシート4をむらなく均一に当接させ、かつ、均一な圧力で圧着させることができる。よって、基材10の底面10aに接着するシート4の接着強度をより高め、その剥離を防止してシート4の剥離による不良をより確実に防止することができる。
図7(a)、(b)に示した成形方法が図1〜図4に示した成形装置1による成形方法と異なるところは、基材10として凹状部を形成したものを用いている点である。
すると、第1実施形態と同様に、押圧部63が相対的に基材10の前記底面10a側に移動し、図7(b)に示すように該底面10a上に接着しているシート4に当接してこれを押圧し、圧着する。すなわち、底面10aと押圧部63の押圧面(上面)との間にシート4を挟持し、これを押しつぶすことにより、シート4を底面10aに圧着させる。
そこで、本実施形態では、基材10に段部10bを形成したことにより、図7(b)に示すように圧着時に前記の折曲部Sを該段部10b内に逃がし、ここに収容するようにしている。
例えば、前記実施形態では、基材10に対してシート4を接着する機構として、熱板加熱方式のものを用いたが、他に例えば、輻射加熱方式のものを用いてもよい。
Claims (8)
- 接着層を有するシートを基材に被覆し接着する成形装置であって、
基台上に設けられて前記基材を保持する基材治具と、前記基材治具上に保持された基材に対して被覆された、接着層を有するシートを前記基材に接着する接着手段と、を備え、
前記基材治具は、前記基材の外周部が該基材治具の側周面より外側に延出するよう、その側周面が前記基材の外周面より内側となるように前記基材より小さく形成され、
前記基台には、前記基材治具の側周面より外側に延出した前記基材の外周部の底面に対向して押圧部が設けられ、
前記基材治具上の前記基材と前記押圧部とを相対的に移動させることにより、前記基材の外周部の底面に前記シートを介して前記押圧部を接離可能に当接させる移動手段を備えたことを特徴とする成形装置。 - 前記移動手段は、前記基材治具上に保持された前記基材が前記押圧部から離間する方向に該基材治具を付勢する付勢手段と、前記基材治具上に保持された前記基材を前記押圧部に当接する方向に押圧する押圧手段と、を備えて構成されていることを特徴とする請求項1記載の成形装置。
- 前記押圧手段は、空気圧を用いてなることを特徴とする請求項2記載の成形装置。
- 前記押圧手段は、押さえ治具と、これを押圧するプレス機構とを有して構成されることを特徴とする請求項2記載の成形装置。
- 前記基材治具の側周面には、前記基材の外周部の底面より前記基台側に、凹部が形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の成形装置。
- 基材治具に基材を保持させる保持工程と、前記基材に接着層を有するシートを被覆し接着する接着工程と、を備えた成形方法であって、
前記保持工程では、前記基材の外周部が該基材治具の側周面より外側に延出するよう、前記基材治具の側周面が前記基材の外周面より内側となるように前記基材治具に前記基材を保持させ、
前記接着工程後、前記基材の外周部の底面に対向して配置した押圧部を、前記基材の外周部の底面に相対的に移動させることにより、該底面上に接着した前記シートを前記底面に圧着する圧着工程を有することを特徴とする成形方法。 - 前記基材治具として、その側周面における前記基材の外周部の底面より前記押圧部側に、凹部を形成したものを用いることを特徴とする請求項6記載の成形装置。
- 前記基材として、前記基材治具の側周面より外側に延出する外周部の底面の前記基材治具側に、凹状部を形成したものを用いることを特徴とする請求項6又は7に記載の成形装置。
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