JP2014124817A - 多層シートからなる中空体の製造方法および製造システム - Google Patents
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Abstract
【課題】多層シートを使用した場合でも十分な接合強度が得られ、かつ、加熱時のドローダウンを抑えることができる中空体の製造方法および製造システムを提供する。
【解決手段】多層シートからなる中空体の製造方法であって、一対の多層シートを上下方向において対向するように並べて配置し、外側から第1熱源により加熱を行うとともに、内側から第2熱源により第1熱源よりも高温で加熱を行う内側高温両面加熱工程と、外側からだけ第1熱源により加熱を行う片面加熱工程、又は、外側から第1熱源により加熱を行うとともに内側から第2熱源により第1熱源以下の温度で加熱を行う両面加熱工程と、内側高温両面加熱工程、および、片面加熱工程又は両面加熱工程を経た一対の多層シートを成形する成形工程と、を含む。
【選択図】図1
【解決手段】多層シートからなる中空体の製造方法であって、一対の多層シートを上下方向において対向するように並べて配置し、外側から第1熱源により加熱を行うとともに、内側から第2熱源により第1熱源よりも高温で加熱を行う内側高温両面加熱工程と、外側からだけ第1熱源により加熱を行う片面加熱工程、又は、外側から第1熱源により加熱を行うとともに内側から第2熱源により第1熱源以下の温度で加熱を行う両面加熱工程と、内側高温両面加熱工程、および、片面加熱工程又は両面加熱工程を経た一対の多層シートを成形する成形工程と、を含む。
【選択図】図1
Description
本発明は、多層シートからなる中空体の好適な製造方法および製造システムに関するものある。
近年、電気部品や機械部品、自動車の構成部品等において、従来の金属材料に代えて、軽量な中空構造を有する樹脂材料が使用されるようになってきており、その成形品および成形方法が提案されている。
中空構造を有する樹脂成形品の製造方法の一例として、ツインコンポジット成形法が提案されている。このものは、例えば一対の樹脂シートを上下方向において対向配置し、これらの樹脂シートの外側(上方および下方)に配した熱源にて加熱することにより樹脂シートを軟化させ、その後、一対の金型間に配して型面に設けた吸引孔より真空引きするとともに、一対の樹脂シート間に圧縮空気を注入することにより、一対の樹脂シートを上下の金型に沿わせて賦形する成形法である。
ところで、中空体を構成する樹脂シートとして、最近、複数の機能を備える多層シートを使用することが提案されている。例えば自動車等の車両における内装パネルの内側には、エアコン等の送風口と吸気口とを連通させる樹脂製で中空構造の空気ダクトが使用されているが、その構成材料として、例えば、ダクト内外の温度差による結露の発生や、振動時の周辺機器との接触による異音を防止する発泡樹脂層と、その形状を良好に維持可能な剛性を備える硬質樹脂層とを積層させた二層構造のものが提案されている。
しかし、このような多層構造の樹脂シートからなる中空体を従来の成形法で製造しようとする場合、対向配置された樹脂シートの外側から加熱を行う構成であるため、内側の縁部に設けられた接合部の加熱、換言すると、対向面の表層部分の溶融が不十分となる場合があり、十分な接合強度が得られない虞がある。また、多層構造であるため、樹脂シートの各層による熱伝導率が異なったり、厚みが増す等の理由により、内側の層まで十分に加熱されずに、樹脂シートの金型への追従性が十分に得られない虞がある。
またこれらの問題を解決すべく、加熱温度を上げたり、加熱時間を長くしたりした場合には、樹脂シートのドローダウンが大きくなる。ドローダウンが大きくなると、上方側に配置された樹脂シートを金型の上型面に沿わせることができなかったり、下方側に配置された樹脂シートが加熱中に熱源に接触してしまうことが懸念される。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、多層シートを使用した場合でも従来より高い接合強度が得られ、かつ、加熱時のドローダウンを抑えることができる中空体の製造方法および製造システムを提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するためになされた多層シートからなる中空体の製造方法は、一対の前記多層シートを上下方向において対向するように並べて配置し、外側から第1熱源により加熱を行うとともに、内側から第2熱源により前記第1熱源よりも高温で加熱を行う内側高温両面加熱工程と、外側からだけ前記第1熱源により加熱を行う片面加熱工程、又は、外側から前記第1熱源により加熱を行うとともに内側から前記第2熱源により前記第1熱源以下の温度で加熱を行う両面加熱工程と、前記内側高温両面加熱工程、および、前記片面加熱工程又は前記両面加熱工程を経た前記一対の多層シートを成形する成形工程とを含むところに特徴を有する。
上記構成において、片面加熱工程を実行する場合には、第2熱源を、多層シートが対向する位置から側方に外れた位置に退避させておく構成としてもよい。
また、内側高温両面加熱工程および両面加熱工程において、第2熱源は、一対の多層シートのうち下側に配置された多層シート寄りに配置するようにしてもよい。
また、多層シートからなる中空体の製造システムは、一対の多層シートを上下方向において対向するように並べて配置するシート保持機構と、前記一対の多層シートの外面を加熱する第1熱源、および、前記一対の多層シートの内面を加熱する第2熱源を有する加熱装置と、前記一対の多層シートを搬送する搬送機構と、一対の成形型を有する成形装置と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記第1熱源に前記一対の多層シートの外面を加熱させるとともに前記第2熱源に前記一対の多層シートの内面を前記第1熱源よりも高温で加熱させる内側高温両面加熱処理と、前記第1熱源に前記一対の多層シートの外面だけ加熱させる片面加熱処理、又は、前記第1熱源に前記一対の多層シートの外面を加熱させるとともに前記第2熱源に前記一対の多層シートの内面を前記第1熱源以下の温度で加熱させる両面加熱処理と、前記搬送機構に、前記第1熱源および前記第2熱源により加熱された前記一対の多層シートを前記一対の成形型間に搬送させる搬送処理と、前記成形装置に、前記搬送機構により搬送された前記一対の多層シートを前記一対の成形型により成形させる成形処理と、を実行する構成を有する。
上記製造システムは、前記第2熱源を前記一対の多層シートが対向する位置から側方に外れた位置に退避させる退避機構を備え、前記制御部は、前記片面加熱処理を実行する構成であり、当該片面加熱処理では、前記退避機構に、前記第2熱源を前記側方に外れた位置に退避させる構成としてもよい。
また上記製造装置において、前記第2熱源は、前記一対の多層シートのうち下側に配置された前記多層シート寄りに配置するようにしてもよい。
上述した多層シートからなる中空体の製造方法および製造システムによれば、一対の多層シートの縁部の接合強度を従来より向上させることができる。また、加熱時のドローダウンを抑えることができる。
<本実施形態の概要>
本実施形態の多層シートからなる中空体の製造方法は、上下方向において対向配置された多層シートの外側および内側の両面側から、内側の方が外側より高い温度で加熱する内側高温両面加熱工程と、外側からだけ加熱する片面加熱工程、又は、外側および内側の両面側から、内側が外側以下の温度で加熱する両面加熱工程と、これらの加熱工程を経た一対の多層シートを成形する成形工程と、を含む。なお、外側には第1熱源を、内側には第2熱源を配する。このようにすると、一対の多層シートは、外側からだけでなく内側からも併せて加熱が行われるから、シート全体が短時間で良好な状態に加熱される。
本実施形態の多層シートからなる中空体の製造方法は、上下方向において対向配置された多層シートの外側および内側の両面側から、内側の方が外側より高い温度で加熱する内側高温両面加熱工程と、外側からだけ加熱する片面加熱工程、又は、外側および内側の両面側から、内側が外側以下の温度で加熱する両面加熱工程と、これらの加熱工程を経た一対の多層シートを成形する成形工程と、を含む。なお、外側には第1熱源を、内側には第2熱源を配する。このようにすると、一対の多層シートは、外側からだけでなく内側からも併せて加熱が行われるから、シート全体が短時間で良好な状態に加熱される。
ここで、中空体を成形し、溶着するのに必要な温度まで一対の多層シートを両面側から内部までじっくり加熱すると、シートが柔らかくなり過ぎて、ドローダウンが大きくなることが懸念される。また、ドローダウンを抑制するために加熱温度を低く設定すると、成形時の転写性や、接合強度が不足することが懸念される。
しかし、上述したように、第2熱源による内側からの加熱を、第1熱源による外側からの加熱よりも高温かつ短時間で行う工程・処理(内側高温両面加熱工程・処理)を設けると、内側の特に表層部が第2熱源により焼き付けられるように加熱されるため、接合部が良好な溶融状態となり、高い接合強度を得ることができる。また、内側の表層部より内部側は加熱され過ぎることがなく、ある程度の硬度を保つため、ドローダウンを抑制することができる。
一方、内側高温両面加熱工程(処理)に加えて、外側からだけ加熱を行う片面加熱工程(処理)、または、外側から加熱を行うとともに内側から外側以下の温度で加熱を行う両面加熱工程(処理)を併せて設けることにより、シート全体を加熱することができるから、成形時の転写性・賦形性を確保することができる。
このような構成によれば、時間をかけてシート全体を外側からだけ、あるいは、両面からじっくり温める構成と比較して、短時間で全体を温めることができる上、内側の表層部より内部側がシート全体が温まる寸前まで温められ過ぎず、もって加熱中にある程度の硬度を保つことができるから、加熱時における多層シートのドローダウンを軽減させることができる。しかも、内側の接合部を確実に良好な溶融状態とすることができるから、従来と比較して接合強度を高めることができる。
上記構成において、片面加熱工程(処理)を実行する際、第2熱源を、多層シートが対向する位置から側方に外れた位置に退避させるようにしてもよい。このようにすると、一対の多層シートのうち上方側に配置された多層シートがドローダウンした場合でも、一対のシート間の狭い空間に配置された第2熱源に多層シートが接触することを確実に防止することができ、装置の安全性が高まる。
また、内側高温両面加熱工程(処理)および両面加熱工程(処理)において、第2熱源は、一対の多層シートのうち下側に配置された多層シート寄りに配置するようにしてもよい。
一般的に、熱源から発せられた熱は上方へ流れるため、第2熱源の上側に配置された多層シートと下側に配置された多層シートとを同様の加熱状態とするためには、第2熱源は下側に配置された多層シート寄りに配置することが好ましい。またこのようにした場合、上側に配置された多層シートがドローダウンした場合でも、その多層シートが第2熱源に接触するリスクを軽減することができる。
一実施形態について、図1ないし図10を参照しつつ説明する。本実施形態は、多層シートからなる中空体の製造方法を、車両に搭載する二層式のダクトに適用した一例を示すものである。
<二層式ダクトの構成>
図8は二層式ダクト10(中空体の一例)を示す断面図である。この二層式ダクト10は、発泡樹脂からなる外層10Aと、外層10Aの内側に積層された硬質樹脂からなる内層10Bとの二層構造とされている。この二層式ダクト10は、内部に空気流通路10Cが形成された筒状体に形成されている。
図8は二層式ダクト10(中空体の一例)を示す断面図である。この二層式ダクト10は、発泡樹脂からなる外層10Aと、外層10Aの内側に積層された硬質樹脂からなる内層10Bとの二層構造とされている。この二層式ダクト10は、内部に空気流通路10Cが形成された筒状体に形成されている。
<シートの構成>
上述した二層式ダクト10は、二層シート11から製造される。二層シート11は、断熱性を有する例えば発泡ポリエチレンや発泡ポリプロピレン等の発泡樹脂シート12(外層10Aを構成)の一面側に、この発泡樹脂シート12よりも剛性が高く、ダクトとしての形状を好適に維持可能な例えばポリエチレンやポリプロピレン等の硬質樹脂層13(内層10Bを構成)をラミネートしたものから構成されている。
上述した二層式ダクト10は、二層シート11から製造される。二層シート11は、断熱性を有する例えば発泡ポリエチレンや発泡ポリプロピレン等の発泡樹脂シート12(外層10Aを構成)の一面側に、この発泡樹脂シート12よりも剛性が高く、ダクトとしての形状を好適に維持可能な例えばポリエチレンやポリプロピレン等の硬質樹脂層13(内層10Bを構成)をラミネートしたものから構成されている。
より具体的には、二層シート11は、ポリプロピレンからなる25〜40倍発泡の発泡樹脂シート12の一面側に、この発泡樹脂シート12より剛性が高いポリプロピレンからなる硬質樹脂層13をラミネートしたものから構成されている。発泡樹脂シート12の厚みは硬質樹脂層13の厚みより厚くされている。例えば、発砲樹脂シート12の厚みは5mm、硬質樹脂層13の厚みは0.2〜0.4mm程度に設定されている。この二層シート11は予め製造されて、ロール状に巻回されている。
なお、これら各層の樹脂の種類の組み合わせは、同種あるいは異種のいずれの組み合わせとしてもよい。また、断熱性を有する層(発泡樹脂シート12)を内層10Bに、剛性を有する層(硬質樹脂層13)を外層10Aにする構成とすることもできる。
<製造システム>
図1は二層式ダクト10の製造システム20全体を示す概略図、図9は製造システム20の電気的構成を示すブロック図であって、製造システム20は、二層シート11を保持するシート保持機構21と、保持した二層シート11を搬送するための搬送機構24と、加熱するための加熱装置30と、成形装置40と、カッター46と、各部を制御する制御部50と、操作部53と、表示部54とを備える。この製造システム20において、二層シート11は、図1中左側から右側に向けて搬送されるようになっている。以下、図1の右側を前方、左側を後方として説明する。
図1は二層式ダクト10の製造システム20全体を示す概略図、図9は製造システム20の電気的構成を示すブロック図であって、製造システム20は、二層シート11を保持するシート保持機構21と、保持した二層シート11を搬送するための搬送機構24と、加熱するための加熱装置30と、成形装置40と、カッター46と、各部を制御する制御部50と、操作部53と、表示部54とを備える。この製造システム20において、二層シート11は、図1中左側から右側に向けて搬送されるようになっている。以下、図1の右側を前方、左側を後方として説明する。
<シート保持機構および搬送機構>
製造システム20のシート保持機構21は、一対の挟持板22A,22Aの間に圧縮ばね22Bが取り付けられた多数のクランプ22と、ガイド23とを備えてなる。クランプ22は、図2に示すように、押圧状態において二層シート11の縁部を挟持し、解放状態においては圧縮ばね22Bにより一対の挟持板22A,22Aが離間した状態とされて、二層シート11をそれらの間に配置、あるいは、それらの間から引き抜き可能としている。これら多数のクランプ22のうち下側に位置する挟持板22Aは、後述する二対の搬送チェーン25の一部として構成されている。また、搬送チェーン25に沿って設けられたガイド23により、押圧状態、あるいは、解放状態とされる。
製造システム20のシート保持機構21は、一対の挟持板22A,22Aの間に圧縮ばね22Bが取り付けられた多数のクランプ22と、ガイド23とを備えてなる。クランプ22は、図2に示すように、押圧状態において二層シート11の縁部を挟持し、解放状態においては圧縮ばね22Bにより一対の挟持板22A,22Aが離間した状態とされて、二層シート11をそれらの間に配置、あるいは、それらの間から引き抜き可能としている。これら多数のクランプ22のうち下側に位置する挟持板22Aは、後述する二対の搬送チェーン25の一部として構成されている。また、搬送チェーン25に沿って設けられたガイド23により、押圧状態、あるいは、解放状態とされる。
搬送機構24は、二対の環状の搬送チェーン25と、加熱装置30の後方および成形装置40の前方に設けられて搬送チェーン25を架けるスプロケット26と、スプロケット26を回転駆動する図示しない駆動モータとを備える。搬送チェーン25は、二層シート11の搬送方向(図1中左右方向)に沿う方向に延びて上下に対向配置された二層シート11,11の両縁部の外側に配置され、クランプ22に保持された二層シート11を、その搬送方向に沿って搬送可能としている。搬送チェーン25は、駆動モータを駆動することにより、移動可能とされている。また搬送チェーン25は、二層シート11を加熱装置30の後方から成形装置40の前方まで搬送した後、向きを変えて、加熱装置30の後方に戻るようになっている。
<加熱装置>
加熱装置30は、後述する第1熱源32および第2熱源33を内部に収容する加熱室31を備えており、この加熱室31内を、上記クランプ22により保持された二層シート11が搬送チェーン25により搬入され、通過する構成とされている。
加熱装置30は、後述する第1熱源32および第2熱源33を内部に収容する加熱室31を備えており、この加熱室31内を、上記クランプ22により保持された二層シート11が搬送チェーン25により搬入され、通過する構成とされている。
加熱室31は、二層シート11の搬送方向(図1の左右方向)に連続して並んで設けられた第1加熱部34および第2加熱部35からなる。第1加熱部34は、上下に対向配置された一対の二層シート11,11の外側に位置する一対の第1熱源32,32と、一対の二層シート11,11の間(内側)に位置する第2熱源33とを備える。より詳細には、図1および図2に示すように、上方側の二層シート11Aの上方に配置された第1熱源32Aと、下方側の二層シート11Bの下方に配置された第1熱源32Bと、上方側の二層シート11Aと下方側の二層シート11Bとの間に配置された第2熱源33とを備える。第2加熱部は、一対の二層シート11,11の上方および下方に位置する一対の第1熱源32A,32Bのみを備える。
第1熱源32は複数のブロック状の中波長赤外線ヒーターから構成されており、これら複数の赤外線ヒーターが上下対向するように縦横複数列に並べて設置されている。これら複数の赤外線ヒータは、個別に出力調整が可能とされている。また、上下の第1熱源32,32間に搬送される一対の二層シート11,11までの各第1熱源32からの加熱照射距離は、上方側の第1熱源32Aから上方側の二層シート11Aまでの距離が、下方側の第1熱源32Bから下方側の二層シート11Bまでの距離よりも短くなるように設定されている。
例えば、第1熱源32から二層シート11までの加熱照射距離は、上方側が150mm、下方側が250mmとされている。また、第1熱源32の表面温度は、約400度に設定されている。
一方、第2熱源33としては、電源をオンにした後、温度の立ち上がりが速いものが好ましく、カーボンヒーター、ハロゲンヒーター等を使用することができる。具体的には、複数の棒状のカーボンヒーターを二層シート11の搬送方向(図1中左右方向)に沿うように並べて設置している。これら複数のカーボンヒータは、個別に出力調整が可能とされている。
第2熱源33は、一対の二層シート11A,11Bのうち下側に配置されたシート11B寄りに配置されている。例えば、第2熱源33から二層シート11,11までの加熱照射距離は、上方側は150mm、下方側が50mmとされている(図2参照)。また、第2熱源33の表面温度は、約1000度に設定されている。
なお、上下の第1熱源32のうち下側の第1熱源32Bの上面、および、第2熱源33の上面には、二層シート11がドローダウンした際に二層シート11の熱源への接触を防止するための安全網が設けられている(図示せず)。
第2熱源33には、退避機構36が設けられている。退避機構36は、第2熱源33によって二層シート11に対して加熱が行われ、電源がオフとされた後、第2熱源33を二層シート11の搬送路から水平方向に移動させることにより、二層シート11の側方の離れた位置に遠ざけるものである。第2熱源33は、加熱室31に設けられた開口部31Aを塞ぐ開閉扉31Bと一体的に連結されており、開閉扉31Bに連結されたエアシリンダー等の駆動装置(図示せず)によって、開閉扉31Bとともに開口部31Aから加熱室31の外部に退避可能とされている(図3参照)。
また、下方側の第1熱源32B、および、第2熱源33の上面側にはドローダウン検知用のセンサ(図示せず)が設置されており、二層シート11B,11Aが加熱によりドローダウンして熱源に接触しそうになった際には、自動的に熱源の電源がオフとなるように設定されている。
<成形装置>
成形装置40は、上下一対の真空成形型41,42を有している。両真空成形型41,42は、二層シート11にダクトの形状を賦形可能な凹状の型面41A,42Aを有しており、これらの型面41A,42Aには、真空引き用の吸引孔(図示せず)が複数個形成されている。さらに、一対の型面41A,42A間に外部から連通する空気孔(図示せず)が設けられており、この空気孔より閉塞状態の成形型41,42内に圧縮空気を圧入できるようになっている。
成形装置40は、上下一対の真空成形型41,42を有している。両真空成形型41,42は、二層シート11にダクトの形状を賦形可能な凹状の型面41A,42Aを有しており、これらの型面41A,42Aには、真空引き用の吸引孔(図示せず)が複数個形成されている。さらに、一対の型面41A,42A間に外部から連通する空気孔(図示せず)が設けられており、この空気孔より閉塞状態の成形型41,42内に圧縮空気を圧入できるようになっている。
<制御部、操作部、および、表示部>
図9に示すように、制御部50は、中央処理装置(以下、CPU)51およびメモリ52を有する。メモリ52は、例えばROMやRAM等を有し、ROMには、後述する各製造工程を実行するためのプログラムなど、各種のプログラムが記憶されている。CPU51は、ROMから読み出したプログラムに従って、製造装置20の各部を制御する。なお、上記各種のプログラムが記憶される記憶媒体は、ROMやRAM以外に、CD−ROM、ハードディスク装置、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリでもよい。
図9に示すように、制御部50は、中央処理装置(以下、CPU)51およびメモリ52を有する。メモリ52は、例えばROMやRAM等を有し、ROMには、後述する各製造工程を実行するためのプログラムなど、各種のプログラムが記憶されている。CPU51は、ROMから読み出したプログラムに従って、製造装置20の各部を制御する。なお、上記各種のプログラムが記憶される記憶媒体は、ROMやRAM以外に、CD−ROM、ハードディスク装置、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリでもよい。
操作部53は複数のボタンを有し、ユーザにより各種の入力操作や設定操作が可能である。表示部54は、液晶ディスプレイやランプ等を有し、各種の設定画面や装置の動作状態等を表示することが可能である。
<製造方法>
次に、二層式ダクト10の製造方法を説明する。図10は、本実施形態の二層式ダクト10の、後述する第1領域に対して制御部50が実行する処理を示すフローチャートである。
次に、二層式ダクト10の製造方法を説明する。図10は、本実施形態の二層式ダクト10の、後述する第1領域に対して制御部50が実行する処理を示すフローチャートである。
まず、一対の二層シート11,11を、上下方向に硬質樹脂層13,13を対向させた状態で一対の巻回ロール27,27からそれぞれ引き出し、一対の送り出しローラ28,28を介して上下方向において平行となるように送り出す。また、二層シート11,11の搬送方向に沿った両縁部を解放状態のクランプ22の挟持板22A,22A間に挿入し、搬送チェーン25を少し進めて、挟持板22A,22A間に挟持させる。これにより、一対の二層シート11,11はそれぞれ上下に対向した緊張状態に保持される。
二層シート11,11は、後述する成形工程において成形される領域毎に断続的に送り出されるように設定されている。以下説明上、二層シート11の搬送方向の前方側(図1中右側)から順に、第1の領域、第2の領域、第3の領域とよぶこととする。
ユーザが操作部53の製造開始ボタンを押すと、制御部50は、図10に示す処理を実行する。
制御部50は、搬送機構24を起動させ、クランプ22により保持された二層シート11,11を、それぞれ加熱室31内の第1熱源32,32と第2熱源33との間に搬送チェーン25により搬送させる。また、第2熱源33を開口部31Aから加熱室31内に挿入させる(S1)。
加熱室31内においては第1熱源32A,32Bは常時オンの状態とされており、加熱室31全体が約400度の温度雰囲気とされている。この加熱室31内に二層シート11,11を搬入させ、第1の領域全体を第1加熱部34(第1熱源32と第2熱源33との間)に到達させた後、二層シート11,11を一旦停止させ、第2熱源33を6秒間だけオンの状態とさせる(内側高温両面加熱工程)(S2)。二層シート11,11の内側(硬質樹脂層13)の表層部分は、高温の第2熱源33によって焼きつけられるように加熱され、良好な溶融状態とされる。
その後、第2熱源33をオフの状態とさせ(S3)、退避機構36を起動させて、加熱室31の開口部31Aから、第2熱源33を二層シート11,11から離れた加熱室31外へ退避させる(図3参照)(S4)。なお、第1熱源32による加熱は、継続される(片面加熱工程)。
二層シート11,11の第1の領域全体を第1加熱部34に到達させてから、後述する成形工程に要する時間(本実施形態では21秒)が経過した後、二層シート11,11を再び搬送チェーン25により前方側へ搬送させる(S5)。これにより、二層シート11,11の第1の領域は第2加熱部35へと進み、第2の領域が第1加熱部34へ搬入される。そして、第1の領域を第2加熱部35に到達させるとともに、第2の領域を第1加熱部34に到達させた後、同じくその位置に一旦(21秒)停止させる。これにより、第1の領域に対して、外側の第1熱源32A,32Bからだけさらに加熱を行わせる(片面加熱工程)。
なお、これらの加熱工程における二層シート11のドローダウンの大きさは、従来のような外側からだけの加熱、あるいは、外側および内側から同様の条件で加熱する構成と比較して、大きく軽減させることができる。
また、加熱装置30においては、第2熱源33はオフの状態とされると同時に二層シート11の側方に退避するように設定されているので、二層シート11がドローダウンした場合でも第2熱源33に接触することがなく、安全性に優れる。また、二層シート11と下方の第1熱源32とは十分に離れているため、ドローダウンした場合でもこれらが接触する可能性は低い。
なお、内側高温両面加熱工程、および、片面加熱工程を実行する順や時間は特に規定されず、シートの構成材料や各層の厚み等に併せて任意に設定することができる。
次に、加熱装置30において加熱工程を経て成形可能な温度とされた一対の二層シート11,11の第1の領域を、成形装置40に搬送させる(S6)。そして第1の領域を成形装置40の真空成形型41,42間に到達させたら、二層シート11,11を一旦停止させる。この時、第2の領域は第2加熱部35に到達し、第3の領域は第1加熱部34に到達した状態となっている。
図4に示すように開放状態の一対の真空成形型41,42の間に搬送され、停止された二層シート11,11の第1の領域に対して、成形装置40を起動して、真空成形型41,42を型締めする(S7)。すると、二層シート11,11に対してまず真空成形型41,42のパーティングラインが突き当てられ、上型41と上方側シート11Aとの間、および、下型42と下方側シート11Bとの間にそれぞれ密閉空間が形成される。この状態で型面41A,42Aに設けられた複数の吸引孔より真空吸引させると、密閉空間内の空気は排出され、加熱工程により温められた二層シート11,11は、型面に沿った形状に吸引される(図5参照)。
この時、二層シート11,11がドローダウンしている場合であっても、二層シート11,11の表面には成形型41,42のパーティングラインが当接して密閉空間が形成されているから、密閉空間内の空気は排出されて二層シート11,11を型面41A,42Aに密着させることができる。
そして真空吸引状態を維持させたまま、一対の成形型41,42のパーティングラインをさらに接近させて突き合せ、型締め加圧させる。型締めにより、二層シート11,11に成形型41,42の形状が賦形されるとともに、両二層シート11,11の端縁部が接合される。
そして最後に、成形型41,42の型面内に配された一対の前記二層シート11,11間に、空気ノズル45(ブローニードルφ6〜φ12)から気体を吹き込ませる(0.4Mpa〜0.7Mpa)ことにより、圧縮空気を圧入させる。気体としては、空気、窒素、炭酸ガス等、任意の気体が使用される。これにより、二層シート11,11は成形型41,42に確実に押し付けられるとともに、冷却される(図6参照)。
このように成形装置40による成形が完了し、縁部が溶着された一対の二層シート11,11の第1の領域が冷却されたら、排気させ(S8)、一対の成形型41,42を開かせる(S9)。以上の成形工程が完了した後、再び搬送チェーン25を駆動させて、二層シート11,11の第1の領域を成形装置40から送り出させる(S10)と、第1の領域はクランプ22から外される。また、二層シート11,11の第2の領域が、一対の成形型41,42間に進められる。そして、送り出された二層シート11,11の成形完了部分(第1の領域)をカッター46により第2の領域から分離(S11)させた後、3次元トムソン刃で余分な周辺部およびバリをトリミングして、二層式ダクト10を得る(図8参照)(S12)。
このような二層式ダクトの製造方法によれば、従来のように時間をかけてシート全体を外側からだけじっくり温める構成と比較して、短時間で全体を温めることができる上、内側(対向面)の表層部より内部側がシート全体が温まる寸前まで温められ過ぎず、もって加熱中にある程度の硬度を保つことができるから、加熱時における二層シートのドローダウンを軽減させることができる。しかも、内側の接合部を確実に良好な溶融状態とすることができるから、従来と比較して充分な接合強度を得ることができる。
また、上述した製造装置20によれば、加熱装置30において、第2熱源33はオフの状態とされると同時に二層シート11の側方の離れた位置に退避するように設定されているので、二層シート11がドローダウンした場合でも第2の熱源33に接触することがなく、安全性に優れる。また、二層シート11と下方の第1熱源32とは十分に離れているため、ドローダウンした場合でもこれらが接触する可能性は低く、安全である。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)上記実施形態では、一対のシートを、断熱性を有する発泡樹脂シートおよび剛性を有する硬質樹脂層からなる二層構造とし、ともにポリプロピレン製としたが、材質は上記ポリプロピレンに限らず、例えばポリエチレン等も使用することができる。また、種類の異なる材料を組み合わせてもよい。さらに、上記実施形態とは反対に、剛性を有する層を外層側、断熱性を有する層を内層側に配置する構成としてもよい。
(2)また、シートは二層構造に限らず、三層以上の構成としてもよい。
(3)上記実施形態では、第1熱源として中波長赤外線ヒーターを使用したが、遠赤外線ヒーター等他の種類のヒーターを使用することもできる。
(4)上記実施形態では、第2熱源としてカーボンヒーターを使用したが、その他の立ち上がりが早いヒーターを使用することもできる。例えば、フィラメントにタングステンを使用したハロゲンヒーターを使用することができる。
(5)上記実施形態では、内側高温両面加熱工程の後、片面加熱工程を実施したが、両面加熱工程を実施するようにしてもよい。
(6)また、内側高温両面加熱工程と、両面加熱工程または片面加熱工程の順を入れ替え、内側高温両面加熱工程を後に実行するようにしてもよい。あるいは、内側高温両面加熱工程を、両面加熱工程または片面加熱工程の途中に設ける構成としてもよい。
(7)第2熱源は退避しない、固定式の構成とすることもできる。
(8)第1熱源および第2熱源からの二層シートまでの照射距離は、上記実施形態に限らず、二層シートの材料や厚みにより任意に設定することができる。また、上方側および下方側の照射距離を等しく設定する構成としてもよい。
(9)搬送機構、および、保持機構は、上記実施形態に限るものではない。
(10)上記実施形態では、第2熱源33と開閉扉31Bとを一体的に連結し、開閉扉31Bごと加熱室31から退避させる構成としたが、第2熱源33と開閉扉31Bとを別体の構成とし、開閉扉31Bは開口部31Aの開閉機能だけを有する構成とし、第2熱源33に直接退避機構を設ける構成とすることもできる。
(11)上記実施形態では、制御部50は、1つのCPU51により図10に示す各工程を実行する構成であった。しかし、これに限らず、制御部50は、複数のCPUにより同図に示す各工程を実行する構成、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)などのハード回路のみにより同図に示す各工程を実行する構成や、CPUおよびハード回路により同図に示す各工程を実行する構成でもよい。
(12)上記実施形態では、各工程を制御部50に実行させる構成としたが、ユーザが自身で操作して行う構成としてもよい。
10…二層式ダクト 11…二層シート(多層シート) 12…外層 13…内層 20…製造システム 21…シート保持機構 24…搬送機構 30…加熱装置 32…第1熱源 33…第2熱源 36…退避機構 40…成形装置 41…上型 42…下型 50…制御部
Claims (6)
- 多層シートからなる中空体の製造方法であって、
一対の前記多層シートを上下方向において対向するように並べて配置し、外側から第1熱源により加熱を行うとともに、内側から第2熱源により前記第1熱源よりも高温で加熱を行う内側高温両面加熱工程と、
外側からだけ前記第1熱源により加熱を行う片面加熱工程、又は、外側から前記第1熱源により加熱を行うとともに内側から前記第2熱源により前記第1熱源以下の温度で加熱を行う両面加熱工程と、
前記内側高温両面加熱工程、および、前記片面加熱工程又は前記両面加熱工程を経た前記一対の多層シートを成形する成形工程と、
を含む多層シートからなる中空体の製造方法。 - 請求項1に記載の多層シートからなる中空体の製造方法であって、
前記片面加熱工程を含み、当該片面加熱工程において、前記第2熱源は前記一対の多層シートが対向する位置から側方に外れた位置に退避させる、多層シートからなる中空体の製造方法。 - 請求項1又は請求項2に記載の多層シートからなる中空体の製造方法であって、
前記内側高温両面加熱工程および前記両面加熱工程において、前記第2熱源は、前記一対の多層シートのうち下側に配置された前記多層シート寄りに配置されている、多層シートからなる中空体の製造方法。 - 多層シートからなる中空体の製造システムであって、
一対の多層シートを上下方向において対向するように並べて配置するシート保持機構と、
前記一対の多層シートの外面を加熱する第1熱源、および、前記一対の多層シートの内面を加熱する第2熱源を有する加熱装置と、
前記一対の多層シートを搬送する搬送機構と、
一対の成形型を有する成形装置と、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記第1熱源に前記一対の多層シートの外面を加熱させるとともに前記第2熱源に前記一対の多層シートの内面を前記第1熱源よりも高温で加熱させる内側高温両面加熱処理と、
前記第1熱源に前記一対の多層シートの外面だけ加熱させる片面加熱処理、又は、前記第1熱源に前記一対の多層シートの外面を加熱させるとともに前記第2熱源に前記一対の多層シートの内面を前記第1熱源以下の温度で加熱させる両面加熱処理と、
前記搬送機構に、前記第1熱源および前記第2熱源により加熱された前記一対の多層シートを前記一対の成形型間に搬送させる搬送処理と、
前記成形装置に、前記搬送機構により搬送された前記一対の多層シートを前記一対の成形型により成形させる成形処理と、を実行する構成を有する、多層シートからなる中空体の製造システム。 - 請求項4に記載の多層シートからなる中空体の製造システムであって、
前記第2熱源を前記一対の多層シートが対向する位置から側方に外れた位置に退避させる退避機構を備え、
前記制御部は、
前記片面加熱処理を実行する構成であり、当該片面加熱処理では、前記退避機構に、前記第2熱源を前記側方に外れた位置に退避させる、多層シートからなる中空体の製造システム。 - 請求項4又は請求項5に記載の多層シートからなる中空体の製造システムであって、
前記第2熱源は、前記一対の多層シートのうち下側に配置された前記多層シート寄りに配置されている、多層シートからなる中空体の製造システム。
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JP2012282149A JP2014124817A (ja) | 2012-12-26 | 2012-12-26 | 多層シートからなる中空体の製造方法および製造システム |
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WO2016051453A1 (ja) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | 株式会社エムジーモールド | 中空体の製造方法および製造システム |
KR101865018B1 (ko) * | 2018-01-17 | 2018-06-05 | 한은순 | 다층구조의 트레이 제조장치 및 그에 의하여 제조된 다층구조 트레이 |
CN113557628A (zh) * | 2020-02-19 | 2021-10-26 | 信越聚合物株式会社 | 多层片材及具备该多层片材的单体单元 |
JP2022535593A (ja) * | 2019-06-07 | 2022-08-09 | リー アンド ビー インコーポレイテッド | 紙ストロー製造方法および紙ストロー製造システム |
-
2012
- 2012-12-26 JP JP2012282149A patent/JP2014124817A/ja active Pending
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