JP3025444B2 - Drawdown measurement method for resin sheet and test measurement device therefor - Google Patents
Drawdown measurement method for resin sheet and test measurement device thereforInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂シートの熱成
形時におけるドローダウン量の計測方法及びその試験計
測装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a drawdown amount during thermoforming of a resin sheet and a test and measurement apparatus therefor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】熱成形においては、樹脂シートを成形に
適した目標温度に加熱軟化させた後に成形型により成形
加工を行っているが、その加熱時に樹脂シートが軟化し
てドローダウン（垂れ下がり）現象を生ずる。かかるド
ローダウンを生じた部分は肉厚が薄くなって成形品の品
質の低下の要因となるため、樹脂シートの成形加熱温
度、成形サイクルや成形面積等の熱成形特性を決定する
ための資料としてドローダウン量を測定することは重要
と考えられる。しかし、ドローダウン量を簡易的に測定
することはあっても、これを定量的に計測することはな
されておらず、ましてや様々な条件の下でドローダウン
量を試験して計測する実験装置は開発されていない状況
である。2. Description of the Related Art In thermoforming, a resin sheet is heated and softened to a target temperature suitable for molding and then molded by a molding die. Cause a phenomenon. Since the part where the drawdown occurs has a reduced thickness and causes a decrease in the quality of the molded product, it is used as a material for determining thermoforming characteristics such as a molding heating temperature, a molding cycle and a molding area of the resin sheet. Measuring the amount of drawdown is considered important. However, although the drawdown amount is simply measured, it has not been quantitatively measured, much less an experimental device that measures and measures the drawdown amount under various conditions. It has not been developed yet.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来の熱成形において
は、樹脂シートの特性をメルトインデックス値（溶融指
数）、融点やガラス転移点等の物性値のみで評価してい
るが、かかる物性値を基に実際の熱成形を行うことは不
可能であり、熱成形における樹脂シートの特性を数値に
より客観的に把握することはされていなかった。このた
め、熟練したオペレーターが樹脂シートの材質や厚さ等
を考慮して該シートの加熱目標温度やヒーターの加熱温
度等を適宜設定し、その設定値に基づいて熱成形機を稼
働させている。かかる現状を鑑み、本発明者は上記物性
値と熱成形特性との相関関係を決定する要素として、樹
脂シートの表面温度、ドローダウン量、加熱速度、ドロ
ーダウン速度に着目し、ドローダウン量を正確に計測す
る方法とその試験計測装置を開発するに至った。In conventional thermoforming, the properties of a resin sheet are evaluated only by physical properties such as a melt index value (melting index), a melting point and a glass transition point. It is impossible to perform actual thermoforming on the basis of this, and the properties of the resin sheet in thermoforming have not been objectively grasped by numerical values. For this reason, a skilled operator appropriately sets the heating target temperature of the sheet, the heating temperature of the heater, and the like in consideration of the material and thickness of the resin sheet, and operates the thermoforming machine based on the set values. . In view of this situation, the present inventors focused on the surface temperature of the resin sheet, the drawdown amount, the heating speed, and the drawdown speed as factors determining the correlation between the physical property values and the thermoforming characteristics, and determined the drawdown amount. An accurate measurement method and a test and measurement device have been developed.
【０００４】この発明の目的は、熱成形における樹脂シ
ートの成形特性を決定する指標とするべく、加熱時にお
けるドローダウン量を計測してドローダウン速度等を演
算しこれを数値化するための最適な計測方法とその試験
計測装置を提案することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to measure a drawdown amount during heating and calculate a drawdown speed or the like to obtain a numerical value based on the drawdown speed during heating so as to be an index for determining the molding characteristics of a resin sheet in thermoforming. It is to propose a simple measurement method and a test measurement device.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、上ヒーターと下ヒーターの
間に配置されて熱成形に適した温度に至るまで加熱処理
される樹脂シートについて、その表面温度を一定時間毎
に温度センサーで測定すると共に、同時に、幅広い平行
光を発生する投光部とその平行光を受ける受光部と計測
カウンター部を備えたラインセンサーによりドローダウ
ン量を測定し、そのドローダウン量と前記表面温度の実
測値の出力信号に基づいてコンピューターにより樹脂シ
ートの加熱速度とドローダウン速度とを演算し、前記樹
脂シートの表面温度、ドローダウン量、加熱速度、ドロ
ーダウン速度及び上ヒーターと下ヒーターの温度の各デ
ータを前記コンピューターの記憶媒体に記録させること
を特徴とする。According to one aspect of the present invention, there is provided a resin disposed between an upper heater and a lower heater and heat-treated to a temperature suitable for thermoforming. The surface temperature of the sheet is measured at regular intervals by a temperature sensor, and at the same time, the drawdown amount is measured by a line sensor that has a light-emitting unit that generates a wide range of parallel light, a light-receiving unit that receives the parallel light, and a measurement counter unit. Is measured, and the heating speed and the drawdown speed of the resin sheet are calculated by a computer based on the drawdown amount and the output signal of the actually measured value of the surface temperature, and the surface temperature, the drawdown amount, and the heating speed of the resin sheet are calculated. And data of the drawdown speed and the temperatures of the upper heater and the lower heater are recorded in a storage medium of the computer.
【０００６】請求項２に記載の発明は、樹脂シートの四
辺を固定するクランプ手段と、その樹脂シートの上下位
置に配置された上ヒーター及び下ヒーターと、各ヒータ
ーの発熱量の制御を行う制御手段と、樹脂シートの表面
温度を測定する温度センサーと、上ヒーターの温度を検
出する第１温度センサー及び下ヒーターの温度を検出す
る第２温度センサーと、前記温度センサー、第１温度セ
ンサー及び第２温度センサーからの検出信号を受けて前
記制御手段に電力供給指令を出力するシーケンス手段と
を備えて前記樹脂シートを目標温度に加熱する加熱制御
手段と、幅広い平行光を発生する投光部とその平行光を
受ける受光部と計測カウンター部を備え、熱成形に適し
た温度に至るまで加熱処理される樹脂シートにおけるド
ローダウン量を測定するラインセンサーと、そのドロー
ダウン量と前記表面温度の実測値の出力信号に基づいて
樹脂シートの加熱速度とドローダウン速度とを演算する
と共に、前記樹脂シートの表面温度、ドローダウン量、
加熱速度、ドローダウン速度及び上ヒーターと下ヒータ
ーの温度の各データを記憶媒体に記録させるコンピュー
ターとから構成されたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a clamp means for fixing four sides of a resin sheet, an upper heater and a lower heater arranged at the upper and lower positions of the resin sheet, and a control for controlling the amount of heat generated by each heater. Means, a temperature sensor for measuring the surface temperature of the resin sheet, a first temperature sensor for detecting the temperature of the upper heater, a second temperature sensor for detecting the temperature of the lower heater, the temperature sensor, the first temperature sensor and the second temperature sensor. (2) heating control means for heating the resin sheet to a target temperature, comprising: sequence means for receiving a detection signal from the temperature sensor and outputting a power supply command to the control means; It has a light receiving section that receives the parallel light and a measurement counter section, and measures the drawdown amount of the resin sheet that is heated to a temperature suitable for thermoforming. A line sensor for, while calculating the heating rate and the drawdown rate of the resin sheet based on the output signal of the measured value of the surface temperature and its draw down amount, surface temperature, drawdown of the resin sheet,
It is characterized by comprising a computer for recording each data of a heating speed, a draw-down speed, and temperatures of an upper heater and a lower heater in a storage medium.
【０００７】[0007]
【発明の作用及び効果】クランプ手段で固定された樹脂
シートは、測定開始指令により熱成形に適した温度に至
るまで上ヒーター及び下ヒーターにより加熱され、該シ
ートの表面温度が一定時間毎に温度センサーで測定され
る。同時に、ラインセンサーによりドローダウン量が一
定時間毎に連続して測定され、そのドローダウン量と前
記表面温度の実測値の出力信号に基づき、樹脂シートの
加熱速度とドローダウン速度とがコンピューターにより
演算される。そして、樹脂シートの表面温度、ドローダ
ウン量、加熱速度、ドローダウン速度及び上ヒーターと
下ヒーターの温度の各データは、コンピューターの記憶
媒体に記録される。それらのデーターは、一般的なパー
ソナルコンピューターと同様な機能をもつコンピュータ
ーのモニター画像等を介して数値やグラフに表示され
る。The resin sheet fixed by the clamp means is heated by the upper heater and the lower heater until it reaches a temperature suitable for thermoforming according to a measurement start command, and the surface temperature of the sheet is raised at regular intervals. Measured by sensors. At the same time, the drawdown amount is continuously measured by the line sensor at regular intervals, and based on the drawdown amount and the output signal of the actual measured value of the surface temperature, the heating speed and the drawdown speed of the resin sheet are calculated by a computer. Is done. The data of the surface temperature of the resin sheet, the amount of drawdown, the heating speed, the drawdown speed, and the temperatures of the upper heater and the lower heater are recorded in a storage medium of the computer. These data are displayed in numerical values and graphs via a monitor image of a computer having the same function as a general personal computer.
【０００８】しかして、この樹脂シートのドローダウン
計測方法及びその試験計測装置によれば、樹脂シートの
加熱時におけるドローダウン量を正確に計測してドロー
ダウン速度等を演算し、これを数値化、記録することを
容易に行うことができる。したがって、実際の樹脂シー
トの成形特性を数値で客観的に判断することが可能とな
り、成形条件を決定する重要な指標として利用すること
ができるという利点をも有する。According to the method for measuring the drawdown of a resin sheet and the test and measurement apparatus therefor, the amount of drawdown during heating of the resin sheet is accurately measured to calculate the drawdown speed and the like, and this is converted into a numerical value. Recording can be easily performed. Therefore, it is possible to objectively determine the actual molding characteristics of the resin sheet by numerical values, and there is also an advantage that it can be used as an important index for determining molding conditions.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態例を
図面に基づいて説明する。図１はドローダウン試験計測
装置の概要を示す説明図、図２はドローダウン計測方法
のフローチャートである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a drawdown test measuring device, and FIG. 2 is a flowchart of a drawdown measuring method.
【００１０】図１は本発明方法に適するドローダウン試
験計測装置の概要を示したもので、１０は箱状のフレー
ム１１に多数の発熱応答性の優れたヒーターエレメント
１２を配置した上ヒーターである。１３は該ヒーターエ
レメント１２の温度を検出する第１温度センサーであ
る。同様に、２０は箱状のフレーム２１に多数の発熱応
答性の優れたヒーターエレメント２２を配置した下ヒー
ター、２３は該ヒーターエレメント２２の温度を検出す
る第２温度センサーである。ｓはクランプ手段２５によ
り四辺を固定された樹脂シートであり、上ヒーター１０
と下ヒーター２０の間に配置されている。上ヒーター１
０側には、樹脂シートｓの表面温度を計測する赤外線放
射温度計等の温度センサー３０を設置する。なお、その
温度センサー３０とは別の温度センサー（図示せず）を
下ヒーター２０側に設置して、樹脂シートｓの表裏両面
の温度を計測する構成にすることもできる。FIG. 1 shows an outline of a drawdown test measuring apparatus suitable for the method of the present invention. Reference numeral 10 denotes an upper heater in which a plurality of heater elements 12 having excellent heat generation responsiveness are arranged on a box-shaped frame 11. . Reference numeral 13 denotes a first temperature sensor for detecting the temperature of the heater element 12. Similarly, reference numeral 20 denotes a lower heater in which a number of heater elements 22 having excellent heat response are arranged on a box-shaped frame 21, and reference numeral 23 denotes a second temperature sensor for detecting the temperature of the heater element 22. s is a resin sheet whose four sides are fixed by the clamp means 25,
And the lower heater 20. Upper heater 1
On the 0 side, a temperature sensor 30 such as an infrared radiation thermometer that measures the surface temperature of the resin sheet s is installed. Note that a temperature sensor (not shown) different from the temperature sensor 30 may be provided on the lower heater 20 side to measure the temperature of both the front and back surfaces of the resin sheet s.
【００１１】ＨＣは上ヒーター１０と下ヒーター２０の
発熱量の制御を行うためのサイリスター等からなる制御
手段、ＳＱはプログラマブルロジック調節器（通称ＰＬ
Ｃ）や入出力局等を備えたシーケンス手段たるシーケン
サーを表し、前記第１温度センサー１３、第２温度セン
サー２３及び温度センサー３０からの検出信号を受け、
制御手段ＨＣに電力供給指令を出力する等の機能をも
つ。以上により、上記樹脂シートｓを目標温度に加熱す
る加熱制御手段Ａが構成される。HC is a control means such as a thyristor for controlling the amount of heat generated by the upper heater 10 and the lower heater 20, and SQ is a programmable logic controller (PL).
C) and a sequencer as a sequence means including an input / output station and the like, receiving detection signals from the first temperature sensor 13, the second temperature sensor 23, and the temperature sensor 30;
It has a function of outputting a power supply command to the control means HC. Thus, the heating control means A for heating the resin sheet s to the target temperature is configured.
【００１２】４０は幅広い平行光を発生する投光部４１
とその平行光を受ける受光部４２と計測カウンター部Ｍ
を備え、熱成形に適した温度に至るまで加熱処理される
樹脂シートｓのドローダウン量を測定するラインセンサ
ーである。その投光部４１と受光部４２とは、上記クラ
ンプ手段２５の外側で対向するように配置されている。
上記ラインセンサーの一例として、投影式輪郭測定用ラ
インＣＣＤセンサー（パルステツク工業(株)社、ＳＤ−
２００８）が挙げられる。Reference numeral 40 denotes a light projecting section 41 for generating a wide parallel light.
And the light receiving section 42 for receiving the parallel light and the measurement counter section M
And a line sensor for measuring a drawdown amount of the resin sheet s which is heated to a temperature suitable for thermoforming. The light emitting section 41 and the light receiving section 42 are arranged so as to face each other outside the clamp means 25.
As an example of the above-mentioned line sensor, a line CCD sensor for projection type contour measurement (Pulstec Industrial Co., Ltd., SD-
2008).
【００１３】ＣＰＵはコンピューターを表し、主に前記
ラインセンサー４０で測定したドローダウン量と前記表
面温度の実測値の出力信号に基づいて樹脂シートの加熱
速度とドローダウン速度とを演算すると共に、前記樹脂
シートの表面温度、ドローダウン量、加熱速度、ドロー
ダウン速度及び上ヒーターと下ヒーターの温度の各デー
タをハードディスクやフロッピーディスク等の記憶媒体
に記録させるためのものであり、その他通常のパーソナ
ルコンピューターに準ずる諸機能を備えるものとする。A CPU represents a computer, and calculates a heating speed and a draw-down speed of the resin sheet based on an output signal of a draw-down amount measured by the line sensor 40 and an actually measured value of the surface temperature. It is used to record data such as the surface temperature of the resin sheet, the amount of drawdown, the heating speed, the drawdown speed, and the temperature of the upper and lower heaters on a storage medium such as a hard disk or a floppy disk. It shall be provided with various functions according to.
【００１４】次に、樹脂シートの熱成形時におけるドロ
ーダウン量の計測方法につき、図２のフローチャートに
従って説明する。 クランプ手段２５で固定された樹脂シートｓは、測定
開始指令により熱成形に適した温度に至るまで上ヒータ
ー１０及び下ヒーター２０により加熱され、該シートｓ
の表面温度が一定時間毎に温度センサー３０で測定され
る。 同時に、ラインセンサー４０によりドローダウン量が
一定時間毎に連続して測定される。 上記ドローダウン量と前記表面温度の実測値の出力信
号がコンピューターＣＰＵに伝えられ、該出力信号に基
づいてコンピューターＣＰＵにより、表面温度を単位時
間で除して樹脂シートの加熱速度を、ドローダウン量を
単位時間で除してドローダウン速度をそれぞれ演算され
る。そして、樹脂シートの表面温度、ドローダウン量、
加熱速度、ドローダウン速度及び上ヒーターと下ヒータ
ーの温度の各データは、コンピューターの記憶媒体に記
録される。 樹脂シートｓの初めに設定された加熱温度に至るまで
〜の手順が繰り返し行われた後、一連の計測は終了
する。得られた各データーは、コンピューターのモニタ
ー画像等を介して数値やグラフに表示される。Next, a method for measuring the drawdown amount during the thermoforming of the resin sheet will be described with reference to the flowchart of FIG. The resin sheet s fixed by the clamp means 25 is heated by the upper heater 10 and the lower heater 20 until it reaches a temperature suitable for thermoforming according to a measurement start command, and the sheet s
Is measured by the temperature sensor 30 at regular intervals. At the same time, the drawdown amount is continuously measured by the line sensor 40 at regular intervals. An output signal of the drawdown amount and the measured value of the surface temperature is transmitted to a computer CPU, and based on the output signal, the computer CPU divides the surface temperature by a unit time to determine the heating rate of the resin sheet, and the drawdown amount. Is divided by the unit time to calculate the drawdown speed. Then, the surface temperature of the resin sheet, the drawdown amount,
The data of the heating speed, the drawdown speed, and the temperatures of the upper heater and the lower heater are recorded in a storage medium of the computer. After the steps (1) to (4) are repeatedly performed until the heating temperature set at the beginning of the resin sheet s is reached, a series of measurements is completed. Each of the obtained data is displayed on a numerical value or a graph via a computer monitor image or the like.
【００１５】しかして、この樹脂シートのドローダウン
計測方法及びその試験計測装置は、樹脂シートの加熱時
におけるドローダウン量を正確に計測してドローダウン
速度等を演算し、これを数値化、記録することを簡易に
行うことを可能とする。Thus, the method for measuring the drawdown of a resin sheet and the test and measurement apparatus therefor accurately measure the amount of drawdown during heating of the resin sheet, calculate the drawdown speed, etc., and digitize and record this. Can be easily performed.
【図１】ドローダウン試験計測装置の概要を示す説明図FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a drawdown test measuring device.
【図２】ドローダウン計測方法のフローチャートFIG. 2 is a flowchart of a drawdown measurement method.
ｓ→樹脂シート Ａ→加熱制御手段 ＨＣ→制御手段
ＳＱ→シーケンス手段 ＣＰＵ→コンピューター Ｍ→計測カウンター部 １０→上ヒーター １３→第１温度センサー ２０→下
ヒーター ２３→第２温度センサー ２５→クランプ手段 ３０→
温度センサー ４０→ラインセンサー ４１→投光部 ４２→受光部s → resin sheet A → heating control means HC → control means
SQ → sequence means CPU → computer M → measurement counter section 10 → upper heater 13 → first temperature sensor 20 → lower heater 23 → second temperature sensor 25 → clamping means 30 →
Temperature sensor 40 → line sensor 41 → light emitting part 42 → light receiving part
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｎ 25/02 Ｇ０１Ｎ 25/02 Ｚ // Ｇ０１Ｎ 33/44 33/44 (56)参考文献 特開 平７−40431（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−184828（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−270242（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−337954（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−338510（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−103949（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−274048（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 51/42 B29C 51/46 G01B 11/02 G01K 3/10 G01N 21/88 G01N 25/02 G01N 33/44 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI G01N 25/02 G01N 25/02 Z // G01N 33/44 33/44 (56) References JP-A-7-40431 (JP, A) JP-A-3-184828 (JP, A) JP-A-6-270242 (JP, A) JP-A-5-337954 (JP, A) JP-A-4-338510 (JP, A) JP-A-8 -103949 (JP, A) JP-A-5-274048 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) B29C 51/42 B29C 51/46 G01B 11/02 G01K 3/10 G01N 21/88 G01N 25/02 G01N 33/44
Claims (2)
て熱成形に適した温度に至るまで加熱処理される樹脂シ
ートについて、その表面温度を一定時間毎に温度センサ
ーで測定すると共に、同時に、幅広い平行光を発生する
投光部とその平行光を受ける受光部と計測カウンター部
を備えたラインセンサーによりドローダウン量を測定
し、そのドローダウン量と前記表面温度の実測値の出力
信号に基づいてコンピューターにより樹脂シートの加熱
速度とドローダウン速度とを演算し、前記樹脂シートの
表面温度、ドローダウン量、加熱速度、ドローダウン速
度及び上ヒーターと下ヒーターの温度の各データを前記
コンピューターの記憶媒体に記録させることを特徴とす
る樹脂シートのドローダウン計測方法。1. A resin sheet disposed between an upper heater and a lower heater and subjected to heat treatment to a temperature suitable for thermoforming, by measuring a surface temperature of the resin sheet at predetermined time intervals with a temperature sensor, and at the same time, The drawdown amount is measured by a line sensor having a light emitting unit that generates a wide range of parallel light, a light receiving unit that receives the parallel light, and a measurement counter unit, and based on the output signal of the drawdown amount and the measured value of the surface temperature. The computer calculates the heating speed and the draw-down speed of the resin sheet, and stores the data of the surface temperature of the resin sheet, the amount of the draw-down, the heating speed, the draw-down speed, and the temperatures of the upper and lower heaters in the computer. A method for measuring the drawdown of a resin sheet, characterized by recording on a medium.
段と、その樹脂シートの上下位置に配置された上ヒータ
ー及び下ヒーターと、各ヒーターの発熱量の制御を行う
制御手段と、樹脂シートの表面温度を測定する温度セン
サーと、上ヒーターの温度を検出する第１温度センサー
及び下ヒーターの温度を検出する第２温度センサーと、
前記温度センサー、第１温度センサー及び第２温度セン
サーからの検出信号を受けて前記制御手段に電力供給指
令を出力するシーケンス手段とを備えて前記樹脂シート
を目標温度に加熱する加熱制御手段と、 幅広い平行光を発生する投光部とその平行光を受ける受
光部と計測カウンター部を備え、熱成形に適した温度に
至るまで加熱処理される樹脂シートにおけるドローダウ
ン量を測定するラインセンサーと、 そのドローダウン量と前記表面温度の実測値の出力信号
に基づいて樹脂シートの加熱速度とドローダウン速度と
を演算すると共に、前記樹脂シートの表面温度、ドロー
ダウン量、加熱速度、ドローダウン速度及び上ヒーター
と下ヒーターの温度の各データを記憶媒体に記録させる
コンピューターとから構成されたことを特徴とする樹脂
シートのドローダウン試験計測装置。2. A clamp means for fixing four sides of a resin sheet, an upper heater and a lower heater arranged at upper and lower positions of the resin sheet, a control means for controlling a calorific value of each heater, and a surface of the resin sheet. A temperature sensor for measuring the temperature, a first temperature sensor for detecting the temperature of the upper heater, and a second temperature sensor for detecting the temperature of the lower heater;
Heating control means for heating the resin sheet to a target temperature, comprising: sequence means for receiving a detection signal from the temperature sensor, the first temperature sensor and the second temperature sensor and outputting a power supply command to the control means; A line sensor that includes a light emitting unit that generates a wide range of parallel light, a light receiving unit that receives the parallel light, and a measurement counter unit, and that measures a drawdown amount in a resin sheet that is heated to a temperature suitable for thermoforming; While calculating the heating speed and the drawdown speed of the resin sheet based on the drawdown amount and the output signal of the measured value of the surface temperature, the surface temperature of the resin sheet, the drawdown amount, the heating speed, the drawdown speed and It is characterized by comprising a computer for recording each data of the temperature of the upper heater and the lower heater on a storage medium. Drawdown test measurement device fat sheet.
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