JP3826979B2 - Synthetic resin sheet molding equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、主として合成樹脂製の薄物シートを連続的に、しかもその表面を平滑な鏡面状にあるいは各種の模様状に形成でき、また型付け加工、熱融着張り合わせ加工等にも使用できる合成樹脂シートの成型装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、合成樹脂より成る薄物シート状物は、例えば投入された溶融合成樹脂材料を圧延することで成型する押出し成型装置によって形成されている。この押出し成型装置の一例としては、押出機のダイから投入された溶融合成樹脂材料を表面仕上ロール、アニリング部、引取ロール部、トランスポート部、縁取り機等を順次に経るよう搬送するものとして構成されている。そしてこの搬送によって所定肉厚に成型され切断機によって切断された後に、適当に積み重ねたり、巻取ロールによって巻き取ったりするようにしている(日刊工業新聞社発行の「プラスチック加工技術便覧」225頁参照)。
【0003】
またシートを成型するときのシート厚は、例えばダイのリップ調節による調整によるものとし、更に厚物シートには表面仕上ロール相互間の間隙調整による方法が適用され、薄物シートには成型ロールに対するゴムロールのタッチ調整、成型ロールに対するエアーナイフの圧着調整等による方法が適用されているものである。
【0004】
一方、特開平6−166089号公報、特開平6−170909号公報等にあるようにキャストドラムと金属無端ベルトとの間に熱可塑性樹脂を供給し、キャストドラム外周面に円弧状に当接するベルトによって挟圧しながら冷却してシート状に形成するものもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ただ薄物シートのシート厚の調整に適用されるエアーナイフ方式は、溶融合成樹脂材料と成型ロールとの間に空気溜まりが生じて表面が均一なシートを得るのが困難なことがある。またタッチロール方式は、タッチロール自体の表面材質がゴム製であるために損傷されやすく、その損傷痕がシートに転写されたり、シートがゴムロールに巻き付いたり、ゴムロール表面が温度上昇したりして鏡面性が高いシートや、彫刻柄の模様があるシートの製造は極めて面倒であった。
【0006】
一方、キャストドラムと金属無端ベルトとによる挟圧成型方法は、そのベルト表面を平滑な鏡面仕上げ面に形成しなければならないから、例えばその材料であるベルト材の連結部分の表面等に特別な工夫、配慮が必要であり、その結果これ自体が非常に高価なものとなるのに伴ない成型されるシート製品も非常に高価なものとならざるを得ないものであった。そればかりでなく使用に伴なう消耗、磨耗等により無端ベルトが交換されるときは、無端ベルト自体が長大で重量的に嵩張ることとも相俟ち、その作業時間、手間が膨大なものとなり、極めて面倒なものでもあった。
【0007】
そこで本発明は叙上のような従来存した諸事情に鑑み創出されたもので、成型時に空気の巻き込みがなく、表面が均一な鏡面性が高い平滑状のあるいは適宜模様状のシート状物等を安定して効率よく製造でき、しかも溶融合成樹脂材料に対する撓み調整が不要であるばかりでなく、着脱、交換等の取扱いも容易で、シート状物を安価に提供できるようにし、更には熱可塑性樹脂シート、フィルム等に対する型付け加工、熱融着張り合わせ加工等にも使用できるようにした合成樹脂シートの成型装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、本発明にあっては、合成樹脂材料(M)を成型機構10によって圧延して所定肉厚の合成樹脂シートSを成型する装置において、成型機構10は、成型ベースブロック11上に回転自在に支承された成型ローラ15と、この成型ローラ15外周面に沿って一部が円弧状に窪んだ状態で当接回転して成型ローラ15と共に挟圧して、供給される合成樹脂材料(M)を成型する径方向に可撓で、内部に充填した流体によって膨脹されている断面でほぼ円形状の成型ドラム(スリーブ)21とを備えているものである。 そして成型機構10は、ダイ3から連続的に供給投入される溶融合成樹脂材料Mを圧延冷却して所定肉厚の合成樹脂シートSを設定成型するものとしたり、熱可塑性樹脂シート、フィルムを加熱溶融し、型付け加工(エンボス加工)を施すものとしたり、熱可塑性樹脂シート、フィルムを加熱溶融し、熱融着張り合わせ加工(ラミネート加工)を施すものとしたりすることができる。
また成型ドラム21はドラム支持手段25,35によって支持されており、このドラム支持手段25,35は、回転自在に支承されているドラム支持軸26,36と、このドラム支持軸26,36に関連付設されていて、自身の内部に供給される液体、気体等の流体によって膨脹され、成型ドラム21が外周に嵌め合わせられる膨脹支持嚢31,41とを備えて成るものとできる。
一つのドラム支持手段25は、回転自在に支持される左右の軸部26A相互をこの軸部26A相互間に跨がるように配装した有底筒状体26Bにて連結一体化して成る中空状のドラム支持軸26と、左右の軸部26A夫々に固定した左右の支持板27相互間で、この支持板27外側面夫々で当接固定した固定板28によって側部が固定されて支持板27夫々を内包するようにして覆う膨脹支持嚢31とを備えて成るものとできる。そして左右の軸部26Aの少なくともいずれか一方には、膨脹支持嚢31内に流体を供給する流体供給路32を形成してあり、この流体供給路32の供給口33は軸部26Aの端面に開口形成され、膨脹支持嚢31内への噴出口34は有底筒状体26Aにおける左右の底板部分と支持板27との間においての軸部26A側面に適数にして開口形成されているものとできる。
他の一つのドラム支持手段35は、回転自在に支持される1本の軸体から成るドラム支持軸36と、このドラム支持軸36の端部夫々に固定した左右の支持ブロック37周縁を囲繞するドーナツ状の膨脹支持嚢41とから成るものとできる。そして膨脹支持嚢41自体は、支持ブロック37周縁に形成した収納溝38内に嵌め合わせられることで収納され、膨脹支持嚢41自身に設けられた注入口42によって供給される気体の如き流体によって膨脹されたときには収納溝38から一部が突出することで成型ドラム21を内方から支持するようになっているものとできる。
更に成型ドラム21内には、内方に窪む成型ドラム21壁を内方から弾撥的に支持するバックアップ手段60を設けることができ、このバックアップ手段60は成型ドラム21軸であるドラム支持軸26,36と同軸上に配置形成することができる。
またバックアップ手段60は、ドラム支持軸26,36に回転自在に支承したバックアップ筒61の外周面に、内方に窪む成型ドラム21壁部位の内周側面に当接する弾性材製の押圧層部62を被装形成したものとできる。
成型ドラム21内部に充填する流体は、ドラム支持軸26,36の一方端からドラム支持軸26,36内を経て成型ドラム21内の一端側に流入され、バックアップ筒61外周面と成型ドラム21内周側面との間隙内を流動した後、バックアップ筒61の他端側からバックアップ筒61内に流入され、バックアップ筒61内におけるドラム支持軸26,36の一端側から再度ドラム支持軸26,36内を経てドラム支持軸26,36の他方端から流出される制御流体流路70に沿って流入、流動、流出されるようにすることができる。
【0009】
以上のように構成された本発明に係る合成樹脂シートの成型装置にあって、回転する成型ローラ15と、この成型ローラ15の外周面に沿って回転する径方向に可撓で、流体によって膨脹されている成型ドラム(スリーブ)21との間にダイ3から供給された溶融合成樹脂材料Mを投入すると、これらの成型ローラ15、成型ドラム21相互間の圧着力によって所定肉厚の合成樹脂シートSに圧延成型させ、この圧延成型を連続的に行なわせる。
更には熱可塑性樹脂シート、フィルムを加熱溶融して、表面に各種模様を施す型付け加工を、また加熱溶融して所定部材の表面を覆う熱融着張り合わせ加工夫々を行なわさせる。
回転する成型ローラ15に対して、この成型ローラ15外周面に沿って一部が円弧状に窪んだ状態で当接回転する断面でほぼ円形状の成型ドラム21は、流体圧で膨脹しているドラム支持手段25,35における膨脹支持嚢31,41によって内方から支持されることで、適度な緊張状態で膨脹させられて成型ローラ15外周面に圧接する。その圧接は、流体圧による膨脹と成型ローラ15外周面による湾曲との相乗作用で成型ローラ15外周面への当接部位では窪ませられて密着し、所定肉厚の合成樹脂シートSを圧延成型させる。
一つのドラム支持手段25における膨脹支持嚢31は、ドラム支持軸26全体を覆った状態で外周に成型ドラム21が嵌め合わせられることで、膨脹支持嚢31の外周面のほぼ全域で成型ドラム21内を支持し、成型ドラム21のいずれの部位でも平均的に分散した挟圧作用で成型ローラ15と共に溶融合成樹脂材料M等を圧延成型、型付け、熱融着張り合わせさせる。
他の一つのドラム支持手段35における膨脹支持嚢41は、ドラム支持軸36端部の支持ブロック37周囲を囲繞した状態で配装されることで、この膨脹支持嚢41外に嵌め合わせた成型ドラム21をその端部によって支持し、成型ドラム21内に供給充填される流体の膨脹作用と相俟ち平均、分散した挟圧作用で成型ローラ15と共に溶融合成樹脂材料M等を圧延成型、型付け、熱融着張り合わせさせる。
ドラム支持手段25,35における膨脹支持嚢31,41に供給した流体の排出は、膨脹支持嚢31,41自体を縮小させて成型ドラム21を抜脱解放させ、着脱交換等を行なわせる。
バックアップ手段60は、成型ローラ15外周面に沿って窪む成型ドラム21壁の当該窪み部位を成型ドラム21内方から弾撥的に押圧支持し、成型ローラ15、成型ドラム21相互間に生じる圧着力を一層安定化させる。またこのバックアップ手段60における回転自在なバックアップ筒61はドラム支持軸26,36と同軸上にあることで成型ドラム21の回転に安定して円滑に従動し、成型ドラム21に対して回転ムラ、不安定な外力の負荷による捩じれ、歪み等を生じさせずに成型ドラム21を円滑に回転させ、バンクマーク等がない合成樹脂シートSを成型させる。
制御流体流路70は、成型ドラム21内に充填される流体をドラム支持軸26,36の一端側から他端側に流入、流動、流出させて常時一定温度の制御を可能にさせ、バックアップ筒61外周面と成型ドラム21内周側面との間隙内を流動するとき、この間隙が狭隘であることと相俟ち流体の流速を速めさせ、成型ドラム21の一端側、他端側相互間での温度差を小さくさせ、形成ドラム21壁内外における熱交換を効率的に行なわせる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明するに、図において示される符号1は適当な設置面に設置される移動自在なベースフレームであり、このベースフレーム1上には、成型機構10によって所定の肉厚に成型された適宜肉厚の合成樹脂シートSを冷却成型するための適数のアニリングローラを列設して成るアニリング部2が形成されている。
【0011】
成型機構10は、溶融状態の所定の合成樹脂材料M、例えば溶融ポリプロピレン、ポリエチレン等を供給投入するダイ3に対して、このダイ3における供給部との間隔が調整できるように、昇降自在にしてベースフレーム1前部に設けられている。すなわち、この成型機構10は、ダイ3に対して接近あるいは離反するよう昇降自在な成型ベースブロック11と、この成型ベースブロック11上に回転自在に支承された成型ローラ15と、この成型ローラ15外周面の一部に円弧状に当接回転して成型ローラ15と共に挟圧して、ダイ3から供給される溶融合成樹脂材料Mを所定肉厚に設定成型する径方向に可撓で、内部に充填した流体によって膨脹されている断面でほぼ円形状の成型ドラム(スリーブ)21とを備えて成る。
【0012】
成型ベースブロック11は、図示例のように、成型ベースブロック11前側面で上下方向にスライドされるようにしたガイド手段13を形成し、成型ベースブロック11底部前方に固定配置したモータ14駆動式のジャッキ部12によって昇降調整できるように相対峙した左右で対状にして設けられている。またこの成型ベースブロック11自体は、側面から見て例えば前部が高く、後部が低くなっている段差がある側面でほぼL字形を呈している。
【0013】
成型ローラ15は、左右の成型ベースブロック11前部における高い部分の上面に設けられた軸受によって、成型ベースブロック11相互間で回転自在に支承され、必要があれば、内部に加温、冷却のための温度調整機構(図示せず)が設けられる。そしてこの成型ローラ15は、適宜なモータの如き駆動源16によって減速回転されることで従動回転される。
【0014】
成型ドラム(スリーブ)21自体は薄肉パイプ、肉薄スリーブ製等の径方向に沿う外力によって一部でも内方に窪むように撓む弾力性を備えた筒状に形成されており(図3、図9参照)、表面は平滑状の合成樹脂シートSを成型する場合には鏡面状に、模様状の合成樹脂シートSを成型する場合には転写可能なようにその模様に対応した彫刻等による凹凸模様状に形成されているのである。またこの成型ドラム21は、成型ローラ15に対して調整手段(50,55)によって前後にスライドされるよう、成型ベースブロック11後部における低い部分の上に配置されたスライドフレーム22に配置構成されていて、上下、前後の間隔を設定してスライドフレーム22に支承したドラム支持手段25によって内方から付与される膨脹圧で膨脹される状態で支持されるものとなっている。なおこの成型ドラム21自体は例えばこれの外周表面が鏡面仕上された肉厚が200〜400μで、直径が28cm程度のニッケルを素材として形成されている。もとよりこの成型ドラム21自体の肉厚、径、更にはドラム面長さ等はこれに限定されず、材質自体もその他の金属製、合成樹脂製その他のものとでき、また、その外周表面には場合によっては転写形成する適宜凹凸模様が刻設されているものとしてあり、これらは適宜に選択使用される。いずれにしても成型ローラ15と同期して成型ドラム21自体の柔軟性、成型ローラ15との密着あるいは設定されたクリアランスによって所定肉厚の合成樹脂シートSを成型するようになっている。
【0015】
またこのスリーブとも称される成型ドラム21は例えば電気鋳造法によって製造されており、径方向、幅方向の材質及び厚さは均一な薄肉パイプ状のものとされ、鏡面状の表面に硬質クロームメッキ処理がなされるもので、表面に凹凸模様を形成する場合には例えば写真製版方式、レーザー光線方式等によるものとされる。そして特にレーザー光線方式の表面加工による場合には、鏡面部分を傷付けないで模様の加工ができ、また直接加工のために工程が簡単で短縮化でき、しかも加工コストが廉価であり、面積・深さと共にミクロン単位の微細な加工が可能なものである。
【0016】
しかしてドラム支持手段25は、左右の前記スライドフレーム22に配置固定した軸受23によって回転自在に支承されているドラム支持軸26,36と、このドラム支持軸26,36に関連付設されていて、自身の内部に供給される液体、気体等の流体によって膨脹され、成型ドラム21が外周に嵌め合わせられる膨脹支持嚢31,41とを備えて成る。
【0017】
具体的なドラム支持手段25の一例は、例えば図1乃至図5において示されるように軸受23によって支持される左右の軸部26A相互を軸部26A相互間に跨がるように配装した有底筒状体26Bによって連結することで一体化される中空状のドラム支持軸26となし、また左右の軸部26A夫々に固定した左右の支持板27相互間で、この支持板27夫々を内包するようにして膨脹支持嚢31にて覆うと共に支持板27外側面で膨脹支持嚢31の側部を当接固定するドーナツ状あるいは円板状の固定板28を例えば取付ネジを介して取り付けたものである。そして左右の軸部26Aの少なくともいずれか一方には、膨脹支持嚢31内に流体を供給する流体供給路32を形成してあり、この流体供給路32は軸部26Aの端面に供給口33が開口形成され、膨脹支持嚢31内への噴出口34は有底筒状体26Aにおける左右の底板部分と支持板27との間においての軸部26A側面に適数にして開口形成されているのである。なお膨脹支持嚢31内に流体が供給されることで膨脹支持嚢31が膨脹されたときの最大外径は成型ドラム21内径に比し大きくはなく、膨脹された膨脹支持嚢31外に成型ドラム21が嵌め合わせられることで膨脹支持嚢31が成型ドラム21を内方から支持し、成型ドラム21外周面を前記成型ローラ15外周面に当接させたときには成型ローラ15外周面に沿って弾撥的に内側に撓むようにしてあるものである。
【0018】
また他の具体的なドラム支持手段35は、図6において示されるように軸受23によって支持される中実状あるいは中空状の1本の軸体をドラム支持軸36となし、このドラム支持軸36の端部夫々に固定した左右の支持ブロック37周縁をドーナツ状の膨脹支持嚢41によって囲繞したものである。そして膨脹支持嚢41自体は、支持ブロック37周縁に形成した収納溝38内に嵌め合わせられることで収納され、膨脹支持嚢41自身に設けられた注入口42によって供給される気体の如き流体によって膨脹されたときには収納溝38から一部が突出することで成型ドラム21をこの成型ドラム21自体の端部において内方から支持するようになっている。また膨脹支持嚢41によって支持された成型ドラム21内には、この成型ドラム21が成型ローラ15に当接して溶融合成樹脂材料Mを挟圧するときの成型ドラム21自体の例えば保形性、冷却性等の維持のために気体、液体の如き流体が供給されるようになっている。そのための流体供給路43はドラム支持軸36の少なくともいずれか一方の端部に形成されていて、ドラム支持軸36の端面に供給口44が、前記支持ブロック37における内方側のドラム支持軸36側面に適数の噴出口45が夫々開口形成されている。図示を省略したが膨脹支持嚢41内への流体の注入口42は膨脹支持嚢41に直接に形成せずに、ドラム支持軸36の端部、支持ブロック37夫々の内部を経るようにして構成することも可能である。
【0019】
なおいずれのドラム支持手段25,35にあっても、その膨脹支持嚢31,41更には成型ドラム21自体内に供給充填される流体は気体、液体、粘体等のいずれであってもよく、要は成型ドラム21が成型ローラ15に圧接して、成型ローラ15外周面に強く密着したり、両者15,24間に僅かなクリアランスを設定したりすることによって溶融合成樹脂材料Mを所定肉厚のシート状に形成するに足りるように成型ドラム21自体が成型ローラ15外周面に沿って内方に撓むように窪むものとなっていればよいものである。また成型ドラム21内に供給される流体は冷却機能を発揮するようにしたり、供給循環されるようにしたりすることが可能であることは勿論である。
【0020】
また成型ローラ15外周面に対しての成型ドラム21表面との圧着力を調整する圧着代調整手段50が設けられており、この圧着代調整手段50は、成型ドラム21における前後にスライドするスライドフレーム22を僅かに微調整スライドさせるもので、例えば図示のように成型ベースブロック11前部の高い部分の後面と、スライドフレーム22前面例えば軸受23部分との間に介在される楔状のクリアランスコッタ52を左右あるいは上下にスライドさせるものとしてある。すなわち、図1、図3に示すように例えばスライドフレーム22前面である軸受23部分面に配したスライドブロック51と、このスライドブロック51前面、成型ベースブロック11前部の高い部分の後面相互間に配したクリアランスコッタ52との当接面を傾斜面としておき、クリアランスコッタ52をベースブロック11後面で左右あるいは上下方向に沿ってスライドさせるよう進退される調整ネジ53に連繋したものである。したがって、調整ネジ53の捩じ込みによって進退されるクリアランスコッタ52の傾斜面が、この傾斜面に当接するスライドブロック51を介してスライドフレーム22を前後に進退させるものである。
【0021】
また左右のスライドフレーム22自体は、夫々が成型ベースブロック11の後部上で、進退調整機構55によって前後にスライドされるようになっている。この進退調整機構55は、成型ベースブロック11の後部面に立設したシリンダステー56に固定した進退シリンダ57のシリンダロッド先端をスライドフレーム22後端面に連繋したものであり、進退シリンダ57の作動によって進退ガイド手段58を介してスライドフレーム22を前後に進退させることで、成型ドラム21を成型ローラ15外周面に圧着調整できるようにしてある。
【0022】
なお成型ドラム21にあっては、溶融合成樹脂材料Mを加温あるいは冷却する温度調節機構(図示せず)が付設されており、回転される成型ドラム21の温度調整によって溶融合成樹脂材料Mに対する温度制御を可能にしてある。この温度調節は、膨脹支持嚢31,41更には成型ドラム21自体の内部に加温、冷却のための温度調整機構(図示せず)を設けることによっても可能である。
【0023】
また成型ドラム21内には、成型ローラ15との押圧によって内方に窪む成型ドラム21壁を内方から支持するバックアップ手段60を設けてあり、図7乃至図10に示すように成型ドラム21内におけるドラム支持軸26,36に成型ドラム21と同軸上にして回転自在に配置形成してある。このバックアップ手段60自体は、ドラム支持軸26,36に固定される有底筒状に形成されたバックアップ筒61の外周面に、内方に窪む成型ドラム21壁部位の内周側面に当接する弾性材製の押圧層部62を被装形成したものである。
【0024】
バックアップ筒61は鉄材、SUS材等の金属材その他の剛性素材によって、押圧層部62自体はゴム、弾性合成樹脂その他の弾性材によって夫々形成されており、図8に示すように成型ローラ15との押圧接触によって内方に窪む成型ドラム21壁及び膨脹支持嚢31、図9に示すように成型ドラム21壁自体等の内周側面に押圧層部62が当接するとき、押圧層部62自体の弾撥性を十分に発揮させるようにしてある。押圧層部62の外周側面と成型ドラム21あるいは膨脹支持嚢31の内周側面との間隙幅員は、成型ローラ15に押圧接触するときに窪む成型ドラム21壁あるいは膨脹支持嚢31壁における窪み深さに比し大きくはないものとしてある。
【0025】
またこのバックアップ手段60は成型ドラム21内で回転自在となるように、そのバックアップ筒61自体はドラム支持軸26,36に対して水封用のシールベアリング63を介してその軸部においてバックアップ筒61内外を水封状態にして回転自在に支承させてある。バックアップ筒61を回転自在にすることで、成型ドラム21内でこの成型ドラム21壁を経た成型ローラ15との押圧接触を円滑に行なわせ、回転する成型ドラム21の窪み部分による合成樹脂シートSの成型を連続的に円滑に行なわせることができる。
【0026】
そして成型ドラム21内部に充填する冷却その他の温度制御のための水の如き流体は成型ドラム21内の温度を適宜に制御させるように必要に応じ前記温度調整機構を経て、ドラム支持軸26,36の一方端である供給口74から流入されて同じくその他方端の排出口75から流出されるように形成した制御流体流路70を循環している。すなわち例えば図7に示すように、この制御流体流路70は、1本の中空軸状のドラム支持軸26の両端部で固定板28を介して成型ドラム21、膨脹支持嚢31夫々を固定支持し、その固定板28の内方位置で有底筒状のバックアップ筒61をシールベアリング63によって回転自在に支承し、ドラム支持軸26の一方端側における固定板28とバックアップ筒61側部との間に流入孔71を開穿すると共に、バックアップ筒61側部位置でドラム支持軸26内部を遮断し、ドラム支持軸26の他方端側におけるバックアップ筒61側部に流動孔72を開穿し、またドラム支持軸26におけるバックアップ筒61内での一方端側に2列の流出孔73を開穿しておくことで、形成してある。
【0027】
また例えば図10に示すように、中空軸状のドラム支持軸36の両端部で、膨脹支持嚢41が周囲に囲繞されている支持ブロック37を回り止めキー39を介して固定したものとしておき、その支持ブロック37の内方位置で有底筒状のバックアップ筒61をシールベアリング63によって回転自在に支承し、ドラム支持軸36の一方端側における支持ブロック37とバックアップ筒61側部との間に流入孔71を開穿すると共に、バックアップ筒61側部位置でドラム支持軸26内部を遮断し、ドラム支持軸36の他方端側におけるバックアップ筒61側部に流動孔72を開穿し、またドラム支持軸36におけるバックアップ筒61内での一方端側に2列の流出孔73を開穿しておくことで、制御流体流路70を形成してある。
【0028】
こうした制御流体流路70を形成しておくことで、ドラム支持軸26,36の一方端の供給口74からドラム支持軸26,36内に注入された流体は流入孔71を経て成型ドラム21内の一端側に流入され、バックアップ筒61外周面と成型ドラム21内周側面との間隙内を流動した後、流動孔72を経てバックアップ筒61の他端側からバックアップ筒61内に流入され、バックアップ筒61内におけるドラム支持軸26,36の一端側から流出孔73を経て再度ドラム支持軸26,36内を経てドラム支持軸26,36の他方端の排出口75から流出されるようにすることができる。
【0029】
次に、これによって所定の溶融合成樹脂材料Mから所定肉厚の合成樹脂シートSを成型する方法を説明すると、溶融合成樹脂材料Mを供給投入するダイ3に対して、投入されるまでの間の時間、距離等の調整によって冷却度合いを設定するようにジャッキ部13の操作によって成型機構10自体の高さを調整する。そして、ダイ3から供給された溶融合成樹脂材料Mは、成型機構10における回転する成型ローラ15と成型ドラム21との間に投入されると、成型ローラ15の外周面と、この成型ローラ15外周面に沿って一部が順次に円弧状に窪ませられて圧着される回転する成型ドラム21との挟圧、更にはこの成型ドラム21内に設けたバックアップ手段60による弾撥力の付加を伴なった挟圧によって、これら成型ローラ15、成型ドラム21相互間に設定された圧着力、クリアランスに対応した所定肉厚の合成樹脂シートSを成型するのである。また挟圧力の調整は膨脹支持嚢31,41内における流体供給路32、制御流体流路70等に供給する各種の流体の充填圧力によっても調整でき、更に必要があれば流体の温度管理によって成型ドラム21を冷却し、合成樹脂シートSの圧延成型温度を制御するのである。
【0030】
このときの圧着力、クリアランスの調整は、圧着代調整手段50における調整ネジ53のクリアランスコッタ52に対する送り調整によって、また、進退調整機構55による成型ドラム21全体の成型ローラ15に対する圧着強さの調整によって得られる。またダイ3から投入されたときに、成型ローラ15外周面と成型ドラム21との間に生じる溶融合成樹脂材料Mの供給ムラは、左右夫々の成型ドラム手段21による成型ローラ15への各別の圧着程度を調整することで行なわれる。
【0031】
成型ローラ15と成型ドラム21とによって成型された合成樹脂シートSは、アニリング部2に送られ、次第に冷却された後、所定の巻き取りローラ(図示せず)に巻き取られ、あるいは裁断して積み重ねられて製品とされる。
【0032】
また使用に伴ない損耗した成型ドラム21、表面が鏡面あるいは凹凸模様である他の成型ドラム21との交換等が必要な場合には、成型ドラム21を膨出させるように膨脹支持嚢31,41夫々に供給充填した流体を排出することで、これらの膨脹支持嚢31,41は縮小されるから、その状態で成型ドラム21を着脱、交換すればよいものである。
【0033】
なお本実施の形態の説明に際しては、溶融合成樹脂材料Mがダイ3から鉛直方向に沿って投入される、いわゆる縦押し出しシステムにおける場合を説明したが、これを水平方向に沿って投入する、いわゆる横押し出しシステムにおける場合でも同様に実施できるものである。
【0034】
また図示を省略したが、成型機構10における成型ローラ15と成型ドラム21との間で挟圧しながら合成樹脂シートSを成型するとき、その搬送中に生じる合成樹脂シートSの位置ずれを矯正するため、例えば成型ドラム21自体を搬送方向に対して傾斜揺動させるようにすることもできる。具体的には、成型ドラム21を支承している左右の軸受23のいずれか一方を例えば搬送方向と同方向に移動させる移動手段、例えば軸受23に連繋されているナット体を、ジャッキ構造体におけるジャッキシャフトを従動回転させるウォーム手段を介して回転させるようにしたものであり、その回転量は検出した位置ずれ量に対応して制御するものとしたのである。
【0035】
更には具体的な図示例、詳細な説明等は省略されるが、成型機構10における成型ローラ15、成型ドラム21等の表面に適宜な模様となる加工処理を施しておいて、熱可塑性樹脂シート、フィルム等を巻き出して加熱溶融し、それに対して各種の模様を施す型付け加工(エンボス加工)を行なうものとすることもできる。また同様に熱可塑性樹脂シート、フィルム等を巻き出して加熱溶融し、所定部材の表面に対してこれに接着して覆うものとした熱融着張り合わせ加工(ラミネート加工)を行なうものとすることも可能である。
【0036】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されており、成型ローラ15と、この成型ローラ15の外周面に圧着して回転する径方向に可撓で、内部に充填した流体によって膨脹されている断面でほぼ円形状の成型ドラム21との間における調整された圧着力によって成型するため、成型時に空気の巻き込みがなく、しかもその圧着力の調整のみで所定肉厚の合成樹脂シートSを形成でき、成型された表面は均一で鏡面性が高く、あるいは適宜な模様を形成できるものであり、安定的に連続して成型でき、更には熱可塑性樹脂シート、フィルム等に対する型付け加工、熱融着張り合わせ加工等にも使用できるのである。
【0037】
また成型機構10は、成型ベースブロック11上に回転自在に支承された成型ローラ15と、この成型ローラ15の外周面に、内部に充填された流体圧に抗してその一部が順次に円弧状に窪んだ状態で当接回転して成型ローラ15と共に挟圧して合成樹脂材料(M)等を成型する成型ドラム21とを備えているから、連続供給される溶融合成樹脂材料M等を所定肉厚に連続して圧延成型したり、熱可塑性樹脂シート、フィルム等を型付けしたり、熱融着張り合わせしたり等ができるのである。特に成型ドラム21自体は薄肉パイプ製のものとしてあるから、これを成型ロール15外周面に当接させるのも容易であり、周方向に沿った外周表面はパイプの特質上、平滑、鏡面仕上げのものとでき、従来の如くベルト構造のものであるものと比し、その接続部分である継ぎ目が全く存しないのである。またこの成型ドラム21自体は極めて安価なものであるから、成型される合成樹脂シートSも極めて安価なものとなり、しかも軽量であるから着脱、交換が容易で、現場における取扱いも極めて容易である。
【0038】
しかも成型ドラム21おける周面は、内部に充填の流体による膨脹力と成型ローラ15外周面による湾曲との相乗作用で成型ローラ15外周面への当接部位では窪ませられて密着しているから、成型ローラ15外周面に対する成型ドラム21の自動的な柔軟性を得ることができ、しかも成型ロール15表面に成型ドラム21が円弧状に沿うように圧着力で対面していることと相俟ち、成型距離が実質的に長くなって精度が高い確実な成型作用を発揮させることができる。
【0039】
一つのドラム支持手段25は、左右の軸部26Aに有底筒状体26Bを連結一体化した中空状のドラム支持軸26と、左右の軸部26A夫々に固定した左右の支持板27相互間で側部が固定されて支持板27夫々を内包するようにして覆う膨脹支持嚢31とを備えて成るものとしてあるから、膨脹された膨脹支持嚢31は、その外周面のほぼ全域で成型ドラム21をその内方から支持するものとなり、成型ドラム21のいずれの部位でも平均的に分散した挟圧作用で成型ローラ15と共に溶融合成樹脂材料Mを圧延成型させることができる。
【0040】
しかも支持板27外側面夫々で当接固定した固定板28によって膨脹支持嚢31の側部を固定してあるから、流体が供給充填された状態の膨脹支持嚢31は、支持板27を内包した状態でも側部において無用に膨出せず、流体が漏出しないことと相俟ち、側周面のみを膨出させて成型ドラム21を内方からしっかりと支持し、成型ローラ15に確実に押圧当接するのである。
【0041】
他の一つのドラム支持手段35は、ドラム支持軸36の端部夫々に固定した左右の支持ブロック37周縁をドーナツ状の膨脹支持嚢41によって囲繞してあるから、この膨脹支持嚢41外に嵌め合わせた成型ドラム21を端部によってしっかり支持し、成型ドラム21内に供給充填される流体の膨脹作用と相俟ち平均、分散した挟圧作用で成型ローラ15と共に溶融合成樹脂材料Mを圧延成型させることができる。
【0042】
しかも成型ドラム21内に充填された流体は、膨脹していることで成型ドラム21の端部の内周面に密着している膨脹支持嚢41夫々によって成型ドラム21内部が密封されていることで外部に漏出することはなく、その充填圧力によって成型ドラム21を膨出させて成型ローラ15に押圧状に当接できるのである。また膨脹支持嚢41自体は、ドラム支持軸36の端部に設けた支持ブロック37周縁に形成した収納溝38に収納されているから、膨脹された状態で支持ブロック37から抜脱されることはなく、成型ドラム21を内方からしっかりと支持するものである。
【0043】
ドラム支持手段25,35における膨脹支持嚢31,41には流体が供給充填されるから、この供給した流体を排出することで膨脹支持嚢31,41等を縮小でき、その縮小状態では膨脹支持嚢31,41等の着脱を簡単に行なえるのである。そのために例えば使用に伴ない損耗したもの、鏡面あるいは凹凸模様のあるもの等の交換が簡単に行なえ、取扱いも極めて容易なものである。
【0044】
成型ドラム21内にはバックアップ手段60を設けてあるから、このバックアップ手段60によって、成型ローラ15外周面に沿って窪む成型ドラム21壁の当該窪み部位を成型ドラム21内方から弾撥的に押圧支持でき、成型ローラ15、成型ドラム21相互間に生じる押圧による圧着力を一層安定化させることができる。
【0045】
またこのバックアップ手段60におけるバックアップ筒61は、回転自在にしてドラム支持軸26,36と同軸上にしてドラム支持軸26,36に支承してあるから、成型ドラム21の回転に安定して円滑に従動し、成型ドラム21に対して回転ムラ、不安定な外力の負荷による捩じれ、歪み等を生じさせないものであり、しかも成型ドラム21を円滑に回転させ、バンクマーク等がない合成樹脂シートSを成型できるのである。特にバックアップ筒61とドラム支持軸26,36とを同軸上にしてあるから、内方に窪む成型ドラム21に対してバックアップ筒61が成型ドラム21壁の内周側面を当接するとき、成型ローラ15からの押圧作用を回転するドラム支持軸26,36全体で支えるものとなって偏り、支持変形、屈歪等が生じないものである。
【0046】
更に制御流体流路70は、成型ドラム21内に充填される流体をドラム支持軸26,36の一端側から他端側に流入、流出させるようにすると共にバックアップ筒61外周面と成型ドラム21内周側面と間隙内を流動するものとしてあるから、流体の流速を速めさせることで成型ドラム21の一端側、他端側相互間での温度差を小さくでき、そのためにこの間隙内での流体を常時一定温度に制御可能にし、形成ドラム21壁内外における熱交換を効率的に行なわせることができるのである。
【0047】
しかも長時間の使用であっても、成型ドラム21外に流体が漏出することはなく、構造も簡単であることでメンテナンスが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態における一部切欠平面図である。
【図2】同じく一部切欠側面図である。
【図3】同じく要部の一部切欠側面図である。
【図4】同じく一つのドラム支持手段における平断面図である。
【図5】同じくその要部の拡大平断面図である。
【図6】同じく他の一つのドラム支持手段における平断面図である。
【図7】同じくバックアップ手段を組み込んだ平断面図である。
【図8】同じくその要部の拡大平断面図である。
【図9】同じくその要部の側断面図である。
【図10】同じく他のバックアップ手段における平断面図である。
【符号の説明】
M…溶融合成樹脂材料 S…合成樹脂シート
1…ベースフレーム 2…アニリング部
3…ダイ
10…成型機構 11…成型ベースブロック
12…ジャッキ部 13…ガイド手段
14…モータ 15…成型ローラ
16…駆動源
21…成型ドラム 22…スライドフレーム
23…軸受
25…ドラム支持手段 26…ドラム支持軸
26A…軸部 26B…有底筒状体
27…支持板 28…固定板
31…膨脹支持嚢 32…流体供給路
33…供給口 34…噴出口
35…ドラム支持手段 36…ドラム支持軸
37…支持ブロック 38…収納溝
39…回り止めキー
41…膨脹支持嚢 42…注入口
43…流体供給路 44…供給口
45…噴出口
50…圧着代調整手段 51…スライドブロック
52…クリアランスコッタ 53…調整ネジ
55…進退調整機構 56…シリンダステー
57…進退シリンダ 58…進退ガイド手段
60…バックアップ手段 61…バックアップ筒
62…押圧層部 63…シールベアリング
70…制御流体流路 71…流入孔
72…流動孔 73…流出孔
74…供給口 75…排出口[0001]
[Industrial application fields]
The present invention is a synthetic resin that can be formed continuously on a thin sheet mainly made of synthetic resin, and the surface thereof can be formed into a smooth mirror surface or various patterns, and can also be used for mold forming, heat fusion bonding, etc. The present invention relates to a sheet molding apparatus.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a thin sheet-like material made of a synthetic resin is formed by, for example, an extrusion molding apparatus that molds a charged molten synthetic resin material by rolling. As an example of this extrusion molding apparatus, it is configured to convey the molten synthetic resin material fed from the die of the extruder so as to pass through the surface finishing roll, the annealing section, the take-up roll section, the transport section, the edging machine, etc. in order. Has been. And after being formed into a predetermined thickness by this conveyance and cut by a cutting machine, it is appropriately stacked or wound up by a take-up roll (Plastic Processing Technology Handbook published by Nikkan Kogyo Shimbun, page 225). reference).
[0003]
Further, the sheet thickness when the sheet is molded is adjusted by adjusting the lip of the die, for example, and a method by adjusting the gap between the surface finishing rolls is applied to the thick sheet, and the rubber roll for the molding roll is applied to the thin sheet. The method by touch adjustment of this, adjustment of the crimping | compression-bonding of the air knife with respect to a forming roll, etc. are applied.
[0004]
On the other hand, as disclosed in JP-A-6-166089, JP-A-6-170909, etc., a belt that supplies a thermoplastic resin between a cast drum and a metal endless belt and contacts the outer peripheral surface of the cast drum in an arc shape. Some sheets are cooled and formed into a sheet shape.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the air knife method applied to the adjustment of the sheet thickness of a thin sheet, it may be difficult to obtain a sheet having a uniform surface due to air accumulation between the molten synthetic resin material and the molding roll. In addition, the touch roll method is easily damaged because the surface material of the touch roll itself is made of rubber, and the damage marks are transferred to the sheet, the sheet is wrapped around the rubber roll, the temperature of the rubber roll rises, and the mirror surface The production of high-performance sheets and sheets with engraved patterns was extremely troublesome.
[0006]
On the other hand, the pressing molding method using a cast drum and a metal endless belt requires the belt surface to be formed into a smooth mirror-finished surface. For example, the surface of the connecting portion of the belt material that is the material is specially devised. Consideration is required, and as a result, the sheet product to be molded must be very expensive as the product itself becomes very expensive. In addition, when the endless belt is replaced due to wear, wear, etc. associated with use, the endless belt itself is also long and bulky, and the work time and effort become enormous. It was extremely troublesome.
[0007]
Therefore, the present invention was created in view of various circumstances that existed in the past, and there is no air entrainment at the time of molding, and the surface has a uniform and highly mirror-like smooth or appropriately patterned sheet. Can be manufactured stably and efficiently, and it is not only necessary to adjust the bending of the molten synthetic resin material, but it is also easy to handle, such as attaching and detaching, replacing, etc. It is an object of the present invention to provide a synthetic resin sheet molding apparatus which can be used for molding a resin sheet, a film or the like, a heat fusion bonding process, or the like.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, in the present invention, in the apparatus for rolling the synthetic resin material (M) by the
The forming
One drum support means 25 is formed by connecting and integrating the left and
The other drum support means 35 surrounds the periphery of a
Further, in the
Further, the backup means 60 is a pressing layer portion made of an elastic material that comes into contact with the inner peripheral side surface of the
The fluid filled in the
[0009]
In the synthetic resin sheet molding apparatus according to the present invention configured as described above, the
Furthermore, a thermoplastic resin sheet and film are heated and melted to perform a mold forming process for forming various patterns on the surface, and a heat fusion bonding process for covering the surface of a predetermined member by heating and melting is performed.
The substantially
The
The
The discharge of the fluid supplied to the
The back-up means 60 elastically presses and supports the hollow portion of the
The
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
The
[0012]
As shown in the illustrated example, the
[0013]
The
[0014]
The molding drum (sleeve) 21 itself is formed in a cylindrical shape having elasticity such that it is bent inward even partly by an external force along the radial direction, such as a thin pipe or a thin sleeve (FIGS. 3 and 9). (Refer to Fig. 1), the surface is mirror-like when molding a smooth synthetic resin sheet S, and the concave and convex pattern by engraving etc. corresponding to the pattern so that it can be transferred when molding the synthetic resin sheet S It is formed in a shape. The
[0015]
The
[0016]
The drum support means 25 is associated with the
[0017]
A specific example of the drum support means 25 is, for example, as shown in FIGS. 1 to 5, in which the left and
[0018]
As another specific drum support means 35, as shown in FIG. 6, a solid or hollow shaft body supported by a
[0019]
Regardless of the drum support means 25, 35, the fluid to be supplied and filled in the
[0020]
A crimping margin adjusting means 50 for adjusting the crimping force between the
[0021]
The left and right slide frames 22 themselves are slid back and forth by the advance /
[0022]
The
[0023]
Further, in the
[0024]
The
[0025]
Further, the
[0026]
Then, a fluid such as water for cooling or other temperature control filled in the
[0027]
Further, for example, as shown in FIG. 10, a
[0028]
By forming such a control
[0029]
Next, a method of molding a synthetic resin sheet S having a predetermined thickness from a predetermined molten synthetic resin material M will be described. The height of the
[0030]
Adjustment of the crimping force and clearance at this time is performed by adjusting the feeding force of the adjusting
[0031]
The synthetic resin sheet S molded by the
[0032]
In addition, when it is necessary to replace the
[0033]
In the description of the present embodiment, the case of a so-called vertical extrusion system in which the molten synthetic resin material M is introduced from the
[0034]
Although not shown, when the synthetic resin sheet S is molded while being pressed between the
[0035]
Furthermore, although specific illustration examples, detailed explanations, etc. are omitted, the thermoplastic resin sheet is subjected to a processing process for forming an appropriate pattern on the surface of the
[0036]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above. The
[0037]
The
[0038]
In addition, the peripheral surface of the
[0039]
One drum support means 25 includes a hollow
[0040]
Moreover, since the side portions of the
[0041]
The other drum support means 35 is surrounded by a donut-shaped
[0042]
Moreover, since the fluid filled in the
[0043]
Since the fluid is supplied to and filled in the
[0044]
Since the backup means 60 is provided in the
[0045]
Further, since the
[0046]
Further, the
[0047]
And even if it is used for a long time, a fluid does not leak out of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway plan view of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is also a partially cutaway side view.
FIG. 3 is a partially cutaway side view of the main part.
FIG. 4 is a plan sectional view of the same drum support means.
FIG. 5 is an enlarged plan sectional view of the main part of the same.
FIG. 6 is a plan sectional view of another drum support means.
FIG. 7 is a plan sectional view similarly incorporating backup means.
FIG. 8 is an enlarged plan sectional view of the main part of the same.
FIG. 9 is a side sectional view of the main part of the same.
FIG. 10 is a plan sectional view of another backup means.
[Explanation of symbols]
M ... Molten synthetic resin material S ... Synthetic resin sheet
1 ...
3 ... Die
10 ...
12 ... Jack part 13 ... Guide means
14 ...
16 ... Driving source
21 ...
23 ... Bearing
25 ... Drum support means 26 ... Drum support shaft
26A ...
27 ...
31 ...
33 ...
35 ... Drum support means 36 ... Drum support shaft
37 ...
39: Non-rotating key
41 ...
43 ...
45 ... Spout
50 ... Crimping allowance adjusting means 51 ... Slide block
52 ...
55 ... Advance /
57 ... Advance /
60 ... Backup means 61 ... Backup cylinder
62 ...
70 ... Control
72 ... flow
74 ...
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