JPH0635152B2 - 成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプレフォームシート材料から吹込成形するため
の方法および装置の改良に関する。プレフォーム材料
は、ボトルまたは他の中空体製品製造用の流動性の固体
またはチューブ状のガラスもしくはプラスチックであっ
てよいが、好ましい材料は熱可塑性シート材料である。

吹込成形、とくに熱可塑性シートの吹込成形について多
くの方法が知られており、該方法には （ｉ）型の少なくとも２つの部分の間にクランプした加
熱シートを、加圧下にガスで伸張させ、該型の内部形状
に適合させる圧力成形、 （ii）真空にすることにより、クランプした加熱シート
を吸収させて型内部の形状に適合させる真空成形、 （iii）付加的な部品を、クランプした加熱シートの片
面または両面にあてて、機械圧を加え、該シートを該付
加的な部品の形状に適合させる機械圧成形法（この方法
には、型内での雄型成形用具や不燃性隔膜またはバッグ
の使用が包含される）、 （iv）シートを開口部に通し、何ら制限されることなく
該開口部を越えて引伸すことからなり、したがって製品
の形状が導入されたガス容量によって決められるような
種々の圧力成形が包含される。

前記の最も通常に使用されている方法の特徴を包含しう
る他の方法も、また知られている。

製品への成形、とくにシートから成形される製品成形に
伴う問題点は、複雑な形状を成形する場合である。とく
に、２つ以上の部品からつくられる型であって、例えば
照明器具の凹角の拡散笠用としてにアンダーカットされ
ている型により、形状を成形する場合、最終工程での扇
形への伸張につれて最終形状の隅または深い凹部が非常
に薄くなる問題が生じる。かかる場合、現在での方法で
は最終製品で得られるアンダーカットの深さが制限され
るので、この薄膜化により、しばしば熱可塑性シートか
らこれらの製品を成形することが不可能になる。

かかる製品の成形に使用される最も適当な方法は、その
形状に必要な型が通常２つ以上の部分からなるような圧
力成形であり、真空成形法は、しばしばシートの問題に
よりうまくいかない。また、かかる形状の機械圧成形は
満足する成形法とは考えられない。

圧力成形に特に関連した別の問題点は、型と接触するシ
ートの表面に、多くの場合こすり落として滑らかな表面
に再度磨く必要のあるピット・マークが付着することで
ある。この問題は、しばしば滑らかなシートの使用を不
可能にし、製造業者は低い光沢のパターンシートの使用
が強いられる。

本発明の目的は少なくとも一部これらの問題を解決し、
これまで不可能であったある種の形状の成形を可能にす
ることである。

本発明は最も有利には圧力成形として前記した方法に関
し、特に複雑な形状を形成する際に用いることができ
る。本発明の特徴は、また機械圧成形またはこれらの方
法の組合わせあるいはこれらの方法のいずれか一方若し
くは両方と真空成形との組合わせにより、ある種の形状
を形成する際に使用することができる。

本発明に従えば、プレフォーム材料の成形法の改良を提
供するもので、該材料を成形または二次成形する間に、
温度制御した流体を該材料と成形型、成形用具、隔膜ま
たはバッグとの間でバリヤーとして作用するのに十分な
圧力で導入し、それにより、そのようにして成形した製
品の肉厚を選択的に調節する方法である。

型、成形用具、バッグまたは隔膜と材料との接触を防止
するためのバリヤー流体の使用は、表面の仕上りを改善
する。

圧力成形の場合、かかるバリヤー流体は、型の内部形状
によって定まる限度まで材料を成形・伸張させるのに加
圧下で使用される成形用の流体に加えて、導入される。
この成形用の流体も、また温度制御してもよい。両方ま
たはいずれか一方を空気とすることができる。

伸張するシートが型の形状に徐々に適合されるにつれ
て、バリヤー流体の薄層は、該シートの型表面との接触
を防止すると共に、該シートを型の形状に緊密に適合さ
せている。成形シートの型との接触を防止することによ
り、最終製品のほとんどの部分においてより均一な肉厚
が達成され、所望により温度の制御により、選択された
区域が厚くまたは薄くなるような成形製品とすることが
できる。本発明の方法はさらに、他の公知方法ではシー
トからの成形がこれまで不可能であるような形状の成形
をも可能するのに使用できる、肉厚の選択的な制御によ
って得られる利点を有する。

所望の最終形状が達成されたとき、成形用の流体は、形
状を保持するのに十分な圧力に維持される一方、過剰な
流体を別の開口部から排出させ、好ましくは低温で循環
させて成形製品を冷却することができる。この循環流体
により、該型は、高温で操作でき、表面の仕上りの改善
をさらにもたらすことができる。

加えて、バリヤー流体の温度をこの時点で低下させて成
形製品の冷却を促進させることができる。

別法として、雌型・成形用具を用い、該材料と該成形用
具の間でバリヤーとして作用する温度制御した流体を導
入して該材料の肉厚を選択的に制御しながら該材料を伸
張させて成形することもできる。

不燃性バッグまたは隔膜も成形用具として使用すること
ができる。他に、ダイヤフラムおよび機械具のリーディ
ング・エッジが包含され、これらも全て流体バリヤーを
形成するための流体出口を備える。該流体はガス、好ま
しくは空気であるが、材料に対し不活性な任意の流体ま
たはガスを使用することができると理解すべきである。

本発明は、また成形製品製造用装置の改良を提供する。
該装置は、成形される材料と成形型、成形用具、隔膜ま
たはバッグとの間でバリヤーとして作用するのに十分な
圧力の下に温度制御流体を導入しうる手段を有する。成
形型を雄型の成形用具、隔膜またはバッグと組合せる場
合、材料の他方の面に第２流体バリヤーをつくることが
できるような手段を備えることもできる。成形用具、隔
膜またはバッグで成形する場合、真空法を用いれば単一
のバリヤーのみが必要である。

型、成形用具、隔膜またはバッグは流体用、通常は空気
用の１つ以上の出口を備えている。出口は、任意にまた
は規則的なパターンで配列することができ、通常は材料
が型に最初に接触する地点または該地点の付近あるいは
リーデイングエッジまたは該エッジの付近に配置するこ
とができる。出口は、種々の形状であってよく、ピンホ
ール、ギャップまたはスリットが包含される。型、成形
用具、隔膜またはバッグは多孔性とすることもでき、し
たがって出口は多孔性表面に点在する。

出口は、加圧下での流体供給用の手段に連結され、圧力
および温度の両方を調節、制御するための手段を備え、
これより、成形サイクルの間の選択された時点で、温度
制御した流体を適当な圧力で型内に送入してバリヤーを
つくることができる。

本発明をさらに詳しく説明するために、環状蛍光灯器具
に使用される凹角のアクリル製拡散笠として適した形状
を製造するように設計された型および付属部品を示す添
付の図面を説明する。

型１は、流動性の温度制御した油により加熱制御チュー
ブ２を介して予熱される。装置を分離させて予熱シート
３を導し、ついで該装置を合せ、図示するように２つの
半割り式スプリット・リング４とシールプレート５を合
わせた間に該シートをクランプする。加熱空気を成形入
口６を介して導入し、シート３を伸張させる。シートが
膨張するのにつれて、空気は型１内に押し込められ、ベ
ント７を介して排出される。位置（Ａ）に達し、型１の
上部表面に接触しかかるときに、第２供給加熱空気を型
空気出口８によって導入してシート３と型１の間にバリ
ヤーを形成する。シートが位置（Ｂ）に達すると、型１
の温度とバリヤー空気の温度は、シート３が均一に伸張
するように、組合わされる。シート３が型１の壁に接触
する付近の位置（Ｃ）に達すると、第２の型空気出口９
を介し型の壁に放出される加熱空気を、室を介してギャ
ップ１０に供給し、これによりシートの型との接触を防
止しながら、シート３が型の内面形状に緊密に適合する
まで該シートを伸張させる。この時点で、成形用の空気
入口６を介して供給されるシート３内の空気圧の上昇に
より、圧力センサーチューブ１１に付設された圧力作動
スイッチ（図示せず）が作動して、型空気出口８および
ギャップ１０から型１に流入する空気を停止すると同時
に、加熱エレメントを断ち、成形用の空気入口６を介し
空気を供給する。圧力が未だ高く、所望の形態が達成さ
れると、圧力センサーチユーブ１１に付設された第２の
圧力作動スイッチ（図示せず）が、制御部を介して排出
出口１２に連結されたソレノイドバルブ（図示せず）を
開口する。この制御部は、十分な量の冷却空気を該成形
体内に循環させて冷却を促進させると同時に、この冷却
工程中に該成形体がつぶれないような圧力に調節する。
このようにして成形された製品内の冷却空気は、製品の
肉厚の両側での温度格差を生じさせて該製品の、型から
の除去を促進する。製品が型からはずすのに十分に冷却
されると、２つの半割り式のスプリットリング部分を分
離させて該装置を開せる。

前記した装置を用いて１／８インチ（３．２mm）の注型
アクリル製シートから直径１９ ３／８インチ（４９２
mm）の拡散笠を成形する場合、成形用の流体は約５０p.
s.i.の空気である一方、同様に空気であるバリヤー流体
は少なくとも１０％高い圧力で維持した。マウント用に
厚い肉厚を用いたリム域を除き、拡散笠の肉厚は０．９
〜１mmで変化した。

この簡単な説明では、多くの詳細は省略した。例えば、
成形用の空気の急速な冷却を促進するための装置、必要
な種々の圧力差および成形空気拡張用の装置ならびに他
の詳細は当業者によく知られており、また包含さるた原
則とは何ら関係を有しないからである。該サイクルの最
終工程の間に、成形製品内への冷却空気の循環は、高温
の成形の使用を可能にし、また最終製品の表面の仕上り
を改善する。

本発明は熱可塑性シート材料の吹込成形について説明し
てきたが、ボトルや他の中空体製品用の流動性の固体、
チューブ状ガラスまたはプラスチックのような他のプレ
フォーム材料を成形するのに本発明を等しく適用するこ
とができることは明らかである。

本発明の精神および範囲内の変形例も当業者には容易に
行うことができるので、この出願は前記した具体例によ
って記載された具体的な方法に制限されないことを理解
すべきである。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定の形態の内面を有する雌型・成形型を
   使用し、プレフォームシート材料に対しその雌型・成形
   型の反対側から加圧するとともに当該シート材料と当該
   雌型・成形型の間にバリヤー流体を導入して当該シート
   材料を雌型・成形型の内面付近の位置まで徐々に伸張さ
   せることにより、プレフォームシート材料を製品に成形
   するにあたり、 上記バリヤー流体が、当該シート材料が伸張している間
   に雌型・成形型内に導入された加熱流体であって、か
   つ、当該バリヤー流体が存在しなければ当該シート材料
   が最初に接触しうる雌型・成形型の内面部分付近に導入
   される流体であること、 加熱バリヤー流体の薄層により未だなお分離されている
   雌型・成形型付近にわたりプレフォームシート材料が連
   続的に拡大している間であって、かつ当該シート材料が
   雌型・成形型内面と緊密に一致した実質的に最終の製品
   形態に伸張するまでで当該雌型・成形型に非接触状態の
   間に、前記加熱バリヤー流体の圧力および温度をコント
   ロールすること、 圧力および温度の上記コントロールが、さもなくば雌型
   ・成形型の所定の内面形態を得ることが不可能なような
   当該製品の所定の肉厚断面が得られるように、選択する
   こと、 および バリヤー流体の流動を停止するとともに、プレフォーム
   シート材料に対しその雌型・成形型の反対側からの加圧
   を継続し、これにより、雌型・成形型内面により形成さ
   れる限界までさらに当該シート材料を伸張させる ことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】温度コントロールした成形用の流体を加圧
   下に適用することによりプレフォームシート材料を伸張
   させる請求の範囲第１項記載の方法。
3. 【請求項３】プレフォームシート材料の所望の最終形態
   が達成された際、過剰の流体を別に設けた開口部を介し
   て排出させながら成形用の流体を当該形態の保持に充分
   な圧力で維持するとともに、冷却用の流体を製品の内部
   に循環流動させて成形製品を冷却する請求の範囲第３項
   記載の方法。
4. 【請求項４】所望の最終形態が達成された際、バリヤー
   流体の温度を低下させて成形製品の冷却を促進する請求
   の範囲第３項記載の方法。
5. 【請求項５】当該シート材料の両面に成形型を適用し、
   その一方が雌型・成形型であって他方が雌型・成形用具
   であり、流体を、さもなくば当該シート材料が最初に接
   触しうる部分において当該シート材料の両面に充分な圧
   力で導入し、これにより当該シート材料と当該雌型・成
   形型の間および当該シート材料と当該雌型・成形用具の
   間の各間においてバリヤーを形成する請求の範囲第１項
   〜第４項の１つに記載の方法。
6. 【請求項６】雌型・成形用具が不燃性バッグである請求
   の範囲第５項記載の方法。
7. 【請求項７】バリヤー流体が空気である請求の範囲第１
   項〜第６項の１つに記載の方法。