JPS6330133B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性合成樹脂シートの加熱成形方
法に関する。更に詳しくは、熱可塑性合成樹脂シ
ートを加熱成形する際に、良好な温度管理を達成
するのに好適な加熱成形法に関する。

熱可塑性合成樹脂シートの成形において温度管
理の良否が成形品に与える影響は極めて大きい。
一般的に、加熱方法としては、伝導加熱、輻射加
熱および対流加熱の三つがあつて目的に応じて適
宜選択される。これらの加熱の目的は、マクロ的
には一回の成形における成形面全体を均一に加熱
することにある。しかし乍らミクロ的には、部分
的に加熱の程度を不均一にすることが望ましい場
合もないではない。例えば発泡ポリスチレンシー
トの深絞り成形品（例えばコツプ）を得る目的の
ために、成形部分の周囲部分の温度は、シートの
軟化温度近傍に加熱するが、コツプの底部を中心
とした成形部分は、それよりも低く加熱しておい
て、コツプの底部の肉厚を十分に保持し、かつ成
形部分への周囲部分からのシートの引込みを容易
にしようとする方法がある。この方法は、上記の
不均一加熱を、成形部分の周囲シートを押えるフ
ランジおよびシート押え板に加熱手段を設けるこ
とにより達成しているすぐれた方法であるが、装
置的に複雑となる欠点がある。

一方マスキング加熱という方法が知られてい
る。この方法は、ヒーターとシートとの間にマス
キング材を使用して加熱調節を行なう方法であ
る。一般的には、この方法は輻射加熱における均
一加熱の困難さから結果として生ずる過熱を調節
するために、金網などをヒーターとシートとの間
に適宜挿入するものであつて、その目的はむしろ
均一加熱にある。シートの伸びの部分調節のため
にマスキング材を使用して部分的に加熱を不均一
ならしめるように調節することもあるが、その例
は輻射加熱におけるものであつて、実施は容易で
あるが精度的に十分なものであるとは言い難い。

本発明は上記のようなミクロ的不均一加熱方法
の改良に係るものであり、熱板を使用した好適な
不均一加熱方法を提供するものである。

熱板加熱方法は、本質的には伝導加熱方法であ
つて、他の方法に比較して、加熱精度、熱効率の
上からすぐれている。しかし乍ら伝導加熱方法を
使用する場合に、いわゆるマスキング材を使用す
ることは、ヒーターとシートとの間にマスキング
材を介在させることとなるので、折角の伝導加熱
方法の長所を失なうことになるために適当ではな
い。

本発明の要旨とするところは、少なくとも１層
の熱可塑性合成樹脂発泡シートからなるシートを
熱板にて両面から加熱し、その後成形する方法で
あつて、表面の熱伝導性が部分的に異なる熱板を
使用して、相対的に主として成形部分を高温に、
その周辺部分をシートにおけるガラス転移点以下
の低い温度に加熱することを特徴とする熱可塑性
合成樹脂シートの加熱成形方法にある。

本発明における熱可塑性合成樹脂積層シート
は、少なくとも１層の熱可塑性合成樹脂発泡シー
トからなるシートであり、該発泡シート（例え
ば、発泡ポリスチレンシート、発泡ポリオレフイ
ンシートなど）のみからなる単層シートや、発泡
シートを少なくとも１層含む積層シートである。
例えば発泡ポリスチレンシートの片面又は両面に
ハイインパクトポリスチレンシートをラミネート
したシート、発泡ポリスチレンシートの両面にポ
リエチレンシートおよびハイインパクトポリスチ
レンシートをそれぞれラミネートしたシート等で
ある。熱板はシートの両面に使用する。通常シー
トは熱板と実質的に接触するようにして加熱され
る。両面熱板加熱の場合の熱板間隔は一般にはシ
ート厚（発泡シートの場合には一次発泡シート
厚）より幾分少な目が好ましい。また本発明にお
ける熱板による加熱成形は、温間成形および冷間
成形についても好適に適用されうる。成形方法は
真空成形、圧空成形のほか、これらの応用として
のフリードローイング成形、プラグ・アンド・リ
ング成形、リツジ成形、マツチド・モールド成
形、ストレート成形、ドレープ成形、リバースド
ロー成形、エアスリツプ成形、プラグアシスト成
形、プラグアシストリバースドロー成形などおよ
びこれらの組み合せの何れの方法にも適用しう
る。

本発明の加熱方法は相対的に主として成形部分
を高温に、その周囲部分を低温にするものであ
る。即ち、成形部分を成形目的のための適正温度
にし、その周囲部分をシートの使用材質における
ガラス転移点以下の低い温度にするものであり目
的とする成形物の形状、厚みなどおよび金型の配
置状況などに応じ、成形目的のための適正温度部
分、その部分よりも高温部分又は低温部分を任意
に設定しうるものである。成形部分又は周囲部分
のそれぞれの部分において適当な温度勾配を与え
ることも好適な実施態様の一つである。これらの
場合における低温高温とは相対的なものであつ
て、一般的にはシートの軟化温度および加熱時間
などを基準として適宜決定される。また周囲部分
低温加熱法の一変形として、成形部分にごく近い
周囲部のみを、成形部分よりも若干高温にする方
法も本発明の一態様である。通常本発明における
最高温部は使用材質の成形法により成形可能な温
度が選択される。熱板表面の熱伝導性を部分的に
異ならしめるためには以下のような手段が主とし
て使用される。第１図は熱板１に欠損部３を設け
たものであり、之により欠損部を成形周囲部分に
対向させることにより、成形部分を高温に、その
周囲部分をそれよりも低温（ガラス転移点以下の
低い温度のこと）に加熱することができる。第２
図は、欠損部３に断熱材４を装填し、不均一加熱
の度合をより大ならしめたものである。第３図は
欠損部３の形を台形としたものであつて、第１図
よりも温度勾配はなめらかである。第３図の台形
の代りに、曲線形の欠損部３を用いてもよい。第
４図は欠損部３に、補助ヒーター５を用いた例で
あり、補助ヒーター５の代りに、冷却管を組み込
んでもよい。これらの欠損部３の大きさ又は断熱
材４の材質、断熱材４の装填部の大きさは、得よ
うとする不均一加熱の度合に応じて適宜選択され
る。不均一加熱達成手段は、これらの例示に限定
されることはなく、これらの組み合わせも可能で
ある。また熱板とシートとの間に若干の隙間を設
けることもできる。本発明により、ミクロ的不均
一加熱を実施した場合には次の様な効果が得られ
る。すなわち例えば(i)印刷合わせ成形（又は見当
合わせ成形ともいう）を容易ならしめる。ここに
印刷合わせ成形とは、予じめ印刷された熱可塑性
樹脂シートの熱成形において、印刷された模様
（文字などを含む）が成形品の所定の位置に来る
ようにして行なわれる成形で、ある。印刷合わせ
成形を行なうには、シートの送り精度、加熱時の
シートのドローダウン対応、シートの収縮率（流
れ方向および幅方向）などの厳重な規整が要求さ
れる。しかし例えば発泡ポリスチレンシートの場
合などは、シートの収縮率の規整はかなり困難で
あり、また一回の成形における面積が大になれば
なるほどシートの中心部分と四隅部分との差は大
きくならざるをえない。その結果として、シート
内の位置によつて成形に良、不良の差が生じるこ
ととなる。しかし乍ら、本発明においては、周囲
部分はシートにおけるガラス転移点以下の低い温
度であるからシート全体としての収縮がおきるな
どのことがなく、成形部分のみ加熱されて好適に
成形することができる。また本発明の加熱方法の
一変形として、成形部分にごく近い周囲部分のみ
を最も高温にした場合には周囲部分からのシート
の引き込みが容易に行なわれる利点がある。さら
に(ii)二種以上のシート、例えば発泡ポリスチレン
にポリエチレンシートを貼合した複合シートの場
合には、スクラツプを原料に戻すことはできない
ため、そのスクラツプは低評価に甘んじなければ
ならない。またこのような複合シートをそれぞれ
の材料にひき離す（ひきはがす）ことは決して容
易でない。しかしこのような不均一加熱をするこ
とにより、スクラツプ部分はひき離し（ひきはが
し）が容易となり、それぞれの材料が、原料とし
て回収されることを可能とする。特に、異種素材
を貼合わせたシートによる印刷合わせ成形におい
て、周囲部分を未印刷状態とした場合には、ひき
離しにより、そのスクラツプ価値は非常に高めら
れる。

以下実施例により本発明の実施態様を説明す
る。

実施例 内部にヒーターを装着した厚さ50mmの鉄製熱板
に、第１図の如き欠損部を形成した。欠損部とは
逆の凸部（側面が長方形、平面は円形）の形状は
直径190mm、高さ５mmの円柱状である（欠損部に
おける熱板の厚さは45mmとなる）。一方凹部（欠
損部）には、凸部の外周５mmを残して、厚さ５mm
のグラスウール製の断熱材を装着した。厚さ2.3
mmの発泡ポリスチレンシートに、厚さ0.13mmのハ
イインパクトポリスチレンシートを貼り合わせた
シートを、上下一対の上記熱板に挾んで加熱し
た。ハイインパクトポリスチレンシートにはピツ
チ模様が印刷してあり、成形後所定の位置に所定
の模様が表われるように計画されている。シート
の加熱温度は、発泡ポリスチレンシート側の最高
温部が140℃、最低温部（断熱材部）が60℃、ハ
イインパクトポリスチレン側の最高温部が130℃、
最低温部が60℃であり、加熱時間は５秒であつ
た。

このような不均一加熱を行なつた後、どんぶり
状金型を用いてどんぶり状容器（底部は80mmφ、
開口部は158mmφ、高さは80mm）を成形した。成
形にあたつては熱板の凸部で加熱された部分が、
成形部分に対応するようにした。得られたどんぶ
り状容器は、ピツチ模様が所定の位置に正確に表
われたものであつた。一方均一加熱を行なつた場
合には、発泡ポリスチレンシートの収縮のバラツ
キのために、成形品上の模様の位置にずれが生じ
良品が得られにくかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示すもので、本発明
に使用される熱板間にシートを通した状態を示す
縦断面図、第２〜第４図は本発明の他の実施例を
示すもので、本発明に使用される熱板の要部縦断
面図である。 １…熱板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも１層の熱可塑性合成樹脂発泡シー
   トからなるシートを熱板にて両面から加熱し、そ
   の後成形する方法であつて、表面の熱伝導性が部
   分的に異なる熱板を使用して、相対的に主として
   成形部分を高温に、その周囲部分をシートにおけ
   るガラス転移点以下の低い温度に加熱することを
   特徴とする熱可塑性合成樹脂シートの加熱成形方
   法。