KR101730041B1 - 열 성형 장치 - Google Patents

Abstract

열 성형 대상이 되는 기재의 수용영역 및 단부를 갖는 틀재 및 평면에서 바라볼 때 사각형상의 가열면 및, 상기 가열면의 외주연에서 상기 틀재를 향해 돌출된 틀부를 포함하고, 상기 틀부가 상기 틀재의 상기 단부에 맞닿을 수 있는 열판을 구비한 열 성형 장치로서, 상기 열판에는, 상기 가열면에서 상기 틀부의 주변부에 있고 평면에 바라볼 때 상기 열판의 외주부에 개구하는 진공홀이 설치되고, 상기 틀재의 상기 단부와 상기 열판의 상기 외주연과의 사이에 배치시킨 시트의 상기 가열면에 대한 흡착 전에, 상기 시트와 상기 가열면 사이의 적어도 일부에 틈이 존재하는 열 성형 장치.

Description

열 성형 장치{THERMOFORMING APPARATUS}

본 발명은 시트를 열 성형 금형 부형(賦形) 또는 기재(基材)에 접착시키기 위한 열 성형 장치에 관한 것이다.

종래, 시트를 성형 기재의 외표면에 부착하는 장치로서, 진공 프레스 적층형의 열 성형 장치가 있다 (예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

여기서, 특허 문헌 1에 나타난 종래의 열 성형 장치는, 상하 챔버를 구비하고, 하측 챔버는 성형 기재를 수용함과 동시에 상측 챔버의 주연부에 시트를 세팅 할 수 있고, 상단 챔버는 히터를 구비한 열판을 갖고 있다. 상측 챔버는 진공 탱크 및 가압 탱크에 접속되어 있고, 챔버 내부를 진공 및 가압하는 것이 가능하며, 하측 챔버는 진공 탱크에 접속된 챔버 내부를 진공시키는 것이 가능한 구성으로 되어 있다.

이러한 열 성형 장치를 이용한 성형 방법으로서, 먼저, 기재와 시트를 하측 챔버에 세팅하고, 상측 챔버를 하강시켜 상하 챔버 내부를 대기압 상태에서 밀폐 상태로 한다. 다음, 상하 챔버 내부를 진공 상태로 하고, 상부 챔버의 열판에 의해 시트를 가열한다. 그리고 하측 챔버 내부의 테이블을 상승시켜, 상부 챔버 내부만을 대기압 상태로 함으로써, 시트가 기재(금형)에 밀려 붙어 성형된다. 다음, 상측 챔버의 내부를 조금만 진공 상태로 하면 이형(離型)처리 되어 열 성형이 이루어진다.

이와 같이 구성된 열 성형 장치의 일반적인 열판으로는 도 9a에 도시한 바와 같이, 시트(91)를 흡착시켜 가열하는 가열면(90)의 전체에 걸쳐 복수 개의 진공홀(92)이 가공되어 있다.

일본 등록특허 제3102916호(200.08.25.공고)

종래의 열판에 의한 시트 가열에서는, 도 9B에서 도시한 바와 같이, 가열 후에 시트(91)를 가열면(90)에서 박리시키면, 시트 표면 전체에 가열면에 설치된 진공홀(92)의 흡인 흔적(도 9a, 도 9b에서 나타내는 91a)이 전사되고 만다. 때문에, 시트의 투명도와 휘도가 저하되어 디자인 및 상품 가치가 손상된다.

또한, 종래의 열판은 가열면의 전면에 걸쳐 여러 진공홀이 형성되고, 시트를 가열 표면에 흡착시킬 때, 복수 개의 모든 진공홀에서 동시에 공기를 진공 흡인함으로써, 시트 전면을 동시에 가열면에 흡착시키는 구성이다. 그러나, 공기가 완전히 빠지지 않은 상태로, 연화된 시트에 의해 진공홀이 막혀 버릴 가능성이 있다.

이에, 공기가 빠져나갈 곳이 없어져. 가열면과 시트 사이에서 공기가 머무르게 되고, 시트에 공기가 머무름에 따라 기포가 발생하여 휘도를 저하시키고, 시트에 가열 반점이 생긴다.

본 발명은 가열에 의한 시트 연화시에 공기가 머무르는 현상이 발생하는 것을 억제하여, 시트의 특성인 투명도 및 휘도를 최대한 저하시키지 않고 성형이 가능한 열 성형 장치를 제공한다.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 열 성형 대상이 되는 기재의 수용영역 및 단부를 갖는 틀재 및 평면에서 바라볼 때 사각형상의 가열면 및, 상기 가열면의 외주연에서 상기 틀재를 향해 돌출된 틀부를 포함하고, 상기 틀부가 상기 틀재의 상기 단부에 맞닿을 수 있는 열판을 구비한 열 성형 장치로서, 상기 열판에는, 상기 가열면에서 상기 틀부의 주변부에 있고 평면에 바라볼 때 상기 열판의 외주부에 개구하는 진공홀이 설치되고, 상기 틀재의 상기 단부와 상기 열판의 상기 외주연과의 사이에 배치시킨 시트의 상기 가열면에 대한 흡착 전에, 상기 시트와 상기 가열면 사이의 적어도 일부에 틈이 존재하는 것을 특징으로 한다.

상술한 열 성형 장치에 의하면, 틀재의 단부와 열판의 외주연 사이에 시트를 배치시키고, 진공홀을 사용하여 흡인함으로써, 열판에 시트가 흡착되어 소정의 온도로 가열된다. 그 후, 열판과 시트 사이를 대기 개방하거나 또는 가압하여 시트를 사이에 둔 상하 공간에 압력차를 발생시킴으로써, 가열에 의해 연화된 시트가 열판의 가열에서 박리되어, 기재를 향하여 이동함에 따라 기재 표면에 밀려 붙어 금형부형 또는 기재 접착된다.

이 경우, 열판의 진공홀의 개구가 가열면의 외주부에 위치하고 있기 때문에, 그 개구부분에서 흡인된 시트의 흡인부분의 위치가 성형품(기재)의 디자인을 방해하지 않는 위치가 될 수 있다. 따라서, 시트 표면에 진공홀의 흡인 흔적이 전사되어도 그 시트 위의 흡인 흔적이 금형부형 또는 기재 접착된 열 성형품의 디자인면이 되지 않아, 성형품의 투명도나 휘도의 저하를 억제하는 성형이 가능하다.

또한, 상술한 열 성형 장치(1)에 의하면, 시트의 가열면에 대한 흡착 전, 시트와 가열면 사이의 적어도 일부에 틈(S)을 가지며, 열판의 진공홀이 가열면의 외주부의 위치에 설치되어 있기 때문에, 이 진공홀을 사용하여 흡인하였을 때, 가열면과 시트 사이의 공기가 가열면의 외주부를 향해 흘러 진공홀에서 흡입된다. 즉, 진공홀이 가열면의 외주부의 위치에만 배치되고 가열면의 중앙 부분에 배치되어 있지 않기 때문에, 예를 들면, 진공홀이 가열면의 외주부 전체에 걸쳐 균등하게 설치되어있는 경우, 시트가 가열면의 중심 부분에서 외주부를 향하여 연화되고, 방사상으로 흡착되는 것이 가능하다.

때문에, 종래와 같이 공기가 빠질 갈 곳이 없어져, 공기가 머무르는 현상이 발생하는 것을 억제 할 수 있으며, 시트 전면에 걸쳐 균일하게 가열하는 것이 가능하여 가열 얼룩이 없는 상태에서 연화시키는 것이 가능하다.

따라서, 가열에 의해 연화된 시트에서 공기가 머물러 발생하는 기포를 줄일 수 있어서, 금형부형 또는 기재 접착된 열 성형품의 디자인이 손상되지 않아, 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 열 성형 장치는 상기 가열면이 조도 가공될 수 있다.

이 경우에, 시트의 투명도 및 휘도를 저하시키지 않는 범위에서, 또한 가열면과 시트 사이에 공기 머무름이 생기지 않을 정도의 적당한 조도 가공을 가열면에 시행하는 것으로, 가열면에 부착된 시트 사이에 그 거칠기의 요철에 의한 미세한 유통부가 형성된다. 이로써, 흡인시 이 유통부를 통해 가열면과 시트 사이의 공기가 진공홀에 빨려 들어가기 때문에, 시트가 가열 표면에 흡착 된 후에도 공기를 흡인하는 것이 가능하여, 보다 확실하게 공기를 제거 할 수 있다. 또한, 가열면에 조도 가공을 시행함으로써, 거칠기의 미세한 요철에 의해 연화된 시트를 가열면으로부터 쉽게 분리할 수 있다.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 열 성형 장치는 상기 가열면에 내열성 및 이형성을 갖는 표면 처리가 전면에 걸쳐 실시될 수 있다.

이 경우에는, 시트가 가열에 의해 연화하여 가열면에 밀착되어도, 가열면이 전면에 걸쳐 내열성과 이형성이 있기 때문에, 가열 후에 진공홀에 의한 흡인을 중지한 때에 시트를 가열면에서 곧바로, 그리고 균일하게 박리시키는 것이 가능하다. 따라서 가열면에서 박리된 시트 전체를 균일하게, 그리고 동시에 기재를 향하여 이동시키는 것이 가능하여, 기재에 대한 시트의 위치가 어긋나는 것을 방지하면서 금형부형 또는 기재 접착을 할 수 있어, 성형품의 품질 저하를 방지 할 수 있다.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 열 성형 방법은, 상기 가열면 전체적으로, 평면에서 바라볼 때, 중앙 부분이 상기 틀재를 향해 볼록하게 되는 구면 형상의 볼록면이 형성될 수 있다.

이 경우에는, 열판의 가열면이 단조로운 볼록면이기 때문에, 가열면의 외주부에 설치되는 진공홀에서 흡인하였을 때, 가열면과 시트 사이의 공기가 이 볼록면을 따라 진공홀을 향해 쉽게 이동하여, 공기가 머무르는 현상을 보다 확실하게 방지 할 수있다.

또한, 이 경우에는, 볼록면의 곡률을 이용하여, 시트가 열팽창함에 의해 늘어나는데, 그 늘어남에 의해 발생하는 여분이 가열면의 외주 가까이에 형성되는 시트의 틈으로 빠져나가 가열면에 흡착되기 때문에 공기의 머무름이 없는 상태에서 가열하는 것이 가능하다.

상술한 열 성형 장치에 따르면, 가열에 의한 시트 연화시, 공기가 머무르는 것을 억제함으로써, 시트의 특성인 투명도 및 휘도를 최대한 저하시키지 않고 성형이 가능한 열 성형 장치를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열 성형 장치의 개략 구성을 도시한 도면,
도 2는 도 1에서 도시한 열 성형 장치의 열판을 도시한 요부 단면도,
도 3은 도 1에 도시한 A-A에서 바라본 도면으로서. 열판을 하측에서 바라본 평면도,
도 4는 열판에 의한 시트 가열중인 상태를 도시한 측 단면도이다.
도 5a는 열판측통기공의 시트 흡인 상태를 설명하는 도면,
도 5b는 열판측통기공의 시트 흡인 상태를 설명하는 도면,
도 6은 도 4의 상태에서 이어지는 열 성형 방법의 동작수순을 도시한 측 단면도,
도 7a는 제1 변형예에 따른 열 성형 장치의 열판을 도시한 요부 단면도이며, 시트 가열전 상태의 도면,
도 7b는 제1 변형 예에 의한 열 성형 장치의 열판을 도시한 요부 단면도이며, 시트 가열시 상태의 도면,
도 8a는 제2 변형 예에 의한 열 성형 장치의 열판을 도시한 요부 단면도이며, 시트 가열전 상태의 도면,
도 8b는 제2 변형 예에 의한 열 성형 장치의 열판을 도시한 요부 단면도이며, 시트 가열시 상태의 도면,
도 9a는 종래의 열판의 가공면을 도시한 단면도로서, 시트 가열중 상태를 나타낸 도면.
도 9b는 종래의 열판의 가공면을 도시한 단면도이며, 시트 가열 후에 시트를 가열면에서 이탈시킨 상태의 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 열 성형 장치에 대하여 도면에 기초하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 열 성형 장치(1)는 기재(10)에 시트(4)를 접착하는 피복 성형에 이용된다.

열 성형 장치(1)는 기재(10)를 수용할 수 있는 공간(수용 영역(R))을 갖는 하부틀(2)과 이 하부틀(2)의 상단부(2a)에 맞닿을 수 있는 당접면(3a)를 갖는 열판(3)을 구비한다. 하부틀(2)과 열판(3) 사이에 수지로 이루어진 시트(4)를 배치시켜, 그 시트(4)를 가열하여 기재(10)에 접착시켜 열 성형하는 구성이다. 여기서, 기재(10)는 시트(4)가 접착되어 열성형품이 되고, 열 성형 장치(1)에서 기재치구(11)에 의해 지지된다.

또한, 열 성형 장치(1)는, 피복성형에 한정하지 않고, 시트를 금형 형상으로 성형하는 진공성형이나 압공성형 등 열 성형의 전반적인 공법이 적용 대상이다.

하부틀(2)과 열판(3)은 상하로 배치되며, 열판(3)은 하부틀(2)의 상측에 배치된다.

하부틀(2)은, 금속부재로 이루어지고, 평면에서 바라볼 때, 사각형상인 주벽부(21)로 둘러싸인 상기 수용영역(R)을 포함하고, 바닥부(22)의 주벽부(21) 근처에 수용영역(R)과 연통하는 다수의 하부틀통기구(23)가 형성되어 있다. 이 하부틀통기구(23)는, 진공펌프(51)를 구비한 진공탱크(5)에 접속된다. 성형 시에는, 진공펌프(51)를 구동시켜 진공 흡인함으로써, 수용영역(R)을 감압하는 것이 가능하다.

하부틀(2)은 상단부(2a)와 열판(3)의 당접면(3a) 사이에서, 시트(4)의 외주부(4a)를 끼워 고정하는 것이 가능하다. 즉, 하부틀(2)와 열판(3) 사이에 시트(4)를 끼운 상태에서, 시트(4)를 끼운 하부틀(2)의 수용영역(R)과 열판(3)의 공간(후술하는 틈(S))이 시트(4)에 의해 격리된다.

또한, 하부틀(2)은 바닥에서 슬라이드 가능한 지지대(도시 생략)에 설치되어 있으며, 시트(4)의 공급 위치와 열판(3)의 하측 성형 위치 사이에서 진퇴 가능하게 되어 있다.

열판(3)은 아래쪽에서 바라 본 평면 시점에서, 외주연에 틀부(31)를 가지며, 그 틀부(31)의 하면이 상기 당접면(3a)이 되고, 이 당접면(3a)보다 상측으로 오목한 위치에 미끄러운 평면 형상을 갖는 가열면(3b)를 포함한다. 그리고 열판(3)은 하부틀(2)에 근접하거나 이반(離反)하도록, 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 하방으로 이동시킬 때, 당접면(3a)이 하부틀(2)의 상단부(2a)에 밀접하여 배치된다.

여기서, 가열면(3b)의 함몰 깊이는, 즉, 당접면(3a)과 가열면(3b)와 높이차는, 예를 들어, 1mm 내지 10mm이다. 이 높이차는 상술한 바와 같이, 하부틀(2)의 상단부(2a)와 열판(3)의 당접면(3a) 사이에 끼워진 시트(4)의 상방으로, 시트(4)와 가열면(3b)과 사이에 형성된 틈(S)에 해당한다.

열판(3)은, 상면에 복수의 히터(미도시)가 설치되고, 가열면(3b)의 온도로서, 예를 들어, 일반적인 열가소성 시트의 연화 온도 범위에서 80℃ 내지 250 ℃로 가열된다.

또한, 열판(3)은 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 가열면(3b)의 틀부(31)에 가까운 위치에 복수 개의 열판측통기구(32)(진공홀)이 설치된다. 열판측통기구(32)는 천공가공에 의해 열판(3)에 형성되고, 하방에서 바라본 평면 시점에서 사각형상의 가열면(3b)의 네 모퉁이의 각부(角部)와 각변의 중앙부의 8개소에 설치되며, 각각의 가열면(3b)에 개구되어 있다.

이러한 열판측통기구(32)는, 가열면(3b)에서 진공 흡인하는 진공펌프(51)를 구비한 진공탱크(5)와, 콤프레서(61)에 의해 압축공기를 저장하는 가압 탱크(6)에 접속 된다. 진공탱크(5)를 설치함에 따라 감압 손실을 줄일 수 있다.

또한, 진공펌프(51) 및 진공탱크(5)는 하부틀측통기구(23)에 접속되는 진공 펌프와 공통으로 사용 가능하다. 이러한 감압.가압 수단을 설치함으로써, 열 성형 시에는 진공 상태로 유지된 진공탱크(5)를 개방하여 하부틀(2)에서 진공 흡인을 하거나, 가압탱크(6)에서 압축공기를 공급하여 가열면(3b)에서 수용영역(R)을 향해 가압하는 것이 가능한 구성이다.

여기서, 진공탱크(5)를 설치하지 않고, 진공펌프(51)의 구동에 의해 직접 흡인시킴으로써 진공도를 높이도록 하여도 좋다.

열판(3)의 가열면(3b)은, 내열성 및 이형성을 겸한 표면 처리와 표면 조도 가공이 되어 있다. 표면 조도 가공으로서, 주지의 엠보싱 가공 등을 채용 할 수 있다. 예를 들어, 엠보싱 가공이 있으면, 가열면(3b)의 평활도가 낮은 경우의 거칠기는 10μm 이하가 된다. 한편, 이에 비하여, 엠보싱 가공 없는 경우, 가열면(3b)의 평활도(휘도)가 높은 경우의 거칠기는 0.5μm 이하가 된다.

또한, 가열면(3b)의 표면 처리로서, 예를 들어, 테프론(등록 상표) 가공 불소 가공, 이형제, 분말 등을 예로 들 수 있다.

기재(10)의 표면에 접착된 시트(4)는 외주부(4a)가 하부틀(2)의 상단부(2a)와 열판(3)의 당접면(3a) 사이에 끼워지고 수평 상태로 고정된다. 시트 (4)의 기재(10)(하면4b)가 접착층이 되고, 하면(4b와) 기판(10) 사이에는 간극이 있는 상태가 된다. 또한, 기재(10)와 열판(3) (시트(4)) 사이의 간격이, 예를 들어, 5mm 정도 있으면 성형이 가능하며, 이 틈을 작게함으로써, 하부틀(2)의 오목부(수용영역R)를 최소화 할 수 있다.

그리고, 열 성형 장치(1)는 하부틀(2)과 열판(3)과 시트(4)를 끼고 밀접시킨 상태에서 열판(3)을 통해 흡착. 가열하고, 이러한 동작 개시로부터 소정 시간 후에 열판(3)에 의한 흡착동작을 정지하고, 열판(3)과 시트(4) 사이를 대기 개방 또는 가압하는 제어가 이루어진다.

다음으로, 상술한 열 성형 장치(1)를 이용하여 기재(10)에 시트(4)를 피복 접착하는 열 성형 방법에 대하여 도면에 기초하여 설명한다.

먼저, 도 1에 도시한 바와 같이, 수용영역(R)의 기재치구(11)에 기재(10)가 세팅된 하부틀(2)의 상단부(2a)에 대해 시트(4)를 올린 상태로 설치하고, 열판(3)을 하강시켜 당접면(3a)에서 상단부(2a)와의 사이에서 시트(4)를 끼운다. 즉, 하부틀(2)의 상단부(2a)에 수용공간(R)의 개구를 막아, 시트(4)를 배치시 킨 후, 열판(3)의 틀부(31)를 상연부(2a)에 대하여 시트(4)를 개재시킨 상태에서 맞닿을 때까지 열판(3)을 하방으로 이동시킨다. 이때, 시트(4)는 열판(3)의 가열면(3b)에 대해 전면에 걸쳐 일정한 간격을 두고 배치되어, 그 외주부(4a)가 하부틀(2)와 열판(3)에 의해 끼워진 상태로 지지된다.

다음으로, 도 4에서 도시한 바와 같이, 진공탱크(5)를 개방하고 열판측통기구(32)를 통해 진공흡인(화살표 P1방향)하여 열판(3)과 시트(4)사이의 간극(S)을 감압하고, 열판(3)의 가열면(3b)에 시트(4)를 흡착시켜 가열한다. 이 때 열판측통기구(32)는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 가열면(3b)의 외주부, 즉 틀부(31)의 주변부에 배치되어 있기 때문에, 틈(S)의 공기는, 감압에 의해 가열면(3b)의 외주부를 향해 흘러 열판측통기구(32)를 통해 빠져 나간다. 그 결과, 시트(4)는 도 5a에서 도시한 바와 같이, 평면에서 바라볼 때, 가열면(3b)의 중심에서 외주를 향해 흡착되고, 도 5b에서 도시한 바와 같이, 최후에 가열면(3b)의 외주 부분(열판측통기구(32)의 개구부(32a))에 시트(4)의 외주부(4a)가 흡착된다.

또한, 시트(4)의 가열면(3b)에 흡착시에는 가압탱크(6)을 개방하여 하부틀(2)의 하부틀측통기구(23)를 통해 수용영역(R)(시트(4)의 하측 공간)을 가압해도 좋다. 이에 시트(4)의 흡착을 촉진 하는 것이 가능하다.

그리고 도 6에서 도시한 바와 같이, 시트(4) 가열 중, 적당한 타이밍에 하부틀(2)에 접속된 진공탱크(5)를 개방하여 열판측통기구(32)를 통해 시트(4)가 하방으로 이동하는 방향(화살표 P2방향)으로 진공흡인하고, 시트(4)의 하측 수용영역(R)의 공기를 화살표E2 방향으로 흡인하여 감압하여, 고진공도 상태로 구현한다.

다음으로, 열판(3)에 흡착된 시트(4)가 소정온도로 가열된 후에, 진공 흡인을 멈춰, 열판(3)과 시트(4) 사이의 감압동작을 정지하여 대기로 상태로 개방함으로써. 시트(4)를 끼운 상하 공간에 압력차를 발생시킨다. 이로써, 가열에 의해 연화된 시트(4)가 열판(3)의 가열면(3b)에서 박리되고, 하부틀(2)의 기재(10)(화살표 E2 방향)을 향해 이동하여 기재(10) 표면에 밀려 붙어 접착됨으로써 성형품이 완성된다.

여기서, 기재(10)에 접착하는 시트(4)에서, 열판측통기구(32)의 개구부(32a)가 닿는 부분(흡인부분(4A))이 외주부에 위치하여, 성형품의 디자인면을 방해하지 않는 위치가 된다. 도 6에서, 흡인부분(4A)이 하부틀측통기구(23)의 개구부(23a)에서 외주부(4a) 사이에 위치하여 절단되는 부분이 된다.

그 후, 열판(3)을 상방으로 이동시키는 것과 함께, 하부틀(2)을 이동시켜 열판(3)의 하방 위치에서 이동시키고, 수용영역(R)의 성형품(기재(10))을 꺼냄으로써 일련의 성형동작이 완료된다.

이와 같이, 성형된 본 실시 형태의 열 성형 장치(1)에서는 기재(10)를 자동으로 공급함으로써, 롤 시트에 의한 연속 성형의 대응이 가능하다.

또한, 시트(4)를 가열한 후, 대기 개방뿐만 아니라, 가압탱크(6)을 개방하여 열판측통기구(32)을 통해서 하부틀(2)를 향해 가압할 수 도 있다. 즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 열판측통기구(32)에 접속되는 진공탱크(5)를 가압탱크(6)로 절환하여, 열판측통기구(32)에서 압축공기를 분출시켜 가압함으로써, 기재(10)에 대한 시트(4)의 접착력을 크게 할 수 있다.

다음으로, 상술한 열 성형 장치(1)의 작용에 대하여, 도면에 기초하여 설명한다.

본 실시 형태는 도 1에서 도시한 바와 같이, 열판(3)의 열판측통기구(32)의 개구부(32a)가 가열면(3b)의 외주부의 위치에 있기 때문에, 그 개구부에서 흡인된 시트(4)의 흡인부분의 위치가 성형품의 디자인을 방해하지 않는 위치가 된다. 따라서, 시트 표면에 열판측통기구(32)의 흡인흔적(4A)이 전사되어도, 그 시트(4) 위의 흡인 흔적(4A)이 열 성형품의 디자인면이 되지 않아, 성형품의 투명도와 휘도의 저하를 줄이는 성형이 가능해진다.

또한, 본 실시 형태의 열 성형 장치(1)에서는, 시트(4)의 열판(3)의 가열면(3b)에 대한 흡착 전, 시트(4)와 가열면(3b) 사이의 틈(S)을 가지며, 한편, 열판측통기구(32)가 가열면(3b)의 틀부(31)에 가까운 위치에 설치되어 있기 때문에, 이 열판측통기구(32)를 사용하여 흡인하였을 때, 가열면(3b)와 시트(4) 사이의 공기가 가열면(3b)의 외주부를 향해 흘러 열판측통기구(32)에서 흡인된다. (도 5a,도 5b 참조). 즉, 열판측통기구(32)가 가열면(3b)의 외주부의 위치에만 배치되고 가열면(3b)의 중앙 부분에 배치되지 않기 때문에, 본 실시예와 같이 열판측통기구(32)가 가열면(3b)의 외주부 전체에 걸쳐 균등하게 설치되어 있는 경우에, 시트(4)가 가열면(3b)의 중심 부분에서 외주부를 향해가면서 연화되고, 방사상으로 흡착시키는 것이 가능하다. 때문에, 종래와 같이 공기가 빠져 나갈 곳이 없는 구성으로 인하여 발생하는 공기가 머무르는 현상을 방지할 수 있으며, 시트(4) 전면에 걸쳐 균일하게 가열하는 것이 가능하고, 가열 얼룩이 없는 상태에서 연화시키는 것이 가능하다.

이로써, 가열에 의해 연화된 시트(4)에서 공기 머무름에 따라 발생하는 기포를 저감시킬 수 있고, 기재에 접착된 열 성형품의 디자인을 손상시키지 않고 품질이 저하되는 것을 막을 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 시트(4)의 투명도와 휘도를 저하시키지 않는 범위에서, 가열면(3b)과 시트(4) 사이에 공기 머무름이 생기지 않을 정도의 적당한 조도가공을 가열면(3b)에 시행함으로써, 가열면(3b)에 부착된 시트(4) 사이에 그 거칠기의 요철에 따른 미세한 유통부가 형성된다. 때문에, 흡인시 이 유통부를 통해 가열면(3b)과 시트(4)사이의 공기가 열판측통기구(32)에 빨려들어감으로써, 시트(4)가 가열면(3b)에 흡착된 이후에도 공기를 흡인하는 것이 가능하게 되어, 보다 확실하게 공기를 제거할 수 있다. 아울러, 가열면(3b)에 조도가공을 시행함으로써, 거칠기의 미세한 요철에 의해 연화된 시트(4)를 가열면(3b)에서 쉽게 분리할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 시트(4)가 가열에 의해 연화되고, 열판(3)의 가열면(3b)에 밀착되어 있어도, 가열면(3b)이 전면에 걸쳐 내열성과 아울러 이형성이 있기 때문에, 가열후, 열판측통기구(32)에 의해 흡인을 중지시켰을 때, 시트(4)를 가열면(3b)에서 곧바로 균일하게 박리시키는 것이 가능하다. 따라서 가열면(3b)에서 박리된 시트(4) 전체를 균일하게, 그리고 동시에 기재(10)를 향해 이동시키는 것이 가능하고, 기재(10)에 대한 시트(4)의 위치가 어긋나지 않게 접착시키는 것이 가능하여, 성형품 품질의 저하를 방지 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 실시 예에 따른 열 성형 장치는, 가열에 의한 시트 연화 시에 공기가 머무르는 것을 억제하여, 시트(4)의 특성인 투명도 및 휘도를 최대한 저하시키지 않고 성형 할 수 있는 효과가 있다.

이상, 열 성형 장치의 실시 양태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 양태에 한정되지 않고, 그 취지를 벗어나지 않는 범위에서 적절하게 변경 가능하다.

예를 들어, 본 실시 형태에서는, 열판(3)의 가열면(3b)이 평면 형상이지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 도 7a및 도 7b 및 도 8a 및 도 8b에서 도시한 같이, 가열면 전체로서, 평면에서 바라볼 때, 중앙 부분이 하측을 향해 볼록하게 되는 단조로운 볼록면이 형성된 가열면(3b)일 수 있다.

예를 들어, 도 7a 및 도 7b에 도시한 제1 변형예에 따른 열 성형 장치의 열판(3A)은 볼록 모양의 가열면(3b)의 중앙 부분이 틀부(31)의 당접면(3a)보다 하방으로 돌출되어 있다. 즉, 하부틀(2)와 열판(3A)에 끼워진 시트(4)는 열판측통기구(32)에 의한 진공 흡인을 수행하는 흡착전 상태에서도 일부(평면에서 바로 볼 때 중앙부분(4c))가 가열면(3b)에 접한 상태로 되어 있다. 때문에, 시트(4)와 가열면(3b) 사이의 틈(S)은 시트(4)의 외주부만에 해당할 수 있다.

또한, 도 8a 및 도 8b에 도시한 제2 변형예에 따른 열 성형 장치의 열판(3B)은 시트(4)의 가열면(3b)에 대한 흡착 전에 있어서, 시트(4)와 볼록면 형상의 가열면(3b) 사이에 일정한 틈(S)이 존재한다.

이러한 제1 변형예 및 제2 변형예의 경우에는, 열판(3A, 3B)의 가열면(3b)이 단조로운 볼록면이기 때문에, 가열면(3b)의 외주부에 설치되는 열판측통기구(32)에서 흡인할 때, 가열면(3b)과 시트(4) 사이의 공기가 그 볼록면을 따라 열판측통기구(32)을 향해 이동하기 쉽기 ?문에, 공기가 머무르는 것을 보다 확실하게 방지 할 수 있다.

또한, 이 경우에는, 볼록면의 곡률을 이용하여 시트(4)가 선팽창함에 따라 늘어나고, 이렇게 늘어남에 따라 여분이 가열면(3b)의 외주측에 형성된 시트(4)의 틈으로 빠져나가 가열면(3b)에 흡착되기 때문에, 공기 머무름이 없는 상태에서 가열하는 것이 가능하다.

또한, 이 경우, 볼록면의 렌즈의 곡률반경은 임의로 설정하는 것이 가능하나, 공기의 흐름을 양호하게 하기 위해서는 클수록 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에서는, 열판측통기구(32)의 위치는, 가열면(3b)에서 틀부(31)의 주변부에 개구부(32a)가 위치하는 구성이지만, 이 위치, 수량에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해서, 가열면(3b)의 틀부(31)의 가까운 위치에서 개구하는 진공홀이 설치되어 있으면 되는 것으로, 평면에서 바라볼 때, 상기 주변부 보다 중앙에서 벗어난 위치라도 상관없으며, 그 위치면 수량에 한정되는 것도 아니다.

아울러, 본 실시 형태에서는 열판측통기구(32)를 천공 가공에 의해 형성시키고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 가열면(3b)의 외주부를 따라 배치되는 슬릿 형상의 진공홀이어도 무관하다.

또한, 본 실시 형태에서는 열판(3)의 가열면(3b)에 조도가공 및 내열성 및 이형성을 갖는 표면처리를 시행한 구성을 개시하고 있지만, 이를 생략할 수 있으며, 조도가공 및 표면 처리 중 어느 하나만을 시행할 수 있다.

또한, 본 실시 형태의 열 성형 장치는, 상측에 열판(3)을 배치하고, 하측에 하부틀(2)을 배치한 구성을 기재하고 있으나. 이러한 형태에 한정되지 않고, 상하를 역으로 하여 하측에 열판을 배치하는 장치일 수도 있다.

또한, 본 실시 형태에서는, 기재(10)의 표면에 시트(4)를 접착하는 경우를 적용 대상으로 하고, 하부틀(2)의 수용영역(R)에 기재(10)를 수용하고 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 구체적으로, 기재(10)와 하부틀(2)이 일체로 설치된 금형을 적용 대상으로 하는 금형부형을 적용 대상으로 하는 것도 가능하다. 이 금형부형의 경우에는 가열된 시트가 금형 형상으로 성형된다.

또한, 본 발명에 있어서, 기재에 대한 시트의 "접착"이란 것은, 본 실시 형태와 같이 시트 자체를 기재(10)에 접착하는 접착 성형의 경우뿐만 아니라, 전사 트림레스(trimless)에 의해 시트의 최상층의 캐리어 필름을 박리시켜 가식층만을 기재에 전사시키는 경우도 포함한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 열판(3)의 상측에 히터를 설치하고 있지만, 이러한 형태에 한정되지 않고, 열판(3)의 내부에 히터를 삽입하는 구조이어도 무관하다.

아울러, 본 실시예에서는, 하부틀(2)의 하부틀측통기구(23)의 위치를 바닥 부(22)의 주벽부(21)에 가까이 하고 있지만, 이 위치에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 상술한 금형의 경우, 금형을 형성하는 요철부의 요철에 연통하는 위치에 통기구를 마련하도록 해도 무관하다.

또한, 본 실시의 형태에 따른 하부틀(2), 열판(3)의 형상, 크기, 시트(4)의 고정수단 등의 구성은 임의로 설정할 수 있다.

기타, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위에서, 상술한 실시 형태에 있어서의 구성 요소를 주지의 구성 요소로 대체하는 것은 적절히 가능하다.

본 발명의 열 성형 장치에 의하면, 가열에 의한 시트 연화시에 공기가 머무르는 현상을 억제하여, 시트의 특징인 투명도 및 휘도를 최대한 저하시키지 않고 성형하는 것이 가능하다.

1: 열 성형 장치
2: 하부틀
2a: 상단부
3,3A, 3B: 열판
3a: 당접면
3b: 가열면
4: 시트
4A: 흡인 흔적
5: 진공 탱크
6: 가압 탱크
10: 기재
21: 주벽부
23: 하부틀통기구
31: 틀부(외주연)
32: 열판측통기구(진공홀)
32a: 개구부
R: 수용 공간
S: 틈

Claims (6)

1. 열 성형 대상이 되는 기재의 수용영역 및 단부를 갖는 틀재;및
   평면에서 바라볼 때 사각형상의 가열면 및, 상기 가열면의 외주연에서 상기 틀재를 향해 돌출된 틀부를 포함하고, 상기 틀부가 상기 틀재의 상기 단부에 맞닿을 수 있는 열판
   을 구비한 열 성형 장치로서,
   상기 열판에는, 상기 가열면에서 상기 틀부의 주변부에 있고 평면에 바라볼 때 상기 열판의 외주부에 개구하는 진공홀이 설치되고,
   상기 틀재의 상기 단부와 상기 열판의 상기 외주연과의 사이에 배치시킨 시트의 상기 가열면에 대한 흡착 전에, 상기 시트와 상기 가열면 사이의 적어도 일부에 틈이 존재하는 열 성형 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 가열면은 조도가공되는 열 성형 장치.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   상기 가열면에는, 내열성 및 이형성을 갖는 표면 처리가 전면에 걸쳐 실시 되는 열 성형 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 가열면은 전체적으로 평면에서 바라볼 때, 중앙 부분이 상기 틀재를 향하여 볼록이 되는 볼록면이 형성된 열 성형 장치.
   
5. 제2 항에 있어서,
   상기 가열면은 전체적으로 평면에서 바라볼 때, 중앙 부분이 상기 틀재를 향하여 볼록이 되는 볼록면이 형성된 열 성형 장치.
   
6. 제3 항에 있어서,
   상기 가열면은 전체적으로 평면에서 바라볼 때, 중앙 부분이 상기 틀재를 향하여 볼록이 되는 볼록면이 형성된 열 성형 장치.

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