JP2001150542A - 熱可塑性シートの後成形方法、装置およびシステム - Google Patents

熱可塑性シートの後成形方法、装置およびシステム

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JP2001150542A JP2000315498A JP2000315498A JP2001150542A JP 2001150542 A JP2001150542 A JP 2001150542A JP 2000315498 A JP2000315498 A JP 2000315498A JP 2000315498 A JP2000315498 A JP 2000315498A JP 2001150542 A JP2001150542 A JP 2001150542A
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heating
heat source
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ジェイ ムーア スティーヴン
David M Owens
エム オーウェンス ディヴィッド
Billy Joe Billeck Jr
ジョー ビーレック ジュニア ビリー
Kelly Moore
ムーア ケリー
Michael E Ingrim
イー イングリム マイケル
Bruce Rodney Trethewey Jr
ロドニー トリシューイ ジュニア ブルース
Beth A Rabroker
エイ ラブローカー ベス
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上に熱可塑性シートを後成形しかつ接着
する方法、装置およびシステムを提供することにある。 【解決手段】 固体表面積層材料(SSL)等の熱可塑性
シートを、平坦面および所望輪郭をもつ縁部を備えた基
板に、前記縁部に近い熱可塑性シートの部分を加熱する
ことにより後成形する技術。熱可塑性シートは、接着剤
により基板の平坦面端面および縁部に接着される。接着
された熱可塑性シートおよび基板により形成された複合
体は、カウンタトップ、バニティトップ、バスおよびシ
ャワー表面材、家具表面材等に使用される。熱可塑性シ
ートの一部の加熱は、合焦ライン加熱、慣用加熱と熱シ
ールド、合焦加熱と慣用加熱との組合せ、または慣用加
熱のみで行なうことができる。基板の縁部に接着された
熱可塑性シートの部分はその外観を向上させるためサン
ディングにより仕上げられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、固体表面積層体
(solid surface laminate; SSL)等の熱可塑性シー
ト、および平坦面および所望の輪郭の縁部をもつ基板に
関し、より詳しくは、熱可塑性シートの表面に損傷、擦
傷または変色を引き起こすことなく、熱を加えて曲げか
つ接着剤を用いて熱可塑性シートを基板に接着する技術
に関する。
【0002】
【従来の技術】高圧装飾積層体(high-pressure decora
tive laminate; HPDL)は、カウンタおよびテーブルト
ップ、バスルームおよびキッチンカウンタ表面、壁パネ
ル、隔壁およびドア、および家具表面として建築および
家具産業で使用されている。HPDLは、高圧および高温に
曝されると複合体を形成する熱硬化性樹脂で含浸された
紙の層からなる。後成形(postforming)用HPDLは、紙
中に含浸される熱硬化性樹脂の硬化を低下させることに
より作られる。硬化を低下させることにより、基板への
積層体の後成形中に、この後成形用積層体を軟化させか
つ曲げることが可能になる。
【0003】HPDL後成形は、特にこの用途のために作ら
れた連続製造ラインで主として行なわれる。後成形設備
の典型的製造業者として、Midwest Automation社、Evan
s Machinery社、Ima社等がある。基本的なHPDL後成形法
は、一般に、所望の縁部形状をもつ基板ブランクを製造
する段階と、HPDLを基板ブランクの平坦部に接合する段
階と、基板ブランクの縁部の表面形状に一致するよう
に、加熱しながらHPDLを曲げる段階とを有している。熱
は、温度が約325°Fに到達するまでHPDLに加えられ
る。次に、HPDLは、最終形状(コア形状、ローラ形状に
基いて定まる)が得られるまで、基板/HPDL複合体を一
連のローラに通すことにより基板ブランクの縁部表面に
成形される。
【0004】最近、Ingrim等による「熱可塑性アクリル
シート構成材料および高圧装飾積層体の代用としてのこ
れらの使用(Thermoplastic Acrylic Sheet Compositio
ns and Their Use as Substitutes for High Pressure
Decorative Laminate)」という名称の現に係属中の共
有に係る1997年7月23日付米国特許出願第08/
899,118号および同じくIngrim等による「押出成
形されたアンバランス形固体表面複合体およびその製造
方法および使用方法(Extruded Unbalanced Solid Surf
ace Composites and Method for Making and Using Sam
e)という名称の1998年10月10日付米国特許出
願第09/172,951号には、熱可塑性アクリルシ
ート構成材料が開示されている。これらの両米国特許出
願は本願に援用する。熱可塑性アクリルシート構成材料
は、以下、「固体表面積層体(SSL)」または「熱可塑
性シート」と呼ぶこともある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】以下に開示する本発明
の実施形態は、基板上に熱可塑性シートを後成形しかつ
接着する方法、装置およびシステムを提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】各実施形態は、平坦面お
よび所望の輪郭に成形された縁部を備えた基板ブランク
を有している。熱可塑性シートは、接着剤を使用して基
板の平坦面に接着され、次に所望の輪郭をもつ縁部に近
い熱可塑性シートの部分が加熱される。熱可塑性シート
の加熱部分が所望温度に到達すると、シートは、縁部の
形状に実質的に一致するように曲げられる。基板の縁部
に付着される接着剤は、該縁部と接触する熱可塑性シー
トの曲り部分を基板縁部に接着する。
【0007】本発明の一実施形態は、基板の縁部の周囲
の曲り部分の領域内にあるSSLの一部に熱を加える合焦
ライン加熱を使用する。熱は、基板と接触するSSLの側
面(SSLの裏面)に合焦され、SSLの露出面すなわち前面
への微粒子(SSL内に含有される)の上昇を最小にする
のが好ましい。合焦熱はSSLの前面に加えることもで
き、好ましくは、合焦熱源とSSLの前面との間にフィル
ムマスクを使用し、SSLを保護する。微粒子の上昇はフ
ィルムマスクがSSLと合焦熱源との間(特に、半径方向
縁部)に配置される場合にも低下される。合焦熱は、SS
Lの前面に生じる「小波すなわち波」をも小さくする。
【0008】他の実施形態は、SSLの外方縁部を慣用加
熱から保護する熱シールドを使用し、従って、熱は、曲
げが生じる個所のみに加えられる。熱シールドは、高耐
熱材料すなわち金属から作るのが好ましい。また熱シー
ルドは、空冷または水冷を行なうべく中空にするか、チ
ャンネルを設けることができる。熱シールドは、SSLの
表面に与える小波発生効果を大幅に低減させる。
【0009】本発明の更に別の実施形態は、合焦加熱
(focused heating)と慣用(非合焦)加熱との組合せ
を使用する。SSLは、前面および裏面の両面が加熱され
る。前面と熱源との間にはフィルムマスクを配置でき
る。前面は合焦熱源により加熱され、裏面は慣用熱源に
より加熱されるのが好ましい。
【0010】本発明の更に別の実施形態は、SSLの前面
および裏面の両面の加熱に慣用熱源を使用する。微粒子
上昇および小波発生等の表面欠陥を最小にするのに、SS
Lの前面と熱源との間にフィルムマスクを使用できる。
【0011】本発明の実施形態では、SSLの加熱後に、
基板の縁部に一致させるようにSSLが曲げられ、これ
は、SSLをその最終縁部輪郭に成形することを補助する
一連のローラにより行うのが好ましい。ローラは、ゴ
ム、シリコーンおよび鋼等で作られ、最終縁部輪郭の形
状に一致しなくてもよい。最も好ましくは、ローラを縁
部の輪郭の形状と一致させ、SSL材料の表面が縁部の輪
郭に正確に適合することを補助する。
【0012】SSLは、加熱および曲げ後の縁部仕上げに
適合する。縁部仕上げは、曲げ前に慣用加熱のみを使用
してSSLを加熱するときに特に必要とされる。縁部仕上
げは、輪郭サンディング(より一般的にはベルトおよび
ブロックサンディングとして知られている)と回転サン
ディングとの組合せで行なうことができる。後成形工程
中に引き起こされた微粒子上昇および他の表面欠陥を除
去するのに輪郭サンディングを使用できる。しかしなが
ら、輪郭サンディングは、方向性サンディングラインを
残すことがある。これらの方向性サンディングライン
は、一般に、基板の縁部と平行に整合し、例えばハンド
サンディングで的確に除去することは困難である。これ
らの方向性ラインは、回転サンディングにより有効に除
去できることが判明している。
【0013】本発明の他の実施形態は、SSLをコービン
グ(coving)して、例えばバックスプラッシュを備えた
後成形カウンタトップを製造する工程(この工程に限定
されるものではない)を付加している。標準コービング
機械は、幾つかの改造を施してSSLに使用できる。すな
わち、第1のアプローチでは、SSLはその両面が加熱さ
れる。好ましくは、SSLの表面、より詳しくは、加熱ロ
ッドが適用される領域はフィルムで被覆すべきである。
フィルムは、SSLの表面に融着しないように、加熱ロッ
ドの温度より高い耐熱性を有することが好ましい。加熱
ロッドの温度は、好ましくは205〜215°Fの間で
ある。基板のけがきスロットを介してSSLの裏面を加熱
するのに、補助放射ヒータを使用できる。SSLの裏面の
ヒータは、表面温度が300°Fより高くなるように設
定するのが好ましい。SSL/基板は、成形温度(前述の
後成形温度と同じである)に到達するまでこの熱の組合
せに曝される。次に、所望の曲り角度に到達するまで、
上面が加熱ロッドに向かって曲げられる。裏面ヒータが
除去され、基板の2つの部片(カウンタトップおよびバ
ックスプラッシュ)間にコーブスチックが配置される。
【0014】第2のアプローチでは、SSLは裏面のみか
ら加熱される。ヒータの温度はSSLの表面からの距離に
基いて定まるが、SSLの表面上に300°F以上の温度を
発生させるのが好ましい。ひとたびSSLが所望温度に加
熱されると、所望曲げが達成されるまで、非加熱ロッド
の回りにコーブ曲げが形成される。基板の2つの部片間
にはコーブスチックが配置され、シートを冷却すること
ができる。
【0015】本発明の長所は、SSLの合焦ライン加熱に
よって、SSLの後成形表面に生じる微粒子上昇および小
波を最小にできることである。
【0016】本発明の他の長所は、慣用ヒータに熱シー
ルドを使用することにより、SSLの後成形表面の小波発
生を大幅に低減できることである。
【0017】本発明の1つの特徴は、基板縁部(この上
にSSLが成形される)の輪郭をもつローラを使用するこ
とである。
【0018】本発明の他の特徴は、連続バックスプラッ
シュを備えたカウンタトップを後成形すべく、SSLにコ
ーブ曲げを形成することである。
【0019】本発明の更に別の特徴は、前面、裏面また
はこれらの両面に合焦熱源を使用して、基板縁部(該基
板縁部にSSLが一致される)に近いSSLの部分のみを加熱
することである。
【0020】
【発明の実施の形態】本発明の他の特徴および長所は、
添付図面を参照して開示を目的として述べる本発明の好
ましい実施形態に関する以下の説明から明らかになるで
あろう。
【0021】本発明は、熱可塑性シート(SSL)の表面
に損傷、歪みまたは変色を生じさせることなく、SSLを
後成形しかつ基板上に接着するシステム、方法および装
置である。得られる複合体は、種々の建築および家具用
途に使用できる。SSLを後成形しかつ基板上に接着する
とき、本発明の実施形態は、次の製造工程すなわち、
1)基板の製造、2)基板接合のための表面処理、3)
縁部への接着剤の塗布、4)加熱/接合、および5)縁
部仕上げを有している。
【0022】ここで図面を参照すると、本発明の好まし
い実施形態の詳細が概略的に示されている。図面中の同
じ構成要素は同じ参照番号で示され、同類の構成要素は
同じ参照番号に添字を付した参照番号で示されている。
【0023】基板の製造 基板は、プラスチック、木またはこれらの両者の組合せ
を含む種々の製品から作られる。基板の好ましい構成材
料は木であり、パーティクルボードまたは中密度ファイ
バーボード(medium density fiberboard; MDF)は最も
好ましい。基板の厚さは、約1/4〜2インチの範囲が
好ましく、最も好ましいのは約3/4〜1・1/2イン
チ(38mm)のパーティクルボードおよびMDFであ
る。本発明の実施形態には、3/4インチ以下または
1.1/2インチ以上の基板厚さを使用することもでき
る。
【0024】ここで図1を参照すると、一体に積層され
た基板およびSSLの概略側断面図が示されている。基板
はその全体が参照番号102で示され、熱可塑性シート
すなわちSSLはその全体が参照番号104で示されてい
る。基板102は、縁部108の輪郭(形状)106
が、必要とされる最終輪郭と実質的に一致するように機
械加工される。後成形は熱成形とは異なっている。なぜ
ならば、後成形では極く局部的な加熱が使用され、金型
(すなわち縁部輪郭をもつ基板)は最終構成材料の一部
だからである。縁部輪郭の機械加工は、SSLの熱可塑性
の性質から厳格に行なわれる。かくして、基板の縁部1
08にはこぶ、バリおよび他の欠陥がないことが重要で
ある。
【0025】こぶ、バリまたは他の欠陥は、いかなるも
のであっても、SSL104の表面を通してそれとなく気
付くであろうし、該表面に現れるであろう。MDF基板1
02は一般に最も滑らかな表面を与えるが、パーティク
ルボードは、サンディング加工することにより、使用で
きる輪郭円滑性が得られる。また、パーティクルボード
の内部構成材料は、一般的粗さの粒木繊維ファイバは、
より細かい木繊維と置換できる。これにより、パーティ
クルボード基板の縁部輪郭をより滑らかに機械加工でき
る。
【0026】基板接合のための表面処理 SSL104を基板102に接合するのに幾つかの方法を
使用できる。選択される方法は、選択される基板、選択
された基板をSSLに接合するのに要する接着剤、および
後成形に使用できる接着剤塗布装置に基づいて定まる。
選択される接合方法または接着剤の如何に係わらず、接
着剤の塗布は重要である。接着剤は、SSLと基板との界
面に蓄積しおよび乾燥することを許容されない。接着剤
が蓄積すると、SSLが好ましい縁部輪郭に倣うことが妨
げられる。例えば、接着剤の蓄積110を参照された
い。
【0027】殆どの条件下では、基板デッキ112およ
び縁部108上の接着剤は、後成形工程中の異なる段階
で塗布される。選択される接着剤が、熱露出により再活
性化される能力を有しかつ接着剤の完全硬化が生じるま
で後成形されたSSLを保持するのに充分な大きさの熱い
生強度を有する場合には、基板デッキ112および縁部
108の両方への接着剤の塗布を1工程に統合できる。
2つの接着剤の1工程への統合は、後成形が使用を決定
する塗布装置に基いて定められる。
【0028】縁部への接着剤の塗布 一般に、縁部への接着剤の塗布は、上記基板デッキへの
接着剤の塗布とは異なる工程で行なう。基板102の構
成材料によっては、一種類または数種類の接着剤が必要
である。選択される基板とは無関係に、好ましい接着剤
塗布は両面塗布、換言すれば、基板102およびSSL1
04の両方に接着剤を塗布することである。接着剤のカ
バー範囲は、できる限り100%近くにするのが好まし
い。
【0029】SSL104は、溶液形コンタクト接着剤お
よび水性特殊接着剤の両方を用いて、首尾良く後成形さ
れている。溶液形コンタクト接着剤は、1)大気状態下
で、または2)SSL104および基板102の両者への
空気を用いた強制乾燥により、塗布されかつ乾燥されて
いる。これらの接着剤の再活性化は、後成形ライン上で
の加熱機構により行なわれる。水性特殊接着剤は、直線
状に塗布されかつ後成形ヒータまたは別の強制空気ヒー
タにより部分乾燥される。一般に、水性接着剤は硬化時
間が長く、縁部成形後の長い連続保持ローラを必要とす
る。
【0030】加熱/接合 SSLは、これが好ましくは約270〜320°Fの表面温
度に加熱されるときに最も良く後成形される。ここで図
2Aおよび図2Bには、SSLの軟化/成形挙動を示すグ
ラフが示されている。初期温度は、SSL固体/微粒子同
時押出シート(SSL solid and particulate co-extrude
d sheet)から作られたDMTA曲線に基いて最初に提案さ
れた。図2Aおよび図2Bに示された曲線は、275°
Fより高い温度での軟化/成形挙動を示すものである。
これらの温度は、発明者の製造工場での試験評価中のMi
dwest Postformerによる試行錯誤により確認された。
【0031】SSLシートに熱が加えられる位置は重要な
パラメータである。不適当な加熱により、SSL材料は、
これに「小波または波」が生じる程度まで軟化される。
これらの波は、後成形されたカウンタトップの除去でき
ない永久的な特徴となってしまう。また、不適当な加熱
および曲げによって、SSLカウンタトップの表面上に好
ましくない質感または色の変化が引き起こされる(すな
わち、捕捉された微粒子がSSLのから上昇し始め、粗面
化を引き起こす)。
【0032】本発明の発明者により、SSL104への加
熱法としての広帯域ヒータには合焦ライン加熱が好まし
いことが確認されている。また、Polymask社(3Mデビジ
ョン)により新たに開発されたフィルムは、表面欠陥を
最小にする。このフィルムは後成形加工中に使用できる
が、必ずしも必要なものではない。下記リストは、SSL
104の後成形に使用される好ましい加熱形態の要約で
ある。以下、好ましさが最高の(1)から最低の(4)
まで、好ましい順にこれらをリストアップする。
【0033】(1)合焦ライン加熱 図3には、本発明の一実施形態による、合焦ライン熱源
により曲げ領域で加熱されるSSLの一部を示す概略側断
面図が示されている。SSL104の前面および裏面への
合焦ライン熱(それぞれ参照番号320a、320bで
示す)は、SSL104の限界曲げ領域上に合焦される。
合焦ラインヒータ322a、322bは、例えば、Rese
rch Inc.社の製造に係るモデル#5193のような石英
ヒータである。図3に示すような90°曲げの場合に
は、より強い熱をSSL104の裏面(図示の場合にはSSL
の下面)に加えるのが好ましい。SSL104の裏面に熱
を合焦させることにより、微粒子の上昇が最小にされ
る。合焦熱はまた、SSL104の前面(図示の場合にはS
SLの上面)にも加えられる。SSL104の前面(より詳
しくは半径方向縁部)上に置かれる、好ましくは厚さ
1.5ミルのPolymaskフィルム(部品番号YR2688RC; 同
時押出ポリエステルおよびアクリル)は、SSL104の
表面への微粒子上昇の最小化を補助する。合焦熱320
a、320bは、前述の「小波発生」効果の最小化を補
助する。
【0034】(2)熱シールド 図4を参照すると、ここには、本発明の他の実施形態に
よる、慣用熱源により加熱されかつ熱シールドにより保
護されるSSLの概略側断面図が示されている。この実施
形態には、標準の後成形機械に一般的に見られる慣用の
セラミックヒータまたは石英ヒータ422a(422b
は図示せず)を使用できる。熱420a、420b(熱
源422aおよび図示しない熱源422bからの熱)
は、曲げが生じるSSL104の領域に加えられる。熱4
20a、420bは、熱シールド430(上方および下
方の熱シールド部分を、それぞれ参照番号430a、4
30bで示す)によりSSL104の外方縁部から「遮
蔽」されている。熱シールド430は、高耐熱材料(す
なわち、金属または他の耐熱材料)から製造される。好
ましくは、熱シールド内には、中空部または空冷または
水冷用のチャンネルを設けることができる。従って、SS
L104の外方縁部は、これを熱シールド430の上方
部分430aと下方部分430bとの間に通すことによ
り熱420a、420bから遮蔽される。熱シールド4
30は、SSL104の小波形成を大幅に低減させること
を補助するが、強い上方からの熱420aによって依然
としてある程度の微粒子上昇が引き起こされるであろ
う。
【0035】(3)合焦加熱と慣用加熱との組合せ 図5を参照すると、ここには、SSLの曲げ領域の前面が
合焦熱源により加熱され、裏面が慣用熱源により加熱さ
れるSSLの一部の概略側断面図が示されている。SSL10
4は両面から加熱される。SSL104の表面(前面)に
は、Polymaskフィルム(図示せず)を貼着することがで
きる。表面は合焦ライン加熱520aされ、ここで、SS
L104の下面は慣用熱520bを受ける。この結果生
じる曲げによって前面(上面)が形成され、該前面は試
みられる縁部半径によっては許容されるものとなるが、
研摩を要することがある。
【0036】(4)慣用加熱 慣用加熱は、一般に、商業的に入手できる後成形機械で
使用されている方法である。SSL104の前面上にPolyf
ilmを貼着することにより、表面欠陥を最小にすること
を補助するが、一般に後仕上げが必要とされよう。
【0037】前述のように加熱された後、表面材料(こ
の場合はSSL)は、曲げバーを通って、表面材料を最終
所要縁部輪郭に成形することを補助する一連のローラ
(図示せず)に移動される。基板縁部(輪郭)に切断さ
れる形状およびこれらのローラの位置は、曲げられたSS
L104がとる最終輪郭を定める。異なる各輪郭にする
場合には、これらのローラの位置を変える。これらのロ
ーラは、ゴム、シリコーンまたは鋼で形成できる。一般
にこれらのローラは、最終輪郭の形状には一致しない。
これらの形式のローラは首尾良く使用できるが、好まし
いローラは、表面材料を最終輪郭にぴったり合致させる
ことを補助する輪郭を有するものである。上記加熱およ
び曲げ加工を行うことにより、SSLはHPDLよりきつい半
径となり、従ってより高度の細部をもつ輪郭を形成でき
る。
【0038】縁部仕上げ 前述のように、上記方法の加熱工程中に微粒子上昇が生
じる縁部輪郭には、縁部仕上げが必要とされる。縁部仕
上げは、輪郭サンディングの組合せ、より一般的にはベ
ルトおよびブロックサンディングと回転サンディングと
の組合せにより行なわれる。輪郭サンディングは、後成
形中に引き起こされた微粒子上昇を除去する。図6に
は、一般的な輪郭サンダーが示されている。輪郭サンダ
ーは、例えば、Delle Vedove, Hasseman, and Fletcher
Machinery社から商業的に入手できる。輪郭サンダー
は、各輪郭の運転を行なうのに異なるベルトおよびブロ
ック形態を必要とする。必要な輪郭サンダーステーショ
ンの数は、輪郭に基いて定まる(輪郭の細部が多いほ
ど、多いステーション数が必要である)。縁部が形成さ
れたSSLの半光沢仕上げの一例は、3つのサンディング
工程、すなわち220粒度のサンディングベルト、32
0粒度のサンディングベルト、およびワッフルフランジ
を備えた非常に微細なスコッチブライトディスクを必要
とする。
【0039】輪郭サンディングは表面欠陥を除去する
が、方向性サンディングラインを残してしまう。これら
の方向性ラインは、基板の長さ方向に平衡であり、通常
のハンドサンディングで除去することは困難である。こ
れらのラインは、回転サンディングにより首尾良く除去
される。回転(スピンドル)サンダーは、Fladder社か
ら商業的に入手できる。これらの機械は、回転運動でサ
ンディングし、輪郭サンディングにより形成された方向
性ラインを除去する。どのような形式のサンドペーパ/
スコッチブライトが回転軸に取り付けられるかによっ
て、異なる種類の仕上げが行なわれる。
【0040】コービング コービングは、連続バックスプラッシュを備えた後成形
カウンタトップを望むときに付加される工程である。コ
ービング機械は、後成形機械を製造するのと同じ多くの
会社で製造されている。従来技術による積層体の表面加
熱は、積層体の表面と直接接触する加熱ロッドを備えて
いる。この加熱形式は、SSLの表面に損傷を残す(溶融
が生じる)ことが判明している。標準コービング機械は
SSLに使用できるが、これらのコービング機械の作動に
は幾つかの改良を施すことが好ましい。
【0041】ここで図7を参照すると、コービング作業
の概略側断面図が示されている。SSL104の一部70
4は、SSL104の裏面から間隔を隔てた熱源722に
より曲げ領域が加熱されている。SSL104の前面に
は、コービング機械730の他のロッド形熱源724が
配置されている。SSL104の表面とロッド形熱源72
4との間には、保護フィルム726を配置できる。SSL
をコービングするとき、加熱ロッド724の半径がコー
ブ半径(cove radius)を決定する。SSLをコービングす
る2つの好ましい方法は次の通りである。
【0042】第1方法では、SSL104はその両面が加
熱される。SSL104の表面はフィルム726で被覆し
ておくのが好ましく、最も好ましくは、加熱ロッド72
4が適用される領域を被覆する。フィルム726は加熱
ロッド724の温度より高い耐熱性を有し、フィルムが
SSL104の表面上に融着しないようにするのが好まし
い。加熱ロッド724は、205〜215°F間の温度
が維持されるように設定するのが好ましい。ヒータ72
2は放射形ヒータであり、基板に設けられたけがきスロ
ット728を通してSSL104の裏面に熱を供給するの
に使用される。SSL104の裏面側のヒータ722は、S
SL104の表面温度が約300〜320°Fより高くな
るように設定される。基板102からのヒータ722の
距離は約1インチであるのが好ましい。かくして、SSL
104および基板102は、成形温度(前述の後成形温
度と同じ温度)に到達するまで、両ヒータ722、72
4からの熱のこの組合せに曝される。ひとたび成形温度
に到達したならば、SSL104の上面が、例えば90°
の所望角度の曲げが達成されるまで加熱ロッド724に
向って曲げられる。ひとたびSSL104が曲げられたな
らば、裏面側ヒータ722が除去され、コーブスチック
(図示せず)が基板102に取り付けられる。
【0043】第2方法では、SSL104は、裏面からの
み加熱される。ヒータ722の温度はSSL104の裏面
からの距離に基いて定まるが、熱の供給は、SSL104
の表面が300°Fより高い温度に到達するようにすべ
きである。ひとたびSSL104がそのように加熱された
ならば、90°の曲げが達成されるまで、コービング機
械の非付勢加熱ロッド724a(図示せず)の回りにコ
ーブ曲げが形成される。次にコーブスチックが取り付け
られ、積層組立体を冷却することができる。
【0044】従って、本発明は、その目的および前述の
長所の遂行に良く適合したものである。本発明はその特
定の好ましい実施形態に関連して図示しかつ説明した
が、このような実施形態は本発明を限定するものではな
く、かつ限定を推測できるものではない。本発明は、当
業者にとって明白な修正および変更を施すことができ
る。本発明の図示しかつ説明した好ましい実施形態は単
なる例示であって、本発明の範囲を排除するものではな
い。従って、本発明は特許請求の範囲の精神および範囲
によってのみ制限を受けるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】一体に積層された基板およびSSLを示す概略側
断面図である。
【図2A】SSLの軟化/成形挙動を示すグラフである。
【図2B】SSLの軟化/成形挙動を示すグラフである。
【図3】本発明の一実施形態による、合焦ライン熱源に
より曲げ領域で加熱されたSSLの一部を示す概略側断面
図である。
【図4】本発明の他の実施形態による、慣用熱源により
加熱されかつ熱シールドにより保護されたSSLの概略側
断面図である。
【図5】本発明の更に別の実施形態による、SSLの前面
で合焦熱源によりかつ裏面で慣用熱源により曲げ領域が
加熱されたSSLの一部を示す概略側断面図である。
【図6】曲面サンダーを示す斜視図である。
【図7】本発明の更に別の実施形態による、SSLの表面
とロッド形熱源との間に保護フィルムが配置され、SSL
の裏面から間隔を隔てた熱源およびSSLの前面のロッド
形根通路源により曲げ領域が加熱されたSSLの一部を示
す概略側断面図である。
【符号の説明】
102 基板 104 熱可塑性シート(SSL) 106 輪郭 108 縁部 110 接着剤の蓄積 112 基板デッキ 322a、322b 合焦ラインヒータ 430、430a、430b 熱シールド 724 ロッド形熱源 730 コービング機械
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成12年12月1日(2000.12.
1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正内容】
【0014】第2のアプローチでは、SSLは裏面のみか
ら加熱される。ヒータの温度はSSLの表面からの距離に
基いて定まるが、SSLの表面上に300°F以上の温度を
発生させるのが好ましい。ひとたびSSLが所望温度に加
熱されると、所望曲げが達成されるまで、非加熱ロッド
の回りにコーブ曲げが形成される。基板の2つの部片間
にはコーブスチックが配置され、シートを冷却すること
ができる。本発明のもう1つの特徴によれば、平坦面お
よび縁部を備えた基板を用意する工程と、該基板の縁部
に所望の輪郭を形成する工程と、前記基板の平坦面およ
び縁部に接着剤の第1コートを塗布する工程と、裏面お
よび前面を備えた熱可塑性シートを用意する工程と、該
熱可塑性シートの裏面に接着剤の第2コートを塗布する
工程と、前記基板の平坦面上に熱可塑性シートの裏面を
置いて、該裏面を前記基板の平坦面に接着させる工程
と、前記基板の縁部に近い熱可塑性シートの部分を所望
温度に加熱する工程と、熱可塑性シートの加熱部分を曲
げて、所望の輪郭を有する縁部に一致させ、熱可塑性シ
ートを基板の縁部に接着させる工程とを更に有すること
を特徴とする基板上で熱可塑性シートを後成形する方法
が提供される。本発明のもう1つの特徴によれば、前記
基板の縁部に近い熱可塑性シートの部分を加熱する工程
は、合焦熱源を用いて行なわれる。本発明のもう1つの
特徴によれば、前記合焦熱源は、熱可塑性シートの裏面
を加熱する。本発明のもう1つの特徴によれば、前記合
焦熱源は、熱可塑性シートの前面を加熱する。本発明の
もう1つの特徴によれば、基板上で熱可塑性シートを後
成形する方法は、前記合焦熱源と熱可塑性シートの前面
との間に耐熱フィルムを配置する工程を更に有する。本
発明のもう1つの特徴によれば、前記基板の縁部に近い
熱可塑性シートの部分の加熱工程は、熱可塑性シートの
前面を加熱する第1合焦熱源と、熱可塑性シートの裏面
を加熱する第2合焦熱源とを用いて行なわれる。本発明
のもう1つの特徴によれば、基板上で熱可塑性シートを
後成形する方法は、前記熱可塑性シートにコーブ曲りが
形成される熱可塑性シートの裏面の一部が露出されるよ
うに基板に溝を形成する工程を有し、該溝の両側には基
板の第1部分および第2部分が存在し、前記基板の溝を
介して熱可塑性シートの裏面を加熱する工程と、コーブ
曲げロッドの回りで熱可塑性シートを曲げる工程と、前
記基板の第1部分と第2部分との間でかつ熱可塑性シー
トの裏面のコーブ曲り部分にコーブスチックを取り付け
る工程とを有する。本発明のもう1つの特徴によれば、
前記熱可塑性シートの裏面の温度は、曲げ工程中に30
0°Fより高くなる。本発明のもう1つの特徴によれ
ば、基板上で熱可塑性シートを後成形する方法は、前記
熱可塑性シートの前面とコーブ曲げロッドとの間に耐熱
フィルムを配置する工程と、前記熱可塑性シートの裏面
の温度より低い温度までコーブ曲げロッドを加熱する工
程とを更に有する。本発明のもう1つの特徴によれば、
前記熱可塑性シートの裏面の温度は300°Fより高
く、加熱されたコーブ曲げロッドは曲げ工程中に約20
5〜215°Fになる。本発明のもう1つの特徴によれ
ば、熱可塑性シートの一部の前面を加熱できる第1ヒー
タと、熱可塑性シートの一部の裏面を加熱できる第2ヒ
ータとを有し、熱可塑性シートの加熱される部分は基板
の縁部に近接しており、該縁部は所望の輪郭を有し、熱
可塑性シートの加熱された部分を曲げて、基板の縁部の
輪郭と一致させるベンダーを更に有することを特徴とす
る基板上で熱可塑性シートを後成形する装置が提供され
る。本発明のもう1つの特徴によれば、前記第1および
第2ヒータは合焦ラインヒータである。本発明のもう1
つの特徴によれば、前記第1および第2ヒータは非合焦
ラインヒータである。本発明のもう1つの特徴によれ
ば、基板上で熱可塑性シートを後成形する方法は、前記
基板の縁部に近接していない熱可塑性シートの他の部分
の回りに配置される熱シールドを更に有する。本発明の
もう1つの特徴によれば、前記熱可塑性シートの部分は
300°Fより高温である。本発明のもう1つの特徴に
よれば、基板上で熱可塑性シートを後成形する装置は、
前記熱可塑性シートを更にコーブ形状に曲げるためのコ
ーブ曲げロッドを更に有する。本発明のもう1つの特徴
によれば、前記コーブ曲げロッドは約205〜215°
Fに加熱される。本発明のもう1つの特徴によれば、平
坦面および縁部を備えた基板を有し、前記縁部は所望の
輪郭を有し、前記基板の平坦面上の接着剤の第1コート
と、熱可塑性シートとを有し、該熱可塑性シートは、該
シートと、平坦面と、基板の縁部との間に実質的にいか
なる過剰接着剤も存在しないようにして、接着剤の第1
コートにより前記基板の平坦に接着されており、基板の
縁部上の接着剤の第2コートと、前記基板の縁部に近い
熱可塑性シートの部分は加熱されかつ所望の輪郭をもつ
縁部に一致するように曲げられており、接着剤の前記第
2コートによって熱可塑性シートが縁部に接着されてい
ることを特徴とする製品が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディヴィッド エム オーウェンス アメリカ合衆国 テキサス州 78628 ジ ョージタウン シーアール 266−501 (72)発明者 ビリー ジョー ビーレック ジュニア アメリカ合衆国 テキサス州 76569 ロ ジャース ハント ヒル ロード 8450 (72)発明者 ケリー ムーア アメリカ合衆国 テキサス州 76554 リ トル リヴァー ウェスト メスキート 1403 (72)発明者 マイケル イー イングリム アメリカ合衆国 テキサス州 76513 ベ ルトン ペコス トレイル 521 (72)発明者 ブルース ロドニー トリシューイ ジュ ニア アメリカ合衆国 テキサス州 76502 テ ンプル ウォルヴェリン トレイル 3613 (72)発明者 ベス エイ ラブローカー アメリカ合衆国 テキサス州 76656 ロ ート ルート 1 ボックス 263

Claims (42)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平坦面および縁部を備えた基板を用意す
    る工程と、 該基板の縁部に所望の輪郭を形成する工程と、 前記基板の平坦面に接着剤の第1コートを塗布する工程
    と、 前記基板の1つの平坦面上の接着剤の第1コート上に熱
    可塑性シートを配置する工程とを有し、前記熱可塑性シ
    ートと、平坦面と、基板の縁部との間には、実質的にい
    かなる過剰接着剤も存在しないようにし、 接着剤の第2コートを、所望の輪郭を有する前記基板の
    縁部に塗布する工程と、 前記基板の縁部に近い熱可塑性シートの部分を所望温度
    に加熱する工程と、 熱可塑性シートの加熱部分を曲げて、所望の輪郭を有す
    る縁部に一致させ、接着剤の前記第2コートによって熱
    可塑性シートを縁部に接着させる工程とを更に有するこ
    とを特徴とする基板上で熱可塑性シートを後成形する方
    法。
  2. 【請求項2】 前記基板の縁部に近い熱可塑性シートの
    部分を加熱する工程は、合焦熱源を用いて行なわれるこ
    とを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記合焦熱源は、熱可塑性シートの裏面
    を加熱することを特徴とする請求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記合焦熱源は、熱可塑性シートの前面
    を加熱することを特徴とする請求項2記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記合焦熱源と熱可塑性シートの前面と
    の間に耐熱フィルムを配置する工程を更に有することを
    特徴とする請求項4記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記基板の縁部に近い熱可塑性シートの
    部分の加熱工程は、熱可塑性シートの前面を加熱する第
    1合焦熱源と、熱可塑性シートの裏面を加熱する第2合
    焦熱源とを用いて行なわれることを特徴とする請求項1
    記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記基板の縁部に近い熱可塑性シートの
    部分を加熱する工程は、 熱可塑性シートの前面を第1非合焦熱源で加熱する工程
    と、 熱可塑性シートの裏面を第2非合焦熱源で加熱する工程
    と、 基板の縁部に近くない熱可塑性シートの他の部分を遮蔽
    すべく、第1非合焦熱源の一部と第2非合焦熱源の一部
    との間に熱可塑性シールドを配置する工程とを有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記第1非合焦熱源と熱可塑性シートの
    前面との間に耐熱フィルムを配置する工程を更に有する
    ことを特徴とする請求項7記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記基板の縁部に近い熱可塑性シートの
    部分の加熱工程は、熱可塑性シートの前面を加熱する第
    1合焦熱源と、熱可塑性シートの裏面を加熱する第2合
    焦熱源とを用いて行なわれることを特徴とする請求項1
    記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記第1合焦熱源と熱可塑性シートの
    前面との間に耐熱フィルムを配置する工程を更に有する
    ことを特徴とする請求項9記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記熱可塑性シートの加熱された部分
    を曲げる工程の後に、所望の輪郭をもつ縁部に接着され
    た前記熱可塑性シートの部分を仕上げる工程を更に有す
    ることを特徴とする請求項1記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記仕上げ工程は、輪郭サンダーを用
    いて行なわれることを特徴とする請求項1記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記仕上げ工程は、輪郭サンダーを用
    い、次に回転サンダーを用いて行なわれることを特徴と
    する請求項1記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記加熱工程は、前記熱可塑性シート
    の部分の温度を少なくとも275°Fに上昇させること
    を特徴とする請求項1記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記加熱工程は、前記熱可塑性シート
    の部分の温度を約275〜320°Fの間の温度に上昇
    させることを特徴とする請求項1記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記曲げ工程は、 曲げバーを用いて前記熱可塑性シートの加熱された部分
    を曲げる工程と、 前記熱可塑性シートの曲げられた部分を、ローラを用い
    て、所望の輪郭をもつ縁部に一致させる工程とを有する
    ことを特徴とする請求項1記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記ローラは、ゴム、シリコーンおよ
    び鋼からなる群から選択された材料で作られていること
    を特徴とする請求項16記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記ローラは金属で作られていること
    を特徴とする請求項16記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記ローラは非金属で作られているこ
    とを特徴とする請求項16記載の方法。
  20. 【請求項20】 前記ローラは、基板縁部の所望の輪郭
    の形状に一致することを特徴とする請求項16記載の方
    法。
  21. 【請求項21】 前記熱可塑性シートにコーブ曲りが形
    成される熱可塑性シートの裏面の一部が露出されるよう
    に基板に溝を形成する工程を有し、該溝の両側には基板
    の第1部分および第2部分が存在し、 前記基板の溝を介して熱可塑性シートの裏面を加熱する
    工程と、 コーブ曲げロッドの回りで熱可塑性シートを曲げる工程
    と、 前記基板の第1部分と第2部分との間でかつ熱可塑性シ
    ートの裏面のコーブ曲り部分にコーブスチックを取り付
    ける工程とを有することを特徴とする請求項1記載の方
    法。
  22. 【請求項22】 前記熱可塑性シートの裏面の温度は、
    曲げ工程中に300°Fより高くなることを特徴とする
    請求項21記載の方法。
  23. 【請求項23】 前記熱可塑性シートの前面とコーブ曲
    げロッドとの間に耐熱フィルムを配置する工程と、 前記熱可塑性シートの裏面の温度より低い温度までコー
    ブ曲げロッドを加熱する工程とを更に有することを特徴
    とする請求項21記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記熱可塑性シートの裏面の温度は3
    00°Fより高く、加熱されたコーブ曲げロッドは曲げ
    工程中に約205〜215°Fになることを特徴とする
    請求項23記載の方法。
  25. 【請求項25】 平坦面および縁部を備えた基板を用意
    する工程と、 該基板の縁部に所望の輪郭を形成する工程と、 前記基板の平坦面および縁部に接着剤の第1コートを塗
    布する工程と、 裏面および前面を備えた熱可塑性シートを用意する工程
    と、 該熱可塑性シートの裏面に接着剤の第2コートを塗布す
    る工程と、 前記基板の平坦面上に熱可塑性シートの裏面を置いて、
    該裏面を前記基板の平坦面に接着させる工程と、 前記基板の縁部に近い熱可塑性シートの部分を所望温度
    に加熱する工程と、 熱可塑性シートの加熱部分を曲げて、所望の輪郭を有す
    る縁部に一致させ、熱可塑性シートを基板の縁部に接着
    させる工程とを更に有することを特徴とする基板上で熱
    可塑性シートを後成形する方法。
  26. 【請求項26】 前記基板の縁部に近い熱可塑性シート
    の部分を加熱する工程は、合焦熱源を用いて行なわれる
    ことを特徴とする請求項25記載の方法。
  27. 【請求項27】 前記合焦熱源は、熱可塑性シートの裏
    面を加熱することを特徴とする請求項26記載の方法。
  28. 【請求項28】 前記合焦熱源は、熱可塑性シートの前
    面を加熱することを特徴とする請求項26記載の方法。
  29. 【請求項29】 前記合焦熱源と熱可塑性シートの前面
    との間に耐熱フィルムを配置する工程を更に有すること
    を特徴とする請求項28記載の方法。
  30. 【請求項30】 前記基板の縁部に近い熱可塑性シート
    の部分の加熱工程は、熱可塑性シートの前面を加熱する
    第1合焦熱源と、熱可塑性シートの裏面を加熱する第2
    合焦熱源とを用いて行なわれることを特徴とする請求項
    25記載の方法。
  31. 【請求項31】 前記熱可塑性シートにコーブ曲りが形
    成される熱可塑性シートの裏面の一部が露出されるよう
    に基板に溝を形成する工程を有し、該溝の両側には基板
    の第1部分および第2部分が存在し、 前記基板の溝を介して熱可塑性シートの裏面を加熱する
    工程と、 コーブ曲げロッドの回りで熱可塑性シートを曲げる工程
    と、 前記基板の第1部分と第2部分との間でかつ熱可塑性シ
    ートの裏面のコーブ曲り部分にコーブスチックを取り付
    ける工程とを有することを特徴とする請求項30記載の
    方法。
  32. 【請求項32】 前記熱可塑性シートの裏面の温度は、
    曲げ工程中に300°Fより高くなることを特徴とする
    請求項31記載の方法。
  33. 【請求項33】 前記熱可塑性シートの前面とコーブ曲
    げロッドとの間に耐熱フィルムを配置する工程と、 前記熱可塑性シートの裏面の温度より低い温度までコー
    ブ曲げロッドを加熱する工程とを更に有することを特徴
    とする請求項31記載の方法。
  34. 【請求項34】 前記熱可塑性シートの裏面の温度は3
    00°Fより高く、加熱されたコーブ曲げロッドは曲げ
    工程中に約205〜215°Fになることを特徴とする
    請求項33記載の方法。
  35. 【請求項35】 熱可塑性シートの一部の前面を加熱で
    きる第1ヒータと、 熱可塑性シートの一部の裏面を加熱できる第2ヒータと
    を有し、熱可塑性シートの加熱される部分は基板の縁部
    に近接しており、該縁部は所望の輪郭を有し、 熱可塑性シートの加熱された部分を曲げて、基板の縁部
    の輪郭と一致させるベンダーを更に有することを特徴と
    する基板上で熱可塑性シートを後成形する装置。
  36. 【請求項36】 前記第1および第2ヒータは合焦ライ
    ンヒータであることを特徴とする請求項35記載の装
    置。
  37. 【請求項37】 前記第1および第2ヒータは非合焦ラ
    インヒータであることを特徴とする請求項35記載の装
    置。
  38. 【請求項38】 前記基板の縁部に近接していない熱可
    塑性シートの他の部分の回りに配置される熱シールドを
    更に有することを特徴とする請求項37記載の装置。
  39. 【請求項39】 前記熱可塑性シートの部分は300°
    Fより高温であることを特徴とする請求項35記載の装
    置。
  40. 【請求項40】 前記熱可塑性シートを更にコーブ形状
    に曲げるためのコーブ曲げロッドを更に有することを特
    徴とする請求項35記載の装置。
  41. 【請求項41】 前記コーブ曲げロッドは約205〜2
    15°Fに加熱されることを特徴とする請求項40記載
    の装置。
  42. 【請求項42】 平坦面および縁部を備えた基板を有
    し、前記縁部は所望の輪郭を有し、 前記基板の平坦面上の接着剤の第1コートと、 熱可塑性シートとを有し、該熱可塑性シートは、該シー
    トと、平坦面と、基板の縁部との間に実質的にいかなる
    過剰接着剤も存在しないようにして、接着剤の第1コー
    トにより前記基板の平坦に接着されており、 基板の縁部上の接着剤の第2コートと、 前記基板の縁部に近い熱可塑性シートの部分は加熱され
    かつ所望の輪郭をもつ縁部に一致するように曲げられて
    おり、接着剤の前記第2コートによって熱可塑性シート
    が縁部に接着されていることを特徴とする製品。
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