JP2001179821A - 二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シートを用いた成形方法および成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】加熱板による接触加熱方法によらず、シートに
接触しない加熱手段にて加熱して後、成形できるように
した成形方法と、その成形方法によって得られたレイン
ドロップマークのない外観的にも良好な成形品を提供す
ること。 【解決手段】二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シート
を加熱領域Ａにおいて、当該シートＳに接触しない加熱
手段１０によって加熱した後、シートＳを搬送手段によ
って成形領域Ｂまで搬送した後、成形手段によって真空
および／または圧空成形することを特徴とする二軸延伸
ポリスチレン系樹脂非発泡シートを用いた成形方法と、
当該方法によって成形された成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は二軸延伸ポリスチレ
ン系樹脂非発泡シートを用いた成形方法および成形品に
関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】従来
より成形品の各部の厚みを均一にして成形する二軸延伸
ポリスチレン系樹脂非発泡シート等の熱可塑性樹脂シー
トに対する成形方法としては、例えば特公昭５８−５７
６９号のように、加熱板にて接触加熱された熱可塑性樹
脂シートに、表面温度が調節され得る接触板を接触また
は近接させて、熱可塑性合成樹脂シートに対して接触板
が接触または近接した部分と、接触または近接しない部
分との間に、得られる成形品の肉厚に所望の結果を与え
る温度差を生じさせた後、真空または圧空成形すること
を特徴とするものであった。

【０００３】従来、二軸延伸ポリスチレンシート（以下
シートという）の成形には、上記先行特許も含め、加熱
板による接触加熱が用いられ、オーブン加熱は実施され
ていなかった。それは、シートを加熱領域の例えばオー
ブンで加熱した後、成形領域で圧空成形等するまでにシ
ートが収縮してしまい、シートの両側を固定しているピ
ン（ピンはシートを搬送するためのチェーンに固定され
ている）から外れるとか、チェーン自体がチェーンレー
ルから外れてしまうという問題が発生するためであっ
た。

【０００４】また、成形する前に収縮しないように、オ
ーブンで加熱した後、成形領域まで早く搬送（移動）す
るため搬送速度を上げるにも、装置の性能に限界があっ
たり、速度が上げられる場合でも、成形領域での制止位
置が微妙にずれて成形精度がくるったりする問題があっ
た。また、速度を上げすぎても、シートが加熱されて柔
らかくなっているので、シートのクランプ側（ピンで固
定しているシート流れ方向の両端側）はチェーンに追随
するが、シートの中心部は慣性によって後方へずれると
いった問題があった。

【０００５】一方、従来の加熱板による接触加熱方法で
は、加熱時に圧空ボックスの周囲でシートを固定した状
態のまま加熱し引き続き固定状態のまま成形を行うの
で、シートが収縮してピンから外れるという問題等は生
じなかった。しかしながら、加熱板による接触加熱によ
る課題としては、以下のような点が生じていた。 ・圧空エアーの吹き出し孔の型がシートにつく。 ・エアー溜まり（シートと加熱板との間にエアーが残る
部分）が発生し、加熱板に接触した部分との間に表面外
観上のコントラストができ、成形品にレインドロップマ
ークができる。 ・加熱板表面の凹凸（表面の荒さ）がシートに転写され
る。その結果、表面が荒くなるとともに、シートの透明
性がおちる。 ・圧空エアーに伴われたゴミ等が付着する。 ・成形型（雌型）の対向側に加熱板があるので、プラグ
アシスト用のプラグが設置できない。また、加熱板によ
る加熱は、シートの片側面からのみの加熱なので加熱時
間がかかる。そのためシートの厚みを厚くできない。以
上の結果より底の深い容器の成形ができない（深絞り成
形ができない）。

【０００６】そこで、本発明においては、従来から二軸
延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シートを用いた成形方法
として、加熱板による接触加熱方法によらず、シートに
接触しない加熱手段にて加熱して後、成形できるように
した成形方法と、その成形方法によって得られたレイン
ドロップマークのない外観的にも良好な成形品を提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成でき
る本発明による二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シー
トを用いた成形方法としては、請求項１に記載したよう
に、二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シートを加熱領
域において、当該シートに接触しない加熱手段によって
加熱した後、シートを搬送手段によって成形領域まで搬
送した後、成形手段によって真空および／または圧空成
形することを特徴としている。

【０００８】この請求項１記載の成形方法によると、加
熱板によるシートへの接触がないため、シートの片面に
制約を受けずに成形できるため、真空および／または圧
空成形の選択性も広がり、しかもシート表面に加熱板表
面の凹凸転写によるレインドロップマークがついたりす
るおそれもなくなるという利点を有する。また、本発明
においては請求項２に記載したように、圧空成形の際に
圧空に使用する空気を加熱することを特徴としている
と、加熱されたシートが急激に冷やされることがないの
で、成形の際にシートは十分に伸ばされることになる。
その結果、シートの伸び不良による同一成形品の部分的
な厚み不均一を減少することができる。また、圧空を利
用しての加熱を行うことにてシートの厚みに対応した適
切な加熱が実現でき、シートに対する成形が良好とな
る。

【０００９】また、本発明ではシートに接触しない加熱
手段としては、請求項３に記載したように、加熱手段
が、二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シートに対して
外気の影響を受け難いように密閉状に形成されたオーブ
ンであることを特徴としていると、密閉状に形成された
オーブンにて外気に影響されることなくシートに対して
両面加熱をも行うことができて、温度ムラなく加熱時間
も短縮され、加熱効率を高め得る利点が大きい。

【００１０】さらに本発明おいては、シートに接触しな
い加熱手段の採用をより的確にするために、請求項４に
記載したように、二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シ
ートを搬送手段によって成形領域まで搬送する際の最大
の搬送速度が９０〜１００ｍ／分であり、且つ加熱手段
によって加熱した後２秒以内に真空および／または圧空
成形することを特徴としていると、常に加熱領域での加
熱温度差を少なく維持でき、加熱板による接触加熱を採
用せずともよくなり、シートに対する加熱後の成形も円
滑に行えることになる。

【００１１】また、本発明ではシートの収縮やスピーデ
ィなシート搬送に対してもシートがクランプピンから外
れることのないように、請求項５に記載したように、搬
送手段が、シートの流れ方向に沿ったシート側端を保持
するクランプピンが付設されたチェーンであって、当該
クランプピン同士の間隔が大きくても２０ｍｍ以内であ
り、且つチェーンは片側ずつが２連以上であることを特
徴としているものであり、クランプピンによるシートを
保持しながらの搬送をより安定的且つ円滑に行えること
になる。

【００１２】さらに本発明では成形の安定上、請求項６
に記載したように、加熱領域と成形領域との間に、二軸
延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シートの成形時における
当該シートの加熱領域側への引き込み防止と加熱領域と
成形領域間の相互の温度影響を防止するためのクランプ
式シャッター手段で上記シートを固定して成形すること
を特徴としていると、成形時におけるシートの収縮に起
因する加熱領域側へのシートの引き込み防止と、加熱お
よび成形領域間での相互の温度影響が確実に防止される
ことになり、加熱および成形の安定化をもたらし得るこ
とになる。

【００１３】次いで、本発明による二軸延伸ポリスチレ
ン系樹脂非発泡シートを用いた成形品としては、請求項
７は請求項１〜６の何れかに記載の方法で成形されたこ
とを特徴としており、より具体的には請求項８に記載し
たように、成形品の表面に、二軸延伸ポリスチレン系樹
脂非発泡シートを接触による加熱手段を用いる場合に生
じるレインドロップマークがなく、且つ金型のエアー吹
き出しまたは吸引用孔の転写マークの相互間隔が少なく
とも２５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜６
の何れかに記載の方法で成形されたことを特徴としてい
るものであり、外観的にも美麗な成形品を提供できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次いで、本発明による二軸延伸ポ
リスチレン系樹脂非発泡シートを用いた成形方法と成形
品について図を参照しながら以下に説明する。図１は本
発明成形方法を実施するための成形装置の概要を示して
おり、図中Ｓは、搬送される二軸延伸ポリスチレン系樹
脂非発泡シート（以下シートと称す）であり、加熱領域
Ａと成形領域Ｂを経て成形される。１０は加熱領域Ａに
備えた加熱手段であって、シートＳに対して接触しない
ようにしてシートＳに内部を通過するだけで加熱できる
ようにしたオーブンであり、外気の影響を受け難いよう
に出入口を除いた部分を密閉して形成した密閉状のもの
であり、内部の上下にあるヒータについては図示するの
を省略してある。

【００１５】２０，２０′は加熱領域Ａと成形領域Ｂ間
に設けてあるクランプ式のシャッターであり、成形時に
加熱領域Ａ側と成形領域Ｂ側との間でシートＳを押さえ
てシートＳが引き込まれるのを防ぐと共にオーブン１０
による熱が成形に影響するのを防止している。このシャ
ッター２０，２０′は図２に示しているようにシート押
さえ部分に凹部２１および凸部２２を形成して実施する
のが好ましいが、押圧力をより強くすると平坦形状でも
実施でき、押圧力次第でシャッターの数は複数組でな
く、１組のみの実施も可能である。

【００１６】次いで、成形領域において３０は成形型、
４０は圧空ボックスを示している。５０，５０′、６０
はシリンダ機構等による昇降手段を示している。圧空ボ
ックス４０の詳細を図３によって説明すると、圧空注入
路４１から供給される圧空はチャンバー４２に入り、チ
ャンバー４２の表面板側に等間隔で均一に形成された圧
空ノズル４３からシートＳ側へ圧空供給されるようにな
っている。チャンバー４２内には温調用のパイプ４４を
蛇行させてあり（図４参照）、パイプ４４内には約９０
℃位の加熱オイルが流されてあり、チャンバー４２内に
入ってくる圧空を加熱できるようにしてあり、圧空ノズ
ル４３から 加熱された圧空がシートＳ′側へ供給され
ることになる。

【００１７】また、成形型３０側には圧空ボックス４０
側と連通するための細孔３１が形成されてあり、真空に
よる吸引を併用する場合には真空吸引孔として使用され
る。さらに、本発明の実施上、上記したシートＳの搬送
いついては、図５に示しているようにシートＳの流れ方
向に沿ったシート側端Ｓ，Ｓ′のそれぞれに突き刺して
保持するクランプピンＰを多数設けたチェーンＣ，Ｃを
搬送手段とするものであって、この搬送手段によって成
形領域Ｂまで搬送する際の最大速度が９０〜１００ｍ／
分であって、加熱領域Ａにおける加熱手段のオーブン１
０によって加熱した後２秒以内に圧空成形するようにし
ているものである。なお、圧空成形に代え真空成形を採
用したり、両成形を併用しての実施も可能である。

【００１８】なお、上記したシートの搬送手段としての
チェーンＣ，Ｃは、搬送時および成形時にシート保持が
不充分にならないようにクランプピンＰとクランプピン
Ｐとの間隔が大きくても２０ｍｍ以内にとどめることが
好ましいものであり、またチェーンＣ，Ｃはそれぞれ片
側ずつが２連以上になっていて、２連以上の受け部
Ｃ′，Ｃ′で受けられて円滑に作動するように実施する
のが好ましい。但しクランプピンＰは片側ずつのそれぞ
れ単列で充分である。

【００１９】上記したチェーンＣ，Ｃと受け部Ｃ′，
Ｃ′を示した図５では無端回動するチェーンＣ，Ｃの上
側の受け部Ｃ′，Ｃ′のみを示してあり、下側の受け部
については図示するのを省略してある。以上に説明した
ような成形装置を用いて成形するものであり、先ずシー
トを加熱領域Ａにおいて、シートＳに接触しないように
した加熱手段となるオーブン１０にて加熱した後、シー
トＳを搬送手段であるクランプピンＰ付のチェーンＣ，
Ｃによって成形領域Ｂまで搬送した後、成形手段となる
上記実施態様では成形型３０と圧空ボックス４０とによ
ってシートに対して適宜成形形態に成形するものであ
る。成形時には加熱領域Ａにて次回の成形のための加熱
が進行している。

【００２０】以上のような成形方法によって成形品の表
面に、二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シートを接触
による加熱手段を用いる場合に生じるレインドロップマ
ークがなく、且つ金型のエアー吹き出しまたは吸引用孔
の転写マークの相互間隔が少なくとも２５ｍｍ以上であ
る成形品を提供できることになる。以下に実施例を示
す。 ＜実施例＞ 条件幅 （加熱）炉内の温度 １９４℃ （１６０〜２１０℃） ヒーター設定温度 上 ２９５℃ （２８０〜３４０℃） 下 ２４０℃ （２３０〜２５０℃） 成形サイクル ６．５秒 圧空の温度 銅パイプに加熱オイル（９０℃）を流して温調する。 圧空の圧力 ２ｋｇ／ｃｍ² 成形された容器は、表面が美麗で、厚みも均一なもので
あった。

【００２１】

【発明の効果】・非接触式の加熱手段による加熱を行う
ので、エアー吹き出し孔の型がシートについたり、熱板
表面の凹凸（表面の荒さ）がシートに転写されることが
なく（レインドロップマークがつかない）、エアーに伴
われたゴミ等が付着することがない。 ・非接触式加熱によるので、加熱板の荒さがシートの表
面に転写されることがないので透明性がおちない。 ・成形型の対向側には加熱板がないので、プラグアシス
ト用のプラグが設置でき、かつ両面加熱が可能なので、
シートの厚みを厚くできる結果、深絞り成形が可能とな
る。 ・非接触式の加熱によるので、シートの両面加熱が可能
となるので、シート厚み方向の温度むらがなくなるとと
もに、加熱時間も短縮される。 ・シートの加熱と整形が同時に行われるので（加熱領域
と成形領域が分かれているので）、成形サイクルが短く
なる。

【００２２】成形サイクルは従来方法の１１秒から６秒
に短縮できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】成形装置の概要を示す正面図である。

【図２】要部を示す一部の断面図である。

【図３】圧空ボックスを示す断面図である。

【図４】圧空ボックスのチャンバー内を示す横断平面図
である。

【図５】チェーン部分を示す断面図である。

【符号の説明】 Ｓ 二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シート Ａ 加熱領域 １０ 加熱手段となるオーブン ２０，２０′ クランプ式シャッター Ｂ 成形領域 ３０ 成形型 ４０ 圧空ボックス ４１ 圧空注入器 ４２ チャンバー ４３ 圧空ノズル ４４ 温調用のパイプ Ｃ チェーン Ｃ′ チェーンの受け部 Ｐ クランプピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 昭三郎 兵庫県加古川市西神吉町中西139−６ Ｆターム(参考） 4F208 AA13 MA01 MA02 MA03 MB01 MG12 MH06 MJ11 MJ21 MK08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シート
   を加熱領域において、当該シートに接触しない加熱手段
   によって加熱した後、シートを搬送手段によって成形領
   域まで搬送した後、成形手段によって真空および／また
   は圧空成形することを特徴とする二軸延伸ポリスチレン
   系樹脂非発泡シートを用いた成形方法。
2. 【請求項２】圧空成形の際に圧空に使用する空気を加熱
   することを特徴とする請求項１記載の二軸延伸ポリスチ
   レン系樹脂非発泡シートを用いた成形方法。
3. 【請求項３】シートに接触しない加熱手段が、二軸延伸
   ポリスチレン系樹脂非発泡シートに対して外気の影響を
   受け難いように密閉状に形成されたオーブンであること
   を特徴とする請求項１または２記載の二軸延伸ポリスチ
   レン系樹脂非発泡シートを用いた成形方法。
4. 【請求項４】二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シート
   を搬送手段によって成形領域まで搬送する際の最大の搬
   送速度が９０〜１００ｍ／分であり、且つ加熱手段によ
   って加熱した後２秒以内に真空および／または圧空成形
   することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の二
   軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シートを用いた成形方
   法。
5. 【請求項５】搬送手段が、シートの流れ方向に沿ったシ
   ート側端を保持するクランプピンが付設されたチェーン
   であって、当該クランプピン同士の間隔が大きくても２
   ０ｍｍ以内であり、且つチェーンは片側ずつが２連以上
   であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の
   二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シートを用いた成形
   方法。
6. 【請求項６】加熱領域と成形領域との間に、二軸延伸ポ
   リスチレン系樹脂非発泡シートの成形時における当該シ
   ートの加熱領域側への引き込み防止と加熱領域と成形領
   域間の相互の温度影響を防止するためのクランプ式シャ
   ッター手段で上記シートを固定して成形することを特徴
   とする請求項１〜５の何れかに記載の二軸延伸ポリスチ
   レン系樹脂非発泡シートを用いた成形方法。
7. 【請求項７】請求項１〜６の何れかに記載の方法で成形
   されたことを特徴とする二軸延伸ポリスチレン系樹脂非
   発泡シートを用いた成形品。
8. 【請求項８】成形品の表面に、二軸延伸ポリスチレン系
   樹脂非発泡シートを接触による加熱手段を用いる場合に
   生じるレインドロップマークがなく、且つ金型のエアー
   吹き出しまたは吸引用孔の転写マークの相互間隔が少な
   くとも２５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜
   ６の何れかに記載の方法で成形されたことを特徴とする
   二軸延伸ポリスチレン系樹脂非発泡シートを用いた成形
   品。