JP2001205696A - 熱可塑性樹脂シートの熱成形方法 - Google Patents
熱可塑性樹脂シートの熱成形方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】熱可塑性樹脂シートを赤外線ヒータを用いて加
熱し、食品用トレイ、電子部品包装用トレイ、各種包装
材料等に成形する熱成形方法を提供する。 【解決の手段】熱可塑性樹脂シートを熱成形する場合に
おいて、最大エネルギー波長が３μm以下にある赤外線
を用いることによって、成形サイクルすなわち加熱時間
を短くすることができる。また熱可塑性樹脂シートのド
ローダウンを抑制することにより成形品間のばらつきを
小さくして不良品を少なくし、生産性を向上させること
が可能となる。成形可能領域でのシートのドローダウン
を抑制して、多数個取りを可能とし、表面外観を美麗に
保持できる熱成形方法を提供することにある。また、本
発明は既存の設備においてもその加熱源を変更すること
により容易に適用することができる。
熱し、食品用トレイ、電子部品包装用トレイ、各種包装
材料等に成形する熱成形方法を提供する。 【解決の手段】熱可塑性樹脂シートを熱成形する場合に
おいて、最大エネルギー波長が３μm以下にある赤外線
を用いることによって、成形サイクルすなわち加熱時間
を短くすることができる。また熱可塑性樹脂シートのド
ローダウンを抑制することにより成形品間のばらつきを
小さくして不良品を少なくし、生産性を向上させること
が可能となる。成形可能領域でのシートのドローダウン
を抑制して、多数個取りを可能とし、表面外観を美麗に
保持できる熱成形方法を提供することにある。また、本
発明は既存の設備においてもその加熱源を変更すること
により容易に適用することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂シー
トの熱成形方法に関し、特に熱可塑性樹脂シートを赤外
線ヒータを用いて加熱し、食品用トレイ、電子部品包装
用トレイ、各種包装材料等に成形する熱成形方法に関す
るものである。
トの熱成形方法に関し、特に熱可塑性樹脂シートを赤外
線ヒータを用いて加熱し、食品用トレイ、電子部品包装
用トレイ、各種包装材料等に成形する熱成形方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性樹脂シートの熱成形は、シート
をヒータにより加熱するか、熱板にシートを接触させて
加熱するかあるいは熱風により加熱等した後に、真空成
形あるいは圧空成形等して成形品を得るものであるが、
ヒータによる加熱する方法において赤外線を用いること
はあまり行なわれておらず、使われる場合においてもそ
の最大エネルギー波長が長いものが用いられていた。
をヒータにより加熱するか、熱板にシートを接触させて
加熱するかあるいは熱風により加熱等した後に、真空成
形あるいは圧空成形等して成形品を得るものであるが、
ヒータによる加熱する方法において赤外線を用いること
はあまり行なわれておらず、使われる場合においてもそ
の最大エネルギー波長が長いものが用いられていた。
【０００３】
【本発明が解決しようとする課題】本発明は、従来用い
られていなかった、短い波長の赤外線により加熱する熱
可塑性樹脂シートの熱成形方法を提供するものである。
られていなかった、短い波長の赤外線により加熱する熱
可塑性樹脂シートの熱成形方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決する為の手段】すなわち本発明は中波長及
び／又は短波長の、好ましくは最大エネルギー波長が３
μｍ以下、更に好ましくは２μm〜３μmにある赤外線に
てシートを加熱する熱可塑性樹脂シートの熱成形方法で
ある。
び／又は短波長の、好ましくは最大エネルギー波長が３
μｍ以下、更に好ましくは２μm〜３μmにある赤外線に
てシートを加熱する熱可塑性樹脂シートの熱成形方法で
ある。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を説明する。
本発明で熱成形方法とは熱可塑性樹脂シートを加熱する
工程及び成形する工程を少なくとも有するもので、加熱
する工程において、中波長及び／又は短波長の、好まし
くは最大エネルギー波長が３μｍ以下、更に好ましくは
２μm〜３μmにある赤外線を用いるものである。本発明
は加熱する工程、成形する工程の配置には限定されな
い。また、本発明は連続的に成形する方法にも、そうで
ない方法にもどちらにも適用することができる。
本発明で熱成形方法とは熱可塑性樹脂シートを加熱する
工程及び成形する工程を少なくとも有するもので、加熱
する工程において、中波長及び／又は短波長の、好まし
くは最大エネルギー波長が３μｍ以下、更に好ましくは
２μm〜３μmにある赤外線を用いるものである。本発明
は加熱する工程、成形する工程の配置には限定されな
い。また、本発明は連続的に成形する方法にも、そうで
ない方法にもどちらにも適用することができる。
【０００６】加熱源としては、中波長赤外線ヒーター、
短波長赤外線ヒーターを使用することができる。短波長
赤外線は近赤外線とも呼称されるものである。ヒーター
は市販のものを用いる事ができ、その形式には特に限定
されない。カバーに石英ガラスを使用したもの、あるい
は反射膜を有するものを用いる事ができる。波長が3μm
を越える場合は厚肉の熱可塑性樹脂シート（１mm〜10m
m）や結晶性樹脂発泡シートでは成形可能領域の軟化状
態に達する加熱時間が長くなり、成形サイクルが長くな
る。また熱可塑性樹脂シートが軟化状態となり、成形可
能領域の温度に達した際に熱可塑性樹脂シートのドロー
ダウンが大きくなり、多数個取り成形時にキャビ間のば
らつきがあり、成形不良品の発生を生じる。
短波長赤外線ヒーターを使用することができる。短波長
赤外線は近赤外線とも呼称されるものである。ヒーター
は市販のものを用いる事ができ、その形式には特に限定
されない。カバーに石英ガラスを使用したもの、あるい
は反射膜を有するものを用いる事ができる。波長が3μm
を越える場合は厚肉の熱可塑性樹脂シート（１mm〜10m
m）や結晶性樹脂発泡シートでは成形可能領域の軟化状
態に達する加熱時間が長くなり、成形サイクルが長くな
る。また熱可塑性樹脂シートが軟化状態となり、成形可
能領域の温度に達した際に熱可塑性樹脂シートのドロー
ダウンが大きくなり、多数個取り成形時にキャビ間のば
らつきがあり、成形不良品の発生を生じる。
【０００７】熱可塑性樹脂シートと加熱源との距離は８
０mm以上３００mm以下とし、１００mm以上２００mm以下
とするのが好ましい。熱可塑性樹脂シートと加熱源との
距離を短くすることで、熱可塑性樹脂シートを短時間で
加熱することは可能となるが、成形時のシートの温度差
が大きくなり、成形時の樹脂の延伸状態にばらつきが生
じ、成形品のばらつきとなり、成形不良となる。また熱
可塑性樹脂シートと加熱源との距離を遠ざけることによ
り、シート表面の温度分布差は小さくなるが、熱可塑性
樹脂シートの成形可能温度領域に達する加熱時間が長く
なってしまう。
０mm以上３００mm以下とし、１００mm以上２００mm以下
とするのが好ましい。熱可塑性樹脂シートと加熱源との
距離を短くすることで、熱可塑性樹脂シートを短時間で
加熱することは可能となるが、成形時のシートの温度差
が大きくなり、成形時の樹脂の延伸状態にばらつきが生
じ、成形品のばらつきとなり、成形不良となる。また熱
可塑性樹脂シートと加熱源との距離を遠ざけることによ
り、シート表面の温度分布差は小さくなるが、熱可塑性
樹脂シートの成形可能温度領域に達する加熱時間が長く
なってしまう。
【０００８】ヒータの間隔は４０mm〜８０mmとするのが
好ましい。ヒータの配置間隔を狭くすると、ヒータ個数
が多くなり、設備上の費用が多くなり、好ましくない。
ヒータの間隔を広くすると、熱成形工程での熱可塑性樹
脂シートの温度差が大きくなり、延伸状態のばらつきな
どが発生して成形不良の原因となってしまう。
好ましい。ヒータの配置間隔を狭くすると、ヒータ個数
が多くなり、設備上の費用が多くなり、好ましくない。
ヒータの間隔を広くすると、熱成形工程での熱可塑性樹
脂シートの温度差が大きくなり、延伸状態のばらつきな
どが発生して成形不良の原因となってしまう。
【０００９】加熱に際しヒータの間に設けた穴から空気
などの流体を熱可塑性樹脂シートに対して吹き付けるこ
とで、熱可塑性樹脂シートの表面を過熱することを抑制
することができる。また同時に熱可塑性樹脂シートの表
面温度を抑制することによって、シートの内層の温度と
の温度差を小さくする効果もある。
などの流体を熱可塑性樹脂シートに対して吹き付けるこ
とで、熱可塑性樹脂シートの表面を過熱することを抑制
することができる。また同時に熱可塑性樹脂シートの表
面温度を抑制することによって、シートの内層の温度と
の温度差を小さくする効果もある。
【００１０】中波長或いは短波長赤外線ヒータを用いる
と、ヒータの表面温度は従来使用されていた長波長赤外
線、あるいは遠赤外線ヒータに比べて、高く９００℃〜
１６００℃となる。この為に熱可塑性樹脂シートの加熱
源として、加熱対象物となる熱可塑性樹脂シートを表面
から加熱していく、また表面近傍の温度が上昇すること
で、シート内層では熱伝導によっても加熱が促進される
ことになる。同時に近赤外線波長はその波長が短いこと
から内部まで浸透し、樹脂に吸収されて加熱も行うこう
とができる。
と、ヒータの表面温度は従来使用されていた長波長赤外
線、あるいは遠赤外線ヒータに比べて、高く９００℃〜
１６００℃となる。この為に熱可塑性樹脂シートの加熱
源として、加熱対象物となる熱可塑性樹脂シートを表面
から加熱していく、また表面近傍の温度が上昇すること
で、シート内層では熱伝導によっても加熱が促進される
ことになる。同時に近赤外線波長はその波長が短いこと
から内部まで浸透し、樹脂に吸収されて加熱も行うこう
とができる。
【００１１】本発明で熱可塑性樹脂シートは一般的に食
品や電子部品用のトレイ等に使用されている樹脂からな
るシートである。そのようなシートとしては例えば、ア
クリル系樹脂シート、熱可塑性ポリエステル系樹脂シー
ト、ポリスチレン系樹脂シート、ＡＢＳ系樹脂シート、
ポリプロピレン系樹脂シートなどが使用できる。
品や電子部品用のトレイ等に使用されている樹脂からな
るシートである。そのようなシートとしては例えば、ア
クリル系樹脂シート、熱可塑性ポリエステル系樹脂シー
ト、ポリスチレン系樹脂シート、ＡＢＳ系樹脂シート、
ポリプロピレン系樹脂シートなどが使用できる。
【００１２】ポリプロピレン系樹脂シート、特に発泡ポ
リプロピレン系樹脂シートには本発明の成形方法を好適
に使用することができる。好ましくは発泡倍率が１．２
倍から５倍の発泡ポリプロピレン系樹脂シートである。
ポリプロピレン系樹脂とは、プロピレンを主成分として
重合した重合体であり、例えばプロピレンの単独重合
体、及び２０重量％以下のコモノマー、例えばエチレ
ン、アクリル酸エステル、マレイン酸等の不飽和有機酸
及び無水物、炭素数が４〜１２個のα―オレフィン等の
モノマー単位をプロピレンと共重合して得られる共重合
体でのグラフト重合体でもよい。また、ポリプロピレン
系樹脂主鎖に放射線照射等の方法で長鎖のポリプロピレ
ンを分岐鎖として導入したものもや、これらの重合体の
酸化・塩素化などの変性物でもよい。本発明の実施に当
たりポリプロピレン系樹脂はこれらを単独で使用して
も、２種類以上を使用してもよい。
リプロピレン系樹脂シートには本発明の成形方法を好適
に使用することができる。好ましくは発泡倍率が１．２
倍から５倍の発泡ポリプロピレン系樹脂シートである。
ポリプロピレン系樹脂とは、プロピレンを主成分として
重合した重合体であり、例えばプロピレンの単独重合
体、及び２０重量％以下のコモノマー、例えばエチレ
ン、アクリル酸エステル、マレイン酸等の不飽和有機酸
及び無水物、炭素数が４〜１２個のα―オレフィン等の
モノマー単位をプロピレンと共重合して得られる共重合
体でのグラフト重合体でもよい。また、ポリプロピレン
系樹脂主鎖に放射線照射等の方法で長鎖のポリプロピレ
ンを分岐鎖として導入したものもや、これらの重合体の
酸化・塩素化などの変性物でもよい。本発明の実施に当
たりポリプロピレン系樹脂はこれらを単独で使用して
も、２種類以上を使用してもよい。
【００１３】
【実施例】次に実施例により本発明を説明する。 （実施例１）図１において、熱可塑性樹脂シート（４）
は、クランプ（５）に取り付けられている。移動可能な
加熱用のヒータ部分（１）を、クランプしたシートの上
下に、図上では右方向に、移動して加熱する。成形可能
温度領域に達した時点で、ヒータを元の位置、即ち図上
で左方向、に戻す。シートを成形金型（６，７）を配し
た成形ゾーンに移動して、真空成形或いは圧空成形によ
り成形品となる。冷却されて取り出され、個別に打ち抜
かれて最終成形品となる。最大エネルギー波長が２．６
μmである中波長赤外線棒状ヒータ（ヘレウス株式会社
製）を用いた。当該ヒータと熱可塑性樹脂シートとの距
離は上ヒータが２００mm、下ヒータが３００mmとした。
発泡ポリプロピレンシート（発泡倍率1.5倍）を加熱し
て、成形可能温度領域に達した時のドローダウン量を測
定した。この時のシートのクランプは３５０mm角とし
た。ドローダウン量の測定は、シートをクランプした状
態を０mmとして、所定時間の加熱が終了した直後のシー
ト中央部のシートの垂れ下がり量を０mm位置からの距離
として測定した。
は、クランプ（５）に取り付けられている。移動可能な
加熱用のヒータ部分（１）を、クランプしたシートの上
下に、図上では右方向に、移動して加熱する。成形可能
温度領域に達した時点で、ヒータを元の位置、即ち図上
で左方向、に戻す。シートを成形金型（６，７）を配し
た成形ゾーンに移動して、真空成形或いは圧空成形によ
り成形品となる。冷却されて取り出され、個別に打ち抜
かれて最終成形品となる。最大エネルギー波長が２．６
μmである中波長赤外線棒状ヒータ（ヘレウス株式会社
製）を用いた。当該ヒータと熱可塑性樹脂シートとの距
離は上ヒータが２００mm、下ヒータが３００mmとした。
発泡ポリプロピレンシート（発泡倍率1.5倍）を加熱し
て、成形可能温度領域に達した時のドローダウン量を測
定した。この時のシートのクランプは３５０mm角とし
た。ドローダウン量の測定は、シートをクランプした状
態を０mmとして、所定時間の加熱が終了した直後のシー
ト中央部のシートの垂れ下がり量を０mm位置からの距離
として測定した。
【００１４】（実施例２）実施例１と同様にして、熱可
塑性樹脂シートとして発泡ポリプロピレンシート（発泡
倍率２倍）を使用して、ドローダウン量を測定した。
塑性樹脂シートとして発泡ポリプロピレンシート（発泡
倍率２倍）を使用して、ドローダウン量を測定した。
【００１５】（実施例３）実施例１と同様にして、熱可
塑性樹脂シートとして発泡ポリプロピレンシート（発泡
倍率５倍）を使用して、ドローダウン量を測定した。
塑性樹脂シートとして発泡ポリプロピレンシート（発泡
倍率５倍）を使用して、ドローダウン量を測定した。
【００１６】（実施例４）実施例１において、熱可塑性
樹脂シートとヒータとの距離を上ヒータは１３０mmと
し、下ヒータは１６０mmとした以外は同様にして、シー
トを加熱し、ドローダウン量を測定した。
樹脂シートとヒータとの距離を上ヒータは１３０mmと
し、下ヒータは１６０mmとした以外は同様にして、シー
トを加熱し、ドローダウン量を測定した。
【００１７】（比較例１）最大エネルギー波長が4.0μm
である長波長赤外線ヒータを用いた。当該ヒータと熱可
塑性樹脂シートとの距離は上ヒータが９０mm、下ヒータ
が１２０mmであった。そして発泡ポリプロピレンシート
（発泡倍率1.5倍）を加熱して、成形可能温度領域に達
した時のドローダウン量を測定した。この時のシートの
クランプは３５０mm角とした。ドローダウン量の測定
は、シートをクランプした状態を０mmとして、所定時間
の加熱が終了した直後のシート中央部のシートの垂れ下
がり量を０mm位置からの距離として測定した。
である長波長赤外線ヒータを用いた。当該ヒータと熱可
塑性樹脂シートとの距離は上ヒータが９０mm、下ヒータ
が１２０mmであった。そして発泡ポリプロピレンシート
（発泡倍率1.5倍）を加熱して、成形可能温度領域に達
した時のドローダウン量を測定した。この時のシートの
クランプは３５０mm角とした。ドローダウン量の測定
は、シートをクランプした状態を０mmとして、所定時間
の加熱が終了した直後のシート中央部のシートの垂れ下
がり量を０mm位置からの距離として測定した。
【００１８】（比較例２）比較例１において、熱可塑性
樹脂シートを発泡ポリプロピレンシート（発泡倍率２
倍）とした以外は比較例１と同様にして、ドローダウン
量の測定を行った。
樹脂シートを発泡ポリプロピレンシート（発泡倍率２
倍）とした以外は比較例１と同様にして、ドローダウン
量の測定を行った。
【００１９】表１に実施例及び比較例でのドローダウン
測定結果を示す。ここに成形可能温度領域に達した直後
からの加熱時間とドローダウン量の関係を示す。実施例
では成形可能温度領域でのドローダウン量は小さくか
つ、変化が少ないので、成形品間のばらつきを小さくす
ることができた。それに比べて、比較例では成形可能温
度領域でのドローダウン量が大きく、その増大が著しい
ので成形品間にばらつきが生じて、成形不良が発生し
た。
測定結果を示す。ここに成形可能温度領域に達した直後
からの加熱時間とドローダウン量の関係を示す。実施例
では成形可能温度領域でのドローダウン量は小さくか
つ、変化が少ないので、成形品間のばらつきを小さくす
ることができた。それに比べて、比較例では成形可能温
度領域でのドローダウン量が大きく、その増大が著しい
ので成形品間にばらつきが生じて、成形不良が発生し
た。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【発明の効果】以上、発明の詳細に説明したように、本
発明によれば、次のような効果を奏することができる。
熱可塑性樹脂シートを熱成形する場合において、最大エ
ネルギー波長が３μm以下にある赤外線を用いることに
よって、成形サイクルすなわち加熱時間を短くすること
ができる。また熱可塑性樹脂シートのドローダウンを抑
制することにより成形品間のばらつきを小さくして不良
品を少なくし、生産性を向上させることが可能となる。
成形可能領域でのシートのドローダウンを抑制して、多
数個取りを可能とし、表面外観を美麗に保持できる熱成
形方法を提供することにある。また、本発明は既存の設
備においてもその加熱源を変更することにより容易に適
用することができる。
発明によれば、次のような効果を奏することができる。
熱可塑性樹脂シートを熱成形する場合において、最大エ
ネルギー波長が３μm以下にある赤外線を用いることに
よって、成形サイクルすなわち加熱時間を短くすること
ができる。また熱可塑性樹脂シートのドローダウンを抑
制することにより成形品間のばらつきを小さくして不良
品を少なくし、生産性を向上させることが可能となる。
成形可能領域でのシートのドローダウンを抑制して、多
数個取りを可能とし、表面外観を美麗に保持できる熱成
形方法を提供することにある。また、本発明は既存の設
備においてもその加熱源を変更することにより容易に適
用することができる。
【図１】本発明のシート熱成形の工程の例の概要
１：赤外線ヒータ部分 ２：空気配管 ３：タンク ４：熱可塑性樹脂シート ５：クランプ ６：成形金型（雌型） ７：成形金型（雄型） ８：成形品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E086 AD05 BA16 CA01 CA31 DA08 4F203 AA11 AC03 AG20 AH58 AK04 AR12 AR20 DA06 DC11 DF01 DH06 DK01 DM02 4F208 AA11 AC03 AG20 AH58 AK04 AR12 AR20 MA01 MA02 MG13 MH06
Claims (7)
- 【請求項１】最大エネルギー波長が３μm以下にある赤
外線にて加熱する熱可塑性樹脂シートの熱成形方法。 - 【請求項２】加熱源として赤外線ヒーターを用い、当該
ヒーターの赤外線の最大エネルギー波長が３μm以下に
ある熱可塑性樹脂シートの熱成形方法。 - 【請求項３】加熱源と熱可塑性樹脂シートの距離が８０
mm〜３００mmである請求項２に記載の熱可塑性樹脂シー
トの熱成形方法。 - 【請求項４】赤外線ヒーターの間隔が４０mm〜８０mmで
ある請求項２又は請求項３に記載の熱可塑性樹脂シート
の熱成形方法。 - 【請求項５】熱可塑性樹脂シートを加熱する際に、その
表面に空気を吹き付ける請求項１から請求項４のいずれ
か一項に記載の熱可塑性樹脂シートの熱成形方法。 - 【請求項６】熱可塑性樹脂シートが発泡ポリプロピレン
系樹脂シートである請求項１から請求項５のいずれか一
項に記載の熱可塑性樹脂シートの熱成形方法。 - 【請求項７】熱可塑性樹脂シートが発泡倍率が１．２倍
から５倍の発泡ポリプロピレン系樹脂シートである請求
項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂
シートの熱成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000019617A JP2001205696A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 熱可塑性樹脂シートの熱成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000019617A JP2001205696A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 熱可塑性樹脂シートの熱成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001205696A true JP2001205696A (ja) | 2001-07-31 |
Family
ID=18546286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000019617A Pending JP2001205696A (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 熱可塑性樹脂シートの熱成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001205696A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7515292B2 (en) | 2000-11-25 | 2009-04-07 | Silverbrook Research Pty Ltd | Apparatus for cooling and storing produce |
| WO2018017536A1 (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Sabic Global Technologies B.V. | Methods of making glass-filled polypropylene articles |
-
2000
- 2000-01-28 JP JP2000019617A patent/JP2001205696A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7515292B2 (en) | 2000-11-25 | 2009-04-07 | Silverbrook Research Pty Ltd | Apparatus for cooling and storing produce |
| US7916336B2 (en) | 2000-11-25 | 2011-03-29 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printer for produce cooling and storage apparatus |
| WO2018017536A1 (en) * | 2016-07-20 | 2018-01-25 | Sabic Global Technologies B.V. | Methods of making glass-filled polypropylene articles |
| CN109562559A (zh) * | 2016-07-20 | 2019-04-02 | 沙特基础工业全球技术公司 | 制备玻璃填充的聚丙烯制品的方法 |
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