JP2006123210A - Method and apparatus for molding thermoplastic resin sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱可塑性樹脂シートの成形装置、及び熱可塑性樹脂シートの成形方法に関する。 The present invention relates to a thermoplastic resin sheet molding apparatus and a thermoplastic resin sheet molding method.
樹脂材料を自動車の部品に適用する場合、軽量でかつ高剛性・高強度であることが要求される。これを解決する手段として、樹脂内部に中空部を有する部品の開発が行われてきた。樹脂内に中空部を設けることにより、軽量に部品の剛性・強度を向上させることができる。 When a resin material is applied to an automobile part, it is required to be lightweight, high rigidity and high strength. As means for solving this problem, development of parts having hollow portions inside the resin has been performed. By providing a hollow portion in the resin, the rigidity and strength of the component can be improved in a lightweight manner.
このような中空部を有する樹脂成形品の製造方法として、対面して1対となる2枚の樹脂シートを金型内に平行に配置し周囲を固定し、発熱器を用いて樹脂シートを予め加熱した後、一対の樹脂シートの間に空気を吹き込み内部を膨らませ金型に圧着させる圧空成形法、あるいは、金型キャビティ内壁面に真空引きできる吸引口を配置して、予め加熱した樹脂シートと金型キャビティ内壁面を真空引きしながら成形する真空成形法、さらに圧空成形法と真空成形法を併合した真空圧空成形法による製造方法を例示することができる。 As a method of manufacturing a resin molded product having such a hollow portion, two resin sheets that face each other are arranged in parallel in a mold, and the periphery is fixed. After heating, blown air between a pair of resin sheets to expand the inside and press-bond to the mold, or place a suction port that can be evacuated on the inner wall surface of the mold cavity, and preheated resin sheet and Examples thereof include a vacuum forming method in which a mold cavity inner wall surface is formed while being vacuumed, and a manufacturing method by a vacuum / pressure forming method in which a pressure forming method and a vacuum forming method are combined.
具体的には、熱可塑性樹脂シート成形形状の再現性が高く、接合部の強度が高い、さらには大型、広面積、平板状の中空成形品を得ることができる合成樹脂製中空成形品の成形方法として、シートホルダの少なくとも一方を摺動して、前記樹脂シートの間隔を縮めるための駆動手段を有する構造を用いた真空圧空成形装置(特開2003−27605号公報)、あるいは成形品に加熱軟化した熱可塑性合成樹脂シートを成形品に真空加熱接着させる真空成形装置(特開2002−67137号公報)を例示することができる。 Specifically, molding of a thermoplastic resin sheet molding shape is highly reproducible, the joint strength is high, and a synthetic resin hollow molding product capable of obtaining a large-sized, large-area, flat-plate-shaped hollow molding product. As a method, a vacuum / pressure forming apparatus (Japanese Patent Laid-Open No. 2003-27605) using a structure having a drive means for sliding at least one of the sheet holders to reduce the interval between the resin sheets, or heating the molded product An example is a vacuum forming apparatus (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-67137) for vacuum heating and bonding a softened thermoplastic synthetic resin sheet to a molded product.
しかしながら、上述したような従来法の成形方法では、大型で広面積、さらには狭空間であって平板状の中空成形品を作製しようとすると、成形型のキャビティ形状やこのキャビティ内の真空引き速度、及び前記キャビティの表面粗さなどに依存して、加熱軟化した樹脂シート間にエアー溜り(樹脂シート表面の微細な凹凸を含む)、あるいは中空成形品の狭空間部での部分溶着が発生し、成形品の歩留まりが上げられないという問題があった。 However, in the conventional molding method as described above, when trying to produce a flat, hollow, molded product having a large size, a large area, and a narrow space, the cavity shape of the mold and the vacuuming speed in the cavity Depending on the surface roughness of the cavity and the like, air accumulation (including fine irregularities on the surface of the resin sheet) between the heat-softened resin sheets, or partial welding in the narrow space of the hollow molded product may occur. There was a problem that the yield of molded products could not be increased.
このような問題に鑑みて、賦形の際の、真空引き速度を増大させるべく、成形型キャビティ内の真空引き穴の径あるいは数を増やしたり、成形型キャビティの表面粗さを粗くしたり、成形型のキャビティ形状の自由度を低下させたりし、さらにシートホルダの少なくとも一方を摺動して、前記樹脂シートの間隔を縮めるための駆動手段を有する構造を用いた真空圧空成形装置(特開2003−276075号公報)が開示されている。この装置によれば、賦形速度を増大させることができるので、上述したような、賦形過程にある樹脂シート温度の低下に起因した問題を生じることがない。 In view of such problems, in order to increase the vacuuming speed at the time of shaping, the diameter or number of vacuuming holes in the mold cavity is increased, the surface roughness of the mold cavity is increased, Vacuum pressure forming apparatus using a structure having a driving means for reducing the degree of freedom of the cavity shape of the molding die and further sliding at least one of the sheet holders to reduce the interval between the resin sheets No. 2003-276075). According to this apparatus, since the shaping speed can be increased, there is no problem caused by the decrease in the temperature of the resin sheet in the shaping process as described above.
しかしながら、この方法では成形品に真空引き穴の痕跡が多数残存したりして、成形品の外観品質を損ねてしまうという問題が生じていた。また、成形型のキャビティ形状の自由度が下がるため形状設計の自由度が低下してしまうという問題があった。さらには、加飾成形品を製造するに際しては、上述のような装置を用いてもその付き回りを十分に改善することはできず、未だ十分な製造歩留まりを実現することができないという問題があった。 However, this method has a problem in that a large number of traces of vacuum holes remain in the molded product, which deteriorates the appearance quality of the molded product. In addition, since the degree of freedom of the cavity shape of the mold is lowered, the degree of freedom of shape design is reduced. Furthermore, when manufacturing a decorative molded product, there is a problem that even if the apparatus as described above is used, the attachment cannot be sufficiently improved, and a sufficient manufacturing yield cannot be realized yet. It was.
本発明は、成形品、特に中空部を有する中空成形品において、その大きさ、面積、内部空間の狭広、さらには形状などに依存することなく、樹脂シート間のエアー溜りや部分溶着などを抑制して、前記成形品の製造歩留まりを向上させることを目的とする。 The present invention is a molded product, particularly a hollow molded product having a hollow portion, and it is possible to perform an air reservoir or partial welding between resin sheets without depending on the size, area, narrow internal space, and shape. It aims at suppressing and improving the manufacture yield of the said molded article.
上記目的を達成すべく、本発明は、
互いに対向するようにして設けられた上成形型及び下成形型と、
前記上成形型及び前記下成形型の略中央部に位置するヒータ部と、
前記ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして上樹脂シート及び下樹脂シートを保持するようにしたシート保持部と、
前記上成形型及び前記下成形型の外方に設けられた、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの端部を冷却固化させるための冷却部とを具え、
前記シート保持部により、少なくとも前記上樹脂シート及び前記下樹脂シート間に形成される第1の空間が気密に保持され、前記上成形型及び前記下成形型は、前記ヒータ部と加熱操作の前後において交換可能に取り付けられ、賦形の際において、前記冷却部による前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの前記端部の冷却固化によって、前記第1の空間の気密性が保持されるようにしたことを特徴とする、熱可塑性樹脂シートの成形装置に関する。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
An upper mold and a lower mold provided so as to face each other;
A heater portion located at a substantially central portion of the upper mold and the lower mold;
A sheet holding unit configured to hold the upper resin sheet and the lower resin sheet so as to be substantially parallel to the heating surface of the heater unit;
A cooling unit for cooling and solidifying the upper resin sheet and an end of the lower resin sheet, provided on the outside of the upper mold and the lower mold;
The sheet holding portion holds at least a first space formed between the upper resin sheet and the lower resin sheet in an airtight manner, and the upper mold and the lower mold are arranged before and after the heating operation with the heater portion. In the case of shaping, the airtightness of the first space is maintained by cooling and solidifying the end portions of the upper resin sheet and the lower resin sheet by the cooling portion. The present invention relates to a thermoplastic resin sheet molding apparatus.
本発明者らは、成形品、特に中空成形品の成形時において、上述したようなエアー溜りや部分溶着が生じる原因を探るべく鋭意検討した。その結果、以下に示す事実を発見するに至った。2枚の樹脂シートを加熱軟化させて加工し、特に中空成形品を作製する場合においては、前記2枚の樹脂シート間に形成される空間を気密に保持するようにし、適宜前記空間内に加圧ガスを導入したり、前記2枚の樹脂シートの背面に形成される空間内を真空排気するなどして、前記2枚の樹脂シートを成形型に接触させ賦形して目的とする前記中空成形品を作製するようにしている。 The present inventors diligently studied to find out the cause of the above-described air accumulation and partial welding during molding of a molded product, particularly a hollow molded product. As a result, the following facts have been discovered. In the case where two resin sheets are processed by softening with heat, and a hollow molded product is produced, the space formed between the two resin sheets is kept airtight, and is appropriately added to the space. The desired hollow is formed by introducing a pressurized gas or evacuating the space formed on the back surface of the two resin sheets to bring the two resin sheets into contact with a mold. A molded product is produced.
しかしながら、前記空間の気密性は、特に賦形操作の段階である程度低下してしまう。したがって、前記中空成形品が大型化及び広面積化するとともに、その内部空間が狭小化されたり、平板部分の割合が増大したりすると、樹脂シート間のエアー溜りや部分溶着が頻繁に発生することを見出した。 However, the airtightness of the space is reduced to some extent, particularly at the stage of the shaping operation. Therefore, when the hollow molded product becomes large and wide, and the internal space is narrowed or the ratio of the flat plate portion is increased, air accumulation and partial welding between the resin sheets frequently occur. I found.
かかる事実の発見に鑑み、本発明者らは、上述したように、上成形型及び下成形型の外方に冷却部を設け、賦形の際に、樹脂シートの端部を前記冷却部に接触させることにより、かかる部分を冷却固化するようにし、その結果、前記2枚の樹脂シート間に形成される前記空間は、賦形の際においてもその気密性を十分に保持することができ、上述した、エアー溜りや部分溶着を防止できることを見出した。本発明は、このような事実の発見に基づいてなされたものである。 In view of the discovery of such facts, as described above, the present inventors have provided a cooling portion outside the upper mold and the lower mold, and at the time of shaping, the end portion of the resin sheet is used as the cooling portion. By contacting, the part is cooled and solidified, and as a result, the space formed between the two resin sheets can sufficiently retain its airtightness even during shaping, It has been found that the above-described air accumulation and partial welding can be prevented. The present invention has been made based on the discovery of such facts.
本発明によれば、成形品、特に中空部を有する中空成形品において、その大きさ、面積、内部空間の狭広、さらには形状などに依存することなく、樹脂シート間のエアー溜りや部分溶着などを抑制して、前記成形品の製造歩留まりを向上させることができる。 According to the present invention, in a molded product, particularly a hollow molded product having a hollow portion, an air reservoir or partial welding between resin sheets is not dependent on the size, area, narrow internal space, and shape. The production yield of the molded product can be improved.
なお、本発明の好ましい態様においては、前記冷却部は上冷却部及び下冷却部の少なくとも一方を具え、前記上冷却部は前記上成形型に設けるとともに、前記下冷却部は前記下成形型に設けるようにすることができる。この場合、装置全体の構成及び操作性を簡略化できるとともに、成形型が位置する成形品本体の外周部を効果的に冷却固化させることができるようになる。 In a preferred embodiment of the present invention, the cooling part includes at least one of an upper cooling part and a lower cooling part, the upper cooling part is provided in the upper mold, and the lower cooling part is provided in the lower mold. It can be provided. In this case, the configuration and operability of the entire apparatus can be simplified, and the outer peripheral portion of the molded product body where the molding die is located can be effectively cooled and solidified.
前記上冷却部及び前記下冷却部は、成形品の形状や成形型の形状、及び後に適宜に設けることのできる狭圧操作などに応じて、可動的に設けることもできるし、固定的に設けることもできる。 The upper cooling part and the lower cooling part can be provided movably or fixedly depending on the shape of the molded product, the shape of the mold, and the narrow pressure operation that can be appropriately provided later. You can also.
また、前記上冷却部及び前記下冷却部は、それぞれ前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートと接触する側において、傾斜部を有することが好ましい。これによって、前記上冷却部及び前記下冷却部による前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの冷却固化後の、これら冷却部の前記樹脂シートからの離脱を簡易に行うことができるようになる。 Moreover, it is preferable that the said upper cooling part and the said lower cooling part have an inclination part in the side which contacts the said upper resin sheet and the said lower resin sheet, respectively. Thus, the cooling unit can be easily detached from the resin sheet after the upper resin sheet and the lower resin sheet are cooled and solidified by the upper cooling unit and the lower cooling unit.
なお、本発明によれば、上樹脂シート及び下樹脂シートをそれぞれ上成形型及び下成形型に接触させることによって賦形し、目的とする成形品を得ることができるが、必要に応じて狭圧操作を実施して前記成形品を得るようにすることもできる。 According to the present invention, the upper resin sheet and the lower resin sheet can be shaped by bringing them into contact with the upper mold and the lower mold, respectively, to obtain a desired molded product. The molded product can be obtained by performing a pressure operation.
以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について詳述する。 Details of the present invention, as well as other features and advantages, are described in detail below.
(成形装置)
図1は、本発明の成形装置の一例を示す構成図である。図1に示す成形装置10は、互いに対向するようにして設けられた凹型形状の上成形型11及び凸型形状の下成形型12と、上成形型11及び下成形型12の略中央部に設けられた上ヒータ部13及び下ヒータ部14と、このヒータ部13及び14の両側に位置するように設けられたシート保持部15とを具えている。シート保持部15は、上樹脂シートS1を上ヒータ部13の下加熱面と略平行となるように保持し、下樹脂シートS2を下ヒータ部14の上加熱面と略平行となるように支持するとともに、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2間の第1の空間A1を気密に保持する。
(Molding equipment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of the molding apparatus of the present invention. A
また、上成形型11及び下成形型12と、上ヒータ部13及び下ヒータ部14とは交換可能に設けられており、ヒータ部13及び14によって上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2が加熱軟化された後に、ヒータ部13及び14を移動除去するとともに、上成形型11及び下成形型12を樹脂シートS1及びS2を挟み込むように、図示のようにして互いに対向させて配置し、以下に詳述する賦形操作に供するようにすることができる。
Further, the
さらに、シート保持部15には加圧機構を構成するバルブを伴ったガス配管16が設けられ、第1の空間A1内に所定の加圧ガスを送り込み、加圧状態にすることによって以下に詳述する賦形操作に供するようにする。
Further, the
また、上成形型11の両側面には上冷却部17が設けられ、下成形型12の両側面には下冷却部18が設けられている。なお、上冷却部17及び下冷却部18は、上成形型11及び下成形型12の両側面の全体に設けられており、以下に説明する賦形操作において、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2の外周全体が冷却固化されるように構成されている。
Further,
上成形型11及び下成形型12は、例えば例えば鉄系及び非鉄系の金属、セラミック系材料、並びに熱硬化性樹脂材料などを用いて作製することができる。また、シート保持部15の、少なくとも上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2と係合する部分はゴム系シートあるいはスポンジ材から構成し、そのシール特性を向上させることが好ましい。
The
ヒータ部13及び14は、最大エネルギー波長が4μm近傍にある遠赤外線ヒータ、最大エネルギー波長が1−3μm近傍にある短波長あるいは中波長ヒータなどを用いることができる。好ましくは、一般的な熱可塑性樹脂と吸収波長が一致する遠赤外線ヒータを用いる。また、このような熱線ヒータの代わりに熱風ヒータなどを用いることができる。
The
また、上冷却部17及び下冷却部18は、例えば(金型用鋼材:SCM)および(金型用アルミ材:ZAS)などの熱伝導性の高い材料から構成するとともに、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2と接触する部分の面積をある程度大きく保持するようにしているので、賦形操作において、加熱軟化した上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2の端部に接触した際に、かかる端部を他の部分、例えば成形品本体に比較して急速に冷却し固化させることができるようになる。したがって、賦形の際においても、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2間の第1の空間A1の気密性が十分保持され、エアー溜りや部分溶着などを抑制して、成形品の製造歩留まりを向上させることができるようになる。
The
また、上冷却部17及び下冷却部18は、成形品の形状や成形型の形状、及び後に適宜に設けることのできる狭圧操作などに応じて、可動的に設けることもできるし、固定的に設けることもできる。
Further, the
図2及び3は、図1に示す上冷却部17及び下冷却部18の拡大図である。図1〜図3から明らかなように、本例における成形装置10において、上冷却部17及び下冷却部18は、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2と接触する側において傾斜部17A及び18Aを有している。これによって、上冷却部17及び下冷却部18による上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2の冷却固化後の、これら冷却部の前記樹脂シートからの離脱を簡易に行うことができるようになる。
2 and 3 are enlarged views of the
なお、傾斜部17A及び18Aの傾斜角度θ及びφは、それぞれ上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2に対して4度以上であることが好ましい。これによって、上述した作用効果をより増大させることができる。
The inclination angles θ and φ of the
また、図1に示す成形装置10は図示しないプレス機などの狭圧手段を具えることができる。この場合、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2を上成形型11及び下成形型12に接触させるとともに、前記狭圧手段によって狭圧することにより、所定の賦形操作を行い、目的とする成形品を得ることになる。
Moreover, the shaping |
図4は、本発明の成形装置の他の例を示す構成図である。なお、本例に示す成形装置において、図1に示す成形装置と同じあるいは類似の構成要素に関しては同じ参照符号を用いて表している。 FIG. 4 is a block diagram showing another example of the molding apparatus of the present invention. In the molding apparatus shown in this example, the same or similar components as those of the molding apparatus shown in FIG.
図4に示す成形装置20は、上成形型11及び下成形型12にそれぞれ細孔21及び23が設けられ、その後方において吸引機構を構成するバルブを伴った吸引配管22及び24が設けられている点で、図1に示す成形装置10と異なり、その他の構成要素については基本的に図1に示す成形装置10と同じである
In the
図4に示す成形装置20においては、以下に示す賦形操作において、上形成型11及び上樹脂シートS1間に形成される第2の空間A2及び下成形型12及び下樹脂シートS2間に形成される第3の空間A3内を気密に保持し、細孔21及び23並びに吸引配管22及び24を介して図示しない排気手段により、第2の空間A2及び第3の空間A3内を真空に排気し、以下に詳述する賦形操作に供するようにする。
In the
なお、図からは明確でないが、第2の空間A2及び第3の空間A3の気密保持は、上成形型11及び下成形型12が、それぞれシート保持部15と係合することによって達成することができる。かかる観点より、シート保持部15の、少なくとも上成形型11及び下成形型12と接触する部分はゴム系シートあるいはスポンジ材から構成し、そのシール特性を向上させることが好ましい。
Although not clear from the figure, the airtight maintenance of the second space A2 and the third space A3 is achieved by the
吸引配管22及び24の設置位置、すなわち細孔21及び23の設置位置については、目的とする樹脂成形品の外観形状に影響を与えないようなものであれば特に限定されるものではなく、任意の位置に形成することができる。しかしながら、好ましくは、細孔21及び23の開口部が、成形型11及び12の成形面に露出する部分が、前記成形面の端部あるいはコーナ部に位置するように設けることが好ましい。また、細孔21及び23の径についても特に限定されるものではないが、成形品の外観形状に影響を与えないように1mm以下とすることが好ましい。さらに、細孔21及び23の開口部の数についても、成形品の外観形状に影響を与えないような任意の数とする。
The installation positions of the
なお、図4に示す成形装置20においては、吸引配管22及び24に加えてガス配管16を残存させているので、以下に詳述する賦形操作においては、吸引操作及び加圧操作を利用した賦形を行うことができる。しかしながら、図4に示す成形装置20においては、賦形操作において加圧することは必ずしも要求されないので、ガス配管16は省略することができる。
In addition, in the shaping |
図5は、図1に示す成形装置の変形例を示す構成図である。なお、本例に示す成形装置において、図1に示す成形装置と同じあるいは類似の構成要素に関しては同じ参照符号を用いて表している。 FIG. 5 is a configuration diagram showing a modification of the molding apparatus shown in FIG. In the molding apparatus shown in this example, the same or similar components as those of the molding apparatus shown in FIG.
図1に示す成形装置10においては、凹型形状の上成形型11と凸型形状の下成形型12を設けており、この結果、以下に詳述する賦形操作によって狭小内部空間を有する成形品が完成することになる。一方、図5に示す成形装置30においては、上成形型11及び下成形型12ともに凹型形状であるため、図1に示す成形装置10に比較して、拡大された内部空間を有する成形品が完成することになる。しかしながら、この場合においても、冷却部17及び18によって、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2の端部を冷却固化できるようになるので、賦形の際に、第1の空間A1の気密性を十分に保持することができ、樹脂シートS1及びS2において、エアー溜りや部分溶着を抑制できるようになる。
In the
但し、エアー溜りや部分溶着は、形成すべき成形品の内部空間が狭小であるほど生じやすくなり、具体的には、図1に示す凸型形状の成形型を有する成形装置10を用いた賦形操作において、エアー溜りや部分溶着をより生じやすい。したがって、冷却部17及び18による上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2の冷却固化による第1の空間A1の気密性保持の効果は、図1に示す成形装置10を用いた賦形操作においてより効果を発揮するようになる。
However, air accumulation and partial welding are more likely to occur as the internal space of the molded product to be formed becomes narrower. Specifically, the accumulation using the
図6は、図1に示す成形装置の変形例を示す構成図である。なお、本例に示す成形装置において、図1に示す成形装置と同じあるいは類似の構成要素に関しては同じ参照符号を用いて表している。 FIG. 6 is a configuration diagram showing a modification of the molding apparatus shown in FIG. In the molding apparatus shown in this example, the same or similar components as those of the molding apparatus shown in FIG.
図6に示す成形装置40においては、上成形型11の凹部内に加飾シート保持部41が設けられ、その保持部において加飾シートS3が保持されている。この場合、以下に詳述する賦形操作において、成形品本体の外表面に加飾シートS3が付着されて目的とする成形品に加飾が施されるようになる。
In the shaping |
(成形方法)
次に、上述した成形装置を用いた成形方法について説明する。最初に、図1に示す装置を用いた成形方法について説明する。図7〜図10は、図1に示す成形装置を用いた場合の成形方法における成形手順を説明するための図である。
(Molding method)
Next, the shaping | molding method using the shaping | molding apparatus mentioned above is demonstrated. Initially, the shaping | molding method using the apparatus shown in FIG. 1 is demonstrated. 7-10 is a figure for demonstrating the shaping | molding procedure in the shaping | molding method at the time of using the shaping | molding apparatus shown in FIG.
最初に、図7に示すように、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2を、それぞれ上ヒータ部13の加熱面及び下ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして、シート保持部15で保持し、さらに、これら樹脂シート間に形成される第1の空間A1を気密に保持する。次いで、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2をそれぞれ上ヒータ部13及び下ヒータ部14で所定温度にまで加熱させて軟化させる。次いで、図8に示すように、上ヒータ部13及び下ヒータ部14をそれぞれ上形成型11及び下成形型12と交換し、上成形型11及び下成形型12を樹脂シートS1及びS2を挟み込むようにして、互いに対向させて配置する。
First, as shown in FIG. 7, the upper resin sheet S <b> 1 and the lower resin sheet S <b> 2 are made substantially parallel to the heating surface of the
次いで、図9に示すように、上成形型11及び下成形型12を近接させるとともに、ガス配管16から加圧ガスを第1の空間A1に導入し、第1の空間A1を加圧状態にして上樹脂シートS1を上成形型11の成形面に接触させるとともに、下樹脂シートS2を下成形型12の成形面に接触させて、これら樹脂シートを賦形する。このとき、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2の端部は上冷却部17及び下冷却部18によって冷却固化されるので、第1の空間A1はかかる賦形操作の際においてもその気密性を十分に保持できるようになる。したがって、樹脂シートS1及びS2の、エアー溜りや部分溶着などを抑制して、成形品の製造歩留まりを向上させることができるようになる。
Next, as shown in FIG. 9, the
なお、前記加圧ガスとしては特に限定されるものではなく、コンプレッサより放出された圧縮空気、窒素、炭酸ガスなどが代表的なものとして例示される。好ましくは窒素ガスである。また、賦形後の成形品の冷却速度を早くし、成形サイクルを短縮するためには炭酸ガスを用いることが好ましい。 The pressurized gas is not particularly limited, and representative examples include compressed air, nitrogen, carbon dioxide gas and the like discharged from the compressor. Nitrogen gas is preferred. In order to increase the cooling rate of the molded product after shaping and shorten the molding cycle, it is preferable to use carbon dioxide gas.
次いで、図10に示すように、必要により、図示しないプレス機などの狭圧手段により上成形型11及び下成形型12を狭圧し、成形型の成形面に接触して賦形された賦形面をさらに狭圧賦形することができる。
Next, as shown in FIG. 10, if necessary, the
図11は、このようにして得た中空成形品の一例を示す概略図である。本例においては、凸型形状の上成形型11と凹型形状の下成形型12とを用いて賦形を実施しているので、得られた中空成形品S4の、中空内部A4は極めて狭小化されている。しかしながら、賦形の際に、冷却部17及び18によって樹脂シートS1及びS2の端部を冷却固化しているので、第1の空間A1の気密性を十分に保持することができる。したがって、図11に示すような狭小な中空内部を有するような成形品を作製する場合においても、エアー溜りや部分溶着などが抑制され、前記成形品の製造歩留まりが向上する。
FIG. 11 is a schematic view showing an example of a hollow molded product obtained in this manner. In this example, since the shaping is carried out using the convex
なお、図1に示す成形装置10においては、上冷却部17及び下冷却部18においてそれぞれ上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2と接触する側に傾斜部17A及び18Aを設けているので、賦形の際にこれら樹脂シートの端部を冷却固化させた場合においても、前記樹脂シートからの冷却部17及び18の離脱を簡易に行うことができる。
In addition, in the shaping |
次に、図4に示す装置を用いた成形方法について説明する。図12〜図14は、図4に示す成形装置を用いた場合の成形方法における成形手順を説明するための図である。 Next, a molding method using the apparatus shown in FIG. 4 will be described. 12-14 is a figure for demonstrating the shaping | molding procedure in the shaping | molding method at the time of using the shaping | molding apparatus shown in FIG.
最初に、図1に示す成形装置を用いた場合と同様に、図7に示すようにして、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2を、それぞれ上ヒータ部13の加熱面及び下ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして、シート保持部15で保持し、さらに、これら樹脂シート間に形成される第1の空間A1を気密に保持する。次いで、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2をそれぞれ上ヒータ部13及び下ヒータ部14で所定温度にまで加熱させて軟化させる。次いで、図12に示すように、上ヒータ部13及び下ヒータ部14をそれぞれ細孔及び吸引配管が設けられた上形成型11及び下成形型12と交換し、上成形型11及び下成形型12を樹脂シートS1及びS2を挟み込むようにして、互いに対向させて配置する。
First, similarly to the case of using the molding apparatus shown in FIG. 1, as shown in FIG. 7, the upper resin sheet S1 and the lower resin sheet S2 are heated to the heating surface of the
次いで、図13に示すように、上成形型11及び下成形型12をシート保持部15に係合させ、気密に保持された、上形成型11及び上樹脂シートS1間に形成される第2の空間A2及び下成形型12及び下樹脂シートS2間に形成される第3の空間A3内を、細孔21及び23並びに吸引配管22及び24を介して図示しない排気手段により真空に排気する。すると、上樹脂シートS1は上成形型11の成形面に接触するとともに、下樹脂シートS2は下成形型12の成形面に接触し、これらの樹脂シートが賦形されるようになる。
Next, as shown in FIG. 13, the
この場合においても、賦形の際に、上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2の端部は上冷却部17及び下冷却部18によって冷却固化されるので、第1の空間A1はかかる賦形操作の際においてもその気密性を十分に保持できるようになる。したがって、樹脂シートS1及びS2の、エアー溜りや部分溶着などを抑制して、成形品の製造歩留まりを向上させることができるようになる。
Also in this case, since the end portions of the upper resin sheet S1 and the lower resin sheet S2 are cooled and solidified by the
次いで、図14に示すように、必要により、図示しないプレス機などの狭圧手段により上成形型11及び下成形型12を狭圧し、成形型の成形面に接触して賦形された賦形面をさらに狭圧賦形することができる。
Next, as shown in FIG. 14, if necessary, the
なお、図4に示す成形装置20では、ガス配管16が残存しているので、上述した第2の空間A2及び第3の空間A3の真空排気と同時に、上述したような加圧ガスを第1の空間A1内に導入し、かかる空間を加圧状態にすることによる賦形操作をも併合させることができる。この場合、樹脂シートS1及びS2の賦形性がより増大するようになる。
In the
図5に示す成形装置30を用いた場合も、上記同様の成形方法に従って成形品を作製することができる。また、図6に示す成形装置40を用いた場合も、成形品本体に加飾が施されるのみで、基本的な成形方法は上述したよう内容に従う。
Even when the
なお、加圧ガス導入による第1の空間A1内の圧力は、例えば1MPaを基準として適宜設定することができる。また、狭圧賦形を行う場合、樹脂シートS1及びS2と上成形型11及び下成形型12に形成される空間の圧力は好ましくは400hPa以下とする。
Note that the pressure in the first space A1 due to the introduction of the pressurized gas can be appropriately set based on, for example, 1 MPa. Moreover, when performing narrow pressure shaping, the pressure of the space formed in the resin sheets S1 and S2, the
上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2は、任意の熱可塑性樹脂から構成することができる。具体的には、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフイン樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエンブロック共重合体、ナイロンなどの一般的な熱可塑性樹脂や、エチレン・プロピレンブロック共重合体、スチレン・ブタジエンブロック共重合体などの熱可塑性エラストマー、あるいはこれらのポリマーアロイなどを例示することができる。 The upper resin sheet S1 and the lower resin sheet S2 can be made of any thermoplastic resin. Specific examples include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polystyrene, polycarbonate, acrylonitrile / styrene / butadiene block copolymers, general thermoplastic resins such as nylon, ethylene / propylene block copolymers, and styrene / butadiene blocks. Examples thereof include thermoplastic elastomers such as copolymers, or polymer alloys thereof.
また、このような樹脂シート中には、タルクやガラス繊維などの各種の充填材、あるいは、可視光線の波長〈380〜770nm〉よりもはるかに小さい数10nmオーダの微粒材料が配合されたナノコンボジット材料であっても良い。なお、微粒材料としては粘土やタルクあるいはシリカ等が挙げられる。また、顔料、滑材、帯電防止剤、酸化防止剤などの通常使用される各種の添加剤が配合されていても良い。 Further, in such a resin sheet, a nano combo in which various fillers such as talc and glass fiber, or a fine particle material on the order of several tens of nm much smaller than the wavelength of visible light <380 to 770 nm> is blended. Jit material may be used. Examples of the fine particle material include clay, talc, and silica. Various commonly used additives such as pigments, lubricants, antistatic agents, and antioxidants may be blended.
また、加飾シートS3は、上述した熱可塑性樹脂との接着性良好な材料から構成する。また、加飾シートS3が直接的な接着性を有しない場合は、前記熱可塑性樹脂に対して接着性のある接着層を間に介するようにすることができる。 Further, the decorative sheet S3 is made of a material having good adhesiveness with the above-described thermoplastic resin. Moreover, when decorating sheet S3 does not have direct adhesiveness, it can be made to interpose the adhesive layer which has adhesiveness with respect to the said thermoplastic resin.
以下、本発明を実施例および比較例により更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further in full detail, this invention is not limited by this.
(実施例1〜4)
上樹脂シートS1及び下樹脂シートS2を、板厚3mmのポリカーボネート樹脂シート(ユーピロンシート NF−2000(三菱エンプラ製))、及び板厚3mmのアクリル樹脂シート(アクリライトL(三菱レイヨン製))から構成した。実施例1及び3では、図1に示す成形装置を用い、図7〜図10に示す手順に従って成形を実施した。実施例2及び4では、図4に示す成形装置を用い、図12〜図14に示す手順に従って成形を実施した。また、樹脂シート間で形成される第1の空間内の圧力は0.5MPaとし、狭圧の圧力は10tのプレス機を用い、所定の中空成形品が得られるように適宜制御した。
(Examples 1-4)
Upper resin sheet S1 and lower resin sheet S2 are made from a polycarbonate resin sheet (Iupilon sheet NF-2000 (manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics)) having a thickness of 3 mm and an acrylic resin sheet (acrylite L (made by Mitsubishi Rayon)) having a thickness of 3 mm. Configured. In Examples 1 and 3, molding was performed using the molding apparatus shown in FIG. 1 according to the procedure shown in FIGS. In Examples 2 and 4, molding was performed using the molding apparatus shown in FIG. 4 according to the procedure shown in FIGS. Moreover, the pressure in the 1st space formed between resin sheets was 0.5 Mpa, and the pressure of the narrow pressure was suitably controlled using a 10-ton press so that a predetermined | prescribed hollow molded product could be obtained.
(比較例1〜4)
図1及び図4に示すような冷却部を有しない成形装置を用い、図7〜図10及び図12〜図14に示す手順に従って成形を実施した。この場合においても、比較例1及び3を図7〜図10に示す手順に従って実施し、比較例2及び4を図12〜図14に示す手順に従って実施した。
(Comparative Examples 1-4)
Molding was performed according to the procedure shown in FIGS. 7 to 10 and FIGS. 12 to 14 using a molding apparatus having no cooling section as shown in FIGS. Also in this case, Comparative Examples 1 and 3 were carried out according to the procedure shown in FIGS. 7 to 10, and Comparative Examples 2 and 4 were carried out according to the procedure shown in FIGS.
(性能評価)
各例で得られた中空成形品の評価結果を表1に示す。なお、評価項目については以下に例示する。
(Performance evaluation)
Table 1 shows the evaluation results of the hollow molded articles obtained in each example. The evaluation items are exemplified below.
<冷却固化部の破裂>
成形過程において、冷却固化部の破裂を目視で観察した。破裂のない場合は良好として記号を○で表示し、破裂が発生している場合は×で表1に示した。
<ヒケ>
成形品の上下平面部の外観を目視で観察した。ヒケのない場合は良好として記号を○で表示し、ヒケが発生している場合は×で表1に示した。
<中空部の溶着>
中空部を目視で観察した。中空部に溶着のない場合は良好として記号を○で表示し、溶着が発生している場合は×で表1に示した。
<総合判断>
成形品のヒケ・中空郁の溶着の評価結果すべてが良好の場合は記号を○で表示し、いずれかが不良の場合は×で表示した。
<Rupture of cooling solidification part>
During the molding process, the cooling solidified portion was visually observed for rupture. In the case where no rupture occurred, the symbol was indicated as “Good” as “Good”, and in the case where rupture occurred, “×” is shown in Table 1.
<Sink>
The appearance of the upper and lower flat portions of the molded product was visually observed. When there is no sink mark, the symbol is indicated as “good”, and when sink mark is generated, “×” is shown in Table 1.
<Welding of hollow part>
The hollow part was visually observed. When there is no welding in the hollow portion, the symbol is shown as “Good” as “Good”, and when welding has occurred, “×” is shown in Table 1.
<Comprehensive judgment>
When all the evaluation results of the sink marks and hollow ridges of the molded product were good, the symbol was indicated with a circle, and when any of them was defective, the symbol was indicated with a cross.
表1から明らかなように、本発明の成形装置及び成形方法に従って得た成形品は、破裂、ヒケ、及び中空部の溶着がなく、外観品質に優れていることが分かる。したがって、目的とする成形品の製造歩留まりが飛躍的に向上できることがわかる。 As is apparent from Table 1, the molded product obtained according to the molding apparatus and molding method of the present invention is free from rupture, sink marks, and welding of the hollow portion, and is excellent in appearance quality. Therefore, it can be seen that the production yield of the desired molded product can be dramatically improved.
以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。 As described above, the present invention has been described in detail based on the embodiments of the present invention with specific examples. However, the present invention is not limited to the above contents, and all modifications and changes are made without departing from the scope of the present invention. It can be changed.
例えば、上記具体例においては、上ヒータ部及び下ヒータ部を上成形型及び下成形型と交換可能に設けているが、これらを一体的に設けることもできる。この場合、前記ヒータ部によって樹脂シートを加熱軟化させた後は、前記ヒータ部を成形型、すなわち成形装置から離脱させるように構成することもできる。 For example, in the above-described specific example, the upper heater portion and the lower heater portion are provided so as to be exchangeable with the upper mold and the lower mold, but these may be integrally provided. In this case, after the resin sheet is heated and softened by the heater unit, the heater unit may be detached from the mold, that is, the molding apparatus.
10,20,30,40 成形装置
11 上成形型
12 下成形型
13 上ヒータ部
14 下ヒータ部
15 シート保持部
16 ガス配管
17 上冷却部
18 下冷却部
17A 上冷却部の傾斜部
18A 下冷却部の傾斜部
21、22 細孔
23,24 吸引配管
41 加飾シート保持部
S1 上樹脂シート
S2 下樹脂シート
S3 加飾シート
S4 樹脂成形品
10, 20, 30, 40
Claims (15)
前記上成形型及び前記下成形型の略中央部に位置するヒータ部と、
前記ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして上樹脂シート及び下樹脂シートを保持するようにしたシート保持部と、
前記上成形型及び前記下成形型の外方に設けられた、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの端部を冷却固化させるための冷却部とを具え、
前記シート保持部により、少なくとも前記上樹脂シート及び前記下樹脂シート間に形成される第1の空間が気密に保持され、前記上成形型及び前記下成形型は、前記ヒータ部と加熱操作の前後において交換可能に取り付けられ、賦形の際において、前記冷却部による前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの前記端部の冷却固化によって、前記第1の空間の気密性が保持されるようにしたことを特徴とする、熱可塑性樹脂シートの成形装置。 An upper mold and a lower mold provided so as to face each other;
A heater portion located at a substantially central portion of the upper mold and the lower mold;
A sheet holding unit configured to hold the upper resin sheet and the lower resin sheet so as to be substantially parallel to the heating surface of the heater unit;
A cooling unit for cooling and solidifying the upper resin sheet and an end of the lower resin sheet, provided on the outside of the upper mold and the lower mold;
The sheet holding portion holds at least a first space formed between the upper resin sheet and the lower resin sheet in an airtight manner, and the upper mold and the lower mold are arranged before and after the heating operation with the heater portion. In the case of shaping, the airtightness of the first space is maintained by cooling and solidifying the end portions of the upper resin sheet and the lower resin sheet by the cooling portion. An apparatus for molding a thermoplastic resin sheet, characterized in that
前記シート保持部により、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを前記ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして保持する工程と、
互いに対向するようにして設けられた前記上成形型及び前記下成形型を前記シート保持部と係合させて、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シート間で形成される前記第1の空間を気密に保持する工程と、
前記ヒータ部により、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを加熱軟化させる工程と、
前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの加熱軟化後において、前記ヒータ部を前記上成形型及び前記下成形型と交換し、前記上成形型及び前記下成形型を前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを挟み込むようにして配置する工程と、
前記加圧機構により、前記第1の空間を加圧状態にし、前記上樹脂シートを前記上成形型の成形面に接触させて賦形するとともに、前記下樹脂シートを前記下成形型の成形面に接触させて賦形し、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの端部を前記冷却部で冷却固化し、前記中空部を有する前記樹脂成形品を作製する工程と、
を具えることを特徴とする、熱可塑性樹脂シートの成形方法。 A method for producing the resin molded product having the hollow portion using the molding apparatus according to claim 8,
A step of holding the upper resin sheet and the lower resin sheet by the sheet holding unit so as to be substantially parallel to a heating surface of the heater unit;
The first mold formed between the upper resin sheet and the lower resin sheet is hermetically sealed by engaging the upper mold and the lower mold provided so as to face each other with the sheet holding portion. A step of holding
A step of heating and softening the upper resin sheet and the lower resin sheet by the heater unit;
After heating and softening the upper resin sheet and the lower resin sheet, the heater portion is replaced with the upper mold and the lower mold, and the upper mold and the lower mold are replaced with the upper resin sheet and the lower resin. A step of placing the sheet so as to sandwich it;
The pressure mechanism causes the first space to be in a pressurized state, the upper resin sheet is brought into contact with the molding surface of the upper mold, and the lower resin sheet is molded into the molding surface of the lower mold. Forming the resin molded product having the hollow part by cooling and solidifying the end part of the upper resin sheet and the lower resin sheet in the cooling part,
A method for forming a thermoplastic resin sheet, comprising:
前記シート保持部により、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを前記ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして保持する工程と、
互いに対向するようにして設けられた前記上成形型及び前記下成形型を前記シート保持部と係合させて、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シート間で形成される前記第1の空間を気密に保持する工程と、
前記ヒータ部により、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを加熱軟化させる工程と、
前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの加熱軟化後において、前記ヒータ部を前記上成形型及び前記下成形型と交換し、前記上成形型及び前記下成形型を前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを挟み込むとともに、前記上成形型と前記上樹脂シートとで形成される第2の空間、及び前記下成形型と前記下樹脂シートとで形成される第3の空間を気密に保持するようにして配置する工程と、
前記吸引機構により、前記上成形型及び前記下形成型を介して前記第2の空間内及び前記第3の空間内を真空に排気し、前記上樹脂シートを前記上成形型の成形面に接触させて賦形するとともに、前記下樹脂シートを前記下成形型の成形面に接触させて賦形し、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの端部を前記冷却部で冷却固化し、前記中空部を有する前記樹脂成形品を作製する工程と、
を具えることを特徴とする、熱可塑性樹脂シートの成形方法。 A method for producing the resin molded article having the hollow portion using the molding apparatus according to claim 9,
A step of holding the upper resin sheet and the lower resin sheet by the sheet holding unit so as to be substantially parallel to a heating surface of the heater unit;
The first mold formed between the upper resin sheet and the lower resin sheet is hermetically sealed by engaging the upper mold and the lower mold provided so as to face each other with the sheet holding portion. A step of holding
A step of heating and softening the upper resin sheet and the lower resin sheet by the heater unit;
After heating and softening the upper resin sheet and the lower resin sheet, the heater portion is replaced with the upper mold and the lower mold, and the upper mold and the lower mold are replaced with the upper resin sheet and the lower resin. While sandwiching the sheet, the second space formed by the upper mold and the upper resin sheet and the third space formed by the lower mold and the lower resin sheet are hermetically maintained. And arranging the process,
The suction mechanism evacuates the second space and the third space through the upper mold and the lower mold and brings the upper resin sheet into contact with the molding surface of the upper mold. And shaping the lower resin sheet by bringing it into contact with the molding surface of the lower mold, and cooling and solidifying the ends of the upper resin sheet and the lower resin sheet in the cooling part, Producing the resin molded product having a portion;
A method for forming a thermoplastic resin sheet, comprising:
The process of holding a decorating sheet in the decorating sheet holding part provided in at least one of the upper mold and the lower mold, and attaching the decorating sheet to the outer surface of the resin molded product during the shaping The method for forming a thermoplastic resin sheet according to any one of claims 12 to 14, characterized by comprising:
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