JP2007223096A - 熱可塑性樹脂シートの成形方法およびこの成型方法で得られた成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】肉厚が調整できるとともに、罫書き線のようなマーク等の形状も転写できる熱可塑性樹脂シートの成形方法およびこの成型方法で得られた成形品を提供する。
【解決手段】熱線で軟化する熱可塑性樹脂シート１の所定位置に、熱線の透過量を規制する熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂを配置する。コア型５に沿わせて表面形状を真空成形する場合には、熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂを、熱可塑性樹脂シート１のプラグ型６側の裏面１ｂに配置する。これにより、熱可塑性樹脂シート１のプラグ型６側の裏面１ｂの熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂを配置した部分は、熱線の透過が規制されることから、加熱されにくくなって軟化しにくくなるので、熱線の透過量を少なくすると肉厚の減少が少なく、熱線の透過量を多くすると肉厚の減少が多くなることで、肉厚ｔ１，ｔ２を調整できるようになる。
【選択図】図４

Description

本発明は、熱可塑性樹脂シートの成形方法およびこの成型方法で得られた成形品に関する。

従来、熱可塑性樹脂シートを真空および／または圧空により金型（コア型）に密着させることにより、成形品を形成する熱可塑性樹脂シートの成形方法がある（特許文献１参照）。

ところで、一般的な真空成形では、コア型には金属製（例えばアルミニューム）を用いるとともに、プラグ型（キャビ型）には木製を用いている。プラグ型は、真空脱気するためのシーリングが主な役割であるために木製のボックス形状となっている。なお、特許文献１は、上側圧空ボックス内にプラグを別に設けて、成形品の裏面（惣菜類の容器等上面に相当）にフラット面を形成する成形方法である。

そして、成形後の転写性については、コア型に沿わせて熱可塑性樹脂シートの表面形状を真空成形するために、コア型側の表面形状は、ほぼ正確に転写することができる。
特開２００２−３２６２７７号公報

しかしながら、プラグ型側には転写する機構が無いために（特許文献１では、上側圧空ボックス内にプラグを別に設けている。）、熱可塑性樹脂シートのプラグ型側の裏面形状は、コア型の形状に左右されるので肉厚が不均一な凸凹形状となり、肉厚が調整できないとともに、罫書き線のようなマーク等の形状も転写できないというのが常識であった。

本発明は、前記問題を解消するためになされたもので、肉厚が調整できるとともに、罫書き線のようなマーク等の形状も転写できる熱可塑性樹脂シートの成形方法およびこの成型方法で得られた成形品を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は、熱線で軟化する熱可塑性樹脂シートの所定位置に、熱線の透過量を規制する熱線透過規制部材を配置して、コア型とシーリング用プラグ型との間にセットするとともに熱線で軟化させ、型締めしながらコア型側から真空脱気することで、コア型に沿わせて表面形状を真空成形することを特徴とする熱可塑性樹脂シートの成形方法を提供するものである。

前記熱可塑性樹脂シートに熱線を供給する手段は、遠赤外線ヒータ若しくは近赤外線ヒータであることが好ましい。

前記熱可塑性樹脂シートとしては、断熱性を有する発泡シート材または防水性を有するポリプロピレンフィルム材が好適である。

前記熱線透過規制部材は、熱可塑性樹脂シートの表面側と裏面側の少なくとも一側に配置することができる。

位置ズレ等の無い規格通りの成形品を成形できるようにするために、前記熱線透過規制部材は、予め熱可塑性樹脂シートに貼付けていることが好ましい。

配置（貼付け）作業が容易に行えるようにするために、前記熱線透過規制部材は、フィルム状若しくはテープ状であることが好ましい。

本発明は、前記熱可塑性樹脂シートの成形方法によって得られることを特徴とする成形品を提供するものである。

本発明の熱可塑性樹脂シートの成形方法によれば、熱線の透過量を規制する熱線透過規制部材を所定位置、例えばプラグ型側の裏面に配置した熱可塑性樹脂シートを、コア型とシーリング用プラグ型との間にセットするとともに熱線で軟化させ、型締めしながらコア型側から真空脱気することで、コア型に沿わせて表面形状を真空成形する。

これにより、熱可塑性樹脂シートのプラグ型側の裏面の熱線透過規制部材を配置した部分は、熱線の透過が規制されることから、加熱されにくくなって軟化しにくくなるので、熱線の透過量を少なくすると肉厚の減少が少なく、熱線の透過量を多くすると肉厚の減少が多くなることで、肉厚を調整できるようになる。また、罫書き線のようなマーク等の形状で肉厚を調整すれば、マーク等の凹凸形状を転写できることになる。さらに、熱可塑性樹脂シートのプラグ型側の裏面形状は、コア型の形状に左右されるので肉厚が不均一な凸凹形状となって外観性が悪くなるが、肉厚を調整した凸凹部分やマーク等の凹凸形状が生じることで、外観性が良好になる。さらにまた、熱線の透過量を規制できるので、加熱することで変動する熱可塑性樹脂シートの物性値の保持も可能になる。

本発明の成形品によれば、熱可塑性樹脂シートのプラグ型側となる裏面の肉厚が調整できるとともに、罫書き線のようなマーク等の形状も転写できる成形品とすることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１（ａ）に示すように、熱線で軟化する熱可塑性樹脂シート１の所定位置、つまり、後述する真空成形をする際には、熱可塑性樹脂シート１のプラグ型側の裏面１ｂの肉厚調整位置に、テープ状熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂを例えば四角形となるように粘着剤等で予め貼り付けることで配置する。なお、粘着剤等で貼り付ける以外に、移動しないように置くことだけで配置することも可能である。

熱可塑性樹脂シート１は、本例では、成形品１´〔図１（ｂ）参照〕として家庭用の浴槽を想定しているから、断熱性を有する発泡シート材または防水性を有するポリプロピレンフィルム材を用いているが、これらに限られるものではなく、耐久性・耐薬品性、平滑性のある熱可塑性樹脂シート等も用いることができる。

また、本例では、熱線透過規制部材２Ａは、熱線の透過量が多いタイプとし、熱線透過規制部材２Ｂは、熱線の透過量が少ないタイプとしている。熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂは、言い換えると、熱線反射規制部材でもあり、熱線の透過量が多い熱線透過規制部材２Ａは、熱線反射量が少ないタイプであり、熱線の透過量が少ない熱線透過規制部材２Ｂは、熱線反射量が多いタイプである。

図１（ｂ）は、前記のように熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂを配置した熱可塑性樹脂シート１を後述する真空成形した後の成形品１´の要部であり、裏面１ｂに肉厚ｔ１，ｔ２が異なるように調整された２種類の凸部１ｃ，１ｄが形成されている（ｔ１＜ｔ２）。

図１（ａ）のように、熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂを裏面１ｂに貼り付けた熱可塑性樹脂シート１は、図３（ａ）に示すように、シート固定具４の上に置いて、凸形状のアルミニューム製コア型５とボックス形状の木製プラグ型６との間にセットする。熱可塑性樹脂シート１のサイズは、例えば長さ２２００ｍｍ、幅９１０ｍｍ、厚み４０ｍｍである。

コア型５は、アルミニューム製である必要は無く、他の金属製や合成樹脂製であっても良い。また、プラグ型６は、真空脱気するためのシーリングが主な役割であるために木製のボックス形状としているが、金属製や合成樹脂製であっても良い。

そして、図３（ｂ）に示すように、パネル状の赤外線ヒータ７Ａ，７Ｂで熱可塑性樹脂シート１の両面１ａ，１ｂを均一に加熱することで、赤外線ヒータ７Ａ，７Ｂの熱線で熱可塑性樹脂シート１を軟化させる。前記サイズの熱可塑性樹脂シート１であれば、例えば２２０〜２４０℃で約２〜３分の加熱とするのが好ましい。なお、別の工程で加熱を行って、加熱後の熱可塑性樹脂シート１をシート固定具４の上に置くこともできる。

ついで、赤外線ヒータ７Ａ，７Ｂとシート固定具４とを退出させ、熱可塑性樹脂シート１の表面１ａをコア型５の上面に乗せた状態で、図４（ａ）に示すように、プラグ型６を下降させて型締めしながらコア型５側から真空ポンプ８で真空脱気する。前記サイズの熱可塑性樹脂シート１であれば、約−０．０８ＭＰａの真空脱気とするのが好ましい。

これにより、熱可塑性樹脂シート１の表面１ａは、コア型５に沿った表面形状で真空成形されて、成形品１´となる。

その後、図４（ｂ）に示すように、プラグ型６を上昇させて型開放をし、強制空冷した後に脱型して、成形品１´をコア型５から取り出し、熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂを成形品１´の裏面１ｂから剥がし取るようにする。

前記のように、熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂを配置した熱可塑性樹脂シート１を、コア型５とプラグ型６との間にセットするとともに赤外線ヒータ７Ａ，７Ｂの熱線で軟化させ、型締めしながらコア型５側から真空ポンプ８で真空脱気することで、コア型５に沿わせて表面形状を真空成形することができる。

これにより、熱可塑性樹脂シート１（若しくは成形品１´）のプラグ型６側の裏面１ｂの熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂを配置した部分は、熱線の透過が規制されることから、加熱されにくくなって軟化しにくくなるので、熱線の透過量が多い熱線透過規制部材２Ａの部分では、肉厚の減少が多くなることで、肉厚ｔ１の薄い凸部１ｃが形成されるとともに、熱線の透過量が少ない熱線透過規制部材２Ｂの部分では、肉厚の減少が少なくなることで、肉厚ｔ２の厚い凸部１ｄが形成されるようになる（ｔ１＜ｔ２）。

このようにして、肉厚ｔ１，ｔ２を自由に調整することができるから、従来では真空成形のデメリットであったプラグ型６側の肉厚調整の問題が解消することによって、真空成形の選択の幅が広がるようになる。

また、罫書き線（直線やＬ字状）のようなマーク等の形状で肉厚を調整すれば、マーク等の凹凸形状を転写することができる。

さらに、熱可塑性樹脂シート１（若しくは成形品１´）のプラグ型６側の裏面１ｂの形状は、コア型５の形状に左右されるので肉厚が不均一な凸凹形状となって外観性が悪くなるが、肉厚を調整した凸部１ｃ，１ｄやマーク等の凹凸形状が生じることで、外観性が良好になる。さらにまた、熱線の透過量を規制できるので、加熱することで変動する熱可塑性樹脂シート１（若しくは成形品１´）の物性値の保持も可能になる。

また、熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂ（後述する熱線透過規制部材２Ｃも同様。）を予め熱可塑性樹脂シート１に貼付けてあれば、成形時等に貼付け若しくは配置する場合と比較して、位置ズレ等の無い規格通りの成形品１´を成形できるようになる。なお、熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂは、四角形（矩形）に限られるものではなく、点形、直線形、曲線形、円形等を適宜に用いることができる。その材質については、写真印刷した用紙〔透明フィルム（ＯＨＰシート）も含まれる。〕、雑誌等の用紙、手書き文字等の用紙であっても良く、要するに熱線の透過量を規制できる材質であれば良い。

さらに、成形品１´は、熱可塑性樹脂シート１のプラグ型６側となる裏面１ｂの肉厚が調整できるとともに、罫書き線のようなマーク等の形状も転写できる成形品とすることができるようになる。

このように、成形工程で肉厚調整、罫書き線（切断用カット線や文字の浮き出し・彫り込みも可）等の転写をすることにより、二次加工作業の簡略化およびタクトアップが見込めて、費用削減に関しても効果が見込めるようになる。なお、タクトアップとは、位置決め等、外観から寸法の割り出しを行っていたものが、転写された罫書き線を用いることで、寸法割り出しをする必要が無くなって、作業時間の短縮が図れるという意味である。

また、熱可塑性樹脂シート１に熱線を供給する手段は、赤外線ヒータ７Ａ，７Ｂであり、この場合には、遠赤外線ヒータ若しくは近赤外線ヒータを用いることができ、近赤外線ヒータであれば、遠赤外線ヒータよりも肉厚の差が出やすくなるので有利である。なお、熱線を供給する手段は、赤外線ヒータ７Ａ，７Ｂに限られるものではない。

前記実施形態では、熱可塑性樹脂シート１（若しくは成形品１´）の裏面１ｂに凸部１ｃ，１ｄを形成するものであったが、図２（ａ）に示すように、熱可塑性樹脂シート１の裏面１ｂの全面（肉厚調整位置）に、例えば四角形の開口部２ａを形成した長方形のフィルム状熱線透過規制部材２Ｃを粘着剤等で予め貼り付けることで配置する。

この熱線透過規制部材２Ｃは、熱線の透過量が少ないタイプであり、開口部２ａは、熱線の透過量が規制されないので、透過量が最大になる。

このような熱線透過規制部材２Ｃを配置した熱可塑性樹脂シート１を真空成形すれば、裏面１ｂに凹部１ｅを形成することができる。

熱線透過規制部材２Ｃはフィルム状であり、熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂはテープ状であって、このようなフィルム状若しくはテープ状であれば、熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃの配置（貼付け）作業が容易に行えるとともに、位置変更も容易になる。

前記実施形態では、熱可塑性樹脂シート１（若しくは成形品１´）の裏面１ｂにのみ熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃを配置したものであったが、表面１ａにも配置することが可能である。例えば、熱可塑性樹脂シート１のコア型５側の表面１ａの全面に配置すれば、熱線透過規制部材２Ａ，２Ｂ，２Ｃ（開口部２ａが無いタイプ。）の平滑面が転写されることから、熱可塑性樹脂シート１（若しくは成形品１´）の表面形状が滑らかになる。また、コア型５側の表面１ａの熱線の透過が規制されることで、加熱されにくくなって軟化しにくくなるので、プラグ型６側の裏面１ｂの凸凹形状は、なだらかな形状となる。

本発明の実施形態に係る熱可塑性樹脂シートであり、（ａ）はテープ状熱線透過規制部材を配置する要領を示す斜視図、（ｂ）は真空成形で凸部が形成された熱可塑性樹脂シート（成形品）の斜視図である。 本発明の他の実施形態に係る熱可塑性樹脂シートであり、（ａ）はフィルム状熱線透過規制部材を配置する要領を示す斜視図、（ｂ）は真空成形で凹部が形成された熱可塑性樹脂シート（成形品）の斜視図である。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ真空成形工程の側面断面図である。 （ａ）（ｂ）は、それぞれ真空成形工程の側面断面図である。

符号の説明

１ 熱可塑性樹脂シート
１ａ 表面
１ｂ 裏面
１ｃ，１ｄ 凸部
１ｅ 凹部
２Ａ〜２Ｃ 熱線透過規制部材
２ａ 開口部
５ コア型
６ プラグ型
７Ａ，７Ｂ 赤外線ヒータ
ｔ１，ｔ２ 肉厚

Claims (7)

1. 熱線で軟化する熱可塑性樹脂シートの所定位置に、熱線の透過量を規制する熱線透過規制部材を配置して、コア型とシーリング用プラグ型との間にセットするとともに熱線で軟化させ、型締めしながらコア型側から真空脱気することで、コア型に沿わせて表面形状を真空成形することを特徴とする熱可塑性樹脂シートの成形方法。
2. 前記熱可塑性樹脂シートに熱線を供給する手段は、遠赤外線ヒータ若しくは近赤外線ヒータであることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂シートの成形方法。
3. 前記熱可塑性樹脂シートは、断熱性を有する発泡シート材または防水性を有するポリプロピレンフィルム材であることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性樹脂シートの成形方法。
4. 前記熱線透過規制部材は、熱可塑性樹脂シートの表面側と裏面側の少なくとも一側に配置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂シートの成形方法。
5. 前記熱線透過規制部材は、予め熱可塑性樹脂シートに貼付けていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂シートの成形方法。
6. 前記熱線透過規制部材は、フィルム状若しくはテープ状であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂シートの成形方法。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の熱可塑性樹脂シートの成形方法によって得られることを特徴とする成形品。

Images