JP2008155521A - Method and apparatus for thermal transfer molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パターン形成手段を用いて被加工材に対して熱転写する熱転写成形方法及び熱転写成形装置に関する。 The present invention relates to a thermal transfer molding method and a thermal transfer molding apparatus that perform thermal transfer on a workpiece using a pattern forming unit.
一般に、熱可塑性樹脂等からなる被加工材に対してパターン形成手段によって熱転写成形する場合には、固定熱板を有する固定側部材上に被加工材を載置し、前記固定側部材に対して可動熱板を有する可動側部材を前進させて被加工材を加熱加圧することによって行われる。このような熱転写成形を行う装置としては、例えば、可動側部材の前進時に真空チャンバーを形成し、該真空チャンバー内を減圧した状態で被加工材を加熱加圧するように構成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 In general, in the case where thermal transfer molding is performed by a pattern forming unit on a workpiece made of a thermoplastic resin or the like, the workpiece is placed on a fixed side member having a fixed hot plate, and the fixed side member is This is performed by advancing a movable side member having a movable hot plate to heat and pressurize the workpiece. As an apparatus for performing such thermal transfer molding, for example, an apparatus configured to form a vacuum chamber when the movable member moves forward, and to heat and press the workpiece while the vacuum chamber is decompressed is known. (For example, refer to Patent Document 1).
ところで、熱転写が行われる熱可塑性樹脂等からなる被加工材では、材料の段階で成型ロットによる板厚にばらつきが生じたり、1枚の樹脂板内においても厚さのばらつきが生じる等によって、板厚の約±5〜10%程度の厚さの精度となる。そのため、固定側部材や可動側部材の精度をよくしても、被加工材に対して均一に押圧することが困難となる。 By the way, in a workpiece made of thermoplastic resin or the like to which thermal transfer is performed, the plate thickness varies depending on the molding lot at the material stage, or the thickness varies within a single resin plate. The accuracy is about ± 5 to 10% of the thickness. Therefore, even if the accuracy of the fixed side member and the movable side member is improved, it is difficult to press the workpiece uniformly.
このように、不均一な押圧状態で被加工材に対して加熱加圧が行われると、図14に示すように、被加工材Mへの熱の移動は固定側部材120や可動側部材130と接しているところからしか行われず(図中の矢印参照)、接していないところでの熱移動が悪くなる。そして、固定側部材120や可動側部材130が接していない部分の被加工材Mを成形温度まで加熱するためには、過剰に加圧を行って前記被加工材Mを押しつぶして徐々に変形させながら成形する必要がある。なお、図14において、符号S1は被加工材Mの一面側にパターンを熱転写成形する第一パターン形成手段、S2は被加工材Mの他面側にパターンを熱転写成形する第二パターン形成手段である。
In this way, when heat and pressure are applied to the workpiece in a non-uniform pressing state, the movement of heat to the workpiece M is caused by the fixed
しかしながら、上記の如く不均一な押圧状態での熱転写成形では、被加工材が必要以上に変形することがあるため、製品の品質が低下することが問題となる。一方、被加工材を変形させないように加圧力を調整すると、転写が不安定となることが問題であった。また、これらの問題は、被加工材が大型になるほど板厚のばらつきも大きくなるため、より大きな影響を及ぼすことが懸念されている。
本発明は前記の点に鑑みなされたものであり、被加工材を均一に押圧して安定した転写を実施することができる熱転写成形方法及び熱転写成形装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a thermal transfer molding method and a thermal transfer molding apparatus capable of performing stable transfer by uniformly pressing a workpiece.
すなわち、請求項1の発明は、可動熱板を有する可動側部材の前進時に固定熱板を有する固定側部材との間に形成されるチャンバー内の前記固定熱板と可動熱板との間に被加工材をパターン形成手段とともに配置し、前記チャンバー内を減圧して前記被加工材を加熱加圧しその表層に前記パターン形成手段によるパターンを熱転写成形するに際して、前記固定熱板の上部にダイヤフラム部材を配置して前記チャンバーを固定側チャンバーと可動側チャンバーに区画するとともに、前記固定側チャンバー及び可動側チャンバーを減圧した後、前記固定チャンバーを加圧しかつ前記可動チャンバーを減圧することによって、前記ダイヤフラム部材を介して前記被加工材及び前記パターン形成手段を一体かつ均一に加熱押圧して成形することを特徴とする熱転写成形方法に係る。
That is, the invention of
請求項2の発明は、成形前に前記固定側チャンバーを加圧して前記ダイヤフラム部材を押し上げ、前記被加工材を持ち上げて前記固定熱板を加熱する工程を含む請求項1に記載の熱転写成形方法に係る。
The invention according to
請求項3の発明は、固定熱板を有する固定側部材と、前記固定側部材に対して進退し、前記固定熱板と対向配置された可動熱板を有する可動側部材と、前記可動側部材の前進時に前記固定側部材との間に形成され、前記固定熱板と可動熱板の間に被加工材がパターン形成手段とともに配置されるチャンバーと、前記固定熱板の上部に配置され、前記チャンバーを固定側チャンバーと可動側チャンバーとに区画するダイヤフラム部材と、前記固定側チャンバーのために前記固定側部材に設けられた減圧手段及び加圧手段と、前記可動側チャンバーのために前記可動側部材に設けられた減圧手段とを有することを特徴とする熱転写成形装置に係る。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a fixed side member having a fixed heat plate, a movable side member having a movable heat plate that moves forward and backward with respect to the fixed side member and is disposed opposite to the fixed heat plate, and the movable side member Formed between the fixed hot plate and the fixed hot plate at the time of advancement, and a chamber in which a workpiece is placed together with the pattern forming means between the fixed hot plate and the movable hot plate, and an upper portion of the fixed hot plate, A diaphragm member partitioned into a fixed side chamber and a movable side chamber, a decompression means and a pressure means provided on the fixed side member for the fixed side chamber, and a movable side member for the movable side chamber The present invention relates to a thermal transfer molding apparatus having a decompression unit provided.
請求項1の発明に係る熱転写成形方法によれば、可動熱板を有する可動側部材の前進時に固定熱板を有する固定側部材との間に形成されるチャンバー内の前記固定熱板と可動熱板との間に被加工材をパターン形成手段とともに配置し、前記チャンバー内を減圧して前記被加工材を加熱加圧しその表層に前記パターン形成手段によるパターンを熱転写成形するに際して、前記固定熱板の上部にダイヤフラム部材を配置して前記チャンバーを固定側チャンバーと可動側チャンバーに区画するとともに、前記固定側チャンバー及び可動側チャンバーを減圧した後、前記固定チャンバーを加圧しかつ前記可動チャンバーを減圧することによって、前記ダイヤフラム部材を介して前記被加工材及び前記パターン形成手段を一体かつ均一に加熱押圧して成形するため、製品の品質の低下を防止するとともに、被加工材に対する転写を精度よくかつ安定して実施することができる。 According to the thermal transfer molding method of the first aspect of the present invention, the fixed heat plate and the movable heat in the chamber formed between the fixed side member having the fixed heat plate when the movable side member having the movable heat plate moves forward. When the workpiece is disposed between the plate and the pattern forming means, the inside of the chamber is decompressed to heat and pressurize the workpiece, and when the pattern formed by the pattern forming means is thermally transferred to the surface layer, the fixed hot plate A diaphragm member is arranged on the top of the chamber to partition the chamber into a fixed chamber and a movable chamber, and after depressurizing the fixed chamber and the movable chamber, pressurize the fixed chamber and depressurize the movable chamber. As a result, the workpiece and the pattern forming means are integrally and uniformly heated and pressed through the diaphragm member. To reason, to prevent deterioration in quality of the product, it is possible to implement transfer against the workpiece accurately and stably.
請求項2によれば、請求項1において、成形前に前記固定側チャンバーを加圧して前記ダイヤフラム部材を押し上げ、前記被加工材を持ち上げて前記固定熱板を加熱する工程を含むため、被加工材に対する転写をより精度よくかつ効率的に実施することができる。
According to
請求項3の発明に係る熱転写成形装置によれば、固定熱板を有する固定側部材と、前記固定側部材に対して進退し、前記固定熱板と対向配置された可動熱板を有する可動側部材と、前記可動側部材の前進時に前記固定側部材との間に形成され、前記固定熱板と可動熱板の間に被加工材がパターン形成手段とともに配置されるチャンバーと、前記固定熱板の上部に配置され、前記チャンバーを固定側チャンバーと可動側チャンバーとに区画するダイヤフラム部材と、前記固定側チャンバーのために前記固定側部材に設けられた減圧手段及び加圧手段と、前記可動側チャンバーのために前記可動側部材に設けられた減圧手段とを有するため、前記した熱転写成形方法を効果的にかつ連続的に効率よく実施する装置とすることができる。 According to the thermal transfer molding apparatus of the third aspect of the present invention, a fixed side member having a fixed hot plate, and a movable side having a movable heat plate that moves forward and backward with respect to the fixed side member and is arranged to face the fixed hot plate. A chamber formed between the member and the fixed side member when the movable side member advances, and a workpiece is disposed between the fixed hot plate and the movable hot plate together with a pattern forming means; and an upper portion of the fixed hot plate A diaphragm member that divides the chamber into a fixed side chamber and a movable side chamber, a decompression unit and a pressurization unit provided on the fixed side member for the fixed side chamber, and Therefore, since the pressure reducing means provided on the movable side member is provided, the above-described thermal transfer molding method can be effectively and continuously implemented.
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図1は本発明の一実施例に係る熱転写成形装置の要部断面図、図2は図1の熱転写成形装置の固定側部材及び可動側部材の断面図、図3は図2の状態から可動側部材を前進させてチャンバーを形成した状態を表す要部断面図、図4はチャンバー形成後に可動側部材を一旦停止させてチャンバー内を減圧する状態を表す要部断面図、図5は可動側部材によって被加工材を加工した状態を表す要部断面図、図6は図5の状態から固定側チャンバーを加圧した状態を表す要部断面図、図7は図6の状態から可動側及び固定側チャンバーを大気開放した状態を表す要部断面図、図8は第一実施例における熱転写成形の工程を示すタイムチャート図、図9は成形時の固定側部材及び可動側部材と被加工材との関係を表した模式図、図10は固定側チャンバーを加圧してダイヤフラム部材を押し上げた状態を表した要部断面図、図11は図10の状態から可動側部材を前進させてチャンバーを形成した状態を表す要部断面図、図12は図11の状態から固定側チャンバーを減圧した状態を表す要部断面図、図13は第二実施例における熱転写成形の工程を示すタイムチャート図である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 is a cross-sectional view of a main part of a thermal transfer molding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a fixed side member and a movable side member of the thermal transfer molding apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is movable from the state of FIG. FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part showing a state where the side member is advanced to form a chamber, FIG. 4 is a main part cross-sectional view showing a state where the movable side member is temporarily stopped and the inside of the chamber is decompressed after forming the chamber, and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part showing a state where the workpiece is processed by the member, FIG. 6 is a cross-sectional view of the main part showing a state where the stationary chamber is pressurized from the state of FIG. 5, and FIG. FIG. 8 is a time chart showing the steps of thermal transfer molding in the first embodiment, and FIG. 9 is a fixed side member, a movable side member and a workpiece during molding. FIG. 10 is a schematic diagram showing the relationship between FIG. 11 is a cross-sectional view of an essential part showing a state in which a chamber is formed by advancing the movable side member from the state of FIG. 10, and FIG. FIG. 13 is a time chart showing the steps of thermal transfer molding in the second embodiment. FIG.
図1に示す本発明の一実施例に係る熱転写成形装置10は、熱可塑性樹脂等からなる被加工材Mの表層を加熱加圧してパターン形成手段Sによるパターンを熱転写成形するものである。この熱転写成形装置10において、符号20は固定側部材、30は可動側部材、40はチャンバー、50はダイヤフラム部材、60は固定側部材の減圧手段、65は固定側部材の加圧手段、70は可動側部材の減圧手段を表す。
A thermal
この熱転写成形装置10は、請求項1の発明として規定したように、可動熱板31を有する可動側部材30の前進時に固定熱板21を有する固定側部材30との間に形成されるチャンバー40内の前記固定熱板21と可動熱板31との間に被加工材Mをパターン形成手段Sとともに配置し、前記チャンバー40内を減圧して前記被加工材Mを加熱加圧しその表層に前記パターン形成手段Sによるパターンを熱転写成形するに際して、前記固定熱板21の上部にダイヤフラム部材50を配置して前記チャンバー40を固定側チャンバー41と可動側チャンバー46に区画するとともに、前記固定側チャンバ41ー及び可動側チャンバー46を減圧した後、前記固定チャンバー41を加圧しかつ前記可動チャンバー46を減圧することによって、前記ダイヤフラム部材50を介して前記被加工材M及び前記パターン形成手段Sを一体かつ均一に加熱押圧して成形するように構成したものである。
As defined in the invention of
また、この熱転写成形装置10では、請求項2の発明として規定したように、成形前に前記固定側チャンバー41を加圧して前記ダイヤフラム部材50を押し上げ、前記被加工材Mを持ち上げて前記固定熱板21を加熱する工程を含む。
Further, in the thermal
以下、上記熱転写成形方法の好ましい実施例を、熱転写成形装置10とともに具体的に説明する。図示した熱転写成形装置10は、固定側部材20と、可動側部材30と、チャンバー40と、ダイヤフラム部材50と、固定側部材の減圧手段60と、固定側部材の加圧手段65と、可動側部材の減圧手段70とを有する。この図において、符号11は機台、11Aは機台11の下板部材、11Bは機台11の上板部材、12は可動部材30を進退させるための作動機構、13は作動機構12に形成された作動シリンダ部、13a,13bは作動シリンダ部13に接続された作動流体のための流出入部、14は下板部材11Aと上板部材11Bとを連結するロッド部、15はロッド部14に進退自在に配置されたスライド部材、80は作動シリンダ部13に作動流体を供給するポンプ、81は作動流体が貯留されたタンク、82はポンプ80を作動させるサーボモータ、83は流出入部13a,13bに配置された圧力センサ、84は可動部材30の位置を検知するためにスライド部材15に配置された位置検知手段、85は圧力センサ83及び位置検知手段84に基づいてサーボモータ82を制御するコントローラ、86はそのサーボアンプである。
Hereinafter, a preferred embodiment of the thermal transfer molding method will be specifically described together with the thermal
固定側部材20は、固定熱板21を有するものであって、機台11の下板部材11A上に設置された下枠体25内に配置される。実施例では、図2〜図7に示すように、固定熱板21に複数の温調流体流路21aが形成され、加熱用流体または冷却用流体が適宜流通されて固定熱板21を加熱または冷却するように構成される。なお、図中の符号22は断熱板、23は固定熱板21に配置された温度センサである。
The fixed
可動側部材30は、固定側部材20に対して進退し、固定熱板21と対向配置された可動熱板31を有するものである。実施例では、図1〜図7に示すように、可動熱板31に複数の温調流体流路31aが形成され、加熱用流体または冷却用流体が適宜流通されて可動熱板31を加熱または冷却するように構成される。また、この可動側部材30は、スライド部材15と締結されるとともに、作動機構12に形成された作動シリンダ部13に嵌挿される作動ピストン34と一体に形成されていて、前記作動機構12によって前記スライド部材15に弾性部材36を介して懸架された上枠体35内を進退するように作動される。なお、図中の符号32は断熱板、33は可動熱板31に配置された温度センサ、37は可動側部材30の側面に圧接するように上枠体35に設けられたパッキン等からなるシール部材である。
The
チャンバー40は、図1〜図7に示すように、可動側部材30の前進時に固定側部材20との間に形成されるものであって、固定側部材20の下枠体25と可動側部材30の上枠体35とが圧接して形成される。また、チャンバー40には、固定熱板21と可動熱板31の間に被加工材Mがパターン形成手段Sとともに配置される。実施例のパターン形成手段Sは、被加工材Mの一面側と固定側部材20の固定熱板21との間に配置される第一パターン形成手段S1と、被加工材Mの他面側と可動側部材30の可動熱板31との間に配置される第二パターン形成手段S2からなり、被加工材Mの両面に所定のパターンを熱転写形成するように構成される。この図において、符号26は固定側部材20の可動側部材30との圧接部分に設けられたシール枠、38は固定側部材20のシール枠26に圧接した際に下枠体25と密閉可能なように可動側部材に設けられたパッキン等からなるシール部材、39は第二パターン形成手段S2を可動側部材30の可動熱板31に固定するための保持部材である。
As shown in FIGS. 1 to 7, the
ダイヤフラム部材50は、固定熱板21の上部に配置され、チャンバー40を固定側チャンバー41と可動側チャンバー46とに区画するように構成される。実施例のダイヤフラム部材50としては、公知の樹脂製部材が使用され、図1〜図7に示すように、前記ダイヤフラム部材50上に第一パターン形成手段S1を介して被加工材Mが載置される。
The
固定側部材20の減圧手段60は、図1〜図7に示すように、固定側チャンバー41のために固定側部材20の下枠体25に設けられたものであって、切替バルブ61を介して図示しない真空ポンプに接続され、固定側チャンバー41内を脱気して減圧や大気開放、停止等を行うように構成される。図の符号62は真空ポンプと接続された通気孔である。
The pressure reducing means 60 of the fixed
固定側部材20の加圧手段65は、図1〜図7に示すように、固定側チャンバー41のために固定側部材20の下枠体25に設けられたものであって、切替バルブ66を介して図示しないコンプレッサーに接続され、固定側チャンバー41内に加圧空気の供給や停止等を行うように構成される。図の符号67はコンプレッサーと接続された通気孔である。
As shown in FIGS. 1 to 7, the pressurizing means 65 of the fixed
可動側部材30の減圧手段70は、図1〜図7に示すように、可動側チャンバー46のために可動側部材30の上枠体35に設けられたものであって、切替バルブ71を介して図示しない真空ポンプに接続され、可動側チャンバー46内を脱気して減圧や大気開放、停止等を行うように構成される。図の符号72は真空ポンプと接続された通気孔である。
The pressure reducing means 70 of the
また、図示しないが、当該熱転写成形装置10の固定側チャンバー41と可動側チャンバー46には、それぞれ各チャンバー41,46内の圧力を検出するための圧力センサが設けられている。
Although not shown, the fixed
次に、図2〜図9を用いて、熱転写成形装置10による熱転写成形の工程を説明する。図8において、横軸は時間と工程を示し、縦軸には可動側部材30の移動量が示される。まず、図1,2に示すように、可動側部材30の上枠体35が固定側部材20の下枠体25から離間した状態で配置され、ダイヤフラム部材50上に被加工材Mが第一パターン形成手段S1を介して載置される(工程A)。このとき、固定側部材20は、当該熱転写成形装置10外で被加工材Mを載置した後、公知の搬送装置(図示せず)等を用いて所定位置まで移動されて、機台11の下板部材11A上に設置される。なお、この状態において、固定側部材20の減圧手段60及び可動側部材30の減圧手段70は大気開放され、固定側部材20の加圧手段65は停止されている。
Next, the thermal transfer molding process by the thermal
機台11の下板部材11A上に固定側部材20が設置されると、作動機構12の作動シリンダ部13によって可動側部材30がスライド部材15とともに固定側部材20に向かって前進され、図3に示すように、固定側部材20の下枠体25と可動側部材30の上枠体35とが圧接して、ダイヤフラム部材50によって固定側チャンバー41と可動側チャンバー46とに区画されたチャンバー40が形成される(工程B)。その際、固定側部材20の減圧手段60によって固定側チャンバー41の減圧が行われる(工程C)。
When the fixed
チャンバー40形成後、図4に示すように、可動側部材30は一旦停止され、固定側部材20の減圧手段60によって減圧中の固定側チャンバー41が所定の圧力まで減圧されたことが図示しない圧力センサによって確認されると、該固定側チャンバー41の減圧を継続させた状態で可動側部材30の減圧手段70によって可動側チャンバー46の減圧が行われる(工程D)。
After the formation of the
次いで、可動側チャンバー46が所定の圧力まで減圧されたことが図示しない圧力センサによって確認されると、図5に示すように、可動側部材30を再び前進させて第二パターン形成手段S2によって被加工材Mを押圧し、前記被加工材Mに対する加圧力が成形に必要な圧力に達したところで前記可動側部材30による加圧が保持される(工程E)。
Next, when it is confirmed by a pressure sensor (not shown) that the
可動側部材30による加圧が保持されると、図6に示すように、固定側部材20の減圧手段60による固定側チャンバー41の減圧が停止され、続いて、固定側部材20の加圧手段65によって固定側チャンバー41が加圧される(工程F)。このとき、可動側部材30の減圧手段70による可動側チャンバー46の減圧が継続されているため、固定側チャンバー41内の圧力が可動側チャンバー46内の圧力より大きくなり、その際の圧力差によって固定側チャンバー41と可動側チャンバー46とを区画するダイヤフラム部材50が固定側チャンバー41側から可動側チャンバー46に向かって押し上げられる。これにより、図9に示すように、ダイヤフラム部材50と被加工材Mとの間に介在される第一パターン形成手段S1が前記ダイヤフラム部材50とともに押し上げられて、厚さにばらつきがある前記被加工材Mの一面側に対して均一に圧接される。また、第一パターン形成手段S1が被加工材Mの一面側に均一に圧接することにより、図示のように第二パターン形成手段S2も被加工材Mの他面側に均一に圧接される。
When the pressurization by the
上記の如く、固定側チャンバー41と可動側チャンバー46との差圧によって、ダイヤフラム部材50を介して被加工材Mとパターン形成手段S1,S2とが一体かつ均一に押圧されると、固定側部材20の固定熱板21及び可動側部材30の可動熱板31に対して各温調流体流路21a,31aから加熱用流体としての蒸気が流入され、前記固定熱板21及び可動熱板31がそれぞれ被加工材Mの成形が可能な所定の温度まで加熱され、固定熱板21側及び可動熱板31側の双方から被加工材Mが均一に加熱される(工程G)。その際、あらかじめ設定された適宜の制御プログラムに基づいて被加工材Mに対する加圧力や加熱温度等が制御され、最適な過熱状態が維持される。そして、一定時間の加熱,加圧が行われて、被加工材Mの表層にパターン形成手段S1,S2によるパターンが熱転写成形される。
As described above, when the workpiece M and the pattern forming means S1 and S2 are pressed together and uniformly through the
被加工材Mに対する均一な加熱押圧によって熱転写成形が行われた後、固定側部材20の固定熱板21及び可動側部材30の可動熱板31に対して各温調流体流路21a,31aから冷却用流体としての冷水が流入され、前記固定熱板21及び可動熱板31がそれぞれ被加工材Mの熱成形温度以下まで冷却される(工程H)。
After thermal transfer molding is performed by uniform heating and pressing on the workpiece M, the temperature control fluid flow paths 21 a and 31 a are respectively connected to the fixed
そして、被加工材Mが熱成形温度以下に冷却されると、図7に示すように、固定側部材20の加圧手段65による固定側チャンバー41の加圧を停止され、続いて、可動側部材30の減圧手段70による可動側チャンバー46の減圧を停止された後、固定側部材20の減圧手段60及び可動側部材30の減圧手段70がそれぞれ大気開放される(工程I)。
Then, when the workpiece M is cooled below the thermoforming temperature, as shown in FIG. 7, the pressurization of the fixed
固定側部材20及び可動側部材30にそれぞれ設けられた図示しない圧力センサによって固定側チャンバー41と可動側チャンバー46の圧力が大気圧となったことが確認されると、作動機構12の作動シリンダ部13によって可動側部材30がスライド部材15とともに初期位置まで後退され(工程J)、次いで、固定側部材20が公知の搬送装置(図示せず)等を用いて当該熱転写成形装置10外まで移動されて被加工材Mの取り出しが行われ(工程K)、以後、はじめに戻って同様の工程が繰り返される。
When it is confirmed that the pressures in the fixed
以上説明したように、本発明の熱転写成形装置10では、固定熱板21を有する固定側部材20と、固定側部材20に対して進退し、固定熱板21と対向配置された可動熱板31を有する可動側部材30と、可動側部材30の前進時に固定側部材20との間に形成され、固定熱板21と可動熱板31の間に被加工材Mがパターン形成手段S(S1,S2)とともに配置されるチャンバー40と、固定熱板21の上部に配置され、チャンバー40を固定側チャンバー41と可動側チャンバー46とに区画するダイヤフラム部材50と、固定側チャンバー41のために固定側部材20に設けられた減圧手段60及び加圧手段65と、可動側チャンバー46のために可動側部材30に設けられた減圧手段70とを有するため、固定側チャンバー41及び可動側チャンバー46を減圧した後、固定チャンバー41を加圧しかつ可動チャンバー46を減圧することによって、ダイヤフラム部材50を介して被加工材M及びパターン形成手段Sを一体かつ均一に加熱押圧して成形することが可能となる。したがって、成形時に被加工材Mに対して過剰な圧力を加える必要がなくなって製品の品質低下を防止することができるとともに、均一な加熱押圧によって被加工材Mに対する転写を精度よくかつ安定して実施することができる。また特に、板厚のばらつきが大きくなる大型の被加工材に対して、安定した転写を好適に実施することができる。
As described above, in the thermal
次に、図4〜図7,図10〜図13を用いて、第二実施例に係る熱転写成形を説明する。まず、ダイヤフラム部材50上に第一パターン形成手段S1を介して被加工材Mを載置した固定側部材20が、下枠体25とともに公知の搬送装置(図示せず)等を用いて所定位置まで移動させて機台11の下板部材11A上に載置され、図10に示すように、固定側部材20の加圧手段65によって固定側チャンバー41が加圧されることによってダイヤフラム部材50がわずかに押し上げられ、前記被加工材Mが持ち上げられて固定熱板21と可動熱板31がそれぞれ被加工材Mの成形が可能な所定温度に加熱される(工程A1)。なお、上記の如く固定熱板21を加熱する際、該固定熱板21とダイヤフラム部材50との間にはわずかな隙間42が形成されるため、被加工材Mが所定温度に加熱中の固定熱板21からの熱の影響を受けることがない。また、この状態において、固定側部材20の減圧手段60は停止され、可動側部材30の減圧手段70は大気開放されている。
Next, thermal transfer molding according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 7 and FIGS. 10 to 13. First, the fixed-
固定側部材20の加圧手段65による固定側チャンバー41の加圧が維持された状態で、作動機構12の作動シリンダ部13によって可動側部材30がスライド部材15とともに固定側部材20に向かって前進され、図11に示すように、固定側部材20の下枠体25と可動側部材30の上枠体35とが圧接して、ダイヤフラム部材50によって固定側チャンバー41と可動側チャンバー46とに区画されたチャンバー40が形成される(工程B1)。
The
チャンバー40が形成されると、図12に示すように、可動側部材30が一旦停止され、さらに、固定側部材20の加圧手段65による固定側チャンバー41の加圧が停止されるとともに、固定側部材20の減圧手段60によって前記固定側チャンバー41の減圧が行われる(工程C1)。そして、固定側チャンバー41が所定の圧力まで減圧されたことが図示しない圧力センサによって確認されると、図4に示すように、該固定側チャンバー41の減圧を継続させた状態で可動側部材30の減圧手段70によって可動側チャンバー46の減圧が行われる(工程D1)。
When the
次いで、可動側チャンバー46が所定の圧力まで減圧されたことが図示しない圧力センサによって確認されると、図5に示すように、可動側部材30を再び前進させて第二パターン形成手段S2によって被加工材Mを押圧し、前記被加工材Mに対する加圧力が成形に必要な圧力に達したところで前記可動側部材30による加圧が保持される(工程E1)。
Next, when it is confirmed by a pressure sensor (not shown) that the
可動側部材30による加圧が保持されると、図6に示すように、固定側部材20の減圧手段60による固定側チャンバー41の減圧が停止され、続いて、固定側部材20の加圧手段65によって固定側チャンバー41が加圧されて、ダイヤフラム部材50が可動側チャンバー46に向かって押し上げられて第一及び第二パターン形成手段S1,S2が被加工材Mに対して均一に圧接される(工程F1)。
When the pressurization by the
また、固定側部材20の固定熱板21と可動側部材30の可動熱板31とがあらかじめ被加工材Mの成形が可能な所定温度に加熱されているため、上記の如く第一及び第二パターン形成手段S1,S2が被加工材Mに対して均一に圧接されることによって、被加工材Mに対して前記固定熱板21及び可動熱板31の双方から即座に所定温度による加熱が行われ、一定時間の加熱,加圧が行われて被加工材Mの表層にパターン形成手段S1,S2によるパターンが熱転写成形される(工程G1)。その際、あらかじめ設定された適宜の制御プログラムに基づいて被加工材Mに対する加圧力や加熱温度等が制御され、最適加熱状態が維持される。
Further, since the fixed
なお、上記熱転写成形後は、固定熱板21及び可動熱板31がそれぞれ被加工材Mの熱成形温度以下まで冷却されて被加工材Mが熱成形温度以下に冷却され(工程H1)、続いて、図7に示すように、固定側部材20の加圧手段65による固定側チャンバー41の加圧が停止された後、可動側部材30の減圧手段70による可動側チャンバー46の減圧が停止されて、固定側部材20の減圧手段60及び可動側部材30の減圧手段70がそれぞれ大気開放される(工程I1)。そして、作動機構12の作動シリンダ部13によって可動側部材30がスライド部材15とともに初期位置まで後退され(工程J1)、次いで、固定側部材20が公知の搬送装置(図示せず)等を用いて当該熱転写成形装置10外まで移動されて被加工材Mの取り出しが行われ(工程K1)、以後、はじめに戻って同様の工程が繰り返される。
After the thermal transfer molding, the fixed
上記の如く、第二実施例にあっては、成形前に固定側チャンバー41を加圧してダイヤフラム部材50を押し上げ、被加工材Mを持ち上げて固定熱板21を加熱する工程を含むことにより、固定熱板21を所定温度まで加熱する際に被加工材Mに対して熱の影響を与えることがなくなるため、成形時の被加工材Mに対する加熱において温度のむらが発生することがなく、しかも、即座に所定の成形温度での加熱を開始することが可能となる。したがって、被加工材Mに対する転写をより精度よくかつ効率的に実施することができる。
As described above, the second embodiment includes the steps of pressurizing the fixed-
なお、本発明の熱転写成形方法及びその装置は、前述の実施例のみに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成の一部を適宜に変更して実施することができる。例えば、実施例では、被加工材Mと固定熱板21との間及び可動熱板31との間にそれぞれ第一及び第二パターン形成手段S1,S2を配置して前記被加工材の両面に対して転写を行ったが、被加工材Mと固定熱板21との間のみにパターン形成手段を配置することによって、被加工材Mの一面側のみに転写を行うこともできる。
The thermal transfer molding method and apparatus of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and can be implemented by appropriately changing a part of the configuration without departing from the spirit of the invention. For example, in the embodiment, the first and second pattern forming means S1 and S2 are disposed between the workpiece M and the fixed
また、第二実施例では、被加工材Mをダイヤフラム部材50に載置した後、固定側チャンバー41を加圧して前記ダイヤフラム部材50を押し上げて被加工材Mを持ち上げるように構成したが、固定側チャンバー41を加圧してダイヤフラム部材50を押し上げた状態としてから被加工材Mを載置するようにしても構わない。
In the second embodiment, after the workpiece M is placed on the
10 熱転写成形装置
20 固定側部材
21 固定熱板
30 可動側部材
31 可動熱板
40 チャンバー
41 固定側チャンバー
46 可動側チャンバー
50 ダイヤフラム部材
60 固定側部材の減圧手段
65 固定側部材の加圧手段
70 可動側部材の減圧手段
M 被加工材
S パターン形成手段
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記固定熱板の上部にダイヤフラム部材を配置して前記チャンバーを固定側チャンバーと可動側チャンバーに区画するとともに、前記固定側チャンバー及び可動側チャンバーを減圧した後、前記固定チャンバーを加圧しかつ前記可動チャンバーを減圧することによって、前記ダイヤフラム部材を介して前記被加工材及び前記パターン形成手段を一体かつ均一に加熱押圧して成形することを特徴とする熱転写成形方法。 A workpiece is arranged together with the pattern forming means between the fixed hot plate and the movable hot plate in the chamber formed between the fixed hot plate and the fixed hot plate when the movable hot plate having the movable hot plate moves forward. Then, when the inside of the chamber is depressurized and the workpiece is heated and pressed to thermally transfer mold the pattern by the pattern forming means on the surface layer,
A diaphragm member is disposed on the fixed hot plate to partition the chamber into a fixed chamber and a movable chamber, and after depressurizing the fixed chamber and the movable chamber, pressurize the fixed chamber and move the movable chamber. A thermal transfer molding method characterized in that the workpiece and the pattern forming means are integrally and uniformly heated and pressed through the diaphragm member by reducing the pressure of the chamber.
前記固定側部材に対して進退し、前記固定熱板と対向配置された可動熱板を有する可動側部材と、
前記可動側部材の前進時に前記固定側部材との間に形成され、前記固定熱板と可動熱板の間に被加工材がパターン形成手段とともに配置されるチャンバーと、
前記固定熱板の上部に配置され、前記チャンバーを固定側チャンバーと可動側チャンバーとに区画するダイヤフラム部材と、
前記固定側チャンバーのために前記固定側部材に設けられた減圧手段及び加圧手段と、
前記可動側チャンバーのために前記可動側部材に設けられた減圧手段
とを有することを特徴とする熱転写成形装置。 A fixed side member having a fixed heat plate;
A movable side member having a movable heat plate that moves forward and backward with respect to the fixed side member and is disposed opposite to the fixed heat plate;
A chamber that is formed between the stationary member and the stationary member when the movable member advances, and a workpiece is disposed between the stationary hot plate and the movable member together with a pattern forming unit;
A diaphragm member disposed on an upper portion of the fixed hot plate and dividing the chamber into a fixed side chamber and a movable side chamber;
Decompression means and pressurization means provided in the fixed side member for the fixed side chamber;
And a pressure reducing means provided on the movable side member for the movable side chamber.
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