JP2013031930A - 熱板を用いた熱成形装置及び熱成形方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱成形可能なシートS1を熱板60で接触加熱した後、該シートS1を成形手段20により成形する熱成形装置1において、前記熱板60の外周60cが断熱材110で囲まれている熱成形装置1。また、熱成形可能なシートS1を熱板60で接触加熱した後、該シートS1を成形手段20により成形する熱成形方法において、前記熱板60の外周60cを断熱材110で囲み、該熱板60で前記シートS1を接触加熱した後、該シートS1を前記成形手段20により成形する熱成形方法。
【選択図】図9
Description
また、本発明は、熱成形可能なシートを熱板で接触加熱した後、該シートを成形手段により成形する熱成形方法において、前記熱板の外周を断熱材で囲み、該熱板で前記シートを接触加熱した後、該シートを前記成形手段により成形する態様を有する。
すなわち、熱板の外周から外気へ放射される熱が少なくなるので、熱板を昇温させるためのエネルギーが削減される。従って、熱板を用いた熱成形装置が省エネルギー型となる。
すなわち、シートが断熱材に接触しないので、シートが良好に熱成形される。
上記シートには、樹脂シートや可塑性シート等が含まれ、薄いフィルムや厚いシート等が含まれる。
上記熱板は、単一の部材で構成されてもよいし、複数の部材で構成されてもよい。例えば、前記熱板には、前記シートへの接触面とは反対側の面に台部材が設けられてもよい。
上記熱板の外周が断熱材で囲まれるとは、熱板の外周部に長さ比で半分以上断熱材が配置される等、熱板の外周部の大部分に断熱材が配置されることを意味し、熱板の外周部に断熱材が配置されない部分が存在することが含まれる。
請求項3、請求項4に係る発明では、熱板から外気へ放射される熱がさらに少なくなるので、熱板を昇温させるためのエネルギーをさらに削減することができる。
請求項5に係る発明では、熱成形装置の外観を向上させることができる。
請求項6に係る発明では、熱板を用いた省エネルギー型の熱成形方法を提供することができる。
図1〜12に例示される熱成形装置1は、熱成形可能なシートS1を熱板60で接触加熱した後、該シートS1を成形手段20により成形する。なお、図2において、左から右へ向かう方向が所定の搬送方向D1であり、左側がシートS1の上流側、右側がシートS1の下流側である。図2〜4,7では、断熱材110の外周114を囲む板状部材119の図示を省略している。図8は、熱板60の外周60cから断熱材110を外した状態を示している。図5,6では、搬送されるシートS1の位置を破線で示している。図10では、下テーブル(ベース)75の位置を二点鎖線で示している。
なお、断熱材110及び第二の断熱材120には、セラミックス繊維やガラス繊維といった耐熱繊維を集合させたフェルトや断熱塗料等を用いることができる。
成形後、熱板60と成形型40とが離間すると、既に成形位置L1から搬送方向D1へ搬出された成形後のシートS2の両側縁部がクランプ位置L11のクランプ部材14aでクランプされ、クランプ搬送機構14がクランプ位置L11から所定の解放位置L12まで水平移動してシートS2をさらに搬送方向D1へ所定量搬送する。すると、既にクランプされていた成形後のシートS2は、例えば、成形品取出機構へ送られ、所定の長さでカットされて、成形品が取り出される。
なお、表面板61や台座65は、例えば金属製とされ、矩形板形状に形成される。
なお、実際に試験を行ったところ、ヒーターの消費電力が10〜30%程度削減されることが確認された。
板状部材119には、ステンレス板といった金属板、セラミックス板、樹脂板、等を用いることができる。
なお、熱板側差圧供給回路26が無い場合、タイミングt5で型側差圧供給回路27から成形型の通気孔40bに圧空を供給し、タイミングt8〜t9で型側差圧供給回路27から成形型の通気孔40bに負圧を作用させると、シートを真空成形することができる。型側差圧供給回路27が無い場合、タイミングt8〜t9で熱板側差圧供給回路26から熱板の通気孔62へ圧空を供給すると、シートを圧空成形することができる。
以上で1サイクルが終了し、以下、タイミングt1〜t11を繰り返すことにより、シートから熱板を用いた差圧成形を連続して行うことができる。なお、上述した動作の各タイミングの順番は、適宜、変更可能である。
上述したように、熱板の外周60cは、断熱材110で囲まれている。これにより、熱板の外周60cから外気へ放射される熱が少なくなるので、熱板60を昇温させるためのエネルギーが削減される。従って、熱板60を用いた熱成形を省エネルギー型にすることができる。
また、複数の間座70が存在する複数のヒーターの底面79bと下テーブルの表面75aとの間に第二の断熱材120が設けられ、熱板の外周60cを囲む断熱材の内側面113に第二の断熱材の外縁121が繋がっているので、熱板60から外気へ放射される熱がさらに少なくなり、熱板60を昇温させるためのエネルギーがさらに削減される。
さらに、熱板の外周60cを囲む断熱材の上縁111が表面板の表面61aよりも裏面61b側とされているので、シートS1が断熱材110に接触せず、シートS1が良好に熱成形される。
上記成形手段では、シートの上面側に熱板を配置し、シートの下面側に型を配置してもよい。シートを鉛直方向に搬送する場合には、熱板と型とを同じ高さに配置してもよい。
上記シートの一面側に配置される熱板は、該シートの一面に接触しても、接触せず該シートの一面に対面配置されてもよい。なお、シートを加熱する際には、接触加熱する以外にも、輻射加熱や、接触加熱と輻射加熱の併用によりシートを加熱してもよい。上記シートの他面側に配置される型は、該シートの他面に接触しても、接触せず該シートの他面に対面配置されてもよい。
上記熱板と上記型とを近接及び離間させる際には、熱板のみ移動させても、熱板と型の両方を移動させてもよい。また、熱板と型との近接及び離間の際、シートの位置を変えないのみならず、シートを型の方向へ移動させたり、シートを熱板の方向へ移動させたりしてもよい。
型用テーブルを熱板に対して近接及び離間させる機構は、各種クランク機構、エアシリンダや油圧シリンダのようなシリンダを用いた機構、等でもよい。
上記熱板は、上記表面板と上記台座とが一体化された単一部材でもよい。
上記ヒーターは、熱風を供給する機構、ガス等の燃料を燃焼させる機構、等でもよい。
上記間座が立設されるベースは、熱成形装置の土台となるベッド等でもよい。
上記断熱材110は、板状部材を使用するのみならず、熱板の外周に塗布される断熱塗料等でもよい。
上述した第二の断熱材120の代わりに、ヒーター79の底面部及び側面部並びに台座65の裏面に断熱塗料を塗布してもよい。
すなわち、従属請求項に係る構成要件を有しておらず独立請求項に係る構成要件のみからなる技術等でも、上述した基本的な作用、効果が得られる。
また、上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりして本発明を実施することも可能であり、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりして本発明を実施することも可能である。従って、本発明は、上述した実施形態や変形例に限られず、公知技術並びに上述した実施形態及び変形例の中で開示した各構成を相互に置換したり組み合わせを変更したりした構成等も含まれる。
20…成形手段、
25…差圧供給手段、26…熱板側差圧供給回路、27…型側差圧供給回路、
40…成形型、40b…第二の通気孔、41…雌型、41a…成形面、
45…上テーブル、50…型用テーブル駆動機構、
60…熱板、60c…外周、
61…表面板、61a…型に対向する表面、61b…裏面、
62…第一の通気孔、
65…台座(台部材)、67…内部通気経路、68…溝、
70,70A,70B,70C…間座(間部材)、71…内部通気経路、
75…下テーブル(ベース)、77…テーブル内部通気経路、
79…ヒーター、79b…底面、
80…差圧供給用通気経路、81…熱板側通気経路、82…型側通気経路、
95…コンピューターシステム(成形手段の一部)、
110…断熱材、111…上縁、112…下縁、113…内側面、114…外周、
119…板状部材、
120…第二の断熱材、121…外縁、122…貫通穴、124…切欠、
D1…搬送方向、L1…成形位置、
L11…クランプ位置、L12…解放位置、L13…離間位置、L14…近接位置、
S1…シート、S1a…上面(他面)、S1b…下面(一面)、S2…成形後のシート。
Claims (6)
- 熱成形可能なシートを熱板で接触加熱した後、該シートを成形手段により成形する熱成形装置において、
前記熱板の外周が断熱材で囲まれていることを特徴とする熱成形装置。 - 熱成形可能なシートを熱板で加熱した後、該シートを成形手段により成形する熱成形装置において、
前記熱板は、複数の第一の通気孔を有する表面板と、該表面板の裏面に接し前記複数の第一の通気孔に繋がる内部通気経路が形成された台部材とを備え、
前記成形手段は、第二の通気孔を有し前記表面板に対向した成形型と、前記内部通気経路と前記第二の通気孔の少なくとも一方に繋がる差圧供給用通気経路と、前記熱板に接触した前記シートに対して前記成形型側の圧力が前記熱板側の圧力よりも低くなる差圧を前記差圧供給用通気経路から供給して前記成形型に密接させる差圧供給手段とを備え、
前記熱板の外周が断熱材で囲まれ、該断熱材の前記成形型側となる縁部が前記表面板の表面よりも裏面側とされていることを特徴とする熱成形装置。 - 前記シートへの接触面を上にした前記熱板を支持する複数の間部材が間隔を空けてベース上に立設され、
前記間部材の位置を避けて前記熱板の下側に複数のヒーターが設けられ、
該複数のヒーターの底面と前記ベースの上面との間に、前記複数の間部材のそれぞれに位置を合わせた各貫通穴が形成された第二の断熱材が前記各貫通穴に前記複数の間部材のそれぞれを上下に通した状態で設けられている、請求項1又は請求項2に記載の熱成形装置。 - 前記熱板の外周を囲む断熱材の内側面が前記第二の断熱材の外縁に繋がっている、請求項3に記載の熱成形装置。
- 前記熱板の外周を囲む断熱材の外周を囲む平らな面を有する部材が設けられている、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の熱成形装置。
- 熱成形可能なシートを熱板で接触加熱した後、該シートを成形手段により成形する熱成形方法において、
前記熱板の外周を断熱材で囲み、該熱板で前記シートを接触加熱した後、該シートを前記成形手段により成形することを特徴とする熱成形方法。
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