JP2807511B2

JP2807511B2 - 合成樹脂の成形法並びに成形装置

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Publication number: JP2807511B2
Application number: JP1313955A
Authority: JP
Inventors: 孝良三木; 勝美藤井; 正則松田
Original assignee: Takiron Co Ltd
Current assignee: Takiron Co Ltd
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1989-12-01
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JPH03173629A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、合成樹脂の真空、圧空又は型押しなどの熱
成形方法並びにその装置に関する。

（従来の技術）周知の通り、合成樹脂シートによるパッケージその他
の成形品は、合成樹脂シートを熱軟化させ、これを真
空、圧空若しくは型押し成形金型に密着させ成形する方
法が広く採用されている。

上記実用化されている成形方法及び装置を更に具体的
に述べれば、１個の成形金型と、１個の合成樹脂シートのクランプ
ステージと、移動可能な上下一対のヒーターとより成
り、該ヒーターにより合成樹脂シートを熱軟化させヒー
ターを退却させた後成形金型により成形・冷却硬化させ
る方法、成形金型及びヒーターが所定位置に固定され、クラン
プステージが成形金型及びヒーター間で移動可能とさ
れ、ヒーターで熱軟化された合成樹脂シートを成形金型
に移行させて成形する方法、２個の成形金型間にヒーターが移行可能とされると共
に各成形金型に対してクランプステージが配置され、一
方の成形金型上で合成樹脂シートを熱軟化して成形した
後ヒーターを他方の成形金型上に移行させて同じく成形
する方法、クランプステージが回転し、その回転軌跡に加熱ゾー
ン及び成形ゾーンが配置され、合成樹脂シートがこの加
熱ゾーン及び成形ゾーンを経て熱軟化及び成形されて取
り出されるようにした方法、等が挙げられる。

（発明が解決しようとする課題）然し乍ら、上記成形方法及び装置は、成形効率及び設
置スペース等の点で一長一短があり、なお改善が望まれ
ていた。即ち、の場合、成形金型による成形・冷却硬
化・成形品の取り出しが完了した後でなければ次の合成
樹脂シートの加熱軟化工程に移ることが出来ず、非効率
であり、また、の場合は熱軟化した合成樹脂シートを
移行させる必要がある為シートの水平保持が困難であ
り、更に、の場合、成形金型及び付帯設備（例えば、
真空又は圧空配管等）を各２個準備する必要があり、コ
スト高となる。一方、の場合は設置スペースを大きく
とる必要がある。

本発明は、上記に鑑みなされたものであり、極めて効
率的で、省スペース且つ省コストで成形を行なうことが
出来る合成樹脂の成形法並びにその装置を提供せんとす
るものである。

（課題を解決する為の手段）上記目的を達成する本発明の合成樹脂の成形法及び装
置を添付図面に基づき説明する。第１図は真空成形装置
を例に採った本発明成形装置の一例を示す概略図、第２
図は同装置による成形要領を示す説明図、第３図は同装
置に於ける成形要領のより詳細な工程図、第４図は同装
置に於ける別の態様を示す第１図と同様図、第５図は圧
空装置を例に採った本発明成形装置の第１図と同様図、
第６図は同装置に於ける成形要領の第２図と同様図であ
る。

本発明は、合成樹脂の真空、圧空又は型押しなどの熱
成形法並びにその成形装置に係り、第一態様である合成
樹脂の成形法は、同一水平面に並設された２個のクラン
プステージ１、２の一方に被成形合成樹脂シートＳをク
ランプさせる工程（Ｉ）と、該クランプステージ１にヒ
ーター３、４を配置して該クランプステージ１にクラン
プされた合成樹脂シートＳを軟化させると共に他方のク
ランプステージ２に別の被成形合成樹脂シートＳ′をク
ランプさせる工程（II）と、当該ヒーター３、４を他方
のクランプステージ２に移行させ該クランプステージ２
にクランプされた別の合成樹脂シートＳ′を軟化させ、
その間上記一方のクランプステージ１には成形金型５
（６）を配置して当該既軟化合成樹脂シートＳを成形す
ると共に冷却硬化させて脱型する工程（III）と、該成
形金型５（６）を他方のクランプステージ２に移行させ
て当該クランプステージ２にクランプされた既軟化合成
樹脂シートＳ′を成形・硬化・脱型すると共に、成形品
が除去された一方のクランプステージ１に新たな被成形
合成樹脂シートＳをクランプさせ且つ前記ヒーター３、
４を配置して該合成樹脂シートＳを軟化する工程（IV）
とより成り、上記各工程（Ｉ）〜（IV）を繰り返し行な
うことにより２個のクランプステージ１、２で合成樹脂
シートＳ、Ｓ′を交互に成形するようにしたことを要旨
とする。

また、第二請求項に係る成形装置は、同一水平面に配
設された２個の被合成樹脂シートのクランプステージ
１、２と、該クランプステージ１、２間で移行可能とさ
れた上下一対のヒーター３、４と、上記クランプステー
ジ１、２間で移行可能とされた成形金型５（６）とより
成ることを要旨とする。

上記成形態様としては、真空成形、圧空成形及び型押
し成形等が対象とされ、従って図例の如き真空成形金型
５、圧空成形金型６或いは不図示の型押成形金型が各態
様に応じて用いられる。

（作用）次に、本発明の作用を真空成形法及びその装置を例に
採って説明する。

真空成形法及びその装置に於いて、先ず、工程（Ｉ）
で、同一水平面に配置された２個のクランプステージ
１、２の一方に被成形合成樹脂シートＳがクランプされ
る。工程（II）では、一方のクランプステージ１にヒー
ター３、４が配置され、該クランプステージ１にクラン
プされた合成樹脂シートＳが熱軟化されると共に他方の
クランプステージ２に別の被成形合成樹脂シートＳ′が
クランプされる〔第２図（イ）〕。この合成樹脂シート
Ｓが十分に軟化されると、工程（III）に於いてヒータ
ー３、４が他のクランプステージ２に移行し、該クラン
プステージ２にクランプされた別の合成樹脂シートＳ′
が熱軟化される。この間、既に軟化された合成樹脂シー
トＳがクランプされているクランプステージ１には真空
成形金型５が移行し、該既軟化合成樹脂シートＳが金型
５に沿って真空成形され〔第２図（ロ）〕、その後冷却
硬化された成形品が金型５から脱型されクランプステー
ジ１から除去される。工程（IV）では、成形品が除去さ
れたクランプステージ１に新たな合成樹脂シートＳがク
ランプされ、クランプステージ１にヒーター３、４が移
行して該合成樹脂シートＳが熱軟化される。そして、こ
の間他方のクランプステージ２には真空成形金型５が移
行し、該クランプステージ２にクランプされた既軟化合
成樹脂シートＳ′が該金型５によって真空成形され、冷
却硬化されて成形品が脱型・除去される。成形品が除去
された当該クランプステージ２には新たな合成樹脂シー
トＳ′がクランプされ、該合成樹脂シートＳ′はヒータ
ー３、４によって熱軟化された後、上記同様に成形され
る。

上記工程（Ｉ）〜（IV）は繰り返し行なわれ、一方の
クランプステージで合成樹脂シートのクランプ及び熱軟
化が行なわれている間、他方のクランプステージで成形
・冷却硬化・脱型がなされ、これらが順次交互になされ
る。従って、時間的ロスが少なく、極めて効率的に合成
樹脂シートの成形がなされる。

圧空成形に於いては、上記真空成形金型５に代え圧空
成形金型６が用いられ、上記と略同様の工程により極め
て効率的に成形がなされる〔第６図（イ）（ロ）参
照〕。

型押し成形に於いては、上記真空成形金型５に代えて
雄型と雌型の２個の金型が用いられて上記同様の工程で
行なわれ、軟化合成樹脂シートは金型間にはさまれて効
率的に成形される。

（実施例）次に実施例について述べる。

（実施例−１）第１図乃至第３図は凸型成形金型による真空成形法及
びその装置を示す。

図に於いて、クランプステージ１、２は、ステージ枠
11、21とその内側に配設されたクランプ12、22とより成
る。クランプ12、22は、上記ステージ枠11、21に固定さ
れた下クランプ片12a、22aと、上下動可能とされた上ク
ランプ片12b、22bとより成り、被成形合成樹脂シート
Ｓ、Ｓ′は、上クランプ片12b、22bと下クランプ片12
a、22aとの間にその周縁がクランプされる。ステージ枠
11、21とクランプ12、22との間には気密性と耐熱性を有
する金属板13、23が介設されている。

ヒーター３、４は、上記クランプステージ１、２の上
下に配置され、両クランプステージ１、２間を水平移行
可能とされている。上ヒーター３は、クランプステージ
１、２上を水平移行及び垂直移動可能な下面開放の箱形
減圧チャンバー30内に設置されている。該減圧チャンバ
ー30は、吸引ポンプ（不図示）に接続される吸気口30a
を有すると共にその下周縁下面にパッキン30bを装着具
備し、下降した時には該パッキン30bをしてクランプス
テージ１又は２のステージ枠11又は21に気密的に設置さ
れる。また、該減圧チャンバー30の下面開口部には、発
光素子30c及び受光素子30dが対向関係で設置されてい
る。一方、下ヒーター４は、クランプステージ１、２間
をその下面に近接関係で水平移動可能とされた上面開放
の平形ヒーターボックス40内に設置され、該ヒーターボ
ックス40の上面開口部には、発光素子40a及び受光素子4
0bが対向関係で設置されている。

真空成形金型５は、クランプステージ１、２間に於い
て、その下部を水平移行及び上下移動可能とされた上面
開放の箱形加圧チャンバー50内に設置されている。該加
圧チャンバー50は、圧空ポンプ（不図示）に接続される
給気口50aを有すると共にその上周縁上面にはパッキン5
0bが装着され、上昇した時には該パッキン50bをしてク
ランプステージ１又は２のステージ枠11又は21の下面に
気密的に設置される。真空成形金型５は、加圧チャンバ
ー50内に設置された昇降装置51上に載置され、該金型５
の内部には成形面に開口する吸気通路52…を有し、該吸
気通路52…は吸引ホース53を経て不図示の真空ポンプに
接続される。

次に、上記構成の真空成形装置を用いた被成形合成樹
脂シートＳ、Ｓ′の真空成形法を詳細に述べる。

工程（Ｉ）クランプステージ１の上クランプ片12bを上昇させ、
下クランプ片12a上に被成形合成樹脂シートＳの周縁部
を置き、上クランプ片12bを下げて合成樹脂シートＳを
しっかりクランプする。一方、クランプステージ２の上
下には減圧チャンバ30及びヒーターボックス40が配さ
れ、これらに内設されたヒーター３、４をスイッチオン
して昇温させる。

工程（II）減圧チャンバー30をクランプステージ１側に移行し且
つ下降してそのパッキン30bをしてクランプステージ１
のステージ枠11上に気密的に設置すると共にヒーターボ
ックス40クランプステージ１の下部に近接配置し、予め
昇温されているヒーター３、４にてクランプステージ１
にクランプされた合成樹脂シートＳを加熱軟化させる。
而して、加熱軟化と共に、合成樹脂シートＳはその中央
部が垂れ下がるが、この垂れ下がり度合いをヒーターボ
ックス40に設置された発光素子40a及び受光素子40bにて
検知し、この検知情報を減圧チャンバ30の吸引ポンプに
入力し、垂れ下がり度合いが激しい場合、吸引ポンプが
オンとなり減圧チャンバー30内が減圧状態となる。この
結果、合成樹脂シートＳの中央部が引き揚げられるが、
この引き揚げ度合いは、減圧チャンバー30に設置された
発光素子30c及び受光素子30dにて検知されて吸引ポンプ
にフィードバックされ、これらの検知情報に基づき吸引
ポンプが適宜オン・オフ制御されて合成樹脂シートＳは
略水平状態に維持される。この合成樹脂シートＳが加熱
されている間に、クランプステージ２のクランプ片22
a、22b間に被成形合成樹脂シートＳ′の周縁部をクラン
プさせておく。

工程（III）上記合成樹脂シートＳが適当な成形温度にまで加熱さ
れると、ヒーターボックス40をクランプステージ２の下
部に移行させ、直ちに加圧チャンバー50をクランプステ
ージ１の下部に移行させ且つ上昇させてパッキン50bを
してステージ枠11の下面に気密的に設置する。爾後、減
圧チャンバー30の減圧を解き、該減圧チャンバー30を上
昇させ且つクランプステージ２側に移行させる。同時
に、加圧チャンバー50の圧空ポンプをオンとし、加圧チ
ャンバー50の内圧を高め、合成樹脂シートＳを上方に膨
らませる。

その後、真空成形金型５を昇降装置51により上昇さ
せ、合成樹脂シートＳを金型５の成形面に沿わせると共
にチャンバー50内の加圧を解く。真空ポンプをオンとし
て合成樹脂シートＳを金型５に完全に沿わせ、その後の
冷却により合成樹脂シートＳが硬化し、成形が完了す
る。この成形の際、チャンバー50内の内圧により事前に
合成樹脂シートＳが上方に膨らまされていると、金型５
との密着性が良く、所望形状の成形品が効率的且つ高歩
留で製せられる。

成形後、上記真空ポンプをオフとし金型５と成形品と
の間に空気を吹き込み（この吹き込み手段は不図示）、
金型５及び加圧チャンバー50を下降させる。そして、上
クランプ片12bを上昇させて成形品を取外す。

この間、他方のクランプステージ２では、上記と同要
領で合成樹脂シートＳ′がヒーター３、４により加熱軟
化される。

工程（IV）成形品が除去されたクランプステージ１には、新たな
被成形合成樹脂シートＳがクランプされ、その上下に減
圧チャンバー30及びヒーターボックス40が上記と同要領
で配置され、合成樹脂シートＳの加熱軟化がなされる。
一方、クランプステージ２では、真空成形金型５により
合成樹脂シートＳ′の成形がなされ且つ冷却硬化後脱型
がなされる。この成形・冷却硬化・脱型の要領はクラン
プステージ１での場合と同様であり、従ってここではそ
の詳細な説明を割愛する。そして、成形品が除去された
該クランプステージ２には新たな被成形合成樹脂シート
Ｓ′がクランプされる。

上記工程の繰り返しにより、クランプステージ１、２
では間断なく交互に合成樹脂の成形品が製せられてゆ
く。

尚、ヒーターボックス40の上周縁部にパッキンを設け
てクランプステージ１又は２と密着させ、給気口（不図
示）より圧空して軟化合成樹脂シートの水平を保つよう
にしても良い。

（実施例−２）第４図は、上記真空成形装置に於ける真空成形金型５
が凹型の場合の例を示す。この場合、クランプステージ
１、２の上方には、該クランプステージ１、２間で水平
移行可能且つ上下動可能なプラグ54が設置され、真空成
形金型５による成形の際、該プラグ54が下降し、軟化合
成樹脂シートＳ（Ｓ′）を金型５の凹型成形面に沿うよ
う凹ませる。これにより合成樹脂シートＳ（Ｓ′）と金
型５の成形面との密着性が良くなり、所望形状の成形品
が高歩留で製せられる。尚、本実施例の場合は、成形の
際軟化合成樹脂シートＳ（Ｓ′）を上方に膨らませるこ
とを要しないので、チャンバー50内を加圧することは必
要ない。その他の成形要領は上記と同様であるので、こ
こではその説明を割愛する。また、本実施例では、プラ
グ54を使用したが、成形の際にチャンバー50内を減圧に
し熱軟化合成樹脂シートＳ（Ｓ′）を下方に強制的に凹
ませるようにして成形すれば、プラグ54を使用しなくて
も良い。

（実施例−３）第５図及び第６図は、圧空成形に係るものであり、上
記真空成形金型５に代え圧空成形金型６が用いられる。
また、クランプステージ１、２の上方には、該クランプ
ステージ１、２間で水平移動可能且つ上下可能な下面開
放の箱形圧空チャンバー７が設置されている。該圧空チ
ャンバー７は、給気ポンプ（不図示）に接続される給気
口71を具備し、該圧空チャンバー７が下降した時には、
その下周縁が軟化合成樹脂シートＳ（Ｓ′）の周縁部を
介して圧空成形金型６の周縁部上に気密的に設置される
〔第６図（ロ）参照〕。圧空成形金型６は、上記同様昇
降機構61上に載置され、クランプステージ１、２間で水
平移行且つ上下動可能とされたチャンバー60内に設置さ
れている。該チャンバー60は、図示の凹型の場合には、
上記と同様のプラグを設置して軟化合成樹脂シートＳ
（Ｓ′）を下方に凹ませるようになすこと、圧空成形金
型６が凸型の場合には、上記と同様その内部を加圧して
軟化合成樹脂シートＳ（Ｓ′）を上方に膨らませるよう
になすこと、が望ましい。また、圧空成形金型６の内部
には、その成形面に開口する排気通路62…が形成され、
排気ホース63を経て不図示の吸引ポンプに接続される。
従って、圧空チャンバー７内を加圧すると同時に排気ホ
ース63を通して吸引し、圧空・真空の同時成形を行なう
ことが出来る。その他の構成は上記と同様であるので図
面上対応符号を付し、その詳細な説明を割愛する。

上記構成の圧空成形装置に於いて合成樹脂シートＳ、
Ｓ′を形成する要領を第３図を参照しながら略述する。
上記工程（Ｉ）と同様にクランプステージ１に合成樹脂
シートＳをクランプさせた上で、上記工程（II）と同様
クランプステージ１の合成樹脂シートＳを加熱軟化さ
せ、他方のクランプステージ２に被成形合成樹脂シート
Ｓ′をクランプさせる〔第６図（イ）〕。ヒーター３、
４がクランプステージ１から他方のクランプステージ２
に移行した後、工程（III）に於いてチャンバー60が当
該クランプステージ１に配置されると共に、圧空チャン
バー７が下降して金型６に載置された軟化合成樹脂シー
トＳ上に設置されて気密化される。成形金型６が凹型の
場合は上記プラグを下降させて軟化合成樹脂シートＳを
下方に凹ませる。その後、圧空チャンバー７内を加圧
し、その圧力により合成樹脂シートＳを金型６の成形面
に沿わせ、この時、吸引ポンプをオンとし、合成樹脂シ
ートＳと成形金型６との間の空気を排気通路62…及び排
気ホース63を経て装置外に排気させ、合成樹脂シートＳ
と成形金型６とを完全に密着させる。爾後、冷却・硬化
して成形し、上記同様成形品を脱型する。この間、他方
のクランプステージ２では合成樹脂シートＳ′が加熱軟
化されていることは上記と同様である〔第６図
（ロ）〕。そして、工程（IV）では、チャンバー60及び
圧空チャンバー７が他方のクランプステージ２に移行
し、上記同様圧空成形・冷却硬化・脱型がなされ、これ
ら工程が繰り返されることによりクランプステージ１、
２では交互に合成樹脂の成形品が製せられてゆくのであ
る。

尚、上記圧空成形の際には、上記の如く金型６内を強
制排気することは必ずしも必要ではなく、単に大気に解
放しておくだけでも良いことは云うまでもない。また、
上記では真空成形及び圧空成形について述べたが、他の
型押成形等の熱成形にも適用され得ることは当然であ
る。更に、クランプステージ１、２のクランプ12、22の
大きさを可変とし、成形品の大きさや形状等に応じた適
宜使い分けがなし得るようにすることも除外するもので
はない。

（発明の効果）叙上の如く、本発明に於いては、水平配置された２個
のクランプステージと、上下一対のヒーターと、１個の
成形金型とにより合成樹脂の成形品が交互に間断なく製
せられてゆくので極めて効率的であり、しかも設置スペ
ース及び設置コストも小さく、その有用価値は極めて大
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は真空成形装置を例に採った本発明成形装置の一
例を示す概略図、第２図は同装置による成形要領を示す
説明図、第３図は同装置に於ける成形要領のより詳細な
工程図、第４図は同装置に於ける別の態様を示す第１図
と同様図、第５図は圧空装置を例に採った本発明成形装
置の第１図と同様図、第６図は同装置に於ける成形要領
の第２図と同様図である。（符号の説明）１、２……クランプステージ、３、４……ヒーター、５
……真空成形金型、６……圧空成形金型、Ｓ、Ｓ′……
被成形合成樹脂シート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭58−33421（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−246039（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−246225（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 51/08,51/10 B29C 51/18 - 51/26 B29C 51/30 - 51/42

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】同一水平面に並設された２個のクランプス
テージの一方に被成形合成樹脂シートをクランプさせる
工程と、該クランプステージにヒーターを配置して該ク
ランプステージにクランプされた合成樹脂シートを軟化
させると共に他方のクランプステージに別の被成形合成
樹脂シートをクランプさせる工程と、当該ヒーターを他
方のクランプステージに移行させ該クランプステージに
クランプされた別の合成樹脂シートを軟化させ、その間
上記一方のクランプステージには成形金型を配置して当
該既軟化合成樹脂シートを成形すると共に冷却硬化させ
て脱型する工程と、該成形金型を他方のクランプステー
ジに移行させて当該クランプステージにクランプされた
既軟化合成樹脂シートを成形・硬化・脱型すると共に、
成形品が除去された一方のクランプステージに新たな被
成形合成樹脂シートをクランプさせ且つ前記ヒーターを
配置して該合成樹脂シートを軟化する工程とより成り、
上記各工程を繰り返し行なうことにより２個のクランプ
ステージで合成樹脂シートを交互に成形するようにした
ことを特徴とする合成樹脂の成形法。
【請求項２】同一水平面に配設された２個の被成形合成
樹脂シートのクランプステージと、該クランプステージ
間で移行可能とされたヒーターと、上記クランプステー
ジ間で移行可能とされた成形金型とより成る合成樹脂の
成形装置。