JP3348076B2 - 熱成形装置、熱成形用雌型、熱成形方法および椀状容器の熱成形製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、熱可塑性樹脂シートにて椀状容
器を製造する熱成形装置、熱成形用雌型、熱成形方法お
よび椀状容器の熱成形製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂シートを用いて糸底を有す
る椀状容器を製造する場合、従来の手法によれば、糸底
部分で溶融した樹脂シートを折り返すことになる。図２
１は、このようにして製造される糸底部分を断面図によ
り示している。

【０００３】一方、胴周部に凹凸を形成する場合も同様
であり、ひだ状に折り返すとすると、断面は図２２に示
すようになる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の熱成形
装置においては、折り返した容器の内面側の椀底には糸
底に対応する円環状の隙間が生じている。このため、ス
ープ類を注いだ場合にはこの隙間に入り込んでしまう。
この容器を使い捨てにする場合は問題ないものの、再利
用するために洗浄しようとすると、このような隙間に入
ってしまったスープ類を洗い流すのは大変である。

【０００５】同様に胴周部にはひだの裏側に生じている
隙間にスープ類が入り込んでしまうため、これを洗い流
すのは大変である。本発明は、上記課題にかんがみてな
されたもので、椀状容器の一部を折り返して成形する場
合にスープ類が入り込まないようにすることが可能な熱
成形装置、熱成形用雌型、熱成形方法および椀状容器の
熱成形製造方法の提供を目的とする。

【０００６】上記目的を達成するために、請求項１にか
かる発明は、熱成形用雌型ユニットとプラグユニットと
を有する熱成形装置であって、上記熱成形雌型ユニット
は、略椀型凹形状に形成されるとともに胴周部に多数の
溝を形成した主型を有し、上記プラグユニットは、一次
成形時、上記主型内に軟化熱可塑性樹脂シートを押し込
んで、同軟化熱可塑性樹脂シートを上記溝内周面側に対
して予備延伸させるプラグと、一次成形後、上記主型内
に一次成形品が保持されている状態で、同主型内におけ
る上記溝の形成位置辺りを押し当てることによって、上
記溝内周面側に予備延伸されている上記軟化熱可塑性樹
脂シートを同溝形状のリブに成形する雄型と、これらの
プラグと雄型を切り替える切替機構とを具備する構成と
してある。

【０００７】上記のように構成した請求項１にかかる発
明においては、熱成形用雌型ユニットにおける略椀型凹
形状に形成した主型の胴周部には多数の溝が形成され、
一次成形としてプラグユニットのプラグで軟化熱可塑性
樹脂シートを押し込んでから内周壁面に当接させて予備
延伸させると、同軟化熱可塑性樹脂シートは溝に入り込
み、あたかも樹脂シートを折り返したような状態とな
る。ただし、この時点ではあくまでも樹脂シートは折り
返されているだけであり、隙間が生じている。従って、
この一次成形後、上記主型内に一次成形品が保持されて
いる状態で、切替機構によりこのプラグと雄型を切り替
えて同雄型を主型内に押し入れる。雄型自体は同主型内
における上記溝の形成位置辺りに押し当てられる形状と
なっており、これによると、主型内で溝に入りきってい
ない熱可塑性樹脂シートを加圧充填するのと同様に作用
するため、生じている隙間は塞がれて、裏側に隙間の無
いリブが成形される。

【０００８】このように、雄型で溝に熱可塑性樹脂シー
トを充填するものの、一次成形時に熱可塑性樹脂シート
が溝に入り込みやすくすることも有効である。このた
め、請求項２にかかる発明は、上記請求項１に記載の熱
成形装置であって、上記主型における上記多数の溝を形
成した胴周部を加熱するヒータを有する構成としてあ
る。上記のように構成した請求項２にかかる発明におい
ては、溝を形成した胴周部の温度を上げておくことがで
きるので、熱可塑性樹脂シートが溝に入り込む前に硬化
してしまうのを防止し、比較的入りやすくなる。

【０００９】なお、ヒータを有する場合には溝に押し込
んだ熱可塑性樹脂シートを硬化させやすくするために強
制的に冷却する冷却雄型を使用することも有意義であ
る。このように主型の一部だけを加熱するために、請求
項３にかかる発明は、上記請求項２に記載の熱成形装置
であって、上記主型は上記ヒータを有する部位を独立の
型で形成した構成としてある。上記のように構成した請
求項３にかかる発明においては、主型におけるヒータを
有する部位を独立の型で形成したため、熱が他の部位に
伝わりにくくなり、適正な温度制御が可能となる。

【００１０】このようにした本発明の熱成形装置は、雌
型に大きな特徴があるといえ、その意味で熱成形用雌型
単独の発明と構成することも可能である。すなわち、請
求項４にかかる発明は、略椀型凹形状に形成されるとと
もに、胴周部を形成する部位については他の部位と独立
した型で構成しつつヒータを配置して内周面に多数の溝
を形成し、一次成形時にはプラグによって型内に軟化熱
可塑性樹脂シートを押し込み、一次成形後、上記型内に
一次成形品が保持されている状態で冷却雄型に切り替え
て同型内における上記溝の形成位置辺りに押し当てて上
記溝にリブを形成する構成としてある。

【００１１】また、同様にかかるリブを成形する方法の
発明と構成することも可能である。すなわち、請求項５
にかかる発明は、熱成形用雌型ユニットが有する略椀型
凹形状に形成された主型の胴周部に多数の溝を形成する
とともに、一次成形時にはプラグによって上記主型内に
軟化熱可塑性樹脂シートを押し込み、一次成形後、上記
主型内に一次成形品が保持されている状態で雄型に切り
替えて同主型内における上記溝の形成位置辺りに押し当
てて上記溝にリブを形成する構成としてある。

【００１２】さらに、同様にかかるリブを有する椀状容
器を製造する方法の発明と構成することも可能である。
すなわち、請求項６にかかる発明は、熱成形用雌型ユニ
ットとプラグユニットとの間に軟化熱可塑性樹脂シート
を介在させ熱成形によって椀状容器を製造する椀状容器
の熱成形製造方法であって、上記熱成形用雌型ユニット
が有する略椀型凹形状に形成された主型の胴周部に多数
の溝を形成するとともに、一次成形時にはプラグによっ
て上記主型内に軟化熱可塑性樹脂シートを押し込み、一
次成形後、上記主型内に一次成形品が保持されている状
態で冷却雄型に切り替えて同主型内における上記溝の形
成位置辺りに押し当てることにより、上記胴周部に相当
する位置にリブを備えた椀状容器を製造する構成として
ある。

【００１３】

【００１４】

【００１５】なお、糸底に対応する円環状の隙間を閉じ
る熱成形装置の一例として、熱成形用雌型と、この熱成
形用雌型内に軟化熱可塑性樹脂シートを押し込むように
進退するプラグとを有する熱成形装置であって、上記熱
成形用雌型は、略椀型凹形状に形成され、この椀型凹形
状の椀底開口に連通しつつ当該椀形状の底壁および糸底
の外形壁と底壁と内壁を形成する糸底形成用凹部と、上
記椀底開口と近似する柱体状に形成されつつ上記糸底形
成用凹部に対して進退可能に支持されて上記糸底形成用
凹部の奥側に待避した第一の停止位置と上記椀底開口に
近接する第二の停止位置との間で駆動される底型とを有
し、上記底型を上記第一の停止位置に保持した状態で、
上記プラグにて加熱軟化した上記熱可塑性樹脂シートを
押し込みつつ、同熱可塑性樹脂シートを上記椀型凹形状
の内周面に密接せしめた直後に、上記底型を上記第二の
停止位置へと移動させて糸底を形成する構成としてもよ
い。

【００１６】上記のように構成した場合、熱成形用雌型
と、この熱成形用雌型内に軟化熱可塑性樹脂シートを押
し込むように進退するプラグとを有している。ここで、
上記熱成形用雌型は、略椀型凹形状に形成され、当該椀
形状の底壁および糸底の外形壁と底壁と内壁を形成する
ように上記椀型凹形状の椀底開口に連通する糸底形成用
凹部を形成されている。また、上記椀底開口と近似する
柱体状に形成された底型は、上記糸底形成用凹部に対し
て進退可能に支持され、上記糸底形成用凹部の奥側に待
避した第一の停止位置と上記開口に近接する第二の停止
位置との間で駆動されるようになっている。

【００１７】従って、上記底型を上記第一の停止位置に
保持した状態で、上記プラグにて加熱軟化した上記熱可
塑性樹脂シートを押し込み、同熱可塑性樹脂シートを上
記椀型凹形状の内周面に密接せしめると、同熱可塑性樹
脂シートがいったんは糸底形成用凹部の奥側に位置する
底型の上面に沿うように膨らむ。しかし、この直後に上
記底型を上記第二の停止位置へと移動させるので、底型
上面部分の熱可塑性樹脂シートは糸底形成用凹部の側か
ら椀型凹形状の椀底開口へと押し上げられる。

【００１８】すると、底型にてまくり上げられた熱可塑
性樹脂シートの周縁と糸底形成用凹部の開口付近の熱可
塑性樹脂シートとが溶着する。すなわち、椀底開口から
連続する糸底形成用凹部において熱可塑性樹脂シートは
膨らむものの、即座に椀底開口に向けて椀底を底上げ
し、熱可塑性樹脂シート同士を密接せしめて溶着させ
る。また、その一構成例として、上記糸底形成用凹部
は、上記椀底から末広がり形状に連続してから内径が縮
小する部位を有して上記外形壁と底壁とを形成する構成
としてもよい。

【００１９】上記のように構成した場合、上記糸底形成
用凹部は、上記椀底開口から末広がり形状に連続してか
ら内径が縮小するので、この傾斜している部分で末広が
り状の糸底外側壁面が形成され、さらに内径が縮小する
平坦な部位で糸底の底壁が形成される。また、まくり上
げられて溶着する糸底内側壁面とは椀底開口部分で溶着
することになり、概ね三角形の断面となって糸底内部に
は空洞が形成される。従って、糸底の外形が末広がり状
となって安定感やボリューム感のある高品質な椀状容器
を成形することができる。

【００２０】さらに、他の一構成例として、上記糸底形
成用凹部は、上記椀底開口から略同一径のまま連続して
からやや内径が縮小する部位を有して上記外形壁と底壁
とを形成する構成としてもよい。上記のように構成した
場合、糸底形成用凹部における椀底開口から略同一径の
まま連続する部分で垂直状となる糸底の外形が形成さ
れ、やや内径が縮小する部位から先がまくれ上がるよう
にして糸底の内周面を形成する。そして、両者の連続部
位で熱可塑性樹脂シートは反転するので、この反転部分
が底壁を形成することになる。なお、この場合は糸底外
側壁面と糸底内側壁面とが全体的に溶着し、中実にな
る。従って、熱可塑性樹脂シートを二枚重ね合わせた丈
夫な糸底を形成することができる。

【００２１】さらに、他の一構成例として、上記内径が
やや縮小する部位は上記熱可塑性樹脂シートの略二倍の
厚みよりも若干狭めの厚みを有して折り返し時にまくれ
上がらないようにする構成としてもよい。上記のように
構成した場合、糸底形成用凹部が同心円の筒面を有する
が、内径が縮小する部位では底型の上昇によって押し上
げられ、その部分が内径の大きい側へと反転される。熱
可塑性樹脂シートが折り返される隙間が熱可塑性樹脂シ
ートの略二倍の厚みであるので、ちょうど２枚のシート
が重ね合わされ、わずかに狭めとした分だけ両シートは
押しつけられ合い、溶着する。従って、若干狭めとする
範囲はこのような条件を満たす範囲で設定される。な
お、プラグで熱可塑性樹脂シートを伸ばしているので、
本来の厚みよりも薄くなっており、これを基準として２
枚よりも若干狭めにする。従って、糸底を形成する際に
外壁をまくれ上げることなく正確に折り返すことができ
る。

【００２２】さらに、他の一構成例として、上記糸底形
成用凹部は、上記外形壁と底壁とを形成する部位から再
度略糸底長だけ奥方に連続する構成としてある。上記の
ように構成した場合、略糸底長だけ奥方に連続している
ので、熱可塑性樹脂シートは一度底壁よりも膨らみ、そ
の後、この部分が折り返されて糸底内側壁面を形成する
ことになる。すなわち、折り返す分だけ膨らませてある
ので、折り返す際に糸底外側壁面がまくれ上がることが
防止される。従って、予め折り返す代を確保しているの
で、内側壁面を正確に折り返すことができる。

【００２３】さらに、他の一構成例として、上記熱成形
用雌型は、上記糸底形成用凹部の近辺にヒータを有して
おり、他の部位よりも温度を上げる構成としてもよい。
上記のように構成した場合、熱成形用雌型における糸底
形成用凹部の近辺にヒータを配置しているので、他の部
位よりも温度を上げることができる。温度が高いので、
熱可塑性樹脂シートは糸底形成用凹部の内周壁面に当接
されても瞬時に硬化するということはなく、直後に底型
を駆動した時点で半溶融状態のまままくれ上げられる。
そして、まくれ上がって微少時間してから本来の硬化が
生じる。すなわち、温度を上げるのは硬化するタイミン
グをわずかに遅らせるという意義があるのであって、溶
融させるほどの温度上昇を行わせるものではない。従っ
て、熱可塑性樹脂シートを成形する初期段階ですぐに硬
化してしまうことを防止し、折り返しを容易にしつつ確
実に溶着せしめることが可能になる。

【００２４】このような熱成形装置は、主に雌型に特徴
があるといえ、その意味で熱成形用雌型単独の発明と構
成することも可能である。すなわち、略椀型凹形状に形
成され、この椀型凹形状の椀底開口に連通しつつ当該椀
形状の底壁および糸底の外形壁と底壁と内壁を形成する
糸底形成用凹部と、上記椀底開口と近似する柱体状に形
成されつつ上記糸底形成用凹部に対して進退可能に支持
されて上記糸底形成用凹部の奥側に待避した第一の停止
位置と上記椀底開口に近接する第二の停止位置との間で
駆動される底型とを有し、上記底型を上記第一の停止位
置に保持した状態で、上記プラグにて加熱軟化した上記
熱可塑性樹脂シートを押し込みつつ、同熱可塑性樹脂シ
ートを上記椀型凹形状の内周面に密接せしめた直後に、
上記底型を上記第二の停止位置へと移動させて糸底を形
成する構成としてもよい。

【００２５】また、同様にかかる糸底を成形する方法と
構成することも可能である。すなわち、略椀型凹形状に
形成された熱成形用雌型の椀底開口には当該椀形状の底
壁および糸底の外形壁と底壁と内壁を形成する糸底形成
用凹部を連通させるとともに、この糸底形成用凹部の奥
側には上記椀底開口と近似する柱体状の底型を上記糸底
形成用凹部に対して進退可能に支持せしめ、上記底型を
上記糸底形成用凹部の奥側に待避した第一の停止位置に
保持した状態で、加熱軟化した上記熱可塑性樹脂シート
を上記椀型凹形状の内周面に密接せしめ、その直後に上
記底型を上記開口に近接する第二の停止位置へと移動さ
せて糸底を形成し、さらに同底型を上記第一の停止位置
に待避させる構成としてもよい。

【００２６】さらに、同様にかかる糸底を有する椀状容
器を製造する方法と構成することも可能である。すなわ
ち、略椀型凹形状に形成された熱成形用雌型の内周面に
加熱軟化した熱可塑性樹脂シートを密接せしめて椀状容
器を製造する椀状容器の熱成形製造方法であって、略椀
型凹形状に形成された熱成形用雌型の椀底開口には当該
椀形状の底壁および糸底の外形壁と底壁と内壁を形成す
る糸底形成用凹部を連通させるとともに、この糸底形成
用凹部の奥側には上記椀底開口と近似する柱体状の底型
を上記糸底形成用凹部に対して進退可能に支持せしめ、
上記底型を上記糸底形成用凹部の奥側に待避した第一の
停止位置に保持した状態で、加熱軟化した上記熱可塑性
樹脂シートを上記椀型凹形状の内周面に密接せしめ、そ
の直後に上記底型を上記開口に近接する第二の停止位置
へと移動させて糸底を形成し、さらに同底型を上記第一
の停止位置に待避させる構成としてもよい。

【００２７】一方で、以上のようにして成形される熱成
形品はこれまでにない特徴を有しており、これ自体も一
つの発明を構成する。すなわち、糸底を有する椀状容器
であって、同糸底は中空形状として形成した構成として
もよい。糸底は椀が転がらないような台となるととも
に、椀の壁面を直に指が接触することを防止する意味を
もつ。後者については、熱い汁を注げば壁面に熱が伝わ
り、椀を持てなくなってしまうことを防止する。従っ
て、糸底は熱を伝えにくい方が良い。この点、糸底を空
洞とすることにより、熱伝導性は低下するので、熱い汁
を注いだとしても糸底を介して指に伝わる熱量は低下す
る。

【００２８】また、熱可塑性樹脂シートを使用してこの
ような椀状容器を成形することでも発明を構成する。す
なわち、当該椀状容器は熱可塑性樹脂シートにて形成さ
れ、上記中空形状の糸底は側壁面と椀底壁面へ連続する
同熱可塑性樹脂シートを袋状に折り返しつつ壁面側で熱
溶着して形成した構成としてもよい。上述した末広がり
形状としてから内径が狭まる糸底形成用凹部を使用した
場合、糸底は略三角形となって空洞が生じる。上記のよ
うに構成した場合、略均等な厚みの熱可塑性樹脂シート
を袋状に折り返して空洞を形成しており、溶融樹脂を充
填して成形する場合のように空洞が偏ることはない。ま
た、空洞があれば実際の熱可塑性樹脂シート使用量に比
して外観のボリュームが増すことになる。

【００２９】さらに、他の一構成例として、上記中空形
状の糸底外周面は下方ほど外方へ広がる傾斜面として形
成した構成としてもよい。上記のように構成した場合、
袋状に折り返して空洞を形成するに際して、外側に膨出
する方がボリューム感があり、また、底型で形成する内
側壁面を垂直に形成する方がたやすい。以上説明したよ
うな構成によれば、熱可塑性樹脂シートから糸底を有す
る椀状容器を成形するにあたり、内側に隙間が生じず、
洗浄による再利用を容易にすることが可能な熱成形装
置、熱成形用雌型、熱成形方法、椀状容器の熱成形製造
方法および椀状容器を提供することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１，請求項
４〜請求項６にかかる発明によれば、熱可塑性樹脂シー
トから胴周部に多数のリブを有する椀状容器を成形する
にあたり、内側に隙間が生じず、洗浄による再利用を容
易にすることが可能な熱成形装置、熱成形用雌型、熱成
形方法および椀状容器の熱成形製造方法を提供すること
ができる。

【００３１】また、請求項２にかかる発明によれば、熱
可塑性樹脂シートを成形する初期段階でリブ部分がすぐ
に硬化してしまうことを防止し、二次成形時に良好にリ
ブを成形しつつ隙間を溶着せしめることが可能になる。
さらに、請求項３にかかる発明によれば、必要な部位だ
けを効率的に温度制御することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、図面にもとづいて本発明の
実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態にか
かる熱成形装置を要部断面図により示しており、図２は
同熱成形装置の動作シーケンスをタイミングチャートに
より示している。

【００３３】同図において、上テーブル１と下テーブル
２は図示しない駆動装置に固定され、同駆動装置にて所
定ストロークの範囲でそれぞれ上下動可能となってい
る。上テーブル１には上テーブル装置１０が取り付けら
れ、下テーブル２には下テーブル装置５０が取り付けら
れている。上テーブル１には取り付け板１１が固定され
ており、さらに図示しないガイドバーにより案内指示さ
れて水平方向に移動自由としたベース１２を設けてあ
る。ベース１２の上面にはブロック１３を突設せしめて
あり、取り付け板１１に固定された駆動手段たる空圧シ
リンダ１４におけるロッド１４ａの先端部をこのブロッ
ク１３に連結してある。

【００３４】すなわち、ベース１２は空圧シリンダ１４
を介して取り付け板１１に支持されており、同空圧シリ
ンダ１４にて所定ストロークだけ水平方向に移動可能と
なっている。なお、移動範囲を調整するため、前記取り
付け板１１にはストッパ１５を設けてあり、ブロック１
３の外端面１３ａをこのストッパ１５に当接させて位置
決め調節できるようにしている。ベース１２の下面には
下方が開放された圧空成形用チャンバ１６を取り付けて
あり、このチャンバ１６の中央位置には圧空成形用プラ
グ１７を設けてある。また、ベース１２にはこのプラグ
１７と一定間隔を置いて冷却雄型２０を配置してあり、
上記空圧シリンダ１４にてロッド１４ａを伸張及び収縮
させると冷却雄型２０と圧空成形用プラグ１７を切り替
えることができるようになっている。すなわち、プラグ
１７と冷却雄型２０とを交互に切替自在な上テーブル装
置１０を構成する。

【００３５】冷却雄型２０は図５に示す椀状容器８０の
内面形状を成形する外形となっており、図３の断面図に
示されるように、その内部には型温度を一定範囲に設定
維持するために冷却液を循環させる冷却通路２１を形成
してある。また、椀状容器８０の開口部８１と胴周部８
２付近に相当する部位には真空吸引孔２２を適宜設けて
ある。一方、下テーブル装置５０のベース５１には、図
４に示す雌型５２を設置してある。この雌型５２は上記
チャンバ１６と一対となって気密空間を形成するフレー
ム５３内に配置されており、内面は成形品たる椀状容器
８０を形成するために椀型凹形状となっている。

【００３６】雌型５２は、主に上型５５と中型６０と底
型６５とから構成されている。上型５５は椀状容器８０
の開口部８１から胴周部８２の上方を成形する部分であ
り、該胴周部８２には縦溝５６を内面に列設せしめて構
成されている。この縦溝５６は、例えば、厚さ０．７ｍ
ｍ、長さ２．５ｍｍ程度の寸法を有するリブ８３を成形
するためのものであり、同等の深さおよび形状となるよ
うに形成されている。また、中型６０は胴周部８２の下
方から末広がり形状の糸底８４の一部を成形する部分で
あり、底面は開口している。この開口部分に底型６５が
上下動可能に挿入されており、後述するように空圧シリ
ンダ６７にて上下駆動される。

【００３７】中型６０については椀型凹形状の椀底に開
口が形成され、この椀底開口から末広がりの糸底８４が
連続するように、一旦末広がり状になり、その後、水平
方向に狭まっている。狭まる部位は椀底開口よりも若干
だけ大きな開口となり、そのまま鉛直方向下方に連通す
る孔６２を形成している。底型は孔６２に対して所定の
クリアランスを設けて収容されており、上面は略平坦で
周縁の角部についてはＲ面としてある。底型６５自体の
直径は上記椀底開口よりもわずかに大きく形成されてい
る。ここで、底型６５は下端位置で上面が中型６０にお
ける水平方向に狭まる面と略一致し、上端位置で上記Ｒ
面が糸底８４を形成する傾斜面とわずかに隔てた位置と
なるようにしている。なお、わずかに隔てた位置におい
て熱可塑性樹脂シートを二枚重ね合わせて溶着せしめる
ことが可能な程度のクリアランスが生じるようになって
いる。なお、椀底開口から下側の糸底を形成する部位を
糸底形成用凹部と呼ぶ。

【００３８】また、上記上型５５における上記縦溝５６
を列設した辺りの外周側には型温度を比較的高めに設定
するヒータ５７を配設してあり、これにより、熱可塑性
樹脂シートが縦溝５６部分に接してもすぐには硬化しな
いようにしている。同様に中型６０における上記糸底形
成部位の周辺には型温度をやや低めに設定するヒータ６
１を内蔵させており、これにより上型ほどではないもの
の熱可塑性樹脂シートの硬化時間を少しだけ遅らせるよ
うにしている。さらに、底型６５については熱可塑性樹
脂シートが比較的早めに硬化するように冷却させるた
め、冷却液を循環させる冷却通路６６を設けてある。

【００３９】次に、上記構成からなる本実施形態の動作
を図２のタイミングチャートを参照しながら説明する。
なお、この熱成形装置の前段にはヒータや送り装置など
が配置されているが、一般的なものを使用することがで
きるので説明は省略する。成形開始にあたり、空圧シリ
ンダ１４のロッド１４ａは収縮させている。これによ
り、フレーム５３の鉛直上面には圧空成形用チャンバ１
６と圧空成形用プラグ１７が位置することになる。

【００４０】この状態としておいて、タイミングT1では
図示しないヒータユニットにより表面温度が約１８０℃
程度に加熱軟化されたポリプロピレンなどの熱可塑性樹
脂シートＳを挟んで上テーブル１が下降し始めるととも
に、下テーブル２が上昇を開始する。これにより、この
上テーブル１に固定されている上記取り付け板１１とと
もに圧空成形用チャンバ１６と圧空成形用プラグ１７が
下降し始めるし、下テーブル２に固定されているフレー
ム５３や雌型５２が上昇を開始する。

【００４１】途中、圧空成形用プラグ１７は熱可塑性樹
脂シートに押し当てられ、対面して近接してくる雌型５
２内へと押し込んでいく。圧空成形用チャンバ１６とフ
レーム５３とが熱可塑性樹脂シートを挟持して型締が完
了したら、タイミングT2にて圧空成形用チャンバ１６内
に圧縮空気を供給し、さらに微少タイミングだけ後のタ
イミングT3にて空圧シリンダ６７を介して底型６５を上
昇させる。この間の熱可塑性樹脂シートの変形過程を図
６及び拡大図の図７と図８に示している。図６と図７に
示すように、圧空成形用チャンバ１６を加圧すると、熱
可塑性樹脂シートは雌型５２の側に膨出しようとし、ほ
ぼ雌型内周形状に密接する。この状態では上型５５は比
較的温度が高めであり、縦溝５６に接した熱可塑性樹脂
シートが直ちに硬直化してしまうわけではない。一方、
糸底形成用凹部においては中型６０の温度がこれよりも
低いものの微少時間の間は半溶融状態を維持する。一
方、糸底形成用凹部内でも底型６５の上面に密接した熱
可塑性樹脂シートはその面で比較的早めに硬直化し、続
いて底型６５が上昇されたときには図８に示すようにそ
のまま底上げされ、周縁のＲ面に接している部分が傾斜
面に接している部分に押し当てられる。この間の時間が
比較的短時間であるため、少なくとも両者の対面する部
分では互いに半溶融状態であり、溶着して隙間はなくな
る。図９はこのようにして溶着した糸底８４の断面を示
している。なお、この上昇位置が第二の停止位置であ
り、最初の待機位置が第一の停止位置である。

【００４２】底型６５を上昇させたままタイミングT4に
て圧空成形用チャンバ１６の圧空を大気に放出し、タイ
ミングT5で上テーブル１だけを上昇させる。この時点で
一次成形は完了し、雌型５２内には一次成形品が保持さ
れたままとなる。続いて空圧シリンダ１４のロッド１４
ａを伸張させると、圧空成形用プラグ１７のあった位置
に冷却雄型２０が移動され、タイミングT7にて再度上テ
ーブル１を下降させる。

【００４３】上テーブル１の下降に伴い、今度は冷却雄
型２０が雌型５２内へと侵入してくる。図１０と図１１
は同冷却雄型２０が雌型５２内へ進入完了する最後の過
程を示している。圧空成形用チャンバ１６に圧空を供給
しただけでは熱可塑性樹脂シートＳが完全に縦溝５６内
に入り込んでいるわけではなく、ヒータ５７で加熱して
いても図１２に拡大して示す程度に入り込むだけであ
る。しかしながら、冷却雄型２０が完全に雌型５２内へ
入り込むと、この冷却雄型２０は雌型５２に向けて熱可
塑性樹脂シートを押圧するため、未だ硬直化していない
同シートを図１３に示すように縦溝５６内へと押し込ま
れ、最終的には図１４に示すように椀状容器８０の内面
側に隙間が生じることもない。すなわち、冷却雄型２０
は一次成形体を雌型５２内面形状に押し当て、上述した
リブ８３を成形したり、椀状容器８０の開口部位の上面
側を成形し、これにより二次成形を施して完成品たる二
次成形体を成形する。

【００４４】最後に、タイミングT8にて冷却雄型２０の
真空吸引孔２２に対して一時的に真空圧を作用させ、タ
イミングT9にて第二の停止位置にある底型６５を第一の
停止位置へと下降させる。次に、この真空圧を作用させ
たままタイミングT10 にて下テーブル２を下降させる
と、冷却雄型２０の周りに椀状容器８０が付着した状態
で露出するので、タイミングT11 にて真空圧の供給を停
止しつつタイミングT12からにて圧空を供給する。する
と、熱可塑性樹脂シートＳに成形された椀状容器８０が
冷却雄型２０から離型するので、タイミングT13 にて上
テーブル１を上昇し、タイミングT14 にて圧空の供給を
停止する。

【００４５】以上により、上テーブル１と下テーブル２
とが離れ、間には椀状容器８０の成形された熱可塑性樹
脂シートＳが残る。最後に、タイミングT15 にて空圧シ
リンダ１４のロッド１４ａを収縮させて次の成形に備え
る。このように、雌型５２の椀底開口から連続する糸底
形成用凹部にて熱可塑性樹脂シートは膨らむものの、即
座に椀底開口に向けて椀底の底型６５を底上げし、熱可
塑性樹脂シート同士を密接せしめて溶着させる結果、隙
間が生じなくなるし、雌型５２内で一次成形として熱可
塑性樹脂シートを膨出させて内周壁面に当接せしめる
と、同熱可塑性樹脂シートは胴周部に形成した縦溝５６
に入り込み、さらに冷却雄型２０に切り替えて主型内に
押し入れると、同縦溝５６に入りきっていない同熱可塑
性樹脂シートを加圧充填し、リブ８３を形成しつつ内周
面に生じている隙間が塞がれる。

【００４６】次に、図１５〜図２０は本発明の第二の実
施形態を示している。本発明では一体式の圧空成形用プ
ラグ１７の代わりに頂部７１ａと胴部７１ｂとを別体と
して形成された圧空成形用プラグ７１を備え、雌型７２
に形成される糸底形成用凹部が末広がり状でなく円筒状
であり、糸底長だけ伸びたところでわずかに小径とな
り、再度、同径のまま円筒状となっている。また、これ
に対応して底型７３は小径となった同円筒状部分に密接
して上下方向に移動可能に支持されており、空圧シリン
ダ６７にて上下駆動される。なお、冷却雄型２０は不要
であり、切替用の空圧シリンダ１４なども不要である。

【００４７】本実施形態において、圧空形成用プラグ７
１を別体で成形しているのは、以下の理由による。ま
ず、糸底形成用凹部は本来の糸底長だけ伸びただけの深
さではなく、さらに略糸底長だけ伸びた深さとなってい
る。これは、最初の糸底長部分で糸底の外壁を形成し、
次の糸底長部分で糸底の内壁を形成するためである。内
壁については底型７３を底上げしたときに折り返すこと
によって形成する。このように、糸底形成用凹部が深い
ため、圧空形成用プラグ７１が単に雌型７２内の椀型凹
形状内に入り込むだけでは、圧空を供給して熱可塑性樹
脂シートを膨出せしめるときにその位置からはるかな糸
底奥側まで伸ばされなければならず、所定の強度を得る
ための肉厚を得られない。一方、そのためにプラグの先
端が糸底形成用凹部の内部に入り込むようにすると、肉
厚の問題は解消されるものの底型７３を押し上げたとき
にプラグと干渉してしまう。

【００４８】このため、図１５に示すように、底型７３
が第一の停止位置に下がったときは圧空成形用プラグ７
１の頂部７１ａが糸底形成用凹部に入り込むものの、図
１６に示すように底型７３が第二の停止位置まで上昇す
るときには予め同頂部７１ａが糸底形成用凹部から雌型
７２内に退避できるように頂部７１ａと胴部７１ｂとで
別体として形成してある。なお、頂部７１ａは胴部７１
ｂに対してシリンダピストン構造となっており、胴部７
１ｂ内部を加圧したり減圧したりすることにより、頂部
７１ａを突出状態としたり退避状態としたりする。

【００４９】成形工程の最初に、頂部７１ａを突出せし
めておき、熱可塑性樹脂シートを間に挟んで上テーブル
１を下降させつつ下テーブル２を上昇させる。すると、
圧空成形用プラグ７１における頂部７１ａの先端で同熱
可塑性樹脂シートは糸底形成用凹部の内部まで引き延ば
され、圧空成形用チャンバ１６とフレーム５３との型締
が完了した時点で同圧空成形用チャンバ１６に圧空を供
給すると、図１７に示すように熱可塑性樹脂シートは雌
型７２の内周面にほぼ密接する。先の雌型５２の場合は
部分的にヒータを備えていたが、今回の雌型７２につい
てはヒータを備えていない。このため、同雌型５２に密
接した部分は左記の例よりも早めに硬直化し始める。

【００５０】一方、圧空成形用チャンバ１６に圧空を供
給したら、その直後に圧空成形用プラグ７１の内側に真
空を供給して頂部７１ａを退避させつつ、空圧シリンダ
６７に圧空を供給して底型７３を底上げする。当初、熱
可塑性樹脂シートを膨出させた時点では糸底部分は図１
８に示すように二段階に下方に延出された形態となって
おり、いわゆる糸底の形状とはなっていない。ただ、二
段階に延出されているそれぞれの外周面は既に雌型７２
と密接し、硬直化は始まっている。

【００５１】しかし、図１９に示すようにして直後に底
型７３を上昇させると、それまで糸底形成用凹部内の小
径部分の内周壁面に密接していた部分が折り返されて内
側になるとともに、それまで雌型７２に接していなかっ
た面同士が密着する。雌型７２に接していなかった部分
はいまだ半溶融状態であるので、互いに密着することに
よって溶着するし、雌型７２に接していた部分は既に硬
直化が開始しているので、型くずれすることなくそれぞ
れ糸底の外周壁面と内周壁面を形成する。この折り返さ
れた状態を図２０に拡大して示している。

【００５２】内周面同士を溶着させるためにはある程度
押圧する必要があるから、糸底形成用凹部が小径になる
部分ではその径の差異の部分が熱可塑性樹脂シートの厚
みｔの二倍（２ｔ）よりもわずかに狭くなっている必要
がある。すなわち、二倍（２ｔ）以上であると折り返さ
れても内周面同士が密接せず、そのまま隙間が残って硬
化してしまうからである。一方、二倍（２ｔ）よりも遙
かに狭くしてしまうと、うまく折り返すことができず、
底型７３を押し上げたときに糸底全体を雌型７２内へと
押し上げてしまいかねない。従って、以上の観点から糸
底形成用凹部の二段形状を調整する必要がある。

【００５３】以上のようにして成形された糸底は、熱可
塑性樹脂シートを二枚合わせにしたものであるから、強
度が高くなり、実用性を増す。また、厚みがあると重量
感や高級感も増すので成形品の質感を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる熱成形装置の一部
破断要部側面図である。

【図２】同熱成形装置の動作シーケンスを示すタイミン
グチャートである。

【図３】同熱成形装置の冷却雄型の拡大概略断面図であ
る。

【図４】同熱成形装置の雌型の拡大概略断面図である。

【図５】同熱成形装置にて成形される椀状容器の側面図
である。

【図６】同熱成形装置の型締状態の要部断面図である。

【図７】同熱成形装置における成形開始直後の概略断面
図である。

【図８】同熱成形装置の底型を上昇させた状態における
概略断面図である。

【図９】同状態における成形体の糸底部分の断面図であ
る。

【図１０】同熱成形装置における二次成形開始直後の概
略断面図である。

【図１１】同熱成形装置における二次成形完了時の概略
断面図である。

【図１２】二次成形開始直後における成形体のリブの概
略断面図である。

【図１３】二次成形で熱可塑性樹脂シートが流動する過
程を示す模式図である。

【図１４】二次成形完了時における成形体のリブの概略
断面図である。

【図１５】変形例にかかる熱成形装置であって底型を下
降させた状態における概略断面図である。

【図１６】同熱成形装置であって底型を上昇させた状態
における概略断面図である。

【図１７】同熱成形装置における成形開始直後の概略断
面図である。

【図１８】同状態における成形体の糸底部分の概略断面
図である。

【図１９】同熱成形装置の底型を上昇させた状態におけ
る概略断面図である。

【図２０】同状態における成形体の糸底部分の概略断面
図である。

【図２１】従来の椀状容器における糸底部分の概略断面
図である。

【図２２】従来の椀状容器におけるリブ部分の概略断面
図である。

【符号の説明】

１…上テーブル ２…下テーブル １０…上テーブル装置 １１…取り付け板 １２…ベース １３…ブロック １３ａ…外端面 １４…空圧シリンダ １４ａ…ロッド １５…ストッパ １６…圧空成形用チャンバ １７…圧空成形用プラグ ２０…冷却雄型 ２１…冷却通路 ２２…真空吸引孔 ５０…下テーブル装置 ５１…ベース ５２…雌型 ５３…フレーム ５５…上型 ５６…縦溝 ５７…ヒータ ６０…中型 ６１…ヒータ ６２…孔 ６５…底型 ６６…冷却通路 ６７…空圧シリンダ ７１…圧空成形用プラグ ７１ａ…頂部 ７１ｂ…胴部 ７２…雌型 ７３…底型 ８０…椀状容器 ８１…開口部 ８２…胴周部 ８３…リブ ８４…糸底

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉川 孝 愛知県愛知郡東郷町大字諸輪字北山158 番地の247 株式会社浅野研究所内 (56)参考文献 特開 平10−291217（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−94416（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−129323（ＪＰ，Ａ) 特公 昭49−37579（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 51/02 B29C 51/30 B29C 51/42

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱成形用雌型ユニットとプラグユニット
   とを有する熱成形装置であって、 上記熱成形雌型ユニットは、略椀型凹形状に形成される
   とともに胴周部に多数の溝を形成した主型を有し、 上記プラグユニットは、 一次成形時、上記主型内に軟化熱可塑性樹脂シートを押
   し込んで、同軟化熱可塑性樹脂シートを上記溝内周面側
   に対して予備延伸させるプラグと、 一次成形後、上記主型内に一次成形品が保持されている
   状態で、同主型内における上記溝の形成位置辺りを押し
   当てることによって、上記溝内周面側に予備延伸されて
   いる上記軟化熱可塑性樹脂シートを同溝形状のリブに成
   形する雄型と、これらのプラグと雄型を切り替える切替
   機構とを具備することを特徴とする熱成形装置。
2. 【請求項２】 上記請求項１に記載の熱成形装置であっ
   て、上記主型における上記多数の溝を形成した胴周部を
   加熱するヒータを有することを特徴とする熱成形装置。
3. 【請求項３】 上記請求項２に記載の熱成形装置であっ
   て、上記主型は上記ヒータを有する部位を独立の型で形
   成したことを特徴とする熱成形装置。
4. 【請求項４】 略椀型凹形状に形成されるとともに、胴
   周部を形成する部位については他の部位と独立した型で
   構成しつつヒータを配置して内周面に多数の溝を形成
   し、一次成形時にはプラグによって型内に軟化熱可塑性
   樹脂シートを押し込み、一次成形後、上記型内に一次成
   形品が保持されている状態で冷却雄型に切り替えて同型
   内における上記溝の形成位置辺りに押し当てて上記溝に
   リブを形成することを特徴とする熱成形用雌型。
5. 【請求項５】 胴周部に多数の溝を形成した略椀型凹形
   状の主型を有する熱成形用雌型ユニットにて熱成形を行
   なう熱成形方法であって、 一次成形時、プラグによって上記主型内に軟化熱可塑性
   樹脂シートを押し込みつつ同軟化熱可塑性樹脂シートを
   上記溝内周面側に対して予備延伸させる工程と、一次成
   形後、上記主型内に一次成形品が保持されている状態
   で、雄型に切り替えて同主型内における上記溝の形成位
   置辺りを押し当てつつ上記溝内周面側に予備延伸されて
   いる上記軟化熱可塑性樹脂シートを同溝形状に成形する
   工程とを具備することを特徴とする熱成形方法。
6. 【請求項６】 熱成形用雌型ユニットとプラグユニット
   との間に軟化熱可塑性樹脂シートを介在させ熱成形によ
   って椀状容器を製造する椀状容器の熱成形製造方法であ
   って、 上記熱成形用雌型ユニットが有する略椀型凹形状に形成
   された主型の胴周部に多数の溝を形成するとともに、
   一次成形時、プラグによって上記主型内に軟化熱可塑性
   樹脂シートを押し込みつつ同軟化熱可塑性樹脂シートを
   上記溝内周面側に対して予備延伸させる工程と、 一次成形後、上記主型内に一次成形品が保持されている
   状態で、冷却雄型に切り替えて同主型内における上記溝
   の形成位置辺りを押し当てつつ上記溝内周面側に予備延
   伸されている上記軟化熱可塑性樹脂シートを同溝形状に
   成形することにより上記胴周部に相当する位置にリブを
   備えた椀状容器を製造する工程とを具備することを特徴
   とする椀状容器の熱成形製造方法。