JP3516240B2 - プラスチック板の歪み除去方法 - Google Patents

プラスチック板の歪み除去方法

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JP3516240B2 JP14087194A JP14087194A JP3516240B2 JP 3516240 B2 JP3516240 B2 JP 3516240B2 JP 14087194 A JP14087194 A JP 14087194A JP 14087194 A JP14087194 A JP 14087194A JP 3516240 B2 JP3516240 B2 JP 3516240B2
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は押出成形されたプラスチ
ック板から歪みを除去する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】プラスチックは非常に成形性が良いの
で、押出成形やインジェクション成形等、種々の成形方
法により所望の形状に成形されている。ところが、アン
ダーカットがあるような形状とする場合、極めて高い寸
法精度が要求される場合、金型を作製する程ではない少
量の成形品を作製するような場合、あるいは納期が著し
く短い場合等は、上記成形方法に頼ることができない。
そこで、まずプラスチックの板を形成し、これを旋盤や
フライス盤で切削加工して、所望の形状とする方法が従
来から採用されている。
【0003】このような肉厚のプラスチック板の内部に
ボイドが発生しないようにするためには、型の中で冷却
しながら圧力をかけて型から連続的に押出すいわゆる押
出成形方法が採用されている。この押出成形方法におい
ては、押出される際に型に接触するプラスチック板の表
面部分は先に冷却固化するが、内部は遅れて冷却固化す
るので、この冷却のずれにより残留歪みが生じる。ま
た、結晶性の樹脂では固化時に体積の収縮があるが、先
に固化した表面部分がスキン層として作用し、内部の収
縮が抑えられるので、大きな残留歪みが生じる。
【0004】プラスチック板に残留歪みがあると、機械
加工の際に割れが生じたり、製品に変形が生じたりす
る。そのため、加工の前にプラスチック板に熱処理を施
して、残留歪みを除去することが行われている。
【0005】従来のプラスチック板の熱処理方法は、成
形したプラスチック板を定尺にカットした後、オイルバ
スや熱風オーブンに入れ、結晶性樹脂の場合は融点以
下、また非晶質樹脂の場合は軟化点以下の温度に加熱す
ることからなる。この熱処理方法はオフライン式であ
り、定尺にカットしたプラスチック板をまとめて熱処理
炉に入れ、バッチ式で熱処理を行うものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな熱処理をすることにより内部の歪みは大部分除去で
きるものの、熱処理終了後の冷却時に再びプラスチック
板の表面と内部で冷却のずれを生ずるため、表面部分に
歪みが残ってしまう。特に板状の場合は、端と中央で冷
却速度が違うことで、速く冷える端の部分に歪みが発生
してしまう。そのため板を押し出し方向にスリットする
と、両側部付近からスリットしたものには大きな反りが
発生して使用できない。そこで板の側部付近を加工前に
除去してから製品に加工しなければならない。
【0007】従って、本発明の目的は、押出成形された
プラスチック板の歪み除去方法を提供することである。
なお、本明細書における用語「冷却」は、放冷等の自然
冷却も含むものとする。
【0008】
【課題を解決するための手段】かかる目的に鑑みて鋭意
研究の結果、本発明者等は、押出成形型あるいは熱処理
機から出てきたプラスチック板の両側部を加熱しながら
冷却すると、あるいは押出成形したプラスチック板を定
尺カットした後カットした前記プラスチック板をまとめ
て熱処理炉に入れてバッチ式に熱処理を行なう際に、前
記プラスチック板の両側部を加熱しながら前記熱処理炉
内で冷却するすると、両側部と中央部の冷却を均一にす
ることができるため、歪み、特に側部付近の歪みの発生
を抑制することができることを発見し、本発明を完成し
た。
【0009】すなわち、本第一発明のプラスチック板の
歪み除去方法は、押出成形型又は前記押出成形型の次に
設けられた熱処理機より出てきた前記プラスチック板の
両側部を加熱しながら前記プラスチック板を冷却するこ
とを特徴とする。
【0010】また、本第二発明のプラスチック板の歪み
を除去する方法は、前記押出成形したプラスチック板
を、定尺カットした後まとめて熱処理炉に入れてバッチ
式に熱処理し、かつ前記熱処理は前記プラスチック板の
両側部を加熱しながら前記プラスチック板を前記熱処理
炉内で冷却することを特徴とする。
【0011】
【作用】上記方法においては、押出成形後、あるいは押
出成形後の加熱処理後の冷却時に、プラスチック板の両
側部を加熱しながら冷却することにより、両側部と中央
部の冷却が均一になり、しかも側部付近の冷却そのもの
もゆっくりになるために、特にプラスチック板側部付近
に発生していた大きな歪みを除去することができる。
【0012】
【実施例】本発明を実施する一例を添付図面を参照にし
て説明する。本発明の一実施例によるプラスチック板の
成形・歪み取り装置は、図1に示すもので、押出機1
と、その出口に連結した金型2と、引取機3と、引取機
3の出口に連結した熱処理機4と、徐冷フード5と、サ
イドヒーター6と、カッター装置7とを有する。さら
に、熱処理機4は、空気を加熱して熱風とするためのヒ
ータ4aと、板状成形品Pを被った熱処理機内に熱風を
送入するためのファン4bとを有し、サイドヒーター6
は詳細図2に示すように、電熱ヒーター6aと、プラス
チックロール6bとを有している。
【0013】次に、上記装置を用いたプラスチック板の
成形工程について説明する。溶融状態のプラスチックを
押出機1から押し出し、押出機1の出口に連結した金型
2から板状に押出成形する。押し出した板状成形品Pは
引取機3により引き取る。
【0014】引き取った板状成形品Pは、次に熱処理機
4で加熱する。次に、熱処理機4で加熱した板状成形品
Pは、いきなり室温雰囲気にさらさないで徐冷フード5
の中で保温しながら徐冷する。
【0015】次に、板状成形品Pをサイドヒーター6に
送る。サイドヒーター6の位置は徐冷フード5の直後が
好ましく、その一部又は全部が徐冷フード5の内部に収
容されていてもよい。サイドヒーター6の内部では、板
状成形品Pはプラスチックロール6bの上を滑って運ば
れる。
【0016】サイドヒーター6に用いるヒーターは、板
状成形品Pの側部が完全な平面ならば通常の面ヒータ
ー、例えばアルミニウムの内部にニクロム線を鋳造した
タイプのヒーターを用いてもよいが、側部が曲面である
ような場合は、輻射熱を用いるヒーター、例えば遠赤外
ヒーターを用いるのが好ましい。
【0017】続いて、板状成形品Pはカッター装置7に
より適当な長さの成形品P’にカットされる。カッター
装置7に移送する場合には、板状成形品Pが不均一に冷
却するのを防止するために、板状成形品Pを非接触の状
態で移送し、ローラ等で保持しないのが好ましい。カッ
トした板状成形品Pは収集され、次の工程に移送する。
【0018】本発明の方法において、プラスチック板の
移送速度、すなわち押出成形用金型2から排出される速
度は、プラスチック板の冷却速度を決定する。一般に、
上記排出速度は1〜100 mm/分である。従って、その速
度で板状成形品Pが通過するサイドヒーター6の長さ
は、非常に短くてすみ、一般に0.1 〜1mであればよ
い。
【0019】本発明の方法により歪みを除去するのに適
するプラスチックとしては、ポリアセタール樹脂、ナイ
ロン、ポリエステル(PET、PBT)、ポリオレフ
ン、ABS樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
サルフォン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテ
ルケトン等の樹脂が挙げられる。
【0020】本発明を以下の具体的実施例によりさらに
詳細に説明する。実施例1 ポリアセタール樹脂(ポリプラスチック株式会社製)を
用いて、図1に示す装置により、幅500 mm、厚さ15mmの
板状成形品を押出成形した。板状成形品の引取速度は20
mm/分で、引取後直ちに140 〜160 ℃の熱処理機4に導
入し、ついで徐冷フード5内で、表面温度が60℃程度に
なるまで徐冷した。
【0021】板状成形品を更にサイドヒーター6内で、
130 ℃に保たれた長さ70cmの電熱ヒーター4aに、図2
に示すように両端面を接触しながら冷却した。
【0022】サイドヒーター6を通過した板状成形品を
カッター装置7によって、500 mmの長さに切り出した。
次に得られた板状体を図3に示すように板状成形品の送
り方向に沿って厚さ5mmの短冊状にスライスし、得られ
た各短冊状の試験体の中央部からの曲がりを測定し、そ
の曲がりを図4(a) 及び4(b) に示すように歪み量とし
た。測定した試験体の番号は、図3に示すように板状体
の側部側から中央に向かってそれぞれ1、2、3、4と
し、押出方向(図中矢印)に向かってR(右側部側)、
L(左側部側)とした。歪み量の数値は板状体の外側に
向かって凸な反りを+(図4(a) )、凹な反りを−(図
4(b) )とした。歪み量の測定結果を表1に示す。
【0023】実施例2 板状成形品の厚さを20mmにした以外は、実施例1と同様
にして押出成形、熱処理及び冷却を行い、実施例1と同
様の板状体を得た。得られた板状体から、実施例1と同
様にして厚さ5mmの短冊状の試験体を作製し、実施例1
と同様にして歪み量を求めた。歪み量の測定結果を表1
に示す。
【0024】実施例3 板状成形品の厚さを50mmにした以外は、実施例1と同様
にして押出成形、熱処理及び冷却を行い、実施例1と同
様の板状体を得た。得られた板状体から、実施例1と同
様にして厚さ5mmの短冊状の試験体を作製し、実施例1
と同様にして歪み量を求めた。歪み量の測定結果を表1
に示す。
【0025】比較例1 板状成形品の厚さを20mmにし、サイドヒーターによる加
熱をしながらの冷却を行わなかった以外は、実施例1と
同様にして押出成形、熱処理及び冷却を行い、実施例1
と同様の板状体を得た。得られた板状体から、実施例1
と同様にして厚さ5mmの短冊状の試験体を作製し、実施
例1と同様にして歪み量を求めた。歪み量の測定結果を
表1に示す。
【0026】比較例2 板状成形品の厚さを25mmにし、サイドヒーターによる加
熱をしながらの冷却を行わなかった以外は、実施例1と
同様にして押出成形、熱処理及び冷却を行い、実施例1
と同様の板状体を得た。得られた板状体から、実施例1
と同様にして厚さ5mmの短冊状の試験体を作製し、実施
例1と同様にして歪み量を求めた。歪み量の測定結果を
表1に示す。
【0027】比較例3 板状成形品の厚さを50mmにし、サイドヒーターによる加
熱をしながらの冷却を行わなかった以外は、実施例1と
同様にして押出成形、熱処理及び冷却を行い、実施例1
と同様の板状体を得た。得られた板状体から、実施例1
と同様にして厚さ5mmの短冊状の試験体を作製し、実施
例1と同様にして歪み量を求めた。歪み量の測定結果を
表1に示す。
【0028】 表1 試験体R1 試験体R2 試験体R3 試験体R4 歪量 歪量 歪量 歪量 例NO. (mm) 評価 (1) (mm) 評価 (1) (mm) 評価 (1) (mm) 評価 実施例1 1.0 ○ -1.5 ○ -1.4 ○ -1.0 ○ 実施例2 1.8 ○ -2.0 ○ 0 ○ 0 ○ 実施例3 4.0 ○ -1.0 ○ -1.5 ○ -1.0 ○ 比較例1 33.0 × 0 ○ 0 ○ 0 ○ 比較例2 17.0 × 1.0 ○ 0 ○ 0 ○ 比較例3 16.0 × 0 ○ 0 ○ 0 ○
【0029】 表1(つづき) 試験体L1 試験体L2 試験体L3 試験体L4 歪量 歪量 歪量 歪量 例NO. (mm) 評価 (1) (mm) 評価 (1) (mm) 評価 (1) (mm) 評価 実施例1 -1.4 ○ -2.5 ○ -1.4 ○ -0.7 ○ 実施例2 0 ○ -1.2 ○ 0 ○ 0 ○ 実施例3 4.5 ○ -1.6 ○ -1.2 ○ -1.2 ○ 比較例1 31.0 × 0.2 ○ 0 ○ 0 ○ 比較例2 14.0 × 0 ○ 0 ○ 0 ○ 比較例3 15.0 × 5.0 ○ 0 ○ 0 ○ 注(1) :○は製品として使用可、×は使用不可を示す。
【0030】表1から明らかなように、本発明の方法に
よれば、得られたプラスチック板の全ての部分で発生す
る歪みが小さく、板状成形品製造後の加工の際に使用不
可能な部分がない。
【0031】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明のプラスチ
ック板の歪み除去方法は、押出成形型又は前記押出成形
型の次に設けられた熱処理機より出てきた前記プラスチ
ック板の両側部を加熱しながら前記プラスチック板を
却するため、プラスチック板の全ての部分での残留歪み
が小さく、得られた成形品を加工する時に歪みのために
使用不可となる部分がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるプラスチック板の成形
・熱処理装置を示す概略図である。
【図2】本発明の方法に使用するサイドヒーターの詳細
を示す概略見取り図である。
【図3】試験体の番号と切り出し位置を示す図である。
【図4】短冊状の試験体の歪み量の定義を示す図であ
り、(a) は+の歪みを示し、(b)は−の歪みを示す。
【符号の説明】
1 押出機 4 熱処理機 4a ヒーター 4b ファン 5 徐冷フード 6 サイドヒーター 6a 電熱ヒーター 6b プラスチックロール P、P’ 板状成形品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 47/00 - 47/96 B29C 71/00 - 71/04

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】押出成形したプラスチック板の歪みを除去
    する方法において、押出成形型又は前記押出成形型の次
    に設けられた熱処理機より出てきた前記プラスチック板
    の両側部を加熱しながら前記プラスチック板を冷却する
    ことを特徴とするプラスチック板の歪み除去方法。
  2. 【請求項2】押出成形したプラスチック板の歪みを除去
    する方法において、前記押出成形したプラスチック板を
    定尺カットした後まとめて熱処理炉に入れてバッチ式に
    熱処理し、かつ前記熱処理は前記プラスチック板の両側
    部を加熱しながら前記プラスチック板を前記熱処理炉内
    で冷却することを特徴とするプラスチック板の歪み除去
    方法。
  3. 【請求項3】請求項1又は2に記載のプラスチック板の
    歪みを除去する方法において、前記プラスチック板の両
    側部を加熱する手段は、電熱ヒーターを両側部に直接接
    触させ加熱することを特徴とするプラスチック板の歪み
    除去方法。
  4. 【請求項4】請求項1又は2に記載のプラスチック板の
    歪みを除去する方法において、前記プラスチック板の両
    側部を加熱する手段は、赤外線又は遠赤外線を両側部か
    ら非接触で照射することを特徴とするプラスチック板の
    歪み除去方法。
  5. 【請求項5】請求項1乃至4のいずれかに記載のプラス
    チック板の歪み除去方法において、前記プラスチック板
    の両側部を加熱する温度は、プラスチック板のガラス転
    移温度以上で、結晶性樹脂においては融点より2℃以下
    であり、非晶性樹脂においては軟化点より2℃以下の範
    囲であることを特徴とするプラスチック板の歪み除去方
    法。
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