JP4445634B2 - Press molding method and apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、たとえばプラスティック製のICカードなどの被加工物を加熱しながら圧縮して成型するプレス成型方法および装置に関する。
【0002】
【従来技術】
従来、プラスティク成型品、たとえばICカード(インテグレーテド・サーキット)を製造するには、コアシートの貫通孔にICとコイルを挿入し、このコアシートとインナシートを表面、裏面の双方からオーバーシートで挟んだ状態でプレス装置にて加熱・圧縮して成型した後、冷却することで、これらのシートを一体成型していた。(たとえば、1989年7月10日、株式会社電気書院発行、玉田丈夫、穐山晴臣、桑原正幸共著の「ICカード
しくみと広がる世界」第41頁図5・4)
この場合、プラスティックとしてはPVC(ポリ塩化ビニル)を用い、ICカードを多数枚重ねてプレス装置で加熱・圧縮して同時成型することで、多量生産していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、PVCは廃棄処分時に燃焼すると塩化水素ガスを発生するなど環境上問題がある。また、ICカード等は厚さが約0.76mm(ISO規格)と薄いのでカードがひずみ変形しやすく、カードリーダ・ライタへの出し入れ不能といったケースが発生することがある。特に、接触型のICカードに比べ非接触型ICカードや磁気カードの場合には、内部に配置する要素が増える結果、シート間の接合面積が減少することから、ICカードがPVCでは剛性不足で変形しやすくなる。
そこで、PVCの代わりに環境に優しく剛性も高いPET(ポリエチレンテレフタレート)を用いることが考えられる。ところが、PETを用いて成型する場合、加熱時にPETはひずみが大きくなりやすく、また、PETは冷却方法によって剛性等も大きく異なってくる。したがって、PET製のICカード等の成型では、加熱、冷却方法が難しく、同時成型できる枚数はPVCに比べて少なくならざるをえず生産効率がよくない。
【0004】
【発明の目的】
本発明の目的は、上記PETのよう加熱圧縮して成型する材料を所望の形状にひずみなく成型する際、時間あたりの生産性を向上できるようにしたプレス成型方法および装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のプレス成型方法では、被加工物の成型をホットプレスのプレスサイクルとコールドプレスのプレスサイクルに分けて行うようにしている。すなわち、まずホットプレス装置にて被加工物を徐々に加熱していき成型温度で加熱加圧した後、結晶化温度まで徐冷していくホットプレス工程を実行し、このホットプレスした被加工物を搬送手段によりコールドプレス装置へ受け渡し、次にこの結晶化温度の被加工物をこれにほぼ等しい温度で受け取った後、冷却しながら加圧する工程を実行する。このプレスサイクルの分離により、プレス装置の温度調整幅が小さくて済み、1台で全プレスサイクルを実行する場合に比べ短時間で生産が可能となる。また、温度調整によるエネルギロスも小さい。この方法は、特にPETでICカード等を成型するときに最適である。
【0006】
上記プレス成型方法にあっては、望ましくは、上記ホットプレスのプレスサイクルと上記コールドプレスのプレスサイクルとを同期させ、新規な被加工物のホットプレスとこれに先行する被加工物のコールドプレスを同時に実行する。この結果、無駄な時間を省き流れ作業による生産性の向上を図れると同時に、これら両プレス装置への被加工物の搬入を1台の搬送手段だけで可能にできる。
【0007】
上記ホットプレスのプレスサイクル工程では、望ましくは、ホットプレス装置の熱盤を結晶化温度から成型温度まで温度を上昇させて、被加工物の温度を上昇させる。この間たとえば0.1〜0.2Kgといった低圧のタッチ圧で熱盤を被加工物に接触させておく。熱盤の温度を成型温度に保っていると、被加工物の温度も成型温度に達し、成型可能な状態となる。この状態を保ちながら、たとえば20トンといった高圧で加圧して所定時間経過したら、熱盤の温度を下げて被加工物を結晶温度付近まで徐冷していく。この間、被加工物の厚みとこれに作用する全圧力を同時コントロールすることで所望の形状に成型可能となる。
【0008】
上記ホットプレスのプレスサイクル工程では、望ましくは、ホットプレス装置の遮蔽板で被加工物を密閉し脱気する。したがって被加工物の中に残留している空気を取り除くことで良好な成型性を確保できる。
【0009】
上記コールドプレスのコールドプレス工程では、望ましくは、コールドプレス装置の冷却盤が、ホットプレス装置から搬入された被加工物を急冷させて結晶化を阻害しないように、受け渡し時に結晶温度まで加熱されており、被加工物の結晶化を促進する。この後、冷却盤の温度を低温まで下げ、低温を保つことで高圧、たとえば25トンの加圧と相まって、結晶化した被加工物にひずみやそりが発生するのを防ぐとともに被加工物に光沢を出させる。したがって、被加工物に高い剛性を持たせ、かつ精度よい成型が可能となる。
【0010】
上記ホットプレスのプレスサイクル工程と上記コールドプレスのプレスサイクル工程では、望ましくは、リフタで被加工物を支持しながら被加工物と熱盤間の隙間、被加工物と冷却盤間の隙間がほぼ等しくなるように、これらの間隔を変えていくよう制御する。したがって、被加工物の局部あるいは一方の面が他の部分より加熱されてひずみが生じる、といった不具合が解消される。ここで、被加工物と熱盤間の隙間、被加工物と冷却盤間の隙間がほぼ等しくなるとは、これらの隙間がまったく同じである必要はなく、また両熱盤が被加工物にまったく同時に接触する必要もないのであって、実質的に被加工物の両面からの加熱で一方面側が他方面より温度が高くなってひずみが生じるような不具合が起こらなければよい程度の隙間の関係を意味する。
【0011】
また、本発明のプレス成型方法および装置では、望ましくは、搬入された新規な被加工物をホットプレス装置の上方定盤の熱盤と下方定盤の熱盤で挟み込み、成型可能な温度まで加熱・圧縮して成型すると同時に、ホットプレス装置での成型が終了した先行の被加工物を下流に配置したコールドプレス装置の上方定盤の冷却盤と下方定盤の冷却盤とで挟み込み、結晶化温度で冷却・圧縮する。
したがって、PETのように加熱、冷却が難しい素材であっても、ホットプレスの工程とコールドプレスの工程を分けてこれらを連続して成型することが可能なので、1台のプレス装置で加熱・圧縮した後さらに冷却圧縮する場合に比べ熱盤や冷却盤への加熱、冷却時間が短くて済み、時間あたりの生産枚数を多くすることが可能になる。したがって、このプレス装置システムは、特にPETでICカード等を成型するのに最適である。
【0012】
上記リフタは、望ましくは、被加工物を支持し、昇降機構によりこの被加工物を上方定盤の熱調整盤(熱盤あるいは冷却盤)、下方定盤の熱調整盤(熱盤あるいは冷却盤)がこれらと被加工物との隙間をほぼ等しく保ちながら被加工物の上下面から近づいていくように構成する。したがって、被加工物は、この上下面の一方側のみが熱盤(あるいは冷却盤)に急に接触したり、あるいは一面側のみが熱盤(あるいは冷却盤)により偏って加熱されたりするおそれがない。この結果、被加工物にひずみが発生するのを抑えることができる。また、リフタが無い場合は、プレス装置内に被加工物が入ったときに高温となった一方の熱盤等に直接ふれることになり、熱でひずみを生じてしまう。この不具合を避けるには、あらかじめ熱盤等の温度をひずみが生じない温度まで下げておき、両熱盤が被加工物に接触してから温度を上げる必要があり、逆に被加工物が搬出されたら次の被加工物が入ってくるまでに冷却しておかねばならない。これでは成型に時間がかかってしまうことになるが、本願のリフタがあれば搬入の当初から被加工物を両熱盤等から離しておけるので、熱盤等の最低温度を高くしておくことが可能となり、成型時間の短縮、エネルギロスの低減が可能となる。
【0013】
また上記リフタの昇降機構は、望ましくは、ロータリアクチュエータに一体のピニオンと、これと噛み合い昇降プレートを取り付けたラックにて構成し、ロータリアクチュエータを回転制御してピニオン、ラックにより昇降プレートを上下動する。したがって、この昇降プレートにて搬送ベルト等との被加工物の受け渡しが可能となるとともに、被加工物と前記両熱盤との間隔制御が可能となる。
【0014】
好ましくは、上記下方定盤を固定定盤とし、上方定盤と荷重が小さいリフタとを下方定盤に向けて下降制御するようにすると、すべてが可動するものより構造をシンプルにでき修理補修が簡単になる。また、場合によっては、リフタが上方定盤により押圧されながら一体的に下降するようにしてもよい。この場合も上記同様、実質的に隙間関係が同じ(被加工物の一面側のみの加熱によりひずみが生じない程度)となるようにすることが可能である。
【0015】
好ましくは、上記熱盤と被加工物とを遮蔽壁内に密封して真空ユニットにて脱気するように構成する。この結果、被加工物の加工穴など隙間に存在していた空気を取り除くことができ、良好な成型性を得ることが可能となる。
【0016】
上記ホットプレス装置とコールドプレス装置は、望ましくは、ベルト等の搬送要素で被加工物を移動させる搬送手段を有しており、この搬送手段により、新規の被加工物をホットプレス装置に搬入すると同時に、このホットプレス装置で先行してホットプレスした被加工物をホットプレス装置からコールドプレス装置へ搬入する。この場合、ホットプレス装置までの搬入距離とコールドプレス装置への搬入距離を同じにするのが望ましい。したがって、これらの搬入によりホットプレス装置によるホットプレスとコールドプレス装置によるコールドプレスとは同期して実行することが可能となり、時間あたりの生産性を向上できる。また、両搬入には搬送装置1台だけで済む。
【0017】
この場合、搬送手段は、望ましくは、被加工物を移動可能な搬送要素間の間隔を狭めた搬送位置と、搬送要素間の間隔を広げた待機位置とに変更可能な移動機構を有する。搬送位置にて搬送要素が被加工物をプレス装置まで運び、上記リフタの上昇にて被加工物を受け渡す。この後、搬送要素が待機位置に拡幅することで、一方の定盤が他方の定盤に近づき熱盤同士または冷却盤同士による被加工物の加圧時、熱盤等と搬送要素とが干渉しないようにしている。
【0018】
また、この場合、望ましくは、搬送要素がベルトであり、上記移動機構がロータリアクチュエータと、このアクチュエータと一体回転する回転リンクと、回転リンクの回動によりベルトのローラを支持する支持部材を被加工物の移動方向及び厚さ方向に略直交する幅方向に移動させるロッドとを有する。プレス装置への被加工物の搬入時には、ベルト間距離が前記被加工物の幅より狭くかつ前記リフタを内側に挟む搬送位置にくるようにしてある。搬入後、ロータリアクチュエータを回転駆動してこれと一体の回転リンクを一方向に回転させる。この結果、回転リンクの両端側に連結され幅方向に伸ばされたロッドが、幅方向に移動してベルトのローラ支持部材をベルトとともにこれら間の間隔が大きくなる待機位置まで移動させる。この結果、熱盤等による加圧時に両ベルトを前記ホットプレス装置の前記遮蔽壁より外側になる位置に移動させ、これらの遮蔽壁との干渉を防ぐ。加圧後は、定盤同士を離間し、ロータリアクチュエータを逆転させ、ロッドを逆方向に移動させることでベルトのローラ支持部材をベルトとともにこれら間の間隔が小さくなる搬送位置まで移動させる。この状態でリフタを下降させれば、プレス装置から被加工物を搬出できる。
【0019】
【実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図1に基づき説明する。まず、プレス装置システムの全体を図1に示す。同図において、被加工物の流れ順に装置類を説明していくと、1は被加工物を最初にセットする挿入セットコンベアであり、この後流に挿入バッファコンベア2を設置する。この挿入バッファコンベアの後にはプレス内コンベア3を設置して、このプレス内コンベアをホットプレス装置4、コールドプレス装置5内をそれぞれ貫通させ、これらのプレス装置で順次成型加工できるようにしている。ホットプレス装置4,コールドプレス装置5には、それぞれパイプ86、87、88、89を介してホットプレス用加熱冷却ユニット6、コールドプレス用加熱冷却ユニット7を接続し、それぞれ高温油、低温油を循環供給可能にする。プレス内コンベア3の下流には搬出クロスコンベア10を設けることで、被加工物をプレス内コンベア3から受け入れた後90度方向変換し、これに続く搬出横送りコンベア11に受け渡す。この搬出横送りコンベア11の下流には被加工物の移動方向を再度90度変える回流クロスコンベア12を設置し、この後、回流コンベア13を介してクロスコンベア14へと受け渡し、ここで90度方向変換させて操作者の方へ向ける。クロスコンベア14は、操作者の手前にあるコンベア15へと続く。なお、挿入バッファコンベア2での被加工物受け入れ位置からホットプレス装置4での成型位置までのピッチL1と、このホットプレス装置の成型位置からコールドプレス装置5の成型位置までのピッチL2とは同一に設定しておく。
【0020】
次に、図2に基づき、ホットプレス装置4の詳細につき説明する。
ホットプレス装置4は、幅方向に離間配置した両支柱16a、16b間の上下をアーチ17、ベース18によりそれぞれ連結して構成したフレーム19を有する。このアーチ17には上方位置からみて方形位置にそれぞれシリンダ20、21、22、23を合計4本固定配置する。これらのシリンダ内にはねじ軸24、25、26、27を貫通させ、ねじ軸の外周面とシリンダ20〜23内に配置した固定シリンダ20a〜23aの内周面とに螺旋のボール溝を形成してボールを介在させて、ボールねじを構成することでねじ軸がシリンダ20〜23に対し回転しながら上下動可能とする。ねじ軸24〜27は、これらの上方部分を軸受で上台28に支持するとともに、その上端部分に歯付きベルト車29、30、31、33を連結する。各ベルト車29〜33は歯付きベルト34にかみ合わせる。上記ベルト車29〜33のうちの1個を上台28に取り付けた電気モータ35にて回転駆動可能とし、このベルト車を回転駆動することによりベルト34を介して全ベルト車、したがってねじ軸24〜27を同じ回転方向・同じ回転量だけ同時駆動するようにしている。なお、電気モータ35にはエンコーダ103を取り付けてある。ねじ軸24〜27の下側部分は、上方定盤としての可動定盤36に軸受で回転可能かつ軸方向一体に取り付ける。
可動定盤36の下方には断熱材37を介して熱盤38を取り付けて、この熱盤にパイプ86を介してホットプレス用加熱冷却システム6から温度調節した高温油を循環供給可能とする。ベース18側には下方定盤としての固定定盤39を配置し、この上方に断熱材40を介して熱盤41を取り付け、この熱盤にパイプ86を介して同じくホットプレス用加熱冷却システム6から温度調節した高温油を循環供給可能とする。これらの熱盤38、41の表面には、セラミックコーティングを施してある。
【0021】
上記固定定盤39には、被加工物を上下動可能にするリフタ42を設ける。このリフタ42は、図3(a)、(b)に拡大して示すように被加工物を支持する2枚の昇降プレート43、44を有し、この中央部分からそれぞれ下方に伸ばしたラック45、46にピニオン47、48をかみ合わせる。これら両ピニオン47、48は、固定定盤39を貫通するシャフト50の両端に取り付け、一方のピニオン46をロータリアクチュエータ49で駆動制御することで昇降プレート43、44の上下動を可能とする。このロータリアクチュエータ49は、コントローラ104にて制御する。昇降プレート同士43、44の離間幅を熱盤38、41より大きく設定するとともに、それぞれの昇降プレート43、44の前後端に上方に突出する突出部43a、43b、44a、44bを形成する。昇降プレート43、44は、これらの突出部間43a〜43b、44a〜44bの溝部43c、44にてICカード等の被加工物を支持可能である。
【0022】
図2に戻って、可動定盤36、固定定盤39側のベース18には、それぞれ遮蔽壁55、56を設けてこれらの下端開口縁、上端開口縁にシール58、59を取り付け、可動定盤36が固定定盤39に所定距離まで近づくと遮蔽壁55、56のシール58、59同士が圧接して遮蔽壁55、56内をこの室外から遮断することにより空気の出入りを不能とする。この遮蔽壁55、56内は、エアホース60に連結してあり、密閉した遮蔽壁内の空気を真空ユニット105にて吸引し脱気することが可能である。なお、遮蔽壁55、56の大きさは、リフタ42の昇降プレート43、44や熱盤38、39を収納でき、かつプレス内コンベア3のベルト位置が後述する拡幅する待機位置にあるとき両ベルト61、62間に収まるように設定してある。
【0023】
また、固定定盤39は、この下面の前後方向2カ所でベース18に設けたピン101、102にて位置決めするとともに、下面の4カ所とベース18との間にロードセル97、98、99、100を配置し、これらのロードセルが受ける荷重を検出する。これらの検出信号はコントローラ104に入力する。
【0024】
コールドプレス装置5の構成は、図4に示すように基本的にはホットプレス装置4とほぼ同じである。ただ、ホットプレス装置4と構成上異なるのは、コールドプレス装置5では真空室が不要なので遮蔽壁およびシールを備えていない点、また熱盤の代わりに冷却盤8、9を用いこれをパイプ87を介してコールドプレス用の加熱冷却ユニット7に接続して低い温度の油を供給する点である。他は、ホットプレス装置と実質的に同一なので、その説明を省略する。なお、図3ではホットプレス装置に実質的に対応する構成要素にはこれと同一の番号の後にAを付けて示してある。
【0025】
本プレス装置システムに使われている搬送装置としてのコンベアは通常のベルトコンベアであるのでその詳細な説明を省略する。ただプレス内コンベアは、本願プレス装置との関係で重要なので、図5〜図7に基づき説明する。図5はコンベアを上方から見た図、図6はこのコンベアに設けた上流側のリンク機構、図7は同じくこのコンベアに設けた下流側のリンク機構をそれぞれ示す。
同図において、61と62は被加工物を上に載せて搬送する搬送要素としてのベルトであり、それぞれコンベアの前後方向両端に設けたプーリ63、64、65、66に巻き掛けしてある。これらプーリのうち下流側のプーリ64、66同士はシャフト67で連結し、サーボ68にて回転・停止制御する。
またプーリの各支持部材69、70、71、72は、それぞれコンベアフレーム73に対し幅方向にスライド可能であり、リンク機構74,75により幅方向へ移動可能である。すなわち、下流側のリンク機構75にあっては、図7に示すように幅方向に位置する一方の支持部材70が、この下端部に回動可能に一端部をジョイント結合したロッド76、このロッドの他端部がジョイント結合する回転リンク77、この回転リンクに一端部がジョイント結合したロッド78を介して他方の支持部材72に連結される。上記回転リンク77は、図5に示すようにコンベアフレーム73にベルト方向に沿って配置、かつ軸支したシャフト79の下流端に連結する。このシャフト79の上流端は、ロータリアクチュエータ80により駆動される。このロータリアクチュエータの上流側にもシャフト79と同軸位置の別のシャフト81を配置して、このシャフト81の下流側端にクランク82を介して上記ロータリアクチュエータ80を連結する。したがって、ロータリアクチュエータ80は、シャフト79とともにシャフト81も回転駆動し、リンク機構74を介して上流側支持部材69、71をスライド可能である。この上流側のリンク機構74の構成も、図6に示すように上記下流側のリンク機構75と同様に一方の支持部材69側のロッド83、回転リンク84、他方の支持部材71側のロッド85にて構成する。
この結果、ロータリアクチュエータ80の回転駆動によりシャフト79、81、回転リンク77、84、各ロッド76、78、83、85を介して各支持部材69〜72を幅方向へ移動させ、両ベルト61、62の間幅を狭くした搬送位置(図6(b)に、また図2、図4に実線にて示す)と、広くした待機位置(図6(a)に、また図2、図4に点線にて示す)と変更できる。このベルト間のすきま幅は、狭くした搬送位置ではリフタ42の昇降プレート43、44がベルト61、62間にあって上下動可能な幅に、また広くした待機位置ではホットプレス装置4の可動定盤36が降下してきたとき遮蔽壁56、57が入ることができる大きさに設定する。なお、上記リンク機構74、75やロータリアクチュエータ80等は、ベルトの移動機構を構成する。
【0026】
上記プレス成型方法および上記プレス装置による被加工物の成型工程につき、以下に説明する。まず、操作者は図外の操作制御盤を操作してシステム稼働の状態にする。図8に示すように、下からクッション紙91a、片鏡面板92a、組み立て前のICカード93a、両鏡面板94a、ICカード93b、…、ICカード93e、片鏡面板92b、クッション紙91bと重ね合わせた被加工物96を、図1に示す挿入セットクロスコンベア1に乗せ、挿入バッファコンベア2へ受け渡す。プレス内コンベア3は、挿入バッファコンベア2の受け渡し位置からベルト61、62でL1だけ移動してホットプレス装置4の固定定盤39上でに停止させる。この間、プレス内コンベア3のベルト61、62は、これらのすきま幅が最小となる搬送位置にある。
【0027】
この後、リフタ42を上昇させ被加工物をベルト61,62から持ち上げる。すなわち、ロータリアクチュエータ49によりピニオン47、48を回転させ、これらとかみ合うラック45、46によりこれらと一体の昇降プレート43、44上昇させるが、このときリフタの昇降プレート43、44の溝部43c、44cにて被加工物のを支え、ベルト61、62よりも所定量高い位置まで上昇してその位置を保持する。リフタへ42による被加工物の受け取り後、プレス内コンベア3のロータリアクチュエータ80を作動させ、回転リンク77、83を回転してロッド76、78、82、84の押し引きにより支持部材69、71と支持部材70、72とを離間させてベルト61、62の間幅を広げて待機位置に移動する。この結果、ベルト61、62の隙間幅は、遮蔽壁56、57が収納可能な大きさとなる。
【0028】
この状態でコントローラ104にて電気モータ35を回転させると、歯付きベルト34により4つのベルト車29〜33が同じ回転方向、同じ回転量だけ回転する。このベルト車の回転により、これらと一体のねじ軸24〜27も回転しボールねじ55により上台28、電気モータ35ともども下方へ移動していく。ねじ軸24〜27の下降にしたがって、これに軸受で連結した可動定盤36も下降していき、遮蔽壁56を遮蔽壁57に押しつけ、これら間のシール58、59を圧着する。この密閉後、遮蔽壁内の空気を真空ユニット105でエアホース60を介して吸引し始め、被加工物96の隙間等に存在する空気を抜き取る。
【0029】
一方、上記可動定盤36の下降に伴ってリフタ42も、ロータリアクチュエータ49によりピニオン47、48、ラック45、46を介して下降していく。このリフタ42の下降は、下降中、被加工物96および可動定盤36側の熱盤38間の隙間と、被加工物96および固定定盤39側の熱盤41間の隙間とがほぼ等しくなるように制御する。この結果、被加工物96の上下面が両熱盤38、41から受ける熱がほぼ同じになる。また、この下降中、熱盤38、41の表面がセラミックコーティングされているので、遠赤外線による輻射熱で被加工物96が熱盤38、41と接触する前から徐々に全体が加熱されていき、局所的に高温となってひずみが生じるといった不具合を回避しながら素早く被加工物を加熱できる。
下降の最終段階では、可動定盤36側の熱盤38と固定定盤39側の熱盤41とが被加工物96の上下面に同時に接触する。熱盤38、41により後述するホットプレスのプレスサイクルにて被加工物96を加熱・圧縮して成型する。このときの圧縮は、エンコーダ103で位置を検出することにより被加工物の厚み制御を行うとともに、ロードセル97〜100によりプレスの全荷重を検出して荷重制御を行う。すなわち、これらプレス全荷重とモータ回転位置の検出値にしたがって、コントローラ104が電気モータ35を目標値になるように制御する。
【0030】
上記ホットプレス工程が終了したら、可動定盤36とリフタ42を上記下降制御とは逆に上昇させる。すなわち、電気モータ35で可動定盤36を上昇させ、ロータリアクチュエータ49を駆動させて被加工物96をリフタ42で持ち上げ所定位置で停止させる。この上昇後、サーボ68を駆動してリンク機構74、75によりベルト61、62の間隔を搬送位置まで狭め、これらのベルトを被加工物96の下方に位置させる。次いでリフタ42を下降させてベルト61、62上へホットプレスした被加工物96を受け渡す。
【0031】
上記受け渡しが終了したら、プレス内コンベア3のベルト61、62を回転駆動する。このベルト搬送により、上記ホットプレスが終了した被加工物96をコールドプレス装置5の固定定盤39A上(コールドプレス位置)まで移動すると同時に、上流側の挿入バッファコンベア2に待機していたホットプレス予定の次の被加工物をホットプレス装置4の固定定盤39上(ホットプレス位置)まで移動させる。これらの両移動が同期した同一ピッチL1、L2にて実行されることは前述のとおりである。この移動後、ホットプレス装置4は上記で説明した作動を再度繰り返し続ける。
一方、コールドプレス装置5も、ベルト61、62の待機位置での拡幅後、ホットプレス装置と同様にリフタ42Aが上記ホットプレス済みの被加工物を持ち上げ、続いて可動定盤36Aとリフタ42Aが稼働定盤36A側の冷却盤8および被加工物間の隙間と、固定定盤39A側の冷却盤9および被加工物間の隙間とがほぼ等しくなるように、その位置と速度の制御をしながら下降する。ただし、コールドプレス装置においては、遮蔽壁による密閉、真空引きは行われない。可動定盤36Aと固定定盤39Aとの冷却盤8、9同士が被加工物に接すると、後述するコールドプレスのプレスサイクルにて冷却・圧縮する。
上記ホットプレス工程とコールドプレス工程とは、タンデム配置したホットプレス装置4とコールドプレス装置5とで、同じサイクルかつ同期して次々と実行される。
これらのプレスが終了したら、両プレス装置4、5の可動定盤36、36Aとリフタ42、42Aが上昇し、ベルト61、62が幅を狭めた搬送位置へ移動した後、リフタ42、42Aが下降してコールドプレス済みの被加工物とこれに続くホットプレス済みの被加工物をベルト61、62へ受け渡す。続いて前者を搬出クロスコンベア10へ、また後者をコールドプレス位置へ、また新しい被加工物を搬入バッファコンベア2からホットプレス位置へと同時に移動させる。
以後、これらの工程が繰り返される。
【0032】
次に、ホットプレスとコールドプレスの各プレスサイクルの内容につき、図9に基づきより詳細に説明する。
同図は、上半部がホットプレスのプレスサイクルを、下半部がコールドプレスのプレスサイクルを示す。図では縦軸に温度、横軸に時間をとっており、上半部に3つの連続するホットプレスの各サイクルA1、A2、A3を、また下半部に3つの連続するコールドプレスの各サイクルB0、B1、B2を記載している。被加工物96は、まずホットプレス装置4で加熱・圧縮した後、プレス内コンベアにてコールドプレス装置5へ移動させ、ここで冷却・圧縮するので、図ではA1でホットプレスした被加工物は次工程のコールドプレスB1へと進み、このコールドプレスの終了後、搬出クロスコンベアへ受け渡されることになる。
A1→B1と被加工物が進行するのと同様に、次の被加工物もA2→B2、…と進んでいくが、A1とB0、A2とB1、A3とB2、…とこれらのホットプレスとコールドプレスとは、ホットプレス装置4とコールドプレス装置5とにより同期したサイクルで実行される。
【0033】
上記ホットプレス装置4内にホットプレスでのプレスサイクルは、A1に示すように、被加工物から離間された位置にある可動定盤36の熱盤38と固定定盤39の熱盤41との温度Taは、プレスサイクル中、最低の温度である約80℃に保っておく。ホットプレス装置4に時点t0に搬入完了された被加工物の温度Tbは、雰囲気温度(図では約30℃)である。時点t0から時点t1の間、可動定盤36を降下させていくと、遮蔽壁56と遮蔽壁57とがシール58、59を圧着する。この状態で密閉室内をエアホース60で真空引きする。この真空圧力を図中Paで示す。ただし、シール58、59同士が接触するまでは、被加工物は加圧しないようにしておく。
一方、熱盤38、41の温度Taも搬入完了のt0の時点になったら約80℃から約140℃に向けて上げていく。上記時点t1の少し後の時点t2から電気モータ35を駆動してプレス圧力Pbが軽くさわる程度のタッチ圧(0.1〜0.2Kg程度)となるようにしてこの圧を保つ。このタッチ圧と上記熱盤温度Taにより被加工物の温度Tbも上昇していき、柔らかくなってくる。
熱盤温度Taをそのまま約140℃に保っておき、被加工物の温度Tbが成型に最適な約140℃になる時点(t3)から電気モータ35をさらに駆動して被加工物に高圧(20トン程度)をかけ、この加熱・加圧を下記の要領で制御する。時間t3から所定時間経過した時間t4になったら、熱盤38、41の温度を約80℃に向けて下げ始める。この熱板温度Taの温度降下制御は、途中の時間t5まではやや緩やかに、その後はこれよりやや急に温度降下させていく。この結果、被加工物の温度Tbもやや遅れて温度低下していく。そして、被加工物が約100℃程度になる時点t6にて被加工物のホットプレス成型完了と見なし、電気モータ35を逆転して可動定盤36を上昇させプレス圧を解除するとともに、遮蔽壁内も大気解放する。可動定盤36の上昇が終了した時点t7でホットプレス完了信号が出力される。
時点t7後の所定時間Δt1では、さらに電気モータ35を回し続け上方熱盤38を上昇させ、被加工物から離す。この後の期間Δt2は、プレス内コンベア3を稼働し被加工物を移動させる。
以上が、ホットプレスのプレスサイクルだが、上記t0〜t7、Δt1、Δt2、Pb等は、あらかじめ実験により最適値を決めておく。
なお、上記加圧制御はロードセル97〜100での検出値をフィードバックして、またICカードの厚みはエンコーダ103からの信号によりコントローラ104にて制御する。
【0034】
次に、コールドサイクルのプレスサイクルにつき、図9の下半部に基づき説明する。
ホットプレス装置4からの受け渡し時にあっては、受け渡される被加工物の温度Tbは約100℃程度である。この温度付近まで低下させないと、被加工物であるICカードの結晶化を進行できず剥がれてしまい、また急激に低下しすぎると十分な結晶化ができず剛性も低下してしまう。そこで、この受け渡し時にあっては、冷却盤8、9の温度Tcを最高の約80℃に上げておく。この結果、被加工物の温度Tbは結晶化温度を所定時間保たれる。次いで、電気モータ35Aを駆動して可動定盤36Aの冷却盤8と冷却盤9とで被加工物に高圧Pc(たとえば25トン)をかけるとともに冷却盤8、9の温度Tcを約80℃から20℃程度まで低下させ、この温度と上記高圧を所定時間続ける。被加工物は、冷却盤8、9の温度降下制御後もしばらくは結晶化温度を保ち、その後、徐々に温度が低下していく。上記t3の時点になったら、電気モータ35Aを逆転させプレス圧を解除する。この後のコールドプレス装置5からの排出時にあっても、被加工物温度Tbは、50℃程度あり、以後はコンベア搬送時に冷却させていく。なお、図中ΔTは、被加工物の移載時間である。以上がコールドプレスのプレスサイクルであり、このプレスサイクルは上記ホットプレスのプレスサイクルと同期させて実行する。
【0035】
上記実施態様においては、ICカードなどの被加工物の成型にあってこの成型加工の工程を二分し、被加工物を成型可能な高温まで加熱加圧した後、結晶化温度まで徐冷するホットプレス装置4と、この結晶化温度の被加工物をホットプレス装置4から受け渡され、冷却加熱して結晶化していくコールドプレス装置5とをタンデム配置して、被加工物をこの順に流し相次いで搬入される被加工物を上記ホットプレス装置4とコールドプレス装置5とで同期させて成型するようにしたので、ホットプレス装置4の熱盤38、41の温度調整範囲を約80℃から約140℃の間で、またコールドプレス装置4の冷却盤8、9の温度調整を約80℃から約20℃の間で調整すればよくこの温度上昇下降に要する時間が短縮できる結果、時間あたりの生産量を増やすことができる。また、1台のプレス装置で上記ホットプレスとコールドプレスの両サイクルを実行する場合、約140℃から20℃まで各被加工物ごとに調整する必要があり、途中で大量の熱を捨てねばならず生産コスト高となるのに対し、本実施態様のものでは、途中で捨てる熱量が少なくて済み、経済的である。また、本実施態様にあっては、リフタ42、42Aにて被加工物を支持し、可動定盤36、36Aとともに下降させるが、これらの下降を被加工物96および可動定盤36、36Aの熱盤38(あるいは冷却盤8)間の隙間と、被加工物96および固定定盤39、39Aの熱盤418あるいは冷却盤9)と間の隙間とがほぼ等しくなるように制御しているので、被加工物が局所的に加熱されてひずむといった不具合を解消できる。さらにホットプレス装置4では、遮蔽壁56、57にて被加工物を密閉して真空引きするようにしたので、被加工物の隙間に存在していた空気を取り除くことができ、良好な成型性を確保できる。
【0036】
なお、上記実施態様にあっては、上方定盤を可動定盤、下方定盤を固定定盤とし、リフタが被加工物を上下動可能な構成としている。この構成が安価で制御も簡単であるが、本発明はこれに限られるものではなく、上方定盤を固定定盤、下方定盤を可動定盤とし、下方定盤が固定の上方定盤近づくにしたがってリフタを上昇させていくように構成することも可能である。あるいは、リフタをプレス内コンベアから被加工物を受け取った後に所定位置に固定し、上方定盤、下方定盤がともに可動定盤としてリフタに向かって同時に近づくように制御することも可能である。また、図3に示すように、昇降プレート43、44の各突出部43、43a、44、44aに上下方向に突出量を調整可能なストップピン51、52、53、54を取り付け、上方定盤の下降時、この下方定盤を上記ストップピン51、52、53、54にあてて一体的になってリフタを押し下げるようにしてもよい。この場合、被加工物および上方熱盤の隙間、被加工物と下方熱盤の隙間は全く同じとはならず、また被加工物と上記両熱盤との接触も上下面で同時とはならないものの、被加工物の一方の面のみ加熱が強すぎてひずみが生じるといった不具合が生じることがない隙間関係(実質的に同じ隙間関係)、下降速度関係にしてあるので、素早くひずみない成型が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施態様のプレス装置システム全体を示す図である。
【図2】本実施態様によるホットプレス装置を示す図である。
【図3】(a)、(b)とも図2のホットプレス装置のリフタを拡大して示す図であり、(a)はリフタの側面図、(b)はリフタの正面図である。
【図4】本実施態様によるコールドプレス装置を示す図である。
【図5】本実施態様による搬入装置としてのコンベアを上方からみた図である。
【図6】図5のコンベアに設けた上流側のリンク機構を示す図である。(a)は待機位置の状態、(b)は搬送位置の状態を示す。
【図7】図5のコンベアに設けた下流側のリンク機構を示す図である。
【図8】上記ホットプレス装置及び上記コールドプレス装置に搬入する際の被加工物を示す図である。
【図9】ホットプレスとコールドプレスとのプレスサイクルを示す図である。
【符号の説明】
3 プレス内コンベア
4 ホットプレス装置
5 コールドプレス装置
6 ホットプレス用加熱冷却システム
7 コールドプレス用加熱冷却システム
8、9 冷却盤(熱調整盤)
19、19A フレーム
35、35A 電気モータ
36、36A 可動定盤(上方定盤)
38、41 熱盤(熱調整盤)
39、39A 固定定盤(下方定盤)
42、42A リフタ
43、43A、44、44A 昇降プレート
45、45A、46、46A ラック
47、47A、48、48A ピニオン
49、49A ロータリアクチュエータ
61、62 ベルト(搬送要素)
74、75 リンク機構(移動機構)
80 ロータリアクチュエータ(移動機構)
93a〜93e ICカード
96 被加工物
97〜100 ロードセル
103 エンコーダ
104 コントローラ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a press molding method and apparatus for compressing and molding a workpiece such as a plastic IC card while heating.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to manufacture a plastic molded product, for example, an IC card (integrated circuit), an IC and a coil are inserted into a through hole of the core sheet, and the core sheet and the inner sheet are oversheeted from both the front surface and the back surface. These sheets were integrally molded by heating and compressing them with a press apparatus while being sandwiched between them and then cooling them. (For example, July 10, 1989, published by Denki Shoin Co., Ltd., Takeo Tamada, Haruomi Hiyama, Masayuki Kuwahara, “IC Card”
The Structure and the Expanding World ”(
In this case, PVC (polyvinyl chloride) is used as the plastic, and a large number of IC cards are stacked, heated and compressed by a press device, and simultaneously formed by mass production.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, PVC has environmental problems such as generation of hydrogen chloride gas when burned at the time of disposal. Further, since the thickness of an IC card or the like is as thin as about 0.76 mm (ISO standard), the card is likely to be distorted and deformed, and there are cases in which it cannot be inserted into and removed from the card reader / writer. In particular, in the case of a non-contact type IC card or a magnetic card compared to a contact type IC card, the number of elements arranged inside increases, resulting in a decrease in the bonding area between sheets. It becomes easy to deform.
Therefore, it is conceivable to use PET (polyethylene terephthalate) that is environmentally friendly and highly rigid instead of PVC. However, when molding using PET, the strain of PET tends to increase during heating, and the rigidity of PET varies greatly depending on the cooling method. Therefore, in the molding of an IC card made of PET or the like, the heating and cooling methods are difficult, and the number of sheets that can be molded simultaneously must be smaller than that of PVC, and the production efficiency is not good.
[0004]
OBJECT OF THE INVENTION
An object of the present invention is to provide a press molding method and apparatus capable of improving productivity per time when a material to be molded by heating and compression such as PET is molded without distortion into a desired shape. .
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the press molding method of the present invention, the workpiece is molded separately into a hot press press cycle and a cold press press cycle. That is, first, a hot press process is performed in which a workpiece is gradually heated by a hot press apparatus, heated and pressed at a molding temperature, and then gradually cooled to a crystallization temperature. Is transferred to the cold press apparatus by the conveying means, and after receiving the workpiece of this crystallization temperature at a temperature substantially equal to this, a step of pressurizing while cooling is executed. By separating the press cycles, the temperature adjustment range of the press device can be reduced, and production can be performed in a shorter time than when the entire press cycle is executed by a single machine. In addition, energy loss due to temperature adjustment is small. This method is particularly suitable when an IC card or the like is molded from PET.
[0006]
In the press molding method, preferably, the hot press press cycle and the cold press press cycle are synchronized, and a new workpiece hot press and a preceding workpiece cold press are performed. Run at the same time. As a result, it is possible to save wasted time and improve productivity by the flow work, and at the same time, it is possible to carry the workpiece into both the press devices with only one conveying means.
[0007]
In the press cycle process of the hot press, preferably, the temperature of the workpiece is increased by raising the temperature of the hot platen of the hot press apparatus from the crystallization temperature to the molding temperature. During this time, the hot platen is kept in contact with the workpiece with a low touch pressure such as 0.1 to 0.2 kg. If the temperature of the hot platen is kept at the molding temperature, the temperature of the workpiece also reaches the molding temperature, and the molding becomes possible. While maintaining this state, when a predetermined time elapses after pressurizing at a high pressure of 20 tons, for example, the temperature of the hot platen is lowered to gradually cool the workpiece to near the crystal temperature. During this time, it is possible to mold the workpiece into a desired shape by simultaneously controlling the thickness of the workpiece and the total pressure acting on the workpiece.
[0008]
In the hot press press cycle process, the workpiece is desirably sealed and degassed by a shielding plate of a hot press apparatus. Therefore, good moldability can be ensured by removing the air remaining in the workpiece.
[0009]
In the cold press process of the cold press, desirably, the cooling plate of the cold press apparatus is heated to the crystal temperature at the time of delivery so as not to disturb the crystallization by rapidly cooling the workpiece carried from the hot press apparatus. And promote crystallization of the workpiece. After this, the temperature of the cooling plate is lowered to a low temperature and kept at a low temperature, combined with a high pressure, for example, 25 tons of pressure, to prevent the crystallized workpiece from being distorted or warped, and the workpiece to be glossy. To give out. Accordingly, it is possible to give a high rigidity to the workpiece and to perform accurate molding.
[0010]
In the press cycle process of the hot press and the press cycle process of the cold press, preferably, the gap between the work and the hot platen, and the gap between the work and the cooling plate are approximately while supporting the work with the lifter. These intervals are controlled so as to be equal. Therefore, the problem that the local part or one surface of the workpiece is heated from the other part to cause distortion is eliminated. Here, the gap between the workpiece and the hot platen, and the gap between the workpiece and the cooling plate are almost equal. These gaps do not have to be exactly the same, and both the hot plates are completely on the workpiece. There is no need to make contact at the same time, and the relationship between the gaps is sufficient so long as heating from both sides of the workpiece does not cause a problem such that the temperature on one side becomes higher than that on the other side and distortion occurs. means.
[0011]
In the press molding method and apparatus of the present invention, preferably, a new workpiece to be loaded is sandwiched between the hot platen of the upper platen and the hot platen of the lower platen of the hot press device, and heated to a moldable temperature.・ At the same time as compression and molding, the preceding workpiece that has been molded in the hot press device is sandwiched between the cooling plate of the upper platen and the cooling plate of the lower platen, which is arranged downstream, and crystallizes. Cool and compress at temperature.
Therefore, even a material that is difficult to heat and cool, such as PET, can be molded continuously by dividing the hot press process and the cold press process. Then, compared with the case of further cooling and compression, the heating and cooling time for the heating plate and the cooling plate can be shortened, and the number of sheets produced per hour can be increased. Therefore, this press apparatus system is optimal for molding an IC card or the like using PET.
[0012]
Preferably, the lifter supports a workpiece, and the workpiece is moved by an elevating mechanism to the upper surface plate thermal adjustment panel (hot plate or cooling plate) and lower surface plate heat adjustment plate (hot plate or cooling plate). ) Are configured to approach from the upper and lower surfaces of the workpiece while keeping the gap between them and the workpiece substantially equal. Therefore, there is a possibility that only one side of the upper and lower surfaces of the workpiece suddenly comes into contact with the heating plate (or cooling plate), or only one surface side is heated unevenly by the heating plate (or cooling plate). Absent. As a result, it is possible to prevent the workpiece from being distorted. In addition, when there is no lifter, when the work piece enters the press device, it directly touches one hot platen or the like that becomes high temperature, and heat causes distortion. In order to avoid this problem, it is necessary to lower the temperature of the hot platen in advance to a temperature that does not cause distortion, and then raise the temperature after both hot plates touch the work piece. Once it is done, it must be cooled before the next workpiece enters. This will take time to mold, but with the lifter of this application, the work piece can be separated from both hot plates from the beginning of loading, so keep the minimum temperature of the hot plate etc. high. Thus, the molding time can be shortened and energy loss can be reduced.
[0013]
Further, the lifter lifting mechanism is preferably composed of a pinion integrated with the rotary actuator and a rack fitted with the pinion and attached to the lifting plate, and the rotary actuator is rotationally controlled to move the lifting plate up and down by the pinion and rack. . Therefore, it is possible to transfer the workpiece to and from the conveyor belt or the like with this elevating plate, and to control the distance between the workpiece and the two heating plates.
[0014]
Preferably, if the lower surface plate is a fixed surface plate and the upper surface plate and the lifter with a small load are controlled to move downward toward the lower surface plate, the structure can be simplified and repair repairs can be made than anything that is movable. It will be easy. In some cases, the lifter may be integrally lowered while being pressed by the upper surface plate. In this case as well, as described above, it is possible to make the gap relationship substantially the same (a degree in which distortion is not caused by heating only on one surface side of the workpiece).
[0015]
Preferably, the heating plate and the workpiece are sealed in a shielding wall and deaerated by a vacuum unit. As a result, it is possible to remove air that has been present in the gaps such as the machining holes of the workpiece, and it is possible to obtain good moldability.
[0016]
Preferably, the hot press apparatus and the cold press apparatus have a conveying means for moving a workpiece by a conveying element such as a belt, and when the new workpiece is carried into the hot press apparatus by the conveying means. At the same time, the workpiece that has been hot-pressed in advance by this hot-pressing device is carried from the hot-pressing device to the cold-pressing device. In this case, it is desirable that the carry-in distance to the hot press apparatus and the carry-in distance to the cold press apparatus are the same. Therefore, by carrying in them, the hot press by the hot press apparatus and the cold press by the cold press apparatus can be executed synchronously, and the productivity per hour can be improved. In addition, only one transfer device is required for both loading.
[0017]
In this case, the conveying means preferably has a moving mechanism that can be changed to a conveying position in which the interval between the conveying elements capable of moving the workpiece is narrowed and a standby position in which the interval between the conveying elements is widened. The conveying element carries the workpiece to the press device at the conveying position, and delivers the workpiece by raising the lifter. After that, when the conveying element is widened to the standby position, one of the surface plates approaches the other surface plate, and the heated platen and the conveying element interfere with each other when the workpieces are pressed by the heating plates or the cooling plates. I try not to.
[0018]
In this case, preferably, the conveying element is a belt, and the moving mechanism is a rotary actuator, a rotating link that rotates integrally with the actuator, and a support member that supports the roller of the belt by rotating the rotating link. And a rod that moves in the width direction substantially orthogonal to the moving direction and thickness direction of the object. When the workpiece is carried into the press apparatus, the distance between the belts is narrower than the width of the workpiece, and the carrier is located at a conveying position where the lifter is sandwiched inside. After carrying in, the rotary actuator is rotationally driven to rotate the rotary link integral therewith in one direction. As a result, the rods connected to both ends of the rotary link and extended in the width direction move in the width direction to move the roller support members of the belt together with the belt to a standby position where the distance between them increases. As a result, both belts are moved to a position outside the shielding wall of the hot press device when pressed by a hot platen or the like, thereby preventing interference with these shielding walls. After pressurization, the surface plates are separated from each other, the rotary actuator is rotated in the reverse direction, and the rod is moved in the reverse direction, thereby moving the roller support member of the belt together with the belt to the conveyance position where the distance between them becomes small. If the lifter is lowered in this state, the workpiece can be carried out from the press device.
[0019]
Embodiment
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, the whole press apparatus system is shown in FIG. In the figure, the apparatus will be described in the order of the flow of the workpiece. Reference numeral 1 denotes an insertion set conveyor for first setting the workpiece, and an insertion buffer conveyor 2 is installed in the downstream. An in-press conveyor 3 is installed after the insertion buffer conveyor, and the in-press conveyor passes through the
[0020]
Next, the details of the
The
A hot platen 38 is attached to the lower side of the movable surface plate 36 via a heat insulating material 37, and high temperature oil whose temperature is adjusted from the hot press heating /
[0021]
The fixed
[0022]
Returning to FIG. 2, the
[0023]
The fixed
[0024]
The configuration of the cold press apparatus 5 is basically the same as that of the
[0025]
Since the conveyor as a conveying device used in this press apparatus system is a normal belt conveyor, its detailed description is omitted. However, since the in-press conveyor is important in relation to the press device of the present application, it will be described with reference to FIGS. 5 is a view of the conveyor as viewed from above, FIG. 6 is an upstream link mechanism provided on the conveyor, and FIG. 7 is a downstream link mechanism provided on the conveyor.
In the figure,
The
As a result, by rotating the
[0026]
The molding process of the workpiece by the press molding method and the press apparatus will be described below. First, the operator operates the operation control panel (not shown) to bring the system into operation. As shown in FIG. 8, the
[0027]
Thereafter, the
[0028]
When the
[0029]
On the other hand, as the movable surface plate 36 is lowered, the
At the final stage of lowering, the hot platen 38 on the movable platen 36 side and the
[0030]
When the hot pressing step is completed, the movable surface plate 36 and the
[0031]
When the delivery is completed, the
On the other hand, in the cold press apparatus 5, after the
The hot press process and the cold press process are executed one after another in the same cycle and in synchronism with the
When these presses are completed, the
Thereafter, these steps are repeated.
[0032]
Next, the contents of each press cycle of hot press and cold press will be described in more detail with reference to FIG.
The upper half shows a hot press press cycle, and the lower half shows a cold press press cycle. In the figure, temperature is plotted on the vertical axis and time is plotted on the horizontal axis. Three consecutive hot press cycles A1, A2, A3 are shown in the upper half, and three consecutive cold press cycles are shown in the lower half. B0, B1, and B2 are described. The
Just as A1 → B1 and the workpiece proceed, the next workpiece also proceeds as A2 → B2,..., A1 and B0, A2 and B1, A3 and B2,. The cold press is executed in a cycle synchronized by the
[0033]
The press cycle in the hot press in the
On the other hand, the temperature Ta of the
The hot platen temperature Ta is kept as it is at about 140 ° C., and the
At a predetermined time Δt1 after time t7, the
The above is the press cycle of the hot press, and the optimum values of t0 to t7, Δt1, Δt2, Pb, etc. are previously determined by experiment.
The pressurization control feeds back the detection values of the
[0034]
Next, a cold cycle press cycle will be described with reference to the lower half of FIG.
At the time of delivery from the
[0035]
In the above-described embodiment, in the molding of a workpiece such as an IC card, the molding process is divided in half, and the workpiece is heated and pressurized to a moldable high temperature and then slowly cooled to the crystallization temperature. The
[0036]
In the above embodiment, the upper surface plate is a movable surface plate, the lower surface plate is a fixed surface plate, and the lifter can move the workpiece up and down. Although this configuration is inexpensive and easy to control, the present invention is not limited to this, and the upper surface plate is a fixed surface plate, the lower surface plate is a movable surface plate, and the lower surface plate approaches the fixed upper surface plate. It is also possible to configure so that the lifter is raised according to the above. Alternatively, the lifter can be fixed at a predetermined position after receiving the workpiece from the in-press conveyor, and both the upper surface plate and the lower surface plate can be controlled to move toward the lifter simultaneously as a movable surface plate. Further, as shown in FIG. 3, stop pins 51, 52, 53, and 54 that can adjust the amount of protrusion in the vertical direction are attached to the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating an entire press apparatus system according to an embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a hot press apparatus according to the present embodiment.
3 (a) and 3 (b) are enlarged views of the lifter of the hot press apparatus of FIG. 2, (a) is a side view of the lifter, and (b) is a front view of the lifter.
FIG. 4 is a diagram showing a cold press apparatus according to the present embodiment.
FIG. 5 is a view of a conveyor as a carry-in device according to the present embodiment as viewed from above.
6 is a view showing an upstream link mechanism provided on the conveyor of FIG. 5; FIG. (A) shows the state of the standby position, and (b) shows the state of the transport position.
7 is a view showing a downstream link mechanism provided on the conveyor of FIG. 5. FIG.
FIG. 8 is a diagram showing a workpiece to be carried into the hot press apparatus and the cold press apparatus.
FIG. 9 is a diagram showing a press cycle between a hot press and a cold press.
[Explanation of symbols]
3 Conveyor in press
4 Hot press equipment
5 Cold press equipment
6 Heating / cooling system for hot press
7 Heating and cooling system for cold press
8, 9 Cooling panel (heat control panel)
19, 19A frame
35, 35A Electric motor
36, 36A Movable surface plate (upper surface plate)
38, 41 Heating board (heat adjustment board)
39, 39A Fixed surface plate (lower surface plate)
42, 42A Lifter
43, 43A, 44, 44A Lift plate
45, 45A, 46, 46A rack
47, 47A, 48, 48A Pinion
49, 49A Rotary actuator
61, 62 Belt (conveying element)
74, 75 Link mechanism (moving mechanism)
80 Rotary actuator (movement mechanism)
93a-93e IC card
96 Workpiece
97-100 load cell
103 Encoder
104 controller
Claims (21)
搬送装置により結晶化温度の該加工物をコールドプレス装置へ受け渡す搬送工程と、
コールドプレス装置にて前記被加工物を結晶化温度から冷却しながら加圧していくコールドプレスのプレスサイクル工程と
を有するプレス成型方法。A hot press press cycle process in which a workpiece is gradually heated with a hot press apparatus, heated and pressurized at a molding temperature, and then gradually cooled and pressurized to a crystallization temperature;
A transfer step of transferring the workpiece at the crystallization temperature to the cold press device by a transfer device;
A press molding method including a cold press press cycle step in which the workpiece is pressurized while being cooled from a crystallization temperature by a cold press apparatus.
前記ホットプレス装置による被加工物の加圧は、前記被加工物の温度が成型温度に達するまでは低圧のタッチ圧に維持し、成型温度到達後は前記被加工物のホットプレス成型完了まで高圧を維持する
ことを特徴とする請求項1または2に記載のプレス成型方法。The heating in the hot press apparatus is to raise the temperature of the hot platen of the hot press apparatus from the crystallization temperature to the molding temperature, hold this temperature for a predetermined time, and then gradually cool to the crystallization temperature.
The pressurization of the workpiece by the hot press apparatus is maintained at a low pressure until the temperature of the workpiece reaches the molding temperature, and after the molding temperature is reached, the high pressure is maintained until the hot press molding of the workpiece is completed. The press molding method according to claim 1, wherein the press molding method is maintained.
このホットプレス装置の下流に位置して、それぞれ冷却盤を有する上方定盤と下方定盤とを備え、該両定盤を相対的に近づけることで該ホットプレス装置から送られてきた被加工物を前記両冷却盤により冷却しながら圧縮するコールドプレス装置と、
前記被加工物が徐々に加熱されて成型温度で加熱加圧された後、結晶化温度まで徐冷加圧されるよう、前記ホットプレス装置の熱盤の温度及び定盤の加圧力を制御するコントローラと
を備えたことを特徴とするプレス成型装置。A hot press device comprising an upper surface plate and a lower surface plate each having a hot platen, and compressing a new workpiece to be carried in while being heated by the both hot plates by relatively bringing the two platens relatively close together. When,
Workpieces that are located downstream of the hot press device, each provided with an upper surface plate and a lower surface plate each having a cooling plate, are sent from the hot press device by relatively bringing both surface plates closer together. A cold press device that compresses while cooling with both the cooling plates,
The temperature of the hot platen of the hot press apparatus and the pressure of the surface plate are controlled so that the workpiece is gradually heated and heated and pressurized at the molding temperature and then gradually cooled and pressurized to the crystallization temperature. A press molding apparatus comprising a controller.
該リフタと前記上方定盤と前記下方定盤とのうちの少なくとも2つが、残りの1つに対して前記両熱盤あるいは前記冷却盤から等距離づつ離れた位置に前記被加工物を保持しながら近づいていく
ことを特徴とする請求項7に記載のプレス成型装置。The hot press device and the cold press device each include a lifter for supporting the workpiece,
At least two of the lifter, the upper surface plate, and the lower surface plate hold the work piece at a position that is equidistant from the other heat plate or the cooling plate with respect to the remaining one. The press molding apparatus according to claim 7, wherein the press molding apparatus approaches.
前記リフタは、前記上方定盤により押圧されて該上方定盤とともに下降するようにしたことを特徴とする請求項7に記載のプレス成型装置。The hot press device and the cold press device each include a lifter for supporting the workpiece,
The press molding apparatus according to claim 7, wherein the lifter is pressed by the upper surface plate and is lowered together with the upper surface plate.
前記被加工物の幅よりも該搬送要素の間隔が狭くなりかつ前記リフタが前記搬送要素間の内側に入る搬送位置と、前記ホットプレス装置の前記遮蔽壁より外側になる待機位置との間で、該搬送要素を幅方向へ離間・接近移動させる移動機構と、を有することを特徴とする請求項13に記載のプレス成型装置。The conveying means is configured to move the workpiece while moving the workpiece while being spaced apart from each other in the width direction substantially orthogonal to the moving direction and the thickness direction of the workpiece;
Between the conveyance position where the interval between the conveyance elements becomes narrower than the width of the workpiece and the lifter enters inside the conveyance elements, and the standby position outside the shielding wall of the hot press device The press molding apparatus according to claim 13, further comprising a moving mechanism that moves the conveying element apart and approaches in the width direction.
前記移動機構が、ロータリアクチュエータと、該ロータリアクチュエータと一体回転する回転リンクと、前記離間方向に伸びて前記回転リンクの端部側と前記両ベルトのローラ支持部材との間を連結して該ローラ支持部材の幅方向間隔を変更するロッドとを有する
ことを特徴とする請求項14に記載のプレス成型装置。The conveying element is a belt;
The moving mechanism includes a rotary actuator, a rotary link that rotates integrally with the rotary actuator, and an end portion of the rotary link that extends in the separation direction and a roller support member of both belts. The press molding apparatus according to claim 14, further comprising a rod that changes a distance in a width direction of the support member.
該フレームにより支持され加熱あるいは冷却可能な熱調整盤を有する上方定盤と、
前記フレームに支持され加熱あるいは冷却が可能な熱調整盤を有する下方定盤と、
被加工物を前記両熱盤間位置で支持可能なリフタと、
該リフタと前記上方定盤と前記下方定盤とのうちの少なくとも二つを残りの一つに向けてそれぞれ上下方向に変位させ前記両熱調整盤間で前記被加工物を加圧可能なアクチュエータと、
前記リフタと前記上方定盤と前記下方定盤とのうち前記変位するものを、前記リフタが支持する前記被加工物および前記一方の熱調整盤間の隙間と前記被加工物および前記他方の熱調整盤間の隙間とがほぼ同一になるように前記アクチュエータを制御するコントローラと、
とを備え、
該搬送手段が、
互いに離間して前記被加工物を支持しながら移動する一対の搬送要素と、
該搬送要素を、前記被加工物の前記搬送要素の離間方向寸法より狭くかつ前記リフタが前記搬送要素間の内側にある搬送位置と、前記被加工物の前記搬送要素の離間方向寸法より広くなる待機位置との間で、該被加工物の移動方向及び厚さ方向に略直交する幅方向へ離間・近接移動させる移動機構と
を備えたことを特徴とするプレス装置。Frame,
An upper surface plate having a heat adjustment plate supported by the frame and capable of being heated or cooled;
A lower surface plate having a heat adjustment plate supported by the frame and capable of heating or cooling;
A lifter capable of supporting a workpiece at a position between the two heating plates;
An actuator capable of pressurizing the workpiece between the two heat adjustment panels by displacing at least two of the lifter, the upper surface plate, and the lower surface plate in the vertical direction toward the remaining one. When,
Of the lifter, the upper surface plate, and the lower surface plate, the one to be displaced is changed to a gap between the workpiece supported by the lifter and the one heat adjustment plate, and the workpiece and the other heat. A controller that controls the actuator so that the gap between the adjustment panels is substantially the same;
And
The conveying means
A pair of transport elements that move away from each other while supporting the workpiece;
The conveyance element is narrower than the separation direction dimension of the conveyance element of the workpiece and the lifter is located inside the conveyance element between the conveyance elements, and wider than the separation direction dimension of the conveyance element of the workpiece. A pressing apparatus comprising: a moving mechanism that moves to and away from a standby position in a width direction substantially orthogonal to a moving direction and a thickness direction of the workpiece.
前記リフタが前記下方定盤の両脇に位置して前記被加工物を支持する昇降プレートと、該昇降プレートを前記下方定盤に対して上下動させる昇降機構と、を有する
請求項16に記載のプレス装置。The lower surface plate is a fixed surface plate,
The lifter includes a lift plate that is positioned on both sides of the lower surface plate to support the workpiece, and a lift mechanism that moves the lift plate up and down relative to the lower surface plate. Press equipment.
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