JP5345906B2 - 熱可塑性樹脂製単壁構造体の成形方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂製単壁構造体の成形方法 Download PDF

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本発明は、熱可塑性樹脂をシート状にして分割金型により単壁構造体に成形する熱可塑性樹脂製単壁構造体の成形方法に関するものである。
従来より、熱可塑性樹脂から押出成形によって予め成形したシートを所望の大きさに裁断して保管しておき、そのシートを用いて真空成形によってパレット、トレイなどの物品搬送部材である単壁構造体を形成する方法が知られていた（例えば特許第４００９４９１号公報参照）。
特許第４００９４９１号公報
しかし、従来の真空成形によって単壁構造体を形成する場合にあっては予め準備、保管しておいたシートを成形の度に再加熱し、溶融状態とした後に成形を行うため、壁面の肉厚が大きな成形品を得る場合にあってはシートの再加熱に時間を要するだけでなく、予め準備したシートの厚みが大きいため、均一に再加熱することが困難であり、溶融状態とするまでにシートが自重により垂れ下がり成形することができなくなる。このため、真空成形に用いることができる熱可塑性樹脂シートは５ｍｍ程度の肉厚のものが限界であった。
そこで、本発明は、円筒状に押し出した熱可塑性樹脂から溶融状態のシートを形成して直接成形を行うことにより、シートの再加熱を必要とせずに、厚肉の単壁構造体を成形する熱可塑性樹脂製単壁構造体の成形方法を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成する本発明の方法は、熱可塑性樹脂製単壁構造体の成形方法であって、溶融状態の熱可塑性樹脂を押出ヘッドのダイおよびコアの間のスリットから円筒状に押し出すとともに前記コアの先端に配置したガイド部材により扁平状に拡張し、扁平状に拡張された断面楕円状の短軸と交差する方向から溶融状態の熱可塑性樹脂を一対のローラーで挟み込むとともに一対のローラーを回転駆動させることで前記熱可塑性樹脂をシート状に押し潰しながら分割金型間に送り出して垂下させた状態で配置し、分割金型の内部空間を前記熱可塑性樹脂で隔離密閉するように型締めし、成形キャビティを有する側の空間を相対的に低圧とすることで熱可塑性樹脂を成形キャビティに密着させることを特徴とするものである。
そして、本発明においては、分割金型内の隔離密閉された成形キャビティを有する側の空間を相対的に高圧とした後、成形キャビティを有する側の空間を相対的に低圧とすることで熱可塑性樹脂を成形キャビティに密着させることが、または、熱可塑性樹脂を円筒状に押し出した後に、コアの先端に配置したガイド部材を拡開するように可動させることが、さらには、成形キャビティを金型に対して進退自在に構成し、成形キャビティを有する側の空間を相対的に低圧とする前に成形キャビティを進出させて熱可塑性樹脂を密着させることが好適である。
本発明によれば、円筒状に押し出した熱可塑性樹脂から溶融状態のシートを形成して直接成形を行うことにより、シートの再加熱を必要とせずに、厚肉の単壁構造体を成形することができる。
本発明に係る熱可塑性樹脂製単壁構造体の成形方法を実施する成形装置の一例示す断面図である。 同上成形装置において溶融状態の熱可塑性樹脂を円筒状のパリソンとして押し出し、ガイド部に沿って引き伸ばして断面楕円状に扁平拡張する工程を示す断面図である。 図２の工程からパリソンを一対のローラー間を通過させてシート状に押し潰しながら分割金型間にシート状熱可塑性樹脂を垂下させた状態で配置した工程を示す断面図である。 図３の工程から分割金型を型締めして金型内部空間がシート状熱可塑性樹脂により離隔密閉された工程を示す断面図である。 図４の工程から分割金型の一方の金型の内部空間を真空吸引して減圧することでシート状熱可塑性樹脂をプラグ型に沿うように引き伸ばす工程を示す断面図である。 図５の工程から分割金型の他方の金型の成形型を前進させてシート状熱可塑性樹脂に近づける工程を示す断面図である。 図６の工程から一方の金型の内部空間を加圧してシート状熱可塑性樹脂を成形キャビティに密着させるとともに他方の金型の内部空間を真空吸引して成形する工程を示す断面図である。 図７の工程から分割金型を片開きした工程を示す断面図である。 押出ヘッドおよび一対のローラー部分の構成を示す拡大断面図である。 成形された単壁構造体の一例を示す斜視図である。
図に示すように、１、２は分割金型であって、１はその一方の金型、２は他方の金型である。一方の金型１および他方の金型２内にはそれぞれプラグ型３、成形型４が進退自在に内装されており、成形型４には成形しようとする単壁構造体の形状に合わせた成形キャビティ６が形成されており、プラグ型３には成形キャビティ６が形成されており、プラグ型３には成形型４の成形キャビティ６の凹凸と略対称となる凹凸を有するプラグキャビティ５が形成されている。７は押出ヘッドであって、押出ヘッド７のダイ７ａおよびコア７ｂの間のスリット７ｃから溶融状態の熱可塑性樹脂を円筒状のパリソン８として押し出すとともに、前記コア７ｂの先端にはガイド部材９が配置されていて、押出ヘッド７から押し出される円筒状のパリソン８はガイド部材９により扁平状に拡張される。１０、１０は一対のローラーであって押出ヘッド７の下方位置において互いに接触かつ離間自在に設けられている。一方の金型１には真空・圧空チャンバー１１を備えており、１２はその通気孔である。他方の金型２にも同様の真空・圧空チャンバー１３を備えており、１４はその通気孔である。
前記ガイド部材９は、コア７ｂに対する固定手段９ａに一方のガイド部９ｂと他方のガイド部９ｃをそれぞれ軸心９ｄ、９ｅを支点として上げ下げ自在に備えられており、押出ヘッド７のスリット７ｃから溶融状態で円筒状に押し出されるパリソン８をガイド部９ｂ、９ｃによりパリソン８の内側から扁平状に引き伸ばし、一対のローラー１０、１０によってシート状熱可塑性樹脂１５として分割金型１、２間に送り出すことにより、パリソンを延伸した分シート幅を大きくすることができるとともに、一対のローラー１０、１０で押し潰した際にシワ、気泡の巻き込みを生じないようにすることができる。また一方のガイド部９ｂと他方のガイド部９ｃをそれぞれ軸心９ｄ、９ｅを支点として上げ下げ自在としていることにより、円筒状のパリソン８を押し出す際には一方のガイド部９ｂと他方のガイド部９ｃを下げてパリソン８の押し出し時にその末端のガイド部材９への引っ掛かりを避けることができる。
本発明に係る熱可塑性樹脂製単壁構造体の成形方法より単壁構造体を成形するには、図１に示すように分割金型１、２を型開きし、溶融状態の熱可塑性樹脂を押出ヘッド７のダイおよびコアの間のスリットから熱可塑性樹脂を円筒状のパリソン８として押し出すとともに、コアの先端に配置したガイド部材９により扁平状に拡張し（図２）、扁平状に拡張された断面楕円状の短軸と交差する方向から溶融状態の熱可塑性樹脂を一対のローラー１０、１０で挟み込むとともに一対のローラー１０、１０を回転駆動させることで厚みが５ｍｍ以上、好ましくは５〜１５ｍｍのシート状熱可塑性樹脂１５として分割金型１、２間に送り出して垂下させた状態で配置する（図３）。
次いで、分割金型１、２の内部空間を前記シート状熱可塑性樹脂１５で隔離密閉するように型締めし（図４）、次いで一方の金型１のプラグ型を有する側の空間を真空吸引して相対的に低圧とすることでシート状熱可塑性樹脂１５をプラグキャビティ５に沿わせるようにして引き伸ばす（図５）。次いで他方の金型２の成形型４を前進させ（図６）、次いで一方の金型１の内部空間にブローエアを吹き込み加圧するとともに他方の金型の内部空間を真空吸引して他方の金型２の内部空間を一方の金型１の内部空間に対して相対的に低圧とすることでシート状熱可塑性樹脂８を成形キャビティ６に密着させて成形し（図７）、次いで分割金型１、２を型開きして成形された単壁構造体１６を取り出し（図８）、さらに後加工により単壁構造体１６のバリを切除する。図６にあるように成形型４を前進させた後にブローエアを吹き込みシート状熱可塑性樹脂８を成形キャビティ６に密着成形するため、型締め時にキャビティ面がシート状熱可塑性樹脂８に接触してしまうことがなく、これにより接触によるシート状熱可塑性樹脂８の部分的な冷却固化が生じることがなく、冷却固化された部分が成形不良を起こして部分的な薄肉、穴あきなどが生じるおそれがない。また、成形型４を前進させてシート状熱可塑性樹脂８に近接させた状態で密着成形されるためシート状熱可塑性樹脂８が無駄に引き伸ばされることがなく、全体として圧肉の単壁構造体を形成することができる。
前記ガイド部材９は、これを拡開可動構造のものとすれば、熱可塑性樹脂を円筒状のパリソン８として押し出した後に扁平状に拡開させるうえで好ましい。また、分割金型１、２内に配置したプラグ型３、４は進退自在であるから、それによって形成されるキャビティ５、６がシート状熱可塑性樹脂１５に対して成形後は一旦離間させることが可能である。このため、例えば図１０に示すような深い凹部を有する、いわゆる深絞り形状の搬送用トレイ等を成形する場合であっても、型締め前にシート状熱可塑性樹脂１５にキャビティの雄型部分が接触してしまうことが避けられ、特に搬送トレーのような複雑な形状の深絞り成形体であっても適確に成形することができる。
１、２ 分割金型
３ プラグ型
４ 成形型
５、６ プラグキャビティ
６ 成形キャビティ
７ 押出ヘッド
７ａ ダイ
７ｂ コア
７ｃ スリット
８ パリソン
９ ガイド部材
９ａ 固定手段
９ｂ 一方のガイド部
９ｃ 他方のガイド部
９ｄ、９ｅ 軸心
１０、１０ 一対のローラー
１１ 真空・圧空チャンバー
１２ 通気孔
１３ 真空・圧空チャンバー
１４ 通気孔
１５ シート状熱可塑性樹脂
１６ 単壁構造体

Claims (4)

  1. 熱可塑性樹脂製単壁構造体の成形方法であって、
    溶融状態の熱可塑性樹脂を押出ヘッドのダイおよびコアの間のスリットから円筒状に押し出すとともに前記コアの先端に配置したガイド部材により扁平状に拡張し、
    扁平状に拡張された断面楕円状の短軸と交差する方向から溶融状態の熱可塑性樹脂を一対のローラーで挟み込むとともに一対のローラーを回転駆動させることで前記熱可塑性樹脂をシート状に押し潰しながら分割金型間に送り出して垂下させた状態で配置し、
    分割金型の内部空間を前記熱可塑性樹脂で隔離密閉するように型締めし、
    成形キャビティを有する側の空間を相対的に低圧とすることで熱可塑性樹脂を成形キャビティに密着させる
    ことを特徴とする熱可塑性樹脂製単壁構造体の成形方法。
  2. 分割金型内の隔離密閉された成形キャビティを有する側の空間を相対的に高圧とした後、
    成形キャビティを有する側の空間を相対的に低圧とすることで熱可塑性樹脂を成形キャビティに密着させる
    ことを特徴とする請求項１記載の単壁構造体の成形方法。
  3. 熱可塑性樹脂を円筒状に押し出した後に、コアの先端に配置したガイド部材を拡開するように可動させることを特徴とする請求項１記載の単壁構造体の成形方法。
  4. 成形キャビティを金型に対して進退自在に構成し、
    成形キャビティを有する側の空間を相対的に低圧とする前に成形キャビティを進出させて熱可塑性樹脂を密着させる
    ことを特徴とする請求項１記載の単壁構造体の成形方法。
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