JP5930112B2 - 樹脂シートの成形装置および成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、樹脂シートの成形装置および成形方法に関する。例えば、熱可塑樹脂のシー
ト又フイルムを用いた熱成型品の製造方法に関るものであり、熱成形中の賦形体を高速で
加熱及びまたは冷却することに関し、更には結晶性熱可塑性樹脂の熱成形の過程において
、シートの予熱温度より高温の熱処理を行い、耐熱性、透明性等、機械強度等の特性の高
い熱成形品を高速で効率よく製造することに関し、なかんずく結晶性樹脂の延伸シートを
用いてこの熱成形を行うことに関する。

熱成形法は予熱された熱可塑性樹脂シートまたはフイルムを成形型に押圧または真空引
きにて賦形し離型する方法であるが、通常は賦形体は低温の金型で冷却された状態で離型
される。金型材料としてはアルミニウム、亜鉛合金などの軽量で加工性がよく、かつ熱伝
導率の良い材料が使われ自然放熱で連続成形されることも多い。しかしそれでも特に温度
調節を行いたい場合は成形型内部に設けたジャケットに熱媒体を通じて冷却することも行
われる。一方、木材、プラスチックのような安価で加工し易い材料が使用されることがあ
るがこうしたものは、耐久性がなく、また温度調節が難しく熱蓄積などが問題となるため
連続大量生産には向かず、枚葉成形機でのサンプル試作あるいは少量生産などに使用が限
られる。
そして、特殊な成形方法として成形サイクル中に賦形体を任意に加熱したり冷却しよう
とするときは、上記のジャケットに通す熱媒を途中で熱媒を変更したり、あるいは賦形体
を別に温度調整した金型へ移しかえたりすることが行われる。しかしこのような方法では
所望の熱処理を行った成形品を高速で連続的に効率よく製造することはできない。

特別な加熱あるいは冷却を必要とする具体的な熱成形方法として、（１）特公昭５６−
７８５５号はポリエステルシートを１軸延伸配向させて加熱収縮させたシートを用いて熱
成形する方法で、成形時に熱風を用いるなどにより熱固定する方法が開示されているが、
熱処理に非常に長い時間がかかっており実用的ではない。また、（２）特公平５−４５４
１２号では、特定条件で２軸延伸し熱収縮させたシートを用いて熱成形と熱処理を行う方
法が開示されている．ここでは、加熱型へ移し替える方法、熱風、熱水、赤外線になどよ
る加熱法が提案されているが、具体的には記載されておらず、単純にこれらを実行しても
その効果はなく、またあったとしても高速で効率のよい実用的な方法とはならない。（３
）特公昭６０−０３１６５１号も特定のポリエステル延伸シートを熱成形し熱処理する方
法で、加熱された金型で成形することは示されているが、金型あるいは成形品を冷却して
離型することについては触れられていない。しかし、このような材料の熱処理成形には成
形体を少なくとも熱処理温度より低い温度に冷却して離型することが望ましいが、知られ
た方法でこれを行うとすれば、金型自体を電熱ヒーターで予め加熱しておいて成形直後に
金型のジャケットに通水して冷却する方法、あるいは金型マニホールドに高温熱媒、低温
熱媒を交互に通ずる方法などが考えられる。しかしこうした方法では高速で連続成形を行
うことはできない。また（４）特許２５３２７３０号では、非延伸の結晶性ＰＥＴシート
を加熱された雌型で成形しこれを低温の雌型に移して冷却し離型する方法が示されている
が、金型移行に際しては、成形品の変形、位置ずれ、シワの発生が問題となり、またその
ような操作ができる特殊な専用成形装置をつくる必要がある。
また（５）特公平７−１０２６０８号は、高温の雌型で成形し、これに嵌合する低温の
雄型に引き取って冷却し離型する方法を示しているが、これも金型移行の方法と云ってよ
く（４）同様に成形の変形やシワが問題となり、又オフセットやアンダーカットのある成
形品には適用し難い。またこうした例とは別に、（４）（５）のようないわゆるＣＰＥＴ
の成形では最初から高温の金型で成形すると、金型面で成形材料の滑りが悪いため波や凹
凸などの不均一模様が出やすいというような問題もあり、これを避けるために最初低温金
型で成形し高温金型に移行するプロセスも知られているが、これもやはり煩雑である。
また（６） 特許４０５７４８７号の開示する方法は、結晶性樹脂の熱成形に関し、多
孔の加熱板に接触させて予熱されたシートを、多孔板を通過する高圧空気と加熱された成
形金型にて圧空賦形し、次いで別に準備した冷却空気噴射ボックスを運び込んで冷却する
ものであるが、この加熱板温度はシート予熱適温に調整されており、熱処理温度よりも大
幅に低い。又こうした熱板は空気加熱も意図されておらず、従ってこの熱板を通過する空
気温度は低く、予熱シート温度以上の熱処理に寄与できない。熱処理温度はもっぱら金型
の高温度に依存することになるが、離型の為にはより大幅に冷却せねばならず能率的な生
産ができない。
また（７）特許４０４４８７６号の開示は、シート予熱時にサグ（加熱時のシートの垂
れ下がり）が問題となりやすい樹脂材料の熱成形に関するもので、このような材料では通
常、多孔の加熱板に材料シートを短時間吸着させて後、そこから離して賦形がなされる。
この方法の場合は、熱板吸着時の傷あとなどを回避しようとするもので、加温された弱い
空気の圧力でシートを下支えしながら加熱し、次いで熱板を通過させた空気で追加予熱し
ながら圧空成形するもので、賦形後に予熱温度以上の温度で熱処理することも、積極的に
冷却して離型することも必要ではなく、これを行う示唆もされていない。なお、本発明の
装置で成形する延伸シートは予熱に収縮作用を起こすのでシートを固定してこれを行えば
緊張状態となりサグの問題は発生せず、引例の作用機構は必要としない。

特公昭５６−７８５５号公報 特公平５−４５４１２号公報 特公昭６０−０３１６５１号公報 特許２５３２７３０号公報 特公平７−１０２６０８号公報 特許４０５７４８７号公報 特許４０４４８７６号公報

本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものである。その主な目的は、
熱成形の賦形から離型までの過程において、賦形体を高速で加熱しそして必要により高速
で冷却し、特に賦形前の予熱シート温度以上の高温で熱処理を行って離型する熱成形を高
速で効率良く連続的に行うことができ、また良好な状態の成形品を得ることができる樹脂
シートの成形装置および成形方法を提供するものである。

（１）圧空ボックスと、成形型を有する成形型収納ボックスとの間に、熱可塑性樹脂シ
ートを挟持可能に構成され、前記圧空ボックス内に圧縮気体を導入して熱可塑性樹脂シー
トを成形する樹脂シートの成形装置であって、
前記圧空ボックスは、高温の圧縮気体を分散送出する分散送出部と、前記成形型収納ボ
ックスに向けて冷却用気体を噴射する噴射ノズルを有する冷却部とを備えており、
前記分散送出部は、前記圧空ボックスの外殻と前記噴射ノズルとの間に形成される隙間
を介して熱可塑性樹脂シートに圧縮気体を送出するように構成し、
更に、前記分散送出部に供給される圧縮気体を加熱する加熱部を備える樹脂シートの成
形装置を提供するものである。
なお、前記の分散送出部は、前記圧縮気体を前記成形型収納ボックスの成形型全面に向け
て均一に分散送出できる機能を有する機構であり、これらに限定するものではないが次の
ような方式がある。
Ａ）気体流を空間的に分割して送出する方式、Ｂ）気体流を静的に撹拌分散させながら送
出する方式、Ｃ）気体流を動的に撹拌分散させながら送出する方式、そしてＤ）気体流を
衝突分散させながら送出する方式がある。これらの方式のいずれも、単独あるいは組み合
わせで好適に利用できる。
なお、この分散送出部は、加熱機構が付加されていることが好ましく、またその温度が２
５５℃以上の、更には３００℃以上で且つ装置として可能な温度以下の任意の温度に保持
できるよう構成されることが好ましい。
なお、前記加熱部は、前記圧空ボックス内に限らない任意の適切な場所に配備するもので
あり、導入されたゲージ圧０．０２ＭＰａ以上２．０ＭＰａ以下の圧縮気体を２５５℃以
上の、そして好ましくは３００℃以上で、装置として実現可能な温度以下の任意の温度に
加熱できる機能を有するものである。そして又、３０秒以下の任意の間欠で、実質的に瞬
時に所定温度の高温圧縮気体を吐出できる機構を有するものが好ましい。
なお、前記噴射ノズルは、好ましくは拡散角度を有して拡散噴射される機構のものであ
ることが好ましく、更には２０°以上の拡散角度を有するものであることが好ましい。
なお、前記圧空ボックスの外殻は、前記分散送出部及び噴射ノズルを収容する筐体部分
である。
なお、前記の成形型を有する成形型収納ボックスは、真空吸引可能なように
構成することが好ましい。

（２）前記圧空ボックスは、熱可塑性樹脂シートの挟持状態で前記成形型収納ボックス
と前記圧空ボックスとの間に形成される閉鎖空間を外部と連通する排出孔を有する上記（
１）に記載の樹脂シートの成形装置を提供する。
なお、この外部連通孔は成形サイクルの中の任意の必要時点で開閉可能なものとする。

（３）前記加熱部は、圧縮空気の流路となる多数の隙間を有する蓄熱体と、前記蓄熱体
を加熱する加熱ヒーターとを備える前記（１）または（２）に記載の樹脂シートの成形装
置を提供する。
なお、この加熱部は、その上流又は下流に、高温圧縮気を、成形サイクルに合わせて間
欠的に上記分散送出部へ送出する機構を備えている。
なお、この加熱部の加熱ヒーターはこの蓄熱体を、２５５〜１３００℃に、望ましくは
３００〜６５０℃の適宜な温度に、常時加熱維持できる容量を有するものである。
なお、この加熱部の蓄熱体の気体接触面積は圧空ボックスの有効投影面積の３倍以上、
望ましくは１０倍以上の接触表面積を有したものである。
なお、この加熱部は前記圧空ボックスの内外に何れに装着してもよく、又そこから離れ
た場所に配置して配管連結してもよい。

（４）前記加熱部は、前記分散送出部と一体化されている上記（１）から（３）のいず
れかに記載の樹脂シートの成形装置を提供する。
なお、この場合一体とは前記圧空ボックスに両者が固定されて存在したものであること
を云い、加熱部と分散気体送出部との間に空間があってもよく、また全面密着状態にあっ
てもよい。なお、後者はより好ましい。
なお、加熱部の蓄熱体と前記分散送出場合が同一物体にする選択も可能であり、それは
又好ましい。

（５）前記圧空ボックスにおける前記成形型収納ボックスとの対向面の赤外線放射率が
、０．８以上である上記（１）から（４）のいずれかに記載の樹脂シートの成形装置を提
供する。
なお、この赤外線放射率は０．９以上であることが好ましく、０．９５以上であること
が更に好ましい。
なお、この気体分散送出部として反射物体が用いられる場合は、反射物体もここで規定
する対象に含まれる。しかし、反射体が鏡面である場合は、射影される背後面をこのよう
な赤外線放射率にすることも含まれる。

（６）賦形後の熱可塑性樹脂シートに向けて揮発性液体を噴霧する液体噴霧部を備える
上記（１）から（５）のいずれかに記載の樹脂シートの成形装置を提供する。
なお、この噴霧部は圧空ボックスの内部にあってもよく、又その外部にあってもよい。
また、この噴霧部は、前記冷却用気体の噴射ノズルと兼用する機構とし、前記噴霧と前記
噴射を交互に行ってもよく、あるいは又、噴射前の前記気体中に前記液体を混入させなが
ら噴射するようにしてもよい。この機構も好ましく用いられる。

（７）前記成形型は、熱可塑性樹脂シートの成形面を構成する材料の熱浸透率（ｋＪ／
ｍ^２ｓ^１／２Ｋ）が、０．０１〜１５である上記（１）から（６）のいずれかに記載の樹
脂シートの成形装置を提供する。
なお、この成形型の成形面を構成する材料の熱浸透率は１０以下であることが好ましく
、５以下であることが更に好ましい。
なお、この成形型は単体材料で構成されていてもよく、また背後層が異種材料からなる
２層またはそれ以上多層から形成されていてもよい。
そして、この背後層の材料の熱浸透は表面層のそれより高い材料からなる２層又は多層
構造であることがより好ましく、その場合熱浸透率は２倍以上であるこが好ましく、１０
倍以上であることが特に好ましい。なお、この背後層は温度制御されることが好ましい。
また、背後層の熱浸透率は３以上であることが好ましく、６以上であることが更に好まし
く、１０以上であることか更に更に好ましい。またこの成形用表面層の厚みは０．０４ｍ
ｍ以上であることが必要であり、また０．０６ｍｍ以上であることが好ましく、０．１ｍ
ｍ以上であることが更に好ましい。又同厚みは３０ｍｍ以下であることが好ましく、１０
ｍｍ以下であることが更に好ましく、５ｍｍ以下であることが更に更に好ましい。
なお、成形型は、真空賦形又は賦形時の排気が可能な様に微細孔が設けられていること
が好ましい。

（８）前記圧空ボックスは、成形サイクルの中の熱可塑性樹脂シートの表面温度変化を
非接触で連続的に測定する赤外線温度計を備える上記（１）から（７）のいずれかに記載
の樹脂シートの成形装置を提供する。
なお、具体的には、１）圧空ボックス内部に、温度制御可能な殻構造体に収容して耐熱
保護した赤外線温度測定プローブを配置することにより、これを実施することができる。
あるいは又、２）賦形体裏面からの放射赤外線を圧空ボックスの外部に導出して、そこ
赤外線温度測定プローブを配置することにより、これを実施することができる。

（９）上記（１）から（８）のいずれかに記載の樹脂シートの成形装置を用いた樹脂シ
ートの成形方法であって、熱可塑性樹脂シートを賦形する賦形工程と、前記賦形工程より
も高温で熱処理する熱処理工程とを備える樹脂シートの成形方法を提供する。

本発明によれば、熱成形の賦形から離型までの過程において、賦形体を高速で加熱しそ
して必要により高速で冷却し、特に賦形前の予熱シート温度以上の高温で熱処理を行って
離型する熱成形を高速で効率良く連続的に行うことができ、また良好な状態の成形品を得
ることができる樹脂シートの成形装置および成形方法を提供することができる。

本発明の成形装置の主要部を示す断面図である。 図１ａに示す装置の一部である圧空ボックスを下方から見た裏面図である。 分散送出部の例を示す平面図である。 分散送出部の例を示す模式断面図である。 本発明の成形装置の一部を示す断面図である。 本発明の成形装置の一部を示す断面図である。 本発明の成形装置の一部を示す断面図である。 本発明の成形装置の一部を示す断面図である。 本発明の成形装置の一部を示す断面図である。 本発明の成形装置を使用した熱成形プロセスのモデル温度パターンを示す図である。 本発明の成形装置を使用した熱成形プロセスのモデル温度パターンを示す図である。

＜成形装置の構成とその機能＞
本発明の成形装置は、熱成形機である圧空成形機又は真空圧空成形機等、若しくは真空
成形機を構成するものである。圧空成形機又は真空圧空成形機等には、プレス機構を有し
ているので、本発明の部分を装着して熱成形機を構成させることができる。本来プレス機
構を持たない真空成形機等にはプレス機構を付加して構成させることができる。またこれ
らの熱成形機には通常はシート予熱機構を有しおり、これを有したものが好適に利用でき
る。またその方式には赤外線オーブン、熱風オーブンなどの間接加熱方式のものと加熱金
属体に接触させる直接加熱方式のものもがあり、何れも利用できるが前者がより好適であ
る。しかし、本発明では材料シートこのような方法で予め加熱しておく予熱機構を持たな
くてもよく、本発明の構成の中で予熱することもできる。 本発明ではプレス機の天板と
底板の間に成形型収納ボックスと、これに相対する圧空ボックスを配置される。後述の例
では底板上に成形型収納ボックスを配置し、上板下側に圧空ボックスを配置して、それぞ
れが上昇及び下降して成形材料シートを挟んで閉鎖空間をつくり、圧空が開始される機構
となっている。この場合、天板、底板の何れかのみを可動にしてもよい。またこれらのボ
ックス装着を倒置し、天板側に成形型収納ボックスを、底板側に圧空ボックスを配置して
もよい。なお、特異な態様として、プレス機を横転させてもよく、重量の大きい上記ボッ
クス類を、軽快に開閉でき好ましい方式として利用できる。
なお、本発明を構成する熱成形機は、短尺の材料シートを一枚ずつ成形する枚葉成形機で
あってもよく、また長尺の材料シートを順次成形する連続成形機
でもよい。しかし、後者であることが特に好ましく、本発明の特徴を発揮して高速で効率
的な繰り返し成形を可能にする。

前記圧空ボックスは、高温の圧縮気体を分散送出するための分散送出部を配備し、この
圧縮気体を樹脂シート及び成形型全面に向けて、実質的に均一にそして比較的に穏やかに
送出できるようにする。そして、更に噴射ノズルを有する冷却部を配備し、前記成形型収
納ボックスに向けて冷却用気体を噴射できるようにする。そして、更に、前記分散送出部
に供給するための圧縮気体を加熱する加熱部を任意の適切な場所に備え、高温圧縮気体を
上記分散部に送るように構成する。
そして、前記分散送出部からの高温圧縮気体は、前記圧空ボックスの外殻と前記噴射ノズ
ルとの間に形成されている隙間を介して熱可塑性樹脂シートに圧縮気体へ送出されるよう
にする。
この加熱部は上記圧空ボックス内に限らず任意の場所に配置して配管連結してもよいが、
圧空ボックス内に前記分散部と共に配置してもよい。
なお、前記加熱部は、導入されたゲージ圧０．０２ＭＰ以上の圧縮気体を２５５℃以上、
好ましくは３００℃以上で装置として可能限度以下の任意の温度に加熱できるように、耐
熱耐圧のある材料とヒーター等の加熱手段を選んで構成する。そして又、３０秒以下の任
意の間欠で、実質的に瞬時に所定温度の高温圧縮気体を吐出できるように開閉バブル等を
装備する。
なお、この分散送出部は、その温度を２５５℃以上で、更には３００℃以上で装置として
実現可能な任意の温度に保持できるよう構成されることが好ましい。そのため熱逸散を防
ぐ適宜な場所への断熱材の装着は好ましく、この気体分散送出部への加熱機構付設は更に
好ましい。
なお、成形装置には真空吸引機能を備え、前記成形型収納ボックスに収納された真空型の
真空排気孔を通じて樹脂シートの真空吸引が可能なように装備されることが好ましい。

＜上記の分散送出部について＞
本発明の装置で取り扱われる高温圧縮気体の温度は、本発明の適用を期待される多くの
種類の樹脂の融点あるいはそれを超える高温であり、このような高温気体が分散不十分な
状態で賦形前あるいは賦形中の材料に接触すれば成形の不均一を招き、極端な場合には一
部から溶融破損が進み成形不能となる。また賦形後の熱処理昇温が不均一なものとなり不
都合である。こうした不都合を
解決するために、前記の分散送出部を高温圧縮気体導入口の下流に設け、前記圧縮気体を
前記成形型収納ボックスの成形型全面に向けて実質的に均一にそして穏やかに分散送出で
きるようにする。
分散送出部としてこのような機能を有するならばどのような機構のものでも採用できる。
具体的には、これらに限るものではないが、Ａ）気体流を空間的に分割して送出する方式
、Ｂ）気体流を静的に撹拌分散させながら送出する方式、Ｃ）気体流を動的に撹拌分散さ
せながら送出する方式、そしてＤ）気体流を衝突分散させながら送出する方式を採用する
ことができ、それぞれ単独あるいは組み合わせして利用できる。
これらを更に具体的に詳述するならば、
上記Ａ）に属するものとして例えば、高温圧縮気体を
ａ）複数の開口（出口をいう）から分散送出する構造のもの、
ｂ）1つ又は複数開口を有し、開口形状が長寸のスリット形状であるか、又は開口形状の
少なくとも一部に狭細部を有する構造のもの。
ｃ）1つ又は比較的少数の気体送出センターを有し、そのセンターが拡散角をもって気体
を送出する構造のもの、
上記Ｂ）に属するものとして例えば
ｄ）前記の高温圧縮気体の導入口の下流に体透過可能な障害物体を配する。なお、このよ
うな障害物体は、下流を閉鎖するよう配置されていてもよく、また閉鎖することなく、気
体導入口直下の強い気流が直面するところのみに配置されていてもよい。
ｅ）分散送出部に1つ又は比較的少数の大きな送出口を設け、開口穴の中又は穴周辺に気
体を分散させる機構を備える。
上記Ｃ）に属するものとして例えば
ｆ）噴出口前記の高温圧縮気体の導入口の下流に回転翼などの可動撹乱部材を装着する。
ｇ）分散送出部の開口、又はその直下に回転翼などの可動撹乱部材を装着する。
上記Ｄ）に属するものとして例えば
ｈ）圧空ボックス内に設けた1つ又は比較的に小数の小さな開口から噴射させた気体を反
射体で反射させて分散送出する構造のもの、
ｉ）比較的に小数の小さな開口から噴出させた気体流どうしを衝突させ分散させる機構の
もの
上記ａ）の場合、開口の形状は任意であるが複数個設けることが必要であり、４個以上
であることが望ましく、そして１０個以上であることが更に望ましく、そして特に３０個
以上無数であることが望ましい。 開口形状が単純で数が１０未満で少ない場合は、穴径
（開口差し渡しの長寸部）を１０ｍｍ以上の比較的に大きなものにすることが望ましく、
またこの穴の上流空間で既に上記Ａ〜Ｄの方式に基づいた手段である程度の気体流均一化
が図られていることが望ましい。なお、開口は穴または孔の出口であるが、それは上流入
り口の形や数と一致してもよくまた違ってもよい。また入り口出口分は散送出体内部を直
通してよく、分岐や空同を経由するものであってもよい
利用できる具体的な物体としては、例えば、穿孔金属板、薄い焼結金属板、ガラス又は
カーボン若しくは金属の繊維織物、金網等を挙げることができる。この方式の代表として
、図２の（ａ）に穿孔した多孔板の例を示す。なお、
このような開口板で高温気体の下流を閉鎖するのではなく、開口をつけたパイプを前記圧
空ボックス内に挿入し、このパイプに高温気体を送り込んでもよく、形態は任意である。
上記ｂ）の場合、１つの開口の中でスリット部の数を多くするか、又は、長くすれば、
その数に関わりなく十分に分散して送出することは容易である。例えば、分散送出部の全
面を巡るようにスリット状開口にすれば、開口は１個でも、実質的な効果としては十分に
気体流を分割して送出したものと同じである。この方式の代表として図２の（ｂ）に連続
したスリットすなわち一個の開口から平面板である例を示す。
上記ｃ）の場合、気体送出のセンターには、具体的には拡散噴射の可能な気体噴射ノズ
ルを用いるか、あるいは比較的に大きな開口の内部に分散機構を構成させる。前者の噴射
ノズルは例えば、図５に示すように、多数の小穴を少しずつ傾斜角を変化させて配するこ
とにより製作できる。後者の分散機構は、その具体例として、「出口に向かって大きくな
る穴に、それに沿って大きくなるスタティックミキサー内包させる」、「気体をサイクロ
ン（穴壁面を周回するように）放出する」、「穴に螺旋溝をつけるか又は螺旋リブを内包
させる」、「穴奥に多数の傾斜したサブ噴射口を設ける」、「個別の穴に末広スリットを
同芯で多重設ける」などの機構を挙げることができる。
上記ｄ）の場合、このような障害物の具体例としては、例えば下記のような物質と物体
を挙げることができる。
金属、ガラス、セラミックス、グラファイト等の耐熱性の高い物質で形成されるもので
あって、これらの棒状物、 針状物、 粒状物、 無定形、糸状物、線状物、繊維状物等
の各集合体、あるいは多孔体、穿孔体などを挙げることができる。前者の集合体の場合は
、個々の物体が接合したものでもよく、又単に絡み合ったものでもよい、そして糸状物、
線状物、繊維状物ならば織物あるいは編み物にしたものであっても良い。バラバラに散逸
するような物体ならば、金網等の気体通過可能な材料により集合体としてまとめて利用す
ることができる。
上記ｅ）の場合、具体的な例を挙げるならば、例えば、送出口の内部あるいはその近辺
に気体透過可能な障害物を置く方法で、具体的な物体として上記ｄ）に挙げるようなもの
を用いればよい。あるいは又、「開口内に螺旋溝ないしはリブを設ける、ないしは開口内
壁に」、「開口内にスタティックミキサーを装着する」など、上記ｃ）に例示した方法（
分散角を有しない設計）を挙げることができる。
上記ｆ）、及び上記ｇ）の場合、気体流により独自に作動させてもよく、また外部から動
力を与えてもよい。
具体的には、例えば回転翼、回転振り子などを挙げることができる。
上記ｈ）の場合、又、反射体の数も問うものではないが、噴射口の数や形態任意に設計す
ることができ、又、反射体の数あるいは形態も任意に設計できる。
反射体は平面板であってもよく、また凹面や凸面であってもよく、折り曲げ形状でもよく
、また複雑な凹凸があってもよく形状を制限するものではなく、均一な気体送出可能なよ
うに任意に設計できる。この方式の代表例を図３の模式断面図（ｈ）及び図４の断面図に
示す。（ｈ）は、噴射と反射を兼ねた噴射反射板９１の開口からの噴射気体をターゲット
反射体９２で反射させ、反射気体を更に噴射反射板９１で反射させて分散させる方法のも
のである。図４については後述する。
上記ｉ）の場合、この方式の代表例を図３の模式断面図（ｉ）に示す。この例では、上記
圧空ボックス内に対向して配置された複数のスリットパイプ９６に、導管９５を経由して
送られた高温圧縮気体A’を９６のスリットから噴出させ衝突させて分散させる方法のも
のである。

＜上記の加熱部について＞
なお、上記加熱部は、公知の気体コンプレッサー等で生成された圧縮気体を導入して、
後述の所望の温度に加熱し、そして３０秒以下の任意の間欠で、実質的に瞬時に実質的に
所望一定温度の高温圧縮気体を吐出できる機構にする必要がある。その具体的なもの例は
後述する。なお、ここで「一定温度」は吐出開始後の時間経過で昇温プロファイルを示さ
ないことを云う。
加熱生成される高温圧縮気体の圧力は、ゲージ圧０．０２ＭＰａ以上であることが必要
で、これを下回る圧力では十分に賦形ができず、望ましくは０．１ＭＰａ以上で、更には
０．２ＭＰａ以上であることが望ましい。上限は規定するものではないが装置の強度など
から限度がある。なお、この圧力が０．０２ＭＰａを下回る場合は、十分に圧空賦形がで
きず、また迅速に加熱気体を送ることができないため熱処理昇温に時間がかかるなど、良
好な成形品生産、そし能率的な生産に支障を来す。
また、上記高温圧縮気体の温度は、主として熱処理温度への昇温速度に関わり、２５５
〜１３００℃であることが必要であり、３００〜６５０℃であることが望ましい。この温
度が２５５℃以下では成形型に密着した賦形体を高速で昇温して熱処理することがでず、
３００℃以上であることが望ましい。上限の１３００℃を超える場合は装置製作費用が大
きく実用的でなく、６５０℃以下であることが望ましい。
上記の高温圧縮気体は、成形材料に対して１）賦形温度への予熱を必要により行うこと
、２）圧空賦形を必要により行う事、３）賦形に続く過程でより高温の熱処理温度への昇
温すること、４）必要により熱処理中の材料の成形型への押圧を継続して賦形品の変形を
防ぐことなどの働きを途切れることなく継続して行うことができる。なお、本発明では３
）は他の手段に代えられない必須の働きである。

＜上記の冷却部について＞
上記の圧空ボックス内には冷却用気体を成形型面に向けて噴射できる機構を備え、任意
に圧空ボックスの閉鎖空間の一部を、そして最終的には全部を開放して、冷却用気体を噴
射するようにする。この気体噴射には、１）賦形体を離型可能温度に冷却すること、２）
賦形体を成形型へ押圧固定して変形を防止する働きがある。後者は該閉鎖空間の一部を開
放し行う時に特に有効である。
なお、２）の作用は成形型背後からの真空引きでも有効であり、この真空引きの利用は
賦形体固定のためにより好ましい。また、この噴射機構はその作動に際してはボックス内
で、望まれる水平位置あるいは上下位置に移動できるようにしてもよく、それは望ましい
。これは成形品がその形状等に応じて離型特の冷却の強調が必要な部位がでてくることが
多いからである。噴射ノズルの数は限定するものではないが、個々のノズルには拡散噴射
のできる構造であることが好ましくまた、大きい成形型あるいは複数個の成形型を用いる
場合は複数の噴射ノズルを用いることが好ましい。
なお、前記の低温圧縮気体とは加熱を行っていない通常温度か、用いる高温圧縮気体よ
りも低い温度の圧縮気体である。
なお、前記噴射ノズルは、拡散角度を有して拡散噴射される機構を有するものであるこ
とが望ましい。そして、その拡散角度は２０°以上であることが望ましく、また１８０°
以下であることが望ましい。
なお、上記噴射ノズルは、樹脂シートを押し下げるプラグと兼用させるようにつくり、
これ上下可動させることにより、プラグアシスト賦形を行うこともでき、１つの有用な態
様を提供する。

本発明の上記詳述した装置に関わり、「課題解決するための手段」の（２）について詳
述する。上記に詳述した成形装置に置いて、前記圧空ボックスには、熱可塑性樹脂シート
の挟持状態で形成される圧空ボックス内の閉鎖空間と外部を任意に連通する排出孔を前記
圧空ボックスに設ける。そして、この外部連通孔に通ずる配管途中に開閉機構を設け、成
形サイクルの中の任意の必要時点で開閉可能にする。
このような装置にすることにより、圧空賦形過程及びそれに続く熱処理過程のどこかで
圧空ボックス内部に滞留する空気に外部に排出し、背後から新しい高温気体を送ることが
でき、又気体流が生まれ効率の良い熱伝達で賦形体をすばやく昇温させて熱処理を行うこ
とができるので、非常に望ましい。また、引き続いて冷却気体を送り込むことができ、あ
る程度の加圧状態で賦形体を成形型に押圧して変形を防ぎながら冷却もできるので望まし
い。また、このような状態から、加圧ボックスを引き離すようにすれば、急激な圧力変動
がなく、賦形体がズレ動いたりすることもなく、望ましい操作ができる。なお、賦形から
離型までの過程においては、成形型背後からの真空引きの併用は非常に望ましい。なお、
機構により、賦形工程に高温圧縮気体を用いず、真空単独の賦形あるいは常温気体による
圧空賦形も容易になり、好ましい成形方法を提供する。

本発明の上記詳述した装置に関わり、「課題解決するための手段」の（３）について詳
述する。すなわち、前記及び上記に詳述したいずれかの成形装置において、前記の加熱部
を、外部から導入した圧縮気体の流路となる多数の隙間を有する蓄熱体と、この蓄熱体を
加熱する加熱ヒーターから構成する。そして、この加熱部の上流又は下流のどこかに開閉
機構を設け、高温圧縮気を、成形サイクルに合わせて間欠的に上記分散送出部へ送出でき
るようにする。
また、この加熱ヒーターは、この蓄熱体を２５５〜１３００℃に、望ましくは３００〜
６５０℃の適宜な温度に、常時加熱維持できる容量のものを用いる。なお、この温度が２
５５℃に満たない温度では生成される気体温度が低いため、高速の昇温熱処理ができず、
３００℃以上であることが望ましい。上限の１３００℃を超える場合は装置製作費用が大
きく実用的でない。
このような蓄熱体の気体接触表面積は、圧空ボックスの有効投影面積の３倍以上である
こと、望ましくは１０倍であることが必要である。なお、この倍率が３倍に満たない場合
は、高速の連続繰り返し成形に支障がでてくる。
この加熱装置は、前記圧空ボックス内あるいは隣接して設置してもよく、又離れて配置
し配管連結してもよい。なお圧縮気体はコンプレーサーなど公知の方法で生成すればよい
。
なお、上記蓄熱体の加熱には、電気ヒーター加熱、誘電加熱、燃料燃焼、その他公知の
方法は何れも利用できる。
この加熱装置を用いた前記成形装置は、高速で安定な連続成形に好適に利用することが
できる。そしてまた、エネルギー消費を最小限に留める方法を提供する。
なお、上記の様な高温気体は、空気などを電熱ヒーター等の発熱体ないしは火炎に直接
接触させる、あるいは可燃材料を燃焼させる方法によっても容易に得られ、そのような装
置や器具も数多くの種類が市販されている。しかし、これらは何れも利用するには問題が
ある。例えば電熱ブロウワーなどの類は多いが、これらの装置で圧空成形サイクルに合わ
せて間欠的に加熱気体を生成させようとすると、次のような問題が発生する。１）常時通
電加熱したヒーターに対して、間欠的に圧縮空気の導入するようにすると、空気流のない
間欠期にヒーターが過熱し破損してしまいやすく、また２）間欠的に通電することにすれ
ば、通電毎に昇温に時間がかかり能率的な熱処理成形ができず、また３）常時通電通風行
って常時高温気体を生成させ、必要時にそれを利用し、不要時は外部へ逃がすようにすれ
ばこれらの問題は解決するが、エネルギーの大きなロスとなる。一方火炎への直接接触に
よる方法、高温燃焼ガスを生成利用する方法も考えられるが、装置は煩雑となり、そして
安全性確保に大きな費用がかかり望ましくない。
なお、一般的な熱交換機では高温がえられず、また媒体の空気接触面積が小さく瞬間的
な加熱高温化、とその繰り返しの安定な高温を実現することは難しい。本発明の場合は成
形サイクル毎に瞬間的には大量の高温気体を必要とし、成形型面積に合わせて必要な熱媒
体の空気接触面積の十分な装置にする必要がある。

本発明の上記詳述した装置に関わり、「課題解決するための手段」の（４）について詳述
する。すなわち、前記及び上記に詳述したいずれかの成形装置において、前記加熱部を前
記分散送出部と一体にする。すなわち、この場合一体とは圧空ボックスに両者が固定され
て存在させることであり、加熱部と分散気体送出部との間に空間があってもよく、また両
者が全面密着状態にあってもよい。しかし後者はより好ましい。このようにすることによ
り、装置全体として無駄がなく、操作性が良く、能率的で、エネルギー損失の少ない成形
品生産が可能となる。
なお、加熱部の蓄熱体と前記分散送出場合が同一材料する選択も可能である、それは、
蓄熱体を全体として多孔の一定形状に固定させることができる場合で、例えば金属等の焼
結体、あるいは金網カゴに固定した金属粒などにより実現できる。

本発明の上記詳述した装置に関わり、「課題解決するための手段」の（５）について詳
述する。すなわち前記及び上記に詳述したいずれかの成形装置において、前記圧空ボック
スにおける前記収納ボックスとの対向面の赤外線放射率が０．８以上となるようにする。
なお、望ましくは、この赤外線放射率は０．９以上に、更に望ましくは、０．９５以上に
する。具体的には、市販の赤外線放射のための黒体塗料などの塗布により容易に実施でき
る。
なお、この「対向面」は、多くの実施形態では前記分散送出部で形成されるが、実施形
態によっては単に圧空ボックスの奥底面である場合もある。また分散送出部に反射物体等
が用いられる場合、これらも、ここで規定する対向面に含まれる。しかし、反射体が鏡面
である場合は、射影される背後面をこのような赤外線放射率にすることも効果がある。具
体的には、市販の赤外線放射のための黒体塗料などの塗布により容易に実施できる
なお、上記の対向面は本発明で実効をあげるためには、２５５℃以上好ましくは３００
℃以上の高温であることが必要である。この高温の保持には、この対向面にこれを加熱す
る機構が付設し、あるいは必要ある部分には断熱材保温すればよい。
なお、ここで放射される赤外線は、１）成形材料の賦形温度への予熱あるいは予熱を補
助し、２）賦形に続く過程で熱処理温度への昇温を促進する働きをする。この表面温度が
２５５℃を下回る場合、及び赤外線放射率が０．８を下回る場合は、この１）、及び２）
の目立った効果が発揮されない。
なお、この装置を用いた場合は、オーブン等の予熱機構を持たない熱成形装でもよく、
また十分にあるいは全く材料予熱行っていない材料でも本発明の圧空ボックス位置で、僅
かな予熱時間あるいは予熱と殆ど同時に賦形を行う方法を採用することができる。結晶性
樹脂あるいは結晶性樹脂の延伸材料を成形する場合に、オーブンなどで予熱を十部に予熱
しいるとその間に結晶化や熱固定が進行してしまい賦形に支障をきたしてしまうことが多
いので、この装置は好適に利用できる。

本発明の上記詳述した装置に関わり、「課題解決するための手段」の（６）について詳
述する。すなわち前記及び上記に詳述したいずれかの成形装置において、賦形後の熱可塑
性樹脂シートに向けて揮発性液体を噴霧する液体噴霧部を付設する。
なお、この噴霧部は圧空ボックスの内部にあってもよく、又その外部にあってもよい。
また、この噴霧部は前記冷却用気体の噴射ノズルと兼用する機構にしてもよく、この方法
も好ましく用いられる。そしてこの場合は、液体噴霧と気体噴射を交互しておこなっても
よく、また気体に揮発液体を混入させて噴射ノズルに送るようにしてもよい。
このような装置により却用気体の放射と同時に、又は相前後させて揮発性液体を噴霧す
ることにより、液体自体およびその蒸発潜熱により急速に賦形体を冷却が進み、短時間に
離型が可能となり、成形サイクルが大幅に短縮される。
噴霧される揮発性液体はその蒸発潜熱により、賦形体及び冷却用気体の温度を効果的に
下げる働きをする。そのような液体には、水、アルコールなどを挙げることができるが、
特に前者が好ましく利用できる。

本発明の上記詳述した装置に関わり、「課題解決するための手段」の（７）について詳述
する。すなわち前記及び上記に詳述したいずれかの成形装置において、使用する前記成形
型を、使用する前述の成形型は、熱可塑性樹脂シートの成形面を構成する材料の熱浸透率
ｂ値（ｋＪ／ｍ^２ｓ^１／２Ｋ）が、０．０１〜１５であるものにする。そしてこのことに
より、迅速かつ好適に熱処理を伴う成形を行うことができる。
なお、この成形用表面層材料の熱浸透率ｂ値は１０以下であることが好ましく、５以下
であることが更に好ましい。
この成形型は上記の表面層が上記の材料であれば、単体材料で構成されていてもよく、
また背後層が異種材料からなる２層またはそれ以上多層から形成されていてもよい。なお
、この背後層の材料の熱浸透は表面層のそれより高い材料からなることが好ましく、これ
が２倍以上であることが好ましく、１０倍以上であることが特に好ましい。また、この背
後層は温度制御されることが好ましい。
しかし、この成形型は表面層とより熱浸透の高い材料からなる背後層からなるものであ
ることが好ましく、又この背後層は温度制御されていることが好ましい。
また、背後層の熱浸透率は３以上であることが好ましく、６以上であることが更に好ま
しく、１０以上であることか更に更に好ましい。またこの成形用表面層の厚みは０．０４
ｍｍ以上であることが必要で、また０．０６ｍｍ以上であることが好ましく、０．１ｍｍ
以上であることが更に好ましい。又同厚みは３０ｍｍ以下であることが好ましく、１０ｍ
ｍ以下であることが更に好ましく、５ｍｍ以下であることが更に更に好ましい。
上記の熱浸透率ｂ値については後に詳述するが、この値の大きな表面材料を用いた場合
は、賦形体から容易に熱を背後に分散させてしまうので、熱容量の比較的に熱容量の小さ
い加熱空気や冷却空気では容易に賦形体を加熱冷却できなくなり、この値が１０を超える
材料である場合は、能率的に熱処理を行う成形を行うことができない。この値は小さいほ
うが好ましいが、０．０１より小さいものは強度など使用に耐える材料がない。
上記の成形型において２層以上の構造とし、表面層の背面層を一定温度に制御して、賦
形体を介して加熱気体および冷却気体により昇温降温変化する表面層の成形面温度を所望
の基準温度へ迅速に回帰させることができる。
この場合、表面層の厚みが３０ｍｍを超える場合は背後層の制御が、上記表面温度と呼
応して定常状態に至る時間がかかりすぎ、実施的に効果がない。また、この厚みが０．０
３ｍｍを下回る場合は背後層の温度の影響を大きく受けて、迅速な賦形体の昇温降温を促
進する効果がなくなる。例えば、公知の成形方法において、潤滑離型のために金型に仮に
弗素樹脂等のコートが成されることがあったしても、そのコート厚みは３０μｍ以下の薄
いものであり、それを厚くする必要もなく又困難もあって、本発明の効果を発揮させるよ
うなものは従来製作されていない。
なお、上記したように単体一材料のものでも良いが、この場合、成形型への直接の温
度制御はあってもよく、またなくてよく、いずれであっても所望表面温度の定常化に多少
の時間をかければ、所望の成形は可能である。しかし、この場合、熱浸透率ｂ値（ｋＪ／
ｍ^２ｓ^１／２Ｋ）が０．０１〜３の単一材料で構成してされたものでは加熱温調機構がな
いものが好ましく、またそれが３以上の単一材料で構成されたものは加熱温調機構を備え
たものがより好ましく使用できる。
なお、上記の成形型は、真空賦形又は賦形時の排気が可能にする微細孔を有し、真空引
き可能なように先記成形型収納ボックスに収納されることが望ましい。

本発明の上記詳述した装置に関わり、「課題解決するための手段」の（８）について詳
述する。すなわち前記及び上記に詳述したいずれかの成形装置において、前記圧空ボック
スは、成形サイクルの中の熱可塑性樹脂シートの表面温度変化を非接触で連続的に測定す
る赤外線温度計を備える。
なお、具体的には、１）圧空ボックス内部に、温度制御可能な殻構造体に収容して耐熱
保護した赤外線温度測定プローブを配置することにより、これを実施する。
あるいは又、２）賦形体裏面からの放射赤外線を圧空ボックスの外部に導出して、そこ
赤外線温度測定プローブを配置することにより、これを実施する。
市販の赤外線温度計では、本発明の装置の圧空ボックスの中に装着して使用に耐える耐
熱性のものはなく、また使用に耐える耐圧性のものも希少である。そのために、上述のよ
うな工夫が必要となる。
このような温度測定により、熱可塑性樹脂シートの予熱、賦形、昇温熱処理温度及び冷
却過程の温度変化を連続して途切れなく測定することができ画期的であり、制御及び工程
管理のために非常に好ましい。
なお、従来の熱成形方法においては、予熱温度はオーブンで測定され、賦形体温度は熱
容量の大きな金型温度で代用されるか、または開放空間から賦形体の冷却過程が測定され
るのみで十分であり、またそれぞれの測定に連続性はなかった。また、従来の通常の圧空
成形ではシート温度あるいは賦形体温度を閉鎖された圧空ボックス中で測定する必要もな
く、また行われていなかった。
なお、本発明の装置において上記の温度測定方法の代わりに、成形型の成形面上に、極
めて繊細な測定プローブ、例えば線径０．１ｍｍ程度の熱電対先端を突出させておいてこ
れを測定することができる。しかし、この方法では賦形前の樹脂シート温度はできないう
え、測定プローブの耐久性が小さいという欠点がある。
なお、上記の１）、２）の方法を更に具体的に詳述することとする。先ず１）の方法と
して赤外線の測定プローブを水冷ホルダー内に収容して、圧空ボックス外から水などの冷
却体を循環させて冷却することで高温下での使用が可能となり利用できる。また、水冷ホ
ルダーではなく、ヒートパイプ装備したホルダーにして外部で冷却するようにしてもよい
。なお赤外線の測定プローブは赤外線の電圧変換素子を利用するものであることが好まし
い。２）の方法は、放射赤外線を反射物体、又は屈折物体を経由して圧空ボックスの外部
に導いて測定する方法であり。より具体的には、鏡面反射板、プリズム、光学ガラスファ
イバーなどを利用することができる。なお光学ファイバーを利用する方法も考えられ、廉
価に器具が開発された時にば利用可能である。

本発明の装置を用いた成形方法に関わり、「課題解決するための手段」の（９）につい
て詳述する。すなわち、すなわち前記及び上記に詳述したいずれかの成形装置を用いて、
熱可塑性樹脂シートを賦形する賦形工程と、前記賦形工程よりも高温で熱処理する熱処理
工程を備える樹脂シートの成形を実施することができる。本発明の方法では、この成形を
高速で効率よく行うことができ、特に長尺樹脂シートを用いた高速連続成形に好適である
。
熱成形は通常、樹脂シートの予熱、賦形、冷却、離型の過程を経てなされる。
そして、比較的低温の金型を用いてなされ、賦形と冷却が殆ど同時になされ冷却のための
他の手段を必要としないのが普通である。
これに対して本発明では賦形から冷却までの間に、樹脂シートの賦形時以上の高温の熱
処理を行うことが特徴の成形であり、通常は、樹脂シートの予熱、賦形、高温熱処理、冷
却、離型の過程を経てなされる。
本発明では、樹脂シートの予熱は、通常の方法のように賦形とは離れた場所の加熱オー
ブン等行うこともできる。このような予熱方法では、樹脂シートあるいはオーブンの移動
中にシート温度が下がり、本発明の対象樹脂シートでは往々にして不都合を来す。しかし
、本発明の装置では、加熱オーブン等での予熱を故意に不十分にしておき、賦形位置で加
熱気体又は放射赤外線により、実質的に予熱の補充を行って即時に圧空賦形することがで
き好ましい１つの方法を提供する。また、このような加熱オーブン等での予熱を行わずに
、賦形位置で同様にして予熱して即時に圧空賦形することができ好ましい方法を提供する
。なおまた、本発明では圧空速度を調整することにより、予熱と賦形を同時進行で行うこ
とができ好ましい方法を提供する。
本発明では、熱処理昇温に用いる前記の高温圧縮気体により圧空賦形を行えばよいが、
別法としてこれを用いずに真空賦形あるいは常温圧縮気体による圧空賦形を行い、次いで
前記の高温圧縮気体による熱処理昇温を行ってもよい。
本発明では、上記熱処理温度への昇温は、主として加熱気体を賦形体裏面（成形型に接
触していない面）に接触させて行う。このとき、赤外線加熱を賦形体裏面に照射すること
もでき、高温気体加熱と併用すれば特に効果的で好ましい。また、熱処理後の冷却は、主
として冷却用気体を賦形体裏面へ吹き付けより行う。
ある種の結晶性樹脂、あるいは結晶性樹脂の延伸材料などは加熱に非常に敏感で、通常
オーブン予熱などでは予熱中に僅かな時間に結晶化あるいは熱固定が進んでしまい賦形に
支障を来してしまう。本発明の装置及び方法では、このような材料に対して定位置で瞬間
的に予熱または補助予熱しながら賦形できることは意義が大きく、そしてまた高温の熱処
理を伴う成形を高速で連続繰り返し成形でき、商業的に有用である。
なお、本発明の装置を用いる成形方法の更に詳細な説明は図を用いて後述する。また本
発明の方法に適する成形材料についても後述する。

本発明の具体的な例の一つを図１に示す。図１ａは、本発明の装置の主要部として、連
続真空圧空成形機のシートのオーブン予熱工程の下流に配置されたプレス機の天板と底板
に装着された装置の断面と、その外部に配置した装置の一部を示している。具体的には、
プレス機の天板１の下に、諸装備された圧空ボックス外殻４を組みこんだものとなってお
り、底板２の上には成形型及び装備を収容した成形型収納ボックス３を組み付けたものと
なっている。図１ｂは、図１ａの圧空ボックスを下から見上げた底面図である。
外部に配置された加熱部５０は、更に外部から導入した圧縮気体Aをここで所定の温度
に加熱し、成形サイクルに合わせて間欠的に圧空ボックス送られるようになっている。
この圧空ボックス外殻（以下単に「圧空ボックス」とも呼ぶ）４には、穿孔アルミニウ
ム多孔板で構成された分散送出部４０が装着されており、外部から送られてきた高温圧縮
気体A’を分散して樹脂シート１００に向けて均一に且つ比較的に穏やかに送るようにな
っている。圧空ボックス４の内部には、更に冷却噴射ノズル４１が配置され、 制御バル
ブ４３を経て外部から圧縮空気などの冷却用気体Ｃを導入し、成形材料の賦形体への熱処
理終了のタイミングをみて賦形体裏面に向けて噴射冷却するようになっている。なお、図
では個々の成形型の位置に対応して、それぞれ一個の噴射ノズルを配置した。又個々の噴
射ノズルには多数の開口で、それぞれの型の冷却必要部をカバーして拡散噴射できるよう
にした。なお、噴射ノズルの数は限定するものではなく、必要に応じて設ければよい。
圧空ボックス内には、オプションとして、排気スリット管４４が配置され、その制御バ
ルブ４６を賦形時又は賦形後の任意の時点で任意の程度に開き排気することができる。な
お、排気スリット管４４のスリットは、一本に連続するものでも断続するものであっても
よく、また管状のものでなくてもよく任意の開口形状のものが適宜分散されたものであっ
てもよい。これにより、滞留気体を逃がして補充される高温気体流により賦形体の迅速な
加熱昇温ができる。
圧空ボックスは、更にオプションとして、その成型型対向面すなわち上記の気体分散部
の多孔板４０の表面に黒体塗料を塗布することにより、その放射率を１．０に近いものに
されている。
圧空ボックスには、更にオプションとして、噴霧ノズル１３が配置され、外部から制御
しながら送り込まれた揮発性液体を賦形体裏面及びその上空に向けて噴霧するようになっ
ている。そして揮発性液体は圧空賦形とその熱処理後、該冷却用気体の放射の直前、ある
いは同時に、あるいは相前後させて噴霧させることにより賦形材料の冷却が促進される。
なお、噴射ノズルは1つとは限らず適宜複数あってもよい。 またこの噴射ノズルは、必ず
しも圧空ボックス内になくて外部に設けられていてもよく、この場合は圧空ボックスが上
昇し、露出した賦形体裏面あるいはその上空に向けて噴霧するようすればよい。
成形型収納ボックス３には、複数個の図８に示すような成形型（但し熱媒通路６５のな
いもの）が収容され、成形型は、ヒーター３４（ここでは電気抵抗線を内包したカートリ
ッジ型）を付設した成形型加熱温調板により固定されて加熱温調され、真空排気孔６３か
らは通路６４および３５を経由して３１真空吸引が可能なようになっている。なお、図８
には示されていないが成形型の成形面には細芯の温度センサーが先端部を露出し、成形面
温度及び成形材料の賦形体との界面温度の測定ができるようになっている。なお、樹脂シ
ートの成形型に接する面を成形面と云い、その反対面を裏面と以下称することとする。
本図の加熱部５０は、外部から導入されたゲージ圧０．０３ＭＰａ以上の圧縮空気を加
熱し２５５〜１３００℃望ましく３００〜６５０℃の温度の、高温圧縮気体A’を圧空ボ
ックス４に送りむようになっている。送出用多孔板５５から成形型に向けて均一に送出す
るようになっている。加熱部は具体的には図６に示すようなものを使用すればよい。
この成形装置により、予熱された結晶性樹脂シートを圧空賦形とほぼ同時または賦形直
後に、予熱温度以上に昇温して熱処理をし、そしてそれを冷却して離型させることができ
る。そしてこの成形プロセスを高速で安定にそして連続的に実行することができる。この
プロセスは延伸された材料に好ましく利用することができ、その中でも延伸ＰＥＴシート
に特に好ましく利用できる。延伸ＰＥＴシートでは透明で耐熱及び剛性の高い好ましい成
形品が得られる。
なお、本装置では、真空賦形に続いて、前記の高温圧縮気体による昇温熱処理も行うこ
ともできる。後者の方法は、樹脂シートが薄くて熱に敏感すぎる場合などに好適である。

図４に、高温気体の分散送出部について図１とは別の態様を示す。この分散送出部４０
は、反射板７１、高温圧縮気体噴射スリット７５と同気体の導入管７４からなっており、
反射板７１はヒーター７２により２５５〜１０００℃の間の任意の温度に制御され、反射
面７３には黒体塗料が塗布されて赤外線放射され、その面は成形型方向に向けられている
。高温圧縮気体は図６に示すような生成装置により生成されたものが制御された時間に導
入管７４に導入され、７５，７３を経由して成形型方向に送出される。反射面７３の赤外
線放射により賦形体の昇温を促進できるようになっている。なお、本装置では、高温圧縮
気体による圧空賦形に続いて同気体による昇温熱処理を行うことができるが、導入圧縮気
体選択バルブ７６、７７の操作により、通常温度などの低温圧縮気体による圧空賦形に続
いて前記の高温圧縮気体による昇温熱処理も行うこともできる。後者の方法は、樹脂シー
トが薄くて熱に敏感すぎる場合などに好適である。

図５に、高温気体の分散送出部について図１及び図５とは更に別の態様を示す。この
態様は付加ノズル方式の分散送出部４０で、高温気体分配盤８１、マニホールド８３と分
散ノズル８５とからなっており、分配板８１はヒーター８４により２５５〜１０００℃の
間の任意の温度に制御され、また分配盤８１と分散ノズル８５の成形型に向けられた面に
は黒体塗料が塗布されて赤外線放射される。高温高圧気体は図６に示すような生成装置に
より生成されたものが制御された時間に導入路８２に導入され、８３，８５を経由して樹
脂シートに向けて送出される。圧空ボックスには、高温気体の排気機構が付設されていな
いが、赤外線放射により賦形体裏面の昇温が促進される。

図６は、圧縮気体の加熱部５０の例を示すもので、筐体５６の内部には蓄熱体としての
アルミニウム粒５４と電気抵抗線を内包したカートリッジ型ヒーター５３が挿入され、外
部は断熱材５９で保温されたものとなっている。 外部から導入されたゲージ圧０．０３
ＭＰａ以上の圧縮空気Aを、瞬時に加熱して生成された２５５〜６５０℃の高温圧縮気体A
’を、圧空ボックスに向けて送出できるなっている。そして、付加した開閉バルブ５８の
開閉により、成形サイクルに合わせて間欠的にA を導入し、A’を送出するようになって
いる。

また、図７の断面図は、加熱部と分散送出部が密着して圧空ボックスに装着され一体と
なっている例を示したものである。
圧空ボックス外殻４の一部と多数の孔を穿孔金属板の分散送出部４０によって底部を形
成された箱状空間に、アルミニウム粒蓄熱体５４とヒーター５３を内蔵したものとなって
おり、外部から導入されたゲージ圧０．０３ＭＰａ以上の圧縮空気を２５５〜６００℃に
加熱して、多孔板の分散送出部４０から、樹脂シートに向けて均一に且つ比較的に穏やか
に送出するようになっている。なお、アルミニウム粒の代わりに金属等の焼結体などを用
いることもでき、この場合は分散送出部の部品を省略し、焼結体などの蓄熱体にその機能
を兼用させることもできる。

図８は成形型の具体的な例を示す。 成形型６０は、その成形用表面層６１とその背後
層６２の２層構造となっており、６３は真空排気孔、６４は真空排気通路、６５は温調用
の熱媒通路を示している。なお、この熱媒通路などの温調手段はここに設けず、成形型を
固定する固定板を任意の手段を設けるようにしてもよい。
この成形型の成形用表面層は、熱浸透率（ｋＪ／ｍ^２ｓ^１／２Ｋ）が０．０１〜１５で
の任意の材料で厚み５〜３０ｍｍの間の任意の厚みで形成され、背後層の材料の熱浸透率
が表面層のそれよりも大きくかつ３以上の任意の材料で任意の厚みで形成される。このよ
うな背後層を設けて背後層から温調することにより迅速に、効果的に、かつ均一に表面層
の温調できるので最も好ましい構成となる。なお、熱浸透率と具体的な材料については後
述する。

＜付加デバイス、材料等の補足詳細説明＞
（１）本発明の規定値として用いた熱浸透率（ｂ値）は接触する物体と界面を通過して移
動する熱量にかかわる物体の特性値であり、次の式で求められる。
ｂ＝ （λρＣ）^１／２ ・・・・・（１）
λ； 熱伝導率（Ｊｓ^−１ｍ^−１Ｋ^−１）
ρ； 密度（ｋｇｍ^−３）
Ｃ； 比熱（Ｊｋｇ^−１Ｋ^−１）
このｂ値が小さい物体は界面に少ない熱量しか流さず相手物体に大きな温度変化を与え
ず、また界面間近では相手物体から大きな温度影響をうける。
従って、このｂ値が小さい材料を成形型表面材料として用いた場合は賦形体からの熱を拡
散させないので、高温気体と冷却用気体により賦形体を容易に加熱冷却することができる
。しかし背後層の熱を容易に表面層表面（賦形体体との界面）に伝えないので、表面温度
の均一性が高く、高速で安定な条件設定のためには、表面層の厚みを小さくするか、ある
いはこのｂ値をある程度大きくすることにより、成形材料に合わせて最適にすることがで
きる。
なお、ｂ値の参考例を示すと例えば、アルミニウム材は１７〜２３程度、鉄材は１３〜
１６程度、銅３４程度、不錆鋼（ＳＵＳ３０６）は８．０で、多くの合成樹脂は０．２〜
０．８程度、多くのセラミックスは１〜２０の間に入る。

（２）本発明に用いられる高温高圧気体は、空気、窒素、二酸化炭素などが利用でき、特
にコストが小さい圧縮空気を用いて加熱したものが好適である。また、これに水分含んだ
もの即ち乾燥過熱蒸気も比熱が大きく効果的に対象物を加熱でき好適に利用することがで
きる。
（３）本発明に用いられる冷却用気体は、空気、窒素、二酸化炭素などが利用でき、特に
コストが小さい圧縮空気を用いて加熱したものが好適である。
また、これに水分含んだもの即ち高湿度のものも好適に利用できる。更にまた、
冷却用気体にその噴霧直前あるいは噴霧中に水等の揮発性液体の微滴を添加するようにす
れば気体温も下がり効果的である。

＜その他変形の実施態様＞
（１）本発明の装置の特別な態様として、本発明の装置の操作に特別工夫をすることによ
り、オーブン等のシート予熱機構を省いて目的の成形品を製造することができる。具体的
な一つの方法として、圧空ボックスと成形型収納ボックスとの間に予熱されていない成形
材料シートを挟んで閉じ（以下ボックス閉鎖と称する）、圧空ボックスの奥からの赤外線
放射により予熱される時間をおいて圧空賦形を開始するように制御設定して成形すること
ができる。また、別の方法として、ボックス閉鎖の少し前に、若しくは閉鎖後に最初は低
い圧力で高温気体を序々に送出するように装備し、挟んだシートが予熱されながら、ある
いは適温に予熱されてから圧空賦形がなされるように設定して行う方法がある。通常の圧
空成形のようにボックス閉鎖と殆ど同時に圧空賦形を行った場合は材料は破損されてしま
い成形品は得られない。
（２）本発明の装置の別の特別な態様として、常温気体による圧空賦形後に該高温高圧気
体により熱処理工程に移行する方法も可能である。具体的には圧空ボックス内に通常温度
の空気を送り込む開口を設けてこれを行ってもよく、また本発明の必要要素として付設さ
れている冷却気体様ノズルから一時的に圧空用気体も放出できるように装備してこれを行
うこともできる。
（３）本発明の装置の別の特別な態様として、高温高圧気体として乾燥過熱蒸気を用いる
ように装備するようにしてもよい。具体的には、本発明の高温気体発生装置に高圧空気な
どとともに少量の水あるいは水蒸気を圧入するようにすればよい。
＜本発明の装置の用途分野とこれを用いた成形方法の詳細＞

本発明の装置は、樹脂シートを予熱賦形し離型するまでの過程において樹脂シートの予
熱温度を大幅に上回る高温で熱処理し、次いで冷却して離型するプロセスを効率的に行う
ことができる。
このような熱処理を必要とする具体的な用途を挙げると、（１）延伸ポリエステルの熱
固定成形に特に好適に利用でき、その他にも、熱可塑性ポリエステル樹脂、ＰＬＡ樹脂、
ポリプロピレン、ポリアミド、ＰＥＥＫ等の結晶性樹脂の延伸シートの熱固定成形り利用
できる。またその中でも延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂シートの熱固定を伴う熱成
形に特に好適に利用することができ、予熱の適温の８０〜１００℃に加熱し、熱固定に適
する１６０〜１９０℃に迅速に加熱しそして迅速冷却離型するというプロセスを担うこと
ができる。
また特に延伸処理を行っていない材料、例えば（１）通常の結晶性ＰＥＴ（ＣＰＥＴ）
の成形、あるいはまた（３）ポリプロピレンのＳＰＰＦ成形（固相高圧成形）に応用し、
この成形方法の欠点を解決（残留応力歪みを緩和して耐熱寸法安定性を向上）する新規の
方法等を提案することができる。

本発明の装置を用いて行う熱成形は汎用性が広く、成形材料シート予熱温度以上の熱処
理を伴う様々な成形パターンを採用することができる。その代表的なパターンの一つとし
て、連続成形に伴う成形型の表面温度軌跡を模式的表したもの（パターンＡ）を図９に示
す。ここでは、成形型の背後層あるいは、背後層に極近い表面層深部で示される、一定の
定常温度（Ｓ線）を表面温度の最高点と最下点との間となるように任意に設定制御し、加
熱気体又は加熱気体ブロウ、および冷却ブローを行う方法である。この図の太線部分は賦
形体が成形型表面と接触した状態を、細線部分は賦形体が除去されている状態を示す。こ
こでは、シートの予熱温度は示されていないが、当然上記最高点より下回り、延伸ＰＥＴ
材料の例を挙げるなら、予熱適温は８０〜１００℃程度であり、熱処理適温は上記表面温
度（賦形体との界面温度）で１６０−１９０℃程度であり大きな差がある。
図に示すａゾーンで賦形及び高温気体による加熱が行われ、ｂゾーンでは冷却ブロウが
おこなわれ、ｃゾーンでは賦形体の離型排出と新成形材料の配置が同時に行われる。なお
、ａゾーンの賦形と高温気体接触は、高温気体による圧空賦形を行うかあるいは真空賦形
を行いながら高温気体ブロウを行えばよい。
図では、ａからｃまでの１サイクルの更なる詳細を1〜5のように区分して示しているが
、1では、背後層の高温により表面温度の自然回復がなされ、2では背後層温度と高温気体
の両者により、3では高温気体のみにより表面温度の上昇がなされる、4背後層温度と冷却
ブロウの両者により、5では冷却ブロウによってのみ表面温度が冷却されて離型可能な状
態になる。

上記の方法の変形したパターンＢ（図示省略）は背後層の定常化温度（Ｓ線）を表面温
度の最下点ないしはそれ以下になるように設定し、加熱気体圧空又は加熱気体ブロウを行
う方法である。この場合、冷却ブローは行わなくてもかなりの冷却が進むがやはり冷却ブ
ロウを行って短時間に冷却離型を行うことができる。この場合は、熱処理温度への昇温は
加熱気体に専ら異存することになるので、熱処理温度が比較的に低くてよく、冷却を強く
しなければならないような成形に向く。具体的には、例えば成形品の耐熱性向上をそれほ
ど必要としない場合などである。成形型としては表面層材料のｂ値が比較的に小さいもの
で製作したものが適する。

上記の方法の変形したパターンＣ（図示省略）は、背後層の定常化温度（Ｓ線）を表面
温度の最高点ないしはそれ以上になるように設定し、圧空賦形、熱処理に次いで冷却ブロ
ウを行う方法である。熱処理温度への昇温は成形型表面下からの伝熱に委ねることも可能
であるが、加熱気体を賦形体に接触させ昇温を短時間におこなうことができる。一方、冷
却は冷却ブロウに専ら異存することになるので、熱処理温度を高くして、冷却はそれほど
強くしなくてもよいような成形に向く。具体的には、例えば成形品の耐熱性向上を大きく
し、また成形品厚みがおおきく、離型のため冷却をそれほど必要としない場合などである
。成形型としては表面層材料のｂ値は比較的に大きくてもよいが、比較的に小さいものと
する場合は層厚みを小さくしたものしたものが適する。

上記の方法とは別の代表的なパターンＤを図１０に示す。本パターンの方法は、加熱気
体をこの型の成形用表面およびまたは賦形体裏面（成形型に非接触の面）に接触させるこ
とにより、そしてまたは赤外線を該表面およびまたは賦形体裏面に照射することにより、
該表面の温度を成形サイクルの頂点（Ｔ）に到達せしめ、次いで冷却用気体流を賦形体裏
面及びまたは該表面に接触させることにより同サイクルの底点（Ｂ）点に到達せしめるこ
ととし、このサイクルの中で任意の適宜な時点で材料の供給、賦形、熱処理、冷却、そし
て離型除去を連続的に繰り返す成形方法である。この方法の上記各方法とは異なる特徴は
、成形型内部の定常温度の測定管理は必ずしも必要ではなく、上記Ｔ点、Ｂ点を一定にな
るように制御管理するところにあり、具体的には上記表面温度（あるいは界面温度、若し
くはこれに変わる賦形体裏面温度等を測定し、上記加熱手段そしてまたは冷却手段の加減
をして行う方法である。
詳述すると、ａゾーンで賦形及び高温気体との接触が行われ、ｂゾーンでは冷却ブロウ
が行われ、ｃゾーンでは賦形体の離型排出と新材料の配置が連続して行われる。なお、ａ
ゾーンの賦形と高温気体接触は、高温気体により圧空成形を行うかあるいは真空賦形を行
いながら高温気体を送り込めばよい。なお、賦形は常温の気体圧空で行い次いで、高温気
体接触を行ってもよい。
その他の変形としては、例えば該裏面（裸面）に直接該加熱手段を施してかなり高温にし
てから、材料を運び込み賦形し更に加熱手段を施すなどしてもよい。また該裏面の冷却を
途中で止めて離型し、更に該表面（裸面）に冷却手段を施すようなことをしてもよい。

なお、これらのパターンは代表例として区分したもので、方法を限定するものでなく種
々の変形が可能であり、例えば（１）賦形あるいは離型を温度軌跡の最高点や最底点に限
るものではなく、最低点より高いところで賦形を始めてもよく、また最高点到達以前に離
型を行ってもよく、また最高点点を過ぎてから賦形を始めてもよく、又最低点以前に離型
してもよい、また（２）加熱気体や冷却気体を賦形体の不在時に直接型表面にブロウして
温度回帰を促進することもできる。 あるいはまた、（３）賦形後に加熱手段適用または
冷却ブロウ適用を任意の時点で一時的に停止し、成形型からの伝熱を利用してもよく、こ
れらの変形どのようなものであれ、上記Ｔ点、Ｂ点の一定定常化が可能であればよい。

＜温度測定等ついての補足＞
上記のＳ線の温度はパターンＡ〜Ｃでは、成形型自体を積極的に温度調節制御を行うが
、それでも成形表面からの距離、あるいは熱源からの距離によっては温度傾斜をもって、
成形サイクルを繰り返す中で定常化する値でもある。またパターンＤも、成形型の温度は
直接的な加熱冷却を行わなくても、成形サイクルを繰り返す中で定常化し、その値は成形
表面からの距離により温度傾斜をもつ場合が一般的である。
なお、賦形材料の熱処理温度あるいは離型可能温度を厳密に考えるとき、これらの温度
はここで示される表面温度とはかなり乖離があることは留意する必要がある。秒単位ある
いはそれ以下単位で成形サイクルの短縮をはかるときは、接触気体の流速を大きくして熱
伝達率をできうる限り大きくする必要があり、賦形体の厚み方向で大きな温度傾斜が発生
するからである。また、赤外線等で賦形体裏面から温度測定を行い上記のプロセスを制御
することは可能であるが、材料の絶対的に温度ではなない。また本発明では表面温度（界
面温度）で表現しているがこの温度とも乖離があり、相対的な値として考慮する必要があ
る。

＜実施例１＞
＜本発明成形装置部分＞
図７に示すように装備した圧空ボックス（加熱部は分散送出部を密接させて圧空ボック
スに一体に装着）したもの使用し、図１に示すような成形型収納ボックスと組み合わせ、
それぞれプレス機の上下板に装着した。
１）気体加熱装置
ＳＵＳ製ボックス（有効投影寸法 ３３０×５５０ｍｍ）を製作し、底部にアルミニウ
ム多孔板を貼って分散送出部とし、ボックス内部にはアルミニウム粒子を充填させた。な
おアルミニウム多孔板は厚み８ｍｍで、直径１．０ｍｍの貫通孔を均等配列で約１１００
個穿ったものにした。なお、下面には赤外線放射塗料（株式会社オキツモ製）を塗布した
。
アルミニウム粒子は、略円筒形で、長さ３ｍｍ、径３ｍｍのものを充満した。ボックス
内部での圧空気体との接触の総面積は５８８００ｃｍ^２で圧空ボックス投影面積の３０倍となっている。
２）圧空ボックス
上記の気体加熱装置と同内寸の圧空ボックスを炭素鋼で製作し、図のように断熱材を介し
て高温気体発生装置と固定一体化した。
内部には、配置した成形型の中心真上になるように１２個の冷却気体噴射ノズルを配置して外部から気体を導入できるようにした。また、排気スリット管を成形型に近づいた位置で、成形型配列の境界列に沿って配置し、制御により外部へ気体を排出できるようにした。又、幾つかの空間位置に温度センサーを置き、空気温度の測定ができるようにした。
３）成形型収納ボックス及び成形型
成型型収納ボックスは炭素鋼製で、有効収納寸法３３０×５５０ｍｍ（面積１８１５
ｃｍ２）の内部に、固定板を設け成形型を固定し、固定板の下部には電熱ヒーターを付帯
させた。成形型はアルミニウムベースに０．３ｍｍエポキシ樹脂コーティング（ｂ値は０
．７）により表面層を形成したもので、成形物は深さ直径９０ｍｍ、深さ３０ｍｍの丸皿
形状物とし、成形型外寸を１１０ｍｍ角としたものを１２個収納した。成形型の成形面に
は細線の熱電対を露出させて這わせ、成形型表面温度（賦形体の成形表面温度でもある）
を測定するようにした。
＜成形装置全体構成＞
シート予熱オーブンを有する枚葉の真空圧空成形機（圧空能力１０トン）の
プレス機の天板、底板間に上記装置を配置固定し、外部から加熱気体用と冷却
ブロウ用圧縮空気を制御して導入するようにした。
＜成形テスト及びその結果＞
成形材料 ホモポリエチレンテレフタレート ＩＶ値の押出一軸延伸シート（延伸倍 率２．３倍、非熱固定品、厚み２．３ｍｍ）のもの
成形方法及び成形条件
気体送出多孔板４２５℃
高温気体生成装置内部温度 ３９０℃
成形型ベース温度 １７０℃
成形型表面温度 １５５℃
材料シート予熱温度 ８５℃
２秒圧空賦形、２秒昇温熱処理（到達表面温度は１８３℃）
４秒冷却ブロウ（離型時の表面温度１４５℃）
圧空ボックス内の到達空気温度２８０℃
圧空賦形圧力（静圧）０．３５ＭＰａ（ゲージ圧）
昇温時圧力（動圧）０．１５ＭＰａ （ゲージ圧）
成形品性能
少なくとも１５０℃の耐熱を有し、剛性の高い、透明度の高い成形品を得 た。
なお、耐熱性試験は、成形品を１５０℃の菜種油に２分間浸漬して行い、目 立った変形はなかった。
連続成形模擬テスト
連続成形を想定し、耐熱化された成形品を成形型に固定したまま、２秒間加熱圧空、２秒間昇温ブロウ、４秒間冷却ブロウ、２秒間休止を１サイクルとする繰り返しを約１時間継続させたが、安定した一定のＴ値（到達表面最高温度）、Ｂ値（到達表面最低温度）が得られた。なお、Ｔ値、Ｂ値は成形型ベース温度、及び高温気体生成装置の各温度を変えることにより任意に設定できることを確認した。また、サイクル内の各工程時間や各ブロウ強度を変更することによっても任意に設定できる事を確認した。

＜実施例２＞
＜本発明成形装置部分＞
図６に示す構造の気体加熱部を製作し、ここで生成した高温圧縮気体を図４示す構造
の反射方式の分散送出部を収納した圧空ボックスに送るようにした。圧空ボックス、成形
型収納ボックス及び加熱部等は図１と同様に配置した。
１）気体加熱装置
内径３００ｍｍ、長さ５００ｍｍの炭素鋼製円筒型容器内にステンレス被覆の電熱ヒー
ターを収納し、外部にもステンレスでカバーしたバンドヒータを被せ、内部空間には実施
例と同じアルミニウム粒を充満したもの製作し、外部から圧縮空気を成形サイクルに合わ
せ間欠的に導入し排出するようにした。
装置内部での空気との総接触面積は２０３０００ｃｍ２でなり、圧空ボックス投影面積
の１１０倍となっている。
２）反射板方式の気体分散送出部
反射板は、ＳＵＳ製で、内部にカートリッジヒーターを配して２５５℃以上の任意の高
温に制御できるようにした。また下面には実施例１と同様に赤外線放射効率の良い耐熱黒
体塗料を塗布した。
外部から圧空ボックス内部に高温高圧気体を導入し、３００ｍｍ長さ、幅１ｍｍの４本の
開口（スリット）から天井反射板に向けて噴射するようにした。なお、反射板の寸法は、
圧空ボックス内寸と同じ３３０×５５０ｍｍとした。
３）圧空ボックス
外部側面に高温気体導入路を設けた他は、前実施例と同じ構造で同じ内寸法のものとし、
上記反射板と連結固定した。
４）成形型収納ボックスと成形型
前実施例と同じもので構成した。
＜成形装置全体構成＞
前実施例と同じ成形機を使用し、気体加熱装置をプレス機外に置いた他は、各装置を
前実施例に準じて配置した。
＜成形テスト及びその結果＞
気体加熱装置の温度設定 ４４０℃
反射板温度設定 ４４０℃
その他の設定は前実施例と同じとし、ほぼ同じ結果が得られた。
連続模擬テストも同様の結果が得られた。

（本成形装置を用いる効用）
本発明の機構の成形型を用いる熱成形には下記のような効用がある。
（１）賦形のための予熱温度以上に賦形体の加熱する熱処理と冷却離型を伴う成形プロ
セスを、非常な高速で、連続的に、効率的にそして安定に実行することができる。
（２）結晶性樹脂の延伸シート、例えば延伸ＰＥＴシート材を上記のような熱処理を行
う熱成形を行うことにより、耐熱性、透明性、剛性等の機械強度の優れた熱成形品を能率
よく生産することができる。又、剛性を利用し省材料の成形品を得ることができる。
（３）変動温度の測定結果を反映させ、加熱条件及び冷却条件を調整または制御するこ
とによに、最適製品、最短サイクルを容易に実現でき、安定な制御を行うことができる。
また、短時間に安定生産条件に移行することができる。
（４）均一な成形品、多数個成形ではバラツキの少ない成形品を効率良く生産すること
ができる。
（５）広範囲種類の成形型あるいは成形材料を選んで成形に利用することができる。
（６）エネルギー消費を節約した生産を行うことができる。
（７）なお、本発明の装置は結晶性樹脂の延伸シート以外の材料、例えば延伸されてい
ない材料、例えばＣＰＥＴ材料など広範囲に応用することができる。

１ プレス機天板 ２ プレス機底板
３ 成形型収納ボックス ４ 圧空ボックス
A 低温圧縮気体 A’ 高温圧縮気体
B 排気 C 冷却用気体
１１ 断熱材 １２ 断熱材
１３ 揮発性液体噴射ノズル １４ 赤外線温度測定プロープ
３１ 真空吸引排気口
３２ 空洞
３３ 成形型固定温調板
３４ ヒーター
３５ 真空排気通路
４０ 気体の分散送出部
４１ 冷却用気体の噴射ノズル
４２ 冷却用気体の導入管
４３ 制御バルブ
４４ 排気用スリット管
４５ 排気導管
４６ 制御バルブ
５０ 気体の加熱部
５１ 圧縮気体導入口
５２ マニホールド
５３ ヒーター
５４ 金属粒又は金属多孔材料
５６ 円筒外殻体
５７ 排出口
５８ 開閉バルブ
５９ 断熱材
６０ 成形型
６１ 成形用表面層
６２ 背後層
６３ 真空排気孔
６４ 真空排気通路
６５ 熱媒通路
７１ 反射体
７２ ヒーター
７３ 反射体の反射面
７４ 圧縮気体の導入管
７５ 噴射スリット管
７６ 導入圧縮気体選択バルブ
７７ 導入圧縮気体選択バルブ
８１ 高温圧縮気体分配盤
８２ 高温気体導入管
８３ マニホールド
８４ ヒーター
８５ 分散ノズル
９１ 噴射反射板
９２ ターゲット反射体
９５ 高温気体導入管
９６ スリット管
１００ 熱可塑性樹脂シート（樹脂シート）

Claims (6)

1. 圧空ボックスと、成形型を有する成形型収納ボックスとの間に、熱可塑性樹脂シートを
   挟持可能に構成され、前記圧空ボックス内に圧縮気体を導入して熱可塑性樹脂シートを成
   形する樹脂シートの成形装置であって、
   １）前記圧空ボックスは、高温の圧縮気体を分散送出する分散送出部と、前記成形型収納
   ボックスに向けて冷却用気体を噴射する噴射ノズルを有する冷却部とを備えており、
   ２）前記分散送出部は、前記圧空ボックスの外殻と前記噴射ノズルとの間に形成する隙間
   を介して熱可塑性樹脂シートに圧縮気体を送出し、
   ３）更に、前記分散送出部に供給される圧縮気体を加熱する加熱部を備え、
   ４）更に、前記圧空ボックスは、熱可塑性樹脂シートの挟持状態で前記成形型収納ボック
   スと前記圧空ボックスとの間に形成される閉鎖空間から外部に連通して気体を排出する孔
   を有し、
   ５）前記成形型は、熱浸透率（ｋＪ／ｍ^２ ｓ^１／２Ｋ）が、０．０１〜１５である材料
   で、厚みが０．０４ｍｍ以上で３０ｍｍ以下である成型用表面層と、熱浸透率がこの表面
   層の２倍以上の材料からなる背後層からなるものを用い、
   ６）前記の高温気体送出及び冷却気体噴射の制御により、前記成形型の表面温度Ｑが成形
   サイクル毎に、賦形時より高温で一定の最高点と、この最高点以下の一定の最低点を通過する、毎サイクル同形の温度パターンを描かせ、この温度パターンの中で賦形工程とこれより高温の熱処理工程と、上記最高点以下の温度への冷却工程を行うことができるように構成した樹脂シートの成形装置。
   
2. 前記成形型として、前記背後層に温調手段が設けられた構成されたものを用いた請求項１に記載の樹脂シートの成形装置。
3. 前記加熱部は、圧縮空気の流路となる多数の隙間を有する蓄熱体と、前記蓄熱体を加熱する加熱ヒーターとを備える請求項１または２に記載の樹脂シートの成形装置。
4. 前記加熱部は、前記分散送出部と一体化されている請求項１から３のいずれかに記載の
   樹脂シートの成形装置。
5. 前記圧空ボックスにおいて、閉鎖空間から外部に連通して気体を排出する前記の孔がスリット状の開口を有するものである請求項１から４のいずれかに記載の樹脂シートの成形装置。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の樹脂シートの成形装置を用いた樹脂シートの成形方
   法であって、熱可塑性樹脂シートを賦形する賦形工程と、前記賦形工程よりも高温で熱処
   理する熱処理工程とを備える樹脂シートの成形方法。

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