JPH0133336B2

JPH0133336B2 -

Info

Publication number: JPH0133336B2
Application number: JP10005985A
Authority: JP
Inventors: Masato Yaita; Koji Goshoo
Original assignee: Sekisui Plastics Co Ltd
Current assignee: Sekisui Kasei Co Ltd
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1989-07-12
Also published as: JPS61258725A

Description

【発明の詳細な説明】＜技術分野＞この発明は発泡シートの熱成形方法に関し、熱
可塑性樹脂の発泡シートを加熱軟化させた後、成
形型に沿つて熱成形して、包装容器等の発泡シー
ト成形品を製造する方法に関している。

＜従来技術＞上記発泡シートの熱成形方法として、雌雄一対
の成形型の間に発泡シートを挾み込み、発泡シー
トを両方の型で挾圧することによつて、型面に密
着させて、正確な形状の成形品を成形すること
は、広く行われており、例えば特開昭58−193123
号公報等に開示されている。

上記先行技術においては、加熱軟化された発泡
シートを、まず雄型で突き上げて、雌型側に膨出
変形させた後、雌型を雄型に型締めし、両型間で
挾圧して熱成形している。

ところが、発泡シートのうち、最初に雄型に当
接した中央の部分は、成形工程中、常に引張られ
て、大きく伸長変形されることになつて、当該個
所の肉厚が薄くなつてしまう問題がある。特に、
深物成形品の場合、例えば容器の底面等、使用上
最も肉厚を必要とする個所の肉厚が薄くなつてし
まうので、成形品としての使用性能が充分に発揮
できない場合も生じていた。

また、上記発泡シートの中央部のみが大きく伸
長変形されて成形されると、発泡シートのうち成
形品の周辺部から内部に引き込まれて成形に利用
される部分の量、即ち引き込み率が小さくなつて
しまい、成形品全体の肉厚を充分に確保できない
と共に、発泡シートを有効に利用できなくなる。

そのため従来は、上記肉厚の減少を考慮して、
予め厚目の発泡シートを使用していたが、発泡シ
ートの素材の無駄が多いと共に、材料コストが高
くつく欠点があつた。

＜目的＞そこで、この発明の目的としては、上記従来技
術の問題点を解消し、成形品の肉厚を平均化でき
ると共に、発泡シートの引き込み率を大きくで
き、成形品の品質安定を図ることのできる、優れ
た熱成形方法を開発することにある。

＜構成＞そして、上記目的を達成するための方法として
は、熱可塑性樹脂の発泡シートを加熱軟化させた
後、雌雄一対の成形型間で挾圧成形する熱成形方
法において、中間に発泡シートを挾んだ状態で雌
雄両型を型締めする際に、雌型の型内面と発泡シ
ートとの間に形成される空間に、圧力空気を供給
して、加圧状態にすることを特徴としている。

＜実施例＞次いで、この発明の実施例について、図を参照
しながら以下に説明する。

なお、図示した実施例では、成形品として、飲
料用カツプ等として使用される。円筒状のカツプ
容器を成形する場合について説明する。

第１図には、この発明方法の実施に使用する成
形装置の全体構造を示しており、成形型として
は、上部の雌型１と下部の雄型２とを互いに昇降
自在に設けてあり、両型１，２の中央には、成形
材料となる、発泡ポリスチレンシート等の熱可塑
性樹脂の発泡シートＳを挾持するための、クラン
プ枠３が設けてある。

雌型１の型内面には、通気孔１０が形成してあ
り、この通気孔１０は真空配管４に連通している
と同時に、圧空用配管５にも連通している。そし
て、圧空配管５は、通気孔１０から型内に圧力空
気を噴射可能に形成してあり、５０は圧力空気の
供給を制御する制御弁、５１は圧力計、５２は圧
力を調整するための調圧弁である。

なお、真空配管４は、通気孔１０から真空吸引
して、発泡シートＳを型面に密着させ、成形品の
細部形状を正確に出すために使用するが、真空配
管４については、従来の成形装置においても装備
されていたものであり、詳細な説明は省略する。

次に、雄型２には、型先端面に通気孔２０が形
成してあり、通気孔２０は真空配管６および型外
し用圧空配管７に連結している。真空配管６は、
前記雌型１の真空配管４と同様に、発泡シートＳ
を真空吸引して、型面に密着させるために使用
し、型外し用圧空配管７は、前記雌型２の圧空配
管５とは目的が異なり、成形後に発泡成形品の型
外しを容易にするために使用するものであり、従
来の成形型においても装備されていたものであ
る。

次に、上記構造の成形装置を使用して、発泡シ
ートＳの熱成形を行う方法について説明する。

まず、発泡シートＳをクランプ枠３で挾持した
まま、加熱炉を通過させるなどして、発泡シート
Ｓを熱成形可能な成形温度まで、加熱昇温して軟
化させた後、第１図に示すように、上下の雌型１
と雄型２の中間に、発泡シートＳをクランプ枠３
に挾持したままで配置する。

次に、第２図に示すように、下方の雄型２を上
昇させ、クランプ枠３の中央の発泡シートＳに雄
型２の先端面を当接させ、発泡シートＳを上方へ
突き上げて、膨出変形させる。なお、雄型２と発
泡シートＳとが当接したときに、互いの摩擦抵抗
が小さい場合、発泡シートＳが滑るため、周囲に
引張られ、雄型２の先端部分に残らずに、薄くな
つてしまうことがあるので、補助的に雄型２の通
気孔２０から真空吸引し、発泡シートＳを雄型２
の先端に吸着して、周囲に引張られないようにす
ることもできる。そして、上記雄型２からの真空
吸引量を調整することによつて、当該個所の発泡
シートＳの厚みを調整することができる。

次に、雄型２がクランプ枠３の位置まで上昇し
た後、上方の雌型２を下降させる。そして、雌型
１の下端が、雌型１で突き上げられた発泡シート
Ｓに略当接する位置まで、雌型１を下降すると共
に、雌型１の型内面と発泡シートＳとの間に形成
される空間Ｈに、雌型１の通気孔１０から圧力空
気を吹き出し、上記空間Ｈ内の空気を加圧する。
なお、雌型１の下端と発泡シートＳとは、完全に
当接せず、雌型１と発泡シートＳとの間に少し隙
間があく状態になつており、圧空配管５から常時
供給される圧力空気が、上記隙間から外部に逃げ
ると共に、空間Ｈを一定の加圧状態に維持するこ
とができるようにしておく。上記加圧圧力として
は、ゲージ圧が0.2〜2.4Kg／cm²の範囲の、適当な
数値になるように、圧力計５１で確認しながら、
制御弁５０および調圧弁５２で調整する。

上記のようにして、雌型１と発泡シートＳとの
間の空間Ｈに、圧力空気を供給して加圧すること
によつて、発泡シートＳは雄型２側に押し付けら
れ、特に雄型２の先端面および先端面近くの側面
部分の発泡シートＳが、雄型２に強く圧着する。
そして、軟化点以上の温度に昇温されていた発泡
シートＳが、比較的低温の雄型２によつて冷却さ
れ、発泡シートＳの当該個所が軟化点以下の温度
に下がる。

その後、第３図に示すように、雌型１をさらに
下降させて、雄型２に当接させて、完全に型締め
を行う。そして、雌型１の圧力配管５からは圧力
空気の供給を停止すると共に、真空配管４から真
空吸引して、発泡シートＳを雌型１の型内面に密
着させる。また、雄型２の真空配管６からも真空
吸引して、発泡シートＳを雄型２の型面にも密着
させ、発泡シートＳを雌雄両型１，２の細部形状
にまで、正確に対応する成形品を成形するように
している。

なお、上記のようにして成形が終了した後、両
型１，２を上下に昇降して型開きを行う。この段
階では、発泡シートＳの成形品は雄型２側に付着
した状態であるので、雄型２の型外し用圧空配管
７から圧力空気を噴射して、成形品を雄型２の上
部に型外しする。

以上に述べた熱成形方法に使用する発泡シート
Ｓとしては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、その他、通常の熱成形に使用され
る。各種熱可塑性樹脂からなる発泡シートが使用
でき、発泡シートに熱可塑性樹脂の非発泡フイル
ムを積層した、複層シートも使用可能である。

次に、成形装置全体の構造としては、雌型１の
圧空配管５を除いて、通常の発泡シートＳに対す
る熱成形用の成形装置と同様の構造で実施でき、
図示した構造以外にも、適宜変更可能である。例
えば、クランプ枠３は発泡シートＳを確実に保持
して、成形型に正確に配置する為に有効である
が、クランプ枠３の代りにクランプチエーン等の
適宜クランプ機構を使用したり、クランプ機構を
全く使用せずに、熱成形を行うことも可能であ
る。また、成形型としては、図示した単独の成形
品を成形するもののほか、多数個取りの成形型で
も勿論実施可能である。

圧空配管５としては、通常の成形装置に装備さ
れている真空配管４の一部に連結しておけば、雌
型１内部の通気孔１０や通気用通路等が兼用で
き、構造簡単で製造も容易になる。そして、圧空
配管５には、加圧圧力を調整制御するために、制
御弁５０、圧力計５１、調圧弁５２等を装備して
いるが、これらの圧力制御用の機構については、
通常の各種機械装置の空気配管に使用されている
ものと同様の構造で実施できる。

また、雌型１と発泡シートＳの間の空間Ｈに対
する加圧圧力としては、使用する発泡シートＳの
種類や厚み、成形型１，２の形状、成形速度等の
成形条件によつて異なるが、通常は前記した0.2
〜2.4Kg／cm²の範囲に設定するのが、成形品の品
質を良好にできて好適であり、加圧圧力が高過ぎ
ると、成形時に成形品の周囲の発泡シートＳを強
く引張り、成形品周囲にシワが発生するので好ま
しくなく、加圧圧力が低過ぎると、成形品の肉厚
維持等、この発明の効果が充分に発揮できない。

なお、この発明の熱成形方法によつて成形する
発泡成形品としては、図示した飲料用のカツプ容
器のように、膨出変形量の多い深物成形品が最も
好適であるが、その他、通常の熱成形方法で成形
される、各種の成形品にも適用可能である。

＜効果＞以上のごとく構成された、この発明の熱成形方
法によれば、成形時に、雌型１の型内面と発泡シ
ートＳとの間に形成される空間Ｈに、圧力空気を
供給して、上記空間Ｈを加圧状態にすることによ
つて、発泡シートＳのうち、雄型２の先端付近に
相当する部分を、雄型２側に強く押し付け、押し
付けられた個所の発泡シートＳを急速に冷却し
て、それ以上の熱変形を抑制する。

上記、雄型２の先端に相当する個所は、成形時
に最初に雄型２で突き上げられて熱変形を受け、
大きく伸長された個所であり、従来の成形方法の
場合には、成形の進行と共に、さらに伸長変形さ
せられて、肉厚が薄くなつてしまうが、この発明
では、上記したように、当該個所を冷却すること
によつて、変形を抑制するので、以後の成形工程
においては、それ以上伸長変形されたり、肉厚が
薄くなることがない。そして、以後の成形工程に
おいては、発泡シートＳのうち、それまでの成形
工程ではあまり伸長変形されなかつた、上記変形
抑制部分以外の残りの部分が、成形型１，２内に
引き込まれて伸長変形され、所定の成形品形状を
形成することになる。

従つて、成形品としては、発泡シートＳが平均
的に伸長変形されて、成形品全体の肉厚が均一な
ものを製造でき、従来のように局部的に大きな伸
長変形を受けて、肉厚の薄い個所が発生する問題
が解消できる。また、成形品の中央部分が伸長変
形しないので、周囲の発泡シートＳを成形品内部
に大量に引き込むことになり、引き込み率が大き
くなつて、発泡シートＳを有効に利用することが
でき、成形品全体の肉厚を増大できて、強度的に
も優れたものを製造できる。

そして、肉厚が平均化することによつて、発泡
シートＳとして、肉厚の減少を考慮して余分に厚
いものを使用する必要がなくなり、従来よりも肉
厚の薄い発泡シートＳを使用することが可能にな
り、原料のコストダウンを図ることができる。

また、肉厚が平均化することによつて、成形品
の品質が安定し、強度的に優れたものが製造でき
ると共に、緩衝性や断熱性等の諸性能について
も、良好で安定した性能を発揮できる。

さらに、上記雌型１と発泡シートＳとの間の空
間Ｈに圧力空気を供給することによつて、圧力空
気の一部が、雌型１の下端と発泡シートＳとの隙
間から外部へ逃げ出し、従来の方法では互いに接
触していた雌型１と発泡シートＳとの接触部分
を、圧力空気の層で覆うことになるので、発泡シ
ートＳと雌型１との機械的接触が無くなる。従つ
て、圧力空気のクツシヨン作用によつて、発泡シ
ートＳは雌型１に引掛ることなく、周辺から成形
型１，２の中央部へとスムーズに引き込まれ、よ
り一層引き込み率の増加を図れると共に、発泡シ
ートＳの引き込みが成形品全周で万遍なく行われ
るので、成形品の周方向全体における、肉厚の平
均化および品質の安定化にも、大きな効果があ
る。

しかも、成形品の肉厚平均化、あるいは品質安
定化によつて、成形時に雄型２の金型温度を下げ
ても、充分に良質の成形が行えることになり、金
型温度を下げることによつて、成形後の冷却速度
が早くなり、成形サイクル全体も迅速になる。

そして、この発明に使用する成形装置として
は、従来の成形装置とほとんど同じもので、雌型
１の一部に圧力配管５を付加するだけでよいの
で、非常に簡単な構造で、設備コストも定価であ
り、成形装置の取扱いも容易である。

＜具体例＞上記、この発明の効果を実証するために、具体
的な成形品を形成した。

発泡シートＳとしては、発泡ポリスチレンシー
ト（坪量380ｇ／m²）と非発泡のハイインパクト
ポリスチレンシート（坪量170ｇ／m²）とが積層
された複層シートを使用した。

そして、成形品としては、高さ105mm、口径87
mmφの飲料用カツプ容器（容量500c.c.）を成形し
た。

成形条件としては、成形型は成形品を145mm間
隔で縦横３個づつ並べて同時に成形する、多数個
取りの成形型を使用し、雌型１に0.8mmφで８個
の通気孔１０を穿設し、成形型の金型温度として
は、雌型１を55℃、雄型２を90℃に設定した。ま
た、空間Ｈの加圧圧力としては、約１Kg／cm²に設
定した。さらに、雌型１および雄型２の型締め圧
力を、2tで加圧した。

その結果、製造された成形品としては、底面の
厚みが1.8mm、側面の厚みが２mmで、底面および
側面とも充分な肉厚を与えることができ、その他
の品質も良好であつた。また、カツプの天地方向
に圧縮したときの座屈強度は50〜57Kg、リツプ部
分を10mm圧縮したときのリツプ強度は0.25〜0.30
Kg／cm²で、強度的にも優れたものであることが実
証できた。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示すものであり、第１
図〜第３図は順次成形工程を示す断面構造図であ
る。１……雌型、１０……通気孔、２……雄型、３
……クランプ枠、５……圧空配管、Ｓ……発泡シ
ート、Ｈ……空間。

Claims

【特許請求の範囲】１熱可塑性樹脂の発泡シートを加熱軟化させた
後、雌雄一対の成形型間で挾圧成形する熱成形方
法において、中間に発泡シートを挾んだ状態で雌
雄両型を型締めする際に、雌型の型内面と発泡シ
ートとの間に形成される空間に、圧力空気を供給
して、加圧状態にすることを特徴とする発泡シー
トの熱成形方法。２雌型の型内面と発泡シートとの間に形成され
る空間に対する加圧圧力が、0.2〜2.4Kg／cm²であ
る上記特許請求の範囲第１項記載の発泡シートの
熱成形方法。