JPH08197616A - プラスチックシートの成形方法 - Google Patents
プラスチックシートの成形方法Info
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- JPH08197616A JPH08197616A JP2725095A JP2725095A JPH08197616A JP H08197616 A JPH08197616 A JP H08197616A JP 2725095 A JP2725095 A JP 2725095A JP 2725095 A JP2725095 A JP 2725095A JP H08197616 A JPH08197616 A JP H08197616A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heating plate
- plastic sheet
- shape
- temperature
- sheet
- Prior art date
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】プラスチックシート成形において起こるシート
の歪み、不均一変形を少なくする予備加熱成形法を提供
する。 【構成】予めプラスチックシートの熱変形温度以上で所
定の形状となるように記憶された形状記憶材料からなる
平坦な、室温で冷却状態にある加熱板を該プラスチック
シートの表面に接触させ、次いで該加熱板を該プラスチ
ックシートの熱軟化温度以上に迄加熱しながら、該加熱
板を所定の記憶形状に変形させて該プラスチックシート
を所定の形状に成形することを特徴とするプラスチック
シートの成形方法。
の歪み、不均一変形を少なくする予備加熱成形法を提供
する。 【構成】予めプラスチックシートの熱変形温度以上で所
定の形状となるように記憶された形状記憶材料からなる
平坦な、室温で冷却状態にある加熱板を該プラスチック
シートの表面に接触させ、次いで該加熱板を該プラスチ
ックシートの熱軟化温度以上に迄加熱しながら、該加熱
板を所定の記憶形状に変形させて該プラスチックシート
を所定の形状に成形することを特徴とするプラスチック
シートの成形方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックシートの
加熱成形方法に関するものである。
加熱成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラスチックシートの成形方法と
しては、真空成形や圧空成形を行う場合には、プラスチ
ックシートを加熱板により加熱し軟化させて、プラグア
シストやブローで伸ばした後に、金型にて成形してい
る。また、圧空用の小孔をあけた加熱板と真空用の小孔
をあけた金型と間に挟んだプラスチックシートを加熱板
により加熱し軟化させて、加熱板側からの圧空と金型側
からの真空により成形している。
しては、真空成形や圧空成形を行う場合には、プラスチ
ックシートを加熱板により加熱し軟化させて、プラグア
シストやブローで伸ばした後に、金型にて成形してい
る。また、圧空用の小孔をあけた加熱板と真空用の小孔
をあけた金型と間に挟んだプラスチックシートを加熱板
により加熱し軟化させて、加熱板側からの圧空と金型側
からの真空により成形している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラス
チックシートを加熱板により加熱し軟化させて、プラグ
アシストやブローで伸ばした後に、金型にて成形する方
法では、深い絞り（凹凸段差）成形の場合には、プラス
チックシートが部分的に伸びて薄くなり破れたり、空気
ブローの圧力不均一や自重によって必要以上の変形を生
じ、絵柄がある場合には歪みが生じて均一にのびない。
また、プラスチックシートの成形温度条件が狭い場合に
は、プラグアシストやブローによって予め伸長すること
が困難であり使用できない。さらに、加熱板側からの圧
空による間接加熱の場合には３００μｍ程度以上の厚み
のシートになると加熱に長時間を要することとなる。ま
た、加熱板を所期の形状に突出すことも技術的に困難で
ある。
チックシートを加熱板により加熱し軟化させて、プラグ
アシストやブローで伸ばした後に、金型にて成形する方
法では、深い絞り（凹凸段差）成形の場合には、プラス
チックシートが部分的に伸びて薄くなり破れたり、空気
ブローの圧力不均一や自重によって必要以上の変形を生
じ、絵柄がある場合には歪みが生じて均一にのびない。
また、プラスチックシートの成形温度条件が狭い場合に
は、プラグアシストやブローによって予め伸長すること
が困難であり使用できない。さらに、加熱板側からの圧
空による間接加熱の場合には３００μｍ程度以上の厚み
のシートになると加熱に長時間を要することとなる。ま
た、加熱板を所期の形状に突出すことも技術的に困難で
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、次の点を要旨とする。 （１）プラスチックシートの成形方法において、予めプ
ラスチックシートの軟化温度以上で所定の形状となるよ
うに記憶された形状記憶材料からなる平坦な、室温で冷
却状態にある加熱板を該プラスチックシートの表面に接
触させ、次いで該加熱板を該プラスチックシートの熱軟
化温度以上に迄加熱しながら、該加熱板を所定の記憶形
状に変形させて該プラスチックシートを所定の形状に成
形すること。 （２）請求項１において、該加熱板に形状記憶材料から
なる板バネを積層したものを用い、該形状記憶材料が合
金からなり、該板バネのオーステナイト変態開始点Ａｓ
ｂ，加熱板のオーステナイト変態終了点Ａｆｈ，オース
テナイト相でのバイアス板バネの形状回復応力Ｆａｂ，
オーステナイト相での加熱板の変形応力Ｆａｈ、マルテ
ンサイト相での板バネの変形応力Ｆｍｂ（但し、Ｆａ
ｂ，Ｆａｈは同温度、同歪量で比較する），プラスチッ
クシートの軟化温度Ｔｓとの間に、Ａｓｂ＞Ａｆｈ，Ｆ
ａｂ＞Ｆａｈ，Ｆｍｂ＜Ｆａｈの関係が成立し、オース
テナイト相での記憶形状が板バネは平板、加熱板は所定
の形状となるようにし、プラスチックシートを所定の形
状に成形する工程の温度ＴｆをＴｓ＜Ａｆｈ＜Ｔｆ＜Ａ
ｓｂの範囲で行い、しかる後に加熱板及びバイアス板バ
ネの温度ＴｒをＴｒ＞Ａｆｂ（但し、Ａｆｂは板バネの
オーステナイト変態終了温度）に加熱して両者を平板に
復元後、室温まで冷却すること。
めになされた本発明は、次の点を要旨とする。 （１）プラスチックシートの成形方法において、予めプ
ラスチックシートの軟化温度以上で所定の形状となるよ
うに記憶された形状記憶材料からなる平坦な、室温で冷
却状態にある加熱板を該プラスチックシートの表面に接
触させ、次いで該加熱板を該プラスチックシートの熱軟
化温度以上に迄加熱しながら、該加熱板を所定の記憶形
状に変形させて該プラスチックシートを所定の形状に成
形すること。 （２）請求項１において、該加熱板に形状記憶材料から
なる板バネを積層したものを用い、該形状記憶材料が合
金からなり、該板バネのオーステナイト変態開始点Ａｓ
ｂ，加熱板のオーステナイト変態終了点Ａｆｈ，オース
テナイト相でのバイアス板バネの形状回復応力Ｆａｂ，
オーステナイト相での加熱板の変形応力Ｆａｈ、マルテ
ンサイト相での板バネの変形応力Ｆｍｂ（但し、Ｆａ
ｂ，Ｆａｈは同温度、同歪量で比較する），プラスチッ
クシートの軟化温度Ｔｓとの間に、Ａｓｂ＞Ａｆｈ，Ｆ
ａｂ＞Ｆａｈ，Ｆｍｂ＜Ｆａｈの関係が成立し、オース
テナイト相での記憶形状が板バネは平板、加熱板は所定
の形状となるようにし、プラスチックシートを所定の形
状に成形する工程の温度ＴｆをＴｓ＜Ａｆｈ＜Ｔｆ＜Ａ
ｓｂの範囲で行い、しかる後に加熱板及びバイアス板バ
ネの温度ＴｒをＴｒ＞Ａｆｂ（但し、Ａｆｂは板バネの
オーステナイト変態終了温度）に加熱して両者を平板に
復元後、室温まで冷却すること。
【０００５】
【作用】本発明の方法によると、形状記憶材料からなる
加熱板を加熱による形状復元力によって変形させ、予め
記憶された金型に沿った形状に突き出させることができ
る。その際に加熱板に接触されているプラスチックシー
トは、加熱板の温度がプラスチックシートの変形温度以
上であるため、加熱板の形状に従って成形されることに
なる。かかるシートの成形工程は、熱で軟化したシート
を加熱板で支持した儘の状態で変形させるため、シート
の各部は均一に変形される。また必要以上に変形するこ
ともない。
加熱板を加熱による形状復元力によって変形させ、予め
記憶された金型に沿った形状に突き出させることができ
る。その際に加熱板に接触されているプラスチックシー
トは、加熱板の温度がプラスチックシートの変形温度以
上であるため、加熱板の形状に従って成形されることに
なる。かかるシートの成形工程は、熱で軟化したシート
を加熱板で支持した儘の状態で変形させるため、シート
の各部は均一に変形される。また必要以上に変形するこ
ともない。
【０００６】
【実施例】本発明の一実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
【０００７】本発明の成形方法を使用した具体的な成形
装置として、真空成形装置の場合には、図１に示すよう
に、装置は真空室２を形成する固定枠４と移動枠５とか
ら構成されている。移動枠５は油圧ピストンシリンダー
等の作動機構（図示せず）によって固定枠４に対して前
後に、すなわち、図では上下に可動する。固定枠４と移
動枠５との間には、図１に示すようにプラスチックシー
ト１が挟んであり、このシートにより真空室２が第１室
２Ａと第２室２Ｂに分かれている。
装置として、真空成形装置の場合には、図１に示すよう
に、装置は真空室２を形成する固定枠４と移動枠５とか
ら構成されている。移動枠５は油圧ピストンシリンダー
等の作動機構（図示せず）によって固定枠４に対して前
後に、すなわち、図では上下に可動する。固定枠４と移
動枠５との間には、図１に示すようにプラスチックシー
ト１が挟んであり、このシートにより真空室２が第１室
２Ａと第２室２Ｂに分かれている。
【０００８】第１室２Ａには金型９が設置してあり、こ
の金型９には貫通口６を設けてあり、排気口６を経て真
空源（図示せず）から金型９の貫通口を通して、第１室
２Ａを真空にすることができる。
の金型９には貫通口６を設けてあり、排気口６を経て真
空源（図示せず）から金型９の貫通口を通して、第１室
２Ａを真空にすることができる。
【０００９】第２室２Ｂには形状記憶材料からなる加熱
板３、及び高周波誘導加熱装置８が設けてあり、加熱板
３はプラスチックシート１と接触しており、加熱板３に
は貫通口１０が設けられている。また第２室２Ｂには吸
排気口７が設けてあり、第２室２Ｂを真空源（図示せ
ず）から吸排気口７を経て加熱板３の貫通口１０をとお
して真空にしプラスチックシート１を加熱板３に吸着さ
せたり、圧空源（図示せず）から吸排気口７を経て加熱
板３の貫通口を通して圧空にしてプラスチックシート１
を加熱板３から離すことができる。給排気口７は途中に
設けられた切り換え弁Ｖによってロータリー真空ポンプ
等の真空源に接続する管７１とエアーコンプレッサー等
の圧空源に接続する管７２とを切り換えることにより、
真空室２を排気することも加圧することもできる。
板３、及び高周波誘導加熱装置８が設けてあり、加熱板
３はプラスチックシート１と接触しており、加熱板３に
は貫通口１０が設けられている。また第２室２Ｂには吸
排気口７が設けてあり、第２室２Ｂを真空源（図示せ
ず）から吸排気口７を経て加熱板３の貫通口１０をとお
して真空にしプラスチックシート１を加熱板３に吸着さ
せたり、圧空源（図示せず）から吸排気口７を経て加熱
板３の貫通口を通して圧空にしてプラスチックシート１
を加熱板３から離すことができる。給排気口７は途中に
設けられた切り換え弁Ｖによってロータリー真空ポンプ
等の真空源に接続する管７１とエアーコンプレッサー等
の圧空源に接続する管７２とを切り換えることにより、
真空室２を排気することも加圧することもできる。
【００１０】プラスチックシート１を加熱板３に接触さ
せておき、第２室２Ｂを真空源（図示せず）から吸排気
口７１及び７を経て加熱板３の貫通口３１を通して真空
にしプラスチックシート１を加熱板３に吸着させる。一
方第１室２Ａを排気口６を経て真空源（図示せず）から
金型９の貫通口６を通して真空にしておく。但し、プラ
スチックシートを水平方向に供給して加熱する場合はシ
ートの垂れ下がりを防止するため、第１室２Ａの気圧は
第２室２Ｂの気圧よりも高めに設定する。同時に高周波
誘導加熱装置８が加熱板３を加熱し、該プラスチックシ
ートの軟化温度、更には形状記憶材料の変形開始温度以
上とし、記憶させてある所定形状に変形させて、金型９
の近くまで加熱板の表面に密着し、支持された状態の
儘、プラスチックシート１を軟化させ伸張させる。形状
記憶材料が予め記憶していた形状まで変形し終わり金型
９の近傍までプラスチックシート１が伸ばされたところ
で、第２室２Ｂを、圧空源（図示せず）から吸排気口７
２及び７を経て加熱板３の貫通口１０を通して圧空にし
てプラスチックシート１を加熱板３から離し、金型９に
密着させて成形する。その後、第１室２Ａ、第２室２Ｂ
を同時に真空源と圧空源を遮断して、更にリーク弁ＶＬ
を開放して常圧に戻し、移動枠５を上昇させて成形され
たプラスチックシート１を取出す。加熱板３の形状記憶
材料が２方向性の場合は、高周波誘導加熱装置８の加熱
の中止によって、冷却されて、加熱板３は元の平坦な状
態に戻る。
せておき、第２室２Ｂを真空源（図示せず）から吸排気
口７１及び７を経て加熱板３の貫通口３１を通して真空
にしプラスチックシート１を加熱板３に吸着させる。一
方第１室２Ａを排気口６を経て真空源（図示せず）から
金型９の貫通口６を通して真空にしておく。但し、プラ
スチックシートを水平方向に供給して加熱する場合はシ
ートの垂れ下がりを防止するため、第１室２Ａの気圧は
第２室２Ｂの気圧よりも高めに設定する。同時に高周波
誘導加熱装置８が加熱板３を加熱し、該プラスチックシ
ートの軟化温度、更には形状記憶材料の変形開始温度以
上とし、記憶させてある所定形状に変形させて、金型９
の近くまで加熱板の表面に密着し、支持された状態の
儘、プラスチックシート１を軟化させ伸張させる。形状
記憶材料が予め記憶していた形状まで変形し終わり金型
９の近傍までプラスチックシート１が伸ばされたところ
で、第２室２Ｂを、圧空源（図示せず）から吸排気口７
２及び７を経て加熱板３の貫通口１０を通して圧空にし
てプラスチックシート１を加熱板３から離し、金型９に
密着させて成形する。その後、第１室２Ａ、第２室２Ｂ
を同時に真空源と圧空源を遮断して、更にリーク弁ＶＬ
を開放して常圧に戻し、移動枠５を上昇させて成形され
たプラスチックシート１を取出す。加熱板３の形状記憶
材料が２方向性の場合は、高周波誘導加熱装置８の加熱
の中止によって、冷却されて、加熱板３は元の平坦な状
態に戻る。
【００１１】本発明の加熱板に使用される形状記憶材料
としては、予め所定形状を記憶させておき、低温下で塑
性変形を加えた後にある温度に加熱すると、あたかもそ
れ自身が以前の形状を覚えていたかのように自然に変形
前の形状に回復してしまう現象を有する材料であればよ
い。また、形状記憶材料として、低温時に平坦に成形さ
れた板状のものであり、加熱により隆起状または曲面状
に変形し、かつ冷却されて再び低温時の変形形状に戻る
２方向性のものを用いることが望ましい。しかし、形状
回復後冷却しおても再び低温時の変形形状に回復しない
一方向性のものであっても後述するバイアス板バネと積
層することによってすみやかに平板に戻すことができ
る。具体的には、Ｔｉ−Ｎｉ合金系、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ
合金系やＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金系等のＣｕ−ＡＡｌ合金
系、Ｆｅ中にＣｒ、Ｓｉ、Ｍｎ Ｎｉ Ｃｏ ＣｕＮ
Ａｌ等を含有するＦｅ合金系、Ａｕ−Ｃｄ合金系、Ｉｎ
−Ｔｌ合金系などを使用することができる。熱間圧延法
等適宜の方法により、板状に加工する。
としては、予め所定形状を記憶させておき、低温下で塑
性変形を加えた後にある温度に加熱すると、あたかもそ
れ自身が以前の形状を覚えていたかのように自然に変形
前の形状に回復してしまう現象を有する材料であればよ
い。また、形状記憶材料として、低温時に平坦に成形さ
れた板状のものであり、加熱により隆起状または曲面状
に変形し、かつ冷却されて再び低温時の変形形状に戻る
２方向性のものを用いることが望ましい。しかし、形状
回復後冷却しおても再び低温時の変形形状に回復しない
一方向性のものであっても後述するバイアス板バネと積
層することによってすみやかに平板に戻すことができ
る。具体的には、Ｔｉ−Ｎｉ合金系、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ
合金系やＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ合金系等のＣｕ−ＡＡｌ合金
系、Ｆｅ中にＣｒ、Ｓｉ、Ｍｎ Ｎｉ Ｃｏ ＣｕＮ
Ａｌ等を含有するＦｅ合金系、Ａｕ−Ｃｄ合金系、Ｉｎ
−Ｔｌ合金系などを使用することができる。熱間圧延法
等適宜の方法により、板状に加工する。
【００１２】さらに、本発明の加熱板の変形温度は形状
記憶合金の場合はオーステナイト変態開始温度Ａｓ，或
いはオーステナイト変態終了温度Ａｆで表されるが、形
状記憶材料の種類と組成を変えた材料から選択すること
ができる。
記憶合金の場合はオーステナイト変態開始温度Ａｓ，或
いはオーステナイト変態終了温度Ａｆで表されるが、形
状記憶材料の種類と組成を変えた材料から選択すること
ができる。
【００１３】ここで、変形温度の選択は成形すべきプラ
スチックシートの軟化温度Ｔｓにより高く設定する。例
えば、ポリ塩化ビニルシートの場合には１００〜１５０
℃、ＡＢＳ樹脂シートの場合には２００〜２３０℃、ポ
リプロピレンの場合には１７０〜１９０℃を選択するこ
とができる。
スチックシートの軟化温度Ｔｓにより高く設定する。例
えば、ポリ塩化ビニルシートの場合には１００〜１５０
℃、ＡＢＳ樹脂シートの場合には２００〜２３０℃、ポ
リプロピレンの場合には１７０〜１９０℃を選択するこ
とができる。
【００１４】その際、ポリ塩化ビニルシートの場合には
オーステナイト変態開始点Ａｓを１００℃程度とし、オ
ーステナイト変態終了点Ａｆを１４０℃となるように形
状記憶材料を選択し設定すれば、軟化温度を少し越えた
１００℃前後からポリ塩化ビニルシートの軟化が始ま
り、著しい変形、流動が始まる直前の１４０℃では完全
に加熱板の変形に沿った成形ができるため好ましい。
オーステナイト変態開始点Ａｓを１００℃程度とし、オ
ーステナイト変態終了点Ａｆを１４０℃となるように形
状記憶材料を選択し設定すれば、軟化温度を少し越えた
１００℃前後からポリ塩化ビニルシートの軟化が始ま
り、著しい変形、流動が始まる直前の１４０℃では完全
に加熱板の変形に沿った成形ができるため好ましい。
【００１５】本発明の加熱板の加熱方法としては、上記
の高周波誘導による加熱方法以外に直接的に熱伝導によ
り加熱するか、加熱板の形状記憶材料自体に通電してジ
ュール熱で発熱させるか、または、間接的に赤外線によ
り加熱することができるが、急速かつ選択的な加熱が可
能な高周波誘導加熱法が望ましい。
の高周波誘導による加熱方法以外に直接的に熱伝導によ
り加熱するか、加熱板の形状記憶材料自体に通電してジ
ュール熱で発熱させるか、または、間接的に赤外線によ
り加熱することができるが、急速かつ選択的な加熱が可
能な高周波誘導加熱法が望ましい。
【００１６】１方向性の形状記憶材料が温度の昇降にと
もなって、プラスチックシートの軟化温度未満では平板
になり、軟化温度超過では所定の形状になるように可逆
的に繰り返し変形するようにするためには、図５のよう
に加熱板３を形状記憶材料よりなる加熱板本体３０とバ
イアス板バネ３１との積層体から形成する。以下図５の
積層型の加熱板についてバイアス板バネ、加熱板とも
に、形状記憶材料から構成し、且つ該形状記憶材料が形
状記憶合金である場合を例に説明する。バイアス板バネ
のオーステナイト変態開始点（温度）をＡｓｂ，バイア
ス板バネのオーステナイト変態終了点をＡｆｂ，加熱板
本体のオーステナイト変態開始点をＡｓｈ，加熱板本体
のオーステナイト変態終了点をＡｆｈで表記する。但し
Ａｓは Austenite Start Point, Ａｆは Austenite Fin
ished Point, Ｂは Bias Spring, Ｈは Hot Plateの略
記である。またシートの成形温度をＴｆ，シートの軟化
温度をＴｓとする。尚プラスチックシートの軟化温度Ｔ
ｓとしては、例えばＪＩＳ−Ｋ−７２０６のビカット軟
化点等で評価する。そしてＡｓ以上の温度で記憶させて
ある形状は加熱体本体は所定の形状に、またバイアス板
バネは平板に設定しておく。今、室温付近で、平板状態
に変形させた加熱板３を徐々に加熱し、温度Ｔｆに昇温
させる。その時次の関係が成り立つようにする。 Ｔｓ≦Ａｆｈ＜Ｔｆ＜Ａｓｂ このように設定すれば、シート成形時には既にシートは
軟化しており成形の準備が整っている。すると、温度Ｔ
ｆに於いて、加熱板本体は、図３の実線の曲線からわか
るように、Ａｆを超えているため、マルテンサイト相か
らオーステナイト相への変態が起こり、所定の記憶形状
即ち所定の形状に変形される。しかし、バイアス板バネ
は、未だＡｓｂ未満の温度のため、平板の儘であり、且
つマルテンサイト相の状態である。一方同一温度、同一
伸率のもとに於ける変形応力（乃至は復元応力）Ｆを図
４の如く設定しておく。即ち、オーステナイト相におけ
る加熱板本体変形応力をＦａｈ，オーステナイト相にお
けるバイアス板バネをＦａｂ，マルテンサイト相に於け
る加熱板本体をＦｍｈ，マルテンサイト相に於けるバイ
アス板バネをＦｍｂとするとき、 Ｆｍｂ＜Ｆａｈ Ｆａｂ＞Ｆａｈ となるよう設定しておく。そして、プラスチックシート
の成形が完了後、該積層型熱盤３をシートから離してさ
らに加熱し、温度を、 Ａｆｂ＜Ｔｆ なる温度Ｔｆまで加熱する。すると、この状態において
は、図３および図４からわかるように、バイアス板バネ
３１は記憶形状である平板になり、その際の変形応力Ｆ
ａｂは加熱板３０の変形応力Ｆａｈよりも大であるた
め、加熱板本体はバイアス板バネにより平板にもどされ
る。しかる後に室温まで冷却すると、加熱板本体３０と
バイアス板バネ３１とはともに平板のまま室温にもど
る。その後、再びプラスチックシートを該積層型熱板３
に接触させて、次のサイクルの加熱成形を行う。
もなって、プラスチックシートの軟化温度未満では平板
になり、軟化温度超過では所定の形状になるように可逆
的に繰り返し変形するようにするためには、図５のよう
に加熱板３を形状記憶材料よりなる加熱板本体３０とバ
イアス板バネ３１との積層体から形成する。以下図５の
積層型の加熱板についてバイアス板バネ、加熱板とも
に、形状記憶材料から構成し、且つ該形状記憶材料が形
状記憶合金である場合を例に説明する。バイアス板バネ
のオーステナイト変態開始点（温度）をＡｓｂ，バイア
ス板バネのオーステナイト変態終了点をＡｆｂ，加熱板
本体のオーステナイト変態開始点をＡｓｈ，加熱板本体
のオーステナイト変態終了点をＡｆｈで表記する。但し
Ａｓは Austenite Start Point, Ａｆは Austenite Fin
ished Point, Ｂは Bias Spring, Ｈは Hot Plateの略
記である。またシートの成形温度をＴｆ，シートの軟化
温度をＴｓとする。尚プラスチックシートの軟化温度Ｔ
ｓとしては、例えばＪＩＳ−Ｋ−７２０６のビカット軟
化点等で評価する。そしてＡｓ以上の温度で記憶させて
ある形状は加熱体本体は所定の形状に、またバイアス板
バネは平板に設定しておく。今、室温付近で、平板状態
に変形させた加熱板３を徐々に加熱し、温度Ｔｆに昇温
させる。その時次の関係が成り立つようにする。 Ｔｓ≦Ａｆｈ＜Ｔｆ＜Ａｓｂ このように設定すれば、シート成形時には既にシートは
軟化しており成形の準備が整っている。すると、温度Ｔ
ｆに於いて、加熱板本体は、図３の実線の曲線からわか
るように、Ａｆを超えているため、マルテンサイト相か
らオーステナイト相への変態が起こり、所定の記憶形状
即ち所定の形状に変形される。しかし、バイアス板バネ
は、未だＡｓｂ未満の温度のため、平板の儘であり、且
つマルテンサイト相の状態である。一方同一温度、同一
伸率のもとに於ける変形応力（乃至は復元応力）Ｆを図
４の如く設定しておく。即ち、オーステナイト相におけ
る加熱板本体変形応力をＦａｈ，オーステナイト相にお
けるバイアス板バネをＦａｂ，マルテンサイト相に於け
る加熱板本体をＦｍｈ，マルテンサイト相に於けるバイ
アス板バネをＦｍｂとするとき、 Ｆｍｂ＜Ｆａｈ Ｆａｂ＞Ｆａｈ となるよう設定しておく。そして、プラスチックシート
の成形が完了後、該積層型熱盤３をシートから離してさ
らに加熱し、温度を、 Ａｆｂ＜Ｔｆ なる温度Ｔｆまで加熱する。すると、この状態において
は、図３および図４からわかるように、バイアス板バネ
３１は記憶形状である平板になり、その際の変形応力Ｆ
ａｂは加熱板３０の変形応力Ｆａｈよりも大であるた
め、加熱板本体はバイアス板バネにより平板にもどされ
る。しかる後に室温まで冷却すると、加熱板本体３０と
バイアス板バネ３１とはともに平板のまま室温にもど
る。その後、再びプラスチックシートを該積層型熱板３
に接触させて、次のサイクルの加熱成形を行う。
【００１７】本発明の成形方法を使用した別の具体的な
成形装置として、射出成形同時絵付法の絵付けシートの
予備成形装置がある。これは図２に示すように、雄型１
２は雌型１１に対向して固定盤２０に固定され、該雄型
１２に射出ゲート１３に連続して射出ノズル１４が設け
られている。雌型１１は可動盤１５を介してラム１６に
固定され、該ラム１６の進退作動により雄型１２に対し
て離接する方向に駆動されるように構成されている。ま
た、雌型１１には、絵柄層及び接着層を有するプラスチ
ックシート１の真空圧空成形時に該雌型１１内の空気を
真空源（図示せず）を用いて外部に排気するための排気
口１７が設けられている。
成形装置として、射出成形同時絵付法の絵付けシートの
予備成形装置がある。これは図２に示すように、雄型１
２は雌型１１に対向して固定盤２０に固定され、該雄型
１２に射出ゲート１３に連続して射出ノズル１４が設け
られている。雌型１１は可動盤１５を介してラム１６に
固定され、該ラム１６の進退作動により雄型１２に対し
て離接する方向に駆動されるように構成されている。ま
た、雌型１１には、絵柄層及び接着層を有するプラスチ
ックシート１の真空圧空成形時に該雌型１１内の空気を
真空源（図示せず）を用いて外部に排気するための排気
口１７が設けられている。
【００１８】此の成形装置は、更に該プラスチックシー
ト１を１ピッチ毎に送るフィルム送り手段１８と、該プ
ラスチックシート１を雌型１１のパーティング面上で固
定するクランプ手段２１と、加熱板３とから構成される
ものである。
ト１を１ピッチ毎に送るフィルム送り手段１８と、該プ
ラスチックシート１を雌型１１のパーティング面上で固
定するクランプ手段２１と、加熱板３とから構成される
ものである。
【００１９】雄型１２と雌型１１とが開くと、フィルム
送り手段１８によって、この雄型１２と雌型１１との間
に上方から該プラスチックシートが該接着層を雄型側に
向けて送り込まれる。そして、このフィルム送り手段１
８に組み込まれているフォトセンサー（図示せず）によ
って、該プラスチックシートに印刷されている位置決め
マークを感知し、上下、左右の位置合せを行う。尚プラ
スチックシートと成形品形状との位置合わせを要しない
場合は、無論この位置合わせ工程は省く。またこの動作
と並行して、アーム２２が降下し、雄型１２と雌型１１
との間に該アームに固定された加熱板３が入ってくる。
送り手段１８によって、この雄型１２と雌型１１との間
に上方から該プラスチックシートが該接着層を雄型側に
向けて送り込まれる。そして、このフィルム送り手段１
８に組み込まれているフォトセンサー（図示せず）によ
って、該プラスチックシートに印刷されている位置決め
マークを感知し、上下、左右の位置合せを行う。尚プラ
スチックシートと成形品形状との位置合わせを要しない
場合は、無論この位置合わせ工程は省く。またこの動作
と並行して、アーム２２が降下し、雄型１２と雌型１１
との間に該アームに固定された加熱板３が入ってくる。
【００２０】加熱板３が雌型１１のキャビティ形成面２
３へと前進する。加熱板３が雌型１１のパーティング面
に位置し、該プラスチックシートはクランプ手段２１及
び加熱板３の外板で挟みつけクランプされると同時に該
プラスチックシートは加熱板表面に接触する。加熱板３
は抵抗加熱装置１９によりプラスチックシートの軟化点
Ｔｓ以上、且つ加熱板のオーステナイト変態終了点Ａｆ
ｈ以上の温度に加熱されて軟化すると共に加熱板の変形
にともなって変形し雌型１１の近くまで加熱板の表面に
密着した該プラスチックシート１を軟化させ伸張させ
る。形状記憶材料が予め記憶していた形状まで変形し雌
型１１の近傍まで該プラスチックシート１が伸ばされ
る。此のようにして、該シートは、必要以上の変形、不
均一変形を受けることなく、キャビティ成形面２３の表
面の最終形状に近い形状、及び絞り深さまで成形され
る。次いで、真空吸引口１７が設けられていた雌型１１
から真空吸引が開始され、雌型１１の近傍まで伸長され
た該プラスチックシート１を雌型キャビティ成形面２３
の表面に完全に密着する。この時、必要に応じて加熱板
側に圧空吸主口（図示せず）を設け、加熱板３側からの
圧空成形を併用してもよい。その結果、プラスチックシ
ート１は、キャビティ成形面２３の表面状態に完全に成
形される。
３へと前進する。加熱板３が雌型１１のパーティング面
に位置し、該プラスチックシートはクランプ手段２１及
び加熱板３の外板で挟みつけクランプされると同時に該
プラスチックシートは加熱板表面に接触する。加熱板３
は抵抗加熱装置１９によりプラスチックシートの軟化点
Ｔｓ以上、且つ加熱板のオーステナイト変態終了点Ａｆ
ｈ以上の温度に加熱されて軟化すると共に加熱板の変形
にともなって変形し雌型１１の近くまで加熱板の表面に
密着した該プラスチックシート１を軟化させ伸張させ
る。形状記憶材料が予め記憶していた形状まで変形し雌
型１１の近傍まで該プラスチックシート１が伸ばされ
る。此のようにして、該シートは、必要以上の変形、不
均一変形を受けることなく、キャビティ成形面２３の表
面の最終形状に近い形状、及び絞り深さまで成形され
る。次いで、真空吸引口１７が設けられていた雌型１１
から真空吸引が開始され、雌型１１の近傍まで伸長され
た該プラスチックシート１を雌型キャビティ成形面２３
の表面に完全に密着する。この時、必要に応じて加熱板
側に圧空吸主口（図示せず）を設け、加熱板３側からの
圧空成形を併用してもよい。その結果、プラスチックシ
ート１は、キャビティ成形面２３の表面状態に完全に成
形される。
【００２１】その後、加熱板３は後退し、同時に雄型１
２と雌型１１とが閉まり、熔融樹脂が射出口１４からキ
ャビティ内に射出され、その冷却を待って該プラスチッ
クシートが表面に接着された成形品が形成される。型開
きをして成形品を取出す。加熱板３は、冷却されて元の
平坦な状態に戻る。この場合も、２方向性の形状記憶材
料から形成するか、或いは図５の如き積層型加熱板を用
いることにより、加熱板３をシート成形のサイクル毎に
平板と指定形状との間に可逆的に変形させることができ
る。
２と雌型１１とが閉まり、熔融樹脂が射出口１４からキ
ャビティ内に射出され、その冷却を待って該プラスチッ
クシートが表面に接着された成形品が形成される。型開
きをして成形品を取出す。加熱板３は、冷却されて元の
平坦な状態に戻る。この場合も、２方向性の形状記憶材
料から形成するか、或いは図５の如き積層型加熱板を用
いることにより、加熱板３をシート成形のサイクル毎に
平板と指定形状との間に可逆的に変形させることができ
る。
【００２２】該加熱板３に使用される形状記憶材料とし
ては、上記具体的な成形装置としての真空成形装置の場
合に使用されるものと同じものが使用できる。また、加
熱板の変形のみでプラスチックシートを雌型のキャビテ
ィ成形面の形状にまで成形することは困難のため、好ま
しくは加熱板の所定形状（オーステナイト相に於ける記
憶形状）の凹凸深さ（段差）、及び曲率は雌型のキャビ
ティ成形面の形状よりも小さな形状に迄予備成形し予備
成形の時点でなお雌型キャビティ成形面に達しない分
は、雌型側からの真空吸引、加熱板からの圧空、或いは
両者の組合わせによって成形する。
ては、上記具体的な成形装置としての真空成形装置の場
合に使用されるものと同じものが使用できる。また、加
熱板の変形のみでプラスチックシートを雌型のキャビテ
ィ成形面の形状にまで成形することは困難のため、好ま
しくは加熱板の所定形状（オーステナイト相に於ける記
憶形状）の凹凸深さ（段差）、及び曲率は雌型のキャビ
ティ成形面の形状よりも小さな形状に迄予備成形し予備
成形の時点でなお雌型キャビティ成形面に達しない分
は、雌型側からの真空吸引、加熱板からの圧空、或いは
両者の組合わせによって成形する。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明のように本発明によれば、複
雑な形状でも形状記憶材料による加熱板の変形隆起が刻
々と円滑に行われるためプラスチックシートに部分的に
集中した力が加わらず、又加熱板に軟化シートが支持さ
れた状態でシート成形が行われる。その為、該シートに
必要以上の歪み変形や破壊など生じることはない。一
方、加熱板自体が変形するため変形のための装置として
のシリンダーやサーボモーターや送りネジなどを必要と
しないので、構造が簡単で、各種成形装置の任意の部分
に配置することができる。
雑な形状でも形状記憶材料による加熱板の変形隆起が刻
々と円滑に行われるためプラスチックシートに部分的に
集中した力が加わらず、又加熱板に軟化シートが支持さ
れた状態でシート成形が行われる。その為、該シートに
必要以上の歪み変形や破壊など生じることはない。一
方、加熱板自体が変形するため変形のための装置として
のシリンダーやサーボモーターや送りネジなどを必要と
しないので、構造が簡単で、各種成形装置の任意の部分
に配置することができる。
【図１】本発明の一実施例を実現した真空成形装置の概
略図である。
略図である。
【図２】本発明の一実施例を実現した射出成形同時絵付
装置の概略図である。
装置の概略図である。
【図３】加熱板及びバイアス板バネのオーステナイト相
／マルテンサイト相比と形状が各温度における挙動を示
す図
／マルテンサイト相比と形状が各温度における挙動を示
す図
【図４】加熱板及びバイアス板バネの伸率対変形応力曲
率をオーステナイト相とマルテンサイト相とについて示
した図
率をオーステナイト相とマルテンサイト相とについて示
した図
【図５】加熱板本体とバイアス板バネの組合わせ図
１ プラスチックシート ２ 真空室 ２Ａ 第１室 ２Ｂ 第２室 ３ 加熱板 ４ 固定枠 ５ 移動枠 ６ 第１室排気口 ７ 第２室吸排気口 ８ 高周波誘導加熱装置 ９ 金型 １０ 貫通口 １１ 雌型 １２ 雄型 １３ 射出ゲート １４ 射出ノズル １５ 可動盤 １６ ラム １７ 真空排気口 １８ フィルム送り装置 １９ 抵抗加熱装置 ２０ 固定盤 ３０ 加熱板本体 ３１ バイアス板バネ ７１ 真空源側排気口 ７２ 圧空源側排気口 Ｖ 切換弁 ＶＬ リーク弁
Claims (2)
- 【請求項１】プラスチックシートの成形方法において、
予めプラスチックシートの軟化温度以上で所定の形状と
なるように記憶された形状記憶材料からなる平坦な、室
温で冷却状態にある加熱板を該プラスチックシートの表
面に接触させ、次いで該加熱板を該プラスチックシート
の熱軟化温度以上に迄加熱しながら、該加熱板を所定の
記憶形状に変形させて該プラスチックシートを所定の形
状に成形することを特徴とするプラスチックシートの成
形方法。 - 【請求項２】請求項１において、該加熱板に形状記憶材
料からなる板バネを積層したものを用い、該形状記憶材
料が合金からなり、該板バネのオーステナイト変態開始
点Ａｓｂ，加熱板のオーステナイト変態終了点Ａｆｈ，
オーステナイト相でのバイアス板バネの形状回復応力Ｆ
ａｂ，オーステナイト相での加熱板の変形応力Ｆａｈ、
マルテンサイト相での板バネの変形応力Ｆｍｂ（但し、
Ｆａｂ，Ｆａｈは同温度、同歪量で比較する），プラス
チックシートの軟化温度Ｔｓとの間に、Ａｓｂ＞Ａｆ
ｈ，Ｆａｂ＞Ｆａｈ，Ｆｍｂ＜Ｆａｈの関係が成立し、
オーステナイト相での記憶形状が板バネは平板、加熱板
は所定の形状となるようにし、プラスチックシートを所
定の形状に成形する工程の温度ＴｆをＴｓ＜Ａｆｈ＜Ｔ
ｆ＜Ａｓｂの範囲で行い、しかる後に加熱板及びバイア
ス板バネの温度ＴｒをＴｒ＞Ａｆｂ（但し、Ａｆｂは板
バネのオーステナイト変態終了温度）に加熱して両者を
平板に復元後、室温まで冷却することを特徴とするプラ
スチックシートの成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2725095A JPH08197616A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | プラスチックシートの成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2725095A JPH08197616A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | プラスチックシートの成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08197616A true JPH08197616A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=12215836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2725095A Pending JPH08197616A (ja) | 1995-01-24 | 1995-01-24 | プラスチックシートの成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08197616A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014503395A (ja) * | 2011-01-13 | 2014-02-13 | ユニリーバー・ナームローゼ・ベンノートシヤープ | 浸出小包を熱成形する方法 |
-
1995
- 1995-01-24 JP JP2725095A patent/JPH08197616A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014503395A (ja) * | 2011-01-13 | 2014-02-13 | ユニリーバー・ナームローゼ・ベンノートシヤープ | 浸出小包を熱成形する方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040603 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040608 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041019 |