JPH1058532A - 熱可塑性樹脂シートの熱成形装置 - Google Patents

熱可塑性樹脂シートの熱成形装置

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JPH1058532A
JPH1058532A JP8213688A JP21368896A JPH1058532A JP H1058532 A JPH1058532 A JP H1058532A JP 8213688 A JP8213688 A JP 8213688A JP 21368896 A JP21368896 A JP 21368896A JP H1058532 A JPH1058532 A JP H1058532A
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JP
Japan
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thermoforming
thermoplastic resin
resin sheet
raw material
heat treatment
Prior art date
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Pending
Application number
JP8213688A
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English (en)
Inventor
Satoyuki Kotani
智行 小谷
Toshiaki Kawasumi
俊明 川澄
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐熱性及び成形品外観に優れ、かつ耐衝撃性
や機械的強度などの特性の優れた成形品を安定して生産
性高く製造することができる装置を提供する。 【解決手段】 少なくとも一軸方向に延伸された熱可塑
性樹脂シートからなる原反を供給する原反供給機構と、
原反を加熱して収縮させる熱処理機構と、熱成形する熱
成形機構とを有し、前記熱処理機構は、原反の巾方向を
自由状態とし、原反進行方向の収縮量を原反供給量によ
って制御するようにした熱成形装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性及び耐衝撃
性に優れた熱可塑性樹脂シートからなる成形品の製造装
置に関するものである。更に詳しくは、従来の熱可塑性
樹脂、特に物性の優れたポリエステルの成形品を安定し
て生産性よく成形することができる熱可塑性樹脂シート
の熱成形装置に関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂シートからなる成形品は、
様々な形状に加工可能であることから多種の用途に用い
られている。例えばポリエステルシートからなる成形品
は、熱成形性、ガスバリア性、機械的強度等に優れてお
り、カップやトレイ等の包装容器等に広く用いられてい
る。しかしながら、ポリエステルは二次転移点が低いた
めに(ポリエチレンテレフタレートの場合は約70
℃)、かかる成形品は例えば60〜100℃のような高
温に晒された場合、変形してしまう欠点がある。
【0003】このような問題点を解決するために従来よ
り様々な方法が試みられている。しかしそれらの結果は
必ずしも満足のいくものではなかった。例えば、特公昭
44−5108号公報にはポリエチレンテレフタレート
フィルムを成形後、成形型内において140〜220℃
の温度で成形品を熱処理して結晶化させることにより、
耐熱性を向上させる方法が開示されている。しかしこの
方法では、熱処理時に成形品が変形したり、得られる成
形品の耐衝撃性が低下してしまうという欠点がある。こ
の方法における耐衝撃性の低下は、この方法での熱処理
ではポリエチレンテレフタレートの結晶が球晶になりや
すく、そのため成形品が脆くなることに起因していると
推察される。
【0004】また、特開昭54−43971号、特開昭
54−43972号、特開昭55−17516号等の公
報には、ポリエステルシートを二軸延伸して配向させた
後、熱成形し、得られた成形品を熱処理する方法が開示
されている。これらの方法は、配向度の低いシートを用
いて成形した場合ではその効果が小さいし、一方配向度
の高いシートを用いて成形する場合では深絞り成形性が
劣るために成形品の外観が不良となる。このように、こ
れらの方法による試みによっても必ずしも満足のいく結
果を得ることはできていない。
【0005】更に、特開昭50−21051号公報に
は、未延伸のポリエステルシートを70〜100℃の温
度範囲で一軸方向に1.5〜3.0倍延伸した後に90
〜95℃の熱水中で熱収縮せしめた後に熱成形し、次い
で型内で130℃〜150℃の温度にて熱固定する方法
が開示されている。また、特開昭61−254326号
公報には、未延伸のポリエステルシートを同時に二軸延
伸機を用いて70〜100℃の温度範囲において二軸方
向にそれぞれ1.5〜3.0倍延伸した後に70〜12
0℃の温度範囲にて熱収縮せしめた後に80〜100℃
で圧空成形し、次いで型内で180〜250℃の温度に
て熱固定する方法が開示されている。
【0006】しかし、これ等の方法は熱処理及び成形の
条件を精密に制御して安定して能率よく操作することが
難しく、このため、製品の品質が不揃いとなり、また、
成形品の外観が不良となるか、又は耐熱変形の改良効果
が小さかったり、成形品の耐衝撃性が低下する等の問題
点があり、これらの方法による試みによっても必ずしも
満足のいく結果を得ることはできていない。上記以外の
方法として、未延伸のポリエステルシートを熱成形した
後に成形型内において60〜140℃のような低い温度
範囲にて成形品を熱処理して成形品を結晶化させずに、
歪みを除去する方法も考えられるが、この方法では、耐
熱性の改良効果が小さいため満足のいく方法ではない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、原反の熱処
理、熱成形の条件を精密に制御し耐熱性及び成形品外観
に優れ、かつ耐衝撃性や機械的強度などの特性の優れた
成形品を安定して生産性高く製造することができる装置
を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意検討を行った結果、熱処理工程における熱収
縮量を制御すると共に原反の送給をスムースに行なうこ
とによって上記目的を達成し得ることを見出し、本発明
に到った。即ち、本発明は、少なくとも一軸方向に延伸
された熱可塑性樹脂シートからなる原反を供給する原反
供給機構と、原反を加熱して収縮させる熱処理機構と、
熱成形する熱成形機構とを有し、前記熱処理機構は、原
反の巾方向を自由状態とし、原反進行方向の収縮量を原
反供給量によって制御するようにしてなることを特徴と
する熱可塑性樹脂シートの熱成形装置を提供するもので
ある。従来の熱成形装置は一段で目的の形状に成形する
方法であった。それに対して、本発明の新規な熱成形装
置は、少なくとも一軸方向に延伸した熱可塑性樹脂シー
トを特定の倍率で熱収縮せしめた後に目的の形状に成形
するという新規な成形装置である。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明は、少なくとも一軸方向に
延伸された熱可塑性樹脂シートからなる原反を熱処理し
た後熱成形される。熱可塑性樹脂としては特に制限され
るものではなく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポ
リオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリスチレ
ン等を用いることができるが、結晶性の熱可塑性樹脂が
好ましく、特にポリエステルが好ましい。
【0010】また、本発明における延伸シートの製造方
法についても特に限定されるものではなく、公知の方法
を採用することが出来る。例えば、先ず縦方向の延伸を
ロールによって行ない、次にテンターにより横方向の延
伸を行なう方法が挙げられる。しかし、本発明において
は通常実施されている熱固定の工程は行わないことが好
ましい。なお、本発明において用いる延伸シートは一軸
延伸シートであっても、二軸延伸シートであってもよ
く、また、シートをロール間で圧延して製造した延伸シ
ートであっても構わない。
【0011】原反の厚さは限定されるものではないが、
一般には、0.01〜5mm、好ましくは0.05〜3
mm程度とされる。本発明熱成形装置を図1に基づいて
説明すれば、熱成形装置1は、原反ロール2、原反搬送
ロール3、ニップロール4a,4bからなる原反供給機
構5と、上側ヒーター6、下側ヒーター7を有する熱処
理機構8と、加熱された原反を熱成形する熱成形型9を
有する熱成形機構10から構成されている。
【0012】本発明において熱成形とは、加熱されたシ
ート状原反を成形型に沿わせることによって成形する方
法を意味し、原反を成形型に沿わせる手段としては、真
空、圧空、又はこれ等とプラグ等の機械的手段との併
用、あるいは押型によって押圧するプレス成形等の方法
を採用することができる。図1に示す熱成形装置を用い
て熱成形するときはロール2に巻取られた原反2aを搬
送ロール3で案内し、ニップロール4a,4bによって
1回の成形に使用される長さを熱処理機構8に送給す
る。加熱処理機構8に送給された原反2aは上側ヒータ
ー6、下側ヒーター7によって均一に加熱される。
【0013】熱処理温度は、熱可塑性樹脂の融点Tm℃
以下、(Tm−140)℃以上であることが好ましく、
Tm℃以下、(Tm−120)℃以上であることが更に
好ましく、Tm℃以下、(Tm−100)℃以上である
ことが特に好ましい。熱処理温度が(Tm−140)℃
未満では耐熱性の改良効果が小さく、一方、熱処理温度
がTm℃を越える場合では、最終的に得られる成形品の
耐衝撃性が劣るようになり好ましくない。このとき、原
反2aは巾方向を自由状態とし、原反走行方向には原反
の供給量によって収縮量が制御される。巾方向を自由状
態にするとは、巾方向寸法を規制するような拘束が実質
的に存在しないことを意味し、巾方向収縮は自然状態で
行なわれ、図2に示すように収縮する。
【0014】一方、熱処理機構8の先の原反2aは、熱
成形機構10の固定枠11a,11bに挟持されて固定
されているため、原反2aの走行方向の収縮量は、ニッ
プロール4a,4bで供給される原反の量に依存するこ
とになる。原反2aの供給量の制御は大別して2種の方
法があり、その第1は、原反2aの一定長さをニップロ
ール4a,4bで供給する方法であり一般には、先ず始
めに加熱処理の終了した原反2aを成形するときの1回
分の長さと同じ長さを送給し、加熱処理による原反の収
縮の進行と共に収縮量に見合った原反2aを連続的に又
は間歇的に追送給する方法である。その第2は、原反2
aの加熱処理によって収縮するその収縮力に基づいて原
反2aを追送給するものである。
【0015】この場合、ニップロール4a,4bは一定
張力値を越えたとき原反2aを供給するようにされる。
この張力値の設定によって原反2aの供給量は制御され
る。なお、熱収縮処理工程は高張力下で行うと歪みが発
生したりするために好ましくなく低張力下で行うことが
望ましい。ここで低張力下の程度としては、張力値とし
て10kg/cm2 以下が好ましく、5kg/cm2
下が更に好ましく、3kg/cm2 以下が特に好まし
い。ここで張力値とは、延伸する前のシートの断面積に
対してかかる張力値を示す。かかる張力値の範囲にあれ
ば、熱収縮処理工程において歪みがほとんど発生しない
ようになるため好ましい。
【0016】この熱収縮工程において、0.9〜0.1
倍の面積倍率に一軸または二軸方向に、低張力下で熱収
縮される。上側ヒーター6、下側ヒーター7による加熱
範囲は、原反2aの加熱むらをなくすために、収縮によ
って追送給される原反2aを当初から加熱できるように
熱成形1回分の長さに収縮する長さを加算した長さとす
ることが望ましい。
【0017】熱処理された原反2aは次いで熱成形機構
10へ送給されて熱成形される。熱成形は、固定枠11
a,11bを開いて先に成形された成形品を前方へ移送
すると共に、成形品の移送に合せて熱処理された原反2
aを熱成形機構10に送給して、固定枠11a,11b
で挟持し固定すると共に、熱成形型9を上昇してその上
縁9aを原反2aの下面に添着させる。熱成形型9が原
反に添着すると真空ポンプ12によって熱成形型9内の
空気が排気され原反2aを熱成形型9内面に吸引して真
空成形される。
【0018】また、真空成形に代えて、又は真空成形と
併せて原反2aの上部を圧空ボックス13で覆い圧空を
送給することによって成形する圧空成形を採用すること
もできる。更に、これ等の真空、圧空と併せてプラグで
補助をするプラグアシスト法を採用することも可能であ
る。また、真空成形、圧空成形に代えて1組の金型で押
圧するプレス成形法を採用してもよい。
【0019】成形型の温度は特に限定されるものではな
く、最終的に得られる成形品の耐熱性の要求度合いによ
り、適宜変更できる。例えば、100℃付近より低温の
領域だけの耐熱性が必要である場合では、金型の温度は
水冷却等を利用して30℃程度にすればよいし、200
℃付近の耐熱性が要求されるものでは、金型内にて、例
えば200℃程度の高温度で熱処理すればよい。上記の
本発明の製造方法を適用することにより、優れた物性、
特に飛躍的に改良された耐熱性を有する熱可塑性樹脂シ
ートからなる成形品が得られる。本発明の方法は、あら
ゆる成形品の製造方法に適用可能であり、例えばカップ
やトレイ等の包装容器や旅行鞄等の運搬容器等が例示さ
れる。
【0020】
【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂製成形品の製造方
法は、他の特性を損なうことなく、耐熱性の改良を実現
する画期的な方法である。本発明の方法は成形品の物性
を飛躍的に改良する事ができる熱可塑性樹脂シートの成
形方法であり、例えばカップやトレイ等の包装容器や旅
行鞄のような運搬容器等のあらゆる成形品の製造方法に
適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明熱成形装置の実施例を示す縦断面図。
【図2】図1装置の原反部平面図。
【符号の説明】
1 熱成形装置 2 原反ロール 2a 原反 4a,4b ニップロール 5 原反供給機構 6 上側ヒーター 7 下側ヒーター 8 熱処理機構 9 熱成形型 10 熱成形機構 11a,11b 固定枠 12 真空ポンプ 13 圧空ボックス 14 プラグ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも一軸方向に延伸された熱可塑
    性樹脂シートからなる原反を供給する原反供給機構と、
    原反を加熱して収縮させる熱処理機構と、熱成形する熱
    成形機構とを有し、前記熱処理機構は、原反の巾方向を
    自由状態とし、原反進行方向の収縮量を原反供給量によ
    って制御するようにしてなることを特徴とする熱可塑性
    樹脂シートの熱成形装置。
  2. 【請求項2】 熱処理機構が、原反の単位断面積当り1
    0kg/cm2 以下の低張力下に熱収縮させるようにさ
    れてなる請求項1記載の熱可塑性樹脂シートの熱成形装
    置。
  3. 【請求項3】 熱可塑性樹脂シートがポリエステルシー
    トである請求項1又は2記載の熱可塑性樹脂シートの熱
    成形装置。
JP8213688A 1996-08-13 1996-08-13 熱可塑性樹脂シートの熱成形装置 Pending JPH1058532A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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