JPH11188787A - 樹脂シートを用いた熱成形方法 - Google Patents

樹脂シートを用いた熱成形方法

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JPH11188787A
JPH11188787A JP9366858A JP36685897A JPH11188787A JP H11188787 A JPH11188787 A JP H11188787A JP 9366858 A JP9366858 A JP 9366858A JP 36685897 A JP36685897 A JP 36685897A JP H11188787 A JPH11188787 A JP H11188787A
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JP
Japan
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resin
sheet
resin sheet
heating
thermoforming
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JP9366858A
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Yuka Murakawa
由佳 村川
Masashi Ishii
正史 石井
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
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  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 模様、文字等で加飾された領域を有する樹脂
シートの熱成形に関し、模様や色に応じた凹凸が発生し
たり、色の変化が発生したり、著しく外観の悪い成形品
になってしまうような不具合がなく、均一で外観品質良
好な成形品を製造する迅速で熱効率のよい成形方法を提
供すること。 【解決手段】 熱可塑性樹脂シートを加熱軟化させ、真
空成形・圧空成形等により成形し、冷却固化させる成形
方法であって、当該熱可塑性樹脂シートを加熱軟化させ
る際に、波長のピーク(λmax)が2μm以上の赤外線又
は遠赤外線を加熱源として用いることを特徴とする熱成
形方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂シー
ト(以下、樹脂シートという)を加熱軟化させ、真空成
形・圧空成形等により成形し、冷却固化させる熱成形す
るための改良された熱成形方法に関し、特に、樹脂シー
トを遠赤外線を用いて加熱することにより可塑化せしめ
て、食品用トレイ、家電部門に於ける冷蔵庫のインナー
ボックス、ゲーム機部門・住宅設備機器部門等のハウジ
ング、大型容器例えば浴槽、看板等所望の形状に成形す
る熱成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】真空成形や圧空成形において、樹脂シー
トを加熱し軟化(可塑化)する方法は、(1)当該樹脂
シートを加熱媒体に直接接触させることにより可塑化さ
せる直接加熱による方法と、(2)当該樹脂シートを加
熱媒体から発する電磁波の輻射線で間接的に加熱可塑化
させる方法とがあり、後者の輻射線で間接的に加熱可塑
化させる方法においては、ハロゲンランプヒータを用い
ることが知られている。ハロゲンランプヒータからの放
射線は、輝線スペクトル、特に波長2μm以下のところ
にハロゲン原子、タングステン原子特有の輝線スペクト
ル成分を有するだけでなく、波長0.6μm〜3.5μ
mの赤外域及び一部可視域に連続スペクトルを有し、高
出力、急加熱、急冷却が容易であるという特徴をもち、
加熱物への急加熱、急冷却制御が比較的可能であるので
最近、ハロゲンランプを用いる加熱方式が実用化されて
きている。
【0003】この方式では波長のピークが約1μm(約
1000mμ)の近赤外線を低圧で照射させることによ
って樹脂シート内部を加熱・可塑化させることで真空成
形性や圧空成形性を改良することができるが、透明な樹
脂シートには適用できても、加飾が施されているシート
の場合ではその部分で吸収する熱量に不均一な分布がで
き、その結果、シート全体に樹脂の可塑化が不均一にな
り、それら真空・圧空成形品に、模様や色に応じた凹凸
が発生したり、色の変化が発生したり、著しく外観の悪
い成形品になってしまう欠点があった。いいかえれば、
ハロゲンランプヒータの発する放射線のスペクトル成分
は波長が主に近赤外域のものであり、遠赤外線ヒータに
比べると加熱効率は劣る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、特に模様、文字等で加飾された領域を有する樹
脂シートの熱成形に関し、模様や色に応じた凹凸が発生
したり、色の変化が発生したり、著しく外観の悪い成形
品になってしまうような不具合がなく、均一で外観品質
良好な成形品を製造する迅速で熱効率のよい成形方法を
提供することにある。本発明は、このような改善された
成形方法の提供を目的として鋭意検討を重ねた結果、樹
脂シートに選択的に吸収する特定の波長領域の赤外線又
は遠赤外線が有効であることを見出し、本発明に至った
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題は、本発明の
(1)「熱可塑性樹脂シートを加熱軟化させ、真空成形
・圧空成形等により成形し、冷却固化させる成形方法で
あって、当該熱可塑性樹脂シートを加熱軟化させる際
に、波長のピーク(λmax)が2μm以上の赤外線又は遠
赤外線を放射する樹脂シート加熱源を用いることを特徴
とする熱成形方法。」、(2)「前記熱可塑性樹脂シー
トが、アクリル樹脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリ
カーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹
脂、ABS樹脂又はこれらのうちから選ばれた2つ以上
の成分の混和樹脂若しくはこれら樹脂のためのモノマー
の共重合体樹脂であることを特徴とする前記第(1)項
記載の熱成形方法。」、(3)「前記熱可塑性樹脂シー
トが、その表面、裏面あるいは両面に熱可塑性樹脂ビヒ
クルを用いた被覆料により被覆された加飾領域を有する
ことを特徴とする前記第(1)項又は第(2)項記載の
熱成形方法。」及び(4)「前記樹脂シート加熱源が、
セラミックヒータ、ロッドヒータ、クォーツヒータ、シ
ーズヒータ又はガスレーザであることを特徴とする前記
第(1)項乃至第(3)項のうちのいずれかに記載の熱
成形方法。」により達成される。
【0006】以下、詳細に本発明を説明する。樹脂シー
トに電磁波を照射することにより加熱する場合、先ず樹
脂シートに吸収された電磁波のみがシート加熱に寄与す
るのは当然のことであるが、単に吸収されただけでは加
熱には結びつかない。紫外域及び短波長可視域のスペク
トル成分は、シート材料の原子内の電子状態と共鳴する
(即ち吸収される)比較的高い振動数のものであって重
合体に吸収されてもシート材料の原子内の電子状態を励
起するだけであるから電子スペクトルと呼ばれ、長波長
可視域及び近赤外域のスペクトル成分は、振動スペクト
ル即ち高分子材料の分子内の原子−原子間の捩じれ振
動、変角振動及び伸縮振動の周期と共鳴する振動数のも
のであって重合体分子内の原子のエネルギー状態を変化
させるだけである。
【0007】一方、一般的に赤外線は、熱可塑性樹脂シ
ートに吸収されシートを加熱することができ、すなわ
ち、赤外線スペクトルの振動数はシート材料を構成する
有機基若しくは有機基残基相互間又は分子相互間の回転
運動及び伸縮運動の周期と共鳴し得るものであるが、う
ち特に、アクリル樹脂シート、PET樹脂のようなポリ
エステル樹脂シート、ポリスチレン樹脂シート、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリアミド樹脂樹脂シート、ABS樹
脂シートの場合には、遠赤外線(波長3μm以上)照射
により効率よく加熱され、また、シート表面に熱可塑性
樹脂ビヒクルを用いた被覆料により被覆された加飾領域
が存在する場合にも他の領域と同様に均一に加熱され、
成形後に模様や色に応じた凹凸が発生したり、色の変化
が発生したり、著しく外観の悪い成形品になってしまう
ような不具合は生じないことを見い出した。
【0008】これは換言すれば、これら加飾領域を含む
樹脂シートにおける材料の分子の回転運動及び伸縮運動
の周期、および主鎖部分の−CH2−CH2−構造、−O
COO−構造及び−CONH−構造の回転運動及び伸縮
運動の周期が遠赤外線の周期(振動数)と共鳴関係にあ
ることを意味する。実際、これら主鎖構造部分を有する
樹脂材料は、3μm〜7.2μm特に通常は3μm〜6
μmの電磁波スペクトルに対して深い吸収帯域がある。
加えて本発明で使用する遠赤外線は、シート材料への浸
透力がより大であり、またシート材料の全表面に均一に
照射することができる。したがってシート材料の表面と
内部との温度差を小さく抑えることができるだけでな
く、加飾領域が存在している場合でも均一に加熱ができ
る。また例えばホットプレートの圧接によりシート材料
を加熱する場合等に比し、全表面を加熱ムラなく均一に
加熱することができる。
【0009】従来の成形型との接触による加熱は全域の
均一な加熱軟化は比較的難かしく、またたとえ、加飾さ
れてない均一表面の樹脂シートには適用できてたとして
も、加飾が施こされているシートの場合ではその部分で
吸収する熱量に不均一な分布ができ、その結果、シート
全体に樹脂の可塑化が不均一になり、それら真空・圧空
成形品に、模様や色に応じた凹凸が発生したり、色の変
化が発生したり、著しく外観の悪い成形品になってしま
う欠点があったが、本発明は、輻射加熱において、披加
熱物の加熱領域全体をその形状を問わず精度よく均一に
加熱することができ、かつ熱効率が高い。
【0010】したがって、本発明で使用する熱可塑性樹
脂シートとしては、アクリル樹脂、熱可塑性ポリエステ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポ
リアミド樹脂、ABS樹脂又はこれらのうちから選ばれ
た2つ以上の成分の混和樹脂若しくはこれら樹脂のため
のモノマーの共重合体樹脂を素材とするものであること
が好ましい。そして本発明においては遠赤外線の強い浸
透力のため、これらシートとして、1mm〜10mm厚
のものを用いることができる。
【0011】また、これら熱可塑性樹脂シート上の加飾
領域は、前記熱可塑性樹脂の素材と同様、熱可塑性樹脂
ビヒクルを用いた被覆料例えばインキ、塗料により被覆
されることにより形成された領域であることが好まし
い。これらは通常の染顔料、体質顔料、填料を含むもの
であって差し支えなく、シルクスクリーン印刷のような
孔版印刷、オフセット印刷のような平版印刷、グラビア
印刷のような凹版印刷、捺染、転写、塗装、ペインティ
ングなどにより熱可塑性樹脂シート上に施すことがで
き、成形後のインキ等の変色が少ない。
【0012】本発明における樹脂シートの加熱源として
は、セラミックヒータ、ロッドヒータ、クォーツヒー
タ、シーズヒータ、低圧アーク灯又はガスヒータ、好ま
しくはセラミックヒータ、ロッドヒータ、クォーツヒー
タ、シーズヒータを使用することができる。さらに、ガ
スレーザ特にミリ波レーザとして市販されている中出力
遠赤外レーザを使用することができる。アーク灯は消耗
が早いのが難点であり、またガスヒータは近赤外線スペ
クトル成分を比較的多く有しまた均一加熱が比較的難か
しいという難点があるが使用には耐えうる。
【0013】本発明においてはこのような加熱源を早期
に立上げるための回路を設けることができ、またこの回
路は、樹脂シートの全域を均一に加熱するために適した
位置関係で配置される複数の加熱源用にすることがで
き、さらに、シート材料の違いに適合させて加熱温度を
調節できるようなものとすることができる。図2には、
そのような回路の1例が示される。この図2は、便宜
上、第1加熱源及び第2加熱源の2つの加熱源を設けた
場合について説明している。図2において、第1加熱源
の負荷(R1)は、低温加熱の場合はR11のみで、高
温加熱の場合はR11+R12として示され、第2加熱
源の負荷(R2)も同様に、低温加熱の場合はR21の
みで、高温加熱の場合はR21+R22として示され、
また、温度切換手段は電気スイッチ(SW)として示さ
れている。第1加熱源の通電量調整手段は、通電回路制
御器(CR1)とトランジスタ(TR1)とにより構成
され、第2加熱源の通電量調整手段は、通電回路制御器
(CR2)とトランジスタ(TR2)とにより構成され
る。トランジスタ(TR11)とトランジスタ(TR1
2)とで第1の自走マルチバイブレータを形成し、(T
R11)と(TR12)とを交互に導通させ、トランス
の1次側コイル(L11)への交番入力に対応する高電
圧の2次誘導出力を2次側コイル(L2)に得、これ
を、負荷(R1)として抵抗R11とR12を有する第
1加熱(1)の電源とすることにより、パルス通電加
熱を行うものであり、また、この自走マルチバイブレー
タ回路の制御を、トランジスタ(TR1)と抵抗(R
x)と温度センサ(SM1)とで構成され、該自走マル
チバイブレータ回路の負荷変動に対して負の入出力関係
が成立する帰還回路により行う。該自走マルチバイブレ
ータについて付言すると、1方のトランジスタ例えば
(TR11)が導通するとトランスの1次側コイル(L
11)が通電し、その結果、2次側コイル(L2)には
若干時間を置いて2次誘導出力を得てこれをヒータ源と
すると同時にこの2次出力により、コイル(L11)に
はまた若干時間を置いて発生する3次誘導出力を得て、
この時間を置いて得られた3次出力を今度は他方のトラ
ンジスタ(TR12)に帰還してこれを導通させること
によりトランジスタ(TR12)の場合にもトランジス
タ(TR11)の場合と同様の動作をさせ、以下交互に
この動作を繰り返させて、マルチバイブレータとするも
のである。コンデンサ(C1)は、回路中のコイル(L
11)と共同して両トランジスタの導通時定数(即ちパ
ルス通電頻度)を定めるためのものであり、また、この
回路の電源(B)には無論整流器(D)からの直流成分
が充てられる。さらに、回路素子をサ−ジ電圧から保護
するための従来公知の手段を組み合わせることができ、
例えば、整流器(D)のための抵抗(R3)部分には突
然の過電圧流から整流器(D)を保護するため、ツェナ
−破壊電圧に達すると導通するツェナ−ダイオ−ドを抵
抗(R3)+整流器(D)に並列配置することにより、
過電流バイパス路を設けることができる。この回路装置
の場合にはパルス出力であるという利点だけでなく、通
常の大型加熱源ためのダイオードと抵抗からなるような
時定数の高い逆起電力吸収回路を含まないという利点が
ある。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いてさらに
具体的に説明するが、本発明はこの実施例のみに限定さ
れるものではない。図1に示されるように、アクリル樹
脂ビヒクル中に淡青色顔料を含むシルクスクリーン印刷
インキで被覆された加飾領域(2)を有する縦1775
mm、横880mm、板厚5mmのアクリル樹脂(三菱
アクライトPX−200)シート(1)を、その4辺を
クランプ具(4)でクランプされた樹脂シート(1)の
上下に配置され、表面温度が380℃までに加熱された
波長のピーク3μm〜4μmのセラミックヒータで25
0秒間加熱後、直ちに断熱性コロ(10)を介して型枠
(3)中に納められた真空成形型(6)に輸送してその
上面に配置し、シート押え枠(8)によりしっかりと固
定し、補助加熱手段(5)に通電して保温下に図示され
てない真空手段により吸引口(7)から吸引し成形真空
を実施し、浴槽内側部材(9)を成形した。冷却後に型
から外された浴槽内側部材(9)底面の加飾模様(2)
は、変色や凹凸がなく、他の領域と同様に平滑な成形面
を有していた。
【0015】比較例 実施例と同じ加飾アクリル板を使用し、波長のピークが
1μmのハロゲンランプを熱源とする真空成形機で成形
したところ、加飾部に激しい色ムラや表面凹凸の発生が
認められ、外観不良の成形体であった。
【0016】
【発明の効果】以上、詳細かつ具体的な説明から明らか
なように、本発明により、特に模様、文字等で加飾され
た領域を有する樹脂シートの熱成形に関し、効率よく加
熱され、また、シート表面に熱可塑性樹脂ビヒクルを用
いた被覆料により被覆された加飾領域が存在する場合に
も他の領域と同様に均一に加熱され、模様や色に応じた
凹凸が発生したり、色の変化が発生したり、著しく外観
の悪い成形品になってしまうような不具合がなく、均一
で外観品質良好な成形品を製造する改良された成形方法
が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の樹脂シートを用いた熱成形方法を説明
する工程図である。
【図2】本発明の熱成形方法における加熱源の制御手段
の1例を示回路図である。
【符号の説明】
1 熱可塑性樹脂シート 2 加飾領域 3 型枠台 4 クランプ具 5 補助加熱手段 6 真空成形型 7 吸引口 8 シート押え枠 9 成形品 10 断熱性コロ R1 第1加熱源 R2 第2加熱源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI B29L 22:00

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱可塑性樹脂シートを加熱軟化させ、真
    空成形・圧空成形等により成形し、冷却固化させる成形
    方法であって、当該熱可塑性樹脂シートを加熱軟化させ
    る際に、波長のピーク(λmax)が2μm以上の赤外線又
    は遠赤外線を加熱源として用いることを特徴とする熱成
    形方法。
  2. 【請求項2】 前記熱可塑性樹脂シートが、アクリル樹
    脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹
    脂、ポリスチレン樹脂、ポリアミド樹脂、ABS樹脂又
    はこれらのうちから選ばれた2つ以上の成分の混和樹脂
    若しくはこれら樹脂のためのモノマーの共重合体樹脂で
    あることを特徴とする請求項1に記載の熱成形方法。
  3. 【請求項3】 前記熱可塑性樹脂シートが、その表面に
    熱可塑性樹脂ビヒクルを用いた被覆料により被覆された
    加飾領域を有することを特徴とする請求項1又は2に記
    載の熱成形方法。
  4. 【請求項4】 前記樹脂シート加熱源が、セラミックヒ
    ータ、ロッドヒータ、クォーツヒータ、シーズヒータ又
    はガスレーザであることを特徴とする請求項1乃至3の
    うちのいずれか1に記載の熱成形方法。
JP9366858A 1997-12-26 1997-12-26 樹脂シートを用いた熱成形方法 Withdrawn JPH11188787A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012156400A (ja) * 2011-01-27 2012-08-16 Disco Abrasive Syst Ltd テープ拡張装置
JP2016540085A (ja) * 2013-12-06 2016-12-22 エボニック レーム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングEvonik Roehm GmbH 閉鎖した型内で引き続き発泡成形するためのポリ(メタ)アクリルイミド粒子の予備発泡
JP2018055361A (ja) * 2016-09-28 2018-04-05 双葉電子工業株式会社 タッチパネル及びタッチパネルの製造方法

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