JPS604022A - 熱可塑性合成樹脂シ−トの熱成形法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性合成樹脂シートの熱成形法に関する。

更に詳しくは、熱可塑性合成樹脂シートを加熱成形する
際に良好な温度管理を達成するのに好適な加熱補助具を
使用する加熱成形法に関する。

熱可塑性合成樹脂シートの成形において温度管理の良否
が成形品に与える影響は極めて大きい。

一般的に加熱方法としては、伝導加熱、輻射加熱および
対流加熱の三つがあって、目的に応じて適宜選択される
。これらの加熱の目的は、マクロ的には一回の成形にお
ける成形面全体を均一に加熱することＫある。

熱可塑性合成樹脂シートを熱成形して食品容器、カップ
等を製造するに当っては、該シートを巻取シロールよシ
取シ出し、加熱炉によシ加熱軟化した後金屋を用いて所
定の形状に熱成形し、この成形体を打抜いて製品を得て
いる。従来、上記加熱において、一般的には上記シート
の成形面全体を均一に加熱している。

しかしながら、上記シートの成形面をミクロ的には部分
的に加熱温度を不均一にして加熱することが望′ましい
場合がある。例えば、発泡ポリ２チレンシートの深絞シ
成形品（例えば、コツプ）を得る目的のために、成形部
分の周囲部分の温度はシートの軟化温度近傍に加熱する
がコツプの底部を中心とした成形部分は、それよシも低
く加熱しておいて、コツプの底部の肉厚を十分に保持し
、且つ成形部分への周囲部分からのシートの引込みを答
易にしようとする方法がある。この方法は上記の不均一
加熱を上記シートの成形部分の周囲を押えるフランジ及
びシート押え板に加熱手段を設けるととＫより達成して
い為優れた方法であるが装置的に交雑となる欠点がある
。

また、熱板本体自体に不均一加熱を達成するよりに加工
を施すことも当然考えられる。しかしながら、熱板本体
は極めて高価なものであり、個々の成形に応じて熱板本
体を加工するととは決して実用的でない。しかも、熱板
本体は極めて重く、その交換や取付けは決して容易では
ない。

一方、ｉスキング加茫、という方法が知られていゐ。こ
の方法は、ヒーターとシートとの間にマスキング材を使
用して加熱調節を行なう方法である。

一般的には、この方法は輻射加熱における均一加熱の困
難さから結果として生ずる過熱を調節するために、金網
などをヒーターとシートとの間に適宜挿入するものであ
って、その目的はむしろ均一加熱にある。また、シート
の伸びの部分調節のためにマスキング材を使用して部分
的に加熱を不均一ならしめるように調節することもある
がその例は輻射加熱におけるものであって、実施は容易
であるが精度的に十分なものであるとはいいがたい。

本発明は上記の如き点に鑑みなされたもので、装置が簡
単で、作業能率を向上せしめ、成形した後品質良好な合
成樹脂成形体を得る仁とができる熱可塑性合成樹脂シー
トの熱成形法を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は熱可塑性合成樹脂シートを熱板にて
加熱し、その後、成形する方法において部分的に熱伝導
性が異なる加熱補助具を使用して熱可塑性合成樹脂シー
トを不均一加熱することを特徴とする熱可星性合成樹脂
シートの熱成形法を要旨とする。

以下、本発明の実施例を図面に基き説明する。

第１図には、本発明の１実施例である熱成形法の各工程
の概略図が示されている。１は巻取りロール２に巻回さ
れた熱可塑性合成樹脂シート、３は１対の熱板で、該熱
板乙の内部にはヒーターが内蔵されている。４は１対の
熱板３にそれぞれ装　１着されている１対の加熱補助具
であｔ０該加熱補助具４には第２図及び第３図に示すよ
うに相対向する面の適宜の位置に凹部５が設けられてい
る。

６は凸部である。加熱補助具４は熱板６に例えばボルト
等を屯って取外し自由なように装着されるものでありて
、熱板６からの熱をシート１に好適に伝導する良伝導性
の部材（例えばアルミニウム、鉄、等）からなる。

７は雄型７ａ及び雌型７ｂからなる金型である。

本発明に用いられる熱可塑性合成樹脂シート１としては
、例えば、発泡シート、無発泡シート、及びそれらの積
層シート等が用いられ、発泡シートとしては、例えば、
発泡ポリスチレン、発泡ポリオレフィン等が挙げられ、
無発泡シートとしては例えば、ハイインパクトポリスチ
レン、ポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。

本発明に用いられる熱板３はシート１の両面に設置して
もよく、片面に設置してもよいが、発？―シートを成形
する場合には、両面熱板加熱が好ましく、無発泡シート
の場合には片面熱板加熱でもよい。

また、本発明における熱板３による加熱成形は温間成形
及び、冷開成形につｂても好適に適用されうる。

本発明の成形方法としては、例えば、真空成形、圧空成
形の＃１かこれらの応用としてのフリードローイング成
形、プラグ・アンド嗜リング成形、リッジ成形、マツチ
ドｅモールド成形、ストレート。

成形、ドレープ成形、リバースドロー成形、エアスリッ
プ成形、プラグアシスト成形、プラグアシストリバース
ドロー成形などの成形方法、及びこれらの組み合せの何
れの方法にも適用しうる。

上記の構成によシ熱可塑性合成樹脂シート１を熟成形す
るに当っては、巻取りロール２に巻回されている上記シ
ート１を取シ出し、熱板６に装着された加熱補助具４に
直接接触させて挾持し、熱板６に装着された加熱補助具
４により、加熱軟化される。この時、補助具４釦は凹部
５が設けてあシ、凹部５は熱伝導率が低く、該凹部５に
対向しているシート１表面と凸部６に対向して接触して
いるシート１表面との間に温度差が生じ、シート１は不
均一に加熱される。不均一加熱には大別して二つの異な
る態様がある。その一つは相対的に主として、シート１
の成形部分を低温に、その周囲部分を高温にするもので
ある。好ましい一態様をよシ正確に表現すれば、シート
１の成形部分を成形目的のための適正温度に、その周囲
部分をその温度よシも高温にするものである。以下この
不均一加熱方法を周囲部分高温加熱法という。他の一つ
は相対的に主としてシート１の成形部分を高温に、その
周囲部分を低温にするものである。好ましい一態様をよ
シ正確に表現すれば、シート１の成形部分を成形目的の
ための適正温度にし、その周囲部分を、その温度よシも
低温又は全く加熱せずに置くものである。

以下この不均一加熱方法を周囲部分低温加熱法という。

また、周囲部分低温加熱法の一変形として、成形部分に
ごく近い周囲部分のみを成形部分よルも若干高温にし、
成形部分よシ遠い周囲部分を成形部分よシも低温にする
方法も本発明の一態り、凸部６に成形部分を対向させ接
触させたときには周囲部分低温加熱法となる。これらの
場合における低温−高温とは相対的なものであって、一
般的にはシートの軟化温度およびシートーーの加熱時間
を基準として適宜決定される。通常周囲部分高温加熱法
における最高温部と最低温部との温度差は２〜５０℃程
度であるが、使用材質、成形品形状、金型配置等により
任意に決定されこれに限定されるものではない。また通
常周囲部分低温加熱法における最高温部は使用材質の成
形性により成形可能な温度が選択される。一方最低温部
は高温部より低温でちることは必要であるが、使用材質
のガラス転移点以下が好ましく、常温であってもよい。

しかしこれに限定されるものではない。

しかし乍ら不均一加熱は、この二煎様に厳密に限定され
るものではなく、目的とする成形体の形状、厚みなどお
よび金型の配置状況などに応じ、成形目的のための適正
温度部分、それよシも高温　１部勺又は低温部分を任意
に設定しうるものである。

このように不均一加熱されたシート１は雄型７ａ及び雌
型７ｂからなる金型７により成形される。

この時、例えば第４図に示す深絞りの容器成形体８を成
形するに当って、最終的にトリミングされて容器成形体
８を構成しないＥ部分を高温部とし、他の部分を低温部
とするように上記周囲部分高温加熱法により加熱した場
合には、成形時に樹脂の流動性の大きいＥ部分より他の
部分への樹脂の供給がなされ、スムーズな成形が行なわ
れ、Ａ、　ｎ。

Ｃ，Ｄ　ともに肉厚が均一となり良好な成形品を得以　
下　余　白 ることができる。

第５図〜第１５図には本発明の他の実施例に用いられる
加熱補助具４が示されている。第５図の補助Ａ４ａ第２
図の補助具４の凹部５に断熱材９を装填したものであり
て、第２図の補助具４に比し、加熱の不均一度はより大
きくなる。第６図及び第７図は第２図の補助具４の変形
であって、シート１表面に温度勾配を与えて加熱するた
めＫ例えば、台形状または曲線状の四部５を設けたもの
である。第８図及び第９図は、第６図及び第７図の補助
具４の凹部５に断熱材９を装填したものである。

また、上記凹部５または凸部６に補助ヒーター１０を装
填して尚該部分の加熱度をよシ強大にすることも本発明
の好ましい一態様である。

第１０図は凹部５に補助ヒーター１０を装填した例で第
１１図の補助具４は凹部５に発熱量に部分的に差のある
補助ヒーター１０（図の丸印の大小は発熱量の差を現わ
す、）を装填した例である。

また、第１２図の補助具４は凸部６に補助ヒータ−１０
を装填した例、第１３図は凸部６に発熱ｌに部分的に差
のある補助ヒーター１０を装填した例である。

以上の例は加熱補助具４が一体的に熱板３に装着された
ものであるが、第１４図の如く熱板３に補助具４が個々
に装着された例も本発明の一態様である。断熱材のみを
加熱補助具として使用する態様も本発明に含まれる。

不均一加熱達成手段はこれらの例示に限定されることは
なく、これらの組み合わせも可能であり、また、第１５
図の例に示される如く凹部５に冷却管１．１を装填して
強制冷却する方法も好ましい一態様である。

上記の如く設けられた凹部５の大きさまたは断熱材９の
材質、断熱材９の装填部の大きさは得ようとする不均一
加熱の度合に応じて適宜選択される。

上記加熱補助具４は成形方法、成形目的に応じて適宜選
択できる。

上記実施例ではシート１を加熱補助具４に直接接触させ
て不均一加熱したが、本発明の他の実施例としてシート
１に接触させずに相対向して不均一加熱することもでき
る。

本発明においては、加熱補助具を熱板に直接装着して使
用することが通常の態様であるが、必要に応じて、若干
の隙間を設けるが如く、直接装着しないで使用する方法
もその一態様である。

また、断熱材のみを加熱補助具として、熱板に直接装着
又は若干の隙間を設けて熱板に装着する方法も本発明の
一態様である。

本発明方法により得られる成形体８は例えば食品容器等
に用いることができる。

以上説明したように本発明は、熱可塑性合成樹脂シート
を不均一加熱するに際し、部分的に熱伝導性が異なる加
熱補助具を使用して加熱するのみで良いため、従来法に
比較して装置が簡単になる効果を有する。また、加熱補
助具の取付けが容易なので、従来に比べて作業能率が向
上する利点を有する。　１ また、本発明の不均一加熱におい電、周囲部分高温加熱
法による場合、例えば、コツプの如き深絞夛成形品を得
ようとする場合には、コツプの底部分の厚みを減するこ
となく、さらに成形体の口縁部分及び側壁部分への成形
体の周囲部分からのシートの引き込みが容易になシ、良
好な深絞シ成形を可能とする利点を有する。また、周囲
部分低温加熱法による場合、例えば、模様が印刷されて
いるシートを模様が所定の位置に位置するように成形を
行なういわゆる印刷合わせ成形の場合には、成形体の周
囲部分は低温にするか、または全く加熱しないので、収
縮によるずれがなく、成形部分のみ加熱されて良好に成
形が行なわれる。

従来、二称以上の合成樹脂シートからなる積層シートの
場合、そのスクラップ（ペレット）け、二種以上の合成
樹脂の混合となってしまうため、低評価に甘んじなけれ
ばならなかった。例として、発泡ポリスチレンシートと
無発泡ポリエチレンフィルムとの積層シートのスクラッ
プがあげられる。

ところが不均一加熱による熱成形法から生じたスクラッ
プは、それぞれの積層材料の引きはがしが容易であシ、
混合物の少ないペレットが製造しやすいことから回収原
料としての評価も高い利点がある。

本発明は、不均一加熱を加熱補助具を用いて行なうので
、熱板本体に部分的に熱伝導性が異ならしめるように加
工を施す必要がなく、装置が簡単になる。また、加熱補
助具の取りつけも容易なので、従来に比べ作業性が向上
する。従って、製造コストを安価にする利点を有する。

以下具体的実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する
。

実施例１ 内部にヒーターを装着した厚さ５０′１ＩｊＡの鉄製熱
板に＃￥６図の如き側面が台形の凹部（平面は円形）を
設けた厚さｌｓｍｍ（凸部を含む）のアルミニウム製加
熱補助具をボルトにて取付けた。台形の上底は４０ｗＡ
Ｊ１１の円、下底は５０７ｄｌＪ１７）円、高さは０、
５＋１ＺＩＩである。厚さ２，６朋の発泡ポリスチレン
シートに、厚さ０．０７２鶴のポリエチレンシートを貼
り合わせたシートを、上下一対の上記加熱補助具に挾ん
で加熱した。シートの加熱温度は、ポリスチレン側の最
高温部が１３０℃、最低温部が１０５゜Ｃ１ポリエチレ
ン側の最高温部が１２５℃、最低温部が１００℃であり
、加熱時間は８秒であった。

このような不均一加熱を行なった後、カップ状金型を用
いてカップ状容器（底部は５４Ｍ０１開口部は９０Ｍ０
．高さは８０℃７Ｍ）を成形した。成形にあたっては、
加熱補助具の凹部で加熱された部分が、成形部分に対応
するようにした。得られ／こカップ状容器は均一加熱し
た場合に比較して、厚みのバラツキが少なく、かつ強度
および重量ともに増大したものであった。

実施例２ 実施例１と同様の加熱補助具を使用した上下一対の熱板
に、厚さ２．３朋の発泡ポリスチレンシートと厚さ０．
１５　ｍのハイインパクトポリスチレンシートとを貼り
合わせたシートを挾んで加熱した。

シートの加熱温度は、発泡ポリスチレン側の最高温部が
１３０℃、最低温部が１２０℃、ノ・イインパクトボリ
スチレン側の最高温部が１２５℃、最低温部が１１５℃
であり、加熱時間は７．５秒であつた。このような不均
一加熱を行なった後、カップ状金型を用いてカップ状容
器（底部は４８１；Ｌｍ〆、開口部は８０朋ｙ１高さは
７５朋）を成形した。成形にあたっては、加熱補助具の
凹部で加熱された部分が、成形部分に対応するようにし
た。得られたカップ状容器は、均一加熱した場合に比較
して、厚みのバラツキが少なく、かつ強度および重量と
もに増大したものであった。

実施例３ 内部にヒーターを装着しプζ厚さ４５ｍＭのアルミニウ
ム製熱板に、８１￥２図に示されたものとは反対に、側
面が長方形の凸部（平面は円形）（第２図は凹部が円柱
状）を有する厚さ１５１１ＬＩＲ（凸部を含む）のアル
ミニウム製加熱補助具をボルトにて取付けた。凸部は、
ｉげ径１９０虎ｍ１高さ５ｕの円柱状である。一方凹部
には、凸部の外周部５ｕを残して厚さ５ａのグラスウー
ル製の断熱板を装着しえ。７．ヶ２．３１゜□７ＪＺ　
ＩＪ　Ｘアｖ：ｙ−、ｙ−）□７１さ０．１３１１１１
の・・イインパクトボリスチルンシートを貼り合わせた
シートを、上下一対の上記加熱補助具に挾んで加熱した
。ハイインパクトポリスチレンシートには、ピッチ模様
が印刷してあり、成形後所定の位置に所定の模様が表わ
れるようＫ１１１画されている。シートの加熱温度は、
発泡ポリスチレンシート側の最高温部が１４０℃、最低
温部（断熱材部）が６０℃、ハイインパクトポリ−・−
チレン側の最高温部が１３０℃、最低温部が６０℃であ
り、加熱時間は５秒であった。このような不均一加熱を
行なった後、どんぶり状金型を用いて、どんぶり状容器
（底部は８０ｆｉ〆、開口部は１５８朋り、高さは８０
ＩＩＬＩＢ）を成形した。成形にあたっては、加熱補助
具の凸部で加熱された部分が、成形部分に対応するよう
にした。得られたどんぶり状容器は、ピッを模様が所定
の位置に正確に表われだものでちった。一方均一加熱を
行なった場合には、発泡ポリスチレンシートの収縮のバ
ラツキのために、成形品上の模様の位置にずれが生じ、
良品が得られにくかった。

【図面の簡単な説明】

図ｉｆｑは本発明の実施例を示すもので、第１図は本発
明の１実施例である熱可塑性合成樹脂シートの熱成形工
程を示す概略図、第２図は、本発明に用いられる熱板に
加熱補助具を装着した状態を示す縦断面図、第３図は、
第１図における加熱補助具の平面図、第４図は、容器を
成形する状態を示す縦断面図、第５〜第１５図は本発明
の他の実施例に用いられる熱板に加熱補助具を装着した
状態を示す縦断面図である。 １・・・熱可塑性合成樹脂シート ３・・・熱板　４・・加熱補助具 特許出願人　日本サンパック株式会社 ０発　明　者　長谷用健 平塚型タ陽ケ丘１４番１５号 の発　明　者　野口敏明 神奈川県足柄上郡中井町井ノロ ８２１−５ ０発　明　者　高木秀育 茅ケ崎市今宿５８９番地 ０発　明　者　廣澤邦則 伊勢原市沼目９２３番地４８号 ０発　明　者　穐山博之 平塚市中原１丁目１１番１７号 ０発　明　者　小倉注入 鹿沼市幸町１丁目３番２７号 ０出　願　人　日本スチレンペーパー株式会社東京都千
代田区内幸町２丁目１ 番１号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性合成樹脂シートを熱板にて加熱し、その後、成
   形する方法において、部分的に熱伝導性が異なる加熱補
   助具を使用して熱可塑性合成樹脂シートを不均一加熱す
   ることを特徴とする熱可塑性合成樹脂シートの熱成形法
   。