JPS6245813B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は発泡樹脂シートによる成形方法に関
し、成形設備が簡単で製造コストを安価にでき、
製品の強度にも優れた方法を得ようとしている。

従来より、熱可塑性発泡樹脂シートによる主と
してトレー等の容器の成形方法としては、押出成
形により先ず原反シートが成形され、これを一旦
ロールに巻回された熱可塑性発泡樹脂シートを順
次コンベア上に引き出し、一定温度に加熱した
後、雄型および雌型間に挟み込んで所要の形状に
成形加工し、その後適宜トリミング加工を施すこ
とによつてトレー等の成形品を得るものであり、
上記成形加工としては例えばプレス成形、真空成
形＋プレス成形、あるいは圧空成形＋プレス成形
などが採用されている。

しかしながら上記従来方法では、雄型および雌
型の２種の金型を必要とし、この金型の加工精
度、金型の型閉めおよび型開きのための機構等を
要する点など設備が複雑で高価になる上、金型の
交換や保守にも手間がかかるものであつた。また
原反シートを製造後、ロールに一旦巻回しておく
必要から、シートの成形時に偏肉を起さないよう
にするなど、精度品質の点で優れたものでなけれ
ば、製品の仕上りに影響が大きいなど品質管理、
工程管理の難しいものであつた。

さらに成形製品としては、トレーの側壁の立ち
上がり部分など大きな変形加工を施される個所に
おいては、成形加工時に発泡シートが成形方向へ
引き伸ばされ、その気泡は偏平に押し潰された気
泡形状をなす為、その部分の強度が弱くなつた
り、緩衝性が悪くなる欠点があつた（第８図参
照）。

そこでこの発明においては、従来の成形方法の
持つ欠点を解消し、製造コストの低減と製品強度
の向上を同時に果す成形方法を提供するものであ
り、その構成としては、押出成形され、表裏に残
留歪差のある熱可塑性発泡樹脂シートから予め概
要形状をなすシート片を裁断しておき、次いで上
記シート片のうち残留歪の強い方の面に雄型のみ
を沿わせて雄型と共に加熱雰囲気中を通過させ、
加熱に伴なうシート片の表裏歪差に伴なう反り変
形を利用してシート片を雄型に沿わせて曲成さ
せ、雄型形状に沿つた成形品を得ることを特徴と
している。

次いでこの発明方法を、その実施に用いる成形
装置と共に図を参照しながら以下に例示する。

１はシート片Ａの供給部であり、押出成形にて
製造され表裏に残留歪差のある原反シートとして
の発泡ポリスチレンシート等から予め概要形状に
裁断してあるシート片Ａを積み重ねて収納する原
反ホルダー１０と、原反ホルダー１０の下端に進
退自在に設けた送出板１１が設けてあり、原反ホ
ルダー１０内のシート片Ａを最下端より一枚ず
つ、送出板１１にて前方の移送コンベアへと供給
するものである。原反ホルダー１０はシート片Ａ
を収納したままカセツト式に取替できるものが作
業上能率的で好ましい。また送出板１１は図示の
シリンダーにて進退させるもののほか、サーボモ
ータやリンク機構を組み合わせて作動させること
もできる。

２はシート片移送用コンベアであり、供給部１
より順次送り出されたシート片Ａを載置し加熱炉
内へと移送する。

３は加熱炉であり、シート片移送用コンベア２
の走路中に設けてあつて、シート片Ａを所要の成
形温度まで昇温維持するヒータ３０がシート片移
送用コンベア２送路の上下に配設され、加熱雰囲
気を形成する。

４は型移送用コンベアであり、成形品の内側形
状に対応する雄型４０が適宜間隔をおいて列設さ
れてあり、前記シート片移送用コンベア２の上方
で該コンベア２と同期して送行し、各シート片Ａ
の上部に順次雄型４０が当接したまま加熱炉３内
を走行し、シート片Ａが加熱成形された後、雄型
４０に成形品A′を付着したまま加熱炉３外へと
運び出す。上記雄型４０には抜きテーパーが形成
してあつて成形品A′の型外しを容易にしてい
る。なお上記雄型４０がシート片Ａに当接したと
き、該シート片Ａに対して上方より若干の荷重を
加えて押え付け得るように、コンベア４および雄
型４０を設置してあり、加熱変形した際にシート
片Ａが移動したり偏る恐れがなく、正確な成形加
工が行なえるものである。

加熱炉３外へ移送された成形品A′は自然放冷
または強制空冷によつて冷却固化さた後、通常は
型移送用コンベア４の端部で雄型４０より自然落
下することにより型外しされるが、万一型につい
ていつた場合を考慮して既知のエジエクト機構な
ど型外しを自動的に行なう装置や回収装置あるい
は成形品A′を積み重ねるスタツキング装置等を
付加することも可能である。

なお成形装置のうちシート片Ａの供給部１とし
ては上記送出板１１等によるもの以外にも種々の
機構が採用でき、例えば原反ホルダー１０をシー
ト片移送用コンベア２上に設置し、原反ホルダー
１０の最下端よりシート片Ａをコンベア２上に適
宜間隔で設けたシート片押出し用のガイドバー２
１によつて引掛け、順次一枚ずつ移送する構造の
ものでも実施可能であり、送出板１１等の特別な
作動部材が不要であり、コンベア２による移送時
にシート片Ａ同士の間隔を正確に保ち得る好適な
ものとなる（第２図）。

次に上記のごとき装置を使用したこの発明方法
について工程順に説明する。

まずシート片Ａの素材となる原反シートとして
は、押出成形され表裏に残留歪差のある熱可塑性
樹脂発泡シートであつて、発泡ポリスチレンの
他、ポリエチレン、ポリプロピレン等の各種熱可
塑性樹脂からなる発泡シートが使用でき、上記の
樹脂を原料として押出成形によりシート状に成形
したものである。

特に上記押出成形の工程中金型より突出された
発泡シートの冷却過程において、シート上面と下
面とで冷却エアーの強さを変えてシート上下面の
冷却量（度合）を異にして押出成形する。例えば
シート下面側に対する冷却エアーのみを従来より
も弱くするかまたは無くすると、冷却量の少ない
シート下面側では残留歪が小さくなり、反対の冷
却量の多いシート上面側には大きな残留歪を残し
たまま冷却された発泡シートが製造されることに
なる。また逆にシート下面側の冷却量を多くし
て、シート下面側に大きな残留歪を残すことも勿
論可能である。

即ち従来におけるトレー等の容器を製造するシ
ート成形方法に用いる押出成形シートについて
は、成形時に上下面の冷却量を出来るだけ均一に
し、製造された発泡シートの表裏面での残留歪差
を無くすることが要求されていたが、この発明に
用いる発泡シートにあつては、従来とは逆に積極
的にシート上下面の冷却量を異にし、シートの片
面に大きな残留歪を残すようにするものであり、
この発明方法においてはこのようにシートの片面
に大きな残留歪を有する発泡シートを用いること
により、加熱成形性が良く成形範囲も広くなり成
形サイクルを短かくできる利点がある。

上記のごとく製造された発泡シートを所要のシ
ート片Ａに裁断する際には、後の成形加工による
変形および完成後の製品形状を考慮して、適宜概
要形状をなす外形に裁断しておく。そして、この
シート片Ａを原反ホルダー１０に積み重ねて収納
する際には、上記発泡シートの大きな残留歪を有
する側がシート片Ａの上面になるように揃えて収
納するものとする。

シート片Ａは送出板１１またはガイドバー２１
等にて一枚づつシート片移送用コンベア２へと送
給され、該移送用コンベア２上を適宜間隔をあけ
て順次移送される。

上記コンベア２が加熱炉３に入る前後におい
て、上方の型移送用コンベア４の雄型４０がシー
ト片Ａの上部に当接し（第３図）、雄型４０とシ
ート片Ａが当接したまま加熱炉３内の加熱雰囲気
中を進んで行く。

加熱炉３内を移送されて行くにつれ、シート片
Ａは上下のヒータ３０にて加熱昇温される。シー
ト片Ａを所定温度に加熱したまま一定時間維持す
ると、前述の発泡シートの成形時に生じたシート
表裏の残留歪が徐々に解放されるにつれ、シート
片Ａは表裏面の残留歪差によつて上方側へ反り変
形しようとする。従つてシート片Ａは上部に当接
した雄型４０の外形に沿うよう規制されながら密
着するようにして曲成変形することにより、雄型
４０に沿う所要形状に成形加工されることになる
（第４図および第５図）。

成形加工されて出来た成形品A′は、雄型４０
に付着したまま、加熱炉３外へと移送され、冷却
した後、自然落下（またはエジエクト機構）によ
り雄型４０から取り外せば成形品A′が完成する
（第６図）。

上記工程を連続して繰り返すことにより、順次
成形品A′が製造でき、送出板１１あるいは各コ
ンベア２，４の作動等を自動制御することによ
り、自動化大量生産も可能となるものである。

上記方法により製造できる成形品としては、ト
レー等の浅い容器など比較的加工変形量の少ない
製品が適しており、例えばスーパーマーケツト等
で使用される生鮮食品の陳列販売用トレーなどの
場合、上記製造装置を商品の包装場所に設置して
おき、シート片の状態で供給される素材にて、ト
レーの需要に応じて順次成形加工を行なうことも
でき、比較的かさばるトレー容器としての輸送保
管が不要となり全体のコスト低減に有効となる。

また、雄型４０としては型移送用コンベア４に
対して着脱、取替を可能にしておけば、必要とす
る成形品の形状に応じた雄型４０および素材とな
るシート片Ａを準備することにより、種々の製品
を容易に成形することが可能であり、成形品の形
状としては、矩形、円形、三角形等自由に変更す
ることができる。

次に上記方法による実施の具体例について述べ
ると、先ず素材として押出成形された発泡ポリス
チレンシート（厚み2.3mm、発泡倍率13倍）を裁
断してシート片（110×210mm、四辺角部を25mmＲ
に切断）を形成する。これを前述の成形装置にセ
ツト加工を行う。

シート片Ａは加熱炉３内で130℃、10秒間加熱
して雄型４０に沿う成形を施したところ、トレー
状の成形品A′が得られ、その寸法は195×95mm、
厚みは全体で3.7〜4.0の範囲にあり、強度的にも
従来品より強いことが確認できた。

なお実験結果によると成形条件範囲は、加熱温
度：115〜140℃（望ましくは120〜130℃）、加熱
時間：３〜30秒（望ましくは５〜15秒）、雄型４
０の型温：素材の軟化温度〜加熱雰囲気温度＋10
℃（望ましくは110〜130℃）、型荷重：0.5〜50g/
cm²（望ましくは1.5〜20g/cm²）の条件で成形可能
であり、シート片Ａの材質あるいは成形品形状等
により適宜設定すればよい。

上記のごときこの発明方法によれば、押出成形
されたシート表裏に残留歪差のある点を利用し、
シート片を雄型のみに沿わせて加熱変形させて成
形加工するものであり、従来の雄雌型によるプレ
ス成形、真空＋プレス成形、圧空＋プレス成形と
は全く異なるものである。

即ち、この発明方法においては、金型として雄
型のみを使用するだけであり、しかも型開きおよ
び型閉めに要する機構も不要となる等、成形装置
の簡略化、低価格化に対して大きく貢献できるこ
とになる。また作業性の点でもコンベア機構によ
り連続的に生産ができ、型交換の手間が少ないこ
と等能率的なものであるほか、保守作業も複雑な
機構装置が無い為従来に比べはるかに楽なものと
なる。

また原反シートをロールに巻回して供給する従
来の方法と異なり、原反シートから予め裁断した
シート片を供給するので、従来ロール巻回時に問
題とされたシートの偏肉など原反シートの成形に
はあまり厳密な品質管理を必要としなくなり、型
成形後のトリミングも不要であるので、トリミン
グロスがほとんど無く、原反の歩留りが非常に良
くなる。

特に従来の成形方法においては、原反を加熱し
二次発泡させて肉厚を大きくし、これを成形した
後、シートを押えつけるようにしてトリミングす
るため、トリミング加工時成形品の端部に座屈が
生じ易く、その結果強度が低下したり、外観が悪
くなる欠点があつた。またトリミング時に位置ず
れが生じたりする欠点もあつた。

これに対し、この発明方法によれば予め所定の
概要形状に裁断されたシートを用い、これを加熱
して二次発泡させると共に成形するので、前述の
ごとき成形品端部の座屈は生じず、強度も向上
し、外観も良好となり、またトリミング時の位置
ずれも問題とならない。

さらに成形品としては、従来の雄雌型による成
形の場合に変形加工量の大きい個所に生じる気泡
の引き伸ばしあるいは潰れが、この発明方法にお
いては全く発生せず、従つて製品強度あるいは緩
衝性などが局部的にに悪化することがなく、成形
品全体が一様で良好な強度性能を発揮できる（第
７図）。また成形品の側面に切り込みのある製品
であつても、成形後に面倒な切抜き加工をせずと
も、シート片の裁断時に予め切り込みを形成して
おけば容易に成形加工できることになる。

従つてこの発明方法によれば、トレー容器等の
成形品に対する製造コストの削減と、作業の能率
化、設備の簡略化に加え、成形品強度等の諸性質
の改善をも果し、これら成形品の用途拡大にも大
きく貢献できる優れた発明方法を提供できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は成形装置の概略説明図、第２図は変更
例の概略説明図、第３図は雄型およびシート片の
拡大斜視図、第４図は成形後の拡大斜視図、第５
図は断面図、第６図は成形品の斜視図、第７図は
前図―線拡大断面図、第８図は従来例の拡大
断面図である。 １…供給部、１０…原反ホルダー、１１…送出
板、２…シート片移送用コンベア、２１…ガイド
バー、３…加熱炉、３０…ヒータ、４…型移送用
コンベア、４０…雄型、Ａ…シート片、A′…成
形品。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 押出成形され、表裏に残留歪差のある熱可塑
   性発泡樹脂シートから予め概要形状をなすシート
   片を裁断しておき、次いで上記シート片のうち残
   留歪の強い方の面に雄型のみを沿わせて雄型と共
   に加熱雰囲気中を通過させ、加熱に伴なうシート
   片の表裏歪差に伴なう反り変形を利用してシート
   片を雄型に沿わせて曲成させ、雄型形状に沿つた
   成形品を得ることを特徴とする発泡樹脂シートに
   よる成形方法。