WO2023176130A1 - 積層成形システムおよび積層成形方法 - Google Patents

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WO2023176130A1
WO2023176130A1 PCT/JP2023/001205 JP2023001205W WO2023176130A1 WO 2023176130 A1 WO2023176130 A1 WO 2023176130A1 JP 2023001205 W JP2023001205 W JP 2023001205W WO 2023176130 A1 WO2023176130 A1 WO 2023176130A1
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WO
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laminate
carrier film
molding
molded product
lamination
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PCT/JP2023/001205
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English (en)
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Inventor
隆幸 山本
Original Assignee
株式会社日本製鋼所
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/18Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/34Feeding the material to the mould or the compression means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/02Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor using sheet or web-like material

Definitions

  • the present invention relates to a laminate molding system and a laminate molding method in which a laminate molded product is carried in from one side of a laminate apparatus using a carrier film, and after laminate molding is carried out from the other side of the laminate apparatus.
  • Patent Document 1 describes a laminate molding system and a laminate molding method in which a laminate molded product is carried in from an entrance on one side of a laminate device using a carrier film, and after laminate molding is carried out from an exit on the other side of the laminate device. What has been done is known.
  • Patent Document 1 discloses that a material to be laminated 4 and a laminated material (5) supported by a film-like support 5 are disposed between a vacuum laminator 1, which is a laminating device, and a flattening press machine 2, which is also a laminating device.
  • a chuck transport device 25 is provided for transporting the continuous film-like transport body 6 supporting the laminated products 4' in the direction of arrow X in FIG.
  • Patent Document 1 As shown in FIG. 1, a chuck conveying device is provided in the post-process of the vacuum laminating device of the laminating apparatus, or as shown in FIG. A chuck conveying device is installed in the laminate, and since the chuck device is used only when conveying the laminated molded product, the following problems may occur. That is, when the weight of the product is light, the carrier film (especially the lower carrier film) used for transportation hardly sags due to the weight of the laminate molded product. However, as the weight of the laminate molded product increases, a problem arises in that the lower carrier film on which the laminate molded product is placed sag.
  • the lower carrier film hangs down at the forming position in the lamination equipment before the start of pressurization. If it comes into contact with the heated hot plate on the lower panel side, it often leads to defects because heat conduction is promoted only from one side first.
  • an object of the present invention is to provide a laminate molding system and a laminate molding method that can reduce the problem of molding defects caused by sagging of a carrier film in a laminate apparatus.
  • a laminate molding system is a laminate molding system in which a laminate molded product is carried in from one side of a laminate device using a carrier film, and carried out from the other side of the laminate device after laminate molding in the laminate device.
  • a position near the outer side on the carry-in side with respect to the molding position of the laminating apparatus and a position near the outer side on the unloading side with respect to the molding position of the laminating apparatus are provided to prevent the carrier film and the laminated molded product from sagging at the molding position of the laminating apparatus.
  • An anti-sag mechanism is provided to prevent this.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a laminate molding system according to a first embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of a laminate molding system according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which the vacuum lamination device and the droop prevention mechanism of the lamination molding system of the first embodiment are in operation to prevent the carrier film from sagging.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the operation of the lamination molding system of the first embodiment. It is a schematic side view of the lamination molding system of 2nd Embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a hanging state of a carrier film of a vacuum lamination device of a conventional lamination molding system.
  • FIGS. 1 and 2 show a part of a vacuum lamination apparatus 12, a first press apparatus 13, and a second press apparatus 14, which are lamination apparatuses, in cross section.
  • two press apparatuses 13 and 14, a first press apparatus 13 and a second press apparatus 14, are successively provided in a process subsequent to the vacuum lamination apparatus 12.
  • the lamination molding system 11 includes a carrier film delivery device 16 of the carrier film conveying device 15 in a pre-process of the vacuum lamination device 12, and a carrier film winding device 17 in a post-process of the second press device 14. There is.
  • the vacuum laminating apparatus 12, the first press apparatus 13, and the second press apparatus 14, which are laminating apparatuses have a position near the outer side on the carry-in side with respect to the molding position of the laminating apparatus, and a position near the outer side of the carrying-in side with respect to the forming position of the laminating apparatus.
  • a sagging prevention mechanism 18 that prevents the carrier films F1, F2 (especially the lower carrier film F1) and the laminated molded product A from sagging at the molding position of the laminating apparatus. 19 and 20 are provided.
  • the droop prevention mechanisms 18, 19, and 20 are essential devices in the vacuum lamination device 12 that performs lamination molding first, and are used as necessary in the other first press device 13 and second press device 14.
  • the lamination molding system 11 is equipped with a control device 21.
  • the control device 21 includes a vacuum laminating device 12, a first press device 13, a second press device 14, a carrier film delivery device 16 and a carrier film winding device 17 of a carrier film transport device 15, and drooping prevention mechanisms 18, 19. , 20 to control the entire laminated molding system 11.
  • the carrier film delivery device 16 of the carrier film transport device 15 is a transport device for a laminated molded product A made of a substrate with unevenness and a laminated film stacked so as to come into contact with at least one surface thereof, and a film tension device. It also serves as
  • the lower main body portion 22 of the carrier film delivery device 16 includes a lower unwinding roll 23 and a driven roller 24 . The direction of the lower carrier film F1 unwound from the unwinding roll 23 is changed to a horizontal state at the driven roller 24 portion.
  • a mounting stage section 25 is provided in a portion where the lower carrier film F1 is in a horizontal state, on which a laminate molded product A consisting of a substrate and a laminate film, which are sent in a stacked manner from the previous process, is placed.
  • the upper main body portion 26 of the carrier film feeding device 16 includes an upper unwinding roll 27 and a driven roller 28, and the upper carrier film F2 unwound from the unwinding roll 27 is attached to the driven roller 28. It is stacked on a laminate molded product A3 consisting of a substrate and a laminate film A2. The laminate molded product A is transferred while being sandwiched between these carrier films F1 and F2.
  • the material before lamination molding, the semi-finished product during lamination molding, and the finished product after lamination molding are all referred to as laminate molded product A.
  • the carrier films F1 and F2 are laminated through the carrier films F1 and F2 in the vacuum lamination device 12, the first press device 13, and the second press device 14, the laminated films are melted and transferred to the device. Prevent it from sticking to the parts. Further, the use of the carrier films F1 and F2 has the advantage that a certain cushioning effect is imparted when pressing the laminated molded product, especially in the first press device 13 and the second press device 14.
  • the vacuum lamination apparatus 12 which is a type of lamination apparatus, presses a laminated molded product A consisting of a substrate and a laminated film with a pressurizing body such as a diaphragm 31 at a molding position 12a (molding area) in a chamber C in a vacuum state.
  • the laminated molded product A is laminated to the primary molded laminated molded product A.
  • the vacuum lamination apparatus 12 is provided with a lower plate 33 that is movable up and down by an elevating mechanism 34 with respect to an upper plate 32 that is fixedly provided.
  • the upper board 32 is provided with an outer frame part 35. Further, the lower plate 33 is also provided with an outer frame portion 36.
  • a chamber C can be formed inside.
  • a loading port 37 which is sandwiched between the carrier films F1 and F2 and through which the laminated molded product A before lamination molding is carried in the lamination device. is provided, and on the other side of the vacuum lamination device on the opposite side, there is provided an outlet 38 for carrying out the laminate molded product A which is sandwiched between the carrier films F1 and F2 and has been laminated in this lamination device.
  • the elevating mechanism 34 is composed of a hydraulic cylinder, but an electric motor is used in the elevating mechanism 34 of the vacuum stacking device 12 to control the rising speed of the lower plate 33 and the speed at which the upper plate 32 contacts the outer frame portion 35. It may also be controlled.
  • the chamber C is connected to a vacuum pump (not shown), so that the atmosphere inside the chamber C can be sucked into a vacuum state.
  • a vacuum state refers to a state in which the pressure is reduced to a predetermined value.
  • a hot plate 39 heated by a heater is attached to the lower surface of the center of the upper plate 32, and an elastic sheet 40 such as a heat-resistant rubber film is attached to the surface of the hot plate 39.
  • a hot plate 41 heated by a heater is also attached to the upper surface of the center of the lower plate 33.
  • a diaphragm 31 made of a heat-resistant rubber film and serving as a pressurizing body is attached to a portion of the lower plate 33 around the hot plate 41 so as to cover the upper surface of the hot plate 41.
  • pressurized air is sent to the back side of the diaphragm 31 by a compressor (not shown), so that the diaphragm 31 expands within the chamber C and pressurizes the laminated molded product A at the molding position 12a between it and the hot plate 39.
  • the height from the surface 31a of the diaphragm 31 in an unbulged state (including the surface of the hot plate 41) to the upper surface 36a of the outer frame 36 on the lower plate 33 side is, for example, 30 mm; An example of a more preferable range is 10 mm to 50 mm.
  • the height of the chamber C when the sealed chamber C is formed (the surface 40a of the hot plate 39 including the upper elastic sheet 40 and the surface 31a of the unbulged diaphragm 31 of the lower hot plate 41)
  • the spacing is also set at 10 to 80 mm, as an example.
  • the diaphragm 31 of the vacuum lamination apparatus 12 may be attached to the upper plate 32 and press the laminated molded product A from the upper plate 32 side.
  • rubber is pasted on the flat pressurizing surfaces of the upper and lower pressurizing blocks, and either one of the pressurizing blocks advances toward the other pressurizing block to produce a laminated molded product at the molding position.
  • It may be a press device that presses A.
  • the chambers C may be formed by moving only the chamber forming members independently, instead of forming the chambers C by moving the lower plate or the upper plate.
  • the outer vicinity position means the outer side of the outer frame parts 35 and 36 if there are any, and is preferably the closest position within a range that does not come into contact with the side surfaces of the outer frame parts 35 and 36.
  • the distance between the delivery side edge and the outer edge of the outer frame parts 35, 36 is preferably within 50 cm, and the distance between the discharge side edge and the outer edge of the outer frame parts 35, 36 is preferably within 1 m, which is one reference point.
  • the sagging prevention mechanism 18 of this embodiment is a movement suppressing movement suppressing mechanism that suppresses the movement of the carrier films F1 and F2, and is composed of a set of a pair of sagging prevention mechanisms 18a and 18b.
  • the set of anti-sagging mechanisms 18 is attached to a structural member 43 on the main body side of the lamination molding system 11 separately from the vacuum lamination apparatus 12.
  • a flat support member 44 is attached to the structural member 43 at a position that is in contact with the lower carrier film F2 or is slightly spaced apart from the lower carrier film F2. It is fixedly provided.
  • the height of the support surface 44a of the support member 44 is higher than the height of the upper surface of the outer frame portion 36 of the lower plate 33 when the chamber is released, and is the same as or higher than the height of the lower surface 35a of the outer frame portion 35 of the upper plate 32. is also lower.
  • the support surface 44a of the support member 44 may have a coefficient of friction larger than that of a metal mirror surface to improve the frictional force when it comes into contact with the carrier film F1.
  • a ground wire (not shown) or a static eliminator (not shown) may be attached to the support member 44 to remove or reduce static electricity generated when the carrier films F1, F2 or the laminate molded product A are charged.
  • pillar members 45, 45 are formed upward from both side portions of the structural member 43 through which the carrier films F1, F2 do not pass, and the upper parts of the pillar members 45, 45 are formed upwardly. are connected by an actuator mounting member 46.
  • a cylinder 47 such as a hydraulic cylinder or an air cylinder is provided on the upper surface of the actuator mounting member 46 and is an actuator for the droop prevention mechanisms 18a and 18b. Note that the actuator may be driven by an electric motor.
  • the rod 47a of the cylinder 47 is provided with a pressing member 48 for pressing the upper surface of the upper carrier film F2.
  • both ends of the pressing member 48 are guided by a guide section provided inside the column member 45, and are moved up and down relative to the support member 44 by the operation of an actuator such as a cylinder 47.
  • both the supporting member 44 and the pressing member 48 constitute a holding part 49 that holds the carrier films F1 and F2.
  • the holding portions 49 of the hanging prevention mechanisms 18a and 18b may be provided with a fixed support member on the upper side, and a pressing member may be raised by an actuator provided on the lower side. Further, movable pressing members may be provided above and below the carrier films F1 and F2. Further, one of the hanging prevention mechanisms 18 provided on one side and the other side of the laminating device may be moved horizontally along the moving direction of the carrier films F1 and F2. That is, the hanging prevention mechanism 18a provided near the outside of the loading port 37 of the vacuum laminating device 12 is moved to the front process side after gripping the carrier films F1 and F2, and is provided near the outside of the loading port 38 of the vacuum laminating device 12.
  • the hanging prevention mechanism 18b may be moved to the post-process side after gripping the carrier films F1 and F2. This makes it possible to increase the tension of the carrier films F1 and F2 in the portion of the vacuum lamination device 12 sandwiched between the two anti-sagging mechanisms 18a and 18b.
  • the length B in the width direction of the carrier films F1, F2 of the pressing member 48 of the clamping part 49 and the supporting member 44 of the hanging prevention mechanisms 18a, 18b is the length B of the carrier films F1, F2. It is larger than the width, and can press the entire carrier films F1 and F2 in the width direction.
  • the portions pressed by the pressing member 48 may be only the portions on both sides of the carrier films F1 and F2 where the laminate molded product A is not held.
  • the clamping part 49 of the hanging prevention mechanism 18 may be a roller in which at least one of the upper and lower clamping members is rotatable.
  • the rollers and other members or rollers are brought close to each other to sandwich the carrier films F1 and F2, the rotation of the rollers may be locked.
  • the roller of the droop prevention mechanism may be rotatable by a drive mechanism.
  • the roller of the droop prevention mechanism 18a near the outside of the loading port 37 pulls the carrier films F1 and F2 toward the previous process side.
  • the rollers of the hanging prevention mechanism 18b near the outside of the outlet 38 are driven to rotate in a direction that pulls the carrier films F1 and F2 toward the post-process side, and the carrier films F1 and F2 of the vacuum laminating device 12 are The tension may be increased.
  • the prevention mechanism 18b is the same mechanism as the sagging prevention mechanism 18a provided near the outer side on the carry-in side with respect to the molding position 12a, so a description thereof will be omitted.
  • the shape of the pressing surface 48a, the shape of the pressing surface 48a of the pressing member 48 of the hanging prevention mechanism 18a near the outside of the loading port 37, and the shape of the supporting surface 44a of the supporting member 44 are such that the carrier films F1 and F2 do not slide toward the laminating apparatus side.
  • the pressing surface 48a and the supporting surface 44a of the hanging prevention mechanism 18b near the outside of the outlet 38 may have a surface shape that makes it difficult for the carrier films F1 and F2 to slide toward the laminating apparatus.
  • the sagging prevention mechanism 18 that prevents the carrier films F1 and F2 and the laminate molded product A from sagging, which are provided in the vicinity of the outside of the loading port 37 and the outside of the loading port 38 of the laminating device described above, is directly attached to the laminating device. It's okay. Specifically, a bracket (not shown) is fixed from the lower plate 33 of the vacuum laminating apparatus 12 to one side, and the bracket is provided with a hanging prevention mechanism 18a on the loading port side. Further, a bracket (not shown) is fixed from the lower plate 33 of the vacuum laminating apparatus 12 to the other side, and a hanging prevention mechanism 18b on the loading port side is provided on the bracket.
  • the first press device 13 disposed in series after the vacuum lamination device 12 will be explained.
  • the first press device 13 further presses the primary laminate molded product (laminate molded product A) in which unevenness remains after pressure molding in the vacuum lamination device 12 at a molding position 13a (molding area) to make it more flat.
  • This product is pressure-molded into a secondary laminate molded product (laminate molded product A).
  • the first press device 13 is erected between a substantially rectangular base plate 51 provided below and near the four corners of an upper plate 52 which is a substantially rectangular fixed plate located above the base plate 51.
  • Four tie bars 53 are provided.
  • a lower plate 54 which is a substantially rectangular movable plate, can be moved up and down between the base plate 51 and the upper plate 52. Further, the first press device 13 uses an electric motor such as a servo motor 55 as a driving source, and the servo motor 55 as a pressurizing means is attached to the base board 51. Note that the pressurizing means may be a hydraulic cylinder.
  • Pressure blocks 56 and 57 are attached to opposing surfaces of the upper plate 52 and lower plate 54 of the first press device 13, respectively.
  • the pressure blocks 56 and 57 are equipped with temperature control means such as cartridge heaters. Since the pressure surfaces 56a and 57a of the pressure blocks 56 and 57 have the same structure, the pressure surface 56a of one pressure block 56 will be described.
  • a cushioning material 58 such as rubber, resin film, fiber sheet, etc. is attached to the surface of the pressure block 56.
  • a press plate 59 which is a thin metal plate, is attached to the front surface of the buffer material 58 (on the opposite side from the pressure block 56).
  • a second press device 14 is disposed in a serial direction after the first press device 13.
  • the configuration of the second press device 14 is almost the same as that of the first press device 13, so a description thereof will be omitted here.
  • the first press device 13 which is the lamination device of the lamination molding system 11 is also provided with a sag prevention mechanism 19 (a set of 19a and 19b) having the same purpose as the sag prevention mechanism 18 of the vacuum lamination device 12. ing.
  • the difference between the sagging prevention mechanism 18 of the vacuum laminating device 12, the sagging prevention mechanism 19 of the first press device 13, and the sagging prevention mechanism 20 of the vacuum laminating device 12 of the second press device 14 is that the latter is different from the first one. This is a point provided between the upper plate 52 and the lower plate 54 in the press device 13.
  • a bracket 61 fixed to the structural member 43 of the laminated molding system 11 extends between the upper plate 52 and the lower plate 54 of the first press device 13, and the bracket 61 is provided with a supporting member. 62 is fixed. Further, the cylinder 63 of the hanging prevention mechanism 19 is attached to the lower surface of the upper plate 52, and a pressing member 64 is attached to the rod of the cylinder 63. With this structure, it is possible to prevent the carrier film F1 and the like and the laminate molded product A from sagging in the vicinity of the pressure blocks 56 and 57 constituting the molding position 13a of the first press device 13.
  • the drooping prevention mechanism 19 may be provided near the outer side of the carry-in side of the molding position 13a and near the outer side of the carry-out side, and may be provided near the outer side of the lower plate 54 of the first press device 13 on the carry-in side. It may also be provided at a position near the outside of the lower plate 54 or the like on the unloading side.
  • the second press device 14 is also provided with a droop prevention mechanism 20 (a set of 20a and 20b) similar to the droop prevention mechanism 18 of the vacuum lamination device 12.
  • a sagging prevention mechanism is essential for the vacuum lamination device 12 that performs the first lamination molding (primary forming) in the laminated molding system 11;
  • the droop prevention mechanisms 19 and 20 are not essential to the first press device 13 and the second press device 14, which are laminating devices that perform molding, etc.).
  • the droop prevention mechanism provided between the front and rear stacking devices may be shared by one device.
  • the droop prevention mechanism 18b is provided near the outlet 38 of the laminating apparatus in the previous process (for example, the vacuum laminating apparatus 12), and the hanging prevention mechanism 18b is installed near the outlet 38 of the laminating apparatus in the subsequent process (for example, the first press apparatus 13). Only one hanging prevention mechanism 19a provided near the outside may be used in common.
  • the carrier film winding device 17 of the carrier film conveying device 15 provided after the second press device 14 cooperates with the carrier film sending device 16 to transport and tension adjust the carrier films F1 and F2.
  • the film tension by the carrier film conveying device 15 alone has a sufficient function.
  • F1 and F2 (especially the lower carrier film F1 on which the laminate molded product A is placed) may tend to sag. This tendency becomes particularly strong in the case of a lamination molding system 11 in which a plurality of lamination apparatuses are successively provided.
  • a lower main body portion 71 is provided with a winding roll 72 and a driven roller 73, and the winding roll 72 winds up the lower carrier film F1.
  • the upper main body part 74 of the carrier film winding device 17 includes an upper winding roll 75 and a driven roller 76, and the upper carrier film F2 is peeled off from the laminated molded product A at the driven roller 76.
  • the upper carrier film F2 is wound onto the upper take-up roll 75.
  • An unloading stage section 77 for the laminated molded product A is provided at a portion where only the lower carrier film F1 is fed in a horizontal state.
  • the upper and lower carrier films F1 and F2 may be changed in direction at the same position, and the laminated molded product A moved to another conveyor or the like may be taken out. Further, as a transfer device for the carrier films F1 and F2, a transfer device (so-called chuck device) that grips both sides of the carrier films F1 and F2 and pulls them toward a subsequent process may be provided.
  • a transfer device so-called chuck device
  • the control device 21 of the laminated molding system 11 will be explained.
  • the second press device 14 , the hanging prevention mechanism 20 provided before and after the second press device 14 , and the carrier film winding device 17 of the carrier film conveying device 15 are connected to the control device 21 .
  • the control device 21 includes a sequence control section 81, a storage section 82, etc., and the lamination molding system 11 is sequence-controlled by the control device 21.
  • the lamination molding system 11 also includes a setting display device 83 , and the setting display device 83 is connected to the control device 21 .
  • the laminated molding system 11 of the present invention may include at least one laminating device as long as it sequentially conveys the laminated molded product A using the carrier films F1 and F2. and the second press device 14, or the second press device 14 may not be provided.
  • a lamination molding system equipped with only one vacuum lamination device 12 a lamination molding system equipped with a vacuum lamination device 12 and a first press device 13, or a lamination molding system equipped with a vacuum lamination device 12, a first press device 13, and a
  • the length (feed amount) of the carrier films F1, F2 from the unwinding rolls 23, 27 to the take-up rolls 72, 75 becomes long, so the carrier film conveying device If only 15 is used, it becomes difficult to apply effective tension to the carrier films F1 and F2, and the droop prevention mechanisms 18, 19, and 20 of the present invention become effective.
  • the carrier film only needs to include at least a lower carrier film F1 on which the laminate molded product A is placed and transported, and if there is no upper carrier film F2, each laminate molded product A is On the other hand, a cover film is overlapped to perform lamination molding.
  • the carrier films F1 and F2 set on the unwinding rolls 23 and 27 of the carrier film delivery device 16 of the laminate molding system 11 are both the upper and lower carrier films F1 and F2, and their materials are not limited to these.
  • the thickness is not limited to this, but 25 ⁇ m is the mainstream, and other thicknesses of about 10 ⁇ m to 100 ⁇ m are also used.
  • the tension of the carrier films F1 and F2 stretched between the unwinding rolls 23 and 27 and the take-up rolls 72 and 75 is, for example, 60N, and the preferred range is about 20N to 160N. Ru.
  • the lower carrier film F1 in particular will sag when the carrier films F1, F2 and the laminated molded product A are moved and when they are on standby in the lamination apparatus. Furthermore, if the tension of the carrier films F1 and F2 is higher than the upper limit, the general carrier films F1 and F2 as described above are insufficient in strength, and the carrier films may wrinkle in the vertical direction or become unwound. Problems such as slippage in which only the drive shafts of the rolls 23 and 27 rotate may occur.
  • sagging of the carrier film F1 means that the lower carrier film F1 is not in close contact with the upper carrier film F2 due to the weight of the laminate molded product A, and the length of the film in that part is is in a state where the lower carrier film F1 is longer than the upper carrier film F2.
  • the lower carrier film F1 begins to sag significantly, when the laminated molded product A placed on the lower carrier film F1 is moved to any of the laminating devices, the lower surface of the lower carrier film F1 and , the pressurizing surface such as the hot plate of the laminating device will come into contact with it.
  • the carrier film F1 since it is possible to suppress the above-mentioned drooping state of the carrier film F1, in addition to the forming defects caused by the contact between the hot plate and the hot plate through the carrier film F1, the carrier film F1 can be In some cases, it may be possible to suppress the occurrence of displacement of the laminated molded product A due to flapping.
  • the laminated molded product A is generally a combination of a circuit board with unevenness including a build-up board and an insulating film, or a combination of a circuit board with unevenness and a resist film, but is not limited to the above. .
  • the size of the laminated molded product A that requires the droop prevention mechanisms 18, 19, and 20 of the present invention is not limited to this, but has a thickness of about 0.1 mm to 20 mm, and more preferably about 0.5 mm to 10 mm. It is something.
  • the weight (mass) of a single laminated product in the case of single-piece molding is 500 g to 8 kg, although it is not limited thereto.
  • the total weight of the multiple laminate molded products falls within the above range.
  • the weight of the laminate molded product A is particularly low. There is a problem in that it tends to sag downward.
  • the carrier films F1, F2 and the laminate molded product A are carried into the forming position between the hot plates of a laminating device such as the vacuum laminating device 12, the hot plates, etc. whose temperature has been raised to 50°C to 200°C, for example, Under the influence of the heat, the carrier films F1 and F2 are further deformed and stretched, making them more likely to sag.
  • the operation of the laminate molding system 11 and especially the droop prevention mechanism 18 will be explained along with the explanatory diagram of FIG. 4 showing the operation of the laminate molding system 11.
  • the lamination molding system 11 continuously repeats the steps, here, in order to mainly explain the operation of the droop prevention mechanism 18 and the like, the film transport step Pa will be first explained.
  • the take-up rolls 72 and 75 are rotationally driven to move the carrier films F1 and F2 and the laminated product A from the right side (one side) to the left side (the other side) in FIG. Then, the laminate molded product A before molding is moved to the molding position 12a of the vacuum lamination device 12, and the laminate molded product A molded in the vacuum lamination device 12 is moved to the molding position 13a of the first press device 13. Further, the laminate molded product A molded by the first press device 13 is moved to the molding position 14a (molding area) of the second press device 14, and the laminate molded product A molded by the second press device 14 is carried out. It is moved to the stage section 77. The carrier films F1 and F2 are then stopped in a state in which tension is generated by the carrier film transport device 15.
  • the hanging prevention mechanisms 18, 19, and 20 are opened with the pressing member 48 and the like stopped at the raised position (open position).
  • the distance between the support member 44 and the pressing member 48 needs to be larger than the thickness of the laminate molded product A plus the thickness of the upper and lower carrier films F1 and F2.
  • the thickness is set to the thickness of the laminate molded product A plus 1 mm to 15 mm, although it is not limited thereto.
  • an inlet is provided for passing the laminate molded product A before lamination molding together with the carrier films F1 and F2.
  • a discharge port 38 is formed for passing the laminate molded product A after lamination molding together with the carrier films F1 and F2.
  • the opening interval (the interval between the outer frame parts 35 and 36) needs to be larger than the sum of the thickness of the laminate molded product and the thickness of the carrier film, and is not limited to this, but the laminate molded product A
  • the thickness is set to plus 10 mm to 25 mm.
  • the reason why the opening interval of the vacuum laminating device 12 is set wider than the interval between the support member 44 and the pressing member 48 of the drooping prevention mechanism 18 is as follows. That is, when the laminate molded product A is carried into the vacuum lamination device 12 or taken out from the vacuum laminate device 12, the laminate molded product A is transferred to the outer frame portion 35 of the upper plate 32 and the lower plate 33 via the carrier films F1 and F2. If it comes into contact with the outer frame part 36 (all of which include seal parts), these parts are relatively hot metal parts and hard rubber parts, and the film of the laminated molded product A may shift or the molten resin may damage may occur. This is also to prevent the laminated molded product A, which has been carried into the molding position 12a of the vacuum lamination apparatus 12, from unintentionally coming into contact with various parts of the vacuum lamination apparatus 12 via the carrier films F1 and F2.
  • the lower plate 33 of the vacuum laminating apparatus 12 which has been lowered after the previous lamination molding, is raised to open the loading port 37 on one side of the vacuum laminating apparatus 12 and the unloading side on the other side.
  • the exit port 38 is closed.
  • the lower plate 54 which is a movable plate, is raised to close the mold.
  • the opening interval between the loading inlet 37 and the unloading outlet 38 of the vacuum laminating apparatus 12 is relatively large as described above, and when the lower plate 33 of the laminating apparatus such as the vacuum laminating apparatus 12 is raised relative to the upper plate 32, etc., the other plate is Since a large impact cannot be applied to the molded product A or the laminated molded product A, the rising speed of the lower plate 33 must be slowed down, especially in the latter half. Therefore, in the chamber closing process Pb, it takes more than a certain amount of time to raise the lower plate 33 of the vacuum stacking device 12 and close the loading port 37 and the loading port 38.
  • the pressing member 48 of the drooping prevention mechanism 18 has a pressing surface 48a made of rubber and simply sandwiches the carrier films F1 and F2 with the supporting member 44, so that the moving speed can be made relatively high.
  • the vacuum laminating device 12 is placed at a position near the outer side on the carry-in side and a position near the outer side on the carry-out side.
  • the attached hanging prevention mechanisms 18a and 18b are operated to close.
  • the cylinder 47 of the droop prevention mechanism 18 of the vacuum lamination device 12 is operated to lower the pressing member 48 and the like, and the carrier films F1 and F2 are sandwiched between the support member 44 and the carrier films F1 and F2.
  • the lower plate 33 of the vacuum laminating apparatus 12 and the pressure blocks 57 of the first press apparatus 13 and the second press apparatus 14 are also lifted, but these are parts on the upper plate side and the lower plate.
  • the carrier films F1 and F2 are held between the pressing member 48 and the support member 44 before they come into contact with the carrier film F1.
  • the prevention of movement of the carrier films F1 and F2 by the hanging prevention mechanism 18 and the like is completed, and in the second half of the chamber closing process Pb, only the lower plate 33 and the like are raised, and the outer frame of the lower plate 33 is lifted.
  • a chamber C is formed.
  • FIG. 3 shows a state in which the pressing member 48 of the sag prevention mechanism 18 is operated to sandwich the carrier films F1 and F2, and the sag prevention operation between the carrier films F1 and F2 and the laminate molded product A has been performed. . At least until the chamber C is formed, a space is maintained between the surface 31a of the diaphragm 31, which is in close contact with the hot plate 41 on the lower plate 33 side, and the surface of the lower carrier film F1, so that they are in direct contact with each other. Since they do not come into contact with each other, the heat of the hot plate 41 is prevented from being directly transmitted to the laminate molded product A via the lower carrier film F1.
  • FIG. 3 shows a state in which the pressing member 48 of the sag prevention mechanism 18 is operated to sandwich the carrier films F1 and F2, and the sag prevention operation between the carrier films F1 and F2 and the laminate molded product A has been performed. . At least until the chamber C is formed, a space is maintained between the surface 31a of the
  • the vacuum lamination device 91 is not equipped with a sagging prevention mechanism, so if the weight of the laminated product A in one molding exceeds 500 g, for example, the lower carrier The film F1 hangs down on the inner side of the laminating device than the supporting rollers 93 and 94, and the lower surface of the lower carrier film F1 and the surface 92a of the diaphragm 92 touch each other before lamination molding (especially before forming a vacuum chamber). There was a possibility of being approached. Although not particularly limited to this, when the weight of the laminate molded product A exceeds 1 kg during one molding in a laminator, the tendency of the carrier films F1 and F2 to sag becomes a problem. Countermeasures are often required.
  • the laminated molded product A conveyed by the carrier films F1 and F2 has passed through the droop prevention mechanisms 18, 19, and 20, and immediately after passing, the droop prevention mechanism 18 is detected. , 19, 20 may be actuated. By doing so, it is possible to press and sandwich the carrier films F1 and F2 almost at the same time or with a slight delay when the laminated molded product A reaches the molding position of the lamination device. Dragging can be further prevented.
  • the chamber closing step Pb after the drooping prevention mechanism 18 has performed the drooping prevention, only the chamber closing by raising the lower plate 33 etc. of the vacuum stacking device 12 etc. is continued.
  • the vacuum lamination apparatus 12 when the upper surface 36a of the outer frame 36 of the lower plate 33 and the lower surface 35a of the outer frame 35 of the upper plate 32 are brought into contact with each other via the carrier films F1 and F2, the lower plate 33 will not rise.
  • the process is completed, and the next lamination molding process Pc is performed again.
  • the lamination molding process Pc the closed chamber C of the vacuum lamination apparatus 12 is vacuum-suctioned, and the diaphragm 31 is expanded with pressurized air, thereby laminating the laminated molded product A.
  • lamination molding is performed between the pressure blocks 56 and 57.
  • the chamber C of the vacuum lamination apparatus 12 is opened to the atmosphere, and then the chamber opening process Pd is performed.
  • the lower plate 33 is lowered by the elevating mechanism 34, but at this time, the drooping prevention mechanism 18 and the like still continue to sandwich the carrier films F1 and F2.
  • the hanging prevention mechanism 18, etc. is opened to stop sandwiching the carrier films F1 and F2.
  • the cylinder 47 of the hanging prevention mechanism 18 is operated to raise the pressing member 48.
  • the take-up rolls 72 and 75 of the carrier film transport device 15 are driven to carry out the film transport process Pa described first. conduct.
  • the movement of the carrier films F1 and F2 is suppressed by sandwiching the carrier films F1 and F2 by the hanging prevention mechanism 18, which is also a movement suppressing movement suppressing mechanism.
  • the lower carrier film F1 on which the laminated molded product A having a weight exceeding a predetermined value is placed hangs down at the molding position of the laminating device, and in the early stage This can prevent the molded member from coming into contact with the lower molded member.
  • the sandwiching of the carrier films F1 and F2 by the droop prevention mechanism 18 or the like may be stopped during the lamination molding process Pc.
  • the laminated molding system 101 of the second embodiment has the structure of the laminated molding system 11 of the first embodiment, the carrier film conveying device 15, the vacuum laminating device 12, the first press device 13, and the second press device 14. Since they are the same, and the droop prevention mechanisms 102, 103, and 104 are different, the aforementioned parts are denoted by the same reference numerals, and only the differences will be explained.
  • the movement suppressing movement suppressing mechanism suppresses the movement of the carrier films F1 and F2, and the lower surface of the lower carrier film F1 that is moved between the driven rollers 24 and 73 is It includes a block (hereinafter referred to as porous block 105) having a porous material 107 on its surface.
  • the porous block 105 below the transport path of the carrier film F1 on the lower side from the mounting stage section 25 is connected to ground or a static eliminator to remove static electricity.
  • the porous block 105 itself may be provided with a cooling device, and cooling may be performed by supplying cooling air through the inside of the porous material 107 from the suction passage.
  • Porous blocks 105a, 105b of the sagging prevention mechanism 102 are provided at a position near the outside on the carry-in side with respect to the molding position 12a of the vacuum lamination apparatus 12, and at a position near the outside on the carry-out side with respect to the molding position 12a of the vacuum lamination apparatus 12. are provided for each.
  • porous blocks 105 may be fixed to the main body 106 of the lamination molding system 101, or may be directly attached to a lamination apparatus such as the vacuum lamination apparatus 12 via a bracket or the like.
  • the back side of the porous material 107 of the porous block is connected to a suction passage (not shown), and the suction passage is connected to a negative pressure generator (not shown).
  • the suction passage is also connected to a pneumatic source (not shown), if necessary.
  • a suction prevention mechanism 103 is installed at a position near the outer side of the carry-in side with respect to the forming position 13a of the first press apparatus 13, and a position near the outer side of the carry-out side with respect to the forming position 13a of the first press apparatus 13.
  • Porous blocks 105c and 105d are provided, respectively.
  • a porous hole of a drooping prevention mechanism 104 is provided at a position near the outer side on the carry-in side with respect to the forming position 14a of the second press apparatus 14, and a position near the outer side on the carry-out side with respect to the forming position 14a of the second press apparatus 14.
  • quality blocks 105e and 105f are provided, respectively.
  • the "position near the outside on the carry-in side with respect to the molding position 13a" may be provided at the closest position within the range where it does not come into contact with the side surfaces of the pressure blocks 56, 57. It may be located outside the side surfaces of the lower plate 54 and the upper plate 52 of the first press device 13.
  • the droop prevention mechanism 19 is provided on the outside, one standard is that the distance between the center of the droop prevention mechanism 19 and the side surface of the lower plate 54 or the upper plate 52 is preferably within 50 cm.
  • the hanging prevention mechanism 20 of the second press device 14 is also provided at the same position. Note that although the sag prevention mechanism 102 of the vacuum lamination device 12 is essential, the sag prevention mechanisms 103 and 104 of the first press device 13 and the second press device 14 may be omitted depending on the case.
  • the porous block 105 may also be provided below the carrier film F1 on the conveyance path on the unloading side from the final laminating device or under the unloading stage section 77. In that case, static electricity may be removed using a porous block as in the previous step.
  • an air pressure source (not shown) and the porous block 105 may be connected through air piping, and air jetting may be used to promote mold release and cooling.
  • the material of the porous material 107 of the porous block 105 is not limited to this, but porous carbon or the like may be used. By using porous carbon, it can be expected that the charge of the carrier films F1 and F2 can be removed due to the carbon properties.
  • the lower carrier film F1 is sucked through the porous blocks 105a and 105b of the droop prevention mechanism 102. This prevents the lower carrier film F1 and the laminated molded product A from sagging at the molding position 12a of the vacuum lamination apparatus 12.
  • the lower carrier film F1 and the laminated molded product at the molding position 13a of the first press device 13 are By preventing the lower carrier film F1 from hanging down and sucking the lower carrier film F1 through the porous blocks 105e and 105f of the hanging prevention mechanism 104, the lower carrier film F1 at the forming position 14a of the second press device 14 is removed. This prevents the laminated molded product A from sagging.
  • the carrier films F1 and F2 are moved in that state, or air is blown out from the porous blocks 105a and 105b, etc., to terminate the close contact state of the carrier films F1 and F2. After that, the carrier films F1 and F2 are moved.
  • the thing that attracts the lower carrier film F1 may be a rubber suction cup or the like, and a support member is provided on the upper carrier film F2 side so that the suction is performed between the support member and the support member. Good too.
  • the sag prevention mechanism of the third embodiment is a carrier film deformation mechanism that deforms the carrier film, and includes a deformation mechanism section that deforms the cross-sectional shape of the carrier film.
  • a sagging prevention mechanism on the loading port side of a laminating device applies heat and pressure to the carrier film to deform it.
  • the carrier film may be made into a U-shaped cross section by folding back both ends of the carrier film on which the laminate molded product is not placed either continuously or over a certain distance upward or downward. In this case, it is less likely to sag even when a heavy object is placed on it than a flat carrier film.
  • the carrier film may be deformed into a convex shape, a bell shape, or a teardrop shape by heat or pressing force.
  • the carrier film can be made less likely to bend or sag.
  • the effect of preventing displacement of the laminated molded product on the carrier film can also be expected.

Abstract

キャリアフィルム(F1,F2)を用いて積層成形品(A)を積層装置(12)の一側から搬入し、積層装置(12)で積層成形後に積層装置(12)の他側から搬出する積層成形システム(11)において、前記積層装置(12)の成形位置(12a)に対して搬入側の外側近傍位置と、前記積層装置(12)の成形位置(12a)に対して搬出側の外側近傍位置には、前記積層装置(12)の成形位置(12a)におけるキャリアフィルム(F1)および積層成形品(A)の垂れ下がりを防止する垂れ下がり防止機構(18a,18b)が備えられている。これにより、積層装置におけるキャリアフィルムの垂れ下がりによる成形不良発生の問題を低減することのできる積層成形システムおよび積層成形方法を提供する。

Description

積層成形システムおよび積層成形方法
本発明は、キャリアフィルムを用いて積層成形品を積層装置の一側から搬入し、積層装置で積層成形後に積層装置の他側から搬出する積層成形システムおよび積層成形方法に関するものである。
キャリアフィルムを用いて積層成形品を積層装置の一側の入口から搬入し、積層装置で積層成形後に積層装置の他側の出口から搬出する積層成形システムおよび積層成形方法に関しては特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1は、積層装置である真空ラミネータ1と同じく積層装置である平坦化プレス機2との間には、被積層材4とフィルム状支持体5に支持された積層材(5)とが積層された製品4’を支持している連続したフィルム状の搬送体6を図1の矢印Xの方向に送るためのチャック搬送装置25が設けられている。
特開2002-120100号公報
しかしながら前記特許文献1については、図1に示されるように積層装置の真空積層装置の後工程にチャック搬送装置が設けられるか、図2に示されるように積層装置の平坦化プレス装置の後工程にチャック搬送装置が設けられており、積層成形品の搬送時のみにチャック装置を使用するため次のような問題がある場合があった。即ち製品の重量が軽い場合は、搬送に使用するキャリアフィルム(特に下側のキャリアフィルム)は積層成形品の重量により殆ど垂れ下がらない。しかし積層成形品の重量が重くなるにつれて積層成形品を載置した下側のキャリアフィルムが垂れ下がるという問題が出てくる。そして特に成形が開始される前の被積層材と積層材とからなる積層成形品が積層装置に搬入された後、積層装置内の成形位置で下側のキャリアフィルムの垂れ下がりにより加圧開始前に下盤側の昇温された熱板に当接してしまうと片面側からのみ先に熱伝導が促進される等の理由から不良の発生に繋がる場合が多い。
前記問題に対応するためにキャアフィルムの張力を強くすることも考えられる。しかしキャリアフィルムの張力を強くするためには、キャリアフィルムを厚みが厚くて強度の大きいものに変更する必要がある。そのような厚みの厚いキャリアフィルムは、高価な上、厚みが厚いために成形に悪影響を及ぼす場合もあった。またキャリアフィルムの張力を強くするためには、キャリアフィルム搬送装置のモータの能力やキャリアフィルム搬送装置の強度を向上させなければならず、装置のコストアップの原因にも繋がる。そこで本発明は、積層装置におけるキャリアフィルムの垂れ下がりによる成形不良発生の問題を低減することのできる積層成形システムおよび積層成形方法を提供することを目的とする。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
一実施の形態に係る、積層成形システムは、キャリアフィルムを用いて積層成形品を積層装置の一側から搬入し、積層装置で積層成形後に積層装置の他側から搬出する積層成形システムにおいて、前記積層装置の成形位置に対して搬入側の外側近傍位置と、前記積層装置の成形位置に対して搬出側の外側近傍位置には、前記積層装置の成形位置におけるキャリアフィルムおよび積層成形品の垂れ下がりを防止する垂れ下がり防止機構が備えられる。
一実施形態によれば積層装置におけるキャリアフィルムの垂れ下がりによる成形不良発生の問題を低減することができる。
第1の実施形態の積層成形システムの概略側面図である。 第1の実施形態の積層成形システムの概略平面図である。 第1の実施形態の積層成形システムの真空積層装置と垂れ下がり防止機構によりキャリアフィルムの垂れ下がり防止作動中の状態を示す説明図である。 第1の実施形態の積層成形システムの作動を示す説明図である。 第2の実施形態の積層成形システムの概略側面図である。 従来技術の積層成形システムの真空積層装置のキャリアフィルムの垂れ下がり状態を示す説明図である。
本発明の第1の実施形態の積層成形システム11について、積層装置である真空積層装置12と第1のプレス装置13と第2のプレス装置14をその一部を断面表示した図1、図2を参照して説明する。積層成形システム11は、真空積層装置12の後工程に第1のプレス装置13と第2のプレス装置14の2基のプレス装置13,14が連続して設けられている。また積層成形システム11は、真空積層装置12の前工程にキャリアフィルム搬送装置15のうちのキャリアフィルム送出装置16を備えるとともに第2のプレス装置14の後工程にキャリアフィルム巻取装置17を備えている。
また本発明では、積層装置である真空積層装置12、第1のプレス装置13、第2のプレス装置14には、積層装置の成形位置に対して搬入側の外側近傍位置と、前記積層装置の成形位置に対して搬出側の外側近傍位置には、前記積層装置の成形位置におけるキャリアフィルムF1,F2(特に下側のキャリアフィルムF1)および積層成形品Aの垂れ下がりを防止する垂れ下がり防止機構18、19、20が備えられている。なお前記垂れ下がり防止機構18、19,20は、最初に積層成形を行う真空積層装置12においては必須の装置であり、他の第1のプレス装置13,第2のプレス装置14では必要に応じて設けられる。更に積層成形システム11は、制御装置21を備えている。前記制御装置21は、真空積層装置12、第1のプレス装置13、第2のプレス装置14、キャリアフィルム搬送装置15のキャリアフィルム送出装置16およびキャリアフィルム巻取装置17、垂れ下がり防止機構18,19,20に接続されていて積層成形システム11全体の制御を行う。
次に積層成形システムを構成する装置を前工程側から順に説明する。キャリアフィルム搬送装置15のキャリアフィルム送出装置16は、凹凸を備えた基板とその少なくとも一方の面に当接されるように重ねられた積層フィルムからなる積層成形品Aの移送装置とフィルムのテンション装置を兼ねている。キャリアフィルム送出装置16下部本体部22には、下側の巻出ロール23および従動ローラ24を備えている。前記巻出ロール23から巻き出された下側のキャリアフィルムF1は従動ローラ24の部分で水平状態に向きが変更される。下側のキャリアフィルムF1が水平状態となった部分に、前工程から重ねられて送られてくる基板と積層フィルムからなる積層成形品Aを載置する載置ステージ部25が設けられている。またキャリアフィルム送出装置16の上部本体部26は、上側の巻出ロール27および従動ローラ28を備えており、前記巻出ロール27から巻き出された上側のキャリアフィルムF2は従動ローラ28の部分で基板と積層フィルムA2からなる積層成形品A3の上に重ねられる。これらキャリアフィルムF1,F2に挟まれて積層成形品Aが移送される。なお本実施形態の説明においては、積層成形前の材料も積層成形中の半製品も積層成形後の完成品も全て積層成形品Aと記載している。そしてキャリアフィルムF1,F2は、真空積層装置12、第1のプレス装置13、第2のプレス装置14においてキャリアフィルムF1,F2を介して積層成形が行われた際に積層フィルムが溶融して装置部分に付着することを防止する。またキャリアフィルムF1,F2の使用は、特に第1のプレス装置13と第2のプレス装置14においては積層成形品を加圧する際に一定の緩衝作用が付与されるという利点もある。
次にキャリアフィルム送出装置16の後工程に配置される真空積層装置12について説明する。積層装置の一種である真空積層装置12は、真空状態のチャンバC内の成形位置12a(成形領域)においてダイアフラム31等の加圧体により基板と積層フィルムからなる積層成形品Aを加圧して、1次成形された積層成形品Aに積層成形するものである。真空積層装置12は、固定的に設けられた上盤32に対して下盤33が昇降機構34により昇降可能に設けられている。上盤32には外枠部35が設けられている。また下盤33にも外枠部36が設けられている。そして下盤33が上昇して下盤33の外枠部36が上盤32の外枠部35と当接した際に内部にチャンバCが形成可能となっている。そして前記外枠部35,36のうち真空積層装置12の一側にはキャリアフィルムF1,F2の間に挟まれこの積層装置で積層成形前の積層成形品Aが搬入されるための搬入口37が設けられており、反対側の真空積層装置の他側にはキャリアフィルムF1,F2の間に挟まれこの積層装置で積層成形後の積層成形品Aが搬出されるための搬出口38が設けられている。本実施形態では昇降機構34は油圧シリンダからなるが、真空積層装置12の昇降機構34に電動モータを用いて下盤33の上昇速度と、上盤32の外枠部35との接触時の速度コントロールを行うようにしてもよい。チャンバCは図示しない真空ポンプに接続され、チャンバC内の大気を吸引して真空状態とすることが可能となっている。なお本発明において真空状態とは所定値まで減圧された状態のものを指す。
上盤32の中央の下面には図示しないヒータにより加熱される熱板39が取付けられ、熱板39の表面には耐熱性のゴム膜等の弾性体シート40が取付けられている。一方下盤33の中央の上面にも図示しないヒータにより加熱される熱板41が取付けられている。また下盤33の前記熱板41の周囲の部分には加圧体である耐熱性ゴム膜からなるダイアフラム31が熱板41の上面を覆うように取付けられている。そして図示しないコンプレッサにより加圧空気がダイアフラム31の裏面側に送られることによりダイアフラム31はチャンバC内で膨出して熱板39との間で成形位置12aにおいて積層成形品Aを加圧する。本実施形態において、膨出していない状態のダイアフラム31の表面31a(これらも含めて熱板41の表面)から下盤33側の外枠部36の上面36aまでの高さは一例としては30mm、更に好適な範囲の一例としては10mmないし50mmに設けられている。また密閉されたチャンバCが形成された際のチャンバCの高さ(上側の弾性体シート40を含む熱板39の表面40aと下側の熱板41の膨出していないダイアフラム31の表面31aの間隔)もまた、一例として10~80mmに設けられている。
なお真空積層装置12のダイアフラム31は上盤32に取付けられ上盤32側から積層成形品Aを押圧するものでもよい。また真空積層装置12は、上下の加圧ブロックの平坦な加圧面にそれぞれゴムが貼りつけられ、いずれか一方の加圧ブロックが他方の加圧ブロックに向けて前進して成形位置において積層成形品Aを押圧するプレス装置であってもよい。またこれらの真空積層装置12において、チャンバCの形成は、下盤または上盤の移動とともに行われるもの以外に、チャンバ形成部材のみが独立して移動してチャンバCを形成するものでもよい。
前記真空積層装置12の成形位置12aに対して一側の搬入口37の外側近傍位置と、前記真空積層装置12の成形位置12aに対して他側の搬出口38の外側近傍位置には、前記真空積層装置12内でのキャリアフィルムF1および積層成形品Aの垂れ下がりを防止する垂れ下がり防止機構18a、18bが備えられている。なお本発明において外側近傍位置とは、外枠部35,36がある場合はその外側となり、外枠部35,36の側面に当接しない範囲で最も近い位置が望ましいが、垂れ下がり防止機構18aの搬出側縁と外枠部35,36の外縁の距離が好適には50cm以内、最も離れていて1m以内の位置を一つの基準としている。本実施形態の垂れ下がり防止機構18は、キャリアフィルムF1,F2の移動を抑制する移動抑制動抑制機構であって、一対の垂れ下がり防止機構18a,18bのセットからなる。前記垂れ下がり防止機構18のセットは、真空積層装置12とは別に積層成形システム11の本体側の構造部材43に取り付けられている。より具体的には上下のキャリアフィルムF1,F2が通過する部分の下方位置には、下側のキャリアフィルムF2に接触するか僅かに離間した位置に平板状の支持部材44が前記構造部材43に対して固定的に設けられている。支持部材44の支持面44aの高さは、チャンバ解放時の下盤33の外枠部36の上面の高さよりも高く、上盤32の外枠部35の下面35aの高さと同じかそれよりも低くなっている。また支持部材44の支持面44aは金属鏡面よりも摩擦係数が大きいものとし、キャリアフィルムF1と当接した際の摩擦力を向上させてもよい。この支持部材44には図示しないアース線を取り付けるか、または図示しない除電装置を取り付けてキャリアフィルムF1,F2または積層成形品Aが帯電して発生する静電気を除去または減少させるようにしてもよい。
また図2および図3に示されるように、前記構造部材43のうちキャリアフィルムF1,F2が通過しない両側部分から上方に向けて柱部材45,45がそれぞれ形成され、柱部材45,45の上部はアクチュエータ取付部材46により連結されている。そして前記アクチュエータ取付部材46の上面には垂れ下がり防止機構18a、18bのアクチュエータである油圧シリンダまたはエアシリンダ等のシリンダ47が設けられている。なおアクチュエータは電動モータを駆動源とするものでもよい。そして前記シリンダ47のロッド47aには、上側のキャリアフィルムF2の上面を押圧するための押圧部材48が設けられている。押圧部材48の下面側の押圧面48aは平面状となっているが、ゴム等の弾性部材を貼り付け、キャリアフィルムF2を押圧した際の摩擦力を向上させてもよい。押圧部材48の両端は、柱部材45の内側に設けられたガイド部によりガイドされてシリンダ47等のアクチュエータの作動により支持部材44に対して昇降移動されるようになっている。本実施形態では、前記支持部材44と押圧部材48との双方から、キャリアフィルムF1,F2を挟持する挟持部49が構成される。
なお垂れ下がり防止機構18a,18bの挟持部49は、上側に固定的な支持部材を備え、下側に設けたアクチュエータにより押圧部材が上昇されるものでもよい。またキャリアフィルムF1,F2の上下に可動式の押圧部材を設けたものでもよい。更に積層装置の一側と他側に設けられる垂れ下がり防止機構18のいずれか一方の機構は、キャリアフィルムF1,F2の移動方向に沿って水平移動されるようにしてもよい。即ち真空積層装置12の搬入口37の外側近傍に設けられた垂れ下がり防止機構18aは、キャリアフィルムF1,F2を把持後に前工程側に移動され、真空積層装置12の搬出口38の外側近傍に設けられた垂れ下がり防止機構18bは、キャリアフィルムF1,F2を把持後に後工程側に移動されるものでもよい。このことにより前記双方の垂れ下がり防止機構18a,18bにより挟まれる真空積層装置12の部分のキャリアフィルムF1,F2の張力をアップすることができる。
図2に示されるように、本実施形態では垂れ下がり防止機構18a,18bの挟持部49の押圧部材48および支持部材44のキャリアフィルムF1,F2の幅方向の長さBはキャリアフィルムF1,F2の横幅よりも大きくなっており、キャリアフィルムF1,F2の幅方向の全体を押圧可能となっている。しかし押圧部材48により押圧される部分は、積層成形品Aが保持されないキャリアフィルムF1,F2の両側部分のみであってもよい。そのことによりキャリアフィルムF1,F2に保持される積層成形品Aが板厚の厚いものであっても、積層成形品Aが垂れ下がり防止機構18a,18bの部分を通過する際に、支持部材44と押圧部材48の間隔を小さくすることができ、両者の間を速やかに閉鎖できるようになる。
また垂れ下がり防止機構18の挟持部49は、挟持する上下の部材うちの少なくとも一方が回転可能なローラとしてもよい。その場合も少なくとも一方のローラは、昇降機構により昇降可能として、ローラと他部材やローラ間の距離を調整可能とすることが望ましい。またローラと他部材やローラ間の距離を近接させてキャリアフィルムF1,F2を挟持した際に、ローラの回転をロックしてもよい。また垂れ下がり防止機構のローラは、駆動機構により回転可能としてもよい。その場合ローラの間の距離を近接させローラを用いてキャリアフィルムF1,F2を挟持した際に、搬入口37の外側近傍の垂れ下がり防止機構18aのローラはキャリアフィルムF1,F2を前工程側に引っ張る方向に回転駆動させ、搬出口38の外側近傍の垂れ下がり防止機構18bのローラはキャリアフィルムF1,F2を後工程側に引っ張る方向に回転駆動させて、真空積層装置12の部分のキャリアフィルムF1,F2に張力をアップさせてもよい。
積層装置である真空積層装置12の成形位置12aに対して搬出側の外側近傍位置に設けられ、真空積層装置12の成形位置12aにおけるキャリアフィルムF1,F2および積層成形品Aの垂れ下がりを防止する垂れ下がり防止機構18bについては、成形位置12aに対して搬入側の外側近傍位置に設けられる垂れ下がり防止機構18aと同じ機構であるので説明を省略する。ただし押圧面48aの形状は、搬入口37の外側近傍の垂れ下がり防止機構18aの押圧部材48の押圧面48aや支持部材44の支持面44aの形状は、キャリアフィルムF1,F2が積層装置側に滑って移動しにくい表面形状とし、搬出口38の外側近傍の垂れ下がり防止機構18bの押圧面48aや支持面44aはキャリアフィルムF1,F2が積層装置側に滑って移動しにくい表面形状としてもよい。
なお上記した積層装置の搬入口37の外側近傍位置と搬出口38の外側近傍位置に設けられるキャリアフィルムF1,F2および積層成形品Aの垂れ下がりを防止する垂れ下がり防止機構18は、積層装置に直接取り付けてもよい。具体的には真空積層装置12の下盤33から一側に向けて図示しないブラケットを固定し、該ブラケットに搬入口側の垂れ下がり防止機構18aを設ける。また真空積層装置12の下盤33から他側に向けて図示しないブラケットを固定し、該ブラケットに搬入口側の垂れ下がり防止機構18bを設ける。
次に前記真空積層装置12の後工程に直列方向に配設される第1のプレス装置13について説明する。第1のプレス装置13は、真空積層装置12で加圧成形された凹凸が残った状態の1次積層成形品(積層成形品A)を成形位置13a(成形領域)において更に加圧してより平坦な2次積層成形品(積層成形品A)に加圧成形するものである。第1のプレス装置13は、下方に設けられた略矩形のベース盤51と、前記ベース盤51の上方に位置する略矩形の固定盤である上盤52の四隅近傍の間にそれぞれ立設された4本のタイバ53を備えている。そして第1のプレス装置13は、略矩形の可動盤である下盤54がベース盤51と上盤52との間で昇降移動可能となっている。また第1のプレス装置13は、サーボモータ55等の電動モータを駆動源とするものであり、ベース盤51には加圧手段のサーボモータ55が取付けられている。なお加圧手段は油圧シリンダでもよい。
第1のプレス装置13の上盤52と下盤54の各対向面には加圧ブロック56,57がそれぞれ取付けられている。加圧ブロック56,57には、カートリッジヒータ等の温度制御手段が備えられている。加圧ブロック56,57の加圧面56a,57aの構造はそれぞれ同じであるので、一方の加圧ブロック56の加圧面56aについて説明する。加圧ブロックの56の表面にはゴム、樹脂フィルム、繊維シート等の緩衝材58が取り付られている。そして緩衝材58の前面(加圧ブロック56とは反対側)には、金属製の薄板であるプレスプレート59が取り付けられている。
また前記第1のプレス装置13の後工程に直列方向に配設される第2のプレス装置14が配設されている。第2のプレス装置14の構成は第1のプレス装置13とほぼ同じであるのでここでは説明を省略する。
本実施形態では、積層成形システム11の積層装置である第1のプレス装置13についても真空積層装置12の垂れ下がり防止機構18と同じ目的を有する垂れ下がり防止機構19(19aと19bのセット)が設けられている。真空積層装置12の垂れ下がり防止機構18と、第1のプレス装置13の垂れ下がり防止機構19および第2のプレス装置14についても真空積層装置12の垂れ下がり防止機構20の相違点は、後者が第1のプレス装置13内の上盤52と下盤54の間に設けられている点である。具体的には、積層成形システム11の構造部材43に固定されたブラケット61が第1のプレス装置13の上盤52と下盤54の間に向けて延設されており、ブラケット61に支持部材62が固定されている。また垂れ下がり防止機構19のシリンダ63は、上盤52の下面に取り付けられ、シリンダ63のロッドに押圧部材64が取り付けられている。この構造により、第1のプレス装置13の成形位置13aを構成する加圧ブロック56,57に最も近傍でキャリアフィルムF1等と積層成形品Aの垂れ下がりが防止できる。しかし垂れ下がり防止機構19は、成形位置13aの搬入側の外側近傍と、搬出側の外側近傍に設けられるものであればよく、第1のプレス装置13の下盤54等の外側の搬入側の近傍位置と、下盤54等の外側の搬出側の近傍位置に設けられたものでもよい。また第2のプレス装置14についても真空積層装置12の垂れ下がり防止機構18と同様の垂れ下がり防止機構20(20aと20bのセット)が設けられている。
しかし本発明においては積層成形システム11において最初の積層成形(1次成形)を行う真空積層装置12には垂れ下がり防止機構は必須であるが、2台目以降の積層成形(2次成形や3次成形など)を行う積層装置である第1のプレス装置13と第2のプレス装置14には、前記垂れ下がり防止機構19,20は必須ではない。または前後2基の積層装置の間に設けられる垂れ下がり防止機構は一基で共用されるものであってもよい。具体的には前工程の積層装置(例えば真空積層装置12)の搬出口38の近傍位置に設けられる垂れ下がり防止機構18bと、その後工程の積層装置(例えば第1のプレス装置13)の搬入口の外側近傍位置に設けられる垂れ下がり防止機構19aは共用される一基のみとしてもよい。
次に第2のプレス装置14の後工程に設けられるキャリアフィルム搬送装置15のキャリアフィルム巻取装置17について説明する。キャリアフィルム巻取装置17は、キャリアフィルム送出装置16と共同してキャリアフィルムF1,F2の移送とテンション調整を行う。ただしキャリアフィルム搬送装置15によるフィルムテンションは、軽量の積層成形品Aの場合にはそれのみで十分な機能を発揮するが、一例として500g以上の積層成形品Aの場合は、それのみではキャリアフィルムF1,F2(特に積層成形品Aを載置した下側のキャリアフィルムF1)が垂れ下がり気味になることがある。特に積層装置が複数台連続して設けられる積層成形システム11の場合はその傾向が大きくなる。
キャリアフィルム巻取装置17は、下部本体部71には巻取ロール72および従動ローラ73が備えられており、前記巻取ロール72により下側のキャリアフィルムF1が巻き取られる。またキャリアフィルム巻取装置17の上部本体部74は、上側の巻取ロール75および従動ローラ76を備えており、前記従動ローラ76の部分で積層成形品Aから上側のキャリアフィルムF2が剥離され、上側のキャリアフィルムF2は前記上側の巻取ロール75に巻取られる。そして下側のキャリアフィルムF1のみが水平状態で送られる部分に積層成形品Aの搬出ステージ部77が設けられている。なお上下側のキャリアフィルムF1,F2は同じ位置で方向が変更され、別のコンベア等に移動された積層成形品Aが取り出されるものでもよい。またキャリアフィルムF1,F2の移送装置としては、キャリアフィルムF1,F2の両側を把持して後工程に向けて引っ張る移載装置(いわゆるチャック装置)を設けてもよい。
次に積層成形システム11の制御装置21について説明する。積層成形システム11では、キャリアフィルム搬送装置15のキャリアフィルム送出装置16、真空積層装置12とその前後に設けられる垂れ下がり防止機構18、第1のプレス装置13とその前後に設けられる垂れ下がり防止機構19、第2のプレス装置14とその前後に設けられる垂れ下がり防止機構20、キャリアフィルム搬送装置15のキャリアフィルム巻取装置17は、制御装置21に接続されている。そして制御装置21はシーケンス制御部81や記憶部82等を備えており、積層成形システム11は制御装置21によりシーケンス制御がなされる。また積層成形システム11は、設定表示装置83を備えており、設定表示装置83は制御装置21に接続されている。
なお本発明の積層成形システム11は、キャリアフィルムF1,F2を用いて積層成形品Aを順送り搬送するものであれば、少なくとも1台の積層装置を備えていればよく、第1のプレス装置13と第2のプレス装置14の両方または、第2のプレス装置14は設けないものでもよい。ただし1台の真空積層装置12のみを備えた積層成形システムよりも、真空積層装置12と第1のプレス装置13を備えた積層成形システムや、真空積層装置12と第1のプレス装置13と第2のプレス装置14を備えた積層成形システムの場合、巻出ロール23,27から巻取ロール72,75までのキャリアフィルムF1,F2の長さ(送り量)が長くなるので、キャリアフィルム搬送装置15のみではキャリアフィルムF1,F2に有効なテンションがかけにくくなり、本発明の垂れ下がり防止機構18,19,20が有効となる。なお本発明においてキャリアフィルムは、少なくとも積層成形品Aを載置して搬送する下側のキャリアフィルムF1を備えていればよく、上側のキャリアフィルムF2が無い場合は、それぞれの積層成形品Aに対してカバーフィルムが重ねられて積層成形が行われる。
次に第1の実施形態の積層成形システム11を用いた、積層成形品の積層成形方法について図4の作動説明図を用いて垂れ下がり防止機構の作用を中心に説明する。連続成形時の積層成形システム11では、制御装置21のシーケンス制御により、ダイアフラム式の真空積層装置12、第1のプレス装置13、第2のプレス装置14において同時にバッチ処理的に積層成形が行われる。しかしここでは1バッチ分の被積層材である基板と積層フィルムからなる積層成形品Aの成形順序に沿って説明する。
積層成形システム11のキャリアフィルム送出装置16の巻出ロール23,27にセットされるキャリアフィルムF1,F2は上下とも一般的なキャリアフィルムF1,F2であり、材質はこれに限定されるものではないが、テレフタレンテレフタレートか、テレフタレンテレフタレートを主成分とするものである。またその厚みもこれに限定されるものではないが、25μmのものが主流であり他には10μmから100μm程度のものが使用される。また巻出ロール23,27と巻取ロール72,75の間でテンションを掛けて張られたキャリアフィルムF1,F2の張力は、一例として60Nであり、好ましい範囲としては20Nないし160N程度で使用される。前記下限値よりも張力が低い場合、キャリアフィルムF1,F2および積層成形品Aの移動時および積層装置で待機時に特に下側のキャリアフィルムF1が垂れ下がってしまう。また前記のキャリアフィルムF1,F2の張力が上限値よりも高い場合、上記したような一般的なキャリアフィルムF1,F2では強度不足のため、キャリアフィルムに縦方向に皺が発生したり、巻出ロール23,27が駆動軸のみが回転するスリップを起こすなどの問題が発生する可能性がある。
本発明においてキャリアフィルムF1が垂れ下がりとは、積層成形品Aの重量により下側のキャリアフィルムF1が上側のキャリアフィルムF2とは密着していない状態となることであり、その部分のフィルムの長さは、下側のキャリアフィルムF1よりも上側のキャリアフィルムF2よりも長く伸びた状態となる。そして下側のキャリアフィルムF1の垂れ下がりが顕著となると、いずれかの積層装置に下側のキャリアフィルムF1に載置した積層成形品Aを移動させた際に、下側のキャリアフィルムF1の下面と、積層装置の熱板等の加圧面が当接してしまう。本発明では上記のキャリアフィルムF1の垂れ下がり状態を抑制することができるので、上記した熱板とキャリアフィルムF1を介した熱板の当接による成形不良以外に、チャンバCの真空吸引時にキャリアフィルムF1がバタついて積層成形品Aの位置ずれが発生することも抑制することができる場合がある。
また積層成形品Aについては、一般的にはビルドアップ基板を含む凹凸を備えた回路基板と絶縁フィルムの組み合わせ、または凹凸を備えた回路基板とレジストフィルムの場合が多いが、前記には限定されない。本発明の垂れ下がり防止機構18,19,20を必要とする積層成形品Aのサイズは、これに限定されるものではないが、厚みが0.1mmないし20mm、更には0.5mmないし10mm程度のものである。また積層成形品が1個取り成形の場合の1枚の重量(質量)も、これに限定されるものではないが、500gないし8kgである。更に積層成形品が複数個取り成形の場合は、それらの複数の積層成形品の総重量が前記の範囲となる。前記したような重量の積層成形品の場合、特殊なキャリアフィルムを使用せず、上記したような一般的なキャリアフィルムF1,F2により搬送すると特に下側のキャリアフィルムF1が積層成形品Aの重量により下方に向けて垂れ下がりやすいという問題がある。また特に真空積層装置12等の積層装置の熱板間の成形位置にキャリアフィルムF1,F2と積層成形品Aが搬入されると、一例として50℃ないし200℃に昇温された熱板等からの熱の影響によりキャリアフィルムF1,F2がより一層変形や伸びが発生して垂れ下がりやすくなる。
図4の積層成形システム11の作動を示す説明図に沿って積層成形システム11と特に垂れ下がり防止機構18等の作動について説明する。積層成形システム11は連続して工程が繰り返されるものであるが、ここでは垂れ下がり防止機構18等の作動を中心に説明するため最初にフィルム搬送工程Paから説明を行う。載置ステージ部25に新たに積層成形を行う積層成形品Aが載置され、真空積層装置12等において積層成形が終了してチャンバC等が開放されると、キャリアフィルム巻取装置17の巻取ロール72,75が回転駆動されてキャリアフィルムF1,F2と積層製品Aが図1の右側(一側)から左側(他側)に向けて移動させる。そして成形前の積層成形品Aは真空積層装置12の成形位置12aへ移動され、真空積層装置12で成形された積層成形品Aは第1のプレス装置13の成形位置13aへ移動される。また第1のプレス装置13で成形された積層成形品Aは第2のプレス装置14の成形位置14a(成形領域)へ移動され、第2のプレス装置14で成形された積層成形品Aは搬出ステージ部77へ移動される。そしてキャリアフィルムF1,F2は、キャリアフィルム搬送装置15により張力を発生させた状態で停止される。
前記のキャリアフィルムF1,F2が積層成形品Aと共に移動する際、垂れ下がり防止機構18、19,20は、押圧部材48等が上昇位置(開位置)で停止さ、開放されている。この垂れ下がり防止機構18が開位置にある際の、支持部材44と押圧部材48の間隔は、積層成形品Aの厚みと上下のキャリアフィルムF1,F2の厚みを加えたものよりも大きく設ける必要があり、これに限定されるものではないが、一例として積層成形品Aの厚みプラス1mmないし15mmに設定される。この際に垂れ下がり防止機構18a,18bの支持部材44の支持面44aを下側のキャリアフィルムF1の下面が当接されながら擦動されるようにすれば、移動中もキャリアフィルムF1と積層成形品Aの垂れ下がりを防止することができる。
また真空積層装置12の一側の搬入側にはキャリアフィルムF1,F2とともに積層成形前の積層成形品Aを通過させるための搬入口が設けられている。更に真空積層装置12の他側の搬出側にはキャリアフィルムF1,F2とともに積層成形後の積層成形品Aを通過させるための搬出口38が形成されている、前記搬入口37と搬出口38の開口間隔(外枠部35,36の間隔)は、積層成形品の厚みとキャリアフィルムの厚みを加えたものよりも大きく設ける必要があり、これに限定されるものではないが、積層成形品Aの厚みプラス10mmないし25mmに設定される。真空積層装置12の前記開口間隔を、垂れ下がり防止機構18の支持部材44と押圧部材48の間隔よりも広く設けるのは以下の理由である。即ち、真空積層装置12への積層成形品Aの搬入時や真空積層装置12からの搬出時に、積層成形品AがキャリアフィルムF1,F2を介して上盤32の外枠部35や下盤33の外枠部36(いずれもシール部などを含む)に当接してしまうと、これら部分は比較的高熱の金属部や硬質ゴム部であり、積層成形品Aのフィルムがずれたり溶融状態の樹脂に損傷が発生する可能性がある。また真空積層装置12の成形位置12aに搬入後の積層成形品AがキャリアフィルムF1,F2を介して真空積層装置12の各部に意図せずに当接することを抑制するためである。
次にチャンバ閉鎖工程Pbでは、前回の積層成形後に下降している真空積層装置12の下盤33を上昇させて真空積層装置12の一側の搬入側の搬入口37と他側の搬出側の搬出口38の閉鎖を行う。また第1のプレス装置13、第2のプレス装置14においても可動盤である下盤54を上昇させて型閉を行う。しかし真空積層装置12の搬入口37や搬出口38の開口間隔は前記のように比較的大きく、また真空積層装置12等の積層装置の上盤32等に対する下盤33の上昇時には、他方の盤や積層成形品Aに大きな衝撃を与えられないので、下盤33の上昇速度は特に後半においては遅くせざるを得ない。そのためチャンバ閉鎖工程Pbにおいて真空積層装置12の下盤33を上昇させて前記搬入口37と前記搬出口38の閉鎖を行うためには一定以上の時間を要する。一方垂れ下がり防止機構18の押圧部材48は、押圧面48aにゴムを備え、支持部材44との間でキャリアフィルムF1,F2を挟み込むだけであるので、移動速度を比較的高速にできる。
そのため本実施形態では、キャリアフィルム搬送装置15の停止(積層成形品Aの移動の完了)と同時か僅か前後に、真空積層装置12の搬入側の外側近傍位置と搬出側の外側近傍位置にそれぞれ取り付けられている垂れ下がり防止機構18a、18bを閉作動させる。具体的には、真空積層装置12の垂れ下がり防止機構18のシリンダ47を作動させて押圧部材48等を下降させ、支持部材44との間でキャリアフィルムF1,F2を挟持し、キャリアフィルムF1,F2の移動を阻止する。この際に並行して真空積層装置12の下盤33や、第1のプレス装置13や第2のプレス装置14の加圧ブロック57も上昇されるが、それらが上盤側の部材や下側のキャリアフィルムF1と当接されるよりも前に、押圧部材48と支持部材44の間でキャリアフィルムF1,F2が挟持されるようにする。そしてチャンバ閉鎖工程Pbの前半のうちに垂れ下がり防止機構18等によるキャリアフィルムF1,F2の移動阻止は完了し、チャンバ閉鎖工程Pbの後半は下盤33等のみが上昇され、下盤33の外枠部36と上盤32の外枠部35が当接されるとチャンバCが形成される。
図3は、垂れ下がり防止機構18の押圧部材48が作動されてキャリアフィルムF1,F2の挟持が行われ、キャリアフィルムF1,F2と積層成形品Aの垂れ下がり防止作動が行われた状態を示している。少なくともチャンバCが形成されるまでは、下盤33側の熱板41に密着している状態のダイアフラム31の表面31aと下側のキャリアフィルムF1の表面の間の空間を保ち、両者が直接当接しないので、熱板41の熱が下側のキャリアフィルムF1を介して積層成形品Aにダイレクトに伝わることは抑制される。一方、図6に示される従来技術では、真空積層装置91は垂れ下がり防止機構を備えていないので、1回の成形における積層成形品Aの重量が一例として500gを超えるような場合に下側のキャリアフィルムF1が支承用ローラ93、94よりも積層装置側の内側部分において垂れ下がってしまい、下側のキャリアフィルムF1の下面と前記ダイアフラム92の表面92aが積層成形前(特に真空チャンバ形成前)に当接される可能性があった。そして特にはこれに限定されるものではないが、積層装置における1回の成形時の積層成形品Aの重量が1kgを超えるような場合には、特にキャリアフィルムF1,F2垂れ下がりの傾向が問題となり対策が必要となる場合が多い。
なおこの際にキャリアフィルムF1,F2により搬送される積層成形品Aが垂れ下がり防止機構18,19,20の部分を通過したことを光電管や近接スイッチ等により検出し、通過後すぐに垂れ下がり防止機構18,19,20のアクチュエータを作動させてもよい。そうすることにより積層成形品Aが積層装置の成形位置に到達することとほぼ同時か僅かに遅れてキャリアフィルムF1,F2を押圧および挟持することができ、キャリアフィルムF1,F2の移動や滑りによる垂れ下がりをより一層防止することができる。
そして垂れ下がり防止機構18による垂れ下がり防止が行われた後のチャンバ閉鎖工程Pbでは、真空積層装置12等の下盤33等の上昇によるチャンバ閉鎖だけが継続して行われる。そして真空積層装置12において、下盤33の外枠部36の上面36aと上盤32の外枠部35の下面35aがキャリアフィルムF1,F2を介して当接されると下盤33の上昇は終了され、再び次の積層成形工程Pcが行なわれる。積層成形工程Pcでは、真空積層装置12の閉鎖されたチャンバCは真空吸引され、ダイアフラム31を加圧空気で膨出させることにより、積層成形品Aの積層成形が行われる。また第1のプレス装置13と第2のプレス装置14においても、加圧ブロック56と加圧ブロック57の間で積層成形が行われる。
積層成形工程Pcが完了すると真空積層装置12のチャンバCは大気開放され、次にチャンバ開放工程Pdに移行する。チャンバ開放工程Pdでは、昇降機構34により下盤33が下降されるが、この際にはまだ垂れ下がり防止機構18等はキャリアフィルムF1,F2を挟持した状態を継続している。そして下盤33が完全に下降されるか、下降途中でも搬入口37と搬出口38がキャリアフィルムF1,F2と積層成形品Aを通過可能な開口間隔となった時点で、垂れ下がり防止機構18等を開作動させて、キャリアフィルムF1,F2の挟持を中止する。具体的には垂れ下がり防止機構18のシリンダ47を作動させて押圧部材48を上昇させる。
垂れ下がり防止機構18等によるキャリアフィルムF1,F2の挟持が終了するのと同時か僅かに遅れて、キャリアフィルム搬送装置15の巻取ロール72,75を駆動させ、最初に記載したフィルム搬送工程Paを行う。このように本実施形態では、キャリアフィルムF1,F2の移動時以外は、移動抑制動抑制機構でもある垂れ下がり防止機構18等によりキャリアフィルムF1,F2を挟持し、キャリアフィルムF1,F2の移動を抑制(完全に移動停止している状態も含む)しているので、特に所定以上の重さを有する積層成形品Aを載置した下側のキャリアフィルムF1が積層装置の成形位置において垂れ下がり、早い段階から下側の成形部材に当接してしまうことを防止することができる。なお垂れ下がり防止機構18等によるキャリアフィルムF1,F2の挟持は、積層成形工程Pcの間は中止するようにしてもよい。
次に第2の実施形態の積層成形システム101について図5を参照して説明する。第2の実施形態の積層成形システム101は、第1の実施形態の積層成形システム11とキャリアフィルム搬送装置15、真空積層装置12、第1のプレス装置13、第2のプレス装置14の構造は同じであり、垂れ下がり防止機構102、103,104について相違しているので、前記部分は同一符号で表し、相違点のみ説明を行う。
第2の実施形態の積層成形システム101では、キャリアフィルムF1,F2の移動を抑制する移動抑制動抑制機構であって、従動ローラ24,73間で移動される下側のキャリアフィルムF1の下面に沿って表面に多孔質材107を備えたブロック(以下多孔質ブロック105と称する)を備えている。
載置ステージ部25から下側のキャリアフィルムF1の搬送路の下方の多孔質ブロック105は、アースまたは除電装置に接続され、静電気を除去する。また多孔質ブロック105自体に冷却装置を備え、前記吸引通路から多孔質材107の内部を通じて冷却エアを供給して冷却を行うものでもよい。真空積層装置12の成形位置12aに対して搬入側の外側近傍位置と、前記真空積層装置12の成形位置12aに対して搬出側の外側近傍位置には垂れ下がり防止機構102の多孔質ブロック105a、105bがそれぞれ設けられている。これらの多孔質ブロック105は、積層成形システム101の本体部106に固定されてもよく、真空積層装置12等の積層装置にブラケット等を介して直接取りつけられるものでもよい。そして前記多孔質ブロックの多孔質材107の部分の裏面側は、図示しない吸引通路に接続されており、吸引通路は図示しない負圧発生装置に接続されている。または必要に応じて吸引通路は図示しない空圧源にも接続されている。
また第1のプレス装置13の成形位置13aに対して搬入側の外側近傍位置と、前記第1のプレス装置13の成形位置13aに対して搬出側の外側近傍位置には垂れ下がり防止機構103の吸着部である多孔質ブロック105c、105dがそれぞれ設けられている。更に第2のプレス装置14の成形位置14aに対して搬入側の外側近傍位置と、前記第2のプレス装置14の成形位置14aに対して搬出側の外側近傍位置には垂れ下がり防止機構104の多孔質ブロック105e、105fがそれぞれ設けられている。第1のプレス装置13における「成形位置13aに対して搬入側の外側近傍位置」とは、加圧ブロック56,57の側面に当接していない範囲で最も近い位置に設けることが考えられるが、第1のプレス装置13の下盤54や上盤52の側面よりも外側であってもよい。前記外側に垂れ下がり防止機構19を設ける場合、垂れ下がり防止機構19の中心と前記下盤54や上盤52の側面との距離が、好適には50cm以内に設けることを一つの基準としている。また第2のプレス装置14の垂れ下がり防止機構20も同様の位置に設けられる。なお真空積層装置12の垂れ下がり防止機構102は必須であるが、第1のプレス装置13と第2のプレス装置14の垂れ下がり防止機構103,104は場合によっては省略してもよい。
更には最後の積層装置からの搬出側の搬送路や搬出ステージ部77の下側のキャリアフィルムF1の下方にも多孔質ブロック105を設けてもよい。その場合は、前工程と同様に多孔質ブロックにより静電気の除去を行うようにしてもよい。また図示しない空圧源と多孔質ブロック105をエア配管により接続し、エア噴出により離型の促進や冷却の促進を図るようにしてもよい。なお多孔質ブロック105の多孔質材107の材質についてはこれに限定されるものではないが、ポーラスカーボンなどを用いてもよい。ポーラスカーボンを用いることにより、カーボン特性によりキャリアフィルムF1,F2の帯電を除去できる効果が期待できる。
図5に示される第2の実施形態の積層成形システム101では、キャリアフィルムF1,F2を移動後に、垂れ下がり防止機構102の多孔質ブロック105a、105bを介して下側のキャリアフィルムF1を吸引することにより、真空積層装置12の成形位置12aにおける下側のキャリアフィルムF1と積層成形品Aの垂れ下がりを防止する。また同様に垂れ下がり防止機構103の多孔質ブロック105c、105dを介して下側のキャリアフィルムF1を吸引することにより、第1のプレス装置13の成形位置13aにおける下側のキャリアフィルムF1と積層成形品Aの垂れ下がりを防止し、垂れ下がり防止機構104の多孔質ブロック105e、105fを介して下側のキャリアフィルムF1を吸引することにより、第2のプレス装置14の成形位置14aにおける下側のキャリアフィルムF1と積層成形品Aの垂れ下がりを防止する。また前記においてキャリアフィルムF1,F2の吸着を解除後にその状態でキャリアフィルムF1,F2を移動させるか、または多孔質ブロック105a、105b等からエアを噴出させてキャリアフィルムF1,F2の密着状態を終了させた後にキャリアフィルムF1,F2を移動させる。なお下側のキャリアフィルムF1を吸着するものは、多孔質ブロック105以外に、ゴム吸盤などでもよく、上側のキャリアフィルムF2側に支持部材を設け、支持部材との間で吸着を行うようにしてもよい。
次に第3の実施形態の積層成形システムとその垂れ下がり防止機構について説明する。第3の実施形態の垂れ下がり防止機構は、キャリアフィルムを変形させるキャリアフィルム変形機構であって、キャリアフィルムの断面形状を変形させる変形機構部を備えている。
例えば積層装置の搬入口側の垂れ下がり防止機構は、キャリアフィルムに熱と圧力を加えて変形させる。一例としては積層成形品が載置されていないキャリアフィルムの両側の端部を、連続して、或いは一定距離にわたって上方や下方に折り返すことにより、キャリアフィルムを断面コ状とするものでもよい。その場合平面状のキャリアフィルムよりも重量物を載置しても垂れ下がりにくくなる。またキャリアフィルムの少なくとも一部に、熱または押圧力により、凸状、釣鐘状、涙状の変形を伴わせてもよい。この場合は、積層成形品に当接されているキャリアフィルム以外の部分に上記の変形を行うことにより、キャリアフィルムを撓んだり垂れ下がりにくくすることができる。或いはキャリアフィルム上の積層成形品の位置ずれを防止する効果も期待できる。
本発明については、一々列挙はしないが、上記した第1の実施形態ないし第3の実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものや第1の実施形態ないし第3の実施形態の各記載を掛け合わせたものについても、適用されることは言うまでもないことである。
この出願は、2022年3月16日に出願された日本出願特願2022-041420を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
11,101 積層成形システム
12 真空積層装置
12a,13a,14a 成形位置
13 第1のプレス装置
14 第2のプレス装置
15 キャリアフィルム搬送装置
18,18a,18b,19,20 垂れ下がり防止機構
21 制御装置
37 搬入口
38 搬出口
49 挟持部
A 積層成形品
F1,F2 キャリアフィルム

Claims (6)

  1. キャリアフィルムを用いて積層成形品を積層装置の一側から搬入し、積層装置で積層成形後に積層装置の他側から搬出する積層成形システムにおいて、
    前記積層装置の成形位置に対して搬入側の外側近傍位置と、前記積層装置の成形位置に対して搬出側の外側近傍位置には、前記積層装置の成形位置におけるキャリアフィルムおよび積層成形品の垂れ下がりを防止する垂れ下がり防止機構が備えられた積層成形システム。
  2. 前記垂れ下がり防止機構は、キャリアフィルムの移動を抑制する移動抑制動抑制機構であって、キャリアフィルムを挟持する挟持部を備える、請求項1に記載の積層成形システム。
  3. 前記垂れ下がり防止機構は、キャリアフィルムの移動を抑制する移動抑制動抑制機構であって、キャリアフィルムを吸着する吸着部を備える、請求項1に記載の積層成形システム。
  4. 前記垂れ下がり防止機構は、キャリアフィルムを変形させるキャリアフィルム変形機構であって、キャリアフィルムの断面形状を変形させる変形機構部を備える、請求項1に記載の積層成形システム。
  5. キャリアフィルムを用いて積層成形品を積層装置の一側から搬入し、積層装置で積層成形後に積層装置の他側から搬出する積層成形方法において、
    先に前記積層装置の成形位置に対して搬入側の外側近傍位置のキャリアフィルムと、前記積層装置の成形位置に対して搬出側の外側近傍位置に設けられた前記積層装置の成形位置におけるキャリアフィルムおよび積層成形品の垂れ下がりを防止する垂れ下がり防止機構を作動させキャリアフィルムの移動を抑制した後、積層装置の真空チャンバの形成または積層装置による積層成形品の加圧成形を行う積層成形方法。 
  6. 前記積層成形品の1枚当たりの重量は、500gないし8kgである請求項5に記載の積層成形方法。
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