JPH0229492B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 この発明は、平坦な熱可塑性樹脂シートを成形
材料としてこれを加熱軟化させ、かつ外力を加え
て所望の成形品を得る熱成形方法、なかでもとく
に圧空成形（pressure forming）による熱成形
法の改良に関する。 従来の技術 熱可塑性樹脂シートからの成形品の製造には、
真空成形法とともに、圧空成形法も多く採用され
ている。該圧空成形法は、予め材料シートをヒー
ターで熱成形温度に加熱したのち、これを成形金
型上において該金型と、圧空ボツクス等の圧空供
給部材との間にエアタイトにクランプし、すぐさ
ま圧空供給部材から圧縮空気を送つて軟化材料シ
ートを金型内面に押し付けて所望の成形品とする
ものであるが、従来、かかる圧空成形法の実施に
は、圧縮空気の送り込み時の型内の排気を、金型
側に設けられた排気孔から成形シートの変形に伴
つて自然的に放出させることで行う場合もある
が、成形シートを金型内面に緊密に沿わせて成形
精度を高める目的で前記圧縮空気の供給と同時に
これと併行して積極的に金型内の真空吸引を行う
のが普通である。 発明が解決しようとする問題点 ところが、従来の圧空成形法によるときは、成
形品の表面、とくに金型に接する外側表面に微細
な所謂「ブツ」と称されるような凹凸があらわ
れ、成形品が肌荒れ状態を呈するという欠点があ
つた。この表面性状欠陥は、成形用の材料シート
が着色シートであるような場合には、成形品の外
観においてほとんど目立たない程度のものである
が、材料シートが透明であるような場合、殊に無
色透明のものであるような場合には、反射光、透
過光に乱反射を生じさせて外観的商品価値を著し
く低下させる要因となり、その改善が強く要望さ
れるところであつた。 従来、上記のような問題点の改善のために、成
形用材料シートの加熱温度、あるいはこれとの相
対関係における金型予熱温度、更には成形圧をコ
ントロールする等の種々の現場作業的配慮が試み
られてきたが、未だ上記問題点の根本的解決手段
を見出すに至つていないのが現状である。 而して、この発明は、上記肌荒れ現象の発生を
防止しうる熱成形方法、特に圧空成形方法を提供
することを目的とする。 問題点を解決するための手段 上記の目的のもとに、本発明者らは、種々成形
条件を変えて幾多の実験と研究を繰返したとこ
ろ、加熱軟化した材料シートを圧縮空気圧によて
金型内面に押しつける挟義の圧空成形操作工程の
前に、予め金型内を減圧し、所定時間この減圧状
態を保持してから上記圧空成形操作を行うものと
した場合、成形品の表面にほとんど「ブツ」があ
らわれず、表面性状の極めて平滑な光沢性表面を
もつた成形品が得られることを見出すに至り、こ
の発明を完成した。 而して、この発明に係る熱可塑性樹脂成形品の
熱成形方法は、熱可塑性樹脂シートを材料とし
て、圧空成形法により成形品を熱成形するに際
し、材料シートを熱成形温度に加熱し成形金型と
圧空供給部材との間にクランプしたのち、圧空供
給部材側からは空気の供給を行うことなく前記金
型内の真空吸引を行つて５〜20秒間減圧状態に保
つ予備真空吸引操作を行い、然る後、前記圧空供
給部材から圧縮空気を送り前記材料シートを金型
に押しつける圧空成形操作を行うことを特徴とす
るものである。 上記材料シートとしては、圧空成形に従来から
供されているようなあらゆる種類の熱可塑性樹脂
が適用できる。例えば塩化ビニル系樹脂、アクリ
ル系樹脂、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂等
からなるものが用いられる。 予備真空吸引操作は、圧空成形操作に先立つて
金型内、即ち材料シートと金型内面との間を減圧
状態にするものであり、真空度をどれだけにしな
ければならないというものではない。むしろ、減
圧状態の保持時間の方が大きな影響力をもつ。従
つて、該金型に装備されている真空吸引管に所属
するバルブを所望の開度に開いて金型内の抜気を
行い、この抜気開始後所定時間を経過してから前
記圧空成形操作を行うものとすれば良い。この減
圧状態の保持時間は、真空吸引開始後、圧空成形
操作開始までの時間として評価されるものであ
り、この発明の良好な効果は、５〜20秒程度によ
つて得られる。特に好ましくは８〜15秒程度であ
る。これが５秒間より短かいと、十分な「ブツ」
の発生防止効果を得ることができない。一方、15
秒間をこえて長すぎると、材料シートの冷却が進
みすぎて成形不良や成形精度の低下を来たす。ま
た、予備真空吸引時には、もちろん圧空ボツクス
等の圧空供給部材側からは空気の供給を行わな
い。したがつて、該部材の下面側に位置する加熱
軟化状態の材料シートは、金型側からの真空吸引
力によつてある程度金型内方へ撓曲変形を生じる
が、この変形によつて圧空供給部材との間に生じ
る減圧状態が、上記の変形量を規制する作用を果
すため、材料シートは一部が金型内面に接するこ
とがあつても、その全体が型内面に沿うことには
ならない、この予備真空吸引操作による材料シー
トの変形は、恰も真空成形におけるドレープ法の
予備伸長操作時の変形に似た状態として把握され
うる。 予備真空吸引操作工程後に行う狭義の圧空成形
操作工程は、従来の常法に従つて行えば良い。こ
の際、付加する空気圧は、実験の結果によればこ
の発明の効果にほとんど影響を与えるものではな
い。従つて使用する材料シートの好適な成形条件
に見合つた空気圧をかければ良い。概ね２〜８
Kg／cm²の範囲の圧縮空気を使用するのが通例であ
る。 圧空成形工程中、金型内の排気は、圧縮空気の
圧力によつて自然的に金型側の排気孔から放出さ
せることによつて行うものとしても良いが、特に
成形品を深く絞るような場合とか、高い成形精度
が要求されるような場合には殊更、圧空成形操作
と同時にこれと併行して、予備吸引操作工程にお
ける真空吸引をそのまゝ継続して行うものとする
ことが望ましい。 この発明の実施によれば、表面に所謂「ブツ」
のない、表面性状の良好な成形品が得られるが、
その理由は未だ充分に明らかなところではない。
しかし、本発明者らの検討によれば次の如く推測
される。即ち、従来法による場合には、材料シー
トの加熱軟化後、その表面部も未だ熱成形温度を
保つた高温の状態時において、すぐさま圧空成形
操作が行われるものであるため、該シートの高温
の表面が予熱された金型内面に接触して該内面の
微細な凹凸をシヤープに再現すると共に、金型内
面に存する微視的な凹部が材料シートの密接によ
つて塞がれた後、該凹部内に残存する空気の膨張
あるいは収縮による影響が樹脂の表面にあらわれ
ることによるものではないかと考えられる。これ
に対して、本発明による場合、予備真空吸引工程
によつて、その保持時間中に材料シートの表面部
の温度がある程度低下するため、圧空成形操作時
における金型内面の性状の再現性が鈍化されるこ
と、及び予め金型内が真空吸引によつて減圧され
た空気の稀薄な状態となされたのち圧空成形操作
が行われるため、前記のように材料シートの表面
温度がある程度下つた状態で金型内面に接触する
ことと相俟つて、金型とこれに接する材料シート
との間からの排気が全体に亘つて平均的に良好に
行われること、等の相乗的作用によつて成形品表
面への所謂「ブツ」の発生が防止されるものであ
ろうと推測される。 発明の効果 この発明による圧空成形法は上述のように、圧
縮空気を送り込んで加熱軟化材料シートを金型内
面に押し付ける圧空成形操作の前に、これに先立
つて所定時間即ち５〜20秒間、圧空供給部材側か
らは空気の供給を行うことなく、金型内の真空吸
引操作を行うことを特徴とするものであるから、
成形品の表面に従来法による場合のような所謂
「ブツ」の発生のない平滑美肌な表面性状をもつ
た成形品を得ることができる。従つて、殊に、透
明な合成樹脂シートを材料として成形されるよう
な各種熱成形品を、従来法による場合より一層高
品位のものとして得ることができる。かつこの発
明に係る成形法は、従来法に較べて極めて短時間
の予備真空吸引工程が付加されるにすぎないの
で、格別成形サイクルが長くなるということがな
く、良好な成形能率を維持しうる。また、該真空
吸引操作工程を含むすべての工程の実施に、圧空
成形装置に常設以外の何らの部材、装備をも付加
する必要がなく、既存の設備を用いてそのまゝ実
施可能であるという利点もある。 実施例 以下、添附図面の参照のもとにおいて、この発
明の実施例を示す。 熱可塑性樹脂の成形用材料シートとして、厚さ
2.0mmの無色透明のポリカーボネート樹脂シート
１を用い、これを第１図に示すようにクランパー
２で周縁部をクランプして成形金型３の上方に送
り込み、上下両面からヒーター４，４で概ね180
℃に加熱した。なお、金型３は成形キヤビテイの
部分が概ね深さ５cm×長さ20cm×幅10cmのものを
用いた。 加熱後、ヒーター４，４を除去し、材料シート
１を予め140℃に加熱した金型３上に当接させて
上方から圧空ボツクス６で周縁部を気密状態に挟
着固定した。そして、しかる後、金型３側の有す
る排気孔５の系に所属する吸引バルブ（図示略）
を開度1/8程度に開き、第２図に示すように金型
３内の真空吸引を行つた。この真空吸引時間を１
〜30秒の範囲で各種に変えて実施したのち、該真
空吸引操作を停止するのと同時に、第３図に示す
ように圧空ボツクス６側から１〜３Kg／cm²の圧縮
空気Ａを送り、材料シート１を金型内面に密に押
し当てる成形操作を行つた。そしてこの空気圧の
付加状態に所定時間保持したまゝ冷やしたのち、
圧縮空気を開放し、圧空ボツクス６を除去して成
形品１′を離型取出しした。 上記によつて得られた各種成形品１′は下表中
の試料11、12のものを除いて他はいずれも充分に
良好な成形精度を有するものであつたが、表面性
状の良否を所謂「ブツ」の有無によつて肉眼判定
したところ、結果は下表のとおりであつた。 なお、実施例と同じ材料シートを用いて、従来
法（加熱温度、金型温度等の圧空成形条件は実施
例と同じ条件とした）により圧空成形した成形品
も同様に比較判定した。

【表】 上表の評価判定結果から明らかなように、５〜
20秒程度の範囲で、予備真空吸引を行うことによ
り、成形品に優れた肌荒れ防止効果を得ることが
できること、又、この場合圧空成形圧力の変化
は、表面性状に支配的な影響を及ぼすものではな
いことが判る。なお、試料11、12に成形不良、精
度不良を生じたのは、予備真空吸引操作の時間が
長いことによつて、その間に成形材料シートの温
度が低下したことによるものと考えられる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る圧空成形による熱成形工
程を工程順に示すもので、第１図は材料シートの
加熱工程時の状態の概略説明図、第２図は予備真
空吸引工程の概略説明図、第３図は圧空成形操作
工程の概略説明図である。 １……材料シート、３……金型、４……ヒータ
ー、５……排気孔、６……圧空ボツクス（圧空供
給部材）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性樹脂シートを材料として、圧空成形
   法により成形品を熱成形するに際し、材料シート
   を熱成形温度に加熱し成形金型と圧空供給部材と
   の間にクランプしたのち、圧空供給部材側からは
   空気の供給を行うことなく前記金型内の真空吸引
   を行つて５〜20秒間減圧状態に保つ予備真空吸引
   操作を行い、然る後、前記圧空供給部材から圧縮
   空気を送り前記材料シートを金型に押しつける圧
   空成形操作を行うことを特徴とする熱可塑性樹脂
   成形品の熱成形方法。 ２ 圧空成形操作工程において、圧縮空気の送り
   込みと同時に、これと併行して積極的に金型内の
   真空吸引を継続して行うことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の熱可塑性樹脂成形品の熱成
   形方法。