JPH03199030A - 熱可塑性樹脂シートの熱成形方法及び装置 - Google Patents
熱可塑性樹脂シートの熱成形方法及び装置Info
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- JPH03199030A JPH03199030A JP1342392A JP34239289A JPH03199030A JP H03199030 A JPH03199030 A JP H03199030A JP 1342392 A JP1342392 A JP 1342392A JP 34239289 A JP34239289 A JP 34239289A JP H03199030 A JPH03199030 A JP H03199030A
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C51/00—Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
- B29C51/26—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C51/42—Heating or cooling
- B29C51/421—Heating or cooling of preforms, specially adapted for thermoforming
- B29C51/422—Heating or cooling of preforms, specially adapted for thermoforming to produce a temperature differential
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- Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は熱可塑性樹脂シートの熱成形方法及び装置に関
し、詳しくは、熱可塑性樹脂シートを加熱して成形部を
熱成形し、容器等の各種成形品を効率良く製造する方法
及び製造装置に関する。
し、詳しくは、熱可塑性樹脂シートを加熱して成形部を
熱成形し、容器等の各種成形品を効率良く製造する方法
及び製造装置に関する。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕従来か
ら、熱可塑性樹脂シート、例えばオレフィン系樹脂シー
トを加熱した後に、成形金型により成形部を熱成形して
各種形状の容器等の成形品を製造している。この熱成形
を行う装置における熱可塑性樹脂シートを加熱する手段
としては、熱可塑性樹脂シートを加熱源に接触させずに
シートの加熱を行う間接加熱法（実開昭５５−１３４２
１８号公報等参照）と、加熱板等の加熱源に直接接触さ
せてシートの加熱を行う直接加熱法（実開昭５１−９９
７６５号公報、同５３３５９６２号公報、実公昭６３−
２１３９９号公報等参照）とが知られている。
ら、熱可塑性樹脂シート、例えばオレフィン系樹脂シー
トを加熱した後に、成形金型により成形部を熱成形して
各種形状の容器等の成形品を製造している。この熱成形
を行う装置における熱可塑性樹脂シートを加熱する手段
としては、熱可塑性樹脂シートを加熱源に接触させずに
シートの加熱を行う間接加熱法（実開昭５５−１３４２
１８号公報等参照）と、加熱板等の加熱源に直接接触さ
せてシートの加熱を行う直接加熱法（実開昭５１−９９
７６５号公報、同５３３５９６２号公報、実公昭６３−
２１３９９号公報等参照）とが知られている。
しかしながら、上記間接加熱法では、加熱過程前半に発
生するシートの熱膨張による波打ちの発生がシートの均
一な加熱を阻害し、次に起こるドローダウンも大きく、
熱可塑性樹脂の融点以下、あるいは以上いずれの成形に
おいても、波打ち。
生するシートの熱膨張による波打ちの発生がシートの均
一な加熱を阻害し、次に起こるドローダウンも大きく、
熱可塑性樹脂の融点以下、あるいは以上いずれの成形に
おいても、波打ち。
ドローダウンの極めて小さな特殊な熱可塑性樹脂シート
を使用しないと、あるいはシートの幅が狭いものを使用
しないと良好な成形ができなかった。
を使用しないと、あるいはシートの幅が狭いものを使用
しないと良好な成形ができなかった。
一方、直接加熱法では、加熱温度が融点温度以下でその
近傍の場合には、熱膨張、ドローダウンによるシワ、熱
板面の転写が発生して成形品の外観不良の原因となるこ
とがある。またこれよりも低い温度では、シワ、転写、
融着は発生しないが、成形圧力を著しく高くしないと成
形不良が多く発生し、得られる成形品の耐熱性も不足す
る。さらに加熱温度を融点以上にすると、シワ、融着、
転写が発生するため、特殊なシートを使用しなければな
らないが、シワ、融着は防止できても転写による表面光
沢の低下は避けられなかった。
近傍の場合には、熱膨張、ドローダウンによるシワ、熱
板面の転写が発生して成形品の外観不良の原因となるこ
とがある。またこれよりも低い温度では、シワ、転写、
融着は発生しないが、成形圧力を著しく高くしないと成
形不良が多く発生し、得られる成形品の耐熱性も不足す
る。さらに加熱温度を融点以上にすると、シワ、融着、
転写が発生するため、特殊なシートを使用しなければな
らないが、シワ、融着は防止できても転写による表面光
沢の低下は避けられなかった。
そこで、本発明者は、上記課題を解決するために、熱可
塑性樹脂シートの加熱条件を種々検討し、効率の良い熱
成形方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。
塑性樹脂シートの加熱条件を種々検討し、効率の良い熱
成形方法を開発すべく鋭意研究を重ねた。
その結果、特定の条件でシートを加熱して加圧成形を行
うことにより、成形可能温度領域の狭いポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオレフィン類の
ような結晶性樹脂や積層フィルムでも、外観及び物性の
優れた成形品を効率よく製造できることを見出した。本
発明は、かかる知見に基いて完成したものである。
うことにより、成形可能温度領域の狭いポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリスチレン等のポリオレフィン類の
ような結晶性樹脂や積層フィルムでも、外観及び物性の
優れた成形品を効率よく製造できることを見出した。本
発明は、かかる知見に基いて完成したものである。
すなわち本発明は、熱可塑性樹脂シートを加熱した後、
成形部を熱成形して成形品を得る方法において、熱可塑
性樹脂シートの非成形部の少なくとも一部を加熱板に接
触させない非加熱状態にして成形部を熱板接触により加
熱し、次いで該成形部及び前記非成形部の少なくとも一
部を共に非接触加熱することを特徴とする熱可塑性樹脂
シートの熱成形方法を提供するとともに、熱可塑性樹脂
シートを加熱装置により加熱し、成形金型により成形部
を熱成形して成形品を製造する熱成形装置において、前
記加熱装置が、熱可塑性樹脂シートの成形部に成形部に
直接接触する加熱板を有する直接加熱部と、該直接加熱
部と成形金型との間に配置され、前記熱可塑性樹脂シー
トの全体を非接触状態で加熱する非接触加熱部とを備え
ていることを特徴とする熱可塑性樹脂シートの熱成形装
置を提供するものである。
成形部を熱成形して成形品を得る方法において、熱可塑
性樹脂シートの非成形部の少なくとも一部を加熱板に接
触させない非加熱状態にして成形部を熱板接触により加
熱し、次いで該成形部及び前記非成形部の少なくとも一
部を共に非接触加熱することを特徴とする熱可塑性樹脂
シートの熱成形方法を提供するとともに、熱可塑性樹脂
シートを加熱装置により加熱し、成形金型により成形部
を熱成形して成形品を製造する熱成形装置において、前
記加熱装置が、熱可塑性樹脂シートの成形部に成形部に
直接接触する加熱板を有する直接加熱部と、該直接加熱
部と成形金型との間に配置され、前記熱可塑性樹脂シー
トの全体を非接触状態で加熱する非接触加熱部とを備え
ていることを特徴とする熱可塑性樹脂シートの熱成形装
置を提供するものである。
上記の如く、本発明では、まず熱可塑性樹脂シートの成
形部を、好ましくはその両面を加熱板に接触させて直接
加熱により加熱し、次いでシート全体を間接加熱により
加熱した後に成形金型で成形するようにしたものである
。これにより、前述のポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン等のポリオレフィン系のような結晶性樹脂
や積層フィルムをはじめとする各種熱可塑性樹脂を効率
良く熱成形することが可能となる。
形部を、好ましくはその両面を加熱板に接触させて直接
加熱により加熱し、次いでシート全体を間接加熱により
加熱した後に成形金型で成形するようにしたものである
。これにより、前述のポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリスチレン等のポリオレフィン系のような結晶性樹脂
や積層フィルムをはじめとする各種熱可塑性樹脂を効率
良く熱成形することが可能となる。
以下、本発明を、図面に示す熱可塑性樹脂シートの熱成
形装置の一例に基づいてさらに詳細に説明する。
形装置の一例に基づいてさらに詳細に説明する。
第１図は熱成形装置の正面図、第２図は加熱装置の下半
部を示す平面図である。
部を示す平面図である。
熱成形装置１は、シート供給部２と、加熱装置３と、成
形金型４とにより構成されており、加熱装置３は、前段
の直接加熱部３１と、後段の間接加熱部３５とから構成
されている。
形金型４とにより構成されており、加熱装置３は、前段
の直接加熱部３１と、後段の間接加熱部３５とから構成
されている。
上記直接加熱部３１は、熱可塑性樹脂シートの成形部を
熱板接触により加熱するもので、シートの搬送に合わせ
て上下動する上下一対の加熱板３２を有しており、加熱
板３２には、成形部を局部的に直接加熱する加熱面３３
が、シートの非成形部に対応する非接触面３４より突出
するように形成されている。加熱面３３は、この種のも
のに一般的に使用されている金属により形成することが
でき、その表面にテフロンコーティングあるいはテフロ
ンクロス貼付することもできる。また加熱板３２を上下
一対に設けて、その加熱面３３でシートを挟んで伝熱加
熱することが、加熱効率の面から好ましいが、シートと
加熱面３３が密着してシートを充分に加熱できれば、上
下いずれか一方に加熱板３２を配置しても良い。
熱板接触により加熱するもので、シートの搬送に合わせ
て上下動する上下一対の加熱板３２を有しており、加熱
板３２には、成形部を局部的に直接加熱する加熱面３３
が、シートの非成形部に対応する非接触面３４より突出
するように形成されている。加熱面３３は、この種のも
のに一般的に使用されている金属により形成することが
でき、その表面にテフロンコーティングあるいはテフロ
ンクロス貼付することもできる。また加熱板３２を上下
一対に設けて、その加熱面３３でシートを挟んで伝熱加
熱することが、加熱効率の面から好ましいが、シートと
加熱面３３が密着してシートを充分に加熱できれば、上
下いずれか一方に加熱板３２を配置しても良い。
加熱面３３の温度は、シートの材質、厚み、成形品の目
標耐熱性、光沢等により適宜に設定することができるが
、その上限は、通常、シートの融着の発生の有無により
決定される。例えば通常のポリプロピレンシートでは８
０〜１４０°Ｃである。
標耐熱性、光沢等により適宜に設定することができるが
、その上限は、通常、シートの融着の発生の有無により
決定される。例えば通常のポリプロピレンシートでは８
０〜１４０°Ｃである。
加熱板３２の形状は、シートの成形部を充分に加熱でき
、非成形部と接触しない非接触部を有していればよく、
シートの搬送に合わせて加熱板が成形部と複数回接触し
てもよい。このような直接加熱装置としては、例えば実
公昭６１−２１３９９号に示される直接加熱装置を用い
ることができる。
、非成形部と接触しない非接触部を有していればよく、
シートの搬送に合わせて加熱板が成形部と複数回接触し
てもよい。このような直接加熱装置としては、例えば実
公昭６１−２１３９９号に示される直接加熱装置を用い
ることができる。
加熱装置後段の間接加熱部３５は、従来の間接加熱装置
とほぼ同様に形成することが可能であり、熱源として、
例えば遠赤外ヒーター、短波長、中波長の赤外線ヒータ
ー等を用いてシート全体を間接的に加熱するもので、そ
の温度は、シートの材質、厚み、成形品の目標物性等に
応じた温度に設定され、上限温度はドローダウン発生の
有無により決定される。例えば通常のポリプロピレンシ
ートでは１５０〜１８０ ’Ｃであり、透明性を重視す
る場合は融点以下が好ましく、核剤を添加したポリプロ
ピレンシートでは１８０°Ｃ以下が好ましい。
とほぼ同様に形成することが可能であり、熱源として、
例えば遠赤外ヒーター、短波長、中波長の赤外線ヒータ
ー等を用いてシート全体を間接的に加熱するもので、そ
の温度は、シートの材質、厚み、成形品の目標物性等に
応じた温度に設定され、上限温度はドローダウン発生の
有無により決定される。例えば通常のポリプロピレンシ
ートでは１５０〜１８０ ’Ｃであり、透明性を重視す
る場合は融点以下が好ましく、核剤を添加したポリプロ
ピレンシートでは１８０°Ｃ以下が好ましい。
熱源の配置は、シートの充分な加熱を行えれば両面でも
片面でも良い。
片面でも良い。
このように前段に成形部の直接加熱を、後段にシート全
体の間接加熱を行うことにより、ドローダウンやシワ、
融着、転写の発生を抑えながら、成形金型４での加圧成
形に必要な適度な温度にシートを加熱することができる
。前段におけるシワ。
体の間接加熱を行うことにより、ドローダウンやシワ、
融着、転写の発生を抑えながら、成形金型４での加圧成
形に必要な適度な温度にシートを加熱することができる
。前段におけるシワ。
融着の発生は、後段の加熱があるため予備的な加熱、す
なわち低温でよいため皆無であり、後段におけるシワの
発生がないのはドローダウンが無いか又は極めて小さい
ためであり、非接触であるから熱板への転写はありえな
い。ドローダウンが小さい理由は、前段での加熱差が後
段にても維持される為、前段の非接触領域（成形部より
低温領域）によりシートが支持されるためと考えられる
。
なわち低温でよいため皆無であり、後段におけるシワの
発生がないのはドローダウンが無いか又は極めて小さい
ためであり、非接触であるから熱板への転写はありえな
い。ドローダウンが小さい理由は、前段での加熱差が後
段にても維持される為、前段の非接触領域（成形部より
低温領域）によりシートが支持されるためと考えられる
。
成形金型４は、成形品の形状等に応じて、従来から熱可
塑性樹脂の熱成形に用いられている各種の成形金型を任
意に使用することができ、例えば、平板成形、ロール成
形、真空成形、圧空成形、プラグアシスト、ノンプラグ
など、様々な手段を採用することができる。
塑性樹脂の熱成形に用いられている各種の成形金型を任
意に使用することができ、例えば、平板成形、ロール成
形、真空成形、圧空成形、プラグアシスト、ノンプラグ
など、様々な手段を採用することができる。
次に本発明の方法による実施例及び比較例を説明する。
実施例１
シート原反として、ポリプロピレン（ＰＰ）／エチレン
ビニルアルコール（Ｅ Ｖ ＯＨ）／ポリプロピレン（
Ｐ Ｐ）／高密度ポリエチレン（ＨＤ Ｐ Ｅ）からな
る厚さ８００μの積層シート（商品名：出光マジックト
ップシート）を用い、上記の如くシート供給部２と、前
段の直接加熱部３１及び後段の間接加熱部３５とからな
る加熱装置３と、成形金型４とにより構成した熱成形装
置１を使用して直径６５ｍｍ、深さ２５ｍｍのデザート
用容器を作成した。
ビニルアルコール（Ｅ Ｖ ＯＨ）／ポリプロピレン（
Ｐ Ｐ）／高密度ポリエチレン（ＨＤ Ｐ Ｅ）からな
る厚さ８００μの積層シート（商品名：出光マジックト
ップシート）を用い、上記の如くシート供給部２と、前
段の直接加熱部３１及び後段の間接加熱部３５とからな
る加熱装置３と、成形金型４とにより構成した熱成形装
置１を使用して直径６５ｍｍ、深さ２５ｍｍのデザート
用容器を作成した。
加熱温度は、直接加熱部３１の上部側加熱面を１１０°
Ｃ２下部側加熱面を１５０°Ｃとし、間接加熱部３５の
熱源部環境温度を３００℃とした。また成形金型４には
、プラグアシスト圧空成形タイプのものを使用し、成形
圧空圧力は３ｋｇ／ｃｄ、成形サイクルは毎分２０シヨ
ツトとした。
Ｃ２下部側加熱面を１５０°Ｃとし、間接加熱部３５の
熱源部環境温度を３００℃とした。また成形金型４には
、プラグアシスト圧空成形タイプのものを使用し、成形
圧空圧力は３ｋｇ／ｃｄ、成形サイクルは毎分２０シヨ
ツトとした。
熱成形時の最大ドローダウン量、型再現性、得られた容
器におけるブリッジ発生の有無、光沢。
器におけるブリッジ発生の有無、光沢。
耐熱性の評価を、加熱条件と共に第１表に示す。
実施例２〜４
シート原反として厚さ６００ｔＩｍのポリプロピレン単
層シート（商品名：出光ピュアレイシート）を用い、上
・下部側加熱面の温度及び熱源部環境温度を第１表に示
される温度とした以外は、実施例１と同様にして容器を
作成した。このときの評価結果を第１表に示す。
層シート（商品名：出光ピュアレイシート）を用い、上
・下部側加熱面の温度及び熱源部環境温度を第１表に示
される温度とした以外は、実施例１と同様にして容器を
作成した。このときの評価結果を第１表に示す。
実施例５
実施例２において、間接加熱部３５を上側からのみの加
熱とし、熱源部環境温度を３５０°Ｃとしたこと以外は
、実施例２と同様にして容器を作成した。このときの評
価結果を第１表に示す。
熱とし、熱源部環境温度を３５０°Ｃとしたこと以外は
、実施例２と同様にして容器を作成した。このときの評
価結果を第１表に示す。
比較例１〜４
実施例２におけるシートの加熱条件を第１表に示す条件
とした以外は、実施例２と同様にして容器を作成した。
とした以外は、実施例２と同様にして容器を作成した。
このときの評価結果を第１表に示す。
（以下余白）
〔発明の効果〕
以上の如く、本発明によれば、熱可塑性樹脂シートの熱
成形においてドローダウン量が極めて小さく、型再現性
２表面光沢、外観、耐熱性等が良好な各種成形品、例え
ば容器を高速で、かつ広幅のシートで製造でき、高能率
の生産を行うことができる。また、特殊な設備を必要と
せず簡単な設備構成で実施することができ、各種熱可塑
性樹脂シートの熟成形に広く使用することができる。
成形においてドローダウン量が極めて小さく、型再現性
２表面光沢、外観、耐熱性等が良好な各種成形品、例え
ば容器を高速で、かつ広幅のシートで製造でき、高能率
の生産を行うことができる。また、特殊な設備を必要と
せず簡単な設備構成で実施することができ、各種熱可塑
性樹脂シートの熟成形に広く使用することができる。
特に本発明は、ポリエチレン、ポリプロピレン。
ポリスチレン等のポリオレフィン類のような結晶性樹脂
や積層フィルムの熱成形に適用することで、より大きな
効果を期待できる。
や積層フィルムの熱成形に適用することで、より大きな
効果を期待できる。
第１図は熱成形装置の正面図、第２図は加熱装置の下半
部を示す平面図である。 １：熟成形装置 ２：シート供給部３：加熱装置
３１：直接加熱部 ３２：加熱板 ３３：加熱面 ３４：非接触面 ３５：間接加熱部４：成形金型 手続補正書（自発） 平成３年３月２８日
部を示す平面図である。 １：熟成形装置 ２：シート供給部３：加熱装置
３１：直接加熱部 ３２：加熱板 ３３：加熱面 ３４：非接触面 ３５：間接加熱部４：成形金型 手続補正書（自発） 平成３年３月２８日
Claims (4)
- （１）熱可塑性樹脂シートを加熱した後、成形部を熱成
形して成形品を得る方法において、熱可塑性樹脂シート
の非成形部の少なくとも一部を加熱板に接触させない非
加熱状態にして成形部を熱板接触により加熱し、次いで
該成形部及び前記非成形部の少なくとも一部を共に非接
触加熱することを特徴とする熱可塑性樹脂シートの熱成
形方法。 - （２）熱可塑性樹脂シートの成形部の両面を熱板接触に
より加熱することを特徴とする請求項１記載の熱可塑性
樹脂シートの熱成形方法。 - （３）熱可塑性樹脂シートを加熱装置により加熱し、成
形金型により成形部を熱成形して成形品を製造する熱成
形装置において、前記加熱装置が、熱可塑性樹脂シート
の成形部に直接接触する加熱板を有する直接加熱部と、
該直接加熱部と成形金型との間に配置され、前記熱可塑
性樹脂シートの全体を非接触状態で加熱する非接触加熱
部とを備えていることを特徴とする熱可塑性樹脂シート
の熱成形装置。 - （４）加熱板が、熱可塑性樹脂シートの両面に配置され
ていることを特徴とする請求項３記載の熱可塑性樹脂シ
ートの熱成形装置。
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1342392A JPH0694161B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 熱可塑性樹脂シートの熱成形方法及び装置 |
| CA002032598A CA2032598C (en) | 1989-12-28 | 1990-12-18 | Process for thermoforming thermoplastic resin sheet and apparatus therefor |
| AU68432/90A AU629080B2 (en) | 1989-12-28 | 1990-12-21 | Process for thermoforming thermoplastic resin sheet and apparatus therefor |
| NZ236617A NZ236617A (en) | 1989-12-28 | 1990-12-21 | Thermoforming thermoplastics resin sheet heated by contact and non-contact heating |
| DE69027841T DE69027841T2 (de) | 1989-12-28 | 1990-12-22 | Verfahren und Vorrichtung zum Warmformen einer thermoplastischen Kunstharzfolie |
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