JPH06190914A

JPH06190914A - シート材を波形に成形するための方法と装置

Info

Publication number: JPH06190914A
Application number: JP5253857A
Authority: JP
Inventors: William C Paul; ウイリアム・チャールス・ポール
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1992-10-13
Filing date: 1993-10-12
Publication date: 1994-07-12
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: DE69307252D1; ES2097459T3; DE69307252T2; EP0593236A1; EP0593236B1; JP2644673B2; US5340518A

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、成形温度での溶融強度が低い供給
材料から波形のシートを連続的に製造する方法と装置に
関する。【構成】この装置は、ヒータ、ヒータから出たシート
を波形に成形する一対のインターディジタル構造の熱成
形ローラ、および熱成形ローラの出口端に密接に連結し
たキャリブレータをもっている。シートが加熱、熱成形
およびキャリブレーションされるときシートにかかる横
方向の引張り力をキャリヤが維持してその均一な横方向
の幅を維持する。熱成形ローラとキャリブレータは、材
料がガラス転移温度より低い温度に冷えるまで波形を形
成し維持する。波形を製造する方法も開示されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、シート材（シート状材
料）を熱成形するための方法と装置に係り、特に、成形
温度における溶融強度が低い非晶質材料を波形に成形す
る方法と装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】溶融強度の高いシート材は、加熱したシ
ート材を、所望の最終形状に相当する形状（プロフィー
ル）を有するキャリブレータに通して圧伸（絞り）成形
または押出し成形することによって波形に成形できる。
しかし溶融強度の低い材料はこの方法では容易に成形す
ることができない。それは、その材料のガラス転移温度
以上では引張り力または引伸し力が材料の強度を越えて
しまうことがあるからである。また、材料をそのガラス
転移温度以下で押出すと引張り力が過大になり過ぎるこ
とがあり、さらにキャリブレータまたはエクストルーダ
の摩擦によってシート材が損傷を受けることがある。こ
の摩擦を低減するひとつの方法はローラを用いてシート
材を変形させることである。しかしながら、ポリカーボ
ネートのようないくつかの材料には、その材料がガラス
転移温度以下に冷えるときに変形された形状から収縮し
て元に戻る傾向がある。

【０００３】変形ローラおよびキャリブレータを利用す
るのも有効でないことが判明した。すなわち、これらの
材料は、寸法規制（キャリブレーション）ができるよう
になる前に、変形された形状から元の形状に戻る傾向が
あるからである。したがって、ローラで初期の損傷を防
いでもキャリブレータの摩擦による損傷が生じる。した
がって、成形温度での溶融強度が低いシート材を波形に
成形する方法と装置が求められている。

【０００４】

【発明の概要】本発明は前記した従来の装置の不利・欠
点を除去・排除する。特に、本発明は、一対の熱成形ロ
ーラと、これらの変形ローラと間隔があるが近接してい
て（形が）対応した関係にある入口を有するキャリブレ
ータとを使用すると、波形の熱成形シートを製造するこ
とができるという発見に基づいている。

【０００５】ひとつの特定態様の場合、本発明は、成形
温度での溶融強度が低い熱成形可能な供給シート材料を
連続的に波形に成形する装置に関する。本発明の装置
は、シートに横方向に係合しこれを供給ステージから成
形ステージを通って選定された速度で輸送する手段をも
っている。本装置はさらに、シート材を受容しその温度
を成形温度に高める加熱ゾーンを有する。加熱ゾーンに
隣接する一対の対向したインターディジタル構造の成形
ローラがその間のニップにシート材を受容しシート内に
波形を熱成形する。成形された波形に対応する形状を有
する冷却されたキャリブレータが、熱成形されたシート
を受容し、その材料が成形温度より低い温度に冷えるま
で熱成形された波形を維持する。このキャリブレータ
は、前記ローラにぴったり対応するような形状の上流端
をもっており、成形ローラのニップに近接して配置され
ている。同時に差動ドライブが、熱成形可能なシートを
加熱ゾーンを通って熱成形領域中に搬送し、熱成形され
たシートを供給速度より速い引出し速度でキャリブレー
タから引出す。

【０００６】もうひとつ別の態様の本発明は、成形温度
での溶融強度が低い供給シート材料から波形のシートを
連続的に製造する装置からなる。本発明の装置は長手方
向の径路に沿って供給されるシート材を支持すると共に
その幅を維持するキャリヤをもっている。この径路内に
あるオーブンは複数の加熱ステージをもっている。この
オーブンはその入口端でシート材を受容し、その出口端
近くでシート材の温度をその成形温度に上げる。径路を
横切って配置された一対の対向したインターディジタル
構造の成形ローラがオーブンの出口と密接に連絡してお
り、その間に成形温度まで加熱されたシート材を受容す
る。これらの成形ローラは加熱されたシート内に波形を
形成する。この成形ローラに近接して径路内におかれた
冷却されたキャリブレータは径路を横切る形状付入口端
をもっている。この形状付入口端は成形ローラと間隔を
もっているが近接して対応した形状関係で係合して熱成
形直後の加熱され波形を付形されたシートを受け入れ
る。このキャリブレータは入口端から径路に沿って出口
端まで伸びるインターディジタル構造の形状付表面をも
っていて、加熱されたシートがその成形温度より低い温
度まで冷える際にシートの波形を維持する。

【０００７】さらに別の態様の本発明は、成形温度での
溶融強度の低い供給シート材料から波形状付シートを連
続的に製造する方法からなり、この方法では、材料をガ
ラス転移温度より少し高い成形温度に加熱し、その材料
をガラス転移温度より高いままローラで熱成形し、熱成
形されたシート材料をそのガラス転移温度以上の温度で
キャリブレーション（寸法規制）のために捕獲し、その
材料をキャリブレーションすると共にそのガラス転移温
度より低い温度まで冷却する。

【０００８】

【発明の詳細な開示】図１に、本発明の熱成形装置１０
を示す。本装置は供給、加熱、熱成形、冷却および排出
の多段系であり、成形温度での溶融強度が低い材料から
形成される波形シートを製造する。加熱と熱成形の間材
料を選定した均一な幅に維持して横縮みを防止する。

【０００９】本装置１０は供給ステージ１２、加熱ステ
ージ１４、熱成形ステージ１６、冷却ステージ１８、お
よびトリム／カット／スタックまたは排出ステージ２０
をもっている。熱成形可能なシート材２２からなる供給
材料は、供給ステージ１２から、加熱ステージ１４、熱
成形ステージ１６、冷却ステージ１８および排出ステー
ジ２０を介して送られ、各ステージでそれぞれ異なる作
用が施されて適当な長さと幅に切断されたパネル２４が
生成する。供給材料２２は、熱成形ステージ１６の下流
にある一次（主）ドライブ２６によって装置１０を通っ
て引き出される。この一次ドライブ２６の上流の二次
（副）ドライブ２８はシート２２を横から支持し、加熱
ステージ１４と熱成形ステージ１６を通してこのシート
を送り出す。場合により、この二次ドライブは、一次ド
ライブ２６の上流に位置する冷却ステージの少なくとも
一部を通って伸び出していてもよい。

【００１０】透明な波形シートは温室用として有用であ
る。本発明のひとつの具体例の場合、シート２２を形成
する原料はポリカーボネートの平滑なシート３１のベー
ス層からなり、これはＵＶに対して安定化されたキャッ
プ層３２と一緒に共押出しされる。シート２２の厚さは
その用途および最終製品の厚さによって変わる。温室向
けの場合その厚さは０．０３３インチが普通である。

【００１１】シート２２は、通常８，０００〜１０，０
００フィートのシート材料２２を含有するひとつ以上の
供給スプール３４に巻かれている。スプール３４は供給
ステージ１２内の巻き戻しスタンド３６中に配置され
る。このスプールは、別個の巻き戻しスタンド３６を使
用する代わりに、移動車によって供給ステージ１２に搬
送することもできる（図には示してない）。これらのス
プール３４は、供給ステージ１２に後退自在に装着され
たフレーム４２内のアイドラ３８の上を、そしてダンサ
ーロール４０の下を通っている。二次（副）ダンサーロ
ール４４を含む一連のローラを補足して供給材料２２を
安定させる。図１に示されているように、一対の巻き戻
しスタンド３６と可動フレーム４２を設けて、どちらか
のスプール３４が使い尽くされたときシート材料２２が
再び供給されるようにしておく。

【００１２】シート材料２２はその端部エッジ４６（図
１４）で測定して、たとえば約５９インチといった選定
された幅で供給される。チェーンドライブ５０の形態に
ある二次ドライブ２８が供給ステージ１２の上流でシー
ト２２を受容する。このチェーンドライブは横に配置さ
れた一対のエンドレスチェーン５２（図１４）からな
り、これらのチェーンはシートの横でその端部エッジ４
６の内側の位置に装備されている。これらのチェーン５
２は、装置１０に沿って加熱ステージ１４の上流から少
なくとも熱成形ステージ１６の下流まで伸びている。チ
ェーン５２は、半径方向で外側に向かって伸びるピン５
６をもつ個々のリンク５４から形成されている（図１
４）。これらのチェーン５２は、たとえば図１５に示さ
れているようにチェーンドライブフレーム６０内で（無
限）循環回転するようにスプロケット５８上に装着され
ている。このチェーンドライブフレーム６０にはカバー
６２を固定またはちょうつがいで取り付けることができ
る。このカバー６２はみぞの付いた部分６４をもってお
り、このみぞ付き部は下流方向に運動する際にピン５６
を受容できるようになっている。このカバー６２とフレ
ーム６０との間にはチャネル６６が形成されている。

【００１３】供給材料２２はその端部エッジ付近でチャ
ネル６６中に入り込む。ピン５６がシート２２の端部エ
ッジ４６の内側でシート２２に突き刺さり、そのシート
２２を横で支持する。チャネル６６は横方向に長くなっ
ていて、シート材料２２の幅の変化を許容するようにな
っている。モータまたはチェーンドライブ（図示してな
い）によって駆動されるチェーン５２とスプロケット５
８は、加熱ステージ１４と熱成形ステージ１６を通して
上流方向にシート２２を引っ張る。熱成形ステージ１６
に近いチェーンドライブ５０の下流端ではピン５６と下
流のスプロケット５８がシート２２から外れ、そのため
に横の支えがなくなる。

【００１４】フレーム６０には冷却チャネル７０が設け
られていてチェーンドライブ５０の温度をシート２２の
融点またはガラス転移温度より低い所望のレベルに維持
し、加熱ステージ１４と熱成形ステージ１６を通る間ピ
ンがシート２２をずっと支えられるようになっている。
一次ドライブ２６は、図１２と図１３に示されているよ
うに、熱成形ステージ１６の下流でシート２２とかみ合
って、選定された引き出し速度でこの熱成形ステージを
通してシートを引張る。図に示した具体例の場合、一次
ドライブ２６は、間隔をもって配置された上部ドライブ
ローラ８０と動力により駆動されるバックアップローラ
８２とが対になってフレーム８４に装着されて構成され
ている。バックアップローラ８２は弾性スリーブ８８を
有する金属コア８６から形成されている。一次（主）ド
ライブローラ８０は熱成形されたシート材２２とその上
面で接し、そのシート２２を上流方向に移動させる。こ
れらのドライブローラ８０は、一般に、金属コアまたは
シャフト部材９０と、この部材に担持されており間隔を
もって配置された複数の輪状ドライブホイール９２とか
らなり、これらのホイールは各々が弾性の輪状スリーブ
またはカバー９４をもっている。作動時にはドライブロ
ーラ８０とバックアップローラ８２がその間にシート材
２２を挟み、装置を通してシート２２を引張る。シート
材２２が波形に熱成形されている場合には、間隔をもっ
て配置された輪状のドライブローラ８０が、波形の間で
動力により駆動されるバックアップローラ８２により形
成されたニップのところでシート材２２に係合し、熱成
形された材料の構造または表面を損傷することがない。

【００１５】加熱ステージ１４（図１および図１４）
は、一般に、開放された入口または上流端１０２と下流
または出口端１０４とを有する閉鎖されたハウジング１
００からなる。このハウジング１００の内部には、別々
に温度制御される複数のヒータユニット１０６、１０
８、１１０が配置されている。シート材２２はこのハウ
ジング１００内をその入口１０２から出口１０４まで各
ヒータユニット１０６、１０８、１１０を通って搬送さ
れる。この加熱ステージ１４の温度は入口１０２と出口
１０４の間で徐々に上昇して、シート材２２の温度が出
口１０４のところで調度ガラス転移温度Ｔ_gを越えるよ
うになっている。まずヒータユニット１０６がシート材
２２の温度を室温から約Ｔ_g／２まで上げる。もちろ
ん、別の材料だとガラス転移温度が異なり、温度の上昇
率を変化させる必要があるであろう。ポリカーボネート
シートを例にして例示した具体例ではゾーンＩの最初の
ヒータユニット１０６は約２００°Ｆで運転する。ハウ
ジング１００の出口１０４に近いゾーンIII 内にある加
熱ユニット１１０は、シート材２２が熱成形可能である
がその一体性・保全性が装置内で保持されるようにＴ_g
よりいくらか高い温度で運転する。前記したポリカーボ
ネートシート材２２の例の場合、最終加熱ゾーンIII の
温度は約３８０°Ｆである。

【００１６】中間の加熱ゾーンIIはシート２２のＴ_gま
たはその付近の温度で運転する。例示した装置の場合こ
の中間加熱ゾーンIIの温度は１．０３Ｔ_g以上から約
０．９Ｔ_gまでの範囲である。例示した装置の場合、中
間ヒータ１０８の温度は、端部エッジ４６付近で最高、
たとえばＴ_gより約１〜３％高い温度であり、シート２
２の中央付近で約０．９Ｔ_gである。シート２２を横切
って温度勾配を付ける理由は、各加熱エレメント１０
６、１０８、１１０の側端部１１２付近で生じ得る熱損
失を相殺するためである。所望により、各加熱ゾーンを
温度制御してシート２２を横切る温度に勾配を付けても
よい。

【００１７】熱成形ステージ１６は加熱ステージ１４の
出口１０４に近接して位置している。したがって、シー
ト材２２はその熱成形温度であるＴ_g以上で熱成形ステ
ージ１６中に送られる。もちろん、所望であれば、熱成
形ステージ１６を加熱ステージ１４から離してもよい。
しかし、加熱領域１４と熱成形領域１６とを近接して配
置するとシート材２２の熱成形が良好であることが判明
している。

【００１８】熱成形ステージ１６は、温度制御され動力
により駆動される一対のインターディジタル構造の熱成
形ローラ１１８、１２０からなっており、これらのロー
ラがその間に、加熱ステージ１４の出口１０４から出た
シート材２２を受容する。これらの熱成形ローラ１１８
と１２０は、その上側と下側の位置に関連して述べるこ
とがある。

【００１９】熱成形ローラ１１８、１２０の下流側には
キャリブレータ１２２が密接に結合している。本発明に
よると、熱成形ローラ１１８、１２０が熱成形温度以上
のシート材２２を変形させ、キャリブレータ１２２が熱
成形された材料を受け止め、その材料がガラス転移温度
以下に冷える間材料の形状を維持する。図３に示されて
いるように、ローラ１１８、１２０は各々が、それぞれ
のコアローラ１２４、１２５および軸方向に間隔をもっ
て配置された複数の輪状成形ローラ１２６、１２７から
なっている。これらのローラ１１８、１２０はコア１２
４、１２５に沿って調節可能であり、輪状の成形ローラ
１２６、１２７が図示のようにインターディジタル構造
になっている。これらのローラ１２６、１２７は各々が
そのコア１２４、１２５から取り外し可能である。シー
ト材２２は成形ローラ１１８と１２０の間に受け取られ
て、それぞれ下側および上側の輪状成形ローラ１２６お
よび１２７に起因する変形に対応するピーク１２８およ
びトラフ１３０を有する図示の波形形状に成形される。

【００２０】コアローラ１２４、１２５は、温度調節さ
れた供給流体（たとえば、加熱された水）を受容するた
めの内部通路（図示してない）をもっていてもよい。こ
の加熱された水は熱成形ローラ１１８、１２０を正確な
成形温度に保つ。例示した具体例の場合成形ローラ１１
８、１２０は電気モータ（図示してない）によって駆動
されており、二次ドライブ２８と同調している。

【００２１】成形ローラ１２６はコアローラ１２４、１
２５から容易にはずすことができ、形の異なる別のロー
ラと交換して波形の形状を変更することができる。たと
えば異なる高さおよび幅および矯正的な形状を容易に作
ることができる。図４に示してあるように、キャリブレ
ータ１２２は、成形部材１１８、１２０の下流側で、間
隔があるが近接していて対応した形状関係にある。キャ
リブレータ１２２は間隔をもって離れた一対のインター
ディジタル構造の部材１４０、１４２からなっている。
上部部材１４０は熱成形されたシート材２２の谷１３０
と係合し、下部部材１４２は変形したシートのピーク１
２８と係合する。こうして、シート材２２がこのキャリ
ブレータを通って引かれていく間その波形の形状が維持
される。

【００２２】図４に示してあるように、上部および下部
それぞれのキャリブレータ部材１４０および１４２は各
々が上流端１４４と下流端１４６をもっている。上流端
１４４は、それぞれの成形ローラ１１８、１２０の形状
とぴったり一致するような形状をしている（図５）。す
なわち、キャリブレーション部材１４０および１４２の
上流端１４４は、対応する成形ローラ１１８および１２
０と間隔をもっているが近接して（形状がぴったりと）
一致する関係にある。この配置により、シート材２２
は、成形ローラ１１８、１２０を出た後できるだけ速く
容易に受け取られる。もしキャリブレータ１２２が成形
ローラ１１８、１２０から離れていると、成形温度での
溶融強度が低い材料は変形した形状から収縮して元に戻
ると同時に冷えて所望程度の波形がたやすく得られなく
なる傾向があることが判明した。そのシート材２２の温
度が成形温度より低くなると、キャリブレータ１２２が
それを一時的に変形させることはあり得るがそのシート
材が下流端１４６を出た後に所望の変形が保たれなくな
る。そこで、本発明によると、成形ローラ１１８、１２
０の目的は波形、すなわちピーク１２８と谷１３０を形
成することであり、キャリブレータ１２２の目的は材料
がガラス転移温度以下まで冷却するにまかせつつ波形シ
ートの所望の形状を維持して保つことにより変形を所望
の形状に設定することである。キャリブレータエレメン
ト１４０、１４２が対応する成形ローラ１１８、１２０
に近接しているため、この目的が達成され、さらに、熱
成形されたシートの垂れ下がり、そりおよびねじれを始
めとする望ましくない熱変形が防止される。

【００２３】キャリブレーション部材１４０、１４２は
各々、入口１４４付近から出口１４６付近まで伸びる冷
却チャネル１４３をもっている。この冷却チャネル１４
３は冷却流体（たとえば水）を受容し、それによってキ
ャリブレータ１２２の温度はシートの的確な熱成形を確
保するのに適当な温度に維持される。キャリブレーショ
ン部材１４０、１４２は、輪状の成形ローラ１２６、１
２７の間隔に匹敵する中間スペーサ１４５によって横方
向に間隔をもって離れている。キャリブレータ部材１４
０、１４２の形状と間隔は所望のシートの形を得るため
に成形ローラ１１８、１２０に合うように適合させるこ
とができる。成形ロール１１８、１２０およびキャリブ
レータ１２２の形は、図７および図８にそれぞれ示した
別の成形ロール構造１１８′、１２０′およびキャリブ
レータ構造１２２′に例示されているように容易に変更
することができる。

【００２４】シート材が熱成形ステージ１６を通って運
ばれて行く間、チェーンドライブ５０がシート材２２に
かかっている横方向の張力を保つことにより変形中のそ
の横幅を維持する。変形したシート材２２が熱成形ステ
ージ１６を出るとチェーンドライブ５０は図示のように
シート材から外れる。シート材２２は、熱成形ステージ
１６の下流にある冷却ステージ１８で強制冷却される
（図１）。この冷却ステージは、シート材２２の対向側
で対面する関係に配置された一対のプラテン１５０から
なることができる。このプラテン１５０には、冷却流体
（たとえば水）源と連結したフローチャネル１５２を形
成することができる。また冷却ステージ１８はひとつ以
上の補助エアブロワ１５６をもっていてもよい。例示し
た具体例では冷却プラテン１５０が熱成形ステージ１６
のすぐ下流に位置しており、ブロワ１５６が一次ドライ
ブ２６の下流にある。

【００２５】一次ドライブ２６（図１２および１３）で
は、輪状ホイール９２を有するローラ８０が、変形した
シート２２の谷１３０と係合し、円筒状バックアップロ
ーラ８２が一次ローラ８０の反対側でシートの下面に当
接する。図示してあるように、バックアップローラ８２
も輪状ドライブホイール９２も、対応する４つのゴム製
スリーブ８８、９４をもっている。ドライブバックアッ
プローラ８２により、適当な引張り力が波形シート２２
にかけられる。スリーブ８８、９４はニップ９３のとこ
ろでシート２２と弾性的に係合する。この弾性的なつか
み作用のため、係合する駆動ホイールによってシートに
対する損傷が防止される。

【００２６】図９、１０、１１に示されているように、
排出ステージ２０は複数の外部幅トリムナイフ１６０を
もっていることができる。これらのナイフは各々が、上
面からシート材２２に当接するカッティングローラ１６
２と、段付きエッジ１６６を有する裏あてローラまたは
マンドレル１６４とをもっている。このエッジとカッテ
ィングブレード１６２とによってシート材は、図示のよ
うに排出ステージ２０を通って下流方向に進むにつれて
縦方向に切開される。

【００２７】一般に、少なくともふたつの幅カッティン
グナイフ１６０が設けられており、これらはさまざまな
幅にカットするためにシート材２２に対して横方向で調
節可能である。所望であれば、さらに中央に配置される
ひとつ以上の幅カッティングナイフ１６１を使用してシ
ート全体からそれより幅の狭いものを切り出すことがで
きる。

【００２８】外部ナイフ１６０は端部エッジ４６の近く
でスプロケットホール５７の内側で余った材料（部分）
１７０をトリミングするエッジカッタとして機能する。
シート材２２からトリミングされた余りの材料１７０
は、トリムカッタ１６２の下流のチョッパユニット１７
２の中に向かう。チョッパ１７２はモータによって駆動
されており、切り取られたシート材１７４を再利用する
ためにコンベヤベルト１７６上に排出する。

【００２９】図１６〜１９に示されているように、個々
のパネル２４は、トリミングされたシート材２２から切
断される。パネルカッタ１８０が設けられていて、これ
がパネル２４を切断して積み重ねるかまたは排出ステー
ジ２０から輸送する。このパネルカッタ１８０は成形さ
れたシート材２２の両面に係合する上側および下側クラ
ンピング部材１８４および１８６をもっている。この上
側と下側のクランピング部材１８４、１８６は、シート
２２の対向側の面に形成されたそれぞれの谷とピークに
係合するインターディジタル構造のフィンガ１８８−１
８９をもっている。交互両刃ナイフ１９０が上側のクラ
ンピング部材１８４のチャネル１９２内に乗っており、
このナイフは下側部材１８６内のスロット１９３中に伸
びるダブルエッジ１９１をもっている。このナイフ１９
０は、成形されたシート２２を横断する両方向に動い
て、図示されているようにそれぞれのピーク１２８とト
ラフ１３０の各々を通って切断する。このパネルカッタ
１８０は冷却ステージ１８の下流にあるカッティングテ
ーブル１９４上に載置されていてもよい。上側と下側の
クランピング部材１８４と１８６は一緒に動いて、移動
するシート２２と確実に係合するのでカッタ１８０がテ
ーブル１９４の下流に移動することが可能になる。カッ
タ１８０が下流に移動する際、交互ナイフ１９０がスロ
ット１９３中に入り、横断方向に動いてシート２２を切
断し、パネル２４が生成する。交互ナイフ１９０はチャ
ネル１９２のいずれかの面で静止して止まり、クランピ
ング部材１８４、１８６が離れて切断されたパネル２４
を解放する。その後パネルカッタ１８０は上流に移動し
て、成形されたシート２２と再び係合する。次にナイフ
１９０が反対方向に動いて両面ブレード１９１で切断す
る。パネルカッタ１８０、クランピング部材１８４、１
８６、およびナイフ１９１は空気または電気モータなど
により流体圧力で駆動してもよい。

【００３０】熱成形を適正に実施し、緊急時には停止さ
せるために、図１に示してあるように供給ステージ１２
の上流に剪断カッタ１９６を設けることができる。この
剪断カッタ１９６は、シート材２２の両面上に位置する
一対のブレード１９８、１９９をもっている。剪断ブレ
ード１９８、１９９はすぐに噛み合って、材料がヒータ
セクション１４に送られるのを停止させることができ
る。所望により、別の剪断カッタ（図には示してない）
を他の位置に設けてもよい。

【００３１】このシステム中の各種アクチュエータは流
体圧方式で作動させてもよいし電気的に作動させてもよ
い。本発明のひとつの態様では、巻き戻しスタンド３６
が流体圧で駆動される。また、排出ステージ２０の剪断
カッタ１９６とパネルカッタ１８０ならびに一次ドライ
ブ２６および二次ドライブ２８は通常電気的に駆動され
る。

【００３２】本発明によると、二次ドライブ２８は、一
次ドライブ２６の駆動速度よりいくらか遅い速度で操作
される。したがってシート材２２は熱成形ステージ１６
を通って引かれている間張力下に維持される。例示した
具体例の場合、二次ドライブ２８は、一次ドライブ２６
の線引張り速度の約９５％で作動する。材料が異なる場
合はそれに合わせて、この一次ドライブ２６と二次ドラ
イブ２８の速度差を適宜調節する必要がある。

【００３３】本発明に従って、成形温度で低い溶融強度
を有する材料を熱成形する方法が提供される。この方法
は、熱成形に先立って材料を横から支持し、その材料を
そのガラス転移温度付近の熱成形温度まで加熱し、加熱
直後その材料をそのガラス転移温度より高い温度で熱成
形し、熱成形された材料を熱成形ステップに近接した位
置で捕らえることによってガラス転移温度より高い温度
でその材料のサイズを調節（キャリブレーション）し、
この変形を維持しながら材料をそのガラス転移温度より
低い温度に冷却することからなっている。

【００３４】また本方法は、シート材料の変形後に、熱
成形前の第二駆動速度より速い第一駆動速度で差動駆動
することも含む。現時点で本発明の好ましい具体例と考
えられる態様について説明して来たが、本発明から逸脱
することなくさまざまな変更や修正をなし得ること、そ
してそのような変更や修正は本発明の真の思想と範囲内
に入るものとして添付の特許請求の範囲に包含されるも
のであることは当業者には極めて明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に従って低い溶融強度の材料を
熱成形する多段装置の全体の概略側面図である。

【図２】図２は、本発明で有用な熱成形可能なシート材
の一例の断片断面図である。

【図３】図３は、熱成形ローラの端面図である。

【図４】図４は、成形ローラとキャリブレータの側面図
である。

【図５】図５は、キャリブレータエレメントの平面図の
部分詳細図である。

【図６】図６は、図４の４−４線に沿って見たキャリブ
レータの端面図である。

【図７】図７は、別の成形ロールの部分端面図である。

【図８】図８は、別のキャリブレータの部分端面図であ
る。

【図９】図９は、エッジトリマーの平面図である。

【図１０】図１０は、図９の７−７線に沿って見たトリ
マの端面断面図である。

【図１１】図１１は、図１０の８−８線に沿って見たト
リムナイフの側面図である。

【図１２】図１２は、一次ドライブの側面図である。

【図１３】図１３は、一次ドライブの端面図である。

【図１４】図１４は、オーブンおよび二次ドライブの平
面図である。

【図１５】図１５は、図１４の１２−１２線に沿って見
た二次ドライブの断面図である。

【図１６】図１６は、パネルカッタの平面図である。

【図１７】図１７は、図１６の１４−１４線に沿って見
たパネルカッタの側面断面図である。

【図１８】図１８は、パネルカッタ内のクランピングジ
ョーの部分透視図である。

【図１９】図１９は、パネルカッティングナイフの部分
透視図である。

【符号の説明】

１０熱成形装置１２供給ステージ１４加熱ステージ１６熱成形ステージ１８冷却ステージ２０トリム／カット／スタックまたは排出ステージ２２熱成形可能なシート材料２４成形されたパネル２６一次ドライブ２８二次ドライブ４６端部エッジ５０チェーンドライブ５２エンドレスチェーン５４リンク５６ピン８０上部ドライブローラ８２バックアップローラ８８弾性スリーブ９２輪状ドライブホイール９４弾性スリーブまたはカバー１０６、１０８、１１０ヒータユニット（加熱エレメ
ント）１１８、１１８′、１２０、１２０′ 熱成形ローラ１２２、１２２′ キャリブレータ１２６、１２７輪状成形ローラ１２８ピーク１３０トラフ（谷）１４０、１４２キャリブレータ上部、下部エレメント
（部材）１４３冷却チャネル１４４上流端（入口）１４５中間スペーサ１４６下流端（出口）１５０プラテン１５６補助エアブロワ１６０外部幅トリムナイフ１６２カッティングローラ（ブレード）、トリムカッ
タ１８０パネルカッタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形温度で低い溶融強度を有するシート
状の供給材料から波形のシートを連続的に製造する装置
であって、シート材料を供給する供給機と、供給機と結合しており、シート材料を長手方向の径路に
沿って運搬すると共にその径路に沿ってシート材料を横
方向に支持してシート材料を選定された幅に維持するキ
ャリヤと、前記径路内にあって複数の加熱段階を有していてシート
材料を受容すると共にシート材料の温度をその成形温度
まで上げるヒータと、前記径路を横切って対向したインターディジタル構造の
一対の成形ローラを含んでいて成形温度まで加熱された
シート材料をその間に受容すると共に加熱されたシート
内に波形を形成する熱成形手段と、成形ローラと間隔をもって近接して対応した形を有する
関係で係合した前記径路を横切る形状付入口を有してお
り成形ローラに近接して前記径路内に位置した、成形直
後の波形シートを捕獲する冷却されたキャリブレータで
あり、前記入口から前記径路に沿って出口まで伸びる一
対の対向したインターディジタル構造の形状付表面を有
していて加熱されたシートがその成形温度以下に冷却す
るまでシート内の波形を維持するキャリブレータと、を
含む装置。
【請求項２】さらに、シート材料と係合すると共にそ
のシート材料を選定された速度でキャリブレータから引
出すための一次駆動手段をキャリブレータの出口のとこ
ろにもっている、請求項１記載の装置。
【請求項３】さらに、シート材料を供給機から成形ロ
ーラに向かう方向に選定された速度で搬送するためのキ
ャリヤ用二次駆動手段をもっている、請求項２記載の装
置。
【請求項４】一次駆動手段の駆動速度が二次駆動手段
の駆動速度より大きくて、シート材料が成形ローラおよ
びキャリブレータを通って引出されるときにシート材料
に引張り力を付与する、請求項３記載の装置。
【請求項５】一次駆動手段が一対のローラをもってお
り、そのうちの少なくともひとつが、シート材料の片側
からそのシート材料中の変形部に係合する複数の間隔を
もって離れた輪状の駆動部材を有しており、他のローラ
が輪状駆動部材の反対側でシート材料に係合する、請求
項２記載の装置。
【請求項６】輪状駆動手段およびバックアップローラ
の各々が、シートが本装置を通って引かれているときシ
ートの対向側に摩擦係合すると共にシートに対する損傷
を防止するための弾性カバーをもっている、請求項５記
載の装置。
【請求項７】さらに、キャリヤから出た波形シートを
トリミングして選定された幅の波形シートを形成する手
段をもっている、請求項１記載の装置。
【請求項８】さらに、波形シートを選定された長さに
切断する手段をもっている、請求項１記載の装置。
【請求項９】ヒータが、シートの温度を周囲温度から
成形温度のほぼ半分付近の温度まで徐々に上昇させる第
一の加熱ゾーンを含んでいる、請求項１記載の装置。
【請求項１０】ヒータが、シートの温度を成形温度付
近まで上昇させる第二の加熱ゾーンを含んでいる、請求
項１記載の装置。
【請求項１１】第二の加熱ゾーンが、端部エッジ付近
で高くシートの中央付近で低い温度勾配をもっている、
請求項１０記載の装置。
【請求項１２】ヒータが、シートの温度を熱成形直前
に成形温度に維持する第三の加熱ゾーンを含んでいる、
請求項１記載の装置。
【請求項１３】ヒータが、シートの端部エッジ付近で
シートの中央付近より高い温度勾配を有する少なくとも
ひとつの加熱ゾーンをもっている、請求項１記載の装
置。
【請求項１４】成形ローラが各々、選定された直径の
駆動ローラと、選定された間隔をもって離れた関係で駆
動ローラに沿ってこれに固定されている複数の輪状成形
ローラとを含んでいる、請求項１記載の装置。
【請求項１５】輪状の部材が取り外し可能なように駆
動ローラに取り付けられている、請求項１４記載の装
置。
【請求項１６】輪状の部材が駆動ローラに沿って均一
な間隔で配置されている、請求項１４記載の装置。
【請求項１７】一対の熱成形ローラが、一方のローラ
の輪状部材が他方のローラの輪状部材の間にかつ間隔を
もった関係で軸方向に配置されている、請求項１４記載
の装置。
【請求項１８】各輪状部材が、シート材料中に対応す
る形状を形成するように選定された形状を有する、請求
項１４記載の装置。
【請求項１９】キャリヤがシート材料の横に位置する
一対の細長いエンドレス部材を含んでおり、このエンド
レス部材がその上に担持されておりシートを突き刺すよ
うに間隔をもって離れたピン部材を含んでいる、請求項
１記載の装置。
【請求項２０】エンドレス部材がヒータと熱成形デバ
イスの間で循環して運搬するように適合した一対のチェ
ーンをもっている、請求項１９記載の装置。
【請求項２１】チェーンがさらに、複数の互いに連結
されたリンクと、ヒータと熱成形デバイスとの間でシー
ト材料に係合すると共にこれを突き刺すようにリンクか
ら半径方向外側に伸びている複数のピン部材とをもって
いる、請求項２０記載の装置。
【請求項２２】前記キャリブレータが複数の細長いキ
ャリブレーション部材を含んでおり、その部材の各々が
波形シートに係合するような形状をした表面をもってお
り、この表面がインターディジタルの対向関係で配置さ
れている、請求項１記載の装置。
【請求項２３】キャリブレーション部材がさらに、冷
却用流体を受容するように前記形状付表面の反対側に形
成された複数のチャネルの形態をした手段をもってい
る、請求項２２記載の装置。
【請求項２４】さらに、キャリブレーション部材間に
配置されたスペーサ手段をもっている、請求項２２記載
の装置。
【請求項２５】シートの温度がガラス転移温度より低
くなるまでシート内に熱成形された波形を維持するよう
に第一の組および第二の組のキャリブレーション部材お
よびスペーサが互いに向かい合った関係で配置されてい
る、請求項２２記載の装置。
【請求項２６】キャリブレータ手段が、シートに対し
て横断方向の表面を成形ローラとぴったり対応する形状
関係で有する入口をもっていて、それにより、成形され
たシートが熱成形に続いてすぐにキャリブレータに受け
取られる、請求項１記載の装置。
【請求項２７】さらに、キャリブレーションの下流に
熱成形されたシートを冷却するための冷却手段をもって
いる、請求項１記載の装置。
【請求項２８】冷却手段がシート材料を間に受容する
ように配置された一対の流体冷却されたプラテンを含ん
でいる、請求項２７記載の装置。
【請求項２９】冷却手段がブロワを含んでいる、請求
項２７記載の装置。
【請求項３０】成形温度で低い溶融強度を有する供給
材料から波形のシートを連続的に製造する方法であっ
て、材料をガラス転移温度まで徐々に加熱し、加熱の直後に材料を熱成形し、熱成形の直後に材料をキ
ャリブレーションすると同時に、加熱、熱成形およびキ
ャリブレーション工程の間シート材料に横方向の張力を
維持することからなる方法。