JPH07195508A - 結晶性ポリエチレンテレフタレートシートの成形処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】結晶性ポリエチレンテレフタレートシートの成
形処理方法であって、所定形状に成形後、個々の成形品
にトリミングする前に成形品Ａがガラス転移点以上にな
る迄加熱によるアニールを行い、その後個々の成形品Ａ
にトリミングするようにしている。 【効果】成形時の加熱成形型による成形品形状と冷却型
による冷却後の成形品形状にズレのある場合、加熱アニ
ールによって是正し、加熱成形時の形状に戻して、事後
の加熱収縮による形状変化を抑制できることになる。寸
法精度が要求される成形品の成形処理として好適とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は結晶性ポリエチレンテレ
フタレートシートの成形処理方法に関し、より詳しくは
成形後の成形品に加熱変化が生じないように改良したも
のである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
シート成形装置としては、図６のようにシートＳを加熱
軟化するオーブン５０があり、成形ゾーンのプレスプラ
テン５１，５２には、約１６０〜１８０℃に昇温された
加熱成形用金型５３，５４と約２０〜５０℃に冷却され
た冷却金型５５，５６がそれぞれ一対ずつ固定されてい
た。その配列はオーブン５０、加熱成形用金型５３，５
４、冷却金型５５，５６の順に配置されていた。これら
の配置された所にシートＳをシート送りチェンにて搬送
できるようにしている成形装置により成形されていた。

【０００３】また、成形方法については、シートＳはオ
ーブン５０により加熱軟化させて結晶化が促進される手
前の温度まで加熱し、次の成形ゾーンとなる加熱成形用
金型５３，５４に搬送する。そこで充分結晶化するまで
加熱成形用金型５３，５４にて加熱成形した後、一旦離
型して、加熱成形用金型５３，５４にて成形された成形
品を次のゾーンに位置する冷却金型５５，５６まで搬送
し、そこで冷却金型５５，５６により成形品６０を冷却
成形する。この繰り返しによりシート軟化加熱、結晶化
加熱成形、冷却成形を行い、耐熱のある結晶化した成形
品を得ていた。

【０００４】しかし、加熱成形用金型５３，５４にて成
形した成形品を次ゾーンの冷却金型５５，５６に搬送す
る時、搬送装置の送り量のバラツキにより、成形品６０
が冷却金型５５，５６の各々の冷却金型５５，５６と位
置ズレをおこし、ズレ量ｄの位置ズレをおこしたまま冷
却金型５５，５６でプレスされるので成形品に型ズレが
生じていた。型ズレがおこると耐熱性のない変形する成
形品ができるという欠点があった。又、送りバラツキの
ほか、加熱軟化した成形品を冷却金型部に搬送するの
で、搬送時の慣性により位置ズレをおこし、型ズレの原
因となる欠点があった（特に深絞り成形時）。

【０００５】型ズレについては図６〜図８に示してお
り、順次説明すると、図６のようにズレ量ｄの位置ズレ
が生じると型ズレが生じ、図８は成形品に加熱成形用金
型で成形した時のエッジのラインＲ′（加熱成形ライ
ン）が冷却成形によるラインＲと二重に出て型ズレを生
ずる。図７は鍔Ｌ付の成形品の場合、鍔成形部Ｌ′を有
する冷却金型５６で成形された成形品６０には加熱成形
用金型で成形された形状６０′が記憶されていて、この
ような成形品を調理使用時にオーブンに入れると、鍔Ｌ
個所で特に寸法上大きな変形（熱収縮）が出るほか、記
憶した成形エッジラインが残って見栄えも悪くなる。

【０００６】この現象は調理使用時等の加熱温度と時間
によって程度に差があるが、特に加熱調理後に蓋を嵌合
する寸法精度を要する容器成形品の場合には非常に管理
が難しいものであった。さらに上記変形現象は実際に加
熱されて使用する場合でないと発生の有無を判定し難く
なるので、生産現場では管理し難いものとされてきた。

【０００７】即ち、位置ズレに対しては、生産ライン上
でサンプルを抜き取り、実際に電子レンジで加熱して判
定し、不良部分を推定して合否の判断を行い、出荷され
ているが、信頼性は低い。また、熱収縮に対しては、市
場にて使用テストを行い、そのデータにより成形品の外
径寸法等を決定しているが、市場での条件が変われば、
寸法を変えなければならず同一商品であっても多種の寸
法のものを準備する必要がある。業界の要望として生産
現場では、同一寸法で生産可能で、市場では加熱温度が
変わっても寸法が変化しない商品価値の高いことが要求
されるのである。

【０００８】上記のごとき耐熱性がなく変形し易い成形
品の欠点は、結晶性ポリエチレンテレフタレートのシー
トをシート成形の対象とした場合の特有のものであっ
て、成形上大きな課題となっていた。さらに詳しく説明
すると、ポリエチレンテレフタレートシートによる耐熱
性を具備した成形品は、電子レンジで加熱した場合に、
結晶化を行ったときの形状に戻ろうとする性質がある。
従って、加熱成形型で成形した成形品Ａを冷却型で位置
が変わったまま成形されると、形状は冷却成形時のもの
になり、その形状のままトリミングされる。一応鍔ａの
部分は図９−(1) のように均一になっているが、加熱成
形時の鍔形状ａ′が潜在しており、トリミング後の使用
時に２２０℃、３０分程度に加熱されると、加熱成形型
で成形された形状に戻ろうとして特に鍔の部分が図９−
(2) のように最も多く変化し、偏りとなって商品価値と
しての見栄えが悪くなる。

【０００９】本発明は、結晶性ポリエチレンテレフタレ
ートシートに対して前述のような型ズレや変形のない成
形品を得ることができる成形処理方法を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し、本発
明の目的を達成できる結晶性ポリエチレンテレフタレー
トのシートの成形処理方法としては、結晶性ポリエチレ
ンテレフタレートシートを加熱軟化させて成形する方法
において、シートから所定の形状に成形後、個々の成形
品にトリミングする前に成形品がガラス転移点以上にな
る迄加熱によるアニールを行い、その後個々の成形品に
トリミングすることを特徴としている。

【００１１】

【作用】上記本発明による成形処理方法によると、所定
形状成形後成形品をトリミングする前に成形品がガラス
転移点以上になる迄加熱によるアニールを行うことによ
り、冷却型による加熱成形型による成形との形状ズレが
ある場合にも、これを修正し、加熱成形時の形状に成形
品を戻すことができる。

【００１２】

【実施例】次いで本発明の実施例について先ず図１およ
び図２に示す場合から説明する。成形素材となる結晶性
ポリエチレンテレフタレートシートＳはオーブン１０を
経て加熱された状態で上下のプラテン１１，１２に有す
る加熱成形用金型１３，１４にて所定の形状に成形さ
れ、次の冷却金型１５，１６にて成形品Ａは冷却される
ことになる。冷却後、従来の場合はトリミング工程へ送
られるが、本発明の場合にはヒータ１７を有する恒温槽
によるアニール装置１８へと送給され、このアニール装
置１８内で成形品Ａはガラス転移点（約７５℃）以上に
なる迄加熱される。

【００１３】その後、自然放冷を行い、手動又は自動に
よるトリミング工程へと至り、個々の成形品Ａ毎にトリ
ミングされるか、１ショット毎の成形品が多数個同時に
成形される場合に、１ショット毎の個数を有する状態で
一旦トリミングし、次回のトリミングで個々に切離する
こともある。上記のように恒温槽をアニール装置１８と
する場合には、成形品Ａの温度をガラス転移点以上にす
るには１００℃で加熱時間を８sec にして加熱する槽内
雰囲気が必要であり、雰囲気温度とシート表面温度は加
熱時間が８秒の場合、以下のようになる。

【００１４】

【表１】

【００１５】なお、恒温槽方式に代えて熱板接触方式に
よるアニール装置を用いる場合に、成形品Ａの温度をガ
ラス転移点以上にするには８秒加熱の場合、２２０℃以
上の熱板温度が必要である。アニール処理を施すことに
よって、全体の収縮量としては、アニール前２．５％で
バラツキが１．６であったものが、１８０℃以上のアニ
ールで収縮量１．０％、バラツキ０．１にまで安定し
た。アニール温度と加熱２２０℃で３０分後の成形品収
縮率は以下の表２に示す通りであった。この収縮率表は
トリミング後、加熱前の成形品の周辺４箇所で計測した
寸法の平均値に対してアニール加熱後の同一箇所寸法の
平均値から計算したものである。

【００１６】

【表２】

【００１７】アニール処理は実施上、成形工程を経た後
の送給用チェーンクランプを外れた段階のところにアニ
ール装置を装備して処理する場合と、一旦ショットカッ
トした後にアニール処理する場合とがあるが何れも個々
の成形品にトリミングされる前の段階で行われるもので
ある。次に成形品として加熱成形金型による加熱成形と
冷却金型による冷却成形間で最も形状ズレの多い容器の
鍔部分において、アニールの有無による寸法Ｌのバラツ
キを観察すべく図３のような鍔部分の１〜８の箇所にお
ける加熱前の寸法と成形品に対する２２０℃による加熱
３０分後の同一箇所の鍔寸法をアニール無しの場合とア
ニール処理温度の異なる成形品について測定した結果を
以下の表３に示した。

【００１８】

【表３】

【００１９】アニールを行わなかった成形容器をトリミ
ングして、２２０℃３０分加熱を行った後の鍔部分の巾
Ｌは、最大値、最小値の差Ｒが大きく標準偏差σも大き
く、偏っている。アニールを行った成形容器をトリミン
グして、２２０℃３０分加熱を行った後の鍔部分の巾
は、Ｒが小さく標準偏差σも加熱前と同じになり、均一
になった。

【００２０】上記した本発明方法によるアニール効果を
図２により図示すると、仮に図２−(1) のごとくアニー
ル前の成形品Ａに加熱成形金型による成形跡Ａ′が潜在
していても図２−(2) のようにアニール後には加熱成形
金型による潜在成形形状が顕在化して形状が戻ることに
なる。従って、トリミング後、オーブンで加熱しても鍔
部Ｌの形状は図２−(3) のように正常な偏りのない形状
のまま安定しているものである。

【００２１】上記した実施例の説明では、結晶性ポリエ
チレンテレフタレートシートに対する成形が加熱成形金
型と冷却型とを各一対ずつ別々に用いて成形工程を行う
場合を前提としてその後工程にアニール処理を行う場合
であったが、図４および図５に示す変更された実施例で
は、冷却金型３を成形金型２に代わって成形ゾーンへシ
ートＳの流れ方向とは直角方向へトラバースさせて、成
形金型１，２による加熱成形後の成形品Ａを移送させず
に冷却成形を行うようにしているものであって、以下に
さらに詳しく説明する。

【００２２】先ず図４はシート排出側からみた成形装置
で、シートＳはオーブンにより加熱され、成形ゾーン部
に搬送され、成形ゾーン部にてプラグによる成形金型１
と加熱成形用の成形金型２とが成形プレスしている状態
を示している。加熱成形用の成形金型２はヒータ４によ
り加熱され、冷却金型３は冷却板５により冷却されてい
る。加熱成形用の成形金型２と冷却金型３はトラバース
用プレート６により並列するように固定されており、そ
れぞれの金型でプレスするためトラバース用プレート６
により、シートＳの流れ方向とは直角方向になるシート
巾方向に移動する。また、プレート６にはサーボモータ
７が備えつけてあり、プレート６の駆動用に使われてい
る。

【００２３】金型２、３およびプレート６は下プラテン
１２に取付けられている。また、上プラテン１１にはプ
ラグによる成形金型１が取付けられており、成形方式は
プラグアシスト、マッチモールド等、成形品の形状によ
り任意に選択できる。プラグによる成形金型１はキャビ
ティによる成形金型２の真空成形の為、真空漏れのない
ようエアタイトするためのものであり、特に金型温度を
上げる必要はない。

【００２４】しかし、必要となれば任意に温度を上げ
る、もしくはヒータを押し込んでもよい。成形装置中央
部に示すシートチェンクランプ８はシートの端部を保持
し、シートを搬送する装置である。シートＳを加熱成形
用の成形金型２とプラグによる成形金型１によりプレス
し結晶化加熱が充分になると、プレスを解くが、成形品
Ａは結晶化されているが、まだ軟化状態の為変形を起こ
しやすい状態である。加熱成形後軟化している成形品Ａ
を冷却する為、トラバース用プレート６が移動し、成形
金型２は図４の鎖線位置（図の左）へ移動し、冷却金型
３によりプラグによる成形金型１と合致して再プレスで
きるよう移動するものである。図５は冷却金型３により
再プレスしている状態を正面から示している。

【００２５】この後冷却金型３、プラグによる成形金型
１は離型し、冷却された成形品Ａは図５に示す次ゾーン
のアニール装置１８へと搬送され、耐熱性のある成形品
として仕上げられる。この動作を繰り返すことにより、
良好な耐熱性のある成形品を連続に得ようとしている。
図中２０、３０はシリンダ機構を示している。尚、シー
トＳは結晶性ポリエチレンテレフタレートシートによる
非発泡又は発泡したものの何れでもよい。

【００２６】上記した実施例では先の実施例のように各
一対ずつの成形金型および冷却金型を用いず、成形金型
の一方を冷却時に共用するのでより寸法安定性は高いの
で、アニール処理によって一層安定化できる。なお、こ
の実施例では、冷却金型３は加熱成形用の成形金型２と
連結されている場合であるが、別個にタイミングをとり
ながら個別にトラバースされてもよい。

【００２７】尚、実施上変形可能な範囲として一対の成
形金型１、２の双方に加熱、冷却金型が必要な場合は両
プラテン１１，１２にトラバース用プレートを取り付け
て双方をトラバースさせてもよい。

【００２８】

【本発明の効果】以上のように本発明によると、シート
から所定の形状に成形後、個々の成形品にトリミングす
る前に成形品がガラス転移点以上になる迄、加熱による
アニールを行うので、加熱成形型による加熱成形時の形
状と冷却型による冷却後の形状とのズレがあっても加熱
によるアニールにて加熱成形時の形状へと復帰させるこ
とができて形状ズレを是正できることになる。

【００２９】従って、鍔付の容器成形品の場合に鍔形状
が偏倚するような問題もなく個々の成形品にトリミング
された後の成形品使用時に例えば内容物調理時に電子レ
ンジ等で加熱されても結晶性ポリエチレンテレフタレー
トシート成形品の課題であった熱収縮による変化を抑制
することができるものであり、製造管理が行い易くな
る。

【００３０】従って、特に寸法精度が要求される蓋嵌合
式の容器成形品の成形処理方法として極めて好適とな
り、商品価値の高い成形品を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】概要断面図である。

【図２】(1) 〜(3) は成形品の形状変化を示す平面図お
よび側面図である。

【図３】(1) (2) は測定個所を示す平面図および断面図
である。

【図４】変更例の成形側を示す側面図である。

【図５】同上変更例の正面図である。

【図６】従来例の概要断面図である。

【図７】従来例の形状ズレを示す概要断面図である。

【図８】従来例の形状ズレを示す平面図である。

【図９】(1) (2) は従来例の形状ズレを示す平面図およ
び側面図である。

【符号の説明】

１ プラグによる成形金型 ２ 加熱成形用の成形金型 ３ 冷却金型 ６ トラバース用プレート Ａ 成形品 Ｓ シート

【手続補正書】

【提出日】平成６年６月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】測定個所を示す平面図および断面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】結晶性ポリエチレンテレフタレートシート
   を加熱軟化させて成形する方法において、シートから所
   定の形状に成形後、個々の成形品にトリミングする前に
   成形品がガラス転移点以上になる迄加熱によるアニール
   を行い、その後個々の成形品にトリミングすることを特
   徴とする結晶性ポリエチレンテレフタレートシートの成
   形処理方法。