JPH09262899A - 合成樹脂製中空成形体の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２重シート成形法における加熱時の熱可塑性合
成樹脂シートの垂下を抑制し、成形形状の再現性が高
く、かつ接合部の強度が高い、大型、広面積、平板状の
中空成形体を得ることができる合成樹脂製中空成形体の
成形方法を提供する。 【解決手段】２枚の熱可塑性合成樹脂シートを、相互間
に閉鎖空間を形成するように周縁部をスペーサーを介し
てクランプし、上記両シートを加熱軟化させたのち、周
縁の上記クランプ位置の内側で上下一対の金型間に挟み
込み、両シート間に圧縮空気を導入して合成樹脂製中空
成形体を成形する際に、予め上記両シート間にこれと平
行して通気性耐熱支持部材を張設して、この張設状態を
保持しながら成形を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、合成樹脂製中空
成形体の成形法、とくに大型、広面積、平板状の中空成
形体の成形に適した成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、合成樹脂製中空成形体の代表的な
成形方法として、加熱状態にある２枚の熱可塑性合成樹
脂シートを一対の金型の間に挟み込み、両シート間に圧
縮空気を吹き込む、いわゆる２重シート成形法がある。

【０００３】この成形方法は、図５（イ）に示すよう
に、成形材料となる２枚の熱可塑性合成樹脂シート（2
1）（22）を、その周縁部でスペーサ（23）を介して上
下からクランパー（24ａ）（24ｂ）により挟着して閉鎖
空間（25）を形成したのち、両シート（21）（22）をヒ
ータ（27ａ）（27ｂ）で上下から加熱して軟化させ、ス
ペーサー（23）の一部に設けたエアーノズル（28）から
閉鎖空間（25）内に、適宜、圧縮空気を吹き込んで両シ
ート（21）（22）を相互離間方向に予張させる。つい
で、図５（ロ）に示すように、加熱軟化状態にある両シ
ート（21）（22）を、周縁のクランプ位置の内側で上下
一対の金型間に挟み込むように両金型（29）（30）を所
定の閉鎖位置まで近接させて、その周縁のシート挟着面
（29ａ）（30ａ）間で挟着し、両シート（21）（22）の
周縁部で接合一体化する。さらに、図５（ハ）に示すよ
うに、上側の金型（29）に設けられている圧縮空気導入
用ノズル（31）を進出作動させて、これを上側のシート
（21）に刺込み貫通させ両シート（21）（22）間の閉鎖
空間（25）内にインサートしたのち、該ノズル（31）を
通じて閉鎖空間（25）内に所定圧力の圧縮空気を導入し
て、両シート（21）（22）を両金型（29）（30）のキャ
ビティー内面（29ｂ）（30ｂ）に密着させ、両シート
（21）（22）間の内圧を保持しながら冷却したのち圧縮
空気導入用ノズル（31）を後退させて両金型（29）（3
0）を開き中空成形体を取り出し、成形操作を完了する
ものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の成形方法に
おいては、図５（イ）の破線で示すように、２枚の熱可
塑性合成樹脂シート（21）（22）、がスペーサー（23）
を介して挟着され閉鎖空間（25）を形成した状態で上下
から加熱される際に、通常、両シート（21）（22）は軟
化して垂下状態となる。このとき、目的とする中空成形
体の形状が、薄型、小面積である場合は、適用される両
シート（21）（22）は比較的薄肉、小面積のもので良
く、従って重量は小さく、垂下の程度が少ないので、両
シートの相互間隔はほぼスペーサー（23）の幅に等しく
保たれ、シート同志が接触することはないから、成形操
作は良好に行える。しかし、目的とする中空成形体が大
型、広面積の中空成形である場合は、両シート（21）
（22）が必然的に広面積のものを要求され、さらに比較
的に大きい展開倍率が要求される場合は、さらに肉厚の
大きいものが要求されるので、全体の重量は増し、垂下
の程度も増大する。その結果、下側のシート（22）がヒ
ータ（27ｂ）と接触したり、また上側シート（21）が下
側シート（22）に接触して融着現象を起こすなどの問題
があった。このような問題に対しては、その都度ヒータ
ー（27ａ）（27ｂ）の位置を調節する必要があった。さ
らには図５（ロ）に示す圧縮空気導入用ノズル（31）の
先端が上側シート（21）にうまく刺込み貫通できず、両
シート（21）（22）間の閉鎖空間（25）内に圧縮空気を
導入できないなどの問題が生じたり、たとえ圧縮空気を
導入できたとしても、両シート（21）（22）が余分に伸
びて、図５（ハ）で示すように成形体表面に皺（ｅ）が
発生するという問題があった。このような問題に対して
は、従来、ヒーター（27ａ）（27ｂ）の温度を低く、な
いしは加熱時間を短く設定したり、また両シートとヒー
ターとの距離を離すなどして、両シート（21）（22）の
垂下度合いが小さくなるように、低目に温度を調整して
いるが、反面、図５（ハ）で示すように両金型（29）
（30）のキャビティー内面の再現性の低い、いわゆるあ
まい仕上状態（ｆ）となったり、両シート（21）（22）
の周縁部における相互の接合強度が不足するという問題
が生ずるので、温度による調整にも自ずと限界がある。
つまり、従来の２重シート成形法による合成樹脂製中空
成形体の成形方法は、目的とする中空成形体の形状が大
型、広面積である場合には適さないという欠点がある。

【０００５】この発明は、上記のような従来の欠点を解
決して、加熱時における熱可塑性合成樹脂シートの垂下
を抑制し、成形形状の再現性が高く、かつ接合部の強度
が高い、大型、広面積、平板状の中空成形体を得ること
ができる合成樹脂製中空成形体の成形方法を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
において、２枚の熱可塑性合成樹脂シートを、相互間に
閉鎖空間を形成するように周縁部をスペーサーを介して
クランプし、上記両シートを加熱軟化させたのち、周縁
の上記クランプ位置の内側で上下一対の金型間に挟み込
み、両シート間に圧縮空気を導入する合成樹脂製中空成
形体の成形方法において、上記両シート間にこれと平行
して通気性耐熱支持部材を張設し、この張設状態を保持
しながら爾後の成形操作を行うことを特徴とする合成樹
脂製中空成形体の成形方法を要旨とする。

【０００７】以下、この発明を図面に従って説明する。

【０００８】まず、図１（イ）に示すように、成形用材
料として用いる２枚の熱可塑性合成樹脂シート（１）
（２）を、それらの周縁部でスペーサー（３）を介して
クランパー（４ａ）（４ｂ）により挟着し、両シート
（１）（２）相互間に閉鎖空間（５）を形成するよう
に、所定間隔を隔てて平行状かつ水平状に支持する際
に、両シート間の全域にわたって両シートと平行する１
層の通気性耐熱支持部材（６）を同時に張設する。張設
する通気性耐熱支持部材（６）の張設位置は、通常は上
側シート（１）とスペーサー（３）の間とする。つい
で、両シート（１）（２）をヒーター（７ａ）（７ｂ）
で上下から加熱し軟化させる。このとき、両シート
（１）（２）は温度の上昇とともに垂下しようとする
が、上側シート（１）は通気性耐熱支持部材（６）で支
持されることによって垂下を抑制され、下側シート
（２）は閉鎖空間（５）内の圧力と大気圧とが釣り合う
ことによって上側シート（１）と共に垂下を抑制され
る。この場合、スペーサー（３）の一部に設けたエアー
ノズル（８）から閉鎖空間（５）内に圧縮空気を吹き込
んで両シート（１）（２）を相互離間方向に予張させる
こともできる。

【０００９】両シート（１）（２）が所定の軟化温度に
達すると、図１（ロ）に示すように、両シート（１）
（２）を、前記通気性耐熱支持部材（６）と共に、周縁
のクランプ位置の内側において上下一対の成形用金型
（９）（10）を所定の閉鎖位置まで接近させてその周縁
のシート挟着面（９ａ）（10ａ）間で挟着し、接合一体
化する。

【００１０】さらに、上側の金型（９）に設けられてい
る圧縮空気導入用ノズル（11）を進出作動させることに
より、これを上側のシート（１）に刺込み貫通させ、閉
鎖空間内（５）にインサートしたのち、図１（ハ）に示
すように、圧縮空気導入用ノズル（11）を通じて閉鎖空
間（５）内に所定圧力の圧縮空気を導入して両シート
（１）（２）をキャビティー内面（９ｂ）（10ｂ）に密
着させる。ついで、両シート（１）（２）間の内圧を保
持しながら冷却したのち、圧縮空気導入用ノズル（11）
を後退させ両金型（９）（10）を開いて中空成形体を取
り出し、成形操作を完了する。

【００１１】この発明で使用される通気性耐熱支持部材
（６）は、網状ないし紐状で、周辺をもって伸張し展開
するときに平面を呈する形態のものであって、部分的に
も弛みを起こさないものが望ましい。また、熱可塑性合
成樹脂シート成形時の加熱温度、すなわち１００〜２２
０℃程度の温度において、シートが加熱軟化して垂下す
る際にこれを支持することができ、かつそれ自体が軟
化、変形を起こさないものであればよい。さらに、網状
の場合は網目の大きさ、及び紐状の場合は平行ないし交
差した紐の間隔が、加熱軟化状態にある熱可塑性合成樹
脂シートを支えるに十分な大きさを限度として大きいも
のがよく、その大きさは、目的とする中空成形体の形状
及び大きさ、使用する熱可塑性合成樹脂シートの種類、
厚さ、成形温度等成形条件によって決められる。さらに
また、網、紐の太さ及び数は、網、紐が中空成形体の接
合部に埋設されて該接合部の接合強度を低下させない範
囲の太さ及び数であることが望ましい。そして、材質的
には例えば、木綿糸、絹糸、麻糸等の天然有機材料、熱
硬化性樹脂、耐熱ゴム等の合成有機材料、ガラス繊維等
の比較的に比重の小さい無機材料からなるものが適用さ
れる。

【００１２】ところで、通気性耐熱支持部材（６）の張
設時における態様は、図２（イ）に示すように、通常、
上側シート（１）とスペーサー（３）の間とするが、こ
の態様の場合は、上側シート（１）の垂下をほぼ完全に
抑制することができるという利点がある。しかし、一般
の２重シート成形法では、下側クランパー（４ｂ）、下
側シート（２）、スペーサー（３）、上側シート
（１）、そして上側クランパー（４ａ）の順序で成形材
料を載置してクランプするから、通気性耐熱支持部材
（６）を同時に張設するには、下側シート（２）の上に
これを載置し、以後同様にしてクランプすれば、張設作
業の効率の点から有利であり、上側シートの垂下がスペ
ーサーの厚さまで許容されるならば、図２（ロ）に示す
ように、通気性耐熱支持部材（６）を下側シート（２）
とスペーサー（３）との間に張設する態様にしてもよ
い。さらに、別の態様として、図２（ハ）に示すよう
に、通気性耐熱支持部材（６）を、その周縁部をスペー
サー（３）に、これと嵌まり合う、例えば押え部材（３
ｐ）によって挟み付けて張設することもできる。この場
合、通気性耐熱支持部材（６）が余計な弛みや破損を起
こさないようにするために、上記いずれの態様について
も、スペーサー（３）の内方にある通気性耐熱支持部材
（６）の張設状態は、爾後の成形過程で垂下する両シー
ト（１）（２）を支えるとき以外は、平面状に緊張状態
で維持されるように、両シート（１）（２）の接合面が
通気性耐熱支持部材（６）の張設面に一致する位置に成
形用金型（９）（10）の位置を調節することが望まし
い。

【００１３】なお、図３に示すように、得られた中空成
形体（Ｆ）は、接合部（ｄ）でトリミングされたのち目
的とする用途に供せられるが、使用された通気性耐熱支
持部材（６）は中空成形体（Ｆ）内に残される。

【００１４】

【実施例】つぎに、この発明の実施例を、比較例ととも
に説明する。

【００１５】実施例１ 目的とする中空成形体の寸法仕様は、幅１０００ｍｍ、
長さ１２００ｍｍ、厚さ２５ｍｍの薄型、広面積、平板
状の中空成形体とした。

【００１６】まず、上記目的の寸法仕様に対応する一対
の成形金型とその他成形装置部材を用意し、また中空成
形体の成形用材料となる熱可塑性合成樹脂シートとし
て、幅１２００ｍｍ、長さ１４００ｍｍ、厚さ２．０ｍ
ｍのＡＢＳ樹脂製シートを２枚用意した。

【００１７】さらに、通気性耐熱支持部材として、幅１
１００ｍｍ、長さ１３００ｍｍの寸法で、３メッシュの
ガラス繊維製ネットを用意した。

【００１８】つぎに、図１（イ）に示す順序にならっ
て、下側クランパー（４ｂ）、下側のＡＢＳ樹脂製シー
ト（２）、スペーサー（３）、通気性耐熱支持部材
（６）、上側のＡＢＳ樹脂製シート（１）、そして上側
クランパー（４ａ）の各部材を順次載置して全体をクラ
ンパー（４ａ）（４ｂ）でクランプし、シート表面の温
度を１８０℃に加熱し、以下通常の２重シート成形法の
成形操作に従って成形した。なお、加熱時のＡＢＳ樹脂
製シート（１）（２）の垂下量は、通気性耐熱支持部材
（６）に支持されて、最大２ｃｍであり、成形操作に何
等問題はなかった。得られた中空成形体は、金型キャビ
ティー内面（９ｂ）（10ｂ）の形状が正確に再現され、
皺などの欠点の無いものであった。また、周辺のトリミ
ング後の中空成形体の接合部には、通気性耐熱支持部材
の周辺部が埋設され切断端面が露出してるが、中空成形
体の接合強度には影響なく、実用上問題のない範囲に高
く保持されているものであった。

【００１９】実施例２ 通気性耐熱支持部材として、太さ１ｍｍの木綿製の紐
（６ａ）７本を用い、図４に示すように、互いの間隔が
約２５ｃｍ程度となるように、スペーサー（３）とこれ
に嵌まり合う押え部材（３ｐ）との間に紐（６ａ）の端
部を挟み込み、前後左右に張設したほかは、実施例１と
同様にして、成形した。なお、加熱時のＡＢＳ樹脂製シ
ートの垂下量は、最大４ｃｍであり、成形操作に何等問
題はなかった。得られた中空成形体は、金型キャビティ
ー内面の形状が正確に再現され、皺などの欠点の無いも
のであった。また、周辺のトリミング後の中空成形体の
接合部には、通気性耐熱支持部材の周辺部が埋設され切
断端面が数少なく露出はしてるが、中空成形体の接合強
度は高く保持されているものであった。

【００２０】比較例１ 通気性耐熱支持部材を用いないほかは、実施例１と全く
同様にして、通常の２重シート成形法により成形を試み
た。ところが、加熱時に上下いずれの側のＡＢＳ樹脂製
シートも著しく垂れ下がりを生じ、以後成形操作が不能
となって、中空成形体を得ることができなかった。

【００２１】比較例２ 通気性耐熱支持部材を用いず、成形時の加熱温度を１５
０℃と低くしたほかは、実施例と同様にして、通常の２
重シート成形法により成形を試みた。加熱時のＡＢＳ樹
脂製シートの垂下量は、最大６ｃｍであったが、成形操
作は問題なかった。しかし、得られた中空成形体は特に
コーナー部分において、仕上がり状態があまく、金型の
内面の正確な再現が成されていないばかりでなく、２枚
のシートの接合部の接合度合が不十分なものであった。

【００２２】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、通気
性耐熱支持部材を用いることによって、加熱時における
熱可塑性合成樹脂シートの垂下を抑制し得て、大型、広
面積、平板状の中空成形体であっても、成形形状の再現
性が高く、かつ接合部の強度の高い中空成形体を難なく
得られ、この種の２重シート成形法の適用範囲を著しく
拡大することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による合成樹脂製中空成形体の成形方
法における成形工程を示す断面図であり、図１（イ）は
成形材料の加熱時の状態、図１（ロ）は成形型により成
形材料の周縁を接合一体化する状態、図１（ハ）は圧縮
空気を導入して成形をする状態を示すものである。

【図２】この発明で使用される通気性耐熱支持部材の張
設態様を示すもので、図２（イ）〜（ハ）は各々変形し
た張設態様を示すものである。

【図３】この発明によって得られる中空成形体の一部省
略断面図である。

【図４】この発明の実施例２における通気性耐熱支持部
材の取り付け状態を示す一部切欠斜視図である。

【図５】従来の合成樹脂製中空成形体の成形方法におけ
る成形工程を示す断面図であり、図５（イ）は成形材料
の加熱時の状態、図５（ロ）は成形型により成形材料の
周縁を接合一体化する状態、図５（ハ）は圧縮空気を導
入して成形をする状態を示すものである。

【符号の説明】

１…熱可塑性合成樹脂シート ２…熱可塑性合成樹脂シート ３…スペーサー ３ｐ…押え部材 ４ａ…上側クランパー ４ｂ…下側クランパー ５…閉鎖空間 ６…通気性耐熱支持部材 ７ａ…ヒーター（上側） ７ｂ…ヒーター（下側） ８…エアーノズル ９…成形金型（上側） 10…成形金型（下側） 11…圧縮空気導入用ノズル Ｆ…中空成形体 ｄ…接合部

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２枚の熱可塑性合成樹脂シートを、相互間
   に閉鎖空間を形成するように周縁部をスペーサーを介し
   てクランプし、上記両シートを加熱軟化させたのち、周
   縁の上記クランプ位置の内側で上下一対の金型間に挟み
   込み、両シート間に圧縮空気を導入する合成樹脂製中空
   成形体の成形方法において、上記両シート間にこれと平
   行して通気性耐熱支持部材を張設し、この張設状態を保
   持しながら爾後の成形操作を行うことを特徴とする合成
   樹脂製中空成形体の成形方法。
2. 【請求項２】通気性耐熱支持部材を２枚の熱可塑性合成
   樹脂シートのうちの上側または下側のシートとスペーサ
   ーによって挟持することにより張設する請求項１記載の
   合成樹脂製中空成形体の成形方法。
3. 【請求項３】通気性耐熱支持部材をスペーサーに取り付
   けることにより張設する請求項１記載の合成樹脂製中空
   成形体の成形方法。
4. 【請求項４】通気性耐熱支持部材が網状の形態からなる
   請求項１〜３のいずれか１に記載の合成樹脂製中空成形
   体の成形方法。
5. 【請求項５】通気性耐熱支持部材が紐状の形態からなる
   請求項１〜３のいずれか１に記載の合成樹脂製中空成形
   体の成形方法。
6. 【請求項６】通気性耐熱支持部材が無機材料からなる請
   求項１ないし５のいずれか１に記載の合成樹脂製中空成
   形体の成形方法。
7. 【請求項７】通気性耐熱支持部材が天然または合成有機
   材料からなる請求項１ないし５のいずれか１に記載の合
   成樹脂製中空成形体の成形方法。