JPS6089330A - 成形体の製法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は円筒状熱可塑性樹脂成形体の製法、さらに詳し
くは熱可塑性樹脂シートを真空成形により成形し肉厚が
均一で、しかも寸法安定性が良好で、かつその表面が平
滑で継ぎ目のない磁気メモリや光メモリ等に使用される
記録媒体用の成形体の製法に関する。

近年磁気記録の分野において磁気記録装置が小型化され
、更に記録媒体としては高密度記録が可能な金属磁性薄
膜媒体の必要性が高まっており、このような要望に対応
して従来性われているγ−Ｆｅ２Ｏ３の塗布型媒体に代
ってメッキ法および真空蒸着等によるｃｏ合金系による
金属磁性薄膜媒体が検討され一部実用化に至ってい木。

しかし従来から提案されている磁気メモリや光メモリ等
に使用される記録媒体はいずれもテープ状又は円盤状の
ものしかなく、例えばテレビジョン画像信号の駒撮り記
録やノーマル記録等の画像再生装置、音声記録再生装置
左よび電子計算機のディジタル記録再生装置、電子カメ
ラのフレキシブルディスク等にはこれらのものを使用す
る他はなかった。

このような磁気記録媒体の一円周上にテレビジョン画像
信号をフィールド単位で磁気記録する場合、磁気記録装
置の内周は外周と比べてヘッドとディスク間の相対速度
が小さいために外周に比べて画質が低下する。またある
−ポリ上の画質を得ようとすると相対速度から記録出来
ろ内周側に制限があり、記録面１象数も増やすためには
外径を太き（せざろを得なかつに０そのためディスクの
径が大きくなり、磁気記録再生装置全体をコンパクトに
まとめることが出来ないという欠点がある。

磁気メモリ等に用いられろ磁気記録媒体の基材に要求さ
れろ性能としては、 （１）　肉厚が１０〜１００μで肉厚分布が小さいこと
。

（２）継ぎ目、傷、ぶつ等の欠陥がなく平滑であること
。

（３）　円筒部分の勾配が少ないこと。

（４）ａ性薄膜形成させろ後工程において変形などない
こと。

などがあげられろ。

一般的に円筒状の熱可塑性樹脂成形体を得ろ方法として
真空成形法が提案されている。例えば、円筒の直径（Ｄ
）と高さくＬ）の比Ｌ／Ｄが１以下のような成形体であ
れば、シートＹ加熱し雌型より真空に吸引しただけでも
、円筒状成形体側面ることができる。このような成形は
ポリスチレン系樹脂シートでは一般的に行なわれて（・
ろものである。しかしながらこのような成形方法では、
円筒側面の肉厚分布が太き（肉１厚分布の小さいものは
得られない。又、Ｌ／Ｄが１以上のようなものでは、肉
厚分布がさらに太き（なり、実用に足る成形体を得るこ
とはできない。Ｌ／Ｄが１以上のようないわゆる深絞り
の円筒体の成形方法としては、種々の方法がある。例え
ば加熱されたシートないったん微圧空をかげることによ
りふくらませ、それ乞雄型により突き上げると前後して
雌型から真空に引くと同時に雄型より圧空で雌型にシー
トを押しつけろ成形方法がある。この方法ではＬ／Ｄが
２程度の円筒状成形体を得ろことが可能であり、その側
面の肉厚分布の変動係数も小さくすることが可能である
。しかしながらこの方法では、円筒状成形体の表面はそ
の面粗さくＲａ）　’ｘ　口、０４μ以下とすることが
できないばかりか、その表面上乞圧空の空気が流れろこ
とによるもう少し太きな周期でのうねりを消すことが不
可能である。

又、加熱され１こシート７雄型で突き上げて雄型の側か
ら真空で吸引し、雄型にシー）Ｙ密着させて成形するい
わゆる雄型成形がある。この方法は、ポリスチレン樹脂
等ｖＩＤ程度゛度に発泡すせてシート状に加工したいわ
ゆるｐｓｐ２成形してデラスチソク発泡成形体を得る場
合に雌型圧空と組み合せて用いろものである。この方法
は、発泡シートのような柔軟性には富んでいるが伸びに
（い性質のシートの成形では有効な方法であるが、本発
明の目的の為にこの方法を用いる場合には、以下のよう
な問題がある。

（１）　深絞り（Ｌ／Ｄ＞　１　）のような成形ケする
と、円筒の側面にしわが入る。

（２）　円筒状成形体側面の開口部近辺に、ひだ状のし
わが入る。

（３）　雄型が突き上げろ際に、シートが雄型の先端で
こすられる為に、円筒状成形体側面の内側にすしが入り
、表面粗さが太き（なる。

（４）　円筒状成形体の側面の肉厚分布が大きく、その
変動係数ヲ０．２以下に押えろことが困難である。

本発明はこれらの欠点乞解決すること？目的とするもの
であって、熱可塑性樹脂シートラ真空成形し、その成形
時の雄型の温度に２０〜１８０秒保持すること（（より
記録媒体用に好適な性能を具備した円筒状成形体の製法
？提供しようとするものである。

すなわち本発明熱可塑性樹脂シートから雄屋ヲ用いて真
空成形し円筒状成形体？製造する方法において、加熱に
より可塑化された前記シートの両端を送行手段にクラン
プされた状態で真空成形機に送り、次いで円筒状雄型の
周囲でシー１−４部分的または全体的に挟圧するクラン
プ０により前記シートＹ保持しながら加熱された雄型に
より真空成形し、その雄型の温度をそのまま又は成形時
の温度±１０℃の範囲に２０〜１８０秒保持した後雄型
乞冷却することに％徴とする。

以下さらに本発明の詳細な説明する。

まず本発明は、真空成形法によって成形された肉厚が１
０〜１００μその肉厚分布の変動係数（σ　／マ）が０
．２以下好ましくはり、１以下で、−１ その内面の中心線面粗さく　Ｒ，ａ　）が０．０４μ以
下好ましくは０．０１μ以下である記録媒体用の円筒状
熱可塑性樹脂成形体の製法である。

このよつ（（円筒状熱可塑性樹脂成形体の肉厚と肉厚分
布の変動係数Ｒよびその内面の中心線面粗さケ前記の範
囲に限定した理由はこの範囲外のものでは金属磁性薄膜
を被覆しても記録媒体として使用できないからである。

さらに説明すると、通常磁気記録媒体は基材表面等に被
覆されろ金属磁性薄膜の厚みが非常に薄いために熱可塑
性樹脂成形体の表面等の状態がそのまま磁気記録媒体上
に凹凸として現われろ磁気記録媒体上の凹凸が中心線面
粗３　（Ｒａ　）で０．０４　／１以上１／′Ｃなると
磁気記＠再生時のノイズレベルが高（なることまた、円
筒状熱可塑性樹脂成形体の肉厚分布が変動係数が前記範
囲ケこえると磁気記録媒体と磁気ヘッドとの接触状態が
変るので好ましくないからである。

本発明において熱可塑性樹脂とは温度５０’０以熱可塑
性ポリエステル樹脂、塩化ビニール樹脂、スチレン樹脂
、ポリカー４ぐネート樹脂、アクリル樹脂などおよびこ
れら混合可能なものの混合樹脂であるが、これらの中熱
可塑性ポリエステル樹脂が好ましい。

本発明において用いられろ熱可塑性樹脂シートは前記し
に熱可塑性樹脂からなり、しかもその肉厚は３０〜３０
０μ好ましくは５０〜２０　Ｄ　１１のものであり、か
つその表面が平滑でフィンシュアイや異物混入のない高
品質のものが好ましい。このようなシートラ用いて円筒
状の成形体馨製造するには予熱したシート？真空成型機
の特定の雄型金型を用いて成形すればよい。真空成形機
に熱可塑性樹脂シー）Ｙ供給する手段としてはバッチ式
と連続式とがある。バッチ式は一定寸法に切断されたシ
ートをクランプし、これを予熱して真空成形機に供給す
る方式であり、連続式はロール状の熱可塑性樹脂原反を
予熱ゾーンを通過させ真空成形機に供給する方式である
。

以下図面によって本発明を説明する。図面は本発明の実
施例を示すものであって、第１図は装置の説明図、第２
図は雄型の説明図、第３図は雄型の加熱冷却手段の配管
の説明図、第４図は成形後の雄型の冷却曲線図である。

本発明の装置は第１図に示すように（Ａ）、（Ｂ）、（
Ｃ）の各・ｊ−ンから構成されている。まずゾーン（Ａ
）において熱可塑性樹脂シート１ハクランチ２に固定さ
れろ。次に・戸−ン（Ｂ）であらかじめ予熱されていた
ヒーター３がゾーン（Ａ、）に移動し、シート１を成形
する為に必要な温度まで加熱した後・戸−ン（Ｂ）に後
退する。それと同時にクラン″７″２は、ジートゲ挾持
した状態で、・戸−ン（Ｃ）の成形ゾーンに移動する。

なお本発明のシートの固定および加熱方法は上記の方法
にとられれるものではなく、その他の公知の方法で行な
うことが可能である。例えば、巻きロールとした原反よ
りくり出し１こシートの巾方向をクランプに挾持して間
欠的に移動させ、加熱・戸−ンを通して所定の温度に加
ス＋＋　ｅｌ十五ｌ　を　−・ノＩｚ　ギ々　ｌ；　七
　ｓ＞　Ｉｆ両　ソト　−ナ耳イ　六ノ　タ薯すｔ　べ
ような連続成形する事も可能である。シートの・ｌ−ン
（Ｃ）への移動が完了すると同時に６オ６よび７のエア
ーシリンダーが作動し、ノック板４が下降し、ゾレタラ
ン７″根５が上昇しシートケ雄型周囲で個別的に固定さ
れる。この事により、ｉ′ｑ数個の雄型を有する成形の
場合にはそれぞれの雄型に対するシートの状伏が同一と
なり、成形条件の各雄型間での差を小さくすることがで
きる。上記動作のもう一つの意味は、シートが各雄型の
周囲で円形に固定されることにより、次の工程で雄型が
突き上げるときに均一にシートが伸ばされ４）為に、結
果として得られる円筒状成形体の円周方向の両雄型が上
昇したときにシートが雄型に密着しやすくなる。前記工
程の直後もしくは数秒間までの間をおいて、油圧により
下テーブル８が上昇して雄型９がシート１ヶつき−」二
げそれと同時もしくは数秒間までの間を２いて、雄型９
のすその部分に設けられ１こ真空孔から配管１０と連結
した真空ボンデにより真空吸引されシー）Ｙ雄型の形状
に成形される。雄型が加熱されたシートラ突き上げる際
に、雄型の温度が低いと、真空吸引した際にシートの同
化が速過ぎる為に、雄型の鏡面の転写が十分性なわれな
いばかりか、成形体にしわが入り易（、本発明目的の円
筒状成形体を得る事は不可能である。そこで雄型は、あ
らかじめ成形上必要な温度に加熱してどくことが好まし
い。その加熱温度としては熱可塑性樹脂シートが可塑化
し成形が容易となる温度であり、そのシートの種類によ
って異なるが一般的には５０〜１５０”Ｏ好ましくは８
０〜１２０℃である。成形が終了した後、真空吸引は継
続したままで、雄型の温度乞成形時の温度そのまま又は
その温度±１０℃に２ｏ〜１８０秒間保持した後に、雄
型中に冷却水を通して雄型を冷却し、さらに圧空孔から
空気乞供給して離型する。

雄型の温度が前記温度に保持すると、その間に成形体は
熱処理されて、その耐熱性が向上し、その後の熱の加わ
る工程にオ６げる変形を防止することができる。

雄型の温度保持が２０秒未満では耐熱性の向上は十分で
はなく、１８０秒馨こえて保持しても実質的にそれ以上
の耐熱性の向上は認められないばかりか、成形サイクル
が著しく長（なるので好ましくない。

また、前記したように雄型な急速に加熱冷却できる手段
な設けろと本発明の目的とする円筒状成形体が工業的に
可能なサイクルで得ることができる。

この急速加熱冷却する手段としては、種々の方法が考え
られるが、蒸気あるいは熱水と冷水とを急速に切り換え
て、雄型内を循環させる方式が効率がよい。

次に第２図により本発明に用いる雄型についてさらに詳
しく説明する。

雄型９ばその先端頭部１１は雄型本体と同一の金属材料
か、または断熱材料からなっている。断熱材料としては
、例えばベークライト、ナイロン等の比較的高温に耐え
る合成樹脂材料が用いられる。又、雄型の頭部１１が金
属材料の場合にはそのコーナ一部が１Ｒ以上の曲面加工
され、さらに鏡面に研磨したものを用いることが好まし
い。これは、加熱されたシートラ雄型が突き上げる際に
シートに接触するコーナ一部をできるだけ平滑にし、シ
ートがすべる際に傷乞入れない為である。

次に雄型本体の側面部１２は、成形後の離型の為に、６
０分から２度の間で勾配を設けである。

この勾配が、６０分以下では離型が著しく困難となり、
２度以上では、磁気メモリー媒体用の円筒状基材として
の目的に合致しない。

一方で側面部１２の表面粗さくＲａ）は０．０４μ以下
の超鏡面に仕上げられており、円筒状成形体の側面の内
側は、この超鏡面を転写して、目的の面積度を持ったも
のに成形される。

又、側面部１２０表面は、ピッカス硬度で１０００以上
となるような硬化処理もしくは表面コーティングをした
ものが好ましい。これは成形体を雄型から離型する際に
傷が入ることを防止する為である。雄型の側面部は、円
筒状成形体の磁性模馨形成させる部分に相当する側面部
１２かもさらに同一勾配である延長部分１３を有′ｆる
ことか必要である。その理由は記録用媒体として用いる
側面部１２−の肉厚分布乞前記の範囲に完全になるよう
にするためである。またその延長部分１３の長さは成形
体の直径によっても変るが通常１〔］〜７Ｑｍｍの範囲
が適当である。側面部の下部１４は、水平面からの角度
が０−６０度の範囲で必要に応じて適当なＲを持った曲
面にすることもできる。雄型９は内部に複数個の真空孔
１５が設けられており加熱されたシートを吸引すること
ができるようになっている。その数および位置は任意で
あるが、測面部１２には設けることができない。

又真空孔１５とは別に離型時に圧空をかけるために圧空
孔１６が設けられている。

次に雄型を用いて真空成形？行い成形体を製造する操作
について第６図により説明す２）。なぢ図面は１個の雄
型を示すものであるが、１個以上の雄型な具えたもので
あってもよい。雄型９を加熱ｊ　６　Ｋ　ハハルデ１８
．１９ｙＩｌ−閉じた状態でパルプ２０を開き蒸気もし
くは熱水がマニホ・−ルド２２を通過して雄型に供給さ
れろ。な２図示していないが温度のコントロールは蒸気
の場合は蒸気圧１のコントロールで熱水の場合は、温度
調節器により行なう。排水側のパルプ２１は、その開度
を適切にコントロールできろようになっている。雄型を
冷却するにはパルプ２０が閉じて、パルプ１９を開き、
マニホールド２２に水が供給されて、雄型に接続されて
いるパルプ２１が完全に開き、雄型よりマニホールド２
３に集められた冷却水が系外罠排出される。パルプ１９
が開いてから実際に雄型が冷却され始めるまでには配管
を冷却水が流れて雄型に達するまでの時間的遅れがある
。従って成形直後にバルブ１９ケ作動させても雄型の温
度が成形時の設定温度Ｄ・ら１０℃以上下降するには１
０秒程度の時間がかかる。しかしながらこの程度の熱処
理では成形体の耐熱性の向上は小さく実質上の効果乞得
る為には除くなくとも保持時間が２０秒以上必要である
。再加熱の際には、パルプ１９．２０が閉じた状態で、
−パルプ１８が開き、マニホールド２２に空気を送り込
み、残留７６水をマニホールド２３、バルブ２１乞通じ
て系外に排出させ、次いでパルプ１８を閉じてパルプ２
０乞開キ、蒸気もしくは熱水を供給する。

雄型はジヨイント２４が設けられており、またこのジヨ
イントは内′び２５と外管２６から１ぶる２重管と接続
され、マニホールド２２より供給される、熱媒体はジヨ
イント２４を経て内管２５を通って雄壓内に入り、外管
２６７）・らジヨイント２４に戻される。

なおパルプ１８．１９．２０はタイマーにより作動する
電磁開閉式のものが好ましい。

以上説明したように本発明は熱可塑性樹脂シートから雄
型ン用いて真空成形して円筒状成形体を製造する際に円
筒状雄型の周囲で前記シートラフランプした状態で加熱
下真空成形しその成形時の雄型温度±１０′Ｃに２０〜
１８０秒保持した後急冷することを特徴と′ｆるもので
本発明によれば内厚１０〜１００μその変動係数０．２
以下、内面の中心線面粗さが０．０４μ以下の中空円筒
状熱可塑性樹脂成形体が得られ、記録媒体の基材として
すぐれたものである。

以下実施例をあげてさらに本発明の詳細な説明するＯ 実施例 平均肉厚１３０μのポリエチレンテレフタレートシート
ヲ所定の大きさにカットし、第１図の成形機のクランプ
２にセットした。そのシートを成形可能な温度まで加熱
した後成形・戸−ンに移動させ、直ちにノック板を下１
嘩させプレクランプ板を上昇させシートＹ雄型の周囲で
直径１００　ｍ１ｍのところで挾持させ、次いで蒸気で
９０”Ｃに加熱し１こ雄型ケ突き上げ、さらに０．２秒
後に雄型より真空吸引し成形馨行なった。ここで用し・
た雄型をま上部の最小直径ろ５朋、下部の量大直径３８
ｍ７１１で、高さ１００朋の円筒体で、その側面の高さ
８［］ｍｍの部分は、表面の粗さが中心線平均粗さく　
Ｒａ　）で０．００５μの超鏡面に研摩され１こものを
用いた。

成形後真空吸引したままで３０秒間雄型の温度馨１００
″Ｃに保ち、その後に蒸気を冷水に切り換えて十分冷却
し本発明の円筒状成形体乞得１こ。

この円筒上成形体の高さ８Ｑｔｎｍの１ｕｌ１面部の３
２副所測定した平均肉厚（マ）は４２　Ｉｔであり肉厚
分布の変動係数（σ。−、ン）は、０．０８でちり、良
好な厚み精度乞持っていた。高さ８０朋の側面部の内面
の中心線平均粗さくＲａ）は、０．０１μで、極めて良
好な面ｒ有するものであった。

第４図は、成形後に雄型を冷却したときの成形終了時力
・らの時間と雄型の温度との関係ぞ示し１こものである
。曲線（１）は実施例の温度変化で、成形後３０秒後（
ａ）に冷却娑作動させ、約１Ｄ秒後ｔ＋）１で８０℃ま
で冷却し、その後約６０秒後（Ｃ）に、２０°０まで冷
却して真空吸引を止め成形体ケ得に０この実施例では４
０秒間の加熱保持時間乞とつ１こことになる。

曲線（２）は、比較例として、成形後直ちに（ａ′）冷
却？作動させた場合の雄型の温度変化を示し１こもので
、成形後約１０秒間で（ｂ’）８０”Ｏまで冷却されそ
の後約６０秒後（ａ′）に、２０　”Ｃまで冷却して真
空吸引？止め、成形体？得た。

実施例２よび比較例の成形体ｋ、８０’−０の温水中に
３０分間浸漬し１こところ、比較例の成形体は１％程度
の収縮が認められ、形状も大きく変形したのに対して、
実施例の成形体は、寸法変化、形状変形共に全（認めら
れなかった。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例の装置を示すものであって、第１
図は装置の説明図、第２図は雄型の説明図、第６図は雄
型の加熱および冷却手段の説明図、第４図は成形後の雄
型の冷却曲線図である。 付帯 １　・シート　２・・・クランプ ３・・・ヒーター　４・・ノック板 ５・・プレクランプ板　６．γ・・・エアーシリンダー
８・・テーブル　９・・・雄型 １０・・・配管　１１・・雄型頭部 １２・・雄型側面部　１３・・雄型側面部延長部分 １４・・雄型側面部下部　１５・・・真空孔１６・圧空
孔　１８．１９．２０．２１・・・パルプ２２．２３　
マニホー　２４・・ゾヨイントルド ２５・・・内管　２６・・・外管 特許出願人　電気化学工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 熱可塑性樹脂シートから雄型を用いて真空成形し円筒状
   成形体ヶ製造する方法において、加熱により可塑化され
   た前記シートの両端を送行手段にクランプされた状態で
   真空成形機に送り、次いで円筒状雄型の周囲でシートｙ
   、）部分的または全体的に挟圧するクランプにより前記
   シートを保持しながら加熱された雄型により真空成形し
   、その雄型の温度をそのまま又は成形時の温度±１０℃
   の範囲に２０〜１８０秒保持した後雄型馨冷却すること
   を特徴とする円筒状熱可塑性樹脂成形体の製法。