JPS61225024A - シ−ト成形における発泡シ−トの加熱方法 - 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】 く技術分野〉 この発明は、シート成形における発泡シートの加熱方法
に関し、加熱軟化した熱可塑性樹脂の発泡シートを、成
形型に沿って膨出変形させて、所定の成形品形状に成形
する、いわゆるシート成形において、素材となる発泡シ
ートを加熱軟化させる為の加熱方法に関している。

〈従来技術〉 上記シート成形において、発泡シートを加熱する方法と
して、発泡シートの両面に加熱板を接触させ、この加熱
板からの直接の熱伝達によって、発泡シートを加熱する
方法があり、例えば、特開昭５８−１１０２２４号公報
等に開示されている。

この加熱板による接触加熱方法は、発泡シートに対する
加熱の均一化、加熱時の発泡膨張による厚み増大の防止
等に有効なものである。

そして、上記先行技術公報においては、加熱板に部分的
に加熱温度の異なる部分を形成して、加熱軟化する発泡
シートに、部分的に加熱軟化度の異なる高温部と低温部
とを形成することが開示されている。

このうち、低温部としては、加熱板に円筒状の凹部を形
成しておくことによって、発泡シートのうちの成形品に
相当する位置に、円形状の低温部を形成し、高温部とし
ては、発泡シートのうち、成形品の周囲で最終的にトリ
ミングされて成形品を構成しない部分全体に形成しであ
る。そして、このような高温部を形成する効果として、
成形時に、流動性の大きな高温部から成形品の中央側に
樹脂が供給されて、成形品全体の肉厚を安定化したり、
スムーズな成形が行えるものであるとされている。この
成形品の外部から中央側への樹脂の供給は、通常、発泡
シートの引込みと称され、シート成形の品質向上にとっ
て、極めて重要なものである。

一方、シート成形において、複数の成形品を同時に成形
する場合には、発泡シートのうち、隣接する成形品部分
が、成形工程において、互いの境界を越えて、発泡シー
トが引込まれたり、干渉しないようにする必要がある。

さらに、発泡シート原反として、予め印刷が施されたも
のを使用する場合、成形品の定位置に印刷の模様や配色
が配置されるように、発泡シートがズしたり変形しない
ようにして、成形する必要がある。

ところが、上記先行技術のように、成形品の外周全体に
高温部を形成して、成形品中央への引込みを大きくする
と、隣接する成形品同士で、周辺部分の発泡シートの引
込み合いが強くなり、互いに干渉して成形不良を起した
り、肉厚が局部的に不均一になる問題が生じる。また、
成形品の周辺部分全体に形成した高温部は、非常に変形
したり移動し易いため、発泡シートに予め施された印刷
の位置が移動したりズレ易く、成形品の印刷ズレが多く
発生する欠点があった。さらに、上記高温部の形成によ
って、発泡シート全体の形状維持性が悪くなって、反っ
たり弛んだりし易くなり、加熱工程から成形工程への発
泡シートの移送が行い雌く、成形型における発泡シート
の保持も正確に行い難くなる問題も生じる。

〈目的〉 そこで、この発明の目的としては、加熱板による接触加
熱方法を改良することによって、上記従来技術の問題点
を解消し、複数の成形品を成形する場合の、発泡シート
の引込み合いや干渉を無くし、また定位置成形を可能に
して印刷位置ズレを無くすと共に、加熱後の発泡シート
の取扱いを容易にできる方法を開発したものである。

く構成〉 そして、上記目的を達成するだめの方法としては、シー
ト成形に使用する発泡シートを加熱軟化させる為に、発
泡シートの両面に加熱板を接触させて加熱圧縮する方法
において、発泡シートのうちの複数の成形部分を、互い
に区画する形状の凹部を、加熱板の当接面に形成して、
当該個所の発泡シートに対する伝熱を抑制し、発泡シー
トのうち各成形部分を互いに区画する位置に、加熱抑制
部分を形成することを特徴としている。

〈実施例〉 次いで、この発明の実施例について、図を参照しながら
、以下に説明する。

第１図には、この発明の実施に使用する成形装置の全体
を示しており、（１）は加熱部、（２）は成形部である
。加熱部（１）から成形部（２）の間には、クランプ機
構を備えたチェーンコンベア等の、発泡シート（Ｓ）の
搬送手段を設けている。そして、発泡ポリスチレンシー
ト等の、熱可塑性樹脂からなる長尺状の発泡シート（Ｓ
）を、上記加熱部（１）から成形部（２）へと連続的に
送給可能に構成し、順次発泡シ−ト（Ｓ）を加熱軟化し
た後、所定の成形加工を施す。なお、図示した実施例で
は、成形品（Ｆ）として封状の容器を、同時に複数個並
設して成形する場合を例示している。

加熱部（１）としては、アルミ合金等の熱伝導性の良い
材料からなる、上下一対の加熱板（１０）（１０）の背
後に、加熱板（１０）（１０）を加熱昇温させるための
熱発生機構（１１）（１１）を備えてあり、加熱板（１
０）および熱発生機構（１１）を一体に形成して、シリ
ンダー機構等の移動手段によって、昇降自在に設けてい
る。そして、上記加熱板（１０）（１０）を発泡シート
（Ｓ）の上下両面に接触させて、直接的な熱伝導によっ
て加熱軟化させると同時に、加熱板（１０）（１０）を
発泡シート（Ｓ）に押圧することによって圧縮するよう
になっている。

加熱板（１０）の詳細な構造を、第２図および第３図に
示している。即ち、上下の加熱板（１０）の発泡シート
（Ｓ）に対する当接面は、全体が水平板状に形成しであ
ると共に、一部に浅い凹部（１２）、および深い凹部（
１３）を形成している。そして、上記浅い凹部（１２）
は、発泡シート（Ｓ）のうち、成形したときに成形品の
中央部分になる個所と接触する位置に、円形状に形成さ
れてあって、加熱板（１０）の先端面よりも少し凹んで
おり、外周は緩やかに傾斜して先端面に連なっている。

深い凹部（１３）は、発泡シート（Ｓ）のうち、成形に
は使用されない、成形品の周辺部分になる個所と接触す
る位置に、縦横の格子溝状に形成されである。この格子
状凹部（１３）の深さは、前記した浅い円形状凹部（１
２）よりもかなり深く、発泡シート（Ｓ）に加熱板（１
０）を接触させて加熱圧縮したときに、発泡シート（Ｓ
）が厚み方向に膨張しても、格子状凹部（１３）の内奥
部には発泡シート（Ｓ）が接触しない程度に、深く形成
されている。

次に、以上のような構造の加熱板（１０）を使用する、
発泡シート（Ｓ）の加熱方法について説明する。

発泡シート（Ｓ）の両面に加熱板（１Ｇ）を押し当てて
、加熱軟化させると同時に厚み方向に圧縮するのは、従
来の加熱板（１０）と同様である。そして、加熱時間ま
たは加熱板（１０）の押圧力を適当に設定することによ
って、発泡シート（Ｓ）全体の加熱軟化度を調整するこ
とができる。但し、加熱板（１０）の発泡シート（Ｓ）
との当接面は、全体が完全に平坦なものではなく、円形
状凹部（１２）や格子状凹部（１３）が形成しであるの
で、発泡シート（Ｓ）の部分によって、加熱状態が違っ
てくる。

詳しく説明すると、第２図において、まず、発泡シート
（Ｓ）の加熱前の厚みを（Ｔ）とする。この発泡シート
（Ｓ）の両面に加熱板（１０）（１０）を接触させて加
熱する。そして、発泡シート（Ｓ）のうち、加熱板（１
０）の先端面が接触する部分（ａ）では、加熱板（１０
）が完全に接触し、しかも強く押圧することによって、
発泡シート（Ｓ）を充分に加熱昇温し、発泡シート（Ｓ
）が完全に軟化すると同時に、厚み方向に大きく圧縮さ
れている。従って、当該部分の厚み（Ｔ１）は、加熱前
の厚み（Ｔ）よりもかなり薄くなる。

次に、発泡シート（Ｓ）のうち、前記加熱板（１０）の
浅い円形状凹部（１２）が接触する部分（ｂ）では、発
泡シート（Ｓ）は前記部分（ａ）に比べて、比較的弱く
圧縮されることになり、加熱軟化度も前記部分（ａ）よ
りは少なくなる。但し、成形工程における膨出変形に必
要な程度には、加熱軟化させている。

さらに、発泡シート（Ｓ）のうち、加熱板（１０）の深
い格子状凹部（１３）に接触する部分（Ｃ）では、発泡
シート（Ｓ）に加熱板（１０）が全く接触せず、加熱が
抑制されるため、当該個所ではほとんど加熱軟化される
ことがなく、また圧縮されることもないので、発泡シー
ト（Ｓ）の厚みは当初の原反厚み（Ｔ）のままである。

なお、第３図に示した加熱板（１０）では、全体の外周
端辺については、凹部（１３）を形成していないが、加
熱された発泡シート（Ｓ）においては、加熱板（１０）
より外方部分では当然加熱板（１０）に接触せず、従っ
て加熱板（１０）全体の″外周端辺に相当する位置にも
、上記と同様の加熱抑制部分（Ｃ）が形成されることに
なる。即ち、複数の成形部分が、加熱抑制部分（Ｃ）で
区画されると共に、各成形部分の外周が加熱抑制部分（
Ｃ）で囲まれていることになる。

以上のような状態で、部分的に加熱軟化度の違う個所（
ａ）〜（Ｃ）を形成した発泡シート（Ｓ）を、成形部（
ａに送り込んで、所定の成形加工を施すことになる。

成形部（２）の構造について説明すると、第１図に示す
ように、上下一対の雌雄の金型（２０）（２１）をシリ
ンダー機構等によって、型締め型開き自在に構成し、上
下の金型（２０）　（２１）間に加熱軟化した発泡シー
ト（Ｓ）を挟み込み、金型（２０）（２１）形状に沿っ
て膨出変形させて、成形品（Ｆ）を成形製造するもので
ある。上記金型（２Ｇ）　（２１）や成形部（２）全体
の構造は、従来の通常の、真空成形、圧空成形、その他
の各種シート成形用の成形機構と、全く同様のもので実
施できる。

そして、成形工程においては、加熱軟化された発泡シー
ト（Ｓ）のうち、前記したように、加熱軟化度が中間の
、部分（ｂ）は、従来の成形方法と同様に膨出成形され
て、成形品（Ｆ）のうちの中央部分になる。次に、加熱
軟化度の高い部分（ｂ）は、成形品（Ｆ）の周囲で、大
きく伸長変形させられ、中央側に引込まれる引込み部分
となる。また、加熱軟化度が最も低く、はとんど加熱軟
化されていない部分（Ｃ）は、はとんど変形せず、成形
品（「）の周辺で、成形には全く使用されないスクラッ
プ部分になる。従って、成形品（ｎとしては、発泡シー
ト（Ｓ）のうちの、中加熱部分（ｂ）および高加熱部分
（ａ）によって成形されることになる。

以上に述べた発泡シートの加熱方法のうち、発泡シート
（Ｓ）を加熱する加熱板（１０）としては、発泡シート
（Ｓ）に並設形成する、複数の成形品（Ｆ）の形状や配
置に応じて、各成形品（Ｆ）同士を互いに区画する位置
に、深い凹部（１３）を形成しておけばよいのであり、
凹部（１３）の形状としては、図示した縦横の格子溝状
のもののほか、適宜変更して実施できる。

そして、加熱板（１０）には、必要に応じて、任意の位
置に、任意の形状あるいは深さで、凹部（１３）以外の
凹凸形状を付加形成することができ、また凹部（１２）
については形成しない場合もある。

そして、図示した実施例では、加熱板（１０）の先端面
を略平坦にして、所要の凹部（１２）（１３）を形成し
ているが、平坦な先端面に、部分的な凸部を形成するこ
ともできる。

また、凹部（１２）（１３）等の深さが深い程、発泡シ
ート（Ｓ）に対する加熱軟化度および圧縮量が少なくな
り、凹部（１３）のように、発泡シート（Ｓ）に全く接
触しなければ、はとんど加熱軟化および圧縮が行われな
い。従って、凹部（１２）（１３）等の深さ、または凸
部の高さを、遺骨設定することによって、発泡シート（
Ｓ）に対する加熱軟化度、および圧縮量を自由に調整で
きる。

そして、成形工程においては、発泡シート（Ｓ）のうち
、加熱軟化度の高い高加熱部分（ａ）は、前記引込み部
分のほか、特に大きく膨出変形させたり、強く伸長変形
する部分に対応させればよい。

また、実施上、発泡シート（Ｓ）の各部に対する加熱軟
化度を、成形工程において必要とされる膨出変形器に対
応させて、さらに細かく複数段階に設定することもでき
る。例えば、成形品（Ｆ）のうち、細かな形状部分や複
雑な凹凸形状等に対応する部分の、発泡シート（Ｓ）に
対しては、比較的加熱軟化度を高く設定し、それ程変形
を必要としない部分では、加熱軟化度を低く設定してお
けばよい。。

さらに、はとんど加熱軟化していない加熱抑制部分（Ｃ
）は、複数の成形品（Ｆ）を区画する外周辺に形成して
、発泡シート（Ｓ）の位置ズレや変形を防止するために
有効であるが、成形品（Ｆ）の内部でも、変形を必要と
しない部分、積極的に変形を阻止しなければならない部
分等に、加熱抑制部分（Ｃ）を形成することができる。

次に、加熱抑制部分（Ｃ）の形成については、第５図に
示すように、加熱板（１０）の内奥部に、耐熱性のある
断熱材（１４）を埋設しておくと、加熱板（１０）から
発泡シート（Ｓ）に対する伝熱を、より確実に抑制でき
、加熱軟化度が一層少なく、変形し難い加熱抑制部分（
Ｃ）が形成できる。

次に、図示した加熱板（１０）の凹凸形状は、発泡シー
ト（Ｓ）の上下で、全く同一形状に形成しているが、上
下の加熱板（１０）で凹凸形状を違えたり、一方の加熱
板（１０）のみに凹凸形状を形成しておいてもよい。

また、加熱板（１０）を加熱昇温させる為の、熱発生機
構（１１）としては、電熱ヒーターを備えたもの、蒸気
等の加熱媒体を導入可能に構成したもの等、従来の加熱
構造と同様に、種々の構造のもので実施可能である。

次に、上述の実施例では、発泡シート（Ｓ）に対して、
加熱板（１０）を両面から押し当てて、加熱軟化と同時
に圧縮しているが、この圧縮によって、発泡シー１−（
Ｓ）を加熱軟化させたときに生じる、厚み方向の発泡膨
張および平面方向の収縮を押さえることができる。そし
て、発泡シート（Ｓ）の厚みを、成形に適当な一定以下
の厚みに、任意に調整できると共に、発泡シート（Ｓ）
が反ったり弛んだりするのを規制でき、平面方向の変形
や移動も防止できる。また、発泡シート（Ｓ）の両面を
平滑化する効果もある。なお、加熱軟化度を高めようと
するほど、発泡シート（Ｓ）に対して加熱板（１０）を
強く押し付ける必要があるので、圧縮量も多くなる。

この発明の加熱方法で加熱する発泡シート（Ｓ）として
は、ポリスチレンのほか、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、その他の各種熱可塑性樹脂からなる発泡シート（Ｓ
）が使用でき、発泡シート（Ｓ）の片面または両面に、
上記同様の各種熱可塑性樹脂からなる非発泡シートまた
はフィルムがＷ４Ｍｉされたものでも実施可能である。

さらに、発泡シート（Ｓ）の表面に、適宜印刷模様が形
成された、印刷シートを使用するのが好適である。

また、成形製造する成形品（Ｆ）としては、図示した片
状容器等の各種包装容器、その他の成形品に自由に適用
できるものである。

〈効果〉 以上のごとく構成された、この発明の加熱方法によれば
、シート成形に使用する発泡シート（Ｓ）に対して、複
数の成形品（Ｆ）部分を互いに区画する形状の、凹部（
１３）が形成された加熱板（１０）を接触させた状態で
、発泡シート（Ｓ）を加熱軟化させることによって、発
泡シート（Ｓ）のうち、各成形品（Ｆ）を区画する位置
に、他部分に比べてはとんど加熱軟化されない、凹部（
１３）に対応する形状の加熱抑制部分（Ｃ）を形成する
ものである。

そして、はとんど加熱軟化しておらず、変形し難い加熱
抑制部分（Ｃ）が、複数の成形品（Ｆ）の外周辺で、各
成形品（Ｆ）を区画する位置に形成されるため、発泡シ
ート（Ｓ）の変形や位置ズレを良好に防止でき、定位置
成形を可能にして、印刷ズレの発生を防止できる。また
、発泡シート（Ｓ）全体の変形を防止できることによっ
て、加熱軟化した発泡シート（Ｓ）の取扱いも容易で、
成形用の金型（２０）（２１）への配置も正確に行える
。

さらに、複数の成形品（Ｆ）を同時に並設成形する成形
工程において、隣接する成形品（Ｆ）部分の互いの境界
を越えて、発泡シート（Ｓ）が引込まれたり、互いに干
渉するのを確実に防止でき、前記定位置成形や印刷ズレ
の防止効果も、より有効に発揮できる。

特に、成形品（Ｆ）の周囲に中央側よりも加熱軟化度の
高い高加熱部分（ａ）を形成して、成形時の引込み吊を
増大させようとする場合には、非常に柔軟で変形し易い
高加熱部分（ａ）の外側に、この発明における、変形し
難い加熱抑制部分（Ｃ）を形成しておくことによって、
発泡シート（Ｓ）全体の変形防止や、隣接する成形品（
Ｆ）部分における引込み合いや干渉の防止等、極めて顕
著な効果を発揮できるものである。

く具体例〉 以上に述べた、この発明の効果を実証するために、具体
的に加熱板（１０）を使用して、発泡シート（Ｓ）の加
熱および成形を行った。

発泡シート（Ｓ）としては、厚さＴ＝２．５ｍｍの発泡
ポリスチレンシートを使用し、成形品（Ｆ）として、第
４図に示すような、封状のカップ容器を成形する。

加熱板（１０）の構造としては、第２図および第３図に
おいて、円形状凹部（１２）は直径Ｄ＝１６０＋ａｎ＋
で深さ０．３ｍｍに形成し、格子状四部（１３）は幅Ｗ
＝５ｍｍで深さ５ｍ１１１に形成してあり、複数の成形
品間のピッチＰ＝１６５ｕに形成しである。

そして、発泡シート（Ｓ）を表面温度１５０℃で２秒間
；加熱軟化することによって、発泡シート（Ｓ）は中加
熱部分（ｂ）の厚みＴ２がｉｕ＋、高加熱部分（ａ）の
厚みＴ１がＱ、７ｍｍに圧縮され、加熱抑制部分（Ｃ）
では、原反の厚み２．５１１１のままであった。

以上のようにして、部分的に加熱軟化度の違う発泡シー
ト（Ｓ）を、シート成形用の成形部（２１で成形したと
ころ、成形品（Ｆ）の厚みや形状は良好で品質の優れた
ものが成形できた。また、印刷ズレも無く、外観的にも
極めて体裁の良い成形品（Ｆ）が得られた。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示すものであり、第１図は成形
装置全体の概略構造図、第２図は加熱板部分の詳細断面
図、第３図は加熱板の平面図、第４図は成形品の半断面
図、第５図は加熱板の変更例の断面図で、ある。 （１）・・・・・・加熱部、（１０）・・・・・・加熱
板、（１２）（１３）・・・・・・凹部、（２）・・・
・・・成形部、（Ｓ）・・・・・・発泡シート、（ａ）
・・・・・・高加熱Ｉｓ分、（ｂ）、・・・・・・中加
熱部分、（Ｃ）・・・・・・加熱抑制部分、（Ｆ）・・
・・・・成形品。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シート成形に使用する発泡シートを加 熱軟化させる為に、発泡シートの両面に 加熱板を接触させて加熱圧縮する方法に おいて、発泡シートのうちの複数の成形 部分を、互いに区画する形状の凹部を、 加熱板の当接面に形成して、当該個所の 発泡シートに対する伝熱を抑制し、発泡 シートのうち各成形部分を互いに区画す る位置に、加熱抑制部分を形成すること を特徴とするシート成形における発泡シ ートの加熱方法。 ２、発泡シートの各成形部分のうち、非加 熱部分の内側において、成形時に成形品 周囲から成形品中央側に引き込まれる部 分、に対応する加熱板の当接面よりも、 成形品中央側に対応する加熱板の当接面 を凹ませて形成し、発泡シートのうち、 上記引込み部分の加熱軟化度を、中央部 分の加熱軟化度よりも大きく形成する上 記特許請求の範囲第１項記載のシート成 形における発泡シートの加熱方法。 ３、加熱板に形成する、加熱抑制部分形成 用の凹部の内部に、断熱材を埋設してお き、発泡シートに対する伝熱を抑制する 上記特許請求の範囲第１項記載のシート 成形における発泡シートの加熱方法。