JPS61280914A - 熱可塑性樹脂成形品の熱成形方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、平坦な熱可塑性樹脂シートを成形材料とし
てこれを加熱軟化させ、かつ外力を加えて所望の成形品
を得る熱成形方法、なかでもとくに圧空成形＜ｐｒｅｓ
ｓｕｒｅ　　ｆｏｒｍｉｎｇ）による熱成形法の改良に
関する。

従来の技術 熱可塑性樹脂シートからの成形品の製造には、真空成形
法とともに、圧空成形法も多く採用されている。該圧空
成形法は、予め材料シートをヒーターで熱成形温度に加
熱したのち、これを成形金型上において該金型と、圧空
ボックス等の圧空・供給部材との間にエアタイトにクラ
ンプし、すぐさま圧空供給部材から圧縮空気を送って軟
化材料シートを金型内面に押し付けて所望の成形品とす
るものであるが、従来、かかる圧空成形法の実施には、
圧縮空気の送り込み時の型内の排気を、金型側に設けら
れた排気孔から成形シートの変形に伴って自然的に放出
させることで行う場合もあるが、成形シートを金型内面
に緊密に沿わせて成形精度を高める目的で前記圧縮空気
の供給と同時にこれと併行して積極的に金型内の真空吸
引を行うのが普通である。

発明が解決しようとする問題点 ところが、従来の圧空成形法によるとぎは、成形品の表
面、とくに金型に接する外側表面に微細な所謂「ブツ」
と称されるような凹凸があられれ、成形品が肌荒れ状態
を呈するという欠点があった。この表面性状欠陥は、成
形用の材料シートが着色シートであるような場合には、
成形品の外観においてほとんど目立たない程度のもので
あるが、材料シートが透明であるような場合、殊に無色
透明のものであるような場合には、反射光、透過光に乱
反射を生じさせて外観的商品価値を著しく低下させる要
因となり、その改善が強く要望されるところであった。

従来、上記のような問題点の改善のために、成形用材料
シートの加熱温度、あるいはこれとの相対関係における
金型予熱温度、更には成形圧をコントロールする等の種
々の現場作業的配慮が試みられてきたが°、未だ上記問
題点の根本的解決手段を見出すに至っていないのが現状
である。

而して、この発明は、上記肌荒れ現象の発生を防止しう
る熱成形方法、特に圧空成形方法を提供することを目的
とする。

問題点を解決するための手段 上記の目的のもとに、本発明者らは、種々成形条件を変
えて幾多の実験と研究を繰返したところ、加熱軟化した
材料シートを圧縮空気圧によて金型内面に押しつける狭
義の圧空成形操作工程の前に、予め金型内を減圧し、所
定時間この減圧状態を保持、してから上記圧空成形操作
を行うものとした場合、成形品の表面にほとんど「ブッ
」があられれず、表面性状の極めて平滑な光沢性表面を
もった成形品が得られることを見出すに至り、この発明
を完成した。

而して、この発明に係る熱可塑性ＷＡｌｌｌ成形品の熱
成形方法は、熱可塑性樹脂シートを材料として、圧空成
形法により成形品を熱成形するに際し、材料シートを熱
成形温度に加熱し成形金型と圧空供給部材との間にクラ
ンプしたのち、予め前記金型内の真空吸引を行って所定
時間減圧状態に保つ予備真空吸引操作を行い、然る後、
前記圧空供給部材から圧縮空気を送り前記材料シートを
金型に押しつける圧空成形操作を行うことを特徴とする
ものである。

上記材料シートとしては、圧空成形に従来から供されて
いるようなあらゆる種類の熱可塑性樹脂が適用できる。

例えば塩化ビニル系樹脂、アクリル桑樹脂、ＡＢＳＩＭ
脂、ポリカーボネート樹脂等からなるものが用いられる
。

予備真空吸引操作は、圧空成形操作に先立って金型内、
即ち材料シートと金型内面との間を減圧状態にするもの
であり、真空度をどれだけにしなければならないという
ものではない。むしろ、減圧状態の保持時間の方が大き
な影響力をもつ。従って、該金型に装備されている真、
空吸引管に所属するパルプを所望の開度に開いて金型内
の後見を行い、この後見開始後所定時間を経過してから
前記圧空成形操作を行うものとすれば良い。この減圧状
態の保持時間は、真空吸引開始後、圧空成形操作開始ま
での時間として評価されるものであり、この発明の良好
な効果は、５〜２０秒程度によって得られる。特に、好
ましくは８〜１５秒程度である。予備真空吸引時には、
もちろん圧空ボックス等の圧空供給部材側からは空気の
供給を行わない。したがって、該部材の下面側に位置す
る加熱軟化状態の材料シートは、余幅側からの真空吸引
力によっである程度金型内方へ撓曲変形を生じるが、こ
の変形によって圧空供給部材との簡に生じる減圧状態が
、上記の変形量をｍ１ｌｌする作用を果すため、材料シ
ートは・一部が金型内面に接することがあっても、その
全体が型内面に沿うことにはならない、この予備真空吸
引操作による材料シートの変形は、恰も真空成形におけ
るドレープ法の予備伸長操作時の変形に似た状態として
把握されうる。

予備真空吸引操作工程後に行う狭義の圧空成形操作工程
は、従来の常法に従って行えば良い。

この際、付加する空気圧は、実験の結果によればこの発
明の効果にほとんど影響を与えるものではない。従って
使用する材料シートの好適な成形条件に見合った空気圧
をかければ良い。概ね２〜８Ｋｙ／ｒｄの範囲の圧縮空
気を使用するのが通例である。

圧空成形工程中、金型内の排気は、圧縮空気の圧力によ
って自然的に金型側の排気孔から放出させることによっ
て行うものとしても良いが、特に成形品を深く絞るよう
な場合とか、高い成形５ｉｒｉが要求されるような場合
には殊更、圧空成形操作と同時にこれと併行して、予備
吸引操作工程における真空吸引をそのま１継続して行う
ものとすることが望ましい。

この発明の実施によれば、表面に所１１ｒプツ」のない
、表面性状の良好な成形品が得られるが、その理由は未
だ充分に明らかなところではない。

しかし、本発明者らの検討によれば次の如く推測される
。即ち、従来法による場合には、材料シートの加熱軟化
後、その表面部も未だ熱成形温度を保った高温の状態時
において、すぐさま圧空成形操作が行われるものである
ため、該シートの高温の表面が予熱された金型内面に接
触して該内面の微細な凹凸をシャープに再現すると共に
、金型内面に存する微視的な凹部が材料シートの密接に
よって塞がれた後、該凹部内に残存する空気の膨張ある
いは収縮による影響が樹脂の表面にあられれることによ
るものではないかと考えられる。これに対して、本発明
による場合、予備真空吸引工程によって、その保持時間
中に材料シートの表面部の温度がある程度低下するため
、圧空成形操作時における金型内面の性状の再現性が鈍
化されること、及び予め金型内が真空吸引によって減圧
された空気の稀薄な状態となされたのち圧空成形操作が
行われるため、前記のように材料シートの表面温度があ
る程度下った状態で金型内面に接触することと相俟って
、金型とこれに接する材料シートとの間からの排気が全
体に亘って平均的に良好に行われること、等の相乗的作
用によって成形品表面への所謂［ブツ］の発生が防止さ
れるものであろうと推測される。

発明の効果 この発明による圧空成形法は上述のように、圧縮空気を
送り込んで加熱軟化材料シートを金型内面に押し付ける
圧空成形操作の前に、これに先立って所定時間予め金型
内の真空吸引操作を行うことを特徴とするものであるか
ら、成形品の表面に従来法による場合のような所！！ｉ
「ブッ」の発生のない平滑美肌な表面性状を、もった成
形品を得ることができる。従って、殊に、透明な合成樹
脂シートを材料として成形されるような各種熱成形品を
、従来法による場合より一層高品位のものとして得るこ
とができる。かっこの発明に係る成形法は、従来法に較
べて極めて短時間の予備真空吸引工程が付加されるにす
ぎないので、格別成形サイクルが長くなるということが
なく、良好な成形能率を維持しうる。

また、該真空吸引操作工程を含むすべての工程の実施に
、圧空成形装置に常設以外の何らの部材、装備をも付加
する必要がなく、既存の設備を用いてそのま）実施可能
であるという利点もある。

実施例 以下、添附図面の参照のもとにおいて、この発明の実施
例を示す。

熱可塑性樹脂の成形用材料シートとして、厚さ２．０Ｊ
ＩＩｌｌの無色透明のポリカーボネート樹脂シート（１
）を用い、これを第１図に示すようにクランパー（２）
で周縁部をクランプして成形金型（３）の上方に送り込
み、上下両面からヒーター（４）（４）で概ね１８０℃
に加熱した。なお、金型（３５は成形キャピテイの部分
が概ね深さ５　ａｓ　Ｘ長さ２　Ｏａｓ　Ｘ幅１０αの
ものを用いた。

加熱後、ヒーター（４）（４）を除去し、材料シート（
１）を予め１４０℃に加熱した金型（３）上に当接させ
て上方から圧空ボックス（６）で周縁部を気密状態に挟
着固定した。そして、しかる後、金型（３）側の有する
排気孔（５）の系に所属する吸引バルブ（図示路）を開
度１／８程度に開き、第２図に示すように金型（３）内
の真空吸引を行った。この真空吸引時間を１〜３０秒の
範囲で各種に変えて実施したのち、該真空吸引操作を停
止するのと同時に、第３図に示すように圧空ボックス（
６）側から１〜３　Ｋ９　／　ｃｉの圧縮空気（Ａ＞を
送り、材料シート（１）を金型内面に密に押し当てる成
形操作を行った。そしてこの空気圧の付加状態に所定時
間保持したま）冷やしたのち、圧縮空気を開放し、圧空
ボックス（６）を除去して成形品（１′）を離型取出し
した。

上記によって得られた各種成形品（１′）は下表中の試
料１１．１２のもゐを除いて他はいずれも充分に良好な
成形精度を有するものであっだが、表面性状の良否を所
謂「ブッ」の有無によって肉眼判定したところ、結果は
下表のとおりであった。

なお、実施例と同じ材料シートを用いて、従来法（加熱
温度、金型温度等の圧空成形条件は実施例と同じ条件と
した）により圧空成形した成形品も同様に比較判定した
。

［以下余白］ （注−１）　真空吸引開始から圧空成形操作開始までの
時間。

（注−２）　○・・・・・・所謂「ブツ」が全面に亘っ
てほとんど認められないもの。

Δ・・・・・・少数の「ブツ」が一部に認められるもの
。

Ｘ・・・・・・多数の「ブッ」が全面に亘って認められ
るもの。

上表の評価判定結果から明らかなように、好ましくは５
〜２０秒程度程度囲で、予備衰空吸引を行うことにより
、成形品に優れた肌荒れ防止効果を得ることができるこ
と、又、この場合圧空成形圧力の変化は、表面性状に支
配的な影響を及ぼすものではないことが判る。なお、試
料１１．１２に成形不良、精度不良を生じたのは、予備
真空吸引操作の時間が長いことによって、その間に成形
材料シートの温度が低下したことによるものと考えられ
る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る圧空成形による熱成形工程を工程
順に示すもので、第１図は材料シートの加熱工程時の状
態の概略説明図、第２図は予備真空吸引工程の概略説明
図、第３図は圧空成形操作工程の概略説明図である。 （１）・・・材料シート、（３）・・・金型、（４）・
・・ヒーター、（５）・・・排気孔、（６）・・・圧空
ボックス（圧空供給部材）。 以　　上 第１図 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）熱可塑性樹脂シートを材料として、圧空成形法に
   より成形品を熱成形するに際し、材料シートを熱成形温
   度に加熱し成形金型と圧空供給部材との間にクランプし
   たのち、予め前記金型内の真空吸引を行って所定時間減
   圧状態に保つ予備真空吸引操作を行い、然る後、前記圧
   空供給部材から圧縮空気を送り前記材料シートを金型に
   押しつける圧空成形操作を行うことを特徴とする熱可塑
   性樹脂成形品の熱成形方法。
2. （２）予備真空吸引操作を、５〜２０秒の時間範囲で行
   うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の熱可塑
   性樹脂成形品の熱成形方法
3. （３）圧空成形操作工程において、圧縮空気の送り込み
   と同時に、これと併行して積極的に金型内の真空吸引を
   継続して行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の熱可塑性樹脂成形品の熱成形方法。