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技術 合成樹脂中空成形体の成形方法及び成形用金型

出願人 筒中プラスチック工業株式会社
発明者 関有希
出願日 1996年10月9日 (22年2ヶ月経過) 出願番号 1996-268626
公開日 1998年5月6日 (20年7ヶ月経過) 公開番号 1998-113982
状態 拒絶査定
技術分野 プラスチック等の成形用の型
主要キーワード 延設位置 挟圧位置 運転精度 中空板状体 挟着面 クランプ代 上下クランパ 進出作動
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1998年5月6日)のものです。
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図面 (9)

課題

合成樹脂中成形体接合部の接合強度を低下させない範囲に接合部を残し、該接合部の外周縁成形過程切断除去することができる、合成樹脂中空成形体の成形方法及び成形用金型を提供する。

解決手段

上下一対の成形用金型のいずれか一方のシート挟着部に全周にわたって切断刃を延設し、金型閉鎖時に前記切断刃が他方の成形用金型の挟着部に達するようにし、成形過程で両成形用金型が接近する際に成形体の接合部の外周縁を切断するようにする。

概要

背景

従来、合成樹脂中成形体成形方法として、2枚の加熱状態にある樹脂シートを一対の金型の間に挟み、その間に圧縮空気を吹き込む、いわゆるシートブロー成形法と呼ばれる成形方法が知られている。この成形方法によって得られるパネル状成形体は完全に空洞構造であるため軽量であり、比較的大型、広面積のものが得られるから、各種のパネル構造材として広く利用されている。

合成樹脂中空成形体の上記成形方法は、一般的には図6(イ)に示すように、所定間隔で相対する2枚の熱可塑性合成樹脂シート(51)(52)の周縁を、スペーサー(57)を介してクランパー(58)(59)により挟圧して閉鎖空間(66)を形成させ、上記両シート(51)(52)を加熱軟化させたのち、図6(ロ)のように、上記シート周縁挟圧位置の内側を上下一対の金型(55)(56)で挟着し、さらに図6(ハ)のように、両シート(51)(52)を互いに周縁で結合させながら圧縮空気(f)を導入しながらシートブロー成形をし、成形体(a)を得るものである。

そして、成形が完了すると、両金型が解放され前記クランパー(58)(59)及び前記スペーサー(57)が取り外された後、成形体(a)は、図7のように、クランプ代(k)を付けたままの状態で成形機から取り出され、さらに別工程で、成形体(a)の製品相当部分からその外周のクランプ代(k)を、金型挟着部分(p)で切断することにより除去されるのである。なお、上記切断後の成形体(a)の周辺部は、多くの場合、成形体(a)の外観品質を調えるために、さらにトリミング工程が付加される。

しかしながら、従来の成形方法により得られる成形体(a)について、上記のようにクランプ代(k)を切断除去するには、この種の成形体(a)が大型、広面積であることから、そのクランプ代が大きくしかも形状が複雑であり、例えば携帯式裁断機のような単純な切断装置では、精度よくトリミングを行えず、かえって製品を傷つけるなどの不都合を生じるばかりか、効率的に間に合わない。従って、必然的に精度の高い、高価な専用の切断装置が要求されることとなり、成形体(a)の仕上げ工程を繁雑にし、作業効率下げるとともにコスト高を招く。

また従来、このような問題点を解決するために、例えば図8に示すように、上下両金型(75)(76)の外側面に沿って上下に摺動する切断刃(c)を設け、両金型(75)(76)の開閉連動させて、成形工程中に両シート(71)(72)を金型挟着部分の外周に沿って切断する手段が知られている。しかし、この手段は極く小型で小面積の成形体の成形には適用できるが、大型、広面積の成形品の成形には適用が困難である。しかもこの種の成形装置は、複雑かつ大掛かりなものとなり、運転精度も高く要求され、設備費用も非常に高くつく。

概要

合成樹脂中空成形体の接合部の接合強度を低下させない範囲に接合部を残し、該接合部の外周縁成形過程で切断除去することができる、合成樹脂中空成形体の成形方法及び成形用金型を提供する。

上下一対の成形用金型のいずれか一方のシート挟着部に全周にわたって切断刃を延設し、金型閉鎖時に前記切断刃が他方の成形用金型の挟着部に達するようにし、成形過程で両成形用金型が接近する際に成形体の接合部の外周縁を切断するようにする。

目的

この発明は、上記のような問題点を解決して、合成樹脂中空成形体の接合部の接合強度を低下させない範囲に接合部を残し、該接合部の外周縁を成形過程で切断除去することができる、合成樹脂中空成形体の成形方法及び成形用金型を提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

所定間隔で相対する2枚の合成樹脂シート周縁を、クランパーにより挟圧して閉鎖空間を形成させ、上記両合成樹脂シート加熱軟化させたのち、上記合成樹脂シート周縁の挟圧位置の内側を上下一対成形用金型挟着してシートブロー成形をする合成樹脂中成形体成形方法において、前記両成形用金型のいずれか一方のシート挟着部の全周にわたって切断刃を延設し、金型閉鎖時に前記切断刃が他方の成形用金型の挟着部に達するようにし、成形過程で両成形用金型が接近する際に前記切断刃によって成形体の接合部の外周縁を切断するようにしたことを特徴とする合成樹脂中空成形体の成形方法。

請求項2

請求項1の合成樹脂中空成形体の成形方法において用いられる成形用金型であって、上下両成形用金型のいずれか一方のシート挟着部に全周にわたって切断刃が延設されており、金型閉鎖時に前記切断刃が他方の成形用金型の挟着部に達するようになされたことを特徴とする合成樹脂中空成形体の成形用金型。

請求項3

上下両成形用金型において、一方の成形用金型に延設された切断刃の先端に対向するように、他方の成形用金型のシート挟着部にゴム状弾性体が、全周にわたって埋設された、請求項2に記載の合成樹脂中空成形体の成形用金型。

請求項4

シート挟着部の幅が2〜30mmであり、切断刃がシート挟着部の内方端から1〜25mmの範囲内の位置に延設されかつその高さが0.5〜2.5mmである、請求項2または3に記載の合成樹脂中空成形体の成形用金型。

技術分野

0001

この発明は、合成樹脂中成形体、例えば二重窓パネル二重壁採光ドーム車両用部材、内照式大型看板材等に用いられるような二重壁を有する合成樹脂中空成形体の成形方法及び成形用金型に関する。

背景技術

0002

従来、合成樹脂中空成形体の成形方法として、2枚の加熱状態にある樹脂シートを一対の金型の間に挟み、その間に圧縮空気を吹き込む、いわゆるシートブロー成形法と呼ばれる成形方法が知られている。この成形方法によって得られるパネル状成形体は完全に空洞構造であるため軽量であり、比較的大型、広面積のものが得られるから、各種のパネル状構造材として広く利用されている。

0003

合成樹脂中空成形体の上記成形方法は、一般的には図6(イ)に示すように、所定間隔で相対する2枚の熱可塑性合成樹脂シート(51)(52)の周縁を、スペーサー(57)を介してクランパー(58)(59)により挟圧して閉鎖空間(66)を形成させ、上記両シート(51)(52)を加熱軟化させたのち、図6(ロ)のように、上記シート周縁挟圧位置の内側を上下一対の金型(55)(56)で挟着し、さらに図6(ハ)のように、両シート(51)(52)を互いに周縁で結合させながら圧縮空気(f)を導入しながらシートブロー成形をし、成形体(a)を得るものである。

0004

そして、成形が完了すると、両金型が解放され前記クランパー(58)(59)及び前記スペーサー(57)が取り外された後、成形体(a)は、図7のように、クランプ代(k)を付けたままの状態で成形機から取り出され、さらに別工程で、成形体(a)の製品相当部分からその外周のクランプ代(k)を、金型挟着部分(p)で切断することにより除去されるのである。なお、上記切断後の成形体(a)の周辺部は、多くの場合、成形体(a)の外観品質を調えるために、さらにトリミング工程が付加される。

0005

しかしながら、従来の成形方法により得られる成形体(a)について、上記のようにクランプ代(k)を切断除去するには、この種の成形体(a)が大型、広面積であることから、そのクランプ代が大きくしかも形状が複雑であり、例えば携帯式裁断機のような単純な切断装置では、精度よくトリミングを行えず、かえって製品を傷つけるなどの不都合を生じるばかりか、効率的に間に合わない。従って、必然的に精度の高い、高価な専用の切断装置が要求されることとなり、成形体(a)の仕上げ工程を繁雑にし、作業効率下げるとともにコスト高を招く。

0006

また従来、このような問題点を解決するために、例えば図8に示すように、上下両金型(75)(76)の外側面に沿って上下に摺動する切断刃(c)を設け、両金型(75)(76)の開閉連動させて、成形工程中に両シート(71)(72)を金型挟着部分の外周に沿って切断する手段が知られている。しかし、この手段は極く小型で小面積の成形体の成形には適用できるが、大型、広面積の成形品の成形には適用が困難である。しかもこの種の成形装置は、複雑かつ大掛かりなものとなり、運転精度も高く要求され、設備費用も非常に高くつく。

発明が解決しようとする課題

0007

この発明は、上記のような問題点を解決して、合成樹脂中空成形体の接合部の接合強度を低下させない範囲に接合部を残し、該接合部の外周縁成形過程で切断除去することができる、合成樹脂中空成形体の成形方法及び成形用金型を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

この発明は、上記目的において、所定間隔で相対する2枚の合成樹脂シートの周縁を、クランパーにより挟圧して閉鎖空間を形成させ、上記両合成樹脂シートを加熱軟化させたのち、上記合成樹脂シート周縁の挟圧位置の内側を上下一対の成形用金型で挟着してシートブロー成形をする合成樹脂中空成形体の成形方法において、前記両成形用金型のいずれか一方のシート挟着部の全周にわたって切断刃を延設し、金型閉鎖時に前記切断刃が他方の成形用金型の挟着部に達するようにし、成形過程で両成形用金型が接近する際に前記切断刃によって成形体の接合部の外周縁を切断するようにしたことを特徴とする合成樹脂中空成形体の成形方法を要旨とする。

0009

またこの発明の他の一つは、上記の合成樹脂中空成形体の成形方法において用いられる成形用金型であって、上下両成形用金型のいずれか一方のシート挟着部に全周にわたって切断刃が延設されており、金型閉鎖時に前記切断刃が他方の成形用金型の挟着部に達するようになされたことを特徴とする合成樹脂中空成形体の成形用金型を要旨とする。

0010

上記成形用金型の好ましい実施態様としては、上下両成形用金型において、一方の成形用金型に延設された切断刃の先端に対向するように、他方の成形用金型のシート挟着部にゴム状弾性体が、全周にわたって埋設された態様とする。

0011

上記成形用金型の具体的な実施態様としては、シート挟着部の幅が2〜30mmであり、切断刃がシート挟着部の内方端から1〜25mmの範囲内の位置に延設されかつその高さが0.5〜2.5mmであるようになされたものとする。

0012

次に、この発明を実施例を示す図面に従って、さらに具体的に説明する。

0013

まず、図1において、(1)(2)は成形用材料である2枚の合成樹脂シート、(3)(4)は上下1対の成形用金型、(5)は上金型(3)を下面に取付けた上テーブル、(6)は下金型(4)を上面に固定したベッド、(7)は環状の枠を構成する所定厚みのスペーサー、(8)(9)は上下クランパー、(10)(11)は遠赤外線ヒーターである。なお、図示を省略したが、両成形用金型(3)(4)には、キャビティー内面から型外部へ通じる空気抜き用の孔が複数個設けられている。

0014

成形用材料としての合成樹脂シート(1)(2)は、熱可塑性樹脂からなるものであればその材質は特に限定されない。中空成形体の用途に応じて、任意の材料が選択使用されるが、一般的には例えば塩化ビニル系樹脂アクリル系樹脂ABS樹脂ポリカーボネート樹脂等よりなる厚さ1〜5mm程度の樹脂シートが好適に用いられる。

0015

上記合成樹脂シート(1)(2)により中空成形体を成形するには、まず合成樹脂シート(1)(2)の周縁部間にスペーサー(7)を介在させた状態で、該周縁部を上下からクランパー(8)(9)で挟着し、合成樹脂シート(1)(2)を相互に閉鎖空間(12)を存置するように平行状かつ水平状に支持する。

0016

ついで、合成樹脂シート(1)(2)の上下方に遠赤外線ヒーター(10)(11)を導入し、合成樹脂シート(1)(2)を所定の成形温度まで加熱し軟化させる。このとき、図2(イ)に示すように、同時にスペーサー(7)の一部に設けたエアーノズル(7a)から合成樹脂シート(1)(2)間の閉鎖空間(12)に圧縮空気を導入し、両シートの自由な重力変形を防止しながら該シートを予張させることもできる。

0017

そして、前記ヒーター(10)(11)を除去したのち、図2(ロ)に示すように、合成樹脂シート(1)(2)を、その周縁のクランプ位置の内側において両成形用金型(3)(4)を接近させてその周壁のシート挟着部(3a)(4a)間に両シート(1)(2)を挟み込むとともに、下金型(4)のシート挟着部(4a)に延設された切断刃(C)の先端が上金型(3)のシート挟着部(3a)に達するように両成形用金型(3)(4)で圧締することにより、接合部(P)を形成させながらその外周縁を切断し、同時に上金型(3)に設けられた成形用エアーノズル(13)を駆動用シリンダー等の駆動手段(13a )で進出作動させることにより、一方のシート(1)に貫通させる。ついで、このエアーノズル(13)から両シート(1)(2)間の閉鎖空間(12)内に圧縮空気を導入することにより、両シート(1)(2)を成形用金型(3)(4)のキャビティー内面(3b)(4b)に密接せしめる。

0018

さらに、図2(ハ)に示すように、閉鎖空間(12)の圧力を保持しながら所要の冷却を行ったのち排気を行い、エアーノズル(13)を後退させ、成形用金型(3)(4)を開き、所定の中空成形体(A)を、クランプ代(K)と分離した状態で成形機から取出す

0019

上記のようにして成形機から取出された成形体(A)は、図3に示すように、接合部(P)の外周縁で、前記クランプ代(K)と完全に切断分離された状態のものとなる。この成形体(A)は、さらに外観品質を調えるために、必要に応じて、その周辺の接合部(P)をトリミングしてもよい。

0020

ところで、この発明においては、図4にその詳細を示すように、上記成形用金型(3)(4)において、下金型(4)のシート挟着部(4a)には、その全周にわたって切断刃(C)が延設されており、金型閉鎖時には、前記切断刃(C)が上金型(3)の挟着部(3a)に達するように、両成形用金型(3)(4)の昇降操作がなされる。

0021

この場合、上金型(3)のシート挟着部(3a)には、図5に示すように、切断刃(C)の先端に対向する位置に、材質が例えばクロロプレン等のゴム状弾性体(G)を埋設することができる。このゴム状弾性体(G)は、合成樹脂シート(1)(2)の挟着部分の熱融着を全周縁にわたって確実に行わせるために、両シート挟着部(3a)(4a)間の距離(d)を、切断刃(C)の高さに制限されることなくこれよりも小さくするとき、またはシート挟着面(3a)(4a)間の距離(d)の部分的な変動を補うときに、切断刃(C)の先端がシート挟着面(3a)を含む面よりもさらに内側へ侵入するのを受容し、自らは圧縮状態に変形することにより切断刃(C)先端の破損を防止する役目をする。かかる構成は、とりわけ広面積の成形体すなわち周縁長の長い成形体、周縁の平面形状が複雑な成形体に好適に採用できる。

0022

この発明において使用される成形用金型(3)(4)の仕様は、所期する成形体の形状、使用する熱可塑性合成樹脂の種類、厚み寸法等に応じて決定されるのであるが、図5において具体的に例示すると、シート挟着部(3a)(4a)の幅(h)は2〜30mm、シート挟着部(4a)に延設される切断刃(C)の高さは0.5〜2.5mm、及び切断刃(C)の延設位置はシート挟着部(4a)の内方端からの距離(e)が1〜25mmの各範囲内で設定される。ここで、とくに切断刃(C)の延設位置については、シート挟着部(4a)の内方端からの距離(e)が1mm未満では中空成形体としての接合部の強度が確保できず、25mmを超えると接合部(P)の幅が過大となるだけでなく、成形機に余計な加圧能力を要求するという不都合が生じる。従って、前記距離(e)は好ましくは2〜20mmの範囲とし、可及的にシート挟着部(4a)の外縁寄りとするのが望ましい。

0023

また、シート挟着面(3a)に埋設されるゴム状弾性体(G)については、切断刃(C)に対応する位置に、幅(i)が10〜20mm程度のものを挟着部(3a)面に面一に埋設すればよい。

0024

なお、この発明においては、金型閉鎖時におけるシート挟着部(3a)(4a)間の距離(d)は、通常は、上記のように切断刃(C)の高さ0.5〜2.5mmと同じ値に設定されるが、その値が0.5未満では中空成形体の接合部(P)における厚さを下回り、完全な切断がなし得ず、また2.5mmを超えると、とりわけゴム状弾性体(G)を設置しない場合において中空成形体の接合部(P)の圧締を十分になし得ず、周縁全体の強度が確保できない。従って、好ましくは0.8〜2.0mmとする。

0025

以上、この発明よれば、図3に示すように、2枚の合成樹脂シート(1)(2)からなる合成樹脂中空成形体(A)は、成形完了時にはクランプ代(K)が完全に切断分離された状態とされるので、成形機からの取出し作業、別工程におけるトリミング作業等の取扱いが極めて容易なものとなる。

0026

つぎに、本発明の実施例を説明する。なお、目的とする合成樹脂中空成形体の寸法仕様は、幅500mm、長さ800mm、厚さ20mmの薄型、広面積の中空板状体とした。

0027

まず、上記目的の寸法仕様に対応する上下一対の成形用金型として、幅が20mmのシート挟着面を有する上側の成形用金型と、幅が20mmのシート挟着部の内方端から10mmの位置に高さ1mmの切断刃が全周にわたって延設された下側の成形用金型を用意し、さらに合成樹脂中空成形体の成形用材料となる熱可塑性合成樹脂製のシートとして、幅700mm、長さ1000mm、厚さ2.0mmのアクリル変性高衝撃塩ビ板(筒中プラスチック工業(株)社製、商品名「カイダック」品番KDG1200)を2枚用意した。

0028

つぎに、図2(イ)〜(ハ)に示す順序にならって、合成樹脂シートを成形機にセットし、前記合成樹脂シートの表面の温度を180℃に加熱した後、上下両成形用金型を閉鎖状態とし、以後通常のシートブロー成形法の成形操作に従って成形した。

0029

得られた合成樹脂中空成形体は、図3に示したものと同様に、クランプ代が完全に切断分離された状態のもので、その接合部は厚さ1mm、幅10mmの突出状縁からなり、接合強度を十分に確保されたものであり、しかも、実用上とくにトリミングを要しない程度に精度よくかつ外観品質の良好なものであった。

発明の効果

0030

以上のように、この発明の成形方法によれば、シートブロー成形による合成樹脂中空成形体を成形する際に、上下一対の成形用金型のいずれか一方のシート挟着部に全周にわたって切断刃を延設し、金型閉鎖時に前記切断刃が他方の成形用金型の挟着部に達するようにし、成形過程で両成形用金型が接近する際に前記切断刃によって成形体の接合部の外周縁を切断するようにしたから、得られる合成樹脂中空成形体は、成形完了時にクランプ代が完全に切断分離された状態とされるので、成形機からの取出し作業が極めて容易になるという効果がある。また、別工程におけるトリミング作業等の取扱いが容易となるばかりでなく製品としての成形体の傷防止が可能となり品質を向上することができ、さらにトリミング作業においては、精度が高く高価な、専用の切断装置を必要とせず、従って製品コスト引き下げる効果がある。

0031

さらに、この発明における成形用金型は、合成樹脂シートの切断手段としての切断刃が、成形用金型のシート挟着部に固定状態に延設されているものであるから、成形装置は複雑とならず、運転精度も高く要求されず、従って設備運転費用も安くつき、しかも大型、広面積の合成樹脂中空成形体の成形に難なく採用することができるという効果がある。

図面の簡単な説明

0032

図1この発明の合成樹脂中空成形体の成形方法に適用される成形装置の実施例の概要を示す断面図である。
図2この発明における成形工程を示す断面図であって、図2(イ)は合成樹脂シートの加熱時の状態、図2(ロ)は成形用金型により合成樹脂シートの周縁を接合一体化し、圧縮空気を導入して成形をする状態、図2(ハ)は成形終了後成形用金型を解放する状態を示すものである。
図3この発明によって得られる合成樹脂中空成形体の断面図である。
図4この発明において用いられる成形用金型の具体例を示す部分断面図である。
図5この発明において用いられる成形用金型の他の具体例を示す部分断面図である。
図6従来の合成樹脂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6(イ)は成形開始の状態、図6(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6(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7従来の合成樹脂中空成形体の成形方法により得られる成形体を示す断面図である。
図8従来の成形体の成形方法における熱可塑性合成樹脂シートの切断手段を示す断面図である。

--

0033

1、2…合成樹脂シート
3…成形用金型(上側)
4…成形用金型(下側)
7…スペーサー
8…クランパー(上側)
9…クランパー(下側)
10、11…遠赤外線ヒーター
3a…シート挟着部(上側)
4a…シート挟着部(下側)
A…中空成形体
C…切断刃
K…クランプ代

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