(57)【要約】      （修正有）【課題】成形品、特に中空部を有する中空成形品において、樹脂シート間のエアー溜りや部分溶着などを抑制して、前記成形品の製造歩留まりを向上させる。【解決手段】  シート保持部により、ヒータ部１３，１４の加熱面と略平行に保持された上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２間で形成される第１の空間を気密に保持するとともに、前記ヒータ部により、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを加熱軟化させる。次いで、前記ヒータ部を上成形型１１及び下成形型１２と交換し、前記上成形型及び前記下成形型を前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを挟み込むようにして配置する。次いで、前記第１の空間を加圧状態にし、前記上樹脂シートを前記上成形型の成形面に接触させて賦形するとともに、前記下樹脂シートを前記下成形型の成形面に接触させて賦形し、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの端部を冷却部１７，１８で冷却固化し、中空部を有する樹脂成形品を作製する。【選択図】図１
2006123210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向するようにして設けられた上成形型及び下成形型と、
前記上成形型及び前記下成形型の略中央部に位置するヒータ部と、
前記ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして上樹脂シート及び下樹脂シートを保持するようにしたシート保持部と、
前記上成形型及び前記下成形型の外方に設けられた、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの端部を冷却固化させるための冷却部とを具え、
前記シート保持部により、少なくとも前記上樹脂シート及び前記下樹脂シート間に形成される第１の空間が気密に保持され、前記上成形型及び前記下成形型は、前記ヒータ部と加熱操作の前後において交換可能に取り付けられ、賦形の際において、前記冷却部による前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの前記端部の冷却固化によって、前記第１の空間の気密性が保持されるようにしたことを特徴とする、熱可塑性樹脂シートの成形装置。
【請求項２】
前記冷却部は上冷却部及び下冷却部の少なくとも一方を具え、前記上冷却部は前記上成形型に設けられるとともに、前記下冷却部は前記下成形型に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の熱可塑性樹脂シートの成形装置。
【請求項３】
前記上冷却部及び前記下冷却部は、それぞれ前記上成形型及び前記下成形型に対して可動的に設けられたことを特徴とする、請求項２に記載の熱可塑性樹脂シートの成形装置。
【請求項４】
前記上冷却部及び前記下冷却部は、それぞれ前記上成形型及び前記下成形型に対して固定的に設けられたことを特徴とする、請求項２に記載の熱可塑性樹脂シートの成形装置。
【請求項５】
前記上冷却部及び前記下冷却部は、それぞれ前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートと接触する側において、傾斜部を有することを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一に記載の熱可塑性樹脂シートの成形装置。
【請求項６】
前記上冷却部及び前記下冷却部の、前記傾斜部の傾斜角度が、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートに対して４度以上であることを特徴とする、請求項５に記載の熱可塑性樹脂シートの成形装置。
【請求項７】
前記第１の空間は、前記シート保持部にシール機能を付与し、前記シート保持部を前記上成形型及び下成形型に係合させることによって、気密に保持するようにしたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一に記載の熱可塑性樹脂シートの成形装置。
【請求項８】
前記成形装置は加圧機構を有し、前記第１の空間を加圧状態にし、前記上樹脂シートを前記上成形型の成形面に接触させて賦形するとともに、前記下樹脂シートを前記下成形型の成形面に接触させて賦形し、中空部を有する樹脂成形品を作製するようにしたことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一に記載の熱可塑性樹脂シートの成形装置。
【請求項９】
前記成形装置は吸引機構を有し、前記上成形型と前記上樹脂シートとで形成される第２の空間、及び前記下成形型と前記下樹脂シートとで形成される第３の空間を気密に保持するとともに、前記吸引機構により、前記上成形型及び前記下形成型を介して前記第２の空間内及び前記第３の空間内を真空に排気し、前記上樹脂シートを前記上成形型の成形面に接触させて賦形するとともに、前記下樹脂シートを前記下成形型の成形面に接触させて賦形し、中空部を有する樹脂成形品を作製するようにしたことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一に記載の熱可塑性樹脂シートの成形装置。
【請求項１０】
前記樹脂成形品の賦形の際に、前記樹脂成形品を狭圧するための狭圧手段を具えることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一に記載の熱可塑性樹脂シートの成形装置。
【請求項１１】
前記上成形型及び前記下成形型の少なくとも一方に加飾シート保持部を設け、この加飾シート保持部に保持された加飾シートを前記中空部を有する前記樹脂成形品の外表面に付着するようにしたことを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一に記載の熱可塑性樹脂シートの成形装置。
【請求項１２】
請求項８に記載の成形装置を用いた前記中空部を有する前記樹脂成形品の製造方法であって、
前記シート保持部により、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを前記ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして保持する工程と、
互いに対向するようにして設けられた前記上成形型及び前記下成形型を前記シート保持部と係合させて、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シート間で形成される前記第１の空間を気密に保持する工程と、
前記ヒータ部により、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを加熱軟化させる工程と、
前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの加熱軟化後において、前記ヒータ部を前記上成形型及び前記下成形型と交換し、前記上成形型及び前記下成形型を前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを挟み込むようにして配置する工程と、
前記加圧機構により、前記第１の空間を加圧状態にし、前記上樹脂シートを前記上成形型の成形面に接触させて賦形するとともに、前記下樹脂シートを前記下成形型の成形面に接触させて賦形し、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの端部を前記冷却部で冷却固化し、前記中空部を有する前記樹脂成形品を作製する工程と、
を具えることを特徴とする、熱可塑性樹脂シートの成形方法。
【請求項１３】
請求項９に記載の成形装置を用いた前記中空部を有する前記樹脂成形品の製造方法であって、
前記シート保持部により、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを前記ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして保持する工程と、
互いに対向するようにして設けられた前記上成形型及び前記下成形型を前記シート保持部と係合させて、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シート間で形成される前記第１の空間を気密に保持する工程と、
前記ヒータ部により、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを加熱軟化させる工程と、
前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの加熱軟化後において、前記ヒータ部を前記上成形型及び前記下成形型と交換し、前記上成形型及び前記下成形型を前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートを挟み込むとともに、前記上成形型と前記上樹脂シートとで形成される第２の空間、及び前記下成形型と前記下樹脂シートとで形成される第３の空間を気密に保持するようにして配置する工程と、
前記吸引機構により、前記上成形型及び前記下形成型を介して前記第２の空間内及び前記第３の空間内を真空に排気し、前記上樹脂シートを前記上成形型の成形面に接触させて賦形するとともに、前記下樹脂シートを前記下成形型の成形面に接触させて賦形し、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの端部を前記冷却部で冷却固化し、前記中空部を有する前記樹脂成形品を作製する工程と、
を具えることを特徴とする、熱可塑性樹脂シートの成形方法。
【請求項１４】
前記賦形の際に、前記上成形面に接触した前記上樹脂シート及び前記下成形面に接触した前記下樹脂シートの少なくとも一方を、前記狭圧手段により狭圧する工程を具えることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の熱可塑性樹脂シートの成形方法。
【請求項１５】
前記上成形型及び前記下成形型の少なくとも一方に設けた加飾シート保持部に加飾シートを保持し、前記賦形の際に前記加飾シートを前記樹脂成形品の外表面に付着させる工程を具えることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか一に記載の熱可塑性樹脂シートの成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂シートの成形装置、及び熱可塑性樹脂シートの成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂材料を自動車の部品に適用する場合、軽量でかつ高剛性・高強度であることが要求される。これを解決する手段として、樹脂内部に中空部を有する部品の開発が行われてきた。樹脂内に中空部を設けることにより、軽量に部品の剛性・強度を向上させることができる。
【０００３】
このような中空部を有する樹脂成形品の製造方法として、対面して1対となる2枚の樹脂シートを金型内に平行に配置し周囲を固定し、発熱器を用いて樹脂シートを予め加熱した後、一対の樹脂シートの間に空気を吹き込み内部を膨らませ金型に圧着させる圧空成形法、あるいは、金型キャビティ内壁面に真空引きできる吸引口を配置して、予め加熱した樹脂シートと金型キャビティ内壁面を真空引きしながら成形する真空成形法、さらに圧空成形法と真空成形法を併合した真空圧空成形法による製造方法を例示することができる。
【０００４】
具体的には、熱可塑性樹脂シート成形形状の再現性が高く、接合部の強度が高い、さらには大型、広面積、平板状の中空成形品を得ることができる合成樹脂製中空成形品の成形方法として、シートホルダの少なくとも一方を摺動して、前記樹脂シートの間隔を縮めるための駆動手段を有する構造を用いた真空圧空成形装置（特開2003−27605号公報）、あるいは成形品に加熱軟化した熱可塑性合成樹脂シートを成形品に真空加熱接着させる真空成形装置（特開2002−67137号公報）を例示することができる。
【０００５】
しかしながら、上述したような従来法の成形方法では、大型で広面積、さらには狭空間であって平板状の中空成形品を作製しようとすると、成形型のキャビティ形状やこのキャビティ内の真空引き速度、及び前記キャビティの表面粗さなどに依存して、加熱軟化した樹脂シート間にエアー溜り（樹脂シート表面の微細な凹凸を含む）、あるいは中空成形品の狭空間部での部分溶着が発生し、成形品の歩留まりが上げられないという問題があった。
【０００６】
このような問題に鑑みて、賦形の際の、真空引き速度を増大させるべく、成形型キャビティ内の真空引き穴の径あるいは数を増やしたり、成形型キャビティの表面粗さを粗くしたり、成形型のキャビティ形状の自由度を低下させたりし、さらにシートホルダの少なくとも一方を摺動して、前記樹脂シートの間隔を縮めるための駆動手段を有する構造を用いた真空圧空成形装置（特開2003−276075号公報）が開示されている。この装置によれば、賦形速度を増大させることができるので、上述したような、賦形過程にある樹脂シート温度の低下に起因した問題を生じることがない。
【０００７】
しかしながら、この方法では成形品に真空引き穴の痕跡が多数残存したりして、成形品の外観品質を損ねてしまうという問題が生じていた。また、成形型のキャビティ形状の自由度が下がるため形状設計の自由度が低下してしまうという問題があった。さらには、加飾成形品を製造するに際しては、上述のような装置を用いてもその付き回りを十分に改善することはできず、未だ十分な製造歩留まりを実現することができないという問題があった。
【０００８】
【特許文献１】特開2003−27605号公報
【特許文献２】特開2002−67137号公報
【特許文献３】特開2003−276075号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、成形品、特に中空部を有する中空成形品において、その大きさ、面積、内部空間の狭広、さらには形状などに依存することなく、樹脂シート間のエアー溜りや部分溶着などを抑制して、前記成形品の製造歩留まりを向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成すべく、本発明は、
互いに対向するようにして設けられた上成形型及び下成形型と、
前記上成形型及び前記下成形型の略中央部に位置するヒータ部と、
前記ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして上樹脂シート及び下樹脂シートを保持するようにしたシート保持部と、
前記上成形型及び前記下成形型の外方に設けられた、前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの端部を冷却固化させるための冷却部とを具え、
前記シート保持部により、少なくとも前記上樹脂シート及び前記下樹脂シート間に形成される第１の空間が気密に保持され、前記上成形型及び前記下成形型は、前記ヒータ部と加熱操作の前後において交換可能に取り付けられ、賦形の際において、前記冷却部による前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの前記端部の冷却固化によって、前記第１の空間の気密性が保持されるようにしたことを特徴とする、熱可塑性樹脂シートの成形装置に関する。
【００１１】
本発明者らは、成形品、特に中空成形品の成形時において、上述したようなエアー溜りや部分溶着が生じる原因を探るべく鋭意検討した。その結果、以下に示す事実を発見するに至った。２枚の樹脂シートを加熱軟化させて加工し、特に中空成形品を作製する場合においては、前記２枚の樹脂シート間に形成される空間を気密に保持するようにし、適宜前記空間内に加圧ガスを導入したり、前記２枚の樹脂シートの背面に形成される空間内を真空排気するなどして、前記２枚の樹脂シートを成形型に接触させ賦形して目的とする前記中空成形品を作製するようにしている。
【００１２】
しかしながら、前記空間の気密性は、特に賦形操作の段階である程度低下してしまう。したがって、前記中空成形品が大型化及び広面積化するとともに、その内部空間が狭小化されたり、平板部分の割合が増大したりすると、樹脂シート間のエアー溜りや部分溶着が頻繁に発生することを見出した。
【００１３】
かかる事実の発見に鑑み、本発明者らは、上述したように、上成形型及び下成形型の外方に冷却部を設け、賦形の際に、樹脂シートの端部を前記冷却部に接触させることにより、かかる部分を冷却固化するようにし、その結果、前記２枚の樹脂シート間に形成される前記空間は、賦形の際においてもその気密性を十分に保持することができ、上述した、エアー溜りや部分溶着を防止できることを見出した。本発明は、このような事実の発見に基づいてなされたものである。
【００１４】
本発明によれば、成形品、特に中空部を有する中空成形品において、その大きさ、面積、内部空間の狭広、さらには形状などに依存することなく、樹脂シート間のエアー溜りや部分溶着などを抑制して、前記成形品の製造歩留まりを向上させることができる。
【００１５】
なお、本発明の好ましい態様においては、前記冷却部は上冷却部及び下冷却部の少なくとも一方を具え、前記上冷却部は前記上成形型に設けるとともに、前記下冷却部は前記下成形型に設けるようにすることができる。この場合、装置全体の構成及び操作性を簡略化できるとともに、成形型が位置する成形品本体の外周部を効果的に冷却固化させることができるようになる。
【００１６】
前記上冷却部及び前記下冷却部は、成形品の形状や成形型の形状、及び後に適宜に設けることのできる狭圧操作などに応じて、可動的に設けることもできるし、固定的に設けることもできる。
【００１７】
また、前記上冷却部及び前記下冷却部は、それぞれ前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートと接触する側において、傾斜部を有することが好ましい。これによって、前記上冷却部及び前記下冷却部による前記上樹脂シート及び前記下樹脂シートの冷却固化後の、これら冷却部の前記樹脂シートからの離脱を簡易に行うことができるようになる。
【００１８】
なお、本発明によれば、上樹脂シート及び下樹脂シートをそれぞれ上成形型及び下成形型に接触させることによって賦形し、目的とする成形品を得ることができるが、必要に応じて狭圧操作を実施して前記成形品を得るようにすることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の詳細、並びにその他の特徴及び利点について詳述する。
【００２０】
（成形装置）
図1は、本発明の成形装置の一例を示す構成図である。図1に示す成形装置１０は、互いに対向するようにして設けられた凹型形状の上成形型１１及び凸型形状の下成形型１２と、上成形型１１及び下成形型１２の略中央部に設けられた上ヒータ部１３及び下ヒータ部１４と、このヒータ部１３及び１４の両側に位置するように設けられたシート保持部１５とを具えている。シート保持部１５は、上樹脂シートＳ１を上ヒータ部１３の下加熱面と略平行となるように保持し、下樹脂シートＳ２を下ヒータ部１４の上加熱面と略平行となるように支持するとともに、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２間の第１の空間Ａ１を気密に保持する。
【００２１】
また、上成形型１１及び下成形型１２と、上ヒータ部１３及び下ヒータ部１４とは交換可能に設けられており、ヒータ部１３及び１４によって上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２が加熱軟化された後に、ヒータ部１３及び１４を移動除去するとともに、上成形型１１及び下成形型１２を樹脂シートＳ１及びＳ２を挟み込むように、図示のようにして互いに対向させて配置し、以下に詳述する賦形操作に供するようにすることができる。
【００２２】
さらに、シート保持部１５には加圧機構を構成するバルブを伴ったガス配管１６が設けられ、第１の空間Ａ１内に所定の加圧ガスを送り込み、加圧状態にすることによって以下に詳述する賦形操作に供するようにする。
【００２３】
また、上成形型１１の両側面には上冷却部１７が設けられ、下成形型１２の両側面には下冷却部１８が設けられている。なお、上冷却部１７及び下冷却部１８は、上成形型１１及び下成形型１２の両側面の全体に設けられており、以下に説明する賦形操作において、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２の外周全体が冷却固化されるように構成されている。
【００２４】
上成形型１１及び下成形型１２は、例えば例えば鉄系及び非鉄系の金属、セラミック系材料、並びに熱硬化性樹脂材料などを用いて作製することができる。また、シート保持部１５の、少なくとも上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２と係合する部分はゴム系シートあるいはスポンジ材から構成し、そのシール特性を向上させることが好ましい。
【００２５】
ヒータ部１３及び１４は、最大エネルギー波長が4μm近傍にある遠赤外線ヒータ、最大エネルギー波長が１−３μｍ近傍にある短波長あるいは中波長ヒータなどを用いることができる。好ましくは、一般的な熱可塑性樹脂と吸収波長が一致する遠赤外線ヒータを用いる。また、このような熱線ヒータの代わりに熱風ヒータなどを用いることができる。
【００２６】
また、上冷却部１７及び下冷却部１８は、例えば（金型用鋼材：SCM）および（金型用アルミ材：ZAS）などの熱伝導性の高い材料から構成するとともに、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２と接触する部分の面積をある程度大きく保持するようにしているので、賦形操作において、加熱軟化した上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２の端部に接触した際に、かかる端部を他の部分、例えば成形品本体に比較して急速に冷却し固化させることができるようになる。したがって、賦形の際においても、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２間の第１の空間Ａ１の気密性が十分保持され、エアー溜りや部分溶着などを抑制して、成形品の製造歩留まりを向上させることができるようになる。
【００２７】
また、上冷却部１７及び下冷却部１８は、成形品の形状や成形型の形状、及び後に適宜に設けることのできる狭圧操作などに応じて、可動的に設けることもできるし、固定的に設けることもできる。
【００２８】
図２及び３は、図１に示す上冷却部１７及び下冷却部１８の拡大図である。図１〜図３から明らかなように、本例における成形装置１０において、上冷却部１７及び下冷却部１８は、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２と接触する側において傾斜部１７Ａ及び１８Ａを有している。これによって、上冷却部１７及び下冷却部１８による上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２の冷却固化後の、これら冷却部の前記樹脂シートからの離脱を簡易に行うことができるようになる。
【００２９】
なお、傾斜部１７Ａ及び１８Ａの傾斜角度θ及びφは、それぞれ上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２に対して４度以上であることが好ましい。これによって、上述した作用効果をより増大させることができる。
【００３０】
また、図１に示す成形装置１０は図示しないプレス機などの狭圧手段を具えることができる。この場合、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２を上成形型１１及び下成形型１２に接触させるとともに、前記狭圧手段によって狭圧することにより、所定の賦形操作を行い、目的とする成形品を得ることになる。
【００３１】
図４は、本発明の成形装置の他の例を示す構成図である。なお、本例に示す成形装置において、図１に示す成形装置と同じあるいは類似の構成要素に関しては同じ参照符号を用いて表している。
【００３２】
図４に示す成形装置２０は、上成形型１１及び下成形型１２にそれぞれ細孔２１及び２３が設けられ、その後方において吸引機構を構成するバルブを伴った吸引配管２２及び２４が設けられている点で、図１に示す成形装置１０と異なり、その他の構成要素については基本的に図１に示す成形装置１０と同じである
【００３３】
図４に示す成形装置２０においては、以下に示す賦形操作において、上形成型１１及び上樹脂シートＳ１間に形成される第２の空間Ａ２及び下成形型１２及び下樹脂シートＳ２間に形成される第３の空間Ａ３内を気密に保持し、細孔２１及び２３並びに吸引配管２２及び２４を介して図示しない排気手段により、第２の空間Ａ２及び第３の空間Ａ３内を真空に排気し、以下に詳述する賦形操作に供するようにする。
【００３４】
なお、図からは明確でないが、第２の空間Ａ２及び第３の空間Ａ３の気密保持は、上成形型１１及び下成形型１２が、それぞれシート保持部１５と係合することによって達成することができる。かかる観点より、シート保持部１５の、少なくとも上成形型１１及び下成形型１２と接触する部分はゴム系シートあるいはスポンジ材から構成し、そのシール特性を向上させることが好ましい。
【００３５】
吸引配管２２及び２４の設置位置、すなわち細孔２１及び２３の設置位置については、目的とする樹脂成形品の外観形状に影響を与えないようなものであれば特に限定されるものではなく、任意の位置に形成することができる。しかしながら、好ましくは、細孔２１及び２３の開口部が、成形型１１及び１２の成形面に露出する部分が、前記成形面の端部あるいはコーナ部に位置するように設けることが好ましい。また、細孔２１及び２３の径についても特に限定されるものではないが、成形品の外観形状に影響を与えないように１mm以下とすることが好ましい。さらに、細孔２１及び２３の開口部の数についても、成形品の外観形状に影響を与えないような任意の数とする。
【００３６】
なお、図４に示す成形装置２０においては、吸引配管２２及び２４に加えてガス配管１６を残存させているので、以下に詳述する賦形操作においては、吸引操作及び加圧操作を利用した賦形を行うことができる。しかしながら、図４に示す成形装置２０においては、賦形操作において加圧することは必ずしも要求されないので、ガス配管１６は省略することができる。
【００３７】
図５は、図１に示す成形装置の変形例を示す構成図である。なお、本例に示す成形装置において、図１に示す成形装置と同じあるいは類似の構成要素に関しては同じ参照符号を用いて表している。
【００３８】
図１に示す成形装置１０においては、凹型形状の上成形型１１と凸型形状の下成形型１２を設けており、この結果、以下に詳述する賦形操作によって狭小内部空間を有する成形品が完成することになる。一方、図５に示す成形装置３０においては、上成形型１１及び下成形型１２ともに凹型形状であるため、図１に示す成形装置１０に比較して、拡大された内部空間を有する成形品が完成することになる。しかしながら、この場合においても、冷却部１７及び１８によって、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２の端部を冷却固化できるようになるので、賦形の際に、第１の空間Ａ１の気密性を十分に保持することができ、樹脂シートＳ１及びＳ２において、エアー溜りや部分溶着を抑制できるようになる。
【００３９】
但し、エアー溜りや部分溶着は、形成すべき成形品の内部空間が狭小であるほど生じやすくなり、具体的には、図１に示す凸型形状の成形型を有する成形装置１０を用いた賦形操作において、エアー溜りや部分溶着をより生じやすい。したがって、冷却部１７及び１８による上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２の冷却固化による第１の空間Ａ１の気密性保持の効果は、図１に示す成形装置１０を用いた賦形操作においてより効果を発揮するようになる。
【００４０】
図６は、図１に示す成形装置の変形例を示す構成図である。なお、本例に示す成形装置において、図１に示す成形装置と同じあるいは類似の構成要素に関しては同じ参照符号を用いて表している。
【００４１】
図６に示す成形装置４０においては、上成形型１１の凹部内に加飾シート保持部４１が設けられ、その保持部において加飾シートＳ３が保持されている。この場合、以下に詳述する賦形操作において、成形品本体の外表面に加飾シートＳ３が付着されて目的とする成形品に加飾が施されるようになる。
【００４２】
（成形方法）
次に、上述した成形装置を用いた成形方法について説明する。最初に、図１に示す装置を用いた成形方法について説明する。図７〜図１０は、図１に示す成形装置を用いた場合の成形方法における成形手順を説明するための図である。
【００４３】
最初に、図７に示すように、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２を、それぞれ上ヒータ部１３の加熱面及び下ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして、シート保持部１５で保持し、さらに、これら樹脂シート間に形成される第１の空間Ａ１を気密に保持する。次いで、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２をそれぞれ上ヒータ部１３及び下ヒータ部１４で所定温度にまで加熱させて軟化させる。次いで、図８に示すように、上ヒータ部１３及び下ヒータ部１４をそれぞれ上形成型１１及び下成形型１２と交換し、上成形型１１及び下成形型１２を樹脂シートＳ１及びＳ２を挟み込むようにして、互いに対向させて配置する。
【００４４】
次いで、図９に示すように、上成形型１１及び下成形型１２を近接させるとともに、ガス配管１６から加圧ガスを第１の空間Ａ１に導入し、第１の空間Ａ１を加圧状態にして上樹脂シートＳ１を上成形型１１の成形面に接触させるとともに、下樹脂シートＳ２を下成形型１２の成形面に接触させて、これら樹脂シートを賦形する。このとき、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２の端部は上冷却部１７及び下冷却部１８によって冷却固化されるので、第１の空間Ａ１はかかる賦形操作の際においてもその気密性を十分に保持できるようになる。したがって、樹脂シートＳ１及びＳ２の、エアー溜りや部分溶着などを抑制して、成形品の製造歩留まりを向上させることができるようになる。
【００４５】
なお、前記加圧ガスとしては特に限定されるものではなく、コンプレッサより放出された圧縮空気、窒素、炭酸ガスなどが代表的なものとして例示される。好ましくは窒素ガスである。また、賦形後の成形品の冷却速度を早くし、成形サイクルを短縮するためには炭酸ガスを用いることが好ましい。
【００４６】
次いで、図１０に示すように、必要により、図示しないプレス機などの狭圧手段により上成形型１１及び下成形型１２を狭圧し、成形型の成形面に接触して賦形された賦形面をさらに狭圧賦形することができる。
【００４７】
図１１は、このようにして得た中空成形品の一例を示す概略図である。本例においては、凸型形状の上成形型１１と凹型形状の下成形型１２とを用いて賦形を実施しているので、得られた中空成形品Ｓ４の、中空内部Ａ４は極めて狭小化されている。しかしながら、賦形の際に、冷却部１７及び１８によって樹脂シートＳ１及びＳ２の端部を冷却固化しているので、第１の空間Ａ１の気密性を十分に保持することができる。したがって、図１１に示すような狭小な中空内部を有するような成形品を作製する場合においても、エアー溜りや部分溶着などが抑制され、前記成形品の製造歩留まりが向上する。
【００４８】
なお、図１に示す成形装置１０においては、上冷却部１７及び下冷却部１８においてそれぞれ上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２と接触する側に傾斜部１７Ａ及び１８Ａを設けているので、賦形の際にこれら樹脂シートの端部を冷却固化させた場合においても、前記樹脂シートからの冷却部１７及び１８の離脱を簡易に行うことができる。
【００４９】
次に、図４に示す装置を用いた成形方法について説明する。図１２〜図１４は、図４に示す成形装置を用いた場合の成形方法における成形手順を説明するための図である。
【００５０】
最初に、図１に示す成形装置を用いた場合と同様に、図７に示すようにして、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２を、それぞれ上ヒータ部１３の加熱面及び下ヒータ部の加熱面と略平行となるようにして、シート保持部１５で保持し、さらに、これら樹脂シート間に形成される第１の空間Ａ１を気密に保持する。次いで、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２をそれぞれ上ヒータ部１３及び下ヒータ部１４で所定温度にまで加熱させて軟化させる。次いで、図１２に示すように、上ヒータ部１３及び下ヒータ部１４をそれぞれ細孔及び吸引配管が設けられた上形成型１１及び下成形型１２と交換し、上成形型１１及び下成形型１２を樹脂シートＳ１及びＳ２を挟み込むようにして、互いに対向させて配置する。
【００５１】
次いで、図１３に示すように、上成形型１１及び下成形型１２をシート保持部１５に係合させ、気密に保持された、上形成型１１及び上樹脂シートＳ１間に形成される第２の空間Ａ２及び下成形型１２及び下樹脂シートＳ２間に形成される第３の空間Ａ３内を、細孔２１及び２３並びに吸引配管２２及び２４を介して図示しない排気手段により真空に排気する。すると、上樹脂シートＳ１は上成形型１１の成形面に接触するとともに、下樹脂シートＳ２は下成形型１２の成形面に接触し、これらの樹脂シートが賦形されるようになる。
【００５２】
この場合においても、賦形の際に、上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２の端部は上冷却部１７及び下冷却部１８によって冷却固化されるので、第１の空間Ａ１はかかる賦形操作の際においてもその気密性を十分に保持できるようになる。したがって、樹脂シートＳ１及びＳ２の、エアー溜りや部分溶着などを抑制して、成形品の製造歩留まりを向上させることができるようになる。
【００５３】
次いで、図１４に示すように、必要により、図示しないプレス機などの狭圧手段により上成形型１１及び下成形型１２を狭圧し、成形型の成形面に接触して賦形された賦形面をさらに狭圧賦形することができる。
【００５４】
なお、図４に示す成形装置２０では、ガス配管１６が残存しているので、上述した第２の空間Ａ２及び第３の空間Ａ３の真空排気と同時に、上述したような加圧ガスを第１の空間Ａ１内に導入し、かかる空間を加圧状態にすることによる賦形操作をも併合させることができる。この場合、樹脂シートＳ１及びＳ２の賦形性がより増大するようになる。
【００５５】
図５に示す成形装置３０を用いた場合も、上記同様の成形方法に従って成形品を作製することができる。また、図６に示す成形装置４０を用いた場合も、成形品本体に加飾が施されるのみで、基本的な成形方法は上述したよう内容に従う。
【００５６】
なお、加圧ガス導入による第１の空間Ａ１内の圧力は、例えば１ＭＰａを基準として適宜設定することができる。また、狭圧賦形を行う場合、樹脂シートＳ１及びＳ２と上成形型１１及び下成形型１２に形成される空間の圧力は好ましくは４００ｈＰａ以下とする。
【００５７】
上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２は、任意の熱可塑性樹脂から構成することができる。具体的には、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフイン樹脂、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエンブロック共重合体、ナイロンなどの一般的な熱可塑性樹脂や、エチレン・プロピレンブロック共重合体、スチレン・ブタジエンブロック共重合体などの熱可塑性エラストマー、あるいはこれらのポリマーアロイなどを例示することができる。
【００５８】
また、このような樹脂シート中には、タルクやガラス繊維などの各種の充填材、あるいは、可視光線の波長〈３８０〜７７０ｎｍ〉よりもはるかに小さい数１０ｎｍオーダの微粒材料が配合されたナノコンボジット材料であっても良い。なお、微粒材料としては粘土やタルクあるいはシリカ等が挙げられる。また、顔料、滑材、帯電防止剤、酸化防止剤などの通常使用される各種の添加剤が配合されていても良い。
【００５９】
また、加飾シートＳ３は、上述した熱可塑性樹脂との接着性良好な材料から構成する。また、加飾シートＳ３が直接的な接着性を有しない場合は、前記熱可塑性樹脂に対して接着性のある接着層を間に介するようにすることができる。
【実施例】
【００６０】
以下、本発明を実施例および比較例により更に詳述するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００６１】
（実施例１〜４）
上樹脂シートＳ１及び下樹脂シートＳ２を、板厚３ｍｍのポリカーボネート樹脂シート（ユーピロンシート  NF−2000（三菱エンプラ製））、及び板厚３ｍｍのアクリル樹脂シート（アクリライトL（三菱レイヨン製））から構成した。実施例１及び３では、図１に示す成形装置を用い、図７〜図１０に示す手順に従って成形を実施した。実施例２及び４では、図４に示す成形装置を用い、図１２〜図１４に示す手順に従って成形を実施した。また、樹脂シート間で形成される第１の空間内の圧力は０．５ＭＰａとし、狭圧の圧力は１０ｔのプレス機を用い、所定の中空成形品が得られるように適宜制御した。
【００６２】
（比較例１〜４）
図１及び図４に示すような冷却部を有しない成形装置を用い、図７〜図１０及び図１２〜図１４に示す手順に従って成形を実施した。この場合においても、比較例１及び３を図７〜図１０に示す手順に従って実施し、比較例２及び４を図１２〜図１４に示す手順に従って実施した。
【００６３】
（性能評価）
各例で得られた中空成形品の評価結果を表1に示す。なお、評価項目については以下に例示する。
【００６４】
＜冷却固化部の破裂＞
成形過程において、冷却固化部の破裂を目視で観察した。破裂のない場合は良好として記号を○で表示し、破裂が発生している場合は×で表１に示した。
＜ヒケ＞
成形品の上下平面部の外観を目視で観察した。ヒケのない場合は良好として記号を○で表示し、ヒケが発生している場合は×で表１に示した。
＜中空部の溶着＞
中空部を目視で観察した。中空部に溶着のない場合は良好として記号を○で表示し、溶着が発生している場合は×で表１に示した。
＜総合判断＞
成形品のヒケ・中空郁の溶着の評価結果すべてが良好の場合は記号を○で表示し、いずれかが不良の場合は×で表示した。
【００６５】
【表１】
2006123210.tif 000003
【００６６】
表１から明らかなように、本発明の成形装置及び成形方法に従って得た成形品は、破裂、ヒケ、及び中空部の溶着がなく、外観品質に優れていることが分かる。したがって、目的とする成形品の製造歩留まりが飛躍的に向上できることがわかる。
【００６７】
以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【００６８】
例えば、上記具体例においては、上ヒータ部及び下ヒータ部を上成形型及び下成形型と交換可能に設けているが、これらを一体的に設けることもできる。この場合、前記ヒータ部によって樹脂シートを加熱軟化させた後は、前記ヒータ部を成形型、すなわち成形装置から離脱させるように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の熱可塑性樹脂シートの成形装置における一例を示す構成図である。
【図２】図１に示す成形装置の冷却部を拡大して示す図である。
【図３】同じく、図１に示す成形装置の冷却部を拡大して示す図である。
【図４】本発明の熱可塑性樹脂シートの成形装置における他の例を示す構成図である。
【図５】図１に示す成形装置の変形例を示す構成図である。
【図６】図１に示す成形装置の他の変形例を示す構成図である。
【図７】本発明の熱可塑性樹脂シートの成形方法の一例における一工程を示す図である。
【図８】図７に示す工程の次の工程を示す図である。
【図９】図８に示す工程の次の工程を示す図である。
【図１０】図９に示す工程の次の工程を示す図である。
【図１１】本発明の成形装置及び成形方法で得た樹脂成形品の一例を示す外観図である。
【図１２】本発明の熱可塑性樹脂シートの成形方法の他の例における一工程を示す図である。
【図１３】図１２に示す工程の次の工程を示す図である。
【図１４】図１３に示す工程の次の工程を示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０，２０，３０，４０  成形装置
１１  上成形型
１２  下成形型
１３  上ヒータ部
１４  下ヒータ部
１５  シート保持部
１６  ガス配管
１７  上冷却部
１８  下冷却部
１７Ａ  上冷却部の傾斜部
１８Ａ  下冷却部の傾斜部
２１、２２  細孔
２３，２４  吸引配管
４１  加飾シート保持部
Ｓ１  上樹脂シート
Ｓ２  下樹脂シート
Ｓ３  加飾シート
Ｓ４  樹脂成形品
【図１】
2006123210.tif 000004
【図２】
2006123210.tif 000005
【図３】
2006123210.tif 000006
【図４】
2006123210.tif 000007
【図５】
2006123210.tif 000008
【図６】
2006123210.tif 000009
【図７】
2006123210.tif 000010
【図８】
2006123210.tif 000011
【図９】
2006123210.tif 000012
【図１０】
2006123210.tif 000013
【図１１】
2006123210.tif 000014
【図１２】
2006123210.tif 000015
【図１３】
2006123210.tif 000016
【図１４】
2006123210.tif 000017