(57)【要約】【課題】加熱ステーションを備え、特には連続運転される熱成形機械を起動する方法において、熱形成シートの廃棄分を低減または完全になくすことができるようにする。ここで、停止状態においては遮蔽板(８)が熱源(６)と成形シート(４)との間へと移動している。【解決手段】成形シート(４)が停止状態から定常の送り速度に達するまでの加速進行過程が一定に定められている。成形シート(４)の送り方向とは逆へと遮蔽板(８)を加熱ステーション(１)から引き離す加速進行過程は、遮蔽板(８)によって遮光されない成形シート領域が、通常運転時の成形シートの滞留時間Ｄの間に、遮蔽板(８)の送り方向前方端(９)から加熱ステーションの終端にまで送られるように設定される。。【選択図】図３
2006111011.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
停止している状態において、遮蔽板(８)が、熱源(６)と成形シート(４)との間へと移動している、加熱ステーション(１)を備えた、連続運転される熱成形機械、またはその他の熱成形機械を起動させる方法であって、
成形シート(４)が通常運転時に定常の送り速度で送られる際の加熱ステーション中における成形シートの滞留時間Ｄが特定されており、また、成形シート(４)が停止状態から定常の送り速度に達するまでの加速進行過程が一定に定められており、
成形シート(４)の送り方向とは逆へと遮蔽板(８)を加熱ステーション(１)から引き離す加速進行過程は、局所的にもはや遮蔽板(８)によって遮光されない成形シート領域が、前記滞留時間Ｄに一致する移送時間の間に、遮蔽板(８)の送り方向前方端(９)から加熱ステーションの終端にまで送られるように設定されることを特徴とする熱成形機械の起動方法。
【請求項２】
熱成形機械を起動する際、遮蔽板(８)の移動の開始が、前記滞留時間Ｄだけ、成形シート(４)の送り動作の開始よりも前に行われることを特徴とする請求項１に記載の熱成形機械の起動方法。
【請求項３】
熱源(６)として、複数の近赤外線照射器が、成形シート(４)の送り方向(３)に沿って互いに隣り合うように配列されたことを特徴とする請求項１または２に記載の熱成形機械の起動方法。
【請求項４】
熱成形機械が停止された状態にて、近赤外線照射器(５)の熱出力が低く抑えられることを特徴とする請求項３に記載の熱成形機械の起動方法。
【請求項５】
熱成形機械を起動する際、近赤外線照射器(５)の熱出力が早期に高められ、これにより、成形シート(４)の送り動作の開始時には連続運転時の熱出力に到達していることを特徴とする請求項４に記載の熱成形機械の起動方法。
【請求項６】
熱成形機械を起動する際、近赤外線照射器(５)の熱出力が早期に高められ、これにより、遮蔽板(８)の移動の開始時には連続運転時の熱出力に到達していることを特徴とする請求項４に記載の熱成形機械の起動方法。
【請求項７】
熱成形機械を起動する際、加熱ステーション(１)に下流側に続く位置に配置される温度センサーでもって、成形シート(４)の温度が計測され、この温度は、加熱ステーション(１)中における成形シート(４)の滞留時間についての、または、加熱の調整度合いについての、制御機構の制御値として用いられることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の熱成形機械の起動方法。
【請求項８】
温度センサーとして、非接触赤外線温度計(１１)が用いられたことを特徴とする請求項７に記載の熱成形機械の起動方法。
【請求項９】
加熱ステーション(１)を備えた、連続運転される熱成形機械、またはその他の熱成形機械を停止させる方法であって、
停止した状態のためには、成形シート(４)の送り方向(３)に、遮蔽板(８)が熱源(６)と成形シート(４)との間へと移動し、この際、遮蔽板(８)の送り方向前方端(９)は、加熱ステーション(１)の終端に留まることとなる成形シート領域と、同時かつ同一速度で、加熱ステーション(１)中を移動し、また、加熱ステーション(１)中にて減速されることを特徴とする熱成形機械の停止方法。
【請求項１０】
遮蔽板(８)と成形シート領域との同時かつ同一速度での移動が、加熱ステーションの外側にて、かつ加熱ステーションの上流側で、開始されていることを特徴とする請求項９に記載の熱成形機械の停止方法。
【請求項１１】
成形シート(４)の減速は、最後に加熱された未加工の成形シート部分が、加熱ステーション(１)を離れた後に、開始されることを特徴とする請求項９または１０に記載の熱成形機械の停止方法。
【請求項１２】
遮蔽板(８)の移動のために、制御を受ける駆動系統が配置されたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱ステーション（station；特定の操作を行う領域ないしは装置ユニット）を備える熱成形機械を起動する方法、特には連続運転される熱成形機械を起動する方法に関する。本発明は、また、このような熱成形機械を停止する方法に関する。ここで、熱成形機械は、停止状態において、遮蔽板が熱源と成形シート（厚みの薄いフィルムも含むものとする。また、特には成形加工を行うための樹脂シートである。）との間へと移動している。
【背景技術】
【０００２】
技術水準により次のような熱成形機械が知られている。成形シートが、複数のカップ部をシートに設けるための成形ステーションに供給され、次いで、充填ステーションにて充填される。シールステーションにおいては、成形シートが密封シートと接続される。成形ステーションは、通常、加熱ステーションを備え、加熱ステーションでは、成形ステーションにてカップ部を設けるのに要する温度まで加熱される。加熱は、加熱板でもって接触的に行われるか、または、非接触的に、成形シートからの間隔をおいて加熱ステーションに配置された加熱部材によって行われる。ドイツ特許出願公開DE 27 45 422 A1においては、熱形成機械の起動及び停止のための方法が記載されている。ここでは、周期的な作動が行われるので、成形シートが、部分ごとに加熱ステーションにより加熱され、この部分が次の周期段階（一周期中の一段階）にて、さらなる加工のために成形ステーションへと送り込まれる。熱成形機械の周期的な作動における起動及び停止は、基本的には、次のようにして行われる。成形シートの送り動作を変更する周期段階においては、遮蔽板が加熱ステーションから引き離されるか、または、加熱ステーション中へと入れられる。このようにして、特には熱成形機械の起動の際に、加熱ステーション上の成形シート領域は、一つの周期段階の間だけ加熱され、次いで、成形ステーションにてさらなる加工を加えることができる。
【０００３】
このような方法は、熱成形機械を連続運転する場合に採用することができない。一つの周期段階に欠陥があって、加熱ステーション中にある成形シート領域が、設定された送りによって連続的に加熱ステーションから引き離されるからである。不充分に加熱された成形シート領域は、引き続いての適切な加工を行うことができない。そのため、熱成形機械を連続運転する場合に、起動時の廃棄分（起動くず）が生じる。また、連続運転する場合の停止も問題となる。加熱ステーションに送り込まれた成形シート領域が、未だ加熱された状態にあり、後に熱成形機械を起動するにあたっては、一定の開始温度が、保証されず、また、期待できない。
【０００４】
ドイツ特許出願公開DE 198 50 143 A1においては、２つの部材を接合させる装置が開示されている。すなわち、感圧接着剤層を、特定断面形状を有するシーリング部材の上に接合させる装置が開示されている。接合のために、両部材が、近赤外線照射器により加熱され、引き続いて生じる加熱について、非接触式赤外線温度計によりコントロールされる。ドイツ特許出願公開DE 198 50 143 A1は、以下の点についても開示している。近赤外線照射を、数分の１秒の間に、遮蔽板の差し込みによって開始し、または中止することができる。しかし、次のようなことは示されていない。廃棄分が生じないように部材を連続的に押し出す際に所定の加熱をどのようにして確実に行われるようにするかについて、また、装置の起動時に、比較的長く延びる領域についてもどのようにして加工温度に確実に到達するようにするかについて示していない。
【特許文献１】ドイツ特許出願公開DE 27 45 422 A1
【特許文献２】ドイツ特許出願公開DE 198 50 143 A1
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、本発明の根底をなす課題は、熱成形機械の起動方法において、熱形成シートの廃棄分を低減または完全になくすことができるようにすることである。また、熱成形機械の停止方法において、後の起動時に、一定の初期条件を得ることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
起動方法に関する課題は、導入部で述べた方法において、以下により解決される。通常の作動時における成形シートの滞留時間は、加熱ステーションにおける一定の送り速度によって決められており、また、停止状態から一定の送り速度に達するまでの成形シートの加速の進行過程は、固定されている。成形シートの送りの方向とは逆に引き離される遮蔽板の加速の進行過程は、次のように決められる。加熱ステーション中にあって、遮蔽板による局部的な遮蔽をもはや受けていない成形シート領域が、滞留時間に対応する移送時間の間に、遮蔽板における送り方向前方端から加熱ステーションの終端にまで送られるというように決められる。
【発明の効果】
【０００７】
このようであると、熱成形機械による成形シートの送り動作を開始する際、加熱ステーションにおける送り方向前方すなわち下流の側の縁にて、温度が急上昇する。これにより、加熱ステーション中に位置する成形シート領域の全体が、この後での加工に必要な成形温度に達する。そして、加熱ステーションの終端と、成形ステーションの始端との間に位置する領域でのシートの廃棄分を最小にすることができる。また、熱成形機械を停止させた後に、生産の再開を迅速に行うことができる。熱成形機械の起動時には、加熱ステーション中に位置する成形シート部分について次のことが確実となっている。加熱ステーション中での滞留時間の全期間中、熱源によって加熱することができ、したがって、確実に加工温度に達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
熱成形機械の起動の際、遮蔽板の位置・姿勢のシフトの開始が、一つの前記滞留時間の分だけ、熱成形シートの送り動作を開始するより前に行われるならば好ましい。特には、加熱ステーションにおける下流端部に置かれた成形シート部分についての加熱も、加熱ステーションの寸法に関わらず、確実に行うことができるからである。
【０００９】
加熱ステーションの全体にわたって、なるべく均一な加熱を確実に行うためには、熱源として、成形シートの送り方向に沿って複数の近赤外線照射器が隣り合わされて配列される。これら近赤外線（near-infra-red）照射器は、非接触的に、実質上、熱線（赤外線）によって熱成形シートの加熱を行う。熱成形機械の運転が停止された状態では、近赤外線照射器の熱出力を低減することが想定されている。これにより、遮蔽板のオーバーヒートが防止され、また、コストのかかる冷却装置を遮蔽板のために設けるのを省くことができる。
【００１０】
本発明の枠内において、熱成形機械の起動時における近赤外線照射器の熱出力を、早期に向上させ、これにより、成形シートの送り動作を開始する際には、連続運転のための熱出力が得られるようにするということが想定されている。次のようであるならば、さらに好ましい。近赤外線照射器の熱出力を熱成形機械の起動の際に早期に向上させ、これにより、遮蔽板の位置・姿勢のシフトが開始する時には、連続運転のための熱出力が得られるようになっているならば、さらに好ましい。このようであると、遮蔽板が送り動作の方向とは逆に動かされて、加熱ステーションから送り出される時には、近赤外線照射器の熱出力が既に定常状態となっていからである。また、成形シートに対して所要の熱量をもたらすためには、熱出力の低下状態に起因して移行時間を延長させるという必要がないからである。
【００１１】
遮蔽板を加熱ステーションから移動する際に、近赤外線照射器の遮光の具合が変化するのであり、また、近赤外線照射器の全てが同一の照射強度を有するのではないことから、加熱ステーション中における均一な照射線分布は保証されていない。それにも拘わらず成形シートについての所要の加熱を確実に行うためには、次のことが想定されている。少なくとも、熱成形機械の起動時には、加熱ステーションに隣接して配置される温度センサーでもって、熱成形シートの温度を測定し、制御機構の制御値として用いられる。すなわち、加熱ステーションにおける熱成形シートの滞留時間、または、加熱の調整度合いについての制御値として用いられる。好ましくは、温度センサーとして、温度の非接触的な計測のために、非接触赤外線温度計（赤外線放射温度計; pyrometer）が取り付けられる。
【００１２】
停止させる際の本発明の課題は、加熱ステーションを備える熱成形機械、特には連続的に作動する熱成形機械を停止させる方法において、以下により解決される。停止状態のためには、加熱ステーション中にて、成形シートの送り方向に沿って、遮蔽板が熱源と成形シートの間へと移動する。この際、遮蔽板の送り方向前方端は、加熱ステーションの終端のところに留まることとなる成形シート領域と「同期して」動かされる。すなわち、該成形シート領域に一致する位置を取り続けつつ同時に動かされる。このように同期して加熱ステーション中を通って移動し、また、減速・制動を受ける。このような方法により、次のことが確実に実現される。熱成形機械が停止された状態では、既に加熱された成形シートの全てについて加工を行うことができ、加工を受けるべき最後の成形シート領域が、加熱ステーションから離れたときに初めて成形シートが減速を受ける。遮蔽板の送り方向前方端が、成形シートの動きにぴったりとそろえられて同期して移動するのであり、該前方端に同期する箇所が、後に、加熱ステーション中にあって成形シート領域の端部をなす。このようにして成形シートに同期した遮蔽板の移動が行われた後、遮蔽板と成形シートとは、停止状態に達するまでの減速・制動の際にも、一致・同期された移動が行われる。
【００１３】
よりシンプルな構成とするためには、遮蔽板と成形シートとの一致・同期は、加熱ステーションの外側で、かつ上流にて実現される。すなわち、熱成形機械を起動する際、遮蔽板は、加熱ステーションから完全に引き離されており、加熱ステーションから間隔をおいて配置されている。このようにして、移動を同期させることは、時間や場所の不足が生じることなしに実現でき、遮蔽板が、対応する成形シート領域に一致・同期された状態にて加熱ステーション中へと入り込む。成形シートの減速・制動は、最後に加熱されて、加工を受けるべき成形シート部分が、加熱ステーションを離れた後に、はじめて行われる。このようにして、加熱ステーション中にて加熱された成形シート部分は、従来より行われていたプロセスに対して変更・修正を加えることなしに、加工を行うことができる
【実施例】
【００１４】
図面には、熱成形機械のうち、本発明の方法の説明に必要な加熱ステーション１のみを模式的に示す。加熱ステーション１には、ケーシング２が備えられる。該ケーシング２中には、矢印３の方向へと加熱ステーション１を通り抜ける成形シート４の上方に、熱源６としての複数の近赤外線照射器５が配置されている。成形シート４における、熱源６とは逆の側には、反射鏡７が固定状態で配置されている。加熱ステーション１のケーシング２中には、熱源６と成形シート４との間に、遮蔽板８が位置・姿勢をシフト可能に配置されている。遮蔽板８は、成形シート４の送り方向３とは逆の方向へと、制御駆動系によって移動可能である。図１には、熱成形機械が運転休止状態にあるときの加熱ステーション１の様子を示す。図１の状態にて、成形シート４が、遮蔽板８により、熱源６からの加熱から遮断されている。また、近赤外線照射器５の熱出力が低く抑えられている。
【００１５】
図３には、通常運転を行っている際の、ある時点における加熱ステーション１の様子を示す。図３の状態において、成形シート４は、一定の送り速度でもって連続的に送られる。そのため、どの成形シート領域についても、加熱ステーション１の長さと、一定の送り速度とによって決められる滞留時間の間だけ、加熱ステーション中に滞留することとなる。また、この滞留時間Ｄの間中、一定の熱出力を行う近赤外線照射器５によって、熱量の供給が行われることとなる。このようにして、成形シートの該領域は、加熱ステーション１に進入する際の初期温度から、後の加工に必要な成形温度まで加熱される。
【００１６】
成形シート４の廃棄分について、熱成形機械の運転停止の時間と同程度にまで最小化するためには、運転停止状態から定常送り速度を達成するまでの、成形シート４に対する加速進行過程を一定にする。成形シートの加速進行過程に依存して、成形シート４の送り方向とは逆方向に送り出される遮蔽板８の加速進行過程は、次のように決められる。局所的にもはや遮蔽板８により遮蔽されていない成形シート領域が、加熱ステーション１中にて、滞留時間Ｄに一致する移送時間の間に、遮蔽板８の送り方向前方端９から、加熱ステーション１の終端にまで送られるというふうに決められる。これは以下のことを意味する。図２中にて矢印１０で示される成形シート領域、すなわち遮蔽板８の前方端９（下流側の端部）の直下に位置する領域が、図示された位置から、加熱ステーション１の終端にまで、通常運転時における滞留時間Ｄに一致する時間をかけて、移動するということを意味する。このようにして、所用の熱量が供給されるのに充分な時間だけ滞留することとなる。
【００１７】
以下のことが明らかである。加熱ステーション１における下流側の端部に位置する成形シート領域にとり、所要の移行時間が容易に達成可能であり、また、熱成形機械が起動した際、遮蔽板８の移動の開始は、成形シート４の送り動作の開始よりも、滞留時間Ｄだけ先に行われるということが明らかである。さらには、成形シート４の送り動作の開始の前に、近赤外線照射器５の熱出力が、通常運転時の値にまで回復する。好ましくは、遮蔽板８の移動の開始の前に、連続運転時の熱出力が得られるように、早期に回復する。このようにして、移送時間の間に、もはや遮光板８によって遮光されていない成形シート領域が、充分な一定の熱出力を受けることとなり、そのため、該移送時間の間に供給される熱量に変動が生じない。このことに関連して、図４には、重要なパラメーターについての相互に決定される時間的な変動を示す。すなわち、最上部に描かれた近赤外線照射器の熱出力の上昇と、これより時間的に後に開始する、成形シート４の送り方向とは逆への遮蔽板８の移動と、成形シート４の送り動作の開始と、さらには、成形シート４の送り移動速度に依存して与えられる温度とについて示す。
【００１８】
遮蔽板８についての理論的に得られる加速進行過程は、加熱ステーション１の後（下流側）に続く位置に配置される温度センサー、すなわち非接触式温度計１１（特には赤外線方式のもの）を用いてコントロールされる。これにより、成形シート４の温度が測定され、制御値として、加熱ステーション１における成形シート４の滞留時間についての制御機構に用いられる。
【００１９】
図６には、成形シート４が送り出された長さについての時間による依存性、及び、これにより決定される遮蔽板８の位置について示す。ある時点Ｔから時間軸に沿って滞留時間Ｄだけ右へ進み、時点Ｔから滞留時間Ｄの後におけるシート始動曲線(start-up curve)までの距離を求める。すると、この距離が、時点Ｔにおける遮蔽板８の開度に相当する。そのため、遮蔽板８の動きは、成形シート４の加速進行過程から理論的に導き出すことができる。
【００２０】
熱成形機械を停止させる際、加熱された成形シート部分のいずれもについて、後に適切な加工を行うことができるようするためには、次のようにする。最後に加熱され、未だ成形加工を受けていない成形シート部分が、加熱ステーション１を離れた時点で、はじめて成形シート４の送り速度が減速される。また、遮蔽板８における送り方向前方端９が、加熱ステーション１の終端に留まることとなる成形シート部分と同期して、加熱ステーション１中を移動し、加熱ステーション１中にて制動を受けるようにする。すなわち重なり合う位置を取り続けるように同時に移動し、また制動を受けるようにする。通常運転のためには、遮光板８が加熱ステーション１から完全に移動して外れることだけが必要なのであり、通常運転中に、遮光板８は、加熱ステーション１より外側の任意の位置にある。そのため、次のような実施形態を取り得る。遮蔽板８が加熱ステーション１の外側にて、成形シート部分と同期して動き、既に成形シート部分と同期して移動している状態にて加熱ステーション１中に入り込み、そして、減速される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】熱成形装置の加熱ステーションについての模式的な正面図である。加熱ステーションには、この中に引き込まれる遮蔽板が備えられる。
【図２】不図示の熱成形装置が起動する際に、加熱ステーションからズレ動く様子を示す、図１に対応する正面図である。
【図３】遮光板が、熱成形装置が通常作動を行う際の位置にある場合についての、図１に対応する正面図である。
【図４】熱成形機械を起動する際の加熱ステーションでの重要なパラメーターに関する時間的な相関を示すグラフ図である。
【図５】熱成形シート及び遮蔽板が送り出されて行く道のりの長さが、時間に依存して変化する様子を示すグラフ図である。
【図６】成形シートが送り出されて行く道のりの長さが、時間に依存する様子を示す、遮蔽板の位置を決めるためのグラフ図である。
【符号の説明】
【００２２】
１  加熱ステーション    ２  ケーシング          ３  送り方向
４  成形シート          ５  近赤外線照射器      ６  熱源
７  反射鏡              ８  遮蔽板              ９  送り方向前方端
１０  成形シート領域    １１  非接触式温度計
【図１】
2006111011.tif 000003
【図２】
2006111011.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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