(57)【要約】【課題】加熱によるシート軟化時のエアー溜まりの発生を抑制することで、シートの特性である透明度や輝度を極力低下させずに成形することができる。【解決手段】熱成形対象となる基材１０の収容領域を有する下枠２と、加熱面３ｂの外周縁を下枠２の枠上縁部２ａに対して当接可能とした熱板３とを備え、下枠２の枠上縁部２ａと熱板３の外周縁との間にシート４を配置させ、シート４を熱成形して基材１０に接着させる熱板加熱による熱成形装置であって、熱板３は、加熱面３ｂの外周縁寄りの位置に開口する熱板側通気孔３２が設けられ、シート４の加熱面３ｂに対する吸着前において、シート４と加熱面３ｂとの間に一定の隙間Ｓを有する構成の熱成形装置１を提供する。【選択図】図１
2015212050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱成形対象となる基材の収容領域を有する枠材と、
加熱面の外周縁を該枠材の枠縁部に対して当接可能とした熱板と、
を備え、
前記枠材の枠縁部と前記熱板の外周縁との間にシートを配置させ、該シートを熱成形して金型賦形または前記基材に接着させる熱板加熱による熱成形装置であって、
前記熱板は、前記加熱面の前記外周縁寄りの位置に開口する真空穴が設けられ、
前記シートの前記加熱面に対する吸着前において、前記シートと前記加熱面との間の少なくとも一部に隙間を有することを特徴とする熱板加熱による熱成形装置。
【請求項２】
前記熱板の加熱面は、粗さ加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載の熱板加熱による熱成形装置。
【請求項３】
前記熱板の加熱面には、耐熱性と離型性を有する表面処理が全面にわたって施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱板加熱による熱成形装置。
【請求項４】
前記熱板の加熱面は、該加熱面全体として平面視で中央部分が前記枠材側に向けて突となる球面状の凸面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱板加熱による熱成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートを熱成形して金型賦形または基材に接着させるための熱板加熱による熱成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シートを成形基材の外表面に接着する装置として、真空プレス積層型の熱成形装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、特許文献１に示す従来の熱成形装置では、上下のチャンバーを備え、下側チャンバーは成形基材を収容するとともに上側チャンバー側の周縁部にシートをセットすることが可能であり、上側チャンバーはヒーターを備えた熱板を有している。上側チャンバーは、真空タンクおよび加圧タンクに接続されており、チャンバー内を真空および加圧可能であり、下側チャンバーは真空タンクに接続されチャンバー内を真空にすることが可能な構成となっている。
【０００３】
このような熱成形装置を用いた成形方法として、先ず、基材とシートを下側チャンバーにセットし、上側チャンバーを下降させ、上下のチャンバー内を大気圧状態での気密状態とする。次に、上下チャンバー内を真空状態とし、上側チャンバーの熱板によりシートを加熱する。そして、下側チャンバー内のテーブルを上昇させ、上側チャンバー内のみを大気圧状態にすることによりシートが基材（金型）に押し付けられて成形される。次に、上側チャンバー内を少しだけ真空状態にすることで離型が行われて熱成形される。
このように構成される熱成形装置の一般的な熱板としては、図９（ａ）に示すように、シート９１を吸着させて加熱する加熱面９０の全体にわたって複数の真空穴９２が加工されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１０２９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の熱成形装置では、以下のような問題があった。
すなわち、従来の熱板によるシート加熱では、図９（ｂ）のように、加熱後にシート９１を加熱面９０から剥離させると、シート表面全体に加熱面に設けられる真空穴９２の吸引穴跡（図９に示す符号９１ａ）が転写してしまう。そのため、シートの透明度や輝度が低下して意匠性及び商品価値が損なわれるという問題があった。
【０００６】
また、従来の熱板は、加熱面の全面にわたって複数の真空穴が設けられており、シートを加熱面に吸着させる際に、それら全ての真空穴より同時にエアーを真空吸引することで、シート全面を同時に加熱面に吸着させる構成となっている。しかし、エアーが完全に抜けない状態のまま真空穴を軟化されたシートによって塞いでしまうおそれがある。
そのため、エアーの逃げ場がなくなってしまい、加熱面とシートとの間にエアー溜まりが発生し、シートにエアー溜まりによるアバタが生じて輝度を低下させるうえ、シートに加熱むらが生じるという問題があり、その点で改善の余地があった。
【０００７】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、加熱によるシート軟化時のエアー溜まりの発生を抑制することで、シートの特性である透明度や輝度を極力低下させずに成形することができる熱板加熱による熱成形装置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】
上記目的を達成するため、本発明に係る熱板加熱による熱成形装置では、熱成形対象となる基材の収容領域を有する枠材と、加熱面の外周縁を該枠材の枠縁部に対して当接可能とした熱板と、を備え、前記枠材の枠縁部と前記熱板の外周縁との間にシートを配置させ、該シートを熱成形して金型賦形または前記基材に接着させる熱板加熱による熱成形装置であって、前記熱板は、前記加熱面の前記外周縁寄りの位置に開口する真空穴が設けられ、前記シートの前記加熱面に対する吸着前において、前記シートと前記加熱面との間の少なくとも一部に隙間を有することを特徴としている。
【０００９】
本発明では、枠材の枠縁部と熱板の外周縁との間にシートを配置させ、真空穴を使用して吸引することで熱板にシートが吸着されて所定温度に加熱される。その後、熱板とシートとの間を大気開放し又は加圧し、シートを挟んだ上下の空間に圧力差を生じさせることで、加熱により軟化したシートが熱板の加熱面から剥離し、基材側へ向けて移動することにより基材の表面に押し付けられて金型賦形または基材接着される。
この場合、熱板の真空穴の開口が加熱面の外周縁寄りの位置であるので、その開口部分で吸引されるシートの吸引部分の位置が成形品（基材）の意匠を妨げない位置とすることが可能となる。そのため、シート表面に真空穴の吸引穴跡が転写されても、そのシート上の吸引穴跡が金型賦形又は基材接着された熱成形品の意匠面にならず、成形品の透明度や輝度の低下を抑えた成形が可能となる。
【００１０】
また、本発明の熱成形装置では、シートの加熱面に対する吸着前において、シートと加熱面との間の少なくとも一部に隙間を有し、且つ熱板の真空穴が加熱面の外周縁寄りの位置に設けられているので、この真空穴を使用して吸引したときに、加熱面とシートとの間のエアーが加熱面の外周縁側に向けて流れて真空穴より吸い込まれる。すなわち、真空穴が加熱面の外周縁寄りの位置のみに配置され、加熱面の中央部分に配置されていないので、例えば真空穴が加熱面の外周縁全周にわたって均等に設けられている場合に、シートが加熱面の中心部分から外周縁側に向かうに従い漸次、放射状に吸着させることができる。そのため、従来のようにエアーの逃げ場が無くなることによるエアー溜まりの発生を抑制することができ、シート全面にわたって均一に加熱することができ、加熱むらの無い状態で軟化させることができる。
したがって、加熱により軟化したシートに生じるエアー溜まりに伴うアバタを低減することができ、金型賦形又は基材接着された熱成形品の意匠性が損なわれず、品質が低下するのを抑えることができる。
【００１１】
また、本発明に係る熱板加熱による熱成形装置では、前記熱板の加熱面は、粗さ加工が施されていることが好ましい。
【００１２】
本発明では、シートの透明度や輝度を低下させない程度で、且つ加熱面とシートとの間にエアー溜まりが生じない程度の適度な粗さ加工を加熱面に施すことで、加熱面に付着したシートの間にその粗さの凹凸による微細な流通部が形成される。そのため、吸引時にその流通部を通じて加熱面とシートとの間のエアーが真空穴に吸い込まれるため、シートが加熱面に吸着した後でもエアーを吸引することが可能となり、より確実にエアーを逃がすことができる。さらに、加熱面に粗さ加工を施すことで、粗さの微細な凹凸により軟化したシートを加熱面から離し易くなる利点がある。
【００１３】
また、本発明に係る熱板加熱による熱成形装置では、前記熱板の加熱面には、耐熱性と離型性を有する表面処理が全面にわたって施されていることが好ましい。
【００１４】
本発明では、シートが加熱により軟化して加熱面に密着していても、加熱面が全面にわたって耐熱性、且つ離型性を有するので、加熱後に真空穴による吸引を停止したときに、シートを加熱面から直ぐに且つ均一に剥離させることができる。そのため、加熱面から剥離したシート全体を均一に、且つ同時に基材に向けて移動させることができ、基材に対するシートの位置ずれを抑えて金型賦形又は基材接着を行うことができ、成形品の品質の低下を防ぐことができる。
【００１５】
また、本発明に係る熱板加熱による熱成形方法では、前記熱板の加熱面は、該加熱面全体として平面視で中央部分が前記枠材側に向けて突となる球面状の凸面が形成されていることが好ましい。
【００１６】
本発明では、熱板の加熱面が球面状の凸面となっているので、加熱面の外周部に設けられる真空穴で吸引した際に、加熱面とシートとの間のエアーがその凸面に沿って真空穴側に移動し易くなり、エアー溜まりの発生をより確実に防ぐことができる。
また、この場合には、凸面の曲率を利用してシートが線膨張により伸び、その伸びによって余った部分が加熱面の外周側に形成されるシートとの隙間に逃げて加熱面に吸着されるため、エアー溜まりの無い状態で加熱することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の熱板加熱による熱成形装置によれば、加熱によるシート軟化時のエアー溜まりの発生を抑制することで、シートの特性である透明度や輝度を極力低下させずに成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態による熱成形装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す熱成形装置の熱板を示す要部断面図である。
【図３】図１に示すＡ−Ａ線矢視図であって、熱板を下側から見た平面図である。
【図４】熱板によるシート加熱中の状態を示す側断面図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）は、熱板側通気孔のシート吸引状態を説明する図である。
【図６】図４に続く熱成形方法の動作手順を示す側断面図である。
【図７】第１変形例による熱成形装置の熱板を示す要部断面図であって、（ａ）はシート加熱前の状態の図、（ｂ）はシート加熱時の状態の図である。
【図８】第２変形例による熱成形装置の熱板を示す要部断面図であって、（ａ）はシート加熱前の状態の図、（ｂ）はシート加熱時の状態の図である。
【図９】従来の熱板の加工面を示す断面図であって、（ａ）はシート加熱中の状態を示す図、（ｂ）はシート加熱後にシートを加熱面から離脱させた状態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態による熱板加熱による熱成形装置について、図面に基づいて説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態による熱板加熱による熱成形装置１は、基材１０にシート４を接着する被覆成形に用いられる。
熱成形装置１は、基材１０を収容可能な空間（収容領域Ｒ）を有する下枠２と、この下枠２の枠上縁部２ａに対して当接可能な当接面３ａを有する熱板３と、を備えている。下枠２と熱板３との間に樹脂製のシート４を配置させ、そのシート４を加熱して基材１０に接着させる熱成形を行う構成となっている。ここで、基材１０は、シート４の接着により熱成型品となり、熱成形装置１において、基材治具１１によって保持されている。
なお、熱成形装置１としては、被覆成形に限らずに、シートを金型形状に成形する真空成形や圧空形成など熱成形全般の工法が適用対象とされる。
【００２１】
下枠２と熱板３とは上下に配置されており、熱板３は下枠２に対して上側に配置されている。
下枠２は、金属製の部材からなり、平面視で四角形状をなす周壁部２１で囲われた前記収容領域Ｒを有し、底部２２の周壁部２１側には収容領域Ｒに連通する多数の下枠側通気孔２３、２３、…が形成されている。これら下枠側通気孔２３は、真空ポンプ５１を備えた真空タンク５に接続されている。成形時には、真空ポンプ５１を駆動させて真空吸引することで収容領域Ｒを減圧することができる。
下枠２は、枠上縁部２ａと熱板３の当接面３ａとの間でシート４の外周部４ａを挟持して固定することが可能となっている。つまり、下枠２と熱板３との間にシート４を挟持した状態において、シート４を挟んだ上下の下枠２側の収容領域Ｒと、熱板３側の空間（後述する隙間Ｓ）とがシート４によって隔離されている。
なお、下枠２は、床上をスライド可能な架台（図示省略）に設けられており、シート４の供給位置と熱板３の下側の成形位置との間で進退可能となっている。
【００２２】
熱板３は、下方から見た平面視で外周縁に枠部３１を有し、その枠部３１の下面が前記当接面３ａとなり、この当接面３ａよりも上側に凹んだ位置に滑らかな平面状をなす加熱面３ｂを有している。そして、熱板３は、下枠２に対して近接離反するように上下方向に移動可能に設けられ、下方に移動させたときに当接面３ａが下枠２の枠上縁部２ａに密接して配置される。
ここで、加熱面３ｂの凹み寸法、すなわち当接面３ａと加熱面３ｂとの高さ寸法は、例えば１〜１０ｍｍとされる。この高さ寸法は、上述したように下枠２の枠上縁部２ａと熱板３の当接面３ａとの間に挟持されたシート４の上方に、加熱面３ｂとの間に形成される隙間Ｓに相当する。
【００２３】
熱板３は、上面側に複数のヒーター（図示省略）が設けられ、加熱面３ｂの温度として、例えば一般的な熱可塑性シートの軟化温度範囲で８０〜２５０℃に加熱される。
また、熱板３には、図２及び図３に示すように、加熱面３ｂの枠部３１寄りの位置に熱板側通気孔３２（真空穴）が複数設けられている。熱板側通気孔３２は、穴開け加工により熱板３に形成され、下方から見た平面視で四角形状の加熱面３ｂの四隅の角部と各辺の中央部の計８箇所に設けられ、それぞれ加熱面３ｂに開口している。
これら熱板側通気孔３２は、加熱面３ｂで真空吸引する真空ポンプ５１を備えた真空タンク５と、コンプレッサ６１による圧縮空気を貯める加圧タンク６とに接続されている。真空タンク５を設けることにより、減圧ロスを小さくすることができる。
【００２４】
なお、真空ポンプ５１及び真空タンク５は、下枠側通気孔２３に接続される真空ポンプと共通したものを使用することができる。このような減圧・加圧手段を設けることで、熱成形時には、真空状態に維持された真空タンク５を開放して下枠２側から真空吸引したり、加圧タンク６より圧縮空気を供給して加熱面３ｂから収容領域Ｒ側に向けて加圧することが可能な構成となっている。
ここで、真空タンク５を設けずに、真空ポンプ５１の駆動によって直接吸引させることで真空度を高めるようにしてもよい。
【００２５】
熱板３の加熱面３ｂは、耐熱性と離型性を兼ねた表面処理と表面粗さ加工が施されている。表面粗さ加工として、周知のシボ加工などを採用することができる。例えば、シボ加工を有し、加熱面３ｂの平滑度が低い場合の粗さは、１０μｍ以下とされる。なお、比較として、シボ加工が無く、加熱面３ｂの平滑度（輝度）が高い場合の粗さは、０．５μｍ以下とされる。
【００２６】
また、加熱面３ｂの表面処理として、例えばテフロン（登録商標）加工、フッ素加工、離型剤、粉末などが挙げられる。
【００２７】
基材１０の表面に接着されるシート４は、外周部４ａが下枠２の枠上縁部２ａと熱板３の当接面３ａとの間に挟持され、水平状態で固定される。シート４の基材１０側（下面４ｂ）が接着層となっており、下面４ｂと基材１０との間には隙間を有した状態となっている。なお、基材１０と熱板３（シート４）との間の隙間は、例えば５ｍｍ程度あれば成形可能であり、この隙間を小さくすることにより下枠２の凹部（収容領域Ｒ）を最小限にすることができる。
【００２８】
そして、熱成形装置１は、下枠２と熱板３とをシート４を挟んで密接させた状態で、熱板３によって吸着・加熱し、これらの動作開始から所定時間後に熱板３による吸着動作を停止し、熱板３とシート４との間を大気開放又は加圧する制御が行われることになる。
【００２９】
次に、上述した熱成形装置１を用いて基材１０にシート４を被覆接着する熱成形方法について図面に基づいて説明する。
先ず、図１に示すように、収容領域Ｒの基材治具１１に基材１０がセットされた下枠２の枠上縁部２ａに対してシート４を載せた状態で設け、熱板３を下降させて当接面３ａで枠上縁部２ａとの間でシート４を挟持する。すなわち、下枠２の枠上縁部２ａに収容領域Ｒの開口を塞ぐようにしてシート４を配置させた後、熱板３の枠部３１を枠上縁部２ａに対してシート４を介在させた状態で当接するまで熱板３を下方に移動させる。このとき、シート４は、熱板３の加熱面３ｂに対して全面にわたって一定の隙間をあけて配置され、その外周部４ａが下枠２と熱板３とによって挟持された状態で保持される。
【００３０】
続いて、図４に示すように、真空タンク５を開放して熱板側通気孔３２を介して真空吸引（矢印Ｐ１方向）することにより、熱板３とシート４との間の隙間Ｓを減圧し、熱板３の加熱面３ｂにシート４を吸着させて加熱する。このとき、熱板側通気孔３２は、図３に示すように加熱面３ｂの外周部、すなわち枠部３１とのコーナー部に配置されているので、隙間Ｓ内のエアーは、減圧により加熱面３ｂの外周部に向かって流れ熱板側通気孔３２から逃げることになる。そのため、シート４は、図５（ａ）に示すように、平面視で加熱面３ｂの中心側から外周側に向けて吸着され、図５（ｂ）に示すように、最後に加熱面３ｂの外周部分（熱板側通気孔３２の開口部３２ａ）にシート４の外周部４ａが吸着される。
なお、シート４の加熱面３ｂへの吸着時には、加圧タンク６を開放して下枠２の下枠側通気孔２３を介して収容領域Ｒ（シート４の下側の空間）を加圧するようにしてもよく、これによりシート４の吸着を促進することができる。
【００３１】
そして、図６に示すように、シート４の加熱中の適宜なタイミングで、下枠２側に接続する真空タンク５を開放して熱板側通気孔３２を介してシート４が下方に移動する方向（矢印Ｐ２方向）へ真空吸引し、シート４の下側の収容領域Ｒのエアーを矢印Ｅ２方向に吸引して減圧し、高真空度状態にする。
【００３２】
次に、熱板３に吸着されたシート４が所定温度に加熱された後に、真空吸引を止め熱板３とシート４との間の減圧動作を停止して大気開放することで、シート４を挟んだ上下の空間に圧力差を生じさせる。これにより、加熱により軟化したシート４が熱板３の加熱面３ｂから剥離し、下枠２の基材１０側（矢印Ｅ２方向）に向けて移動して基材１０の表面に押し付けられて接着し、成形品が完成する。
【００３３】
ここで、基材１０に接着したシート４において、熱板側通気孔３２の開口部３２ａが当たる部分（吸引部分４Ａ）が外周部に位置し、成形品の意匠面を妨げない位置となる。図６では、吸引部分４Ａが、下枠側通気孔２３の開口部２３ａから外周部４ａの間に位置し、カットされる部分となっている。
【００３４】
その後、熱板３を上方へ移動させるとともに、下枠２を横移動させて熱板３の下方位置より移動させ、収容領域Ｒ内の成形品（基材１０）を取り出すことで、一連の成形動作が完了する。
このように成形される本実施の形態の熱成形装置１では、基材１０を自動供給することによって、ロールシートによる連続成形の対応が可能となる。
【００３５】
なお、シート４の加熱後は、大気開放だけではなく、加圧タンク６を開放して熱板側通気孔３２を介して下枠２側へ向けて加圧するようにしてもよい。つまり、図４に示す熱板側通気孔３に接続される真空タンク５を加圧タンク６に切り替え、熱板側通気孔３２より圧縮空気を噴出させて加圧することで、基材１０に対するシート４の押付け力（接着力）を大きくすることができる。
【００３６】
次に、上述した熱成形装置１の作用について、図面に基づいて説明する。
本実施の形態では、図１に示すように、熱板３の熱板側通気孔３２の開口部３２ａが加熱面３ｂの外周縁寄りの位置であるので、その開口部分で吸引されるシート４の吸引部分の位置が成形品の意匠を妨げない位置となる。そのため、シート表面に熱板側通気孔３２の吸引穴跡４Ａが転写されても、そのシート４上の吸引穴跡４Ａが熱成形品の意匠面にならず、成形品の透明度や輝度の低下を抑えた成形が可能となる。
【００３７】
また、本実施の形態の熱成形装置１では、シート４の熱板３の加熱面３ｂに対する吸着前において、シート４と加熱面３ｂとの間に隙間Ｓを有し、且つ熱板側通気孔３２が加熱面３ｂの枠部３１寄りの位置に設けられているので、この熱板側通気孔３２を使用して吸引したときに、加熱面３ｂとシート４との間のエアーが加熱面３ｂの外周縁側に向けて流れて熱板側通気孔３２より吸い込まれる（図５（ａ）、（ｂ）参照）。すなわち、熱板側通気孔３２が加熱面３ｂの外周縁寄りの位置のみに配置され、加熱面３ｂの中央部分に配置されていないので、本実施の形態のように熱板側通気孔３２が加熱面３ｂの外周縁全周にわたって均等に設けられている場合に、シート４が加熱面３ｂの中心部分から外周縁側に向かうに従い漸次、放射状に吸着させることができる。そのため、従来のようにエアーの逃げ場が無くなることによるエアー溜まりの発生を抑制することができ、シート４全面にわたって均一に加熱することができ、加熱むらの無い状態で軟化させることができる。
したがって、加熱により軟化したシート４に生じるエアー溜まりに伴うアバタを低減することができ、基材接着された熱成形品の意匠性が損なわれず、品質が低下するのを抑えることができる。
【００３８】
また、本実施の形態では、シート４の透明度や輝度を低下させない程度で、且つ加熱面３ｂとシート４との間にエアー溜まりが生じない程度の適度な粗さ加工を加熱面３ｂに施すことで、加熱面３ｂに付着したシート４の間にその粗さの凹凸による微細な流通部が形成される。そのため、吸引時にその流通部を通じて加熱面３ｂとシート４との間のエアーが熱板側通気孔３２に吸い込まれるため、シート４が加熱面３ｂに吸着した後でもエアーを吸引することが可能となり、より確実にエアーを逃がすことができる。さらに、加熱面３ｂに粗さ加工を施すことで、粗さの微細な凹凸により軟化したシート４を加熱面３ｂから離し易くなる利点がある。
【００３９】
また、本実施の形態では、シート４が加熱により軟化して熱板３の加熱面３ｂに密着していても、加熱面３ｂが全面にわたって耐熱性、且つ離型性を有するので、加熱後に熱板側通気孔３２による吸引を停止したときに、シート４を加熱面３ｂから直ぐに且つ均一に剥離させることができる。そのため、加熱面３ｂから剥離したシート４全体を均一に、且つ同時に基材１０に向けて移動させることができ、基材１０に対するシート４の位置ずれを抑えて接着を行うことができ、成形品の品質の低下を防ぐことができる。
【００４０】
上述のように本実施の形態による熱板加熱による熱成形装置では、加熱によるシート軟化時のエアー溜まりの発生を抑制することで、シート４の特性である透明度や輝度を極力低下させずに成形することができる効果を奏する。
【００４１】
以上、本発明による熱板加熱による熱成形装置の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では、熱板３の加熱面３ｂが平面形状であるが、これに限定されることはなく、図７及び図８に示すように、加熱面全体として平面視で中央部分が下枠側に向けて突となる球面状の凸面が形成された加熱面３ｂであってもよい。
【００４２】
例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示す第１変形例による熱成形装置の熱板３Ａは、凸面状の加熱面３ｂの中央部分が枠部３１の当接面３ａよりも下方に突出している。つまり、下枠２と熱板３Ａに挟持されたシート４は、熱板側通気孔３２による真空吸引を行う吸着前の状態でも一部（平面視で中央部分４ｃ）が加熱面３ｂに接した状態となっている。そのため、シート４と加熱面３ｂとの間の隙間Ｓは、シート４の外周部のみとなっている。
また、図８（ａ）、（ｂ）に示す第２変形例による熱成形装置の熱板３Ｂは、シート４の加熱面３ｂに対する吸着前において、シート４と凸面状の加熱面３ｂとの間に一定の隙間Ｓを有している。
【００４３】
これら第１変形例及び第２変形例の場合には、熱板３Ａ、３Ｂの加熱面３ｂが球面状の凸面となっているので、加熱面３ｂの外周部に設けられる熱板側通気孔３２で吸引した際に、加熱面３ｂとシート４との間のエアーがその凸面に沿って熱板側通気孔３２側に移動し易くなり、エアー溜まりの発生をより確実に防ぐことができる。
また、この場合には、凸面の曲率を利用してシート４が線膨張により伸び、その伸びによって余った部分が加熱面３ｂの外周側に形成されるシート４との隙間に逃げて加熱面３ｂに吸着されるため、エアー溜まりの無い状態で加熱することができる。
なお、この場合の凸面の曲率半径は、任意に設定することが可能であるが、エアーの流れが良好となることから、大きいほど好ましい。
【００４４】
また、本実施の形態では、熱板側通気孔３２の位置は、加熱面３ｂにおける枠部３１とのコーナー部に開口部３２ａが位置する構成としているが、この位置、数量に限定されることはない。要は、加熱面３ｂの枠部３１寄りの位置に開口する真空穴が設けられていれば良いのであって、平面視で前記コーナー部よりも中央寄りにずれた位置であってもかまわないし、その位置であれば数量に限定されることもない。
さらに、本実施の形態では熱板側通気孔３２を穴開け加工により設けたものとしているが、これに制限されることはなく、例えば加熱面３ｂの外周部に沿うスリット状に形成される真空穴であってもかまわない。
【００４５】
さらにまた、本実施の形態では、熱板３の加熱面３ｂに粗さ加工、及び耐熱性と離型性を有する表面処理を施した構成としているが、これらを省略することも可能であるし、粗さ加工及び表面処理のいずれか一方のみであっても良い。
【００４６】
また、本実施の形態の熱成形装置では、上側に熱板３を配置し、下側に下枠２を配置した構成としているが、このような形態に限らず、上下を逆にして下側に熱板を配置する装置であっても良い。
【００４７】
また、本実施の形態では基材１０の表面にシート４を接着する場合を適用対象とし、下枠２の収容領域Ｒに基材１０を収容しているが、これに制限されることはない。具体的には、基材１０と下枠２とが一体的に設けられた金型を適用対象とした金型賦形を適用対象とすることも可能である。この金型賦形の場合には、加熱したシートが金型形状に成形される。
また、本発明において、基材に対するシートの「接着」とは、本実施の形態のようにシート自体を基材１０に接着する貼り合わせ成形の場合のみならず、転写トリムレスによりシート最上層のキャリアフィルムを剥離させて加飾層のみを基材に転写させる場合も含んでいる。
【００４８】
また、本実施の形態では、熱板３の上側にヒーターを設けているが、この形態に限定されることはなく、熱板３の内部にヒーターを埋め込む構造であってもかまわない。
【００４９】
さらにまた、本実施の形態では、下枠２の下枠側通気孔２３の位置を底部２２の周壁部２１側としているが、この位置に制限されることはない。例えば、上述した金型の場合には、金型を形成する凹凸部の凹部に連通する位置に通気孔を設けるようにしてもかまわない。
また、本実施の形態による下枠２、熱板３の形状、大きさ、シート４の固定手段などの構成は、任意に設定することができる。
【００５０】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  熱成形装置
２  下枠（枠材）
２ａ  枠上縁部
３、３Ａ、３Ｂ  熱板
３ａ  当接面
３ｂ  加熱面
４  シート
４Ａ  吸引穴跡
５  真空タンク
６  加圧タンク
１０  基材
２１  周壁部
２３  下枠側通気孔
３１  枠部（外周縁）
３２  熱板側通気孔（真空穴）
３２ａ  開口部
Ｒ  収容領域
Ｓ  隙間
【図１】
2015212050.tif 000003
【図２】
2015212050.tif 000004
【図３】
2015212050.tif 000005
【図４】
2015212050.tif 000006
【図５】
2015212050.tif 000007
【図６】
2015212050.tif 000008
【図７】
2015212050.tif 000009
【図８】
2015212050.tif 000010
【図９】
2015212050.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月25日(2014.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱成形対象となる基材の収容領域を有する枠材と、
平面視で四角形状の加熱面、及び外周縁から前記枠材側に向けて突出する枠部を有し、該枠部が該枠材の枠縁部に対して当接可能とした熱板と、
を備え、
前記枠材の枠縁部と前記熱板の外周縁との間にシートを配置させ、該シートを熱成形して金型賦形または前記基材に接着させる熱板加熱による熱成形装置であって、
前記熱板には、前記加熱面における前記枠部とのコーナー部であって、平面視で前記熱板の外周部に開口する真空穴が設けられ、
前記シートの前記加熱面に対する吸着前において、前記シートと前記加熱面との間の少なくとも一部に隙間を有することを特徴とする熱板加熱による熱成形装置。
【請求項２】
前記熱板の加熱面は、粗さ加工が施されていることを特徴とする請求項１に記載の熱板加熱による熱成形装置。
【請求項３】
前記熱板の加熱面には、耐熱性と離型性を有する表面処理が全面にわたって施されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱板加熱による熱成形装置。
【請求項４】
前記熱板の加熱面は、該加熱面全体として平面視で中央部分が前記枠材側に向けて突となる球面状の凸面が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱板加熱による熱成形装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る熱板加熱による熱成形装置では、熱成形対象となる基材の収容領域を有する枠材と、平面視で四角形状の加熱面、及び外周縁から前記枠材側に向けて突出する枠部を有し、該枠部が該枠材の枠縁部に対して当接可能とした熱板と、を備え、前記枠材の枠縁部と前記熱板の外周縁との間にシートを配置させ、該シートを熱成形して金型賦形または前記基材に接着させる熱板加熱による熱成形装置であって、  前記熱板には、前記加熱面における前記枠部とのコーナー部であって、平面視で前記熱板の外周部に開口する真空穴が設けられ、前記シートの前記加熱面に対する吸着前において、前記シートと前記加熱面との間の少なくとも一部に隙間を有することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明では、枠材の枠縁部と熱板の外周縁との間にシートを配置させ、真空穴を使用して吸引することで熱板にシートが吸着されて所定温度に加熱される。その後、熱板とシートとの間を大気開放し又は加圧し、シートを挟んだ上下の空間に圧力差を生じさせることで、加熱により軟化したシートが熱板の加熱面から剥離し、基材側へ向けて移動することにより基材の表面に押し付けられて金型賦形または基材接着される。
この場合、熱板の真空穴の開口が加熱面の外周部の位置であるので、その開口部分で吸引されるシートの吸引部分の位置が成形品（基材）の意匠を妨げない位置とすることが可能となる。そのため、シート表面に真空穴の吸引穴跡が転写されても、そのシート上の吸引穴跡が金型賦形又は基材接着された熱成形品の意匠面にならず、成形品の透明度や輝度の低下を抑えた成形が可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の熱成形装置では、シートの加熱面に対する吸着前において、シートと加熱面との間の少なくとも一部に隙間を有し、且つ熱板の真空穴が加熱面の外周部の位置に設けられているので、この真空穴を使用して吸引したときに、加熱面とシートとの間のエアーが加熱面の外周部側に向けて流れて真空穴より吸い込まれる。すなわち、真空穴が加熱面の外周部の位置のみに配置され、加熱面の中央部分に配置されていないので、例えば真空穴が加熱面の外周部全周にわたって均等に設けられている場合に、シートが加熱面の中心部分から外周部側に向かうに従い漸次、放射状に吸着させることができる。
そのため、従来のようにエアーの逃げ場が無くなることによるエアー溜まりの発生を抑制することができ、シート全面にわたって均一に加熱することができ、加熱むらの無い状態で軟化させることができる。
したがって、加熱により軟化したシートに生じるエアー溜まりに伴うアバタを低減することができ、金型賦形又は基材接着された熱成形品の意匠性が損なわれず、品質が低下するのを抑えることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
次に、上述した熱成形装置１の作用について、図面に基づいて説明する。
本実施の形態では、図１に示すように、熱板３の熱板側通気孔３２の開口部３２ａが加熱面３ｂの外周部の位置であるので、その開口部分で吸引されるシート４の吸引部分の位置が成形品の意匠を妨げない位置となる。そのため、シート表面に熱板側通気孔３２の吸引穴跡４Ａが転写されても、そのシート４上の吸引穴跡４Ａが熱成形品の意匠面にならず、成形品の透明度や輝度の低下を抑えた成形が可能となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
また、本実施の形態の熱成形装置１では、シート４の熱板３の加熱面３ｂに対する吸着前において、シート４と加熱面３ｂとの間に隙間Ｓを有し、且つ熱板側通気孔３２が加熱面３ｂの枠部３１寄りの位置に設けられているので、この熱板側通気孔３２を使用して吸引したときに、加熱面３ｂとシート４との間のエアーが加熱面３ｂの外周部側に向けて流れて熱板側通気孔３２より吸い込まれる（図５（ａ）、（ｂ）参照）。すなわち、熱板側通気孔３２が加熱面３ｂの外周部の位置のみに配置され、加熱面３ｂの中央部分に配置されていないので、本実施の形態のように熱板側通気孔３２が加熱面３ｂの外周部全周にわたって均等に設けられている場合に、シート４が加熱面３ｂの中心部分から外周部側に向かうに従い漸次、放射状に吸着させることができる。そのため、従来のようにエアーの逃げ場が無くなることによるエアー溜まりの発生を抑制することができ、シート４全面にわたって均一に加熱することができ、加熱むらの無い状態で軟化させることができる。
したがって、加熱により軟化したシート４に生じるエアー溜まりに伴うアバタを低減することができ、基材接着された熱成形品の意匠性が損なわれず、品質が低下するのを抑えることができる。