(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸形状を有する第１金型と凹形状を有する第２金型との間に被加工材を配置する配置工程と、
前記第１金型と第２金型とを接近させて、前記第１金型の凸形状の頂点と前記被加工材とを接触させる接触工程と、
加熱した前記被加工材を、加熱した第２金型に対して下死点まで接近させて、前記被加工材を変形および加熱する変形加熱工程と、
前記第１金型と前記第２金型とを冷却して、前記被加工材を冷却する冷却工程と、
前記第１金型と前記第２金型とを離間させて成形が完了した前記被加工材の成形が完了した成形品を取り出す取り出し工程と、
を有し、
前記変形加熱工程での前記第１金型の前記被加工材との接触面の温度は、前記第２金型の前記被加工材との接触面の温度より低く、
前記第１金型と前記第２金型の加熱および冷却は、それぞれの複数の温度制御ゾーンに分けて個別に行い、
凸形状を有する前記第１金型の温度制御ゾーンの数は、凹形状を有する前記第２金型の温度制御ゾーンの数より少ないことを特徴とする、熱プレス成形方法。
【請求項２】
凸形状を有する第１金型と凹形状を有する第２金型との間に被加工材を配置する配置工程と、
前記第１金型と第２金型とを接近させて、前記第１金型の凸形状の頂点と前記被加工材とを接触させる接触工程と、
加熱した前記被加工材を、加熱した第２金型に対して下死点まで接近させて、前記被加工材を変形および加熱する変形加熱工程と、
前記第１金型と前記第２金型とを冷却して、前記被加工材を冷却する冷却工程と、
前記第１金型と前記第２金型とを離間させて成形が完了した前記被加工材の成形が完了した成形品を取り出す取り出し工程と、
を有し、
前記変形加熱工程での前記第１金型の前記被加工材との接触面の温度は、前記第２金型の前記被加工材との接触面の温度より低く、
前記第１金型と前記第２金型の加熱および冷却は、それぞれの複数の温度制御ゾーンに分けて個別に行い、
前記接触工程は、
前記第１金型の加熱は、前記被加工材が第１金型に接した後に加熱を停止し、接する順に前記各温度制御ゾーン毎に加熱を停止し、第２金型については、先に接触する端部から順に前記各温度制御ゾーン毎に加熱を停止し、シート表面に投入される加熱エネルギーを均等にすることを特徴とする、熱プレス成形方法。
【請求項３】
凸形状を有する第１金型と凹形状を有する第２金型との間に被加工材を配置する配置工程と、
前記第１金型と第２金型とを接近させて、前記第１金型の凸形状の頂点と前記被加工材とを接触させる接触工程と、
加熱した前記被加工材を、加熱した第２金型に対して下死点まで接近させて、前記被加工材を変形および加熱する変形加熱工程と、
前記第１金型と前記第２金型とを冷却して、前記被加工材を冷却する冷却工程と、
前記第１金型と前記第２金型とを離間させて成形が完了した前記被加工材の成形が完了した成形品を取り出す取り出し工程と、
を有し、
前記変形加熱工程での前記第１金型の前記被加工材との接触面の温度は、前記第２金型の前記被加工材との接触面の温度より低く、
前記第１金型と前記第２金型の加熱および冷却は、それぞれの複数の温度制御ゾーンに分けて個別に行い、
前記変形加熱工程は、
加圧圧縮開始時に前記各温度制御ゾーン毎に所定の温度に制御され、前記第２金型または前記第１金型を、前記被加工材の融点以上に加熱し、加熱圧縮後に、冷却させることを特徴とする、熱プレス成形方法。
【請求項４】
凸形状を有する第１金型と凹形状を有する第２金型との間に被加工材を配置する配置工程と、
前記第１金型と第２金型とを接近させて、前記第１金型の凸形状の頂点と前記被加工材とを接触させる接触工程と、
加熱した前記被加工材を、加熱した第２金型に対して下死点まで接近させて、前記被加工材を変形および加熱する変形加熱工程と、
前記第１金型と前記第２金型とを冷却して、前記被加工材を冷却する冷却工程と、
前記第１金型と前記第２金型とを離間させて成形が完了した前記被加工材の成形が完了した成形品を取り出す取り出し工程と、
を有し、
前記変形加熱工程での前記第１金型の前記被加工材との接触面の温度は、前記第２金型の前記被加工材との接触面の温度より低く、
前記第１金型と前記第２金型の加熱および冷却は、それぞれの複数の温度制御ゾーンに分けて個別に行い、
前記冷却工程は、前記第１金型を前記第２金型よりも先に冷却を開始することを特徴とする、熱プレス成形方法。
【請求項５】
前記冷却工程は、
前記第１金型および前記第２金型内で、それぞれ金型毎に冷却しながら、あわせて前記ゾーン毎で同時に加熱を入り切りすることにより、冷却時に所定の温度を維持し、一定の冷却速度で冷却することを特徴とする、請求項４に記載の熱プレス成形方法。
【請求項６】
凸形状を有する第１金型と凹形状を有する第２金型と、
前記第１金型を加熱した前記第２金型に対して下死点まで接近させて被加工材を変形および加熱する際に、前記第１金型の前記被加工材との接触面の温度を、前記第２金型の前記被加工材の接触面の温度より低くなるように温度制御する温度制御装置とを有し、
前記温度制御装置による前記第１金型と前記第２金型の加熱および冷却は、各々複数のゾーンに分けて個別に行い、
前記第１金型のゾーンの数は、前記第２金型のゾーンの数より少ないことを特徴とする、熱プレス成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂シートの被加工材を目的の形状に熱プレス成形する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
形状が転写された成形品を得る方法として、熱プレス成形方法や、射出成形方法が知られている。
図１１は特許文献１などに記載されている熱プレス成形装置である。これは、被加工材１４を事前に加熱し、この加熱された被加工材１４を、第１金型１と第２金型２の間に設置する。次に、第１金型１を押し込みながら、第２金型２に沿うように被加工材１４を変形させ、第１金型１が第２金型２と密着し被加工材１４を加圧する。次に、第１金型１と第２金型２で挟んでいる被加工材１４を、第１金型１と第２金型２で冷却する。この冷却の後に、第２金型２の表面形状が転写された被加工材１４の成形品を、型開きして取り出す。
【０００３】
図１２は特許文献２などに記載されている射出成形装置である。従来の射出成形方法は、第１金型１と、第２金型２を加熱し、第２金型２を移動させ、第１金型１と密着させてキャビティを形成し、溶融した樹脂を前記キャビティに射出し、その後に第１金型１と第２金型２を冷却する。この冷却の後、キャビティの形状が転写された成形品を取り出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０１６６４９号
【特許文献２】特許５０１５２１７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の熱プレス成形方法では、事前に加熱された被加工材１４を金型内に搬送する際に、自然冷却してしまい、形状を維持することができない。そのため特許文献１では、第１金型１と第２金型２を個別に加熱できるヒータ１６と、第１金型１と第２金型２を個別に冷却できる冷却水管１８を設け、成形時は、樹脂が軟化する温度まで金型を加熱し、成形後は金型を冷却し、樹脂を固化させ、成形品を取り出すことができるようにしている。
【０００６】
また、従来の射出成形方法では、溶融した樹脂を射出し、金型形状に追従させるが、射出した瞬間に、金型に熱が奪われるため、樹脂の流動が悪くなり、ヒケ、ウェルドといった成形不良や、成形品表面の光沢がなくなるという外観品位が悪くなってしまう。そのため特許文献２では、金型を加熱し、樹脂を射出時には金型を高温にし、射出充填後、冷却し、成形している。
【０００７】
成形品が、深絞り形状などの場合、特許文献１では、被加工材１４と金型が接触するタイミングが場所によって変わるため、被加工材１４に金型から熱伝導で供給される熱量してくる時間が場所によって変わり、被加工材１４表面の軟化度合いにバラツキが生じる。冷却についても、被加工材１４の表裏の温度状態により、冷却後の被加工材１４の応力状態にバラツキが生じ、成形後のフィルムに反り等が発生することがある。
【０００８】
特許文献２では、ヒータ１６間のピッチや、ヒータと金型表面方向の距離が金型形状により均等に配置できなかったり、金型材料の熱伝達ばらつきなどのため、金型表面温度は不均一になってしまい、さらに、同様に金型冷却時にも、冷却水管１８間のピッチや、金型材料の熱伝達ばらつきなどのため、熱伝達バラツキにより金型表面温度が不均一になってしまうことにより、成形品表面の面内の温度分布にばらつきが生じ、外観品位が悪くなってしまう。
【０００９】
本発明は、熱プレス成形方法において、形状が安定した成形品を得ることができ、成形品の表面の高品質外観を得ることができる、熱プレス成形方法および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】
【００１０】
本発明の熱プレス成形方法の共通構成は、凸形状を有する第１金型と凹形状を有する第２金型との間に被加工材を配置する配置工程と、前記第１金型と第２金型とを接近させて、前記第１金型の凸形状の頂点と前記被加工材とを接触させる接触工程と、加熱した前記被加工材を、加熱した第２金型に対して下死点まで接近させて、前記被加工材を変形および加熱する変形加熱工程と、前記第１金型と前記第２金型とを冷却して、前記被加工材を冷却する冷却工程と、前記第１金型と前記第２金型とを離間させて成形が完了した前記被加工材の成形が完了した成形品を取り出す取り出し工程とを有し、前記変形加熱工程での前記第１金型の前記被加工材との接触面の温度は、前記第２金型の前記被加工材との接触面の温度より低く、前記第１金型と前記第２金型の加熱および冷却は、それぞれの複数の温度制御ゾーンに分けて個別に行うことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の熱プレス成形装置は、凸形状を有する第１金型と凹形状を有する第２金型と、前記第１金型を加熱した前記第２金型に対して下死点まで接近させて被加工材を変形および加熱する際に、前記第１金型の前記被加工材との接触面の温度を、前記第２金型の前記被加工材の接触面の温度より低くなるように温度制御する温度制御装置とを有し、前記温度制御装置による前記第１金型と前記第２金型の加熱および冷却は、各々複数のゾーンに分けて個別に行い、前記第１金型のゾーンの数は、前記第２金型のゾーンの数より少ないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この構成によると、変形加熱工程での第１金型の被加工材との接触面の温度は、第２金型の被加工材との接触面の温度より低いので、樹脂シートの被加工材の形状が安定した成形品を得ることができ、表面の外観高品位を得ることができる。  
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の熱プレス成形方法を実行する熱プレス成形装置の構成図
【図２】この熱プレス成形装置のシーケンス図
【図３】この熱プレス成形装置の成形工程の温度プロファイル説明図
【図４】この熱プレス成形装置の温度制御の具体例の説明図
【図５】この熱プレス成形装置の温度制御の具体例の説明図
【図６】被加工材の拡大断面図
【図７】成形品形状が扇状の場合の第１金型におけるヒータの配置を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図
【図８】成形品形状が扇状の場合の第２金型におけるヒータの配置を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図
【図９】成形品形状が扇状の場合の第１金型におけるヒータの配置を示す（ａ）平面図と（ｂ）ヒータ長さ方向でのワット密度の分布図
【図１０】ヒータと金型表面までの距離が違う場合のヒータ長さ方向でのワット密度の分布を示す（ａ）断面図と（ｂ）側面図
【図１１】特許文献１に記載された従来の成形方法を示した図
【図１２】特許文献２に記載された従来の成形方法を示した図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の熱プレス成形方法を実現する熱プレス成形装置を図１〜図１０に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態１の熱プレス成形装置を示す。
【００１５】
本装置は、凸型を有した第１金型１と、凹型を有した第２金型２を有している。
第１金型１には、ヒータ１６ａと温度センサ１７ａと冷却水管１８ａが内蔵されている。この第１金型１は複数の温度制御ゾーン、この実施の形態では第１，第２，第３温度制御ゾーン６，７，８に分割され、ヒータ１６ａは、各温度制御ゾーン毎に複数本内蔵されている。第１，第２，第３温度制御ゾーン６，７，８毎に温度センサ１７ａを内蔵している。第１，第２，第３温度制御ゾーン６，７，８毎の温度センサ１７ａは、温度制御装置４によって読み込まれ、加熱期間おける第１，第２，第３温度制御ゾーン６，７，８毎の温度が目標値に近付くようにヒータ１６ａへの通電が温度制御装置４によって制御されている。更に、冷却期間には、第１，第２，第３温度制御ゾーン６，７，８毎の温度が目標値に近付くように冷水制御装置５と冷却水バルブ１９を介して温度制御装置４によって、冷却水管１８ａへの通水が制御されている。
【００１６】
同様に、第２金型２には、ヒータ１６ｂと温度センサ１７ｂと冷却水管１８ｂが内蔵されている。この第２金型２は複数の温度制御ゾーン、この実施の形態では
第４，第５，第６，第７，第８温度制御ゾーン９，１０，１１，１２，１３に分割され、ヒータ１６ｂは、各温度制御ゾーン毎に複数本内蔵されている。第４〜第８温度制御ゾーン９〜１３毎に温度センサ１７ｂを内蔵している。第４〜第８温度制御ゾーン９〜１３毎の温度センサ１７ｂは、温度制御装置４によって読み込まれ、加熱期間おける第４〜第８温度制御ゾーン９〜１３毎の温度が目標値に近付くようにヒータ１６ｂへの通電が制御されている。更に、冷却期間には、第４〜第８温度制御ゾーン９〜１３毎の温度が目標値に近付くように冷水制御装置５と冷却水バルブ１９を介して温度制御装置４によって、冷却水管１８ｂへの通水が制御されている。
【００１７】
なお、第１金型１には３個の温度制御ゾーン設定し、第２金型２には５個の温度制御ゾーンを設定しているが、これに限るものではない。第１金型１の温度制御ゾーン数は、第２金型２の温度制御ゾーン数より少なくしている。
【００１８】
ヒータ１６ａ，１６ｂには、本文中では棒状のカートリッジヒータで記載しているが、これに限るものではない。
この熱プレス成形装置のシーケンスは、図２（ａ）〜図２（ｈ）を１サイクルとして実行されている。
【００１９】
図２（ａ）に示した配置工程では、凸形状を有する第１金型１と凹形状を有する第２金型２との間に樹脂シートの被加工材１４を配置する。被加工材１４の具体例としては、図６のように繊維層２１を中央にしてその両面に樹脂層２０，２２を積層したシートや、複数の樹脂シートの積層されたシートや、繊維層を含んだシートを例に挙げることができる。
【００２０】
図２（ｂ）に示した接触工程では、第１金型１を第２金型２に接近させて、第１金型１の頂点が被加工材１４に接触する。
図２（ｃ）〜図２（ｆ）の変形加熱工程では、加熱した第１金型１を、加熱した第２金型２に対して下死点まで接近させて、被加工材１４を変形および加熱する。図２（ｃ）は変形開始工程、図２（ｄ）は第１金型側変形工程、図２（ｅ）は第２金型側変形工程、図２（ｆ）は熱プレス工程の詳細は、追って説明する。
【００２１】
図２（ｇ）の冷却工程では、第１金型１と第２金型２を冷却して、加工中の被加工材１４を冷却する。
図２（ｈ）の取り出し工程では、第１金型１と第２金型２とを離間させて、被加工材１４が成形されて目的の形状に仕上がった成形品を取り出す。
【００２２】
図２（ｃ）〜図２（ｆ）の変形加熱工程での第１金型１と第２金型２の加熱および冷却は、第１〜第８温度制御ゾーン６〜１３に分けて個別に行い、この変形加熱工程での第１金型１の被加工材１４の接触面の温度は、第２金型２の被加工材１４との接触面の温度より低い温度にすることにより熱プレス成形している。
【００２３】
熱プレス成形時の動作について詳しく述べる。
図２（ａ）の配置工程は、被加工材１４が第２金型２に所定の位置に供給される。この時、第１金型１、第２金型２は被加工材１４の樹脂材料の融点より高い所定の温度に制御されている。
【００２４】
図２（ｂ）の接触工程は、移動を開始した第１金型１の凸部の頂点と被加工材１４が接触する。
図２（ｃ）の変形開始の変形加熱工程は、更に第１金型１と第２金型２を近づけて、型閉めすることにより、被加工材１４を曲げ始める。
【００２５】
図２（ｄ）の第１金型側変形の変形加熱工程は、第１金型１を第２金型２に更に押し込んでいくことにより、図２（ｅ）のように第２金型２に沿うように被加工材１４が更に変形する。
【００２６】
図２（ｆ）の熱プレスの変形加熱工程は、第１金型１が下死点、または行き限に達した状態で被加工材１４の樹脂材料の融点より高い金型温度になっている状態を一定時間保持する。
【００２７】
図２（ｇ）の冷却工程は、第１金型１が下死点、または行き限に達した状態で冷却温度に一定時間保持する。なお、第１金型１を第２金型２よりも先に冷却を開始することで、変形した被加工材１４の反りを安定させている。
【００２８】
図２（ｈ）の取り出し工程は、第１金型１を元に戻すことにより、被加工材１４が成形された成形品１５を取り出す。
次に、図２（ａ）〜図２（ｈ）に示した成形工程の第１金型１と第２金型２の成形動作中の温度プロファイルを図３に基づいて詳しく説明する。
【００２９】
Ａは第４，第８温度制御ゾーン９，１３の温度プロファイル、Ｂは第５，第７温度制御ゾーン１０，１２の温度プロファイル、Ｃは第１，第２，第３温度制御ゾーン６，７，８の温度プロファイル、Ｄは第６温度制御ゾーン１１の温度プロファイルを示している。
【００３０】
第１金型１と第２金型２が開いた状態から図２（ｆ）の熱プレス工程にかけて、第１金型１、および第２金型２の第１〜第８温度制御ゾーン６〜１３毎にそれぞれ加熱し、温度を上昇させる。
【００３１】
図２（ａ）で被加工材１４を供給して所定の時間経過後、または第１金型１および第２金型２のぞれぞれのゾーンが所定の温度到達後に、図２（ｂ）の接触工程を開始し、第１金型１を第２金型２に向けて移動させ、型閉動作に入る。なお、ここで言っている所定の温度到達後とは、被加工材１４の樹脂材料の融点より高い金型温度であり、金型表面全体を融点近傍にしたいため、温度センサ地点としては、融点より高い温度になる。また、あわせて、金型中央部分は、熱が集中しやすく、一般的に、設定温度は、低めでもよい。また、図１の通り、一方では、温度センサの設置場所により、温度検出感度にも差があるため、第６温度制御ゾーン１１は、温度設定が低くても金型表面温度は、融点近傍に上げることができ、一方、両サイドの第４，第８温度制御ゾーン９，１３は、中央部に比べて、温度上昇が遅いため、温度測定点では、高い温度にしないと、金型表面では、融点に達しない。
【００３２】
図２（ｃ）の変形加熱工程，図２（ｄ），（ｅ）の第１金型側変形の変形加熱工程を経て、第１金型１が図２（ｆ）の熱プレス工程で下死点、または行き限に到達すると、図２（ｇ）の冷却工程において、加熱を停止し、第１金型１，第２金型２に冷却水を通水し、金型を冷却させる。この第１金型１が下死点、または行き限に到達した際に、第１金型１，第２金型２の表面が温度制御ゾーン毎に、所定の温度設定になるように、温度制御装置４が第１〜第８温度制御ゾーン６〜１３に配置されたヒータ１６ａ，１６ｂを加熱制御する。
【００３３】
この時、成形品の形状に左右されるが、本実施例の形状の場合、凸形状を有する第１金型１の被加工材１４との接触面の温度を、凹形状を有する第２金型２のシート接触面の温度よりも温度を低めに設定することで、成形品１５の状態では、第１金型１側の方が凹形状になり、第２金型２側の方が凸形状となり、温度の高い第２金型２の方が、成形品表面の熱膨張が大きくでき、成形品の表裏の熱膨張差をつけることで、凹型の形状の安定性を図ることができる。
【００３４】
また、被加工材１４が第１金型１により曲げられて変形し、第２金型２に接触するタイミングが、周辺部の第４，第８温度制御ゾーン９，１３と中央部の第５，第６，第７温度制御ゾーン１０，１１，１２では異なるため、温度制御装置４が、温度制御ゾーン毎で温度設定を変える。特に、被加工材１４への供給熱量を等しくするためには、第６温度制御ゾーン１１を、周辺部の第４，第８温度制御ゾーン９，１３よりも低めにするとよい。形状によっては、全面を均一な温度にする。第１金型１と第２金型２の温度を同じにすることもある。
【００３５】
なお、第１金型１の加熱は、被加工材１４が第１金型１に接した後に加熱を停止し、接する順に各温度制御ゾーン毎に加熱を停止し、第２金型２については、先に接触する端部から順に各温度制御ゾーン毎に加熱を停止し、シート表面に投入される加熱エネルギーを均等にしている。
【００３６】
ここで、第１金型１の場合を例に挙げて温度を均一にする場合を説明する。第２金型２の場合も同様である。
図４に、第１温度制御ゾーン６、第２温度制御ゾーン７、第３温度制御ゾーン８の温度を均一にする場合の実施例を記す。この図４は、３つのゾーンでの事例を示すが、この数や組み合わせに限るものではない。第１〜第８温度制御ゾーン６〜１３においては、ヒータと金型の接触度合い、金型の材料による熱伝導率のばらつきのため、ヒータの加熱に対しての金型表面の昇温速度が場所によって異なったり、また、ヒータの昇温よりも実際の金型表面温度が遅れて昇温することがある。そのため、図４では、第１温度制御ゾーン６の昇温が早く、第３温度制御ゾーン８がヒータ加熱よりも遅れて昇温する場合、第１温度制御ゾーン６はヒータ加熱を、第２温度制御ゾーン７よりも早くヒータ加熱を停止して冷却に入り、第３温度制御ゾーン８は、ヒータ停止後、放置時間を設定し、ヒータから金型表面に熱が伝導するのを待つことで、金型表面の温度を所定の温度に制御するようにしている。一方、冷却時も同様に、第１温度制御ゾーン６，第２温度制御ゾーン７は、冷却動作に入った後、所定の温度まで下がるように冷却水を通水するが、第１温度制御ゾーン６の方が昇温が早い場合は、冷却終了後、第２温度制御ゾーン７を先に加熱開始し、第１温度制御ゾーン６は所定の放置時間終了後、加熱し、成形時に所定の温度になるように温度制御する。一方、第３温度制御ゾーン８については、金型表面温度がヒータ温度よりも遅く変化する場合、冷却動作と加熱動作を同時に行うことにより、加熱時の時間ロスを吸収している。
【００３７】
さらに、図５では、冷却時に、過冷却による温度低下で加熱時の昇温不足を防ぐために、さらに、または、加熱時の過昇温を防ぐために、ヒータ加熱と冷却を同時に実施するタイムチャートを示す。ここでも、図４と同様に、３つのゾーンでの事例を示すが、この数や組み合わせに限るものではない。第３温度制御ゾーン８の金型表面昇温がヒータの昇温に比べ遅い場合、過昇温を防ぐために、加熱終了前に冷却水を循環させることで、昇温を抑える効果がある。一方、冷却回路に比べ、温度制御ゾーン数が多い場合、冷却回路の冷却の影響が複数の温度制御ゾーンに及ぶことがある。そのため、過冷却により、次の成形サイクルに入ったときに、昇温が間に合わないことがある。そのため、冷却を故意に遅くするため、冷却終了前に第３温度制御ゾーン８のヒータをＯＮにし、所定の温度以下にならないように加熱する。これにより、冷却による温度ばらつきを抑制し、加熱前の金型温度状態を一定に保つ効果がある。
【００３８】
図７と図８は、成形品形状が扇状の場合の温度制御ゾーンの実施例である。
図７（ａ）は第１金型１におけるヒータの配置を示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の断面図である。第１金型１は凸部一端の幅Ｗ１が凸部の他端の幅Ｗ２よりも狭い扇状である。第１金型１の第１，第２，第３温度制御ゾーン６，７，８には、それぞれ複数本のヒータ１６ａが扇状の凸部に沿って埋め込まれている。複数本のヒータ１６ａの一端の幅Ｗ３は他端の幅Ｗ４よりも狭い。
【００３９】
図８（ａ）は第２金型２におけるヒータの配置を示す平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）の断面図である。図８（ａ）では金型形状が仮想線で示されており、第２金型２は凹部一端の幅Ｗ５が凹部の他端の幅Ｗ６よりも狭い扇状である。第２金型２の第４〜第８温度制御ゾーン９〜１３には、それぞれ複数本のヒータ１６ｂが扇状の凹部に沿って埋め込まれている。複数本のヒータ１６ｂの一端の幅Ｗ７は他端の幅Ｗ８よりも狭い。
【００４０】
このように、ヒータ１６ａ，１６ｂ間の幅が図中上下で違う場合、温度制御ゾーン毎で温度制御しても、温度制御ゾーン内で温度ばらつきが発生する。すなわち、複数本のヒータ１６ａ，１６ｂで同時に加熱した場合、ヒータ間の幅が狭いところは、温度上昇が早く、広いところは、温度上昇が遅い。
【００４１】
この実施例では、図９（ａ）（ｂ）のように、１本のヒータ内でヒータ線の巻きピッチを変えることで、そのヒータの電力［Ｗ］をヒータ表面積［ｃｍ２］で除した単位表面あたりの電力値であるワット密度［Ｗ／ｃｍ２］を変えて、温度上昇度を所定の範囲に制御している。つまり、図９（ａ）に示した第１金型１の凸部の場合のように、第１金型１に埋め込まれている各ヒータ１６ｂは、図９（ｂ）のように扇状の凸部に対応して、凸部の最も幅広の部分のヒータ１６ｂのワット密度Ｐ１、凸部の最も幅狭の部分のヒータ１６ｂのワット密度Ｐ４、凸部の最も幅広の部分から最も幅狭の部分に次第に狭くなる区間のヒータ１６ｂのワット密度Ｐ２，Ｐ３とした場合、 Ｐ１＞ Ｐ２＞ Ｐ３＞ Ｐ４で、凸部の最も幅広の部分に対応する区間のワット密度が最も大きい。
【００４２】
さらに、ヒータ１６ｂと金型表面までの距離が違う場合も図１０（ａ）（ｂ）に示すように、１本のヒータ１６ｂ内でワット密度を変えることで金型表面の温度上昇度を所定の範囲に制御している。つまり、図１０（ａ）に示した第２金型２の凹部の場合のように、埋め込まれている各ヒータ１６ｂは、ヒータ１６ｂから凹部の表面までの距離ｚ１ ＞ ｚ２ ＞ ｚ３ ＞ ｚ４に対応して、最も距離が長い部分のヒータ１６ｂのワット密度Ｐ１、最も距離の短い部分のヒータ１６ｂのワット密度Ｐ４、その間の区間のヒータ１６ｂのワット密度Ｐ２，Ｐ３とした場合、Ｐ１ ＞ Ｐ２ ＞ Ｐ３ ＞ Ｐ４で、最も距離の長い部分に対応する区間のワット密度が最も大きい。ヒータ１６ａの場合も同様である。
【００４３】
このように構成することにより、シートを金型内に配置し、金型を加熱して加圧して変形させる熱プレス成形方法において、成形品の形状が安定し、かつ、または、成形品の表面の外観高品位の成形品を得ることができる。
【００４４】
被加工材１４の具体例として図６のように繊維層２１を中央にしてその両面に樹脂層２０，２２を積層したシートを説明したが、複数の樹脂シートの積層されたシートや、繊維層を含んだシートを例に挙げることもできる。表面側の樹脂層に対して、溶融点を越えて加熱し、成形後に急冷することにより、表面に光沢を出すことができ、成形品の品位を向上させることができる。また、表裏の樹脂シートに対して、成形時に温度差を設けることにより、膨張収縮差を利用し、成形品の反りを制御することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の熱プレス成形方法は、シートの熱曲げ成形の成形に適用することにより、成形品の形状が安定し、外観高品位の成形品を得ることができ、各種の成形品の品質向上に寄与する。
【符号の説明】
【００４６】
１    第１金型
２    第２金型
４    温度制御装置
５    冷却水制御装置
６    第１温度制御ゾーン
７    第２温度制御ゾーン
８    第３温度制御ゾーン
９    第４温度制御ゾーン
１０    第５温度制御ゾーン
１１    第６温度制御ゾーン
１２    第７温度制御ゾーン
１３    第８温度制御ゾーン
１４    被加工材
１５    成形品
１６ａ，１６ｂ    ヒータ
１７ａ，１７ｂ    温度センサ
１８ａ，１８ｂ    冷却水管
１９    冷却水バルブ
２０    樹脂層
２１    繊維層
２２    樹脂層
【図１】
0006688964.tif 000002
【図２】
0006688964.tif 000003
【図３】
0006688964.tif 000004
【図４】
0006688964.tif 000005
【図５】
0006688964.tif 000006
【図６】
0006688964.tif 000007
【図７】
0006688964.tif 000008
【図８】
0006688964.tif 000009
【図９】
0006688964.tif 000010
【図１０】
0006688964.tif 000011
【図１１】
0006688964.tif 000012
【図１２】
0006688964.tif 000013