(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の被加熱体に対して面状に対面しつつ急速応答可能な高速追従型ヒータを利用し、ヒータの温度を第１ヒータ温度とすることにより、被加熱体の表面温度を略常温状態から発泡温度の近くの第１シート温度まで急速に上昇させ、同表面温度を計測して上記高速追従型ヒータに対してフィードバック制御をかけることにより第１ヒータ温度から上記発泡温度を被加熱体に維持させるための保温温度まで段階的にヒータの温度を低下させる過程で、上記表面温度が一つの段階に対応する温度に上昇するまで、ヒータの温度の計測結果に応じてヒータの加熱速度を遅らせることによりヒータの温度を略維持し上記表面温度が上記対応する温度に達したらヒータの温度を一段階低下させることを繰り返し、所定の発泡をなさしめるために必要な時間だけ上記被加熱体の発泡温度を維持して発泡シートを形成することを特徴とする発泡シート形成方法。
【請求項２】
上記請求項１に記載の発泡シート形成方法において、
上記高速追従型ヒータは、複数の急速応答可能なヒータエレメントをマトリックス配置するとともに、上記被加熱体から所定距離だけ離間させつつ面状に対面して配置される略板状ヒータと、
この略板状ヒータに配置されて上記被加熱体における温度を計測するシート温度計と、
上記シート温度計にて計測される温度に基づいて各ヒータブロックに対してフィードバック制御をかけることにより、同ヒータブロックにおける温度を制御するヒータ温度制御回路とを備え、
略常温状態から上記第１シート温度まで急速に被加熱体の表面温度を上昇させ、所定の発泡をなさしめるために必要な時間だけ上記被加熱体の発泡温度を維持して発泡シートを形成することを特徴とする発泡シート形成方法。
【請求項３】
上記請求項２に記載の発泡シート形成方法において、
上記ヒータブロックは、
上記略板状ヒータに支持される略矩形形状の絶縁板と、
幅方向に山折りして略帯状に形成され、上記絶縁板上にて互いに離間させつつ略平行に配列される複数の発熱板と、谷折りされて隣接する発熱板の互いに対向する傾斜面にそれぞれ組付可能な一対の傾斜面を有し、各発熱板の端部と互い違いに連結する連結板とを有するヒータエレメントと、
上記絶縁板から略垂直方向に突設された略円柱体であって、隣接する発熱板の互いに対向する傾斜面の下端付近を先端側にて支持する支持台と、
上記ヒータエレメントの両端にそれぞれ接続される電源端子とを備え、
上記シート温度計にて計測される温度に基づいて上記電源端子に供給する電圧をフィードバック制御することにより、同ヒータエレメントにおける温度を制御することを特徴とする発泡シート形成方法。
【請求項４】
シート状の被加熱体に対して面状に対面しつつ急速応答可能な高速追従型ヒータを利用し、ヒータの温度を第１ヒータ温度とすることにより、被加熱体の表面温度を略常温状態から発泡温度の近くの第１シート温度まで急速に上昇させ、同表面温度を計測して上記高速追従型ヒータに対してフィードバック制御をかけることにより第１ヒータ温度から上記発泡温度を被加熱体に維持させるための保温温度まで段階的にヒータの温度を低下させる過程で、上記表面温度が一つの段階に対応する温度に上昇するまで、ヒータの温度の計測結果に応じてヒータの加熱速度を遅らせることによりヒータの温度を略維持し上記表面温度が上記対応する温度に達したらヒータの温度を一段階低下させることを繰り返し、所定の発泡をなさしめるために必要な時間だけ上記被加熱体の発泡温度を維持することで、発泡シートを製造することを特徴とする発泡シート製造方法。
【請求項５】
複数の急速応答可能なヒータエレメントをマトリックス配置するとともに、上記被加熱体から所定距離だけ離間させつつ面状に対面して配置される略板状ヒータと、
この略板状ヒータに配置されて上記被加熱体における温度を計測するシート温度計と、
ヒータの温度を第１ヒータ温度とすることにより、被加熱体の表面温度を略常温状態から発泡温度の近くの第１シート温度まで急速に上昇させ、上記シート温度計にて計測される温度に基づいて各ヒータブロックに対してフィードバック制御をかけることにより第１ヒータ温度から上記発泡温度を被加熱体に維持させるための保温温度まで段階的にヒータの温度を低下させる過程で、上記シート温度計にて計測される温度が一つの段階に対応する温度に上昇するまで、ヒータの温度の計測結果に応じてヒータの加熱速度を遅らせることによりヒータの温度を略維持し上記シート温度計にて計測される温度が上記対応する温度に達したらヒータの温度を一段階低下させることを繰り返し、所定の発泡をなさしめるために必要な時間だけ上記被加熱体の発泡温度を維持させるヒータ温度制御回路とを備える高速追従型ヒータ、
を備えることを特徴とする発泡シート製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発泡シート形成方法、発泡シート製造方法および発泡シート製造装置に関し、特に、シート状の被加熱体を加熱して発泡シートを形成および製造する発泡シート形成方法、発泡シート製造方法および発泡シート製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、シート状の被加熱体をヒータにより加熱して発泡させる際には、発泡時の表面温度を安定させ、発泡安定性の悪化および劣化を防止するため、ヒータの温度を被加熱体の発泡開始温度に近くなるように低めに設定し、加熱開始時から一定のヒータ温度で加熱を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の発泡シート形成方法においては、上記被加熱体の表面温度が常温に近いときから、低めに設定された温度で同被加熱体の加熱を行うため、この被加熱体の加熱時間が長くなって作業効率が良くなかった。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、発泡シートを形成する際の作業効率を向上させることの可能な発泡シート形成方法、発泡シート製造方法および発泡シート製造装置の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、シート状の被加熱体に対して面状に対面しつつ急速応答可能な高速追従型ヒータを利用し、ヒータの温度を第１ヒータ温度とすることにより、被加熱体の表面温度を略常温状態から発泡温度の近くの第１シート温度まで急速に上昇させ、同表面温度を計測して上記高速追従型ヒータに対してフィードバック制御をかけることにより第１ヒータ温度から上記発泡温度を被加熱体に維持させるための保温温度まで段階的にヒータの温度を低下させる過程で、上記表面温度が一つの段階に対応する温度に上昇するまで、ヒータの温度の計測結果に応じてヒータの加熱速度を遅らせることによりヒータの温度を略維持し上記表面温度が上記対応する温度に達したらヒータの温度を一段階低下させることを繰り返し、所定の発泡をなさしめるために必要な時間だけ上記被加熱体の発泡温度を維持して発泡シートを形成する構成としてある。
上記のように構成した請求項１にかかる発明においては、上記急速応答可能な高速追従型ヒータは、シート状の被加熱体に対して面状に対面しつつ配置され、略常温状態から発泡開始温度の近くまで急速に被加熱体の表面温度を上昇させる。
そして、上記表面温度を計測し、上記高速追従型ヒータに対してフィードバック制御をかけることにより所定の間隔で段階的に設定温度を下げ、所定の発泡をなさしめるために必要な時間だけ上記被加熱体の発泡温度を維持する。
【０００５】
ここにいうシート状の被加熱体は、高速追従型ヒータによる加熱により発泡して発泡シートを形成するものであれば良く、発泡剤を練り込んだ樹脂をシート状に押出成形したものであっても良いし、所定の温度で膨張係数が増大するガスを含んだ二次発泡シートなどであっても良い。
上記急速応答可能な高速追従型ヒータは、略常温状態から発泡開始温度の近くまで急速に被加熱体の表面温度を上昇させているが、略常温状態としたのは、上記被加熱体を常温の状態から加熱しても良いし、予熱を加えた被加熱体を加熱しても良いためである。
【０００６】
また、上記被加熱体の表面温度を急速に上昇させるのを発泡開始温度の近くまでに限定しているのは、同被加熱体を加熱しすぎてドローダウンさせたり、劣化させないようにするためである。
【０００７】
上記高速追従型ヒータは、加熱開始時には即座に応答して設定された温度に向けて表面温度を上昇させ、加熱停止時には即座に応答して表面温度を急速に低下させるものであれば良い。
【０００８】
この高速追従型ヒータにかかる構成の一例として、請求項２にかかる発明は、上記請求項１に記載の発泡シート形成方法において、上記高速追従型ヒータは、複数の急速応答可能なヒータエレメントをマトリックス配置するとともに、上記被加熱体から所定距離だけ離間させつつ面状に対面して配置される略板状ヒータと、この略板状ヒータに配置されて上記被加熱体における温度を計測するシート温度計と、上記シート温度計にて計測される温度に基づいて各ヒータブロックに対してフィードバック制御をかけることにより、同ヒータブロックにおける温度を制御するヒータ温度制御回路とを備え、略常温状態から上記第１シート温度まで急速に被加熱体の表面温度を上昇させ、所定の発泡をなさしめるために必要な時間だけ上記被加熱体の発泡温度を維持して発泡シートを形成する構成としてある。
上記のように構成した請求項２にかかる発明においては、複数の急速応答可能なヒータエレメントをマトリックス配置した略板状ヒータは、上記被加熱体から所定距離だけ離間させつつ面状に対面して配置される。
【０００９】
上記ヒータ温度制御回路は、上記略板状ヒータに配置されて上記被加熱体における温度を計測するシート温度計にて計測された温度に基づき、略常温状態から上記第１シート温度まで急速に被加熱体の表面温度を上昇させる。
そして、各ヒータブロックに対してフィードバック制御をかけながら、必要な時間だけ上記被加熱体の発泡温度を維持させ、同被加熱体に所定の発泡をなさしめる。
ここで、所定時間だけ上記発泡温度を維持することにより、同被加熱体の発泡が終了すると、上記ヒータ温度制御回路は、各ヒータブロックにおける加熱を停止させるため、各ヒータブロックは、即座に応答して表面温度を急速に低下させる。
なお、上記略板状ヒータは、上記被加熱体を加熱して発泡させることができれば良いことから、同被加熱体を一面側から加熱するものであっても良いし、同被加熱体を両面側から加熱するものであっても良い。
【００１０】
上記急速応答可能なヒータブロックの構成の一例として、請求項３にかかる発明は、上記請求項２に記載の発泡シート形成方法において、上記ヒータブロックは、上記略板状ヒータに支持される略矩形形状の絶縁板と、幅方向に山折りして略帯状に形成され、上記絶縁板上にて互いに離間させつつ略平行に配列される複数の発熱板と、谷折りされて隣接する発熱板の互いに対向する傾斜面にそれぞれ組付可能な一対の傾斜面を有し、各発熱板の端部と互い違いに連結する連結板とを有するヒータエレメントと、上記絶縁板から略垂直方向に突設された略円柱体であって、隣接する発熱板の互いに対向する傾斜面の下端付近を先端側にて支持する支持台と、上記ヒータエレメントの両端にそれぞれ接続される電源端子とを備え、上記シート温度計にて計測される温度に基づいて上記電源端子に供給する電圧をフィードバック制御することにより、同ヒータエレメントにおける温度を制御する構成としてある。
【００１１】
上記のように構成した請求項３にかかる発明においては、上記略板状ヒータに支持される略矩形形状の絶縁板から略垂直方向に突設された略円柱体の略円柱体は、幅方向に山折りして略帯状に形成され、上記絶縁板上にて互いに離間させつつ略平行に配列される複数の発熱板と、谷折りされて隣接する発熱板の互いに対向する傾斜面にそれぞれ組付可能な一対の傾斜面を有し、各発熱板の端部と互い違いに連結する連結板とを有するヒータエレメントを、隣接する発熱板の互いに対向する傾斜面の下端付近を先端側にて支持する。
ここで、上記ヒータ温度制御回路が所定の電圧を上記電源端子に供給すると、ヒータエレメントに配置された発熱板が発熱し、輻射熱により上記被加熱体を加熱する。
【００１２】
このとき、上記ヒータ温度制御回路は、上記シート温度計にて計測される温度に基づいて、上記ヒータエレメントの両端にそれぞれ接続された電源端子に供給する電圧をフィードバック制御することで、同ヒータエレメントにおける温度を制御する。
従って、各ヒータエレメントは、輻射熱を利用して上記被加熱体を加熱していることから、加熱の開始、加熱の停止および加熱温度の変更などに対する応答性が高く、上記ヒータ温度制御回路が上記電源端子に電圧の供給を開始すると、即座に応答して表面温度を上昇させ、一方、同ヒータ温度制御回路が同電源端子への電圧の供給を停止すると、即座に応答して表面温度を低下させることとなる。
【００１３】
上述した発泡シート形成方法は、工場ラインなどにおいて製品を製造する工程の一部として適用することも可能であり、その一例として、請求項４にかかる発明は、シート状の被加熱体に対して面状に対面しつつ急速応答可能な高速追従型ヒータを利用し、ヒータの温度を第１ヒータ温度とすることにより、被加熱体の表面温度を略常温状態から発泡温度の近くの第１シート温度まで急速に上昇させ、同表面温度を計測して上記高速追従型ヒータに対してフィードバック制御をかけることにより第１ヒータ温度から上記発泡温度を被加熱体に維持させるための保温温度まで段階的にヒータの温度を低下させる過程で、上記表面温度が一つの段階に対応する温度に上昇するまで、ヒータの温度の計測結果に応じてヒータの加熱速度を遅らせることによりヒータの温度を略維持し上記表面温度が上記対応する温度に達したらヒータの温度を一段階低下させることを繰り返し、所定の発泡をなさしめるために必要な時間だけ上記被加熱体の発泡温度を維持することで、発泡シートを製造する構成としてある。
上記のように構成した請求項４にかかる発明においては、発泡シートを形成する方法としてだけではなく、発泡シートを製造する方法としても有効である。
【００１４】
上記発泡シート製造方法は、実体のある装置により具現化することも可能であり、その一例として、請求項５にかかる発明は、複数の急速応答可能なヒータエレメントをマトリックス配置するとともに、上記被加熱体から所定距離だけ離間させつつ面状に対面して配置される略板状ヒータと、この略板状ヒータに配置されて上記被加熱体における温度を計測するシート温度計と、ヒータの温度を第１ヒータ温度とすることにより、被加熱体の表面温度を略常温状態から発泡温度の近くの第１シート温度まで急速に上昇させ、上記シート温度計にて計測される温度に基づいて各ヒータブロックに対してフィードバック制御をかけることにより第１ヒータ温度から上記発泡温度を被加熱体に維持させるための保温温度まで段階的にヒータの温度を低下させる過程で、上記シート温度計にて計測される温度が一つの段階に対応する温度に上昇するまで、ヒータの温度の計測結果に応じてヒータの加熱速度を遅らせることによりヒータの温度を略維持し上記シート温度計にて計測される温度が上記対応する温度に達したらヒータの温度を一段階低下させることを繰り返し、所定の発泡をなさしめるために必要な時間だけ上記被加熱体の発泡温度を維持させるヒータ温度制御回路とを備える高速追従型ヒータ、を備える構成としてある。
上記のように構成した請求項５にかかる発明においては、発泡シートを製造する方法としてだけではなく、実体のある装置としても有効である。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、上記シート状の被加熱体の表面温度が略常温状態にあるとき、同シート状の被加熱体の表面温度を急速に上昇させ、同表面温度が発泡開始温度に近づいたとき、この表面温度を同発泡開始温度まで徐々に上昇させるため、被加熱体の加熱時間を低減させ、発泡シートを形成する際の作業効率を向上させることの可能な発泡シート形成方法を提供することができる。
また、請求項２にかかる発明によれば、複数のヒータブロックを制御することで、被加熱体の各部位における表面温度を精度良く制御することができる。
【００１６】
さらに、請求項３にかかる発明によれば、輻射熱を利用したヒータブロックを適用することで、高速追従型ヒータにおける応答性の高さを維持することができる。
さらに、請求項４にかかる発明によれば、被加熱体の加熱時間を低減させ、発泡シートを製造する際の作業効率を向上させることの可能な発泡シート製造方法を提供することができる。
さらに、請求項５にかかる発明によれば、被加熱体の加熱時間を低減させ、発泡シートを製造する際の作業効率を向上させることの可能な発泡シート製造装置を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる発泡シート成形システムの構成を概略図により示している。
【００１８】
発泡シート成形システム１０には、発泡剤を練り込んだ樹脂をシート状の被加熱体Ｓをシートロール２０ａから繰り出すシート繰出装置２０と、この繰り出された被加熱体Ｓを切断するシート切断装置３０と、この切断された被加熱体Ｓを加熱して発泡シートＳ１を形成するシート形成装置４０とが順に配列されている。
かかる構成により、シート繰出装置２０がシートロール２０ａから被加熱体Ｓを繰り出し、シート切断装置３０が所定の長さで被加熱体Ｓを切断すると、この切断された被加熱体Ｓは、シート形成装置４０にてクランプ４０ａで位置決めされつつ加熱される。
すると、加熱された被加熱体Ｓは、発泡して発泡シートＳ１となり、図示しないシート成形装置に搬送されて各種製品に成形される。
【００１９】
ここにいうシート形成装置４０には、被加熱体Ｓを加熱して発泡させる高速追従型ヒータ４１が備えられており、この高速追従型ヒータ４１は、複数の急速応答可能なヒータブロック４３をマトリックス配置するとともに、被加熱体Ｓから所定距離だけ離間させつつ面状に対面する略板状ヒータ４２により構成されている。
また、各ヒータブロック４３には、図２に示すように、制御回路（ＳＳＲ）４４がそれぞれに接続され、略板状ヒータ４２の中央付近には、被加熱体Ｓにおける温度を計測するシート温度計４５が配置されており、各制御回路４４とシート温度計４５とは、シーケンサ５０に接続されている。
【００２０】
なお、略板状ヒータ４２には、シート温度計４５とともに、サーモカップル（熱電対）４６も配置され、ヒータブロック４３におけるヒータ温度ＴＨを計測している。
かかる構成により、シーケンサ５０は、シート温度計４５にて計測されたシート温度ＴＳと、サーモカップル４６にて計測されたヒータ温度ＴＨとに基づいて各ヒータブロック４３ごとに制御回路４４へオン・オフ信号を送信し、ヒータ温度ＴＨのフィードバック制御を行っている。
【００２１】
図３は、各ヒータブロック４３の構成を平面図により示している。
同図に示すように、各ヒータブロック４３には、略矩形形状の絶縁板４３ａが備えられており、この絶縁板４３ａの上面には、ヒータエレメント４３ｂが配置されている。
このヒータエレメント４３ｂとして、図４に示すように、幅方向に山折りして略帯状に形成された複数の発熱板４３ｂ１が絶縁板４３ａ上にて互いに離間させつつ略平行に配列されており、谷折りされた連結板４３ｂ２の各傾斜面が隣接する発熱板４３ｂ１の互いに対向する傾斜面にそれぞれ組み付けられ、各発熱板４３ｂ１の端部を互い違いに連結している。
【００２２】
このヒータエレメント４３ｂは、絶縁板４３ａから略垂直上方に突設された略円柱体の支持台４３ｃにより、隣接する発熱板４３ｂ１の互いに対向する傾斜面の下端付近で支持されている。
また、ヒータエレメント４３ｂの両端には、電源端子４３ｄがそれぞれに接続されており、シート温度計４５にて計測されるシート温度ＴＳに基づいて制御回路４４から供給される制御電圧を入力し、ヒータエレメント４３ｂにおける発熱量の制御を行っている。
【００２３】
シーケンサ５０には、ＣＰＵ６０が接続されており、このＣＰＵ６０は、キーボード６１、ＣＲＴ６２、プリンタ６３およびフロッピーディスクドライブ６４などに接続され、作業者による入力操作などに基づいて高速追従型ヒータ４１におけるヒータ温度ＴＨの制御を実行している。
キーボード６１には、文字キーや数字キーなどが配置されており、作業者は、これらのキーを押下操作することにより、各ヒータブロック４３の点火率、シート温度ＴＳの最終目標値、加熱開始時のヒータ温度ＴＨ、シート温度ＴＳの切替パターンおよびヒータ温度ＴＨの切替パターンなどを設定する。
ＣＲＴ６２には、表示画面が備えられており、キーボード６１にて設定されたシート温度ＴＳの設定値、ヒータ温度ＴＨの設定値および各ヒータブロック４３の点火率などとともに、シート温度ＴＳとヒータ温度ＴＨとの実測値グラフ、バーンアウト表示およびデータロードやデータセーブのメニューなどが表示される。
【００２４】
また、プリンタ６３からはＣＲＴ６２に表示された各種データを印刷出力できるようになっている。
さらに、キーボード６１にて設定入力されてＣＰＵ６０に取り込まれた各種設定値や、ＣＰＵ６０がシーケンサ５０から取得した各種データ値は、図示しないハードディスクに保存されるとともに、フロッピーディスクドライブ６４にバックアップファイルとして格納される。
【００２５】
ＣＰＵ６０は、キーボード６１にて入力された各種設定値に基づいてシーケンサ５０を制御し、高速追従型ヒータ４１におけるヒータ温度ＴＨの制御を実行させているが、ここで、シーケンサ５０が行う点火率制御、ヒータ温度制御およびヒータ温度切替制御について説明する。
点火率制御では、図５に示すように、各ヒータエレメントＨごとに１サイクルの制御時間を１０カウントに分割し、この１０カウント内でオンとなるカウント数を設定する。
例えば、キーボード６１で入力されてＣＰＵ６０に取り込まれたヒータブロック４３の点火率が７０％である場合、シーケンサ５０は、オンとなるカウント数を「７」に設定し、同図に示すように、１サイクルの７０％がオンとなって残りの３０％がオフとなるように制御を行う。
【００２６】
なお、作業者は、図６に示すように、略板状ヒータ４２の周縁側に配置されたヒータブロック４３について点火率を高めに設定することで、熱放散によりシート温度ＴＳが上昇しにくい周縁部位における加熱効率を向上させることができる。
一方、略板状ヒータ４２の中央側に配置されたヒータブロック４３について点火率を低めに設定することで、クランプ４０ａにより支持された被加熱体Ｓの中央側がシート温度ＴＳの上昇に伴って垂れ下がって各ヒータブロック４３に接触するのを防止することが可能となる。
また、シート温度計４５の周囲に配置されたヒータブロック４３と、サーモカップル４６の配置されたヒータブロック４３については、略板状ヒータ４２全体の平均値に近い点火率を設定することで、ヒータ温度制御およびヒータ温度切替制御の精度を向上させることができる。
【００２７】
ヒータ温度制御では、作業者により設定されたヒータ温度ＴＨの切替パターンが図７に示すような温度で切り替えられるものであるとき、すなわち、ヒータ温度ＴＨがＴＨ１〜ＴＨ５の各値へ段階的に下げられるとき、各値に設定されたヒータ温度ＴＨを一定に保っている。
例えば、加熱開始時のヒータ温度ＴＨがＴＨ１に設定されると、シーケンサ５０は、図８に示すように、ＣＰＵ６０から設定されたヒータ温度ＴＨを取得するとともに（ステップＳ１００）、制御回路４４に対してオン信号を送信し、点火率制御により設定された点火率に基づいて各ヒータブロック４３を急速に加熱させる。
【００２８】
サーモカップル４６にて計測されたヒータ温度ＴＨがＴＨ１の９１％に相当する温度（ＴＨ１−９％）を超えると（ステップＳ１１０）、各ヒータブロック４３における１サイクルのＯＦＦカウント数を増やすことにより点火率を低下させ、各ヒータブロック４３の加熱速度を遅らせる（ステップＳ１２０）。
そして、ヒータ温度ＴＨがＴＨ１の２％に相当する温度だけ上昇するごとに（ステップＳ１３０）、１サイクルのＯＦＦカウント数を所定量だけ増やして点火率を低下させ、各ヒータブロック４３の加熱速度を徐々に遅らせていく。
【００２９】
ここで、ヒータ温度ＴＨがＴＨ１の１０５％に相当する温度（ＴＨ１＋５％）を超えると（ステップＳ１４０）、各ヒータブロック４３における１サイクルのＯＦＦカウント数を５０まで一気に増加させて点火率を低下させ、各ヒータブロック４３の温度をＴＨ１付近に維持させる（ステップＳ１５０）。
本実施形態では、ヒータ温度ＴＨがＴＨ１に設定された場合についてだけヒータ温度制御を説明しているが、このヒータ温度制御は、ヒータ温度ＴＨ１の場合に限定されず、ヒータ温度ＴＨがＴＨ２〜ＴＨ５に切り替えされた後であっても同様に実行可能である。
【００３０】
ヒータ温度切替制御では、作業者により設定されたシート温度ＴＳの切替パターンが図７に示すような温度で切り替えられるものであるとき、すなわち、シート温度がＴＳ１〜ＴＳ４の時点でヒータ温度ＴＨを切り替えるように設定されたとき、上述したヒータ温度制御を行いつつ、図９に示すように、あらかじめ設定されたヒータ温度ＴＨ１でヒータの加熱を開始し（ステップＳ２００）、シート温度ＴＳがＴＳ１に達するまで急速に加熱を行う。
なお、切替シート温度ＴＳ１〜ＴＳ３は、作業者により設定されたシート温度の最終目標値ＴＳ４よりも僅かに低い値となっている。
【００３１】
例えば、アゾジカルボンアミドを主成分とした発泡剤Ａを含有する被加熱体Ｓの場合、図１０に示すように、発泡剤Ａが２００℃で最も多くのガスを発生することから、最終目標値ＴＳ４を２００℃に設定するとともに、切替シート温度ＴＳ１〜ＴＳ３をそれぞれに１７０℃、１８０℃および１９０℃などと設定する。また、４，４’−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）を主成分とした発泡剤Ｂを含有する被加熱体Ｓの場合、図１１に示すように、発泡剤Ｂが１６０℃で最も多くのガスを発生することから、最終目標値ＴＳ４を１６０℃に設定するとともに、切替シート温度ＴＳ１〜ＴＳ３をそれぞれに１５５℃、１５０℃および１４５℃などと設定する。
これらの設定値は、一例にすぎず、発泡剤の組成により変更可能であるし、各切替シート温度の間隔や数も変更可能である。
【００３２】
シート温度ＴＳがＴＳ１に到達すると（ステップＳ２０５）、ヒータ温度ＴＨをＴＨ１よりも低いＴＨ２に切り替え（ステップＳ２１０）、同様に、シート温度ＴＳがＴＳ２およびＴＳ３に到達すると、ヒータ温度ＴＨをより低いＴＨ３およびＴＨ４にそれぞれ切り替えて徐々に加熱を続ける（ステップＳ２１５〜Ｓ２３０）。
シート温度ＴＳがＴＳ４に達すると（ステップＳ２３５）、シーケンサ５０は、ヒータ温度ＴＨをＴＨ４よりもさらに低い保温温度ＴＨ５に切り替えてシート温度ＴＳを発泡温度に相当するＴＳ４に維持させる（ステップＳ２４０）。
【００３３】
ここで、ヒータ温度ＴＨを保温温度ＴＨ５に切り替える際に時間計測を開始し（ステップＳ２４５）、被加熱体Ｓに練り込まれた発泡剤からガスが発生して所定の厚みになるまでに必要な図７に示す発泡時間Ｔ１が経過するまで、ヒータ温度ＴＨを保温温度ＴＨ５に維持させる（ステップＳ２５０）。
そして、発泡時間Ｔ１が経過すると、ヒータ温度ＴＨを保温温度ＴＨ５よりも大幅に低いＴＨ６へ切り替え、被加熱体Ｓの加熱を終了する（ステップＳ２５５）。
【００３４】
このとき、各ヒータブロック４３には、輻射熱を利用したヒータエレメント４３ｂが使用されているため、制御回路４４からの制御に対して非常に応答性が良く、同図に示すように、ヒータ温度ＴＨをＴＨ６に切り替えると、即座に応答して温度を下げ、発泡シートＳ１の表面温度を直ちに低下させて発泡安定性を確保する。
また、被加熱体Ｓにおけるシート温度は、最終目標値ＴＳ４の近くに達するまで急激に上昇し、最終目標値ＴＳ４に近づくと緩やかに上昇して最終目標値ＴＳ４に長時間安定されるため、短時間で被加熱体の加熱を行うことができるとともに、被加熱体Ｓの劣化を防止することができる。
なお、各切替シート温度ＴＳ１〜ＴＳ３は、最終目標値ＴＳ４に対する割合で設定されるため、被加熱体Ｓを変更するのに伴って、作業者が最終目標値ＴＳ４を設定変更した場合であっても、切替シート温度ＴＳ１〜ＴＳ３は、この設定変更された最終目標値ＴＳ４に追従して変化することとなり、温度設定の変更時における煩わしさを解消することができる。
【００３５】
従って、ヒータ温度ＴＨ１でヒータの加熱を開始してシート温度ＴＳがＴＳ１に達するまで急速に加熱を行い、シート温度ＴＳがＴＳ１〜ＴＳ３に達すると、ヒータ温度ＴＨをより低いヒータ温度ＴＨ２〜ＴＨ４へ段階的に切り替えて徐々に加熱を続け、シート温度ＴＳがＴＳ４に達したときには、ヒータ温度ＴＨをＴＨ４よりもさらに低い保温温度ＴＨ５に切り替えてシート温度ＴＳを発泡温度に相当するＴＳ４に維持させるシーケンサ５０は、この意味で、本発明にいうヒータ温度制御回路を構成している。
本実施形態では、被加熱体Ｓの下側だけに略板状ヒータ４２を配置しているが、少なくとも被加熱体Ｓを加熱して発泡シートＳ１を形成することができれば良いことから、略板状ヒータ４２を被加熱体Ｓの上下両側に配置し、被加熱体Ｓを両面から加熱する場合にも同様に適用することができる。
【００３６】
次に、本実施形態にかかる発泡シート成形システム１０にて発泡シートを形成する際の動作について説明する。
作業者は、キーボード６１にて各ヒータブロック４３の点火率、シート温度ＴＳの最終目標値ＴＳ４、加熱開始時のヒータ温度ＴＨ１、シート温度ＴＳの切替パターンおよびヒータ温度ＴＨの切替パターンを設定する。
このとき、シート繰出装置２０は、シートロール２０ａから被加熱体Ｓを繰り出し、シート切断装置３０は、所定の長さで被加熱体Ｓを切断する。
すると、この切断された被加熱体Ｓは、シート形成装置４０にてクランプ４０ａにより支持され、略板状ヒータ４２から離間させつつ面状に対面して配置される。
【００３７】
ＣＰＵ６０は、キーボード６１にて入力された各種設定値を取り込んで、シーケンサ５０の制御を行うと、シーケンサ５０は、各ヒータブロック４３ごとに１サイクルの制御時間を１０カウントに分割し、ＣＰＵ６０に取り込まれた各ヒータブロック４３の点火率に基づいて、この１０カウント内でオンとなるカウント数を設定する。
また、シーケンサ５０は、ＣＰＵ６０に取り込まれたヒータ温度ＴＨ１を取得すると（ステップＳ１００）、制御回路４４に対してオン信号を送信する。
制御回路４４は、設定された点火率に基づいてヒータ温度ＴＨ１でヒータの加熱を開始し（ステップＳ２００）、シート温度ＴＳがＴＳ１に達するまで急速に加熱を行う。
【００３８】
このとき、サーモカップル４６にて計測されたヒータ温度ＴＨがＴＨ１の９１％に相当する温度（ＴＨ１−９％）を超えると（ステップＳ１１０）、各ヒータブロック４３における１サイクルのＯＦＦカウント数を増やすことにより点火率を低下させ、各ヒータブロック４３の加熱速度を遅らせる（ステップＳ１２０）。
そして、ヒータ温度ＴＨがＴＨ１の２％に相当する温度だけ上昇するごとに（ステップＳ１３０）、１サイクルのＯＦＦカウント数を所定量だけ増やして点火率を低下させ、各ヒータブロック４３の加熱速度を徐々に遅らせていく。
【００３９】
ここで、ヒータ温度ＴＨがＴＨ１の１０５％に相当する温度（ＴＨ１＋５％）を超えると（ステップＳ１４０）、各ヒータブロック４３における１サイクルのＯＦＦカウント数を５０まで一気に増加させて点火率を低下させ、各ヒータブロック４３の温度をＴＨ１付近に維持させる（ステップＳ１５０）。
シート温度計４５にて計測されたシート温度ＴＳがＴＳ１に到達すると（ステップＳ２０５）、ヒータ温度ＴＨをＴＨ２に切り替え（ステップＳ２１０）、同様に、シート温度ＴＳがＴＳ２およびＴＳ３に到達すると、ＴＨ３およびＴＨ４にそれぞれ切り替えて徐々に加熱を続ける（ステップＳ２１５〜Ｓ２３０）。
【００４０】
シート温度ＴＳがＴＳ４に達すると（ステップＳ２３５）、シーケンサ５０は、ヒータ温度ＴＨを保温温度ＴＨ５に切り替えてシート温度ＴＳを発泡温度に相当するＴＳ４に維持させる（ステップＳ２４０）。
ここで、シーケンサ５０は、ヒータ温度ＴＨを保温温度ＴＨ５に切り替える際に時間計測を開始し（ステップＳ２４５）、被加熱体Ｓに練り込まれた発泡剤からガスが発生して所定の厚みになるまでに必要な図７に示す発泡時間Ｔ１が経過するまで、ヒータ温度ＴＨを保温温度ＴＨ５に維持させる（ステップＳ２５０）。
すると、クランプされている被加熱体Ｓは、練り込まれた発泡剤からガスを発生させて発泡し、発泡シートＳ１が形成される。
【００４１】
そして、発泡時間Ｔ１が経過すると、ヒータ温度ＴＨをＴＨ６へ切り替え、被加熱体Ｓの加熱を終了すると（ステップＳ２５５）、各ヒータブロック４３は、即座に応答して温度を下げ、発泡シートＳ１の表面温度を直ちに低下させる。
この形成された発泡シートＳ１は、シート成形装置に搬送されて各種製品に成形される。
このように、シーケンサ５０は、ヒータ温度ＴＨ１でヒータの加熱を開始してシート温度ＴＳがＴＳ１に達するまで急速に加熱を行い、シート温度ＴＳがＴＳ１〜ＴＳ３に達すると、ヒータ温度ＴＨをより低いヒータ温度ＴＨ２〜ＴＨ４へ段階的に切り替えて徐々に加熱を続け、シート温度ＴＳがＴＳ４に達したときには、ヒータ温度ＴＨをＴＨ４よりもさらに低い保温温度ＴＨ５に切り替えてシート温度ＴＳを発泡温度に相当するＴＳ４に維持させるため、被加熱体Ｓの加熱時間を低減させ、発泡シートを形成する際の作業効率を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかる発泡シート成形システムの構成を示す概略図である。
【図２】シート形成装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】ヒータブロックの概略構成を示す平面図である。
【図４】発熱板の取付状況を示す側面図である。
【図５】点火率制御の概要を示す説明図である。
【図６】各ヒータエレメントに応じて点火率を変化させた状況を示す模式図である。
【図７】ヒータ温度切替制御の実行時における温度変化を示すグラフである。
【図８】ヒータ温度制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】ヒータ温度切替制御の手順を示すフローチャートである。
【図１０】発泡剤Ａを加熱した際のガス発生量を示すグラフである。
【図１１】発泡剤Ｂを加熱した際のガス発生量を示すグラフである。
【符号の説明】
４０…シート形成装置
４０ａ…クランプ
４１…高速追従型ヒータ
４２…略板状ヒータ
４３…ヒータブロック
４３ａ…絶縁板
４３ｂ…ヒータエレメント
４４…制御回路（ＳＳＲ）
４５…シート温度計
４６…サーモカップル（熱電対）
５０…シーケンサ
Ｓ…被加熱体
Ｓ１…発泡シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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