(57)【要約】【課題】熱成形では、熱成形された成形品の肉厚の偏差が大きいので、その改善。【解決手段】熱成形用型に設置する吸引、排気の配置する位置、孔の直径を、その型に応じて変更すること。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱成形用型１の凹部深さ部分と底面部との接点より５ｍｍ以上離して吸引、排気孔３、４、５、６などを設置する熱成形用型。
【請求項２】
熱成形用型１に窄孔する孔径を、成形する形状に応じて小径孔、大径孔と変化させる熱成形用型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、熱成形用型に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来の熱成形用型は、その吸引、排気孔がほぼ均一なドリル孔であり、型の周辺部に窄孔されている。吸引、排気孔が不均一であっても、その違いは少なく、意図して窄孔したものではなく、周辺部の窄孔もその理由を考慮して周辺部から遠ざけた型はない。【０００３】  以下、図６、図７、図８、図９、図１０により従来の型の吸引、排気孔について説明する。図において１は型、２、３、４、５、６は吸引、排気孔で、その全部の孔は、ほぼ０、３ｍｍ程度の孔径であり、差異があっても０、５ｍｍ程度の孔径に過ぎず、意図的ではなく、ドリルの不備による偶然であり、型作成者はその意味はに認知していない。また普通は窄孔しないが型中央部の窄孔の流体力学的意味も不知のまま、無計画に適当に窄孔しているに過ぎない。【０００４】  図１、図２、図３、図４、図５は、本発明の型機構で、図において１は型、２、３、４、５は吸引、排気孔である。この型内の吸引、排気孔は型底周辺部より５ｍｍ以上離れた位置に意図的に窄孔し、また中央部の吸引、排気孔は型底周辺部の孔径より０、３ｍｍ以上大きい孔径である。【０００５】
【非特許文献１】  流体力学（上）  地人書館  昭和６２年発行  Ｐ５９
【非特許文献２】  流体力学（下）  地人書館  昭和６２年発行  Ｐ２４３
【非特許文献３】  流れ学  朝倉書店  １９８５年発行  Ｐ５３
【非特許文献４】  真空のはなし  日刊工業新聞社  昭和６０年発行  Ｐ１６４
【発明の表示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  非特許文献４真空のはなしの１６４頁、真空成形の項の１５行目に、その欠点として偏肉しやすいことがあげられている。本発明は、この欠点を解消するものである。
【０００７】  熱成形は、材料シートを吸引または空気圧力などで引き伸ばすために、熱成形された製品の厚さ分布は均一ではない場合が多い。そのためにプラグ加工、予備膨張などの方法が行なわれているが完全ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  数値解析の進展にともないシュミレーションによる熱成形の理論的分析が行なわれているが、数値解析の解析者が熱成形の実際の操作を知らず、机上の空論で熱成形のシュミレーションを行なうことが多い。
【０００９】  そのために現在までに発表されている熱成形の数値解析は実際に多種類の型に対応しうるものは無く、その形状の型で成形しうる多数の異なる厚さ分布の熱成形の一つを示す不完全なシュミレーションに過ぎない。
【００１０】  その主な理由は、熱成形の実施時の原料シートと型内の流体力学の研究が不十分なためである。
【００１１】  非特許文献１流体力学上の５８頁に流体力学の基礎計算があり、５９頁に急拡大管、急縮小管の図解がある。図１１図１２として転載例示する。
【００１２】  非特許文献２流体力学下の２４３頁に、等エントロピー流れにおけるマッハ数、流管断面積および状態量の間の関係の図表がある。図１３として転載例示する。
【００１３】  非特許文献３流れ学の５３頁に急な縮小部の損失の例示がある。図１４として転載例示する。
【００１４】  本発明は、以上の諸資料による理論的解析と、実際の熱成形の現場技術を統合したものである。
【００１５】  現在、工業的に使用されている熱成形機は、設置されている真空ポンプ、空気圧縮ポンプが高機能化されており、その容量が毎分３０００立方メートル以上のものもあり、真空タンク、コンプレッサー用タンクなども巨大化されている。
【００１６】  そのために熱成形型が、これらの設備に対し小型の場合、流体力学上、瞬間的作用となり、熱成形時の材料シートの肉厚は単純である。従来の数値解析、シュミレーションは、この解析が多く実際の熱成形製品と異なることが多い。
【００１７】  この数値解析、シュミレーションの不備の点は、熱成形に使用する型の吸引、排気孔による型内気流の変動を分析しないことである。
【００１８】  本発明は、この型内気流を解析して完成したものである。
【発明の効果】
【００１９】  型内気流の流れを予想しうるので、熱成形に使用する材料シートの成形品の肉厚による変動などの不良を防止することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】  以下、本発明の実施の形態について図１〜図１０に基ずいて説明する。【００２１】  図において、１は熱成形用型、２は熱成形用型底面の中央部吸引、排気孔、３、４、５、６は熱成形用型底面周辺の吸引、排気孔で図１〜図５は本発明の実施図、図６〜図１０は従来の熱成形用型の吸引、排気孔で１は熱成形用型、９は熱成形用型底面の中央部吸引、排気孔、１０、１１、１２、１３は熱成形用型底面周辺の吸引、排気孔の位置を示す。図中７は熱成形用材料シート、８は熱成形用材料シートを加熱する加熱機である。【００２２】  本発明の実施方法について述べる。
熱成形用材料シート７を熱成形用型１上に載置し、加熱機８で加熱し、熱成形用材料シート７を軟化させる。熱成形用材料シート７の厚さは０、３ｍｍ以上５、０ｍｍ程度であり、原則として熱成形しうる熱可塑性樹脂であればポリエチレン．ポリプロピレン、アクリルニトロスチレン、塩化ビニル、ポリスチレンなど種類による操作の差異は加熱温度、真空吸引速度などで、基本的操作は同一である。
本発明の操作を図１〜図５を例に説明する。
本発明の要所は、使用する型の吸引、排気孔の孔径とその配置にある。熱成形材料シート７の成形面積が１０００ｍｍ×２０００ｍｍなど広いほど、熱成形用材料シートに及ぼす影響は大きいが、６００ｍｍ×６００ｍｍ程度でも、その効果は示される。【００２３】  本発明実施の１例として直径６００ｍｍ、深さ３００ｍｍ，底面２５０ｍｍの容器の熱成形用型１による熱成形を例示する。
この熱成形用型１の深さ３００ｍｍと底面２５０ｍｍの接点より５ｍｍ以上離して、０、３ｍｍの吸引、排気孔３、４、５、６を窄孔する。また熱成形用型１の中央部には吸引、排気孔の孔径か周辺部の吸引、排気孔の孔径と異なる吸引、排気孔、たとえば，０、８ｍｍまたは０、２ｍｍなど窄孔する。この孔径の選定は使用する熱成形用シートの厚さ、材質により変動するので、本実施例では０、５ｍｍの孔径で実施した。【００２４】  この熱成形用型１を用い厚さ３ｍｍのポリプロピレンシートを熱成形したところ、全面にわたり、ほぼ均一な２ｍｍ程度の厚さの熱成形製品が成形出来た。
熱成形は、実際の操作では吸引、排気力の強度、時間など多様な要素があるが、通常の操作で行なった。【００２５】  この操作と同じ条件で熱成形用型１の深さ３００ｍｍ、底面２５０ｍｍの接点に０、３ｍｍ、中央部も０、３ｍｍの吸引、排気孔９、１０、１１、１２、１３を窄孔し熱成形を行なったところ深さ３００ｍｍの上部は２、５ｍｍ下部は１、８ｍｍの肉厚の変動がある熱成形品が作成された。【００２６】  この様に吸引、排気孔の位置、直径により熱成形された製品に優劣が生じることは、熱成形時における型内気流の変動によるもので、その変動を左右する因子として位置、孔径の重要性が示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】  本発明の実施前断面図
【図２】  本発明の実施中断面図
【図３】  本発明の成形実施中断面図
【図４】  本発明の成形後断面図
【図５】  本発明の熱成形用型の平面図
【図６】  従来の熱成形用型の実施前断面図
【図７】  従来の熱成形用型の実施中断面図
【図８】  従来の熱成形用型の成形実施中断面図
【図９】  従来の熱成形後断面図
【図１０】  従来の熱成形用型の平面図
【図１１】  急拡大管断面図
【図１２】  急縮小管断面図
【図１３】  等エントロピー流れにおけるマッハ数。流管断面積の関係。
【図１４】  急な縮小部断面図
【符号の説明】
【００２８】  １          熱成形用型
２          中央部吸引、排気孔
３、４      底面部吸引、排気孔
５、６      底面部吸引、排気孔
７          熱成形用材料シート
８          加熱機
９          中央部吸引、排気孔
１０、１１    底面部吸引、排気孔
１２、１３    底面部吸引、排気孔
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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