TW202346074A

TW202346074A - 熱成型裝置

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Publication number: TW202346074A
Application number: TW112109741A
Authority: TW
Inventors: 林和司; 小熊靖; 浅尾教史
Original assignee: 日商浅野研究所股份有限公司
Priority date: 2022-05-16
Filing date: 2023-03-16
Publication date: 2023-12-01
Also published as: CN117241928A; KR20230161414A; EP4527589A4; US20250001672A1; WO2023223575A1; JP2023168887A; EP4527589A1; JP7126301B1; TWI866117B; CN117241928B

Abstract

本發明為一種熱成型裝置（1），其用於進行加熱製程和黏接製程，所述加熱製程用於借助輻射加熱裝置（6）將樹脂膜（4）輻射加熱至規定溫度（C21），所述黏接製程將輻射加熱後的樹脂膜（4）黏接至基台（52）上載置的紙漿模塑件（10），該熱成型裝置（1）具備真空泵（7），所述真空泵（7）用於在黏接製程中對紙漿模塑件（10）與樹脂膜（4）之間進行真空吸引而使樹脂膜（4）密接至紙漿模塑件（10），輻射加熱裝置（6）能在加熱製程中進行樹脂膜（4）的輻射加熱的第1加熱位置與黏接製程中進行樹脂膜（4）的輻射加熱的第2加熱位置之間改變相對於樹脂膜（4）的距離。

Description

熱成型裝置

本發明涉及一種熱成型裝置，其具備輻射加熱裝置和隔著樹脂膜與輻射加熱裝置相向的基台，用於進行加熱製程和黏接製程，所述加熱製程用於借助輻射加熱裝置將樹脂膜輻射加熱至能夠成型的規定溫度，所述黏接製程將輻射加熱後的樹脂膜黏接至基台上載置的纖維成型體。

作為食品用包裝容器，以往使用有塑膠製容器，但塑膠製容器在被廢棄後不會自然降解，所以認為會導致環境污染。在這樣的情況下，即便被廢棄也會自然降解的紙漿模塑件等纖維成型體在能夠抑制環境污染方面受到期待，越來越多地被用作食品用包裝容器。

在將纖維成型體用作食品用包裝容器的情況下，若直接填充食品，則有食品中包含的水分或油分滲透至纖維成型體而漏出之虞。因此，通常會進行以下處理：在纖維成型體的與食品接觸的面上黏接具有熱塑性的樹脂膜，從而對纖維成型體賦予耐水性和耐油性。例如，專利文獻1中揭示了一種黏接有樹脂膜的紙製容器。

例如使用圖5所示那樣的熱成型裝置100來進行樹脂膜在纖維成型體上的黏接，所述熱成型裝置100具備用於加熱樹脂膜4的輻射加熱裝置6和用於載置紙漿模塑件10（纖維成型體的一例）的下模5。

熱成型裝置100是用於借助輻射加熱裝置6將樹脂膜4輻射加熱至能夠成型的規定溫度、並將輻射加熱而軟化後的樹脂膜4黏接至下模5上載置的紙漿模塑件10的裝置。再者，借助輻射加熱裝置6將樹脂膜4輻射加熱至能夠成型的規定溫度的製程稱為加熱製程，將輻射加熱而軟化後的樹脂膜4黏接至下模5上載置的紙漿模塑件10的製程稱為黏接製程。

樹脂膜4例如是以聚丙烯（PP）為原材料的熱塑性膜。厚度例如設為80μm。樹脂膜4的熔點例如為167℃，在加熱製程中被加熱至作為能夠成型的規定溫度的160℃（溫度C21（參考圖6（d）））。在樹脂膜4的與紙漿模塑件10相向的面上設置有熱封劑等所形成的黏接層（未圖示），以提高與紙漿模塑件10的黏接性。

下模5由模箱51、底座53以及基台52構成。模箱51具有台架512和立設於台架512上的周壁511。台架512具有沿垂直方向VT貫通的通氣口512a，該通氣口512a上連接有真空泵7。真空泵7能經由通氣口512a對模箱51內進行真空吸引。

在台架512上方固定有被周壁511圍繞而用於搭載基台52的底座53。底座53具有沿垂直方向VT貫通底座53的多個連通道531。在底座53的垂直方向VT的上側的端面搭載有被周壁511圍繞而用於載置紙漿模塑件10的基台52。

基台52在輻射加熱裝置6側（垂直方向VT的上側）的端面穿設有與紙漿模塑件10的形狀一致的載置面521。進而，基台52具備開設於載置面521的多個真空通氣口522。當借助真空泵7對模箱51內進行真空吸引時，可以經由連通道531及真空通氣口522對載置面521側進行真空吸引。通過在圖5所示的狀態下對載置面521側進行真空吸引，能將樹脂膜4無間隙地黏接至紙漿模塑件10的內面104。紙漿模塑件10具有透氣性，所以，即便在載置面521上載置有紙漿模塑件10，也不會妨礙載置面521側的加壓及真空吸引。

輻射加熱裝置6定位成隔著樹脂膜4與下模5相向。圖5所示的輻射加熱裝置6的位置是加熱製程中進行樹脂膜4的輻射加熱用的加熱位置。該加熱位置上的輻射加熱裝置6相對於基台52的距離D11是根據輻射加熱裝置6的輸出、樹脂膜4的原材料、加熱製程和黏接製程要耗費的目標時間等來決定。

使用圖6，對使用具有如上構成的熱成型裝置100來進行的加熱製程和黏接製程進行說明。圖6（a）為黏接製程及加熱製程中的輻射加熱裝置6相關的輸出的時間圖。圖6（b）為黏接製程及加熱製程中的真空泵7的排氣速度相關的時間圖。圖6（c）為黏接製程及加熱製程中的輻射加熱裝置6的位置（輻射加熱裝置6相對於基台52的距離）相關的時間圖。圖6（d）為表示黏接製程及加熱製程中的樹脂膜4的溫度變化的情形的圖表。

如圖6（a）所示，從時間點t1開始輻射加熱裝置6的輸出而開始加熱製程。輻射加熱裝置6的輸出在整個加熱製程、黏接製程中固定為溫度C11。再者，溫度C11的值是根據輻射加熱裝置6的性能、加熱物件樹脂膜4的原材料等而任意設定，此處將輻射加熱裝置6的溫度設為600℃。此外，如圖6（c）所示，輻射加熱裝置6相對於基台52的距離在整個加熱製程、黏接製程中固定為距離D11。

如圖6（d）所示，樹脂膜4的溫度從開始使用輻射加熱裝置6的加熱的時間點t1起與時間經過成比例地上升。繼而，樹脂膜4的溫度在時間點t2達到能夠成型的溫度C21（160℃），加熱製程完成。加熱製程所需的時間（時間點t1起到時間點t2為止的時間）受輻射加熱裝置6的輸出、輻射加熱裝置6相對於基台52的距離、樹脂膜4的原材料等所影響，例如約為8秒。

當加熱製程完成時，熱成型裝置100進行黏接製程。具體而言，如圖6（b）所示，從時間點t2起以與真空泵7的能力相應的最大排氣速度S11進行使用真空泵7的真空吸引。通過進行該真空吸引，樹脂膜4在沿紙漿模塑件10的形狀被賦形的同時黏接至紙漿模塑件10。黏接製程所需的時間（時間點t2起到時間點t6為止的時間）受輻射加熱裝置6的輸出、輻射加熱裝置6相對於基台52的距離、樹脂膜4的厚度和原材料等所影響，例如約為15秒。

繼而，例如通過沿水平方向HZ送走樹脂膜4而將黏接有樹脂膜4的紙漿模塑件10輸送至下一製程。現有技術文獻專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2001-233317號公報

發明要解決的問題

樹脂膜4在通過真空泵7的真空吸引而被賦形時接觸紙漿模塑件10，由此被紙漿模塑件10冷卻，所以如圖6（d）所示，樹脂膜4的溫度從溫度C21降低到了溫度C22。當樹脂膜4的溫度降低時，有黏接不充分之虞。

因此，如圖6（a）所示，在時間點t2之後也繼續進行使用輻射加熱裝置6的加熱，以便樹脂膜4的溫度再次變為溫度C21。繼而，在樹脂膜4的溫度已再次變成溫度C21的時間點t5之後也進一步繼續加熱，使樹脂膜4固定在紙漿模塑件上。再者，如圖6（b）所示，時間點t2到時間點t5之間在持續進行真空吸引，樹脂膜4在加熱中保持與紙漿模塑件10密接的狀態。

樹脂膜4因被賦形而使得與輻射加熱裝置6的距離比被賦形前遠。因此，輻射加熱裝置6給予樹脂膜4的熱量降低，如圖6（d）所示，使樹脂膜4的溫度再次達到溫度C21為止（時間點t2起到時間點t5為止）需要與加熱製程所需的時間（時間點t1起到時間點t2為止的時間）相同程度的時間。這導致黏接製程所需的時間（時間點t2起到時間點t6為止的時間）變長，（黏接製程所需的時間是加熱製程所需的時間的約2倍），從而導致製造效率降低。

此外，樹脂膜4的基於真空吸引的賦形是瞬間進行的，而樹脂膜4的溫度在被賦形的過程中從已接觸紙漿模塑件10的部位起驟然降低。當樹脂膜4的溫度從已接觸紙漿模塑件10的部位起驟然降低時，樹脂膜4的已接觸紙漿模塑件10的部位與未接觸紙漿模塑件10的部位之間便產生驟然的溫差。該溫差使得樹脂膜4在進行賦形的過程中發生斷裂等，不再是適於黏接的熔融狀態，從而有無法進行穩定的樹脂膜4的賦形及黏接之虞。

本發明是鑒於這樣的現狀而成，其目的在於提供一種能夠謀求製造效率的提高、而且能穩定地進行樹脂膜在纖維成型體上的黏接的熱成型裝置。解決問題的技術手段

為解決上述問題，本發明的一形態的熱成型裝置具有如下構成。

一種熱成型裝置，其具備輻射加熱裝置和隔著樹脂膜與所述輻射加熱裝置相向的基台，用於進行加熱製程和黏接製程，所述加熱製程用於借助所述輻射加熱裝置將所述樹脂膜輻射加熱至規定溫度，所述黏接製程將輻射加熱後的所述樹脂膜黏接至所述基台上載置的纖維成型體，該熱成型裝置的特徵在於，具備減壓單元，所述減壓單元用於在所述黏接製程中對所述纖維成型體與所述樹脂膜之間進行真空吸引而使所述樹脂膜密接至所述纖維成型體，所述輻射加熱裝置能在所述加熱製程中進行所述樹脂膜的輻射加熱的第1加熱位置與所述黏接製程中進行所述樹脂膜的輻射加熱的第2加熱位置之間改變相對於所述樹脂膜的距離。

在上述熱成型裝置中，優選所述第2加熱位置上的所述輻射加熱裝置與所述基台的距離比所述第1加熱位置上近。

在上述熱成型裝置中，優選具備以下控制程式：將所述輻射加熱裝置的輸出控制到所述樹脂膜在規定時間內達到所述規定溫度所需的加熱溫度，而且使所述輻射加熱裝置位於所述第1加熱位置，由此來進行所述加熱製程，在所述加熱製程完成後，進行使用所述減壓單元的所述真空吸引，而且使所述輻射加熱裝置在保持所述加熱溫度不變的狀態下移動至所述第2加熱位置，由此來進行所述黏接製程。

根據上述熱成型裝置，輻射加熱裝置能在用於將樹脂膜加熱至能夠成型的規定溫度的加熱製程中進行樹脂膜的輻射加熱的第1加熱位置與用於將樹脂膜黏接至纖維成型體的黏接製程中進行樹脂膜的輻射加熱的第2加熱位置之間改變相對於樹脂膜的距離。因此，通過使第2加熱位置上的輻射加熱裝置與樹脂膜的距離比第1加熱位置上近，能在將樹脂膜黏接至纖維成型體時增加輻射加熱裝置給予樹脂膜的熱量。

若能在將樹脂膜黏接至纖維成型體時增加輻射加熱裝置給予樹脂膜的熱量，則能使對因接觸纖維成型體而冷卻下來的樹脂膜進行輻射加熱而再次達到能夠成型的溫度所需的時間比以往短。由此，能夠謀求製造效率的提高。

此外，若能在將樹脂膜黏接至纖維成型體時增加輻射加熱裝置給予樹脂膜的熱量，則能抑制樹脂膜的因接觸纖維成型體造成的溫度降低。由此，能夠緩和樹脂膜的已接觸纖維成型體的部位與未接觸纖維成型體的部位之間產生的溫差，從而能穩定地進行樹脂膜在纖維成型體上的黏接。

進而，在上述熱成型裝置中，優選所述第2加熱位置上的所述輻射加熱裝置與所述樹脂膜的距離比所述第1加熱位置上遠。

在黏接製程中輻射加熱裝置對樹脂膜進行輻射加熱時，纖維成型體因其材質的不同而有被過度加熱、從而不僅妨礙穩定的樹脂膜的賦形及黏接還冒煙或起火等之虞。根據上述熱成型裝置，第2加熱位置上的輻射加熱裝置與樹脂膜的距離比第1加熱位置上遠，所以能降低黏接製程中輻射加熱裝置給予纖維成型體的熱量。由此，能夠防止纖維成型體被過度加熱。發明的效果

根據本發明的熱成型裝置，能夠謀求製造效率的提高，而且能穩定地進行樹脂膜在纖維成型體上的黏接。

〈第1實施方式〉一邊參考附圖，一邊對本發明的第1實施方式的熱成型裝置進行說明。圖1為表示本實施方式的熱成型裝置1的構成而且表示熱成型裝置1處於加熱製程的狀態的圖。圖2為表示本實施方式的熱成型裝置1處於黏接製程的狀態的圖。圖3為從輻射加熱裝置6的散熱部6a側觀察的平面圖。

〈關於熱成型裝置的構成〉如圖1所示，第1實施方式的熱成型裝置1由下模5和輻射加熱裝置6構成，是用於借助輻射加熱裝置6將樹脂膜4輻射加熱至能夠成型的規定溫度並將輻射加熱而軟化後的樹脂膜4黏接至下模5上載置的紙漿模塑件10（纖維成型體的一例）的裝置。再者，借助輻射加熱裝置6將樹脂膜4輻射加熱至能夠成型的規定溫度的製程稱為加熱製程，將輻射加熱而軟化後的樹脂膜4黏接至下模5上載置的紙漿模塑件10的製程稱為黏接製程。

紙漿模塑件10是以紙漿材料為原料而成型為厚度0.5～3mm左右的例如食品用包裝容器。紙漿模塑件10的形狀無特別限定，例如具有俯視（從圖1中的上方觀察的狀態）下為長圓狀的底部101、從底部101的周緣立起的周壁部102、以及從周壁部102的上端朝紙漿模塑件10外側伸出的凸緣部103。此外，紙漿模塑件10的輻射加熱裝置6側（圖1中的上側）的內面104是與紙漿模塑件10中填充的食品接觸的面。再者，作為紙漿材料，採用木材紙漿（只限原生材料）或者使用蘆葦、甘蔗、竹子等的非木材紙漿（只限原生材料）。但如果紙漿模塑件10不是食品用途，則紙漿材料除了上述材料以外也可採用再生材料的木材紙漿及非木材紙漿或者使用報紙、雜誌或瓦楞紙板等廢紙的廢紙紙漿。紙漿模塑件10是使用上述那樣的紙漿材料的纖維的集合體，所以具有透氣性，在黏接樹脂膜4之前，空氣能在圖1中的上表面側與下表面側之間穿行。

樹脂膜4是以聚丙烯（PP）為原材料的熱塑性膜。但材質並不限定於聚丙烯（PP），只要符合食品衛生上的標準（例如食品衛生法中規定的標準）即可。例如可以使用聚乙烯（PE）等烯烴系樹脂、聚對苯二甲酸乙二酯（PET）等聚酯系樹脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等。

樹脂膜4的與紙漿模塑件10相向的面是黏接至紙漿模塑件10的內面104的黏接面。黏接面上設置有黏接層（未圖示），以提高與紙漿模塑件10的黏接性。該黏接層是以熱封劑等熱黏接性樹脂的塗佈或者熱黏接性樹脂的擠塗等形式加以設置。

樹脂膜4的厚度較理想為不到100μm，以抑制製造成本，本實施方式中使用的是例如80μm的厚度。再者，附圖中是以樹脂膜4厚度為紙漿模塑件10厚度的一半左右的方式來展示的，但這是為了使得附圖易於觀察，與實際厚度不一樣。此外，樹脂膜4的熔點無特別限定，例如為167℃，在加熱製程中被加熱至規定的能夠成型的溫度。所謂能夠成型的溫度，例如在本實施方式中為160℃（溫度C21（參考圖4（d）））。

此外，樹脂膜4在被熱成型裝置1賦形前已沿紙漿模塑件10的俯視（從圖1中的上方觀察的狀態）下的外形預先進行了切割。具體而言，如圖1所示，在僅黏接在紙漿模塑件10的凸緣部103的狀態下沿凸緣部103的外周預先進行了切割。再者，樹脂膜4的僅在凸緣部103上的黏接及切割能以事前製程的形式由不同於熱成型裝置1的別的裝置來進行，也能以熱成型裝置1配備湯姆森刀片等切割裝置的形式由熱成型裝置1將樹脂膜4僅黏接至凸緣部103並借助切割裝置沿凸緣部103的外周進行切割。

以上那樣的樹脂膜4在熱成型裝置1內被輻射加熱裝置6加熱到約160℃後，像圖2所示那樣沿紙漿模塑件10的內面104被賦形的同時黏接至內面104。紙漿模塑件10通過黏接樹脂膜4而具備耐水性、耐油性、耐熱性。

下模5由模箱51、底座53以及基台52構成。模箱51由不銹鋼等金屬製構件構成，具有台架512和立設於台架512上的周壁511。台架512具有沿垂直方向VT貫通的通氣口512a，該通氣口512a上連接有真空泵7（減壓單元的一例）。真空泵7能經由通氣口512a對模箱51內進行真空吸引。

基台52在輻射加熱裝置6側（垂直方向VT的上側）的端面穿設有與紙漿模塑件10的形狀一致的載置面521。進而，基台52具備開設於載置面521的多個真空通氣口522。當借助真空泵7對模箱51內進行真空吸引時，可以經由連通道531及真空通氣口522對載置面521側進行真空吸引。紙漿模塑件10具有透氣性，所以即便在載置面521上載置有紙漿模塑件10，也不會妨礙載置面521側的加壓及真空吸引。因此，通過在圖1所示的狀態下對載置面521側進行真空吸引，得以對紙漿模塑件10與樹脂膜4之間進行真空吸引，從而能將樹脂膜4無間隙地黏接至紙漿模塑件10的內面104。

下模5的通氣口512a上由並列的第1管道11A和第2管道11B連接有真空泵7。

第1管道11A上配設有第1開閉閥8。若將第1開閉閥8開閥，則第1管道11A敞開，真空泵7可以借助第1管道11A來進行真空吸引。另一方面，若將第1開閉閥8閉閥，則第1管道11A被切斷。

第2管道11B上從真空泵7側起依序配設有第2開閉閥9、流量調整閥13。若將第2開閉閥9開閥，則第2管道11B敞開，真空泵7可以借助第2管道11B來進行真空吸引。另一方面，若將第2開閉閥9閉閥，則第2管道11B被切斷。此外，流量調整閥13可以調整閥開度，通過調整閥開度，可以對借助第2管道11B來進行真空吸引時的排氣速度進行調整。

真空泵7在熱成型裝置1的動作中始終進行動作，若將第1開閉閥8開閥、將第2開閉閥9閉閥，則可以借助第1管道11A而以與真空泵7的能力相應的最大排氣速度S11（參考圖4（b））進行真空吸引。另一方面，若將第1開閉閥8閉閥、將第2開閉閥9開閥，則可以借助第2管道11B而以與流量調整閥13的閥開度相應的排氣速度（例如後文敘述的規定排氣速度S12（參考圖4（b）））進行真空吸引。

輻射加熱裝置6定位成隔著樹脂膜4與下模5相向。輻射加熱裝置6中，下模5側的端面為散熱部6a，如圖3所示，該散熱部6a由多個加熱器元件61形成。具體而言，輻射加熱裝置6以沿X方向鄰接配置6個加熱器元件61（俯視八角形）而成的加熱器元件61的列沿Y方向鄰接排列5列的形態具有合計30個加熱器元件61。由這30個加熱器元件61構成了散熱部6a。再者，圖3中的所謂X方向，是與圖1及圖2中的水平方向HZ平行的方向。此外，加熱器元件61的個數只是一例，並不限定於上述個數。

此外，如圖3所示，輻射加熱裝置6上以被位於輻射加熱裝置6的中央區域的4個加熱器元件61圍繞的方式設置有溫度感測器62。溫度感測器62例如為輻射溫度計。該溫度感測器62能夠測量樹脂膜4的與輻射加熱裝置6相向的面的溫度。由此，熱成型裝置1能夠檢測加熱製程及黏接製程中的樹脂膜4的溫度。

輻射加熱裝置6可以借助升降單元12（例如氣缸等）沿垂直方向VT上下運動，從而能在第1加熱位置與第2加熱位置之間移動。圖1所示的輻射加熱裝置6的位置是加熱製程中進行樹脂膜4的輻射加熱用的第1加熱位置。圖2所示的輻射加熱裝置6的位置是黏接製程中進行樹脂膜4的輻射加熱用的第2加熱位置。並且，第2加熱位置上的輻射加熱裝置6相對於基台52的距離D12設定得比第1加熱位置上的輻射加熱裝置6相對於基台52的距離D11小。如此，通過輻射加熱裝置6能在第1加熱位置與第2加熱位置之間移動，能夠改變輻射加熱裝置6相對於樹脂膜4的距離。再者，第1加熱位置上的輻射加熱裝置6相對於基台52的距離D11和第2加熱位置上的輻射加熱裝置6相對於基台52的距離D12是根據輻射加熱裝置6的輸出、樹脂膜4的原材料、加熱製程和黏接製程要耗費的目標時間等來決定。

〈關於加熱製程及黏接製程〉使用圖4，對使用具有如上構成的熱成型裝置1來進行的加熱製程和黏接製程進行說明。圖4（a）為黏接製程及加熱製程中的輻射加熱裝置6相關的輸出的時間圖。圖4（b）為黏接製程及加熱製程中的真空泵7的排氣速度相關的時間圖。圖4（c）為黏接製程及加熱製程中的輻射加熱裝置6的位置（輻射加熱裝置6相對於基台52的距離）相關的時間圖。圖4（d）為表示黏接製程及加熱製程中的樹脂膜4的溫度變化的情形的圖表。

在開始加熱製程及黏接製程前，將樹脂膜4設為已將其僅黏接在紙漿模塑件10的凸緣部103上的狀態，並沿紙漿模塑件10的俯視下的外形切割該樹脂膜4。繼而，如圖1所示，將紙漿模塑件10載置於基台52的載置面521。再者，將紙漿模塑件10載置於載置面521的作業可由作業人員以手工作業來進行，也可由自動輸送裝置等來進行。

此外，在開始加熱製程及黏接製程前，在將第1開閉閥8及第2開閉閥9閉閥而將第1管道11A及第2管道11B切斷的狀態下使真空泵7動作。進而，以在第2開閉閥9開閥時獲得規定排氣速度S12（參考圖4（b））的方式調整好流量調整閥13的閥開度。再者，規定排氣速度S12的詳情于後文敘述。

首先，對加熱製程進行說明。如圖4（a）所示，從時間點t1開始輻射加熱裝置6的輸出而開始加熱製程。輻射加熱裝置6的輸出在整個加熱製程、黏接製程中固定為溫度C11。再者，溫度C11的值是根據輻射加熱裝置6的性能、加熱物件樹脂膜4的原材料等而任意設定，並無特別限定，本實施方式中是設為輻射加熱裝置6的最大輸出即600℃。此外，如圖4（c）所示，輻射加熱裝置6相對於基台52的距離為距離D11。這表示輻射加熱裝置6是位於第1加熱位置的狀態。

關於使用真空泵7的真空吸引，如圖4（b）所示，從時間點t1起以規定排氣速度S12開始真空吸引。該真空吸引是通過將第1開閉閥8保持閉閥狀態不變並將第2開閉閥9開閥而將第2管道11B敞開來進行。

由於是已將樹脂膜4黏接於紙漿模塑件10的凸緣部103的狀態，所以在紙漿模塑件10與樹脂膜4之間關有空氣。因而，若直接由輻射加熱裝置6進行加熱，則關在紙漿模塑件10與樹脂膜4之間的空氣會膨脹而導致樹脂膜4朝輻射加熱裝置6側（圖1中的上方）鼓脹。於是，輻射加熱裝置6與樹脂膜4的距離變窄、樹脂膜4被過度加熱，從而有產生孔洞等不良之虞。因此，如上所述，通過以規定排氣速度S12進行真空吸引來防止樹脂膜4朝輻射加熱裝置6側鼓脹，從而防止樹脂膜4被過度加熱。

規定排氣速度S12受輻射加熱裝置6的輸出、紙漿模塑件10的容積等所影響，通過實驗來預先求出樹脂膜4不會朝輻射加熱裝置6側鼓脹的速度。並且，根據通過實驗求出的規定排氣速度S12來調整流量調整閥13的閥開度。再者，較理想為通過以規定排氣速度S12進行真空吸引而儘量將樹脂膜4保持水平。其目的在於均勻地加熱整個樹脂膜4。但並非必須保持水平，只要樹脂膜4不朝輻射加熱裝置6側鼓脹即可。例如，也可通過以規定排氣速度S12進行真空吸引而使得樹脂膜4以不進行賦形的程度朝紙漿模塑件10側呈凹狀變形。此外，規定排氣速度S12下的真空吸引是在開始加熱製程的同時從時間點t1起進行，但並非必須同時。例如，也可預先通過實驗來確認好開始加熱後關在紙漿模塑件10與樹脂膜4之間的空氣開始膨脹的時刻而按照該時刻來進行規定排氣速度S12下的真空吸引。

返回至圖4的說明，如圖4（d）所示，樹脂膜4的溫度從開始使用輻射加熱裝置6的加熱的時間點t1起與時間經過成比例地上升。並且，樹脂膜4的溫度在時間點t2達到能夠成型的溫度C21（160℃），加熱製程完成。加熱製程所需的時間（時間點t1起到時間點t2為止的時間）受輻射加熱裝置6的輸出、輻射加熱裝置6相對於基台52的距離、樹脂膜4的原材料等所影響，本實施方式中約為8秒。

接著，對黏接製程進行說明。當加熱製程完成時，如圖4（b）所示，以最大排氣速度S11進行使用真空泵7的真空吸引。該真空吸引是通過第2開閉閥9閉閥而將第2管道11B切斷、同時將第1開閉閥8開閥而將第1管道11A敞開來進行。通過進行最大排氣速度S11下的真空吸引，樹脂膜4像圖2所示那樣沿紙漿模塑件10的形狀被賦形。

此外，在時間點t2上，輻射加熱裝置6相對於基台52的距離像圖4（c）所示那樣朝距離D12轉變。這表示輻射加熱裝置6是位於第2加熱位置的狀態。此時，如圖4（a）所示，輻射加熱裝置6的輸出為固定狀態。

由於被賦形而接觸紙漿模塑件10，樹脂膜4的溫度被紙漿模塑件10冷卻，所以像圖4（d）所示那樣降低至溫度C22。但輻射加熱裝置6在第2加熱位置上在繼續加熱樹脂膜4，所以樹脂膜4溫度在時間點t3恢復至溫度C21。

第2加熱位置上的輻射加熱裝置6與樹脂膜4的距離比第1加熱位置上近，所以能增加輻射加熱裝置6給予樹脂膜4的熱量。因此，對因接觸紙漿模塑件10而冷卻下來的樹脂膜4進行輻射加熱而再次達到溫度C21所需的時間（時間點t2起到時間點t3為止的時間）比以往所需的時間（圖6（d）中的時間點t2起到時間點t5為止的時間）短。具體而言，比以往所需的時間短20～60%左右。

此外，能在將樹脂膜4黏接至紙漿模塑件10時增加輻射加熱裝置6給予樹脂膜4的熱量。因此，能夠抑制樹脂膜4的因接觸紙漿模塑件10造成的溫度降低量（從溫度C21向溫度C22的降低量）。具體而言，與以往的溫度降低量（圖6（d）中的從溫度C21向溫度C22的降低量）相比，降低量變為20～60%左右。由此，能夠緩和樹脂膜4的已接觸紙漿模塑件10的部位與未接觸纖維成型體的部位之間產生的溫差，從而能穩定地進行樹脂膜4在紙漿模塑件10上的黏接。

返回至圖4的說明，在黏接製程開始後到時間點t4為止，繼續進行使用輻射加熱裝置6的加熱以及使用真空泵7的真空吸引。其目的在於將樹脂膜4更可靠地密接及黏接至紙漿模塑件10。

在時間點t4，輻射加熱裝置6像圖4（a）所示那樣停止輸出。同時，輻射加熱裝置6像圖4（c）所示那樣返回至第1加熱位置。再者，並非必須返回至第1加熱位置，也可移動至比第1加熱位置遠離基台52的位置。進而，在時間點t4將第1開閉閥8閉閥而將第1管道11A切斷，由此，如圖4（b）所示，真空吸引停止。以上，黏接製程完成。黏接製程所需的時間（時間點t2起到時間點t4為止的時間）受輻射加熱裝置6的輸出、輻射加熱裝置6相對於基台52的距離、樹脂膜4的厚度和原材料、紙漿模塑件10的密度（透氣度）等所影響，本實施方式中約為6～10秒。

如上所述，對因接觸紙漿模塑件10而冷卻下來的樹脂膜4進行輻射加熱而再次達到溫度C21所需的時間（時間點t2起到時間點t3為止的時間）比以往所需的時間（圖6（d）中的時間點t2起到時間點t5為止的時間）短，所以黏接製程所需的時間（時間點t2到時間點t4）比以往的黏接製程所需的時間（圖6中的時間點t2起到時間點t6為止的時間）短20～60%左右，謀求到製造效率的提高。

黏接製程完成後，從基台52上取下黏接有樹脂膜4的紙漿模塑件10。該取下黏接有樹脂膜4的紙漿模塑件10的作業可由作業人員以手工作業來進行，也可由自動輸送裝置等來進行。

以上說明過的加熱製程及黏接製程是由連接於熱成型裝置1的控制裝置（未圖示）中存儲的控制程式來自動進行。

〈第2實施方式〉針對第2實施方式的熱成型裝置而僅對與第1實施方式的熱成型裝置1的不同點進行說明。

第2實施方式的熱成型裝置具有與圖1所示的第1實施方式的熱成型裝置1同樣的構成，但輻射加熱裝置6的第2加熱位置不同於圖1所示的第1實施方式的熱成型裝置1的第2加熱位置，第2實施方式的熱成型裝置的第2加熱位置上的輻射加熱裝置6與基台52的距離設定得比第1加熱位置上遠。也就是說，輻射加熱裝置6在從加熱製程轉為黏接製程的階段會遠離樹脂膜4。

在黏接製程中輻射加熱裝置6對樹脂膜4進行輻射加熱時，紙漿模塑件10因其材質的不同而有被過度加熱而焦糊之虞。因此，通過在黏接製程中使輻射加熱裝置6遠離樹脂膜4，能夠降低輻射加熱裝置6給予紙漿模塑件10的熱量。由此，能夠防止紙漿模塑件10被過度加熱。

如以上所說明，本實施方式的熱成型裝置1具備輻射加熱裝置6和隔著樹脂膜4與輻射加熱裝置6相向的基台52，用於進行加熱製程和黏接製程，所述加熱製程用於借助輻射加熱裝置6將樹脂膜4輻射加熱至規定溫度C21，所述黏接製程將輻射加熱後的樹脂膜4黏接至基台52上載置的纖維成型體（紙漿模塑件10），該熱成型裝置1的特徵在於，具備減壓單元（真空泵7），所述減壓單元（真空泵7）用於在黏接製程中對纖維成型體（紙漿模塑件10）與樹脂膜4之間進行真空吸引而使樹脂膜4密接至纖維成型體（紙漿模塑件10），輻射加熱裝置6能在加熱製程中進行樹脂膜4的輻射加熱的第1加熱位置與黏接製程中進行樹脂膜4的輻射加熱的第2加熱位置之間改變相對於樹脂膜4的距離。

在上述熱成型裝置1中，優選第2加熱位置上的輻射加熱裝置6與樹脂膜4的距離比第1加熱位置上近。

在上述熱成型裝置1中，優選具備以下控制程式：將輻射加熱裝置6的輸出控制到樹脂膜4在規定時間內（時間點t1至時間點t2）達到規定溫度C21所需的加熱溫度（溫度C11），而且使輻射加熱裝置6位於第1加熱位置，由此來進行加熱製程，在加熱製程完成後，進行使用減壓單元（真空泵7）的真空吸引，而且使輻射加熱裝置6在保持加熱溫度（溫度C11）不變的狀態下移動至第2加熱位置，由此來進行黏接製程。

根據上述熱成型裝置1，輻射加熱裝置6能在用於將樹脂膜4加熱至能夠成型的規定溫度C21的加熱製程中進行樹脂膜4的輻射加熱的第1加熱位置與用於將樹脂膜4黏接至纖維成型體（紙漿模塑件10）的黏接製程中進行樹脂膜4的輻射加熱的第2加熱位置之間改變相對於樹脂膜4的距離。因此，通過使第2加熱位置上的輻射加熱裝置6與樹脂膜4的距離比第1加熱位置上近，能在將樹脂膜4黏接至纖維成型體（紙漿模塑件10）時增加輻射加熱裝置6給予樹脂膜4的熱量。

若能在將樹脂膜4黏接至纖維成型體（紙漿模塑件10）時增加輻射加熱裝置6給予樹脂膜4的熱量，則能使對因接觸纖維成型體（紙漿模塑件10）而冷卻下來的樹脂膜4進行輻射加熱而再次達到能夠成型的溫度C21所需的時間（時間點t2至時間點t3）比以往短。由此，能夠謀求製造效率的提高。

此外，若能在將樹脂膜4黏接至纖維成型體（紙漿模塑件10）時增加輻射加熱裝置6給予樹脂膜4的熱量，則能抑制樹脂膜4的因接觸纖維成型體（紙漿模塑件10）造成的溫度降低（溫度C21起到溫度C22為止的降低）。由此，能夠緩和樹脂膜4的已接觸纖維成型體（紙漿模塑件10）的部位與未接觸纖維成型體（紙漿模塑件10）的部位之間產生的溫差，從而能穩定地進行樹脂膜4在纖維成型體（紙漿模塑件10）上的黏接。

進而，在上述熱成型裝置1中，優選第2加熱位置上的輻射加熱裝置6與樹脂膜4的距離比第1加熱位置上遠。

在黏接製程中輻射加熱裝置6對樹脂膜4進行輻射加熱時，纖維成型體（紙漿模塑件10）因其材質的不同而有被過度加熱、從而不僅妨礙穩定的樹脂膜4的賦形及黏接還冒煙或起火等之虞。根據上述熱成型裝置1，由於第2加熱位置上的輻射加熱裝置6與樹脂膜4的距離比第1加熱位置上遠，所以能在黏接製程中降低輻射加熱裝置6給予纖維成型體（紙漿模塑件10）的熱量。由此，能夠防止纖維成型體（紙漿模塑件10）被過度加熱。

再者，本實施方式只是示例，絲毫不限定本發明。因而，本發明當然能在不脫離其主旨的範圍內進行各種改良、變形。例如，熱成型裝置1是在基台52上載置1個紙漿模塑件10來進行樹脂膜4的黏接，但也可對多個紙漿模塑件同時進行樹脂膜的黏接。進而，熱成型裝置1中是輻射加熱裝置6位於下模5上方，但上下位置也可顛倒。

1:熱成型裝置 4:樹脂模 5:下模 6:輻射加熱裝置 6a:散熱部 7:真空泵 8:第1開閉閥 9:第2開閉閥 10:紙漿模塑件 11A:第1管道 11B:第2管道 12:升降單元 13:流量調整閥 51:模箱 52:基台 53:底座 61:加熱器元件 62:溫度感測器 100:熱成型裝置 101:底部 102:周壁部 102:凸緣部 104:內面 511:周壁 512:台架 512a:通氣口 521:載置面 522:真空通氣口 531:連通道 C11:溫度 C21:溫度 C22:溫度 D11:距離 D12:距離 HZ:水平方向 S11:最大排氣速度 S12:規定排氣速度 t1-t6:時間點 VT:垂直方向

圖1為表示本實施方式的熱成型裝置的構成而且表示熱成型裝置處於加熱製程的狀態的圖。圖2為表示本實施方式的熱成型裝置處於黏接製程的狀態的圖。圖3為從輻射加熱裝置的散熱部側觀察的平面圖。圖4（a）為黏接製程及加熱製程中的輻射加熱裝置的輸出相關的時間圖，圖4（b）為黏接製程及加熱製程中的真空泵的排氣速度相關的時間圖，圖4（c）為黏接製程及加熱製程中的輻射加熱裝置的位置相關的時間圖，圖4（d）為表示黏接製程及加熱製程中的樹脂膜的溫度變化的情形的圖表。圖5為表示現有技術的熱成型裝置的構成的圖。圖6（a）為現有技術的黏接製程及加熱製程中的輻射加熱裝置的輸出相關的時間圖，圖6（b）為現有技術的黏接製程及加熱製程中的真空泵的排氣速度相關的時間圖，圖6（c）為現有技術的黏接製程及加熱製程中的輻射加熱裝置的位置相關的時間圖，圖6（d）為表示現有技術的黏接製程及加熱製程中的樹脂膜的溫度變化的情形的圖表。

C11:溫度

S11:最大排氣速度

S12:規定排氣速度

D11,D12:距離

C21,C22:溫度

Claims

一種熱成型裝置，其具備輻射加熱裝置和隔著樹脂膜與所述輻射加熱裝置相向的基台，用於進行加熱製程和黏接製程，所述加熱製程用於借助所述輻射加熱裝置將所述樹脂膜輻射加熱至規定溫度，所述黏接製程將輻射加熱後的所述樹脂膜黏接至所述基台上載置的纖維成型體，該熱成型裝置的特徵在於，具備減壓單元，所述減壓單元用於在所述黏接製程中對所述纖維成型體與所述樹脂膜之間進行真空吸引而使所述樹脂膜密接至所述纖維成型體，所述輻射加熱裝置能在所述加熱製程中進行所述樹脂膜的輻射加熱的第1加熱位置與所述黏接製程中進行所述樹脂膜的輻射加熱的第2加熱位置之間改變相對於所述樹脂膜的距離。
根據請求項1所述的熱成型裝置，其特徵在於，所述第2加熱位置上的所述輻射加熱裝置與所述樹脂膜的距離比所述第1加熱位置上近。
根據請求項1或2所述的熱成型裝置，其特徵在於，具備以下控制程式：將所述輻射加熱裝置的輸出控制到所述樹脂膜在規定時間內達到所述規定溫度所需的加熱溫度，而且使所述輻射加熱裝置位於所述第1加熱位置，由此來進行所述加熱製程，在所述加熱製程完成後，進行使用所述減壓單元的所述真空吸引，而且使所述輻射加熱裝置在保持所述加熱溫度不變的狀態下移動至所述第2加熱位置，由此來進行所述黏接製程。
根據請求項1所述的熱成型裝置，其特徵在於，所述第2加熱位置上的所述輻射加熱裝置與所述樹脂膜的距離比所述第1加熱位置上遠。