特表 2025-505878 加熱ポリマーシート材料供給プロセス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-02-28

(54)【発明の名称】加熱ポリマーシート材料供給プロセス

(51)【国際特許分類】

   B29C 51/42 20060101AFI20250220BHJP

   B29C 51/08 20060101ALI20250220BHJP

   B29C 51/10 20060101ALI20250220BHJP

   B29C 51/14 20060101ALI20250220BHJP

【ＦＩ】

B29C51/42

B29C51/08

B29C51/10

B29C51/14

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024569052

(86)(22)【出願日】2023-02-08

(85)【翻訳文提出日】2024-10-04

(86)【国際出願番号】 US2023012613

(87)【国際公開番号】W WO2023154339

(87)【国際公開日】2023-08-17

(31)【優先権主張番号】17/667,211

(32)【優先日】2022-02-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524297081

【氏名又は名称】エーライト，インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ａｅｒｌｙｔｅ，Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】110001302

【氏名又は名称】弁理士法人北青山インターナショナル

(72)【発明者】

【氏名】ジョンストン，クリストファー，セブンス

【テーマコード（参考）】

4F208

【Ｆターム（参考）】

4F208AC03

4F208AH26

4F208AJ08

4F208AK01

4F208AK04

4F208AM19

4F208AM28

4F208MA01

4F208MA02

4F208MA05

4F208MB01

4F208MC03

4F208MG04

4F208MH06

4F208MJ15

4F208MJ22

4F208MJ26

4F208MJ30

4F208MK08

(57)【要約】

硬質熱可塑性ポリマーシート材料の成形プロセスである。このプロセスには、加熱真空範囲下で、加熱ゾーンで硬質熱可塑性ポリマーシートを成形温度に加熱して、加熱硬質熱可塑性ポリマーシート材料を形成するステップを含む。このプロセスはさらに、供給真空範囲下で、加熱ゾーンから加熱硬質熱可塑性ポリマーシート材料を移送して、供給真空範囲下にある成形ゾーンに加熱硬質熱可塑性ポリマーシート材料を供給するステップを含む。このプロセスはまた、成形ゾーンにおいて、加熱硬質熱可塑性シート材料を成形品に成形するステップを含む。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ポリマーシート材料成形プロセスであって、
加熱真空範囲下で、第１の加熱ゾーンで第１のポリマーシートを第１の成形温度に加熱して、第１の加熱ポリマーシート材料を形成する第１の加熱ステップと、
供給真空範囲下で、前記第１の加熱ゾーンから前記第１の加熱ポリマーシート材料を移送して、供給真空範囲下にある成形ゾーンに前記第１の加熱ポリマーシート材料を供給する第１の移送ステップと、
前記成形ゾーンにおいて、前記第１の加熱ポリマーシート材料を第１の成形品に成形するステップと、
加熱真空範囲下で、前記第１および第２の加熱ゾーンは異なる第２の加熱ゾーンで第２のポリマーシートを第２の成形温度に加熱して、第２の加熱ポリマーシート材料を形成する第２の加熱ステップと、
前記第１の成形品が前記成形ゾーンから出た後に、供給真空範囲下で、前記第２の加熱ゾーンから前記第２の加熱ポリマーシート材料を移送して、供給真空範囲下にある前記成形ゾーンに前記第２の加熱ポリマーシート材料を供給する第２の移送ステップと、
前記成形ゾーンにおいて、前記第２の加熱ポリマーシート材料を第２の成形品に成形するステップとを含むことを特徴とする加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項2】

前記第２の加熱ステップが、前記第１の成形ステップの間またはその前に開始される、請求項１に記載の加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項3】

前記第１および第２の加熱ステップの一部が同時に行われる、請求項１に記載の加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項4】

さらに、前記第１の成形品が前記成形ゾーンを出た後に、前記第２の加熱ゾーンと前記成形ゾーンにおいて同時に供給真空範囲を形成するステップを含む、請求項１に記載の加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項5】

前記第１および第２の加熱ゾーンが、前記成形ゾーンに並列に接続されている、請求項１に記載の加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項6】

前記第２の移送ステップが、前記第２の加熱ゾーンから前記第１の加熱ゾーンを経て前記成形ゾーンに前記第２の加熱ポリマーシート材料を移送することを含む、請求項１に記載の加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項7】

さらに、前記第１の成形品が前記成形ゾーンを出た後に、前記第１の加熱ゾーンと前記成形ゾーンにおいて同時に供給真空範囲を形成するステップを含む、請求項６に記載の加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項8】

前記第１および第２の加熱ゾーンが直列に接続され、前記第１の加熱ゾーンと前記成形ゾーンとが直列に接続されている、請求項１に記載の加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項9】

前記第１および／または第２の成形品が、前記第１および／または第２の装飾的自動車用品である、請求項１に記載の加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項10】

前記成形ステップが密閉金型プロセスを用いて実施される、請求項１に記載のポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項11】

前記密閉金型プロセスは、射出成形プロセス、圧縮成形プロセス、樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）プロセス、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１０に記載のポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項12】

硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセスであって、
加熱真空範囲下で、加熱ゾーンで硬質熱可塑性ポリマーシートを成形温度に加熱して、加熱硬質熱可塑性ポリマーシート材料を形成するステップと、
供給真空範囲下で、前記加熱ゾーンから前記加熱硬質熱可塑性ポリマーシート材料を移送して、供給真空範囲下にある成形ゾーンに前記加熱硬質熱可塑性ポリマーシート材料を供給するステップと、
前記成形ゾーンにおいて、前記加熱硬質熱可塑性シート材料を成形品に成形するステップとを含むことを特徴とする、硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項13】

前記成形するステップが熱成形プロセスを用いて実施される、請求項１２に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項14】

前記熱成形プロセスが、真空成形プロセス、加圧成形プロセス、プラグアシスト成形プロセス、マッチドダイ成形プロセスおよびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１３に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項15】

前記成形品を、周囲雰囲気下または不活性雰囲気下で前記成形ゾーンから移送するステップをさらに含む、請求項１２に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項16】

前記成形するステップが密閉金型プロセスを用いて実施される、請求項１２に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項17】

前記密閉金型プロセスは、射出成形プロセス、圧縮成形プロセス、樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）プロセス、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１６に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項18】

前記成形ゾーンが成形室であり、さらに、第１および第２の成形サイクルにわたって前記成形ゾーン内の供給真空範囲を維持することをさらに含む、請求項１２に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項19】

前記成形ゾーンが、シュラウド、クラウン、およびベッドを含む成形室であり、前記クラウンおよび前記ベッドが、前記成形室を密閉するように前記シュラウドに固定的に接続されている、請求項１２に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項20】

前記加熱するステップが、前記加熱ゾーンにおいて加熱源を用いて前記ポリマーシートを加熱することを含む、請求項１２に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項21】

前記加熱源が、伝導性熱源、電磁熱源、輻射熱源、およびこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２０に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項22】

前記加熱硬質熱可塑性ポリマーシート材料は、成形温度において流動性ポリマーシート材料である、請求項１２に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項23】

前記硬質熱可塑性ポリマーシートが複数の層および／またはプライを含む、請求項１２に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項24】

前記ポリマーシートは、当該ポリマーシートの縁部の１以上の箇所で把持されている、請求項１２に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材成形方法。

【請求項25】

前記供給真空範囲下で移送するステップにより、周囲条件下での移送と比較して、前記加熱硬質熱可塑性ポリマーシート材料の表面からの熱損失が低減する、請求項１２に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項26】

前記成形品が装飾的自動車用品である、請求項１２に記載の硬質熱可塑性ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項27】

加熱ポリマーシート材料成形プロセスであって、
真空範囲下で、成形ゾーンを含む単一チャンバ内の加熱ゾーンで、ポリマーシートを成形温度に加熱して、加熱ポリマーシート材料を形成するステップと、
真空範囲下で、前記加熱ゾーンから前記加熱ポリマーシート材料を移送して、真空範囲下にある成形ゾーンに前記加熱ポリマーシート材料を供給するステップと、
前記成形ゾーンにおいて、前記加熱ポリマーシート材料を成形品に成形するステップと、を含むことを特徴とする加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項28】

前記加熱ゾーンが、前記ポリマーシートの第１および第２の側にそれぞれ第１および第２の加熱エレメントを含む、請求項２７に記載の加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【請求項29】

さらに、前記加熱と移送のステップ中およびステップ間に、真空範囲を維持することをさらに含む、請求項２７に記載の加熱ポリマーシート材料形成工程。

【請求項30】

前記成形品が装飾的自動車用品である、請求項２７に記載の加熱ポリマーシート材料成形プロセス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
本出願は、２０２２年２月８日に出願された米国出願第１７／６６７，２１１号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。

【0002】

本開示は、加熱ポリマーシート材料供給プロセスに関する。

【背景技術】

【0003】

ポリマー材料は、成形品に形成することができる。ポリマー材料は、熱可塑性材料または熱硬化性材料で形成され得る。このポリマー材料は、強化繊維を含むポリマーマトリックス複合材料であってもよい。ポリマー材料から形成され得る物品の非限定的な例としては、装飾品（原文：cosmetic）、自動車外装部品（例えば、ボンネット、フェンダー、デッキリッド、ルーフ、バンパー、フェイシア）、自動車構造部品（例えば、座席、バンパービーム、スキッドプレート、荷台、ピックアップトラックの荷台ボックス、ベッドライナー）、自動車内装部品（例えば、化粧パネル）、建築用品、消費者向け物品（例えば、スポーツ用品や家電製品）、医療用品や部品などがある。

【発明の概要】

【0004】

一実施形態では、ポリマーシート材料の成形プロセスが開示される。このプロセスは、加熱真空範囲下で、第１の加熱ゾーンで第１のポリマーシートを第１の成形温度に加熱して、第１の加熱ポリマーシート材料を形成するステップを含む。このプロセスはまた、供給真空範囲下で、第１の加熱ゾーンから第１の加熱ポリマーシート材料を移送して、供給真空範囲下にある成形ゾーンに第１の加熱ポリマーシート材料を供給するステップを含む。このプロセスはまた、成形ゾーンにおいて、第１の加熱ポリマーシート材料を第１の成形品に成形するステップを含む。このプロセスはまた、加熱真空範囲下で、第２の加熱ゾーンで第２のポリマーシートを第２の成形温度に加熱して、第２の加熱ポリマーシート材料を形成するステップを含み、ここで第１および第２の加熱ゾーンは異なる。このプロセスはまた、第１の成形品が成形ゾーンから出た後に、供給真空範囲下で、第２の加熱ゾーンから第２の加熱ポリマーシート材料を移送して、供給真空範囲下にある成形ゾーンに第２の加熱ポリマーシート材料を供給するステップを含む。このプロセスはまた、成形ゾーンにおいて、第２の加熱ポリマーシート材料を第２の成形品に成形するステップを含む。

【0005】

別の実施形態では、硬質熱可塑性ポリマーシート材料の成形プロセスが開示される。このプロセスには、加熱真空範囲下で、加熱ゾーンで硬質熱可塑性ポリマーシートを成形温度に加熱して、加熱硬質熱可塑性ポリマーシート材料を形成するステップを含む。このプロセスはさらに、供給真空範囲下で、加熱ゾーンから加熱硬質熱可塑性ポリマーシート材料を移送して、供給真空範囲下にある成形ゾーンに加熱硬質熱可塑性ポリマーシート材料を供給するステップを含む。このプロセスはまた、成形ゾーンにおいて、加熱硬質熱可塑性シート材料を成形品に成形するステップを含む。

【0006】

さらに別の実施形態では、加熱ポリマーシート材料の成形プロセスが開示される。このプロセスには、真空範囲下で、成形ゾーンを含む単一チャンバ内の加熱ゾーンで、ポリマーシートを成形温度に加熱して、加熱ポリマーシート材料を形成するステップを含む。このプロセスはまた、真空範囲下で、加熱ゾーンから加熱ポリマーシート材料を移送して、真空範囲下にある成形ゾーンに加熱ポリマーシート材料を供給するステップを含む。このプロセスはまた、成形ゾーンにおいて、加熱ポリマーシート材料を成形品に成形するステップを含む。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の実施形態による加熱ポリマーシート材料供給プロセスを実施するように構成された第１のシステムの切り欠き斜視図である。

【図2】図２は、図１の線２－２に沿って取った、図１に示す第１のシステムの断面図、側面図、および部分断面図である。

【図3】図３は、第２の実施形態による加熱ポリマーシート材料供給プロセスを実施するように構成された第２のシステムの斜視図である。

【図4】図４は、図３の線４－４に沿って取った、図３に示す第２のシステムの断面図、側面図、および部分断面図である。

【図5】図５は、第３の実施形態による加熱ポリマーシート材料供給プロセスを実施するように構成された第３のシステムの切り欠き側面図である。

【図6】図６は、図５の線６－６に沿って取った、図５に示す第３のシステムの断面図、側面図、および部分断面図である。

【図7】図７は、第４の実施形態による加熱ポリマーシート材料供給プロセスを実施するように構成された第４のシステムの断面図、側面図および部分断面図である。

【図8】図８は、第５の実施形態によるシステムの断面図、側面図、および部分断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

必要に応じて、本発明の詳細な実施形態が本明細書に開示されるが、開示された実施形態は、様々な代替形態で実施され得る本発明の単なる例示であることを理解されたい。図は必ずしも縮尺通りではなく、特定の構成要素の詳細を示すために、いくつかの特徴が誇張または最小化されている場合がある。したがって、本明細書に開示された特定の構造および機能の詳細は、限定的なものとして解釈されるものではなく、単に、当業者が本発明を様々に採用することを教示するための代表的な基礎として解釈されるものである。

【0009】

本開示の実施形態を以下に記載する。しかしながら、開示された実施形態は単なる例示であり、他の実施形態は様々な代替形態を取り得ることを理解されたい。図は必ずしも縮尺通りではなく、特定の構成要素の詳細を示すために、いくつかの特徴が誇張または最小化されている場合がある。したがって、本明細書に開示された特定の構造および機能の詳細は、限定的なものとして解釈されるものではなく、単に、当業者が実施例を様々に採用することを教示するための代表的な基礎として解釈されるものである。当業者であれば理解できるように、いずれかの図を参照して図示および説明した様々な特徴を、１以上の他の図に示す特徴と組み合わせて、明示的に図示または説明されていない実施形態を作り出すことができる。図示された特徴の組み合わせは、典型的な用途のための代表的な実施形態を提供する。しかしながら、本開示の教示と一致する特徴の様々な組み合わせおよび変更が、特定の用途または実施に対して望まれる場合がある。

【0010】

本明細書において、「約」という語が、開示または特許請求される実施形態を説明するために使用され得る。用語「約」は、本開示において開示または請求される値を修飾し得る。このような場合、「約」は、修飾する値がその±０％、０．１％、０．５％、１％、２％、３％、４％、５％または１０％以内であることを意味し得る。

【0011】

ポリマー材料は、成形品に形成することができる。ポリマー材料は、熱可塑性材料または熱硬化性材料で形成され得る。このポリマー材料は、強化繊維を含むポリマーマトリックス複合材料であってもよい。ポリマー材料から形成され得る物品の非限定的な例としては、装飾品、自動車外装部品（例えば、ボンネット、フェンダー、デッキリッド、ルーフ、バンパー、フェイシア）、自動車構造部品（例えば、座席、バンパービーム、スキッドプレート、荷台、ピックアップトラックの荷台ボックス、ベッドライナー）、自動車内装部品（例えば、化粧パネル）、建築用品、消費者向け物品（例えば、スポーツ用品や家電製品）、医療用品や部品などがある。

【0012】

ポリマー材料は、成形品に成形される前にポリマーシート材料に成形され得る。ポリマーシート材料は、成形プロセスにかけられる前に加熱され得る。非限定的な例として、成形プロセスは、圧縮成形プロセス、熱成形プロセス、または密閉金型プロセスであり得る。熱成形プロセスの非限定的な例としては、真空成形プロセス、圧力成形プロセス、プラグアシスト成形プロセス、マッチドダイ成形プロセスなどがある。密閉金型プロセスの例としては、射出成形プロセス、圧縮成形プロセス、樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）プロセスなどがある。

【0013】

ポリマーシート材料を成形品に成形する既存のプロセスには、いくつかの問題がある。上述したように、ポリマーシート材料は成形プロセスの前に加熱され得る。特定のポリマーシート材料を適切な成形温度まで加熱すると、環境条件によってはポリマーシート材料が酸化などの劣化を起こす可能性がある。加熱ポリマーシート材料は、空気を含む周囲条件下でオーブンから金型に移送され得る。このような環境条件や空気に長時間さらされると、加熱ポリマーシート材料の表面温度が大幅に低下し、成形や外観に問題が生じる可能性がある。ポリマーシート材料は、半結晶性の熱可塑性ポリマーシート材料であり得る。この種のポリマーシート材料の表面は、ポリマーシート材料の移送中に結晶化する可能性があり、それによって成形および／または外観上の欠陥が発生する可能性がある。ポリマーシート材料は、吸水性ポリマーシート材料であり得る。この種のポリマーシート材料は、加熱プロセスの前または最中の乾燥が不十分であると、加水分解による劣化やポリマーシート材料内での気泡の発生を引き起こす可能性がある。現在の提案のもう一つの欠点として、マッチドダイセットまたは他の圧力ベースの成形プロセスを使用したポリマーシート材料の成形は、空気を閉じ込め、それによって成形および／または外観上の欠陥の可能性が生じる場合がある。

【0014】

以上を考慮すると、既存のプロセスに関して上記で特定された欠点の１以上を克服する加熱ポリマーシート材料供給プロセスが求められている。このようなニーズを満たすことで、成形品を形成するためのポリマーシート材料の使用を拡大することができる。１以上の実施形態では、加熱ポリマーシート材料を成形キャビティ内に供給するために、供給真空範囲下で加熱室から加熱ポリマーシート材料を移送する、加熱ポリマーシート材料供給プロセスが開示される。このプロセスにより、空気を含む周囲条件下で加熱ポリマーシート材料を移送・供給するプロセスなどの、従来のプロセスに関連する１以上の欠点を軽減および／または排除することができる。

【0015】

１以上の実施形態では、加熱ポリマーシート材料の供給プロセスが開示される。この加熱ポリマーシート材料供給プロセスは、加熱室内でポリマーシート材料を成形温度に加熱して加熱ポリマーシート材料を形成するステップを含み得る。加熱室は、断熱加熱室でも非断熱加熱室でもよい。加熱室は、対流熱、伝導熱（例えば、等圧二重ベルトプレスから発生する伝導熱）、電磁熱、および／または輻射熱（例えば、赤外線輻射熱）を使用することができる。対流熱を使用する場合、加熱室は、加熱室内にガス（例えば、周囲雰囲気中の空気または不活性雰囲気中の１以上の不活性ガス）を循環させて加熱雰囲気を形成し得る。不活性ガスとは、成形温度範囲においてポリマーシート材料と化学的に相互作用または反応しないガスであり得る。非限定的な例は、窒素、ヘリウム、アルゴン、およびそれらの組み合わせを含む。加熱室は、オーブンであり得る。

【0016】

加熱ポリマーシート材供給プロセスは、供給真空範囲下で、加熱ポリマーシート材料を加熱室から移送して、加熱ポリマーシート材料を成形室に供給するステップをさらに含み得る。供給真空範囲は、０ｔｏｒｒ～７６０ｔｏｒｒであり得る。供給真空範囲は、１０^－１２ｔｏｒｒ以下の極高真空であり得る。供給真空範囲は、１０^－９ｔｏｒｒ～１０^－１２ｔｏｒｒの超高真空であり得る。供給真空範囲は、１０^－３ｔｏｒｒ～１０^－９ｔｏｒｒの高真空であり得る。供給真空範囲は、２５ｔｏｒｒ～１０^－３ｔｏｒｒの中真空であり得る。供給真空範囲は、７６０ｔｏｒｒ～２５ｔｏｒｒの低真空であり得る。供給真空範囲は、残留雰囲気を有し得る。残留雰囲気は、周囲雰囲気または不活性雰囲気であり得る。残留雰囲気は、意図的に反応性であってもよい。開示された供給真空範囲と条件は、加熱真空範囲と条件にも使用できる。

【0017】

加熱ポリマーシート材料供給プロセスは、成形室内で加熱ポリマーシート材料を成形品に成形するステップをさらに含み得る。この成形ステップは、圧縮成形プロセス、熱成形プロセス、または密閉金型プロセスを使用して実施され得る。熱成形プロセスの非限定的な例としては、真空成形プロセス、圧力成形プロセス、プラグアシスト成形プロセス、マッチドダイ成形プロセスなどがある。密閉金型プロセスの非限定的な例としては、射出成形プロセス、圧縮成形プロセス、樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）プロセスなどがある。

【0018】

１以上の実施形態において、ポリマーシート材料は、ポリマー材料で形成されたシートである。１以上の実施形態において、シートは、概ね平面的にｘ方向とｙ方向に延びる第１および第２の表面を有し、その間に概ね均一な厚さを形成する。概ね均一な厚さは、概ね平面的な第１および第２の表面に基づいて変化してもよい。「概ね均一な厚さ」の厚さは、０．２５、０．５、０．７５、１、１．５、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２５．４、３０、３５、４０、４５、５０、５０．４ｍｍ、のいずれかの厚さ、またはいずれか２つの範囲内の厚さであり得る。ポリマーシートの材料および形式の非限定的な例は、０．２５ｍｍ～２５ｍｍ±１０％のテープベースのラミネートシート、０．２５ｍｍ～２５ｍｍ±１０％の有機シート、０．２５ｍｍ～２５ｍｍのガラスマット熱可塑性（ＧＭＴ）シート、概ね一定であるが大きく変化する断面を有するＬＦＴ－Ｄのような成形化合物の押出物、およびこれらの組み合わせであって、組み合わせると一定または変化する範囲の厚さまたはプロファイル（例えば、長方形、円形、不規則）を有し得るものが含まれる。他の実施形態では、ポリマーシート材料の厚さは、例えば、複数のフォーマットが組み合わされる場合、ポリマー材料のｘ方向および／またはｙ方向に沿って変化してもよい。

【0019】

１以上の実施形態において、ポリマーシート材料は、ポリマー熱硬化性シート材料またはポリマー熱可塑性シート材料であり得る。ポリマーシート材料に使用される樹脂の種類に基づいて、ポリマーシート材料が熱硬化性か熱可塑性かに分類され得る。熱硬化性樹脂は、モノマー、プレポリマー、または化学反応によって長いポリマー鎖が生成されるその他のポリマー材料から構成され、重合反応によって硬化し、再溶融できないプラスチック材料となる。この化学反応は、熱および／または１以上の触媒によって促進され得る。プリプレグ材料は、強化繊維と熱硬化性樹脂を組み合わせた中間製品である。熱硬化性シートは、同じまたは異なるプリプレグ材料の１以上の層を含み得る。このような熱硬化性シートは、室温で成形可能であり得る。あるいは、熱硬化性シートは室温では硬すぎて成形できず、重合前に熱を加えて熱硬化性樹脂を軟化させ、許容できる成形挙動を促進する必要がある場合もある。

【0020】

熱可塑性樹脂は、硬質熱可塑性シート材料の形成に使用される熱可塑性樹脂が含み得る。硬質熱可塑性シート材料は、加熱すると軟化して様々なプロセスで成形品にすることができるが、使用温度では比較的硬いままである。熱可塑性樹脂は、熱可塑性シート材料の形成に使用される熱可塑性エラストマーを含み得る。熱可塑性エラストマーは高温で成形できるが、使用温度（例えば常温）では柔軟性を維持する。硬質熱可塑性シート材料は、軟化した状態で成形した後に、冷却すると硬くなり、成形品の形状を固定することができる。このサイクルは繰り返し可能で、場合によっては無限に繰り返すことができる。熱可塑性樹脂は、ニート形態と呼ばれる純粋な形態で使用することができる。あるいは、熱可塑性樹脂を１以上の充填剤、１以上の添加剤、および／または１以上の他の熱可塑性樹脂と組み合わせて（例えば配合して）、ブレンドまたはアロイを形成してもよい。熱可塑性樹脂に補強材（強化繊維など）を添加して複合材料を作成してもよい。これらの改良は、得られる熱可塑性樹脂材料のコスト、加工性、機能性を向上することができる。

【0021】

ポリマー熱可塑性材料は、さまざまな形態で使用することができる。比較的長さの短い強化繊維（例えば、長さ１ｍｍまたは２ｍｍ未満）には、流動性による加工の柔軟性から、ペレットまたは顆粒を使用することができる。多くのペレットベースのプロセスは、ペレットが投入され加熱される押出機から開始される。溶融化合物は、その後、プロファイル押出成形または射出成形プロセスで加圧された状態でダイに供給され、そこで化合物が冷却され、所望の形状に固定される。

【0022】

１以上の実施形態では、ポリマー熱可塑性材料もシート形式で使用され得る。シート形式は、ペレット形式よりも１以上の利点があり得る。シートは、薄い複数の層を含み得る。各層を一連の基準に合わせて個別に調整して、予め統合された複合構造にすることができる。シート形式はまた、大きくて薄い部品をより低コストで、より優れた寸法制御で形成するように構成することもできる。複数のフローフロントが組み合わされるニットラインで、シート形式を使用すると、射出成形プロセスの使用を避けることができる。このようなニットラインのあるシート形式を使用すると、複合材料を使用した場合、補強材がニットラインを橋渡しするため、多くの場合に部品を強化することができる。

【0023】

１以上の実施形態において、圧縮成形は、加熱された１以上のポリマー熱可塑性材料のシートを加熱室から開いたマッチドダイセットに移し、マッチドダイセットを圧力下で閉じて、ポリマー熱可塑性シート材料をダイの両側に適合させるプロセスである。１以上の実施形態では、材料シートは、金型の周囲にフィットし、金型からの圧力によって熱可塑性シート材料が流れ、意図された形状を埋める。その後、熱可塑性材料が金型内で冷却され、形状が固定され、その後脱型される。圧縮成形はまた、熱硬化性材料に利用されることもあり、熱硬化性シート材料は、典型的にダイ温度以下の温度で加熱されたダイに入り、ダイからの熱によって樹脂を重合させる化学反応が開始される。

【0024】

１以上の実施形態において、熱成形が、ポリマー熱可塑性シート材料を成形するために使用され得る。一実施形態では、熱可塑性シートは、ポリマー熱可塑性シート材料の周囲を固定するように構成された張力装置（例えば、テンションフレーム、クランプまたは移送フレーム）に保持される。この張力装置内で、ポリマー熱可塑性シート材を成形温度に加熱し、金型に近接させ、圧力源により圧力を加えてポリマー熱可塑性シート材を金型表面に接触させる。

【0025】

１以上の実施形態では、熱成形プロセスは真空成形プロセスであり得る。真空成形プロセスとは、加熱されたポリマー熱可塑性シート材料の内側に対してダイを通して真空が引き込まれ、より高い圧力にさらされたシートの外側との圧力差を作り出すプロセスのことである。この圧力差によって、シートはダイの表面に引き寄せられる。圧力成形は、加熱されたシートに対して金型の外側から圧力を加え、シートを金型表面に適合させるプロセスである。

【0026】

１以上の実施形態において、熱成形プロセスはプラグアシスト熱成形プロセスであり得る。プラグアシスト熱成形プロセスは、真空成形または加圧成形と組み合わせてシートを所定の位置に移動させるために、ポリマー熱可塑性シート材料と接触する機械的プラグを利用してもよい。マッチドダイ成形とは、加熱されたポリマー熱可塑性シート材料に圧力をかけながら２つのダイ半部を合わせ、材料を各側の形状に適合させる成形方法である。このプロセスでは、シート材料は通常、成形されるダイ形状の周囲よりも大きく、余分な材料が後で除去される。

【0027】

熱成形はまた熱硬化性材料に適用され、熱可塑性材料のように高温で樹脂が軟化するものの、重合は不完全なままのプリフォームを作ることができる。プリフォームはトリミングされ、さらなる処理のために保管される。その後、プリフォームを硬化させることで、樹脂の重合が完了する。別の構成では、ダイ内で予備成形と重合を同時に行うこともできる。

【0028】

射出成形、圧縮成形、樹脂トランスファー成形（ＲＴＭ）などの密閉金型プロセスでは、ダイに真空を適用して、空気の巻き込みによる樹脂の流れの阻害を最小限に抑えるか排除することで、密閉金型プロセスで製造される成形品の品質を向上させることができる。空気の巻き込みは、成形品の欠陥の原因となる。材料の流れによって熱と圧力下で蒸気が集中するため、熱可塑性シート材料から放出される蒸気と一緒に巻き込まれた空気が燃焼する可能性がある。このプロセスはディーゼリングと呼ばれる。ティーゼリングは、外観上の欠陥や金型の過度の損耗を引き起こす可能性がある。この欠点は、加熱ポリマーシート材料を成形室に供給するために、供給真空範囲下で加熱室から加熱ポリマーシート材料を移送する１以上の実施形態のステップによって回避または最小化することができる。

【0029】

圧縮成形プロセスの場合、ポリマーシート材料がシートのバルク形式でダイに入れられ、ポリマーシート材料は周囲条件下でダイに入り、上下のダイ半部を垂直に合わせて圧力を加えて成形品が形成され得る。真空を適用する場合、上下のダイ半部を合わせてダイ内に真空を形成する際に、シールが作動する。ポリマーシート材料は、真空が形成される前に下側のダイ半部の上に置かれ、保持される。このプロセスには、シールの作動と真空の生成に同様に時間がかかる。加熱ポリマーシート材料を成形室に供給するために、加熱室から供給真空範囲下で加熱ポリマーシート材料を搬送しないと、下側ダイ半部の最初の接触により、ポリマー材料と下側ダイ半部の表面との間に空気が巻き込まれ、表面欠陥が発生する可能性がある。

【0030】

加熱ポリマーシート材料を成形室に供給するために、加熱室から供給真空範囲下で加熱ポリマーシート材料を移送するステップは、前硬化（原文：pre-cure）に関連する欠陥を低減または除去することができる。前硬化は、ダイが部品を完全に成形する前に熱硬化性材料が硬化し始めた場合、またはダイが部品を完全に成形する前にポリマー熱可塑性シート材料が早期に冷却または結晶化した場合に発生する。前硬化は、真空シールが作動し、真空が構築されているときに、ポリマー熱可塑性シート材料がダイと接触している時間が長すぎることによっても発生する可能性がある。成形圧力がかかるまでポリマー材料との接触が遅れるように、外観上の要求が高い側が上になるようにダイが配置され得る。この遅れの悪影響は、加熱ポリマーシート材料を成形室に供給するために、供給真空範囲下で加熱室から加熱ポリマーシート材料を移送することによって緩和され得る。

【0031】

図１は、第１の実施形態による加熱ポリマーシート材料供給プロセスを実施するように構成されたシステム１０の切り欠き斜視図である。図２は、図１の線２－２に沿って取った、図１に示すシステム１０の部分的な、断面図、側面図、および部分断面図である。システム１０は、加熱室１２と成形室１４とを具える。加熱室１２は、ポリマーシート材料の温度を上昇させ、加熱ポリマーシート材料を形成するように構成されている。成形室１４は、加熱ポリマーシート材料から成形品を成形するように構成されている。成形品は、実質的に三方向（すなわち、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）に延びる三次元成形品であり得る。

【0032】

ポリマーシート材料１６は、熱可塑性ポリマーシート材または熱硬化性ポリマーシート材であり得る。ポリマーシート材料１６は、硬質ポリマーシート材料で形成されてもよい。ポリマーシート材料１６は、テープベースのラミネート、有機シート、およびガラスマット熱可塑性プラスチック（ＧＭＴｅｘ）（例えば、織物およびプリプレグ）であり得る。ポリマーシート材料１６は、上面と、下面と、これらの間に延びるバルク厚とを有する。ポリマーシート材料１６は、当該ポリマーシート材料１６の外周に配設された開口部１８を有する。開口部１８はポリマーシート材料１６のバルク厚を貫通し、開口部１８の上面および下面で終端している。

【0033】

図１および図２に示すように、ポリマーシート材料１６はテンションフレーム２０に配置される。スプリング２２がその一端でテンションフレーム２０の内周に取り付けられている。テンションフレーム２０は剛性で、加熱および成形プロセスを通して元の形状を保持し、成形プロセスにおいてポリマーシート材料１６を強制的に伸ばして形状に適合させる。スプリング２２の自由端は開口部１８と連結され、ポリマーシート材料１６をテンションフレーム２０に結合するように構成されている。スプリング２２は、ポリマーシート材料１６にプレテンションをかけ、ポリマーシート材料１６がシステム１０を通して移動される際に張力が維持されるように構成されている。実装に応じて、他のテンション装置を使用してもよい。他のテンション装置の非限定的な例としては、アクチュエータのようなフレキシブルな要素がある。テンション装置は、ポリマーシート材料１６に張力を付与しつつ、成形プロセス中にポリマーシート材料１６の周縁部が内側または他の方向に引っ張られ得るように構成される。テンションフレーム２０は剛性材料から形成され、テンションフレームがシステム１０を通って引かれる際に元の形状を保持し、それによってポリマーシート材料１６が成形品の形状に適合するようにする。ポリマーシート材料１６を含むテンションフレーム２０は、コンベア（図示せず）に沿って加熱室１２に搬送される。

【0034】

ポリマーシート材料１６を含むテンションフレーム２０は、入口ポート２４から加熱室１２に搬送される。入口ポート筐体２６は、入口ポート筐体２６が閉位置２８と開位置３０の間で回転するように、入口ポート２４の上方で加熱室１２に回転可能に固定（例えば、ヒンジを使用）されている。入口ポート筐体２６は、閉位置２８から開位置３０まで、加熱室１２から離れる方向に回転する。ポリマーシート材料１６を含むテンションフレーム２０は、入口ポート２６が開位置３０にあるときに、入口ポート２４を通して加熱室１２に搬送される。図１および図２に示すように、入口シール３２が入口ポート筐体２６の裏側に固定されている。入口シール３２は、ガスが入口ポート２４を介して加熱室１２に出入りしないように、入口ポート筐体２６と加熱室１２の間にシールを形成するように構成されている。図１および図２に示すように、入口シール３２は、入口ポート筐体２６の周囲に沿った形状で略長方形であり、入口ポート筐体２６の中央部分が開口している。別の実施形態では、入口シールは入口ポート筐体２６の大きさであり、それによって入口ポート筐体２６の裏側全体を覆ってもよい。別の実施形態では、入口シールは、入口ポート筐体２６の裏側に固定されたシールの代わりに、またはそれに加えて、入口ポート２４の外周の周りで加熱室１２に固定されてもよい。入口シール３２は、ゴム材料などのエラストマー材料から形成され得る。

【0035】

加熱室１２はまた、入口ポート２４の反対側に出口ポート３４を有する。出口ポート筐体３６は、出口ポート筐体３６が閉位置３８と開位置４０の間で回転するように、出口ポート３４を中心に加熱室１２に回転可能に固定（例えば、ヒンジを使用）されている。出口ポート筐体３６は、閉位置３８から開位置４０まで、加熱室１２から離れる方向に回転する。図２に示すように、出口シール４２が出口ポート筐体３６の裏側に固定されている。出口シール４２は、ガスが出口ポート３４を介して加熱室１２に出入りしないように、出口ポート筐体３６と加熱室１２の間にシールを形成するように構成されている。出口シール４２は、出口ポート筐体３６の外周に沿った形状で略長方形であり、出口ポート筐体３６の中央部分が開口している。別の実施形態では、出口シールは出口ポート筐体３６の大きさであり、それによって出口ポート筐体３６の裏側全体を覆ってもよい。別の実施形態では、出口シールは、出口ポート筐体３６の裏側に固定されたシールの代わりに、またはそれに加えて、出口ポート３４の外周の周りで加熱室１２に固定されてもよい。出口シール４２は、ゴム材料などのエラストマー材料から形成され得る。

【0036】

図１および図２に示すように、単一の加熱室１２が示されている。他の実施形態では、加熱ポリマーシート材料供給プロセスを実施するシステムにおいて、２以上の加熱室を利用してもよい。入口ポート筐体２６が開位置３０にあるときにポリマーシート材料１６を含むテンションフレーム２０が入口ポート２４を通して加熱室１２内に搬送された後、入口ポート筐体２６および出口ポート筐体３６は、それぞれ入口ポート２４および出口ポート３４を入口シール３２および出口シール４２に対して密封し、加熱室１２内の加熱真空条件に適した密封環境を加熱室１２内に形成する。

【0037】

加熱室１２は、上部および下部加熱エレメント４４および４６、ならびに上部および下部加熱シールド４８および５０を具える。上部加熱シールド４８は、上部加熱エレメント４４と加熱室１２の上部壁の間に配置されている。下部加熱シールド５０は、下部加熱エレメント４６と基部５２の間に配置されている。上部および下部加熱エレメント４４および４６は、赤外線発熱体であり得る。１以上の実施形態において、加熱室１２は、強制対流、伝導、および赤外線のうちの１以上の加熱方法を利用することができる。上部および下部加熱エレメント４４および４６は、ポリマーシート材料１６を成形温度に加熱し、加熱ポリマーシート材料を形成する。成形温度の非限定的な例は、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、および４００℃の温度のいずれか、またはいずれか２つの温度の範囲であり得る。この範囲の下限はプリプレグをプリフォームに形成するのに適し、範囲の上限は液晶ポリマーのような高温の樹脂を形成するのに適し得る。一実施形態では、最初に赤外線熱をかけてポリマーシート材料１６を乾燥させ、ポリマーシート材料１６から水分を除去する。ポリマーシート材料１６が乾燥したら、所望の成形温度に達するまでポリマーシート材料１６の加熱を継続することができる。

【0038】

一実施形態では、ポリマーシート材料１６を加熱する前に加熱室１２内に真空を適用してもよい。他の実施形態では、成形温度に達したら、加熱室１２と成形室１４内に真空を適用してもよい。加熱ポリマーシート材料は、真空条件下で加熱室１２から成形室１４へ搬送されてもよい。真空源５４は加熱室導管５６を介して加熱室１２と連通している。真空源５４はまた、成形室導管５８を介して成形室１４と連通している。真空源５４は、加熱室１２および成形室１４内を真空状態を作り出すように構成されている。加熱室１２と成形室１４の真空状態を維持し、加熱ポリマーシート材料をその間で移送することにより、加熱ポリマーシート材料が失う熱量が低減または排除される。

【0039】

成形室１４は、上部プラテン６０と下部プラテン６１とを具える。成形室１４は、直立部材６４を具える。成形室１４はまた、上部プラテン６０と下部プラテン６１の間に位置する上側ダイ半部６６と下側ダイ半部６８とを具える。上側ダイ半部６６は負の輪郭７０を有し、下側ダイ半部６８は正の輪郭７２を有する。シュラウド７４が、成形室１４の側面を囲んでいる。シュラウド７４は、成形室１４の四方を囲む矩形状であり得る。シュラウド７４は、図２に示すように、ファスナー７６とブラケット７８を介して下側ダイ半部６８に固定されている。シュラウド７４も加熱室１２に固定してもよい。シュラウド７４には、入口パネル８０と出口パネル８２を含む。上側ダイ半部６６はシュラウド７４の内部で上下に移動する。

【0040】

成形室１４は、加熱室１２の出口ポート３４に対向する出口ポート８４を具える。出口ポート８４は出口パネル８２に形成されている。出口ポート筐体８６が、出口ポート筐体８６が閉位置８８と開位置９０の間で回転できるように、出口ポート８４を中心に成形室１４に回転可能に固定されている（例えば、ヒンジを使用）。図２に示すように、出口シール９２が出口ポート筐体８６の裏側に固定されている。出口シール９２は、ガスが出口ポート８４を介して成形室１４に出入りしないように、出口ポート筐体８６と成形室１４の間にシールを形成するように構成されている。出口シール９２は、出口ポート筐体８６の外周に沿った形状で略長方形であり、出口ポート筐体８６の中央部分が開口している。別の実施形態では、出口シールは出口ポート筐体８６の大きさであり、それによって出口ポート筐体８６の裏側全体を覆ってもよい。別の実施形態では、出口シールは、出口ポート筐体８６の裏面に固定されたシールの代わりに、またはそれに加えて、出口ポート８４の外周の周りのシュラウド７４の出口パネル８２の外面に固定され得る。出口シール９２はゴム材料で形成され得る。

【0041】

成形室１４は、上側ダイ半部６６とシュラウド７４の間に配置された上側シュラウドシール９４と、下側ダイ半部６８とシュラウド７４の間に配置された下側シュラウドシール９６を含み得る。上側シュラウドシール９４は、上側ダイ半部６６またはシュラウド７４の内面に固定することができる。１以上の実施形態では、上側ダイ半部６６がシュラウド７４の内面に対して上下に動くため、上側シュラウドシール９４は、上側ダイ半部６６とシュラウド７４の内面の両方に固定されない。上側ダイ半部６６とシュラウド７４の間に隙間ができないように、下方向への移動は制限されている。上側シュラウドシール９４は、シュラウド７４と上側ダイ半部６６の間の隙間を通じてガスが成形室１４に出入りしないように、シュラウド７４と上側ダイ半部６６の間にシールを形成するように構成されている。本実施形態および本書に開示される他の実施形態のスライドシール構成は、成形室１４または本書に開示される他の前室の容積を減少させることができる。体積が減少すると、スライドシール構成のない成形室と比較して、成形室１４または他の成形室で搬送真空範囲を形成するための時間と費用を削減することができる。１以上の実施形態では、上側シュラウドシール９４は、シュラウド７４の輪郭に沿った連続的な矩形の周縁部を形成する。下側シュラウドシール９６は、下側ダイ半部６８および／またはシュラウド７４の内面に固定することができる。下側シュラウドシール９６は、シュラウド７４と下側ダイ半部６８との間の隙間を通じてガスが成形室１４に出入りしないように、シュラウド７４と下側ダイ半部６８との間にシールを形成するように構成されている。１以上の実施形態では、下側シュラウドシール９６は、シュラウド７４の輪郭に沿った連続的な矩形の周縁部を形成する。上側シュラウドシール９４、下側シュラウドシール９６、出口シール９２、および出口シール４２は、成形室１４内が真空引きされているときに、連携して成形室１４内にガスが入るのを防ぐ。

【0042】

加熱室１２に加熱真空範囲内の真空が形成され、成形室１４に供給真空範囲内の真空が形成されると、出口ポート筐体３６が閉位置３８から開位置４０に変更され、加熱真空範囲と供給真空範囲を維持しながら、ポリマーシート材料１６を有するテンションフレーム２０が加熱室１２から成形室１４に移送される。加熱真空範囲と供給真空範囲は同じ範囲であり得る。他の実施形態では、加熱真空範囲と供給真空範囲は異なってもよい。ポリマーシート材料１６を有するテンションフレーム２０が成形室１４から移されると、出口ポート筐体３６が開位置４０から閉位置３８に変更され、出口ポート筐体８６は閉位置８８に留まって成形室１４内に供給真空範囲が維持され、その後加熱室１２からは真空が解放される。

【0043】

供給真空範囲では、上側ダイ半部６６が下降し、上側ダイ半部６６と下側ダイ半部６８がポリマーシート材料１６上で閉じられ、ポリマーシート材料が負の輪郭７０と正の輪郭７２の形状になるようにする。圧力差を成形室内に形成して、上側ダイ半部６６および／または下側ダイ半部６８に対する圧力差の下で加熱ポリマーシート材料１６を成形してもよい。ポリマーシート材料１６は、上下のダイ半部６６および６８を介して熱伝達が起こり、ポリマーシート材料１６の冷却が促進されて成形品９８の形状が固定され、目標離型温度に達するまで、圧力および圧縮下に保持される。一実施形態では、供給真空範囲の真空は、目標離型温度に達すると解除される。両方の出口ポート筐体３６、６８がそれぞれ閉位置３８、８８にあり、密閉されているときに、供給真空範囲の真空が解放され得る。その後、上側ダイ半部６６を上昇させ、テンションフレーム２０を持ち上げて下側ダイ半部６８から離脱させる。次に、出口ポート筐体８６が閉位置８８から開位置９０に回転し、コンベヤ（図示せず）上のテンションフレーム２０内の成形品９８が、成形室１４から成形室１４の外側へ移送される。成形室１４の外に出ると、成形品９８はテンションフレーム２０から外される。テンションフレーム２０は、新しいポリマーシート材料１６に再利用できる。成形品９８の周りの余分な材料（図示せず）は、後の処理段階で切り取られ得る。現在のテンションフレーム２０が真空条件下で成形室１４に供給されると、ポリマーシート材料を有する次のテンションフレーム２０を加熱室１２にロードすることができる。

【0044】

図３は、第２の実施形態による加熱ポリマーシート材料供給プロセスを実施するように構成されたシステム１００の斜視図である。図４は、図３の線４－４に沿って取った、システム１００の部分的な、断面図、側面図、および部分断面図である。図３および／または図４に示すように、システム１００は、第１加熱室１０２、第２加熱室１０４、および第３加熱室１０６を含む。第１加熱室１０２は、第１入口ポート１１２を介して第１ポリマーシート材料１１０に張力を与え、コンベア（図示せず）に沿って搬送される第１テンションフレーム１０８を受け入れるように構成されている。第１テンションフレーム１０８は、第１ポリマーシート材料１１０の第１開口部１１３に通して連結されたスプリング１１１を介して第１ポリマーシート材料１１０に張力をかけるように構成されている。第２加熱室１０４は、第２入口ポート１１８を介して第２ポリマーシート材料１１６に張力を与え、第２コンベヤ（図示せず）に沿って搬送される第２テンションフレーム１１４を受け入れるように構成されている。第２テンションフレーム１１４は、第２ポリマーシート材料１１６の第２開口１１９に通して連結された第２スプリング１１７を介して第２ポリマーシート材料１１６に張力をかけるように構成されている。第３加熱室１０６は、第３入口ポート１２６を介して第３ポリマーシート材料１２４に張力を与え、第３コンベヤ（図示せず）に沿って搬送される第３テンションフレーム１２２を受け入れるように構成されている。第３テンションフレーム１２２は、第３ポリマーシート材料１２４の第３開口部１２７に通して連結された第３スプリング１２５を介して第３ポリマーシート材料１２４に張力をかけるように構成されている。

【0045】

図３および図４に示すように、第２入口ポート筐体１２８が、第２入口ポート筐体１２８が閉位置１３０と開位置１３２との間で回転するように、第２入口ポート１１８の上方で第２加熱室１０４に回転可能に固定される（例えば、ヒンジを使用）。第２ポリマーシート材料１１６を有する第２テンションフレーム１１４は、第２入口ポート筐体１２８が開位置１３２にあるとき、第２入口ポート１１８を介して第２加熱室１０４に搬送される。図４に示すように、第２入口シール１３４は第２入口ポート筐体１２８の裏側に固定されている。第２入口シール１３４は、ガスが第２入口ポート１１２を介して第２加熱室１０４に出入りしないように、第２入口部筐体１２８と第２加熱室１０４との間にシールを形成するように構成されている。第２入口シール１３４は、第２入口ポート筐体１２８の外周に沿った形状で略長方形であり、第２入口ポート筐体１２８の中央部分で開口している。別の実施形態では、第２入口シールは第２入口ポート筐体１２８の大きさであり、それによって第２入口ポート筐体１２８の裏側全体を覆ってもよい。別の実施形態では、第２入口シールは、第２入口ポート筐体１２８の裏側に固定されたシールの代わりに、またはそれに加えて、第２入口ポート１１８の外周の周りで第２加熱室１０４に固定されてもよい。第２入口シール１３４は、ゴム材料などのエラストマー材料から形成され得る。

【0046】

第２加熱室１０４はまた、第２入口ポート１１８に対向する第２出口ポート１３６を有する。第２出口ポート筐体１３８が、第２出口ポート筐体１３８が閉位置１４０と開位置１４２との間で回転するように、第２出口ポート１３６を中心として第２加熱室１０４に回転可能に固定される（例えば、ヒンジを使用）。第２出口ポート筐体１３８は、閉位置１４０から開位置１４２まで、第２加熱室１０４から離れる方向に回転する。図４に示すように、第２出口シール１４４は第２出口ポート筐体１３８の裏側に固定されている。第２出口シール１４４は、ガスが第２出口ポート１３６を介して第２加熱室１０４に出入りしないように、第２出口ポート筐体１３８と第２加熱室１０４との間にシールを形成するように構成されている。第２出口シール１４４は、第２出口ポート筐体１３８の外周に沿った形状で略長方形であり、第２出口ポート筐体１３８の中央部分が開口している。別の実施形態では、第２出口シールは第２出口ポート筐体１３８の大きさであり、それによって第２出口ポート筐体１３８の裏側全体を覆ってもよい。別の実施形態では、第２出口シールは、第２出口ポート筐体１３８の裏側に固定されたシールの代わりに、またはそれに加えて、第２出口ポート１３６の外周の周りで第２加熱室１０４に固定されてもよい。第２出口シール１４４は、ゴム材料などのエラストマー材料から形成され得る。

【0047】

図３に示すように、第１入口ポート筐体１４６が、第１入口ポート筐体１４６が閉位置１４８と開位置１５０との間で回転するように、第１入口ポート１１２の上方で第１加熱室１０２に回転可能に固定される（例えば、ヒンジを使用）。第１ポリマーシート材料１１０を有する第１テンションフレーム１０８は、第１入口ポート筐体１４６が開位置１５０にあるとき、第１入口ポート１１２を介して第１加熱室１０２に搬送される。第１入口シール（図示せず）は、第１入口ポート筐体１４６の裏側に固定され得る。第１入口シールは、ガスが第１入口ポート１１２を介して第１加熱室１０２に出入りしないように、第１入口ポート筐体１４６と第１加熱室１０２との間にシールを形成するように構成されている。第１入口シールは、第１入口ポート筐体１４６の外周に沿った形状で略長方形であり、第１入口ポート筐体１４６の中央部分で開口している。別の実施形態では、第１入口シールは第１入口ポート筐体１４６の大きさでり、それによって第１入口ポート筐体１４６の裏側全体を覆ってもよい。別の実施形態では、第１入口シールは、第１入口ポート筐体１４６の裏側に固定されたシールの代わりに、またはそれに加えて、第１入口ポート１１２の外周の周りで第１加熱室１０２に固定されてもよい。第１入口シールは、ゴム材料などのエラストマー材料から形成され得る。

【0048】

第１加熱室１０２はまた、第１入口ポート１１２に対向する第１出口ポート１５２を有する。第１出口ポート筐体１５４が、第１出口ポート筐体１５４が閉位置１５６と開位置１５８との間で回転するように、第１出口ポート１５２を中心として第１加熱室１０２に回転可能に固定される（例えば、ヒンジを使用）。第１出口ポート筐体１５４は、閉位置１５６から開位置１５８まで、第１加熱室１０２から離れる方向に回転する。第１出口シール（図示せず）は、第１出口ポート筐体１５４の裏側に固定され得る。第１出口シールは、ガスが第１出口ポート１５２を介して第１加熱室１０２に出入りしないように、第１出口ポート筐体１５４と第１加熱室１０２との間にシールを形成するように構成されている。第１出口シールは、第１出口ポート筐体１５４の外周に沿う形状で略長方形であり、第１出口ポート筐体１５４の中央部分で開口している。別の実施形態では、第１出口シールは第１出口ポート筐体１５４の大きさであり、それによって第１出口ポート筐体１５４の裏側全体を覆ってもよい。別の実施形態では、第１出口シールは、第１出口ポート筐体１５４の裏側に固定されたシールの代わりに、またはそれに加えて、第１出口ポート１５２の外周の周りで第１加熱室１０２に固定されてもよい。第１出口シールは、ゴム材料などのエラストマー材料から形成され得る。

【0049】

図３に示すように、第３入口ポート筐体１６０が、第３入口ポート筐体１６０が閉位置１６２と開位置１６４との間で回転するように、第３入口ポート１２６の上方で第３加熱室１０６に回転可能に固定される（例えば、ヒンジを使用して）。第３ポリマーシート材料１２４を有する第３テンションフレーム１２２は、第３入口ポート筐体１６０が開位置１６４にあるとき、第３入口ポート１２６を介して第３加熱室１０６に搬送される。第３入口シール（図示せず）は、第３入口ポート筐体１６０の裏側に固定され得る。第３入口シールは、ガスが第３入口ポート１２６を介して第３加熱室１０６に出入りしないように、第３入口ポート筐体１６０と第３加熱室１０６との間にシールを形成するように構成されている。第３入口シールは、第３入口ポート筐体１６０の外周に沿った形状で略長方形であり、第３入口ポート筐体１６０の中央部分で開口している。別の実施形態では、第３入口シールは第３入口ポート筐体１６０の大きさでり、それによって第３入口ポート筐体１６０の裏側全体を覆ってもよい。別の実施形態では、第３入口シールは、第３入口ポート筐体１６０の裏側に固定されたシールの代わりに、またはそれに加えて、第３入口ポート１２６の外周の周りで第３加熱室１０６に固定されてもよい。第３入口シールは、ゴム材料などのエラストマー材料から形成され得る。

【0050】

第３加熱室１０６はまた、第３入口ポート１２６に対向する第３出口ポート１６６を有する。第３出口ポート筐体１６８が、第３出口ポート筐体１６８が閉位置１７０と開位置１７２との間で回転するように、第３出口ポート１６６を中心として第３加熱室１０６に回転可能に固定される（例えば、ヒンジを使用）。第３出口ポート筐体１６８は、閉位置１７０から開位置１７２まで、第３加熱室１０６から離れる方向に回転する。第３出口シール（図示せず）は、第３出口ポート筐体１６８の裏側に固定され得る。第３出口シールは、ガスが第３出口ポート１６６を介して第３加熱室１０６に出入りしないように、第３出口ポート筐体１６８と第３加熱室１０６との間にシールを形成するように構成されている。第３出口シールは、第３出口ポート筐体１６８の外周に沿う形状で略長方形であり、第３出口ポート筐体１６８の中央部分で開口している。別の実施形態では、第３出口シールは第３出口ポート筐体１６８の大きさであり、それによって第３出口ポート筐体１６８の裏側全体を覆ってもよい。別の実施形態では、第３出口シールは、第３出口ポート筐体１６８の裏側に固定されたシールの代わりに、またはそれに加えて、第３出口ポート１６６の外周の周りで第３加熱室１０６に固定されてもよい。第１出口シールは、ゴム材料などのエラストマー材料から形成され得る。

【0051】

上述したように、システム１００は第１加熱室１０２、第２加熱室１０４、および第３加熱室１０６を含む。以下に、図３および図４に示すような一実施形態による第２加熱室１０４の構成要素および動作を説明する。この説明は、第１加熱室１０２および／または第３加熱室１０６の同様の構成要素および動作に適用され得る。図３および図４に示すように、第２入口ポート筐体１２８が開位置１３２にあるとき、第２ポリマーシート材料１１６を有する第２テンションフレーム１１４が第２入口ポート１１８を介して第２加熱室１０４に搬送された後、第２入口ポート筐体１３２および第２出口ポート筐体１３８が、それぞれ第２入口シール１３４および第２出口シール１４４に対して第２入口ポート１１８および第２出口ポート１３６を密封して、第２加熱室１０４内に加熱真空条件に適した第２加熱室１０４の密封環境を形成する。

【0052】

図４に示すように、第２加熱室１０４は、第２の上部および下部加熱エレメント１７４および１７６、ならびに第２の上部および下部加熱シールド１７８および１８０を含む。第２上部加熱シールド１７８は、第２上部加熱エレメント１７４と第２加熱室１０４の上側壁の間に配置される。第２下部加熱シールド１８０は、第２下部加熱エレメント１７６と第２ベース１８２の間に配置される。第２の上部および下部加熱エレメント１７４および１７６は、赤外線発熱体であり得る。１以上の実施例において、第２加熱室１０４は、対流熱、伝導熱（例えば、等圧二重ベルトプレスから発生する伝導熱）、電磁熱、および／または輻射熱（例えば、赤外線輻射熱）のうちの１以上の加熱方法を使用することができる。第２の上部および下部加熱エレメント１７４および１７６は、第２ポリマーシート材料１１６を成形温度に加熱し、加熱ポリマーシート材料を形成する。成形温度の非限定的な例は、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０、２８０、２９０、３００、３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０、３７０、３８０、３９０、および４００℃の温度のいずれか、またはいずれか２つの温度の範囲内であり得る。

【0053】

成形温度に達したら、第２加熱室１０４と成形室１８４内に真空を適用してもよい。加熱ポリマーシート材料は、真空条件下で移送されてもよい。図４に示すように、真空源１８６が第２加熱室導管１８８を介して第２加熱室１０４と連通している。真空源１８６はまた、成形室導管１９０を介して成形室１８４と連通している。真空源１８６は、加熱室１０４および成形室１８４内を真空状態を作り出すように構成されている。第２加熱室１０４と成形室１８４の真空状態を維持し、加熱ポリマーシート材料をその間で移送することにより、加熱ポリマーシート材料が失う熱量が低減または排除される。

【0054】

一実施形態では、システム１００は、第１加熱室１０２、第２加熱室１０４、および第３加熱室１０６において、それぞれ第１ポリマーシート材料１１０、第２ポリマーシート材料１１６、および第３ポリマーシート材料１２４を順次加熱して、それぞれ第１、第２、および第３の加熱ポリマーシート材料を得るように構成される。図３および図４の３つの加熱室構成の連続的な供給ステップにより、例えば成形時間が加熱時間より短い場合、単一の加熱室構成よりも成形品のスループットを大きくすることができる。一実施形態において、密閉された第１加熱室１０２内で第１ポリマーシート材料１１０を成形温度に加熱し、第１加熱ポリマーシート材料を形成する。成形温度に達すると、密閉された第１加熱室１０２と密閉された成形室１８４に同時に真空状態が形成される。真空状態が形成された後、第１加熱ポリマーシートは、第１加熱ポリマーシートを真空状態下で第１成形品に成形するように構成された成形室１８４に移送され、その後成形室１８４を出る。

【0055】

成形室１８４において第１加熱ポリマーシートが第１成形品に成形されるとき、および／またはその前に、第２ポリマーシート材料１１６を密閉された第２加熱室１０４で加熱するとともに、第１加熱室１０２に新しい第１ポリマーシート材料１１０を装填することができる。第１成形品が成形室１８４を出て、第２ポリマーシート材料１１６が成形温度に達したら、真空源１８６を用いて第２加熱室１０４および成形室１８４に同時に真空状態を形成することができる。真空状態が形成された後、第２加熱ポリマーシートが成形室１８４に移送され、ここで第２加熱ポリマーシートが真空状態下で第２成形品に成形され、その後成形室１８４を出る。

【0056】

成形室１８４において第２加熱ポリマーシートが第２成形品に成形されるとき、および／またはその前に、第３ポリマーシート材料１２４を密閉された第３加熱室１０６で加熱するとともに、第２加熱室１０４に新しい第２ポリマーシート材料１１６を装填することができる。第２成形品が成形室１８４を出て、第３ポリマーシート材料１２４が成形温度に達したら、真空源１８６を用いて第３加熱室１０６および成形室１８４に同時に真空状態を形成することができる。真空状態が形成された後、第３加熱ポリマーシートが成形室１８４に移送され、ここで第３加熱ポリマーシートが真空状態下で第３成形品に成形され、その後成形室１８４を出る。一実施形態では、システム１００を用いてこの連続プロセスが繰り返される。

【0057】

成形室１８４は、直立部材１９８とプレスベッド１９４上を移動するように構成された上部プラテン１９２を具える。成形室１８４はまた、上部プラテン１９２とプレスベッド１９４の間に位置する上側ダイ半部１９８と下側ダイ半部２００とを具える。上側ダイ半部１９８は負の輪郭２０２を有し、下側ダイ半部２００は正の輪郭２０４を有する。シュラウド２０６が、成形室１８４の側面を囲んでいる。シュラウド２０６は、成形室１８４の四方を囲む矩形状であり得る。シュラウド２０６は、図４に示すように、ファスナー２０８とブラケット２１０を介して下側ダイ半部２００に固定されている。シュラウド２０６はまた、第１加熱室１０２、第２加熱室１０４、および第３加熱室１０６のうちの１以上に固定されてもよい。シュラウド２０６は、入口パネル２１２と出口パネル２０９を含む。上側ダイ半部１９８はシュラウド２０６の内部で上下に移動する。

【0058】

成形室１８４は、第２加熱室１０４の第２出口ポート１３６に対向する出口ポート２１６を有する。出口ポート２１６は出口パネル２１４に形成されている。出口ポート筐体２１８が、出口ポート筐体２１８が閉位置２２０と開位置２２２の間で回転できるように、出口ポート２１６を中心に成形室１８４に回転可能に固定されている（例えば、ヒンジを使用）。図４に示すように、出口シール２２４が出口ポート筐体２１８の裏側に固定されている。出口シール２２４は、ガスが出口ポート２１６を介して成形室１８４に出入りしないように、出口ポート筐体２１８と成形室１８４の間にシールを形成するように構成されている。出口シール２２４は、出口ポート筐体２１８の外周に沿った形状で略長方形であり、出口ポート筐体２１８の中央部分が開口している。別の実施形態では、出口シールは出口ポート筐体２１８の大きさであり、それによって出口ポート筐体２１８の裏側全体を覆ってもよい。別の実施形態では、出口シールは、出口ポート筐体２１８の裏面に固定されたシールの代わりに、またはそれに加えて、出口ポート２１６の外周の周りのシュラウド２０６の出口パネル２１４の外面に固定され得る。出口シール２２４はゴム材料で形成され得る。

【0059】

成形室１８４は、上側ダイ半部１９８とシュラウド２０６の間に配置された上側シュラウドシール２２６と、下側ダイ半部２００とシュラウド２０６の間に配置された下側シュラウドシール２２８を含み得る。上側シュラウドシール２２６は、上側ダイ半部１９８またはシュラウド２０６の内面に固定することができる。１以上の実施形態では、上側ダイ半部１９８がシュラウド２０６の内面に対して上下に動くため、上側シュラウドシール２２６は、上側ダイ半部１９８とシュラウド２０６の内面の両方に固定されない。上側ダイ半部１９８とシュラウド２０６の間に隙間ができないように、下方向への移動は制限されている。上側シュラウドシール２２６は、シュラウド２０６と上側ダイ半部１９８の間の隙間を通じてガスが成形室１８４に出入りしないように、シュラウド２０６と上側ダイ半部１９８の間にシールを形成するように構成されている。１以上の実施形態では、上側シュラウドシール２２６は、シュラウド２０６の輪郭に沿った連続的な矩形の周縁部を形成する。下側シュラウドシール２２８は、下側ダイ半部２００および／またはシュラウド２０６の内面に固定することができる。下側シュラウドシール２２８は、シュラウド２０６と下側ダイ半部２００との間の隙間を通じてガスが成形室１８４に出入りしないように、シュラウド２０６と下側ダイ半部２００との間にシールを形成するように構成されている。１以上の実施形態では、下側シュラウドシール２２８は、シュラウド２０６の輪郭に沿った連続的な矩形の周縁部を形成する。上側シュラウドシール２２６、下側シュラウドシール２２８、出口シール２２４、および第２出口シール１４４は、成形室１８４内が真空引きされているときに、連携して成形室１８４内にガスが入るのを防ぐ。

【0060】

第２加熱室１０４（または図３に示す他の加熱室）において加熱真空範囲内の真空が形成され、成形室１８４において供給真空範囲内の真空が形成されると、第２出口ポート筐体１３８（または図３に示す他の出口ポート筐体）が閉位置１４０から開位置１４２（または図３に示す他の出口ポート筐体の開位置および閉位置）に変更され、第２ポリマーシート材料１１６を有する第２テンションフレーム１１４（または図３に示すポリマーシート材料を有する他のテンションフレーム）が、加熱真空範囲および供給真空範囲を維持しながら、第２加熱室１０４（または図３に示す他の加熱室）から成形室１８４に移送される。加熱真空範囲と供給真空範囲は同じ範囲であり得る。他の実施形態では、加熱真空範囲と供給真空範囲は異なってもよい。第２ポリマーシート材料１１６を有するテンションフレーム１１４が成形室１８４から移されると、第２出口ポート筐体１３８が開位置１４２から閉位置１４０に変更され、出口ポート筐体２１８は閉位置２２０に留まって成形室１８４内に供給真空範囲が維持され、その後第３加熱室１０６からは真空が解放される。

【0061】

供給真空範囲において、上側ダイ半部１９８が下降し、上側ダイ半部１９８と下側ダイ半部２００が第１、第２、または第３ポリマーシート材料１１０、１１６、または１２４上に閉じられ、ポリマーシート材料が負の輪郭２０２と正の輪郭２０４の形状になるようにする。第１、第２または第３のポリマーシート材料１１０、１１６または１２４は、上下のダイ半部１９８および２００を介して熱伝達が起こり、第１、第２または第３のポリマーシート材料１１０、１１６または１２４の冷却が促進されて成形品２３０の形状が固定され、目標離型温度に達するまで、圧力および圧縮下に保持される。一実施形態では、供給真空範囲の真空は、目標離型温度に達すると解除される。両方の出口ポート筐体１３８、２１８がそれぞれ閉位置１４０、２２０にあり、密閉されているときに、供給真空範囲の真空が解放され得る。その後、上側ダイ半部１９８を上昇させ、第１、第２または第３のテンションフレーム１０８、１１４または１２２を持ち上げて下側ダイ半部２００から離脱させる。次に、出口ポート筐体２１８が閉位置２２０から開位置２２２に回転し、コンベヤ（図示せず）上の第１、第２または第３テンションフレーム１０８、１１４または１２２内の成形品２３０が、成形室１８４から成形室１８４の外側へ移送される。成形室１８４の外に出ると、成形品２３０は、第１、第２または第３のテンションフレーム１０８、１１４または１２２から取り外される。成形品２３０の周りの余分な材料（図示せず）は、後の処理段階で切り取られ得る。

【0062】

図５は、システム２５０の切り欠き斜視図である。図６は、図５の線６－６に沿って取った、図５に示すシステム２５０の部分的な、切り欠いた、側面図および部分断面図である。システム２５０は、第１加熱室２５２、第２加熱室２５４、第３加熱室２５６を含む。第１加熱室２５２は、加熱ゾーンおよび／または空気ロックとして機能するように構成され得る。第１、第２および第３加熱室２５２、２５４および２５６の構造および動作は、加熱室１２に関して図示および説明されたものと同じであり得る。第１、第２、および第３の加熱室２５２、２５４、および２５６は互いに接続されており、各加熱室２５２、２５４、および２５６内、隣接する加熱室（例えば、加熱室２５２および２５４、または加熱室２５４および２５６）内、または３つすべての加熱室で個別に真空状態が維持され得る。第１、第２、第３加熱室の構成の利点は、複数のゾーンによってスループットが向上することである。例えば、加熱に３分かかり、成形に１分かかる場合、３つの連続した加熱ゾーンが３分の滞留時間を提供し、１分の成形時間をサポートする。

【0063】

図５および図６に示すように、第１および第２のポリマーシート材料２５８および２６０がコンベア２６２上に置かれる。第１および第２のポリマーシート材料２５８および２６０は、ＧＭＴまたはシート成形コンパウンド（ＳＭＣ）などの流動性バルク材料で形成され得る。第１ポリマーシート材料２５８は、第１加熱室２５２に配置され得る。第２ポリマーシート材料２６０は、第２加熱室２５４に配置され得る。第３ポリマーシート材料は、第３加熱室２５６に配置され得る。この構成では、３枚のポリマーシート材料を同時に成形温度まで加熱することができる。成形温度に達した後、３つの加熱室２５２、２５４、２５６のすべてに真空を適用してもよい。

【0064】

真空源２９０は、それぞれ第１、第２、および第３の真空導管２９２、２９４、および２９６を介して第１、第２、および第３の加熱室２５２、２５４、および２５６と連通している。真空源２９０はまた、成形室導管２９８を介して成形室２７６と連通している。真空源２９０は、第１、第２、および／または第３の加熱室２５２、２５４、および／または２５６内に、同時に、順次に、または異なる時間に、真空状態を作り出すように構成されている。第１加熱室２５２と第２加熱室２５４の真空状態を維持し、加熱ポリマーシート材料をその間で移送することにより、加熱ポリマーシートが失う熱量が低減または排除される。

【0065】

成形温度に達し真空条件が整うと、第３加熱室２５６が成形室２７６に開かれ、成形室入口ポート筐体３００が開位置３０５で第３入口ポート筐体２８４が閉位置２８８にあるときに、第３ポリマーシート材料が真空条件下で第３加熱室２５６から成形室入口ポート３０２を介して成形室２７６に移送され得る。第３加熱室２５６と成形室２７６の真空状態を維持し、加熱ポリマーシート材料をその間で移送することにより、加熱ポリマーシートが失う熱量を低減または排除することができる。

【0066】

第３ポリマーシート材料が成形室２７６に移送されると、成形室入口ポート筐体３００が閉位置３０４に変更され、第３入口ポート筐体２８４が開位置に変更され、第２の入口ポート筐体２８０は閉位置２８２に維持される。この構成において、第２ポリマーシート材料２６０を、真空条件下で第２加熱室２５４から第３加熱室２５６に搬送することができる（その後、真空条件下で成形室２７６に搬送され得る）。第２ポリマーシート材料２６０が第３加熱室２５６に移送されると、第３入口ポート筐体２８４が閉位置２８２に変更され、入口ポート筐体２７０は閉位置２７２に維持される。この構成において、第１ポリマーシート材料２５８を、真空条件下で第１加熱室２５２から第２入口ポート２７８を介して第２加熱室２５４に移送することができる（その後、真空条件下で第３加熱室２５６および成形室２７６に移送され得る）。第１ポリマーシート材料２５８が第２加熱室２５４に移送されると、第２入口ポート筐体２８０が閉位置２８２に変更され、入口ポート筐体２７０が開位置２７４に変更されるので、第４ポリマーシート材料が第１入口ポート２６８を介して第１加熱室２５２に入れられ、加熱、真空状態の適用、および真空状態下での加熱ポリマーシート材料の移送シーケンスを繰り返すことができる。

【0067】

成形室２７６は、上部プラテン３０６と下部プラテン３０８とを具える。成形室２７６は、直立部材３１０を具える。成形室２７６はまた、上部プラテン３０６と下部プラテン３０８の間に位置する上側ダイ半部３１２と下側ダイ半部３１４とを具える。上側ダイ半部３１２は負の輪郭３１６を有し、下側ダイ半部３１４は正の輪郭３１８を有する。シュラウド３２０が、成形室２７６の側面を囲んでいる。シュラウド３２０は、成形室２７６の四方を囲む矩形状であり得る。シュラウド３２０は、図６に示すように、ファスナー３２２とブラケット３２４を介して下側ダイ半部３１４に固定されている。シュラウド３２０は、第３加熱室２５６に固定してもよい。シュラウド３２０は、入口パネル３２６と出口パネル３２８を含む。上側ダイ半部３１２はシュラウド３２０の内部で上下に移動する。

【0068】

成形室２７６は、成形室入口ポート３０２に対向する出口ポート３３０を有する。出口ポート３３０は出口パネル３２８に形成されている。出口ポート筐体３３２が、出口ポート筐体３３２が閉位置３３４と開位置３３６の間で回転できるように、出口ポート３３０を中心に成形室２７６に回転可能に固定されている（例えば、ヒンジを使用）。図６に示すように、出口シール３３８が出口ポート筐体３３２の裏側に固定されている。出口シール３３８は、ガスが出口ポート３３０を介して成形室２７６に出入りしないように、出口ポート筐体３３２と成形室２７６の間にシールを形成するように構成されている。出口シール３３８は、出口ポート筐体３３２の外周に沿った形状で略長方形であり、出口ポート筐体３３２の中央部分が開口している。別の実施形態では、出口シールは出口ポート筐体３３２の大きさであり、それによって出口ポート筐体３３２の裏側全体を覆ってもよい。別の実施形態では、出口シールは、出口ポート筐体３３２の裏面に固定されたシールの代わりに、またはそれに加えて、出口ポート３３０の外周の周りのシュラウド３２０の出口パネル３２８の外面に固定され得る。出口シール３３８はゴム材料で形成され得る。

【0069】

成形室２７６は、上側ダイ半部３１２とシュラウド３２０の間に配置された上側シュラウドシール３４０と、下側ダイ半部３１４とシュラウド３２０の間に配置された下側シュラウドシール３４２を含み得る。上側シュラウドシール３４０は、上側ダイ半部３１２またはシュラウド３２０の内面に固定することができる。１以上の実施形態では、上側ダイ半部３１２がシュラウド３２０の内面に対して上下に動くため、上側シュラウドシール３４０は、上側ダイ半部３１２とシュラウド３２０の内面の両方に固定されない。上側ダイ半部３１２とシュラウド３２０の間に隙間ができないように、下方向への移動は制限されている。上側シュラウドシール３４０は、シュラウド３２０と上側ダイ半部３１２の間の隙間を通じてガスが成形室２７６に出入りしないように、シュラウド３２０と上側ダイ半部３１２の間にシールを形成するように構成されている。１以上の実施形態では、上側シュラウドシール３４０は、シュラウド３２０の輪郭に沿った連続的な矩形の周縁部を形成する。下側シュラウドシール３４２は、下側ダイ半部３１４および／またはシュラウド３２０の内面に固定することができる。下側シュラウドシール３４２は、シュラウド３２０と下側ダイ半部３１４との間の隙間を通じてガスが成形室２７６に出入りしないように、シュラウド３２０と下側ダイ半部３１４との間にシールを形成するように構成されている。１以上の実施形態では、下側シュラウドシール３４２は、シュラウド３２０の輪郭に沿った連続的な矩形の周縁部を形成する。上側シュラウドシール３４０、下側シュラウドシール３４２、出口シール３３８、および形成室入口シールは、成形室２７６内が真空引きされているときに、連携して成形室２７６内にガスが入るのを防ぐ。

【0070】

第３加熱室２５６に加熱真空範囲内の真空が形成され、成形室２７６に供給真空範囲内の真空が形成されると、成形室入口ポート筐体３００が閉位置３０４から開位置に変更され、加熱真空範囲および供給真空範囲を維持しながら第３ポリマーシート材料が第３加熱室２５６から成形室２７６に移送される。加熱真空範囲と供給真空範囲は同じ範囲であり得る。他の実施形態では、加熱真空範囲と供給真空範囲は異なってもよい。第３ポリマーシート材料が成形室２７６から移送されると、成形室入口ポート筐体３００は開位置から閉位置３０４に変更され、出口ポート筐体３３２は閉位置３３４に留まって供給真空範囲が成形室２７６内に維持される。

【0071】

供給真空範囲において、上側ダイ半部３１２が下降し、上側ダイ半部３１２と下側ダイ半部３１４がポリマーシート材料２５８上に閉じられ、ポリマーシート材料が負の輪郭３１６と正の輪郭３１８の形状になるようにする。ポリマーシート材料は、上下のダイ半部３１２および３１４を介して熱伝達が起こり、ポリマーシート材料２５８の冷却が促進されて成形品３４４の形状が固定され、目標離型温度に達するまで、圧力および圧縮下に保持される。一実施形態では、供給真空範囲の真空は、目標離型温度に達すると解除される。出口ポート筐体３００、３３２がそれぞれ閉位置３０４、３３４にあり、密閉されているときに、供給真空範囲の真空が解放され得る。その後、上側ダイ半部３１２を上昇させ、ポリマーシート材料を持ち上げて下側ダイ半部３１４を離脱させる。次に、出口ポート筐体３３２が閉位置３３４から開位置３３６に回転し、コンベヤ（図示せず）上の成形品３４４が、成形室２７６から成形室２７６の外側へ移送される。成形品３４４の周りの余分な材料（図示せず）は、後の処理段階で切り取られ得る。

【0072】

図７は、別の実施形態によるシステム３５０の断面図、側面図、および部分断面図である。システム３５０はシステム２５０の代替例である。システム２５０と３５０はいずれも、第１、第２、第３の加熱室２５２、２５４、２５６を具える。システム２５０が成形室２７６を有するのに対し、システム３５０は成形室３５２を有する。

【0073】

成形室３５２は、プレスベッド３５４とプレスクラウン３５６とを具える。１以上の実施形態では、この構成により、真空を維持するためのすべてのスライディングシールをなくすことができる。成形室３５２は、シュラウド３５８も具える。一実施形態では、プレスベッド３５４とプレスクラウン３５６はシュラウド３５８に固定され、したがってプレスベッド３５４とプレスクラウン３５６はシュラウド３５８に対して静止し、シールを形成する。一実施形態では、プレスベッド３５４とプレスクラウン３５６は同じプロファイルを有し、両者は規則的なプロファイルを有するシュラウド３５８に対して密封される。プレスベッド３５４、プレスクラウン３５６、およびシュラウド３５８は、成形室３５２内に真空室３６０を形成するように構成されている。真空室３６０は、摩耗や漏れが起こりやすいスライドシールなしで形成することができる。シュラウド３５８は、第３加熱室２５６に固定してもよい。第３加熱室２５６は、ポリマーシート材料２６０を加熱し、真空条件下で成形室３５２に移送するように構成することができる。シュラウド３５８は、入口パネル３６８と出口パネル３７０を具える。

【0074】

成形室３５２はまた、プレスベッド３５４とプレスクラウン３５６の間に位置する上部プラテン３６２と下部プラテン３６４とを具える。上下のダイ半部３７６、３７８はそれぞれ上下のプラテン３６２、３６４に固定されている。成形室３５２はまた、直立部材３６６を具える。上側ダイ半部３７６は、直立部材３６６上のシュラウド３５８の内側を上下に移動する。上側ダイ半部３７６は負の輪郭３７２を有し、下側ダイ半部３７８は正の輪郭３７４を有する。

【0075】

システム３５０はまた、出口真空室２９０を具える。出口真空室２９０（例えば、エアロック）は、成形室３５２から搬送される成形品３４４を受け入れるように構成されている。図７に示すように、出口真空室２９０は成形室３５２の外部にあり、成形室３５２のシュラウド３５８に結合されている。真空室２９０は、真空導管３７８と真空源２９０を使用して、大気圧と真空圧の間の圧力に設定され得る。この構成により、成形室３５２を完全に減圧することなく、成形品３４４を成形室３５２から移送することができる。減圧は、成形室３５２で後続の真空状態を形成することに関する時間と費用が増大する可能性がある。図７に示すように、成形品３４４は、出口ポート３８０を通って真空室２９０から出る。

【0076】

図８は、別の実施形態によるシステム４００の断面図、側面図、および部分断面図である。システム４００は、加熱／成形室４０２（例えば、プレスと組み合わせたオートクレーブ）、入口エアロック４０１、および出口エアロック４０３を具える。入口エアロック４０１は、ポリマーシート材料４１０を入れるように構成されたポート４０５を具える。入口エアロック４０１は、ポート４１２を通して加熱／成形室４０２と連通している。出口エアロック４０３は、成形品４３６を出口エアロック４０３から放出するように構成されたポート４０７を具える。出口エアロック４０３は、ポート４１３を通して加熱／成形室４０２と連通している。

【0077】

一実施形態では、加熱／成形室４０２の容積は、入口エアロック４０１および出口エアロック４０３の容積よりも大幅に大きい。一実施形態では、ポート４１２および４１３が閉じて密閉されると、真空源４０４によって加熱形成チャンバ４０２の大きな容積に真空状態が作り出される。１以上の実施形態において、真空条件は不活性環境であり得る。最初に、入口エアロック４０１は、ポリマーシート材料４１０を導入するため、外部の周囲大気条件にある。次に、ポリマーシート４１０が入口エアロック４０１に導入され、ポート４０５と４１２が閉じた後、真空源４０４によって入口エアロック４０１内に真空状態が作られる。真空状態が入口エアロック４０１内に作られると、ポート４１２が開かれ、ポリマーシート４１０が入口エアロック４０１から加熱／成形室４０２に搬送され、それにより加熱／成形室４０２内の真空状態が維持される。成形ゾーン４０８において成形品４３６が形成される間、真空源４０４によって真空状態が維持される。成形品４３６は、開位置のポート４１３を介して真空条件下で出口エアロック４０３に搬送され、それにより加熱／成形室４０２内の真空条件が維持される。その後、ポート４１３が閉じられ、排出エアロック４０３内の状態が外部の周囲条件によって安定化され、ポート４０７が開かれて成形品４３６が出口エアロック４０３から放出される。

【0078】

加熱／成形室４０２は、加熱ゾーン４０６と成形ゾーン４０８とを含む。加熱ゾーン４０６は、ポート４１２を介して加熱／成形室４０２に供給されるポリマーシート材料４１０の温度を上昇させるように構成されている。加熱ゾーン４０６は、上部および下部加熱エレメント４１４および４１６、ならびに上部および下部加熱シールド４１８および４２０を含む。上部および下部加熱エレメント４１４および４１６は、ポリマーシート材料４１０を成形温度に加熱し、加熱ポリマーシート材料を形成する。

【0079】

加熱ポリマーシート材料は、真空条件下で加熱ゾーン４０６から成形ゾーン４０８に搬送され得る。加熱ゾーン４０６と成形ゾーン４０８の間で加熱ポリマーシート材料を移送する間、加熱／成形室４０２内の真空状態を維持することにより、加熱ポリマーシート材料によって失われる熱量を低減または排除することができる。成形プロセス中に真空を維持することにより、成形品の外観上の欠陥、および／または、閉じ込められたガスによる金型の劣化の可能性を低減および／または排除することができる。

【0080】

成形ゾーン４０８は、加熱／成形室４０２に固定されているプレスベッド４２１とプレスクラウン４２２を具え、したがってプレスベッド４２１とプレスクラウン４２２は加熱／成形室４０２に対して静止し、真空条件に適したシールを形成する。

【0081】

成形ゾーン４０８はまた、プレスベッド４２１とプレスクラウン４２２の間に位置する上部プラテン４２４と下部プラテン４２６とを具える。上下のダイ半部４２８、４３０はそれぞれ上下のプラテン４２４、４２６に固定されている。成形ゾーン４０８はまた、直立部材４３１を具える。上側ダイ半部４２８は、直立部材４３１上を上下に移動する。上側ダイ半部４２８は負の輪郭４３２を有し、下側ダイ半部４３０は正の輪郭４３４を有する。ポート４１３は、成形品４３６が成形ゾーン４０８から移送される際に、成形品４３６を出口エアロック４０３に放出するように構成されている。

【0082】

加熱エレメント、ポート、ポート筐体、および成形室の構成要素は、コントローラによって作動され得る。コントローラは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラベースのプラットフォーム、集積回路、１以上のフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、および／または１以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの任意の適切な処理装置または処理装置のセットであり得るプロセッサを含み得る。１以上の実施形態では、メモリはコントローラと通信する。メモリは、揮発性メモリ（例えば、不揮発性ＲＡＭ、磁気ＲＡＭ、強誘電体ＲＡＭなどを含むＲＡＭ）、不揮発性メモリ（例えば、ディスクメモリ、ＦＬＡＳＨメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、メモリスタベースの不揮発性ソリッドステートメモリなど）、変更不能メモリ（例えば、ＥＰＲＯＭ）、読み取り専用メモリ、および／または大容量記憶装置（例えば、ハードドライブ、ソリッドステートドライブなど）であり得る。いくつかの例では、メモリは複数の種類のメモリ、特に揮発性メモリと不揮発性メモリを含んでもよい。メモリは、本開示の方法を動作させるためのソフトウェアなどの１以上の命令セットが埋め込まれるコンピュータ可読媒体であり得る。命令は、本明細書で説明する方法またはロジックの１以上を具体化することができる。例えば、命令は、命令の実行中に、完全または少なくとも部分的に、メモリ、コンピュータ可読媒体、および／またはコントローラのいずれか１以上に存在してもよい。

【0083】

以上、例示的な実施形態を説明したが、これらの実施形態は本発明のすべての可能な形態を説明することを意図したものではない。むしろ、本明細書で使用される用語は、限定ではなく説明のための用語であり、本発明の精神および範囲から逸脱することなく様々な変更がなされ得ることが理解される。さらに、様々な実施形態の特徴を組み合わせて、本発明のさらなる実施形態を構成することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】