(57)【要約】【課題】簡単な金型構成と工程とにより、パウダーボックスの金型への接合部分に取り付けられたシール部材に焼けカスが発生することを防止できるパウダースラッシュ成形装置及びその成形方法を提供する。【解決手段】記金型と接合される前記パウダーボックスの接合部分にシール部材を取り付け、このシール部材が接触する位置の金型裏面に断熱材を取り付けられた成形装置を用いる。そして、前記金型の加熱時に、前記シール部材に接する前記金型の局所部分の温度上昇を抑えてから、パウダーボックスと金型を接合する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂パウダーを供給するパウダーボックスと、
成形品に対応する内面を有し、前記パウダーボックスに接合される金型と、
前記パウダーボックスの前記金型への接合部分に取り付けられたシール部材と、
このシール部材が接する前記金型裏面に取り付けられた断熱材とを備えてなるパウダースラッシュ成形装置。
【請求項２】
前記断熱材は、吸水部材で形成されている請求項１に記載のパウダースラッシュ成形装置。
【請求項３】
前記吸水部材は、前記金型裏面に網材を介して取り付けられている請求項２に記載のパウダースラッシュ成形装置。
【請求項４】
成形品に対応する内面を有する金型を加熱し、樹脂パウダーを供給するパウダーボックスと加熱された前記金型とを接合し、前記パウダーボックスから前記金型内面に樹脂パウダーを供給して付着・溶融させ、前記パウダーボックスから分離された金型を冷却して前記金型に沿った樹脂成形体を得て、前記樹脂成形体を前記金型から脱型するパウダースラッシュ成形方法において、
前記金型と接合される前記パウダーボックスの接合部分にシール部材を取り付け、このシール部材が接触する位置の金型裏面に断熱材を取り付け、前記金型の加熱時に、前記シール部材に接する前記金型の局所部分の温度上昇を抑えるようにしたことを特徴とするパウダースラッシュ成形方法。
【請求項５】
前記断熱材が吸水性部材で形成されており、前記金型の冷却時に前記吸水性部材に水を吸水し、前記金型の加熱時に前記吸水部材から水が蒸発することによって金型の前記局所部分の温度上昇を更に抑えるようにした請求項４に記載のパウダースラッシュ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂パウダーを収納したパウダーボックスと加熱された金型とを接合して表皮成形するパウダースラッシュ成形方法及びそのその成形装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、パウダースラッシュ成形方法では、高温に加熱された金型にパウダーボックスを接合して一体化したものを回転や揺動させることにより、パウダーボックス内の樹脂パウダーを金型の隅々まで投入して所定の厚さになる時間まで付着・溶融させることによって表皮を成形している。
【０００３】
下記特許文献１に示すように、このようなパウダースラッシュ成形では、加熱した金型とパウダーボックスの接合部分から、樹脂パウダーが漏れでないように、漏れ止め用パッキン（シール部材）をパウダーボックスの前記接合部分に取り付ける構造となっている。この漏れ止め用パッキンは、加熱された金型との接合により加熱されることから、パッキンに付着した樹脂パウダーが加熱され、焼けカスが発生するという問題点がある。
そこで、この特許文献１では、金型とパウダーボックスのシール部材とが接触する金型裏面に、進退自在な断面逆Ｕ字形パイプ状枠体の先端に取り付けたノズルからエアーを噴射して、金型を冷却するものが提案されている。
【０００４】
また、下記特許文献２には、金型を金型有効部と金型見切り部とかなるなものとし、両部の間に断熱材を介在させて一体に組み付けた金型を使用し、金型見切り部への熱伝導を低減して、バリの発生を抑制するものが提案されている。
また、下記特許文献３には、金型縁部に凹状湾曲部を設け、この凹状湾曲部の内外面に断熱材を固着して、この凹状湾曲部で形成される成形品はみ出し部分を薄くして切り離しを容易にするものが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１３５７２０号公報（図２の符号５）
【特許文献２】
特公平４−２８２０８号公報（図３の符号１３）
【特許文献３】
特開昭６２−４２０７号公報（図６及び図７の符号６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献１では、金型の局部的な冷却のために、特別の冷却装置を使用した冷却工程が必要になるという問題点がある。また、前記特許文献２，３では、金型構造が複雑になるという問題点がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、簡単な金型構成と工程とにより、パウダーボックスの金型への接合部分に取り付けられたシール部材に焼けカスが発生することを防止できるパウダースラッシュ成形装置及びその成形方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、樹脂パウダーを供給するパウダーボックスと、成形品に対応する内面を有し、前記パウダーボックスに接合される金型と、前記パウダーボックスの前記金型への接合部分に取り付けられたシール部材と、このシール部材が接する前記金型裏面に取り付けられた断熱材とを備えてなることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
上記構成によると、シール部材が接触する位置の金型裏面に断熱材を取り付けられているため、前記金型の加熱時に、前記シール部材に接する金型部分（局所部分）の温度上昇を抑えることができる。
【００１０】
また、本件発明に係るパウダースラッシュ成形装置は、前記断熱材は、吸水部材で形成されているものが好ましい（請求項２）。
上記構成によると、成形後の金型の水冷却時に、前記吸水部材が水を含むようになり、前記金型の加熱時に、前記水が蒸発して前記シール部材に接する金型部分（局所部分）の温度上昇を更に抑えることができる。
【００１１】
また、本発明に係るパウダースラッシュ成形装置は、前記吸水部材は、前記金型裏面に網材を介して取り付けられているものが好ましい（請求項３）。
上記構成によると、成形後の金型の水冷却時に、前記網材を通して前記吸水部材に水を含ませることができる。
【００１２】
本発明に係るパウダースラッシュ成形方法は、成形品に対応する内面を有する金型を加熱し、樹脂パウダーを供給するパウダーボックスと加熱された前記金型とを接合し、前記パウダーボックスから前記金型内面に樹脂パウダーを供給して付着・溶融させ、前記パウダーボックスから分離された金型を冷却して前記金型に沿った樹脂成形体を得て、前記樹脂成形体を前記金型から脱型するパウダースラッシュ成形方法において、前記金型と接合される前記パウダーボックスの接合部分にシール部材を取り付け、このシール部材が接触する位置の金型裏面に断熱材を取り付け、前記金型の加熱時に、前記シール部材に接する前記金型の局所部分の温度上昇を抑えるようにしたことを特徴とする（請求項４）。
【００１３】
上記構成によると、シール部材に接する金型部分（局所部分）の温度上昇が抑えられている為、前記金型部分の温度が他の部分より低くなっており、シール部材付近では樹脂パウダーが溶融せず、焼けカスが発生しない。
【００１４】
また、前記断熱材が吸水性部材で形成されており、前記金型の冷却時に前記吸水性部材に水を吸水し、前記金型の加熱時に前記吸水部材から水が蒸発することによって金型の前記局所部分の温度上昇を更に抑えるようにしたものが好ましい（請求項５）。
上記構成によると、前記局所部分の温度上昇が更に抑えられる為、シール部材付近では樹脂パウダーが更に溶融しなくなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係るパウダースラッシュ成形装置の概略説明図であり、後述する付着・溶融工程での成形装置の断面図を示す。図２は、後述する加熱工程後の接合工程での成形装置の断面図を示す。
【００１７】
図１において、パウダースラッシュ成形装置１は、成形金型２と、パウダーボックス３とを備えてなり、更に両者２，３を接合状態とするクランプ等の図示されない接合機構と、接合状態の両者２，３を回転又は揺動させる図示されない駆動機構とを備える。
【００１８】
パウダーボックス３は、収納室１１、投入口１２を有する。投入口１２の開口縁に弾性体からなるシール部材１３が固着により取り付けられている。収納室１１には、表皮成形用の樹脂パウダー４が収容されている。また、前記収納室１１内には、図示されないパウダー飛散防止用の遮蔽板が設けられている。
【００１９】
後述のような方法により成形される樹脂成形体に用いられる樹脂パウダー４は熱可塑性樹脂であり、ＰＶＣ、スチレン系熱可塑性エラストマー、オレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）、ウレタン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＵ）等がある。又、シール部材１３としては、シリコンゴム、シリコンゴムスポンジ、フッ素ゴム、フッ素ゴムスポンジ等の断熱性の比較的高い材料が使用される。
【００２０】
成形金型２は、成形品に対応する内面を有する電鋳型２１で形成されている。この電鋳型２１は、電鋳模型の表面に形成された導電層上に、ニッケル又は銅の電鋳処理を施して形成される。図示のように電鋳型２１の全体が薄い層（１．０〜１０．０ｍｍ厚み）の電鋳殻で形成される。この電鋳型２１の周囲で、前記シール部材１３が接する金型部分（局所部分）の裏面に、断熱材２２が取り付けられている。この断熱材２２は、スポンジ状又は布状の吸水性部材で形成されていることが好ましい。この吸水性部材からなる断熱材２２は、断面が収容部分付フランジに折り曲げられた金網等の網材２３で押し被せられることにより金型裏面の所定位置に取り付けられている。この網材２３は、電鋳型２１の裏面に立設されたボルト２４に通され、ナット２５を前記ボルト２４に螺合することにより固定される。
【００２１】
図２に示されるように、電鋳型２１からなる成形金型２は、断熱材２２が取り付けられた状態で、加熱炉３１の中で加熱される。薄い電鋳殻からなる電鋳型２１は、断熱材２２により片面からの熱入力が阻害され、その部分の温度上昇が抑制される。そのため、断熱材２２が取り付けられた金型部分ａの温度は、他の部分の温度より低くなる。電鋳型２１は薄い電鋳殻からなるため、温度の低い金型部分ａはそのまましばらく維持できる。
【００２２】
そして、加熱炉３１から取り出した成形金型２をパウダーボックス３と接合すると、他の部分より温度の低い金型部分（局所部分）ａにシール部材１３が接する。これにより、シール部分１３の温度が、金型部分（局所部分）ａ以外の金型の温度より低く保たれる。電鋳型２１が銅の場合、金型部分（局所部分）ａの温度をそれ以外の金型の温度より３０〜４０℃だけ低くすることができる。
【００２３】
断熱材２２が吸水部材で形成され、図２に示す電鋳型２１を加熱炉３１に入れる前に、吸水部材からなる断熱材２２に水を含ませておくと、加熱時の水の蒸発により、金型部分（局所部分）ａの昇温は更に抑制される。この吸水部材からなる断熱材２２への吸水は、後述する冷却工程を水冷却とすることで、冷却水が網材２３を経て自動的に吸水されるものとすることができる。
【００２４】
上述したように、シール部材１３が当接する金型裏面に、断熱材２２を取り付けるという簡単な構造により、成形金型２の加熱時に、断熱材２２の取り付けられた金型部分（局所部分）ａの温度を他の部分より低くすることができる。また、この断熱材２２を吸水部材とし、水を含ませてから加熱すると、断熱材２２の取り付けられた金型部分（局所部分）ａの温度を他の部分より一層低くすることができる。また、吸水部材からなる断熱材２２を、網材２３を介して取り付けると、断熱材２２に対する吸水が水冷却時に自動的にできる。また、成形金型２自体が電鋳型２１で形成されているため、断熱材２２により、金型部分ａという局部的な温度低下を容易に実現することができる。
【００２５】
つぎに、上述した実施形態に係るパウダースラッシュ成形方法の工程を図３により説明する。
図３は、本発明のパウダースラッシュ成形方法の各工程を示す概略説明図である。
【００２６】
図３において、本発明のパウダースラッシュ成形方法は、成形金型２の温度を上げる加熱工程、成形金型２をパウダーボックス３に接合する接合工程、樹脂パウダーを供給し溶融する付着・溶融工程、成形金型２をパウダーボックス３から切り離す分離工程と、分離された成形金型を樹脂成形体と共に冷却する冷却工程、樹脂成形体を成形金型から取り出す脱型工程の６工程を有してなる。脱型後の成形金型２は、再び加熱工程に回され、次の成形に使用される。また、樹脂パウダーの種類により、分離工程の後に、分離された成形金型を樹脂成形体５と共に加熱し、樹脂成形体５をキュアするキュア工程を付加することもできる。
【００２７】
まず加熱工程は、成形金型２を加熱炉３１に入れて成形金型２の内側表面温度を１５０〜４００℃の範囲で所定温度に上昇させる工程である。これにより、後述する樹脂パウダー４を付着させ溶融状態又は半溶融状態とすることができる。このとき、成形金型２の金型裏面に断熱材２２が取り付けられ、更に断熱材２２に水分が吸水されて蒸発するため、その部分の温度上昇が更に抑制され、金型部分（局所部分）ａの温度は、他の部分より３０〜４０℃以上と低くなっている。
【００２８】
接合工程は、加熱された成形金型２を加熱炉３１から取り出して直ぐにパウダーボックス３と接合する工程である。この接合は図示されないクランプ手段等の接合機構により行われる。そして、温度が低くなった金型部分（局所部分）ａがシール部材１３に接する状態で接合される。
【００２９】
付着・溶融工程は、成形金型２に樹脂パウダー５の入ったパウダーボックス３を適宜の駆動機構によって回転や揺動させて、金型内面に適量の樹脂パウダー４を供給し溶融付着させて、所定の厚さになった時に回転を停止させる工程である。そして、成形金型２から溶融しなかった余分の樹脂パウダー４を収納室１１に回収する。また、分離工程は、成形金型２とパウダーボックス３とを分離して、樹脂成形体５が付着した成形金型２を次の工程にまわす工程である。
【００３０】
冷却工程は、まだ高温のままの溶融樹脂成形体５と金型２を冷却固化する。冷却装置３２内に金型を入れ、水冷却手段により成形金型２及び溶融樹脂成形体５を冷却して、所定の樹脂成形体５とする。このとき、吸水性部材からなる断熱材２２には図示されない網材を介して水が供給される。また、脱型工程は、成形金型２から樹脂成形体６を取り出す工程であり、おもに人手によって行なわれる。
【００３１】
分離工程の後に必要に応じて付加されるキュア工程は、金型内面についた半溶融状態の樹脂パウダーの完全な溶融と固化を行う工程である。適宜の金型装置内に金型を入れ適宜の加熱手段で成形金型２及び半溶融樹脂を加熱し、半溶融樹脂を所定の溶融樹脂成形体５とする。
【００３２】
以上に述べたように、本実施形態に係るパウダースラッシュ成形方法は以下のような効果を奏する。
接合工程で、成形金型２のうち、断熱材２２で温度上昇が抑えられ、局部的に低い温度となった金型部分ａがシール部材１３と接する。そのため、シール部材１３の昇温が抑制された状態で、付着・溶融工程に進む。この付着・溶融工程でも、シール部材１３の温度が金型部分２以外の温度より低い状態が保たれたままであるため、シール部材１３付近での樹脂の溶融が生じない。そのため、焼けカスが発生しない。
【００３３】
また、断熱材２２が吸水部材で形成されていると、冷却工程において、水が断熱材２２に供給され、水を含むものとなる。この成形金型２は、脱型後に再び加熱工程に回される。加熱工程では、断熱材２２に吸水された水分が蒸発するため、温度上昇が更に抑えられ、断熱材２２が取り付けられた金型部分（局所部分）ａの他の部分よりの温度降下状態はより確実なものとなる。そのため、シール部材１３付近の金型温度を低く保ち、付着・溶融工程での焼けカスの発生を確実に防止できる。
【００３４】
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。
例えば、成形金型２は、電鋳型の場合のほうが局部的温度降下を実現し易いが、これに限らず、薄い金属製の殻からなる成形金型であってもよい。
また、断熱材２２は、吸水部材であることが好ましいが、これに限らず、シリコンゴムスポンジ、フッ素ゴムスポンジのような断熱性の高い非吸水部材であってもよい。断熱材２２の断熱性能により、成形金型２の加熱が制限され、断熱材２２の金型部分（局所部分）ａの温度降下が実現できる。
また、冷却工程における冷却媒体は水が最適であるが、これに限らず空気を使用した冷却であってもよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜３の発明によると、パウダーボックスのシール部材が接する金型裏面に取り付けられた断熱材という簡単な構成により、金型加熱時に断熱材が取り付けられた金型部分の温度上昇を抑制することができ、金型とパウダーボックスを接合したときに、前記シール部材と接合される金型部分の温度を局所的に下がったものとすることができるという効果を奏する。
【００３６】
請求項４〜５の発明によると、金型加熱と同時にシール部材に接する金型の局所部分の温度上昇を抑制して、他の部分より温度が下がったものとすることができ、樹脂パウダーの付着・溶融時にシール部材付近では樹脂パウダーが溶融せず、シール部材に焼けカスを発生させないという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るパウダースラッシュ成形装置の概略説明図である。
【図２】図１のパウダースラッシュ成形装置の接合工程時に於ける使用状態を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るパウダースラッシュ成形方法の工程を示す図である。
【符号の説明】
１    パウダースラッシュ成形装置
２    成形金型
３    パウダーボックス
４    樹脂パウダー
５    樹脂成形体
１３  シール部材
２１  電鋳型
２２  断熱材（吸水部材）
２３  網材
３１  加熱炉
【図１】
2004351764.tif 000003
【図２】
2004351764.tif 000004
【図３】
2004351764.tif 000005