(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型を予熱する予熱工程と、
成形型を樹脂粉末が装填されたパウダーボックスの開口部を覆うように組み立てる組立工程と、
前記パウダーボックス内の樹脂粉末に正又は負の電荷を帯電させる第１電荷供給工程と、
前記成形型に前記樹脂粉末とは異なる極性の電荷を帯電させるか又は前記成形型を接地する第２電荷供給工程と、
前記パウダーボックスと前記成形型とが組み立てられた組立体を回転させることで前記樹脂粉末を前記成形型上に付着させて溶融させるキュア工程と、
前記組立体を回転させることで前記成形型上で溶融した前記樹脂粉末以外の樹脂粉末をパウダーボックス内に回収する回収工程と、
前記成形型上で溶融した前記樹脂粉末で形成された表皮を前記成形型から取り外す脱型工程とを備えていることを特徴とする表皮の成形方法。
【請求項２】
前記組立工程では、前記パウダーボックスと前記成形型との間に絶縁体が配置された状態で、前記成形型と前記パウダーボックスとが組み立てられることを特徴とする請求項１に記載の表皮の成形方法。
【請求項３】
前記回収工程の前において、前記パウダーボックス内の樹脂粉末に正又は負の電荷を帯電させるのを停止すると共に、前記パウダーボックスを接地する接地工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の表皮の成形方法。
【請求項４】
樹脂粉末が装填されたパウダーボックスと、
前記パウダーボックスの開口部を覆うように組み立て可能であり且つ予熱される成形型と、
前記パウダーボックス内の樹脂粉末に正又は負の電荷を帯電させる第１電荷供給手段と、
前記成形型に前記樹脂粉末とは異なる極性の電荷を帯電させるか又は前記成形型を接地する第２電荷供給手段とを備えており、
前記パウダーボックスと前記成形型とが組み立てられた組立体を回転させることで、前記樹脂粉末を前記成形型上に付着させて溶融させた後で、前記成形型上で溶融した前記樹脂粉末以外の樹脂粉末がパウダーボックス内に回収されることを特徴とするパウダースラッシュ成形装置。
【請求項５】
前記組立体の前記パウダーボックスと前記成形型との間に配置された絶縁体をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載のパウダースラッシュ成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車内装部品等に用いられる表皮の成形方法及びパウダースラッシュ成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車内装部品であるインストルメントパネルには、その芯材の表面に表皮が一体化されていることが多い。ここで、表皮の成形方法には種々の方法があるが、その中にパウダースラッシュ工法がある（例えば、特許文献１参照）。この工法では、粉末の樹脂を加熱された成形型に投入し、成形型に付着した樹脂粉末を溶かす。そして、余分な樹脂粉末を回収して、溶けた樹脂を所定の厚さにする。その後、溶けた樹脂を水や空気により冷却し、表皮状に固化した樹脂が取り出される。この工法の特徴は、粉末の樹脂が成形型に付着すれば溶融して表皮になるので形状自由度が高いことと、成形型の熱で樹脂を十分に溶かすので成形型の表面に刻まれた皮紋模様などを高い割合で転写することができることである（紋転写率は成形条件により変化するが約９０〜９５％程度である）。
【特許文献１】特許第２６２２０７５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のパウダースラッシュ工法では、粉末樹脂を入れたパウダーボックスに予熱された成形型が組み立てられた状態で回転することにより、粉末樹脂が成形型に投入され、粉末樹脂が成形型に付着して溶融するが、粉末同士や粉末と成形型との間の隙間に空気が残り、表皮の表面にピンホール（凹状の穴）が発生してしまう。この原因は、樹脂粉末は小径のものから大径のものまで含んでおり、成形型に付着する際に、重量の大きな大粒の粉末が先に落下して成形型に付着するので、粉末同士や粉末と成形型との間の隙間が大きくなるためである。つまり、大粒の粉末が成形型に付着する場合（図４（ｂ））には、小粒の粉末が成形型に付着する場合（図４（ａ））よりも、上記隙間（斜線部分）が大きくなる。
【０００４】
そこで、本発明の主な目的は、比較的小さいピンホールを有する表皮を成形することができる表皮の成形方法及びパウダースラッシュ成形装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００５】
本発明の表皮の成形方法は、成形型を予熱する予熱工程と、成形型を樹脂粉末が装填されたパウダーボックスの開口部を覆うように組み立てる組立工程と、前記パウダーボックス内の樹脂粉末に正又は負の電荷を帯電させる第１電荷供給工程と、前記成形型に前記樹脂粉末とは異なる極性の電荷を帯電させるか又は前記成形型を接地する第２電荷供給工程と、前記組立体を回転させることで前記樹脂粉末を前記成形型上に付着させて溶融させるキュア工程と、前記パウダーボックスと前記成形型とが組み立てられた組立体を回転させることで前記成形型上で溶融した前記樹脂粉末以外の樹脂粉末をパウダーボックス内に回収する回収工程と、前記成形型上で溶融した前記樹脂粉末で形成された表皮を前記成形型から取り外す脱型工程とを備えている。
【０００６】
本発明のパウダースラッシュ成形装置は、樹脂粉末が装填されたパウダーボックスと、前記パウダーボックスの開口部を覆うように組み立て可能であり且つ予熱される成形型と、前記パウダーボックス内の樹脂粉末に正又は負の電荷を帯電させる第１電荷供給手段と、前記成形型に前記樹脂粉末とは異なる極性の電荷を帯電させるか又は前記成形型を接地する第２電荷供給手段とを備えており、前記パウダーボックスと前記成形型とが組み立てられた組立体を回転させることで、前記樹脂粉末を前記成形型上に付着させて溶融させた後で、前記成形型上で溶融した前記樹脂粉末以外の樹脂粉末がパウダーボックス内に回収されることを特徴としている。
【０００７】
この構成によると、パウダーボックス内の樹脂粉末が正又は負の電荷を有しており、成形型が樹脂粉末とは異なる極性の電荷を有するか又は接地されているので、粒径の小さい（重量の小さい）樹脂粉末から成形型に吸い寄せられるようになる。従って、成形型上で溶融する樹脂粉末のほとんどは粒径の小さい樹脂粉末になるので、粉末同士や粉末と成形型との間の隙間が比較的小さくなるので、比較的小さいピンホールを有する表皮を成形することができる。
【０００８】
本発明の表皮の成形方法では、前記組立工程では、前記パウダーボックスと前記成形型との間に絶縁体が配置された状態で、前記成形型と前記パウダーボックスとが組み立てられてもよい。
【０００９】
本発明のパウダースラッシュ成形装置では、前記組立体の前記パウダーボックスと前記成形型との間に配置された絶縁体をさらに備えていてもよい。
【００１０】
この構成によると、パウダーボックスと成形型とが組み立てられる際に、ショートするのを防止することができる。
【００１１】
本発明の表皮の成形方法では、前記回収工程の前において、前記パウダーボックス内の樹脂粉末に正又は負の電荷を帯電させるのを停止すると共に、前記パウダーボックスを接地する接地工程をさらに備えていてもよい。
【００１２】
この構成によると、樹脂粉末をパウダーボックス内に回収する前に、樹脂粉末が電荷を有しない状態にし、パウダーボックスを接地することにより、余分な粉末を回収する際に、その粉末が成形型に吸い寄せられることで成形される表皮の厚さが厚くなったり、電荷の帯電状態で表皮の厚さがばらつくのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るパウダースラッシュ成形装置の概略構成を示す図である。
【００１４】
図１のパウダースラッシュ成形装置１は、樹脂粉末１１が装填されたパウダーボックス１０と、成形型２０と、パウダーボックス１０に電荷を帯電させる電圧発生装置５と、成形型２０を接地する（電荷の帯電しない状態にする）接地装置６とを有している。また、パウダーボックス１０と成形型２０との間には、これらを絶縁させるために、シリコンなどの不導電性エラストラマーで形成された絶縁体３０が配置されている。図１では、自動車内装部品であるドアトリム形状の表皮を成形するために用いられる成形型２０が、予熱された後で、パウダーボックス１０の開口部１０ａを覆うように組み立てられた状態が図示されている。なお、パウダースラッシュ成形装置１は、図示しないが、成形型２０を予熱する予熱手段と、パウダーボックス１０と成形型２０とが組み立てられた組立体を回転させる回転手段とを有している。
【００１５】
樹脂粉末１１として、懸濁重合で得られた球状のものや、ペレットを冷凍粉砕した角張ったものなどがある。また、樹脂粉末１１の平均粒径は、１００〜５００μｍであるが、１０μｍ程度の小径の粒から７００μｍ程度の大径の粒までを含んでいる。
【００１６】
本実施の形態では、電圧発生装置５がステンレスなどのパウダーボックス１０に負の電圧をかけることで、パウダーボックス１０内の樹脂粉末１１には負の電荷が帯電する。一方、成形型２０は、ニッケル電鋳で形成されたパウダースラッシュ成形型であり、接地電位に保持される（アース接続される）。
【００１７】
次に、パウダースラッシュ成形装置１における表皮の成形方法の手順について、図２を参照して説明する。図２は、表皮の成形方法を説明する図である。図２では、電圧発生装置５及び接地装置６等の図示は省略されている。
【００１８】
まず、成形型２０の予熱が行われる。そして、予熱された成形型２０が、図２（ａ）に示すように、パウダーボックス１０の開口部１０ａを覆うように組み立てられる。このとき、成形型２０とパウダーボックス１０との間には絶縁体３０が配置される。その後、パウダーボックス１０内の樹脂粉末１１に負の電荷を帯電させ、成形型２０を接地する。そして、図２（ｂ）に示すように、パウダーボックス１０と成形型２０とが組み立てられた組立体を回転させる。このとき、樹脂粉末１１は全て同じ電荷（静電気）を有しているから、粒径の小さい樹脂粉末１１が、粒径の大きい樹脂粉末１１よりも、成形型２０に吸い寄せられ易い。従って、主に粒径の小さい樹脂粉末１１が成形型２０上に付着して溶融することになる（図４（ａ）参照）。
【００１９】
そして、成形型２０上に付着した樹脂粉末１１が溶融することで所定厚さの表皮４０が形成されると、パウダーボックス１０を接地することで、パウダーボックス１０内の樹脂粉末１１を電荷の帯電しない状態にする。その後、図２（ｃ）に示すように、再度、組立体を回転させることで成形型２０上で溶融した樹脂粉末以外の余分な樹脂粉末１１をパウダーボックス１０内に回収する。最後に、成形型２０を水で冷却した後で、表皮４０を成形型２０から取り外す。
【００２０】
次に、本発明の実施例として、自動車内装部品であるドアトリム形状の表皮の成形方法について説明する。
【００２１】
本実施例では、樹脂粉末として、懸濁重合した熱可塑性ポリウレタン（平均粒径１７０μｍ）を用いた。また、電圧発生装置５で、パウダーボックス１０に−４５ｋＶの負の電圧を供給すると共に、成形型２０は接地した。
【００２２】
まず、成形型２０を約２５０℃に予熱した後で、予熱された成形型２０をパウダーボックス１０に組み立て、３秒／回の回転速度で１．５往復回転させた。回転が終わると同時に、電圧発生装置５の電源をＯＦＦにし、すぐにパウダーボックス１０をアース接続した。その後、パウダーボックス１０と成形型２０とを分離し、成形型２０を水で約６０℃まで冷却し、表皮を脱型した。
【００２３】
上記で成形された表皮の外観を観察すると、ピンホールは従来の方法で成形された表皮と比べ、明らかに減少しており、良好な表皮を得ることができた。
【００２４】
以上説明したように、本実施の形態の表皮の成形方法では、パウダーボックス１０内の樹脂粉末１１が負の電荷を有しており、成形型２０が接地されているので、粒径の小さい樹脂粉末から成形型２０に吸い寄せられるようになる。従って、成形型２０上で溶融する樹脂粉末のほとんどは粒径の小さい樹脂粉末１１になるので、粉末同士や粉末と成形型との間の隙間が比較的小さくなるので、比較的小さいピンホールを有する表皮を成形することができる。
【００２５】
また、余分な樹脂粉末１１がパウダーボックス１０内に回収される前に、パウダーボックス１０を接地することにより、余分な樹脂粉末１１を回収する際に、その樹脂粉末１１が成形型２０に吸い寄せられることで成形される表皮４０の厚さが厚くなったり、電荷の帯電状態で表皮４０の厚さがばらつくのを防止することができる。
【００２６】
また、パウダーボックス１０と成形型２０との間には、これらを絶縁させるための絶縁体３０が配置されるので、パウダーボックス１０と成形型２０とが組み立てられる際に、ショートするのを防止することができる。
【００２７】
以上、本発明の好適な一実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の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、上述の実施の形態では、負の電荷を有する樹脂粉末がアース接続された成形型内に投入されるが、正の電荷を有する樹脂粉末がアース接続された成形型に投入されてもよい。また、パウダースラッシュ成形装置が、図３に示すように、パウダーボックス１０に電荷を帯電させる電圧発生装置５と、成形型２０に電荷を帯電させる電圧発生装置６ａとを有しており、正又は負の電荷を有する樹脂粉末が樹脂粉末とは異なる極性の電荷を有する成形型２０に投入されてもよい。この場合には、樹脂粉末及び成形型には互いに異なる極性の電荷が帯電しているので、上述の実施の形態の場合よりも、樹脂粉末を成形型により効率的に付着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係るパウダースラッシュ成形装置の概略構成を示す図である。
【図２】表皮の成形方法を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る他のパウダースラッシュ成形装置の概略構成を示す図である。
【図４】粉末同士や粉末と成形型との間に形成される隙間を示す図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  パウダースラッシュ成形装置
５  電圧発生装置
６  接地装置
６ａ  電圧発生装置
１０  パウダーボックス
１１  樹脂粉末
２０  成形型
３０  絶縁体
４０  表皮
【図１】
0004740035.tif 000002
【図２】
0004740035.tif 000003
【図３】
0004740035.tif 000004
【図４】
0004740035.tif 000005