JP3209401B2 - パウダースラッシュ成形方法およびその成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉末状の熱可塑性
樹脂を原料として、２個、またはそれ以上のパウダース
ラッシュ成形品を同時に形成することができるパウダー
スラッシュ成形方法およびその成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インストルメントパネルパッド、
コンソールボックス、その他の自動車内装品を中心とし
て、パウダースラッシュ成形による表皮材の需要が高く
なっている。

【０００３】そして、この種の表皮材を効率的に大量生
産する方法として、２個、またはそれ以上の同形同大の
型部を繋ぎ合わせた成形金型を用い、同時に多数の表皮
材を成形する方法が採用されている。そのばあい、予熱
工程などにおいて、加熱炉内で成形金型が外方から均一
に予熱されるように、成形金型の形状は、図４に示され
るように、同形同大の２つの型部５１ａ、５１ｂを有し
ており、これらを左右対称形に接合した形状になってい
る。

【０００４】この形状の成形金型５１を用いて成形する
ばあい、粉末材料５３を入れたパウダーボックス５２を
適宜の固定手段により、予熱された成形金型５１の下方
に固着し、これらを適宜の回転手段によって矢印５４方
向に回転させ、成形金型５１の内側に粉末材料を付着さ
せ、半溶融状態にするという工程を経て、成形金型５１
からパウダーボックス５２を取り外し、成形金型５１を
加熱し、その後に冷却することによって、半溶融状態の
成形品が固化され、常温となってから成形金型５１より
取り出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示されるように、前述の、成形金型５１を矢印５４方向
に回転させて粉末材料の樹脂を付着させる工程では、成
形金型５１を局部的にみたばあい、右半分の型部５１ａ
には、矢印５５方向から粉末材料が入り込み、左半分の
型部５１ｂには、矢印５６方向から粉末材料が入り込
む。つまり、同形同大の右半分の型部５１ａと左半分の
型部５１ｂに対して、粉末材料の入り込む方向が、相対
的には逆となっているのである。

【０００６】したがって、破線で示されるように、たと
えば、一回転のあいだに、Ｃ部よりもＡ部に、長く多量
の粉末材料が留まり、厚い層を形成する。また、Ａ部に
おいて発生を回避できる材料充填不足による欠肉、ピン
ホール不良がＣ部においては多発することになる。同様
のことが、Ｂ部とＤ部でも起こる。したがって、成形金
型５１に付着する成形品の形状が左右対称にならず、右
半分の型部５１ａからできる製品と、左半分の型部５１
ｂからできる製品とのあいだで厚さ分布、ピンホール不
良等の発生率および重量などが異なり、品質に著しい差
を生じさせていた。

【０００７】本発明は、前記問題に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、同形の第１型部と第
２型部が左右対称に接合されてなる成形金型を用い、第
１型部と第２型部により成形される第１成形品と第２成
形品のあいだで仕上がりに差を生じさせないパウダース
ラッシュ成形方法およびその成形装置を提供するもので
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、左右対
称形となるように第１型部と第２型部を向かい合わせて
接合したものの一つ以上を前後に有する成形金型を用い
てスラッシュ成形品の２個以上を同時に成形するパウダ
ースラッシュ成形方法であって、前記第１型部に向けて
開口することができる第１収納部および前記第２型部に
向けて開口することができる第２収納部からなるパウダ
ーボックスを用い、該パウダーボックス上に予熱した前
記成形金型を載置して固着し、前記第２収納部を閉じ前
記第１収納部を開口した状態で、前記パウダーボックス
が固着された成形金型を回転させて、前記第１型部に粉
末材料を投入するとともに、余剰の粉末材料を排出して
前記第１型部の内表面に半溶融の第１成形品を形成する
第１成形工程、及び前記第１収納部を閉じ前記第２収納
部を開口した状態で、前記成形金型を前記第１工程とは
逆の方向に回転させ、前記第２型部に粉末材料を投入す
るとともに、余剰の粉末材料を排出して前記第２型部の
内表面に半溶融の第２成形品を形成する第２成形工程を
含んでなることを特徴とするパウダースラッシュ成形方
法である。ここで、粉末材料とは表皮材として使用され
る熱可塑性エラストマーのことであり、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）、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（Ｔ
ＰＡＥ）等が用いられる。このように第１成形工程と第
２成形工程に分けると、同形同大の第１型部と第２型部
に、形状から見て相対的に同方向となる方向から粉末材
料を投入し、かつ余剰の粉末材料を排除することができ
る。したがって、第１型部と第２型部の内部に形成され
る半溶融樹脂層の厚みの差が少なくなる。

【０００９】請求項２記載の発明は、前記第１型部と前
記第２型部とをそれぞれの凸部が外方に突出するように
略円弧状に配設してなる請求項１記載のパウダースラッ
シュ成形方法である。この配置により、装置の幅を必要
最小限にとどめることができる。また、予熱工程におい
て、成形金型全体を早く均一な温度に上げやすい。した
がって、粉末材料が均等に付着して溶融する。

【００１０】請求項３記載の発明は、前記成形金型の予
熱は、前記第１成形工程における前記第２型部の温度低
下を補うように、前記第２型部の型温度が前記第１型部
の型温度より高くなるように行われる請求項１又は２記
載のパウダースラッシュ成形方法である。これにより、
第１成形工程時の第１型部の金型温度と第２成形工程時
の第２金型温度との差が無くなる。

【００１１】請求項４記載の発明では、左右対称形とな
るように第１型部と第２型部を向かい合わせに接合して
なるものの一つ以上を前後に有する成形金型と、該成形
金型の対称線上に設けられた仕切板によって区切られた
第１収納部および第２収納部を有するパウダーボックス
と、該パウダーボックスの上に予熱した前記成形金型を
載置して固着するとともに、当該パウダーボックスが固
着された成形金型を一方向およびその逆方向に回転させ
うる回転機構と、前記第１型部と前記第１収納部のあい
だに設けられる第１開閉機構と、前記第２型部と前記第
２収納部のあいだに設けられる第２開閉機構と、前記成
形金型を一方向に回転させているときは前記第２開閉機
構を閉じて前記第１開閉機構を開かせ、その逆方向に回
転させているときは前記第１開閉機構を閉じて前記第２
開閉機構を開かせ、粉末材料が第１型部に入り込む方向
と第２型部に入り込む方向とが相対的に同方向となるよ
うに前記回転機構を制御する制御機構と、を備えてなる
ことを特徴とするパウダースラッシュ成形装置である。
これにより、同形同大の第１型部と第２型部に、形状か
ら見て相対的に同方向となる方向から粉末材料を入り込
ませることができ、また取り去ることができる。パウダ
ーボックスの第１収納部と第２収納部は、対称線上に仕
切り板を設けただけで形成することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図示例と
ともに説明する。図１は本発明のパウダースラッシュ成
形装置の概略図である。図２は図１の成形装置を用いた
パウダースラッシュ成形方法の概略図である。図３は予
熱工程の概略説明図である。

【００１３】本発明のパウダースラッシュ成形方法は、
図１に示される成形金型を用いて、同形同大の成形品を
２個同時に形成するものである。まず、図１に基づいて
成形装置の説明をする。

【００１４】図１において、パウダースラッシュ成形装
置は、第１型部１および第２型部２を有する成形金型３
と、該成形金型３の下方に連結されるパウダーボックス
４を備えてなるものである。

【００１５】パウダーボックス４は、仕切板５によって
第１収納部６および第２収納部７に区切られており、そ
の開口部には第１開閉機構８および第２開閉機構９が設
けられている。また、成形金型３とパウダーボックス４
は、クランプ等の適宜の固着手段１０により固着され、
固着手段１０を回動軸に連結する等の適宜の回転機構３
１により矢印１１または１２方向に、制御機構３２の指
令によって天地を逆にするための逆方向の回動が可能で
ある。なお、制御機構３２は、第１開閉機構８の開閉の
制御を行う第１開閉機構用制御装置３３と、第２開閉機
構９の開閉の制御を行う第２開閉機構用制御装置３４
と、回転機構３１の回動の制御を行う回転機構用制御装
置３５と、第１開閉機構８の開閉のタイミング、第２開
閉機構９の開閉のタイミング、回転機構３１の回動の向
きとタイミングを制御する制御装置３６とからなってい
る。

【００１６】図１において、成形金型３は、内側に粉末
材料を付着させて凸形の成形品を２つ形成するものであ
り、同形同大の第１型部１と第２型部２を、それぞれの
凸部が外方に向けて突出するように略円弧状に配設して
あり、全体として左右対称形の山型を呈している。図３
に示されるように、左右対称の金型３は加熱炉３０にお
いて、温度分布も左右対称となるように予熱されるの
で、粉末材料を左右対称に付着させることができる。ま
た、各型部１、２の凸部が外方に突出する山型としたこ
とにより、外方より矢印３０ａで示される熱風が、ほぼ
均一に当たるので、各部分の温度が等しくなるように予
熱することができる。また、内面より熱風を流入させ、
昇温を行う方法においても、略円弧状であれば、障害が
なく、熱風の流れがスムーズに行われ、早く均一に温度
を上げることができる。この金型３をパウダーボックス
４に固着するときは、その中央部１３が、両端部１４、
１５よりも上方に位置するように、つまり上に凸となる
ように固着する。このように配設することによって、パ
ウダーボックス４の幅を必要最小限にとどめることがで
きる。

【００１７】なお、左右対称形の金型としては、それぞ
れの凸部が内側を向くような谷型に各型部１、２を突き
合わせることも可能である。しかしながら、そのような
谷型の金型では、向き合わされた凸部が重ならないよう
に、または、熱風が谷の深部に当たりやすいように、あ
る程度の距離をおいて第１型部と第２型部を配設しなけ
ればならず、金型の横幅が大きくなるおそれもある。し
たがって、金型、パウダーボックスおよび装置全体の小
型化を図るためには、凸部が外方を向く山型（図１例の
ほか図４例のように、下向きにパウダーボックスに固着
する場合も含む）とすることが好ましい。

【００１８】図１に戻り、パウダーボックス４の内部に
設けられる仕切板５は、成形金型３の対称線上にあり、
その上端にパッキン１６が、成形金型３がパウダーボッ
クス４の上に固着された場合に隙間を生じないように取
り付けられている。パウダーボックス４の左右壁の上端
にも隙間が生じないようにパッキン１７、１８が設けら
れている。第１収納部６および第２収納部７には、同種
同量の粉末材料が収納される。また、それぞれの内部に
第１型部１および第２型部２に通じる第１開閉機構８お
よび第２開閉機構９が設けられる。

【００１９】第１開閉機構８は、第１収納部６と第１型
部１のあいだにあり、粉末材料の投入排出を制御する。
第２開閉機構９も同様であり、第１開閉機構８と第２開
閉機構９も左右対称に構成されることが好ましい。たと
えば、図１例の開閉機構８、９は、並設される鎧戸１９
を一斉に回転させるルーバ方式のものであり、全開させ
やすく、また開口したばあいに各鎧戸１９が粉末材料の
投入および排出のじゃまにならないという点から好まし
い。また、金型各部位へ均一に粉末材料が投入される点
でも好ましい。このほか、第１収納部６と第２収納部７
とで粉末材料の投入および排出の流れが異なることのな
いような構造を取りうるように構成できれば、観音開き
や、アコーディオンカーテン方式、スライド式など、従
来公知の開口機構を適宜利用することができる。

【００２０】制御機構３２は、例えば、第１開閉機構８
を閉じ、第２開閉機構９を開いて、パウダーボックス４
が固着された成形金型３を、矢印１１方向に一回転させ
るように制御する。このとき、第２型部２には、矢印２
０方向に粉末材料が入り込み、Ｄ部からＣ部へと付着が
進む。次に、第２開閉機構９を閉じ、第１開閉機構８を
開いて、パウダーボックス４が固着された成形金型３
を、矢印１２方向に一回転させる。このとき、第１型部
１には、矢印２１方向に粉末材料が入り込み、Ｂ部から
Ａ部へと付着が進む。したがって、Ａ部とＣ部、および
Ｂ部とＤ部が同条件で形成され、厚さ等を等しくするこ
とができる。

【００２１】つぎに、本発明のパウダースラッシュ成形
方法を、図２に基づいて説明する。本発明のパウダース
ラッシュ成形方法の全工程は、図２に示すように、成形
金型の温度をあげる予熱工程（９）、第１成形工程
（１）〜（３）、第２成形工程（４）〜（６）、スラッ
シュ成形品に対する加熱工程および冷却工程（７）、脱
型工程（８）の６工程からなっている。

【００２２】金型の温度を上げる予熱工程（９）は、ス
ラッシュ成形品が取り除かれた成形金型３を温める工程
であり、成形金型３の内側に粉末材料を付着させて半溶
融状態にすることができる程度まで成形金型３の温度を
上げる。本発明では、図３に示されるように、各型部
１、２の凸部を外方に向けて突出させた山型を呈する金
型を用いているため、この予熱工程において、金型の外
表面全体に渡って熱風が当たり易く、金型全体の温度を
早く均一に上げることができる。各型部１、２の凸部を
内側に向けて対向させた谷型の金型のばあい、外側から
の熱風だけでは谷の深部の温度が上がりにくいばあいも
あるので、内側からも熱風を当てるようにすればよい。
予熱し易い金型の形状としては、要は軸対称に両型部
を、できるだけ半円周状に配置し接合することが重要で
ある。

【００２３】図２において、第１成形工程（１）〜
（３）は、第２型部２に半溶融樹脂を溶着させる工程で
ある。第１成形工程（１）に示されるように、まず予熱
された成形金型３をパウダーボックス４の上に載せ、固
着手段１０で両者を固着し、回転手段３１に連結する。
第１成形工程（２）に示されるように、第１開閉機構８
を閉じ、第２開閉機構９を開く。第１成形工程（３）に
示されるように、パウダーボックス４が固着された成形
金型３を、反時計方向に一回転させる。すると、第１型
部２に対して、対称線から端に向かう矢印のような粉末
樹脂の出入りが生じ、第２型部２の内面に所定厚みの半
溶融状態の粉末材料層が形成される。

【００２４】つぎの第２成形工程（４）〜（６）は、第
１型部１に半溶融樹脂を溶着させる工程である。第１成
形工程（４）に示されるように、第２開閉機構９を閉
じ、第１開閉機構８を開く。第２成形工程（５）に示さ
れるように、パウダーボックス４に固着された成形金型
３を、時計方向に一回転させる。すると、第１型部１に
対して、対称線から端に向かう矢印のような粉末樹脂の
出入りが生じ、第１型部１の内面に所定厚みの半溶融状
態の粉末材料層が形成される。

【００２５】そののち、両型部１、２に半溶融樹脂を溶
着された成形金型３は、パウダーボックス４から外さ
れ、加熱冷却工程（７）、および脱型工程（８）に至
り、２個のスラッシュ完成品が成形金型３から取り外さ
れる。成形金型３は再び予熱のための予熱工程（９）に
回される。

【００２６】ところで、第１成形工程（１）〜（３）で
第２型部２に半溶融樹脂層を形成したのち、第２成形工
程（４）〜（６）で第１型部１に半溶融樹脂層を形成す
るため、第１成形工程（１）〜（３）から遅れて第２成
形工程（４）〜（６）が行われることになる。したがっ
て、第２型部２に対する第１成形工程（１）〜（３）が
行われている間に、第１型部１の温度が若干下がる。こ
のような第１型部１と第２型部２の金型温度差に起因し
て、スラッシュ成形品の厚みが差が生じることがある。
このようなばあい、図３において、加熱炉３７として、
左半分の第１加熱ゾーン３８と右半分の第２加熱ゾーン
３９との区分できるものを用いる。そして、第１加熱ゾ
ーン３８から吹き出る熱風の温度を第２加熱ゾーン３９
から吹き出る熱風の温度より高くし、第１型部１の金型
温度が第２型部２の金型温度より高くなるように予熱す
る。第１型部１の金型温度と第２型部２の金型温度の差
は、第２型部２の一回転後の第１型部１の温度降下を補
償する程度にする。すると、第１型部１と第２型部２の
成形時の金型温度は略同一になる。

【００２７】また、金型を回転させながら熱風を当てて
予熱を行う方法もある。そのばあい、加熱炉内での温度
の高低を考慮に入れて、回転途中に適宜、停止位置と停
止時間の設定を行っている。この方法で、各型部１、２
に温度差を与えるには、相対応する停止位置で、停止時
間の設定を変えるようにすればよい。

【００２８】さらに、図３に示される矢印４０のように
熱風を当てたばあい、熱風の入ってくる側の型部１の方
が、出ていく側の型部２よりも若干高くなることを利用
して熱風の吹き出し向き、速度などを適宜調整し、適当
な温度差を各型部１、２に与えるようにすることができ
る。

【００２９】なお、以上の実施形態の説明では、一度に
２個のスラッシュ成形品を得る場合を説明したが、左右
対称形となるように第１型部と第２型部を向かい合わせ
て接合したものの二つ以上を前後方向に連結して用いる
と、同時に４個、６個、８個・・の多数の偶数個のスラ
ッシュ成形品を同時に得ることが出来る。

【００３０】次に、凹形の成形品を２つ成形するばあい
の装置を図４に基づいて説明する。図１〜図３に示され
る金型３は、図２の脱型工程（８）に示されるように、
表面側が凸形となっている凸成形品を２つ形成するもの
である。図４に示される金型４３は、図４（ｂ）に示さ
れるように、表面２３側が凹形の凹成形品を２つ形成す
るものである。この金型４３も、第１型部４１と第２型
部４２とを、それぞれの凸部が外方に突出するように略
円弧状に配置したものであり、パウダーボックス４４に
固着するばあいには、下に凸となるように配設する。こ
の金型４３は上下を逆転させれば、前述の金型３とほぼ
同じ形状であり、予熱工程では、図３に示される金型３
と同様な方法で予熱することができる。また、山型の外
側に粉末材料を付着させるために、山型を下向きにして
パウダーボックス４４に固着させるのであるが、そのば
あいも、金型の大きさは必要最小限であるので、装置の
小型化を図ることができる。

【００３１】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明のうち請
求項１記載の発明は、左右対称形となるように第１型部
と第２型部を向かい合わせて接合した成形金型の成形を
逆回転による第１成形工程と第２成形工程に分けたの
で、同形同大の第１型部と第２型部に、形状から見て相
対的に同方向となる方向から粉末材料を投入し、かつ余
剰の粉末材料を排除して、第１型部と第２型部の形状に
起因する製品厚みむらを無くして、第１成形品と第２成
形品の仕上がりを均一にすることができるという効果を
奏する。

【００３２】請求項２記載の発明は、請求項１の効果に
加えて、それぞれの凸部が外方に突出するように略円弧
状に第１型部と第２型部を配設したものであり、装置の
小型化が図れる。

【００３３】請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の発明の効果に加えて、第２型部の型温度が第１型部
の型温度より高くなるように予熱することによって、第
１成形工程時の第１型部の金型温度と第２成形工程時の
第２金型温度との差を無くするので、粉末材料が均等に
付着して溶融し、第１成形品と第２成形品の仕上がりが
更に均一になるという効果を奏する。

【００３４】請求項４記載の発明は、左右対称形となる
ように第１型部と第２型部を向かい合わせて接合した成
形金型の成形を逆回転によって第１型部の成形と第２型
部の成形とを分けれる機器構成にしたので、請求項１の
発明と同様に、同形同大の第１型部と第２型部に、形状
から見て相対的に同方向となる方向から粉末材料を投入
し、第１型部と第２型部の形状に起因する製品厚みむら
を無くして、かつ余剰の粉末材料を排除して、第１成形
品と第２成形品の仕上がりを均一にすることができると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパウダースラッシュ成形装置の一実施
例の概略図である。

【図２】図１の装置を用いたパウダースラッシュ成形方
法の概略図である。

【図３】予熱工程の概略説明図である。

【図４】本発明のパウダースラッシュ成形装置の他の実
施例の概略図である。

【図５】従来のパウダースラッシュ成形装置の説明図で
ある。

【符号の説明】

１ 第１型部 ２ 第２型部 ３ 成形金型 ４ パウダーボックス ６ 第１収納部 ７ 第２収納部 ８ 第１開閉機構 ９ 第２開閉機構 １０ 固着手段 ３１ 回転手段 ３２ 制御機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 41/18 B29C 41/22 B29C 41/52

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右対称形となるように第１型部と第２
   型部を向かい合わせて接合したものの一つ以上を前後に
   有する成形金型を用いてスラッシュ成形品の２個以上を
   同時に成形するパウダースラッシュ成形方法であって、 前記第１型部に向けて開口することができる第１収納部
   および前記第２型部に向けて開口することができる第２
   収納部からなるパウダーボックスを用い、 該パウダーボックス上に予熱した前記成形金型を載置し
   て固着し、 前記第２収納部を閉じ前記第１収納部を開口した状態
   で、前記パウダーボックスが固着された成形金型を回転
   させて、前記第１型部に粉末材料を投入するとともに、
   余剰の粉末材料を排出して前記第１型部の内表面に半溶
   融の第１成形品を形成する第１成形工程、及び前記第１
   収納部を閉じ前記第２収納部を開口した状態で、前記成
   形金型を前記第１工程とは逆の方向に回転させ、前記第
   ２型部に粉末材料を投入するとともに、余剰の粉末材料
   を排出して前記第２型部の内表面に半溶融の第２成形品
   を形成する第２成形工程を含んでなることを特徴とする
   パウダースラッシュ成形方法。
2. 【請求項２】 前記第１型部と前記第２型部とをそれぞ
   れの凸部が外方に突出するように略円弧状に配設してな
   る請求項１記載のパウダースラッシュ成形方法。
3. 【請求項３】 前記成形金型の予熱は、前記第１成形工
   程における前記第２型部の温度低下を補うように、前記
   第２型部の型温度が前記第１型部の型温度より高くなる
   ように行われる請求項１又は２記載のパウダースラッシ
   ュ成形方法。
4. 【請求項４】 左右対称形となるように第１型部と第２
   型部を向かい合わせに接合してなるものの一つ以上を前
   後に有する成形金型と、 該成形金型の対称線上に設けられた仕切板によって区切
   られた第１収納部および第２収納部を有するパウダーボ
   ックスと、 該パウダーボックスの上に予熱した前記成形金型を載置
   して固着するとともに、当該パウダーボックスが固着さ
   れた成形金型を一方向およびその逆方向に回転させうる
   回転機構と、 前記第１型部と前記第１収納部のあいだに設けられる第
   １開閉機構と、 前記第２型部と前記第２収納部のあいだに設けられる第
   ２開閉機構と、 前記成形金型を一方向に回転させているときは前記第２
   開閉機構を閉じて前記第１開閉機構を開かせ、その逆方
   向に回転させているときは前記第１開閉機構を閉じて前
   記第２開閉機構を開かせ、粉末材料が第１型部に入り込
   む方向と第２型部に入り込む方向とが相対的に同方向と
   なるように前記回転機構を制御する制御機構と、 を備えてなることを特徴とするパウダースラッシュ成形
   装置。