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技術 パウダースラッシュ成形機

出願人 株式会社仲田コーティング
発明者 松野竹己
出願日 2017年11月29日 (2年7ヶ月経過) 出願番号 2017-228849
公開日 2019年6月24日 (1年0ヶ月経過) 公開番号 2019-098544
状態 未査定
技術分野 型の被覆による成形、強化プラスチック成形
主要キーワード 流動状体 電気コスト 冷却加工 往復部 冷却ミスト 分離開口 非流動状態 連続可
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (9)

課題

炭化水素ガスの使用及び炭酸ガス等の発生を抑制し、環境負荷を低減出来る電気発熱体を備えたパウダースラッシュ成形機等を提供する。

解決手段

金型を加熱する金型加熱部と、金型加熱部にて加熱された金型の内表面に成形樹脂パウダリングして、シート状物成形するパウダースラッシュ部と、パウダースラッシュ部でのパウダリング後の金型を冷却する金型冷却部と、金型冷却部にて冷却された金型からシート状物を脱型する脱型部とを備えており、金型加熱部は、金型を加熱するための電気発熱体を含んでいる。

概要

背景

従来、自動車内装材等の大型で、複雑形状を有するシート状物を製造するにあたり、パウダースラッシュ部と、金型冷却部と、を備えたパウダースラッシュ成形機を用いて、粉末樹脂パウダー成形樹脂スラッシュ成形するパウダースラッシュ成形法が広く実施されている。
このようなパウダースラッシュ成形機では、シート状物の厚さを均一化するために、金型を均一かつ十分に加熱することが望まれていた。
そのため、従来の熱風ガス加熱方式のみのパウダースラッシュ成形機では、主として、炭化水素ガス燃料としてなるガスバーナー熱源とし、送風ファンによって生じた熱風を金型に向けて送風することによって、対流を主として、金型全体を均一に加熱していた(例えば、特許文献1参照)。
更にまた、従来のパウダースラッシュ成形機では、熱風ガス加熱方式のみを採用し、排気方法や金型の形状等を工夫することによって、より短時間で、効率的に、金型加熱を行うことを意図していた(例えば、特許文献2及び3参照)。

概要

炭化水素ガスの使用及び炭酸ガス等の発生を抑制し、環境負荷を低減出来る電気発熱体を備えたパウダースラッシュ成形機等を提供する。金型を加熱する金型加熱部と、金型加熱部にて加熱された金型の内表面に成形樹脂をパウダリングして、シート状物を成形するパウダースラッシュ部と、パウダースラッシュ部でのパウダリング後の金型を冷却する金型冷却部と、金型冷却部にて冷却された金型からシート状物を脱型する脱型部とを備えており、金型加熱部は、金型を加熱するための電気発熱体を含んでいる。

目的

このようなパウダースラッシュ成形機では、シート状物の厚さを均一化するために、金型を均一かつ十分に加熱することが望まれていた

効果

実績

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請求項1

金型を加熱する金型加熱部と、前記金型加熱部にて加熱された前記金型の内表面に成形樹脂パウダリングして、シート状物成形するパウダースラッシュ部と、前記パウダースラッシュ部でのパウダリング後の前記金型を冷却する金型冷却部と、前記金型冷却部にて冷却された金型からシート状物を脱型する脱型部と、を備えるとともに、前記金型加熱部に設けてある電熱炉本体の内面に、耐熱部材を少なくとも背面側に有する電気発熱体を備えていることを特徴とするパウダースラッシュ成形機

請求項2

前記電気発熱体が、複数個パターン状に配列して設けてあることを特徴とする請求項1に記載のパウダースラッシュ成形機。

請求項3

前記電気発熱体の耐熱部材が、ステンレス鋼又はアルミニウム合金から構成してあることを特徴とする請求項1又は2に記載のパウダースラッシュ成形機。

請求項4

前記金型加熱部に設けてある電熱炉本体は、両端面が閉ざされた半円筒状であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のパウダースラッシュ成形機。

請求項5

前記金型加熱部に設けてある電熱炉本体の下方に、前記金型を載置するための架台が設けてあって、当該架台の周囲にも、前記電熱炉本体に設けた電気発熱体とは、別の電気発熱体が設けてあることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のパウダースラッシュ成形機。

請求項6

前記金型加熱部の周囲が断熱材で被覆されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のパウダースラッシュ成形機。

請求項7

少なくとも電気発熱体によって金型を加熱する金型加熱部と、成形樹脂をパウダリングしながら吹きつけて、加熱した金型の内表面に、所定厚さのシート状物を成形するパウダースラッシュ部と、金型の温度が所定温度以下となるように、金型を冷却する金型冷却部と、冷却したシート状物を、金型から脱型する金型加工部と、を備え、更には、金型を、各部の間で移動させる搬送装置と、を備えてなるパウダースラッシュ成形機であって、前記金型加熱部に設けてある電熱炉本体の内面に、耐熱部材を少なくとも背面側に有する電気発熱体を備えており、かつ、少なくとも金型加熱部と、金型冷却部とが、前記搬送装置の周囲に、放射状に配置してあることを特徴とするパウダースラッシュ成形機。

請求項8

前記搬送装置が、少なくとも金型を把持する把持部、金型を把持したまま伸縮するアーム部、及び放射状に回転駆動する回転動作部を備えたクレーンロボットであることを特徴とする請求項7に記載のパウダースラッシュ成形機。

技術分野

0001

本発明は、パウダースラッシュ成形機に関する。特に、環境悪化の原因となる排気ガスを事実上、発生させることなく、通電処理により発熱する電気発熱体を備えた加熱電気炉によって、加熱電気炉の内部に載置した金型を、迅速かつ均一に、加熱出来るパウダースラッシュ成形機に関する。

背景技術

0002

従来、自動車内装材等の大型で、複雑形状を有するシート状物を製造するにあたり、パウダースラッシュ部と、金型冷却部と、を備えたパウダースラッシュ成形機を用いて、粉末樹脂パウダー成形樹脂スラッシュ成形するパウダースラッシュ成形法が広く実施されている。
このようなパウダースラッシュ成形機では、シート状物の厚さを均一化するために、金型を均一かつ十分に加熱することが望まれていた。
そのため、従来の熱風ガス加熱方式のみのパウダースラッシュ成形機では、主として、炭化水素ガス燃料としてなるガスバーナー熱源とし、送風ファンによって生じた熱風を金型に向けて送風することによって、対流を主として、金型全体を均一に加熱していた(例えば、特許文献1参照)。
更にまた、従来のパウダースラッシュ成形機では、熱風ガス加熱方式のみを採用し、排気方法や金型の形状等を工夫することによって、より短時間で、効率的に、金型加熱を行うことを意図していた(例えば、特許文献2及び3参照)。

先行技術

0003

特開平6−335933号公報
特開2002−210761号公報
特開2010−214645号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1〜3に記載された、いずれのパウダースラッシュ成形機においても、金型の大型化や異形化に伴って、金型をより迅速かつ均一な温度に加熱するためには、ガスバーナーやブローの出力が大きくなり、ひいては、大量の炭化水素ガス(LPG等)を必要とするという問題があった。
そのため、そのような炭化水素ガスを燃焼させることにより、二酸化炭素(CO2)や一酸化炭素(CO)などの排出ガスが大量に排出されるため、製造コストが上昇するばかりか、環境悪化の更なる要因地球温暖化につながるという問題が見られた。

0005

そこで、本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、金型加熱部に、通電処理により発熱する電気発熱体であって、かつ、耐熱部材を少なくとも背面側に有する電気発熱体を設けることによって、金型が大型化したり、異形化したりしても、放射熱等によって、短時間かつ経済的に、所定温度に金型を加熱出来ることを見出し、本発明を完成させたものである。
すなわち、本発明は、金型加熱部に、通電処理により発熱する電気発熱体を用いることによって、金型を迅速かつ経済的に加熱し、その上、炭化水素ガスの使用及び排出ガスの発生を抑え、ひいては、地球温暖化を抑制出来るパウダースラッシュ成形機を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明によれば、金型を加熱する金型加熱部と、金型加熱部にて加熱された金型の内表面に成形樹脂をパウダリングして、シート状物を成形するパウダースラッシュ部と、パウダースラッシュ部でのパウダリング後の金型を冷却する金型冷却部と、当該金型冷却部において冷却された金型からシート状物を脱型する脱型部と、を備えるとともに、金型加熱部は、耐熱部材を少なくとも背面側に有する電気発熱体を備えていることを特徴とするパウダースラッシュ成形機が提供され、上述した問題点を解決することが出来る。
すなわち、このようにパウダースラッシュ成形機を構成するにより、ガス加熱炉を実質的に省略した場合であっても、金型加熱部に、通電処理により発熱する電気発熱体であって、かつ、耐熱部材を少なくとも背面側に有する電気発熱体を設けることによって、金型が大型化したり、異形化したりしても、放射熱等によって、短時間かつ経済的に、所定温度に金型を加熱することが出来る。
したがって、環境温暖化等につながる二酸化炭素ガス等の排出ガスの発生を抑制しながら、迅速かつ均一に、金型を所定温度に加熱することが出来る。

0007

また、本発明のパウダースラッシュ成形機を構成するに際して、電気発熱体が、複数個パターン状に配列して設けてあることが好ましい。
このように複数個の電気発熱体を、所定パターン状、例えば、上方から眺めた場合に、千鳥状、直線状、波状マトリックス状、更には、加熱する金型の外形に沿って配列してあることによって、更に迅速かつ均一に、金型を加熱することが出来る。

0008

また、本発明のパウダースラッシュ成形機を構成するに際して、電気発熱体の耐熱部材が、ステンレス鋼又はアルミニウム合金から構成してあることが好ましい。
これらの構成材料であれば、耐熱性(例えば、500℃で引っ張り強度が500N/mm2以上)と高いばかりか、熱歪みの発生が少ないことから、パウダースラッシュ成形機を連続的に運転したとしても、クラック等の発生を効果的に抑制することが出来る。
その上、これらの構成材料であれば、赤外線反射効率が高く、前面である一方向に対して、放熱しやすくなって、更に迅速かつ均一に、金型を加熱することが出来る。

0009

また、本発明のパウダースラッシュ成形機を構成するに際して、金型加熱部に設けてある電熱炉本体は、両端面が閉ざされた半円筒状であることが好ましい。
このようなドーム型の電熱炉本体であれば、耐熱性や機械的強度に優れているばかりか、電気発熱体から出射された赤外線を適宜反射して、更に迅速かつ均一に、金型の内面を所定温度に加熱することが出来る。

0010

また、本発明のパウダースラッシュ成形機を構成するに際して、金型加熱部に設けてある電熱炉本体の下方に、金型を載置するための架台が設けてあって、当該架台の周囲(下方や側方等を含む。)にも、電熱炉本体に設けた電気発熱体(第1の電気発熱体)とは、別の電気発熱体(第2の電気発熱体)が設けてあることが好ましい。
このように両面側に設けた電気発熱体(第1の電気発熱体及び第2の電気発熱体)から出射された赤外線を利用して、架台に載置された金型を、両面側等から加熱して、更に迅速かつ均一に所定温度とすることが出来る。

0011

また、本発明のパウダースラッシュ成形機を構成するに際して、金型加熱部の周囲が断熱材で被覆されていることが好ましい。
このようにパウダースラッシュ成形機を構成することによって、金型加熱部に含まれる電熱炉本体又はその周囲が断熱材で構成されていることから、電気発熱体によって、更に迅速かつ均一に、金型の内面を所定温度に加熱することが出来る。

0012

また、本発明の別のパウダースラッシュ成形機の態様は、少なくとも電気発熱体によって金型を加熱する金型加熱部と、成形樹脂をパウダリングしながら吹きつけて、加熱した金型の内表面に、所定厚さのシート状物を成形するパウダースラッシュ部と、金型の温度が所定温度以下となるように、金型を冷却する金型冷却部と、冷却したシート状物を、金型から脱型する金型加工部と、を備え、更には、金型を、各部の間で移動させる搬送装置と、を備えてなるパウダースラッシュ成形機であって、金型加熱部に設けてある電熱炉本体の内面に、耐熱部材を少なくとも背面側に有する電気発熱体を備えており、かつ、少なくとも金型加熱部と、金型冷却部とが、前記搬送装置の周囲に、放射状に配置してあることを特徴とするパウダースラッシュ成形機である。
このようにパウダースラッシュ成形機を構成することにより、搬送装置による金型等の移動時間が短縮化され、ひいては、搬送中における金型の温度低下も有効に防止することが出来る。
そして、ガス加熱炉を実質的に省略した場合であっても、金型加熱部に、通電処理により発熱する電気発熱体であって、かつ、耐熱部材を少なくとも背面側に有する電気発熱体を設けることによって、金型が大型化したり、異形化したりしても、放射熱等によって、短時間かつ経済的に、所定温度に金型を加熱することが出来る。

0013

また、本発明の別のパウダースラッシュ成形機を構成するに際して、搬送装置が、少なくとも金型を把持する把持部、金型を把持したまま伸縮するアーム部、及び放射状に回転駆動する回転動作部を備えたクレーンロボットであることが好ましい。
このように搬送装置を構成することにより、パウダースラッシュ成形機の占有面積を小さくすることができ、かつ、複数の金型の同時処理加熱処理冷却処理等)を容易に実施することが出来る。

図面の簡単な説明

0014

図1は、本発明のパウダースラッシュ成形機の一例を説明するために供する側面図である。
図2は、本発明のパウダースラッシュ成形機の一例を説明するために供する平面図である。
図3は、予備加熱部を備えた搬送装置を説明するために供する側面図である。
図4は、金型加熱部の一例を説明するために供する側面図である。
図5(a)〜(b)は、電熱炉及び電気発熱体の一例を、それぞれ説明するために供する斜視図である。
図6(a)〜(c)は、本発明のパウダースラッシュ成形機による成形法を説明するために供する図である(その1)。
図7(a)〜(b)は、本発明のパウダースラッシュ成形機による成形法を説明するために供する図である(その2)。
図8(a)〜(d)は、本発明の別なパウダースラッシュ成形機による成形法を説明するために供する図である。

実施例

0015

[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態は、図1及び図2に例示するように、金型60を加熱する金型加熱部(A部)と、当該金型加熱部(A部)において加熱された金型60の内表面に成形樹脂をパウダリングして、シート状物94を成形するパウダースラッシュ部(B部)と、当該パウダースラッシュ部(B部)でのパウダリング後の金型60を冷却する金型冷却部(C部)と、当該金型冷却部(C部)において冷却された金型60からシート状物94を脱型する脱型部(E部)と、を備えるとともに、金型加熱部(A部)は、耐熱部材52bを少なくとも背面側に有する電気発熱体52を備えていることを特徴とするパウダースラッシュ成形機10が提供され、上述した問題点を解決することが出来る。

0016

以下、図1図5等を適宜参照して、第1の実施形態のパウダースラッシュ成形機10を具体的に説明する。
なお、図1及び図2は、それぞれパウダースラッシュ成形機10の側面図、及び平面図(搬送装置は省略。)を示している。
また、図3は、金型加熱部(A部)、パウダースラッシュ部(B部)、金型冷却部(C部)、金型交換部(D部)、脱型部(E部)等の間において、金型60を繰り返し移送するための、予備加熱装置63を備えた搬送装置62の側面図(金型60を搭載した状態)であり、図4は、金型加熱部(A部)の一例を説明するための図である。
更にまた、図5(a)は、金型加熱部(A部)における電熱炉本体51の一例を説明するための図であり、図5(b)は、かかる電熱炉本体51を加熱するための電気発熱体52であって、耐熱部材52b及び断熱性ブランケット材54をそれぞれ背面側に有する電気発熱体52を説明するための図である。

0017

1.基本的構成
図1及び図2に示すパウダースラッシュ成形機10は、少なくとも4つの金型60(60A、60B、60C、60D)が用いられることを前提として、それぞれ所定時期に、金型加工部(E部)、予備加熱部(A’部)、金型加熱部(A部)、パウダースラッシュ部(B部)、金型冷却部(C部)、金型交換部(D部)、再び金型加工部(E部)の順に、図3に示す予備加熱装置63を備えた搬送装置62によって各部を移動する基本的構成を備えている。
そして、パウダースラッシュ成形機10において、一連のパウダースラッシュ成形を完結するための処理が並行的に行われ、最終的に、樹脂成形品であるシート状物94を迅速かつ安定的に得ることが出来る。

0018

2.金型加工部(脱型部)
図1等に示される金型加工部(E部)は、パウダースラッシュ成形したシート状物94を、金型60から取り出す脱型作業を行うための部位である。
したがって、図1等に示されるように、金型60は、移動及び迅速処理を容易にするため、フレーム部材61に取りつけられており、当該フレーム部材61とともに、搬送装置(例えば、クレーンやクレーンロボット)62によって、金型加工部(E部)をスタート地点として、所定部の間を、任意に移動出来るように構成されている。
より具体的には、搬送装置62は、水平方向である矢印Fや、鉛直方向である矢印Gに沿って、それぞれ金型60を把持した状態で、任意に移動することが出来る。

0019

3.予備加熱装置
また、図3に示されるように、搬送装置62には、予備加熱部(A’部)として、予備加熱装置63a及びモータ/送風ファンを含む駆動装置63bが備えられており、金型60の搬送中に、金型温度を所定温度に調整出来るように構成されている。
より具体的には、搬送装置(例えば、クレーン)62によって、金型60は、金型加工部(E部)から金型加熱部(A部)に移送されるが、その際、搬送装置62には、金型60の少なくとも外表面を加熱するための予備加熱装置63aが設けてあることが好ましい。

0020

4.金型加熱部
(1)熱風発生装置
金型加熱部(A部)は、図4に示すように、下側に配置された熱風発生装置40と、上側に配置された電熱炉50とから構成されているが好ましい。
主に金型60(60D)の内表面を加熱するための熱風発生装置40の構造は、金型60の内表面を効率的に加熱出来るものであれば、特に制限されるものではない。
例えば、ガス加熱炉等の熱風発生装置40によって発生させた所定温度の熱風W(点線白抜矢印)を、下方から吹き込み、後述する上炉ヒータカバー内を通して熱風を循環させながら、金型60を均一かつ迅速に加熱出来るように構成されている。

0021

但し、図示しないものの、金型加熱部(A部)は、上側に配置された電熱炉(第1の電熱炉)50のみならず、下側も、所定の電熱炉(第2の電熱炉)とすることも好ましい態様である。
この理由は、上下に電熱炉(第1の電熱炉及び第2の電熱炉)を配置することによって、熱風発生装置40の装置を完全に省略し、金型加熱部(A部)を、両面の電熱炉によって、それぞれ加熱することが出来るためである。

0022

したがって、それにより、炭化水素ガスに由来した排ガスの発生を完全になくすことができ、ひいては、金型60の全体を、例えば、80〜120秒で、250〜280℃に、更に迅速かつ均一に加熱することが出来る。
その上、熱風発生装置40の装置を省略し、炭化水素ガスの供給装置防火設備等を事実上排除することが出来ることから、パウダースラッシュ成形機10の小型化、簡素化にも資するためである。

0023

なお、上下に電熱炉(第1の電熱炉及び第2の電熱炉)を配置する場合、第1の電熱炉に設ける電気発熱体(第1の電気発熱体)と、第2の電熱炉に設ける電気発熱体(第2の電気発熱体)の発熱量等の構成を実質的に同一とすることも好ましいし、あるいは、金型60の形態に対応させて、電気発熱体の形態や出力等を異ならせることも好ましい。

0024

(2)電熱炉
また、金型加熱部(A部)における電熱炉50は、電気加熱炉とも称せられるが、図4に示すように、熱風発生装置40の上方、あるいは、図示しないものの、別の電気発熱体が設けられた下側電熱炉の上方に配置され、金型60(60D)の外表面等を加熱する装置である。
したがって、金型60(60D)の搬入や取り出し等を考慮して、金型加熱部に設けてある電熱炉本体の下方に、金型を載置するための架台が設けてあって、当該架台の周囲にも、電熱炉本体に設けた電気発熱体とは、別の電気発熱体が設けてあることがより好ましいと言える。

0025

そして、図4に示すように、電熱炉本体51は、側方から眺めた場合、両端面が閉じた半円筒状をなした形態であることが好ましい。
この理由は、このようなドーム型の電熱炉本体であれば、耐熱性や機械的強度に優れているばかりか、電気発熱体から出射された赤外線を適宜反射して、更に迅速かつ均一に、金型の内面を所定温度に加熱することが出来るためである。

0026

より具体的には、電熱炉本体51を両端面の閉ざされた半円筒状とすることにより、仮に、矩形状の電熱炉本体51とした場合と比較して、1/3〜1/2の電気コストで、同等の電気加熱性が得られ、ひいては、同等以上の均一な厚さのシート状物が得られることが、別途判明している。
その上、かかる電熱炉本体51は、繰り返し使用出来るように、電鋳材料等の耐熱性材料で構成されていることが好ましい。

0027

そして、かかる電熱炉50における電熱炉本体51は、図5(a)に示されるように、電熱炉本体51の内面に、複数の電気発熱体52として、例えば、遠赤外線セラミックヒータ等が配設されていることを特徴とする。
したがって、各電気発熱体52は、電熱炉本体51の半円筒状の内周面の全面に規則的に配設されるとともに、電熱炉本体51の両端面にも、所定パターン状に配設されていることから、それぞれ電熱炉本体51の内方に向けて放熱することが出来る。

0028

すなわち、複数の電気発熱体52が、所定のパターン状に配列してあり、例えば、上方から眺めた場合に、千鳥状、直線状、波状、マトリックス状、更には、加熱する金型の外形に沿って配列してあることによって、更に迅速かつ均一に、金型を加熱することが出来る。
なお、電気発熱体52の数は、電熱炉本体51の大きさ、電気発熱体52の1個当たり面積、更には、加熱する金型60の形態等に応じて適宜変更出来るが、通常、単位面積当たり個数として、10〜50個/m2とすることが好ましく、15〜40個/m2とすることが好ましく、25〜35個/m2とすることが好ましい。

0029

また、図5(b)に示すとおり、電熱炉本体51の内面等に取り付ける電気発熱体52は、概ね矩形状の遠赤外線セラミックヒータ等であって、通常、200V程度の電圧印加することによって、赤外線R(遠赤外線、中間遠赤外線、又は近赤外線)を発する装置である。
すなわち、かかる電気発熱体52として、例えば、波長3μm〜1mmの遠赤外線を発するセラミックヒータ、波長1.5μm〜3mm未満の中間遠赤外線を発するセラミックヒータ、更には、波長0.7μm〜1.5mm未満の近遠赤外線を発するセラミックヒータ等を用いることが好適である。
但し、より発熱効果が大きく、所定波長発生量を制御しやすいことから、波長3μm〜1mmの遠赤外線を発するセラミックヒータであることがより好ましい。

0030

そして、図5(b)に示すように、セラミック材料を概ねライン状であって、かつ、往復部を設けて連続状に配置してなる電気発熱体52を準備し、その電気発熱体52の周囲、特に、背面側に、耐熱部材52b、例えば、ステンレス鋼等から形成された長尺部材(幅40cm×2m)が配置してあることが好ましい。
したがって、かかる電気発熱体52に、電極52aから所定電圧を印加することにより、耐熱部材52bによって、機械的かつ熱的に保持されながら、一方向(前方向)に対して、集中的に遠赤外線(熱)を出射(放熱)することが出来る。
より具体的には、パネル型の電気発熱体52の背面側は、熱反射性に富んだ耐熱部材52bで覆われており、電気発熱体52の周囲に設けたフレーム材との協働関係もあって、電気発熱体52の耐熱性及び耐久性を向上させることができ、更には、前面である一方向に赤外線等を反射して、無駄なく放熱しやすいしてあることが好ましい。

0031

また、ステンレス鋼等から形成された長尺部材からなる耐熱部材52bであれば、加熱温度の上昇時(300〜500℃)及び下降時(室温〜100℃)における熱膨張熱収縮に耐えることが出来る。
しかも長尺部材からなる耐熱部材であれば、熱収縮に伴う熱歪みを、長さ方向に沿って逃がすることができ、ひいては、クラックの発生を有効に防止することも出来る。
その上、図5(b)に示すように、長尺部材からなる耐熱部材52bには、電気発熱体52の電極52aを表面に露出させ、外部との電気配線接続を容易にしたまま、電極52aを固定するための所定孔(長方形等)52cを有していることが好ましい。

0032

なお、図5(b)に示すように、ステンレス鋼等から形成された長尺部材からなる耐熱部材52bの上方、すなわち、耐熱部材52bと、電熱炉本体51の内面との間に、更に、所定の断熱効果を発揮させるべく、厚肉ブランケット状の断熱材で覆うことが好ましい。
かかるブランケット状の断熱材は、一例として、シリカ(60〜80重量%)、マグネシア(10〜20重量%)、カルシア系(10〜20重量%)のアルカリアースシリケートウール繊維直径:1〜20μm)を連続的に積層し、ブランケット状に成形し、それをニードルパンチ処理してなる、厚さ13〜60mmの断熱性ブランケット部材である。
したがって、800〜1000℃、130kg/m3の形態において、当該断熱性ブランケット部材の熱伝導率が0.5W/(m・K)以下であることが好ましく、0.35W/(m・K)以下であることがより好ましく、0.25W/(m・K)以下であることが更に好ましい。
更に、当該断熱性ブランケット部材の加熱収縮率が、1000℃、8時間の加熱条件下において、5%以下であることが好ましく、2%以下がより好ましく、1%以下であることが更に好ましい。

0033

したがって、このようなパネル型の電気発熱体52として、例えば、照射面積が200〜1000mm2の矩形状のセラミックヒータであって、三相、200V、30Aの定格電源を用いて、1〜6kW/個の発熱が可能である構成が好ましい。
また、例えば、単相、200V、400Wの電力で、400〜600℃/1個の発熱が連続可能であるパネル型のセラミックヒータの構成であっても好ましい。
その上、例えば、単相、50V、690Wの電力で、600〜800℃/1個の発熱が連続可能であるパネル型のセラミックヒータの構成であっても好ましい。

0034

そして、このような電気発熱体52の背面側に設ける耐熱部材52bとしては、温度差に基づく耐クラック性に優れ、赤外線の反射効率が高いことから、通常、ステンレス鋼や、アルミニウム合金等の耐熱性金属を主成分とした板状部材であることが好ましい。
対比して言うと、例えば、ケイ酸カルシム板等の耐熱部材の場合、白色性が高く、赤外線の反射効率はそれなりに高いものの、過大な温度差が生じると、熱歪みに起因したクラックが生じる場合があるためである。

0035

したがって、このような耐熱部材52bの種類として、より具体的には、SUS304、SUS316、あるいはアルミニウム合金等であることが好ましい。
すなわち、このようなステンレス鋼やアルミニウム合金等の耐熱性金属を主成分とした板状部材であれば、500℃における引っ張り強度が500N/mm2以上であって、耐クラック性に関しても、少なくとも10000回以上の500℃以上の加熱使用に耐えるものの、ケイ酸カルシム板等の耐熱部材の場合には、100回程度の加熱使用であっても、クラックが生じる場合があることが判明している。

0036

また、図4に示すように、電熱炉本体51は、搬送装置62を用いても良いが、それとは別のクレーンロボット等を用いても、昇降可能である。
したがって、搬送装置62により金型60が金型加熱部(A)に搬送されてくる際には、昇降装置53により電熱炉本体51は上昇し、金型60が所定の位置に載置された後、かかる昇降装置53により下方に降ろされる。
すなわち、このように昇降装置53によって、電熱炉本体51が、所定場所に、降ろされた状態では、下側電熱炉、あるいは熱風発生装置40と、電熱炉50とにより内部が密閉され、外部と断熱状態となる。

0037

このように電熱炉50は、電熱炉本体51の内周面に、通電処理により発熱する電気発熱体として、例えば、駆形状であって、厚さ2〜5cmの薄型の遠赤外線セラミックヒータが複数配設されている。
そして、当該電気発熱体52からの赤外線の出射、すなわち、放熱により、金型60を加熱することにより、金型60を所定温度に、迅速かつ均一に加熱することが出来る。
その上、 従来のようにガス炉のみで金型を加熱するパウダースラッシュ成形機と比較して、炭化水素ガス(プロパン等)の消費を軽減させることができ、ひいては、炭化水素ガスを燃焼する際に生じる二酸化炭素(CO2)や一酸化炭素(CO)等の排出ガスも大幅に低減出来ることから、地球温暖化等の環境悪化を抑制することが出来る。

0038

また、電熱炉50は、金型60を覆う電熱炉本体51の内面に複数の電気発熱体52が、パターン状に配列されていることによって、金型60の内面の所定場所に対して、多方面から赤外線(R)が照射され、金型60の全体あるいは任意場所を選択して、より迅速かつ均一に加熱することが出来る。
更に、電熱炉本体51についても、ニッケル鋳造合金やステンレス鋼等の断熱材で構成されていることにより、電熱炉50内の温度を高温に維持した状態で、金型60をより効率よく加熱することが出来る。

0039

(3)金型温度
また、金型加熱部(A部)において、熱風発生装置40及び電熱炉50を用いて、金型60(例えば、厚さ3.5mmのニッケル鋳造合金製)を加熱する際に、当該金型60の内表面の温度、すなわち、金型温度を、例えば、220〜300℃の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる金型温度が300℃を超えると、成形樹脂の焼き付け現象に起因したグロス現象が頻繁に生じたり、金型60の金属疲労により、冷却時に金型にクラックが生じたりする場合があるためである。
したがって、金型温度を、例えば、230〜280℃の範囲内の値とすることがより好ましく、240〜260℃の範囲内の値とすることが更に好ましい。

0040

そして、電熱炉50に内周面に配設した電気発熱体52によれば、印加する電圧や出力にもよるが、約30秒で、その表面温度が200℃になり、約60秒で、その表面温度が250℃になり、約120秒で、その表面温度が350〜400℃になり、約180秒で、その表面温度が480〜500℃になることが判明している。
したがって、電気発熱体52と、金型60との間の距離や、金型の大きさ等にもよるが、約120秒の加熱処理で、金型温度を、例えば、220〜300℃の範囲内の値に、安定的に調整することが可能である。
なお、金型60の内表面の温度は、熱電対等を用いて直接的に測定することも出来るし、あるいは、金型60の外表面の温度を、赤外線方式温度計等を用いて直接的に測定し、それから、金型60の内表面の温度を推認して、所定範囲内の値に制御することも出来る。

0041

5.パウダースラッシュ部
(1)基本的構成
また、パウダースラッシュ部(B部)は、図6(a)〜(c)及び図7(a)に示されるように、加熱されたフレーム部材61を含む金型60(60C)と、流動状体のパウダー(成形樹脂)92を収容したリザーバタンク88とを、記号Aで示される金型60の内表面を下向きにするとともに、リザーバタンク88の開口面を上向きにした状態で、上下に一体的に連結する工程を実施するための部位である。

0042

より具体的には、図6(a)〜(c)及び図7(a)を参照して、パウダースラッシュ成形法を実施するパウダースラッシュ部を説明する。
すなわち、図6(a)に示すように、熱風発生装置40による熱風W及び電熱炉50による赤外線Rによって、塗布層(図示せず)が形成された金型60を所定温度に加熱する。特に、金型内表面に対しては熱風Wを吹き付けて、金型外表面に対しては赤外線Rを照射して、所定温度に加熱する。

0043

次いで、図6(b)に示すように、金型60を、リザーバタンク88の上方に位置合わせした上で、載置する。
次いで、図6(c)に示すように、金型60を、リザーバタンク88と一緒に、回転させる。
そして、これらを回転させる際に、リザーバタンク88の内部に収容されたパウダー92の分散性を向上させ、均一な厚さのシート状物94を形成するために、リザーバタンク88の下方に設けた攪拌室88aに空気を導入して、パウダー92を流動状態とすることが好ましい。

0044

すなわち、攪拌室88aの上方は、穴開き部材、例えば、メッシュ部材から構成してあり、導入された空気によって、パウダー92を巻き上げる構造であることが好ましい。
更に、回転させる際に、パウダー92の流動状態を活性化させ、均一な製膜が出来るように、図6(c)に示すように、フレーム部材61に設けてある振動部材を、ハンマー108の先端部108aで繰り返し叩くことが好ましい。

0045

次いで、図7(a)に示すように、所定時間静置して、パウダー92を所定個所に沈降させる。その際、パウダー92が早期に非流動状態となるように、空気を脱気して、減圧操作を行うことが好ましい。
そして、後述するように、このようなパウダースラッシュ部(B部)が、金型冷却部(C部)と一体化しており、かつ、金型を冷却する際に、冷却装置等が移動してくる構成の場合には、パウダースラッシュ部/冷却部において、金型を冷却することになる。

0046

すなわち、最後に、図7(b)に示すように、冷却装置55を用いて、金型60の内表面Aに形成されたシート状物94とともに、金型60の背面側の外表面Bに対して、シャワー等を吹きつけて冷却する構成であることが好ましい。

0047

但し、パウダースラッシュ部(B部)が、金型冷却部(C部)と、それぞれ独立している場合には、パウダースラッシュ成形が終了した金型が、金型冷却部(C部)に移送されて、そこで、金型60の内表面Aに形成されたシート状物94とともに、金型60の背面側の外表面Bに対して、所定の冷却が行われる構成である。

0048

(2)型枠
また、パウダースラッシュ部(B部)において、フレーム部材61を含む金型60を反転させる際、かかる金型60における所望の内表面(A)のみに、シート状物94を形成出来るように、金型60と、リザーバタンク88との間に、所定の厚さ(高さ)を有する型枠84a、84bを設けることが好ましい。
ここで、かかる型枠84bの下部を、例えば、アルミニウムから構成し、一方の型枠84aの上部をシリコーンゴムフッ素樹脂フィルム組合せから構成することにより、金型60と、リザーバタンク88との間の隙間を充填する役目を果たすことも出来る。

0049

(3)成形樹脂
また、パウダースラッシュ部(B部)で使用する成形樹脂としては、特に制限されるものではないが、例えば、エポキシ樹脂ウレタン樹脂熱可塑性ウレタン樹脂も含む。)、ポリエステル樹脂熱可塑性ポリエステル樹脂も含む。)、アクリル樹脂塩化ビニル樹脂オレフィン樹脂熱可塑性オレフィン樹脂も含む。)、シリコーン樹脂等の一種単独又は二種以上の組み合わせが挙げられる。
特に、塩化ビニル樹脂や熱可塑性ウレタン樹脂であれば、下地層を形成する第2の樹脂との親和性が良好であって、強固な接着性が得られ、更には、低温脆性に優れていることから、好適な樹脂である。

0050

(4)パウダリング時間
また、パウダースラッシュ部(B部)において、上述したように、均一な厚さのシート状物94を形成すべく、パウダリング時間を18〜60秒の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかるパウダリング時間が18秒未満の値になると、成形樹脂が容易に熱溶解して、所定厚さを有するシート状物94を安定的に形成することが困難となる場合があるためである。
一方、パウダリング時間が60秒を超えると、シート状物94の生産効率が著しく低下し、金型を所定温度まで加熱する時間、ひいては、タクトタイム過度に長くなって、経済的に不利となる場合があるためである。
したがって、パウダリング時間を20〜40秒の範囲内の値とすることがより好ましく、25〜38秒の範囲内の値とすることが更に好ましい。

0051

6.金型冷却部
(1)構成1
金型冷却部(C部)は、図7(b)に示すように、フレーム部材61を含む金型60を、水冷あるいは空冷等の冷却装置55により冷却して、シート状物94を所定程度固化させるための冷却装置55からなる構成部位である。
より具体的には、冷却装置55により、シート状物94を形成した金型60の外表面(B面)に対して、冷却水をシャワー又は冷却ミストを吹き付け、所定温度まで冷却することになる。

0052

(2)構成2
また、かかる金型冷却部に関して、第1のエアブローミスト/シャワー、及び第2のエアブローの組み合わせによる、少なくとも三段階ステップによる金型冷却構成とすることが好ましい。
すなわち、最初に、シート状物94が形成された150℃程度の金型60の内部及び外部に対し、第1のエアーとして、空気を吹き付けて、金型温度を約100℃程度まで低下させることが好ましい。

0053

次いで、ミストノズル及びシャワーノズル、あるいはいずれか一方のノズル98から水ミスト及び水シャワーを、金型外部から吹き付けて、金型温度を約50℃程度まで低下させることが好ましい。
最後に、シート状物94が形成され、50℃程度まで冷却された金型60の外表面及び内表面に対し、第2のエアーとして、空気を吹き付け、更に金型温度の蓄熱をとるとともに、金型表面に残留している水滴等を吹き飛ばし、金型における錆の発生を有効に防止することが好ましい。

0054

したがって、金型冷却部(C部)に、冷却装置55として、シャワーノズル/ミストノズル等のノズル98と、エアノズル(図示せず)を、併用して備えることが好ましい。
なお、シャワー装置ミスト装置は、一つの給水タンクに連結されてあって、吹出口に設けた制御弁等の切り替え装置によって、噴霧量やシャワー量を決定することも好ましい。

0055

(3)温度/時間
また、かかる金型冷却部(C部)に関して、シート状物94を形成した金型60を、少なくとも三段階ステップによる冷却を実施し、金型温度を60℃以下の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる金型温度が60℃を超えると、次工程である脱型や、次サイクルの第2の樹脂の塗布が困難となる場合があるためである。

0056

但し、金型温度を過度に低くすると、冷却時間が過度に長くなる場合があることから、冷却後の金型温度を30℃以上の値とすることが好ましい。
したがって、金型冷却部において、シート状物94を含む金型温度を30〜50℃の範囲内の値とすることがより好ましく、40〜45℃の範囲内の値とすることが更に好ましい。

0057

そして、金型冷却部(C部)において、冷却時間を25〜50秒の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる冷却時間が25秒未満の値になると、シート状物94を形成した金型60の温度を、所定値以下とすることが困難となる場合があるためである。
一方、かかる冷却時間が50秒を超えた値になると、金型60を所定温度まで冷却する時間、ひいては、タクトタイムが過度に長くなって、経済的に不利となる場合があるためである。
したがって、金型冷却部において、冷却時間を30〜45秒の範囲内の値とすることがより好ましく、35〜40秒の範囲内の値とすることが更に好ましい。

0058

(4)冷却速度温度勾配
また、金型冷却部(C部)において、金型の冷却速度、すなわち、冷却時の温度勾配を100〜220℃/分の範囲内の値とすることが好ましい。
この理由は、かかる金型の冷却速度が100℃/分未満の値になると、金型を所定温度まで冷却する時間、ひいては、シート状物94の製品一つを得るまでのタクトタイムが過度に長くなって、経済的に不利となる場合があるためである。
一方、かかる金型の冷却速度が220℃/分を超えた値になると、金型を急冷することになって、熱疲労が著しく大きくなって、クラックが生じやすくなる場合があるためである。
したがって、金型冷却部(C部)において、金型の冷却速度を120〜210℃/分の範囲内の値とすることがより好ましく、140〜200℃/分の範囲内の値とすることが更に好ましい。

0059

(5)その他
その他、図示しないものの、金型冷却部(C部)において、シート状物を形成した金型を冷却する際に、それを反転させて、冷却する金型の外表面と、これから加熱すべく待機している別の金型の内表面と、を事実上接触させることが好ましい。
この理由は、上述した冷却工程を実施する前に、その前段階として、このように別の金型の内表面と、を事実上、短時間接触させることだけにより、シート状物を形成した金型の熱が、直接的に伝熱され、効果的に冷却されるためである。
一方、別の金型の内表面は、シート状物を形成した金型の熱が、直接的に伝熱されて、逆に加熱されるため、金型加熱部における加熱処理を更に、短時間で行うことが出来る。

0060

7.金型交換部
また、本実施形態のパウダースラッシュ成形機10は、金型交換部(D部)を更に備えることが好ましい。
この理由は、かかる金型交換部(D部)を利用して、パウダースラッシュ成形の途中で、種類の異なる二色成形されたシート状物を成形するための金型に変更したり、パウダースラッシュ成形中に、金型損傷が生じたりする場合に対応するためである。
すなわち、そのような場合であっても、パウダースラッシュ成形機10を動作させたまま、金型を交換出来るためである。

0061

一方、かかる金型交換部(D部)は、パウダースラッシュ成形している際には、冷却装置55を一時的に載置する箇所(仮台)ともなる。
したがって、図1及び図2に示すように、かかる金型交換部(D部)には、金型60を載置するための支持台66を備えるとともに、支持台66の位置が、外部制御によって、移動可能であることが好ましい。
例えば、図2に示す金型交換部(D部)の例では、交換用の金型60’と、交換用の金型60’のフレーム部材61a’が、支持台66の上に待機しているばかりか、更に、上方に伸びた支持台66の上には、別の交換用の金型60’’と、フレーム部材61a’’とが、待機している状態である。

0062

8.その他
(1)シート状物
図6等に示す、パウダースラッシュ成形されるシート状物94の形態に関し、厚さを、通常、1.1〜1.6mmの範囲内の値とし、より好ましくは、1.2〜1.4mmの範囲内の値とすることが好ましい。
そして、かかるシート状物94は、例えば、エポキシ樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂(熱可塑性オレフィン樹脂を含む。)、ウレタン樹脂(熱可塑性ウレタン樹脂を含む。)、ポリカーボネート樹脂、又はポリエステル樹脂(熱可塑性ポリエステル樹脂を含む。)の少なくとも一つの樹脂から構成してあることが好ましい。
この理由は、このように構成することにより、汎用性が高く、安価であり、しかも装飾性に優れたシート状物94を提供出来るためである。

0063

(2)変形例
以上で、第1の実施形態の説明を終えるが、パウダースラッシュ成形機の態様はこの実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態では、金型加熱部(A部)では、下側に配置された熱風発生装置40と、上側に配置された電熱炉50とから構成されているが、熱風発生装置に代えて下側も電熱炉としてもよい。
このように、金型加熱部(A部)を、両面に電熱炉を配置して、それぞれ加熱することにより、炭化水素ガスを使用せずに、金型を効果的に加熱することができ、より環境負荷を低減することが出来る。

0064

[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態は、図8に示す金型60を加熱する金型加熱部(A部)と、成形樹脂をパウダリングしながら吹きつけて、加熱した金型60の内表面に、所定厚さのシート状物94を成形するパウダースラッシュ部(B部)と、金型60の温度が所定温度以下となるように、金型60を冷却する金型冷却部(C部)と、冷却したシート状物94を、金型60から脱型する金型加工部(脱型部)(E部)と、を備え、更には、金型60を、各部の間で移動させる搬送装置(クレーンロボット)62と、を備えてなるパウダースラッシュ成形機10´である。
そして、少なくとも金型60を加熱する金型加熱部(A部)と、金型冷却部(C部)とが、金型60を搬送する搬送装置62の周囲に、放射状(直角状等も含む)に配置してあることを特徴とするパウダースラッシュ成形機10である。

0065

1.基本的構成
図8に示すように、基本的構成としては、金型60を加熱する電気発熱体を備えた金型加熱部(A部)と、成形樹脂をパウダリングしながら吹きつけて、加熱した金型60の内表面に、所定厚さのシート状物94を成形するパウダースラッシュ部(B部)と、金型60の温度が所定温度以下となるように、金型60を冷却する金型冷却部(C部)と、冷却したシート状物94を、金型60から脱型する金型加工部(脱型部)(E部)と、を備え、更には、金型60を、各部の間で移動させる搬送装置62としてのクレーンロボット等を備えてなるパウダースラッシュ成形機10である。

0066

そして、加熱前の金型60を、別途予備加熱した後、あるいは、予備加熱することなく、金型60を加熱する金型加熱部(A部)の下方部の所定場所に載置し、その後、加熱工程と、パウダースラッシュ工程と、冷却工程と、脱型工程とを実施し、所定のシート状物94を成形するためのパウダースラッシュ成形機10である。
なお、金型60を加熱する金型加熱部(A部)で使用される電気発熱体や、パウダースラッシュ部(B部)、金型冷却部(C部)、冷却したシート状物94を、金型60から脱型する金型加工部(脱型部)(E部)の構成等については、第1の実施形態で説明した内容と同様とすることが出来る。

0067

但し、金型60を加熱する金型加熱部(A部)は、搬送装置62として、放射状に回転移動するとともに、伸縮可能なクレーンロボットを用いて、金型60を容易かつ短時間に出入りさせられることから、加熱部と、載置部と、が上下方向に、二分割して分離開口し、例えば、横方向あるいは斜め側方から金型が出し入れすることが出来る構成であることが好ましい。
したがって、金型60の搬入時には、金型加熱部(A部)が、上方の加熱部と、下方の載置部とに、二分割して分離開口することが好ましい。

0068

そして、金型60を加熱する金型加熱部(A部)の一部が、上下方向に分離して開口する際に、加熱した空気が外部に過度に飛散しないように、図示しないものの、金型加熱部(A部)の周囲を、断熱包囲するための断熱部が設けてあることが好ましい。

0069

2.基本的配置
基本的配置として、図8に示すように、少なくとも金型60を加熱する電気発熱体を備えた金型加熱部(A部)と、金型冷却部(C部)とが、金型60を搬送する搬送装置62の周囲に、放射状(直角状を含む。)に配置してあることが好ましい。
この理由は、搬送装置62としてのクレーンロボットが、極めて短距離でもって、金型を把持して、金型加熱部(A部)と、金型冷却部(C部)との間を、相互に移動することができ、更には、複数の金型を用いた場合であっても、それらの間の複雑な移動を極めて容易に実施出来るためである。

0070

したがって、少なくとも金型60を加熱する金型加熱部(A部)と、パウダースラッシュ部(B部)と、金型冷却部(C部)との間で、一つ又はそれ以上の金型を把持しながら、短時間で移動可能となる。
なお、図8に示すように、少なくとも金型60を加熱する電気発熱体を備えた金型加熱部(A部)と、金型冷却部(C部)と、更には、パウダースラッシュ部(B部)も含めて、金型60を搬送する搬送装置62の周囲に、放射状(直角状を含む。)に配置してあることがより好ましい。

0071

3.搬送装置(クレーンロボット)
搬送装置62としてのクレーンロボットの態様は、特に制限されるものではないが、図8に示すように、少なくとも金型を把持する把持部100cと、金型を把持したまま伸縮可能なアーム部100bと、放射状に回転駆動する回転動作部100aとを、それぞれ備えたロボット型搬送装置チェーンブロック等を含む)であることが好ましい。
すなわち、かかるクレーンロボットであれば、放射状に回転駆動して、少なくとも金型60を電気発熱体で加熱する金型加熱部(A部)と、パウダースラッシュ部(B部)と、金型冷却部(C部)との間で、点線H及びIで示されるように、金型60(60A、60B、60C)を把持しながら移動し、かつ、アーム部100bが金型60を把持しながら伸縮して、かかる金型60を所定場所に載置可能である。

0072

4.工程動作
(1)金型の加工工程(E部)
図8に示すように、金型60の加工工程は、シート状物64を内面に成形するための金型60を、パウダースラッシュ成形機10の一部である金型加工部(E部)に搬入する工程である。
そして、当該金型加工部(E部)は、成形工程を経て、所定温度に冷却加工後には、シート状物64が、金型60の内面から離型される工程でもある。
すなわち、金型加工部(E部)は、成形前の金型60を搬入したり、成形後のシート状物64を脱型したりする工程を、それぞれ実施するための工程である。

0073

(2)金型の加熱工程(A部)
次いで、金型の加熱工程は、加熱部(A部)において、電気発熱体52を用いて、金型60を、所定温度に加熱する工程である。
すなわち、金型60を、図8に示す搬送装置(クレーンロボット)62によって、金型加工部(E部)から金型加熱部(B部)に移動させて、電熱炉56内に搬入し、そこで、電気発熱体52を用いて、金型60を所定温度に加熱する工程である。
なお、次工程であるパウダースラッシュ工程において、均一なシート状物64を成形出来るように、通常、金型(塗布層表面を含む)の内面温度が230〜400℃になるように、電気発熱体52を用いて、加熱処理を行うことが好ましい。

0074

(3)パウダースラッシュ工程(B部)
パウダースラッシュ工程は、所定温度に加熱された金型60の内表面に、所定のシート状物を成形する工程(以下、スラッシュ工程と称する場合がある。)である。
すなわち、加熱した状態の金型60を、図8に示す搬送装置(クレーンロボット)62によって、金型加熱部(A部)からパウダースラッシュ部(B部)に移動して、そこで、流動状態にある塩化ビニル系樹脂粒子熱可塑性プラスチック粒子等のパウダー92から、シート状物94を形成する工程である。

0075

ここで、スラッシュ工程を実施するにあたり、第1実施形態と同様に、シート状物94を形成することが好ましい。
すなわち、図6(a)〜図7(a)に示すように、フレーム部材60aを含む金型60と、リザーバタンク88とを連結した状態で回転させて、金型60の成形面85に、通常、0.8〜2mmの厚さのシート状物94を形成することが好ましい。
すなわち、フレーム部材60aを含む金型60と、リザーバタンク88とを組み合わせた状態で、上下方向に反転させることにより、リザーバタンク88内のパウダー92は自重で金型60の成形面85に落下する。
そして、かかる金型60の成形面85に接するパウダー92及びその近傍のパウダー92のみが、金型60の熱によって溶融状態となって付着し、金型60の成形面85に対して、シート状物94を一瞬にして形成することが出来る。

0076

また、フレーム部材60aを含む金型60を反転させる際、パウダー92が所定箇所以外に飛散せず、かかる金型60における所望の成形面85のみに、シート状物94を形成出来るように、攪拌室88aを介して吸引し、金型60内の圧力を低下させることが好ましい。
すなわち、金型60を回転させてパウダースラッシュ成形している最中には、金型60の内圧を低下させるために吸引し、パウダースラッシュ成形前には、リザーバタンク88のパウダー92内に空気を吹き込むための圧力調整装置(図示せず)が設けてあることが好ましい。

0077

(4)金型の冷却工程(C部)
金型冷却工程は、金型冷却部(C部)においてシート状物94を形成した金型60を、所定温度に冷却する工程である。
すなわち、図8に示す搬送装置(クレーンロボット)62によって、シート状物94を成形した状態の金型60を、パウダースラッシュ部(B部)から金型冷却部(C部)に移動させて、第1実施形態と同様に、冷却装置によって、所定温度、例えば、50℃以下に冷却する工程である。

0078

(5)金型の脱型工程(E部)
脱型工程は、金型加工部(E部)において、形成されたシート状物94を脱型する工程である。
すなわち、図8に示す搬送装置(クレーンロボット)62によって、金型冷却部(C部)から、図示しない金型加工部(E部)に、シート状物94を成形した状態の金型60を移動して、そこからシート状物94を脱型する工程である。
なお、かかる脱型工程は、ロボットを用いて自動的に行うことも出来るし、あるいは人的作業として、シート状物を脱型することも出来る。

0079

本発明のパウダースラッシュ成形機によれば、本来、金型の内表面から加熱する熱風発生装置のかわりに、あるいは、その一部として、所定の電気発熱体を有する加熱電熱炉を設けたことにより、金型加熱部(A部)において、排ガスの発生等を抑制しつつ、金型を所定温度に、迅速かつ均一に加熱することが出来るようになった。
すなわち、従来の熱風発生装置を一部、あるいは完全に省略した場合であっても、金型の少なくとも外表面、あるいは全体を加熱して、迅速かつ均一に金型を加熱することが出来るようになった。

0080

また、金型を加熱する電熱炉によって、部分的加熱等も可能となって、それに伴い、金型の加熱時間が更に短縮あれるとともに、必要箇所での金型内部の温度分布も小さくなり、特に、図6(a)に示されるように、最も窪んだ金型60の内表面位置60cにおいても、均一な部分加熱が可能となって、金型60の金属疲労(クラック発生)の発生を有効に防止出来るようになった。
したがって、本発明のパウダースラッシュ成形機によれば、厚さや品質がより均一なシート状物94が迅速に得られるようになったことから、製造コストが低減され、高品質の自動車の内装材やバンパー等として、好適に使用されることが期待される。

0081

更に、本発明の別のパウダースラッシュ成形機によれば、所定の電気発熱体を有する加熱電熱炉を設けるとともに、少なくとも金型加熱部と、金型冷却部とが、搬送装置としての、金型を把持する把持部、金型を把持したまま伸縮するアーム部、及び放射状に回転駆動する回転動作部等を備えたクレーンロボットの周囲に、放射状に配置してあることから、搬送装置による金型等の移動時間が短縮化され、ひいては、搬送中における金型の温度低下も有効に防止することが出来るようになった。
そして、金型が大型化したり、異形化したりしても、パウダースラッシュ成形機の小型化や、金型の短時間処理が可能になって、ひいては、複数の金型の同時処理(加熱処理、冷却処理等)を容易に実施することが出来るようになった。

0082

10:パウダースラッシュ成形機、40:熱風発生装置、50:電熱炉、51:電熱炉本体、52:電気発熱体、52b:耐熱部材、52c:孔、53:昇降装置、54:耐熱性ブランケット材、55:冷却装置、60、60A、60B、60C、60D:金型、60’、60’’:交換用の金型、61:金型のフレーム部材、61a’、61a’’:交換用の金型のフレーム部材、62:搬送装置(クレーン又はクレーンロボット)、63:予備加熱装置、88:リザーバタンク、92:成形樹脂、94:シート状物、98:シャワーノズル/ミストノズル、100a:回転動作部、100b:アーム部、100c:把持部

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