JP2005271013A - 圧縮成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐衝撃性に優れた圧縮成形体を、短時間に効率よく生産でき、量産時のタイムサイクルを大幅に短縮可能な圧縮成形体の製造方法及び製造装置を提供すること。
【解決手段】 圧縮成形体の製造方法は、圧縮成形部１１の成形空間１６内に供給された粉体原料５を、該圧縮成形部を挟むように配置された加圧手段である上杵１２及び下杵１３の少なくとも一方を移動させ、これら両者間で圧縮して成形する圧縮成形体の製造方法において、圧縮開始から成形終了までの工程中に、上杵１２及び下杵１３の移動を停止する停止工程を設け、該停止工程を、圧縮応力緩和率の減少速度が０．２〜０．０１／秒となる時間内に終了させることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、圧縮成形体の製造方法及び製造装置に関する。

パウダーファンデーションやアイシャドウ等の固形粉末化粧料、落雁等の固形粉末食品、錠剤形状の薬剤等は、圧縮成形により、固化された状態で製品化される。
ところで、固形粉末化粧料は、パフ等の化粧道具でのふき取り性及び肌への塗布性等の観点から、ソフト感（成形体のほぐれ易さ）に優れることが好ましく、粉体粒子間に適度な空隙を有することと、適度な粒子間結合力であることが必要となる。このため、ソフト感に優れるものは、成型体の平均的な強度の向上に限界があり、耐衝撃性に劣る傾向がある。ソフト感に優れつつ耐衝撃性を向上させるためには、成型体の見掛けの密度を均一にすること（空隙分布の均一性）、及びクラック等の局所的な欠陥による強度の低下を防止することが必要となる。
しかしながら、一般の固形粉末化粧料は、液状成分を１〜３０容量％程度しか含有していないため、圧縮中の流動性が悪く成型体の密度が不均一になり易い問題があった。また、流動性が悪いと、化粧品原料に含まれるマイカ等の板状粉体が圧縮中に弾性変形（板の撓み変形）し、除荷時（圧縮時の圧力を取り去った時）に回復するために、成形体の厚みが増加し（スプリングバック現象）、成形体周辺部にクラックや圧縮手段である杵形状の転写不良及び厚みのばらつきなどの欠陥を発生させるという問題があった。

圧縮成型体の密度を均一にしクラックを防止する圧縮成形方法として、ダイス中に充填した原料粉末を上下パンチで加圧成形するに当たり、原料粉末の充填時、及び加圧後から成形体を取り出すまでの間に、上下パンチをそれぞれ２〜１０秒間停止する技術が提案されている（特許文献１参照）。この文献には、原料粉末充填時の停止により、原料の充填を均一にすることができ、また、加圧後の停止により、圧力の伝達を均一にするとともに、取り出し時の成形体とダイスとの摩擦を小さくして、成形体にクラックが発生することを防止できる旨が記載されている。

しかし、文献１記載の技術は、主にセラミックス製品の製造中間体の製造を目的としたものであり、２〜１０秒の停止時間については、アルミナセラミックスを原料とした場合の例（２回の停止時間が何れも５秒）が記載されているのみである。固形粉末化粧料などの原料粉体は、バインダなどの液状成分、及び弾性変形しやすい無機板状粉体や低弾性率の有機粉体などの粉体を含み、これらの粉体を含む圧縮成形体では、加圧後の停止により圧縮応力の緩和現象（圧縮ひずみ一定下の応力低下）が発現する。この緩和現象の程度は、液状成分や弾性を発現させる粉体成分の配合量、及び空隙率などによって変化する。文献１記載には、圧縮応力の緩和現象やスプリングバック等についての考慮は全くなされていない。
よって、圧縮応力の緩和現象を発現する圧縮成形体の製造に、文献１記載の技術を適用したとしても、特許文献１記載の停止時間が長すぎて量産コストが嵩んだり、又は、停止時間が短すぎるために除荷工程でのスプリングバックによる前述の欠陥が発生する等の問題の解決は困難である

固形粉末化粧料を製造するその他の技術としては、粉体原料の流動性を改善するために、粉体原料を揮発性溶剤と混合してスラリー状にし、該スラリー状物を容器に充填した後乾燥し固形粉末化粧料を得る技術（特許文献２）や、粉体原料に超音波を与えて圧成形する技術（特許文献３）が提案されている。
しかしながら、文献２記載の技術では、固化した化粧料の表面にひび割れが発生したり、固化した化粧料が収縮し容器から脱落してしまうおそれがある。これを回避する方法として、溶剤で溶かし粘性にさせた化粧料を圧力注入充填して溶剤を吸収し化粧料を充填固化させる方法（特許文献４）も提案されているが、この方法では、溶剤回収装置などが必要となりコストが上昇する欠点がある。
また、文献３記載の技術でも、新たに超音波を発生させる装置が必要となりコストが上昇する欠点がある。

特開平０５−８０９５号公報 特開昭５６−１０８７０３号公報 特開平１−１５１５０７号公報 特開昭５６−１２８１０７号公報

従って本発明の目的は、ソフト感（成形体のほぐれ易さ）と耐衝撃性、厚みの均一性に優れた圧縮成形体を、短時間に効率よく生産でき、量産時のタイムサイクルを大幅に短縮可能な圧縮成形体の製造方法及び低コストな製造装置を提供することにある。

本発明は、粉体原料を加圧部材の移動によって圧縮して圧縮成形体を製造する圧縮成形体の製造方法であって、該加圧部材での該粉体原料の圧縮開始後に、該粉体原料が所定状態に圧縮成形された後、該加圧部材の移動を停止する工程を設け、該停止工程を、圧縮応力緩和率の減少速度が０．２〜０．０１／秒となる時間内に終了させることを特徴とする圧縮成形体の製造方法を提供することにより前記目的を達成したものである。

また、本発明は、粉体原料を圧縮して圧縮成形体を製造する圧縮成形体の製造装置であって、圧縮開始から成形終了までの工程中に、該粉体原料を加圧する加圧部材の移動が停止し、その停止が、圧縮応力緩和率の減少速度が０．２〜０．０１／秒となる時間内に終了するようになされていることを特徴とする圧縮成形体の製造装置を提供することにより前記目的を達成したものである。

本発明によれば、ソフト感（成形体のほぐれ易さ）と耐衝撃性、及び厚みの均一性に優れた圧縮成形体を、短時間に高収率で量産でき、量産時のタイムサイクルの大幅な短縮が可能となる。また、設備コストが安価な製造装置を提供することができる。

以下、本発明をその好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。本発明の製造方法は、例えば図１に示すような圧縮成形体製造装置を用いることで実施することができる。

図１に示す圧縮成形体製造装置１は、ファンデーション等の固形粉末化粧料の製造に用いられるもので、その原料としての粉体原料５を、浅底容器５１に載せた状態で圧縮成形し、得られた圧縮成形体を、浅底容器５１付きの製品として取り出すことができるものである。
本製造装置１は、円筒状の圧縮成形部１１を有しており、移動して粉体原料を圧縮する加圧部材として上杵１２及び下杵１３が、圧縮成形部１１内の成形空間１６を上下から挟むように配置されている。上杵１２及び下杵１３は、少なくとも圧縮成形時に、圧縮成形部１１内に供給された粉体原料５を挟むように配置されていれば良い。

圧縮成形部１１には、成形空間１６が形成されている。成形空間１６は、供給された浅底容器５１と粉体原料５を収容する部分である。成形空間１６は、円柱状の上杵１２及び下杵１３がそれぞれ摺動可能に挿入され得るような断面形状を有している。

上杵１２は、成形空間１６の断面形状と合致する断面形状の押圧部１７と、支持ロッド部１８とからなり、支持ロッド部１８に連結された加圧部材移動手段である油圧シリンダー３１により、上下方向に移動する。上杵１３も、成形空間１６の断面形状と合致する断面形状の押圧部１９と支持ロッド部２０とからなり、加圧部材移動手段である油圧シリンダー３２により、上下方向に移動する。

上杵１２と油圧シリンダー３１との間には、圧縮荷重検知手段であるロードセル４１が配置されている。ロードセル４１は、増幅器４２を介して制御演算装置４３に接続されている。制御演算装置４３は、中央演算装置（ＣＰＵ）を中心として構成される演算部を具備しており、ロードセル４１によって検知された圧縮荷重値に基づき、停止工程の終了（後述）を決定する。なお、制御演算装置４３は、ＣＲＴや液晶表示手段、プリンター等からなる表示部、データやプログラム等を格納する記憶部（メモリー、ＨＤＤ等）、キーボードやマウス等からなる入力部及び図示しないインターフェース部などを備えていても良い。

本製造装置１には、上杵１２と下杵１３との間の距離を計測するための距離測定センサが設けられている。具体的には、距離測定センサとしてレーザ変位計４４が、下杵１３に、センサ支持部材４５を介して連結されており、上杵１２には、レーザ変位計４４が投光したレーザをレーザ変位計４４の受光部に反射させるための反射板４６が固設されている。
距離測定センサとしてのレーザ変位計４４は、増幅器４７を介して制御演算装置４３に電気的に接続されている。

なお、距離測定センサは杵間距離の減少速度及び杵停止位置が、予め決められた速度及び位置であるかどうかを監視するために設けられているものであり、省略も可能であるが、圧縮成形体をより高収率で量産するためには、これを設置した方がよい。

制御演算装置４３の演算部は、停止工程の終了を決定し、加圧部材の移動を制御する加圧部材移動制御部３３に、制御信号Ｓ１を出力する。加圧部材移動制御部３３は、制御信号Ｓ１に基づき、油圧シリンダー３１，３２の進退運動を制御する。具体的には、油圧シリンダー３１，３１と図示しない油圧ポンプとの間に介在された切り替え弁３４，３５を、それぞれ、油圧シリンダーを前進させる方向又は後退させる方向に切り替えることにより、上杵１２及び下杵１３をそれぞれ上下動させる。よって、切り替え弁３４、３５は加圧制御部材の一部と考えてもよい。
本製造装置１においては、油圧シリンダー３１に加わる油圧Ｐ１が、油圧シリンダー３２に加わる油圧Ｐ２よりも高く設定されているので、後述する圧縮成形工程中に、上杵１２の固定位置が変動することはない。

本製造装置１は、何れも図示しない容器供給装置、粉体原料供給装置及び成形体搬送装置を具備している。容器供給装置は、粉体原料５の供給に先立ち、浅底容器５１を成形空間１６内に供給するように構成されている。
粉体原料供給装置は、圧縮成形部１１に粉体原料５を供給し、粉体原料５を成形空間１６内に擦り切り状態に充填するように構成されている。成形体搬送装置は、圧縮成形後の圧縮成形体を、次の圧縮成形体を製造するために、圧縮成形部１１から他の場所に移動させるように構成されている。なお、容器供給装置、粉体供給装置及び成形体搬送装置を省き、手作業で行うことも可能であるが、これらの作業を短時間で確実に行うためには上記の装置を備えた方が良い。

以下、本発明の製造方法の一実施形態として、上述した構成の圧縮成形体製造装置１を用いて、圧縮成形体としての固形粉末化粧料を製造する方法について説明する。本実施形態の方法においては、圧縮準備工程、圧縮成形工程及び成形体取出搬送工程を繰り返して、多数の圧縮成形体を連続的に生産する。

〔圧縮準備工程〕
先ず、図１に示すように、上杵１２を上昇させ上方に退避させた状態（以下、退避状態という）として、容器配置装置（図示せず）により、浅底容器５１を成形空間１６内に配置し、次いで、粉体原料供給装置（図示せず）により、成形空間１６内の浅底容器５１上に粉体原料５を充填する。粉体原料５は、成形空間１６内に擦り切り状態に充填される。尚、浅底容器５１の配置及びそれに続く粉体原料５の供給は、下杵１３を、成形空間１６内の所定の高さ位置まで挿入した状態で行う。下杵１３の挿入量の調整により粉体原料５の充填量を制御できる。

次いで、油圧シリンダー３１を最大限前進させると、上杵１２は下降して、その下端部の位置が、圧縮成形部１１の上端の位置と一致するか又は成形空間１６内にわずかに入った位置に達し、それ以下には下降しない。すなわち本実施形態の装置１は、油圧シリンダー３１を最大限前進させた場合に、上杵１２の下端部が前述の位置に達するように設計されているので、上杵１２は前述の位置に固定された状態となる。

〔圧縮成形工程〕
圧縮準備工程後に圧縮成形工程を実施する。圧縮成形工程は、圧縮開始から成形終了までの工程である。
本実施形態における圧縮成形工程は、上杵１２と下杵１３との間の距離（以下、杵間距離ともいう）を縮めて、原料粉末５に対する圧縮荷重を漸次増大させる工程（以下、負荷工程という）と、上杵１２及び下杵１３の移動を停止する工程、換言すれば、杵間距離を変化させない工程（以下、停止工程という）と、杵間距離を増大させて、原料粉末５に対する圧縮荷重を漸次減少させる工程（以下、除荷工程という）とからなる。

負荷工程においては、上杵１２の停止状態を維持したまま、下杵１３を上昇させる。下杵１３の上昇により、杵間距離が縮まり、上杵１２と下杵１３との間で粉体原料５が圧縮される。本実施形態における圧縮開始点は、下杵１３が上昇を開始した時点である。
下杵１３の上昇は、粉体原料が所定の状態（後述）に達した時点で終了する。圧縮成形体製造装置１には、粉体原料が所定の状態に達した時点で杵１３の変位を停止させる杵変位停止手段６が設けられている。杵変位停止手段６は、例えば下杵１３に連結された第１ストッパー部材６１と、第１ストッパー部材６１の上方に設けられた第２ストッパー部材６２とからなり、下杵１３の上昇は、下杵１３と共に上昇した第１ストッパー部材６１が第２ストッパー部材６２に接触した時点で終了する。なお、杵変位停止手段６は、加圧部材移動制御部の一部である。

停止工程では、上杵１２及び下杵１３間の距離は変化しない。上杵１２と下杵１３の双方の移動が停止した場合の他、双方が移動しても、移動方向と移動速度が一致した状態で、それらの間の距離が変化しない場合も停止工程に該当する。双方の移動の停止には、双方が同時に停止される場合の他、本実施形態のように、上杵１２及び下杵１３の一方を停止させた状態において他方を移動させた後、当該他方を停止する場合も移動の停止に含まれる。本実施形態においては、上杵１２の停止状態を維持したまま、下杵１３のみを上昇させているが、下杵１３が停止した時点が、停止工程の開始点である。

停止工程は、粉体原料が所定の状態に圧縮成形された後で開始する。所定の状態とは、粉体の流動性が圧縮により低下し、スプリングバックが発現し始めた状態又はさらに加圧してそれが発現している状態を言う。停止工程の好ましい開始点は、製品としての圧縮成形体の厚みよりもさらに除荷工程でのスプリングバック量に相当する厚み分だけ圧縮した時点である。

本発明の製造方法は、圧縮成型体の空隙率が圧縮成形工程の終了直後で１０〜９０％、特に３０〜６０％である固形粉末化粧料の製造に適しており、停止工程の開始点における粉体原料５の空隙率は１〜８０％、特に１０〜５０％であることが好ましい。ここでいう、空隙率は、下記式（１）
空隙率（％）＝ 100 ×（Ｖ１−Ｖ２）／Ｖ１ ・・・（１）
（ここで、Ｖ１は成形体の見掛けの体積、Ｖ２は粉体（固体）及び液体が占める体積である）
で示される。
成形体の見掛けの体積は、成形体の断面積と厚みから得られる。粉体及び液体の体積は、市販の密度測定器（例えば島津製作所製の乾式自動密度計「アキュピック」）で測定される密度と充填量から式（体積＝充填量／密度）で計算できる。

停止工程は、圧縮応力緩和率の減少速度が０．２〜０．０１／秒となる時間内に終了させる。
圧縮応力緩和率の減少速度は、下記式（２）
圧縮応力緩和率ｆ（ｔ）＝σ_t／σ₀ ・・・（２）
（式中、σ₀は停止開始時の圧縮荷重値、σ_tは停止開始時からｔ秒後の圧縮荷重値である。）
で示される応力緩和率を、時間ｔで微分して求めることができる。

即ち、圧縮応力緩和率の減少速度は、下記式（３）で示される。

圧縮応力緩和率の減少速度は、制御演算装置４３の演算部で計算され、その値が前記の範囲に達したときに，停止工程を終了する。

圧縮応力緩和率ｆ（ｔ）は、停止開始直後は比較的急に減少するが、その減少速度は徐々に低下し、最終的には実質的に減少しなくなる。
圧縮応力緩和率の減少速度が０．２／秒となる前に停止工程を終了すると、圧縮応力の緩和が充分に進行しないために、除荷後のスプリングバック量が大きく、圧縮成形体にクラックや杵形状の転写不良及び厚みのばらつきなどの欠陥が発生する。
圧縮応力緩和率の減少速度が０．０１／秒超となるまで停止工程を維持すると、圧縮応力の緩和速度が小さいために、緩和により得られる単位時間当たりのスプリングバックの減少量が小さく、圧縮成形体の製造時のサイクルタイムが長くなり量産効率が悪くなる。

スプリングバック量を低減させることと量産効率の向上を両立させる観点から、停止工程は、圧縮応力緩和率の減少速度が０．２〜０．０１／秒となる時間内に終了させることが好ましく、０．０５〜０．０２／秒となる時間内に終了させることがより好ましい。本発明では、停止工程を上記範囲内とすることで、圧縮成形体の過度のスプリングバックを低減させ、圧縮成形体の耐衝撃性を向上させることができる。

また、圧縮応力緩和率の減少速度を基準にして停止工程の継続時間を決定することにより、その停止工程を無駄に継続することを防止できる。

停止工程は、上杵１２及び／又は下杵１３を移動させ、杵間距離を拡大させることにより終了する。本実施形態では、下杵１３の停止状態を維持したまま、上杵１２を上昇させることにより、停止工程を終了させている。本実施形態においては、上杵１２が上昇を開始した時点が停止工程の終了点である。

除荷工程においては、上杵１２を、少なくとも、その下端面が粉体原料５から離れるまで上昇させる。本実施形態における除荷工程の終了点、及び成形工程の終了点は、何れも上杵１２が粉体原料５から離れた時点である。「成形終了」とは、粉体原料５に対する圧縮荷重がゼロになることを意味し、本実施形態における成形終了点は、上杵１２が粉体原料５から離れた時点である。

〔成形体（製品）取出搬送工程〕
成形体取出搬送工程においては、圧縮成形工程にて粉体原料５を圧縮して得られた圧縮成形体を成形空間１６から取り出し、次の圧縮成形に支障がないように、他の場所に移動させる。具体的には、先ず、除荷工程における上杵１２の上昇を、上杵１２が粉体原料５から離れた後も継続し、上杵１２を、上述した退避状態とし、下杵１３を、浅底容器５１の全体が、圧縮成形部１１の上端面上に位置するまで上昇させる。この下杵１３の上昇に際には、第２ストッパー部材６２を、第１ストッパー部材６１と接触しない位置に移動させておく。そして、浅底容器５１に収容された状態の圧縮成形体を、成形体搬送装置（図示せず）により、成形空間１６上から他の場所に移動させる。

そして、この状態で、再び、浅底容器５１の配置及び粉体原料５の供給を行い、上述した各工程を繰り返す。このようにして、圧縮準備工程、圧縮成形工程及び製品取出搬送工程を何度も繰り返すことにより、圧縮成形体を短いサイクルタイムで収率良く生産することができる。

上述した一連の動作は、入力部から適宜命令を人手によって入力して実行させることもできるが、記憶部内に、そのような一連の動作を行わせる制御プログラムを格納しておき、そのプログラムにより実行させることが好ましい。特に圧縮成形工程における一連の動作は、制御プログラムにより実行させることが好ましい。

本製造装置１においては、レーザ変位計４４からの電気信号Ｅ２が、インターフェース部を介して制御演算装置４３内に取り込まれ、その電気信号Ｅ２が、記憶部内のデータやプログラムを利用した演算部で演算されて上杵１２と下杵１３との間の距離を示す数値に変換されて、その数値やその経時的変化が記録部内に記録されると共に表示部に表示されるようになっている。これらのデータは、上杵１２及び下杵１３の昇降速度の制御等に用いられる。

前記負荷工程における、上杵１２と下杵１３との間の距離の減少速度（本実施形態において下杵１３の上昇速度から算出できる）が大きすぎると、圧縮成形体の密度分布やスプリングバック量が大きくなり圧縮成形体の耐衝撃性が低下する傾向がある。上杵１２と下杵１３との間の距離の減少速度は、サイクルタイムの短縮も考慮すると５〜２００ｍｍ／秒であることが好ましく、１０〜１００ｍｍ／秒であることがより好ましい。

また、前記除荷工程における、上杵１２と下杵１３との間の距離の増大速度（本実施形態において上杵１２の上昇速度と同じ）は、圧縮成形体のスプリングバックによるクラックの発生防止とサイクルタイム短縮の観点から５〜２００ｍｍ／秒であることが好ましく、１０〜１００ｍｍ／秒であることがより好ましい。

本実施形態の製造方法及び製造装置によれば、圧縮応力緩和率の減少速度が特定の範囲内にある時点で停止工程を終了させるため、スプリングバックによる欠陥が少なく、ソフト感と耐衝撃性に優れた圧縮成形体を、短時間に高収率で量産できる。

本発明で好適に製造されるソフト感を発現する圧縮成形体としては、液状成分を１〜５０容量％含み、その空隙率が１０〜９０％の範囲にあるものが挙げられる。また、圧縮成形体の形状は円筒状である必要はなく、圧縮成形部の成形空間の断面形状が四角形やハート型、ドーナツ型、Ｈ形状等の製品形態に合わせた所望の形状として圧縮成形体を得ることもできる。浅底容器形状が、底なし円筒状であったり、その容器断面が四角やハート型、ドーナツ型、Ｈ型形状等の製品形態に合わせた所望の形状の容器付き成形体を得ることもできる。さらに、浅底容器はなくても良い。複数個に分割された上杵及び／又は下杵を上下動させること、又は杵表面形状を変える事で、凹状や凸状を賦与し、厚みの異なる部分を持つ成形体を得ることもできる。固形粉末化粧料としては、ファンデーション、白粉、アイシャドウ、アイカラー、アイライナー等が挙げられる。本発明は、固形粉末化粧料に限らず、金属粉体、食品粉体、医薬品及び農薬粉体、セラミック粉体、樹脂粉体等の圧縮成形体の製造にも用いることができる。

粉体原料としては、各種粉体及び液状成分を含有するものが好ましく用いられる。
粉体としては、固形粉末化粧料の製造に通常用いられる各種の粉体を用いることができ、その形状は、板状、球状、棒状、針状等の何れであっても良い。
これらの粉体は、１種のみを単独で又は２種以上を混合して用いることができる。

本発明は、粉体原料５が弾性粉体を含む場合に特に効果的である。例えば、撓み変形による弾性を示す板状無機粉体としては、マイカ等の薄層状ケイ酸塩等、同じく、板状有機粉体としては、金属石鹸類の板状結晶等が挙げられる。圧縮変形による弾性を示す粉体としては、結晶弾性を有する金属球状粉体等や、ゴム弾性を有するポリマー球状粉体などの有機高分子粉体などが挙げられる。

粉体原料中に含ませる液状成分は、バインダー及び／又は粉体粒子間の潤滑剤としての役割を持ち、成形性の面で重要である。特に固形粉末化粧料の場合は、ソフト感、化粧膜の肌への付着性、及び化粧仕上がりの向上の面で重要である。

粉体原料中に含ませる液状成分としては、通常化粧料に使用するものを用いることができる。ここで、液状成分とは、圧縮工程中の粉体温度下で粘度が０．０００１〜１０００Ｐａ／ｓｅｃの範囲のものが挙げられる。

液状成分は、１種のみを単独で又は２種以上を混合して用いることができ、混合溶液や乳化液、高分子分散溶液等の形態であっても構わない。

粉体原料中における液状成分の含有量は、１〜５０容量％が好ましく、１０〜３０容量％がより好ましい。液状成分の添加量を増やすにつれてスプリングバック量を小さくできるが、５０容量％を越えると粉体原料がスラリー状になるために、液状成分を揮発させる等の操作をしない限り圧縮成形体中に適度な空隙を得ることが困難となる。よって、液状成分の添加量を上記の範囲内とすれば、特別な操作をしなくても粒子間に空隙が存在する状態になるので、ソフト感を有する圧縮成形体を得ることができる。
液状成分は、粉体原料と予め混合されるのが好ましく、粉体の表面が液状成分で被覆されるのがさらに好ましい。また、液状成分を圧縮成形後に揮発させ、空隙率と粒子間結合力を調整しても良い。

本発明は、上記実施形態に制限されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、停止工程の終了後、又は除荷工程開始後に、さらに加圧する負荷工程を設けても良いし、所定の状態にあれば複数回の停止工程を設けても良い。また、圧縮成形工程終了後に複数の圧縮成形工程を再度設けても良い。負荷工程においては、下杵１３を上昇させるのに代えて上杵１２を下降させても良く、下杵１３を上昇させ、同時に上杵１２を下降させても良い。また、停止工程を終了させる方法として、上杵１２を上昇させるのに代えて、下杵１３を下降させても良い。
油圧シリンダー３１，３２に代えて、回転モータと、その回転を前後進運動に変換する変換機構とを備えた進退駆動手段を用いることもできる。
また、切り替え弁とシリンダの間に、駆動速度を制御する流量調整弁があっても良い。

同一品質の圧縮成形体を多数生産する場合、一つの圧縮成形体毎に、圧縮応力緩和率の減少速度が設定値に達したことを確認して停止工程を終了させても良いし、好ましい停止時間を把握したならば、停止からの経過時間のみを基準にして停止工程を終了させても良い。

〔実施例１〜３及び比較例１，２〕
表１に示す組成の粉体原料を調製した。始めに、粉体原料中の粉体成分を混合し、粉砕機を通して粉砕した。次に粉体成分を高速ブレンダーに移し、液状成分を添加して混合した。これを粉砕機で粉砕し粉体原料を得た。この粉体原料を、上述した製造装置１を用いて圧縮成形し、ファンデーションを得た。

実施例１〜３及び比較例１、２は、負荷、停止及びそれに続く除荷工程からなる圧縮成形工程を実施して、浅底容器付きの成形体（製品）を得た。実施例１〜３では、圧縮応力の緩和速度がそれぞれ０．１、０．０３、０．０１５％／秒に達したときに停止工程を終了させた。比較例１，２では、圧縮応力の緩和速度が０．５、０．００５％／秒に達したときに停止工程を終了させた。
実施例及び比較例とも、負荷工程における杵間距離の減少速度縮小及び除荷工程における杵間距離の増大速度は、ともに１０ｍｍ／秒とした。

実施例及び比較例の何れにおいても、負荷工程を終了させる時点の空隙率（最大圧縮時の空隙率）を２５容量％とし、粉体原料の空隙率がこの値に達した時点から停止工程を開始した。また、停止工程終了後に、除荷工程を経て圧縮成形工程を終了し、製品を得た。なお、空隙率２５容量％というのは、前述の停止工程の好ましい開始点における値である。かかる好ましい値は、それぞれの組成の粉体原料について圧縮試験を行うことによって実験的に求めることができる。

〔評価方法〕
以下の方法にて、得られた製品のスプリングバック量、耐衝撃性及びソフト感を評価した。結果を表２に示す。

（１）スプリングバック量
製品の空隙率を前述の式（１）により算出して表２に記載した。

（２）耐衝撃性
耐衝撃性は、上記製品を、５０ｃｍの高さから、厚み２５ｍｍのラワン材ベニヤ板上に繰り返し落下させ、欠けや割れ等の異常が生じるまでの回数を評価した。

（３）ソフト感
ソフト感は、４段階のスコアで人による実使用評価である。評価基準は、４（優秀）、３（良好）、２（やや劣る）、１（劣る）とした。

表２に示す結果から明らかなように、実施例に従い得られた製品は、比較例１に従い得られた製品に比較して、耐衝撃性が良好であることが判る。比較例２は、耐衝撃性に優れているが、停止時間が長くなり実施例に比べて量産効率が悪くなる。また、各実施例に従い得られた製品は、各比較例に従い得られた製品と同等のソフト感を有しており、加圧しすぎによるソフト感の低下が防止されていることが判る。

本発明の製造方法を実施するための装置の一例を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 圧縮成形体の製造装置
１１ 圧縮成形部
１２ 上杵
１３ 下杵
１６ 成形空間
３１ 油圧シリンダー
３２ 油圧シリンダー
５ 粉体原料
５１ 浅底容器

Claims (3)

1. 粉体原料を加圧部材の移動によって圧縮して圧縮成形体を製造する圧縮成形体の製造方法であって、
   前記加圧部材での前記粉体原料の圧縮開始後に、該粉体原料が所定状態に圧縮成形された後、該加圧部材の移動を停止する工程を設け、該停止工程を、圧縮応力緩和率の減少速度が０．２〜０．０１／秒となる範囲で終了させることを特徴とする圧縮成形体の製造方法。
2. 粉体原料を圧縮して圧縮成形体を製造する圧縮成形体の製造装置であって、
   圧縮開始から成形終了までの工程中に、前記粉体原料を加圧する加圧部材の移動が停止し、その停止が、圧縮応力緩和率の減少速度が０．２〜０．０１／秒となる時間内に終了するようになされていることを特徴とする圧縮成形体の製造装置。
3. 粉体原料を圧縮して圧縮成形体を製造する圧縮成形体の製造装置であって、
   前記粉体原料が供給される成形空間を有する圧縮成形部と、該圧縮成形部に収容された該粉体原料を加圧する加圧部材と、該加圧部材を移動させる加圧部材移動手段と、該加圧部材の移動を制御する加圧部材移動制御部と、該粉体原料に加わる圧力を検知する圧縮荷重検知手段と、検出した圧縮荷重を基に加圧部材の移動の停止時間を演算する機能を持つ制御演算装置、とを具備する請求項２記載の圧縮成形体の製造装置。
   
   

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