JPH04191018A - スラッシュ成形金型の加熱方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はスラッシュ成形品の製造に使用される金型の加
熱方法に関する。

〔従来の技術〕

スラッシュ成形とは周知の通り、塩化ビニル等のプラス
チック材料で皮状製品を製造する方法の一つで、例えば
機械加工、電鋳、板金等によって製作された成形用金型
を加熱し、金型の内側にゾル又は粉末状のプラスチック
材料を投入し、加熱された型表面にプラスチック材料の
溶融・ゲル化した被膜層を形成させ、型を反転させて残
りの未溶融材料を回収し、型を冷却したのちプラスチッ
ク被膜層を抜き出して所望の皮状製品を得る方法である
。この成形法は容易に実施でき、製品の形状や大きさも
かなり自由に選択することができるので、複雑な形状の
製品、例えば人形、玩具等の小さなものから自動車のイ
ンパネセイフティパッドのような大型なものまでの表皮
の製造に利用されている。

スラッシュ成形金型を加熱する方法として、■４００°
Ｃ以上の燃焼ガス雰囲気にさらす方法（熱風加熱法）；
■金型の裏面に金属パイプを溶着し、該パイプに２００
〜３００°Ｃの熱媒油を流して加熱する方法（オイルパ
イプ加熱法）：■第３図に示すようにアルミナビーズ、
ジルコンサンド等の熱媒体粒子２０が流動する加熱炉中
に金型２１を浸漬する方法（流動床加熱法）；がある。

スラッシュ成形品の生産ラインにおいては、金型の加熱
方法に適した金型巡回搬送システムが組まれるから、ど
の加熱方法を採用するかによってどの冷却方法が良いか
が必然的に決まる。−船釣に、流動床加熱法に対しては
水槽に金型を浸漬する冷却法（水層ディッピング法）が
、熱風加熱法に対しては水を噴霧する冷却法（水スプレ
ー法）が、そしてオイルバイブ加熱法に対してはオイル
バイブ冷却法が適用される。

〔発明が解決しようとする課題〕

スラッシュ成形金型は上記の如（、■熱風加熱法、■オ
イルパイプ加熱法又は■流動床加熱法で加熱されている
が、これらの加熱方法には何れも問題がある。

まず、熱風加熱法では熱交換の効率が最も悪いので、加
熱時間が非常に長くなり生産性に問題がある。また、オ
イルパイプ加熱法では冷却時間を多く要するので成形サ
イクルの短期化は望めず、やはり生産性に問題かある。

そして流動床加熱法では熱媒体粒子の型への接触状況か
異なり型温か不均一になると共に、飛散した熱媒体粒子
か金型内に入り製品に砂入不良を発生させたり、設備の
可動部に入りその耐久性を低下させるという問題がある
。

各加熱方法ごとに、加熱時間、適用される冷却方法とく
れに要する時間ならびに問題点をまとめると次表の通り
である。

大型製品用のスラッシュ成形金型の加熱には、加熱効率
の良さから流動床加熱法が用いられることが多く、加熱
の不均一に対しては、熱媒体粒子を届かない部位に導（
シュノーケルパイプ（特公昭６０−５５７５６号公報参
照）や銅フィン等の伝熱部利（実公平１−３３３０６号
公報参照）を金型の背面に設ける等の工夫かなされてい
るか、加熱の不均一さは充分な改善に到っていないのが
現状であり、熱媒体粒子の混入という問題は依然残され
たままである。

本発明は上記問題を解決する目的で為されたものであり
、その解決しようとする課題は、金型を急速に且つ均一
に加熱でき、不純物混入等の欠陥の無い成形品を生産性
良く製造することのできるスラッシュ成形金型の加熱方
法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のスラッシュ成形金型の加熱方法は、スラッシュ
成形金型を多孔性金型とし、該金型の材料投入口に熱風
供給用ダクトの開口部を密接させ、該ダクトから熱風を
上記金型内に圧送することを特徴とする。

多孔性金型としては、機械的手段で多数の孔を設けた板
金から製作したものでもよいが、好ましくは真空成形で
既に利用されているようなポーラス電鋳型が挙げられる
。このポーラス電鋳型は、電鋳による造型時に生じやす
い直径１〜２ｍｍにもなるピンホールを電鋳欠陥として
防ぐよりもむしろ電鋳過程において自在かつ安定に微小
化及び多数化制御することによって製造されるもので、
ａ）孔の直径を３０〜１００μｍとできるので成形品に
通気孔の跡が残らない、ｂ）通気流路が最短で（ストレ
ートで）裏側はど拡径しているため通気抵抗が極めて低
い、Ｃ）型表面はど縮径しているため、孔詰まりが起き
にくく、メインテナンスも容易である、ｄ）部位毎に孔
径及び孔分布密度を制御できるので、製品形状によって
成形困難な部分を生じるようなことがない等の利点を有
する。

スラッシュ成形型には電鋳型かよ（用いられているが、
それは非ポーラス性であり、上記のようなポーラス電鋳
型が用いられた例は無い。従って、金型の加熱に通気孔
を利用し得ることを見い出したことは特筆されるべきこ
とと言ってよい。

」−記の熱風供給用ダクトの開口部とは狭義に解されて
はならない。ダクト本体内と金型内とを気密的に連通さ
せるためにダクト本体と金型との間に例えばボックス、
筒、チャンバー、漏斗状の通気トンネル部材が連接され
る場合、該部材も上記熱風供給用ダクトの一部と見なさ
れるべきであり、それの金型に密接する部分がダクトの
開口部ということになる。

孔を通じて型外に出た熱風を単に飛散させるよりは、型
加熱場所に適当な循環手段を設けて再度型加熱に利用す
るのが好ましい。

多孔性金型の冷却に水を使用することは、孔に水が入る
と型を再度加熱するときに時間を要するので、成形サイ
クルを短縮する上では避けるべきであろう。従って、多
孔性金型を冷却するのに冷風が考えられるが、冷媒を用
いた流動床を利用する方が早く冷却する。

〔作用〕

多孔性金型内に熱風を圧送すると、熱風は金型の型面（
キャビテイ面）から裏面へと通過する。

この過程で熱風は金型を型面からだけでな（、孔を通じ
ても加熱する。

通常の金型と比べ多孔性金型は早く昇温するが、これに
は、（イ）多孔性にすると金型の金属表面積（熱風との
接触面積）が広かる；（ロ）孔に相当する部分の金属が
省かれ軽量となるため、金型の熱容量が小さ（なる；（
ハ）孔を通過する熱風の速度が上昇することから熱伝導
率が大きくなり、熱交換が促進される；等の理由が考え
られる。

〔実施例〕

本発明のスラシュ成形金型の加熱方法の一実施例を第１
図で説明する。

ここで用いられるスラッシュ成形金型１は、直径０．２
ｍｍ以下の微細な貫通孔を無数に有しているポーラス電
鋳型１である。該金型１の加熱は、上に排気口を有する
チャンバ２の上に金型１を逆さに被せて行なわれる。具
体的には、金型１の搬送・揺動・反転・昇降等の一連の
操作を行なう金型移動装置（図示せず）が、金型１のフ
ランジ部１ａをチャンバ２のフランジ部２ａに当接させ
る。チャンバ２のフランジ部２ａにはガスケット５が設
置されており、これにより金型１とチャンバ２の当接面
がシールされる。チャンバ２に金型１が被せられた後、
その上方に遮蔽カバー３が図示しない手段で配置される
。

チャンバ２には熱風発生機４よりダクト１１を通じて強
制的に約４００°Ｃの熱風が送られて（る。チャンバ２
から金型１内に入った熱風はポーラス電鋳型１の孔を通
って金型背面側に流出する。この流出する熱風量よりも
多量の熱風がチャンバ２内に圧送されてくるので、金型
−チャンバ間の熱風の圧力は大気圧より幾分高（なる。

金型１を加熱しつつ孔を通って金型背面側に流出した熱
風は、遮蔽カバー３の存在により、すぐ大気に放散する
ことなく金型１を背面から加熱する気流となる。この気
流の分布を調整するための開閉バルブ６か遮蔽カバー３
に設けられており、場合により該バルブ６でも型温の制
御が図られる。金型１、チャンバ２及び熱風発生機４に
は温度センサ８ａ、　８ｂ、　８ｃか取り付けられ、熱
風発生機４の電熱ヒータ７、送風ファン１０及びエア導
入バルブ９のフィードバック制御と金型加熱システムの
異常有無の確認か行なわれる。

約２２０°Ｃ加熱された後、チャンバ２から移動させら
れた金型１には原料パウダーが投入されるが、ポーラス
電鋳型１の孔の直径は原料パウダーの粒径よりはるかに
小さいので、原料パウダーは溶融しても上記孔へ流入す
ることはない。金型１の冷却は室温の流動床に浸漬して
行なわれるが、高温の流動床炉のように熱媒体粒子が激
しく飛び交うことがなく、たとえ脱型前の金型１内に粒
子が入るようなことがあっても製品裏面に付着すること
となるので問題は無い。

本実施例の場合、ポーラス電鋳型を流動床炉で加熱した
場合及び熱風加熱法で通常の電鋳型を加熱した場合のそ
れぞれの型昇温曲線を第２図に実線、破線及び二点鎖線
で示す。本実施例の方法では従来量も加熱効率の良かっ
た流動床加熱法に遜色の無い速さで金型が昇温する。冷
却は水を用いる方法に較べて若干遅くなるが、生産性に
悪影響を及ぼすほどではない。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、金型を不均一に昇温させたり金型
内に癲媒体粒子を入り込ませたりせずに、流動床加熱法
に匹敵する即さでスラッジ。成形金型を加熱することが
できる。

そして、金型に前記シュノーケルパイプや銅フィン等の
均一加熱化のための部材を取り付けな（てすみ、しかも
金型を多孔性としたことから、金型の大幅な軽量化が達
成される。こうした型重量の低減は、加熱・冷却エネル
ギーの節減と設備の簡素化という利点をもたらす。

なお、本発明方法によれば、例えば金型の昇温しにくい
部分のポーラス度を上げ、高温になり易い部分のポーラ
ス度を下げるというように、ポーラス度を適当に変更す
ることにより、金型への任意な温度制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のスラッシュ成形金型の加熱
方法を概略的に示す断面図、 第２図は金型加熱方法ごとの加熱時間と型温の関係を示
す図、 第３図は流動床炉で加熱されている金型を示す断面図で
ある。 図中、 １・・・スラッシュ成形金型（ポーラス電鋳型）、２・
・・チャンバ、　　　　３・・・遊蔽カバー、４・・・
熱風発生機、　　　７・・・ヒータ、１０・・・送風フ
ァン、　　１１・・・ダク）・特許出願人　　トヨタ自
動車株式会社 第１図 ３］！！ｆｆｉカバー く 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スラッシュ成形金型を多孔性金型とし、該金型の材料投
   入口に熱風供給用ダクトの開口部を当接させ、該ダクト
   から熱風を上記金型内に圧送することを特徴とするスラ
   ッシュ成形金型の加熱方法。