JPH0753948Y2 - スラッシュ成形型 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は樹脂薄膜成形品のスラッシュ成形に用いる金型
の構造に関する。

〔従来の技術〕

スラッシュ成形法は自動車用インストルメントパネルの
セーフティパッド等の軟質成形部品の表皮を成形するの
に一般的に用いられており、加熱した金型内に塩化ビニ
ール系の樹脂粉末を投入し、金型内面との接触により溶
融、ゲル化させて金型内面に付着させた後、型を冷却し
て型内面形状を転写して成形品を得る方法である。

上記金型の加熱方法としては、金型全体を均一に加熱で
き加熱効率の高い、熱媒砂を用いた流動床炉が用いられ
る。第４図は流動床炉によるスラッシュ成形型の加熱方
法を示す略示図である。図において２は流動床炉、３は
流動床炉２内に収容された熱媒砂である。熱媒砂３は流
動床炉２底部の多孔板2aを通して供給される流動空気４
により流動状態となり、攪拌され、加熱ヒータ５により
全体が330〜350℃程度の均一な温度に加熱されている。

流動床炉加熱方式においては成形用金型１を上記熱媒砂
３中に浸漬することにより金型表面を均一に加熱するこ
とができる。

ところが金型１は内面温度を均一にするために一様な肉
厚に形成されており、金型１の外面には、内面形状と略
同じ凹凸が生じている。従って製品形状によっては金型
底面に凹形状部1aが生じてしまう場合がある。このよう
な凹形状部は空気溜りを形成し、熱媒砂３は凹形状部1a
内に浸入しないため、金型１の平坦な表面の部分に較べ
て凹形状部1aでは加熱効率が悪く、内面温度が低くなる
傾向がある。従来は、この問題を解決するため、上述の
ような凹形状部を有する形状の金型については第４図に
示すように凹形状部1aの金型表面に熱伝導率の高い材料
で形成した伝熱フィン７を溶接して、凹形状部1a内に空
気溜りが生じた状態でも伝熱フィン７の一部が常に熱媒
砂３に浸漬するようにした構造としている。

すなわち、伝熱フィン７を通じて熱媒砂３からの熱を凹
部1a表面に供給しているのである。

上記と同様の伝熱フィンを用いて金型の例としては実公
平１−33306号公報に記載されたものがある。

同公報に記載の金型は、加熱炉中で熱風加熱を行なう際
に、金型のコーナー部の加熱が不充分となることを防ぐ
ために、コーナー部に伝熱フィンを設けた構造を採用し
ている。

また、特開昭62−113521号公報には、金型の外側に熱伝
導率の高い金属の層を形成し、金型表面温度の均一化を
図った例が記載されている。

〔考案が解決しようとする課題〕

スラッシュ成形用金型の材料としては、耐蝕性、耐摩耗
性、成形品の脱型性等が優れたものを使用する必要があ
り、通常、上記条件を満足する材料としてニッケルが使
用されている。また伝熱フィンの材料としては熱伝導が
良好な銅を使用するのが一般的である。

しかし、このような構成を用いた場合、以下に述べるよ
うな問題が生じている。

すなわち、銅の熱伝導率（約0.94cal/cm・sec・℃）に
較べてニッケルの熱伝導率は約0.22cal/cm・sec・℃と
極めて低いため、伝熱フィンにより伝達される熱が凹形
状部表面全体に均一に分散されず伝熱フィン取付部の温
度のみが上昇し、金型凹形状部では樹脂の局部的温度化
により製品の変色が生じるという問題が生じている。ま
た、伝熱フィンに耐摩耗性と耐蝕性の低い銅を使用して
いることから熱媒砂との接触により、フィン表面が摩耗
する問題やフィン表面に酸化膜が形成されるため、フィ
ンの熱伝達率が低下し、金型の昇温速度に経時変化を生
じる問題も起きている。

本考案の目的は、流動床炉加熱に伴う上記問題を解決
し、金型凹形状部での温度分布を一様化し、同時に金型
昇温速度の経時変化や冷却速度の不均一による成形品形
状不良の問題を解決するスラッシュ成形用金型の構造を
提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕 本考案の金型は、凹形状部表面全体に伝熱フィンと同
じ、熱伝導率の大きい金属層を形成し、その金属層に伝
熱フィンを取付けて伝熱フィン取付部での金型の局所的
な加熱を防止すると共に、伝熱フィン表面に耐摩耗、耐
酸化性の被膜を設けたことを特徴としている。

すなわち、本考案によれば、流動床炉加熱を行なうスラ
ッシュ成形用金型であって、流動床炉の熱媒砂が直接接
触しない金型部分の表面には金型材料より熱伝導率の大
きい第１の金属の伝導層と、該伝導層から延設された前
記第１の金属から成る少くとも１つの伝熱フィンを設
け、該伝熱フィン表面に前記第１の金属より摩耗強度と
対酸化性の高い第２の金属から成る保護層を形成したこ
とを特徴とするスラッシュ成形型が提供される。

〔作用〕

熱媒砂から伝熱フィンを通って伝達される熱は、フィン
取付部から凹形状部表面の熱伝導率の大きい金属層に伝
達される。このため、熱は金属層全体に均一に分散され
て金属層全体が一様な温度になり、金型も一様に加熱さ
れるためフィン取付部の金型の局所的な温度上昇が生じ
ない。また、熱媒砂と接触するフィン表面には金型材料
と同じ耐摩耗性と耐酸化性の高い金属層を形成している
ため熱媒砂との接触による伝熱フィンの摩耗や表面の酸
化による熱伝達率の変化が防止される。

〔実施例〕

第１図は本考案によるスラッシュ成形用金型の構造の一
実施例を示している。

本考案による金型１は耐摩耗性、耐酸化性が良好で成形
品の脱型性にも優れたニッケル製であり、第４図の金型
と同様底面の凹形状部1aには熱伝導率の大きい銅製の伝
熱フィン７が設けられている。しかし、本実施例におい
ては伝熱フィン７は直接金型表面に取付けないで、凹形
状部1a内の面全体に電鋳により形成した銅の伝導層7aに
銀ロウ又はTIG溶接により接合されている。更に、上記
伝導層7aと伝熱フィン７の表面全体は、同様に電鋳によ
り形成した薄いニッケルの保護層7bで被覆されている。
本実施例では伝熱フィン７と伝導層7a全体を保護層7bで
覆っているが、保護層7bは、伝熱フィン７と熱媒砂３と
が接触する部分のみに設けても良い。

本実施例の金型においては流動床炉に浸漬して金型１を
加熱する際、伝熱フィン７先端は熱媒砂３と接触するこ
とにより加熱され、伝熱フィン７先端から基部へ向う熱
の流れを生じるが、この熱は、伝熱フィン７の基部から
伝導層7aに伝達されるため、伝熱フィン７の基部で局所
的な温度上昇を生じることなく、伝導層7a全体に均一に
分散され伝導層7a全体は一様な温度になる。従って金型
凹形状部1aは一様な温度の伝導層7aにより加熱され、均
一な温度になる。

また、伝熱フィン７と伝導層7aの表面はニッケルの保護
層7bで被覆されているため、熱媒砂３と銅部材との接触
による伝熱フィンの摩耗や表面の酸化による熱伝達率の
経時変化は生じない。ニッケル層7bは、銅に較べて熱伝
導率が小さいが、ニッケル層7bの厚さは、伝熱フィン７
の厚さに対して1/6程度（本実施例では伝熱フィン７の
厚さ3mmに対して0.5mm）とされており、熱媒砂３との接
触面積との比は相当小さくなっているため、全体の熱伝
達率にはほとんど影響しない。

第２図は、伝導層7aを設けたことによる凹形状部1aでの
金型温度均一化の効果を示す図で、伝熱フィンを１つだ
け設けた場合の凹形状部の温度分布を示す。図の実線Ｉ
は本考案による金型（伝熱層7aを形成した場合）を、破
線IIは従来の金型を示す。伝熱フィン取付部Ａ点とＡか
ら70mm離れたＢ点との温度差は、330℃の熱媒砂に浸漬
した場合、従来の金型では約30℃であるのに対し、本考
案の金型では温度差が６℃まで減少し、金型温度が均一
化されていることがわかる。また、本考案によれば成形
後の金型冷却の際にも金型温度の同様な均一化が得られ
るため、冷却速度には大きな差が生じない。

更に、本考案によれば、伝導層7aを設けたことにより、
別の効果を得ることができる。上記実施例において伝熱
フィン７を設けることにより金型の凹形状部温度を金型
の他の部分の温度に近づけ、金型温度均一化を図らんと
しているが成形工程においては成形品の各部分の色相を
調整するため、例えば、金型の凹形状部の温度を他の部
分とわずかに変え、凹形状部での成形品の色相を調整す
るチューニングができれば成形品の品質向上の上で非常
に便利である。本考案の金型においては、伝熱フィンの
熱媒砂への浸漬深さを適宜設定することにより、金型の
凹形状部温度を所要の値に調整できるため、色相チュー
ニングの自由度を増大させることができる。従来の金型
では、伝熱フィンの浸漬深さを変えても、その影響はフ
ィン取付部近傍に集中してしまい、色相チューニングの
自由度は極めて低かったが、本考案によれば凹形状部の
金型温度は均一化されるため、微妙な色相チューニング
が可能となるのである。また、本考案では、伝熱フィン
表面にニッケル層を形成しているため伝熱フィン表面の
酸化により熱伝達率が経時変化することがなく、一旦伝
熱フィン長さを調整して色相チューニングを行なえば、
金型使用時間にかかわらず同一の製品色相を得ることが
できる利点がある。第３図は凹形状部の深さ70mm、熱媒
砂温度330℃としたときの伝熱フィン長さｌと取付部
（Ａ点）における金型温度との関係を表したもので、フ
ィン長さの調整により凹形状部温度の微調整が可能であ
ることを示している。

なお、上記実施例において、金型に凹形状部が存在する
場合の効果について述べたが、本考案は凹形状部にのみ
適用の限定されるわけではなく、例えば長尺の部分を有
する製品を成形する際に、流動床炉への金型浸漬深さを
大きくとれず、製品面の一部が熱媒砂に浸漬できないよ
うな場合、上記と同様な伝導層と伝熱フィンを設け、伝
熱フィンの先端部のみを熱媒砂に浸漬させて金型の非浸
漬部位の温度を上昇させることにも使用できる。このた
め、本考案によれば従来の金型では成形できなかった大
型複雑形状の製品を従来の設備を使用して成形すること
が可能となる。

〔効果〕

上記のように本考案は金型凹形状部に伝導層を介して伝
熱フィンを設け、フィン表面を耐摩耗性と耐酸化性とを
有する金属層で被覆するようにしたことにより、金型の
加熱、冷却に伴う凹形状部の温度不均一を解消し、製品
品質を向上させることが可能となるだけでなく、製品の
色相チューニングの自由度を増大させ、更に従来不可能
であった大型複雑形状製品の成形を可能とするという優
れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるスラッシュ成形型の実施例を示す
断面図、第２図は本考案による金型温度の均一化の一例
を示しグラフ、第３図は伝熱フィン長さと金型温度との
関係を示すグラフ、第４図は従来のスラッシュ成形型の
構造を示す断面図である。 １……金型、1a……凹形状部、２……流動床炉、2a……
多孔板、３……熱媒砂、４……流動空気、５……ヒー
タ、７……伝熱フィン、7a……伝導層、7b……金属層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】流動床炉加熱を行なうスラッシュ成形用金
   型であって、流動床炉の熱媒砂が直接接触しない金型部
   分の表面には金型材料より熱伝導率の大きい第１の金属
   の伝導層と、該伝導層から延設された前記第１の金属か
   ら成る少くとも１つの伝熱フィンを設け、該伝熱フィン
   表面に前記第１の金属より摩耗強度と対酸化性の高い第
   ２の金属から成る保護層を形成したことを特徴とするス
   ラッシュ成形型。