JPS58132507A - 粉末成形法 - 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】 本発明は粉末成形により外観および肉厚均一性に優れた
成形品を得る方法に関するものであり、その特徴は粉末
樹脂組成物（以下粉末樹脂と略記する。）を充分加熱さ
れた金型へ供給すること、粉末樹脂を金型内各部へ迅速
に供給させるため、粉末樹脂を入れた容器を金型に固定
して一体化し、回転および／または揺動（以下回転、揺
動と略記する。）とともに供給することにあり、また必
要ならば余剰の粉末樹脂を各部からの異物混入なしに回
収し、再使用できることにある。

粉末樹脂の成形法の一つに、粉末樹脂を常温または加熱
された成形用金型へ供給し、金型内面へ付着、浴融させ
、樹脂皮膜を形成させ加熱、冷却、脱型して製品とする
粉末成形法がある。

この方法には静置した金型を加熱して成形する静置法や
、金型を回転、揺動し−ｒＩＮ、形する回転法、揺動法
がある。また供給する粉末樹脂も金型いっばいに満たす
方法や製品重量と同じか過剰量を用いる方法がある。こ
れらの方法によりタンク、容器などの硬質中空製品やヘ
ッドレスト、アームレストなどの自動車内装材用の軟質
表皮が製造できる。

容器類のような比較的簡単な形状を有するものは実用化
されているが、異形大型品や比較的鋭い、例えば半径２
ｍＲ以下のコーナ一部を有する製品や深い溝状の凹部で
向き合・ｔ０金門内壁面の間隔が小さい部分を有するよ
うな複雑形状品では、偏肉や欠肉、ピンホールｆｘど（
Ｄ外観不良および肉厚不均一の問題があり、例えば自動
車内装用のクラッシュパッドやメーターカッく一表皮な
どの複雑形状品については、種々試みられているか、必
ずしも成功していない。

また、製品重量より過剰の粉末樹脂を使用する場合は、
余剰の粉末を回収し、再使用するか金型外部への排出は
外部および金型外面からの異物混入のため、再使用する
と製品内に異物が混入し外観を損う問題かある。

かかる現状に鑑み、本発明者は公知の粉末成形に対し、
外観および肉厚均一性（こ優れた成形品を得る方法につ
いて鋭意検討した結果、金型内谷部への粉末樹脂の供給
及び付着、溶融を迅速に行）ことが効果あり、そのため
には粉末樹脂の金型内谷部への供給を迅速に行うべく金
型べく必要量の粉末樹脂を入れた開口部を有する容器を
金型と一体化して使用すること、金型各部に供給された
粉末樹脂を金型接触面で迅速に溶融させるため、粉末樹
脂の溶融温度より充分高温に加熱した金型に供給するこ
とが非常に効果のあること、および成形彼の余剰の粉末
樹脂の排出も粉末樹脂の供給に使用した容器へ排出すれ
ば異物混入がなく、再利用できる粉末樹脂が回収できる
ことを見い出（７本発明に到着したつすなわち、本発明
は粉末樹脂を必要量大れた開口部を有する容器と、粉末
樹脂の溶融温度以上に充分加熱された開口部を有する金
型とを開口部を合わせて固定するか、金型山中空部へ固
定して一体化し、回転、揺動とともに粉末樹脂を容器か
ら金型各部へ迅速に供給し、付着、溶融させ、必要なら
ば余剰の粉末樹脂を容器中へ排出する工程を含むことを
特徴とするものであり、本発明によればピンホールや欠
肉、偏肉のない外観および肉厚均一性に優れた成形品が
得られる。また余剰の粉末樹脂も異物の混入なしに回収
できるため、再使用によっても異物混入のない外観の良
好な成形品が得られる。

本発明により外観および肉厚均一性の優れた製品が得ら
れる理由は次のように推定される。

通常の粉末成形では常温または加熱された金型へ粉末を
供給したのち回転、揺動じて成形されるか、静置した加
熱金型へ粉末が供給されると、金型との接触部で浴融し
粘性が大きくなり、続く回転、揺動による粉末樹脂の流
動性を低下させるため端部への粉末樹脂の供給が制限さ
れ薄肉や欠肉か生ずる。また金型中樹脂付着部と非付着
部の界面では、界面１１近の付着部は非付着部金型面か
らの熱供給か加わり粘性が高くなり、逆に界面付近の非
付着部は付着部に熱吸収されて温度が低下し、続く金型
の回転、揺動時にブリッジを生じたり、伺着ムラか出来
ることから界面にピンホールが生じやすいと推測される
。

常温または粉末樹脂の溶融温度以下の金型へ粉末樹脂を
供給し回転、揺動しながら加熱する方（５） 法は複雑形状の金型では偏肉、欠肉が著しく実用的でな
いが、これは供給された樹脂粉末が金型温度の１昇と共
に徐々に軟化、粘性を帯びるため粉末樹脂の流動性が低
下し、偏肉、欠肉が著るしくなるものと推測される。

本発明では粉末樹脂の金型各部への供給、付着、溶融が
粉末樹脂の溶融温度以上に充分加熱された金型へ、その
回転、揺動とともに迅速に行えるため前述のような問題
が解消され外観、肉厚均一性に優れた成形品が得られる
ものと推測される。

本発明に使用される容器は、材質は金属、紙、木、プラ
スチックなど特に限定されるものではないが、必要量の
粉末樹脂を入れるに充分な強度と一体化される金型から
の温度で変形しないことが必要であるし、断熱するなど
して金型からの熱伝導を小さくするがよい。容器の形状
は必ｉｔの粉末樹脂が充分大る容量を有しておれば球形
でも角形でも良いが、内部形状は粉末樹脂の供給が迅速
にできるものがよい。容器の開（６） 口部の形状は金型開口部形状に近似したものが望ましく
、開口部大きさは金型開口部と同程度かやや小さいもの
が、粉末の供給が均一かつ迅速に行えるため好ましい。

本発明で使用される容器と金型の一体化は、クリップ式
、ねじ式など簡便で短時間に行える方法かよい。

金型開口部と容器がそのままでは一体化しにくい構造の
場合は金型及び容器の各開口部に外枠を取りつけること
により、一体化できる。

容器及び金型の開口部は密着でき、回転、揺動時に粉末
樹脂が外部にもれないよう工夫が必要であり、断熱も兼
ねて密着部へバッキングを入れるのが望ましい。

容器は通常開口部を上方にして、金型開口部を下にして
一体化し、回転、揺動とともに粉末樹脂は自動的に金型
各部へ供給される１、金型開口部との固定は、可能なら
ば容器の開口部が金型の中空部分になるように容器側面
または底部で行ってもよい。

金型開口部と容器開口部が直接固定一体化できない場合
、例えば２つの金型を開口部を合わせて製品の２個取り
としたような割り金型に対しては、割り金型の金型合わ
せ部へ容器固定支持台を金型中空部に向けて設け、これ
に容器を固定するか、容器の外枠を金型合わせ部へ固定
することにより、加熱された金型と固定、一体化できる
。

この場合容器開口部を上方にして固定するか、粉末樹脂
の供給が迅速、均一にできるように開口部を２個以上と
する場合は、固定時の粉末樹脂のもれを防止するため蓋
を設け、回転、揺動時に自動的に、または金型外から機
械的に蓋を開けて樹脂を金型内に迅速に供給できる。

本発明では容器から金型への粉末樹脂の供給は回転、揺
動とともに行なわれるが、金型各部への供給を出来るだ
け均一に行うために、必要ならば容器開口部に粉末樹脂
の粒径より大きい網目のメツシュやじゃま板を設けるこ
ともできる。

本発明では、必要量の粉末樹脂を入れた容器と加熱され
た金型を一体化し、その後全体を回転、揺動とともに粉
末樹脂を容器から金型各部へ迅速に供給し、付着、溶融
させるが、容器と金型の一体化は、回転、揺動装置に予
め取りつけた容器に、加熱された金型を開口部を合わせ
て一体化するか、金型を回転、揺動装置に取りつけた状
態で加熱彼、容器と一体するか、または加熱された金型
と容器を一体化したのち回転、揺動装置に取りつけても
よい。

本発明では加熱金型への粉末樹脂の供給が必須であるか
、金型の温度は供給された粉末樹脂が金型内接触面では
、急速に溶融Ｌ７、必要な厚みの反駁を形成するに充分
な温度すｊ（わち粉末樹脂の溶融温度より充分高い温度
であって、成形中に樹脂組成物の分解など変質しない温
度範囲で選ばれる。

回転、揺動は通常粉体成形で用いられる単軸、二軸の回
転装置や揺動装置が用いられる。才た揺動と単軸回転を
併用することもできる５粉末（９） 樹脂の加熱金型的各部への供給を短時間に行うため、回
転、揺動は比較的速い速度で行うことが望ましい。必要
ならば回転、揺動中に金型に軽い衝撃を与え過剰に付着
した不要の粉末樹脂を除去することもできる。

本発明に使用される粉末樹脂はポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ナイロン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなど
の熱可塑性樹脂に必要な添加剤を配合したものが使われ
るが、これらの内特にポリ塩化ビニル樹脂に可塑剤を配
合した軟質粉末組成物は比較的低温で迅速に溶融するた
め、本発明によｈ１複雑形状を有する製品が容易に得ら
れる。

容器へ入れる粉末樹脂の量は、必要量が用いられるが、
必要量とは成形できるに充分な量で製品重量と同じかそ
れ以上の過剰竜をいう。

過＠量の粉末樹脂を使用した場合は余剰の粉末樹脂を回
収、再利用するが外部への排出は金型および外部からの
汚れや錆が混入し、再利用に供すると異物による成形皮
膜の外観不良が発（１０） 生する。本発明の方法によれば、余剰の粉末樹脂は容器
中に排出されるため異物の混入が避けられ、回収粉末樹
脂の角使用によっても外観の良好な成形品が得られる。

開口部が金型の中空部にある場合や、割り金型のような
中空金型では、余剰粉末樹脂の容器中への全量回収は困
難であるため、一部は外部に排出されることとなるため
回収効果は減ぜられる、。

金型へ付着、溶融した樹脂皮膜は、金型を容器からはず
し、再度溶融温度以−ヒに加熱して皮膜離面まで溶融後
冷却する。皮膜厚みの小さい製品や金型温度か高く、熱
容量の大きい金型を使用する場合は再加熱なしでも充分
溶融することもあるし、離面まで完全に溶融する必要の
ない製品では再加熱なしでそのまま冷却する。

適度に冷却された金型から成形品を脱型して外観１の優
れた成形品か得られる。

本発明における金型の予熱および再加熱は、カス燃焼、
電気、高周波、超音波など各種エネルギーが使用できる
。

以上、本発明は複雑形状を有する外観、肉厚均一性の優
れた成形品が容易に得られる点で工業上の利用価値は大
である。

以下、本発明を具体的に説明するため実施例を比較例と
ともに示すが本発明はこれに限定されるものではない。

実施例 粉末樹脂として軟質塩化ビニル樹脂組成物を用いた場合
を示す。

８ｇ−１１Ｆ（塩化ビニル樹脂）（住友化学工業■製）
９０部ＰＸＮ（１（塩化ビニル樹脂〕（住人化学工業特
製）　１０ＤＩＤＰ　　（可製剤）７０ ＫＲ−１３９Ｂ−１（安定剤）　　（共同薬品■製）　
　８上記配合からなるトライブレンドした粉末樹脂を二
軸回転装置架台に取り付けたａｏｏｉｍＸ２００ｍＢの
長方形の開口部を有し深さ８０謁の角型鉄製容器にＩ　
Ｋｙ投入した。一方同じ大きさの開口部を有する複雑形
状を有する自動単円装用前面メーターカバー表皮用金型
を８００℃のガス炉中で予備加熱した。加熱された金型
をその開口部（８００ｍｘ　２００ｍ）を上記容器開口
部に合わせ置き、双方の開口部のまわりに取り付けられ
ている外枠を密着させ、クリップで固定し一体化した。

この時の金型温度はおよそ１８０℃であった。すぐに自
転、公転速度を共に毎分２０回転で回転させ粉末を金型
内に供給し８０秒後に回転を止め、容器から金型を取り
はずし３００℃のガス炉で２分間後加熱したのち、水冷
し、成形皮膜を脱型した。

成形皮膜は重−１５８０５’、厚み０．７〜０．９謡の
欠肉のない、複雑形状の金型の細部まで十分に再現され
た肉厚の均一性に優れたピンホールのない製品を得た。

容器には４２０ｙの異物の混入のない粉末樹脂が回収さ
れた。

この回収粉末樹脂に未使用の粉末樹脂を追加１７てＩＫ
ｆとし、同様の操作で回転成形を実施したところ、外観
及び肉厚均一性に優れた（１８） 製品を得た。

比較例 開口部に断熱された著をつけた実施例と同じ金型を回転
装置の架台に取り付はガス炉中で加熱した。金型温度が
およそ１８０℃になった時蓋をあけ実施例の粉末樹脂１
〜を投入したのち、すぐに実施例同様回転成形を行った
。回転を止め余剰の粉末を外部へ排出したのち、実施例
同様再加熱、冷却、脱型した。

成形皮膜は重量６９０７、厚み０．１〜２．８鱗であり
、最初に粉末樹脂供給の行なわれた部分が肉厚でその他
の部分は薄肉であり、特に端部に欠肉に近い部分が認め
られた。また最初に投入された粉末樹脂の接触部とその
後の回転による流動で供給された部分の界面付近及び金
型凹部の先端部分に多数のピンホールが認められた。一
方回収された粉末樹脂は金型及び架台に付着していた樹
脂の焼けや錆が耳 少し混入しており、苓使用した製品に異物による黒点が
認められた。

〔１４完〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粉末樹脂組成物を必要量大れた開口部を有する容器を粉
   末樹脂組成物の溶融温度より充分高５　温に加熱された
   開口部を有する金型と、開口部を合わせて固定するか、
   金型山中空部へ固定して一体化し、回転および／または
   揺動とともに粉末樹脂組成物を容器から金型内各部へ迅
   速に供給し、付着、溶融させ、必要ならば余剰の粉末樹
   脂組成物を容器中−・排田する工程を含むことを特徴と
   する外観および肉厚均一性に優れた成形品を得る方法７