KR20170130523A - 파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형법 - Google Patents

파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형법 Download PDF

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KR20170130523A
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Abstract

금형의 이송 시간을 이용해서, 금형을 예비 가열하는, 다운 사이징 가능한 파우더 슬러쉬 성형기, 및 그러한 파우더 슬러쉬 성형기를 사용해서 이루어지는 파우더 슬러쉬 성형법을 제공한다.
금형 온도가 소정 온도 이상의 값으로 되도록 금형을 가열하는 금형 가열부와, 성형 수지를 파우더링하면서 분사하여, 가열한 금형의 내표면에, 소정 두께의 시트상물을 성형하는 파우더 슬러쉬부와, 금형 온도가 소정 온도 이하로 되도록, 금형을 냉각하는 금형 냉각부와, 냉각한 시트상물을, 금형으로부터 탈형하는 금형 가공부를 구비하고, 금형을, 각부 사이에서 이동시키는 반송 장치를 더 구비하여 이루어지는 파우더 슬러쉬 성형기 및 그것을 사용해서 이루어지는 파우더 슬러쉬 성형법으로서, 반송 장치의 일부에, 금형을 예비 가열하기 위한 예비 가열 장치가 설치되어 있다.

Description

파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형법
본 발명은, 파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형법에 관한 것이다. 특히, 금형의 본(本)가열로 외에, 금형을 반송 중에 예비 가열하기 위한 예비 가열 장치를 구비한 파우더 슬러쉬 성형기, 및 그러한 파우더 슬러쉬 성형기를 사용한 파우더 슬러쉬 성형법에 관한 것이다.
종래, 자동차의 내장재 등의 대형이며, 복잡형상을 갖는 시트상물을 제조함에 있어서, 파우더 슬러쉬부와, 금형 냉각부를 구비한 파우더 슬러쉬 성형기를 사용해서, 분말 수지 파우더(성형 수지)를 슬러쉬 성형하는 파우더 슬러쉬 성형법이 널리 실시되고 있다.
여기에서, 성형 수지로 이루어지는 내장재의 두께를 균일화하기 위해, 각종 금형을 균일하게 가열하는 것이 요구되고 있다.
그래서, 예를 들면, 소정 온도로 제어된 가(假)가열 공정 및 예비 가열 공정을 각각 구비하여, 금형을 균일하게 가열함과 함께, 금형을 사용한 후, 소정 온도의 수중(水中)에 침지해서 서냉하는 것을 특징으로 한 피혁의 형성 방법으로서의, 파우더 슬러쉬 성형법이 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
또한, 슬러쉬 성형 금형을 다공성 금형으로 해서, 당해 금형의 재료 투입구에 열풍 공급용 덕트의 개구부를 맞닿게 해서, 당해 덕트로부터 열풍을 금형 내에 압송하는 것을 특징으로 하는 슬러쉬 성형 금형의 가열 방법이 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조).
일본국 특개평3-202329호 공보 일본국 특개평4-191018호 공보
그러나, 상술한 파우더 슬러쉬 성형 방법 등의 어느 것에 있어서도, 가열로나 후가열로에 의한, 시트상물의 형성면인 금형의 내표면에 대한 일 방향로부터의 열풍 분사에 의한 가열만을 고려하고 있어, 금형 전체로서의 고속 가열이나 균일 가열이, 아직 불충분하다는 문제가 보였다. 특히, 금형의 대형화나 이형화에 수반해서, 만곡하거나, 오목하거나 한 내표면 부분의 가열이 불충분해지기 쉽다는 문제가 보였다.
그래서, 이러한 금형의 대형화나 이형화에 대해, 고속 가열이나 균일 가열을 의도해서, 가열로뿐만 아니라, 후가열로를 설치하는 것도 제안되어 있었다.
단, 이와 같이 후가열로를 설치하면, 파우더 슬러쉬 성형기가 대형화되거나, 혹은, 시트상물의 제조 공정에 요하는 시간이 과도하게 길어지기 쉽다는 새로운 문제가 보였다.
그래서, 본 발명의 발명자는 예의 검토한 결과, 금형을 이송하기 위한 반송 장치에, 예비 가열 장치를 장비함에 의해, 금형의 외표면(시트상물의 비형성면:A면)뿐만 아니라, 금형의 내표면(시트상물의 형성면:B면)에 대해서도, 전체적 또는 국소적으로, 소정 온도로 예비 가열함에 의해, 본가열로에 있어서, 금형이 만곡한 내표면 부분이나, 오목한 내표면 부분, 혹은 오프셋된 부분 등도 포함하여, 금형 전체를 고속으로 또한 균일하게 가열할 수 있음을 알아냈다.
즉, 본 발명은, 금형의 이송 시간을 이용해서 금형을 예비 가열하는 기구를, 반송기 자체에 장비해서, 반송 동안 등에 예비 가열함에 의해, 본가열로에 있어서, 금형 전체를 고속으로 또한 균일하게 가열할 수 있고, 나아가서는, 후가열로 등을 생략해서, 다운 사이징이 가능한 파우더 슬러쉬 성형기, 및 그러한 파우더 슬러쉬 성형기를 사용해서 이루어지는 파우더 슬러쉬 성형법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명에 따르면, 금형 온도가 소정 온도 이상의 값으로 되도록 금형을 가열하는 금형 가열부와, 성형 수지를 파우더링하면서 분사하여, 가열한 금형의 내표면에, 소정 두께의 시트상물을 성형하는 파우더 슬러쉬부와, 금형 온도가 소정 온도 이하로 되도록, 금형을 냉각하는 금형 냉각부와, 냉각한 시트상물을, 금형으로부터 탈형(脫型)하는 금형 가공부를 구비하고, 금형을, 각부 사이에서 이동시키는 반송 장치를 더 구비하여 이루어지는 파우더 슬러쉬 성형기로서, 반송 장치의 일부에, 금형을 가열하기 위한 예비 가열 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기가 제공되어, 상술한 문제점을 해결할 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 반송 장치의 일부에, 금형을 가열하기 위한 예비 가열 장치가 설치되어 있으므로, 금형의 이송 시간을 이용해서, 금형 전체, 즉, 시트상물의 비형성면(A면)뿐만 아니라, 형성면(B면)에 대해서도, 예비 가열할 수 있다. 그 때문에, 본가열 시, 금형의 내표면 형상(만곡, 오목, 오프셋 등)에 상관없이, 금형 전체를, 균일하고 또한 고속으로, 소정 온도로 가열할 수 있다.
또한, 이러한 예비 가열 장치의 가열에 의해, 금형의 내표면과 외표면의 온도차가 작아지고, 나아가서는, 금형의 금속 피로나, 성형 수지의 내표면에 대한 베이킹 현상의 발생을 효과적으로 억제하면서, 본가열로에 있어서, 금형 전체를, 균일하고 또한 고속으로 가열할 수 있다.
또한, 예비 가열 장치에 의해, 금형을 보조적으로 가열할 수 있기 때문에, 본가열로에 있어서의 본가열을 보조할 수 있고, 나아가서는, 본가열로에 있어서의 가열 능력이나 사이즈 등을 억제할 수 있다. 예를 들면, 예비 가열 장치에 의해, 반송 동안, 즉, 본가열로에 투입 전의 금형 온도를 10℃ 높이는 것만으로, 본가열로에 있어서의 소정 온도로 하기 위한 가열 능력(10% 이상)의 전력 소비의 저하가 가능하다.
따라서, 종래 행해지고 있던, 시트상물을 더 경화시키기 위한 후가열로의 설치 등을, 사실상 생략할 수 있고, 그 만큼, 본 발명에 따르면, 다운 사이징이 가능하여, 전체적으로, 소형화나 공간 절약화된 파우더 슬러쉬 성형기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기에 따르면, 예비 가열 장치가, 원적외선 가열 방식의 히터를 구비하는 것이 바람직하다.
이와 같이 원적외선 가열 방식의 히터, 예를 들면, 세라믹 히터를 구비함에 의해, 금형의 적어도 외표면의 임의 장소로부터, 열선이 내부까지 침투하여, 금형의 내표면 형상에 상관없이, 금형 전체를, 양면(A면 및 B면)으로부터, 보다 균일하고 또한 고속으로 가열할 수 있다.
또한, 원적외선 가열 방식의 히터이면, 복수 매 구비했을 경우여도, 원적외선을 이용해서, 단시간에, 소정 온도로 가열할 수 있을 뿐만 아니라, 비교적 경량이어서, 공간 절약화가 도모되기 때문에, 반송 장치의 일부에 부착했다고 해도, 당해 반송 장치를, 원활하고 또한 고속으로 이송할 수 있다.
또한, 복수의 원적외선 가열 방식의 히터를 구비할 수 있으므로, 소정 온도로 가열하기 어려운 개소에 있어서는, 가열하기 어려운 개소와 비교해서, 그 곳만 집중적으로 발열량을 용이하게 조정해서, 금형 전체적으로, 균일한 가열 상태(온도 프로필)로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기에 따르면, 예비 가열 장치가, 하방에 개구한 개구부를 갖고 있고, 당해 개구부를 통해, 금형을 수용하는 피복 부재를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
즉, 이와 같이 하방에 개구한, 대체로 보울(bowl)형의 피복 부재(단열 파지 부재)를 적어도 구비함에 의해, 금형의 주위를, 상방으로부터 덮으면서, 확실히 파지할 수 있음과 함께, 예비 가열한 금형으로부터의 열의 방산을 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기에 따르면, 반송 장치가, 금형을 파지함과 동시에, 예비 가열 장치에 스위치를 넣어, 금형을 예비 가열하기 위한 동기 기구를 구비하는 것이 바람직하다.
이와 같이 금형의 파지 동작과 동기해서, 금형을 예비 가열하는 구성으로 함에 의해, 금형의 이송 시간을 더 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기에 따르면, 파우더 슬러쉬부와, 금형 냉각부가 일체화되어 있고, 파우더 슬러쉬부와, 금형 냉각부 사이에, 파우더 슬러쉬부에 있어서의 파우더 박스와, 금형 냉각부에 있어서의 냉각 장치(이하, 냉각 부스라 할 경우도 있음)의 위치 교환을 가능하게 하는 교환 장치가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
즉, 파우더 슬러쉬부에 있어서, 시트상물을 성형한 후, 금형을 냉각할 때에는, 파우더 슬러쉬 종료 후의 분체 박스가, 파우더 슬러쉬부로부터 박스 교환 위치로 이동함과 함께, 금형 냉각부에 설치되어 있는 냉각 장치가, 파우더 슬러쉬부의 회전 장치의 바로 아래로 이동해서, 금형의 내표면을 외부로 해방한 상태에서, 금형의 외표면에 대해, 냉각수를 샤워 또는 냉각 미스트를 분사함에 의해, 신속히 냉각할 수 있다.
따라서, 이와 같이 일체화한 파우더 슬러쉬부 및 금형 냉각부로 함에 의해, 파우더 슬러쉬 성형기 전체적으로, 더 다운 사이징해서, 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 태양은, 금형 온도가 소정 온도 이상의 값으로 되도록 금형을 가열하는 금형 가열부와, 성형 수지를 파우더링하면서 분사하여, 가열한 금형의 내표면에, 소정 두께의 시트상물을 성형하는 파우더 슬러쉬부와, 금형 온도가 소정 온도 이하로 되도록, 금형을 냉각하는 금형 냉각부와, 냉각한 시트상물을, 금형으로부터 탈형하는 금형 가공부를 구비하고, 금형을, 각부 사이에서 이동시키는 반송 장치를 더 구비함과 함께, 반송 장치의 일부에, 금형의 적어도 외표면을 가열하기 위한 예비 가열 장치가 설치되어 있는 파우더 슬러쉬 성형기를 사용해서 이루어지는 파우더 슬러쉬 성형법이다.
그리고, 반송 장치가, 금형을 파지해서, 금형 가공부로부터, 금형 가열부로 이송하는 공정과, 금형 가열부에 있어서, 금형 온도가 소정 온도 이상의 값으로 되도록 금형을 가열하는 공정과, 반송 장치가, 가열된 금형을 파지해서, 금형 가열부로부터, 파우더 슬러쉬부로 이송한 후, 성형 수지를 파우더링하면서 분사하여, 가열한 금형의 내표면에, 소정 두께의 시트상물을 성형하는 하는 공정과, 금형을 냉각하는 냉각 공정과, 냉각한 시트상물을, 금형으로부터 탈형하는 공정을 포함하고, 또한, 반송 장치가, 금형을 파지해서, 금형 가공부로부터, 금형 가열부로 이송하는 공정 동안에, 반송 장치의 일부에 설치되어 있는 예비 가열 장치에 의해, 금형을 예비 가열하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형법이다.
즉, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형법에 따르면, 금형의 이송 시간을 이용해서, 금형의 외표면이나 내표면, 즉, 시트상물의 형성면을 예비 가열할 수 있기 때문에, 금형의 내표면 형상에 상관없이, 본가열 시, 금형 전체를, 균일하고 또한 고속으로, 소정 온도로 가열할 수 있다.
특히, 예비 가열 공정을 포함하는, 복수 공정에서, 금형을 가열하기 때문에, 금속 피로나 성형 수지의 내표면에 대한 베이킹 현상의 발생을 효과적으로 억제하면서, 금형의 내표면 형상에 상관없이, 금형 전체를, 균일하고 또한 고속으로 가열할 수 있다.
또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형법에 따르면, 일단 성형한 시트재를 더 경화시키기 위한 후가열로를 사실상 생략할 수 있고, 소정의 예비 가열 장치를 더 구비함에 의해, 가열로 자체를 소형화할 수 있기 때문에, 그 만큼, 다운 사이징이 가능하여, 전체적으로, 소형화나 공간 절약화된 파우더 슬러쉬 성형기를 제공할 수 있다.
보다 구체적으로는, 일단 성형한 시트재를 더 경화시키기 위한, 후가열로 등을 사실상 생략할 수 있기 때문에, 그 만큼, 소형의 파우더 슬러쉬 성형기를 사용한 파우더 슬러쉬 성형법을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형법에 따르면, 반송 장치가, 금형(구별을 위해, 제1 금형이라 할 경우가 있음)을 이송할 때에, 당해 금형과는 다른 금형(구별을 위해, 제2 금형이라 할 경우가 있음)을, 반송 장치의 하방에 파지해서, 동시에 반송하는 것이 바람직하다.
이와 같이 복수의 금형(제1 금형 및 제2 금형)을, 하나의 반송 장치로, 동시 반송함에 의해, 이동 거리가 짧아지거나, 소정 처리의 동작성이 향상하거나 해서, 시트재의 하나당 성형 시간(이후, 택트 타임, 혹은 사이클 타임이라 할 경우가 있음)을 더 짧게 할 수 있다.
더욱이는, 반송 장치에 설치한 예비 가열 장치에 의해, 제1 금형 및 제2 금형을 동시 반송하면서, 제1 금형 및 제2 금형, 혹은, 어느 한쪽의 금형을 예비 가열할 수 있기 때문에, 택트 타임을 보다 더 짧게 하거나, 다운 사이징화에 기여하거나 할 수 있다.
또한, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형법에 따르면, 파우더 슬러쉬부와, 금형 냉각부가 일체화되어 있고, 금형을 냉각할 때에는, 파우더 슬러쉬 종료 후의 분체 박스가, 파우더 슬러쉬부로부터 박스 교환 위치로 이동함과 함께, 금형 냉각부에 설치되어 있는 냉각 장치가, 파우더 슬러쉬부의 회전 장치의 바로 아래로 이동해서, 금형을 파지하는 프레임 부재와 걸어 맞추고, 금형의 내표면을 외부로 해방한 상태에서, 금형의 외표면에 대해, 냉각수를 샤워 또는 냉각 미스트를 분사하는 것이 바람직하다.
이러한 파우더 슬러쉬 성형법에 따르면, 파우더 슬러쉬부가, 금형 냉각부를 겸하고 있으므로, 파우더 슬러쉬 성형기 전체적으로, 더 다운 사이징해서, 소형화나 시트상물의 성형 시간의 단축화를 도모할 수 있다.
도 1은, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기의 일례를 설명하기 위해 제공하는 측면도.
도 2는, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기의 일례를 설명하기 위해 제공하는 평면도.
도 3의 (a)~(b)는, 본 발명의 다른 파우더 슬러쉬 성형기를 설명하기 위해 제공하는 측면도 및 평면도.
도 4의 (a)~(b)는, 예비 가열부를 구비한 반송 장치를 설명하기 위해 제공하는 평면도 및 정면도.
도 5는, 예비 가열부를 구비한 반송 장치를 설명하기 위해 제공하는 측면도.
도 6의 (a)는, 예비 가열부의 원적외선 가열 방식의 히터를 설명하기 위해 제공하는 도면(사진)이고, 도 6의 (b)는, 다른 예비 가열부의 원적외선 가열 방식의 히터를 설명하기 위해 제공하는 개략도.
도 7은, 금형 가열부의 일례를 설명하기 위해 제공하는 도면.
도 8의 (a)~(b)는, 다른 금형 가열부를 설명하기 위해 제공하는 도면.
도 9의 (a)~(c)는, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형법을 설명하기 위해 제공하는 도면(그 1).
도 10의 (a)~(b)는, 본 발명의 파우더 슬러쉬 성형법을 설명하기 위해 제공하는 도면(그 2).
도 11은, 건조 장치를 설명하기 위해 제공하는 도면.
도 12의 (a)~(b)는, 각각 가열 장치를 설명하기 위해 제공하는 도면.
[제1 실시형태]
제1 실시형태는, 도 1~도 2, 혹은 도 3에 예시하는 바와 같이, 금형(60)의 온도가 소정 온도 이상의 값으로 되도록 금형(60)을 가열하는 금형 가열부(A부)와, 성형 수지를 파우더링하면서 분사하여, 가열한 금형(60)의 내표면에, 소정 두께의 시트상물(94)을 성형하는 파우더 슬러쉬부(B부)와, 금형(60)의 온도가 소정 온도 이하로 되도록, 금형(60)을 냉각하는 금형 냉각부(C부)와, 냉각한 시트상물(94)을, 금형(60)으로부터 탈형하는 금형 가공부(E부)를 구비하고, 금형(60)을, 각부 사이에서 이동시키는 반송 장치(62)를 더 구비하여 이루어지는 파우더 슬러쉬 성형기(10, 10a)이다.
그리고, 도 4~도 5에 예시하는 바와 같이, 반송 장치(62)의 일부에, 금형(60)의 적어도 외표면을 가열하기 위한 예비 가열 장치(63)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기(10, 10a)가 제공되어, 상술한 문제점을 해결할 수 있다.
이하, 도면을 적절히 참조해서, 제1 실시형태의 파우더 슬러쉬 성형기(10, 10a)를 구체적으로 설명한다.
또한, 도 1 및 2는, 파우더 슬러쉬부(B부)와, 금형 냉각부(C부)가 각각 독립 해서 이루어지는 파우더 슬러쉬 성형기(10)의 측면도, 및 평면도(반송 장치는 생략)를 나타내고 있다.
또한, 도 3의 (a)~(b)는, 파우더 슬러쉬부(B부)와, 금형 냉각부(C부)가 일체화(B부/C부)해서 이루어지는 각각 파우더 슬러쉬 성형기(10a)의 측면도, 및 평면도를 각각 나타내고 있다.
또한, 도 4의 (a), (b) 및 도 5는, 각각 예비 가열 장치(63)를 구비한 반송 장치(62)의 상면도, 정면도, 및 측면도(금형(60)을 탑재한 상태)이다.
1. 기본적 구성
도 1 및 2에 나타내는 파우더 슬러쉬 성형기(10)의 경우에는, 적어도 4개의 금형(60)(60A, 60B, 60C, 60D)이 사용되는 것을 전제로 해서, 각각 소정 시기에, 금형 가공부(E부), 예비 가열부(A'부), 금형 가열부(A부), 파우더 슬러쉬부(B부), 금형 냉각부(C부), 금형 교환부(D부), 다시 금형 가공부(E부)의 순으로, 예비 가열 장치(63)를 구비한 반송 장치(62)에 의해 각부를 이동하는 기본적 구성을 구비하고 있다.
또한, 도 3에 나타내는 파우더 슬러쉬 성형기(10a)의 경우에는, 적어도 3개의 금형(60)(60A, 60B, 60C)이 사용되는 것을 전제로 해서, 각각 소정 시기에, 금형 가공부(E부), 예비 가열부(A'부), 금형 가열부(A부), 파우더 슬러쉬부/냉각부를 포함하는 일체 개소(B부/C부), 금형 교환부(D부), 다시 금형 가공부(E부)의 순으로, 예비 가열 장치(63)를 구비한 반송 장치(62)에 의해 각부를 이동하는 기본적 구성을 구비하고 있다.
그리고, 각각의 파우더 슬러쉬 성형기(10, 10a)에 있어서, 일련의 파우더 슬러쉬 성형을 완결하기 위한 처리가 병행적으로 행해져, 최종적으로, 수지 성형품인 시트상물(94)을 신속하고 또한 안정적으로 얻을 수 있다.
2. 금형 가공부
도 1 등에 나타나는 금형 가공부(E부)는, 파우더 슬러쉬 성형한 시트상물(94)을, 금형(60)으로부터 취출하는 탈형 작업을 행하기 위한 부위이다.
그리고, 도 1 등에 나타나는 바와 같이, 금형(60)은, 이동 및 신속 처리를 용이하게 하기 위해, 프레임 부재(61)에 부착되어 있고, 당해 프레임 부재(61)와 함께, 반송 장치(예를 들면, 크레인)(62)에 의해, 금형 가공부(E부)를 스타트 지점으로 해서, 소정 부분 사이를, 임의로 이동할 수 있도록 구성되어 있다.
보다 구체적으로는, 도 3의 (a)에 나타나는 바와 같이, 반송 장치(62)가, 수평 방향인 화살표F나, 연직 방향인 화살표G를 따라, 각각 금형(60)을 파지한 상태에서, 임의로 이동할 수 있다.
또한, 후술하는 바와 같이, 도 3의 (a)에 나타나는 바와 같이, 반송 장치(62)의 상방에는, 예비 가열부(A'부)로서 예비 가열 장치(63) 및 모터/송풍팬을 포함하는 구동 장치(63b)가 구비되어 있고, 금형(60)의 반송 중에, 금형 온도를 소정 온도로 조정할 수 있도록 구성되어 있다.
3. 예비 가열 장치
또한, 도 3의 (a)에 나타나는 바와 같이, 반송 장치(62)의 상방에, 예비 가열부(A'부)로서, 예비 가열 장치(63) 및 모터/송풍팬을 포함하는 구동 장치(63b)가 구비되어 있어, 금형(60)의 반송 동안에, 금형 온도를 소정 온도로 조정할 수 있도록 구성되어 있다.
보다 구체적으로는, 도 4~도 5에 나타내는 바와 같이, 반송 장치(예를 들면, 크레인)(62)에 의해, 금형(60)은, 금형 가공부(E부)로부터 금형 가열부(A부)로 이송되지만, 그 때, 반송 장치(62)에는, 금형(60)의 적어도 외표면을 가열하기 위한 예비 가열 장치(63)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
즉, 이러한 예비 가열 장치(63)에 의해, 금형(60)의 반송 동안의 시간을 이용해서, 금형(60)에 있어서의 시트상물(94)의 비형성면인 외표면(A면)뿐만 아니라, 시트상물(94)의 형성면인 내면(B면)에 대해서도, 소정 온도로 예비 가열할 수 있다.
그 때문에, 금형(60)의 내표면 형상(만곡, 오목, 오프셋 등)에 상관없이, 예비 가열과 아울러서, 본가열 시, 금형 전체를, 균일하고 또한 고속으로, 소정 온도로 가열할 수 있다.
또한, 이러한 예비 가열 장치(63)에 의해, 금형(60)의 내표면(B면)과 외표면(A면)의 온도차가 작아져, 금형(60)의 금속 피로나, 성형 수지의 내표면에 대한 베이킹 현상의 발생을 효과적으로 억제하면서, 금형 전체를, 균일하고 또한 고속으로 가열할 수 있다.
또한, 예비 가열 장치(63)에 의해, 보조적으로 가열할 수 있기 때문에, 일단 성형한 시트재를 더 경화시키기 위한 후가열로를 사실상 생략할 수 있다. 따라서, 그 만큼, 다운 사이징이 가능하여, 전체적으로, 소형화나 공간 절약화된 파우더 슬러쉬 성형기를 제공할 수 있다.
여기에서, 예비 가열 장치(63)에 의해, 금형(예를 들면, 두께 3.5mm의 니켈주조합금제)(60)을 예비 가열했을 때의, 당해 금형(60)의 외면 온도, 즉, 예비 가열 온도를, 예를 들면, 200℃ 이하의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 예비 가열 온도가 200℃를 초과한 값이 되면, 예비 가열 장치(63)에 있어서의 가열 능력상의 부담이 커지거나, 환경 온도의 영향이나 금형(60)의 열 이력 등의 영향에 의해, 이송 시간 동안에, 이러한 온도에 달하는 것이 곤란해지거나 할 경우가 있기 때문이다.
단, 이러한 예비 가열 온도가 과도하게 낮으면, 금형(60)의 본가열에의 보조 효과가 과도하게 적어지거나, 반대로, 금형(60)의 본가열 시의 금형 온도의 편차가 생기기 쉬워지거나 할 경우가 있다.
따라서, 예비 가열 온도를, 예를 들면, 100~180℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 120~160℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 더 바람직하다.
또한, 예비 가열 온도는, 열전대, 적외선 온도계, 서모그래피, 소비 전력계 등의 적어도 하나를 사용해서, 측정할 수 있지만, 더욱이는, 연속적 또는 단속적으로 측정하고, 또한, 본가열로에 들어가기 전의 온도를, 예비 가열 온도의 대표값으로 할 수 있다.
또한, 이러한 예비 가열 장치(63)로서는, 도 6의 (a)~(b)에 나타내는 바와 같은, 원적외선 가열 방식의 히터(일부 송풍팬도 포함함)(63a)를 구비하는 것이 바람직하다.
도 6의 (a)는, 일례의 원적외선 가열 방식의 히터(세라믹 히터)(63a)의 외관을 나타내는 도면(사진)이지만, 예를 들면, 조사 면적이 250×250㎟인 사각 형상의 세라믹 히터(63a)로서, 3상, 200V, 30A의 정격 전원을 사용해서, 1~6kW/개의 발열이 가능하다.
또한, 도 6의 (b)는, 다른 원적외선 가열 방식의 히터(세라믹 히터)(63a)의 단면도이지만, 후방으로부터, 송풍기(153), 호스(154), 호스 접속구(151a), 정류판 부재(155), 통기 구멍이 설치되어 있는 배출 조정 부재(158), 원적외선 방사 발열체(159), 및, 하우징(151)으로 구성되어 있다.
그리고, 원적외선 방사 발열체(159)는, 예를 들면, 얇은 띠 형상의 통전 재료를 기판으로 해서, 그 표면에 세라믹스 재료가 용사 피복되어 있고, 기판에 통전함에 의해, 발열하고, 세라믹스 재료 표면으로부터, 전방을 향해 원적외선(160)을 방사할 수 있다.
따라서, 일부 송풍팬을 병용함에 의해, 균일하고 또한 신속하게, 원적외선(160)을 더 방사시킬 수 있다.
즉, 이러한 원적외선 가열 방식의 히터(63a) 중 어느 하나를 사용함에 의해, 금형(60)의 전체면(A면 및 B면)은 물론, 임의 장소에 대해, 원적외선(열선)을 침투시킬 수 있으므로, 금형(60)의 내표면 형상에 상관없이, 금형(60)의 내부를 포함하는 전체를, 보다 균일하고 또한 신속하게 예비 가열할 수 있다.
또한, 이러한 원적외선 가열 방식의 히터(63a)이면, 비교적 경량이고 또한 박형이므로, 예비 가열 장치(63)로 해도, 경량화, 박형틀, 공간 절약화 등을 도모할 수 있다.
따라서, 이러한 예비 가열 장치(원적외선 가열 방식의 히터)(63)를 반송 장치(62)의 일부에 부착했다고 해도, 금형(60)을 예비 가열하면서, 종래와 같은 반송 장치(모터, 와이어, 기어 등)(63b)를 기본적으로 사용해서, 원활하고 또한 고속으로 이송할 수 있다.
또한, 도 3의 (a) 등에 나타내는 바와 같이, 예비 가열 장치(63)가, 하방에 개구한 개구부를 갖고 있고, 당해 개구부를 통해, 금형(60)을 수용하는 피복 부재(63d)를 구비하고 있는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이와 같이 하방에 개구한, 대체로 보울형의 피복 부재(63d)를 구비함에 의해, 금형(60)의 주위를, 상방으로부터 덮으면서, 또한, 물리적으로 확실히 파지할 수 있기 때문이다.
또한, 이러한 피복 부재(63d)이면, 단열 파지 부재로서, 알루미늄판, 규산화칼슘판, 혹은 카본블랙 함유 수지 재료 등으로 피복할 수 있다는 이점이 있다.
그 결과, 소정의 단열성을 발휘하여, 예비 가열한 금형(60)으로부터의 상방 등에의 열의 방산이 있다고 해도, 이러한 열방산을 유효하게 억제할 수 있다.
예를 들면, 두께 20~100㎛의 카본블랙 함유 수지 재료로, 금형(60)의 비형성면을 피복했을 경우, 소정 가열 조건에서 예비 가열한 만큼, 약 10℃ 이상, 금형 온도를 높인다는 것이 판명되어 있다.
또한, 이러한 카본블랙 함유 수지 재료 등으로 피복하고 있음에 의해, 적외선 방식의 온도계 등에 대한 반응성이나 감도가 올라가므로, 보다 정확하고 또한 단시간에, 금형 온도를 측정할 수 있다는 이점도 있다.
다음으로, 도 4~도 6에 언급해서, 예비 가열 장치(63)를 구비한 반송 장치(62), 및 예비 가열 장치(63)에 사용하는 원적외선 가열 방식의 히터의 일례를 각각 구체적으로 설명한다.
즉, 도 4의 (a)는, 예비 가열 장치(63)를 구비한 반송 장치(62)의 상면도이고, 도 4의 (b)는, 예비 가열 장치(63)를 구비한 반송 장치(62)의 정면도이고, 도 5는, 예비 가열 장치(63)를 구비한 반송 장치(62)의 측면도(금형(60)을 탑재한 상태)이다.
그리고, 도 4~도 5에 개시된 예비 가열 장치(63)는, 기본적으로, 도 6의 (a)~(b)에 나타나는 바와 같은 평판상의 원적외선 가열 방식의 히터(단순히, 세라믹 히터라고 할 경우도 있음)(63a)를 복수 매 구비하고 있다.
이 예에서는, 8매로 이루어지는 세라믹 히터(63a)의 횡렬이, 이단으로 배치되어 있지만, 세라믹 히터(63a)의 매수는, 가열 면적이나 가열 속도 등을 고려하여 정할 수 있다. 따라서, 통상, 단위 면적(10㎡)당, 세라믹 히터(63a)의 4~200매의 범위로 하고, 보다 바람직하게는, 8~100매의 범위로 하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 평판상의 세라믹 히터(63a)는, 규산칼슘을 주성분으로 한 섬유강화판 등의, 예를 들면, 두께 0.1~10mm의 단열성 기재 상에 설치되어 있고, 전방을 향해, 집중적으로 방열할 수 있도록 구성하고 있다.
즉, 이러한 복수의 세라믹 히터(63a)가, 모터/송풍팬을 포함하는 구동 장치(63b)를 겸용하면서, 온도 제어 수단(도시생략)에 의해, 소정 온도로 금형(60)을 효과적으로 예비 가열하도록, 구성되어 있다.
또한, 금형(60)은, 예비 가열 장치(63)의 프레임 부재(63c), 즉, 대체로 사각 형상이며, 보강 부재를 포함하여 이루어지는 프레임 부재(63c)의 소정 위치에 탑재되고, 소정의 고정구(도시생략)에 의해, 탈착 가능하게 지지되어 있다.
또한, 예비 가열 장치(63)의 일단에는, 금형(60)을 탑재한 프레임 부재(63c), 혹은, 금형(60)만 등을, 직접 또는 간접적으로, XYZ 방향으로 이동시키기 위한 복수의 모터/송풍팬을 포함하는 구동 장치(63b)가 탑재되어 있다.
따라서, 이러한 예비 가열 장치(63)를 구비한 반송 장치(62)이면, 금형(60)의 반송 시간을 이용해서, 금형(60)에 있어서의 시트상물(94)의 비형성면인 외표면(A면)뿐만 아니라, 시트상물(94)의 형성면인 내면(B면)에 대해서도, 소정 온도로 예비 가열할 수 있다.
즉, 예비 가열 장치(63)에 있어서의 세라믹 히터(63a)의 배치나 수, 금형(60)의 탑재 위치나, 탑재 방향 등을 고려함에 의해, 금형(60)에 있어서의 내면형상에 대응시켜서, 어떠한 개소에 대해서도, 복수의 세라믹 히터(63a)에 의해, 예비 가열하는 것이 가능하다.
또한, 반송 장치(62)의 하방에 설치되어 있는 훅(62c)을 이용해서, 예비 가열되는 금형(제1 금형)과는 다른, 다른 금형(제2 금형)에 대해서도 파지하면서, 이들을 동시 반송할 수 있으므로, 나아가서는, 시트상물(94)을 제조할 때의, 단위 시간당 제조 효율을 나타내는 택트 타임을 현저히 단축할 수 있다.
4. 금형 가열부
(1) 열풍 발생 장치
금형 가열부(A부)에 있어서의, 금형(60)(60C)을 가열하기 위한 열풍 발생 장치(40)의 구조는, 금형(60)을 효율적으로 가열할 수 있는 것이면, 특별히 제한되는 것은 아니다.
따라서, 예를 들면, 도 7에 나타내는 바와 같이, 종형의 가열로(58')의 노 본체는, 측면에, 상하 방향으로 개폐 가능한 셔터(58a)를 갖는 평면 장방형의 상자 형상체로서 형성되어 있다.
보다 구체적으로는, 밸런서로서의 추(58b)가 부착된 셔터(58a)에 있어서, 추(58b)를 올린 상태, 즉, 셔터(58a)를 열은 상태에서, 금형(60C) 및 그 프레임 부재(61)를, 노내에 측방으로부터 반입한다.
다음으로, 가열로(58)의 반입 개소의 상방의 소정 개소에 고정 배치한 후, 추(58b)를 내린 상태로 해서, 셔터(58a)를 닫는다.
다음으로, 가스로 등의 열풍 발생 장치(58c, 58d)에 의해, 가열로(58')로 해서 발생시킨 소정 온도의 열풍을, 하방으로부터, 루버(58f)를 통해 취입하고, 더욱이는, 금형(60C)의 상방에 설치되어 있는 루버(58e)에 의해, 열풍을 순환시키면서, 금형(60C)을, 균일하고 또한 신속하게 가열할 수 있도록 구성되어 있다.
즉, 이와 같이 구성함에 의해, 금형(60C) 등의, 가열로(58')에의 반입이 용이해질 뿐만 아니라, 가열로(58')에의 열 에너지의 공급이 용이해지고, 나아가서는, 공간 절약화나 가열로(58')로부터의 열 에너지의 효율적 회수에 대해서도 용이해진다.
또한, 도 7에 나타내는 가열로(58')의 경우, 복수의 금형(60)을 반송해 왔다고 해도, 하나의 금형(60)만, 본가열하는 구성이기 때문에, 그 경우, 반송 장치(62)에 유지한, 다른 한쪽의 금형(60)에 대해서는, 예비 가열하면서, 다음 공정을 실시할 타이밍까지, 가열로(58')의 상방에서, 대기하는 것이 바람직하다.
또한, 도 8의 (a)~(b)에 나타내는 다른 가열로(58)와 같이, 프로판 가스 유래의 화염 장치 등에 의해 얻어진 열풍(14)을, 열풍 분출구(16)의 하방 혹은 하측에 설치한 공기 공급팬(46)에 의해, 배관(45)이나 주배관(43)을 통해, 열풍 분출구(16)로부터 공급하는 구성인 것도 바람직하다.
즉, 이러한 열풍 발생 장치(40)에 의해 얻어진 열풍(14)과, 후술하는 에너지 회수부(54)를 통해 노내로부터 회수되고, 공기 순환팬(42)에 의해 혼합실(44)에 송입된 열풍을, 혼합실(44)에 있어서 적절히 혼합한 후, 공기 공급팬(46)에 의해, 소정 풍속을 갖는 대량의 열풍으로서, 주배관(43)을 통해, 열풍 분출구(16)에 공급하는 구성인 것이 바람직하다.
또한, 도 8의 (a)는, 하나의 시트상물(94)을 성형하기 위한 금형(60)을 위한 가열로(58)의 예이며, 도 8의 (b)는, 동시에 2개의 시트상물(94)을 성형하기 위한 금형(60)을 위한 가열로(58)의 예이다.
그리고, 도 8의 (a)~(b)에 나타내는 바와 같이, 주배관(43)의 도중에, 열풍 저류실(39)을 설치함과 함께, 그 열풍 저류실(39) 중이며, 주배관(43)의 출구 부분에 방해판(49)을 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 마찬가지로, 금형(60)을 가열한 후의, 매우 온도가 높아져, 많은 에너지를 갖는 열풍(열 에너지)을 회수하기 위한 에너지 회수부(54)를 설치하는 것이 바람직하다.
즉, 가열로(58)의 경사진 노내 바닥면(19)에 통하는 개구부를 가짐과 함께, 열풍 발생 장치(40)에 이어지는 분기 배관(47)을 구비한 덕트 구조를 갖는 것이 바람직하다. 그리고, 이미 상술한 바와 같이, 에너지 회수부(54)에 이어지는 분기 배관(47)의 도중에, 댐퍼(47a)를 배설(配設)하는 것이 바람직하다.
(2) 가열로
또한, 금형 가열부(A부)에 있어서의 가열로(58, 58')는, 본가열로라고도 하지만, 도 7, 혹은, 도 8의 (a)~(b)에 각각 나타내는 바와 같이, 열풍 발생 장치(40)의 상방에 배치되어 있고, 또한, 전체적으로 하나의 콤팩트한 가열 장치로서 구성되어 있는 것이 바람직하다.
그리고, 도 8의 (a)~(b)에 나타내는 바와 같이, 가열로(58)에 있어서는, 주배관(43)의 출구 부분에 분기시켜서 구성하고 있는 것이 바람직하다.
따라서, 소정 높이를 갖고 있고, 또한, 가열로(58) 내의 금형(60)을 측방으로부터도 가열할 수 있도록, 수직 방향으로 연장시킨 덕트 구조, 즉, 측방 열풍 분출구(50)를 설치하는 것이 바람직하다.
또한, 이러한 측방 열풍 분출구(50)는, 가열로(58)의 내측을 따라 배치되어 있는 것이 바람직하고, 더욱이는, 열풍 발생 장치(40)에 이어지는 분기 배관(41)나, 주배관(43)에 연결되어 있고, 그 풍량을 댐퍼(48) 등에 의해 조절하는 것이 바람직하다.
한편, 가열로(58')도, 연료 가스를 사용한 가스로이지만, 열풍 발생 장치(58c, 58d)에 의해 발생시킨 소정 온도의 열풍을, 하방으로부터, 루버(58f)를 통해 불어넣어, 상방에 위치하는 금형(60)을 균일하고 또한 신속하게 가열할 수 있도록 구성되어 있다.
(3) 온도
또한, 금형 가열부(A부)에 있어서, 가열로(58, 58')를 사용해서, 금형(예를 들면, 두께 3.5mm의 니켈주조합금제)(60)을 가열할 때에, 당해 금형(60)의 내표면 온도, 즉, 금형 온도를, 예를 들면, 220~300℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 금형 온도가 300℃를 초과하면, 성형 수지의 베이킹 현상에 기인한 그로스 현상이 빈번히 생기거나, 금형(60)의 금속 피로에 의해, 냉각 시에 금형에 크랙이 생기거나 할 경우가 있기 때문이다.
따라서, 금형 온도를, 예를 들면, 230~280℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 240~260℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 더 바람직하다.
5. 파우더 슬러쉬부
(1) 기본적 구성
또한, 파우더 슬러쉬부(B부)는, 도 9의 (a)~(c) 및 도 10의 (a)에 나타나는 바와 같이, 가열된 프레임 부재(61)를 포함하는 금형(60)과, 유동상체의 성형 수지(92)를 수용한 리저버 탱크(88)를, 기호A로 나타나는 금형(60)의 내표면을 하 방향으로 함과 함께, 리저버 탱크(88)의 개구면을 상 방향으로 한 상태에서, 상하로 일체적으로 연결하는 공정을 실시하기 위한 부위이다.
보다 구체적으로는, 도 9의 (a)~(c) 및 도 10의 (a)를 참조해서, 파우더 슬러쉬 성형법을 실시하는 파우더 슬러쉬부를 설명한다.
즉, 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 가열로에 있어서의 열풍(14)에 의해, 도포층(도시생략)이 형성된 금형(60)을 소정 온도로 가열, 특히, 금형 내표면에 대해 열풍(14)을 분사해서, 소정 온도로 가열한다.
다음으로, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 금형(60)을, 리저버 탱크(88)의 상방에 위치 맞춤한 후, 재치한다.
다음으로, 도 9의 (c)에 나타내는 바와 같이, 금형(60)을, 리저버 탱크(88)와 함께, 회전시킨다.
그리고, 이들을 회전시킬 때, 리저버 탱크(88)의 내부에 수용된 성형 수지(92)의 분산성을 향상시켜, 균일한 두께의 시트상물(94)을 형성하기 위해, 리저버 탱크(88)의 하방에 설치한 교반실(88a)에 공기를 도입해서, 파우더상의 성형 수지(92)를 유동 상태로 하는 것이 바람직하다.
즉, 교반실(88a)의 상방은, 천공 부재, 예를 들면, 메쉬 부재로 구성하고 있고, 도입된 공기에 의해, 성형 수지(92)를 말아 올리는 구조인 것이 바람직하다.
또한, 회전시킬 때, 성형 수지(92)의 유동 상태를 활성화시켜, 균일한 제막을 할 수 있도록, 도 9의 (c)에 나타내는 바와 같이, 프레임 부재(61)에 설치되어 있는 진동 부재를, 해머(108)의 선단부(108a)로 반복 두드리는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 소정 시간 정치(靜置)해서, 성형 수지(92)를 소정 개소에 침강시킨다. 그 때, 성형 수지(92)가 조기에 비유동 상태로 되도록, 공기를 탈기해서, 감압 조작을 행하는 것이 바람직하다.
그리고, 후술하는 바와 같이, 이러한 파우더 슬러쉬부(B부)가, 금형 냉각부(C부)와 일체화해 있고, 또한, 금형을 냉각할 때에, 냉각 장치 등이 이동해 오는 구성일 경우에는, 파우더 슬러쉬부/냉각부에 있어서, 금형을 냉각하게 된다.
즉, 마지막으로, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 냉각 장치(55)를 사용해서, 금형(60)의 내표면(A)에 형성된 시트상물(94)과 함께, 금형(60)의 배면측의 외표면(B)에 대해, 샤워 등을 분사해서 냉각하는 구성인 것이 바람직하다.
단, 파우더 슬러쉬부(B부)가, 금형 냉각부(C부)와, 각각 독립해 있을 경우에는, 파우더 슬러쉬 성형이 종료한 금형이, 금형 냉각부(C부)로 이송되고, 그곳에서, 금형(60)의 내표면(A)에 형성된 시트상물(94)과 함께, 금형(60)의 배면측의 외표면(B)에 대해, 소정의 냉각이 행해지는 구성이다.
(2) 형틀
또한, 파우더 슬러쉬부(B부)에 있어서, 프레임 부재(61)를 포함하는 금형(60)을 반전시킬 때, 이러한 금형(60)에 있어서의 원하는 내표면(A)에만, 시트상물(94)을 형성할 수 있도록, 금형(60)과, 리저버 탱크(88) 사이에, 소정의 두께(높이)를 갖는 형틀(84a, 84b)을 설치하는 것이 바람직하다.
여기에서, 이러한 형틀(84b)의 하부를, 예를 들면, 알루미늄으로 구성하고, 한쪽의 형틀(84a)의 상부를 실리콘 고무/불소 수지 필름의 조합으로 구성함에 의해, 금형(60)과, 리저버 탱크(88) 사이의 극간을 충전하는 역할을 수행할 수도 있다.
(3) 성형 수지
또한, 파우더 슬러쉬부(B부)에서 사용하는 성형 수지로서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면, 에폭시 수지, 우레탄 수지(열가소성 우레탄 수지도 포함함), 폴리에스테르 수지(열가소성 폴리에스테르 수지도 포함함), 아크릴 수지, 염화비닐 수지, 올레핀 수지(열가소성 올레핀 수지도 포함함), 실리콘 수지 등의 1종 단독 또는 이종 이상의 조합을 들 수 있다.
특히, 염화비닐 수지나 열가소성 우레탄 수지이면, 하지층을 형성하는 제2 수지와의 친화성이 양호하여, 강고한 접착성이 얻어지고, 더욱이는, 저온 취성이 우수하므로, 바람직한 수지이다.
(4) 파우더링 시간
또한, 파우더 슬러쉬부(B부)에 있어서, 상술한 바와 같이, 균일한 두께의 시트상물(94)을 형성하기 위해, 파우더링 시간을 18~45초의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 파우더링 시간이 18초 미만의 값이 되면, 성형 수지가 용이하게 열용해해서, 소정 두께를 갖는 시트상물(94)을 형성하는 것이 곤란해질 경우가 있기 때문이다.
한편, 이러한 파우더링 시간이 45초를 초과한 값이 되면, 금형을 소정 온도까지 가열하는 시간, 나아가서는, 택트 타임이 과도하게 길어져, 경제적으로 불리해질 경우가 있기 때문이다.
따라서, 파우더 슬러쉬부(B부)에 있어서, 파우더링 시간을 20~40초의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 25~38초의 범위 내의 값으로 하는 것이 더 바람직하다.
6. 금형 냉각부
(1) 구성 1
금형 냉각부(C부)는, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 프레임 부재(61)를 포함하는 금형(60)을, 수냉 혹은 공랭 등의 냉각 장치(55)에 의해 냉각해서, 시트상물(94)을 소정 정도로 고화시키기 위한 냉각 장치(55)로 이루어지는 구성 부위이다.
보다 구체적으로는, 냉각 장치(55)에 의해, 시트상물(94)을 형성한 금형(60)의 외표면(B면)에 대해, 냉각수를 샤워 또는 냉각 미스트를 분사해서, 소정 온도까지 냉각하게 된다.
한편, 도 3의 (a)에 나타내는, 다운 사이징된 파우더 슬러쉬 성형기(10a)의 경우에는, 금형 냉각부(C부)가, 파우더 슬러쉬부(B부)와 겸용되어 있음과 함께, 금형 냉각부(C부) 등이 이동식인 것이 바람직하다.
즉, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 금형(60)을 냉각할 때에는, 파우더 슬러쉬 종료 후의 분체 박스가, 화살표C에 나타내는 바와 같이, 파우더 슬러쉬부(B부)로부터 박스 교환 위치(D2)로, 수평적으로 이동한다.
보다 구체적으로는, 파우더 슬러쉬 성형 후, 회전 장치(89)와 걸어맞춘 상태의 금형(60)과, 분체 박스(64)가, 화살표E로 나타나는 바와 같이, 분리 이동한다.
따라서, 회전 장치(89)와 걸어맞춘 상태의 금형(60)만 상승함과 함께, 분체 박스(64)는, 파우더 슬러쉬부(B부)로부터 박스 교환 위치(D2)를 향해, 수평적으로 이동한다.
즉, 도 3의 (b) 중, 화살표C를 따라, 상방으로 수평이동하고, 그 후, 적절히, 화살표D를 따라, 우횡 방향, 혹은, 경우에 따라서는, 좌횡 방향으로 수평이동한다.
또한, 박스 교환 위치(D2)의 배치 장소에 대해서는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 사실상, 수평이동만으로 충분하므로, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 파우더 슬러쉬부(B부)에 인접한 외측 영역(도면상, 상측)에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
다음으로, 도 3의 (a)~(b)에 나타내는 바와 같이, 금형 냉각부(C부)에 설치되어 있는 냉각 장치(55)가, 화살표A로 나타나는 바와 같이, 파우더 슬러쉬부(B부)의 회전 장치(89)의 바로 아래로 수평이동하고, 금형(60)을 파지하는 프레임 부재(도시생략)와 걸어맞춘다.
보다 구체적으로는, 금형 냉각부(C부)에 설치되어 있는 냉각 장치(55)가, 구동 레일(55a)을 따라 이동하고, 회전 장치(89)와 걸어맞춘 상태의 금형(60)의 바로 아래로 이동한다.
그에 대응해서, 회전 장치(89)에 의해, 금형(60)은 반전되어, 시트상물(94)이 형성된 내표면(A면)을 상측에 개방한 상태로 되고, 냉각 장치(55)와, 금형(60)의 외표면(B면)이 마주본 상태에서, 양자가, 걸어맞춰진다.
그리고, 이러한 냉각 장치(55)에 의해, 금형(60)의 외표면(B면)에 대해, 냉각수를 샤워 또는 냉각 미스트를 분사한다.
또한, 금형 냉각부(C부)에 설치되어 있는 냉각 장치(55)나 금형(60)에 대해서도, 적절히 교환할 수 있다.
즉, 도 3의 (b) 중, 화살표B를 따라, 냉각 장치(55)나 금형(60)은 상방으로 수평이동하고, 그 후, 적절히, 화살표D를 따라, 좌 방향, 혹은, 경우에 따라서는, 우 방향으로 수평이동하여, 소정 장소에 있어서 교환할 수 있다.
그 외, 금형 냉각부(C부)에 있어서, 금형(60)의 배면(B면)을 소정 온도로 냉각한 후, 도 11에 나타내는 바와 같이, 건조 장치(99)를 사용해서, 금형(60)이나 시트상물(94) 등에 대해, 건조 공기를 분사하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 이점쇄선으로 기재된 상정(想定) 원을 따라, 화살표A의 방향으로, 금형(60)이 회전하여, 시트 성형면인 B면이 하방을 향하게 한다.
다음으로, 형성한 시트상물(94) 및 금형(60) 등에, 건조 공기를 분사해서, 이들의 온도를 더 냉각함과 함께, 시트상물(94)의 표면 등에 부착한 수분 등을 제거한다.
따라서, 이러한 건조 처리를 행함에 의해, 금형 냉각부(C부)에 설치되어 있는 냉각 장치(55)의 구동 시간을 단축화할 수 있음과 함께, 시트상물(94)에 있어서의 흡수율을 제어해서, 보다 고품질의 시트상물(94)로 할 수 있다.
또한, 건조 장치(99)는, 복수의 분출구(99a) 및 송풍기(99b)로 주로 구성되어 있고, 이들 분출구(99a)의 선단부가, 전체적으로, 약 180°의 범위에서, 분사 각도를 바꾸기 위한 요잉 기구가 설치되어 있다.
보다 구체적으로는, 건조 장치(99)의 하방벽을 따라 설치되어 있는, 복수의 분출구(99a)와, 형성한 시트상물(94) 등을 직접적으로 건조시키기 위해, 금형(60)의 바로 아래에 위치하는 복수의 분출구(99a')가, 각각 설치되어 있다.
따라서, 예를 들면, 풍속 1~100m/초의 공기 등에 대해, 분출구로부터의 분사 각도를 좌우로 바꾸면서, 혹은, 일정 각도로 고정해서, 시트상물(94) 등에 대해 분사할 수 있다.
또한, 금형 냉각부(C부)에 있어서, 금형(60)의 배면(B면)을 소정 온도로 냉각한 후, 혹은, 냉각 전에, 도 12의 (a)~(b)에 나타내는 바와 같이, 가열 장치(100, 100')를 사용해서, 형성한 시트상물(94) 및 금형(60)을 소정 온도로 가열하는 것도 바람직하다.
즉, 금형 냉각부(C부)에 있어서의 냉각 장치나 건조 장치에 더해, 혹은, 건조 장치와 함께, 가열 장치(100, 100')를 구비하고, 원적외선 방식의 세라믹 히터 등에 의해, 형성한 시트상물(94)을 가열하는 것이 바람직하다.
따라서, 도 12의 (a)에 나타내는 가열 장치(100)의 경우, 일부의 프레임 부재(100a)의 상방에, 형성한 시트상물(94)을 구비한 상태의 금형(60)을 재치하고, 하방으로부터 가열 처리하게 된다.
따라서, 시트상물(94)에 있어서, 용융이 불충분한 성형 수지를 보다 균일하게 용융시키거나, 시트상물(94)의 건조를 빠르게 하거나 할 수 있다.
한편, 도 12의 (b)에 나타내는 가열 장치(100')의 경우, 원적외선 방식의 세라믹 히터(63a) 등의 하방에, 형성한 시트상물(94)을 구비한 상태의 금형(60)을, 소정 프레임(100b) 상에 재치하고, 상방으로부터 가열 처리하게 된다. 이에 의해서도, 시트상물(94)에 있어서, 용융이 불충분한 성형 수지를 용융시키거나, 시트상물(94)의 건조를 빠르게 하거나 할 수 있다.
(2) 구성 2
또한, 이러한 금형 냉각부에 관해서, 이동식 또는 고정식에 한정되지 않고, 제1 에어 블로우, 미스트/샤워, 및 제2 에어 블로우의 조합에 의한, 적어도 삼단계 스텝에 의한 금형 냉각 구성으로 하는 것이 바람직하다.
즉, 최초에, 시트상물(94)이 형성된 150℃정도의 금형(60)의 내부 및 외부에 대해, 제1 에어로서, 공기를 분사해서, 금형 온도를 약 100℃정도까지 저하시키는 것이 바람직하다.
다음으로, 미스트 노즐 및 샤워 노즐, 혹은 어느 한쪽의 노즐(98)로부터 수(水) 미스트 및 수 샤워를, 금형 외부로부터 분사해서, 금형 온도를 약 50℃정도까지 저하시키는 것이 바람직하다.
마지막으로, 시트상물(94)이 형성되고, 50℃정도까지 냉각된 금형(60)의 외표면 및 내표면에 대해, 제2 에어로서, 공기를 분사하여, 더 금형 온도의 축열을 취함과 함께, 금형 표면에 잔류하고 있는 수적(水滴) 등을 불어 날려, 금형에 있어서의 녹의 발생을 유효하게 방지하는 것이 바람직하다.
따라서, 금형 냉각부(C부)에, 냉각 장치(55)로서, 샤워 노즐/미스트 노즐 등의 노즐(98)과, 에어 노즐(도시생략)을, 병용하여 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 샤워 장치/미스트 장치는, 하나의 급수 탱크에 연결되어 있고, 분출구에 설치한 제어 밸브 등의 전환 장치에 의해, 분무량이나 샤워량을 결정하는 것도 바람직하다.
(3) 온도/시간
또한, 이러한 금형 냉각부(C부)에 관해서, 이동식 또는 고정식에 한정되지 않고, 시트상물(94)을 형성한 금형(60)을, 적어도 삼단계 스텝에 의한 냉각을 실시하여, 금형 온도를 60℃ 이하의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 금형 온도가 60℃를 초과하면, 다음 공정인 탈형이나, 다음 사이클의 제2 수지의 도포가 곤란해질 경우가 있기 때문이다.
단, 금형 온도를 과도하게 낮게 하면, 냉각 시간이 과도하게 길어질 경우가 있으므로, 냉각 후의 금형 온도를 30℃ 이상의 값으로 하는 것이 바람직하다.
따라서, 금형 냉각부에 있어서, 시트상물(94)을 포함하는 금형 온도를 30~50℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 40~45℃의 범위 내의 값으로 하는 것이 더 바람직하다.
그리고, 금형 냉각부(C부)에 있어서, 마찬가지로 이동식 또는 고정식에 한정되지 않고, 냉각 시간을 25~50초의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 냉각 시간이 25초 미만의 값이 되면, 시트상물(94)을 형성한 금형(60)의 온도를, 소정 값 이하로 하는 것이 곤란해질 경우가 있기 때문이다.
한편, 이러한 냉각 시간이 50초를 초과한 값이 되면, 금형(60)을 소정 온도까지 냉각하는 시간, 나아가서는, 택트 타임이 과도하게 길어져, 경제적으로 불리해질 경우가 있기 때문이다.
따라서, 금형 냉각부에 있어서, 냉각 시간을 30~45초의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 35~40초의 범위 내의 값으로 하는 것이 더 바람직하다.
(4) 냉각 속도(온도 구배)
또한, 금형 냉각부(C부)에 있어서, 마찬가지로 이동식 또는 고정식에 한정되지 않고, 금형의 냉각 속도, 즉, 냉각 시의 온도 구배를 100~220℃/분의 범위 내의 값으로 하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이러한 금형의 냉각 속도가 100℃/분 미만의 값이 되면, 금형을 소정 온도까지 냉각하는 시간, 나아가서는, 시트상물(94)의 제품 하나를 얻기까지의 택트 타임이 과도하게 길어져, 경제적으로 불리해질 경우가 있기 때문이다.
한편, 이러한 금형의 냉각 속도가 220℃/분을 초과한 값이 되면, 금형을 급냉하게 되어, 열피로가 현저히 커져, 크랙이 생기기 쉬워지는 경우가 있기 때문이다.
따라서, 금형 냉각부(C부)에 있어서, 금형의 냉각 속도를 120~210℃/분의 범위 내의 값으로 하는 것이 보다 바람직하고, 140~200℃/분의 범위 내의 값으로 하는 것이 더 바람직하다.
7. 금형 교환부
또한, 제1 실시형태의 파우더 슬러쉬 성형기는, 금형 교환부(D부)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
즉, 이러한 금형 교환부(D부)를 이용해서, 파우더 슬러쉬 성형의 도중에서, 종류가 서로 다른 이색 성형된 시트상물을 성형하기 위한 금형으로 변경하거나, 파우더 슬러쉬 성형 중에, 금형 손상이 생기거나 할 경우에 대응하기 위함이다.
즉, 그러한 경우여도, 파우더 슬러쉬 성형기를 동작시킨 채, 금형을 교환할 수 있기 때문이다.
한편, 이러한 금형 교환부(D부)는, 금형 냉각부(C부)가 이동식이며, 또한, 파우더 슬러쉬 성형하고 있을 때는, 냉각 장치(55)를 일시적으로 재치하는 개소(가대(假臺))로도 된다.
따라서, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 이러한 금형 교환부(D부)에는, 금형(60)을 재치하기 위한 지지대(66)를 구비함과 함께, 지지대(66)의 위치가, 외부 제어에 의해, 이동 가능한 것이 바람직하다.
또한, 도 2에 나타내는 금형 교환부(D부)의 예에서는, 교환용의 금형(60')과, 교환용의 금형(60')의 프레임 부재(61a')가, 지지대(66) 상에 대기하고 있을 뿐만 아니라, 또한, 상방으로 연장된 지지대(66) 상에는, 또 다른 교환용의 금형(60'')과, 프레임 부재(61a'')가, 대기하고 있는 상태이다.
추가로 말하자면, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 이러한 금형 교환부(D부)에는, 냉각 장치(55)가 설치되어 있고, 파우더 슬러쉬 성형 후에, 이러한 냉각 장치(55)가, 이동하는 구성인 것이 바람직하다.
또한, 이러한 냉각 장치(55)나, 금형(60) 자체를 교환할 경우에는, 도 3의 (b)에 나타내는 영역(D1)을 이용해서, 이들 금형(60) 등을 적절히 수평이동시켜, 신규한 냉각 장치(55)나, 금형(60)과 교환할 수 있다.
즉, 도 3의 (b) 중, 화살표B를 따라, 금형(60) 등은, 도면상, 상방 방향으로 수평이동하고, 그 후, 적절히, 화살표D를 따라, 우횡 방향, 혹은, 경우에 따라서는, 좌횡 방향으로 수평이동한다.
8. 시트상물
도 9 등에 나타내는, 파우더 슬러쉬 성형되는 시트상물(94)의 형태에 관해, 두께를, 통상, 1.1~1.6mm의 범위 내의 값으로 하고, 보다 바람직하게는, 1.2~1.4mm의 범위 내의 값으로 함과 함께, 예를 들면, 에폭시 수지, 염화비닐 수지, 아크릴 수지, 올레핀 수지(열가소성 올레핀 수지를 포함함), 우레탄 수지(열가소성 우레탄 수지를 포함함), 폴리카보네이트 수지, 또는 폴리에스테르 수지(열가소성 폴리에스테르 수지를 포함함) 중 적어도 하나의 수지로 구성하고 있는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이와 같이 구성함에 의해, 범용성이 높고, 저렴하고, 또한 장식성이 우수한 시트상물(94)을 제공할 수 있기 때문이다.
[제2 실시형태]
제2 실시형태는, 도 3의 (a)~(b) 등에 나타나는, 금형 온도가 소정 온도 이상의 값으로 되도록 금형(60)을 가열하는 금형 가열부(A부)와, 성형 수지를 파우더링하면서 분사하여, 가열한 금형(60)의 내표면에, 소정 두께의 시트상물(94)을 성형하는 파우더 슬러쉬부(B부)와, 금형 온도가 소정 온도 이하로 되도록, 금형(60)을 냉각하는 금형 냉각부(C부)와, 냉각한 시트상물(94)을, 금형(60)으로부터 탈형하는 금형 가공부(E부)를 구비하고, 금형(60)을, 각부 사이에서 이동시키는 반송 장치(62)를 더 구비함과 함께, 반송 장치(62)의 일부에, 금형(60)을 가열하기 위한 예비 가열 장치(63)가 설치되어 있는 파우더 슬러쉬 성형기(10a)를 사용해서 이루어지는 파우더 슬러쉬 성형법이다.
그리고, 도 3의 (a)~(b) 등, 혹은 도 4~도 5에 예시되는 바와 같이, 반송 장치(62)가, 금형(60)을 파지해서, 금형 가공부(E부)로부터, 금형 가열부(A부)로 이송하는 공정과, 금형 가열부(A부)에 있어서, 금형 온도가 소정 온도 이상의 값으로 되도록 금형(60)을 가열하는 공정과, 반송 장치(62)가, 가열된 금형(60)을 파지해서, 금형 가열부(A부)로부터, 파우더 슬러쉬부(B부)로 이송한 후, 성형 수지를 파우더링하면서 분사하여, 가열한 금형(60)의 내표면에, 소정 두께의 시트상물(94)을 성형하는 공정과, 금형(60)을 냉각하는 냉각 공정과, 냉각한 시트상물(94)을, 금형(60)으로부터 탈형하는 공정을 포함하고, 또한, 반송 장치(62)가, 금형(60)을 파지해서, 금형 가공부(E부)로부터, 금형 가열부(A부)로 이송하는 공정 동안에, 반송 장치(62)의 일부에 설치되어 있는 예비 가열 장치(63)에 의해, 금형(60)을 가열하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형법이다.
이하, 제2 실시형태의 파우더 슬러쉬 성형법에 대해 구체적으로 설명한다.
1. 금형 준비 공정
금형 준비 공정은, 도 1 등에 나타나는 금형 가공부(E부)에 있어서, 파우더 슬러쉬 성형한 시트상물(94)을, 금형(60)으로부터 취출하는 탈형 작업을 행하고, 다음 공정을 위해, 다른 소정 금형(60)을 준비하는 공정이다.
2. 예비 가열 공정
다음으로, 예비 가열 공정은, 금형 가공부(E부)에 있어서 탑재한 금형(60)을, 반송 장치(크레인 등)(62)의 일부에 구비하여 이루어지는 예비 가열 장치(63)를 사용해서, 예를 들면, 100~200℃의 금형 온도(예를 들면, 외표면 온도)로 되도록, 금형(60)을 가열하는 공정(이하, 예비 가열 공정이라 할 경우가 있음)이다.
즉, 이러한 예비 가열 공정은, 금형(60)을, 금형 가공부(E부)로부터 금형 가열부(A부)로 이동시키는 도중에, 금형(60)의 온도가 소정 온도로 되도록, 예비적으로 가열하는 공정이다.
또한, 예비 가열 공정에 있어서, 파지한 금형(60)에 대해, 이러한 예비 가열 장치(63)를 동작시켜, 금형(60)의 온도를, 예를 들면, 100~200℃의 온도로 하는 것이 바람직하고, 165~195℃의 온도로 하는 것이 보다 바람직하고, 170~190℃의 온도로 하는 것이 더 바람직하다.
이 이유는, 이러한 온도로 되도록 금형(60)을 예비 가열함에 의해, 가열로(58)에 있어서, 금형(60)의 내표면 온도와의 온도차를 적게 하여, 금형(60)의 열 열화를 방지함과 함께, 금형(60)의 온도가 소정 온도(예를 들면, 250~300℃)로 되도록 본가열할 때에, 고속이고 또한 균일 가열이 더 용이해지기 때문이다.
또한, 예비 가열 공정에 있어서, 반송 장치(62)가, 금형(60)을 파지함과 동시에, 예비 가열 장치(63)에 스위치를 넣어, 금형(60)을 예비 가열하는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이와 같이 금형(60)의 파지 동작과 동기해서, 금형(60)을 예비 가열함에 의해, 금형(60)의 이송 시간을 충분히 이용할 수 있기 때문이다.
단, 금형(60)을 파지함과 동시에, 예비 가열 장치(63)에 스위치를 넣는다고 해도, 반드시 0초 후일 필요는 없고, 파우더 슬러쉬 성형의 상황 등에 따라, 0.1초 후나 1초 후여도 된다.
그 외, 예비 가열 공정에 있어서, 금형(60)의 반송시의 온도 저하를 방지하기 위해, 다른 금형에 대한 가열 처리 동안에, 또 다른 금형(60)을 반송 장치(62)에 클램프하면서, 예비 가열 처리를 실시하는 것도 바람직하다.
이 이유는, 소정의 예비 가열 처리에 의해, 파우더 슬러쉬부를 포함하는 일체 개소(B부/C부)에서의, 가열 처리된 금형(60)에 대한 시트상물(94)의 형성을, 보다 신속하고 또한 안정적으로 행할 수 있고, 나아가서는, 시트상물 하나당 성형 시간(택트 타임)을 보다 단기화할 수 있기 때문이다.
또한, 후술하는 바와 같이, 금형(60)의 온도가, 예를 들면, 260℃가 될 때까지, 가열로(58)의 열풍을 순환 이용해서, 금형(60)이 가열 처리된 후, 파우더 슬러쉬부(B부)로 이동되게 된다.
그 때, 이러한 금형(60)을 파우더 슬러쉬부(B부)로 이송할 때까지의 동안도, 예비 가열 장치(63)에 의해, 온도 유지를 위한 가열로서, 금형(60)의 온도를, 소망 온도 범위의 값으로 유지할 수 있다.
즉, 예비 가열 장치(63)에 의해, 금형(60)의 온도에 대해서도, 그것이 유지되도록, 유지 가열할 수도 있으므로, 파우더 슬러쉬부(B부)에 있어서, 시트상물(94)을 더 안정적으로 성형할 수 있다.
3. 가열 공정
다음으로, 가열 공정은, 금형 가열부(A부)에 있어서, 금형(60)을, 예를 들면, 220~300℃, 보다 바람직하게는, 230~270℃의 금형 온도로 되도록, 가열하는 공정(이하, 가열 공정이라 할 경우가 있음)이다.
따라서, 소정의 금형(60)을 금형 가열부(A부)로 이동시켜서, 가열로(58) 내에 반입하고, 그곳에서, 금형(60)의 온도가 소정 온도로 되도록, 신속히 가열하는 것이 바람직하다.
또한, 상술한 바와 같이, 가열 공정을 실시할 때에, 후공정인 파우더 슬러쉬 공정에서 균일한 두께의 시트상물(94)을 성형할 수 있도록, 금형(60)의 온도가 소정의 균일 온도로 되도록, 열풍에 의한 대류 가열을 행하는 것이 바람직하다.
4. 파우더 슬러쉬 공정
다음으로, 파우더 슬러쉬 공정은, 파우더 슬러쉬부(B부)에 있어서, 금형(60)에 대해, 소정의 시트상물(94)을 성형하는 공정(이하, 단순히, 슬러쉬 공정이라 할 경우가 있음)이다.
즉, 가열 상태의 금형(60)을, 금형 가열부(A부)로부터 파우더 슬러쉬부(B부)로 이동시키고, 그곳에서, 도 9의 (c)에 나타내는 바와 같이, 성형 수지(92)로 이루어지는 시트상물(94)을 형성하는 공정이다.
단, 상술한 바와 같이, 도 3의 (a)에 나타내는 파우더 슬러쉬 성형기(10a)의 경우, 파우더 슬러쉬부(B부)가, 금형 냉각부(C부)와 일체화되어 있음과 함께, 냉각 장치(55) 등이 이동식이므로, 이러한 파우더 슬러쉬 공정은, 파우더 슬러쉬부 및 금형 냉각부를 포함하는 일정 개소(B부/C부)에서 행해지게 된다.
즉, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 금형(60)을 냉각할 때에는, 파우더 슬러쉬 종료 후의 분체 박스가, 화살표C에 나타내는 바와 같이, 파우더 슬러쉬부(B부)로부터 박스 교환 위치(D2)로, 수평적으로 이동한다.
여기에서, 슬러쉬 공정을 실시함에 있어서, 파우더 슬러쉬부 및 금형 냉각부를 포함하는 일정 개소(B부/C부)에서 행해지는 지의 여부에 상관없이, 프레임 부재(61)를 포함하는 금형(60)과, 리저버 탱크를 연결한 상태에서 회전시켜서, 기호A로 나타나는 금형(60)의 내표면에 소정의 두께의 시트상물(94)을 형성하는 것이 바람직하다.
즉, 프레임 부재(61)를 포함하는 금형(60)과, 리저버 탱크(88)를 조합한 상태에서, 상하 방향으로 반전시키는 것이 바람직하다.
이 이유는, 이와 같이 실시하면, 리저버 탱크(88) 내의 성형 수지(파우더)(92)는 자중으로, 금형(60)의 내표면(A면)에 낙하하므로, 이러한 금형(60)의 내표면에 접하는 성형 수지(92) 및 그 근방의 성형 수지(92)만이, 금형(60)의 열에 의해 용융 상태로 되어 부착하여, 시트상물(94)을 단시간에 형성할 수 있기 때문이다.
따라서, 금형 온도를 220℃ 이하의 값으로 가열함과 함께, 파우더링 시간을 조정하고, 또한, 200℃ 이하의 열풍을, 시트상물의 이면에 대해, 분사하는 후가열 처리를 실시하는 것이 유효하다고 이해된다.
또한, 프레임 부재(61)를 포함하는 금형(60)을 반전시킬 때, 성형 수지(92)가 소정 개소 이외로 비산하지 않고, 이러한 금형(60)에 있어서의 원하는 내표면(A면)에만, 시트상물(94)을 형성할 수 있도록, 교반실(88a)을 통해 흡인하여, 금형(60) 내의 압력을 저하시키는 것이 바람직하다.
즉, 금형(60)을 회전시켜서 파우더 슬러쉬 성형하고 있는 동안에는, 금형(60)의 내압을 저하시키기 위해 흡인하고, 파우더 슬러쉬 성형 전에는, 리저버 탱크(88)에 수용된 성형 수지(92)의 내부에, 소정 양의 공기를 불어넣기 위한 압력 조정 장치(도시생략)가 설치되어 있는 것이 바람직하다.
5. 금형 냉각 공정
다음으로, 금형 냉각 공정은, 도 1에 나타내는 금형 냉각부(C부)에 있어서 시트상물(94)을 형성한 금형(60)을, 소정 온도까지 냉각하는 공정(이하, 금형 냉각 공정이라 할 경우가 있음)이다.
즉, 시트상물(94)을 성형한 상태의 금형(60)을, 파우더 슬러쉬부(B부)로부터 금형 냉각부(C부)로 이동시키고, 그곳에서, 적어도 제1 에어 블로우, 미스트/샤워, 및 제2 에어 블로우의 조합에 의한 삼단계 스텝으로, 통상, 40~50℃로 냉각하는 공정이다.
여기에서, 일부 상술한 바와 같이, 도 3에 나타내는 파우더 슬러쉬 성형기(10a)의 경우에는, 다운 사이징화 등을 위해, 파우더 슬러쉬부(B부)와, 금형 냉각부(C부)가 일체화(B/C부)되어 있어, 동일 개소에서, 파우더 슬러쉬와, 금형 냉각을 행하게 된다.
즉, 금형(60)을 냉각할 때에는, 파우더 슬러쉬 종료 후의 분체 박스가, 파우더 슬러쉬부로부터 박스 교환 위치로 이동함과 함께, 금형 냉각부(금형 교환부(D부))에 설치되어 있는 냉각 장치(55)가, 파우더 슬러쉬부의 회전 장치의 바로 아래로 이동한다.
그리고, 금형(60)을 파지하는 프레임 부재 등과 걸어 맞추고, 금형(60)의 내표면을 외부로 해방한 상태에서, 금형(60)의 외표면에 대해, 냉각수를 샤워 또는 냉각 미스트를 분사하는 것이 바람직하다.
단, 시트상물의 하나당 택트 타임을 중시할 경우에는, 도 1 및 도 2의 파우더 슬러쉬 성형기(10)에 나타내는 바와 같이, 파우더 슬러쉬부(B부)와, 금형 냉각부(C부)를 독립적으로 설치함과 함께, 서로 다른 금형에 있어서, 동(同)시기에, 파우더 슬러쉬 성형과, 냉각 공정을 실시하는 것도 바람직하다.
6. 탈형 공정
마지막으로, 탈형 공정은, 금형 가공부에 있어서, 형성한 시트상물을, 금형으로부터 탈형하는 공정(이하, 탈형 공정이라 할 경우가 있음)이다.
즉, 냉각 공정을 거쳐, 약 40~60℃로 저하한 시트상물(94)을, 금형(60)으로부터 탈형하는 공정이다.
또한, 이러한 탈형 공정은, 로봇을 사용해서 자동적으로 행할 수도 있고, 혹은 인적 작업으로서, 시트상물을 탈형할 수도 있다.
7. 동작예 1
이 파우더 슬러쉬 성형에 관한 일련의 소정 처리를 실시함에 있어서, 복수의 금형, 적어도 3개의 금형인 금형A(이하, 60A), 금형B(이하, 60B), 및 금형C(이하, 60C)를 동시 사용한 동작예를 도 3의 (a)~(b)에서 설명한다.
즉, 각각의 금형(60A~C)에 대해, 동시 병행하여 소정 처리를 행함에 의해, 시트상물(94)의 하나당 택트 타임을, 150초 이하, 보다 바람직하게는, 120초 이하로, 종래 장치의 경우의 택트 타임(예를 들면, 240초)과 비교해서, 극히 짧게 할 수 있다.
이하, 도 3의 (a)~(b)에 나타내는 파우더 슬러쉬 성형기(10a)를 참조하면서, 3개의 금형(60A~C)을 동시 사용해서, 택트 타임이 짧아지는 동작예를 설명한다.
우선은, 예비 가열 장치(63)를 구비한 반송 장치(62)가, 금형(60A)을 클램프해서, 소정 장소까지 상승하고, 예비 가열 장치(63)에 의해, 소정 시간에 걸친 금형(60A)의 예비 가열을 개시한다.
다음으로, 금형(60A)의 예비 가열을 하면서 반송 장치(62)가, 하강하고, 금형 가공부(E부)로부터, 파우더 슬러쉬부(B부)로 이동한다.
다음으로, 반송 장치(62)가, 파우더 슬러쉬 성형/냉각 처리에 있어서, 이미 종료한 금형(60B)을, 파우더 슬러쉬/냉각부(B/C부)로부터, 금형 가공부(E부)로 반송하고, 탈형 처리를 행한다.
이 탈형 처리 동안에, 반송 장치(62)가, 금형 가공부(E부)로부터, 금형 가열부(A부)로, 금형(60A)을 반송해서, 소정 시간의 가열 처리를 행한다.
또한, 이 금형(60A)에 대한 가열 처리 동안에, 반송 장치(62)가, 금형C를 클램프해서, 예비 가열을 개시한다.
다음으로, 반송 장치(62)가, 금형(60A)을, 금형 가열부(A부)로부터 취출하고, 파우더 슬러쉬/냉각부의 일체 개소(B/C부)로 반송한 후, 파우더 슬러쉬 성형/냉각 처리가 순차 행해진다.
그 때, 금형(60A)을 냉각할 때에는, 파우더 슬러쉬 종료 후의 분체 박스가, 파우더 슬러쉬부로부터 박스 교환 위치로 이동한다.
그리고, 금형 냉각부(금형 교환부(D부))에 설치되어 있는 냉각 장치(55)가, 파우더 슬러쉬부(B부)/금형 냉각부(C부)의 회전 장치의 바로 아래로 이동한다.
그리고, 금형(60A)을 파지하는 프레임 부재와 걸어 맞추고, 금형(60A)의 내표면을 외부로 해방한 상태에서, 금형(60A)의 외표면에 대해, 냉각수를 샤워 또는 냉각 미스트를 분사하게 된다.
그리고, 이 파우더 슬러쉬 성형/냉각 처리 동안에, 반송 장치(62)가, 금형(60C)을 클램프하여 예비 가열을 행함과 함께, 금형 가열부(A부)로 이동시켜, 가열 처리를 개시한다.
즉, 반송 장치(62)가, 파우더 슬러쉬부 및 냉각부를 포함하는 일체 개소(B/C부)로부터, 금형 가열부(A부)로 이동하고, 금형(60C)을 반송해서, 소정 시간의 가열 처리를 행하는 것이 바람직하다.
마지막으로, 반송 장치(62)가, 파우더 슬러쉬 성형/냉각 처리가 종료한 금형(60A)을, 파우더 슬러쉬부 및 냉각부를 포함하는 일체 개소(B/C부)로부터, 금형 가공부(E부)로 반송하고, 탈형 처리를 행한다.
이상의 설명과 같이, 도 3의 (a)~(b)에 나타내는 파우더 슬러쉬 성형기(10a)에 있어서, 금형(60A), 금형(60B), 및 금형(60C)을 사용했을 경우, 동작예 1에 따르면, 예비 가열 처리를 포함하고, 각각 독립한 처리를 동시 병행으로 행할 수 있다.
또한, 각 공정에 있어서, 반드시 처리 시간이 일정해지지 않을 경우나, 물리적으로 동시 처리가 할 수 없는 경우가 있지만, 그러한 경우에는, 소정 장소, 예를 들면, 가열로(58')의 상방에서 대기하면서, 반송 장치(62)에 구비한 예비 가열 장치(63)에 의해, 금형(60)을 예비 가열하면 된다.
그 외, 동작예 1의 경우, 우측으로부터, 금형 가열부(A부), 파우더 슬러쉬/냉각부(B/C부), 금형 교환부(D부) 및 금형 가공부(E부)의 순으로, 배치되어 있는 파우더 슬러쉬 성형기(10)를 상정했지만, 우측으로부터, 금형 가열부(A부), 금형 교환부(D부), 파우더 슬러쉬/냉각부(B/C부), 및 금형 가공부(E부)의 순으로, 배치되어 있는 파우더 슬러쉬 성형기(10)여도 된다.
8. 동작예 2
동작예 1에서는, 도 3의 (a)~(b)에 나타내는 바와 같이, 파우더 슬러쉬 성형/냉각 처리가 일체 개소(B/C부)에서 행해지는 파우더 슬러쉬 성형기(10a)의 존재를 전제로 해서, 각종 소정 처리를 설명했다.
그에 반해, 동작예 2에서는, 도 1 및 도 2에 나타내는 파우더 슬러쉬 성형기(10), 즉, 파우더 슬러쉬부(B부)와, 금형 냉각부(C부)가 독립적으로 설치되어 있고, 또한, 파우더 슬러쉬 성형 및 냉각 처리를 각각의 개소에서, 각각 별개로 행하는 파우더 슬러쉬 성형기(10)를 상정해서, 각종 소정 처리를 설명할 수 있다.
즉, 동작예 2에서는, 예를 들면, 금형(60A)을 반송 장치(62)에 의해, 금형 가열부(A부)로부터 취출하고, 파우더 슬러쉬부(B부)로 반송한 후, 소정 시간의 파우더 슬러쉬 성형을 행하는 것으로 한다.
그리고, 동작예 2에서는, 예를 들면, 금형(60A)에 대해, 파우더 슬러쉬부(B부)에 있어서, 소정 시간의 파우더 슬러쉬 성형을 행하고 있는 동안에, 다른 금형(60B)에 대해, 다른 처리를 행할 수 있다.
예를 들면, 금형(60A)에 대해, 파우더 슬러쉬 성형을 행하고 있는 동안에, 반송 장치(62)를 사용해서 금형(60B)(파우더 슬러쉬 처리제)을, 금형 냉각부(C부)로 이동시키고, 그곳에서 동시기에 냉각 처리를 행할 수 있다.
한편, 동작예 2에서는, 이와는 별개의 공정으로서, 예를 들면, 금형(60A)에 대해, 파우더 슬러쉬부(B부)에 있어서, 소정 시간의 파우더 슬러쉬 성형을 행한 후, 반송 장치(62)를 사용해서, 금형 냉각부(C부)로 이동시키고, 그곳에서 냉각 처리를 행하는 것도 가능하다.
따라서, 이러한 동작예 2에서는, 파우더 슬러쉬 성형/냉각 처리가 일체 개소(B/C부)에서 행해지는 장치를 전제로 했을 경우의 동작예 1의 처리 시간과 비교해서, 금형(60A)에 대해, 파우더 슬러쉬 성형을 행하고 있을 때의 다음 공정에의 대기 시간이나, 혹은, 파우더 슬러쉬부(B부)에의 냉각 장치의 이동 등의 시간을 생략할 수 있다.
따라서, 100초 이하, 보다 바람직하게는, 80초 이하의 택트 타임으로, 하나의 시트상물을 성형할 수 있다.
또한, 동작예 2에 있어서도, 예비 가열 장치 부착 반송 장치를 사용하는 점이나, 하나의 반송 장치에서, 복수의 금형을 동시 반송하거나 할 수 있는 점은, 동작예 1과 마찬가지이다.
[실시예]
[실시예 1]
1. 시트상물의 형성
(1) 금형의 준비 공정
도 1에 나타내는 금형 가공부(E부)에 있어서, 소정의 금형(니켈 전주형(電鑄型), 두께 3.5mm)을 준비했다.
(2) 예비 가열 공정
다음으로, 도 1에 나타내는 금형 가공부(E부)로부터, 금형 가열부(A부)로, 반송 장치로서의 크레인을 사용해서, 소정의 금형을 이동시켰다.
그 때, 크레인이, 금형을 파지하는 것과 동기시켜서, 원적외선 방식의 세라믹 히터를 스타트시켜, 금형의 외표면 온도가, 예를 들면 180℃로 되도록, 약 30초간, 예비 가열을 행했다.
(3) 가열 공정
다음으로, 크레인에 부착한 예비 가열 장치를 사용해서, 금형을 반송 동안에, 약 160℃로 예비 가열한 금형을, 온도가 약 430℃로 유지된 본가열로(단위 시간당 공급 열량:30만kcal/hr)의 내부에 수용하고, 육안으로, 금형의 평균 표면 온도(A면과, B면의 온도차 8℃ 이내)가, 약 260℃로 되도록, 소정 유속 조건하, 약 35초간 가열했다.
또한, 금형 온도로서의 금형의 표면 온도(A면 및 B면)는, 상술한 비접촉 적외선 온도계, 서모그래피 온도계, 혹은, 접촉식 열전대에 의해, 직접적으로 측정할 수 있다.
혹은, 비접촉 적외선 온도계 등에 의해, 금형의 외표면(A면)의 온도를 측정하고, 그로부터, 금형의 소재나 두께 등을 고려해서, 내표면(B면)의 온도를 추정하는, 즉, 간접적으로 측정하는 것도 가능하다.
(4) 파우더 슬러쉬 공정
다음으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 금형 가열부(A부)로부터 파우더 슬러쉬부(B부)로, 크레인을 사용해서 금형을 이동시켰다.
다음으로, 파우더 슬러쉬 성형기를 사용해서, 약 260℃로 가열된 금형에 대해, 내열염화비닐 수지로 이루어지는 성형 수지(평균 입경:30㎛ 파우더)를, 30초간 파우더 슬러쉬 성형하여, 두께 약 1.3mm의 시트상물을 얻었다.
또한, 금형 가열부(A부)로부터 파우더 슬러쉬/냉각부(B/C부)로 이동시키는 약 15초 동안에, 크레인에 부착한 예비 가열 장치를 사용해서, 금형 온도를 소정 온도(약 130℃)로 유지하는 예비 가열을 행한 바, 적외선 온도계를 사용해서, 금형 온도가 거의 저하하지 않음(5℃ 미만)을 확인했다.
그에 반해, 종래의 예비 가열 장치가 없는 크레인을 사용했을 경우에는, 금형 가열부(A부)로부터 파우더 슬러쉬부(B부)로 이동시키는 동안에, 금형 온도가 약 10~30℃ 저하하여, 파우더 슬러쉬 성형에 영향을 주는 것이 별도 판명되어 있다.
(5) 냉각 공정
다음으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 파우더 슬러쉬부(B부)에, 크레인을 사용해서 시트상물을 포함하는 금형을 유지한 채, 파우더 슬러쉬 종료 후의 분체 박스가, 파우더 슬러쉬부로부터 박스 교환 위치로 이동함과 함께, 금형 교환부(D부)에 설치되어 있는 냉각 장치가, 파우더 슬러쉬부의 회전 장치의 바로 아래로 이동했다.
다음으로, 냉각 장치가, 금형을 파지하는 프레임 부재와 걸어맞춤과 함께, 시트상물이 형성된 금형을 사실상, 상 방향로 하고, 금형의 내표면을 외부로 해방한 상태에서, 금형의 하방으로부터, 외표면에 대해, 냉각수를 샤워 또는 냉각 미스트를 분사했다.
즉, 금형의 외표면에 대해, 제1 에어(건조 공기)를 약 20초간 분사함에 의해, 시트상물의 표면 온도가 약 100℃로 저하함을 확인했다.
다음으로, 금형의 외표면에 대해, 미스트/샤워 냉각을 약 15초간 실시하고, 시트상물의 표면 온도가, 약 100℃로부터, 약 55℃로 저하함을 확인했다.
또한, 제2 에어(건조 공기)를 약 5초간 분사하여, 시트상물의 표면에 부착한 수적을 비산시킴과 함께, 금형 온도가, 약 55℃로부터, 약 50℃까지 저하함을 확인했다.
(6) 탈형 공정
다음으로, 도 1에 나타내는 바와 같이, 금형 냉각부(C부)로부터 금형 가공부(E부)에, 크레인을 사용해서 시트상물을 포함하는 금형을 이동시킨 후, 약 50℃의 온도로 저하한 시트상물을, 인적 작업에 의해 탈형하고, 실시예 1의 시트상물로 했다.
2. 시트상물의 평가
얻어진 시트상물의 임의의 10개소의 두께를 노기스로 측정하고, 그 평균 두께로부터, 이하의 기준에 준거하여, 막두께 형성성을 평가했다.
그 결과, 평균 두께가 1.4mm이고, 또한, 시트상물의 막두께의 편차(최대값과, 최소값의 차)는, 80㎛ 미만이었다.
또한, 도 1에 나타내는 파우더 슬러쉬 성형기를 사용해서, 동일 조건에서 시트상물의 제조를 반복한 바, 10000회 이상의 사용에 의해도, 그로스 현상(베이킹 현상)이 생기지 않음과 함께, 금형에 있어서의 크랙의 발생도 보이지 않음을 확인했다.
[비교예 1]
비교예 1에 있어서는, 가열 공정에 있어서의 금형의 표면 온도를, 크레인에 부착한 예비 가열 장치에 의한 예비 가열을 전혀 행하지 않은 것 외는, 실시예 1과 마찬가지로, 시트상물을 형성해서, 평가했다.
그 결과, 얻어진 시트상물의 임의의 10개소의 두께를 노기스로 측정하고, 그 평균 두께로부터, 이하의 기준에 준거하여, 막두께 형성성을 평가했다. 그 결과, 평균 두께가 1.2mm이고, 또한, 막두께의 편차(최대값과, 최소값의 차)는, 1600㎛ 이상이었다.
또한, 도 1에 나타내는 파우더 슬러쉬 성형기를 사용해서, 동일 조건에서 시트상물의 제조를 반복한 바, 100회 미만의 사용에 의해, 그로스 현상(베이킹 현상)이 생기거나, 혹은, 금형에 있어서의 크랙이 발생하거나 함을 확인했다.
[산업상의 이용 가능성]
본 발명의 파우더 슬러쉬 성형기 및 파우더 슬러쉬 성형법에 따르면, 본래, 금형의 내표면을 주로 가열하는 가열로 외에, 반송 중인 금형을 가열하기 위한 예비 가열 장치를, 반송 장치의 일부에 설치함에 의해, 본가열로에 있어서, 금형을 소정 온도로 가열할 때까지의 시간을 현저히 단축화하고 또한 균일화할 수 있게 되었다.
그리고, 금형에 대한 가열의 단축화 등에 수반해서, 시트상물을 성형할 때의 택트 타임을, 소위 3형이면 120초 이하의 값으로 하고, 소위 4형이면 80초 이하의 값까지, 단축할 수 있게 되었다.
또한, 금형의 예비 가열에 의해, 부분적 가열이나, 온도차를 갖는 가열도 가능해지고, 그에 수반해서, 금형 내부의 온도 분포도 작아지고, 특히, 도 9의 (a)에 나타나는 바와 같이, 가장 오목한 금형(60)의 내표면 위치(60c)에 있어서, 균일한 부분 가열이 가능해져, 금형(60)의 금속 피로(크랙 발생)의 발생을 유효하게 방지할 수 있게 되었다.
따라서, 얻어진 파우더 슬러쉬 성형품으로서의 시트상물(94)에 따르면, 자동차의 내장재나 범퍼 등으로서, 호적(好適)하게 사용되는 것이 기대된다.
10, 10a:파우더 슬러쉬 성형기, 14:열풍, 16:열풍 분출구, 40:열풍 발생 장치, 41:분기 배관, 43:주배관, 48:댐퍼, 49:방해판, 54:에너지 회수부, 55:냉각 장치, 58, 58':가열로, 58a:셔터, 58b:추, 58c:가열 장치, 58d:회수 장치, 58e:교반 장치, 58f:분출구, 60, 60', 60A, 60B, 60C:금형, 60', 60'':교환용의 금형, 61:금형의 프레임 부재, 61a', 61a'':교환용의 금형의 프레임 부재, 62:반송 장치(크레인), 62c:훅, 63:예비 가열 장치, 63a:원적외선 가열 방식의 히터(세라믹 히터), 63b:전원/모터류, 63c:프레임 부재, 63d:피복 부재, 64:분체 박스, 84a, 84b:형틀, 88:리저버 탱크, 88a:교반실, 92:제2 수지(성형 수지), 94:시트상물, 98:샤워 노즐/미스트 노즐, 99:건조 장치, 99a, 99a':분출구, 99b:송풍기, 100, 100':가열 장치

Claims (8)

  1. 금형 온도가 소정 온도 이상의 값으로 되도록 금형을 가열하는 금형 가열부와,
    성형 수지를 파우더링하면서 분사하여, 가열한 상기 금형의 내표면에, 소정 두께의 시트상물을 성형하는 파우더 슬러쉬부와,
    상기 금형 온도가 소정 온도 이하로 되도록, 상기 금형을 냉각하는 금형 냉각부와,
    냉각한 시트상물을, 상기 금형으로부터 탈형(脫型)하는 금형 가공부,
    를 구비하고,
    상기 금형을, 각부(各部) 사이에서 이동시키는 반송 장치를 더 구비하여 이루어지는 파우더 슬러쉬 성형기로서,
    상기 반송 장치의 일부에, 상기 금형의 적어도 외표면을 가열하기 위한 예비 가열 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 예비 가열 장치가, 원적외선 가열 방식의 히터를 구비하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 예비 가열 장치가, 하방에 개구한 개구부를 갖고 있고, 당해 개구부를 통해, 상기 금형을 수용하는 피복 부재를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반송 장치가, 상기 금형을 파지함과 동시에, 상기 예비 가열 장치에 스위치를 넣어, 상기 금형을 예비 가열하기 위한 동기(同期) 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파우더 슬러쉬부와, 상기 금형 냉각부가 일체화되어 있고, 상기 파우더 슬러쉬부와, 상기 금형 냉각부 사이에, 파우더 슬러쉬부에 있어서의 파우더 박스와, 금형 냉각부에 있어서의 냉각 장치의 위치 교환을 가능하게 하는 교환 장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형기.
  6. 금형 온도가 소정 온도 이상의 값으로 되도록 금형을 가열하는 금형 가열부와,
    성형 수지를 파우더링하면서 분사하여, 가열한 상기 금형의 내표면에, 소정 두께의 시트상물을 성형하는 파우더 슬러쉬부와,
    상기 금형 온도가 소정 온도 이하로 되도록, 상기 금형을 냉각하는 금형 냉각부와,
    냉각한 시트상물을, 상기 금형으로부터 탈형하는 금형 가공부,
    를 구비하고,
    상기 금형을, 각부 사이에서 이동시키는 반송 장치를 더 구비함과 함께, 상기 반송 장치의 일부에, 상기 금형의 적어도 외표면을 가열하기 위한 예비 가열 장치가 설치되어 있는 파우더 슬러쉬 성형기를 사용해서 이루어지는 파우더 슬러쉬 성형법으로서,
    상기 반송 장치가, 상기 금형을 파지해서, 상기 금형 가공부로부터, 상기 금형 가열부로 이송하는 공정과,
    상기 금형 가열부에 있어서, 상기 금형 온도가 소정 온도 이상의 값으로 되도록 적어도 금형의 내표면을 가열하는 공정과,
    상기 반송 장치가, 상기 가열된 금형을 파지해서, 상기 금형 가열부로부터, 상기 파우더 슬러쉬부로 이송한 후, 상기 성형 수지를 파우더링하면서 분사하여, 가열한 상기 금형의 내표면에, 소정 두께의 시트상물을 성형하는 하는 공정과,
    상기 금형을 냉각하는 냉각 공정과,
    냉각한 시트상물을, 상기 금형으로부터 탈형하는 공정을 포함하고,
    또한, 상기 반송 장치가, 상기 금형을 파지해서, 상기 금형 가공부로부터, 상기 금형 가열부로 이송하는 공정 동안에, 상기 반송 장치의 일부에 설치되어 있는 예비 가열 장치에 의해, 상기 금형의 적어도 외표면을 가열하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 반송 장치가, 상기 금형을 이송할 때에, 상기 금형과는 다른 금형을, 상기 반송 장치의 하방에 파지해서, 동시에 반송하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 금형을 냉각할 때에는, 상기 파우더 슬러쉬 종료 후의 분체 박스가, 박스 교환 위치로 이동함과 함께, 상기 금형 냉각부에 설치되어 있는 냉각 장치가, 상기 파우더 슬러쉬부의 회전 장치의 바로 아래로 이동해서, 상기 금형의 프레임 부재와 걸어 맞추고, 금형의 내표면을 해방한 상태에서, 금형의 외표면에 대해, 냉각수를 샤워 또는 냉각 미스트를 분사하는 것을 특징으로 하는 파우더 슬러쉬 성형법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6933160B2 (ja) * 2018-02-27 2021-09-08 トヨタ自動車株式会社 パウダースラッシュ成形システム
DE102019204740A1 (de) * 2019-04-03 2020-10-08 Faurecia Innenraum Systeme Gmbh Formwerkzeug und Verfahren zur Herstellung einer Formhaut für ein Fahrzeuginnenverkleidungsteil
KR102381060B1 (ko) * 2020-08-12 2022-03-31 (주)대호테크 복합 이송 유니트를 구비한 성형 장치
CN116352939B (zh) * 2023-06-02 2023-09-08 苏州聚威共混材料有限公司 一种应用搪塑工艺的热塑性弹性体的成型方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4623503A (en) * 1984-11-21 1986-11-18 Ex-Cell-O Corporation Slush molding method with selective heating of mold by air jets
JP2605349B2 (ja) * 1988-05-26 1997-04-30 トヨタ自動車株式会社 粉体スラッシュ成形装置
JP2619695B2 (ja) * 1988-08-02 1997-06-11 株式会社仲田コーティング スラッシュ成形装置
JPH066302B2 (ja) * 1989-02-23 1994-01-26 株式会社土橋機械 パウダースラッシュ成形装置
JPH02249613A (ja) * 1989-03-24 1990-10-05 Honda Motor Co Ltd 複合表皮材のスラッシュ成形方法及びその成形装置
JPH03202329A (ja) 1989-12-28 1991-09-04 Nippon Rika Kogyosho:Kk 皮革の形成方法
JPH07313B2 (ja) * 1990-10-29 1995-01-11 本田技研工業株式会社 スラッシュ成形型の加熱方法
JPH04191018A (ja) 1990-11-27 1992-07-09 Toyota Motor Corp スラッシュ成形金型の加熱方法
JP3272432B2 (ja) 1992-12-25 2002-04-08 西川化成株式会社 スラッシュ成形金型の加熱装置
JP2000254930A (ja) * 1999-03-09 2000-09-19 Calsonic Kansei Corp パウダースラッシュ成形法による合成樹脂成形品の製造方法
JP3577462B2 (ja) * 2001-01-22 2004-10-13 本田技研工業株式会社 パウダースラッシュ成形装置
CA2431054C (en) * 2001-10-09 2010-12-14 Collins & Aikman Corporation Plastic skin forming process
KR100617857B1 (ko) * 2003-03-13 2006-08-28 가부시키가이샤 나카타 코팅 파우더 슬라쉬 성형기 및 파우더 슬라쉬 성형 방법
JP3625819B2 (ja) * 2003-07-07 2005-03-02 株式会社仲田コーティング パウダースラッシュ成形機およびパウダースラッシュ成形方法
US6981862B2 (en) * 2003-09-09 2006-01-03 Toyota Technical Center Usa, Inc. Slush molding machine
KR100709452B1 (ko) * 2005-08-31 2007-04-18 현대모비스 주식회사 파우더 슬러쉬 몰딩에 의한 표피재의 성형방법
JP4841411B2 (ja) * 2006-12-01 2011-12-21 株式会社仲田コーティング パウダースラッシュ成形機
DE102008026365B4 (de) 2008-06-02 2010-11-18 International Automotive Components Group Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Slush-Häuten
US8814550B2 (en) * 2009-02-25 2014-08-26 Nakata Coating Co., Ltd. Powder slush molding machine and powder slush molding method
CN102001146A (zh) * 2009-09-03 2011-04-06 金兴汽车内饰股份有限公司 搪塑机
CN201483697U (zh) * 2009-09-03 2010-05-26 金兴汽车内饰股份有限公司 搪塑机
CN103121255A (zh) * 2013-02-18 2013-05-29 长春富维—江森自控汽车饰件系统有限公司 多工位全自动搪塑机
CN203125819U (zh) * 2013-02-18 2013-08-14 长春富维—江森自控汽车饰件系统有限公司 多工位全自动搪塑机
CN103448183B (zh) * 2013-09-17 2015-08-26 延锋汽车饰件系统有限公司 一种复合涂层表皮成型方法
WO2016031531A1 (ja) * 2014-08-25 2016-03-03 株式会社仲田コーティング 低温加熱型パウダースラッシュ成形機およびパウダースラッシュ成形方法
CN204172248U (zh) * 2014-09-24 2015-02-25 吉林科尔物流涂装设备有限公司 一种双色搪塑成型机

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