WO2012173053A1 - 電磁波照射成形装置及び電磁波照射成形方法 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to an electromagnetic wave irradiation molding apparatus and an electromagnetic wave irradiation molding method for molding a molded product by irradiating a thermoplastic resin in a mold with an electromagnetic wave.
  • thermoplastic resin there are various molding methods such as injection molding, blow molding, extrusion molding, and press molding as a method of obtaining a molded product having a predetermined shape using a thermoplastic resin.
  • injection molding blow molding, extrusion molding, and press molding
  • a thermoplastic resin is filled into a cavity of a rubber mold, an electromagnetic wave having a wavelength of 0.01 to 100 m from the surface of the mold to the thermoplastic resin. It is disclosed that the thermoplastic resin is heated more strongly than the rubber mold due to the difference in physical properties between the rubber and the thermoplastic resin constituting the mold.
  • the inner wall surface of a cavity in a rubber mold for irradiating an electromagnetic wave including a wavelength region of 0.78 to 2 ⁇ m to heat mold a thermoplastic resin composition has infrared absorption performance. Forming a surface layer is disclosed.
  • Patent Document 1 depending on the type of thermoplastic resin, electromagnetic waves having a wavelength of 0.01 to 100 m may not be effectively absorbed by the thermoplastic resin.
  • Patent Document 2 electromagnetic waves having a wavelength region of 0.78 to 2 ⁇ m are absorbed only by the surface layer, and the inside of the thermoplastic resin may not be heated sufficiently. Therefore, it is not sufficient for stably molding a molded product having a large change in the thickness of each part, a molded product having a complicated shape, or the like.
  • the present invention has been made in view of such a background, and can stably mold a molded product having a large change in thickness of each part, a molded product having a complicated shape, etc. with an excellent appearance and high dimensional accuracy.
  • An electromagnetic wave irradiation molding apparatus and an electromagnetic wave irradiation molding method have been obtained.
  • One aspect of the present invention is a mold made of an insulating material;
  • the mold is divided into a plurality of mold parts, and a cavity for forming a molded product by filling a thermoplastic resin is formed between the mold parts.
  • the electromagnetic wave irradiation molding apparatus is characterized in that a surface layer having the ability to absorb the specific electromagnetic wave is formed on at least a part of the inner wall surface of the cavity.
  • the electromagnetic wave irradiation molding apparatus has a molding die and electromagnetic wave irradiation means, and a surface layer having the ability to absorb specific electromagnetic waves is formed on at least a part of the inner wall surface of the cavity.
  • the thermoplastic resin is disposed in the cavity, and the electromagnetic wave is irradiated with a specific electromagnetic wave including a wavelength region of 0.01 to 100 m from the surface of the mold by the electromagnetic wave irradiation means. To do.
  • the specific electromagnetic wave is absorbed by the surface layer, and a portion of the thermoplastic resin close to the surface layer is heated by heat conduction from the surface layer.
  • thermoplastic resin depending on the type of the thermoplastic resin, it melts and the melted portion expands from the portion close to the surface layer to the inside.
  • the heated thermoplastic resin itself effectively absorbs a specific electromagnetic wave. Thereby, the thermoplastic resin generates heat by itself, the entire thermoplastic resin is heated more effectively, and the entire thermoplastic resin can be melted in a short time.
  • the electromagnetic wave irradiation molding apparatus it is possible to stably mold a molded product having a large change in thickness of each part, a molded product having a complicated shape, etc. with an excellent appearance and high dimensional accuracy.
  • Explanatory drawing which shows the state which looked at the state which has arrange
  • Explanatory drawing which shows the state which looked at the state which has arrange
  • Explanatory drawing which shows the cross section of the state which looked at the formation state of the suction opening and the some suction gate in one side rubber type
  • Explanatory drawing which shows the state which the thermoplastic resin which received irradiation of the specific electromagnetic wave concerning an Example fuse
  • Explanatory drawing which shows the state which the thermoplastic resin which received irradiation of the specific electromagnetic wave concerning an Example melt
  • Explanatory drawing which shows the cross section which looked at the molded article concerning the Example from the front.
  • explanatory drawing which shows the state which apply
  • the mother mold and the auxiliary mold are taken out from the rubber material before being completely cured, and the function-added rubber material is applied to the surface of the mother mold.
  • Explanatory drawing which shows the state which arrange
  • Explanatory drawing which shows the state which has arrange
  • Explanatory drawing which shows the state which filled the rubber material in the mold taking frame concerning an Example.
  • the insulating material constituting the mold may have an insulating property such as a rubber material or a ceramic material.
  • the surface layer can be made of various materials that absorb specific electromagnetic waves including a wavelength region of 0.01 to 100 m and convert the energy into heat to generate heat.
  • the surface layer can be formed integrally with a portion of the mold part where the cavity is formed when the plurality of mold parts are manufactured.
  • the surface layer can also be formed by being attached to or applied to the inner wall surface of the cavity of the produced mold part.
  • the surface layer can be formed by adding a dielectric material for imparting dielectric properties to rubber, resin, and ceramics.
  • the surface layer can be used as a fired body by adding a dielectric material to the ceramic.
  • the surface layer can also be formed by applying a slurry material to the inner wall surface of the cavity, followed by drying and baking.
  • As the dielectric substance a substance having a dielectric power factor of 0.01 or more can be used.
  • the general part of the mold is preferably formed from rubber, and the surface layer is preferably formed by adding a dielectric material to the rubber. In this case, even if the molded product to be molded in the cavity of the mold has a complicated shape, it can be easily molded. Moreover, by using rubber, it is easy to obtain the effect of heating the thermoplastic resin uniformly without depending on the location of the cavity. Furthermore, when rubber is used, the mold can be easily manufactured.
  • the mold part when the general part is made of rubber, the mold part can be elastically deformed when heated by the electromagnetic wave irradiation molding apparatus. Thereby, the volume of the cavity can be reduced. In addition, there are cases where the degree of freedom in designing the mold part can be improved and the molding accuracy of the thermoplastic resin can be improved. Further, for example, when molding a large molded product, the general part is made of rubber, so that the thermoplastic resin is partially melted sequentially, and from the part of the mold part facing the melted part, The volume can also be reduced sequentially. Thereby, a thermoplastic resin can be spread stably so that a space
  • the entire mold is formed of rubber containing a dielectric substance.
  • heat deterioration due to electromagnetic wave irradiation is promoted.
  • it is difficult to efficiently heat the thermoplastic resin and the cooling rate of the thermoplastic resin filled in the cavity of the mold may be slow.
  • the configuration in which the surface layer is formed on a part of the mold is advantageous in any of these points.
  • the specific electromagnetic wave may be a microwave or a high frequency having a specific wavelength in a wavelength range of 0.01 to 100 m.
  • the thermoplastic resin for molding the molded product various types can be used.
  • the surface layer has a property of absorbing a specific electromagnetic wave. Therefore, many types of thermoplastic resins can be used from those having a high dielectric power factor (tan ⁇ ), which indicates the ease of absorbing a specific electromagnetic wave, to those having a low dielectric power factor.
  • the thermoplastic resin not only a colored one such as black but also various ones such as transparent and translucent can be used.
  • the dielectric power factor may vary depending on the temperature and frequency.
  • thermoplastic resin having a high dielectric power factor When a thermoplastic resin having a high dielectric power factor is used, the thermoplastic resin can be heated and melted in a shorter time by irradiation with a specific electromagnetic wave. In addition, when using a thermoplastic resin having a property that the dielectric power factor increases as the temperature rises, the thermoplastic resin can be heated and melted in a shorter time by irradiation with a specific electromagnetic wave. .
  • the electromagnetic wave irradiation molding apparatus includes a vacuum means for evacuating the cavity, and the plurality of molding die portions are a pair of molding die portions and one of the pair of molding die portions.
  • the one-side mold part is provided with a fitting recess
  • the other-side mold part which is the other of the pair of mold parts, is provided with a fitting convex part that fits into the fitting recess.
  • the cavity formed between the pair of mold parts is closed by the insertion convex part inserted into the insertion concave part, and the pair of mold parts is irradiated with the electromagnetic wave.
  • thermoplastic resin that has been irradiated with the specific electromagnetic wave by the means melts, the inside of the cavity is sucked by the vacuum means so as to approach each other and reduce the volume of the cavity. May In this case, a cavity having a volume larger than that of the molded product to be molded is formed between the pair of mold parts, and when the thermoplastic resin is melted, the volume of the cavity is reduced to obtain the molded product. be able to. Thereby, the usage-amount of a thermoplastic resin can be decreased and a molded article can be shape
  • the one side mold part is provided with a vacuum path for connecting the cavity to the vacuum means, and the surface layer is formed on the inner wall surface of the cavity in the other side mold part.
  • the said electromagnetic wave irradiation means may be comprised so that the said specific electromagnetic wave may be irradiated to the outer surface of the said other side shaping
  • the thermoplastic resin in the cavity is melted first from the portion close to the surface layer.
  • the general part other than the surface layer is made of silicone rubber or fluororubber, and the surface layer is carbonized as a dielectric material for the silicone rubber or fluororubber.
  • One or more of silicon, ferrite, barium titanate, carbon black, and graphite may be contained in an amount of 5 to 90% by volume. In this case, it is easy to produce a plurality of mold parts, and it is easy to form a surface layer on the inner wall surface of the cavity in the plurality of mold parts.
  • the surface layer can effectively absorb the specific electromagnetic wave, and the thermoplastic resin in the cavity can be heated and melted by heat conduction.
  • the content of the dielectric property-imparting substance is less than 5% by volume in the surface layer, the surface layer may not sufficiently exhibit the property of absorbing the specific electromagnetic wave.
  • the content of the dielectric property-imparting substance is more than 90% by volume in the surface layer, mixing with the material other than the dielectric property-imparting material that constitutes the surface layer becomes difficult. There is a risk that the mechanical strength will decrease.
  • the dielectric substance is preferably contained in the surface layer in an amount of 10 to 70% by volume, more preferably 13 to 50% by volume, and most preferably 15 to 35% by volume.
  • the surface layer can absorb the specific electromagnetic wave more effectively, and the thermoplastic resin in the cavity can be heated and melted by heat conduction.
  • the dielectric property imparting substance is not limited to the above listed substances, and inorganic compounds, organic compounds, mixtures thereof, and the like can be used, and a resin having a high dielectric power factor can also be used.
  • the dielectric property imparting substance can also be a sintered body of an inorganic compound, and this sintered body can be manufactured by a known method.
  • silicon carbide is preferably contained in an amount of 50% by volume or more.
  • the electromagnetic wave irradiation molding method is a method of performing molding using the electromagnetic wave irradiation molding apparatus, and includes an arranging step of arranging a thermoplastic resin in the cavity, and the electromagnetic wave placed on the thermoplastic resin arranged in the cavity. It includes a heating step of irradiating a specific electromagnetic wave including a wavelength region of 0.01 to 100 m from the irradiation means through the mold, and a cooling step of cooling the thermoplastic resin to obtain a molded product. It is in the electromagnetic wave irradiation molding method. In this case, a molded article of a thermoplastic resin can be formed in the cavity by performing an arrangement process, a heating process, and a cooling process.
  • This electromagnetic wave irradiation molding method is a method of performing molding using the electromagnetic wave irradiation molding apparatus, and includes an arrangement step of arranging a particulate or solid thermoplastic resin in the cavity, and a heat disposed in the cavity.
  • thermoplastic resin molded product is molded into the cavity whose volume is reduced by the pair of molding die portions approaching each other A.
  • thermoplastic resin in the particle state or solid state melts in the heating step
  • the volume occupied by the thermoplastic resin in the cavity is reduced.
  • the pair of mold parts approach each other as much as the volume is reduced.
  • a molded product of the thermoplastic resin can be formed in the cavity whose volume is reduced.
  • the usage-amount of a thermoplastic resin can be decreased and the molded product of the stable shape can be shape
  • the surface appearance of the molded product is improved and the dimensional accuracy is improved.
  • the electromagnetic wave irradiation molding apparatus 1 of this example includes a molding die 2 made of an insulating material and an electromagnetic wave irradiation means 4 that irradiates a specific electromagnetic wave X including a wavelength region of 0.01 to 100 m. Yes.
  • the mold 2 is divided into a plurality of mold parts 2A and 2B, and a thermoplastic resin 6 is filled between the mold parts 2A and 2B (the part where the mold parts 2A and 2B are combined).
  • a cavity 20 for forming the molded product 7 is formed.
  • a surface layer 3 having the ability to absorb the specific electromagnetic wave X is formed on at least a part of the inner wall surface of the cavity 20.
  • FIG. 1 shows a state in which the thermoplastic resin 6 is disposed in the cavity 20 between the pair of mold parts 2A and 2B at the original position P1, as viewed from the front.
  • FIG. 2 shows a state in which the thermoplastic resin 6 is disposed in the cavity 20 between the pair of mold parts 2A and 2B at the original position P1, as viewed from the side (direction orthogonal to FIG. 1).
  • FIG. 1 shows a state in which the thermoplastic resin 6 is disposed in the cavity 20 between the pair of mold parts 2A and 2B at the original position P1, as viewed from the side (direction orthogonal to FIG. 1).
  • FIG. 3 shows the formation state of the suction port 271 and the plurality of suction gates 272 in the one-side rubber mold part 2A in a cross section as viewed from above.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the pair of mold parts 2A and 2B slightly approaching each other when the thermoplastic resin 6 that has been irradiated with the specific electromagnetic wave X is melted.
  • FIG. 5 shows a state in which the thermoplastic resin 6 irradiated with the specific electromagnetic wave X is melted and the pair of mold parts 2A and 2B are in the closest approach position P2, as viewed from the front.
  • FIG. 6 shows a cross section of the molded product 7 as seen from the front.
  • the molded product 7 molded in the electromagnetic wave irradiation molding apparatus 1 of the present example is formed by forming a standing wall portion 72 that rises substantially perpendicularly or inclined with respect to the main body portion 71.
  • the standing wall portion 72 of this example is erected from the entire periphery of the outer edge portion with respect to the main body portion 71.
  • the molded product 7 can be configured such that the standing wall portion 72 is erected from an appropriate portion of the main body portion 71 substantially vertically or inclined.
  • molded by the suction port 271 mentioned later can be cut
  • the plurality of mold parts 2A and 2B of this example are composed of a pair of mold parts 2A and 2B.
  • the one-side mold part 2A is provided with a fitting recess 20A
  • the other-side mold part 2B is provided with a fitting convex part 20B that fits into the fitting recess 20A.
  • the cavity 20 formed between the pair of mold parts 2A and 2B is closed by the fitting convex part 20B fitted into the fitting concave part 20A.
  • the insertion recessed part 20A of this example is formed by the annular insertion recessed part 22 and the annular outer peripheral convex part 23 in the one-side mold part 2A, and the insertion convex part 20B of this example is an annular inner part in the other-side mold part 2B. It is formed by the circumferential convex portion 26.
  • the one-side mold part 2A which is one of the pair of mold parts 2A and 2B, includes a cavity-forming convex part 21 that molds the back surface 702 of the molded product 7, and an annular outer peripheral convex part that protrudes all around the cavity-forming convex part 21. Part 23.
  • An annular insertion recess 22 is formed between the cavity forming protrusion 21 and the annular outer periphery protrusion 23.
  • the other mold part 2B which is the other of the pair of mold parts 2A and 2B, includes a cavity forming concave part 25 that forms the design surface 701 of the molded product 7 by disposing the cavity forming convex part 21 inside, and the cavity forming concave part.
  • annular inner peripheral convex portion 26 that protrudes from the entire peripheral edge portion.
  • the annular inner circumferential convex portion 26 is fitted into the inner circumferential surface 231 of the annular outer circumferential convex portion 23 and is disposed in the annular fitting concave portion 22.
  • the outer peripheral surface 263 of the annular inner peripheral convex portion 26 in the other mold part 2 ⁇ / b> B is the annular outer peripheral convex part 23 in the original position P ⁇ b> 1 before the pair of mold parts 2 ⁇ / b> A and 2 ⁇ / b> B are brought close to each other. Is inserted into the inner peripheral surface 231.
  • the pair of mold parts 2A and 2B are formed between the pair of mold parts 2A and 2B by the outer peripheral surface 263 of the annular inner peripheral convex part 26 and the inner peripheral surface 231 of the annular outer peripheral convex part 23 before and after being brought close to each other.
  • the entire circumference of the divided surface 205 is closed.
  • the cavity 20 of the present example is configured such that the tip surface 211 of the cavity forming convex portion 21 and the cavity forming concave portion 25 are in the original position P1 before the pair of mold parts 2A and 2B are brought close to each other. Continuously between the bottom surface 251, between the outer peripheral surface 212 of the cavity forming convex portion 21 and the inner peripheral surface 262 of the annular inner peripheral convex portion 26, and between the bottom surface 221 of the annular fitting concave portion 22 and the front end surface 261 of the annular inner peripheral convex portion 26. Is formed. As shown in FIG.
  • the pair of mold parts 2A and 2B when the thermoplastic resin 6 disposed in the cavity 20 is melted, the pair of mold parts 2A and 2B includes the bottom surface 221 of the annular fitting recess 22 in the one side mold part 2A and the other. It is comprised so that it may approach until the front end surface 261 of the cyclic
  • thermoplastic resin 6 is supplied to the standing wall space 202 formed in the above. 4 and 5, the particulate thermoplastic resin is indicated by 6A, and the molten thermoplastic resin is indicated by 6B.
  • the electromagnetic wave irradiation means 4 As the electromagnetic wave irradiation means 4, a device that irradiates a microwave (wavelength of 0.01 to 1 m) or a high frequency (wavelength of 1 to 100 m) can be used.
  • the range of microwaves used in the electromagnetic wave irradiation means 4 is 0.01 m (about 30 GHz) to 1 m (about 300 MHz) in terms of frequency, and the range of high frequencies used in the electromagnetic wave irradiation means 4 is 1 m (in terms of frequency). About 300 MHz) to 100 m (about 3 MHz).
  • the specific electromagnetic wave X used in the electromagnetic wave irradiation means 4 is the kind of the thermoplastic resin 6 used for molding the molded product 7, the shape of the molded product 7, the material / shape of the molding die 2, and the material / thickness / addition of the surface layer 3.
  • the wavelength can be arbitrarily selected from 0.01 to 100 m depending on the type of compound powder.
  • the degree of freedom of the shape of the molded product 7 is high, the occurrence of sparks is small, and the prevention of electromagnetic leakage is easy, so that the frequency is 1000 MHz (wavelength: 0.3 m) to 10 GHz.
  • a microwave having a wavelength of 0.03 m is preferably used.
  • a frequency near 2450 MHz can be used more preferably.
  • the electromagnetic wave irradiation means 4 those having a rated output of 100 to 15000 W can be used, and those having a low rated output of 500 to 3000 W are more preferable.
  • the electromagnetic wave irradiation molding apparatus 1 of this example includes a vacuum unit 5 that evacuates the cavity 20 in addition to the pair of mold parts 2 ⁇ / b> A and 2 ⁇ / b> B and the electromagnetic wave irradiation unit 4.
  • the vacuum means 5 is a pump connected to the pair of mold parts 2A and 2B, and is configured to evacuate the cavity 20 in which the thermoplastic resin 6 is disposed, and to make the cavity 20 into a vacuum state. Yes.
  • the electromagnetic wave irradiation molding apparatus 1 makes the pressure in the cavity 20 lower than the pressure outside the pair of mold parts 2A and 2B and sucks the pair of mold parts 2A and 2B. By generating force (clamping force) F, when the thermoplastic resin 6 is melted, the pair of mold parts 2A and 2B are configured to approach each other.
  • a vacuum path 27 for connecting the cavity 20 to the vacuum means 5 is formed in the one-side mold part 2 ⁇ / b> A.
  • the vacuum path 27 is formed so as to communicate the cavity 20 and the outer surface of the one-side mold part 2A.
  • the surface layer 3 is formed on the inner wall surface of the cavity 20 in the other mold part 2B.
  • the electromagnetic wave irradiation means 4 is configured to irradiate the specific electromagnetic wave X to the outer surface 206 of the other mold part 2 ⁇ / b> B.
  • the specific electromagnetic wave X emitted from the electromagnetic wave irradiation means 4 is irradiated to the surface layer 3 formed on the inner wall surface of the cavity 20 in the other mold part 2B, and the thermoplastic resin in the cavity 20 from the surface layer 3 is irradiated. 6 is heated.
  • the thermoplastic resin 6 that has been irradiated with the specific electromagnetic wave X by the electromagnetic wave irradiation means 4 melts, the pair of mold parts 2A and 2B approach each other by being sucked into the cavity 20 by the vacuum means 5. Thus, the volume of the cavity 20 is reduced.
  • the electromagnetic wave irradiation means 4 may be configured to irradiate the outer surface of the one side mold part 2A with the specific electromagnetic wave X in addition to irradiating the outer surface 206 of the other side mold part 2B with the specific electromagnetic wave X. it can. Moreover, the electromagnetic wave irradiation means 4 can also be comprised so that the specific electromagnetic wave X may be irradiated to the both sides
  • the one-side mold part 2 ⁇ / b> A has, as a vacuum path 27, a suction port 271 that opens from the outer surface of the one-side mold part 2 ⁇ / b> A to the tip surface 211 of the cavity forming convex part 21, A suction gate 272 that opens from the outer surface of the one-side mold part 2A to the bottom surface 221 of the annular insertion recess 22 is formed to penetrate therethrough.
  • the suction port 271 of this example also serves as a charging port for charging the particulate thermoplastic resin 6 ⁇ / b> A into the cavity 20.
  • the surplus molten thermoplastic resin 6B overflows into the main body space 201. it can.
  • the molded product 7 to be molded in this example is such that the standing wall portion 72 rises substantially vertically or in an inclined manner on the entire circumference of the main body portion 71 as described above.
  • the suction gate 272 includes a position facing the bottom surface 251 of the cavity forming recess 25 and a position facing the annular inner circumferential convex portion 26 on the four sides of the bottom surface 221 of the annular insertion recess 22. Are opened at a plurality of locations.
  • This figure shows the formation state of the suction port 271 and the plurality of suction gates 272 in the one-side mold part 2A.
  • the suction gate 272 has a channel cross-sectional area smaller than that of the suction port 271.
  • the vacuum means 5 sucks the gas (air) in the cavity 20, the cavity 20 It is formed with a small channel cross-sectional area so that the particulate thermoplastic resin 6A inside is not sucked.
  • a backup plate 31 is disposed on the side of the one-side mold part 2A that does not face the other-side mold part 2B in an overlapping manner.
  • a evacuation path 32 for evacuating by the vacuum means 5 is formed between the one-side mold part 2A and the backup plate 31. The evacuation path 32 communicates with the suction port 271 and the plurality of suction gates 272.
  • the electromagnetic wave irradiation means 4 of this example is disposed to face the outer surface 206 formed in parallel to the bottom surface 251 of the cavity forming recess 25 in the other mold part 2B. ing.
  • the particulate thermoplastic resin 6 ⁇ / b> A disposed in the cavity 20 first from the cavity forming recess 25 side by the specific electromagnetic wave X irradiated to the outer surface 206 in the other mold part 2 ⁇ / b> B. Melt. Then, the suction gate 272 is prevented from being blocked, and evacuation by the vacuum means 5 is continued until the entire cavity 20 is filled with the molten thermoplastic resin 6B.
  • the general part 200 in each mold part 2A, 2B is made of silicone rubber, which is a rubber material 209 as an insulating material.
  • the surface layer 3 of this example is formed only on the inner wall surface forming the cavity 20 in the other mold part 2B.
  • the surface layer 3 is not formed on the inner wall surface forming the cavity 20 in the one-side mold part 2A.
  • the surface layer 3 of this example is formed by containing 5 to 90% by volume of a dielectric property imparting substance having a dielectric power factor of 0.01 or more at 30 ° C. and 60 Hz with respect to silicone rubber as a base material. .
  • the surface layer 3 in this example is formed by integrally joining the general part 200 made of silicone rubber.
  • the dielectric property-imparting material in this example is silicon carbide.
  • NC # 1000 50% average particle size (weight basis) 11 ⁇ m
  • the surface layer 3 of this example was formed by blending 25.7% by volume of silicon carbide as a dielectric substance with respect to silicone rubber as a rubber material.
  • ferrite, barium titanate, carbon black, and graphite can also be used as the dielectric property imparting substance.
  • a silicon carbide inorganic compound powder can be used as the dielectric material.
  • this inorganic compound powder one having a 50% average particle diameter (weight basis) of 3 to 800 ⁇ m can be used.
  • the average particle size of the inorganic compound powder is preferably 4 to 500 ⁇ m, more preferably 5 to 300 ⁇ m, still more preferably 6 to 100 ⁇ m, and particularly preferably 7 to 50 ⁇ m.
  • the average particle diameter of the inorganic compound powder is less than 3 ⁇ m, the heat generation efficiency of the surface layer 3 when the specific electromagnetic wave X is irradiated may be reduced.
  • the average particle diameter of the inorganic compound powder is more than 800 ⁇ m, mixing with the base material constituting the surface layer 3 becomes difficult, and the strength of the surface layer 3 may be reduced.
  • the dielectric property-imparting substance in the surface layer 3 can be contained in an amount of 5 to 90% by volume with respect to the entire surface layer 3.
  • the content of the dielectric property imparting substance is preferably 10 to 70% by volume, more preferably 13 to 50% by volume, and particularly preferably 15 to 35% by volume.
  • the content of the dielectric property-imparting substance is less than 5% by volume, the ability to absorb the specific electromagnetic wave X is not sufficient. In this case, the heat generation efficiency of the surface layer 3 when the specific electromagnetic wave X is irradiated is lowered, and heating in a short time becomes difficult. Further, local heating is likely to occur in the thermoplastic resin 6 in the cavity 20.
  • the base material constituting the surface layer 3 and the general part 200 of the mold parts 2A and 2B can be formed using, for example, fluororubber other than silicone rubber. Further, the base material and the general part 200 are made of various insulating materials that can disperse and hold the inorganic compound powder that is a dielectric substance and have heat resistance at the temperature to be used. Can do.
  • the base material and the general part 200 can be made of, for example, resin, ceramics, or the like.
  • the thickness of the surface layer 3 can be 0.1 to 10 mm. The thickness of the surface layer 3 is preferably 0.5 to 8 mm, and more preferably 2 to 7 mm.
  • the other mold part 2B having the surface layer 3 can be produced as follows. First, as an application arrangement process, as shown in FIG. 7, a function-added rubber material 30 containing a substance having a dielectric power factor of 0.01 or more is applied to the surface of a matrix 8 having a product shape. The function-added rubber material 30 is attached to the surface of the mother die 8 and a coating tool (waste, brush, etc.), and extends to the surface of the mother die 8 as uniformly as possible. Then, as shown in FIG. 8, the mother die 8 to which the function-added rubber material 30 is applied and the auxiliary die 81 for forming the fitting convex portion 20 ⁇ / b> B are arranged in the mold taking frame 82.
  • a coating tool waste, brush, etc.
  • the other mold part 2B can be manufactured as follows. First, as shown in FIG. 10, as a filling process, a mother die 8 having a product shape and an auxiliary die 81 for forming the fitting convex portion 20 ⁇ / b> B are arranged in a mold taking frame 82. A rubber material 209 is filled. Next, as shown in FIG. 11, as a take-out process, the mother die 8 and the auxiliary die 81 are taken out from the rubber material 209 before being completely cured. Next, as a coating arrangement step, a substance having a dielectric power factor of 0.01 or more is included with respect to at least one of the surface of the mother die 8 and the inner surface of the rubber material 209 to which the surface shape of the mother die 8 is transferred.
  • the function-added rubber material 30 is applied. Then, the mother die 8 is disposed again inside the rubber material 209 that is in a predetermined semi-cured state before being completely cured. Next, as a molding step, the surface layer 3 to which the surface shape of the mother die 8 is transferred is formed by the function-added rubber material 30, and the general portion 200 is formed by the rubber material 209 to mold the rubber mold. Thereafter, as a re-extraction step, the mother die 8 is taken out from the rubber die again. In this way, the other mold part 2B having the surface layer 3 can be produced.
  • the function-added rubber material 30 of this example is obtained by blending an inorganic compound powder that is a dielectric property-imparting substance when the silicone main agent and the curing agent are mixed.
  • the material constituting the surface layer 3 is a thermoplastic resin material
  • an inorganic compound powder as a dielectric property imparting substance is kneaded when the thermoplastic resin is kneaded.
  • the inorganic compound powder which is a dielectric property provision substance is knead
  • the surface layer 3 can be formed by various methods other than the integral molding with the general part 200.
  • the surface layer 3 can be formed, for example, by applying a material for forming the surface layer 3 to the inner wall surface of the cavity 20.
  • the surface layer 3 can also be formed by sticking a sheet-like material to the inner wall surface of the cavity 20.
  • the one-side mold part 2A consisting only of the general part 200 can be manufactured as follows. First, as shown in FIG. 12, as a placement step, a mother die 8 having a product shape and an auxiliary die 81 for shaping the insertion recessed portion 20 ⁇ / b> A are placed in a mold take frame 82. Next, as a filling process, as shown in FIG. 13, the rubber material 209 is filled into the mold frame 82. Next, as a molding step, cooling is maintained until the rubber material 209 is cured, the general part 200 to which the surface shape of the mother die 8 is transferred is formed, and the one-side mold part 2A is molded. Further, the insertion recessed portion 20 ⁇ / b> A is formed by the auxiliary mold 81. Thereafter, as an extraction step, the mother die 8 and the auxiliary die 81 are taken out from the other mold portion 2B. Thus, the one-side mold part 2A can be produced.
  • thermoplastic resin 6 As the thermoplastic resin 6 for molding the molded product 7, only a particulate resin can be used. Moreover, as this thermoplastic resin 6, the thing of a particle state and the thing of a solid state can also be used together. In this case, a solid state is disposed in a part of the cavity 20, and a particle state is disposed in the remaining part of the cavity 20.
  • the particle state means a state such as a spherical shape, a cylindrical shape, or an indefinite shape found in a pulverized product.
  • the solid state means a plate shape, a rod shape, a linear shape or the like, and can be appropriately selected depending on the shape of the target molded product 7.
  • the particulate thermoplastic resin 6 can be used in a mixture of two or more shapes, and the solid thermoplastic resin 6 can be used in a mixture of two or more shapes.
  • the volume average particle diameter of the thermoplastic resin 6 in a particle state can be 1 to 3000 ⁇ m.
  • the particle diameter is preferably 50 to 3000 ⁇ m, more preferably 200 to 2500 ⁇ m.
  • the particulate thermoplastic resin 6 preferably has an average particle diameter within these ranges, and further contains small particles of 1 to 100 ⁇ m. In this case, it is possible to smoothly fill the entire cavity 20 with the particulate thermoplastic resin 6.
  • the bulk specific gravity of the particulate thermoplastic resin 6 can be set to 0.4 or more.
  • the bulk specific gravity can be preferably 0.45 or more, and more preferably 0.5 or more.
  • the thermoplastic resin 6 is a filler in the form of fibers, particles, plates, etc., decorating agents such as metallic pigments, ultraviolet absorbers, antioxidants, anti-aging agents, antistatics, depending on the purpose and application. Additives such as additives, flame retardants, weathering agents, plasticizers, lubricants, antibacterial agents, hydrophilicity-imparting agents, and light-colored colorants may be contained.
  • the type of the thermoplastic resin 6 for molding the molded product 7 can be various.
  • a polar resin is used as the thermoplastic resin 6, the thermoplastic resin 6 can be heated and melted in a shorter time by irradiation with the specific electromagnetic wave X.
  • a thermoplastic resin having a property that the dielectric power factor increases as the temperature rises is used, the thermoplastic resin 6 is heated and melted in a shorter time by irradiation with the specific electromagnetic wave X. be able to.
  • Table 1 shows the frequency dependence of the dielectric power factor (tan ⁇ ) for various thermoplastic resins 6. In the table, numerical values at 30 ° C. are shown. In the table, vinyl chloride is considered to have a property that the dielectric power factor increases as the frequency increases.
  • Table 2 shows the temperature dependence of the dielectric power factor (tan ⁇ ) for various thermoplastic resins 6. In the table, numerical values at 60 Hz are shown. In the table, vinyl chloride, polyamide, and ABS (acrylonitrile / butadiene / styrene) are considered to have a property that the dielectric power factor increases as the temperature increases.
  • thermoplastic resin 6A is arranged in a cavity 20 formed between a pair of mold parts 2A and 2B.
  • the thermoplastic resin 6A can be introduced into the cavity 20 between the pair of mold parts 2A and 2B in a state of being combined with each other from the suction port (input port) 27 formed in the one side mold part 2A. it can.
  • the thermoplastic resin 6A can be disposed with respect to the cavity forming recess 25 in the other mold part 2B in the open state. In this case, the pair of mold parts 2A and 2B in a state where the thermoplastic resin 6A is disposed are combined with each other.
  • the pair of mold parts 2A and 2B can be combined after disposing the thermoplastic resin 6 with respect to the cavity forming concave portion 25 or the cavity forming convex portion 21. .
  • the thermoplastic resin 6 can be used in combination of a particulate state and a solid state.
  • the inner peripheral surface 231 of the annular outer peripheral convex part 23 and the other side mold part in the one side mold part 2A in a state where the pair of mold parts 2A and 2B are combined, the inner peripheral surface 231 of the annular outer peripheral convex part 23 and the other side mold part in the one side mold part 2A.
  • the entire circumference of the split surface 205 formed between the pair of mold parts 2A and 2B is closed by the outer peripheral surface 263 of the annular inner peripheral convex portion 26 in 2B.
  • evacuation of the cavity 20 is started by the vacuum means 5 from the evacuation path 32 through the suction port 271 and the plurality of suction gates 272.
  • air is sucked from the gap formed between the particulate thermoplastic resin 6A in the cavity 20, and the pair of mold parts 2A and 2B are subjected to a suction force F that tends to approach each other.
  • Pressure is applied between the particles of the thermoplastic resin 6A in the state.
  • the electromagnetic wave irradiation means 4 irradiates the outer surface 206 of the other mold part 2B with a specific electromagnetic wave X in the wavelength range of 0.01 to 100 m. To do.
  • the particulate thermoplastic resin 6 ⁇ / b> A located near the surface layer 3 receives heat conduction from the surface layer 3 and is heated and melted.
  • the melted portion expands from the portion close to the surface layer 3 to the inside.
  • the thermoplastic resin 6 having the property of increasing the dielectric power factor when heated and melted
  • the melted thermoplastic resin 6B itself effectively absorbs the specific electromagnetic wave X. Thereby, the whole thermoplastic resin 6 is heated more effectively, and the whole thermoplastic resin 6 can be melted in a short time.
  • the melting of the particle state thermoplastic resin 6A releases the force acting between the particles of the particle state thermoplastic resin 6A because the gap between the particles is in a vacuum state.
  • the volume of the main body space 201 is reduced by the suction force F acting on the pair of mold parts 2A and 2B, and the pair of mold parts 2A and 2B approach each other as much as the volume of the main body space 201 is reduced. Further, even after the thermoplastic resin 6 ⁇ / b> A in the cavity 20 starts to melt, evacuation in the cavity 20 by the vacuum means 5 is continued.
  • the thermoplastic resin 6A in the particle state in the cavity 20 is melted first from the particles located near the bottom surface 251 of the cavity forming recess 25 in the main body space 201 of the cavity 20, and then the cavity forming protrusion The particles are sequentially melted into particles located near the tip surface 211 of the portion 21.
  • the particulate thermoplastic resin 6A disposed in the standing wall space 202 and the surplus space 203 in the cavity 20 does not melt until substantially the entire particulate thermoplastic resin 6A disposed in the main body space 201 is melted.
  • the particle state is maintained. Thereby, the evacuation of the main body space 201 in the cavity 20 is continued from the gap formed between the particulate thermoplastic resin 6 ⁇ / b> A disposed in the suction port 271 and the plurality of suction gates 272.
  • the particulate thermoplastic resin 6A in the main body space 201 melts and the pair of molding dies 2A and 2B approach each other, the particulate thermoplastic resin 6A disposed in the standing wall space 202 and the surplus space 203 melts. .
  • the molten thermoplastic resin 6B in the surplus space 203 is supplied to the standing wall space 202 when the volume of the surplus space 203 decreases due to the approach of the pair of mold parts 2A and 2B.
  • the molten thermoplastic resin 6 ⁇ / b> B that is excessive in the main body space 201 is also supplied to the standing wall space 202.
  • the pair of mold parts 2A and 2B includes the bottom surface 221 of the annular insertion recess 22 in the one side mold part 2A and the other side mold part. It approaches until the front end surface 261 of the annular inner circumferential convex portion 26 in 2B comes into contact. And between the bottom face 221 of the annular insertion recessed part 22 and the front end surface 261 of the annular inner peripheral convex part 26, the molded product 7 of the thin sheet-like (burr-like) thermoplastic resin 6 is shape
  • thermoplastic resin 6B evacuation by the vacuum means 5 is continued until the melted thermoplastic resin 6B is filled in the entire cavity 20, and the melted thermoplastic resin in the entire cavity 20 whose volume is reduced. 6B can be distributed.
  • a cooling step a state in which the melted thermoplastic resin 6B is filled in the cavity 20 in the pair of mold parts 2A and 2B is maintained. At this time, the molten thermoplastic resin 6B is cooled and solidified. And while the main-body part 71 is shape
  • the general part 200 of the pair of mold parts 2A and 2B of this example is made of silicone rubber, and the dielectric power factor of silicone rubber is low.
  • the surface layer 3 has a dielectric power factor higher than that of silicone rubber, and is configured to contain a dielectric material that has a dielectric power factor at 30 ° C. and 60 Hz of 0.01 or more.
  • thermoplastic resin 6 having a property of increasing the dielectric power factor when heated
  • the heated thermoplastic resin 6 itself effectively absorbs the specific electromagnetic wave X.
  • the thermoplastic resin 6 generates heat by itself, the entire thermoplastic resin 6 is heated more effectively, and the entire thermoplastic resin 6 can be melted in a short time. Therefore, according to the electromagnetic wave irradiation molding apparatus 1 and the electromagnetic wave irradiation molding method, the molded product 7 having a large change in thickness of each part, the molded product 7 having a complicated shape, and the like can be stably obtained with an excellent appearance and high dimensional accuracy. Can be molded.
  • molding die 2 which provided the surface layer 3 of this example are used, the following effect can also be obtained.
  • the electromagnetic wave irradiation means 4 that emits electromagnetic waves (microwave or high frequency) in the wavelength range of 0.01 to 100 m the electromagnetic wave irradiation means 4 that emits electromagnetic waves (near infrared rays) in the wavelength range of 0.78 to 2 ⁇ m is used. Compared with the case where it uses, the thermal efficiency which heats the thermoplastic resin 6 in the cavity 20 can be improved.
  • This thermal efficiency refers to the ratio of the amount of heat used for heating the thermoplastic resin 6 out of the amount of heat of the electromagnetic wave emitted from the electromagnetic wave irradiation means 4.
  • electromagnetic waves are easily diffused, and the electromagnetic waves are absorbed by air. Therefore, the thermal efficiency in this case is about 20%.
  • the thermal efficiency in this case is 60% or more.
  • the molding die 2 can be moved from the emission position of the specific electromagnetic wave X in the electromagnetic wave irradiation means 4 as compared with the case of using the electromagnetic wave irradiation means 4 that emits near infrared rays.
  • the degree of freedom of the irradiation distance to the surface can be increased.
  • the irradiation intensity attenuates in proportion to the square of the irradiation distance due to the effects of energy diffusion, air absorption, and the like. Therefore, in this case, the irradiation distance cannot be increased too much.
  • the irradiation intensity is less attenuated and the irradiation distance can be increased.
  • the specific electromagnetic wave X easily reaches a local site, and it becomes easy to mold the molded article 7 having a three-dimensional complicated shape.
  • the thickness of the molded article 7 of the thermoplastic resin 6 to be molded is increased compared to the case of using the electromagnetic wave irradiation means 4 that emits near infrared rays.
  • the electromagnetic wave irradiation means 4 that emits near infrared rays can do.
  • electromagnetic waves are absorbed only on the surface of the thermoplastic resin 6 and the inside of the thermoplastic resin 6 is heated only by heat conduction.
  • microwaves or high frequencies electromagnetic waves are absorbed not only on the surface of the thermoplastic resin 6 but also inside the thermoplastic resin 6.
  • thermoplastic resin 6 is heated by a synergistic effect between the amount of electromagnetic waves directly absorbed and the amount of electromagnetic waves transmitted by thermal conduction. Therefore, in this case, when the specific part of the thermoplastic resin 6 is shaded by another part when the electromagnetic wave is irradiated, the specific part can be effectively heated.
  • thermoplastic resin 6 itself can easily generate heat compared to the case of using the electromagnetic wave irradiation means 4 that emits near infrared rays.
  • electromagnetic waves are absorbed only on the surface of the thermoplastic resin 6 and the inside of the thermoplastic resin 6 is heated only by heat conduction.
  • microwave or high frequency depending on the type of the thermoplastic resin 6, there is a property that the dielectric power factor (tan ⁇ ) increases with increasing temperature.
  • the irradiation direction of electromagnetic waves can be fixed by using the electromagnetic wave irradiation means 4 which radiate
  • a means for moving the electromagnetic wave irradiation means 4 or the mold 2 is necessary so that the entire thermoplastic resin 6 is irradiated with the electromagnetic waves.
  • the electromagnetic wave can be irradiated with the mold 2 placed in the horizontal direction. Therefore, in this case, means for moving the electromagnetic wave irradiation means 4 or the mold 2 used in the case of near infrared rays can be eliminated.
  • the degree of freedom of the material of the mold 2 can be increased by using the electromagnetic wave irradiation means 4 that emits microwaves or high-frequency waves.
  • the electromagnetic wave irradiation means 4 that emits near infrared rays in order to irradiate the thermoplastic resin 6 with the electromagnetic wave through the mold 2, the mold 2 having a property of transmitting the electromagnetic wave is used. There was a need.
  • the outer portion of the mold 2 can be made of a highly rigid material such as ceramics (pottery) or wood in addition to rubber and resin. Can be used for Therefore, it is possible to avoid the problem of self-weight deformation that may occur when molding a large molded product 7.
  • the surface layer 3 was formed on the inner wall surface of the cavity 20 in the other mold part 2B.
  • the surface layer 3 can also be formed on the inner wall surface of the cavity 20 in the one-side mold part 2A as shown in FIG.
  • the surface layer 3 can also be formed on the inner wall surface of the cavity 20 in the one-side mold part 2A and the other-side mold part 2B as shown in FIG.
  • the surface layer 3 is not necessarily formed on the surface of the inner wall surface of the cavity 20.
  • the surface layer 3 is formed on the surface of the general part 200, and a rubber layer made of the same rubber material 209 as the general part 200 is formed on the surface layer 3.
  • the mold 2 may be easily manufactured.
  • the rubber layer may have any thickness as long as heat absorbed by the surface layer 3 is conducted to the thermoplastic resin 6 in the cavity 20.
  • the thickness of the rubber layer can be 20 mm or less, preferably 5 mm or less, and more preferably 2 mm or less.
  • the general part 200 is composed of silicone rubber, and the surface layer 3 is formed as a thermoplastic resin 6 by a molding die 2 composed of silicone rubber containing 25.7% by volume of silicon carbide (SiC).
  • SiC silicon carbide
  • NC # 1000 50% average particle diameter (weight basis) 11 ⁇ m) manufactured by Taiheiyo Random was used for silicon carbide.
  • the thickness of the surface layer 3 was 5 mm.
  • the state of this temperature change is shown in FIG. This figure shows changes in the temperature of the surface layer 3 and the ABS resin (thermoplastic resin 6) when heated, with time on the horizontal axis and temperature on the vertical axis.
  • the surface layer 3 was rapidly heated to 160 ° C. in about 3 minutes when the output of the electromagnetic wave irradiation means 4 was 500 W. And the temperature of the surface layer 3 was close to an equilibrium state at around 160 ° C. in balance with heat radiation to the outside air. The surface layer 3 was heated more rapidly to 200 ° C. when the output of the electromagnetic wave irradiation means 4 was 1000 W.
  • the ABS resin was a micropellet in a particle state having a volume average particle diameter of 700 ⁇ m and a bulk specific gravity of 0.55. The temperature of the ABS resin gradually increased following the temperature increase of the surface layer 3 in the first heating period. This is because the ABS resin was heated by heat conduction from the surface layer 3.
  • the reason why the ABS resin was heated rapidly exceeding the temperature of the surface layer 3 is considered as follows.
  • the microwave heating is dielectric heating, and the amount of heat generated depends on the dielectric power factor (tan ⁇ ). It is known that the dielectric power factor of the thermoplastic resin 6 such as ABS or vinyl chloride is low from room temperature to around 100 ° C., but increases as the temperature rises. Therefore, as the temperature of the ABS resin portion in contact with the surface layer 3 increases, the heat generation of the ABS resin portion is accelerated, and the ABS resin as a whole is rapidly increased due to the synergistic effect of heat conduction and own heat generation. Consider heated.

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Abstract

 電磁波照射成形装置1は、絶縁性材料からなる成形型2と、0.01~100mの波長領域を含む特定電磁波Xを照射する電磁波照射手段4とを備えている。成形型2は、複数の成形型部2A,2Bに分割されており、成形型部2A,2B同士の間には、熱可塑性樹脂6を充填して成形品を成形するためのキャビティ20が形成されている。キャビティ20の内壁面の少なくとも一部には、特定電磁波Xを吸収する性能を有する表面層3が形成されている。

Description

電磁波照射成形装置及び電磁波照射成形方法
 本発明は、成形型内の熱可塑性樹脂に電磁波を照射して成形品を成形する電磁波照射成形装置及び電磁波照射成形方法に関する。
 熱可塑性樹脂を用いて所定形状の成形品を得る方法としては、一般的には、射出成形、ブロー成形、押出成形、プレス成形等の種々の成形方法がある。
 これ以外にも、例えば、特許文献1においては、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際に、成形型の表面から熱可塑性樹脂に波長が0.01~100mである電磁波を照射し、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を強く加熱することが開示されている。
 また、例えば、特許文献2においては、0.78~2μmの波長領域を含む電磁波を照射して熱可塑性樹脂組成物を加熱成形するためのゴム型におけるキャビティの内壁面に、赤外線吸収性能を有する表面層を形成することが開示されている。
特開2007-136747号公報 特開2010-269541号公報
 しかしながら、特許文献1においては、熱可塑性樹脂の種類によっては、この熱可塑性樹脂に波長が0.01~100mである電磁波が効果的に吸収されないことがある。また、特許文献2においては、0.78~2μmの波長領域である電磁波が表面層のみに吸収され、熱可塑性樹脂の内部を十分に加熱できないおそれがある。
 そのため、各部の肉厚の変化が大きい成形品、複雑な形状の成形品等を、安定して成形するためには十分ではない。
 本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、各部の肉厚の変化が大きい成形品、複雑な形状の成形品等を、優れた外観及び高い寸法精度で安定して成形することができる電磁波照射成形装置及び電磁波照射成形方法を提供しようとして得られたものである。
 本発明の一態様は、絶縁性材料からなる成形型と、
 0.01~100mの波長領域を含む特定電磁波を照射する電磁波照射手段とを備え、
 上記成形型は、複数の成形型部に分割されており、該成形型部の間には、熱可塑性樹脂を充填して成形品を成形するためのキャビティが形成されており、
 該キャビティの内壁面の少なくとも一部には、上記特定電磁波を吸収する性能を有する表面層が形成されていることを特徴とする電磁波照射成形装置にある。
 上記電磁波照射成形装置は、成形型及び電磁波照射手段を有しており、キャビティの内壁面の少なくとも一部には、特定電磁波を吸収する性能を有する表面層が形成されている。
 熱可塑性樹脂の成形品を成形するに当たっては、キャビティ内に熱可塑性樹脂を配置し、電磁波照射手段によって、成形型の表面から0.01~100mの波長領域を含む特定電磁波を熱可塑性樹脂に照射する。このとき、照射の初期の段階においては、特定電磁波が表面層に吸収され、表面層に近い部分の熱可塑性樹脂が、表面層からの熱伝導によって加熱される。このとき、熱可塑性樹脂の種類によっては、溶融し、表面層に近い部分から内部へと溶融箇所が拡大していく。
 特に、加熱されたときに、誘電力率が上昇する性質を有する熱可塑性樹脂の場合には、加熱された熱可塑性樹脂自体が、特定電磁波を効果的に吸収するようになる。これにより、熱可塑性樹脂が自ら発熱し、熱可塑性樹脂の全体がより効果的に加熱され、熱可塑性樹脂の全体を短時間で溶融させることができる。
 それ故、上記電磁波照射成形装置によれば、各部の肉厚の変化が大きい成形品、複雑な形状の成形品等を、優れた外観及び高い寸法精度で安定して成形することができる。
実施例にかかる、原位置にある一対の成形型部の間のキャビティに熱可塑性樹脂を配置した状態を、正面から見た断面で示す説明図。 実施例にかかる、原位置にある一対の成形型部の間のキャビティに熱可塑性樹脂を配置した状態を、側方から見た断面で示す説明図。 実施例にかかる、一方側ゴム型部における吸引口及び複数の吸引ゲートの形成状態を、上方から見た状態の断面で示す説明図。 実施例にかかる、特定電磁波の照射を受けた熱可塑性樹脂が溶融して、一対の成形型部が若干互いに接近した状態を、正面から見た断面で示す説明図。 実施例にかかる、特定電磁波の照射を受けた熱可塑性樹脂が溶融して、一対の成形型部が最も接近した状態を、正面から見た断面で示す説明図。 実施例にかかる、成形品を正面から見た断面で示す説明図。 実施例にかかる、他方側成形型部の製造方法において、母型の表面に対して機能付加ゴム材料を塗布した状態を断面で示す説明図。 実施例にかかる、他方側成形型部の製造方法において、機能付加ゴム材料が塗布された母型と補助型とを、型取り枠内に配置した状態を断面で示す説明図。 実施例にかかる、他方側成形型部の製造方法において、型取り枠内にゴム材料を充填した状態を断面で示す説明図。 実施例にかかる、他方側成形型部の他の製造方法において、母型と補助型とを型取り枠内に配置し、型取り枠内にゴム材料を充填した状態を断面で示す説明図。 実施例にかかる、他方側成形型部の他の製造方法において、母型及び補助型を完全硬化する前のゴム材料から取り出し、母型の表面に対して機能付加ゴム材料を塗布し、ゴム材料の内部に母型を再び配置する状態を断面で示す説明図。 実施例にかかる、母型と補助型とを型取り枠内に配置した状態を断面で示す説明図。 実施例にかかる、型取り枠内にゴム材料を充填した状態を断面で示す説明図。 実施例にかかる、表面層の形成箇所が図1の場合と異なる他の成形型を、正面から見た断面で示す説明図。 実施例にかかる、表面層の形成箇所が図1の場合とさらに異なる他の成形型を、正面から見た断面で示す説明図。 確認試験にかかる、横軸に時間をとり、縦軸に温度をとって、加熱されたときの表面層及びABS樹脂の温度の変化を示すグラフ。
 上述した電磁波照射成形装置における好ましい実施の形態につき説明する。
 上記電磁波照射成形装置において、上記成形型を構成する絶縁性材料は、ゴム材料、セラミックス材料等の絶縁性を有するものとすることができる。
 上記表面層は、0.01~100mの波長領域を含む特定電磁波を吸収して、そのエネルギーを熱に変換して発熱する種々の材料から構成することができる。表面層は、上記複数の成形型部を作製する際に、成形型部のキャビティを形成する部分に一体的に形成することができる。また、表面層は、作製した成形型部のキャビティの内壁面に貼り付けて、又は塗布して形成することもできる。
 表面層は、ゴム、樹脂、セラミックスに対して、誘電性を付与するための誘電性付与物質を添加して形成することができる。表面層は、セラミックスに誘電性付与物質を添加して、焼成体として用いることができる。また、表面層は、スラリー状にした原料をキャビティの内壁面に塗布し、乾燥、焼付けを行って形成することもできる。
 誘電性付与物質としては、誘電力率が0.01以上の物質を用いることができる。
 成形型の一般部をゴムから形成し、表面層は、ゴムに対して誘電性付与物質を添加して形成することが好ましい。この場合には、成形型のキャビティに成形する成形品が複雑形状であっても、容易にこれを成形することができる。また、ゴムを用いることにより、キャビティの場所に依存せず、均一に熱可塑性樹脂を加熱する効果を得やすい。さらに、ゴムを用いると成形型の製造が容易である。
 また、一般部をゴムから構成することにより、電磁波照射成形装置によって加熱される際に、成形型部を弾性変形させることができる。これにより、キャビティの容積を縮小可能にすることができる。また、成形型部の設計の自由度を向上させ、熱可塑性樹脂の成形精度を向上させることができる場合がある。
 また、例えば、大型の成形品を成形する場合には、一般部をゴムから構成することにより、熱可塑性樹脂を部分的に順次溶融させ、この溶融部分と向き合う成形型部の部分から、キャビティの容積を順次縮小させていくこともできる。これにより、成形型部のキャビティ内に、空隙ができないように熱可塑性樹脂を安定して行き渡らせることができる。この場合には、高密度で高外観である大型の成形品を得ることができる。
 また、誘電性付与物質が配合されたゴムによって成形型の全体を形成することも考えられる。しかし、この場合には、電磁波照射による加熱劣化が促進されてしまう。また、この場合には、熱可塑性樹脂を効率的に加熱することが難しく、成形型のキャビティに充填された熱可塑性樹脂を冷却する速度が遅くなることがある。これに対し、成形型の一部分に表面層を形成する構成によれば、これらのいずれの点においても有利になる。
 上記特定電磁波は、0.01~100mの波長領域のうち、特定波長のマイクロ波又は高周波とすることができる。
 成形品を成形するための熱可塑性樹脂としては、種々のものを用いることができる。特に、上記電磁波照射装置においては、表面層が特定電磁波を吸収する性質を有している。そのため、熱可塑性樹脂には、特定電磁波の吸収しやすさを示す誘電力率(tanδ)が、高いものから低いものまで、多くの種類のものを用いることができる。熱可塑性樹脂は、黒色等の色付きのものだけでなく、透明、半透明等の種々のものを用いることができる。
 熱可塑性樹脂の誘電力率は、その種類によっては、誘電力率が温度、周波数に依存して、異なる値を示すものがある。
 熱可塑性樹脂として、誘電力率の高いものを用いる場合には、特定電磁波の照射により、この熱可塑性樹脂をより短い時間で加熱・溶融させることができる。また、熱可塑性樹脂として、温度が上昇するほど誘電力率が高くなる性質を有するものを用いる場合には、特定電磁波の照射により、この熱可塑性樹脂をより短い時間で加熱・溶融させることができる。
 また、上記電磁波照射成形装置は、上記キャビティ内の真空引きを行う真空手段を備えており、上記複数の成形型部は、一対の成形型部であり、該一対の成形型部の一方である一方側成形型部には、被嵌入凹部が設けられており、上記一対の成形型部の他方である他方側成形型部には、上記被嵌入凹部に嵌入する嵌入凸部が設けられており、上記一対の成形型部の間に形成された上記キャビティは、その全周が上記被嵌入凹部に嵌入された上記嵌入凸部によって閉塞されており、上記一対の成形型部は、上記電磁波照射手段による上記特定電磁波の照射を受けた上記熱可塑性樹脂が溶融する際に、上記真空手段によって上記キャビティ内が吸引されることにより、互いに接近して上記キャビティの容積を縮小する構造に形成されていてもよい。
 この場合には、一対の成形型部の間に、成形する成形品よりも大きな容積のキャビティを形成しておき、熱可塑性樹脂を溶融させる際に、キャビティの容積を縮小させて成形品を得ることができる。これにより、熱可塑性樹脂の使用量を少なくして成形品を成形することができる。
 また、上記一方側成形型部には、上記キャビティを上記真空手段に繋げるための真空経路が形成されており、上記表面層は、上記他方側成形型部における上記キャビティの内壁面に形成されており、上記電磁波照射手段は、上記他方側成形型部の外側面へ上記特定電磁波を照射するよう構成されていてもよい。
 この場合には、キャビティ内の熱可塑性樹脂は、表面層に近い部分から先に溶融することになる。これにより、キャビティの内壁面において、真空経路が繋がる側に位置する熱可塑性樹脂の部分が溶融する時期が後になり、真空経路が、溶融した熱可塑性樹脂によって塞がれにくくすることができる。
 また、上記複数の成形型部において上記表面層以外の一般部は、シリコーンゴム又はフッ素ゴムから構成されており、上記表面層は、シリコーンゴム又はフッ素ゴムに対して、誘電性付与物質としての炭化珪素、フェライト、チタン酸バリウム、カーボンブラック、黒鉛の1種又は2種以上を、5~90体積%含有させて構成されていてもよい。
 この場合には、複数の成形型部の作製が容易であり、複数の成形型部におけるキャビティの内壁面に表面層を形成することが容易である。
 また、この場合には、表面層が効果的に特定電磁波を吸収して、キャビティ内の熱可塑性樹脂を熱伝導によって加熱、溶融させることができる。表面層を、より短時間で、より高温に加熱するためには、誘電性付与物質の含有量を多くした方がよい。
 誘電性付与物質の含有量が、表面層において5体積%未満である場合には、表面層が特定電磁波を吸収する性質を十分に発揮することができないおそれがある。一方、誘電性付与物質の含有量が、表面層において90体積%超過である場合には、表面層を構成する、誘電性付与物質以外の材料との混合が難しくなり、また、表面層の機械的強度が低下するおそれがある。
 誘電性付与物質は、表面層において、10~70体積%含有していることが好ましく、13~50体積%含有していることがさらに好ましく、15~35体積%含有していることが最も好ましい。この場合には、表面層がより効果的に特定電磁波を吸収して、キャビティ内の熱可塑性樹脂を熱伝導によって加熱、溶融させることができる。
 誘電性付与物質としては、上記列挙した物質だけに限定されず、無機化合物、有機化合物、これらの混合物等を用いることができ、誘電力率の高い樹脂を用いることもできる。また、誘電性付与物質は、無機化合物の焼結体とすることもでき、この焼結体は、公知の方法によって製造することができる。誘電性付与物質を焼結体とする場合、例えば炭化珪素は50体積%以上含まれていることが好ましい。
 また、上記電磁波照射成形装置を用いることにより、次の電磁波照射成形方法を実現することができる。
 この電磁波照射成形方法は、上記電磁波照射成形装置を用いて成形を行う方法であって、上記キャビティ内に熱可塑性樹脂を配置する配置工程と、上記キャビティ内に配置した熱可塑性樹脂に、上記電磁波照射手段から上記成形型を介して0.01~100mの波長領域を含む特定電磁波を照射する加熱工程と、上記熱可塑性樹脂を冷却して成形品を得る冷却工程とを含むことを特徴とする電磁波照射成形方法にある。
 この場合には、配置工程、加熱工程及び冷却工程を行って、キャビティ内に熱可塑性樹脂の成形品を成形することができる。
 また、上記電磁波照射成形装置を用いることにより、次の電磁波照射成形方法を実現することもできる。
 この電磁波照射成形方法は、上記電磁波照射成形装置を用いて成形を行う方法であって、上記キャビティ内に粒子状態又は固形状態の熱可塑性樹脂を配置する配置工程と、上記キャビティ内に配置した熱可塑性樹脂に、上記電磁波照射手段から上記成形型を介して0.01~100mの波長領域を含む特定電磁波を照射する加熱工程と、上記熱可塑性樹脂を冷却して成形品を得る冷却工程とを含み、上記配置工程の後、上記加熱工程を行う際には、上記真空手段によって上記キャビティ内を吸引し、上記電磁波照射手段による上記特定電磁波の照射を受けて上記熱可塑性樹脂が溶融する際に、上記一対の成形型部が互いに接近して、容積が縮小した上記キャビティに上記熱可塑性樹脂の成形品を成形することを特徴とする電磁波照射成形方法にある。
 この場合には、加熱工程において、粒子状態又は固形状態の熱可塑性樹脂が溶融する際には、熱可塑性樹脂がキャビティにおいて占める体積が縮小する。このとき、真空手段によってキャビティ内を吸引していることにより、体積が縮小した分だけ、一対の成形型部が互いに接近する。そして、容積が縮小したキャビティに熱可塑性樹脂の成形品を成形することができる。これにより、熱可塑性樹脂の使用量を少なくして安定した形状の成形品を成形することができる。また、成形品の表面外観がよくなり、その寸法精度が向上する。
 以下に、電磁波照射成形装置及び電磁波照射成形方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
 本例の電磁波照射成形装置1は、図4に示すごとく、絶縁性材料からなる成形型2と、0.01~100mの波長領域を含む特定電磁波Xを照射する電磁波照射手段4とを備えている。成形型2は、複数の成形型部2A,2Bに分割されており、成形型部2A,2B同士の間(成形型部2A,2B同士が合わさる部分)には、熱可塑性樹脂6を充填して成形品7を成形するためのキャビティ20が形成されている。キャビティ20の内壁面の少なくとも一部には、特定電磁波Xを吸収する性能を有する表面層3が形成されている。
 以下に、本例の電磁波照射成形装置1及び電磁波照射成形方法につき、図1~図16を参照して詳説する。
 まず、本例で参照する各図について説明する。
 図1は、原位置P1にある一対の成形型部2A,2Bの間のキャビティ20に熱可塑性樹脂6を配置した状態を、正面から見た断面で示す。図2は、原位置P1にある一対の成形型部2A,2Bの間のキャビティ20に熱可塑性樹脂6を配置した状態を、側方(図1に直交する方向)から見た断面で示す。図3は、一方側ゴム型部2Aにおける吸引口271及び複数の吸引ゲート272の形成状態を、上方から見た状態の断面で示す。
 図4は、特定電磁波Xの照射を受けた熱可塑性樹脂6が溶融して、一対の成形型部2A,2Bが若干互いに接近した状態を、正面から見た断面で示す。図5は、特定電磁波Xの照射を受けた熱可塑性樹脂6が溶融して、一対の成形型部2A,2Bが最も接近した接近位置P2にある状態を、正面から見た断面で示す。図6は、成形品7を正面から見た断面で示す。
(成形品7の構成)
 図6に示すごとく、本例の電磁波照射成形装置1において成形する成形品7は、本体部71に対して、略垂直に又は傾斜して起立する立壁部72を形成してなるものである。本例の立壁部72は、本体部71に対する外縁部の全周から起立するものとした。これ以外にも、成形品7は、本体部71の適宜部分から立壁部72を略垂直に又は傾斜して起立させたものとすることができる。なお、後述する吸引口271に成形された成形部分73を切断して、成形品7とすることができる。
(成形型2の構成)
 図1、図2に示すごとく、本例の複数の成形型部2A,2Bは、一対の成形型部2A,2Bから構成されている。一方側成形型部2Aには、被嵌入凹部20Aが設けられており、他方側成形型部2Bには、被嵌入凹部20Aに嵌入する嵌入凸部20Bが設けられている。一対の成形型部2A,2Bの間に形成されたキャビティ20は、その全周が被嵌入凹部20Aに嵌入された嵌入凸部20Bによって閉塞されている。
 本例の被嵌入凹部20Aは、一方側成形型部2Aにおける環状嵌入凹部22及び環状外周凸部23によって形成されており、本例の嵌入凸部20Bは、他方側成形型部2Bにおける環状内周凸部26によって形成されている。
 一対の成形型部2A,2Bの一方である一方側成形型部2Aは、成形品7の裏面702を成形するキャビティ形成凸部21と、キャビティ形成凸部21の全周において突出する環状外周凸部23とを有している。キャビティ形成凸部21と環状外周凸部23との間には、環状嵌入凹部22が形成されている。
 一対の成形型部2A,2Bの他方である他方側成形型部2Bは、キャビティ形成凸部21を内側に配置して成形品7の意匠面701を成形するキャビティ形成凹部25と、キャビティ形成凹部25の全周縁部において突出形成された環状内周凸部26とを有している。環状内周凸部26は、環状外周凸部23の内周面231に嵌入されて、環状嵌入凹部22内に配置される。
 図1、図2に示すごとく、他方側成形型部2Bにおける環状内周凸部26の外周面263は、一対の成形型部2A,2Bを互いに接近させる前の原位置P1において、環状外周凸部23の内周面231に嵌入されている。一対の成形型部2A,2Bは、互いに接近させる前後において、環状内周凸部26の外周面263と環状外周凸部23の内周面231とによって、一対の成形型部2A,2Bの間に形成された分割面205の全周が閉塞されている。
 一方側成形型部2Aにおける環状外周凸部23の内周面231に対する、他方側成形型部2Bにおける環状内周凸部26の外周面263の嵌入によって、一対の成形型部2A,2Bを互いに接近させるために分割面205に形成した隙間29から溶融した熱可塑性樹脂6が漏れ出すことを容易に防止することができる。
 図1、図2に示すごとく、本例のキャビティ20は、一対の成形型部2A,2Bを互いに接近させる前の原位置P1において、キャビティ形成凸部21の先端面211とキャビティ形成凹部25の底面251との間、キャビティ形成凸部21の外周面212と環状内周凸部26の内周面262との間、環状嵌入凹部22の底面221と環状内周凸部26の先端面261との間に連続して形成されている。
 図5に示すごとく、一対の成形型部2A,2Bは、キャビティ20内に配置された熱可塑性樹脂6が溶融する際に、一方側成形型部2Aにおける環状嵌入凹部22の底面221と、他方側成形型部2Bにおける環状内周凸部26の先端面261とが当接するまで接近するよう構成されている。
 一対の成形型部2A,2Bが互いに接近してキャビティ20内に成形品7を成形する際には、キャビティ形成凸部21とキャビティ形成凹部25との間に形成された本体空間201と、環状嵌入凹部22の底面221と環状内周凸部26の先端面261との間に形成された余剰空間203とから、キャビティ形成凸部21の外周面212と環状内周凸部26の内周面262との間に形成された立壁空間202へ熱可塑性樹脂6が供給される。なお、図4、図5において、粒子状態の熱可塑性樹脂を6Aで示し、溶融した熱可塑性樹脂を6Bで示す。
(電磁波照射手段4の構成)
 電磁波照射手段4は、マイクロ波(0.01~1mの波長)又は高周波(1~100mの波長)を照射するものを用いることができる。なお、電磁波照射手段4で用いるマイクロ波の範囲を周波数で示すと、0.01m(約30GHz)~1m(約300MHz)となり、電磁波照射手段4で用いる高周波の範囲を周波数で示すと、1m(約300MHz)~100m(約3MHz)となる。
 一般的に、電磁漏洩による法令上の規制により、13.56MHz(約22.1m)、27.12MHz(約11.1m)、40.18MHz(7.46m)、2450MHz(約0.122m)付近の周波数の電磁波(高周波)がよく使用される。
 電磁波照射手段4で用いる特定電磁波Xは、成形品7の成形に用いる熱可塑性樹脂6の種類、成形品7の形状、成形型2の材質・形状、表面層3の材質・厚み・添加する無機化合物粉体の種類等によって、0.01~100mの波長の中から任意に選択することができる。
 本例の電磁波照射手段4においては、成形品7の形状の自由度が高く、スパークの発生が少なく、電磁漏洩の防止が容易であるなどの理由より、1000MHz(波長:0.3m)~10GHz(波長:0.03m)のマイクロ波が好ましく用いられる。特に、本例の電磁波照射手段4においては、2450MHz付近の周波数をより好ましく用いることができる。
 また、電磁波照射手段4としては、定格出力が100~15000Wのものを用いることができ、低格出力が500~3000Wのものを用いることがより好ましい。
(真空手段5の構成)
 図1に示すごとく、本例の電磁波照射成形装置1は、一対の成形型部2A,2B及び電磁波照射手段4以外に、キャビティ20内の真空引きを行う真空手段5を備えている。真空手段5は、一対の成形型部2A,2Bに接続するポンプであり、熱可塑性樹脂6が配置されたキャビティ20内の真空引きを行い、このキャビティ20内を真空状態にするよう構成されている。図4、図5に示すごとく、電磁波照射成形装置1は、キャビティ20内の圧力を一対の成形型部2A,2Bの外部の圧力よりも低くして、一対の成形型部2A,2Bに吸引力(型締め力)Fを発生させることにより、熱可塑性樹脂6が溶融する際に一対の成形型部2A,2Bが互いに接近するよう構成されている。
 図1、図2に示すごとく、一方側成形型部2Aには、キャビティ20を真空手段5に繋げるための真空経路27が形成されている。真空経路27は、キャビティ20と一方側成形型部2Aの外側面とを連通するように形成されている。表面層3は、他方側成形型部2Bにおけるキャビティ20の内壁面に形成されている。
 図4、図5に示すごとく、電磁波照射手段4は、他方側成形型部2Bの外側面206へ特定電磁波Xを照射するよう構成されている。そして、電磁波照射手段4から出射された特定電磁波Xは、他方側成形型部2Bにおけるキャビティ20の内壁面に形成された表面層3に照射され、この表面層3からキャビティ20内の熱可塑性樹脂6が加熱される。
 一対の成形型部2A,2Bは、電磁波照射手段4による特定電磁波Xの照射を受けた熱可塑性樹脂6が溶融する際に、真空手段5によってキャビティ20内が吸引されることにより、互いに接近してキャビティ20の容積を縮小する構造に形成されている。
 なお、電磁波照射手段4は、他方側成形型部2Bの外側面206へ特定電磁波Xを照射する以外にも、一方側成形型部2Aの外側面へ特定電磁波Xを照射するよう構成することもできる。また、電磁波照射手段4は、他方側成形型部2Bの外側面206と一方側成形型部2Aの外側面との両側面へ、特定電磁波Xを照射するよう構成することもできる。
(真空引きのための構成)
 図1、図2に示すごとく、一方側成形型部2Aには、真空経路27として、一方側成形型部2Aの外側面からキャビティ形成凸部21の先端面211に開口する吸引口271と、一方側成形型部2Aの外側面から環状嵌入凹部22の底面221に開口する吸引ゲート272とが貫通形成されている。本例の吸引口271は、粒子状態の熱可塑性樹脂6Aをキャビティ20内へ投入するための投入口の機能も兼ねている。また、吸引口271には、本体空間201に配置された粒子状態の熱可塑性樹脂6Aが溶融する際に、この本体空間201に余剰になった溶融状態の熱可塑性樹脂6Bを溢れ出させることもできる。
 本例において成形する成形品7は、上記のごとく立壁部72が本体部71の全周において略垂直又は傾斜状に起立するものである。そして、図3に示すごとく、吸引ゲート272は、環状嵌入凹部22の底面221の四角環形状における四辺において、キャビティ形成凹部25の底面251に対向する位置と、環状内周凸部26に対向する位置との複数箇所に開口して形成してある。なお、同図は、一方側成形型部2Aにおける吸引口271及び複数の吸引ゲート272の形成状態を示す。
 図1、図2に示すごとく、吸引ゲート272は、吸引口271よりも流路断面積が小さく形成されており、真空手段5によってキャビティ20内の気体(エア)を吸引する際に、キャビティ20内における粒子状態の熱可塑性樹脂6Aが吸引されないよう、小さな流路断面積で形成されている。
 一方側成形型部2Aにおいて他方側成形型部2Bと対向しない側には、バックアッププレート31が重ねて配置されている。そして、一方側成形型部2Aとバックアッププレート31との間には、真空手段5によって真空引きを行うための真空引き経路32が形成されている。真空引き経路32は、吸引口271及び複数の吸引ゲート272に連通されている。
 また、図4、図5に示すごとく、本例の電磁波照射手段4は、他方側成形型部2Bにおけるキャビティ形成凹部25の底面251と平行に形成された外側面206に対向して配設されている。電磁波照射成形装置1においては、他方側成形型部2Bにおける外側面206に照射する特定電磁波Xによって、キャビティ形成凹部25の側から先にキャビティ20内に配置された粒子状態の熱可塑性樹脂6Aを溶融させる。そして、吸引ゲート272が閉塞されることを防止して、キャビティ20の全体に、溶融した熱可塑性樹脂6Bが充填されるまで、真空手段5による真空引きを継続する。
(表面層3の構成)
 図1、図2に示すごとく、各成形型部2A,2Bにおける一般部200は、絶縁性材料としてのゴム材料209であるシリコーンゴムからなる。本例の表面層3は、他方側成形型部2Bにおいてキャビティ20を形成する内壁面にのみ形成されている。一方側成形型部2Aにおいてキャビティ20を形成する内壁面には、表面層3は形成されていない。本例の表面層3は、基材としてのシリコーンゴムに対して、30℃、60Hzにおける誘電力率が0.01以上である誘電性付与物質を5~90体積%含有して形成されている。
 本例の表面層3は、シリコーンゴムからなる一般部200に対して、一体的に接合して形成されている。本例の誘電性付与物質は、炭化珪素である。
 より具体的には、本例の誘電性付与物質には、炭化珪素として、太平洋ランダム製のNC#1000(50%平均粒子径(重量基準)11μm)を用いた。また、本例の表面層3は、ゴム材料としてのシリコーンゴムに対して、誘電性付与物質としての炭化珪素を25.7体積%配合して形成した。
 なお、誘電性付与物質としては、フェライト、チタン酸バリウム、カーボンブラック、黒鉛を用いることもできる。
 誘電性付与物質には、炭化珪素の無機化合物粉体を用いることができる。この無機化合物粉体としては、50%平均粒子径(重量基準)が3~800μmのものを用いることができる。また、無機化合物粉体の平均粒子径は、好ましくは4~500μmとし、より好ましくは5~300μmとし、さらに好ましくは6~100μmとし、特に好ましくは7~50μmとすることができる。無機化合物粉体の平均粒子径が3μm未満である場合には、特定電磁波Xを照射したときの表面層3の発熱効率が低下するおそれがある。一方、無機化合物粉体の平均粒子径が800μm超過である場合には、表面層3を構成する基材との混合が困難となり、表面層3の強度が低下するおそれがある。
 表面層3における誘電性付与物質は、表面層3の全体に対して5~90体積%含有させることができる。また、誘電性付与物質の含有率は、好ましくは10~70体積%とし、さらに好ましくは13~50体積%とし、特に好ましくは15~35体積%とすることができる。
 誘電性付与物質の含有率が5体積%未満である場合には、特定電磁波Xの吸収能力が十分ではない。また、この場合には、特定電磁波Xを照射したときの表面層3の発熱効率が低下し、短時間での加熱が困難となる。また、キャビティ20内の熱可塑性樹脂6において局所的な加熱が生じやすくなる。一方、誘電性付与物質の含有率が90体積%超過である場合には、表面層3を構成する基材との混合が困難となり、表面層3の機械的強度が低下する。また、この場合には、特定電磁波Xを照射したときに、表面層3の内部、表面において、スパークが発生しやすくなることがある。
 表面層3を構成する基材、及び成形型部2A,2Bの一般部200は、シリコーンゴム以外にも、例えば、フッ素ゴムを用いて形成することができる。また、この基材、一般部200としては、誘電性付与物質である無機化合物粉体を分散、保持することができ、かつ使用する温度に耐熱性を有する、種々の絶縁性材料から構成することができる。基材、一般部200は、例えば、樹脂、セラミックス等から構成することができる。
 また、表面層3の厚みは、0.1~10mmとすることができる。表面層3の厚みは、好ましくは0.5~8mmとし、さらに好ましくは2~7mmとすることができる。
(成形型部2A,2Bの製造方法)
 表面層3を有する他方側成形型部2Bは、次のように作製することができる。
 まず、塗布配置工程として、図7に示すごとく、製品形状を有する母型8の表面に対して、誘電力率が0.01以上である物質を含有させた機能付加ゴム材料30を塗布する。機能付加ゴム材料30は、母型8の表面と、塗り具(ウエス、ハケ等)とに付け、母型8の表面にできるだけ均一に伸ばす。そして、図8に示すごとく、機能付加ゴム材料30が塗布された母型8と、嵌入凸部20Bを成形するための補助型81とを、型取り枠82内に配置する。
 次いで、充填工程として、母型8に塗布された機能付加ゴム材料30が、完全硬化する前の所定の半硬化状態になったときに、図9に示すごとく、型取り枠82内にゴム材料209を充填する。次いで、成形工程として、各ゴム材料30,209が硬化するまで冷却維持し、機能付加ゴム材料30によって、母型8の表面形状を転写した表面層3を形成するとともに、ゴム材料209によって一般部200を形成して、他方側成形型部2Bを成形する。また、補助型81によって嵌入凸部20Bを成形する。その後、取出工程として、母型8及び補助型81を他方側成形型部2Bから取り出す。
 こうして、表面層3を有する他方側成形型部2Bを作製することができる。
 また、他方側成形型部2Bは、次のように作製することもできる。
 まず、充填工程として、図10に示すごとく、製品形状を有する母型8と、嵌入凸部20Bを成形するための補助型81とを型取り枠82内に配置し、型取り枠82内にゴム材料209を充填する。次いで、取出工程として、図11に示すごとく、母型8及び補助型81を、完全硬化する前のゴム材料209から取り出す。次いで、塗布配置工程として、母型8の表面と、母型8の表面形状を転写したゴム材料209の内表面との少なくとも一方に対して、誘電力率が0.01以上である物質を含有させた機能付加ゴム材料30を塗布する。そして、完全硬化する前の所定の半硬化状態であるゴム材料209の内部に、母型8を再び配置する。
 次いで、成形工程として、機能付加ゴム材料30によって、母型8の表面形状を転写した表面層3を形成するとともに、ゴム材料209によって一般部200を形成して、ゴム型を成形する。その後、再取出工程として、母型8をゴム型から再び取り出す。
 こうして、表面層3を有する他方側成形型部2Bを作製することができる。
 本例の機能付加ゴム材料30は、シリコーン主剤と硬化剤との混合時に、誘電性付与物質である無機化合物粉体を配合したものとする。
 表面層3を構成する材料を熱可塑性樹脂の材料とした場合には、熱可塑性樹脂の混練時に、誘電性付与物質である無機化合物粉体を混練する。また、表面層3を構成する材料を塗料として使用する場合には、塗料の調製時に、誘電性付与物質である無機化合物粉体を混練する。
 なお、表面層3は、一般部200との一体的な成形を行う以外にも、種々の方法によって形成することができる。表面層3は、例えば、表面層3を形成するための材料を、キャビティ20の内壁面に塗布して形成することができる。また、表面層3は、シート状に形成したものを、キャビティ20の内壁面に貼り付けて、形成することもできる。
 また、一般部200のみからなる一方側成形型部2Aは、次のように作製することができる。
 まず、配置工程として、図12に示すごとく、製品形状を有する母型8と、被嵌入凹部20Aを成形するための補助型81とを型取り枠82内に配置する。次いで、充填工程として、図13に示すごとく、型取り枠82内にゴム材料209を充填する。次いで、成形工程として、ゴム材料209が硬化するまで冷却維持し、母型8の表面形状を転写した一般部200を形成して、一方側成形型部2Aを成形する。また、補助型81によって被嵌入凹部20Aを成形する。その後、取出工程として、母型8及び補助型81を他方側成形型部2Bから取り出す。
 こうして、一方側成形型部2Aを作製することができる。
(熱可塑性樹脂6の構成)
 成形品7を成形する熱可塑性樹脂6としては、粒子状態のもののみを用いることができる。また、この熱可塑性樹脂6としては、粒子状態のものと固形状態のものとを併用することもできる。この場合には、キャビティ20の一部に固形状態のものを配置し、キャビティ20の残部に粒子状態のものを配置する。
 ここで、粒子状態とは、球状、円筒状、粉砕品に見られる不定形状等の状態のことをいう。固形状態とは、板状、棒状、線状等の状態のことをいい、目的とする成形品7の形状によって適宜選択することができる。粒子状態の熱可塑性樹脂6は、2種以上の形状のものを混合して用いることができ、固形状態の熱可塑性樹脂6は、2種以上の形状のものを混合して用いることができる。
 粒子状態の熱可塑性樹脂6の体積平均粒子径としては、1~3000μmとすることができる。この粒子径は、好ましくは50~3000μmとし、さらに好ましくは200~2500μmとすることができる。また、粒子状態の熱可塑性樹脂6は、その平均粒子径がこれらの範囲内にあり、さらに1~100μmの小型粒子を含有していることが好ましい。この場合には、粒子状態の熱可塑性樹脂6をキャビティ20の全体へ円滑に充填することができる。
 また、粒子状態の熱可塑性樹脂6の嵩比重は、0.4以上とすることができる。また、この嵩比重は、好ましくは、0.45以上、さらに好ましくは、0.5以上とすることができる。
 また、熱可塑性樹脂6は、目的や用途に応じて、繊維状、粒子状、板状等の充填剤、メタリック顔料等の加飾剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、老化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、耐候剤、可塑剤、滑剤、抗菌剤、親水性付与剤、淡色系着色剤等の添加剤を含有していてもよい。
 また、成形品7を成形する熱可塑性樹脂6の種類としては、種々のものとすることができる。熱可塑性樹脂6として、極性のあるものを用いる場合には、特定電磁波Xの照射により、この熱可塑性樹脂6をより短い時間で加熱・溶融させることができる。また、熱可塑性樹脂6として、温度が上昇するほど誘電力率が高くなる性質を有するものを用いる場合には、特定電磁波Xの照射により、この熱可塑性樹脂6をより短い時間で加熱・溶融させることができる。
 表1には、種々の熱可塑性樹脂6について、誘電力率(tanδ)の周波数依存性について示す。同表においては、30℃における数値を示す。
 同表において、塩化ビニルは、周波数が高くなるほど誘電力率が高くなる性質を有していると考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表2には、種々の熱可塑性樹脂6について、誘電力率(tanδ)の温度依存性について示す。同表においては、60Hzにおける数値を示す。
 同表において、塩化ビニル、ポリアミド、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)は、温度が高くなるほど誘電力率が高くなる性質を有していると考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 次に、電磁波照射成形装置1を用いた電磁波照射成形方法及び本例による作用効果について説明する。
 まず、配置工程として、図1、図2に示すごとく、一対の成形型部2A,2Bの間に形成するキャビティ20内に粒子状態の熱可塑性樹脂6Aを配置する。このとき、熱可塑性樹脂6Aは、一方側成形型部2Aに形成した吸引口(投入口)27から互いに組み合わせた状態の一対の成形型部2A,2Bの間のキャビティ20内へ投入することができる。また、熱可塑性樹脂6Aは、開いた状態の他方側成形型部2Bにおけるキャビティ形成凹部25に対して配置することもできる。この場合、熱可塑性樹脂6Aを配置した状態の一対の成形型部2A,2Bを互いに組み合わせる。
 特に、固形状の熱可塑性樹脂6を用いる場合には、キャビティ形成凹部25又はキャビティ形成凸部21に対して熱可塑性樹脂6を配置した後、一対の成形型部2A,2Bを組み合わせることができる。また、熱可塑性樹脂6は、粒子状態のものと固形状態のものとを組み合わせて用いることができる。
 また、図1、図2に示すごとく、一対の成形型部2A,2Bを組み合わせた状態においては、一方側成形型部2Aにおける環状外周凸部23の内周面231と、他方側成形型部2Bにおける環状内周凸部26の外周面263とによって、一対の成形型部2A,2Bの間に形成された分割面205の全周が閉塞される。
 次いで、加熱工程として、図1に示すごとく、真空手段5によって真空引き経路32から吸引口271及び複数の吸引ゲート272を介してキャビティ20内の真空引きを開始する。このとき、キャビティ20において粒子状態の熱可塑性樹脂6Aの間に形成された隙間から空気が吸引され、一対の成形型部2A,2Bには、互いに接近しようとする吸引力Fが作用し、粒子状態の熱可塑性樹脂6Aの粒子同士の間に圧力が加わる。
 そして、図4に示すごとく、真空手段5による真空引きを継続した状態で、電磁波照射手段4によって他方側成形型部2Bにおける外側面206へ0.01~100mの波長領域の特定電磁波Xを照射する。このとき、特定電磁波Xを照射する初期の段階において、特定電磁波Xの多くは他方側成形型部2Bの一般部200を透過し、他方側成形型部2Bにおけるキャビティ20の内壁面に設けた表面層3に吸収される。
 そして、表面層3の近くに位置する粒子状態の熱可塑性樹脂6Aが、表面層3からの熱伝導を受けて加熱、溶融される。次いで、粒子状態の熱可塑性樹脂6Aは、表面層3に近い部分から内部へと溶融箇所が拡大していく。
 特に、加熱されて溶融したときに、誘電力率が上昇する性質を有する熱可塑性樹脂6の場合には、溶融した熱可塑性樹脂6B自体が、特定電磁波Xを効果的に吸収するようになる。これにより、熱可塑性樹脂6の全体がより効果的に加熱され、熱可塑性樹脂6の全体を短時間で溶融させることができる。
 また、粒子状態の熱可塑性樹脂6Aの溶融によって、粒子同士の間の隙間が真空状態であることにより粒子状態の熱可塑性樹脂6Aの粒子同士の間に働いていた力が開放される。そして、一対の成形型部2A,2Bに作用する吸引力Fによって、本体空間201の容積が減少し、本体空間201の容積が減少した分だけ一対の成形型部2A,2Bが互いに接近する。
 また、キャビティ20内の熱可塑性樹脂6Aが溶融を開始した後も、真空手段5によるキャビティ20内の真空引きを継続する。
 図5に示すごとく、キャビティ20内における粒子状態の熱可塑性樹脂6Aは、キャビティ20の本体空間201においてキャビティ形成凹部25の底面251の近傍に位置する粒子から先に溶融し、次いで、キャビティ形成凸部21の先端面211の近傍に位置する粒子へと順次溶融して行く。そして、キャビティ20における立壁空間202及び余剰空間203に配置された粒子状態の熱可塑性樹脂6Aは、本体空間201に配置された粒子状態の熱可塑性樹脂6Aの略全体が溶融するまで、溶融せずに粒子状態が維持される。これにより、吸引口271及び複数の吸引ゲート272に配置された粒子状態の熱可塑性樹脂6Aの間に形成された隙間からキャビティ20における本体空間201の真空引きが継続される。
 本体空間201における粒子状態の熱可塑性樹脂6Aが溶融し、一対の成形型部2A,2Bが互いに接近したときには、立壁空間202及び余剰空間203に配置された粒子状態の熱可塑性樹脂6Aが溶融する。このとき、余剰空間203における溶融した熱可塑性樹脂6Bは、一対の成形型部2A,2Bの接近によって余剰空間203の容積が減少する際に立壁空間202へと供給される。また、本体空間201において余剰となった溶融状態の熱可塑性樹脂6Bも、立壁空間202へと供給される。
 こうして、立壁空間202における粒子状態の熱可塑性樹脂6Aが溶融する際に、立壁空間202における熱可塑性樹脂6Aの不足分は、余剰空間203及び本体空間201から補充することができ、立壁空間202に成形する立壁部72の厚みが薄くなることを回避することができる。また、一対の成形型部2A,2Bは、キャビティ20内に配置された熱可塑性樹脂6Aが溶融する際に、一方側成形型部2Aにおける環状嵌入凹部22の底面221と、他方側成形型部2Bにおける環状内周凸部26の先端面261とが当接するまで接近する。そして、環状嵌入凹部22の底面221と環状内周凸部26の先端面261との間には、薄いシート状(バリ状)の熱可塑性樹脂6の成形品7が成形される。
 このように、加熱工程においては、キャビティ20の全体に溶融した熱可塑性樹脂6Bが充填されるまで、真空手段5による真空引きを継続し、容積が減少したキャビティ20の全体に溶融した熱可塑性樹脂6Bを行き渡らせることができる。
 次いで、冷却工程として、一対の成形型部2A,2Bにおけるキャビティ20に溶融した熱可塑性樹脂6Bが充填された状態を維持する。このとき、溶融した熱可塑性樹脂6Bが冷やされて固化する。そして、本体空間201に本体部71が成形されるとともに、立壁空間202に立壁部72が成形され、熱可塑性樹脂6の成形品7が成形される。
 その後、取出工程として、一対の成形型部2A,2Bを離型して、成形した成形品7を取り出すことができる。
 上記のごとく、本例の一対の成形型部2A,2Bの一般部200は、シリコーンゴムから構成されており、シリコーンゴムの誘電力率は低い。これに対し、表面層3は、シリコーンゴムよりも誘電力率が高く、30℃、60Hzにおける誘電力率が0.01以上である誘電性付与物質を含有して構成されている。
 成形型2の表面からキャビティ20内の熱可塑性樹脂6Aに特定電磁波Xを照射する際には、表面層3に対して誘電加熱が効果的に行われ、表面層3において生ずる誘電体損失によって、表面層3が加熱される。そして、表面層3からの熱伝導によって、キャビティ20内の熱可塑性樹脂6Aを加熱、溶融させることができる。
 また、加熱されたときに、誘電力率が上昇する性質を有する熱可塑性樹脂6の場合には、加熱された熱可塑性樹脂6自体が、特定電磁波Xを効果的に吸収するようになる。これにより、熱可塑性樹脂6が自ら発熱し、熱可塑性樹脂6の全体がより効果的に加熱され、熱可塑性樹脂6の全体を短時間で溶融させることができる。
 それ故、電磁波照射成形装置1及び電磁波照射成形方法によれば、各部の肉厚の変化が大きい成形品7、複雑な形状の成形品7等を、優れた外観及び高い寸法精度で安定して成形することができる。
 本例の表面層3を設けた成形型2による電磁波照射成形装置1及び電磁波照射成形方法を用いれば、次の作用効果を得ることもできる。
 0.01~100mの波長領域の電磁波(マイクロ波又は高周波)を出射する電磁波照射手段4を用いることにより、0.78~2μmの波長領域の電磁波(近赤外線)を出射する電磁波照射手段4を用いる場合に比べて、キャビティ20内の熱可塑性樹脂6を加熱する熱効率を向上させることができる。この熱効率とは、電磁波照射手段4から出射された電磁波の熱量のうち、熱可塑性樹脂6の加熱に用いられた熱量の割合のことをいう。
 近赤外線の場合は、電磁波が拡散しやすく、電磁波が空気にも吸収されてしまう。そのため、この場合の熱効率は、20%程度となる。これに対し、マイクロ波又は高周波の場合は、空気に吸収されることはなく、誘電力率が高い物質にのみ吸収される。そのため、この場合の熱効率は、60%以上となる。
 また、マイクロ波又は高周波を出射する電磁波照射手段4を用いることにより、近赤外線を出射する電磁波照射手段4を用いる場合に比べて、電磁波照射手段4における特定電磁波Xの出射位置から成形型2の表面までの照射距離の自由度を高めることができる。
 近赤外線の場合は、エネルギーの拡散、空気吸収等の影響によって、照射距離の二乗に比例して照射強度が減衰する。そのため、この場合には、照射距離をあまり大きくすることはできない。これに対し、マイクロ波又は高周波の場合は、照射強度の減衰が少なく、照射距離を大きくすることもできる。また、この場合には、特定電磁波Xが局所的な部位にも到達し易く、3次元の複雑な形状の成形品7を成形することも容易になる。
 また、マイクロ波又は高周波を出射する電磁波照射手段4を用いることにより、近赤外線を出射する電磁波照射手段4を用いる場合に比べて、成形する熱可塑性樹脂6の成形品7の厚みを厚くすることができる。
 近赤外線の場合は、電磁波が熱可塑性樹脂6の表面にのみ吸収され、熱可塑性樹脂6の内部は、熱伝導によってのみ加熱される。これに対し、マイクロ波又は高周波の場合は、電磁波が、熱可塑性樹脂6の表面に吸収されるだけでなく、熱可塑性樹脂6の内部にも吸収される。つまり、熱可塑性樹脂6の内部は、電磁波が直接吸収される分と、電磁波が熱伝導によって伝わる分との相乗効果によって加熱される。そのため、この場合には、電磁波を照射する際に、熱可塑性樹脂6の特定の部位が他の部位の影になっている場合でも、この特定の部位を効果的に加熱することができる。
 また、マイクロ波又は高周波を出射する電磁波照射手段4を用いることにより、近赤外線を出射する電磁波照射手段4を用いる場合に比べて、熱可塑性樹脂6自体を発熱しやすくすることができる。
 近赤外線の場合は、電磁波が熱可塑性樹脂6の表面にのみ吸収され、熱可塑性樹脂6の内部は、熱伝導によってのみ加熱される。これに対し、マイクロ波又は高周波の場合は、熱可塑性樹脂6の種類によっては、温度の上昇とともに誘電力率(tanδ)が上昇する性質を有するものがある。この性質を有する場合、所定の温度までの加熱の大半は表面層3からの熱伝導によるが、所定の温度以上になると、誘電力率の上昇によって自ら発熱する割合が大きくなる。そのため、成形型2を加熱しすぎることを回避し、成形型2の寿命を向上させることができる。
 また、マイクロ波又は高周波を出射する電磁波照射手段4を用いることにより、電磁波の照射方向を固定することができる。
 近赤外線を出射する電磁波照射手段4を用いる場合は、熱可塑性樹脂6の全体に電磁波が照射されるように、電磁波照射手段4又は成形型2を移動させる手段が必要であった。これに対し、マイクロ波又は高周波の場合は、例えば、成形型2を水平方向に載置した状態で電磁波を照射することができる。そのため、この場合には、近赤外線の場合に用いる電磁波照射手段4又は成形型2を移動させる手段を不要にすることができる。
 また、マイクロ波又は高周波を出射する電磁波照射手段4を用いることにより、成形型2の材質の自由度を高めることができる。
 近赤外線を出射する電磁波照射手段4を用いる場合は、電磁波を、成形型2を透過させて熱可塑性樹脂6に照射するために、成形型2には、電磁波を透過させる性質を有するものを用いる必要があった。これに対し、マイクロ波又は高周波の場合は、絶縁性を有する成形型2であれば、ゴム、樹脂以外にも、セラミックス(陶器)、木材等の剛性の高い材質も、成形型2の外郭部に使用することができる。そのため、大型の成形品7を成形する場合に生じ得る自重変形の問題を回避することができる。
 本例においては、表面層3を、他方側成形型部2Bにおけるキャビティ20の内壁面に形成した。これ以外にも、表面層3は、図14に示すごとく、一方側成形型部2Aにおけるキャビティ20の内壁面に形成することもできる。また、これ以外にも、表面層3は、図15に示すごとく、一方側成形型部2Aと他方側成形型部2Bとにおけるキャビティ20の内壁面に形成することもできる。
 また、表面層3は、必ずしも、キャビティ20の内壁面の表面に形成しなくてもよい。例えば、キャビティ20の内壁面においては、一般部200の表面に表面層3を形成するとともに、この表面層3のさらに表面に、一般部200と同様のゴム材料209からなるゴム層を形成することもできる。この場合には、成形型2の製造が容易になることがある。また、この場合に、ゴム層の厚みは、表面層3に吸収される熱がキャビティ20内の熱可塑性樹脂6に伝導される厚みであればよい。このゴム層の厚みは、20mm以下とすることができ、好ましくは5mm以下とすることができ、さらに好ましくは2mm以下とすることができる。
 また、炭化珪素等の誘電性付与物質は、成形型2の全体に配合することも考えられる。しかし、この場合には、成形型2の全体が加熱されて、その劣化が早くなる。また、この場合には、熱可塑性樹脂6を効率的に加熱することが難しく、成形型2のキャビティ20に充填された熱可塑性樹脂6を冷却する速度が遅くなることがある。そのため、上述したように、成形型2における部分的に表面層3を形成することが好ましい。
(確認試験)
 本確認試験においては、一般部200を、シリコーンゴムから構成し、表面層3を、炭化珪素(SiC)を25.7体積%含有するシリコーンゴムから構成した成形型2によって、熱可塑性樹脂6としてのABS樹脂の成形品7を成形する場合について、電磁波照射手段4によって2450MHz(約0.122m)の特定電磁波X(マイクロ波)を照射したときの表面層3とABS樹脂との温度変化を測定した。また、炭化珪素には、太平洋ランダム製のNC#1000(50%平均粒子径(重量基準)11μm)を用いた。また、表面層3の厚みは5mmとした。
 この温度変化の様子を、図16に示す。同図は、横軸に時間をとり、縦軸に温度をとって、加熱されたときの表面層3及びABS樹脂(熱可塑性樹脂6)の温度の変化を示す。
 同図に示すごとく、表面層3は、電磁波照射手段4の出力を500Wとしたときには、約3分間で160℃になるまで急速に加熱された。そして、表面層3の温度は、外気への放熱とのバランスで、160℃付近で平衡状態に近くなった。なお、表面層3は、電磁波照射手段4の出力を1000Wとしたときには、200℃になるまでさらに急速に加熱された。
 ABS樹脂は、体積平均粒子径700μm、嵩比重0.55の粒子状態であるマイクロペレットとした。ABS樹脂は、加熱前期においては、表面層3の温度上昇に追従して温度が緩やかに上昇した。これは、表面層3からの熱伝導によってABS樹脂が加熱されたためである。そして、ABS樹脂の温度が120℃に到達した後の加熱後期においては、ABS樹脂は、温度上昇が急激になり、表面層3の温度を超えて加熱された。また、表面層3の厚みが1mmと薄い場合には、温度上昇の開始までに長く時間がかかった。
 ABS樹脂が表面層3の温度を超えて急激に加熱された理由は次のように考える。
 マイクロ波による加熱は、誘電加熱であり、その発熱量は、誘電力率(tanδ)に依存する。ABS、塩ビ等の熱可塑性樹脂6の誘電力率は、室温から100℃付近までは低いが、温度上昇とともに、大きくなることが知られている。従って、表面層3に接するABS樹脂の部分の温度が高くなるのに伴い、ABS樹脂の部分の発熱が加速されて、熱伝導と自らの発熱とによる相乗効果によって、ABS樹脂の全体が急激に加熱されたと考える。

Claims (7)

  1.  絶縁性材料からなる成形型と、
     0.01~100mの波長領域を含む特定電磁波を照射する電磁波照射手段とを備え、
     上記成形型は、複数の成形型部に分割されており、該成形型部の間には、熱可塑性樹脂を充填して成形品を成形するためのキャビティが形成されており、
     該キャビティの内壁面の少なくとも一部には、上記特定電磁波を吸収する性能を有する表面層が形成されていることを特徴とする電磁波照射成形装置。
  2.  請求項1に記載の電磁波照射成形装置において、該電磁波照射成形装置は、上記キャビティ内の真空引きを行う真空手段を備えており、
     上記複数の成形型部は、一対の成形型部であり、該一対の成形型部の一方である一方側成形型部には、被嵌入凹部が設けられており、上記一対の成形型部の他方である他方側成形型部には、上記被嵌入凹部に嵌入する嵌入凸部が設けられており、
     上記一対の成形型部の間に形成された上記キャビティは、その全周が上記被嵌入凹部に嵌入された上記嵌入凸部によって閉塞されており、
     上記一対の成形型部は、上記電磁波照射手段による上記特定電磁波の照射を受けた上記熱可塑性樹脂が溶融する際に、上記真空手段によって上記キャビティ内が吸引されることにより、互いに接近して上記キャビティの容積を縮小する構造に形成されていることを特徴とする電磁波照射成形装置。
  3.  請求項2に記載の電磁波照射成形装置において、上記一方側成形型部には、上記キャビティを上記真空手段に繋げるための真空経路が形成されており、
     上記表面層は、上記他方側成形型部における上記キャビティの内壁面に形成されており、
     上記電磁波照射手段は、上記他方側成形型部の外側面へ上記特定電磁波を照射するよう構成されていることを特徴とする電磁波照射成形装置。
  4.  請求項1~3のいずれか一項に記載の電磁波照射成形装置において、上記複数の成形型部において上記表面層以外の一般部は、シリコーンゴム又はフッ素ゴムから構成されており、
     上記表面層は、シリコーンゴム又はフッ素ゴムに対して、誘電性付与物質としての炭化珪素、フェライト、チタン酸バリウム、カーボンブラック、黒鉛の1種又は2種以上を、5~90体積%含有させて構成されていることを特徴とする電磁波照射成形装置。
  5.  請求項1~4のいずれか一項に記載の電磁波照射成形装置を用いて成形を行う方法であって、
     上記キャビティ内に熱可塑性樹脂を配置する配置工程と、
     上記キャビティ内に配置した熱可塑性樹脂に、上記電磁波照射手段から上記成形型を介して0.01~100mの波長領域を含む特定電磁波を照射する加熱工程と、
     上記熱可塑性樹脂を冷却して成形品を得る冷却工程とを含むことを特徴とする電磁波照射成形方法。
  6.  請求項2又は3に記載の電磁波照射成形装置を用いて成形を行う方法であって、
     上記キャビティ内に粒子状態又は固形状態の熱可塑性樹脂を配置する配置工程と、
     上記キャビティ内に配置した熱可塑性樹脂に、上記電磁波照射手段から上記成形型を介して0.01~100mの波長領域を含む特定電磁波を照射する加熱工程と、
     上記熱可塑性樹脂を冷却して成形品を得る冷却工程とを含み、
     上記配置工程の後、上記加熱工程を行う際には、上記真空手段によって上記キャビティ内を吸引し、上記電磁波照射手段による上記特定電磁波の照射を受けて上記熱可塑性樹脂が溶融する際に、上記一対の成形型部が互いに接近して、容積が縮小した上記キャビティに上記熱可塑性樹脂の成形品を成形することを特徴とする電磁波照射成形方法。
  7.  請求項5又は6に記載の電磁波照射成形方法によって成形したことを特徴とする成形品。
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