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粉末螺纹滚压成形机及粉末螺纹滚压成形方法

阅读:526发布:2020-05-12

专利汇可以提供粉末螺纹滚压成形机及粉末螺纹滚压成形方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种可以连续实施片状物的粉末 螺纹 滚压成形工序和 表面处理 工序,能够高效地制造出粘着性优良的片状物的粉末 螺纹滚压 成形机及粉末螺纹滚压成形方法。因此,是备有粉末螺纹滚压部、金属模冷却部、表面处理部的粉末螺纹滚压成形机,以及使用此粉末螺纹滚压成形机的粉末螺纹滚压成形方法。其特征是:在粉末螺纹滚压部成形的同时,表面处理部内备有用于在金属模冷却部冷却至所定 温度 的片状物的表面上形成表面处理层的表面处理装置。,下面是粉末螺纹滚压成形机及粉末螺纹滚压成形方法专利的具体信息内容。

1.一种备有粉末螺纹滚压部、金属模冷却部、表面处理部的粉末螺 纹滚压成形机,其特征在于:
在上述粉末螺纹滚压部成形的同时,上述表面处理部中备有用于在 上述金属模冷却部冷却的片状物的表面上,形成表面处理层的表面处理 装置。
2.如权利要求1所述的粉末螺纹滚压成形机,其特征在于:在上述 片状物的制造工序中,进一步备有可以连续交换金属模的金属模交换部。
3.如权利要求1或2所述的粉末螺纹滚压成形机,其特征在于:上 述表面处理装置是用于实施臭处理、等离子处理、电晕处理、高压放 电处理、紫外线处理、及酸化焰处理中的至少一种表面处理的表面处 理装置。
4.如权利要求1~3的任意一项所述的粉末螺纹滚压成形机,其特征 在于:把上述的片状物实质性地保持在平状态下,由上述表面处理部 的表面处理装置,从下方进行表面处理。
5.如权利要求1~4的任意一项所述的粉末螺纹滚压成形机,其特征 在于:在上述的金属模冷却部备有喷雾装置和淋浴装置。
6.如权利要求2~5的任意一项所述的粉末螺纹滚压成形机,其特征 在于:把上述表面处理部和上述金属模交换部设置为一体的同时,在该 金属模交换部中的金属模交换装置和上述表面处理装置各自在被外部控 制的状态下工作。
7.如权利要求2~6的任意一项所述的粉末螺纹滚压成形机,其特征 在于:上述金属模交换部备有用于载置金属模的多个支撑台的同时,各 自的支撑台可以通过外部控制移动。
8.如权利要求1~7的任意一项所述的粉末螺纹滚压成形机,其特征 在于:备有多个的成形面的金属模。
9.一种用备有粉末螺纹滚压部、金属模冷却部、表面处理部的粉末 螺纹滚压成形机的粉末螺纹滚压成形方法,其包含:在上述粉末螺纹滚 压部形成片状物的工序;在上述金属模冷却部冷却片状物的工序;在上 述表面处理部、在被冷却的片状物的表面、形成表面处理层的工序。
10.如权利要求9所述的粉末螺纹滚压成形方法,其特征在于:把上 述片状物实质性地保持在水平状态下,由上述表面处理部的表面处理装 置,从下方进行表面处理。
11.如权利要求9或10所述的粉末螺纹滚压成形方法,其特征在于: 在上述金属模冷却部中,由喷雾装置冷却金属模。
12.如权利要求9~11的任意一项所述的粉末螺纹滚压成形方法,其 特征在于:使用具有多个成形面的金属模,同时成形多个片状物。

说明书全文

技术领域

发明是关于粉末螺纹滚压成形机及粉末螺纹滚压成形方法,特别 是有关可以连续实施片状物的粉末螺纹滚压成形工序和表面处理工序, 能够高效地制造出粘着性优良的片状物的粉末螺纹滚压成形机及粉末螺 纹滚压成形方法。

背景技术

目前为止,在制造汽车的内装饰材等的大型、具有复杂形状的片状 物时,普遍使用的是用具有粉末螺纹滚压部和金属模冷却部的粉末螺纹 滚压成形机,螺纹滚压成形粉末(粉末树脂)的粉末螺纹滚压成形方法。
例如,特开2000-334843号公报及特开2001-219433号公报中, 公开了由被粉末螺纹滚压成形的表皮、粘着层、芯材组成的汽车内装饰 零件的制造方法。更具体地,公开了以采用粉末螺纹滚压成形方法作成 表皮后,用粘着剂把该表皮粘在实施过火焰处理等的芯材上为特征的制 造方法。
但是,即使是任一汽车内装零件的制造方法,也不能对经过粉末螺 纹滚压成形的表皮直接地实施表面处理。因此,存在芯材的表面处理费 时费、表面处理不充分、表皮和粘着剂的界面容易剥离等问题。
因此,经本发明的发明人锐意研究,结果发现,通过对片状物的表 面进行粉末螺纹滚压成形后,立即实施表面处理,使此后的底漆加工等 可以不需要或尽可能地减少,并且能够高效地提供易于粘着加工等的片 状物。
也就是说,旨在提供能使片状物的粉末螺纹滚压成形工序和表面处 理工序连续实施、能高效地制造出粘着性优良的片状物的粉末螺纹滚压 成形机及粉末螺纹滚压成形方法。

发明内容

[1]本发明是备有粉末螺纹滚压部、金属模冷却部、表面处理部的 粉末螺纹滚压成形机,在粉末螺纹滚压部成形的同时,其表面处理部内, 备有用于在金属模冷却部内被冷却的片状物的表面上形成表面处理层的 表面处理装置,据此能解决上述问题。
即是,通过这样构成粉末螺纹滚压成形机,因在内部加入表面处理 部,所以能使片状物的粉末螺纹滚压成形工序和表面处理工序连续地实 施,不需要粉末螺纹滚压成形机和表面处理装置之间的搬运装置等,能 够提供整体小型的粉末螺纹滚压成形机。
而且,在粉末螺纹滚压成形后,能够立即对片状物迅速且均匀地实 施表面处理,不需要此后的底漆加工等,能够提供能高效地制造出易于 粘着加工等的片状物的粉末螺纹滚压成形机。
并且,在备有所定的金属模交换部的情况下,使粉末螺纹滚压成形 机在工作的状态下能进行金属模交换,能够提供更高效、并且能低成本 化的粉末螺纹滚压成形机。
[2]另外,本发明的另一方面是:使用备有粉末螺纹滚压部、金属 模冷却部、表面处理部的粉末螺纹滚压成形机的粉末螺纹滚压成形方法, 包含有在粉末螺纹滚压部成形片状物的工序;在金属模冷却部冷却片状 物的工序;以及由表面处理部在被冷却的片状物表面、形成表面处理层 的工序的粉末螺纹滚压成形方法。
即,通过这样实施粉末螺纹滚压成形方法,在粉末螺纹滚压成形后, 能够立即对片状物迅速且均匀地实施表面处理。因此,不需要此后的底 漆加工等,能够提供能高效地制造出易于粘着加工等的片状物的粉末螺 纹滚压成形机。
另外,因为能连续地实施片状物的粉末螺纹滚压成形工序和表面处 理工序,所以能够提供整体小型的且低价的粉末螺纹滚压成形方法。
附图说明
图1是用于说明本发明的粉末螺纹滚压成形机的侧面图。
图2是用于说明本发明的粉末螺纹滚压成形机的平面图。
图3是用于说明金属模加热部的图。
图4是用于说明在金属模加热部中的炉内底面、热吹出部及能量 回收部间关系的图。
图5是用于说明金属模加热部的侧面热风吹出部的图。
图6是用于说明金属模中成形面的配置的图。
图7是用于说明本发明的粉末螺纹滚压成形方法的图。(其1)
图8是用于说明本发明的粉末螺纹滚压成形方法的图。(其2)
图9是用于说明粉末螺纹滚压成形时的压力调整装置的功能的图。
图10是用于说明金属模冷却部的图。
图11是列举片状物的例子的斜视图。(其1)
图12是列举片状物的例子的斜视图。(其2)
图13是说明制作立体的装饰体时的装饰部材的层积方法的图(其 1)。
图14是说明制作立体的装饰体时的装饰部材的层积方法的图(其 2)。

具体实施方式

以下参照附图,具体地说明关于本发明的粉末螺纹滚压成形机及粉 末螺纹滚压成形方法的适宜的实施例
[第1实施例]
第1实施例如图1~2所示,是备有粉末螺纹滚压部(A部)、金属模 加热部(B部)、金属模冷却部(C部)、表面处理部(D部)的粉末螺纹 滚压成形机10。而且,是在粉末螺纹滚压部成形的同时,在表面处理部 内备有用于在金属模冷却部中被冷却的片状物的表面上,形成表面处理 层的表面处理装置68的粉末螺纹滚压成形机10。
另外,图1是表示粉末螺纹滚压成形机的侧面图,图2是表示从上 面看到的粉末螺纹滚压成形机的平面图。
以下,就粉末螺纹滚压成形机10的适宜例做具体说明。
1.金属模加热部
(1)热风吹出部
用于直接地加热金属模加热部中的金属模的热风吹出部的构造并无 特殊的限制。例如,如图3(a)所示,其构造最好是:把通过热风发生装 置(图略)得到的热风,经由设在热风吹出口16的下方或下侧的空气供给 扇46,经主配管43供给热风吹出口16。即,其构造最好是:把通过热风 发生装置得到的热风,和通过能量回收部24从炉内回收、经空气循环扇 42送入混合室44的热风,在混合室44中适当混合后,通过空气供给扇 46把具有规定风速的大量的热风通过主配管43供给热风吹出部16。
其理由是:通过采用这样的构造,在关于加热炉28内的金属模12 的加热模式中,热风14在沿金属模12的内表面流动时,热风14所带热量 会传导给金属模12。也就是说,作为主要导热模式,在供给加热炉28内部 的热量中,由于导热而散发到加热炉28外的热量会变少。因此,加热炉 28与热风发生循环装置40即使是小型的,与以往的大型加热炉相比也具 有同等以上的生产能力。另外,通过把经由能量回收部24从炉内回收的 热风,与从热风吹出口16供给的热风发生装置(图略)的热风混合,因 风量增加、加热炉28内等被加压,所以增大了对金属模12的加热效果。 进一步,将能量回收部24设在加热炉28的周围或下方,因风量的关系, 和加热炉28相比较,因处在减压状态,所以能更有效地回收加热金属模 12后的热风。
另外,最好把热风储留室39设在主配管43的中间的同时,在热风 储留室39之中的主配管43的出口部分设置挡板49。
其理由是:通过采用这样的构造,能够用挡板49使通过空气供给扇 46送入的热风分散掉,即使在设置多个的热风吹出口16的情况下,也能 够使其从各自的热风吹出口均匀地吹出热风。
另外,为了在被控制的状态下,能够吹出具有特定风速的热风,最 好把在该热风吹出部的开口部的形状设为圆形、椭圆形、四边形、(含正 方形或长方形、条状等)、多边形、无规则形。
另外,关于热风吹出口的数量,如图3(a)及(b)所示,最好是一个 或者是一个以上。例如,如图3(a)所示,即使把热风吹出口16的数量 实质性地设成一个时,通过适当地设置能量回收部24,即使是比较大型 的金属模也能高效地加热。另外,如图3(b)所示,通过把热风吹出口 16的数量实质性地设为两个以上,即使是多个的金属模,同时,在加热 条件不同的状态下,也能高效地加热。
(2)能量回收部
最好设置能量回收部,以用于回收加热金属模后仍处于高温的大量 的高能的热风(热能)。即,如图3(a)所示,最好利用加热炉28的炉 内底面18、或者加热炉28的周围,配设能量回收部24。
在此,能量回收部24的构造本身并无特殊限制。例如,如图3(a) 所示,最好具有通向加热炉28的炉内底面18的开口部的同时,备有连 接在热风发生循环装置40上的分支配管47的管道构造。并且,已如上 所述,最好在连接在能量回收部24上的分支配管47的中间配设挡板47a。
另外,配设在加热炉28的炉内底面18的能量回收部24,如图4(a) 及(b)中所示的开口部,最好沿着炉内底面18的部或边缘设置。
其理由是,因为在金属模12内,沿着该金属模12的内表面,从热 风吹出口16向能量回收部24移动的热风14的流动变得容易,所以停留 时间变得更长,其结果为,金属模12内的各个角落都能有效地由热风14 以该导热模式加热。另外,由于热风14的风速快,能够有效地防止导热 模式热扩散受阻。
另外,如图4(b)所示,最好将能量回收部的开口部的形状实质性地 设计成“V”字形或“コ”字形。
其理由是,由热风吹出口16吹出的热风14容易且迅速地向规定形状 的能量回收部24移动,在此期间,产生适度的热风流,能够对金属模12有 效地加热。
另外,关于能量回收部24的开口部的形状,能组合成如图4(a)及 图4(b)所示的形状,但即使在这种情况下,也最好能设计成更容易生 成适度的热风流的构造。例如,如图4(a)所示,在设置所定空间的状 态下,四边形的能量回收部(辅助回收部)24的上方实质性的覆盖了。 较理想的是通过如图4(b)所示的“V”字形或“コ”字形的能量回收 部(主回收部)回收热能后,利用所定空间,从如4(a)所示的四边形 的能量回收部(辅助回收部)24最终回收热能。
(3)加热炉
①基本的构造
加热炉28如图3(a)所示,最好是配置在热风发生循环装置40的 上方,使其整体构成一个小型的加热装置。通过采用这样的构造,不仅 使向加热炉28的热量供给变得容易,而且利用能量回收部24从加热炉 28回收热能也能够容易地实施。
另外,加热炉28的炉体,最好为以下构造:例如,在上面,形成带 有可开闭的开口部的平面长方形的箱状体,在上面的开口部呈开口状态 时,往炉内搬入金属模12及框架部材13后,关闭开口部,通过热风发 生装置40喷吹热风14对金属模12进行加热。
并且,作为含在加热炉28内的炉体的形态可作适当的变更。例如, 最好使炉体与金属模的形状相对应,可制成圆筒状或立方体、或无规则 形。
②侧面热风吹出部
另外,在加热炉28中,最好如图3及图5所示,在主配管43的出口 部分设置由分支构成,具有所定的高度,为了从侧面也能加热加热炉28 内的金属模12,在垂直方向延出管道结构,即,设置侧面热风吹出口50。
另外,该侧面热风吹出口50最好沿加热炉28的内侧配置。进而,最 好连接在和热风发生循环装置40相连的分支配管41上,或连接在主配 管43上,用挡板48等调节其风量。
其理由是,通过采用这样的构造,不但从下面,从侧面也能给金属模 12喷吹热风进行加热,能更高效地加热金属模12。
另外,侧面热风吹出口(管道)50的形状最好根据金属模的形状进 行适当变更。例如,理想的构造为:通过把其做成潜呼吸器型,能容 易地把侧面热风吹出口50和金属模12的距离控制在一定的范围内的同 时,因为热风吹出方向是一定的,能进一步增加对金属模12的加热效率。
(4)金属模
①构造
金属模12,如图3(a)所示,最好在安装用于该金属模12移动及 操作的框架部材13的状态下,载置于加热炉28内的炉内底面18的金属 模支撑部材上(图略)。
另外,金属模12,如图10(a)及(b)所示,最好将金属模12的 框架部13和成形面85的接头部分,例如用密封材87做防水处理。其理 由是,通过采用这样的构造,在金属模冷却工序中,能防止水分过多地 附着在片状物的表面上。因此,在表面处理工序中,例如,经酸焰处 理的表面处理层的形成变得容易。
另外,该金属模12最好为以下构造:把框架部材13扣住或悬架在 自动臂上(图略)来移动金属模12,例如,在金属模加热部,用自动臂 将框架部材13移到上端,再从设置在上端的开口部将金属模12搬进加 热炉28。通过这样的构造,金属模的搬送变得容易的同时,粉末螺纹滚 压成形机的各个构成部分的配置等也变得容易了。
并且,金属模支撑部材的表面最好包上有密封效果的绝热材料(图 略)。例如,用硅橡胶/氟化树脂薄膜的组合进行覆盖。其理由是,用 金属模支撑部材封住金属模12与炉内底面18间的空隙,可高效防止热 风逃逸到外部。并且,金属模支撑部材最好有调节机能,以调节为了加 热而放进炉内的金属模12的位置,和调节其相对于热风吹出口16的高 度,从而使炉内底面18的热风吹出口16吹出的热风14更高效地对金属 模12的内表面加热。
②成形面
如图3(b)所示,金属模12也可以分离独立。但最好是2处以上实 质性地具有片状物的成形面85。
其理由是,因为根据该金属模,用一个金属模能够同时成形2个以 上的片状物。
在此,成形面实质性地设置2处以上,或成形面是一个、但加热多 个金属模时,如图6(a)及(b)所示,对于金属模12的旋转轴方向X, 在错开各自的成形面85配置的同时,最好设置粉末容易出入的通路(图 略)。
其理由是,通过采用这样的构造,在粉末螺纹滚压工序中,让金属 模12旋转时,能使粉末容易进入各自的成形面,且能容易地得到具有均 匀厚度的片状物。
2.粉末螺纹滚压部
(1)基本的构造
如图7(b)所示,粉末螺纹滚压部,是把包含图7(a)中加热过的 框架部材82的金属模84、与储放流体状粉末92的储存箱88,在使金属 模(成形模)84的成形面85朝下的同时、将储存箱88的开口面朝上设置 的状态下,实施上下连为一体的工序的部位。
因此,为了提高储存箱88内的粉末92的分散性以形成厚度均匀的树 脂膜(片状物)94,最好向设置在储存箱88下方的搅拌室88a中输入空气, 使粉末92处于流动状态。图9(a)中具体标出了空气的输入方向,但最 好还要在搅拌室88a的上方设置成由开孔部材(网状部材)构成,形成 使输入的空气将粉末92向上卷起的构造。
(2)方框
另外,在让含有框架部材82的金属模84反转时,为了只能在该金 属模84中希望的成形面85上形成树脂膜94,最好在金属模84和储存箱 88之间,设定具有所定的厚度(高度)的方框84a、84b。在此,例如, 通过由制的该方框的下部84b,和由硅铜橡胶/氟化烯树脂薄膜的组合 构成方框的上部84a,能够达到充填金属模84和储存箱88间的空隙的作 用。
3.金属模冷却部
(1)构造
如图8(b)所示,金属模冷却部是通过水冷或空冷等的冷却装置98 冷却含有框架部材82的金属模84,使树脂膜94按所定程度硬化的部位。
所以,在金属模冷却部中,作为冷却装置最好具备如图10(a)所 示的喷雾装置121,和如图8(b)所示的淋浴装置98。其理由是,通过 采用这样的构造,能有效地防止金属模的热损伤和裂纹等的发生。
并且,最好把淋浴装置及喷雾装置连接在一个给水槽上,根据设在 吹出口上的控制等的切换装置来决定喷雾量和淋浴量。
(2)温度
冷却片状物,最好把该片状物的表面温度控制在30~100℃的范围 内。
其理由是,如该片状物的表面温度不足30℃时,下一工序表面处理 部的下限温度调整变得困难。例如,有时难以形成经硅酸化焰处理的表 面处理层。另一方面,该片状物的表面温度如超过100℃,下一工序表面 处理部的片状物的硬度不够,反而会出现难以形成表面处理层的情况。
所以,把在金属模冷却部中冷却片状物时的表面温度控制在35~80 ℃的范围内为较好,控制在40~60℃的范围内为更好。
并且,在金属模冷却部的片状物的表面温度,是实施冷却处理后, 立即使用表面温度计等测定的片状物的表面温度。
4.金属模交换部
(1)构造
本发明的粉末螺纹滚压成形机最好再具有金属模交换部。即、利用 金属模交换部,在粉末螺纹滚压成形的中途变更用于成形种类不同的片 状物的金属模,在粉末螺纹滚压成形中,有时发生金属模损伤的情况, 即使在这种情况下,在让粉末螺纹滚压成形机工作时也能交换金属模。
所以,如图1及2所示,至少具备有两个以上的用于载置金属模60 的支撑台66的同时,最好各自的支持台66通过外部控制,可以移动。
在此,参照图2,对在多个金属模(60b、60c、60d)之中假设一个 金属模(60d)破损,交换为新的金属模60f的结构作具体的说明。
例如,某时刻,第1的金属模60c在粉末螺纹滚压部(A部)中被放 置在粉末螺纹滚压工序,第2的金属模60c在金属模加热部(B部)中被 放置在加热工序,并且,第3的金属模60d在金属模冷却部(C部)中被 放置在冷却工序。然后,在金属模冷却部(C部)中的第3金属模60d中 发现裂纹的情况下,第3的金属模60d,不象通常那样在排在金属模冷却 部(C部)的后面的表面处理部(D部)中被表面处理,而是被停止在与 表面处理部(D部)共通的金属模交换部(E部)的所定位置。同时,在 第1的支撑台66a上被降下载置。接着,第1支撑台66a上的已损伤的 第3的金属模60d,面向含有滑轮的交换台69的一端横方向移动。相反, 被预载置的第2支撑台66b上的新的金属模60f,在交换台69的另一端 被反横方向移动,载置在金属模交换部(E部)的位置。
这样,能够在金属模交换部(E部),把破损的金属模60d交换成新 的金属模60f,通过使其操作时间短于表面处理时间、或粉末螺纹滚压成 形时间和金属模加热时间,从而减少对其它工序的影响。
(2)配置
金属模交换部最好配置成为金属模冷却部的下一工序。
其理由是,通过采用这样的构造,因为是金属模在被冷却阶段的交 换,事前或交换后没有必要立即加热新使用的金属模,能够更顺利地移 到下一工序。另外,如果是被冷却状态下的金属模,也能安全地进行交 换后的作业。
4.表面处理部
(1)表面处理装置
表面处理装置的种类并无特殊的限制。例如,最好是在如下所示的 臭处理、等离子处理、电晕处理、高压放电处理、紫外线处理及硅酸 化焰处理中用于实施至少一种表面处理的表面处理装置。
其理由是,如果是该表面处理装置,因为表面处理装置和处理部比 较小,即使是以往的粉末螺纹滚压成形机也能比较容易地组入。另外, 如果是该表面处理装置,因为片状物被冷却到所定温度,所以能够在更 短的时间内进行表面处理。
并且,这些表面处理装置之中,较理想的是用于实施硅酸化焰处理 的表面处理装置。其理由是,如果是硅酸化焰处理,外部的水分和尘埃 等对表面改质层的效果削减少,形成表面改质层的片状物能够长时间如6 个月以上原样保管。
①臭氧处理
臭氧处理是通过对片状物的表面照射臭氧物质(O3)使表面酸化,以 形成表面改质层的表面处理。
②等离子处理
等离子处理是通过对片状物的表面照射由等离子放电生成的等离子 物质(激励物、游离基物、离子物等),蚀刻表面以形成表面改质层的表 面处理。
③电晕处理
电晕处理是通过对片状物的表面实施电晕放电处理生成极性基等,以 形成表面改质层的表面处理。
④高压放电处理
高压放电处理是通过对片状物的表面反复实施高压放电,绝缘破坏表 面的一部分,以形成表面改质层的表面处理。
⑤紫外线处理
紫外线处理是通过对片状物的表面所定量地照射所定波长的紫外线, 使表面的一部分活性化,以形成表面改质层的表面处理。
⑥硅酸化焰处理
硅酸化焰处理是对片状物的表面,全面或部分地喷吹含硅烷化合物燃 料气体的火焰,由硅烷化合物的火焰分解物形成二氧化硅层的表面处理。
在此,最好把硅烷化合物的沸点(大气压下)控制在10~100℃的范 围内,15~80℃的范围内为更佳,20~60℃的范围内为最佳。其理由是, 该硅烷化合物的沸点如不足10℃时,有时挥发性强、操作困难。另一方 面,该硅烷化合物的沸点如超过100℃时,与空气等助燃性气体和助燃剂 的混合性显著下降、硅烷化合物容易不完全燃烧,表面改质效果有时不 均匀、难以长时间地保持改质效果。
并且,关于硅烷化合物的种类并没有特殊的限制,例如,可以是烷基 硅烷化合物和烷氧基硅烷化合物、或其变性物。另外,在这些化合物之 中,烷基硅烷化合物一般低沸点的多,经加热容气化,因其能均匀地 与空气等混合,所以是理想的硅烷化合物。
较具体地讲,四甲基硅烷及四乙基硅烷,因其沸点很低,容易和空 气等混合,所以是理想的硅烷化合物。1,2环四甲基硅烷等的卤素化硅 烷化合物,因其表面改质效果相当突出,所以是理想的硅烷化合物。
另外,燃烧气体的整体量作为100摩尔%时,最好把硅烷化合物向燃 料气体中的添加量控制在1×10-10~10摩尔%的范围内,控制在1×10-9~ 5摩尔%的范围内为更佳,控制在1×10-8~1摩尔的范围内为最佳。其理 由是,如该硅烷化合物的添加量不满1×10-10摩尔%时,有时不能发现改 质效果。另一方面,如该硅烷化合物的添加量超过10摩尔%时,硅烷化 合物和空气等的混合性下降,随之有硅烷化合物不完全燃烧的现象。
另外,在实施硅酸化焰处理时,因为易于控制火焰温度,通常最好向 燃烧气体中添加助燃性气体。作为这样的助燃气体,有丙烷气、天然气 体、氧气,空气、氢等。并且,在把燃烧气体放入密封罐中使用时,作 为这样的助燃气体最好使用丙烷气体及压缩空气等。
另外,把燃烧气体的全体量作为100摩尔%时,最好把这种助燃气体 的含有量控制在80~99.9摩尔%的范围内,85~99摩尔%的范围内为更佳, 90~99摩尔%的范围内为最佳。其理由是,如果该助燃气体的含有量不足 80摩尔%时,硅烷化合物和空气等的混合性下降,随之有硅烷化合物不完 全燃烧的现象。另一方面,如果该硅烷化合物的添加量超过99.9摩尔% 时,则有时不能发现改质效果。
(2)配置
为了切实地处理片状物的表面,表面处理部最好配置成金属模冷却 部的下一工序。
其理由是,如果表面处理部成为金属模冷却部的上一工序,有时片 状物的表面不能硬化到所定程度,不能发现硅酸化焰处理等的表面处理 效果。
另外,最好把表面处理部和金属模交换部设为一体。即,如图1所 示,最好在金属模交换部的支撑台66的下方备有表面处理装置68。
其理由是,在金属模交换部中,在金属模冷却部被冷却的金属模60 一旦被载置在支撑台66上,利用这种状态通过对片状物实施表面处理, 能够节省空间的同时,能更高效地得到粘着性优良的片状物。
5.片状物
(1)形态
关于片状物的形态,其构成材料并没有特殊的限制,例如,最好由 环氧树脂、聚氯乙烯树脂、丙烯酸树脂、聚烯联树脂、甲酸乙酯树 脂、聚酸脂树脂、聚酯树脂中的至少一种树脂构成。
其理由是,通过采用这样的构造,能得到通用性高、廉价,而且装 饰性优良的片状物。
另外,最好把片状物的厚度控制在10~500μm的范围内。其理由是, 如果该片状物的厚度不满10μm的值时,有时片状物的机械的强度和耐 久性显著下降。另一方面,如果该片状物的厚度超过500μm时,则有时 操作和粘着困难。因此,把片状物的厚度控制在25~300μm的范围内为 更佳。
另外,为了容易地粘着和操作,片状物的形态最好为平坦的薄膜; 为了更具有优良的装饰性,在表面最好设有压花处理和开口部(含有切 口)。并且,最好在片状物的表面和内部,进行所定的印刷和着色。另外, 片状物如图11(a)~(c)及图12(a)~(b)所示,最好有适合汽车 零件的外形。
(2)表面处理层
另外,在片状物上形成的表面处理层,根据表面处理的种类而不同, 例如,在实施硅酸化焰处理时,适用二氧化硅层。
另外,表面处理层的厚度并没有特殊的限制,例如,最好控制在 0.01~100μm的范围内。其理由是,该表面处理层的厚度如果不足0.01 μm,有时表面处理效果不能发现,或不整齐。另一方面,如果该表面处 理层的厚度超过100μm,有时片状物的厚度过厚,容易从片状物的表面 剥离。
因此,在片状物上形成的表面处理层的厚度控制在0.05~20μm的 范围内为较理想,在0.1~5μm的范围内为更理想。
并且,在片状物上形成的表面处理层,没有必要一定是连续层,即 使是不连续或斑驳状也可以。
[第2实施例]
第2的实施例如图7(a)~(c)及图8(a)~(c)所示,是使用 具有粉末螺纹滚压部、金属模冷却部、表面处理部的粉末螺纹滚压成形 机的粉末螺纹滚压成形方法。是把含有以下的工序(1)~(3)为特征 的粉末螺纹滚压成形方法。
(1)在粉末螺纹滚压部成形片状物94的工序(以下有时称为粉末螺纹滚 压工序)。
(2)在金属模冷却部冷却片状物94的工序(以下有时称为金属模冷却工 序)。
(3)在表面处理部,把表面处理层53形成在被冷却的片状物94的表面 上(以下有时称为表面处理工序)。
1.粉末螺纹滚压工序
在实施粉末螺纹滚压工序时,如图7(c)所示,最好把含有框架部 材82的金属模84和储存箱88在连接的状态下使之旋转,以在金属模84 的成形面85上形成所定的厚度的树脂膜94。
也就是说,最好要使含有框架部材82的金属模84与储存箱88在组 合的状态下,使其上下翻转。其理由是,这样实施后,储存箱88内的粉 末92由于自重落在成形型84的成形面85上,使只有与该金属模84的 成形面85接触的粉末92及其近旁的粉末92,会由于金属模84的热量而 熔化附着,在金属模84的成形面85上能够瞬间形成树脂膜94。
另外,将含平板部材82的金属模84翻转时,为了不让粉末92飞散 到规定位置以外的地方,只在该金属模84的所希望的成形面85上,形 成树脂膜94,最好如图9(b)所示,通过搅拌室88a吸气以降低金属模84 内的压力。也就是说,最好设置一个压力调整装置(图略),使其在让金 属模84翻转而形成粉末螺纹滚压成形的过程中,吸气以降低金属模84 的内压;在粉末螺纹滚压成形前,向储存箱88内的粉末92吹入空气。
另外,如图3(b)所示,最好用具有多个的成形面83、85的金属模, 进行粉末螺纹滚压成形。其理由是,这样实施后,在一次工序中,能同 时成形多个的片状物,能够更高效地得到粘着性优良的片状物。
2.金属模冷却工序
在实施金属模冷却工序时,可以是单一冷却工序,也可以是多阶段冷 却工序。
例如,在单一冷却工序时,如图10(a)所示,最好用喷雾装置121, 喷洒水或温水,比较缓慢地把金属模84冷却到100℃左右。
其理由是,通过这样实施后,大型化且复杂化的金属模即使在加热不 均匀的情况下,也能比较缓慢地冷却金属模、有效地防止金属模的热损 伤和裂纹等的发生。
另一方面,在第二阶段冷却工序时,作为第一冷却阶段,如图10(a) 所示,最好用喷雾装置121,喷洒水或温水,比较缓慢地把金属模84冷 却到150℃左右。接着,作为第二冷却阶段,如图8(b)所示,最好用 淋浴装置98,喷洒较多量的水或温水,利用蒸发,把金属模高效地 冷却到树脂膜94能剥离的程度、例如100℃的温度。
其理由是,通过这样实施后,能有效地防止金属模的热损伤和裂纹的 发生的同时,能够使冷却所需时间缩短。
3.表面处理工序
(1)相互动作
在实施表面处理工序时,如图1及2所示,最好把金属模交换部(E 部)和表面处理部(D部)设为一体,在该金属模交换部中具有的金属模 交换装置69和表面处理装置68,各自在被外部控制的状态下,使其相互 动作。
即,最好把金属模交换部和表面处理部一体化,通过使备在此处的、 包含支撑台66的金属模交换装置69及表面处理装置68相互动作,以节 省空间。另外,用微型计算机等,通过从外部控制含有支撑台66的金属 模交换装置69及表面处理装置68的动作,即使是狭小的空间,也能连 续地或断续地、甚至部分重复地实施金属模交换工序和表面处理工序, 以此来实施金属模交换及表面处理。
因此,能够在使粉末螺纹滚压成形机工作的状态下,顺利地实施金 属模交换,另一方面,能够利用金属模一旦被载置在支持台上的状态来 实施表面处理工序。
(2)表面处理条件
①处理方向
如图8(c)所示,最好把在金属模冷却部中被冷却的片状物,实质 性地保持在水平状态下,通过表面处理部的表面处理装置68从下方进行 表面处理。
其理由是,通过这样的表面处理,片状物即使是过度湿润的状态下, 也能够通过例如硅酸化焰处理,在片状物整体容易地形成硅石等的表面 处理层。
另外,通过这样的表面处理,假设即使在金属模的内部形成坑洼等 的情况下,也能够通过例如硅酸化焰处理,沿着金属模的内部形状容易 地形成二氧化硅等的表面处理层。
②火焰温度
另外,作为表面处理,在实施硅酸化焰处理时,其火焰温度最好控 制在500℃~1500℃的范围内。
其理由是:如果该火焰温度不足500℃的值时,有时难以高效地防止 硅烷化合物的不完全燃烧。另一方面,该火焰的温度如果超过1500℃, 有时片状物会发生热变形或热劣化。
所以,最好把该火焰温度控制在550~1200℃的范围内。600~不足 900℃的范围内为更理想。
③处理时间
另外,作为表面处理,实施硅酸化焰处理时,最好把单位面积(1m2) 的火焰处理时间(喷射时间)控制在0.1秒~100秒的范围内。
其理由是,如该火焰的处理时间不足0.1秒,则有时不能均匀地发现 通过硅烷化合物的改质效果。另一方面,如该火焰的处理时间超过100 秒,片状物有时会发生热变形或热劣化。
因此,把火焰处理时间控制在0.3~30秒的范围内为佳,控制在0.5~ 20秒的范围内为更佳。
4.其他
(1)脱离工序
在实施粉末螺纹滚压成形方法后,最好把经表面处理的片状物从金 属模上脱离。
但是,不要在当时就脱离,最好在搬到下一工序的阶段从金属模上 脱离。
(2)层积工序
另外,在实施粉末螺纹滚压成形后,或作为其中的一部分,最好把 得到的片状物和基材层积。例如,如图13所示,最好经由中间层56,把 经过表面处理的片状物54层积到基材58上。并且,作为中间层56最好 设置例如发泡层。
但是,因为能够使工序更简便化及迅速化,所以如图14所示的,最 好把成为中间层56的原料的发泡材料56′形成在基材58上后,把经表 面处理的片状物54进一步层积在其上面的状态下,通过加热,或照射紫 外线,同时实施片状物54的粘着固定和中间层56的形成。
实施例
[实施例1]
1.片状物的制作
使用如图1所示的粉末螺纹滚压成形机,通过B级环氧树脂粉末, 把如图11(a)所示的立体的片状物粉末螺纹滚压成形。
接着,在金属模冷却部中,淋浴冷却片状物的表面温度到100℃,进 一步,在表面处理部,在以下的条件下,实施硅酸化焰处理,在片状物 的表面形成硅石层。
燃料气体:丙烷气体
硅烷化合物:四甲基硅烷/四乙基硅烷各50摩尔%混合物
火焰温度:1,000℃(火焰先端部)
火焰处理时间:5秒/m2
表面温度:45℃
2.立体装饰体的制作及粘着性评价
(1)制作
通过发泡性氨基甲酸乙酯材料,在丙烯树脂制的基材上层积立体的 片状物状态下使之加热,作成汽车用内装饰材的立体装饰体。
(2)粘着性评价
剥离破坏立体装饰体,观察其剥离状态,基于以下作为基准,评价 粘着性。
◎:剥离面积的95%以上是发泡性氨基甲酸乙酯材料的凝集破坏。
○:剥离面积的70%以上是发泡性氨基甲酸乙酯材料的凝集破坏,一 部分是界面剥离。
△:剥离面积的50%以上是发泡性氨基甲酸乙酯材料的凝集破坏,一 部分是界面剥离。
×:剥离面积的50%以上是界面剥离。
[实施例2]
在实施例1中,取代硅酸化焰处理,实施通常的火焰处理(不含有 硅烷化合物)。除此之外,和实施例1同样,作成片状物,用其作成立体 装饰体的同时,评价粘着性。
[实施例3]
在实施例1中,取代硅酸化焰处理实施电晕处理,除此之外,和实 施例1同样,作成片状物,用其作成立体装饰体的同时,评价粘着性。
[比较例1]
在实施例1中,不实施硅酸化焰处理,除此之外,和实施例1同样, 作成片状物,用其作成立体装饰体的同时,评价粘着性。
表1   表面处理 表面温度(℃)     粘着性 实施例1 硅酸化焰处理     45     ◎ 实施例2 火焰处理     45     △ 实施例3 电晕处理     45     △ 比较例1 没有     -     ×
工业实用性
根据本发明的粉末螺纹滚压成形机及粉末螺纹滚压成形方法,由于 可以连续实施片状物的粉末螺纹滚压成形工序和表面处理工序,所以粉 末螺纹滚压成形后,对被冷却到所定温度的片状物的表面,能够立即实 施表面处理。因此,由于高效地形成表面处理层,不需要此后的底漆加 工等,所以能够高效地提供易于粘着加工的片状物。
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