光照射成形装置及び方法
【課題】熱可塑性樹脂を予め溶融させてキャビティへ注入する装置が不要になり、少ない熱可塑性樹脂の使用量で成形品を成形することができる光照射成形装置及び方法を提供すること。
【解決手段】光照射成形装置１は、光Ｘを透過する性質を有するゴム材料からなると共に互いに合わさる対向側にキャビティ２０を形成する一対のゴム型部２Ａ、２Ｂと、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの表面から、キャビティ２０に配置した粒子状の熱可塑性樹脂６に光Ｘを照射する光照射手段４とを備えている。光照射成形装置１は、光照射手段４から照射する光Ｘによってキャビティ２０に配置した熱可塑性樹脂６を溶融させながら、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂを互いに接近させ、容積が縮小したキャビティ２０に熱可塑性樹脂６の成形品７を成形するよう構成してある。
【解決手段】光照射成形装置１は、光Ｘを透過する性質を有するゴム材料からなると共に互いに合わさる対向側にキャビティ２０を形成する一対のゴム型部２Ａ、２Ｂと、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの表面から、キャビティ２０に配置した粒子状の熱可塑性樹脂６に光Ｘを照射する光照射手段４とを備えている。光照射成形装置１は、光照射手段４から照射する光Ｘによってキャビティ２０に配置した熱可塑性樹脂６を溶融させながら、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂを互いに接近させ、容積が縮小したキャビティ２０に熱可塑性樹脂６の成形品７を成形するよう構成してある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を透過する性質を有する一対のゴム型部に形成したキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し光を照射して成形品を成形する光照射成形装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
これに対し、例えば、特許文献１においては、成形型のキャビティ内に溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する際に、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射し、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、熱可塑性樹脂を積極的に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、ゴム型のキャビティ内に充填した粒子状態の熱可塑性樹脂に、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して、この熱可塑性樹脂を加熱して溶融させ、キャビティにおいて残された空間に、溶融状態の熱可塑性樹脂を追加充填することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１６４４７号公報
【特許文献２】特開２００９−２４１４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、予め溶融させた熱可塑性樹脂を成形型のキャビティ内に充填するために、ペレット等の粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂を予め溶融させるための装置が必要になる。また、特許文献２においても、溶融状態の熱可塑性樹脂を追加充填するために、同様の装置が必要になる。また、溶融状態の熱可塑性樹脂の充填を行う場合には、余分に熱可塑性樹脂を確保しておく必要があり、熱可塑性樹脂の使用量を少なくするためには十分ではない。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、熱可塑性樹脂を予め溶融させてキャビティへ注入する装置が不要になり、少ない熱可塑性樹脂の使用量で成形品を成形することができる光照射成形装置及び方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、光を透過する性質を有するゴム材料からなり、互いに合わさる対向側にキャビティを形成する一対のゴム型部と、
該一対のゴム型部の表面から、上記キャビティに配置した粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂に光を照射する光照射手段とを備えており、
該光照射手段から照射する光によって上記キャビティに配置した上記熱可塑性樹脂を溶融させながら、上記一対のゴム型部を互いに接近させ、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よう構成してあることを特徴とする光照射成形装置にある（請求項１）。
【０００７】
第２の発明は、光を透過する性質を有するゴム材料からなり、互いに合わさる対向側にキャビティを形成する一対のゴム型部と、
該一対のゴム型部の表面から、上記キャビティに配置した粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂に光を照射する光照射手段とを用い、
該光照射手段から照射する光によって上記キャビティに配置した上記熱可塑性樹脂を溶融させながら、上記一対のゴム型部を互いに接近させ、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光照射成形方法にある（請求項１１）。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明の光照射成形装置は、一対のゴム型部の間に、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、粒子状又は固形状の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ものである。
本発明においては、一対のゴム型部の間のキャビティに粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂を配置し、光照射手段によって一対のゴム型部の表面から光を照射する。このとき、光の多くはゴム型部を透過し、熱可塑性樹脂に吸収される。これにより、熱可塑性樹脂が加熱されて溶融する。このとき、一対のゴム型部を互いに接近させることにより、キャビティの容積が縮小して、溶融した熱可塑性樹脂がキャビティの全体に充填される。
こうして、容積が縮小した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、溶融した熱可塑性樹脂が冷やされて固化した後、一対のゴム型部を離型して成形品を取り出すことができる。
【０００９】
それ故、第１の発明の光照射成形装置によれば、熱可塑性樹脂を予め溶融させてキャビティへ注入する装置が不要になり、少ない熱可塑性樹脂の使用量で成形品を成形することができる。
なお、固形状の熱可塑性樹脂を用いる場合には、この固形状の熱可塑性樹脂をキャビティの一部に配置し、残部に粒子状の熱可塑性樹脂を配置することができる。
【００１０】
第２の発明の光照射成形方法によれば、上記光照射成形装置の発明と同様に、キャビティに注入する前に熱可塑性樹脂を予め溶融させる装置が不要になり、少ない熱可塑性樹脂の使用量で成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における、原位置にある一対のゴム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。
【図２】実施例１における、原位置にある一対のゴム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。
【図３】実施例１における、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。
【図４】実施例１における、光の照射を受けた熱可塑性樹脂が溶融して、一対のゴム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。
【図５】実施例１における、光の照射を受けた熱可塑性樹脂が溶融して、一対のゴム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。
【図６】実施例１における、成形品を正面から見た断面で示す説明図。
【図７】実施例１における、シリコーンゴムにおける光の透過率を示すグラフ。
【図８】実施例１における、他の一対のゴム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。
【図９】実施例２における、原位置にある一対のゴム型部を、正面から見た断面で示す説明図。
【図１０】実施例２における、光の照射を受けた熱可塑性樹脂が溶融して、一対のゴム型部が部分的に順次接近していく状態を、正面から見た断面で示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述した第１、第２の発明の光照射成形装置及び方法における好ましい実施の形態につき説明する。
第１、第２の発明において、上記熱可塑性樹脂は、粒子状又は固形状のものを用いる。ここで、粒子状とは、球状、円筒状、その他粉砕品に見られる不定形状等の状態のことをいう。固形状とは、板状、棒状、線状等の状態をいう。
目的とする成形品の形状によって、粒子状、固形状の熱可塑性樹脂を適宜選択することができる。また、粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂は、２種以上の形態のものを混合して用いることができる。
【００１３】
上記熱可塑性樹脂が粒子状である場合には、用いることができる熱可塑性樹脂の粒子径は、成形する成形品の厚み、すなわちキャビティの幅に依存するが、熱可塑性樹脂の粒子径は、１〜３０００μｍの範囲内とすることができる。熱可塑性樹脂の粒子径は、好ましくは、５０〜３０００μｍの範囲内、更に好ましくは２００〜２５００μｍの範囲内とすることができる。
また、熱可塑性樹脂の平均粒子径がこれらの範囲内であって、更に１〜１００μｍの範囲内の熱可塑性樹脂の小形粒子を含有していると、キャビティへの熱可塑性樹脂の粒子の充填に際して好ましい場合がある。粒子の嵩比重は、０．４以上が好ましく、より好ましくは０．４５以上、更に好ましくは０．５以上である。
【００１４】
また、上記光照射手段は、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光を発生させることが好ましい。この場合には、ゴム型部に比べてキャビティ内の熱可塑性樹脂に多くの光を吸収させることが容易であり、ゴム型部に比べて熱可塑性樹脂を積極的に加熱して溶融させることができる。
また、上記ゴム型部を介して上記熱可塑性樹脂に照射する光（電磁波）としては、波長が０．７８〜２μｍの領域の光だけでなく、これ以外の領域の光も含まれていてもよい。この場合において、ゴム型部を介して熱可塑性樹脂に照射する光は、波長が０．７８〜２μｍの領域の光を、これ以外の領域の光よりも多く含むことが好ましい。
【００１５】
また、上記成形品の成形に用いる熱可塑性樹脂（以下、単に熱可塑性樹脂ということがある。）としては、光（電磁波）を吸収し、加熱が促進されるものを用いることができる。
この熱可塑性樹脂は、熱可塑性を有する重合体を含むものであれば、特に限定されず、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン−プロピレン−ジエン・スチレン樹脂）等のゴム強化スチレン系樹脂、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、（メタ）アクリル酸エステル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、環状オレフィン樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、イミド系樹脂、ケトン系樹脂、スルホン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、感光性樹脂、液晶ポリマー、生分解性プラスチック等が挙げられる。これらは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１６】
上記熱可塑性樹脂のうち、光照射成形に用いる熱可塑性樹脂として好適なものとして、ゴム強化スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂及びポリカーボネート樹脂のアロイ、ゴム強化スチレン系樹脂及びポリカーボネート樹脂のアロイ、ゴム強化スチレン系樹脂及びポリエステル系樹脂のアロイ等が挙げられる。
【００１７】
さらに、上記熱可塑性樹脂は、非晶性熱可塑性樹脂であることが好ましい。
熱可塑性樹脂の冷却速度は、一対のゴム型部がゴム製であるため、金型の場合に比べて遅くなる。そのため、冷却中に熱可塑性樹脂の結晶性が高くなることがあり、これによって、成形品の寸法精度が低下したり、成形品の耐衝撃性が低下したりすることがある。これに対し、熱可塑性樹脂を非晶性熱可塑性樹脂にすることにより、上記成形品の寸法精度の低下及び耐衝撃性の低下等を防止できる場合がある。
【００１８】
上記熱可塑性樹脂は、目的や用途に応じて、更に、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。
【００１９】
また、上記一対のゴム型部は、透明又は半透明のシリコーンゴムからなることが好ましい。
この場合には、ゴム型部の作製が容易であるとともに、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む光により、ゴム型部をほとんど加熱することなく熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる。
また、シリコーンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格測定において２５〜８０であることが好ましい。
【００２０】
また、上記第１の発明においては、上記光照射成形装置は、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、該真空手段によって上記キャビティ内の圧力を上記一対のゴム型部の外部の圧力よりも低くして、該一対のゴム型部に吸引力を発生させることにより、上記熱可塑性樹脂が溶融する際に上記一対のゴム型部が互いに接近するよう構成することが好ましい（請求項２）。
また、上記第２の発明においては、上記キャビティ内の真空引きを行う真空手段を用い、該真空手段によって上記キャビティ内の圧力を上記一対のゴム型部の外部の圧力よりも低くして、該一対のゴム型部に吸引力を発生させることにより、上記熱可塑性樹脂が溶融する際に上記一対のゴム型部を互いに接近させることが好ましい（請求項１２）。
【００２１】
これらの場合には、真空手段によって発生させた吸引力（型締め力）によって、一対のゴム型部を互いに接近させることが容易である。また、吸引力を利用して一対のゴム型部を互いに接近させることにより、溶融した熱可塑性樹脂をキャビティの全体に容易に行き渡らせることができる。
なお、一対のゴム型部は、真空手段によって発生させる吸引力を利用する以外にも、一対のゴム型部に外力を加えて強制的に互いに接近させることもできる。
【００２２】
また、上記一対のゴム型部は、互いに接近させる前の原位置において、いずれか一方に設けた被嵌入凹部に対して他方に設けた嵌入凸部を嵌入し、該嵌入凸部と上記被嵌入凹部とによって上記一対のゴム型部の間に形成された分割面の全周を閉塞して構成することができる（請求項３）。
この場合には、一対のゴム型部を互いに接近させるために分割面に形成した隙間から熱可塑性樹脂が漏れ出すことを容易に防止することができる。
【００２３】
また、上記一対のゴム型部は、互いに接近させる前の原位置において、いずれか一方に設けたキャビティ形成凹部に対して、他方に設けたキャビティ形成凸部を配置し、上記一対のゴム型部の間に形成された分割面の全周に貼り付けられた樹脂テープによって、上記分割面の全周を閉塞して構成することもできる（請求項４）。
この場合にも、一対のゴム型部を互いに接近させるために分割面に形成した隙間から熱可塑性樹脂が漏れ出すことを容易に防止することができる。
【００２４】
また、上記一対のゴム型部の一方は、上記成形品の裏面を成形するキャビティ形成凸部と、該キャビティ形成凸部の全周に環状嵌入凹部を形成して突出する環状外周凸部とを設けてなり、上記一対のゴム型部の他方は、上記キャビティ形成凸部を内側に配置して上記成形品の意匠面を成形するキャビティ形成凹部と、該キャビティ形成凹部の全周縁部において突出し上記環状外周凸部の内周面に嵌入して上記環状嵌入凹部内に配置する環状内周凸部とを設けてなり、上記キャビティは、上記一対のゴム型部を互いに接近させる前の原位置において、上記キャビティ形成凸部の先端面と上記キャビティ形成凹部の底面との間、上記キャビティ形成凸部の外周面と上記環状内周凸部の内周面との間、上記環状嵌入凹部の底面と上記環状内周凸部の先端面との間に連続して形成し、上記一対のゴム型部の一方には、上記キャビティ形成凸部の先端面に開口する吸引口と、上記環状嵌入凹部の底面に開口する吸引ゲートとを形成し、上記吸引口及び上記吸引ゲートには、上記真空手段によって真空引きを行うための真空引き経路を連通させることが好ましい（請求項５）。
【００２５】
この場合には、一対のゴム型部の一方における環状外周凸部の内周面に対する、一対のゴム型部の他方における環状内周凸部の外周面の嵌入によって、一対のゴム型部を互いに接近させるために分割面に形成した隙間から熱可塑性樹脂が漏れ出すことを容易に防止することができる。
また、吸引口及び吸引ゲートを介してキャビティ内の真空引きを行うことにより、一対のゴム型部の間に容易に吸引力を発生させることができ、溶融した熱可塑性樹脂をキャビティの全体に容易に行き渡らせることができる。
また、吸引口には、キャビティに配置された粒子状の熱可塑性樹脂が溶融する際に、このキャビティに余剰になった溶融状態の熱可塑性樹脂を溢れ出させることもできる。
【００２６】
また、上記吸引口は、上記粒子状の熱可塑性樹脂を上記キャビティ内へ投入する投入口も兼ねていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、キャビティ内に熱可塑性樹脂を配置する際には、一対のゴム型部を閉じた状態において吸引口から粒子状の熱可塑性樹脂を投入することができる。
【００２７】
また、上記一対のゴム型部は、上記一対のゴム型部の一方における上記環状嵌入凹部の底面と上記一対のゴム型部の他方における上記環状内周凸部の先端面とが当接するまで接近させ、上記環状嵌入凹部の底面と上記環状内周凸部の先端面との間に形成された余剰空間から、上記キャビティ形成凸部の外周面と上記環状内周凸部の内周面との間に形成された立壁空間へ上記熱可塑性樹脂を供給して、上記成形品を成形するよう構成することが好ましい（請求項７）。
この場合には、成形する成形品の寸法精度を安定させることができる。また、成形に用いる熱可塑性樹脂の余剰分を極力低減することができ、熱可塑性樹脂の使用量を少なくすることができる。
【００２８】
また、上記吸引ゲートは、上記吸引口よりも流路断面積が小さく、かつ、上記環状嵌入凹部の底面の環状形状における少なくとも互いに対向する辺において、上記キャビティ形成凹部の底面に対向する位置と、上記環状内周凸部に対向する位置とに開口して形成することが好ましい（請求項８）。
この場合には、吸引ゲートに粒子状の熱可塑性樹脂の目詰まりを生じ難くし、キャビティにおける端部まで熱可塑性樹脂を安定して行き渡らせることができる。
【００２９】
また、上記第１の発明においては、上記光照射手段は、上記一対のゴム型部の他方における外側面から光を照射するよう構成し、上記キャビティ形成凹部の側から先に上記キャビティ内に配置された上記粒子状の熱可塑性樹脂を溶融させて充填することにより、上記吸引ゲートが閉塞されることを防止して、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されるまで、上記真空手段による真空引きを継続するよう構成することができる（請求項９）。
また、上記第２の発明においては、上記光照射手段による光を、上記一対のゴム型部の他方における外側面から照射し、上記キャビティ形成凹部の側から先に上記キャビティ内に配置された上記粒子状の熱可塑性樹脂を溶融させて充填することにより、上記吸引ゲートが閉塞されることを防止して、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されるまで、上記真空手段による真空引きを継続することができる（請求項１３）。
これらの場合には、吸引ゲートが閉塞されることを効果的に防止することができると共に、キャビティの全体に熱可塑性樹脂が充填されるまで、一対のゴム型部の間に吸引力を作用させておくことができる。
【００３０】
また、上記第１の発明においては、上記光照射手段は、上記一対のゴム型部の他方における外側面の一方側から他方側へ部分的に順次相対的に移動しながら光を照射するよう構成し、上記キャビティにおける一方側から他方側に向けて順次上記熱可塑性樹脂を充填するよう構成することもできる（請求項１０）。
また、上記第２の発明においては、上記光照射手段による光を、上記一対のゴム型部の他方における外側面の一方側から他方側へ部分的に順次移動しながら照射し、上記キャビティにおける一方側から他方側に向けて順次上記熱可塑性樹脂を充填することもできる（請求項１４）。
これらの場合には、キャビティ内の熱可塑性樹脂を部分的に溶融させていくことにより、キャビティの全体に熱可塑性樹脂を安定して行き渡らせることができる。
【実施例】
【００３１】
以下に、本発明の光照射成形装置及び方法に係る実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の光照射成形装置１は、図１、図２、図４に示すごとく、光Ｘを透過する性質を有するゴム材料からなると共に互いに合わさる対向側にキャビティ２０を形成する一対のゴム型部２Ａ、２Ｂと、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの表面から、キャビティ２０に配置した粒子状の熱可塑性樹脂６に光Ｘを照射する光照射手段４とを備えている。光照射成形装置１は、図４、図５に示すごとく、光照射手段４から照射する光Ｘによってキャビティ２０に配置した熱可塑性樹脂６を溶融させながら、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂを互いに接近させ、容積が縮小したキャビティ２０に熱可塑性樹脂６の成形品７を成形するよう構成してある。
なお、図１、図２は、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂが原位置Ｐ１にある状態で示し、図４は、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂが若干互いに接近した状態を示し、図５は、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂが最も接近した位置Ｐ２において成形品７を成形する状態を示す。
【００３２】
以下に、本例の光照射成形装置１及び方法につき、図１〜図８を参照して詳説する。
本例の一対のゴム型部２Ａ、２Ｂは、ゴム材料としての透明又は半透明のシリコーンゴムからなる。この一対のゴム型部２Ａ、２Ｂは、成形する成形品７のマスターモデル（手作りの現物等）を液状のシリコーンゴム内に配置し、このシリコーンゴムを硬化させ、硬化後のシリコーンゴムからマスターモデルを取り出して作製することができる。また、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂは、ゴム製であるため、成形後の成形品７を取り出す際の型開きを行うための分割面（パーティング面）２０５（図１、図２参照）を簡単にかつ任意に形成することができる。
【００３３】
本例においては、熱可塑性樹脂６として、非晶性熱可塑性樹脂であるとともにゴム変性熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂の粒子を用いる。熱可塑性樹脂６としては、粒子径が１〜３０００μｍのものを用いることができる。また、本例の粒子状の熱可塑性樹脂６は、嵩比重が０．６程度の熱可塑性樹脂６の微細ペレットである。
図４に示すごとく、本例の光照射手段４は、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光Ｘを発生させるよう構成されている。光照射手段４は、０．７８〜２μｍの波長領域（ほぼ近赤外線の波長領域に相当する。）を含む光Ｘを発するハロゲンランプを用いて構成してある。このハロゲンランプは、０．７８〜２μｍの波長領域内に（本例では約０．９μｍに）光強度のピークを有するものを用いた。ハロゲンランプは、光源４１と、光源４１から発せられた光Ｘを集光して反射させるリフレクタ４２とを用いて構成されている。
【００３４】
本例の光照射成形装置１は、光照射手段４によって、キャビティ２０内に配置した熱可塑性樹脂６を、シリコーンゴムからなる一対のゴム型部２Ａ、２Ｂに比べて、選択的に加熱して、安定した寸法精度の成形品７を成形することができるものである。
図７は、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについて、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光Ｘの透過率（％）をとって、各シリコーンゴムにおける光Ｘの透過率を示すグラフである。同図において、各シリコーンゴムは、２００〜２２００（ｎｍ）の間の波長の光Ｘを透過させることがわかる。そのため、この波長の領域である近赤外線をシリコーンゴム製のゴム型部２Ａ、２Ｂの表面に照射すると、当該近赤外線の多くを、ゴム型部２Ａ、２Ｂを透過させてキャビティ２内の熱可塑性樹脂６に吸収させることができる。
【００３５】
図１に示すごとく、本例の光照射成形装置１は、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂ及び光照射手段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、一対のゴム型部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、光照射成形装置１は、キャビティ２０内の圧力を一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの外部の圧力よりも低くして、一対のゴム型部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ゴム型部２Ａ、２Ｂが互いに接近するよう構成されている。
【００３６】
図６に示すごとく、本例の光照射成形装置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２７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。
【００３７】
図１、図２に示すごとく、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの一方である一方側ゴム型部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の全周に環状嵌入凹部２２を形成して突出する環状外周凸部２３とを設けてなる。一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの他方である他方側ゴム型部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し環状外周凸部２３の内周面２３１に嵌入して環状嵌入凹部２２内に配置する環状内周凸部２６とを設けてなる。
本例のゴム型部２Ａ、２Ｂにおける被嵌入凹部は、一方側ゴム型部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、本例のゴム型部２Ａ、２Ｂにおける嵌入凸部は、他方側ゴム型部２Ｂにおける環状内周凸部２６によって形成されている。
【００３８】
他方側ゴム型部２Ｂにおける環状内周凸部２６の外周面２６３は、一対のゴム型部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。一対のゴム型部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、一対のゴム型部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。
一方側ゴム型部２Ａにおける環状外周凸部２３の内周面２３１に対する、他方側ゴム型部における環状内周凸部２６の外周面２６３の嵌入によって、一対のゴム型部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６Ｂが漏れ出すことを容易に防止することができる。
【００３９】
図１、図２に示すごとく、本例のキャビティ２０は、一対のゴム型部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４、図５に示すごとく、一対のゴム型部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、一方側ゴム型部２Ａにおける環状嵌入凹部２２の底面２２１と、他方側ゴム型部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。一対のゴム型部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。
【００４０】
図１、図２に示すごとく、一方側ゴム型部２Ａには、キャビティ形成凸部２１の先端面２１１に開口する吸引口２７と、環状嵌入凹部２２の底面２２１に開口する吸引ゲート２８とが貫通形成してある。本例の吸引口２７は、粒子状の熱可塑性樹脂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２７には、本体空間２０１に配置された粒子状の熱可塑性樹脂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。
【００４１】
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２８は、環状嵌入凹部２２の底面２２１の環状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、図３は、一方側ゴム型部２Ａにおける吸引口２７及び複数の吸引ゲート２８の形成状態を示す。
【００４２】
吸引ゲート２８は、立壁部７２を形成する位置に合わせて適宜形成することができる。
例えば、本体部７１に対して互いに対向する辺にのみ立壁部７２を形成する場合には、環状嵌入凹部２２の底面２２１であって立壁部７２を形成する一対の辺においては、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に対向する位置とにのみ開口して吸引ゲート２８を形成し、図８に示すごとく、環状嵌入凹部２２の底面２２１であって立壁部７２を形成しない残りの一対の辺においては、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に対向する位置とには吸引ゲート２８を形成しないことができる。この場合、環状嵌入凹部２２の底面２２１であって立壁部７２を形成しない残りの一対の辺においては、一方側ゴム型部２Ａにおけるキャビティ形成凸部２１の外周面２１２と他方側ゴム型部２Ｂにおける環状内周凸部２６の内周面２６２とを接触させておき、溶融した熱可塑性樹脂６が、環状内周凸部２６の先端面２６１と環状嵌入凹部２２の底面２２１との間に流入しないようにすることができる。
【００４３】
図１、図２に示すごとく、吸引ゲート２８は、吸引口２７よりも流路断面積が小さく形成してあり、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してある。
一方側ゴム型部２Ａにおいて他方側ゴム型部２Ｂと対向しない側には、バックアッププレート３が重ねて配置されている。そして、一方側ゴム型部２Ａとバックアッププレート３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３１が形成してある。真空引き経路３１は、吸引口２７及び複数の吸引ゲート２８に連通してある。
【００４４】
また、図４、図５に示すごとく、本例の光照射手段４は、他方側ゴム型部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に対向して配設してある。光照射成形装置１においては、他方側ゴム型部２Ｂにおける外側面２０６に照射する光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の熱可塑性樹脂６Ａを溶融させる。そして、吸引ゲート２８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。
【００４５】
図４、図５においては、吸引口２７を設けた一方側ゴム型部２Ａを下側にして配置した一対のゴム型部２Ａ、２Ｂに対して、他方側ゴム型部２Ｂの上方から光照射手段４によって光Ｘを照射する状態を示した。これに対し、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂは、一方側ゴム型部２Ａと他方側ゴム型部２Ｂとを水平方向に組み合わさる状態で配置し、水平方向から光Ｘを照射することもできる。また、他方側ゴム型部２Ｂを下側にして配置した一対のゴム型部２Ａ、２Ｂに対して、一方側ゴム型部２Ａの上方から光照射手段４によって光Ｘを照射することもできる。
【００４６】
次に、上記光照射成形装置１を用いた光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、樹脂配置工程として、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの間に形成するキャビティ２０内に粒子状の熱可塑性樹脂６Ａを配置する。このとき、熱可塑性樹脂６Ａは、一方側ゴム型部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ゴム型部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ゴム型部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ゴム型部２Ａ、２Ｂを互いに組み合わせる。
【００４７】
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、一対のゴム型部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、粒子状のものと固形状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、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂを組み合わせた状態においては、一方側ゴム型部２Ａにおける環状外周凸部２３の内周面２３１と、他方側ゴム型部２Ｂにおける環状内周凸部２６の外周面２６３とによって、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの間に形成された分割面２０５の全周が閉塞される。
【００４８】
次いで、樹脂成形工程として、図１に示すごとく、真空手段５によって真空引き経路３１から吸引口２７及び複数の吸引ゲート２８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、一対のゴム型部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、光照射手段４によって他方側ゴム型部２Ｂにおける外側面２０６へ０．７８〜２μｍの波長領域を含む光Ｘを照射する。このとき、光Ｘの多くは他方側ゴム型部２Ｂを透過し、キャビティ２０内の熱可塑性樹脂６Ａに吸収される。そして、光照射手段４に近い側に配置された他方側ゴム型部２Ｂにおけるキャビティ形成凹部２５の底面２５１の近傍に位置する熱可塑性樹脂６Ａが積極的に加熱され、キャビティ２０内に配置された粒子状の熱可塑性樹脂６Ａは、キャビティ２０の本体空間２０１において他方側ゴム型部２Ｂの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する。
【００４９】
このとき、粒子状の熱可塑性樹脂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の熱可塑性樹脂６Ａの粒子同士の間に作用していた圧力が開放され、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂに作用する吸引力Ｆによって、本体空間２０１における粒子状の熱可塑性樹脂６Ａが溶融し、本体空間２０１の容積が減少する。これにより、本体空間２０１の容積が減少した分だけ一対のゴム型部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。
【００５０】
図５に示すごとく、キャビティ２０内における粒子状の熱可塑性樹脂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の熱可塑性樹脂６Ａは、本体空間２０１に配置された粒子状の熱可塑性樹脂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２７及び複数の吸引ゲート２８に配置された粒子状の熱可塑性樹脂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。
【００５１】
本体空間２０１における粒子状の熱可塑性樹脂６Ａが溶融し、一対のゴム型部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、一対のゴム型部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。
【００５２】
こうして、立壁空間２０２における粒子状の熱可塑性樹脂６Ａが溶融する際に、立壁空間２０２における熱可塑性樹脂６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、一対のゴム型部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、一方側ゴム型部２Ａにおける環状嵌入凹部２２の底面２２１と、他方側ゴム型部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）の熱可塑性樹脂の成形品が成形される。
【００５３】
このように、樹脂成形工程においては、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、樹脂冷却工程として、一対のゴム型部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が冷やされて固化し、本体空間２０１に本体部７１を成形すると共に立壁空間２０２に立壁部７２を成形して、熱可塑性樹脂６の成形品７を成形することができる。
その後、成形品取出工程として、一対のゴム型部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。
【００５４】
本例においては、ゴム型部２Ａ、２Ｂに比べて熱可塑性樹脂６を選択的に加熱して溶融させることができ、ゴム型部２Ａ、２Ｂの温度上昇を抑制して、熱可塑性樹脂６を効果的に加熱することができる。そのため、熱可塑性樹脂６の成形品７を成形する際に、ゴム型部２Ａ、２Ｂの熱劣化を効果的に防止することができる。
また、キャビティ２０の容積を縮小させて成形品７を成形するため、キャビティ２０内へ溶融状態の熱可塑性樹脂６Ｂを充填する必要がない。また、熱可塑性樹脂６を予め溶融させてキャビティ２０へ注入する樹脂注入ノズル等の装置が不要になる。また、キャビティ２０内に配置した熱可塑性樹脂６のほぼすべてを成形品７の成形に使用することができる。
【００５５】
それ故、本例の光照射成形装置１及び方法によれば、熱可塑性樹脂６を予め溶融させてキャビティ２０へ注入する装置が不要になり、少ない熱可塑性樹脂６の使用量で成形品７を成形することができる。
【００５６】
（実施例２）
本例においては、上記光照射成形装置１の構成を上記実施例１とは異なる構成にしたいくつかの例を示す。
上記一対のゴム型部２Ａ、２Ｂは、上記環状外周凸部２３の内周面２３１と上記環状内周凸部２６の外周面２６３との嵌合によって一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの間の分割面２０５の全周を閉塞する以外にも、図９に示すごとく、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの間に形成された分割面２０５の全周に貼り付けられた樹脂テープ３５によって、分割面２０５の全周を閉塞する構造とすることもできる。
具体的には、一方側ゴム型部２Ａに、キャビティ形成凸部２１０を形成すると共にその全周に環状凹部２２０を形成し、他方側ゴム型部２Ｂに、キャビティ形成凹部２５０を形成すると共にその全周に環状凸部２６０を形成する。
【００５７】
そして、一方側ゴム型部２Ａの側面２０７と他方側ゴム型部２Ｂの側面２０７との間に掛け渡して貼り付けた樹脂テープ３５によって、一方側ゴム型部２Ａと他方側ゴム型部２Ｂとの間の分割面２０５における隙間２９を塞ぐ。このとき、環状凹部２２０の底面と環状凸部２６０の先端面との間に、成形品７の成形に用いる熱可塑性樹脂６と同じ組成の熱可塑性樹脂６のスペーサ６１を配置する。そして、このスペーサ６１の高さを調節することによって、本体空間２０１の成形前の容積、すなわちキャビティ２０の成形前の容積を意図する容積に設定することができる。この場合には、樹脂テープ３５によって、溶融したキャビティ２０内の熱可塑性樹脂６が分割面２０５における隙間２９から外部へ漏れ出すことを防止することができる。
【００５８】
また、図１０に示すごとく、上記光照射手段４は、他方側ゴム型部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の一方側から他方側へ、すなわち外側面２０６に対して、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂが合わさる合わせ方向に対して直交する方向の一方側から他方側へ、部分的に順次移動しながら光Ｘを照射するよう構成することができる。そして、熱可塑性樹脂６を配置したキャビティ２０内を真空手段５によって真空状態にしておき、光照射手段４によって光Ｘを照射することにより、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂのキャビティ２０における直交方向の一方側から他方側に向けて順次熱可塑性樹脂６を加熱して溶融させる。これにより、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂを直交方向の一方側から他方側に向けて順次互いに接近させ、キャビティ２０の全体に熱可塑性樹脂６を充填して、成形品７を得ることができる。この場合には、キャビティ２０内の粒子状の熱可塑性樹脂６Ａを部分的に溶融させていくことにより、キャビティ２０の全体に溶融した熱可塑性樹脂６Ｂを安定して行き渡らせることができる。
本例においても、光照射成形装置１のその他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 光照射成形装置
２Ａ、２Ｂ ゴム型部
２０ キャビティ
２０５ 分割面
２１ キャビティ形成凸部
２２ 環状嵌入凹部
２３ 環状外周凸部
２５ キャビティ形成凹部
２６ 環状内周凸部
２７ 吸引口
２８ 吸引ゲート
３ バックアッププレート
３１ 真空引き経路
４ 光照射手段
５ 真空手段
６ 熱可塑性樹脂
７ 成形品
７１ 本体部
７２ 立壁部
Ｘ 光
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光を透過する性質を有する一対のゴム型部に形成したキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し光を照射して成形品を成形する光照射成形装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
これに対し、例えば、特許文献１においては、成形型のキャビティ内に溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する際に、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射し、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、熱可塑性樹脂を積極的に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、ゴム型のキャビティ内に充填した粒子状態の熱可塑性樹脂に、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して、この熱可塑性樹脂を加熱して溶融させ、キャビティにおいて残された空間に、溶融状態の熱可塑性樹脂を追加充填することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１６４４７号公報
【特許文献２】特開２００９−２４１４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１においては、予め溶融させた熱可塑性樹脂を成形型のキャビティ内に充填するために、ペレット等の粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂を予め溶融させるための装置が必要になる。また、特許文献２においても、溶融状態の熱可塑性樹脂を追加充填するために、同様の装置が必要になる。また、溶融状態の熱可塑性樹脂の充填を行う場合には、余分に熱可塑性樹脂を確保しておく必要があり、熱可塑性樹脂の使用量を少なくするためには十分ではない。
【０００５】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、熱可塑性樹脂を予め溶融させてキャビティへ注入する装置が不要になり、少ない熱可塑性樹脂の使用量で成形品を成形することができる光照射成形装置及び方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、光を透過する性質を有するゴム材料からなり、互いに合わさる対向側にキャビティを形成する一対のゴム型部と、
該一対のゴム型部の表面から、上記キャビティに配置した粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂に光を照射する光照射手段とを備えており、
該光照射手段から照射する光によって上記キャビティに配置した上記熱可塑性樹脂を溶融させながら、上記一対のゴム型部を互いに接近させ、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よう構成してあることを特徴とする光照射成形装置にある（請求項１）。
【０００７】
第２の発明は、光を透過する性質を有するゴム材料からなり、互いに合わさる対向側にキャビティを形成する一対のゴム型部と、
該一対のゴム型部の表面から、上記キャビティに配置した粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂に光を照射する光照射手段とを用い、
該光照射手段から照射する光によって上記キャビティに配置した上記熱可塑性樹脂を溶融させながら、上記一対のゴム型部を互いに接近させ、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光照射成形方法にある（請求項１１）。
【発明の効果】
【０００８】
第１の発明の光照射成形装置は、一対のゴム型部の間に、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、粒子状又は固形状の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ものである。
本発明においては、一対のゴム型部の間のキャビティに粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂を配置し、光照射手段によって一対のゴム型部の表面から光を照射する。このとき、光の多くはゴム型部を透過し、熱可塑性樹脂に吸収される。これにより、熱可塑性樹脂が加熱されて溶融する。このとき、一対のゴム型部を互いに接近させることにより、キャビティの容積が縮小して、溶融した熱可塑性樹脂がキャビティの全体に充填される。
こうして、容積が縮小した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、溶融した熱可塑性樹脂が冷やされて固化した後、一対のゴム型部を離型して成形品を取り出すことができる。
【０００９】
それ故、第１の発明の光照射成形装置によれば、熱可塑性樹脂を予め溶融させてキャビティへ注入する装置が不要になり、少ない熱可塑性樹脂の使用量で成形品を成形することができる。
なお、固形状の熱可塑性樹脂を用いる場合には、この固形状の熱可塑性樹脂をキャビティの一部に配置し、残部に粒子状の熱可塑性樹脂を配置することができる。
【００１０】
第２の発明の光照射成形方法によれば、上記光照射成形装置の発明と同様に、キャビティに注入する前に熱可塑性樹脂を予め溶融させる装置が不要になり、少ない熱可塑性樹脂の使用量で成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における、原位置にある一対のゴム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。
【図２】実施例１における、原位置にある一対のゴム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。
【図３】実施例１における、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。
【図４】実施例１における、光の照射を受けた熱可塑性樹脂が溶融して、一対のゴム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。
【図５】実施例１における、光の照射を受けた熱可塑性樹脂が溶融して、一対のゴム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。
【図６】実施例１における、成形品を正面から見た断面で示す説明図。
【図７】実施例１における、シリコーンゴムにおける光の透過率を示すグラフ。
【図８】実施例１における、他の一対のゴム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。
【図９】実施例２における、原位置にある一対のゴム型部を、正面から見た断面で示す説明図。
【図１０】実施例２における、光の照射を受けた熱可塑性樹脂が溶融して、一対のゴム型部が部分的に順次接近していく状態を、正面から見た断面で示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
上述した第１、第２の発明の光照射成形装置及び方法における好ましい実施の形態につき説明する。
第１、第２の発明において、上記熱可塑性樹脂は、粒子状又は固形状のものを用いる。ここで、粒子状とは、球状、円筒状、その他粉砕品に見られる不定形状等の状態のことをいう。固形状とは、板状、棒状、線状等の状態をいう。
目的とする成形品の形状によって、粒子状、固形状の熱可塑性樹脂を適宜選択することができる。また、粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂は、２種以上の形態のものを混合して用いることができる。
【００１３】
上記熱可塑性樹脂が粒子状である場合には、用いることができる熱可塑性樹脂の粒子径は、成形する成形品の厚み、すなわちキャビティの幅に依存するが、熱可塑性樹脂の粒子径は、１〜３０００μｍの範囲内とすることができる。熱可塑性樹脂の粒子径は、好ましくは、５０〜３０００μｍの範囲内、更に好ましくは２００〜２５００μｍの範囲内とすることができる。
また、熱可塑性樹脂の平均粒子径がこれらの範囲内であって、更に１〜１００μｍの範囲内の熱可塑性樹脂の小形粒子を含有していると、キャビティへの熱可塑性樹脂の粒子の充填に際して好ましい場合がある。粒子の嵩比重は、０．４以上が好ましく、より好ましくは０．４５以上、更に好ましくは０．５以上である。
【００１４】
また、上記光照射手段は、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光を発生させることが好ましい。この場合には、ゴム型部に比べてキャビティ内の熱可塑性樹脂に多くの光を吸収させることが容易であり、ゴム型部に比べて熱可塑性樹脂を積極的に加熱して溶融させることができる。
また、上記ゴム型部を介して上記熱可塑性樹脂に照射する光（電磁波）としては、波長が０．７８〜２μｍの領域の光だけでなく、これ以外の領域の光も含まれていてもよい。この場合において、ゴム型部を介して熱可塑性樹脂に照射する光は、波長が０．７８〜２μｍの領域の光を、これ以外の領域の光よりも多く含むことが好ましい。
【００１５】
また、上記成形品の成形に用いる熱可塑性樹脂（以下、単に熱可塑性樹脂ということがある。）としては、光（電磁波）を吸収し、加熱が促進されるものを用いることができる。
この熱可塑性樹脂は、熱可塑性を有する重合体を含むものであれば、特に限定されず、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン−プロピレン−ジエン・スチレン樹脂）等のゴム強化スチレン系樹脂、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、（メタ）アクリル酸エステル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、環状オレフィン樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、イミド系樹脂、ケトン系樹脂、スルホン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラール、フェノキシ樹脂、感光性樹脂、液晶ポリマー、生分解性プラスチック等が挙げられる。これらは、１種単独であるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１６】
上記熱可塑性樹脂のうち、光照射成形に用いる熱可塑性樹脂として好適なものとして、ゴム強化スチレン系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂及びポリカーボネート樹脂のアロイ、ゴム強化スチレン系樹脂及びポリカーボネート樹脂のアロイ、ゴム強化スチレン系樹脂及びポリエステル系樹脂のアロイ等が挙げられる。
【００１７】
さらに、上記熱可塑性樹脂は、非晶性熱可塑性樹脂であることが好ましい。
熱可塑性樹脂の冷却速度は、一対のゴム型部がゴム製であるため、金型の場合に比べて遅くなる。そのため、冷却中に熱可塑性樹脂の結晶性が高くなることがあり、これによって、成形品の寸法精度が低下したり、成形品の耐衝撃性が低下したりすることがある。これに対し、熱可塑性樹脂を非晶性熱可塑性樹脂にすることにより、上記成形品の寸法精度の低下及び耐衝撃性の低下等を防止できる場合がある。
【００１８】
上記熱可塑性樹脂は、目的や用途に応じて、更に、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。
【００１９】
また、上記一対のゴム型部は、透明又は半透明のシリコーンゴムからなることが好ましい。
この場合には、ゴム型部の作製が容易であるとともに、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む光により、ゴム型部をほとんど加熱することなく熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる。
また、シリコーンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格測定において２５〜８０であることが好ましい。
【００２０】
また、上記第１の発明においては、上記光照射成形装置は、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、該真空手段によって上記キャビティ内の圧力を上記一対のゴム型部の外部の圧力よりも低くして、該一対のゴム型部に吸引力を発生させることにより、上記熱可塑性樹脂が溶融する際に上記一対のゴム型部が互いに接近するよう構成することが好ましい（請求項２）。
また、上記第２の発明においては、上記キャビティ内の真空引きを行う真空手段を用い、該真空手段によって上記キャビティ内の圧力を上記一対のゴム型部の外部の圧力よりも低くして、該一対のゴム型部に吸引力を発生させることにより、上記熱可塑性樹脂が溶融する際に上記一対のゴム型部を互いに接近させることが好ましい（請求項１２）。
【００２１】
これらの場合には、真空手段によって発生させた吸引力（型締め力）によって、一対のゴム型部を互いに接近させることが容易である。また、吸引力を利用して一対のゴム型部を互いに接近させることにより、溶融した熱可塑性樹脂をキャビティの全体に容易に行き渡らせることができる。
なお、一対のゴム型部は、真空手段によって発生させる吸引力を利用する以外にも、一対のゴム型部に外力を加えて強制的に互いに接近させることもできる。
【００２２】
また、上記一対のゴム型部は、互いに接近させる前の原位置において、いずれか一方に設けた被嵌入凹部に対して他方に設けた嵌入凸部を嵌入し、該嵌入凸部と上記被嵌入凹部とによって上記一対のゴム型部の間に形成された分割面の全周を閉塞して構成することができる（請求項３）。
この場合には、一対のゴム型部を互いに接近させるために分割面に形成した隙間から熱可塑性樹脂が漏れ出すことを容易に防止することができる。
【００２３】
また、上記一対のゴム型部は、互いに接近させる前の原位置において、いずれか一方に設けたキャビティ形成凹部に対して、他方に設けたキャビティ形成凸部を配置し、上記一対のゴム型部の間に形成された分割面の全周に貼り付けられた樹脂テープによって、上記分割面の全周を閉塞して構成することもできる（請求項４）。
この場合にも、一対のゴム型部を互いに接近させるために分割面に形成した隙間から熱可塑性樹脂が漏れ出すことを容易に防止することができる。
【００２４】
また、上記一対のゴム型部の一方は、上記成形品の裏面を成形するキャビティ形成凸部と、該キャビティ形成凸部の全周に環状嵌入凹部を形成して突出する環状外周凸部とを設けてなり、上記一対のゴム型部の他方は、上記キャビティ形成凸部を内側に配置して上記成形品の意匠面を成形するキャビティ形成凹部と、該キャビティ形成凹部の全周縁部において突出し上記環状外周凸部の内周面に嵌入して上記環状嵌入凹部内に配置する環状内周凸部とを設けてなり、上記キャビティは、上記一対のゴム型部を互いに接近させる前の原位置において、上記キャビティ形成凸部の先端面と上記キャビティ形成凹部の底面との間、上記キャビティ形成凸部の外周面と上記環状内周凸部の内周面との間、上記環状嵌入凹部の底面と上記環状内周凸部の先端面との間に連続して形成し、上記一対のゴム型部の一方には、上記キャビティ形成凸部の先端面に開口する吸引口と、上記環状嵌入凹部の底面に開口する吸引ゲートとを形成し、上記吸引口及び上記吸引ゲートには、上記真空手段によって真空引きを行うための真空引き経路を連通させることが好ましい（請求項５）。
【００２５】
この場合には、一対のゴム型部の一方における環状外周凸部の内周面に対する、一対のゴム型部の他方における環状内周凸部の外周面の嵌入によって、一対のゴム型部を互いに接近させるために分割面に形成した隙間から熱可塑性樹脂が漏れ出すことを容易に防止することができる。
また、吸引口及び吸引ゲートを介してキャビティ内の真空引きを行うことにより、一対のゴム型部の間に容易に吸引力を発生させることができ、溶融した熱可塑性樹脂をキャビティの全体に容易に行き渡らせることができる。
また、吸引口には、キャビティに配置された粒子状の熱可塑性樹脂が溶融する際に、このキャビティに余剰になった溶融状態の熱可塑性樹脂を溢れ出させることもできる。
【００２６】
また、上記吸引口は、上記粒子状の熱可塑性樹脂を上記キャビティ内へ投入する投入口も兼ねていることが好ましい（請求項６）。
この場合には、キャビティ内に熱可塑性樹脂を配置する際には、一対のゴム型部を閉じた状態において吸引口から粒子状の熱可塑性樹脂を投入することができる。
【００２７】
また、上記一対のゴム型部は、上記一対のゴム型部の一方における上記環状嵌入凹部の底面と上記一対のゴム型部の他方における上記環状内周凸部の先端面とが当接するまで接近させ、上記環状嵌入凹部の底面と上記環状内周凸部の先端面との間に形成された余剰空間から、上記キャビティ形成凸部の外周面と上記環状内周凸部の内周面との間に形成された立壁空間へ上記熱可塑性樹脂を供給して、上記成形品を成形するよう構成することが好ましい（請求項７）。
この場合には、成形する成形品の寸法精度を安定させることができる。また、成形に用いる熱可塑性樹脂の余剰分を極力低減することができ、熱可塑性樹脂の使用量を少なくすることができる。
【００２８】
また、上記吸引ゲートは、上記吸引口よりも流路断面積が小さく、かつ、上記環状嵌入凹部の底面の環状形状における少なくとも互いに対向する辺において、上記キャビティ形成凹部の底面に対向する位置と、上記環状内周凸部に対向する位置とに開口して形成することが好ましい（請求項８）。
この場合には、吸引ゲートに粒子状の熱可塑性樹脂の目詰まりを生じ難くし、キャビティにおける端部まで熱可塑性樹脂を安定して行き渡らせることができる。
【００２９】
また、上記第１の発明においては、上記光照射手段は、上記一対のゴム型部の他方における外側面から光を照射するよう構成し、上記キャビティ形成凹部の側から先に上記キャビティ内に配置された上記粒子状の熱可塑性樹脂を溶融させて充填することにより、上記吸引ゲートが閉塞されることを防止して、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されるまで、上記真空手段による真空引きを継続するよう構成することができる（請求項９）。
また、上記第２の発明においては、上記光照射手段による光を、上記一対のゴム型部の他方における外側面から照射し、上記キャビティ形成凹部の側から先に上記キャビティ内に配置された上記粒子状の熱可塑性樹脂を溶融させて充填することにより、上記吸引ゲートが閉塞されることを防止して、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されるまで、上記真空手段による真空引きを継続することができる（請求項１３）。
これらの場合には、吸引ゲートが閉塞されることを効果的に防止することができると共に、キャビティの全体に熱可塑性樹脂が充填されるまで、一対のゴム型部の間に吸引力を作用させておくことができる。
【００３０】
また、上記第１の発明においては、上記光照射手段は、上記一対のゴム型部の他方における外側面の一方側から他方側へ部分的に順次相対的に移動しながら光を照射するよう構成し、上記キャビティにおける一方側から他方側に向けて順次上記熱可塑性樹脂を充填するよう構成することもできる（請求項１０）。
また、上記第２の発明においては、上記光照射手段による光を、上記一対のゴム型部の他方における外側面の一方側から他方側へ部分的に順次移動しながら照射し、上記キャビティにおける一方側から他方側に向けて順次上記熱可塑性樹脂を充填することもできる（請求項１４）。
これらの場合には、キャビティ内の熱可塑性樹脂を部分的に溶融させていくことにより、キャビティの全体に熱可塑性樹脂を安定して行き渡らせることができる。
【実施例】
【００３１】
以下に、本発明の光照射成形装置及び方法に係る実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の光照射成形装置１は、図１、図２、図４に示すごとく、光Ｘを透過する性質を有するゴム材料からなると共に互いに合わさる対向側にキャビティ２０を形成する一対のゴム型部２Ａ、２Ｂと、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの表面から、キャビティ２０に配置した粒子状の熱可塑性樹脂６に光Ｘを照射する光照射手段４とを備えている。光照射成形装置１は、図４、図５に示すごとく、光照射手段４から照射する光Ｘによってキャビティ２０に配置した熱可塑性樹脂６を溶融させながら、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂを互いに接近させ、容積が縮小したキャビティ２０に熱可塑性樹脂６の成形品７を成形するよう構成してある。
なお、図１、図２は、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂが原位置Ｐ１にある状態で示し、図４は、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂが若干互いに接近した状態を示し、図５は、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂが最も接近した位置Ｐ２において成形品７を成形する状態を示す。
【００３２】
以下に、本例の光照射成形装置１及び方法につき、図１〜図８を参照して詳説する。
本例の一対のゴム型部２Ａ、２Ｂは、ゴム材料としての透明又は半透明のシリコーンゴムからなる。この一対のゴム型部２Ａ、２Ｂは、成形する成形品７のマスターモデル（手作りの現物等）を液状のシリコーンゴム内に配置し、このシリコーンゴムを硬化させ、硬化後のシリコーンゴムからマスターモデルを取り出して作製することができる。また、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂは、ゴム製であるため、成形後の成形品７を取り出す際の型開きを行うための分割面（パーティング面）２０５（図１、図２参照）を簡単にかつ任意に形成することができる。
【００３３】
本例においては、熱可塑性樹脂６として、非晶性熱可塑性樹脂であるとともにゴム変性熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂の粒子を用いる。熱可塑性樹脂６としては、粒子径が１〜３０００μｍのものを用いることができる。また、本例の粒子状の熱可塑性樹脂６は、嵩比重が０．６程度の熱可塑性樹脂６の微細ペレットである。
図４に示すごとく、本例の光照射手段４は、０．７８〜２μｍの波長領域を含む光Ｘを発生させるよう構成されている。光照射手段４は、０．７８〜２μｍの波長領域（ほぼ近赤外線の波長領域に相当する。）を含む光Ｘを発するハロゲンランプを用いて構成してある。このハロゲンランプは、０．７８〜２μｍの波長領域内に（本例では約０．９μｍに）光強度のピークを有するものを用いた。ハロゲンランプは、光源４１と、光源４１から発せられた光Ｘを集光して反射させるリフレクタ４２とを用いて構成されている。
【００３４】
本例の光照射成形装置１は、光照射手段４によって、キャビティ２０内に配置した熱可塑性樹脂６を、シリコーンゴムからなる一対のゴム型部２Ａ、２Ｂに比べて、選択的に加熱して、安定した寸法精度の成形品７を成形することができるものである。
図７は、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについて、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光Ｘの透過率（％）をとって、各シリコーンゴムにおける光Ｘの透過率を示すグラフである。同図において、各シリコーンゴムは、２００〜２２００（ｎｍ）の間の波長の光Ｘを透過させることがわかる。そのため、この波長の領域である近赤外線をシリコーンゴム製のゴム型部２Ａ、２Ｂの表面に照射すると、当該近赤外線の多くを、ゴム型部２Ａ、２Ｂを透過させてキャビティ２内の熱可塑性樹脂６に吸収させることができる。
【００３５】
図１に示すごとく、本例の光照射成形装置１は、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂ及び光照射手段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、一対のゴム型部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、光照射成形装置１は、キャビティ２０内の圧力を一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの外部の圧力よりも低くして、一対のゴム型部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ゴム型部２Ａ、２Ｂが互いに接近するよう構成されている。
【００３６】
図６に示すごとく、本例の光照射成形装置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２７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。
【００３７】
図１、図２に示すごとく、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの一方である一方側ゴム型部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の全周に環状嵌入凹部２２を形成して突出する環状外周凸部２３とを設けてなる。一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの他方である他方側ゴム型部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し環状外周凸部２３の内周面２３１に嵌入して環状嵌入凹部２２内に配置する環状内周凸部２６とを設けてなる。
本例のゴム型部２Ａ、２Ｂにおける被嵌入凹部は、一方側ゴム型部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、本例のゴム型部２Ａ、２Ｂにおける嵌入凸部は、他方側ゴム型部２Ｂにおける環状内周凸部２６によって形成されている。
【００３８】
他方側ゴム型部２Ｂにおける環状内周凸部２６の外周面２６３は、一対のゴム型部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。一対のゴム型部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、一対のゴム型部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。
一方側ゴム型部２Ａにおける環状外周凸部２３の内周面２３１に対する、他方側ゴム型部における環状内周凸部２６の外周面２６３の嵌入によって、一対のゴム型部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６Ｂが漏れ出すことを容易に防止することができる。
【００３９】
図１、図２に示すごとく、本例のキャビティ２０は、一対のゴム型部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４、図５に示すごとく、一対のゴム型部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、一方側ゴム型部２Ａにおける環状嵌入凹部２２の底面２２１と、他方側ゴム型部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。一対のゴム型部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。
【００４０】
図１、図２に示すごとく、一方側ゴム型部２Ａには、キャビティ形成凸部２１の先端面２１１に開口する吸引口２７と、環状嵌入凹部２２の底面２２１に開口する吸引ゲート２８とが貫通形成してある。本例の吸引口２７は、粒子状の熱可塑性樹脂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２７には、本体空間２０１に配置された粒子状の熱可塑性樹脂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。
【００４１】
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２８は、環状嵌入凹部２２の底面２２１の環状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、図３は、一方側ゴム型部２Ａにおける吸引口２７及び複数の吸引ゲート２８の形成状態を示す。
【００４２】
吸引ゲート２８は、立壁部７２を形成する位置に合わせて適宜形成することができる。
例えば、本体部７１に対して互いに対向する辺にのみ立壁部７２を形成する場合には、環状嵌入凹部２２の底面２２１であって立壁部７２を形成する一対の辺においては、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に対向する位置とにのみ開口して吸引ゲート２８を形成し、図８に示すごとく、環状嵌入凹部２２の底面２２１であって立壁部７２を形成しない残りの一対の辺においては、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に対向する位置とには吸引ゲート２８を形成しないことができる。この場合、環状嵌入凹部２２の底面２２１であって立壁部７２を形成しない残りの一対の辺においては、一方側ゴム型部２Ａにおけるキャビティ形成凸部２１の外周面２１２と他方側ゴム型部２Ｂにおける環状内周凸部２６の内周面２６２とを接触させておき、溶融した熱可塑性樹脂６が、環状内周凸部２６の先端面２６１と環状嵌入凹部２２の底面２２１との間に流入しないようにすることができる。
【００４３】
図１、図２に示すごとく、吸引ゲート２８は、吸引口２７よりも流路断面積が小さく形成してあり、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してある。
一方側ゴム型部２Ａにおいて他方側ゴム型部２Ｂと対向しない側には、バックアッププレート３が重ねて配置されている。そして、一方側ゴム型部２Ａとバックアッププレート３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３１が形成してある。真空引き経路３１は、吸引口２７及び複数の吸引ゲート２８に連通してある。
【００４４】
また、図４、図５に示すごとく、本例の光照射手段４は、他方側ゴム型部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に対向して配設してある。光照射成形装置１においては、他方側ゴム型部２Ｂにおける外側面２０６に照射する光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の熱可塑性樹脂６Ａを溶融させる。そして、吸引ゲート２８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。
【００４５】
図４、図５においては、吸引口２７を設けた一方側ゴム型部２Ａを下側にして配置した一対のゴム型部２Ａ、２Ｂに対して、他方側ゴム型部２Ｂの上方から光照射手段４によって光Ｘを照射する状態を示した。これに対し、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂは、一方側ゴム型部２Ａと他方側ゴム型部２Ｂとを水平方向に組み合わさる状態で配置し、水平方向から光Ｘを照射することもできる。また、他方側ゴム型部２Ｂを下側にして配置した一対のゴム型部２Ａ、２Ｂに対して、一方側ゴム型部２Ａの上方から光照射手段４によって光Ｘを照射することもできる。
【００４６】
次に、上記光照射成形装置１を用いた光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、樹脂配置工程として、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの間に形成するキャビティ２０内に粒子状の熱可塑性樹脂６Ａを配置する。このとき、熱可塑性樹脂６Ａは、一方側ゴム型部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ゴム型部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ゴム型部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ゴム型部２Ａ、２Ｂを互いに組み合わせる。
【００４７】
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、一対のゴム型部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、粒子状のものと固形状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、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂを組み合わせた状態においては、一方側ゴム型部２Ａにおける環状外周凸部２３の内周面２３１と、他方側ゴム型部２Ｂにおける環状内周凸部２６の外周面２６３とによって、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの間に形成された分割面２０５の全周が閉塞される。
【００４８】
次いで、樹脂成形工程として、図１に示すごとく、真空手段５によって真空引き経路３１から吸引口２７及び複数の吸引ゲート２８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、一対のゴム型部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、光照射手段４によって他方側ゴム型部２Ｂにおける外側面２０６へ０．７８〜２μｍの波長領域を含む光Ｘを照射する。このとき、光Ｘの多くは他方側ゴム型部２Ｂを透過し、キャビティ２０内の熱可塑性樹脂６Ａに吸収される。そして、光照射手段４に近い側に配置された他方側ゴム型部２Ｂにおけるキャビティ形成凹部２５の底面２５１の近傍に位置する熱可塑性樹脂６Ａが積極的に加熱され、キャビティ２０内に配置された粒子状の熱可塑性樹脂６Ａは、キャビティ２０の本体空間２０１において他方側ゴム型部２Ｂの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する。
【００４９】
このとき、粒子状の熱可塑性樹脂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の熱可塑性樹脂６Ａの粒子同士の間に作用していた圧力が開放され、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂに作用する吸引力Ｆによって、本体空間２０１における粒子状の熱可塑性樹脂６Ａが溶融し、本体空間２０１の容積が減少する。これにより、本体空間２０１の容積が減少した分だけ一対のゴム型部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。
【００５０】
図５に示すごとく、キャビティ２０内における粒子状の熱可塑性樹脂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の熱可塑性樹脂６Ａは、本体空間２０１に配置された粒子状の熱可塑性樹脂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２７及び複数の吸引ゲート２８に配置された粒子状の熱可塑性樹脂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。
【００５１】
本体空間２０１における粒子状の熱可塑性樹脂６Ａが溶融し、一対のゴム型部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、一対のゴム型部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。
【００５２】
こうして、立壁空間２０２における粒子状の熱可塑性樹脂６Ａが溶融する際に、立壁空間２０２における熱可塑性樹脂６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、一対のゴム型部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、一方側ゴム型部２Ａにおける環状嵌入凹部２２の底面２２１と、他方側ゴム型部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）の熱可塑性樹脂の成形品が成形される。
【００５３】
このように、樹脂成形工程においては、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、樹脂冷却工程として、一対のゴム型部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が冷やされて固化し、本体空間２０１に本体部７１を成形すると共に立壁空間２０２に立壁部７２を成形して、熱可塑性樹脂６の成形品７を成形することができる。
その後、成形品取出工程として、一対のゴム型部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。
【００５４】
本例においては、ゴム型部２Ａ、２Ｂに比べて熱可塑性樹脂６を選択的に加熱して溶融させることができ、ゴム型部２Ａ、２Ｂの温度上昇を抑制して、熱可塑性樹脂６を効果的に加熱することができる。そのため、熱可塑性樹脂６の成形品７を成形する際に、ゴム型部２Ａ、２Ｂの熱劣化を効果的に防止することができる。
また、キャビティ２０の容積を縮小させて成形品７を成形するため、キャビティ２０内へ溶融状態の熱可塑性樹脂６Ｂを充填する必要がない。また、熱可塑性樹脂６を予め溶融させてキャビティ２０へ注入する樹脂注入ノズル等の装置が不要になる。また、キャビティ２０内に配置した熱可塑性樹脂６のほぼすべてを成形品７の成形に使用することができる。
【００５５】
それ故、本例の光照射成形装置１及び方法によれば、熱可塑性樹脂６を予め溶融させてキャビティ２０へ注入する装置が不要になり、少ない熱可塑性樹脂６の使用量で成形品７を成形することができる。
【００５６】
（実施例２）
本例においては、上記光照射成形装置１の構成を上記実施例１とは異なる構成にしたいくつかの例を示す。
上記一対のゴム型部２Ａ、２Ｂは、上記環状外周凸部２３の内周面２３１と上記環状内周凸部２６の外周面２６３との嵌合によって一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの間の分割面２０５の全周を閉塞する以外にも、図９に示すごとく、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂの間に形成された分割面２０５の全周に貼り付けられた樹脂テープ３５によって、分割面２０５の全周を閉塞する構造とすることもできる。
具体的には、一方側ゴム型部２Ａに、キャビティ形成凸部２１０を形成すると共にその全周に環状凹部２２０を形成し、他方側ゴム型部２Ｂに、キャビティ形成凹部２５０を形成すると共にその全周に環状凸部２６０を形成する。
【００５７】
そして、一方側ゴム型部２Ａの側面２０７と他方側ゴム型部２Ｂの側面２０７との間に掛け渡して貼り付けた樹脂テープ３５によって、一方側ゴム型部２Ａと他方側ゴム型部２Ｂとの間の分割面２０５における隙間２９を塞ぐ。このとき、環状凹部２２０の底面と環状凸部２６０の先端面との間に、成形品７の成形に用いる熱可塑性樹脂６と同じ組成の熱可塑性樹脂６のスペーサ６１を配置する。そして、このスペーサ６１の高さを調節することによって、本体空間２０１の成形前の容積、すなわちキャビティ２０の成形前の容積を意図する容積に設定することができる。この場合には、樹脂テープ３５によって、溶融したキャビティ２０内の熱可塑性樹脂６が分割面２０５における隙間２９から外部へ漏れ出すことを防止することができる。
【００５８】
また、図１０に示すごとく、上記光照射手段４は、他方側ゴム型部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の一方側から他方側へ、すなわち外側面２０６に対して、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂが合わさる合わせ方向に対して直交する方向の一方側から他方側へ、部分的に順次移動しながら光Ｘを照射するよう構成することができる。そして、熱可塑性樹脂６を配置したキャビティ２０内を真空手段５によって真空状態にしておき、光照射手段４によって光Ｘを照射することにより、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂのキャビティ２０における直交方向の一方側から他方側に向けて順次熱可塑性樹脂６を加熱して溶融させる。これにより、一対のゴム型部２Ａ、２Ｂを直交方向の一方側から他方側に向けて順次互いに接近させ、キャビティ２０の全体に熱可塑性樹脂６を充填して、成形品７を得ることができる。この場合には、キャビティ２０内の粒子状の熱可塑性樹脂６Ａを部分的に溶融させていくことにより、キャビティ２０の全体に溶融した熱可塑性樹脂６Ｂを安定して行き渡らせることができる。
本例においても、光照射成形装置１のその他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 光照射成形装置
２Ａ、２Ｂ ゴム型部
２０ キャビティ
２０５ 分割面
２１ キャビティ形成凸部
２２ 環状嵌入凹部
２３ 環状外周凸部
２５ キャビティ形成凹部
２６ 環状内周凸部
２７ 吸引口
２８ 吸引ゲート
３ バックアッププレート
３１ 真空引き経路
４ 光照射手段
５ 真空手段
６ 熱可塑性樹脂
７ 成形品
７１ 本体部
７２ 立壁部
Ｘ 光
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を透過する性質を有するゴム材料からなり、互いに合わさる対向側にキャビティを形成する一対のゴム型部と、
該一対のゴム型部の表面から、上記キャビティに配置した粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂に光を照射する光照射手段とを備えており、
該光照射手段から照射する光によって上記キャビティに配置した上記熱可塑性樹脂を溶融させながら、上記一対のゴム型部を互いに接近させ、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よう構成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光照射成形装置において、該光照射成形装置は、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、
該真空手段によって上記キャビティ内の圧力を上記一対のゴム型部の外部の圧力よりも低くして、該一対のゴム型部に吸引力を発生させることにより、上記熱可塑性樹脂が溶融する際に上記一対のゴム型部が互いに接近するよう構成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光照射成形装置において、上記一対のゴム型部は、互いに接近させる前の原位置において、いずれか一方に設けた被嵌入凹部に対して他方に設けた嵌入凸部を嵌入してなり、
該嵌入凸部と上記被嵌入凹部とによって上記一対のゴム型部の間に形成された分割面の全周が閉塞されていることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の光照射成形装置において、上記一対のゴム型部は、互いに接近させる前の原位置において、いずれか一方に設けたキャビティ形成凹部に対して、他方に設けたキャビティ形成凸部を配置してなり、
上記一対のゴム型部の間に形成された分割面の全周に貼り付けられた樹脂テープによって、上記分割面の全周が閉塞されていることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の光照射成形装置において、上記一対のゴム型部の一方は、上記成形品の裏面を成形するキャビティ形成凸部と、該キャビティ形成凸部の全周に環状嵌入凹部を形成して突出する環状外周凸部とを設けてなり、
上記一対のゴム型部の他方は、上記キャビティ形成凸部を内側に配置して上記成形品の意匠面を成形するキャビティ形成凹部と、該キャビティ形成凹部の全周縁部において突出し上記環状外周凸部の内周面に嵌入して上記環状嵌入凹部内に配置する環状内周凸部とを設けてなり、
上記キャビティは、上記一対のゴム型部を互いに接近させる前の原位置において、上記キャビティ形成凸部の先端面と上記キャビティ形成凹部の底面との間、上記キャビティ形成凸部の外周面と上記環状内周凸部の内周面との間、上記環状嵌入凹部の底面と上記環状内周凸部の先端面との間に連続して形成されており、
上記一対のゴム型部の一方には、上記キャビティ形成凸部の先端面に開口する吸引口と、上記環状嵌入凹部の底面に開口する吸引ゲートとが形成してあり、
上記吸引口及び上記吸引ゲートには、上記真空手段によって真空引きを行うための真空引き経路が連通してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光照射成形装置において、上記吸引口は、上記粒子状の熱可塑性樹脂を上記キャビティ内へ投入するための投入口も兼ねていることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の光照射成形装置において、上記一対のゴム型部は、上記一対のゴム型部の一方における上記環状嵌入凹部の底面と上記一対のゴム型部の他方における上記環状内周凸部の先端面とが当接するまで接近させ、上記環状嵌入凹部の底面と上記環状内周凸部の先端面との間に形成された余剰空間から、上記キャビティ形成凸部の外周面と上記環状内周凸部の内周面との間に形成された立壁空間へ上記熱可塑性樹脂を供給して、上記成形品を成形するよう構成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の光照射成形装置において、上記吸引ゲートは、上記吸引口よりも流路断面積が小さく、かつ、上記環状嵌入凹部の底面の環状形状における少なくとも互いに対向する辺において、上記キャビティ形成凹部の底面に対向する位置と、上記環状内周凸部に対向する位置とに開口して形成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光照射成形装置において、上記光照射手段は、上記一対のゴム型部の他方における外側面から光を照射するよう構成してあり、
上記キャビティ形成凹部の側から先に上記キャビティ内に配置された上記粒子状の熱可塑性樹脂を溶融させて充填することにより、上記吸引ゲートが閉塞されることを防止して、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されるまで、上記真空手段による真空引きを継続するよう構成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光照射成形装置において、上記光照射手段は、上記一対のゴム型部の他方における外側面の一方側から他方側へ部分的に順次相対的に移動しながら光を照射するよう構成してあり、
上記キャビティにおける一方側から他方側に向けて順次上記熱可塑性樹脂を充填するよう構成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項１１】
光を透過する性質を有するゴム材料からなり、互いに合わさる対向側にキャビティを形成する一対のゴム型部と、
該一対のゴム型部の表面から、上記キャビティに配置した粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂に光を照射する光照射手段とを用い、
該光照射手段から照射する光によって上記キャビティに配置した上記熱可塑性樹脂を溶融させながら、上記一対のゴム型部を互いに接近させ、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光照射成形方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光照射成形方法において、上記キャビティ内の真空引きを行う真空手段を用い、
該真空手段によって上記キャビティ内の圧力を上記一対のゴム型部の外部の圧力よりも低くして、該一対のゴム型部に吸引力を発生させることにより、上記熱可塑性樹脂が溶融する際に上記一対のゴム型部を互いに接近させることを特徴とする光照射成形方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光照射成形方法において、上記光照射手段による光を、上記一対のゴム型部の他方における外側面から照射し、
上記キャビティ形成凹部の側から先に上記キャビティ内に配置された上記粒子状の熱可塑性樹脂を溶融させて充填することにより、上記吸引ゲートが閉塞されることを防止して、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されるまで、上記真空手段による真空引きを継続することを特徴とする光照射成形方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の光照射成形方法において、上記光照射手段による光を、上記一対のゴム型部の他方における外側面の一方側から他方側へ部分的に順次移動しながら照射し、
上記キャビティにおける一方側から他方側に向けて順次上記熱可塑性樹脂を充填することを特徴とする光照射成形方法。
【請求項１】
光を透過する性質を有するゴム材料からなり、互いに合わさる対向側にキャビティを形成する一対のゴム型部と、
該一対のゴム型部の表面から、上記キャビティに配置した粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂に光を照射する光照射手段とを備えており、
該光照射手段から照射する光によって上記キャビティに配置した上記熱可塑性樹脂を溶融させながら、上記一対のゴム型部を互いに接近させ、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よう構成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光照射成形装置において、該光照射成形装置は、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、
該真空手段によって上記キャビティ内の圧力を上記一対のゴム型部の外部の圧力よりも低くして、該一対のゴム型部に吸引力を発生させることにより、上記熱可塑性樹脂が溶融する際に上記一対のゴム型部が互いに接近するよう構成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光照射成形装置において、上記一対のゴム型部は、互いに接近させる前の原位置において、いずれか一方に設けた被嵌入凹部に対して他方に設けた嵌入凸部を嵌入してなり、
該嵌入凸部と上記被嵌入凹部とによって上記一対のゴム型部の間に形成された分割面の全周が閉塞されていることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の光照射成形装置において、上記一対のゴム型部は、互いに接近させる前の原位置において、いずれか一方に設けたキャビティ形成凹部に対して、他方に設けたキャビティ形成凸部を配置してなり、
上記一対のゴム型部の間に形成された分割面の全周に貼り付けられた樹脂テープによって、上記分割面の全周が閉塞されていることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の光照射成形装置において、上記一対のゴム型部の一方は、上記成形品の裏面を成形するキャビティ形成凸部と、該キャビティ形成凸部の全周に環状嵌入凹部を形成して突出する環状外周凸部とを設けてなり、
上記一対のゴム型部の他方は、上記キャビティ形成凸部を内側に配置して上記成形品の意匠面を成形するキャビティ形成凹部と、該キャビティ形成凹部の全周縁部において突出し上記環状外周凸部の内周面に嵌入して上記環状嵌入凹部内に配置する環状内周凸部とを設けてなり、
上記キャビティは、上記一対のゴム型部を互いに接近させる前の原位置において、上記キャビティ形成凸部の先端面と上記キャビティ形成凹部の底面との間、上記キャビティ形成凸部の外周面と上記環状内周凸部の内周面との間、上記環状嵌入凹部の底面と上記環状内周凸部の先端面との間に連続して形成されており、
上記一対のゴム型部の一方には、上記キャビティ形成凸部の先端面に開口する吸引口と、上記環状嵌入凹部の底面に開口する吸引ゲートとが形成してあり、
上記吸引口及び上記吸引ゲートには、上記真空手段によって真空引きを行うための真空引き経路が連通してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項６】
請求項５に記載の光照射成形装置において、上記吸引口は、上記粒子状の熱可塑性樹脂を上記キャビティ内へ投入するための投入口も兼ねていることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の光照射成形装置において、上記一対のゴム型部は、上記一対のゴム型部の一方における上記環状嵌入凹部の底面と上記一対のゴム型部の他方における上記環状内周凸部の先端面とが当接するまで接近させ、上記環状嵌入凹部の底面と上記環状内周凸部の先端面との間に形成された余剰空間から、上記キャビティ形成凸部の外周面と上記環状内周凸部の内周面との間に形成された立壁空間へ上記熱可塑性樹脂を供給して、上記成形品を成形するよう構成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載の光照射成形装置において、上記吸引ゲートは、上記吸引口よりも流路断面積が小さく、かつ、上記環状嵌入凹部の底面の環状形状における少なくとも互いに対向する辺において、上記キャビティ形成凹部の底面に対向する位置と、上記環状内周凸部に対向する位置とに開口して形成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光照射成形装置において、上記光照射手段は、上記一対のゴム型部の他方における外側面から光を照射するよう構成してあり、
上記キャビティ形成凹部の側から先に上記キャビティ内に配置された上記粒子状の熱可塑性樹脂を溶融させて充填することにより、上記吸引ゲートが閉塞されることを防止して、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されるまで、上記真空手段による真空引きを継続するよう構成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の光照射成形装置において、上記光照射手段は、上記一対のゴム型部の他方における外側面の一方側から他方側へ部分的に順次相対的に移動しながら光を照射するよう構成してあり、
上記キャビティにおける一方側から他方側に向けて順次上記熱可塑性樹脂を充填するよう構成してあることを特徴とする光照射成形装置。
【請求項１１】
光を透過する性質を有するゴム材料からなり、互いに合わさる対向側にキャビティを形成する一対のゴム型部と、
該一対のゴム型部の表面から、上記キャビティに配置した粒子状又は固形状の熱可塑性樹脂に光を照射する光照射手段とを用い、
該光照射手段から照射する光によって上記キャビティに配置した上記熱可塑性樹脂を溶融させながら、上記一対のゴム型部を互いに接近させ、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光照射成形方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の光照射成形方法において、上記キャビティ内の真空引きを行う真空手段を用い、
該真空手段によって上記キャビティ内の圧力を上記一対のゴム型部の外部の圧力よりも低くして、該一対のゴム型部に吸引力を発生させることにより、上記熱可塑性樹脂が溶融する際に上記一対のゴム型部を互いに接近させることを特徴とする光照射成形方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の光照射成形方法において、上記光照射手段による光を、上記一対のゴム型部の他方における外側面から照射し、
上記キャビティ形成凹部の側から先に上記キャビティ内に配置された上記粒子状の熱可塑性樹脂を溶融させて充填することにより、上記吸引ゲートが閉塞されることを防止して、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されるまで、上記真空手段による真空引きを継続することを特徴とする光照射成形方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の光照射成形方法において、上記光照射手段による光を、上記一対のゴム型部の他方における外側面の一方側から他方側へ部分的に順次移動しながら照射し、
上記キャビティにおける一方側から他方側に向けて順次上記熱可塑性樹脂を充填することを特徴とする光照射成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２４０５３９（Ｐ２０１１−２４０５３９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１２９９６（Ｐ２０１０−１１２９９６）
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（３９６０２１５７５）テクノポリマー株式会社 (278)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１７日（２０１０．５．１７）
【出願人】（３９６０２１５７５）テクノポリマー株式会社 (278)
【Ｆターム（参考）】
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