JP2000301554A - Tpoパウダースラッシュ成形方法 - Google Patents

Tpoパウダースラッシュ成形方法

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JP2000301554A
JP2000301554A JP11114120A JP11412099A JP2000301554A JP 2000301554 A JP2000301554 A JP 2000301554A JP 11114120 A JP11114120 A JP 11114120A JP 11412099 A JP11412099 A JP 11412099A JP 2000301554 A JP2000301554 A JP 2000301554A
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tpo
mold
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molding
molded product
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JP11114120A
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English (en)
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Yasuyoshi Noda
泰義 野田
Masato Mizuno
正人 水野
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KTX Corp
Original Assignee
KTX Corp
Konan Tokushu Sangyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 TPO成形品をピンホールを生じさせること
なくパウダースラッシュ成形する。また、成形後のTP
O成形品の離型性を高める。 【解決手段】 通気孔7を有する成形型1を加熱する。
成形型1を回転させることにより成形面2にTPOパウ
ダーを接触させてTPO溶融膜23を形成し、成形型1
の背面側を減圧することによりTPO溶融膜23を成形
面2に吸引して隙25を無くすとともにTPO溶融膜2
3に含まれる空気24を吸引して除去する。成形型1を
冷却してTPO溶融膜23を硬化させTPO表皮成形品
とする。成形型1の背面側を加圧することによりTPO
表皮成形品を圧空して成形面2から剥がす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、TPO(サーモ・
プラスチック・オレフィン、すなわちポリオレフィン系
熱可塑性エラストマー)パウダーを用いたパウダースラ
ッシュ成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば自動車のインストルメント
パネル・グローブボックス・コンソール・ロアカバー・
ビラー・ドアの内装等の表皮をパウダースラッシュ成形
方法で成形する場合、PVC(ポリ塩化ビニル樹脂)又
はTPU(サーモ・プラスチック・ウレタン、すなわち
ポリウレタン系熱可塑性エラストマー)のパウダーが一
般的によく使用されていた。その場合、成形型には電鋳
型が一般的に使用されてきた。
【0003】近年、地球環境の問題がクローズアップさ
れてきている。特にPVCは、地球環境上問題のある材
料として、近い将来、自動車部品の生産においては使用
されない傾向にある。そこで、リサイクルが可能であ
り、軽量化が可能であり、また、焼却される場合にも問
題の少ない、オレフィン系の合成樹脂又はエラストマー
が自動車部品の材料の主流となってきている。特に前記
インストルメントパネル等の部品の表皮をパウダースラ
ッシュ成形方法で成形する場合、TPOパウダーが今後
の材料の主流になることは明らかである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが、TPOパウ
ダーを使用し、従来と同じ電鋳型を使用して同じ方法で
パウダースラッシュ成形を行おうとすると、下記の2点
(1)(2)が成形の困難さと成形不良の根源となり、
歩留まりが悪化するため、実用化が難しかった。
【0005】(1)成形された皮状のTPO成形品の各
部(特に凸コーナー部)にピンホールと称しているガス
溜り現象が生じやすく、成形品不良となりやすい。
【0006】図8は、TPO成形品の平面部においてピ
ンホールが生じるメカニズムを示すもので、(a)のよ
うに加熱した成形型51の平面部に、(b)のようにT
POパウダー60が載ると、TPOパウダー60は均一
に溶融するPVCやTPUと異なり、溶融の仕方にムラ
があるため一部が早く溶融する(溶融部分61)。そし
て、(c)(d)のように溶融部分61が半溶融部分6
2を包み込むことがあり、その半溶融部分62が遅れて
溶融したときにパウダー間に含まれる空気が、(e)の
ようにピンホール63として閉じ込められるのである。
【0007】図9は、TPO成形品の凸コーナー部にお
いてピンホールが生じるメカニズムを示すもので、
(a)のように加熱した成形型51の凹コーナー部52
(特にアールが1mm程度の小さい所)に、(b)のよ
うにTPOパウダー60が入り込むときに、TPOパウ
ダー60は、比重(約0.9)がPVCパウダーの比重
(約1.25)より小さく慣性も小さいことから、凹コ
ーナー部52の隅にまで詰まらないで、隙64ができる
ことがある。このように一旦隙64ができると、(c)
のようにTPOパウダー60の溶融が進んで溶融部分6
1ができても、隙64は二度と塞がらず、(d)のよう
にピンホール63として残るのである。
【0008】(2)パウダースラッシュ成形した皮状の
TPO成形品を成形型から離型させる時、成形型に対す
るTPO成形品の付着性が従来の例えばPVC成形品の
付着性と比べて著しく大きく、非常に剥がれにくいた
め、離型作業に大変な手間と時間がかかる。また、剥が
れないTPO成形品を無理に引張って剥がすと、TPO
成形品が伸び変形して寸法不良となったり、TPO成形
品に白化現象(表面色が白くなる現象)が生じて外観不
良となったりする。
【0009】これらの伸び変形や白化現象は、PVC成
形品においてはアニール処理をする(例えば90℃〜1
00℃の温水で加熱したり、オープンで数分加熱したり
する)ことにより元に戻す(本来の成形型通りの形状に
戻る、白化現象が無くなる)ことが可能であるが、TP
O成形品においてはそのようなアニール処理は全く通用
せず、元に戻らない。
【0010】また、TPO成形品を成形型から剥がすと
きに、途中で一旦止めてから再開すると、止めたところ
を境に艶むらができてしまうので、途中で止めることな
く連続的に剥がす必要がある。そのため、大きいTPO
成形品の離型作業は、一人の作業者では難しく、複数人
の作業者で作業する必要があり、例えばインストルメン
トパネルクラスの大きさのTPO表皮の離型作業には3
人程度の作業者が必要であった。
【0011】そこで、本発明の目的は、TPO成形品を
ピンホールを生じさせることなくパウダースラッシュ成
形することができ、また、成形後のTPO成形品を成形
型から手間をかけずに容易かつ短時間に離型させること
ができ、もって伸び変形や白化現象が起きないようにで
きるTPOパウダースラッシュ成形方法を提供すること
にある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明に係るTPOパウダースラッシュ成形方法
は、通気性を有する成形型を加熱する工程と、成形型を
回転させることにより成形型の成形面にTPOパウダー
を接触させてTPO溶融膜を形成し、成形型の背面側を
減圧することによりTPO溶融膜を成形面に吸引して隙
を無くすとともにTPO溶融膜に含まれる空気を吸引し
て除去する工程と、成形型を冷却してTPO溶融膜を硬
化させTPO成形品とする工程と、成形型の背面側を加
圧することにより前記TPO成形品を圧空して成形面か
ら剥がす工程とを含む。
【0013】また、TPO成形品を成形面から剥がす工
程において、成形面から剥がれたTPO成形品を、前記
成形面に近接して設けた前記成形面より一周り小さい受
け面で支えるようにすることが好ましい。
【0014】さらに、TPO成形品を成形面から剥がす
工程において、圧空より前にTPO成形品の一部をエジ
ェクタにより成形面から剥がすことが好ましい。その一
部と成型面との間に空間ができ、圧空時にその空間を起
点にしてTPO成形品を容易かつスムーズに剥がすこと
ができるからである。エジェクタとしては、成形型の背
面側に設けられて成型面側に突き出し得るエジェクタピ
ンと、該エジェクタピンを駆動する流体圧シリンダ、電
磁ソレノイド、形状記憶合金等のアクチュエータとから
なるものを例示することができる。また、前記受け面を
設ける場合には、その受け面側にTPO成形品の一部に
突き出してから吸着し得て引張り得るエジェクタピン
と、該エジェクタピンを駆動する流体圧シリンダ、電磁
ソレノイド等のアクチュエータとからなるものを採用す
ることもできる。
【0015】「通気性を有する成形型」は、特定のもの
に限定されず、次の成形型(ア)〜(オ)を例示するこ
とができる。
【0016】(ア)特公平2−14434号公報に開示
されたように、マンドレルの表面に導電層を設けるとと
もに、同導電層の表面に多数の微小な非導電部を設け、
このマンドレルの表面に電鋳を行うことにより、金型本
体を形成するとともに、同電鋳の初期に前記非導電部に
微小な非電着部を発生させ、電鋳の進行とともに同非電
着部を成長させることにより貫通させて金型本体に多数
の通気孔を形成して製造された成形型。この成形型は、
成形面に開口する通気孔の内径が100μm以上のもの
もあり得るが、低コストに製造できる。
【0017】(イ)特公平5−39698号公報に開示
されたように、マンドレルの表面に微小非導電部を有し
ない導電層を設け、界面活性剤を実質的に加えない電解
液中において前記マンドレルの表面に電鋳を行うことに
より、金型本体を形成するとともに、同電鋳の初期に前
記導電層の表面に微小な非電着部を発生させ、電鋳の進
行とともに同非電着部を成長させることにより貫通させ
て金型本体に通気孔を形成して製造された成形型。
【0018】(ウ)特開平9−249987号公報に開
示されたように、表面が導電面である母型を作成する工
程と、界面活性剤を実質的に加えた電鋳液中において、
前記母型の導電面に電鋳を行うことにより、孔の無い電
鋳殻表面層を形成する第一電鋳工程と、前記母型及び電
鋳殻表面層を電鋳液から取り出し、該電鋳殻表面層に内
径が孔長方向で略一定である微小真直孔を加工する工程
と、界面活性剤を実質的に加えない電鋳液中において、
前記電鋳殻表面層の裏面に電鋳を行うことにより、電鋳
殻裏面層を形成すると同時に、該電鋳の初期に前記微小
真直孔の開口に非電着部を発生させ、該電鋳の進行とと
もに該非電着部を成長させることにより、該電鋳殻裏面
層に内径が裏面側ほど大きい拡径孔を形成する第二電鋳
工程とを経て製造された成形型。この成形型は、若干コ
スト高になるが、成形面に開口する通気孔(微小真直
孔)の内径を100μm以下に制御できる。
【0019】(エ)溶融金属液滴を溶射して製造された
通気性多孔質の成形型。この成形型は、耐久性は高くな
いが、低コストに製造できるので、少ロット成形に適す
る。
【0020】(オ)通気性を有しない成形型に機械加工
(キリ等)、レーザー加工等により通気孔を形成して製
造された成形型。
【0021】前記成形型において、成形面に開口する通
気孔の内径は、減圧・吸引時にTPO溶融膜に通気孔の
跡を付けないためには、極力小さい方が好ましく、減圧
・吸引時及び加圧・圧空時に通気抵抗を減らして強く吸
引及び圧空するためには、極力大きい方が好ましい(但
し、減圧・吸引時にTPOパウダーを顕著に吸い出さな
い大きさにとどめる必要がある)。
【0022】これら両目的をバランス良く満たす該内径
の範囲は10〜200μm、さらに好ましくは30〜1
00μmである。また、これら両目的を共に十分に満た
すために、該内径を成形型の部位に応じて意識的に変え
ることも好ましい。例えば、外観が問題となる部位(例
えば、目に付きやすい部位やシボ模様が有る部位等)で
は内径を10〜100μm程度に小さくし、外観が問題
とならない部位(例えば、目に付きにくい部位やシボ模
様が無い部位や成形後に切除する部位等)では内径を1
00〜200μm程度に大きくすること等である。
【0023】成形型を加熱する方法は、特に限定され
ず、次の方法(カ)〜(ク)を例示することができる。
【0024】(カ)成形型を外部の離れた所からバーナ
ー炎、電熱ヒーターの輻射熱等により加熱する方法。こ
の方法は、加熱温度制御の精度は高くないが、設備費は
安くなる。
【0025】(キ)成形型の裏面に結合した温度調節管
に加熱したオイルを供給して加熱する方法。この方法
は、設備費はかかるが、成形型を急速且つ均一に加熱す
ることができ、加熱温度制御の精度も高い。温度調節管
の結合の態様は、特に限定されず、例えば銀ロウで結合
されたものでもよいが、特開平7−227851号公報
に開示された固定構造が好ましい。すなわち、温度調節
管が型本体の裏面に当接するように配設され、多数の貫
通孔を有し且つ表面に導電性を有する薄状体が温度調節
管に裏面側から被せられるとともに型本体に仮止めさ
れ、型本体の裏面、温度調節管及び薄状体に電鋳被覆部
が電鋳形成されており、該薄状体と電鋳被覆部とを介し
て温度調節管が型本体の裏面に面結合されている態様が
好ましい。
【0026】(ク)型本体の裏面に結合した電熱ヒータ
ーに給電して加熱する方法。この方法は、設備費はかか
るが、成形型を急速且つ均一に加熱することができ、加
熱温度制御の精度も高い。
【0027】成形型を冷却する方法は、特に限定され
ず、次の方法(ケ)〜(コ)を例示することができる。 (ケ)成形型に水等をかけて冷却する方法。 (コ)成形型の裏面に結合した温度調節管に冷却したオ
イルを供給して冷却する方法。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明をインストルメント
パネル用表皮のTPOパウダースラッシュ成形方法に具
体化した実施形態について、図面に基づいて説明する。
【0029】本成形方法に使用する成形型1は、図1に
示すように、深い凹状の成形面2の数箇所に凹コーナー
部3を有し、周縁にフランジ部4を有するニッケル合金
製の殻体である。この成形型1は、段落0016の
(ウ)に示した方法により製造されたもので、内径が孔
長方向で略一定である微小真直孔8と該微小真直孔8か
ら連続して内径が裏面側ほど大きくなった拡径孔9とか
らなる多数の通気孔7が形成されている。
【0030】図1(a)に示した範囲Sはシボ模様が有
る部位であり、図1(b)に示すように、該部位では成
形面2に開口する通気孔7(微小真直孔8)の内径が約
100μmと小さい。また、範囲Kはインストルメント
パネル用表皮に開口部を作る部位であり、図1(c)に
示すように、該部位では成形面2に開口する通気孔7
(微小真直孔8)の内径が約150〜200μmと大き
い。また、範囲Nは成型後に切除するネック部であり、
該部位では成形面2に開口する通気孔7(微小真直孔
8)の内径が約150〜200μmと大きい。
【0031】図2(a)、図3(b)(c)等に示すよ
うに、成形型1の裏面には温度調節管10が結合され
る。温度調節管10は前述した特開平7−227851
号公報に開示された構造で結合されており、11はその
薄状体としての金網、12はその電鋳被覆部である。ま
た、図3(a)等に示すように、成形型1の背面側には
気密箱14が被せられ、フランジ部4が気密箱14に対
し溶接等で固定される。この成形型1を使用して行うT
POパウダースラッシュ成形方法を、以下に工程順に説
明する。
【0032】図2(a)に示すように、温度調節管10
に300℃程度に加熱したオイルを供給して成形型1を
加熱する。なお、前記の通り加熱方法はこの方法に限定
されず、例えば、図2(b)に示すように、成形型1を
外部の離れた所からバーナー炎6により加熱することも
できる。
【0033】次に、図3(a)に示すように、TPOパ
ウダー20の入ったパウダー箱13に、成形面2を下向
きにして成形型1を被せ、フランジ部4をパウダー箱1
3に対しクランプ15により締付固定する。また、気密
箱14のプラグ16に接続した真空ポンプ(図示略)を
作動させて成形型1の背面側を減圧するとともに、これ
ら成形型1、パウダー箱13及び気密箱14を例えば1
0秒間程度で数回回転させる。
【0034】図3(b)に示すように、回転時に上向き
になった成形面2にTPOパウダー20が載ると、直接
接触して早く溶融した溶融部分21と、該溶融部分21
から熱が伝わって半溶融した半溶融部分22とが生じ、
その上は溶融していないTPOパウダー20となる。図
3(c)に示すように、この成形面2が下向きになる
と、溶融しなかったTPOパウダー20は落下してパウ
ダー箱13に戻る。溶融部分21と半溶融部分22とを
合わせた初期の付着厚さは例えば2mm程度であるが、
半溶融部分22の溶融が進んで溶融部分21に一体化し
ていくと、この厚さは減少する。
【0035】前記回転終了後、図4(a)に示すよう
に、成形型1からパウダー箱を取り外すが、前記減圧は
引き続いて行う。図4(b)(c)は、図3(b)
(c)の半溶融部分22の溶融がさらに進んで溶融部分
21と一体化し、一体のTPO溶融膜23を形成したと
きの状態(但し若干の半溶融部分22が残っている)を
示すもので、半溶融部分22が完全に溶融したときのT
PO溶融膜23の厚さは例えば1.0〜1.3mmとな
る。図4(b)に示すように、TPO溶融膜23の平面
部において前記メカニズム(図8)により発生して含ま
れる空気24は、前記減圧により通気孔7から成形型1
の背面側に吸引されて除去される。また、図4(c)に
示すように、TPO溶融膜23の凸コーナー部において
前記メカニズム(図9)により発生する隙25は、前記
減圧により通気孔7からTPO溶融膜23が成形面2に
吸引されることにより無くなる。従って、従来のような
ピンホールは生じない。
【0036】続いて、温度調節管10に冷却したオイル
を供給して成形型1を冷却し、TPO溶融膜23を硬化
させてTPO表皮成形品26とする。なお、前記の通り
冷却方法はこの方法に限定されず、例えば、図2(b)
に示した成形型1の場合は、図5に示すように、成形型
1から気密箱14を取り外し(予め取り外せる構造にし
ておく)、成形型1の背面に水27をかけて冷却するこ
ともできる。
【0037】次に、離型作業に移る。すなわち、図6
(a)に示すように、成形面2より一周り小さい受け面
17を形成した受け治具18に、成形面2を下向きにし
て成形型1を被せる。受け面17は、成形面2に対し
て、例えば10mm程度の逃がし(間隔)ができるよう
に近接して設けられる。受け治具18の上面の周縁には
ネック部Nの形状に合わせたシール部19が突設されて
おり、TPO表皮成形品26のネック部を成形型1のフ
ランジ部4に押さえ付けてシールするようになってい
る。気密箱14のプラグ16に接続した圧空ポンプ(図
示略)を作動させて成形型1の背面側を加圧することに
より、成形面2に強く付着しているTPO表皮成形品2
6を通気孔7から圧空して成形面2から剥がす。
【0038】図6(b)〜(d)は、この圧空時におけ
る範囲S、Sに挟まれた範囲Kの様子を示している。
(b)に示すように、範囲Kでは、成形面2に開口する
通気孔7の内径が約150〜200μmと大きく通気抵
抗が小さいため、特に強くTPO表皮成形品26を圧空
し、その圧空部位を成形面2から剥がし始める。続い
て、(c)(d)に示すように、TPO表皮成形品26
は徐々に剥がれて落下するが、直ぐ下方の受け治具18
の受け面17に支えられる。
【0039】このように、圧空によりTPO表皮成形品
26の主要部分(ネック部N等を除く大部分)を成形面
2から剥がすので、成形面2に対するTPO表皮成形品
26の付着力が強いにも拘わらず、TPO表皮成形品2
6を無理なく剥がすことができるので、TPO表皮成形
品26の伸び変形や白化現象が起こらない。また、TP
O表皮成形品26の主要部分を途中で止めることなく連
続的に剥がすことができるので、艶むらが起こらず、一
人の作業者で十分に離型作業を行うことができる。ま
た、落下するTPO表皮成形品26は直ぐ下方の受け治
具18の受け面17に支えられるため、伸び変形や形状
変化が防止される。
【0040】続いて、成形型1からTPO表皮成形品2
6を完全に離型させる。すなわち、成形型1から受け治
具18を取り外し、前記シールのために成形型1のフラ
ンジ部4に密着しているTPO表皮成形品26のネック
部を成形面2から例えば手作業で剥がす。
【0041】なお、前述したように、圧空より前にTP
O表皮成形品26の一部をエジェクタにより成形面2か
ら剥がすことが好ましい。
【0042】また、図7(a)に示すように、受け治具
を使用することなく、成形型1の背面側を加圧すること
もできる。この場合、図7(b)〜(c)に示すよう
に、TPO表皮成形品26が剥がれて落下するときに支
えるものがないので、伸び変形や形状変化が生じる場合
もあり得るが、設備費は安くなる。
【0043】なお、本発明は前記実施形態に限定される
ものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変
更して具体化することもできる。
【0044】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るTP
Oパウダースラッシュ成形方法によれば、TPO成形品
をピンホールを生じさせることなくパウダースラッシュ
成形することができ、また、成形後のTPO成形品を成
形型から手間をかけずに容易かつ短時間に離型させるこ
とができ、もって伸び変形や白化現象が起きないように
できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に使用する成形型の断面図で
ある。
【図2】同成形型を加熱する工程を示す断面図である。
【図3】同成形型にTPOパウダーを付着させる工程を
示す断面図である。
【図4】同成形型に付着して溶融したTPO溶融膜から
空気を除去する工程を示す断面図である。
【図5】同成形型を冷却する方法の別例を示す断面図で
ある。
【図6】同成形型からTPO表皮成形品を離型する工程
を示す断面図である。
【図7】同成形型からTPO表皮成形品を離型する工程
の別例を示す断面図である。
【図8】従来のTPO成形品の平面部においてピンホー
ルが生じるメカニズムを示す断面図である。
【図9】従来のTPO成形品の凸コーナー部においてピ
ンホールが生じるメカニズムを示す断面図である。
【符号の説明】
1 成形型 2 成形面 3 凹コーナー部 4 フランジ部 7 通気孔 8 微小真直孔 9 拡径孔 10 温度調節管 13 パウダー箱 14 気密箱 17 受け面 18 受け治具 19 シール部 20 TPOパウダー 21 溶融部分 22 半溶融部分 23 TPO溶融膜 24 空気 25 隙 26 TPO表皮成形品
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F205 AA03 AA45 AC04 AH25 AH26 AM01 AM28 AM32 GA13 GB01 GC04 GE02 GE07 GF30 GN01 GN04 GN13 GN18 GN28 GN29

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 通気性を有する成形型を加熱する工程
    と、 前記成形型を回転させることにより成形型の成形面にT
    POパウダーを接触させてTPO溶融膜を形成し、成形
    型の背面側を減圧することによりTPO溶融膜を成形面
    に吸引して隙を無くすとともにTPO溶融膜に含まれる
    空気を吸引して除去する工程と、 前記成形型を冷却してTPO溶融膜を硬化させTPO成
    形品とする工程と、 前記成形型の背面側を加圧することにより前記TPO成
    形品を圧空して成形面から剥がす工程とを含むTPOパ
    ウダースラッシュ成形方法。
  2. 【請求項2】 前記TPO成形品を成形面から剥がす工
    程において、成形面から剥がれたTPO成形品を、前記
    成形面に近接して設けた前記成形面より一周り小さい受
    け面で支えるようにする請求項1記載のTPOパウダー
    スラッシュ成形方法。
  3. 【請求項3】 前記TPO成形品を成形面から剥がす工
    程において、前記圧空より前にTPO成形品の一部をエ
    ジェクタにより成形面から剥がす請求項1又は2記載の
    TPOパウダースラッシュ成形方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007098670A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Inoac Corp シート状成形品の成形方法及び成形装置
DE102008052492A1 (de) * 2008-10-21 2010-04-22 Heidbrink, Frank Rotationsformmaschine
EP2405033A1 (en) 2010-07-07 2012-01-11 Moltex Co Porous electroformed shell for patterning and manufacturing method thereof

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