JP7282817B2 - Mold and method for producing molded body using same - Google Patents
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
本発明は型およびそれを用いた成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a mold and a method for producing a molded article using the same.
従来、型を用いて成形体を製造する方法が提案されている。
例えば特許文献１には、平均空孔径２０μｍ以下、空孔率１５～３０％を有する多孔質金属型材の背面に通常鋼材をろう接すると共に該通常鋼材に温調用配管加工を施したことを特徴とする通気性金型が記載されている。そして、多孔質金属型材の背面に通常鋼材をろう接すると共に該通常鋼材に温調用配管加工を施したものであるため多孔質金属型材の通気性を損なうことなく型材としての強さ及び剛性を向上させることができると共に密着した状態での接合であるため温調用流体による熱伝達を効率よく行なうことができ、金型の温調を従来の鋼材金型と同様に実施できる等種々の効果があり利とするところは著大であると記載されている。
Conventionally, a method of manufacturing a molded article using a mold has been proposed.
For example, in
また、特許文献２には、通気性を有する金型であって、該金型の内部に冷却水流通路用の通孔が形成されていると共に、該通孔の内面にメッキ処理が施されていることを特徴とする通気性金型が記載されている。そして、このような通気性金型にあっては、金型内部に直接に穿設した通孔によって冷却水流通路が形成されることから、簡単な構造をもって通気性金型の水冷化が可能であると共に、冷却水と金型との間の熱伝導性が有利に且つ安定して得られることから、優れた冷却効率が発揮され得ると記載されている。
Further,
また、特許文献３には、成形組成物を射出成形型内に射出し、前記組成物を冷却して成形品を得、さらに前記成形品の被覆対象表面と前記射出成形型の内部表面との間に中間空隙部が生じるように前記射出成形型を調整し、さらに前記得られた中間空隙部内に反応性混合物を射出成形で充填することによって、被覆成形品を製造するための方法であって、前記反応性混合物を硬化させるために、前記射出成形型の少なくとも一部分の温度を少なくとも５℃上昇させることを１分以内に行うこと、前記反応性混合物が、熱開始剤を前記反応性混合物の質量に対して０．０３質量％～５質量％含むこと、並びに、前記反応性混合物が、光開始剤を前記反応性混合物の質量に対して０．０１質量％～３質量％含むことを特徴とする、被覆成形品を製造するための方法が記載されている。
Further, in
しかしながら特許文献１～３に記載のような従来の型または成形体の製造方法では、成形体の少なくとも一部において硬化が不十分になり、脆くなる場合があった。
However, in the conventional methods for producing molds or molded articles such as those described in
本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。すなわち、本発明は、脆い部分が生じ難く、全体の強度が均一な成形体が得られる型およびその型を用いた成形体の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems. That is, it is an object of the present invention to provide a mold which is less likely to produce brittle portions and which is uniform in overall strength, and to provide a method for producing a molded product using the mold.
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）～（１１）である。
（１）成形体を得るための型であって、
水または水溶液によって少なくとも一部が溶解可能な可溶性材料からなり、樹脂材料を装入する内部空間を備える本体部と、
前記本体部の外側に配置された加熱手段と、
前記加熱手段の外側に配置された送風手段と、
を有し、
前記本体部の少なくとも一部は通気性を有し、前記送風手段を駆動すると外気が前記本体部の内部へ入り込む、型。
（２）前記可溶性材料が、平均粒子径（Ｄ50）が１～５００μｍである、金属酸化物、金属塩化物および糖類からなる群から選ばれる少なくとも１つから主としてなる、上記（１）に記載の型。
（３）前記本体部が、
連通していない空孔と前記可溶性材料とから構成され、その内部に前記樹脂材料が装入される前記内部空間を含むＡ部と、
前記Ａ部の外側に存在し、連通している空孔と前記可溶性材料とから構成されるＢ部と、
を有する、上記（１）または（２）に記載の型。
（４）前記Ａ部の空隙率が１０～３０％であり、前記Ｂ部の空隙率が２５～７５％である、上記（３）に記載の型。
（５）前記Ａ部の厚さが１０～１０００μｍである、上記（３）または（４）に記載の型。
（６）前記内部空間の断面積の最大値に対して５０％以下の断面積となる前記内部空間を構成する前記本体部の少なくとも１つの箇所を加熱可能な位置に前記加熱手段が配置された、上記（１）～（５）のいずれかに記載の型。
（７）前記内部空間の断面積の最大値に対して５０％以下の断面積となる前記内部空間を構成する前記本体部の少なくとも１つの箇所に送風可能な位置に前記送風手段が配置された、上記（１）～（６）のいずれかに記載の型。
（８）上記（１）～（７）のいずれかに記載の型の前記本体部における前記内部空間へ前記樹脂材料を装入する準備工程と、
前記加熱手段を駆動し、前記内部空間へ装入された、または装入しながら前記樹脂材料を加熱する加熱工程と、
前記加熱手段を駆動せずに前記送風手段を駆動することで、外気によって前記本体部における前記内部空間を冷却する冷却工程と、
を備える成形体の製造方法。
（９）前記加熱工程において、前記加熱手段と共に前記送風手段も駆動する、上記（８）に記載の成形体の製造方法。
（１０）前記冷却工程に供した後の前記型における前記本体部の少なくとも一部を水または前記水溶液を用いて溶解し、内部の成形体を取り出す溶解工程をさらに備える、上記（８）または（９）に記載の成形体の製造方法。
（１１）前記樹脂材料が、湿気硬化型樹脂、熱可塑性樹脂、または熱硬化型樹脂である、上記（８）～（１０）のいずれかに記載の成形体の製造方法。
The present inventor has made intensive studies to solve the above problems, and completed the present invention.
The present invention is the following (1) to (11).
(1) A mold for obtaining a molded body,
a main body made of a soluble material at least partially soluble in water or an aqueous solution and having an internal space into which a resin material is charged;
heating means arranged outside the main body;
a blowing means arranged outside the heating means;
has
At least part of the main body has air permeability, and outside air enters the main body when the air blowing means is driven.
(2) The soluble material according to (1) above, wherein the soluble material has an average particle size (D 50 ) of 1 to 500 μm and is mainly composed of at least one selected from the group consisting of metal oxides, metal chlorides and sugars. type.
(3) the main body,
a part A, which is composed of non-communicating pores and the soluble material and includes the internal space into which the resin material is charged;
a B portion existing outside the A portion and composed of communicating pores and the soluble material;
The mold according to (1) or (2) above, having
(4) The mold according to (3) above, wherein the A portion has a porosity of 10 to 30%, and the B portion has a porosity of 25 to 75%.
(5) The mold according to (3) or (4) above, wherein the A portion has a thickness of 10 to 1000 μm.
(6) The heating means is arranged at a position capable of heating at least one portion of the main body constituting the internal space having a cross-sectional area of 50% or less of the maximum cross-sectional area of the internal space. , the mold according to any one of the above (1) to (5).
(7) The air blowing means is arranged at a position capable of blowing air to at least one portion of the main body constituting the internal space having a cross-sectional area of 50% or less of the maximum cross-sectional area of the internal space. , the mold according to any one of the above (1) to (6).
(8) a preparatory step of charging the resin material into the internal space in the body portion of the mold according to any one of (1) to (7);
a heating step of driving the heating means and heating the resin material charged into the internal space or while being charged;
a cooling step of cooling the internal space of the main body with outside air by driving the air blowing means without driving the heating means;
A method for producing a molded body comprising:
(9) The method for producing a molded body according to (8) above, wherein in the heating step, the air blowing means is driven together with the heating means.
(10) The above (8) or ( 9) A method for producing a molded article.
(11) The method for producing a molded article according to any one of (8) to (10) above, wherein the resin material is a moisture-curable resin, a thermoplastic resin, or a thermosetting resin.
本発明によれば、脆い部分が生じ難く、全体の強度が均一な成形体が得られる型およびその型を用いた成形体の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the mold|type which can obtain the molded object which is hard to produce a brittle part and has uniform intensity|strength as a whole, and the manufacturing method of the molded object using the mold can be provided.
本発明について説明する。
本発明は、成形体を得るための型であって、水または水溶液によって少なくとも一部が溶解可能な可溶性材料からなり、樹脂材料を装入する内部空間を備える本体部と、前記本体部の外側に配置された加熱手段と、前記加熱手段の外側に配置された送風手段と、を有し、前記本体部の少なくとも一部は通気性を有し、前記送風手段を駆動すると外気が前記本体部の内部へ入り込む、型である。
このような型を、以下では「本発明の型」ともいう。
The present invention will be described.
The present invention is a mold for obtaining a molded body, comprising a main body portion made of a soluble material at least partially soluble in water or an aqueous solution, and having an internal space for charging a resin material, and an outer side of the main body portion. and a blowing means arranged outside the heating means, at least a part of the main body has air permeability, and when the blowing means is driven, outside air is blown into the main body It is a type that enters into the inside of.
Such molds are hereinafter also referred to as "molds of the present invention".
また、本発明は、本発明の型の前記本体部における前記内部空間へ前記樹脂材料を装入する準備工程と、前記加熱手段を駆動し、前記内部空間へ装入された、または装入しながら前記樹脂材料を加熱する加熱工程と、前記加熱手段を駆動せずに前記送風手段を駆動することで、外気によって前記本体部における前記内部空間を冷却する冷却工程と、を備える成形体の製造方法である。
このような製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。
Further, the present invention provides a preparatory step of charging the resin material into the internal space in the main body of the mold of the present invention, and driving the heating means to charge or charge the internal space. and a cooling step of cooling the internal space of the main body with external air by driving the air blowing means without driving the heating means. The method.
Such a manufacturing method is hereinafter also referred to as "the manufacturing method of the present invention".
本発明の型について説明する。
本発明の型は、本体部と、加熱手段と、送風手段とを有する。
A mold of the present invention will be described.
The mold of the present invention has a main body, heating means, and air blowing means.
本体部について説明する。
本体部は、水または水溶液によって少なくとも一部が溶解可能な可溶性材料からなる。
The main body will be explained.
The body is made of a soluble material that is at least partially soluble in water or an aqueous solution.
ここで可溶性材料の少なくとも一部を溶解する水溶液として、従来公知の酸性またはアルカリ性の水溶液が挙げられる。
酸性の水溶液としては塩酸、硝酸、硫酸、酢酸などが挙げられる。
アルカリ性の水溶液としては水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液などが挙げられる。
Examples of the aqueous solution that dissolves at least part of the soluble material include conventionally known acidic or alkaline aqueous solutions.
Acidic aqueous solutions include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, acetic acid, and the like.
Examples of the alkaline aqueous solution include aqueous sodium hydroxide solution and aqueous potassium hydroxide solution.
可溶性材料は水または上記のような水溶液と接することで、その少なくとも一部が溶解するものであり、例えば可溶性材料を水または上記のような水溶液に浸漬することで、その少なくとも一部が溶解する。 A soluble material is at least partially dissolved by contact with water or an aqueous solution such as those described above. For example, immersing a soluble material in water or an aqueous solution such as described above dissolves at least a portion .
可溶性材料は水または上記のような水溶液と接することで、その少なくとも一部が溶解するものであり、例えば金属酸化物、金属塩化物および糖類からなる群から選ばれる少なくとも１つから主としてなるものであることが好ましい。
ここで「主としてなる」とは、含有率が概ね５０質量％以上（好ましくは６５質量％以上、より好ましくは８０質量％以上、より好ましくは９５質量％以上）であることを意味するものとする。また、可溶性材料は不可避的不純物を除き、実質的に、金属酸化物、金属塩化物および糖類からなる群から選ばれる少なくとも１つからなることが好ましい。
The soluble material is at least partially dissolved in contact with water or an aqueous solution such as those described above, and is mainly composed of at least one selected from the group consisting of metal oxides, metal chlorides and saccharides, for example. Preferably.
Here, "mainly" means that the content is approximately 50% by mass or more (preferably 65% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, more preferably 95% by mass or more). . Moreover, it is preferable that the soluble material consists essentially of at least one selected from the group consisting of metal oxides, metal chlorides and saccharides, except for inevitable impurities.
また、可溶性材料は平均粒子径（Ｄ50）が１～５００μｍの粒であることが好ましく、平均粒子径（Ｄ50）が１～５００μｍの粒である、金属酸化物、金属塩化物および糖類からなる群から選ばれる少なくとも１つから主としてなることが好ましい。
ここで平均粒子径（Ｄ50）は、レーザー回折・散乱法によって求めた体積基準の粒度分布における積算値５０％での粒径を意味する。
In addition, the soluble material is preferably particles with an average particle size (D 50 ) of 1 to 500 μm . It is preferable to mainly consist of at least one selected from the group consisting of.
Here, the average particle size ( D50 ) means the particle size at 50% of the integrated value in the volume-based particle size distribution determined by the laser diffraction/scattering method.
ここで金属酸化物として、例えば、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、酸化銅等が挙げられる。可溶性材料として、金属酸化物の中でも酸化マグネシウムが好ましい。酸化マグネシウムはｐＨ５～６の酸性水溶液で除去できることから、成形体の品質を保ちつつ、良質な成形体を得ることができる。
また、金属塩化物として、例えば、塩化ナトリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、塩化カリウム等が挙げられる。可溶性材料として、金属塩化物の中でも塩化ナトリウムが好ましい。塩化ナトリウムは水で除去できることから、成形体を変質させることなく、成形体を得ることができる。
また、糖類として、例えば、ペンタエリトリトール、フルクトース、ガラクトース、マンノース等が挙げられる。可溶性材料として、糖類の中でもペンタエリトリトールが好ましい。ペンタエリトリトールは水で除去できることから、成形体を変質させることなく、成形体を得ることができる。また、ペンタエリトリトールは糖類の中では高融点（２６０度）である為、成形体の製造時に高温加熱が必要な成形体にも使用することが可能である。
Here, examples of metal oxides include magnesium oxide, zinc oxide, and copper oxide. Among metal oxides, magnesium oxide is preferable as the soluble material. Since magnesium oxide can be removed with an acidic aqueous solution having a pH of 5 to 6, it is possible to obtain a good quality compact while maintaining the quality of the compact.
Examples of metal chlorides include sodium chloride, magnesium chloride, calcium chloride and potassium chloride. Among metal chlorides, sodium chloride is preferred as the soluble material. Since sodium chloride can be removed with water, a molded article can be obtained without deteriorating the molded article.
Examples of sugars include pentaerythritol, fructose, galactose and mannose. As the soluble material, pentaerythritol is preferred among sugars. Since pentaerythritol can be removed with water, a molded article can be obtained without deteriorating the molded article. In addition, since pentaerythritol has a high melting point (260° C.) among sugars, it can be used for moldings that require high-temperature heating during the production of moldings.
本体部は上記のような可溶性材料からなるので、内部空間にて成形された成形体を取り出す際に、本体部を水または水溶液によって容易に分解することができ、その結果、複雑な形状の成形体であっても壊すことなく、キズ等が少ない成形体を得ることができる。 Since the main body is made of the soluble material as described above, the main body can be easily decomposed with water or an aqueous solution when the molded body molded in the internal space is taken out. It is possible to obtain a molded article with few scratches without breaking even if it is a body.
本体部は、上記のような可溶性材料からなり、樹脂材料を装入する内部空間を備える。
このような本体部について図を用いて説明する。
図１は本体部の好適例を示す概略断面図である。
The main body is made of a soluble material as described above and has an internal space into which a resin material is charged.
Such a main body will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a preferred example of the main body.
図１に示す本体部１はＡ部３とＢ部５とからなり、樹脂材料が装入される内部空間２を備える。
ここでＡ部は、連通していない空孔と可溶性材料とから構成されている。Ａ部が含む空孔は連通していないため、Ａ部の外の気体はＡ部内を通過することができない。
また、Ｂ部は連通している空孔と可溶性材料とから構成されている。Ｂ部が含む空孔は連通しているため、Ｂ部の外の気体はＢ部内を通過することができる。
したがって、例えば図１に示した本体部１の場合、Ｂ部の外の気体はＢ部内を通過してＡ部の外面にまでは到達するが、Ａ部は通過できない（Ａ部の外面付近の空孔内にまでしか到達しない）ため、内部空間２までは到達しない。
A
Here, the A portion is composed of non-communicating pores and a soluble material. Since the pores included in the A section are not communicating, the gas outside the A section cannot pass through the inside of the A section.
Also, the B portion is composed of communicating pores and a soluble material. Since the holes included in the B section are in communication, the gas outside the B section can pass through the inside of the B section.
Therefore, for example, in the case of the
ここで本体部をエポキシに浸漬させた場合に、エポキシが含浸する部分がＢ部、エポキシ含浸しない部分をＡ部とする。具体的には次のように本体部にエポキシを含浸させてＡ部とＢ部とを判別する。
初めに、主剤（例えばサンユレック社製ＳＲ－１０）と硬化剤（例えばサンユレック社製Ｈ－２３０）を１０：３で配合し、十分量用意して容器に入れる。
次に、本体部をこのエポキシに完全に浸漬し、減圧下（０．０２ＭＰａ）で３０分放置する。エポキシの温度は２５℃前後に保つ。
次に、エポキシの温度を６０℃に調整し、１６時間かけてエポキシを硬化させる。
次に、カッターなどで本体部を分割し、断面においてエポキシが浸透している部分をＢ部、浸透していない部分をＡ部と判断する。Ｂ部は三次元に連通した空孔を有するためエポキシが浸透する。一方、Ａは空孔を含むものの連通していないため、エポキシは浸透しない。
Here, when the main body is immersed in epoxy, the part that is impregnated with epoxy is part B, and the part that is not impregnated with epoxy is part A. Specifically, the body portion is impregnated with epoxy as follows to distinguish between the A portion and the B portion.
First, a base compound (eg SR-10 manufactured by Sanyu Rec Co.) and a curing agent (eg H-230 manufactured by Sanyu Rec Co.) are mixed at a ratio of 10:3, and a sufficient amount is prepared and placed in a container.
The body is then completely immersed in this epoxy and left under reduced pressure (0.02 MPa) for 30 minutes. Keep the temperature of the epoxy around 25°C.
The temperature of the epoxy is then adjusted to 60° C. and the epoxy is cured for 16 hours.
Next, the main body portion is divided by a cutter or the like, and in the cross section, the portion where the epoxy has permeated is determined as the B portion, and the portion where the epoxy is not permeated as the A portion. Epoxy permeates the B part because it has three-dimensionally communicating pores. On the other hand, A contains pores but does not communicate, so epoxy does not permeate.
内部空間２の形状、大きさ等は特に限定されない。図１に示す好適態様において、内部空間２はＡ部３の内面によって囲まれた空間である。
Ｂ部５はＡ部３の外側に配置され、図１に示す好適態様においてはＡ部３の外面を覆っている。
The shape, size, etc. of the
The B section 5 is arranged outside the
本体部が図１に示すようなＡ部３とＢ部５とを含む場合、Ａ部とＢ部とは同材料であっても、異材料であってもよい。
When the main body portion includes A
本発明において本体部は、その少なくとも一部が通気性を有する。したがって、本体部は、その少なくとも一部が空隙を備える。
本体部は空隙率が０超、７５％以下の部分を有することが好ましい。
In the present invention, at least a part of the main body has air permeability. Therefore, at least a part of the main body has a gap.
It is preferable that the main body has a portion with a porosity of more than 0 and 75% or less.
図１におけるＡ部３の空隙率は１０～３０％であることが好ましく、１０～２０％であることがより好ましい。
このような空隙率であると、空隙による断熱効果が発生し難く、熱伝導率が良くなるため、内部空間５に装入された樹脂材料の加熱または冷却を短時間に行うことができるからである。
The porosity of the
With such a porosity, the heat insulation effect due to the voids is less likely to occur and the thermal conductivity is improved, so that the resin material charged into the internal space 5 can be heated or cooled in a short time. be.
図１におけるＢ部５の空隙率は２５～７５％であることが好ましく、４０～７５％であることがより好ましい。
このような空隙率であると、内部空間５に装入された樹脂材料の加熱または冷却を短時間に行うことができるからである。
The porosity of the B portion 5 in FIG. 1 is preferably 25-75%, more preferably 40-75%.
This is because with such a porosity, the resin material charged into the internal space 5 can be heated or cooled in a short period of time.
ここで本体部における空隙率は、次のように測定するものとする。
初めに、本体部における複数個所（好ましくは１０カ所以上）において、正方形等の任意の形状で試験片切り抜く。
次に、試験片の各辺を定規等で測定し、体積を算出する。
次に、試験片の重量を測定する。
次に、体積、重量、可溶性材料の真比重の値を用いて、以下の計算式により、その試験片における空隙率を算出する。
空隙率＝１－｛試験片の重量／（可溶性材料の真比重×試験片の体積）｝
そして、各々の試験片における空隙率の単純平均値を算出して、本体部の空隙率とする。
なお、Ａ部またはＢ部の空隙率についても同様に測定する。すなわち、Ａ部またはＢ部に該当する部位における複数個所において試験片を切り抜き、各々の試験片について空隙率を求めた後、同様に空隙率を算出するものとする。
Here, the porosity of the main body is measured as follows.
First, at a plurality of locations (preferably at least 10 locations) on the main body, a test piece is cut out in an arbitrary shape such as a square.
Next, each side of the test piece is measured with a ruler or the like to calculate the volume.
Next, the weight of the specimen is measured.
Next, using the volume, weight, and true specific gravity of the soluble material, the porosity of the test piece is calculated according to the following formula.
Porosity = 1 - {weight of test piece / (true specific gravity of soluble material x volume of test piece)}
Then, the simple average value of the porosity of each test piece is calculated and taken as the porosity of the main body.
In addition, the porosity of the A part or the B part is also measured in the same manner. That is, a test piece is cut out at a plurality of locations in the portion corresponding to part A or part B, the porosity of each test piece is determined, and then the porosity is calculated in the same manner.
図１におけるＡ部３の厚さは特に限定されないが、１０～１０００μｍであることが好ましく、１０～１００μｍであることがより好ましい。このような厚さであると、より熱伝導しやすく、短時間での調温が可能となる。
図１におけるＢ部５の厚さは特に限定されないが、１～１０００ｃｍであることが好ましい。
ここで緻密層３、Ｂ部５および本体部１の厚さとは、図１に示すような本体部の断面において、内部空間２を構成する内面（図１に示す好適態様の場合は、Ａ部３の内面がこれに相当する）からその内面に垂直な外方向への長さを１０箇所以上測定し、これを単純平均して求めた値を意味するものとする。
Although the thickness of the
Although the thickness of the B portion 5 in FIG. 1 is not particularly limited, it is preferably 1 to 1000 cm.
Here, the thicknesses of the
本発明において本体部において内部空間の断面が狭い箇所を含んでいてよい。このような箇所における内部空間内の樹脂材料は、一般的に反応が進行し難い。
なお、本発明では、本体部の内部空間の断面積の最大値に対して５０％以下（好ましくは４０％以下、より好ましくは３０％以下、より好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下）の断面積となる内部空間を構成する本体部の特定箇所を、断面が狭いための反応が進行し難い箇所とする。
In the present invention, the main body may include a portion where the cross section of the internal space is narrow. In general, the resin material in the internal space at such a location is less likely to react.
In the present invention, 50% or less (preferably 40% or less, more preferably 30% or less, more preferably 20% or less, more preferably 10% or less of the maximum value of the cross-sectional area of the internal space of the main body) , and more preferably 5% or less) is defined as a portion where the reaction is difficult to proceed due to the narrow cross section.
加熱手段および送風手段について説明する。
本発明の型は、上記のような本体部に加え、加熱手段と、送風手段とを有する。
ここで加熱手段は、本体部の外側に配置されている。
また、送風手段は、加熱手段の外側に配置されている。
そして、送風手段を駆動すると外気が本体部の内部へ入り込むように構成されている。
The heating means and air blowing means will be explained.
The mold of the present invention has heating means and air blowing means in addition to the main body portion as described above.
Here, the heating means is arranged outside the main body.
Also, the air blowing means is arranged outside the heating means.
When the air blowing means is driven, outside air enters the inside of the main body.
加熱手段および送風手段を含む本発明の型について、図２を用いて説明する。
図２は本発明の型の好適例を示す概略断面図である。
図２に示す本発明の型１０は、図１に示した本体部１を備え、さらに加熱手段２０および送風手段３０を有する。
A mold of the present invention including heating means and blowing means will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a preferred example of the mold of the present invention.
The
図２において、加熱手段２０は本体部１の一部を構成するＢ部５の外面に付けられている。ここで加熱手段２０は例えば接着剤を用いたり、ひもで巻き付けたりする方法でＢ部５の外面に付けられていてよい。接着剤はＢ部５の通気性を損なわないように用いることが好ましい。接着剤は無機系接着剤であってよく、耐熱性を備える有機系接着剤であってもよい。用いることができる接着剤として、セラマボンド５７１（マグネシアベースのセラミック接着剤、アレムコ社）、セラマボンド６７１（アルミナベースのセラミック接着剤アレムコ社）、アロンセラミック（耐熱性無機接着剤、東亞合成）などが挙げられる。
なお、本発明において加熱手段は本体部の外側に配置（および固定）されていればよく、必ずしも本体部に直接付いていなくてもよい。本体部の少なくとも一部を加熱することができる位置に配置されていればよい。
そして、加熱手段２０の外側に送風手段３０が配置されている。
In FIG. 2, the heating means 20 is attached to the outer surface of the B portion 5 forming part of the
In the present invention, the heating means may be arranged (and fixed) outside the main body, and does not necessarily have to be directly attached to the main body. It suffices if it is arranged at a position where at least part of the main body can be heated.
A blowing means 30 is arranged outside the heating means 20 .
加熱手段２０は特に限定されず、例えば従来公知のヒーターであってよく、ＳＵＳヒーター、線状ヒーター、シート状ヒーターであってもよい。
ＳＵＳヒーターとは繊維状のＳＵＳがシート状に形成されているものであり、通電することによって熱を発するものである。
また、加熱手段２０としてフレキシブルで通気性を持つヒーターを用いることが好ましい。フレキシブル性があることにより複雑な形状にも追従しやすくなる。
The heating means 20 is not particularly limited, and may be, for example, a conventionally known heater such as a SUS heater, a linear heater, or a sheet heater.
A SUS heater is a fibrous SUS formed into a sheet shape, and generates heat when energized.
Moreover, it is preferable to use a flexible and air-permeable heater as the heating means 20 . Its flexibility makes it easier to follow complicated shapes.
送風手段３０は特に限定されず、従来公知のファンであってよい。 The air blowing means 30 is not particularly limited, and may be a conventionally known fan.
送風手段３０は、これを駆動したときに、外気が本体部の内部へ入り込む位置に配置される。
また、送風手段３０は、これを駆動したときに、加熱手段２０によって加熱された外気が本体部の内部へ入り込む位置に配置されることが好ましい。
図２に示す態様の場合、送風手段３０を駆動すると、加熱手段２０によって加熱された外気が本体部の内部へ入り込む。つまり、図２に示す態様では、加熱手段２０によって加熱された外気が本体部の内部へ入り込む位置に、加熱手段２０および送風手段３０が配置されている。加熱手段２０を駆動せずに送風手段３０を駆動すれば、加熱されていない常温の外気が本体部の内部へ入り込む。
The air blowing means 30 is arranged at a position where outside air enters the inside of the main body when the air blowing means 30 is driven.
Moreover, it is preferable that the air blowing means 30 is arranged at a position where the outside air heated by the heating means 20 enters the inside of the main body when the blowing means 30 is driven.
In the case of the mode shown in FIG. 2, when the air blowing means 30 is driven, outside air heated by the heating means 20 enters the inside of the main body. That is, in the embodiment shown in FIG. 2, the heating means 20 and the air blowing means 30 are arranged at a position where the outside air heated by the heating means 20 enters the inside of the main body. If the air blowing means 30 is driven without driving the heating means 20, unheated ambient air enters the main body.
本発明の型において送風手段は、これを駆動したときに外気が本体部の内部へ入り込む位置に配置され、その位置を比較的自由に設定することができる。加熱手段についても、同様に、その位置を比較的自由に設定することができる。
したがって、例えば本発明の型において、内部空間に装入した樹脂材料が自己発熱し難かったり、加熱され難かったり、冷却され難かったりする箇所（例えば、内部空間の断面積の最大値に対して５０％以下の断面積となる、内部空間を構成する本体部の箇所）がある場合に、その箇所を十分に加熱および／または冷却することができる位置に加熱手段および／または冷却手段を配置することが可能である。そのため、本発明の型を用いて成形した成形体には脆い部分が生じ難く、全体の強度が均一な成形体が得られる。
In the mold of the present invention, the air blowing means is arranged at a position where outside air enters the inside of the main body when the air blowing means is driven, and the position can be set relatively freely. Similarly, the position of the heating means can be relatively freely set.
Therefore, for example, in the mold of the present invention, a portion where the resin material charged into the internal space is difficult to self-heat, is difficult to heat, or is difficult to cool (for example, 50% to the maximum cross-sectional area of the internal space) If there is a portion of the main body that constitutes the internal space with a cross-sectional area of 10% or less, the heating means and/or cooling means are arranged at a position where the portion can be sufficiently heated and/or cooled. is possible. Therefore, a molded article molded using the mold of the present invention is unlikely to have brittle portions, and a molded article having uniform strength as a whole can be obtained.
また、図２に示す態様においてＢ部５の空隙率が高い（例えば２５～７５％（好ましくは４０～７５％）である場合）、送風手段３０を駆動すると、外気がＢ部５を通過する。つまり、外気が少なくともＡ部３の外面にまで到達する。
したがって、本発明の型における所望の位置を速やかに加熱および／または冷却することができる。
Further, in the embodiment shown in FIG. 2, when the porosity of the B section 5 is high (for example, 25 to 75% (preferably 40 to 75%)), when the air blowing means 30 is driven, the outside air passes through the B section 5. . That is, the outside air reaches at least the outer surface of the
Therefore, desired positions in the mold of the present invention can be rapidly heated and/or cooled.
このような本発明の型の製造方法は特に限定されない。例えば次のような方法によって、本発明の型を製造することができる。
初めに、３次元造型機で親型を製作する。ここで親型の形状は任意であり、複雑な形状であってもよい。
次に、親型の表面を可溶性材料（例えば酸化マグネシウムの粒子）で被覆する。
次に、乾燥および／または焼成して本体部を形成する。そして、本体部から親型を取り外す。本体部を分割して取り外しても良い。また、例えば親型を可燃性のもので作成すれば、加熱することで、本体部を分割しなくても親型を除去することができる。本体部を分割した場合は、分割面を合わせて付けて元に戻し、本体部を得る。
次に、所望の位置に加熱手段および送風手段を配置する。
ここで本体部がＡ部とＢ部とを有する場合、まずＡ部を構成するための可溶性材料で親型の表面を被覆し、次に、その外面をＢ部を構成するための可溶性材料で被覆する。ここでＡ部を構成する可溶性材料よりもＢ部を構成する可溶性材料の二次粒子径を大きくすることで、相対的にＢ部の方の通気性を高くすることができる。
The method for producing such a mold of the present invention is not particularly limited. For example, the mold of the present invention can be manufactured by the following method.
First, a master mold is made with a three-dimensional molding machine. Here, the shape of the parent mold is arbitrary and may be a complicated shape.
The surface of the parent mold is then coated with a soluble material, such as particles of magnesium oxide.
It is then dried and/or fired to form the body. Then, the parent mold is removed from the main body. The main body may be divided and removed. Also, for example, if the parent mold is made of a combustible material, the parent mold can be removed by heating without dividing the main body. When the main body is divided, the divided surfaces are put together and put back together to obtain the main body.
Next, the heating means and the blowing means are arranged at desired positions.
Here, when the main body has the A part and the B part, the surface of the master mold is first coated with the soluble material for forming the A part, and then the outer surface is coated with the soluble material for forming the B part. cover. By making the secondary particle diameter of the soluble material forming the B portion larger than that of the soluble material forming the A portion, the air permeability of the B portion can be relatively increased.
次に、本発明の製造方法について説明する。
本発明の製造方法は、準備工程と、加熱工程と、冷却工程とを備える。
Next, the manufacturing method of the present invention will be described.
The manufacturing method of the present invention includes a preparation step, a heating step, and a cooling step.
準備工程について説明する。
準備工程は、上記のような本発明の型の本体部における内部空間へ樹脂材料を装入する工程である。
A preparation process is demonstrated.
The preparation step is a step of charging a resin material into the internal space of the main body of the mold of the present invention as described above.
ここで樹脂材料は特に限定されず、例えば硬化剤と混合すると硬化する樹脂を硬化剤と共に内部空間に装入することができる。
また、樹脂材料は、例えば、湿気硬化型樹脂、熱可塑性樹脂または熱硬化型樹脂であってもよい。
ここで熱硬化性樹脂として、例えば熱硬化性エポキシ、ウレタン、フェノール、ポリジシクロペンタジエンが挙げられる。
また、熱可塑性樹脂として、例えばポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレンが挙げられる。
また、湿気硬化型樹脂として、シリコーン、ウレタン、湿気硬化性エポキシが挙げられる。
これらの中でも本発明では樹脂材料として、ポリジシクロペンタジエンまたはエポキシを好ましく用いることができる。これらは自己発熱が大きいが、従来の方法では重合度のコントロールが難しい。
Here, the resin material is not particularly limited, and for example, a resin that hardens when mixed with a hardening agent can be charged into the internal space together with the hardening agent.
Also, the resin material may be, for example, a moisture-curable resin, a thermoplastic resin, or a thermosetting resin.
Examples of thermosetting resins include thermosetting epoxy, urethane, phenol, and polydicyclopentadiene.
Examples of thermoplastic resins include polyethylene, polystyrene, and polypropylene.
Moisture-curable resins include silicone, urethane, and moisture-curable epoxy.
Among these, polydicyclopentadiene or epoxy can be preferably used as the resin material in the present invention. These have high self-heating, but it is difficult to control the degree of polymerization by conventional methods.
加熱工程は、ヒーターなどの加熱手段を駆動することで、内部空間へ装入された樹脂材料を加熱する工程、またはヒーターなどの加熱手段を駆動することで、内部空間へ樹脂材料を装入しながら、この樹脂材料を加熱する工程である。 In the heating step, a heating means such as a heater is driven to heat the resin material charged into the internal space, or a heating means such as a heater is driven to charge the resin material into the internal space. However, it is a step of heating the resin material.
ここで加熱工程において、加熱手段と共に送風手段も駆動することが好ましい。樹脂材料を効率的に加熱することができるからである。 Here, in the heating step, it is preferable to drive the air blowing means together with the heating means. This is because the resin material can be efficiently heated.
冷却工程は、加熱手段を駆動せずに送風手段を駆動することで、外気によって本体部内を冷却する工程である。 The cooling step is a step of cooling the inside of the main body with outside air by driving the air blowing means without driving the heating means.
本発明の製造方法では、上記のような準備工程と、加熱工程と、冷却工程とを備えるが、加熱工程と冷却工程との順番は限定されない。準備工程の後に冷却工程を行い、その後、加熱工程を行ってもよい。 The production method of the present invention includes the preparation process, the heating process, and the cooling process as described above, but the order of the heating process and the cooling process is not limited. The cooling step may be performed after the preparation step, and then the heating step may be performed.
本発明の製造方法では、冷却工程に供した後の本発明の型における本体部の少なくとも一部を水または水溶液を用いて溶解し、内部の成形体を取り出す溶解工程をさらに備えることが好ましい。
本体部は可溶性材料からなるので、内部空間にて成形された成形体を取り出す際に、本体部を水または水溶液によって容易に分解することができ、その結果、複雑な形状の成形体であっても壊すことなく、キズ等が少ない成形体を得ることができる。
Preferably, the production method of the present invention further comprises a dissolving step of dissolving at least part of the body portion of the mold of the present invention after being subjected to the cooling step using water or an aqueous solution, and taking out the molded body inside.
Since the body portion is made of a soluble material, the body portion can be easily decomposed with water or an aqueous solution when the molded body molded in the internal space is taken out. It is possible to obtain a compact with few scratches and the like without breaking the mold.
例えば硬化剤とこれによって硬化する樹脂とを内部空間に装入すると、多くの場合、反応熱が発生し、自己発熱する場合がある。
また、例えば湿気硬化型樹脂を内部空間に装入すると、多くの場合、反応熱が発生し、自己発熱する場合がある。
このような場合、短時間に反応が進みすぎてしまい、部位（例えば、内部空間の断面積の最大値に対して５０％以下の断面積となる、内部空間を構成する本体部の部位）によって強度が不均一な成形体が得られる可能性がある。
そこで、このような樹脂材料を内部空間に装入しながら、および／または装入した後に、上記のような冷却工程を行い、本体部内を冷却すると、相対的に反応速度が遅くなるので、部位による強度の不均一性が緩和された成形体を得ることができる。また、冷却工程を行った後に、加熱工程を行うことで樹脂材料の反応（架橋反応等）を進行させることができるので、強度が十分に高い成形体を得ることができる。ここで本体部の内部空間の断面積の最大値に対して５０％以下の断面積となる内部空間を構成する本体部の特定箇所を、加熱手段によって加熱することが好ましい。
加熱した後は、再度、冷却工程に供して冷却してもよいし、自然冷却してもよい。
For example, when a curing agent and a resin to be cured by the curing agent are charged into the internal space, reaction heat is often generated and self-heating may occur.
In addition, for example, when a moisture-curable resin is charged into the internal space, reaction heat is often generated and self-heating may occur.
In such a case, the reaction proceeds too quickly, depending on the part (for example, the part of the main body that constitutes the internal space, which has a cross-sectional area of 50% or less of the maximum cross-sectional area of the internal space). A compact with uneven strength may be obtained.
Therefore, if the cooling process as described above is performed while the resin material is charged into the internal space and/or after the charging, and the inside of the main body is cooled, the reaction rate becomes relatively slow. It is possible to obtain a molded article in which unevenness in strength due to is alleviated. Moreover, since the reaction (crosslinking reaction, etc.) of the resin material can proceed by performing the heating process after performing the cooling process, a molded article having sufficiently high strength can be obtained. Here, it is preferable to heat a specific portion of the main body, which constitutes the internal space having a cross-sectional area of 50% or less of the maximum value of the cross-sectional area of the internal space of the main body, by the heating means.
After heating, it may be again subjected to a cooling step for cooling, or may be naturally cooled.
例えば熱可塑性樹脂を内部空間に装入すると、加熱した後、自己発熱する場合がある。
このような場合、短時間に反応が進みすぎてしまい、部位（例えば、内部空間の断面積の最大値に対して５０％以下の断面積となる、内部空間を構成する本体部の部位）によって強度が不均一な成形体が得られる可能性がある。
そこで、熱可塑性樹脂を内部空間に装入しながら、および／または装入した後、自己発熱によって短時間に反応が進み過ぎないように上記のような加熱工程を行って本体部内を加熱すると、相対的に反応速度が遅くなるので、部位による強度の不均一性が緩和された成形体を得ることができる。また、加熱することで樹脂の粘性が下がり、型の末端にまで樹脂を行き渡らせることができる。また、加熱工程を行った後に、再度、冷却工程を行ってもよく、この場合、樹脂材料の反応（架橋反応等）を進行させることができるので、強度が十分に高い成形体を得ることができる。
For example, if a thermoplastic resin is charged into the internal space, it may self-heat after being heated.
In such a case, the reaction proceeds too quickly, depending on the part (for example, the part of the main body that constitutes the internal space, which has a cross-sectional area of 50% or less of the maximum cross-sectional area of the internal space). A compact with uneven strength may be obtained.
Therefore, while the thermoplastic resin is charged into the internal space and/or after charging, if the above-mentioned heating process is performed so that the reaction does not proceed excessively in a short time due to self-heating, the inside of the main body is heated. Since the reaction rate becomes relatively slow, a molded article in which non-uniformity in strength depending on the part is alleviated can be obtained. Moreover, the viscosity of the resin is lowered by heating, and the resin can be spread even to the end of the mold. Further, after the heating step, the cooling step may be performed again. In this case, the reaction (crosslinking reaction, etc.) of the resin material can proceed, so that a molded product with sufficiently high strength can be obtained. can.
例えば熱硬化樹脂を内部空間に装入すると、加熱した後、自己発熱する場合がある。
このような場合、短時間に反応が進みすぎてしまい、部位（例えば、内部空間の断面積の最大値に対して５０％以下の断面積となる、内部空間を構成する本体部の部位）によって強度が不均一な成形体が得られる可能性がある。
そこで、熱硬化性樹脂を内部空間に装入しながら、および／または装入した後に、上記のような冷却工程を行い、本体部内を冷却すると、相対的に反応速度が遅くなるので、部位による強度の不均一性が緩和された成形体を得ることができる。また、冷却工程を行った後に、加熱工程を行うことで樹脂材料の反応（架橋反応等）を進行させることができるので、強度が十分に高い成形体を得ることができる。ここで本体部の内部空間の断面積の最大値に対して５０％以下の断面積となる内部空間を構成する本体部の特定箇所を、加熱手段によって加熱することが好ましい。
加熱した後は、再度、冷却工程に供して冷却してもよいし、自然冷却してもよい。
For example, if a thermosetting resin is charged into the internal space, it may self-heat after being heated.
In such a case, the reaction proceeds too quickly, depending on the part (for example, the part of the main body that constitutes the internal space, which has a cross-sectional area of 50% or less of the maximum cross-sectional area of the internal space). A compact with uneven strength may be obtained.
Therefore, if the cooling process as described above is performed while the thermosetting resin is charged into the internal space and/or after the charging, and the inside of the main body is cooled, the reaction rate becomes relatively slow. It is possible to obtain a molded article in which non-uniformity in strength is alleviated. Moreover, since the reaction (crosslinking reaction, etc.) of the resin material can proceed by performing the heating process after performing the cooling process, a molded article having sufficiently high strength can be obtained. Here, it is preferable to heat a specific portion of the main body, which constitutes the internal space having a cross-sectional area of 50% or less of the maximum value of the cross-sectional area of the internal space of the main body, by the heating means.
After heating, it may be again subjected to a cooling step for cooling, or may be naturally cooled.
１ 本体部
２ 内部空間
３ Ａ部
５ Ｂ部
１０ 本発明の型
２０ 加熱手段
３０ 送風手段
REFERENCE SIGNS
Claims (11)
連通していない空孔と、水または水溶液によって少なくとも一部が溶解可能な可溶性材料と、からなり、空隙率が１０～２０％であり、その内部に樹脂材料が装入される内部空間を含むＡ部と、前記Ａ部の外側に存在し、連通している空孔と前記可溶性材料とからなり、空隙率が２５～７５％であるＢ部と、を有する本体部と、
前記本体部の外側に配置された加熱手段と、
前記加熱手段の外側に配置された送風手段と、
を有し、
前記本体部における前記Ｂ部は通気性を有し、前記送風手段を駆動すると外気が前記本体部における前記Ｂ部内を通過して前記Ａ部の外面にまで到達するが前記内部空間までは到達しない、型。 A mold for obtaining a molded body,
It consists of non-communicating pores and a soluble material at least partially soluble in water or an aqueous solution , has a porosity of 10 to 20%, and contains an internal space into which a resin material is charged. a main body having a portion A, and a portion B made of the soluble material and pores present outside and communicating with the portion A, and having a porosity of 25 to 75%;
heating means arranged outside the main body;
a blowing means arranged outside the heating means;
has
The B portion of the main body has air permeability, and when the air blowing means is driven, outside air passes through the B portion of the main body and reaches the outer surface of the A portion, but does not reach the internal space. , type.
前記加熱手段を駆動し、前記内部空間へ装入された、または装入しながら前記樹脂材料を加熱する加熱工程と、
前記加熱手段を駆動せずに前記送風手段を駆動することで、外気によって前記本体部における前記内部空間を冷却する冷却工程と、
を備える成形体の製造方法。 a preparatory step of charging the resin material into the internal space in the main body of the mold according to any one of claims 1 to 5 ;
a heating step of driving the heating means and heating the resin material charged into the internal space or while being charged;
a cooling step of cooling the internal space of the main body with outside air by driving the air blowing means without driving the heating means;
A method for producing a molded body comprising:
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