(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動性のある自己硬化性を有する成形用原料を注入して所定形状の成形体を１個又は２個以上同時に成形する成形型であって、
前記成形用原料が注入されて成形体を形成する空間である成形体対応部と、
前記成形体対応部の外周に亘って該成形体対応部と連通し前記成形用原料を該成形体対応部に供給する空間であるゲート部と、が形成され、
前記ゲート部は、前記成形体対応部側へ近づくと空間が狭くなるようテーパ面によって形成されており、
前記成形体対応部と前記ゲート部とが接続する接続部は、鋭角になるよう形成されている、成形型。
【請求項２】
請求項１に記載の成形型であって、
前記成形体対応部の上端部で１個又は２個以上の該成形体対応部と連通し、前記成形用原料の一部を該成形体対応部から排出する空間であるベント部と、
前記成形体対応部の上端部よりも高い位置に配設され、注入された前記成形用原料を前記ゲート部に供給する注入口と、
が形成され、
前記ゲート部は、前記成形体対応部の下端部で１個又は２個以上の該成形体対応部と連通している、成形型。
【請求項３】
前記ベント部は、成形体対応部の外周に亘って該成形体対応部と連通するよう形成されている、請求項２に記載の成形型。
【請求項４】
前記ベント部は、前記成形体対応部と接続する部分である接続部が最小の空間となるよう形成されている、請求項２又は３に記載の成形型。
【請求項５】
前記ベント部は、前記成形体対応部側へ近づくと空間が狭くなるようテーパ面によって形成されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の成形型。
【請求項６】
前記成形体対応部と前記ベント部とが接続する接続部は、鋭角になるよう形成されている、請求項２〜５のいずれか１項に記載の成形型。
【請求項７】
前記成形型は、互いに接合して前記成形体対応部を形成する複数の成形型部材を備え、
前記ベント部は、前記成形体対応部を形成するよう前記複数の成形型部材を接合すると、該複数のうちの少なくとも１つの成形型部材の面と、他の成形型部材の面とが対向して形成される、請求項２〜６のいずれか１項に記載の成形型。
【請求項８】
前記ゲート部は、前記成形体対応部と接続する部分である接続部が最小の空間となるよう形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の成形型。
【請求項９】
前記成形型は、互いに接合して前記成形体対応部を形成する複数の成形型部材を備え、
前記ゲート部は、前記成形体対応部を形成するよう前記複数の成形型部材を接合すると、該複数のうちの少なくとも１つの成形型部材の面と、他の成形型部材の面とが対向して形成される、請求項１〜８のいずれか１項に記載の成形型。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の成形型であって、
前記成形体対応部及び前記ゲート部が１個又は２個以上形成されており、
前記成形用原料を該ゲート部へ供給し、該ゲート部を面又は枠で繋ぐ空間であるランナー部、が形成された成形型。
【請求項１１】
前記ランナー部は、前記ゲート部と繋がる連通部に段差が設けられている、請求項１０に記載の成形型。
【請求項１２】
ゲート部の最小寸法をＬｇ（ｍｍ）とし、前記ランナー部の最小寸法をＬｒ（ｍｍ）としたときに、次式（１）を満たすよう前記ゲート部と前記ランナー部とが形成されている、請求項１０又は１１に記載の成形型。
Ｌｒ≧５×Ｌｇ…式（１）
【請求項１３】
前記ゲート部の最小寸法Ｌｇが０．５ｍｍ以下、前記ランナー部の最小寸法Ｌｒが１ｍｍ以上、の少なくとも一方を満たすよう前記ゲート部と前記ランナー部とが形成されている、請求項１２に記載の成形型。
【請求項１４】
自己硬化性を有する成形用原料と成形型とを利用した成形方法であって、
前記成形用原料の硬化収縮率をＲｓ、前記成形用原料が硬化したときの該成形体の引張り強度をσｓ（Ｐａ）、前記成形用原料が硬化したときの該成形体のヤング率をＥｍ（Ｐａ）としたときに次式（２）を満たす成形用原料を、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の成形型へ注入する注入工程と、
前記成形型へ注入された成形用原料を硬化させる硬化工程と、
を含む成形方法。
Ｒｓ≧σｓ／（Ｅｍ＋σｓ）…式（２）
【請求項１５】
前記注入工程では、前記成形型へ前記成形用原料を注入直後における成形体中心から前記ゲート部の外周までの距離をＬｉ（ｍ）としたときに、更に次式（３）を満たす前記成形用原料を前記成形型へ注入する、請求項１４に記載の成形方法。
Ｌｉ×Ｒｓ≧５０×１０-6  …式（３）
【請求項１６】
自己硬化性を有する成形用原料と成形型とを利用した成形方法であって、
前記成形用原料の硬化収縮率をＲｓ、前記成形型へ前記成形用原料を注入直後における成形体中心から前記ゲート部の外周までの距離をＬｉ（ｍ）としたときに、次式（３）を満たす前記成形用原料を、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の前記成形型へ注入する注入工程と、
前記成形型へ注入された成形用原料を硬化させる硬化工程と、
を含む成形方法。
Ｌｉ×Ｒｓ≧５０×１０-6  …式（３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型及び成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、成形型としては、上型と下型とからなる両面型の合わせ目に、成形体に対応する空間である継ぎ目のない枠状形状の成形体対応部（キャビティ）を設けると共にウレタン原料注入用の空間であるゲートを設け、ウレタン原料が成形体対応部で合流する部分の縁辺に出口用隙間が形成されており、ランナーから供給された原料がランナーよりも狭く形成されたゲートを介して、より均一に注入することにより気泡の残留や欠肉、表面ボイドの発生を抑制したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−５８４９４号公報
【発明の開示】
【０００３】
しかしながら、この特許文献１に記載された成形型では、ランナーよりも狭いゲートから成形体対応部に原料を注入するが、成形体対応部の一部から原料を注入することから、原料を均一に成形体対応部に注入するのに十分でなく、成形体対応部内での気泡の残留やボイド、欠肉が発生してしまうことがあった。また、この成形型では、原料を成形したあとにゲート内の固化体と成形体対応部内の成形体とを分離する点については考慮していなかった。このため、ゲート内の固化体と成形体対応部の成形体とを分離しにくい場合があった。また、原料を注入中に硬化反応が進行することがあり、この硬化反応によりクリーム状になったウレタン原料が成形体対応部の内部を流動するため、成形体対応部の形状が複雑あるいは微細であると、気泡の残留やボイド、欠肉が発生しやすい問題があった。
【０００４】
また、この特許文献１に記載された成形型では、成形体対応部の略下端にゲート部を配設し略上端にベント部を配設するものとして上側に向かって成形用原料を注入することにより比較的大きな気泡の巻き込みを抑制するものとしたが、注入口が成形体対応部の略下端の高さの側面にあることから、成形用原料を供給する際に生じるような小さい気泡の巻き込みが発生することがあった。また、注入口が成形体対応部の上端部よりも高い位置に配設されているものもあるが、ゲート部は成形体の略上端部、ベント部は成形体の略下端部に配設されているから、成形型と成形用原料によって袋小路部が発生し成形型と成形用原料とによる気泡の閉じ込みが生じることがあった。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、成形用原料を成形体対応部へ注入する際の気泡の残留をより抑制することができる成形型及び成形方法を提供することを目的の一つとする。また、ゲート部の固化体と成形体対応部の成形体とを分離しやすい成形型及び成形方法を提供することを目的の一つとする。また、複数の成形体を成形するものにおいて、成形型上の該成形体の位置によらず品質のより均一な成形体を得ることができる成形型及び成形方法を提供することを目的の一つとする。
【０００６】
本発明は、上述の目的の少なくとも一つを達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の成形型は、
流動性のある自己硬化性を有する成形用原料を注入して所定形状の成形体を１個又は２個以上同時に成形する成形型であって、
前記成形用原料が注入されて成形体を形成する空間である成形体対応部と、
前記成形体対応部の下端部で該成形体対応部と連通し、該成形体対応部において該成形体対応部に前記成形用原料を供給する空間であるゲート部と、
前記成形体対応部の上端部でそれぞれの該成形体対応部と連通し、前記成形用原料の一部を該成形体対応部から排出する空間であるベント部と、
前記成形体対応部の上端部よりも高い位置に配設され、注入された前記成形用原料を前記ゲート部に供給する注入口と、
が形成されたものである。
【０００８】
この成形型では、流動性のある自己硬化性を有する成形用原料を、成形体を形成する空間である複数の成形体対応部よりも高い位置に配設された注入口から注入すると、この成形体対応部の下端部に設けられたゲート部を介して成形用原料が成形体対応部に注入され、この成形体対応部が成形用原料に満たされると共に、成形体対応部の上端部でそれぞれの成形体対応部と連通し成形用原料の一部を成形体対応部から排出可能な空間であるベント部へと成形用原料が注入される。このように、注型初期にはゲート部での圧力損失が顕著になり、成形体対応部へ注入される前に、ゲート部までが成形用原料によって満たされ易く、次に成形体対応部へ成形用原料が注入されるときには、成形体対応部への注入速度が十分に遅くなり略層流を発生し、成形体対応部の下端部から成形用原料が充填されるため、気泡の巻き込みを抑制することができる。このようにして、気泡を巻き込まずに成形体対応部へ供給された成形用原料は成形体対応部の下端から注入されて、空気を成形体対応部の下端から置換しつつ上端へ向かって成形体対応部を充填していくため、成形用原料先端面の上方に空気が排出される経路がより確実に確保され、気泡の残留をより抑制することができる。また、従来は複数の成形体対応部が配設されている場合においては、注入口に近い成形体対応部付近で生じた気泡が、該成形体対応部よりも注入口から遠い成形体対応部へ流入することがあったが、本発明によれば、そもそも気泡を発生し難いし、発生しても個々の成形体対応部のベント部から抜けるので、成形用原料の下流にある他の成形体対応部へ流入することが無い。すなわち、気泡残留の過程には、成形用原料の流れの乱れによる気泡の巻き込みと、成形型と成形用原料による気泡の閉じ込みの二つがあると考えられるが、本発明によれば、気泡残留の両方の過程の発生を抑制する効果を奏する。ここで、「下端部」とは、成形体対応部の中央よりも下部側であればよく、成形体対応部の下端を含む所定範囲としてもよいし、下端の近傍としてもよい。また、「上端部」とは、成形体対応部の中央よりも上部側であればよく、成形体対応部の上端を含む所定範囲としてもよいし、上端の近傍としてもよい。なお、前記ゲート部は、該成形体対応部において空気を置換しつつ該成形体対応部に前記成形用原料を供給し、前記ベント部は、前記成形体対応部に残留する空気及び前記成形用原料の一部を該成形体対応部から排出するものとしてもよい。
【０００９】
このとき、前記ゲート部は、成形体対応部の外周に亘って該成形体対応部と連通するよう形成されているものとしてもよい。こうすれば、成形体対応部の外周に亘って成形用原料が注入されるから、例えば成形体対応部の一部分から成形用原料が注入されるものなどに比して袋小路部分などがより少なく、成形用原料を成形体対応部へ注入する際の気泡の残留を一層抑制することができる。また、前記ベント部は、成形体対応部の外周に亘って該成形体対応部と連通するよう形成されているものとしてもよい。こうすれば、成形体対応部を満たしたあと余剰の成形用原料を外周に亘って排出するため、成形体対応部から成形用原料を排出する際の気泡の残留をより抑制することができる。
【００１０】
あるいは、本発明の成形型は、
流動性のある自己硬化性を有する成形用原料を注入して所定形状に成形する成形型であって、
前記成形用原料が注入されて成形体を形成する空間である成形体対応部と、
前記成形体対応部の外周に亘って該成形体対応部と連通し前記成形用原料を該成形体対応部に供給可能な空間であるゲート部と、
が形成されたものとしてもよい。
【００１１】
この成形型では、成形体を形成する空間である成形体対応部の外周に亘ってゲート部が連通し、このゲート部を介して流動性のある自己硬化性を有する成形用原料を成形体対応部に供給する。このように、成形体対応部の外周に亘って成形用原料が注入されるから、例えば成形体対応部の一部分から成形用原料が注入されるものなどに比して袋小路部分などがより少ない。したがって、成形用原料を成形体対応部へ注入する際の気泡の残留をより抑制することができる。ここで、「成形体対応部の外周に亘って」とは、成形体対応部の外周の全域又は略全域にゲート部が連通していることをいう。特に、成形体対応部と交わる平面を１つの面に持つ平面上のゲート部が、成形体対応部の略外周全域に接続されていることが望ましく、成形体対応部の外周全域に接続されていることがより望ましい。
【００１２】
本発明の成形型において、前記ゲート部は、前記成形体対応部の下端部で該成形体対応部と連通するよう形成されているものとしてもよい。こうすれば、成形体対応部の下端部から成形用原料が充填されるため、気泡の巻き込みを抑制することができる。また、成形用原料が成形体対応部の下端から注入されて空気を成形体対応部の下端から置換しつつ上端へ向かって成形体対応部を充填していくため、成形用原料先端面の上方に空気が排出される経路がより確実に確保され、気泡の残留を一層抑制することができる。このとき、本発明の成形体は、前記成形体対応部の上端部よりも高い位置に配設され、注入された前記成形用原料を前記ゲート部に供給する注入口、が形成されているものとしてもよい。
【００１３】
本発明の成形型において、前記ゲート部は、前記成形体対応部と接続する部分である接続部が最小の空間となるよう形成されているものとしてもよい。こうすれば、ゲート部に最小の空間となる接続部を設けることにより、成形体対応部の外周に亘ってゲート部が連通していても、成形体対応部により成形された部分に相当する成形体（以下、成形体対応部の成形体とも称する）とゲート部により成形された部分に相当する固化体（以下、ゲート部の固化体とも称する）とを分離しやすくすることができる。ここで、「接続部」は、応力集中に関係する部分であって、且つ所望の破断面上に設けるものとしてもよく、「最小の空間」とは、例えばゲート部の高さや幅などが最小となるものとしてもよい。
【００１４】
本発明の成形型において、前記ゲート部は、前記成形体対応部側へ近づくと空間が狭くなるようテーパ面によって形成されているものとしてもよい。こうすれば、注型された成形用原料が硬化収縮すると、ゲート部の固化体が成形体対応部の成形体から離れる方向に移動することにより、引っ張り応力が集中して、接続部が自然に切れやすいから、硬化収縮により、より容易にゲート部の固化体と成形体対応部の成形体とを分離させることができる。
【００１５】
本発明の成形型において、前記成形体対応部と前記ゲート部とが接続する接続部は、鋭角になるよう形成されているものとしてもよい。こうすれば、注型された成形用原料が硬化収縮すると、より応力集中が発生し、鋭角部分で切れやすいから、一層容易にゲート部の固化体と成形体対応部の成形体とが分離しやすい。
【００１６】
本発明の成形型において、前記成形型は、互いに接合して前記成形体対応部を形成する複数の成形型部材を備え、前記ゲート部は、前記成形体対応部を形成するよう前記複数の成形型部材を接合すると、該複数のうちの少なくとも１つの成形型部材の面と、他の成形型部材の面とが対向して形成されるものとしてもよい。こうすれば、ゲート部が複数の部材によって形成されるから、ゲート部を所定の形状に加工しやすいし、成形用原料を硬化させたあと複数の成形型部材を取り外すことによりこの成形体を取り除きやすい。
【００１７】
本発明の成形型は、前記成形体対応部及び前記ゲート部が１個又は２個以上形成されており、前記成形用原料を該ゲート部へ供給し、該ゲート部を面又は枠で繋ぐ空間であるランナー部、が形成されたものとしてもよい。こうすれば、複数のゲート部を繋ぐランナー部を介して複数の成形体対応部へより同時に成形用原料を供給可能であるため、より均一な成形体を作製しやすい。
【００１８】
本発明の成形型において、前記ランナー部は、前記ゲート部と繋がる連通部に段差が設けられているものとしてもよい。こうすれば、注型された成形用原料が硬化収縮するとランナー部により成形された部分に相当する固化体（以下、ランナー部の固化体とも称する）がこの段差に引っ掛かり、複数のゲート部の固化体のうちいずれかが成形体対応部の方向へ移動してしまうのを抑制可能であるため、より確実にゲート部の固化体と複数の成形体対応部の成形体とを硬化収縮を利用して分離することができる。
【００１９】
本発明の成形型において、ゲート部の最小寸法をＬｇ（ｍｍ）とし、前記ランナー部の最小寸法をＬｒ（ｍｍ）としたときに、次式（１）を満たすよう前記ゲート部と前記ランナー部とが形成されているものとしてもよい。この式（１）を満たすと、ランナー部ではゲート部に比べて流体が流通する際の圧力損失が十分小さいから、成形体対応部に注入されるよりもランナー部に成形用原料が注入されやすい。ここでは、自己硬化性の成形用原料が注入開始からの時間によって流通のし易さが変わることから、ランナー部の全体へ速やかに成形用原料を注入したあと、より同時に複数の成形体対応部に成形用原料を注入されるようにするため、より均一な成形体を複数作製することができる。ここで、「ゲート部の最小寸法」とは、成形用原料の圧力損失に関係する寸法であり、成形用原料が流通するゲート部の高さ、幅、直径などのうち最も小さい長さをいう。また、「ランナー部の最小寸法」とは、成形用原料の圧力損失に関係する寸法であり、成形用原料が流通するランナー部の高さ、幅、直径などのうち最も小さい長さをいう。
Ｌｒ≧５×Ｌｇ…式（１）
【００２０】
このとき、前記ゲート部の最小寸法Ｌｇが０．５ｍｍ以下、前記ランナー部の最小寸法Ｌｒが１ｍｍ以上、の少なくとも一方を満たすよう前記ゲート部と前記ランナー部とが形成されているものとしてもよい。ゲート部の最小寸法Ｌｇは、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であることがより好ましい。０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であると、ゲート部での圧力損失が大きくなり過ぎて成形体対応部への成形用原料の流入ができなくなることを防止することができる。また、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下であると、成形用原料の性状の変化がほとんど発生していないうちに、成形体対応部への成形用原料の供給を完了し且つ接続部を小さくすることができる。また、ランナー部の最小寸法Ｌｒは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることがより好ましい。１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるとランナー部の圧力損失をゲート部に対して十分に小さくすることができる。また、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であると、成形用原料の使用量を抑え且つ成形体対応部を複数備えた場合には、成形型内の成形体の個数密度を高めることができる。
【００２１】
本発明の成形型は、前記成形体対応部の外周に亘って該成形体対応部と連通し、前記成形体対応部に残留する空気及び前記成形用原料の一部を該成形体対応部から排出可能な空間であるベント部、が形成されたものとしてもよい。こうすれば、成形体対応部を満たしたあと余剰の成形用原料を外周に亘って排出するため、成形体対応部から成形用原料を排出する際の気泡の残留をより抑制することができる。ここで、「成形体対応部の外周に亘って」とは、成形体対応部の外周の全域又は略全域にベント部が連通していることをいう。特に、成形体対応部と交わる平面を１つの面に持つ平面上のベント部や成形体対応部に形成された角部に接続するベント部が、成形体対応部の略外周全域に接続されていることが望ましく、成形体対応部の外周全域に接続されていることがより望ましい。このとき、前記ベント部は、前記成形体対応部の上端部で該成形体対応部と連通するよう形成されているものとしてもよい。こうすれば、上端へ向かって成形用原料が成形体対応部を充填し、成形用原料先端面の上方に空気が排出される経路がより確実に確保されるため、気泡の残留を一層抑制することができる。また、前記ゲート部は前記成形体対応部の下端部に設けられ、前記ベント部は前記成形体対応部の上端部に設けられているものとしてもよい。
【００２２】
ベント部を備えた態様を採用した本発明の成形型において、前記ベント部は、前記成形体対応部と接続する部分である接続部が最小の空間となるよう形成されているものとしてもよい。こうすれば、ベント部に最小の空間となる接続部を設けることにより、成形体対応部の外周に亘ってベント部が連通していても、成形体対応部の成形体とベント部により成形された部分に相当する固化体（以下、ベント部の固化体とも称する）とを分離しやすくすることができる。ここで、「接続部」は、応力集中に関係する部分であって、且つ所望の破断面上に設けるものとしてもよく、「最小の空間」とは、例えばベント部の高さや幅などが最小となるものとしてもよい。
【００２３】
ベント部を備えた態様を採用した本発明の成形型において、前記ベント部は、前記成形体対応部側へ近づくと空間が狭くなるようテーパ面によって形成されているものとしてもよい。こうすれば、注型された成形用原料が硬化収縮すると、ベント部の固化体が成形体対応部の成形体から離れる方向に移動することにより、引っ張り応力が集中して、接続部が自然に切れやすいから、硬化収縮により、より容易にベント部の固化体と成形体対応部の成形体とを分離させることができる。
【００２４】
ベント部を備えた態様を採用した本発明の成形型において、前記成形体対応部と前記ベント部とが接続する接続部は、鋭角になるよう形成されているものとしてもよい。こうすれば、注型された成形用原料が硬化収縮すると、より応力集中が発生し、鋭角部分で切れやすいから、一層容易にベント部の固化体と成形体対応部の成形体とが分離しやすい。
【００２５】
ベント部を備えた態様を採用した本発明の成形型において、前記成形型は、互いに接合して前記成形体対応部を形成する複数の成形型部材を備え、前記ベント部は、前記成形体対応部を形成するよう前記複数の成形型部材を接合すると、該複数のうちの少なくとも１つの成形型部材の面と、他の成形型部材の面とが対向して形成されるものとしてもよい。こうすれば、ベント部が複数の部材によって形成されるから、ベント部を所定の形状に加工しやすいし、成形用原料を硬化させたあと複数の成形型部材を取り外すことにより、ベント部の固化体を取り除きやすい。
【００２６】
本発明の成形方法は、
自己硬化性を有する成形用原料と成形型とを利用した成形方法であって、
前記成形用原料の硬化収縮率をＲｓ、前記成形用原料が硬化したときの該成形体の引張り強度をσｓ（Ｐａ）、前記成形用原料が硬化したときの該成形体のヤング率をＥｍ（Ｐａ）としたときに次式（２）を満たす成形用原料を、上述したいずれか１つに記載の成形型へ注入する注入工程と、
前記成形型へ注入された成形用原料を硬化させる硬化工程と、
を含むものである。
Ｒｓ≧σｓ／（Ｅｍ＋σｓ）…式（２）
【００２７】
この成形方法では、式（２）を満たす自己硬化性を有する成形用原料を上述したいずれか１つの成形型へ注入し、この注入された成形用原料を硬化させる。このように、式（２）を満たすと、より確実に成形体対応部の成形体とゲート部の固化体とを硬化収縮により分離させることができる。ここで、「硬化収縮率Ｒｓ」は、実際に成形型を用いて成形する際の成形条件（例えば、成形型の材質・表面状態、成形用原料、硬化時間、硬化温度など）と同じ条件で、円筒など単純形状の硬化収縮率測定用の成形型を用いて硬化収縮率測定用成形体を作製し、硬化前のこの成形体の代表寸法Ｒ０（成形型の内寸の代表寸法に等しい。例えば円筒の場合にはその半径など。）から、硬化後の成形体の代表寸法Ｒ１を差し引き、差し引いた値を硬化前の成形体の代表寸法Ｒ０で除算して求めた値とする。ここで、代表寸法としては、例えば複数の大きさの直径の円筒が軸方向に接続された形状やドーム形状、半球形状、貫通孔の直径が上部と下部とで異なる形状などでは、最も大きい部分の半径とする。
【００２８】
このとき、前記注入工程では、前記成形型へ前記成形用原料を注入直後における成形体中心から前記ゲート部の外周までの距離をＬｉ（ｍ）としたときに、更に次式（３）を満たす前記成形用原料を前記成形型へ注入することを含むものとしてもよい。この式（３）を更に満たすと、硬化収縮途中の塑性変形により応力を逃がしてしまう場合でも、成形用原料が硬化収縮した際の寸法の変化がより十分得られるから、一層確実に成形体対応部の成形体とゲート部の固化体とを硬化収縮により分離させることができる。
Ｌｉ×Ｒｓ≧５０×１０-6  …式（３）
【００２９】
あるいは、本発明の成形方法は、
自己硬化性を有する成形用原料と成形型とを利用した成形方法であって、
前記成形用原料の硬化収縮率をＲｓ、前記成形型へ前記成形用原料を注入直後における成形体中心から前記ゲート部の外周までの距離をＬｉ（ｍ）としたときに、次式（３）を満たす前記成形用原料を、上述したいずれか１つに記載の前記成形型へ注入する注入工程と、
前記成形型へ注入された成形用原料を硬化させる硬化工程と、
を含むものである。
Ｌｉ×Ｒｓ≧５０×１０-6  …式（３）
【００３０】
この成形方法では、式（３）を満たす自己硬化性を有する成形用原料を上述したいずれか１つの成形型へ注入し、この注入された成形用原料を硬化させる。このように、式（３）を満たすと、硬化収縮途中の塑性変形により応力を逃がしてしまう場合でも、成形用原料が硬化収縮した際の寸法の変化がより十分得られるから、より確実に成形体対応部の成形体とゲート部の固化体とを硬化収縮により分離させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の成形型１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】成形型１０の断面図であり、図２（ａ）が図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）が図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】下型２０と中型３０との斜視図である。
【図４】成形型１０により成形された成形体６０の斜視図である。
【図５】成形型１０へ成形用原料を注入するときの説明図であり、図５（ａ）が注入直後、図５（ｂ）が注入途中、図５（ｃ）が注入完了した説明図である。
【図６】成形型１０の離型の説明図であり、図６（ａ）が各成形型の取外しの図、図６（ｂ）が硬化時の成形体・固化体の概念図である。
【図７】ゲート部２７の他の接続部の形状の説明図であり、図７（ａ）が接続部２４Ｂ、図７（ｂ）が接続部２４Ｃ、図７（ｃ）が接続部２４Ｄの説明図である。
【図８】ベント部３５の他の接続部の形状の説明図であり、図８（ａ）が接続部４６Ｂ、図８（ｂ）が接続部４６Ｃ、図８（ｃ）が接続部４６Ｄ、図８（ｄ）が接続部４６Ｅ、図８（ｅ）が接続部４６Ｆの説明図である。
【図９】他の段差部の形状の説明図であり、図９（ａ）が段差部３６Ｂ、図９（ｂ）が段差部３６Ｃ、図９（ｃ）が段差部を備えないものの説明図である。
【図１０】他の成形体の例を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、本発明を実施するための最良の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態である成形型１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、成形型１０の断面図であり、図２（ａ）が図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）が図１のＢ−Ｂ断面図であり、図３は、下型２０と中型３０との斜視図であり、図４は、成形型１０により成形された成形体６０の斜視図である。この成形型１０は、図１に示すように、中空の円筒部材である成形体６０（図４参照）を成形するものであり、成形型部材としての下型２０と中型３０と上型４０とによって構成されている。なお、図１では、説明の便宜のため、一部に成形体６０を網点で示した。また、図１では、複数の成形体６０（例えば１２個など）を成形するものを示したが、任意の数の成形体６０を成形可能なものとしてもよい。まず、成形型１０によって成形する成形体６０から説明する。【００３３】
成形体６０は、無機粉末で形成された焼結前の部材であり、図４に示すように、上面から下面へ貫通した貫通孔６２を備えた円筒形状に形成されている。成形体６０は、主成分を無機粉末（例えばアルミナ粉末やカーボン粉末など）とする自己硬化性の成形用原料（例えばスラリーなど）を用いてゲルキャスト法により作製されている。この成形体６０は、その下面側の円周の表面にゲート痕６４が形成されると共に、その上面側の円周上にベント痕６６が形成されている。このゲート痕６４やベント痕６６は、製品として問題のない位置に、あまり目立たない窪み又は盛り上がりのように形成されている。なお、成形体６０は、脆性部材である焼結前のセラミックス成形体であるが、十分なハンドリング強度を有している。【００３４】
成形型１０の下型２０は、図１，２に示すように、成形型１０の下部に配置される、外形が矩形状の部材である。この下型２０の上面２０ａには、所定間隔で複数の成形体６０のそれぞれの成形位置に、外側から内側の先端２１ｂに向かって高さが高くなる第１テーパ面２１ａを有するリング状の突起部２１が形成されている。また、突起部２１の中央には、この突起部２１の内側にある下型２０の上面２０ａから上方に向かって柱状体２２が立設されている。この柱状体２２は、成形体６０を成形するための貫通孔６２の内径に相当する外径となるように形成されている。この突起部２１及び柱状体２２は、ここでは格子状に配置するものとしたが、千鳥状に配置してもよい。【００３５】
中型３０は、下型２０の上方に組み付けられる、外形が矩形状の部材である。この中型３０は、その下面３３側に、中型３０の上面と下面とを貫通する貫通孔が形成された複数の円筒状の円筒部３１が所定間隔で形成されている。この貫通孔は、成形体６０の外径に相当する内径となるよう形成されている。円筒部３１は、複数の成形体６０のそれぞれの成形位置に形成されている。この円筒部３１には、先端３１ｂ側で円筒の内周側が鋭角である先細りの形状となる第２テーパ面３１ａが形成されている。この円筒部３１は、ここでは格子状に配置するものとしたが、千鳥状に配置してもよい。なお、中型３０の下面３３は、図２（ａ）や図３に示すように、成形型１０として用いるときに、成形用原料が流通するランナーの上面が接触する面である。また、中型３０は、その上面に、この円筒部３１の内部に形成された貫通孔を中心とするすり鉢状の第３テーパ面３２ａが形成されている。また、中型３０の図１における左側には、貫通孔である注入部３４が設けられている。また、中型３０の図１における左端と右端には、下側に向かって立設された立壁部３８，３８が設けられている。この立壁部３８の高さは、下型２０の上面２０ａに当接したときに、円筒部３１の先端３１ｂと突起部２１の先端２１ｂとの間隔が寸法Ｌｇとなるように設計されている。また、下型２０の柱状体２２は、円筒部３１の貫通孔の内径に対して成形体６０を成形するための肉厚に相当する分だけ小さな直径に設計されると共に、立壁部３８と下型２０の上面２０ａとが当接すると、柱状体２２の上面がすり鉢状の第３テーパ面３２ａの底面に相当する面を若干超えるような高さに設計されている。【００３６】
上型４０は、中型３０の上方に組み付けられる外形が矩形状の部材であり、その下面に円柱形状の円柱部４１が複数の成形体６０のそれぞれの成形位置に形成されている。この円柱部４１は、上型４０が中型３０に組み付けられると円柱部４１の下面がすり鉢状の第３テーパ面３２ａの底面に相当する面に至るような高さに設計されると共に、角部４１ａと第３テーパ面３２ａの先端３２ｂとの間に間隔Ｌｕが形成されるように円筒部３１の貫通孔の内径よりも若干小さな直径に設計されている。この円柱部４１の中央下面には、柱状体２２の高さの精度を考慮して、上型４０に設けられた柱状体２２の上面が挿入可能な窪みが設けられている。この円柱部４１の近傍には、成形用原料の注入の際の空気抜きとしての貫通孔である空気孔４２が設けられている。また、上型４０の図１における左側には、中型３０の注入部３４の上方に、注入部３４と同径の貫通孔である注入口４４が設けられている。【００３７】
この成形型１０では、下型２０と中型３０と上型４０とが組み付けられると、図１に示すように、その内部などに以下のような空間が形成されるように下型２０と中型３０と上型４０とが形成されている。まず、下型２０に中型３０を組み付け、下型２０の上面２０ａに中型３０の立壁部３８が当接すると円筒部３１の先端３１ｂと突起部２１の先端２１ｂとの間隔が寸法Ｌｇとなると共に、中型３０の円筒部３１の貫通孔の中央に下型２０の柱状体２２が挿入される。また、中型３０の上面に上型４０の下面が当接してこれらが組み付けられると、中型３０の上面に形成されたすり鉢状の第３テーパ面３２ａと軸中心を同じくしてその中央に円柱部４１が挿入され、柱状体２２の上面が円柱部４１の下面側に至る。すると、柱状体２２の外周及び円筒部３１の内周との間、且つ下型２０の上面と円柱部４１の下面との間に成形体６０の形状を有する円筒形状の空間である成形体対応部２８が形成される。また、中型３０と上型４０とを組み付けると、中型３０の注入部３４と上型４０の注入口４４が連通することにより、全体として成形用原料の注入部が形成され、中型３０内部に成形用原料が導入可能となる。【００３８】
また、下型２０と中型３０と上型４０とが組み付けられると、下型２０の第１テーパ面２１ａと中型３０の第２テーパ面３１ａとが非接触状態で対向し、成形体対応部２８の下部の外周全域に亘って成形体対応部２８と連通する空間であるゲート部２７が形成される。このゲート部２７は、成形体対応部２８側に近づくと空間が狭くなり、ゲート部２７と成形体対応部２８との接続部２４である先端２１ｂと先端３１ｂとの幅が、最も狭い空間であるゲート部２７の最小寸法Ｌｇとなるよう第１テーパ面２１ａと第２テーパ面３１ａとにより形成されている。ここでは、ゲート部の最小寸法Ｌｇが０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下（例えば０．２ｍｍ）を満たすよう下型２０及び中型３０が形成されている。また、ゲート部２７と成形体対応部２８との接続部は、第１テーパ面２１ａと突起部２１の内周面とにより鋭角に形成されると共に、第２テーパ面３１ａと円筒部３１の内周面とにより鋭角に形成されている。【００３９】
また、下型２０の上面と中型３０の下面３３との間に、複数のゲート部２７や成形体対応部２８と連通しこれらに成形用原料を供給する空間であるランナー部２６が形成されている。このランナー部２６は、図２（ａ）の白色の面及び図１に示すように、ゲート部２７を面で繋ぐ空間として形成されている。即ち、ランナー部２６は、複数の成形体６０を矩形のラインで繋ぐような一般的なものではなく、面全体で成形体６０の外周全体を接続部で繋ぐように形成されている。なお、注入部３４は、注入口４４とランナー部２６とを連通する空間であり、ランナー部２６は、注入口４４と注入部３４とにより形成される注入部と連通し注入口４４から注入された成形用原料をゲート部２７側へ供給可能な空間となっている。また、ランナー部２６は、ゲート部２７と繋がる連通部２５において、円筒部３１の外周面と第２テーパ面３１ａとにより形成される段差部３６が設けられている。このランナー部２６は、高さが寸法Ｌｈ，幅が寸法Ｌｗで形成されている。ここで、高さ寸法Ｌｈと幅寸法Ｌｗとのうち最も小さい長さを、成形用原料の圧力損失に関係する寸法である最小寸法Ｌｒと定義すると、ここでは、幅寸法Ｌｗが最小寸法Ｌｒとなるように形成されている。このランナー部２６の最小寸法Ｌｒは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下（例えば５ｍｍ）となるように形成されている。また、ここでは、ゲート部２７の最小寸法Ｌｇ、ランナー部２６の最小寸法Ｌｒとすると、次式（１）を満たすようにゲート部２７とランナー部２６とが下型２０と中型３０とに形成されている。即ち、ゲート部２７の最小寸法Ｌｇが、ランナー部２６の最小寸法Ｌｒよりも十分小さくなるように形成されているのである。
Ｌｒ≧５×Ｌｇ…式（１）【００４０】
また、下型２０と中型３０と上型４０とが組み付けられると、中型３０の第３テーパ面３２ａと上型４０の突起部４１の外周面と上型４０の下面とが非接触状態で対向し、中型３０の第３テーパ面３２ａの上方と上型４０の下面との間には、成形体対応部２８の上部の外周全域に亘って成形体対応部２８と連通し成形体対応部２８が成形用原料により充填されたあとに排出される余剰の成形用原料を収容する空間であるベント部３５が形成される。このベント部３５は、成形体対応部２８との接続部４６である、中型３０の先端３２ｂと円柱部４１の角部４１ａとの間の長さＬｕが、０．０１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下（例えば０．２ｍｍ）を満たすよう中型３０及び上型４０が形成されている。この接続部４６は、接続部４６へ近づくほど空間が狭くなり、接続部４６が最小の幅の空間となるように第３テーパ面３２ａや上型４０の下面、突起部２１の側面などによって形成されている。【００４１】
次に、この成形型１０を用いた成形体６０の成形方法を説明する。図５は、成形型１０へ成形用原料を注入するときの説明図であり、図５（ａ）が注入直後、図５（ｂ）が注入途中、図５（ｃ）が注入完了した説明図であり、図６は、成形型１０の離型の説明図であり、図６（ａ）が各成形型の取外しの図、図６（ｂ）が硬化時の成形体・固化体の概念図である。まず、成形用原料としてのスラリーを調製する。成形用原料は、無機粉末と有機化合物とを含むスラリーにより、有機化合物相互の化学反応、例えば分散媒とゲル化剤若しくはゲル化剤相互の化学反応により固化する周知の自己硬化性スラリーを用いることができる。このような成形用原料は、原料粉末のほか、分散媒、ゲル化剤を含み、粘性や固化反応調整のため分散剤、触媒を含んでいてもよい。ここでは、主成分を無機粉末（例えばアルミナ粉末及びカーボン粉末など）とし、ゲル化剤としてウレタン系の有機化合物とする自己硬化性のスラリーを成形用原料に用いるものとした。なお、成形用原料としては、上記のスラリーにかかわらず、種々のものを用いることができる。【００４２】
また、この成形用原料は、次式（２）及び次式（３）のうち少なくとも１つを満たすよう調製することが好ましい。こうすれば、より確実に成形体対応部２８により成形された部分に相当する成形体６０とゲート部２７により成形された部分に相当する固化体（以下、ゲート部固化体とも称する）とを硬化収縮によって容易に分離させることができる。ここで、成形用原料の硬化収縮率をＲｓとし、成形用原料が硬化した成形体の引張り強度をσｓ（Ｐａ）、成形用原料が硬化した成形体のヤング率をＥｍ（Ｐａ）、成形型１０へ成形用原料を注入した直後における成形体の中心からゲート部２７の外周までの距離をＬｉ（ｍ）、成形型１０による拘束がない場合を仮定し硬化完了時の成形体中心からゲート部２７の外周までの距離をＬｆ（ｍ）とする。すると、フックの法則から、硬化した成形用原料（成形体）が引張り応力で切断されるときの歪みεｓは、次式（４）で与えられる。ここで、「硬化収縮率Ｒｓ」は、実際に成形型を用いて成形する際の成形条件（例えば、成形型の材質・表面状態、成形用原料、硬化時間、硬化温度など）と同じ条件で、円筒など単純形状の硬化収縮率測定用の成形型を用いて硬化収縮率測定用成形体を作製し、硬化前の成形体の代表寸法Ｒ０から、硬化後の成形体の代表寸法Ｒ１を差し引き、差し引いた値を硬化前の成形体の代表寸法Ｒ０で除算して求めた値とする。ここでは、成形体６０が円筒形であるから、その半径を成形体の代表寸法とした。なお、代表寸法としては、例えば複数の大きさの直径の円筒が軸方向に接続された形状やドーム形状、半球形状、貫通孔の直径が上部と下部とで異なる形状などでは、最も大きい部分の半径とするものとする。また、距離Ｌｆを実際の成形型で測定するのは困難であるため、以下のように求めるものとした。まず、半径Ｌｉのディスク形状の成形型を用意し、この成形型に実際に用いる成形型原料スラリーを注型して、実際の硬化条件（温度や時間など）で硬化収縮させる。そのときのディスク形状の成形体の半径を距離Ｌｆとするのである。また、距離Ｌｉを定義するための成形体の中心とは、成形体が回転対称である場合には、その回転軸が通る点とする。成形体が回転対称でない場合は、ゲート部との接続部と並行で且つゲート部を含む平面により切り出される成形体６０の断面の重心とする。そして、距離Ｌｉとは、その成形体の中心と成形体外周との距離のうち最小のものとする。同様に、距離Ｌｆとは、硬化後の成形体の中心と成形体外周との距離のうち最小のものとする。一方、硬化前後の寸法のパラメータである距離Ｌｉ，Ｌｆにより、歪みεｓ、硬化収縮率Ｒｓは、次式（５），（６）で定義される。この式（４），（５），（６）により距離Ｌｉ，Ｌｆ及び歪みεｓを消去すると、式（７）が得られる。式（７）で得られる硬化収縮率Ｒｓは、成形体６０とゲート部固化体が硬化収縮により分離する最小の硬化収縮率であるから、硬化収縮率Ｒｓにより成形体６０とゲート部固化体とが分離する条件式（２）が得られる。また、寸法の変化を十分に得る観点から、経験的に式（３）を導き出した。即ち、成形体対応部２８の成形体とゲート部固化体とが硬化収縮によって分離する条件を、ここでは２つ導き出した。式（２）で���、成形用原料の硬化完了時など成形体に加わる引張り強度が最大となるときに、成形体対応部２８の成形体とゲート部固化体とが弾性変形域の引張り破壊により引きちぎれる条件であり、式（３）は、成形用原料の硬化が十分でないうちに収縮が進行して塑性変形を生じてしまった場合であっても寸法変化量を十分に確保することで引張り破壊により引きちぎれる条件である。この式（２），（３）のうち少なくとも一方を満たすと、より成形体対応部２８で硬化した成形体と、ゲート部２７やベント部３５で硬化した固化体とを容易に分離することができるのである。ここでは、原料粉体や分散媒、ゲル化剤、分散剤、触媒などを経験的に調整して式（２），（３）の両方を満たす成形用原料を作製するものとした。【００４３】
Ｒｓ≧σｓ／（Ｅｍ＋σｓ）…式（２）
Ｌｉ×Ｒｓ≧５０×１０-6  …式（３）
εｓ＝σｓ／Ｅｍ…式（４）
εｓ＝（Ｌｉ−Ｌｆ）／Ｌｆ…式（５）
Ｒｓ＝（Ｌｉ−Ｌｆ）／Ｌｉ…式（６）
Ｒｓ＝σｓ／（Ｅｍ＋σｓ）…式（７）【００４４】
次に、下型２０と中型３０と上型４０とを組み付け、用意した成型スラリー６８を注入口４４から注入する（図５（ａ））。すると、比較的大きな空間であるランナー部２６の全体に成形用原料６８が拡がる。このとき、ゲート部２７の接続部２４は、式（１）を満たすように、ランナー部２６に対して十分狭く形成されているため、圧力損失の影響により成形用原料６８が成形体対応部２８側へ流れにくくなっている。このため、まずランナー部２６から先に成形用原料６８が充填されていく。続いて、成形用原料６８を注入口４４から注入すると、更にランナー部２６に成形体スラリー６８が充填され、圧力損失の影響により、これに若干遅れて接続部２４を介して成形体対応部２８に成形用原料６８が充填される（図５（ｂ））。続いて、成形用原料６８を注入口４４から注入していくと、成形体対応部２８の全体に成形用原料６８が充填され、更に成形用原料６８を注入すると、余剰の成形用原料６８が接続部４６からベント部３５側へ排出され、ベント部３５にこの余剰の成形用原料６８が収容された状態で、成形用原料６８の充填が終了する（図５（ｃ））。【００４５】
次に、例えば室温で所定の化学反応によりスラリーを１次硬化させる。例えば、室温での１次硬化で十分な強度が得られない場合には、成形型１０を加熱、又は冷却して硬化反応を進行させてもよい。所定の１次硬化が終了すると、下型２０を中型３０から取り外し（図６（ａ）参照）、所定の温度（例えば１３０℃など）で更に硬化反応を促進させると同時に分散媒などの不要な液体を揮発させる２次硬化を行ってもよい。ここでは、上型４０はまだ取り外さないものとした。このとき、ランナー部２６の固化体は一端側と他端側とが段差部３６，３６によりその移動が規制されており、硬化収縮によってゲート部固化体がランナー部２６の固化体側に移動する一方、成形体対応部２８の成形体６０はその中心方向に収縮して移動するから、成形体対応部２８の成形体６０とゲート部固化体とが互いに離れる方向に移動する。このため、接続部２４の両端に引き離される応力が作用し、硬化収縮によって自然に成形体対応部２８の成形体６０とゲート部固化体とが分離する。同様に、成形体対応部２８の成形体６０とベント部３５の固化体（ベント部固化体とも称する）とについても、接続部４６の両端に引き離される応力が作用し、硬化収縮によって自然に成形体対応部２８の成形体６０とベント部固化体とが分離する。こうして、中型３０から成形体６０が取り外ししやすくなる。成形型１０で成形用原料を硬化して得られる成形体対応部２８の成形体６０とゲート部固化体（ランナー部固化体）とベント部固化体との概念図を図６（ｂ）に示す。これらの成形体・固化体はそれぞれ分離した状態で得られる。ここで、上型４０を中型３０から取り外し（図６（ａ）参照）、続いて、中型３０から成形体６０を取り外し、必要に応じて残留分散媒の乾燥を乾燥温度（例えば１３０℃）で所定時間行い、焼結前の成形体６０を得る。得られた焼結前の成形体６０は、必要であれば仮焼して脱脂し、構成される材料や用途などに応じた焼成温度で焼成する。なお、ここでは、２次硬化後に上型４０を中型３０から取り外したが、この工程を１次硬化後に行ってもよい。【００４６】
以上詳述した本実施形態の成形型１０によれば、成形体６０を形成する空間である成形体対応部２８の外周に亘ってゲート部２７が連通し、このゲート部２７を介して流動性のある自己硬化性を有する成形用原料６８を成形体対応部２８に供給する。このように、成形体対応部２８の外周に亘って成形用原料６８が注入されるから、例えば成形体対応部２８の一部分から成形用原料６８が注入されるものなどに比して袋小路部分などがより少ない。したがって、成形用原料６８を成形体対応部２８へ注入する際の気泡の残留をより抑制することができる。また、ゲート部２７やベント部３５が外周に亘って連通するように形成されているため、例えば、硬化収縮途中の塑性変形により応力を逃がしてしまう場合に、成形体が略円筒形状のときには、塑性変形が外周に亘って一様に起きるため、成形体の同軸性を保ちやすい。また、ゲート部２７は成形体対応部２８側へ近づくと空間が狭くなり且つゲート部２７の接続部２４が最小の空間となるように鋭角に第１テーパ面２１ａ及び第２テーパ面３１ａによって形成されているため、硬化収縮によって、一層容易にゲート部固化体と成形体対応部２８の成形体６０とを分離させることができる。更に、ゲート部２７は、成形体対応部２８を形成するよう複数の成形型部材としての下型２０，中型３０を接合すると、第２テーパ面３１ａと第１テーパ面２１ａとが対向して形成されるため、ゲート部２７を所定の形状に加工しやすいし、成形用原料６８を硬化させたあと下型２０と中型３０とを取り外すことによりこの固化体を取り除きやすい。更にまた、成形体対応部２８及びゲート部２７が複数形成されており、成形用原料６８を複数のゲート部２７へ供給可能であり、この複数のゲート部２７が面となるように空間であるランナー部２６が形成されているから、複数のゲート部２７を繋ぐランナー部を介して複数の成形体対応部２８へより同時に成形用原料６８を供給可能であり、より均一な成形体６０を作製しやすい。そして、ランナー部２６は、ゲート部２７と繋がる連通部２５に段差部３６が設けられているため、注型された成形用原料６８が硬化収縮するとランナー部固化体がこの段差部３６に引っ掛かり、複数のゲート部固化体のうちいずれかが成形体対応部２８の方向へ移動してしまうのを抑制可能であり、より確実にゲート部固化体と複数の成形体対応部２８の成形体６０とを硬化収縮を利用して分離することができる。そしてまた、式（１）を満たすようゲート部２７とランナー部２６とが形成されているため、ランナー部２６の全体へ速やかに成形用原料６８を注入したあと、より同時に複数の成形体対応部２８に成形用原料６８を注入されるようにして、より均一な成形体６０を複数作製することができる。【００４７】
また、成形体対応部２８の外周に亘ってこの成形体対応部２８と連通したベント部３５が形成されているから、成形体対応部２８を満たしたあと余剰の成形用原料６８を外周に亘って排出するため、成形体対応部２８から成形用原料６８を排出する際の気泡の残留をより抑制することができる。また、成形体対応部２８の外周に亘ってベント部３５が形成されているから、成形体６０が軸対称形状の円筒形の部材である成形体６０を成形する際に、その形状及び性状の対称性を損ないにくい。更に、ベント部３５は、成形体対応部２８と接続する部分である接続部が最小の空間となるように形成されているため、ベント部３５の固化体と成形体対応部２８の成形体６０とがより分離しやすい。更にまた、成形体対応部２８側へ近づくと空間が狭くなるよう第３テーパ面３２ａにより鋭角にベント部３５が形成されており、また、硬化収縮により、成形体対応部２８の成形体６０がベント部固化体から離れる方向に移動し接続部が自然に切れやすく、より容易にベント部固化体と成形体対応部２８の成形体６０とを分離させることができる。そして、ベント部３５は、第３テーパ面３２ａと突起部４１の外周面及び底面とが対向して形成されるため、ベント部３５を所定の形状に加工しやすいし、成形用原料６８を硬化させたあとこの固化体を取り除きやすい。また、式（２），（３）を満たす自己硬化性を有する成形用原料６８を成形型１０へ注入し、この注入された成形用原料６８を硬化させるため、式（２），（３）を満たすと、より確実に成形体対応部２８の成形体とゲート部固化体やベント部固化体とを硬化収縮により分離させることができる。【００４８】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。【００４９】
例えば、上述した実施形態では、図１に示すような接続部２４を形成するものとしたが、図７に示すように構成してもよい。図７は、ゲート部２７の他の接続部の形状の説明図であり、図７（ａ）が接続部２４Ｂ、図７（ｂ）が接続部２４Ｃ、図７（ｃ）が接続部２４Ｄの説明図である。例えば、各テーパ面２１ａ，３１ａを平面としたが、曲面で鋭角に構成した接続部２４Ｂとしてもよいし、各テーパ面２１ａ，３１ａを鋭角としたが、いずれか一方を鈍角に構成した接続部２４Ｃとしてもよい。あるいは、テーパ面を用いずに鋭角に構成しない接続部２４Ｄとしてもよい。更に、接続部２４を最小の空間としないものとしてもよい。こうしても、ゲート部２７から成形体対応部２８の外周に亘って成形用原料６８を供給するから、成形用原料を成形体対応部２８へ注入する際の気泡の残留をより抑制することはできる。また、軸対称形状の成形体の場合は、形状及び性状の対称性が低下してしまうのをより抑制することができる。【００５０】
上述した実施形態では、図１に示すような接続部４６を形成するものとしたが、図８に示すように構成してもよい。図８は、ベント部３５の他の接続部の形状の説明図であり、図８（ａ）が接続部４６Ｂ、図８（ｂ）が接続部４６Ｃ、図８（ｃ）が接続部４６Ｄ、図８（ｄ）が接続部４６Ｅ、図８（ｅ）が接続部４６Ｆの説明図である。例えば、角部４１ａを直角としたが、鈍角とする接続部４６Ｂとしてもよいし、角部４１ａを直角、先端３２ｂを鈍角としたが角部４１ａ及び先端３２ｂを鋭角とする接続部４６Ｃとしてもよいし、テーパ面を用いない接続部４６Ｄとしてもよいし、第３テーパ面３２ａの先端３２ｂを直角とした接続部４６Ｅとしてもよい。あるいは、ベント痕６６は、成形体６０の上面や外周面に対して斜めに形成されるものとしたが、角部４１ａと先端３２ｂとの高さを略同じにして６０の上面側で切れるような接続部４６Ｆとしてもよし、これらを適宜組み合わせてもよい。なお、ベント部３５もランナー部２６と同様に、複数のベント部３５が面で繋がるように形成してもよい。【００５１】
上述した実施形態では、図１に示した段差部３６としたが、図９に示すように構成してもよい。図９は、他の段差部の形状の説明図であり、図９（ａ）が段差部３６Ｂ、図９（ｂ）が段差部３６Ｃ、図９（ｃ）が段差部を備えないものの説明図である。例えば、第２テーパ面３１ａと円筒部３１の外周面とにより形成されたものとしたが、第２テーパ面３１ａから１段以上の水平な面を介して円筒部３１の外周面と繋がる段差部３６Ｂとしてもよいし、段差部として有底口を下面３３に設けた段差部３６Ｃとしてもよい。あるいは、段差部３６を省略してもよい。こうしても、成形用原料を成形体対応部２８へ注入する際の気泡の残留をより抑制することはできる。また、軸対称形状の成形体の場合は、形状及び性状の対称性が低下してしまうのをより抑制することができる。【００５２】
上述した実施形態では、円筒状の成形体６０を成形する成形型１０としたが、成形体の形状はこれに限られず、任意の形状とすることができる。特に、回転対称の成形体でなくてもよいし、中空状の成形体でなくてもよい。図１０は、他の成形体の例を示す説明図である。例えば、中空ではない円柱状の成形体６０Ｂとしてもよいし、ドーム状の成形体６０Ｃとしてもよいし、半球状の成形体６０Ｄとしてもよいし、２本の足が設けられ中空状の成形体６０Ｅとしてもよいし、貫通孔の直径が上部と下部とで異なる成形体６０Ｆとしてもよいし、矩形状の成形体６０Ｇとしてもよいし、２本の足が設けられた中空状の部材を半身にした成形体６０Ｈとしてもよい。この成形体６０Ｂ〜６０Ｈは、下側にそれぞれゲート痕６４Ｂ〜６４Ｈが形成され、上側にそれぞれベント痕６６Ｂ〜６６Ｈが形成されている。これらの形状を成形可能な成形体対応部２８やランナー部２６，ゲート部２７，ベント部３５を形成した成形型としてもよい。【００５３】
上述した実施形態では、式（１）〜（３）のすべてを満たすものとして説明したが、いずれか１以上を満たすのを省略してもよいし、すべて満たさなくてもよい。すべて満たさないものとしても、ゲート部２７から成形体対応部２８の外周に亘って成形用原料６８を供給するから、成形用原料を成形体対応部２８へ注入する際の気泡の残留をより抑制することはできる。また、上述した実施形態では、下型２０，中型３０，上型４０の３つの部材で構成するものとしたが、２以上の任意の数で構成するものとしてもよい。また、ゲート部２７やベント部３５は、２つ以上の部材が対向することによって形成されるものとしなくてもよいし、テーパ面によって形成しないものとしてもよい。【００５４】
上述した実施形態では、成形体対応部２８の外周全域に亘ってゲート部２７とベント部３５とが連通しているものとしたが、ベント部３５側を省略するものとしてもよい。こうしても、成形用原料を成形体対応部２８へ注入する際の気泡の残留をより抑制することはできる。また、上述した実施形態では、複数の成形体６０を成形する成形型１０としたが、１つの成形体６０を成形するものとしてランナー部２６を省略しても構わない。また、上述した実施形態では、成形体対応部２８の外周全域に亘ってゲート部２７が連通しているものとしたが、略全域に亘って連通しているものとすれば、一部連通していない部分があっても構わない。また、ベント部３５でも同様である。
【実施例１】
【００５５】
本実施例では、図１に示した成形型１０を用いて成形体６０を作製した。成形用原料は、無機粉末としてアルミナ粉末を用い、分散媒として有機２塩基酸エステルを用い、樹脂原料としてイソシアネート、ポリオールを用い、更に、分散媒、触媒を添加することで、その粘度を０．１Ｐａ・ｓに調整した。ここでは、ゲート部２７の最小寸法Ｌｇが０．２（ｍｍ）、ランナー部２６の最小寸法Ｌｒが２．２（ｍｍ）であった。また、成形用原料の硬化収縮率Ｒｓが０．０４、引張り強度σｓが１×１０6（Ｐａ）、ヤング率Ｅｍが３×１０7（Ｐａ）、距離Ｌｉが０．００８０（ｍ）、距離Ｌｆが０．００７７（ｍ）であった。即ち、式（１）〜（３）のすべてを満たしていた。なお、距離Ｌｉ，Ｌｆは、上述した方法によりそれぞれ求めた。次に、この成形用原料を、成形型１０の注入口４４から注入し、室温で６０分間放置し１次硬化を行ったのちに、下型２０を離型し、乾燥機により１３０℃で１時間加熱し２次硬化を行った。このとき、硬化収縮により、ランナー部２６やゲート部２７の固化体が成形体対応部２８の成形体から自然に分離すると共に、成形体対応部２８から成形体６０が略自然に剥がれた。乾燥機から成形型１０を取り出し上型４０を離型した。成形体６０を目視により確認したところ、気泡の混入や成形ムラ、ボイド、欠肉などは見られず、気泡の残留をより抑制すると共に、ゲート部、ランナー部及びベント部から容易に成形体６０を分離することができた。また、測定顕微鏡で成形体６０の先端面の形状を評価したところ、内径円と外形円とに歪みはなく、肉厚も均一であった。【００５６】
本出願は、２００７年１０月５日に出願された日本国特許出願第２００７−２６２３６１号を優先権主張の基礎としており、引用によりその内容の全てが本明細書に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、成形体の製造分野に利用可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図６】
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