(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともＦＲＰ層を有する上下方向の一対の型で形成されると共に、両型を加熱液槽内の加熱液中に浸漬させてそのキャビティ内のコンパウンドを加熱硬化させ得る加熱成形型であって、
該加熱成形型に、加熱液槽への投入時に下方に位置する型の裏面側に介在する空気を抜く空気抜き手段と、加熱液槽からの取り出し時に上方に位置する型の外部に溜まる加熱液を抜く液抜き手段の少なくとも一方を設けたことを特徴とする加熱成形型。
【請求項２】
前記空気抜き手段は、基端部が吸引ポンプに接続された筒状部材で形成され、該筒状部材の先端部が下方に位置する型の裏面側に形成される凹部内に位置することを特徴とする請求項１記載の加熱成形型。
【請求項３】
前記液抜き手段は、上方に位置する型の外面の補強板に設けられた開口部で形成され、該開口部によって補強板で形成される隣り合う閉塞空間が連通されることを特徴とする請求項１または２記載の加熱成形型。
【請求項４】
前記液抜き手段は、前記両型の合わせ部外周の補強パイプに設けられた孔もしくはパイプ端面開口で形成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の加熱成形型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばバスタブ等の成形品を加熱成形する際に使用される加熱成形型に係わり、特に加熱手段として加熱液を使用する加熱成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バスタブ等の成形品を加熱成形する場合、加熱成形型を使用して行うが、この加熱成形型としては、温水や蒸気を循環させる温水循環機能付きの金型か、ＦＲＰ型の表面にＮｉメッキ等の金型層を設けかつ銅もしくはステンレスのフレキシブルな配管内に温水を循環させて加熱する、いわゆる電鋳型と言われる型が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの加熱成形型にあっては、型費が著しく高くなって、少量、多品種の成形品を成形する際に、設備投資の面で大きな負担になるという問題点を有している。また、簡易型であるＦＲＰ型に温水循環機能を付加した電鋳型にあっては、配管の仕方により型表面の温度分布が大きく異なり、そのため、形状的に配管を設けることのできない場所は温度が上がらない等、温度バラツキが発生し、加熱硬化の際に、温度が低い場所の硬化が温度が高い場所に比較して遅れて、例えば成形クラックが発生し易いという問題点を有している。
【０００４】
そこで、温調機能を持たないＦＲＰ型を、加熱炉に入れて加熱させたり温風によって加熱させる方法も考えられる。しかし、ＦＲＰ型を加熱炉に入れる方法では、バスタブのような深さのある成形品の場合に、炉の温度が均一にならず、型の温度にバラツキが発生して、前述した成形クラック等の発生を抑えることが困難であり、また、温風による方法では、型の昇温時間がかかって成形サイクルが長くなり易いという問題点を有している。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、ハイサイクル成形を可能にし得ると共に、成形クラック等の欠陥発生を抑えた高品質な成形品が容易に得られる加熱成形型を提供することにある。また、他の目的は、前記目的に加え、より高品質な成形品が得られたり、よりハイサイクル成形が可能な加熱成形型を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、少なくともＦＲＰ層を有する上下方向の一対の型で形成されると共に、両型を加熱液槽内の加熱液中に浸漬させてそのキャビティ内のコンパウンドを加熱硬化させ得る加熱成形型であって、該加熱成形型に、加熱液槽への投入時に下方に位置する型の裏面側に介在する空気を抜く空気抜き手段と、加熱液槽からの取り出し時に上方に位置する型の外部に溜まる加熱液を抜く液抜き手段の少なくとも一方を設けたことを特徴とする。
【０００７】
このように構成することにより、例えば上型と下型で形成されるキャビティ内にコンパウンドを注入し、これを加熱液槽内の所定温度の加熱液中に浸漬させると、加熱液の温度で上型及び下型が加熱されてキャビティ内のコンパウンドが加熱硬化される。この加熱成形の際、型の加熱液槽への投入時に、空気抜き手段で例えば下型の裏面側に介在する空気が脱気されることから、空気の介在による型の温度バラツキが抑えられて、成形クラック等の発生のない高品質な成形品が得られる。また、型の加熱液槽からの取り出し時に、液抜き手段で上方に位置する型の外部に溜まっている加熱液が加熱液槽に抜かれることから、型の取出時間が短縮化され、加熱液による型の昇温時間の短縮化と合わせて、ハイサイクル成形が可能になる。
【０００８】
そして、前記空気抜き手段は、請求項２記載の発明のように、基端部が吸引ポンプに接続された筒状部材で形成され、該筒状部材の先端部が下方に位置する型の裏面側に形成される凹部内に位置することが好ましい。このように構成することにより、例えば下型の裏面側に形成される凹部内に筒状部材の先端部が位置することから、この筒状部材で凹部内に介在する空気を確実に脱気することができ、バスタブのような成形品であっても、空気の介在による下型の温度バラツキが抑えられて、より高品質な成形品が得られる。
【０００９】
また、前記液抜き手段は、請求項３記載の発明のように、上方に位置する型の外面の補強板に設けられた開口部で形成され、該開口部によって補強板で形成される隣り合う閉塞空間が連通されたり、請求項４記載の発明のように、両型の合わせ部外周の補強パイプに設けられた孔もしくはパイプ端面開口で形成されることが好ましい。
【００１０】
このように構成することにより、例えば上型外面の補強板で形成される隣り合う閉塞空間が補強板に設けた開口部で連通され、この開口部を介して閉塞空間内の加熱液が加熱液槽へ抜かれたり、あるいは両型の合わせ部外周の補強パイプに設けた孔もしくはパイプ端面開口を介して、合わせ部上の加熱液が抜かれることから、型の加熱液槽からの取り出し時に上型外部に溜まる加熱液を加熱液槽に確実に抜くがことができて、よりハイサイクル成形が可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１〜図６は、本発明をバスタブに適用した場合を示し、図１が加熱成形型の上型の平面図、図２がその下型の底面図、図３が両型の合わせ状態の断面図、図４が図１のＡ部の断面図、図５が空気抜き手段の変形例を示す要部の断面図、図６が加熱成形型を使用した加熱成形の試験結果の一例を示すグラフである。
【００１２】
図１〜図４において、加熱成形型１は、バスタブ形状に対応した所定形状のキャビティ４を形成し得る上型２と下型３とで構成されている。上型２は、底面部２ａと斜面部２ｂ及び合わせ部２ｃからなる上型ＦＲＰ層５を有し、この上型ＦＲＰ層５の外面側には所定板厚のアルミ板やステンレス板等からなる複数枚の補強板６ａ〜６ｃが、平面視で格子状に固着されると共に、上型ＦＲＰ層５の外周部には角の鉄パイプからなる補強パイプ７が固着されている。
【００１３】
そして、上型２の外面側には、垂直状態の補強板６ａ、６ｂと水平状態の補強板６ｃが固着されて、隣り合う補強板６ａ〜６ｃで各種形状の閉塞空間８ａ、８ｂがそれぞれ形成されており、これらの閉塞空間８ａ、８ｂには液抜き手段として各種形状の開口部９ａ、９ｂがそれぞれ設けられている。すなわち、上型２の底面部２ａ外面には、垂直状態の補強板６ａで平面視で略方形状の閉塞空間８ａが形成され、この各閉塞空間８ａを形成する対向する補強板６ａ下端で上型ＦＲＰ層５外面との間に、液抜き用の開口部９ａ（切欠き）がそれぞれ設けられている。この開口部９ａにより、隣り合う閉塞空間８ａが上型２の短辺側である幅方向（図１の上下方向）に連通している。
【００１４】
また、上型２の斜面部２ｂには、垂直状態で補強板６ｂが固着され、この補強板６ｂ下端と上型２の合わせ部２ｃ裏面との間にも、補強板６ｂ下端に設けた切欠きもしくは合わせ部２ｃの形状設定で形成された液抜き用の開口部９ｂ（図３参照）がそれぞれ設けられている。この開口部９ｂにより、斜面部２ｂの長手方向に沿って形成される隣設する閉塞空間８ｂ間がそれぞれ連通している。
【００１５】
さらに、上型２の前記補強パイプ７は、４本の補強パイプ７で形成され、上型２の長辺側である長手方向（図１の左右方向）の２本の補強パイプ７の両端部には、開放されることにより液抜き用の端面開口部１０ａが形成されている。また、補強パイプ７の外側面にも液抜き用の開口部１０ｂが形成され、この開口部１０ａ、１０ｂにより、上型ＦＲＰ層５の合わせ部上面が上型２の外部と連通している。なお、前記閉塞空間８ａにおける開口部９ａの形成位置は、上型２の幅方向に限らず、図４の二点鎖線で示すように上型２の長手方向に形成することもできる。
【００１６】
一方、前記下型３は、第１の下型ＦＲＰ層１２と、第２の下型ＦＲＰ層１３と、両下型ＦＲＰ層１２、１３間に介装された合板等からなる補強材１４と、第２の下型ＦＲＰ層１３の外面側（下型３の裏面側）に略格子状に設けられた補強板１５と、第１の下型ＦＲＰ層１２の表面側に形成されたゲルコート層１６等を有している。そして、下型３の合わせ部３ｃの外周部裏面に前記補強パイプ７と同様の構成を有する複数本の補強パイプ１７が固着されて、所定の補強パイプ１７に型移動用のキャスター２２が固定されると共に、下型３の裏面側には空気抜き手段が設けられている。
【００１７】
この空気抜き手段は、筒状部材としての可撓性の脱気用ホース１８を有し、この脱気用ホース１８は、下型３に適宜形状の取付部材１９で固定的に取り付けられ、その基端部１８ａは後述する加熱液槽２３の外部に位置する吸引ポンプ２０に接続されると共に、その先端部１８ｂは下型３の底面部３ａと斜面部３ｂで形成さる凹部２１内の底面側（図３に置いて上部側）に位置している。この脱気用ホース１８によって、加熱成形型１の加熱液槽２３内の加熱液２４中への浸漬時に発生する凹部２１内の空気２５が脱気される。
【００１８】
なお、脱気用ホース１８は、その先端部１８ｂの開口が凹部２１の底部側に位置するように配置されるが、凹部２１が補強板１５により閉塞空間２６を形成する場合は、例えば図５に示すように、補強板１５の上端一部に空気連通用の開口部２７（切欠き）を設けて１本の脱気用ホース１８で空気抜きを行うこともできるし、脱気用ホース１８の先端部１８ｂを複数に分岐させて各閉塞空間２６の底部側にそれぞれ位置するように配置することもできる。また、以上の説明における上型２と下型３の構成や形状は一例であって、例えば上型２を下型３と同一構造に構成することもできるし、上型２と下型３の合わせ部２ｃ、３ｃの形状も他の適宜の形状を採用することができる。
【００１９】
次に、この加熱成形型１を使用したバスタブの成形方法の一例について説明する。先ず、前記加熱成形型１の上型２と下型３の成形面側に離型処理を施すと共に、必要に応じて、下型２の成形面にクリアーのゲルコートを塗布してこれを硬化させてゲルコート層を形成し、また、上型３の成形面に白の隠蔽性のあるゲルコートを塗布してこれを硬化させてゲルコート層を形成する。
【００２０】
そして、上型２と下型３をその合わせ部２ｃ、３ｃで型合わせし、図３の二点鎖線で示すように、シャコ万等の固定具２８で上型２と下型３の複数箇所をクランプし、上型２と下型３間に前記キャビティ４を形成する。この状態で、例えば上型２に設けた注入口から成形用のコンパウンドをキャビティ４内に所定圧力で注入する。次に、コンパウンドが注入された加熱成形型１を、所定温度の温水等の加熱液２４が収容された加熱液槽２３内に上方から徐々に投入し、加熱成形型１全体を加熱液２４中に完全に浸漬させる。
【００２１】
この浸漬状態を所定時間維持することにより、加熱成形型１が加熱されてキャビティ４内のコンパウンドが加熱硬化される。この時、加熱成形型１が加熱液２４中に完全に浸漬され、加熱液２４が上型２や下型３の反成形面（裏面）側となる外表面の全域に均等に接触することから、上型２及び下型３が加熱ムラなく均一に所定温度まで高速加熱される。
【００２２】
また、加熱成形型１の加熱液２４中への浸漬時に、コンパウンド内の空気を上方（反成形面側）に移動させて、成形面であるバスタブ表面の品質を維持するために下型３を下側にして浸漬させる必要があることから、下型３の前記凹部２１の底部側（上部）に、空気２５の溜まりが発生し易い。しかし、この空気２５は前記空気抜き手段の脱気ポンプ２０の作動で脱気用ホース１８を介して脱気され、空気２５が介在することによる下型３の局所的な加熱ムラ（温度バラツキ）が防止されて、均一な加熱硬化が実現される。
【００２３】
そして、加熱成形型１の加熱液２４中への浸漬でコンパウンドが加熱硬化されると、次に、この加熱成形型１を加熱液槽２３から上方に引き上げて取り出す。この加熱成形型１の加熱液槽２３からの取り出し時に、上型２の前記閉塞空間８ａ、８ｂ内に収容されている加熱液２４や合わせ部２ｃ上の加熱液２４が、各閉塞空間８ａ、８ｂに設けられた開口部９ａ、９ｂ等により、上型２の距離の短い幅方向の外側や上型２の長手方向に沿って流れて加熱液槽２３内に抜かれ、各閉塞空間８ａ、８ｂ内における加熱液２４の貯留が防止される。これにより、加熱成形型１の取り出し時に、上型２や下型３の外部に収容されている加熱液２４を素早く抜くことができる。
【００２４】
加熱成形型１を加熱液槽２３から取り出したら、次に、この加熱成形型１を例えば加熱液槽２３に近接配置した冷却槽（図示せず）内の所定温度の冷却水（冷却液）中に所定時間浸漬させる。この冷却も、加熱成形型１全体が冷却水中に完全に浸漬されるため、加熱液２４と同様に、上型２や下型３の反成形面全域に冷却水が均等に接触して、加熱成形型１の均一かつ高速冷却が可能になる。そして、加熱成形型１を冷却したら、固定具２８を外して上型２を脱型し、成形品を下型３から離型させることにより、バスタブが成形される。
【００２５】
【実施例】
次に、上記加熱成形型１を使用した具体的な実施例について説明する。先ず、コンパウンドを下記表１に示す如く作成した。また、前記加熱成形型１を使用し、上型２と下型３のゲルコート層の厚みや硬化条件、加熱液２４としての温水の温度と浸漬時間、冷却水の温度と浸漬時間を下記表２に示す如く設定して、バスタブを成形した。その結果、得られたバスタブには、成形クラック等の発生が全くなく、良好な品質状態が得られた。
【００２６】
【表１】
0003544527.tif 000002
【００２７】
【表２】
0003544527.tif 000003
【００２８】
また、本発明に係わる温水加熱と従来の温風加熱による成形品の硬化特性について試験したところ、図６に示す結果が得られた。この試験は、１９０×１９０ｍｍのテストピースを使用し、ＦＲＰ層６ｍｍの型で９ｍｍの厚み規制で行った。また、温水加熱は５３℃の温水が収容された加熱液槽２３を使用し、温風加熱は５３℃に温度制御された蒸気硬化炉を使用した。その結果、温水加熱の場合は、最高発熱温度が６１℃で最高発熱温度到達時間が３２分となり、温風加熱の場合は、最高発熱温度が７１℃で最高発熱温度到達時間が６８分となって、特に最高発熱温度到達時間において、顕著な差が確認できた。
【００２９】
このように、本発明に係わる加熱成形型１にあっては、少なくとも上型ＦＲＰ層５を有する上型２と、第１及び第２の下型ＦＲＰ槽１２、１３を有する下型３からなる加熱成形型１を、加熱液槽２３の加熱液２４中に浸漬させてキャビティ４内のコンパウンドを加熱硬化させるため、加熱液２４を加熱成形型１の外面全域に均等に接触させることができて、型の均一加熱が可能になり、温度バラツキによる成形クラック等の発生を抑えることができると共に、昇温速度（時間）を図６に示すように、温風加熱より高速化することができる。
【００３０】
特に、加熱成形型１の上型２の補強板６ａ〜６ｃ等に液抜き用の開口部９ａ、９ｂが設けられているため、加熱成形型１の加熱液槽２３からの取り出し時に、加熱液２４が例えば上型２の閉塞空間８ａ、８ｂ内に溜まることがなく、加熱成形型２の取り出し作業を短時間に行うことができる。また、下型３に設けられた脱気用ホース１８等の空気抜き手段で凹部２１内の空気を脱気することができるため、加熱成形型１の加熱液２４への浸漬時間の短縮化も図れる。さらに、加熱硬化後の加熱成形型１の冷却を、加熱硬化時と同様に冷却槽内の冷却水中に浸漬させて行うことができるため、高速冷却が可能になる等、これらのことから、バスタブの成形サイクルアップが図れて、安価なバスタブを容易に得ることができる。
【００３１】
また、下型３の凹部２１内に脱気用ホース１８の先端部１８ｂを位置させて、凹部２１内の空気２５を脱気することができるため、バスタブのように凹部２１を有し凹部２１の開口を下方に向けて加熱液槽２３に浸漬する必要がある場合であっても、下型３に固定した脱気用ホース１８で空気２５を脱気しつつ加熱硬化でき、空気２５の介在による下型３の局所的な加熱ムラの発生が防止される。
【００３２】
また、加熱液２４の温度管理が従来の温風等に比較して容易となって、その温度を所定範囲（例えば±１℃）に維持することができて、より均一加熱が可能になると共に、加熱成形型１を熱容量の大きい加熱液２４中に浸漬させる方式であるため、加熱しすぎを吸収して、高温になり過ぎることによるクラック等の発生が確実に防止される。さらに、加熱硬化後の加熱成形型１の冷却を、加熱硬化時と同様に冷却槽内の冷却水中に浸漬させて行うため、加熱成形型の均一冷却が可能になり、これらのことから、より高品質の成形品を容易に得ることができる。
【００３３】
さらに、上型２に補強板６ａ〜６ｃや補強パイプ７が設けられると共に、下型３に補強材１４、補強板１５及び補強パイプ１７が設けられているため、ＦＲＰ層を有する簡易な上型２と下型３をこれらで効果的に補強することができ、長期に亘り安定した形状維持が図れると共に、上型２及び下型３の軽量化が図れて、型の加熱液槽２３への出入作業が容易となる等、成形作業の効率をアップさせることができる。また、加熱硬化に加熱液槽２３に収容された加熱液２４を使用しているため、加熱のための設備が簡略化されて設備投資額を抑えることができると共に、加熱液２４として温水を使用できて、冷却水と合わせその使い勝手も容易となり、成形作業の作業性のより向上を図ることができる。
【００３４】
なお、上記実施例においては、上型２に液抜き手段を設け下型３に空気抜き手段を設けた加熱成形型１を例にして説明したが、本発明はこれに限定されず、成形品の形状によって空気溜まりが発生しない場合は、加熱成形型１に液抜き手段のみを設けることもできる。また、液抜き手段が不要な加熱成形型１の場合は、これを省略することができ、要は、成形品の形状（加熱成形型１の形状）に応じて液抜き手段と空気抜き手段の少なくとも一方を備えればよい。
【００３５】
また、上記実施例における加熱液２４としては温水に限らず、例えば加熱温度が１００℃以上の場合においはシリコンオイルを使用する等、熱容量の大きな適宜の加熱液を使用し得るし、冷却液も冷却水に限らず、適宜の液体が使用される。さらに、本発明は、人工大理石製のバスタブに限らず、例えば浴室の洗面器置きカウンター、洗面室のボール付き洗面カウンター等の人工大理石製の各種成形品や、一般の樹脂成形品にも適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１記載の発明によれば、加熱成形型に空気抜き手段と液抜き手段の少なくとも一方が設けられているため、例えば加熱成形型の加熱液槽への投入時に、空気抜き手段で下方に位置する型の外面に介在する空気が脱気されることから、空気の介在による型の温度バラツキを抑えられて、成形クラック等のない高品質な成形品を容易に得ることができる。また、加熱成形型の加熱液槽からの取り出し時に、液抜き手段で上方に位置する型の外部に溜まっている加熱液が加熱液槽に抜かれることから、型の取出時間が短縮化されて、加熱液による型の昇温時間の短縮化と合わせ、ハイサイクル成形が可能になる。
【００３７】
また、請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、空気抜き手段が吸引ポンプに接続された筒状部材を有し、この筒状部材の先端部が下方に位置する型の裏面側に形成される凹部内に位置するため、凹部内に介在する空気を確実に脱気することができて、バスタブのような成形品であっても、空気の介在による下方に位置する型の温度バラツキが抑えられて、より高品質な成形品を得ることができる。
【００３８】
また、請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の発明の効果に加え、液抜き手段としての上方に位置する型の外面の補強板に設けられた開口部によって、補強板で形成される隣り合う閉塞空間が連通されるため、加熱成形型の加熱液槽からの取り出し時に、加熱液を加熱液槽に確実に抜くことができて、取出時間の短縮化が図れる等、よりハイサイク成形が可能になる。
【００３９】
また、請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし３記載の発明の効果に加え、両型の合わせ部外周の補強パイプに液抜き用の孔もしくはパイプ端面開口が形成されているため、合わせ部上の加熱液を確実かつ短時間に抜くことができて、より一層ハイサイクル成形が可能になる等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる加熱成形型の一実施例を示す上型の平面図
【図２】同その下型の底面図
【図３】同両型の合わせ状態を示す断面図
【図４】同図１のＡ部の断面図
【図５】同空気抜き手段の変形例を示す要部の断面図
【図６】同加熱成形型を使用した加熱成形の試験結果の一例を示すグラフ
【符号の説明】
１・・・・・・・・・加熱成形型
２・・・・・・・・・上型
３・・・・・・・・・下型
２ａ、３ａ・・・・・底面部
２ｂ、３ｂ・・・・・斜面部
２ｃ、３ｃ・・・・・合わせ部
４・・・・・・・・・キャビティ
５・・・・・・・・・上型ＦＲＰ層
６ａ〜６ｃ・・・・・補強板
７・・・・・・・・・補強パイプ
８ａ、８ｂ・・・・・閉塞空間
９ａ、９ｂ・・・・・開口部
１０ａ・・・・・・・端面開口部
１０ｂ・・・・・・・開口部
１２・・・・・・・・第１の下型ＦＲＰ層
１３・・・・・・・・第２の下型ＦＲＰ層
１４・・・・・・・・補強材
１５・・・・・・・・補強板
１６・・・・・・・・ゲルコート層
１７・・・・・・・・補強パイプ
１８・・・・・・・・脱気用ホース
１８ａ・・・・・・・基端部
１８ｂ・・・・・・・先端部
２０・・・・・・・・吸引ポンプ
２１・・・・・・・・凹部
２３・・・・・・・・加熱液槽
２４・・・・・・・・加熱液
２５・・・・・・・・空気
２６・・・・・・・・閉塞空間
２７・・・・・・・・開口部
【図１】
0003544527.tif 000004
【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６】
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