(57)【要約】      （修正有）【課題】熱硬化性樹脂の熱成形時に発生する、金型の成形部分以外の部分は、リサイクルが不可能な産業廃棄物として発生するため、この部分をリサイクル可能な状態で熱成形を行なうことが可能な、金型構造を提供する。【解決手段】加熱により成形を行なう成形金型の構造であって、形状付与を行なう成形部分と、非成形部分とに分れ、非成形部分は成形部分に比較して熱伝導率の低い物質からなる成形金型の構造。非成形部分が、熱伝導率の低い金属又は合金からなることを特徴とする成形金型の構造。非成形部分が、熱伝導率の低い合成樹脂からなることを特徴とする成形金型の構造。成形部分と、非成形部分との境界部に、断熱材を有することを特徴とする、前記のいずれかに記載された成形金型の構造。非成形部分に、冷却装置を有する成形金型の構造。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱により成形を行なう成形金型の構造であって、形状付与を行なう成形部分と、前記以外の非成形部分とに分れ、非成形部分は成形部分に比較して熱伝導率の低い物質からなることを特徴とする成形金型の構造。
【請求項２】
非成形部分が、熱伝導率の低い金属又は合金からなることを特徴とする、請求項１に記載された成形金型の構造。
【請求項３】
非成形部分が、熱伝導率の低い合成樹脂からなることを特徴とする、請求項１に記載された成形金型の構造。
【請求項４】
成形部分と、非成形部分との境界部に、断熱材を有することを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３のいずれかに記載された成形金型の構造。
【請求項５】
非成形部分に、冷却装置を有することを特徴とする、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４のいずれかに記載された成形金型の構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の熱成形物を成形する際に用いられる成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、熱硬化性樹脂を原材料とする熱成形に使用する成形金型に関し、成形時における原材料の歩留まりを上げてリサイクル率を向上させることを目的とするものである。
【０００３】
一般に、各種の熱硬化性樹脂を原料とする熱成形を行なう場合には、原材料樹脂を成形可能な程度に加熱してから、成形金型に投入載置し、冷間加圧成形を行なうか、成形金型に加熱装置を備えており、原材料樹脂を成形金型に投入載置した後、金型を閉じると共に加熱を行い、原料樹脂の軟化と同時に熱成形を行なうという方法が取られている。いずれの方法であっても、金型の成形部分の外縁部分には、樹脂製品以外の余分が発生し、熱硬化性樹脂は一度熱硬化が行なわれた後は、再び加熱されても軟化しないため、余分のリサイクルは不可能であり、産業廃棄物として処理する他は無い。
一方、熱可塑性樹脂の加熱成形のための金型の場合には、外観の品質、寸法精度等の向上を目的として、金型が主型とキャビティーとが別部品となり、キャビティーを入れ駒式として、この両者を断熱層で分離するという金型構造が開示されている。
【特許文献１】特開平９−３１４６１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術は、背景技術で述べたような構成であるので次の課題が存在した。
すなわち、熱硬化性樹脂の熱成形時に発生する、金型の成形部分以外の、例えば外周部分に相当する部分は、リサイクルが不可能な産業廃棄物として発生するため、この部分をリサイクル可能な状態で熱成形を行なうことが可能な、金型構造を開発する。
本発明が解決しようとする課題は、背景技術で述べた問題点を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る成形金型の構造は、従来は成形のために投入載置された原材料の全域に加熱されることに対して、成形に必要な部分にのみ加熱を行なうことにより、それ以外の部分には熱を伝わらせずに、熱成形が終了後、製品以外の余分をリサイクル可能とすることを目的としたものであって、その要旨は以下に存する。
すなわち、加熱により成形を行なう成形金型の構造であって、形状付与を行なう成形部分と、前記以外の非成形部分とに分れ、非成形部分は成形部分に比較して熱伝導率の低い物質からなることを特徴とする成形金型の構造。
非成形部分が、熱伝導率の低い金属又は合金からなることを特徴とする、前記に記載された成形金型の構造。
非成形部分が、熱伝導率の低い合成樹脂からなることを特徴とする、前記に記載された成形金型の構造。
成形部分と、非成形部分との境界部に、断熱材を有することを特徴とする、前記のいずれかに記載された成形金型の構造。
非成形部分に、冷却装置を有することを特徴とする、前記のいずれかに記載された成形金型の構造。
以下に詳細に説明する。
【０００６】
本発明になる成形金型は、熱硬化性樹脂などを主成分とする加熱により形状付与を受ける材料に、熱及び圧力によって形状を付与することを目的とする成形金型であり、この形状を付与させる部分（以後「成形部分」という。）と、該成形部分を囲み、形状付与には関与しない部分（以後「非成形部分」という。）との２部分以上に分かれていることを特徴とする。成形部分を構成する金属は、従来公知の熱伝導率の良好な金属により構成され、鉄、ニッケル、アルミニウム、銅、クロム、タングステン、アンチモン、錫、亜鉛、ビスマス、マンガンあるいはこれらの合金などが例示される。また、成形部分には電気ヒーター、ガス加熱機、温水循環装置、その他従来公知の加熱装置が付属し、材料の熱性状や付与するべき形状に応じて必要な加熱がなされる。
【０００７】
一方、非成形部分を構成するのは、熱伝導率の低い材料であって、成形部分において加熱される温度に耐えうる耐熱性を兼ね備える材料により構成される。高い耐熱性を有する樹脂材料、例えばエンジニアリングプラスチックが例示される。非成形部分に金属を使用する場合には、部分より低い熱伝導率の金属を選ぶことが必須となるが、熱伝導率に大きな差のある金属を選択することは困難である。
【０００８】
非成形部分に、樹脂材料を使用する場合であっても、金属を使用する場合であっても、非成形部分と成形部分との接続境界部を直接接続する方法の他に、接続境界部に断熱材を挟み込むことによって、成形部分における熱を、非成形部分へ伝えることを防止することが可能となる。
断熱材としては、シリコンゴムなどを例示することができる。
【０００９】
非成形部分に、樹脂材料を使用する場合であっても、金属を使用する場合であっても、非成形部分を冷却する装置を取り付けて、成形部分から波及してしまう熱を冷却することにより、非成形部分の加熱を防止することが可能となる。冷却装置としては、外周部分にパイプを内蔵させ、冷水を循環させることにより温度を下げるものなどを例示することができる。
【００１０】
さらに、非成形部分のクリアランスを充分に大きく取ることによって、加熱、加圧成形が行なわれる成形部分と比較して、非成形部分への材料の加熱を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の成形金型の構造により、金型の成形部分によって熱硬化性材料の成形が行なわれた場合、非成形部分への加熱は無視できるほど僅かのものであるため、加熱硬化反応は発生しないため、成形部分による成形部を、トリムプレスやカッター等のトリム方法によりトリムした後の残余の部分を、１００％リサイクルすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る成型金型の構造の実施の形態について説明する。
【００１３】
熱硬化性樹脂に、ガラス繊維を混入させて得られる、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の加熱加圧成形型を作成した。
【実施例１】
【００１４】
成形部分に、鉄とクロムとの合金鋼（ステンレス鋼）を、非成形部分に、マンガン合金を使用した繊維強化プラスチックの加熱加圧成形型を作成した。なお、成形部分には電気ヒーターによる加熱装置を、非成形部分には冷水循環による冷却装置を内蔵させた。
【実施例２】
【００１５】
成形部分に、鉄のクロムとの合金鋼（ステンレス鋼）を、非成形部分に、耐熱性エンジニアプラスチックを使用した繊維強化プラスチックの加熱加圧成形型を作成した。なお、成形部分には電気ヒーターによる加熱装置を、非成形部分には冷水循環による冷却装置を内蔵させた。
【００１６】
成形部分に、鉄とクロムとの合金鋼（ステンレス鋼）を、非成形部分に、マンガン合金を使用した繊維強化プラスチックの加熱加圧成形型を作成した。なお、成形部分には電気ヒーターによる加熱装置を、非成形部分には冷水循環による冷却装置を内蔵させた。成形部分と非成形部分との境界部に、シリコンゴムによる断熱材を挿入した。
【００１７】
成形部分に、鉄のクロムとの合金鋼（ステンレス鋼）を、非成形部分に、耐熱性エンジニアプラスチックを使用した繊維強化プラスチックの加熱加圧成形型を作成した。なお、成形部分には電気ヒーターによる加熱装置を、非成形部分には冷水循環による冷却装置を内蔵させた。成形部分と非成形部分との境界部に、シリコンゴムによる断熱材を挿入した。
【００１８】
結果
実施例１〜実施例４により加熱加圧成形を施した成形材は、成形部分により良好な形状付与を施されており、非成形部分における材料は、容積比により９３〜９６％の材料が反応未硬化であったため、トリムプレスにより非成形部分を分離された材料は、そのままリサイクルが可能となった。