(57)【要約】【課題】金型内部に残存するガスのガス抜き孔に原料の流出防止手段を有し、且つ成型品から流出防止手段を容易に除去可能なカーボン材射出成形のガス抜き孔構造及びカーボン凝結成形品の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】この発明に係るカーボン材射出成形のガス抜き孔構造は、カーボン粉粒と結合材が主体の混合物を金型内に射出注入して賦型した成形品に焼成処理を施してカーボンの凝結体を得るカーボン材射出成形のガス抜き孔構造において、混合物の最終充填部分近傍に設けたガス抜き孔に細い貫通孔を密に配して焼成処理温度以上で分解するフィルター７を設けるとともに、フィルター７の下部に設けた空隙の側壁部から排気を行う排気管５を設けたことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボン粉粒と結合材が主体の混合物を金型内に射出注入して賦型した成形品に焼成処理を施してカーボンの凝結体を得るカーボン材射出成形のガス抜き孔構造において、
前記混合物の最終充填部分近傍に設けたガス抜き孔に細い貫通孔を密に配して前記焼成処理温度以上で分解するフィルターを設けるとともに、
前記フィルターの下部に設けた空間の側壁部から排気を行う排気管を設けたことを特徴とするカーボン材射出成形のガス抜き孔構造。
【請求項２】
前記フィルターが、低炭素含有物を基材とする不織布またはフィルムを用いたハニカム構造体を用いて成ることを特徴とする請求項１記載のカーボン材射出成形のガス抜き孔構造。
【請求項３】
前記フィルターがガス抜き孔に挿入され、前記ガス抜き孔上部からの圧力を受けて下降して、前記空間の側壁に設けた前記排気管を閉塞する構造を成すことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のカーボン材射出成形のガス抜き孔構造。
【請求項４】
カーボン粉粒と結合材が主体の混合物を金型内に射出注入して賦型した成形品に焼成処理を施してカーボンの凝結体を得るカーボン材射出成形のガス抜き孔構造において、
金型内に射出注入した前記混合物の最終充填部分近傍に設けたガス抜き孔に、焼成処理温度以上で分解する細い貫通孔を密に配した第一のフィルターと、任意の間隙を設けて第二のフィルターとを備えたことを特徴とするカーボン材射出成形のガス抜き孔構造。
【請求項５】
前記第一のフィルターと前記第二のフィルターとが、ハニカム構造を成すことを特徴とする請求項４記載のカーボン材射出成形のガス抜き孔構造。
【請求項６】
前記第一のフィルターと前記第二のフィルターとの間隙に、圧縮応力によって容易に変形を来す繊維状物質または多孔体を配して成ることを特徴とする請求項４又は請求項５記載のカーボン材射出成形のガス抜き孔構造。
【請求項７】
前記第一のフィルターと前記第二のフィルターとの間隙が、混合物が充填した後の加圧による変形に伴う繊維状物質または多孔体の開孔が縮減する高さを備えて成ることを特徴とする請求項６記載のカーボン材射出成形のガス抜き孔構造。
【請求項８】
前記第一のフィルターが、射出した前記混合物の加圧力を受けたことにより、前記第一のフィルターの備える貫通孔を閉塞するように座屈変形を来すように配されて成ることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載のカーボン材射出成形のガス抜き孔構造。
【請求項９】
ハニカム構造の前記第一のフィルターの座屈変形が、前記ハニカムを構成する空孔の傾斜角度を変えて座屈強度の調整をしたものであることを特徴とする請求項８記載のカーボン材射出成形のガス抜き孔構造。
【請求項１０】
前記第一のフィルターが、座屈方向に前記第一のフィルターが座屈して転倒に供する空隙を備えて成ることを特徴とする請求項４乃至９のいずれかに記載のカーボン材射出成形のガス抜き孔構造。
【請求項１１】
カーボン粉粒と結合材を主体とする混合物を金型内に射出注入後に固化して得た成形品を、前記成形品の最終充填部分近傍にあるガス抜き孔に配したフィルターが固着した状態で金型面から脱離、これを前記結合材の分解温度以上の焼成処理時に分解、排除することを特徴とするカーボン凝結成形品の製造方法。
【請求項１２】
前記フィルターが、結合材の分解温度以下である紙または樹脂から成る不織布またはフィルムを用いたハニカム構造体を用いて成ることを特徴とする請求項１１記載のカーボン凝結成形品の製造方法。
【請求項１３】
前記樹脂から成る不織布またはフィルムが、炭素含有量の少ない樹脂またはパルプから成ることを特徴とする請求項１２記載のカーボン凝結成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電磁誘導加熱が可能な炊飯器の釜などの電磁誘導加熱調理器の製造方法に関するもので、更に詳しくはカーボン粉粒が主体の射出成型品を得るカーボン材射出成形のガス抜き孔に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導加熱調理器であるコンロや炊飯器は、高周波磁場発生装置である誘導加熱コイルが発生する渦電流によって磁性体金属である鉄やステンレスなどが発熱する電磁誘導加熱を利用するものである。電磁誘導加熱調理器による食品の速やかで均一な加熱を向上するためにアルミニウムや銅などを積層したクラッド材を用いた鍋状の成形品を調理器として使用していた。しかし、クラッド材は鍋や釜などに絞り加工することが困難であり、さらに表面をフッ素樹脂などの耐熱樹脂塗装面の各積層界面が剥離するなどの不具合もあった。
【０００３】
このため、黒鉛（カーボン）のブロック状成型物を切削して鍋や釜などの成形品を得た後、調理面である内面にフッ素樹脂が下塗り塗料を介して塗装されて成る誘導加熱調理器が提案されている。また、従来の鉄やステンレスなどに代わって炊飯釜などの電磁誘導加熱調理器に適度な導電性と誘電性と優れた熱伝導度を有しているコークスなどの高炭素含有物粉粒を無酸素状態の１０００〜３０００℃の加熱によって凝結させたカーボンの焼結体を用いることによって従来の磁性金属またはクラッド材の使用が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、棒柱状に加圧して凝縮させた炭素圧縮体の切削加工物にフッ素樹脂コートを施す手段が紹介され、高温での調理器具として有効であることが述べられている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
上述の手段による鍋状成形品の製造方法によれば、コークス等のカーボンを多く含む粒子を高温で焼結させたカーボン凝結体を鍋状に切削加工して「電磁誘導加熱調理器」として用いるものである。しかし、カーボン凝結体のブロックを切削加工することによって任意形状に成形することは、切削の大半を占める中空部分にある素材の廃棄が多く、それに要する加工の工数が大きいという課題があった。
【０００６】
この課題を解決する手段として、カーボンの粉粒とフェノール樹脂の原料液やタールピッチなどの結合材との混合物を金型内に注入して賦型した後、得られた成形品を焼成処理することによって鍋状に成形されたカーボンの凝結体を得る手段が考えられる。
【０００７】
この方法によれば、金型に注入したカーボンなどの混合物が金型内を充填して最終充填部位が分割型部同士の合わせ面となるように誘導し、前記混合物の充填に伴ってガスの排出を十分に行うことが、鍋状成形品の薄い壁面を流動するように充填する挙動が円滑に行なわれることが、均質な物性を得るうえで必須となる。
【０００８】
特に、カーボンの粉粒と結合材の混合物を射出成形によって金型内に充填した場合、前記混合物が壁面を高速で狭い壁面を通過するなどにより、金型内にある空気などのガスが成型品内に滞留すること無しに金型外に排出することが、前記ガスを巻き込んだ気泡形成を抑制し、後工程の焼成時において、成形品のフクレやクラックの発生を抑制するうえで、特段の配慮が必要である。
【０００９】
しかし、上述のカーボンの粉粒と結合材の混合物を射出成形する際の注入口を容器の底部に設置した場合は、容器の開口部外縁部にある金型嵌合部であるフランジから排出することになる反面、狭いゲートから射出した前記混合物を金型内に放出した際の急激な圧力低下を伴う流動方向が、注入口に近接して内壁を形成する金型壁面に衝突して急激な流動方向の転換が生じる結果、硬化時の収縮方向が大きく異なる部位を含むことになる。このため、成型品の当該部位では、強度の低下や、場合によっては成形時の収縮に起因してクラックが発生することもあるという課題を生む。
【００１０】
上記不具合を解消するためには容器開口部から充填することが有効である反面、最終充填部が容器底部に集約するので、金型内部に残存するガス（空気）の排出が分散されず、大きな空孔を備えるガス抜き孔を具備することが必要であった。
【００１１】
この様な射出成形金型面上に直接、設置するガス抜き孔には原料の流出防止手段が不可欠であり、種々手段が提案されている。
【００１２】
例えば、成形材料の所定値を超えた流動圧力によってガス抜き孔に設けた弁を閉塞する手段が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【００１３】
また、金型に射出する原料がガス抜き孔に到達するまでの注入量に達した段階で弁の閉塞を行う機構を設けた金型構造が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１４】
また、金型に射出した原料が金型内の任意位置に設けた圧力センサーの変化を感知して弁の閉塞を行う装置が提案されている（例えば、特許文献５参照）。
【特許文献１】特開平０９−７５２１１号公報
【特許文献２】特開平０９−７０３５２号公報
【特許文献３】特開平０７−１１２４５９号公報
【特許文献４】特開２００２−１９２５７２号公報
【特許文献５】特開２００３−０１７０７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、当該ガス抜き孔には、弁を主体とした金型の構造が複雑になるほか、金型内の充填に供する前記混合物の流動パターンがずれたことによるガス抜き孔の弁の閉塞挙動が遅れた場合に前記原料が侵入し易く、また、その除去も困難である。また、これら不具合解消のために前記混合物の侵入防止と除去容易を達成する脱着式フィルターを配した場合には、成型品に残留するという不具合が発生する。
【００１６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、金型内部に残存するガスのガス抜き孔に原料の流出防止手段を有し、且つ成型品から流出防止手段を容易に除去可能なカーボン材射出成形のガス抜き孔構造及びカーボン凝結成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明に係るカーボン材射出成形のガス抜き孔構造は、カーボン粉粒と結合材が主体の混合物を金型内に射出注入して賦型した成形品に焼成処理を施してカーボンの凝結体を得るカーボン材射出成形のガス抜き孔構造において、混合物の最終充填部分近傍に設けたガス抜き孔に細い貫通孔を密に配して焼成処理温度以上で分解するフィルターを設けるとともに、フィルターの下部に設けた空間の側壁部から排気を行う排気管を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
この発明に係るカーボン材射出成形のガス抜き孔構造は、射出成形における金型内の充填最終部分にあるガス抜き孔に到達したカーボン粉粒と液状の結合材との混合物が、流動過程で圧力を損失しており、フィルターが備える細い貫通孔を通過することが困難であるから、外部流出を抑制することが出来る。さらに、フィルターを通過して下部に設けた空間に混合物が到達したとしても、その段階では、流動に必要な圧力が排除されているので、空間に設けた多孔体を通過することが出来ないので、排気管からの流出を阻止することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１、図２は実施の形態１を示す図で、図１は射出成形金型底面のガス抜き孔６の構造を示す断面図、図２は成型品の曲げ強度を排気の有無で比較した図である。
【００２０】
カーボン粉粒と結合材の混合物を金型内に射出した成形品を焼成して得た電磁誘導加熱調理器の製造方法について、以下に詳述する。
【００２１】
まず、石油コークスを３０００℃の無酸素状態で焼成処理によってグラファイト化後、０．３ｍｍ以下に粉砕した粉粒物を常温で固体のフェノール樹脂と混練する。このとき、後段の射出成形機で混練した原料を金型内に射出する際に気泡の排出を十分に行いながら十分に混練することが肝要である。
【００２２】
このとき、結合材として用いるフェノール樹脂は、反応が進行して金型充填時の粘度が過度に高くなることを抑止する反面、短時間に硬化が完了するようにフェノール樹脂の反応速度を調整することが肝要である。
【００２３】
次に、粉砕したグラファイト化したカーボンの粉粒と未硬化のフェノール樹脂との混合物を約１５０℃に加温した金型に射出成形機を用いて注入して釜の形状に賦型する。金型の注入は、釜の開口部に設けた鍔の外縁部から行う。釜の鍔部分の肉厚は比較的厚く、材料を注入する際の抵抗が少なくて円滑に行なえるので好適である。注入した前記混合物は釜の鍔の外周を充填した後、底面部に向かって充填していくように複数の等間隔に設けたゲートが設定されている。この時、外面部を成す金型底面に設けた最終の充填位置にあるガス抜き孔６は、金型内に残留するガスをガス抜き孔６に接続した排気ポンプにより減圧状態が確保されている。
【００２４】
射出されたカーボン粉粒と結合材との混合物が金型内に充填を完了した後、急激な圧力増加を来たす。このとき、射出された混合物が金型内を充填する際の排気が不十分であれば、前記混合物が含む気泡を流動時に受ける圧力によって排出されないほか、金型面との間で生じる剪断力を緩和する空気層が成形品の表層部分に形成することもある。このため、これらの残留した気泡が、後段の焼成処理によって成形品を部分的に膨張させる「フクレ」となって発現し、調理器具としての使用時に剥落や陥没などの損傷や変形、場合によっては亀裂を発生するなどの不具合を生じる。
【００２５】
このため、本実施の形態の最終充填部分であるガス抜き孔６の構造は十分な排気を促す構造である。そのような構造でありながら、混合物が金型内を充填してガス抜き孔６に到達後の急激な圧力増加の過程にあって、射出圧力に近接する最大圧力に到達の途中段階のうち、前記圧力増加の初動段階で排気に供する気孔を閉塞して充填した混合物の流出を遮断する構造を備えて成る。従って、当該構造は気泡を形成するガスの円滑な排出と、その後の圧力増加による気泡の縮減を達成して、前述の不具合を解消することができた。
【００２６】
以下、一実施例のガス抜き孔６の構造と作用を、図１を用いて以下に詳述する。ガス抜き孔６は、金型面に原料の混合物を焼成処理する温度以上で分解する第一のフィルター１と、第一のフィルター１との間に任意の間隙を設けて下部位置に第二のフィルター２を配した構成である。ガス抜き孔６は、金型の最下部に位置する。
【００２７】
ここで用いるフィルター（第一のフィルター１、第二のフィルター２）は、細い貫通孔を密に配した構造を成し、低炭素含有物であるポリエステル樹脂を含浸して補強したパルプ繊維から成る不織布を用いたハニカム構造体を用いている。各貫通孔は、対角の長さが２．０ｍｍの空孔を備え、気孔に垂直に負荷する圧縮座屈強度が２Ｍｐａのものを用いている。
【００２８】
金型内にあるガスを容易に排出するが、僅かな圧力の負荷によって座屈変形して気孔を閉塞する機能を有する第一のフィルター１は、それを構成する細い貫通孔が約４５度の角度で傾斜して成るハニカム構造体であって、厚さを１．５ｍｍに調整したものである。
【００２９】
また、細い貫通孔が露出する側面部はガスの排出を妨げないようにガス抜き孔６の外周壁に密接することがないように、僅かに空隙３を形成する構造としている。このうち、上述の気孔の角度設定は、射出したカーボン粉粒と結合材の混合物による付加圧力によって容易に座屈変形して保有する気孔を閉塞する状態を来すように調整した結果である。
【００３０】
一方、下部に設けた第二のフィルター２であるハニカム構造体は、細い貫通孔が角度を設けずに（垂直に）配列し、３ｍｍの厚さに調整した。ガス抜き孔６としては、第一のフィルター１と第二のフィルター２との間に１．０ｍｍの空隙を設けて配して、前記空隙が繊維状物質４または多孔体を備える。
【００３１】
繊維状物質４は、十分な排気に供する気孔を備え、金型内に射出した混合物が到達して当該部位に圧力が付加した状態で容易に前記気孔同士が重なり合って収縮するので、充填した混合物の流出を遮断する。つまり、本実施の形態で示すパルプ繊維から成る不織布は最密の充填を達成しないので、繊維間に多くの空孔を備えて十分な通気性を有するので、好ましい。
【００３２】
次に、射出成形におけるカーボン粉粒と結合材の混合物を射出したときの、ガス抜き孔６に設けた各構成部材の挙動について述べる。
【００３３】
まず、前記混合物を金型内に充填する過程で、流動時に巻き込んで気泡を形成する要因となる金型内の空気を予め排気管５から排出しておき、減圧状態を確保しておく。
【００３４】
また、射出時には前記混合物に残存または加熱および混練などによって新たに発生する分解ガスなどが金型内に投入されることになるが、これらガスも、排気管５から排気される。
【００３５】
次に、カーボン粉粒と結合材の混合物を射出し、第一のフィルター１に前記混合物が到達した直後に生じる圧力増加の初動段階に、不織布が押されて過密状態に至る。この結果、不織布が有する開孔が縮減し、ガス抜き孔６の透気性が大きく減少する状態を成すので、前記混合物の漏洩抑止効果を生む。さらに、射出の継続に伴う圧力の増加を来たした段階で、第一のフィルター１が座屈変形して保有する気孔を閉塞する状態を来す。このとき、不織布の過密状態化後の時間内に、第一のフィルター１が備える貫通孔内に侵入した僅かな混合物を含めた座屈を来すことになり、前記混合物が座屈した第一のフィルター１が備える空隙を埋めるので、射出した混合物の漏洩を完全に阻止することができた。
【００３６】
従って、当該手段によるガス抜き孔６に設けた第一のフィルター１には射出した混合物が侵入して成型品と一体化しており、金型から取り出した前記成形品には第一のフィルター１が接合した状態を成している。このため、次の射出成形品を得る際には、第一のフィルター１を補充するのみで、第二のフィルター２の補充は殆ど必要なく、経済的である。
【００３７】
なお、本実施の形態では、第一のフィルター１であるハニカム構造体の座屈が容易に生じるようにするため、構成する細い貫通孔を約４５度の角度に設定したが、前記貫通孔の傾斜角度を変えれば、ハニカム構造体を構成する構成材の組成や厚さ、貫通孔の大きさを変更すること無しに座屈強度の調整を容易に行うことができる。また、座屈の方向にフィルター高さに相当の転倒するハニカム構造体を受ける空隙や部位を備えることが、確実に座屈させるために、有効である。
【００３８】
上述した如く、射出成形時に金型からの排気を円滑に行うことによって、壁内の残留気泡が少ない射出成型品を得ることが出来た。これは、以下に述べる結合材を炭素化させるための焼成処理によって壁内に残留した気泡の膨張に伴うフクレなどの変形や亀裂やハガレなどの欠陥発生を抑制することができる。
【００３９】
射出成形によって得られた成型品は、前記成形品を焼成して結合材を炭素化し、誘電加熱が可能な素材を備えた鍋となるように処理を行った。上述した射出成形によって得た成型品を窒素雰囲気中の電気炉内で加熱する。成形時に残存した内部応力の解放による膨張挙動と焼成時の分解生成物放散に伴う収縮挙動によって、クラックなどが発生しないように、段階的に温度の上昇を制御することが肝要であった。このため、焼成処理は、３００℃まで３〜５℃／ｈｒ、６００℃まで１〜３℃／ｈｒ、１２００℃まで５〜１０℃／ｈｒ
の昇温速度で焼成し、冷却も５〜１０℃／ｈｒの昇温速度とした。
【００４０】
このようにして得られた成型品に関し、ガス抜き孔６に脱脂綿を充填して排気能力が不十分な状態なものは、ガス抜き孔６に近い位置ほど、多くのフクレを発生させたほか、底面部には表面層の剥離を来しているなど、成型品に多くの気泡を含有している傾向が観られた。これに対し、本実施の形態による成型品は均質で緻密な構造を有して、上述した気泡の含有に基づく外観異常が全く見られなかった。
【００４１】
また、別の射出成型品であって、ハニカム構造体を構成する細い貫通孔が約４５度の角度で傾斜するように加工した第一のフィルター１については、第二のフィルター２との間隙に不織布などの繊維状物質４やスポンジ状の多孔体を配さない状態であっても、得られた射出成型品のガス抜き孔６において、第一のフィルター１は完全に座屈して気孔を塞ぐように変形していたのに対し、第二のフィルター２にはカーボン粉粒と結合材の混合物が殆ど侵入していないことを確認した。さらに、焼成処理後の成型品にはガス抜き孔６近辺を含めた総ての部分が均質で緻密な構造を有しており、上述した気泡の含有に基づくフクレ、剥落、クラックなどの外観異常が全く見られなかった。
【００４２】
一方、ガス抜き孔６に設けたフィルターを分割して空隙を設けることなしに、単一のフィルターで５．０ｍｍの高さに調整したものを配した場合では、フィルターが備える細い貫通孔の大部分に射出されたカーボン粉粒と結合材の混合物の侵入が観られたほかに、焼成処理後のガス抜き孔６近辺には微細なクラックが無数に発生していた。これは、射出されてガス抜き孔６近傍に到達した前記混合物が、壁面をガス抜き孔６への侵入部分で充分な圧力付与のないままで流動してきた後にガス抜き孔６から流出するために急激な流路の転換を成した状態で硬化するため、硬化時の収縮によって生じた応力の分布が前述した微細なクラックの発生を来したものと推察する。
【００４３】
焼成処理を施した鍋状の成型品は、ガス抜き孔６に用いたハニカム構造体と不織布が炭化した状態で底部に付着したまま残存している。ハニカム構造体および不織布とも、パルプ繊維を基材として成るので、無酸素状態下の高温で焼成処理した後には、ほとんど炭化した残存物が無く、何れの付着物とも容易に脱落する。従って、ガス抜き孔６を残存させた状態で高温焼成を行ったものは、例えば、スクレパーを用いて掻き取るなどの簡便な機械的な排除によって平滑な本来の底面形状を確保することが出来た。
【００４４】
また、得られた成型品を任意同様位置から採取した試料について、表層面を含む密度と、表面部分を削除したコア部分の試料について曲げ強度を測定した結果を図２に併記した。何らの措置も施さないガス抜き孔６から金型内のガスを排気した場合、注入口に近い開口部近傍の側面部に比較して底部の密度が低く、それに相応して曲げ強度も低い特性を備えていた。
【００４５】
これに対して本実施の形態による成型品は両部位がほぼ同じ特性値であり、特に底部の強度が向上して均質な充填状態に改善されたことを確認した。これは、ガス抜き孔６に射出した成形原料が到達してガス抜き孔６を封止しても、本実施の形態によるガス抜き孔６から不織布の繊維間の空隙を通じて金型内に残留するガスの排出を継続して行うことが可能であり、原料が流動する際の圧力付加が抑制されるためである。
【００４６】
以上のカーボン凝結体から成る成形品の表面には結合材分解物の気散による気孔が多く存在し、調理物の不要な含浸を来して不衛生な状況を醸し出す原因になる上、当該カーボン凝結体は耐摩耗性に劣る。また、調理の際に調理物が密着して調理に不具合を生じるため、鍋状の成型品を使用するためには、鍋状成型品の表面を保護する塗装を施す必要がある。内面にはフッ素樹脂の塗装を行なうことによって調理物を付着し難い態様の確保を、外面には耐摩耗性と耐熱性に優れるシリコン樹脂を塗布することが好ましい。
【００４７】
これら表面塗装は前記気孔内への塗料の含浸に伴うアンカー効果によって強固に密着固着することが必要で、５ｍｍ間隔の升目状の切り目を設けた塗装面に粘着テープを密着させた後に剥離時の塗装面における剥離状態から剥離強さを評価した。本実施の形態における施策を施さないガス抜き孔６を備えた成型品では、ガス抜き孔６付近の底面部における塗装が成型品の表面層を伴って剥離しているのに対し、本実施の形態による成型品では塗装面の剥離が全く生じないことから、実用上の耐性を備えることが確認できた。
【００４８】
なお、本実施の形態では、ガス抜き孔６に備える第一のフィルター１と第二のフィルター２との間の空隙に繊維状物質４（不織布）を用いたが、これに代えて軟質の発泡樹脂やバルク状の繊維物質を用いても良い。
【００４９】
また、本実施の形態では、上面に傾斜した微細な貫通孔を備えたハニカム構造の第一のフィルター１を配したガス抜き孔６を備えた金型から得た第一の成型品と、第一のフィルター１と第二のフィルター２との中間位置に設けた空隙に圧縮付加によって容易に過密化して見掛けの気孔が収縮する多孔質物質を配したガス抜き孔６を備えた金型から得た第二の成型品を個別に示したが、これらを併用しても良く、カーボン粉粒と結合材の混合物の流出を阻止して、圧力の保持効果を得るうえで有効に作用する。
【００５０】
実施の形態２．
図３は実施の形態２を示す図で、射出成形金型底面のガス抜き孔６の構造を示す断面図である。
【００５１】
カーボン粉粒と結合材の混合物を金型内に射出、充填して鍋状の成型品に賦型後、これを無酸素状態の高温下で焼成処理によって得られる電磁誘導加熱調理器の製造方法であって、金型側面に配するガス抜き孔６の構造に特徴をおくカーボン材射出成形のガス抜き孔構造について、以下に詳述する。
【００５２】
射出成形に供する原料は石油コークスを３０００℃の無酸素状態で焼成してグラファイト化し、これを０．３ｍｍ以下に粉砕して固体のフェノール樹脂と混練した。このとき、混合物は気泡を充分に排出されながら押出し機内で混練する。
【００５３】
上述のグラファイト化したカーボンの粉粒と未硬化のフェノール樹脂との混合物を、１５０℃に加温した金型における釜の開口部にある鍔の外縁部から射出成形機を用いて注入して鍋の形状に賦型する。鍋の鍔部分の肉厚は比較的厚く、材料の注入が円滑に行なえるので、等間隔に設けた複数のゲートから注入した前記混合物は、まず、鍔の外周を充填した後、底面部に向かって充填する。一方、前記混合物の最終充填位置で外面部を成す金型底面に、金型内に残留するガスを排気するために設けたガス抜き孔６から、排気ポンプによる吸引が成されている。
【００５４】
このとき、射出された混合物が金型内を急速に充填する際の排気が不十分であれば、前記混合物が含む気泡を流動時に受ける圧力によって排出されないほか、金型面との間で生じる剪断力を緩和するために空気層を形成し、これが気泡となって残留することもある。このため、これらの残留した気泡が後段の焼成処理によって成形品を部分的に膨張させる「フクレ」となって発現し、調理器具としての使用時に剥落や陥没などの損傷や変形、場合によっては亀裂が発生するなどの不具合を生じる。
【００５５】
このため、本実施の形態の最終充填部分であるガス抜き孔６のガス抜き孔構造は十分な排気を促す構造を成す反面、混合物が最終充填部分に到達して完全充填の達成後は、前記混合物の系外への流出防止と粒子を緻密に充填して品質の安定向上を促すとともに、当該ガス抜き孔６を封止することによって金型内の圧力を急激に増加させる機能を併せ持つことが肝要である。
【００５６】
本実施の形態は、混合物が金型内に充填されて急激な圧力増加過程の初動段階で、排気に供する気孔を閉塞し、充填された混合物の流出を遮断する構造を備える。以下、図３を用いて、その構造と作用を詳述する。
【００５７】
ガス抜き孔６には金型面に原料混合物を焼成処理する温度以上で分解するフィルター７が装填され、フィルター７が前記混合物の到達後に急増する圧力の負荷を受けて、金型の一部を成すガス抜き孔側壁８を滑るようにして移動するように構成されたガス抜き孔構造を有する。ここで用いるフィルター７は、対角長さが２．０ｍｍの貫通孔を密に配し、ポリエステル樹脂を含浸して補強したパルプ繊維から成る不織布またはフィルムで構成されるハニカム構造体である。
【００５８】
空孔を備えてガス抜き孔側壁８に密接し、下部に軟質発泡ウレタンを備えて途中位置で保持された状態に配されている。一方、金型のガス抜き孔６の最下部空間９（下部に設けた空間）で、ガス抜き孔側壁８と密接して途中位置に保持したフィルター７の下端が到達しない位置には、排気ポンプと接続する排気管５が設けられている。
【００５９】
以上の構造により、排気ポンプによって、フィルター７を構成する細い貫通孔を通過してガス抜き孔６の最下部空間９の排出口を経て、金型内の排気が達成される。
【００６０】
ここで、金型内に射出されたカーボン粉粒と結合材の混合物がガス抜き孔６に到達して急激な圧力増加を来たす初動段階で、射出圧力の負荷を受けて金型のガス抜き孔側壁８を滑るようにして最下端まで移動して、極めて通気性の乏しいフィルターの側壁により排出口を塞いで金型を密封するので、混合物の流出を阻止することが出来る。
【００６１】
このとき、上述した如く、射出成形した混合物が金型内を充填する際に排気を円滑に行うことが出来るので、鍋状成型品の壁内に気泡の残留を抑制し、その後の射出圧力を受けた加圧による気泡の縮減により、成型品が、その後の焼成処理工程において壁内に残留した気泡の膨張に伴うフクレなどの変形、亀裂、ハガレなどの欠陥発生を抑制することができた。
【００６２】
次に、射出成形によって得られた成型品は、前記成形品を焼成して結合材を炭化することによって誘電加熱が可能な素材を備えた鍋となるように焼成処理を行う。射出成形して得た成型品は、窒素雰囲気中の電気炉内で加熱する。このとき、成形時に残存した内部応力の解放と残留気泡内のガスの膨張に起因するクラックやフクレの発生を来さないよう、段階的に緩く上昇する温度制御が必要である。
【００６３】
焼成処理は、３００℃までを３〜５℃／ｈｒ、６００℃までを１〜３℃／ｈｒ、１２００℃までを５〜１０℃／ｈｒの昇温速度で焼成し、冷却も５〜１０℃／ｈｒの昇温速度とした。このようにして得られた成型品は均質で緻密な構造を有し、上述した外観異常が全く見られなかった。
【００６４】
焼成処理後の鍋状成型品には、ガス抜き孔６に用いたハニカム構造体が炭化した状態で底部に付着したまま残存しているが、これはパルプ繊維を基材として成るので炭化した残存物がほとんど無く、容易に脱落できる。従って、ガス抜き孔６が残存した状態で、高温で焼成処理したものは、例えば、スクレパーを用いて掻き取るなどの簡便な排除により、平滑な本来の底面形状を確保することが出来た。
【００６５】
以上のカーボン凝結体から成る成形品表面には、結合材分解物の気散による微細な気孔が多く存在し、調理物の不要な含浸を来して不衛生な状況を醸し出すむ原因と成り得る。また、当該カーボン凝結体は耐摩耗性に劣る上、調理の際に調理物が密着して調理に不具合を生じるために、鍋状の成型品を使用するためには鍋状成型品の表面保護を目的とした塗装を施す必要がある。内面には調理物を付着し難い態様の確保が必要であることからフッ素樹脂の塗装を行ない、外面には耐摩耗性と耐熱性に優れるシリコン樹脂を塗布した。
【００６６】
これら成型品表面の塗装は、前記気孔内への塗料の含浸に伴うアンカー効果によって強固に固着される。剥離の強さは、５ｍｍ間隔の升目状の切り目を設けた塗装面に粘着テープを密着後、急速に剥離した時の塗装面の剥離状態を目視確認した。その結果、本実施の形態における施策を施さず、著しく排気能力に劣る繊維状の充填物を充填したガス抜き孔６を備えた成型品では、部分的なフクレが点在し、ガス抜き孔６付近の底面部における塗装が成型品の表面層を伴って容易に剥離する。
【００６７】
これに対して、本実施の形態による成型品では、表面にフクレの発生は認められず、塗装面の剥離が全く生じないことから、実用上の耐性を備えることが確認できた。
【００６８】
本実施の形態では、パルプ繊維に樹脂含浸して補強した基材から成るハニカム構造体を用いたが、これに代えて、例えば、ポリエステル繊維などの低炭素含有率の繊維素材を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施の形態１を示す図で、射出成形金型底面のガス抜き孔６の構造を示す断面図。
【図２】実施の形態１を示す図で、成型品の曲げ強度を排気の有無で比較した図。
【図３】実施の形態２を示す図で、射出成形金型底面のガス抜き孔６の構造を示す断面図。
【符号の説明】
【００７０】
１  第一のフィルター、２  第二のフィルター、３  空隙、４  繊維状物質、５  排気管、６  ガス抜き孔、７  フィルター、８  ガス抜き孔側壁、９  最下部空間。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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