(57)【要約】【課題】変形や摩耗が生じ難く、また充分な強度を有するため耐久性に優れ、しかも寸法精度を向上することが可能な成形用木型を提供する。また、このような成形用木型を高能率に製作することが可能な成形用木型の製作方法を提供する。【解決手段】木質ベースに前加工を施した後、これに熱硬化性樹脂を含浸させ、熱硬化処理を施し、次いで仕上げ加工を施すことにより成形用木型を製作する。木質ベースとしては、複数の中質繊維板を熱硬化性樹脂で接着したものを使用し、また熱硬化性樹脂として、ウレタン樹脂、又はフェノール樹脂を使用する。木質ベースに、熱硬化性樹脂を含浸、熱硬化させているので、熱硬化性樹脂によって木型が強化される。そのため、この成形用木型は、変形や摩耗が生じ難く、また充分な強度を有するため耐久性に優れ、しかも寸法精度の優れたものとなる。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
木質ベースに、熱硬化性樹脂を含浸、熱硬化させたことを特徴とする成形用木型。
【請求項２】
上記木質ベースは、複数の中質繊維板を熱硬化性樹脂で接着したものであることを特徴とする請求項１の成形用木型。
【請求項３】
上記熱硬化性樹脂が、ウレタン樹脂、又はフェノール樹脂であることを特徴とする請求項１又は請求項２の成形用木型。
【請求項４】
木質ベースに前加工を施した後、これに熱硬化性樹脂を含浸させ、熱硬化処理を施し、次いで仕上げ加工を施すことを特徴とする成形用木型の製作方法。
【請求項５】
上記木質ベースは、複数の中質繊維板を熱硬化性樹脂で接着したものであることを特徴とする請求項４の成形用木型の製作方法。
【請求項６】
上記熱硬化性樹脂が、ウレタン樹脂、又はフェノール樹脂であることを特徴とする請求項４又は請求項５の成形用木型の製作方法。
【請求項７】
上記熱硬化性樹脂を有機性溶剤にて溶解した状態で、木質ベースに含浸させることを特徴とする請求項４〜請求項６のいずれかの成形用木型の製作方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋳型造型用の木型模型のような成形用木型と、その製作方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より鋳型造型に際しては、模型を使用している。模型としては、中量生産に供する場合には、樹脂型を使用している。この樹脂型は、ある程度の耐久性を有するものの、その製作に多くの手数を要し、コストの高いものとなっている。そのため、試作用の模型、あるいは少量生産用の模型としては、木型が使用されているのが、実情である。木型の材料としては、一般的に、紅松や中質繊維板が採用されている。
【０００３】
上記にける中質繊維板は、一般的にＭＤＦ（Ｍｅｄｉｕｍ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｆｉｂｅｒｂｏａｒｄ）と称されているもので、主に木材等の植物繊維を圧縮成形した繊維板のうち、密度が０．３５ｇ／立方ｃｍ以上、０．８０ｇ／立方ｃｍ未満のものを指す（ＪＩＳ　Ａ　５９０５）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記鋳型造型用の木型模型においては、安価に製造できるものの、変形や摩耗を生じ易いものであるため、その耐久性が充分ではなく、また寸法精度も得難いという欠点がある。例えば、試作用模型を製作し、これを量産時に使用しようとしても、試作から量産に至るまでには相当の期間を要するため、その期間に模型がソリ等の変形を生じ、そのままでは使用不可能となっている。そのため、この模型を量産に供する際には、大幅な修復作業を必要とし、多大の手数と費用とが再度必要となるという不具合が生じることになる。
【０００５】
この発明は上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的は、変形や摩耗が生じ難く、また充分な強度を有するため耐久性に優れ、しかも寸法精度を向上することが可能な成形用木型を提供することにある。また、このような成形用木型を高能率に製作することが可能な成形用木型の製作方法を提供することもこの発明の目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そこで請求項１の成形用木型は、木質ベースに、熱硬化性樹脂を含浸、熱硬化させたことを特徴としている。
【０００７】
また、請求項２の成形用木型は、上記木質ベースは、複数の中質繊維板を熱硬化性樹脂で接着したものであることを特徴としている。
【０００８】
さらに、請求項３の成形用木型は、上記熱硬化性樹脂が、ウレタン樹脂、又はフェノール樹脂であることを特徴としている。
【０００９】
上記請求項１の成形用木型によれば、木質ベースに、熱硬化性樹脂を含浸、熱硬化させているので、熱硬化性樹脂によって木型が強化される。この場合、木質ベースとしては、請求項２のように、複数の中質繊維板を熱硬化性樹脂で接着したものを使用すれば、木質ベースの材質に異方性が生じにくいため、均質な木型を得ることができる。また、請求項３のように、熱硬化性樹脂として、ウレタン樹脂やフェノール樹脂を使用すれば、その実施に好適である。
【００１０】
請求項４の成形用木型の製作方法は、木質ベースに前加工を施した後、これに熱硬化性樹脂を含浸させ、熱硬化処理を施し、次いで仕上げ加工を施すことを特徴としている。
【００１１】
請求項５の成形用木型の製作方法は、上記木質ベースは、複数の中質繊維板を熱硬化性樹脂で接着したものであることを特徴としている。
【００１２】
請求項６の成形用木型の製作方法は、上記熱硬化性樹脂が、ウレタン樹脂、又はフェノール樹脂であることを特徴としている。
【００１３】
請求項７の成形用木型の製作方法は上記熱硬化性樹脂を有機性溶剤にて溶解した状態で、木質ベースに含浸させることを特徴としている。
【００１４】
上記請求項４の成形用木型の製作方法によれば、熱硬化性樹脂によって強化された木型が得られる。また、熱硬化性樹脂を使用しているので、前加工や仕上げ加工を行うときに発生する加工熱による影響は、ほとんど生じない。しかも、木質ベースが硬化された状態で仕上げ加工されることから、その加工精度を向上し得ると共に、その表面状態も滑らかになる。さらに熱硬化性樹脂の含浸、硬化前に前加工を施しているので、柔らかい状態での前加工は容易なものとなる。そして、請求項５のように、複数の中質繊維板を熱硬化性樹脂で接着したものを使用すれば、木質ベースの材質に異方性が生じにくいため、仕上げ加工における加工精度が向上すると共に、均質な木型を得ることができる。また、請求項６のように、熱硬化性樹脂として、ウレタン樹脂やフェノール樹脂を使用すれば、その実施に好適である。さらに、請求項６のように、熱硬化性樹脂を有機性溶剤にて溶解した状態で木質ベースに含浸させれば、含浸作業が容易に行えると共に、水溶性溶剤を使用する場合のように、含浸に起因する大きな膨張を抑制できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次にこの発明の成形用木型とその製作方法の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
まず、図１に示すように、複数のＭＤＦ（中質繊維板）を積層すると共に、これらを熱硬化性樹脂にて接着して、木質ベースを製作する（工程Ｓ１）。次に工程Ｓ２において、ＮＣ機械加工機を使用して、前加工を行う。前加工では、１ｍｍ程度の仕上げ代を残しておく。そして、工程Ｓ３に示すように、前加工の終了後に熱硬化性樹脂の含浸を行う。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂（溶剤希釈タイプ：旭有機材社製Ｓ−１０８）を使用し、また有機性溶剤としては、メタノールを使用し、希釈濃度は、５０重量％とした。この場合、含浸前に４００〜４１０Ｔｏｒｒの減圧雰囲気下に約１５分間放置し、次いで加圧状態（約２気圧のエア加圧状態）で５分間の含浸を行った。含浸後、約４時間大気放置した。その後、乾燥炉内に投入し、１１０分間かけて、常温から１５０℃まで昇温し、次いで、１５０℃において２０分間保持し、その後、常温に至るまで炉内放置した（工程Ｓ４）。上記含浸工程Ｓ３、熱硬化工程Ｓ４において、０〜５％程度の寸法増加が生じるので、工程Ｓ５において、ＮＣ機械加工機によって仕上げ加工を行って鋳型造型用の木型模型を製作した。
【００１７】
上記によって製作された鋳型造型用の木型模型についての強度、硬度、及び耐衝撃性を、含浸、硬化処理を施さないもの（ＭＤＦそのもの）と対比して、表１に示している。なお、硬度はロックウエル法によって測定し、また強度は抗折試験により行い、いずれも未処理ＭＤＦを基準値１とし、処理済ＭＤＦの値は、その基準値１に対する倍数で示している。また、耐衝撃性は、タタキ試験を実施した。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
表１からも明らかなように、本実施形態に係る模型によれば、強度、硬度共に、大幅に改善される。特に、硬度の改善効果が顕著である。また、耐衝撃性については、未処理ＭＤＦでは、割れが発生したが、処理済ＭＤＦにおいては、割れは発生しなかった。そして、このようにして製作した模型においては、その後の寸法変化は、ほとんど見られなかった。寸法精度という観点からは、金型と略同様とさえいえる。また、耐摩耗性、強度に優れ、この点に関しては、樹脂型と略同様である。しかも、保管方法も、雨に濡れない程度のものでよく、非常に簡単になる。
【００２０】
以上にこの発明の成形用木型とその製作方法の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、上記においては、木質ベースとして、複数のＭＤＦ（中質繊維板）を積層すると共に、これらを熱硬化性樹脂にて接着したものを採用しており、これを採用するのが好ましいが、木質ベースとして、紅松、あるいは他の一般的な木材を使用する場合もある。また、熱硬化性樹脂としてフェノール樹脂を用いているが、熱硬化性樹脂としては、これ以外のもの、例えば、ポリウレタン樹脂等を用いることが可能であり、これらを使用すると、加工性の観点等から、その実施に好適である。さらに、熱硬化性樹脂としては、上記の他、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル、メラミン樹脂、シリコーン樹脂等を使用できる。また、上記においては、有機性溶剤として、メタノールを使用しているが、この他、ケトン等を使用したり、あるいは有機性溶剤を使用しないことのもある。さらに、上記においては、鋳型造型用の木型模型に適用した例を示しているが、これに限られるものではなく、例えば樹脂シート成形用の真空型、圧空型等への適用も可能である。
【００２１】
【発明の効果】
上記請求項１の成形用木型によれば、木質ベースに、熱硬化性樹脂を含浸、熱硬化させているので、熱硬化性樹脂によって木型が強化される。そのため、この成形用木型は、変形や摩耗が生じ難く、また充分な強度を有するため耐久性に優れ、しかも寸法精度の優れたものとなる。
【００２２】
請求項２のように、木質ベースとして、複数の中質繊維板を熱硬化性樹脂で接着したものを使用すれば、木質ベースの材質に異方性が生じにくいため、均質な木型を得ることができる。また、請求項３のように、熱硬化性樹脂として、ウレタン樹脂やフェノール樹脂を使用すれば、その実施に好適である。
【００２３】
請求項４の成形用木型の製作方法によれば、熱硬化性樹脂によって強化され、変形や摩耗が生じ難く、また充分な強度を有するため耐久性に優れ、しかも寸法精度の優れた成形用木型が得られる。また、熱硬化性樹脂を使用しているので、前加工や仕上げ加工を行うときに発生する加工熱による影響は、ほとんど生じない。しかも、木質ベースが硬化された状態で仕上げ加工されることから、その加工精度を向上し得ると共に、その表面状態も滑らかになる。さらに熱硬化性樹脂の含浸、硬化前に前加工を施しているので、柔らかい状態での前加工は容易なものとなる。
【００２４】
そして、請求項５のように、複数の中質繊維板を熱硬化性樹脂で接着したものを使用すれば、木質ベースの材質に異方性が生じにくいため、仕上げ加工における加工精度が向上すると共に、均質な木型を得ることができる。また、請求項６のように、熱硬化性樹脂として、ウレタン樹脂やフェノール樹脂を使用すれば、その実施に好適である。さらに、請求項６のように、熱硬化性樹脂を有機性溶剤にて溶解した状態で木質ベースに含浸させれば、含浸作業が容易に行えると共に、水溶性溶剤を使用する場合のように、含浸に起因する大きな膨張を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の成形用木型の製作方法の実施形態を示す工程説明図である。
【符号の説明】
Ｓ１　木質ベース形成工程
Ｓ２　前加工工程
Ｓ３　含浸工程
Ｓ４　熱硬化工程
Ｓ５　仕上げ加工工程
【図１】
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