(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維、粉末を主原料とし、前記主原料の結合と流動性付与を目的に添加した非熱可塑性バインダーよりなる材料を用い、複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔を有する成形品を射出成形するに際し、雄型と雌型とでなる金型のいずれか一方に前記複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔に相当する複数の突起と、対向する雌型もしくは雄型に前記突起に対応した形状の穴を有する金型を用い、加熱された雄型と雌型とでなる金型の突起と穴が嵌合する程度に型閉めし、該雄型と雌型の間のキャビティ内に前記材料を充填し、さらに該金型を完全に型閉めし、金型内の材料を圧縮加圧して、前記成形品に所望の複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔を穿設せしめることを特徴とする非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法。
【請求項２】
雄型と雌型でなる金型で、該雄型もしくは雌型のいずれか一方に複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔に相当する複数の突起と、対向する雌型もしくは雄型に前記突起に対応した形状の穴を有することを特徴とする請求項１記載の非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法用の金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維、粉末を主原料とし、この主原料の結合と流動性付与を目的に添加する非熱可塑性バインダーよりなる材料を用い、射出成形法により成形する非熱可塑性材料の成形物の製造方法に関するものであり、特にその成形品に複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔を有する成形物の製造方法とそれに用いる金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の廃棄物の増加等に係わる環境問題の多発に鑑み、例えばプラスチック成形品や金属成形品に代わり、炭素系等の繊維、粉末を主原料とし、この主原料の結合と流動性を与えるための非熱可塑性バインダーよりなる材料を用い、射出成形法により成形品とし、特に主原料が天然素材の場合は焼却し易くあるいはリサイクルが可能な環境配慮型の成形品として、各分野に広く利用されるようになってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記射出成形による従来技術においては、特にその成形品に複数の貫通孔や網状のメッシュ孔を有する射出成形品を成形することは、この成形品にウエルド部が発生し、そのウエルド部の融着強度が低下するため、事実上困難であった。また、孔の位置、大きさ、成形品の肉厚等の工夫によりその成形品に複数の貫通孔や網状のメッシュ孔等を有するものが製品化されているものもあったが、ここで発生するウエルド部の接合強度は弱いという問題点があり、用途が限定されていた。これら問題点の対策として、成形後に後加工で所望する形状の複数の貫通孔等を穿設することも行われていた。
【０００４】
しかし、このように後加工による貫通孔やメッシュ孔の穿設では、工程数が増え、製造効率等が悪くなり、コストが嵩むという問題点があった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するものであり、その課題とするところは、繊維、粉末を主原料とし、この主原料の結合と流動性付与を目的に添加した非熱可塑性バインダーよりなる材料を用い、複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔を有する成形品を射出成形法により成形する非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法において、成形で発生するウエルド部の融着強度の低下あるいは接合強度が弱くなることが無く、かつコストが嵩まず、天然素材では焼却やリサイクルがし易く環境に配慮された非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法とその金型を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
本発明に於いて上記課題を達成するために、請求項１の発明では、繊維、粉末を主原料とし、前記主原料の結合と流動性付与を目的に添加した非熱可塑性バインダーよりなる材料を用い、複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔を有するカップ形状の成形品を射出成形するに際し、雄型と雌型とでなる金型のいずれか一方に前記複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔に相当する複数の突起と、対向する雌型もしくは雄型に前記突起に対応した形状の穴を有する金型を用い、加熱された雄型と雌型とでなる金型の突起と穴が嵌合する程度に型閉めし、該雄型と雌型の間のキャビティ内に前記材料を充填し、さらに該金型を完全に型閉めし、金型内の材料を圧縮加圧して、前記成形品に所望の複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔を穿設せしめることを特徴とする非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法としたものである。
【００１１】
さらにまた、請求項２の発明では、雄型と雌型でなる金型で、該雄型もしくは雌型のいずれか一方に複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔に相当する複数の突起と、対向する雌型もしくは雄型に前記突起に対応した形状の穴を有することを特徴とする請求項１記載の非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法用の金型としたものである。
【００１２】
上記請求項１および２の発明によれば、複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔を有する成形品を射出成形するに際し、雄型と雌型とでなる金型のいずれか一方に前記複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔に相当する複数の突起と、対向する雌型もしくは雄型に前記突起に対応した形状の穴を有する金型を用い、加熱された雄型と雌型とでなる金型の突起と穴が嵌合する程度に型閉めし、該雄型と雌型の間のキャビティ内に前記材料を充填してから、さらに該金型を完全に型閉めするので、ウエルド部の発生はあるが、その完全型閉めで金型内の材料を圧縮加圧して、前記成形品に所望の複数の貫通孔もしくは網状メッシ孔を穿設せしめるので、そのウエルド部の融着の低下がなく、かつ製造コストが嵩まない非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法とその金型とすることができる。
【００１３】
上記ウエルド部とは、ＪＩＳ−Ｋ−６９００のプラスチック−用語によれば、共に流れているプラスチックの二つ又はそれ以上の流体の融合によって形成される成形プラスチックの表面の痕跡のことをいい、ウエルドライン、ニットライン、ウエルドマークともいう。このウエルド部は、例えば図７の模式図に示すように、雄型（５０）と雌型（６０）との間のキャビティ（３０）内を共に流れ方向（Ｑ）に流れている二つのプラスチック流体（Ｐ１、Ｐ２）が、金型の突起部（２２）の後で融合して形成される表面の痕跡で、この痕跡をウエルド部（４０）という。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
本発明は、炭素系等繊維、粉末を主原料とし、この主原料の結合と流動性付与を目的に添加する非熱可塑性バインダーよりなる材料を用い、射出成形法により成形する非熱可塑性材料の成形物の製造方法に関するものであり、例えば図１の斜視図に示すように、上面に開口部を有し、側面に胴部（１１）を、底面には網状メッシュ孔（１３）が穿設されている底部（１２）とを有する非熱可塑性材料よりなる成形物（１）の製造方法とそれに用いる金型に関するものである。
【００１５】
なお、参考技術である非熱可塑性材料による成形物の製造方法は、繊維、粉末を主原料とし、前記主原料の結合と流動性付与を目的に添加する非熱可塑性バインダーよりなる材料を用い、例えば図１の斜視図に示すような上面に開口部（１０）と側面に胴部（１１）と底面には網状メッシュ孔（１３）が穿設されている底部（１２）とでなる成形品を射出成形する非熱可塑性材料よりなる成形物（１）の製造方法であって、例えば図２の側断面図に示す加熱された雄型（５０）と雌型（６０）とでなる金型を合わせて、図３の側断面図に示すように型閉めする。そしてその参考技術の雄型（５０）と雌型（６０）の間のキャビティ（３０）内に前記材料（２）を充填する。
【００１６】
続いて図４の側断面図に示すように参考技術を示せば、金型内に設けられた可動式の穴あけ機構を稼動し、即ち例えば雄型（５０）内に、先端が前記図１に示す網状メッシュ孔（１３）に相当する複数の凸刃（５２）でなる凸刃進退具稼動装置（５）を稼動させ、その凸刃（５２）を下方（Ｋ）に押し出し、対向する雌型（６０）に前記凸刃（５２）に対応した形状の凹刃（６２）の内側に、前記凸刃進退具稼動装置（５）の動作に対応して稼動する凹刃内側進退具（６）を有し、その凹刃（６２）に凸刃（５２）を嵌合させて、図１に示すような所望の網状メッシュ孔（１３）を成形品の底部（１２）に穿設せしめて非熱可塑性材料よりなる成形物（１）の製造方法とするものである。
【００１７】
なおこの参考技術では、図４に示す雄型（５０）内の凸刃進退具稼動装置（５）を、雌型（６０）内に設け、凹刃（６２）を有する凹刃内側進退具（６）を雄型（５０）内に設けてもよく、また所望の網状メッシュ孔（１３）の形成を胴部（１１）に設けることも可能である。また、網状メッシュ孔（１３）を複数の貫通孔（図示せず）とすることもできる。
【００１８】
本発明の非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法としては、繊維、粉末を主原料とし、前記主原料の結合と流動性付与を目的に添加した非熱可塑性バインダーよりなる材料を用い、例えば図１の斜視図に示すような上面に開口部（１０）と側面に胴部（１１）と底面には網状メッシュ孔（１３）が穿設されている底部（１２）とでなる成形品を射出成形する非熱可塑性材料よりなる成形物（１）の製造方法であって、例えば図５の側断面図に示す加熱された雄型（５０）と雌型（６０）とでなる金型の雄型（５０）の凸面に前記図１に示す網状メッシュ孔（１３）に相当する複数の突起（５６）と、対向する雌型（６０）の底面に、前記の突起（５６）が嵌合する形状の嵌合穴（６６）を有する金型を用い、
図６の側断面図に示すように、加熱された雄型（５０）と雌型（６０）とでなる金型を、雄型（５０）の突起（５６）と雌型（６０）の嵌合穴（６６）が嵌合する程度に型閉めする。なおこの突起（５６）の高さは、少なくとも成形品の肉厚よりも大きくする必要がある。
【００１９】
続いてこの雄型（５０）と雌型（６０）の間のキャビティ（３０）内に前記の材料（２）を充填する。続いて図示しないがこの金型をさらに締めて完全に型閉めして、金型内の材料（２）を圧縮加圧して、図１に示すような成形品の底部（１２）に所望の網状メッシュ孔（１３）を穿設せしめる成形物の製造方法とするものである。
【００２０】
この製造方法において、図６に示す雄型（５０）凸面の突起（５６）を、雌型（６０）の底面に設け、雌型（６０）底面の嵌合穴（６６）を雄型（５０）凸面に設けてもよい。また所望の網状メッシュ孔（１３）の形成を胴部（１１）に設けることも可能である。またこの成形品の形状は略平坦なものでもよく、深さのある筒状のものでもよく、網状メッシュ孔（１３）に代わり複数の貫通孔であってもよい。
【００２１】
本発明で射出成形する成形品は、繊維、粉末を主原料とし、前記手原料の結合と流動性付与を目的に添加した非熱可塑性バインダーよりなる材料を用いたもので、加熱された射出成形用の金型にこの材料を充填後、材料を熱硬化、或いは前記バインダーの揮発性分の蒸発により流動性を停止させて成形品を得るものであり、本発明では、材料の充填後に、可動式の穴あけ機構の稼動あるいは突起と嵌合穴との嵌合とさらなる圧縮成形とによって、ウエルド部の発生を防止したり、あるいはウエルド部が発生したとしても、その融着強度の低下を防止することができる。
【００２２】
本発明の非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法で用いる非熱可塑性のバインダーとしては、非熱可塑性材料であれば特に限定されるものではないが、例えばフェノール、エポキシ、メラミン、ユリア、ウレタン、不飯和ポリエステルに代表される熱硬化性樹脂、米、トウモロコシ、麦、豆、その他の穀物、澱粉、グルテン、アルギン酸系組成物、その他天然多糖類等の粉末に水を加えたものを用いることができる。
【００２３】
また、上記バインダーを混合する主原料である繊維、粉末としては、例えば金属、ガラス、炭素系のもの、パルプ、草等の植物の繊維化物、綿、あるいは古紙等の植物繊維を繊維状態、粉末化したものを用いることができる。また、必要に応じて成形性向上や製品の補強を目的に助剤等の添加剤を添加することも可能である。
【００２４】
本発明の非熱可塑性材料による成形物の製造方法に用いる射出成形機は、繊維、粉末を主原料とし、前記主原料の結合と流動性付与を目的に添加した非熱可塑性バインダーよりなる材料の計量、射出が出来る周知のもので良く特に限定されるものではない。また、成形機の金型取付部と金型の間には必要に応じて断熱材あるいは断熱機構を配することができる。
【００２５】
【実施例】
次に実施例により、本発明を具体的に説明する。
【００２６】
【００２７】
〈実施例１〉
非熱可塑性のバインダーとしてのフェノール樹脂４５ｗｔ％と繊維、粉末としてガラス繊維５５ｗｔ％からなる材料を用い、射出成形機にて計量、図５に示すような２００℃に加熱された金型に、この材料を充填し、固化させ複数の貫通孔を有する成形品を得た。尚、成形品に複数の貫通孔を形成する為に、金型の雄型に設けられた、成形品肉厚より６ｍ
ｍ突出した突起が、対向する雌型の嵌合穴と５ｍｍ嵌合するところまで一旦型閉めを行い、この後に材料の充填し、さらに完全に型閉めを行って圧縮成形した。
【００２８】
得られた成形品は、開口部外径が１００ｍｍ×ｌ００ｍｍ、高さが３０ｍｍ、肉厚が２ｍｍで底部にφ５ｍｍの網状メッシュ孔が縦横にあるざる状の成形品で、ウエルド部は発生したものの、その融着強度に低下のないものであった。
【００２９】
【発明の効果】
本発明は以上の構成であるから、下記に示す如き効果がある。
即ち、繊維、粉末を主原料とし、前記主原料の結合と流動性付与を目的に添加する非熱可塑性バインダーよりなる材料を用いることができる。
【００３０】
また、複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔を有する成形品を射出成形するに際し、雄型と雌型とでなる金型のいずれか一方に前記複数の貫通孔もしくは網状メッシュ孔に相当する複数の突起と、対向する雌型もしくは雄型に前記突起に対応した形状の穴を有する金型を用い、加熱された金型の突起と穴が嵌合する程度に型閉めし、該雄型と雌型の間のキャビティ内に前記材料を充填してから、さらにこの金型を完全に型閉めするので、ウエルド部の発生はあるが、その完全型閉めで金型内の材料を圧縮加圧して、前記成形品に所望の複数の貫通孔もしくは網状メッシ孔を穿設せしめるので、そのウエルド部の融着の低下がなく、かつ製造コストが嵩まず、特に材料が天然素材の場合は焼却やリサイクルし易く環境に配慮された非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法とその金型とすることができる。
【００３１】
従って本発明は、炭素系等繊維、粉末を主原料とし、この主原料の結合と流動性付与を目的に添加する非熱可塑性バインダーよりなる材料を用い、射出成形法により成形する非熱可塑性材料の成形物の製造方法として、優れた実用上の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法で得られる成形品の一事例を示す斜視図である。
【図２】  参考技術に係る非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法に用いる金型の一実施の形態を側断面で表した概略図である。
【図３】  参考技術に係る非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法の一実施の形態を説明する側断面概略図である。
【図４】  参考技術に係る非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法の複数の貫通孔の穿設の一実施の形態を説明する側断面概略図である。
【図５】  本発明の非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法に用いる金型の他の一実施の形態を側断面で表した概略図である。
【図６】  本発明の非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法の複数の貫通孔の穿設の他の一実施の形態を説明する側断面概略図である。
【図７】  本発明の非熱可塑性材料よりなる成形物の製造方法に係わるウエルド部の発生形態を示す模式図である。
【符号の説明】
１‥‥非熱可塑性材料よりなる成形物
２‥‥材料
５‥‥凸刃進退具稼動装置
６‥‥凹刃内側進退具
１１‥‥胴部
１２‥‥底部
１３‥‥網状メッシュ孔
２２‥‥金型の突起部
３０‥‥キャビティ
４０‥‥ウエルド部
５０‥‥雄型
５２‥‥凸刃
５６‥‥突起
６０‥‥雌型
６２‥‥凹刃
６６‥‥嵌合穴
Ｋ‥‥凸刃進退具稼動装置の稼動方向
Ｐ１，Ｐ２‥‥二つのプラスチック流体
Ｑ‥‥プラスチック流体の流れ方向
【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６】
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【図７】
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