(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
型表層の第１層を炭化けい素の細粒を含む熱硬化性樹脂で構成し、この第１層をバックアップする第２層を金属粒を含む熱硬化性樹脂で構成した真空引き樹脂成形型であって、
前記第１層は、真空引き用の真空孔が設けられた層であり、
前記第２層は、前記金属粒の球面に前記熱硬化性樹脂を付着させ、この熱硬化性樹脂で前記金属粒を互いに接着させることで前記金属粒間に空間が設けられた多孔質の層であり、
前記空間に前記真空孔を連通させたことを特徴とする真空引き樹脂成形型。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂に含める炭化けい素の含有量を、５０〜８０重量％に設定したことを特徴とする請求項１記載の真空引き樹脂成形型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば車両用のパネル或いはシートを製造するときに使用する真空引き樹脂成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等のパネルやシートを真空成形する型として、例えば特公平７−１０６５７６号公報「表面メッキ樹脂製型及び製造方法」が提案されている。
この公報の表面メッキ樹脂製型は、熱硬化性樹脂製型（バックアップ型）にポリマー型導電性中間層を形成し、ポリマー型導電性中間層の表面に例えばニッケルメッキを施して金属メッキ層とし、金属メッキ層でパネルやシートを真空成形するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、同公報の金属メッキ層は耐久性を考慮して、規定厚さ（例えば、５０〜３００μｍ）になるようにメッキを施す必要がある。このため、メッキ処理に時間がかかり生産性を高める上で問題がある。
また、金属メッキ層は、例えばニッケル、クロム、銅や亜鉛をポリマー型導電性中間層にメッキ処理したものであり、耐摩耗性が充分であるとは言えない。このため、金属メッキ層でパネルやシートを真空成形すると、金属メッキ層が比較的早く摩耗してしまう虞れがある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、短い時間で製造することができ、かつ耐摩耗性に優れた真空引き樹脂成形型を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、型表層の第１層を炭化けい素の細粒を含む熱硬化性樹脂で構成し、この第１層をバックアップする第２層を金属粒を含む熱硬化性樹脂で構成した真空引き樹脂成形型であって、前記第１層は、真空引き用の真空孔が設けられた層であり、前記第２層は、前記金属粒の球面に前記熱硬化性樹脂を付着させ、この熱硬化性樹脂で前記金属粒を互いに接着させることで前記金属粒間に空間が設けられた多孔質の層であり、前記空間に前記真空孔を連通させたことを特徴とする。
【０００６】
型表層の第１層を、炭化けい素の細粒を含む熱硬化性樹脂を塗布して熱硬化するだけで形成することができる。このため、従来技術のようにメッキ処理を行う必要がなく、短い時間で真空引き樹脂成形型を製造することができる。
また、熱硬化性樹脂に含ませた炭化けい素は、高硬度で耐摩耗性に優れているので、第１層を耐摩耗性に優れた層にすることができる。
さらに、第１層に真空引き用の真空孔を設け、第２層に空間を設けることで、第１層の真空孔から真空引きを行うことができる。
【０００７】
請求項２は、熱硬化性樹脂に含める炭化けい素の含有量を、５０〜８０重量％に設定したことを特徴とする。
炭化けい素の含有量を５０重量％未満とすると、炭化けい素を第１層の表面全域に隙間なく含ませることができない虞れがある。この結果、第１層を耐摩耗性に優れた層にすることができない虞れがある。
また、炭化けい素の含有量が８０重量％を超えると、熱硬化性樹脂を必要量確保することができない虞れがある。この結果、流動性を良好に保つことができないので、第１層の形成作業が困難になる。
従って、熱硬化性樹脂に含める炭化けい素の含有量を、５０〜８０重量％に設定することとした。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
図１は本発明に係る真空引き樹脂成形型（第１実施例）の断面図である。以下、真空引き樹脂成形型を樹脂成形型と略記して説明する。
樹脂成形型１は、型表層２の第１層５を炭化けい素（シリコンカーバイド「ＳｉＣ」）の細粒を含む熱硬化性樹脂で構成し、第１層５をバックアップする第２層１０を金属粒を含む熱硬化性樹脂で構成し、第１層５に真空引き用の真空孔２０…を複数個開け、第１層５の裏面５ａに沿って複数の冷却用の配管２４…を配置し、第２層１０の裏面１０ａ側に枠体２６を取付けたものである。
第１層５及び第２層１０については以下に詳しく説明する。
【０００９】
図２は図１の２部拡大図である。
第１層５は、細粒の炭化けい素６…を５０〜８０重量％含めた熱硬化性樹脂（以下、「エポキシ樹脂」という）７で厚さｔ１（一例として、ｔ１＝１．５〜２．５ｍｍ）に形成し、キャビティ（図示せず）に対向する成形面８に「しぼ」用の凹部８ａ…及び凸部８ｂ…を形成したものである。
炭化けい素６は、細粒（例えば、粒径は約１０μｍである。）に形成したものである。
【００１０】
細粒の炭化けい素６…の含有量を５０重量％未満とすると、炭化けい素６…を第１層５の表面全域に隙間なく含ませることができない虞れがある。この結果、第１層５を耐摩耗性に優れた層にすることができない虞れがある。
そこで、細粒の炭化けい素６…の含有量を５０重量％以上に設定することで、炭化けい素６…を第１層５の凹部８ａ…や凸部８ｂ…に隙間なく含ませて、第１層５を耐摩耗性に優れた層にした。
【００１１】
また、細粒の炭化けい素６…の含有量が８０重量％を超えると、エポキシ樹脂７を必要量確保することができない虞れがある。この結果、流動性を良好に保つことができないので、第１層５の形成作業が困難になる。
そこで、炭化けい素６…の含有量を８０重量％以下に設定することで、エポキシ樹脂７を所定量確保して炭化けい素…をエポキシ樹脂で接着して第１層５の強度を充分に確保した。
さらに、炭化けい素６…の含有量を８０重量％以下に設定することで、熱硬化前の流動性を良好に保つことができる。このため、第１層５の形成作業が容易になり、短い時間で第１層５を形成することができる。
【００１２】
第２層１０は、金属粒（鋼球）１２…の球面に熱硬化樹脂（以下、「エポキシ樹脂」という）１４を付着させ、エポキシ樹脂１４で鋼球１２…を接着して厚さｔ２（一例として、ｔ２＝５０〜１００ｍｍ）に形成したものであって、鋼球１２…間に空間１５…を形成することで多孔質の層としたものである。
第２層１０の空間１５…を形成することで第１層５の真空孔２０…から真空引きを行うことができる。
また、全ての鋼球１２…を同一径（一例として、粒径約１ｍｍ（１０００μｍ））とすることで、鋼球１２…を第２層１０に効率よく充填することができる。このため、第２層１０の強度を上げることができる。
【００１３】
さらに、鋼球１２…を第２層１０に効率よく充填することで、第２層１０の熱伝導率を高めることができる。従って、インストルメントパネルを成形するときに、表皮材（図示せず）から第１層５に伝わった熱を第２層１０から効率よく逃がすことができるので、比較的短い時間で第１層５及び第２層１０を冷却することができる。この結果、樹脂成形型１の待機時間が短くなり生産性を高めることができる。
【００１４】
以上に述べた樹脂成形型の製造工程を説明する。
図３（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る樹脂成形型（第１実施例）の製造工程の説明図である。
（ａ）において、マスタモデル３０の表面３０ａに炭化けい素を含めたエポキシ樹脂をはけ塗りし、エポキシ樹脂を熱硬化させて第１層５を形成する。
（ｂ）において、第１層５の裏面５ａに鋼球等を含むエポキシ樹脂を塗布して第２層１０の一部（厚さ数ｍｍ）１０ｂを構成する。次に、第２層１０の一部１０ｂに沿って複数の冷却用の配管２４…を配置し、次いで枠体２６の支柱２７…，２８…を取付ける。
【００１５】
（ｃ）において、複数の配管２４…を含み且つ第１層５をバックアップする第２層１０を鋼球等を含むエポキシ樹脂（或いはポリウレタ樹脂）で構成して、矢印▲１▼，▲１▼の如くマスタモデル３０から離す。
（ｄ）において、支柱２７…の頂部にプレート２９をボルト（図１に示す）で固定し、次に第１層５に真空引き用の真空孔２０…を複数個開けて樹脂成形型１の成形を完了する。
【００１６】
次に、以上に述べた樹脂成形型１の作用を説明する。
図４（ａ），（ｂ）は本発明に係る樹脂成形型（第１実施例）の作用説明図であり、上型としての樹脂成形型１でシート３８を真空成形することで成形品を製造する例を説明する。
（ａ）において、上型としての樹脂成形型１を矢印▲２▼，▲２▼の如く下降すると、下降の途中で樹脂成形型１の第１層５に表皮材３８が接触する。
（ｂ）において、第１層５の凸部８ｂ…に表皮材３８が接触しながら白抜き矢印の如く移動する。凸部８ｂ…に炭素けい素６…を含ませたので凸部８ｂ…が摩耗する心配はない。
【００１７】
第２実施例について説明する。なお、第１実施例と同一部材については同一符号を付して説明を省略する。
図５は本発明に係る樹脂成形型（第２実施例）の断面図である。
樹脂成形型４０は、樹脂成形型１と同様に第１層５及び第２層１０を有し、さらに第１層５と第２層１０との間に中間層４２を積層した型表層４１を有するものである。
【００１８】
図６は図５の６部拡大図である。
中間層４２は、熱硬化性樹脂（以下、「エポキシ樹脂」という）４４にステンレス性の不織布４６を含めたもので、厚さｔ３（一例として、ｔ３＝２〜５ｍｍ）に形成したものである。
【００１９】
ここで、第１層５のエポキシ樹脂７は、第２層１０のエポキシ樹脂１４と比較して含有量が多いので、第１層５の熱膨張率は第２層１０の熱膨張率より高い。
このため、中間層４２の熱膨張率が、第１層５の熱膨張率より高く、第２層１０の熱膨張率より低くなるように不織布４６の含有量を設定する。
従って、中間層４２を第１層５と第２層１０との間に積層することで熱膨張差を緩和することができる。この結果、例えば第１層５に発生する熱膨張差による応力を抑えることができるので、第１層５に熱膨張差による亀裂が発生する心配はない。
【００２０】
また、型表層４１を第１層５、中間層４２及び第２層１０の３層構造としたので、第１実施例の樹脂成形型１の型表層２と比較して型表層４１の強度を高めることもできる。
【００２１】
なお、前記実施の形態では、第１層の厚さｔ１を１．５〜２．５ｍｍ、第２層１０の厚さｔ２を５０〜１００ｍｍ、中間層４２の厚さｔ３を２〜５ｍｍに設定した例を説明したが、各々の厚さｔ１、ｔ２，ｔ３はこれらの値に限らないで任意に設定することができる。
また、第１層５、第２層１０及び中間層４４エポキシ樹脂７，１４，４４とした例を説明したが、その他の熱硬化性樹脂として例えばポリウレタン樹脂を使用してもよい。
【００２２】
さらに、炭化けい素６の粒径を約１０μｍとしたが、粒径は第１層５の耐摩耗性を確保できる範囲で任意に設定することができる。
また、金属粒を鋼球１２としたが、その他に銅球やアルミニウム球のように熱伝導率の高い球体を使用してもよい。また、金属粒は、球体に限らないで、例えばフレーク（破片）、グリッド（塊）を使用してもよい。
【００２３】
さらに、鋼球１２…は、粒径が約１ｍｍ（１０００μｍ）で且つ同一径のものを使用したが、１ｍｍ以外の粒径でもよく、また同一径でなくてもよい。
また、前記実施の形態では、シート３８を成形する例を説明したが、その他にパネルなどを成形することも可能である。
【００２４】
前記実施の形態では樹脂成形型１でシート３８を真空成形する例を説明したが、樹脂成形型１はシート３８の他に、例えばパネルの成形に適用することも可能である。なお、シートやパネルは車両用のものに限らないで、その他の製品に適用することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
型表層の第１層を炭化けい素の細粒を含む熱硬化性樹脂で構成する。このため、型表層の第１層を、炭化けい素の細粒を含む熱硬化性樹脂を塗布して熱硬化するだけで形成することができる。この結果、従来技術のようにメッキ処理を行う必要がなく、短い時間で樹脂成形型を製造することができるので生産性を高めることができる。
【００２６】
また、熱硬化性樹脂に含ませた炭化けい素は、高硬度で耐摩耗性に優れているので、第１層を耐摩耗性に優れた層にすることができる。
このため、第１層に発生する摩耗を抑えることができるので、型換えメンテナンスの回数を少なくしてコストダウンに寄与することができる。
さらに、第１層に真空引き用の真空孔を設け、第２層に空間を設けることで、第１層の真空孔から真空引きを行うことができる。
【００２７】
請求項２は、炭化けい素の含有量を５０重量％以上に設定したので、炭素けい素の含有量を充分に確保することができる。このため、炭化けい素を第１層の表面全域に隙間なく含ませることができる。この結果、第１層を耐摩耗性に優れた層にすることができるので、型の寿命を長くすることができる。
また、炭化けい素の含有量を８０重量％以下に設定したので、熱硬化性樹脂を比較的多く確保することができる。このため、流動性を良好に保つことができるので、第１層の形成作業が容易になり、短い時間で第１層を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る樹脂成形型（第１実施例）の断面図
【図２】図１の２部拡大図
【図３】本発明に係る樹脂成形型（第１実施例）の製造工程の説明図
【図４】本発明に係る樹脂成形型（第１実施例）の第作用説明図
【図５】本発明に係る樹脂成形型（第２実施例）の断面図
【図６】図５の６部拡大図
【符号の説明】
１…樹脂成形型（真空引き樹脂成形型）、２…型表層、５…第１層、６…炭化けい素、７，１４…熱硬化性樹脂（エポキシ樹脂）、１０…第２層、１２…金属粒（鋼球）、１５空間、２０…真空孔。
【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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