(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製部材の表面に密着している絶縁体を該金属製部材から剥離する剥離方法において、
前記金属製部材のうち前記絶縁体が密着している部分の表面層を誘導加熱して溶融させて溶融部を形成し、この溶融部を冷却して収縮させて前記金属部材と前記絶縁体の界面に空洞部を形成することにより前記界面での結合力を弱め、前記金属製部材から前記絶縁体を剥離することを特徴とする剥離方法。
【請求項２】
金型の表面に密着している樹脂を該金型から剥離する剥離方法において、
前記金型のうち前記樹脂が密着している部分の表面層を誘導加熱しして溶融させて溶融部を形成し、この溶融部を冷却して収縮させて前記金型と前記樹脂の界面に空洞部を形成することにより前記界面での結合力を弱め、前記金型から前記樹脂を剥離することを特徴とする剥離方法。
【請求項３】
金属製部材の表面に密着している絶縁体を該金属製部材から剥離する剥離方法において、
前記金属製部材のうち前記絶縁体が密着している部分の表面層を、該表面層の変態点以上の温度にまで誘導加熱して冷却し、前記金属製部材から前記絶縁体を剥離することを特徴とする剥離方法。
【請求項４】
金型の表面に密着している樹脂を該金型から剥離する剥離方法において、
前記金型のうち前記樹脂が密着している部分の表面層を、該表面層の変態点以上の温度にまで誘導加熱して冷却し、前記金型から前記樹脂を剥離することを特徴とする剥離方法。
【請求項５】
金属製部材の表面に密着している絶縁体を該金属製部材から剥離する剥離方法において、
前記金属製部材のうち前記絶縁体が密着している部分の表面層を誘導加熱した後に冷却して、前記金属製部材から前記絶縁体を剥離することを特徴とする剥離方法。
【請求項６】
金型の表面に密着している樹脂を該金型から剥離する剥離方法において、
前記金型のうち前記樹脂が密着している部分の表面層を誘導加熱した後に冷却して、前記金型から前記樹脂を剥離することを特徴とする剥離方法。
【請求項７】
金属製部材の表面に密着している絶縁体を該金属製部材から剥離する剥離方法において、
前記金属製部材のうち前記絶縁体が密着している部分の表面層を誘導加熱して冷却することを繰り返し、前記金属製部材から前記絶縁体を剥離することを特徴とする剥離方法。
【請求項８】
金型の表面に密着している樹脂を該金型から剥離する剥離方法において、
前記金型のうち前記樹脂が密着している部分の表面層を誘導加熱して冷却することを繰り返し、前記金型から前記樹脂を剥離することを特徴とする剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電体の表面に密着している絶縁体を剥離する剥離方法に関し、例えば金型の表面に密着している樹脂を剥離するのに好適な剥離方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
導電体とこの導電体の表面に密着した絶縁体とからなる複合部材が種々の分野で使用されている。このような複合部材の一つとして、金型の表面に樹脂層を密着させた構成の型が知られている。この構成の型は、例えばプラスチック製部品を製造する際の型として使用され、使用後は廃却されるが、金型を再利用することがある。この場合、金型と樹脂層とを分離するために、液体窒素や炭酸ガスを使って金型と樹脂層を冷却し収縮させてこれらの界面を剥離させ、金型から樹脂層を分離している。また、他の方法として、樹脂層を機械加工で除去する方法も行われている。さらに他の方法として、樹脂層をハンマ等を用いて叩き割るなどして金型から樹脂層を剥離している。また、上記３つの方法を併用することもある。
【０００３】
しかし、液体窒素や炭酸ガスを使う方法では、コストがかかり、しかも、低温になるので剥離作業が困難になる。
【０００４】
また、樹脂層を機械加工で除去する方法では、短時間で容易に樹脂層を剥離できず、また、金型に樹脂層の一部が残ることがある。この残った樹脂層を完全に剥離するには手間と時間がかかり、金型の再利用はコストのかかるものとなる。特に、金型と樹脂層との密着性が良い場合には、金型から樹脂層を短時間で剥離することは困難である。
【０００５】
また、ハンマ等を用いて樹脂層を金型から剥離する剥離方法では、機械加工による方法よりも長時間の作業となり、しかも容易に樹脂層を剥離できず、金型に樹脂層の一部が残ることがある。この残った樹脂層を完全に剥離するには、上記と同様に、手間と時間がかかり、金型の再利用はコストのかかるものとなる。特に、金型と樹脂層との密着性が良い場合には、金型から樹脂層を短時間で剥離することは困難である。
【０００６】
ところで、内部表面に樹脂層が形成された型枠を用いてセメント製品を成形する技術が知られている。この技術では、セメント製品の成形が終った後、型枠の内部表面から樹脂層を剥離して型枠自体を再利用することがある。この場合、有機溶剤中に型枠を浸漬して樹脂層を膨張させ、型枠自体から樹脂層を剥離している（特開平８−２５３３３号参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この剥離方法を、上述した金型からの樹脂層の剥離に適用すると、樹脂層を容易に剥離できると思われる。しかし、この剥離方法は、金型から樹脂層を剥離する際に有機溶剤を用いるので、環境汚染や身体への悪影響などという点からは好ましくない。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、例えば金型の表面に密着している樹脂を剥離する際に、環境や健康などに悪影響が無く、しかも容易に剥離できる剥離方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の第１の剥離方法は、導電体の表面に密着している絶縁体をこの導電体から剥離する剥離方法において、
（１）上記導電体のうち、上記絶縁体が密着している部分の表面層を誘導加熱し、上記導電体から上記絶縁体を剥離することを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明の第２の剥離方法は、金属製部材の表面に密着している絶縁体をこの金属製部材から剥離する剥離方法において、
（２）上記金属製部材のうち、上記絶縁体が密着している部分の表面層を誘導加熱し、上記金属製部材から上記絶縁体を剥離することを特徴とするものである。また、上記目的を達成するための本発明の第３の剥離方法は、金型の表面に密着している樹脂をこの金型から剥離する剥離方法において、
（３）上記金型のうち、上記樹脂が密着している部分の表面層を誘導加熱し、上記金型から上記樹脂を剥離することを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、
（４）上記表面層を誘導加熱する際に、この表面層の融点近傍の温度にまでこの表面層を誘導加熱してもよい。
【００１２】
また、
（５）上記表面層を誘導加熱する際に、この表面層を溶融してもよい。
【００１３】
さらに、
（６）上記表面層を誘導加熱する際に、この表面層の変態点以上の温度にまでこの表面層を誘導加熱してもよい。
【００１４】
さらにまた、
（７）上記表面層を誘導加熱した後に冷却してもよい。
【００１５】
さらにまた、
（８）上記表面層を誘導加熱して冷却する際に、誘導加熱と冷却を繰り返してもよい。
【００１６】
ここで、導電体とは、電気を良く伝える物質をいい、例えば鉄や亜鉛などの金属が挙げられる。また、絶縁体とは、電気を伝えない物質もしくは電気を伝えにくい（電気伝導度が充分小さい）物質をいい、例えば樹脂などが挙げられる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の剥離方法の実施形態を説明する。
【００１８】
図１を参照して、剥離試験について説明する。
【００１９】
図１は、剥離試験に用いた試験片を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は側面図である。
【００２０】
この試験片１０は、亜鉛製の板（本発明にいう導電体、金属製部材の一例である）２０と、この板２０の表面に密着している樹脂層（本発明にいう絶縁体の一例である）３０とからなる。樹脂層３０はエポキシ樹脂とアルミニウムとの混合物である。また、この樹脂層３０の電気抵抗は無限大であり、誘導加熱によって直接に加熱されることはない。しかし、後述するように、板２０からの熱伝導によって間接的に加熱される。
【００２１】
板２０の重量は２．０ｋｇ、長さＬは１６０ｍｍ、幅Ｗ１は１００ｍｍ、厚さｔ１は１９ｍｍである。また、亜鉛の融点は４１９℃である。一方、樹脂層３０の重量は０．２５ｋｇ、長さＬは１６０ｍｍ、幅Ｗ２は８０ｍｍ、厚さｔ２は１０ｍｍである。また、アルミニウムの融点は６６０℃である。剥離試験では、樹脂層３０の上方に誘導加熱コイル４０（図２参照）を配置し、板２０のうち、樹脂層３０が密着している部分の表面層を誘導加熱し、冷却液を噴射して冷却し、樹脂層３０を剥離した。
【００２２】
図２を参照して、試験に用いた誘導加熱コイルの形状を説明する。
【００２３】
図２は、誘導加熱コイルを示す平面図である。
【００２４】
誘導加熱コイル４０はパンケーキ形コイルと呼ばれており、一辺の長さＷ３（図３参照）が約８ｍｍのほぼ正方形の断面をもつ個別導体部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅ，４２ｆからなる３巻の導体部４２が渦巻き形になったものである。互いに隣接する個別導体部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ同士の間隔ｄ、及び、互いに隣接する個別導体部４２ｄ，４２ｅ，４２ｆ同士の間隔ｄは３ｍｍである。個別導体部４２ｃ，４２ｄの間隔Ｄは２０ｍｍである。また、誘導加熱コイル４０の両端部４４，４６は、高周波電源（図示せず）に接続されている。この誘導加熱コイル４０で板２０（図１参照）を誘導加熱する際の高周波電源の周波数を１９５ｋＨｚ、電力を約４０ｋＷ、加熱時間を１１２秒とした。板２０を加熱した後は空冷した。
【００２５】
図３，図４を参照して、図１の板２０が誘導加熱される状態を説明する。
【００２６】
図３は、板２０が誘導加熱される状態を示す模式図であり、（ａ）は、板２０が誘導加熱される前の状態を示し、（ｂ）は、表面層が溶融された状態を示し、（ｃ）は、表面層が溶融されて空冷された後の状態を示す。図４は、板２０と樹脂層３０の温度変化を示すグラフであり、実線は板２０の温度変化を示し、破線は樹脂層３０の温度変化を示す。また、図３、図４では、図１、図２の構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００２７】
板２０を誘導加熱する際には、図３（ａ）に示すように、樹脂層３０から距離Ｈ（約３ｍｍ）離れた上方に誘導加熱コイル４０を平らに配置する。また、板２０の表面２０ａから１０ｍｍ内部の位置に熱電対５０を配置して温度を測定した。樹脂層３０の表面から５ｍｍ内部の位置に熱電対６０を配置して温度を測定した。これらの温度測定に当っては、誘導加熱コイル４０を移動させずに温度を測定した。
【００２８】
図３（ａ）に示す状態では、誘導加熱コイル４０に電力を供給していないので板２０には何の変化もなく、板２０と樹脂層３０の温度は常温である。この状態から、上述した条件（周波数を１９５ｋＨｚ、電力を約４０ｋＷ、加熱時間を１１２秒）で誘導加熱コイル４０に電力を供給した。これにより、図４の実線で示すように、板２０の温度は徐々に上昇し始めた。板２０は導電体であるので誘導加熱されるが、樹脂層３０は絶縁体であるので誘導加熱されない。しかし、板２０からの熱伝導によって、図４の破線で示すように樹脂層３０の温度も、板２０の温度上昇に伴って上昇した。
【００２９】
誘導加熱の開始から１１２秒経過した時、熱電対５０によって測定された温度は約３４０℃であり、熱電対６０によって測定された温度は約３００℃であった。この１１２秒が経過した時点で誘導加熱コイル４０への電力の供給を停止して板２０と樹脂層３０を空冷した。
【００３０】
誘導加熱の開始から約１１２秒ほど経過した時点における板２０の表面層では、図３（ｂ）に示すように、誘導加熱コイル４０の下方に対応する部分が溶融して溶融部２２が形成されている。この溶融部２２の確認は、試験片１０と同一の試験片を上記と同じ条件で誘導加熱し始めて１１２秒経過した時に冷却液を噴射して急冷し、板２０の組織を調べることにより確認した。
【００３１】
溶融部２２が形成された板２０を空冷すると溶融部２２が収縮して、図３（ｃ）に示すように、板２０と樹脂層３０との界面に空洞部２４が形成された。このように板２０と樹脂層３０との界面に空洞部２４が形成されると界面の結合力が弱まるので、板２０から樹脂層３０を容易に剥離できる。しかも、誘導加熱を用いて板２０を加熱するので、環境や健康などに悪影響が無い。また、空冷後に樹脂層３０を観察すると、割れが形成されていた。このような樹脂層３０の割れも、板２０から樹脂層３０を容易に剥離できる一因となる。
【００３２】
上記の試験では、板２０の表面層の状態を調べるために誘導加熱コイル４０を移動せずに板２０を加熱した。しかし、樹脂層３０が広いときは、誘導加熱コイル４０を移動させながら板２０の表面層を加熱し、その後、空冷する。これにより、板２０と樹脂層３０との界面の全体に多数の空洞部２４が形成されてこの界面の結合力が弱まるので、樹脂層３０が広くてもこの樹脂層３０を容易に板２０から剥離できることとなる。
【００３３】
上記の試験では、パンケーキ形コイルと呼ばれる誘導加熱コイル４０を用いたが、他の形状の誘導加熱コイルも用いることができる。図５、図６を参照して、他の形状の誘導加熱コイルを用いた場合を説明する。図５、図６では、図１、図２の構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。
【００３４】
図５は、ヘアピン形コイルと呼ばれる誘導加熱コイルを示す平面図であり、図６も、ヘアピン形コイルと呼ばれる誘導加熱コイルを示す平面図である。
【００３５】
図５に示す誘導加熱コイル７０は、ほぼ正方形の断面をもつ個別導体部７２ａ，７２ｂ，７２ｃ，７２ｄからなる導体部７２を備えている。個別導体部７２ａ，７２ｂ同士の間隔、及び、個別導体部７２ｃ，７２ｄ同士の間隔は広いが、個別導体部７２ｂ，７２ｃ同士の間隔は狭い。また、誘導加熱コイル７０の両端部７４，７６は、高周波電源（図示せず）に接続されている。この誘導加熱コイル７０で板２０を誘導加熱し、冷却液を噴射して冷却すると、図５（ｂ）に示すように、板２０と樹脂層３０との界面に空洞部２６が形成された。この結果、誘導加熱コイル７０を用いて板２０を誘導加熱しても、板２０から樹脂層３０を容易に剥離できることが判明した。
【００３６】
図６に示す誘導加熱コイル８０は、ほぼ正方形の断面をもつ個別導体部８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄからなる導体部８２を備えている。互いに隣り合う個別導体部８２ａ，８２ｂ，８２ｃ，８２ｄ同士の間隔はほぼ等しい。また、誘導加熱コイル８０の両端部８４，８６は、高周波電源（図示せず）に接続されている。この誘導加熱コイル８０で板２０を誘導加熱し、冷却液を噴射して冷却すると、図６（ｂ）に示すように、板２０と樹脂層３０との界面に空洞部２８が形成された。この結果、誘導加熱コイル８０を用いて板２０を誘導加熱しても、板２０から樹脂層３０を容易に剥離できることが判明した。なお、上述した各種の誘導加熱コイル４０，７０，８０は、樹脂層３０の厚さや形状などに応じて使い分けられる。
【００３７】
図７を参照して、本発明の剥離方法を適用できる金型の一例を示す。
【００３８】
図７は、金型を示す断面図である。
【００３９】
亜鉛合金などで製造された金属製の金型９０の表面には多数の凹凸９２，９４が形成されており、この凹凸に沿ってエポキシ樹脂層１００が形成されている。このように凹凸９２，９４が表面に形成された金型９０からエポキシ樹脂層１００を剥離するためには、凹凸９２，９４に沿う形状の誘導加熱コイルを用いて金型９０を誘導加熱し、その後、冷却液を噴射して冷却する。これにより、上述したと同様に、金型９０とエポキシ樹脂層１００との界面に多数の空洞が形成されるので、金型９０からエポキシ樹脂層１００を容易に剥離できる。
【００４０】
なお、上述した各例では板２０や金型９０の表面層（界面）を溶融したが、この表面層を必ずしも溶融する必要はない。例えば、表面層をその融点近傍の温度やその変態点以上の温度にまで加熱し、冷却液を噴射して冷却してもよい。このような温度に加熱して冷却することによっても界面に空洞が形成されて界面での結合力が弱まり、容易に樹脂を剥離できることとなる。また、誘導加熱と冷却とを繰り返してもよい。この場合は、界面に空洞がいっそう多く形成されるので、いっそう剥離し易くなる。
【００４１】
また、上記した各実施形態では、板２０や金型９０の表面層（界面）を誘導加熱した後に冷却したが、誘導加熱だけでも樹脂層を容易に剥離できる。この理由は、板２０や金型９０の表面層（界面）を誘導加熱することによりこれらが膨張し、この膨張のために板２０や金型９０と樹脂層との界面に剪断力が作用してこの界面での結合力が弱まるからである。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の剥離方法によれば、導電体のうち、絶縁体が密着している部分の表面層を誘導加熱するので、この加熱によって導電体が膨張し、この膨張のために導電体と絶縁体との界面に剪断力が作用してこの界面での結合力が弱まり、この結果、導電体の表面に密着している絶縁体を容易に剥離できる。しかも、有機溶剤などを用いること無く、導電体の表面層を誘導加熱するだけで剥離できるので、環境や健康などに悪影響を与えることが無い。
【００４３】
また、本発明の第２の剥離方法によれば、金属製部材のうち、絶縁体が密着している部分の表面層を誘導加熱するので、この加熱によって金属製部材が膨張し、この膨張のために金属製部材と絶縁体との界面に剪断力が作用してこの界面での結合力が弱まり、この結果、金属製部材の表面に密着している絶縁体を容易に剥離できる。しかも、有機溶剤などを用いること無く、金属製部材の表面層を誘導加熱するだけで剥離できるので、環境や健康などに悪影響を与えることが無い。
【００４４】
また、本発明の第３の剥離方法によれば、金型のうち、樹脂が密着している部分の表面層を誘導加熱するので、この加熱によって金型が膨張し、この膨張のために金型と絶縁体との界面に剪断力が作用してこの界面での結合力が弱まり、この結果、金型の表面に密着している絶縁体を容易に剥離できる。しかも、有機溶剤などを用いること無く、金型の表面層を誘導加熱するだけで剥離できるので、環境や健康などに悪影響を与えることが無い。
【００４５】
ここで、表面層を誘導加熱する際に、この表面層の融点近傍の温度にまで表面層を誘導加熱する場合は、表面層が溶融状態もしくは半溶融状態になる。この状態から冷却するので、表面層と絶縁体や樹脂との界面には空洞が形成され、この表面層と絶縁体や樹脂との結合力が弱まり、表面層から絶縁体や樹脂を容易に剥離できる。
【００４６】
また、表面層を誘導加熱する際に、この表面層を溶融する場合は、溶融によってこの表面層が膨張し、その後の冷却で収縮する。この膨張と収縮によって表面層と絶縁体や樹脂との間に空洞が形成され、この表面層と絶縁体や樹脂との結合力が弱まり、この結果、表面層から絶縁体や樹脂を容易に剥離できる。
【００４７】
さらに、表面層を誘導加熱する際に、この表面層の変態点以上の温度にまで表面層を誘導加熱する場合は、変態によって表面層が膨張（もしくは収縮）し、その後の冷却によって表面層が収縮（もしくは膨張）する。このため、融点よりも低い温度で変態するときは、表面層を比較的低い温度に加熱してもこの表面層と絶縁体や樹脂との間の結合力が弱まり、絶縁体や樹脂を容易に剥離できることとなる。
【００４８】
さらにまた、表面層を誘導加熱した後に冷却した場合は、この表面層が加熱されて膨張し、その後の冷却で収縮する。この膨張と収縮によって、導電体と絶縁体との界面に空洞が形成されてこの界面での結合力が弱まり、この結果、導電体の表面に密着している絶縁体をいっそう容易に剥離できる。しかも、有機溶剤などを用いること無く、導電体の表面層を誘導加熱によって加熱して冷却した後に剥離するので、環境や健康などに悪影響を与えることが無い。
【００４９】
さらにまた、表面層を誘導加熱して冷却する際に、誘導加熱と冷却を繰り返す場合は、表面層と絶縁体や樹脂との間に形成される空洞が多くなり、表面層と絶縁体や樹脂との結合力がいっそう弱まるので、表面層から絶縁体や樹脂をさらに容易に剥離できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】剥離試験に用いた試験片を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）は側面図である。
【図２】剥離試験で使用した誘導加熱コイルを示す平面図である。
【図３】板が誘導加熱される状態を示す模式図であり、（ａ）は誘導加熱される前の状態を示し、（ｂ）は、表面層が溶融している状態を示し、（ｃ）は、表面層が溶融した後に空冷された状態を示す。
【図４】板と樹脂層の温度変化を示すグラフであり、実線は板の温度変化を示し、破線は樹脂層の温度変化を示す。
【図５】ヘアピン形コイルと呼ばれる誘導加熱コイルを示す平面図である。
【図６】ヘアピン形コイルと呼ばれる他の形の誘導加熱コイルを示す平面図である。
【図７】本発明の剥離方法を適用できる金型の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  試験片
２０  亜鉛製の板
２２  溶融部
２４  空洞部
３０  樹脂層
９０  金型
１００  エポキシ樹脂層
【図１】
0003821413.tif 000002
【図２】
0003821413.tif 000003
【図３】
0003821413.tif 000004
【図４】
0003821413.tif 000005
【図５】
0003821413.tif 000006
【図６】
0003821413.tif 000007
【図７】
0003821413.tif 000008