JP2011212877A - Method of manufacturing molded body - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for simply mold-releasing a molded body from a mold without causing mold-release failure while suppressing the cost of the mold without necessarily using an ejector pin or a seal material, and without complicating a mold shape.SOLUTION: First, the mold 10 having a core material 2 inserted therein is filled with a raw material 1, and the raw material 1 is heated, dried, and solidified. Then, the core material 2 is pulled out of the mold 10 to form an internal space N. Next, the molded body 3 is released by interposing a gas penetrated into the molded body 3 between the outer surface of the molded body 3 and the inner surface of the mold 10 by making the gas flow in the internal space N after being molded.

Description

本発明は、金型により成形される成形体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a molded body molded by a mold.

ドウ状の原料を金型により加熱乾燥固化する成形体の製造方法が知られている(特許文献1)。このような成形体をはじめ、金型成形体はその成形後に金型の内表面に密着して離型しにくいことがある。無理に金型を開放すると、成形体の変形や破損を招くおそれもある。そのようなときに、金型から成形体を離型させる方法として、金型内に装備したエジェクタピンにより成形体の一部を突き上げる方法がある。この方法では、成形体は離型されるが、エジェクタピンの配置や突き出し量のアンバランスにより成形体に損傷が生じたり、エジェクタピンの動作不良により十分に離型しないことがある。   A method for producing a molded body in which a dough-like raw material is heated and dried and solidified with a mold is known (Patent Document 1). In addition to such molded bodies, mold molded bodies may be difficult to release due to close contact with the inner surface of the mold after the molding. If the mold is forcibly opened, the molded body may be deformed or damaged. In such a case, as a method for releasing the molded body from the mold, there is a method in which a part of the molded body is pushed up by an ejector pin provided in the mold. In this method, the molded body is released from the mold, but the molded body may be damaged due to the disposition of the ejector pins and the unbalance of the protruding amount, or may not be sufficiently released due to malfunction of the ejector pin.

エジェクタピンを使用しないで成形体を離型させる方法としては、特許文献2〜4に提案がされている。特許文献2には、成形後に金型を僅かに開いて、弾性変形可能なシール材に覆われたキャビティと樹脂成形体との間に圧縮空気を流入させて、成形体を離型させる方法が記載されている。しかしながら、この方法ではキャビティやゲートなどを含む金型内の分割面を弾性変形可能なシール材で覆う必要があり、部品点数増加により製造コストが嵩むことになる。また、圧縮空気は、僅かに開いた成形体と金型との分割面に沿う方向、すなわち離型させる方向に対して直交する方向に流入するため効果的な離型作用として限度がある。   As a method for releasing a molded body without using an ejector pin, Patent Documents 2 to 4 have been proposed. Patent Document 2 discloses a method in which a mold is released by slightly opening a mold after molding and allowing compressed air to flow between a cavity covered with an elastically deformable sealing material and a resin molded body. Are listed. However, in this method, it is necessary to cover the dividing surface in the mold including the cavity and the gate with an elastically deformable sealing material, and the manufacturing cost increases due to an increase in the number of parts. Moreover, since compressed air flows in the direction along the dividing surface of the slightly open molded object and the metal mold, that is, in the direction orthogonal to the direction of releasing, there is a limit as an effective releasing action.

特許文献3には、金型の一部に形成したエアー溝を用いて高圧エアーを成形体に吹き付けて離型させる方法が記載されている。しかしながら、この方法では成形体の表面全体に高圧エアーが当たらないため、離型しにくい部分が残る可能性があった。また、金型の形状が複雑になるため、コストが嵩む方向になる。   Patent Document 3 describes a method of releasing mold by blowing high-pressure air to a molded body using an air groove formed in a part of a mold. However, in this method, since the high pressure air does not hit the entire surface of the molded body, there is a possibility that a portion that is difficult to be released remains. Further, since the shape of the mold becomes complicated, the cost increases.

特許文献4には、空洞部を有し、連続状の空孔部を有する多孔質部材で形成されている金型を用い、空洞部に注入された溶融樹脂が固化した後、離型剤とガスを多孔質部材に注入し、離型剤を空洞部と固化した樹脂との境界部に拡散させて、成形体を離型する方法が記載されている。しかしながら、特殊な金型を使用するため、製造コストが嵩むことになる。   In Patent Document 4, a mold having a hollow portion and formed of a porous member having a continuous pore portion is used, and after the molten resin injected into the hollow portion is solidified, a release agent and A method is described in which a molded product is released by injecting gas into a porous member and diffusing a release agent in the boundary between the cavity and the solidified resin. However, since a special mold is used, the manufacturing cost increases.

特開2009−101553号公報JP 2009-101553 A 特開平4−140116号公報JP-A-4-140116 特開平9−314619号公報JP-A-9-314619 特開2004−160825号公報JP 2004-160825 A

本発明の目的は、エジェクタピンやシール材を必ずしも使用せず、金型形状を複雑にしないことにより金型のコストを抑えつつ、かつ、離型不良を発生させずに、成形体を金型から手際よく離型させる成形体の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to not necessarily use an ejector pin or a sealing material, to suppress the cost of the mold by not complicating the mold shape, and to prevent the mold from being formed without causing a mold release defect. It is to provide a method for producing a molded article that is easily released from the mold.

本発明は、内部空間を有する通気性のある成形体を、複数の金型部材で構成した金型の内面に成形して製造する方法であって、成形後の前記内部空間に気体を流入させ、前記成形体の外面と前記金型の内面との間に、該成形体を透過させた前記気体を介在させることにより、該金型から前記成形体を離型させる工程を有する。   The present invention is a method of manufacturing a breathable molded body having an internal space by molding it on the inner surface of a mold composed of a plurality of mold members, and allowing gas to flow into the internal space after molding. There is a step of releasing the molded body from the mold by interposing the gas permeated through the molded body between the outer surface of the molded body and the inner surface of the mold.

本発明の成形体の製造方法により、エジェクタピンやシール材を必ずしも使用せず、金型形状を複雑にしないことにより金型のコストを抑えつつ、かつ、離型不良を発生させずに、成形体を金型から手際よく離型させることが可能となった。   The molding method of the present invention does not necessarily use ejector pins or sealing materials, and does not complicate the shape of the mold, thereby reducing the cost of the mold and without causing mold release defects. It has become possible to remove the body from the mold.

図1は、本発明の成形体の製造方法において、金型を使用する状態を示す縦断面図(a)、縦断面図(b)、A−A線断面図及びB−B線断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view (a), a longitudinal sectional view (b), a sectional view taken along line AA, and a sectional view taken along line BB, showing a state in which a mold is used in the method for producing a molded body of the present invention. is there. 図2は、図1に示した金型において、流入させる気体を矢印で示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing the inflowing gas with arrows in the mold shown in FIG. 図3は、図2のC−C線断面図であり、成形体が金型から離型する状態を示す。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 2 and shows a state in which the molded body is released from the mold.

以下、本発明の好ましい一実施態様について、添付の図面に基づいて詳細に説明するが、本発明は図示した実施態様に限定されない。
図1(a)及び図1(b)には、本発明の成形体の製造方法において、金型10を使用する状態を、縦断面図、A−A線断面図及びB−B線断面図で示す。図2に、金型10に流入させる気体を矢印で示す。図3に、金型10のC−C線断面図を示す。
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the illustrated embodiment.
1 (a) and 1 (b) show a state in which the mold 10 is used in the method for producing a molded body of the present invention, a longitudinal sectional view, a sectional view taken along line AA, and a sectional view taken along line BB. It shows with. In FIG. 2, the gas flowing into the mold 10 is indicated by arrows. FIG. 3 is a cross-sectional view of the mold 10 taken along the line CC.

まず、芯材2を挿入した金型10に原料1を充填し、原料1を加熱乾燥固化させる。その後、芯材2を金型10から引き出すことにより、図1(b)に示すような内部空間Nを有する成形体3を形成する。
次に、図2に示すように、流体供給源30を取り付け、成形後の内部空間Nに気体を流入させる。これにより、図3に示すように、成形体3の外面と金型10の内面との間に、成形体3を透過させた気体が介在し、金型部材11と金型部材12を離すように力を少し加えるだけで、型部材11、12から成形体3を離型させることができる。以下、上記実施態様における材料、金型及び工程条件等について詳述する。
First, the raw material 1 is filled in the mold 10 in which the core material 2 is inserted, and the raw material 1 is heated and dried and solidified. Thereafter, the core material 2 is pulled out from the mold 10 to form a molded body 3 having an internal space N as shown in FIG.
Next, as shown in FIG. 2, the fluid supply source 30 is attached, and gas is caused to flow into the interior space N after molding. Thereby, as shown in FIG. 3, the gas which permeate | transmitted the molded object 3 exists between the outer surface of the molded object 3, and the inner surface of the metal mold | die 10, and the mold member 11 and the mold member 12 are separated. The molded body 3 can be released from the mold members 11 and 12 by applying a little force to the mold members 11 and 12. Hereinafter, materials, molds, process conditions, and the like in the above embodiment will be described in detail.

[原料]
本実施態様において成形体を製造するために使用する原料1は、この種のドウ状原料として用いられるものであれば特に限定されないが、無機粒子、無機繊維、及び有機繊維のいずれか1つ以上を有する固形物と、水及び有機溶媒のいずれか1つ以上を有する液体とを捏和混練した流動性を有する状態の粘性流体であることが好ましい。ここで、原料をドウ状に調製するとは、固形物と分散媒を捏和混練し、流動性を有しながらも固形物と液体が容易に分離することがない状態に調製することをいう。原料の調製法としては、特に限定されない。原料の固形分濃度は特に限定されないが、20〜60質量%にすることが好ましく、20〜50質量%にすることがより好ましい。また、原料に無機粒子を含ませる場合、成形性、コストの観点から黒鉛を用いることが好ましい。本発明では、成形体の通気性を向上させる観点から、土状黒鉛及び人造黒鉛から選ばれる少なくとも1種を用いることがより好ましい。また、無機粒子はその粒度分布の平均粒子径が100〜600μmであることが好ましく、150〜500μmであることがより好ましく、200〜450μmであることがさらに好ましい。黒鉛以外に本発明の効果を奏する範囲内で、前記無機粒子として黒曜石、雲母、ムライト、シリカ、マグネシア、タルク等を用いることもできる。これらの無機粒子は単独で又は二種以上を併用しても良い。前記無機粒子の含有量は、成形体の形状保持性、表面性の観点から、成形体中、40〜90質量%が好ましく、50〜85質量%がより好ましい。
[material]
In the present embodiment, the raw material 1 used for producing the molded body is not particularly limited as long as it is used as this kind of dough-shaped raw material, but any one or more of inorganic particles, inorganic fibers, and organic fibers. It is preferable that the fluid is a viscous fluid having a fluidity obtained by kneading a solid having water and a liquid having at least one of water and an organic solvent. Here, preparation of the raw material in a dough shape means that the solid and the dispersion medium are kneaded and prepared so that the solid and the liquid are not easily separated while having fluidity. The method for preparing the raw material is not particularly limited. The solid content concentration of the raw material is not particularly limited, but is preferably 20 to 60% by mass, and more preferably 20 to 50% by mass. Further, when the raw material includes inorganic particles, it is preferable to use graphite from the viewpoint of moldability and cost. In this invention, it is more preferable to use at least 1 sort (s) chosen from earth-like graphite and artificial graphite from a viewpoint of improving the air permeability of a molded object. The inorganic particles preferably have an average particle size of 100 to 600 μm, more preferably 150 to 500 μm, and even more preferably 200 to 450 μm. In addition to graphite, obsidian, mica, mullite, silica, magnesia, talc and the like can be used as the inorganic particles within the range where the effects of the present invention are exhibited. These inorganic particles may be used alone or in combination of two or more. The content of the inorganic particles is preferably 40 to 90% by mass and more preferably 50 to 85% by mass in the molded product from the viewpoint of shape retention and surface property of the molded product.

原料に無機繊維を含ませる場合、主として成形体の骨格をなし、例えば鋳物製造用構造体として用いる際、鋳造時の溶融金属の熱によっても燃焼せずにその形状を維持する。前記無機繊維としては、炭素繊維、ロックウール等の人造鉱物繊維、セラミック繊維、天然鉱物繊維が挙げられる。前記無機繊維は、一種又は二種以上を選択して用いることができる。これらの中でも、前記熱硬化性樹脂の炭化に伴う収縮を効果的に抑える点から高温でも高強度を有するポリアクリロニトリル(PAN)系の炭素繊維を用いることが好ましい。前記無機繊維は、成形性、均一性の観点から平均繊維長が0.5〜15mm、特に1〜8mmであるものが好ましい。前記無機繊維の含有量は、成形体の成形性及び形状保持性の観点から、成形体中、1〜20質量%が好ましく、2〜16質量%がより好ましい。   When inorganic fiber is included in the raw material, it mainly forms a skeleton of a molded body. For example, when used as a structure for casting production, the shape is maintained without being burned by the heat of molten metal during casting. Examples of the inorganic fibers include artificial mineral fibers such as carbon fibers and rock wool, ceramic fibers, and natural mineral fibers. One or two or more inorganic fibers can be selected and used. Among these, it is preferable to use polyacrylonitrile (PAN) -based carbon fibers that have high strength even at high temperatures from the viewpoint of effectively suppressing shrinkage associated with carbonization of the thermosetting resin. The inorganic fibers preferably have an average fiber length of 0.5 to 15 mm, particularly 1 to 8 mm from the viewpoints of moldability and uniformity. The content of the inorganic fiber is preferably 1 to 20% by mass and more preferably 2 to 16% by mass in the molded body from the viewpoint of moldability and shape retention of the molded body.

原料に熱硬化性樹脂を含ませる場合、成形体の常温強度及び熱間強度を維持させるとともに、成形体の表面性を良好とし、成形体を鋳物製造用構造体として用いた場合に鋳物の表面粗度を向上させる。前記熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フラン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、特に、可燃ガスの発生が少なく、燃焼抑制効果があり、熱分解(炭化)後における残炭率が25%以上と高く、成形体を鋳物製造用構造体に用いた場合に炭化皮膜を形成して良好な鋳肌を得ることができる点からフェノール樹脂を用いることが好ましい。フェノール樹脂には、硬化剤を必要とするノボラックフェノール樹脂、硬化剤の必要ないレゾールフェノール樹脂が用いられる。通気性を向上させる観点からは、粉状のフェノール樹脂を用いることが好ましい。原料の分散性向上の観点からは、液状のフェノール樹脂を用いることが好ましい。前記熱硬化性樹脂は、一種又は二種以上を選択して用いることができる。   When the thermosetting resin is included in the raw material, the normal temperature strength and hot strength of the molded body are maintained, the surface property of the molded body is improved, and the surface of the casting is used when the molded body is used as a structure for casting production. Improve roughness. Examples of the thermosetting resin include a phenol resin, an epoxy resin, and a furan resin. Among these, in particular, there is little generation of combustible gas, there is a combustion suppressing effect, the residual carbon ratio after pyrolysis (carbonization) is as high as 25% or more, and carbonization when the molded body is used for a structure for casting production. Phenol resin is preferably used from the viewpoint that a good cast surface can be obtained by forming a film. As the phenol resin, a novolak phenol resin that requires a curing agent or a resol phenol resin that does not require a curing agent is used. From the viewpoint of improving the air permeability, it is preferable to use a powdery phenol resin. From the viewpoint of improving the dispersibility of the raw material, it is preferable to use a liquid phenol resin. The said thermosetting resin can select and use 1 type, or 2 or more types.

原料に水溶性高分子化合物を含ませる場合、成形体の成形性を向上できる。前記水溶性高分子化合物としては、増粘性の多糖類、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等が挙げられる。前記多糖類には、キサンタンガム、タマリンドガム、ジェランガム、グアーガム、ローカストビーンガム、タラガム等のガム剤、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、カラギーナン、プルラン、ペクチン、アルギン酸、寒天等が挙げられる。これら多糖類の中でも寒天の様な天然物よりも、非天然物例えば、カルボキシメチルセルロースの様なセルロース誘導体や化学修飾物は、成形体における水溶性高分子化合物の配合比を少量でその性能を発揮することができる観点で良好である。これら水溶性高分子化合物の重量平均分子量は、1万〜300万であることが好ましく、2万〜100万であることがより好ましい。前記水溶性高分子化合物は、一種又は二種以上を選択して用いることができる。   When the raw material contains a water-soluble polymer compound, the moldability of the molded body can be improved. Examples of the water-soluble polymer compound include thickening polysaccharides, polyvinyl alcohol, and polyethylene glycol. Examples of the polysaccharide include gum agents such as xanthan gum, tamarind gum, gellan gum, guar gum, locust bean gum and tara gum, cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose and hydroxyethyl cellulose, carrageenan, pullulan, pectin, alginic acid and agar. Among these polysaccharides, non-natural products such as cellulose derivatives and chemically modified products such as carboxymethyl cellulose are more effective than small natural products such as agar. Good in terms of being able to do. These water-soluble polymer compounds preferably have a weight average molecular weight of 10,000 to 3,000,000, more preferably 20,000 to 1,000,000. One or two or more of the water-soluble polymer compounds can be selected and used.

原料に熱膨張性粒子を含ませる場合、成形体の成形性を向上できる。前記熱膨張性粒子としては、熱可塑性樹脂の殻壁に、気化して膨張する膨張剤を内包したマイクロカプセルが好ましい。該マイクロカプセルは、80〜200℃で加熱すると、直径が3〜5倍に、体積が50〜100倍に膨張することが好ましく、膨張前の平均粒子径が5〜80μmであることが好ましく、20〜50μmの粒子がより好ましい。熱膨張性粒子の膨張が斯かる範囲であると膨張による成形精度への悪影響を抑えた上で添加効果が十分に得ることができる。前記熱膨張性粒子は、膨張前の平均直径が5〜80μmであることが好ましく、20〜50μmのものがより好ましい。前記マイクロカプセルの殻壁を構成する熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−塩化ビニリデン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体又はこれらの組み合わせが挙げられる。前記殻壁に内包される膨張剤としては、プロパン、ブタン、ペンタン、イソブタン、石油エーテル等の低沸点の有機溶剤が挙げられる。前記熱膨張性粒子は、前記無機粉体、前記無機繊維、前記熱硬化性樹脂及び前記水溶性のバインダーの総質量に対し、0.5〜10質量%含んでいることが好ましく、1〜5質量%含んでいることがより好ましい。熱膨張性粒子を斯かる範囲で含んでいると膨張により成形原料が型の細部にわたり充填され、型の形状を忠実に転写でき、添加効果が十分に得られる。また、前記範囲の場合には大量の熱膨張性粒子を含まないため、過膨張を防ぐことができ、余分な冷却時間を必要としないため、高い生産性を維持することができる。   When heat-expandable particles are included in the raw material, the moldability of the molded body can be improved. The heat-expandable particles are preferably microcapsules in which an expansion agent that expands by vaporization is encapsulated in the shell wall of a thermoplastic resin. When the microcapsules are heated at 80 to 200 ° C., the diameter is preferably expanded to 3 to 5 times and the volume is expanded to 50 to 100 times, and the average particle diameter before expansion is preferably 5 to 80 μm, More preferred are particles of 20-50 μm. When the expansion of the thermally expandable particles is within such a range, the effect of addition can be sufficiently obtained while suppressing the adverse effect on the molding accuracy due to the expansion. The thermally expandable particles preferably have an average diameter before expansion of 5 to 80 μm, and more preferably 20 to 50 μm. Examples of the thermoplastic resin constituting the shell wall of the microcapsule include polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, acrylonitrile-vinylidene chloride copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, or combinations thereof. Examples of the expanding agent contained in the shell wall include low-boiling organic solvents such as propane, butane, pentane, isobutane, and petroleum ether. The thermally expandable particles preferably include 0.5 to 10% by mass with respect to the total mass of the inorganic powder, the inorganic fiber, the thermosetting resin, and the water-soluble binder. It is more preferable to contain the mass%. When the thermally expandable particles are contained in such a range, the molding raw material is filled in the details of the mold by expansion, and the shape of the mold can be faithfully transferred, and the effect of addition can be sufficiently obtained. In the case of the above range, since a large amount of thermally expandable particles is not included, overexpansion can be prevented and no extra cooling time is required, so that high productivity can be maintained.

[成形工程]
金型10は、分割面で2つの金型部材11、12に分離可能な公知のものでよいが、これに制限されない。本実施態様においては、金型10が、2分割される2つの金型部材11、12からなるが、これに限られず、3分割以上のものであってもよい。原料の流入圧力は特に限定されないが、圧縮空気を使用した場合では0.15〜5MPaであることが好ましく、0.2〜3MPaであることがより好ましい。原料を金型10に充填後、加熱乾燥固化させる。
金型10における加熱温度は、金型温度で120〜300℃であることが実際的である。これにより、主に液体を蒸発し、十分な強度のある多孔質かつ通気性を有する成形体とすることができる。均質な成形体を得るため均一に加熱できるように、発熱部及びその伝熱機構を工夫することが好ましい。なお、本実施態様においては、図示を単純化することを考慮し、円柱状の成形体とする金型形状を示したが、これ以外にも必要に応じて任意の形状とすることができる。
[Molding process]
Although the metal mold | die 10 may be a well-known thing which can be isolate | separated into the two metal mold | die members 11 and 12 by a division surface, it is not restrict | limited to this. In the present embodiment, the mold 10 includes two mold members 11 and 12 that are divided into two parts, but the present invention is not limited to this, and it may be divided into three or more parts. The inflow pressure of the raw material is not particularly limited, but when compressed air is used, it is preferably 0.15 to 5 MPa, and more preferably 0.2 to 3 MPa. After the raw material is filled in the mold 10, it is dried by heating and solidifying.
The heating temperature in the mold 10 is practically 120 to 300 ° C. as the mold temperature. As a result, the liquid is mainly evaporated, and a sufficiently strong porous and breathable molded article can be obtained. It is preferable to devise the heat generating part and its heat transfer mechanism so that it can be heated uniformly in order to obtain a homogeneous molded body. In the present embodiment, in consideration of simplification of illustration, a mold shape as a cylindrical molded body is shown, but any other shape can be used as necessary.

[気体流入工程]
本工程においては、図2に矢印rで示したように、上記成形後の成形体の内部空間Nに気体を流入させる。その観点で、金型10に分割面以外でベントがある場合は、ベント又はベントの出口を封止することで離型効果を高めることが可能である。さらに、金型10のキャビティが、長さLに比して断面の円周の長さπDが長いように浅く開いた形状であると、効果的に適用することができる。
本実施態様では、金型の内部空間(図には符号で示していないが、成形体3と成形体の内部空間Nとを合わせた部分にあたる。)は断面が円形であるが、その他の形状であってもよい。前記長さLと断面の円周の長さπDの関係は、比(L/πD)が2〜50であることが好ましく、5〜20であることがより好ましい。
[Gas inflow process]
In this step, as shown by an arrow r in FIG. 2, gas is caused to flow into the internal space N of the molded body after the molding. From this point of view, when the mold 10 has a vent other than the dividing surface, it is possible to enhance the mold release effect by sealing the vent or the outlet of the vent. Furthermore, when the cavity of the mold 10 has a shallow and open shape so that the circumferential length πD of the cross section is longer than the length L, it can be effectively applied.
In the present embodiment, the inner space of the mold (not shown in the drawing but corresponding to the combined portion of the molded body 3 and the inner space N of the molded body) has a circular cross section, but has other shapes. It may be. Regarding the relationship between the length L and the circumferential length πD of the cross section, the ratio (L / πD) is preferably 2 to 50, and more preferably 5 to 20.

離型に使用する気体は、一般に使用される圧縮空気でよく、さらに、離型剤などを混入してもよい。本実施態様においては、金型10に蓋体31、32を取り付け、流体供給源30として市販のコンプレッサーを挿入した形態で、気体を成形体の内部空間Nに供給する。気体は、金型部材11と金型部材12が僅かに開いた状態あるいは開くのと同時に供給する。
流入する気体の流量は、特に限定されないが、上記の成形体を考慮すると、6〜50L/minが好ましく、10〜50L/minがより好ましい。このとき、成形体の通気度が低い程、供給する気体の流量を高めることが、成形体3と金型の内面Sとの間に気体を効果的に介在させやすく好ましい。流量を上記上限値以下とすることにより、成形体を損傷させずに離型しやすく、好ましい。一方、上記下限値以上とすることで、成形体の良好な離型性が得られる点で好ましい。ここで、成形体3と金型の内面Sとの間に気体を介在させるとは、成形体3の離型が効果的に促される程度に気体が透過している状態であればよい。また、気体の介在のみによって成形体3が完全に離型されなくともよい。成形体3の一部が金型の内面Sと離型されていない場合、その後に金型部材に振動を加えたり、金型部材をゆっくり引き離すようにして、離型を完了してもよい。また、金型部材11、12の微小な開閉動作を繰り返すことにより、成形体3と金型の内面Sとの間に気体を効果的に介在させることもできる。
The gas used for release may be compressed air that is generally used, and a release agent or the like may be further mixed therein. In the present embodiment, the lids 31 and 32 are attached to the mold 10 and a commercially available compressor is inserted as the fluid supply source 30 to supply gas to the internal space N of the molded body. The gas is supplied in a state where the mold member 11 and the mold member 12 are slightly opened or simultaneously with the opening.
The flow rate of the inflowing gas is not particularly limited, but is preferably 6 to 50 L / min and more preferably 10 to 50 L / min in consideration of the above-described molded body. At this time, it is preferable to increase the flow rate of the gas to be supplied as the air permeability of the molded body is low because it is easy to effectively interpose the gas between the molded body 3 and the inner surface S of the mold. By setting the flow rate to be equal to or less than the above upper limit value, it is easy to release without damaging the molded body, which is preferable. On the other hand, it is preferable by setting it as more than the said lower limit at the point from which the favorable mold release property of a molded object is obtained. Here, interposing the gas between the molded body 3 and the inner surface S of the mold may be in a state where the gas is permeated to such an extent that the mold 3 is effectively released. In addition, the molded body 3 may not be completely released only by the gas. When a part of the molded body 3 is not released from the inner surface S of the mold, the mold release may be completed by applying vibration to the mold member or slowly pulling the mold member away thereafter. Further, by repeating the minute opening and closing operations of the mold members 11 and 12, gas can be effectively interposed between the molded body 3 and the inner surface S of the mold.

例えば、一意にその流量と通気度との関係を決定しがたい場合があり、相応の範囲内の流量と通気度とを必要によりその他の手段と組み合わせて調節することが好ましい。具体的に、気体の流入量を減少させて、金型から離型しようとしたときに、成形体は金型の表面から一部のみ離型し、完全には離型できないことがある。そのような場合には、金型部材に振動を加えることで完全に金型から離型することも可能である。   For example, it may be difficult to uniquely determine the relationship between the flow rate and the air permeability, and it is preferable to adjust the flow rate and the air permeability within a corresponding range in combination with other means as necessary. Specifically, when trying to release the mold from the mold by reducing the inflow of gas, the molded body may be partially released from the surface of the mold and may not be completely released. In such a case, the mold member can be completely released from the mold by applying vibration to the mold member.

このとき、供給する気体の種類は特に限定されないが、空気、窒素、二酸化炭素、ヘリウム、またはアルゴンであることが好ましく、空気、または窒素であることがより好ましい。気体は、一定時間だけ継続的に供給してもよいし、一定時間の間、断続的に供給してもよい。さらに、気体の供給と同時に、金型部材11又は金型部材12、もしくは双方に周期的又は非周期的な振動を与えてもよい。また、成形直後、成形体3の温度が約150℃であることから、供給する気体の温度は0〜35℃にすることにより成形体3を冷却するとともに熱収縮を促し、離型を効率的に行うことができる。   At this time, the type of gas to be supplied is not particularly limited, but is preferably air, nitrogen, carbon dioxide, helium, or argon, and more preferably air or nitrogen. The gas may be continuously supplied for a fixed time or may be supplied intermittently for a fixed time. Further, simultaneously with the gas supply, periodic or non-periodic vibration may be applied to the mold member 11 or the mold member 12 or both. Moreover, since the temperature of the molded body 3 is about 150 ° C. immediately after molding, the temperature of the gas to be supplied is set to 0 to 35 ° C. to cool the molded body 3 and promote thermal shrinkage, thereby efficiently releasing the mold. Can be done.

[成形体]
本実施態様の製造方法で成形される成形体の形状や寸法は、特に限定されないが、上記気体を流入して金型の内面からの密着性を解くよう、気体の流入先となる内部空間を成形体が有することが前提となる。この内部空間の大きさは、上記のような作用を奏すれば、特に限定されないが、金型の内部形状と相似した形状であることが好ましく、図示した例では筒状であることが好ましい。成形体の厚みtは、特に限定されず、材料の特性との関係で、所定の通気度となるように設定することが好ましい。この種の成形体の用途等を考慮すると、上記成形体の場合、厚みtが1〜50mmであることが実際的である。金型の内面Sからの密着を解く場合の通気度は、特に限定されないが、成形体の厚み方向において、1〜1200であることが好ましく、3〜1000であることがより好ましい。このときの通気度は製造工程で適用される気体流量における値であればよいが、典型的には2L/minでの値として評価することができる。成形体の通気度を高めるためには、例えば原料に配合する無機粒子の粒子径をそろえることや原料の固形分濃度を20〜60質量%にすることが好ましく、20〜50質量%にすることがより好ましい。無機粒子の粒径をそろえるためには、予め所定の目開きのふるいを用いて分粒する。
なお、本発明において、通気度とは特に断らない限り実施例に記載の方法により測定した値をいう。
[Molded body]
The shape and dimensions of the molded body molded by the manufacturing method of the present embodiment are not particularly limited, but the internal space that is the inflow destination of the gas is introduced so as to release the adhesion from the inner surface of the mold by flowing in the gas. It is assumed that the molded body has. The size of the internal space is not particularly limited as long as the above-described effect is obtained, but it is preferably a shape similar to the internal shape of the mold, and in the illustrated example, it is preferably a cylindrical shape. The thickness t of the molded body is not particularly limited, and is preferably set to have a predetermined air permeability in relation to the characteristics of the material. Considering the use of this type of molded article, it is practical that the thickness t is 1 to 50 mm in the case of the molded article. The air permeability when releasing the adhesion from the inner surface S of the mold is not particularly limited, but is preferably 1 to 1200 and more preferably 3 to 1000 in the thickness direction of the molded body. The air permeability at this time may be a value at the gas flow rate applied in the manufacturing process, but can typically be evaluated as a value at 2 L / min. In order to increase the air permeability of the molded body, for example, it is preferable to adjust the particle diameter of the inorganic particles to be blended in the raw material and to make the solid content concentration of the raw material 20 to 60% by mass, preferably 20 to 50% by mass. Is more preferable. In order to make the particle diameters of the inorganic particles uniform, the particles are sized using a sieve having a predetermined opening beforehand.
In the present invention, the air permeability means a value measured by the method described in Examples unless otherwise specified.

本発明の成形体の製造方法は、成形体が有底の筒状である場合に好適であるが、底の無い筒状でもよい。この場合、前記の気体流入工程において底となる部分を所定の治具により封止し気体の漏れを遮る形態が挙げられる。また、鋳物製造用構造体の製造に適している。さらに、従来技術のように、エジェクタピンを使用したり、シール材を使用するなど、他の離型方法と併用することも可能である。   The method for producing a molded body of the present invention is suitable when the molded body has a bottomed cylindrical shape, but may have a cylindrical shape without a bottom. In this case, the form which seals the part used as the bottom in the said gas inflow process with a predetermined | prescribed jig | tool, and interrupts | blocks gas leakage is mentioned. Moreover, it is suitable for manufacture of the structure for casting manufacture. Further, as in the prior art, it is possible to use in combination with other mold release methods such as using an ejector pin or using a sealing material.

以下、本発明を実施例に基づき更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[実施例1]
図1に示した金型を用い、図示した有底筒状の成形体を以下のように作製した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to these.
[Example 1]
Using the mold shown in FIG. 1, the illustrated bottomed cylindrical molded body was produced as follows.

まず、表1に示す配合からなる原料1を調製した。   First, the raw material 1 which consists of a mixing | blending shown in Table 1 was prepared.

Figure 2011212877
Figure 2011212877

各工程における条件は、以下のように設定した。
[成形工程]
・成形体寸法:長さL=385mm、直径D=12mm、厚みt=3mm
・流入圧力:0.5MPa
・加熱温度:200℃
・加熱時間:2分
[気体流入工程]
・流入気体:圧縮空気(室温)
・流入量:30L/min
The conditions in each process were set as follows.
[Molding process]
Molded body dimensions: length L = 385 mm, diameter D = 12 mm, thickness t = 3 mm
・ Inflow pressure: 0.5 MPa
・ Heating temperature: 200 ℃
・ Heating time: 2 minutes [gas inflow process]
Inflow gas: Compressed air (room temperature)
・ Inflow rate: 30L / min

[通気度の測定]
実施例1で得られた成形体について、JISZ2601(1993)「鋳物砂の試験方法」に基づいて規定された「消失模型用塗型剤の標準試験方法」(平成8年3月、社団法人日本鋳造工学会関西支部刊行)の「5.通気度測定法」に従い、通気度測定装置(コンプレッサー空気通気方式、前記刊行物の第24頁の図5−2)と同等原理の装置を用いて、通気度を測定した。
通気度Pは、試験片厚さh(cm)、試験片断面積a(cm)、通気抵抗p(cmHO)、及び空気の流量V(cm/min)により、「P=(h/(a×p))×V」で表される。ただし、本明細書において、試験片厚さhは、肉厚すなわち「(外径−内径)/2」とし、試験片断面積aは、「内径×円周率×長さ」とした。
本実施例で得られた成形体の通気度は、3.79であった。
[Measurement of air permeability]
About the molded body obtained in Example 1, “Standard test method for coating agent for disappearance model” defined based on JISZ2601 (1993) “Testing method of foundry sand” (March 1996, Japan According to “5. Air permeability measurement method” of Kansai branch of the casting engineering society), using an apparatus of the same principle as the air permeability measurement device (compressor air ventilation method, FIG. The air permeability was measured.
The air permeability P is determined by “P = (h) by the specimen thickness h (cm), the specimen cross-sectional area a (cm 2 ), the ventilation resistance p (cmH 2 O), and the air flow rate V (cm 3 / min). / (A × p)) × V ”. However, in this specification, the test piece thickness h is the wall thickness, that is, “(outer diameter−inner diameter) / 2”, and the test piece cross-sectional area a is “inner diameter × circumferential ratio × length”.
The air permeability of the molded body obtained in this example was 3.79.

[実施例2]
表1に示すように、フェノール樹脂の種類を変更したこと以外は、実施例1と同様にして成形体を得た後、金型から離型した。
なお、本実施例においても、離型不良を発生させずに成形体の全体を金型から離型することができた。
[Example 2]
As shown in Table 1, a molded body was obtained in the same manner as in Example 1 except that the type of phenol resin was changed, and then released from the mold.
In the present example also, the entire molded body could be released from the mold without causing defective release.

さらに、実施例1と同様に通気度を測定したところ、本実施例で得られた成形体の通気度は、14.08であった。   Furthermore, when the air permeability was measured in the same manner as in Example 1, the air permeability of the molded body obtained in this example was 14.08.

[実施例3]
表1に示すように、フェノール樹脂の種類を変更したことと、水の量を変更したこと以外は、実施例1と同様にして成形体を得た後、金型から離型した。
なお、本実施例においても、離型不良を発生させずに成形体の全体を金型から離型することができた。
[Example 3]
As shown in Table 1, after obtaining the molded body in the same manner as in Example 1 except that the type of phenol resin was changed and the amount of water was changed, the molded product was released from the mold.
In the present example also, the entire molded body could be released from the mold without causing defective release.

さらに、実施例1と同様に通気度を測定したところ、本実施例で得られた成形体の通気度は、18.95であった。   Furthermore, when the air permeability was measured in the same manner as in Example 1, the air permeability of the molded product obtained in this example was 18.95.

[実施例4]
表1に示すように、フェノール樹脂の種類を変更したことと、無機粒子を土状黒鉛から人造黒鉛に変更したことと、水の量を変更したこと以外は、実施例1と同様にして成形体を得た後、金型から離型した。
なお、本実施例においても、離型不良を発生させずに成形体の全体を金型から離型することができた。
[Example 4]
As shown in Table 1, molding was carried out in the same manner as in Example 1 except that the type of phenol resin was changed, the inorganic particles were changed from earth graphite to artificial graphite, and the amount of water was changed. After obtaining the body, it was released from the mold.
In the present example also, the entire molded body could be released from the mold without causing defective release.

さらに、実施例1と同様に通気度を測定したところ、本実施例で得られた成形体の通気度は、985.77であった。   Furthermore, when the air permeability was measured in the same manner as in Example 1, the air permeability of the molded product obtained in this example was 985.77.

[比較例1]
表1に示すように、無機粒子を土状黒鉛から鱗状黒鉛としたこと以外は、実施例1と同様にして成形体を得た後、金型から離型しようとしたが、成形体は金型に強く密着していて離型できなかった。
[Comparative Example 1]
As shown in Table 1, except that the inorganic particles were changed from earthy graphite to scaly graphite, a molded body was obtained in the same manner as in Example 1, and then the mold was released from the mold. It was in close contact with the mold and could not be released.

比較例1で得られた成形体について、実施例1と同様に通気度を測定したところ、通気度は0であった。
実施例1〜4及び比較例1の結果をまとめて表2に示す。
The air permeability of the molded product obtained in Comparative Example 1 was measured in the same manner as in Example 1. As a result, the air permeability was 0.
Table 2 summarizes the results of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1.

Figure 2011212877
Figure 2011212877

実施例からも分かるように、本発明の成形体の製造方法により、エジェクタピンやシール材を必ずしも使用せず、金型形状を複雑にしないことにより金型のコストを抑えつつ、かつ、離型不良を発生させずに、成形体を金型から手際よく離型させることが可能となった。   As can be seen from the examples, the manufacturing method of the molded body of the present invention does not necessarily use an ejector pin or a sealing material, and does not complicate the mold shape, thereby reducing the cost of the mold and releasing the mold. It was possible to remove the molded product from the mold without causing defects.

1 原料
2 芯材
3 成形体
10 金型
11、12 金型部材
30 流体供給源
31、32 蓋体
N 成形体の内部空間
S 金型の内面
L 金型のキャビティの長さ
D 金型のキャビティの直径
t 成形体の厚み
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw material 2 Core material 3 Molded body 10 Mold 11, 12 Mold member 30 Fluid supply source 31, 32 Cover body N Internal space of molded body S Inner surface L of mold D Length of mold cavity D Mold cavity Diameter t Thickness of molded body

Claims (5)

内部空間を有する通気性のある成形体を、複数の金型部材で構成された金型の内面に成形して製造する方法であって、成形後の前記内部空間に気体を流入させ、前記成形体の外面と前記金型の内面との間に、該成形体を透過させた前記気体を介在させることにより、該金型から前記成形体を離型させる工程を有する成形体の製造方法。   A method for producing a molded article having air permeability and having an inner space formed on an inner surface of a mold constituted by a plurality of mold members, wherein a gas is caused to flow into the inner space after molding, and the molding is performed. The manufacturing method of a molded object which has the process of releasing the said molded object from this metal mold | die by interposing the gas which permeate | transmitted this molded object between the outer surface of a body and the inner surface of the said metal mold | die. 前記成形体が、有底の筒状である請求項1に記載の成形体の製造方法。   The method for producing a molded body according to claim 1, wherein the molded body has a bottomed cylindrical shape. 前記成形体の外面と前記金型の内面との間に、前記気体を介在させた後、前記金型を金型部材に分離しつつ、該金型部材から前記成形体を離型させる請求項1又は2に記載の成形体の製造方法。   The mold is released from the mold member while separating the mold from a mold member after the gas is interposed between the outer surface of the molded body and the inner surface of the mold. A method for producing the molded article according to 1 or 2. 前記金型を金型部材に分離する動作において、金型部材に振動を与える請求項3に記載の成形体の製造方法。   The manufacturing method of the molded object of Claim 3 which gives a vibration to a metal mold | die member in the operation | movement which isolate | separates the said metal mold | die into a metal mold | die member. 前記成形体が、鋳物製造用構造体である請求項1〜4のいずれか1項に記載の成形体の製造方法。   The said molded object is a structure for casting manufacture, The manufacturing method of the molded object of any one of Claims 1-4.
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