JP2012106282A - 熱媒体用流路およびその製造方法並びにそれを用いた金型 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】(i)熱溶融性の第1材料を用いて基板の主面上に第1層を形成する工程であって、製造することになる熱媒体用流路に相当する形状となるように第1層を形成する工程、(ii)非熱溶融性の第2材料を用いて基板の主面上に第2層を形成する工程であって、第2層によって第1層が包み込まれるように第2層を形成する工程、および、(iii)第1層を溶融させる工程を含んで成り、工程(iii)では、溶融させた第1層の第1材料を基板上から除去することによって、基板と第2層との間に熱媒体用流路を形成することを特徴とする熱媒体用管路の製造方法。
【選択図】図1
Description
・ドリルや放電加工等の除去加工:加工プロセス上の制約に起因して管路の形状は直線状に限定されることが多く、それゆえ、管路設計の自由度は低い。更に、管路を曲げたい場合では直線状の穴を交差させたうえで、所望の管路以外の部分の穴を栓などによって塞ぐ必要がある。
・光造形・金属光造形・金属光造形複合加工:管路設計の自由度は比較的高いものの、製造できる管路のサイズは造形装置が加工できる加工物の大きさに依存している。従って、管路サイズが大きくなると、複数のサブ管路を組み合わせる必要があり、プロセス工程が増えてしまう。
・管を埋設する形成方法:管路設計の自由度が管の曲げ加工の自由度に制限されるので、管がつぶれるような曲率の設計は行うことができない。
(i)熱溶融性の第1材料を用いて基板の主面上に第1層を形成する工程であって、製造することになる熱媒体用流路に相当する形状となるように第1層を形成する工程、
(ii)非熱溶融性の第2材料を用いて基板の主面上に第2層を形成する工程であって、第2層によって第1層が包み込まれるように第2層を形成する工程、および
(iii)第1層を溶融させる工程
を含んで成り、
工程(iii)では、溶融させた第1層の第1材料を基板上から除去することによって、基板と第2層との間に熱媒体用流路を形成することを特徴とする熱媒体用流路の製造方法が提供される。
「凹部の側壁部分」と「平板状部材の主面」とが相互に接合された構成となっており、それによって、「凹部の内側」と「平板状部材の主面」との間に熱媒体用流路が形成されていることを特徴としている。
本発明の熱媒体用流路の製造方法は、
(i)熱溶融性の第1材料を用いて基板の主面上に第1層を形成する工程であって、製造することになる熱媒体用流路に相当する形状を有するように第1層を形成する工程、
(ii)非熱溶融性の第2材料を用いて基板の主面上に第2層を形成する工程であって、第2層によって第1層が包み込まれるように第2層を形成する工程、および
(iii)第1層の加熱によって第1層の少なくとも一部を溶融させる工程
を含んで成り、
工程(iii)では、溶融させた第1層の第1材料を基板上から除去・排除することによって、基板と第2層との間に熱媒体用流路を形成する(即ち、基板と第2層とから構成された熱媒体用流路を形成する)。
図6を参照して、第2材料として硬化性流体を用いた態様について説明する。
図8を参照して、第2材料として金属材料を用いた態様について説明する。
図9を使用して、接着剤を使用する態様について説明する。
図10を使用して、“2段階硬化型の硬化性流体”を使用する態様について説明する。本明細書で使用する「2段階硬化型の硬化性流体」とは、「常温硬化に相当する前硬化(仮硬化)」と「加熱硬化に相当する後硬化(本効果)」との2段階の硬化を経ることができる硬化性流体のことを実質的に意味している。「前硬化(仮硬化)」は、第2材料の機械強度(硬度、曲げ強度、弾性率など)を発現させるための常温硬化を実質的に意味している一方、「後硬化(本効果)」は、第2材料の耐熱性を向上させる(Tgを上げる)ための加熱硬化を実質的に意味している。「前硬化(仮硬化)」では、一般に、対象材料が収縮する現象を伴うことになる。あくまでも例示にすぎないが、2段階硬化型の硬化性流体としては、例えば以下のものを挙げることができる:
ナガセケムテックス製エポキシ材
・XNR6505(エポキシ樹脂、主剤)
・XNH6505(アミン系硬化剤)
※ XNR6505とXNH6505とを混合して使用する。XNR6505:XNH6505(重量比)=約100:約25
かかる態様は、図12(a)および(b)に示されるように、「第1層と外部との間の流体連通を可能とする管部材90」を設ける態様である。管部材90を設けることによって、高温流体を第1層の形成領域へと好適に導入したり、あるいはその逆で高温流体を第1層の形成領域から好適に排出させたりすることができる。また、かかる管部材をそのまま最終製品として使用してもよく、その場合には、熱媒体を流路へと好適に導入できたり、流路から熱媒体を好適に排出させたりできる。
図13および図14を使用して、基板の粗面化を実施する態様について説明する。本態様では、図13および図14に示すように、基板10上に第1層20および第2層30を形成するに先立って、基板主面に対して粗面化を施す(特に、図13(a)および図14(a)参照)。サンドブラストなどの除去加工により粗面を形成してよいし、あるいは、溶射によって粗面を形成してもよい(尚、溶射金属は基板材質と同じ種類の材質を用いる又は線膨張係数が近い金属を用いることが好ましい。なぜなら、熱媒体用流路の実際の使用時にて温度変化を伴う場合、熱膨張差による熱応力を小さくでき、“基板からの溶射層の剥離”を効果的に防止できるからである)。
次に、上記本発明の製造方法で得られる熱媒体用流路について説明する。本発明の熱媒体用流路は、“平板状部材10”と“凹部30aを備えた部材30”とから構成されて成る熱媒体用流路50である。図1(e)、図6(d)および図8(d)に示すように、「凹部30aの側壁部分」と「平板状部材10の主面」とが相互に接合された構成となっており、それによって、「凹部30aの内側」と「平板状部材10の主面」との間に熱媒体用流路50が形成されていることを特徴としている。
一方、本明細書において「平板状部材」とは、全体として平坦な形状を有する部材を意味している。好ましくは、平板状部材の主面は、実質的にフラットな面を成していることが好ましいものの、部材30との間で熱媒体用流路50が形成されるのであれば、曲面を成していても、あるいは、粗面を成していてもかまわない。
次に、上記本発明の熱媒体用流路を用いた金型について説明する。本発明の金型100は、図16に示すように、平板状部材10が金型キャビティーを形成する金型壁を成しており、熱媒体用流路50が金型キャビティーに充填された成形材料を温調するための流路を成している。
●従来技術とその問題点(図23参照):ニッケル電鋳などにより形成された金型表面部材の裏側に温調媒体を流すための管を配置し,管はハンダ付けなどの方法により金型表面部材と接触させている。その後、補強のためにセメントなどで管を埋設している。樹脂成形時では管の内部に金型温度以上の温調媒体を流し、金型表面部材と接触した注入された熱硬化性樹脂に熱を与えている。これによって、硬化反応を発生させ、成形品を得ている。注型成形で成形サイクルを短縮するためには、樹脂を注入した後の金型表面温度上昇の時間短縮が必要である。しかしながら、従来技術では、金型が大きな熱容量を持っていること、金型部材と温調媒体を流す管の接触面積が小さいこと、温調媒体自体が熱容量を持っていること等によって、金型の加熱に時間を要してしまい、成形サイクルを短縮することができない。また、耐久性の面では、金型を使用していくうちに、金型表面部材と管との固定が外れる場合があり、外れた部分の熱交換が悪くなる問題点がある。外れた管を再び固定するためには補強のセメントなどを一度除去し、管の固定後に再び埋設を実施する必要があるためにメンテナンス性は良くない。
本発明に従って、熱媒体用流路を作製した:
作製条件
・基板:ステンレス製の金属板
・第1材料:側鎖型パラフィン(融点:72℃)
・第2材料:硬化性流動体(エポキシ系)
・高温流体:水(最終的に95℃まで加熱して使用)
本発明に従って、接着剤を用いた以下の条件で熱媒体用流路を作製した:
・基板:ステンレス製の金属板
・第1材料:側鎖型パラフィン(融点:72℃)
・第2材料:硬化性流動体(エポキシ系)
・高温流体:水(最終的に95℃まで加熱して使用)
・接着剤:エポキシ系接着剤(図18に示すように第1層形成後かつ第2層形成前に基板上に塗布)
温調確認試験を実施した。具体的には、“作製された熱媒体用流路”を用いて、基板表面温度の応答性を調べた(図19参照)。尚、基板表面温度は「金型表面温度」に相当する。
“作製された熱媒体用流路”における断面構成を調べた。その結果、図21に示すように、基板と第2層とから熱媒体用流路が好適に構成されていることを確認できた。
「管部品」を用いた態様を図22に示す。管部品は、外部と第1層とを連通させるために使用した。管部品を設置した結果、好適に高温流体および熱媒体などを流すことができた。
20 第1層(第1材料から成る層)
30 第2層(第2材料から成る層)
30’ 第2層前駆体
40 高温流体(除去用流体)
50 熱媒体用流路
50’ 製造されることになる熱媒体用流路の領域・空間
60 高温流体の流通部分
60’ サブ流通部分
70 第3層
80 接着剤または接着剤層
90 管部材(管部品)
100 金型
Claims (29)
- 熱媒体用流路の製造方法であって、
(i)熱溶融性の第1材料を用いて基板の主面上に第1層を形成する工程であって、製造することになる前記熱媒体用流路に相当する形状となるように前記第1層を形成する工程、
(ii)非熱溶融性の第2材料を用いて前記基板の主面上に第2層を形成する工程であって、前記第2層によって前記第1層が包み込まれるように前記第2層を形成する工程、および
(iii)前記第1層を溶融させる工程
を含んで成り、
工程(iii)では、前記溶融させた前記第1層の前記第1材料を前記基板上から除去することによって、前記基板と前記第2層との間に前記熱媒体用流路を形成することを特徴とする、製造方法。 - 前記第1層の前記第1材料の前記溶融および前記除去のために高温流体を用いており、
前記高温流体を前記第1層に接触させることによって前記第1層の溶融を引き起こし、それによって、該溶融した前記第1層の前記第1材料を流動させつつ前記高温流体を前記第1層の形成領域にて流通させることを特徴とする、請求項1に記載の製造方法。 - 前記第1材料として低融点固体材料を用いることを特徴とする、請求項1または2に記載の製造方法。
- 前記低融点固体材料がパラフィンであることを特徴とする、請求項3に記載の製造方法。
- 前記パラフィンが側鎖型パラフィンであることを特徴とする、請求項4に記載の製造方法。
- 前記基板として金属基板を用いることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法。
- 前記第2材料として硬化性流体を用いることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
- 前記硬化性流体として、前記低融点固体材料の融点以下で硬化する硬化性樹脂の流動体を用いることを特徴とする、請求項3に従属する請求項7に記載の製造方法。
- 前記工程(ii)では、前記硬化性流体を前記第1層の上に塗布した後、前記硬化性流体を硬化に付すことによって、前記第2層を形成することを特徴とする、請求項7または8に記載の製造方法。
- 前記第2材料として金属材料を用いることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の製造方法。
- 前記工程(ii)では、溶射プロセスまたは電鋳プロセスを実施することによって、前記第1層上に前記第2層を形成することを特徴とする、請求項10に記載の製造方法。
- 前記第2層を覆うように該第2層上に第3層を形成することを特徴とする、請求項10または11に記載の製造方法。
- 前記第2材料として、前記基板の材質と同じ材料を用いることを特徴とする、請求項10〜12のいずれかに記載の製造方法。
- 前記第1層の形成に際しては、前記低融点固体材料をその融点以上に一旦加熱することを通じて前記熱媒体用流路に相当する形状を得ることを特徴とする、請求項3に従属する請求項4〜13のいずれかに記載の製造方法。
- 前記第1層の前記第1材料の前記溶融および前記除去のために、前記低融点固体材料の融点以上の沸点を有する高温流体を用い、
前記低融点固体材料の融点以上に加熱された前記高温流体が前記第1層に接触しながら流動することによって前記第1層を溶融させ、それによって、該溶融した前記第1層の前記第1材料が前記高温流体の流れに同伴されるように前記高温流体を前記第1層の形成領域に流通させることを特徴とする、請求項3に従属する請求項4〜14のいずれかに記載の製造方法。 - 前記高温流体の使用に先立って、前記高温流体の流通部分を前記第1層に予め形成しておくことを特徴とする、請求項2に従属する請求項3〜15のいずれかに記載の製造方法。
- 前記第2材料の前記硬化性流体として、常温硬化に相当する前硬化と加熱硬化に相当する後硬化との2段階の硬化を経ることができる硬化性流体を用い、
前記工程(ii)では、前記低融点固体材料の融点未満の温度で前記硬化性流体を前記前硬化に付して第2層前駆体を形成し、次いで、該低融点固体材料の該融点以上の温度で該第2層前駆体を前記後硬化に付して前記第2層を形成することを特徴とする、請求項3に従属する請求項7に記載の製造方法。 - 前記基板の前記主面における第2層形成領域に接着剤を設けることを特徴とする、請求項1〜17のいずれかに記載の製造方法。
- 前記接着剤は、前記硬化性流体の前記前硬化に際しては硬化せず、該硬化性流体の前記後硬化に際して硬化することを特徴とする、請求項17に従属する請求項18に記載の製造方法。
- 前記工程(ii)および(iii)において、前記硬化性流体を前記前硬化に付した後、前記基板、前記第1層および前記第2層前駆体を、前記低融点固体材料の融点以上の温度かつ前記硬化性流体の前記後硬化および前記接着剤の前記硬化を引き起こす温度に付し、それによって、該硬化性流体の該後硬化と該接着剤の該硬化と該低融点固定材料の前記溶融とを並行して行うことを特徴とする、請求項17に従属する請求項19に記載の製造方法。
- 前記工程(i)に先立って、前記基板の前記主面を粗面化することを特徴とする、請求項1〜20のいずれかに記載の製造方法。
- 前記溶融および前記除去に用いた前記高温流体を、前記除去された溶融状態の前記第1材料と共に回収し、
前記回収された前記高温流体および前記第1材料を、それらの比重に基づいて相互に分離することを特徴とする、請求項2に従属する請求項3〜21のいずれかに記載の製造方法。 - 平板状部材と凹部を備えた部材とから構成されて成る熱媒体用流路であって、
「前記凹部を成す側壁部分」と「前記平板状部材の主面」とが相互に接合された構成となっており、それによって、「前記凹部の内側」と「前記平板状部材の主面」との間に前記熱媒体用流路が形成されていることを特徴とする、熱媒体用流路。 - 前記平板状部材が金属材質から成ることを特徴とする、請求項23に記載の熱媒体用流路。
- 前記凹部を備えた部材が樹脂材質または金属材質から成ることを特徴とする、請求項23または24に記載の熱媒体用流路。
- 前記平板状部材の前記主面が粗面を成していることを特徴とする、請求項23〜25のいずれかに記載の熱媒体用流路。
- 「前記凹部を成す前記側壁部分」と「前記平板状部材の前記主面」との間の相互の接合部分に接着剤層が設けられていることを特徴とする、請求項23〜26のいずれかに記載の熱媒体用流路。
- 請求項23〜27のいずれかに記載の熱媒体用流路を用いた金型であって、
前記平板状部材が、金型キャビティーを形成する金型壁を成しており、
前記熱媒体用流路が、前記金型キャビティーに充填された成形材料を温調するための流路であることを特徴とする、金型。 - 前記熱媒体用流路が前記金型壁と直接的に接触した状態となっていることを特徴とする、請求項28に記載の金型。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9322574B2 (en) | 2010-07-05 | 2016-04-26 | Glasspoint Solar, Inc. | Concentrating solar power with glasshouses |
WO2016065191A1 (en) * | 2014-10-23 | 2016-04-28 | Glasspoint Solar, Inc. | Heat storage devices for solar steam generation, and associated systems and methods |
US9897394B2 (en) | 2010-07-05 | 2018-02-20 | Glasspoint Solar, Inc. | Subsurface thermal energy storage of heat generated by concentrating solar power |
JP2018105598A (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | ダイキン工業株式会社 | 熱交換器及びその製造方法 |
US10364978B2 (en) | 2016-02-01 | 2019-07-30 | Glasspoint Solar, Inc. | Separators and mixers for delivering controlled-quality solar-generated steam over long distances for enhanced oil recovery, and associated systems and methods |
US10411180B2 (en) | 2013-01-07 | 2019-09-10 | Glasspoint Solar, Inc. | Systems and methods for selectively producing steam from solar collectors and heaters for processes including enhanced oil recovery |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007210858A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Kobe Steel Ltd | 炭素質中空成形体およびその製法 |
-
2011
- 2011-08-19 JP JP2011179670A patent/JP2012106282A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007210858A (ja) * | 2006-02-10 | 2007-08-23 | Kobe Steel Ltd | 炭素質中空成形体およびその製法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9322574B2 (en) | 2010-07-05 | 2016-04-26 | Glasspoint Solar, Inc. | Concentrating solar power with glasshouses |
US9897394B2 (en) | 2010-07-05 | 2018-02-20 | Glasspoint Solar, Inc. | Subsurface thermal energy storage of heat generated by concentrating solar power |
US10411180B2 (en) | 2013-01-07 | 2019-09-10 | Glasspoint Solar, Inc. | Systems and methods for selectively producing steam from solar collectors and heaters for processes including enhanced oil recovery |
WO2016065191A1 (en) * | 2014-10-23 | 2016-04-28 | Glasspoint Solar, Inc. | Heat storage devices for solar steam generation, and associated systems and methods |
US10288322B2 (en) | 2014-10-23 | 2019-05-14 | Glasspoint Solar, Inc. | Heat storage devices for solar steam generation, and associated systems and methods |
US10364978B2 (en) | 2016-02-01 | 2019-07-30 | Glasspoint Solar, Inc. | Separators and mixers for delivering controlled-quality solar-generated steam over long distances for enhanced oil recovery, and associated systems and methods |
JP2018105598A (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | ダイキン工業株式会社 | 熱交換器及びその製造方法 |
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