JP3852042B2 - Resin mold - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モルタルと金属との合成金型に利用し、特にモルタルを成形金型の補強に使用した樹脂成形金型に関する。
【0002】
【従来の技術】
電鋳のバックアップ材としてコンクリートを使用した樹脂成形金型が利用されている。
図6は従来のコンクリートを使用した固定型の製作手順を示すステップ図である。図7は従来の固定型と可動型の一部断面図である。
図6を参照して従来のコンクリートを使用した固定型の製作手順を説明すると、コンクリートを使用した固定型の製作は先ず意匠面1をかたどった電鋳殻2を作製後(図6(a)図)、注入口7,7を形成した取付板5に金型本体4を取り付けて電鋳殻2で密閉する(同(b)図)。
次に、注入口7,7からコンクリート6を流し込み固めた後、固定型3が完成する(同(c)図)。
図7に示すように可動型9は取付板5に鋳物などの金型を設けたものであり、固定型3と可動型9との間に注入された樹脂が電鋳殻の意匠面の形状に成形される。
また特開昭62−170302号公報に示す例では、セメント質物質を主成分として含む高強度セメント製成形型であって、成形型を成型機械に取り付ける位置に切削加工が容易な材料からなる成形機械取り付け部材を設けている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のコンクリートを使用した金型製作時においてコンクリートを注入口7から流し込むとき、コンクリートの粘度が高いと流動性が悪いため狭い空間に流れにくく、図7で示したようにコンクリートの流れ込み不良による空洞8が残ってしまうことがあり、樹脂成形時に樹脂圧によって空洞8が陥没することがある。
さらにコンクリートを使用した金型の完成後、樹脂成形中において金型に三軸方向の引張応力及び圧縮応力が発生するため、特に引張応力に弱いコンクリート部分が破壊又はクラック等を発生することがある。
【0004】
そこで、この発明は引張強度を大幅に向上させるとともに剛性に富むモルタルと金属との合成金型である樹脂成形金型を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、この発明の樹脂成形金型は、金型本体と、この金型本体の底部を覆う意匠面を有する電鋳殻と、上記金型本体の型内に流し込み固化したモルタルとを備え、上記モルタルの上記電鋳殻側に金属製ファイバーが埋め込まれており、上記モルタルが、主成分として、ポルトランドセメントを500〜560重量部、スラグ粉を400〜470重量部、水を280〜350重量部および砂を700〜1000重量部含んでおり、型内の狭い空間まで上記モルタルが充填されていることを特徴とする。
また、樹脂成形金型は、金型本体と、この金型本体の底部を覆う意匠面を有する電鋳殻と、上記金型本体の型内に流し込み固化したモルタルとを備え、上記モルタルの上記電鋳殻側に金属製ファイバーが埋め込まれており、上記モルタルが、ポルトランドセメントを500〜560重量部、スラグ粉を400〜470重量部、水を280〜350重量部および砂を700〜1000重量部の他、石膏を含んでおり、型内の狭い空間まで上記モルタルが充填されており、上記モルタルの膨張が上記金属製ファイバーに抑えられて、上記電鋳殻の意匠面を補強することを特徴とする。
【0006】
このような構成の樹脂成形金型では、高流動性モルタルを使用しているので金型本体の隅々の狭い空間を充填することができ、充填材料の自己収縮による隙間の形成を防止することができる。
また高流動性モルタルとファイバーとの組み合わせにより高流動性モルタルの引張強度が大幅に向上し、剛性に富むモルタルと金属との合成金型ができる。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図5に基づき、従来と実質的に同一部材は同一の符号を用いて本発明による樹脂成形金型の好適な実施の形態を説明する。
本実施形態では従来のコンクリートに代えて特殊なモルタルを使用し、引張応力の高い箇所に金属製の鉄等のファイバーを埋め込んで補強するものである。
図1はこの発明の樹脂成形金型における固定型の実施形態である。
この実施形態の固定型作製手順は従来とほぼ同様であるが、図1に示すように樹脂成形金型の固定型10はコンクリートに代えて高流動性モルタル12を使用しており、取付板5に設けた金型本体4の底部にこれを覆う意匠面をかたどった電鋳殻2を固定し、取付板5の注入口7から型内13に高流動性モルタル12を流し込み固める。
【0008】
このとき電鋳殻2側の近傍にファイバー14を適宜の密度で埋め込むが、予めファイバーを高流動性モルタル12に混合してから型内に流し込む。
ファイバーは例えば径がφ0.1〜1.0、長さが10〜50mmの鉄製ファイバーである。このファイバーの体積混入率及び混入位置は製作する樹脂成形金型のモルタル部分における応力分布をCAE(Computer Aided Engineering) により推測し、強度試験に合格することにより決定するが、通常10〜20%の範囲にある。
なお、強度試験は、例えば厚肉円筒状の試験体にして圧縮試験装置により圧縮加重をかけると同時に、油圧ユニットにより試験体の円筒内に油圧を印加して、三軸応力下で耐久性の評価をする。
【0009】
このように本実施形態に係る固定型では、高流動性モルタルを使用しているので、狭い空間にも高流動性モルタルが確実に流れ込み、従来のようにコンクリートの流れ込み不良による意匠面の陥没等がない。
【0010】
図2は本実施形態に係る高流動性モルタル内に埋め込んだファイバーが受ける応力の模式図である。
図2に示すように、高流動性モルタル12は凝固時に膨張し(図4により後述する)、ファイバー14を引っ張るが、このファイバー14は膨張しないため、その反力でファイバー14と接触している部分の高流動性モルタル12はファイバー14により膨張を押さえられ、張力状態になる。なお、図2中、22は膨張前、24は膨張後、26は膨張する力と反力、28は膨張する力を示す。
このように、本実施形態の高流動性モルタルは外力の引張応力に強くなる。
【0011】
次に本実施形態に係る高流動性モルタルの組成及び特性について説明する。
図3は本実施形態に係る高流動性モルタルの組成図である。
本実施形態に係る高流動性モルタルは、ポルトランドセメント、スラグ粉、水及び砂を主成分とし、好ましくはポルトランドセメントを500〜560重量部、スラグ粉を400〜470重量部、水を280〜350重量部にするとよい。この場合、砂の量はポルトランドセメントやスラグ粉の水和反応による収縮を補填する等の観点で選択され、例えば700〜1000重量部に配合するとよい。
またこれらの主成分に加えて収縮性や強度等の特性を調整するために、さらに無水石膏や二水石膏などの石膏、減水剤、消泡剤などを配合するとよい。
【0012】
さらに好適な高流動性モルタル組成は、図3の組成図に示すようにポルトランドセメントが500〜560kg/m3 、スラグ粉が400〜470kg/m3 、砂が850〜950kg/m3 、水が280〜350kg/m3 、無水石膏(図3中のad. A)が90〜120kg/m3 、減水剤(図2中のad. B)が2〜5kg/m3 、消泡剤(図3中のad. C)が1〜4kg/m3 である。ここで、スラグ粉は6000cm2 /g高炉水砕で生産したものであり、また砂は1.2mm以下の石灰岩砕砂である。
このような組成のモルタルは、流動度が280±40mmであり高流動性を有している。なお、ポルトランドセメントとスラグ粉との混合物がいわゆるスラグセメントと呼ばれるものである。
【0013】
図4は本実施形態に係る高流動性モルタルと普通のポルトランドセメントの材令(日)による長さ変化を比較した図である。
図4で明らかなように、本実施形態に係る高流動性モルタルの長さ変化A(黒丸)は全体として膨張であるのに対して、普通のポルトランドセメントの長さ変化B(白丸)は収縮である。
【0014】
このような高流動性モルタルでは、図4に示すように、普通のポルトランドセメントと異なり、金型内に流し込んだ場合、セメントの水和反応に伴う自己収縮による隙間の発生を防止する。
さらに、図2に示したように、ファイバーが埋め込まれているため、セメントの水和反応による強度発現と同時進行で膨張する高流動性モルタルと膨張しないファイバーとの組み合わせにより、高流動性モルタルの膨張で引っ張られたファイバーの反力で高流動性モルタルに圧縮力(この圧縮力をプレストレスと呼ぶ)が導入され、その分、外部からの引張力への抵抗性が増加する(この抵抗性をケミカルプレストレス効果と呼ぶ)。
【0015】
図5はファイバーの有無による高流動性モルタルの特性図である。なお、図5における圧縮強度及び曲げ強度は20℃の下、封かん養生の条件で固めた高流動性モルタルの特性である。
図5に示すように、高流動性モルタルにφ0.5×20mmの鉄製ファイバーを例えば体積混入率14.3%で入れた場合は、鉄製ファイバーを入れない場合に比べ、圧縮強度及び曲げ強度が格段に向上する。
例えば、7日材令でみると、圧縮強度が90N/mm2 以上、特に100N/mm2 以上も発揮し、また曲げ強度も20N/mm2 以上、特に40N/mm2 以上も発揮している。
【0016】
このように、本実施形態の樹脂成形金型は膨張性を有する高流動性モルタルを使用しファイバーで補強することにより、金型の隅々の狭い空間をモルタルで充填でき、引張強度が格段に大きい。
さらに充填材料の自己収縮による隙間の形成を防止できるとともに、外枠反力によるケミカルプレス効果及びファイバー反力によるケミカルプレストレス効果により引張強度の顕著な向上が得られるため、高射出圧の樹脂成形の繰り返し使用に耐える金型が得られる。
【0017】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、この発明の樹脂成形金型では、高流動性モルタルを使用しているので金型本体の隅々の狭い空間を充填することができ、充填材料の自己収縮による隙間の形成を防止することができるという優れた効果を有する。
また高流動性モルタルとファイバーとの組み合わせにより、高流動性モルタルの引張強度が大幅に向上し、剛性に富むモルタルと金属との合成金型ができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の樹脂成形金型における固定型の実施形態である。
【図2】この実施形態に係る高流動性モルタル内に埋め込んだファイバーが受ける応力の模式図である。
【図3】本実施形態に係る高流動性モルタルの組成図である。
【図4】本実施形態に係る高流動性モルタルと普通のポルトランドセメントの材令(日)による長さ変化を比較した図である。
【図5】ファイバーの有無による高流動性モルタルの特性図である。
【図6】従来のコンクリートを使用した固定型の製作手順を示すステップ図である。
【図7】従来の固定型と可動型の一部断面図である。
【符号の説明】
1 意匠面
2 電鋳殻
3,10 固定型
4 金型本体
5 取付板
6 コンクリート
7 注入口
8 空洞
9 可動型
12 高流動性モルタル
14 ファイバー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin molding die that is used in a synthetic mold of mortar and metal, and in particular, uses mortar for reinforcing a molding die.
[0002]
[Prior art]
A resin mold using concrete is used as a backup material for electroforming.
FIG. 6 is a step diagram showing a manufacturing procedure of a fixed mold using conventional concrete. FIG. 7 is a partial sectional view of a conventional fixed type and movable type.
Referring to FIG. 6, the manufacturing procedure of the conventional fixed mold using concrete will be described. First, the fixed mold using concrete is manufactured after the
Next, after the
As shown in FIG. 7, the movable mold 9 has a metal mold such as a casting provided on the
In the example shown in Japanese Patent Laid-Open No. Sho 62-170302, a high-strength cement molding die containing a cementitious substance as a main component, and a molding made of a material that is easy to cut at a position where the molding die is attached to a molding machine. A machine mounting member is provided.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the concrete is poured from the
Furthermore, after completion of a mold using concrete, triaxial tensile and compressive stresses are generated in the mold during resin molding, so the concrete part that is particularly sensitive to tensile stress may break or crack. .
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a resin molding die which is a synthetic die of mortar and metal having a great improvement in tensile strength and high rigidity.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a resin molding die of the present invention is cast and solidified in a die body, an electroformed shell having a design surface covering the bottom of the die body, and the die body . Mortar , metal fiber is embedded on the electroformed shell side of the mortar , and the mortar contains 500 to 560 parts by weight of Portland cement, 400 to 470 parts by weight of slag powder, and water as main components. the contains 700 to 1000 parts by weight of 280 to 350 parts by weight of sand, the mortar until the narrow space in the mold is characterized in that it is filled.
Further, the resin molding mold includes a mold body, an electroformed shell having a design surface covering the bottom of the mold body, and a mortar poured into the mold of the mold body and solidified, and the above mortar Metal fiber is embedded in the electroformed shell side, and the mortar is 500 to 560 parts by weight of Portland cement, 400 to 470 parts by weight of slag powder, 280 to 350 parts by weight of water and 700 to 1000 parts by weight of sand. other parts, contains gypsum, to a narrow space in the mold and the mortar is filled, that the expansion of the mortar is suppressed to the metal fibers, it reinforces the design surface of the conductive Ikara Features.
[0006]
In the resin molding mold having such a configuration, since a high fluidity mortar is used, it is possible to fill a narrow space in every corner of the mold body, and prevent formation of a gap due to self-shrinkage of the filling material. Can do.
In addition, the combination of high-fluidity mortar and fiber greatly improves the tensile strength of high-fluidity mortar, making it possible to produce a synthetic mold of mortar and metal with high rigidity.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, based on FIGS. 1 to 5, a preferred embodiment of a resin molding die according to the present invention will be described using substantially the same members as those in the past using the same reference numerals.
In this embodiment, a special mortar is used instead of the conventional concrete, and a fiber such as metallic iron is embedded and reinforced in a place where the tensile stress is high.
FIG. 1 shows an embodiment of a fixed mold in a resin mold of the present invention.
The procedure for producing the fixed mold of this embodiment is substantially the same as that of the prior art. However, as shown in FIG. 1, the fixed
[0008]
At this time, the
The fiber is, for example, an iron fiber having a diameter of 0.1 to 1.0 and a length of 10 to 50 mm. The volume mixing ratio and mixing position of this fiber are determined by estimating the stress distribution in the mortar part of the resin mold to be manufactured by CAE (Computer Aided Engineering) and passing the strength test, but usually 10 to 20%. Is in range.
In addition, the strength test is performed, for example, by applying a compression load by a compression test apparatus to a thick cylindrical test body, and simultaneously applying hydraulic pressure to the cylinder of the test body by a hydraulic unit, so that the durability test under triaxial stress is possible. Make an evaluation.
[0009]
As described above, in the fixed mold according to the present embodiment, since the high fluidity mortar is used, the high fluidity mortar surely flows into the narrow space, and the design surface is depressed due to the poor inflow of the concrete as in the past. There is no.
[0010]
FIG. 2 is a schematic diagram of stress received by the fiber embedded in the high fluidity mortar according to the present embodiment.
As shown in FIG. 2, the high-
Thus, the high fluidity mortar of this embodiment becomes strong against the tensile stress of external force.
[0011]
Next, the composition and characteristics of the high fluidity mortar according to this embodiment will be described.
FIG. 3 is a composition diagram of the high fluidity mortar according to the present embodiment.
The high fluidity mortar according to the present embodiment is mainly composed of Portland cement, slag powder, water and sand, preferably 500 to 560 parts by weight of Portland cement, 400 to 470 parts by weight of slag powder, and 280 to 350 parts of water. It is better to use parts by weight. In this case, the amount of sand is selected from the viewpoint of compensating for the shrinkage caused by the hydration reaction of Portland cement or slag powder, and it may be blended in, for example, 700 to 1000 parts by weight.
In addition to these main components, gypsum such as anhydrous gypsum and dihydrate gypsum, a water reducing agent, an antifoaming agent and the like may be further blended in order to adjust properties such as shrinkage and strength.
[0012]
Further suitable high fluidity mortar composition,
The mortar having such a composition has a fluidity of 280 ± 40 mm and high fluidity. In addition, the mixture of Portland cement and slag powder is what is called slag cement.
[0013]
FIG. 4 is a diagram comparing the length change of the high fluidity mortar according to the present embodiment and the normal Portland cement depending on the material age (days).
As apparent from FIG. 4, the length change A (black circle) of the high fluidity mortar according to the present embodiment is expanded as a whole, whereas the length change B (white circle) of ordinary Portland cement is contracted. It is.
[0014]
In such a high fluidity mortar, as shown in FIG. 4, unlike ordinary Portland cement, when it is poured into a mold, the generation of a gap due to self-shrinkage accompanying the hydration reaction of the cement is prevented.
Furthermore, as shown in FIG. 2, since the fiber is embedded, the combination of the high fluidity mortar that expands simultaneously with the development of strength by the hydration reaction of cement and the fiber that does not expand, The compressive force (this compressive force is called pre-stress) is introduced into the high-fluidity mortar by the reaction force of the fiber pulled by expansion, and the resistance to the external tensile force is increased by that amount (this resistance Is called the chemical pre-stress effect).
[0015]
FIG. 5 is a characteristic diagram of a high fluidity mortar with and without fibers. In addition, the compressive strength and bending strength in FIG. 5 are the characteristics of the high fluidity mortar hardened under the conditions of sealing curing at 20 ° C.
As shown in FIG. 5, when a steel fiber of φ0.5 × 20 mm is put in a high fluidity mortar at a volume mixing rate of 14.3%, for example, the compressive strength and bending strength are higher than when no steel fiber is put. Greatly improved.
For example, when viewed on the 7th, the compressive strength is 90 N / mm 2 or more, especially 100 N / mm 2 or more, and the bending strength is 20 N / mm 2 or more, especially 40 N / mm 2 or more. .
[0016]
As described above, the resin-molding mold of this embodiment uses a highly fluid mortar having expandability and is reinforced with fibers, so that a narrow space at every corner of the mold can be filled with mortar, and the tensile strength is remarkably high. large.
Furthermore, the formation of gaps due to the self-shrinkage of the filling material can be prevented, and the tensile strength can be significantly improved by the chemical press effect due to the outer frame reaction force and the chemical prestress effect due to the fiber reaction force. A mold that can withstand repeated use is obtained.
[0017]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, in the resin molding die of the present invention, since a high fluidity mortar is used, it is possible to fill a narrow space in every corner of the die body, and the self-shrinkage of the filling material It has the outstanding effect that formation of the clearance gap by can be prevented.
Moreover, the combination of the high fluidity mortar and the fiber has the effect that the tensile strength of the high fluidity mortar is greatly improved, and a synthetic mold of mortar and metal rich in rigidity can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an embodiment of a fixed mold in a resin mold according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of stress received by a fiber embedded in a high fluidity mortar according to this embodiment.
FIG. 3 is a composition diagram of a high fluidity mortar according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram comparing length changes of a high fluidity mortar according to the present embodiment and normal Portland cement according to material age (days).
FIG. 5 is a characteristic diagram of a high fluidity mortar with and without fibers.
FIG. 6 is a step diagram showing a manufacturing procedure of a fixed mold using conventional concrete.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a conventional fixed mold and movable mold.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記モルタルの上記電鋳殻側に金属製ファイバーが埋め込まれており、
上記モルタルが、主成分として、ポルトランドセメントを500〜560重量部、スラグ粉を400〜470重量部、水を280〜350重量部および砂を700〜1000重量部含んでおり、型内の狭い空間まで上記モルタルが充填されていることを特徴とする樹脂成形型。A mold body, an electroformed shell having a design surface covering the bottom of the mold body, and a mortar poured into the mold of the mold body and solidified;
Metal fibers are embedded on the electroformed shell side of the mortar,
The mortar contains 500 to 560 parts by weight of Portland cement, 400 to 470 parts by weight of slag powder, 280 to 350 parts by weight of water, and 700 to 1000 parts by weight of sand as the main components , and a narrow space in the mold A resin mold characterized by being filled with the mortar .
上記モルタルの上記電鋳殻側に金属製ファイバーが埋め込まれており、
上記モルタルが、ポルトランドセメントを500〜560重量部、スラグ粉を400〜470重量部、水を280〜350重量部および砂を700〜1000重量部の他、石膏を含んでおり、型内の狭い空間まで上記モルタルが充填されており、
上記モルタルの膨張が上記金属製ファイバーに抑えられて、上記電鋳殻の意匠面を補強することを特徴とする樹脂成形型。 A mold body, an electroformed shell having a design surface covering the bottom of the mold body, and a mortar poured into the mold of the mold body and solidified;
Metal fibers are embedded on the electroformed shell side of the mortar,
The mortar contains 500 to 560 parts by weight of Portland cement, 400 to 470 parts by weight of slag powder, 280 to 350 parts by weight of water, 700 to 1000 parts by weight of sand, and gypsum. The mortar is filled up to the space,
Expansion of the mortar is suppressed to the metal fiber, a resin mold, characterized in that to reinforce the design surface of the conductive Ikara.
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