專利名稱：成形品的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在人工木材中使用具備耐熱性、耐沖擊性、耐久性的木質(zhì)纖維材料的木質(zhì)模具的制造方法，該木質(zhì)模具用于利用加熱了的平面狀的熱塑性樹脂片真空成形具有凹凸的成形品，本發(fā)明尤其涉及這樣的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法，該制造方法在通過CAD、CAM制作了圖紙或者編好了程序后，可通過NC機床進行兩軸或三軸同時加工而形成木質(zhì)模具。
背景技術(shù)：
例如，在超市及便利店等中收納食品的容器通常通過對片狀的塑料進行真空成形而制造。作為用于這些真空成形的模具的材料，例如如非專利文獻I (P52 P54)中所記載的那樣，有木模具、石膏模具、樹脂模具、陶瓷模具、鋁模具、ZAS模具等，另外，關(guān)于木模具例如在專利文獻I中有詳細的記載，關(guān)于金屬模具例如在專利文獻2、非專利文獻1(P62 P75)等中有詳細的記載。專利文獻專利文獻1:(日本)特開平11-48256號公報專利文獻2:(日本)特開2002-240141號公報非專利文獻非專利文獻1:安田陽一編著“熱成形技術(shù)入門”，日報企劃銷售株式會社、2000年9月18日發(fā)行但是，真空成形用的木模具、石膏模具、樹脂模具雖然制造容易，但壽命短，因此，難以重復(fù)成形、制造大量的成形品。特別是，由于真空成形用的木模具不耐熱、容易破損，因此，雖然在多品種少量生產(chǎn)用的模具中使用一部分，但是，由于其不抗振動或沖擊且極難通過機床進行精密加工，所以，幾乎全部通過工人手工雕刻制作。此外，如果使用金屬模具，則雖然金屬模具的壽命長，但需要用于制造金屬模具的模具，其結(jié)果是存在制造成本高的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于這樣的問題而做出的，其目的是提供一種用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法，該木質(zhì)模具能夠重復(fù)使用、能夠進行精密機械加工，且制造成本低。用于實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法是這樣的木質(zhì)模具的制造方法，該木質(zhì)模具用于利用加熱了的平面狀的熱塑性樹脂片真空成形具有凹凸的成形品，該制造方法具有:第一工序，對具有型材主體部和通過密封用粘接劑與其底部接合的底板部的木質(zhì)纖維材料的所述型材主體部從表面?zhèn)冗M行NC加工，在將表面?zhèn)鹊闹芫壉３譃槠矫娴臓顟B(tài)下，進行相比所述成形品的精加工尺寸保留0.2 0.6mm的精加工余量的凹陷凹部(內(nèi)腔)的粗雕；第二工序，在所述粗雕的基礎(chǔ)上涂敷第一熱硬化性樹脂并使樹脂硬化；第三工序，對所述樹脂硬化后的粗雕的表面進一步進行NC加工，并對所述型材主體部進行所述凹陷凹部的精加工雕刻；第四工序，在所述精加工雕刻的表面上涂敷第二熱硬化性樹脂，至少使其表面硬化；第五工序，在所述底板部的底部周圍形成底端面為平面的周緣部、在其內(nèi)側(cè)形成真空室，并且，形成貫通所述凹陷凹部和所述真空室的直徑為0.1 Imm(另外，在通過鉆孔形成的情況下，優(yōu)選0.5 Imm)的多個真空孔；第六工序，至少在所述凹陷凹部涂敷脫模促進樹脂(例如硅樹脂、特氟龍(注冊商標)樹脂)。此外，在凹陷凹部中有時在其內(nèi)部存在凹凸圖案。另外，在本發(fā)明的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法中，優(yōu)選所述真空室通過分隔部件而上下分隔為第一室和第二室，且在所述分隔部件上形成有上下貫通的連通孔。而且，在本發(fā)明的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法中，優(yōu)選所述木質(zhì)纖維材料為中密度纖維板(MDF)或硬質(zhì)纖維板(硬板)。在該情況下，在中密度纖維板中，例如使用密度為0.4 0.8、彎曲強度為150kg/cm2以上(更優(yōu)選為300kg/cm2以上)的材料為好。在本發(fā)明的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法中，所述第一、第二熱硬化性樹脂優(yōu)選使用雙液混合型的氨基甲酸乙酯樹脂(也包含聚氨基甲酸乙酯樹脂)。另外，除此之夕卜，作為熱硬化性樹脂，例如尿素樹脂、三聚氰胺 尿素樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯、硅酮樹脂等也能夠用于本發(fā)明的木質(zhì)模具的制造方法。另外，在本發(fā)明的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法中，更優(yōu)選對一個所述木質(zhì)纖維材料形成多個所述凹陷凹部。而且，在本發(fā)明的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法中，優(yōu)選所述密封用粘接劑為丙烯酸類粘接劑，由于該密封用粘接劑只要粘接木質(zhì)纖維材料且硬化后具有不透液性即可，因此，也可以是熱可塑性的粘接劑(耐高溫即可)或熱硬化性的粘接劑。在本發(fā)明的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法中，由于主要材料使用木質(zhì)纖維材料，因此，能夠耐受切削設(shè)備的振動或沖擊，能夠從表面?zhèn)冗M行NC加工，能夠直接且廉價地制造所需要的模具。而且，在成形用的熱塑性樹脂片(也稱作“樹脂片”)直接接觸的部分，由于熱硬化性樹脂硬質(zhì)化，因此即使重復(fù)使用，模具也能不磨損地長期使用。另外，由于在成形樹脂片的型材主體部的底部通過密封用粘接劑固定底板部，因此，即使涂敷于型材主體部的內(nèi)側(cè)表面的熱硬化性樹脂使用浸透性高的樹脂，樹脂也不會傳遞到底板部。另外，與現(xiàn)有的金屬模具進行比較，可縮短交貨期且以低成本制造，與現(xiàn)有的真空成形用的樹脂模具及木模具相比，可制造精度及耐久性提高的產(chǎn)品。特別是，在本發(fā)明的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法中，形成于底板部的底部周圍的真空室通過分隔部件被上下分隔成第一室和第二室，且在分隔部件上形成有上下貫通的連通孔，在這樣的情況下，能夠更均勻地進行真空成形，能夠穩(wěn)定地進行樹脂產(chǎn)品的成形。另外，在本發(fā)明的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法中，在使用中密度纖維板或硬質(zhì)纖維板作為木質(zhì)纖維材料的情況下，能夠穩(wěn)定地得到材料，并且加工容易。另外，在本發(fā)明的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法中，在第一、第二熱硬化性樹脂使用雙液混合型的氨基甲酸乙酯樹脂的情況下，熱硬化性樹脂的浸透性高，因此能夠提供具有更聞強度的木質(zhì)1旲具。在本發(fā)明的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法中，在對一個木質(zhì)纖維材料形成多個凹陷凹部的情況下，能夠同時進行多個成形品的成形，從而生產(chǎn)效率提高。而且，在本發(fā)明的木質(zhì)模具的制造方法中，在密封用粘接劑使用丙烯酸類粘接劑的情況下，能夠可靠地防止從上部浸透的熱硬化性樹脂向下方傳遞。


圖1 (A) (C)是本發(fā)明第一實施方式的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法的說明圖；圖2是通過本發(fā)明第二實施方式的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法制造的木質(zhì)模具的側(cè)截面圖；圖3 (A)是本發(fā)明第二實施方式的用于真空成形的木質(zhì)模具的俯視圖，(B)是正截面圖；圖4 (A) (C)是通過本發(fā)明第三實施方式的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法制造的木質(zhì)模具的側(cè)端面圖、俯視圖及正端面圖。符號說明10木質(zhì)纖維板；11型材主體部；12底板部；13表面；14背面；15表面；16背面；18粗雕面；19凹陷凹部；20真空孔；21、22周緣部；23真空室；25隔板；26第一室；27第二室；28連通孔；30真空孔；32木質(zhì)模具；33熱塑性樹脂片；34壓模；35凸部；36木質(zhì)模具；37凹陷凹部；38型材主體部；39、40中密度纖維板；41底板部；42真空室；43第一室；44第二室；45隔板；46、47周緣部；48連通孔；49輔助支承部件；50真空孔；52壓模；53凸部；54公共基板；55木質(zhì)纖維板材；56壓模主體；57支承材料；58開口部；59頂板；60設(shè)備安裝部；63木質(zhì)模具；64凹陷凹部；65突出部；67凹凸圖案；68型材主體部；69底板部；71連通孔
具體實施例方式接下來，參照附圖對將本發(fā)明具體化后的實施方式進行說明，以加強對本發(fā)明的理解。參照圖1 (A) (C)對用于本發(fā)明第一實施方式的真空成形的木質(zhì)模具的制造方法進行說明。如圖1 (A)所示，準備作為木質(zhì)纖維材料的一個例子的木質(zhì)纖維板10，該木質(zhì)纖維板10在俯視時與實際上要通過真空成形制造的具有凹凸的成形品(產(chǎn)品)的大小相比，縱橫寬度例如大10 50mm左右。該木質(zhì)纖維板10具有比成形品(例如食品托盤)的深度充分厚的型材主體部11和底板部12，它們使用作為密封用粘接劑的一個例子的丙烯酸類粘接劑接合。由此，浸透木質(zhì)纖維板10的液體(例如，未硬化的熱硬化性樹脂液)等不會浸入底板部12。此外，作為密封用粘接劑，如果是具有耐熱性且能夠阻擋從上部浸透的硬化前的液體狀態(tài)的熱硬化性樹脂浸透到下方的粘接劑，則使用其它粘接劑也可。另外，型材主體部11優(yōu)選為一張中密度纖維板(MDF)，但也可以為用熱硬化性粘接劑將多張中密度纖維板粘貼而形成的結(jié)構(gòu)。底板部12也可以使用例如5 30mm厚的中密度纖維板。型材主體部11和底板部12各自的表面和背面13 16平滑且平行。接下來，從該木質(zhì)纖維板10的型材主體部11的表面?zhèn)冗M行NC加工，在將表側(cè)周緣保持為平面的狀態(tài)下，進行與精加工尺寸相比保留0.2 0.6mm的精加工余量的凹陷凹部的粗雕。圖1 (B)中的18表示粗雕面。在該粗雕面18上涂敷作為第一熱硬化性樹脂的一個例子的雙液混合型的氨基甲酸乙酯樹脂。該氨基甲酸乙酯樹脂涂敷時發(fā)熱并硬化，部分地浸透到粗雕面18內(nèi)、進行表面的硬化。此外，NC加工例如使用NC銑床。在該氨基甲酸乙酯樹脂硬化后，進一步對粗雕面18進行NC加工，并在型材主體部11上進行凹陷凹部19的精加工雕刻。由于粗雕面18被樹脂硬化，因此所述精加工雕刻可進行精密加工。此外，當(dāng)沒有對粗雕面18進行樹脂硬化時，對中密度纖維板直接進行切削加工，刀具的沖擊或振動等將使原材料部分破損，從而不能利用刀具進行精密加工。此外，在型材主體部11的表面13為平滑平面的情況之外的情況下，進行型材主體部11的表面加工，在該情況下，優(yōu)選使熱硬化性樹脂浸透實施加工前的表面13。然后，在該精加工雕刻的表面、S卩、在凹陷凹部19上涂敷作為第二熱硬化性樹脂的一個例子的雙液混合型的氨基甲酸乙酯樹脂，至少使其表面硬化。在該情況下，由于在型材主體部11的底面上涂敷有密封用樹脂劑，因此，雙液混合型的氨基甲酸乙酯樹脂不會滲到底板部12。由此，凹陷凹部19的表面硬化，成為可重復(fù)使用的木質(zhì)模具。而且，形成從底板部12連通到凹陷凹部19的直徑為0.1 1_ (優(yōu)選為0.5 Imm)的多個真空孔20。此外，如圖1 (C)所示，在底板部12上在周圍設(shè)置底端面為平面的周緣部21、22、形成真空室23，所述真空孔20以下側(cè)與該真空室23連通的方式形成。真空孔20盡可能均等地形成為好。在該實施方式中，在真空室23的上下方向的中間，配置作為分隔部件的一個例子的隔板25，在上下方向上分隔成第一室26和第二室27。在該隔板25的中間形成有多個直徑大(例如5 60mm)的連通孔28。由此，能夠更均勻地保持第一室26內(nèi)的真空度，實現(xiàn)從各真空孔20吸入的空氣的量的均勻化。在本實施方式中，該隔板25及周緣部21、22的材質(zhì)使用中密度纖維板等的致密的材料，但也可以是硬質(zhì)的木材。此外，也可以形成從真空室23的第一室26連通到型材主體部11的表面13的真空孔30 (孔徑與真空孔20相同)。而且，在凹陷凹部19中涂敷脫模促進樹脂。通過以上工序，完成用于真空成形的木質(zhì)模具32的制造。因此，在成形時，如圖1(C)所示，在木質(zhì)模具32的上部配置加熱后的平面狀的熱塑性樹脂片(例如聚苯乙烯、PET、PVC、PPF、PSP、PP發(fā)泡體、聚丙烯等)33。在使該熱塑性樹脂片33與木質(zhì)模具32的表面13接觸之后，從載置木質(zhì)模具32的模具臺(未圖示)進行吸引，當(dāng)真空室23內(nèi)急速減壓時，凹陷凹部19內(nèi)被減壓，通過大氣壓吸引熱塑性樹脂片33，將其吸附于凹陷凹部19。通過木質(zhì)模具32使熱塑性樹脂片33降溫并硬化，可制成成形品。在該狀態(tài)下馬上停止真空狀態(tài)，向真空室23內(nèi)注入壓縮空氣，將成形品取出。在成形品的深度淺的情況下，通過以上的成形可大量生產(chǎn)形狀精度好的成形品，但在成形品的深度深(例如托盤的形狀為深沖狀、或無起模坡度，僅在真空下難以得到足夠的強度或形狀)的情況下，如圖1 (C)所示，配合壓模34進行使用。該壓模34因成形品的厚度、材質(zhì)、形狀而不同，為比成形品的內(nèi)尺寸小2 IOmm左右的凸形狀，擠壓加熱而變?nèi)彳浀臒崴苄詷渲?3、形成為接近凹陷凹部19的形狀。由此，可使成形品的厚度均勻。另外，壓模34的材料也使用中密度纖維板。而且，使熱硬化性樹脂浸透到凸部35的表面。此外，涂敷于凹陷凹部19、凸部35表面的雙液混合型熱硬化性樹脂除了使表面堅固平滑之外，還使成形品的脫模性提高。即，當(dāng)木質(zhì)纖維原樣露出時，熱塑性樹脂片33的表面侵入到部分的缺陷或材質(zhì)自身內(nèi)部、脫模性或成形性變差，通過利用熱硬化性樹脂使表面平滑，熱塑性樹脂片33的表面侵入消除。另外，優(yōu)選在凸部35的表面粘貼布料(例如“法蘭絨”)。由此，熱塑性樹脂片33被更均勻地拉伸，強度和壁厚的平衡提高(在以下的實施方式中也相同)。接下來，對圖2、圖3 (A)、(B)所示的本發(fā)明第二實施方式的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法進行說明。通過該第二實施方式的方法制造的木質(zhì)模具36，在一個模具上形成有可同時成形多個成形品的多個凹陷凹部37。而且，型材主體部38使用利用密封用粘接劑將多張中密度纖維板(MDF)39、40接合而成的結(jié)構(gòu)，底板部41也使用中密度纖維板，利用密封用粘接劑接合于型材主體部38的底部。在底板部41的下部形成有真空室42，該真空室42被隔板45上下分隔成第一室43和第二室44。46、47表示形成第一室43、第二室44的周緣部，48表示形成于隔板45的多個連通孔，49表示輔助支承部件，50表示將凹陷凹部37和第一室43連通的0.1 0.5mm直徑的真空孔。此外，該木質(zhì)模具36的制造方法與第一實施方式的木質(zhì)模具32相同，利用NC機床依次進行多個凹陷凹部37的粗雕及精加工雕刻。而且，最終在凹陷凹部37的內(nèi)側(cè)表面上涂敷雙液混合型的熱硬化性樹脂、使其表面硬化。之后，在上側(cè)表面涂敷脫模促進樹月旨(例如硅樹脂、特氟龍(注冊商標)樹脂)(在第一、第三實施方式中也相同)。接下來，對用于該木質(zhì)模具36的壓模52進行說明。該壓模52具備多個與凹陷凹部37對應(yīng)的凸部53，它們被固定于公共基板54上。此外，該凸部53和公共基板54由一體的木質(zhì)纖維板材55構(gòu)成，該木質(zhì)纖維板材55通過利用熱硬化性合成樹脂將多張中密度纖維板接合而構(gòu)成，利用NC機床依次進行粗雕、熱硬化性樹脂的涂敷、精加工雕刻、熱硬化性樹脂的涂敷，形成壓模主體56。壓模52具有設(shè)備安裝部60,該設(shè)備安裝部60由該壓模主體56、與壓模主體56接合且設(shè)于壓模主體56的兩側(cè)的支承材料57、以及中央形成有開口部58的頂板59構(gòu)成。壓模52利用設(shè)備安裝部60且通過虎鉗等安裝在真空成形機的規(guī)定的位置。木質(zhì)模具36及壓模52的使用方法與第一實施方式的木質(zhì)模具32相同。另外,在圖2中71為連通孔。接下來，對圖4所示的本發(fā)明第三實施方式的用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法進行說明。在該實施方式中，木質(zhì)模具63的制造方法與第一實施方式的木質(zhì)模具32相同，不同點在于，在各凹陷凹部64的周圍形成有四個突出部65，以及在各凹陷凹部64的底面形成有凹凸圖案67，以實現(xiàn)加強成形品。形成有突出部65的木質(zhì)模具63的制造，可以通過準備包含突出部65的高度的厚度的型材主體部、進行NC加工(粗雕及精加工雕刻)而進行，也可以利用熱硬化性樹脂只將對應(yīng)于突出部65的部分的木質(zhì)纖維材料緊固地粘貼于型材主體部的規(guī)定位置，并進行NC加工。此外,68表示型材主體部，69表示底板部，真空室省略。在上述實施方式中，使用中密度纖維板(MDF)作為木質(zhì)纖維材料，但也可以使用木質(zhì)成分的充填密度更高的硬質(zhì)纖維板(硬板)。另外，在上述實施方式中，將尺寸特定為某種程度，并且也特定了成形品的形狀進行了說明，但只要不變更本發(fā)明的要點，尺寸變更及形狀變更是自由的，該情況下也可以適用本發(fā)明。另外，在以上的實施方式中，將木質(zhì)模具配置于熱塑性樹脂片之下進行真空成形，但也可以將木質(zhì)模具配置于熱塑性樹脂片之上進行真空成形。在該情況下，壓模的位置配置于熱塑性樹脂片之下。
權(quán)利要求
1.一種成形品的制造方法，其特征在于，具有: 第一工序，對具有型材主體部和通過密封用粘接劑與其底部接合且背面平滑的底板部的木質(zhì)纖維材料的所述型材主體部從表面?zhèn)冗M行NC加工，在將表面?zhèn)鹊闹芫壉３譃槠矫娴臓顟B(tài)下，進行相比所述成形品的精加工尺寸保留0.2 0.6mm的精加工余量的凹陷凹部的粗雕； 第二工序，在所述粗雕的基礎(chǔ)上涂敷第一熱硬化性樹脂并使樹脂硬化； 第三工序，對所述樹脂硬化后的粗雕的表面進一步進行NC加工，并對所述型材主體部進行所述凹陷凹部的精加工雕刻； 第四工序，在所述精加工雕刻的表面上涂敷第二熱硬化性樹脂，至少使其表面硬化； 第五工序，在所述底板部的底部周圍形成底端面為平面的周緣部、在其內(nèi)側(cè)形成真空室，并且，形成貫通所述凹陷凹部和所述真空室的直徑為0.1 Imm的多個真空孔；以及 第六工序，至少在所述凹陷凹部涂敷脫模促進樹脂， 通過以上工序制造木質(zhì)模具，在所述木質(zhì)模具上面配置加熱了的平面狀的熱塑性樹脂片，將所述真空室內(nèi)減壓而將其吸附到所述凹陷凹部之后，通過所述木質(zhì)模具對所述熱塑性樹脂片降溫來進行制造。
2.如權(quán)利要求1所述的成形品的制造方法，其特征在于，所述真空室通過分隔部件上下分隔為第一室和第二室，并且在所述分隔部件上形成有上下貫通的連通孔。
3.如權(quán)利要求1所述的成形品的制造方法，其特征在于，所述第一、第二熱硬化性樹脂為雙液混合型的氨基甲酸乙酯樹脂。
4.如權(quán)利要求1所述的成形品的制造方法，其特征在于，所述木質(zhì)纖維材料為中密度纖維板或硬質(zhì)纖維板。
5.如權(quán)利要求1 4中的任一項所述的成形品的制造方法，其特征在于，對于一個所述木質(zhì)纖維材料形成有多個所述凹陷凹部。
全文摘要
本發(fā)明提供用于真空成形的木質(zhì)模具的制造方法，該模具可重復(fù)使用、可進行精密機械加工且制造成本低廉。具有第一工序，對木質(zhì)纖維材料的型材主體部從表面?zhèn)冗M行NC加工，在將表側(cè)周緣保持為平面的狀態(tài)下，進行相比精加工尺寸保留0.2～0.6mm的精加工余量的凹陷凹部的粗雕；第二工序，在粗雕的基礎(chǔ)上涂敷第一熱硬化性樹脂并使樹脂硬化；第三工序，對樹脂硬化后的粗雕的表面進一步進行NC加工，并進行凹陷凹部的精加工雕刻；第四工序，在精加工雕刻的表面上涂敷第二熱硬化性樹脂、使表面硬化；第五工序，在底板部的底部周圍形成周緣部，在其內(nèi)側(cè)形成真空室，并且形成貫通凹陷凹部和真空室的直徑為0.1～1mm的多個真空孔；第六工序，至少在凹陷凹部涂敷脫模促進樹脂。
文檔編號B29C51/36GK103144227SQ201210322760
公開日2013年6月12日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者森藤昭二 申請人:藤包裝系統(tǒng)株式會社