技术领域
[0001] 本发明涉及具有模具部的热加工模具，所述模具部具有与加工前的原材料接触的模具表面，并在从模具表面向原材料施加热的同时或在模具表面从原材料接收热的同时对原材料进行加工。
相关背景技术
[0002] 在传统技术中，使用了利用热对材料进行加工的热加工模具。例如，在专利文献1和2中记载的树脂的注射成型装置中使用了热加工模具。根据这种传统技术，通过使被封入到在热加工模具中安装的热管内的热传导介质扩散，来谋求热加工模具的模具表面的温度分布均匀化。
[0003] 而且，作为通过热管以外的部件对上述传统热加工模具的模具表面的温度进行控制的技术，存在使用在下面的专利文献3中披露的导热片的技术。
[0004] 【现有技术文献】
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1：(日本)特开平6-170967号公报
[0007] 专利文献2：(日本)特开平5-337997号公报
[0008] 专利文献3：(日本)特开2015-199075号公报
具体实施方式
[0052] 在各实施例中，附加了相同附图标记的部位具有相同的功能。因此，如果没有特别的需要，不再对附加了相同附图标记的部位的功能进行重复说明。
[0053] 此外，在本说明书中，热加工包括：通过从模具表面向原材料施加热使原材料变形、变质、或变化的加热加工；以及通过模具表面从原材料接收热使原材料变形、变质、或变化的吸热加工(冷却加工)这两者。另外，在本说明书中，热加工包括原材料的熔敷、固化、热塑化、或转印等。
[0054] (第一实施例)
[0055] 首先，参考图1对实施例中的热加工装置AP进行说明。
[0056] 如图1所示，热加工装置AP包括在上下方向中延伸的连接杆TB。在连接杆TB的上端，固定有固定压板FPL。在连接杆TB上，安装有沿着连接杆TB移动的可动压板MPL。在固定压板FPL和可动压板MPL上分别安装有一个热加工模具N和另一个热加工模具N。
[0057] 一个热加工模具N和另一个热加工模具N分别被用于利用热对原材料RM进行加工。在本实施例中，将燃料电池单元的电解质膜345(参照图6)的热加工前的3层结构作为原材料RM。一个热加工模具N和另一个热加工模具N被以与原材料RM接触的模具表面DS彼此相互对置的方式进行配置。一个热加工模具N和另一个热加工模具N均被嵌入到绝热容器VE的凹部。但是，在不需要绝热的情况下，热加工装置AP也可以不具有绝热容器VE。
[0058] 在连接杆TB的下端，设置有内置了模具驱动部DD的壳体HO。将对模具驱动部DD进行控制的控制部CN设置在壳体HO内。作为模具驱动部DD的一个例子，列举了使热加工模具N直线往返运动的肘杆机构(トグル機構)或滚珠丝杠(ボールネジ)。在本实施例中，将下侧的热加工模具N向上方顶起的肘杆机构被作为模具驱动部DD来使用。但是，模具驱动部DD也可以是其他任何部件，只要它能够通过使一个热加工模具N和另一个热加工模具N中的至少任意一方移动来闭合或打开一个热加工模具N和另一个热加工模具N即可。
[0059] 控制部CN通过对模具驱动部DD进行控制，使可动压板MPL向靠近固定压板FPL的方向移动。由此，可动压板MPL被按压在固定压板FPL上。其结果是，使一个热加工模具N和另一个热加工模具N闭合。而且，控制部CN通过对模具驱动部DD进行控制，使可动压板MPL向远离固定压板FPL的方向移动。由此，可动压板MPL从固定压板FPL离开。其结果是，使一个热加工模具N和另一个热加工模具N打开。
[0060] 在本实施例中，模具驱动部DD在维持一个热加工模具N的模具表面DS和另一个热加工模具N的模具表面DS相互平行的状态的同时，使一个热加工模具N移动。然而，一个热加工模具N和另一个热加工模具N也可以通过合页机构连结。在这种情况下，合页机构能够以使一个热加工模具N的模具表面DS和另一个热加工型N的模具表面DS所形成的角度从0度至规定的角度变化的方式，连接一个热加工模具N和另一个热加工模具N。模具驱动部DD通过使一个热加工型N和另一个热加工模具N中的至少任一方旋转移动，来使一个热加工模具N的模具表面DS和另一个热加工模具N的模具表面DS开闭。
[0061] 在壳体HO内，内置有电力供给部B和控制部CN。关于这一点，在以下进行详细说明。
[0062] 参照图2～图4对本实施例中的热加工模具N进行说明。
[0063] 如图2所示，热加工模具N包括具有平板形状的主体部M、以与主体部M对置的方式设置的平板状态的模具部D、以及被夹持在主体部M和模具部D之间的导热片S。在热加工模具N中，主体部M通过与模具部D协同动作以夹持导热片S，来使导热片S紧密地附着至模具部D。模具部D具有与热加工前的原材料RM接触的模具表面DS。在本实施例中，模具表面DS为不具有任何凹凸的平面。但是，当模具表面DS能够确保与目标对应的模具表面DS的温度分布的均匀性时，也可以具有稍微的凹凸。因此，本实施例中的热加工模具N也可以作为在原材料RM上转印凹凸的转印模具来使用。
[0064] 在使用模具部D时，在从模具表面DS向原材料RM传导热的同时对原材料RM进行热加工。导热片S具有与模具部D的热导率相比更高的热导率。主体部M由与模具部D相同的材料形成。但是，为了使从导热片S向模具部D的导热量尽量不降低，主体部M也可以由其他任何材料形成，只要它具有比导热片S的热导率低了规定值的热导率即可。
[0065] 导热片S以在向模具部D传导热时降低模具表面DS的温度分布偏差(バラツキ)的方式设置在邻接模具部D的位置上。根据模具表面DS的温度分布的模拟等，可以掌握模具表面DS的温度分布偏差是否降低。为了降低模具表面DS的温度分布偏差，在本实施例中的热加工模具N中，导热片S以沿着模具表面DS的方式延伸。而且，导热片S在俯视中具有与模具表面DS相同的形状或相似的形状。因此，整个导热片S与模具表面DS的大致整个面对置。在本实施例中，从更可靠地降低模具表面DS的温度分布偏差的角度出发，模具表面DS和导热片S被实质上平行地配置。然而，导热片S在沿着模具表面DS延伸时能够以相当高的精度将模具表面DS的温度分布偏差均匀化，因此，所述导热片S不需要与模具表面DS完全平行地配置。而且，当能够根据热加工模具N的用途或所要求的热加工精度等来实现降低温度分布偏差这样的目的时，整个导热片S也可以不完全地沿着模具表面DS的整个面延伸。即，整个导热片S可以沿着模具表面DS的大致整个面延伸。
[0066] 包括模具表面DS的假想平面和包括导热片S的假想平面也可以以形成规定的角度相交叉的方式进行配置。但是，导热片S也可以以其他任何方式与模具部D相接，只要与没有在模具部D中设置导热片S的情况相比，所述导热片S以降低模具表面DS的温度分布偏差的方式被设置即可。例如，层叠了多个导热片S的层叠结构体也可以被主体部M和模具部D夹持。在这种情况下，也可以在导热片S彼此之间设置后述的焊料等填充物。
[0067] 如图2和图3所示，热加工模具N包括向导热片S供给电力的电力供给部B。电力供给部B被内置于壳体HO内，通过以从壳体HO向热加工模具N的导热片S供给电力的方式进行布线等，与导热片S电连接。控制部CN对向导热片S供给电力进行控制。因此，当控制部CN对电力供给部B进行控制时，电流流过导热片S。由此，在电流流过的路径中，导热片S发热。此时，热扩散到导热片S的整个面。由此，导热片S的温度分布立即变得均匀。因此，能够使一个热加工模具N和另一个热加工模具N各自的模具表面DS的温度分布均匀。而且，导热片S为非常薄的部件，因此，能够使热加工模具N小型化。特别是，能够大幅降低热加工模具N的厚度，并且能够使热加工模具N轻量化。还有，在使用导热片S的情况下，与使用热管的情况相比，热加工模具N的设计的自由度高。
[0068] 但是，代替电力供给部B，热加工装置AP也可以包括对模具部D直接或间接地进行加热或冷却的加热/冷却部。在本说明书中，术语“加热/冷却部”表示加热部和冷却部中的任一个。例如，加热/冷却部也可以为设置在主体部M内的、具有规定温度的油或水蒸气等热传导介质流过的循环流路。在这种情况下，控制部CN能够通过对作为加热/冷却部的循环流路内的热传导介质的流动和温度进行控制，来根据加热/冷却部的温度对主体部M进行加热或冷却。而且，加热/冷却部也可以为例如与主体部M接触的、或在主体部M附近设置的电热丝(加热部)或珀耳帖(ペルチェ)元件(冷却部)等。而且，在被作为加热部使用的情况下，加热/冷却部也可以为对主体部M施加高频电压的装置，或者为通过筒式加热器(カートリッジヒータ)而被加热的部分。在被作为冷却部使用的情况下，加热/冷却部也可以为常温的水或规定温度的液体等流过循环流路、并由此冷却的循环流路。上述加热/冷却部为通过对主体部M进行加热或冷却来对模具部D间接进行加热或冷却的部件。然而，加热/冷却部也可以为对模具部D直接进行加热或冷却的部件。
[0069] 根据本实施例中的热加工装置AP，与模具部D和主体部M相比，导热片S的面内方向中的导热速度大很多。因此，导热片S提前变为相同温度。导热片S沿着模具表面DS的大致整个面、以与模具表面DS对置的方式被设置。因此，相比于传统的多个热管在与模具表面对置的位置处相互隔开距离被设置的情况，能够使模具表面DS的温度进一步均匀。而且，缩短了模具表面DS的温度分布达到均匀化为止的等待时间。因此，能够缩短热加工工艺整体所需的时间。
[0070] 如图3所示，主体部M包括对导热片S的移动进行抑制的偏移(ズレ)抑制凸部P。导热片S包括偏移抑制孔SH。偏移抑制凸部P被插入到导热片S的偏移抑制孔SH中。偏移抑制凸部P为阳螺纹部被螺入到在主体部M中形成的阴螺纹部中的螺栓的头部。
[0071] 第1垫圈CW被夹持在作为偏移抑制凸部P的螺栓的头部和主体部M的主表面之间。中央部的偏移抑制凸部P和导热片S之间的垫圈通过朝向主体部M的主表面按压导热片S，来对导热片S相对于模具部D的位置进行固定。即，导热片S的一处的位置被固定到模具部D和主体部M中的一方。中央部的偏移抑制凸部P对导热片S的面内方向中的直线移动进行抑制。
中央部的偏移抑制凸部P以外的偏移抑制凸部P被称为其他的偏移抑制凸部。其他的偏移抑制凸部对导热片S的面内方向中的旋转移动进行抑制。插入了中央部的偏移抑制凸部P的偏移抑制孔SH被称为中央部的偏移抑制孔SH。插入了其他的偏移抑制凸部P的偏移抑制孔SH被称为其他的偏移抑制孔SH。其他的偏移抑制凸部P和导热片S之间的第2垫圈W与其他的偏移抑制孔SH隔开间隔地设置。换言之，在其他的偏移抑制凸部P和其他的偏移抑制孔SH之间设置间隙CL。即，其他的偏移抑制孔SH比其他的偏移抑制凸部P要大一圈。导热片S的线膨胀系数与主体部M的线膨胀系数之间的差异导致了以下结果：即使导热片S与其他的偏移抑制凸部P相对移动，该移动的距离也就是其他的偏移抑制凸部P与其他的偏移抑制孔SH之间存在的间隙的范围内的值。因此，能够抑制因导热片S相对于其他的偏移抑制凸部P的移动而引起的对导热片S的拉伸。因此，能够防止导热片S的损坏。
[0072] 第2垫圈W的厚度比导热片S的厚度稍小。因此，导热片S被主体部M和模具部D夹持，并被压缩。其结果是，主体部M和模具部D分别与导热片S紧密附着，因此，提高了经由导热片S的主体部M和模具部D之间的热传递率。并且，第2垫圈W或套筒(カラー)在主体部M和模具部D之间作为间隔件发挥功能。因此，能够抑制主体部M和模具部D作用在导热片S上的过度的压缩力。其结果是，能够抑制导热片S的损坏。
[0073] 如图4所示，模具部D包括嵌合凹部R。图4所示的嵌合凹部R容纳图3所示的偏移抑制凸部P。其结果是，如图2所示，在偏移抑制凸部P被嵌入到嵌合凹部R的状态下，导热片S被模具部D和主体部M夹持。因此，能够抑制导热片S在垂直于主表面的方向中的移动。
[0074] 本实施例中的热加工模具N具有如上所述的结构，但为了抑制导热片S的面内方向的偏移，可以在模具部D和主体部M中的任一方上设置抑制导热片S移动的中央部的和其他的偏移抑制凸部P。而且，可以在模具部D和主体部M中的任何另一方上设置容纳中央部的和其他的偏移抑制凸部P的嵌合凹部R。
[0075] 在也可以不抑制导热片S的偏移的情况下，主体部M和模具部D也可以分别不具有偏移抑制凸部P和嵌合凹部R。在这种情况下，导热片S也可以仅被夹持在主体部M的内侧平面和模具部D的内侧平面之间。
[0076] 在本实施例中，导热片S的整个面与模具部D直接接触。然而，也可以是，导热片S中的一部分与模具部D直接接触，而导热片S中的另一部分在被夹设了填充物(例如，后述的焊料等其他的导热性材料)的状态下，与模具部D间接地接触。
[0077] 下面，对上述导热片进行详细说明。
[0078] 从提前降低模具表面DS的温度分布偏差的角度出发，优选地，导热片S的面内方向中的热导率比模具部D的热导率大特定值以上。该特定值为根据模具部D的模具表面DS所接触的原材料RM的材质、所要求的被热加工品的精度、以及热加工模具N的用途等决定的值。
[0079] 例如，优选地，导热片S的面内方向中的热导率比模具部D的热导率高10％以上。由于同样的理由，更优选地，导热片S的面内方向中的热导率比模具部D的热导率高25％以上。
[0080] 从实用的角度出发，更进一步优选地，导热片S的面内方向中的热导率比模具部D的热导率高50％以上。例如，在利用具有约230W/(m·K)的热导率的纯铝(A1050)来形成模具部D的情况下，优选地，导热片S的热导率为345W/(m·K)以上。而且，在利用具有约40W/(m·K)的热导率的S45C(构造用碳素钢)来形成模具部D的情况下，优选地，导热片S的热导率为60W/(m·K)以上。
[0081] 从可靠地满足上述条件这样的角度出发，优选地，导热片S是具有热导率为约600W/(m·K)～约2000W/(m·K)的石墨片。600W/(m·K)～2000W/(m·K)这样的热导率为在模具部D中使用的铜的热导率的约2倍～5倍。而且，600W/(m·K)～2000W/(m·K)这样的热导率为在模具部D中使用的铝的热导率的3倍～8倍。作为满足上述条件的石墨片，列举了例如被称为PGS(R)(热解石墨片，Pyrolytic Graphite Sheet)的石墨片(松下株式会社制造)。在PGS(R)中，具有例如其密度为0.15g/cm3～2.13g/cm3、厚度为10μm～100μm的石墨片。而且，作为石墨片，也可以使用被称为GRAPHINITY(R)的石墨片(钟化(カネカ)株式会社制造)。在GRAPHINITY(R)中，具有例如热导率为约1500W/(m·K)、其密度为约2g/cm3、厚度为25μm～40μm的石墨片。
[0082] 但是，当导热片S能够实现使模具部D的温度分布均匀化这样的目的时，可以具有与如下所示的模具部D中使用的材料相比更高的热导率。可以考虑将例如钢铁、铜、铝合金、陶瓷、氧化铝、氮化硅、氧化锆、或超硬合金等作为在模具部D中使用的材料。它们的热导率为约2W/(m·K)～约380W/(m·K)之间的范围内的值。
[0083] 而且，作为上述导热片S的石墨片的重量为铜的重量的约1/10～约1/4倍、为铝的重量的约1/3～约1/1.3倍。因此，由使用导热片S导致的热加工模具N的重量増加较少。因此，与使用传统热管的情况相比，能够使热加工模具N轻量化。
[0084] 而且，石墨片为柔软的片部件，所以其加工很容易。因此，在将石墨片用作以与模具部D邻接的方式设置的导热片S时，能够容易地进行热加工模具N的制造。
[0085] 而且，根据上述结构，也存在厚度为10μm～100μm等的导热片S，其与传统使用的热管相比非常地薄，因此，与使用传统热管的热加工模具相比，能够使热加工模具N变得相当地薄。
[0086] 还有，导热片S具有柔软性，因此，可以在折弯状态下使用并在曲面上设置。因此，与使用了传统热管的热加工模具相比，提高了热加工模具N的设计的自由度。例如，在模具表面DS为曲面的情况下，也可以将导热片S设置在沿着该模具表面DS的曲面上。
[0087] 下面，参照图5，对被热加工品的制造方法的一个例子的热压接方法进行说明，所述被热加工品的制造方法使用了具有上述实施例中的热加工模具N的热加工装置AP。此外，参考图5进行说明的被热加工品的制造方法也可以适用于本实施例以后的各个实施例。
[0088] 首先，准备上述热加工装置AP。接着，在步骤ST1中，如图1所示，热加工前的原材料RM定位在热加工装置AP的一个热加工模具N的模具表面DS与另一个热加工模具N的模具表面DS之间。其后，在步骤ST2中，对一个热加工模具N和另一个热加工模具N分别施加热。此时，如上所述，在导热片S中产生热扩散。因此，一个热加工模具N和另一个热加工模具N各自的模具表面DS变为具有均匀的温度分布的状态。由于对热加工模具D进行加热，在上述电力供给部B之外，还可以使用加热/冷却部H(参照图9)。而且，为了对热加工模具D进行加热，也可以使用上述加热/冷却部H和电力供给部B以外的其他任何部件。上述热加工模具N被用于热压接，因此，加热/冷却部H作为加热部发挥功能。然而，例如在上述热加工模具N被用于通过冷却使热塑性树脂固化的情况下，加热/冷却部H作为冷却部发挥功能。
[0089] 在这种状态下，在步骤ST3中，使一个热加工模具N和另一个热加工模具N闭合。此时，一个热加工模具N的模具表面DS和另一个热加工模具N的模具表面DS相互按压。由此，热加工模具N的模具表面DS与原材料RM接触。其结果是，原材料RM被热加工。例如，在原材料RM为乙烯基膜(ビニールシート)等的情况下，实行乙烯基膜的热压接。此外，在原材料RM为熔融树脂的情况下，也可以实行树脂的热固化等。
[0090] 关于对一个热加工模具N和另一个热加工模具N进行加热的步骤以及使一个热加工模具N和另一个热加工模具N闭合的步骤，无论先执行哪一个步骤都可以，而且，这两个步骤也可以同时执行。
[0091] 下面，在步骤ST4中，一个热加工模具N和另一个热加工模具N被打开。其后，在步骤ST5中，从一个热加工模具N和另一个热加工模具N之间取出由原材料RM形成的被热加工品。
[0092] 通过上述被热加工品的制造方法，在热加工模具N的模具表面DS的温度分布偏差降低的状态下，实行原材料RM的热加工。因此，能够良好地形成被热加工品的已被热加工部分的状态。例如，在热加工为热压接的情况下，能够使被热加工品的热压接部的状态变为均质的状态。而且，在基于具有导热片S的热加工模具N的热加工中，与基于不具有导热片S的热加工模具N的热加工相比，能够提前降低上述模具表面DS的温度分布偏差。其结果是，能够缩短热加工工艺整体的时间。
[0093] 上述制造方法也可以用于图6所示的燃料电池单元100的3层103、104、105所组成的电解质膜345的热压接。在这种情况下，如图2所示，两个热加工模具N分别具有由平面组成的模具表面DS。因此，在两个热加工模具N各自的导热片S发热的状态下，当模具表面DS彼此夹持电解质膜345时，对电解质膜345的整体进行热压接。
[0094] 而且，上述制造方法也可以用于燃料电池单元100的电解质膜345和对其进行夹持的两个电极(燃料极102和空气极106)的热压接。而且，上述制造方法除了用于燃料电池单元100的电解质膜345、燃料极102和空气极106的热压接之外，还可以用于由对它们进行夹持的两个分隔件101、107组成的层叠结构的热压接。
[0095] (第二实施例)
[0096] 参考图7，对第二实施例中的热加工模具N进行说明。此外，本实施例中的热加工装置AP的结构与参考图1进行说明的热加工装置AP的结构相同，因此，没有特别必要，不再重复该说明。在下文中，主要是对第二实施例中的热加工模具N中特有的结构进行说明。
[0097] 如图7所示，导热片S在被分割为多个导热片材片S1～S9的状态下，被配置在由一个主体部M的平面组成的主表面上。导热片S为由相同材料组成的多个导热片材片S1～S9的集合体。基于该结构，也能够由于利用薄的导热片S的热扩散来降低模具表面DS的温度分布偏差，而使热加工模具N小型化。
[0098] 而且，多个导热片材片S1～S9以在相同假想平面上彼此之间具有间隙C的方式进行设置。在本实施例中，上述相同假想平面为平面，但是，也可以为例如球面的一部分或圆柱的外周面那样的曲面。根据本实施例中的导热片S，能够通过上述间隙C对由于温度上升导致的多个导热片材片S1～S9各自的线膨胀进行吸收。即，多个导热片材片S1～S9各自的热膨胀的量为间隙C的一半以下的范围内的值。
[0099] 通过上述结构，在与主体部M(例如，钢铁)的线膨胀系数相比、导热片S的线膨胀系数更高的情况下，能够对由线膨胀导致的导热片S的局部松弛的发生进行抑制。其结果是，能够抑制导热片S与模具部D之间间隙的产生。因此，能够维持导热片S与模具部D之间良好的热传导。另一方面，在与主体部M(例如，铝)的线膨胀系数相比、导热片S的线膨胀系数更低的情况下，多个导热片材片S1～S9中的每一个都不会被由主体部M和模具部D在局部产生的较大的力所拉伸。因此，可以防止导热片S的损坏。
[0100] (第三实施例)
[0101] 参考图8，对第三实施例中的热加工模具N进行说明。此外，本实施例中的热加工装置AP的结构与参考图1进行说明的热加工装置AP的结构相同，因此，没有特别必要，不再重复该说明。在下文中，主要是对第三实施例中的热加工模具N中特有的结构进行说明。
[0102] 如图8所示，多个导热片材片S11～S14被分别嵌入到主体部M中形成的多个槽TR中。基于该结构，也能够在利用薄的导热片S的热扩散来降低模具表面DS的温度分布偏差的同时，使热加工模具N小型化。而且，在图8中，导热片S的厚度被夸张地放大绘制。多个导热片材片S11～S14分别具有偏移抑制孔SH。主体部M具有偏移抑制凸部P。偏移抑制凸部P被插入到偏移抑制孔SH中。因此，能够抑制本实施例中的导热片S在面内方向中的移动。
[0103] 而且，多个导热片材片S11～S14各自的纵向延伸不受限制。因此，能够抑制由热膨胀导致的多个导热片材片S11～S14各自的松弛的发生。因此，能够维持导热片S与模具部D之间良好的热传导。
[0104] 而且，在偏移抑制凸部P和偏移抑制孔SH之间存在间隙。因此，该间隙吸收多个导热片材片S11～S14各自的线膨胀。
[0105] (第四实施例)
[0106] 参考图9，对第四实施例中的热加工模具N进行说明。此外，本实施例中的热加工装置AP的结构与参考图1进行说明的热加工装置AP的结构相同，因此，没有特别必要，不再重复该说明。在下文中，主要是对第四实施例中的热加工模具N中特有的结构进行说明。
[0107] 如图9所示，本实施例中的热加工装置AP的热加工模具N包括以填充模具部D与导热片S之间间隙的方式设置的第1填充物US。第1填充物US具有与模具部D周边的如空气等的气体相比更高的热导率。此外，当在热加工模具N的周边不宜存在氧气等情况下，也存在着热加工模具N周边的气氛为氮、氢、或氩等气体的情况。因此，由于第1填充件US的存在，与在模具部D和导热片S之间的间隙中在模具部D的周边存在如空气之类的气体的情况相比，能够使从导热片S向模具部D的导热速度增加。而且，第1填充物US的厚度极小，因此，不需要使热加工模具N大型化。
[0108] 优选地，上述第1填充物US为通过在加热温度下软化而被填充在模具部D与导热片S之间的间隙中的材料，所述加热温度为模具部D和导热片S不丧失其目标功能的程度的加热温度。具体地说，优选地，第1填充物US在模具部D和导热片S不软化的程度的温度下软化。在使用该第1填充物US的情况下，通过对放置在模具部D与导热片S之间的第1填充物US进行加热，能够在模具部D与导热片S之间的间隙中填充软化的第1填充物US。通过使该软化的第
1填充物US固化，能够利用与热加工模具N周边的气体相比、热导率高的材料来填充模具部D与导热片S之间的间隙。因此，能够容易地制造热传递良好的热加工模具N。
[0109] 第1填充物US也可以为在模具部D和导热片S不丧失其目标功能的程度的按压力下变形、并被填充在模具部D与导热片S之间的材料。具体地说，第1填充物US也可以为在模具部D和导热片S上不产生龟裂的程度的按压力下变形的材料。在使用该第1填充物US的情况下，通过对放置在模具部D与导热片S之间的第1填充物US进行按压，能够在模具部D与导热片S之间的间隙中填充变形的第1填充物US。
[0110] 如图9所示，在本实施例中的热加工装置AP中，主体部M由通过作为加热/冷却部H的循环流路内流过的热传导介质来进行加热或冷却的方式构成。加热/冷却部H也可以包括通过施加高频电压使主体部M发热的部件。加热/冷却部H也可以包括如珀耳帖元件之类的通过施加电压来发挥吸热作用的部件。热加工模具N包括以填充主体部M与导热片S之间的间隙的方式设置的第2填充物LS。第2填充物LS具有与空气相比更高的热导率。第2填充物LS由与第1填充物US相同的材料构成，也可以由不同的材料形成。
[0111] 通过上述结构，由于第2填充物LS的存在，与在主体部M与导热片S之间的间隙中存在着如空气等气体的情况相比，能够使从加热/冷却部H内的热传导介质经由主体部M向导热片S的热传递的速度増加。
[0112] 在本实施例中，优选地，上述第2填充物LS为通过在主体部M和导热片S不丧失其目标功能的程度的温度下软化、而被填充在主体部M和导热片S之间的间隙中的材料。具体地说，关于第2填充物LS，优选地，第2填充物LS为在主体部M和导热片S不软化的程度的温度下软化的材料。在使用该第2填充物LS的情况下，通过对放置在主体部M与导热片S之间的第2填充物LS进行加热，能够在主体部M与导热片S之间的间隙中填充软化的第2填充物LS。通过使该第2填充物LS固化，能够利用与热加工模具N周边的气体相比、热导率高的材料来填充模具部D与导热片S之间的间隙。因此，能够容易地形成热传递良好的热加工模具N。
[0113] 而且，第2填充物LS也可以为通过在主体部M和导热片S不丧失其目标功能的程度的按压力下变形、而被填充在主体部M与导热片S之间间隙中的材料。具体地说，第2填充物LS也可以为在主体部M和导热片S上不产生龟裂的程度的按压力下变形的材料。在使用该第2填充物LS的情况下，通过对放置在主体部M与导热片S之间的第2填充物LS进行按压，能够在主体部M与导热片S之间的间隙中填充变形的第2填充物LS。
[0114] 构成上述第1填充物US和第2填充物LS的材料也可以分别为在模具部D、主体部M、以及导热片S不软化的程度的温度下软化的金属或塑料。在任何情况下，第1填充物US和第2填充物LS都优选地为直至与在使用热加工模具N时模具部D到达的温度相比高一定温度以上的温度为止也不软化的材料。例如，优选地，第1填充物US和第2填充物LS为与在使用热加工模具N时模具部D到达的温度相比高至少20℃～50℃以上的温度下软化的材料。因此，能够抑制在热加工模具N的使用中第1填充物US和第2填充物LS的软化。例如，列举了焊料，分别作为第1填充物US和第2填充物LS的材料。作为焊料，也可以使用由SNAg-Cu-Ni组成的焊球或焊糊(例如，千住金属工业株式会社制造：SMIC(R)制造)。另外，作为焊料，在模具部D等由铝形成的情况下，也可以使用SN1819(MAL)(R)(由日本斯倍利亚(スーペリア)公司制造)。SN1819(MAL)(R)是由高纯度的Sn-Pb-Ag构成的合金。SN1819(MAL)(R)在低温下溶融，作业性方面也很优秀。
[0115] 在第1填充物US和第2填充物LS分别由焊球形成的情况下，如图10所示，在导热片S的上面隔开规定的间隔地对多个焊球进行排列。在这种状态下，在将主体部M上的焊球按压在与模具部D的模具表面DS对置的主表面上的同时，对模具部D、主体部M、以及导热片S加热。由此，形成图9所示的层叠结构。
[0116] 但是，作为第1填充物US和第2填充物LS各自的材料，也可以使用镓铟锡合金(Galinstan(R)：Geratherm.Medical AG株式会社制造)来代替焊料。而且，作为分别构成第1填充物US和第2填充物LS的材料，也可以使用导热性树脂来代替焊料，该导热性树脂为在模具部D、主体部M、以及导热片S不塑性变形的程度的按压力下变形的材料。例如，该导热性树脂也可以是包括导热材料的小片的硅树脂的片材。硅树脂的片材也可以在使导热材料的小片在具有流动性的硅树脂中分散后，通过该硅树脂固化来形成。在这种情况下，优选地，为了在使用热加工模具N时不软化，导热性树脂为在比热加工中模具部D中产生的温度高了规定温度的温度下也不软化的材料。作为上述导热性树脂，列举了例如被附上PCS-LT-30(R)这样的产品名称的硅橡胶(信越化学工业株式会社制造)等。
[0117] (第五实施例)
[0118] 参考图11和图12，对第五实施例中的热加工模具N进行说明。此外，本实施例中的热加工装置AP的结构与参考图1进行说明的热加工装置AP的结构不同。然而，实施例中的热加工装置AP的功能与参考图1进行说明的热加工装置AP的功能基本相同。因此，在下文中，主要对第五实施例中的热加工模具N中特有的结构进行说明。
[0119] 如图11和图12所示，模具表面DS为包围凹部NR的框状突出部的前端面。而且，在框状突出部上形成切口NN。这一对热加工模具N被用于对图13所示的输液袋200的边缘部201进行热压接。切口NN为放置作为被热加工品的输液袋200的排出口的部分。在本实施例的热加工模具N中，导热片S也被夹持在具有模具表面DS的模具部D与固定了模具部D的主体部M之间。也就是说，导热片S被插入到框状突出部的高度方向的中间位置中。因此，整个导热片S与模具表面DS的整个面平行地延伸。导热片S可以被设置在相当细的部分中，而传统技术中使用的热管难以被设置在其中。此外，在沿着切口NN的圆弧状的部分中，设置了与导热片S相比热导率相当低的间隔件SP来代替导热片S。这是因为不希望使与间隔件SP对置的切口NN的圆弧状的面发热。导热片S以沿着模具表面DS延伸的方式与模具表面DS平行地设置。而且，在模具部D与导热片S之间的一部分的区域中存在第1填充物US。此外，在本实施例中，在主体部M与导热片S之间，也可以设置上述第2填充物LS(参照图9)。
[0120] 导热片S与电力供给部B电连接。因此，当用户从电力供给部B向导热片S供给电力时，电流流过导热片S。由此，在导热片S内的电流流过的路径发热。此时，热扩散到导热片S的整个面。因此，使导热片S的整个面的温度分布均匀化。其后，热从导热片S向模具部D传导。导热片S以其一个主表面的整个面与模具表面DS的整个面对置的方式，沿着模具表面DS设置。因此，使模具表面DS的整个面的温度分布均匀化。
[0121] 而且，在本实施例中，设置在模具部D中的偏移抑制凸部P被插入到设置在导热片S的偏移抑制孔SH中，并被嵌入到设置在主体部M中的嵌合凹部R中。因此，导热片S的偏移受到抑制。
[0122] 如图12所示，作为原材料MR的2片乙烯基膜的端部RME被插入到模具表面DS彼此之间。其后，端部RME被两个模具表面DS夹持。此时，电力供给部B向导热片S供给电力。由此，在导热片S内的电流流过的路径中，导热片S发热。此时，热扩散到导热片S的整个面，使模具表面DS的温度分布均匀化。在这种状态下，通过图13所示的输液袋200的边缘部201被对置的模具表面DS夹持来进行热压接。具体地说，一个热加工模具N的模具表面DS和另一个热加工模具N的模具表面DS与沿着输液袋200的边缘部201的形状的部分接触，使该部分的乙烯基膜彼此熔敷。在本实施例中，热加工模具N具有能够对输液袋200的边缘部201的整体进行夹持的模具表面DS。也就是说，模具部D包括具有模具表面DS的突出部，所述模具表面DS在俯视中为与边缘部201的形状实质上相同形状或相似形状的平面。而且，导热片S为在俯视中具有与边缘部201的形状实质上相同形状或相似形状的平面。
[0123] (第六实施例)
[0124] 参考图14和图15，对第六实施例中的热加工模具N进行说明。此外，本实施例中的热加工装置AP的结构与参考图1进行说明的热加工装置AP的结构相同，因此，没有特别必要，不再重复该说明。在下文中，主要是对第六实施例中的热加工模具N中特有的结构进行说明。
[0125] 如图14和图15所示，以沿着模具表面DS延伸的方式对导热片S进行配置。具体地说，模具表面DS与导热片S被实质上平行地配置。当模具表面DS变为凹面时，将整个导热片S以与该凹面的整个面对置的方式、沿着该凹面的整个面的形状进行配置。因此，模具表面DS，如树脂成型用的腔一样，在具有曲面或屈曲部、而非平面的情况下，也能够使模具表面DS的整体的温度分布提前变得均匀。因此，即使在使用难以设置热管的传统注射成型来对复杂的成形品K进行成型的情况下，也能够在使模具表面DS的温度分布变得均匀的状态下来进行基于作为原材料RM的热塑性熔融树脂的冷却的固化。其结果是，能够良好地形成作为被热加工品的成形品K。此外，热加工模具N不仅可以用于使用本实施例中的热加工装置AP实行的注射成型，也可以用于其他任何的成形。例如，热加工模具N也可以被用于树脂的圧缩成形或熔融树脂的热固化。
[0126] 在本实施例中，热加工装置AP包括加热/冷却部H，所述加热/冷却部H代替电力供给部B，通过对主体部M进行加热或冷却来对模具部D间接进行加热或冷却。加热/冷却部H为热传导介质流过的循环流路。因此，控制部CN通过控制使加热/冷却部H内的热传导介质的流动变化的泵PN、以及对热传导介质进行加热的电热丝或珀耳帖元件TC等，来对主体部M进行加热或冷却。但是，热加工装置AP也可以包括电力供给部B和加热/冷却部H这两者。而且，加热/冷却部H也可以是具有电热丝或珀耳帖元件TC与导热片S接触的结构、并对模具部D直接进行加热或冷却的部件。
[0127] 此外，在本实施例中，也可以在模具部D与导热片S之间设置由上述焊料等组成的第1填充物US(参照图9)。而且，在本实施例中，也可以在主体部M与导热片S之间设置由上述焊料等组成的第2填充物LS(参照图9)。
[0128] (第七实施例)
[0129] 参考图16和图17，对第七实施例中的热加工模具N进行说明。此外，本实施例中的热加工装置AP的结构与参考图1进行说明的热加工装置AP的结构相同，因此，没有特别必要，不再重复该说明。在下文中，主要是对第七实施例中的热加工模具N中特有的结构进行说明。
[0130] 如图16和图17所示，模具部D具有多个腔突部CP，该多个腔突部CP分别形成作为模具表面DS的腔面。因此，模具表面DS由具有复杂的内侧面的凹部形成。作为原材料的熔融树脂(图中未显示)流入到多个腔面的每一个中。在本实施例中，导热片S具有以包围多个腔突部CP中的每一个的方式形成的多个片材通孔STH。隔热部件I具有以包围多个腔突部CP中的每一个的方式形成的多个隔热材料通孔ITH。在俯视中，片材通孔STH和隔热材料通孔ITH具有相同的形状。
[0131] 此外，在本实施例中，还可以在模具部D与导热片S之间设置由上述焊料等组成的第1填充物US。而且，也可以将设置在模具部D中的偏移抑制凸部P插入到在导热片S中设置的偏移抑制孔SH中，并嵌入到设置在主体部M的嵌合凹部R中。
[0132] 在使本实施例中的热加工模具N和与之相对应的热加工模具闭合时，模具部D利用热介质进行加热或冷却，该热介质流过作为模具部D中设置的加热/冷却部H(图中未显示：参照图9)的循环流路。此时，导热片S的温度分布变得均匀。因此，能够以实质上相同的方式对作为多个腔突部CP的内侧面的多个腔面中的每一个进行加热或冷却。其结果是，能够容易地降低作为模具表面DS的多个腔面整体的温度分布偏差。在本实施例中，也可以使用电力供给部B(参照图2)来代替加热/冷却部H(参照图9)。
[0133] 在如本实施例中的具有多个腔突部CP的热加工模具N中，降低多个腔面的温度分布的偏差比降低各个腔面的温度部分的偏差更重要。因此，在本实施例中，各个腔面的温度分布也可以稍有偏差。
[0134] 如图16和图17所示，热加工模具N包括隔热部件I。在导热片S的与模具部D对置的一个主表面背面的另一个主表面、和热加工模具N周边的例如空气等的气体之间，以对导热片S的另一个主表面的整体进行覆盖的方式，来设置隔热部件。因此，在打开热加工模具N时，导热片S的另一个主表面不会与温度变化很大的热加工模具N周边的气体接触。
[0135] 而且，隔热部件I具有与导热片S的热导率相比更低的热导率。因此，即使热加工模具N周边气体的温度发生很大变化，导热片S的温度也不会有很大变化。具体地说，当一个热加工模具N和另一个热加工模具N被打开时，导热片S的主表面不与热加工模具N周边的气体接触。因此，能够抑制导热片S的由气体对流引起的温度变化。其结果是，在整个热加工工艺中，维持了导热片S的温度分布的均匀性。因此，通过作为原材料的熔融树脂(图中未显示)能够使作为被热加工品的热塑性树脂或热固化树脂固化为更良好的状态。此外，当在热加工模具N的周边不宜存在氧气的情况下，也存在着热加工模具N周边的气氛为氮、氢、或氩等气体的情况。而且，一般情况下，即使热加工模具N的周边变为一般被称为真空状态这种状态的情况下，实际上，在热加工模具N的周边也存在着某些气体。上述隔热部件I也能够对由这种被称为真空状态的空间中存在的气体的对流所引起的导热片S的温度变化进行抑制。
[0136] 为了对由热加工模具N周边气体的对流所引起的导热片S的面内方向的温度分布偏差进行抑制，上述隔热部件I优选仅比热加工模具N周边气体的热导率低了特定值的值。该特定值为根据模具部D的模具表面DS所接触的原材料RM的材质、所要求的被热加工品的精度、以及热加工模具N的用途等决定的值。
[0137] 例如，优选地，隔热部件I具有与混凝土的热导率1.6W/(m·K)相比更低的热导率。作为这种隔热部件I，列举了水泥、玻璃、塑料、木材、木质纤维材料、石膏、灰泥、榻榻米、土壤、瓷砖、塑料瓷砖、玻璃棉或岩棉等材料。另外，作为隔热部件I，也可以使用发泡塑料系列的隔热材料，例如，聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫、聚乙烯泡沫、酚醛泡沫或纤维素纤维等。而且，作为隔热部件I，也可以使用被称为HIPAERO(R)(奧绮斯摩(オキツモ)株式会社制造)的用作塗料的气凝胶(12mW/(m·K))。另外，气凝胶是由二氧化硅形成的95％为空气的超多孔微结构的低热导率的物质。
[0138] (第八实施例)
[0139] 参考图18，对第八实施例中的热加工模具N和热加工装置AP进行说明。
[0140] 上述第一实施例～第七实施例中的热加工装置AP为，在维持模具表面DS彼此平行的状态下，热加工模具N彼此相互远离或相互接近的热加工装置AP。然而，本实施例中的热加工装置AP在两个模具部D围绕旋转轴相对旋转移动的热加工装置AP的热加工模具N上使用上述导热片S。即，如图18所示，具有上述热加工模具N的热加工装置AP通过使模具表面DS彼此形成的角度变大或变小，使模具表面DS彼此相互远离或相互接近。在本实施例中，合页HI将热加工模具N彼此连结，并根据合页HI的旋转，使热加工模具N的模具表面DS彼此相互接近或相互远离。在本实施例中，导热片S也可以通过由上述电力供给部B供给的电力发热。但是，在本实施例中，也可以使用上述加热/冷却部H来代替电力供给部。在将加热/冷却部H用作吸热部的情况下，也可以使用珀耳帖元件。
[0141] 例如，如上所述的热加工装置AP也可以是如下装置，其中，上述导热片S被设置在用于对塑料袋的端部进行热压接的便携式密封器的热加工模具N中。例如，导热片S也可以使用在能够通过手工操作使模具表面DS彼此开闭的热加工装置AP的模具部D中。在这种情况下，热加工装置AP也可以具有控制部CN，但控制部CN并不是必需的结构。例如，也可以通过由操作者对设置在热加工模具N中的开关SW的手动操作来使上述电力供给部B工作。而且，热加工模具N彼此的开闭动作也可以通过由操作者对热加工模具N的手动操作、或由操作者对设置在热加工模具N中的开关SW的手动操作来执行。
[0142] 在本实施例中，描述了在模具部D与导热片S之间设置上述第1填充物US的实例，但也可以在主体部M与导热片S之间设置上述第2填充物LS(参照图9)。而且，也可以将在模具部D中设置的偏移抑制凸部P(参照图3)插入到在导热片S中设置的偏移抑制孔SH(参照图3)中，并将其嵌入到在主体部M中设置的嵌合凹部R中(参照图4)。
[0143] (第九实施例)
[0144] 参考图19对第九实施例中的热加工模具N和热加工装置AP进行说明。
[0145] 在本实施例中，如图19所示，热加工模具N为圆柱状的加热辊。在这种情况下，导热片S被夹持在圆筒状的主体部M与圆筒状的模具部D之间，并以沿着假想圆柱的周面的整个面延伸的方式进行配置。圆筒状的模具部D的外周面构成模具表面DS。在本实施例中，导热片S通过由电力供给部B供给的电力发热。但是，在本实施例中，也可以使用上述加热/冷却部H。在本实施例中，导热片S以其一个主表面的整个面与模具表面DS的整个面对置的方式，沿着模具表面DS设置。具体地说，将作为圆柱的外周面的模具表面DS和圆筒状的导热片S设置为同心圆状。在这种情况下，也能够提前降低沿着假想圆柱的周面延伸的模具表面DS的温度分布偏差。此外，热加工装置AP也可以具有控制部CN，但控制部CN并不是必需的结构。
[0146] 例如，也可以在进行作为原材料RM的薄膜的层压加工时，使用作为具有导热片S的热加工模具N的圆柱状加热辊。而且，作为具有导热片S的热加工模具N的圆柱状加热辊也可以为，例如，作为在其周面具有凹凸的、并在旋转的同时将其周面的凹凸转印到原材料RM上的转印模具的加热辊。在这种情况下，热加工装置AP还可以具有作为一个热加工模具N的一个加热辊。而且，基于两个热加工模具N的热加工也可以通过两个加热辊并通过对作为原材料RM的2片乙烯基膜的一部分进行夹持，来对2片乙烯基膜的一部分进行热熔敷。此外，被热压接的2片乙烯基膜也可以是2片金属片。
[0147] 在本实施例中，描述了在模具部D与导热片S之间设置上述第1填充物US的实例，但也可以在主体部M与导热片S之间设置上述第2填充物LS(参照图9)。而且，虽然在图19中没有描述，但也可以将在模具部D中设置的偏移抑制凸部P(参照图3)插入到在导热片S中设置的偏移抑制孔SH(参照图3)中，并将其嵌入到在主体部M中设置的嵌合凹部R(参照图4)中。
[0148] 而且，也可以将与图19中所示的本实施例中的加热辊结构相同的辊用作吸热辊，即，冷却辊。该吸热辊在从原材料接收热的同时，对原材料进行热加工。在这种情况下，也可以在模具部D和主体部M中的至少任意一方中设置被用来作为冷却部使用的加热/冷却部H。吸热部也可以具有珀耳帖元件。这种吸热辊，即冷却辊，也可以被用于在电子转印装置或图像形成装置中吸收被加热的转印纸的热。冷却辊也可以被用作传送用的辊。而且，冷却辊在从作为原材料的钢板接收热的同时，也可以作为对钢板进行轧制的辊来使用。
[0149] (第十实施例)
[0150] 参考图20～图28，对第十实施例中的热加工模具N进行说明。此外，本实施例中的热加工装置AP的结构与参考图1进行说明的热加工装置AP的结构不同。然而，实施例中的热加工装置AP的功能与参考图1进行说明的热加工装置AP的功能基本相同。因此，在下文中，主要是对第十实施例中的热加工模具N中特有的结构进行说明。
[0151] 如图20～图23所示，热加工模具N包括模具部D、导热片S和主体部M。模具部D具有与热加工前的原材料接触的模具表面DS，并在从模具表面DS向原材料施加热的同时或在从原材料接收热的同时对原材料进行热加工。导热片S具有与模具部D的热导率相比更高的热导率。导热片S以在实行热加工时降低模具表面DS的温度分布偏差的方式、并以沿着模具表面DS延伸的方式配置，且设置在与模具部D邻接的位置上。主体部M具有与导热片S的热导率相比更低的热导率，并以与模具部D协同动作来夹持导热片S的方式进行设置。
[0152] 如图20所示，本实施例中的导热片S包括至少一个石墨片S11、S12、S13、S14。在本实施例中，至少一个石墨片S11、S12、S13、S14由四片石墨片组成，但是也可以由一片、两片、或八片等若干片石墨片组成。如本实施例中所述，当导热片S由至少一个石墨片构成时，由于其面内方向的热导率较高并且其厚度较薄，所以能够在降低热加工中的模具表面DS的温度分布偏差的同时，使热加工模具N小型化。
[0153] 在一般情况下，与铝或铜等金属板材相比，将石墨作为主要结构的热导片S本身的厚度极小。一方面，当将铝或铜等金属构成的板材作为使模具表面DS的温度均匀化的部件来使用的热加工模具N被反复使用时，该板材的厚度渐渐变小。因此，可能产生模具表面DS的位置偏移。其结果是，热加工模具的性能下降。另一方面，通过将石墨片作为用于使模具表面DS的温度分布均匀化的部件来使用的热加工模具N，与传统的将金属板材作为用于使模具表面DS的温度分布均匀化的部件来使用的热加工模具相比，能够抑制热加工模具N性能的下降。关于这一点，导热片S无论是在由一个石墨片S构成的情况下，还是在由多个石墨片S11、S12、S13、S14的层叠结构体构成的情况下，都是相同的。
[0154] 从图20中可以看出，在本实施例中，至少一个石墨片S11、S12、S13、S14为相互直接接触的多个石墨片S11、S12、S13、S14的层叠结构体。
[0155] 从图20～图22中可以看出，在本实施例中，与上述各实施例相同，导热片S也被夹持在主体部M和模具部D之间。并且，导热片S包括多个孔(对应于上述偏移抑制孔SH)。在主体部M中设置了从其内侧主表面向垂直方向突出的多个第2垫圈W(或套筒)。与上述各实施例相同，多个第2垫圈W作为主体部M和模具部D之间的间隔件发挥功能。另外，代替第2垫圈W，主体部M的一部分也可以为以从该主表面突出的形状形成的间隔件。作为间隔件的第2垫圈W或突出部也可以被设置在模具部D中。多个第2垫圈W在俯视中分别被定位于多个孔(偏移抑制孔SH)各自的内侧。
[0156] 从图20和图22中可以看出，多个第2垫圈W(或套筒)通过分别与模具部D接触，将模具部D和主体部M之间的距离保持恒定。因此，当施加垂直于模具表面DS的力时，作为间隔件的第2垫圈W(或套筒)作为在模具部D和主体部M之间传导轴向力的支柱发挥作用。因此，与未设置第2垫圈W(或套筒)的情况相比，可减少在向与热加工模具N的模具表面DS垂直的方向施加力的情况下的模具部D和主体部M的挠曲(たわみ)。其结果是，当热加工模具N被多次反复使用时，可以减小作用于导热片S的面内方向的张力的荷载。因此，可抑制导热片S的损坏。
[0157] 另外，本实施例中的热加工模具N包括多个第2垫圈W，也可以仅包括具有一定程度大小的一个第2垫圈W，作为将主体部M和模具部D之间的距离保持恒定的至少一个间隔件。另一方面，为了使模具表面DS的热分布均匀化，优选地，尽量减小间隔件的占有面积。因此，优选地，在模具部D或主体部M的主表面中，作为多个间隔件的多个第2垫圈W(或套筒)以均匀的间隔分散地配置在整个主表面上。
[0158] 如图21所示，在导热片S的特定一处，特别是在本实施例中，矩形的导热片S的中央部的位置，通过偏移抑制凸部P被固定在主体部M的一方。此外，多个第2垫圈W和多个孔(SH)之间分别存在间隙CL，该间隙CL对导热片S的面内方向中的导热片S的热膨胀与主体部M和模具部D的热膨胀之间的差进行吸收。因此，能够防止在导热片S的固定位置与各间隔件的位置之间产生的导热片S的面内方向的张力所导致的导热片S的损坏。
[0159] 在本实施例中，多个第2垫圈W(或套筒)各自的厚度比导热片S的厚度小。因此，在多个第2垫圈W与模具部D接触的状态下，导热片S被主体部M和模具部D在导热片的厚度方向中挤压。其结果是，导热片S可与模具部D和主体部M分别紧密附着。由此，提高了导热片S与模具部D和主体部M各自之间的传热系数(熱伝達率)。因此，可以提高经由导热片S的模具部D和主体部M之间的热传递率。
[0160] 如图22所示，在本实施例中，主体部M包括从其内侧主表面延伸至规定位置的多个阴螺纹部X。第1阳螺纹部Y(中央部的偏移抑制凸部P)被螺入到多个阴螺纹部X的中央部的阴螺纹部X中。第1垫圈CW被夹持在主体部M或模具部D的主表面与第1阳螺纹部Y(中央部的偏移抑制凸部P)的第1头部之间。
[0161] 第1垫圈CW作为导热片S的面内方向中的、相对于主体部M的导热片S的定位部件发挥功能。在本实施例中，通过第1垫圈CW朝向主体部M按压导热片S，来对导热片S相对于主体部M的位置进行固定。
[0162] 如图22所示，至少一个第2阳螺纹部(其他的偏移抑制凸部P)分别被螺入到与中央部的阴螺纹部X不同的其他的阴螺纹部X中。第2垫圈W(或套筒)被夹持在多个第2阳螺纹部Y(其他的偏移抑制凸部P)的第2头部中的每一个与主体部M的主表面之间。模具部D包括从其内侧主表面延伸至规定位置的多个凹部(嵌合凹部R)。中央部的偏移抑制凸部P的第1阳螺纹部Y的第1头部和其他的偏移抑制凸部P的第2阳螺纹部Y的第2头部分别被嵌入到模具部D中设置的多个凹部(嵌合凹部R)中。在这种状态下，模具部D的内侧主表面与第2垫圈W(或套筒)接触。通过该结构，可容易地进行导热片S的位置固定和第1垫圈CW及第2垫圈W的安装。
[0163] 从图20和图21中可以看出，多个螺栓BL穿透在主体部M中设置的多个孔HM和在多个石墨片S11、S12、S13、S14中设置的多个孔H11、H12、H13、H14。多个螺栓BL被螺入到在模具部D中设置的阴螺纹部(图中未显示)中。由此，通过螺栓BL以形成一体化结构的方式对主体部M、导热片S、以及模具部D进行固定。
[0164] 第2垫圈W(或套筒)的厚度小于由多个石墨片S11、S12、S13、S14构成的导热片S的厚度。因此，通过拧紧螺栓BL，导热片S被主体部M和模具部D在厚度方向上压缩，并受到第2垫圈W保护以免被损坏。
[0165] 另外，与上述第一实施例～第九实施例中相同，本实施例中的热加工模具N也以在从模具表面DS向原材料施加负荷的同时对原材料进行热加工的方式构成。一般情况下，石墨片可以形成得非常薄。因此，在将石墨片用于使热加工模具N的模具表面DS的热分布均匀化时，几乎不产生由反复热加工造成的石墨片的变形。因此，通过上述结构，在提高模具表面DS的热分布的均匀性的同时，可抑制由用于使热分布均匀化的部件的变形造成的模具表面DS的位置偏移，该部件的变形是由反复负荷导致的。因此，能够提高热加工模具N的耐久性。
[0166] 图23～图28是从松下株式会社的技术资料“PGS(R)石墨片层叠产品的热性能11”中引用的图。图23中显示了由厚度为25μm的一片石墨片PGS(R)和厚度为100μm的一片聚对苯二甲酸乙二醇酯(ポリエチレンテレフタレート)粘附层PET(R)构成的导热片S。图24中显示了分别由厚度为25μm的多个石墨片PGS(R)和厚度为100μm的多个聚对苯二甲酸乙二醇酯粘附层PET(R)构成的导热片S。从图24中可以看出，多个石墨片PGS(R)与多个聚对苯二甲酸乙二醇酯粘附层PET(R)被交替设置。
[0167] 图25中显示了实验仪器。在实验仪器中，在长度L为115mm并且宽度W为90mm的石墨片PGS(R)的一个短边的中央部，安装了输出为2.7W的陶瓷加热器CH。当该实验仪器的陶瓷加热器CH被接通时，获得图26～图28中显示的结果。实际上，图26～图28中显示的实验结果作为热成像被显示。
[0168] 图26显示了当安装在一片厚度为25μm的石墨片PGS(R)和一片聚对苯二甲酸乙二醇酯粘附层PET(R)上的陶瓷加热器CH被接通时的实验结果。图27显示了当安装在一片厚度为100μm的石墨片PGS(R)和一片聚对苯二甲酸乙二醇酯粘附层PET(R)上的陶瓷加热器CH被接通时的实验结果。图28显示了当安装在四片厚度为25μm的石墨片PGS(R)和四片聚对苯二甲酸乙二醇酯粘附层PET(R)的层叠结构上的陶瓷加热器CH被接通时的实验结果。在图26至28图中记载了当与陶瓷加热器CH对置的一侧的温度达到特定相同温度时陶瓷加热器CH的温度。在图26中，陶瓷加热器CH的温度为105℃，在图27中，陶瓷加热器CH的温度为87.1℃，在图28中，陶瓷加热器CH的温度为76.1℃。
[0169] 当对显示实验结果的图26和图28进行比较时，各自厚度为25μm的4片石墨片的层叠结构(图28)与厚度为25μm的1片石墨片(图26)相比，陶瓷加热器CH的温度低了28.9℃。即，从图26和图28中可以看出，与一片石墨片相比，多片(例如，四片)石墨片的热导率更高。
[0170] 此外，当对显示实验结果的图27和图28进行比较时，各自厚度为25μm的4片石墨片的层叠结构(图28)与厚度为100μm的1片石墨片(图27)相比，陶瓷加热器CH的温度低了11℃。即，从图27和28中可以看出，当总体上厚度相同时，分别相对较薄的多片(例如，四片)石墨片的层叠结构与相对较厚的一片石墨片相比，面内方向中的热导率更高。因此，通过上述多个石墨片的层叠结构，能够有效提高模具表面DS的温度分布的均匀性。
[0171] 本申请的发明人通过自己的实验证实，即使为将聚对苯二甲酸乙二醇酯粘附层PET(R)从图23和图24的结构中去除的结构，也可以获得与图26～图28所示的结果相同的结果。即，本申请的发明人通过自己的实验证实，即使通过多个石墨片S11、S12、S13、S14相互直接接触的层叠结构体，也可以获得与图26～图28所示的结果相同的结果。
[0172] 另外，本申请的发明人通过自己的实验证实，多个相互直接接触的石墨片的层叠结构，与厚度与该多个石墨片相同的一片石墨片相比，还能够提前使模具表面DS的热分布均匀化。
[0173] (第十一实施例)
[0174] 参考图29～图34，对第十一实施例中的热加工模具N进行说明。此外，本实施例中的热加工装置AP的结构与参考图1进行说明的热加工装置AP的结构不同。然而，实施例中的热加工装置AP的功能与参考图1进行说明的热加工装置AP的功能基本相同。因此，在下文中，主要对本实施例中的热加工模具N中特有的结构进行说明。
[0175] 如图29～图32所示，本实施例中的导热片S包括多个(例如，四片)石墨片S11、S12、S13、S14。另外，本实施例中的导热片S，包括以与多个石墨片S11、S12、S13、S14分别邻接的方式设置的多个(例如，五片)石墨垂直定向导热片SA、SB、SC、SD、SE。本实施例中的热加工模具N在上述方面与第十实施例中的热加工模具N不同，但在其他方面，与第十实施例中的热加工模具N相同。
[0176] 从图29和图30中可以看出，在本实施例中，与第十实施例相同，作为多个间隔件的多个第2垫圈W(或套筒)各自的厚度比导热片S整体的厚度小。从图29～图32中可以看出，在作为多个间隔件的多个第2垫圈W(或套筒)与模具部D接触的状态下，导热片S被主体部M和模具部D在导热片的厚度方向中挤压。因此，导热片S可与模具部D和主体部M分别紧密附着。其结果是，提高了导热片S与模具部D和主体部M各自之间的传热系数。因此，可提高经由导热片S的模具部D和主体部M之间的热传递率。
[0177] 与上述的实施例相同，在导热片S没有被模具部D和主体部M夹持的状态下，在将第1阳螺纹部Y螺入到第1阴螺纹部X中时，中央部的第1垫圈CW对导热片S的偏移进行抑制。但是，在本实施例中，代替第1垫圈CW，其下侧的套筒CO作为导热片S的面内方向中的、相对于主体部M的导热片S的定位部件发挥功能。将套筒CO隔开微小的间隙地嵌入到贯通多个石墨片S11、S12、S13、S14及多个石墨垂直定向导热片SA、SB、SC、SD中的每一个的孔(中央部的偏移抑制孔SH)中。即，对套筒CO与贯通多个石墨片S11、S12、S13、S14及多个石墨垂直定向导热片SA、SB、SC、SD中每一个的孔的相对移动进行限制。从而，对导热片S相对于主体部M的位置进行固定。另外，套筒CO的下端部嵌入到在主体部M中形成的凹部中。
[0178] 图33包括从钟化株式会社的技术资料中引用的图。如图33所示，本实施例的石墨片按照以下方式定向，该方式为多个第1六角格子沿平面延伸的第1石墨晶体GR沿导热片S的面内方向延伸。另外，可在第一实施例到第十实施例中使用的、松下生产的、一般被称为石墨片的石墨片PGS(R)等具有如图33所示的结构。
[0179] 图34是一篇日立化成技术报告第53号(2009-10)上登载的题为“基于石墨晶粒定向控制的柔性高导热片(黒鉛粒子配向制御によるフレキシブル高熱伝導シート)”的论文中引用的图。如图34所示，本实施例中的石墨垂直定向导热片SA、SB、SC、SD中的每一个按照以下方式定向，该方式为多个第2六角格子沿平面延伸的第2石墨晶体GR沿导热片S的厚度方向延伸。
[0180] 通过上述结构，导热片S在其面内方向及其厚度方向两者中具有较高的热导率。因此，能够更加提前地使模具部D的模具表面DS的热分布均匀化。另外，即使使用由一片石墨片和以与其邻接的方式设置的一片石墨垂直定向导热片构成的导热片S，同样在其面内方向及其厚度方向两者中具有较高的热导率。
[0181] 对于导热片S来说，多个石墨片S11、S12、S13、S14分别被多个石墨垂直定向导热片SA、SB、SC、SD、SE中的两个夹持。因此，通过提高导热片S的热导率和传热系数这两者，可以提高经由导热片S的模具部D和主体部之间的热传递率。另外，在导热片S中，一个石墨片被与其相比摩擦系数更高的两个石墨垂直定向导热片夹持。因此，相比于石墨片与模具部D和主体部M中的每一个直接接触的情况，通过抑制模具部D和主体部M之间的导热片S的面内方向偏移，能够防止导热片S的损坏。
[0182] 一般情况下，石墨片非常地薄，所以是容易损坏的材料。因此，当使用石墨片的热加工模具N被反复使用时，存在耐久性降低的情况。但是，基于具有上述结构的本实施例中的热加工模具N，即使是通过石墨片来实现模具表面DS的温度分布均匀化的热加工模具N，由于石墨片难以损坏，也能够维持热加工模具N的耐久性。
[0183] (其他的实施例)
[0184] 由实施例中的热加工装置AP实行的热加工不仅可以是塑料或金属的热压接或热成形，也可以是纤维制品等的热加工。即，原材料RM也可以是热加工前的纤维制品。热加工装置AP也可以仅将上述第一实施例～第四实施例、第十实施例、以及第十一实施例中任一个中的一个热加工模具N的模具表面DS用于热加工处理。例如，热加工装置AP也可以是熨斗。在这种情况下，导热片S能够使作为热加工装置AP的熨斗的加热面的温度分布变得均匀。因此，能够在加热面的温度分布为均匀的状态下，对作为原材料RM的纤维制品等的洗涤物、例如白衬衫进行熨烫加工。即，能够在加热面的温度分布为均匀的状态下，进行纤维制品定型这样的热加工。而且，使用作为热加工装置AP的熨斗的热加工也可以是利用热进行的密封件的粘附等。
[0185] 而且，例如，通过夹持人的头发，上述热加工模具N的模具表面DS也可以被用来作为用于对发型进行调整的烫发器的一对对置的加热面或一个圆柱状的加热面。能够使作为热加工装置AP的烫发器的模具表面DS的加热面的温度分布变得均匀。因此，能够在加热面的温度分布均匀的状态下，按照规定的形状对作为原材料RM的人的头发进行热加工。即，能够在加热面的温度分布均匀的状态下进行头发定型或拉直。
[0186] 例如，热加工装置AP也可以具有在模具部D的外周面卷绕了导热片S的热加工模具N。而且，热加工模具N的模具表面DS不仅可以为平面的组合，还可以为曲面，也可以为曲面和平面的组合。
[0187] 通过导热片S的发热提前降低了模具表面DS的温度分布偏差的热加工模具N也可以适用于上述以外的任何热加工装置，只要该热加工模具N对与模具表面DS接触的原材料RM进行热加工即可。即，热加工装置AP也可以是其他任何装置，只要它通过从模具表面DS向原材料RM加热或从原材料RM接收热来对原材料RM进行加工并制造与原材料RM不同的被热加工品即可。
[0188] (各实施例中的结构的组合)
[0189] 上述第一实施例～第十一实施例中的各自特征的结构只要不相互矛盾就可以进行组合。因此，本发明的热加工模具和热加工装置，只要不违反技术常识，就可以包括进行了上述结构的组合的热加工模具和热加工装置。而且，被热加工品的制造方法，只要在技术上不与在第一实施例中参考图5说明的方法相矛盾，就可以适用于任何实施例中的热加工装置AP。
[0190] (特征的结构和效果)
[0191] 在下文中，对实施例中的热加工模具N的特征的结构以及由此获得的效果进行说明。
[0192] (1)热加工模具N包括模具部D、导热片S和主体部M。模具部D具有与热加工前的原材料RM接触的模具表面DS，并在从模具表面DS向原材料RM加热的同时或从原材料RM接收热的同时对原材料RM进行热加工。导热片S具有与模具部D的热导率相比更高的热导率，以在实行热加工时降低模具表面DS的温度分布偏差的方式、并以沿着模具表面DS延伸的方式配置，且设置在与模具部D邻接的位置上。导热片S包括至少一个石墨片S11、S12、S13、S14。主体部M具有与导热片S的热导率相比更低的热导率，并以与模具部D协同动作来夹持导热片S的方式设置。因此，能够在降低热加工中的模具表面DS的温度分布偏差的同时，使热加工模具N小型化。另外，即使向被模具部D和主体部M夹持的导热片S施加大的负荷，由于石墨片是很薄的材料，也不容易变形。因此，通过将上述石墨片作为用于使模具表面DS的温度分布均匀化的部件来使用的热加工模具，与传统的将金属板材作为用于使模具表面DS的温度分布均匀化的部件来使用的热加工模具相比，能够抑制热加工模具N性能的下降。
[0193] (2)至少一个石墨片S11、S12、S13、S14也可以为相互直接接触的多个石墨片S11、S12、S13、S14的层叠结构体。通过该结构，能够不增加热加工模具N的厚度并可提高模具表面DS的温度分布的均匀性。
[0194] (3)优选地，至少一个石墨片按照以下方式定向，该方式为多个第1六角格子沿平面延伸的第1石墨晶体GR沿导热片S的面内方向延伸。另外，导热片S还可以包括以与至少一个石墨片邻接的方式设置的至少一个石墨垂直定向导热片SA、SB、SC、SD、SE。至少一个石墨垂直定向导热片SA、SB、SC、SD、SE分别按照以下方式定向，该方式为多个第2六角格子沿平面延伸的第2石墨晶体GR沿导热片S的厚度方向延伸。通过该结构，导热片S在其面内方向及其厚度方向两者中具有较高的热导率，因此，能够提前使模具部D的模具表面DS的热分布均匀化。
[0195] (4)导热片S作为至少一个石墨垂直定向导热片SA、SB、SC、SD、SE，也可以包括至少两个石墨垂直定向导热片SA、SB、SC、SD、SE。至少一个石墨片S11、S12、S13、S14中的每一个也可以被至少两个石墨垂直定向导热片SA、SB、SC、SD、SE中的任意两个夹持。
[0196] 基于上述结构，通过抑制模具部D和主体部M之间的导热片S的面内方向的偏移，能够防止导热片S的损坏。
[0197] (5)导热片S也可以包括至少一个孔(偏移抑制孔SH)。模具部D和主体部M中的一方也可以包括从其内侧主表面向垂直方向突出的至少一个间隔件(第2垫圈W或套筒)。至少一个间隔件(第2垫圈W或套筒)在俯视中分别被定位于至少一个孔(偏移抑制孔SH)的内侧。在这种情况下，优选地，至少一个间隔件(第2垫圈W或套筒)分别通过与模具部D和主体部M中的另一方接触，将模具部D和主体部M之间的距离保持恒定。通过该结构，可抑制导热片S的损坏。
[0198] 优选地，导热片S的一处的位置被固定到模具部D和主体部M中的一方。另外，优选地，在至少一个间隔件(第2垫圈W或套筒)和至少一个孔(偏移抑制孔SH)之间，在俯视中存在间隙CL。间隙CL是用于对导热片S的热膨胀与主体部M和模具部D中的一方的热膨胀之间的差进行吸收的间隙。通过该结构，能够防止在导热片S的固定位置与间隔件的位置之间产生的张力造成的导热片S的损坏。
[0199] (7)优选地，至少一个间隔件(第2垫圈W或套筒)中的每一个的厚度比导热片S的厚度小。在这种情况下，在至少一个间隔件(第2垫圈W或套筒)与模具部D和主体部M中的另一方接触的状态下，导热片S被主体部M和模具部D在导热片S的厚度方向中挤压。通过该结构，可提高经由导热片S的模具部D和主体部M之间的热传递率。
[0200] (8)主体部M和模具部D中的一方也可以包括从其内侧主表面延伸至规定位置的多个阴螺纹部X。在这种情况下，第1阳螺纹部Y被螺入到多个阴螺纹部X中的任一个中。第1垫圈W和套筒CO中的至少一方被夹持在主体部M和模具部D中的一方的主表面与第1阳螺纹部Y(中央部的偏移抑制凸部P)的第1头部之间。第1垫圈CW和套筒CO中的至少一方作为导热片S的面内方向中的、相对于模具部D和主体部M中的一方的导热片S的定位部件发挥功能。至少一个第2阳螺纹部Y分别被螺入到与多个阴螺纹部X中的任一个阴螺纹部X不同的至少一个阴螺纹部X中。作为至少一个间隔件发挥功能的至少一个第2垫圈W或套筒分别被夹持在主体部M和模具部D中的一方的主表面与至少一个第2阳螺纹部Y(其他的偏移抑制凸部P)的第2头部之间。主体部M和模具部D中的另一方包括从其内侧主表面延伸至规定位置的多个凹部(嵌合凹部R)。第1头部和第2头部分别被嵌入到多个凹部(嵌合凹部R)中。主体部M和模具部D中的另一方的内侧主表面与第2垫圈W或套筒接触。通过该结构，可容易地进行导热片S的位置固定和间隔件的安装。
[0201] (9)导热片S也可以被分割为多个导热片材片S1～S9。在这种情况下，优选地，多个导热片材片S1～S9以在相同假想平面上彼此之间具有间隙C的方式设置，该间隙C对导热片S的热膨胀与主体部M和模具部D中的至少任意一方的线膨胀之间的差进行吸收。因此，在导热片S的线膨胀率与主体部M和模具部D中的至少任意一方的线膨胀率相比更高的情况下，能够抑制导热片S的局部的松弛。而且，在导热片S的线膨胀率与主体部M和模具部D中的至少任意一方的线膨胀率相比更低的情况下，能够抑制导热片S的损坏。
[0202] (10)模具部D也可以包括具有模具表面DS的突出部，所述模具表面DS在俯视中为与被热加工品(例如，输液袋200)的被热压接的边缘部201的形状相同形状或相似形状的平面。导热片S在俯视中也可以为与边缘部201的形状相同或相似的形状。
[0203] 对以下情况进行研究，即，将在如被热加工品(输液袋200)的边缘部201那样的狭窄区域中使用如铜或铝之类的容易因外力而变形的金属，作为提高模具表面DS的温度分布的均匀性的部件。在这种情况下，当边缘部201为狭窄区域时，在热加工模具N的模具表面DS上产生的反复负荷容易使用于提高模具表面DS温度分布的均匀化的部件产生变形。因此，容易产生模具表面DS的位置偏移。然而，通过上述结构，将不易变形的石墨片用作提高模具表面DS的温度分布的均匀性的部件，因此，不容易产生如上所述的模具表面DS的位置偏移。因此，能够提高热加工模具N的耐久性。
[0204] (11)热加工模具N也可以以在从模具表面DS向原材料RM施加负荷的同时对原材料RM进行热加工的方式构成。
[0205] 石墨片可以形成得非常薄。因此，在将石墨片用于使热加工模具N的模具表面DS的热分布均匀化时，几乎不产生由反复的热压接造成的石墨片的变形。其结果是，通过上述结构，在提高模具表面DS的热分布的均匀性的同时，可抑制由以下变形造成的模具表面DS的位置偏移，该变形是由反复负荷导致的、用于使热分布均匀化的部件的变形。因此，能够提高热加工模具N的耐久性。
[0206] (12)热加工模具N包括模具部D和导热片S。模具部D具有与热加工前的原材料RM接触的模具表面DS，并在从模具表面DS向原材料RM施加热的同时或从原材料RM接收热的同时对原材料RM进行热加工。导热片S具有与模具部D的热导率相比更高的热导率，以在实行热加工时降低模具表面DS的温度分布偏差的方式设置在与模具部D邻接的位置上。模具部D具有多个腔突部CP，该多个腔突部CP分别形成作为模具表面DS的腔面。在这种情况下，优选地，导热片S具有以包围多个腔突部CP中每一个的方式形成的多个片材通孔STH。因此，能够在容易地降低作为模具表面DS的多个腔面整体的温度分布偏差的同时，使具有多个腔突部CP的模具部D实现小型化。
[0207] 【附图标记的说明】
[0208] AP 热加工装置
[0209] B 电力供给部
[0210] C、CL 间隙
[0211] CN 控制部
[0212] CP 腔突部
[0213] CW 第1垫圈
[0214] CO 套筒
[0215] D 模具部
[0216] DS 模具表面
[0217] GR 石墨晶体
[0218] H 加热/冷却部
[0219] I 隔热部件
[0220] LS 第2填充物
[0221] M 主体部
[0222] N 热加工模具
[0223] P 偏移抑制凸部(凸部)
[0224] R 嵌合凹部(凹部)
[0225] RM 原材料
[0226] S 导热片
[0227] S1～S9 导热片材片
[0228] S11、S12、S13、S14 石墨片
[0229] SA、SB、SC、SD、SE 石墨垂直定向导热片
[0230] SH 偏移抑制孔
[0231] STH 片材通孔
[0232] US 第1填充物
[0233] W 第2垫圈(或套筒：间隔件)
[0234] Y 阳螺纹部
[0235] X 阴螺纹部
