JPH01503129A - シートの深絞り加工及び材料の流し込成形のための成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 シートの深絞シ加工及び材料の流し連 成形のための成形型 本発明は請求の範囲第１項による成形型及び請求の範囲第１０項によるその製造 方法に関する。

このような成形型の用途はシートの成形、ｆＦＫグラスチック製シート、例えば プリスタ包装等のためのシートの深絞シ加工自体の分野、又は離型剤として使用 されるシートを損傷しない温度、特に約２５０℃を流し込及び硬化過程で超過し ない流し込成形材にある。

主な応用分野は、プラスチック含有材料、％に粗粒又は粒体を含む材料、更には セメントで結合された又は水溶性の成形材による注型品の製造に関する。

深絞シシート片又ａグラスチック分を含む材料による硬化性流し込加工品の様々 な用途が知られている。

プラスチック分を含む材料として、特に粒体とグラスチック結合剤から成る複合 材料、発泡プラスチック、石コウ又は化学的過程により硬化する類似の材料が挙 げられる。その場合粒体は金属又は非金属であシ、数ミクロンないし４■超過の 平均直径を有する。後に改めて説明するが、本発Ｆ！ＡＫ基づく成形型の主な用 途は重合体コンクリート又はモルタルの流し連成形に関し、その際深絞シ加工し たシートが離型剤層として使用される。

特に上述の材料による注型品の製造のためにシートを熱で軟化し、空気圧で成形 面に圧接する方法が公知である。これは型自体の中に発生する負圧及び／又は外 部から働く過圧によって得られる。

この方法を実施するためＫ、特に成形面の内、成形に問題のある輪郭に微細な穴 （ノズル）がある成形型が使用される。通常この成形型は中実のグラスチックあ るいはまた金属（アルミニウム、鋼）で作製され、必要な穴又はノズルが成形型 に穿孔される。例えばプラスチック含有材料による注型品に対して広範な、絶え ず発展する応用分野が生まれるので、材料混合物と適当な混合機械が絶えず開発 されて来た。その場合目立つのは、今日まで型自体に大きな進歩が得られず、従 りてプラスチック含有材料による注型品の経済的製作にとって主な障害は型自体 にあることである。

今日まで使用された成形用具には次の欠点がある。

最適の可塑化、密度及び必要な穴又はノズルのための穴の作製は多くの経験を必 要とする。最適化はしばしば実際の実験によってのみ可能である。成形型の製作 は極めて手数が掛かシ、成形型の欠陥を後で取除くことができない。更にプラス チック製の成形型はシートの深絞シ加工を繰返すと急速に温度が上昇し、このた めサイクル時間が限られている。このことは金型にも当てはまる。しかも成形型 の製作は特に複雑な型輪郭の場合に費用がかかる。多数個数シ成形型では１個当 りのコストを決定的に減少することができない。

特別な欠点として重要なのけ、成形面の極めて微細な輪郭及び特殊な表■構造が 多数の作製しにくい穴によってほとんど又は僅かしか実現できないことである。

通常は、シートが下へ深絞シされて成形面に完全に接し、それと共に成形面がシ ートに完全に転写されるようにすることはできない。このためシートの成形に欠 点があるだけでなく、シート自体が成形面上に良く保持されない。

そこで本発明の課Ｍは、上述の欠点を克服し、かつシートの完全な深絞シ加工を 経済的に行なうことができ、特に僅かな公差で微細及び極微構造の転写を可能に する成形型を提供することである。その場合予期ができなければならない。更に これらの性質を成形体−の機械加工の時に維持しなければならない。

成形材の流し連成形に適用するために、そのほか更にプラスチック含有流し込成 形材の収縮によって生じる問題を経済的に克服することができなければならない 。

この課題は、請求の範囲第１項による成形型及び請求の範囲第１０項によるその 製造方法によって解決される。

本発明に基づく成形型は成形面の気孔を貫いてガス交換するための手段を有する から、シートを空気圧によシ成形面に引き寄せ又は押し付けることができる。

成形面を気孔が完全かつ均一に貫通しているので、温められたシートを瞬時の内 に完全かつ均一に成形面に押し付けることができる。こうしてシートを成形面の 全輪郭に完全に接触することが可能になる。

高級な品質の製品に対して同様の品質の成形型がなければ力らない。複雑な構成 体や加工品形状の場合は、十分に小さな公差で完全な成形面を一挙に作る訳に行 かないことが多い。その給茶完成成形型にかなシの不良品が生じる。本発明に基 づく成形型は特殊な材料組成によシ機械的に再加工することができるから、この 場合特に寸法精度の水準に関して高級な成形型の製造のための解決策が与えられ る。最初の深絞シシート片又は流し込加工品によシ望ましくない製造偏差を検出 して、成形型の適当な再加工を行なうことができる。この再加工は任意の仕方で 、例えば穴あけ、フライス削シ又は研削によって行なうことができる。機械的再 加工のこの可能性は、成形型の本発明に基づく材料組成の意外な効果である。粒 体とプラスチック結合剤から成る在来の種類の多孔質体は機械加工の時に２つの 効果を示す。即ち１．ねばつ〈プラスチック結合剤によって切断面沿いに気孔を 閉塞し、２．切断面から小さな材料粒子がもぎ取られるので、切断面はもはや完 全に平滑では危い。成形型がこの材料で作られる場合、本発明に基づきおおむね 微粉末分の無い微粒の粒体又は粗粒を使用するならば、成形面及び成形型の上述 の性質が保証される。それによって気孔の目詰４６が防止される。また一方では かさ比重及びそれによって得られる強度及び表面のなめらかさと、他方では貫流 のための十分な多孔性との間に最適を見出さなければならない。これは、成る帯 域幅の平均粒度を使用するととＫよりて達成される。好適な実施例においては粒 体は４５０μｍ、別の実施例では４５−１６０μｍの粒度組成から成る。成形型 の成形面に対する要求が極めて高い場合は、４０−４５卿以下の粒度を使用する ことがある。しかしこのような粒度から微粉末分をふるい分けして除くには必ず 多額の費用がかかるので、その使用は特殊な場合に限られる。重要なのは、粒体 に１０μｍ径以下の粒がないことである。これは粒体の微粉末分に属するからで ある。

また粒体が複雑な形状の粒から成ることが重要である。かさ比重が高くても、複 雑な形状のため気孔が依然として開放している。それ故噴霧した又は引きちぎっ た材料、特に金属から成る粒体を使用するのが理想的である。アルミニウムが考 えられる。これは軽量で加工しやすい。鋼は安価だが酸化の傾向があり、重い。

銅は熱伝導が良好だが高価である。

粒体と、当初は液状だが加工後硬化する結合剤とを混合する。結合剤は合成樹脂 から成る。こうして後の機械加工の時に材料粒子を切断面からもぎ取る危険が回 避される。この使用目的のためにエポキシ樹脂が特に有効であることが判明した 。

粒体と結合剤の混合物はいわゆる「ドライミックス」でなければならない。つま シ良く混ぜ合わせた後、理想的には粒体の各校が薄い結合材膜で覆われているだ けで、例えば複雑な形状の粒体の空胴部に遊離結合剤がもはや存在しないのであ る。またそれによって気孔の目詰まシが効果的に回避される。

例えば４５−１６０μｍの粒のアルミニウム粒８３重量部とエポキシ樹脂１７重 量部を混合すれば、このよう々混合物ができる。

上述の材料から成る本発明成形型は、おおむね３つの方法で製造することができ る。

１、母型又はめす型による成形面及び全成形型の製造：母型ＫＩＦｉ型剤を施す 。製造される成形型のその後の成形面を型取らない型面部分は積層処理する（こ の段階は最後に行なってもよい）。多孔質成形型に直接内接すべき空気圧管路、 挿入物等を母型に入れる。粒体と結合剤の混合物を配合して良く混ぜ合わせ、好 ましくけこの混合物をフルイで濾して、母型に充填し、母型に充填された混合物 を層状に突き固め、振とうし、母型の中で成形型を硬化させ、続いて使用する粒 体と結合剤に応じて熱処理を行なう。成形型を離型し、洗浄又は研削して離型剤 を除去し、最後に最適の硬さ及び／又は強さを得るために熱処理し、成形面を除 く成形型の外面を、気孔を閉じる表層によって被覆する。

その場合、成形型を機械加工することができるから、成形型に過圧又は負圧を発 生するための管路又はその他の付属品を後で内設することもできることを特に指 摘しなければならない。

と成形面を作シ、穴あけ、フライス削シ、旋削及び研削等の機械加工を行なう。

３、好ましくけ必要な付属品を既に装備した既存の多孔質グイブロックに補助ダ イブロックを取付ける。

この補助グイブロックは、流し造成形又は機械加工によシ作製した成形面を備え ることができる。この第３の方法の利点は、こうして本発明に基づく成形型がモ ジュールで構成されることにある。必要な取付具を含む負圧モジュール又は冷却 モジュールが、常に再使用可能な基本モジュールを成す。次に例えば２つのモジ ュールを組立て、粒体と結合剤の適当な混合物で互い・に連結することによって 、基本モジー−〃に成形面を持つモジュールを取付ける。次いで成形面に属さな い、連結部の外面だけを適当な表層で覆えばよい。こうして生じたグイブロック は完全に機械加工することができるから、成形面を持つモジュールを随時再び機 械的に分離することができる。

本発明に基づく成形型の製造のためのこれらの３つの代案によシ、具体例にとっ て最も費用のかからない製造方法を常に選択することができる。その場合例えば 一般にある成形型に従って、又は用意される加工装置等に従りて、決定すること ができる。また造型業者は、品質を損なわすにダイを改良し又は修理する無限の 可能性を持つ。このようＫして成形用具が迅速に、かつ少い費用で製造され、こ の成形用具が見本及びひ々型のような単品の製造にも、とシわけ経済的な点で適 していることが明らかである。

成形型の特殊な実施例は次の特徴を有する。即ち成形型の成る区域を安価な、好 ましくは多孔質の充填材で形成することができる。また粗粒又は粗大気孔の中間 層が考えられる。成形面の特にとがりた縁のある輪郭の耐摩耗性を高めるために 、例えば溶射法により多孔質金属を被着することができる。温度調整のために加 熱及び／又は冷却素子を直接に成形型に入れることができる。また案内、固定部 材等を成形型に直接入れることができる。成形面は空欠部を備えることができる 。この空欠部に同じ多孔質材料から成る挿入物を挿入する。また麦わら、竹、革 等から成る挿入物も考えられる。このような挿入物は例えば種々の番号を着け、 たやすくかつ任意の回数交換することができる。

また加工品の離型のために空欠部の中に後退させることができる挿入物も考えら れる。また埋め金によって離型方向く移動し得るように空欠部の中に保持された 挿入物を使用することができる。通常は割υ型でしか作れない加工品形状をこう して実現することができる。

上記の変形を実現できるのけ、本発明の処方による粒体と結合剤から成る多孔質 材料を機械加工することができるからにほかならないことを特に強調する。この よう々挿入物を常法によシ流し込成形で作らなければならないとしたら、コスト が天文学的高さになるであろう。

要約すれば、本発明に基づく成形型によって次の利点が得られる：ｎ密な、平面 が密な多孔性、それと共に精密な輪郭の成形面及びそれに対応して精密なシート 変形が可能である。極めて精密な表面が得られるから、シートの意図せぬ木目模 様又は組織状痕のある表面を我慢しないでよい。完全かつ精密な気孔分布によシ 良好な流れ条件が生まれるので、高い迅速な流量、良好な冷却及びシート深絞シ 加工又はプラスチック含有流し造成形材の流し込成形における迅速なサイクル時 間が可能になる。造型が容易であるから穴又はノズルの設置のために必要な経験 が不要になシ、実証試験が必要でない。特ｒｃ＊ｍの段階から安価な造型が可能 であシ、このことは特に複合型に当てはまる。均一で立体的に密な多孔質は成形 面の修正、修理及び再加工を許容し、修正又は変更された表面部分はほとんど不 便の品質を有する。高い機械的強度によシ長い寿命が生じると共に、精密な輪郭 と薄い肉厚が可能である。

下記の実施態様は上述の幾つかの要点を説明するためのものである。

とシわけ重合体コンクリート又はモルタルは材料として、セメントに比して次の 利点がある二強度が高く、圧縮強ささえ１．５倍である。引張強さく材料の破壊 ）は５ないし１０倍である。伸びは２０ないし１００倍である。曲げ強さは５々 いし１０倍、耐衝撃性（粘シ）は遥かに高い。補強物（埋め金）が極めて精密に 包まれ、従りてすこぶる良好に保持される。また吸水性が極めて小さく、このた め耐凍結性がはなはだ大きいことが極めて重要である。しかも重合体コンクリー ト又はモルタルの樹脂は接着可能かつ被覆可能であるから、セメントの場合のよ うに表面被覆が時と共に剥離する危険がない。また−次エネルギー消費が約４０ 係少い。

特に重合体コンクリートの鋼に対する利点はおおむね次の点にある。即ちプラス チックは６倍の減衰効果を有しく共振問題）、絶縁性が遥かに高い。

一般的利点は、上記の材料が通常、急速々成形硬度を有することである。即ち短 時間の間＜６ｍに十分な硬さが現われるのである。

従ってこの材料を流し込成形することに大きな要望がおる。そうすることによっ て初めて複雑な成形を簡単に実現することができる。

ところが経済的な注型工程を実現しようとすると、直ちに上記の材料、特に重合 体コンクリート又はモルタルの幾つかの欠点が明らかになる。即ち原料が他の材 料、例えばセメントよシ遥かに高価である。このため経済的な製造のために注型 工程を合理的にかつ自動化できるように構成しなければなら力い。またこの材料 は硬化の時に縮小し、それに加えて収縮挙動が面倒である。収縮挙動は粒体と樹 脂の割合に関係する。粒体分の減少及び樹脂分の増加と共に収縮が大きくなる。

結合剤としてポリエステルを選べば、縮小が数・譬−セントの大きさに達する。

エポキシ樹脂の場合はパーミル級であシ、ポリメタクリル醗メチルの場合は上記 の両極端の間の程度である。従ってこれらの材料の流し込成形においては収縮挙 動が決定的な問題であることが明らかである。

成形硬度に到達した成形品を直ちに離型することによりで、収縮の間ｆｆ１Ｋ成 る程度対処することができる。成形品はその場合安定な状態で保管され、別に問 題なく材料組成に応じて収縮することができる。

収縮は、いまだに経済的に克服することができまい大きな欠点を本たらす。結合 剤含有の又はその他の多成分成形材料の場合に不体裁な最終製品を生じるのであ る。流し込及び硬化過程の間に流し造成形材の表面に若干の分離が起こシ、集ま った表面成分は表面下の成分、即ちよシ内側にある材料よシ収縮が大きい。

従って元来平滑々表面に細かい収縮像が形成される。

この過程は不可避の離型剤層によって一層促進され、成形材料が型面から剥離し やすい。他の専門分野、例えば事実上収縮せずに硬化するコンクリートの注型又 はセラミックの圧縮成形では、このような問題が起こらない。

材料と混合設備は多年来絶えず改善されたが、しかし特に合成樹脂コンクリート 又はモルタルの上述の特性のため流し込工程自体ではさしたる進歩が得られなか った。

在来の注型工程の１つの問題は、硬化する注型材料がたいてい金属製の型の壁面 と結合することにある。

従って型と注型品の間に離型剤層を設け々ければならない。離型剤層は吹付は又 は刷毛引きによシ型の壁面に被着することができる。離型を容易にするために型 面に吹付は又は刷毛引きされる在来の離型剤層は、成形材が充填材としてかどが 尖りた粒体例えばケイ砂を含むときは不適当であることが判明した。注型過程で 型面に沿って移動する粒体が、とりわけ反復使用する離型剤層を所どころ完全に 引掻き破ることがある。型面のこうした露出個所では離型剤の効果が消滅し、事 情によっては加工品が型面に極めて強く付着するので、大きな力を費やすととく よって初めて里から分離することができ、又は全く分離することができない。各 流し込工程の後に損傷個所に新たに離型剤層を被着しても、問題が生じる。時が たつにつれてこのような場所の離型剤層が大変密になるので、加工品自体の公差 があまシに大きい。離型そのものをあまシ妨げ々い、離型剤層の細かい掻き傷も 問題を生じることがある。即ち成形品は硬化の時に幾らか収縮する。とりわけ複 雑な形状の場合は、硬化する成形材が型の成形面に沿って幾らか変位することが 重要である。型の中の局部的接着によってこの変位が妨げられると、成形品に有 害な残留応力が発生することがある。このような残留応力は、特にそれが優先的 に発生する場合は不都合である。型の中で成形材によって取囲まれる隆起部は特 に粒体の作用にさらされ、成形品に凹痕を残し、これがその後の使用時に切欠き 効果を生じる。

特に横断面がＵ形の部材の製造は大きな困難をきたす。僅かに硬化し始めた時で も不可避な収縮によって成形材が縮小するから、Ｕ形の両方の脚部がその間にあ る注型品を周囲から締め付ける。この締め付けによって摩擦が生じるので離型の ために大変大きな力の消費が必要になり、ようやく半硬になった加工品の損傷が しばしば発生する。他方では加工品を完全に硬化させると、収縮及びそれと共に 周囲からの締め付けがすこぶる大きいので、通常まだ硬化過程の間に応力割れが 現われる。もう一つの問題は、収縮機構にかかわらず離型の時に一部で表面にあ る粒体が離型剤層を引掻いて傷つけることである。

これらの問題にかかわらず、例えば重合体コンクリート又はモルタルによシ細身 及び薄肉の部品が既に製造された。しかし、当該の方法ははなはだしく費用がか かり、不経済である。在来の型を在来の離型剤層で！ｉｆ′：：ｉシた上にくに ゲルコートで被覆しなければならないのである。これは、離型剤層の上に被着さ れて、型の中に硬化する表層を形成する合成樹脂液である。

その場合離型した加工品は大変美しい、なめらかで光沢のある表面を有する。し かし収縮問題の克服は重大な欠点の報いを受けなければならない。即ち加工品は もはや１００％まで流し込プラスチック材料から成る訳でなく、ダルコートの表 層を有し、製造がすこぶる高価である。

フランス特許第２３５９６９１号は金属形材製の型わくを用いるコンクリート製 品の製造方法を開示する。型わくは穴を有し、この穴を通じて空気を吸い出すこ とができるから、凰わくの上に張った熱塑性プラスチックシートが型わくの壁面 に当接される。こうして型わく上に分離層が生じ、これが型わくの壁面に不動に 固着し、良好な表面性状のコンクリート製品の注型を可能にする。

実験が明らかＫしたところでは、特に重合体コンクリート又はモルタルをこのよ うにして流し込成形することはできない。分離層の一部が型わくの穴の中に動の ために必要な僅かな横変位が確実に与えられない。

またプラスチック注型品用の型が極めて細かく区分されている場合は随所でシー トと空気大間の型面との間にエアポケットが形成される。しかも重要なのは、収 縮が避けられないことである。

スイス特許第５６９５６１号は、ゴムスキンの形の離型剤層を負圧によシ型面に 当接させる装置を開示する。その場合プレスが用いられるから、ゴムスキンは工 程の前に型面に大体接するだけで十分でおる。特に複雑な成形面の場合は、スイ ス特許第５６９５６１号で述べられた、型内の不十分な流れ条件の関係上、ゴム スキンの正確な接触が得られなかった。

スキン又はシートを完全に深絞シする問題は、例えばプリスタ包装を製造する探 絞シ加工業者も取上げる０例えばフランス特許第２３５９６９１の開示に基づい て、多数の穴を有する木型が製造された。細身の形状や複雑方形状に対しては、 それ自体として（唯一であるが故Ｋ）かカシの進歩が結局は十分で々かった。

そこでフランス特許第２３５９６９１号とスイス特許第５６９５６１号の開示に 刺激されて、十分な真空排気能力即ち十分く大きく形成された空気通路を持つプ ラスチック型を作ることが試みられた。そのために次のような手順が取られた。

即ち製造する加工品の所望の形状に従って、どこ１ｆｃｆＦに高い負圧を発生［ ７、従って特に高い真空排気能力を与えなければならないかを推定しようとした 。それに従りて母型を製作し、所望の真空排気能力に従って母型に多数のナイロ ンフィラメントを挿入した。次に所望のプラスチックを母型に注入して、加工品 の製造に必要なグラスチック型（子型）を形成した。硬化の後、型からナイロン フィラメントを引抜き、こうして所望の空気通路を得た。この型で製造した加工 品は成る程度十分なものであった。

ところが型の製作費がはなはだ大きく、しかも多大な経験と必要な真空排気能力 に対する明確な感覚を持つ造型工が必要である。その上ナイロンフィラメント、 それと共に空気通路がやはシ最適でなかりたことを、既に完成した型で認めざる を得ない恐れが依然としてあった。

この先行技術に基づいて、本発明の課題は上述の欠点を克服し、成形品の製造方 法を提供することである。その場合製造方法は成形品の成形を副次的に決定する に過ぎない。また流し込成形を完了した成形品は完全に離型することができ、完 全になめらかで収縮のない表面を持ち、実質°的に残留応力無しでなければなら ない。

少くとも一方の型部分の本体のために、粒体と結合剤の均一な混合物を用意する ことができる。粒体として被加工成形材の材料に応じて種々の金属、例えばアル ミニウム、鋼又は鋼の粒が適する。結合剤はエポキシ樹脂であることが好ましい 。本体を取囲む外被は最も簡単な場合、特に小さな型の場合は、芯部用混合物に 含まれるのと同じ結合剤を使用した積層材で形成することができる。大型の型の 場合は例えば同じく合成樹脂コンクリート又はモルタルから成る補助背面ライニ ングを設けることが好ましい。型の完成のために必要なすべての取付具、例えば 固定具は型本体又は背面ライニングに埋込み又は挿入することが好ましい。

粒体と結合剤の一様な混合物は、もちろんこの混合物に唯１つの粒度しかないこ とを意味しない。粒体の粒は製造の際にフルイ分けして分級する。各粒分には公 差がある。この点についてはメーカーのデータ表を参照されたい。このような訳 で均一な混合物又は「おおむね均一な粒度」とけメーカーから得られる公差範囲 を含む、同じ大きさの粒度を意味する。またこの点に関連して、重合体コンクリ ート又はモルタルという概念は異なる粒度の材料に関するに過ぎないことが指摘 される。

おおむね均一な粒度で構成されたこのような型は、再加工が容易である。即ち種 々の材料層で構成された型でないから、再加工の時に表層を突き破シ、このため 型が無価値になる恐れがない。新しい空欠部を型面に設け、小さな空胴部により 、新たに型取シした隆起部を型の成形面に定着することが可能である。もちろん 加工品の公差の改善のために、例えば研削工程で成形面を々めらかＫすることが できる。

また本発明に基づく解決策は、型面の離型剤層を廃止し、その代わシＫｐｍ剤と して型の中に熱塑性変形可能な材料例えばポリ塩化ビニル又はＩリエチレンのシ ートを設けることができるという利点がある。シートは負圧で成形型の型面に密 接する。おおむね凹形の型面を持つ型の場合は分離シートを深絞シによって型面 まで持って行き、おおむね凸形の型面を持つ型の場合は熱の作用で型面に順応す る収縮フィルムを使用することが好ましい。分離シートの部分的深絞シにょって 型面の小さな空胴、いわゆる型穴も完全に形状の通シに被覆される。加工品を離 型するには成形型内の過圧によシ分離シートを型面から押し離し、加工品に押し 付ければよい。次に分離シートを加工品から簡単に引き剥し、又は包装として加 工品に残すことができる。分離シートは包装として環境の影響に対して成る程度 の保護をもたらすが、これに対して水溶性の離型剤層はこのような保護にあまシ 適さない。しかも場合によっては、例えば加工品表面が粗い場合は、水溶性離型 剤層を完全に除去するのは至りて難しく、残留物が加工品の表面を不体裁に見せ 、その後の表面処理例えば塗装を困難にする。分離シートを使用すればこうした 欠点もなくなる。

分離シートは硬化する成形品の収縮の時にいわば潤滑剤の働きをするだけでなく 、例えばＵ形横断面の部品の離型の時も決定的な利点をもたらす。即ち脚部とこ れが取凹む型部分との間の摩擦力が低減されるので、僅かに半硬の成形品でも完 全に離型することができる。しかも離型力を成形品自体に掛けないでよく、単に 分離シートを引張ればよい。

成形用具が中央の場所を占め、この場所に接して成形用具の操作用装置、例えば 個別型の合体と引離し運動のための駆動及び案内手段、バイブレータ、ガス及び 液体交換用供給管が固設され、種々の成形用具の操作のために整備されている他 の注型法と違って、例えば合成樹脂コンクリート成形材の加工の場合はコンクリ ートミキサが加工設備の中心部を成し、成形材を受取るために成形用具をここに 近接させなければならない。この目的のための加工設備は複数個のステージ曹ン を包含することが好ましい。これらのステーションで成形用具に種々の工程が行 なわれる。これは例えば次の通シである。成形材の受領のために成形用具を準備 する準備ステーション（分離シートの挿入、型の合体、負圧の発生、温度調整） 、注型ステーション、重合ステーション及び離型ステーション（過圧の発生。

型の引離し）。こうした事情のもとでは成形用具の操作用装置を成形用具に固定 的に配属して、成形用具が１つの自律的注型ユニットを成し、この注型ユニット が給電及びガス状及び／又は液状媒質の給排のための可動供給路をステーション からステーションへと運搬するのが適当である。

この目的を遂行する実施態様は、例えば閉じた中空型を形成する穴めに少くとも ２個の型を有する成形用具の場合は次の通シである。即ち型が走行可能な台架に 固定されてお、シ、中空型の開閉のための案内手段、過圧又は負圧発生装置の接 続手段及び型締装置を有する。更に台架にバイブレータを取付けることができる 。

例えば構造用発泡グラスチックで加工品を作るためにガス及び又は液体含有成形 材を加工するには、金属の型面を有する成形用具が好適である。なめらかに研削 した金属の型面は分離シードを使用する時にも有利である。本発明に基づく成形 用具の当該の実施態様は、成形型が少くとも型面の近傍区域に充填材として金属 の構成部材を有し、型面を形成する多孔質金属被覆がこの構成部材と結合される ことにある。

成形型の全体が金属粒、例えば鋼、アルミニウム又は銅の粒から成ることができ る。だが重量とコストの都合上たいていの場合、成形型は型面の近傍区域にだけ 金属層を有し、残余の区域に非金属粒例えばケイ砂を有することが好ましい。

本発明によれば金属の型面を有する成形用具の製造のために、次のような手順が 行なわれる。即ちまず粒体と結合剤の混合物で成形型を形成し、次に金属被覆を 施す成形型の型面を機械加工し、続いてサンドブラストし、その上で成形型を熱 処理し、最後に金属被覆を型面に被着するのである。

成形型の材料はプレハブ式ブロックとして提供され、これにめす型を機械的に加 工するか、又はイースト状でおす型に流し込成形すればよい。いずれにしても粒 体の金属素材を露出させ、続いて金属被覆と結合させるために、型面の機械加工 が必要である。型面のサンドブラストによりて表面から樹脂を引込めさせ又は除 去する。

続いて熱処理を行なって成形型の必要な形状安定性と耐圧性を生じさせる。その 場合熱処理の特性値（温度、持続時間その他）Ｆｉ成形用具のその後の使用、特 に使用圧と使用温度に従う。

金属被覆のために、成形型の金属粒に応じて炭素鋼、アルミニウム又は銅を使用 することができる。金属被覆を型面に被着するために溶射法を利用するのが有利 である。その場合所望の被覆厚さと気孔率に応じて一重又は多重に被着を行々う ことができる。成形用具の通気性はとシわけ金属被覆の気孔率によって決まる。

適当な状況のもとて金属被覆を電気メツキ法又は電解法で析出することもできる 。

必要ならば型面に更に再処理を施し、例えば研削工程で平滑にすることができる 。

上記の種類の成形用具はと９わけスチロボール製品及び金属鋳造用砂型（中子） の製作に適する。

一実施態様では成形型用混合物は粒体８２重量部、樹脂１８重量部の混合比で、 粒度４５０μｍの金属粒と結合剤としてのエポキシ樹脂から戊る。熱処理は温度 １３０℃で１２時間行ない、６０℃でそれぞれ６時間の予備熱処理と後熱処理が ある。金属被覆の肉厚は０．１−程度である。

また本発明は合成樹脂コンクリート又はモルタル成形材の加工のための本発明成 形用具の使用方法に関する。上記の成形材の加工は、型のすべての空胴を成形材 で埋めるために、注型工程中に成形材に作用する振動を適用することを必要とす る。

とシわけ成形材を下型に注入し、上型を押込んで型の中に分配しようとするとき は、この分配が圧力だけでＦｉ得られないことが判明した。合成樹脂コンクリ− Ｆ又はモルタルの中には、完全な分配のために十分な圧力を加えると、成形材に 含まれる粒体が型面を回復不能に傷つける程粘度が高いものがある。ところが均 一な成形材を加工する時に効果的に使用される種類の不釣合バイブレータをコン クリート又はモルタル混合物の流し込成形に使用するときは、コンクリート又は モルタル成分が注型過程の間に分離するので不適当であることが判明した。即ち 振動が加工品中の充填材の不均一な分布をもたらすのである。これは不釣合バイ ブレータの偏心励振に原因がある。この励振の結果。

中心に振動の節があシ、振動の節からの間隔と共に振動振幅が増加する振動形態 が生じる。中心から半径方向外側へ増加する、充填材の強い励振は、充填材を駆 り立てて外側へ移動させ、例えば容器形の加工品では容器の外側壁面に充填材の 富化を生じ、内側壁面ではそれに対して希薄になる。ところが本発明に基づき注 型工程の間、成形用具が一様な方向の、例えば専ら垂直方向の振動振幅を有する 振動にさらされることＫよって、混合物成分の分離が回避される。垂直方向でな い振動成分を補助手段によシ十分に減衰するならば、そのために不釣合バイブレ ータを使用することもできる。しかしながら一様な振動方向のバイブレータを使 用した方が有利である。

その場合振動方向、振幅及び周波数は個々の成形材の性質による。

外型及び内型を成す少くとも２個の型を有する成形用具の、本発明に基づく使用 方法の、濃稠な成形材の加工に特に適した実施態様は、必要量の成形材をまだ開 いている外型に全部注入し、続いて内型を外型に押込み、成形材の変位の際に振 動を加えるものである。

図示の実施例に基づいて、本発明を更にやや詳しく説明する。第１図は例えばフ ラワーデックスの製造のための二ツ割成形型の略図、第２図は一体成形型の横断 面略図、第３図は内部構造を明示する、第１図の一方の成形型部分の略図、第４ 図は本発明に基づく成形型の別の横断面略図、第５図は本発明に基づく成形型を 装備する注型装置の略図、第６図は取付具を有する片割れに挿入することができ る成形型を示す。

第１図は本発明に基づくニラ副成形型を示す。成形型部分１及び２が示されてい る。成形型部分１は、内部で分岐４及び５に分かれる負圧管３を有する。負圧管 ３に負圧が加わると、多孔質の成形型の全部６に空気流が発生する。空気流は成 形面８の気孔を通って成形型の中に入シ、これを貫いて流れ、管３を通って再び 成形型を退出する。成形型の外面は気孔を閉塞する表層９で覆われているから、 空気は成形面８だけを通りて成形型の中に入ることができる。もちろん外側から 成形面８に負圧を加えることも可能であるが、その場合も上記と同じ流れ条件が 成形型を支配する。特に重要なのは、成形型の微細々多孔質が均一であるため、 はぼ均等に分布した空気流が成形型を貫通することである。

成形型部分２は成形型部分１の片割れとして形成されている。成形型部分２は気 孔を閉塞する表層９′と成形面８′を有する。負圧管３′は負圧管３と同じ目的 を遂行する。これらの成形型部分のそれぞれでシートを深絞シ加工することがで きるが、この装置がプラスチック含有材料の流し込成形に利用するためのもので あることは明白である。成形面８．８′をプラスチックシートで覆い、負圧を維 持することによってこれらの面Ｋ［ｆｆｉ定して保持した上で、例えば重合体コ ンクリートを成形型部分１に入れることができる。重合体コンクリートは通常、 は々はだ高い粘度を有するから、部分１及び２を合わせる命の圧力だけで重合体 コンクＩＪ　−トを分配するのは望ましくない。唯一の振動方向を有する振動に よって重合体コンクリート材料の分配が極めて容易に行なわれることが判明した 。

流し込んだ加工品が硬化した後、これを離型することができる。負圧管３，３′ によシ過圧を加え、との過圧が離型剤層として形成されたシートを成形面８゜８ ′から遊離させることによって、上記の離型が極めてたやすく行なわれる。しか し特に成形型部分２の場合は、縁端から張シ出すシートによシ、硬化した成形品 を引抜くことができれば好都合である。成形面、この場合は面８′から成形品を まず遊離させた後は漏洩が生じるので、過圧を加えてもそれ以上役立たないから である。

第２図はすこぶる複雑な構造の成形面８を有する複数個の部分を備えた成形型の 実施例の略図を示す。

流し込成形される加工品に第１図の例で示したように例えばＵ形の横断面を与え るために、もちろん別の成形型部分を挿入することができる。多孔質の成形型材 料６は成形型１０の全横断面に伸張する訳でない。成る種の粒体、例えばアルミ ニウム粒又は銅粒はすこぶる高価なので、区域１１及び１２に充填材を使用すれ ばよい。例えば砂又は発泡プラスチックが考えられる。

しかし気孔を貫いて負圧管３の分岐４及び５へ向かう完全な空気流が生じるよう に、成形面８を多孔質材料の区域１３で取囲むことが重要である。本発明に基づ き混成される多孔質材料内の流れ特性は極めて良好なので、負圧管３とその分岐 ４，５の布設に対して広い許容範囲があることを強調しなければならない。従っ て負圧取付具を成形型に布設するのに特別の知識や経験値は不要である。また成 形面８に空欠部Ｊ　Ｊ　、　Ｊ　４゜１５が示されている。これらの空欠°部は 多孔質材料に穿設されているから、その表面は残余の成形面８と異方らない。空 欠部１３，１４．１５の表面を通って成形面８と同様に空気が貫流しなければな らないから、このことは大変重要である。空欠部１３には挿入物１６が挿入され る。この挿入物は独特な表面部分１６′を有する。空欠部１４には挿入物１７が 挿入される。

この挿入物１７は独特な成形面部分１８を有する。表面部分１８は横に走る凹陥 部を有するから、離型の時に挿入物１７を成形型１０から外へ出すことができな ければ、流し込成形が完了した加工品の離型は不可能・である。空欠部１５には 挿入物１９が挿入される。この挿入物は独特な表面部分２０を有する。この表面 部分も横に走る凹陥部を有するから、加工品の離型のために挿入物１９を空欠部 １５の中に引き入れることができることを保証しなければならない。し／２−２ ２によりてこの横移動を行なわせることができる。

上述の挿入物によってはなはだ裡雑な加工品形状が可能になるだけでなく、同時 に成る加工品シリーズの部品を個別に又は数個毎に独特なものにすることができ ることが明らかである。例えば挿入物１６の成形面部分１６′に番号を付けても よい。

シート２２を深絞夛成形する時にシートを成形面部分１６．１８．２０にも完全 に接触させなければならないことを忘れてはならない。これは、挿入物１６゜１ ７．１９が空欠部に極めて正確に嵌合しているときにのみ可能である。しかも成 形型と挿入物の境界に残余の成形型と全く同く流れ条件がなければならない。

これらの条件が満たされるのは、挿入物及び空欠部の気孔の密度と品質及び表面 が残余の成形型と全く同じ場合だけである。ところがこれを達成することができ たのは、多孔質成形型を機械加工することができるからにほかならない、それに よって初めて合理的な費用で挿入物、空欠部を作製し、極めて小さな公差でそれ ぞれ嵌合することができるのである。

本発明に基づき可能な均一な気孔の密度と品質を成形面沿いに維持することは、 別の理由からも必要である。ヒータ２８で熱せられたシートをすばやく、かつま た均一にすべての成形面部分に引き寄せなければならない。これが均一に行な方 嘔ければ、場所によってシートがあまシに薄くなったシ、ひだができたシする恐 れがある。このことは成形面８の気孔を通る流れが均一であることだけでなく、 毎秒平方メートル当シ約８０リットルという極めて高い真空排気能力を意味する 。極めて微細な気孔と平滑な成形面のもとてこのような真空排気能力は、今日ま でまだ発生することができなかった。

また第２図にはシート保持手段２３が示されている。これは四角管として形成さ れ、成形型の中に埋められ、成形面８の緑に沿って通っている。形材２３の一方 の表面部分が丁度成形型の表面にあるように配設することが好ましい、シートの 保持は次のように行なわれる。即ちシート２２を成形型の上に置く。次に形材２ ３，２３に負圧を発生し、外部から開口２４を経て形材２３に入る空気流を生じ させる。それと共にシート２２が形材２３に吸い付けられ、形材によシ保持され る。この保持が確実に行なわれたならば、直ちにシート２２の加熱のためにヒー タ２８を接続することができる。事情によってはシートが完全に軟化するまで、 管３で若干の過圧を加えることによシシートを支えることが望ましい、シート２ ２が熱せられたならば、直ちに管３に負圧を加える。そこでシート２２１ｄたち まち成形面１ｔＶｃ当接され、その極めて精密な輪郭を完全に包む。外部から過 圧を加え、管３から専ら押しのけられた空気が逃失するようにすることももちろ ん考えられる。

第３図は第１図の成形型部分２に類似する別の成形型を示す。その場合重要なの は、成形型が異なる層から成ることである。負圧管３の穴ｘｓＦｉ多孔質層２６ の中に挿置される。多孔質層２６は、安価な充填材例えば砂から成る粒体又は特 殊な性質、例えば小さな重量を備えた粒体を有する。やはシ重要なのは、良好な 流れ条件が各層間の界面によって妨げられないことである。

第６図は片割れ６７を有する成形型６６を示す。

その場合片割れ６７は多孔質材料から成シ、気孔を閉塞する表層９及び負圧接続 端３又はその他の取付具接続端６８を有する。このようＫして空気流が外部から 内側表面６９を貫いて負圧接続端３に到達することが可能である。そこで成形型 ６６を片割れ６７に挿入して、相対する表面６９及び６９′が互いに接するよう にすれば、界面６９．６９’が全く々いかのように成形型６６の成形面７０から 片割れ６７を経て負圧管３に至る貫流作用が生じる。こうして多種多様な成形型 ６６を有利に作製することができ、同じ片割れ６７の中で繰返し使用し得ること が一目瞭然である。それによって深絞シ加工用又はプラスチック分を含む成形材 の流し込成形用の型の製造がはなはだ有利になる。完全な嵌合のために必要な加 工にかかわらず表面の気孔の密度と品質がそのまま存続することも、上記が可能 であることの一因である。

また単純な直方体として形成された片割れ６７の上に成形型６６をはめ込むこと も考えられる。その場合は２つの部体の相接する表面をやや粗面化し、粒体と結 合剤の層で互いに結合しなければならない０表面を粗面化した後も気孔の密度と 品質が存続するから、機能は変わらない。その場合は使用の後に本来の成形型６ ６を例えばのこ引きすることによって、取付具を有する片割れから分離すればよ い。

次に第４図ないし第６図に関連して更に幾つかの要点を詳述する。

第４図による成形型を構成するのは、例えば合成樹脂モルタルでフラワーぎツク スを作るための中空型を形成する、外型５１及び内型５２を成す２個の型である 。各成形型は型面５５又は５６を除き通気性の多孔質合成樹脂モルタルの部分５ ３又Ｆｉ５４と、外界に対して芯部を気密に密閉する外被５７又は５８を有する ０合成樹脂モルタルは例えばアルミニウム粒とエポキシ樹脂の混合物であシ、型 面５５又は５６は多孔質アルミニウム被覆から成る。外被５７又は５８は、結合 材としてエポキシ樹脂を使用する積層材から成る。

型面５５又は５６の相互の間のガス交換のために、外被５７又は５８に複数個の 通路が設けられる０通路は成形型に埋込まれ又は挿入された管片５９又は６０か ら成る。これらの管片に、成形型部分５３．５４と過圧又は負圧発生装置との結 合のためのホースを接続する連結手段、例えば連動継手を設けることができる。

過圧又は負圧発生装置及びその他の装置、例えば型５１及び５２を補完する固定 手段を備えた下部構造は図示しない。

注型工程の前に成形型５３及び５４に熱塑性材料の分離シートを装備する。成形 型内の負圧のもとて分離シートは型面５５及び５６に密接する。注型工程のでは 次のようにして注型工程が行なわれる。即ち必要量の成形材をまだ開いている外 型５１に全部注入し、続いて中空型が閉鎖されるまで内型５２を外型５１の中に 押し込むのである。

成形型、例えば外型の外被の通路は、型穴がある場所に特別の真空帯が発生する ように配設することが好ましい、広い型面部分に分離シートを吸い付けた後、分 離シートを型穴の中に完全に引き込むために、この真空帯を補助的に作用させる ことができる。

第５図Ｆｉ製造ラインで使用するように構成された成形用具一式を略図で示す０ 例えば第１図による中空型を共同で構成する型３１及び３２が台架に配設されて いる。台架は走行可能々台座を有する。台座は上枠３３、下枠３４．４個の隅支 柱３５とローラ３６から成る。型３１のペース３７は台座の上枠３３の上の下台 板３８１Ｃ，”た型３２のベース３９は上台板４０に固定される。液圧又は空気 圧式作動シリンダ４１が２つの合板３８及び４０を連結し、中空型の開放、型締 及び閉鎖保持のために使用される。土台板４０では作動シリンダ又はピストン棒 ４２との継手がそれぞれ自在軸受４３から成る。従りて上台板４０を型３２と共 に、選択によシ一方又は他方へ回し上げることができる。そのために片側の自在 軸受の継手を外すことができる。型は連結して中空型を作るために案内を装備す る。即ち型３２にピン４４が突設され、これが型３１に穿設された玉入シブシェ ４５と相互作用する。

成形用具の操作のためにバイブレータが設けられる。本例では慣用の不鈎合バイ ブレータ４６が取扱われ、その折れ曲がった台座４７は２つの隅支柱３５を互い に結ぶ横材４９に横ｓ４８を介して固定され、伝動部材５０を介して下台板３８ と連結される。こうして成形材が入った閉じた型を注型工程の間、振動すること ができる。一様な方向の、例えば垂直方向の振動振幅を有する振動だけを合板３ ８に伝達するために、一方では不鈎合バイブレータ４６の台座４７と横棒４８の 間、他方では上枠３３と下台板３８の間にゴムクッション５１又は５２が設けら れ、他の方向のすべての振動振幅を事実上もはや作用しないように減衰する。不 鈎合バイブレータ４６の代わシに、一様な振動方向を有し、台板３８．４０の１ つに直接固定したバイブレータを使用してもよい。

上述の成形用具は日用品、衛生器具、技術用品及びその他の成形品の製造のため の、すべての慣用の合成樹脂結合剤を含む各種重合体コンクリート及びモルタル 、発泡プラスチック、石コウ及び類似の非金属材料の加工に適する。

国際調査報告 一一−−＋ム――−一　ンｒ１０１８８１０００７４国際調査報告 ＣＭεε口００７４

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．少くとも１個の成形面を有する、シートの深絞り加工のための成形型におい て、金属粒と合成樹脂による少くとも１個の成形型部分から成り、粒体の平均粒 径が１０μｍないし４５０μｍの範囲内であり、成形面を気孔が完全かつ均一に 貫通し、すべての気孔を経ておおむね均一にガス交換を行なうための手段が設け られ、随時仕上加工により成形面の表面性状特になめらかさを、深絞り加工され るシートの構造転写性に適応させることができることを特徴とする成形型。
2. ２．平均粒径が４５μｍないし１６０μｍの範囲であることを特徴とする、請求 の範囲第１項に記載の成形型。
3. ３．粒体が不規則に成形された粒、好ましくは噴霧され及び／又は引きちぎられ た材料から成ることを特徴とする、請求の範囲第１項又は第２項に記載の成形型 。
4. ４．粒体としてアルミニウム粒及び／又は鋼粒及び／又は銅粒を用いたことを特 徴とする、上記請求の範囲のいずれか１項に記載の成形型。
5. ５．合成樹脂としてエポキシ樹脂を用いたことを特徴とする、上記請求の範囲の いずれか１項に記載の成形型。
6. ６．おおむね各粒が薄い合成樹脂膜で覆われているだけのドラィミックスが生じ るような割合の粒体と合成樹脂を用いたことを特徴とする、上記請求の範囲のい ずれか１項に記載の成形型。
7. ７．上記の割合が４５μｍないし１６０μｍの粒のアルミニウム粒８３重量とエ ポキシ樹脂１７重量部であることを特徴とする、上記請求の範囲のいずれか１項 に記載の成形型。
8. ８．成形面が成形型と同じ材料から成る挿入物のための空欠部を有し、この挿入 物が独特な成形面部分を有し、成形面の離型方向を横切って又は離型方向に沿っ て挿入物を移動することがてき、特に成形品の離型のために挿入物を当該の空欠 部の中に引き入れることができることを特徴とする、上記請求の範囲のいずれか １項に記載の成形型。
9. ９．好ましくは成形面の縁端に沿ったシート保持手段を有し、該シート保持手段 が一方の表面区域を除き成形型に埋め込んだ中空形材、好ましくは四角形形材を 有し、上記表面区域が開口を有し、この形材が成形面から独立に負圧下に置かれ ることを特徴とする、上記請求の範囲のいずれか１項に記載の成形型。
10. １０．めす型からの型取り又は成形型半製品の機械加工又は型取り又は加工した 複数個の部材の組立により成形型を作成することを特徴とする、請求の範囲第１ 項に記載の成形型の製造方法。
11. １１．好ましくは溶射法により成形面に多孔質金属層を被着することを特徴とす る、請求の範囲第１０項に記載の方法。
12. １２．熱せられたプラスチックシートの深絞り加工のための、請求の範囲第１項 に記載の成形型の使用。
13. １３．成形面を被覆し、離型剤の働きをする深絞りプラスチックシートを有する 、請求の範囲第１項に記載の成形型の、シートの軟化点以下で流し込成形及び硬 化可能な材料のための型としての使用。
14. １４．成形面を被覆する深絞りプラスチックシートを有する、請求の範囲第１９ 項に記載の成形型の、プラスチック又はプラスチック分を含む混合物、特に重合 体コンクリート又はモルタルのための型としての使用。