JPH02225687A

JPH02225687A - 通気性ポーラス電鋳金型の製造方法

Info

Publication number: JPH02225687A
Application number: JP4351289A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Noda; 泰義野田
Original assignee: KTX Corp; Konan Tokushu Sangyo Co Ltd
Current assignee: KTX Corp
Priority date: 1989-02-25
Filing date: 1989-02-25
Publication date: 1990-09-07

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】［産業上の利用分野］本発明は、真空成形、圧空成形、ブロー成形、スタンピ
ング成形、ロール成形、リム（ＲＩＭ）成形、射出成形
その他の各種合成樹脂成形に使用される電鋳金型の製造
方法に関し、詳しくは真空吸引用又は圧空用の通気孔を
備えた通気性ポーラス電鋳金型に係るものである。

［従来の技術及び発明が解決しようとする課題］従来の
通気性電鋳金型の多くは、−ｆｆｌ的な電鋳法により形
成した無孔質の電鋳金型に、ドリル加工やレーザ加工に
より多数の通気孔を形成して製造されている。

しかし、これらの加工方法では通気孔の孔径が必要以上
に大きくなりやすく、該通気孔が合成樹脂成形品に転写
するおそれがあった。また、前記通気孔の孔径は電鋳金
型の表面から裏面まで一定であったため、該孔径が大き
いにも拘らず通気抵抗は非常に高く、真空吸引又は圧空
の能力が低下するという問題もあった。

また、最近ではセラミック粉、金属粉等を成形及び焼結
して製造される通気性セラミック型も開発されている。

しかし、この通気性セラミック型の通気孔はセラミック
粉の間隙が複雑に繋ってできたものであり、ストレート
には貫通していないため、やはり相当の通気抵抗があっ
た。

そこで、本発明者は上記の問題点を解決すべく、本発明
より先に、電鋳と同時に多数の微小な通気孔を発生及び
成長させてできる通気性ポーラス電鋳金型の発明を完成
している（特開昭６０−１５２６９２号公報）。本発明
はこの発明の改良に係るものであり、その目的は通気孔
の数及び孔径を容易かつ正確に制御することができる通
気性ポーラス電鋳金型の製造方法を提供することにある
。

１課題を解決するための手段Ｊ上記目的を達成するため、本発明の通気性ポーラス電鋳
金型の製造方法は、マンドレルを形成する工程と、前記
マンドレルの表面に導電被膜を形成する工程と、前記導
電被膜の表面に短繊維を植毛する工程と、前記導電被膜
の表面に電鋳を行うことにより前記短繊維がその先端部
を残して埋まる金型第一層を形成する工程と、前記金型
第一層の表面に電鋳を行うことにより前記短繊維の先端
部から通気孔を発生及び成長させながら金型第二層を積
層形成する工程と、前記金型第一層及び金型第二層を前
記マンドレルから剥離する工程と、前記金型第一層から
前記短繊維を除去する工程とから構成した。

［作用］上記金型第一層において短繊維が埋った部分は、該短繊
維を除いたときに通気孔として開通する部分であるから
、通気孔が潜在的に発生したということができる。従っ
て、この短繊維の数は通気性ポーラス電鋳金型に形成さ
れる通気孔の数を決定し、短繊維の直径は通気性ポーラ
ス電鋳金型の表面に開口する通気孔の孔径を決定する。

前記金型第一層の表面に電鋳を行うと、電鋳金属は該表
面には電着して金型第二層を形成するが、前記短繊維の
先端には電着しない。従って、この短繊維の先端には前
工程において潜在的に発生した通気孔に連続する通気孔
が二次的に発生する９そして、この通気孔は途中で塞が
ることなく電鋳の進行とともに電着方向に成長し、金型
第二層を貫通する。

前記金型第一層及び金型第二層をマンドレルから剥離し
た後、金型第一層から短繊維を除去すれば、前記通気孔
が開通して、通気性ポーラス電鋳金型が完成する。

［実施例］以下、本発明を具体化した実施例について、第１図〜第
１２図を参照して説明する。本実施例は第１１図及び第
１２図に示すような通気孔１３を備えた通気性ポーラス
電鋳金型１を製造する方法に係り、次の工程よりなる。

（１）第１図に示すように所望の合成樹脂成形品と同一
形状のモデル２を木、合成樹脂、石膏、ロウその他の各
種材料により形成した後、第２図に示すようにＩＲ＃１
な族シボ模様３を備えた牛革、スェード、布、その他の
模様付与材４を前記モデル２の表面に貼り付けてマスタ
ーモデル５を形成する。

本実施例では牛革を使用した。

（２）第３図に示すように、前記マスターモデル５の表
面にシリコンゴムその他の付着性の低い材料を注入して
これを硬化させることにより（注入枠等は図示路）、前
記族シボ模様３が転写してなる二次逆シボ模様６を備え
た中間型７を形成し、第４図に示すように該中間型７を
剥離する。

（３）第５図に示すように、前記中間型７の表面に隙間
をおいて鉄、アルミニウム等よりなる補強部材９ａをあ
てがう。そして、該補強部材９ａに設けた注入孔９ｂか
ら前記隙間へエポキシ樹脂その他の反応硬化性材料を注
入してこれを硬化させることにより、前記二次逆シボ模
様６が転写してなる三次シボ模様８を備えたマンドレル
９を形成し、第６図に示すように該マンドレル９を剥離
する。

（４）第７図に示すように、前記マンドレル９の表面に
薄い導電被膜１０を付着形成する。

この導電被膜１０の形成方法としては、銀鏡反応、ペー
スト状銀ラッカー等のスプレー塗布、無電解メツキ、蒸
着メツキ等を例示することができる。

また、この導電被膜１０の膜厚は、薄すぎると十分な導
電性が得られず、厚すぎると三次シボ模様８の忠実度が
低下するため、５〜３０μｍが好ましい。

（５）第８図に示すように、前記導電被膜１０の表面に
短繊維１１を植毛する。

この短繊維１１としては、天然繊維、化学繊維、ガラス
繊維、セラミック繊維等を例示することができる。次の
電鋳工程においてこの短繊維１１の先端に電鋳金属が電
着しないよう、該短繊維１１の材質は導電性の無いもの
が好ましい。また、この短繊維１１は最後の除去工程に
おいて除去され、後述する通気孔１３と置き換わるもの
であるから、この除去が容易に行えるよう、該短繊維１
１の材質は溶融点や発火点が後述する電鋳金属の溶融点
より低いもの、溶剤（を鋳金属が溶解しない溶剤）に溶
解するもの等が好ましい。

上記短繊維１１の数は、通気性ポーラス電鋳金型１に形
成される通気孔１３の数（通気孔１３の総数及び単位面
積当りの数）を決定する。従って、この短繊維１１の数
を通気性ポーラス電鋳金型１の大きさや原シボ模様３の
微細度等に応じて適宜決定することにより、通気孔１３
の数を所望の数に正確に設定することができる。また、
この短繊維１１をマンドレル９の一部分に植毛しないこ
とにより、通気性ポーラス電鋳金型１に通気孔１３の無
い部分を形成することもできる。

また、上記短繊維」１の直径は、通気性ポーラス電鋳金
型１の表面に開口する通気孔１３の孔径を決定する。従
って、この短繊維１１の直径を選べば、従来の方法では
加工が非常に難しかっな孔径１〜３０μｍの通気孔から
孔径５００μｍ程度の通気孔まで、容易かつ正確に形成
することができる。

また、この短繊維１１の長さは、次の工程で形成する金
型第一層１２の厚さより長く、該短繊維１１の直径の２
０倍より短ければ特に限定されないが、直径の２〜１０
倍が一般的である。

上記短繊維１１の植毛方法としては、公知の種々の静電
植毛法を採用することができる。例えば、下向きにした
マンドレル９の導電液ＷＡ１０に正電極（図示時）を接
続するとともに、その下方に対峙させた負電極（図示時
）に短繊維１１を置き、画電極に直流高電圧をかければ
、前記短繊維１１は上方へ引き寄せられて導電被膜１０
に垂直に付着する。このとき、予め導電被膜１０に接着
剤を薄く塗布しておき、該接着剤に短繊維１１を接着し
てもよいが、該接着剤の厚さ分だけ前記三次シボ模様６
の忠実度が低下する。そこで、前記短繊維１１に溶融温
度の低い化学繊維等を使用するとともに、マンドレル９
及び導電被膜１０を短繊維１１の溶融温度より高温に加
熱しておき、該導電被膜１０に直接短繊維１１を熱溶着
した方が好ましい。

（６）第９図に示すように、前記導電被膜１０の表面に
電鋳を行うことにより前記短繊維１１がその先端部を残
して埋まる金型第一層１２を形成する。

この工程における電鋳法としては、公知の一般的な電鋳
金属、電鋳浴及び電鋳条件よりなる電鋳法を採用するこ
とができる。本実施例では、スルファミン酸ニッケルと
硼酸とピンホール抑制用の界面活性剤とを主成分とする
電鋳浴に、前記マンドレル９と電鋳金属としてのニッケ
ル電極（図示時）とを浸漬し、導電被膜１０（カソード
）と前記ニッケル電極（アノード）との間に直流電圧を
通電して一般的な電鋳を行った。

上記金型第一層１２において短繊維１１が埋った部分は
、該知識ｔｉｌｌを除いたときに通気孔１３として開通
する部分であるから、通気孔が潜在的に発生しなという
ことができる。なお、この金型第一層１２に前記通気孔
１３以外の予定していない通気孔が発生することはない
。すなわち、本発明によれば通気孔１３の形成を完全に
制御することができる。

（７）第１０図に示すように、前記金型第一層１２の表
面に電鋳を行うことにより、前記短繊維１１の先端部か
ら通気孔１３を二次的に発生及び成長させながら金型第
二層１４を積層形成する。

この工程における電鋳は公知の一般的な電鋳法と異なり
、ピンホール抑制用の界面活性剤を含まない特殊な電鋳
浴を使用し、必要により電鋳条件も変えて行う０本実施
例では、スルファミン酸ニッケルと硼酸を主成分とし界
面活性剤を含まない電鋳浴に、前記マンドレル９と電鋳
金属としてのニッケル電極（図示路）とを浸漬し、導電
被膜１０（カソード）と前記ニッケル電極（アノード）
との間に直流電圧を通電して電鋳を行った。また、その
電流は電鋳初期において小さく途中から増加して行った
が、これに限定されることはない。

この工程において電鋳金属は、前記金型第一層１２の表
面には電着するが、前記短繊維１１の先端には電着しな
い。従って、該短繊維１１の先端には前工程において潜
在的に発生している通気孔に連続する通気孔１３が二次
的に発生する。そして、前記電鋳浴又は電鋳条件がこの
通気孔１３の成長を促進するため、該通気孔１３は途中
で塞がることなく電鋳の進行とともに電着方向に成長し
、金型第二層１４を貫通する。このとき、通気孔１３は
成長に伴って拡径するが、その拡径の仕方及び程度はｔ
鋳条件の変更により自在に制御することができる。

（８）第１１図に示すように、前記金型第一層１２及び
金型第二層１４を前記マンドレル９から剥離し、該金型
第一層１２に導電被膜１０が付着してきた場合には該導
電被膜１０を化学的に又は物理的に除去する。

（９）最後に、同第１１図に示すように、前記金型第一
層１２から短繊維１１を除去して通気孔１３を開通させ
れば、通気性ポーラス電鋳金型１が完成する。

この短繊維１１の除去方法としては、短繊維１１を溶剤
により溶解する方法、同じく燃焼させる方法、同じく溶
剤や加熱により軟化させて空気圧により押し出す方法等
を例示することができる。

以上のようにして完成した通気性ポーラス電鋳金型１の
表面には、第１２図に示すように、前記三次シボ模様８
が転写してなる四次逆シボ模様１５が形成される。また
、本発明によれば、通気孔１３の数を制御することによ
り、前記四次シボ模様１５の模様単位毎に１個又は２個
以上の通気孔１３を開口形成することができる。そのた
め、この通気性ポーラス電鋳金型１を使用して、例えば
合成樹脂シートを真空成形、真空圧空成形、スタンピン
グ成形又はロール成形したり、合成樹脂パリソンをブロ
ー成形したり、合成樹脂をリム成形又は射出成形したり
する等の各種合成樹脂成形をしたときに、合成樹脂成形
品に四次シボ模様１５を細部まで転写して忠実度の高い
三次シボ模様（図示路）を形成することができる。

さらに、通気性ポーラス電鋳金型１の表面に開口する通
気孔１３の孔径を非常に小さくすることができるため、
合成樹脂成形品に該通気孔１３が転写するおそれもない
。また、この通気孔１３の孔径は金型第二層１４から次
第に拡径するため、該通気孔１３による通気抵抗は低く
、真空吸引又は圧空の能力が低下する心配もない。

次に、上記通気性ポーラス電鋳金型１のバックアップ例
について、第１３図〜第１５図を参照して説明する。各
バックアップ例とも、通気性ポーラス電鋳金型１の背面
周囲に支持枠１６を取着し、該支持枠１６の下端に底板
１７を取り付けているが、通気性ポーラス電鋳金型１の
背面全体の支持方法が異なる。

第１３図に示す例は、通気性ポーラス電鋳金型１の背面
形状に倣う支持板１８を支持枠１６内において縦横に組
んだものであり、該支持板１８には空気穴１９が設けら
れている。

第１４図に示す例は、通気性ポーラス電鋳金型１の背面
にスタッドボルト２０を止着し、該スタッドボルト２０
を支持枠１６内に取着した補強板２１に固定して支持し
たものである。さらに、通気性ポーラス電鋳金型１と補
強板２１の間に形成される冷却室２２に繊維体２３を充
填し、補強板２１の下から冷却室２２へ冷却水を供給す
るとともに、冷却室２２がら空気を冷却水とともに真空
吸引するようにして、通気性ポーラス電鋳金型１の強制
冷却を可能にしている（特願昭６２−２７００４５号）
。

第１５図に示す例は、通気性ポーラス電鋳金型１の裏面
に金属粒状体２４を充填し、該金属粒状体２４の相互接
触部を金属接合材により接合したものである（特願昭６
２−３３５７０７号）。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範
囲で任意に変更して具体化することもできる。

（１）マンドレル９の表面は模様の無い鏡面であっても
よい。この場合、通気性ポーラス電鋳金型１の表面も鏡
面となり、前記通気孔１３は該鏡面の転写性を向上させ
る。

（２）マンドレル９の形成方法は前記実施例の工程に限
定されず、公知のいろいろな方法により形成することが
できる。

（３）本発明により製造された通気性ポーラス電鋳金型
ｌは、各種合成ｔＭ＃成形用の金型として使用すること
ができ、特定の成形方法には限定されない。

［発明の効果］本発明の通気性ポーラス金型の製造方法は、上記の通り
構成されているので、通気孔の数及び孔径を容易かつ正
確に制御することができ、特に孔径の小さい通気孔でも
容易に形成することができるという優れた効果を奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１〜１２図は本発明を具体化した通気性ポーラス電鋳
金型の製造方法の実施例を示し、第１図はモデルの断面
図、第２図はマスターモデルの断面図、第３図は該マス
ターモデルにシリコンゴムを注入して中間型を形成した
ときの断面図、第４図は該中間型の断面図、第５図は該
中間型にエポキシ樹脂を注入してマンドレルを形成した
ときの断面図、第６図は該マンドレルの断面図、第７図
は該マンドレルに導電被膜を形成したときの断面図、第
８図は該マンドレルに短繊維を植毛したときの拡大断面
図、第９図は前記導電被膜に金型第一層を！鋳形成した
ときの拡大断面図、第１．０図は該金型第一層に金型第
二層を電鋳形成したときの断面図、第１１図は前記短繊
維を除去して通気孔を開通させた通気性ポーラス電鋳金
型の拡大断面図、第１２図は該通気性ポーラス電鋳金型
の部分拡大斜視図である。第１３図は前記通気性ポーラス電鋳金型のバッファ・ン
ブ例を示す断面図、第１４図は別のバックアップ例を示
す断面図、第１５図はさらに別のバックアップ例を示す
断面図である。１・・・通気性ポーラス電鋳金型、９・・・マンドレル、　　１０・・・導電被膜、１１・
・・短繊維、　　　　　１２・・・金型第一層１３・・
・通気孔、　　　　１４・・・金型第二層。

Claims

【特許請求の範囲】

１、マンドレル（９）を形成する工程と、前記マンドレ
ル（９）の表面に導電被膜（１０）を形成する工程と、
前記導電被膜（１０）の表面に短繊維（１１）を植毛す
る工程と、前記導電被膜（１０）の表面に電鋳を行うこ
とにより前記短繊維（１１）がその先端部を残して埋ま
る金型第一層（１２）を形成する工程と、前記金型第一
層（１２）の表面に電鋳を行うことにより前記短繊維（
１１）の先端部から通気孔（１３）を発生及び成長させ
ながら金型第二層（１４）を積層形成する工程と、前記
金型第一層（１２）及び金型第二層（１４）を前記マン
ドレル（９）から剥離する工程と、前記金型第一層（１
２）から前記短繊維（１１）を除去する工程とからなる
通気性ポーラス電鋳金型の製造方法。