JPH04371809A - 電鋳金型 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂のブロー成形
、射出成形、反応射出成形、圧縮成形、その他の各種成
形に使用する電鋳金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般の電鋳金型は、厚さ２〜８ｍｍの電
鋳殻と、該電鋳殻を補強するためにその裏面に積層形成
されたバッキング材とから構成されている。この電鋳殻
とバッキング材とが結合していないと、使用していくう
ちに両者が剥離し、電鋳殻の破損を招く。そこで、両者
を結合させるために、例えば次のような技術が考えられ
ている。

【０００３】（１）　銅、ニッケル、ニッケル−コバル
ト合金等よりなる電鋳殻と、ビスマス−錫合金、ビスマ
ス−錫−亜鉛合金、ビスマス−カドミウム合金等よりな
るバッキングとしての鋳造合金層とを、錫、錫−亜鉛合
金、錫−鉛合金等よりなる接着用メッキ金属層により接
着結合する（特開昭６０−１５２６９１号公報）。

【０００４】（２）　１次電鋳殻の裏面に導電線が結合
起立された温調パイプ、補強リブ等の埋設部材を仮着し
、この１次電鋳殻の裏面に電鋳を行って２次電鋳殻を積
層形成するとともに、前記導電線に樹枝状突起を成長さ
せる。この２次電鋳殻の裏面にバッキング材を流し込み
、該バッキング材内に前記埋設部材、導電線及び樹枝状
突起を埋設させて固化させる。２次電鋳殻とバッキング
材とは樹枝状突起のアンカー効果により強固に結合する
（特開平１−２４１４１０号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記（１）
　における電鋳殻とバッキング材とは、接着用メッキ金
属層の接着力のみにより単に面的な結合強度で結合され
るにすぎず、機械的な結合強度は望めない。そのため、
電鋳金型に前記の面的な結合強度を越える応力が生じる
と、電鋳殻とバッキング材とが剥離する可能性があった
。

【０００６】また、上記（２）　の結合技術においては
、１次電鋳殻の電鋳形成工程と２次電鋳殻の電鋳形成工
程とを必ず分離して、これら両工程の間に導電線を起立
させて配置するという面倒な工程を挿入しなければなら
ないため、非常に手間がかかり、製造に長時間を要する
という問題があった。

【０００７】本発明の目的は、上記課題を解決し、電鋳
殻とバッキング材とを強固に結合して、両者の剥離を防
止することができるとともに、製造の容易化と短納期化
を図ることもできる新規な電鋳金型を提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、電鋳殻とその裏面に積層形成されたバ
ッキング材とを備えた電鋳金型において、前記電鋳殻の
裏面に凹凸状の孔内面を有する多数の孔を形成し、前記
バッキング材を前記多数の孔の孔内面に食い込ませると
いう手段をとった。

【０００９】ここで、前記「孔」は、ねじ切り等の機械
加工により形成されたものでもよいが、好ましくは特公
平２−１４４３４号公報に記載されたごとく、電鋳殻の
電鋳形成と同時に形成された孔である。すなわち、母型
の表面に導電層を形成するとともに、同導電層の表面に
多数の微小な非導電部を設け、このマンドレルの表面に
電鋳を行うことにより、電鋳殻を形成するとともに、同
電鋳の初期に前記非導電部に微小な非電着部を発生させ
、電鋳の進行とともに同非電着部を成長させることによ
り貫通させて形成した多数の孔である。

【００１０】前記「バッキング材」の材料としては、合
成樹脂、セメント、石膏、金属又はそれらの組み合わせ
を例示することができる。このバッキング材の積層形成
の方法としては、電鋳殻の裏面を型枠で囲み、該裏面に
流体状のバッキング材を注入する方法が一般的である。 また、このバッキング材は多数の孔の孔内面の全域に食
い込んでいてもよいし、孔内面の途中まで食い込んでい
てもよい。前記バッキング材が電鋳殻に対してぬれ性の
良いものである場合や、その注入を真空下で行った場合
には、そのバッキング材は孔内面の全域に食い込みやす
い。反対に、前記バッキング材が電鋳殻に対してぬれ性
の悪いものである場合や、その注入を大気下で行った場
合には、そのバッキング材は孔内面の途中まで食い込む
ことになる。

【００１１】

【作用】電鋳殻の裏面に形成された多数の孔の凹凸状の
孔内面に、バッキング材が食い込むことにより、全体と
して強いアンカー効果が生じる。そのため、電鋳殻とバ
ッキング材とは機械的な結合強度で強く結合する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を具体化した電鋳金型の一実施
例について、図１〜図９を参照して説明する。図８及び
図９に示すように、本実施例の電鋳金型２０は、ニッケ
ル製の電鋳殻２１と、その裏面に積層形成されたエポキ
シ樹脂製のバッキング材３２とから構成されている。電
鋳殻２１の表面には合成樹脂を成形するための成形面２
７が形成され、該成形面２７には実際のシボと凹凸が逆
のシボ模様２６が形成されている。電鋳殻２１の裏面の
略全面には多数の孔２５が分散状に形成され、これらの
孔２５は凹凸状の孔内面２５ａを有している。また、バ
ッキング材３２は前記多数の孔２５の孔内面２５ａの全
域に食い込んでいるため、全体として強いアンカー効果
が生じる。そのため、電鋳殻２１とバッキング材３２と
は機械的な結合強度で強く結合し、使用時の剥離が防止
されている。

【００１３】次に、前記電鋳金型２０の製造方法につい
て、工程順に説明する。 （１）母型の製作工程 図１は成形品と同一の表面形状を有する母型１を示し、
その上面の被電鋳面２にはシボ模様３が形成されている
。この母型１としては、公知の種々の方法により製造さ
れたものを使用することができる。本実施例では、■図
示しない木型に革を貼ることにより、成形品と同一の表
面形状とシボ模様とを有する模型を製作し、■この模型
にシリコンゴムを被せることにより、該模型の表面形状
とシボ模様が反転して転写された凹型を製作し、■この
凹型に耐熱石膏を流し込んで硬化させることにより、該
凹型の表面形状とシボ模様とが再反転して転写された母
型を製作した。なお、この母型の素材としては、石膏以
外にも、各種合成樹脂、固形ワックス、木材、セラミッ
クス、布地、糸等を、単独で又は組み合わせて用いるこ
ともできる。

【００１４】（２）準備工程 上記母型１の被電鋳面２は、次の導電膜５のなじみをよ
くするために、溶剤又は研磨剤により磨かれて汚れや油
脂膜が除去されるとともに粗面化される。次いで、母型
１は水洗いにより前記溶剤又は研磨剤が除去され、空気
の吹付けにより素早く乾燥される。

【００１５】図２に示すように、上記母型１の被電鋳面
２に薄い導電膜５を形成するとともに、該導電膜５の表
面に多数の微小な非導電部６を形成する。本実施例にお
いてそれらの形成は、ペースト状銀ラッカー（例えば、
福田金属粉株式会社の製品ＲＣ−１０）と酢酸ブチル溶
液とを１：１の重量比で配合した後、この配合液の全体
量に対して３０重量％以下の割合で塩化ビニルラッカー
液を混入して作られた造膜液をスプレーすることにより
行われる。スプレーされた造膜液が乾燥すると、ペース
ト状銀ラッカー中の銀粉が導電膜５を形成するとともに
、分散した塩化ビニルラッカー液の微粒子が多数の微小
な非導電部６を形成する。なお、この造膜液の成分・組
成は適宜変更することができる。

【００１６】（３）電鋳工程 図３〜図６に示すように、上記母型１の被電鋳面２に電
鋳が行なわれることにより、電鋳殻２１が形成されると
同時に、その裏面に凹凸状の孔内面２５ａを有する多数
の孔２５が形成される。

【００１７】まず、この電鋳工程に使用する装置等につ
いて説明すると、１１は電解液槽、１２はその内部に貯
留された電解液である。電解液１２の成分組成は、スル
ファミン酸ニッケル３００〜４５０ｇ／ｌ、塩化ニッケ
ル１０〜２０ｇ／ｌ、硼酸３０〜４５ｇ／ｌであり、ラ
ウリル硫酸ナトリウム等の界面活性剤は含まれていない
（界面活性を実質的に発揮しない程度の微量を含んでも
よい）。塩化ニッケルの添加により、電解液１２のｐＨ
値は３．５〜４．２の範囲に調整されている。ｐＨ値が
この範囲より大きいと、電鋳時におけるカソード電流効
率が低下し、ｐＨ値がこの範囲より低いと、電解液１２
中に塩基性沈澱物が生成されて電鋳殻が変色するからで
ある。また、電解液１２の温度は３０〜５０℃に保持さ
れている。電解液１２中には、前記母型１がカソードと
して浸漬され、電鋳金属としてのニッケル電極１３がア
ノードとして浸漬される。１４はニッケル電極１３と母
型１の導電膜５との間に直流電圧を通電する電源装置で
あって、定電圧制御又は定電流制御を選択的に行えるよ
うになっている。

【００１８】さて、電源装置１４からニッケル電極１３
と母型１の導電膜５との間に、カソード電流密度０．５
〜３．０Ａ／ｄｍ２　の電流を流すと、図４に示すよう
に、母型１の導電膜５にニッケルが電着して電着部２２
が形成され始め、もって電鋳殻が徐々に形成される。こ
の電鋳の初期において、導電膜５に形成された多数の微
小な非導電部６にはニッケルが電着しないため、この非
導電部６と同一径の非電着部２３が自然発生する。

【００１９】さらに電鋳が進行すると、図５に示すよう
に、電解により発生した水素ガス泡２４が非電着部２３
に付着するようになる。ここで、本実施例の電解液１２
には界面活性剤が含まれていないので、水素ガス泡２４
は該非電着部２３からなかなか離れることなく付着し続
ける。そのため、この非電着部２３は電鋳の進行ととも
に水素ガス泡２４の外周面に沿って拡径しながら成長し
始める。

【００２０】電鋳が終了する頃には、図６に示すように
、厚さ約４ｍｍの電鋳殻２１が形成されるとともに、前
記非電着部２３が成長してなる、電鋳殻２１の厚さ方向
に貫通した多数の孔２５が形成される。これらの孔２５
の孔内面２５ａは、一般に凹凸状をなす。これは、電鋳
条件が途中で変動したり、前記水素ガス泡２４が途中で
離れてから新たに付着したりするためである。電鋳が終
了したら、電解液１２から母型１及び電鋳殻２１を取り
出して乾燥させる。

【００２１】（４）バッキング材の積層工程図７に示す
ように、前記母型１が付いた状態の電鋳殻２１の裏面を
型枠３１で囲み、該裏面に溶融したＺｎ−Ａｌ−Ｃｕ−
Ｍｇ系亜鉛合金を注入して冷却硬化させることにより、
バッキング材３２を積層形成する。本実施例では、前記
亜鉛合金の注入を真空下で行うため、バッキング材３２
は前記電鋳殻２１孔内面２５ａの全域に食い込む。前記
型枠３１を外した後、電鋳殻２１から母型１を剥離すれ
ば、図８に示す電鋳金型２０が完成する。電鋳殻２１の
表面には、図９に示すように、母型１のシボ模様３が反
転して転写されてなる逆シボ模様２６が形成されている
。以上の通り、本実施例の電鋳金型２０は、従来のよう
な面倒な手間を要することなく製造することができるの
で、製造の容易化と短納期化を図ることができる。

【００２２】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変更して具体化することもできる。 （１）図１０に示すように、電鋳殻２１に対してぬれ性
の悪いバッキング材３２を大気下で注入することにより
、そのバッキング材３２を孔内面２５ａの途中まで食い
込ませてもよい。これにより、孔２５の表面部には電鋳
殻２１の成形面２７に開口する空気溜まり２５ｂが形成
される。この空気溜まり２５ｂは、本実施例の電鋳金型
２０により合成樹脂成形を行う際に、キャビティ内のガ
スを一時的に逃がして溜める作用をするので、逆シボ模
様２６の転写性が良くなる。 （２）電鋳の前半においては前記非電着部２３が発生し
ない通常の電鋳を行い、電鋳の後半においては前記非電
着部２３が発生する特殊な電鋳を行って孔２５を形成し
てもよい。こうすることにより、孔２５が電鋳殻２１の
裏面にのみ開口し、成形面２７には現れなくなる。 （３）バッキング材３２中に冷却管を埋設してもよい。

【００２３】

【発明の効果】本発明の電鋳金型は、上記の通り構成さ
れているので、電鋳殻とバッキング材とを強固に結合し
て、両者の剥離を防止することができるとともに、製造
の容易化と短納期化を図ることもできるという優れた効
果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で使用する母型の断面図である
。

【図２】図１の母型に導電膜を形成した断面図である。

【図３】図２の母型に電鋳を行うときの説明図である。

【図４】図３の電鋳の初期における母型等の一部拡大断
面図である。

【図５】図３の電鋳の中期における母型等の一部拡大断
面図である。

【図６】図３の電鋳の終期における母型等の一部拡大断
面図である。

【図７】図３の電鋳により形成された電鋳殻を型枠で囲
んだ状態の断面図である。

【図８】図７の電鋳殻にバッキング材を積層形成してな
る電鋳金型の断面図である。

【図９】図８の電鋳殻の一部を切り出した拡大斜視図で
ある。

【図１０】別例の電鋳殻の一部を切り出した拡大斜視図
である。

【符号の説明】

２０　　電鋳金型　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　２１　　電鋳殻２５　　孔　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５ａ　　
孔内面３２　　バッキング材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　電鋳殻とその裏面に積層形成されたバ
   ッキング材とを備えた電鋳金型において、前記電鋳殻の
   裏面には凹凸状の孔内面を有する多数の孔が形成され、
   前記バッキング材は前記多数の孔の孔内面に食い込んで
   いることを特徴とする電鋳金型。