JPH10329212A - エンボス成形用金型及びその製造方法及び使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のプレス機では一度に絞り加工できない
厚肉で大面積の金属板からなるエンボス成形用金型と、
その製造方法等を提供する。 【解決手段】 絞り加工により凸曲部１ｂを形成した厚
さ２〜５ｍｍ、面積１ｍ² 以上の一枚の金属板１ａから
なるエンボス成形用金型であって、この金型は凸曲部１
ｂを一度に絞り加工で形成するとすれば５０００ｔｏｎ
以上のプレス圧力を必要とするものである。このエンボ
ス成形用金型は、プレス機の上下の絞り加工用金型の間
に金属板１ａを一定の送りピッチで断続的に送り込み、
金属板１ａの送り込んだ部分ごとにプレスして絞り加工
用金型で絞り加工を繰り返すことにより、金属板１ａの
ほぼ全体に凸曲部１ｂを形成する製造方法によって製造
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、絞り加工により凸
曲部を形成した厚肉で面積の大きい一枚の金属板からな
るエンボス成形用金型と、その製造方法および使用方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂や無機質材料あるいはこれらの
混合材料からなる板状成形品のエンボス成形に使用され
る金型は、その大半が絞り加工等の容易な約１ｍｍ程度
の薄い金属板を用いて製作したものである。しかしなが
ら、このような薄い金属板で製作した金型は、強度が十
分でないという問題があった。

【０００３】この対策として、金型の背面に厚さ２ｍｍ
程度の補強用の金属板を接着一体化して強度を向上させ
てみたが、このような複層構造のエンボス成形用金型
は、それぞれの金属板の伸縮特性の相違によって、歪み
や剥離を生じるという問題があった。そこで、金型の金
属板と同種の補強用金属板を金型の背面に接着一体化し
てみたが、歪みは大幅に減少したものの、剥離の問題は
解消するまでには至らなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の事情に鑑み、厚
さ３ｍｍ程度の厚肉の金属板を絞り加工して一枚物の金
型を製作することを試みた。けれども、厚肉の金属板を
絞り加工するには大きいプレス圧力が必要であり、特
に、面積が大きい金属板の全体に絞り加工を行う場合に
は莫大なプレス圧力が必要となる。

【０００５】例えば図６に示すように、厚さ３ｍｍ、一
辺の長さ１００ｍｍ、面積１００００ｍｍ² 、引張り強
さ略５０ｋｇ／ｍｍ² のステンレス鋼の板Ａを絞り加工
して、直径４０ｍｍ、円周の長さ１２５ｍｍの円形パタ
ーンの凸曲部Ｂを４個形成する場合に必要なプレス圧力
Ｐは、近似的に以下のようになる。

【０００６】 プレス圧力Ｐ＝(引張り強さ)×(厚さ)×(凸曲部の個数)×(円周の長さ) ＝５０×３×４×１２５（ｋｇ） ＝７５ｔｏｎ

【０００７】従って、この板Ａを縦横に１０枚ずつ合計
１００枚並べた面積が１ｍ² のステンレス鋼板を絞り加
工して、上記円形パターンの凸曲部Ｂを合計４００個形
成した大面積のエンボス成形用金型を製作しようと思え
ば、７５００ｔｏｎのプレス圧力が必要になり、更に面
積が２倍の同様のエンボス成形用金型を製作しようと思
えば、１５０００ｔｏｎのプレス圧力が必要になる。

【０００８】ところが、現在市販されているプレス機
は、特殊なものを除いて、実用的にはプレス圧力が５０
００ｔｏｎ未満である。そのため、上記のように大きい
プレス圧力を必要とする厚肉で大面積の金属板を絞り加
工した一枚物のエンボス成形用金型は、未だ製作されて
いないのが実情である。

【０００９】本発明は斯かる実情に鑑みなされたもの
で、従来のプレス機では一度に絞り加工できない厚肉で
大面積の金属板からなるエンボス成形用金型と、その製
造方法及び使用方法を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のエンボス成形用金型は、絞り加工により凸
曲部を形成した厚さ２〜５ｍｍ、面積１ｍ² 以上の一枚
の金属板からなる金型であって、上記の凸曲部を一度の
絞り加工で形成するとすれば必要なプレス圧力が５００
０ｔｏｎ以上であることを特徴とするものである。

【００１１】このようなエンボス成形用金型は、本発明
の製造方法、即ち、プレス機の上下の絞り加工用金型の
間に、厚さ２〜５ｍｍ、面積１ｍ² 以上の金属板を一定
の送りピッチで断続的に送り込み、金属板の送り込んだ
部分ごとにプレスして絞り加工用金型で絞り加工を繰り
返すことにより、金属板のほぼ全体に凸曲部を形成する
ことを特徴とする製造方法によって容易に製造すること
ができる。

【００１２】例えば、プレス圧力が２５００ｔｏｎのプ
レス機を用いて、本発明のエンボス成形用金型のように
一度で絞り加工するとすれば必要なプレス圧力が５００
０ｔｏｎ以上の金属板からなる金型、例えば１００００
ｔｏｎのものを製造したい場合には、上下の絞り加工用
金型の間に、金属板を２５００ｔｏｎのプレス圧力で絞
り加工可能な送りピッチ、つまり金属板の長さの１／４
の送りピッチで４回にわけて断続的に送り込み、金属板
の送り込んだ部分ごとに絞り加工を４回繰り返せばよ
い。同様に、一度で絞り加工するとすれば必要なプレス
圧力が例えば１５０００ｔｏｎである金属板からなるエ
ンボス成形用金型を製造したい場合は、金属板をその長
さの１／６の送りピッチで断続的に送り込み、金属板の
送り込んだ部分ごとに絞り加工を６回繰り返せばよい。

【００１３】このようにして製造される本発明のエンボ
ス成形用金型は、厚さ２〜５ｍｍの一枚の金属板を絞り
加工して凸曲部を形成したものであるから強度が大き
く、従来の金型のように補強用金属板を接着一体化する
必要がないので、剥離の問題を完全に解消することがで
き、歪みも殆ど生じない。しかも、面積が１ｍ² 以上と
大きい金型であるため、以下に述べる本発明の使用方法
によって大面積のエンボス成形体を容易に得ることがで
きる。

【００１４】即ち、本発明の使用方法は、上記のエンボ
ス成形用金型をプレス機に装着し、この金型で成形材料
をプレスすることにより凸曲部を成形材料に食い込ませ
てエンボス成形体を得ることを特徴とするものであり、
このように使用すれば、エンボス成形用金型の面積が大
きく且つ歪みが殆どないため、大面積で歪みが殆どない
高品質の板状のエンボス成形体を容易に得ることが可能
となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の具
体的な実施形態を詳述する。

【００１６】図１は本発明の一実施形態に係るエンボス
成形用金型の平面図、図２は図１のＸ−Ｘ線拡大部分断
面図、図３および図４はいずれも同エンボス成形用金型
の製造方法の説明図である。

【００１７】このエンボス成形用金型１は、金属板１ａ
として厚さが３ｍｍ、面積が略２．３ｍ² （縦寸法２４
５０ｍｍ、横寸法９４０ｍｍ）のステンレス鋼板を使用
し、絞り加工によって格子状パターンの凸曲部１ｂを金
属板１ａの全体に形成したものであり、後述するよう
に、表面に格子状パターンのエンボス溝を有する大面積
の無機質板状成形体をエンボス成形する場合に好適に使
用されるものである。

【００１８】格子状パターンの凸曲部１ｂは、縦方向の
１０本の凸リブ１０ｂと横方向の２５本の凸リブ１１ｂ
からなるもので、その高さが０．５ｍｍ、リブ巾が３ｍ
ｍに設定されている。これら凸リブ１０ｂ，１１ｂの相
互間隔はいずれも１００ｍｍに設定され、これらの凸リ
ブ１０ｂ，１１ｂで囲まれる部分が方形の桝目部１ｃと
なっている。

【００１９】このような格子状パターンの凸曲部１ｂを
一度の絞り加工で金属板１ａの全体に形成してエンボス
成形用金型１を製造しようとすれば、下記のように略１
３８００ｔｏｎのプレス圧力が必要になる。

【００２０】即ち、格子状パターンの凸曲部１ｂの全輪
郭長は方形桝目部１ｃの輪郭長を合計した長さであり、
一つの方形桝目部１ｃの輪郭長は略４００ｍｍであり、
方形桝目部１ｃの個数は、（９４０／１００）×（２４
５０／１００）≒２３０であり、ステンレス鋼の引張り
強さはおよそ５０ｋｇ／ｍｍ² であり、板厚は３ｍｍで
あるから、 プレス圧力Ｐ＝（５０ｋｇ／ｍｍ² ）×(３ｍｍ)×(４００ｍｍ)×(２３０) ≒１３８００ｔｏｎ となる。

【００２１】従って、このエンボス成形用金型１は、市
販の５０００ｔｏｎ未満のプレス機を使用して一度の絞
り加工で製造することはできない。

【００２２】けれども、図３及び図４に示すように、プ
レス機２の上下の絞り加工用金型３ａ，３ｂの間に、上
記の金属板１ａを一定の送りピッチで断続的に送り込
み、金属板１ａの送り込んだ部分ごとにプレスして絞り
加工用金型３ａ，３ｂで絞り加工を繰り返すことによ
り、金属板１ａの全体に凸曲部１ｂを形成すると、エン
ボス成形用金型１を容易に製造することができる。

【００２３】この図３および図４は、プレス圧力が２８
００ｔｏｎのプレス機２を用いた実施形態を示すもの
で、図３に示すように、まず、金属板１ａを２８００ｔ
ｏｎのプレス圧力で絞り加工可能な送りピッチ、つま
り、金属板１ａの長さ（縦寸法２４５０ｍｍ）の１／５
の送りピッチで上下の絞り加工用金型３ａ，３ｂの間に
送り込む。そして、この金属板１ａの最初に送り込んだ
１／５の部分を２８００ｔｏｎのプレス圧力でプレス
し、上下の絞り加工用金型３ａ，３ｂで絞り加工するこ
とによって、格子状パターンの凸曲部１ｂを金属板１ａ
の先端から１／５の部分に形成する。

【００２４】次いで、上下の絞り加工用金型３ａ，３ｂ
を開き、図４に示すように金属板１ａを上記の送りピッ
チで更に絞り加工用金型３ａ，３ｂの間に送り込み、同
様に絞り加工して金属板１ａの次の１／５の部分に格子
状パターンの凸曲部１ｂを形成する。

【００２５】以後、この操作を３回繰り返し、金属板１
ａの全体に格子状パターンの凸曲部１ｂを形成すると、
エンボス成形用金型１が得られる。

【００２６】この実施形態の製造方法では、上記のよう
に金属板１ａを１／５づつ絞り加工するため、上下の絞
り加工用金型３ａ，３ｂとして、１０本の縦方向の凸リ
ブ１０ａと５本の横方向の凸リブ１１ｂを絞り加工でき
る金型を使用している。尚、絞り加工用金型３ａ，３ｂ
としては、金属板１ａの硬度の約２倍以上の硬度を有す
るものが好適であり、上記のように金属板１ａとして約
１５０〜３００ビッカース（ＨＶ）のステンレス鋼板又
はメッキ鋼板等を用いる場合は、約３００〜６００ビッ
カース（ＨＶ）の絞り加工用金型３ａ，３ｂを用いるこ
とが望ましい。このような硬度の絞り加工用金型３ａ，
３ｂを使用すると、金属板１ａの絞り加工がしやすくな
り、凸曲部１ｂを精度良く形成することができる。

【００２７】また、金属板１ａの送りピッチは、使用す
るプレス機２のプレス圧力と、凸曲部１ｂを一度の絞り
加工で金属板１ａ全体に形成するのに必要なプレス圧力
に基づいて適宜決定すればよい。

【００２８】以上の実施形態では、金属板１ａとして、
厚さが３ｍｍ、面積が略２．３ｍ²のステンレス鋼板を
使用しているが、これに限定されるものではない。即
ち、本発明においては、金属板１ａとして、厚さ２〜５
ｍｍ、面積１ｍ² 以上の種々の金属板が使用可能であ
る。金属板の厚さが２ｍｍ未満であると、得られるエン
ボス成形用金型１の強度が不足したり歪みを生じたりす
る恐れがあり、５ｍｍより厚くなると絞り加工が困難に
なるので、いずれも不適当である。更に加工性、コスト
面から厚さ２．５〜３．５ｍｍのものがより好ましく使
用される。また、金属板の材質としては、絞り加工に適
した金属、つまり、引張り強さが小さく伸びが大きい金
属が適しており、上記のステンレス鋼板又はメッキ鋼板
などが使用される。ステンレス鋼板又はメッキ鋼板を使
用するときは、厚さ２．５〜３．５ｍｍのものを使用す
ることで、格子状パターンの凸曲部１ｂが精度良く形成
できる。

【００２９】また、凸曲部１ｂのパターン形状も、前記
のような格子状パターンに限定されるものではなく、所
望のパターン形状となし得ることは言うまでもない。
尚、凸曲部１ｂの高さは、絞り加工により剪断破壊しな
い高さであれば特に制限されないが、絞り加工性を考慮
すると２ｍｍ程度まで、好ましくは０．３〜１ｍｍ程度
に設定するのが良い。

【００３０】前記の製造方法によって製造される本発明
のエンボス成形用金型１は、厚さ２〜５ｍｍの一枚の金
属板１ａを絞り加工して凸曲部１ｂを形成したものであ
るから、強度が大きく、歪みも殆ど生じない。従って、
従来のエンボス成形用金型のように補強用金属板を接着
一体化する必要がないので、補強用金属板の剥離の問題
を完全に解消することができ、接着工程省略により金型
製作コストを低減させることもできる。

【００３１】図５は前述したエンボス成形用金型１の使
用方法の説明図である。

【００３２】図示のように、このエンボス成形用金型１
は大型のプレス機２の上型２ａに装着され、下型２ｂに
載置した成形材料４を該金型１でプレスすることによ
り、該金型１の格子状パターンの凸曲部１ｂを成形材料
４に食い込ませて、格子状パターンのエンボス溝を表面
に有する板状成形体を得るものである。特に、このエン
ボス成形用金型１は、成形材料４として樹脂バインダー
を配合した無機質成形材料を使用し、表面に格子状パタ
ーンのエンボス溝を有するタイル模様の無機質板状成形
体を製造する場合に好適に使用される。

【００３３】上記のように使用すると、エンボス成形用
金型１の面積が１ｍ² 以上と大きく、且つ歪みが殆どな
いため、大面積で歪みが殆どない高品質のタイル模様の
板状成形体を容易に量産することが可能となる。なお、
無機質板状成形体は、樹脂含浸化粧層などが積層された
複層体を形成したものであってもよいこは言うまでもな
い。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のエンボス成形用金型は強度が大きく、従来のエンボス
成形用金型のように補強用金属板を接着一体化する必要
がないので、補強用金属板の剥離の問題を完全に解消す
ることができ、補強用金属板の接着工程省略により金型
製作コストを低減させることも可能となるといった顕著
な効果が得られ、また、該金型は面積が大きく歪みが殆
どないため、本発明の使用方法のように該金型を使用す
ると、大面積で高品質の板状エンボス成形体を容易に量
産できるといった顕著な効果が得られる。

【００３５】そして、本発明の製造方法では、プレス圧
力が５０００ｔｏｎ未満のプレス機をそのまま利用し、
従来存在しなかった厚肉で大面積の一枚物のエンボス成
形用金型を初めて製造することできるといった顕著な効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るエンボス成形用金型
の平面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ線拡大部分断面図である。

【図３】本発明の一実施形態に係るエンボス成形用金型
の製造方法の説明図であって、上下の絞り加工用金型の
間に金属板の先端部を所定の送りピッチで送り込んだと
ころを示すものである。

【図４】同実施形態に係るエンボス成形用金型の製造方
法の説明図であって、上下の絞り加工用金型の間に金属
板の先端部に続く部分を所定の送りピッチで送り込んだ
ところを示すものである。

【図５】本発明の一実施形態に係るエンボス成形用金型
の使用方法の説明図である。

【図６】絞り加工に必要なプレス圧力の求め方を説明す
るために例示した、円形パターンの凸曲部を有する金属
板の斜視図である。

【符号の簡単な説明】

１ エンボス成形用金型 １ａ 金属板 １ｂ 凸曲部 １０ｂ 縦方向の凸リブ １１ｂ 横方向の凸リブ １ｃ 方形の桝目部 ２ プレス機 ３ａ，３ｂ 絞り加工用金型 ４ 成形材料

フロントページの続き (72)発明者 福井 敏文 大阪市中央区安土町２丁目３番13号 タキ ロン株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絞り加工により凸曲部を形成した厚さ２〜
   ５ｍｍ、面積１ｍ² 以上の一枚の金属板からなる金型で
   あって、上記の凸曲部を一度の絞り加工で形成するとす
   れば必要なプレス圧力が５０００ｔｏｎ以上であること
   を特徴とするエンボス成形用金型。
2. 【請求項２】金属板が、厚さ２．５〜３．５ｍｍ、面積
   ２ｍ² 以上のステンレス鋼板又はメッキ鋼板からなる方
   形板であり、絞り加工により格子状パターンの凸曲部が
   形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエン
   ボス成形用金型。
3. 【請求項３】プレス機の上下の絞り加工用金型の間に、
   厚さ２〜５ｍｍ、面積１ｍ² 以上の金属板を一定の送り
   ピッチで断続的に送り込み、金属板の送り込んだ部分ご
   とにプレスして絞り加工用金型で絞り加工を繰り返すこ
   とにより、金属板のほぼ全体に凸曲部を形成することを
   特徴とするエンボス成形用金型の製造方法。
4. 【請求項４】金属板が、厚さ２．５〜３．５ｍｍ、面積
   ２ｍ² 以上のステンレス鋼板又はメッキ鋼板からなる方
   形板であり、そのほぼ全体に格子状パターンの凸曲部を
   形成することを特徴とする請求項３に記載のエンボス成
   形用金型の製造方法。
5. 【請求項５】請求項１のエンボス成形用金型をプレス機
   に装着し、この金型で成形材料をプレスすることにより
   凸曲部を成形材料に食い込ませてエンボス成形体を得る
   ことを特徴とするエンボス成形用金型の使用方法。
6. 【請求項６】請求項２のエンボス成形用金型をプレス機
   に装着し、この金型で無機質成形材料をプレスすること
   により格子状パターンの凸曲部を無機質成形材料に食い
   込ませて、格子状パターンのエンボス溝を表面に有する
   無機質板状成形体を得ることを特徴とするエンボス成形
   用金型の使用方法。