JPS60187519A - 皮膜成形用金型 - 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】 この発明は樹脂の皮膜成形用金型に係り、特に成形キャ
ビティ内面の形状に対応した形状の、所定厚さの皮膜製
品を成形するための金型に関するものである。

樹脂材料の成形によって自動車内装品２人形。

家具等を製造する分野において、目的とする皮膜製品を
、回転成形、スラッシュ成形、エンゲル成形等の手法に
よって成形することが行われている。

これらの方法にあっては、一般的に、比較的薄肉の金型
の成形キャビティ内に樹脂材料を装填する一方、金型を
加熱して内部樹脂材料を溶融させ、かつ金型を回転、揺
動させる等して／８Ｍ’ｌ！した樹脂材料を成形キャビ
ティの内面に流延させて所定厚さの樹脂層を形成し、以
て成形キャビティ内面に対応した形状の所定厚さの皮膜
製品を成形するのである。

とごろで、このような成形方法においては、金型が比較
的薄肉であるため、また回転等の運動状態において金型
を加熱する必要があるため、金型を効率的に、かつ速や
かに加熱することが困難であるという問題があった。

例えば、従来より用いられている金型の加熱方式の一つ
に、金型を加熱炉に入れてメ：ハ風によりこれを加熱す
る方式があるが、このような加熱方式においては熱の授
受が速やかに行われないために、金型の温度を所望の温
度まで高めるのに多くの時間がかかって生産性が悪くな
り、また熱風を金型の各部に均一に吹きイ」けるのが困
難であるために、特に金型の形状が複雑であるよ・うな
場合には、金型の温度が不均一となって、皮膜成形品の
膜厚が均等にならないという問題を生じるのである。

また、その他の加熱方式として、金型をソルトハス等の
熱媒槽に温情する方式があるが、この場合には金型を熱
媒槽から取り出した時、金型に付着した熱媒体が熱媒槽
から持ち出されて作業環境が汚染される問題を生じる。

一方、これらの方式とは別に誘導加ｐＸ４によって金型
を加熱する方式があるが、この加熱方式は金型が同筒形
状等、断面が一様なものについては効果を発揮するもの
の、金型の形状が複雑なものについては不向きである欠
点がある。誘導加熱においてば金型を効率的に加熱すべ
くコイルと金型との間隔を最少にする必要があり、その
場合、金型の形状が複雑であると、コイルと金型との間
隔を少なくすることが困難となるからである。

本発明は、このような事情を背景としてなされたもので
あって、その目的とするところは、予め定められた所望
の温度まで速やかに、かつ均等に加熱され得る皮膜成形
用金型を提供するごとにあり、そしてこの目的を達成す
るために、本発明にあっては、金型の外側表面の所定位
置に、伝熱媒体を流通させるためのパイプを、低融点金
属、低’ｌ？ａ　％射によって形成される溶射金属及び
／又はバインダ含有金属粒子にて形成される接合部を介
して１Ｍ着、配設したことを特徴とするものである。

このようにずれば、金型に固着されたパイプに伝熱媒体
を流通させることによって、金型を効率的に加熱するこ
とができるのである。しかも、金型を予め定められた所
望の温度まで速やかに加熱し得て、生産性を高めること
ができ、またパイプの配設位置を適宜に選定することが
できることから、複雑な形状の金型であっても、全体を
均等に加熱し得ることとなって、膜厚が一定な製品を成
形することが可能となるのである。

また、パイプを上記の如き接合部を介して金型に固着す
る場合には、その加工時に金型がそれほど高温に加熱さ
れないから、加工時に加えられる熱によって金型が損傷
したりすることがなく、更に金型を加熱するだめの伝熱
媒体はパイプ内を流通させられて外部に持ち出されるこ
とがないところから、作業環境を悪化させる問題も解消
される等、種々の効果が生ずるのである。

次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する
。

第１図は所定形状の樹脂の皮膜製品を成形するための電
鋳金型１０を示したもので、第２図はその金型１０を■
−■線で切断した状態を示したものである。第２図にお
いて、１２は電鋳金型１０を構成する電鋳層で、第３図
に示されるように、第一の電鋳層】４および第二の電鋳
層１６からなっている。これらの電鋳層１４．１６は、
所定形状に屈曲さ氾られており、内側に前記成形品を得
るに適した形状の成形キャビティ１８が形成されている
。所定の４Ａ１脂祠料は、この成形キャビティ１モ（内
面で溶融されて、その内面に沿って流延させられ、その
状態で固化されて、所定膜厚の皮膜製品に成形される。

なお、第一の電＆７１！層１４はニッケル祠で形成され
ており、また、第一の電鋳層１６は銅相で形成されてい
る。厚めは、それぞれ１．５闘程度である。

第二の電鋳層１６の外側表面、つまりキャビテイ１８内
面とは反対側の外側表面には、軟銅性の複数のパイプ２
０が適宜の間隔て配設され、かつ第二の電鋳層１６の外
側に調料を低温溶射することによって部分的に形成され
た全屈溶射＠２２によって固着されζいる。この接合部
としての金属溶剤層２２は、パイプ２０の略下側半分を
包み込む状態で形成されている。第二の電鋳層１６の更
にその外側には、銅相からなるハンクア・ノブ層２４が
パイプ２０および溶射層２２を包み込む状態で、且つ第
二の電鋳１ｆｉｉ１６に密着する１）Ｓ態で形成されて
いる。ハックアップ層２４　＆；Ｉ２．７ｉｉ鋳屑１４
゜１６と同じく電鋳によって形成されたものである。

なお、バックアツプ層２４におけるパイプ２０および溶
剤層２２を包み込む部分には、バックアツプ層２４を厚
さ方向に貫通ずる貫通孔２６が形成されており、溶射層
２２に浸透した電解１ｌｌｊが金型加熱時に気化して外
部へと逃がされるようになっている。

以上のように構成された電鋳金型ｌＯは、パイプ２０に
伝熱媒体を乱流状態で通しることによって、容易に、か
つ速やかに加熱、若しくは冷却することができる特長を
有している。パイプ２０ば伝熱性に優れた軟鋼で形成さ
れており、かつ間しく伝熱性に優れた溶射層２２を介し
て電鋳層１２に密着させられているため、バ・イブ２０
内を流通せしめられる伝熱媒体の熱が金型ｌＯに速やか
に伝達され、あるいは金型１０の熱が速やかに除かれて
金型１０が効率的に加熱または冷却され得るからである
。

ところで、肉厚の厚い、一般の金型においては、金型の
内部に転子“ハ媒体を流通さ一已るための流路を形成し
、ごの流路内を流通させられる伝熱媒体によって金型を
加熱し、また４Ｊ冷却することは、既に行われている。

しかしながら、上記の如き肉厚の薄い金型においては、
金型の内部に伝熱媒体を流通させるため０流路を形成す
ることは一般に困）１１である。従来より、前述したよ
うな加熱方式が用いられているのは、このような理由に
基づくものである。尤も、金型を構成する電鋳層の外側
表面にパイプを／８接によって直接固着することにより
、伝熱媒体を流通させるための流路を形成するごとも考
えられるが、この場合には伝熱性あるいは金型製造上に
おいて種々の問題を惹起する。例えば、パイプを金型の
外側表面に固着しても、金型の表面には製品形状に応じ
た凹凸があるために、パイプをこの凹凸に沿って曲げた
としてもパイプと金型との間に隙間の生ずるのを避は得
す、またパイプが断面円形であるために、金型との接触
面積が少なくなって伝熱性が悪くなり、従って金型を速
やかに加熱、または冷却することが困難となるのである
。

また、このようなパイプを金型表面に固着する手段とし
て、ろう材として伝熱性に優れた銀ろうを用いる銀ろう
付けを採用することが考えられるが、銀ろう自体が高価
であるために金型コストが高くなってしまい、また銀ろ
うは溶融温度が高いために、ろう（＝ｊり時に金型が局
部的に高温に加熱されて歪み、クランクが発生ずる等、
局所的に損傷を受ける問題が生ずるのである。

これに対し、上側の金型１０においては、パイプ２０が
金属溶剤層２２を介して電鋳層１２に密着させられてお
り、かつ溶射層２２自体が熱伝導性に優れた銅相で形成
されているために、更にはこれらパイプ２０および溶剤
層２２を包み込む状態で形成されたハックアップ層２４
が電鋳層１２に密着して、バイブ２０内を流通させられ
る伝熱媒体の熱を、パイプ２０とパイプ２０との間の部
分においても電鋳層１２に伝達する作用をなすため、伝
熱媒体の熱が効率的に電鋳層１２に伝達され、あるいは
電鋳層１２の熱が除かれて金型１０が速やかに加熱もし
くは冷Ｌ１）される。これによって、樹脂成形のザイク
ルタイムが短縮されて、生産性が向」二するシＪ果が生
ずるのである。

しかも、このような金型１０においては、パイプ２０が
適宜の間隔で配置されているため、また銅相で形成され
たハックアップ隔２４がパイプ２０内の伝熱媒体の熱を
各方向に伝達する作用をなすため、金型１０が全体的に
均一に加ｆｊ４Ｈされる。

このため、かかる金型１０によって成形された成形品は
肉厚が均等となるという優れた効果が生ずるのである。

ところで、上記金型［０の、ごのような優れた特長は、
以下の実験例によってより一層具体的に理Ｈし得るとご
ろである。

一実験例一 従来の金型（第１表中へおよびＢに用いられている金型
）と、上例の金型１０　（第１表中のＣに用いられてい
る金型）とを、第１表に示される実験条件下に加熱して
、金型の昇温の様子、各金型における温度」二界のばら
つきの様子を調べた。

なお、第１表において、ガスオーブンはｌＨ１ｘ２ｍｘ
２ｍの熱風循環式（風速平均２５ｍ／分）のものを用い
、金型を下向き、つまり成形キャビティ１８が下側とな
る向きに置いた。

また、油の加熱は、第４図に示される装置を用いて行っ
た。ずなわち、タンク２８に収容された浦をヒーターで
加熱すると共に、これをポンプ３０で送出して、加熱油
をパイプ３２、金型１０に固着せしめられたパイプ２０
．タンク２８の間で循環させた。

このような条件のもとにおいて、加熱された金型の温度
と経過時間との関係を第５図に示した。

かかる第５図において、横軸は経過時間を、また縦軸は
金型の温度を示している。Δ、、Ａ２．Ｂｈ　、８２　
、Ｃ’ｌ　、ｃ２はそれぞれ第１表における金型Ａ、＋
３．Ｃの温度を示している。なお、金型の温度測定は第
３図における点ｘ、、ｘ２．ｙにおいて行ったが、第５
図にはＸ□、Ｙにおける測定値のみが示されている。

かかる第５図から明らかなように、金型をガスオーブン
内で熱風によって加熱する場合には、熱風の温度を高く
すれば、金型が所定温度に達するまでの時間は短縮され
るが、一方で金型間の温度のばらつき（八Ａ、ΔＢで示
されＣいる。、）が大きくなる。これに対して、油を伝
熱媒体として、金型１０のパイプ２０に通ずることによ
って、金型１０を加熱する場合には、金型ｌＯの昇温速
度が熱風加熱の場合に比べて、著しく速く、また金型１
０毎のばらつき（図中、ΔＣで示される）も少なくなる
。

以上の結果から明らかなように、上例の金型１０は速や
かに加熱され（ηる特長を有しているが、かかる金型１
０はこの他に伝熱媒体を流通さゼるパイプ２０が電鋳層
１２から容易にはがれない特長を有している。　１ 金型１０は、その性質と、加熱、冷却が繰り返されるが
、このような加熱、冷却が繰り返されると、パイプ２０
が、電＆Ｎ層１２との間の熱膨張率等の差に基づいて、
電鋳層１２から剥がれてしまうという問題を生ずる。と
ころが、上例の金型１０　においては、パイプ２０．金
属溶射層２２．第二の電鋳Ｆｉ１６が何れも同＋、ｌ質
の銅材料で形成され−でいるため、また更にパイプ２０
が溶射層２２に、１−って電鋳層１２に広い接触面積で
密着さ−Ｕ・られ、かつ同材質のハックアップ層２４に
よって補強されているために、パイプ２０が電鋳層１２
から剥がれるのか効果的に防止されるのである。

上記金型１０は、更にパイプ２０を電鋳層１２に固着す
る際に、電鋳層１２、つまり金型ｌＯがｔｉｔ　（Ｉ！
５を受けない利点を有している。溶射層２２は低温溶射
で形成されるため、ごの溶射層２２によってパイプ２０
を電鋳層１２に固着する際に、電鋳層１２が局部的にｉ
Ｆｊ；温に熱せられることがないからである。

以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその他の
異なった態様においても実施することが可能である。

例えば、パイプ３４として屈曲性に優れたコルゲートパ
イプを用いたり、第６図に示されるように、パイプ３４
の電鋳層１２への接触側を扁平に押し潰した形態として
も良い。そして、この場合にはパイプ３４が電鋳層１２
により良く密着させられて、伝熱効率が更に高められる
利点が生ずる。

また、パイプ材として、または金属溶射層として、更に
はハックアップ層として、上述の銅の他、アルミニウム
、その他の熱伝導性に優れた金属祠料を用いることも可
能であるし・、そのバ・イブを電鋳層の外側表面に固着
する手法として、金属溶射を用いる他、低融点金属を用
いて半ＩＢ　（＝ｊけしたり、あるいはパイプをスポッ
ト的に半ｒＪｉ付けしておいて、その後に金属溶射を行
うようにしても良い。

さらに、エポキシ樹脂等をバインダとして含む、粒径の
異なる微少金属粒子（例えば粒径カ月開以下程度の銅の
粒子ンを介してパイプを固着するようにすることも可能
である。尚、この金属粒子を用いる場合には、エポキシ
樹脂等のバインダが分解し２て気化したときに、前述の
貫通孔２６から外部へと逃がすことができる。また、本
発明において、ハックアップ層は必ずしも必須とされる
ものではな（、これを省略したとしても、本発明の一応
の目的は達し得るのである。

更に、本発明を適用すべき金型は、上記の如き電鋳加工
によって形成されたものに限られず、その他の比較的薄
肉の金型であっても良い。また、かかる金型に設げられ
るパイプは、必ずしも一定間隔で設けなければならない
ものではなく、部分的に配置間隔を広く、あるいは狭（
することも、勿論可能である。この場合には、金型の温
度を部分的に高く、あるいは低くすることができ、以て
製品の肉厚を部分的に、かつ意識的にコントロールする
ことも可能となる利点が生ずる。

その他、成形材料としての樹脂にあっても、熱可塑性の
樹脂の他、熱硬化性の樹脂であっても、本発明では使用
され得るものである。

その他、−々例示することは省略するが、本発明は、そ
の趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づき
種々の変更を加えた形態で実施することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例である金型の斜視図（ただし、
形状を明Ｕ（Ｃにするためパイプ、全１ｆｆｉ溶射層等
を取り除いた状態で示しＣある）。第２図は第１図にお
りる金型をＩＩ　−ＩＩ線でりＪ断じて示す斜視図（パ
イプ等が設番）られた状態で示されている）である。第
３図は第２図の一部を拡大して示３“部分拡大断面図で
ある。第４図および第５図はそれぞれ第１図ないし第３
図に示す金型の特１Ｑを明瞭にするための実験においン
用いられる実験装：〃および実験結果を説明するだめの
説明図であり、第６図は本発明の他の実施例の要部を拡
大して示す要部断面図である。 １０：電鋳金型　１８：成形キャビティ２０：パイプ ２２：金属溶射層（接合層） ３４：パイプ 出願人　東海化發（式会社 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１内部の成形キャビティ内に所定の樹脂材料を装虜
   する一方、かかる樹脂材料を外部からの入熱によって溶
   融せしめて、前記成形キャビティの内面に所定厚さの樹
   脂層を形成せしめ、以て該成形キャビティ内面に対応し
   た形状の所定厚さの皮膜製品を成形するようにした金型
   において、 該金型の外側表面の所定位置に、伝熱媒体を流通させる
   ためのパイプを、低融点金属、／８射金属及び／または
   バインダ含有金属粒子にて形成される接合部を介して固
   着、配設せしめ、該パイプを通じて流通せしめられる伝
   熱媒体によって、かかる金型を加熱せしめるようにした
   ことを特徴とする皮膜成形用金型。 （２）前記金型が電鋳加工によって形成された電鋳金型
   である特許請求の範囲第１項記載の皮膜成形用金型。 （３）前記接合部が、銅の低温溶射によって形成された
   溶射金属層である特許請求の範囲第１項若しくは第２項
   記載の皮膜成形用金型。 （４）前記接合部の銅に微細粒子にバインダとしての樹
   脂を配合せしめてなる混合物によって形成される特許請
   求の範囲第１項若しくは第２項記載の皮膜成形用金型。 （５）前記パイプが、該パイプを包み込む状態で前記金
   型の外側表面にほぼ全面的に形成された、熱伝導性に優
   れたバックアップ金属屑によって、該金型外側表面に強
   固に固定されている特許請求の範囲第１項ないし第４項
   の何れかに記載の皮膜成形用金型。 （６）　前記パイプの前記外側表面に接触させられる部
   分が、扁平に潰された形態とされている特許請求の範囲
   第１項ないし第５項の何れかに記載の皮膜成形用金型。