JP2003340833A - 弾性成形型の作製方法及び該型を用いた成形品の製造方法 - Google Patents

弾性成形型の作製方法及び該型を用いた成形品の製造方法

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Hironari Ichikawa
寛成 市川
Naohiko Harada
直彦 原田
Susumu Yamada
進 山田
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Digital Graphics Kk
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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  • Formation And Processing Of Food Products (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • General Preparation And Processing Of Foods (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 金属粉末をレーザー焼結法にて焼結する
ことによりキャビティ型とこの型内の所定位置に挿入し
てキャビティ型との間に断面U字状の間隙を形成するコ
ア型とを製造した後、これらコア型とキャビティ型とを
用いてエラストマー組成物より上記間隙に相応する断面
U字状の弾性成形型を成形することを特徴とする弾性成
形型の作製方法。 【効果】 本発明によれば、逆テイパー部などの複雑な
形状を有する弾性成形型を簡単かつ正確に作製すること
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、食品等を成形する
ための弾性成形型の作製方法及びこれによって得られた
弾性成形型を用いた食品等の成形品の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、チョコレート等の食品などを成形するため、成形型
を気圧差で膨張させて成形品を取り出す成形方法にシリ
コーンゴム等の弾性成形型が用いられている。立体弾性
成形型の作製は、母型への塗布法(特開平7−8245
号公報)、ディップ方式、流し込み(特開2000−1
58451号公報)等により行われる他、コア型、キャ
ビティ型の2つの金属型を使い、プレス成形(特開20
00−326337号公報)する方法が知られている。
このコア型、キャビティ型の2つの金属型を作製する場
合、逆テイパー等がない単純な型は数値制御加工により
直接できる。しかし、逆テイパーのある複雑な型は、従
来よりスケッチデザイン→ろう等の原寸モデル→砂等の
鋳造母型用金型→鋳造母型の工程でまずコア型を作る。
更にスケッチデザイン→石膏等の原寸モデルをシート等
で拡大させた拡大原寸モデル→ろう等の反転型→砂等の
鋳造母型用金型→鋳造外周母型の工程でキャビティ型を
作る。このコア型、キャビティ型の2つの金型に未硬化
ゴムを入れ、プレス又は注入、加熱成形により弾性体を
作り、量産する食品等の母型としている。
【0003】この金属型は長い工程と職人の技量に依存
するため、品質、特に厚み等のバラツキが大きい。その
ため取り出した逆テイパーを有した立体弾性成形型もバ
ラツキが大きく、その立体弾性成形型に食品等を注入、
固化させてこのゴム型を気圧差で膨張させて取り出す
際、不具合が生じることが多かった。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、逆テイパー部を有するなどの複雑な形状の弾性成形
型をも正確にかつ容易に作製することができる弾性成形
型の作製方法、及びこの弾性成形型を用いた食品等の成
型品の製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明は、上記目的を達成するため、金属粉末をレーザー
焼結法にて焼結することによりキャビティ型とこの型内
の所定位置に挿入してキャビティ型との間に断面U字状
の間隙を形成するコア型とを製造した後、これらコア型
とキャビティ型とを用いてエラストマー組成物より上記
間隙に相応する断面U字状の弾性成形型を成形すること
を特徴とする弾性成形型の作製方法を提供する。この場
合、この成形には射出成形法が好適に採用でき、シリコ
ーンゴム組成物等のエラストマー組成物を上記間隙に射
出することにより弾性成形型を成形することが好まし
い。また、コア型及びキャビティ型が互いに対応して逆
テイパー部を有し、かつこれらに対応してコア型とキャ
ビティ型との間の間隙及び弾性成形型が逆テイパー部を
有するものが容易に作製される。
【0006】更に、本発明は、上記弾性成形型内に成形
用材料を入れて成形を行った後、この弾性成形型を気圧
差で膨張させて、食品等の成形品を脱型することを特徴
とする成形品の製造方法を提供する。
【0007】本発明によれば、従来の塗布法、ディップ
法、流し込みによる厚み等の形状のバラツキは、グラフ
ィック・データ等のモデルからレーザー焼結法により直
接コア型とキャビティ型を作り、この2つの金型を使
い、逆テイパーのある複雑な立体造形物の弾性成形型を
作製することで、格段に改善される。
【0008】よって、この立体弾性成形型を使用してエ
ラストマー組成物を成形型に流し込み、固化することに
より立体の食品等の最終製品(成形品)のバラツキや不
具合が少なく成形し得るので、最終製品の商品価値を高
めることができる。また、従来工法で金属金型を作るの
に30日以上要していたのに、本発明に従えばグラフィ
ック・データ等のモデルに修正を加えたとしても7日程
度に短縮できる。
【0009】この工法により作製した立体弾性成形型の
応用分野としては、液状の充填物、例えば、水、チョコ
レート等の食料品、石けんのような日用品等があり、一
般にはこの弾性成形型を気圧差で膨張させて取り出して
いる。
【0010】また、この工法により作製したシリコーン
ゴム成形型を使って、チョコレート等の食料品を注入、
固化させて得られる製品は、ラテックス成形型を使用し
た場合に比し、光沢性に優れたものが得られる。
【0011】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の弾性成形型の作製方法は、まずデジタル・グラ
フィック・データ等から所用の形状のモデルを決定し、
このモデル・データを用い、金属粉末をレーザー焼結法
にて焼結することにより、コア型及びキャビティ型を形
成する。
【0012】この場合、より好適には、まず、キャラク
ター商品のようなスケッチをデジタル・データ化する。
なお、細部の変更は全てデータ画面で行う。このデータ
を用い、光硬化樹脂を使い、プラスチックの立体モデル
の見本サンプルを作製することもできる。そして、この
データよりブロンズ合金やスチール合金の金属粉をレー
ザー光で焼結するレーザー焼結法(EOSIN社法)に
より、直接金属コア型(オス型)を作製することができ
る。更に、キャラクター商品のデジタル・データを所定
の倍率で拡大した拡大デジタル・データの反転データを
使い、レーザー焼結法により、反転された拡大キャビテ
ィ型(メス型)を作製する。このように、キャビティ型
に拡大デジタル・データを使用することで、キャビティ
型内の所定位置にコア型を挿入した場合、2つの金属型
の間には、一定の距離(即ち、得られる弾性成形型の厚
み)、例えば0.2〜30mm、好ましくは0.2〜1
0mm、より好ましくは0.3〜4mm程度の断面U字
状の間隙が形成されることになる。コア型とキャビティ
型との間の距離(弾性型の厚み)が小さすぎる(薄すぎ
る)と弾性型としての耐久性、得られる成形品の寸法精
度に劣ったものとなる場合があり、一方、この距離が大
きすぎる(厚すぎる)と、例えば成形品を弾性型から気
圧差法により脱型するのが困難であるばかりでなく、コ
スト的にも不利となる場合がある。
【0013】なお、上記、コア、キャビティの2つの金
属型は、それぞれレーザー焼結後、その表面は、空孔を
埋めるためにエポキシ樹脂等の樹脂を塗布、充填、溶融
等したり、又は研磨により均一、平滑化することができ
る。
【0014】図1は、以上のようにレーザー焼結法によ
り製造されたキャビティ型1にコア型2が挿入されて、
これらの金属型1,2間に断面U字状の間隙3が形成さ
れた状態を示すもので、本発明の弾性成形型は、このよ
うにコア型、キャビティ型を組み合わせ、上記間隙3に
供給されたエラストマー組成物から上記間隙3と同形状
の弾性成形型を形成するものである。
【0015】この場合、エラストマー組成物としては、
従来公知のものを使用することができ、例えば強度、離
型性のよい液状のシリコーンゴム組成物、ウレタンゴム
組成物等が挙げられ、逆テイパーを持った立体造形物の
成形型としては、金属型との離型性がよくかつチョコレ
ート等の食品充填物との離型性がよく、チョコレート等
の表面光沢性のよい、シリコーンゴムが特に好ましい。
この材料の流動性は特に限定するものではないが、室温
(23℃)で液状であり、粘度(23℃)が1,000
〜10,000P、特に2,000〜5,000Pのも
のが好ましい。硬化した弾性体の物性は特に限定するも
のではないが、JIS硬度(JIS K6249デュロ
メーターA硬度計による)は、通常15〜55、好まし
くは20〜50、より好ましくは30〜40、伸びは1
50〜800%の範囲のものが好ましい。エラストマー
組成物の粘度が高すぎたり、逆に低すぎたりすると、例
えば射出成形が困難であったり、成形品の細部の寸法精
度に劣ったものとなる場合がある。また、エラストマー
組成物を硬化させた弾性体の硬度が高すぎると細部への
充填性、成形型表面の緻密性に劣ったり、成形性に劣る
場合があり、硬度が低すぎると成形型がひ弱で気圧差法
による脱型性に劣ったりする場合がある。なお、ラテッ
クス等の立体弾性成形型を使い、食品を注入、固化する
と食品等の表面光沢性に欠けるが、シリコーンゴム成形
型を使うとツヤのある食品等が得られる。
【0016】上記コア型、キャビティ型を用いて弾性成
形型を成形する場合の成形法としては特に制限されず、
例えば射出成形法、トランスファー成形法、注型法、プ
レス成形法等が挙げられるが、逆テイパーがある複雑な
立体造形物の場合、未硬化状態で流れ性のよい、低粘度
の材料を射出成形で加熱硬化させることが望ましい。
【0017】なお、成形条件、硬化条件は、成形法及び
エラストマー組成物の種類に応じた適宜な公知の条件が
採用でき、室温又は加熱により硬化を行うものである。
【0018】このようにして、成形、硬化した弾性体を
上記金属型から脱型することにより、該弾性体よりなる
弾性成形型が形成される。この場合、図1に示すよう
に、上記キャビティ型1、コア型2にそれぞれ対応して
逆テイパー部4,5を形成することにより、図2に示し
たように、これら逆テイパー部4,5に対応した逆テイ
パー部12,13を有する断面U字状(有底筒状)の弾
性成形型11が作製されるものである。
【0019】次いで、この弾性成形型11の中空部14
内にチョコレート等の食品など、所用の液状の成形材料
を注入し、これを固化した後、常法に従い、この弾性成
形型を気圧差で膨張させて、成形品を脱型するものであ
る。
【0020】以上のように、特にスケッチデザインをデ
ジタル・グラフィック化し、このデータよりレーザー焼
結法により直接コア型とキャビティ型を作り、この両型
の空間に、流れがよく離型性のよい未硬化弾性体を注入
又はプレス成形し、硬化させ、立体弾性成形型を作製す
ることにより、職人の技量に依存せず、大幅に作製時間
を短縮でき、かつ精度が高く均一な厚みの弾性成形型を
作り、この弾性成形型を使用することで、立体の食品等
を量産成形することができる。
【0021】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具
体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限される
ものではない。
【0022】[実施例、比較例]耳や尻尾等に逆テイパ
ーを持った背丈3cmのリスのスケッチをデジタル・グ
ラフィック化し、このデータを使い、EOSIN社製の
ブロンズ合金粉をレーザー光により焼結させるレーザー
焼結法により直接リスの原寸モデルである金属コア型
(オス型)を作製した。更にリスのデジタル・データを
所定の厚みで拡大した拡大デジタル・データを反転させ
た拡大反転データを使い、コア型と同様にレーザー焼結
法により金属キャビティ型(メス型)を作製した。この
2つの金属型の表面は空孔を埋めるためにエポキシ樹脂
等を充填し、硬化させた後、サンドブラスト等で研磨し
た。この工程全てで5日かかった。この2つの金属型を
モールドベースに組み込み、下記所定の厚みで充填でき
る空間を有する弾性成形型とした。
【0023】比較例として従来法に従い、耳や尻尾等に
逆テイパーを持った上記のリスのスケッチを石膏で原寸
モデルとして作製した。この原寸モデルをシリコーン型
に反転させ、シリコーン型にろうを流し込み、ろうの原
寸モデルを作製した。更に、このろうを砂型に反転さ
せ、この反転砂型にアルミダイキャストを流し、金属の
コア型(オス型)を作製した。一方、上記で作製した石
膏の原寸モデルに所定の厚みのシートをかぶせ、拡大原
寸モデルを作製した。更に、コア型(オス型)と同様に
キャビティ型(メス型)を作製した。この全工程には4
0日の期間を要した。
【0024】次に、上記コア型とキャビティ型を用い、
表1,2に示すエラストマー組成物を所用の成形法にて
成形、硬化して、所用の厚みの弾性成形型を作製した。
更に、得られた弾性成形型内に溶融したチョコレートを
流し込み、冷蔵庫で固化させた後、チョコレート面を下
向きにし、弾性成形型を真空状態にして拡大させ、チョ
コレートを落下させて取り出した。
【0025】実施例と比較例のコア及びキャビティ金
型、弾性成形型の厚み(金型の空間)、成形法、弾性成
形型の硬化条件、使用したエラストマー組成物とその粘
度、及びその評価結果を表1,2に示す。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】エラストマー組成物 KE−1950−20,KE−1950−30,KE−
1950−50:信越化学工業(株)製 硬化後のゴム硬度がそれぞれ20,30,50(JIS
K 6249デュロメーターA硬度計による)の付加
硬化型液状ジメチルシリコーンゴム組成物 コロネート1041:日本ポリウレタン(株)製 ポリオール変性イソシアナート(NCO含有量:26
%)を主剤とする液状ポリウレタンゴム組成物 KE−1300:信越化学工業(株)製 硬化後のゴム硬度(同上)が40の付加硬化型ジメチル
シリコーンゴム組成物KE−530:信越化学工業
(株)製 有機過酸化物硬化型ミラブルタイプジメチルシリコーン
ゴム組成物 ラテックス:60%天然ゴムラテックス100重量部、
非イオン性安定剤((株)花王製、エマルゲン810)
0.1重量部、水酸化カリウム0.3重量部からなる組
成物
【0029】
【発明の効果】本発明によれば、逆テイパー部などの複
雑な形状を有する弾性成形型を簡単かつ正確に作製する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】コア型とキャビティ型とを組み合わせた弾性成
形型作製用金型の一例を示す断面図である。
【図2】同例により作製された弾性成形型の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 キャビティ型 2 コア型 3 間隙 11 弾性成形型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 市川 寛成 東京都中央区新川2−22−11 フジライト 新川ビル株式会社デジタルグラフィックス 内 (72)発明者 原田 直彦 東京都千代田区大手町二丁目6番1号 信 越化学工業株式会社内 (72)発明者 山田 進 東京都千代田区大手町二丁目6番1号 信 越化学工業株式会社内 Fターム(参考) 4B035 LE05 LP34 LT11 4B048 PE03 PL06 PL11 PL15 4F202 AJ05 CA01 CB01 CD02 CM30 4K018 CA44 DA23 EA51 HA10 KA18

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属粉末をレーザー焼結法にて焼結する
    ことによりキャビティ型とこの型内の所定位置に挿入し
    てキャビティ型との間に断面U字状の間隙を形成するコ
    ア型とを製造した後、これらコア型とキャビティ型とを
    用いてエラストマー組成物より上記間隙に相応する断面
    U字状の弾性成形型を成形することを特徴とする弾性成
    形型の作製方法。
  2. 【請求項2】 コア型とキャビティ型との間の間隙が
    0.2〜30mmであることを特徴とする請求項1記載
    の弾性成形型の作製方法。
  3. 【請求項3】 エラストマー組成物を上記間隙に射出す
    ることにより弾性成形型を成形する請求項1又は2記載
    の作製方法。
  4. 【請求項4】 コア型及びキャビティ型が互いに対応す
    る逆テイパー部を有し、かつこれらに対応してコア型と
    キャビティ型との間の間隙及び弾性成形型が逆テイパー
    部を有する請求項1、2又は3記載の作製方法。
  5. 【請求項5】 エラストマー組成物がシリコーンゴム組
    成物であり、シリコーンゴム弾性成形型を成形するよう
    にした請求項1乃至4のいずれか1項記載のの作製方
    法。
  6. 【請求項6】 硬度15〜55の硬化物を与えるシリコ
    ーンゴム組成物を使用することを特徴とする請求項5記
    載の弾性成形型の作製方法。
  7. 【請求項7】 23℃の粘度が1,000〜10,00
    0Pであるシリコーンゴム組成物を使用することを特徴
    とする請求項5、6記載の弾性成形型の作製方法。
  8. 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか1項記載の弾
    性成形型内に成形用材料を入れて成形を行った後、この
    弾性成形型を気圧差で膨張させて、成形品を脱型するこ
    とを特徴とする成形品の製造方法。
  9. 【請求項9】 成形品が食品である請求項8記載の製造
    方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007268726A (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Toray Ind Inc ラバー成形型の製造方法及びそのラバー成形型を用いたラバー成形方法
CN111923290A (zh) * 2020-06-22 2020-11-13 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种帽型软模的脱模方法
CN115008789A (zh) * 2022-06-01 2022-09-06 西安拓飞复合材料有限公司 一种新型天线支架的成型工艺方法及其产品

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