JP2016047612A - プレス型の製造方法、及びプレス型 - Google Patents

Abstract

【課題】製造したプレス型の実際の凹凸面の高さと、設計上の高さとの差を低減することができる、プレス型の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係るプレス型１の製造方法は、保持面３１を有するベース部３と、保持面３１上で保持され、保持面３１の反対側を向く凹凸面２４を有する型部２と、を備えるプレス型１の製造方法であって、型部２を電鋳法で作製し、型部２の凹凸面２４の高さずれを測定し、その測定結果に基づいて、ベース部２の保持面３１の高さを調整する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般には、プレス型の製造方法、及びプレス型に関し、詳細には、建築材のプレス成型に用いるプレス型を製造する方法、及びこの製造方法によって製造されたプレス型に関する。

従来、建築材料を、凹凸を備えるプレス型でプレスして、凹凸を有する建築板を形成することが知られている。例えば、特許文献１には、セメント系無機質材料のグリーンシートをプレスしてその化粧面に凹凸模様を付与することが記載されている。

プレス型として、例えば、樹脂型、及び金型を挙げることができる。

樹脂型は作製及び加工が容易である。しかしながら、樹脂型は金属型と比べて耐久力が劣るため、継続して使用すると型が摩耗して、型の形状を維持することができない。このため、プレス成型で建築材を大量に製造する場合には、金型が適している。

金型としては、例えば、電鋳めっきにより形成される電鋳型を挙げることができる。

電鋳型は、樹脂型又はマスタ型から原型となるモデルを転写し、このモデルに対して電鋳めっきをすることによって形成される。このため、マスタ型の細かな凹凸を忠実に再現することができる。

この電鋳型の製造方法として、例えば、特許文献２には、建築材料を試作樹脂型によってプレス成型することにより試作建築材を作製し、前記試作建築材の形状に基づき前記試作樹脂型の形状を修正し、形状が修正された前記試作樹脂型に基づきマスタ型を作製し、
前記マスタ型の形状に基づき転写モデルを作製し、前記転写モデルの表面に電鋳めっきを施すことにより電鋳めっき部を形成し、前記電鋳めっき部を前記転写モデルから離型することが記載されている。

特開２００２−１２７１１８号公報 特開２０１３−１９３３６８号公報

プレス型が特許文献２に記載のような電鋳型である場合、プレス型を製造する工程において凹凸の転写を複数回行う必要があるため、製造したプレス型の凹凸面の実際の高さと、設計上の高さとの間に差が生じてしまい、建築材料にプレス型をプレスした際に、設計通りの凹凸を有する建築板が得られない、という問題があった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、製造したプレス型の実際の凹凸面の高さと、設計上の高さとの差を低減することができるプレス型の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係るプレス型の製造方法は、保持面を有するベース部と、
前記保持面上で保持され、前記保持面の反対側を向く凹凸面を有する型部と、
を備えるプレス型の製造方法であって、
前記型部を電鋳法で作製し、
前記型部の前記凹凸面の高さずれを測定し、
その測定結果に基づいて、前記ベース部の前記保持面の高さを調整する。

本発明に係るプレス型の製造方法では、前記凹凸面の高さずれを、非接触式の測定子で測定することが好ましい。

本発明に係るプレス型の製造方法では、前記ベース部の前記保持面側の表層が樹脂層からなることが好ましい。

本発明に係るプレス型の製造方法では、前記樹脂層のＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬度が、８５〜９０の範囲内であることが好ましい。

本発明に係るプレス型は、上記のプレス型の製造方法によって製造される。

本発明では、製造したプレス型の実際の凹凸面の高さと、設計上の高さとの差を低減することができる。

従来のプレス型の製造方法の工程を示す概略の断面図である。 本実施形態に係るプレス型の概略の断面図である。 図３Ａ〜図３Ｃは本実施形態に係るプレス型の製造方法の工程を示す概略の断面図である。 図４Ａ〜図４Ｃは本実施形態に係るプレス型の製造方法の工程を示す概略の断面図である。 図５Ａ〜図５Ｃは本実施形態に係るプレス型の製造方法の工程を示す概略の断面図である。 本実施形態に係るプレス型の変形例の概略の断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

本実施形態に係るプレス型１は、保持面３１を有するベース部３と、保持面３１上で保持され、保持面３１の反対側を向く凹凸面２４を有する型部２と、を備える。このプレス型１の製造方法では、まず、型部２を電鋳法で作製する。続いて、型部２の凹凸面２４の高さずれを測定する。凹凸面２４の高さずれとは、プレス型１の凹凸面２４の実際の高さと、設計上の高さとの差のことをいう。この測定結果に基づいて、ベース部２の保持面３１の高さを調整する。

本実施形態では、ベース部２の保持面３１の高さを調整することにより、凹凸面２４の高さずれを低減することができる。

本実施形態に係るプレス型１の製造方法では、凹凸面２４の高さずれを、非接触式の測定子６１で測定してもよい。

本実施形態に係るプレス型１の製造方法では、ベース部２の保持面３１側の表層が樹脂層３３からなっていてもよい。

本実施形態に係るプレス型１の製造方法では、樹脂層３３のＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬度が、８５〜９０の範囲内であってもよい。

本実施形態に係るプレス型１は、上記のプレス型１の製造方法によって製造する。

以下、本発明の実施するための形態を更に詳しく説明する。

まず、従来のプレス型１を製造する方法について、図１Ａ〜図１Ｃを参照しながら説明する。

従来のプレス型１は、図１Ａに示すように、ベース部３の保持面３１の上に型部２が保持されていて、型部２は保持面３１の反対側を向く凹凸面２４を有する。

このプレス型１の製造にあたり、まず、図１Ａに示すように、型部２とベース部３とをネジ締結して定盤７上に配置し、凹凸面２４の高さずれを測定する。凹凸面２４の高さずれの測定には、接触式の測定子６２を用いる。凹凸面２４の高さずれは、例えば、凹凸面２４を接触式の測定子６２で複数回測定することにより、凹凸面２４上の基準となる原点、及びこの原点に基づいた凹凸面２４上の点の座標を求め、この座標と、凹凸面２４上の点の設計上の座標とを比較することで求められる。接触式の測定子６２で測定する場合、例えば、凹凸面２４上の約１００個の点の座標を測定する。

次に、ベース部３から型部２を取り外して、定盤７上に凹凸面２４が重なるように型部２を配置する。そして、型部２を定盤７上に配置した状態で、凹凸面２４の高さずれの測定結果に基づき、型部２の保持面３１と重なる側の面（以下、型底２５という）に加工を施し、凹凸面２４を基準として規定される型底２５の高さを調整する（図１Ｂ参照）。型底２５の高さは、例えば、切削具６０による切削、及びシム（薄板）の貼り付けによって調整される。型底２５の高さを調整することで、凹凸面２４の高さずれが低減される。

次に、図１Ｃに示すように、型部２をベース部３に取り付け、プレス型１を作製する。このプレス型１はプレス機５に取り付けられる。

上記の通り、従来のプレス型１の製造方法では、凹凸面２４を基準として規定される型底２５の高さを調整しているが、凹凸面２４が平坦でないため、加工面の高さの調整が難しく、凹凸面２４の高さずれを十分に低減することができないという問題があった。

また、従来のプレス型１の製造方法では、型部２に加工を施す際に、型部２に破損が生じてしまうことがあった。

また、従来のプレス型１の製造方法では、凹凸面２４の高さずれを接触式の測定子６２で測定しているため、測定する凹凸面２４上の点の座標の数を増やすことで、凹凸面２４の高さを詳細に調べることができる。しかしながら、測定する凹凸面２４上の点の座標の数を増やすと、多くの時間を要するため、接触式の測定子６２では、凹凸面２４の高さを詳細に調べることが難しいという問題があった。

本実施形態のプレス型１の製造方法は、以下の構成を有するため、従来のプレス型１の製造方法の上記の問題点を解決することができる。

まず、本実施形態に係るプレス型１の構成について、図２を参照しながら説明する。

本実施形態に係るプレス型１は、ベース部３と、ベース部３の上に保持されている型部２とを備える。

ベース部３は、型部２を保持するように構成され、且つプレス機５に取り付けられるように構成されている（図２参照）。ベース部３は型部２を保持する保持面３１を備える。ベース部３の保持面３１とは反対側の面は、プレス機に取り付けられる固定面３２である。

本実施形態のベース部３は、図２に示すように、ベースプレート３４と、ベースプレート３４の上に設けられた樹脂層３３とを備える。

本実施形態のベースプレート３４は、例えば、矩形の板材である。ベースプレート３４は、例えば、金属製、又は樹脂製である。ベースプレート３４の厚みは、例えば、２５〜５０ｍｍの範囲内である。

本実施形態の樹脂層３３は、ベースプレート３４の上に設けられている。このため、ベース部３の保持面３１側の表層が、樹脂層３３からなる。樹脂層３３は、例えば、熱硬化性樹脂製であり、詳細には、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、スチレン樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂からなる群から選択される一種以上の樹脂製である。樹脂層３３は、特に、ウレタン樹脂製、又はエポキシ樹脂製であることが好ましい。樹脂層３３のＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬度は、８５〜９０の範囲内であることが好ましい。樹脂層３３の最も厚みが大きい部分の厚みは、３〜８ｍｍの範囲内であることが好ましい。

型部２は、図２に示すように、保持面３１上に保持され、保持面３１の反対側に凹凸面２４を有する。凹凸面２４は、保持面３１とは反対側を向いている。

本実施形態の型部２は、図２に示すように、電鋳めっき層２１と、バックプレート２２と、電鋳めっき層２１とバックプレート２２との間に介在する接着剤２３とを含む。

電鋳めっき層２１は、型部２における凹凸面２４側の部分である。電鋳めっき層２１は、金属製であり、例えば、ニッケル、又は銅製である。電鋳めっき層２１の厚みは、例えば、３〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましい。電鋳めっき層２１の厚みが３ｍｍ以上であると、電鋳めっき層２１の強度を十分に確保することができる。電鋳めっき層２１の厚みが１０ｍｍ以下であると、電鋳めっき層２１を単時間で作製することができる。

バックプレート２２は、型部２における保持面３１側の部分である。バックプレート２２は、例えば、金属、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂からなる群から選択される一種以上の材料製である。バックプレート２２の厚みは、５〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

本実施形態では、電鋳めっき層２１とバックプレート２２との間に、接着剤２３が介在している。接着剤２３は、例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂からなる群から選択される一種以上の材料製である。また、電鋳めっき層２１とバックプレート２２とは、ネジ締結されている。本実施形態では、接着剤２３とネジ締結によって、電鋳めっき層２１とバックプレート２２とが接合されている。

型部２は、ベース部３の保持面３１上に保持されている。このため、保持面３１とバックプレート２２とが重なっている。本実施形態では、ベース部３と型部２とがネジ締結されている。

以下、本実施形態のプレス型１の製造方法の一例を、図３Ａ〜図３Ｃ、図４Ａ〜図４Ｃ、及び図５Ａ〜図５Ｃを参照しながら、説明する。

まず、プレス型１における凹凸面２４の設計上の形状と同じ形状の凹凸面４２を有するマスタ型４０を用意する。このマスタ型４０は、変形しにくい材質製が好ましく、硬い樹脂製が好ましい。マスタ型４０は、例えば、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、石膏からなる群から選択される一種以上の材料製である。

このマスタ型４０の凹凸面４２に、例えば、流動性のある樹脂を塗布する。この樹脂を硬化させた後、図３Ａに示すように、マスタ型４０から剥すことで、転写型４１を作製する（第一工程）。このため、転写型４１は、マスタ型４０の凹凸面４２を反転させた形状の凹凸面４３を有する。転写型４１の作製に使用する樹脂は、例えば、ポリウレタン樹脂、又はポリカーボネ−ト樹脂である。

続いて、図３Ｂに示すように、電鋳法により、転写型４１の凹凸面４３上に電鋳めっき層２１を作製する（第二工程）。

電鋳めっき層２１は、例えば、転写型４１の凹凸面４３上にスパッタ法で金属薄膜を形成した後、電解液中で、転写型４１上の金属箔薄膜に通電させることによって形成される。電解液は、例えば、スルファミン酸ニッケル単純浴である。このため、電鋳めっき層２１は、転写型４１の凹凸面４３を反転させた形状の凹凸面２４が形成される。

続いて、図３Ｃに示すように、平面カッター（コンピュータ数値制御加工機械、グラインダ）等の切削具６０で、電鋳めっき層２１の転写型４１とは反対側の面を切削して、平滑に加工する（第三工程）。

続いて、図４Ａに示すように、電鋳めっき層２１の凹凸面２４とは反対側の面と、バックプレート２２とを接着剤２３を介して接合する（第四工程）。更に、必要に応じて、電鋳めっき層２１とバックプレート２２とをネジ締結する。

続いて、図４Ｂに示すように、転写型４１から、バックプレート２３と接合した電鋳めっき層２１を剥がす（第五工程）。これにより、型部２が作製される。

続いて、型部２とベースプレート３４とをネジ締結して定盤７上に配置する。この状態で、図４Ｃに示すように、凹凸面２４の高さずれを測定する（第六工程）。

本実施形態では、凹凸面２４の高さずれの測定に、非接触式の測定子６１を用いる。非接触式の測定子６１として、例えば、レーザースキャナーが挙げられる。例えば、非接触式の測定子６１から発したレーザーを凹凸面２４に照射して、このレーザーが反射されて返ってくるまでの時間を測定し、この時間を距離に換算することで、凹凸面２４上の基準となる原点、及びこの原点に基づいた凹凸面２４上の点の座標を求め、この座標と、凹凸面２４上の点の設計上の座標とを比較することで、凹凸面２４の高さずれが求められる。凹凸面２４の高さずれを非接触式の測定子６２で測定する場合、例えば、凹凸面２４上の約数百万点の座標を測定する。

続いて、ベースプレート３４から型部２を取り外す。そして、図５Ａに示すように、ベースプレート３４の上に樹脂層３３を形成して、ベース部３を作製する（第七工程）。樹脂層３３は、例えば、ベースプレート３４上に樹脂を流し込んで硬化させることにより形成される。樹脂層３３のベースプレート３４とは反対側の面は、切削加工によって平坦にしておくことが好ましい。

続いて、加工機のテーブル８と固定面３２とが重なるように、テーブル８上にベース部３を配置する。そして、ベース部３をテーブル８上に配置した状態で、図５Ｂに示すように、凹凸面２４の高さずれの測定結果に基づいて、ベース部３の保持面３１に加工を施し、保持面３１の高さを調節する（第八工程）。保持面３１の高さは、固定面３２を基準として規定される。保持面３１の高さは、例えば、平面カッター、ボールエンドミル等の切削具６０で、樹脂層３３に切削加工を施すことによって調整される。

続いて、図５Ｃに示すように、保持面３１の上に型部２を取り付けてプレス型１を作製する（第九工程）。本実施形態では、保持面３１の高さが調整されているため、この保持面３１上に型部２を取り付けることで、凹凸面２４の高さずれが低減される。

このプレス型１はプレス機５に取り付けられる。具体的には、ベース部３の固定面３２がプレス機５に取り付けられる。このプレス機５で、建築材料にプレス型１をプレスすることにより、建築材料に凹凸模様が付与される。

本実施形態のプレス型１の製造方法が、上記の構成を具備するため、以下の効果を奏する。

本実施形態では、固定面３２を基準として規定される保持面３１の高さを調整している。固定面３２は平坦であるため、保持面３１の高さを容易、且つ細かく調整することができる。このため、凹凸面２４の高さずれを十分に低減することができる。

本実施形態では、従来のプレス型１の製造方法のように型部２の裏面に加工を施さず、ベース部３の保持面３１の高さを調整しているため、電鋳めっき層２１に破損が生じることなく、凹凸目２４の高さずれを低減することができる。

本実施形態では、凹凸面２４の高さずれを非接触式の測定子６１で測定している。非接触式の測定子６１は、多数の凹凸面２４上の点の座標を、高速で測定することができるため、凹凸面２４の高さを詳細、且つ短時間で調べることができる。また、この測定結果に基づいて、保持面３１の高さを調整するため、凹凸面２４の高さずれをより低減することができる。

本実施形態では、ベース部３の保持面３１側の表層が樹脂層３３からなる。樹脂層３３は容易に切削加工を施すことができるため、保持面３１の高さを調整しやすい。このため、凹凸面２４の高さずれを容易に低減することができる。

特に、樹脂層３３のＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬度が、８５〜９０の範囲内である場合、樹脂層３３に特に切削加工を施しやく、切削加工時にバリや割れが発生しにくい。

また、ベース部３の保持面３１側の表層が樹脂層３３からなる、すなわち、型部２とベースプレート３４との間に樹脂層３３が介在している場合、プレス型１を建築材料にプレスする際に、電鋳めっき層２１に係る力が樹脂層３３によって緩和される。これにより、電鋳めっき層２１に破損が生じることを抑制することができる。すなわち、プレス型１の耐久性を向上させることができる。

本実施形態のプレス型１の製造方法によって製造されたプレス型１は、凹凸面２４の高さずれが低減されている。このプレス型１を建築材料にプレスすることにより、設計通りの凹凸を有する建築板が得られる。

尚、本実施形態では、ベース部３の保持面３１側の表層が樹脂層３３からなり、この樹脂層３３に切削加工を施して、保持面３１の高さを調整しているが、これに限られない。例えば、ベース部３の保持面３１側の表層に樹脂層が設けられていなくてもよい。この場合、ベースプレート３４に直接、切削加工を施して、保持面３１の高さを調整する。この場合のプレス型１は、図６に示すように、ベース部３がベースプレート３４からなり、ベースプレート３４の上に型部２が設けられている。

１ プレス型
２ 型部
２４ 凹凸面
３ ベース部
３１ 保持面
３３ 樹脂層

Claims (5)

1. 保持面を有するベース部と、
   前記保持面上で保持され、前記保持面の反対側を向く凹凸面を有する型部と、
   を備えるプレス型の製造方法であって、
   前記型部を電鋳法で作製し、
   前記型部の前記凹凸面の高さずれを測定し、
   その測定結果に基づいて、前記ベース部の前記保持面の高さを調整するプレス型の製造方法。
2. 前記凹凸面の高さずれを、非接触式の測定子で測定する請求項１に記載のプレス型の製造方法。
3. 前記ベース部の前記保持面側の表層が樹脂層からなる請求項１又は２に記載のプレス型の製造方法。
4. 前記樹脂層のＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬度が、８５〜９０の範囲内である請求項３に記載のプレス型の製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプレス型の製造方法によって製造するプレス型。
   

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