JP2529512B2 - 電鋳加工による多孔質成形型の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばプラスチック成
形品の真空成形に用いられる多孔質成形型を電鋳加工に
より製造する方法を改良した電鋳加工による多孔質成形
型の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電鋳加工により例えば成形型を製造する
にあたっては、成形品の外形と逆の凹凸形状を有する反
転型を製作し、その反転型から、原型と同一の凹凸形状
を表面に有する例えばエポキシ樹脂製の母型を製造する
ようにしている。そして、この母型の表面全体に例えば
銀鏡反応により導電層を形成した後、電鋳加工を行うこ
とにより、母型の表面に例えばニッケルを所定厚みに電
着させ、その電着ニッケル層を母型から離型して成形型
を得るものである。

【０００３】而して、近年、このような電鋳加工によ
り、例えばプラスチック成形品の真空成形に使用される
多孔質の成形型を製造する技術が開発されてきている。
このような多孔質成形型を製造する技術として、特開昭
６０−１５２６９２号公報や、特開昭６１−２５３３９
２号公報に示されたものがある。

【０００４】これらの技術は、母型に対し、その表面層
を導電部と絶縁部とのいわば微細な斑状とするポーラス
化用処理を行い、この母型を例えばスルファミン酸ニッ
ケル浴にて電鋳加工を行うことにより、母型の表面にニ
ッケルを多孔状に電着させようとするものである。即
ち、母型の表面層に、導電部と絶縁部とを斑状に有した
ポーラス化用処理がなされていることにより、導電部の
表面にニッケルが析出すると共に、導電部と絶縁部と境
界部で過電界が生じて水素ガスの微細な気泡が多数発生
し、ニッケルはこの気泡を包み込むようにしながら成長
し、以て電着ニッケルの多孔質化を図るものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電鋳加工を
行うための電解液には、一般に、ラウリル硫酸ナトリウ
ム等のアンチピット剤が添加されており、これにて、母
型の表面に発生する水素ガスの気泡を、速やかに母型表
面から離脱させるようにしている。ところが、上述のよ
うに金属を多孔状に電着させたい場合に、アンチピット
剤を含んだ電解液をそのまま用いると、電着金属層内の
気孔となるべき気泡が、母型の表面に十分に付着されな
くなり、この結果、電着金属層が十分な多孔状とならな
い不具合が生じてしまう。

【０００６】そこで、上述の特開昭６０−１５２６９２
号公報には、電解液中にラウリル硫酸ナトリウムを添加
しない技術が開示されている。しかしながら、このよう
にアンチピット剤を電解液中から取除いただけでは、必
ずしも母型の表面に気泡が十分に付着するようにはなら
ないため、十分な多孔状とされた多孔質成形型を得るま
でには至らず、さらなる改善が要求されるものであっ
た。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、電鋳加工によって母型の表面に金属を
多孔状に電着させて多孔質成形型を製造する方法にあっ
て、電着金属層の多孔質化を十分に図ることができる電
鋳加工による多孔質成形型の製造方法を提供するにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の電鋳加工による
多孔質成形型の製造方法は、成形品と同一外形を有し表
面がポーラス化用処理された母型を用い、電鋳加工によ
って前記母型の表面に金属を多孔状に電着させた後、電
着層を前記母型から離型することにより多孔質成形型を
得るようにした多孔質成形型の製造方法であって、前記
電鋳加工を行うための電解液に、炭素原子数３以下の低
級脂肪酸又は三価あるいは四価の高級アルコールからな
る、表面張力を大きくするための界面活性剤を添加する
ようにしたところに特徴を有するものである。

【０００９】

【００１０】また、使用する母型を、成形品の外形と逆
の凹凸形状を有する反転型の表面に多数の微細斑点状に
付着硬化された絶縁塗料と、前記反転型の表面全体に前
記絶縁塗料の上から付着硬化された導電塗料とからなる
塗料層を、前記反転型から離型させてなる表面層を有す
るように構成すれば効果的である。

【００１１】

【作用】電鋳加工によって母型の表面に金属を多孔状に
電着させるためには、母型の表面をポーラス化用処理す
ることにより、母型の表面に水素ガス等の微細な気泡を
発生させやすくし、発生した気泡を包み込むようにさせ
ながら金属を電着させることが必要となる。従って、一
般的な電鋳加工とは正反対に、母型の表面に適度に気泡
を付着させるようにすることにより、十分な多孔状とな
った多孔質電着金属を得ることができるようになる。

【００１２】本発明者等は、いかにして母型の表面に気
泡を付着し易くするかに関して、種々の実験，研究を重
ねた結果、電解液に表面張力を大きくする界面活性剤を
添加することにより、発生した気泡が母型表面から離脱
しにくくなって気泡が母型表面に付着したままの状態が
極力維持され、ひいては十分な多孔状となった電着金属
層を得ることができることを知見し、本発明を完成させ
たのである。

【００１３】そして、さらなる研究の結果、上記界面活
性剤としては、ギ酸，酢酸，アクリル酸等の炭素原子数
３以下の低級脂肪酸や、グリセリン，エリトリトール，
ペンタエリトリトール等の三価あるいは四価の高級アル
コールが特に好適することが明らかとなった。この場
合、それらの物質のうち２種以上を混合して使用しても
良いことは勿論である。

【００１４】また、電鋳加工に使用する母型を、反転型
の表面に付着硬化された絶縁及び導電塗料からなる塗料
層をその反転型から離型した表面層を有するものとすれ
ば、母型の表面のポーラス化用処理を後の表面処理によ
ることなく済ませることができ、しかも転写精度に優れ
たものとなる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照して説明する。まず、本実施例において使用する母型
１について、図３及び図４を参照して述べる。この母型
１は、後述するように、例えばプラスチックの真空成形
用の多孔質成形型を電鋳加工により製造するためのもの
であり、図３に示すように、電着が行われる表面層が、
塗料が硬化した塗料層２とされており、この塗料層２の
裏面に、例えばエポキシ樹脂及び強化用繊維等を積層し
ていわばＦＲＰ構造とされた裏打層３を備えて構成され
ている。

【００１６】そして、前記塗料層２は、裏打層３の上面
側全体にわたって付着硬化された導電塗料からなる導電
部２ａと、この導電部２ａの表面に無数の微細斑点状に
付着硬化された絶縁塗料からなる絶縁部２ｂとから構成
され、これにて、電着金属を多孔状とするために必要な
ポーラス化用処理がなされている。

【００１７】このような母型１を製造する手順を、図４
を参照しながら簡単に説明する。母型１を製造するに
は、まず、図４（ａ）に示すように、成形品（図示せ
ず）と同一形状を備えた木型からなる原型４を製作す
る。また、図示はしないが、この原型４の表面には、必
要に応じて例えば皮しぼ模様等の細密な凹凸模様を有す
るビニールレザーが貼付けられている。

【００１８】次に、この原型４から、図４（ｂ）に示す
ような、原型４（成形品）の外形とは逆の凹凸形状を有
する反転型５が製作される。この反転型５は、前記原型
４の表面部に例えばシリコン樹脂を注型して硬化させ、
その後、原型４から離型することにより得られる。この
場合、シリコン樹脂の注型方式で製作されるので、高い
転写精度が得られ、また、アンダーカット形状等の複雑
な形状を有する原型４にも対応できる。

【００１９】そして、前記反転型５からさらに反転され
ることにより、原形４（成形品）と同一外形を有した母
型１が製作されるのであるが、本実施例においては、ま
ず、例えばスプレーにより、反転型５の内表面に向けて
絶縁塗料を霧状に吹付けることにより、絶縁塗料を多数
の微細斑点状に付着させるようにしている。絶縁塗料の
硬化により、図４（ｃ）に示すように、前記塗料層２の
うちまず絶縁部２ｂが、反転型５の内表面に付着した形
態に形成される。

【００２０】引続き、例えばスプレーにより、反転型５
の内表面全体に向けて導電塗料を所定厚みに吹付け、硬
化させることにより、図４（ｄ）に示すように、表面側
において導電部２ａと絶縁部２ｂとがいわば微細な斑状
に混在し且つ裏面側において導電部２ａが全体に渡って
形成された塗料層２が、反転型５の内表面に付着した形
態に形成される。尚、この際、絶縁塗料及び導電塗料は
比較的粘度が低いから、反転型５の内表面と塗料層２と
の間に気泡を巻込む虞はない。

【００２１】この後、図４（ｅ）に示すように、前記塗
料層２の上にエポキシ樹脂及び強化用繊維等を積層して
裏打層３が形成され、最後に、前記塗料層２を裏打層３
と共に前記反転型５から離型することにより、図４
（ｆ）に示すような、裏打層３の表面に塗料層２を有し
た母型１が得られるのである。この母型１は、表面に反
転型５の内表面の凹凸形状がそのまま反転転写された、
言換えれば成形品の表面の凹凸形状がそのまま転写され
た塗料層２を有した状態に製造されるものである。そし
て、上述のように、母型１の表面は、導電部２ａの中に
無数の微細斑点状の絶縁部２ｂを有したポーラス化用処
理がなされた状態とされるのである。

【００２２】さて、上述のようにして得られた母型１を
用いて、電鋳加工により多孔質成形型６を製造する手順
について、図１及び図２も参照して述べる。図２は電鋳
加工装置７を概略的に示しており、ここで、電鋳槽８内
には、例えばスルファミン酸ニッケルを主な組成として
なる電解液９が、所要のｐＨ及び温度に保たれた状態で
収容されている。そして、この電解液９中には、表面張
力を大きくするための界面活性剤例えばグリセリンが所
要量添加されている。

【００２３】この界面活性剤としては、ギ酸（ＨＣＯＯ
Ｈ），酢酸（ＣＨ３ＣＯＯＨ），アクリル酸（ＣＨ２＝
ＣＨＣＯＯＨ）等の炭素原子数３以下の低級脂肪酸や、
グリセリン（ＣＨ２ＯＨ−ＣＨＯＨ−ＣＨ２ＯＨ），エ
リトリトール（ＣＨ２ＯＨ−ＣＨＯＨ−ＣＨＯＨ−ＣＨ
２ＯＨ），ペンタエリトリトール（Ｃ（ＣＨ２ＯＨ）
４）等の三価あるいは四価の高級アルコールが好適す
る。

【００２４】電鋳加工を行うにあたっては、電鋳槽８内
にニッケル電極１０，１０（陽極）及び前記母型１（陰
極）を配置すると共に、それらの間に直流電源１１を接
続し、母型１の塗料層２（導電部２ａ）と前記ニッケル
電極１０，１０との間に所要の電流密度となるように直
流電流を流す。この場合の電鋳加工の条件の一例を次の
表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】これにより、母型１（塗料層２）の表面に
ニッケル金属が析出し電着が行われるのであるが、この
際、塗料層２の表面は導電部２ａと絶縁部２ｂとがいわ
ば微細斑状となったポーラス化用処理がなされているた
め、導電部２の表面にニッケルが析出すると共に、導電
部２ａと絶縁部２ｂと境界部で過電界が生じて水素ガス
の微細な気泡が多数発生し、ニッケルはこの気泡を包み
込むように延びながら成長するようになる。

【００２７】ニッケルの電着が進行するに伴い、母型１
の表面部に生じた気泡から連続するようにして母型１の
外側に向けてさらに気泡が発生し、ニッケルはさらにそ
の気泡を包むように延びながら析出して行く。この場
合、気泡は母型１の表面から外側に行くに従って次第に
径大となる。所定厚み（例えば３ｍｍ）の電着が終了し
た後、電着ニッケル層を母型１から離型することによ
り、図１に示すような、厚み方向に連続する多数個の気
孔６ａを有する多孔質成形型６が得られるのである。

【００２８】尚、この成形型６の表面は、母型１の表面
の凹凸形状がそのまま反転転写された状態となり、従っ
て、この成形型６を用いた真空成形品の表面には、母型
１ひいては原型４の外形と同一の凹凸形状が転写される
のである。

【００２９】而して、上述の電鋳加工の際に、母型１の
表面に発生した水素ガスからなる気泡を母型１からすぐ
に離脱させてしまうと、電着ニッケル層が十分な多孔質
とはならなくなる。従って、母型１及び析出した電着ニ
ッケルの表面にできるだけ気泡を付着させるようにする
ことにより、高品質な多孔質成形型６を得ることができ
るようになる。本実施例においては、電解液９に表面張
力を大きくする界面活性剤を添加するようにしたので、
発生した気泡が母型１表面や電着ニッケル表面から離脱
し難くなって気泡が付着したままの状態が極力維持さ
れ、十分に多孔状とされた多孔質成形型６を得ることが
できるものである。

【００３０】このように本実施例によれば、電解液９に
表面張力を大きくする界面活性剤を添加したことによ
り、電着金属層の多孔質化を十分に図ることができ、こ
の結果、従来技術により製造されたものと比較し、極め
て高品質な多孔質成形型を得ることができるようになっ
た。

【００３１】特に本実施例では、反転型５の内表面に付
着硬化された塗料層２を裏打層３と共に離型してポーラ
ス化用処理がなされた母型１を得るようにしたので、次
のような効果も得ることができる。即ち、反転型からの
離型後に母型の表面に塗料や銀鏡層等を付着させること
によりポーラス化用処理を行っていた従来技術と異な
り、母型１の表面のポーラス化用処理を後の表面処理に
よることなく済ませることができ、母型１の製造を極め
て容易且つ安価に済ませることができる。

【００３２】また、本実施例の母型１は、その表面に皮
しぼ模様等の細密な凹凸模様が反転方５から確実に転写
されるようになり、しかも、反転型５と母型１との間に
気泡を巻込むことによるピンホールの発生もなくなる。
この結果、従来のものに比べて、成形型６及び成形品に
対する極めて高い転写精度を得ることができるものであ
る。因みに、本実施例の方法によれば、０．１μ程度の
凹凸模様の転写も可能となった。

【００３３】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、他の方法によりポーラス化用処理された母型
を用いても、電解液に表面張力を大きくする界面活性剤
を添加することにより電着金属層の多孔質化を十分に図
ることができ、また、ニッケルに限らず銅などの他の電
鋳加工にも適用することができるなど、要旨を逸脱しな
い範囲内で種々の変形が可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の電鋳加工による多孔質成形型の製造方法によれば、電
鋳加工を行うための電解液に、炭素原子数３以下の低級
脂肪酸又は三価あるいは四価の高級アルコールからな
る、表面張力を大きくするための界面活性剤を添加する
ようにしたので、電着金属層の多孔質化を十分に図るこ
とができ、高品質な多孔質成形型を得ることができると
いう極めて優れた実用的効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すもので、多孔質成形型
の部分的な拡大縦断面図

【図２】電鋳加工装置を概略的に示す図

【図３】母型の表面層部分の拡大縦断面図

【図４】母型の製造工程を説明するための図

【符号の説明】

図面中、１は母型、２は塗料層、２ａは導電部、２ｂは
絶縁部、３は裏打層、４は原型、５は反転型、６は多孔
質成形型、６ａは気孔、７は電鋳加工装置、８は電鋳
槽、９は電解液、１０はニッケル電極、１１は直流電源
を示す。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形品と同一外形を有し表面がポーラス
   化用処理された母型を用い、電鋳加工によって前記母型
   の表面に金属を多孔状に電着させた後、電着層を前記母
   型から離型することにより多孔質成形型を得るようにし
   た多孔質成形型の製造方法において、前記電鋳加工を行
   うための電解液に、炭素原子数３以下の低級脂肪酸又は
   三価あるいは四価の高級アルコールからなる、表面張力
   を大きくするための界面活性剤を添加するようにしたこ
   とを特徴とする電鋳加工による多孔質成形型の製造方
   法。
2. 【請求項２】 母型は、成形品の外形と逆の凹凸形状を
   有する反転型の表面に多数の微細斑点状に付着硬化され
   た絶縁塗料と、前記反転型の表面全体に前記絶縁塗料の
   上から付着硬化された導電塗料とからなる塗料層が、前
   記反転型から離型されて表面層とされることにより、表
   面がポーラス化用処理されていることを特徴とする請求
   項１記載の電鋳加工による多孔質成形型の製造方法。