JP2696125B2

JP2696125B2 - 分割金型の製造方法

Info

Publication number: JP2696125B2
Application number: JP18643995A
Authority: JP
Inventors: 弘和大岩
Original assignee: 大弘産業株式会社
Priority date: 1995-06-28
Filing date: 1995-06-28
Publication date: 1998-01-14
Anticipated expiration: 2013-01-14
Also published as: JPH0911242A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ゴムやプラスチック等
の成形に使用される分割金型の製造方法に関する。

【０００２】従来、ゴムないしプラスチック成形用の分
割金型は、下記のような方法により製造されている。す
なわち、木型等のモデルの表面を注型材を用いて２以上
の部分に分割して型取りし、モデル形状が転写された反
転モデルを分割状態で作製する。次に、その分割された
反転モデルの各部を再度型取りすることにより、原モデ
ルとの凹凸関係をもとに戻した電鋳用モデルを作製す
る。続いて、それら電鋳用モデルの表面に電鋳を施すこ
とにより、原モデルの表面形状が分割・転写された電鋳
層を形成し、その電鋳層を電鋳用モデルから分離するこ
とにより、該電鋳層のモデル側の表面をキャビティ部と
した分割金型が得られることとなる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述の方法において
は、電鋳用モデルが分割状態で作製されることから、そ
の分割されたモデルの各部毎に電鋳を施す必要が生じ、
製造効率が悪い欠点がある。そこで、これを解決するた
めに、特開昭６２−２９４１９５号公報には、一体の電
鋳実施用モデルの全面に電鋳を施し、その電鋳層をレー
ザーにより切断して分割金型を得る方法が開示されてい
る。しかしの方法では、電鋳層を切断するために高価な
レーザー加工装置を導入する必要があり、設備コストが
高くつく難点がある。

【０００４】本発明は、一体のモデルから分割金型を能
率よく、しかも安価に製造するための方法を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上述の課
題を解決するために、本発明の分割金型の製造方法は、
下記の工程を含むことを特徴とする。型モデル作製工程：形成されるべき金型空間に対応す
る形状を有するモデル本体と、そのモデル本体の表面か
ら突出して形成され、該表面を少なくとも２以上の部分
に分割する分割突出部とを備えた型モデルを作製する。被覆工程：モデル本体及び分割突出部の全面を一体の
金属層で被覆する。分割工程：分割突出部を、金属層とともにその突出方
向と交差する向きに切断することにより、モデル本体の
表面を覆う金属層を２以上の部分に分割して、その金属
層の内側空間を型空間とした分割金型を得る。

【０００６】上述の方法によれば、分割突出部を形成し
た型モデルの全面に金属層が形成され、その金属層は分
割突出部において、機械切断法により容易に切断・分割
することができる。これにより、分割金型の製造効率を
大幅に高めることができ、しかも金属層の切断・分割は
糸のこ盤やバンドソー、あるいは砥石カッターなど、
安価な機械切断設備により実施することができるので、
設備コストを節約することができる。

【０００７】また、被覆工程においては比較的厚膜の金
属層を効率よく安価に形成できることから、電解メッキ
法（電鋳を含む）、特に電解Ｎｉメッキ法を使用するの
がよい。被覆工程は具体的には下記の工程を含むものと
することができる。導電性被膜形成工程：型モデルの全面に導電性被膜を
形成する。具体的には銀鏡反応を利用して、銀被膜を型
モデル表面に形成する方法、あるいは無電解Ｎｉメッキ
によりＮｉ被膜を形成する方法等を例示することができ
る。Ｎｉメッキ工程：その導電性被膜が形成された型モデ
ルを陰極側とし、該型モデルの両側に配置されたＮｉ電
極部を陽極側として該型モデルの全面にＮｉメッキを施
すことにより、金属層をＮｉメッキ層として得る。な
お、Ｎｉメッキ浴は、メッキ速度の大きいスルファミン
酸浴を特に好適に使用することができる。

【０００８】次に、型モデル作製工程であるが、下記の
ような工程を含む方法を用いることができる。予備成形型作製工程：モデル本体に対応する形状のモ
デル予備体の表面を、第一の注型材料により予め２以上
の部分に分割して型取りすることにより、型合わせ状態
においてモデル予備体に対応する形状のキャビティ部が
形成される分割予備成形型を得る。型合わせ工程：その分割予備成形型を、その合わせ面
においてキャビティ部に連通する隙間を形成した状態で
型合わせする。型モデル注型工程：型合わせされた分割予備成形型の
キャビティ部と、合わせ面に形成された隙間とに対し、
第二の注型材料を注型することにより、キャビティ部に
注型された部分がモデル本体とされ、隙間に注型された
部分が分割突出部とされた型モデルを得る。

【０００９】なお、型合わせ工程において上記隙間は、
合わせ面にスペーサを配置することにより形成すること
ができる。また、第一の注型材料としては、注型による
型取りに適した１液型ないし２液混合型のシリコンゴム
を好適に使用することができる。この場合、第二の注型
材料としてシリコンゴムと接着しにくい材料、例えば１
液型ないし２液型のウレタンゴムを採用すれば、型モデ
ルと分割予備成形型との分離を容易に行うことができて
好都合である。しかしながら、第一及び第二の注型材料
を同一の材料とすること、例えば両者共にシリコンゴム
ないしウレタンゴムとすることも不可能ではない。この
場合、分割予備成形型のキャビティ部内面にシリコング
リス等の離型剤を塗布しておくことが望ましい。

【００１０】上記方法によれば、金型キャビティ形成の
ための原モデルは、モデル予備体として木材や粘土等の
成形加工が容易な材質で精密に作製することができ、そ
のモデル予備体から金属層形成用の型モデルが作製され
る。これにより、原モデルをメッキ浴に浸漬したりする
必要がなくなるので、モデルの寿命を伸ばすことができ
る。そして、分割予備成形型の合わせ面にスペーサ等を
使用して隙間を形成することで、分割突出部とモデル本
体とを一体に形成することができ、ひいては型モデルを
容易に製造することができる。なお、上記スペーサを柔
軟弾性材料により形成し、分割予備成形型の各部の間で
圧縮されることにより、それら各部同士を上記隙間にお
いてシールするものとすれば、第二の注型材料を分割予
備成形型のキャビティ部に注入する際に、前記隙間から
注型材料が漏れ出すことを防止することができる。

【００１１】一方、上述の方法に若干変形を加えた例と
して、その型合わせ工程を次のように実施することがで
きる。すなわち、分割予備成形型の合わせ面に対応する
形状の板部材を予め作製しておき、その合わせ面にその
板部材を、内縁側が上記キャビティ部内に突出した状態
で挟み込んで、上記分割予備成形型を型合わせする。そ
して、その型合わせされた分割予備成形型のキャビティ
部に対し、第二の注型材料を注型して固化させる。これ
により、キャビティ部に注型された前記第二の注型材料
部分がモデル本体とされ、これと一体化された板部材が
分割突出部とされた型モデルを得ることができる。

【００１２】一方、モデル作製工程において、型モデル
本体に相当する部分と、分割突出部に相当する部分とを
予め別体に形成しておき、型モデル本体に相当する部分
に分割突出部に相当する部分を接着してこれらを一体化
することにより、型モデルを作製する方法を採用するこ
ともできる。この場合、分割突出部をモデル本体に接着
する手間が必要であるが、木材等で形成されたモデル本
体に分割突出部を付加するだけで金属層形成用のモデル
が作製でき、ひいては製造工数を削減することができ
る。ここで、電解メッキにより金属層を形成する場合に
は、木材等で形成されたモデル本体に対し、メッキに先
立って樹脂膜等の防水被膜を形成しておくことが望まし
い。

【００１３】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を図面を用
いて説明する。図１は、本発明の分割金型により製造さ
れる成形体の一例としての、ゴムシューズ１の靴底２を
示している。以下、工程説明図に基づいて、この靴底２
を成形するための分割金型の製造方法について説明す
る。

【００１４】まず、図２に示すように、靴底２に対応す
る形状のモデル予備体３を、木材等の加工（例えば削り
出しなど）により作製する。このモデル予備体３をもと
に、金型製造用の型モデルを以下の手順により製造する
（型モデル作製工程）。すなわち、図３（ａ）に示すよ
うに、モデル予備体３の上面側に分割面を形成するため
の樹脂板（ないし樹脂シート）４を貼り付ける。また、
モデル予備体３の下面側にはシリコングリス等の離型剤
８を塗布しておく。なお、樹脂板４は後にモデル予備体
３から剥がしとる必要があるため、上記貼り付けに使用
する接着剤は接着力の比較的小さいものを使用すること
が望ましい。

【００１５】そして、同図（ｂ）に示すように、この状
態でモデル予備体３の上下を反転させ、樹脂板４の縁部
を型枠５及び６の間に挟みつけて固定するとともに、型
枠５内に第一の注型材料７を注入してモデル予備体３の
下面側の形状を型取りする。ここで、第一の注型材料７
として、例えば１液型ないし２液混合型の常温硬化性シ
リコンゴム等を使用することができ、樹脂板４はシリコ
ンゴムとの接着性が低い塩化ビニル等を使用することが
できる。

【００１６】注入した第一の注型材料７が硬化したら、
図４（ａ）に示すように、型枠５の上下を反転させて型
枠６及び樹脂板４を取り除き、同図（ｂ）に示すよう
に、モデル予備体３の上面と、硬化した注型材料７の上
面側に離型剤８を塗布して再び型枠６を重ね合わせ、そ
の型枠６内に第一の注型材料７を同様に流し込んで、モ
デル予備体３の上面側を型取りする。注型材料７が硬化
すれば、図５（ａ）に示すように、型枠５及び６を切り
離し、モデル予備体３を取り出すことにより、型枠５側
の注型材料７にモデル予備体３の下面側が、型枠６側の
注型材料７に上面側が転写されて、そのそれぞれを上側
予備成形型９ａ及び下側予備成形型９ｂとする分割予備
成形型９が得られることとなる（以上予備成形型注型工
程）。なお、モデル予備体３の表面全体を第一の注型材
料７によりくるむように一体に型取りし、その注型材料
７をカッター等により切断してモデル予備体７を取り出
すことにより、上側予備成形型９ａ及び下側予備成形型
９ｂを作製するようにしてもよい。

【００１７】次に、図５（ｂ）に示すように、上側及び
下側予備成形型９ａ及び９ｂを、合わせ面９ｇ及び９ｆ
において型合わせする。この状態において、上側及び下
側予備成形型９ａ及び９ｂのモデル予備体３による形状
転写部９ｃ及び９ｄ（図５（ａ））が、キャビティ部９
ｅを形成することとなる。ここで、上側予備成形型９ａ
には、その上面側からキャビティ部９ｅに連通する注入
口１３及び空気抜き孔１４をそれぞれ穿設しておく。

【００１８】上記型合わせに際し、合わせ面９ｇ及び９
ｆにはスペーサ１０が配置される。このスペーサ１０
は、各種ゴム材料等の柔軟弾性材料により、図６に示す
ように、キャビティ部９ｅを取り囲む周回形状に形成さ
れ、図５（ｂ）に示すように、合わせ面９ｇと９ｆとの
間に隙間１２を形成するとともに、同図（ｃ）に示すよ
うに、上側予備成形型９ａからの荷重を受けて弾性変形
することにより、それら合わせ面９ｇ及び９ｆをシール
する。なお、図５（ｂ）及び図６に示すように、型枠５
及び６の間においてその４隅部に、スペーサ１０の変形
量を規定し、合わせ面９ｇ及び９ｆの間に所定の高さの
隙間１２を作るための補助スペーサ１１が配置されてい
る。この補助スペーサ１１は、金属、硬質プラスチック
など、スペーサ１０よりも剛性の高い材質により構成さ
れる。

【００１９】この状態で、図５（ｂ）に示すように、注
入口１３から第二の注型材料１５をキャビティ部９ｅに
流し込む。ここで、第二の注型材料１５は、キャビティ
部９ｅとともに、その周囲においてこれと連通する隙間
１２にも注入されることとなる。このときスペーサ１０
は、第二の注型材料１５が隙間１２から外側へ漏れ出す
ことを阻止する働きもする。なお、第二の注型材料１５
は、例えば第一の注型材料７がシリコンゴムとされてい
る場合には、シリコンゴムとの接着性が比較的小さい１
液型ないし２液混合型のウレタンゴムとすることが望ま
しい。

【００２０】注入された第二の注型材料１５は、図７
（ａ）に示すように硬化して型モデル１６となり、上側
及び下側予備成形型９ａ及び９ｂを分離することにより
取り出される（以上、型モデル注型工程）。そして、そ
のキャビティ部９ｅに注入された部分がモデル本体１６
ａを、隙間１２に注入された部分が、モデル本体１６ａ
の外縁部から外側へ突出する板状の分割突出部１６ｂを
それぞれ形成することとなる。また、注入口１３及び空
気抜き孔１４に対応する部分に突出部１３ａ及び１４ａ
が形成された場合は、これを切除する。次に、図７
（ｂ）に示すように、型モデル１６の表面に導電性被膜
として薄い銀被膜１７を形成する。この銀被膜１７は、
いわゆる銀鏡反応を利用することにより形成することが
できる。すなわち、硝酸銀−アンモニア水溶液を主体と
する処理液に適当な還元性有機化合物（例えばホルムア
ルデヒドなど）を添加し、これに型モデル１６を浸漬し
て加熱することにより、その全面に銀被膜１７が形成さ
れることとなる（導電性被膜形成工程）。

【００２１】こうして表面に導電性が付与された型モデ
ル１６を、図８に示すようにＮｉメッキ浴１８に浸漬す
るとともに、その両側にＮｉ電極部１９を配置する。そ
して、型モデル１６側を陰極、Ｎｉ電極部１９側を陽極
として図示しないメッキ電源から通電することにより、
型モデル１６の全面に金属層としてのＮｉメッキ層（あ
るいはＮｉ電鋳層）２０を形成させる（Ｎｉメッキ工
程）。このメッキ厚は、型モデル１６を除去した後に、
Ｎｉメッキ層２０が保形性を十分維持できる範囲で適宜
調整することができる。なお、Ｎｉメッキ浴１８は、生
産性を向上させるために、Ｎｉメッキ層２０の形成速度
が大きいスルファミン酸浴を好適に使用することができ
る。

【００２２】こうしてＮｉメッキ層２０が形成された型
モデル１６を、図９（ａ）に示すように、その分割突出
部１６ｂにおいて上下から補強枠２１及び２２で挟み付
け、その枠内に補強材２３をそれぞれ流し込んで硬化さ
せることにより、Ｎｉメッキ層２０、補強枠２１ないし
２２、及び補強材２３を一体化させる。ここで、補強材
２３としては、例えばウレタンゴムにアルミニウム等の
金属粉末を混練したものを使用することができる。そし
て、この状態で図９（ｂ）に示すように、糸のこ盤等を
使用することにより、分割突出部１６ｂを補強枠２１及
び２２の外周に沿ってＮｉメッキ層２０とともにその厚
さ方向に切断し、その補強枠２１及び２２の外側に突出
した部分を取り除く。続いて、図１０に示すように、そ
の切断部からＮｉメッキ層２０を補強枠２１ないし２２
及び補強材２３とともに上下に分割して型モデル１６を
取り出すことにより、上型２５ａと下型２５ｂとからな
る分割金型２５が得られることとなる（分割工程）。こ
こで、Ｎｉメッキ層２０に対し型モデル１６の形状が転
写された部分が成形キャビティ２４とされる。

【００２３】以上、本発明の分割金型の製造方法の一実
施例を説明したが、これには当業者が通常有する知識に
基づいて、様々な変更ないし変形を加えることができ
る。例えば図１１に示すように、型モデル製造工程にお
いて、分割予備成形型９の合わせ面９ｆ及び９ｇに対応
する形状の板部材２６を予め作製しておき、それら合わ
せ面９ｆ及び９ｇにその板部材２６を、内縁側がキャビ
ティ部９ｅ内に突出した状態で挟み込んで分割予備成形
型９を型合わせし、その状態でキャビティ部９ｅに対
し、第二の注型材料１５を注型することができる。この
場合、キャビティ部９ｅに注型された部分がモデル本体
１６ａとなり、これと一体化された板部材２６が分割突
出部１６ｂとなる。

【００２４】また図１２に示すように、型モデル本体に
相当する部分１６ａと、分割突出部に相当する部分１６
ｂとを予め別体に形成しておき、接着剤により接着部１
６ｃを形成して両者を一体化することにより、型モデル
１６を作製することもできる。この場合、木材等で形成
されたモデル本体１６ａ（モデル予備体３と実質的に等
価なものである）に、プラスチック等により作製した分
割突出部１６ｂを付加するだけで型モデル１６を作製す
ることができる。この場合、型モデル１６に対しては、
メッキに先立って樹脂膜等の防水被膜を形成しておくと
よい。

【００２５】また、本発明の方法は、図１に示す靴底２
を製造するための金型に限らず、各種物品用の金型を製
造するために広く適用することができる。例えば、図１
３は、浴槽等の大型の容器体を製造するための分割金型
２５の例を示している。

【図面の簡単な説明】

【図１】靴底の一例を示す斜視図。

【図２】その靴底に対応する形状のモデル予備体の斜視
図。

【図３】本発明の分割金型製造法の一例を示す工程説明
図。

【図４】図３に続く工程説明図。

【図５】図４に続く工程説明図。

【図６】スペーサの配置例を示す平面図。

【図７】図５に続く工程説明図。

【図８】図７に続く工程説明図。

【図９】図８に続く工程説明図。

【図１０】図９に続く工程説明図。

【図１１】型モデル作製工程の変形例を示す説明図。

【図１２】同じく別の変形例を示す説明図。

【図１３】大型の容器を製造するための分割金型の説明
図。

【符号の説明】

３モデル予備体７第一の注型材料９分割予備成形型９ａ上側予備成形型９ｂ下側予備成形型９ｇ、９ｆ合わせ面９ｅキャビティ部１０スペーサ１２隙間１５第二の注型材料１６型モデル１６ａモデル本体１６ｂ分割突出部１７銀被膜（導電性被膜）１８Ｎｉメッキ浴１９Ｎｉ電極部２０Ｎｉメッキ層（金属層）２５分割金型２６板部材

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】形成されるべき金型空間に対応する形状
を有するモデル本体と、そのモデル本体の表面から突出
して形成され、該表面を少なくとも２以上の部分に分割
する分割突出部とを備えた型モデルを作製する型モデル
作製工程と、前記モデル本体及び前記分割突出部の全面を一体の金属
層で被覆する被覆工程と、前記分割突出部を、前記金属層とともにその突出方向と
交差する向きに切断することにより、前記モデル本体の
表面を覆う金属層を２以上の部分に分割して、その金属
層の内側空間を型空間とした分割金型を得る分割工程
と、を含むことを特徴とする分割金型の製造方法。
【請求項２】前記型モデル作製工程は、前記モデル本体に対応する形状のモデル予備体の表面
を、第一の注型材料により予め２以上の部分に分割して
型取りすることにより、型合わせ状態において前記モデ
ル予備体に対応する形状のキャビティ部が形成される分
割予備成形型を得る予備成形型作製工程と、その分割予備成形型を、その合わせ面において前記キャ
ビティ部に連通する隙間を形成した状態で型合わせする
型合わせ工程と、その型合わせされた分割予備成形型の前記キャビティ部
と、前記合わせ面に形成された隙間とに対し、第二の注
型材料を注型することにより、前記キャビティ部に注型
された部分が前記モデル本体とされ、前記隙間に注型さ
れた部分が前記分割突出部とされた前記型モデルを得る
型モデル注型工程と、を含む請求項１記載の分割金型の製造方法。
【請求項３】前記型合わせ工程において前記隙間は、
前記合わせ面にスペーサを配置することにより形成され
るものである請求項２記載の分割金型の製造方法。
【請求項４】前記スペーサは柔軟弾性材料により形成
され、前記分割予備成形型の各部の間で圧縮されること
により、それら各部同士を前記隙間においてシールする
ものとされている請求項３記載の分割金型の製造方法。
【請求項５】前記型モデル作製工程は、前記モデル本体に対応する形状のモデル予備体の表面
を、第一の注型材料により予め２以上の部分に分割して
型取りすることにより、型合わせ状態において前記モデ
ル予備体に対応する形状のキャビティ部が形成される分
割予備成形型を得る予備成形型作製工程と、その分割予備成形型の合わせ面に対応する形状の板部材
を予め作製しておき、その合わせ面にその板部材を、内
縁側が前記キャビティ部内に突出した状態で挟み込ん
で、前記分割予備成形型を型合わせする型合わせ工程
と、その型合わせされた分割予備成形型の前記キャビティ部
に対し、第二の注型材料を注型して固化させることによ
り、前記キャビティ部に注型された前記第二の注型材料
部分が前記モデル本体とされ、これと一体化された前記
板部材が前記分割突出部とされた前記型モデルを得る型
モデル注型工程と、を含む請求項１記載の分割金型の製造方法。
【請求項６】前記第一の注型材料はシリコンゴムであ
り、前記第二の注型材料はウレタンゴムである請求項２
ないし５のいずれかに記載の分割金型の製造方法。
【請求項７】前記型モデル作製工程において、前記型
モデル本体に相当する部分と、前記分割突出部に相当す
る部分とが予め別体に形成され、該型モデル本体に相当
する部分に該分割突出部に相当する部分を接着してこれ
らを一体化することにより、前記型モデルが作製される
請求項１記載の分割金型の製造方法。
【請求項８】前記被覆工程は、前記型モデルの全面に導電性被膜を形成する導電性被膜
形成工程と、その導電性被膜が形成された型モデルを陰極側とし、該
型モデルの両側に配置されたＮｉ電極部を陽極側として
該型モデルの全面にＮｉメッキを施すことにより、前記
金属層をＮｉメッキ層として得るＮｉメッキ工程と、を含む請求項１ないし７のいずれかに記載の分割金型の
製造方法。