JP2716323B2 - 多孔質成形型及びその製造方法 - 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及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば自動車のステアリングホイ
ールやインストルメントパネル等のプラスチック成形品
を真空成形するための多孔質成形型を、電鋳加工によっ
て製造することが行われている。このような真空成形に
用いられる多孔質成形型は、次のようにして製造され
る。

【０００３】即ち、まず、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。そして、その母型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。

【０００４】これにより、母型の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、母型の表
面にニッケルが多孔状に電着するようになる。所定厚み
の電着が行われた後、その電着層を母型から離型するこ
とにより、図４に示すような、厚み方向に連続する多数
個の気孔１１ａを有する多孔質成形型１１が得られるの
である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な多孔状の電着を行う際に、母型の表面では微細な気泡
が発生しこれを包み込むように金属が電着されるので、
多孔質成形型１１の表面部における気孔１１ａは極く細
かいものとなるが、図４に示すように、電着が進行して
母型表面から外側に離れるに従って、複数個の気泡が集
合して大きな気泡となり、多孔質成形型１１の裏面側に
おける気孔１１ａが次第に径大となる事情がある。

【０００６】このため、従来の多孔質成形型１１では、
たとえ電着厚みを大きくしたとしても、機械的な強度が
十分に得られない不具合があり、成形時に特に高い圧力
が作用するような場合に、多孔質成形型１１に比較的簡
単に割れ等が発生する虞があった。

【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、電鋳加工によって製造されるものにあ
って、機械的強度の向上を図ることができる多孔質成形
型及びそ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】本発明の多孔質成形型
は、電鋳加工によって金属を多孔状に電着させて形成さ
れた成形型本体の裏面に、該成形型本体の裏面側に開口
する気孔を埋める形態に、金属多孔体からなる補強用の
裏打部を固着させたところに特徴を有する。

【０００９】また、本発明の多孔質成形型の製造方法
は、成形品と同一外形を有する母型の表面に電鋳加工に
よって金属を多孔状に電着させて成形型本体を得る工程
と、その成形型本体の裏面に向けての金属の溶射によ
り、該成形型本体の裏面側に開口する気孔を埋める形態
に、金属多孔体からなる補強用の裏打部を固着させる工
程とを実行するところに特徴を有する。

【００１０】

【作用】本発明の多孔質成形型によれば、多孔質電着金
属よりなる成形型本体の裏面に、該成形型本体の裏面側
に開口する気孔を埋める形態に、補強用の裏打部を固着
させるようにしたので、機械的強度の低下を招く要因と
なる径大な気孔内に、多孔質金属が充填されて成形型全
体として緻密性が増した形態となり、成形型本体の裏面
側において気孔が大きくなって機械的強度に劣る事情が
あっても、裏打部により機械的強度の向上を図ることが
できる。この場合、裏打部は金属多孔体から構成される
から、成形型としての通気性を確保することができ、型
機能が損なわれることはない。さらに、裏打部は、成形
型本体の裏面側に開口する気孔を埋める形態に設けられ
るので、成形型全体としての厚みを徒に増すことなく済
ませることができる。また、本発明の多孔質成形型の製
造方法によれば、多孔質電着金属よりなる成形型本体に
対して、金属の溶射により、該成形型本体の裏面側に開
口する気孔を埋める形態に、金属多孔体からなる補強用
の裏打部を固着させるようにしたので、上記のような、
機械的強度が高く、成形型としての通気性を確保した多
孔質成形型を、容易に製造することができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図１乃至
図３を参照して説明する。まず、図１は本実施例に係る
多孔質成形型１の部分的な断面を示しており、この多孔
質成形型１は、例えばニッケルから構成され、後述のよ
うに電鋳加工によって製作される成形型本体２の裏面側
（図で下面側）に、金属多孔体からなる裏打部３を設け
て構成される。この多孔質成形型１は、例えば自動車の
インストルメントパネルの真空成形に用いられ、表面に
成形品（図示せず）を反転した凹凸形状を備えると共
に、多数個の気孔を厚み方向に連続して有している。

【００１２】次に、上記多孔質成形型１の製造方法につ
いて述べる。ここでは、まず、電鋳加工によって上記成
形型本体２を製造する手順について、図３を参照しなが
ら簡単に説明する。電鋳加工を行うにあたっては、ま
ず、図３（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等からなる原型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。

【００１３】次いで、この原型４から、図３（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。

【００１４】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６が製作される。詳しい図示は省略するが、この母型
６は、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７の表面に、塗料が硬
化した塗料層８を備えてなり、この塗料層８は、裏打層
７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８ａと、この導電部８ａ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８ｂと
から構成されている。

【００１５】本実施例においては、この母型６を製作す
るにあたっては、まず、図３（ｃ）に示すように、反転
型５の内表面に絶縁塗料を霧状に吹付けることにより、
絶縁塗料を無数の微細斑点状に付着，硬化させて絶縁部
８ｂを反転型５の内表面に付着した形態に形成し、引続
き、反転型５の内表面全体に導電塗料を所定厚みに吹付
け、硬化させることにより、図３（ｄ）に示すように、
表面側において導電部８ａと絶縁部８ｂ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８ａが全体に
渡って形成された塗料層８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８との間に気泡を巻込む虞はない。

【００１６】そして、この後、図３（ｅ）に示すよう
に、前記塗料層８の上に裏打層７を構成し、最後に、前
記塗料層８を裏打層７と共に前記反転型５から離型する
ことにより、図３（ｆ）に示すような、裏打層７の表面
に塗料層８を有した母型６が得られるのである。

【００１７】この母型６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８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６の表面は、導電部８ａの中に無数の微細斑点
状の絶縁部８ｂ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。

【００１８】しかる後、このようにして得られた母型６
を用いて電鋳加工を行うことにより、多孔質の成形型本
体２が得られる。この電鋳加工は、母型６を、例えばス
ルファミン酸ニッケル電鋳浴内に配置し、前記塗料層８
（導電部８ａ）を陰極としてニッケル電極との間に直流
電流を流す。すると、母型６（塗料層８）の表面にニッ
ケル金属が電着するのであるが、この際、塗料層８の表
面は導電部８ａと絶縁部８ｂとがいわば微細斑状となっ
ているため、導電部８ａの表面にニッケルが析出すると
共に、導電部８ａと絶縁部８ｂとの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。

【００１９】ニッケルの電着が進行するに伴い、母型６
の表面部の気泡から連続するようにして母型６の外側に
向けてさらに気泡が付着し、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、母型
６の表面では気孔は微細なものとなっているが、電着が
進行して母型６表面から外側に離れるに従って、気泡は
複数個が集合して径大となっていく。

【００２０】所定厚み（例えば３ｍｍ）のニッケルが電
着されると、電鋳加工を終了し、この後、図３（ｈ）に
示すように、電着ニッケル層を母型６から離型すること
により、図２にも示すような、厚み方向に連続する多数
個の気孔２ａを有する成形型本体２が得られるのであ
る。この成形型本体２の表面は、母型６の表面の凹凸形
状がそのまま反転転写された状態となっている。

【００２１】尚、この電鋳加工を行う電解液中に、ハロ
ゲン化水素酸（例えば臭化水素酸）等の添加剤を添加し
ておけば、水素の気泡の発生が顕著となり、さらに、電
解液中に表面張力を大きくするような界面活性剤（例え
ばグリセリン等）を添加するようにすれば、気泡の付着
性が向上し、より一層高品質な多孔質電着金属を得るこ
とができる。

【００２２】さて、このようにして製作された成形型本
体２は、上述のように、電着が進行して母型６表面から
外側に離れるに従って気泡が径大となるため、図２に示
すように、裏面側における気孔２ａが径大となってしま
う事情がある。そこで、成形型本体２に対し、その裏面
側に金属多孔体からなる補強用の裏打部３を形成する工
程が実行される。

【００２３】この裏打部３を設ける工程は、例えば成形
型本体２の裏面側の気孔２ａに向けて金属（ニッケル）
を溶射することにより行われる。これにて、図１に示す
ように、成形型本体２の裏面側の径大な気孔２ａを埋め
る形態に、金属多孔体からなる補強用の裏打部３が成形
型本体２に一体的に固着され、以て、多孔質成形型１が
得られるのである。尚、図示はしないが、多孔質成形型
１は、真空成形用の所定の成形装置に組込まれる。この
とき、多孔質成形型１の裏面側には、成形型１の加熱用
或いは冷却用の流体が流通されるパイプ等が添設され、
また、多孔質成形型１の裏面側に連通される空間部に図
示しない圧力調整源が接続されるようになっている。

【００２４】このように構成された多孔質成形型１は、
成形型本体２の裏面側の気孔を埋める形態に、金属多孔
体からなる裏打部３が固着されているので、成形型１全
体としての緻密性が増した形態となり、機械的強度に優
れる。しかも、成形型１全体としての厚みが徒に増すこ
とはないので、成形型１を加熱或いは冷却する際の熱の
伝達性の悪化等を招くこともないのである。また、全体
として厚み方向に連続気孔を有しているから、通気性を
確保することができて真空成形用の成形型として供する
ことができることは勿論である。さらには、この多孔質
成形型１の表面（成形型本体２の表面）は、母型６の表
面の凹凸形状がそのまま反転転写された状態となってい
るので、この多孔質成形型１を用いて真空成形を行うこ
とにより、母型６ひいては原型４の表面形状がそのまま
高精度に転写された成形品を得ることができるのであ
る。

【００２５】このように本実施例の多孔質成形型１によ
れば、電鋳加工によって製造される多孔状の成形体本体
２の裏面に、金属多孔体からなる補強用の裏打部３を、
成形型本体２の裏面側に開口する気孔２ａを埋める形態
に固着させたので、成形体本体２の裏面側における気孔
２ａが大きくなる事情があっても、裏打部３により機械
的強度の向上を図ることができる。

【００２６】従って、従来のような機械的強度が十分に
得られないものと異なり、成形時に特に高圧が作用する
ような場合でも、割れ等の発生を防止することができ、
多孔質成形型１の長寿命化を図ることができるものであ
る。この場合、裏打部３は金属多孔体から構成されるか
ら、多孔質状態を確保することができ、真空成形に用い
られる多孔質成形型１としての型機能が損なわれないこ
とは勿論である。しかも、成形型１全体としての厚みが
徒に増すことはないので、成形型１を加熱或いは冷却す
る際の良好な熱の伝達性を確保することができるのであ
る。そして、本実施例では、金属を溶射することによっ
て裏打部３を形成するようにしたので、裏打部３を容易
に形成することができる。

【００２７】また、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８を裏打層７と共に離型して
表面がポーラス化用処理がなされた母型６を得るように
したので、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６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６の製造を極めて容易且つ安価に済ませること
ができる。

【００２８】さらに、本実施例の母型６は、その表面に
皮しぼ模様等の細密な凹凸模様が反転型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６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１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。

【００２９】尚、上記実施例では、母型６に電着された
成形型本体２を母型６から離型した後に裏打部３を設け
るようにしたが、成形型本体２の裏面に裏打部３を設け
た後に母型６から離型するようにしても良い等、本発明
は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱し
ない範囲内で種々の変形が可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明にて明らかなように、本発明
の多孔質成形型によれば、電鋳加工によって金属を多孔
状に電着させて形成された成形型本体の裏面に、該成形
型本体の裏面側に開口する気孔を埋める形態に、金属多
孔体からなる補強用の裏打部を設けるようにしたので、
通気性を確保しつつ、機械的強度を向上することがで
き、ひいては長寿命化を図ることができるという優れた
実用的効果を得ることができるものである。また、本発
明の多孔質成形型の製造方法によれば、多孔質電着金属
からなる成形型本体に対して、金属の溶射により、該成
形型本体の裏面側に開口する気孔を埋める形態に金属多
孔体からなる補強用の裏打部を固着させるようにしたの
で、上記した機械的強度の高い多孔質成形型を、容易に
製造することができるものである。

【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】成形型本体の部分的な拡大縦断面図

【図３】製造行程を説明するための図

【図４】従来例を示す図１相当図

【符号の説明】

図面中、１は多孔質成形型、２は成形型本体、２ａは気
孔、３は裏打部、４は原型、５は反転型、６は母型、７
は裏打層、８は塗料層、８ａは導電部、８ｂは絶縁部を
示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−292408（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−292409（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−8605（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−102532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−26929（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電鋳加工によって金属を多孔状に電着さ
   せて形成された成形型本体の裏面に、該成形型本体の裏
   面側に開口する気孔を埋める形態に、金属多孔体からな
   る補強用の裏打部を固着させてなる多孔質成形型。
2. 【請求項２】 成形品と同一外形を有する母型の表面に
   電鋳加工によって金属を多孔状に電着させて成形型本体
   を得る工程と、その成形型本体の裏面に向けての金属の
   溶射により、該成形型本体の裏面側に開口する気孔を埋
   める形態に、金属多孔体からなる補強用の裏打部を固着
   させる工程とを実行することを特徴とする多孔質成形型
   の製造方法。