JP3012387B2

JP3012387B2 - 通気性電鋳殻の製造方法

Info

Publication number: JP3012387B2
Application number: JP3349226A
Authority: JP
Inventors: 泰義野田
Original assignee: 江南特殊産業株式会社
Priority date: 1991-12-05
Filing date: 1991-12-05
Publication date: 2000-02-21
Anticipated expiration: 2015-02-21
Also published as: JPH05156486A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ブロー成形、真空成
形、スタンピング成形、射出成形、反応射出成形、圧縮
成形、ラム押出し成形等の各種合成樹脂成形用の通気性
金型、あるいはフィルタその他の各種用途に使用する通
気性電鋳殻の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の通気性電鋳殻の多くは、一般的な
電鋳方法により非通気性の電鋳殻を製造した後、該電鋳
殻の孔要求箇所に通気孔をレーザ加工により貫通形成す
るという方法で製造されていた。しかし、レーザ加工の
ための設備費や加工費がかさむとか、厚さ２〜８ｍｍの
電鋳殻に直径０．３ｍｍ以下の微小な通気孔をレーザ加
工するのは困難であるとか、形状が複雑な部位にはレー
ザ加工ができないとかという製造上の問題があった。ま
た、レーザ加工による通気孔はその全長にわたって直径
が略一定になるため、通気抵抗が非常に大きく、強い吸
引力が得られないとか、目詰りしやすいとかという性能
上の問題もあった。

【０００３】そこで、本発明者は、「マンドレル（母
型）の表面に導電層を形成するとともに、同導電層の表
面に多数の微小な非導電部を設け、このマンドレルの表
面に電鋳を行うことにより、金型本体を形成するととも
に、同電鋳の初期に前記非導電部に微小な非電着部を発
生させ、電鋳の進行とともに同非電着部を成長させるこ
とにより貫通させて金型本体に多数の通気孔を形成す
る」という新しい通気性電鋳殻（成形用金型）の製造方
法を開発した（特公平２−１４４３４号公報）。

【０００４】この新しい製造方法によれば、格別高価な
設備を使用しなくても、電鋳殻のどのような部位にも、
通気孔を電鋳と同時に容易に形成することができるよう
になった。しかも、その通気孔は、電鋳殻の表面で径が
小さく裏面で拡径するため、成形品に通気孔の跡が残ら
ないとともに、通気抵抗が小さく、強い吸引力が得ら
れ、目詰りもしにくい、という通気性電鋳殻にとって理
想的な効果が得られた。また、非導電部を調整すること
により、通気孔の数を電鋳殻の部位によって異ならせる
こともできた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この新しい製
造方法においても、電鋳殻の孔要求箇所に要求数及び要
求径の通気孔を、それらの要求通りに形成するという点
において改良の余地があった。本発明の目的は、この課
題を解決し、通気抵抗が小さく目詰りもしにくい通気孔
を、電鋳と同時に容易かつ安価に形成することができる
とともに、電鋳殻の孔要求箇所に要求数及び要求径の通
気孔を、それらの要求通りに形成することができる通気
性電鋳殻の製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の通気性電鋳殻の製造方法は、母型の表面を
導電面とするとともに、該導電面に通気孔の要求数及び
要求径と略等しい微小孔を凹設し、界面活性剤を実質的
に加えない電鋳液中において、前記母型の導電面に電鋳
を行うことにより電鋳殻を形成すると同時に、該電鋳の
初期に前記微小孔の開口に微小孔と略同一径の非電着部
を発生させ、該電鋳の進行とともに該非電着部を成長さ
せることにより、前記電鋳殻に貫通した要求数及び要求
径の通気孔を形成することを特徴とする。前記微小孔は
直径３０〜１０００μｍであるとよい。

【０００７】ここで、「母型」はどのような方法で製作
したものでもよい。母型の素材としては、合成樹脂、固
形ワックス、石膏、木材、セラミックス、布地、糸等の
非導電材料、或いは、金属、黒鉛等の導電材料を例示す
ることができる。母型が非導電材料よりなる場合、前記
「導電面」は、該母型の表面に被覆形成した導電膜によ
り実現され、該導電膜としては、銀、銅、アルミニウム
等の導電粉ペーストの塗布、銀鏡反応、無電解めっき等
の方法で形成されたものを例示することができる。ま
た、母型が導電材料よりなる場合、前記「導電面」は、
該母型の製作によりそのまま実現される。

【０００８】前記「微小孔」の形成方法としては、キリ
によるドリル加工、針による突刺し加工等を例示するこ
とができる。この微小孔と前記導電面（特に導電膜の場
合）の形成順序は、微小孔の開口が確保される限り、ど
ちらが先でもよい。

【０００９】また、「界面活性剤を実質的に加えない」
とは、ラウリル硫酸ナトリウム等の界面活性剤を、それ
が本来の界面活性作用を実質的に奏してピンホールの発
生を抑制する程度にまで加えることはしない、という意
味である。従って、ピンホール発生の抑制にほとんど影
響がない程度の微量の界面活性剤を加えることは、「界
面活性剤を実質的に加えない」ことに含まれる。また、
電鋳金属としては、ニッケル、ニッケル−コバルト合
金、銅−コバルト合金等を例示することができる。

【００１０】

【作用】本発明の準備工程において、母型の孔要求箇所
に要求数及び要求径と等しい直径３０〜１０００μｍの
微小孔を凹設しておけば、次の電鋳工程において、電鋳
殻の孔要求箇所に要求数及び要求径の通気孔を、それら
の要求通りに形成することができる。

【００１１】すなわち、電鋳工程の初期において、母型
に形成されている微小孔の開口には電鋳金属が電着しな
いため、微小孔と略同一径の非電着部が発生する。この
とき、電鋳液には界面活性剤を実質的に加えていないの
で、ピンホールの抑制作用が無い。従って、前記非電着
部は、電鋳の進行とともに塞がることなくむしろ拡径す
るように成長し、電鋳殻に貫通した通気孔となる。この
通気孔は電鋳殻の表面で直径が３０〜１０００μｍと小
さいが、電鋳殻の裏面で拡径しているので、通気抵抗が
低く、目詰りもしにくい。

【００１２】

【実施例】以下、本発明をブロー成形用金型の主要部で
ある通気性電鋳殻の製造方法に具体化した第一実施例に
ついて、図１〜図７を参照して工程順に説明する。

【００１３】（１）母型の製作工程：図１はブロー成
形する成形品の略半分と同一形状に形成されたエポキシ
樹脂製の母型１を示す。この母型１は、次の方法により
製作したものである。まず、木型（図示略）に革を貼ることにより、ブロ
ー成形する成形品と同一の表面形状とシボ模様とを有す
る模型（図示略）を製作する。この模型にシリコンゴムを被せることにより、該模
型の表面形状とシボ模様が反転して転写された凹型（図
示略）を製作する。この凹型にエポキシ樹脂を流し込んで硬化させるこ
とにより、該凹型の表面形状とシボ模様とが再反転して
転写された母型１を得る。

【００１４】前記母型１では、フランジ部２以外の表面
全体が電鋳の行われる被電鋳面３であるが、図１におけ
る上面のみにシボ模様が形成されている。本実施例で製
造した通気性電鋳殻を用いてブロー成形をする場合、ブ
ロー成形品に前記シボ模様を忠実に転写することが大切
になるから、そのシボ模様のある上面に対応する部分が
通気孔の要求される孔要求箇所である。

【００１５】（２）準備工程：前記母型１の被電鋳面
３を溶剤、研磨剤等により磨いて、汚れや油脂膜を除去
するとともに粗面化し、次の導電膜４のなじみを良くす
る。次いで、母型１を水洗いして前記溶剤、研磨剤等を
除去し、空気を吹付けて素早く乾燥させる。

【００１６】図２に示すように、前記母型１の被電鋳面
３の全体に、銀鏡反応により薄い導電膜４を形成して導
電面とする。銀鏡反応とは、物体の表面に銀を還元被覆
する公知の方法である。導電膜４を形成した後、母型１
を再度水洗いして銀鏡材料を除去する。

【００１７】図２に示すように、前記母型１の孔要求箇
所である上面のみに、ドリル加工により微小孔５を形成
（凹設）する。母型１はエポキシ樹脂製なので、ドリル
加工は容易である。微小孔５の数は通気孔の要求数と等
しい１〜１０個／ｃｍ²とし、微小孔５の直径は通気孔
の要求径と略等しい２００μｍとし、微小孔５の深さは
１ｍｍとする。

【００１８】（３）電鋳工程：次に、図３〜図５に示
すように、前記母型１の被電鋳面３に電鋳を行なうこと
により、電鋳殻７を形成すると同時に、その孔要求箇所
に要求数及び要求径の通気孔８を形成する。

【００１９】まず、この工程に使用する装置等について
説明すると、５１は電鋳液槽、５２はその内部に貯留さ
れた電鋳液である。電鋳液５２の成分組成は、スルファ
ミン酸ニッケル３００〜４５０ｇ／リットル、塩化ニッ
ケル０〜１０ｇ／リットル、硼酸３０〜４５ｇ／リット
ルであり、ラウリル硫酸ナトリウム等の界面活性剤は実
質的に加えられていない。スルファミン酸を随時添加す
ることにより、電鋳液５２のｐＨ値は常に２．５〜４．
２の範囲に調整される。ｐＨ値がこの範囲より大きい
と、電鋳時におけるカソード電流効率が低下し、ｐＨ値
がこの範囲より低いと、電鋳液５２中に塩基性沈澱物が
生成されて電鋳殻が変色するからである。また、電鋳液
５２の温度は３０〜５０℃に保持されている。

【００２０】電鋳液５２中には、前記母型１がカソード
として浸漬され、電鋳金属としてのニッケル電極５３が
アノードとして浸漬される。５４はニッケル電極５３と
母型１の導電膜４との間に直流電圧を通電する電源装置
であって、定電圧制御又は定電流制御を選択的に行える
ようになっている。

【００２１】さて、電源装置５４からニッケル電極５３
と母型１の導電膜４との間に、カソード電流密度０．５
〜３．０Ａ／ｄｍ² の強さの電流を流すと、図４に示す
ように、導電膜４にニッケルが電着して電鋳殻７が徐々
に形成される。

【００２２】この電鋳の初期において、母型１の上面に
形成されている微小孔５の開口にはニッケルが電着しな
いため、該微小孔５と略同一径の非電着部が発生する。
このとき、電鋳液５２には界面活性剤を実質的に加えて
いないので、ピンホールの抑制作用が無い。従って、前
記非電着部は、図５に示すように、電鋳の進行とともに
塞がることなくむしろ拡径するように成長し、電鋳殻７
に貫通した通気孔８となる。この通気性電鋳殻７の厚さ
が約４ｍｍになったら、電流を止める。

【００２３】（４）脱型工程：次に、前記母型１及び
通気性電鋳殻７を電鋳液５２から取り出し、母型１から
通気性電鋳殻７を剥離する。この通気性電鋳殻７の表面
には、図６に示すように、母型１のシボ模様が反転転写
されてなるシボ模様が形成されている。また、通気孔８
の数は要求数通りの１〜１０個／ｃｍ² であり、通気孔
８の直径は、通気性電鋳殻７の表面で要求径通りの２０
０μｍであり、裏面で１〜６ｍｍに拡径している。

【００２４】（５）食切り部形成工程：次に、図７に
示すように、前記通気性電鋳殻７の縁部の背面を切削加
工することにより、該縁部の全周にブロー成形用の食切
り部９を形成する。この縁部には通気孔が形成されてい
ないので、食切り部９を容易に形成でき、また食切り部
９の強度が確保され、型閉じ時の衝撃力により変形する
おそれがない。

【００２５】（６）背面補強部材の取付工程：次に、
図７に示すように、前記通気性電鋳殻７の背面の要所に
背面補強部材１１を取り付ける。この背面補強部材１１
には、円柱形状に形成されたものと、内周面に雌ねじを
持つ有底円筒形状に形成されたものとがある。これらの
背面補強部材１１の外周面底部にはフランジ部が設けら
れ、該フランジ部を通気性電鋳殻７に溶接する。

【００２６】以上の工程により製造された通気性電鋳殻
７は、例えば図７に示すようなブロー成形用の通気性金
型２０として組み付けられる。この通気性金型２０は、
上方から下方へ供給される合成樹脂パリソンを挾むよう
横方向に駆動される第一型２１と第二型２２とからなる
が、両型２１，２２とも基本的な構造は同じであるか
ら、以下、第一型２１についてのみ説明する。

【００２７】通気性電鋳殻７の周囲には枠体２３が配さ
れ、該枠体２３のランド部２４は食切り部９の基部と連
続するようにして通気性電鋳殻７の背面に固定されてい
る。この枠体２３の反ランド側の開口には支持板２６が
ボルト２７により固定され、枠体２３と支持板２６との
間はシールリング２８により気密性となっている。

【００２８】枠体２３又は支持板２６の要所に形成され
た透孔２５には支持ボルト３０が挿通され、該支持ボル
ト３０の先端部は背面補強部材１１の雌ねじに螺入され
ている。この支持ボルト３０には支持板２６に当接する
ナット３１が螺合されており、該ナット３１の螺合位置
の調整により、支持ボルト３０は通気性電鋳殻７をやや
引張気味に支持している。また、枠体２３又は支持板２
６の要所に形成された雌ねじ孔２９にも支持ボルト３０
が螺合され、該支持ボルト３０の先端部は雌ねじの無い
背面補強部材１１に当接して通気性電鋳殻７をやや押圧
気味に支持している。

【００２９】なお、通気性電鋳殻７の背面には冷却管３
２が配設され、成形時に通気性電鋳殻７が過熱しないよ
うになっている。また、支持板２６に設けられた吸引ノ
ズル３３には耐圧ホース３４及びリークバルブ３５を介
して真空ポンプ３６が接続され、通気性電鋳殻７の背面
空間を減圧できるようになっている。また、第一型２１
と第二型２２との間には吹込みノズル３７が挿入され
る。

【００３０】前記通気性金型２０を使用してブロー成形
を行うには、図７に示すように、まず加熱された合成樹
脂パリソン４０を上方から第一型２１と第二型２２との
間に供給し、両型２１，２２を型締めする。次に、吹込
みノズル３７からエアを吹き込み、合成樹脂パリソン４
０を通気性電鋳殻７の成形面に押し付ければ、シボ模様
が反転転写されたブロー成形品が得られる。

【００３１】通気性電鋳殻７には多数の通気孔８が形成
されているので、従来のようなベント孔を設けなくて
も、合成樹脂パリソン４０と通気性電鋳殻７の間のエア
を容易かつ完全に抜くことができる。また、通気孔８は
通気性電鋳殻７の表面で小径なので、その跡がブロー成
形品に付くことはない。さらに、通気孔８は通気性電鋳
殻７の裏面で拡径しているので、エア抜き時の通気抵抗
が低い。

【００３２】さらに、前記真空ポンプ３６を作動させて
通気性電鋳殻７の背面空間を減圧し、通気孔８から合成
樹脂パリソン４０を積極的に吸引して通気性電鋳殻７の
成形面に密着させれば、シボ模様をより鮮明に転写させ
ることができる。このとき、通気孔８の通気抵抗が低い
ことから、合成樹脂パリソン４０を強力に真空吸引する
ことができる。また、この通気孔８は拡径していて目詰
りしにくいため、メンテナンスが楽になる。

【００３３】次に、本発明を平板状の通気性電鋳殻の製
造方法に具体化した第二実施例について、図８〜図９を
参照して工程順に説明する。

【００３４】（１）母型の製作工程：図８に示すよう
に、厚さ２ｍｍのアルミニウム板の被電鋳面３である上
面を鏡面仕上げして母型１とする。被電鋳面３は導電面
であるから、導電膜を設ける必要はない。

【００３５】（２）準備工程：前記母型１の被電鋳面
３に、ドリル加工により微小孔５を形成（凹設）する。
微小孔５は５ｍｍ間隔で格子状に配列し、微小孔５の直
径は通気孔の要求径と略等しい１００μｍとし、微小孔
５の深さは０．５ｍｍとする。

【００３６】（３）電鋳工程及び（４）脱型工程：第
一実施例の電鋳工程及び脱型工程と略同様に行うことに
より、図９に示すように、厚さ約３ｍｍの平板状の通気
性電鋳殻７を形成する。この通気性電鋳殻７の表面は鏡
面となる。通気孔８は前記格子状配列で形成され、通気
孔８の直径は、通気性電鋳殻７の表面で要求径通りの１
００μｍであり、裏面で１〜５ｍｍに拡径している。

【００３７】次に、本発明を円筒形状の通気性電鋳殻の
製造方法に具体化した第三実施例について、図１０〜図
１２を参照して工程順に説明する。

【００３８】（１）母型の製作工程：図１０に示すよ
うに、直径３０ｍｍのアルミニウム棒を母型１とする。
被電鋳面３である外周面は導電面であるから、導電膜を
設ける必要はない。

【００３９】（２）準備工程：前記母型１の被電鋳面
３に、ドリル加工により微小孔５を形成（凹設）する。
微小孔５は母型１の中心角で４５度配列とし、微小孔５
の直径は通気孔の要求径と略等しい２００μｍとし、微
小孔５の深さは１ｍｍとする。

【００４０】（３）電鋳工程：第一実施例の電鋳工程
と略同様に行うことにより、図１１に示すように、厚さ
約３ｍｍの円筒形状の通気性電鋳殻７を形成する。

【００４１】（４）脱型工程：前記母型１及び通気性
電鋳殻７を図示しない苛性ソーダ（ＮａＯＨ）水溶液に
浸漬し、図１２に示すように、母型１を溶出させること
により通気性電鋳殻７から除去する。通気孔８は前記配
列で形成され、通気孔８の直径は、通気性電鋳殻７の表
面で要求径通りの２００μｍであり、裏面で１〜５ｍｍ
に拡径している。

【００４２】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れるものではなく、例えば以下のように、発明の趣旨か
ら逸脱しない範囲で変更して具体化することもできる。（１）第一実施例の通気性電鋳殻７において、背面補強
部材１１を固定する箇所には通気孔８を形成しないよう
にすること。（２）ブロー成形の他、真空成形、スタンピング成形、
射出成形、反応射出成形、圧縮成形、ラム押出し成形等
の各種合成樹脂成形用の通気性金型、あるいは、フィル
タその他の各種用途に使用する通気性電鋳殻の製造方法
として具体化すること。

【００４３】

【発明の効果】本発明の通気性電鋳殻の製造方法は、上
記の通り構成されているので、通気抵抗が小さく目詰り
もしにくい通気孔を、電鋳と同時に容易かつ安価に形成
することができるとともに、電鋳殻の孔要求箇所に要求
数及び要求径の通気孔を、それらの要求通りに形成する
ことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した第一実施例で使用する母型
の断面図である。

【図２】同実施例の準備工程を示す要部拡大断面図であ
る。

【図３】同実施例の電鋳工程の概要を示す説明図であ
る。

【図４】同実施例の電鋳工程の初期を示す要部拡大断面
図である。

【図５】同実施例の電鋳工程の終了時を示す要部拡大断
面図である。

【図６】同実施例で製造された通気性電鋳殻の部分拡大
斜視図である。

【図７】同通気性電鋳殻を用いて組み立てた通気性金型
の断面図である。

【図８】第二実施例で使用する母型とその準備工程を示
す断面図である。

【図９】同実施例の電鋳工程を示す断面図である。

【図１０】第三実施例で使用する母型を示す斜視図であ
る。

【図１１】同実施例の電鋳工程を示す断面図である。

【図１２】同実施例で脱型された通気性電鋳殻の断面図
である。

【符号の説明】

１母型４導電膜５微小孔７通気性電鋳
殻８通気孔５２電鋳液

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C25D 1/00 - 7/08 B29C 33/10 B29C 33/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】母型の表面を導電面とするとともに、該
導電面に通気孔の要求数及び要求径と略等しい微小孔を
凹設し、界面活性剤を実質的に加えない電鋳液中において、前記
母型の導電面に電鋳を行うことにより電鋳殻を形成する
と同時に、該電鋳の初期に前記微小孔の開口に微小孔と
略同一径の非電着部を発生させ、該電鋳の進行とともに
該非電着部を成長させることにより、前記電鋳殻に貫通
した要求数及び要求径の通気孔を形成することを特徴と
する通気性電鋳殻の製造方法。
【請求項２】前記微小孔は直径３０〜１０００μｍで
ある請求項１記載の通気性電鋳殻の製造方法。