JPH0371973B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はブロー成形型及びその型に用いられる
模型の製造法に関する。プラスチツクの成形法の
ひとつにブロー成形法がある。このブロー成形法
は、一対の金型の間に合成樹脂の溶融物より成る
パリソンを上方の押出ダイスからチユーブ状に供
給しながらパリソン内部に圧縮空気を注入して一
定の大きさに脹らませたあと、金型を閉じて所定
形状に成形するものであるが、しかし模型形状が
複雑になると、模型面にプラスチツクシートが確
実に密着されないため模様が正確にプラスチツク
成形品に転写されないという問題があつた。ま
た、シートの厚さのバラツキやコーナー部等にし
わなどが発生しやすく商品価値の低下を招くとい
う問題があつた。

本発明はこれらの問題点に鑑みて成されたもの
であつて、プラスチツクシートに対して転写性が
きわめて良好で、複雑な模様を正確に転写でき、
かつシート厚さが均一になるとともにしわなどの
発生しないブロー成形型及びその型に用いられる
模型の製造法を提供することを目的とするもので
ある。

以下に、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。１，１′は、第１図乃至第４図に示す
如く模型面を対向した１対のブロー成形型で、こ
のブロー成形型１，１′は多孔質通気構造の模型
２，２′を、内部から外部に連通する通気孔３，
３′を周面に多数個備えた縦断面形状がコ字状の
枠体４，４′に嵌め込んだ構成とされている。前
記模型２，２′は、鉄系粉末とセラミツク粉末を
骨材とする複合焼成体５から成つている。複合焼
成体５は全体が酸化鉄分を含む緻密な硬化質６で
形成され、硬化質６の模型面には所望の模型形状
が形成されている。また、複合焼成体５に替えて
第６図のような複合焼成体５′を使用してもよい。
複合焼成体５′は外周部に酸化鉄分を含む緻密な
シエル状の硬化質６が形成されると共に、この硬
化質６の内側には未焼成粉からなるバツキング状
の軟化質７が形成され、硬化質６の模型面には所
望の模型形状が設けられている。前記硬化質６
は、第７図ｂのようにセラミツク粉末と分散混合
している鉄系粉末の変化した酸化鉄粒（α−Fl₂
O₃）２１とこれと接合したセラミツク粒２２か
らなつており、さらに詳細には、鉄系粉末の酸化
により大きく体積が増加し、セラミツク粒子を包
む形で焼結され、セラミツク粒子との界面で拡散
接合的な接着で行われ、硬化質６が生成されるも
のである。そしてこの硬化質６は粘結材の飛散に
よる５〜10μmの微少な気孔２３を有し、この微
少な気孔２３により多孔質でしかも緻密、平滑な
性状を備える。

一方、硬化質６の内側の軟化質７は、第７図ａ
のように、接合のなされない鉄系粉末粒２１′と
セラミツク粉末粒２２′の軟質混合組織からなり、
それら鉄系粉末粒２１′とセラミツク粉末粒２
２′の界面には粘結材の飛散あいまち空気の自由
な流通を許す隙間２３′が形成され、この隙間２
３′と前記硬化質６の気孔２３は互いに連通して
おり、従つて複合焼成体５，５′の全体は通気度
５〜50％の多孔質構造となつている。

なお、本発明の複合焼成体５，５′はさらに鋼
繊維を分散していてもよく、この鋼繊維の添加に
より軟化質７の補強と、硬化質２１と軟化質７の
付着力の増加が行われるため、型強度が向上し、
寸法安定性も向上する。

次に本発明によるブロー成形型の製造法を説明
する。

第８図はその状況を示すもので、まず、模型２
を得るにあたつては、骨材としての鉄系粉末とセ
ラミツク粉末あるいはさらに鋼繊維を十分に混合
攪拌し、これに硬化過程以降で蒸発する成分を含
む粘結材例えばエチルシリケートなどのシリカゾ
ルやコロイダルシリカなどを添加し、十分に混合
攪拌してスラリー状の混合物８を得る。鉄系粉末
としては、鋳鉄粉、純鉄粉、電解粉、さらには鋼
粉を用いることができる。鋳鉄粉を用いた場合に
は遊離カーボンの燃焼により気孔が生成される利
点がある。セラミツク粉末としては、ムライト、
焼成アルミナ、活性アルミナ、電融アルミナ、ク
ロマイト、シリマナイトなどで代表される中性セ
ラミツク、溶融シリカ、ジルコニウム、溶融ジル
コンで代表される酸性のセラミツクが一般に適当
である。あるいはマグネシア質に代表される塩基
性のセラミツク、滑石なども用いることができ
る。鉄系粉末の粒径は、一般に、5μアンダー〜
500μアンダーの範囲のものが適当である。粒度
を細かくすると転写性が向上するが、反面におい
てクラツクが入りやすくなるため5μアンダーが
下限である。またバツキング効果の点および多孔
質化が過剰となり転写性を悪化させる点から上限
は500μアンダーとすることが好ましく、上限と
下限とのあいだで模様や表面あらさなど成形形状
との相関で適宜な粒度を選択すればよい。セラミ
ツク粉末の粒度も、同様な理由から5μアンダー
〜300μアンダーの範囲が望ましい。鋼繊維を用
いる場合は、鉄系、ステンレス系のものが適当で
あり、添加量は１〜10容積％が適当である。繊維
長さは型の寸法などに応じ１〜30mm、太さは30〜
300μmの範囲から適当に選択使用する。

また、前記鉄系粉末とセラミツク粉末と粘結材
の配合比は、重量比でほぼ（１〜５）：（１〜
５）：１が適当である。その理由は強度と熱伝導
性及び通気性の各特性をバランスよく得るのに必
要だからである。鉄系粉末の上限を規定したの
は、これ以上であるとセラミツク粉末および粘結
材の配合が適正であつても、十分な強度が得られ
ず、かつまた表面性状が悪化して転写性を損うた
めである。セラミツク粉末の上限を規定したの
は、他が適正配合比であつても十分な強度が得ら
れないからである。

次に前工程で得られたスラリー状の混合物８を
固化成型させる。これはたとえば第８図のように
マスターモデル９を型枠１０に装着した状態で混
合物８を流し込み所定時間静置することにより行
う。この際に固化促進のために硬化剤を加えた
り、充填性を助長するために振動を加えたり、ス
クイズすることも効果的である。

次いでこの工程で得られた成型体をマスターモ
デル９から抜型し、粘結材中の蒸発成分（たとえ
ばアルコール分）を除去する。これは多孔性を得
ると共に成型体の亀裂防止および歪発生の防止を
図るためで、具体的には、１〜48Hrの自然乾燥
方式または成型面より気化する蒸発成分を着火燃
焼させることによる一次焼成方式を採用する。勿
論自然乾燥後に一次焼成を行つてもよい。

この工程を終えた成型体を次に酸素供給を十分
に配慮した酸化性雰囲気中で焼成する。この焼成
は、焼成温度約600〜1000℃で、適宜時間行うが、
成型体の肉厚等が比較的薄い場合とか長時間焼成
した場合には第５図のように全体が硬化質６の複
合焼成体５が得られる。また、成型体の肉厚が厚
い場合とか短時間で焼成する必要がある場合には
第６図のように内部が軟化質７の複合焼成体５′
が得られる。焼成温度の下限を600℃としたのは、
これ以下では本発明の特徴である緻密な硬化質６
を得るのに時間がかゝりすぎるからである。上限
を1000℃としたのは、これ以上の高温では表面の
荒れ、転写性が若干損われるためであるが、これ
以上（1000℃以上）の高温で焼成することによつ
て全体を硬化質６としてもよいことは勿論であ
る。この焼成時において成型体に残存している粘
結材中の蒸発性物質が完全に除去されるため多孔
質化がさらに促進される。

以上の工程で第５図及び第６図で示すような複
合焼成体５或いは複合焼成体５′より成るブロー
成形型用模型２が得られる。このようにして得ら
れたブロー成形型用模型２を、枠体４に嵌め込
み、第１図乃至第４図に示すブロー成形型１を作
る。また、同様にして成形したブロー成形型用模
型２′を枠体４′に嵌め込みブロー成形型１′とす
る。これらのブロー成形型用模型２，２′は前記
混合物８の良好な流動性と模様及び表面あらさに
相関させた配合材の適当な粒度の選定により、マ
スターモデルの形状、模様を完全に転写させるこ
とができる。使用にあたつては、第１図乃至第４
図に基づき説明すると、対向する１対のブロー成
形型１，１′の間に、上方の図示されない押出成
型機のＴダイス１１により押出された合成樹脂の
溶融物であるチユーブ状パリソン１２を供給しな
がら圧縮空気を吹込んで脹らませ（第１図参照）、
型閉じ後（第２図）、第３図のように、パリソン
１２内に空気吹込管１３より再び圧縮空気を吹込
んでパリソン１２をさらに膨張させながら枠体４
の外周面より通気孔３を介して吸引すると、模型
２，２′前面とパリソン１２との間に閉じ込めら
れた残留空気は模型２，２′全面の気孔、及び枠
体４の通気孔３を経て外部に吸引、排出されると
ともにパリソン１２は模型面に沿つてプラスチツ
クシート状に延伸されて正確に密着されプラスチ
ツク成型品１４が得られる（第３図）。この際、
吸引力は型面全域にわたつて均一に作用するた
め、溶融状態にあつて伸縮容易なパリソン１２は
模型面への密着性がきわめて良く、従来問題とな
つていた肉厚のバラツキ、あるいはコーナー部に
おけるしわの発生などが完全に解決される。こと
に、吸引孔が微少な気孔群であるため、薄いシー
トの場合にも吸引孔跡が残存せず、吸引孔が無数
にあるため型面が複雑な模様や形状でもすみずみ
まで密着させることができる。

次いで、第４図の如く、空気吸込管１３をブロ
ー成形型１，１′上方に上昇するとともに余剰部
１５を切断、除去する。その後、型を開いてプラ
スチツク成型品１４を取出し、成形工程を完了す
る。

なお、前記実施例においてはパリソン１２内に
圧縮空気を吹込みながら枠体４外周面より通気孔
３を介して吸引するようにしたが、圧縮空気の吸
込みだけでもよく、また枠体４に複数の通気孔３
を穿設するようにしたが、複数個設ける必要がな
いことは勿論である。

そして、模型面を構成する硬化質６は吸引穴を
有しながら緻密で表面あらさが小さいため、前記
したマスターモデル９に対する転写性の良好さと
あいまち、型模様のプラスチツクシートへの転写
性も十分なものとなし得る。さらに、硬化質６の
存在で強度は100〜600Kg／cm²と良好なものが得ら
れる。なお本発明において模型の気孔率をコント
ロールするには、鉄系粉末とセラミツク粉末の種
類、粒度及び配合比を考慮し、あるいは流し込み
成形時の振動、スクイズ条件や焼成条件を調整す
ればよい。第９図は鉄系粉末とセラミツク粉末の
配合比（鉄系粉末／セラミツク粉末）と気孔度の
関係を示すもので、鉄系粉末の混合割合を増すと
気孔度が上昇する。また、第１０図は粘結材対骨
材（鉄系粉末＋セラミツク粉末）の配合比と気孔
率の関係を示すもので、骨材配合比が低いほど気
孔率が高くなる傾向を示す。第１１図は焼成温度
一定における焼成時間と気孔率の関係を示すもの
で、焼成時間の増加と共に気孔率は低下する傾向
となる。

次に本発明におけるブロー成形型用模型の具体
的な実施例を示す。

実施例 １ 鉄系粉末として鋳鉄粉（粒度100μアンダ
ー）、セラミツク粉末として合成ムライト粉（粒
度100μアンダー）を用い、粘結材としてエチル
シリケートを用い、それらの配合比（重量比）を
３：３：１ にとつて均一に混合攪拌し、型枠に
流し込み硬化させ100×100×40mmの成型体を得
た。得られた成型体に直接着火して0.2時間１次
焼成を行い、次いで電気炉に装入し大気条件にて
焼成温度900℃で２次焼成を行い、複合焼成体を
得た。

この複合焼成体の焼成時間と圧縮強度の関係
を示すと第１２図のごとくであり、焼成時間と共
に圧縮強度が増加する。これは鉄系粉末が酸化し
てシエル状の硬化質が生成されることによるもの
で、硬化質は焼成時間と共に比例的に増加する。

次に複合焼成体の強度とポロシテイ率との関係
を示すと第１３図のとおりである。ポロシテイ率
の試験はJISR2205に基づき見掛気孔率試験によ
つて行つた。この第１３図から、本発明の模型に
よれば型全体が良好な通気性（吸引性）を有して
おり、その通気性は強度と逆比例していることが
わかる。

以上の説明によつて明らかなように、本発明の
ブロー成形型は模型全面体から均一に通気できる
構造のため、プラスチツクシートは模型面に正確
に密着されて複雑な模様でも正確に転写できると
ともに、シート厚さのバラツキがなくなつてそれ
に起因する破損等の弊害がなくなり、さらには耐
久性と強度を有し、またブロー成形型に使用され
る模型を製造するに際しては、簡易な工程と安価
な材料により低コストで能率よく製作できるなど
の種々な効果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明のブロー成形型によ
るプラスチツク成型品の成形過程を示す工程断面
図、第５図はブロー成形用模型の一例を示す断面
図、第６図はブロー成形用模型の他の例を示す断
面図、第７図は本発明のブロー成形型構造を拡大
して示すもので、ａはパツキング状軟化質の断
面、ｂはシエル状硬化質の断面をそれぞれ示す。
第８図は本発明におけるブロー成形型の製造法を
示す断面図、第９図は鉄系粉末とセラミツク粉末
の配合比と気孔率の関係を傾向的に示すグラフ、
第１０図は粘結剤と骨材（鉄系粉末＋セラミツク
粉末）の配合比と気孔率との関係を示すグラフ、
第１１図は焼成時間と気孔率の関係を示すグラ
フ、第１２図は本発明における焼成時間と強度の
関係を示すグラフ、第１３図は本発明における強
度とポロシテイの関係を示すグラフである。 １，１′……ブロー成形型、２，２′……模型、
３，３′……通気孔、４，４′……枠体、５，５′
……複合焼成体、６……硬化質、７……軟化質。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 鉄系粉末とセラミツク粉末を骨材とする複合
   焼成体から成りかつ少なくとも外周部が酸化鉄分
   を含有する緻密な多孔質通気構造の硬化質となつ
   ている模型を、内部から外部に通じる通気孔を備
   えた枠体に嵌め込んだことを特徴とするブロー成
   形型。 ２ 鉄系粉末とセラミツク粉末を骨材としこれに
   硬化過程で蒸発する成分を含む粘結剤を重量配合
   比（１〜５）：（１〜５）：１に混合したスラリー
   状物を固化成形し、自然乾燥又は／及び１次焼成
   したのち、酸化性雰囲気中で適宜時間焼成するこ
   とを特徴とするブロー成形型用模型の製造法。