JPS6195739A - 積層体成形用金型の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 及叉上豊１立互 本発明は積層体成形用金型の製造方法に関する。

さらに詳しくは微細な空気排気孔を金型の成形面に設け
１表皮層材料をその成形面で熱成形したのち、型締めの
のちキャビティ内に基材層材料を射出成形するか、また
は表皮層材料の裏面もしくは表皮層材料の成形型に対峙
する成形型の成形面に基材層材料を載置したのち型締め
して圧縮成形し、、表皮層と基材層が一体化された積層
体を得るための金型の製造方法に関する。

災米狡嵐 表皮層と基材層とが一体に貼合された積層体を製造する
方法として、成形され通気性のある基材層を真空成形型
上に設置し、その上方から加熱軟化された表皮層材料を
真空成形して表皮層と基材層とを一体化する真空貼合せ
法と、あらかじめそれぞれ成形された表皮層と基材層と
を接着剤を介して一体化する成形貼合せ法がある。しか
し前者の方法にあっては、熱の作用を受けるため表皮層
表面の鮮明なシボ模様を存続させることができず。

後者の方法では２つの層を隙間なく貼合される形状に成
形するための型の製作や、その２つの層を貼合す作業も
極めて煩雑な作業であった。

このため射出成形型の一方の金型の成形面に表皮層材料
を熱成形したのち型締めし、つぎにキャビティ内に基材
層材料を射出成形して表皮層と基材層とが一体となった
積層品を得んとしたが、鋼材で構成されている射出成形
型の成形面に多数の０．５ｍ以下の熱成形用の空気排気
孔を穿孔することが困難であり、　０．５　ｍｍを超え
る排気孔の場合、表皮層材料として厚さの薄いオレフィ
ン系樹脂フィルムを使用すると熱成形時やそれに続く基
材層の射出成形時の圧力によりフィルム表面が排気孔に
陥没し成形品の表面品質を極めて劣化させた。排気孔を
有する成形面で熱成形した表皮層材料に基材層材料を圧
縮成形した場°合も、圧縮成形時の圧力により同じ問題
が発生する。

明が解　しようとする問題点 本発明は排気孔を有する金型の成形面で表皮層材料を熱
成形したのち、型締めしキャビティ内に基材層材料を射
出成形するか、または表皮層材料の裏面もしくは表皮層
材料の成形型に対峙する成形型の成形面に基材層材料を
ａ置したのち型締めして表皮層と基材層とが一体となっ
た積層体を製造するとき、熱成形およびそれに゛続く基
材層材料の成形時における圧力により表皮層材料が前記
排気孔内に陥没して表面品質を劣化させることのない積
層体を成形するための熱成形用の微細な排気孔を備えた
金型の製造方法を提示するものである。

問題点を解決するための手 本発明は、基台上に模型を固定し、その模型の面に微細
な全属細線を埋設したのち、模型上に金属を溶射して皮
相部を形成する第１工程と、皮相部から突出した全属細
線に金属パイプを嵌合し、基台上に皮相部を囲む枠体を
固定したのち、枠体内に溶融金属を流し込み、皮相部と
接合した裏打部を形成する第２工程、および全属細線を
引抜いて皮相部に排気孔を形成し、皮相部および裏打部
を模型から分離し、裏打部を上記排気孔に連通ずる通気
溝および通気孔が削穿されている金型本体部と固定する
第３工程とからなる積層体成形用金型の製造方法により
前記問題点を解決した。

生爪 前記積層体成形用金型の製造方法の第１工程において皮
相部内面は模型の表面状態を正確に転写するとともに、
第２工程において皮相部が裏打部により補強され、第３
工程において全属細線を引抜くことにより皮相部に機械
加工では不可能な微細な排気孔が形成され、かつその排
気孔は金型本体部と連通しかつ皮相部および裏打部は金
型本体部に固定される。これら一連の工程により熱成形
およびそれに続く基材層材料成形時の圧力により、表皮
層材料が陥没することのない微細な排気孔が成形面に形
成された積層体成形用金型を製造することができる。

３１Ｍ４札 本発明の積層体成形用金型の製造方法を第７図に示した
積層体２０を成形する金型を例として。

その詳細を図面を参照して説明する。

（イ）第１図に示したように、所望の積層体２０の外形
形状に倣った模型１を製作する。模型１は金属溶射時に
熱および圧力により変形しない材質から作られる。一般
に木、耐熱プラスチック、石膏、金属などが用いられる
。現品がその条件に合致するなら現品を模型ｌとする。

模型１の表面温度が特に高くなるときは、現品、木また
はプラスチックの現型から２度反転した石膏型や金属型
が採用される。模型１の表面にシボ模様を形成するとき
は、たとえば塩化ビニル樹脂とＡＢＳ樹脂とからなる。

エンボス装置でシボ付けされたシートを軟化状態で木型
の表面に貼付は模型１とすれば゛よい。

模型１を基台２上にビスなどで着脱自在に固定する。も
し模型１の一部分を金型のパーティングライン面が横切
る設計の場合は、その面まで模型１を基台２内に埋める
。基台２は通常鋼板を使用するが、模型１の底面形状に
より多段面状や曲面状でもよい。しかし模型１の底部周
縁は基台２と密着させる必要がある。模型１の表面に表
面処理剤や離型剤を均一に薄く塗布し充分に乾燥し、表
面を平滑にかつ後記の金属溶射によって形成される皮相
部１１からの離型を容易にする。

次に模型１の表面に直径０．０５乃至０．５　ｒｒｎ、
好°ましくは０．１乃至０．３　ｍの全属細線３を埋設
する。

この全属細線３は後記の金属溶射により形成される皮相
部１１から引抜くことにより、皮相部１１に排気孔１３
（第５図）を開孔させるためのものである。全属細線３
の直径は熱成形する表皮層２１材料の種類と基材層２２
材料（いずれも第７図参照）の成形圧力により定められ
る。全属細線３の直径が大であると基材層２２材料の成
形時の圧力により表皮層２１の表面に排気孔１３の跡が
残り積層品の外観を劣化させる。逆に全属細線３の直径
が小であると表皮層２１材料の熱成形時に空気の排出が
不充分となり、表皮層２１の表面のシボが不鮮明となる
。表皮層２１が厚手で緻密な織物の表皮２３と厚さ０．
３ｍのＰＰ樹脂シートのバッキング層２４から構成され
ている場合、全属細線３の直径は０．３乃至０．５　ｍ
で良く、表皮層２１が厚さ０．３　ｍｍのＰＰ系熱可塑
性ゴムシートの場合は、全属細線３の直径は０．２　ｗ
ｎ以下とする。

全属細線３はピアノ線で一端が針状に加工されているも
のが使い易い。その他網線、白金線、タングステン線な
ども使用することができる。

全属細線３は可能な限り模型１面に対して直角に埋設す
るのが好ましい。これは金属溶射時に溶融金属粒子を模
型１面に対して直角に吹付は金属を隙間なく付着させる
ためである。

全属細線３の埋設位置や埋設間隔は、一般の樹脂製熱成
形型の排気孔相当位置と同位置でよいが比較的密に埋設
する。すなわち、模型１の頂部の平面部分は１０乃至８
０ｍ間隔で、平坦な側壁部は２０乃至１００１ｗ１１間
隔で、模型ｌの外形に凸部があるときはその隅部に５乃
至６０ｍｎ間隔で全属細線３を埋設すると良い。さらに
全属細線３の直径、模型１の部分的な凹凸の有無や熱成
形する表皮層２１の材質や厚さなどを考慮して適宜定め
られている。

全属細線３が埋設された模型１の表面に溶射する金属の
種類としては銅、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、錫、
ビスマス、鉄などから選ばれた合金が使用される１合金
の種類の選択は、模型１の耐熱性、得られる金属溶射成
形物の耐熱性、収縮率。

機械的強度、溶射加工性、溶射金属粒子のあらさなどを
考慮して定められる。錫系の合金の場合。

金属溶射時の模型１表面の温度は５０乃至８０℃で、プ
ラスチック製成形品をそのまま模型１として使・用する
ことができるが、鉄・ニッケル・クロミウム系合金を溶
射するときは、金属１石膏、木材。

セラミックなどから作られた模型１を使用する必要があ
る。

模型１の表面に厚さ３乃至１５圃になるように合金を溶
射して皮相部１１を形成する。皮相部１１は単一層で形
成する場合もあるが、一般には模型１面側の第１層とし
て耐摩耗性の良い合金を厚さ０．５乃至３＋ｎｍになる
ように溶射し、その上に第二層として線膨張係数の似た
溶射加工性の秀れた合金を溶射して皮相部１１を形成す
る。耐摩耗性のよい溶射用合金としては、銅・ニッケル
合金、銅・ニッケル・亜鉛合金などが、溶射加工性のよ
い溶射用合金としては、亜鉛・アルミニウム合金、亜鉛
・アルミニウム・錫合金などがある。もちろん金属溶射
による皮相部１１の収縮を見込んで模型１はあらかじめ
成形品より一廻り大きく作られている。

形成された皮相部１１の表面に、合金の酸化物を除去し
次の作業によって裏打層１２（第２回）となる溶融金属
との付着性を良くするためのフラックスを塗布する。

（ロ）第２図に示したように、皮相部１１から突出して
いる全属細線３に金属パイプ４を挿入する。

金属パイプ４の材質は銅やその合金または鉄が好ましく
、外径はＩ乃至５圃、内径は０．５乃至２ｒｒｎで、そ
の一端は切断したままでも良いが第３図の如く挿入され
る全属細線３の外径に応じて縮少し、尖端を皮相部１１
に接するように付着する。金属パイプ４の尖端と全属細
線３および皮相部１１との間隙は粘土など耐火材料５で
埋める。金属パイプ４の一端を、第４図の紙面に垂直な
方向に押し潰し４″で示すようなパイプを形成し、これ
に複　。

数本の全属細線３を挿入してもよい。また金属パイプは
４′　（第２図）のように緩やかに曲げて設置すること
もある。

基台２上に皮相部１１を囲む鋼鉄や鋳鉄製の枠体６を着
脱自在に固定する。枠体６の形状は方形または単純な形
が好ましく、枠体６の高さは模型１の基台２面からの最
高点より２０乃至５０ｎｕ高くする。枠体６の内面に黒
鉛の薄い被膜を形成しておくと１次の鋳造作業における
溶融金属との接着現象を防ぐことができる。

また前記金属パイプ４が鋳造作業で移動することのない
ようにパイプの上部を図示していない固定部材を介して
枠体６に固定するとともに、皮相部１１に近接して冷却
用パイプ７を配設し同じく枠体６に固定しておく。

つぎに枠体６内に前記溶射により形成された皮相部１１
を変形もしくは溶解することのない低融点合金を溶解、
注湯して裏打部１２を形成する。

このときパイプ４の先端と皮相部１１の間には耐火材料
５で埋められているため、溶融金属がパイプ４内に流入
することはない。裏打部１２用合金としてはたとえば錫
・アンチモニ・銅系のように圧縮耐力が大で、収縮が少
なく、鋳込温度が３５０乃至６００°Ｃである合金が選
ばれる。鋳造後２００乃至３５０℃で２乃至５時間熱処
理したのち徐冷して鋳造歪を取り除く。

（ハ）第２図の如く裏打部１２から突出している金属パ
イプ４に挿入されている全属細線３を引き抜いて皮相部
１１に排気孔１３を開孔する（第５図）。つぎに皮相部
１１および裏打部１２を、枠体６、基台２および模型１
から分離する。このとき、全属細線３′のように模型１
への埋め込み方向が、模型１と皮相部１１との分離方向
とほぼ一致するとき、皮相部１１は金゛属細線３′を保
持した状態で模型１から分離することが可能で、全属細
線３′は皮相部１１の模型１側より引き抜くことができ
、この場合全属細線３′は金属パイプより上方に突出さ
せなくとも良い。

全属細線３の引抜きは、全属細線３のみを液体窒素など
の冷却媒体で急激に冷却し、皮相部１１との線膨張係数
の差により引抜き抵抗を下げることも可能である。

以上のように製作された裏打部１２の外周を切削加工に
より単純な形状、たとえば長方体にする。

一方、切削加工された真打部１２の形状に嵌合する四部
と、前記皮相部１１の排気孔１３に連通ずる金属パイプ
４内の孔１４に対応する位置に形成された通気Ｒ１１５
およびその通気溝１５に連通ずる通気孔１６とが削穿さ
れている金型本体部１７に、裏打部１２を第５図の如く
嵌入固定する。また裏打部１２内に埋め込まれた皮相部
１１を除く非有効な成形面には補助排気孔１９を削孔し
通気孔１６に連通しておく。冷却用パイプ７に連通ずる
孔も金型本体部１７に削孔しておく。必要に応じて皮相
部１１に耐摩耗性または耐蝕性のメッキを施したのち、
金型本体部１７の裏面に可動側取付は板１８を固定して
積層体成形用の可動側金型３０が完成する。この可動側
金型３０に対応する固定側金型３１は通常の射出成形型
と同じように製作されるが、固定信金型３１の成形面に
も前述と同様にして排気機能を付加することもできる。

また前記（ロ）工程において、第２図の枠体６として第
６図に示すように移動側金型３０の型板３２を使用する
と、鋳造後の裏打部１２の切削加工の一部と嵌合作業が
省略される。この場合、裏打部１２を型板３２から成る
枠体内に保持したまま基台および模型から分離するが、
その後裏打部１２の開放面、すなわち第６図の裏打部下
面と、枠体端面（同じく第６図の下部面）とが同一面と
なるように、両者のうち少なくとも一方を機械加工し、
その面に金型本体部３３を密着させて固定する。また型
板３２の内面に凹部３４を形成しておき、鋳造後裏打部
１２が型板３２から移動や脱落することを防止すること
ができる。

金型本体部１７または型板３２はその金型合せ面で固定
側金型との型締力を維持するものであるから、材質なら
びに受圧する面積を考慮して設計しなければならない。

第５図および第６図に示す如く完成した成形型を用いて
成形品を得るには、加熱した表皮層２１材料（第７図参
照）を、成形型３ｏの皮相部表面の有効成形面と、その
外側の非有効成形面に亘って載置し１通常の真空成形機
と同様に、排気孔１３゜１９、通気溝１５および通気孔
１６を通して吸気し、表皮層材料を熱成形（真空成形）
する。次いで両型３０，３１を型締めした後、その内部
のキャビティに通常の射出成形と同じく基材層材料を射
出して成形する。これにより第７図に示す如き積層体２
０が得られる。冷却用パイプ７には冷却媒体が通され、
成形品が冷却される。

また基材層材料を圧縮成形するときは、型３０によって
表皮層材料を真空成形した後、その裏面。

すなわち型３０の成形面に接した側と反対側の面に基材
層材料を載置し、型３０とその相手型とを型締めして圧
縮成形すればよい、また上方に位置する成形型によって
表皮層を真空熱成形したときは、この成形型に対峙する
下の成形型の成形面に基材層材料を載置し、両型を型締
めする。勿論、両方の成形型に排気孔を形成したときは
、その両者によってそれぞれ表皮層を真空成形し、その
間に基材層材料を配置して型締めし、圧縮成形を実施す
ればよい。

上述した射出成形または圧縮成形時に、少なくとも一方
の型に形成された排気孔の径は、比較的小さく形成され
ているので、成形品の表面品質が低下することはなく、
シかも排気孔を比較的密に配置することにより真空成形
時の吸気不足を防止できる。

一− 上述した実施例では、排気孔を有する型によって真空成
形を行うようにしたが、この型を用いて他の熱成形、す
なわち圧空成形を行うことも可能である。

ｍυ裏限 本発明によれば。

１）機械加工によることなく、皮相部を貫通する全属細
線を引抜くことにより排気孔を形成するため、０．０５
ｍｍという微細な孔を開孔することができる、 ２）全属細線は裏打部とは接していないので引抜きが容
易である、 ３）皮相部は模型上に金属溶射して形成されるので、模
型表面の模様を忠実に転写する、４）金属パイプの内径
を金［Ｍ線の外径より大きくすることができるので、熟
成形時の排気効率を高めることができる。

５）薄肉の皮相部は、密接する裏打部により補強されて
いるので射出成形圧力に耐える、という効果が得られる
。これらの効果を積層体成形用金型に適用することによ
り、熱成形およびそれに続く基材層材料成形時の圧力に
より、表皮層材料が排気孔内に陥没することなく、鮮明
な模様を有する表面状態の秀れた積層品を製造すること
ができる。

なお、本発明の積層体成形用金型の製造方法は、一般の
熱成形用成形型の製造にも応用することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この順に本発明の積層体成形用
金型の製造方法を示す断面図、第３図および第４図は全
属細線と金属パイプの拡大断面図、第５図は本発明の金
型の一例を示す完成品の断面図、第６図は本衰明の金型
の他の例を示す完成品の断面図、第７図は本発明の金型
で成形された積層体の断面図である。 ■・・・模型　　　　　２−・・基台 ３・・・金Ｍｃ細線　　　４・・・金属バイブロ・・・
枠体　　　　　１１・・・皮相部１２・・・裏打部　　
　１３・・・排気孔１５・・・通気溝　　　１６・・・
通気孔１７．３３・・・金型本体部 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 次の各工程からなる、表皮層と基材層とから形成される
   積層体を成形するための、型締めによりキャビティを構
   成する一対の金型の一方または双方の成形面に熱成形用
   の微細な排気孔を備えた金型の製造方法。 （イ）基台上に所望の積層体の外形形状に倣った模型を
   固定し、その模型の必要個所に適宜間隔をおいて直径０
   ．０５乃至０．５ｍｍの金属細線の一端を埋設したのち
   、模型上に金属を溶射して皮相部を形成する第１工程、 （ロ）皮相部から突出した全属細線に金属パイプを嵌合
   し、基台上に皮相部を囲む枠体を固定したのち、枠体内
   に溶融金属を注湯し、皮相部と一体化した裏打部を形成
   する第２工程、 （ハ）金属細線を皮相部から引抜き排気孔を形成し、裏
   打部を枠体、基台および模型から分離し、裏打部の外周
   を単純な形状に機械加工したのち、該裏打部をその形状
   に嵌合する凹部と、前記排気孔に連通する通気溝および
   通気孔が削穿されている金型本体部に嵌入固定するか、 または、金属細線を皮相部から引抜き排気孔を形成し、
   裏打部を枠体内に保持したまま基台および模型から分離
   し、裏打部の開放面と枠体端面とがほぼ同一面となるよ
   うに機械加工し、前記排気孔に連通する通気溝および通
   気孔が削穿されている金型本体部に枠体を固定する第３
   工程。