JPS63213689A

JPS63213689A - 成形用金型

Info

Publication number: JPS63213689A
Application number: JP2941188A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Noda; 泰義野田; Yasuo Usami; 宇佐見　康夫
Original assignee: KTX Corp; Konan Tokushu Sangyo Co Ltd
Current assignee: KTX Corp
Priority date: 1988-02-09
Filing date: 1988-02-09
Publication date: 1988-09-06

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】発明の目的（産業上の利用分野）この発明は電鋳法によって形成される多孔質の成形用金
型に関するものである。

〈従来の技術及び発明が解決しようとする課題）従来、
真空成形等を行なうための多孔質の金型を形成するには
、溶射法により金型を成形して自然に多孔質にしたり、
合成樹脂材料に混水させて金型を成形したのち脱水して
多孔質にする方法が採用されていた。

しかし、これらの方法では孔が細か過ぎて真空成形時に
真空吸入を行いにくい上、孔が貫通的にならずに詰り易
く、孔の掃除も困難であった。

また、メッキの応用技術である電鋳法によって金型を成
形する方法も採用されていた。この電鋳法について以下
略述する。

■　まず、電鋳が施される模型（以下、マンドレルとい
う）に尋常性付与塗膜、例えばペースト状銀ラッカーと
酢酸ブチル溶液とを混合したスプレー液を噴射して、マ
ンドレルに導電性を付与する。

■　次に、純水に塩酸と塩化第１スズとを混入した前処
理液を前記マンドレルにはけ等で塗布し、マンドレルの
表面を活性化させてピンホールの発生を防止するための
前処理を行う。

■　次に、電鋳を行う。その電解液には、スルファミン
酸ニッケル液と硼酸とを混合した後、界面活性添加剤と
して例えば少量のラウリル硫酸ナトリウムを添加したも
のを用いる。このラウリル硫酸ナトリウムはｍ　１１Ｆ
加工時において、マンドレルの表面上のｆｆ１ｆ４府に
ピンホールが発生することを防止するものである。

電解液槽内に貯留した前記電解液中に電鋳材料及びマン
ドレルを浸し、電解液を循環させるとともに、カソード
ロッカーを作動させてマンドレルを電解液中で移動させ
ながら、電鋳材料とマンドレルどの間にマンドレルの面
積１００ｃｍ　　あたり０゜６Ａの電流を３〜４時間流
して、マンドレルの表面全体に電鋳層を薄く電着させる
。

電鋳層が薄く電管されたのを確認した後、電流をマンド
レルの面積１００ｃｍ”あたり１〜２Ａに変換し、電鋳
層が平滑になるように電鋳加工を続けて所望の形状に仕
上げ、さらにマンドレルと電鋳層とを分離して金型本体
を形成する。

■　前記のようにして形成した金型本体に、先端の直径
が０．３ｍｍの錐、またはレーザー光線によって多数個
の小孔を透設することにより多孔質の金型が完成する。

この小孔は錐やレーザー光線により形成しているため、
その径が金型の表裏両筒間全体にわたり一定になること
はもちろんである。

しかし、上記のような電鋳法による金型においても、多
数個の小孔を形成する作業が非常に煩雑であるばかりで
なく、複雑な形状の金型の場合、場所によっては孔を透
設することができないという問題点があった。また、小
孔の径が一定であるため、その径が小さ過ぎると、真空
吸入時の気流抵抗が大きくなるとともに、詰まり易く、
その径が大き過ぎると、成形品の表面に小孔の跡が残る
問題があった。

この発明は前記問題点を解消するためになされたもので
あって、その目的は真空吸入等が行い易くなるばかりで
なく、通孔が詰ることが少なくて通孔内の昂除を簡単に
行うことができ、かつ成形品の表面に小孔の跡が残りに
くく、さらには製造が容易な成形用金型を４７１供する
ことにある。

発明の構成（課題を解決するための手段）この発明は上述した目的を達成するために、電鋳により
形成した金型本体に、同電鋳の初期に発生させた微小な
非電着部を同電鋳時に成長させることにより金型本体の
表裏両面間に貫通させた多数の通孔を、金型本体の表面
から裏面に向かうほど径が漸増するように設けるという
手段を採った。

すなわち、従来の電鋳技術において、ピンホールは不規
則かつ不安定に発生するものであり、しかも表面に大き
く表れるため、もつとも避けなければならない欠陥と考
えられてきた。

これに対し、本発明では電鋳の初期に発生させた微小な
非′１ｒｆＸ着部を同電鋳時に成長さけることにより貫
通させて、ピンホールではなく、真空吸入等に使用でき
る微小な通孔としたものであり、まさに逆転の発想より
なる画期的な金型といえるものである。

（作用）前記通孔は微小な非電着部を成長させることにより貫通
させたものであることから、真空吸入等における気流抵
抗が低く、かつ通孔が詰ることも少ない。また、同通孔
は電鋳と同時に形成されたものであるから、電鋳後に通
孔の形成工程を行う必要もない。

特に、電鋳の進行に伴って金型本体の裏面側はどその径
が広くなっていることから、通孔は金型本体の表面側で
は径が小さいので、成形品の表面に通孔の跡が残らない
ばかりでなく、金型本体の裏面側では径が大きくなるの
で、真空吸入時の気流抵抗も低くなり吸入力が強まる。

（′；５一実施例）以下、この発明を真空成形用の金型に具体化した第一実
施例を図面に従って説明する。

第１図において、１はこの発明に係る金型本体であって
、電鋳により形成されている。２は金型本体１に貫通し
て設けられた多数の通孔であって、後述する通り、同電
鋳の初期に発生させた微小な非電着部を同電鋳時に厚さ
方向く金型本体１の表裏両面間）へ成長させてなるもの
であり、第３図（ｂ　）に示すように金型本体１の表面
から裏面に向かうほど径が漸増している。なお、通孔２
の形状は第３図（ｂ　）に示すように単純化してテーパ
状に図示しであるが、電鋳条件により、その拡がり方が
種々異なることは言うまでもない。例えば、通孔２の内
面に凹凸が付いたり、隣接する通孔２が互いにつながる
こともある。

金型本体１の表面側におけるこの通孔２の最大径は０．
１〜０．５　ｍｍであることが望ましい。真空吸入力を
１１）める必要がある一方、合成樹脂成形特成形品に通
孔２の跡が残らないようにするためである。また、通孔
２の個数は真空吸入力の点で金型本体１の面積１０ｃｍ
あたり５〜１００００個であることが望ましい。

この金型本体１は真空成形装置り上にＭ設され、同真空
成形装置りの吸入ポンプＰが駆動して金型本体１の裏面
側を減圧することにより真空成形がイラなねれる。この
真空成形前に、合成樹脂材料等よりなる被成形物Ｗは金
型水体１の多数の通孔２を通して吸引され、金型本体１
の表面側に密着する。

前記通孔２は微少な非電着部を成長させることにより貫
通させたちのであるから、真空吸入等にＪ３（プる気流
抵抗が低く、真空吸入等を行い易い。

また、通孔２が詰ることが少なくて通孔２内の冊除を簡
単に行うことができる。さらに、同通孔２は電鋳と同時
に形成されたものであるから、電鋳後に通孔２の形成工
程を行う必要もなく、金型の製造が容易である。

特に、本実施例の通孔２は電鋳の進行に伴って金型水体
１の裏面側はどその径が徐々に広くなっている。従って
、この通孔２は金型本体１の表面側では充分に径が小さ
いので、成形品の表面に通孔２の跡が残らないばかりで
なく、金型本体１の裏面側では径が大きくなるので、真
空吸入時の気流抵抗も低くなり吸入力が強まるという当
該金型にとって理想的な効果を発揮する。

次に、この金型本体１の製造に使用する装置、材料等に
ついて説明する。

３は第２図（ａ）及び（ｂ）に示すように電解液槽Ａ内
に貯留した電解液であって、４５０ｇな　のスルファミ
ン酸ニッケル液と４０　Ｑ　／ｚ　以上の硼酸とからな
り、その温度は３７℃〜４０℃に保持されている。この
電解液３のｐＨ値は添加剤としての塩化ニッケル剤を加
えることによって、３．８〜４．２の鞘囲内に留まるよ
うに調整されている電＠液３のｐｌ−１値が前記の範囲
を越えると、電鋳時におけるカソード電流効率が低下す
る一方、ｐ）−４値が３，８に達しないときは電解液３
中に塩基性沈澱物が生成されて、電解された金属が変色
し易くなる等の欠陥が生ずるからである。

ここで、本実施例の電解液３中にはラウリル硫酸ナトリ
ウム等の界面活性添加剤が含まれてい（１いので、ピン
ホールの生成を抑止する効果はない従って、電鋳の初期
に非電着部（従来はピンホールの秤になっていたもので
ある）が発生し易くなり、通孔２の成長も促進される。

４は電解液３内に配置した電鋳材料であって。

この実施例においてはニッケルが使用されている５は電
解液３中において電鋳材料４と対向する位置に配置した
マンドレルであって、エポキシ、アクリル、アクリル・
ブタジェン・スチレン共重合体、塩化ビニル等の合成樹
脂材料、または固形ワックス、金属、木材、セラミック
ス、布地、糸笠にて形成されている。このマンドレル５
は第１図及び第３図（ｂ）に示す金型本体１の模型であ
って、電解液槽Δの上端に移動可能に取り付けたカソー
ドロッカー６から吊り下げられ、特に第２図（ｂ）に示
すように、カソードロッカー６の長さ方向の動きに応じ
て電解液３中を往復移動するようになっている。なお、
７はカソードロッカー６を往復駆動する移動装置である
。また、電解液槽への外には電源Ｓが設けられ、電鋳材
料４は陽極に、マンドレル５のスプレ一層８は陰極に対
してそれぞれ電気的に接続されている。

次に、この金型本体１の製造方法について順に説明する
。

■　金型本体１を多孔質に形成するために、マンドレル
５は電解液３に浸される前に表面処理工程及びラッキン
グ工程に付される。

まず、表面処理工程において、マンドレル５は溶剤、磨
き粉等の研磨剤にてその表面が磨がれて表面に付着した
不純物が除去されるとともに、表面が粗面化される。表
面の粗面化は電導物のなじみをよくし、電鋳被膜の密着
性を高めるためのものである。このあと、マンドレル５
は水で洗われて表面の研磨剤が除去され、ざらにジエツ
１〜エアーにて乾燥されて表面処理工程が終了する。

ラッキング工程において、マンドレル５にはその電鋳所
望面に対しスプレー液が噴射されて導電性が与えられる
。このスプレー液はペースト試録ラッカー（この実施例
においては福山金属粉（株）製のＲＣ−１０を使用して
いる。）と酢酸ブチル溶液とを１：１の比率で配合した
のら、この配合液の全体量に対し３０％以下の割合にて
塩化ビニルラッカー液を混入することにより作られてい
る。

このスプレー液をマンドレル５の表面が完全な金属色を
呈するまで２度にわたり噴射して、第３図（ａ　）に示
すようにマンドレル５の表面に約１５μｍ以上のスプレ
一層８を形成したのち、マンドレル５を約２４時間自然
乾燥させる。スプレー液には塩化ビニルラッカー液が混
入されているため、マンドレル５の表面上のスプレ一層
８は導電性が低くなり、マンドレル５の表面に多数の通
孔２が形成され易くなる。

よりミクロ的にみると、スプレ一層８には銀粉による導
電部のみならず、同銀粉中に点在した１品化ビニルラッ
カーによって微小な非導電部が形成されるため、全体と
しての導電性が低くなるのである。この塩化ビニルラッ
カーによる微小な非導電部には、後）ホする電鋳の初期
において電鋳材料が電着しにくいため、微小な非電着部
の発生に大きく寄与するのである。

上記スプレー液中における塩化ビニルラッカー液の混入
度を加減することによって、マンドレル５の表面の導電
性を自由に設定でき、前記非２９宙部の大きさや分布を
変化さぼることができるため、通孔２の寸法を変化さけ
たり、マンドレル５の中位面積あたりの通孔２の数や開
口率を自由に管理することができる。従って、例えば第
４図（ａ　）に示す金型のように、２点鎖線で囲まれた
金１°１木休１の一部のみに多くの通孔２を形成するこ
ともできる。第４図（ｂ　）に示すようにこの部分には
シボ目形成用の凹凸部１０ヤスチッチ等糸目形成用の凹
凸部１１があるため、通孔２の数を多くすることにより
、被成形物Ｗを金型本体１に対し確実に密着させてこの
凹凸部１０．１１の形状を被成形物Ｗに付けることがで
きる。

また、このスプレー液中の混入液は塩化ビニルラッカー
液に替えて他の絶縁物質を使用してもよい。

なお、ラッキング工程前にマンドレル５の表面に導電性
を付与するため銀波膜を設けておいてもよい。

ラッキング工程が終ったのち、マンドレル５には再度水
洗いがなされて、表面の異物が取り除かれ、マンドレル
５の前処理は終了する。

■　この実施例においては、従来技術における前処理液
によるマンドレル５の表面の活性化処理工程は省略され
ている。電鋳の初期に、マンドレル５の表面に微小な非
電着部を形成し易くするためである。

■　続いて、マンドレル５は電鋳材料４とともに電解液
ｍＡ内の電解液３中に浸される。このとき、電解液３は
循環することなく停止した状態にあり、またカソードロ
ッカー６の移動装置７はオフの状態にあるので、マンド
レル５も移動することはない。微小な非電着部を発生し
易くするためである。

電源Ｓをオンにして、マンドレル５０面積１００ｃｍ”
あたり３Ａの電流を電鋳材料４とマンドレル５のスプレ
一層８との間に流すと、電鋳材ね４が電解されてマンド
レル５のスプレー宕８上に被覆され、電鋳層９が形成さ
れる。

この電鋳の初期において、前述したようにスプレ一層８
のうち銀粉による導電部には電鋳材料４がよく電着する
が、同銀粉中に点在した塩化ビニルラッカーによる微小
な非導電部には電鋳材料４が電着しにくいため、この非
導電部を起点として微小な非電着部が発生する。

電鋳の進行とともに、この微小な非電着部は成長して貫
通した通孔２となる。

特に本実施例ではこの非導電部の存在のみならず、前述
したように、電解液３の組成の調整、マンドレル５の表
面活性化処理の省略、カソードロッカー６の停止、電流
の調整等の技術が付加されているため、上記非電着部の
発生と成長がさらに容易になっている。

また、本実施例では通孔２が電鋳の進行に伴って電鋳層
９の厚さ方向のみならず径方向にも成長し、金型本体１
の裏面側はど拡径した通孔２となつ　ノご　。

そして、マンドレル５の所望面全体に電鋳層９が被覆さ
れ、さらに同電鋳府９に多数の通孔２が形成されたこと
を確認したのちに、電流をマンドレル５の面積１００ｃ
ｍ　”あたり１〜２Ａ程度に落とす。このあと、電解液
３を循環させ、さらにカソードロッカー６を作動させる
ことによって、カソード電流密麿が均一化されるので、
電ｖＩ層９の厚みが均一になる。

■　上記のように、マンドレル５の表面に電鋳が終了し
たら、電解液３からマンドレル５を取り出してこれを乾
燥させる。このあと、マンドレル５から電鋳層９を剥離
する。なお、電鋳層つとマンドレル５の表面にはスプレ
ー苦８が介在しているため、電鋳層９は簡単に剥離でき
る。マンドレル５から取り外された電鋳層９は金型の金
型本体１として使用される。

（第二実施例）次に、この発明の第二実施例を説明する。

この実施例において電解液３中には第一実施例と同様に
ラウリル硫酸ナトリウム等の界面活性添加剤が添加され
ていないが、他の工程は第一実施例と巽なり通常の電鋳
と同様に行われるものである。

この場合、マンドレル５の表面におけるピンホールの発
生は電解液３の工夫のみによって促進されるため、第一
実施例の場合と比較して通孔２の発生率は非常に低いも
のとなる。

この電鋳方法に対して、さらにマンドレル５の前処理で
スプレー液に塩化ビニルラッカーを混入してスプレ一層
８を形成すれば、通孔２の発生率をやや高めることがで
きる。

さらに、（１）マンドレル５の前処理において、前処理液を使用
しない。

（２）電鋳時において、電解液３を循環させず、ざらに
カソードロッカー６も停止状態にしておく。

（３）電鋳時に通常より強い電流を流す。

等の工程を適宜組み合わせることによって、金型本体１
の通孔２の個数を管理することができる。

また、この発明の金型は真空成形方法のみに限らず、ブ
ロー成形方法、射出成形方法、リム・ウレタン成形方法
等においても使用することができる。

なお、この発明は上記の実施例に拘束されるものではな
く、例えば電鋳材料４として、ニッケルに代え、プラス
イオンにて電解する他の全屈を使用する等、発明の趣旨
から逸脱しない限りにおいて任意の変更は可能である。

発明の効果以上詳述したように、この発明は電鋳により形成した金
型本体に、同電鋳の初期に発生させた微小な非電着部を
同電鋳時に成長させることにより貫通させた多数の通孔
を設けたことによって、真空吸入等が行い易く、かつ通
孔が詰ることが少なくて通孔内の掃除を間単に行うこと
ができ、さらには金型の製造が容易であるという優れた
効果を奏する。

特に、この通孔は金型本体の表面側では径が小さいので
、成形品の表面に通孔の跡が残らないばかりでなく、金
型本体の裏面側では径が大きくなるので、真空吸入時の
気流抵抗も低くなり吸入力が強まるという当該金型にと
って理想的な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る金型の使用状態を示す断面図、
第２図（ａ）は金型を製造するための電鋳方法を示す略
体図、第２図（ｂ）は第２図（ａ＞の平面図、第３図（
ａ）はマンドレルにＭ　ｆｉをした状態を示す断面図、
第３図１）は金型の一部破断拡大断面図、第４図（ａ　
）は金型の切倒を示す平面図、第４図（ｂ）は第４図（
ａ　）のＢ−Ｂ線における拡大断面図である。金型本体１、通孔２゜特許出願人　　　　　　江南特殊産業株式会社第８図（
ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

１、電鋳により形成した金型本体（１）には、同電鋳の
初期に発生させた微小な非電着部を同電鋳時に成長させ
ることにより金型本体（１）の表裏両面間に貫通させた
多数の通孔（２）を、金型本体（１）の表面から裏面に
向かうほど径が漸増するように設けたことを特徴とする
成形用金型。