JPS63213690A - 成形用金型本体の製造方法 - 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】 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ｑｉＪ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）に導電性付与塗膜、例えばペースト試録ラッカーと
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８酸とを混合した後、界面活性添加剤と
して例えば歩出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電鋳加工時
において、マンドレルの表面上の１ｆｆｉ１層にピンホ
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との間にマンドレルの面
積１００ｃＩ！ｌ′Ｌあたり０゜６への電流を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。

電鋳層が薄く電着されたのを確認した後、電流をマンド
レルの面積１１００Ｃゝあたり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面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゛σることができないという問題点があった。従って
、深く小さい凹凸部など、被成形物が密着しにくい部分
は特に被成形物の密着性が悪くなる問題があった。

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
はなく、通孔が詰ることが少なくて通孔内の棉除を簡単
に行うことができ、かつ被成形物の密着性が良く、さら
には製造が容易な成形用金型を提供することにある。

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、その単位面積あ
たりの個数が金型本体の部位によって異なるように設け
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【プ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
非電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。

く作用） 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
孔の形成工稈を行う必要もない。

特に、金型本体の単位面積あたりの通孔の個数が金型本
体の部位によって異なっていることから、深く小さい凹
凸部など、被成形物が密着しにくい部分に、通孔を多く
形成することにより、被成形物がこの部分に対し確実に
密着する。

（第一実施例） 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＜ａ　＞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
てテーバ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
高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載設され、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行なわれる。この真
空成形時に、合成樹脂材料等よりなる被成形物Ｗは金型
本体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
通させたものであるから、真空吸入等における気流抵抗
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内の掃除を筒
中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￥Ｊ造が容易である。

特に本実施例においては、金型本体１の単位面積あたり
の通孔２の個数が金型本体１の部位によって異なってい
る。すなわち、第１図（ｂ　）に示すように２点鎖線で
囲まれた金型本体１の一部のみに多くの通孔２が形成さ
れている。この部分にはシボ目形成用の凹凸部１０やス
テッチ等の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、本実施例の通孔２は電鋳の進行に伴って金型本体
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、４５０（Ｊ／、２　　のス
ルファミン酸ニッケル液と４０　（１／ｌ　以上のＩ？
Ｉ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ｐ　Ｈ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の範
囲内に留まるように調整されている。

電解液３のｌ）　Ｈ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ト（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ないので、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種
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、糸等にて形成されている。このマンド
レル５は第１図（ａ　）及び第３図（ｂ）に示す金型本
体１の模型であって、電解液槽へ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Ａ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か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、さらにジェッ
ト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
においては幅用金属粉（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
のち、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（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ｌ　ｍによる
導電部のみならず、同銀粉中に点在した塩化ビニルラッ
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、後述する電鋳の初期に
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
度を加減したり、混入度の異なるスプレー液を金型本体
１の部位によって使い分けたりすることによって、マン
ドレル５の表面の４？ｌｉ性を自由に設定でき、前記非
導電部の大きさや分布を変化させることができるため、
通孔２の寸法を変化させたり、マンドレル５の単位面積
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。

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
を付与するため銀鍍腰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
槽Ａ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５の面積１００ｃｍ”
あたり３△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、電鋳材料４が電解されてマンド
レル５のスプレ一層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＜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
の裏面側ぼど拡径した通孔２となった。

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、さらに同電鋳層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１〜２八程へに落とす。このあと、電解′Ｆ
Ｉ３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、カソード電流密度が均一化されるので
、電＃Ｒ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９とマンドレル５の表面にはスプレ
一層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箕なり通常の電鋳
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、割出成形方法、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金属を使用する等、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帰除を簡単に行うこ
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、金型本体の単位面積あたりの通孔の個数が金型本
体の部位によって異なっていることから、深く小さい凹
凸部など、被成形物が密着しにくい部分に、通孔を多く
形成することにより、被成形物をこの部分に対し確実に
密着させてこの部分の形状を被成形物に付けることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ　）は本実施例に係る金型の使用状態を示す
断面図、第１図（ｂ　）は同金型の平面図、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
ドレルに電鋳をした状態を示す断面図、第３図（ｂ）は
金型の一部破断拡大断面図である。 金型本体１、通孔２゜ 第１図（ａ） 第１図（ｂ） ８」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、その単位面積あたりの個数が金型
   本体（１）の部位によつて異なるように設けたことを特
   徴とする成形用金型。