(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡成形体を成形するための成形用金型であって、模型の表面の全面又は所定範囲に凹凸模様形成部材を貼り付け、該模型を用いて凹凸模様形成部材から転写された凹凸模様を有する反転型を製造し、さらに、該反転型を用いて該反転型から転写された凹凸模様を有する成形用金型を製造する成形用金型の製造方法において、
前記凹凸模様形成部材として、凹凸模様を有する原版の上に敷かれた合成樹脂シートを平滑な表面を有するプレス板を用いてプレスすることで一方の面に原版の凹凸模様をめり込ませて転写させたものを用い、該凹凸模様形成部材を凹凸模様が転写された凹凸面と反対の平滑面側で模型の表面に貼り付けるようにし、
前記反転型を製造するには、凹凸模様形成部材を貼り付けた模型を枠体で囲んで模型を埋め込むように鋳砂を充填して鋳砂を固めた後に模型を鋳砂から抜き取ることを特徴とする成形用金型の製造方法。
【請求項２】
前記合成樹脂シートとして、熱可塑性の合成樹脂シートを用い、熱を加えながらプレスする請求項１に記載の成形用金型の製造方法。
【請求項３】
前記原版は、凹部と凸部が交互に整列して並ぶ凹凸模様を有する請求項１又は請求項２に記載の成形用金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発泡樹脂粒子を発泡成形体に成形する際に用いられ、発泡成形体の表面に凹凸模様を形成することができる成形用金型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなる発泡成形体は、型閉め時に目的の発泡成形体の形状と一致する成形空間を形成する第一及び第二の成形用金型を用い、該成形空間内に熱可塑性樹脂からなる発泡樹脂粒子を充填し、水蒸気等の加熱媒体により成形空間内の発泡樹脂粒子を加熱することにより、発泡樹脂粒子同士を発泡融着させて製造される。
【０００３】
また、発泡樹脂粒子同士を発泡融着して製造された発泡成形体の表面には、発泡樹脂粒子の亀甲模様が形成されるため、成形面に凹凸模様を施して亀甲模様を目立たせなくするようにした成形用金型が知られている。この種の成形用金型の製造方法としては、まず、模型（例えば、木型）の表面に金網やパンチングメタルを貼り付け、この模型を用いて金網やパンチングメタルから転写された凹凸模様を有する反転型（例えば、砂型）を製造し、さらに、この反転型を用いて該反転型から転写された凹凸模様を有する成形用金型を製造する方法が知られている（特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、模型の表面に金網を貼り付ける方法では、金網が編み構造、即ち、網目を構成する線部同士を上下交差するように編み込んで形成された構造であるため、模型と金網との間に金網の線部同士の上下交差による間隙が生じてしまい、この模型を用いて反転型を製造すれば、鋳砂が模型と金網との間隙に入って金網の内側に回り込み、模型の抜き取り時に反転型の崩れ等の不具合が発生するという問題がある。
【０００５】
また、模型の表面にパンチングメタルを貼り付ける方法では、パンチングメタルが硬質で柔軟性が無いため、模型の曲面形状からなる表面や凹形状の角部等に完全に沿わせて貼り付けることが困難であり、曲面形状からなる表面や凹形状の角部等が無い比較的単純な形状の模型にしか用いることができないという問題がある。
【０００６】
そこで、本願出願人は、かかる問題を解決すべく、凹凸模様形成部材として、金網やパンチングメタルではなく、多数の網孔を有する網目状の合成樹脂シートからなる網状部材を用いることを発明した。これによれば、網状部材には金網のように網目を構成する線部同士の上下交差がないため、模型と網状部材との間に鋳砂が入り込むことはなく、しかも、合成樹脂シートであるため、曲面形状からなる表面にも沿うように密着して貼り付けることができる（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】登録実用新案第３０４５０１５号公報
【特許文献２】特開２００６−２３１６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、模型の表面に網状部材を貼り付ける方法では、網状部材の線部だけが模型の表面に貼り付けられるため、模型の表面への網状部材の付着面積が小さく、この模型を用いて反転型を製造すれば、模型の抜き取り時に網状部材が模型の表面から剥がれる懸念がある。
【０００９】
本発明は、かかる事情を鑑みてなされたもので、模型の抜き取り時に凹凸模様形成部材が模型の表面から剥がることがない成形用金型の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、発泡成形体を成形するための成形用金型であって、模型の表面の全面又は所定範囲に凹凸模様形成部材を貼り付け、該模型を用いて凹凸模様形成部材から転写された凹凸模様を有する反転型を製造し、さらに、該反転型を用いて該反転型から転写された凹凸模様を有する成形用金型を製造する成形用金型の製造方法において、前記凹凸模様形成部材として、凹凸模様を有する原版の上に敷かれた合成樹脂シートを平滑な表面を有するプレス板を用いてプレスすることで一方の面に原版の凹凸模様をめり込ませて転写させたものを用い、該凹凸模様形成部材を凹凸模様が転写された凹凸面と反対の平滑面側で模型の表面に貼り付けるようにし、前記反転型を製造するには、凹凸模様形成部材を貼り付けた模型を枠体で囲んで模型を埋め込むように鋳砂を充填して鋳砂を固めた後に模型を鋳砂から抜き取ることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、合成樹脂シートを原版の上に敷き、プレス板を用いてプレスすると、合成樹脂シートの一方の面（原版との接触面）は、原版の凹凸模様が転写されて凹凸面となるが、反対の面（プレス板との接触面）は、プレス前の合成樹脂シートのまま平滑面である。これを凹凸模様形成部材として平滑面側を模型の表面に貼り付け、該模型を用いて凹凸模様形成部材から転写された凹凸模様を有する反転型を製造し、さらに、該反転型を用いて該反転型から転写された凹凸模様を有する成形用金型を製造する。
【００１２】
この方法では、模型の表面への凹凸模様形成部材の付着面積が大きくなるため、この模型を用いて反転型を製造すれば、模型の抜き取り時に凹凸模様形成部材が模型の表面から剥がれることがない。また、凹凸模様形成部材は、凹凸面の凹部が貫通孔とはなっていないため、模型と凹凸模様形成部材との間に鋳砂が入り込むことはなく、しかも、合成樹脂シートであるため、曲面形状の模型の表面にも沿うように密着して貼り付けることができ、三次元形状の複雑な表面を有する模型に適用することができる。
【００１３】
ここで、本発明は、冷間プレスにより、凹凸模様形成部材を得るようにしてもよいが、合成樹脂シートとして、熱可塑性の合成樹脂シートを用い、熱を加えながらプレスする（熱間プレス）ようにするのが好ましい。これによれば、原版の凹凸模様をしっかりと合成樹脂シートの片面（一方の面）に転写させることができる。
【００１４】
また、本発明は、原版は、凹部と凸部が交互に整列して並ぶ凹凸模様を有するのが好ましい。凹部により凹凸模様形成部材は薄肉になり、当該箇所で可撓性が高められるが、凹部と凸部が交互に整列して並ぶ凹凸模様ということは、凹凸模様形成部材の片面全面に凹部が規則的に分布するということであるため、凹凸模様形成部材は全体的に可撓性に優れ、そのため、曲面形状の模型の表面にも確実に沿うように密着して貼り付けることができ、適用対象が極めて広範となる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の如く、本発明によれば、模型の抜き取り時に凹凸模様形成部材が模型の表面から剥がることがない成形用金型の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る成型用金型の型開き状態の断面図を示す。
【図２】同実施形態に係る凸金型用の木型の断面図を示す。
【図３】同実施形態に係る凸金型用の木型の表面に凹凸模様形成部材を貼り付けた状態の断面図を示す。
【図４】同実施形態に係る凹凸模様形成部材であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分拡大断面図を示す。
【図５】同実施形態に係る凹凸模様形成部材をプレスする工程の説明図を示す。
【図６】同実施形態に係る凸金型用の砂型の下型を製造する工程の断面図を示す。
【図７】同実施形態に係る凸金型用の砂型の下型の断面図を示す。
【図８】同実施形態に係る凸金型用の砂型の上型の断面図を示す。
【図９】同実施形態に係る凸金型用の砂型の断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る成形用金型の製造方法の一実施形態について、図面を参酌しつつ詳細に説明する。
【００１８】
本実施形態に係る成形用金型は、図１に示すように、一対の成形用金型、即ち、凸型の成形用金型（以下、「凸金型」という）１０と、凹型の成形用金型（以下、「凹金型」という）２０とから構成される。
【００１９】
まず、凸金型１０の製造にあたっては、図２に示すように、凸金型１０に対応する形状の表面３１を有する凸金型用の木型（模型）３０を用意する。木型３０は、木材等を用いて適宜の切削工具等による機械加工等により製造される。次に、図３に示すように、木型３０の表面３１に凹凸模様形成部材４０を貼り付ける。
【００２０】
凹凸模様形成部材４０は、合成樹脂シートからなり、木型３０が三次元形状の複雑な表面３１を有していても、木型３０の表面３１に沿うように容易に変形が可能な柔軟性を有しており、その材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル等の樹脂又はこれら樹脂の共重合体（例えば、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂（ＡＢＳ樹脂））を挙げることができる。厚みは、０．１ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは、０．３ｍｍ以上であり、１．０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは、０．５ｍｍ以下である。
【００２１】
また、凹凸模様形成部材４０は、図４に示すように、一方の面４１が、全面に亘って凹部４２と凸部４３が交互に整列して並ぶように形成された凹凸面であり（但し、図４（ａ）は、一部にのみ凹凸模様を記載している）、反対の面（他方の面）４４が平滑面である。そして、（必要に応じて、凹凸模様形成部材４０を木型３０の表面３１に対応する形状に切断し、）他方の面４４が内側となるよう、凹凸模様形成部材４０を他方の面４４側で木型３０の表面３１に貼り付ける。
【００２２】
貼り付け方法は、各種の方法があり、例えば、接着剤を木型３０の表面３１及び／又は凹凸模様形成部材４０の全面又は適宜箇所に塗布して凹凸模様形成部材４０を貼り付ける方法、両面接着シートや両面接着テープを木型３０の表面３１及び／又は凹凸模様形成部材４０の全面又は適宜箇所に貼り付けて凹凸模様形成部材４０を貼り付ける方法などが挙げられる。
【００２３】
ここで、凹凸模様形成部材４０は、両面が平滑面となっている一定厚みの合成樹脂シートからプレス成形機を用いて合成樹脂シートの片面が凹凸面となるように成形したものである。詳しくは、図５に示すように、プレス成形機は、ベースＡと、平滑な表面を有するプレス板Ｂであって、内部に発熱源を有するプレス板Ｂとを備え、ベースＡの上に、まず緩衝材として発泡ウレタンシートＣを敷き、その上に金網Ｄを敷き、その上に合成樹脂シート４０’を敷き、最後に保護材としてテフロン（登録商標）シートＥを敷き、かかる状態で、プレス板ＢをベースＡ側に移動させて、合成樹脂シート４０’をプレスする。
【００２４】
この際、プレス板Ｂは、内部の発熱源により熱板となっており、この熱が合成樹脂シート４０’に伝熱され、合成樹脂シート４０’は軟化する。従って、合成樹脂シート４０’がプレスされると、合成樹脂シート４０’の一方の面４１’において、接触する金網Ｄ（例えば、１４メッシュで線形５．７の金網）がめり込み、金網Ｄの凹凸模様が合成樹脂シート４０’の一方の面４１’に転写され、一方の面４１’は凹凸面となる。しかしながら、他方の面４４’は、プレス板Ｂの表面が平滑であるため、プレス前の合成樹脂シート４０’のまま平滑面である。
【００２５】
尚、プレスの条件（プレス圧、プレス温度及びプレス速度等）は、目的とする凹凸模様形成部材４０の諸元に応じて適宜設定される。但し、プレス圧が高かったり、プレス温度が高いと、金網Ｄの凸部が合成樹脂シート４０’の他方の面４４’にまで到達して、貫通孔となってしまったり、合成樹脂シート４０’が破断されてしまうおそれがあるので、この点を踏まえて、条件設定をする必要がある。具体的には、プレス圧は、１ｋｇｆ／ｃｍ2より小さいと、凹凸模様が浅くなって鮮明さが得られず、一方、１０ｋｇｆ／ｃｍ2より大きいと、合成樹脂シート４０’が破断されてしまうおそれがあるため、１ｋｇｆ／ｃｍ2以上が好ましく、より好ましくは、４ｋｇｆ／ｃｍ2以上であり、１０ｋｇｆ／ｃｍ2以下が好ましく、より好ましくは、５ｋｇｆ／ｃｍ2以下である。また、同様の理由で、発泡ウレタンシートＣの２５％硬さ（ＩＬＤ）は、３０Ｎ／３１４ｃｍ2以上が好ましく、より好ましくは、８０Ｎ／３１４ｃｍ2以上であり、３００Ｎ／３１４ｃｍ2以下が好ましく、より好ましくは、１２０Ｎ／３１４ｃｍ2以下である。
【００２６】
また、発泡成形体の表面における発泡樹脂粒子の亀甲模様を目立たせなくするためには、凹凸模様形成部材４０における一つの凹部４２あるいは凹部４３の大きさを、０．５ｍｍ×０．５ｍｍ〜５．０ｍｍ×５．０ｍｍの範囲、好ましくは１．５ｍｍ×１．５ｍｍ〜３．５ｍｍ×３．５ｍｍの範囲にする必要があり、金網Ｄはこれに適合する番手のものが選択される。
【００２７】
次に、図６に示すように、ベース５２上に木型３０を載置し、木型３０が中央に位置するようにその周囲を砂型作製用枠体５３で取り囲み、さらに、砂型作製用枠体５３内に木型３０を埋め込むように鋳砂５４を充填する。次いで、砂型作製用枠体５３内に充填された鋳砂５４を炭酸ガス封入によりその形状に固める。その後、砂型作製用枠体５３を反転して木型３０を抜き取ることにより、図７に示すように、空洞部（木型３０の反転形状を有する空洞である。）５５を有する砂型（反転型）５０の下型５１を製造する。これにより、砂型５０の下型５１における木型３０の表面３１と対向する面（表面）５６には、凹凸模様形成部材４０から転写された凹凸模様が形成される。
【００２８】
次に、図８に示すように、砂型５０の上型５７を製造する。上型５７には、下型５１の空洞部５５に連通する湯口５８を形成する。この上型５７については、図示していないが、湯口５８を形成するための湯口棒を用いて下型５１と同様にして製造される。
【００２９】
次に、製造した下型５１と上型５７とを組み合わせて砂型５０を構成し、この砂型５０を用いて鋳造することにより、凸金型１０を製造する。即ち、図９に示すように、砂型５０の下型５１の上側に上型５７を組み合わせ、上型５７の湯口５８から溶融金属を空洞部５５内に流し込み、その溶融金属を凝固させて凸金型１０を鋳造する。これにより、図１に示すように、凸金型１０における砂型５０の表面５６と対向する面（成形面）１１には、砂型５０から転写された凹凸模様が形成される。凸金型１０にはアルミニウム、アルミニウム合金等が材料として用いられる。尚、凸金型１０には図示されていないが発泡成形体を形成する際に発泡樹脂粒子を蒸気加熱させるための水蒸気を導入するための蒸気孔が適宜ピッチで多数形成されている。
【００３０】
以上、凸金型１０の製造方法について説明したが、凹金型２０も凸金型１０の場合と同様にして成形面２１に凹凸模様を有するように製造するので、ここでは説明を割愛する。
【００３１】
本実施形態によれば、一方の面（金網Ｄとの接触面）４１は、金網Ｄの凹凸模様が転写されて凹凸面であり、反対の面（プレス板Ｂとの接触面）４４は、プレス加工前の合成樹脂シート４０’のまま平滑面である凹凸模様形成部材４０を平滑面側で木型３０の表面３１に貼り付けるようにしている。従って、本実施形態によれば、木型３０の表面３１への凹凸模様形成部材４０の付着面積を大きくすることができ、木型３０の抜き取り時に凹凸模様形成部材４０が木型３０の表面３１から剥がれることがない。
【００３２】
また、本実施形態によれば、凹凸模様形成部材４０の凹凸面の凹部４２，…は、平滑面４４までには到達しておらず、凹部４２，…が貫通孔とはなっていない。従って、本実施形態によれば、凹凸模様形成部材４０には金網のように網目を構成する各線部同士の上下交差がないから、木型３０に凹凸模様形成部材４０が密着して取り付けられ、木型３０と凹凸模様形成部材４０との間に鋳砂が入り込むことはない。従って、木型３０の抜き取り時に砂型５０の崩れ等の不具合が発生することがなく、凹凸模様が極めて良好な凸金型１０、凹金型２０を製造することができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、凹凸模様形成部材４０が合成樹脂シートからなるため、可撓性を有し、一方の面４１に縦横に一定間隔で密に凹部４２，…が形成されることにより、該凹部４２，…が薄肉部となっているため、凹凸模様形成部材４０にはさらに可撓性が備わっている。従って、本実施形態によれば、曲面形状の木型３０の表面にも沿うように密着して貼り付けることができ、木型３０の表面３１からの浮き上がり等の不具合が発生することがなく、三次元形状の複雑な表面を有する模型に適用することができる。
【００３４】
また、本実施形態によれば、熱間プレスにより、合成樹脂シート４０’の一方の面４１’に金網Ｄの凹凸模様が鮮明に転写される。従って、凹凸模様形成部材４０により砂型５０に凹凸模様を鮮明に転写できるから、その砂型５０を用いて鋳造される凸金型１０、凹金型２０に凹凸模様を鮮明に転写でき、その凸金型１０、凹金型２０を用いて成形される発泡成形体の表面に凹凸模様を鮮明に形成することができる。尚、凹凸模様を軟調に仕上げたい場合（凹凸模様の鮮明さ（シャープさ）を下げたい場合）は、プレス圧、プレス温度を下げてプレスすればよい。
【００３５】
本実施形態についての説明は以上のとおりであるが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００３６】
例えば、上記実施形態では、凹凸模様を有する原版として、金網Ｄを用いたが、これに限定されず、パンチングメタルでもよいし、金属板（例えばアルミ板）の表面を切削加工して凹凸模様を形成したものや凹凸模様が形成されるよう薬品等でエッチングしたもの、あるいはそれ以外のものであってもよい。
【００３７】
また、上記実施形態では、凸金型１０、凹金型２０の成型面全面に凹凸模様を形成したが、凹凸模様は、凸金型だけ、あるいは凹金型だけ、あるいは、凸金型及び／又は凹金型の成型面の一部に凹凸模様を形成するようにしてもよい。言い換えれば、上記実施形態では、木型３０の表面３１全面に凹凸模様形成部材４０を貼り付けたが、木型３０の表面３１の一部（所定範囲）に凹凸模様形成部材４０を貼り付けるようにしてもよい。要は、成型用金型の成形面のどの範囲どの箇所に凹凸模様を形成するかは、発泡成形体の表面のどの範囲どの箇所に凹凸模様を施したいかによって決まる事項である。
【００３８】
また、上記実施形態では、金網Ｄの上に敷いた合成樹脂シート４０’を発泡ウレタンシートＣとテフロン（登録商標）シートＥとで挟んだ状態にしてプレス加工を施すようにしたが、発泡ウレタンシートＣ、テフロン（登録商標）シートＥは必須ではなく、プレス加工条件は適宜必要に応じて変更を加えることができるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００３９】
１０…凸型の成形用金型（凸金型）、１１…成型面、２０…凹型の成形用金型（凹金型）、３０…木型（模型）、３１…表面、４０’…合成樹脂シート、４０…凹凸模様形成部材、４１’，４１…一方の面、４２…凹部、４３…凸部、４４’，４４…他方の面、５０…砂型（反転型）、５１…下型、５２…ベース、５３…砂型作製用枠体、５４…鋳砂、５５…空洞部、５６…表面、５７…上型、５８…湯口、Ａ…ベース、Ｂ…プレス板、Ｃ…発泡ウレタンシート、Ｄ…金網、Ｅ…テフロン（登録商標）シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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