(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に製品成形面が形成された製品成形側部分と、該製品成形側部分の端から延設された壁部を有する型取り付け側部分とよりなるプラスチック製品成形用電鋳型において、
前記型取り付け側部分の壁部の全周または一部に、蛇腹状に屈曲した変形可能部を設けたことを特徴とするプラスチック製品成形用電鋳型。
【請求項２】
製品成形側部分と型取り付け側部分がいずれも電鋳加工されたものからなることを特徴とする請求項１に記載されたプラスチック製品成形用電鋳型。
【請求項３】
電鋳加工された製品成形側部分と電鋳加工によらない型取り付け側部分とが接合されていることを特徴とする請求項１に記載されたプラスチック製品成形用電鋳型。
【請求項４】
製品成形側部分における金属の性質が温度変化による伸縮が少なく寸法安定性の優れたものであり、型取り付け側部分における金属の性質が高温でも強度の高いものであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載されたプラスチック製品成形用電鋳型。
【請求項５】
製品成形側部分と型取り付け側部分の少なくとも一方が焼鈍加工の施されたものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載されたプラスチック製品成形用電鋳型。
【請求項６】
焼鈍温度が電鋳金属の変性点の温度−２００℃〜変性点の温度＋５０℃であることを特徴とする請求項５に記載されたプラスチック製品成形用電鋳型。
【請求項７】
内面に製品成形面が形成された製品成形側部分と、該製品成形側部分の端から延設された壁部を有する型取り付け側部分とよりなるプラスチック製品成形用電鋳型において、製品成形側部分における金属の性質が温度変化による伸縮が少なく寸法安定性の優れたものであり、型取り付け側部分における金属の性質が高温でも強度の高いものであることを特徴とするプラスチック製品成形用電鋳型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プラスチック製品成形用電鋳型に関し、特には割れ対策の施したパウダースラッシュ成形用の電鋳型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
皮膜状のプラスチック製品の成形方法として、パウダースラッシュ成形法が知られている。このパウダースラッシュ成形法では、図３に示すように、製品形状の製品成形面２１を内側に有する製品成形側部分２３と該製品成形側部分２３の端２３ａから延設された壁部（一般的にスカート部とも称される。）２４を有する型取り付け側部分２５とよりなる成形型２０を用い、前記成形型２０を、通常２００℃を越える高温に加熱し、プラスチックパウダーＰが収容されたバケット３１と組み合わせてバケット３１と共に回転させる。そして、前記回転により、バケット３１内のプラスチックパウダーＰを成形型２０の製品成形面２１に付着させて所要厚みにする共に、その付着したプラスチックパウダーを製品成形面２１の熱で加熱してゲル状にし、冷却硬化させて製品成面形状が転写されたプラスチック被膜を形成した後、該皮膜を製品成形面２１から剥がすことによって所望の被膜状プラスチック製品を得る。
【０００３】
前記プラスチック製品の成形型２０として、電鋳型が多用されている。電鋳型は、マンドレルと称される電鋳母型を金属塩からなる電解溶液に漬けて電解により金属塩を母型表面に析出させ、その析出した金属層を母型から剥離して得られたもので、前記母型表面の凹凸が複写された内面を製品成形面として有する。
【０００４】
ところで、前記パウダースラッシュ成形用の電鋳型は、パウダースラッシュ成形時の加熱によって伸び変形し、また冷却によって収縮変形する。しかし、前記のように、パウダースラッシュ成形時の電鋳型は、型取り付け側部分２５がバケット３１や回転装置を含むパウダースラッシュ成形装置に固定されているため、伸縮変形が妨げられ、歪み応力が電鋳型の弱い部分に集中し、パウダースラッシュ成形を繰り返す間に破損を生じ易い問題がある。特に、前記製品成形側部分２３は、型取り付け側部分２５に比べて集中的に高温に加熱されるため伸縮変形が大きく、しかも製品被膜形状に応じた複雑な凹凸形状とされることが多いため他部よりも強度的に弱い部分が存在し、前記伸縮変形の阻害により破損し易くなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記の点に鑑み提案されたものであって、プラスチック製品成形時の加熱及び冷却による応力によって破損を生じ難く、耐久性が高く、しかも複雑な構造にすることなく安価となる電鋳型を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、内面に製品成形面が形成された製品成形側部分と、該製品成形側部分の端から延設された壁部を有する型取り付け側部分とよりなるプラスチック製品成形用電鋳型において、前記型取り付け側部分の壁部の全周または一部に、蛇腹状に屈曲した変形可能部を設けたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１において、製品成形側部分と型取り付け側部分がいずれも電鋳加工されたものからなることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１において、電鋳加工された製品成形側部分と電鋳加工によらない型取り付け側部分とが接合されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項において、製品成形側部分における金属の性質が温度変化による伸縮が少なく寸法安定性の優れたものであり、型取り付け側部分における金属の性質が高温でも強度の高いものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項において、製品成形側部分と型取り付け側部分の少なくとも一方が焼鈍加工の施されたものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項５において、焼鈍温度が電鋳金属の変性点の温度−２００℃〜変性点の温度＋５０℃であることを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、内面に製品成形面が形成された製品成形側部分と、該製品成形側部分の端から延設された壁部を有する型取り付け側部分とよりなるプラスチック製品成形用電鋳型において、製品成形側部分における金属の性質が温度変化による伸縮が少なく寸法安定性の優れたものであり、型取り付け側部分における金属の性質が高温でも強度の高いものであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。図１に、この発明の実施例に係るプラスチック製品成形用電鋳型１０の概略切断端面を示す。図示の電鋳型１０は、自動車のインストルメントパネル用プラスチック表皮を公知のパウダースラッシュ成形するのに用いられる成形型であり、製品成形側部分１３と型取り付け側部分１７とを有し、該型取り付け側部分１７が、従来技術の項で説明したようにバケット等のパウダースラッシュ成形装置に取り付けられる。
【００１４】
前記製品成形側部分１３は、公知の電鋳によって母型表面に析出したニッケル等の金属で形成され、目的とする被膜状プラスチック製品（この例ではインストルメントパネル用プラスチック表皮）に応じた形状及び寸法の製品成形面１１を内側に有する。勿論、この発明の電鋳型１０は、インストルメントパネル用プラスチック表皮を成形する成形型に限られるものではなく、種々の被膜状プラスチック製品用成形型とすることもでき、その場合には目的とする被膜状プラスチック製品に応じた製品成形面１１の形状及び寸法とされる。また、前記製品成形側部分１３は、その外面（裏面）に製品成形面１１に対する加熱手段が配設されることもある。前記加熱手段としては、水やオイル等の熱媒を循環させる熱媒用配管を挙げることができる。
【００１５】
前記型取り付け側部分１７は、前記製品成形側部分１３と同様に電鋳加工によって、あるいは前記製品成形側部分１３とは異なり、電鋳加工によることなく、通常の板金加工や切削加工等により成形されたニッケル等の金属で形成されて、前記製品成形側部分１３に溶接等で接合されている。この例の型取り付け側部分１７は、壁部１４と取り付け用フランジ部１６とで構成されている。前記壁部１４は、通称スカート部とも称される部分であり、前記製品成形側部分１３の端１２から該端１２全周を包囲するように延設されている。
【００１６】
前記壁部１４には蛇腹状に屈曲した変形可能部１５が形成されている。この蛇腹状の変形可能部１５は、前記壁部１４の全周に設けるのが好ましいが、壁部１４の形状等により全周に設けるのが難しい場合には、壁部１４の一部（複数箇所を含む）に設けてもよい。また、前記蛇腹の凹溝１５ａあるいは凹溝１５ａ間の頂部１５ｂは、前記製品成形側部分１３の端１２と略平行方向になるようにするのが好ましい。さらに蛇腹の凹溝１５ａの数や、凹溝１５ａの寸法等は、電鋳型１０の大きさ等によって、適宜決定される。
【００１７】
前記構造からなる電鋳型１０は、公知のパウダースラッシュ成形法にしたがい、パウダースラッシュ成形時に主として製品成形側部分１３が加熱され、プラスチックパウダーの収容されたバケット４１や回転装置等からなるパウダースラッシュ成形装置に前記取り付け用フランジ部１６を介して取り付けられ、回転後に冷却が行われる。その際、前記型取り付け側部分１７の壁部１４には蛇腹状に屈曲した変形可能部１５が存在するため、前記電鋳型１０の加熱及び冷却によって特に高温にされる製品成形側部分１３で熱に起因する伸縮変形を生じても、該製品成形側部分１３の伸縮に応じて変形可能部１５が蛇腹形状による伸縮Ａ及び壁部内外方向Ｂへ変形するので、前記パウダースラッシュ成形装置に取り付け固定されて変形が阻止されている取り付けフランジ部１６側に妨げられることなく、製品成形側部分１３が伸縮変形できる。したがって、前記製品成形側部分１３の伸縮変形阻害による歪み応力が発生し難く、強度の弱い部分で破損を生じ難くなる。
【００１８】
また、前記電鋳型１０の製品成形側部分１３と型取り付け側部分１７とを構成する金属の性質は、互いに異なるものとして、それぞれ製品成形側部分１３と型取り付け側部分１７に適したものとするのが、より好ましい。特に、前記のように製品成形側部分１３と型取り付け側部分１７とを接合により一体化した構造とすれば、前記製品成形側部分１３と型取り付け側部分１７の金属をそれぞれ独自に決めることができる。例えば、前記製品成形側部分１３については、温度変化による伸縮が少なく寸法安定性の優れたものにし、それに対して前記型取り付け側部分１７については、高温でも強度の高いものにする等である。
【００１９】
前記製品成形側部分１３と型取り付け側部分１７とを構成する金属の性質を異ならせたり、改善する方法としては、前記製品成形側部分１３と型取り付け側部分１７に対して同じ温度で焼鈍加工を施したり、前記製品成形側部分１３と型取り付け側部分１７とで焼鈍温度を異ならせたり、あるいは前記製品成形側部分１３と型取り付け側部分の少なくとも一方を焼鈍加工し、他方については焼鈍加工を施さないようにしたりすることが挙げられる。例えば、前記製品成形側部分１３と型取り付け側部分１７をそれぞれ電鋳加工した後、互いに同じ焼鈍温度あるいは焼鈍温度を異ならせて焼鈍を行ったり、一方のみ焼鈍を行う等である。
【００２０】
前記焼鈍温度は、電鋳金属がその物性を大きく変化させる温度、いわゆる変性点の温度−２００℃〜変性点の温度＋５０℃の範囲として、電鋳金属中の水素による影響を是正するのが好ましい。例えば、スルファミン酸ニッケル浴、あるいは塩化ニッケル浴から電鋳加工で形成されたニッケルの場合、引張強度、降伏強度、伸びが４５０℃で大きく変化するため、その４５０℃が変性点の温度とされており、前記好ましい温度範囲は２５０℃〜５００℃である。
【００２１】
また、前記焼鈍温度によって金属の性質を異ならせる具体的方法として、前記スルファミン酸ニッケル浴、あるいは塩化ニッケル浴から電鋳加工で形成されたニッケルの場合、焼鈍温度を、前記製品成形側部分１３の金属（ニッケル）については２５０℃〜４００℃未満、他方前記型取り付け側部分１７の金属（ニッケル）については２５０℃〜５００℃にそれぞれ設定する場合を挙げることができる。
【００２２】
なお、この発明は、前記製品成形側部分１３と型取り付け側部分１７に対し、同じ温度（前記変性点の温度−２００℃〜変性点の温度＋５０℃以内における同一温度の場合を含む）で焼鈍加工して金属の性質を改良したものを排除するものではなく、それを含むものである。
【００２３】
図２にこの発明の他の実施例にかかるプラスチック製品成形用電鋳型１０Ａの概略切断端面を示す。図示の電鋳型１０Ａは、図１の電鋳型１０と同様にパウダースラッシュ成形用のものであり、製品成形側部分１３Ａと型取り付け側部分１７Ａが接合されて一体となった構成からなる。
【００２４】
前記製品成形側部分１３Ａは電鋳加工によって形成されており、製品成形面１１Ａを内側に有する。それに対し、前記型取り付け側部分１７Ａは、電鋳加工で形成されたもの、あるいは電鋳加工によることなく、通常の板金加工や切削加工等により成形されたニッケル等の金属で形成されたものからなり、壁部１４Ａと取り付け用フランジ部１６Ａとで構成されている。前記壁部１４Ａは、通称スカート部とも称される部分であり、前記製品成形側部分１３Ａの端１２Ａから該端１２Ａ全周を包囲するように延設されている。
【００２５】
さらにこの実施例では、前記製品成形側部分１３Ａと型取り付け側部分１７Ａとは、金属の性質が互いに異なるものとされている。例えば、前記製品成形側部分１３Ａについては、温度変化による伸縮が少なく寸法安定性の優れたものにし、それに対して前記型取り付け側部分１７Ａについては、高温でも強度の高いものにする等である。前記金属の性質を異ならせる方法及び内容は、図１の実施例において説明したのと同様である。すなわち、前記製品成形側部分１３Ａと型取り付け側部分１７Ａを同一温度で焼鈍加工したり、前記製品成形側部分１３Ａと型取り付け側部分１７Ａとで焼鈍温度を異ならせたり、あるいは前記製品成形側部分１３Ａと型取り付け側部分１７Ａの少なくとも一方を焼鈍加工し、他方については焼鈍加工を施さないようにしたりすることが挙げられる。前記焼鈍温度は前記のように電鋳金属の変性点の温度−２００℃〜変性点の温度＋５０℃の範囲が好ましい。また、前記電鋳型１０Ａを構成する金属がニッケルの場合には、前記製品成形側部分１３Ａの金属（ニッケル）と他方前記型取り付け側部分１７の金属（ニッケル）とを２５０℃〜４５０℃内の同一温度で焼鈍を行ったり、前記製品成形側部分１３Ａの金属（ニッケル）については２５０℃〜４００℃で焼鈍を行い、他方前記型取り付け側部分１７の金属（ニッケル）については２５０℃〜５００℃で焼鈍を行ったりすることも挙げられる。
【００２６】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、請求項１〜５の発明によれば、型取り付け側部分の壁部の全周または一部に、蛇腹状に屈曲した変形可能部を設けたため、加熱によって製品成形側部分が伸縮変形しても、型取り付け側部分の成形装置への固定によって前記製品成形側部分の伸縮変形が妨げられ難く、その伸縮変形阻害による応力で電鋳型が破損するのを防止することができ、耐久性を高めることができる。特に、パウダースラッシュ成形に用いられる電鋳型にあっては、その製品成形側部分が非常に高温に加熱され、その後に冷却されるため、加熱及び冷却による製品成形側部分の伸縮変形が著しいので、前記蛇腹状に屈曲した変形可能部による破損防止及び耐久性向上効果が非常に顕著なものになる。さらに、電鋳型の構造が複雑にならず、コストアップを抑えることができる。
【００２７】
また、請求項５及び６の発明によれば、焼鈍加工との組み合わせによって、電鋳型の破損防止効果及び耐久性を一層高めることができる。
【００２８】
さらに、請求項７の発明によれば、製品成形側部分における金属の性質が温度変化による伸縮が少なく寸法安定性の優れたものであり、型取り付け側部分における金属の性質が高温でも強度の高いものであるため、電鋳型の破損防止が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る電鋳型の概略切断端面図である。
【図２】この発明の一実施例に係る電鋳型の概略切断端面図である。
【図３】従来の成形型の一例についてパウダースラッシュ成形用バケットと組み合わせた状態を示す概略切断端面図である。
【符号の説明】
１０  プラスチック製品成形用電鋳型
１１  製品成形面
１２  製品成形側部分の端
１３  製品成形側部分
１４  壁部
１５  蛇腹状に屈曲した変形可能部
１６  取り付け用フランジ部
１７  型取り付け側部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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