(57)【要約】【課題】生産性が高く、不良率の低い、合理的な金属製器ならびに金属製品の製造装置及び製造方法である鋳造プレス成形装置、鋳造プレス成形方法及び金属成形品を提供する。【解決手段】型枠４の凹部３に溶湯２を貯留する工程と、凹部３に挿入可能なプレス部５を有するプレス手段６によって型枠４に貯留された溶湯に対してプレス加圧を行う工程と、よりなる。溶湯２は低融点金属の溶湯、特には錫を用いるのが好便である。生型鋳造を行う場合のように湯口、湯道等をを考慮する必要はなく、溶湯２は型枠４の凹部３に貯留すればよい。しかも特に溶湯２の精密な管理は不要であり、その湯温のみを管理すればよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶湯を貯留する凹部を備える型枠と、前記凹部に挿入可能なプレス部とを有し、前記プレス部が有機組織素材を用いてなり、前記型枠に貯留された溶湯に対して前記プレス部によって加圧を行うことを特徴とする鋳造プレス成形装置。
【請求項２】
前記型枠が有機組織素材を用いてなる請求項１記載の鋳造プレス成形装置。
【請求項３】
前記有機組織素材が和紙その他の紙加工品、パルプモールド、木材又は木材加工品である請求項１又は請求項２記載の鋳造プレス成形装置。
【請求項４】
型枠の凹部に溶湯を貯留する工程と、前記凹部に挿入可能なプレス部を有するプレス手段によって前記型枠に貯留された溶湯に対してプレス加圧を行う工程と、よりなり、前記プレス部が有機組織素材を用いてなることを特徴とする鋳造プレス成形方法。
【請求項５】
前記溶湯が低融点金属の溶湯である請求項４記載の鋳造プレス成形方法。
【請求項６】
前記低融点金属が錫である請求項５記載の鋳造プレス成形方法。
【請求項７】
請求項６に記載の鋳造プレス成形方法によって得られ、柔軟性及び抗菌性を備えることを特徴とする金属成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型枠に貯留された溶湯に対してプレス加圧して、内部欠陥の発生を抑制し、かつ製造品の寸法の精度を維持する鋳造プレス成形装置、鋳造プレス成形方法及び金属成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属製品のうち、低融点金属材料からなる金属製品、例えば錫製品の鋳造方法として、一般に金型鋳造や多孔質の石材などでかたどりをした鋳造方法、ゴム型による遠心鋳造方法などが用いられている。これらの鋳造方法は鋳型からダイレクトに製品を鋳造するので錫のような低融点金属あるいは低融点合金の場合は、きわめて経済的である。
【０００３】
低融点金属あるいは低融点合金とは、低融点を特徴とする金属あるいは合金であり、亜鉛、インジウム、ガリウム、スズ、ビスマス、鉛などを主成分とした合金である。錫基の合金であるはんだや、ウッドメタル、ローズ合金、ガリンスタンなどがある。特にはんだは、空気中で安定であり、電子部品や日用品などの強度を必要としない接合や、温度ヒューズ・消火用スプリンクラーヘッドなどの感温材料、パイプ曲げ加工時の充填物などに広く使われている。
【０００４】
この低融点金属若しくは低融点合金として用いられる錫すなわちスズ（Ｓｎ  原子番号  ５０  原子量  １１８．７０）はスズ石を炉中で炭素、ケイ石、ホタル石あるいは石灰石などを混合溶錬して還元し、粗スズをつくり、乾式法または電解法で精錬する。地金の純度はＪＩＳ規格に示されているように９９．９％〜９９．５％程度でおもな不純物はＰｂ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｃｕ、Ｆｅなどである。（ＪＩＳ  Ｈ２１０８参照）。
【０００５】
係る錫を用いた金属製品として特許文献１には、指や手などで、簡便に細やかな形状変更が可能な金属製器であって、衛生上有害な金属成分が溶出されない、加えて、防腐効果を有し、デザイン的にも優れた金属製器が提案された。この特許文献１ではその製造方法としてＳｎ９８．０ｗｔ％以上の含有率を持つ金属材料で、生型鋳造する製造方法が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−１６６８１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示された生型鋳造する製造方法では以下の問題がある。すなわち生型の成型自体は容易にできるとしても湯口、湯道を考慮する必要があり、湯温、湯量、流し込む速度、その他注意すべき点が多く、大量ロットの量産時には製造スペースが必要となる。また生型に用いる鋳物砂の粘結性、抗力性、流動性、水分の影響を受けやすく、ひけ巣、ピンホール、肌あれ等の問題を防止することは容易ではなく品質が安定しない  しかも注湯方式は重力式が一般的であり、湯は重力で上から下へ流れ込み、湯を鋳込んだ後に自然に凝固するが湯温が低い（融点以上）と溶解金属の粘性が高く細かい部分まで湯が回らない。しかも生型自体は何度でも利用可能ではあるものの、１個の製品毎に生型を作り直す必要があり、一方、得られた製品の仕上げに要する時間が多いという問題もある。  
【０００７】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑み、生産性が高く、不良率の低い、合理的な金属製器ならびに金属製品の製造装置及び製造方法である鋳造プレス成形装置、鋳造プレス成形方法及び金属成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の鋳造プレス成形装置は、溶湯を貯留する凹部を備える型枠と、前記凹部に挿入可能なプレス部とを有し、前記プレス部のプレスカバーが有機組織素材を用いてなり、前記型枠に貯留された溶湯に対して前記プレス部によって加圧を行うことを特徴とする。
【０００９】
前記型枠の素材として有機組織素材を用いることができる。また前記有機組織素材を和紙その他の紙加工品、パルプモールド、木材又は木材加工品としてもよい。
【００１０】
本発明の鋳造プレス成形方法は、型枠の凹部に溶湯を貯留する工程と、前記凹部に挿入可能なプレス部を有するプレス手段によって前記型枠に貯留された溶湯に対してプレス加圧を行う工程と、よりなることを特徴とする。
【００１１】
前記溶湯が低融点金属の溶湯であり、特に前記低融点金属を錫とすることができる。係る鋳造プレス成形方法によって得られる金属成形品は柔軟性及び抗菌性を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の鋳造プレス成形装置、鋳造プレス成形方法及び金属成形品は生産性が高く、不良率の低い、合理的な金属製器ならびに金属製品の製造装置及び製造方法である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１、図２は本発明の鋳造プレス成形装置１の模式図であり、図３はその部分斜視図である。図に示すように鋳造プレス成形装置１は溶湯２を貯留する平型の凹部３を備える型枠４と、凹部３に挿入可能な平型のプレス部５を有し、型枠４に貯留された溶湯２に対してプレス部５によってプレス加圧を行うプレス手段６を有する。プレス手段６についてはレバー式（図示せず）でマニュアル操作とすることができ、また既存のエア式又は油圧式又はモータを用いたスライド式の駆動力を用いることができる。なお本実施の形態では型枠４に貯留された溶湯２の水平に広がる溶湯面に対してプレス部５は垂直方向に駆動する。
【００１４】
前記型枠４及びプレス部５は有機組織素材を用いてなり、空気が抜けやすく、繊維中に空気が保持されて断熱性が高い。また特に型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂは各々同種又は別種の有機組織素材を用いてなる。この有機組織素材としては和紙その他の紙加工品、パルプモールド、木材又は木材加工品を用いることができる。特に木材加工品を用いる場合には、その表面に手彫りによる表面加工やヤスリを用いての表面加工、さらにはＣＡＤ、ＣＡＭ、金型プレス加工によってデザインを施すことができる。
【００１５】
以下に型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂに用いる和紙その他の紙加工品に関して説明する。
（１）手すき和紙、機械和紙を用いる場合
（ｉ）和紙表面に繊維状又は皺（シワ）、粒子状等の模様や凹凸が見て取れるものについては、和紙の表情を活かし、そのまま型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂ表面の素材として使用する。
（ｉｉ）和紙表面がフラットで凹凸が極めて少ない場合
（ア）水分で湿らせた後、手揉み又は機械揉みで皺（シワ）等の模様を作り、乾燥させたものを型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂ表面の素材として使用する。
（イ）エンボス加工にて、和紙表面に意図的に模様や凹凸を作り、型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂ表面の素材として使用する。
（２）パルプモールドを用いる場合
パルプモールド成型時に、シボ加工（繊維状、皺（シワ）、梨地、粒子状等）、その他デザインを施したものを型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂ表面の素材として使用する。
【００１６】
次に型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂに用いる天然木材・合成木材・人工木材（ケミカルウッド、コルク、合成コルク、バルサ、木質ボード（ＭＤＦ）、パーティクルボード）について説明する。
（１）木材表面に比較的細かい木目模様や凹凸が見て取れるものについては、木材の表情を活かし、そのまま型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂ表面の素材として使用する。
（２）木材表面がフラットで凹凸が極めて少ない場合、手彫りによる木材加工、ＣＡＤ及びＣＡＭ、若しくはＣＡＭ単体による木材加工、ヤスリを用いての表面加工、金型で木材表面にプレス加工、その他特殊工具を用いて木材表面に意図的に模様や凹凸、デザインを施した後、型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂ表面の素材として使用する。
【００１７】
次に以上の鋳造プレス成形装置１を用いて行う本発明の鋳造プレス成形方法について説明する。
本発明の鋳造プレス成形方法は型枠４の凹部３に溶湯２を貯留する工程と、凹部３に挿入可能なプレス部５を有するプレス手段６によって型枠４に貯留された溶湯に対してプレス加圧を行う工程と、よりなる。溶湯２は低融点金属の溶湯、特には錫を用いるのが好便である。錫地金としては３．５N（純度９９．９５％以上）若しくは４．０N（純度９９．９９％以上）のものを好便に用いることができる。この本発明の鋳造プレス成形方法によれば、凹部３を備える型枠４及びプレスカバー５ｂを備えるプレス部５を整える必要はあるものの、生型鋳造を行う場合のように湯口、湯道等をを考慮する必要はなく、溶湯２は型枠４の凹部３に貯留すればよい。しかも特に溶湯２の精密な管理は不要であり、その湯温のみを管理すればよい。また大量ロットにも対応することができ、量産を行う場合であっても特に大きなスペースを準備する必要はない。また溶湯２の湯温が低く（融点以上）てもプレス部５によってプレスすることで細かい部分まで湯が回り、特に製品の形状によってはプレスの圧力で下から上へ湯が回り、製品の形状に成形されると同時に凝固が始まる。また型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂは破損がなければ再利用が可能であり、反復使用して量産する場合でも型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂを脱着するのみで対応することができる。また製品の品質が安定し、仕上げに要する時間が少なくなるという利点もある。
【００１８】
特に本発明の鋳造プレス成形方法では通常のプレス成形とは異なり錫の結晶構造の特性を残すことが可能となり、得られる製品に錫の特性である錫泣き（Ｔｉｎ  Ｃｒｙ）が見られる。
すなわち従来のプレス成形では、金型で打ち抜く、およびローラーで潰し成型していたが、その方法では錫の結晶構造そのものを潰しており、錫の特性である錫泣き  （Ｔｉｎ  Ｃｒｙ）が見られることはなかった。換言すれば従来のプレス成形では精密な成形は可能であるとしても、鋳造ではなく、得られる製品も鋳物としての特性を有する鋳物製品と評価することはできなかった。しかし本発明の鋳造プレス成形方法を用いることで、その鋳物としての特性を残すことが可能となる。
また、通常のプレス成形では１つのデザイン形状のものを成型するたびに、高コストとなる金型が必要となり、しかもプレス時には、金属を打ち抜く振動・衝撃・騒音が問題となっていた。しかし本発明の鋳造プレス成形方法ではその様な問題は生じない。
【００１９】
具体的には本発明の鋳造プレス成形方法では通常のプレス成形とは異なり、金型と比較し安価な和紙を型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂに使用することで、大幅なコストダウンを図ることができる。また型枠４の凹部３及びプレス部５のプレスカバー５ｂによるプレス時に掛かる圧力が比較的弱いため、振動・衝撃・騒音はほとんどない。また和紙それ自体は長期使用により使用不能となった場合でも再生利用することができる。さらに名前等の文字情報やデザイン柄は和紙その他有機組織素材を張り付けるだけで、その文字自体を製品にプレスすることができる。
【００２０】
製造される製品形状は和紙模様やシボ加工、エンボス加工等意図的にデザインを施した、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の薄いプレートであるため、簡単に折り曲げることができ、また、ハサミでも簡単に切ることができる。  また、錫を用いる場合には抗菌性能、抗カビ性能が非常に高い金属であるため、１枚の錫プレートから手に取る人の考え方次第で、無数の使い道が生まれてくる商品となる。
【００２１】
したがってバラン・弁当箱内の仕切りに使用することによって弁当箱内の雑菌等の繁殖を抑えることができる。また冷蔵庫内の抗菌シートに使用することで、熱伝導率が良く冷えやすい、カビが繁殖しないという利点がある。さらに自由に形状を変えることができ抗菌性能が高い、広げて洗浄しやすいセルクルに利用することができる。
【００２２】
自由に形状を変えることができ、抗菌性能が高い、広げて洗浄しやすいことから生クリーム等の絞り口に利用することができる。
細く切ることができ簡単に巻くことができる細く切って結束バンドに利用することができる。
適度な大きさに切り分けやすいので箸置きに利用してもよい。
【００２３】
抗菌性が高く、銀色で高級感があり、簡単に形状を変えることができるので仏壇のお供え用の仏具に利用することができる。
簡単にハサミで切れるのでソール状に切って靴底へ敷いておけば雑菌の繁殖を抑えられることから靴の中敷きに利用することができる。
簡単に折り曲げられるので高級な包装紙代わりに利用して高級感を向上することができる。
好きな大きさに切ることができて簡単に折り曲げられるので料理店等で前菜等を盛り付ける小さい器に利用することができる。
【００２４】
図４、図５は本発明の他の実施の形態の鋳造プレス成形装置１ａの模式図であり、図６はその部分斜視図である。前述の実施の形態との相違点は、凹部３ａ及びプレス部５ａが平面により形成される平型ではなく曲面により形成された曲型である点である。この鋳造プレス成形装置１ａによっても前述の鋳造プレス成形装置１と同様に本発明の鋳造プレス成形方法を実施することが可能であり、曲面を有する器型の製品を製造することができる。
なお本実施の形態でも型枠４に貯留された溶湯２の水平な溶湯面に対してプレス部５ａは垂直方向に駆動する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態の鋳造プレス成形装置の模式図である。
【図２】本発明の一実施の形態の鋳造プレス成形装置の他の模式図である。
【図３】本発明の一実施の形態の鋳造プレス成形装置の部分斜視図である。
【図４】本発明の他の実施の形態の鋳造プレス成形装置の模式図である。
【図５】本発明の他の実施の形態の鋳造プレス成形装置の他の模式図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の鋳造プレス成形装置の部分斜視図である。
【符号の説明】
【００２６】
１・・・鋳造プレス成形装置、４・・・型枠、３・・・凹部、２・・・溶湯、５・・・プレス部、５ｂ・・・プレスカバー、６・・・プレス手段。
【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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