CN103038037A - 模具的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种模具的制造方法，所述模具用于制造将结晶性热塑性树脂成型时的模具温度设定为Tc2-100℃以下、抑制飞边的产生并且充分促进表面的结晶化的成型品。基于结晶性热塑性树脂的结晶速度与树脂温度的关系，导出使成型品表面的结晶度成为期望的范围的、使填充在模具中的结晶性热塑性树脂在模具模腔表面附近的结晶速度足够快的温度和保持为使该结晶性热塑性树脂在模具内的结晶速度足够快的温度以上的保持时间，并以如下的方式对模具设置隔热层：在模具温度为Tc2-100℃以下时，模具模腔表面附近的温度保持为导出的温度以上的时间满足导出的保持时间。

Description

模具的制造方法
技术领域
本发明涉及模具的制造方法。
背景技术
结晶性热塑性树脂与非晶性热塑性树脂相比，有机械强度等的物性优异的倾向，在家电产品的外板、汽车的外部装饰以及内部装饰部件等广泛的领域中得到应用。
如上所述，结晶性热塑性树脂虽然在物性方面优异，但结晶速度慢，另外玻璃化转变温度高。因此，易于在局部形成不均匀的晶体结构。因此，成型品表面无论在外观上还是在结构上均易产生不均。
为了将以结晶性热塑性树脂为原料的成型品以稳定的品质稳定进行连续成型，需要促进结晶化。为了促进该结晶化，例如在超过100℃的高的模具温度的条件下制造成型品。
然而，模具温度高时，由于会于模具的拼合面等产生大量飞边因而成为问题。在低的模具温度（例如100℃以下）下进行成型的情况下，不仅能够消除飞边产生的问题，进而还能实现基于水的温控而不需使用基于油的温控，可消除烦杂度。因此，优选将模具温度的条件设为100℃以下。
然而，在低的模具温度的条件下进行成型时，由于成型品表面的结晶化未进行，因此表面硬度不上升而产生从模具的推出变得困难的问题，并由于后收缩变大而因成型后使用的环境温度导致产生表面皲裂、尺寸变化·翘曲等问题。
例如，已知有在聚苯硫醚树脂中为了提高结晶速度、消除上述的问题而配混各种结晶化促进剂·增塑剂的方法（例如参照专利文献1）。然而，现状是不存在将模具温度设定为100℃以下而充分促进结晶化的技术。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-335945号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明是为了解决上述问题而进行的，其目的在于提供用于制造将结晶性热塑性树脂成型时的模具温度设定为Tc2-100℃以下、抑制飞边的产生并充分促进表面的结晶化的成型品的模具的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人等为了解决上述问题而反复深入研究。其结果发现：基于结晶性热塑性树脂的结晶速度与树脂温度的关系，导出使成型品表面的结晶度成为期望的范围的、使填充在模具中的结晶性热塑性树脂在模具模腔表面附近的结晶速度足够快的温度和保持为使该结晶性热塑性树脂在模具内的结晶速度足够快的温度以上的保持时间，以如下的方式对模具设置隔热层：在模具温度为Tc2-100℃以下时，模具模腔表面附近温度保持为导出的温度以上的时间满足导出的保持时间，如果这样，则可解决上述问题，从而完成了本发明。更具体而言，本发明提供以下的内容。
（1）一种模具的制造方法，所述模具用于将由包含结晶性热塑性树脂的树脂组合物形成的成型品成型，该制造方法中，基于结晶性热塑性树脂的结晶速度与树脂温度的关系，导出使前述成型品表面的结晶度成为期望的范围的、使填充在模具中的结晶性热塑性树脂在模具模腔表面附近的结晶速度足够快的温度和保持为使该结晶性热塑性树脂在模具内的结晶速度足够快的温度以上的保持时间，并设置隔热层，所述隔热层使得在模具温度为Tc2-100℃以下时，模具模腔表面附近的温度保持为导出的温度以上的时间满足导出的保持时间。
（2）如（1）所述的模具的制造方法，其中，前述模具温度为100℃以下，在前述结晶性热塑性树脂为聚芳硫醚系树脂的情况下，前述模腔表面附近温度为150℃以上，前述保持时间为0.1秒以上。
（3）如（1）或（2）所述的模具的制造方法，其中，前述隔热层通过热导分析导出前述模腔表面附近温度与前述保持时间的关系，并基于该关系确定隔热层的材料、设置位置、形状，前述热导分析是使用在模腔的表面形成有隔热层的模具、并将构成模具的材料以及前述结晶性热塑性树脂的比重、比热、热导率、热扩散率作为参数来进行的。
（4）如（1）~（3）中任一项所述的模具的制造方法，其中，前述隔热层的热导率为0.3W/m·K以下，厚度为60μm以上。
（5）如（1）~（4）中任一项所述的模具的制造方法，其中，前述隔热层包含选自聚苯并咪唑、聚酰亚胺和聚醚醚酮中的至少一种树脂。
（6）如（1）~（5）中任一项所述的模具的制造方法，其中，前述隔热层在表面具有金属层。
（7）如（1）~（6）中任一项所述的模具的制造方法，其中，前述隔热层包含陶瓷。
（8）如（7）所述的模具的制造方法，其中，前述陶瓷为二氧化硅。
（9）如（7）所述的模具的制造方法，其中，前述陶瓷是由多孔氧化锆制成的。
（10）如（1）~（9）中任一项所述的模具的制造方法，其中，前述模具温度为Tc1以下。
（11）一种聚芳硫醚系树脂的成型品，其为使用通过（1）~（10）中任一项的方法制作的模具而得到的，且其结晶度为30%以上。
发明的效果
通过使用由本发明制造的模具，将结晶性热塑性树脂成型时模具温度设定为Tc2-100℃以下，可以抑制飞边的产生、并且还可以充分促进成型品表面的结晶化。
附图说明
图1为示出模腔表面附近的树脂温度与树脂保持在模具内的保持时间的关系的图。
图2为示意地示出形成有隔热层的模具的截面的图，（a）为在模腔整个表面形成有隔热层的组合模具的截面的示意图，（b）为在模腔部分表面形成有隔热层的组合模具的截面的示意图，（c）为在隔热层上形成有金属层的组合模具的截面的示意图。
图3为用于对隔热层的厚度、模腔的厚度、模具的厚度进行说明的、形成有隔热层的组合模具的截面的示意图。
图4为示出实施例中使用的结晶性树脂的结晶速度与温度的关系的图。
图5为示出实施例中使用的模具的截面的示意图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。本发明不受以下的实施方式限定。
本发明的模具的制造方法在于：基于结晶性热塑性树脂的结晶速度与树脂温度的关系，导出使成型品表面的结晶度成为期望的范围的、使填充在模具中的结晶性热塑性树脂在模具模腔表面附近的结晶速度足够快的温度和保持为使该结晶性热塑性树脂在模具内的结晶速度足够快的温度以上的保持时间，并以如下方式对模具设置隔热层：在模具温度为Tc2-100℃以下、更优选为Tc1以下时，模具模腔表面附近温度保持为导出的温度以上的时间满足导出的保持时间。在此，Tc2是指自熔融状态冷却并固化时的结晶温度，Tc1是指将在结晶不充分的状态下成型的树脂升温时的结晶的温度。
如果使用通过本发明的方法得到的模具，则即使将模具温度设定为Tc2-100℃以下，也能够将成型品表面的结晶度提高至期望的值。这是由于，基于结晶性热塑性树脂的结晶速度与树脂温度的关系，可以导出用于获得上述那样的效果的、使填充在模具中的结晶性热塑性树脂的模具模腔表面附近温度和保持为使该结晶性热塑性树脂在模具内的结晶速度足够快的温度以上的保持时间。
以下，进一步详细说明本发明的模具的制造方法。
树脂材料等的确定
首先，需要选择待成型的树脂材料。树脂材料只要为结晶性热塑性树脂就没有特别的限制，可以选择现有公知的材料。
在结晶性热塑性树脂中，聚芳硫醚树脂（尤其聚苯硫醚树脂）的飞边的问题、成型品表面的结晶度低的问题特别大。即，设定为100℃以下的模具温度来充分提高成型品表面的结晶度这样地将聚芳硫醚树脂成型是困难的。然而，如果使用通过本发明的方法得到的模具，则即使使用聚芳硫醚树脂作为树脂材料，也能够设定为100℃以下的模具温度来充分提高成型品表面的结晶度。在此，作为聚芳硫醚树脂，例如可列举出日本特开2009-178967号公报中记载的聚芳硫醚树脂以及聚芳硫醚树脂的改性物。
另外，除了聚芳硫醚树脂以外，聚醚醚酮树脂、聚醚酮树脂、聚苯醚树脂、芳香族聚酰胺树脂等也结晶化慢、成型品表面的结晶度难以提高，但如果使用通过本发明的方法得到的模具，则能够设定为Tc2-100℃以下的模具温度来充分提高成型品表面的结晶度。
包含结晶性热塑性树脂的树脂组合物中的结晶性热塑性树脂的含量越多，飞边的问题、成型品表面的结晶度低的问题越大，但本发明即使在这样的情况下，也能够设定为Tc2-100℃以下的模具温度来充分提高成型品表面的结晶度。例如，即使使用由结晶性热塑性树脂形成的树脂组合物，也能够设定为Tc2-100℃以下的模具温度来充分提高成型品表面的结晶度。
此外，在结晶性热塑性树脂中，还可以在原料中使用配混了其他的树脂、抗氧化剂、无机填充剂、稳定剂等现有公知的添加剂的包含结晶性热塑性树脂的树脂组合物。
在确定树脂材料后，确定成型品表面的期望的结晶度。期望的结晶度可以根据例如成型品的用途等任意确定优选的值。
隔热层的设置
关于隔热层的设置，首先，基于结晶性热塑性树脂的结晶速度与树脂温度的关系，导出使成型品的结晶度满足期望的范围的、使填充在模具中的结晶性热塑性树脂在模具模腔表面附近的结晶速度足够快的温度和保持为使该结晶性热塑性树脂在模具内的结晶速度足够快的温度以上的保持时间（第一工序）。
接着，对模具设置如下的隔热层：在模具温度为Tc2-100℃以下时，保持为导出的温度以上的时间满足导出的保持时间（第二工序）。
以下，分为第一工序和第二工序对本发明的模具的制造方法进行说明。
第一工序
在第一工序中，如果能够基于结晶性热塑性树脂的结晶速度与树脂温度的关系，导出满足特定的条件的在上述模腔表面附近的结晶速度足够快的温度和保持为上述模具内的结晶速度足够快的温度以上的保持时间，则对导出方法没有特别的限制。例如，可以通过以下的方法导出。
由结晶性热塑性树脂的结晶速度与树脂温度的关系确定结晶速度足够快的温度。结晶速度足够快的温度是指结晶速度比最快结晶速度的1/1000快的最低树脂温度，优选为比1/100快的最低树脂温度。此外，在结晶性热塑性树脂的结晶速度与树脂温度的关系未知的情况下，需要通过现有公知的方法导出。
接着，对保持时间的导出进行说明。导出在填充在模具中的结晶性热塑性树脂的模腔表面附近温度处于上述的结晶度足够快的温度的状态下、在模具内保持的保持时间与成型品表面的结晶度的关系。由该导出结果确定用于实现期望的结晶度所需要的保持时间。
在此，保持时间的确定可以通过例如以下的方法进行。
首先，将模具温度设定为超过Tc2-100℃并接近Tc2-100℃的温度（例如Tc2-90℃），求出上述模腔表面附近的树脂温度与在上述模具内的保持时间的关系，确认结晶度。在图1中示出上述模腔表面附近的树脂温度与上述树脂在模具内保持的保持时间的关系（实线P）。在此，使得成型品表面的结晶度未达到期望的范围。
接着，为了抑制模腔表面附近的树脂温度的降低、提高成型品表面的结晶度，将模具温度变更为更高的温度或者在模具上形成隔热层。接着，与上述同样地操作，求出上述模腔表面附近的树脂温度与上述树脂在模具内的保持时间的关系，确认结晶度。在图1中示出上述模腔表面附近的树脂温度与上述树脂在模具内保持的保持时间的关系（实线Q）。在此，使得成型品表面的结晶度达到期望的范围为止。
将由结晶性热塑性树脂的结晶速度与树脂温度的关系导出的结晶速度足够快的温度作为T1并示于图1。通过将模具温度变更为更高的温度或者在模具上形成隔热层，该模腔表面附近的树脂温度保持为T1以上的时间变长（Δt2＞Δt1）。可以采用该Δt2作为上述的保持时间。即，只要保持时间为Δt2以上，成型品表面的结晶度就满足期望的范围。此外，结晶度是否成为期望的范围的保持时间的阈值位于Δt1~Δt2之间。
第二工序
在第二工序中，对模具配置上述隔热层，所述隔热层满足模腔表面附近的树脂温度保持为T1以上的保持时间。隔热层的材料、形状、配置位置等如何确定均可，例如，可以通过以下的方法确定。
隔热层的材料、设置位置、形状可以通过热导分析导出上述模腔表面附近的树脂的温度与上述保持时间的关系并基于该关系导出。
在此，热导分析使用在模腔的表面形成有隔热层的模具、并将构成模具的材料以及结晶性热塑性树脂的比重、比热、热导率、热扩散率作为参数来进行。
首先，对进行热导分析时所使用的参数进行说明。如上所述，为了抑制模腔表面附近的树脂的温度降低而使用隔热层。在此，考虑流入模具内的树脂的热的传递时，需要考虑隔热层等的热导率和热容量。因此，需要将构成模具的材料以及结晶性热塑性树脂的比重、比热、热导率、热扩散率的热物性作为参数。在进行热导分析时输入这些参数。
接着，对在模腔的表面形成有隔热层的模具进行说明。需要预先确定在模具内如何设置隔热层而进行热导分析。这是由于根据设置隔热层的方式，热的传递的程度会不同。其中，将在模具内如何设置隔热层具体地确定至何种程度为止，可以根据所需精度等而适当地变更。
以下，对隔热层的配置、材料等的确定进行更具体的说明。
例如，可列举出在模腔的整个表面形成有隔热层的模具，在图2的（a）中，示出了在模腔的整个表面形成有隔热层的组合模具的截面示意图。通过这样在整个模腔设置隔热层，能够使成型品的整个表面为期望的结晶度。另外，通过使得在组合模具的拼合面中隔热层与模具的金属接触（在图2的（a）中，对应的是下侧的模具的隔热层与上侧的模具的金属接触），进入到模具的拼合面的树脂由于立即凝固因此不会产生飞边。
在确定使用如图2的（a）所示的模具进行热导分析时，隔热层的厚度LS（与组合模具的拼合面垂直的方向）、隔热层的厚度方向的模具的厚度LM、隔热层的厚度方向的模腔的厚度LP被确定。这些值也在热导分析时输入。其中，图3中示出了LS、LM、LP的位置。
此外，虽然在图2的（a）中，在模腔的整个表面形成有隔热层，但也可以如图2的（b）所示，在模腔的部分表面形成有隔热层。
作为其他的例子，可列举出在上述在模腔的整个表面形成有隔热层的模具的隔热层上形成有金属层的模具，在图2的（c）中，示出了在该隔热层上形成有金属层的组合模具的截面的示意图。
通过在隔热层上形成金属层，模腔表面的耐摩损性得到提高。尤其是在配混了玻璃纤维等无机填充剂的情况下，模腔的表面变得易摩损。因此，在使用配混有玻璃纤维等的树脂组合物的情况下，优选使用如图2的（c）所示的模具。
在整个模腔的表面存在金属层时，由于金属层的热导率高，因此产生增厚隔热层等的必要性。
在确定使用如图2的（c）所示的模具进行热导分析时，隔热层的厚度LS（与组合模具的拼合面垂直的方向）、隔热层的厚度方向的模具的厚度LM、隔热层的厚度方向的模腔的厚度LP、隔热层的厚度方向的金属层的厚度LHI被确定。这些值在热导分析时输入。
使用如上所述地操作而确定的参数等输入条件来进行热导分析。一边变更树脂温度、模具温度、注射速度等成型条件，一边导出每种成型条件下的上述模腔表面附近的树脂温度与上述保持时间的关系。只要模腔表面附近的树脂温度保持在结晶速度足够快的温度以上的时间为上述的Δt2以上，则成型品表面成为期望的结晶度。这样地进行，能够确定满足特定条件的隔热层。
隔热层
如上所述地操作，可确定隔热层，但在对实际将隔热层形成于模具的方法进行说明之前，对满足上述特定条件的隔热层等进行简单说明。
优选隔热层的热导率为0.3W/m·K以下、厚度为60μm以上。只要为满足这些条件的隔热层，在结晶速度变快的温度下树脂在模具内保持的时间容易成为上述的Δt2以上。
作为热导率为0.3W/m·K以下并且具备能够耐受成型时的高温的程度的耐热性的材料，可列举出环氧树脂、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚酰亚胺以及聚醚醚酮。
如上所述，在隔热层上可以配置金属层。作为金属层，可优选使用铝、SUS等的板。作为在隔热层上形成金属层的方法，可以采用现有公知的层压方法等。金属层的厚度根据金属层所含的金属的种类而不同，优选为0.1mm以下。另外，在如上所述地使用金属板的情况下，如上所述，需要增厚隔热层，例如设定为10mm以上，更优选设定为20mm以上。
另外，可以使用溅射法、离子镀法等现有公知的镀膜形成方法，在隔热层上形成薄膜状的金属层。镀膜由于非常薄，因此与使用金属板的情况不同，隔热层的厚度若为60μm以上则优选。
对在模具的金属部分的内表面形成隔热层的方法没有特别的限制。例如优选通过以下的方法将隔热层形成在模具的内表面。
可列举出下述方法：将可形成高分子隔热层的聚酰亚胺前体等聚合物前体的溶液涂布在模具的金属部分的内表面，加热使溶剂蒸发，进一步过热而聚合物化，由此形成聚酰亚胺膜等隔热层的方法；使耐热性高分子的单体例如均苯四酸酐和4,4-二氨基二苯基醚蒸镀聚合的方法；制作与模腔表面相当的部分由隔热板形成的模芯并将模芯安装在主模具中的方法。或者对于平面形状的模具，可列举出使用高分子隔热膜并使用适合的粘接方法或使用粘合带状的高分子隔热膜粘贴在模具的期望部分形成隔热层的方法。另外，隔热层的形成可以为将形成隔热层的树脂电沉积于模具的方法。此外，出于赋予隔热层、隔热板表面防止损伤等耐久性的目的可以形成金属层。
另外，作为隔热层，还可以使用陶瓷材料。陶瓷的表面由于耐摩损性优异因此不需要在由陶瓷材料形成的隔热层上配置上述那样的金属层。作为陶瓷，优选使用在内部包含气泡的多孔氧化锆、二氧化硅。其中，由多孔氧化锆制成的隔热层由于主要由氧化锆制成，因此在注射成型时对施加于隔热层的压力的耐久性高。因此，不易出现由上述压力导致产生的隔热层的不良情况。因此，在注射成型的中途中断成型的次数减少，注射成型品的生产率高。
作为氧化锆，没有特别的限制，稳定化氧化锆、部分稳定化氧化锆、未稳定化氧化锆中的任一种均可。稳定化氧化锆是指立方晶氧化锆即使在室温下也稳定化的氧化锆，强度以及韧性等机械特性、耐摩损性优异。另外，部分稳定化氧化锆是指正方晶氧化锆在室温下还残留一部分的状态，在受到外部应力时产生由正方晶向单斜晶的马氏体相变，尤其会抑制由于拉伸应力的作用而进行的龟裂的生长，具有高断裂韧性。另外，未稳定化氧化锆是指未用稳定化剂进行过稳定化的氧化锆。此外，可以组合使用选自稳定化氧化锆、部分稳定化氧化锆、以及未稳定化氧化锆中的至少2种以上。
作为稳定化氧化锆、部分稳定化氧化锆所含的稳定化剂，可以使用现有公知的一般的稳定化剂。例如可列举出氧化钇（Yttria）、氧化铈、氧化镁等。对稳定化剂的用量也没有特别的限制，其用量可以根据用途、使用材料等适当地设定。
另外，在不损害本发明的效果的范围，在上述的氧化锆、稳定化剂以外，还可以进一步包含现有公知的添加剂等。
对使用上述原料形成隔热层的方法没有特别的限制，优选采用喷涂法。通过采用喷涂法，多孔氧化锆的热导率易调节至期望的范围。另外，也不会产生因在多孔氧化锆的内部形成过多气泡而导致隔热层的机械强度大幅降低等问题。通过这样通过喷涂形成隔热层，隔热层的结构成为适于本发明的用途的结构。
基于喷涂的隔热层的形成可以例如如下进行。首先，使隔热层的原料熔融而制成液体。将该液体加速使其冲撞模腔的内表面。最后，使冲撞模腔的内表面并附着的原料固化。通过这样进行，从而在模具的内表面形成非常薄的隔热层。通过在该非常薄的隔热层上进一步使熔融的原料进行冲撞并固化，可以调节隔热层的厚度。此外，使原料固化的方法可以使用现有公知的冷却手段，也可以仅仅通过放置来使其固化。此外，对喷涂方法没有特别的限制，可以从电弧喷涂、等离子体喷涂、火焰喷涂等的现有公知的方法中适当地选择优选的方法。
具有上述多层结构的隔热层可以通过调整隔热层的制造条件来制造。例如，在通过喷涂法形成隔热层的情况下，可以通过调整使熔融的原料附着于模具内表面的条件等来制造。
实施例
以下基于实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明不受这些实施例的限定。
实施例1
在实施例1中，使用以下的材料。
结晶性树脂：聚苯硫醚树脂（PPS树脂）（宝理塑料株式会社制，“FORTRON 1140A64”Tc2：225℃）
上述结晶性树脂的结晶速度（LogK（K为速度））与树脂温度（℃）的关系示于图4。将结晶速度足够快的温度设为150℃以上。另外，将期望的结晶度设为30%。
隔热层：聚酰亚胺树脂（聚酰亚胺树脂清漆（Fine ChemicalJapan Co.,LTD.制）、热导率0.2W/m·K进行喷涂，在250℃下进行1小时烘烤，然后研磨聚酰亚胺面。）
Tc2的测定方法：使用差示扫描量热计（PerkinElmer公司制DSC7），在氮气气氛下将热塑性树脂保持在340℃下2分钟，然后以10℃/分钟的速度降温，由得到的DSC图表读取放热峰的温度，由此作为Tc2。
另外，使用如图5所示的模具。LM=10mm，LP=0.7mm，LS=0.06mm。
构成模具的材料以及结晶性树脂的比重、比热、热导率、热扩散率如下所述。热导率为通过激光闪光法测定热扩散率来算出的。比重通过阿基米德法测定，比热通过DSC测定。
表1
Figure BDA00002808190400141
使用Therm1（一维热导分析软件），用表2所示的模具温度的条件导出距模腔表面7μm的深度处的树脂的温度与树脂在模具内的保持时间的关系。
另外，还对各个成型条件下的结晶度进行了测定。结晶度的测定分为形成有隔热层的一侧和未形成隔热层的一侧来进行。结晶度的结果也示于表2。
表2
Figure BDA00002808190400142
＊“-”表示未进行测定。
在表3中示出了对于模具温度140℃、100℃、80℃，树脂温度保持为150℃以上的时间。从表2和表3的结果确认到：即使将模具温度的条件设定为100℃以下，能够将结晶度调节至30%以上的保持时间为0.1秒。
另外，确认到如果对模具设置用热导分析设定的隔热层，则即使设定为模具温度100℃的条件，也能够将成型品表面的结晶度调节至期望的范围。
表3
Figure BDA00002808190400151
实施例2
将隔热层的材料由聚酰亚胺变更为二氧化硅（陶瓷1)，LS=2.5mm或5mm，除此以外，与实施例1同样地操作，导出距模腔表面7μm的深度处的树脂的温度与树脂在模具内的保持时间的关系。树脂温度保持为150℃以上的时间、和在各个成型条件下的形成有隔热层的一侧的结晶度示于表4。其中，导出的关系式的成型条件为模具温度为100℃、隔热层（陶瓷1）为2.5mm的条件、模具温度为100℃、隔热层（陶瓷1）为5mm的条件。
此外，陶瓷1的比重、比热、热导率、热扩散率如下所述。热导率为通过激光闪光法测定热扩散率来算出的。比重通过阿基米德法测定，比热通过DSC测定。
比重：2520（kg/m3）
比热：790（J/（kg·K））
热导率：1.46（W/（m·K））
热扩散率：7.33×10-7（m2·s）
表4
Figure BDA00002808190400161
实施例3
根据上述实施例，可以确认通过将流入模具的树脂保持为150℃以上的状态0.1秒以上，从而能够将结晶度调节至30%以上。
在实施例3中，将隔热层变更为进行过氧化锆喷涂的多孔氧化锆层（陶瓷2），使用Therm1（一维热导分析软件）导出该情况下将流入模具的树脂保持为150℃以上的状态0.1秒以上的隔热层的厚度。此外，模具与实施例1同样地假定为如图5所示的模具。即，LM=10mm，LP=0.7mm。构成模具的材料以及树脂的比重、比热、热导率、热扩散率使用下表5所示的值。
表5
Figure BDA00002808190400162
使用Therm1（一维热导分析软件），改变隔热层的厚度并分别对每个厚度与实施例1同样地导出距模腔表面7μm的深度处的树脂的温度与树脂在模具内的保持时间的关系，可推定通过使隔热层的厚度为500μm，从而在模具温度80℃的条件下，流入模具的树脂保持为150℃以上的状态0.1秒以上（推定结果：0.49秒）。因此，实际上制作了作为LM=10mm、LP=0.7mm、LS=500μm的如图5所示的模具。此外，关于隔热层的形成方法见后述。
使用制作的模具，以模具温度80℃的条件制作成型品，进行了形成有隔热层一侧的结晶度的测定。结晶度的结果示于表6。
表6
Figure BDA00002808190400171
用热导分析确定出保持为150℃以上的状态0.1秒以上的隔热层的厚度，对模具设置该厚度的隔热层，制造成型用的模具。如果这样操作来制造模具，并以设定的成型条件（例如模具温度80℃）进行成型，则能够得到期望的结晶度的成型品。
隔热层的形成
将主要由氧化锆制成的原料用喷涂法喷涂至上述模具的内表面。调整以使得隔热层的表面的密度变高，在模具内表面形成多层结构的隔热层。继续喷涂直至隔热层的厚度成为500μm为止。
实际测得的结果、构成模具的材料以及结晶性树脂的比重、比热、热导率、热扩散率如表5所示。氧化锆隔热层的热导率通过用激光闪光法测定热扩散率、用DSC测定比热、用水中置换法（依据JIS Z8807固体比重测定方法）测定比重并用［热导率］=［热扩散率×比热×比重］算出。
此外，对于多层结构的隔热层的热导率（λ）而言，求出密度低的层和高的层的各自的热导率，设密度低的层的热导率为（λl）、密度高的层的热导率为（λh）、密度低的层的厚度相对于隔热层全体的厚度的比例为（t）的情况下，通过使用［1/λ］=［t/λl］＋［（1-t）/λh］的数学式计算而求得。
通过实施例2、实施例3确认到：如果对模具设置用热导分析设定的隔热层（陶瓷），则即使设定为模具温度100℃的条件，也能够使成型品表面的结晶度成为期望的范围。

Claims (11)

1.一种模具的制造方法，所述模具用于将由包含结晶性热塑性树脂的树脂组合物形成的成型品成型，
该制造方法中，基于结晶性热塑性树脂的结晶速度与树脂温度的关系，以使所述成型品表面的结晶度成为期望的范围的方式，导出使填充在模具中的结晶性热塑性树脂在模腔表面附近的结晶速度足够快的温度和保持为使该结晶性热塑性树脂在模具内的结晶速度足够快的温度以上的保持时间，并设置隔热层，所述隔热层使得在模具温度为Tc2-100℃以下时，模具模腔表面附近的温度保持为导出的温度以上的时间满足导出的所述保持时间。
2.根据权利要求1所述的模具的制造方法，其中，所述模具温度为100℃以下，
在所述结晶性热塑性树脂为聚芳硫醚系树脂的情况下，
所述模腔表面附近的温度为150℃以上，
所述保持时间为0.1秒以上。
3.根据权利要求1或2所述的模具的制造方法，其中，所述隔热层通过热导分析导出所述模腔表面附近的温度与所述保持时间的关系，并基于该关系确定隔热层的材料、设置位置、形状，
所述热导分析是使用在模腔的表面形成有隔热层的模具、并将构成模具的材料以及所述结晶性热塑性树脂的比重、比热、热导率、热扩散率作为参数来进行的。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的模具的制造方法，其中，所述隔热层的热导率为0.3W/m·K以下，厚度为60μm以上。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的模具的制造方法，其中，所述隔热层包含选自聚苯并咪唑、聚酰亚胺和聚醚醚酮中的至少一种树脂。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的模具的制造方法，其中，所述隔热层在表面具有金属层。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的模具的制造方法，其中，所述隔热层包含陶瓷。
8.根据权利要求7所述的模具的制造方法，其中，所述陶瓷为二氧化硅。
9.根据权利要求7所述的模具的制造方法，其中，所述陶瓷是由多孔氧化锆制成的。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的模具的制造方法，其中，所述模具温度为Tc1以下。
11.一种聚芳硫醚系树脂的成型品，其为使用通过权利要求1~10中任一项的方法制作的模具而得到的，且其结晶度为30%以上。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5812631B2 (ja) * 2011-03-08 2015-11-17 ポリプラスチックス株式会社 射出成形品の製造方法
CN103959900B (zh) * 2011-09-29 2016-08-24 沃特洛电气制造公司 高动态温度控制系统
JP6026846B2 (ja) * 2012-10-22 2016-11-16 ポリプラスチックス株式会社 金型及び結晶性熱可塑性樹脂成形体の製造方法
CN103131182A (zh) * 2013-02-05 2013-06-05 焦作市天益科技有限公司 耐高温聚酰亚胺树脂隔热板的原料组合物
KR102640305B1 (ko) * 2023-05-24 2024-02-26 (주)동원메디칼 버를 최소화할 수 있는 봉합사 성형용 금형

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4517151A (en) * 1981-12-04 1985-05-14 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Method for molding hollow blow-molded articles
JPH06262635A (ja) * 1993-03-15 1994-09-20 Hitachi Ltd 結晶性プラスチック成形品における成形条件の設定方法および結晶性プラスチック成形品の成形方法
CN1195312A (zh) * 1995-07-25 1998-10-07 旭化成工业株式会社 合成树脂的成型方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0391563A (ja) * 1989-09-05 1991-04-17 Nippon G Ii Plast Kk ポリフェニレンサルファイド系樹脂組成物
JPH07205211A (ja) * 1994-01-26 1995-08-08 Asahi Chem Ind Co Ltd メッキされた射出成形品
JPH09234740A (ja) * 1995-07-25 1997-09-09 Asahi Chem Ind Co Ltd 合成樹脂の成形法
JP4198149B2 (ja) * 1997-05-28 2008-12-17 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 熱可塑性樹脂成形用の金型組立体及び成形品の製造方法
JPH10337759A (ja) * 1997-06-10 1998-12-22 Mitsubishi Eng Plast Kk 熱可塑性樹脂から成る成形品の製造方法
US6214277B1 (en) * 1998-01-19 2001-04-10 Starlite Co., Ltd. Method for producing plastic composite molded parts
JP2003231799A (ja) * 2002-02-08 2003-08-19 Toyota Motor Corp ポリ乳酸系樹脂組成物、成形品及びその製造方法
JP2003335945A (ja) 2002-05-22 2003-11-28 Polyplastics Co ポリアリーレンサルファイド樹脂組成物
JP2005271429A (ja) * 2004-03-25 2005-10-06 Mitsubishi Electric Corp 成形金型装置および成形方法
JP2007062118A (ja) 2005-08-30 2007-03-15 Techno Polymer Co Ltd 複合体の製造方法
JP4750681B2 (ja) * 2006-12-07 2011-08-17 住友重機械工業株式会社 断熱金型、金型部品、成形機及び断熱金型の製造方法
JP5149069B2 (ja) * 2008-05-15 2013-02-20 三菱瓦斯化学株式会社 金型組立体及び射出成形方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4517151A (en) * 1981-12-04 1985-05-14 Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. Method for molding hollow blow-molded articles
JPH06262635A (ja) * 1993-03-15 1994-09-20 Hitachi Ltd 結晶性プラスチック成形品における成形条件の設定方法および結晶性プラスチック成形品の成形方法
CN1195312A (zh) * 1995-07-25 1998-10-07 旭化成工业株式会社 合成树脂的成型方法

Also Published As

Publication number Publication date
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EP2581191A4 (en) 2014-01-01
TW201206678A (en) 2012-02-16

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