JP2003181838A - 合成樹脂成形用金型とその製造方法および合成樹脂成形方法 - Google Patents
合成樹脂成形用金型とその製造方法および合成樹脂成形方法Info
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Abstract
媒体の漏れに関して信頼性および耐久性に優れた合成樹
脂成形用金型を提供する。 【解決手段】 キャビティ表面1を有する表面材2と、
表面材2に接合されてそれを補強する補強材3とを主構
造とし、表面材2の接合面に、接合面に対して直角の方
向に溝4が設けられている。この溝4の中に、熱媒体流
路となる管5が埋め込まれ、さらに、溝4の内壁と管5
との間の隙間が、熱伝導の良い封止材6で埋められた後
で、表面材2と補強材3とが接合されている。
Description
型とその製造方法および合成樹脂成形方法に関するもの
であり、特に、キャビティ表面を交互に加熱および冷却
して成形するヒートサイクル法に適した合成樹脂成形用
金型に関するものである。
脂を金型のキャビティに充填する際に金型温度を高くし
ておくと、樹脂の流動性が良いのでキャビティ表面の転
写が良好でありウェルドラインが目立たないことから、
溶融樹脂をキャビティに充填する間だけキャビティ表面
を加熱するヒートサイクル法が実用化されている。
9号(特開2001−18229号)によって、次のよ
うな構成を有する、ヒートサイクル法が適用される合成
樹脂成形用金型を提案している。
3に示すように、母型21と、その内部に組み込まれて
いる入れ子22とからなる。この入れ子22にキャビテ
ィ表面23が形成され、キャビティ表面23の近傍に
は、加熱媒体と冷却媒体とが交互に繰り返して流入され
る熱媒体流路24が設けられている。入れ子22と母型
21の間には、空気や熱伝導率の低い材料からなる断熱
層25が設けられている。
23の温度むらを小さくするために、できるだけキャビ
ティ表面23に沿って直線的に切削して形成されてい
る。しかし、湾曲部を有するキャビティでは、熱媒体流
路24をキャビティ表面23に沿わせるには限界があ
る。
このキャビティ表面に沿う形状に形成されている表面材
と、表面材を支持する補強材とに分割して製作し、この
表面材または補強材の対向面(接合面)に熱媒体流路と
なる溝を掘って開口状態にしておき、表面材と補強材と
を接合して構成する合成樹脂成形用金型が、実願昭53
−133101号(実開昭55−49881号)のマイ
クロフィルム、特開昭64−27920号公報、特開平
1−115606号公報、特開平3−244518号公
報などに提案されている。この合成樹脂成形用金型は、
表面材と補強材とを接合することによって、溝の開口部
が閉じられて両者の接合面間に熱媒体流路が形成され
る。なお、特開平1−115606号公報にはヒートサ
イクル法が適用される金型が開示されており、前記した
その他の公報には、冷却のみを行う通常の金型が開示さ
れている。
金型においては、熱媒体(加熱媒体および冷却媒体)の
漏れがないように表面材と補強材とを接合する方法が難
しく、特に、熱媒体流路に加熱媒体と冷却媒体とを交互
に供給してキャビティ温度を繰り返し上下するヒートサ
イクル法においては、信頼性や耐久性に問題がある。
により構成することで信頼性や耐久性を得ることができ
る。この構成は、キャビティ表面を有する表面材を電鋳
殻により形成している金型に多用されている。例えば、
実開昭53−37760号公報に開示されている例で
は、図4に原理図を示すように、キャビティ表面31を
有する表面材である電鋳殻32の裏面(接合面)に、管
33を固着材34で固着したのち、エポキシ樹脂などか
らなる補強材35を接合している。また、実開昭57−
162817号公報に開示されている例では、図5に原
理図を示すように、キャビティ表面41を有する表面材
である電鋳殻42の裏面(接合面)に、管43を固着材
44で固着したのち、通常の金型材料からなる補強材4
5に接合しており、この際に、管43を補強材45の溝
46にはめ込んでいる。全ての溝46は、金型の対接面
(パーティングライン)に対して直角に形成されてい
る。
度が不十分であったり、樹脂固化時の収縮歪みに起因し
て補強強度が低下することによって、成形時の圧力に耐
えられないおそれがあるという問題を有している。
うにキャビティ表面41が平面である場合には、補強材
45が電鋳殻42に十分に接触して補強機能を持つ。し
かし、図5(b)に示すように、キャビティ表面41が
凹状の曲面である場合には、キャビティ表面41が金型
の対接面(パーティングライン)に対して大きな角度を
有する部分、特に直角に近い角度を有する部分では、電
鋳殻42に対する補強材45の接触面積が小さくなり、
部分的には殆ど接触不能になる。さらに、図5(c)に
示すように、キャビティ表面41が凸状の曲面である場
合には、電鋳殻42に対する補強材45の接触面積がさ
らに小さくなり、接触不能な部分が多くなる。図5
(b),(c)に示すような構成では、補強材45と電
鋳殻42の接合が不十分で、補強材45が電鋳殻42に
対して補強機能を持たなくなる。
有する構成における従来の問題を解決し、表面材に対す
る補強機能が大きく、しかも熱媒体の漏れに関して信頼
性および耐久性に優れた合成樹脂成形用金型とその製造
方法および合成樹脂成形方法を提供することを目的とす
る。
樹脂成形用金型は、キャビティ表面を有する表面材と、
表面材に接合されてそれを補強する補強材とを主構造と
し、表面材と補強材のいずれか一方の接合面に、接合面
に対して直角の方向に設けられている溝を有し、この溝
の中に熱媒体流路となる管が埋め込まれ、さらに溝の内
壁と管との間の隙間が熱伝導の良い封止材で埋められた
後で、表面材と補強材とが接合されて形成されているこ
とを特徴とする。
面に設けられる溝が、金型の対接面(パーティングライ
ン)に対してではなく接合面に対して直角の方向に彫り
込まれているため、キャビティ表面が平面でない場合に
も、表面材と補強材との接合面積が最大になり、補強機
能が大きく、成形圧力に最もよく耐えられる。
は、キャビティ表面を有する表面材と、表面材に接合さ
れてそれを補強する補強材との間に、熱媒体流路となる
管と、補間材とを挟み込むことを特徴とする。補間材
は、管と管との間の間隔を規定するとともに、管が成形
圧力で潰されるのを防ぐ。なお、補間材と管との間の隙
間は、熱伝導の良い封止材で埋められている。
図面を参照して説明する。
成樹脂成形用金型が示されている。この金型は、キャビ
ティ表面1を有する表面材2と、この表面材2を補強す
る補強材3が接合された構成である。表面材2はキャビ
ティ表面1に沿う形状を有しており、補強材3に対する
接合面に、この接合面に直角な方向に溝4が形成されて
いる。そして、この溝4内に熱媒体流路となる管5が埋
め込まれ、さらに溝4の内壁と管5との間の隙間が、熱
伝導の良い封止材6により埋められている。
形用金型の変形例が示されている。この金型は、図1
(a)に示す構成と異なり、補強材3の接合面に、接合
面に直角に溝4が形成されて管5が配設され、封止材6
により埋められている。このように、溝4の形成および
管5の配設は、表面材2と補強材3のいずれに行われて
もよい。ただし、製造工程の容易さを考慮すると、凸形
状の部分に溝4を形成し管5を配設することが好まし
い。
い型閉じ状態で他の金型7(図1(a)参照)との間に
形成されるキャビティ内に溶融樹脂が注入され固化され
て、合成樹脂成形品が生産される。この成形工程におい
て、熱媒体流路となる管5に加熱媒体と冷却媒体とが交
互に供給されてヒートサイクル法が実施される。管5に
より熱媒体流路が構成されているため、熱媒体が漏れる
おそれがない。そして、管5はキャビティ表面1に沿う
形状に形成されているため、キャビティ表面1の温度む
らが小さくなる。また、溝4が接合面に対して直角の方
向に彫り込まれているため、表面材2と補強材3との接
合面積が大きく、補強材3による表面材2の補強効果が
大きい。
にキャビティ温度が均一になるように、管5の径と、隣
り合う管5の間の間隔とによって決められ、キャビティ
表面1に沿って均一であることが好ましい。通常、表面
材2の厚さは管5の径の1〜5倍程度である。
規定するために管5の径に等しいことが好ましいが、実
際には、封止材6で埋める時の余裕を見込んだ大きさと
される。溝4の間隔は、管5の径の1〜5倍程度であ
る。溝4の長手方向の形状は、直線状、曲線状、スパイ
ラル状などにすることができる。また、溝4の断面形状
は、半円形、正方形、長方形などにすることができる。
成形用金型が示されている。
を有する表面材12と、この表面材12を補強する補強
材13との間に、熱媒体流路となる管14と、隣り合う
管14の間などに位置する補間材15とが挟み込まれて
いる。そして、補間材15と管14との間の隙間が、熱
伝導の良い封止材16により埋められている。
も、第1の実施形態と同様に、熱媒体が漏れるおそれが
なく、キャビティ表面11の温度むらが小さくなる。そ
して、補間材15を介して表面材12と補強材13とが
強固に接合され、補強材13による表面材12の補強効
果が大きい。
より構成される層と、補強材13の表面との間に、断熱
材として、熱伝導率の小さい耐熱プラスチックやセラミ
ックなどを挟んでもよい。
管14の径の1〜5倍程度であり、補間材15の厚みお
よび間隔も、第1の実施形態の溝4と同様に、管14の
径の1〜5倍程度である。
において、表面材2,12と補強材3,13の材質とし
ては、強度などの観点から通常の金型材料が好ましく、
管5,14の材質としては、熱伝導性と曲げ易さの点か
ら銅やアルミニウムなどが好ましく、補間材15の材質
としては、圧縮強度や熱伝導性や曲げ易さの点から銅や
アルミニウムなどが好ましい。しかし、各部材の材質は
これらに限定されるものではない。
管14と補間材15の間の隙間を埋める封止材6,16
としては、市販のペースト材などが用いられる。この封
止材6,16は、これらの隙間を埋めるためのみなら
ず、表面材2と補強材3の接合面の隙間や、表面材12
および補強材13の接合面と補間材15との隙間を埋め
るためにも用いられ得る。その場合、接着性の封止材を
用いることが好ましい。ただし、成形圧力などにより表
面材2,12と補強材3,13が十分強固に接合される
場合には、接着性を持たない封止材を用いてもよい。
式のものであっても、入れ子形式のものでなくてもよ
い。また、前記した各実施形態では、キャビティ表面を
交互に加熱および冷却するヒートサイクル法を行うため
の合成樹脂成形用金型を示したが、ヒートサイクル法を
行わない通常の金型に本発明の構成を採用してもよい。
さらに、この金型が適用される成形方法としては、射出
成形法、トランスファ成形法、圧縮成形法、反応射出成
形法、ブロー成形法、熱成形法などが含まれる。
加熱媒体としては、飽和蒸気、過熱蒸気、加圧水、温水
などが用いられ、冷却媒体としては冷水などが用いられ
る。
れる原料樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、
およびこれらのアロイまたはフィラー配合物が用いられ
る。
の漏れがなく、キャビティ表面を有する表面材の補強機
能に優れた合成樹脂成形用金型を得ることができる。
形用金型の要部断面図であり、(b)はその変形例の要
部断面図である。
の要部断面図である。
ある。
図である。
要部断面図であり、(b)および(c)はその変形例の
要部断面図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 キャビティ表面を有する表面材と、前記
表面材に接合されてそれを補強する補強材とを主構造と
する合成樹脂成形用金型において、 前記表面材と前記補強材のいずれか一方の接合面に、該
接合面に対して直角の方向に設けられている溝と、 前記溝の中に埋め込まれている、熱媒体流路となる管
と、 前記溝の内壁と前記管との間の隙間を埋めている、熱伝
導の良い封止材とを有することを特徴とする合成樹脂成
形用金型。 - 【請求項2】 キャビティ表面を有する表面材と、前記
表面材に接合されてそれを補強する補強材とを主構造と
する合成樹脂成形用金型の製造方法において、 前記表面材と前記補強材のいずれか一方の接合面に、該
接合面に対して直角の方向に溝を設け、 前記溝の中に、熱媒体流路となる管を埋め込み、 前記溝の内壁と前記管との間の隙間を、熱伝導の良い封
止材で埋め、 その後で、前記表面材と前記補強材とを接合することを
特徴とする合成樹脂成形用金型の製造方法。 - 【請求項3】 キャビティ表面を有する表面材と、前記
表面材に接合されてそれを補強する補強材とを主構造と
する合成樹脂成形用金型において、 前記表面材と前記補強材の間に挟まれている、熱媒体流
路となる管と、補間材と、 前記補間材と前記管との間の隙間を埋めている、熱伝導
の良い封止材とを有することを特徴とする合成樹脂成形
用金型。 - 【請求項4】 キャビティ表面を有する表面材と、前記
表面材に接合されてそれを補強する補強材とを主構造と
する合成樹脂成形用金型の製造方法において、 前記表面材と前記補強材のいずれか一方に、熱媒体流路
となる管と、補間材とを載置し、 前記補間材と前記管との間の隙間を、熱伝導の良い封止
材で埋め、 前記管と前記補間材を挟み込むように前記表面材と前記
補強材とを接合することを特徴とする合成樹脂成形用金
型の製造方法。 - 【請求項5】 請求項1または3に記載の合成樹脂成形
用金型を他の金型と接合し、両金型の間のキャビティに
樹脂を充填する合成樹脂成形方法。
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JP2001389925A JP3895983B2 (ja) | 2001-12-21 | 2001-12-21 | 合成樹脂成形用金型とその製造方法および合成樹脂成形方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2005329555A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 成形用金型 |
KR100850308B1 (ko) * | 2005-10-25 | 2008-08-04 | 야마시타 덴끼 가부시키가이샤 | 합성 수지 성형용 금형 |
WO2010131681A1 (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | 山下電気株式会社 | 合成樹脂成形用金型 |
JP4865734B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2012-02-01 | ミュン ホ カン | 射出成形機用金型装置 |
-
2001
- 2001-12-21 JP JP2001389925A patent/JP3895983B2/ja not_active Expired - Lifetime
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WO2010131681A1 (ja) * | 2009-05-15 | 2010-11-18 | 山下電気株式会社 | 合成樹脂成形用金型 |
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