JP3488542B2

JP3488542B2 - 成形型用樹脂組成物、成形型及び該成形型による材料成形

Info

Publication number: JP3488542B2
Application number: JP14378595A
Authority: JP
Inventors: 多希雄田坂; 洋三郎辻川; 講二坂根; 靖彦市川
Original assignee: 大塚化学ホールディングス株式会社
Priority date: 1995-06-12
Filing date: 1995-06-12
Publication date: 2004-01-19
Anticipated expiration: 2019-01-19
Also published as: JPH08337685A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂、ゴム組成物、ワッ
クス等の材料の成形に関係しており、特に、かかる材料
成形のための成形型を製作するのに利用できる樹脂組成
物、該組成物を利用して構成される成形型及び該成形型
による樹脂等の材料の成形法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】商品サ
イクルの短縮化、多品種少量化が進むに伴い、それらに
対応できる安価な樹脂製コア及び（又は）キャビティを
有する成形型の需要ニーズが年々高まっている。従来の
樹脂製コア及び（又は）キャビティは、得ようとする成
形品のマスターモデルを木等で作成し、これを「入れ
子」として使用し、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの
熱硬化性樹脂を注型法により所定形状に成形するととも
に脱泡及び硬化させることにより製造されている。

【０００３】すなわち樹脂製のコア、キャビティ等を有
する成形型の製造においては、マスターモデルが必須で
あるが、マスターモデルの作成には煩雑な作業が必要と
なる。またエポキシ樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性
樹脂は室温で液状であり、注型が容易であるため、成形
型の材料として使用されているが、注型の際に気泡が混
入するのを防ぐための真空脱泡及び樹脂の硬化に時間を
要する上に、硬化収縮が起きるため、所定の寸法精度が
出にくいという欠点がある。

【０００４】なお、このような熱硬化性樹脂利用の成形
型の問題を解決するため熱可塑性樹脂を利用して成形型
を作ることが考えられるが、一般に、熱可塑性樹脂は粘
度が非常に高いため、注型には加圧を必要とし、加圧し
ても細部まで入り込まず、マスターモデルの細微な凹凸
などを再現できないという欠点がある。特開昭５１−１
１９７６５号公報には、ガラス繊維などの無機繊維又は
炭酸カルシウム、川砂などの粉末状無機質材料を含む熱
可塑性樹脂からなり、強化プラスチックの接触圧成形に
用いられる成形型が開示されているが、この成形型は射
出成形や圧縮成形により製造されており、やはり該成形
型を得るためのマスターモデルが必要となる。

【０００５】また、樹脂の射出成形を例にとると、射出
成形における製品設計と金型設計には、通常の部品設計
とは異なる特異性がある。すなわち、設計者が製品の具
体的な形状を数値化し、図面化して製品設計を完了して
も、すぐに樹脂製品が得られるわけではなく、製品設計
が完了した時点で該製品を作るための転写工具である成
形用金型を設計しなければならない。そして樹脂製品を
新規に設計する毎に、新しい金型を製作する必要があ
る。しかも、この金型から製造される製品は、それ自体
を手直し出来ないため、金型（特にそのコア及びキャビ
ティ）には極めて高い精度が要求される。

【０００６】従来、金型としては一般的には金属製のも
のが汎用されているが、上記した様に金属を用いて極め
て高い精度を要求される金型を製作することは莫大なコ
スト及び長時間を要するので、樹脂製品を開発する上で
の大きな妨げとなっている。特に、多品種少量生産化が
進む現状においては、以前の少品種量産の時代に比べ、
試作用、評価用、製品用などに必要となる金型の数量が
飛躍的に増大し、また新製品の開発時には、デザインの
変更や機能性能向上、製品価格低減などを目的とした設
計変更ひいては金型の設計変更の発生が避けられないた
め、金型の製造に要するコストを低下させることが強く
望まれている。さらに商品サイクルの短縮化も顕著にな
っているため、金型の製作を短期間に行うことが非常に
重要になっている。

【０００７】この様な現状に鑑み、加工性の良い鋼材を
金型材料としたり、金型材料や部品を標準化したり、キ
ャビティ及びコアの部分だけを変更するカセット型の金
型を製作したり、更にコンピューターによる金型設計の
合理化を行うなど種々の方法が提案されている。しかし
ながら、いずれの方法も従来と同様に金属を金型のコア
及びキャビティ材料とするものであり、十分な改善効果
を得ているとは言えない。

【０００８】そこで本発明の一つの課題は、マスターモ
デルを要することなく、切削加工仕上げで従来よりも安
価に短時間で寸法精度の良い、高耐久性の、成形型用の
コア、キャビティ等を得ることができる成形型用樹脂組
成物を提供することである。本発明のもう一つの課題
は、切削加工仕上げで寸法精度よく、また、従来よりも
安価に短期間で作ることができ、耐久性もあるコア及び
キャビティを有し、従って全体をそれだけ安価に、短期
間で製作でき、精度の点についても要求に応じることが
できる成形型を提供することである。

【０００９】本発明のさらにもう一つの課題は、精度良
く、安価に成形品を得ることができる樹脂等の材料の成
形法を提供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の無機質材料を
特定量含む熱硬化性樹脂組成物が高い機械的強度と優れ
た切削加工性を有し、該組成物を用いれば、マスターモ
デルを必要とせず、切削加工により表面平滑性の良い精
度の高い高耐久性の、成形型用のコア、キャビティ等を
安価に且つ短時間で製造できることを見出した。

【００１１】また、本発明者は、従来の成形用金型にお
いて特に製作コストが高く、製作に長時間を要するキャ
ビティ及びコアの材料を樹脂で代替することによって金
型製作コストの低減化及び製作期間の短縮化を図るべく
鋭意研究を重ねた結果、前記の優れた切削加工性及び高
い機械的強度を有する、特定の無機質材料を特定量含む
熱硬化性樹脂組成物を用いれば、これから例えば直方体
形状等の成形体を容易に得て、それを切削加工するだけ
で容易に、精度よく、安価に、且つ、短時間でキャビテ
ィ及びコアを製作できることを見いだした。

【００１２】そして該樹脂組成物からなるキャビティ及
びコアは高い機械的強度を有するものであるが、これら
に、例えば射出成形による連続的な樹脂製品の成形にも
十分耐えることのできる一層の機械的強度を付与するに
は、該樹脂製のコア及びキャビティのそれぞれを補強を
兼ねる保持手段により保持して使用すればよいこと、及
び樹脂製のコア及びキャビティとすることによる耐久性
の低下については、それらを冷却できる手段を設ければ
よいことを見出した。

【００１３】以上の検討に基づき、本発明は次の成形型
用樹脂組成物、成形型等を提供する。（１）熱硬化性樹脂、無機質繊維状強化材及び無機質粒
子状充填材からなる組成物であって、曲げ強さが１００
０ｋｇｆ／ｃｍ²以上、曲げ弾性率が７００００ｋｇｆ
／ｃｍ²以上であり、且つ、切削加工可能な成形型用樹
脂組成物。（２）上記（１）項記載の成形型用樹脂組成物からなる
コア及びキャビティを有する成形型。（３）上記（２）項記載の成形型を用いて、成形品を得
るための材料成形を行うことを特徴とする成形法。（４）樹脂製コア及び樹脂製キャビティ、前記コアを保
持するコア保持手段、前記キャビティを保持するキャビ
ティ保持手段、前記コア及びキャビティのうち少なくと
も一方の温度を検出する温度検出手段、前記コア及びキ
ャビティに冷却用気体を吹きつける手段、及び前記温度
検出手段により検出される温度が予め定めた温度条件を
満足するように該温度検出手段により検出される温度に
応じて前記気体吹きつけ手段の運転を制御する制御部を
備え、前記コア及びキャビティが熱硬化性樹脂、無機質
繊維状強化材及び無機質粒子状充填材からなる組成物で
あって曲げ強さが１０００ｋｇｆ／ｃｍ²以上、曲げ弾
性率が７００００ｋｇｆ／ｃｍ²以上で、切削加工可能
な熱硬化性樹脂組成物から形成されている成形型。（５）樹脂製コア及び樹脂製キャビティ、前記コアを保
持するコア保持手段、及び前記キャビティを保持するキ
ャビティ保持手段を備え、前記コア及びキャビティが熱
硬化性樹脂、無機質繊維状強化材及び無機質粒子状充填
材からなる組成物であって曲げ強さが１０００ｋｇｆ／
ｃｍ²以上、曲げ弾性率が７００００ｋｇｆ／ｃｍ²以
上で、切削加工可能な熱硬化性樹脂組成物から形成され
ており、前記コア及びキャビティにはそれぞれ金属製放
熱用フィンを付設してある成形型。（６）上記（４）項又は（５）項に記載の成形型を用い
て、成形品を得るための材料成形を行うことを特徴とす
る成形法。

【００１４】上記いずれの場合においても、成形型用
の、特にコア及びキャビティ用の本発明樹脂組成物は、
必須成分として熱硬化性樹脂、無機質繊維状強化材及び
無機質粒子状充填材を含み、曲げ強さが１０００ｋｇｆ
／ｃｍ²以上、曲げ弾性率が７００００ｋｇｆ／ｃｍ²
以上であり、且つ、切削加工が可能なものである。或い
はさらに、比較的融点の高い樹脂材料等の成形に採用で
きるように熱変形温度１８０℃以上のものが望ましい。
ワックス等の低融点材料を成形するときや、２液性硬化
型エポキシ樹脂や２液性硬化型ウレタン樹脂などの熱硬
化性樹脂を注型成形する際には、熱変形温度は１８０℃
以上でなくてもよい場合がある。

【００１５】ここで「切削加工が可能」とは、旋盤、ボ
ール盤、フライス盤などの一般的な切削機械で、その切
削工具を著しく傷めることなく切削加工ができることを
意味する。また、前記「熱変形温度」は、米国材料試験
協会規格（ＡＳＴＭ）Ｄ６４８に規定されている方法で
１８．６ｋｇｆ／ｃｍ²応力下で所定の変形を示す温度
である。前記曲げ強さ、曲げ弾性率の各値はＡＳＴＭ
Ｄ７９０で規定されている方法で測定したときのもので
ある。

【００１６】本発明に係る成形型用の樹脂組成物におけ
る熱硬化性樹脂には、後記する無機質繊維状強化材と無
機質粒子状充填材のそれぞれ所定量と混合したときに、
前記に規定の機械的強度及び切削加工性を発現し得るも
のを採用すればよい。このような熱硬化性樹脂は実際の
試験により容易に選定できるが、その具体例を挙げる
と、例えば、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル
樹脂、エポキシ樹脂、アリル樹脂、フェノール樹脂、ユ
リア樹脂、メラミン樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹
脂、ポリトリアジン樹脂、ビスマレイミドトリアジン系
（ＢＴ）樹脂、架橋ポリアミドイミド樹脂、ポリビニル
フェノール／エポキシ樹脂、熱硬化型ポリイミド樹脂な
どであり、これらの中でも経済性、ブロック材への成形
加工性及び切削加工性、切削加工時の靱性から、不飽和
ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、ポリアミノビスマレイミド樹脂、
ビスマレイミドトリアジン系樹脂が好ましく、中でもビ
ニルエステル樹脂、エポキシ樹脂がより好ましい。ま
た、本発明において熱硬化性樹脂には上記各種の樹脂に
架橋剤、反応開始剤等の硬化に必要な成分が配合された
混合物も含まれる。

【００１７】このような熱硬化性樹脂の配合量は特に制
限されず広い範囲から適宜選択できるが、通常本発明樹
脂組成物全量の２５〜７０重量％程度とすればよい。２
５重量％を著しく下回ると、得られる組成物の成形加工
性及び靱性が悪くなる傾向がある。一方、７０重量％を
はるかに超えると、上記の規定の強度を得ることができ
ず、樹脂成形時に変形や破損が生じる恐れがある。

【００１８】本発明に係る成形型用の樹脂組成物におけ
る無機質繊維状強化材は、上記に規定した曲げ強さ及び
曲げ弾性率を得るため、或いは更に所望の熱変形温度
（例えば前記の１８０℃以上）を得るため、並びに切削
加工時の表面平滑性を確保するために使用する。該無機
質繊維状強化材としては、ガラス繊維、炭素繊維、岩石
繊維などを除く公知のものを使用でき、例えば、繊維状
チタン酸カリウム、繊維状ケイ酸カルシウム、繊維状ホ
ウ酸マグネシウム、繊維状硫酸マグネシウム、繊維状硫
酸カルシウム、繊維状炭酸カルシウム、繊維状ホウ酸ア
ルミニウム等のウィスカーなどを挙げることができる。
これらウイスカーの中では、特にチタン酸カリウムウイ
スカーを推奨できる。これらは１種を単独で使用しても
よく、又は２種以上を併用してもよい。

【００１９】無機質繊維状強化材としては、平均繊維径
５μｍ以下、アスペクト比３以上且つモース硬度６以下
のものが好ましい。無機質繊維状強化材の平均繊維径が
５μｍよりも著しく大きいと、本組成物から得られる成
形型部品の表面平滑性が低下する可能性がある。またア
スペクト比が３よりも著しく小さくなると、規定の曲げ
強さ及び曲げ弾性率が得られない恐れがあり、或いはさ
らに所望の熱変形温度（例えば１８０℃以上）が得られ
ない恐れがある。更にモース硬度が６よりもはるかに大
きいと、切削加工性が低下し、切削加工具を傷める危険
性がある。

【００２０】無機質繊維状強化材の配合量は特に制限さ
れず、広い範囲から適宜選択できるが、通常本発明樹脂
組成物全量の１５〜５０重量％程度とすればよい。１５
重量％を著しく下回ると、規定の強度が得られない恐れ
がある。一方、５０重量％を著しく超えると、本組成物
の成形加工性が低下する傾向にある。本発明に係る成形
型用の樹脂組成物における無機質粒子状充填材は、該組
成物の機械的強度（特に剛性）及びメッキ密着性及び経
済性を一層向上させるために使用する。通常成形型に
は、表面平滑性、耐久性及び離型性を向上させるために
金属メッキを施すことがあり、そのためメッキ密着性が
良好であることが望まれる。無機質粒子状充填材として
は公知のものを使用でき、例えば、炭酸カルシウム、タ
ルク、クレー、ピロリン酸カルシウムなどを挙げること
ができる。これらは一種を単独で使用してもよく、又は
２種以上を併用してもよい。また、熱伝導性を改良する
目的で、粒状黒鉛を併用することも可能である。

【００２１】無機質粒子状充填材の粒子径は特に制限さ
れないが、切削加工後の表面平滑性などを考慮すると、
通常平均粒子径２０μｍ程度以下、好ましくは１０μｍ
程度以下とするのがよい。また無機質粒子状充填材のモ
ース硬度も特に制限はないが、通常６程度以下とするの
がよい。前記と同様にモース硬度が６程度よりもはるか
に大きいと、切削加工性が低下し、切削加工具を傷める
危険性がある。

【００２２】無機質粒子状充填材の配合量は特に制限さ
れず広い範囲から適宜選択できるが、通常本発明樹脂組
成物全量の１０〜５０重量％程度とすればよい。１０重
量％を著しく下回ると、メッキ密着性の向上効果が十分
に現れない恐れがある。一方、５０重量％をはるかに超
えると、本組成物の靱性が低下し、非常に脆くなり、切
削加工性が損なわれる傾向がある。

【００２３】いずれにしても、本発明に係る成形型用の
（代表的にはそのコア及びキャビティ用の）樹脂組成物
の代表例として、ａ．熱硬化性樹脂２５〜７０重量％、ｂ．平均繊維径５μｍ以下、アスペクト比３以上且つモ
ース硬度６以下の無機質繊維状強化材１５〜５０重量
％、及びｃ．平均粒子径２０μｍ以下且つモース硬度６以下の無
機質粒子状充填材１０〜５０重量％からなり、曲げ強さが１０００ｋｇｆ／ｃｍ²以上、曲げ弾性率が
７００００ｋｇｆ／ｃｍ²以上で、切削加工可能である
組成物を挙げることができる。また、さらに熱変形温
度が前記の測定法において１８０℃以上である組成物を
挙げることができる。

【００２４】以上説明した本発明に係る樹脂組成物に
は、上記の規定の機械的強度及び切削加工性を低下させ
ない範囲で、例えば、離型剤、着色剤、難燃剤などの公
知の樹脂添加剤を添加してもよい。また、本発明の樹脂
組成物は、公知の方法に従って、例えば、熱硬化性樹
脂、無機質繊維状強化材及び無機質粒子状充填材並びに
必要に応じて他の樹脂添加剤の所定量を、リボンブレン
ダー、ニーダー、ヘンシェルミキサー等による前混合を
行った後、ロール、ニーダー或いはコニーダー等で混練
することにより製造できる。本発明では、かかる混練後
に破砕機或いは押出等により顆粒化してもよいし、又
は、そのままバルク状で使用可能である。

【００２５】本発明の樹脂組成物を利用して構成される
本発明に係る成形型、特にそのコア及びキャビティは、
例えば、該組成物をトランスファー成形又は圧縮成形、
射出成形などの通常の方法に従って成形して所望の形状
及び大きさの成形物を得、この成形物に直接切削加工し
て所望の形状のコア及びキャビティを形成することによ
り製造できる。

【００２６】ここで成形物の形状は、特に制限されない
が、立方体状、直方体状、円柱体状などのブロック体を
例示できる。また成形物の大きさも製作しようとする成
形型の形状及び大きさ等に応じて広い範囲から適宜選択
できるが、例えば直方体の場合には、通常厚さ３０〜５
０ｍｍ程度、幅３００〜１０００ｍｍ程度の平板形とす
ればよい。これをそのまま、或いは幅３００ｍｍ程度、
長さ３００ｍｍ程度のブロック材に切断して使用すれば
よい。

【００２７】この成形物の切削加工には、通常の機械加
工法、例えばフライス加工、リーマ加工、研削加工、レ
ーザー加工などが採用できる。また該成形物は接着剤に
よる接着が可能であり、例えば、該組成物の微粉をエポ
キシ系接着剤に分散させたものをパテとし、これを用い
て補修することもできる。本発明に係るいずれの成形型
においても、前記本発明の樹脂組成物で作ったコア及び
キャビティに、成形時の適正温度の維持などを目的とし
て、空冷又は水冷用の流路を形成してもよい。また、本
発明成形型のコア、キャビティの合わせ面に樹脂漏れ防
止用パッキン溝などを加工してパッキンを装着すること
もできる。本発明の成形型には金属メッキを施してもよ
い。

【００２８】前記（２）項に記載の本発明の成形型用樹
脂組成物からなるコア及びキャビティを有する成形型を
用いて成形品を製造するに当たっては、通常の方法が採
用できる。例えば、該成形型を、補強及び位置決め用金
属製保持構造（マザーダイ）に組み込み、これに適当な
成形方法に従って成形品の材料を注入することにより、
目的の成形品を得ることができる。成形方法としては特
に制限はなく公知の方法が採用でき、例えば、射出成
形、注型成形、ブロー成形などを挙げることができる。
また、該成形型は、ワックス成形にも適用できる。

【００２９】前記（４）項に記載の本発明成形型、すな
わち、コア及び（又は）キャビティの温度検出手段、コ
ア及びキャビティへの冷却用気体吹きつけ手段及びその
制御部等を備えた成形型、並びに前記（５）項に記載の
本発明成形型、すなわち、コア及びキャビティに金属製
放熱用フィンを付設してある成形型の場合は、代表例と
して射出成形用の成形型を挙げることができるが、これ
らの場合も、この他、注形成形、ブロー成形、ワックス
成形などにも適用できる種々の成形型が考えられる。

【００３０】また、かかる成形型は、本発明に係る樹脂
組成物から形成されているコア及びキャビティ、これら
の保持手段、コア及び（又は）キャビティの温度検出手
段等又はコア及びキャビティに付設した放熱用フィンを
備える他は、２プレート金型、突き出しスリーブ及び／
又はストリッパプレートを備えた金型、３プレート金
型、割型（アンダーカット処理機構を有する金型）、内
面ネジ金型等の従来の成形金型と同様の構造をとること
ができる。

【００３１】コア及びキャビティに冷却用気体を吹きつ
ける手段等を備えた前記の本発明成形型において、該冷
却用気体吹きつけ手段としては、例えば、該コア及びキ
ャビティへ向け、より望ましくはその高温に加熱される
高温部にむけ冷却用気体を吹きつけるためのノズル、低
温高圧空気（例えば−１０℃〜−５５℃、３〜７ｋｇ／
ｃｍ²程度）を発生させる装置、該発生装置で発生させ
た低温高圧空気をノズルへ導く手段を備えるものや、成
形条件（時間、温度、圧力等）が一定しているときに
は、前記低温高圧空気発生装置に代えて圧縮空気発生装
置を採用したり、さらにはノズルへ供給される圧縮空気
に水を添加して空気とともに霧状に吹きつけるための水
添加装置を採用したもの等も考えられる。但し、水添加
については、補強及び位置決め用金属製保持構造（マザ
ーダイ）等の錆の発生を考慮して採用するか否かを決め
なければならない。

【００３２】また、この成形型におけるコア及びキャビ
ティのうち少なくとも一方の温度を検出する温度検出手
段としては、非接触で高速で応答する赤外線放射温度計
の他、抵抗温度計、熱電対温度計等を例示できる。赤外
線放射温度計は温度制御の繰り返し安定性と成形作業効
率向上のうえで有利である。抵抗温度計や熱電対温度計
を採用する場合は、コアやキャビティの温度測定しよう
とする部分（例えば射出成形用コアのゲート近傍部分）
へ向け温度計を挿入する孔、溝等を形成し、そこに温度
計を配置することが考えられる。以上のほか、ヒートラ
ベル（例えばミクロン株式会社製）を温度測定しようと
する部分に貼着してもよい。ヒートラベルはコアやキャ
ビティに孔や溝を設けなくてもよいので、その加工が不
要であり、また孔や溝を設けることによる強度低下も回
避される。ヒートラベルは研究室や実験室で予備実験と
して成形作業を行うときに簡便なものであり、また、安
価につく。

【００３３】コア及びキャビティに金属製放熱用フィン
を付設した前記の本発明成形型は、研究室や実験室で予
備実験として成形作業を行うときに適している。この場
合、フィンとしてアルミ系及び（又は）銅系のものを採
用すると、低温高圧空気による冷却時間よりも冷却時間
が長くなるが、急激な冷却によって変形が生じる樹脂材
料の成形の場合には適している。また、放熱用フィンを
付設するときは、該フィンを設けたコアやキャビティの
表面にニッケル、クロム等の金属メッキを施し、放熱用
フィンへの熱伝達性を高めてもよい。

【００３４】本発明の成形型においては、それに適用し
得る材料は特に制限されず広い範囲から適宜選択できる
が、例えば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム組成
物、金属鋳造用の鋳型製造のためのワックス、樹脂成形
時に成形型内にセットするワックスや低融点金属（錫、
ビスマス、鉛などを主成分として融点１４０℃前後の金
属又は合金）などを挙げることができる。

【００３５】

〔切削加工性〕

加工機：マシンニングセンター（商品名：ＦＸ−１、
（株）松浦機械製作所製）加工工具：３ｍｍ径、リード６ｍｍ、２枚刃の汎用加工
用エンドミル回転数：６０００ｒｐｍ送り速度：２００ｍｍ／分切込深さ：０．２ｍｍ〔メッキ密着性〕上記ブロック材を厚さ３ｍｍ、幅５０
ｍｍ、長さ５０ｍｍに切削加工。洗浄：７５℃、１０分洗浄液：コンディショナー１２００（商品名）、シプレ
イ・ファーイースト社製エッチング：７５℃、２０分エッチング液：Ｈ₂ＳＯ₄：ＣｒＯ₃＝１：２の溶液化学銅メッキ：室温で１５分間化学銅メッキ液：カッパーミックス３２８Ｌ（商品
名）、シプレイ・ファーイースト社製メッキ処理：Ｃｒメッキまた、上記ブロック材の基本物性を調べるため、ブロッ
ク材より１２７ｍｍ×１２．７ｍｍ×６．４ｍｍの曲げ
試験片及び熱変形温度測定試験片を、試料調整機により
切り出し、下記条件にて物性を評価した。試験片：厚さ６．４ｍｍ、幅１２．７ｍｍ曲げ強さ及び曲げ弾性率：ＡＳＴＭＤ７９０、試験速
度５ｍｍ／分熱変形温度：ＡＳＴＭＤ６４８、１８．６ｋｇｆ／ｃ
ｍ²下にて測定結果は表１に示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】表１によれば、実施例１〜３では、（ａ）
曲げ強さ、曲げ弾性率及び熱変形温度が充分に高く、後
記する実施例７に示す射出成形用型材としての変形が小
さいこと、並びに（ｂ）ブロック材の圧縮成形性、切削
加工性及びメッキ密着性が共に極めて良好であることが
判る。これに対し、炭酸カルシウムを配合していない比
較例１では、メッキ密着性が悪く、また、ウィスカーを
配合していない比較例２では、曲げ強さが１０００kfg
／ｃｍ²以下、熱変性温度が１６５℃と低いため、射出
成形時の樹脂型の（熱）変形が大きくなり、また、ウィ
スカー配合量が５０重量％を超える比較例３では、ブロ
ック材の圧縮成形が困難となることが判る。（実施例４〜６：成形型用樹脂組成物について）実施例
１〜３と同様にして、熱硬化性樹脂として、ビニルエス
テル樹脂（商品名：リポキシＨ−６００、昭和高分子
（株）製）、エポキシ樹脂（商品名：エピコート８２
５、油化シェルエポキシ（株）製）、ビスマレイミドト
リアジン系樹脂（商品名：ＢＴ４４８０Ａ、三菱ガス化
学（株）製）を用い、無機質繊維状強化材として、繊維
状珪酸カルシウム（ワラストナイト、商品名Wicroll −
１０、平均繊維径４．５μｍ、平均繊維長１４μｍ、ア
スペクト比３、モース硬度４．５、Partek Minerals 社
製）、無機質粒子状充填材として、タルク（タルクＭ
Ｓ、平均粒子径１０μｍ、日本タルク（株）製）を表２
に示す配合組成にて、ニーダーにて混練し、プレス機に
て、ビニルエステル樹脂は１５０℃で２０分間、エポキ
シ樹脂は１８０℃で３０分間、ビスマレイミドトリアジ
ン系樹脂は１７０℃で３０分間、２００kgf ／ｃｍ²加
圧して、ブロック材及び試験片を作成した。

【００３８】

【表２】

【００３９】表２から、熱硬化性樹脂として、ビニルエ
ステル樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミドトリアジン
系樹脂、無機質繊維強化材として、繊維状珪酸カルシウ
ム、無機質粒子状充填材としてタルクを、本発明の配合
組成内でコンパウンド化し、成形したブロック材は、い
ずれも曲げ強さが１０００kgf ／ｃｍ²以上、曲げ弾性
率が７００００kgf ／ｃｍ²以上、熱変形温度が１８０
℃以上で、且つ、ブロック材の圧縮成形性、切削加工性
が良好で、型材として充分使用可能なことが判明した。（実施例７：成形型について）実施例１で得られた厚さ
４０ｍｍ、幅３００ｍｍ、長さ３００ｍｍのブロック材
を用い、幅２６ｍｍ、長さ５５ｍｍ、深さ１８ｍｍ、肉
厚１．５ｍｍの箱状の成形品を成形するための成形型
（コア部、キャビティ部二つ割り型）のコア及びキャビ
ティをＮＣ加工機にて作成した。該コア及びキャビティ
をマザーダイ（金属製保持構造）に装着し、射出成形機
（商品名：ＳＧ５０、型締め力５０トン、住友重機械工
業株式会社製）に取り付け、ポリアセタール（商品名：
テナックＬＡ５０１、旭化成工業株式会社製）及びＡＢ
Ｓ樹脂（商品名：サイコラックＧＳＭ４５０、宇部サイ
コン株式会社製）の成形を行った。射出成形条件は表３
に示す通りである。

【００４０】

【表３】

【００４１】ポリアセタールの成形では数回の型馴らし
成形を行った後、連続して５０回の成形を行ったが、成
形型の変形、破損もなく、良好な状態の成形品を得るこ
とができた。不良品もなかった。またＡＢＳ樹脂の成形
でも４０回の成形を行ったところ、離型不良も起こらず
良好な状態の成形品が得られた。（実施例８：成形型用樹脂組成物の切削加工性につい
て）前掲の表２に示す実施例４の材料配合割合の樹脂組
成物について実施例４の場合と同様の手順に従って成形
加工して得たブロック材から８０ｍｍ×５０ｍｍ×４０
ｍｍの角材を切り出した。この角材を、下記切削加工機
及び工具により下記表４に示す条件で切削加工し、図１
及び図２に示す形状の部品を作製した。この部品は上部
中央に半球部１００を備え、その周りにポケット部１０
１を介して外周壁１０２を形成したもので、壁１０２の
頂部の内外上縁は丸みを付けて形成されている。図に示
す各部の寸法は次のとおりである。

【００４２】Ｌ１＝８０ｍｍ、Ｌ２＝７０ｍｍ、Ｌ３＝
６０ｍｍ、Ｗ１＝５０ｍｍ、Ｗ２＝４０ｍｍ、Ｈ１＝４
０ｍｍ、Ｈ２＝１２ｍｍ、Ｄ１＝２４ｍｍ。切削加工には３０分しか要しなかった。荒加工時及び切
粉を排除する時に、水溶性切削油（商品名：カストール
ハイソルＸ、英国のカストロール社製）を用いた。

【００４３】切削加工機：マシニングセンター（商品名：ＦＸ−１）制御装置；マツウラシステムＭ８０主軸回転数；３００００ｒｐｍ高速制御機能；Ｃタイプコーナリング切削加工機及び制御装置は、いずれも松浦機械製作所製
である。

【００４４】使用工具：Ｒ１．５ボールエンドミル（Ｃ
Ｓコーティング、日立ツール（株）製）ツールホルダーＢＴ４０−ＣＴＨ１０−９０（ＭＴＳコ
ーポレイション製）

【００４５】

【表４】

【００４６】表４において、「精度指定」とはトレラン
ス指定値を意味し、「ピック量」とは加工部の形状と精
度に応じて送り速度を自動減速し得る量を意味する。切
削加工により得られた部品は、球面部及びポケット部の
各部が平滑性良好であり、磨き加工は不要であった。ま
た該部品については、ポケット部の面粗度（中心線平均
粗さＲａ）をサーフコム３００Ｂ（（株）東京精密製）
を使用して測定したところ、エンド加工面のＲａ＝０．
１６μｍ、サイド加工面のＲａ＝０．４８μｍであり、
優れた表面平滑性を有していることが確認された。一
方、Ｗｉｃｒｏｌｌ−１０に代えて同量のガラス繊維を
含む組成物からなる角材を同様の高速切削加工に供した
ところ、切削工具の損傷が大きく、途中で中止しなけれ
ばならなかった。また多数のガラス粉末が飛散し、作業
環境が著しく悪化した。この比較例角材についても、主
軸回転数を下げることにより切削加工は可能であった
が、寸法精度や加工面の表面平滑性が低下するという欠
点があった。

【００４７】このことから、本発明の組成物が優れた切
削加工性を有することが明白である。次に本発明に係る
成形型のさらに他の例を図３及び図４を参照して説明す
る。図３は本発明に係る一つの成形用金型の断面図であ
り、図４は本発明に係るもう一つの成形用金型の断面図
である。

【００４８】図３の成形用金型は射出成形用の金型であ
り、一部を除いて従来の射出成形用金型と実質上同構造
である。この金型Ａは、固定側金型Ａ１と可動側金型Ａ
２とからなっている。固定側金型Ａ１は樹脂製のキャビ
ティ１を、可動側金型Ａ２は樹脂製のコア２を備えてい
る。キャビティ１及びコア２はいずれも１）熱硬化性樹
脂２５〜７０重量％、２）平均繊維径５μｍ以下、アス
ペクト比３以上且つモース硬度６以下の無機質繊維状強
化材１５〜５０重量％、及び３）平均粒子径２０μｍ以
下、モース硬度６以下の無機質粒子状充填材１０〜５０
重量％からなる組成物であって曲げ強さが１０００ｋｇ
ｆ／ｃｍ²以上、曲げ弾性率が７００００ｋｇｆ／ｃｍ
²以上及び熱変形温度が１８０℃以上である既述の熱硬
化性樹脂組成物のペレットを平板形に押出成形して、そ
の平板を切削加工することで精度良く形成されている。

【００４９】固定側金型Ａ１において、キャビティ１は
キャビティホルダ１１から突出させた位置決めピン１２
により位置決めされて該ホルダに当接されている。さら
に、ホルダ１１に取り外し可能にネジ１３で固定された
保持部材１４によってホルダ１１に固定されている。ま
た、これによって該キャビティは補強されている。キャ
ビティホルダ１１には成形温度調節等に用いる冷却水通
路１５を形成してある。ホルダ１１は固定側取付け板１
６に当接固定されている。

【００５０】また、固定側金型Ａ１にはスプルＳを形成
したスプルブッシュ１７が嵌着されており、これは取付
け板１６に固定したロケーティングリング１８で固定さ
れている。可動側金型Ａ２において、コア２はコアホル
ダ２１から突出させた位置決めピン２２により位置決め
されて該ホルダに当接されている。さらに、ホルダ２１
に取り外し可能にネジ２３で固定された保持部材２４に
よってホルダ２１に固定されている。また、これによっ
て該コアは補強されている。コアホルダ２１には成形温
度調節等用の冷却水通路２５を形成してある。ホルダ２
１は受板２６に当接固定されている。

【００５１】この金型及び後ほど説明するもう一つの金
型では、保持部材１４、２４の形状及び寸法を適宜変更
することにより、キャビティ１及びコア２の形状及び寸
法を変更することができ、ひいてはキャビティ１及びコ
ア２の軽量化及び小型化を図ることもできる。ここで保
持部材１４、２４の材質は、キャビティ１及びコア２を
保持し得る強度を有するものであれば特に制限はない
が、例えば、鋼等の金属を例示できる。ここではＳ１５
Ｃ〜Ｓ４５Ｃの範囲の一般構造用鋼が採用される。

【００５２】キャビティホルダ１１及びコアホルダ２１
における冷却水通路１５及び２５は必ずしも必要ではな
く、自然冷却で足りるのであればなくてもよい。前記の
受板２６の外側には可動側取付けフレーム３があり、こ
れは板体３１、３２及び両板間のスペーサブロック３３
を備えている。フレーム３には位置決めピン３４を立設
してあり、コアホルダ２１はこれに嵌合することで位置
決めされている。また、フレーム３の板体３１にはコア
ホルダ２１の高さを決定する高さ基準ブロック３５が立
設されており、これは受板２６に当接している。ブロッ
ク３５から離れた位置では押圧ロッド３６がフレーム板
体３２に立設されており、板体３１を貫通して受板２６
に当接している。ロッド３６には受板２６の上昇動作を
補助するバネ３６０が嵌装されている。

【００５３】固定側金型Ａ１にはガイドピン１９が突設
され、該ピンは可動側金型Ａ２におけるガイドピンブッ
シュ１９１、１９２を摺動可能に貫通している。可動側
金型Ａ２はこれらピン及びブッシュに案内されて固定側
金型Ａ１に接近離反でき、コア２はキャビティ１に対し
正しい位置で嵌脱できる。図３に示す状態では型締めが
行われ、キャビティ１及びコア２がパーティングライン
Ｐ−Ｐで接触しあい、両者間にスプルＳに続くランナＲ
及びゲートＧが形成されている。

【００５４】可動側取付けフレーム３において、フレー
ム板体３２上には突出し板３７が配置されており、これ
に突出しピン３８及びスプルロックピン３９が突設され
ている。ピン３８は受板２６及びコアホルダ２１を貫通
してコア２の上面まで達している。スプルロックピン３
９も受板２６及びコアホルダ２１を貫通してランナＲに
達し、スプルＳに臨んでいる。突出し板３７は成形機の
一部であるエジェクタロッド３０により駆動される。

【００５５】この成形用金型は、さらに、キャビティ１
及びコア２に冷却用空気を吹きつける装置４を備えてお
り、これは低温高圧空気発生装置４１、キャビティホル
ダ１１に設けた空気吹出しノズル４２、及び装置４１か
らノズル４２へ低温空気を導く配管４３からなってい
る。低温高圧空気発生装置４１はここでは株式会社メク
ト製のエアロマート９０を採用しているが、サンワエン
タープライズ株式会社製のコルダー１９０−７５ＳＶ
等、種々のものを採用できる。ノズル４２はキャビティ
１及びコア２へ低温空気を吹きつける複数の空気噴出孔
を備えている。

【００５６】この成形用金型は、さらに、キャビティ１
及びコア２の温度を検出する赤外放射温度計５（株式会
社キーエンス製のＩＴ２−５０）を備えている。この温
度計５はコアホルダ２１に設けられている。ノズル４２
は主としてキャビティ１及びコア２の高温になりやすい
高温部（代表的にはゲート及びその近傍部分）に向け、
成形後型開きしたときに、低温空気を吹きつけられるよ
うに設置することが望ましく、この金型ではそのように
設置してある。また、このようなノズル４２の設置によ
り、型開きしたときキャビティ及びコアの冷却と同時に
成形品を冷却することもできる。温度計５もかかる高温
部の温度を検出できるように設置することが望ましく、
この金型ではそのように設置してある。但し、ノズル４
２及び温度計５の位置はこの金型のものに限定されな
い。

【００５７】温度計５で検出されたキャビティ１及びコ
ア２の温度は装置４の制御部６へ入力される。制御部６
はマイクロプロセッサを含み、入力された検出温度に応
じて装置４１の運転を制御する。その制御の仕方は、入
力される検出温度が予め設定した基準温度以上になると
ノズル４２から低温空気をキャビティ１及びコア２へ予
め定めた時間吹きつけるように装置４（より具体的には
その低温高圧空気発生装置４１）を動作させ、そのあと
停止するものである。そしてこの基準温度は、型開きし
たとき温度計５により検出されるキャビティ１及びコア
２の温度より低く設定してある。従って通常、制御部６
は型開きされると低温空気吹きつけ装置４に指示してキ
ャビティ１及びコア２に低温空気を吹きつける。そし
て、実験等により予め定めた前記の時間の空気吹きつけ
により検出温度が所定のものまで低下する結果となる。
なお、制御部６はこのような制御を行うものに限定され
る必要はなく、例えば検出温度が予め定めた第１の基準
温度以上であると装置４を作動させ、検出温度が第１の
基準温度より低温の第２の基準温度まで降下すると低温
空気の吹きつけを停止させるもの等種々の制御を行うも
のが考えられ、要するに温度計５により検出される温度
が予め定めた温度条件を満足するように温度計５により
検出される温度に応じて空気吹きつけ装置４を制御でき
るものであればよい。

【００５８】以上説明した射出成形用金型Ａによると次
のように成形が行われる。すなわち、この金型が図示し
ない射出成形機に組み込まれ、該成形機の図示しない溶
融成形材料の射出ノズルが固定側金型Ａ１のロケーティ
ングリング１８にてスプルＳに位置決め接続される。金
型Ａは図３に示すとおり型締めされる。この型締めは成
形機の図示しない駆動部により可動側取付けフレーム３
をキャビティ側へ押すことで、高さ基準ブロック３５及
び押圧ロッド３６にて受板２６、コアホルダ２１及びコ
ア２を押して行われる。溶融材料射出ノズルから射出さ
れた材料は、スプルＳ、ランナＲ及びゲートＧを経て樹
脂製キャビティ１とコア２で形成される空間に充填され
る。充填された材料がキャビティホルダ１１の冷却水通
路１５及びコアホルダ２１の冷却水通路２５に流される
温度調節用冷却水により冷却されて固化して形状を維持
し得る状態になった後、フレーム３が下降せしめられて
コア２が下降し、パーティングラインＰ−Ｐでキャビテ
ィ１とコア２とが分離して型開きされる。また、この型
開き後、突出し板３７及びそれに支持された突出しピン
３８及びスプルロックピン３９がエジェクタロッド３０
により押し出され、通常コア２の方に着いてくる成形品
が突出しピン３８によりコア２から離型されるととも
に、スプルＳがスプルロックピン３９により閉じられ
る。

【００５９】制御部６は、成形開始前から成形、それに
続く型開き、さらに成形品の離型に至る間のいずれにお
いても、温度計５で検出される温度が前記基準温度以上
になると、冷却空気吹きつけ装置４に指示して、キャビ
ティ１及びコア２を冷却するためノズル４２から低温空
気を噴出させ得るが、本実施例では、基準温度を型開き
直後に検出されるキャビティ１及びコア２の高温度に注
目して前記のように定めてあり、従って通常の成形操作
においては、型開きしたときに検出される温度に応じて
冷却空気吹きつけを指示する。これによって、キャビテ
ィ１、コア２が急速冷却される。

【００６０】成形品取り出し後は、再び型締めされ、次
の成形が行われるが、この再型締めのとき、突出し板３
７に支持された図示しないリターンピンが固定側金型Ａ
１の所定部分に当接して押し戻されることで、突出しピ
ン３８及びスプルロックピン３９及びそれらを支持する
突出し板３７も当初位置に復帰する。次に図４に示す成
形用金型について説明する。

【００６１】この成形用金型Ｂは、割型構造を備えてお
り、側面に空孔又はリブやネジ部などのアンダーカット
部分を有する成形品を成形するためのものである。この
金型Ｂは、前記金型Ａと実質上同構造の金型においてコ
ア２に代えてコア２ａを採用するとともにスライドコア
７及びスライドコアバックアップ部材８を採用したもの
である。コア２ａは金型Ａの場合と同様にコアホルダ２
１に固定されている。スライドコア７はアンダーカット
部分７１を備えており、バックアップ部材８によりコア
２ａに対して所定位置に位置決めされ、コア２ａととも
に一つのコアを形成する。スライドコア７はコアホルダ
２１上に摺動可能に載置されており、該コアに設けたネ
ジ孔にネジ棒７２が螺合され、該ネジ棒は電動モータ７
３にて正転、逆転駆動される。モータ７３はコアホルダ
２１を貫通して受板２６に支持されている。スライドコ
ア７はモータ７３の運転により成形位置（図４に示す位
置）又はそれより前進した離型位置をとることができ
る。

【００６２】また、この金型Ｂでは受板２６と可動側取
付けフレーム３との間に板状のバックアップ部材ホルダ
８０が配置されており、バックアップ部材８はコアホル
ダ２１及び受板２６を昇降可能に貫通しており、ネジ８
１により該ホルダ８０に固定支持されている。受板２６
にはガイドピン８２が突設され、これはホルダ８０に設
けたガイドピンブッシュ８３を摺動可能に貫通してフレ
ーム３に達している。ホルダ８０はこのピン８２に案内
されて昇降できる。ホルダ８０の他の部分には雌ネジ部
９２が固定されており、これにネジ棒９１が螺合してお
り、該ネジ棒は電動モータ９により正転、逆転駆動され
る。モータ９はフレーム３に支持されている。

【００６３】高さ基準ブロック３５、突出しピン３８、
スプルロックピン３９、押圧ロッド３６及び位置決めピ
ン３４はいずれもバックアップ部材ホルダ８０を貫通し
ており、従ってホルダ８０はモータ９の駆動によるネジ
棒９１の回転により受板２６とフレーム３との間を往復
動でき、それによってバックアップ部材８はスライドコ
ア７をバックアップする位置（図４に示す位置）又はそ
れより下降してスライドコア７の離型位置への前進を許
す位置をとることができる。押圧ロッド３６にはホルダ
８０の上昇動作を補助するバネ３６１を嵌装してある。

【００６４】この金型Ｂによると、次のように成形が行
われる。すなわち、金型Ａの場合と同様に図示しない射
出成形機に組み込まれ、該成形機の図示しない溶融成形
材料の射出ノズルが固定側金型Ａ１のロケーティングリ
ング１８にてスプルＳに位置決め接続される。また、金
型Ａの場合と同様に型締めされる。但しこの金型Ｂで
は、バックアップ部材８がコア２ａまで上昇せしめられ
てバックアップ位置におかれ、スライドコア７がこの部
材８に当接するまで前進せしめられ、図４に示す成形位
置をとる。かくして金型Ａの場合と同様に成形が行われ
る。

【００６５】キャビティ１及びコア間の空間に射出され
た溶融材料は、固化して形状を維持し得る状態になった
後、金型Ａの場合と同様に型開きされて離型され、取り
出される。制御部６の指示に基づく冷却空気吹きつけ装
置４によるキャビティ１、コア２ａ及びスライドコア７
の冷却及び成形品の冷却についても金型Ａの場合と同様
に行われる。

【００６６】但し、この金型Ｂでは、型開きにあたり、
先ず、モータ９の運転によりバックアップ部材ホルダ８
０が下降し、それによりバックアップ部材８も下降す
る。次いでモータ７３の運転によりスライドコア７がコ
アホルダ２６とパーティングラインＰ−Ｐに沿って前進
し、離型位置をとる。かくしてスライドコア７が成形品
のアンダーカット部から解放される。引き続き可動側金
型Ａ２全体がキャビティ１から分離（型開き）される。

【００６７】以下に図３に示すようにアンダーカット部
分のない本発明に係る射出成形用金型を用いた射出成形
の実験例１及び２について説明する。この実験において
使用した金型のコア及びキャビティの材料はいずれも実
施例２の組成の熱硬化性樹脂組成物から作ったブロック
材を切削加工したものである。〔実験例１〕１）成形品：図５から図７に示すように周囲フランジａ
を有し、底壁に孔ｂを設けた箱形成形品（寸法Ｌ＝６０
ｍｍＷ＝３０ｍｍＨ＝１８ｍｍ）２）成形品材質：ＡＢＳ樹脂３）成形条件使用成形機：住友ネスタール５０トンＳＧ５０キャビティ温度：４５℃ コア温度：４５℃ 成形機ノズル温度：２３５℃ シリンダー前部温度：２３５℃ シリンダー中央部温度：２３０℃ シリンダー後部温度：２００℃ 計量：２０ｃｃ／ショット射出圧力：１２９０ｋｇｆ／ｃｍ² 射出時間：１．５６秒冷却空気吹きつけ装置４による冷却時間：２５秒４）成形結果射出圧力１２９０ｋｇｆ／ｃｍ²、成形サイクルタイム
３０秒の連続ショットにより上記成形品を精度良く得る
ことができた。また、本実験例では冷却空気吹き付けに
よるキャビティ及びコアの冷却効果も確認された。５）使用した成形型用樹脂組成物の切削加工条件と所要
加工時間（工具寸法単位はミリメートル）固定側キャビティ可動側コア使用工具： φ２フラットエンドミル φ２フラットエンドミル回転数：３５００ｒｐｍ３５００ｒｐｍ送り速度：４００〜５００ｍｍ／分１２６０ｍｍ／分（手送り）切込深さ：２ｍｍ０．０２ｍｍ合計加工時間：約１６２分約２５６分このようにキャビティ及びコアは比較的短時間で切削加
工のみで製作することができた。〔実験例２〕１）成形品：図８及び図９に示す外輪郭形状を有し、全
体に略一様な壁厚さを残して内部を空洞にした成形品
（寸法Ｌ＝３４ｍｍＷ＝１５ｍｍＨ＝２５．５ｍ
ｍ）２）成形部品材質：ワックス３）成形条件使用成形機：ワックスインジェクターキャビティ温度：１４℃ コア温度：１４℃ 成形機ノズル温度：９０℃ 射出圧力：５０ｋｇｆ／ｃｍ² 射出時間：６０秒４）成形結果射出圧力５０ｋｇｆ／ｃｍ²、成形サイクルタイム６０
秒の連続ショットにより上記成形品を精度良く得ること
ができた。５）使用した成形型用樹脂組成物の切削加工条件と所要
加工時間（工具寸法単位はミリメートル）固定側キャビティは、深さ６ｍｍ形状の仕上げ加工であ
る可動側コアは、コマ取り付け部段仕上げ加工である。

【００６８】固定側キャビティ可動側コア使用工具； φ２ボールエンドミル φ２フラットエンドミル回転数；３５００ｒｐｍ３０００ｒｐｍ送り速度；１８０ｍｍ／分１８０ｍｍ／分切込深さ；０．０５１ｍｍ０．１ｍｍ合計加工時間；約１５分約５分このようにキャビティ及びコアは比較的短時間で切削加
工のみで製作することができた。

【００６９】次に図１０に示す平面視円形状の成形品
（寸法ｒ１＝９ｍｍｒ２＝６．５ｍｍＨ＝２．８ｍ
ｍｈ＝０．９５ｍｍ）を得るためのキャビティ及びコ
アの製作実験例３について説明する。〔実験例３〕本実験例は３次元加工の時間例を示す。１）使用した成形型用樹脂組成物（実施例４のもの）の切削加工条件と所要加工時間（キャビティ加工）加工内容切削工具切削速度主軸回転数送り速度切込深さ (mm/分） (rpm) (mm/ 分) （ｍｍ）粗加工 3mm 径の２枚刃 80 8500 1500 0.09 超硬ソリッドエンドミル傾斜部 3mm 径の２枚刃 80 8500 1500 0.09 超硬ソリッドエンドミル底面 3mm 径の2 枚刃 80 8500 1500 0.09 超硬ボ-ルエンドミル（コア加工）加工内容切削工具切削速度主軸回転数送り速度切込深さ (mm/分） (rpm) (mm/ 分) （ｍｍ）粗加工 3mm 径の２枚刃 80 8500 1500 0.09 (2mm径× 超硬ソリッドエンドミル幅1.5mm) 1.5mm 径の２枚刃 56 12000 20/300 0.01 超硬ソリッドエンドミル傾斜部 1mm 径の２枚刃 37 12000 750 0.03 (幅2mm ミゾ) 超硬ボ-ルエンドミルＲ１ミゾ 2mm 径の２枚刃 75 12000 650 0.02 超硬ボ-ルエンドミル底面仕上 1mm 径の２枚刃 37 12000 600 0.02 超硬ソリッドエンドミル以上の実験からキャビティ及びコアがプログラム工数、
測定時間を含めても約１０時間で製作完了することが確
認された。

【００７０】このように本発明に係る樹脂製キャビティ
及びコアは比較的短時間で切削加工により製作できるか
ら、成形品の試作又は少量の部品生産の工数低減、納期
短縮、コスト低減等に有効であることが分かる。本発明
成形用型は、前記のものに限定されるものではなく、他
にも種々の態様をとることができる。例えば、キャビテ
ィ及びコアのうち少なくとも一方の温度を検出する手段
として、図１１に示すように、コア２のゲートＧ近傍部
分の温度を検出できるように、コア２に温度検出手段挿
入穴２ｈを設け、ここに例えば熱電対温度計の温度検出
端Ｔを挿入するようにしてもよい。

【００７１】また、キャビティ及びコアの冷却手段とし
て、図１２に示すように、前記の冷却空気吹きつけ装置
４に代えて、又は該装置の採用とともに金属製の放熱用
フィンＦをコア２ｂに付設してもよい。また、この例で
は放熱用フィンＦへの伝熱効果を上げるためにコア表面
には金属メッキを施してある。キャビティにも同様に放
熱用フィン、或いはさらに金属メッキを施すことができ
る。このように放熱用フィンＦを設けることで冷却空気
吹きつけ装置４を省略するときは、金型全体の構造が簡
素化され、安価になるので、研究室での試作や実験に適
する。

【００７２】次に、本発明に係る樹脂組成物を利用して
作った成形型（コア部及びキャビティ部）の耐久性評価
実験例４、及び本発明に係る樹脂組成物を利用して作っ
た成形型（コア部及びキャビティ部）によるゴムの射出
成形実験例５、並びに本発明に係る樹脂組成物を利用し
て作った成形型（コア部及びキャビティ部）による注型
成形の実験例６について説明する。〔実験例４：成形型の耐久性について〕前掲の表２に示
す実施例４の材料配合割合の樹脂組成物を採用してブロ
ック体を作り、これを切削加工して、図５から図７に示
すに示す成形品を射出成形するための成形型（コア部及
びキャビティ部）を製作した。

【００７３】この成形型には下記の条件で膜厚２０μｍ
のクロムメッキを施した。メッキ条件洗浄：７５℃、１０分洗浄液：コンディショナー1200（商品名）、シプレイ・
ファーイースト社製エッチング：７５℃、２０分エッチング液：Ｈ₂ＳＯ₄：ＣｒＯ₃＝１：２の溶液化学銅メッキ：室温で１５分間化学銅メッキ液：カッパーミックス３２８Ｌ（商品
名）、シプレイ・ファーイースト社製メッキ処理：Ｃｒメッキこの樹脂製成形型を用い、射出成形を行った。結果を下
記表５に示す。

【００７４】

【表５】

【００７５】上記表５において、射出成形材料の詳細は
次のとおりである。ＡＢＳ樹脂：商品名スタイラックＡＴ−１０、旭化成工
業（株）製。ＯＡ−２０：ポリアセタール樹脂に２０重量％のチタン
酸カリウムウィスカー（商品名：ティモスＤ、大塚化学
（株）製）を含む樹脂コンパウンド〔大塚化学（株）
製〕。

【００７６】ＣＴ１３２Ｂ：ポリカーボネート樹脂に１
５重量％のチタン酸カリウムウィスカー（商品名：ティ
モスＮ、大塚化学（株))を含む樹脂コンパウンド〔大塚
化学（株）製〕。以上の結果から、本発明の樹脂製成形型が、汎用エンジ
ニアリングプラスチックの中でも特に成形温度が高いポ
リカーボネートの射出成形にも充分使用できることが判
る。

【００７７】上記の射出成形終了後の本発明の樹脂製成
形型を観察したところ、特に目立った損傷はなく、プラ
スチック成形品の量産にも使用できることが判る。〔実験例５：ゴムの射出成形について）前掲の表１に示
す実施例１の材料配合割合の樹脂組成物について実施例
１の場合と同様の手順で得たブロック材を切削加工し、
図１３に示す成形品に対応する図１４に示す樹脂型Ｃ１
０を作製した。該樹脂型のキャビティＣ１及びコアＣ２
の加工には、それぞれ３分３０秒及び４分０４秒しか要
しなかった。図１４中Ｒｃはスプルを示す。成形品及び
成形条件等は下記のとおりである。１）成形品：図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示す様に平面視円形リング状の成形品寸法ｄ１＝４２ｍｍ、ｄ２＝３０ｍｍ、ｄ３＝３６ｍｍＰ１＝１４ｍｍ、Ｐ２＝８ｍｍ２）成形品材質：アクリルゴム商品名：ハイカー４０００Ｚ（日本ゼオン製）３）成形条件：使用成形機：３５トン横型射出成形機型締力：１６０ｋｇｆ／ｃｍ² 射出圧力：１４０ｋｇｆ／ｃｍ² 成形温度と時間：１６５℃×１５０秒成形の結果、所望の形状及び寸法を有するアクリルゴム
製成形品を得ることができた。〔実験例６：注型成形について〕前掲の表１に示す実施
例３の材料配合割合の樹脂組成物について実施例３の場
合と同様の手順で得たブロック材を下記表６に記載の条
件下に切削加工し、下記成形品に対応する注型成形用の
樹脂型を作製し、この型により下記条件で注型成形を行
った。

【００７８】

【表６】

【００７９】１）成形品：樹脂ケース（筐体）。サイズ
９０ｍｍ×６０ｍｍ×２５ｍｍ、平均厚さ２ｍｍ。２）成形品材質：２液性ウレタン樹脂３）成形機：真空注型機（商品名：真空注型機６４３
２、（株）野木製作所製）４）成形圧力：−７６０ｍｍＨｇ５）硬化温度及び時間：６０〜６５℃、４５分注形終了後、オーブンに入れ、上の硬化温度及び時間に
て硬化させ、成形品を作製した。所望の形状及び寸法を
有する成形品を得ることができた。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、機
械的強度に優れ、切削などの機械加工が容易で、マスタ
ーモデルを要することなく、機械加工仕上げで従来の簡
易型の加工法よりも安価に短時間で寸法精度の良い、高
耐久性の成形型部品、代表的にはコア、キャビティ等を
得ることができる成形型用樹脂組成物を提供することが
できる。

【００８１】またかかる樹脂組成物を利用して、機械加
工仕上げで寸法精度良く作ることができるとともに耐久
性が高く、従来に比べて安価な樹脂製のコア及びキャビ
ティを有する成形型を提供できる。また、本発明成形型
は、各種材料の成形や各種成形法に利用でき、精度良
く、安価に成形品を得ることができる。そして、従来の
コア及びキャビティを金属材料で形成した成形用金型と
比べると、安価に、短期間で製作することができ、設計
変更にも簡単に応じることができ、精度の点についても
要求に応じ得る。また、これらのことから、特に成形品
の量産に先行する成形型性能評価用や見本用の成形品、
少量品種の成形品などの製造に有利に採用できる。

【００８２】樹脂製のキャビティ及びコアをキャビティ
保持手段及びコア保持手段で保持し、キャビティ及びホ
ルダに冷却用気体を吹きつけられるようにするか又はそ
れらに放熱用フィンを設けた成形型では、成形時の圧力
及び温度に耐え得る耐久性がある。本発明成形型におい
てコア及びキャビティを形成している熱硬化性樹脂組成
物の熱変形温度を１８０℃以上とするときは、比較的高
融点の樹脂等の成形にも対応できる。

【００８３】本発明成形型においてキャビティ及びコア
を取り外し可能の保持部材でキャビティホルダ及びコア
ホルダに固定する構造とするときは、該キャビティ及び
コアの取り外しが容易で、メンテナンス性良好となる。
また、キャビティ及びコアを小型及び軽量化でき、さら
に錆が発生しないこと等により、キャビティ及びコアの
保管が容易になり、生産スペースと費用の節減も可能に
なる。さらに、形状及び大きさの異なるキャビティ及び
コアだけをカセット方式で取り替えることができる。

【００８４】本発明成形方法は、かかる本発明成形型を
用いることで、精度よく、安価に成形品を得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る樹脂組成物のブロック材を切削加
工して得た部品の平面図である。

【図２】図１に示す部品のＺ１−Ｚ１線に沿う断面図で
ある。

【図３】本発明に係る成形用型の１例の断面図である。

【図４】本発明に係る成形用型の他の例の断面図であ
る。

【図５】本発明に係る成形用型を用いて射出成形される
成形品の１例を示す平面図である

【図６】図５のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図７】図５のＹ−Ｙ線に沿う断面図である。

【図８】本発明に係る成形用型を用いて射出成形される
成形品の他の例の正面図である。

【図９】図８に示す成形品の側面図である。

【図１０】本発明に係る成形用型を用いて射出成形され
る成形品のさらに他の例の断面図である。

【図１１】本発明に係るコアへの温度検出手段配置の他
の例を示す斜視図である。

【図１２】本発明に係るコアの他の例の斜視図である。

【図１３】本発明に係る成形型を用いて成形される成形
品のさらに他の例を示すもので、（Ａ）はその平面図、
（Ｂ）はその断面図である。

【図１４】図１３に示す成形品を得るための本発明に係
る樹脂型（キャビティ及びコア部分）の断面図である。

【符号の説明】

Ａ、Ｂ射出成形用金型Ａ１固定側金型Ａ２可動側金型１キャビティ２、２ａ、２ｂコア１１キャビティホルダ１３ネジ１４保持部材１６固定側取付け板１７スプルブッシュ１８ロケーティングリング１９ガイドピン１９１ガイドピンブッシュＳスプルＲランナＧゲート２１コアホルダ２３ネジ２４保持部材２６受板３可動側取付けフレーム３５コアホルダ用高さ基準ブロック３６押圧ロッド３６１バネ３７突出し板３８突出しピン３９スプルロックピン４冷却空気吹きつけ装置４１低温高圧空気発生装置４２ノズル４３配管５温度計６制御部７スライドコア７１コア７のアンダーカット部分７２ネジ棒７３スライドコア駆動用電動モータ８０スライドコアホルダ８スライドコアバックアップ部材８１ネジ８２スライドコアガイドピン８３ガイドピンブッシュ９バックアップ部材ホルダ８０駆動用の電動モータ９１ネジ棒９２雌ネジ部Ｃ１０成形用樹脂型（キャビティ及びコア部分）Ｃ１キャビティＣ２コアＲｃスプール

フロントページの続き (72)発明者市川靖彦東京都西多摩郡五日市町山田503−４ (56)参考文献特開平２−232222（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−223028（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 33/40 C08L 1/00 - 101/16

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱硬化性樹脂、無機質繊維状強化材及び
無機質粒子状充填材からなる組成物であって、曲げ強さ
が１０００ｋｇｆ／ｃｍ²以上、曲げ弾性率が７０００
０ｋｇｆ／ｃｍ²以上であり、且つ、切削加工可能な成
形型用樹脂組成物。
【請求項２】熱変形温度が１８０℃以上である請求項
１記載の成形型用樹脂組成物。
【請求項３】（１）熱硬化性樹脂２５〜７０重量％、（２）平均繊維径５μｍ以下、アスペクト比３以上且つ
モース硬度６以下の無機質繊維状強化材１５〜５０重量
％、及び（３）平均粒子径２０μｍ以下且つモース硬度６以下の
無機質粒子状充填材１０〜５０重量％からなる請求項１
記載の成形型用樹脂組成物。
【請求項４】熱変形温度が１８０℃以上である請求項
３記載の成形型用樹脂組成物。
【請求項５】前記無機質繊維状強化材がチタン酸カリ
ウムウイスカーである請求項４記載の成形型用樹脂組成
物。
【請求項６】請求項１、２、３、４又は５記載の成形
型用樹脂組成物からなるコア及びキャビティを有する成
形型。
【請求項７】請求項６記載の成形型を用いて成形品を
得るための材料成形を行うことを特徴とする成形法。
【請求項８】樹脂製コア及び樹脂製キャビティ、前記
コアを保持するコア保持手段、前記キャビティを保持す
るキャビティ保持手段、前記コア及びキャビティのうち
少なくとも一方の温度を検出する温度検出手段、前記コ
ア及びキャビティに冷却用気体を吹きつける手段、及び
前記温度検出手段により検出される温度が予め定めた温
度条件を満足するように該温度検出手段により検出され
る温度に応じて前記気体吹きつけ手段の運転を制御する
制御部を備え、前記コア及びキャビティが熱硬化性樹
脂、無機質繊維状強化材及び無機質粒子状充填材からな
る組成物であって曲げ強さが１０００ｋｇｆ／ｃｍ²以
上、曲げ弾性率が７００００ｋｇｆ／ｃｍ²以上で、切
削加工可能な熱硬化性樹脂組成物から形成されている成
形型。
【請求項９】前記熱硬化性樹脂組成物の熱変形温度が
１８０℃以上である請求項８記載の成形型。
【請求項１０】前記熱硬化性樹脂組成物が、（１）熱硬化性樹脂２５〜７０重量％、（２）平均繊維径５μｍ以下、アスペクト比３以上且つ
モース硬度６以下の無機質繊維状強化材１５〜５０重量
％、及び（３）平均粒子径２０μｍ以下、モース硬度６以下の無
機質粒子状充填材１０〜５０重量％からなっている請求
項８記載の成形型。
【請求項１１】前記熱硬化性樹脂組成物の熱変形温度
が１８０℃以上である請求項１０記載の成形型。
【請求項１２】前記熱硬化性樹脂組成物における前記
無機質繊維状強化材がチタン酸カリウムウイスカーであ
る請求項１１記載の成形型。
【請求項１３】樹脂製コア及び樹脂製キャビティ、前
記コアを保持するコア保持手段、及び前記キャビティを
保持するキャビティ保持手段を備え、前記コア及びキャ
ビティが熱硬化性樹脂、無機質繊維状強化材及び無機質
粒子状充填材からなる組成物であって曲げ強さが１００
０ｋｇｆ／ｃｍ²以上、曲げ弾性率が７００００ｋｇｆ
／ｃｍ²以上で、切削加工可能な熱硬化性樹脂組成物か
ら形成されており、前記コア及びキャビティにはそれぞ
れ金属製放熱用フィンを付設してある成形型。
【請求項１４】前記熱硬化性樹脂組成物の熱変形温度
が１８０℃以上である請求項１３記載の成形型。
【請求項１５】前記熱硬化性樹脂組成物が、（１）熱硬化性樹脂２５〜７０重量％、（２）平均繊維径５μｍ以下、アスペクト比３以上且つ
モース硬度６以下の無機質繊維状強化材１５〜５０重量
％、及び（３）平均粒子径２０μｍ以下、モース硬度６以下の無
機質粒子状充填材１０〜５０重量％からなっている請求
項１３記載の成形型。
【請求項１６】前記熱硬化性樹脂組成物の熱変形温度
が１８０℃以上である請求項１５記載の成形型。
【請求項１７】前記熱硬化性樹脂組成物における前記
無機質繊維状強化材がチタン酸カリウムウイスカーであ
る請求項１６記載の成形型。
【請求項１８】射出成形用の成形型である請求項８、
９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６又は１
７記載の成形型。
【請求項１９】請求項８、９、１０、１１、１２、１
３、１４、１５、１６又は１７記載の成形型を用いて成
形品を得るための材料成形を行うことを特徴とする成形
法。