JP4690058B2 - 樹脂成形用金型 - Google Patents
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母材としてFe系合金(ウッデホルム社製:STAVAX,硬度Hv:500)を用い、成形面の断熱性を測定するためスパイラル形状の金型(スパイラルフロー金型:キャビティ溝形状は肉厚1mm,幅10mmでアルキメデスの渦巻き状)に下記に示す方法に従って各試料を作成した。
<無電解めっき層(Ni−P層)の形成>
無電解めっき層は上記のスパイラル状の型を80〜90℃に制御しためっき浴(めっき浴成分:硫酸ニッケル、次亜りん酸ナトリウム)に浸漬し、膜厚150μmのNi−P層(組成Ni:P=9:1)を形成した。該Ni−P層の硬度はHv500であった。
上記のようにして得られた無電解めっき層を形成した金型を用い、真空成膜室内にセットしてアルゴンガスを導入し、10-3Torrで放電を行なって表面を30分間ボンバードした。続いて真空成膜室内のアルゴンガスを排気してからモノシラン(SiH4)及びアセチレン(C2H2)を導入し、厚み1.0μmのアモルファス炭化珪素膜を形成した。Si含有量の制御は、モノシランとアセチレンのガス組成比をマスフローコントローラーを用いて調整する事により行なった。Siの含有量を増量させる為、ガス流量比を調整し、モノシラン:アセチレンを25:1に調整した。
試料1の金型の作製において、アモルファス炭化珪素膜形成時にモノシラン:アセチレンの流量比を50:1に調整した以外は、試料1と同様にして金型を作製した。
試料1の金型の作製において、無電解めっき層のみを形成した金型とした以外は、試料1と同様にして金型を作製した。
試料1の金型の作製において、アモルファス炭化珪素膜形成時にテトラメチルシラン及びベンゼンの混合ガスを用い、ガス流量比を調整し、テトラメチルシラン:ベンゼンを10:1に調整した以外は、試料1と同様にして金型を作製した。
試料1の金型の作製において、アモルファス炭化珪素膜の代わりに、以下のDLC膜を形成した以外は、試料1と同様にして金型を作製した。
試料1と同様に無電解めっき層を形成した金型を用い、真空成膜室に配置し、該真空成膜室にアルゴンガスを導入し、10-3Torrでアーク放電を行なって表面を30分間ボンバードした。続いて真空成膜室内のアルゴンガスを排気してからベンゼンガス(C6H6)を導入し、ガス圧を10-3Torrとした。基盤電圧1.5kv、基盤電流50mA、フィラメント電圧14v、フィラメント電流30A、アノード電圧50v、アノード電流0.6A、リフレクタ電圧50v、リフレクタ電流6mA、基盤温度160℃として膜厚1.0μmの炭素質硬質膜を形成した。
成形機として日本製鋼所社製J180ELIII−UPSを用い、各金型をセットし、金型温度80℃、射出圧力175MPa、射出率770cc/sの条件でポリカーボネート(出光石油化学社製:タフロンLC1500)及びシクロオレフィンポリマー(日本ゼオン社製:ゼオノア1060R)を用いてそれぞれ成形を行ない、流れて成形された成形品の長さを測定し、流動性の指標として評価した。ポリカーボネートの場合をスパイラルフロー長(a)、シクロポレフィンポリマーの場合をスパイラルフロー長(b)として示す。なお、試料3ついてはさらに金型温度90℃で射出成形を行った場合の結果を併記した。
実験例1の試料1〜2及び4〜5の作製において、金型の代わりに予め熱伝導度が分っているガラス基板を用い、実験例1と同様にしてガラス基板上に各被膜1μmを形成した。このようにして形成した各試料を以下により評価を行った。
光交流法熱定数測定装置(アルバック理工社製)により、ガラス基板上に得た被膜に波長680nm、出力50mWのレーザーを照射し熱電対で温度拡散を測定した。同一の測定を3回行ない、ガラス基板の熱伝導率を計算により除外する事で被膜の平均の熱伝導度(Wm-1K-1)を求めた。
2 無電解めっき層
3 アモルファス膜
4 成形面
5 可動金型
6 固定金型
7 成形キャビティ
Claims (7)
- 金型成形面の母材側には無電解めっき層が、前記母材表面に形成され、
前記金型成形面の成形面側にはアモルファス炭化珪素膜からなる表面層が、前記無電解めっき層表面に形成されており、
前記アモルファス炭化珪素膜中のSi含有量が60重量%以上であり、
前記無電解めっき層がNiとPとを含む無電解めっき層であることを特徴とする樹脂成形用金型。 - 前記アモルファス炭化珪素膜中のSi含有量が70重量%以下である請求項1に記載の樹脂成形用金型。
- 前記アモルファス炭化珪素膜からなる表面層の厚さが0.05〜20μmである請求項1または2に記載の樹脂成形用金型。
- 前記無電解めっき層が、実質的にNiとPからなる層である請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂成形用金型。
- 前記無電解めっき層のPの含有量が、0.1〜15重量%である請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂成形用金型。
- 前記母材が、Fe系合金である請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂成形用金型。
- 前記母材の硬度Hvが、300以上700以下である請求項1〜6のいずれか1項に記載の樹脂成形用金型。
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