JP5858390B1 - 射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】金属製の基材に断熱層を介して金属層を積層し、金属層をキャビティ表面とした射出成形用金型において、ゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂の金型内圧力による金属層の変形を抑制できる射出成形用金型を提供する。【解決手段】キャビティ１内で成形される製品６の形状に応じた表面を有する金属製の基材２と、基材２の表面に設けられ基材２よりも柔らかい材質から成る断熱層３と、断熱層３の表面に設けられキャビティ１の表面を成す金属層４とを備えた射出成形用金型１ａであって、金属層４と基材２との間に、断熱層３の材質よりも硬い材質から成る補強材１１を部分的に介設し、補強材１１が、キャビティ１内に溶融した熱可塑性樹脂を射出するゲート５の部分に配設され、この補強材１１により、ゲート５からキャビティ１内に射出された直後の熱可塑性樹脂の金型内圧力を支持する。【選択図】図２

Description

本発明は、溶融状態の熱可塑性樹脂（以下、樹脂とも言う）が充填されるキャビティを形成する射出成形用金型に関する。

射出成形は、加熱溶融した樹脂を射出成形用金型（以下、金型とも言う）の内部に形成されたキャビティに射出充填し、冷却固化した後に金型を開き、成形品（以下、製品とも言う）を取り出すようにした樹脂の成形方法である。

従来、射出成形用金型として、図１に示すように、キャビティ１内で成形される製品の形状に応じた表面を有する金属製の基材２と、基材２の表面に設けられた断熱層３と、断熱層３の表面に設けられた金属層４とを備え、金属層４がキャビティ１の表面を成す断熱金型１Ｊが知られている（特許文献１参照）。断熱層３の材質には、金属層４よりも熱伝導率が低い耐熱プラスチックやプラスチック複合材等が用いられている。

この断熱金型１Ｊにおいては、キャビティ１の表面を成す金属層４が断熱層３によって基材２から断熱されており、金属層４の熱容量が基材２から熱的に遮断された限定的なものとなっている。よって、溶融状態の樹脂がゲート５からキャビティ１内に射出された際、その樹脂の熱によって金属層４が速やかに昇温され、キャビティ１内における樹脂の流動性が向上する。この結果、ショートショット等の不具合を抑制でき、キャビティ１の表面の製品への転写性が向上する。

特開２０００−２５０４６号公報

しかし乍ら、従来の断熱金型１Ｊにおいては、断熱層３が耐熱プラスチックやプラスチック複合材等から成っていて剛性が高いとは言えないため、溶融状態の樹脂をゲート５からキャビティ１内に射出した際に、樹脂の金型内圧力（例えば７００ｋｇｆ／ｃｍ2）によってゲート５近傍の金属層４が撓んでしまう（図１の仮想線Ｘ参照）。これは、キャビティ１内で成形される製品の精度悪化を招く。また、溶融状態の樹脂をケート５からキャビティ１内に射出する毎に、すなわち、射出成形ワンショット毎にゲート５近傍の金属層４に撓みが生じるため、経年使用により金属疲労が蓄積し、金型１Ｊの耐久性が低下する。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、金属製の基材に断熱層を介して金属層を積層し、金属層をキャビティ表面とした射出成形用金型において、ゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂の金型内圧力による金属層の変形を抑制できる射出成形用金型を提供することにある。

上述の目的を達成すべく創案された本発明によれば、溶融した熱可塑性樹脂が充填されるキャビティを形成する射出成形用金型であって、キャビティ内で成形される製品の形状に応じた表面を有する金属製の基材と、基材の表面に設けられ基材よりも柔らかい材質から成る断熱層と、断熱層の表面に設けられキャビティの表面を成す金属層とを備え、金属層と基材との間に、キャビティの面方向に沿って部分的に、断熱層の材質よりも硬い材質から成る補強材を介設し、補強材が、金属製のメッシュから成り、キャビティ内に溶融した熱可塑性樹脂を射出するためのゲートの射出部分に少なくとも配設され、ゲートからキャビティ内に射出された直後の熱可塑性樹脂の金型内圧力を支持する、ことを特徴とする射出成形用金型が提供される。

本発明に係る射出成形用金型にあっては、メッシュが、編み目のサイズが異なる複数種類のメッシュ片から成り、キャビティ内に溶融した熱可塑性樹脂を注入するためのゲートの部分において、樹脂の流入部に細目のメッシュ片が配設され、樹脂の流れ方向下流側部に粗目のメッシュ片が配設されてもよい。

本発明に係る射出成形用金型にあっては、メッシュが、金属層と基材との間においてキャビティの面方向に間隔を隔てて複数配設され、金属層と基材との間の断熱層の層厚を定めるスペーサーを兼ねてもよい。

本発明に係る射出成形用金型にあっては、断熱層が、基材と金属層とを接合する接着剤を兼ねてもよい。

本発明に係る射出成形用金型にあっては、金属層に対向する対向金型と、対向金型にキャビティ内に突出するように設けられ、製品に孔部を成形するための押切部とを備え、金属層と基材との間において、押切部が対向する部分にメッシュを配設した補強領域部を設け、補強領域部により押切部における押切圧力を支持するようにしてもよい。

本発明に係る射出成形用金型にあっては、金属層と基材との間において、押切部が対向する部分を囲むようにしてメッシュを配設しない断熱層のみの断熱領域部を設け、断熱領域部によりキャビティ内にて押切部の周囲を回り込むように流れる熱可塑性樹脂の流動性を高めるようにしてもよい。

本発明に係る射出成形用金型にあっては、金属層の表面の一部分にシボ部を形成し、金属層と基材との間において、シボ部の部分にメッシュを配設しない断熱層のみの断熱領域部を設けると共に、シボ部の近傍にメッシュを配設した補強領域部を設け、補強領域部の断熱性と断熱領域部の断熱性との差によって、キャビティ内を流れる熱可塑性樹脂をシボ部に案内するようにしてもよい。

本発明に係る射出成形用金型にあっては、金属層に対向する対向金型と、対向金型にキャビティ内に突出するように設けられ、製品に薄肉部を成形するための隆起部とを備え、金属層と基材との間において、隆起部が対向する部分にメッシュを配設しない断熱層のみの断熱領域部を設けると共に、隆起部が対向する部分を囲むようにしてメッシュを配設した補強領域部を設け、補強領域部の断熱性と断熱領域部の断熱性との差によって、キャビティ内を流れる熱可塑性樹脂を隆起部に案内するようにしてもよい。

本発明によれば、基材に断熱層を介して積層した金属層をキャビティ表面とした射出成形用金型において、金属層と基材との間に、キャビティ内に熱可塑性樹脂を射出するゲートの部分に位置して、断熱層よりも硬い補強材（金属製のメッシュ）を介設したので、ゲートからキャビティ内に射出された熱可塑性樹脂の金型内圧力を補強材で支持することができる。この結果、ゲートからキャビティ内に射出された溶融樹脂の金型内圧力による金属層の変形を抑制でき、キャビティ内で成形される製品の精度を向上できる。また、射出成形のワンショット毎の金属層の撓みを抑えられるので、金型の耐久性を向上できる。

従来例を示す射出成形用金型を示す側断面図である。 本発明の第１実施形態に係る射出成形用金型の説明図であり、（ａ）は射出成形用金型の側断面図であって（ｂ）のIIa−IIa線断面図、（ｂ）は射出成形用金型の補強材の配置を示す平断面図であって（ａ）のIIb−IIb線断面図である。 図２の射出成形用金型で成形された製品の斜視図である。 図２の射出成形用金型の断熱層および補強材を示す断面図であり、（ａ）は補強材が金属製のメッシュのタイプ、（ｂ）は補強材がセラミック製の球体のタイプを示す。 断熱層に、メッシュを入れない場合、粗目メッシュを入れた場合、細目メッシュを入れた場合における、圧縮剛性を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係る射出成形用金型の説明図であり、（ａ）は射出成形用金型の横断面図であって（ｂ）のVIa−VIa線断面図、（ｂ）は射出成形用金型の補強材の配置を示す平断面図であって（ａ）のVIb−VIb線断面図である。 図６の射出成形用金型で成形された製品の斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る射出成形用金型の説明図であり、（ａ）は射出成形用金型の横断面図であって（ｂ）のVIIIa−VIIIa線断面図、（ｂ）は射出成形用金型の補強材の配置を示す平断面図であって（ａ）のVIIIb−VIIIb線断面図である。 図８の射出成形用金型で成形された製品の斜視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（第１実施形態：射出成形用金型１ａの概要）
図２に本発明の第１実施形態に係る射出成形用金型１ａの概要を示す。本実施形態に係る射出成形用金型１ａは、溶融した熱可塑性樹脂が充填されるキャビティ１を形成するものであり、キャビティ１内で成形される製品６（図３参照）の形状に応じた表面を有する金属製の基材２と、基材２の表面に設けられ基材２よりも柔らかい材質から成る断熱層３と、断熱層３の表面に設けられキャビティ１の表面を成す金属層４とを備えている。この金型をキャビティ型７と称す。

射出成形用金型１ａは、上述したキャビティ型７の他、キャビティ型７の金属層４に対向する対向金型（コア型８）を備えている。コア型８とキャビティ型７とは開閉自在（接触離間自在）となっており、閉じられた状態でその内方に形成されるキャビティ１にゲート５から溶融状態の熱可塑性樹脂が射出され、その樹脂が硬化した後にコア型８とキャビティ型７とが開かれて製品６（図３参照）がキャビティ１から取り出される。ゲート５は、コア型８の端部に形成されている。

コア型８には、キャビティ１内に突出するように円柱状の押切部９が設けられている。コア型８に設けられた押切部９の頂面は、コア型８とキャビティ型７とが閉じられたとき、キャビティ型７の金属層４の表面に軽く接触した状態となる。この押切部９は、キャビティ１内で成形される図３に示す製品６（薄板、板厚２ｍｍ程度）に、孔部１０を成形するものである。

キャビティ型７の金属層４と基材２との間には、キャビティ１の面方向に沿って部分的に、断熱層３の材質よりも硬い材質から成る補強材１１が介設されている。補強材１１は、キャビティ１内に溶融した熱可塑性樹脂を射出するためのゲート５の射出部分に少なくとも配設され、ゲート５からキャビティ１内に射出された直後の熱可塑性樹脂の金型内圧力を支持する。また、補強材１１は、コア型８の押切部９の直面が対向する部分にも配設されている。この補強材１１は、コア型８とキャビティ型７とが閉じられた際、押切部９における押切圧力を支持する。補強材１１については、後に詳述する。

（熱可塑性樹脂）
図２（ａ）に示すゲート５からキャビティ１内に注入される熱可塑性樹脂は、融点まで加熱されることで柔らかくなり、目的の形に形成できる樹脂である。具体的には、非晶性樹脂のポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、アクリル（ＰＭＭＡ）、ＡＢＳ等のエンジニアリングプラスチックの他、結晶性樹脂のＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等が用いられる。熱可塑性樹脂は、溶融状体でゲートからキャビティ１内に射出される。キャビティ１内に射出された樹脂の金型内圧力は、例えば、７００ｋｇｆ／ｃｍ2程度である。

（基材２）
基材２の表面は、キャビティ１内で成形される製品６（図３参照）の基本的な形状に応じて形成されており、これにより製品６の基本的な形状が成形される。なお、製品６の表面に細かな凹凸（シボ、文様等）を設ける場合には、基材２の表面ではなく、金属層４の表面にシボや文様等に応じた加飾部を凹凸形成し、この加飾部によって製品６の表面にシボや文様を転写成形する。基材２の材質には、プリハードン鋼、炭素鋼、アルミ等の金属が用いられる。基材の厚さは、２０ｍｍ程度である。

（断熱層３）
基材２の表面には、断熱層３が形成されている。断熱層３は、キャビティ１内に注入された溶融樹脂の熱エネルギーが基材２に伝達することを抑制し、溶融樹脂の温度が低下することによる流動性の低下を抑える。断熱層３は、エポキシ樹脂にガラスフィラーを混合したものが用いられ、基材２と金属層４とを接合する接着剤を兼ねている。なお、断熱層３には、エポキシ樹脂の他、フェノール樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、メラニン樹脂、ポリウレタン樹脂、ＰＰＳ、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）等を用いてもよく、これらにガラスフィラーやセラミック粉末等を混合したものを用いてもよい。断熱層３の層厚は、０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度（好ましくは０．４ｍｍ〜０．７ｍｍ）となっている。

（金属層４）
断熱層３の表面には、金属層４が形成されている。金属層４は、キャビティ１の表面を成す。金属層４は、断熱層３によって基材２から断熱されており、金属層４の熱容量は、基材２から熱的に遮断された限定的なものとなっている。このため、金属層４は、キャビティ１内に注入された溶融樹脂から熱エネルギーを受けた際、容易にその熱容量一杯まで加熱されて温度上昇する。従って、キャビティ１内の溶融樹脂の温度が低下することによる流動性の低下を抑えることができる。また、金属層４は、断熱層３を覆っているため、キャビティ１内に注入された溶融樹脂が直接的に断熱層３に接することによる断熱層３の劣化を防止し、高温の溶融樹脂の熱から断熱層３を保護する機能も発揮する。

金属層４は、強度や比熱を考慮して、プリハードン鋼、ステンレス、アルミ、銅合金、ニッケル合金、炭素鋼等が用いられる。金属層４の層厚は、０．２ｍｍ〜１ｍｍ程度（好ましくは０．５〜０．６ｍｍ）となっている。なお、キャビティ１内で成形される製品６（図３参照）の表面に細かな凹凸（シボ、文様等）を設ける場合には、金属層４の表面にシボや文様等に応じた加飾部を凹凸形成し、この加飾部によって製品６の表面にシボや文様を転写成形する。

（補強材１１）
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、キャビティ型７の金属層４と基材２との間には、キャビティ１の面方向に沿って部分的に、断熱層３の材質よりも硬い材質から成る補強材１１が介設されている。補強材１１は、キャビティ１内に溶融した熱可塑性樹脂を射出するためのゲート５の射出部分に少なくとも配設され、ゲート５からキャビティ１内に射出された直後の熱可塑性樹脂の金型内圧力を支持する。

すなわち、ゲート５からキャビティ１内に射出された直後の熱可塑性樹脂の高い金型内圧力（例えば７００ｋｇｆ／ｃｍ2、）は、補強材１１によって支持される。この結果、ゲート５からキャビティ１内に射出された溶融樹脂の金型内圧力によるゲート射出部分の金属層４の変形を抑制でき、キャビティ１内で成形される製品６（図３参照）の精度を向上できる。また、射出成形のワンショット毎のゲート射出部分における金属層４の撓みを抑制できるので、金型（キャビティ型７）の耐久性を向上できる。

なお、ゲート５からゲート射出部分の補強材１１の部分を通過してキャビティ１の奧に進入した溶融樹脂は圧力が低下した状態となるため、補強材１１がなくても金属層４が変形することはなく、補強材１１がない断熱層３のみの部分の高い断熱性によって溶融樹脂の温度および流動性を保持でき、ショートショット等の不具合を抑制できる。

（メッシュ）
補強材１１は、金属製のメッシュからなる。メッシュ１１は、縦のメッシュ線と横のメッシュ線とが格子状に編み込まれて構成されており、断熱層３（エポキシ樹脂など）と共に基材２と金属層４との間に配置されている。基材２と金属層４との間に断熱層３の材質（硬化前のエポキシ樹脂など）およびメッシュ１１を挟んだ状態で、基材２と金属層４とを押し付け合わせることで、図４（ａ）の状態となり、メッシュ１１の各メッシュ線の間に断熱層３の材質（エポキシ樹脂など）が入り込み、メッシュ１１の上面が基材２に接し、メッシュ１１の下面が金属層４に接する。この結果、基材２と金属層４との間の間隔がメッシュ線の直径の２倍となり、メッシュ１１が基材２と金属層４との間隔を定めるスペーサーとなる。

このメッシュ１１によって、ゲート５からキャビティ１内に溶融樹脂が射出されて、ゲート５近傍のキャビティ内面（金属層４）に金型内圧力が加わった際、キャビティ内面の圧縮剛性を高めることができる。なお、図４（ａ）において、メッシュ１１の上面と基材２との間、メッシュ１１の下面と金属層２との間に、断熱層３の材質（エポキシ樹脂など）が介在していても構わない。このように基材２と金属層４との間の断熱層３にメッシュ１１がフローティング状態となっていても、基材２と金属層４との間の断熱層３にメッシュ１１が存在しない場合と比べると、上記金型内圧力による断熱層３の材質（エポキシ樹脂など）の撓み量が少なくなり、金属層４の撓み量を減らせる。

なお、補強材１１は、上述したメッシュ１１に限られず、図４（ｂ）に示すように、金属またはセラミックからなる球体１２であってもよい。この球体１２によっても、メッシュ１１と同様に、金型内圧力によって金蔵層４が撓むことを抑制でき、キャビティ内面の圧縮剛性を高めることができる。球体１２は、図４（ｂ）においては互いに接するように隣り合っているが、球体１２同士の間に多少の間隔が生じていても構わない。球体１２の直径は、例えば、０．６ｍｍ程度である。

（細目メッシュ片１１ａ、粗目メッシュ片１１ｂ）
補強材１１を成す金属製のメッシュ１１は、図２（ｂ）に示すように、編み目のサイズが異なる複数種類のメッシュ片１１ａ、１１ｂを有し、キャビティ１内に溶融した熱可塑性樹脂を注入するためのゲート５の射出部分において、樹脂の流入部には細目メッシュ片１１ａが配設され、樹脂の流れ方向下流側部には粗目メッシュ片１１ｂが配設されている。粗目メッシュ片１１ｂは、材質ＳＵＳ３０４、線径０．３４ｍｍ、目合（１インチ（２５．４ｍｍ）当たりの目数）１４であり、細目メッシュ片１１ａは、材質および線径については粗目メッシュ片と同じであり、目合が３０となっている。

細目メッシュ片１１ａ 、粗目メッシュ片１１ｂは、夫々、メッシュ線の間に断熱層３の材質（エポキシ樹脂など）が入り込んだ状態となっており（図４（ａ）参照）、目合の相違に応じてメッシュ線の間に入り込む断熱層の材質（エポキシ樹脂など）の量が異なり、粗目メッシュ１１ｂの方が細目メッシュ１１ａよりもメッシュ線の間に入り込む断熱層３の材質（エポキシ樹脂など）の量が多い。このため、断熱性は、粗目メッシュ片１１ｂの方が細目メッシュ片１１ａよりも高い。一方、圧縮剛性（圧縮力に対する変位量）は、細目メッシュ片１１ａの方が粗目メッシュ片１１ｂよりも高い。この点、図５を用いて説明する。

図５は、断熱層３に、メッシュ１１を入れない場合、粗目メッシュ１１ｂを入れた場合、細目メッシュ１１ａを入れた場合における、金型（キャビティ型７）の圧縮剛性を示すグラフである。同じ圧縮力における変位量は、「メッシュ無し」＞「粗目メッシュ」＞「細目メッシュ」となっており、圧縮剛性は、「細目メッシュ」＞「粗目メッシュ」＞「メッシュ無し」となっている。すなわち、メッシュ線の格子密度が高い細目メッシュ１１ａは、格子密度が低い粗目メッシュ１１ｂよりも圧縮剛性が高い。一方、粗目メッシュ１１ｂの方が細目メッシュ１１ａよりもメッシュ線の間に入り込む断熱層３の材質（エポキシ樹脂など）の量が多いため、粗目メッシュ片１１ｂの方が細目メッシュ片１１ａよりも断熱性が高い。すなわち、断熱性は、「メッシュ無し」＞「粗目メッシュ」＞「細目メッシュ」となる。

このような断熱性および圧縮剛性の差を考慮して、図２（ｂ）に示すように、ゲート５の樹脂流入部には細目メッシュ片１１ａを配設し、ゲートの樹脂流れ方向下流側部には粗目メッシュ片１１ｂを配設している。ゲート５の樹脂流入部に細目メッシュ片１１ａを配設することで、キャビティ１内に射出された直後の高い金型内圧力（例えば７００ｋｇｆ／ｃｍ2、図５参照）を細目メッシュ片１１ａにより的確に支持して金属層４の変形を抑制できる。また、ゲート５の樹脂流れ方向下流側部に粗目メッシュ片１１ｂを連ねて配設することで、断熱性を徐変させることができ、断熱性が急変することによる転写性の悪化（製品６のくすみ、艶悪化など）を回避できる。また、この粗目メッシュ片１１ｂが
配設された部分（ゲート５の樹脂流れ方向下流側部）を流れる溶融樹脂の圧力は、射出直後の部分（ゲート５の樹脂流入部）に比べれば低下しているため、粗目メッシュ１１ｂでも十分に支持でき、金属層４の変形を抑制できる。なお、編み目のサイズが３段階以上異なる複数種類のメッシュ片を用い、ゲート５の部分において、樹脂の流れ方向に沿って、順番に、細目メッシュから粗目メッシュとなるように配設してもよい。

（押切部９の補強領域部１３）
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、キャビティ型７の金属層４と基材２との間には、コア型８の押切部９の頂面が対向する部分に位置して、補強材１１を配設した補強領域部１３が設けられている。この補強領域部１３は、コア型８とキャビティ型７とが閉じられたとき、押切部９の頂面における押切圧力を支持し、押切部９が対向する部分の金属層４が撓むことを抑制する。よって、この部分の金属層４が射出成形のワンショット毎に撓むことを抑制でき、金型（キャビティ型７）の耐久性を向上できる。また、コア型８の押切部９の頂面とキャビティ型７の金属層４との間に溶融樹脂が入り込むことを抑制できるので、図３に示す製品６の孔部１０におけるバリの発生を抑制できる。なお、補強領域部１３には、細目メッシュ片１１ａが用いられているが、強度や剛性に問題が無ければ粗目メッシュ片１１ｂを用いてもよい。

（押切部９の周囲の断熱領域部１４）
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、キャビティ型の７金属層４と基材２との間には、押切部９が対向する部分を囲むようにして、補強材（メッシュ）１１を配設しない断熱層３のみの断熱領域部１４が設けられている。この断熱領域部１４は、キャビティ１内にて押切部９の周囲を回り込むように流れる溶融樹脂（一点鎖線の矢印参照）の温度を保って流動性を高め、溶融樹脂の合流部１５におけるウェルドラインの発生を抑制する。

（その他の補強領域部）
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、キャビティ型７の金属層４と基材２との間には、キャビティ１の面方向に間隔を隔てて、補強材（メッシュ）１１を配設した補強領域部１６、１７が設けられている。メッシュ１１は、粗目メッシュ片１１ｂに限られず、細目メッシュ片１１ａでも構わない。これら補強領域部１６、１７のメッシュ１１は、金属層４と基材２との間の断熱層３の層厚を定めるスペーサーとして機能する。すなわち、キャビティ型７を製造する際、断熱層３を挟んで基材２と金属層４とを押し付け合わせるが、このとき、キャビティ１の面方向に間隔を隔てて複数のメッシュ１１を配設することで、これらメッシュ１１がスペーサーとなって断熱層３の厚さをキャビティ１の面方向に沿って容易に一定の厚さにすることができ、キャビティ型７の製造精度が向上する。

また、図２（ｂ）に示すように、補強領域部１６（メッシュ１１）は、キャビティ型７の金属層４と基材２との間において、キャビティ１内を流れる溶融樹脂の流れ方向における、押切部９の下流側の左右に配設されている。すなわち、キャビティ型７の金属層４と基材２との間には、キャビティ１内を流れる溶融樹脂の流れ方向において、押切部９の下流側の左右に補強領域部１６（メッシュ１１）が配設されている。この補強領域部１６のメッシュ１１によりその部分の断熱性が低下する。よって、キャビティ１内において、補強領域部１６の部分を流れる溶融樹脂の温度が低下し、溶融樹脂の流動性が悪化する。従って、ゲート５から注入されてキャビティ１内の押切部９の周囲を流れる溶融樹脂は、押切部９の下流側の左右に配置された補強領域部１６における悪い流動性によって、合流部１５に向けて偏向される。この結果、合流部１５に十分な量の溶融樹脂を供給でき、ウェルドラインの発生を抑制できる。

（第２実施形態：射出成形用金型１ｂ）
図６に本発明の第２実施形態に係る射出成形用金型１ｂの概要を示し、図７にその金型で成形された製品６（薄板、板厚２ｍｍ程度）を示す。図６に示す第２実施形態に係る射出成形用金型１ｂは、図２〜図５を用いて説明した第１実施形態に係る射出成形用金型１ａと基本的には同様の構成であるため、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図６と図２とを対比すれば明らかなように、第２実施形態に射出成形用金型１ｂにあっては、コア型８の押切部９が省略され、代わりにキャビティ型７にシボ部１８が形成されている。すなわち、キャビティ型７の、金属層４の表面の一部分にシボ部１８が形成されている。また、キャビティ型７の金属層４と基材２との間において、シボ部１８の部分に補強材を配設しない断熱層３のみの断熱領域部１９が設けられると共に、シボ部１８の近傍に補強材（メッシュ）１１を配設した補強領域部２０を設けられている。この構成によれば、補強領域部２０の断熱性と断熱領域部１９の断熱性との差によって、キャビティ１内を流れる熱可塑性樹脂（一点鎖線の矢印参照）がシボ部１８に案内されることになる。この結果、シボ部１９の転写性が向上し、図７に示す製品６において、シボ部１９が転写されたシボ成形部２１の成形精度が向上する。

なお、図６（ｂ）において、補強領域部２０の補強材（メッシュ）１１は、粗目メッシュ片１１ｂに限られず、細目メッシュ片１１ａでもよい。また、粗目メッシュ片１１ｂの左右方向外側に細目メッシュ片１１ａを配設して断熱性の差を段階的とし、キャビティ１内を流れる熱可塑性樹脂をシボ部１８に一層案内し易くしてもよい。

（第３実施形態：射出成形用金型１ｃ）
図８に本発明の第３実施形態に係る射出成形用金型１ｃの概要を示し、図９にその金型で成形された製品６（薄板、板厚２ｍｍ程度）を示す。図８に示す第３実施形態に係る射出成形用金型１ｃは、図２〜図５を用いて説明した第１実施形態に係る射出成形用金型１ａと基本的には同様の構成であるため、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

図８と図２とを対比すれば明らかなように、第３実施形態に射出成形用金型１ｃにあっては、コア型８の押切部９が省略され、代わりにコア型８に隆起部２２が形成されている。すなわち、コア型８に、キャビティ１内に突出するようにして、製品６に薄肉部２３を成形するための隆起部２２が形成されている。また、キャビティ型７の金属層４と基材２との間において、隆起部２２が対向する部分に補強材（メッシュ）１１を配設しない断熱層３のみの断熱領域部２４が設けられると共に、隆起部２４が対向する部分を囲むようにして補強材（メッシュ）１１を配設した補強領域部２５が設けられている。この構成によれば、補強領域部２５の断熱性と断熱領域部２４の断熱性との差によって、キャビティ１内を流れる熱可塑性樹脂を隆起部２２に案内される。この結果、隆起部２２での成形精度が向上し、図９に示す製品６において、隆起部２２により成形される薄肉部２３のショートやウェルドの発生を防止できる。なお、製品６の薄肉部２３の厚さは０．５ｍｍ程度である。

なお、補強領域部２５の補強材（メッシュ）１１は、粗目メッシュ片１１ｂおよび細目メッシュ片１１ａのどちらでもよく、図８（ｂ）に示すように、粗目メッシュ片１１ｂおよび細目メッシュ片１１ａの双方を用いてもよい。本実施形態では、図８（ｂ）に示すように、ゲート５に近い部分の二辺に細目メッシュ片１１ａを配設し、断熱性に段階的な傾斜を付けることで、キャビティ１内を流れる熱可塑性樹脂を隆起部２２に一層案内し易くしている。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した各実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。例えば、第１〜第３実施形態の金型を全て組み合わせてもよく、任意の二つの実施形態を組み合わせてもよい。

本発明は、溶融した熱可塑性樹脂が充填されるキャビティを形成する射出成形用金型に利用できる。

１ａ 射出成形用金型
１ｂ 射出成形用金型
１ｃ 射出成形用金型
１ キャビティ
２ 基材
３ 断熱層
４ 金属層
５ ゲート
６ 製品
７ キャビティ型
８ 対向金型（コア型）
９ 押切部
１０ 孔部
１１ 補強材（メッシュ）
１１ａ 細目メッシュ片
１１ｂ 粗目メッシュ片
１３ 補強領域部
１４ 断熱領域部
１８ シボ部
１９ 断熱領域部
２０ 補強領域部
２２ 隆起部
２３ 薄肉部
２４ 断熱領域部
２５ 補強領域部

Claims (8)

1. 溶融した熱可塑性樹脂が充填されるキャビティを形成する射出成形用金型であって、
   前記キャビティ内で成形される製品の形状に応じた表面を有する金属製の基材と、
   該基材の表面に設けられ前記基材よりも柔らかい材質から成る断熱層と、
   該断熱層の表面に設けられ前記キャビティの表面を成す金属層とを備え、
   該金属層と前記基材との間に、前記キャビティの面方向に沿って部分的に、前記断熱層の材質よりも硬い材質から成る補強材を介設し、
   該補強材が、金属製のメッシュから成り、前記キャビティ内に溶融した熱可塑性樹脂を射出するためのゲートの射出部分に少なくとも配設され、前記ゲートから前記キャビティ内に射出された直後の熱可塑性樹脂の金型内圧力を支持する、ことを特徴とする射出成形用金型。
2. 前記メッシュが、編み目のサイズが異なる複数種類のメッシュ片から成り、
   前記キャビティ内に溶融した熱可塑性樹脂を注入するためのゲートの部分において、樹脂の流入部に細目のメッシュ片が配設され、樹脂の流れ方向下流側部に粗目のメッシュ片が配設された、ことを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
3. 前記メッシュが、前記金属層と前記基材との間において前記キャビティの面方向に間隔を隔てて複数配設され、前記金属層と前記基材との間の前記断熱層の層厚を定めるスペーサーを兼ねる、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形用金型。
4. 前記断熱層が、前記基材と前記金属層とを接合する接着剤を兼ねる、ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の射出成形用金型。
5. 前記金属層に対向する対向金型と、該対向金型に前記キャビティ内に突出するように設けられ、前記製品に孔部を成形するための押切部とを備え、
   前記金属層と前記基材との間において、前記押切部が対向する部分に前記メッシュを配設した補強領域部を設け、該補強領域部により前記押切部における押切圧力を支持する、ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の射出成形用金型。
6. 前記金属層と前記基材との間において、前記押切部が対向する部分を囲むようにして前記メッシュを配設しない前記断熱層のみの断熱領域部を設け、該断熱領域部により前記キャビティ内にて前記押切部の周囲を回り込むように流れる熱可塑性樹脂の流動性を高めた、ことを特徴とする請求項５に記載の射出成形用金型。
7. 前記金属層の表面の一部分にシボ部を形成し、
   前記金属層と前記基材との間において、前記シボ部の部分に前記メッシュを配設しない前記断熱層のみの断熱領域部を設けると共に、前記シボ部の近傍に前記メッシュを配設した補強領域部を設け、
   該補強領域部の断熱性と前記断熱領域部の断熱性との差によって、前記キャビティ内を流れる熱可塑性樹脂を前記シボ部に案内する、ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の射出成形用金型。
8. 前記金属層に対向する対向金型と、該対向金型に前記キャビティ内に突出するように設けられ、前記製品に薄肉部を成形するための隆起部とを備え、
   前記金属層と前記基材との間において、前記隆起部が対向する部分に前記メッシュを配設しない前記断熱層のみの断熱領域部を設けると共に、前記隆起部が対向する部分を囲むようにして前記メッシュを配設した補強領域部を設け、
   該補強領域部の断熱性と前記断熱領域部の断熱性との差によって、前記キャビティ内を流れる熱可塑性樹脂を前記隆起部に案内する、ことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の射出成形用金型。

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