JP5969326B2 - Heat insulation mold - Google Patents

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Description

本発明は、射出成形に用いられる断熱金型に関するものである。   The present invention relates to a heat insulating mold used for injection molding.

射出成形法は、溶融樹脂を高圧で金型のキャビティに射出して成形する手法である。この金型に断熱金型を適用した場合、成形時における断熱金型表面での急速な温度低下が防止されて断熱金型表面の転写性が向上し、おおむね設計値通りの成形品を製造できることが知られている。   The injection molding method is a method in which molten resin is injected into a mold cavity at a high pressure and molded. When a heat insulating mold is applied to this mold, rapid temperature drop on the surface of the heat insulating mold during molding is prevented, transferability of the surface of the heat insulating mold is improved, and a molded product can be manufactured almost as designed. It has been known.

このような断熱金型として、金属基体上に樹脂層が断熱樹脂層として装着され、当該樹脂層上に金属層が表面層として装着されたものが提案されている。   As such a heat insulating mold, there has been proposed one in which a resin layer is mounted as a heat insulating resin layer on a metal substrate, and a metal layer is mounted as a surface layer on the resin layer.

特開2008−221472号公報JP 2008-212472 A

ところで、上記特許文献1における金属層をめっき等で薄く形成した場合にはその金属層自体の強度が小さくなり、断熱金型の耐久性が不十分となる傾向がある。   By the way, when the metal layer in the said patent document 1 is formed thinly by plating etc., the intensity | strength of the metal layer itself becomes small, and there exists a tendency for durability of a heat insulation metal mold to become inadequate.

一方、金属層を厚く形成した場合には金属層の強度を大きくできるものの、断熱樹脂層の断熱効果が低減して断熱金型表面の転写性が粗悪になる傾向がある。   On the other hand, when the metal layer is formed thick, the strength of the metal layer can be increased, but the heat insulating effect of the heat insulating resin layer is reduced and the transferability of the surface of the heat insulating mold tends to be poor.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、断熱金型表面の転写性を良好な状態としながらも耐久性を向上し得る断熱金型を提案しようとするものである。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to propose a heat insulating mold that can improve durability while maintaining a good transferability of the surface of the heat insulating mold.

かかる課題を解決するため本発明は、表側から表面保護層、補強層、断熱樹脂層、金型基体の順で積層された断熱金型であって、前記補強層は、前記断熱樹脂層の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有し、前記表面保護層の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有することを特徴とする。   In order to solve such a problem, the present invention provides a heat insulating mold in which a surface protective layer, a reinforcing layer, a heat insulating resin layer, and a mold base are laminated in this order from the front side, and the reinforcing layer is a longitudinal layer of the heat insulating resin layer. It has a longitudinal elastic modulus larger than an elastic modulus, and has a thermal permeability smaller than that of the surface protective layer.

このような断熱金型では、表面保護層と断熱樹脂層との間に、断熱樹脂層の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有する補強層が設けられているため、当該補強層がない場合に比べて、表面保護層が薄くても断熱金型の耐久性を向上することができる。
また、この補強層は、表面保護層の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有しているため、成形時における断熱金型表面での急速な温度低下を有効に抑制することができ、当該断熱金型表面の転写性を良好な状態とすることができる。
こうして、断熱金型表面の転写性を良好な状態としながらも耐久性を向上し得る断熱金型が提供される。
In such a heat insulating mold, since a reinforcing layer having a longitudinal elastic modulus larger than the longitudinal elastic modulus of the heat insulating resin layer is provided between the surface protective layer and the heat insulating resin layer, there is no such reinforcing layer. In comparison with this, even if the surface protective layer is thin, the durability of the heat insulating mold can be improved.
In addition, since this reinforcing layer has a thermal permeability smaller than that of the surface protective layer, it can effectively suppress a rapid temperature drop on the surface of the heat insulating mold during molding. The transferability of the heat insulating mold surface can be made good.
In this way, a heat insulating mold that can improve the durability while providing a good transfer property on the surface of the heat insulating mold is provided.

また、前記補強層は、無機部材であることが好ましく、セラミックスであることがさらに好ましい。   The reinforcing layer is preferably an inorganic member, and more preferably ceramic.

このような部材を適用した場合、断熱樹脂層の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有し、前記表面保護層の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有する補強層として選択し得る材料の選択幅が広がる。したがって、様々な種類の成形用樹脂に対して断熱金型表面の転写性を良好な状態とさせつつも耐久性を向上させ得る補強層を得ることができる。   When such a member is applied, a material having a longitudinal elastic modulus larger than that of the heat-insulating resin layer and having a heat permeability smaller than that of the surface protective layer can be selected as a reinforcing layer. A wider range of choices. Therefore, it is possible to obtain a reinforcing layer capable of improving the durability while making the transferability of the surface of the heat insulating mold favorable for various types of molding resins.

また、補強層が無機部材(セラミックス)である場合、当該補強層に含有される無機バインダーにより前記補強層と前記表面保護層とが接着されること、あるいは、当該補強層と前記表面保護層とは、無機接着剤により接着されることが好ましい。   When the reinforcing layer is an inorganic member (ceramics), the reinforcing layer and the surface protective layer are bonded by an inorganic binder contained in the reinforcing layer, or the reinforcing layer and the surface protective layer Is preferably bonded with an inorganic adhesive.

このようにした場合、補強層と表面保護層とを有機接着剤で接着する場合に比べて、成形時における金型型締や溶融樹脂のキャビティへの充填により加わる圧力に起因する接着剤自体の圧縮変形を抑制することができる。したがって、接着剤の圧縮変形によって断熱金型表面自体が凹凸形状になり、設計値との隔たりが大きい成形品が製造されることを未然に抑止することができる。   In such a case, compared to the case where the reinforcing layer and the surface protective layer are bonded with an organic adhesive, the adhesive itself caused by the pressure applied by mold clamping or filling of the molten resin into the cavity is reduced. Compression deformation can be suppressed. Therefore, it can be prevented in advance that the heat insulating mold surface itself has an uneven shape due to the compression deformation of the adhesive and a molded product having a large difference from the design value is manufactured.

前記断熱樹脂層は、前記補強層及び前記金型基体に対する接着剤を兼ねることが好ましい。   It is preferable that the heat insulating resin layer also serves as an adhesive for the reinforcing layer and the mold base.

このようにした場合、断熱樹脂層と補強層又は金型基体とを接着する接着部材を省略することができるため、その分だけ断熱金型を薄型化できる。また、断熱樹脂層と補強層又は金型基体とを接着する接着部材に起因して断熱樹脂層の断熱効果が変化することを未然に防止することができるため、断熱金型における断熱効果を精度よく得ることができる。   In this case, since the adhesive member for bonding the heat insulating resin layer and the reinforcing layer or the mold base can be omitted, the heat insulating mold can be made thinner accordingly. In addition, since the heat insulation effect of the heat insulation resin layer can be prevented from changing due to the adhesive member that adheres the heat insulation resin layer and the reinforcing layer or the mold base, the heat insulation effect in the heat insulation mold can be accurately measured. Can get well.

また、前記補強層は、前記表面保護層の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said reinforcement layer has a longitudinal elastic modulus larger than the longitudinal elastic modulus of the said surface protective layer.

このようにした場合、補強層自体の強度を高めることができ、この結果、断熱金型の耐久性をより一段と向上させることができる。また、表面保護層をより薄くすることができ、断熱樹脂層における断熱効果をより一段と向上させることができる。   In such a case, the strength of the reinforcing layer itself can be increased, and as a result, the durability of the heat insulating mold can be further improved. Further, the surface protective layer can be made thinner, and the heat insulating effect in the heat insulating resin layer can be further improved.

また、前記補強層は、前記表面保護層の熱容量よりも小さい熱容量を有することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said reinforcement layer has a heat capacity smaller than the heat capacity of the said surface protective layer.

このようにした場合、成形時における断熱金型表面での急速な温度低下を大幅に抑制することができ、この結果、断熱金型表面の転写性をより一段と良好な状態とすることができる。   In such a case, a rapid temperature drop on the surface of the heat insulating mold during molding can be significantly suppressed, and as a result, the transferability of the surface of the heat insulating mold can be further improved.

以上のように本発明によれば、断熱金型表面の転写性を良好な状態としながらも耐久性を向上し得る断熱金型が提供される。   As described above, according to the present invention, there is provided a heat insulating mold that can improve the durability while keeping the transferability of the surface of the heat insulating mold in a good state.

本実施形態における断熱金型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the heat insulation metal mold | die in this embodiment. 本実施形態における断熱金型の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the heat insulation metal mold | die in this embodiment. 第1装着工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of a 1st mounting process. 第2装着工程における第1段階の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 1st step in a 2nd mounting process. 第2装着工程における第2段階の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 2nd step in a 2nd mounting process. 第2装着工程における第3段階及び第4段階の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the 3rd step and the 4th step in a 2nd mounting process. 削り出し工程の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of a shaving process. 表面保護層と補強層とにおける他の接着の様子を図6(B)と同じ視点で示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of the other adhesion | attachment in a surface protective layer and a reinforcement layer from the same viewpoint as FIG. 6 (B). キャビティ領域が凹形状となる断熱金型を例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates the heat insulation metal mold | die from which a cavity area | region becomes concave shape. キャビティ領域が凸形状となる断熱金型を例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates the heat insulation metal mold | die from which a cavity area | region becomes convex shape. キャビティ領域が平坦状となる他の断熱金型を例示する断面図である。It is sectional drawing which illustrates the other heat insulation metal mold | die in which a cavity area | region becomes flat shape.

以下、本発明に係る断熱金型の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of a heat insulating mold according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は、本実施形態における断熱金型の断面を示す図である。図1に示すように、本実施形態における断熱金型1は、金型基体10、断熱樹脂層20、表面保護層30及び補強層40を主な構成要素として備える。   FIG. 1 is a view showing a cross section of a heat insulating mold in the present embodiment. As shown in FIG. 1, the heat insulating mold 1 in the present embodiment includes a mold base 10, a heat insulating resin layer 20, a surface protective layer 30, and a reinforcing layer 40 as main components.

<金型基体について>
金型基体10は、鋼材に対して焼き入れ処理等の加工処理を施したものである。金型基体10の厚みは、特に制限されるものではないが、少なくとも断熱樹脂層20、表面保護層30及び補強層40よりも大きくされる。
<About mold base>
The mold base 10 is obtained by subjecting a steel material to processing such as quenching. The thickness of the mold base 10 is not particularly limited, but is larger than at least the heat insulating resin layer 20, the surface protective layer 30, and the reinforcing layer 40.

このような金型基体10の材料は、金属、合金等を挙げることができ、具体的には例えば、合金工具鋼、ダイス鋼あるいは高速度工具鋼等の工具鋼や、マルテンサイト系ステンレス鋼等とされる。   Examples of the material of the mold base 10 include metals, alloys, and the like. Specifically, for example, tool steel such as alloy tool steel, die steel or high-speed tool steel, martensitic stainless steel, etc. It is said.

本実施形態の場合、金型基体10の一面S1の周縁部位にはその周縁部位の面の鉛直方向に貫通する複数のねじ孔11が穿設される。これらねじ孔11の一面S1側の開口縁には、断熱樹脂層20の厚みTを規定するスペーサ12が形成される。   In the case of this embodiment, a plurality of screw holes 11 penetrating in the vertical direction of the surface of the peripheral portion are formed in the peripheral portion of the one surface S1 of the mold base 10. A spacer 12 that defines the thickness T of the heat insulating resin layer 20 is formed at the opening edge on the one surface S1 side of these screw holes 11.

<断熱樹脂層について>
断熱樹脂層20は、成形時における断熱金型表面での急速な温度低下を抑制する樹脂層であり、金型基体10及び補強層40に対する接着剤も兼ねている。この接着力は0.1[MPa]以上とされる。
<Insulation resin layer>
The heat insulating resin layer 20 is a resin layer that suppresses a rapid temperature drop on the surface of the heat insulating mold during molding, and also serves as an adhesive for the mold base 10 and the reinforcing layer 40. This adhesive force is 0.1 [MPa] or more.

また、断熱樹脂層20の厚みTは0.2[mm]〜1.5[mm]の範囲内にあり、熱浸透率は500〜1500[J/(s0.5m2K)]の範囲内にあり、熱伝導率は0.3〜3[W/(mK)]の範囲内にあり、縦弾性率は4〜50[GPa]の範囲内にあるものとされる。 Moreover, the thickness T of the heat insulating resin layer 20 is in the range of 0.2 [mm] to 1.5 [mm], and the thermal permeability is in the range of 500 to 1500 [J / (s 0.5 m 2 K)]. The thermal conductivity is in the range of 0.3 to 3 [W / (mK)], and the longitudinal elastic modulus is in the range of 4 to 50 [GPa].

このような断熱樹脂層20の材料は熱硬化性樹脂とされる。この熱硬化性樹脂として、具体的にはエポキシアクリレート樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ポリウレタン、あるいは、熱硬化性ポリイミドなどが挙げられる。   The material of the heat insulating resin layer 20 is a thermosetting resin. Specific examples of the thermosetting resin include epoxy acrylate resin, phenol resin, epoxy resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, alkyd resin, polyurethane, and thermosetting polyimide.

なお、熱硬化性樹脂には、フィラーと呼ばれる無機粒子が強化剤として含有されていても良い。この無機粒子の形状は球形であるほうが好ましく、その平均粒径は1〜100[μm] の範囲内にあると良い。また、無機粒子の含有率は60〜90重量%の範囲内にあると良い。このような無機粒子として、具体的にはガラスビーズなどが挙げられる。   The thermosetting resin may contain inorganic particles called fillers as a reinforcing agent. The shape of the inorganic particles is preferably spherical, and the average particle size is preferably in the range of 1 to 100 [μm]. Moreover, the content rate of an inorganic particle is good in the range of 60 to 90 weight%. Specific examples of such inorganic particles include glass beads.

また、断熱樹脂層20(硬化状態にある熱硬化性樹脂)の熱伝導率と、断熱樹脂層20の厚みTとの関係は、当該熱伝導率をλ[W/(mK)]とし、当該厚みTをt[mm]とした場合、λ/t=1000[W/(mK)]の関係にある。なお、断熱樹脂層20の厚みTはスペーサ12の高さに相当する。 Further, the relationship between the thermal conductivity of the heat insulating resin layer 20 (thermosetting resin in a cured state) and the thickness T of the heat insulating resin layer 20 is such that the thermal conductivity is λ [W / (mK)] When the thickness T is t [mm], there is a relationship of λ / t = 1000 [W / (m 2 K)]. The thickness T of the heat insulating resin layer 20 corresponds to the height of the spacer 12.

<表面保護層について>
表面保護層30は、断熱樹脂層20を保護する断熱金型1の表層であり、焼き入れ処理等の加工処理を施した鋼材とされる。表面保護層30の厚みは、0.2[mm]〜1.5[mm]の範囲内とされる。
<About surface protective layer>
The surface protective layer 30 is a surface layer of the heat insulating mold 1 that protects the heat insulating resin layer 20, and is a steel material that has been subjected to processing such as quenching. The thickness of the surface protective layer 30 is in the range of 0.2 [mm] to 1.5 [mm].

このような表面保護層30の材料は、金属、合金等を挙げることができ、具体的には例えば、合金工具鋼、ダイス鋼、工具鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼等の鋼材、あるいは、クロム、亜鉛、ニッケル、ダイヤモンド等の薄膜がある。   Examples of the material of the surface protective layer 30 include metals, alloys, and the like. Specifically, for example, alloy tool steel, die steel, tool steel, martensitic stainless steel and other steel materials, or chromium, There are thin films such as zinc, nickel and diamond.

本実施形態の場合、表面保護層30の中央領域は平坦状のキャビティ領域CARとされる。なお、キャビティ領域CARは、成形すべき空間と接する面領域である。このキャビティ領域CAR以外の領域NARには、表面保護層30の一面S2から鉛直方向に延在する複数のねじ孔31が穿設される。これらねじ孔31の穿設位置は、金型基体10のねじ孔11の穿設位置と相対的に同位置とされる。   In the present embodiment, the central region of the surface protective layer 30 is a flat cavity region CAR. Note that the cavity region CAR is a surface region in contact with the space to be molded. In the region NAR other than the cavity region CAR, a plurality of screw holes 31 extending in the vertical direction from the one surface S2 of the surface protective layer 30 are formed. The drilling positions of these screw holes 31 are relatively the same as the drilling positions of the screw holes 11 of the mold base 10.

表面保護層30の一面S2は、成形すべき空間と接する面とは逆側の裏面であり、断熱樹脂層20及び補強層40を隔てて金型基体10の一面S1に正対される。なお、表面保護層30の一面S2と金型基体10の一面S1とは互いに略平行であり、当該一面S1と一面S2との間の距離は、当該面内のどの位置でも同程度の関係にある。   One surface S2 of the surface protective layer 30 is the back surface opposite to the surface in contact with the space to be molded, and faces the one surface S1 of the mold base 10 with the heat insulating resin layer 20 and the reinforcing layer 40 therebetween. The one surface S2 of the surface protective layer 30 and the one surface S1 of the mold base 10 are substantially parallel to each other, and the distance between the one surface S1 and the one surface S2 has the same relationship at any position in the surface. is there.

<補強層について>
補強層40は、表面保護層30を補強する層であり、断熱樹脂層20の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有し、表面保護層30の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有する無機部材とされ、当該無機部材に含有される無機バインダーにより表面保護層30と接着される。この接着力は0.1[MPa]以上とされる。また、補強層40の厚みは、0.1[mm]〜1.5[mm]の範囲内とされる。なお、縦弾性率は、縦弾性係数又はヤング率とも呼ばれている。
<Reinforcing layer>
The reinforcing layer 40 is a layer that reinforces the surface protective layer 30, has a longitudinal elastic modulus larger than that of the heat insulating resin layer 20, and has a thermal permeability smaller than that of the surface protective layer 30. An inorganic member is bonded to the surface protective layer 30 with an inorganic binder contained in the inorganic member. This adhesive force is 0.1 [MPa] or more. Moreover, the thickness of the reinforcement layer 40 shall be in the range of 0.1 [mm]-1.5 [mm]. The longitudinal elastic modulus is also called a longitudinal elastic modulus or Young's modulus.

このような補強層40は、断熱樹脂層20の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有し、表面保護層30の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有する無機部材であれば特に制限されるものではないが、具体的には例えば、ジルコニアや酸化アルミニウム等のセラミックス、シリカやタルク等の鉱物がある。また、無機バインダーとしては、例えば、セメントや水硬性アルミナ等の水硬性材料や、高炉水砕スラグやアモルファスシリカ等の潜在水硬性材料や、ケイ酸ソーダ等がある。   Such a reinforcing layer 40 is not particularly limited as long as it is an inorganic member having a longitudinal elastic modulus larger than that of the heat insulating resin layer 20 and having a thermal permeability smaller than that of the surface protective layer 30. Specifically, for example, there are ceramics such as zirconia and aluminum oxide, and minerals such as silica and talc. Examples of inorganic binders include hydraulic materials such as cement and hydraulic alumina, latent hydraulic materials such as blast furnace granulated slag and amorphous silica, and sodium silicate.

本実施形態の場合、補強層40の周縁部位にはその周縁部位の面の鉛直方向に貫通する複数のねじ孔41が穿設され、これらねじ孔41の穿設位置は、金型基体10のねじ孔11及び表面保護層30のねじ孔31の穿設位置と相対的に同位置とされる。   In the case of this embodiment, a plurality of screw holes 41 penetrating in the vertical direction of the surface of the peripheral portion are formed in the peripheral portion of the reinforcing layer 40, and the drilling positions of these screw holes 41 are located on the mold base 10. The screw holes 11 and the surface protective layer 30 are located at the same positions as the positions where the screw holes 31 are formed.

<効果等>
以上のとおり、本実施形態の断熱金型1は、図1に示したように、表側から表面保護層30、補強層40、断熱樹脂層20、金型基体10の順で積層される。この補強層40は、断熱樹脂層20の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有し、表面保護層30の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有するものとされる。
<Effects>
As described above, as shown in FIG. 1, the heat insulating mold 1 of the present embodiment is laminated in the order of the surface protective layer 30, the reinforcing layer 40, the heat insulating resin layer 20, and the mold base 10 from the front side. The reinforcing layer 40 has a longitudinal elastic modulus larger than that of the heat insulating resin layer 20 and has a thermal permeability smaller than that of the surface protective layer 30.

このような断熱金型1では、表面保護層30と断熱樹脂層20との間に、断熱樹脂層20の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有する補強層40が設けられているため、当該補強層40がない場合に比べて、表面保護層30が薄くても断熱金型1の耐久性を向上することができる。   In such a heat insulating mold 1, the reinforcing layer 40 having a longitudinal elastic modulus larger than the longitudinal elastic modulus of the heat insulating resin layer 20 is provided between the surface protective layer 30 and the heat insulating resin layer 20. Compared to the case where the reinforcing layer 40 is not provided, the durability of the heat insulating mold 1 can be improved even if the surface protective layer 30 is thin.

また、この補強層40は、表面保護層30の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有しているため、成形時における断熱金型表面での急速な温度低下を有効に抑制することができ、当該断熱金型表面の転写性を良好な状態とすることができる。   In addition, since the reinforcing layer 40 has a heat permeability smaller than that of the surface protective layer 30, it is possible to effectively suppress a rapid temperature drop on the heat insulating mold surface during molding. The transfer property of the surface of the heat insulating mold can be made good.

このように本実施形態の断熱金型1は、断熱金型表面の転写性を良好な状態としながらも耐久性を向上することができる。   Thus, the heat insulation mold 1 of the present embodiment can improve the durability while keeping the transferability of the surface of the heat insulation mold in a good state.

ところで、断熱樹脂層20の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有する補強層40が、表面保護層30の縦弾性率よりも大きいものとされた場合、補強層40自体の強度を高めることができ、この結果、断熱金型1の耐久性をより一段と向上させることができる。   By the way, when the reinforcement layer 40 which has a longitudinal elastic modulus larger than the longitudinal elastic modulus of the heat insulation resin layer 20 is made larger than the longitudinal elastic modulus of the surface protective layer 30, it can raise the intensity | strength of the reinforcement layer 40 itself. As a result, the durability of the heat insulating mold 1 can be further improved.

なお、シボ加工やパターン加工等の機械加工を施す場合、断熱金型1の表面を、当該機械加工が可能となる程度の硬度とする必要がある。したがって、機械加工が可能となる程度の硬度を得る観点では、表面保護層30の縦弾性率よりも大きい縦弾性率の補強層40を適用することが好ましい。   In addition, when performing machining such as embossing and patterning, the surface of the heat insulating mold 1 needs to have a hardness that enables the machining. Therefore, it is preferable to apply the reinforcing layer 40 having a longitudinal elastic modulus larger than the longitudinal elastic modulus of the surface protective layer 30 from the viewpoint of obtaining a hardness that allows machining.

また、表面保護層30の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有する補強層40が、当該表面保護層30の熱容量よりも小さい熱容量を有するものとされた場合、成形時における断熱金型表面での急速な温度低下を大幅に抑制することができ、この結果、断熱金型表面の転写性をより一段と良好な状態とすることができる。   Further, when the reinforcing layer 40 having a heat permeability smaller than that of the surface protective layer 30 has a heat capacity smaller than that of the surface protective layer 30, the surface of the heat insulating mold at the time of molding is used. As a result, the transferability of the surface of the heat insulating mold can be further improved.

本実施形態の場合、補強層40は無機部材とされ、その無機部材に含有される無機バインダーにより補強層40が表面保護層30と接着される。このため、補強層40と表面保護層30とを有機接着剤で接着する場合に比べて、成形時における金型型締や溶融樹脂のキャビティへの充填により加わる圧力に起因する接着剤自体の圧縮変形を抑制することができる。したがって、接着剤の圧縮変形によって断熱金型表面自体が凹凸形状になり、設計値との隔たりが大きい成形品が製造されることを未然に抑止することができる。   In the present embodiment, the reinforcing layer 40 is an inorganic member, and the reinforcing layer 40 is bonded to the surface protective layer 30 with an inorganic binder contained in the inorganic member. For this reason, compared with the case where the reinforcing layer 40 and the surface protective layer 30 are bonded with an organic adhesive, compression of the adhesive itself due to pressure applied by mold clamping or filling of the molten resin into the cavity during molding is performed. Deformation can be suppressed. Therefore, it can be prevented in advance that the heat insulating mold surface itself has an uneven shape due to the compression deformation of the adhesive and a molded product having a large difference from the design value is manufactured.

さらに本実施形態の場合、断熱樹脂層20は、補強層40及び金型基体10に対する接着剤を兼ねている。このため、断熱樹脂層20と補強層40又は金型基体10とを接着する接着部材を省略することができ、その分だけ断熱金型1を薄型化できる。また、断熱樹脂層20と補強層40又は金型基体10とを接着する接着部材に起因して断熱樹脂層20の断熱効果が変化することを未然に防止することができるため、断熱金型1における断熱効果を精度よく得ることができる。   Furthermore, in the case of this embodiment, the heat insulating resin layer 20 also serves as an adhesive for the reinforcing layer 40 and the mold base 10. For this reason, the adhesive member which adhere | attaches the heat insulation resin layer 20, the reinforcement layer 40, or the metal mold | die base | substrate 10 can be abbreviate | omitted, and the heat insulation metal mold | die 1 can be reduced in thickness by that much. Moreover, since it can prevent beforehand that the heat insulation effect of the heat insulation resin layer 20 changes according to the adhesive member which adhere | attaches the heat insulation resin layer 20, the reinforcement layer 40, or the metal mold | die base | substrate 10, the heat insulation metal mold | die 1 The heat insulation effect in can be obtained with high accuracy.

さらに本実施形態の場合、図1に示したように、断熱金型1の表層である表面保護層30のキャビティ領域以外の領域NARと、補強層40と、金型基体10とはボルトBTにより固定されている。   Further, in the case of the present embodiment, as shown in FIG. 1, the region NAR other than the cavity region of the surface protective layer 30 that is the surface layer of the heat insulating mold 1, the reinforcing layer 40, and the mold base 10 are formed by bolts BT. It is fixed.

このため、ボルトBTに起因する影響をキャビティ領域CARに与えることなく、金型型締時や溶融樹脂充填時、又は成形品離型時に働く力によって表面保護層30が補強層40から剥がれ、あるいは、補強層40が断熱樹脂層20から剥がれることを回避することができる。この結果、断熱金型1の耐久性をより一段と向上させることができる。   For this reason, the surface protective layer 30 is peeled off from the reinforcing layer 40 by the force that acts when the mold is clamped, when the molten resin is filled, or when the molded product is released without affecting the cavity region CAR due to the bolt BT. Further, the reinforcing layer 40 can be prevented from peeling off from the heat insulating resin layer 20. As a result, the durability of the heat insulating mold 1 can be further improved.

さらに本実施形態の場合、断熱樹脂層20の熱伝導率をλ[W/(mK)]とし、当該断熱樹脂層20の厚みTをt[mm]とした場合、λ/t=1000[W/(mK)]の関係とされる。 Further, in the case of the present embodiment, when the thermal conductivity of the heat insulating resin layer 20 is λ [W / (mK)] and the thickness T of the heat insulating resin layer 20 is t [mm], λ / t = 1000 [W / (M 2 K)].

ここで、100mmの厚みを有する金型層の表面に断熱樹脂層が被覆される断熱金型のキャビティに2mmの厚みを有する成形用樹脂層を射出した解析モデルを用いて、断熱樹脂層における物性及び厚さの影響を解析した結果を下記表に示す。

Figure 0005969326
Here, the physical properties of the heat insulating resin layer were determined using an analytical model in which a molding resin layer having a thickness of 2 mm was injected into the cavity of the heat insulating mold in which the surface of the mold layer having a thickness of 100 mm was coated with the heat insulating resin layer. The results of analyzing the influence of the thickness are shown in the following table.
Figure 0005969326

上記表に示される各温度は、成形用樹脂層の中心から断熱樹脂層までの厚さ1mm部分における温度(以下、境界温度という。)である。なお、この解析モデルにおける成形用樹脂はポリカーボネートとし、当該成形用樹脂層の初期温度は300℃とし、断熱樹脂層及び金型層の初期温度は100℃とし、金型層の末端部分(断熱樹脂層に対向する側とは逆側部分)の温度は100℃で一定とした。   Each temperature shown in the table is a temperature (hereinafter referred to as a boundary temperature) at a thickness of 1 mm from the center of the molding resin layer to the heat insulating resin layer. In this analysis model, the molding resin is polycarbonate, the initial temperature of the molding resin layer is 300 ° C., the initial temperature of the heat insulating resin layer and the mold layer is 100 ° C., and the end portion of the mold layer (the heat insulating resin). The temperature on the side opposite to the side facing the layer was constant at 100 ° C.

上記表の「1」から「6」までに示されているとおり、断熱樹脂層における熱伝導率λと厚みTとがλ/t=1000の関係にある場合、断熱樹脂層の材質や熱浸透率が異なっていても、境界温度の推移はおおむね一定に収束することが分かった。   As shown in “1” to “6” in the above table, when the thermal conductivity λ and the thickness T in the heat insulating resin layer have a relationship of λ / t = 1000, the material of the heat insulating resin layer and the heat penetration It was found that even if the rates were different, the transition of the boundary temperature converged almost uniformly.

これに対し上記表の「7」に示されているとおり、λ/tの値が1000よりも大幅に小さい場合には、境界温度の降温時間が極めて遅いことが分かった。なお、上記表には示していないが、λ/tの値が1000より小さくなるほど、境界温度の単位時間当たりの下がり幅が小さくなることが分かっている。   On the other hand, as shown in “7” of the above table, it was found that when the value of λ / t is much smaller than 1000, the temperature lowering time of the boundary temperature is extremely slow. In addition, although not shown in the said table | surface, it turns out that the fall width per unit time becomes small, so that the value of (lambda) / t becomes smaller than 1000.

また、上記表の「8」に示されているとおり、λ/tの値が1000よりも大幅に大きい場合には、境界温度の降温時間が極めて早いことが分かった。なお、上記表には示していないが、λ/tの値が1000より大きくなるほど、境界温度の単位時間当たりの下がり幅が大きくなることが分かっている。   Further, as indicated by “8” in the above table, it was found that when the value of λ / t is significantly larger than 1000, the temperature drop time of the boundary temperature is extremely fast. In addition, although not shown in the said table | surface, it turns out that the fall width per unit time of boundary temperature becomes large, so that the value of (lambda) / t becomes larger than 1000.

つまり、λ/t=1000の関係を充足している限り、成形用樹脂の射出期間には境界温度がガラス転移温度以上となり射出後には速やかにガラス転移温度を下回るという断熱効果を、断熱樹脂層20の厚みによって得ることが可能である。このため、成形用樹脂の射出期間にはその成形用樹脂のガラス転移温度以上となり射出後には速やかにガラス転移温度を下回るという断熱効果を厳密に制御することができる。したがって、耐久性を向上させながらも、成形用樹脂の射出期間における良好な転写性を実現し、当該射出期間後の冷却時間を短縮化することができる。   That is, as long as the relationship of λ / t = 1000 is satisfied, the heat insulating resin layer has a heat insulating effect that the boundary temperature becomes equal to or higher than the glass transition temperature during the injection period of the molding resin and immediately falls below the glass transition temperature after the injection. It can be obtained with a thickness of 20. For this reason, it is possible to strictly control the heat insulation effect that becomes higher than the glass transition temperature of the molding resin during the injection period of the molding resin and immediately falls below the glass transition temperature after injection. Therefore, while improving the durability, it is possible to realize good transferability during the injection period of the molding resin and to shorten the cooling time after the injection period.

ところで、本実施形態における断熱樹脂層20に無機フィラーを含有させた場合、当該無機フィラーによって断熱樹脂層20自体の強度を高めることができ、この結果、断熱金型の耐久性をより一段と向上させることができる。なお、無機フィラーが球形であり、当該無機フィラーの平均粒径は1〜100μmの範囲内にあり、当該無機フィラーの含有率は60〜90重量%の範囲内にあることは、効果的に好ましい条件である。   By the way, when the heat insulation resin layer 20 in this embodiment is made to contain an inorganic filler, the strength of the heat insulation resin layer 20 itself can be increased by the inorganic filler, and as a result, the durability of the heat insulation mold is further improved. be able to. In addition, it is effective that the inorganic filler is spherical, the average particle size of the inorganic filler is in the range of 1 to 100 μm, and the content of the inorganic filler is in the range of 60 to 90% by weight. It is a condition.

次に、上述した断熱金型1における製造方法の一例を説明する。   Next, an example of the manufacturing method in the heat insulation metal mold | die 1 mentioned above is demonstrated.

図2は、本実施形態における断熱金型1の製造方法を示すフローチャートである。図2に示すように、本実施形態における断熱金型1の製造方法は、準備工程P1、第1装着工程P2、第2装着工程P3及び削り出し工程P4を主工程として備える。   FIG. 2 is a flowchart showing a method for manufacturing the heat insulating mold 1 in the present embodiment. As shown in FIG. 2, the manufacturing method of the heat insulation metal mold | die 1 in this embodiment is equipped with the preparation process P1, the 1st mounting process P2, the 2nd mounting process P3, and the shaving process P4 as a main process.

<準備工程P1>
この準備工程P1は、金型基体10と、断熱樹脂層20の前駆体である未硬化状態の熱硬化性樹脂と、表面保護層30とすべき鋼材と、補強層40の前駆体とを準備する工程である。
<Preparation process P1>
This preparation process P1 prepares the mold base 10, an uncured thermosetting resin that is a precursor of the heat insulating resin layer 20, a steel material to be the surface protective layer 30, and a precursor of the reinforcing layer 40. It is a process to do.

具体的に金型基体10として、例えば直方体状の鋼材に対して焼き入れ処理等の加工処理を施したものが準備される。なお、この金型基体10周縁における所定部位には、ねじ孔11が穿設される。   Specifically, as the mold base 10, for example, a product obtained by subjecting a rectangular parallelepiped steel material to processing such as quenching is prepared. A screw hole 11 is formed at a predetermined portion on the periphery of the mold base 10.

未硬化状態の熱硬化性樹脂として、例えば、基材と硬化剤とを混合し流動性を調整したものが準備される。なお、必要に応じて、無機フィラー等の強化剤やその他の添加剤が基材及び硬化剤とともに混合される。   As the uncured thermosetting resin, for example, a material in which a base material and a curing agent are mixed to adjust the fluidity is prepared. If necessary, a reinforcing agent such as an inorganic filler and other additives are mixed together with the base material and the curing agent.

表面保護層30とすべき鋼材として、金型基体10の水平面と同面積の略矩形状を有する板材に対して焼き入れ処理等の加工処理を施したものが準備される。なお、この鋼材50の厚みは、表面保護層30の厚みよりも大きいものとされる。   As the steel material to be used as the surface protective layer 30, a material obtained by subjecting a plate material having a substantially rectangular shape having the same area as the horizontal surface of the mold base 10 to a quenching process or the like is prepared. The thickness of the steel material 50 is greater than the thickness of the surface protective layer 30.

補強層40との前駆体として、例えばセラミックス粒子と無機バインダーと分散剤とを混合し流動性を調整したものが準備される。なお、必要に応じて、充填剤やその他の添加剤がセラミックス粒子、無機バインダー及び分散剤とともに混合される。   As a precursor for the reinforcing layer 40, for example, a material in which ceramic particles, an inorganic binder, and a dispersant are mixed to adjust the fluidity is prepared. In addition, a filler and another additive are mixed with a ceramic particle, an inorganic binder, and a dispersing agent as needed.

<第1装着工程P2>
この第1装着工程P2は、補強層40の前駆体を用いて補強層40を形成するとともに、当該補強層40と鋼材50とを装着する工程である。
<First mounting process P2>
The first mounting step P2 is a step of forming the reinforcing layer 40 using the precursor of the reinforcing layer 40 and mounting the reinforcing layer 40 and the steel material 50.

具体的には、まず、図3の(A)に示すように、補強層40の前駆体が鋼材50の一面に吹き付けられ若しくは塗装されて、所定の厚みを有する前駆体層60が形成される。   Specifically, first, as shown in FIG. 3A, the precursor of the reinforcing layer 40 is sprayed or painted on one surface of the steel material 50 to form a precursor layer 60 having a predetermined thickness. .

次に、例えば加熱炉にて前駆体層60が加熱される。これにより前駆体層60の硬化が進行し、図3の(B)に示すように、無機部材の補強層40が、当該補強層40に含有される無機バインダーにより鋼材50と接着した状態で形成される。   Next, the precursor layer 60 is heated in a heating furnace, for example. As a result, the curing of the precursor layer 60 proceeds, and as shown in FIG. 3B, the reinforcing layer 40 of the inorganic member is formed in a state where it is adhered to the steel material 50 by the inorganic binder contained in the reinforcing layer 40. Is done.

次に、図3の(C)に示すように、なお、補強層40及び鋼材50それぞれに対して、金型基体10のねじ孔11と相対的に同じとなる部位にねじ孔31及び41が穿設される。   Next, as shown in FIG. 3C, the screw holes 31 and 41 are provided at portions relatively the same as the screw holes 11 of the mold base 10 with respect to the reinforcing layer 40 and the steel material 50, respectively. Drilled.

<第2装着工程P3>
この第2装着工程P3は、鋼材50が装着された補強層40と、金属基体10とを断熱樹脂層20により装着する工程である。
<Second mounting process P3>
This 2nd mounting process P3 is a process of mounting the reinforcement layer 40 with which the steel material 50 was mounted | worn, and the metal base | substrate 10 with the heat insulation resin layer 20. FIG.

具体的には、第1段階として、図4に示すように、金型基体10の一面S1側に形成されるスペーサ12の高さ以上となるよう、未硬化状態の熱硬化性樹脂70が金型基体10の一面S1上に塗布される。   Specifically, as a first step, as shown in FIG. 4, the uncured thermosetting resin 70 is made of gold so as to be equal to or higher than the height of the spacer 12 formed on the one surface S1 side of the mold base 10. It is applied on one surface S1 of the mold base 10.

第2段階として、図5に示すように、金型基体10の一面S1と、鋼材50が装着された補強層40の一面とが正対する状態で、金型基体10上に補強層40が載置される。これにより金型基体10の一面S1と補強層40の一面とが、スペーサ12を介して、当該面内のどの位置でも等距離となる。   As a second stage, as shown in FIG. 5, the reinforcing layer 40 is placed on the mold base 10 with the one surface S1 of the mold base 10 and the one surface of the reinforcing layer 40 to which the steel material 50 is attached facing each other. Placed. Thereby, one surface S1 of the mold base 10 and one surface of the reinforcing layer 40 are equidistant at any position within the surface via the spacer 12.

第3段階として、図6の(A)に示すように、金型基体10のねじ孔11と、補強層40のねじ孔41と、鋼材50のねじ孔31とにボルトBTが通され、金型基体10と補強層40と鋼材50とが固定される。これにより未硬化状態の熱硬化性樹脂70は押し付けられた状態となる。   As a third stage, as shown in FIG. 6A, a bolt BT is passed through the screw hole 11 of the mold base 10, the screw hole 41 of the reinforcing layer 40, and the screw hole 31 of the steel material 50. The mold base 10, the reinforcing layer 40, and the steel material 50 are fixed. As a result, the uncured thermosetting resin 70 is pressed.

第4段階として、未硬化状態の熱硬化性樹脂70が押し付けられた状態で、例えば加熱炉にて未硬化状態の熱硬化性樹脂70が加熱される。これにより未硬化状態の熱硬化性樹脂70の硬化が進行し、図6の(B)に示すように、断熱樹脂層20が、当該断熱樹脂層20を挟む補強層40及び金属基体10を接着した状態で形成される。   As a fourth stage, the uncured thermosetting resin 70 is heated in, for example, a heating furnace in a state where the uncured thermosetting resin 70 is pressed. As a result, curing of the uncured thermosetting resin 70 proceeds, and as shown in FIG. 6B, the heat insulating resin layer 20 bonds the reinforcing layer 40 and the metal substrate 10 sandwiching the heat insulating resin layer 20 to each other. It is formed in the state.

このようにこの第2装着工程P3では、金型基体10の一面S1と、鋼材50が装着された補強層40の一面との間においてキャビティ領域の鉛直方向を避けた位置にスペーサ12が配置され、当該金型基体10が押し付けられた状態で未硬化状態の熱硬化性樹脂70が加熱される。   As described above, in the second mounting step P3, the spacer 12 is disposed between the one surface S1 of the mold base 10 and the one surface of the reinforcing layer 40 to which the steel material 50 is mounted so as to avoid the vertical direction of the cavity region. The uncured thermosetting resin 70 is heated while the mold base 10 is pressed.

このため、金型基体10と補強層40との間に配置されるスペーサ12によって、未硬化状態の熱硬化性樹脂70をある一定以上の厚みとしても、その厚みのムラを金型基体10の押し付けによって大幅に抑制することができる。この結果、スペーサ12の高さを断熱樹脂層20の厚みとして正確に断熱樹脂層20を形成することができる。   For this reason, even if the uncured thermosetting resin 70 has a certain thickness or more by the spacer 12 disposed between the mold base 10 and the reinforcing layer 40, the thickness unevenness of the mold base 10 is reduced. It can be greatly suppressed by pressing. As a result, the heat insulating resin layer 20 can be accurately formed with the height of the spacer 12 as the thickness of the heat insulating resin layer 20.

本実施形態の場合、スペーサ12は金型基体10と一体に成形されているため、金型基体10上に、鋼材50が装着された補強層40を配置しさえすれば、当該金型基体10と補強層40との間にスペーサ12が配置されることになる。したがって、スペーサ12の配置位置の精度を保持しながらも、そのスペーサ12の配置工程を簡略化することができる。   In the case of the present embodiment, the spacer 12 is formed integrally with the mold base 10. Therefore, as long as the reinforcing layer 40 to which the steel material 50 is mounted is disposed on the mold base 10, the mold base 10. The spacer 12 is disposed between the reinforcing layer 40 and the reinforcing layer 40. Therefore, the arrangement process of the spacer 12 can be simplified while maintaining the accuracy of the arrangement position of the spacer 12.

<削り出し工程P4>
この削り出し工程P4は、鋼材50において補強層40が装着された側とは逆側を削って、断熱金型1の表面を作成する工程である。
<Machining process P4>
This cutting process P4 is a process of cutting the opposite side of the steel material 50 from the side on which the reinforcing layer 40 is mounted to create the surface of the heat insulating mold 1.

具体的には、図7に示すように、例えば、補強層40が装着された鋼材50の一面とは逆側の面全体を平坦に削って、平坦状のキャビティ領域CARを断熱金型1の表面として有する表面保護層30が形成される。   Specifically, as shown in FIG. 7, for example, the entire surface opposite to the one surface of the steel material 50 to which the reinforcing layer 40 is attached is cut flat to make the flat cavity region CAR of the heat insulating mold 1. A surface protective layer 30 having a surface is formed.

このように上述の準備工程P1、第1装着工程P2、第2装着工程P3及び削り出し工程P4を順次経ることで、図1に示すような断熱金型1が製造される。   Thus, the heat insulation metal mold | die 1 as shown in FIG. 1 is manufactured by passing through the above-mentioned preparation process P1, the 1st mounting process P2, the 2nd mounting process P3, and the scraping process P4 in order.

上述した実施形態はあくまで一例であり、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。   The above-described embodiment is merely an example, and the present invention is not limited to the above-described embodiment.

例えば、上記実施形態では、補強層40として、断熱樹脂層20の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有し、表面保護層30の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有する無機部材とされた。しかしながら、断熱樹脂層20の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有し、表面保護層30の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有する有機部材が補強層40として適用されていても良い。このような有機部材として、具体的には例えば、断熱樹脂層20よりも高密度でフィラーを充填したものがある。   For example, in the above embodiment, the reinforcing layer 40 is an inorganic member having a longitudinal elastic modulus larger than the longitudinal elastic modulus of the heat insulating resin layer 20 and having a thermal permeability smaller than that of the surface protective layer 30. It was. However, an organic member having a longitudinal elastic modulus larger than that of the heat insulating resin layer 20 and smaller than that of the surface protective layer 30 may be applied as the reinforcing layer 40. As such an organic member, for example, there is a member filled with a filler at a higher density than the heat insulating resin layer 20.

なお、上記実施形態のように補強層40として無機部材が適用された場合、断熱樹脂層20の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有し、表面保護層30の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有する補強層40として選択し得る材料の選択幅が広がる。このため、様々な種類の成形用樹脂に対して断熱金型表面の転写性を良好な状態とさせつつも耐久性を向上させる観点では、補強層40として無機部材が適用されることが好ましい。また、無機部材のなかではセラミックスが適用されることが特に好ましい。   In addition, when an inorganic member is applied as the reinforcing layer 40 as in the above embodiment, the heat having a longitudinal elastic modulus larger than the longitudinal elastic modulus of the heat insulating resin layer 20 and smaller than the thermal permeability of the surface protective layer 30 is used. The range of materials that can be selected as the reinforcing layer 40 having the penetration rate is widened. For this reason, it is preferable that an inorganic member is applied as the reinforcing layer 40 from the viewpoint of improving durability while maintaining good transferability on the surface of the heat insulating mold for various types of molding resins. Moreover, it is especially preferable that ceramic is applied among inorganic members.

また上記実施形態では、補強層40に含有される無機バインダーにより補強層40が鋼材50(削り出し前の表面保護層)と接着された。しかしながら、補強層40と鋼材50(削り出し前の表面保護層)とが無機接着剤により接着されても良い。無機接着剤は、例えば、基材と、硬化剤と、充填剤とによって生成可能である。基材としては、例えば、アルカリ金属ケイ酸塩系、リン酸塩系、又は、シリカゾル系がある。
基材をアルカリ金属ケイ酸塩系とした場合の硬化剤としては、例えば、Zn,Mg,Ca等の酸化物もしくは水酸化物、Na,K,Ca等のケイ化物もしくはケイフッ化物、Al,Zn等のリン酸塩、Ca,Ba,Mg等のホウ酸塩などがある。基材をリン酸塩系とした場合の硬化剤として、例えば、Mg,Ca,Zn,Al等の酸化物もしくは水酸化物、Mg,Caのケイ酸塩、2族ホウ酸塩などがある。基材をシリカゾル系とした場合には硬化剤を用いないことが多い。さらに、充填剤として、例えば、結合剤との反応性の小さい耐火物粉末などがある。
なお、無機接着剤により補強層40と鋼材50とを接着する場合、上述した断熱金型1の製造方法の一部が変更される。
すなわち、上記実施形態における準備工程P1では、補強層40の前駆体が準備された。これに対し、無機接着剤により補強層40と鋼材50とを接着する場合における準備工程P1では、例えば板状のセラミックスグリーンシートを焼成して得られる補強層40と、無機接着剤とが準備される。
また、上記実施形態における第1装着工程P2では、鋼材50の一面に形成された前駆体層60が加熱されて補強層40に含有される無機バインダーにより補強層40が鋼材50と接着された。これに対し、無機接着剤により補強層40と鋼材50とを接着する場合における第1装着工程P2では、補強層40又は鋼材50の一面に無機接着剤が塗布され、例えば図8に示すように、無機接着剤80を介して補強層40と鋼材50とが接着される。
Moreover, in the said embodiment, the reinforcement layer 40 was adhere | attached with the steel material 50 (surface protection layer before cutting out) with the inorganic binder contained in the reinforcement layer 40. FIG. However, the reinforcing layer 40 and the steel material 50 (surface protective layer before shaving) may be bonded with an inorganic adhesive. The inorganic adhesive can be generated by, for example, a base material, a curing agent, and a filler. Examples of the substrate include alkali metal silicate, phosphate, and silica sol.
Examples of the curing agent when the base material is an alkali metal silicate type include, for example, oxides or hydroxides such as Zn, Mg and Ca, silicides or silicofluorides such as Na, K and Ca, Al and Zn. And phosphates such as Ca, Ba, and Mg. Examples of the curing agent when the base material is phosphate-based include oxides or hydroxides such as Mg, Ca, Zn, and Al, Mg and Ca silicates, and group 2 borates. When the substrate is made of silica sol, a curing agent is often not used. Further, as the filler, for example, there is a refractory powder having a low reactivity with the binder.
In addition, when bonding the reinforcement layer 40 and the steel material 50 with an inorganic adhesive agent, a part of manufacturing method of the heat insulation metal mold | die 1 mentioned above is changed.
That is, in the preparation step P1 in the above embodiment, the precursor of the reinforcing layer 40 was prepared. On the other hand, in the preparation step P1 in the case where the reinforcing layer 40 and the steel material 50 are bonded with an inorganic adhesive, for example, the reinforcing layer 40 obtained by firing a plate-like ceramic green sheet and the inorganic adhesive are prepared. The
In the first mounting step P <b> 2 in the embodiment, the precursor layer 60 formed on one surface of the steel material 50 is heated and the reinforcing layer 40 is bonded to the steel material 50 with an inorganic binder contained in the reinforcing layer 40. On the other hand, in the first mounting step P2 in the case where the reinforcing layer 40 and the steel material 50 are bonded with an inorganic adhesive, the inorganic adhesive is applied to one surface of the reinforcing layer 40 or the steel material 50, for example, as shown in FIG. The reinforcing layer 40 and the steel material 50 are bonded through the inorganic adhesive 80.

また上記実施形態では、平坦形状のキャビティ領域CARが削り出されたが、例えば図8に示すように凹形状のキャビティ領域CARが削り出されても良く、例えば図9に示すように、凸形状のキャビティ領域CARが削り出されても良い。   In the above embodiment, the flat cavity region CAR is cut out. However, the concave cavity region CAR may be cut out as shown in FIG. 8, for example, as shown in FIG. The cavity region CAR may be cut out.

図9に示す断熱金型は、上記実施形態と異なる形状の表面保護層30(鋼材50)及び金型基体10を有している点で、上記実施形態の断熱金型1とは相違する。
具体的に図9に示す金型基体10の一面S1に対して、略中央領域が窪む凹部が形成される点で、当該一面S1が平坦とされた上記実施形態の金型基体10とは相違する。
また、図9に示す表面保護層30(鋼材50)の一面S2に対して、略中央領域が隆起する凸部が形成される点で、当該一面S2が平坦とされた上記実施形態の表面保護層30(鋼材50)とは相違する。
このような断熱金型は、上述の準備工程P1、第1装着工程P2、第2装着工程P3を順に経た後、削り出し工程P4において、鋼材50の一面とは逆側の面から、当該一面の凸部に沿った凹面を削り出すことで製造することができる。
The heat insulating mold shown in FIG. 9 is different from the heat insulating mold 1 of the above embodiment in that it has a surface protective layer 30 (steel material 50) and a mold base 10 having a shape different from that of the above embodiment.
Specifically, with respect to one surface S1 of the mold base 10 shown in FIG. 9, the mold base 10 of the above-described embodiment in which the one surface S1 is flat in that a concave portion having a substantially central region is formed. Is different.
Further, the surface protection of the above-described embodiment in which the one surface S2 is flat in that a convex portion with a substantially central region is formed on one surface S2 of the surface protection layer 30 (steel material 50) shown in FIG. It is different from the layer 30 (steel material 50).
Such a heat-insulating mold is subjected to the above-mentioned preparation process P1, first mounting process P2, and second mounting process P3 in this order, and then in the shaving process P4, from the surface opposite to the one surface of the steel material 50, It can manufacture by cutting out the concave surface along the convex part.

図10に示す断熱金型は、上記実施形態と異なる形状の表面保護層30(鋼材50)及び金型基体10を有している点で、上記実施形態の断熱金型1とは相違する。
具体的に図10に示す金型基体10の一面S1に対して、略中央領域が隆起する凸部が形成される点で、当該一面S1が平坦とされた上記実施形態の金型基体10とは相違する。
また、図10に示す表面保護層30(鋼材50)の一面S2に対して、略中央領域が窪む凹部が形成される点で、当該一面S2が平坦とされた上記実施形態の表面保護層30(鋼材50)とは相違する。
このような断熱金型は、上述の準備工程P1、第1装着工程P2、第2装着工程P3を順に経た後、削り出し工程P4において、鋼材50の一面とは逆側の面から、当該一面の凹部に沿った凸面を削り出すことで製造することができる。
The heat insulating mold shown in FIG. 10 is different from the heat insulating mold 1 of the above embodiment in that it has a surface protective layer 30 (steel material 50) and a mold base 10 having a shape different from that of the above embodiment.
Specifically, with respect to one surface S1 of the mold base 10 shown in FIG. 10, the mold base 10 of the above-described embodiment in which the one surface S1 is flat in that a convex portion whose substantially central region is raised is formed. Is different.
Further, the surface protective layer of the above embodiment in which the one surface S2 is flat in that a concave portion having a substantially central region is formed on one surface S2 of the surface protective layer 30 (steel material 50) shown in FIG. 30 (steel material 50).
Such a heat-insulating mold is subjected to the above-mentioned preparation process P1, first mounting process P2, and second mounting process P3 in this order, and then in the shaving process P4, from the surface opposite to the one surface of the steel material 50, It can manufacture by cutting out the convex surface along the recessed part.

なお、図11に示すように、キャビティ領域CARの形状は平坦形状であるが、金型基体10の一面S1の略中央領域が隆起する凸部が形成され、表面保護層30(鋼材50)の一面S2の略中央領域が窪む凹部が形成されていても良い。
要するに、キャビティ領域CARの形状、金型基体10の一面S1及び表面保護層30(鋼材50)の一面S2の形状は、上記実施形態、図9〜図11に示された形状に限らず、種々の形状を幅広く適用することができる。なお、補強層40の形状についても同様である。
As shown in FIG. 11, the cavity region CAR has a flat shape, but a convex portion is formed in which the substantially central region of the one surface S <b> 1 of the mold base 10 is raised, and the surface protective layer 30 (steel material 50). A concave portion in which a substantially central region of one surface S2 is recessed may be formed.
In short, the shape of the cavity region CAR, the shape S1 of the mold base 10, and the shape S2 of the surface protection layer 30 (steel material 50) are not limited to the shapes shown in the above embodiment and FIGS. The shape of can be widely applied. The same applies to the shape of the reinforcing layer 40.

また上記実施形態では、鋼材50(表面保護層30)に形成されるキャビティ領域CARが1つとされたが、2以上とされても良い。なお、キャビティ領域CARを2以上とする場合、各キャビティ領域が独立した状態にあっても良く、各キャビティ領域同士が繋がった状態にあっても良く、独立した状態にあるキャビティ領域と、繋がった状態にあるキャビティ領域とが混在していても良い。   Moreover, in the said embodiment, although the cavity area | region CAR formed in the steel material 50 (surface protective layer 30) was made into one, you may be made into two or more. When the cavity area CAR is two or more, each cavity area may be in an independent state, each cavity area may be in a connected state, or connected to an independent cavity area. A cavity region in a state may be mixed.

また上記実施形態では、未硬化状態の熱硬化性樹脂70が金型基体10の一面S1に塗布され、当該金型基体10上に鋼材50が載置された。しかしながら、未硬化状態の熱硬化性樹脂70が鋼材50に装着された補強層40の一面に塗布され、当該鋼材50上に金型基体10が載置されても良い。
また、金型基体10の一面S1上に鋼材50が載置された後に、当該金型基体10と鋼材50に装着された補強層40との間に未硬化状態の熱硬化性樹脂70が充填されても良い。さらに、未硬化状態の熱硬化性樹脂70が入れられた容器内において金型基体10の一面S1上に鋼材50が載置された後、その載置状態のまま金型基体10及び鋼材50を容器から取り出すようにしても良い。
要するに、第2装着工程P3では、鋼材50に装着された補強層40の一面と金型基体10の一面S1との間に所定距離の隙間を隔てて鋼材50及び金型基体10が配置され、当該隙間に未硬化状態の熱硬化性樹脂が配置されれば良い。
In the above-described embodiment, the uncured thermosetting resin 70 is applied to the one surface S <b> 1 of the mold base 10, and the steel material 50 is placed on the mold base 10. However, an uncured thermosetting resin 70 may be applied to one surface of the reinforcing layer 40 attached to the steel material 50, and the mold base 10 may be placed on the steel material 50.
Further, after the steel material 50 is placed on the one surface S <b> 1 of the mold base 10, the uncured thermosetting resin 70 is filled between the mold base 10 and the reinforcing layer 40 attached to the steel material 50. May be. Furthermore, after the steel material 50 is placed on one surface S1 of the mold base 10 in the container in which the uncured thermosetting resin 70 is placed, the mold base 10 and the steel material 50 are placed in the placement state. You may make it take out from a container.
In short, in the second mounting step P3, the steel material 50 and the mold base 10 are arranged with a gap of a predetermined distance between one surface of the reinforcing layer 40 mounted on the steel material 50 and one surface S1 of the mold base 10. An uncured thermosetting resin may be disposed in the gap.

また上記実施形態では、金型基体10及び鋼材50の周縁部位をボルトBTによって終結することによって金型基体10が鋼材50に押し付けられた。しかしながら、鋼材50が金型基体10に押し付けられても良く、また、終結以外の手法により金型基体10及び鋼材50の一方が他方に押し付けられても良い。   In the above embodiment, the mold base 10 is pressed against the steel material 50 by terminating the peripheral portions of the mold base 10 and the steel material 50 with the bolts BT. However, the steel material 50 may be pressed against the mold base 10, or one of the mold base 10 and the steel material 50 may be pressed against the other by a method other than termination.

また上記実施形態では、スペーサ12が、金型基体10の一面S1と一体に形成されたが、鋼材50の一面と一体に形成されていても良い。また、スペーサ12は、金型基体10におけるねじ孔21の開口縁に形成されたが、鋼材50のねじ孔11の開口縁に形成されていても良く、鋼材50と金型基体10との間であれば、当該開口縁以外であっても良い。
要するに、スペーサ12は、鋼材50の一面と金型基体10の一面S1との間において、キャビティ領域CARの鉛直方向を避けた位置である限り、どの位置に配置されていても良く、当該鋼材50又は金型基体10と一体であっても別体であっても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the spacer 12 was formed integrally with one surface S1 of the metal mold | die base | substrate 10, you may form integrally with one surface of the steel material 50. FIG. Further, although the spacer 12 is formed at the opening edge of the screw hole 21 in the mold base 10, it may be formed at the opening edge of the screw hole 11 of the steel material 50, and between the steel material 50 and the mold base 10. If so, it may be other than the opening edge.
In short, the spacer 12 may be disposed at any position between the one surface of the steel material 50 and the one surface S1 of the mold base 10 as long as the position avoids the vertical direction of the cavity region CAR. Alternatively, it may be integral with the mold base 10 or separate.

また上記実施形態では、キャビティ領域CARの表面に対して何ら加工が施されなかったが、例えばシボ加工等の表面加工が施されていても良い。   In the above embodiment, no processing is performed on the surface of the cavity region CAR. However, surface processing such as embossing may be performed.

本発明は、射出成形品を取り扱う分野において利用可能性がある。   The present invention can be used in the field of handling injection molded articles.

1・・・断熱金型
10・・・金型基体
20・・・断熱樹脂層
30・・・表面保護層
40・・・補強層
50・・・鋼材
60・・・無機溶剤層
70・・・未硬化状態の熱硬化性樹脂
80・・・無機接着剤
CAR・・・キャビティ領域
P1・・・準備工程
P2・・・第1装着工程
P3・・・第2装着工程
P4・・・削り出し工程
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thermal insulation mold 10 ... Mold base 20 ... Thermal insulation resin layer 30 ... Surface protection layer 40 ... Reinforcement layer 50 ... Steel material 60 ... Inorganic solvent layer 70 ... Uncured thermosetting resin 80 ... Inorganic adhesive CAR ... Cavity region P1 ... Preparation process P2 ... First mounting process P3 ... Second mounting process P4 ... Machining process

Claims (8)

表側から表面保護層、補強層、断熱樹脂層、金型基体の順で積層された断熱金型であって、
前記補強層は、前記断熱樹脂層の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有し、前記表面保護層の熱浸透率よりも小さい熱浸透率を有し、
前記補強層の厚みは、前記断熱樹脂層の厚み以下とされる
ことを特徴とする断熱金型。
It is a heat insulating mold laminated in the order of a surface protective layer, a reinforcing layer, a heat insulating resin layer, a mold base from the front side,
The reinforcing layer, the has a larger longitudinal elastic modulus than the longitudinal elastic modulus of the heat insulating resin layer, it has a low thermal effusivity than the thermal effusivity of the surface protective layer,
The heat insulating mold, wherein the reinforcing layer has a thickness equal to or less than a thickness of the heat insulating resin layer .
前記補強層は、無機部材である
ことを特徴とする請求項1に記載の断熱金型。
The heat insulation mold according to claim 1, wherein the reinforcing layer is an inorganic member.
前記補強層は、セラミックスである
ことを特徴とする請求項2に記載の断熱金型。
The heat insulation mold according to claim 2, wherein the reinforcing layer is ceramic.
前記補強層に含有される無機バインダーにより前記補強層と前記表面保護層とが接着される
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の断熱金型。
The heat insulating mold according to claim 2 or 3, wherein the reinforcing layer and the surface protective layer are bonded by an inorganic binder contained in the reinforcing layer.
前記補強層と前記表面保護層とは、無機接着剤により接着される
ことを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の断熱金型。
The heat insulation mold according to claim 2 or 3, wherein the reinforcing layer and the surface protective layer are bonded with an inorganic adhesive.
前記断熱樹脂層は、前記補強層及び前記金型基体に対する接着剤を兼ねる
ことを特徴とする請求項1〜請求項5いずれか1項に記載の断熱金型。
The said heat insulation resin layer serves as the adhesive agent with respect to the said reinforcement layer and the said mold base | substrate, The heat insulation metal mold | die of any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
前記補強層は、前記表面保護層の縦弾性率よりも大きい縦弾性率を有する
ことを特徴とする請求項1〜請求項6いずれか1項に記載の断熱金型。
The heat insulation mold according to any one of claims 1 to 6, wherein the reinforcing layer has a longitudinal elastic modulus larger than that of the surface protective layer.
前記補強層は、前記表面保護層の熱容量よりも小さい熱容量を有する
ことを特徴とする請求項1〜請求項7いずれか1項に記載の断熱金型。
The heat insulation mold according to any one of claims 1 to 7, wherein the reinforcing layer has a heat capacity smaller than a heat capacity of the surface protective layer.
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