JP5984264B2 - Light weight simple resin mold and manufacturing method thereof - Google Patents

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本発明は、主としてプラスチック製品のブロー成形に用いる軽量で簡易な樹脂金型及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a lightweight and simple resin mold mainly used for blow molding of plastic products and a method for producing the same.

プラスチック製品の成形方法には、射出成形、押出成形、ブロー成形、熱成形などがある。そのうち、ブロー成形は、主に中空部を有する製品の成形に用いられる。ブロー成形法としては、チューブ状のパリソンを押出機から押出し、割り金型で挟み下部を切断すると同時に融着して圧縮空気を吹き込み成形する押出ブロー成形方法や、成形機のコアで試験管状のパリソンを成形し、コア毎、ブロー金型に移動し、コア側から圧縮空気を吹き込んで成形する射出ブロー成形方法などがある。射出ブロー成形方法は、押出ブロー成形方法と比べると生産速度は落ちるが、寸法精度に優れるという特長がある。 The plastic product molding methods include injection molding, extrusion molding, blow molding, and thermoforming. Among them, blow molding is mainly used for molding a product having a hollow portion. The blow molding method includes an extrusion blow molding method in which a tubular parison is extruded from an extruder, the lower part is cut with a split die, and simultaneously fused and blown with compressed air, or a test tube is formed at the core of the molding machine. There is an injection blow molding method in which a parison is molded, moved to a blow mold for each core, and compressed air is blown from the core side. The injection blow molding method has a feature that the production speed is lower than that of the extrusion blow molding method, but the dimensional accuracy is excellent.

これら成形に使用する金型には、高圧負荷がかかるので、一般に、強度や耐久性がある鉄や銅などを切削加工するか、亜鉛とアルミの合金を鋳造するなどにより作成されている。金型の要件としては、それら切削性、熱処理性に加え、成形される高温の樹脂を早急に冷却硬化させるための高熱伝導性、製品精度を高める低熱膨張率性、及び成形品との接触面における高耐食性などがあげられる。
しかしながら、人体モデルなど三次元曲面を有する成形品の金属金型は、製作に時間が掛かるうえ、高価格となるので、成形品を多量に成形する場合には適するものの、多品種の成形品を少量成形する場合は、製品価格が割高となるなど不経済な場合が多い。
そこで、使用回数が多くなると表面の摩耗・損傷が大きくなるので、耐久性には欠けるものの、比較的短時間で製作可能で、価格も安い樹脂金型が開発されている。樹脂金型に用いる樹脂としては、耐熱性があり、硬化後に形が変わらない熱硬化性樹脂が用いられる。熱硬化樹脂には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、アミノ樹脂、ポリウレタン樹脂などがあるが、エポキシ樹脂は、優れた接着性、機械的強度、耐薬品性を有することから、ガラス繊維や炭素繊維等の各種繊維と、鉄、アルミ等の金属とを複合化し、強度や弾性率を高めた素材が開発されている(特許文献1など参照)。
具体的には、コアーボックス内に基型を入れ、金属繊維に、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸、固化させたもので基型やコアーボックスの内側面を覆って表面層とし、さらにサンドコアー(硅砂・ガラスチョップ・樹脂の混合物)をコアーボックス内に充填することにより樹脂金型を製造する方法が提案されている(特許文献2参照)。
Since the metal mold used for these moldings is subjected to a high pressure load, it is generally produced by cutting iron or copper having strength and durability, or casting an alloy of zinc and aluminum. In addition to these machinability and heat treatment properties, the mold requirements include high thermal conductivity to quickly cool and cure the high-temperature resin to be molded, low thermal expansion to increase product accuracy, and contact surface with the molded product. And high corrosion resistance.
However, metal molds for molded products with a three-dimensional curved surface such as a human body model take a long time to manufacture and are expensive. Therefore, although it is suitable for molding a large number of molded products, a variety of molded products can be used. When molding in small quantities, it is often uneconomical, for example, the product price is expensive.
Accordingly, since the wear and damage of the surface increases as the number of uses increases, a resin mold that can be manufactured in a relatively short time and has a low price has been developed. As the resin used for the resin mold, a thermosetting resin that has heat resistance and does not change its shape after curing is used. Thermosetting resins include phenolic resins, epoxy resins, amino resins, polyurethane resins, etc. Epoxy resins have excellent adhesion, mechanical strength, and chemical resistance, so glass fibers, carbon fibers, etc. A material in which various fibers and a metal such as iron and aluminum are combined to increase strength and elastic modulus has been developed (see Patent Document 1, etc.).
Specifically, a base mold is placed in a core box, and metal fibers are impregnated with a thermosetting resin such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, urethane resin, and solidified. A method has been proposed in which a resin mold is produced by covering the surface with a surface layer and filling a core box with a sand core (mixture of cinnabar, glass chop and resin) (see Patent Document 2).

一方、ブロー成型機のパリソンは、大気中で冷却されるとスキン層が形成され、表面の転写性が悪化する。また、パリソンへの空気の吹き込み圧は、比較的低いため、金型との間に入り込んだ空気が抜けきらないと、金型の転写性が低下する。そこで、粒径20〜100μmのニッケル還元粉を100としたとき、そこに5〜20重量%のエポキシ樹脂を充填して形成される、孔径0.3mm以下の多孔体層をエポキシ樹脂金型の表面層とし、金型とパリソンとの間に入り込んだ空気を抜く方法が提案されている(特許文献3参照)。
また、鏡面又はシボ面を有する中空プラスチック製品を成形する場合は、鏡面又はシボ面がきれいに転写されるよう樹脂金型の転写性を向上させる必要がある。そこで、樹脂金型の裏面に複数の温度調整室を設け、各室に加熱用流体と冷却用流体とを供給して転写温度を制御する方法が提案されている(特許文献4参照)。
On the other hand, when the parison of the blow molding machine is cooled in the atmosphere, a skin layer is formed and the surface transferability deteriorates. In addition, since the pressure of air blown into the parison is relatively low, the transferability of the mold deteriorates unless the air that has entered the mold can be removed. Therefore, when a nickel reduced powder having a particle diameter of 20 to 100 μm is defined as 100, a porous body layer having a pore diameter of 0.3 mm or less formed by filling 5 to 20% by weight of an epoxy resin is formed on the epoxy resin mold. A method has been proposed in which the surface layer is used to remove air that has entered between the mold and the parison (see Patent Document 3).
When molding a hollow plastic product having a mirror surface or a textured surface, it is necessary to improve the transferability of the resin mold so that the mirror surface or the textured surface can be transferred cleanly. Therefore, a method has been proposed in which a plurality of temperature control chambers are provided on the back surface of the resin mold, and a transfer fluid is controlled by supplying a heating fluid and a cooling fluid to each chamber (see Patent Document 4).

他方、成形品に直接接触する表面層はエポキシ樹脂と金属粉との混合物で形成し、それを支える裏打層は、金属で形成した樹脂金型は、金型製作時のエポキシ樹脂の硬化収縮や、使用時の加熱・冷却等による型表面層の伸縮等によって表面層と裏打層との間に層間剥離やひび割れが生じ易い。そこで、裏打層の表面層側に表面層の伸縮を阻止する伸縮阻止部を設ける方法が提案されている(特許文献5参照)。 On the other hand, the surface layer that is in direct contact with the molded product is formed of a mixture of epoxy resin and metal powder, and the backing layer that supports it is a resin mold formed of metal. Further, delamination and cracks are likely to occur between the surface layer and the backing layer due to expansion and contraction of the mold surface layer due to heating and cooling during use. In view of this, a method has been proposed in which an expansion / contraction prevention portion that prevents expansion / contraction of the surface layer is provided on the surface layer side of the backing layer (see Patent Document 5).

特許第2688692号公報Japanese Patent No. 2688692 特開平1−202407号公報JP-A-1-202407 特開平8−72133号公報JP-A-8-72133 特許第4072840号公報Japanese Patent No. 4072840 特開平10−44161号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-44161

上記事情に鑑み、本発明は、比較的短時間で簡便に作成することが可能であり、三次元曲面を有する成形面の転写性もよく、軽量で成形機への装着も容易な、主としてブロー成形に用いる樹脂金型及びその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention can be easily produced in a relatively short time, has good transferability of a molding surface having a three-dimensional curved surface, is lightweight and easy to mount on a molding machine, and is mainly blown. It aims at providing the resin metal mold | die used for shaping | molding, and its manufacturing method.

本発明の軽量簡易樹脂金型は、パリソンを挟持することにより三次元曲面を有する成形品の成形を行う一対の軽量簡易樹脂金型であって、金属粉が混練されたエポキシ樹脂組成物により上記成形品の成形面が形成された表面層と、該エポキシ樹脂組成物を含浸させた繊維により形成された補強層と、流体を流出入させる空間を有し、該エポキシ樹脂組成物により形成された裏面層と、を具備した成形部、並びに上記成形部の側面を取り囲むように形成された枠体と、上記裏面層側で上記成形部及び上記枠体に固定される板状部材と、を具備した躯体部を有することを特徴とする。
その場合、上記空間は、上記成形面の背面に形成されたものであって、該成形面に加わる圧力を支える支柱を内部に具備したことが好ましく、上記空間に外部から流体を流出入させる一対のノズルを備えたことも好ましい。また、上記枠体は、上記成形面を上向きにした上記表面層が隠れるか、あるいは面一となる高さを具備したことも好ましく、上記表面層及び上記補強層それぞれは、少なくとも0.5mmの厚みを有し、上記枠体は、上記成形面を上向きにした上記表面層が隠れるか、あるいは面一となる高さを具備したこと少なくとも10mmの厚みを有することが好ましい。
このように、金型の成形部がエポキシ樹脂組成物で形成されるので軽量である上、比較的短時間で簡便に作成することが可能である。また、成形部の側面を金属などの枠体で囲み、型締圧力はその枠体で受け、パリソンに圧縮空気を送り成形する際の圧力は、補強層や裏面層で受けるので、耐久性を十分確保することができる。さらに、エポキシ樹脂には金属粉が混練されているので熱伝導率がある程度高められる上、成形面背面の空間に外部から冷却用流体を送ることにより、成形品のサイクルタイムを短縮することができる。また、成形面背面の空間に支柱を備えれば、成形面に加わる圧力に対する支持力が増す。
ここで、上記成形面は、上記表面層、上記補強層、及び上記裏面層それぞれを貫通する複数の空気孔が形成されたことが好ましい。
このように、成形面に複数の空気孔を設ければ、パリソンを成形面に圧接する際に、成形面とパリソンとの間に入り込んだ空気を外部に逃がし、転写性を向上させることができる。
The lightweight simple resin mold of the present invention is a pair of lightweight simple resin molds for molding a molded product having a three-dimensional curved surface by sandwiching a parison, and the above-described epoxy resin composition kneaded with metal powder. A surface layer on which a molding surface of a molded product is formed, a reinforcing layer formed by fibers impregnated with the epoxy resin composition, and a space for allowing fluid to flow in and out, and formed by the epoxy resin composition A molded part having a back layer, a frame formed so as to surround a side surface of the molded part, and a plate-like member fixed to the molded part and the frame on the back layer side. It has the housing part which was made.
In that case, the space is formed on the back surface of the molding surface, and it is preferable that the space is provided with a column supporting pressure applied to the molding surface, and a pair of fluids flow into and out of the space from the outside. It is also preferable that the nozzle is provided. Further, the frame preferably has a height at which the surface layer with the molding surface facing upward is hidden or flush with the surface layer, and each of the surface layer and the reinforcing layer is at least 0.5 mm. It is preferable that the frame body has a thickness of at least 10 mm so that the surface layer with the molding surface facing upward is hidden or has a height that is flush.
Thus, since the molding part of a metal mold | die is formed with an epoxy resin composition, it is lightweight and can be easily produced in a comparatively short time. In addition, the side of the molded part is surrounded by a metal frame, etc., and the clamping pressure is received by the frame, and the pressure when the compressed air is sent to the parison is received by the reinforcing layer and the back layer. Enough can be secured. Furthermore, since the metal powder is kneaded in the epoxy resin, the thermal conductivity can be increased to some extent, and the cycle time of the molded product can be shortened by sending a cooling fluid from the outside to the space behind the molding surface. . Moreover, if a support | pillar is provided in the space of a molding surface back surface, the support force with respect to the pressure added to a molding surface will increase.
Here, it is preferable that the molding surface has a plurality of air holes penetrating the surface layer, the reinforcing layer, and the back layer.
In this way, if a plurality of air holes are provided on the molding surface, when the parison is pressed against the molding surface, the air that has entered between the molding surface and the parison can be released to the outside, thereby improving transferability. .

本発明の軽量簡易樹脂金型の製造方法は、パリソンを挟持することにより3次元曲面を有する成形品を成形する一対の軽量簡易樹脂金型の製造方法であって、型枠に収容された上記成形品の原型の半分に離型剤を塗布した後、金属粉が混練されたエポキシ樹脂組成物を厚みが少なくとも0.5mmとなるよう塗布し、上記成形品の成形面を有する表面層を形成する第一工程と、上記表面層に、上記エポキシ樹脂組成物を含浸させた所定サイズの繊維を重ね合わせて貼付し、厚みが少なくとも0.5mmの補強層を形成する第二工程と、上記補強層が形成された上記型枠内に、上記エポキシ樹脂組成物を充填し、流体を流出入させる空間を有する裏面層を形成する第三工程と、上記型枠の蓋部に、上記表面層、上記補強層、及び上記裏面層を形成し、該蓋部に形成された各層それぞれを、該型枠内に形成された対応する各層それぞれと接合し、上記成形品を成形する成形部を形成し、形成された該成形部を所定時間加熱して硬化させる第四工程と、上記蓋部及び上記型枠それぞれを取り外して上記成形部の側面に枠体を設置し、上記成形部及び上記枠体を板状部材に固定して躯体部を形成する第五工程と、を有することを特徴とする。
このように、箱状の型枠に3次元曲面を有する成形品の原型を収容し、金属粉を混練したエポキシ樹脂組成物で表面層、補強層、裏面層を形成して成形部とするので、複雑な曲面を切削加工したり、砂型を作成して鋳型を作成するなど手間暇のかかる工程を省力することができるので、比較的短時間で簡便に作成することが可能である。また、成形部の側面を金属などの枠体で囲み、型締圧力はその枠体で受け、パリソンに圧縮空気を送り成形する際の圧力は、補強層や裏面層で受けるので、軽量である上、耐久性を十分確保することができる。
その場合、上記第一工程は、上記型枠に上記原型全体を収容し、収容された該原型の半分が埋没するよう隠ぺいする工程を含むことができる。また、上記第三工程は、上記補強層に厚みが少なくとも0.5mmとなるよう上記エポキシ樹脂組成物を塗布した上記成形面の背面上に、所定部材を載置した状態で該エポキシ樹脂組成物を充填して上記裏面層を形成し、形成された該裏面層から該所定部材を除去して上記空間を形成する工程を含むこともできる。
このように、原型全体をそのまま型枠に収容して樹脂金型を形成するようにすれば、原型を分割する手間が省ける上、原型をそのまま保存することもできる。また、所定空間と同形、同寸の部材を用いて裏面層を形成すれば、所定空間を容易に形成することができる。
また、上記第四工程は、上記蓋部の各層それぞれを上記型枠内の各層それぞれと接合する前に、上記エポキシ樹脂組成物で成形された支柱を上記空間内に設置する工程を含むことができ、上記成形面の複数箇所に空気が外部と流通する空気孔と、上記空間に外部から流体を流出入させる孔と、を形成する工程を含むこともできる。
このように、裏面層の空間内の成形面の背面に支柱を設ければ、成形面に加わる圧力をより強力に支えることができ、成形面に複数の空気孔を設ければ、パリソンを成形面に圧接する際に、整形面とパリソンとの間に入り込んだ空気を外部に逃がすことができるので、転写性が向上し、所定空間に外部から冷却用流体を送る孔を設ければ、そこにノズルを設置して流体を流出入させ、成形品のサイクルタイムを短縮することもできる。
The manufacturing method of the lightweight simple resin mold of this invention is a manufacturing method of a pair of lightweight simple resin mold which shape | molds the molded article which has a three-dimensional curved surface by pinching | interposing a parison, Comprising: The said method accommodated in the mold After the mold release agent is applied to half of the original mold of the molded product, an epoxy resin composition kneaded with metal powder is applied so that the thickness is at least 0.5 mm to form a surface layer having the molding surface of the molded product. A second step of forming a reinforcing layer having a thickness of at least 0.5 mm by laminating and sticking a predetermined size of fiber impregnated with the epoxy resin composition on the surface layer, and the reinforcing step A third step of filling the epoxy resin composition into the mold in which a layer is formed and forming a back surface layer having a space for allowing fluid to flow in and out, and the surface layer on the lid of the mold, Forming the reinforcing layer and the back layer; Each layer formed on the lid is joined to each corresponding layer formed in the mold to form a molded part for molding the molded product, and the formed part is heated for a predetermined time. And the fourth step of curing, removing the lid and the mold, respectively, installing a frame on the side of the molded part, and fixing the molded part and the frame to a plate-like member to form a casing part And a fifth step.
In this way, a molded product having a three-dimensional curved surface is accommodated in a box-shaped mold, and a surface layer, a reinforcing layer, and a back layer are formed with an epoxy resin composition kneaded with metal powder to form a molded part. Further, since it is possible to save labor-intensive processes such as cutting a complicated curved surface or creating a mold by creating a sand mold, it is possible to create it easily in a relatively short time. In addition, the side of the molded part is surrounded by a frame such as metal, the clamping pressure is received by the frame, and the pressure when the compressed air is sent to the parison is received by the reinforcing layer and the back layer, so it is lightweight. Moreover, sufficient durability can be ensured.
In that case, the first step may include a step of housing the whole prototype in the mold and concealing so that half of the contained prototype is buried. In the third step, the epoxy resin composition is placed in a state where a predetermined member is placed on the back surface of the molding surface where the epoxy resin composition is applied to the reinforcing layer so that the thickness is at least 0.5 mm. Forming the back surface layer, and removing the predetermined member from the formed back surface layer to form the space.
In this way, if the entire original mold is accommodated in the mold as it is to form the resin mold, the labor of dividing the original mold can be saved and the original mold can be stored as it is. In addition, if the back surface layer is formed using a member having the same shape and the same size as the predetermined space, the predetermined space can be easily formed.
In addition, the fourth step includes a step of installing a column formed with the epoxy resin composition in the space before each layer of the lid is bonded to each layer in the mold. It can also include a step of forming air holes through which air circulates to the outside at a plurality of locations on the molding surface and holes for allowing fluid to flow into and out of the space from the outside.
In this way, if a support is provided on the back surface of the molding surface in the space of the back surface layer, the pressure applied to the molding surface can be supported more strongly, and if a plurality of air holes are provided on the molding surface, a parison is formed. When pressed against the surface, the air that has entered between the shaping surface and the parison can be released to the outside, so that transferability is improved, and if a hole for sending the cooling fluid from the outside is provided in the specified space, It is also possible to reduce the cycle time of the molded product by installing a nozzle in the fluid and allowing fluid to flow in and out.

本発明の軽量簡易樹脂金型及びその製造方法によれば、金型の成形部が軽量なエポキシ樹脂組成物で形成される一方、成形機の型締圧力は、成形部周囲の金属などの枠体で受けるので、金属金型に比べて重量を約半分にすることができる。また切削加工や鋳造工程などを経ることなく、原型から直接成形部を作成するので、比較的短時間で、低コストで作成することができる。
また、成形部の内部に空洞を作り、成形面を冷却することや、成形面に空気抜穴を多数設けることにより、3次元曲面を有する成形面の転写性を向上させることやサイクルタイムの短縮化が図れる。
According to the lightweight simple resin mold and the manufacturing method thereof of the present invention, the molding part of the mold is formed of a lightweight epoxy resin composition, while the mold clamping pressure of the molding machine is a frame made of metal or the like around the molding part. Since it is received by the body, the weight can be halved compared to a metal mold. In addition, since the molded part is created directly from the original without passing through a cutting process or a casting process, it can be created in a relatively short time and at a low cost.
In addition, by creating a cavity inside the molded part, cooling the molding surface, and providing many air vents on the molding surface, the transferability of the molding surface with a three-dimensional curved surface is improved and cycle time is shortened. Can be achieved.

図1は、本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型の成形面の正面図である。FIG. 1 is a front view of a molding surface of a pair of lightweight simple resin molds according to the present embodiment. 図2は、本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型を閉じた状態の側断面図である。FIG. 2 is a side sectional view showing a state in which the pair of lightweight simple resin molds of the present embodiment is closed. 図3は、本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型を閉じた状態の平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a state in which the pair of lightweight simple resin molds of the present embodiment is closed. 図4は、成形品を成形した軽量簡易樹脂金型を開いた状態の側断面図である。FIG. 4 is a side cross-sectional view of a state in which a lightweight simple resin mold formed with a molded product is opened. 図5は、本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型の製造方法の第一工程の一例を示す図である。Drawing 5 is a figure showing an example of the 1st process of a manufacturing method of a pair of lightweight simple resin metallic molds of this embodiment. 図6は、本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型の製造方法の第一工程の他の例を示す図である。Drawing 6 is a figure showing other examples of the 1st process of a manufacturing method of a pair of lightweight simple resin metallic molds of this embodiment. 図7は、本実施形態の第二工程を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a second step of the present embodiment. 図8は、本実施形態の第三工程を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a third step of the present embodiment. 図9は、本実施形態の第三工程を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a third step of the present embodiment. 図10は、本実施形態の第三工程を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a third step of the present embodiment. 図11は、本実施形態の第四工程を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a fourth step of the present embodiment. 図12は、本実施形態の第四工程を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a fourth step of the present embodiment. 図13は、本実施形態の第四工程を示す図である。FIG. 13 is a diagram illustrating a fourth step of the present embodiment. 図14は、本実施形態の第五工程を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a fifth step of the present embodiment. 図15は、本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型、あるいは本実施形態の製造工程で製造された一対の軽量簡易樹脂金型を用いて成形される成形品の一例を示す図である。FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a molded product formed using the pair of lightweight simple resin molds of the present embodiment or the pair of lightweight simple resin molds manufactured in the manufacturing process of the present embodiment.

以下に、本発明の一対の軽量簡易樹脂金型の実施形態について説明する。
図1〜図4は、本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型を示す図であり、図1は、軽量簡易樹脂金型の成形面の正面図、図2は、軽量簡易樹脂金型を閉じた状態の側断面図、図3は、軽量簡易樹脂金型を閉じた状態の平面図、図4は、成形品を成形した軽量簡易樹脂金型を開いた状態の側断面図である。
図1〜図4に示す本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型1それぞれは、開閉自在で左右対称な成形部2と躯体部3とによりパーテイングライン10を形成する。躯体部3は、成形部2の側面を囲う金属枠(本発明の「枠体」に相当する。)3aと、金属の背面板(本発明の「板状部材」に相当する。)11とにより形成され、金属枠3aには、多数のボルト穴24があり、ボルトで背面板11に固定される。また、成形部2及び背面板11には、対応する位置にボルト用のねじ穴8、9があり、成形部2もボルトで背面板11に固定されている。従って、背面板11をブロー成形機に固定することにより、一対の軽量簡易樹脂金型1それぞれをブロー成形機に据え付けることができる。
ブロー成型機に据え付けられた一対の軽量簡易樹脂金型1それぞれは、熱可塑性樹脂からなるパリソンを挟持した後、パリソンに空気挿入口25から空気を圧入して成形部2それぞれの成形面22でそのパリソンを成形する。そして、成形部2それぞれに形成された環状空間13(本発明の「空間」に相当する。)にノズル14から、例えば冷却水を流入させ、成形面22で成形された成形品19を冷却した後、一対の軽量簡易樹脂金型1それぞれを開いて、成形品19を落下させ、所望の成形品19が得られる。
ここで、本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型1は、パーテイングライン10を形成する2つの割金型で構成されるが、両者は成形面22を除くと構造が同じなので、一方について説明する。
Below, embodiment of a pair of lightweight simple resin metal mold | die of this invention is described.
1 to 4 are diagrams showing a pair of lightweight simple resin molds according to this embodiment. FIG. 1 is a front view of a molding surface of the lightweight simple resin mold. FIG. FIG. 3 is a side cross-sectional view of the closed state, FIG. 3 is a plan view of the light weight simple resin mold in a closed state, and FIG. 4 is a side cross sectional view of the light weight simple resin mold in which a molded product is molded.
Each of the pair of lightweight simple resin molds 1 of the present embodiment shown in FIGS. 1 to 4 forms a parting line 10 by a mold part 2 and a casing part 3 that are freely openable and symmetric. The casing 3 is a metal frame (corresponding to the “frame” of the present invention) 3 a that surrounds the side surface of the molded part 2, and a metal back plate (corresponding to the “plate member” of the present invention) 11. The metal frame 3a has a large number of bolt holes 24 and is fixed to the back plate 11 with bolts. Further, the molding portion 2 and the back plate 11 have screw holes 8 and 9 for bolts at corresponding positions, and the molding portion 2 is also fixed to the back plate 11 with bolts. Accordingly, by fixing the back plate 11 to the blow molding machine, each of the pair of lightweight simple resin molds 1 can be installed on the blow molding machine.
Each of the pair of lightweight simple resin molds 1 installed in the blow molding machine sandwiches a parison made of a thermoplastic resin, and then press-fits air from the air insertion port 25 to the parison at the molding surface 22 of each molding part 2. Mold the parison. Then, for example, cooling water is allowed to flow from the nozzle 14 into the annular spaces 13 (corresponding to the “space” of the present invention) formed in each of the molding parts 2, thereby cooling the molded product 19 molded by the molding surface 22. Thereafter, each of the pair of lightweight simple resin molds 1 is opened, and the molded product 19 is dropped to obtain a desired molded product 19.
Here, although a pair of lightweight simple resin metal mold | die 1 of this embodiment is comprised by the two split molds which form the parting line 10, since both are the same structures except the molding surface 22, about one side explain.

成形部2それぞれは、三次元曲面を有する成形面22が形成された表面層5と、その表面層を補強する補強層6と、表面層及び補強層6を補強すると同時に、成形部2の外観を構成する裏面層7とからなり、成形面22には、表面層5、補強層6、及び裏面層7それぞれを貫通して外部と空気が流通する複数の空気抜孔15が設けてある。また、裏面層7の内部には、冷却用の液体又は気体を外部から流出入させる環状空間13が設けてあり、補強層6を介して表面層5の成形面22を冷却することができる。さらに、環状空間13内部には、成形面22に加わる圧力をその背面側で支える4つの支柱23が設けてある。一方、パーテイングライン10を形成する成形面22それぞれの下部側には、パリソンを切断する食い切部16がある。
また、成形部2の側面又は底面には、環状空間13への貫通孔が設けられ、貫通孔には、外部から流体を流出入させる一対のノズル14が設置されている。なお、ノズル14には、ポンプにつながれたホースが接続される。
ここで、ノズル14から環状空間13に流出入させる流体は、水などの液体であっても、冷却空気などの気体であってもよい。また、裏面層7内部に設けられた環状空間13は、必ずしも環状に形成する必要はなく、成形面22を効率的に冷却することができればどのような形状であってもよい。さらに、本実施形態では、環状空間13内部に4つの支柱23を設けているが、成形面22の大きさや環状空間13の大きさによっては必ずしも支柱23を設ける必要はなく、また、支柱の数も4つに限定する必要はない。さらに、環状空間13に流体を流出入させる一対のノズル14は、流出入する流体を環状空間13内に循環させることができる位置であれば、両者ともに成形部2の側面に設けても、底面に設けてもよいし、何れか一方を側面に、他方を底面に設けてもよい。
Each of the molded portions 2 includes a surface layer 5 on which a molded surface 22 having a three-dimensional curved surface is formed, a reinforcing layer 6 that reinforces the surface layer, and the surface layer and the reinforcing layer 6 at the same time as the appearance of the molded portion 2. The molding surface 22 is provided with a plurality of air vent holes 15 that pass through the surface layer 5, the reinforcing layer 6, and the back surface layer 7, and allow air to flow outside. Further, an annular space 13 through which a cooling liquid or gas flows in and out from the outside is provided inside the back surface layer 7, and the molding surface 22 of the surface layer 5 can be cooled via the reinforcing layer 6. Further, four support columns 23 are provided in the annular space 13 to support the pressure applied to the molding surface 22 on the back side. On the other hand, there is a cutout 16 that cuts the parison on the lower side of each molding surface 22 forming the parting line 10.
Moreover, the through-hole to the annular space 13 is provided in the side surface or bottom surface of the shaping | molding part 2, and a pair of nozzle 14 which makes fluid flow in / out from the exterior is installed in the through-hole. The nozzle 14 is connected to a hose connected to a pump.
Here, the fluid flowing into and out of the annular space 13 from the nozzle 14 may be a liquid such as water or a gas such as cooling air. Further, the annular space 13 provided in the back surface layer 7 is not necessarily formed in an annular shape, and may have any shape as long as the molding surface 22 can be efficiently cooled. Furthermore, in this embodiment, four support columns 23 are provided inside the annular space 13, but the support columns 23 are not necessarily provided depending on the size of the molding surface 22 and the size of the annular space 13, and the number of support columns There is no need to limit the number to four. Further, the pair of nozzles 14 that allow the fluid to flow into and out of the annular space 13 may be provided on the side surface of the molding portion 2 as long as the fluid that flows in and out can be circulated in the annular space 13. Either one may be provided on the side surface, and the other may be provided on the bottom surface.

表面層5は、金属粉を5重量%〜98重量%混練したエポキシ樹脂組成物を厚みが0.5mm以上となるように塗布して形成される。
また、補強層6は、ガラス繊維、炭素繊維、フェルト、不織布、その他のシートを5cm〜30cm四方に切断し、そのシートに金属粉を5重量%〜98重量%混練したエポキシ樹脂組成物を含浸させ、0.5mm〜10mm程度の厚さとなるまで表面層3に隙間なく重ね合わせて貼付して形成する。
裏面層7は、金属粉を5重量%〜98重量%混練したエポキシ樹脂組成物を補強層6の上に塗り重ね、内部に環状空間13が形成されるようにする。そして、外観が直方体となるように整形する。
ここで、本実施形態の環状空間13は、裏面層7を塗り重ねる際に、環状空間13と同じサイズに整形された粘土あるいは発泡スチロールを成形面22の背面に配置することなどにより形成することができる。そのとき、粘土あるいは発泡スチロールに貫通孔を設け、その貫通孔にもエポキシ樹脂組成物を充填して環状空間13内に支柱23を設けることにしてもよいし、一旦環状空間13を形成した後に、エポキシ樹脂組成物で予め成形した支柱23を環状空間13内に接着して設置してもよい。
なお、裏面層7の厚さは、最も薄い部分でも10mm以上になるよう、環状空間13のサイズを調整する。
また本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、エポキシ樹脂と硬化剤と金属粉とにより構成することができる。
エポキシ樹脂としては、例えばビスフェノールA、ビスフェノールF、ノボネック樹脂、臭素化ビスフェノールA等の各種フェノールのグリシジルエーテル、環式脂肪族エポキシ樹脂、グリシジルエステル樹脂、グリシジルアミン樹脂、及び複素環式エポキシ樹脂等を挙げることができる。
また、硬化剤としては、アミン類、及び酸無水類を挙げることができる。
さらに、金属粉としては、例えばアルミニウム、鉄、銅、ニッケル、スズなどを挙げることができる。
なお、必要に応じて硬化促進剤、希釈剤、可撓性付与剤、金属粉以外の、例えばシリカ、アルミナ、マグネシウム、カーボンブラック等の充填材、各種添加剤、溶剤を添加することができる。
本実施形態のエポキシ樹脂組成物は、金属粉を5重量%〜98重量%の範囲で混練しているが、98重量%を超えると金属粉の結合状態が悪化し、強度に問題が生じ、5重量%未満になると、熱伝導率が極めて低下し、成形品の温度が低下が緩慢になり、成形サイクルタイムが長くなるためである。
The surface layer 5 is formed by applying an epoxy resin composition obtained by kneading 5 wt% to 98 wt% of metal powder so that the thickness is 0.5 mm or more.
The reinforcing layer 6 is impregnated with an epoxy resin composition in which glass fiber, carbon fiber, felt, non-woven fabric, or other sheet is cut into 5 to 30 cm squares and kneaded with 5 to 98% by weight of metal powder. The surface layer 3 is laminated and pasted without gaps until the thickness is about 0.5 mm to 10 mm.
For the back surface layer 7, an epoxy resin composition obtained by kneading 5 wt% to 98 wt% of metal powder is applied over the reinforcing layer 6 so that the annular space 13 is formed inside. And it shapes so that an external appearance may become a rectangular parallelepiped.
Here, the annular space 13 of the present embodiment can be formed by placing clay or polystyrene foam shaped to the same size as the annular space 13 on the back surface of the molding surface 22 when the back surface layer 7 is applied. it can. At that time, through holes may be provided in the clay or the polystyrene foam, and the through holes may be filled with the epoxy resin composition to provide the support pillars 23 in the annular space 13. You may install the support | pillar 23 previously shape | molded with the epoxy resin composition in the annular space 13. FIG.
The size of the annular space 13 is adjusted so that the thickness of the back surface layer 7 is 10 mm or more even at the thinnest part.
Moreover, the epoxy resin composition of this embodiment can be comprised with an epoxy resin, a hardening | curing agent, and metal powder.
Examples of epoxy resins include glycidyl ethers of various phenols such as bisphenol A, bisphenol F, nobonec resin, and brominated bisphenol A, cyclic aliphatic epoxy resins, glycidyl ester resins, glycidyl amine resins, and heterocyclic epoxy resins. Can be mentioned.
Examples of the curing agent include amines and acid anhydrides.
Furthermore, examples of the metal powder include aluminum, iron, copper, nickel, and tin.
In addition, if necessary, fillers such as silica, alumina, magnesium, and carbon black, various additives, and solvents other than curing accelerators, diluents, flexibility imparting agents, and metal powders can be added.
In the epoxy resin composition of the present embodiment, the metal powder is kneaded in the range of 5% by weight to 98% by weight. However, when the amount exceeds 98% by weight, the bonding state of the metal powder is deteriorated, resulting in a problem in strength. When the content is less than 5% by weight, the thermal conductivity is extremely lowered, the temperature of the molded product is slowly lowered, and the molding cycle time is prolonged.

躯体部3は、成形部2の側面を囲う金属枠3aと、金属の背面板11とで構成され、それらに用いる金属としては、例えばアルミニュームやステンレスが挙げられる。
金属枠3aと背面板11の対応する位置には、多数のボルト穴24があり、金属枠3aは、背面板11にボルトで固定される。
金属枠3aの高さは、成形面22を上向きにしたときの表面層5上面が、わずかに隠れる程度、あるいは表面層5と面一になるように設定される。
従って、パーテイングライン10が形成される、一対の軽量簡易樹脂金型1の接合面においては、躯体部3それぞれはぴったり接合するが、成形部2それぞれは、0.05mm〜5mm程度の隙間が生じ、ブロー成形機の型締圧力が直接成形部2に加わらないようになっている。また、金属枠3aは、それよりもサイズの大きい背面板11に固定されているので、金属枠3aの外側にはみ出したノズル14も、背面板11で防護される。
ここで、本実施形態の躯体部3は、金属枠3aと金属の背面板11とにより形成されているが、これらは、必ずしも金属である必要はなく、セラミックスであっても、あるいはCFRPなどの高剛性プラスチックであってもよい。
The housing part 3 is comprised by the metal frame 3a surrounding the side surface of the shaping | molding part 2, and the metal back plate 11, and aluminum and stainless steel are mentioned, for example as a metal used for them.
There are a large number of bolt holes 24 at corresponding positions of the metal frame 3a and the back plate 11, and the metal frame 3a is fixed to the back plate 11 with bolts.
The height of the metal frame 3a is set so that the upper surface of the surface layer 5 when the molding surface 22 faces upward is slightly hidden or flush with the surface layer 5.
Accordingly, each of the housing portions 3 is tightly joined at the joining surface of the pair of lightweight simple resin molds 1 on which the parting line 10 is formed, but each molding portion 2 has a gap of about 0.05 mm to 5 mm. As a result, the mold clamping pressure of the blow molding machine is not directly applied to the molding part 2. Further, since the metal frame 3a is fixed to the back plate 11 having a larger size than that, the nozzles 14 protruding outside the metal frame 3a are also protected by the back plate 11.
Here, the housing portion 3 of the present embodiment is formed by the metal frame 3a and the metal back plate 11. However, these are not necessarily made of metal, and may be ceramics or CFRP. It may be a highly rigid plastic.

次に、本発明の一対の軽量簡易樹脂金型の製造方法の実施形態について説明する。
図5〜図13は、本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型の製造方法の各工程を示す図である。
ここで、本実施形態の各工程を経て製造される一対の軽量簡易樹脂金型は、パーテイングライン10を形成する2つの割金型で構成されるが、両者の製造工程は同じなので、一方の製造工程について説明する。
図5は、本実施形態の第一工程の一例を示す図である。
図5に一例を示す第一工程は、成形品の原型4を、アンダーカットに留意しながら半分に分割し、分割した一方の原型を、成形面を上向きにして、プラスチック、木材、あるいは金属で作成された箱状の型枠12に入れる。そのとき、原型4が型枠12の底に接する周囲5mm〜40mmの領域に、厚さが5mm〜30mmとなるように粘土17を貼り付ける。粘土17が乾燥したら、その粘土17を含む箱状の型枠12内部、及び原型4にエポキシ樹脂用離型剤を塗布する。そして、エポキシ樹脂用離型剤の上に金属粉が5重量%〜98重量%混練されたエポキシ樹脂組成物を、厚さが少なくとも0.5mmとなるように塗布して低温硬化させ、成形面22を有する表面層5を形成する。
ここで、粘土17を貼り付けた部分は、パリソンの切断、あるいは成形品に付着するバリの食い切リ部16を形成するためのものである。
Next, an embodiment of a method for producing a pair of lightweight simple resin molds of the present invention will be described.
5-13 is a figure which shows each process of the manufacturing method of a pair of lightweight simple resin metal mold | die of this embodiment.
Here, the pair of lightweight simple resin molds manufactured through the respective steps of the present embodiment is composed of two split molds that form the parting line 10, but since the manufacturing processes of both are the same, The manufacturing process will be described.
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the first step of the present embodiment.
The first step shown as an example in FIG. 5 is to divide the prototype 4 of the molded product into halves while paying attention to undercuts. One of the divided prototypes is made of plastic, wood, or metal with the molding surface facing upward. It puts in the created box-shaped formwork 12. At that time, the clay 17 is pasted in a region of 5 mm to 40 mm around which the prototype 4 is in contact with the bottom of the mold 12 so that the thickness is 5 mm to 30 mm. When the clay 17 is dried, an epoxy resin mold release agent is applied to the inside of the box-shaped mold 12 containing the clay 17 and the original mold 4. Then, an epoxy resin composition obtained by kneading 5 wt% to 98 wt% of a metal powder on the epoxy resin mold release agent is applied so as to have a thickness of at least 0.5 mm, and is cured at a low temperature. The surface layer 5 having 22 is formed.
Here, the portion to which the clay 17 is attached is for forming a burr cut-off portion 16 attached to a parison or a molded product.

図6は、本実施形態の第一工程の他の例を示す図である。
図6に他の例を示す第一工程では、三次元曲面を有する成形品の原型4全体を箱状の大型枠12aに入れ、そのうちの下側半分を隠ぺいして、上側半分を露出させ、境界面が平らになるよう粘土17を大型枠12a内に詰める。そして、露出した原型4の周囲5mm〜40mmの範囲に、食い切部16を形成するための粘土17を、厚みが5mm〜30mmとなるまで盛る。そして、粘土17が乾燥したら、その粘土17を含む大型枠12aの内面と原型4にエポキシ樹脂用離型剤を塗布する。そして、エポキシ樹脂用離型剤の上に、金属粉が5重量%〜98重量%混練されたエポキシ樹脂組成物を、厚さが0.5mm以上になるように塗布して低温硬化させ、成形面22を有する表面層5を形成する。
ここで、三次元曲面を有する成形品としては、例えばマネキンや人形などの人体模型やフィギュアを含む玩具、自動車や産業機械等の複雑な形状をした部品の試作品などが挙げられる。
また、本実施形態に用いるエポキシ樹脂組成物についても、図1から図4の説明に際して用いたのと同様に、エポキシ樹脂と硬化剤と金属粉とにより構成され、金属粉が5重量%〜98重量%の範囲で混練されている。
FIG. 6 is a diagram illustrating another example of the first step of the present embodiment.
In the first step shown in FIG. 6, the entire original mold 4 having a three-dimensional curved surface is placed in a box-shaped large frame 12 a, the lower half is concealed, and the upper half is exposed. The clay 17 is packed in the large frame 12a so that the boundary surface becomes flat. Then, clay 17 for forming the biting portion 16 is placed in a range of 5 mm to 40 mm around the exposed prototype 4 until the thickness becomes 5 mm to 30 mm. Then, when the clay 17 is dried, an epoxy resin mold release agent is applied to the inner surface of the large frame 12 a including the clay 17 and the original mold 4. Then, an epoxy resin composition in which 5% to 98% by weight of metal powder is kneaded on the mold release agent for epoxy resin is applied so as to have a thickness of 0.5 mm or more, and is cured at a low temperature. A surface layer 5 having a surface 22 is formed.
Here, as a molded article having a three-dimensional curved surface, for example, a human body model such as a mannequin or a doll, a toy including a figure, a prototype of a part having a complicated shape such as an automobile or an industrial machine, or the like can be given.
Further, the epoxy resin composition used in the present embodiment is also composed of an epoxy resin, a curing agent, and metal powder as in the description of FIGS. 1 to 4, and the metal powder is 5% by weight to 98%. It is kneaded in the range of% by weight.

図7は、本実施形態の第二工程を示す図である。
図7に示す第二工程は、あらかじめ5cm〜30cm四方に切断したガラス繊維、炭素繊維、フェルト、不織布、その他のシートに、金属粉が5重量%〜98重量%混練されたエポキシ樹脂組成物を含浸させた切片を用意しておき、第一工程で形成した表面層5に、厚みが少なくとも0.5mm程度になるまでその切片を重ね合わせて貼付し、低温硬化させて補強層6を形成する。
FIG. 7 is a diagram showing a second step of the present embodiment.
In the second step shown in FIG. 7, an epoxy resin composition in which 5% to 98% by weight of metal powder is kneaded with glass fiber, carbon fiber, felt, non-woven fabric, or other sheet that has been cut into 5 to 30 cm squares in advance. An impregnated section is prepared, and the section is laminated and pasted on the surface layer 5 formed in the first step until the thickness becomes at least about 0.5 mm, and cured at low temperature to form the reinforcing layer 6. .

図8〜図10は、本実施形態の第三工程を示す図である。
図8に示すように第三工程は、第二工程で形成された補強層6のうち原型4、及び型枠12の底面に、金属粉が5重量%〜98重量%混練されたエポキシ樹脂組成物を厚みが0.5mm〜50mm程度になるよう塗布して低温硬化させ、裏面層7の一部を形成する。
次に、図9に示すように、原型4上に形成された裏面層7上に、粘土あるいは発泡スチロールなどを整形した環状部材18を載せる。そして、その環状部材18が載置された型枠12内に、金属粉が5重量%〜98重量%混練されたエポキシ樹脂組成物を型枠12と面一になるまで充填し、硬化させる。
そして、図10に示すように、環状部材18を除去し、原型4上に環状空間13となる領域を設ける。
ここで、本実施形態では、環状部材18を用いて裏面層7の内部に環状空間13を形成するが、裏面層7の内部に形成する空間は、必ずしも環状空間13である必要はなく、成形面22を冷却することができれば、任意の形状とすることができる。
8-10 is a figure which shows the 3rd process of this embodiment.
As shown in FIG. 8, the third step is an epoxy resin composition in which 5% to 98% by weight of metal powder is kneaded on the bottom surface of the mold 4 and the mold 12 in the reinforcing layer 6 formed in the second step. An object is applied so as to have a thickness of about 0.5 mm to 50 mm and cured at a low temperature to form a part of the back layer 7.
Next, as shown in FIG. 9, an annular member 18 formed by shaping clay or styrene foam is placed on the back surface layer 7 formed on the prototype 4. Then, the mold 12 on which the annular member 18 is placed is filled with an epoxy resin composition in which 5% to 98% by weight of metal powder is kneaded until it is flush with the mold 12, and is cured.
Then, as shown in FIG. 10, the annular member 18 is removed, and a region that becomes the annular space 13 is provided on the prototype 4.
Here, in the present embodiment, the annular space 13 is formed inside the back surface layer 7 using the annular member 18, but the space formed inside the back surface layer 7 does not necessarily need to be the annular space 13. Any shape can be used as long as the surface 22 can be cooled.

図11〜図13は、本実施形態の第四工程を示す図である。
図11に示すように、型枠12の蓋部12bにエポキシ樹脂用離型剤を塗布し、その上に金属粉が5重量%〜98重量%混練されたエポキシ樹脂組成物を、厚さが少なくとも0.5mmとなるように塗布して硬化させ、成形面22を有する表面層5を形成する。
次に、形成された表面層5の上に、第二工程で用いたと同様の、エポキシ樹脂組成物を含浸させた切片を少なくとも厚みが0.5mm程度になるまで重ね合わせて貼付し、硬化させて補強層6を形成する。さらにその補強層6の上に金属粉を5重量%〜98重量%混練したエポキシ樹脂組成物を厚さが0.5mm〜50mm程度となるように塗布して低温硬化させ、裏面層7を形成する。
そして、型枠12に蓋部12bがぴったり嵌るように、両者の辺縁それぞれを研磨し斜めにカットする。
また、エポキシ樹脂組成物で予め、環状空間13に立てる支柱23を成形しておき、硬化したものを形成された裏面層7に接着し、立てる。なお、支柱23を立てる位置は、成形面の背面となる位置を選定する。
ここで、本実施形態の支柱23は、第三工程で環状空間13を形成した後に、第四工程で、予め成形した支柱23を環状空間13内に接着する方法を用いているが、段落番号0014で説明したように、
環状部材18に貫通孔を設け、その貫通孔にもエポキシ樹脂組成物を充填して環状空間13と同時に支柱23を設けることにしてもよい。
図12に示すように、型枠12及び蓋部12bの辺縁に、裏面層7を形成した、金属粉が5重量%〜98重量%混練されたエポキシ樹脂組成物を塗布して両者を圧着し硬化させ、支柱23で支持された環状空間13が裏面層7内に設けられ成形部2を形成する。
図13に示すように、成形部2から型枠12及び蓋部12bを取り外し、成形面22を露出させるとともに、成形面22の複数箇所(ここでは2箇所が表示されている)に外部と流通する、0.1mm〜10mm程度の空気孔15をドリルで1〜10箇所程度空ける。さらに、環状空間13へ外部から流体を流出入させる一対のノズル14を設置するための貫通孔をドリルで空ける。
なお、一対のノズル14を設置するための一対の貫通孔は、両者ともに成形部2の底面に設置してもよいし、両者ともに成形部2の側面に設置してもよいし、何れか一方を底面に、他方を側面に設置してもよい。また、成形部2の成形面22を上向きにしたとき、成形面22の辺縁が、その周辺部よりも高くなっており、バリの食い切部16が形成される。
次に、完成した成形部2を、恒温槽に入れ、摂氏80度〜300度で加熱し、エポキシ樹脂を高温硬化させる。
ここで、恒温槽で加熱する時間は、成形部2全体の大きさや、形成される表面層5、補強層6、裏面層7の厚さによって異なるが、例えば2時間〜8時間程度かけて重合反応を促進し、完全に硬化させる。
本実施形態では、成形部2に空気孔15や一対のノズル14を設置するための貫通孔をドリルで開けてから、成形部2を恒温槽で高温硬化させているが、空気孔15などを開ける前に高温硬化させてもよい。
11-13 is a figure which shows the 4th process of this embodiment.
As shown in FIG. 11, an epoxy resin composition in which a metal powder is kneaded with 5 wt% to 98 wt% of an epoxy resin mold release agent is applied to the lid portion 12 b of the mold 12. The surface layer 5 having the molding surface 22 is formed by applying and curing so as to be at least 0.5 mm.
Next, on the formed surface layer 5, the same section impregnated with the epoxy resin composition as that used in the second step is overlapped and pasted until it has a thickness of at least about 0.5 mm and cured. Thus, the reinforcing layer 6 is formed. Further, an epoxy resin composition obtained by kneading 5% to 98% by weight of metal powder on the reinforcing layer 6 is applied to a thickness of about 0.5 mm to 50 mm and cured at a low temperature to form the back layer 7. To do.
Then, both edges are polished and cut obliquely so that the lid 12b fits snugly into the mold 12.
Moreover, the support | pillar 23 standing in the cyclic | annular space 13 is shape | molded previously with an epoxy resin composition, the hardened thing is adhere | attached on the formed back layer 7, and it stands. In addition, the position which becomes the back surface of a molding surface is selected as the position which raises the support | pillar 23. FIG.
Here, the column 23 according to the present embodiment uses a method of bonding the preformed column 23 in the annular space 13 in the fourth step after forming the annular space 13 in the third step. As explained in 0014,
A through hole may be provided in the annular member 18, and the through hole may be filled with the epoxy resin composition so that the support column 23 is provided simultaneously with the annular space 13.
As shown in FIG. 12, an epoxy resin composition in which metal powder is kneaded in an amount of 5 wt% to 98 wt% is applied to the edges of the mold 12 and the lid 12 b, and the both sides are pressure-bonded. Then, the annular space 13 supported by the support pillars 23 is provided in the back layer 7 to form the molding part 2.
As shown in FIG. 13, the mold 12 and the lid 12 b are removed from the molding portion 2 to expose the molding surface 22, and are distributed outside the molding surface 22 at a plurality of locations (here, two locations are displayed). The air holes 15 of about 0.1 mm to 10 mm are opened with about 1 to 10 places with a drill. Furthermore, a through hole for installing a pair of nozzles 14 for allowing fluid to flow into and out of the annular space 13 from the outside is drilled.
Note that the pair of through holes for installing the pair of nozzles 14 may be both installed on the bottom surface of the molding unit 2, or both may be installed on the side surface of the molding unit 2, or either one of them. May be placed on the bottom and the other on the side. Moreover, when the molding surface 22 of the molding part 2 is turned upward, the edge of the molding surface 22 is higher than the peripheral part thereof, and the burr cutout part 16 is formed.
Next, the completed molding part 2 is put into a thermostat and heated at 80 to 300 degrees Celsius to cure the epoxy resin at a high temperature.
Here, the time for heating in the thermostat varies depending on the overall size of the molded part 2 and the thickness of the surface layer 5, the reinforcing layer 6, and the back layer 7 to be formed, but for example, polymerization takes about 2 to 8 hours. Accelerate reaction and cure completely.
In the present embodiment, the molding part 2 is hardened at a high temperature in a thermostatic chamber after a through-hole for installing the air hole 15 and the pair of nozzles 14 is drilled in the molding part 2. High temperature curing may be performed before opening.

図14は、本実施形態の第五工程を示す図である。
図14に示すように成形部2には、厚さが0.5cm〜5cmのアルミニュームやステンレスからなる金属枠3aを、側面を囲むように設置する。そして、金属枠3aは、金属枠3aに設けた多数のボルト穴24によりアルミニュームやステンレスなどの金属の背面板11にボルト及びナットで固定され、躯体部3が形成される。
一方、成形部2及び背面板11には、ボルト用の貫通孔8、9をドリルで空け、成形部2は、貫通孔8、9を用いて、背面板11にボルト及びナットで固定される。
ここで、金属枠3aの高さは、成形面22を上向きにしたときの成形部2上面が、躯体部3上面よりもわずかに低いか、あるいは面一になるように、設定される。従って、一対の軽量簡易樹脂金型1それぞれをブロー成形機に据え付け、成形品を成形する際のブロー成形機の型締圧力は、躯体部3で受けるので、成形部2は、パリソンに圧入される空気圧に耐えればよいので、必要な強度や耐久力を小さく抑えることができる。
ここで、本実施形態の躯体部3は、金属枠3aと金属の背面板11とにより形成されているが、これらは、必ずしも金属である必要はなく、セラミックスであっても、あるいはCFRPなどの高剛性プラスチックであってもよい。
図15は、本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型、あるいは本実施形態の製造工程で製造された一対の軽量簡易樹脂金型を用いて成形される成形品の一例を示す図である。
図15に示すように、本実施形態の一対の軽量簡易樹脂金型を用いてブロー成形された成形品(左右対称なハート形の立体像)19は、連結具21を用いて支持台20に固定される。
FIG. 14 is a diagram showing a fifth step of the present embodiment.
As shown in FIG. 14, a metal frame 3 a made of aluminum or stainless steel having a thickness of 0.5 cm to 5 cm is installed in the molding portion 2 so as to surround the side surface. The metal frame 3a is fixed with bolts and nuts to a metal back plate 11 such as aluminum or stainless steel through a large number of bolt holes 24 provided in the metal frame 3a, whereby the housing part 3 is formed.
On the other hand, through holes 8 and 9 for bolts are drilled in the molded part 2 and the back plate 11, and the molded part 2 is fixed to the back plate 11 with bolts and nuts using the through holes 8 and 9. .
Here, the height of the metal frame 3a is set so that the upper surface of the molding part 2 when the molding surface 22 faces upward is slightly lower than or flush with the upper surface of the housing part 3. Accordingly, each of the pair of lightweight simple resin molds 1 is mounted on a blow molding machine, and the mold clamping pressure of the blow molding machine when molding a molded product is received by the housing part 3, so that the molding part 2 is press-fitted into the parison. The required strength and durability can be kept small as long as it can withstand the air pressure.
Here, the housing portion 3 of the present embodiment is formed by the metal frame 3a and the metal back plate 11. However, these are not necessarily made of metal, and may be ceramics or CFRP. It may be a highly rigid plastic.
FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a molded product formed using the pair of lightweight simple resin molds of the present embodiment or the pair of lightweight simple resin molds manufactured in the manufacturing process of the present embodiment.
As shown in FIG. 15, a molded product (a symmetrical heart-shaped three-dimensional image) 19 blow-molded using a pair of lightweight simple resin molds of this embodiment is attached to a support base 20 using a connector 21. Fixed.

本発明により製造された軽量簡易樹脂金型を用いることによりマネキン人形などの人体模型の製作、玩具模型、曲面を有する電気・機械部品などの試作品製作等に活用できる。 By using the lightweight simple resin mold manufactured according to the present invention, it can be used for the production of a human body model such as a mannequin doll, the production of a toy model, a prototype of an electric / mechanical part having a curved surface, and the like.

1 軽量簡易樹脂金型
2 成形部
3 躯体部
3a
金属枠
4 原型
5 表面層
6 補強層
7 裏面層
8、9 貫通孔
10 パーテイングライン
11 背面板
12 型枠
12a 大型枠
12b 蓋部
13 環状空間
14 ノズル
15 空気抜孔
16 食い切部
17 粘土
18 環状部材
19 成形品
20 支持台
21 連結具
22 成形面
23 支柱
24 ボルト穴
25 空気挿入口
1 Lightweight simple resin mold 2 Molded part 3 Housing part
3a
Metal frame 4 Prototype 5 Surface layer 6 Reinforcing layer 7 Back surface layer 8 and 9 Through hole 10 Parting line 11 Back plate 12 Mold frame 12a Large frame 12b Lid 13 Annular space 14 Nozzle 15 Air vent 16 Chamfer 17 Clay 18 Annular Member 19 Molded product 20 Support base 21 Connector 22 Molding surface
23 Post 24 Bolt hole 25 Air inlet

Claims (8)

パリソンを挟持することにより三次元曲面を有する成形品の成形を行う一対の軽量簡易樹脂金型であって、
金属粉が混練されたエポキシ樹脂組成物により前記成形品の成形面が形成された表面層と、該エポキシ樹脂組成物を含浸させた繊維により形成された補強層と、流体を流出入させる空間を有し、該エポキシ樹脂組成物により形成された裏面層と、を具備した成形部、並びに前記成形部の側面を取り囲むように形成された枠体と、前記裏面層側で前記成形部及び前記枠体に固定される板状部材と、を具備した躯体部を有し、
前記成形面は、前記表面層、前記補強層、及び前記裏面層それぞれを貫通する複数の空気孔が形成されたことを特徴とする軽量簡易樹脂金型。
A pair of lightweight simple resin molds for molding a molded product having a three-dimensional curved surface by sandwiching a parison,
A surface layer in which a molding surface of the molded product is formed by an epoxy resin composition in which metal powder is kneaded, a reinforcing layer formed by fibers impregnated with the epoxy resin composition, and a space through which fluid flows in and out. Having a back layer formed of the epoxy resin composition, a frame formed so as to surround a side surface of the molded portion, and the molded portion and the frame on the back layer side a plate member fixed to the body, the skeleton portion provided with the possess,
The lightweight simple resin mold , wherein the molding surface is formed with a plurality of air holes penetrating the surface layer, the reinforcing layer, and the back surface layer .
前記空間は、前記成形面の背面に形成されたものであって、該成形面に加わる圧力を支える支柱を内部に具備したことを特徴とする請求項1記載の軽量簡易樹脂金型。 The lightweight simple resin mold according to claim 1, wherein the space is formed on a back surface of the molding surface and includes a support column for supporting pressure applied to the molding surface. 前記枠は、前記成形面を上向きにした前記表面層が隠れるか、あるいは面一となる高さを具備したことを特徴とする請求項1又は2記載の軽量簡易樹脂金型。 The lightweight simple resin mold according to claim 1 or 2, wherein the frame body has a height at which the surface layer with the molding surface facing upward is hidden or flush. パリソンを挟持することにより3次元曲面を有する成形品を成形する一対の軽量簡易樹脂金型の製造方法であって、
型枠に収容された前記成形品の原型の半分に離型剤を塗布した後、金属粉が混練されたエポキシ樹脂組成物を塗布し、前記成形品の成形面を有する表面層を形成する第一工程と、
前記表面層に、前記エポキシ樹脂組成物を含浸させた所定サイズの繊維を重ね合わせて貼付し補強層を形成する第二工程と、
前記補強層が形成された前記型枠内に、前記エポキシ樹脂組成物を充填し、流体を流出入させる空間を有する裏面層を形成する第三工程と、
前記型枠の蓋部に、前記表面層、前記補強層、及び前記裏面層を形成し、該蓋部に形成された各層それぞれを、該型枠内に形成された対応する各層それぞれと接合し、前記成形品を成形する成形部を形成し、形成された該成形部を所定時間加熱して硬化させる第四工程と、
前記蓋部及び前記型枠それぞれを取り外して前記成形部の側面に枠体を設置し、前記成形部及び前記枠体を板状部材に固定して躯体部を形成する第五工程と、を有することを特徴とする軽量簡易樹脂金型の製造方法。
A method of manufacturing a pair of lightweight simple resin molds for molding a molded product having a three-dimensional curved surface by sandwiching a parison,
First, a release agent is applied to half of the original mold of the molded product housed in a mold, and then an epoxy resin composition kneaded with metal powder is applied to form a surface layer having a molded surface of the molded product. One process,
A second step of forming a reinforcing layer by laminating and sticking a predetermined size of fibers impregnated with the epoxy resin composition on the surface layer;
A third step of forming a back surface layer having a space in which the epoxy resin composition is filled and the fluid is allowed to flow in and out of the mold in which the reinforcing layer is formed;
The front surface layer, the reinforcing layer, and the back surface layer are formed on the lid portion of the mold, and each of the layers formed on the lid portion is joined to each corresponding layer formed in the mold frame. A fourth step of forming a molded part for molding the molded product, and heating and curing the formed molded part for a predetermined time;
A fifth step of removing each of the lid and the mold, installing a frame on a side surface of the molded part, and fixing the molded part and the frame to a plate-like member to form a housing part. A method for producing a lightweight and simple resin mold.
前記第一工程は、前記型枠に前記原型全体を収容し、収容された該原型の半分が埋没するよう隠ぺいする工程を含むことを特徴とする請求項記載の軽量簡易樹脂金型の製造方法。 5. The lightweight simple resin mold manufacturing method according to claim 4 , wherein the first step includes a step of housing the whole prototype in the mold and concealing the half of the contained prototype so as to be buried. Method. 前記第三工程は、前記補強層に厚みが少なくとも0.5mmとなるよう前記エポキシ樹脂組成物を塗布した前記成形面の背面上に、所定部材を載置した状態で該エポキシ樹脂組成物を充填して前記裏面層を形成し、形成された該裏面層から該所定部材を除去して前記空間を形成する工程を含むことを特徴とする請求項4又は5記載の軽量簡易樹脂金型の製造方法。 In the third step, the epoxy resin composition is filled in a state where a predetermined member is placed on the back surface of the molding surface on which the epoxy resin composition is applied to the reinforcing layer so that the thickness is at least 0.5 mm. The method of manufacturing a lightweight simple resin mold according to claim 4 , further comprising: forming the back surface layer and removing the predetermined member from the formed back surface layer to form the space. Method. 前記第四工程は、前記蓋部の各層それぞれを前記型枠内の各層それぞれと接合する前に、前記エポキシ樹脂組成物で成形された支柱を前記空間内に設置する工程を含むことを特徴とする請求項4から6のうち何れか1項記載の軽量簡易樹脂金型の製造方法。 The fourth step includes a step of placing a column formed of the epoxy resin composition in the space before bonding each layer of the lid to each layer in the mold. The method for producing a lightweight simple resin mold according to any one of claims 4 to 6 . 前記第四工程は、前記成形面の複数箇所に空気が外部と流通する空気孔と、前記空間に外部から流体を流出入させる孔と、を形成する工程を含むことを特徴とする請求項4から7のうち何れか1項記載の軽量簡易樹脂金型の製造方法。
The fourth step, claim characterized in that it comprises a step of forming the air holes of the air in a plurality of locations of said forming surface flows with the outside, and a hole for the flow and out the fluid from the outside into the space 4 8. A method for producing a lightweight simple resin mold according to any one of items 1 to 7 .
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