JPH0121880B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明はプラスチツク成形品等を成形するため
に用いる金型などに形成される剥離性被膜の製造
方法に関し、特に型離れ性の優れた金型などを形
成するのに好適な剥離性被膜の製造方法に関す
る。 〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕 従来、プラスチツク成形品等の金型は、耐摩耗
性、剥離性などを向上させる目的から、その表面
（成形品が成形されることになる成形品形成空間
に面する表面、以下“キヤビテイ面”と称する）
に硬質クロムめつき被膜や無電解ニツケルめつき
被膜を形成することが行われている。しかし、こ
れら金型を用いて実際にプラスチツク成形品等を
成形する場合、離型時に成形品が金型キヤビテイ
面に粘着し、離型し離くなる場合がある。例え
ば、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂成形品を得
るため硬質クロムめつき被膜をキヤビテイ面に施
した金型で成形する場合、しばしば樹脂が粘着
し、きれいに型離れできない場合が生じる。この
ため、成形毎に離型剤をていねいにかつ十分塗布
する防護策が講じられているが、このように離型
剤を成型毎にていねいに塗布する作業は非常に面
倒である上、樹脂が金型キヤビテイ面にて粘付着
した場合は、成形後いちいち付着樹脂を取り去
り、清掃しなければならず、作業性に多大の支障
をきたしていた。また、金型に樹脂が粘付着する
ことにより、金型の消耗が早まる等の問題を有し
ていた。 本発明は上記事情に鑑みなされたもので、非常
に優れた剥離性乃至離型れ性を有し、例えば金型
に適用した場合には、離型剤を用いずとも、或い
は離型剤を用いる場合でも簡単な塗布で、プラス
チツク等の成形品を確実に離型することができ、
作業性の改善を図ることができると共に、金型の
消耗が少なく、その耐久性が非常に高い金型を形
成することができる剥離性被膜の製造方法を提供
することを目的とする。 〔課題を解決するための手段〕 本発明は上記目的を達成するため、金型のキヤ
ビテイ面などの剥離性被膜を形成すべき物体の表
面にフツ素樹脂粒子或いはフツ化黒鉛粒子といつ
たフツ素含有化合物の粒子を共析するめつき被膜
を形成すると共に、このめつき被膜上に更にクロ
ムめつき被膜を形成するようにしたものである。 ここで、フツ素樹脂としては、４フツ化エチレ
ン樹脂、４フツ化エチレン−６フツ化プロピレン
共重合樹脂、３フツ化塩化エチレン樹脂、フツ化
ビニリデン樹脂、フツ化ビニル樹脂などが好適に
用いられ、またフツ素含有化合物の粒子が共析す
るめつき被膜のマトリツクスはニツケルもしくは
ニツケル合金であることが好ましい。 〔作用〕 本発明によれば、フツ素含有化合物の粒子が共
析しためつき被膜に更にクロムめつき被膜を形成
することにより、クロムめつき被膜はフツ素含有
化合物共析めつき被膜の金属マトリツクスに形成
され、共析めつき被膜の表面に露頭するフツ素含
有化合物粒子上には析出しないので、この表面露
頭フツ素含有化合物がクロムめつき被膜に分散さ
れた状態にあるため、非常に優れた剥離性乃至型
離れ性を有する被膜が得られる。 即ち、従来よりニツケルめつき液や銅めつき液
などにフツ素含有化合物粒子を分散させ、めつき
を行うことにより、ニツケルめつき被膜や銅めつ
き被膜などにフツ素含有化合物粒子を共析、複合
させることは知られているが、クロムめつき被膜
にフツ素含有化合物粒子を共析、複合させること
は困難であり、クロムめつき液（なお、通常のク
ロムめつき液はCrO₃200〜300ｇ／、Cr³⁺0.5〜
５ｇ／、H₂SO₄1〜５ｇ／から構成される）
中にフツ素含有化合物粒子を分散させてめつきを
行なつても、フツ素含有化合物粒子を良好に共析
し得ないものであり、それ故フツ素含有化合物粒
子が分散共析したクロムめつき被膜は実際上得ら
れないものであつた。ところが、本発明によれ
ば、クロムめつき被膜はフツ素含有化合物共析め
つき被膜の金属マトリツクス上にのみ形成され、
該金属マトリツクス表面を被覆する一方、その表
面に露頭するフツ素含有化合物粒子上には析出し
ないため、従来は困難であつたフツ素含有化合物
共析クロムめつき被膜を容易に形成でき、いわば
クロムめつき被膜中にフツ素含有化合物粒子が分
散複合した如き状態の複合めつき被膜となるもの
である。そして、この被膜は、表面がクロム被膜
であるから、表面がニツケルや銅などと比較して
外観、耐食性、耐変食性、耐摩耗性が良好で、硬
度も高く、これらのことからしても工業的用途に
有利であると共に、後述する実験例の記載からも
明らかなように、表面にクロムめつき被膜を有す
る本発明の剥離性被膜は、表面がニツケルめつき
被膜である剥離性被膜よりも優れた剥離性を有
し、金型などに利用した場合により良好な型離れ
性を有するものである。 〔実施例〕 以下、本発明の実施例につき金型に剥離性被膜
を形成する場合を例にして図面を参照しつつ詳し
く説明する。 本発明が適用され得る金型は、酢酸ビニル樹
脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ
塩化ビニル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピ
レン樹脂などのプラスチツク成形品、ゴム成形
品、ガラス成形品、その他の成形品を成形する金
型として、或いは食品用金型、医薬用金型等とし
て使用するものであり、射出成形用、押出成形
用、吹込成形用、圧縮成形用、或いは鋳造用等の
いずれの用途にも採用し得る。金型素材としては
スチール、銅合金等、その目的に応じて適宜な材
質を選定でき、成形品の形状に応じた所望の形状
に製作することができる。 本発明は、このように所望の形状に形成された
金型本体に対し、その成形品形成空間に面する表
面（キヤビテイ面）にフツ素含有化合物の粒子を
均一に共析させためつき被膜を形成し、更にその
上にクロムめつき被膜を形成するものである。こ
れを第１図及び第２図によつて説明すると、１が
金型本体、２がキヤビテイ面、３がこのキヤビテ
イ面２上に形成されたフツ素含有化合物粒子共析
めつき被膜で、４がめつき被膜３の金属マトリツ
クス、５がフツ素含有化合物粒子であり、めつき
被膜３の表面に粒子５′の一部が露頭している。
更に、６がクロムめつき層であり、このクロムめ
つき層６は表面露頭粒子５′上には形成されず、
金属マトリツクス４上にのみ形成される。なお、
金型が例えば雄型、雌型の２個よりなる場合、そ
のいずれに対してもそのキヤビテイ面に上記フツ
素含有化合物粒子共析めつき被膜及びクロムめつ
き被膜を形成することが好ましい。本発明におい
ては、フツ素含有化合物の粒子として４フツ化エ
チレン樹脂、４フツ化エチレン−６フツ化プロピ
レン共重合樹脂、３フツ化塩化エチレン樹脂、フ
ツ化ビニリデン樹脂、フツ化ビニル樹脂等のフツ
素樹脂の粒子やフツ化黒鉛の粒子などを単独で又
はこれらを混合して用いることができる。この場
合粒子径は150μｍ以下、特に0.3〜20μｍとするこ
とが好ましい。また、必要により前記フツ素含有
化合物粒子に加えて他の無機もしくは有機高分子
微粒子を共析させることもできる。 めつき被膜のマトリツクスとしては特に制限は
なく、金型の用途等に応じて銅、銀、亜鉛、錫な
ど、適宜な金属を選定することができるが、ニツ
ケル、それにニツケル−コバルト合金、ニツケル
−リン合金、ニツケル−ホウ素合金等のニツケル
合金が耐熱性、表面硬度等に優れていることから
好適に採用される。 前記フツ素含有化合物粒子共析めつき被膜の形
成法としては、電気めつき法によつても無電解め
つき法によつても差支えなく、従来公知のめつき
法が採用でき、例えば、４フツ化エチレン樹脂等
のフツ素樹脂、フツ化黒鉛などのフツ素含有化合
物の粒子を必要によりカチオン活性剤の存在下
に、或いはこれら活性剤を例えばカチオンとノニ
オン活性剤を併用するなどして所望のめつき液中
に分散させてめつきする方法が採用される。 なお、フツ素含有化合物粒子のめつき液中への
懸濁量は250ｇ／以下、特に30〜100ｇ／とす
ることが好ましく、本発明においては金型キヤビ
テイ面に形成するめつき被膜中のフツ素含有化合
物粒子共析量は特に制限されないが、めつき被膜
に対して５〜30容量％、特に10〜30容量％になる
ようにすることが好ましい。 また、前記めつき液中に光沢剤を添加し、金型
キヤビテイ面に形成する共析めつき被膜のマトリ
ツクスを光沢析出物とすることにより、マトリツ
クスの機械的強度を顕著に増大させることができ
る。例えばニツケルめつきの場合、めつき被膜の
ビツカーズ硬度を400以上とすることにより、優
れた効果を与える。 上述したようにフツ素含有化合物粒子の共析め
つき被膜は所望のめつき液にフツ素含有化合物粒
子を均一に懸濁させ、通常のめつき条件において
めつきを行なうことにより形成されるが、本発明
においては、共析めつき被膜の形成後、この被膜
上に更にクロムめつき被膜層を形成するもので、
例えばフツ素含有化合物粒子を共析させた光沢ニ
ツケルめつき被膜上にクロムめつき被膜を形成す
るものである。この場合、クロムめつき被膜は光
沢ニツケルめつき被膜表面に露呈したフツ素含有
化合物粒子上には形成されず、光沢ニツケルめつ
き被膜マトリツクス上にのみ形成される。従つ
て、金型キヤビテイ面はクロムめつき被膜が表面
に存し、かつこのクロムめつき被膜にフツ素含有
化合物粒子が分散している如き状態にある。 なお、本発明においては第３図に示すように金
型本体１のキヤビテイ面２に所望の下地めつき被
膜７を形成した上に、フツ素含有化合物粒子共析
めつき被膜４を形成することもできる。また、フ
ツ素含有化合物粒子共析めつき被膜に対しては研
磨が可能であり、必要により研磨加工を行なつて
鏡面仕上げすることもできる。 実験例 次に実験例により本発明の採用により得られた
金型の効果につき更に具体的に説明すると、エチ
レン−酢酸ビニル共重合樹脂成形用金型（スチー
ル製）のキヤビテイ面に下記組成のめつき液を用
い、下記条件でめつきすることにより、４フツ化
エチレン樹脂粒子が均等に共析した光沢ニツケル
めつき被膜を50μｍ形成した。 めつき液組成、めつき条件 NiSO₄・6H₂O 280ｇ／ NiCl₂・6H₂O 45 〃 H₃BO₃ 40 〃 一次光沢剤 ２ 〃 二次光沢剤 0.2 〃 ４フツ化エチレン樹脂粒子（粒径平均0.3μｍ、ダ
イキン工業社製）（固型分） 50 〃 PH 4.0〜4.5 めつき温度 55℃ 陰極電流密度 4A／ｄm² 陽 極 ニツケル 撹 拌 プロペラ なお、形成されためつき被膜中には約15容量％
の４フツ化エチレン樹脂の粒子が共析されてお
り、また被膜のビツカース硬度は580であつた。 次に、この共析めつき被膜上に下記の条件でク
ロムめつきを施した。 めつき液組成、めつき条件 CrO₃ 250ｇ／ Cr³⁺ 2.5 〃 H₂SO₄ 2.0 〃 めつき温度 45℃ 陰極電流密度 15A／ｄm² 陽 極 鉛 めつき時間 ３分 クロムめつき後の状態は、共析めつき被膜の表
面に露頭していた４フツ化エチレン樹脂粒子がそ
のまま表面に露頭しており、クロムめつき被膜に
４フツ化エチレン樹脂が分散している如き状態に
あつた。 かくして得られた４フツ化エチレン樹脂が表面
に露頭している厚さ0.3〜0.5μｍのクロムめつき
被膜を有する金型（本発明品）と、上記複合ニツ
ケルめつき後、クロムめつきを行なわず、４フツ
化エチレン樹脂がニツケルめつき被膜中に共析分
散した複合ニツケルめつき被膜のままの金型（比
較品）と、キヤビテイ面に硬質クロムめつき被膜
が形成されている金型（従来品）とを使用し、実
際にエチレン−酢酸ビニル共重合樹脂の成形を行
なつた場合の剥離強さの結果を第１表に示す。な
お、離型に際して離型剤は用いなかつた。

【表】

〔発明の効果〕

本発明に係る剥離性被膜の製造方法は、以上述
べたようにフツ素含有化合物の粒子を共析させた
めつき被膜を金型キヤビテイ面等の剥離性被膜を
形成すべき物体の表面に形成すると共に、この共
析めつき被膜上にクロムめつき被膜を形成してい
ることにより、クロムめつき被膜は共析めつき被
膜の金属マトリツクスのみに形成され、共析めつ
き被膜表面に露頭しているフツ素含有化合物粒子
上には形成されず、従つて耐摩耗性が良好で硬度
の高いクロムめつき被膜に、撥水、撥油性が良好
で、物の非付着性が高く、剥離性が良好で潤滑性
のあるフツ素含有化合物の粒子が分散している状
態にあるので、非常に剥離性乃至型離れ性の良い
ものである。このため、本発明を金型に採用し、
プラスチツク等を形成する場合、離型剤を用いず
に或いは用いる場合でも少量を簡単に塗布するだ
けで、十分離型することができる。従つて、離型
剤の塗布作業、金型キヤビテイ面に貼付着したプ
ラスチツク等を除去する作業などの点で作業性の
改善を計ることができる。 また、本発明方法は、そのキヤビテイ面にフツ
素含有化合物粒子を懸濁するめつき液を用いてめ
つきを行ない、更にクロムめつきを行なうだけで
剥離性被膜を簡単に製造できる。また、得られる
めつき被膜は、フツ素含有化合物粒子がマトリツ
クス中にしつかりと埋め込まれていると共に、キ
ヤビテイ面等の素地もしくは下地めつき膜に対し
て金属マトリツクスが密着よく強固に結合してい
るものである。従つて、素材との密着性が良く、
繰り返しの使用によつてもめつき被膜が剥離する
不都合を防止できる。かつフツ素含有化合物粒子
はマトリツクス金属に支えられており、更にクロ
ムめつき被膜層は共析めつき被膜の金属マトリツ
クスに形成されているので密着性に優れたもので
あり、かつ素地がクロムめつき被膜で覆われ、こ
れにフツ素含有化合物の粒子が分散している状態
にあるので、機械的強度も高い上、耐摩耗性も優
れ、剥離性被膜の消耗も非常に少なく、非常に耐
久性の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により製造された金型の一
例を示す概略断面図、第２図は同例の一部を拡大
して示した断面図、第３図は本発明方法により製
造された金型の他の例を示す概略断面図である。 １……金型本体、２……キヤビテイ面、３……
めつき被膜、４……マトリツクス、５……フツ素
含有化合物の粒子、６……クロムめつき被膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 剥離性被膜を形成すべき物体の表面にフツ素
   含有化合物の粒子を共析させためつき被膜を形成
   すると共に、このめつき被膜上にクロムめつき被
   膜を形成することを特徴とする剥離性被膜の製造
   方法。 ２ フツ素含有化合物の粒子がフツ素樹脂粒子で
   ある特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ フツ素樹脂が４フツ化エチレン樹脂、４フツ
   化エチレン−６フツ化プロピレン共重合樹脂、３
   フツ化塩化エチレン樹脂、フツ化ビニリデン樹脂
   又はフツ化ビニル樹脂である特許請求の範囲第２
   項記載の方法。 ４ フツ素含有化合物の粒子がフツ化黒鉛粒子で
   ある特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ フツ素含有化合物の粒子が共析するめつき被
   膜のマトリツクスがニツケルもしくはニツケル合
   金である特許請求の範囲第１項乃至第４項いずれ
   か記載の方法。 ６ 剥離性被膜を形成すべき物体が金型である特
   許請求の範囲第１項乃至第５項いずれか記載の方
   法。