JPH02269014A

JPH02269014A - プラスチック成形用黒鉛型

Info

Publication number: JPH02269014A
Application number: JP9119289A
Authority: JP
Inventors: Takashi Takagi; 俊高木; Seiji Minoura; 誠司箕浦
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1989-04-11
Filing date: 1989-04-11
Publication date: 1990-11-02

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はプラスチック成形品を成形する場合に使用され
る型に関し、特にその基材が黒鉛材料よりなり、キャビ
ティ側面にフッ素樹脂コーティングしたプラスチック成
形用黒鉛型に関するものである。

（従来の技術）所謂プラスチックは、一般に軽量、経済性、加工性、耐
食性等種々の特性を有する材料であり、電気１機械、自
動車等のあらゆる工業的用途から日用品まて、きわめて
広範囲に使用されている。

これら各種のプラスチック製品を成形するには。

一般に鉄及びその合金の金属材料で製作した型が用いら
れる。

この種の金属材料により製作された型（以下金型と称す
る。）は、成形数が極めて多量の場合には、金型寿命の
観点から型材が金属であることが必要条件であった。し
かし、 ■最近の多品種少量生産の傾向にあっては型の試作の必
要性が益々増大している。

■成形品に占める金型コストの占める割合が大きくなり
、！１品コストを高くしている。

■金型の製作には多大な時間と費用とを必要とする。

等の欠点が、従来一般に使用されている型にはあったの
である。

そこで、本発明者等は、金属に代る型材料として、プラ
スチック射出成形時の圧力に十分耐え。

かつ、型みかき仕上げ面の良好な高強度及び高密度の黒
鉛材料を用いた型について、特開昭６３−１８２２０５
号公報等において種々提案を行なっている。この公報に
おいて提案した発明をなすにあたつて、本発明者等が着
目した点は次の通りである。

（１）黒鉛は、Ｉｍ械加工における切削抵抗が金属に比
較して１１５から１／１０であるため、高速加工ができ
る。

（２）黒鉛は、手作業による型仕上げが金属により容易
な材料であるため、放電加工に頼っていた部位又は工程
が、手作業により容易に仕上げられる。

（コ）黒鉛は、熱膨張係数が極めて小さい材料であるた
め、プラスチックの成形時の精度が得やすい。

（４）黒鉛型の比重は、金型の比重の１／４以下と比較
的軽量であるため、複雑な作業や高速を要する作業であ
ってもプラスチックの成形用の型の取り扱いが容易で、
操作が簡便となる。

（５）黒鉛は、鉄などの金型用金属と同様に熱伝導率が
よいため、加熱と冷却のリサイクルに要する時間が短か
くてすむから、高速サイクルのプラスチック成形が可能
となる。

以上の効果により、極小ロット、試作品のプラスチック
製品の成形に対応が可能になる、ということであった。

ところで、本発明者等のその後の研究により。

この種のプラスチック成形用黒鉛型において、更に次の
点を考慮しなければならないことが知見された。すなわ
ち、プラスチック製品を形成する場合には、例えば熱可
塑性のプラスチックを例にとって考えてみると、このプ
ラスチック材料をその可塑化温度（一般的には１７５〜
３２０℃）にまで加熱して型内℃成形した後冷却（一般
的には数十℃）して固化し、これを型から外さなければ
ならない、そのために、プラスチック材料側に離型剤を
混入することが一般に行なわれているが、製品の離型を
型側の問題としてとらえようというのである。

離型性を型側で改良しようとする試みは、例えば特開昭
５９−１０１３２０号公報において提案されているよう
な「成形用金型」にある、この「成形用金型」は、上記
公報の特許請求の範囲の記載からすると、「金型の成形面に、高周波スパッタリングによりセラミ
ックスまたは固体潤滑剤のコーティング被膜を設けた成
形用金型」であるが、これはあくまでも平滑な金属表面にコーティ
ング被膜を形成するものであるから、そのコーティング
被膜が剥離し易いことがあり得る。

その点から言えば、黒鉛はある程度ポーラスなものであ
って、その表面に開口している穴を利用することによっ
て、コーティング被膜のアンカー効果を十分発揮させ得
るものである。

ところが、このコーティング被膜を黒鉛表面に形成した
場合、その厚さが余り厚いと黒鉛とコーティング被膜の
熱膨張差によってコーティング被膜が剥離し易く且つ熱
伝導が悪くなったり、逆にあまり薄くすると離型効果が
少なくな７てコーティングした意味がなくなる。

そこで、本発明者等は型としての黒鉛の特性を十分生か
しながら、コーティングを効率よくするには実際上如何
にしたらよいかについて種々検討を重ねてきた結果、本
発明を完成したのである。

（発明が解決しようとする課題）本発明は以上の経緯にもとづいてなされたもので、その
解決しようとする課題は、黒鉛の特性な十分生かしなが
ら、離型性を型側のｒＭ題としてとらえて、これを効率
良く行なうことである。

そして、本発明の目的とするところは、加工性が良好で
取り後い易く、しかも製品の離型性に優れたプラスチッ
ク成形用黒鉛型を提供することにある。

（！ｌ！ＩＩを解決するための手段）以上のＨＩｌを解決するために１本発明の採った手段は
。

「プラスチック成形に用いられる型の基材を黒鉛材料に
より形成したプラスチック成形用黒鉛型（２０）てあっ
て、黒鉛材料の、少なくとも成形キャビティ（２２）に露出
する部分に、フッ素樹脂な１０〜２０００＃Ｌｍの範囲
でコーティングしたことを特徴とするプラスチック成形
用黒鉛型（２０）　Ｊである。

ここで、プラスチック成形用黒鉛型（２０）の成形キャ
ビティ（２２）側に露出する黒鉛材料の表面に形成する
コーティング被膜（２３）の厚さを１１０７ｔ〜２００
０　ＪＬｍの範囲としたのは、この範囲より厚いコーテ
ィング被膜（２３）を形成した場合には。

コーティング被ＩＩ　Ｃ２３）に亀裂を生じたりあるい
はこのコーティング被Ｈ（２３）自体が黒鉛表面から剥
離したりし、逆に熱伝導が悪くなるおそれがあるからで
ある。また、コーティング被膜（２３）の厚さが１０μ
ｍより薄いと、黒鉛材料表面が露出したりしてプラスチ
ック製品を離型を良好に行なえなくなるからである。

（発明の作用）以上のように構成した本発明に係るプラスチック成形用
黒鉛！　（２Ｇ）においては、その基材を黒鉛によって
形成したから、金属の場合に比して１１５〜１／１０の
低い切削抵抗のものとなって、その加工が算常に容易と
なっており、また熱膨張係数も小さいために成形精度が
算常に高いものどなっている。

また、このプラスチック成形用黒鉛型（２０）のコーテ
ィング被Ｍ　（２３）においては、第２図に示すように
、その黒鉛材料側の部分が、黒鉛材料の微細穴中に入り
込んでおり、これによりこのコーティング被膜（２３）
は黒鉛材料表面にしっかりと固着されたものとなってい
る。すなわち、ポーラスな黒鉛材料によるアンカー効果
が十分発揮されているのである。

そして、このコーティング被ＩＩ（２３）の厚さの上限
を２０００３１１１としたので、熱的衝撃あるいは機械
的衝撃があったとしても、このコーティング被膜（２３
）は十分厚い黒鉛材料の変化に略完全に同調するため、
このコーティング被ＩＩ（２３）に亀裂が生じたり、黒
鉛材料からコーティング被膜（２コ）が剥離するような
こともない、勿論、このコーティング被ＩＩ（２３）は
フッ素＃４脂材料に夢より形成したから、プラスチック
製品の剥離性を高めていることは言うまでもない。

（実施例）次に１本発明に係るプラスチック成形用黒鉛型（２０）
を実施例に従って説明する。第１図において、本発明に
係るプラスチック成形用黒鉛型（２０）を射出成形機（
１０）に適用した場合が示してあり、この射出成形機（
１０）は、ホッパーから投入されたプラスチック材料を
、シリンダ（１２）内にてスクリュー（１１）により加
圧・混練しながらプラスチック成形用黒鉛型（２０）側
の成形キャビティ（２２）に・送ると同時に、このプラ
スチック材料をその可塑化温度にまで加熱するようにな
っている。そして、可塑化されたプラスチック材料は、
本発明に係るプラスチック成形用黒鉛型（ｚＯ）のキャ
ビティ内に強制的に送り込まれるようになっている。

プラスチック成形用黒鉛型（２０）は、その基材が黒鉛
からなっているもので、本実施例においては二分割タイ
プのものである。また、このプラスチツク成形用黒鉛型
（２０）においては、少なくともその成形キャビティ（
２２）に露出する黒鉛材料の表面に、トリフルオルクロ
ルエチレン樹脂、テトラフルオルエチレン樹脂等のフッ
素樹脂からなるコーティング被膜（２３）が形成しであ
る。なお、このプラスチック成形用黒鉛型（２０）にお
いては、冷却水を通すための穴（２１）が、黒鉛製基材
中に複数形成しである。

プラスチック成形用黒鉛型（２０）を構成する黒鉛製基
材は、次のように形成した。

コークスとコールタールピッチよりなる配合物を加熱混
練して得られた混線物を粉砕後、ラバープレスで成形し
て焼成、黒鉛化し、室温から１０００℃までの熱膨張係
数が５．０ｘ１０−’℃−１７５人〜７５０００人の径
の微細気孔容積０．０７　ｃ　ｃ　／　ｇ　、かさ密度
１．８５．熱伝導率が８０ｋｃａ文／　ｍ　ｈ　ｒ　”
Ｃの等方性黒鉛材料を得た。

この等方性黒鉛材料を用いて、図に示したような成形型
を構成するための固定型、可動型及びガイドビン等を形
成した。この成形製作に要した加工時間は金属製の成形
製作に較べ約１／８に短縮できた。また、このようにし
て完成したプラスチック成形用黒鉛型（２０）の黒鉛製
基材の最終的な熱伝導率は７８　ｋ　ｃ　ａ　ｌ　／　
ｈ　ｒ　’Ｃであった。

そして、以上のように形成した黒鉛製基材の、成形キャ
ビティ（２２）を形成する表面に、常法によりテトラフ
ルオルエチレン樹脂を塗布してこれを硬化させ、これに
より厚さ３０ＩＬｍのコーティング被膜（２３）を形成
した。

得られたプラスチック成形用黒鉛ｆｆ１（２０）を用い
てポリアミド樹脂によるプラスチラック製品の製造を、
加熱と冷却とのリサイクルに要する時間を２０秒として
、５０時間連続成形した。その結果、金属への付着物、
及び離型不良等のトラブルは発生しなかフた。

（発明の効果）以上詳述した通り、本発明においては、上記実施例にて
例示した如く、「プラスチック成形に用いられる型の基材を黒鉛材料に
より形成したプラスチック成形用黒鉛型（２０）てあっ
て、黒鉛材料の、少なくとも成形キャビティ（２２）に露出
する部分に、フッ素樹脂を１０〜２０００４ｍの範囲で
コーティングしたこと」にその構成上の特徴があり、こ
れにより、型成形後のプラスチック材料を冷却を効率良
く行なうことができて、型成形の効率を向上させること
のできるプラスチック成形用黒鉛型を提供することがで
きるのである。

【図面の簡単な説明】

第１［：！ｉは本発明に係るプラスチック成形用黒鉛型
及びこれを採用して構成した射出成形機の要部断面図、
第２図はコーティング被膜を形成した黒鉛材料の表面状
態を示す部分拡大断面図である。符　　号　　の　　説　　明１０−・・射出成形機、　２Ｇ−・・プラスチック成形
用黒鉛型、　２１−・・穴、　２２−・・成形キャビテ
ィ、２３−・・コーティング被膜。以上

Claims

【特許請求の範囲】プラスチック成形に用いられる型の基材を黒鉛材料によ
り形成したプラスチック成形用黒鉛型であって、前記黒鉛材料の、少なくとも成形キャビティに露出する
部分に、フッ素樹脂を１０〜２０００μｍの範囲でコー
ティングしたことを特徴とするプラスチック成形用黒鉛
型。