JPH03162909A - エポキシ樹脂製成形型および製造方法 - Google Patents

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や充填剤いりプラスチックスなど
を、圧縮或形、トランスファー戒形、則出威形、真空戒
形などのプラスチック威形、および金属板のプレス或形
、その他の方法で威形する際に使用される耐久性に優れ
たエポキシ樹脂製成形型、とりわけ戒形圧力の高い射出
成形型に最適であるエポキシ樹脂製成形型に関するもの
である。

（従来の技術） 従来から射出威形や真空威形をはじめとするプラスチッ
クス成形型には鉄を中心にした金属が一般に使用されて
いた。しかし金属製型は、切削加工が容易でないため、
経費が高価でかつ加工に長時間を要するという欠点を有
していた。この金属製の金型の欠点を克服するために、
加工性の良好なアルミニウムや亜鉛合金などの材料が開
発されてきている。こうした新金属材料を用いた型はや
はり鉄製型と同様な製造プロセスを経るために本質的な
解決にはならない。

そこでこの金属製の型に替わって加工が容易であり、か
つ型の製造プロセスを大幅に簡略化しうる樹脂型の出現
が望まれていた。こうした樹脂型用材料としては、エポ
キシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂などの熱硬化性
樹脂が使用されてきた。このうち特にエポキシ相脂はそ
の硬化性や硬化物の性能の良さから型用材料としては最
適であるとされていた。

（発明が解決しようとする課題） しかし従来からの型用エポキシ樹脂材料は、作業性と硬
化物の性能とりわけ型の生命ともいえる耐久性において
満足すべきものでなく、せいぜいプラスチック威形ある
いはプレス成形における試作型としての位置づけしか与
えられていなかった。

型の製造プロセス作業において必要な条件は■注型作業
と脱泡作業の点から配合品の粘度が一定値以下であるこ
と■可使時間が長いこと■マスターモデルの変形などの
問題点から離型までの加熱温度が６０℃以下であること
などが挙げられる。しかし従来の型用エポキシ樹脂配合
品は高粘度であり、かつ可使時間が短く、離型までの加
熱温度が６０”Ｃより高い。

また硬化物の性能のうち型の耐久性に係わる耐熱性と耐
熱衝撃性が重要である。このうち耐熱性は少なくとも１
５０℃以上が必要である。また耐熱性衝撃性はワッシャ
ー埋込み冷熱試験で−２０℃から１２０℃の繰返しで少
くとも２回合格する性能が必要である。しかし、従来の
型用エポキシ樹脂配合品は耐熱性が１５０℃でかつワッ
シャー埋込み冷熱試験で２回以上合格する耐熱衝撃性を
有するものがなかった。

こうしたエポキシ樹脂型の欠点を補うために、特開昭６
３　−　２７８８０８号公報ではウィスカーを複合強化
した樹脂型を開示している。しかし本発明の意図する注
型法による樹脂型の製造には配合品の粘度が高すぎるた
めに使用できない。

また、従来の樹脂製プラスチック成形型として、例えば
第８図に示すものがある。図示する成形型は射出威形品
やＩ？ＴＦＩ戒形品を試作生産、少量生産を行う場合に
樹脂で型を製作した場合を示す。或形に使用する樹脂材
料が高温であるため、型用樹脂材料は耐熱性を有する熱
硬化性樹脂が使用される。通常の型構造として、型表面
に数閣から約３０ｍｍの樹脂層１を設け、バックアップ
材２に鋳物を５ 使用している。

また特開昭６３　−　２７０１０４号公報には熱硬化性
樹脂組底物を用いた樹脂型の製造方法が開示されている
。しかしこのような従来の樹脂製プラスチック成形型で
は、１）注型時の配合品の粘度が１００〜１０００ポイ
ズと高く脱泡が不十分になり易く型表面にピンホールを
生じやすく、注形作業も困難でありモデルの間隙に樹脂
が十分流れこまないため転写性が劣り、良好な成形型を
得ることは困難である。２）従来の型用樹脂材料では材
料自体が硬化時の収縮によってクラックが発生しやすく
、上記ワッシャー埋め込み試験では−２０℃から１２０
℃への急加熱冷却の繰返を１サイクルすら耐えることが
出来ない。３）成形面のエポキシ樹脂配合品がモデルか
ら離型可能となる一次硬化温度が６０℃以上になるため
モデル材質に制限を生しる。４）クラック防止の為樹脂
層を均一に薄＜シて樹脂層の厚さの急激な変化部での応
力集中を防止する方法が有効であるが、バックアンプ材
の型用樹脂層との接触面は正規の型形状面に近い状態に
仕上げる６６ 必要があり実質的には型の成形面を仕上げ加工している
のと変わらず製作日数の短縮や、製作工数の低減という
面ではほとんど効果が期待できない等の理由から型とし
ての樹脂製型祠料のメリットが望めなかった。

この様にして製作した樹脂製射出成形型も生産時に、ゲ
ートから流入する高温の材料樹脂の熱と、型の強制冷却
による熱応力により型表面にクラックが発生し易くなる
ため、樹脂製射出成形型は数ショット程度の試作型又は
極少量生産型にしか使用できなかった。

又、従来の樹脂製成形型では型用樹脂材料の硬化物が腐
食液におかされ難いため、所謂転写シボが中心であった
。そのため、デザイナーの自由な意匠をおり込んだ所謂
エッチングシポを施すことが不可能であり、樹脂製成形
型への表面加飾は革などの転写する実部品がある場合の
み実施されていた。

（課題を解決するための手段） 本発明者らはこれらの問題点の解決のために鋭意検討し
た結果、本発明に到達したものである。

すなわち本発明は金属粉末を分散させたち密なエポキシ
樹脂層を戒形而とする生産用エポキシ樹脂製成形型およ
びその製造方法に関するものである。

本発明で言うち密なエポキシ樹脂層とはボイドなどの欠
陥を実質的に有してないエポキシ樹脂の硬化物から威る
層であり、このためにはエポキシ樹脂配合品の脱泡を十
分に行い、所定の形状に配合品を注形する際にも樹脂配
合品中に気泡が入らない様にする必要がある。

具体的には、ボイドの観察は肉眼あるいは光学顕微鏡に
より確かめられる。ボイドはその大きさがＯ．Ｉｍｍ以
上のものを指し、実質的に欠陥を有するものとは、１０
個／１００ｃｍ’以上のポイド量を指すものとする。

本発明で言うエポキシ樹脂層は、液状エポキシ樹脂と液
状硬化剤を所定の硬化条件で硬化させて得られる樹脂層
である。ここでいう液状硬化剤は液状アミン系硬化剤ま
たは酸無水物から選ばれるものである。

ここでいう液状エポキシ樹脂は例えばビスフェノールＡ
型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂、ノ
ボラックフェノール型エポキシ樹脂およびテトラグリシ
ジルジシクロヘキシルアミンなどのグリシジルア旦ン類
などを挙げることができ、これらの樹脂から選ばれる少
なくとも１種類以上のエポキシ樹脂である。好ましくは
液状エポキシ樹脂がビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、
ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂またはテトラグリシジ
ルジシクロヘキシルアミンである。また場合によっては
エポキシ樹脂の減粘剤として各種の反応性および非反応
性希釈剤を併用することもできる。

液状アξン系硬化剤は例えばジェチレントリアξン、ト
リエチレンテトラ逅ンなどの脂肪族ポリアくン頬、イソ
ホロンジアごン、シクロヘキシルア稟ン、ビス（４−ア
ミノー３−メチルシクロヘキシル）メタン、ビス（４−
アミノシクロヘキシル）メタンなどの脂環族アくン類お
よびメタキシ９ レンジアごン、ジアξノジフェニルメタン、ジアごノジ
フェニルスルホンなどの芳香族アくン類およびこれらの
共融物を挙げることができる。好ましくは液状アくン系
硬化剤がジアくノジフェニルメタンおよびビス（４−ア
ごノー３−メチルシクロヘキシル）メタンまたはビス（
４−アミノシクロヘキシル）メタンの共融混合物である
。

本発明の液状アミン硬化剤はエポキシ樹脂のエポキシ基
ｌ当量に対して、アミンの活性水素０．５〜２当量の範
囲で用いられる。

本発明で用いられる酸無水物としては無水フタル酸、ヘ
キサヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタ
ル酸、無水メチルナジック酸などを挙げることができる
。酸無水物を用いる場合には硬化促進剤が一般的に使用
される。

金属粉は熱伝導率の向上と型の機械的特性の向上の目的
で用いられる。金属粉としては例えばアルくニウム、銅
、鉄、金、銀、ニッケル、クロムなどを単独または併用
して用いることが出来る。

金属粉の粒子径は平均で５０μｍ以下が好ましい。

１０ ５０μｍ以上では配合品中で金属粉の沈降が問題となる
ばかりでなく、型の耐久性に悪影響を及ぼす。

更に好ましいのは金属粉が平均粒子径４０μｍ以上のも
のと平均粒子径２０μｍ以下のものを９５／５〜５０／
５０の重量比で混合したものが好ましい。金属粉の混合
によってワッシャー埋め込み冷熱衝撃試験に優れ、かつ
配合品中での金属粉の沈降のない良好なエポキシ樹脂硬
化物を得ることができる。

ワッシャー埋め込み冷熱衝撃試験とは第９図ａ，ｂ，　
　ｃに示ず形状と寸法（ｎ＋　＝　２．５　＋ｎ＋ｎ，
　ｌｚ　一１２．５ｍｍｓ　ｐ３　＝　１０ｍｍ，　ｌ
ａ　＝　６０ｍｍ，　ｎ，＝　１５ｍｍ、１！ｂ　＝　
１０ｍｍ，　ｈ，　＝　４ｍｍＳｈｚ　＝　５ｍｍ）の
ボルト３１のナット３２を図中に示す様にワッシャ−３
０にセットし、これにボルト、ナットおよびワッシャー
が完全に埋まる様にエポキシ樹脂配合品３３を注形し、
所定の条件で硬化させる。この硬化物を−２０“Ｃと１
２０’Ｃの間で繰返しテストし、硬化物に亀裂が入るま
での回数で評価するものである。

金属粉のエポキシ樹脂に対する配合比は、エポキシ樹脂
層中の金属粉の充填率が、容積で３０％以上であれば良
い。

成形型の耐熱性は重要であり、プラスチック成形型の場
合には熱変形温度（ＩＩＤＴ）で１５０″Ｃ以上である
ことが必要である。この熱変或温度はＡＳＴＭ　Ｄ６４
８の試験方法に基づいて測定される耐熱温度である。熱
変形温度を１５０″Ｃ以上にするためには前記したエポ
キシ樹脂および硬化剤の選択を行うことによって得られ
る。

次に本発明の第ｌの好適例のエポキシ樹脂製成形型の製
作方法を示す。

まずエポキシ樹脂配合品を予め作製しておく。

本発明でいうエポキシ樹脂配合品は、エポキシ樹脂に金
属粉をできるだけ均一になる様に混合機を用いて混合し
、これに硬化剤を混合することによって得られるもので
ある。混合を容易にするために配合品の加熱を行っても
よいが、配合品の可使時間に十分に注意する必要がある
。

次に（１）配合品が流れ出ない様な枠を組立て、これに
マスターモデルをセットする。マスターモデルは目的製
品そのもの、または同形の型であり、材料としては乾燥
木材、合成木材、せつこう、ＡＢＳ樹脂、シリコーン樹
脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などが用いられる。一
般に耐熱性は低く、６０℃以下の温度領域でしか形を保
持できない。また特別の場合として鉄、アルξニウム、
銅系合金材料が用いられる。

さらに引続いて以下の操作を行う。

（２）マスターモデルの表面に離型剤を塗布する。

（３）予め用意したエポキシ樹脂配合品を十分に脱泡し
、６０℃以下の温度でマスターモデルの上または下に、
モデルの表面形状が複製できる様に注ぎ込む。

（４）全体を６０℃以下の温度で１時間〜数日間放置し
、配合品を一次硬化させる。

（５）硬化した樹脂からマスターモデルを取り外す。

（６）硬化樹脂を更に高い温度で二次硬化させて、目的
とするエポキシ樹脂製成形型を得る。

上記の（３）のエポキシ樹脂配合品を脱泡および注形す
る際に、配合品の粘度が低いことが必須の１３ 条件であり、６０℃での粘度が１００ポイズ未満である
必要がある。

本発明でいうマスターモデルを取除くまでの温度とはエ
ポキシ樹脂配合品の一次硬化を指すものであり、更に実
用強度を向上させるためにはポストキュアーと呼ばれる
二次硬化を施す方が好ましい。

次に、本発明の第２の好適例のエポキシ樹脂製成形型に
おいては、前記樹脂配合品を表面に使用する。即ち成形
型の威形而に、前記の金属粉末を混入分散させたち密な
エポキシ樹脂層を用い、該戒形而のバックアップ材とし
て金属を用いたごとを特徴とする。この表面に樹脂層を
使用した成形型は、離型材を塗布した乾燥木材、石膏、
樹脂材料のいずれかの手段で製作したモデルと、鋳物、
圧延金属材料、低融点金属材料のうちいずれかで製作し
たバックアップ材とを空間を有するように対向保持して
型威形面用樹脂配合品注型のためのキャビティを製作し
、該キャビティに前記のエポキシ樹脂配合品を注型した
後硬化させて成形型の−１４ 表面とすることにより製作することができる。

次に、本発明の第３の好適例のエポキシ樹脂製成形型は
、上記の第２の例のエポキシ樹脂製成形型と同様に成形
面に樹脂層を用いた成形型であるが、威形面のバックア
ップ材として、成形型の形状面から僅かにオフセットし
た所謂ニアネットシェープ形状をもった金属材料を使用
したものである。このプラスチック成形型も乾燥木材、
石膏、樹脂材料のいずれかで製作したモデル表面と、該
モデル表面より僅かに小さな相似形状の表面形状所謂ニ
アネットシェープの金属製バックアップ材とを、それぞ
れの表面形状を対向させて均一で僅かなクリアランスを
有するように保持した後固定させて注型用キャビティを
形成し、前記エポキシ樹脂配合品を注型した後、硬化さ
せ成形型の表面を得ることにより製作することができる
。

また少量生産用成形型を製作する場合には、金属製バッ
クアップ材は一辺が１　ｍｍ〜２０ｍｍの矩形断面を持
つ長さ１０　０　ｎ＋ｍ〜５００ｍ＋＋ｎの鋼又はセラ
旦ツクスのいずれかで製作したピンを軸方向に自由に摺
動するようにして束ね、乾燥木材、石膏、樹脂材料のい
ずれかで製作した正規の型表面形状よりも僅かに小さな
相似形状を持つモデルに上記ピンの束を押し付けてバッ
クアップ材の表面形状を付与した後、該束を外周から固
定して再使用可能な鋳造用型を製作し、該鋳造用型に溶
融状態の金属材料、所謂溶湯を鋳造後硬化させることで
迅速に製作できる。

更に、本発明の第４の好適例の樹脂製成形型は、戒形而
に前記金属粉が分散された樹脂層を用いた成形型で、さ
らに成形面にシボ模様を有する。この成形型は威形而に
光硬化樹脂を光学処理することによってシボ模様を形成
させた薄膜を貼り付け、該薄膜に鉄、砂、ガラス、セラ
旦ツクスのうち少なくとも１種類以上の微細粒子をショ
ットブラスト装置などにより吹き付けて成形面にシポ模
様を形成して表面加飾を行ったことを除いては、第２の
例の成形型と同様に製作することができる。

本発明はポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン
、ＡＢＳ樹脂などの汎用プラスチックス、ナイロン樹脂
、ポリエステル樹脂、ポリアセクール樹脂、アクリル樹
脂などの特殊プラスチックスなどの熱可塑性樹脂に関す
る射出威形、真空威形、ブロー或形をはしめとする成形
型に、またフェノール樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹
脂などの熱硬化性樹脂に関する成形型に適用することが
可能である。

また鋼板、アル５板、銅板をはじめとする金属製薄板の
プレス成形型としても有用である。

（実施例） 以下本発明を実施例によって更に詳細に説明する。

実１１組上 （エポキシ樹脂配合品の調整） ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ＡＥＲ３３１　（旭化
或工業■製）　４０重量部に、平均粒子径が４２μｍの
アトマイズ型アル旦粉５０重量部と平均粒子径が１０μ
ｍのアトマイズ型アルく粉工０重量部を混合して主剤Ａ
とした。次にワンダミンＨＭ　（新日本理化■製）７０
重量％とジアξノジフェニルメタン３０重量１７ ％の熔融混合物の硬化剤Ａを用意した。

この両者を主剤Ａ　１００重量部に対して、硬化剤Ａを
１０重量部を加えて均一になるまでよく攪拌した。ただ
ちに加温し、系の温度を５０″Ｃにした。ここで配合品
を真空脱泡して配合品Ａを得た。この配合品の６０”Ｃ
の粘度はＢ型粘度計で８０ポイズであった。

（マスターモデルのセット） ２００ａ＋ｍ　（Ｌ）　Ｘ　２００ｍｍ　（Ｗ）　Ｘ　
１００ｍｍ　（Ｈ）のモデル用エポキシ樹脂硬化物を用
意し、この表面を切削加工し、表面に高さ１”１０ｍｍ
の凹凸模様を形成してマスターモデルを作製した。この
マスターモデルの凹凸模様を上にして置き、この四方の
面を高さ（ｌ｛）２００ｍｍの鉄板をマスターモデルに
密着させてセットし、型用樹脂を注形するための外枠を
組立てた。マスターモデルの表面と外枠の内側に離型剤
を塗った。

（樹脂型の製作） 外枠にセットしたマスターモデルの上に冷却水の配管を
設置し、この上から予め用意したエポキ１８ シ樹脂配合品を注ぎ込み、これを６０℃の乾燥炉に５時
間放置した。この後室温まで冷却して硬化したエポキシ
樹脂配合品をマスターモデルから離型した。離型後のエ
ポキシ樹脂製型をさらに１８０℃で５時間乾燥炉に放置
することによって樹脂型の製作を完了した。得られた樹
脂製型の威形而には、ボイドは観察されなかった。

（エポキシ樹脂製型の耐久性テスト） 得られたエポキシ樹脂製型に威形樹脂注入口を設けた後
に、これをキャビティとして、射出戒形機に取付けた。

コア部は亜鉛合金の型を用いた。

この型を用いてＡＢＳ樹脂を射出威形圧３００ｋｇ／ｃ
ｍ２射出温度２３０℃で３０００ショット行ったが型の
損傷は全く無かった。

（エポキシ樹脂配合品の性能） 調整されたエポキシ樹脂配合品を６０℃で５時間で予備
硬化し、次いで１８０℃で５時間硬化させてエポキシ樹
脂硬化物を得た。その硬化物の性能を表１に示す。

表１ ＊測定は前述したワッシャーを埋め込んだ威形品を作製
し、これを−２０℃のメタノール中に３０分間と１２０
℃の空気中に３０分間放置を繰返し、何回目で成形型に
亀裂が生しるかを求めたものである。

実１劃しし＼土 （エポキシ樹脂配合品の調整） ビスフェノールＦ型エポキシ樹脂エピクロン８３０（大
日本インキ■製：ロＦ樹脂と略す）に平均粒子径４５μ
ｍのアトマイズ型アル５粉および平均粒子径が１０μｍ
の銅粉を表２に示す様に加えて主剤Ｂ〜Ｄを作製した。

これにワンダくンＨＭを硬化剤として配合し、実施例１
と同様にして配合品Ｂ〜Ｄを調整した。配合品の６０℃
での粘度を表２に合せて示す。

表２ （配合品の硬化性能） 配合品Ｂ−Ｄを６０″Ｃで５時問および１８０　’Ｃで
５時間硬化させた硬化物を実施例ｌと同様にして作製し
その性能を調べた。その結果を表３に示す。

表３ ２ ■ （型の作製と耐久性） 実施例１と同様の方法で配合品Ｂ−Ｄを用いた樹脂型を
作製し、実施例１と同様にして射出威形テストを行った
。その結果を表４に示す。

表４ （エポキシ樹脂配合品の調整） ＡＥＲ３３１　　２０重量部、テトラグリシジルジシク
口ヘキシルアミン２０重量部、スチレン・ブタジエンブ
ロックポリマ−２重量部に、平均粒子径が５０μｍの銅
粉６０重量部を混合して主剤Ｅを作製した。つぎにカヤ
ハードＭＣＤ　（日本化薬■製）３２重量部と２メチル
イミダゾール０．５重量部を混合して硬化剤Ｅを作製し
た。主剤Ｅ　１００！ｉｉｔ部に硬化剤３２．５重量部
を加えて均一に混合し、真空脱泡して配合２２ 品Ｅを作製した。配合品Ｅの６０℃での粘度を測定した
ところ１８ポイズであった。

（配合品の硬化性能） 配合品Ｅを６０℃で５時問および２００℃で５時間の加
熱を行って、硬化物を得た。実施例１と同様にしてその
性能を調べた。結果を表５に示す。

表５ （型の製作と耐久性テスト） 実施例１と同様にして配合品Ｅを用いた樹脂型を作製し
、その耐久性テストを実施したところ５０００ショット
まで全く型の損傷は無かった。

比較拠上 実施例１において型の製作にあたって配合品Ａの一次硬
化を１００″Ｃで行ったところ、マスターモデルの変形
が生し、良好な型が得られなかった。

且（Ｕ牝麦 実施例ｌのエポキシ樹脂配合品の調整において主剤Ａと
硬化剤八の混合後、真空脱泡せずに配合品を得、型を製
作したところボイドの多い樹脂型を得た。この樹脂型を
用いて実施例ｌと同様の耐久性テストを行ったところ５
０ショット目に凸部にクラックが生した。

尖旌槻韮 第１図に示す成形型を製作した。尚図示する成形型にお
いて、実施例１のエポキシ樹脂配合品を硬化して製作し
たキャビテイ８、コア９の樹脂表面層１と表面層を保持
する鋳物で製作したノ＼・ンクアップ材２、製品の材料
となる溶融状態の樹脂材料が型のキャビティに入り込む
ゲー目０、樹脂材料を冷却するための冷媒体を流す冷却
パイプ１３、バックアップ材内部にあって凝固したワー
クＷを押出すエジェクタビン１２と、エジエククピン１
２を駆動させるエジェクタ１１から構威される。

この成形型は次に示すようにして製作した。

モデルＭ（乾燥木材から或る）を製作し、表面に離型材
を塗布しておいた。鋳物又は圧延金属材料を切削して製
作したバックアップ材２とモデルＭを第２図に示すよう
に所定のクリアランスＣを対向保持して固定し、クリア
ランスの外周を板材７で覆って目止めを行った。目止め
用板材７には配合した樹脂の注型口４を複数個設けた。

また、バックアップ材には脱気用の穴５を設けた。モデ
ルとバックアップ材、外周の板材から或る注型用キャビ
ティ内部の脱気と型用樹脂配合品の充填が確実に行われ
れば注型口と脱気用穴の取り付け位置は特に限定される
ものではない。次に実施例１のエポキシ樹脂配合品６を
上記注型穴から注型した。注型終了後オーブン内で６０
℃で所定時間加温してエポキシ樹脂を１次硬化させた。

１次硬化終了後、型をモデルから脱型し、再びオーブン
内で暫時加熱して２次硬化を行い、エポキシ樹脂を完全
硬化させて完威品とした。第３図はモデルから脱型が終
了したコアの状態を示す。

次に、上述の如くして製作した射出成形型でＡＢＳ樹脂
の射出戒形を行ったところ約２万ショｙトの２５ 戒形が終了した時点でも型表面にクラックの発生は見ら
れなかった。威形条件を表６に示す。

表６ 材料　　　　　八ＢＳ樹脂（樹脂温度２３０℃）射出威
形圧力　１１０ｋｇ／ｃｍ２ 型温度　　　　８０℃ 実４０理工 第４図に示す成形型を製作した。尚図示する成形型にお
いて、実施例１のエポキシ樹脂配合品を硬化させて製作
した表面層ｌと表面層とニアネットシェープの形状に鋳
造された亜鉛合金等の低融点合金製バックアップ材２か
ら構威した樹脂成形型を示す。この成形型は次に示すよ
うにして製作した。

実施例６と同様に製作したモデルＭに、第５−１図に示
すように型表面層の樹脂厚さに相当する厚さのシートワ
ックスｌ４を積層してバックアップ材用の凝似モデルＤ
を製作した。第５−２図に示すように、クランプ装置１
５、ベース１６を組み付け２６ た状態で本鋳造用ユニッ｝Ｕを水平状態にする。

次に鋼またはセラごツク製のピンＰを摺動可能な状態に
して揃え、鋳造用ユニットにセットした。

本例では一辺がｌ　ｍｍから２０ｍｍの矩形断面を持つ
同一長さのＳＫ材のピンを使用したが、耐熱性及び再使
用が可能な材料であれば特に材質は規定されるものでは
ない。本鋳造用ユニッ１・とバックアップ用凝似モデル
を合わせ、ビンを摺動させハツクアップの形状面３を付
与した。形状面が決定したら、クランブ装置のボル目７
を締め付けてピンを固定する。次に第５〜３図に示すよ
うに、鋳造ユニットを垂直状態に戻し、該ユニットに形
成されたキャビティ８に溶融状態の亜鉛合金Ｚを注型し
た。

亜鉛合金が硬化したらユニットから脱型してバックアッ
プ材とした。該鋳造用ユニットの鋳造面にはボロンナイ
トライド等の離型剤を塗布するため鋳造によるピンとハ
ックアップ用亜鉛合金の焼き付きを生しること無く容易
に型パラシが行え、ピン、鋳造ユニットの再利用が可能
であった。

本例ではハックアップ材料に亜鉛合金を使用したが、鋳
造用ユニットに使用しているピン材料の耐熱温度以下で
溶融する材料であれば特に祠質に拘束をうけるものでは
無い。

次に、上記凝似モデルからシートワックスを外して正規
のモデル形状となし、七デル表面には離型材を塗布して
おいた。上記方法で製作したバックアップ材２とモデル
Ｍの形状面を第５−４図に示すように対向させ所定のク
リアランスＣを保持して固定し、クリアランス外周を板
材７で覆って目止めを行った。目止め用板材７には樹脂
注型口４を複数個設けた。また、ハックアップ材２には
脱気用の穴５を設けた。硬化剤を十分に混合し、十分に
液中の脱泡を行ったエポキシ樹脂６を上記注型口４から
注型した。注型終了後オーブン内で６０℃で所定時間加
温してエポキシ樹脂を仮硬化させた。仮硬化終了後、型
とモデルを脱型して型を再びオーブン内で暫時加熱して
エポキシ樹脂を完全硬化させて第５−５図に示すコアの
完威品とした。

上述の如くして製作した射出成形型でＡＢＳ樹脂の射出
或形を、実施例６の場合と同様の条件で行ったところ約
２万ショットの戒形が終了した時点でも型表面にクラッ
クの発生は見られなかった。

夫旌班１ 第６図に示す成形型を製作した。尚図示する成形型にお
いて、実施例１のエポキシ樹脂配合品を硬化させて威形
させた樹脂表面層１と低融点合金製ハックアップ材２、
フォトレジストによりシボ模様を製作した伸展性を有す
る樹脂製の薄膜を貼着し、ガラス微粒子をショットブラ
ストで吹き付けて製作した型威形面１８から構威される
。

この成形型は次に示すようにして製作した。

実施例６と同様に製作したモデルＭとバックアップ材２
を僅かなクリアランスを保持してセットして表面用樹脂
材料注型用キャビティを形成した。

型用樹脂材料６を規定量計量し十分に攪拌した後、該キ
ャビティに注型した。注型した型全体をオーブンなどで
約６０℃の状態で５時間加熱し樹脂を仮硬化させモデル
から脱型させた。更に型をｌ８０℃で５時間加熱して樹
脂を完全硬化させて型全体を２９ 製作した。このエポキシ樹脂硬化物の硬度はロックウェ
ルＭスケールで１６６μｍとなり、ショットブラスト処
理を行うのに良好な硬度となった。

これとは別に、第７図に示すように、自由にデザインし
たシボ模様１９を写真撮影してシボ模様フィルム２０を
作製した。ガラス板２２上にシボ模様フィルム２０をセ
ットし、その上にカバーフィルム２Ｉを置いた。カバー
フィルム２１の上に光硬化性樹脂２３を薄く塗布し更に
ベースフィルム２４で覆い、光源２６により光硬化樹脂
を硬化させた。ヘースフィルムには光硬化樹脂との接触
部分にコーティングフィルム２５がコーテングされてい
た。ベースフィルムをカバーフィルムから剥すと該ベー
スフィルム上に露光した光硬化樹脂の感光部２７及びシ
ポ模様フィルム２０にマスキングされて露光しなかった
未硬化物が付着した。ベースフィルムを水洗いして未硬
化部を除去した。ベースフィルム全体を乾燥後更に後露
光してベースフィルムを補強した。

次に、該ヘースフィルムを上記手段で製作したエポキシ
樹脂製成形型の表面層ｌに貼着した。こ３０ の時、ヘースフィルムの光硬化樹脂硬化物が付着した面
を型或形面に接触させると、ベースフィルムと型威形面
は容易に粘着した。次に、ベースフィルムを剥すと型表
面にはコーティングフィルムに付着した状態で光硬化樹
脂硬化物がシポ模様ｌ９どおりに残留した。

更に、ショットブラスト装置２８によりガラス微粒子２
９を型表面に吹き付けると、光硬化樹脂で被覆されてい
る部分は残留し、それ以外の部分はガラス微粒子により
除去されシポ模様に沿ってシボ模様１９が型表面に加飾
された。

このショットブラストに使用したガラス粒子の直径はシ
ボ模様によって決定されるが、概ね５０μｍ〜１００μ
ｍ、噴射圧力は３ｋｇ／ｍｍ２、噴射距離は１００　ｍ
ｍ〜１５０　ｍｍで良好な結果が得られた。

表面加飾後シボ模様を除去してシボ模様を持ったエポキ
シ樹脂製成形型が得られた。

このようにして得られたＡＢＳ樹脂射出成形型を用いて
約２万点の戒形を行うことができた。

実益班１ ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂ＡＥＲ３３１　１００
重量部に平均粒子径５０μｍの鉄粉３００重量部と平均
粒子径８μｍのアルくニウム粉５０重量部を混合して主
剤とした。これに実施例１で用いた硬化剤Ａ２５重量部
を配合し、攪拌後真空脱泡した。この配合品を石膏製モ
デルと鋼材のハックアップ材及び枠材からなる注型用型
に流し込み、６０℃で５時間加熱して一次硬化させ、更
に１８０℃２時間加熱して二次硬化させてポンチ及びダ
イを製作した。このポンチ及びダイをプレス装置に設置
して表７に示す条件で、板厚０　．　８　ｍｍの冷間圧
延鋼板（ＪＩＳＣ３１４１　ＳＰＣＣ相当）のプレス或
形を行った。１０００ストローク以上の生産を行ったが
、型表面の破損や摩耗は発生しなかった。

表７ 成形条件 祠料−−−−−−−−冷間圧延鋼板 （ＪＩＳＧ　３１４１　ＳＰＣＣ） 板厚−−−−−−−−　０．８ｍｎ＋ プレスａ械−−−−　１００ｔｏｎプレス（クランクプ
レス） 成形サイクル−−−−６枚／分 成形枚数−−−−−−−−１０００枚以上実施例１にお
いて用いた硬化剤Ａの代わりに２メチルイ壽ダゾール４
重量部を加えて配合品Ｇを作製した。本配合品硬化物の
ＨＤＴは１７０’Ｃであったが、耐熱衝撃性は１回目で
クランクが発生した。

実施例１と同様に樹脂型を作製し、耐久性を調べたとこ
ろ１０ショット目に凸部に変形が生じた。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明のプラスチック成形型
は金属粉を分散させたち密なエポキシ樹脂を全体的にま
たは戒形而として用いたことによ３３ り、従来のエポキシ摺脂製成形型の欠点が取り除かれ、
耐久性が著しく改善された。また型の表面材質として６
０℃までの加温で脱型が可能で、熱変形温度が１５０　
’Ｃ以上の性質を有し、耐熱衝撃性に優れる熱硬化性エ
ポキシ樹脂組成物を用いると、型の成形面のクランク発
生肪止ができ、耐久１≧Ｌが大幅に向上できる。

また実施例７に示した如く、ハシクアップ材表面を、一
辺が数恥の矩形断面を持つ多数の鋼製ピンを軸方向に自
由に摺動するように束ね、モデルを押し付けて所望の形
状を付与した後固定し低融点合金を鋳造してニアネット
シェープの形状を持つバックアップ材を構威する場合に
は、型用樹脂材料の厚さが一定になり樹脂硬化時の急激
な収縮の変化を抑え構造面からも成形面のクランクの発
生を防止できるという効果かえられる。

従来、表面層に樹脂を用いた成形型では、表面材とバッ
クアンプ材の結合を強化するために中間層を設けたり、
微少なビスをバックアップ刊に打ち込む作業を行ってき
たが、本発明によるとバッ３４ クアンプ材の表面が微少な凹凸を有するため、表面用樹
脂とバンクアップ材表面の間にアンカー効果が働き、樹
脂層とバックアップ材の結合力が強化できる。

また、ハシクアップ材表面形状が型の正規形状面に近い
ニアネットシェープであるため表面の加工を必要とせず
、束ねたビンを使用してバックアップ材注型用の金型を
製作するため、自由形状が短期間に製作でき注型用金型
の再利用が可能になるため製作期間の短縮と、設備費の
低減が可能である。

更に実施例８に示した如く、フォトレジス１・によりシ
ボ模様を有するヘースフィルムを製作し、該ベースフィ
ルムを樹脂製の成形型に貼着してショットブラストによ
って樹脂成形型表面に表面加飾を施す場合には、従来エ
ッチングシボが不可能であった樹脂製成形型にエッチン
グシボと同等の自由な意匠を折り込むことが可能になり
、樹脂製成形型で製作した試作部品で早期からの模様確
認が行えるという効果かえられる。また従来のエシ３５ ヂングと同様なシボ模様を有するため、樹脂製成形型の
量産部品への適用が可能になり、少量生産型に高価な金
型を製作する必要が無くなるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例の成形型の断面図、第２図は本発
明による射出成形型の製作の説明図、 第３図は射出戊形により製作したモデルからの脱型を終
了したコアの断面図、 第４図は本発明の他の例の成形型の断面図、第５−１図
はシートワックスを張付けたモデルの断面図、 第５−２図は製作段階の注型の断面図、第５−３図は低
融点合金の注型の説明図、第５−４図は型用樹脂材料の
注型の説明図、第５−５図はモデルから脱型したコアの
断面図、第６図は成形面にシポ模様を有する成形型の断
面図、 第７図はシボ模様加工の工程図、 ３６ 第８図は従来の方法による射出成形型の断面図、第９図
ａは耐クラック確認用の埋込みワッシャーの平面図、 第９図ｂは第９図ａのワッシャーの側面図、第９図Ｃは
第９図ａのワソシャ一の裏面図である。 １・・・樹脂表面層　　　　２・・・バックアップ材３
・・・バックアンプの形状面 ４・・・樹脂の注型口　　　５・・・脱気用穴６・・・
エボヰシ樹脂配合品 ７・・・目止め用板１，４’　　　　８・・・キャビテ
ィ９・・・コア　　　　　　　１０・・・ゲー１・１１
・・・エジェクタ　　　　１２・・・エジェクタピン１
３・・・冷却バイプ　　　　１４・・・シートワックス
ｌ５・・・クランブ装置　　　１６・・・ベース１７・
・・ボルト１８・・・型或形面 １９・・・シボ模様　　　　　２０・・・シボ模様フィ
ルム２１・・・カバーフィルム　　２２・・・ガラス板
２３・・・光硬化性樹脂　　　２４・・・ヘースフィル
ム２５・・・コーティングフィルム ３７ ２６・・・光源　　　　　　　２７・・・感光部２８・
・・ショッ１−プラスト装置 ２９・・・ガラス微粒子　　　３０・・・ワンシャ−３
１・・・ボルト　　　　　　３２・・・ナット３３・・
・エポキシ樹脂配合品 ３８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属粉が分散されているち密なエポキシ樹脂層を成
   形面とすることを特徴とするエポキシ樹脂製成形型。 ２、金属粉を含有する６０℃における粘度が１００ポイ
   ズ未満のエポキシ樹脂配合品を、脱泡後、マスターモデ
   ルに充填し、６０℃以下の温度で硬化させたのち、マス
   ターモデルを取除くことを特徴とするエポキシ樹脂製成
   形型の製造方法。 ３、マスターモデルを取除いたのち、硬化した樹脂を６
   ０℃より高い温度で二次硬化させることを特徴とする請
   求項２記載のエポキシ樹脂製成形型の製造方法。 ４、金属粉が分散されているち密なエポキシ樹脂層を成
   形面とし、金属をバックアップ材とすることを特徴とす
   るエポキシ樹脂製成形型。 ５、バックアップ材が、矩形断面を持つ鋼またはセラミ
   ックスで製作されたピンを、その軸方向に自由に摺動す
   るように束ね、乾燥木材、石膏、または樹脂材で製作し
   た正規の型表面形状よりも僅かに小さな相似形状を持つ
   モデルに上記ピンの束を押しつけて、バックアップ材の
   表面形状を付与した後、該束を外周から固定して鋳造す
   ることによって得られるものであることを特徴とする請
   求項４記載のエポキシ樹脂製成形型。 ６、成形面にシボ模様を有することを特徴とする請求項
   １または４記載のエポキシ樹脂製成形型。 ７、成形面に、光硬化樹脂を光学処理することによって
   シボ模様を形成させた薄膜を貼り付け、該薄膜に鉄、砂
   、ガラス、セラミックスの少くとも１種以上の微細粒子
   を吹き付けることを特徴とする成形面にシボ模様を有す
   るエポキシ樹脂製成形型の製造方法。