JPH0358809A

JPH0358809A - 金型

Info

Publication number: JPH0358809A
Application number: JP19392489A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Suzuki; 正鈴木
Original assignee: GE Plastics Japan Ltd
Current assignee: SABIC Innovative Plastics Japan KK
Priority date: 1989-07-28
Filing date: 1989-07-28
Publication date: 1991-03-14
Anticipated expiration: 2010-06-28
Also published as: JPH0759368B2

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）本発明は熱可塑性樹脂を或形加工するための金型に関す
る。

（従来の技術およびその課題）プラスチックの或形加工には、種々の方法があるが、金
型を使用する戒形法においては、金型と樹脂との接触す
る部分の温度制御が、或形品の表面の平滑性に大きく関
与する。

特に、複錐な形状や二重壁構造を有する戒形品を比較的
容易にしかも効率よく生産できる戒形法であるブロー或
形法は、成形品の表面の平滑性の制御が困難であった。

一般に、ブロー成形品は、金型表面の転写性が悪く、う
ねり、キズ、ダイマーク等が発生し易かった。このよう
な表面の外観不良発生の原因は次のような理由による。

すなわち、ブロー或形法において、溶融した樹脂がダイ
スから大気中に押し出されて形或されるパリソンは、冷
たい大気にさらされて表面が硬化し、硬いスキン層が形
或されてしまう。そうなると、一般に、吹き込み空気圧
５〜７ＫＣＪ／ｃｉと比較的低い圧力で行われるために
、このブロー圧力では、樹脂の塑性変形は起り難いので
、得られた成形品の表面が凹凸になってしまうのである
。

そこで、成形品の外蜆改良のため、１麦加工として、バ
フカ０工、サンドペーパーによるｒｉ１磨等の工程を施
したり、または塗装工程において塗膜を厚く塗って表面
の外硯不良を隠したりすることか必要とされてぎた。

しかしながら、研磨等の作業は処理時間がかかり、かつ
、うねりの修正は極めて因難である。また、高度の技術
を持った熟練者が必要である。したがって、製品コスト
が高くなる。ざらに、このように表面の修正を行った戒
形品は、表面平滑度、光沢度のバラツキが大きくなり、
衝撃強度が低下するという欠点を有寸る。また、成形品
に仕上げ塗装を行った場合には、表面光沢にむらを生じ
ることがあり、製品価値が低下するという問題も生じて
いた。

特に、自動車の外装部品、例えば、スポイラーサイドパ
ネル、ルーフトップ、フェンダー、バンパー　トランク
リッド等においては、平滑性が優れた状］星（クラスＡ
：白動車メーカーで外装品の表面平清性について表示し
ている表面状態のレベル）が要求されるため、ブロー成
形品をこのような用途へ適用ずることは極めて困ｆｆｉ
ｌｉであった。

また、それにｂ口えて、大型の成形品については、金型
のキレビティ表面の温度分布が不均一になりやすいため
、成形品の表面の平滑性を得ることが大変難しいという
問題もある。

そこで本発明は、平滑で光沢がありうねりのない表面状
態を有するプラスチック成形加工品を得るために使用さ
れる金型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）本発明の金型は、熱可塑性樹脂を成形７ＩＯ工するだめ
の金型であって、該金型のギャヒティ測表面の、樹脂か
接触する部分に、温度制伸可能な電磁語導加熱構造を有
することを特徴とする。さらに、本発明の金型は、該電
ｆｆ１ｆ，導加熱構造が、コア材のキャヒティ側表面に
、順次、（ａ）熱伝導性の低い熱硬化性樹脂よりなる断熱層、（
ｂ）電気絶縁性の熱硬化性樹脂中に誘導発振源のコイル
を含む発熱層、および（ｃ）主として磁性および導電性が高い金属からなる蓄
熱層、が積層されたサンドイッチ横造体であることが好ましい
。

本発明の金型を、第１〜３図を参考にして説明する。ま
ず、第１図にあいて、１は金型コア材であり、通常、機
械構造用炭素鋼、鋳鉄、アルミニウムや同系の軽合金、
真鍮、ＺＡＳ等の亜鉛合金等が使用される。本発明の金
型のコア材としては、熱伝導性の高い、強固な材質のも
のが好ましい。

さらに、大型或形品への適用のためには、軽皐であるこ
とが要求されるので、アルミニウムや同系の軽合金が好
ましい。

上記コア材の、キャビティ側表面の、樹脂と接触する部
分に、調度制伸可能な電磁課導加熱構造を有してあり，
好ましくは上記したサンドイツヂ構造体が設けられてい
る。すなわら、コア材に、順次、（ａ）の断熱囮２、（
ｂ）の発熱層３および（ｃ）の蓄熱層４が設けられてい
る。コア材と直接接している断熱層２は、熱伝導性の低
い？！ｌ，硬化性樹脂よりなる。そのような熱硬化性樹
脂としては、熱伝導率が低く、機械的強度が高い樹脂が
使用でき、例えばエポキシ樹脂、シリコーン｛シ１脂、
ベークライト樹脂等が挙げられる。また、これらの樹脂
中にガラスウールマッ１・等の補強祠を埋め込み、強化
したものを使用することもできる。

断熱層２は、あまり厚いと使用時にヒートショックで剥
離する危険性があるので、５＃以下、待には２ｍｍ〜３
＃の厚さか好ましい。

断熱層２の上には、梵熱層３か設けられる。発熱層３は
、電気絶縁性の熱硬化性樹脂中に電磁講導加熱装置とし
ての高周波発振源の誘導発振コイル５か埋設されている
。電気絶縁性の熱硬化性樹脂としては、例えばエボキシ
樹脂、シリコーン樹脂、ベークライト樹脂等を使用する
ことができ、機械的強度が高いものを使用するのが好ま
しい。

また、強度を高めるために、無機フィラー等の充填材を
樹脂中に含むこともできる。さらに、ここで使用する樹
脂と蓄熱閤４との密着性を良好にするため、かつ発熱効
率を上げるために、樹脂中に蓄熱層４を構戒する金属と
同一の金属の粉末（通常、平均粒径１〜８μｍ〉を２０
〜４０重星％含むことができる。

ｍＲ発振コイル５は、キＶビテイ側表面全体が均一に加
熱されるように、製品形状に沿って均等に樹脂中に埋設
ざれる。コイルには通常、外径が２．０〜６．０＃の銅
製のパイプが使用ざれる。

パイプ表面は、例えばポリエステル、ポリイミド等の絶
縁フィルムで保護しておくのが好ましい。

発熱誼３の厚ざは、通帛５〜１　５　ｍｍ、好ましくは
６．０〜８．Ｏ＃である。

発熱層３の上にはさらに、蓄熱層４が設けられる。蓄熱
層４は、主として磁性および導電性が高い金属、すなわ
ち発熱層３の発熱効率を上げ得るような金属の皮膜であ
る。そのような金属としては、例えばＣＬＩ，Ａ．＋２
　１Ｆｅが挙げられ、これらの金属を主とする合金等も
使用することができる。

発熱欝３を＃４戒する樹脂との密着性が高いという点か
ら、蓄熱層４はＣｕの皮膜であるのか好ましい。このと
き、前記したように、発熱層３の樹脂中にＣｕ粉末か含
有されていると、さらに発熱滴３と蓄熱層４との密着性
が高められるので、より好ましい。

なお第２図に示したように、蓄熱居４として、上記した
金属からなる皮膜４ａの上にざらに、仙磨性の良好な物
質、例えばニッケルーリン化合物、クロム、またはセラ
ミックス等からなる皮膜４ｂを設け、キャビティ側表面
を研磨すると、戒形品の表面の平滑性がさらに高められ
るので好ましい。

蓄熱層４の厚さは、通常１０〜１００μｍ、好ましくは
２０〜６０μｍである。厚すぎると剥離の恐れがあり、
また薄すぎると強度が低下する。

第３図には、上記のサンドイッチ構造体か金型の−Ｅ−
ルドベース本体に組込まれた様子を示した。

６は金型本体において、冷却水を通ずためのパイプであ
る。

本発明の金型は、例えば以下のようにして製Ｎすること
ができる。すなわち、まず、例えば八Ｄ鋳込またはＡＪ
Ｉ！切削によりマスターモデルを作る。

次に、マスターモデルを用いて、反転用コア型を例えば
エボキシ樹脂から作る。反転用コア型に沿って高周波誘
導発振コイルを間隔が均等になるように配設し、外枠を
被せ、間隙に電気絶縁性熱硬化性樹脂を注入し、硬化す
ることにより、発熱層を製造する。次に、得られた発熱
図を取り出し、そのキャビティ側に、蓄熱唐となる金属
の皮膜を、燕電解メッキ、蒸着等の手段により、形或す
る。

ここでさらに、キャビティ側表面に、研磨性の良好な物
質からなる皮膜を重ねて形戊する場合には、上記と同様
に無電解メッキ、蒸着等の手段により佃磨性の良好な物
質からなる皮膜を形或した後、該キャビティ側表面をサ
ンドペーパー、ダイヤモンドパウダー等の胡磨剤にて研
磨する。

次に、発熱層の、蓄熱層が設けられたのと反対の側に、
熱伝導性の低い熱硬化性樹脂からなる断熱層を設ける。

このとき、熱膨張による剥離を防ぐために、発熱層と蓄
熱層の界面は、粗面にして密着力を高めるのが好ましい
。

かくして得られたサンドイッチ構造体の断熱図側にコア
材を配設し、第３図に示したように、金型型板に組込ん
で使用する。

本発明の金型は、電磁誘導加熱構造を有するので、金型
のキャヒティ側の表面を任意の温度に制御することがで
きる。そのため、溶融した樹脂か金型に接触するときに
、たとえ表面にスキン居が形或されていても、金型表面
で再びｈＵ１熱ざれて軟化し、金型表面の平滑性を転写
することができる。

また、金型表面は常に均一な温度状態に保持ざれること
が可能であるので、樹脂の冷却も均一に進行し得る。し
たがって、表面状態が良好な、すなわち、うねりやキズ
のない、光沢のある平滑な表面を有する成形品を容易に
得ることができる。

また、本発明の金型は、金型表面の温度分布か不均一に
なりやすい大型の成形品の製造に特に有効である。

本発明の金型は、ブロー戒形用の金型として滑れたもの
であるが、躬出或形や圧縮戒形等に用いる金型としても
同様に、戒形品の外観改良に有効である。

（実施例）以下の実施例により、本発明をざらに詳しく説明するが
、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１以下のようにして、事務機のパネルを作った。

（１）金型の製造断熱層として厚さ２＃のエポキシ樹脂（アラルライド、
チバカイギー社製）を用いた。発熱層としては、外径４
馴の銅製パイプのコイルをポリエステルのフィルムで表
面を被覆して絶縁した後、Ｃｕ粉末（平均粒径６μｍ）
を２０重量％含有しているエボキシ樹脂〈アラルライド
、チバガイギー社製）を注形して作った。蓄熱層として
は、まず、発熱層の表面に無電解メッキにより、厚さ４
０μｍのＣｕの皮膜を形或し、次いで、さらに該Ｃｕ皮
膜の上に、３０μｍのニッケルーリン化合物の皮膜を無
電解メッキにより形成した。ニツケルーリン化合物の皮
膜のキャビティ側表面に相当する部分は、研磨剤（サン
ドペーパーＮｏ．１００　＞にて磨いた。

前述した方法により、上記の断熱層、発熱層および蓄熱
図をサンドイッチ構造体とし、コア材を配して、モール
ドベース本体に組込んだ。

（２）ブロー戒形による成形品の製造この金型を用いて、Ｎｏｒｙｌ　ＥａＮ　９００１−７
００１　　（商標；ボリフエニレンエーテル（ＰＰＥ）
樹脂、日本ジーイープラスチックス■製〉のブロー或形
を行った。ブロー成形条件は、ＰＰＥ樹脂のｈ０工温度
が２３５゜Ｃになるようにシリンダー温度を設定し、Ｐ
ＰＥ樹脂のパツソンが金型にはさみ込まれる直前に、電
磁読導加熱装置の発振機を発振させた。

パリソンがブロー圧力（６Ｋｇ／ｃｒｉ’）により金型
表面に転写され、さらに製品が造形ざれるまでの間、３
００　ＫＨｚ，　３　ＫＷの容量で４０秒間発振させた
。

金型キャビティ側表面の温度の変化を第４図に示した。

樹脂が冷却固化した後、金型から取出し、成形品を｛ｑ
た。得られた成形品の表面は、従来のブロー成形法に比
較して、著しく向上した平滑性と光沢を有していた。

（３）評価試験（２）で１ｑられた或形品の表面平滑性および表面光沢
度を測定した。なお、表面平滑性（表面粗度）はＪＩＳ
　Ｂ　Ｏ６０１の方法に従い、Ｒ，Ｒ　　１Ｒｍａｘ　
　　　　ａ　　　　　ｚを測定した。表面光沢度はＡＳ丁Ｈ　Ｄ　５２３の方法
に従って６０゜Ｇｓを測定した。結果を表１に示した。

実施例２実施例１の（１）で製造したのと同一の事務機のパネル
用金型を用い、Ｎｏｒｙｌ　ＧＴＸ　９００１　（商標
；ボリフエニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、日本ジーイ
ープラスチックス仔匍製〉のブロー成形を行った。ブロ
ー或形条件は、ＰＰＥ樹脂のｂＯ工温度が２６０゜Ｃに
なるようにシリンダー温度およびダイス温度を設定し、
ＰＰＥ樹脂のパ１ノソンか金型にはさみ込まれる１０秒
前に、電磁誘導加熱装置の発振機を発振させた。

６００ＫＨＺ　，５ＫＷの容量で、パリソンがブロー圧
力（６．　ＯＫＦＩ／ｃｎｉ）により金型表面に転写し
造形するまでの間（約６０秒〉発振を続けた。その後、
樹脂が冷却固化した段階で、成形品を金型から取出した
。得られた成形品は、表面光沢が高く、しかも表面の平
滑性は著しく良好であり、自動車外装部品においても満
足な程度（クラスＡ）の表面を有していた。

この成形品について、実施例１と同一の条件で、表面の
評価試験を行い、結果を表１に示した。

表１ＲＩＩ，ａｘ１．２５　　　　　　１．７５Ｒａ　　　
　　　Ｏ、１４　　　　　　０．　２３実ｔＭ則３（１）金型の製造実施例１の（１）と同一の材料を用い、同様にしてサン
ドイッチ構造体を製造し、複写機の側板の金型に組込ん
だ。

（２）ブロー成形による成形品の製造この金型を用いて、Ｎｏｒｙｌ　ＥＢＮ　２００１　（
商標；ボリフエニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂、日本ジ
ーイープラスチックス■製〉のブロー戒形を行った。ブ
ロー或形条件は、ＰＰＥ樹脂の加工温度が２１５℃にな
るようにシリンダーおよびダイ温度を設定した。電Ｈ導
加熱は、実施例１と同一条件で発振機を発振させて行っ
た。

樹脂が冷却固化した後、金型から取出し、或形品を得た
。得られた戒形品の表面は、従来のブロー戒形法に比較
して、著しく向上した平滑性と光沢を有していた。

（３）評価試験（２）で得られた成形品について、物性および表面の評
価を行い、結果を表２に示した。

比較例（１）金型の製造実施例３と全く同一形状の金型を製造し、実施例３と同
一のモールドベース本体に絹込んだ。

（２）ブロー成形による成形品の製造（１）で製造した金型を用いて、実施例３の（２）と同
一の樹脂を、ブロー或形した。ブロー或形条件は、電Ｉ
ａ誘導加熱を行わなかったこと以外は実施例３と同様で
あった。

樹脂が冷却固化した後、金型から取出し、戒形品を得た
。

（３）評価試験（２）で得られた成形品について、物性および表面の評
価を行い、結果を表２に併記した。

試験項目表２試験方法　実施例３比較例引張強ざ（Ｋ（１／ｃｍ）伸びＡＳＴＨＤ６３８Ａ　Ｓ　Ｔ　Ｍ４７０５２０曲げ強さ（Ｋｇ／ｒｍ）曲げ弾性率（ＫＯ／ｃ屑）アイゾット衝撃強度（１７８ノッチ付）ＡＳ丁閂Ｄ７９０ＡＳＴＭＤ７９０ＡＳＴＭＤ２５６５８０２２０００６３０２３０００表面光沢度ＡＳＴＭ（発明の効果）本発明の金型を用いて製造した戒形品は、外観状態、す
なわち表面の平滑性および表面光沢が著しく向上してい
るので、成形品を後加工する必要が全くない。よって、
工程の短縮およびコストの減少となり、生産性が著しく
向上する。

また、本発明の金型を用いて製造した戒形品は、これま
でには到達し得なかったクラスＡの表面状態が容易に得
られるので、自動車外装品等の用途に適用することがで
きる。よって、高品質の表面が要求される製品への適用
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の金型のキτ・ビティ測断面を模式的
に表した図であり、第２図は、第１図のＡ付近の部分拡
大図である。第３図は、本弁明の金型が金型型板に組込
まれた様子を表したものである。第４図は、実施例１お
よび２において、電磁誘導加熱装置の発振コイルを発振
させてからの、金型のキャビティ側表面（第１図におけ
るＡ）の温度変化を表した図であり、時間軸における０
は、発振を開始した時刻である。１・・・金型コア材、　　　４・・・蓄熱層、２・・・
断熱層　　　　　　５・・・発振コイル３・・・発熱図
、６・・・冷却水用パイプ第ｌ図第２図３第３図第４図時間（＃）一手続補正書平或■年８月２５日

Claims

【特許請求の範囲】

（１）熱可塑性樹脂を成形加工するための金型において
、該金型のキャビティ側表面の、樹脂が接触する部分に
、温度制御可能な電磁誘導加熱構造を有することを特徴
とする金型。
（２）電磁誘導加熱構造が、金型のコア材のキャビティ側表面に、順次、（ａ）熱伝
導性の低い熱硬化性樹脂よりなる断熱層、（ｂ）電気絶縁性の熱硬化性樹脂中に誘導発振源のコイ
ルを含む発熱層、および（ｃ）主として磁性および導電性が高い金属からなる蓄
熱層、が積層されたサンドイッチ構造体であることを特徴とす
る請求項１記載の金型。