JPH068253A - プラスチック成形品用金型およびその製造方法 - Google Patents

プラスチック成形品用金型およびその製造方法

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JPH068253A
JPH068253A JP17098592A JP17098592A JPH068253A JP H068253 A JPH068253 A JP H068253A JP 17098592 A JP17098592 A JP 17098592A JP 17098592 A JP17098592 A JP 17098592A JP H068253 A JPH068253 A JP H068253A
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JP
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mold
molding
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metal
reinforced resin
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JP17098592A
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Kinichi Okumura
欽一 奥村
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 外観性の優れた大型のプラスチック成形品を
成形でき、耐久性が優れると共に、軽量かつ低価格の金
型を容易、かつ短時間で製造する。 【構成】 室温(20℃)における引張強さが20kg
f/cm2 以上の金属薄板を、100%以上の伸率を有
する温度に加熱した後、母型収容容器に収容した母型と
上蓋とで気密可能に挟み、母型収容容器側から吸引する
一方、上蓋側から加熱した空気を供給して変形させてキ
ャビ用金型本体1を形成すると共に、このキャビ用金型
本体1の反成形品接触側の表面1aに繊維強化樹脂層2
を形成することにより、成形品接触側の表面1bに凹凸
やピンホールがなく、しかも破損したりしない軽量な、
大型のプラスチック成形品を成形し得る金型を容易、か
つ短時間で製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、特に大型のプラスチッ
ク成形品の外観性と型自体の耐久性が優れると共に、軽
量かつ低価格で、しかも短納期で供給することを可能な
らしめるようにしたプラスチック成形品用金型およびそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、プラスチック成形品は、
例えば、射出成形、圧縮成形、反応射出成形、あるいは
レジントランスファー成形などの成形方法によって成形
されている。これらの成形方法には、必ずキャビ用成形
型とコア用成形型とからなる成形型が使用されており、
しかも個々のプラスチック成形品の形状に応じた形状の
成形型を用意する必要がある。
【0003】プラスチック成形品を成形するためには、
例えば金属を切削加工して製作した金型、電鋳(特開昭
55−55818号公報、特開昭62−292408号
公報など)やめっきで形成した金属層に溶射層で裏打ち
した成形型(特開昭63−112042号公報)、溶射
で形成した金属層(特開昭49−44931号公報、特
開昭59−50926号公報、特開昭60−85914
号公報、特開昭60−121022号公報など)に繊維
強化樹脂を裏打ちした成形型、あるいは樹脂で製作した
成形型などを用いるのが一般的であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】周知のように、最近で
は、ジシクロペンタジエンを用いた反応射出成形が大型
のプラスチック成形品を成形するのに優れているとして
注目を浴びている。当然のことながら、大型の成形型
は、高品質、軽量、低コスト、かつ短納期であることが
望ましい。
【0005】そして、上記反応射出成形方法によるプラ
スチック成形品の成形では、成形型内において、先ずプ
ラスチック成形品面側から初期の重合反応が始まるが、
その後に徐冷することがプラスチック成形品の外観を良
好にするのに極めて重要であることが、最近の研究で明
らかにされている。
【0006】ところで、上記従来例で述べたような成形
型を用いて、大型のプラスチック成形品、例えば自動
車,農機,建設機械などの車両用ハウジング類、玄関ド
ア,コンクリート型枠のような建築用資材部品などを成
形する場合にはそれぞれ以下に記載するように解決すべ
き課題がある。
【0007】先ず、金属を切削加工して製作した金型
は、その重量が重く、運搬や成形機への取付けに困難を
きたすだけでなく、切削加工に長時間を要する関係上極
めて高価格であるという、着脱作業や経済性に係る解決
すべき課題がある。
【0008】また、電鋳やめっきで形成した金属層に繊
維強化樹脂を裏打ちした成形型は、軽量で表面が良好で
あるが、製作所要時間が長い。例えば、1mmの厚さの
金属層を得るのに最短でも5日を要し、従って必要とさ
れる5mm程度の厚さを有する金属層を得るには約1月
間の日時を要し、高価格でしかも長納期である他、金属
層が剥離、破壊し易く信頼性に劣るという解決すべき課
題がある。
【0009】また、溶射で形成した金属層に繊維強化樹
脂を裏打ちした成形型は、軽量であってしかも短時間で
製造することができるが、当然のことながら表面に微小
な凹凸やピンホールがあるため、外観の優れたプラスチ
ック成形品を成形することができないという成形品品質
に係る問題がある他、金属層が付着力の弱い金属粒子の
集合体であるために剥離し易く、上記電鋳やめっきで形
成した金属層に繊維強化樹脂を裏打ちした成形型と同様
に信頼性に劣るという解決すべき課題がある。
【0010】さらに、樹脂で製作した成形型は、成形型
内における初期の重合反応に対しては効果的であるが冷
却性能が劣るために、プラスチック成形品の生産性が劣
ると共に、耐久性に劣るという解決すべき課題がある。
【0011】従って、本発明の目的とするところは、上
記従来例に係る成形型の持つそれぞれの欠点を解決する
ことにより、成形品の外観性と型自体の耐久性が優れる
と共に、軽量かつ低価格で、しかも短納期で供給するこ
とを可能ならしめるプラスチック成形品用金型およびそ
の製造方法を提供するにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記実情に鑑
みてなされたものであって、従って本発明の請求項1に
係るプラスチック成形品用金型の特徴とするところは、
室温における引張強さが20kgf/mm2 以上の金属
薄板を、伸率が100%以上になる温度に加熱して成形
した金型本体と、該金型本体の反成形品接触側の表面に
付着されてなる繊維強化樹脂層とからなるところにあ
る。
【0013】また、本発明の請求項2に係るプラスチッ
ク成形品用金型の製造方法の特徴とするところは、室温
における引張強さが20kgf/mm2 以上の金属薄板
を、伸率が100%以上になる温度に加熱して母型にセ
ットし、該金属薄板の母型側と反母型側との間に気体の
圧力差を生じさせて母型に対応した形状の金型本体を形
成すると共に、その反成形品接触側の表面に繊維強化樹
脂層を形成させるところにある。
【0014】
【作用】本発明の請求項1に係るプラスチック成形品用
金型によれば、金型本体が室温における引張強さが20
kgf/mm2 以上の金属薄板を、伸率が100%以上
になる温度に加熱して成形されているので、金型本体を
軽量にすることができ、しかも電鋳層、めっき層、溶射
層のように剥離したりすることがなく、またプラスチッ
クより熱伝導率が優れている。そして、金型本体の強度
は反成形品接触側の表面に付着されてなる繊維強化樹脂
層によって保持される。
【0015】また、本発明の請求項2に係るプラスチッ
ク成形品用金型の製造方法によれば、室温における引張
強さが20kgf/mm2 以上の金属薄板を、伸率が1
00%以上になる温度に加熱するので変形し易くなり、
母型にセットしてこの金属薄板の母型側と反母型側との
間に気体の圧力差を生じさせることにより母型に対応し
た形状の金型本体を形成し得、しかも母型の大きさに応
じた軽量の金型本体を容易に製作することができる。そ
して、金型本体の強度は反成形品接触側の表面に形成し
た繊維強化樹脂層によって保持される。
【0016】
【実施例】以下、本発明のプラスチック成形品用金型お
よびその製造方法に係る実施例を、プラスチック成形品
用金型の模式的断面図の図1と、プラスチック成形品用
金型の製造方法説明図の図2a乃至図2eを参照しなが
ら説明する。
【0017】先ず、この実施例になるプラスチック成形
品用金型Dは従来と同形態であって、図1に示すよう
に、キャビ用金型Dbと、これに重ね合わされるコア用
成形型Daとからなっている。なお、キャビ用金型Db
とコア用成形型Daの間に形成されてなる空間は、プラ
スチック成形品を成形するためにプラスチックが注入さ
れるキャビティCである。
【0018】上記キャビ用金型Dbは、後述する性質を
備えた板厚が0.5〜5mmの金属薄板が所定の形状に
成形されてなる金型本体であるキャビ用金型本体1と、
このキャビ用金型本体1の反成形品接触側に形成されて
なる繊維強化樹脂層2とからなっており、そしてこの繊
維強化樹脂層2には、このキャビ用金型本体1の反成形
品接触側の表面1aに沿って配設されてなる外径10m
mの銅管からなる複数の冷却管2aが埋設されている。
【0019】上記金属薄板は、アルミニウム,亜鉛,
錫,銅,マグネシウムを主成分とするものであって、そ
の他少量の珪素,鉄,マンガン,クロムを含んでいても
良く、室温(20℃)においては20kgf/mm2
上の引張強さを有している。
【0020】このような性質を有する金属としては、例
えば、アルミニウム:亜鉛:銅:マグネシウム=90:
6:1.5:2で、他に少量の珪素,鉄,マンガン,ク
ロムを含む組成になる超塑性アルミニウム合金(KS7
475;神戸製鋼所製)や亜鉛78%,アルミニウム2
2%の組成になる合金(SPZ;三井金属鉱業製)があ
る。ここで、室温における引張強さを20kgf/mm
2 以上としたのは、室温における引張強さが20kgf
/mm2 未満であるとキャビ用金型Dbとして使用する
に際して破損する恐れがあるからである。
【0021】次に、上記キャビ用金型Dbの製造方法
を、図2a乃至図2eを参照しながら説明する。これら
の図は、吸引と加圧とによってキャビ用金型本体1を形
成する方法を示している。先ず、板厚3mmの金属薄板
Pを加熱ヒータHにより100%以上の伸びを有する温
度に加熱した後、これを母型収容容器4に収容された母
型3の上に載せると共に、これに上蓋5を載せ、いわゆ
る金属薄板Pを母型3と上蓋5とで気密可能に挟む。
【0022】次いで、母型3の下側の母型収容容器4に
連結した吸引管6を介して真空ポンプ6aによって金属
薄板Pと母型3との間の空間に介在する空気を吸引する
と同時に、形成中を通じて金属薄板Pの伸率を100%
以上に保持し続けるために、上蓋5に連結した加圧管7
を通じて、金属薄板Pと上蓋5との間の気密空間に空気
供給源7aから加圧管7に介装した空気加熱用ヒータ7
bにより400℃に加熱した空気を圧送するものであ
る。
【0023】加圧用空気は0kgf/cm2 から2kg
f/cm2 まで徐々に圧力を上げながら供給し、真空操
作は0kgf/cm2 から−1kgf/cm2 まで徐々
に減圧する。勿論、吸引のみあるいは加圧のみであって
も良い。ところで、金属薄板Pを100%以上の伸率を
有する温度に加熱するのは、キャビ用金型本体1の成形
に際して母型3の形状に変形するのに破損することなく
十分伸びることを確保するためである。
【0024】なお、金属薄板Pが上記超塑性アルミニウ
ム合金では最高の伸びを示す温度が450〜500℃で
あり、また亜鉛78%,アルミニウム22%の組成にな
る合金では250〜280℃なので、この程度の温度に
なるように加熱すれば良い。ちなみに、この実施例の場
合には、上記した超塑性アルミニウム合金を使用した
が、400℃では100%の,450℃以上では400
%以上の伸びをそれぞれ示し、また室温における引張強
さは25kgf/cm2 であり、これにより破損の恐れ
なくキャビ用金型本体1の形成作業を行うことができ
る。
【0025】このように、吸引と加圧をすれば、金属薄
板Pが母型3側に変形し始め、1〜100分間の保持後
には図2cに示すように、母型3の内側形状に沿い、こ
の母型3の内側形状と同じ形状に変形してキャビ用金型
本体1が形成される。次いで、図2dに示すように、キ
ャビ用金型本体1の反成形品接触側の面1aに沿って外
径10mmの銅管からなる複数の冷却管2aを配設する
と共に、これらを埋設する状態で繊維と熱硬化性樹脂と
からなる繊維強化樹脂層2を形成することによりキャビ
用金型本体1を補強する。
【0026】上記繊維強化樹脂層2を構成する繊維とし
ては、従来と同様に、ガラス繊維,ポリアミド繊維,炭
素繊維,石膏繊維,サイザル,金属繊維あるいはこれら
を混抄したり混紡したものが用いられ、その形態はマッ
ト状あるいはクロス状に予備成形されたものやロービン
グ状のものを使用すれば良い。なお、チョップやホイス
カーなども用いることができる。
【0027】また、熱硬化性樹脂としては、フェノール
樹脂,エポキシ樹脂,不飽和ポリエステル樹脂,ビニル
エステル樹脂,ウレタン樹脂などに、充填剤,着色剤,
硬化剤などの添加剤を添加して用いる。勿論、これらを
アルミニウムや銅の金属粒を含む樹脂で補強してもよ
く、またプラスチック成形品用金型Dの剛性を高めると
共に熱伝導性を向上させるために、繊維強化樹脂層2を
形成する前に、キャビ用金型本体1の反成形品接触側の
面を銅,鉄,アルミニウム等の金属板で覆っても良く、
さらに金属を溶射しても良い。
【0028】そして、繊維強化樹脂層2は、ハンドレー
アップやスプレーアップによって形成する。勿論、この
繊維強化樹脂層2を、例えば150℃の温度で加熱する
ことは硬化の促進による製造時間の短縮に極めて効果的
である。このようにして、繊維強化樹脂層2が硬化した
後に、図2eに示すように、母型3から離型することに
より、キャビ用金型本体1と繊維強化樹脂層2とからな
る目的とするプラスチック成形品のキャビ用金型Dbを
得ることができる。
【0029】他方、この実施例におけるコア用成形型D
aは、従来と同様の方法によって製作した。つまり、上
記キャビ用金型Dbの成形品接触側の表面1bにプラス
チック成形品の厚みに相当する形状の粘土層を形成さ
せ、その上に離型剤を塗布すると共に繊維強化樹脂層を
形成し、次いで外径10mmの冷却管を配設し、さらに
繊維強化樹脂層を形成してキャビ用金型Dbから離型
し、上記粘土層を除去して形成したものである。勿論、
コア用成形型Daもキャビ用金型Dbと同様の方法を採
用することにより形成することが可能である。
【0030】以下、上記構成になるキャビ用金型とその
製造方法の作用態様を説明すると、キャビ用金型本体1
の板厚が薄いのでキャビ用金型Dbの軽量化が可能にな
ると共に、母型3に対応した形状のキャビ用金型本体1
を容易に成形し得るので大型の金型を短期間で製造する
ことができる。しかも、従来の電鋳層、めっき層、溶射
層になる成形型のように剥離したりすることがなく、ま
たプラスチックよりも熱伝導率が優れ、特に溶射層にな
る成形型のように凹凸もピンホールもないので優れた外
観のプラスチック成形品を高能率で成形することが可能
になる。
【0031】ちなみに、キャビ用金型Dbの温度が75
℃、またコア用成形型Daの温度が50℃になるように
冷却水を冷却管に通水して、図1に示すように、キャビ
用金型Dbとコア用成形型Daとの間に形成されるキャ
ビティCに、熱硬化性樹脂であるジシクロペンタジエン
樹脂(商品名:メトン,帝人ハーキュレス社製)を流し
込んで成形したところ、成形品のキャビ用金型Dbの成
形品接触側の表面1b側の表面は平滑で、かつ硬い面が
得られた。
【0032】なお、上記母型3は、例えばセメント,石
膏,金属,木材,樹脂,砂等で形成されているので、母
型3の材質によっては、その表面にシリコン,フッ素樹
脂,油脂類,セラミックス粉末等を塗布することは、キ
ャビ用金型本体1の成形品接触側の面の平滑性を保持
し、かつプラスチック成形品用金型Dの母型からの離型
の容易化に対して効果がある。
【0033】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るプラ
スチック成形品用金型およびその製造方法によれば、金
型本体の板厚が薄いので軽量化が可能になると共に、母
型に対応した形状の金型本体を容易に成形し得るので大
型のプラスチック成形品用金型を短期間で製造し得、し
かも従来の電鋳層,めっき層,溶射層になる成形型のよ
うに剥離したりすることがなく、またプラスチックより
も熱伝導率が優れ、特に溶射層になる成形型のように凹
凸もピンホールもないため優れた外観のプラスチック成
形品を高能率で成形することができるので、成形品の外
観性と金型自体の耐久性が優れると共に、軽量かつ低価
格で、しかも短納期でプラスチック成形品用金型を供給
することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係るプラスチック成形用金型
の模式的断面図である。
【図2】本発明の実施例に係るキャビ用金型の製造方法
説明図である。
【符号の説明】
1…キャビ用金型本体、1a…反成形品接触側の表面、
1b…成形品接触側の表面 2…繊維強化樹脂層、2a…冷却管 3…母型 4…母型収容容器 5…上蓋 6…吸引管、6a…真空ポンプ 7…加圧管、7a…空気供給源、7b…空気加熱用ヒー
タ C…キャビティ D…プラスチック成形品用金型、Da…コア用成形型、
Db…キャビ用金型 H…加熱ヒータ P…金属薄板。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室温における引張強さが20kgf/m
    2 以上の金属薄板を、伸率が100%以上になる温度
    に加熱して成形した金型本体と、該金型本体の反成形品
    接触側の表面に付着されてなる繊維強化樹脂層とからな
    ることを特徴とするプラスチック成形品用金型。
  2. 【請求項2】 室温における引張強さが20kgf/m
    2 以上の金属薄板を、伸率が100%以上になる温度
    に加熱して母型にセットし、該金属薄板の母型側と反母
    型側との間に気体の圧力差を生じさせて母型に対応した
    形状の金型本体を形成すると共に、その反成形品接触側
    の表面に繊維強化樹脂層を形成させることを特徴とする
    プラスチック成形品用金型の製造方法。
JP17098592A 1992-06-29 1992-06-29 プラスチック成形品用金型およびその製造方法 Withdrawn JPH068253A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0506373A2 (en) * 1991-03-29 1992-09-30 Tokuyama Corporation Cyanoketone derivative and herbicide containing it as an active component
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JP2019031072A (ja) * 2017-08-07 2019-02-28 株式会社名機製作所 射出成形機および射出成形機の可動盤

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