JPH071463A - 金型及びその製法 - Google Patents
金型及びその製法Info
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- JPH071463A JPH071463A JP14640293A JP14640293A JPH071463A JP H071463 A JPH071463 A JP H071463A JP 14640293 A JP14640293 A JP 14640293A JP 14640293 A JP14640293 A JP 14640293A JP H071463 A JPH071463 A JP H071463A
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- JP
- Japan
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- mold
- polyimide
- molding
- plating
- nickel
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
- B29C49/42—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C49/48—Moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/56—Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 成形サイクルタイムを微増にとどめて、成形
品外観を著しく向上させる。 【構成】 室温に於ける熱伝導率が0.05cal/c
m・sec・℃以上の金属からなる主金型の金型キャビ
ティを形成する型壁面は微細な凹凸の粗面であり、その
表面がニッケルメッキあるいは/及びクロムメッキで被
覆されており、更にその表面がポリイミドで被覆されて
いる合成樹脂成形用金型。
品外観を著しく向上させる。 【構成】 室温に於ける熱伝導率が0.05cal/c
m・sec・℃以上の金属からなる主金型の金型キャビ
ティを形成する型壁面は微細な凹凸の粗面であり、その
表面がニッケルメッキあるいは/及びクロムメッキで被
覆されており、更にその表面がポリイミドで被覆されて
いる合成樹脂成形用金型。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は合成樹脂の成形用金型に
関する。更に詳しくは数万回の成形に耐える射出成形あ
るいはブロー成形用金型及びその製法に関する。
関する。更に詳しくは数万回の成形に耐える射出成形あ
るいはブロー成形用金型及びその製法に関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性樹脂を金型キャビティへ射出し
て成形し、成形品に対する型表面の形状状態の付与にお
ける再現性を良くし、成形品の艶を良くするには、通
常、樹脂温度を高くしたり、射出圧力を高くする等の成
形条件を選ぶことによりある程度達成できる。
て成形し、成形品に対する型表面の形状状態の付与にお
ける再現性を良くし、成形品の艶を良くするには、通
常、樹脂温度を高くしたり、射出圧力を高くする等の成
形条件を選ぶことによりある程度達成できる。
【0003】これらの要因の中で最も大きな影響がある
のは金型温度であり、金型温度を高くする程好ましい。
しかし、金型温度を高くすると、可塑化された樹脂の冷
却固化に必要な冷却時間が長くなり成形能率が下がる、
金型温度を高くすることなく型表面の再現性を良くし、
又金型温度を高くしても必要な冷却時間が長くならない
方法が要求されている。金型に加熱用、冷却用の孔をそ
れぞれとりつけておき交互に熱媒、冷媒を流して金型の
加熱、冷却を繰り返す方法も行われているが、この方法
は熱の消費量も多く、冷却時間が長くなる。
のは金型温度であり、金型温度を高くする程好ましい。
しかし、金型温度を高くすると、可塑化された樹脂の冷
却固化に必要な冷却時間が長くなり成形能率が下がる、
金型温度を高くすることなく型表面の再現性を良くし、
又金型温度を高くしても必要な冷却時間が長くならない
方法が要求されている。金型に加熱用、冷却用の孔をそ
れぞれとりつけておき交互に熱媒、冷媒を流して金型の
加熱、冷却を繰り返す方法も行われているが、この方法
は熱の消費量も多く、冷却時間が長くなる。
【0004】金型キャビティを形成する型壁面を熱伝導
率の小さい物質で被覆することにより金型表面再現性を
良くする方法はUSP3,544,518号明細書等で
開示されており、熱伝導率が小さい物質としてポリエチ
レンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等が
示されている。更に、金型表面近くに断熱層を設ける方
法としてWO89/10823号明細書がある。この明
細書には、射出された樹脂が金型内で冷却される際に、
ゆっくり冷却する手段として、金型最表面をアルミニウ
ムあるいはニッケル等の金属とし、次の層に断熱層、そ
の下を金型本体とする金型構造が示されている。断熱層
を設ける目的は射出された加熱樹脂の冷却速度を大巾に
低減することであり、断熱層として数mm厚の液晶ポリ
マーの板、ベスペル(成形されたポリイミド、Du P
ont社商品名)の板が示されている。
率の小さい物質で被覆することにより金型表面再現性を
良くする方法はUSP3,544,518号明細書等で
開示されており、熱伝導率が小さい物質としてポリエチ
レンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等が
示されている。更に、金型表面近くに断熱層を設ける方
法としてWO89/10823号明細書がある。この明
細書には、射出された樹脂が金型内で冷却される際に、
ゆっくり冷却する手段として、金型最表面をアルミニウ
ムあるいはニッケル等の金属とし、次の層に断熱層、そ
の下を金型本体とする金型構造が示されている。断熱層
を設ける目的は射出された加熱樹脂の冷却速度を大巾に
低減することであり、断熱層として数mm厚の液晶ポリ
マーの板、ベスペル(成形されたポリイミド、Du P
ont社商品名)の板が示されている。
【0005】特開昭62−37107号公報には通気性
のある断熱層を型表面につけ、シルバーストリークの発
生等を防ぐ方法が記載されている。
のある断熱層を型表面につけ、シルバーストリークの発
生等を防ぐ方法が記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】熱膨張係数が1桁異な
る金属とポリイミドを密着させ、数万回に及ぶ冷熱サイ
クルテストで密着を保持することは一般に困難である。
射出成形は複雑な形状の成形品が一度の成形で得られる
ことに最大の長所があり、この長所を保持しつつ、金型
内の冷却時間が長くならず、且つ、金型表面再現性を良
くした鏡面状成形品を成形することが要求されている。
る金属とポリイミドを密着させ、数万回に及ぶ冷熱サイ
クルテストで密着を保持することは一般に困難である。
射出成形は複雑な形状の成形品が一度の成形で得られる
ことに最大の長所があり、この長所を保持しつつ、金型
内の冷却時間が長くならず、且つ、金型表面再現性を良
くした鏡面状成形品を成形することが要求されている。
【0007】本発明はこれ等の要求に応えた金型であ
る。本発明の課題は、金型表面を断熱層で被覆した金型
に於て、1)複雑な形状の金型キャビティを有する金型
に適用でき、2)冷却時間の増大が小く、3)数万回の
繰り返し成形に耐え、4)金型表面再現性に優れた、金
型及びその製法を提供することである。このことによ
り、例えば高光沢成形品が得られる本発明者らはこの課
題を達成するため、断熱層で被覆した金型について検討
を行い、主金型表面、それを被覆する断熱物質、その被
覆状態、被覆方法について次のことが非常に重要である
ことを見出した。
る。本発明の課題は、金型表面を断熱層で被覆した金型
に於て、1)複雑な形状の金型キャビティを有する金型
に適用でき、2)冷却時間の増大が小く、3)数万回の
繰り返し成形に耐え、4)金型表面再現性に優れた、金
型及びその製法を提供することである。このことによ
り、例えば高光沢成形品が得られる本発明者らはこの課
題を達成するため、断熱層で被覆した金型について検討
を行い、主金型表面、それを被覆する断熱物質、その被
覆状態、被覆方法について次のことが非常に重要である
ことを見出した。
【0008】すなわち、断熱層に関しては、実質的に金
型最表面にあって薄層であること、また断熱物質に関し
ては、熱伝導度が低いこと、耐熱性に優れること、引張
強度、伸びが大きくしかも冷熱サイクルに強いこと、表
面硬度が大きいこと、耐摩耗性に優れること、金型本体
との密着性が良いこと、表面研磨ができること、さらに
断熱層の形成時あるいは本金型を用いた合成樹脂の成形
時に、耐蝕性に優れることである。
型最表面にあって薄層であること、また断熱物質に関し
ては、熱伝導度が低いこと、耐熱性に優れること、引張
強度、伸びが大きくしかも冷熱サイクルに強いこと、表
面硬度が大きいこと、耐摩耗性に優れること、金型本体
との密着性が良いこと、表面研磨ができること、さらに
断熱層の形成時あるいは本金型を用いた合成樹脂の成形
時に、耐蝕性に優れることである。
【0009】本発明者らは金型表面にニッケルメッキ及
び/又はニッケルメッキを行い、その表面に高分子量ポ
リイミドを被覆することによりポリイミドの密着性を良
くし、長期成形に耐え、金型表面再現性をよくする金型
について、特願平4−145541号で提案した。しか
し、更に優れた金型が要求されている。上述のごとく、
金属から成る主金型の表面を合成樹脂から成る薄い断熱
層で被覆することにより、成形品の型表面再現性を良く
する方法については、多くの公知文献がある。しかし、
従来これ等の金型は簡易金型として成形回数が少ない成
形には使用できるものの、数万回の成形に耐える本格金
型には鋼鉄等の強靭な材質で型キャビティを形成するこ
とがこれまでの常識である。射出成形では2mm厚程度
の薄肉の型キャビティを高速で合成樹脂が射出されるた
め、鋼鉄等の強靭な材質で型キャビティを形成すること
が数万回の成形を行う本格金型ではこれまで必須と考え
られている。
び/又はニッケルメッキを行い、その表面に高分子量ポ
リイミドを被覆することによりポリイミドの密着性を良
くし、長期成形に耐え、金型表面再現性をよくする金型
について、特願平4−145541号で提案した。しか
し、更に優れた金型が要求されている。上述のごとく、
金属から成る主金型の表面を合成樹脂から成る薄い断熱
層で被覆することにより、成形品の型表面再現性を良く
する方法については、多くの公知文献がある。しかし、
従来これ等の金型は簡易金型として成形回数が少ない成
形には使用できるものの、数万回の成形に耐える本格金
型には鋼鉄等の強靭な材質で型キャビティを形成するこ
とがこれまでの常識である。射出成形では2mm厚程度
の薄肉の型キャビティを高速で合成樹脂が射出されるた
め、鋼鉄等の強靭な材質で型キャビティを形成すること
が数万回の成形を行う本格金型ではこれまで必須と考え
られている。
【0010】我々は、これについて更に深い研究を行
い、主金型の表面を薄い合成樹脂で被覆しても、一定の
条件を満たす合成樹脂から成る断熱層を使用すれば、数
万回の射出成形に耐えることを見いだした。すなわち、
射出成形では、金型に射出された加熱可塑化樹脂は冷却
された金型壁面に接触して接触面に直ちに固化層を形成
し、引続き射出される樹脂は固化層と固化層の間を進行
し、流動先端(flow front)に達すると、金
型壁面の方向へ向い、金型壁面と接して固化層となる。
い、主金型の表面を薄い合成樹脂で被覆しても、一定の
条件を満たす合成樹脂から成る断熱層を使用すれば、数
万回の射出成形に耐えることを見いだした。すなわち、
射出成形では、金型に射出された加熱可塑化樹脂は冷却
された金型壁面に接触して接触面に直ちに固化層を形成
し、引続き射出される樹脂は固化層と固化層の間を進行
し、流動先端(flow front)に達すると、金
型壁面の方向へ向い、金型壁面と接して固化層となる。
【0011】すなわち、射出される樹脂は金型壁面を上
から押し付ける様に流れ、金型壁面をひきずる様に流れ
ない。従って、金型表面を選択された合成樹脂から成る
薄い断熱層で被覆すれば、該断熱層は射出される樹脂で
直接摩耗することは無く、数万回の射出成形に耐え得る
ことを見い出した。
から押し付ける様に流れ、金型壁面をひきずる様に流れ
ない。従って、金型表面を選択された合成樹脂から成る
薄い断熱層で被覆すれば、該断熱層は射出される樹脂で
直接摩耗することは無く、数万回の射出成形に耐え得る
ことを見い出した。
【0012】
【課題を解決しようとする手段】すなわち、本発明は、
室温に於ける熱伝導率が0.05cal/cm・sec
・℃以上の金属からなる主金型の金型キャビティを形成
する型壁面は微細な凹凸の粗面であり、その表面がニッ
ケルメッキ及び/又はクロムメッキで被覆されており、
更にその表面がポリイミドで被覆されている合成樹脂成
形用金型である。更に好ましくは、ポリイミドが直鎖型
高分子量ポリイミドである上記の金型である。更に、室
温に於ける熱伝導率が0.05cal/cm・sec・
℃以上の金属からなる主金型の金型キャビティを形成す
る型壁面を粗面化にした後、ニッケルメッキ及び/又は
クロムメッキで被覆し、更にその表面にポリイミド前駆
体溶液を塗布し、次いで加熱してイミド化する上記金型
の製法である。
室温に於ける熱伝導率が0.05cal/cm・sec
・℃以上の金属からなる主金型の金型キャビティを形成
する型壁面は微細な凹凸の粗面であり、その表面がニッ
ケルメッキ及び/又はクロムメッキで被覆されており、
更にその表面がポリイミドで被覆されている合成樹脂成
形用金型である。更に好ましくは、ポリイミドが直鎖型
高分子量ポリイミドである上記の金型である。更に、室
温に於ける熱伝導率が0.05cal/cm・sec・
℃以上の金属からなる主金型の金型キャビティを形成す
る型壁面を粗面化にした後、ニッケルメッキ及び/又は
クロムメッキで被覆し、更にその表面にポリイミド前駆
体溶液を塗布し、次いで加熱してイミド化する上記金型
の製法である。
【0013】以下に本発明について詳細に説明する。本
発明に用いる主金型材質は、熱伝導率が0.05cal
/cm・sec・℃以上のもので、鉄又は鉄を50重量
%以上含有する鋼材、アルミニウム又はアルミニウムを
50重量%以上含有する合金、亜鉛合金、銅合金、例え
ばベリリウム銅合金等の一般に合成樹脂の金型に使用さ
れている金属を包含する。特に鋼材が最も良好に使用で
きる。
発明に用いる主金型材質は、熱伝導率が0.05cal
/cm・sec・℃以上のもので、鉄又は鉄を50重量
%以上含有する鋼材、アルミニウム又はアルミニウムを
50重量%以上含有する合金、亜鉛合金、銅合金、例え
ばベリリウム銅合金等の一般に合成樹脂の金型に使用さ
れている金属を包含する。特に鋼材が最も良好に使用で
きる。
【0014】本発明の微細な凹凸の粗面は、主金型表面
を例えば、サンドブラスト、化学エッチング、粗粒の研
摩材でこする等の操作でつくることができる。凹凸は微
細で均一な凹凸であることが好ましい。凹凸の程度は中
心線平均粗さ(Ra)で0.1μm〜5μm程度の粗面
が特に好ましい。また、著しい鋭角のない凹凸が好まし
い。中心線平均粗さはJIS B0601−1982で
測定される。
を例えば、サンドブラスト、化学エッチング、粗粒の研
摩材でこする等の操作でつくることができる。凹凸は微
細で均一な凹凸であることが好ましい。凹凸の程度は中
心線平均粗さ(Ra)で0.1μm〜5μm程度の粗面
が特に好ましい。また、著しい鋭角のない凹凸が好まし
い。中心線平均粗さはJIS B0601−1982で
測定される。
【0015】微細な凹凸の表面をニッケルメッキ及び/
又はクロムメッキで被覆することにより、ポリイミドと
の密着性を良くし、金型の耐久性を向上させる。本発明
のニッケルメッキ及び/又はクロムメッキの平均厚みは
0.1μm〜20μm程度であり、主金型表面の微細な
凹凸を消してしまわない厚みであり、メッキ表面も微細
な凹凸がある。
又はクロムメッキで被覆することにより、ポリイミドと
の密着性を良くし、金型の耐久性を向上させる。本発明
のニッケルメッキ及び/又はクロムメッキの平均厚みは
0.1μm〜20μm程度であり、主金型表面の微細な
凹凸を消してしまわない厚みであり、メッキ表面も微細
な凹凸がある。
【0016】メッキは化学メッキ、電気メッキ等で形成
される。化学メッキは主金型表面の凹凸を再現できるの
で好ましい(ここでは、無電解メッキと化学メッキは同
じ意味に用いる)。本発明では、ニッケルの薄肉化学メ
ッキが特に良好に使用できる。この場合、ニッケルには
少量の他元素を含むものも含まれる。例えば、ニッケル
に4〜14%のリンを含むニッケルは良好に使用でき
る。ニッケルの化学メッキ法として、還元剤を使用する
方法が好ましい。自己触媒反応等によりメッキでき、そ
の特色は、還元される金属そのものが触媒として働くこ
とで、その結果、メッキ反応は自己持続性があり、液組
成を一定に保つ限りメッキ膜は成長する。化学ニッケル
メッキでは、次亜りん酸塩、ヒドラジン、水素化ほう素
化合物等の酸化反応に対してニッケルは触媒として働
く。化学メッキはカニゼンニッケルメッキ等の名で金型
にも広く使用されている方法であるが、このカニゼンニ
ッケルメッキ及びその類似のメッキが良好に使用でき
る。
される。化学メッキは主金型表面の凹凸を再現できるの
で好ましい(ここでは、無電解メッキと化学メッキは同
じ意味に用いる)。本発明では、ニッケルの薄肉化学メ
ッキが特に良好に使用できる。この場合、ニッケルには
少量の他元素を含むものも含まれる。例えば、ニッケル
に4〜14%のリンを含むニッケルは良好に使用でき
る。ニッケルの化学メッキ法として、還元剤を使用する
方法が好ましい。自己触媒反応等によりメッキでき、そ
の特色は、還元される金属そのものが触媒として働くこ
とで、その結果、メッキ反応は自己持続性があり、液組
成を一定に保つ限りメッキ膜は成長する。化学ニッケル
メッキでは、次亜りん酸塩、ヒドラジン、水素化ほう素
化合物等の酸化反応に対してニッケルは触媒として働
く。化学メッキはカニゼンニッケルメッキ等の名で金型
にも広く使用されている方法であるが、このカニゼンニ
ッケルメッキ及びその類似のメッキが良好に使用でき
る。
【0017】鋼材等からなる主金型表面に直接ポリイミ
ドを被覆する場合には、その被覆工程で主金型表面が変
質しやすく、ポリイミドとの密着性が不安定となり、剥
離が生じやすかった。ニッケルメッキ等は、表面変質が
起こりがたく、また、ポリイミドとの密着力が強く、表
面が安定している。更に、ニッケルメッキ及び/又はク
ロムメッキ表面を粗面とすることにより接触面積を大き
くし、その効果が著しいことがわかった。
ドを被覆する場合には、その被覆工程で主金型表面が変
質しやすく、ポリイミドとの密着性が不安定となり、剥
離が生じやすかった。ニッケルメッキ等は、表面変質が
起こりがたく、また、ポリイミドとの密着力が強く、表
面が安定している。更に、ニッケルメッキ及び/又はク
ロムメッキ表面を粗面とすることにより接触面積を大き
くし、その効果が著しいことがわかった。
【0018】一般にポリイミドは直鎖型と熱硬化型に分
けられそれらのポリイミド前駆体としては各種あり、次
の表1の様に分類される。
けられそれらのポリイミド前駆体としては各種あり、次
の表1の様に分類される。
【0019】
【表1】
【0020】射出成形では、冷却された金型へ、加熱さ
れ可塑化された合成樹脂が射出され、それが金型内で冷
却されて成形されるため、各成形毎に、金型表面では1
00℃にも及ぶ加熱と冷却が繰り返される毎に、金属と
ポリイミドとの界面に激しい応力が発生することにな
る。この応力に数万回にわたって耐えうるポリイミドと
して、破断強度、破断伸度共に大きく、且つ金型との密
着力が大きいことが特に好ましい。微細な凹凸の粗面に
ニッケルメッキ及び/又はクロムメッキをした金型に、
強靭な直鎖型の高分子量ポリイミドを被覆することが最
も好ましい。
れ可塑化された合成樹脂が射出され、それが金型内で冷
却されて成形されるため、各成形毎に、金型表面では1
00℃にも及ぶ加熱と冷却が繰り返される毎に、金属と
ポリイミドとの界面に激しい応力が発生することにな
る。この応力に数万回にわたって耐えうるポリイミドと
して、破断強度、破断伸度共に大きく、且つ金型との密
着力が大きいことが特に好ましい。微細な凹凸の粗面に
ニッケルメッキ及び/又はクロムメッキをした金型に、
強靭な直鎖型の高分子量ポリイミドを被覆することが最
も好ましい。
【0021】本発明に良好に使用できる直鎖型の高分子
量ポリイミドの例を表2に示した。なお、Tgはガラス
転移温度、又、nはくりかえし単位の数を表わす。
量ポリイミドの例を表2に示した。なお、Tgはガラス
転移温度、又、nはくりかえし単位の数を表わす。
【0022】
【表2】
【0023】直鎖型ポリイミドのガラス転移温度(以後
Tgと略称)は構成成分によって異り、その例を表3お
よび表4に示した。Tgは200℃以上が良く、更に好
ましくは230℃以上である。
Tgと略称)は構成成分によって異り、その例を表3お
よび表4に示した。Tgは200℃以上が良く、更に好
ましくは230℃以上である。
【0024】
【表3】
【0025】
【表4】
【0026】射出成形は複雑な形状の成形品を一度の成
形で得られるところに経済的価値がある。この複雑な金
型表面をポリイミドで被覆し、且つ強固に密着させるに
は、ポリイミド前駆体溶液を塗布し、次いで加熱してポ
リイミドを形成させることが最も好ましい。本発明のポ
リイミドは、金型との密着性を阻害する物質を実質的に
含有しないことが好ましいが、粗面金型表面をニッケル
等で被覆して粗面状ニッケルとすることにより密着力を
良好にしており、密着力を大幅に低下させない範囲で、
変性ポリイミドや各種添加物の配合物も使用できる。
形で得られるところに経済的価値がある。この複雑な金
型表面をポリイミドで被覆し、且つ強固に密着させるに
は、ポリイミド前駆体溶液を塗布し、次いで加熱してポ
リイミドを形成させることが最も好ましい。本発明のポ
リイミドは、金型との密着性を阻害する物質を実質的に
含有しないことが好ましいが、粗面金型表面をニッケル
等で被覆して粗面状ニッケルとすることにより密着力を
良好にしており、密着力を大幅に低下させない範囲で、
変性ポリイミドや各種添加物の配合物も使用できる。
【0027】ポリイミド被膜はポリイミドの前駆体溶液
を金型壁面に塗布し次いで加熱して形成さる。該ポリイ
ミドは、Tgが200℃以上の高耐熱性樹脂であり、強
度及び伸度に優れ、その破断伸度は10%以上であり、
型壁面との密着力は500g/10mm巾以上であるこ
とが好ましい。直鎖型ポリイミド前駆体は、例えば芳香
族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物を開環重
付加反応させることにより合成される。
を金型壁面に塗布し次いで加熱して形成さる。該ポリイ
ミドは、Tgが200℃以上の高耐熱性樹脂であり、強
度及び伸度に優れ、その破断伸度は10%以上であり、
型壁面との密着力は500g/10mm巾以上であるこ
とが好ましい。直鎖型ポリイミド前駆体は、例えば芳香
族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物を開環重
付加反応させることにより合成される。
【0028】
【化1】
【0029】これ等ポリイミド前駆体は加熱して脱水環
化反応させることによりポリイミドを形成する。本発明
に最も好ましい直鎖型ポリイミド前駆体はポリアミド酸
でありその代表例の繰り返し単位と、それをイミド化し
たポリイミドの繰り返し単位を化2、化3、化4、化5
に示す。
化反応させることによりポリイミドを形成する。本発明
に最も好ましい直鎖型ポリイミド前駆体はポリアミド酸
でありその代表例の繰り返し単位と、それをイミド化し
たポリイミドの繰り返し単位を化2、化3、化4、化5
に示す。
【0030】
【化2】
【0031】
【化3】
【0032】
【化4】
【0033】
【化5】
【0034】上記のポリイミド前駆体のポリマーはN−
メチルピロリドン等の溶媒に溶かし、金型壁面に塗布さ
れる。ポリイミドの前駆体溶液には、コーティング時の
粘度を調整したり、溶液の表面張力を調整、チキソトロ
ピー性を調整するための添加物を加えたり、及び/又は
金型との密着性を上げるための微少の添加物を加えるこ
とができる。塗布用に変性したワニスは良好に使用でき
る。しかし、ポリイミドの熱伝導率を大巾に大きくする
様な添加物は好ましくない。
メチルピロリドン等の溶媒に溶かし、金型壁面に塗布さ
れる。ポリイミドの前駆体溶液には、コーティング時の
粘度を調整したり、溶液の表面張力を調整、チキソトロ
ピー性を調整するための添加物を加えたり、及び/又は
金型との密着性を上げるための微少の添加物を加えるこ
とができる。塗布用に変性したワニスは良好に使用でき
る。しかし、ポリイミドの熱伝導率を大巾に大きくする
様な添加物は好ましくない。
【0035】ポリイミド前駆体のポリマーはカルボキシ
ル基等を含有するため金型との密着性が良く、金型表面
上でポリイミドを反応形成させることにより金型表面に
密着したポリイミド薄層が得られる。本発明のポリイミ
ドと主金型との密着力は、室温で500g/10mm巾
以上であり、好ましくは0.8kg/10mm巾以上、
更に好ましくは1kg/10mm以上である。これは密
着したポリイミドを10mm巾に切り、接着面と直角方
向に20mm/分の速度で引張った時の剥離力である。
この剥離力は測定場所、測定回数によりかなりバラツキ
が見られるが、最小値が大きいことが重要であり、安定
して大きい剥離力であることが好ましい。本発明に述べ
る密着力は金型の主要部の密着力の最小値である。
ル基等を含有するため金型との密着性が良く、金型表面
上でポリイミドを反応形成させることにより金型表面に
密着したポリイミド薄層が得られる。本発明のポリイミ
ドと主金型との密着力は、室温で500g/10mm巾
以上であり、好ましくは0.8kg/10mm巾以上、
更に好ましくは1kg/10mm以上である。これは密
着したポリイミドを10mm巾に切り、接着面と直角方
向に20mm/分の速度で引張った時の剥離力である。
この剥離力は測定場所、測定回数によりかなりバラツキ
が見られるが、最小値が大きいことが重要であり、安定
して大きい剥離力であることが好ましい。本発明に述べ
る密着力は金型の主要部の密着力の最小値である。
【0036】ポリイミドの熱伝導率は小さい程好まし
く、熱伝導率は0.002cal/cm・sec・℃以
下のものが好ましい。ポリイミド層の厚みは、0.02
〜2mmの範囲で適度に選択される。0.02mm未満
の厚みでは成形品表面改良の効果が少なく、2mmを超
えると金型の冷却効果が低下し、成形効率が低下する。
金型温度が高い程、ポリイミド層の厚みを薄くし、金型
温度が低い程、ポリイミド層の厚みを厚くする必要があ
り、0.02〜2mmの範囲で適度に選択される。又、
本発明の金型が使用される成形法によっても、好ましい
ポリイミド層の厚みは異る。本発明の金型が最も良好に
使用できる射出成形では、0.02〜0.5mmの厚み
が好ましく、更に好ましくは0.05〜0.2mmの厚
みである。これに対して、押出ブロー成形では0.1〜
1mmの厚みが好ましい。
く、熱伝導率は0.002cal/cm・sec・℃以
下のものが好ましい。ポリイミド層の厚みは、0.02
〜2mmの範囲で適度に選択される。0.02mm未満
の厚みでは成形品表面改良の効果が少なく、2mmを超
えると金型の冷却効果が低下し、成形効率が低下する。
金型温度が高い程、ポリイミド層の厚みを薄くし、金型
温度が低い程、ポリイミド層の厚みを厚くする必要があ
り、0.02〜2mmの範囲で適度に選択される。又、
本発明の金型が使用される成形法によっても、好ましい
ポリイミド層の厚みは異る。本発明の金型が最も良好に
使用できる射出成形では、0.02〜0.5mmの厚み
が好ましく、更に好ましくは0.05〜0.2mmの厚
みである。これに対して、押出ブロー成形では0.1〜
1mmの厚みが好ましい。
【0037】本発明に使用される直鎖型高分子量ポリイ
ミドの強度及び伸度は大きいことが好ましく、特に破断
伸度が大きいことが耐冷熱サイクルに繰り返しさらされ
る長期間成形には必要であり、その破断伸度は10%以
上が好ましく、更に好ましくは15%以上である。破断
伸度の測定法はASTM D638に準じて行う。射出
成形は複雑な形状の型物が一度の成形でできることが最
大の長所であり、そのため金型キャビティは一般に複雑
な形状をしている。この複雑な金型キャビティ表面に鏡
面状に被覆物質を塗布することはきわめて困難であり、
そのため塗布された被覆層を表面研磨して鏡面状に仕上
げることが最も良好な方法である。従って、被覆物質は
研磨でき、鏡面化できることが要求される。
ミドの強度及び伸度は大きいことが好ましく、特に破断
伸度が大きいことが耐冷熱サイクルに繰り返しさらされ
る長期間成形には必要であり、その破断伸度は10%以
上が好ましく、更に好ましくは15%以上である。破断
伸度の測定法はASTM D638に準じて行う。射出
成形は複雑な形状の型物が一度の成形でできることが最
大の長所であり、そのため金型キャビティは一般に複雑
な形状をしている。この複雑な金型キャビティ表面に鏡
面状に被覆物質を塗布することはきわめて困難であり、
そのため塗布された被覆層を表面研磨して鏡面状に仕上
げることが最も良好な方法である。従って、被覆物質は
研磨でき、鏡面化できることが要求される。
【0038】合成樹脂を研磨して、不要部分を削り鏡面
化することは、プラスチックレンズ等を研磨する際に用
いられている方法である。合成樹脂を研磨粉等を用いて
研磨するには、研磨するに適した合成樹脂を使用する必
要があり、よく知られたCR−39(ジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート)重合体等が適している。
すなわち、高度に架橋されていて、硬くて、伸びが小さ
く、しかもガラス転移温度が高い樹脂が適していると一
般に云われている。これに対して直鎖状高分子量体で、
破断伸度が大きく強靭な樹脂は研磨に適していないと見
られてきた。
化することは、プラスチックレンズ等を研磨する際に用
いられている方法である。合成樹脂を研磨粉等を用いて
研磨するには、研磨するに適した合成樹脂を使用する必
要があり、よく知られたCR−39(ジエチレングリコ
ールビスアリルカーボネート)重合体等が適している。
すなわち、高度に架橋されていて、硬くて、伸びが小さ
く、しかもガラス転移温度が高い樹脂が適していると一
般に云われている。これに対して直鎖状高分子量体で、
破断伸度が大きく強靭な樹脂は研磨に適していないと見
られてきた。
【0039】従来のこの考えから云えば、直鎖型高分子
量ポリイミドは破断伸度が大きく、強靭であるので、研
磨性には適しないということになる。しかしこのような
直鎖型高分子量ポリイミドも、高度に架橋が起こってい
る熱硬化型ポリイミドとともに、研磨性が良好であるこ
とが、本発明によって始めて明らかとなり、本発明に良
好に使用できる。
量ポリイミドは破断伸度が大きく、強靭であるので、研
磨性には適しないということになる。しかしこのような
直鎖型高分子量ポリイミドも、高度に架橋が起こってい
る熱硬化型ポリイミドとともに、研磨性が良好であるこ
とが、本発明によって始めて明らかとなり、本発明に良
好に使用できる。
【0040】ポリイミドの薄層の表面の平滑性等を更に
向上させるため、あるいは表面の耐擦傷性を更に向上さ
せるため、ポリイミド層の厚みの1/10以下、好まし
くは1/20以下の厚みで別物質をポリイミド表面に塗
布することも必要に応じてでき、本発明に含まれる。合
成樹脂のシートや型物の表面に、耐擦傷性向上のため使
用されている、一般にハードコート剤と云われている塗
料を塗布することもできる。例えば、熱硬化型のシリコ
ーン系ハードコート剤は良好に使用でき、本発明にとっ
て好ましいものである。
向上させるため、あるいは表面の耐擦傷性を更に向上さ
せるため、ポリイミド層の厚みの1/10以下、好まし
くは1/20以下の厚みで別物質をポリイミド表面に塗
布することも必要に応じてでき、本発明に含まれる。合
成樹脂のシートや型物の表面に、耐擦傷性向上のため使
用されている、一般にハードコート剤と云われている塗
料を塗布することもできる。例えば、熱硬化型のシリコ
ーン系ハードコート剤は良好に使用でき、本発明にとっ
て好ましいものである。
【0041】本発明の金型で成形されうる合成樹脂は一
般に射出成形やブロー成形等に使用できる熱可塑性樹脂
である。例えば、スチレン重合体又はその共重合体、ポ
リエチレン、ポリプロピレン等オレフィン重合体又はそ
の共重合体、塩化ビニール重合体又はその共重合体、ポ
リアセタール、ポリアミド、ポリエステル、等の一般の
熱可塑性樹脂が使用できる。
般に射出成形やブロー成形等に使用できる熱可塑性樹脂
である。例えば、スチレン重合体又はその共重合体、ポ
リエチレン、ポリプロピレン等オレフィン重合体又はそ
の共重合体、塩化ビニール重合体又はその共重合体、ポ
リアセタール、ポリアミド、ポリエステル、等の一般の
熱可塑性樹脂が使用できる。
【0042】これ等の樹脂に、各種強化材、各種充填物
を配合した場合、あるいはポリマーアロイ等とした場合
は特に大きい効果が得られる。例えば、これ等の樹脂
に、ゴム、ガラス繊維、アスベスト、炭酸カルシウム、
タルク、硫酸カルシウム、発泡剤、木粉等の1種又は2
種以上を配合することができる。又、ゴミ、塗料粉等の
異物が混入しているリサイクル樹脂も本発明に良好に使
用できる。
を配合した場合、あるいはポリマーアロイ等とした場合
は特に大きい効果が得られる。例えば、これ等の樹脂
に、ゴム、ガラス繊維、アスベスト、炭酸カルシウム、
タルク、硫酸カルシウム、発泡剤、木粉等の1種又は2
種以上を配合することができる。又、ゴミ、塗料粉等の
異物が混入しているリサイクル樹脂も本発明に良好に使
用できる。
【0043】本発明を主に射出成形で説明したが、本発
明金型はブロー成形でも同様に使用できる。
明金型はブロー成形でも同様に使用できる。
【0044】
【実施例】次に示す金型及びポリイミドを用いる。 主金型:鋼材(S55C)(熱伝導率約0.2cal/
cm・sec・℃)でつくられ、100mm×100m
mの正方形、厚さ2mmの平板状型キャビティを有す
る。正方形の辺部にサイドゲートを有する。
cm・sec・℃)でつくられ、100mm×100m
mの正方形、厚さ2mmの平板状型キャビティを有す
る。正方形の辺部にサイドゲートを有する。
【0045】ポリイミド:直鎖型ポリイミド前駆体、ポ
リイミドワニス「トレニース#3000」(東レ 商品
名)。硬化後のポリイミドのTgは300℃、熱伝導率
0.0005cal/cm・sec・℃、破断伸度60
%。 主金型を2個用意し、その金型表面を、(A)主金型表
面を鏡面状に研磨したもの、(B)主金型表面をサンド
ブラストで中心線平均粗さ(Ra)で0.5μmの粗面
にした後、化学ニッケルメッキを0.5μm厚におこな
ったもの、に加工した。
リイミドワニス「トレニース#3000」(東レ 商品
名)。硬化後のポリイミドのTgは300℃、熱伝導率
0.0005cal/cm・sec・℃、破断伸度60
%。 主金型を2個用意し、その金型表面を、(A)主金型表
面を鏡面状に研磨したもの、(B)主金型表面をサンド
ブラストで中心線平均粗さ(Ra)で0.5μmの粗面
にした後、化学ニッケルメッキを0.5μm厚におこな
ったもの、に加工した。
【0046】上記の金型表面を十分に脱脂し、次いで、
ポリイミドを塗布し、120℃から210℃の順に加熱
し、この塗布、加熱を3回繰り返して最後に290℃に
加熱してポリイミド層を形成する。次いで、バフにダイ
アモンドペーストをつけて研磨を行い、0.05mm厚
の鏡面状直鎖型ポリイミド被覆層を形成した。金型とポ
リイミドの密着力は、(A)で1.1〜2.0kg/1
0mm幅、(B)で2.3kg/10mmは以上であっ
た。主金型表面を粗面にし、更にその表面をニッケルメ
ッキすることにより明らかにポリイミドの密着力は向上
する。ポリイミドを被覆した(B)の金型を用いて、ゴ
ム強化ポリスチレン樹脂で2万回の射出成形を行い、良
好な成形品が得られた。
ポリイミドを塗布し、120℃から210℃の順に加熱
し、この塗布、加熱を3回繰り返して最後に290℃に
加熱してポリイミド層を形成する。次いで、バフにダイ
アモンドペーストをつけて研磨を行い、0.05mm厚
の鏡面状直鎖型ポリイミド被覆層を形成した。金型とポ
リイミドの密着力は、(A)で1.1〜2.0kg/1
0mm幅、(B)で2.3kg/10mmは以上であっ
た。主金型表面を粗面にし、更にその表面をニッケルメ
ッキすることにより明らかにポリイミドの密着力は向上
する。ポリイミドを被覆した(B)の金型を用いて、ゴ
ム強化ポリスチレン樹脂で2万回の射出成形を行い、良
好な成形品が得られた。
【0047】
【発明の効果】本発明の金型を使用して合成樹脂の射出
成形やブロー成形を行うことにより、成形サイクルタイ
ムの増加を微増にとどめ、成形品の著るしい外観向上を
行うことができる。
成形やブロー成形を行うことにより、成形サイクルタイ
ムの増加を微増にとどめ、成形品の著るしい外観向上を
行うことができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 室温に於ける熱伝導率が0.05cal
/cm・sec・℃以上の金属からなる主金型の金型キ
ャビティを形成する型壁面は微細な凹凸の粗面であり、
その表面がニッケルメッキ及び/又はクロムメッキで被
覆されており、更にその表面がポリイミドで被覆されて
いる合成樹脂成形用金型。 - 【請求項2】 ポリイミドが直鎖型高分子量ポリイミド
である請求項1記載の金型。 - 【請求項3】 室温に於ける熱伝導率が0.05cal
/cm・sec・℃以上の金属からなる主金型の金型キ
ャビティを形成する型壁面を粗面化にした後、ニッケル
メッキ及び/又はクロムメッキで被覆し、更にその表面
にポリイミド前駆体溶液を塗布し、次いで加熱してイミ
ド化する請求項1又は請求項2記載の金型の製法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14640293A JP3396254B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 金型及びその製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14640293A JP3396254B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 金型及びその製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH071463A true JPH071463A (ja) | 1995-01-06 |
JP3396254B2 JP3396254B2 (ja) | 2003-04-14 |
Family
ID=15406896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14640293A Expired - Fee Related JP3396254B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 金型及びその製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3396254B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003039440A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Tanazawa Hakkosha:Kk | 凹凸模様を賦形する成形用金型及びその製造方法 |
JP2005035184A (ja) * | 2003-07-16 | 2005-02-10 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | ブロー成形金型及びその製造方法 |
WO2005061196A1 (de) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Glanzgradeinstellung |
JP2017209876A (ja) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | ユケン工業株式会社 | 成形用金型 |
-
1993
- 1993-06-17 JP JP14640293A patent/JP3396254B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003039440A (ja) * | 2001-07-30 | 2003-02-13 | Tanazawa Hakkosha:Kk | 凹凸模様を賦形する成形用金型及びその製造方法 |
JP2005035184A (ja) * | 2003-07-16 | 2005-02-10 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | ブロー成形金型及びその製造方法 |
WO2005061196A1 (de) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Unaxis Balzers Aktiengesellschaft | Glanzgradeinstellung |
JP2017209876A (ja) * | 2016-05-25 | 2017-11-30 | ユケン工業株式会社 | 成形用金型 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3396254B2 (ja) | 2003-04-14 |
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