JPH0732369A - 樹脂型の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 工程にかかる期間の短縮、コスト削減を図
る。 【構成】 樹脂型の基になる原型２１の加工を行い、続
いて原型の表面に蒸着を行うことによって薄膜部２２を
形成し、さらに電着によりこの薄膜部の表面に金属層３
１を積層して薄膜金属層を形成する。次にこの薄膜金属
層の周囲を覆うように原型に枠体３２を設け、この枠体
に溶融樹脂３４を注入し、この溶融樹脂を硬化して薄膜
金属層に樹脂層を積層する。そしてこの枠体を取り除く
とともに原型と樹脂型とを離型することによって樹脂型
を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はプラスチック成形物の製
造に使用される樹脂型の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、比較的表面粗さに高精度要求され
るレンズ等をプラスチック成形で製造するために使用さ
れる金型の製造方法として、一般に電気分解による電着
を利用して原型と精密に同じ型を複製する電鋳加工が知
られている。

【０００３】この電鋳加工は、先ず樹脂材料をフライス
盤や旋盤等で機械加工を行うことにより図８に示す原型
１を製造する。次に原型１の表面１ａにＮi 蒸気を吹き
付けることによってＮi 蒸着処理を行う。すると原型１
の表面１ａにオングストローム単位で図９に示す薄膜部
２が形成される。

【０００４】その後、前記原型１にＮi 電着を行う。す
なわち、図１０に示すように、前記原型１をＮi 板３と
ともに電解槽４内の電解溶液５に浸す。そして原型１を
負極、Ｎi 板を正極として電流を給電して電気分解を行
う。すると、前記原型１の薄膜部２の表面にＮi が付着
する。

【０００５】このとき前記電解溶液５中において図１１
に示す原型１の端部１ｂ等に電流が集中するため、その
部分に局部的に電着され、団子状に膨れ上がった電着層
６が形成される。そして数日後、例えば１．５ｍｍ程度
の電着層６が形成されると、このうち団子状に膨れ上が
った部分を図１２に示すようにフライス盤や旋盤等の機
械加工で切削し、再び電解溶液５に浸して電着を行う。
すると今度は切削した面にＮi が付着し、図１３に示す
ように電着層６が積層される。

【０００６】こうして原型１の表面１ａに５ｍｍ程度の
電着層６が形成されるまで、Ｎi 電着による電着層６の
形成と機械加工による余分な部分の切削を繰り返す。こ
の工程に要する期間は２５日から３０日程度である。

【０００７】そして、原型１の表面１ａに５ｍｍ程度の
電着層６が形成されると外周面を切削して図１４に示す
ように形を整える。その後、図１５に示すように原型１
と金型７を離型すると金型７、すなわちこの場合はキャ
ビティ型が形成される。また、上述した方法と同様の方
法でコア型も形成される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような金
型の製造方法においては、原型１の表面１ａに所定量の
電着層６が形成されるまで、Ｎi 電着による電着層６の
形成と機械加工による余分な部分の切削を繰り返さなけ
ればならなず、手間がかかり、型コストも高くなるとい
う問題があった。また、工程に要する期間が２５日から
３０日程度という長期間を要するため、この金型から形
成される成形品の単価が高くなるという問題があった。

【０００９】そこで本発明は、簡単に加工できるととも
に工程にかかる期間の短縮を図ることができ、これによ
りコスト削減を図ることができる樹脂型の製造方法を提
供しようとするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段と作用】請求項１対応の発
明は、樹脂型の基になる原型の加工を行い、この原型の
表面に蒸着及び電着の少なくとも一方により薄膜金属層
を形成し、薄膜金属層の上部に樹脂層を設けて薄膜金属
層と一体の樹脂型を形成し、この樹脂型と原型とを離型
して樹脂型を製造するものである。

【００１１】請求項２対応の発明は、樹脂型の基になる
原型の加工を行い、この原型の表面に蒸着及び電着の少
なくとも一方により薄膜金属層を形成し、この薄膜金属
層の周囲を覆うように原型に枠体を設け、この枠体に溶
融樹脂を注入し、この溶融樹脂を硬化して薄膜金属層と
一体の樹脂型を形成し、この樹脂型と原型とを離型して
樹脂型を製造するものである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図７は本実施例にかかる方法で製造した樹脂型
を埋設する成形樹脂型装置１１の概略図で、１２は樹脂
型である。この樹脂型１２はキャビティ型１３及びコア
型１４から構成される。これらキャビティ型１３及びコ
ア型１４は互いに衝合する衝合面１３ａ，１４ａを有し
ており、これら衝合面１３ａ，１４ａを衝合することに
よりその衝合面１３ａ，１４ａにキャビティ１５が形成
されるようになっている。前記キャビティ型１３及びコ
ア型１４はそれぞれ薄膜部２２及び金属層３１からなる
薄膜金属層と、樹脂層とから形成される。

【００１３】前記キャビティ型１３は次のように製造さ
れる。すなわち、先ず第１工程としてキャビティ型１３
の基になる原型２１を製造する。この原型２１は、図１
に示すように、その上部表面にキャビティ型１３の凹陥
部１３ｂを形成するための表面加工部２１ａを有する。

【００１４】前記原型２１は樹脂等をフライス盤や旋盤
等を使用した機械加工で形成する。特に、前記表面加工
部２１ａはレンズ等の如く面粗さに精度を要求される成
形物の表面を形成する基になるため、表面加工部２１ａ
の面粗さが高精度になるよう例えば鏡面仕上げ等の加工
を行う。なお、原型２１はガラスや金属等を形成して作
製いてもよい。

【００１５】次に、第２工程として、原型２１の表面加
工部２１ａにＮi 蒸着を行う。すなわち、Ｎi 蒸気を表
面加工部２１ａに吹き付けて、図２に示す薄膜部２２を
形成する。この薄膜部２２はオングストローム単位で形
成されるので、これを補強するため、薄膜部２２上にさ
らにＮi 電着を行って所定量のＮi を積層させる。

【００１６】すなわち、Ｎi 電着は、図３に示すよう
に、前記原型２１をＮi 板２３とともに電解槽２４内の
電解溶液２５に浸す。そして原型２１を負極、Ｎi 板２
３を正極として電流を給電して電気分解を行う。する
と、図４に示すように前記原型２１の薄膜部２２の表面
にＮi が付着する。

【００１７】そして２、３日程経過すると、０．１〜
０．３ｍｍ程度のＮi の金属層３１が形成される。な
お、金属原型を使用する場合には前記Ｎi 蒸着の代わり
に、Ｎi 電着により金属原型に直接薄膜金属層を形成し
てもよい。

【００１８】次に、第３工程として樹脂層３５を前記薄
膜金属層の上に形成する。すなわち、この工程は図５に
示すように、先ず前記原型２１の上部に合成樹脂等によ
り形成された枠体３２を取付ける。また枠体３２の下部
は取外しを容易にするため原型２１に粘土３３により接
続される。

【００１９】そして、前記原型２１の枠体３２に溶融樹
脂３４を注入し放置する。すると、放置後１日程度で樹
脂が硬化する。この溶融樹脂３４の注入は気泡の発生を
防止するため真空中で行う。そしてこの樹脂３４の硬化
条件に従って加熱等を行い樹脂３４を硬化させる。

【００２０】なお、前記樹脂３４は例えばエポキロンＭ
ＹＸ−０４、ＭＹＸ−０５（三菱油化株式会社商品名）
等の耐熱性が高く、硬化収縮率が低い注型樹脂複合素材
で構成される。

【００２１】前記ＭＹＸ−０４は硬化条件５０℃×６時
間（一次）及び１５０℃×６時間（二次）、耐熱衝撃性
２１０℃、硬化収縮率０．０１％等の材料特性を有し、
ＭＹＸ−０５は硬化条件５０℃×１２時間（一次）及び
１７０℃×３時間（二次）、耐熱衝撃性２３０℃、硬化
収縮率０．００１％等の材料特性を有する。

【００２２】次に、第４工程として前記枠体３２を原型
２１から取外すとともに、図６に示すように、原型２１
を離型する。このとき前記薄膜金属層は固化した樹脂３
４に嵌込まれる。こうしてキャビティ型１３が製造され
る。前記コア型１４も上記と同様の方法により製造され
る。このような樹脂型の製造工程に要するには７日程度
である。

【００２３】なお、樹脂型１２は前記成形樹脂型装置１
１に埋設される。この成形樹脂型装置１１の本体は上下
に互いに衝合する衝合面４１ａ，４２ａを有する固定部
材４１及び可動部材４２とから構成されている。

【００２４】前記固定部材４１には、左右一対のキャビ
ティ型１３が薄膜金属層を下方に向けた状態で埋設され
ており、可動部材４２には、前記キャビティ型１３にそ
れぞれ対向して一対のコア型１４が薄膜金属部を上方に
向けた状態で埋設されている。

【００２５】前記固定部材４１には溶融樹脂を注入する
ための溶融樹脂注入口４３、この溶融樹脂注入口４３か
ら注入された溶融樹脂の通路を形成するランナ４４、及
びこのホットランナ４４と前記キャビティ１５とを連通
するゲートブッシュ４５が設けられている。

【００２６】前記可動部材４２には、その下部にプラス
チック成形物を樹脂型１２から取出すためのエジェクタ
プレート４６が設けられている。前記成形樹脂型装置１
１で成形物を製造する場合、キャビティ型１３及びコア
型１４を衝合し固定する。すると、その衝合面１３ａ，
１４ａにキャビティ１５が形成される。

【００２７】そして、溶融樹脂注入口４３からランナ４
４及びゲートブッシュ４５を介してキャビティ１５に溶
融樹脂を注入する。所定量の溶融樹脂の充填が完了した
ら、この状態で放置冷却を行う。

【００２８】前記成形物が固化した後、固定部材４１と
可動部材４２を離型する。このとき可動部材４２が下方
に移動することによってエジェクタプレート４６のピン
４７により形成物が突出され、この形成物はキャビティ
１５から取出される。こうして成形物が製造される。

【００２９】このように、樹脂型１２の製造物表面を形
成する部分、すなわち薄膜金属層を蒸着及び電着で形成
し、薄膜金属層の上部に積層する部分を樹脂で形成する
ため、加工が容易で、従来のように薄膜金属層及び樹脂
層３５をすべて電着で形成する金型に比して、全工程に
要する日数を大幅に削減することができ、従って型コス
トの削減や形成品の単価の低下を図ることができ、しか
も表面は従来と同様の高精度の面粗さを保つことができ
る。例えば従来では樹脂型の製造に２０〜３０日かかっ
ていたが、本実施例ではこれを７日程度で製造できる。
特にその表面粗さに高精度が要求される物の製造にはそ
の効果を発揮する。また、樹脂層３５を硬化収縮率が低
い樹脂で形成するため、樹脂硬化後の薄膜金属層の変形
がほとんど生じない。このため高精度の複製が可能であ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、簡
単に加工できるとともに工程にかかる期間の短縮を図る
ことができ、これによりコスト削減を図ることができる
樹脂型の製造方法を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる第１工程で製造され
る樹脂型の原型の外観を示す概略図。

【図２】同実施例における第２工程の蒸着を行った後の
原型の断面図。

【図３】同実施例における第２工程の電鋳加工を説明す
る図。

【図４】同実施例における第２工程を行った後の原型の
断面図。

【図５】同実施例における第３工程を説明する図。

【図６】同実施例における第４工程を説明する図。

【図７】同実施例にかかる方法で製造された樹脂型を埋
設する成形樹脂型装置の概略を示す図。

【図８】従来の方法で製造する金型の原型の外観を示す
概略図。

【図９】図８に示す原型に蒸着を行った場合の断面図。

【図１０】図９に示す原型の電鋳加工を説明する図。

【図１１】図９に示す原型に電着を行った後の原型の断
面図。

【図１２】図１１に示す原型に機械加工を行った後の断
面図。

【図１３】図１２に示す原型にさらに電着を行った後の
原型の断面図。

【図１４】電鋳加工及び機械加工完了後の原型の断面
図。

【図１５】金型と原型とを離型する場合の作用説明図。

【符号の説明】

１２…樹脂型 １３…キャビティ型 １４…コア型 ２１…原型 ２２…薄膜部 ３１…金属層 ３２…枠体 ３４…溶融樹脂 ３５…樹脂層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂型の基になる原型の加工を行う第１
   工程と、前記原型の表面に蒸着及び電着の少なくとも一
   方により薄膜金属層を形成する第２工程と、前記薄膜金
   属層の上部に樹脂層を設けて前記薄膜金属層と一体の樹
   脂型を形成する第３工程と、この樹脂型と前記原型とを
   離型する第４工程とを具備することを特徴とする樹脂型
   の製造方法。
2. 【請求項２】 第３工程は薄膜金属層の周囲を覆うよう
   に原型に枠体を設け、この枠体に溶融樹脂を注入し、こ
   の溶融樹脂を硬化して前記薄膜金属層と一体の樹脂型を
   形成することを特徴とする請求項１記載の樹脂型の製造
   方法。