JPH0857861A - プラスチックの成形金型素材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】長期間にわたってガス抜き性能を維持するとと
もに、金型として必要な強度を確保する。 【構成】最外層の多孔部材１１および次層の多孔部材１
２からなる複数の多孔部材群１０と、この多孔部材群１
０と一体化された金属製補強ブロック４から構成され、
最外層の多孔部材１１は、樹脂の通過を阻止し、空気な
どの通過を許容する小孔２ａが多数形成され、また、次
層の多孔部材１２は、最外層の多孔部材１１に形成され
た小孔２ａと同等もしくはそれ以上の大きさの小孔が多
数形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックの成形金
型素材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジニアリングプラスチック
などのプラスチックを成形するため、成形金型が使用さ
れている。この成形金型は、固定側金型と、移動自在な
可動側金型からなり、固定側金型に対して可動側金型を
移動させることにより型開きし、あるいは、型締めする
ことができる。そして、成形金型を型締めすることでキ
ャビティが形成され、このキャビティは、スプルを介し
て射出ノズルの先端部と連通されている。したがって、
射出成形時、射出ノズルから射出された溶融樹脂は、ス
プルを経てキャビティに充填されるようになっている。

【０００３】ところで、このような成形金型を用いて成
形品を成形する場合、キャビティ内に残存する空気や樹
脂に含まれる水分や揮発分など（以下、空気などとい
う。）は、射出圧力によって複数個に分割されて組み立
てられた金型の接合面などを通して一部外部に排出され
るものの、その余は排出されることなくキャビティ内に
残存することになる。そして、このキャビティ内に残っ
た空気などが圧縮されることにより、成形品にその痕跡
を残したり、著しく高熱となって（断熱圧縮現象）成形
品にやけ（焦げ）を発生させる、といった成形不良を引
き起こすことがある。このため、キャビティ内の空気な
どを速やかに外部に排出させる、いわゆるガス抜きの必
要性があり、例えば、突き出しピンを緩やかなハメアイ
関係に形成し、その摺動面の微小な隙間を利用してガス
抜きしている。

【０００４】しかしながら、このようなガス抜き要領で
は、金型によっては採用することができない他、成形品
にバリなどが発生して後加工が必要となることから、近
年、金属粉末や金属繊維を焼結させた多孔質の焼結体で
金型を作り、その焼結体の粒子間に形成される小孔（通
路）を利用してガス抜きすることが試みられている。こ
のような焼結体に形成される小孔の直径は、成形品の表
面精度を確保するためには樹脂が入り込まない必要があ
り、樹脂材料によっても異なるが、ほぼ５０〜１５０μ
ｍ程度とされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た多孔質の焼結体からなる金型は、全体が均質に形成さ
れており、鋼材からなる金型に比較して強度が低い他、
使用当初は円滑にガス抜きが行われるものの、使用によ
って小孔が徐々に目詰まりし、ついにはガス抜きが不可
能となる問題があった。すなわち、空気などが焼結体の
小孔（通路）を通って外部に抜けるまでには、焼結体の
三次元方向にわたって複雑に絡み合うように形成された
長い距離を経なければならず、この間に空気などの揮発
分、例えば、樹脂の添加剤や分解物などが固化すること
により、焼結体の小孔（通路）を目詰まりさせるもので
あった。このように目詰まりした焼結体は、洗浄するこ
とによって表面近傍の目詰まりを一部除去できるもの
の、内部に入り込んで固化した目詰まりを解消させるこ
とはできず、当初のガス抜き性能まで回復させることは
できなかった。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、長期間にわたって目詰まりすることなくガ
ス抜き性能を維持するとともに、金型として必要な強度
を確保することのできるプラスチックの成形金型素材を
提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の多孔部
材を積層した多孔部材群と、この多孔部材群と一体化さ
れた金属製補強ブロックから構成され、前記多孔部材群
は、樹脂の通過を阻止し、空気などの通過を許容する小
孔を多数形成した単一の多孔部材からなる最外層の多孔
部材と、この最外層の多孔部材に形成された小孔と同等
以上の小孔を多数形成した単一もしくは複数の多孔部材
からなる次層の多孔部材から構成されていることを特徴
とするものである。

【０００８】

【作用】成形時、キャビティ内の空気などは、多孔部材
群、すなわち、最外層の多孔部材および次層の多孔部材
を通り抜けた後、金属製補強ブロックを通して外部に排
出される。この際、成形金型素材は、薄板状の多孔部材
群と、この多孔部材群の強度不足を補う金属製補強ブロ
ックで構成されることから、空気などの通過する距離が
短くなり、目詰まりしにくく、長期間にわたって安定し
たガス抜き性能を維持することができる他、金型として
充分な強度を確保することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１０】図１には、本発明の成形金型素材１が示さ
れており、この成形金型素材１は、最外層の多孔部材１
１としての多孔性金属板２および多孔性金属板２に積層
された次層の多孔部材１２としての金網３からなる多孔
部材群１０と、この多孔部材群１０と一体化され、ガス
抜き穴４ａが形成された金属製補強ブロック４から構成
され、多孔性金属板２に、金網３および金属製補強ブロ
ック４を順に重ねて加熱加圧し、焼結させることによっ
て形成されている。

【００１１】この多孔性金属板２には、樹脂の通過を阻
止し、空気などの通過を許容する多数の小孔２ａが腐食
（エッチング）や電鋳などによって形成され、また、金
網３は、多孔性金属板２の小孔２ａと同等もしくはそれ
以上の目開きを有するものが選択される。具体的には、
多孔性金属板２は、厚さ５０μｍのステンレス板に平均
直径７０μｍの小孔２ａを０．２ｍｍピッチの千鳥形状
をなすように形成したものである。また、金網３は、ふ
るい目の開きが０．１５ｍｍ程度のしんちゅうで形成さ
れている。さらに、金属製補強ブロック４は、鋼材に直
径１ｍｍのガス抜き穴４ａを２ｍｍピッチで形成したも
のである。

【００１２】そして、これらの多孔性金属板２、金網３
および金属製補強ブロック４を一体化させて金型素材１
を形成した後、成形装置に適合するように、金型として
の機械加工を行う。この機械加工に際しては、金属製補
強ブロック４に鋼材を用いたことにより、磁石によるチ
ャックを利用することができる。

【００１３】このような成形金型素材１からなる金型を
用いて成形品を成形する場合、キャビティ内の空気など
は、多孔性金属板２の小孔２ａを通り抜けて金網３に到
達し、さらに、金属製補強ブロック４に形成されたガス
抜き穴４ａを経て外部に排出される。この際、多孔部材
群１０、すなわち、最外層の多孔部材１１である多孔性
金属板２および次層の多孔部材１２である金網３は、薄
板状に形成されて空気などの通過する距離が短くなり、
その後、金属製補強ブロック４のガス抜き穴４ａを通し
て排出される結果、目詰まりしにくく、長期間にわたっ
て安定したガス抜き性能を維持することができる。そし
て、多孔部材群１０、すなわち、多孔性金属板２および
金網３の金型としての強度不足は、金属製補強ブロック
４によって補強され、全体として金型に必要な強度を確
保することができる。また、樹脂は、多孔性金属板２の
小孔２ａに入り込むことがなく、成形品の表面精度を確
保することができる他、多孔性金属板２および金網３
が、長期間の使用によって目詰まりしても洗浄によって
ほぼ当初のガス抜き性能に回復させることができる。

【００１４】この実施例においては、多孔部材群１０を
構成する次層の多孔部材１２に金網３を用いたが、金網
３以外に多孔質焼結体５（図２参照）や多孔性金属板２
１（図３参照）を採用してもよい。この場合、次層の多
孔部材１２である多孔質焼結体５の小孔および多孔性金
属板２１の小孔２１ａは、最外層の多孔部材１１である
多孔性金属板２の小孔２ａと同等もしくはそれ以上の大
きさに設定されている。

【００１５】ところで、前述した実施例においては、多
孔部材群１０を構成する最外層の多孔部材１１に多孔性
金属板２を採用した場合について説明したが、多孔性金
属板２に代えて金網３を用いることもできる。そして、
最外層の多孔部材１１に金網３を用いる場合、図４乃至
図６に示すように、次層の多孔部材１２として多孔性金
属板２や多孔質焼結体５あるいは金網３１を採用すれば
よい。この場合、金網３は、樹脂の通過を阻止し、空気
などの通過を許容する目開き、具体的には、０．０３ｍ
ｍ以下の目開きが成形品の表面精度を確保する上では好
ましい。一方、次層の多孔部材１２を構成する多孔性金
属板２の小孔２ａ、多孔質焼結体５の小孔および金網３
１の目開きは、最外層の多孔部材１１である金網３の目
開きと同等以上の大きさに設定されている。

【００１６】このように、最外層の多孔部材１１として
金網３を採用する一方、次層の多孔部材１２として多孔
性金属板２や多孔質焼結体５もしくは金網３１を選択的
に採用する場合においても、これらの最外層の多孔部材
１１と次層の多孔部材１２からなる多孔部材群１０に金
属製補強ブロック４を重ねて一体化させ、成形金型素材
１を形成すればよい。

【００１７】この金型素材１から形成された金型を利用
して成形品を成形する場合、キャビティ内の空気など
は、まず、最外層の多孔部材１１である目の細かい金網
３を通り抜けて次層の多孔部材１２である多孔性金属板
２、多孔質焼結体５もしくは金網３１に到達し、さら
に、金属製補強ブロック４に形成されたガス抜き穴４ａ
を経て外部に排出される。この際、金網３と、多孔性金
属板２、多孔質焼結体５もしくは金網３１から選択され
た一つの多孔部材からなる多孔部材群１０は、薄板状に
形成されて空気などの通過する距離が短くなり、その
後、金属製補強ブロック４のガス抜き穴４ａを通して排
出される結果、目詰まりしにくく、長期間にわたって安
定したガス抜き性能を維持することができる。そして、
多孔部材群１０の金型としての強度不足は、金属製補強
ブロック４によって補強され、全体として金型に必要な
強度を確保することができる。また、樹脂は、金網３の
ふるい目に入り込むことがなく、成形品の表面精度を確
保することができる他、多孔部材群１０が長期間の使用
によって目詰まりしても洗浄によってほぼ当初のガス抜
き性能に回復させることができる。

【００１８】さらに、最外層の多孔部材１１として多孔
質焼結体５を用いることもできる。このように、多孔質
焼結体５を最外層の多孔部材１１に用いる場合、図７乃
至図９に示すように、次層の多孔部材１２として多孔性
金属板２や金網３あるいは多孔質焼結体５１を採用すれ
ばよい。この実施例においても、次層の多孔部材１２と
なる多孔性金属板２の小孔２ａ、金網３の目開きおよび
多孔質焼結体５１の小孔は、最外層の多孔部材１１であ
る多孔質焼結体５の小孔と同等以上の大きさに設定され
ている。

【００１９】そして、最外層の多孔部材１１としての多
孔質焼結体５と、次層の多孔部材１２としての多孔性金
属板２、金網３もしくは多孔質焼結体５１と、金属製補
強ブロック４を重ねて一体化させた成形金型素材１から
金型を製造した場合においても、キャビティ内の空気な
どは、まず、最外層の多孔部材１１である多孔質焼結体
５を通り抜けて次層の多孔部材１２である多孔性金属板
２、金網３もしくは多孔質焼結体５１に到達し、さら
に、金属製補強ブロック４に形成されたガス抜き穴４ａ
を経て外部に排出される。この際、多孔質焼結体５と、
多孔性金属板２、金網３もしくは多孔質焼結体５１から
選択された一つの多孔部材からなる多孔部材群１０は、
薄板状に形成されて空気などの通過する距離が短くな
り、その後、金属製補強ブロック４の直線的なガス抜き
穴４ａを通して排出されることから、目詰まりしにく
く、長期間にわたって安定したガス抜き性能を維持する
ことができる。そして、多孔部材群１０の金型としての
強度不足は、金属製補強ブロック４によって補強され、
全体として金型に必要な強度を確保することができる。
また、樹脂は、多孔質焼結体５に入り込むことがなく、
成形品の表面精度を確保することができる他、多孔部材
群１０が長期間の使用によって目詰まりしても洗浄によ
ってほぼ当初のガス抜き性能に回復させることができ
る。

【００２０】以上のように、多孔部材群１０を構成する
最外層の多孔部材１１は、成形時、樹脂面に接し、樹脂
の通過を防ぎながら空気などの通過を許容するものであ
り、一方、次層の多孔部材１２は、空気などを容易に通
しながら最外層の多孔部材１１を補強しつつ補強ブロッ
ク４に中継するものである。

【００２１】ところで、多孔部材群１０を構成する最外
層の多孔部材１１、すなわち、多孔性金属板２や目の細
かい金網３もしくは多孔質焼結体５は、薄板状に形成さ
れて曲げに弱いことから、最外層の多孔部材１１を補強
するため、その外面側に最外層の多孔部材１１の厚みよ
りも大きな厚みの多孔性金属板や多孔質の焼結体もしく
は線径の太い金網などの多孔部材を介在させることもあ
る。この場合には、両者が一体となった多孔部材を最外
層の多孔部材１１として取り扱うものとする。すなわ
ち、図１０に示すように、多数の小孔２ａが打ち抜かれ
た多孔性金属板２と、この多孔性金属板２を補強するた
めにその外側に積層され、多孔性金属板２よりも厚みの
大きな多孔質の焼結体５とによって最外層の多孔部材１
１を形成し、この最外層の多孔部材１１に次層の多孔部
材１２である金網３を重ねて多孔部材群１０を形成して
もよい。

【００２２】また、前述した実施例において、次層の多
孔部材１２として一層の多孔部材、すなわち、多孔性金
属板２（２１）、金網３（３１）および多孔質焼結体５
（５１）を用いて例示したが、二層以上の多孔部材を重
ねて次層の多孔部材１２を形成してもよい。この場合、
二層目以後の多孔部材には、前述したように、多孔性金
属板２、金網３もしくは多孔質焼結体５のなかから適宜
の多孔部材を選択して用いればよい。

【００２３】さらに、最外層の多孔部材１１に形成され
る小孔や目開きの大きさは、成形品の表面精度を考慮し
て設定したが、特に、一定以上の表面精度を確保する必
要がない場合には、樹脂を通さない範囲でその小孔など
の大きさをより大きくすることもできる。

【００２４】一方、金型素材１を構成する金属製補強ブ
ロック４については、多数本のガス抜き穴４ａを形成し
て例示したが、１本のガス抜き穴４ａであってもよく、
また、金属製補強ブロック４の外周面に１本もしくは複
数本の凹状溝を形成してガス抜き穴としてもよく、さら
に、その加工の関係上、ガス抜き穴４ａがＴ字状であっ
てもよい。

【００２５】また、磁石によるチャックを利用して機械
加工するため、金属製補強ブロック４に鋼材を用いた
が、金網３の材料との相性によっては、すなわち、両者
を焼結させるためには、非磁性金属、例えば、ステンレ
ス鋼が好ましい場合もあり、必ずしも磁性金属に限定す
るものではない。その場合の機械加工は、機械的なチャ
ックを用いて行えばよい。

【００２６】さらに、金属製補強ブロック４において
は、予めガス抜き穴４ａを形成して例示したが、ガス抜
き穴４ａは、ユーザーの成形装置に合わせて機械加工す
る必要があり、このため、金属製補強ブロック４が中実
状態の金型素材１を出荷し、ガス抜き穴４ａの加工をユ
ーザーに委ねるようにしてもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の多
孔部材を積層した多孔部材群と、この多孔部材群と一体
化された金属製補強ブロックから構成され、前記多孔部
材群は、樹脂の通過を阻止し、空気などの通過を許容す
る小孔を多数形成した単一の多孔部材からなる最外層の
多孔部材と、この最外層の多孔部材に形成された小孔と
同等以上の小孔を多数形成した単一もしくは複数の多孔
部材からなる次層の多孔部材から構成されていることに
より、成形時、キャビティ内の空気などは、最外層の多
孔部材および次層の多孔部材を通り抜けた後、金属製補
強ブロックを経て外部に排出される結果、空気などの通
過する距離が短くなり、目詰まりしにくく、長期間にわ
たって安定したガス抜き性能を維持することができる
他、金型として充分な強度を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形金型素材の第一実施例を拡大して
示す部分断面図である。

【図２】図１の成形金型素材の第一実施例の変形例を示
す部分断面図である。

【図３】図１の成形金型素材の第一実施例の別の変形例
を示す部分断面図である。

【図４】本発明の成形金型素材の第二実施例を拡大して
示す部分断面図である。

【図５】図４の成形金型素材の第二実施例の変形例を示
す部分断面図である。

【図６】図４の成形金型素材の第二実施例の別の変形例
を示す部分断面図である。

【図７】本発明の成形金型素材の第三実施例を拡大して
示す部分断面図である。

【図８】図７の成形金型素材の第三実施例の変形例を示
す部分断面図である。

【図９】図７の成形金型素材の第三実施例の別の変形例
を示す部分断面図である。

【図１０】本発明の成形金型素材の第四実施例を拡大し
て示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ 成形金型素材 ２，２１ 多孔性金属板 ２ａ，２１ａ 小孔 ３，３１ 金網 ４ 金属製補強ブロック ４ａ ガス抜き穴 ５，５１ 多孔質焼結体 １０ 多孔部材群 １１ 最外層の多孔部材 １２ 次層の多孔部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の多孔部材を積層した多孔部材群
   と、この多孔部材群と一体化された金属製補強ブロック
   から構成され、前記多孔部材群は、樹脂の通過を阻止
   し、空気などの通過を許容する小孔を多数形成した単一
   の多孔部材からなる最外層の多孔部材と、この最外層の
   多孔部材に形成された小孔と同等以上の小孔を多数形成
   した単一もしくは複数の多孔部材からなる次層の多孔部
   材から構成されていることを特徴とするプラスチックの
   成形金型素材。
2. 【請求項２】 前記金属製補強ブロックは、鋼材である
   請求項１記載のプラスチックの成形金型素材。
3. 【請求項３】 前記金属製補強ブロックは、１本もしく
   は複数本のガス抜き穴が形成されている請求項１記載の
   プラスチックの成形金型素材。