JPH09234838A - 高接触角ポリイミド断熱膜およびその作製方法、断熱膜を備える射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来法の射出成形用金型、または金型のキャ
ビティ面に芳香族ポリイミドのみの断熱膜を備える射出
成形用金型では製造困難であった射出成形樹脂材料とし
てポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂を用いても、ヒケやウエ
ルドラインの発生を防止し得て、外観に優れた射出成形
品を容易に製造することが出来る射出成形用金型の提
供。 【解決手段】 射出成形品の外観面の形状に対応する形
状の金型のキャビティ面に、ＰＭＤＡ系ポリイミドから
成る第１断熱膜とフッ素系ポリイミドから成る第２断熱
膜との間に、ＰＭＤＡ系ポリイミドとフッ素系ポリイミ
ドとの濃度勾配を有する傾斜膜を介在させた積層の断熱
膜から成り、該断熱膜は水に対する接触角が90度以上で
あり、その熱伝導率を薄膜の厚さ(cm)で除して得られた
熱伝導係数が0.03〜0.5cal/sec ℃である高接触角ポリ
イミド断熱膜が形成された射出成形用金型。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高接触角ポリイミ
ド断熱膜およびその作製方法、断熱膜を備えた射出成形
用金型に関し、更に詳しくは、高接触角ポリイミド断熱
膜およびその作製方法、並びに熱可塑性樹脂から成る成
形品の外観面にヒケやウエルドラインが発生するのを防
止して家電、電子機器、機械等のハウジング、カバー等
の表面外観の優れた射出成形品を製造する際に用いる断
熱膜を備える射出成形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に熱可塑性樹脂から成る射出成形品
を製造する射出成形法は、生産性のよいこと、複雑な形
状のものが容易に成形できること等の利点があるため、
工業製品や日用雑貨品等の広い範囲に亘って採用されて
いる。

【０００３】従来の射出成形法では、溶融樹脂を射出成
形用金型のキャビティ内に射出充填する際に、樹脂が流
動し合流する個所では、樹脂同士の融着が不完全となっ
てウエルドラインが発生しやすい。また、冷却固化させ
る過程で、樹脂の相変化と体積収縮に伴う成形品表面へ
のヒケ発生も避けられない。特にリブ、ボス等の厚肉部
の表面または裏面等にヒケが集中して発生しやすい。射
出成形品の外観面にヒケやウエルドラインが生じること
は、射出成形品の商品価値を著しく損なうので、最も避
けるべき問題点の一つとされている。

【０００４】これらを改善する方法として、通常、射出
成形用金型内に射出充填する樹脂温度を高くしたり、射
出充填圧力を高くする等の射出成形条件を選ぶことによ
りある程度達成させることが出来る。

【０００５】例えば、表面にヒケの生じない射出成形品
を得る方法としては、特開昭56-167410号公報で「局部
加熱器をキャビティに接して金型内に設置し、該キャビ
ティ内に注入した合成樹脂が冷却固化する間、ヒケの発
生が予想される箇所の裏側を、少なくとも金型温度以上
に局部加熱器により加熱し、当該箇所の裏側の冷却速度
を他の箇所より遅くすることにより、ヒケの発生が予想
される箇所でのヒケを防止する合成樹脂成形品の製造方
法」、特公昭61-9126号公報で「金型内に溶融樹脂を充
填せしめて冷却硬化することにより厚肉部を有する成形
品を成形する射出成形法において、金型には成形品厚肉
部の背面と対応する位置にその厚肉部に向う貫通孔を設
け、金型内の溶融樹脂が冷却硬化しつつ状態にあると
き、空気制御手段によって貫通孔に圧縮空気を送り込ん
で該圧縮空気が貫通孔から成形品厚肉部の背面を押圧す
ることにより成形品にひけを生じることを防止した合成
樹脂成形品の射出成形法」が提案されている。

【０００６】これらの方法は、商品価値を著しく損なう
ヒケを射出成形品の外観面には生じさせず、射出成形品
の欠陥を防ぐものではあるが、前者の特開昭56-167410
号公報で提案の方法の場合は、金型温度を局部的に一時
高温にしたり、冷却したりする必要があるので、成形サ
イクルが長くなって生産性が低下するという問題があ
る。また、後者の特公昭61-9126号公報で提案の方法の
場合は、射出成形用金型に多孔部材の貫通孔を設け、更
に、圧縮空気を供給するための特殊な金型構造に改造し
なければならないばかりではなく、付帯設備が必要とな
って生産コストが高くなる等の問題がある。

【０００７】一方、射出成形用金型内で二方向からの溶
融樹脂の流動合流により、表面スキン層同士が密着しな
いまま固化されて生じるウエルドラインを低減するため
の方法が知られている。

【０００８】例えば、ウエルドラインを低減させる方法
または装置としては、特開昭51-22759号公報で「ウエル
ドライン発生箇所に対応して加熱装置および冷却装置を
設けた射出成形金型」、特開平3-274127号公報で「溶融
した熱可塑性樹脂を金型に供給し、金型内の溶融樹脂の
少なくとも一部に剪断力を加えながら樹脂を固化させる
成形装置において、該剪断力を加える装置が、該金型内
にキャビティーと連通した２本以上のホットランナー
と、このホットランナーにピストンを設置した構成の金
型である熱可塑性樹脂の成形装置」、特開平4-90309号
公報で「熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂を射出成形し射
出成形品を製造する方法において、流動中の樹脂に超音
波を伝達しながら射出し、成形する射出成形品の製造方
法」が提案されている。

【０００９】これら特開昭51-22759号公報、特開平3-27
4127号公報、特開平4-90309号公報で提案の方法または
装置の場合は、ウエルドラインの発生防止にはかなりの
効果があるが、いずれも特別な付帯設備や装置を設置し
なければならず、未だに満足すべきものではない。

【００１０】また、ウエルドラインおよびフローマーク
の発生を同時に解消する射出成形用金型として、特開平
4-211912号公報で「溶融樹脂が充填されるキャビティ内
の型表面の少なくとも一部が、断熱性の薄膜でコーティ
ング処理されている熱可塑性樹脂成形用金型」が提案さ
れている。そして断熱性の薄膜として熱伝導率が0.1cal
/cm・sec・℃以下で、水との接触角が30度以下で、かつ
厚さが0.1〜50μmの金属酸化物、けい素酸化物、けい素
系複合酸化物、プラズマ重合プラスチック等の薄膜が挙
げられている。

【００１１】特開平4-211912号公報で提案の金型の場合
は、射出成形用金型のキャビティ内に射出充填された高
温の溶融樹脂は、断熱性の薄膜に接触すると瞬時にその
断熱性の薄膜の表面温度を上昇させて、断熱性の薄膜に
対する優れた濡れ性および密着性を発現するので転写性
が向上し、ウエルドライン等を解消させることが出来る
が、射出成形用金型内に樹脂を射出充填した後、樹脂冷
却時の体積収縮に起因するヒケの発生は解消されないと
いう問題がある。

【００１２】この問題点を解消するために、特開平6-24
6797号公報で「射出成形用金型キャビティであって、成
形品外観面に対応する固定側又は可動側金型面の一部ま
たは全面に、水に対する接触角が40〜90度であり、熱伝
導量係数（cal/sec・℃）が0.03〜0.5の範囲から成る断
熱性薄膜が形成されている射出成形用金型」が提案され
ている。そして断熱性薄膜として芳香族ポリイミド等の
耐熱性高分子、セラミックス類が挙げられている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平6-246797号公報で提案の場合は、金型表面に形成す
る芳香族ポリイミドの断熱性薄膜として最も効果的な断
熱性を備える例えばＰＭＤＡ系ポリイミドを用いた場
合、射出成形樹脂材料としてポリスチレン（ＰＳ）を用
いての射出成形ではヒケ、ウエルドライン等の発生を防
止することが出来るが、射出成形樹脂材料としてポリプ
ロピレン（ＰＰ）、ＡＢＳ樹脂を用いての射出成形で
は、射出成形時に金型表面に形成したＰＭＤＡ系ポリイ
ミドの断熱膜に樹脂材料が接着してしまい、ついには断
熱性薄膜が金型表面より剥離し、それに伴ってヒケは逆
に発生してしまいヒケ防止効果が得られない。これは射
出成形樹脂材料と金型表面との（水に対する）接触角の
違いにより生じるものである。

【００１４】従って、（金型）表面に芳香族ポリイミド
のみの断熱性薄膜が形成された射出成形用金型では、射
出成形に用いる樹脂材料の種類によっては、ヒケの発生
を防止することは出来ない。

【００１５】また、接触角の異なるポリイミドを積層す
れば（金型）表面の接触角を変えることが可能だが、ポ
リイミドは離型性に優れているので、ポリイミド間で層
間はく離せず、積層させることは極めて困難である。

【００１６】このように表面に芳香族ポリイミドのみの
断熱性薄膜が形成された射出成形用金型では、射出成形
に用いる射出成形樹脂材料の種類によっては、ヒケの発
生を防止することが出来ないという弊害を起こしてしま
うという問題がある。

【００１７】本発明はかかる問題点を解消する高傾斜角
ポリイミド断熱膜およびその作製方法、並びに断熱膜を
備える射出成形用金型を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の高接触角ポリイ
ミド断熱膜は、ＰＭＤＡ系ポリイミドから成る第１断熱
膜とフッ素系ポリイミドから成る第２断熱膜との間に、
ＰＭＤＡ系ポリイミドとフッ素系ポリイミドとの濃度勾
配を有する傾斜膜を介在させた積層の断熱膜から成り、
該断熱膜は水に対する接触角が90度以上であり、その熱
伝導率を薄膜の厚さ(cm)で除して得られた熱伝導係数が
0.03〜0.5cal/sec ℃であることを特徴とする。

【００１９】また、本発明の断熱膜を備える射出成形用
金型は、射出成形用金型であって、射出成形品の外観面
の形状に対応する形状の金型のキャビティ面に、ＰＭＤ
Ａ系ポリイミドから成る第１断熱膜とフッ素系ポリイミ
ドから成る第２断熱膜との間に、ＰＭＤＡ系ポリイミド
とフッ素系ポリイミドとの濃度勾配を有する傾斜膜を介
在させた積層の断熱膜から成り、該断熱膜は水に対する
接触角が90度以上であり、その熱伝導率を薄膜の厚さ(c
m)で除して得られた熱伝導係数が0.03〜0.5cal/sec ℃
である高接触角ポリイミド断熱膜が形成されていること
を特徴とする。

【００２０】本発明の高接触角ポリイミド断熱膜の作製
方法は、真空中でピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）と
４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）とを
蒸発させ、これらを基板上で蒸着重合によりＰＭＤＡ系
ポリイミド膜から成る第１断熱膜を形成し、次いでピロ
メリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）と４，４′−ジアミノジ
フェニルエーテル（ＯＤＡ）と４，４′（ヘキサフロロ
イソプロピリデン）ジフタリックアンハイドライド（６
ＦＤＡ）とを蒸発させ、これらを第１断熱膜上で蒸着重
合によりＰＭＤＡ系ポリイミドとフッ素系ポリイミドと
の濃度勾配を有する傾斜膜を形成した後、続いて４，
４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）と４，
４′（ヘキサフロロイソプロピリデン）ジフタリックア
ンハイドライド（６ＦＤＡ）とを蒸発させ、これらを傾
斜膜上で蒸着重合によりフッ素系ポリイミドから成る第
２断熱膜を形成して、基板上に第１断熱膜と傾斜膜と第
２断熱膜とから成る積層の断熱膜を形成することを特徴
とする。

【００２１】また、前記断熱膜を水に対する接触角が90
度以上であり、その熱伝導率を薄膜の厚さ(cm)で除して
得られた熱伝導係数が0.03〜0.5cal/sec ℃となるよう
に形成する。

【００２２】また、前記基板をキャビティを備える射出
成形用金型としてもよい。

【００２３】射出成形品の外観面の形状に対応する形状
の金型のキャビティ面、即ちキャビティ内に射出充填す
る樹脂材料と接する面に、水に対する接触角が90度以上
であり、その熱伝導率を薄膜の厚さ(cm)で除して得られ
た熱伝導係数(単位:cal/sec℃)が0.03〜0.5となるよう
な断熱膜として、ＰＭＤＡ系ポリイミドから成る第１断
熱膜を形成し、更に第１断熱膜の上にフッ素系ポリイミ
ドから成る第２断熱膜を形成し、第１断熱膜と第２断熱
膜とをＰＭＤＡ系ポリイミドとフッ素系ポリイミドとの
濃度勾配を有する傾斜膜を介して積層した断熱膜を形成
することにより、金型表面で水との接触角を大きくする
ことがで出来、射出成形用金型のキャビティ内に射出充
填する樹脂材料との離型性をよくすることが出来る。

【００２４】射出充填する樹脂材料と接する側の射出成
形用金型のキャビティ面に形成された積層の最表面とな
る断熱膜に、離型性に優れたフッ素系ポリイミドから成
る第２断熱膜を利用することで、金型のキャビティ面と
樹脂材料との間の界面に滑りが生じることを防止出来
る。また、断熱膜に利用されるフッ素系ポリイミドから
成る第２断熱膜は、一般的に離型性に優れ、金型とは密
着性が劣る。そのため積層の断熱膜に多層化すると相関
剥離を生じやすく、多層化は容易ではない。

【００２５】本発明では密着性に優れた第１断熱膜と離
型性に優れた第２断熱膜との間に傾斜膜を介在させるこ
とで、この傾斜膜が第１断熱膜と第２断熱膜との接着剤
の役割を果すことになる。

【００２６】

【発明の実施の態様】本発明の断熱膜は、射出成形品の
外観面に対応する射出成形用金型のキャビティ面に、水
に対する接触角が90度以上であり、その熱伝導率を薄膜
の厚さ(cm)で除して得られた熱伝導係数(単位:cal/sec
℃)が0.03〜0.5となるような第１断熱膜を形成し、更に
第１断熱膜の上に射出成形品の外観面、射出成形用金型
キャビティ即ち内に射出充填する射出成形樹脂材料と接
する第２断熱膜を形成し、第１断熱膜と第２断熱膜との
間に傾斜膜を介在させた積層の断熱膜を作製することで
達成出来る。

【００２７】また、積層の断熱膜の作製は、原料モノマ
ーの蒸着重合法を用いることにより達成出来るようにな
る。

【００２８】本発明において断熱膜の水に対する接触角
を90度以上としたのは、接触角が90度に満たない場合
は、溶融樹脂の材質によっては密着性があまりに良すぎ
て離型性が悪くなるからである。

【００２９】また、断熱膜の熱伝導係数範囲を0.03〜0.
5cal/sec ℃としたのは、熱伝導係数が0.03cal/sec ℃
に満たない場合は、高断熱性のため熱伝導が小さくな
り、成形サイクルが著しく増長されて、また、熱伝導係
数が0.5cal/sec ℃を超えた場合は、断熱効果が不十分
なため、ヒケの低減効果が小さくなるからである。

【００３０】以下、添付図面を参照して本発明の実施の
態様を説明する。

【００３１】先ず、高傾斜角ポリイミド断熱膜の構造に
ついて説明する。

【００３２】図１は本発明の高傾斜角ポリイミド断熱膜
の１実施例の構造を示す模式的部分截断面図である。

【００３３】図中、１はＰＭＤＡ系ポリイミドから成る
第１断熱膜、２はフッ素系ポリイミドから成る第２断熱
膜、３は第１断熱膜と第２断熱膜との間に介在させたＰ
ＭＤＡ系ポリイミドとフッ素系ポリイミドとの濃度勾配
を有する傾斜膜、４は基板、５は第１断熱膜１と第２断
熱膜２と傾斜膜３とから成る積層の断熱膜を示す。

【００３４】第１断熱膜１のＰＭＤＡ系ポリイミドは、
真空中でピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）と４，４′
−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）とを蒸発さ
せ、基板４上で蒸着重合させて形成する。蒸着重合でＰ
ＭＤＡ系ポリイミドが形成される場合を表せば次式（化
１）の通りである。

【００３５】

【化１】

【００３６】第２断熱膜２のフッ素系ポリイミドは、真
空中で４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤ
Ａ）と４，４′（ヘキサフロロイソプロピリデン）ジフ
タリックアンハイドライド（６ＦＤＡ）とを蒸発させ、
後記の傾斜膜３上で蒸着重合させて形成する。蒸着重合
でフッ素系ポリイミドが形成される場合を表せば次式
（化２）の通りである。

【００３７】

【化２】

【００３８】傾斜膜３は、真空中で当初は４，４′（ヘ
キサフロロイソプロピリデン）ジフタリックアンハイド
ライド（６ＦＤＡ）の蒸発を停止した状態でピロメリト
酸二無水物（ＰＭＤＡ）と４，４′−ジアミノジフェニ
ルエーテル（ＯＤＡ）とを蒸発させ、次第にピロメリト
酸二無水物（ＰＭＤＡ）の蒸発量を低減させながら、
４，４′（ヘキサフロロイソプロピリデン）ジフタリッ
クアンハイドライド（６ＦＤＡ）の蒸発量を増加せし
め、最後はピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）の蒸発を
停止し、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤ
Ａ）と４，４′（ヘキサフロロイソプロピリデン）ジフ
タリックアンハイドライド（６ＦＤＡ）とを蒸発させ、
前記第１断熱膜１上で蒸着重合させて形成する。即ち、
傾斜膜３の形成は４，４′−ジアミノジフェニルエーテ
ル（ＯＤＡ）の蒸発量100に対して、ピロメリト酸二無
水物（ＰＭＤＡ）の蒸発量を100から0に低減させる一
方、４，４′（ヘキサフロロイソプロピリデン）ジフタ
リックアンハイドライド（６ＦＤＡ）の蒸発量を0から1
00に増加させながら、蒸着重合させる。従って、傾斜膜
３は、ＰＭＤＡ系ポリイミドとフッ素系ポリイミドとが
濃度勾配を有する膜であり、該傾斜膜３はその下側の第
１断熱膜１およびその上側の第２断熱膜２とは、その境
目を明確に区別することが出来ない膜である。

【００３９】真空処理室内で、前記原料モノマーを蒸発
させて基板上等で蒸着重合させる際の真空度としては、
0.13〜1.3Pa(1×10^-3〜1×10^-2Torr)程度に設定する。

【００４０】また、断熱膜を蒸着重合させる基板４、例
えば射出成形用金型の材質としては、樹脂材料を射出充
填する際の射出充填圧力および樹脂材料温度に耐え得る
材質であればよく、鋼材、例えばプレードン鋼（大同製
鋼株式会社製：商品名NAK80）が挙げられる。

【００４１】図２は本発明の高接触角ポリイミド断熱膜
を作製するための装置の１例の説明線図である。

【００４２】図中、１１は真空処理室を示し、真空処理
室１１内を真空ポンプ等の真空排気系１２に排気バルブ
１３を介して接続した。真空処理室１１の外部には、断
熱膜の原料モノマーＡ、Ｂ、Ｃを蒸発させるためのガラ
ス製、またはステンレス製、またはアルミニウム製、ま
たはアルミニウム合金製の蒸発源容器１４、１５、１６
を設け、該蒸発源容器１４、１５、１６の周囲に巻回し
た加熱ヒーター１７、１８、１９によって加熱、蒸発し
た原料モノマーＡ、Ｂ、Ｃをモノマー導入管２０、２
１、２２を介してモノマー導入バルブ２３、２４、２５
の開閉操作で蒸発口２６、２７、２８より真空処理室１
１内に導入するようにした。

【００４３】また、真空処理室１１内に各蒸発口２６、
２７、２８に対向させて断熱膜を形成せしめるべき基板
４を基板保持装置２９により保持するようにした。ま
た、真空処理室１１の全壁部に加熱ヒーター３０を、真
空処理室１１に接続された真空排気系１２の全壁部に加
熱ヒーター３１を、モノマー導入管２０、２１、２２の
全壁部に加熱ヒーター３２、３２、３２を夫々配設する
と共に、フランジ等にも加熱ヒーターを配設した。尚、
蒸発源容器１４、１５、１６は大きさ径φ100mmとし、
容積265mm³とした。

【００４４】図２に示す装置の基本構成は、本出願人が
先に特開平5-132763号(特願平3-323808号)で提案した全
方向同時蒸着重合装置である。

【００４５】

【実施例】先ず、射出成形品の形状について説明する。

【００４６】図３は本発明の射出成型用金型を用いて製
造した射出成形品の１例を示すものであり、射出成形品
４１（形状）は大きさ60×150mm、厚さ2mmの平板部４２
から成り、平板部４２には幅20mm、長さ10mmの方形状の
角孔４３が、また、平板部４２の上面側４２ａには幅4m
m、高さ5mm、長さ30mmのリブ４４、４５、４６を有す
る。

【００４７】リブ４４、４５、４６は平板部４２の板厚
よりも格段に厚くなっている。この厚みのため、従来の
射出成形法で射出成形品を製造する際には、ヒケ、ウエ
ルドラインの関係上、リブ４４、４５、４６が設けられ
た上面側４２ａを背面側とし、平板部４２の下面側４２
ｂを表面側としている。従来の射出成形法により製造さ
れた射出成形品４１を調べると、射出成形品４１のリブ
４４、４５、４６に対応する位置の下面側４２ｂ（従来
法では表面側である）にはヒケ４７ａ、４７ａおよび４
７ａ（図３に仮想線で示す）が著しく発生している。ま
た、平板部４２の角孔４３とリブ４４、４５、４６との
間の平板部４２の下面側４２ｂ（従来法では表面側であ
る）にはウエルドライン４８ａ、４８ｂ（図３に仮想線
で示す）が発生している。

【００４８】次に、本発明の具体的実施例を比較例と共
に説明する。

【００４９】実施例１ 図１に示す構造の高接触角ポリイミド断熱膜の作製につ
いて説明する。尚、本実施例では高接触角ポリイミド断
熱膜の作製を図２に示す全方向同時蒸着重合装置（日本
真空技術株式会社製、商品名VEP3040：基本構成は特開
平5-132763号[特願平3-323808号]で提案）を用いて行な
った。

【００５０】先ず、基板４として図３に示す射出成形品
の形状に対応する形状のキャビティを有するプレードン
鋼（大同製鋼株式会社製、商品名NAK80）製の射出成形
用の固定側金型および可動型金型を用意した。また、射
出成型用金型のキャビティ内に溶融状態の射出成型用樹
脂材料を射出充填するためのゲート４９（図３に仮想線
で示す）を射出成形品４１の平板部４２の側面側に設け
た。

【００５１】尚、本実施例では図３に示す射出成形品４
１の平板部４２の上面側４２ａを射出成形品４１の外観
面とし、これに対応する面を射出成形用の固定側金型の
キャビティ面となるようにした。この射出成形用の固定
側金型のキャビティ面並びに可動型金型のキャビティ面
をサンドブラストで粗面に仕上げた。

【００５２】次に、基板４（キャビティ面をサンドブラ
ストで粗面に仕上げられた固定側金型、並びに可動型金
型）を図２の真空処理室１１内の基板保持装置２９に装
着した。

【００５３】また、真空処理室１１に接続した蒸発源容
器１４にピロメリット酸二無水物（ＰＭＤＡ、以下原料
モノマーＡという）を200g、蒸発源容器１５に４，４′
−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ、以下原料モノ
マーＢという）を200g、蒸発源容器１６に４，４′（ヘ
キサフロロイソプロピリデン）ジフタリックアンハイド
ライド（６ＦＤＡ、以下原料モノマーＣという）を100g
を充填した。

【００５４】また、モノマー導入管２０、２１、２２に
設けたモノマー導入バルブ２３、２４、２５を夫々閉じ
た状態で、真空処理室１１内を真空排気系１２により圧
力0.13Pa(1×10^-3Torr)に設定した後、蒸発源容器１４
内の原料モノマーＡ（ピロメリット酸二無水物：ＰＭＤ
Ａ）を加熱ヒーター１７で206±0.2℃に、蒸発源容器１
５内の原料モノマーＢ（４，４′−ジアミノジフェニル
エーテル：ＯＤＡ）を加熱ヒーター１８で183±0.2℃
に、蒸発源容器１６内の原料モノマーＣ（４ ，４′
（ヘキサフロロイソプロピリデン）ジフタリックアンハ
イドライド：６ＦＤＡ）を215±0.2℃に夫々加熱した。

【００５５】そして、各原料モノマーＡ、Ｂ、Ｃが所定
温度に達した時点で、モノマー導入バルブ２３、２４と
を同時に開き、蒸発口２６から原料モノマーＡを、蒸発
口２７から原料モノマーＢを真空処理室１１内に導入
し、基板４上で原料モノマーＡ、Ｂを蒸着重合させて膜
厚100μmのＰＭＤＡ系ポリイミドから成る第１断熱膜１
を形成した。尚、原料モノマーＡ、Ｂは化学量論的にＰ
ＭＤＡ系ポリイミドが形成されるように夫々の蒸気圧の
調節によって１：１のモル比で蒸発するようにし、ま
た、第１断熱膜１の成膜速度は20μm／hrとした。

【００５６】次いで、モノマー導入バルブ２４を開いた
状態とし、モノマー導入バルブ２３の閉じ操作で原料モ
ノマーＡの真空処理室１１内への導入量を次第に低減さ
せながら、モノマー導入バルブ２５の開き操作で原料モ
ノマーＣの真空処理室１１内への導入量を次第に増加さ
せて、10分後にはモノマー導入バルブ２３を完全に閉じ
ると共に、モノマー導入バルブ２５は全開するようにし
て、第１断熱膜１上で最初は原料モノマーＡとＢの蒸着
重合、途中では原料モノマーＡとＢとＣの蒸着重合、最
後的には原料モノマーＢとＣの蒸着重合させて、膜厚5
μmのＰＭＤＡ系ポリイミドとフッ素系ポリイミドとの
濃度勾配を有する傾斜膜３を形成した。尚、傾斜膜３の
成膜速度は10μm／hrとした。

【００５７】続いて、モノマー導入バルブ２４、２５と
を開いた状態で、蒸発口２７から原料モノマーＢを、蒸
発口２８から原料モノマーＣを真空処理室１１内に導入
し、傾斜膜３上で原料モノマーＢ、Ｃを蒸着重合させて
膜厚15μmのフッ素系ポリイミドから成る第２断熱膜２
を形成した後、モノマー導入バルブ２４とモノマー導入
バルブ２５とを閉じた。尚、原料モノマーＢ、Ｃは化学
量論的にフッ素系ポリイミドが形成されるように夫々の
蒸気圧の調節によって１：１のモル比で蒸発するように
し、また、第２断熱膜２の成膜速度は15μm／hrとし
た。

【００５８】このようにして、固定側金型のキャビティ
面および可動型金型のキャビティ面の夫々に全面に亘っ
て、図１に示すような基板４上に、第１断熱膜１と傾斜
膜３と第２断熱膜２とから成る膜厚120μmの積層構造の
断熱膜５を作製した。

【００５９】尚、断熱膜５の作製に先立って、各加熱ヒ
ーター３０、３１、３２で真空処理室２１、排気系１２
およびモノマー導入管２０、２１、２２その他を夫々20
0±0.2℃に加熱した。

【００６０】作製された断熱膜５の接触角を自動接触角
計ＣＡ−Ｚ型（協和界面科学製）を使用し、室温23℃で
測定したところ105度であり、また熱伝導率をレーザー
フラッシュ法により調べたところ熱伝導係数0.32cal/se
c・℃であった。

【００６１】前述のようにキャビティ面に断熱膜５が作
製された固定側金型および可動型金型を射出成形機に設
置し、両金型の温度を50℃に維持した状態で、両金型の
キャビティ内に温度210±0.2℃に加熱された溶融状態の
ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を充填時間1.5秒間の射出
成形を行なった後、20秒間冷却してから、射出成形機よ
り固定側金型と可動型金型とを取り外し、固定側金型と
可動型金型とを開いて両金型内より固化された樹脂材を
取り出して、図３に示す射出成形品４１を製造した。
尚、射出成形は連続して10回行なった。

【００６２】そして、製造された射出成形品４１の外観
を調べたところ、平板部４２の上面側４２ａ並びに下面
側４２ｂのいずれにもヒケもウエルドラインは何ら見当
らなかった。また、射出成形100回を行なった後、両金
型のキャビティ面を調べたが断熱膜の剥離は何ら認めら
れなかった。

【００６３】実施例２ 断熱膜５の作製を固定側金型のキャビティ面のみに行な
った以外は、前記実施例１と同様の方法で射出成形品を
製造した。尚、射出成形は連続して10回行なった。

【００６４】そして、製造された射出成形品４１の外観
を調べたところ、平板部４２のリブ４４、４５、４６の
側面およびその周辺にはヒケは見当らず、また、角孔４
３とリブ４４、４５、４６との間の上面側４２ａにはウ
エルドラインは何ら見当らなかった。

【００６５】ただし、射出成形品10個中、10個に平板部
４２の下面側４２ｂのリブに対応する位置の周辺にはヒ
ケが見られ、また、角孔４３とリブ４４、４５、４６と
の間の平板部４２の下面側４２ｂにはウエルドラインが
発生していた。

【００６６】また、射出成形100回を行なった後、固定
側金型のキャビティ面を調べたが断熱膜の剥離は何ら認
められなかった。

【００６７】比較例１ 射出成形用金型として前記実施例１と同様の固定側金型
および可動型金型を用意した。

【００６８】この射出成形用の固定側金型のキャビティ
面並びに可動型金型のキャビティ面をサンドブラストで
粗面に仕上げた。

【００６９】次に、キャビティ面をサンドブラストで粗
面に仕上げられた固定側金型並びに可動型金型を図２の
真空処理室内の基板保持装置に装着した。

【００７０】そして、原料モノマーとして４，４′−ジ
アミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）と４，４′（ヘキ
サフロロイソプロピリデン）ジフタリックアンハイドラ
イド（６ＦＤＡ）とを用い、４，４′−ジアミノジフェ
ニルエーテル（ＯＤＡ）の加熱温度を183±0.2℃とし、
４，４′（ヘキサフロロイソプロピリデン）ジフタリッ
クアンハイドライド（６ＦＤＡ）の加熱温度を215±0.2
℃とし、真空処理室内の圧力を0.13Pa(1×10^-3Torr)に
設定して、蒸着重合により成膜速度20μm／hrで膜厚100
μmのフッ素系ポリイミドから成る断熱膜を固定側金型
のキャビティ面並びに可動型金型のキャビティ面に夫々
作製した。

【００７１】作製された断熱膜の接触角を自動接触角計
ＣＡ−Ｚ型（協和界面科学製）を使用し、室温23℃で測
定したところ105度であり、また熱伝導率をレーザーフ
ラッシュ法により調べたところ熱伝導係数0.35cal/sec
・℃であった。

【００７２】尚、断熱膜の作製に先立って、各加熱ヒー
ターで真空処理室その他を夫々200±0.2℃に加熱した。

【００７３】キャビティ面にフッ素系ポリイミドのみの
断熱膜が作製された固定側金型および可動型金型を射出
成形機に設置し、両金型の温度を50℃に維持した状態
で、両金型のキャビティ内に温度210±1℃に加熱された
溶融状態のポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を充填時間1.5
秒間の射出成形を行なった後、20秒間冷却してから、射
出成形機より固定側金型と可動型金型とを取り外し、固
定側金型と可動型金型とを開いて両金型内より固化され
た樹脂材を取り出して、図３に示す射出成形品を製造し
た。尚、射出成形は１回行なった。

【００７４】そして、製造された射出成形品の外観を調
べたところ、射出成形品４１の平板部４２の上面側４２
ａおよび下面側４２ｂの一部にごく僅かではあったが断
熱膜の薄膜が付着しており、金型から剥離していた。ま
た、リブ４４、４５、４６の側面および周辺にはヒケが
見られ、ウエルドラインが発生していた。また、射出成
形を行なった後、両金型を調べたところ、金型のキャビ
ティ面からは断熱膜が所々で剥離していた。

【００７５】比較例２ 射出成形用金型として前記実施例１と同様の固定側金型
および可動型金型を用意した。

【００７６】この射出成形用の固定側金型のキャビティ
面並びに可動型金型のキャビティ面をサンドブラストで
粗面に仕上げた。

【００７７】次に、キャビティ面をサンドブラストで粗
面に仕上げられた固定側金型並びに可動型金型を図２の
真空処理室内の基板保持装置に装着した。

【００７８】そして、原料モノマーとしてピロメリト酸
二無水物（ＰＭＤＡ）と４，４′−ジアミノジフェニル
エーテル（ＯＤＡ）とを用い、ピロメリト酸二無水物
（ＰＭＤＡ）の加熱温度を206±0.2℃とし、４，４′−
ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）の加熱温度を18
3±0.2℃とし、真空処理室内の圧力を0.13Pa(1×10^-3To
rr)に設定して、蒸着重合により成膜速度20μm／hrで膜
厚100μmのＰＭＤＡ系ポリイミド（芳香族ポリイミド）
から成る断熱膜を固定側金型のキャビティ面並びに可動
型金型のキャビティ面に夫々作製した。

【００７９】尚、断熱膜の作製に先立って、各加熱ヒー
ターで真空処理室その他を夫々２００±０．２℃に加熱
した。

【００８０】作製された断熱膜の接触角を自動接触角計
により測定したところ85度であり、また熱伝導率をレー
ザーフラッシュ法により調べたところ熱伝導係数0.04ca
l/sec・℃であった。

【００８１】キャビティ面にＰＭＤＡ系ポリイミド（芳
香族ポリイミド）のみの断熱膜が作製された固定側金型
および可動型金型を射出成形機に設置し、両金型の温度
を50℃に維持した状態で、両金型のキャビティ内に温度
210±1℃に加熱された溶融状態のポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）樹脂を充填時間1.5秒間の射出成形を行なった後、2
0秒間冷却してから、射出成形機より固定側金型と可動
型金型とを取り外し、固定側金型と可動型金型とを開い
て両金型内より固化された樹脂材を取り出して、図３に
示す射出成形品を製造した。尚、射出成形は1回行なっ
た。

【００８２】そして、製造された射出成形品の外観を調
べたところ、射出成形品４１の平板部４２の上面側４２
ａおよび下面側４２ｂの一部にごく僅かではあったが断
熱膜の薄膜が付着しており、リブ４４、４５、４６の側
面および周辺にはヒケが見られ、ウエルドラインが発生
していた。また、射出成形を10回行なった後、両金型を
調べたところ、金型のキャビティ面からは断熱膜が所々
で剥離していた。

【００８３】前記実施例１、２および比較例１、２の結
果から明らかなように、射出成形用金型のキャビティ面
に第１断熱膜と第２断熱膜との間に傾斜膜を介在させた
積層の断熱膜を作製することにより、射出成形樹脂材料
としてポリプロピレン（ＰＰ）樹脂を用いてもヒケやウ
エルドラインが発生はしないことが確認された。

【００８４】実施例３ 射出成形樹脂材料としてポリスチレン（ＰＳ）を用い、
樹脂材料の射出充填時時の温度を200±1℃とし、射出時
間を0.2秒とし、冷却時間を20秒とした以外は、前記実
施例１と同様の方法で図３に示す射出成形品を製造し
た。尚、射出成形は連続して10回行なった。

【００８５】そして、製造された射出成形品の外観を調
べたところ、平板部の上面側並びに下面側のいずれにも
ヒケもウエルドラインは何ら見当らなかった。また、射
出成形を100回行なった後、両金型のキャビティ面を調
べたが断熱膜の剥離は何ら認められなかった。

【００８６】実施例４ 射出成形樹脂材料としてＡＢＳ樹脂を用い、樹脂材料の
射出充填時の温度を200±1℃とし、射出時間を1.5秒と
し、冷却時間を20秒とした以外は、前記実施例１と同様
の方法で図３に示す射出成形品を製造した。尚、射出成
形は連続して10回行なった。

【００８７】そして、製造された射出成形品の外観を調
べたところ、平板部の上面側並びに下面側のいずれにも
ヒケもウエルドラインは何ら見当らなかった。また、射
出成形を100回行なった後、両金型のキャビティ面を調
べたが断熱膜の剥離は何ら認められなかった。

【００８８】実施例５ ＰＭＤＡ系ポリイミドから成る第１断熱膜１の原料モノ
マーとしてピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）と、４，
４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）を用い、
フッ素系ポリイミドから成る第２断熱膜２の原料モノマ
ーとして４，４′（ヘキサフロロイソプロピリデン）ジ
フタリックアンハイドライド（６ＦＤＡ）と、２，２−
ビス（４−アミノフェノール）−１，１，１，３，３，
３−ヘキサフロロプロパン（化学式Ｈ₂Ｎ・Ｃ₆Ｈ₄・Ｃ
（ＣＦ₃）₂・Ｃ₆Ｈ₄・ＮＨ₂：BIS-A-AF）を用い、ＰＭ
ＤＡ系ポリイミドとフッ素系ポリイミドとの濃度勾配を
有する傾斜膜３の原料モノマーとしてピロメリト酸二無
水物（ＰＭＤＡ）と、４，４′−ジアミノジフェニルエ
ーテル（ＯＤＡ）と、４，４′（ヘキサフロロイソプロ
ピリデン）ジフタリックアンハイドライド（６ＦＤＡ）
を用い、原料モノマーのＢＩＳ−Ａ−ＡＦの加熱温度を
230±0.2℃とした以外は、前記実施例１と同様の方法で
基板４（金型キャビティ面）上に第１断熱膜（ＰＭＤＡ
＋ＯＤＡ）１と、傾斜膜（ＰＭＤＡ＋ＯＤＡ＋６ＦＤ
Ａ）３と、第２断熱膜（６ＦＤＡ＋ＢＩＳ−Ａ−ＡＦ）
２とから成る積層構造の断熱膜５を作製した。

【００８９】そして、前記実施例１と同様の方法で射出
成形を行い、製造された射出成形品の外観を調べたとこ
ろ、射出成形品のいずれにもヒケやウエルドラインは何
ら見当らなかった。また、射出成形後、金型のキャビテ
ィ面を調べたが断熱膜の剥離は何ら認められなかった。

【００９０】実施例６ ＰＭＤＡ系ポリイミドから成る第１断熱膜１の原料モノ
マーとしてピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）と、４，
４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）を用い、
フッ素系ポリイミドから成る第２断熱膜２の原料モノマ
ーとして４，４′（ヘキサフロロイソプロピリデン）ジ
フタリックアンハイドライド（６ＦＤＡ）と、２，２−
ビス（４−アミノフェノール）−１，１，１，３，３，
３−ヘキサフロロプロパン（化学式Ｈ₂Ｎ・Ｃ₆Ｈ₄・Ｃ
（ＣＦ₃）₂・Ｃ₆Ｈ₄・ＮＨ₂：BIS-A-AF）を用い、ＰＭ
ＤＡ系ポリイミドとフッ素系ポリイミドとの濃度勾配を
有する傾斜膜３の原料モノマーとしてピロメリト酸二無
水物（ＰＭＤＡ）と、４，４′−ジアミノジフェニルエ
ーテル（ＯＤＡ）と、４，４′（ヘキサフロロイソプロ
ピリデン）ジフタリックアンハイドライド（６ＦＤＡ）
と、２，２−ビス（４−アミノフェノール）−１，１，
１，３，３，３−ヘキサフロロプロパン（化学式Ｈ₂Ｎ
・Ｃ₆Ｈ₄・Ｃ（ＣＦ₃）₂・Ｃ₆Ｈ₄・ＮＨ₂：BIS-A-AF ）
を用い、原料モノマーのＢＩＳ−Ａ−ＡＦの加熱温度を
230±0.2℃とした以外は、前記実施例１と同様の方法で
基板４（金型キャビティ面）上に第１断熱膜（ＰＭＤＡ
＋ＯＤＡ）１と、傾斜膜（ＰＭＤＡ＋ＯＤＡ＋６ＦＤＡ
＋ＢＩＳ−Ａ−ＡＦ）３と、第２断熱膜（６ＦＤＡ＋Ｂ
ＩＳ−Ａ−ＡＦ）２とから成る積層構造の断熱膜５を作
製した。

【００９１】そして、前記実施例１と同様の方法で射出
成形を行い、製造された射出成形品の外観を調べたとこ
ろ、射出成形品のいずれにもヒケやウエルドラインは何
ら見当らなかった。また、射出成形後、金型のキャビテ
ィ面を調べたが断熱膜の剥離は何ら認められなかった。

【００９２】

【発明の効果】本発明の高接触角ポリイミド断熱膜によ
るときは、樹脂と断熱膜表面では優れた離型性を示し、
断熱膜と金型表面とでは優れた密着性を示す等の優れた
高接触角ポリイミド断熱膜を提供する効果がある。

【００９３】また、断熱膜を備える射出成形用金型によ
るときは、従来法の射出成形用金型、または金型のキャ
ビティ面に芳香族ポリイミドのみの断熱膜を備える射出
成形用金型では製造困難であった射出成形樹脂材料とし
てポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂を用いても、ヒケやウエ
ルドラインの発生を防止し得て、外観に優れた射出成形
品を容易に製造出来る射出成形用金型を提供することが
出来る効果がある。

【００９４】本発明の高傾斜角ポリイミド断熱膜の作製
方法によるときは、射出成形時にヒケやウエルドライン
の発生のない第１断熱膜と傾斜膜と第２断熱膜の積層の
断熱膜から成る高接触角ポリイミド断熱膜を基板上に容
易に製造することが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の高傾斜角ポリイミド断熱膜の１実施
例の構造を示す模式的部分截断面図、

【図２】 本発明の高傾斜角ポリイミド断熱膜を作製す
るための装置の１例の説明線図、

【図３】 本発明の高傾斜角ポリイミド断熱膜の作製方
法により作製した射出成形品の１例の斜視図。

【符号の説明】

１ 第１断熱膜、 ２ 第２断熱膜、 ３
傾斜膜、４ 基板、 ５ 積層の断熱膜、１１
真空処理室、 １２ 真空排気系、 １３
排気バルブ、１４，１５，１６ 蒸発源容器、 １
７，１８，１９ 加熱ヒーター、２０，２１，２２
モノマー導入管、２３，２４，２４ モノマー導入
バルブ、２６，２７，２８ 蒸発口、 ３０，３
１，３２ 加熱ヒーター、４１ 射出成形品、
４２ 平板部、 ４３ 角孔、４４，４５，４６
リブ、 Ａ，Ｂ，Ｃ 原料モノマー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 79/08 ＬＲＤ Ｃ０８Ｌ 79/08 ＬＲＤ Ｃ２３Ｃ 14/12 Ｃ２３Ｃ 14/12

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰＭＤＡ系ポリイミドから成る第１断熱
   膜とフッ素系ポリイミドから成る第２断熱膜との間に、
   ＰＭＤＡ系ポリイミドとフッ素系ポリイミドとの濃度勾
   配を有する傾斜膜を介在させた積層の断熱膜から成り、
   該断熱膜は水に対する接触角が90度以上であり、その熱
   伝導率を薄膜の厚さ(cm)で除して得られた熱伝導係数が
   0.03〜0.5cal/sec ℃であることを特徴とする高接触角
   ポリイミド断熱膜。
2. 【請求項２】 射出成形用金型であって、射出成形品の
   外観面の形状に対応する形状の金型のキャビティ面に、
   ＰＭＤＡ系ポリイミドから成る第１断熱膜とフッ素系ポ
   リイミドから成る第２断熱膜との間に、ＰＭＤＡ系ポリ
   イミドとフッ素系ポリイミドとの濃度勾配を有する傾斜
   膜を介在させた積層の断熱膜から成り、該断熱膜は水に
   対する接触角が90度以上であり、その熱伝導率を薄膜の
   厚さ(cm)で除して得られた熱伝導係数が0.03〜0.5cal/s
   ec ℃である高接触角ポリイミド断熱膜が形成されてい
   ることを特徴とする断熱膜を備える射出成形用金型。
3. 【請求項３】 真空中でピロメリト酸二無水物（ＰＭＤ
   Ａ）と４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤ
   Ａ）とを蒸発させ、これらを基板上で蒸着重合によりＰ
   ＭＤＡ系ポリイミド膜から成る第１断熱膜を形成し、次
   いでピロメリト酸二無水物（ＰＭＤＡ）と４，４′−ジ
   アミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）と４，４′（ヘキ
   サフロロイソプロピリデン）ジフタリックアンハイドラ
   イド（６ＦＤＡ）とを蒸発させ、これらを第１断熱膜上
   で蒸着重合によりＰＭＤＡ系ポリイミドとフッ素系ポリ
   イミドとの濃度勾配を有する傾斜膜を形成した後、続い
   て４，４′−ジアミノジフェニルエーテル（ＯＤＡ）と
   ４，４′（ヘキサフロロイソプロピリデン）ジフタリッ
   クアンハイドライド（６ＦＤＡ）とを蒸発させ、これら
   を傾斜膜上で蒸着重合によりフッ素系ポリイミドから成
   る第２断熱膜を形成して、基板上に第１断熱膜と傾斜膜
   と第２断熱膜とから成る積層の断熱膜を形成することを
   特徴とする高接触角ポリイミド断熱膜の作製方法。
4. 【請求項４】 前記断熱膜は水に対する接触角が90度以
   上であり、その熱伝導率を薄膜の厚さ(cm)で除して得ら
   れた熱伝導係数が0.03〜0.5cal/sec ℃となるように形
   成することを特徴とする請求項第３項に記載の高接触角
   ポリイミド断熱膜の作製方法。
5. 【請求項５】 前記基板はキャビティを備える射出成形
   用金型であることを特徴とする請求項第３項または第４
   項に記載の高接触角ポリイミド断熱膜の作製方法。