JPH1034663A - Insulated mold and resin molding method using the same - Google Patents

Insulated mold and resin molding method using the same

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Publication number
JPH1034663A
JPH1034663A JP19451296A JP19451296A JPH1034663A JP H1034663 A JPH1034663 A JP H1034663A JP 19451296 A JP19451296 A JP 19451296A JP 19451296 A JP19451296 A JP 19451296A JP H1034663 A JPH1034663 A JP H1034663A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
heat
heat insulating
insulating layer
layer
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19451296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Ikematsu
武司 池松
Nobuyoshi Umeniwa
信義 梅庭
Isao Umei
勇雄 梅井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP19451296A priority Critical patent/JPH1034663A/en
Publication of JPH1034663A publication Critical patent/JPH1034663A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize the improvement of the durability of a mold whole the excellent characteristics as the insulated mold are held as they are by a method wherein a notch having the specified width is formed at the edge face part of the mold, onto the wall surface of the mold cavity of a metal base mold of which a heat insulating layer and a metal layer are laminated in the order named. SOLUTION: In an insulated mold, the mold surface ineluding the mold cavity of a metal base mold A is covered with the covering layer made of a heat resistant polymer heat insulating layer B and a metal layer C. At the same time, the insulated mold has a structure having a notch e2 with its width ranging from 2-200μm at the edge face part of the insulated mold. By providing this notch e2, the breakage of the covering layer is prevented from starting from the end part of the insulated mold, resulting in allowing to remarkably improve the durability of the insulated mold. By providing the heat insulating layer B, direct contact between the metal layer C and the base mold A is eliminated, resulting in allowing to fully keeping the heat insulating properties, which is the primary aim of the insulated mold.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は耐久性に優れる断熱
金型およびそれを用いる樹脂成形法に関する。詳しく
は、合成樹脂の射出成形、ブロー成形等の各成形用途に
おいて成形性に優れると共に、成形加工時の樹脂による
シェアーストレスや冷熱サイクルに対する耐久性に優れ
る断熱金型およびそれを用いる樹脂成形法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat-insulating mold having excellent durability and a resin molding method using the same. More specifically, the present invention relates to a heat-insulating mold having excellent moldability in various molding applications such as injection molding and blow molding of a synthetic resin, and having excellent durability against shear stress and cooling / heating cycle during molding, and a resin molding method using the same. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、合成樹脂の射出成形品やブロー成
形品においては、塗装等の後加工を省略することで製造
コストを低下、塗装時の溶剤蒸発等による環境破壊の低
減等のため、表面状態を改良して無塗装にしたいという
要望が強い。電気機器、電子機器、事務機器等の合成樹
脂製ハウジング等については、この後加工を省略するこ
との要望が特に強い。
2. Description of the Related Art In recent years, in synthetic resin injection molded products and blow molded products, manufacturing costs have been reduced by omitting post-processing such as painting, and environmental destruction due to solvent evaporation during painting has been reduced. There is a strong demand for improving the surface condition and making it unpainted. There is a particularly strong demand for omitting post-processing of electrical resin, electronic equipment, synthetic resin housings of office equipment, and the like.

【0003】熱可塑性樹脂を金型キャビティへ射出して
成形し、型表面状態の再現性改良や成形品の外観等の表
面状態改良には、樹脂温度や金型温度を高くしたり、射
出圧力を高くする等の成形条件による対応が通常選ばれ
る。ブロー成形においても同様で、成形品の外観の改良
には樹脂温度や金型温度を高くしたり、ブローガス圧力
を高くする等の成形条件による対応が通常選ばれる。
[0003] A thermoplastic resin is injected into a mold cavity and molded, and in order to improve the reproducibility of the mold surface condition and the surface condition such as the appearance of a molded product, it is necessary to increase the resin temperature or the mold temperature or to increase the injection pressure. In general, a countermeasure based on molding conditions, such as increasing the value, is selected. The same applies to the blow molding, and in order to improve the appearance of the molded product, it is usually selected to respond to molding conditions such as increasing the resin temperature or the mold temperature or increasing the blow gas pressure.

【0004】これらの要因の中で、特に大きな影響があ
るのは金型温度である。金型温度を高くする程、これら
の外観等の性能は改良できる。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要する時間が長
くなり、一般に成形能率は低下する。それ故、金型温度
を高くすることなく型表面の再現性を良くする方法、ま
たは金型温度を高くしても冷却時間が長くならない方法
が強く要求される。
[0004] Among these factors, the mold temperature has a particularly great influence on the mold temperature. The performance such as appearance can be improved by increasing the mold temperature. However, when the mold temperature is increased, the time required for cooling and solidifying the plasticized resin becomes longer, and the molding efficiency generally decreases. Therefore, there is a strong demand for a method of improving the reproducibility of the mold surface without increasing the mold temperature, or a method of not prolonging the cooling time even if the mold temperature is increased.

【0005】例えば、金型に加熱用、冷却用の孔をそれ
ぞれ取り付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が、Plastic Tech
nology,June,P.151(1988)等に
開示されているが、この方法は熱エネルギーの消費量が
多く、成形能率も十分には上がらない。金型キャビティ
を形成する型表面を熱伝導率の小さい物質による断熱層
で被覆した金型、即ち断熱金型についてWO・93/0
6980等で開示がある。重合体からなる断熱層を金型
の最表面に用いて成形性を改良した場合、成形性は改良
できるが、断熱層は使用中に傷がつきやすい。また、成
形される合成樹脂の種類によっては、成形時に金型から
の離型が困難になる等の問題がある。
[0005] For example, a method of repeating heating and cooling of a mold by alternately flowing a heat medium and a cooling medium and attaching the holes for heating and cooling to the mold, respectively, is known as Plastic Tech.
nology, June, P .; 151 (1988) and the like, this method consumes a large amount of heat energy and the molding efficiency is not sufficiently improved. A mold in which a mold surface forming a mold cavity is covered with a heat insulating layer made of a substance having a low thermal conductivity, that is, WO.93 / 0
6980 and the like. When the moldability is improved by using a heat insulating layer made of a polymer on the outermost surface of the mold, the moldability can be improved, but the heat insulating layer is easily damaged during use. Further, depending on the type of the synthetic resin to be molded, there is a problem that it is difficult to release from a mold at the time of molding.

【0006】また、この改良として、断熱層表面を更に
薄肉金属層で被覆した金型も公知である。例えば、特開
昭53−86754号公報には金属製の金型表面に断熱
層を被覆し、更にその断熱層表面に薄肉金属層を被覆し
た断熱金型が開示されている。これにより断熱層表面の
耐傷性および成形時の離型性は改良できるが、金属層と
断熱層は成形時の冷熱サイクルやシェアーストレスによ
り剥離しやすく、耐久性等に問題がある。
As a further improvement, a mold in which the surface of the heat insulating layer is further covered with a thin metal layer is known. For example, JP-A-53-86754 discloses a heat-insulating mold in which a metal mold surface is coated with a heat-insulating layer, and the heat-insulating layer surface is further coated with a thin metal layer. Thereby, the scratch resistance of the surface of the heat insulating layer and the releasability at the time of molding can be improved.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】断熱層表面を更に薄肉
金属層で被覆した断熱金型においては、各被覆層、即ち
金属層および断熱層、さらに基金型の間の十分強固な密
着は困難であり、被覆層の剥離問題の解決は大きな課題
である。特に、被覆層は金型の端部から剥離や変形等の
破損が開始しやすい。それにも関わらず、金型の端面部
構造に関する開示、特に端面部構造改良による金型の成
形性や耐久性の向上に関する具体的開示はこれまでにな
かった。
In a heat-insulating mold in which the surface of a heat-insulating layer is further covered with a thin metal layer, it is difficult to make a sufficiently strong adhesion between each coating layer, that is, the metal layer, the heat-insulating layer, and the base mold. Yes, solving the problem of peeling of the coating layer is a major issue. In particular, the coating layer is likely to start to be damaged from peeling or deformation from the end of the mold. Nevertheless, there has not been any disclosure regarding the end face structure of the mold, particularly the improvement in moldability and durability of the mold by improving the end face structure.

【0008】本発明の課題は、金属からなる基金型の型
キャビティ壁面に、耐熱重合体からなる断熱層および金
属層を順次積層した断熱金型において、断熱金型として
の特性、即ち合成樹脂の射出成形およびブロー成形等の
各成形用途における成形性に優れると共に、成形時の冷
熱サイクルやシェアーストレスによる被覆層の剥離や変
形等のない、耐久性に優れる断熱金型およびそれを用い
る樹脂成形法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a heat-insulating mold in which a heat-insulating layer made of a heat-resistant polymer and a metal layer are sequentially laminated on the mold cavity wall surface of a metal base mold, that is, the properties as a heat-insulating mold, Insulation mold with excellent moldability in each molding application such as injection molding and blow molding, and without exfoliation or deformation of the coating layer due to cooling and heating cycles or shear stress during molding, and a resin molding method using the same. Is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、金属から
なる基金型の型キャビティ壁面に、断熱層および金属層
を順次積層した金型において、金型の端面部に切り欠き
構造を設けて、断熱層および金属層からなる被覆層が他
の金型と直接接触することを防ぎ、更にその周辺構造を
適正化することで、断熱金型としての優れた特長を保持
したまま金型の耐久性を顕著に改良できることを見出
し、本発明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have provided a notch structure at the end face of a mold in which a heat insulating layer and a metal layer are sequentially laminated on the mold cavity wall surface of a metal mold. By preventing the coating layer consisting of the heat insulating layer and the metal layer from coming into direct contact with other molds, and by optimizing the surrounding structure, the mold is maintained while maintaining the excellent features of the heat insulating mold. The inventors have found that the durability can be significantly improved, and have completed the present invention.

【0010】すなわち、本発明は以下の通りである。 (1) 金属からなる基金型の型キャビティを構成する
型表面に、耐熱性重合体からなる断熱層および金属層を
順次積層した断熱金型であって、該断熱金型の端面部に
幅2〜200μmの範囲の切り欠きを有する断熱金型。 (2) 断熱金型が型キャビティ面に分割面を有する分
割金型である上記1の断熱金型。 (3) 基金型が堤構造を有する上記1、または2の断
熱金型。 (4) 断熱層の厚みが0.05〜3mmの範囲、金属
層の厚みが1〜300μmの範囲で、かつ断熱層の厚み
の1/3以下である上記1、2または3の断熱金型。 (5) 基金型の堤構造の幅が0.1〜10mmの範
囲、その高さが断熱層の厚みの20/100〜99/1
00の範囲である上記3または4の断熱金型。 (6) 断熱金型の端面部の切り欠きが、幅5〜100
μm、かつ深さが金属層の厚み以上、基金型の厚みの3
/4以下である上記1、2、3、4または5の断熱金
型。 (7) 耐熱性重合体の軟化温度が成形温度より高く、
かつ140℃以上である上記1、2、3、4、5または
6の断熱金型。 (8) 金属層が化学メッキおよび/または電気メッキ
により作成された金属層である上記1、2、3、4、
5、6または7の断熱金型。 (9) 金属層が化学ニッケルメッキ、化学および/ま
たは電気銅メッキ、化学および/または電気ニッケルメ
ッキを順次積層してなる上記8の断熱金型。 (10) 断熱層を構成する耐熱性重合体がポリイミド
である上記1、2、3、4、5、6、7、8または9の
断熱金型。 (11) 上記1、2、3、4、5、6、7、8、9ま
たは10の断熱金型を用いて成形する樹脂成形法。 (12) 家電機器、事務機器の筐型ハウジングを成形
する上記11の樹脂成形法。
That is, the present invention is as follows. (1) A heat-insulating mold in which a heat-insulating layer made of a heat-resistant polymer and a metal layer are sequentially laminated on a mold surface constituting a mold cavity of a metal base mold, and a width 2 is provided at an end face of the heat-insulating mold. A heat-insulating mold having a notch in the range of 200200 μm. (2) The heat-insulating mold according to the above item 1, wherein the heat-insulating mold is a split mold having a split surface on a mold cavity surface. (3) The heat-insulating mold according to the above 1 or 2, wherein the base mold has a bank structure. (4) The heat-insulating mold according to the above 1, 2 or 3, wherein the thickness of the heat-insulating layer is in the range of 0.05 to 3 mm, the thickness of the metal layer is in the range of 1 to 300 μm, and is 1/3 or less of the thickness of the heat-insulating layer. . (5) The width of the bank structure of the base mold is in the range of 0.1 to 10 mm, and the height thereof is 20/100 to 99/1 of the thickness of the heat insulating layer.
The heat-insulating mold according to the above item 3 or 4, which is in the range of 00. (6) The notch on the end surface of the heat-insulating mold has a width of 5 to 100.
μm and depth equal to or greater than the thickness of the metal layer, 3
The heat insulating mold according to the above 1, 2, 3, 4 or 5, which is / 4 or less. (7) the softening temperature of the heat-resistant polymer is higher than the molding temperature;
And 1, 2, 3, 4, 5 or 6 above. (8) The above-mentioned 1, 2, 3, 4, wherein the metal layer is a metal layer formed by chemical plating and / or electroplating.
5, 6 or 7 insulation molds. (9) The heat insulating mold according to the above item 8, wherein the metal layer is formed by sequentially laminating chemical nickel plating, chemical and / or electric copper plating, and chemical and / or electric nickel plating. (10) The heat-insulating mold according to the above 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, or 9, wherein the heat-resistant polymer constituting the heat-insulating layer is polyimide. (11) A resin molding method using the heat-insulating mold of the above 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10. (12) The resin molding method according to the above (11), which is for molding a housing of a household appliance or an office machine.

【0011】本発明において、断熱金型の端面部とは、
断熱金型間の型キャビティ合せ部、あるいは断熱金型と
金属のみからなる金型の型キャビティ合せ部を構成する
断熱金型合わせ面をいう。即ち、型キャビティ面ではな
く、その側面をいう。また、堤構造とは、基金型の型キ
ャビティ面において端面部に接して設けられる基金型の
堤状の凸構造体である。
In the present invention, the end face of the heat insulating mold is
This means a heat-insulating mold mating surface that constitutes a mold cavity mating portion between heat-insulating molds or a mold cavity mating portion of a heat-insulating mold and a mold made of metal only. That is, it refers not to the mold cavity surface but to its side surface. Further, the bank structure is a bank-shaped convex structure of the base mold provided in contact with the end face portion on the mold cavity surface of the base mold.

【0012】本発明の断熱金型は基金型と金属層との間
に、金属と比較して、弾性率が顕著に低く、熱膨張率も
大きく異なる重合体からなる断熱層を挟んでおり、各層
間の密着強度はさほど大きなものとはならない。それ
故、成形時の冷熱サイクルやシェアーストレスにより、
被覆層は剥離や変形等の破損を受けやすい。これらの破
損は特に基金型の端部から開始し、これが広がって金型
としての致命的な破損を来す場合が多いことを、本発明
者は見い出した。
In the heat insulating mold of the present invention, a heat insulating layer made of a polymer having a remarkably low elastic modulus and a significantly different coefficient of thermal expansion than a metal is sandwiched between the base mold and the metal layer. The adhesion strength between the layers is not so large. Therefore, due to the thermal cycle and shear stress during molding,
The coating layer is susceptible to breakage such as peeling or deformation. The inventor has found that these breaks especially begin at the ends of the base mold and often spread and cause catastrophic breaks in the mold.

【0013】本発明の断熱金型は、基金型の型キャビテ
ィを構成する型表面が断熱層および金属層からなる被覆
層で被覆されており、且つ断熱金型の端面部に切り欠き
構造を有している。断熱金型の端面部に切り欠き構造を
設けることで、被覆層の破損が断熱金型端部から開始す
ること防ぎ、断熱金型の耐久性を顕著に改良できる。し
かも、金属層と基金型との直接的接触を無くすことで、
断熱金型の本来の目的である断熱性も十分保持すること
ができる。更にその断熱金型としての周辺構造を適性化
することで、断熱金型としての優れた特長を保持したま
ま、断熱金型の耐久性を顕著に改良できることを見い出
したものである。
The heat-insulating mold of the present invention has a mold surface constituting a mold cavity of a base mold covered with a coating layer composed of a heat-insulating layer and a metal layer, and has a cutout structure at an end face of the heat-insulating mold. doing. By providing the cutout structure at the end face of the heat insulating mold, the damage of the coating layer is prevented from starting from the end of the heat insulating mold, and the durability of the heat insulating mold can be remarkably improved. Moreover, by eliminating direct contact between the metal layer and the base mold,
The heat insulating property which is the original purpose of the heat insulating mold can be sufficiently maintained. Furthermore, it has been found that by optimizing the peripheral structure as the heat-insulating mold, the durability of the heat-insulating mold can be remarkably improved while maintaining the excellent features as the heat-insulating mold.

【0014】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の断熱金型構造の具体例の部分断面図を用いて説明
する。図1に本発明の、端面部に切り欠き構造を有する
断熱金型を、図2に基金型の型表面に堤構造を有する断
熱金型の部分断面図を示す。図3に比較例として断熱金
型の端面部に切り欠き構造のない断熱金型を、図4に基
金型の堤構造が金属層で直接被覆されている断熱金型の
部分断面図を示す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. A description will be given using a partial cross-sectional view of a specific example of the heat insulating mold structure of the present invention. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the heat-insulating mold of the present invention having a cutout structure at the end face, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the heat-insulating mold having a bank structure on the surface of the base mold. FIG. 3 shows a comparative example of a heat-insulating mold having no cutout structure at the end face of the heat-insulating mold, and FIG. 4 shows a partial cross-sectional view of the heat-insulating mold in which the bank structure of the base mold is directly covered with a metal layer.

【0015】図1は、金属からなる基金型Aの型キャビ
ティを構成する型表面に耐熱性重合体からなる断熱層B
が存在し、その上に金属層Cが存在する。ここにd2は
断熱層の厚みであり、s2は金属層の厚み、e2は端面
部の切り欠き幅であり、f2はその深さである。図2に
おけるd0、即ち堤の高さが0の場合に相当する。図2
は、図1の基金型の端面部に接して堤構造A’を有して
いる。ここにd1は断熱層の厚みであり、s1は金属層
の厚み、d0は堤の高さ、w1は堤の頂部幅、b1は堤
部を被覆する断熱層の厚み、e1は端面部の切り欠き幅
であり、f1はその深さである。
FIG. 1 shows a heat-insulating layer B made of a heat-resistant polymer on the surface of a mold constituting a mold cavity of a metal base mold A.
Exists, and the metal layer C exists thereon. Here, d2 is the thickness of the heat insulating layer, s2 is the thickness of the metal layer, e2 is the cutout width of the end face, and f2 is the depth. This corresponds to d0 in FIG. 2, that is, the case where the height of the bank is 0. FIG.
Has a bank structure A ′ in contact with the end face of the base mold of FIG. Here, d1 is the thickness of the heat insulating layer, s1 is the thickness of the metal layer, d0 is the height of the embankment, w1 is the width of the top of the embankment, b1 is the thickness of the heat insulating layer covering the embankment, and e1 is the cut of the end face. The notch width, and f1 is its depth.

【0016】これに対して図3は比較例に挙げる従来の
断熱金型である。基金型Aの型キャビティを構成する型
表面上に断熱層Bおよび金属層Cが単に層状に載ってい
る。ここにd3は断熱層の厚み、s3は金属層の厚みで
ある。図4も比較例に挙げる断熱金型である。金属から
なる基金型Aの型キャビティを構成する型表面に、耐熱
性重合体からなる断熱層Bが存在し、その上に金属層C
が存在する。基金型は堤構造A’を有しており、金属層
Cで直接被覆されている。ここにd4は断熱層の厚みで
あり、s4は金属層の厚み、w4は堤の頂部幅である。
FIG. 3 shows a conventional heat-insulating mold as a comparative example. The heat insulating layer B and the metal layer C are simply placed on the surface of the mold forming the mold cavity of the base mold A. Here, d3 is the thickness of the heat insulating layer, and s3 is the thickness of the metal layer. FIG. 4 also shows a heat insulating mold described in the comparative example. A heat-insulating layer B made of a heat-resistant polymer is present on the surface of a mold constituting a mold cavity of a metal base A, and a metal layer C is formed thereon.
Exists. The base mold has a bank structure A ′ and is directly covered with a metal layer C. Here, d4 is the thickness of the heat insulating layer, s4 is the thickness of the metal layer, and w4 is the top width of the bank.

【0017】本発明の断熱金型を構成する基金型の材質
は、鉄または鉄を主成分とする鋼材、アルミニウムまた
はアルミニウムを主成分とする合金、ZAS等の亜鉛合
金、ベリリウム−銅合金等の一般に合成樹脂の成形に使
用されている金属からなる金型を広く包含する範囲から
選ばれる。特に鋼材からなる金型は安価でかつ良好に使
用できる。これらの金属からなる基金型の断熱層と接す
る型表面は硬質クロムやニッケル等でメッキされている
ことが好ましい。基金型の形体は、目的とする合成樹脂
成形体の形状によって異なる。
The material of the base mold constituting the heat insulating mold of the present invention is iron or a steel material containing iron as a main component, aluminum or an alloy containing aluminum as a main component, a zinc alloy such as ZAS, a beryllium-copper alloy, or the like. Generally, it is selected from a wide range including a metal mold used for molding a synthetic resin. In particular, a die made of a steel material is inexpensive and can be used favorably. It is preferable that the surface of the metal mold in contact with the heat insulating layer of the metal mold is plated with hard chromium, nickel, or the like. The shape of the base mold differs depending on the shape of the target synthetic resin molded body.

【0018】基金型の堤構造は基金型作成時に通常の金
属加工法により作ることができる。例えば、フライス盤
による切り出し、あるいは堤を溶接後に仕上げ等の加工
法が利用できる。本発明の断熱金型を構成する断熱層は
耐熱性重合体からなる。耐熱性重合体は、成形される合
成樹脂の成形温度より高い軟化温度の熱可塑性重合体
や、成形温度より高い耐熱性の硬化性樹脂から選ばれ
る。好ましくは、成形される合成樹脂の成形温度より軟
化温度が高く、かつガラス転移温度が140℃以上、更
に好ましくは160℃以上、特に好ましくは190℃以
上および/または融点が200℃以上、更に好ましくは
250℃以上の重合体である。
The base structure of the base mold can be formed by a usual metal working method when the base mold is prepared. For example, a cutting method using a milling machine or a processing method such as finishing after embankment welding can be used. The heat-insulating layer constituting the heat-insulating mold of the present invention is made of a heat-resistant polymer. The heat-resistant polymer is selected from a thermoplastic polymer having a softening temperature higher than the molding temperature of the synthetic resin to be molded, and a heat-resistant curable resin having a heat resistance higher than the molding temperature. Preferably, the softening temperature is higher than the molding temperature of the synthetic resin to be molded, and the glass transition temperature is 140 ° C or higher, more preferably 160 ° C or higher, particularly preferably 190 ° C or higher, and / or the melting point is 200 ° C or higher, more preferably. Is a polymer having a temperature of 250 ° C. or higher.

【0019】合成樹脂の軟化温度とは合成樹脂が容易に
変形し得る温度である。非結晶性樹脂ではビカット軟化
温度(ASTM D1525)、硬質結晶性樹脂では熱
変形温度(ASTM D648 荷重18.6kg/c
2 )、軟質結晶性樹脂では熱変形温度(ASTM D
648 荷重4.6kg/cm2 )でそれぞれ示される
温度とする。非結晶性樹脂とは、例えばポリスチレン、
ゴム強化ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂、ポリカ
ーボネート、メタクリル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリフ
ェニレンエーテル等であり、硬質結晶性樹脂とは、例え
ばポリオキシメチレン、ナイロン6、ナイロン66等で
あり、軟質結晶性樹脂とは、例えば各種ポリエチレン、
ポリプロピレン等である。成形温度とはキャビティに注
入される樹脂温度である。
The softening temperature of the synthetic resin is a temperature at which the synthetic resin can be easily deformed. Vicat softening temperature (ASTM D1525) for non-crystalline resin, heat deformation temperature (ASTM D648 18.6 kg / c load) for hard crystalline resin
m 2 ), and the heat distortion temperature (ASTM D
648 with a load of 4.6 kg / cm 2 ). Non-crystalline resin, for example, polystyrene,
Rubber-reinforced polystyrene, AS resin, ABS resin, polycarbonate, methacrylic resin, vinyl chloride resin, polyphenylene ether and the like. Hard crystalline resins include, for example, polyoxymethylene, nylon 6, nylon 66 and the like, and soft crystalline resins. For example, various polyethylene,
For example, polypropylene. The molding temperature is the temperature of the resin injected into the cavity.

【0020】また、断熱層に用いられる耐熱性重合体の
破断伸度は4%以上、好ましくは5%以上、更に好まし
くは10%以上の靱性のある重合体が好ましい。破断伸
度の測定法はASTMD638に準じて行い、測定時の
引っ張り速度は5mm/分である。本発明の断熱層とし
て使用できる耐熱性重合体は上記の軟化温度の耐熱性重
合体から広く選ぶことができるが、特に好ましい耐熱性
重合体は、主鎖に芳香環を有する耐熱性重合体である。
各種芳香族系の非結晶性あるいは結晶性の耐熱性重合
体、例えばポリイミドや芳香族複素環状ポリマー、エポ
キシ樹脂、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン等が良
好に使用できる。
The toughness of the heat-resistant polymer used in the heat-insulating layer is preferably 4% or more, more preferably 5% or more, and even more preferably 10% or more. The elongation at break is measured according to ASTM D638, and the tensile speed at the time of measurement is 5 mm / min. The heat-resistant polymer that can be used as the heat-insulating layer of the present invention can be widely selected from the heat-resistant polymers having the above-mentioned softening temperatures, and a particularly preferred heat-resistant polymer is a heat-resistant polymer having an aromatic ring in the main chain. is there.
Various aromatic non-crystalline or crystalline heat-resistant polymers, for example, polyimide, aromatic heterocyclic polymer, epoxy resin, polysulfone, polyethersulfone and the like can be used favorably.

【0021】ポリイミドとしては、各種直鎖型非熱可塑
ポリイミド樹脂、直鎖型熱可塑ポリイミド樹脂および熱
硬化型ポリイミド樹脂が広く利用できる。直鎖型非熱可
塑ポリイミド樹脂として、例えばポリピロメリット酸イ
ミド系、ポリフェニルテトラカルボン酸イミド系、ポリ
ベンゾフェノンテトラカルボン酸イミド系、ポリアミド
イミド、ポリエーテルイミドが挙げられ、直鎖型熱可塑
ポリイミド樹脂としてポリベンゾフェノンテトラカルボ
ン酸イミド系、ポリビフェニルテロラカルボン酸イミド
系が挙げられ、熱硬化型ポリイミド樹脂としてビスマレ
イミド系樹脂、ナジック変成ポリイミド、ディールスア
ルダー型ポリイミド等が挙げられる。
As the polyimide, various linear non-thermoplastic polyimide resins, linear thermoplastic polyimide resins, and thermosetting polyimide resins can be widely used. Examples of the linear non-thermoplastic polyimide resin include, for example, polypyromellitic imide-based, polyphenyltetracarboxylic imide-based, polybenzophenone tetracarboxylic imide-based, polyamideimide, and polyetherimide. Examples of the resin include polybenzophenonetetracarboxylic acid imide-based and polybiphenyltelloracarboxylic acid imide-based resins, and examples of the thermosetting polyimide resin include a bismaleimide-based resin, a nadic modified polyimide, and a Diels-Alder-type polyimide.

【0022】一般に高分子量の直鎖型ポリイミドは破断
伸度が大きく強靱で、耐久性に優れ、フッ素含有ポリイ
ミドは耐湿性(断熱層の耐湿性が改善され、樹脂中に残
存する水分量が低くなり、水分の発泡による断熱層や金
属層の剥離が押さえられる。)に優れ、場合により好ま
しく使用できる。芳香族複素環状ポリマーとしてはポリ
ベンゾアゾール類(例えばポリベンゾイミダゾール、ポ
リベンゾオキサゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリエ
ーテルベンゾオキサゾール)、ポリヒダントイン類(例
えばポリイミダゾリジン−2,4−ジオン)およびポリ
パラバン酸類(例えばポリイミダゾリジン−2,4,5
−トリオン)等を挙げることができる。
In general, a high-molecular-weight linear polyimide has a large elongation at break and is tough and excellent in durability, and a polyimide containing fluorine has a high moisture resistance (the moisture resistance of the heat insulating layer is improved and the amount of water remaining in the resin is low). And the peeling of the heat insulating layer and the metal layer due to the foaming of water is suppressed.) And can be preferably used in some cases. Examples of the aromatic heterocyclic polymer include polybenzoazoles (eg, polybenzimidazole, polybenzoxazole, polybenzothiazole, polyetherbenzoxazole), polyhydantoins (eg, polyimidazolidin-2,4-dione) and polyparabanic acids ( For example, polyimidazolidin-2,4,5
-Trion) and the like.

【0023】これらの耐熱性重合体は、成形時の冷熱サ
イクルに対する耐性を向上するために、各種フィラーや
カーボン繊維等の充填材を配合することで熱膨張係数を
低下させることができる。この熱膨張係数を低下させた
耐熱性重合体は、断熱層として好ましく使用できる。ま
た、熱膨張係数の小さいエポキシ樹脂または各種充填材
を適量配合したエポキシ樹脂等も好ましく使用できる。
一般にエポキシ樹脂は熱膨張係数が大きいために、金属
金型との熱膨張係数の差は大きく、冷熱サイクルによる
劣化を受けやすい。しかし、熱膨張係数が小さい、例え
ばガラス、シリカ、タルク、クレー、珪酸ジルコニウ
ム、珪酸リチウム、炭酸カルシウム、アルミナ、マイカ
等の粉体や粒子、ガラス繊維、ウィスカー、炭素繊維等
の適量を配合し、金属金型との熱膨張係数の差を小さく
した充填材配合エポキシ樹脂は、本発明の断熱層として
良好に使用できる。また、エポキシ樹脂あるいは充填材
配合エポキシ樹脂に、更にナイロン等の強靱な熱可塑性
樹脂、ゴム等の強靱性を与える各種配合物を加えた配合
エポキシ樹脂も良好に使用できる。更にエポキシ樹脂に
ポリイミド等を配合して硬化したポリマーアロイは靱性
に優れ、良好に使用できる。
These heat-resistant polymers can have a reduced thermal expansion coefficient by blending various fillers and fillers such as carbon fibers in order to improve the resistance to cooling and heating cycles during molding. The heat-resistant polymer having a reduced coefficient of thermal expansion can be preferably used as a heat insulating layer. Further, an epoxy resin having a small coefficient of thermal expansion or an epoxy resin containing various fillers in an appropriate amount can also be preferably used.
Generally, epoxy resin has a large coefficient of thermal expansion, and therefore has a large difference in coefficient of thermal expansion from a metal mold, and is susceptible to deterioration due to a thermal cycle. However, the coefficient of thermal expansion is small, for example, glass, silica, talc, clay, zirconium silicate, lithium silicate, calcium carbonate, alumina, powder and particles such as mica, glass fiber, whisker, blending an appropriate amount of carbon fiber, A filler-containing epoxy resin having a small difference in thermal expansion coefficient from that of a metal mold can be favorably used as the heat insulating layer of the present invention. In addition, a compounded epoxy resin obtained by adding a tough thermoplastic resin such as nylon, or various compounds that impart toughness such as rubber to an epoxy resin or a compounded epoxy resin with a filler can also be used favorably. Furthermore, a polymer alloy cured by mixing a polyimide or the like with an epoxy resin has excellent toughness and can be used favorably.

【0024】これらの耐熱性重合体の熱伝導率は、一般
に0.0001〜0.002cal/cm・sec・℃
と、金属より大幅に小さく断熱層として効果的に働く。
しかし、無機フィラーや熱伝導度の高い充填材を多量に
混合することは、断熱層の熱伝導率や熱容量を上げて好
ましくない場合がある。無機フィラーを充填材として混
合した組成物を用いる場合、熱伝導率は、好ましくは
0.01cal/cm・sec・℃以下、更に好ましく
は0.005cal/cm・sec・℃以下、特に好ま
しくは0.002cal/cm・sec・℃以下に押さ
える。
The thermal conductivity of these heat-resistant polymers is generally 0.0001 to 0.002 cal / cm · sec · ° C.
And, it is much smaller than metal and works effectively as a heat insulating layer.
However, mixing a large amount of an inorganic filler or a filler having high thermal conductivity may not be preferable because it increases the thermal conductivity and heat capacity of the heat insulating layer. When a composition in which an inorganic filler is mixed as a filler is used, the thermal conductivity is preferably 0.01 cal / cm · sec · ° C. or less, more preferably 0.005 cal / cm · sec · ° C. or less, and particularly preferably 0 cal / cm · sec · ° C. or less. 0.002 cal / cm · sec · ° C. or less.

【0025】基金型表面を耐熱性重合体で被覆し、かつ
これを強固に密着させるには、耐熱性重合体のシートを
貼り付けたり、耐熱性重合体の粉体を吹き付けて溶融接
着することもできるが、金属表面への蒸着重合法、塗布
法あるいはスプレー法が好ましく利用できる。蒸着重合
法は基本的にはモノマー(酸二無水物とジアミン等)を
蒸発させ金属表面に蒸着、重合するもので、密着性や複
雑な形状に対応できる点で優れた方法である。例えば
「ポリイミド樹脂」技術情報協会(1991)p.29
9に、この方法の詳細な記載がある。
In order to coat the base mold surface with a heat-resistant polymer and to firmly adhere the same, a sheet of a heat-resistant polymer is adhered or a powder of the heat-resistant polymer is sprayed and melt-bonded. However, a vapor deposition polymerization method, a coating method or a spray method on a metal surface can be preferably used. The vapor deposition polymerization method is basically a method in which a monomer (an acid dianhydride, a diamine, or the like) is evaporated to vapor-deposit and polymerize on a metal surface, and is an excellent method in that it can cope with adhesion and a complicated shape. For example, "Polyimide resin" Technical Information Association (1991) p. 29
9 gives a detailed description of this method.

【0026】塗布法あるいはスプレー法は耐熱性重合体
溶液、耐熱性重合体前駆体溶液または液状前駆体を塗布
あるいはスプレーし、次いで加熱乾燥あるいは硬化して
耐熱性重合体の断熱層を形成させる方法であり、実用的
に特に好ましく利用できる。この方法においては、用い
る耐熱性重合体あるいは耐熱性重合体の前駆体は溶剤に
溶解できるか、液状であることが好ましい。例えば、ポ
リイミドの前駆体であるポリアミド酸の溶液を塗布し、
次いで乾燥、加熱キュアを行い型表面上にポリイミド層
を形成する方法は良好に使用できる。
The coating method or the spraying method is a method in which a heat-resistant polymer solution, a heat-resistant polymer precursor solution or a liquid precursor is applied or sprayed, and then heated and dried or cured to form a heat-insulating layer of the heat-resistant polymer. And practically particularly preferable. In this method, the heat-resistant polymer or the precursor of the heat-resistant polymer to be used is preferably soluble in a solvent or in a liquid state. For example, apply a solution of polyamic acid which is a precursor of polyimide,
Subsequently, a method of drying and heating and curing to form a polyimide layer on the mold surface can be favorably used.

【0027】本発明の断熱金型においては断熱層と基金
型の密着力、および断熱層と金属層との密着力は十分大
きいことが必要である。具体的には一万回を超える合成
樹脂の成形で引き起こされるシェアーストレスや冷熱サ
イクルで剥離が起こらないことが好ましい。これを達成
するには断熱層と基金型の密着力、および断熱層と金属
層との密着力は室温で0.5kg/10mm幅以上であ
ることが好ましく、更に好ましくは0.8kg/10m
m幅以上、最も好ましくは1kg/10mm幅以上であ
る。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。
In the heat-insulating mold of the present invention, the adhesion between the heat-insulating layer and the base mold and the adhesion between the heat-insulating layer and the metal layer must be sufficiently large. Specifically, it is preferable that peeling does not occur due to shear stress caused by molding of the synthetic resin more than 10,000 times or a cooling and heating cycle. In order to achieve this, the adhesion between the heat insulating layer and the metal mold and the adhesion between the heat insulating layer and the metal layer are preferably 0.5 kg / 10 mm or more at room temperature, more preferably 0.8 kg / 10 m.
m width or more, most preferably 1 kg / 10 mm width or more. The adhesion described in the present invention is the minimum value of the adhesion of the main part of the mold.

【0028】基金型と断熱層との密着力を向上させるた
め、基金型の表面に微細な凸凹状を形成したり、各種メ
ッキをしたり、プライマー処理をする等の一般の金属/
重合体接着技術で公知の方法が利用できる。CO基や、
SO2 基を多く含むポリイミド、例えばポリベンゾフェ
ノンテトラカルボン酸イミド、ポリアミドイミド、ポリ
イミドスルホン等は金属表面に特に密着しやすい。しか
し、これらのポリイミド樹脂は密着性に優れるものの耐
熱性にはやや劣ることから、この薄層をプライマー層と
して用い、この上に高耐熱性のポリイミドを被覆する方
法が特に好ましく利用できる。この場合も、プライマー
層のイミド化を完結させずに高耐熱性ポリイミドを塗る
ことが、密着力を高める上で好ましい。
In order to improve the adhesion between the base mold and the heat insulating layer, general metals such as forming fine irregularities on the surface of the base mold, performing various plating, and performing primer treatment, etc.
Methods known in the art of polymer bonding can be used. CO group,
Polyimides containing a large amount of SO 2 groups, such as polybenzophenonetetracarboxylic imide, polyamide imide, and polyimide sulfone, are particularly easily adhered to metal surfaces. However, although these polyimide resins are excellent in adhesiveness but slightly inferior in heat resistance, a method in which this thin layer is used as a primer layer and a high heat-resistant polyimide is coated thereon can be particularly preferably used. Also in this case, it is preferable to apply a high heat-resistant polyimide without completing the imidization of the primer layer in order to increase the adhesion.

【0029】本発明の断熱金型の断熱層の厚みは一般に
は0.05〜3mmの範囲で選択される。好ましくは
0.1〜0.8mmの極めて狭い範囲内で適度に選択さ
れる。その好ましい厚みは成形法に依存し、射出成形に
おいては好ましくは0.1〜0.5mm、更に好ましく
は0.12〜0.3mmである。またブロー成形におい
ては好ましくは0.3〜0.8mmであり、更に好まし
くは0.35〜0.7mmである。0.05mm未満の
薄い断熱層では成形品の型表面再現性等の成形性の改良
効果が小さい。3mmを超える断熱層厚みでは成形時の
冷却時間が長くなり、成形効率が低下する。
The thickness of the heat insulating layer of the heat insulating mold of the present invention is generally selected in the range of 0.05 to 3 mm. Preferably, it is appropriately selected within a very narrow range of 0.1 to 0.8 mm. The preferred thickness depends on the molding method, and is preferably 0.1 to 0.5 mm, more preferably 0.12 to 0.3 mm in injection molding. In blow molding, it is preferably 0.3 to 0.8 mm, and more preferably 0.35 to 0.7 mm. With a thin heat-insulating layer having a thickness of less than 0.05 mm, the effect of improving moldability such as reproducibility of the mold surface of the molded article is small. If the thickness of the heat insulating layer exceeds 3 mm, the cooling time during molding becomes longer, and the molding efficiency decreases.

【0030】射出成形は一度の成形で複雑な形状の型物
が得られることが最大の長所であり、型キャビティは一
般に複雑な形状を有する。この複雑な形状の型キャビテ
ィ表面を平滑に断熱層等で被覆することは難しい。その
ため被覆した断熱層を後から表面研磨したり、数値制御
フライス盤等の数値制御工作機械で削つた後に表面研磨
して平滑に仕上げることは良好な方法である。
The greatest advantage of injection molding is that a mold having a complicated shape can be obtained by one molding, and the mold cavity generally has a complicated shape. It is difficult to smoothly cover the surface of the mold cavity having such a complicated shape with a heat insulating layer or the like. For this reason, it is a good method to polish the surface of the coated heat insulating layer later, or to grind the surface with a numerically controlled machine tool such as a numerically controlled milling machine and then finish the surface with smoothness.

【0031】本発明の断熱金型を構成する金属層は、基
金型表面に耐熱性重合体からなる断熱層を挟んで被覆積
層される。本発明における金属層の被覆方法として、一
般には金属を貼り付ける方法および基金型に積層した断
熱層にメッキ積層する方法等を挙げることができる。貼
り付け法としては、断熱層を積層した基金型に金属フィ
ルムを接着することによって積層する方法、または金属
フィルムに断熱層の全層もしくは部分層を予め積層し、
基金型に接着する方法等が挙げられる。ここで言う金属
フィルムとは必ずしも平面フィルムに限定しない。例え
ば、目的とする成形体の形状に予め形態を付与した金属
フィルムを、相対する形状の基金型に接着する場合も包
含する。
The metal layer constituting the heat-insulating mold of the present invention is formed by coating and laminating a heat-insulating layer made of a heat-resistant polymer on the surface of the base mold. The method of coating the metal layer in the present invention generally includes a method of attaching a metal and a method of plating and laminating a heat insulating layer laminated on a base mold. As a bonding method, a method of laminating by bonding a metal film to a metal mold on which a heat insulating layer is laminated, or a method in which all or a partial layer of a heat insulating layer is preliminarily laminated on a metal film,
For example, a method of adhering to a base mold may be used. The metal film mentioned here is not necessarily limited to a flat film. For example, a case where a metal film in which a shape of a target formed body is given a shape in advance is bonded to a base mold having an opposite shape is also included.

【0032】金属フィルムの接着法としては、断熱層の
耐熱性重合体が熱可塑性重合体であれば加熱溶融接着、
硬化性重合体であれば接着硬化、あるいは別に接着剤を
利用して接着する方法が利用できる。何れの接着方法を
利用するにせよ、その耐熱性が成形温度に耐えるもので
なければならないことは当然である。これに対してメッ
キ積層法は、金属層を断熱層に強固に密着できる点、お
よび複雑な金型形状に容易に対応できる点で特に好まし
く利用できる。本発明の断熱金型の金属層の積層方法の
好ましい態様を、メッキ積層法を例として具体的に説明
する。
When the heat-resistant polymer of the heat-insulating layer is a thermoplastic polymer, the metal film is bonded by heating and melting.
In the case of a curable polymer, a method of bonding and curing, or a method of bonding using an adhesive can be used. Whichever bonding method is used, it is natural that its heat resistance must be able to withstand the molding temperature. On the other hand, the plating lamination method can be particularly preferably used in that the metal layer can be firmly adhered to the heat insulating layer and that it can easily cope with a complicated mold shape. A preferred embodiment of the method for laminating metal layers of the heat insulating mold of the present invention will be specifically described by taking a plating lamination method as an example.

【0033】メッキ積層法で本発明の断熱金型を製造す
るにおいては、公知の樹脂メッキ技術が利用できる。例
えば、断熱層の少なくとも上層にエッチング助剤を分散
させておき、エッチングしてからメッキすることによっ
て、密着した金属層を作成することができる。エッチン
グ助剤は断熱層全体に分散させておいても、断熱層の上
層部(金属層側)にのみ分散させておいてもよい。断熱
層の上層部にのみエッチング助剤を分散させる場合、エ
ッチング助剤を含有しない断熱層(以後、基断熱層とい
う。)に使用する耐熱性重合体と、エッチング助剤含有
断熱層に使用する耐熱性重合体とは同一でも異なるもの
でもよい。
In producing the heat insulating mold of the present invention by the plating lamination method, a known resin plating technique can be used. For example, an etching aid is dispersed in at least the upper layer of the heat insulating layer, and after etching, plating is performed, so that a closely adhered metal layer can be formed. The etching aid may be dispersed throughout the heat-insulating layer, or may be dispersed only in the upper layer (metal layer side) of the heat-insulating layer. When the etching aid is dispersed only in the upper layer of the heat insulating layer, the heat-resistant polymer used for the heat insulating layer containing no etching aid (hereinafter referred to as the base heat insulating layer) and the heat insulating polymer containing the etching aid are used. The heat-resistant polymer may be the same or different.

【0034】断熱層の上層または全体に予めエッチング
助剤を分散しておき、これをエッチングすると、断熱層
表面に穴状、溝状あるいはこれを発生源としたクラック
状の深いエッチング傷をつけることができる。そして、
これに化学メッキすることによって、断熱層に強固に結
合した金属層を得ることができる。それ故、断熱層の金
属層側は、耐熱性重合体をマトリックス(連続相)と
し、金属層から延びた金属が穴、溝またはクラックに沿
って嵌入してなる重合体と金属の複合層となっている。
この複合層を十分な厚み、好ましくは0.1μm以上の
厚みで作ることが、耐久性のある金属層を積層する上で
重要である。
When an etching aid is dispersed in the upper layer or the whole of the heat insulating layer in advance, and this is etched, a deep etching scratch like a hole, a groove or a crack originating from this is formed on the surface of the heat insulating layer. Can be. And
By chemically plating this, a metal layer firmly bonded to the heat insulating layer can be obtained. Therefore, on the metal layer side of the heat insulating layer, a heat-resistant polymer is used as a matrix (continuous phase), and a polymer and metal composite layer in which metal extending from the metal layer is fitted along holes, grooves or cracks is formed. Has become.
It is important to form this composite layer with a sufficient thickness, preferably a thickness of 0.1 μm or more, for laminating a durable metal layer.

【0035】基断熱層上にエッチング助剤含有断熱層を
重ねて積層するには、基断熱層にエッチング助剤を分散
して含有する耐熱性重合体溶液、耐熱性重合体の前駆体
溶液あるいは液状前駆体を塗布あるいはスプレーする方
法が利用できる。好ましい態様として、耐熱性重合体が
ポリイミドでエッチング助剤が無機フィラーの場合を例
に、断熱層積層方法を詳細に説明する。
In order to laminate the heat-insulating layer containing the etching aid on the heat-insulating layer, the heat-resistant polymer solution containing the etching aid dispersed in the heat-insulating layer, the precursor solution of the heat-resistant polymer or A method of applying or spraying a liquid precursor can be used. As a preferred embodiment, a method of laminating a heat insulating layer will be described in detail, taking as an example a case where the heat-resistant polymer is polyimide and the etching aid is an inorganic filler.

【0036】基金型のキャビティおよび基金型端面部
に、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸の溶液を塗布
し、完全にはイミド化しない状態で加熱乾燥、塗布を繰
り返して所定の厚みまで積層する。次いで、無機フィラ
ーを分散して含有する同一のポリイミドの前駆体溶液を
重ねて塗布する。その後加熱してイミド化を完結してエ
ッチング助剤分散層を作る。また更に、各段階で必要に
より表面を研磨し平面だしを行う。これにより、ポリイ
ミドから成る断熱層の上層に無機フィラーが分散した構
造が達成できる。
A solution of a polyamic acid, which is a polyimide precursor, is applied to the cavity of the base mold and the end face of the base mold, and is heated and dried in a state of not being completely imidized, and is repeatedly laminated to a predetermined thickness. Next, the same polyimide precursor solution containing the inorganic filler dispersed therein is applied repeatedly. Thereafter, heating is performed to complete the imidization, thereby forming an etching aid dispersion layer. Further, in each step, the surface is polished if necessary, and flattening is performed. Thus, a structure in which the inorganic filler is dispersed in the upper layer of the heat insulating layer made of polyimide can be achieved.

【0037】断熱層の積層後は必要により研削もしくは
研磨等の加工法により寸法だしや平滑化を行う。このよ
うな後加工を行った場合、加熱により断熱層表面をアニ
ール処理することが好ましい。その表面を強酸、強アル
カリ溶液、強酸化剤溶液、強還元剤溶液あるいはこれら
の組み合わせで、表層を分解しながらエッチングして、
ポリイミド層表面を深い凸凹状にする。次いで、中和、
感受性化処理、活性化処理を経て、化学メッキを行うこ
とで、断熱層に金属層から伸びた金属(アンカー)が嵌
入してなる複合層を作成する。その後熱処理し、更に金
属層を電解メッキすることにより、断熱層と強固に結合
した金属層を作成できる。
After laminating the heat insulating layer, dimensions and smoothing are performed by a processing method such as grinding or polishing, if necessary. When such post-processing is performed, it is preferable to anneal the surface of the heat insulating layer by heating. Etching the surface with a strong acid, strong alkali solution, strong oxidizing agent solution, strong reducing agent solution or a combination thereof while decomposing the surface layer,
The surface of the polyimide layer is made deep and uneven. Then neutralization,
By performing chemical plating through sensitization processing and activation processing, a composite layer in which a metal (anchor) extending from the metal layer is fitted into the heat insulating layer is created. Thereafter, a heat treatment is performed, and the metal layer is further electrolytically plated to form a metal layer firmly bonded to the heat insulating layer.

【0038】エッチングに用いる強酸としては、例えば
塩酸、硫酸、硝酸の水またはアルコール混液等が挙げら
れる。強アルカリとしては、例えば水酸化ナトリウム、
水酸化カリウムあるいは水酸化バリウム等の水またはア
ルコール溶液が挙げられる。強酸化剤としては、例えば
過マンガン酸塩やクロム酸塩等が挙げられ、強還元剤と
しては、例えばヒドラジン等が挙げられる。またエッチ
ング反応時に、耐熱性重合体と親和性が高く、かつエッ
チング剤溶液とも親和性のある溶剤で、予め耐熱性重合
体表面を膨潤させておくことは、エッチング反応を促進
させる上で好ましい場合がある。
As the strong acid used for the etching, for example, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid water or an alcohol mixture and the like can be mentioned. As the strong alkali, for example, sodium hydroxide,
A water or alcohol solution such as potassium hydroxide or barium hydroxide may be used. Examples of the strong oxidizing agent include permanganate and chromate, and examples of the strong reducing agent include hydrazine. During the etching reaction, it is preferable to previously swell the surface of the heat-resistant polymer with a solvent having a high affinity for the heat-resistant polymer and a solvent having an affinity for the etchant solution in order to promote the etching reaction. There is.

【0039】具体的なエッチング助剤の種類とエッチン
グ方法を次に述べる。耐熱性重合体からなる断熱層の全
層あるいは上層に無機フィラー、有機フィラーあるいは
非相溶性の有機化合物等をエッチング助剤としてできる
だけ均一に分散させておき、エッチング助剤を溶解ある
いは分解除去する方法。この方法においてはエッチング
助剤はエッチング液で溶解あるいは分解しなければなら
ない。耐熱性重合体から成る断熱層の全層あるいは上層
に無機フィラーあるいは有機フィラー等をエッチング助
剤としてできるだけ均一に分散させておき、エッチング
助剤との界面にエッチング液を浸透させて、マトリック
ス相を部分的に侵食する方法。この方法においてはエッ
チング助剤はエッチング液で必ずしも溶解あるいは分解
する必要はない。エッチング液で分解あるいは抽出され
やすい重合体を混合、あるいはグラフトまたはブロック
共重合しておき、その後これをエッチングする方法。
Specific types of the etching aid and the etching method will be described below. A method in which an inorganic filler, an organic filler, or an incompatible organic compound is dispersed as uniformly as possible as an etching aid in all or the upper layer of the heat insulating layer made of a heat-resistant polymer, and the etching aid is dissolved or decomposed and removed. . In this method, the etching aid must be dissolved or decomposed in the etching solution. An inorganic filler or an organic filler is dispersed as uniformly as possible as an etching aid in all or the upper layer of the heat insulating layer made of a heat-resistant polymer, and an etching solution is permeated into an interface with the etching aid to form a matrix phase. How to partially erode. In this method, the etching aid does not necessarily need to be dissolved or decomposed in the etching solution. A method in which a polymer which is easily decomposed or extracted with an etchant is mixed, grafted or block-copolymerized, and then etched.

【0040】無機フィラーの例としては炭酸カルシウ
ム、酸化ケイ素、ケイ酸カルシウム、タルク、アタパル
ジャイト、アスベスト、酸化マグネシウム、水酸化マグ
ネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイ
ト、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウ
ム、ベントナイト、ゼオライト、カオリンクレー、パイ
ロフィライト、セリサイト、マイカ、硫酸カルシウム、
亜硫酸カルシウム、酸化チタン(ルチル、アナター
ゼ)、チタン酸カリウム、炭酸バリウム、硫酸バリウ
ム、チタン酸バリウム、酸化亜鉛、酸化ジルコン、ケイ
酸ジルコン、酸化鉄、二硫化モリブデン、三酸化アンチ
モン、窒化ケイ素、炭化ケイ素、カーボンブラック、黒
鉛粉末、炭素繊維等の無機物微粉末が挙げられる。好ま
しい無機フィラーは炭酸カルシウム、酸化ケイ素、硫酸
バリウム、酸化ジルコン、酸化アルミニウムおよび酸化
チタンであり、特に好ましくは酸化チタン、酸化ジルコ
ンおよび酸化アルミニウムが挙げられる。有機フィラー
の例としてはマトリックス非相溶性の粉体状ポリイミ
ド、粉体ポリフェニレンエーテル等の高軟化温度の重合
体の粉体が挙げられる。
Examples of the inorganic filler include calcium carbonate, silicon oxide, calcium silicate, talc, attapulgite, asbestos, magnesium oxide, magnesium hydroxide, basic magnesium carbonate, hydrotalcite, alumina, aluminum hydroxide, aluminum oxide, Bentonite, zeolite, kaolin clay, pyrophyllite, sericite, mica, calcium sulfate,
Calcium sulfite, titanium oxide (rutile, anatase), potassium titanate, barium carbonate, barium sulfate, barium titanate, zinc oxide, zircon oxide, zircon silicate, iron oxide, molybdenum disulfide, antimony trioxide, silicon nitride, carbonized Inorganic fine powders such as silicon, carbon black, graphite powder, and carbon fiber can be used. Preferred inorganic fillers are calcium carbonate, silicon oxide, barium sulfate, zircon oxide, aluminum oxide and titanium oxide, particularly preferably titanium oxide, zircon oxide and aluminum oxide. Examples of the organic filler include polymer powders having a high softening temperature, such as matrix-incompatible powdery polyimide and powdery polyphenylene ether.

【0041】これらの無機および有機フィラーの粒径
は、エッチングのポアーサイズ、ひいては複合層の金属
の嵌入構造のサイズに影響するため、好ましくは平均粒
径0.005〜5μm、より好ましくは0.01〜0.
5μm、特に好ましくは0.01〜0.1μmの範囲で
選ばれる。粒径が大きいと、得られる金属メッキ層の剥
離に対する耐性が十分に発現し難い。
Since the particle size of these inorganic and organic fillers affects the pore size of the etching, and hence the size of the metal-inserted structure of the composite layer, the average particle size is preferably 0.005 to 5 μm, more preferably 0.01 to 0.01 μm. ~ 0.
5 μm, particularly preferably in the range of 0.01 to 0.1 μm. If the particle size is large, it is difficult to sufficiently exhibit the resistance to peeling of the obtained metal plating layer.

【0042】非相溶性有機化合物とはマトリックスの耐
熱性重合体に非相溶な有機化合物であり、一般に結晶性
の有機化合物である。この非相溶性有機化合物およびエ
ッチングされやすい重合体等のエッチング助剤の耐熱性
重合体への分散は、通常耐熱性重合体との均一溶液を基
断熱層に塗布し、溶剤の乾燥を通してエッチング助剤を
不溶化、析出させることで達成できる。
The incompatible organic compound is an organic compound incompatible with the heat-resistant polymer of the matrix, and is generally a crystalline organic compound. Dispersion of the etching aid such as the incompatible organic compound and the polymer which is easily etched into the heat-resistant polymer is usually performed by applying a uniform solution of the heat-resistant polymer to the base heat-insulating layer and drying the solvent to assist the etching. This can be achieved by insolubilizing and precipitating the agent.

【0043】非相溶性有機化合物の例としては、各種の
結晶性有機酸化合物およびその無機塩、アミド化合物お
よびエステル化合物等を挙げることができる。具体的な
例としてはステアリン酸やベヘン酸等の脂肪族のカルボ
ン酸や芳香族カルボン酸のカルシウム塩やポリアミド化
合物、ポリエステル化合物等が挙げられる。エッチング
されやすい重合体とは、エッチング液の組成、断熱層の
耐熱性重合体や複合層のマトリックス重合体にも関係
し、これらマトリックス重合体よりも相対的にエッチン
グされやすい、即ち溶出もしくは分解されやすい重合体
から広く選ぶことができる。例えばポリイミドを複合層
を含む断熱層に用いる場合、それよりエッチングされや
すい他のポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、各種
共役ジエン重合体およびビニル重合体等が挙げられる。
Examples of the incompatible organic compound include various crystalline organic acid compounds and their inorganic salts, amide compounds and ester compounds. Specific examples include calcium salts of aliphatic carboxylic acids and aromatic carboxylic acids such as stearic acid and behenic acid, polyamide compounds, polyester compounds and the like. The polymer that is easily etched is related to the composition of the etchant, the heat-resistant polymer of the heat insulating layer and the matrix polymer of the composite layer, and is relatively easily etched, that is, eluted or decomposed than these matrix polymers. You can choose widely from easy polymers. For example, when polyimide is used for the heat-insulating layer including the composite layer, other polyimides, polyamides, polyesters, various conjugated diene polymers, vinyl polymers, and the like, which are more easily etched, can be used.

【0044】これら断熱層の耐熱性重合体に分散させる
エッチング助剤の使用量は、エッチング助剤含有断熱層
(断熱層全体にエッチング助剤を含有させる時には全断
熱層)の体積の一般に0.1〜50体積%の範囲、好ま
しくは1〜30体積%、更に好ましくは3〜15体積%
である。エチング助剤の量が余りに少なくとも、また余
りに多くとも金属層の剥離に対する耐性の高い金属メッ
キを達成し難い。
The amount of the etching aid used for dispersing the heat-resistant polymer in the heat-insulating layer is generally 0.1 volume of the volume of the etching aid-containing heat-insulating layer (or the whole heat-insulating layer when the entire heat-insulating layer contains the etching aid). 1 to 50% by volume, preferably 1 to 30% by volume, more preferably 3 to 15% by volume
It is. If the amount of the etching aid is too small or too large, it is difficult to achieve metal plating having high resistance to peeling of the metal layer.

【0045】本発明の断熱金型を構成する金属層は、断
熱層の上に幾つかの金属層を順次メッキすることにより
形成される。ここに述べるメッキ法は化学メッキ(無電
解メッキ)と電解メッキである。例えば連続して、化学
メッキおよび/または電解メッキして得られる。用いら
れる金属は、一般の金属メッキに用いられる金属であ
り、例えばクロム、ニッケル、銅等の1種または2種以
上である。良好に使用できるのは、例えば化学ニッケル
メッキ、電解ニッケルメッキ、化学銅メッキ、電解銅メ
ッキ、電解クロムメッキ等である。
The metal layer constituting the heat insulating mold of the present invention is formed by sequentially plating several metal layers on the heat insulating layer. The plating methods described here are chemical plating (electroless plating) and electrolytic plating. For example, it can be obtained by continuous chemical plating and / or electrolytic plating. The metal used is a metal used for general metal plating, and is, for example, one or more of chromium, nickel, copper, and the like. For example, chemical nickel plating, electrolytic nickel plating, chemical copper plating, electrolytic copper plating, electrolytic chromium plating and the like can be used favorably.

【0046】次に金属層の作成方法について、エッチン
グ後の金属メッキ方法の例を挙げて具体的に説明する。
一般には次の工程のいくつかを経てメッキはなされる。
先ずエッチング助剤含有断熱層をエッチングした後、化
学メッキを行う。メッキ工程は、例えば、前処理→化学
腐食(酸やアルカリによる化学エッチング)→中和→感
受性化処理(合成樹脂表面に還元力のある金属塩を吸着
させて活性化する。)→活性化処理(触媒作用を有する
パラジウム等の貴金属を樹脂表面に付与する。)→化学
メッキ(化学ニッケルメッキ、化学銅メッキ等)→加熱
乾燥→電解メッキ(電解ニッケルメッキ、電解銅メッ
キ、電解クロムメッキ等)の順で一般には行われる。
Next, a method for forming a metal layer will be specifically described with reference to an example of a metal plating method after etching.
Generally, plating is performed through some of the following steps.
First, chemical plating is performed after the etching aid-containing heat insulating layer is etched. The plating step is, for example, pretreatment → chemical corrosion (chemical etching with an acid or alkali) → neutralization → sensitization treatment (a metal salt having a reducing power is adsorbed and activated on the surface of the synthetic resin) → activation treatment (A noble metal such as palladium having a catalytic action is applied to the resin surface.) → Chemical plating (chemical nickel plating, chemical copper plating, etc.) → heat drying → electrolytic plating (electrolytic nickel plating, electrolytic copper plating, electrolytic chrome plating, etc.) Are generally performed in this order.

【0047】特に、この種の化学メッキ後の加熱乾燥
は、剥離強度向上に顕著な効果をもたらす場合があるの
で、十分な温度と時間をとることが好ましい。この化学
メッキ(例えば化学ニッケルメッキ)の上には各種のメ
ッキ層を更に付けることができる。その好ましい具体例
を次に示す。これ等のメッキから選択された少なくとも
1層が被覆されることが好ましい。 化学ニッケルメッキ 電解ニッケルメッキ 化学銅メッキ 電解銅メッキ 電解クロムメッキ 特に好ましい金属層構造の態様は、断熱層の上に化学ニ
ッケル、化学および/または電気銅メッキ、化学および
/または電気ニッケルメッキを順次積層してなる構造で
ある。さらに必要により、この上にクロムメッキ等の性
能の異なる他のメッキを重ねることも好ましい。
In particular, since heating and drying after this type of chemical plating may bring a remarkable effect on the improvement of peel strength, it is preferable to take sufficient temperature and time. Various plating layers can be further provided on the chemical plating (for example, chemical nickel plating). Preferred examples thereof are shown below. Preferably, at least one layer selected from these platings is coated. Chemical Nickel Plating Electrolytic Nickel Plating Chemical Copper Plating Electrolytic Copper Plating Electrolytic Chromium Plating In a particularly preferred embodiment of the metal layer structure, chemical nickel, chemical and / or electrolytic copper plating, and chemical and / or electric nickel plating are sequentially laminated on the heat insulating layer. The structure is Further, if necessary, it is preferable to overlay another plating having a different performance such as chromium plating on this.

【0048】本発明の断熱金型においては、その金属層
の表面は鏡面状、艶消し状、しぼ状の何れでも良く、目
的に応じて選択される。なお、良好に使用できるしぼ形
状は、例えば革しぼ状、木目しぼ状、ヘアーライン状等
のしぼパターンである。このしぼ状にする方法は種々の
方法で行うことができる。エッチング法は良好に使用で
き、酸によるエッチング法は最も良好に使用できる。断
熱金型の最表面層が電解ニッケルメッキ、電解銅メッ
キ、燐含量の少ない化学ニッケルメッキ等の酸溶液でエ
ッチングできる金属であれば、一般の金属金型のしぼ化
に使用されているエッチング法と同様の方法でしぼ化が
できる。即ち、金属層表面を紫外線硬化樹脂を用いてし
ぼ状にマスキングし、次いで酸エッチングでしぼ化する
方法は良好に使用できる。
In the heat-insulating mold of the present invention, the surface of the metal layer may be any one of mirror-like, matte, and grain-like, and is selected according to the purpose. The grain shape that can be used favorably is, for example, a grain pattern such as a leather grain shape, a grain grain shape, or a hairline shape. This graining method can be performed by various methods. The etching method can be used favorably, and the etching method using an acid can be best used. If the outermost surface layer of the heat-insulating mold is a metal that can be etched with an acid solution such as electrolytic nickel plating, electrolytic copper plating, or chemical nickel plating with low phosphorus content, the etching method used for general metal mold graining is used. Graining can be performed in the same manner as described above. That is, a method in which the surface of the metal layer is masked into a grain shape using an ultraviolet curable resin and then grained by acid etching can be used favorably.

【0049】金属層の厚みは、1〜300μmでかつ断
熱層の厚みの1/3以下であることが好ましい。更に好
ましい厚みは型表面が鏡面状、艶消し状、しぼ状の何れ
かにより異なる。また、用いる成形法が射出成形、ブロ
ー成形等の何れかによっても異なる。代表的な成形法に
おけるより好ましい断熱層の厚みとより好ましい金属層
の厚みの関係を次に示す。
The thickness of the metal layer is preferably 1 to 300 μm and not more than 1 / of the thickness of the heat insulating layer. The more preferable thickness differs depending on whether the mold surface is mirror-like, matte, or grain-like. Further, the molding method used differs depending on any one of injection molding, blow molding and the like. The relationship between the more preferable thickness of the heat insulating layer and the more preferable thickness of the metal layer in a typical molding method is shown below.

【0050】射出成形法で鏡面状あるいは艶消し状成形
品を成形する場合には、より好ましくは断熱層の厚みが
0.1〜0.5mmで、金属層の厚みが断熱層厚みの1
/5以下で、かつ2〜40μmである。特に好ましくは
断熱層の厚みが0.12〜0.3mmで、金属層の厚み
が断熱層の厚みの1/100〜1/10で、かつ2〜3
0μmである。
In the case of forming a mirror-like or mat-like molded product by the injection molding method, it is more preferable that the thickness of the heat insulating layer is 0.1 to 0.5 mm and the thickness of the metal layer is 1% of the thickness of the heat insulating layer.
/ 5 or less and 2 to 40 μm. Particularly preferably, the thickness of the heat insulating layer is 0.12 to 0.3 mm, the thickness of the metal layer is 1/100 to 1/10 of the thickness of the heat insulating layer, and 2 to 3 mm.
0 μm.

【0051】射出成形法でしぼ状成形品を成形する場合
には、より好ましくは断熱層の厚みが0.1〜0.5m
mで、金属層の凸部の厚みが断熱層厚みの1/5以下
で、かつ10〜50μmであり、しぼ形状凹部の深さが
5〜40μmである。特に好ましくは断熱層の厚みが
0.12〜0.3mmであり、金属層の凸部の厚みが断
熱層厚みの1/5以下で、かつ10〜40μmであり、
しぼ形状凹部の深さが5〜35μmである。凹部の深さ
が大き過ぎると、凹部と凸部の型表面再現性に大きな差
が生じやすい。また、凹部の深さが小さ過ぎると、しぼ
形状にする効果が小さくなる。
In the case of molding a grain-like molded product by the injection molding method, the thickness of the heat insulating layer is more preferably 0.1 to 0.5 m.
m, the thickness of the convex portion of the metal layer is 1/5 or less of the thickness of the heat insulating layer and 10 to 50 μm, and the depth of the grain-shaped concave portion is 5 to 40 μm. Particularly preferably, the thickness of the heat insulating layer is 0.12 to 0.3 mm, the thickness of the convex portion of the metal layer is 1/5 or less of the heat insulating layer thickness, and 10 to 40 μm,
The depth of the grain-shaped recess is 5 to 35 μm. If the depth of the concave portion is too large, a large difference tends to occur in the mold surface reproducibility between the concave portion and the convex portion. On the other hand, if the depth of the concave portion is too small, the effect of forming the grain shape is reduced.

【0052】ブロー成形で鏡面状あるいは艶消し状成形
品を成形する場合には、より好ましくは断熱層の厚みが
0.3〜0.8mmで、金属層の厚みが断熱層厚みの1
/5以下で、かつ2〜50μmである。特に好ましくは
断熱層の厚みが0.35〜0.7mmで、金属層の厚み
が断熱層の厚みの1/100〜1/5で、かつ2〜40
μmである。
When a mirror-like or mat-like molded article is formed by blow molding, it is more preferable that the thickness of the heat insulating layer is 0.3 to 0.8 mm and the thickness of the metal layer is 1% of the thickness of the heat insulating layer.
/ 5 or less and 2 to 50 μm. Particularly preferably, the thickness of the heat insulating layer is 0.35 to 0.7 mm, the thickness of the metal layer is 1/100 to 1/5 of the thickness of the heat insulating layer, and 2 to 40 mm.
μm.

【0053】ブロー成形でしぼ状成形品を成形する場合
には、より好ましくは断熱層の厚みが0.3〜0.8m
mであり、金属層の凸部の厚みが断熱層厚みの1/5以
下で、かつ10〜50μmであり、しぼ形状凹部の深さ
が5〜40μmである。特に好ましくは断熱層の厚みが
0.3〜0.7mmであり、金属層の凸部の厚みが断熱
層厚みの1/5以下で、かつ10〜40μmであり、し
ぼ形状凹部の深さが5〜35μmである。
When a grain-like molded article is formed by blow molding, the thickness of the heat insulating layer is more preferably 0.3 to 0.8 m.
m, the thickness of the convex portion of the metal layer is 1/5 or less of the thickness of the heat insulating layer, and 10 to 50 μm, and the depth of the grain-shaped concave portion is 5 to 40 μm. Particularly preferably, the thickness of the heat-insulating layer is 0.3 to 0.7 mm, the thickness of the projections of the metal layer is 1/5 or less of the thickness of the heat-insulating layer, and 10 to 40 μm. 5 to 35 μm.

【0054】本発明の断熱金型において、金属層表面が
艶消し状の場合には、金属層の平均厚みを金属層の厚み
とする。即ち、JIS・B0601で測定した平均線か
ら複合層との界面までの厚みを平均厚みとする。また、
金属層表面がしぼ状凸凹の場合には、しぼ形状を形成す
る金属層凸部から断熱層との界面までの厚みを金属層厚
みとする。金属層表面にしぼ状凸凹を有する場合に、し
ぼ形状を形成する金属層凸部の厚みを金属層厚みとする
のは、凸部の型表面再現性を良好にして、成形品全体の
ウエルドライン等の目立ちを低減するためである。しぼ
形状は凸部と凹部の一方が鏡面で、他方が艶消し面であ
ることが外観上好ましい。金属層の厚みは均一であるこ
とが好ましく、厚みのばらつきは好ましくは±10%以
下、更に好ましくは±5%以下である。金属層表面がし
ぼ状の凸凹の場合には、凸部の金属層厚みあるいは凹部
の金属層の厚みが、それぞれ均一であることが好まし
い。それぞれの厚みのばらつきは好ましくは±10%以
下、更に好ましくは±5%以下である。金属層厚みのば
らつきが大きいと、金属層の厚い部分の型表面再現性が
悪くなり、型表面再現性が良い部分と悪い部分が同一成
形品表面に現れ、むらを生じやすい。
In the heat-insulating mold of the present invention, when the metal layer surface is matte, the average thickness of the metal layer is defined as the thickness of the metal layer. That is, the thickness from the average line measured by JIS B0601 to the interface with the composite layer is defined as the average thickness. Also,
When the surface of the metal layer is uneven, the thickness from the protrusion of the metal layer forming the grain to the interface with the heat insulating layer is defined as the thickness of the metal layer. When the surface of the metal layer has unevenness in the form of a grain, the thickness of the metal layer convex portion forming the grain shape is set to the metal layer thickness because the mold surface reproducibility of the convex portion is improved and the weld line of the entire molded article is formed. This is for reducing the conspicuousness. The appearance of the grain is preferably such that one of the convex and concave portions is a mirror surface, and the other is a matte surface. The thickness of the metal layer is preferably uniform, and the thickness variation is preferably ± 10% or less, more preferably ± 5% or less. When the surface of the metal layer is uneven, the thickness of the metal layer in the projection or the thickness of the metal layer in the depression is preferably uniform. The variation of each thickness is preferably ± 10% or less, more preferably ± 5% or less. If the thickness of the metal layer varies greatly, the mold surface reproducibility of the thick portion of the metal layer deteriorates, and the portions having good and poor mold surface reproducibility appear on the same molded product surface, which tends to cause unevenness.

【0055】断熱金型において、断熱層と基金型の間、
あるいは断熱層と金属層の間の剥離の原因は熱膨張係数
の差だけではないが、熱膨張係数の差は大きな要因であ
る。断熱層と基金型および金属層との密着力が大きく、
低弾性率かつ高破断伸度の断熱層であれば、熱膨張係数
の差が若干大きくても剥離は生じない。しかし、断熱層
に適した材質、即ち高耐熱性かつ高硬度な断熱材は一般
に弾性率が大きく、特に主鎖に芳香環を有する耐熱性合
成樹脂がそれに該当する。耐熱性合成樹脂層を基金型お
よび/または金属層に密着させ、剥離を防ぐには熱膨張
係数の差が小さいことが好ましい。
In the heat insulating mold, between the heat insulating layer and the base mold,
Alternatively, the cause of peeling between the heat insulating layer and the metal layer is not only the difference in thermal expansion coefficient, but the difference in thermal expansion coefficient is a major factor. The adhesion between the heat insulation layer and the metal mold and metal layer is large,
In the case of a heat insulating layer having a low elastic modulus and a high elongation at break, peeling does not occur even if the difference in thermal expansion coefficient is slightly large. However, a material suitable for the heat-insulating layer, that is, a heat-insulating material having high heat resistance and high hardness generally has a large elastic modulus, and particularly a heat-resistant synthetic resin having an aromatic ring in the main chain. To make the heat-resistant synthetic resin layer adhere to the base mold and / or the metal layer to prevent peeling, it is preferable that the difference in thermal expansion coefficient is small.

【0056】射出成形やブロー成形等では成形される加
熱樹脂に接触する型表面は、成形毎に厳しい冷熱サイク
ルに曝される。一般に耐熱性重合体からなる断熱層より
金属層は熱膨張係数が小さく、熱膨張係数は大きく異な
る。そのため界面では成形毎に繰り返し応力が発生し、
剥離の一因となる。断熱層と接する基金型および金属層
と断熱層との熱膨張係数の差を小さくすることで剥離を
押さえることができる。
In injection molding, blow molding, and the like, the mold surface that comes into contact with the heated resin to be molded is subjected to a severe cooling / heating cycle every molding. In general, the metal layer has a smaller coefficient of thermal expansion than the heat insulating layer made of a heat-resistant polymer, and has a significantly different coefficient of thermal expansion. Therefore, stress is repeatedly generated at the interface every molding,
It causes peeling. Separation can be suppressed by reducing the difference in the coefficient of thermal expansion between the metal mold and the heat insulating layer and between the metal mold and the heat insulating layer that are in contact with the heat insulating layer.

【0057】本発明の断熱金型において、断熱層と接す
る基金型および金属層の熱膨張係数と、断熱層の熱膨張
係数との差は4×10-5/℃未満であることが成形加工
時の冷熱サイクルに対する耐性の点で好ましい。更に好
ましくは3×10-5/℃未満である。一般に金属は重合
体より熱膨張係数が小さいので、熱膨張係数が小さい耐
熱性重合体を選択することが好ましい。
In the heat-insulating mold of the present invention, the difference between the coefficient of thermal expansion of the base mold and the metal layer in contact with the heat-insulating layer and the coefficient of thermal expansion of the heat-insulating layer should be less than 4 × 10 −5 / ° C. This is preferable in terms of resistance to cooling and heating cycles. More preferably, it is less than 3 × 10 −5 / ° C. In general, metals have a smaller coefficient of thermal expansion than polymers, so it is preferable to select a heat-resistant polymer having a small coefficient of thermal expansion.

【0058】ここに述べる熱膨張係数は線膨張係数であ
る。断熱層の熱膨張係数は断熱層の面方向の線膨張係数
であり、JIS・K7197−1991に示される方法
で測定し、50℃と250℃の温度間の平均値、あるい
は断熱層のガラス転移温度が250℃以下の場合には、
50℃と該ガラス転移温度間の平均値で示す。即ち、平
滑な平板状金属の上に断熱層を形成し、次いで該断熱層
を剥離し、その断熱層の50℃と250℃の間、あるい
は50℃とガラス転移温度の間の平均熱膨張係数を測定
する。
The coefficient of thermal expansion described here is a coefficient of linear expansion. The coefficient of thermal expansion of the heat-insulating layer is a coefficient of linear expansion in the surface direction of the heat-insulating layer and is measured by a method described in JIS K7197-1991, and is an average value between 50 ° C and 250 ° C, or a glass transition of the heat-insulating layer. If the temperature is below 250 ° C,
It is shown as an average value between 50 ° C. and the glass transition temperature. That is, a heat insulating layer is formed on a flat metal plate, and then the heat insulating layer is peeled off, and the average thermal expansion coefficient of the heat insulating layer between 50 ° C. and 250 ° C. or between 50 ° C. and the glass transition temperature. Is measured.

【0059】本発明に良好に使用できる基金型の金属、
最表面に被覆する金属層の金属、断熱層の耐熱性重合体
および一般の合成樹脂の熱膨張係数を表1に示す。
The metal of the base mold which can be used favorably in the present invention,
Table 1 shows the coefficients of thermal expansion of the metal of the metal layer covering the outermost surface, the heat-resistant polymer of the heat insulating layer, and the general synthetic resin.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

【0061】※ これらの樹脂にはカーボン繊維を配合
することにより熱膨張係数を4×10 -5/℃付近まで低
減できる。また、基金型および金属層の熱膨張係数が大
きくなれば、相対的に熱膨張係数の大きい断熱層が使用
できる。金型材質として鋼鉄が最も多く使用されている
が、最近アルミニウム合金や亜鉛合金も使用される。本
発明では熱膨張係数が近ければ近い程好ましく、基金型
に鋼鉄を使用した場合には熱膨張係数が極めて小さい低
熱膨張型ポリイミド等は特に良好に使用できる。
* Carbon fiber is blended in these resins
The thermal expansion coefficient to 4 × 10 -FiveLow to around / ℃
Can be reduced. Also, the coefficient of thermal expansion of the base mold and metal layer is large.
As the temperature increases, a heat insulating layer with a relatively large coefficient of thermal expansion is used.
it can. Steel is the most commonly used mold material
However, aluminum alloys and zinc alloys have recently been used. Book
In the invention, the closer the coefficient of thermal expansion is, the more preferable,
When steel is used, the coefficient of thermal expansion is extremely small.
Thermal expansion type polyimide or the like can be used particularly preferably.

【0062】次ぎに本発明の断熱金型の端面部の構造の
好ましい範囲について述べる。端面部の構造の具体例を
図1、図2に示す。各部のサイズは次ぎのとおりであ
る。s1およびs2は金属層の厚みであり、その好まし
い範囲は1〜300μmである。d1およびd2は断熱
層の厚みであり、その好ましい範囲は0.05〜3mm
である。
Next, the preferred range of the structure of the end face of the heat insulating mold of the present invention will be described. 1 and 2 show specific examples of the structure of the end face portion. The size of each part is as follows. s1 and s2 are the thickness of the metal layer, and the preferred range is 1 to 300 μm. d1 and d2 are thicknesses of the heat insulating layer, and a preferable range thereof is 0.05 to 3 mm.
It is.

【0063】d0は堤の高さで、その範囲は断熱層の厚
みの0/100〜99/100であり、好ましくは20
/100〜99/100、特に好ましくは50/100
〜90/100の範囲である。d0が小さいと金型端部
の耐久性は低下し、d0が大きいと金型端部の成形性、
即ち型表面再現性等は低下することになる。w1は堤の
幅(上面部で示す。)であり、その好ましい範囲は0.
1〜10mmであり、更に好ましくは0.2〜5mm、
特に好ましくは0.3〜1mmである。余りに狭いと金
型端部の耐久性が著しく低下し、余りに広いと金型の断
熱性、ひいては成形性、即ち型表面再現性等が低下して
好ましくない。
D0 is the height of the embankment, and its range is 0/100 to 99/100 of the thickness of the heat insulating layer, preferably 20
/ 100 to 99/100, particularly preferably 50/100
~ 90/100. When d0 is small, the durability of the mold end decreases, and when d0 is large, the moldability of the mold end,
That is, the mold surface reproducibility and the like are reduced. w1 is the width of the embankment (shown by the top surface), and its preferred range is 0.
1 to 10 mm, more preferably 0.2 to 5 mm,
Particularly preferably, it is 0.3 to 1 mm. If the width is too narrow, the durability of the end of the mold is significantly reduced. If the width is too wide, the heat insulating property of the mold and, consequently, the moldability, that is, the reproducibility of the mold surface and the like are undesirably reduced.

【0064】b1は通常b1=d1−d0の関係にある
が、堤部の金属層の厚みによっては若干異なることにな
る。少なくともb1は断熱層の厚みの1/100以上、
好ましくは1/100〜80/100、特に好ましくは
10/100〜50/100である。e1およびe2は
断熱金型の端面部の切り欠き幅であり、成形金型合せ部
のクリヤランス幅になる。クリヤランスを設けることに
よって、本断熱金型の耐久性は顕著に改善する。e1お
よびe2は2〜200μm、好ましくは5〜100μ
m、特に好ましくは10〜70μmの範囲である。この
値が2μmより小さいと合わせ部等で金属層が直接ぶつ
かったり、擦れたりして金型断熱層の変形や破壊を来す
原因となり好ましくない。200μmを越えると合わせ
部のバリ等の成形問題が目立ち好ましくない。
Although b1 usually has a relationship of b1 = d1-d0, it will differ slightly depending on the thickness of the metal layer at the bank. At least b1 is 1/100 or more of the thickness of the heat insulating layer,
It is preferably from 1/100 to 80/100, particularly preferably from 10/100 to 50/100. e1 and e2 are the notch widths at the end surface of the heat insulating mold, and are the clearance widths of the forming mold matching portions. By providing the clear lance, the durability of the heat insulating mold is significantly improved. e1 and e2 are 2 to 200 μm, preferably 5 to 100 μm
m, particularly preferably in the range of 10 to 70 μm. If this value is smaller than 2 μm, the metal layer directly hits or rubs at the joint portion or the like, which may cause deformation or destruction of the mold heat insulating layer, which is not preferable. If it exceeds 200 μm, molding problems such as burrs at the joint are noticeable, which is not preferable.

【0065】f1およびf2は金型の切り欠きの深さで
ある。その深さは金属層の厚み以上、基金型の厚み未満
の範囲で広く選ぶことができるが、好ましくは金属層の
厚み〜金型の厚みの3/4、特に好ましくは2〜10m
mの範囲である。余りに浅いと端面部の被覆層の耐久性
が低下して好ましくなく、余りに深いと金型合わせ部の
接触面積が小さくなり、基金型の強度を低下させて好ま
しくない。
F1 and f2 are notch depths of the mold. The depth can be selected widely within the range of not less than the thickness of the metal layer and less than the thickness of the base mold, but is preferably 3/4 of the thickness of the metal layer to 3/4 of the thickness of the mold, and particularly preferably 2 to 10 m.
m. If it is too shallow, the durability of the coating layer on the end face decreases, which is not preferable. If it is too deep, the contact area of the mold mating portion becomes small, and the strength of the base mold decreases, which is not preferable.

【0066】本発明の断熱金型の性能を効果的に生かし
て合成樹脂を成形するには、金型温度条件の選定は重要
である。好ましくは金型温度を室温〜(合成樹脂の軟化
温度−20℃)に設定する。更に好ましくは(室温+5
℃)〜(合成樹脂の軟化温度−30℃)に設定して成形
する。このような金型温度とすることで、成形品は型表
面形状の再現性や外観に優れる成形体が得られる。ここ
に述べる金型温度は、断熱層と接する部分の基金型の成
形時の温度である。金型温度をこの範囲より高くすると
成形サイクルが長くなり、金型温度を室温以下にすると
型表面に結露等が起こり好ましくない。
In order to effectively utilize the performance of the heat insulating mold of the present invention to mold a synthetic resin, it is important to select the mold temperature conditions. Preferably, the mold temperature is set at room temperature to (softening temperature of synthetic resin−20 ° C.). More preferably (room temperature +5
(° C.) to (softening temperature of synthetic resin−30 ° C.). With such a mold temperature, a molded article having excellent reproducibility of the mold surface shape and excellent appearance can be obtained. The mold temperature described here is a temperature at the time of molding the base mold in a portion in contact with the heat insulating layer. If the mold temperature is higher than this range, the molding cycle becomes longer, and if the mold temperature is lower than room temperature, dew condensation or the like occurs on the mold surface, which is not preferable.

【0067】本発明の断熱金型を用いる成形方法により
成形できる合成樹脂は、一般の射出成形やブロー成形に
使用できる熱可塑性樹脂である。例えばポリエチレン、
ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスチレン、ス
チレン−アクリロニトリル共重合体、ゴム強化ポリスチ
レン、ABS樹脂等のスチレン系樹脂、ポリアミド、ポ
リエステル、ポリカーボネート、メタクリル樹脂、塩化
ビニル樹脂、ポリフェニレンエーテル等である。
The synthetic resin which can be molded by the molding method using the heat insulating mold of the present invention is a thermoplastic resin which can be used for general injection molding and blow molding. For example, polyethylene,
Examples include polyolefin such as polypropylene, polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, rubber-reinforced polystyrene, styrene-based resins such as ABS resin, polyamide, polyester, polycarbonate, methacrylic resin, vinyl chloride resin, and polyphenylene ether.

【0068】合成樹脂には1〜60重量%の樹脂強化物
を含有させることもできる。樹脂強化物とは各種ゴム、
ガラス繊維、カーボン繊維等の各種繊維、タルク、炭酸
カルシウム、カオリン等の無機粉末等である。本発明の
断熱金型が特に有効に使用できるのは、ゴム強化ポリス
チレン樹脂、ナイロン66、ナイロン6等のポリアミド
樹脂、アクリロニトリル含量が多いアクリロニトリル−
スチレン共重合体、該共重合体をマトリックスとするA
BS樹脂およびガラス繊維含量が15〜60重量%の各
種合成樹脂等である。
The synthetic resin may contain 1 to 60% by weight of a resin reinforcement. Various types of rubber,
Various fibers such as glass fiber and carbon fiber; and inorganic powders such as talc, calcium carbonate and kaolin. The heat-insulating mold of the present invention can be particularly effectively used for rubber-reinforced polystyrene resin, polyamide resin such as nylon 66 and nylon 6, and acrylonitrile having a high acrylonitrile content.
Styrene copolymer, A using the copolymer as a matrix
BS resin and various synthetic resins having a glass fiber content of 15 to 60% by weight.

【0069】本発明の断熱金型の成形性改良効果発現の
基本原理の考え方を次に示す。断熱金型は金型表面が断
熱層で被覆されており、例えば射出成形時に、その表面
に射出された加熱樹脂が接触すると、型表面は樹脂の熱
を受けて昇温する。それ故、断熱層の断熱性が大きいほ
ど型表面温度は高くなり、金型温度を高くした場合と同
様に成形性は改良されることになる。
The concept of the basic principle of the effect of improving the moldability of the heat insulating mold of the present invention will be described below. The heat-insulating mold has a mold surface covered with a heat-insulating layer. For example, when a heated resin injected into the surface contacts the surface during injection molding, the surface of the mold is heated by the heat of the resin. Therefore, the larger the heat insulating property of the heat insulating layer is, the higher the mold surface temperature is, and the moldability is improved as in the case where the mold temperature is increased.

【0070】本発明の断熱金型を用いる射出成形法に
は、その原理を利用して他の各種成形技術と組み合わせ
ることもできる。例えば、ガスアシスト射出成形、射出
圧縮成形等の、成形時に合成樹脂が型壁面を押し付ける
圧力が低い、および/または合成樹脂の型内流動速度が
遅い低圧射出成形との組み合わせも含まれる。また、各
種ブロー成形法に利用する場合、パリソンが型表面に接
触してから、ブロー圧力が成形品内面に十分にかかるま
での時間が長いブロー成形に使用した場合に改良効果が
特に発揮される。
The injection molding method using the heat insulating mold of the present invention can be combined with other various molding techniques by utilizing the principle. For example, a combination with low-pressure injection molding, such as gas-assisted injection molding or injection compression molding, in which the pressure at which the synthetic resin presses the mold wall surface during molding and / or the flow rate of the synthetic resin in the mold is low is also included. In addition, when used in various blow molding methods, the improvement effect is particularly exhibited when the parison is used for blow molding in which the time from when the parison contacts the mold surface to when the blow pressure is sufficiently applied to the inner surface of the molded product is long. .

【0071】本発明の断熱金型は、例えば、弱電機器、
電子機器、事務機器等のハウジング、各種自動車部品、
各種日用品、各種工業部品等の一般の合成樹脂射出成形
品の成形加工に用いることができる。特に、ウエルドラ
インが出やすい電子機器、電気機器、事務機器のハウジ
ング等に用いると、極めて優れた型再現性と外観によっ
て、塗装等の後工程の省略や製造コストの低下等の効果
を達成できる。
The heat insulating mold of the present invention can be used for, for example,
Housing for electronic equipment, office equipment, various automotive parts,
It can be used for molding general synthetic resin injection molded products such as various daily necessities and various industrial parts. In particular, when used in housings of electronic equipment, electrical equipment, office equipment, etc., in which weld lines are likely to appear, effects such as elimination of post-processing such as painting and reduction of manufacturing costs can be achieved due to extremely excellent mold reproducibility and appearance. .

【0072】また、本発明の断熱金型を用いる成形法の
特長である型再現性と外観特性を生かすには、即ち断熱
金型被覆層の金属表面状態、特にしぼ状態等をより効果
的に再現するには、従来の金属金型に比較してその抜き
勾配を大きくすることが好ましい。しかし、一般に家電
機器や事務機器の筐型ハウジングを成形する場合、デザ
イン上、抜き勾配を大きくすることには問題が多い。こ
の様な場合には、断熱層および金属層を積層した型キャ
ビティ面に、分割面を有する分割金型であって、該分割
面を構成する基金型の端部に堤構造を有することが好ま
しい。
Further, in order to make use of the mold reproducibility and appearance characteristics, which are the features of the molding method using the heat insulating mold of the present invention, the metal surface state of the heat insulating mold coating layer, in particular, the grain state, etc., can be improved more effectively. For reproduction, it is preferable to increase the draft angle compared to a conventional metal mold. However, in general, when molding a housing of a household appliance or office equipment, there is a problem in increasing the draft angle in design. In such a case, it is preferable that the split mold has a split surface on the mold cavity surface on which the heat insulating layer and the metal layer are stacked, and has a bank structure at an end portion of the base mold forming the split surface. .

【0073】このような断熱層および金属層を積層した
型キャビティ面に分割面を有する分割金型は、弱電機
器、電子機器、事務機器等のハウジング、特に金型から
成形体を取り出す時に、側面部の深さ10cm以上、さ
らには15cm以上の筐型ハウジングを成形する場合
に、特に好ましく利用できる。
A split mold having a split surface on a cavity surface of a mold in which such a heat insulating layer and a metal layer are laminated can be used for removing a molded product from a housing of a light electric device, an electronic device, an office device, etc. It can be used particularly preferably when molding a housing having a depth of 10 cm or more, more preferably 15 cm or more.

【0074】[0074]

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施例を挙げて説
明する。本実施例における金属層の製法、特性のタイプ
を次にまとめて示す。 金属層A:次亜燐酸ソーダを還元剤とし、低温、弱アル
カリ状態、低速度で化学ニッケルメッキを行い形成し
た、燐含量が少ない低燐化学ニッケルメッキ。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to embodiments. The production method and the types of characteristics of the metal layers in the present embodiment are summarized below. Metal layer A: Low-phosphorus chemical nickel plating with a low phosphorus content formed by performing chemical nickel plating at a low temperature, in a weakly alkaline state and at a low speed using sodium hypophosphite as a reducing agent.

【0075】金属層B:次亜燐酸ソーダを還元剤とし、
高温、酸性状態、高速度で化学ニッケルメッキを行い形
成した、燐含量が比較的多い中燐化学ニッケルメッキ。 金属層C:次亜燐酸ソーダを還元剤とし、高温、酸性状
態、高速度で化学ニッケルメッキを行い形成した、燐含
量が多い高燐化学ニッケルメッキ。 金属層D:硫黄含有量が少ない半光沢電解ニッケルメッ
キ。
Metal layer B: using sodium hypophosphite as a reducing agent
Medium phosphorus chemical nickel plating with relatively high phosphorus content formed by chemical nickel plating at high temperature, acidic condition, and high speed. Metal layer C: high-phosphorus chemical nickel plating with a high phosphorus content formed by performing chemical nickel plating at a high temperature, in an acidic state and at a high speed using sodium hypophosphite as a reducing agent. Metal layer D: Semi-bright electrolytic nickel plating with low sulfur content.

【0076】金属層E:硫黄含有量が多い光沢電解ニッ
ケルメッキ。 金属層F:硫酸銅を用いる銅ストライクメッキ 金属層G:硫酸銅メッキ浴を用いる電気銅メッキ 上記の各ニッケルメッキ層の熱膨張係数は、何れもほぼ
1.3×10-5/℃である。
Metal layer E: Bright electrolytic nickel plating with a high sulfur content. Metal layer F: copper strike plating using copper sulfate Metal layer G: electrolytic copper plating using copper sulfate plating bath The thermal expansion coefficient of each of the above nickel plating layers is approximately 1.3 × 10 −5 / ° C. .

【0077】[0077]

【実施例1】 1.断熱金型の製造方法 (1)金型構成 鋼鉄(S55C)製の筐型成形体(ハウジング)の射出
成形用の金型である。該金型の熱膨張係数は1.1×1
-5/℃である。図5に示す如く、固定側取付け板I、
割型ブロックJ、可動側板KおよびコアーLに囲まれて
キャビティGが存在する。固定側取付け板Iおよび割型
ブロックJのキャビティ表面は断熱層が積層されてい
て、基金型、断熱層および金属層から構成される。各割
型ブロック間および割型ブロックと固定側取付け板Iの
分割面は、本願に係る端面部構造を有している。基金型
の断熱層被覆面は銅−ニッケル−クロムメッキを重ねて
いる。 (2)断熱層 プライマー層:割型ブロックJの基金型表面にプライマ
ーとしてCO基含量の多い直鎖型ポリイミド前駆体の1
0重量%N−メチルピロリドンを主体とする溶剤溶液を
スプレーして約1μmの厚さに塗り、160℃で20分
間乾燥および部分的にイミド化反応を行った。 断熱層:そのプライマー上に、全芳香族ポリイミド系ワ
ニス(トレニース#3000 東レ(株)製 商品名)
を含む混液を繰り返しスプレー塗布した。各スプレー塗
布後は160℃で20分間加熱した。この塗布、加熱を
繰り返して200μmの厚みにした。 エッチング助剤含有層:最後に複合層を作るために、エ
ッチング助剤として酸化チタンをポリイミド100重量
部に対して11.0重量部分散したトレニース#300
0を含む混液をスプレー塗布して、10μmの厚みのエ
ッチング助剤含有層で最表面を被覆し、次いで290℃
に加熱してポリイミド層を完成した。 (3)メッキ方法 エッチング方法:得られた断熱層で被覆された金型は重
クロム酸カリウムと硫酸との混液を用い、攪拌しながら
エッチングを行った。 メッキ方法:得られた金型の断熱層面を感受性化処理、
活性化処理の順で処理し、次いで化学ニッケルメッキす
ることにより0.5μm厚の金属層Aを被覆し、その表
面上に1μmの金属層F、4μmの金属層G、5μmの
金属層Dを被覆し、更にその表面上に金属層E15μm
を被覆した。 (4)パターンエッチング方法:得られた金属層被覆断
熱金型のキャビティ面の全面に、公知のエッチング法に
よりエッチングパターンシボを切った。鏡面部に対する
エッチング部の平均深さは約10μmであった。 (5)この様にして作成した断熱金型は端面部構造は図
2に示すとおりであった。各部の構造は次のとおりであ
る。 d1:断熱層厚みで200μm s1:金属層の厚みで25μm d0:堤の高さで170μm b1:端面部の断熱層の厚みで30μm w1:堤の頂部幅で0.3mm e1:切り欠き幅で50μm f1:切り欠きの深さで10mm 2.断熱金型の性能評価 得られた断熱金型を用いて、熱可塑性樹脂としてゴム強
化ポリスチレン樹脂(旭化成ポリスチレン492 旭化
成工業(株)製 商品名)を成形温度230℃、金型温
度30℃で射出成形を行った。得られた結果を表2に示
す。
Embodiment 1 Manufacturing method of heat-insulating mold (1) Mold structure This is a mold for injection molding of a housing-shaped molded body (housing) made of steel (S55C). The coefficient of thermal expansion of the mold is 1.1 × 1
0 -5 / ° C. As shown in FIG. 5, the fixed side mounting plate I,
A cavity G is surrounded by the split block J, the movable side plate K, and the core L. The cavity surfaces of the fixed side mounting plate I and the split block J are laminated with a heat insulating layer, and are composed of a base mold, a heat insulating layer, and a metal layer. The split surfaces between the split mold blocks and between the split mold blocks and the fixed-side mounting plate I have the end face structure according to the present invention. The heat-insulating layer-coated surface of the base mold is overlaid with copper-nickel-chrome plating. (2) Heat-insulating layer Primer layer: A linear polyimide precursor having a high content of CO group as a primer on the surface of the base mold of split mold block J
A solvent solution mainly containing 0% by weight of N-methylpyrrolidone was sprayed to a thickness of about 1 μm, dried at 160 ° C. for 20 minutes, and partially imidized. Thermal insulation layer: Wholly aromatic polyimide varnish (Trenice # 3000, manufactured by Toray Industries, Inc.) on the primer
Was repeatedly spray-coated. After each spray coating, heating was performed at 160 ° C. for 20 minutes. This coating and heating were repeated to obtain a thickness of 200 μm. Etching aid-containing layer: To form a composite layer, 11.0 parts by weight of titanium oxide dispersed in 100 parts by weight of titanium oxide was used as an etching aid to make a composite layer.
0, and the outermost surface is coated with an etching aid-containing layer having a thickness of 10 μm.
To complete the polyimide layer. (3) Plating method Etching method: The mold covered with the obtained heat insulating layer was etched using a mixed solution of potassium dichromate and sulfuric acid with stirring. Plating method: Sensitize the heat insulation layer surface of the obtained mold,
The metal layer A having a thickness of 0.5 μm is coated by performing a treatment in the order of the activation process and then performing chemical nickel plating, and a 1 μm metal layer F, a 4 μm metal layer G, and a 5 μm metal layer D are formed on the surface. Coated, and a metal layer E 15 μm
Was coated. (4) Pattern etching method: An etching pattern grain was cut on the entire surface of the cavity of the obtained metal layer-coated heat insulating mold by a known etching method. The average depth of the etched portion with respect to the mirror surface was about 10 μm. (5) The heat-insulating mold thus produced had the end face structure as shown in FIG. The structure of each part is as follows. d1: 200 μm in the thickness of the heat insulating layer s1: 25 μm in the thickness of the metal layer d0: 170 μm in the height of the bank b1: 30 μm in the thickness of the heat insulating layer at the end face w1: 0.3 mm at the top width of the bank e1: Notch width 1. 50 μm f1: 10 mm at notch depth Performance evaluation of heat insulation mold Using the obtained heat insulation mold, a rubber-reinforced polystyrene resin (trade name of Asahi Kasei Polystyrene 492, manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd.) was injected as a thermoplastic resin at a molding temperature of 230 ° C and a mold temperature of 30 ° C. Molding was performed. Table 2 shows the obtained results.

【0078】[0078]

【実施例2】端面部に接して設ける堤の形状を変える以
外実施例1と同様の断熱金型構造である。各部の構造は
次ぎのとおりである。 d1:断熱層の厚みで200μm s1:金属層の厚みで25μm d0:堤の高さで100μm b1:端面部の断熱層の厚みで100μm w1:堤の頂部幅で1.0mm e1:切り欠きの幅で55μm f1:切り欠きの深さで10mm これを用いて実施例1と同様に成形評価した結果を表2
に示す。
Second Embodiment A heat insulating mold structure similar to the first embodiment except that the shape of a bank provided in contact with an end face is changed. The structure of each part is as follows. d1: 200 μm in the thickness of the heat insulating layer s1: 25 μm in the thickness of the metal layer d0: 100 μm in the height of the embankment b1: 100 μm in the thickness of the heat insulating layer at the end face w1: 1.0 mm in the top width of the embankment e1: Notch 55 μm in width f1: 10 mm in notch depth Using this, the results of molding evaluation in the same manner as in Example 1 are shown in Table 2.
Shown in

【0079】[0079]

【実施例3】銅メッキ層を無くし、金属層Dにかえて金
属層B、金属層Eにかえて金属層Cにする以外は、実施
例2と同様の断熱金型構造を作成する。即ち、メッキ層
構成はA−B−C構造である。各部の構造は次ぎのとお
りである。 d1:断熱層の厚みで200μm s1:金属層の厚みで25μm d0:堤の高さで170μm b1:端面部の断熱層の厚みで30μm w1:堤の頂部幅で0.5mm e1:切り欠き幅で60μm f1:切り欠き深さで5mm これを用いて実施例1と同様に成形評価した結果を表2
に示す。
Embodiment 3 A heat-insulating mold structure similar to that of Embodiment 2 is prepared except that the copper plating layer is eliminated and the metal layer D is replaced with the metal layer B and the metal layer E is replaced with the metal layer C. That is, the configuration of the plating layer is an ABC structure. The structure of each part is as follows. d1: 200 μm in the thickness of the heat insulating layer s1: 25 μm in the thickness of the metal layer d0: 170 μm in the height of the bank b1: 30 μm in the thickness of the heat insulating layer at the end face w1: 0.5 mm at the top width of the bank e1: Notch width Table 1 shows the results of molding evaluation using this as described in Example 1.
Shown in

【0080】[0080]

【実施例4】金型端面構造を図1示す構造にする以外は
実施例1と同様の断熱金型構造である。各部の構造は次
ぎのとおりである。 d2:断熱層の厚みで200μm s2:金属層の厚みで25μm e2:切り欠き幅で50μm f2:切り欠き深さで10mm これを用いて実施例1と同様に成形評価した結果を表2
に示す。
Fourth Embodiment A heat insulating mold structure similar to that of the first embodiment except that the structure of the mold end surface is changed to the structure shown in FIG. The structure of each part is as follows. d2: 200 μm in the thickness of the heat insulating layer s2: 25 μm in the thickness of the metal layer e2: 50 μm in the notch width f2: 10 mm in the notch depth Table 2 shows the results of the molding evaluation using this as in Example 1.
Shown in

【0081】[0081]

【比較例1】割型ブロックJの端面部構造が図3に示す
ところである。それ以外実施例1と同様の断熱金型構造
である。各部の構造は次ぎのとおりである。 d3:断熱層の厚みで200μm s3:金属層の厚みで25μm これを用いて実施例1と同様に成形評価した結果を表2
に示す。
Comparative Example 1 The end face structure of the split block J is as shown in FIG. Otherwise, the heat insulating mold structure is the same as that of the first embodiment. The structure of each part is as follows. d3: 200 μm in the thickness of the heat insulation layer s3: 25 μm in the thickness of the metal layer
Shown in

【0082】[0082]

【比較例2】割型ブロックJの端面部構造が図4に示す
ところである。それ以外実施例1と同様の断熱金型構造
である。各部の構造は次ぎのとおりである。 d4:断熱層の厚みで200μm s4:金属層の厚みで25μm w4:堤の幅で1mm e4:切り欠き幅で25μm f4:切り欠き深さで10mm これを用いて実施例1と同様に成形評価した結果を表2
に示す。
Comparative Example 2 The structure of the end face of the split block J is shown in FIG. Otherwise, the heat insulating mold structure is the same as that of the first embodiment. The structure of each part is as follows. d4: 200 μm in the thickness of the heat insulating layer s4: 25 μm in the thickness of the metal layer w4: 1 mm in the width of the embankment e4: 25 μm in the notch width f4: 10 mm in the notch depth Using this, the molding evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 2 shows the results
Shown in

【0083】[0083]

【比較例3】割型ブロックJに断熱層を全く含まない単
なる金属金型を用い、実施例1と同様に成形評価した結
果を表2に示す。
Comparative Example 3 Table 2 shows the results of molding evaluation using a simple metal mold having no heat insulating layer in the split mold block J in the same manner as in Example 1.

【0084】[0084]

【表2】 [Table 2]

【0085】<各評価の基準> ・金型耐久性 × 成形100回で金型端部に一部断熱層剥離。 ○ 成形テスト3000回で金型および成形体の両者
の変形は実用的に認められない。 ◎ 成形テスト3000回で金型および成形体の両者
に変形は全く認められない。 ・パターン再現性 ×× パターン再現性は著しく劣る。 × 端部付近のパターン再現性が著しく劣る。端部か
ら大きく離れた部位は良好。 ○ パターン再現性良好、端面部付近の再現性もほぼ
良好。 ◎ 全面に渡ってパターン再現性良好。 ・合わせ部状態 △ 成形100回目のサンプルで合わせ部に小さなバ
リ上の盛り上がりが認めれた。 ○ 成形3000回で良好で、合わせ部に微小な盛り上
がりが認めれる程度。 ◎ 成形3000回で良好で、合わせ部のラインが認め
られる程度。
<Evaluation Criteria> Die durability × Part of the heat insulating layer peeled off at the end of the mold after 100 moldings. ○ Deformation of both the mold and the molded body was not practically recognized after 3,000 molding tests.で No deformation was found in both the mold and the molded product after 3000 molding tests.・ Pattern reproducibility XX The pattern reproducibility is extremely poor. C: Pattern reproducibility in the vicinity of the end is extremely poor. The part far away from the end is good. ○ Pattern reproducibility is good, and reproducibility near the end face is almost good. ◎ Good pattern reproducibility over the entire surface. -State of joint part △ In the sample of the 100th molding, a small bulge was observed on the joint part at the joint part.良好 Good after 3,000 moldings, with slight bulging observed at the joint.良好 Good after 3,000 moldings, and the degree of the line at the mating part is recognized.

【0086】[0086]

【発明の効果】本発明の断熱性金型は優れた成形性を有
すると共に、成形加工時の厳しいシェアーストレスや冷
熱サイクルに対する耐性にも優れる。即ち、これを用い
て成形することにより、合成樹脂成形体の型表面形状の
再現性が良くなり、金型合わせ部の目立ちを低減できる
等の外観良好な成形品を成形でる。また、断熱層および
金属層が単に積層された断熱金型に比較して、金型端面
部の耐久性、ひいては断熱層の耐久性は顕著に優れる。
これにより、金型の合わせ部や端部を中心に、成形の繰
り返しにともなう変形、破損を原因に、合成樹脂成形品
の対応する個所の成形体欠陥が目立ってくる等の問題を
避けることができる。
The heat-insulating mold of the present invention has excellent moldability, and also has excellent resistance to severe shear stress and cooling / heating cycle during molding. That is, by molding using this, it is possible to improve the reproducibility of the mold surface shape of the synthetic resin molded article, and to mold a molded article having an excellent appearance such that the conspicuousness of the mold fitting portion can be reduced. Further, the durability of the end face of the mold and the durability of the heat insulating layer are remarkably superior to those of the heat insulating mold in which the heat insulating layer and the metal layer are simply laminated.
As a result, it is possible to avoid problems such as the occurrence of defects in the corresponding portions of the synthetic resin molded product due to deformation and breakage due to repeated molding, mainly at the mating portions and end portions of the mold. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の断熱金型の端面部構造の一例を示す部
分断面図である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing an example of an end face structure of a heat insulating mold of the present invention.

【図2】本発明の断熱金型の端面部構造の一例を示す部
分断面図である。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing an example of an end face structure of the heat insulating mold of the present invention.

【図3】比較例の従来公知の断熱金型の端面部構造の例
を示す部分断面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing an example of an end face structure of a conventionally known heat insulating mold of a comparative example.

【図4】比較例の断熱金型の端面部構造の例を示す部分
断面図である。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an example of an end surface structure of a heat insulating mold of a comparative example.

【図5】実施例および比較例で用いた割型部を有する射
出成形金型の主要部分を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a main part of an injection mold having a split mold part used in Examples and Comparative Examples.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A 金属からなる基金型 A′ 基金型の堤部位 B 耐熱性重合体からなる断熱層 C 金属層 s1〜s4 金属層の厚み d0 堤の高さ d1〜d4 断熱層の厚み b1 堤部の断熱層の厚み w1、w3 堤の頂部幅 e1、e2、e4 金型の切り欠き幅 f1、f2、f4 金型の切り欠き深さ G キャビティ H ロケートリング I 固定側取付け板 J 割型ブロック K 可動側板 L コアー M スプールブッシュ N アンギュラピン O スプール Reference Signs List A Mold base made of metal A 'Die part of base mold B Heat insulation layer made of heat-resistant polymer C Metal layer s1 to s4 Thickness of metal layer d0 Height of levee d1 to d4 Thickness of heat insulation layer b1 Heat insulation layer of dyke Thickness w1, w3 Die top width e1, e2, e4 Die notch width f1, f2, f4 Die notch depth G Cavity H Locate ring I Fixed side mounting plate J Split block K Moving side plate L Core M Spool bush N Angular pin O Spool

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属からなる基金型の型キャビティを構
成する型表面に、耐熱性重合体からなる断熱層および金
属層を順次積層した断熱金型であって、該断熱金型の端
面部に幅2〜200μmの範囲の切り欠きを有する断熱
金型。
1. A heat-insulating mold in which a heat-insulating layer made of a heat-resistant polymer and a metal layer are sequentially laminated on a surface of a mold constituting a mold cavity of a metal base mold. A heat insulating mold having a notch having a width in the range of 2 to 200 μm.
【請求項2】 断熱金型が型キャビティ面に分割面を有
する分割金型である請求項1記載の断熱金型。
2. The heat-insulating mold according to claim 1, wherein the heat-insulating mold is a split mold having a split surface on a mold cavity surface.
【請求項3】 基金型が堤構造を有する請求項1、また
は2記載の断熱金型。
3. The heat-insulating mold according to claim 1, wherein the base mold has a bank structure.
【請求項4】 断熱層の厚みが0.05〜3mmの範
囲、金属層の厚みが1〜300μmの範囲で、かつ断熱
層の厚みの1/3以下である請求項1、2または3記載
の断熱金型。
4. The heat insulating layer according to claim 1, 2 or 3, wherein the thickness of the heat insulating layer is in the range of 0.05 to 3 mm, the thickness of the metal layer is in the range of 1 to 300 μm, and not more than 3 of the thickness of the heat insulating layer. Insulation mold.
【請求項5】 基金型の堤構造の幅が0.1〜10mm
の範囲、その高さが断熱層の厚みの20/100〜99
/100の範囲である請求項3または4記載の断熱金
型。
5. The width of the bank structure of the base mold is 0.1 to 10 mm.
And the height is 20/100 to 99 of the thickness of the heat insulating layer.
The heat insulating mold according to claim 3 or 4, wherein the ratio is in the range of / 100.
【請求項6】 断熱金型の端面部の切り欠きが、幅5〜
100μm、かつ深さが金属層の厚み以上、基金型の厚
みの3/4以下であることを特徴とする請求項1、2、
3、4または5記載の断熱金型。
6. The notch at the end face of the heat insulating mold has a width of 5 to 5.
The thickness of the metal mold is 100 μm and the depth is not less than the thickness of the metal layer and not more than / of the thickness of the base mold.
3. The heat-insulating mold according to 3, 4 or 5.
【請求項7】 耐熱性重合体の軟化温度が成形温度より
高く、かつ140℃以上である請求項1、2、3、4、
5または6記載の断熱金型。
7. The heat-resistant polymer according to claim 1, wherein the softening temperature is higher than the molding temperature and 140 ° C. or higher.
7. The heat-insulating mold according to 5 or 6.
【請求項8】 金属層が化学メッキおよび/または電気
メッキにより作成された金属層である請求項1、2、
3、4、5、6または7記載の断熱金型。
8. The method according to claim 1, wherein the metal layer is a metal layer formed by chemical plating and / or electroplating.
The heat insulating mold according to 3, 4, 5, 6, or 7.
【請求項9】 金属層が化学ニッケルメッキ、化学およ
び/または電気銅メッキ、化学および/または電気ニッ
ケルメッキを順次積層してなることを特徴とする請求項
8記載の断熱金型。
9. The heat-insulating mold according to claim 8, wherein the metal layer is formed by sequentially laminating chemical nickel plating, chemical and / or electric copper plating, and chemical and / or electric nickel plating.
【請求項10】 断熱層を構成する耐熱性重合体がポリ
イミドである請求項1、2、3、4、5、6、7、8ま
たは9記載の断熱金型。
10. The heat insulating mold according to claim 1, wherein the heat resistant polymer constituting the heat insulating layer is polyimide.
【請求項11】 請求項1、2、3、4、5、6、7、
8、9または10記載の断熱金型を用いて成形する樹脂
成形法。
11. The method of claim 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,
A resin molding method for molding using the heat insulating mold according to 8, 9 or 10.
【請求項12】 家電機器、事務機器の筐型ハウジング
を成形する請求項11の樹脂成形法。
12. The resin molding method according to claim 11, wherein a housing for a household appliance or office equipment is molded.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002336748A (en) * 2001-05-17 2002-11-26 Nagoya Oil Chem Co Ltd Masking material
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WO2019163850A1 (en) * 2018-02-22 2019-08-29 コニカミノルタ株式会社 Method for manufacturing molding die, molding die, and method for manufacturing resin molded article

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