JPS59135110A - プラスチック射出成型用金型 - Google Patents

プラスチック射出成型用金型

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JPS59135110A
JPS59135110A JP917483A JP917483A JPS59135110A JP S59135110 A JPS59135110 A JP S59135110A JP 917483 A JP917483 A JP 917483A JP 917483 A JP917483 A JP 917483A JP S59135110 A JPS59135110 A JP S59135110A
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carbon fiber
fiber reinforced
reinforced material
resin
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Hisao Yokota
横田 久雄
Masaaki Nozaki
野崎 正昭
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KINSEN KAGAKU KOGYO KK
TOOTASU ENG KK
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KINSEN KAGAKU KOGYO KK
TOOTASU ENG KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/37Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/40Plastics, e.g. foam or rubber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチック成型用金型、さらに詳しくは、改
良されたプラスチック成型用のコンポジッI・金型に関
するものである。
今日繁用されているプラスチックスの射出成型用金型と
しては、炭素鋼、ダクタイル鋳鉄又は鋳鋼を機械加工し
たものが普通であるが、精密な切削加工を必要とするた
め極めて高価である。このため、少量生産では金型の償
却費が過大となって製品のコストを大幅に増大させる要
因となる。そこで、従来から少量生産にも適合できるよ
うな低廉な金型の開発が強く望まれてきた。
以」二の課題に応えるものとして、先にガラス繊維強化
材料を用いた金型が、開発されており、この金型は既に
一部実用に供されている。しかし、この金型は熱伝導率
が極めて低いため、金属製の金型に比較して成型サイク
ルを2〜3倍にも延長させるので、成型加工費を増大さ
せる欠点を有する。加えて、本金型は自体機械的強度が
低いため、寿命が極端に短く、僅か数百ショットで破損
してしまうので、その利用は特殊な場合に制限される。
金型の製作費を低減させるための別の方法として、亜鉛
合金やアルミニウム合金などの比較的低融点の合金や鋳
鉄を用いる鋳造法により、射出成型用の金型を製作する
試みも一部で実施されている。しかしこの方法では、熔
融した金属湯を型内に注いで鋳造を行うため、該湯内に
抱きこまれた空気などによる微細な空洞が鋳物内に発生
するのを回避できない。そして、このような空洞入り鋳
物で製作された金型で射出成型を行うと、成型時に作用
する極めて高い熔融樹脂の圧力により該空洞が押し潰さ
れ、金型の表面に無数の微細な窪みを発生するに至る。
従ってこのような金型を用いて成型を行うと、当初は精
密な成型が可能であっても次第に肌荒れを起し、精密な
成型が不可能に陥る。この理由から、鋳物製の金型も、
少数の成型品しか必要としない所謂試作型にしか応用さ
れていないのが現状である。
しかるに、本発明者らは、近年航空機やスポーツ用品に
使用され始めた炭素繊維強化材料の機械的及び熱的性質
に注目し、どれを金型材料として採用することを検討し
た結果、金型のコア又はキャビティーの表面を炭素繊維
強化樹脂材料にて被覆することにより、ここに上記ガラ
ス繊維強化材料を用いた金型及び鋳物製金型固有の欠点
を悉く解決し得たのみならず、加えて、従来の樹脂型と
同等の低コストで製作できる新規な金型な発明するに至
ったものである。
本発明の骨子は、熱硬化性樹脂をマトリックスとして炭
素繊維強化材料を金型全体の構成材料として、又は少な
くとも該金型の型面構成材料として使用する点に在る。
以上の発明においてr炭、素繊維jというのは、繊維状
の綿、レーヨン、ポリアクリロニトリル、ピッチ等の有
機物質を嫌気的に焼成することにより得られるもので、
本発明では、実質的にどのような炭素繊維でも利用でき
るが、好適には、引っ張り弾性率20 ton/af以
上、引っ張り強度200 kg/lI[F以上の高性能
品を使用するのが好ましい。これらの炭素繊維は、ファ
イバー(フィラメント)、ステーブル及び織物並びにそ
れらのプリプレグ品などの形で市販されており、本発明
では、これらどの形態のものでも利用できる。因に、上
のプリプレグとは、多数条の繊維を並列して一方向に引
き揃えたシートや織物などに、エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を含浸、半硬化させ
たものである。
また、本発明における炭素繊維が埋めこまれるマトリッ
クス樹脂としては、通常、エポキシ樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂及び尿素樹
脂などの熱硬化樹脂が使用されるが、特殊な場合には、
ポリイミド樹脂のような耐熱性樹脂を用いてもよい。後
者は高価であるが、成型対象樹脂の種類により、350
 ”Cを越えるような高い金型温度が望まれる場合には
極めて有効であ゛る。
以」二の炭素繊維及び熱硬化性合成樹脂から形成された
強化材料中における炭素繊維の含有率は、木材料の機械
的及び熱的特徴を充分に発揮させるため、できるだけ大
きいのが望ましいが、実際上80容積%以上にまで高め
るのは困難である。但し、上記諸特徴をある程度犠牲に
することが許されるならば、勿論炭素繊維の含有率を3
0%又はそれυ下にまで低下させZことができ、これは
本金型の製造コストを低減させるという経済的な利益を
もたらす。
本発明に係る金型は、例えば以下の如く:にして1!作
される(但し断るまでもなく、これは単なる例示であっ
て、これ以外にも多くの手段が存すること9′1々理解
されるべきである)。
■ 金型全体を炭素mja−強化樹脂材料で構成する場
合ニー□− 先ず、目的とするプラスチック成型品と同形の木型又は
石膏型を製作し、その上に前述のプリプレグを必要枚数
積層する。この際、プリプレグがIJIimを一方向に
並列したシート状のものであれば、その繊維方向が互い
に直交又は斜交するよう1、=積層すると、111られ
た金型の強度に等方性を与えることができる。この積層
の厚さは、通常0.5慣mないし2 tl O* m 
、好ましくは、1mmないし’i l) m rsの範
囲である。このようにして得られたブリプ背グ賦形物を
、次いで120℃ないし180℃に加熱して硬化させる
。なおこの際、表面層の平滑度を高める目的で、使用さ
れた熱硬化樹脂と同−又は類似の組成を有tδ塗布剤を
スプレーなどの方法によりその表面に塗布することもあ
る。硬化が終れば、該賦形物の裏面に約40%%の短繊
維の炭素繊維を混合した常温熱硬化波熱硬化性樹脂を注
入して補強用の裏打ちを行なった後、鋼製の側板を取付
け、さらに機械加工を行−Jて、ゲート、突出し7ビン
、ガイドピンなどを装置するのに必要ir孔を穿ち、最
後に取付板などの付属設備を取付けることにより金型の
製作を終える。
■ 金型の型面のみを炭素繊維強化樹脂材料で構成する
場合:−一一一 この場合、予め鋳造方法で製作された金型の雌型ニフ5
は雄型の表面を上と同様に炭素l@維強化樹脂ねネ;1
で被覆するが、被覆層の厚さは前者に比べて薄くてもよ
〈、その厚さは、2Y通Q、1mmないしlO誼l 好
ま167〈は、0.5履ルないし3層厘である。この形
式においては、予め本強化被覆層の厚みを考慮して製作
されたキャビティー又はコアの表面にエポキシ樹脂など
の接着剤を塗布した後、一方向に並列された炭素繊維の
プリプレグを該繊維方向が交互に4・るようにFJ 、
<iするか又は織物状炭素繊維のプリプレグを核層り、
た上、加熱硬化させる。この際、該プリブ1/グ中に含
有された炭素mmの表面を覆う熱硬化性樹脂の半硬化物
は、なお未反応・7)13°能基を含有するのe、別設
接着剤の塗布を要しな;いこともある。2:(お必要が
、i:、れば、硬化し、た炭素繊維強化材料層の表面を
、さらに熱硬化性樹脂塗が1の#j層で二1−ティング
して顔面に平滑処理を施し1もよい。
水弁yに係る金型は、1す用された炭素繊維強化材料の
熱伝導率が夕);と略列埠でコ〕るため、成型サイクル
に対しで殆ど影響4ヒ及ぼさない。また、その機械的強
度も平常にfMれている。例えば!#、繊維の炭素Hh
維とエピビス型エポキシ樹脂を容積比で60:40の割
合で使用した強化樹脂材料の引っ張り強IIは59kg
/ mnr、またその熱伝導率は、2EfKcal/m
−hr・°Cであって、従来のガラス繊維強イヒエボキ
シ樹脂からなる金型材料に比べて、成型サイクル及び耐
用命数において極めて優れており、実質的に鋼製金型に
匹敵するという驚くべき高性能を示す。これらの点から
、本発明の金型がT楽曲しこ大きな利益をもたらし得る
ことは明瞭である。
以ド、本発明金型の具体例及びその使用例を添(・1図
面を参照して説明するが、例示は中(こ説明用のもので
あって、発明精神の限定を意味するものではない。
実施例1(第1図参照) 前述Q)の方法に従って、被成型品(洗l/)桶)と同
形の雌雄の木型を作り、これら各木型の上に一方向に多
数本並列された高強度級炭素繊維60%と半硬化エポキ
シ樹脂40%とからなるプ1ノブレグシート(米国He
rcules社製[マグナマイ) (MへGNAMIT
E)MS−4/1908 J )を各シートの繊維方向
が互いに直交するように積重ね、511ul厚に積層後
、加熱、硬化させて雌雄の型面層(12a、13a)を
製作した。これらの型面層を夫々木製の型枠内にセット
し、それらの各裏面に、短繊維炭素縁a40%%を混入
したエポキシ樹脂注型材料を注入硬化yせて裏打ち層(
12、13)を形成させ、炭素1@維強化樹脂製型板(
1,2)を製作した。
以上の各型板に所定の寸法の孔を穿った後、夫々に鋼製
の側(3]、ロケートリング鈍及びスプルブツシュ自並
びにバックプレート16)、エジェクタ板17)、側板
141、リターンピン18[、エジェクタガイドピン1
91、エジェクタピン1101及びガイドピン1111
などの付属設備を取付け、固定側型板(1)と可動側型
板〔2]とが一組となった金型を完成させた。
以上の金型を射出成型機に取付け、低密度ポリエチレン
を射出圧40kg/cf、シリンダ一温度230°C1
成型サイクル34秒の条件で射出成型したところ、所定
の製品が得られ、5400ショット後においても、肌荒
れその他、−切の欠点は認められなかった。因に、上の
34秒という成型サイクルは、炭素鋼製金型によるそれ
と比較して何等遜色のないものである。
実施例2(第2図参照) (I[jA金合金Al:3.5%、Cu:0.71%、
 Mg:0.05%、残量:Zn)から作られた型板(
1,2)のキャビティー及びコアの両方に夫々刻設され
た彫刻面(la 、 2a)の各表面に、実施例1と同
様のプリプレグを同側と同様に厚さ2■となるように積
層、硬化させた後、前例と同様に付属設備を装着した。
以上の金型を用い、前例と同様の圧力及び温度条件にて
低密度ポリエチレンを射出成型したところ、ショントサ
イクルは31秒に短縮され、かつ製品の表面は、150
0シヨツト後においても」1滑であった◎
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は、夫々別個の本発明金型の例を示す
やや模型的な縦断面図である。各図面中の主要な符号の
意味は以下の通り:□ 1:固定側型板、2:移動側型板、3,4:側板・、5
:パーティングライン、6:バックプレート、7:エジ
ェクタ板、8:リターンピン、9:エジェクタガイドピ
ン、10:エジェクタピン、11ニガイドピン、12,
13  :裏打ち層、14:ロケートリング、15ニス
プルブツシユ、16:冷却水通路、17:キャビティー
。 特許出願人 近泉化学工業株式会社 同   トータスエンジニアリング株式会社手続袖正書
(自発) 昭和58年1月26日 特1在庁長官 若杉 和犬 殿 千←−ナー      ”・ 2、発明の名称゛  ブラスヂ、り′成型用金型3、 
補正をする者 事件との関係  特許出願人 アタラシ タカ ヨシ 代表者 新  隆 吉  (他1名) 4、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (+1  金甲の固定側型板と移動側型板との中、少な
    くとも一方の側の型板の熔融樹脂材料に接する面(型面
    )が炭素繊維強化材料で構成されていることを特徴とす
    るプラスチック成型用金形。 (2)  金型が鋳鉄、亜鉛合金又はアルミニウム合金
    から鋳造法により製作されると共に、その型面が炭素繊
    維強化材料から構成されている特許請求の範囲第1項記
    載の金型。 (3)  型面を含む金型の全部又は大部分が炭素繊維
    強化材料から構成されている特許請求の範囲第1項記載
    の金型。 141  型面を構成する炭素繊維強化材料が、短繊維
    の炭素繊維で含有の熱硬化性樹脂で裏打ち補強された熱
    硬化性合成樹脂である特許請求の範囲第1項から第3項
    のいずれかに記載の金型。
JP917483A 1983-01-21 1983-01-21 プラスチック射出成型用金型 Granted JPS59135110A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61244508A (ja) * 1985-04-22 1986-10-30 Jushi Kigata:Kk 樹脂型の製造方法
US8201933B2 (en) 2008-02-29 2012-06-19 Seiko Epson Corporation Liquid ejecting head and liquid ejecting apparatus

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5034058A (ja) * 1973-07-27 1975-04-02
JPS51119765A (en) * 1975-04-15 1976-10-20 Kuraray Co Resin mould for reinforced plastic moulding

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