JPS60169591A - 合成樹脂用金型の製作方法 - Google Patents

合成樹脂用金型の製作方法

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JPS60169591A
JPS60169591A JP2407884A JP2407884A JPS60169591A JP S60169591 A JPS60169591 A JP S60169591A JP 2407884 A JP2407884 A JP 2407884A JP 2407884 A JP2407884 A JP 2407884A JP S60169591 A JPS60169591 A JP S60169591A
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JP
Japan
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mold
layer
plating
synthetic resin
plating layer
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Application number
JP2407884A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Inoue
潔 井上
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Inoue Japax Research Inc
Original Assignee
Inoue Japax Research Inc
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Publication date
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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】 本発明は合成樹脂の射出成形機、押出成形機、圧縮成形
機等に用いられる金型に貴金属をメッキづる合成樹脂用
金型の製作方法に関する。
射出成形機、押出成形機、圧縮成形機の合成樹脂用の金
型としては、例えば射出成形(幾の如く加熱至で原石の
樹脂が予め高温加熱溶解され、この溶解樹脂を成形型、
に射出、加圧して成形づるものであり、その成形用金型
どしては樹脂の加熱雰凹気に於て耐酸化性であると共に
、樹脂の分解にJ:すC1、F等が発生ずるので、これ
らハロゲンに対しても強いことか必要Cr35る。この
金型どしで例えば鉄材を用いると、加熱のために酸化を
起し、又樹脂のCI 、F等のハロゲンにより浸蝕され
(型面にひひυ]れ、荒れを生じ使用ノテ命が茗しく 
9j7くなる。このため従来、型面にクロームメッニ1
処理をすることが提案されたが、これても充分どけよい
えない。そこで型面に耐蝕性の高い△(1(金)、AC
+ (銀)、Pt(白金)、Pd(パラジウム)又はR
11(ロジウム)をメッキづるにうにした。
更に、この耐蝕性金属のメッキに際して、先り初めに型
面に熱伝導率の高いAll 、A(+等の貴金属メッキ
層を設け、この上に上記耐蝕金属をメッキづるようにづ
れば一層耐蝕効果は大さい。しかしてこの白金属元素の
Pt 、Pd又はRh等の耐蝕性金属をメッキした金型
によれば、その4命が極めて向上した。例えばポリエス
テル製品の射出成形懇の金型に於て、S!i5C鉄4オ
て型をつくり、表面に電気メッキによりクロームメッキ
した従来のしのCは、使用し10る射出成形数は約14
,200個であった。これに対し型表面にPd (N 
R3) 2(NO2)24(] どN Ll 4 N 
O310(1(]及びNaNO210gのメッキ液を用
い、液温60°C1電流25A、’dm2で高)*電気
メッキ処理し、1つdメッキ厚約0.12mmの耐蝕被
膜を設けた金型によれば約113.000個の成形かで
き、又この耐蝕メッキの下に八〇の0.03mmメッキ
層を設【′jた時には約 436,000f171の成
形かでき、寿命か約10イ8も向上できたのである。し
かしながら、電気メッキの際、陰極から発生づる水素カ
スが(1着残留り−るか、素地上の異種物質によって結
晶成長に欠陥を生ずるために起るボア(ピンボール)の
影響についてはなお改良しなければならなかった。従来
の電気メッキには直流によるものが常識になっていたが
、メッキを改善するために、直流と交流とを単独に交互
使用する交流法。周期的に短時間直流電流を機械的操作
で断続させる断続法。脈流、交流、交直重畳電流による
不完全整流法。(浅域的操作によるか又は特殊発電機に
よって、比較的に長い周期で交互に陰極と陽極とを逆転
(陰極周期の方を長くする)させて周期的に逆電流を通
ずるP R法等がある。
このPR法によると発生りるボアVi、t、tかなり減
少するものの、この方法によって合成樹脂用の金型にメ
ッキをした場合にも未だ充分に耐蝕効果をd5けていな
かった。
本発明は、この点に鑑みて、合成樹脂用金型の型面に耐
蝕性の高い貴金属を電気メッキによりメッキ被覆づる際
パルス電流を用いてメッキJることによって、従来のメ
ッキ層より薄いメッキ層であって、しかもより一層耐蝕
効果の大きいメッキ層を生成し得たものである。実際に
八〇を合成樹脂用の金型に少なくとも1〜2μm厚さ、
又はそれ以上メッキしl〔だけで耐蝕性が極めて高く、
実用的に効果が大ぎいメッキ層を得ることかできたので
、その実験結果に基づいて本発明を説明する。
塩化ビニール成型加工用の金型を5KDII鉄材を用い
て作り、その表面にシアン化金液をメッキ液として用い
、そのメッキ液の中の陽極と陰極である金型との間に、
パルス幅が50μ秒以下のパルス電流を(パルス電流間
の休止幅はパルス電流のパルス電流と同−又はそれ以上
とする。)を印加づることによって金型の表面に八〇の
メッキ層を1.1μn1の厚さに生成させた。その金型
を用いて成形加」二をした結果、従来のメッキ方法で貴
金属をメッキした金型では約46万個成形したところで
金型が腐蝕して使用できなくなったのに対して、パルス
電流によってメッキした金型では160万個成形りるこ
とかできる程、耐蝕効果をあげることができた。金型に
於て耐蝕効果に影響を与えるものの中に、メッキ層に発
生ずるボアがあることは既にjホべた通りであり、その
ボア数が少なくなる程耐蝕性は向上し、逆にボア数が多
くなると耐蝕性が低下するものである。そのボアの発生
状況がメッキ方法によって異なることを第1図に示した
第1図に於ては横軸にメッキ層の厚さく単位μm )を
とり、縦軸にi1位而面(cm2)当りに発生したボア
数をとって示したものである。それによると本弁明のパ
ルス電流によってメッキした層には1の線で示したよう
にメッキ層の厚さに関係なく、平均して極めて少ないボ
ア数である。ぞれに対して、20線図で示した前記PR
ヅメツキ法よるメッキ層のボア数、3の線図C示した自
流電源にJ、る通富のメッキ方法によるメッキ層のボア
数は、夫々差があるものの、いずれもメッキ層か訃くな
ると、ボア数が急激に増大している。このボッ′の弁牛
は金属がメッキ層を生成づる過程に水系カスが陰極であ
る金型面上から放出しないでイ」首残留するか、又は素
地上の異種物質によって結晶成長に欠陥を生ずるために
起るものである。そこでメッキ層を生成リ−る過程を考
察づると、水溶液中の金属イオンか結晶格子を絹む過程
は先ず金属原子が電極とした金型の表面の任意の点に吸
着され、そこから格子が組まれる位置に表面拡散を行な
い、格子形成が行なわれる。その結晶の成長は立体格子
の継続となるべき点で最も容易に起る。従って電流密度
が小さい間はこの増築作業の方にもっばら電流が使われ
るが、それ以上電流が与えられると立体格子の延長でな
いところに新しい結晶が成長する結果、結晶粒は微R1
11化する傾向がある。しかし電流密度は水溶液中の金
属イオンが陰極に到着して結晶となる数と、水溶液中か
らイオンが補充されてくる速度とが定常に保たれるため
の限界電流密度があり、この限界電流密度を超えて過大
な電流を流りど、水系の放電や陰極である金型の表面で
水酸化物や塩基性塩等の異種物質が沈析し、これがメッ
キ層に吸蔵されてボアの原因となっている。その水溶液
の中の核の生成速度S=2πrn2 (K丁/2xm 
)うeXp (−(△[+E/に丁)]の式で表される
。この式でj)は陽極イオン数、1(はボルツマン常数
、−「は絶対温良、n+は質量、八Eは核生成自由エネ
ルギ、Eは表面拡散活性化エネルギである。そこで本発
明はΔE、E項に関与づる核生成コニネルギに瞬間的に
高エネルギのパルス電流を与えることによって、核の生
成とイオンの補充を急速に高めるようにした。その結果
、直流電源による核の生成が1C112当り101 :
Iの位で計数されるのに対して、パルス電流によると1
0〜15へ−1016の位で計数されるように多くの核
を生成するようになった。このことは金属の核が微小結
晶から安定した結晶に成長4−ろ過程で、極めて密度の
濃い微小結晶が多く生成されることによって、水素ガス
等を止めず、ボアの弁士を防いでいることになる。本発
明ではこのよう)こ成長した結晶によるメッキ層の外に
、微小結晶か、メタステーブル、つまり結晶格子に成長
づる前の【((安定の状態のとき、又、アモルファス〈
ジ1晶貿)の状態のときに結晶の成長を止めて真金属の
メッキ層をつくることとした。それにJ、ってメツ−1
一層の厚さが薄いのにもかかわらず、ボア数の少ない、
耐蝕性の強いメッキ層をj9ることかでさたのである。
第2図は金とニッケルとの合金メッキ層の結晶格子定数
と電流値との関係について示したものである。図中線図
4は従来の直流電源によって得たメッキ層であって、略
3A/dm2の直流電源でN1は2%析出し、そのとき
のメッキ層の格子定数は4.02人であるが電流値が下
がるのに従ってNiの析出mが増して、格子定数が人き
くなり、略1Δ/ dln2の直流゛電源で11%のニ
ッケルを析出し、そのときのメッキ層の格子定数は4.
06人と大きくなっている。線図5は本発明のパルス電
流によってメッキ層を得た場合の状態を示づものである
このどぎに用いたパルス電流のパルス幅は30μ秒で、
パルス間隔も同様に30μ秒である。この図に示すとこ
ろによると、パルス電流値か100A / +1m2か
ら300A / dm2 と増減しても略一定の格子定
数と、ニッケルの析出化5〜6%のメッキ層を得ること
ができたことを示している。
本発明のパルス電流によって得た山金属のメッキ層は、
その真金属の結晶格子が完全に成長したもの、或いは微
小結晶かメタステーブル等の状態のメッキ層であっても
、その厚さが薄いのにもかゼ か争らずボア数の少ない、従って耐蝕性の高いものであ
るから、本発明の方法で白金属をメッキした合成樹脂用
金型は、高価な白金属の使用a1を少なくづることがC
きたことによって安価に製作することかでき、しかも耐
蝕1りの1曇れたものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はメッキ層の厚さとボア数との関係を示し7j図
、第2図【ま△u−Ni合金メッキ層の格f定数と電流
値どの関係を示した図である。 特 八′[出 屑1 人 株式会社月上シトパックス!jl究所 代表者 月 ] ン望 川′11] 許、′ 4′z)圓

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)合成(h]脂用の鉄系金型に於て、金型表面に直
    接耐蝕性貴金属、Au、△(1、Pt 、Pd又はR1
    1をパルス電流ににってメッキを覆る合成(ら1脂用金
    型の製作方法。 (2〉パルス電流がパルス幅を50μ秒以Fにしたパル
    ス電流であることを特徴とする1、?、 :′[請求の
    範囲第1項記載の合成樹脂用金型の製1′[方法。 (3)Au又はAC+のメッキ層の厚さか 1〜2μ■
    であることを!l:!JillとJる特許請求の範囲ダ
    )1梢記載の合成樹脂用金型の製作方法。 (4)All又はΔりのメッキ層か微小結晶かメタステ
    ーブル、アモルファスであることを1jr ibどづる
    特許請求の範囲第1項記載の合成(61脂用金型の製作
    方法。 (5)合成樹脂用の鉄系金型に於て、金型表面に熱伝S
    率の高いAu又はAgのメッキ層を設り、その上層に耐
    蝕性白金属元素Pt、l〕d又はRhをパルス電流にて
    メッキしてなる合成樹脂用金型の製作方法。 (6)パルス電流の幅を50μ秒以下にしたパルス電流
    であることを特徴とする特3′[請求の範囲第5項記載
    の合成樹脂用金型の製作方法。 (7)耐蝕性白金属元素Pt、Pd又はPhのメ・ンキ
    層の〃さの10μ珀以」二であることを特徴とする特5
    ’l請求の範囲第5項記載の合成樹脂用金型の製作yj
    法。 (8)Au、Agのメッキ層の厚さか1〜2.czmで
    あることを特徴とする特W18^j(の範囲第5項記載
    の合成樹脂用金型の製作方法。 (9ンAu、Ag、Pt、Pd又(ユP hのメッキ層
    か微小結晶かメタステーブル、アモルファスであること
    を特徴とする特r[請求の範囲第5項記載の合成樹脂用
    金型の製作方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006241594A (ja) * 2005-02-04 2006-09-14 Univ Waseda 金−ニッケル系アモルファス合金めっき皮膜、電気めっき液及び電気めっき方法
JP2007169706A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Univ Waseda アモルファス金−ニッケル系合金めっき皮膜形成用電気めっき液及び電気めっき方法

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