JPS63307907A - 合成樹脂成形用金型及びその製造方法 - Google Patents

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】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は合成樹脂の成形に使用される金型及びその金型
の製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来から合成樹脂の成形に使用される金型の一種として
°、第８図に示すように固定型本体７及び可動型本体９
のそれぞれにエポキシ樹脂層２４を形成して、そのエポ
キシ樹脂層２４をキャビティ面２．４にした金型１がお
る。

この金型１のうちの固定型本体７は例えば第９図に示す
装置により形成される。すなわち、固定型本体７の上に
前記エポキシ樹脂層２４を形成するための空間を介して
モデル８を置き、その空間にそれより高い位置に設けた
供給部２０からエポキシ樹脂ｅｅ脱泡しながら供給管２
１を通じて圧入し、前記モデル８の空気扱き孔２５内に
圧入されたエポキシ樹脂ｅの一部が上昇するまで、エポ
キシ樹脂ｅの供給を続ける方法によって前記固定型本体
７が形成される。可動型本体９も同様にして形成される
。

この金型１は合成樹脂の成形回数が比較的少ない場合に
使用されたり、前記キャビティ面２．４だけをマイナチ
ェンジすることにより外形がわずかに変化した合成樹脂
成形品を試作して、その試作品の物性試験等をするのに
使用されたりする。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記金型１においてはその固定型本体７
又は可動型本体９は、例えば、アルミニウム、ＺＡＳ等
の金属から形成されているので、該固定型本体７、可動
型本体９とエポキシ樹脂層２４との熱膨張率が著しく相
違するため、合成樹脂成形時において金型１の昇温・冷
却が反復されると、エポキシ樹脂層２４が固定型本体７
又は可動型本体９から剥離し、その金型１は数十回しか
使用できないという問題がある。

また、前記キャビティ面２．４はエポキシ樹脂ｅだけか
ら形成されているので、機械的性質が不足しているとい
う問題もめる。

ざらに、前記エポキシ樹脂層２４は熱伝導性がよくない
ので、成形品の冷却に時間がかかり、ひいては成形サイ
クルの短縮ができないという問題がある。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） 本箱−発明は前記の問題点を解決するために、金型のキ
ャビティ面側を、圧縮された金属繊維同志がエポキシ樹
脂で接合されている金属繊維層で構成するという技術的
手段を採用する。

また、本第二発明は第一発明に係る金型の製造方法とし
て、固定型又は可動型のうちの少なくとも一方の金型を
、次の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）の各工程を採用する。

（ａ）金型本体とモデル型との間の空間に圧縮された金
ｆｆｌ繊維層を設ける工程 （金ＲＩＩｉ維層介在工程） （ｂ）該空間を減圧状態にして、前記金属繊維層にエポ
キシ樹脂を浸透させる工程 （エポキシ樹脂浸透工程） （ｃ）前記エポキシ樹脂を硬化させて、前記金型本体に
キャビティ面を形成する工程 （キャビティ面硬化工程）。

（作用） 本箱−発明においては金属繊維同志がエポキシ樹脂で接
合されたキャビティ面側の物理的性質は金属からなる固
定型本体又は可動型本体の物理的性質に接近する。その
ため金型において固定型本体又は可動型本体とキャビテ
ィ面側との熱膨張率が接近し金型の昇温・冷却が反復さ
れたとき同じように両者は膨張と収縮を起こし剥離しな
い。

金属域Ｎ層は熱伝導率が良好であるため成形品からの熱
を固定型又は可動型の各本体側に伝達して成形品の冷却
を促進するとともに、それ自体の耐摩耗性が良好である
ので、金型の寿命も長くなる。

エポキシ樹脂は熱硬化型であるので、その分解温度以下
の成形温度においてキャビティ面として成形に耐える。

第二発明においては、金属繊維が充填された空間を減圧
状態にしてその空間にエポキシ樹脂を注入するようにし
ているので、エポキシ樹脂が前記金属繊維間及び金型本
体と金属ｗ４維層との間に素早く浸透、流延して、金属
繊維同志を接合するとともに、金属繊維層と金型本体と
の間を強固に接合する。

（実施例） 次に、゛本第−発明と第二発明とを同時に具体化した一
実施例を第１〜７図に基づいて説明する。

最初に、第一発明の構成について説明すると、第１図に
示すように、この実施例の金型１は下型としての固定型
３と、上型としての可動型５とがらなっている。

前記固定型３は金型本体としての固定型本体７とエポキ
シ樹脂ｅが金属繊ｉｆ間に浸透、固化している金属繊維
層Ｆとからなり、該金属繊維層Ｆが金型１のキャビティ
面２を形成している。

前記固定型本体７はアルミニウム、ＺＡＳ等の金属から
形成され、キャビティ面２を冷却するための冷却管１つ
内蔵している。

前記金属繊維層Ｆにおいては第２図に示すようにそれを
構成するステンレススチール等の金属繊維ｆ同志がエポ
キシ樹脂ｅで接合されており、金属繊維９５〜４０重但
部に対してエポキシ樹脂ｅが５〜６０重量部の割合で使
用されている。エポキシ樹脂ｅが５重囲部未満であると
、金ｒａ繊維ｆ同志の接合が不十分で、６０容量部を越
えるとその熱膨張率が固定型本体７のそれと著しく相違
することになる。

エポキシ樹脂ｅはそれ自体公知の原料、例えば、エビク
ロヒドリンとビスフェノールＡとから合成されるが、そ
のエポキシ樹脂ｅに耐熱性を付与するために、ユリア樹
脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、
ポリアミン、酸無水物等の硬化剤が含有されている。

前記可動型５もそのキャビティ面４側がエポキシ樹脂ｅ
が浸透、固化している金属繊維層Ｆとなっているととも
に、その金型本体としての可動型本体９が冷却管１９を
備えている。

なお、固定型３と可動型５は取付は板６を介して成形機
（図示なし）に対して取着される。

次に、前記のように構成される金型１の製造方法（第二
発明）について述べる。

最初に、第３図に示すように固定型本体７と、その固定
型本体７の上面７ａに嵌合する形状の下面８ａを有する
モデル８とを用意する。

前記固定型本体７の上面７ａにおいてその周縁部又はモ
デル８の下面８ａにおいてその周縁部のいずれかに所定
厚みの封鎖部材１１を取着しておいて、前記二つの面７
ａ、８ａ間にかさばった金属繊維ｆ塊を介在させる。

次いで、第４図に示すように固定型本体７に対してモデ
ル８を押圧して金属１ｉＡＭｆ塊を圧縮する。

すると、固定型本体７とモデル８との間に所定のクリア
ランスｄを有し、圧縮された金属繊維層Ｆを収容する空
間Ｓが形成される（金属繊維層介在工程）。

次に、固定型本体７とモデル８をそれらが容易に離間し
ないようにロック手段（図示なし）によりロックして、
両者が一体化された組立体１２を形成する。そして、固
定型本体７とモデル８との間に形成されるパーティング
ラインを包囲するようにシールしてその前記空間Ｓを気
密にするとともに後述する供給管をその空間Ｓに開口可
能にする。

なあ、前記固定型本体７にはその上面７ａの最も低い部
位に開口する吸気通路１３が設けられ、後述するエポキ
シ樹脂浸透工程においてその吸気通路１３を通じて前記
空間Ｓ内の空気が吸引されるようになっている。

以上のように形成された組立体１２を第７図に示すよう
に固定型本体７が上位になり、モデル８が下位になるよ
うに減圧装置１５内にセットする。

このとき、前記固定型本体７の吸気通路１３に逆Ｕ字形
の透明パイプ２２の基端を接続する。

該減圧装置１１５は耐圧性の横型の本体１６と蓋体１７
とからなっている。前記本体１６の上部には真空発生装
置（図示なし）に連通ずる吸気バイブ１８が設けられて
いる。

前記本体１６の外方にはエポキシ樹脂ｅの供給部２０が
設置されており、その供給部２０から供給管２１が前記
本体１６の後部を通ってその内部に延び、前記組立体１
２に接続されている。従って、供給部２０から供給管２
１を通じて前記組立体１２の空間Ｓにエポキシ樹脂ｅが
供給されるようになっている。

前記蓋体１７には覗き窓２３が設けられており、その覗
き°窓２３を通じて本体１６の内部が観察可能になって
いる。

前記蓋体１７を閉めて本体１６を密閉した後、真空発生
装置を稼働させると、該本体１６内は減圧され、この状
態で供給部２０からエポキシ樹脂ｅを供給して前記空間
Ｓ内に注入すると、該空間Ｓ内の金属繊維１間にエポキ
シ樹脂を浸透させることが可能になっている（エポキシ
樹脂浸透工程）。

エポキシ樹脂ｅの供給を停止して、減圧装置１５から組
立体１２を取り出して、該エポキシ樹脂ｅを硬化させる
と、キャビティ面２側に金属繊維層Ｆが接合した固定型
３が形成されろくキャビティ面硬化工程）。

他方、第５図に示すように可動型本体９と、モデル１０
とを用意する。そして、可動型本体９とモデル１０との
間にかさばった金属繊維ｆ塊を介在させ、第６図に示す
ように所定のクリアランスｄ及び金属繊維１１Ｆを収容
する空間Ｓを形成し、次いで、前記可動型本体９とモデ
ル１０とが一体化した組立体１４とする。

減圧装置１５内に前記組立体１４をセットして、前記組
立体１２の空間Ｓにエポキシ樹脂ｅを注入する場合と同
様にして、エポキシ樹脂ｅを組立体１４の空間Ｓに注入
して、可動型５を形成する。

このようにして製造した固定型３を下型に、そして可動
型５を上型にすると、第１図に示すような構造の金型１
が形成される。

次に、この実施例の作用、効果について説明すると、前
記金属繊維ｆ同志がエポキシ樹脂で接合されたキャビテ
ィ面側の物理的性質は金属からなる固定型本体７の物理
的性質に接近する。そのため固定型本体７とキャビティ
面側との熱膨張率が接近し昇温・冷却が反復されたとき
両者は同じように膨張と収縮を起こし剥離しない。しか
も、両者の熱膨張率が接近するので、キャビティ面２が
成形樹脂から受ける熱を素早く放熱して成形性を良好に
するとともに、成形過程で昇温・冷却が反復されても金
属繊維層Ｆと固定型本体７との間に剥離が生じにくい。

実験によると、２００℃で４時間の雰囲気下においても
固定型本体７と金属繊維層Ｆとは剥離することなく強固
に密着していた。

しかも、同金属繊維層Ｆは耐剥離性の他に機械的強度に
も優れている。

エポキシ樹脂ｅは熱硬化型であるので、前記の方法によ
り得られた金型１は合成樹脂の分解温度以下の成形温度
において使用可能な金型として十分機能する。また、エ
ポキシ樹脂ｅは金属繊Ｍｆ同志を接合させるとともに、
その金属繊維ＨＦを固定型本体７に接合させる。これは
金属繊維層Ｆと可動型本体９との関係においても同じで
ある。

前記金型１を製造する方法においては、金属繊維層Ｆが
収容された空間Ｓを減圧状態にしているので、金属繊維
１間及び固定型本体７又は可動型本体９−金属繊維層Ｆ
間に対して優れたエポキシ樹脂ｅの浸透、流延作用が発
揮され、金属繊維ｆ同志及び固定型本体７又は可動型本
体９と金属繊Ｍ層Ｆとが強固に接合する。その結果、金
属繊維層Ｆは固定型本体７及び可動型本体９に強固に密
着し、固定型３又は可動型５の一部分としてキャビティ
面２．４側を構成する。前記金属繊維層Ｆは固定型本体
７、可動型本体９に近接した熱膨張率を有するので成形
工程において昇温、冷却が反復されても剥離することな
く、しかも、成形品からの熱を固定型本体７又は可動型
本体９に素早く伝達して成形品の冷却を促進し、成形サ
イクルを短縮させる効果を発揮する。その上、同金属繊
維ＭＦは機械的性質に優れているので、耐剥離性と相俟
って金型１の寿命を延長する効果を発揮する。

本発明は前記実施例に限定されることなく、例えば、次
の態様で具体化することもできる。

（１）上型を固定型３に、下型を可動型５にしたり、固
定型３のみ又は可動型５のみに金属ｌｌｉ帷層Ｆからな
るキャビティ面２．４を形成したりすることができる。

、（２）金属繊維ｆとして、アルミニウム繊維、鉄繊維
、銅繊維等各種の金属繊維を使用することもできる。な
お、繊維の形状は必ずしも円形でなくてもよい。

（３）金型１を製造する方法として金属繊維ｆとエポキ
シ゛樹脂ｅとを混合しておいてその混合物を固定型本体
７又は可動型本体９とモデル８との間で圧縮して該固定
型本体７に金属繊維層Ｆを形成する方法も採用すること
ができる。

（４）金型１は真空成形、ブロー成形、リム成形、圧縮
成形、射出成形等種々の用途に使用できる。

（５）成形対象となる合成樹脂としては比較的成形温度
の低い、熱可塑性合成樹脂、例えば、ポリオレフィン樹
脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂等がある。

（６）エポキシ樹脂ｅの耐熱性等を考慮すると、好まし
くは本発明の金型１は試作成形品を製造するのに使用さ
れる。

発明の効果 以上詳述したように、本第−発明はキャビティ面側に特
定の金属繊維層を設けたので、エポキシ樹脂層のみをキ
ャビティ面側に使用する従来の金型に比較して、金型に
対して優れた耐剥離性、熱伝導性及び機械的性質を付与
することができる。

また、第二発明は金属ｌｌ維層を構成する金属繊維間及
び該金属繊維層−金型本体面間に対してエポキシ樹脂を
ゆきわたらせる浸透、流延作用が優れているので、第一
発明に係る金型の製造を容易するという効果を発揮する
。

【図面の簡単な説明】

第１〜７図は本発明に係る図面で、第１図は第一発明の
縦断面図、第２図は第１図の■部分の拡大図、第３図及
び第４図は第二発明において固定型に係る組立体の製造
工程を示す断面図、第５図及び第６図は同じく可動型に
係る組立体の製造工程を示す断面図、第７図は減圧装置
の破断側面図、第８図は従来技術の金型の縦断面図、第
９図は同金型の製造方法を示す縦断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金型（１）のキャビティ面（２、４）側を、圧縮さ
   れた金属繊維（ｆ）同志がエポキシ樹脂（ｅ）で接合さ
   れてなる金属繊維層（Ｆ）で構成したことを特徴とする
   合成樹脂成形用金型。 ２、金型（１）を構成する固定型（３）又は可動型（５
   ）のうちの少なくとも一方を、次の（ａ）、（ｂ）及び
   （ｃ）の各工程を経て形成することを特徴とする合成樹
   脂成形用金型の製造方法； （ａ）金型本体（７、９）とモデル型（８、１０）との
   間の空間（Ｓ）に圧縮された金 属繊維層（Ｆ）を設ける工程 （ｂ）該空間（Ｓ）を減圧状態にして、前記金属繊維層
   （Ｆ）にエポキシ樹脂（ｅ）を浸 透させる工程、 （ｃ）前記エポキシ樹脂（ｅ）を硬化させて、前記金型
   本体（７、９）のキャビティ面 （２、４）側に金属繊維（ｆ）同志がエポ キシ樹脂（ｅ）で接合された金属繊維層 （Ｆ）を形成する工程。 ３、前記金型本体（７、９）とモデル型（８、１０）と
   の組立体（１２、１４）を減圧装置（１５）内において
   前記空間（Ｓ）を減圧状態にする特許請求の範囲第２項
   記載の合成樹脂成形用金型の製造方法。