TWI522224B - Mold manufacturing method - Google Patents

Description

模具的製造方法

本發明係關於一種模具的製造方法。

結晶性熱塑性樹脂係比起非結晶性熱塑性樹脂，還具有機械強度等之物性呈良好之傾向發生，使用在家電製品之外板、汽車之外裝以及內裝零件等之廣泛領域。

正如前面之敘述，結晶性熱塑性樹脂係在物性面呈良好，結晶化速度變慢，並且，玻璃轉移溫度變高。因此，容易局部地成為不均勻結晶構造。所以，成形品表面係也在外觀及構造，容易發生不均。

為了以安定之品質而對於結晶性熱塑性樹脂作為原料之成形品，安定地進行連續成形，因此，必須促進結晶化。由於該結晶化之促進，所以，例如以超過100℃之高模具溫度之條件，來製造成形品。

但是，在模具溫度變高時，在模具對合面等，產生大量之毛邊，因此，成為問題。在以低模具溫度(例如100℃以下)來進行成形之狀態下，不僅是可以消除毛邊產生之問題，並且，不使用藉由油而造成之溫度調節，可以進行藉由水而造成之溫度調節，消除煩雜。因此，最好是模具溫度之條件，成為100℃以下。

但是，在以低模具溫度之條件來進行成形時，並無進行成形品表面之結晶化，因此，引起不提高表面硬度而不容易進行來自模具之突出之問題或者是後收縮變大而由於使用於成形後之環境溫度結果發生表面粗糙或尺寸變化.彎曲等之問題。

例如知道在聚苯撐硫化物樹脂，為了提高結晶化速度而解決前述之問題，因此，練合各種之結晶化促進劑‧可塑劑之方法(例如參考專利文獻1)。但是，現狀係是否存在模具溫度設定為100℃以下而充分地促進結晶化之技術。

【先前技術文獻】

【專利文獻】

【專利文獻1】日本特開2003-335945號公報

本發明係為了解決以上之課題而完成的；其目的係提供一種用以將在成形結晶性熱塑性樹脂時之模具溫度，設定成為T_c2-100℃以下，抑制毛邊之發生，同時，製造呈充分地促進表面結晶化之成形品之模具的製造方法。

本發明人們係為了解決前述之課題而全心重複地進行研究。結果發現：如果根據結晶性熱塑性樹脂之結晶化速度和樹脂溫度之關係，而將成形品表面之結晶化度成為要求之範圍且填充於模具之結晶性熱塑性樹脂之模具空腔表面附近之結晶化速度呈充分地迅速之溫度以及在該結晶性熱塑性樹脂之模具內保持結晶化速度呈充分地迅速之溫度以上之保持時間予以導出，模具溫度為T_c2-100℃以下且保持模具空腔表面附近之溫度來導出之溫度以上之時間，滿足導出之保持時間而在模具設置斷熱層的話，則可以解決前述之課題，以致於完成本發明。更加具體地說，本發明係提供以下者。

(1)：一種模具的製造方法，係用以成形由包含結晶性熱塑性樹脂之樹脂組成物而組成之成形品之模具的製造方法，根據結晶性熱塑性樹脂之結晶化速度和樹脂溫度之關係，而將前述成形品表面之結晶化度成為要求之範圍且填充於模具之結晶性熱塑性樹脂之模具空腔表面附近之結晶化速度呈充分地迅速之溫度以及在該結晶性熱塑性樹脂之模具內保持結晶化速度呈充分地迅速之溫度以上之保持時間予以導出，模具溫度為T_c2-100℃以下，將保持模具空腔表面附近之溫度來導出之溫度以上之時間滿足導出之保持時間之斷熱層予以設置。

(2)：如(1)記載之模具的製造方法係前述之模具溫度為100℃以下，在前述之結晶性熱塑性樹脂為聚丙炔硫化物系樹脂之狀態下，前述空腔表面附近之溫度為150℃以上，前述之保持時間為0.1秒鐘以上。

(3)：如(1)或(2)記載之模具的製造方法係前述之斷熱層藉由熱傳導解析而導出前述空腔表面附近之溫度和前述保持時間之關係，根據該關係而決定斷熱層之材料、設置位置和形狀，前述之熱傳導解析係使用在空腔之表面形成斷熱層之模具，以構成模具之材料和前述結晶性熱塑性樹脂之比重、比熱、熱傳導率、熱擴散率，作為參數而進行熱傳導解析。

(4)：如(1)至(3)中任一項所記載之模具的製造方法係前述之斷熱層之熱傳導率為0.3W/m‧K以下，厚度為60μm以上。

(5)：如(1)至(4)中任一項所記載之模具的製造方法係前述之斷熱層包含由聚苯并咪唑、聚醯亞胺和聚醚醚酮而選出之至少一種樹脂。

(6)：如(1)至(5)中任一項所記載之模具的製造方法係前述之斷熱層在表面具有金屬層。

(7)：如(1)至(6)中任一項所記載之模具的製造方法係前述之斷熱層包含陶瓷。

(8)：如(7)記載之模具的製造方法係前述之陶瓷為二氧化矽。

(9)：如(7)記載之模具的製造方法係前述之陶瓷由多孔質氧化鋯而構成。

(10)：如(1)至(9)中任一項所記載之模具的製造方法係前述之模具溫度為T_c1以下。

(11)：一種聚丙炔硫化物系樹脂之成形品係使用如(1)至(10)中任一項之方法而製作之模具來得到，結晶化度為30%以上。

可以藉由使用在本發明來製造之模具，而將在成形結晶性熱塑性樹脂時之模具溫度，設定成為T_c2-100℃以下，抑制毛邊之發生，同時，也可以充分地促進成形品表面之結晶化。

在以下，就本發明之實施形態而更加詳細地進行說明，但是，本發明係並非限定於以下之實施形態。

本發明之模具的製造方法係根據結晶性熱塑性樹脂之結晶化速度和樹脂溫度之關係，而將成形品表面之結晶化度成為要求之範圍且填充於模具之結晶性熱塑性樹脂之模具空腔表面附近之結晶化速度呈充分地迅速之溫度以及在該結晶性熱塑性樹脂之模具內保持結晶化速度呈充分地迅速之溫度以上之保持時間予以導出，模具溫度為T_c2-100℃以下、更加理想是T_c1以下且保持模具空腔表面附近之溫度來導出之溫度以上之時間，滿足導出之保持時間，而在模具設置斷熱層。在此，所謂T_c2係指在由熔融狀態來冷卻‧固化時之結晶化溫度，所謂T_c1係指在將以不充分之狀態來成形結晶之樹脂予以升溫之狀態下而進行結晶化之溫度。

如果使用藉由本發明之方法而得到之模具的話，則即使是模具溫度設定在T_c2-100℃以下，也可以提高成形品表面之結晶化度，成為要求之值。因為可以根據結晶性熱塑性樹脂之結晶化速度和樹脂溫度之關係，而將用以得到前述之效果之填充於模具之結晶性熱塑性樹脂之模具空腔表面附近溫度以及在該結晶性熱塑性樹脂之模具內保持結晶化速度呈充分地迅速之溫度以上之保持時間予以導出之緣故。

在以下，就本發明之模具的製造方法而更加詳細地進行說明。

＜樹脂材料等之決定＞

首先，必須選擇成形之樹脂材料。如果樹脂材料為結晶性熱塑性樹脂的話，則並無特別限定，可以選擇向來習知者。

即使是在結晶性熱塑性樹脂中，聚丙炔硫化物樹脂(特別是聚苯撐硫化物樹脂)係也使得毛邊之問題、成形品表面之結晶化度低之問題，變得特別大。也就是說，設定100℃以下之模具溫度而充分地提高成形品表面之結晶化度，不容易成形聚丙炔硫化物樹脂。但是，如果是使用藉由本發明之方法而得到之模具的話，則即使是使用聚丙炔硫化物樹脂，來作為樹脂材料，也可以設定成為100℃以下之模具溫度，充分地提高成形品表面之結晶化度。在此，作為聚丙炔硫化物樹脂係列舉例如日本特開2009-178967號公報記載之聚丙炔硫化物樹脂以及聚丙炔硫化物樹脂之變性物。

此外，在聚丙炔硫化物樹脂以外，聚醚醚酮樹脂、聚醚酮樹脂、聚苯撐醚樹脂、芳香族聚醯胺樹脂等係也結晶化變得緩慢，不容易提高成形品表面之結晶化度，但是，如果是使用藉由本發明之方法而得到之模具的話，則可以設定成為T_c2-100℃以下之模具溫度，充分地提高成形品表面之結晶化度。

包含結晶性熱塑性樹脂之樹脂組成物中之結晶性熱塑性樹脂之含有量越多而毛邊之問題、成形品表面之結晶化度低之問題越大，但是，本發明係即使是此種狀態，也可以設定成為T_c2-100℃以下之模具溫度，充分地提高成形品表面之結晶化度。例如即使是使用由結晶性熱塑性樹脂而組成之樹脂組成物，也可以設定成為T_c2-100℃以下之模具溫度，充分地提高成形品表面之結晶化度。

此外，可以在結晶性熱塑性樹脂，將包含練合其他之樹脂、氧化防止劑、無機填充劑、安定劑等之向來習知之添加劑之結晶性熱塑性樹脂之樹脂組成物予以使用，來作為原料。

在決定樹脂材料之後，決定成形品表面之要求之結晶化度。要求之結晶化度係例如可以配合成形品之用途等而任意地決定理想值。

＜斷熱層之設置＞

斷熱層之設置係首先根據結晶性熱塑性樹脂之結晶化速度和樹脂溫度之關係，而將成形品之結晶化度滿足要求之範圍且填充於模具之結晶性熱塑性樹脂之模具空腔表面附近之結晶化速度呈充分地迅速之溫度以及在該結晶性熱塑性樹脂之模具內保持結晶化速度呈充分地迅速之溫度以上之保持時間予以導出(第1製程)。

接著，模具溫度為T_c2-100℃以下，將保持導出之溫度以上之時間來滿足導出之保持時間之斷熱層，設置於模具(第2製程)。

在以下，分成為第1製程和第2製程而就本發明之模具的製造方法，進行說明。

＜第1製程＞

在第1製程，如果是能夠根據結晶性熱塑性樹脂之結晶化速度和樹脂溫度之關係而將滿足特定之條件且在前述空腔表面附近之結晶化速度呈充分地迅速之溫度以及在前述之模具內保持結晶化速度呈充分地迅速之溫度以上之保持時間予以導出的話，則並無特別限定導出之方法。例如可以藉由以下之方法而導出。

由結晶性熱塑性樹脂之結晶化速度和樹脂溫度之關係而決定結晶化速度呈充分地迅速之溫度。所謂結晶化速度呈充分地迅速之溫度係指結晶化速度更加快於最迅速之結晶化速度之1/1000之最低樹脂溫度、最好是更加快於1/100之最低樹脂溫度。此外，在結晶性熱塑性樹脂之結晶化速度和樹脂溫度之關係成為未知之狀態下，必須藉由向來習知之方法而進行導出。

接著，就保持時間之導出而進行說明。填充於模具之結晶性熱塑性樹脂之空腔表面附近溫度係以前述之結晶化度位處於充分迅速溫度之狀態，來導出保持於模具內之保持時間和成形品表面之結晶化度之關係。為了由該導出結果而實現要求之結晶化度，因此，決定必要之保持時間。

在此，保持時間之決定係例如可以藉由以下之方法而進行。

首先，在超過T_c2-100℃而接近T_c2-100℃之溫度(例如T_c2-90℃)，設定模具溫度，求出前述空腔表面附近之樹脂溫度和在前述模具內之保持時間之關係，確認結晶化度。在圖1，顯示前述空腔表面附近之樹脂溫度和樹脂保持於前述模具內之保持時間之關係(實線P)。在此，成形品表面之結晶化度係並無達到至要求之範圍為止。

接著，為了抑制空腔表面附近之樹脂溫度之降低而提高成形品表面之結晶化度，因此，模具溫度變更為更加高之溫度，或者是斷熱層形成於模具。接著，相同於前面之敘述而求出前述空腔表面附近之樹脂溫度和在前述模具內之樹脂之保持時間之關係，確認結晶化度。在圖1，顯示前述空腔表面附近之樹脂溫度和樹脂保持於前述模具內之保持時間之關係(實線Q)。在此，成形品表面之結晶化度係達到至要求之範圍為止。

以由結晶性熱塑性樹脂之結晶化速度和樹脂溫度之關係而導出之結晶化速度呈充分地迅速之溫度，作為T₁，顯示於圖1。保持該空腔表面附近之樹脂溫度為T₁以上之時間係變更模具溫度來成為更加高之溫度，或者是藉由斷熱層形成於模具而增長時間(△t₂＞△t₁)。可以採用該△t₂，來作為前述之保持時間。也就是說，如果保持時間為△t₂以上的話，則成形品表面之結晶化度係滿足要求之範圍。此外，結晶化度是否成為要求範圍之保持時間之閥值係位處於△t₁～△t₂之間。

＜第2製程＞

在第2製程，將滿足前述空腔表面附近之樹脂溫度保持於T₁以上之保持時間之斷熱層，配置於模具。斷熱層之材料、形狀、配置場所等係可以如何任意地決定，但是，例如可以藉由以下之方法而進行決定。

斷熱層之材料、設置位置、形狀係可以藉由熱傳導解析而導出前述空腔表面附近之樹脂溫度和前述保持時間之關係，根據該關係而導出斷熱層之材料、設置位置、形狀。

在此，熱傳導解析係使用在空腔之表面形成斷熱層之模具，以構成模具之材料及結晶性熱塑性樹脂之比重、比熱、熱傳導率、熱擴散率，作為參數而進行熱傳導解析。

首先，就使用於進行熱傳導解析時之參數而進行說明。正如前面之敘述，為了抑制空腔表面附近之樹脂溫度之降低，因此，使用斷熱層。在此，考慮流入至模具內之樹脂之熱移動，因此，必須考慮斷熱層等之熱傳導率及熱容量。所以，必須以構成模具之材料及結晶性熱塑性樹脂之比重、比熱、熱傳導率、熱擴散率之熱物性，來作為參數。在進行熱傳導解析時，輸入這些參數。

接著，就在空腔之表面形成斷熱層之模具而進行說明。必須預先決定在模具內如何設置斷熱層而進行熱傳導解析。因為斷熱層之設置方式而使得熱移動之程度呈不同之緣故。但是，是否具體地決定在模具內如何設置斷熱層至何種程度為止係可以配合要求之精度等而適度地變更。

在以下，就斷熱層之配置、材料等之決定而更加具體地進行說明。

例如列舉在空腔之表面整體形成斷熱層之模具，在圖2(a)，顯示斷熱層形成在空腔之表面整體之分割模具之剖面之示意圖。可以藉由像這樣，在空腔之整體，設置斷熱層，而使得成形品之表面整體，成為要求之結晶化度。此外，藉由在分割模具之對合面，接合斷熱層和模具之金屬(在圖2(a)中，下側模具之斷熱層接合於上側模具之金屬時)，而使得進入至模具對合面之樹脂，馬上凝固，因此，不產生毛邊。

在決定進行使用圖2(a)之模具之熱傳導解析時，決定斷熱層之厚度L_S(垂直於分割模具之對合面之方向)、斷熱層之厚度方向之模具厚度L_M以及斷熱層之厚度方向之空腔厚度L_P。這些值係也輸入至熱傳導解析之際。此外，在圖3，顯示L_S、L_M、L_P之位置.

此外，在圖2(a)，在空腔之表面整體，形成斷熱層，但是，正如圖2(b)所示，可以在空腔表面之一部分，形成斷熱層。

作為其他例子係列舉在前述空腔之表面整體形成斷熱層之模具之斷熱層上，形成金屬層之模具，在圖2(c)，顯示在該斷熱層之上來形成金屬層之分割模具之剖面之示意圖。

藉由在斷熱層上，形成金屬層，而提高空腔表面之耐摩耗性。特別是在練合玻璃纖維等之無機填充劑之狀態下，容易摩耗空腔之表面。因此，在使用練合玻璃纖維等之樹脂組成物之狀態下，最好是使用圖2(c)所示之模具。

在空腔之表面整體來存在金屬層之時，金屬層之熱傳導率變高，因此，發生斷熱層變厚等之需要。

在決定進行使用圖2(c)所示之模具之熱傳導解析時，決定斷熱層之厚度L_S(垂直於分割模具之對合面之方向)、斷熱層之厚度方向之模具厚度L_M、斷熱層之厚度方向之空腔厚度L_P以及斷熱層之厚度方向之金屬層厚度L_HI。這些值係輸入至熱傳導解析之際。

使用正如以上而決定之參數等之輸入條件，進行熱傳導解析。改變樹脂溫度、模具溫度、射出速度等之成形條件，同時，在每個成形條件，導出前述空腔表面附近之樹脂溫度和前述保持時間之關係。如果結晶化速度為充分迅速之溫度以上而保持空腔表面附近之樹脂溫度之時間為前述之△t₂以上的話，則成形品之表面係成為要求之結晶化度。可以像這樣而決定滿足特定條件之斷熱層。

＜斷熱層＞

可以正如前面之敘述而決定斷熱層，但是，在實際說明斷熱層形成於模具之方法之前，就滿足前述特定條件之斷熱層等而簡單地進行說明。

斷熱層係最好是熱傳導率為0.3W/m‧K以下，厚度為60μm以上。如果是滿足這些條件之斷熱層的話，則容易以結晶化速度變得迅速之溫度，來使得樹脂保持於模具內之時間，成為前述之△t₂以上。

作為具備熱傳導率為0.3W/m‧K以下且可以忍受在成形時之高溫之程度之耐熱性之材料係列舉環氧、聚醯亞胺、聚苯并咪唑、聚醯亞胺和聚醚醚酮。

正如前面之敘述，可以在斷熱層上，配置金屬層。作為金屬層係最好是使用鋁、SUS等之板。作為在斷熱層上形成金屬層之方法係可以採用向來習知之層合方法等。金屬層之厚度係也根據包含於金屬層之金屬種類，但是，最好是0.1mm以下。此外，在正如前面之敘述而使用金屬板之狀態下，正如前面之敘述，必須增加斷熱層之厚度，例如設定在10mm以上、更加理想是20mm以上。

此外，可以使用濺鍍法、離子植入法等之向來習知之電鍍膜形成方法而在斷熱層上，形成薄膜狀之金屬層。電鍍膜係非常薄，因此，不同於使用金屬板之狀態，斷熱層之厚度係最好是60μm以上。

在模具金屬部分之內表面來形成斷熱層之方法係並無特別限定。例如最好是藉由以下之方法而使得斷熱層，形成於模具之內表面。

列舉：將可以形成高分子斷熱層之聚醯亞胺先驅體等之聚合物先驅體溶液，塗佈於模具金屬部分之內表面，進行加熱，蒸發溶媒，並且，發生過熱，進行聚合物化，而形成聚醯亞胺膜等之斷熱層之方法；對於耐熱性高分子之單體、例如均苯四甲酸酐和4,4-二胺基二苯基醚，進行蒸鍍聚合之方法；以及，製作相當於空腔表面之部分由斷熱板而組成之馬型模，將馬型模裝設於主模之模具之方法。或者是關於平面形狀之模具，列舉：使用高分子斷熱薄膜之適當之接合方法；或者是，使用黏著帶狀之高分子斷熱薄膜，貼附於模具之要求部分而形成斷熱層之方法。此外，斷熱層之形成係可以是形成斷熱層之樹脂來電著於模具之方法。此外，斷熱層之形成係可以是形成斷熱層之樹脂來電著於模具之方法。此外，可以在斷熱層、斷熱板之表面，由於賦予傷痕防止等之耐久性之目的而形成金屬層。

此外，作為斷熱層係也可以使用陶瓷材料。陶瓷之表面係具有良好之耐摩耗性，因此，並不需要將前述之金屬層，配置於由陶瓷而組成之斷熱層上。作為陶瓷係最好是使用在內部包含氣泡之多孔質氧化鋯、二氧化矽。即使是在其中，由多孔質氧化鋯而構成之斷熱層係也主要由氧化鋯而構成，因此，在射出成形時，對於施加在斷熱層之壓力之耐久性係變高。因此，不容易產生前述之壓力發生成為原因之斷熱層之意外。所以，在射出成形之途中，減少中斷成形之次數，提高射出成形品之生產性。

作為氧化鋯係並無特別限定，可以是安定化氧化鋯、部分安定化氧化鋯、未安定化氧化鋯之任何一種。所謂安定化氧化鋯係立方晶氧化鋯即使是在室溫也安定化，具有良好之強度及韌性等之機械特性或耐摩耗性。此外，所謂部分安定化氧化鋯係指立方晶氧化鋯即使是在室溫也殘留一部分之狀態，在承受外部應力時，發生由正方晶變態至單斜晶之麻田散體變態，特別是抑制由於拉引應力之作用而進展之龜裂之成長，具有高度之破壞韌性。此外，所謂未安定化氧化鋯係指無法藉由安定化劑而安定化之氧化鋯。此外，可以組合由安定化氧化鋯、部分安定化氧化鋯和未安定化氧化鋯而選出之至少2種以上來使用。

作為包含於安定化氧化鋯、部分安定化氧化鋯之安定化劑係可以採用向來習知之一般者。列舉例如三氧化二釔、二氧化鈰、氧化鎂等。安定化劑之使用量係也並無特別限定，其使用量係可以配合用途、使用材料等而適度地設定。

此外，在不妨害本發明效果之範圍內，除了前述之氧化鋯、安定化劑以外，還可以包含向來習知之添加劑等。

使用前述之原料而形成斷熱層之方法係並無特別限定，但是，最好是採用熔射法。藉由採用熔射法而使得多孔質氧化鋯之熱傳導率，容易調整至要求之範圍。此外，也不會發生因為在多孔質氧化鋯之內部呈過度地形成氣泡而大幅度地降低斷熱層之機械強度等之問題。藉由像這樣，以熔射，來形成斷熱層，而使得斷熱層之構造，適合於本發明之用途。

藉由熔射而形成斷熱層係可以例如正如以下而進行。首先，熔融斷熱層之原料而成為液體。加速該液體而撞擊至空腔之內表面。最後，將撞擊至空腔之內表面而附著之原料，予以固化。藉由像這樣，而使得非常薄之斷熱層，形成於模具之內表面。可以藉由在該非常薄之斷熱層上，還撞擊熔融之原料，進行固化，而調整斷熱層之厚度。此外，固化原料之方法係可以使用向來習知之冷卻手段，並且，也可以僅藉由進行放置而固化。此外，熔射方法係並無特別限定，可以由電弧熔射、電漿熔射、火焰熔射等之向來習知之方法而適度地選擇理想之方法。

前述之具有多層構造之斷熱層係可以藉由調整斷熱層之製造條件而進行製造。例如在藉由熔射法而形成斷熱層之狀態下，可以藉由調整熔融之原料來附著於模具內表面之條件等，而進行製造。

【實施例】

在以下，根據實施例而更加詳細地說明本發明，但是，本發明係並非由於這些實施例而受到限定。

＜實施例1＞

在實施例1，使用以下之材料。

結晶性樹脂：聚苯撐硫化物樹脂(PPS樹脂)(聚塑膠股份有限公司製、「FORTRON 1140A64」、T_c2；225℃)

將前述結晶性樹脂之結晶化速度(Log K(K係速度))和樹脂溫度(℃)之關係，顯示於圖4。使得結晶化速度呈充分地迅速之溫度，成為150℃以上。此外，要求之結晶化度係30%。

斷熱層：聚醯亞胺樹脂(聚醯亞胺樹脂清漆(日本精密化學公司製)；在以熱傳導率0.2W/m‧K來噴射而在250℃燒結1小時之後，研磨聚醯亞胺面。)

T_c2之測定方法：藉由使用示差掃描熱量計(PerkinElmer公司製、DSC7)，在氮氣氛下、340℃保持熱塑性樹脂2分鐘之後，以10℃/分之速度，來進行降溫，由得到之DSC圖，來讀取發熱波峰之溫度，而成為T_c2。

此外，使用圖5所示之模具。成為L_M=10mm、L_P=0.7mm、L_S=0.06mm。

構成模具之材料及結晶性樹脂之比重、比熱、熱傳導率、熱擴散率係正如以下。熱傳導率係藉由雷射閃爍法而測定及算出熱擴散率。比重係藉由阿基米德法而進行測定，比熱係藉由DSC而進行測定。

使用Therm 1(一次元熱傳導解析軟體)，藉著表2所示之模具溫度之條件而導出由空腔表面開始至7μm之深度之樹脂溫度以及在樹脂之模具內之保持時間之關係。

此外，也進行在各個成形條件之結晶化度之測定。結晶化度之測定係分成為形成斷熱層之側和無形成斷熱層之側而進行。結晶化度之結果係也顯示於表2。

在表3，就模具溫度140℃、100℃、80℃而言，顯示保持樹脂溫度150℃以上之時間。由表2和表3之結果而確認：即使是設定模具溫度之條件而成為100℃以下，也使得可以調整結晶化度來成為30%以上之保持時間，成為0.1秒鐘。

此外，確認：如果將藉由熱傳導解析而設定之斷熱層來設置於模具的話，則即使是設定為模具溫度100℃之條件，也可以調整成形品表面之結晶化度，成為要求之範圍。

＜實施例2＞

除了斷熱層之材料由聚醯亞胺而變更成為二氧化矽(陶瓷1)且成為L_S=2.5mm或5mm以外，其餘係相同於實施例1，導出由空腔表面開始至7μm之深度之樹脂溫度以及在樹脂之模具內之保持時間之關係。將保持樹脂溫度150℃以上之時間以及藉由各個成形條件而形成斷熱層之側之結晶化度，顯示於表4。此外，導出之關係式之成形條件係模具溫度為100℃、斷熱層(陶瓷1)2.5mm之條件以及模具溫度為100℃、斷熱層(陶瓷1)5mm之條件。

此外，陶瓷1之比重、比熱、熱傳導率、熱擴散率係正如以下。熱傳導率係藉由雷射閃爍法而測定及算出熱擴散率。比重係藉由阿基米德法而進行測定，比熱係藉由DSC而進行測定。

比重：2520(kg/m³)

比熱：790(J/(kg‧K))

熱傳導率：1.46(W/(m‧K))

熱擴散率：7.33×10^-7(m²‧s)

＜實施例3＞

可以藉由前述之實施例而確認：可以藉由流入至模具之樹脂，保持150℃以上之狀態0.1秒鐘以上，而調整結晶化度30%以上。

在實施例3，使用Therm 1(一次元熱傳導解析軟體)，將斷熱層變更成為氧化鋯熔射之多孔質氧化鋯層(陶瓷2)之狀態下之流入至模具之樹脂來保持150℃以上之狀態0.1秒鐘以上之斷熱層之厚度予以導出。此外，模具係相同於實施例1，假定圖5所示之模具。也就是說，成為L_M=10mm、L_P=0.7mm。構成模具之材料及樹脂之比重、比熱、熱傳導率、熱擴散率係使用以下之表5所示之值。

可以推測：使用Therm 1(一次元熱傳導解析軟體)，改變斷熱層之厚度，分別在各個之每次厚度相同於實施例1而導出由空腔表面開始至7μm之深度之樹脂溫度以及在樹脂之模具內之保持時間之關係之時，藉由斷熱層之厚度，成為500μm，以模具溫度80℃之條件，而使得流入至模具之樹脂，保持150℃以上之狀態0.1秒鐘以上(推測結果：0.49秒鐘)。於是，在實際上，製作圖5所示之成為L_M=10mm、L_P=0.7mm、L_S=500μm之模具。此外，就斷熱層之形成方法而敘述於後面。

使用製作之模具，以模具溫度80℃之條件，來製作成形品，進行形成斷熱層之側之結晶化度之測定。將結晶化度之結果，顯示於表6。

藉由熱傳導解析而決定保持150℃以上之狀態0.1秒鐘以上之斷熱層之厚度，將該厚度之斷熱層，設置於模具，製造成形用之模具。像這樣製造模具，如果藉由設定之成形條件(例如模具溫度80℃)而進行成形的話，則能夠得到要求之結晶化度之成形品。

＜斷熱層之形成＞

藉由熔射法而將主要由氧化鋯而構成之原料，熔射於前述模具之內表面。調整斷熱層之表面而提高密度，在模具之內表面，形成多層構造之斷熱層。持續地進行熔射而直到斷熱層之厚度500μm為止。

實際地進行測定，結果，構成模具之材料及結晶性樹脂之比重、比熱、熱傳導率、熱擴散率係正如表5。氧化鋯斷熱層之熱傳導率係藉由雷射閃爍法而測定熱擴散率，藉由DSC而測定比熱，藉由水中置換法(根據JIS Z8807固體比重測定方法)而測定比重，藉由[熱傳導率]=[熱擴散率×比熱×比重]而算出熱傳導率。

此外，多層構造之斷熱層之熱傳導率(λ)係求出低密度層和高密度層之各個之熱傳導率，在低密度層之熱傳導率(λ1)、高密度層之熱傳導率(λh)和低密度層之厚度相對於斷熱層整體之厚度之比例(t)之狀態下，使用[1/λ]=[t/λ1]+[(1-t)/λh]之公式，藉由公式而求出。

由實施例2、實施例3而確認：如果在模具設置藉由熱傳導解析而設定之斷熱層(陶瓷)的話，則即使是設定成為模具溫度100℃之條件，也可以使得成形品表面之結晶化度，成為要求之範圍。

L_M．．．斷熱層之厚度方向之模具厚度

L_P．．．斷熱層之厚度方向之空腔厚度

L_S．．．斷熱層之厚度

圖1係顯示空腔表面附近之樹脂溫度和在模具內保持樹脂之保持時間之關係之圖。

圖2係呈示意地顯示形成斷熱層之模具之剖面之圖，圖2(a)係在空腔表面之整體來形成斷熱層之分割模具之剖面之示意圖，圖2(b)係在空腔表面之一部分來形成斷熱層之分割模具之剖面之示意圖，圖2(c)係在斷熱層之上來形成金屬層之分割模具之剖面之示意圖。

圖3係用以說明斷熱層之厚度、空腔之厚度和模具之厚度且形成斷熱層之分割模具之剖面之示意圖。

圖4係顯示在實施例來使用之結晶性樹脂之結晶化速度和溫度之關係之圖。

圖5係在實施例來使用之模具之剖面之示意圖。

Claims (10)

1. 一種模具的製造方法，用以成形由包含結晶性熱塑性樹脂之樹脂組成物而組成之成形品，包含：第1製程，導出在填充於模具之結晶性熱塑性樹脂之空腔表面附近之結晶化速度呈充分地迅速之溫度T₁以及在該結晶性熱塑性樹脂之模具內保持結晶化速度呈充分地迅速之溫度T₁以上之保持時間；以及第2製程，將斷熱層設置於前述模具，前述斷熱層是在模具溫度為T_c2-100℃以下使前述空腔表面附近之溫度保持在導出之溫度以上之時間，滿足導出之前述保持時間；其中前述T_c2是：使用示差掃描熱量計(DSC)，在氮氣氛下、340℃保持前述熱塑性樹脂組成物2分鐘之後，以10℃/分之速度進行降溫得到DSC圖，從該DSC圖讀取的發熱波峰之溫度；前述結晶化速度呈充分地迅速之溫度T₁是：由前述結晶性熱塑性樹脂之前述結晶化速度和前述樹脂溫度之關係而決定的溫度，且為結晶化速度比最迅速之結晶化速度之1/1000迅速之最低樹脂溫度；以及在前述第1製程：根據結晶性熱塑性樹脂之結晶化速度和樹脂溫度之關係，從在超過T_c2-100℃而接近T_c2-100℃之模具溫度分別測定的前述空腔表面附近之溫度與在前述模具內保持樹 脂之保持時間的關係導出曲線P，在前述曲線P將該樹脂溫度成為T₁的保持時間設為△t₁，從以較導出前述曲線P時的條件還抑制前述空腔表面附近之樹脂溫度之降低的條件分別測定的前述空腔表面附近之溫度與在前述模具內保持樹脂之保持時間的關係導出曲線Q，在前述曲線Q將該樹脂溫度成為T₁的保持時間設為△t₂時，以前述△t₂成為大於前述△t₁的關係、前述成形品表面之結晶化度成為要求之範圍的樣態，導出前述溫度T₁與前述結晶性熱塑性樹脂之保持在該溫度T₁以上之保持時間。
2. 如申請專利範圍第1項之模具的製造方法，其中，前述之模具溫度係100℃以下，前述之結晶性熱塑性樹脂係聚丙炔硫化物系樹脂，前述空腔表面附近之溫度係150℃以上，前述之保持時間係0.1秒鐘以上。
3. 如申請專利範圍第1或2項之模具的製造方法，其中，前述之斷熱層係藉由熱傳導解析而導出前述空腔表面附近之溫度和前述保持時間之關係，根據該關係而決定斷熱層之材料、設置位置和形狀，前述之熱傳導解析係使用在空腔之表面形成斷熱層之模具，以構成模具之材料和前述結晶性熱塑性樹脂之比重、比熱、熱傳導率、熱擴散率，作為參數而進行熱傳導解析。
4. 如申請專利範圍第1或2項之模具的製造方法，其中，前述之斷熱層係熱傳導率為0.3W/m‧K以下，厚度為 60μm以上。
5. 如申請專利範圍第1或2項之模具的製造方法，其中，前述之斷熱層係包含由聚苯并咪唑、聚醯亞胺和聚醚醚酮而選出之至少一種樹脂。
6. 如申請專利範圍第1或2項之模具的製造方法，其中，前述之斷熱層係在表面，具有金屬層。
7. 如申請專利範圍第1或2項之模具的製造方法，其中，前述之斷熱層係包含陶瓷。
8. 如申請專利範圍第7項之模具的製造方法，其中，前述之陶瓷係二氧化矽。
9. 如申請專利範圍第7項之模具的製造方法，其中，前述之陶瓷係包含多孔質氧化鋯。
10. 如申請專利範圍第1或2項之模具的製造方法，其中，前述之模具溫度係在將以結晶不充分的狀態被成形的樹脂升溫時，為結晶化溫度的T_c1以下。