WO2018092255A1 - 樹脂成形品の断熱金型 - Google Patents

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WO2018092255A1
WO2018092255A1 PCT/JP2016/084183 JP2016084183W WO2018092255A1 WO 2018092255 A1 WO2018092255 A1 WO 2018092255A1 JP 2016084183 W JP2016084183 W JP 2016084183W WO 2018092255 A1 WO2018092255 A1 WO 2018092255A1
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mold
heat insulating
resin
molded product
heat
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PCT/JP2016/084183
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佐藤正則
小檜山渉
田川知彦
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コニカミノルタ株式会社
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    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/37—Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings

Definitions

  • the present invention relates to a heat insulating mold for resin molded products by injection molding, and particularly to a heat insulating mold for resin molded products suitable for molding thin parts.
  • An object of the present invention is to provide a heat-insulating mold for a resin molded product that can suppress the occurrence of appearance defects due to unfilling or sinking due to thinning in injection molding of thin-walled parts with a simple structure.
  • a heat insulating mold for a resin molded product according to the present invention is a heat insulating mold for a resin molded product having a heat insulating layer with a thermal conductivity of less than 0.2 W / m ⁇ K, and the heat insulating layer This suppresses the heat transfer of the resin injected into the molding space and delays solidification.
  • the thermal conductivity to less than 0.2 W / m ⁇ K in the heat insulation layer, the solidification of the resin at the time of injection is delayed, so that the fluidity of the resin can be improved. Even in the case of molding a thin-walled part, the resin can flow to the end of the molding space to suppress the occurrence of unfilled or sink marks, thereby further reducing the appearance defect.
  • FIG. 1A is a side sectional view for explaining a mold opening state of a heat insulating mold in a molding apparatus having a heat insulating mold for a resin molded product according to the first embodiment
  • FIG. 1B is a mold closing of the heat insulating mold.
  • It is a sectional side view explaining a state.
  • 2A to 2C are conceptual diagrams for explaining a state at the time of injecting the resin into the heat insulating mold
  • FIG. 2D is a conceptual diagram for explaining a modified example of the heat insulating mold.
  • 3A to 3D are process diagrams for explaining a manufacturing process of a resin molded product.
  • FIG. 4A and 4B are conceptual diagrams for explaining a method of manufacturing a resin molded product using a heat insulating mold of a comparative example.
  • FIG. 5A is a diagram for explaining an experimental example of the flow length experiment, and FIGS. 5B and 5C are graphs showing the experimental results. It is another graph which shows the experimental result about one experimental example shown to FIG. 5A. It is a graph for demonstrating one experimental example which applied paraxylylene to the heat insulation layer and performed injection molding repeatedly. It is the graph which showed an example about the relationship between the heat conductivity of a heat insulation layer, and thickness.
  • FIG. 9A is a conceptual diagram for explaining an example of the structure of the heat insulating mold according to the second embodiment, and FIG. 9B is a partially enlarged view of FIG.
  • FIG. 10A is a conceptual diagram for explaining an example of a heat insulating mold according to the third embodiment
  • FIG. 10B is a conceptual diagram for explaining a modification of the heat insulating mold
  • FIG. It is a figure for demonstrating one experimental example of the flow length experiment corresponding to this embodiment
  • 11A and 11B are conceptual diagrams for explaining another modified example of the heat insulating mold
  • FIG. 11C is a conceptual diagram for explaining another modified example of the heat insulating mold.
  • the molding apparatus 100 is provided with a molding die 40 which is a heat insulating die (injection molding die) of the present embodiment.
  • the molding apparatus 100 includes, in addition to the molding die 40, a fixed-side support portion 10 and a movable-side support portion 20 that perform mold opening and closing and further mold clamping while supporting the molding die 40, and a molding die.
  • 40 includes a temperature adjusting unit 30 that adjusts the temperature of the molding die 40 by using a heating / cooling unit that is an electric heater, a heat medium flow path, or the like provided in 40, and a control unit 90 that performs overall control thereof.
  • the molding die 40 of this embodiment is composed of a first die 41 and a second die 42, and is provided on the fixed side provided in the molding apparatus 100.
  • the mold is clamped between the support portion 10 and the movable side support portion 20, and a molding space CV is formed between the two molds 41 and 42, so that a resin molded product can be manufactured by injection molding. Yes.
  • the second die 42 can reciprocate in the AB direction (direction parallel to the axis AX).
  • a molding space CV for molding a resin molded product and A flow path space FC which is a flow path for supplying resin to this, is formed.
  • the flow path space FC is configured by a runner RN following the sprue SP as a resin passage, and further by a gate GT connected from the runner RN to the molding space CV.
  • the first mold 41 is a mold plate 61 that is disposed on the relatively inner side (that is, the second mold 42 side), and a stationary support portion 10 of the molding apparatus 100 that is disposed on the relatively outer side (see FIG. 1A). And a mounting plate 64 to be mounted on the head.
  • a sprue bush or sprue forming portion 65 that forms a sprue SP as a resin passage is embedded in the first mold 41.
  • the sprue forming part 65 penetrates the first mold 41 in a state of extending substantially parallel to the AB direction which is the mold opening / closing direction.
  • molten resin is supplied at a desired timing and pressure from a nozzle or the like connected to the outer end portion of the sprue forming portion 65, and the molding die 40.
  • the molding space CV is filled.
  • the template 61 of the first mold 41 has a configuration in which a heat insulating layer is provided on a metal plate-like main body member. More specifically, the template 61 is a heat insulating material formed as a surface layer of a mold surface SS of the molding die 40 provided on the mother die 62 and a mother die 62 constituting a metal plate-shaped main body member. Layer (heat insulation part) 63. That is, the heat insulating layer 63 forms the inner surface of the mold plate 61 including the transfer surface PS as the mold surface SS and defines the molding space CV.
  • the heat insulating layer 63 is made of a material having an extremely low thermal conductivity with a thermal conductivity of less than 0.2 W / m ⁇ K in order to sufficiently delay solidification by suppressing heat transfer or heat dissipation from the resin.
  • the material can be formed by painting or forming a film on the surface of the mother die 62.
  • a heat insulating portion (heat insulating layer) 63 may be formed by a plurality of nested fitting members fitted into a plurality of panel-shaped mother dies 62, for example, a heat insulating portion by a fitting member constituted by a plurality of block members. (Heat insulation layer) 63 may be formed (an example of a detailed structure will be described later).
  • the thickness of the heat insulating layer 63 is desirably, for example, 1 mm or less.
  • the mounting plate 64 is a metal plate-like member, and supports the template 61 from behind. That is, the mounting plate 64 supports the template 61 from the opposite side of the die-matching surface and the transfer surface. Further, in the mounting plate 64, the shape of the nozzle touch part which is the end part of the sprue forming part 65 is a mortar shape. Thus, when the resin is supplied, the nozzle tip on the supply side is fitted without any gap.
  • die 42 is equipped with the template 71 arrange
  • the mold plate 71 of the second mold 42 has a configuration in which a heat insulating layer is provided on a metal plate-like main body member, similarly to the mold plate 61 of the first mold 41. That is, the template 71 includes a mother die 72 constituting a metal plate-like main body member, and a heat insulating layer (heat insulating portion) provided on the mother die 72 as a surface layer of the mold surface SS of the molding die 40. 73. That is, the heat insulating layer 73 forms the inner surface of the template 71 including the transfer surface PS as the mold surface SS and defines the molding space CV.
  • the heat insulating layer 73 is made of a material having an extremely low thermal conductivity with a thermal conductivity of less than 0.2 W / m ⁇ K in order to sufficiently delay solidification by suppressing heat transfer or heat dissipation from the resin.
  • the material can be formed by painting or film formation on the surface of the mother die 72.
  • the heat insulating portion (heat insulating layer) 73 may be formed by a nested fitting member fitted into the panel-shaped matrix 72, and for example, the heat insulating portion (heat insulating layer) is formed by a fitting member constituted by a plurality of block members. 73 may be formed.
  • the thickness of the heat insulating layer 73 is desirably 1 mm or less, for example.
  • the mother die 72 which is a metal plate-shaped main body member, it is possible to use steel materials etc., and it is assumed that thermal conductivity is about 41 W / m ⁇ K, for example.
  • the mounting plate 74 is a metal plate-like member, and supports the template 71 from behind. That is, the mounting plate 74 supports the template 71 from the opposite side of the die-matching surface and the transfer surface PS.
  • a heating / cooling unit such as an electric heater or a heat medium flow path is provided inside the mold plate 61 and the mold plate 71.
  • a thermometer for temperature monitoring is formed as necessary, the illustration is omitted for simplification of explanation.
  • the mounting plate 64 or the like is provided with an ejector pin or the like for taking out the molded product MP.
  • FIG. 2A is a diagram showing a part of the molding die 40 (portion beyond the gate GT)
  • FIGS. 2B and 2C are diagrams conceptually showing the structure of the molding die 40 and the state of resin injection. It is.
  • the molding space CV formed by the molding die 40 has a shape that forms a plurality of thin plate-shaped molded products (resin molded products), and in particular, a thinned product is formed.
  • the height H of the molding space CV shown in FIG. 2C is a portion that requires the effects of the heat insulating layers (heat insulating portions) 63 and 73 and is the thinnest part of the molded product formed by the molding space CV. This value is a predetermined value such as 3 mm or less (or 2 mm or less, or even 1.5 mm or less). Such a value of the height H is called a minimum distance of the forming space CV.
  • the minimum distance in the molding space CV is a distance parallel to the mold opening direction of the molding space CV in a portion of the molding space CV filled with resin that requires the effect of the heat insulating layers (heat insulating portions) 63 and 73. Means the minimum value of.
  • heat insulating layers (heat insulating portions) 63 and 73 are formed over the entire molding space CV so as to cover the inner surfaces of the templates 61 and 71, and the heat insulating layers (heat insulating portions) 63 and 73 are formed.
  • the thermal conductivity is less than 0.2 W / m ⁇ K.
  • As the material of the heat insulating layers 63 and 73 for making the thermal conductivity less than 0.2 W / m ⁇ K various types of materials can be considered. It is also conceivable to configure with Specifically, in addition to the case of using urethane foam, for example, it is also possible to use a paint containing hollow or vacuum ceramic beads (see FIGS.
  • FIG. 2D is a diagram for conceptually explaining a modified example of the molding die 40, and corresponds to FIG. 2B.
  • the template 61 provided with the heat insulating portion (heat insulating layer) 63 on the mother die 62 is used.
  • the template 61 is replaced with the block-shaped heat insulating portion 63 itself. You may comprise.
  • the heat insulating portion 63 as the template 61 is made to flow to the end of the molding space CV by adjusting the flow of the resin RM by using a material having a thermal conductivity of less than 0.2 W / m ⁇ K. Can do.
  • the molding mold 40 is the temperature adjusting unit 30 of the molding apparatus 100 (see FIG. 1A). It is held in a state of being heated to a predetermined temperature (for example, 50 ° C.) in advance by temperature adjustment using.
  • a predetermined temperature for example, 50 ° C.
  • the resin RM is heated to a predetermined temperature (for example, 250 ° C.) and melted in the molding space CV from the direction of the arrow A2 through the sprue forming portion 65 (see FIG. 1B) and the gate GT. It is injected.
  • a predetermined temperature for example, 50 ° C.
  • the temperature of the resin RM is adjusted to an appropriate temperature considering the melting point and glass transition point of the resin RM. Solidification is delayed. As a result, the resin RM flows to the end of the molding space CV, and the resin RM spreads through the corners of the molding space CV without any gap, and the injection of the resin RM is completed.
  • the molding die 40 is set to a target temperature as a whole by temperature adjustment using the temperature adjustment unit 30 (see FIG. 1A) of the molding apparatus 100, and is a resin cooled by heat dissipation in the molding die 40 after completion of injection.
  • the RM quickly solidifies to form the molded product MP. Thereafter, the second mold 42 on the movable side is released as shown in FIG. 3C, and the molded product MP is taken out as shown in FIG. 3D.
  • FIG. 4 is a diagram for conceptually explaining a heat insulating mold (molding mold) of a comparative example with respect to the heat insulating mold (molding mold) according to the present embodiment.
  • 4A corresponds to FIG. 2B
  • FIG. 4B corresponds to FIG. 2C.
  • the molding space CV of the molding die 40 is made of a steel material or the like that is the material of the mother dies 62 and 72, and the thermal conductivity is about 41 W / m ⁇ K, for example.
  • the molding die 40 is heated to a predetermined temperature (for example, 50 ° C.) in advance, and the resin MR is heated to a predetermined temperature (for example, 250 ° C.) during the injection of the resin MR.
  • FIG. 5A is a diagram showing a configuration of a model mold used in an experimental example of a flow length experiment.
  • 5B, 5C, and 6 are graphs showing the experimental results.
  • a spiral mold having a long flow length is used.
  • the thickness of the molded product and the flow length of the resin with respect to the thermal conductivity of the heat insulating layer were measured, and the results are shown in each graph.
  • each specification in the injection molding in this experimental example is as shown in Table 1 below. That is, for example, the width of the spiral of the model mold is 6 mm.
  • FIG. 5C shows the relationship between the thermal conductivity (horizontal axis) and the flow length (vertical axis) of the heat insulating layer.
  • Table 3 the numerical value of a graph is as showing in Table 4.
  • the relationship between the thermal conductivity of the heat insulating layer and the flow length is more preferably that the heat conductivity of the heat insulating layer is as small as about 0.1 W / m ⁇ K.
  • the thermal conductivity of the heat insulating layer is less than 0.2 W / m ⁇ K, so that when the molded product is thinned, the solidification of the resin at the time of injection is delayed to improve the fluidity.
  • the resin can be flowed to the end of the molding space of the mold to suppress the occurrence of unfilled or sink marks, thereby further suppressing the appearance defect.
  • FIG. 6 is a graph (simulation result) showing the relationship between the specific heat (horizontal axis) and the flow length (vertical axis) of the material applied to the heat insulating layer.
  • the numerical values of the graph are as shown in Table 5. As shown in the graph and the like, it can be seen that the lower the specific heat, the larger the flow length (the resin extends), which is preferable. Similarly, it is more preferable that the heat capacity of the heat insulating layer is lower.
  • FIG. 7 is a graph for explaining an experimental example in which paraxylylene was applied to the heat insulating layer and injection molding was repeated in a spiral mold similar to the above-described example.
  • Each specification (experimental conditions) in the injection molding in this experimental example is as shown in Table 6 below. That is, for example, the spiral width of the model mold is 6 mm, the thickness of the molded product is 1.6 mm, and the molding cycle time is 60 seconds.
  • die is as showing in Table 7. That is, the thickness of the steel material used for the matrix is 17 mm, and the thickness of the paraxylylene as the heat insulating layer is 0.2 mm.
  • the thermal conductivity of the steel material is 41.3 W / m ⁇ K
  • the thermal conductivity of paraxylylene as the heat insulating layer is 0.08 W / m ⁇ K.
  • Table 8 corresponds to FIG. 7 and shows the results of an experiment in which a total of four moldings were performed for the present example and the comparative example under the above conditions. As is apparent from the graph and table, in this experimental example (with paraxylylene) shown in the curve C1 in the graph of FIG. By applying paraxylylene to the heat-insulating layer, a sufficient fluidity securing effect that was necessary was obtained.
  • the heat conductivity is increased in the heat insulating layers 63 and 73 of the molding die 40 which is a heat insulating mold.
  • a molded product MP made of the resin RM a thin-walled part (for example, about 3 mm, Is about 1.5 mm thick)
  • the resin RM can be flowed to the end of the molding space CV to suppress the occurrence of unfilled or sink marks, thereby further reducing the appearance defect.
  • FIG. 8 shows, as an example, heat insulation for achieving the same target value as that of the previous example when the thickness is reduced from 2.0 mm to 1.6 mm (the difference due to the presence or absence of the heat insulating layer is 1.4 times). It is the graph (simulation result) which showed the relationship between the thermal conductivity (horizontal axis) of a layer, and its thickness (vertical axis). A curve C3 indicates that the difference due to the presence or absence of the heat insulating layer is 1.4 times.
  • an actual material heat insulating material
  • a porous polyimide having a thermal conductivity of 0.04 W / m ⁇ K is considered as a candidate.
  • this porous polyimide has become.
  • the target value of the difference due to the presence or absence of the heat insulating layer is set to 1.4 times.
  • the present invention is not limited to this.
  • the target flow length is 1.2 times or more. Various settings can be considered accordingly.
  • FIGS. 9A and 9B are conceptual diagrams for explaining an example of the structure of the molding die 140 that is a heat-insulating die according to the present embodiment
  • FIG. 9A is a concept in FIGS. 2B and 2D of the first embodiment.
  • It is a figure corresponding to the shaping die illustrated in figure (illustration omitted of resin). That is, in the drawing, only the first mold 141 side is shown, but the second mold 142 side also has the same structure. That is, in this embodiment, as shown in the drawing, the molding die 140 is composed of a first die 141 and a second die 142, and the mold plates 161, 171 are used as the body portions of the respective die 141, 142.
  • the mold plates 161 and 171 include mother molds 62 and 72 constituting metal plate-like main body members, and heat insulating layers (heat insulating portions) 163 and 173 provided on the mother molds 62 and 72, respectively.
  • the heat insulation layers 163 and 173 are made of two kinds (or two or more kinds) of materials. More specifically, the heat insulating layers 163 and 173 are made of a paint mixed with a large number of hollow or vacuum ceramic beads CB.
  • each ceramic bead CB has, for example, a spherical shape or a substantially spherical shape with a center particle diameter Da of about 35 to 80 ⁇ m and a film thickness Ta of 1 to 2 ⁇ m.
  • the internal space Ia is hollow or vacuum.
  • a coating agent PA in which a large number of ceramic beads CB having such a shape and structure are appropriately mixed in a paint so that the overall thermal conductivity is less than 0.2 W / m ⁇ K.
  • the thermal conductivity can be more surely made less than 0.2 W / m ⁇ K.
  • the heat insulating layers 163 and 173 can be configured by a resin containing a large number of hollow or vacuum glass beads.
  • the template 161 may be comprised with the block-shaped heat insulation part 163 itself similarly to the case shown to FIG. 2D.
  • FIG. 10A is a conceptual diagram for explaining an example of a molding die 240 that is a heat insulating die according to the present embodiment.
  • the molding die conceptually illustrated in FIGS. 2B and 2D of the first embodiment is illustrated in FIG. It is a corresponding figure.
  • the molding die 240 according to the present embodiment includes a first die 241 and a second die 242, and includes heat insulating layers (heat insulating portions) 263 and 273 provided in the first die 241 and the second die 242, respectively.
  • a surface protective film PM is further provided thereon.
  • the heat insulating layer 63 is formed as a layer close to the mold surface SS.
  • the surface protective film PM is provided with a thickness T1 of, for example, 0.1 mm or less.
  • FIG. 10B is a conceptual diagram for demonstrating the modification of the shaping die which is the heat insulation metal mold
  • the molding die 340 shown in FIG. 10B is similar to the case shown in FIG. 2D and the like, in that the mold plates 361 and 362 are formed by the block-like heat insulating portions 363 and 373 themselves, so that the molding die shown in FIG. 240.
  • FIG. 10C is a graph showing the relationship between the thermal conductivity (horizontal axis) of the surface protective film and the flow length (vertical axis) with the film thickness changed, and the numerical values of the graph are as shown in Table 9.
  • the surface protective film when the surface protective film is 0.05 mm, it is considered that it is difficult to be affected by the thermal conductivity of the surface protective film in particular, and the flow length reduction suppression that is an effect of the heat insulating layer is maintained. .
  • the effect of the heat insulating layer is prevented from being lowered by setting the thickness of the surface protective film to 0.1 mm or less.
  • the present invention has been described according to the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the heat insulating portion (heat insulating layer) 63 may be formed by providing a nested fitting member or as a part of the fitting member. Good.
  • FIGS. 11A and 11B are views corresponding to the molding die conceptually illustrated in FIG. 2B and the like, and as shown in the drawing, the heat insulating portion in the fitting member CF which is a nested member.
  • Heat insulation layer 63 is formed, or the fitting member CF itself is formed of a heat insulation portion (heat insulation layer) 63, and the fitting member CF is a matrix 62 constituting a metal plate-like main body member. Is inserted into the fitting hole 62a, which is a recess provided in the.
  • the heat insulating portion (heat insulating layer) 63 is formed by a nested member that is fitted into the panel-shaped mother die 62.
  • the first mold 41 is illustrated in the drawing, the same configuration can be applied to the second mold 42 (see FIG. 1 and the like). Further, for example, when the molding die 40 constituted by the first die 41 and the second die 42 shown in FIG.
  • the fitting member CF can be configured by attaching it to a panel-shaped mother die 62 having a plurality of corresponding fitting holes 62a.
  • a plurality of fitting members CF may be configured by a plurality of block materials.
  • the heat insulating portion (heat insulating layer) 63 is formed by the fitting member CF that is a nested member, but the heat insulating portion (heat insulating layer) 63 may be formed in other configurations. .
  • a part or the whole of the core mold may be configured by a heat insulating portion (heat insulating layer).
  • molded products having various shapes and structures can be produced by using a plurality of block materials and the like.
  • the heat insulating part (heat insulating layer) 63 can be formed, for example, by applying a heat insulating material to the surface of the mother die 62 or by film formation. Alternatively, it may be formed by vapor deposition. At this time, the heat insulating material may be uniformly thinned by the above method, and the heat insulating portion (heat insulating layer) 63 may be formed without post-processing. However, a portion where the heat insulating portion (heat insulating layer) 63 is not required or a portion where the heat insulating portion 63 is uneven may be post-processed with partial removal, for example.
  • the heat insulating portions (heat insulating layers) 63 and 73 are provided at locations corresponding to a part of the molding space CV instead of the whole. It may be done.
  • the fluidity problem at the time of resin injection becomes a problem only at the tip side far from the gate GT (see FIG. 2A, etc.) in the molding space CV, and the resin is solidified by suppressing heat transfer or heat dissipation from the resin at the tip side.
  • the resin can be flowed to the end of the molding space CV by delaying, it is possible to provide a heat insulating layer at a suitable position as necessary, and to reliably control the resin flow at the time of injection.
  • the surface protection shown in the third embodiment You may employ
  • the minimum distance in the molding space CV is described as an example of 3 mm or less as an example from the viewpoint of reducing the thickness of the molded product.
  • the present invention is not limited to this. In the case of forming a large molded product having a thickness, the present invention can be applied.
  • the explanation is made by molding with a sprue, a runner, and a cold runner having a gate.
  • the present invention is not limited thereto, and the present invention can be applied to molding with a hot runner that does not mold the runner. . That is, the mold applied in the hot runner may be configured as in the present application.

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Abstract

成形金型４０の断熱層６３、７３において熱伝導率を０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満にすることで、射出時の樹脂ＲＭの固化速度を遅延させ流動性を向上することが可能となり、例えば樹脂ＲＭによる成形品ＭＰとして薄肉部品（例えば１．５ｍｍ程度の肉厚）を成形する場合であっても、成形空間ＣＶの末端まで樹脂ＲＭを流動させて未充填やヒケなどの発生を抑制し、外観不良をより抑えることができる。

Description

樹脂成形品の断熱金型
　この発明は、射出成形による樹脂成形品の断熱金型に関するものであって、特に、薄肉部品の成形に適する樹脂成形品の断熱金型に関する。
　樹脂材料を用いた射出成形方法において、薄肉部品を成形可能とするために、金型の熱伝導率を制御することで、射出時の樹脂材料から金型への樹脂熱移動を抑えて材料の流動性を上げる対策が取られることがある。しかし、さらなる薄肉化が進むと従来の断熱では充分な流動性が得られず、充填不足などの成形不良につながる可能性がある。これに対して、ヒートアンドクール成形（射出時に金型温度を上昇、離型時には型温度を降下させる成形）や、射出圧縮成形(金型をコアバックさせた状態で樹脂を射出し、射出完了と同時にコア前進させる成形）といった一般的な充填不足対策を併用することも考えられるが、この場合、例えば設備費増となりコストアップとなってしまう。
　なお、断熱金型を用いる射出成形に関して、射出時の材料の流動性に関するものではないが、成形時における転写性向上のために温度低下を抑制する断熱樹脂層を用いるものであって、補強層をさらに設けることで断熱金型表面の転写性を良好な状態としながらも耐久性を向上し得る技術が知られている（特許文献１参照）。
特開２０１４－０４６５９０号公報
　本発明は、薄肉部品の射出成形において、薄肉化による未充填やヒケによる外観不良の発生を簡易な構造で抑えられる樹脂成形品の断熱金型を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係る樹脂成形品の断熱金型は、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満の断熱層を有する樹脂成形品の断熱金型であって、断熱層により成形空間内に射出された樹脂の熱移動を抑制して固化を遅延させることを特徴とする。
　上記断熱金型によれば、断熱層において熱伝導率を０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満にすることで、射出時の樹脂の固化を遅延させるので、樹脂の流動性を向上することが可能となり、薄肉部品を成形する場合であっても、成形空間の末端まで樹脂を流動させて未充填やヒケなどの発生を抑制し、外観不良をより抑えることができる。
図１Ａは、第１実施形態に係る樹脂成形品の断熱金型を有する成形装置において、断熱金型の型開き状態を説明する側方断面図であり、図１Ｂは、断熱金型の型閉じ状態を説明する側方断面図である。 図２Ａ～図２Ｃは、断熱金型への樹脂の射出時の様子について説明するための概念図であり、図２Ｄは、断熱金型の一変形例について説明するための概念図である。 図３Ａ～図３Ｄは、樹脂成形品の製造工程について説明するための工程図である。 図４Ａ及び４Ｂは、比較例の断熱金型による樹脂成形品の製造方法について説明するための概念図である。 図５Ａは、流動長実験の一実験例について説明するための図であり、図５Ｂ及び５Ｃは、実験結果を示すグラフである。 図５Ａに示す一実験例についての実験結果を示す他のグラフである。 断熱層にパラキシリレンを適用し、射出成形を繰り返し行った一実験例について説明するためのグラフである。 断熱層の熱伝導率と厚みとの関係について一例を示したグラフである。 図９Ａは、第２実施形態に係る断熱金型の構造についての一例を説明するための概念図であり、図９Ｂは、図９Ａの一部拡大図である。 図１０Ａは、第３実施形態に係る断熱金型の一例について説明するための概念図であり、図１０Ｂは、断熱金型の一変形例について説明するための概念図であり、図１０Ｃは、本実施形態に対応する流動長実験の一実験例について説明するための図である。 図１１Ａ及び１１Ｂは、断熱金型の他の一変形例について説明するための概念図であり、図１１Ｃは、断熱金型の別の一変形例について説明するための概念図である。
　〔第１実施形態〕
　以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る樹脂成形品の断熱金型及びこれを用いた樹脂成形品の製造方法について説明する。
　図１Ａに示すように、成形装置１００において、本実施形態の断熱金型（射出成形用金型）である成形金型４０が設けられている。なお、成形装置１００は、成形金型４０のほか、成形金型４０を支持しつつ型開きや型閉じ、さらには型締めを行う固定側支持部１０及び可動側支持部２０と、成形金型４０に設けられた電気的ヒーターや熱媒体流路等である加熱冷却部を利用して成形金型４０の温度調整を行う温度調整部３０と、これらを統括制御する制御部９０とを備える。
　図１Ａ、１Ｂ及び図２Ａ等に示すように、本実施形態の成形金型４０は、第１金型４１と第２金型４２とで構成されており、成形装置１００に設けられた固定側支持部１０と可動側支持部２０との間に挟持されて型締め等がなされ、両金型４１、４２巻に成形空間ＣＶが形成され、射出成形による樹脂成形品の製造が可能となっている。
　成形金型４０のうち、第２金型４２は、ＡＢ方向（軸ＡＸに平行な方向）に往復移動可能になっている。この第２金型４２を第１金型４１に向けて移動させ、両金型４１，４２を型締めすることにより、図１Ｂに示すように、樹脂成形品を成形するための成形空間ＣＶと、これに樹脂を供給するための流路である流路空間ＦＣとが形成される。なお、流路空間ＦＣは、樹脂の通り道でとしてのスプルーＳＰに続くランナーＲＮ、さらにはランナーＲＮから成形空間ＣＶにつながるゲートＧＴによって構成される。
　第１金型４１は、相対的に内側（つまり第２金型４２側）に配置される型板６１と、相対的に外側に配置され成形装置１００の固定側支持部１０（図１Ａ参照）に取り付けられる取付板６４とを備える。また、第１金型４１に付随して、樹脂の通り道としてのスプルーＳＰを形成するスプルーブッシュ又はスプルー形成部６５が埋め込まれて設けられている。スプルー形成部６５は、第１金型４１を型開閉方向であるＡＢ方向に略平行に延びた状態で貫通している。第１金型４１と第２金型４２とを型締めした状態において、スプルー形成部６５の外側端部に接続されたノズル等から溶融樹脂が所望のタイミング及び圧力で供給され、成形金型４０の成形空間ＣＶ内に充填される。
　第１金型４１のうち型板６１は、金属製の板状の本体部材に断熱層を設けた構成となっている。より具体的に説明すると、型板６１は、金属製の板状の本体部材を構成する母型６２と、母型６２上に設けられ成形金型４０の型面ＳＳの表層として形成される断熱層（断熱部）６３とを有する。すなわち、断熱層６３は、型面ＳＳとしての転写面ＰＳ等を含む型板６１の内表面を形成し、成形空間ＣＶを画成するものである。断熱層６３は、樹脂から熱移動または放熱を抑制して固化を十分に遅延させるため、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満の極低熱伝導率の材料で作製されており、例えば当該材料を母型６２の表面に対する塗装若しくは成膜により形成することができる。また、例えば複数のパネル状の母型６２へはめ込む複数の入れ子状のはめ込み部材によって断熱部（断熱層）６３が形成されていてもよく、例えば複数のブロック材によって構成されたはめ込み部材によって断熱部（断熱層）６３が形成されていてもよい（詳しい構造の一例は後述する。）。断熱層６３の厚みは、具体的には例えば１ｍｍ以下であることが望ましい。なお、金属製の板状の本体部材である母型６２については、鋼材等を用いることが考えられ、熱伝導率については、例えば４１Ｗ／ｍ・Ｋ程度のものとなることが想定される。
　取付板６４は、金属製の板状の部材であり、型板６１を背後から支持している。すなわち、取付板６４は、型板６１を型合わせ面や転写面の反対側から支持する。また、取付板６４において、スプルー形成部６５の端部であるノズルタッチ部の形状は、すり鉢状となっている。これにより樹脂の供給に際して、供給側のノズル先端が隙間なく嵌まるようになっている。
　第２金型４２は、相対的に内側に配置される型板７１と、相対的に外側に配置され成形装置１００の可動側支持部２０（図１Ａ参照）に取り付けられる取付板７４とを備える。
　第２金型４２のうち型板７１は、第１金型４１の型板６１と同様に、金属製の板状の本体部材に断熱層を設けた構成となっている。すなわち、型板７１は、金属製の板状の本体部材を構成する母型７２と、母型７２上に設けられ成形金型４０の型面ＳＳの表層として形成される断熱層（断熱部）７３とを有する。すなわち、断熱層７３は、型面ＳＳとしての転写面ＰＳ等を含む型板７１の内表面を形成し、成形空間ＣＶを画成するものである。断熱層７３は、樹脂から熱移動または放熱を抑制して固化を十分に遅延させるため、熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満の極低熱伝導率の材料で作製されており、例えば当該材料を母型７２の表面に対する塗装若しくは成膜により形成することができる。また、例えばパネル状の母型７２へはめ込む入れ子状のはめ込み部材によって断熱部（断熱層）７３が形成されていてもよく、例えば複数のブロック材によって構成されたはめ込み部材によって断熱部（断熱層）７３が形成されていてもよい。断熱層７３の厚みは、具体的には例えば１ｍｍ以下であることが望ましい。なお、金属製の板状の本体部材である母型７２については、鋼材等を用いることが考えられ、熱伝導率については、例えば４１Ｗ／ｍ・Ｋ程度のものとなることが想定される。
　取付板７４は、金属製の板状の部材であり、型板７１を背後から支持している。すなわち、取付板７４は、型板７１を型合わせ面や転写面ＰＳの反対側から支持する。
　なお、型板６１や型板７１の内部には、樹脂の射出時に金型の温度を適切な温度に保つため、上記の他、例えば電気的ヒーターや熱媒体流路等である加熱冷却部のほかに、温度監視用の温度計等が必要に応じて形成されているが、説明の簡略化のため図示を省略している。これらの温度調節管理機構は、図１Ａに示す成形装置１００の温度調整部３０により制御部９０の管理下で動作制御されている。
　また、詳しい図示を省略するが、例えば取付板６４等は、成形品ＭＰを取り出すためのエジェクターピン等を備えている。
　以下、図２Ａ等を参照して、成形金型４０の本体部分である第１金型４１の型板６１及び第２金型４２の型板７１の構造や、射出時の特性についてより詳しく説明する。図２Ａは、成形金型４０の一部（ゲートＧＴから先の部分）について示す図であり、図２Ｂ及び２Ｃは、成形金型４０の構造や樹脂の射出時の様子について概念的に示す図である。
　図示の例では、成形金型４０により形成される成形空間ＣＶは、複数個の薄板状の成形品（樹脂成形品）を形成する形状となっており、特に、薄肉化したものの形成が行われる。ここでは、図２Ｃに示す成形空間ＣＶの高さＨが、断熱層（断熱部）６３，７３の効果を必要とする箇所であって成形空間ＣＶによって形成される成形品の最も薄肉となる部分に相当し、この値が３ｍｍ以下（あるいは２ｍｍ以下、さらには１．５ｍｍ以下）等の所定の値となっている。このような高さＨの値を成形空間ＣＶの最小距離と呼ぶ。すなわち、成形空間ＣＶにおける最小距離とは、樹脂が充填される成形空間ＣＶのうち断熱層（断熱部）６３，７３の効果を必要とする箇所において、成形空間ＣＶの型開き方向に平行な距離の最小値を意味する。
　図２Ａ等に示す例では、型板６１、７１の内表面を覆うように断熱層（断熱部）６３、７３を成形空間ＣＶの全体に形成するとともに、断熱層（断熱部）６３、７３の熱伝導率を０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満とする。熱伝導率を０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満にするための断熱層６３、７３の材料としては、種々のものの適用が考えられ、１種の材料で構成する場合のほか、２種以上の材料で構成する場合も考えられる。具体的には、発泡ウレタンにより構成する場合のほか、例えば中空または真空セラミックビーズ入りの塗料（図９Ａ及び９Ｂ参照）、中空または真空ガラスビーズ入りの樹脂（同上参照）で構成することも考えられる。また、パラキシリレン、シリカゲル、ヒュームドシリカ、ヒュームドシリカ入りの樹脂、多孔質樹脂、紙、及び、木材のいずれかを含むことも考えらえられる。上記のような構成とすることにより、樹脂ＲＭの射出時において、樹脂ＲＭの熱が成形金型４０の奥への移動を調整して樹脂の固化（樹脂固化速度）を遅延させる。これにより、成形空間ＣＶの末端まで樹脂ＲＭを矢印Ａ１の方向へ流動させることができ、図２Ａに示すように、成形品の薄肉化に対応した形状の成形空間ＣＶ内の隅々まで隙間なく樹脂ＲＭを充填させることができる。
　図２Ｄは、成形金型４０の一変形例について概念的に説明するための図であり、図２Ｂに対応するものである。図２Ｂ等の例では、母型６２上に断熱部（断熱層）６３を設けた型板６１を用いていたが、図２Ｄに示すように、型板６１を、ブロック状の断熱部６３そのもので構成してもよい。この場合も、型板６１としての断熱部６３を、熱伝導率を０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満の材料を用いることで、樹脂ＲＭの流動を調整して成形空間ＣＶの末端まで流動させることができる。
　以下、図３Ａ～３（Ｄを参照して、上記成形金型４０による成形品の製造動作の工程の概略について説明する。
　まず、前提として、図３Ａに示すように、第１金型４１と第２金型４２とを型締めした状態において、成形金型４０は、成形装置１００の温度調整部３０（図１Ａ参照）を用いた温度調整により、予め、所定の温度（例えば５０℃）まで加熱された状態で保持されている。この状態において、スプルー形成部６５（図１Ｂ参照）等を介しさらにゲートＧＴを介して矢印Ａ２の方向から成形空間ＣＶ内に樹脂ＲＭが所定の温度（例えば２５０℃）に加熱され溶融した状態で射出される。この際、図３Ｂに示すように、成形空間ＣＶに流入する樹脂ＲＭからの熱移動または放熱が適度に調整され、樹脂ＲＭの融点やガラス転移点を考慮した適度の温度にされて樹脂ＲＭの固化が遅延される。これにより、成形空間ＣＶの末端まで樹脂ＲＭが流動し、成形空間ＣＶ内の隅々まで隙間なく樹脂ＲＭが行き渡り、樹脂ＲＭの射出が完了する。成形金型４０は、成形装置１００の温度調整部３０（図１Ａ参照）を用いた温度調整により全体として目標温度に設定されており、射出完了後に成形金型４０内で放熱によって冷却された樹脂ＲＭが迅速に固化して成形品ＭＰが成形される。その後、図３Ｃに示すように、可動側の第２金型４２が離型され、図３Ｄに示すように、成形品ＭＰが取り出される。
　図４は、本実施形態に係る断熱金型（成形金型）に対する比較例の断熱金型（成形金型）について概念的に説明するための図である。図４Ａは、図２Ｂに対応する図であり、図４Ｂは、図２Ｃに対応する図である。
　図４Ａ及び４Ｂに示すように、比較例の成形金型４０では、本実施形態の成形金型と異なり、断熱層を設けていない。すなわち、成形金型４０の成形空間ＣＶは、母型６２、７２の材料である鋼材等で構成され、熱伝導率については、例えば４１Ｗ／ｍ・Ｋ程度となっている。この場合、仮に本実施形態と同様の条件、すなわち成形金型４０を予め所定の温度（例えば５０℃）まで加熱しておき、樹脂ＭＲの射出に際して樹脂ＭＲを所定の温度（例えば２５０℃）の状態で成形空間ＣＶ内に射出すると、母型６２、７２において樹脂ＲＭからの熱移動または放熱が促進され、樹脂固化が生じて十分には樹脂ＲＭが流動せず、成形空間ＣＶの隅に未充填領域ＵＣができてしまう可能性がある。本実施形態では、上記のように、成形金型４０に熱的抵抗としての断熱層６３、７３を設けることでかかる事態が生じることを回避している。
　〔実験例１〕
　以下、図５Ａ～５Ｃ及び図６を参照して、上述した本実施形態に係る成形金型４０の特性を示す流動長実験について一例を説明する。図５Ａは、流動長実験の一実験例に用いたモデルの金型の構成を示す図である。また、図５Ｂ、５Ｃ及び図６は、その実験結果を示すグラフである。図５Ａに示すように、本実験例では、流動長を長くしたスパイラル形状の金型を用いている。このような形状のモデルの金型を利用して、成形品の厚さや、断熱層の熱伝導率に対する樹脂の流動長に関して測定を行い、その結果を各グラフに示している。なお、本実験例での射出成形における各仕様は、下記表１に示すとおりである。すなわち、例えば、モデルの金型のスパイラルの幅は、６ｍｍとなっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　上記仕様において、スパイラル形状の金型に断熱層を設けない場合、図５Ｂのグラフ及びこれに対応する表２に示されるように、グラフの横軸に示す成形品の厚み（板厚）と縦軸に示す流動長との関係については、例えば成形品の板厚を２．０ｍｍから１．５ｍｍに薄肉化（０．５ｍｍの薄肉化）をしようとすると、約３５％程度、流動長（樹脂の延び率）が下がってしまうことが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　これに対して、１．５ｍｍに薄肉化する（すなわち２．０ｍｍに比して０．５ｍｍの薄肉化をする）場合において、種々の熱伝導率の断熱層を設けた場合の結果（シミュレーション結果）が、図５Ｃのグラフに示されている。すなわち、図５Ｃは、断熱層の熱伝導率（横軸）と流動長（縦軸）との関係について示すものである。なお、各仕様については、表３に示す通りであり、グラフの数値は、表４に示す通りである。グラフ等に示されるように、断熱層の熱伝導率と流動長との関係については、より好ましくは、断熱層の熱伝導率を０．１Ｗ／ｍ・Ｋ程度まで小さいものにすればよいことが分かる。なお、本実施形態では、断熱層の熱伝導率を０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満としていることで、成形品を薄肉化する場合において、射出時の樹脂の固化を遅延させ流動性を向上し、金型の成形空間の末端まで樹脂を流動させて未充填やヒケなどの発生を抑制し、外観不良をより抑えることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　図６は、断熱層に適用する材料の比熱（横軸）と流動長（縦軸）との関係について示すグラフ（シミュレーション結果）であり、グラフの数値は、表５に示す通りである。グラフ等に示されるように、比熱が低いほど流動長が大きくなり（樹脂が延び）、好ましいものとなることが分かる。なお、同様に、断熱層の熱容量も低い方がより好ましいことになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
　〔実験例２〕
　図７は、既述の一例と同様のスパイラル形状の金型において、断熱層にパラキシリレンを適用し、射出成形を繰り返し行った一実験例について説明するためのグラフである。本実験例での射出成形における各仕様（実験条件）は、下記表６に示すとおりである。すなわち、例えば、モデルの金型のスパイラルの幅は、６ｍｍとなっており、成形品の厚さは１．６ｍｍ、成形のサイクルタイムは６０秒等となっている。また、金型に関する仕様は、表７に示すとおりである。すなわち、母型に用いる鋼材の厚みを１７ｍｍとし、断熱層であるパラキシリレンの厚みを０．２ｍｍとしている。また、鋼材の熱伝導率は、４１．３Ｗ／ｍ・Ｋであるのに対し、断熱層であるパラキシリレンの熱伝導率は、０．０８Ｗ／ｍ・Ｋである。なお、本実験例（パラキシリレン有り）と同様の条件下において、スパイラル形状の金型に断熱層を設けないで成形を行うもの（パラキシリレン無し）を比較例として示している。表８は、図７に対応するものであり、上記条件において、本実施例と比較例とについて、合計４回の成形を行った実験の結果を示すものである。グラフ及び表から明らかなように、図７のグラフにおいて曲線Ｃ１に示す本実験例（パラキシリレン有り）では、曲線Ｃ２に示す比較例（パラキシリレン無し）の場合に比べて、流動長が１．４倍以上（１．４４～１．４７倍、平均で１．４５倍以上）となっており、断熱層にパラキシリレンを適用することで、必要に足る十分な流動性確保の効果が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008
　上記から、断熱層としてパラキシリレンを適用し上記のような条件下で成形を行った場合、０．２ｍｍ程度の厚みを有していれば、意図した流動長での成形が可能であることが分かる。
　以上のように、本実施形態に係る樹脂成形品の断熱金型及びこれを用いた樹脂成形品の製造方法では、断熱金型である成形金型４０の断熱層６３、７３において熱伝導率を０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満にすることで、射出時の樹脂ＲＭの固化速度を遅延させ流動性を向上することが可能となり、例えば樹脂ＲＭによる成形品ＭＰとして薄肉部品（例えば３ｍｍ程度、さらには１．５ｍｍ程度の肉厚）を成形する場合であっても、成形空間ＣＶの末端まで樹脂ＲＭを流動させて未充填やヒケなどの発生を抑制し、外観不良をより抑えることができる。
　図８は、一例として、２．０ｍｍから１．６ｍｍに薄肉化した場合における先の例と同様の目標値（断熱層の有無による差が１．４倍となること）を達成するための断熱層の熱伝導率（横軸）とその厚み（縦軸）との関係を示したグラフ（シミュレーション結果）である。曲線Ｃ３が、断熱層の有無による差が１．４倍となるところを示している。なお、実際の断熱層に適用する実在する材料（断熱素材）としては、例えば、多孔質ポリイミドで、熱伝導率０．０４Ｗ/ｍ・Ｋのものが候補として考えられる。なお、この多孔質ポリイミドの一般特性は、
気孔率：７０％
弾性率：６００Ｍｐａ
となっている。この多孔質ポリイミドを適用した場合、グラフの曲線Ｃ３上の点ＰＰに位置することになる。なお、上記説明で断熱層の有無による差の目標値として１．４倍としているが、これに限らず、例えば１．２倍以上を目標値として設計を行う等、必要とされる流動長に応じて種々の設定が考えられる。
　〔第２実施形態〕
　以下、第２実施形態に係る断熱金型等について説明する。なお、第２実施形態に係る断熱金型等は、第１実施形態の断熱金型等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態と同様である。
　図９Ａ及び９Ｂは、本実施形態に係る断熱金型である成形金型１４０の構造についての一例を説明するための概念図であり、図９Ａは、第１実施形態の図２Ｂや２Ｄにおいて概念的に例示する成形金型に対応する図である（樹脂の図示省略）。すなわち、図示においては、第１金型１４１側のみ示しているが、第２金型１４２側についても同様の構造を有している。すなわち、本実施形態では、図に示すように、成形金型１４０は、第１金型１４１及び第２金型１４２により構成され、各金型１４１、１４２の本体部分として型板１６１、１７１を有し、型板１６１、１７１は、金属製の板状の本体部材を構成する母型６２、７２と、母型６２、７２上に設けられる断熱層（断熱部）１６３、１７３とをそれぞれ有する。ここで、本実施形態では、断熱層１６３、１７３が、２種（または２種以上）の材料で構成されている。より具体的には、断熱層１６３、１７３が多数の中空または真空セラミックビーズＣＢを混ぜ込んだ塗料で構成されている。ここで、図９Ｂにおいて一部拡大して示すように、各セラミックビーズＣＢは、例えば中心粒径Ｄａが約３５～８０μｍで膜厚Ｔａが１～２μｍの球形状または略球形状を有しており、内部空間Ｉａが中空または真空となっている。図９Ａに示すように、このような形状・構造の多数のセラミックビーズＣＢを塗料に適宜混ぜ込んで、全体として熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満となるようにした塗布剤ＰＡを、母型６２、７２の表面上に塗布することで、断熱層１６３、１７３が形成される。この場合、セラミックビーズＣＢの内部が中空または真空であることにより、より確実に熱伝導率を０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満とすることができる。また、上記と同様の構成として、多数の中空または真空ガラスビーズ入りの樹脂により断熱層１６３、１７３を構成することも可能である。また、上記のような構成について、図２Ｄに示した場合と同様に、型板１６１を、ブロック状の断熱部１６３そのもので構成してもよい。
　〔第３実施形態〕
　以下、第３実施形態に係る断熱金型等について説明する。なお、第３実施形態に係る断熱金型等は、第１実施形態等の断熱金型等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第１実施形態等と同様である。
　図１０Ａは、本実施形態に係る断熱金型である成形金型２４０の一例について説明するための概念図であり、第１実施形態の図２Ｂ、２Ｄ等において概念的に例示する成形金型に対応する図である。本実施形態の成形金型２４０は、第１金型２４１及び第２金型２４２により構成され、第１金型２４１及び第２金型２４２にそれぞれ設けられる断熱層（断熱部）２６３、２７３の上に表面保護膜ＰＭをさらに有している。この場合、断熱層６３は、型面ＳＳに近接する層として形成されている。ここで、表面保護膜ＰＭは、例えば０．１ｍｍ以下の厚みＴ１で設けられている。厚みＴ１を０．１ｍｍ以下とすることで、断熱層２６３、２７３を保護しつつ、射出時の樹脂の固化の効果の低下を回避することができる。また、図１０Ｂは、本実施形態に係る断熱金型である成形金型の一変形例について説明するための概念図であり、図１０Ａに対応するものである。図１０Ｂに示す成形金型３４０は、図２Ｄ等に示した場合と同様に、ブロック状の断熱部３６３、３７３そのもので型板３６１、３６２を構成している点において、図１０Ａの成形金型２４０と異なっている。
　〔実験例３〕
　以下、図１０Ｃを参照して、上述した本実施形態に係る断熱金型である表面保護膜ＰＭを有する成形金型２４０（または成形金型３４０）の特性を示す流動長実験について一例を説明する。図１０Ｃは、表面保護膜の熱伝導率（横軸）と膜厚を変えた流動長（縦軸）との関係について示すグラフであり、グラフの数値は、表９に示す通りである。グラフ等に示されるように、表面保護膜を０．０５ｍｍにすると、特に表面保護膜の熱伝導率の影響を受けにくく、断熱層による効果である流動長の低下抑制が維持されると考えられる。本実施形態では、表面保護膜の厚みを０．１ｍｍ以下とすることで、断熱層による効果が低下することを回避している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
　〔その他〕
　以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、図１１Ａ及び１１Ｂに他の一変形例として概念的に示すように、入れ子状のはめ込み部材によって、あるいは、はめ込み部材の一部として設けることによって断熱部（断熱層）６３を形成してもよい。具体的に説明すると、まず、図１１Ａ及び１１Ｂは、図２Ｂ等において概念的に例示する成形金型に対応する図であり、図示のように、入れ子状の部材であるはめ込み部材ＣＦにおいて断熱部（断熱層）６３が形成されており、あるいは、はめ込み部材ＣＦそのものが断熱部（断熱層）６３で形成されており、はめ込み部材ＣＦは、金属製の板状の本体部材を構成する母型６２に設けられた凹部であるはめ込み穴６２ａに挿入される。以上を言い換えると、成形金型４０において、パネル状の母型６２へはめ込む入れ子状の部材によって断熱部（断熱層）６３が形成されている。なお、図示では、第１金型４１のみ例示したが、第２金型４２（図１等参照）においても同様の構成とすることができる。また、例えば図１に示す第１金型４１及び第２金型４２で構成される成形金型４０を、上記のようなはめ込み部材ＣＦと対応するはめ込み穴６２ａとを有する構造とした場合、複数のはめ込み部材ＣＦを、対応する複数のはめ込み穴６２ａを有するパネル状の母型６２に取り付けることで構成することができる。言い換えると、複数のブロック材によって複数のはめ込み部材ＣＦが構成されているものとしてもよい。さらに、1つ又は複数のはめ込み部材ＣＦを有するパネル状の母型６２が複数ある（母型６２が複数のブロック材によって構成されている）場合も考えられる。なお、以上の説明では、入れ子状の部材であるはめ込み部材ＣＦによって断熱部（断熱層）６３を形成しているが、断熱部（断熱層）６３の形成については、これ以外の構成も考えられる。例えば、母型に設けたコア孔にブロック材に相当するシリンダー状のコア型を取り付ける構成において、当該コア型の一部または全体を断熱部（断熱層）で構成してもよい。以上のように、複数のブロック材等を用いることで、種々の形状や構造の成形品を作製することができる。
　また、上記では、断熱部（断熱層）６３は、例えば断熱材料を母型６２の表面に対する塗装若しくは成膜により形成することができる、としているが、これ以外にも、例えばディップ、電着塗装、蒸着等によって形成してもよい。また、この際、上記方法により断熱材料を均一に薄付けし、後加工をしないで断熱部（断熱層）６３を形成するものとしてもよい。ただし、断熱部（断熱層）６３が不要な部分や不均となった一部については、例えば部分的な除去を伴う後加工するものとしてもよい。
　また、図１１Ｃに別の一変形例として概念的に示すように、成形金型４０において、断熱部（断熱層）６３、７３が、成形空間ＣＶの全体ではなく一部に対応する箇所に設けられていてもよい。例えば樹脂の射出時において流動性の問題が成形空間ＣＶのうちゲートＧＴ（図２Ａ等参照）から遠い先端側においてのみ問題となり、先端側において樹脂からの熱移動または放熱を抑制して樹脂の固化を遅延させれば、成形空間ＣＶの末端まで樹脂を流動させられる、といった場合には、必要に応じて適した位置に断熱層を設け、射出時の樹脂流動制御を確実に行うことができる。
　また、上記のうち、第２実施形態で示した中空または真空セラミックビーズ入りの塗料、あるいは、中空または真空ガラスビーズ入りの樹脂による断熱層の構造については、例えば第３実施形態に示した表面保護膜を有する構造やその他の構造（図１１に示す例）等において採用してもよい。
　また、上記では、成形品の薄肉化の観点から、成形空間ＣＶにおける最小距離を、一例として３ｍｍ以下として説明しているが、これに限らず、例えば、車のバンパー等のように３ｍｍ以上の厚さを有する大型な成形品を形成する場合において、本願発明を適用することも可能である。
　また、上記では、スプルーやランナー、ゲートを有するコールドランナーによる成形で説明をしているが、これに限らず、ランナー等を成形しないホットランナーによる成形において、本願発明を適用することも可能である。すなわち、ホットランナーにおいて適用する金型を本願のような構成としてもよい。

Claims (10)

  1. 　熱伝導率が０．２Ｗ／ｍ・Ｋ未満の断熱層を有する樹脂成形品の断熱金型であって、
    　前記断熱層により成形空間内に射出された樹脂の熱移動を抑制して固化を遅延させることを特徴とする樹脂成形品の断熱金型。
  2. 　前記断熱層の材料として、中空または真空セラミックビーズ入りの樹脂、中空または真空ガラスビーズ入りの樹脂、ヒュームドシリカ入りの樹脂、多孔質樹脂、パラキシリレン、のいずれかを含む、請求項１に記載の樹脂成形品の断熱金型。
  3. 　前記断熱層は、型面の表層または前記型面に近接する層として形成される、請求項１及び２のいずれか一項に記載の樹脂成形品の断熱金型。
  4. 　前記断熱層の厚みは、１ｍｍ以下である、請求項１から３までのいずれか一項に記載の樹脂成形品の断熱金型。
  5. 　前記断熱層は、母型の表面に対する塗装若しくは成膜、または母型へはめ込む入れ子状のはめ込み部材のいずれかにより設けられる、請求項１から４までのいずれか一項に記載の樹脂成形品の断熱金型。
  6. 　前記断熱層上に０．１ｍｍ以下の厚みで設けられる表面保護膜をさらに有する、請求項１から５までのいずれか一項に記載の樹脂成形品の断熱金型。
  7. 　前記断熱層は、前記成形空間のうち少なくとも一部に対応する箇所に設けられている、請求項１から６までのいずれか一項に記載の樹脂成形品の断熱金型。
  8. 　前記断熱層は、複数のブロック材に設けられている、請求項１から７までのいずれか一項に記載の樹脂成形品の断熱金型。
  9. 　前記成形空間の型開き方向に平行な距離の最小値を３ｍｍ以下とする、請求項１から８までのいずれか一項に記載の樹脂成形品の断熱金型。
  10. 　前記断熱層は、ディップ、電着塗装、蒸着、塗装または成膜により断熱材料を均一に薄付けし、後加工をしないで形成される、請求項１から９までのいずれか一項に記載の樹脂成形品の断熱金型。
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