JPH0420771B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0420771B2 JPH0420771B2 JP58009174A JP917483A JPH0420771B2 JP H0420771 B2 JPH0420771 B2 JP H0420771B2 JP 58009174 A JP58009174 A JP 58009174A JP 917483 A JP917483 A JP 917483A JP H0420771 B2 JPH0420771 B2 JP H0420771B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- carbon fiber
- molds
- resin
- fiber reinforced
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- 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
- B29C33/40—Plastics, e.g. foam or rubber
-
- 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
- B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
- B29C33/56—Coatings, e.g. enameled or galvanised; Releasing, lubricating or separating agents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はプラスチツク成型用金型、さらに詳し
くは改良されたプラスチツク成型用のコンポジツ
ト金型に関するものである。
くは改良されたプラスチツク成型用のコンポジツ
ト金型に関するものである。
今日繁用されているプラスチツクの射出成型用
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つて製
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。
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つて製
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。
以上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、僅か数百シヨツトで破損
してしまうのでで、その利用は特殊な場合に制限
される。
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、僅か数百シヨツトで破損
してしまうのでで、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。従つ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つ
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。
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。従つ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つ
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、こ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
ヤビテイ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を発明す
るに至つたものである。
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、こ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
ヤビテイ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を発明す
るに至つたものである。
本発明の骨子は、熱硬化性樹脂をマトリツクス
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。
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〓炭素繊維〓というのは、
繊維状の綿、レーヨン、ポリアクリロニトリル、
ピツ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、引つ
張り弾性率20ton／mm2以上、引つ張り強度200Kg／
mm2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、フアイバー（フイラメント）、
ステープ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。
繊維状の綿、レーヨン、ポリアクリロニトリル、
ピツ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、引つ
張り弾性率20ton／mm2以上、引つ張り強度200Kg／
mm2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、フアイバー（フイラメント）、
ステープ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
マトリツクス樹脂としては、通常、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、フエノール樹脂、
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℃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。
マトリツクス樹脂としては、通常、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、フエノール樹脂、
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℃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。
以上の炭素繊維及び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、本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いが、実際
上60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30％又はそ
れ以下にまで低下させることができ、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。
成された強化材料中における炭素繊維の含有率
は、本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いが、実際
上60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30％又はそ
れ以下にまで低下させることができ、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、例えば以下のの如くにし
て製作される（但し断るまでもなく、これは単な
る例示であつて、これ以外にも多くの手段が存す
ることは重々理解されるべきである）。
て製作される（但し断るまでもなく、これは単な
る例示であつて、これ以外にも多くの手段が存す
ることは重々理解されるべきである）。
金型全体を炭素繊維強化樹脂材料で構成する
場合：− 先ず、目的とするプラスチツク成型品と同形の
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
繊維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
に積層すると、得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
mmないし200mmmm、好ましくは、１mmないし10mm
の範囲である。このようにして得られたプリプレ
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一又は類似
の組成を有する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40v／ｖ％の短繊維の炭
素繊維を混合した常温熱硬化型熱硬化性樹脂を注
入して補強用の裏打ちを行なつた後、鋼製の側板
を取付け、さらに機械加工を行つて、ゲート、突
出しピン、ガイドピンなどを装置するのに必要な
孔を穿ち、最後に取付板などの付属設備を取付け
ることにり金型の製作を終える。
場合：− 先ず、目的とするプラスチツク成型品と同形の
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
繊維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
に積層すると、得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
mmないし200mmmm、好ましくは、１mmないし10mm
の範囲である。このようにして得られたプリプレ
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一又は類似
の組成を有する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40v／ｖ％の短繊維の炭
素繊維を混合した常温熱硬化型熱硬化性樹脂を注
入して補強用の裏打ちを行なつた後、鋼製の側板
を取付け、さらに機械加工を行つて、ゲート、突
出しピン、ガイドピンなどを装置するのに必要な
孔を穿ち、最後に取付板などの付属設備を取付け
ることにり金型の製作を終える。
本発明に係る金型は、使用された炭素繊維強化
材料の熱伝導率が鋼と略同等であるため、成型サ
イクルに対して殆ど影響を及ぼさない。また、そ
の機械的強度も非常に優れている。例えば長繊維
の炭素繊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つ張り
強度は59Kg／mm2、またその熱伝導率は、
26Kcal／ｍ・hr・℃であつて、従来のガラス繊
維強化エポ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
が工業的に大きな利益をもたらし得ることは明瞭
である。
材料の熱伝導率が鋼と略同等であるため、成型サ
イクルに対して殆ど影響を及ぼさない。また、そ
の機械的強度も非常に優れている。例えば長繊維
の炭素繊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つ張り
強度は59Kg／mm2、またその熱伝導率は、
26Kcal／ｍ・hr・℃であつて、従来のガラス繊
維強化エポ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
が工業的に大きな利益をもたらし得ることは明瞭
である。
以下、本発明金型の具体例及びその使用例を添
付図面を参照して説明するが、例示は単に説明用
のものであつて、発明精神の限定を意味するもの
ではない。
付図面を参照して説明するが、例示は単に説明用
のものであつて、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）
前述の方法に従つて、被成型品（洗い桶）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％とからなるプリプレグシ
ート（米国Hercule社製「マグナマイト
（MAGNAMITE）AS−４／1908」）を各シート
の繊維方向が互いに直交するように積重ね、５mm
厚に積層後、加熱、硬化させて雌雄の型面層１２
ａ，１３ａを製作した。これらの型面層を夫々木
製の型枠内にセツトし、それらの各裏面に、短繊
維炭素繊維40v／ｖ％を混入したエポキシ樹脂注
型材料を注入硬化させて裏打ち層１２，１３を形
成させ、炭素繊維強化樹脂製型板１，２を製作し
た。
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％とからなるプリプレグシ
ート（米国Hercule社製「マグナマイト
（MAGNAMITE）AS−４／1908」）を各シート
の繊維方向が互いに直交するように積重ね、５mm
厚に積層後、加熱、硬化させて雌雄の型面層１２
ａ，１３ａを製作した。これらの型面層を夫々木
製の型枠内にセツトし、それらの各裏面に、短繊
維炭素繊維40v／ｖ％を混入したエポキシ樹脂注
型材料を注入硬化させて裏打ち層１２，１３を形
成させ、炭素繊維強化樹脂製型板１，２を製作し
た。
以上の各型板に所定の寸法の孔を穿つた後、
夫々に鋼製の側３、ロケートリング１４及びスプ
ルプツシユ１５並びにバツクプレート６、エジエ
クタ板７、側板４、リターンピン３、エジエクタ
ガイドピン９、エジエクタピン１０及びガイドピ
ン１１などの付属設備を取付け、固定側型板１と
移動側型板２とが一組となつた金型を完成させ
た。
夫々に鋼製の側３、ロケートリング１４及びスプ
ルプツシユ１５並びにバツクプレート６、エジエ
クタ板７、側板４、リターンピン３、エジエクタ
ガイドピン９、エジエクタピン１０及びガイドピ
ン１１などの付属設備を取付け、固定側型板１と
移動側型板２とが一組となつた金型を完成させ
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／cm2、シリンダー温度230
℃、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シヨツト後におい
ても、肌荒れその他、一切の欠点は認められなか
つた。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。
エチレンを射出圧40Kg／cm2、シリンダー温度230
℃、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シヨツト後におい
ても、肌荒れその他、一切の欠点は認められなか
つた。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。
第１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……パーテイングライン、６……バ
ツクプレート、７……エジエクタ板、８……リタ
ーンピン、９……エジエクタガイドピン、１０…
…エジエクタピン、１１……ガイドピン、１２，
１３……裏打ち層、１４……ロケートリング、１
５……スプルブツシユ、１６……冷却水通路、１
７……キヤビテイー。
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……パーテイングライン、６……バ
ツクプレート、７……エジエクタ板、８……リタ
ーンピン、９……エジエクタガイドピン、１０…
…エジエクタピン、１１……ガイドピン、１２，
１３……裏打ち層、１４……ロケートリング、１
５……スプルブツシユ、１６……冷却水通路、１
７……キヤビテイー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 金型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、かつ該
炭素繊維強化材料が、短繊維の炭素繊維含有の熱
硬化性樹脂で裏打ちされていることを特徴とする
プラスチツク射出成型用金型。 ２ 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP917483A JPS59135110A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | プラスチック射出成型用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP917483A JPS59135110A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | プラスチック射出成型用金型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59135110A JPS59135110A (ja) | 1984-08-03 |
| JPH0420771B2 true JPH0420771B2 (ja) | 1992-04-06 |
Family
ID=11713209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP917483A Granted JPS59135110A (ja) | 1983-01-21 | 1983-01-21 | プラスチック射出成型用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59135110A (ja) |
Families Citing this family (2)
| 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 |
| JP4993130B2 (ja) | 2008-02-29 | 2012-08-08 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッド及び液体噴射装置 |
Family Cites Families (2)
| 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 |
-
1983
- 1983-01-21 JP JP917483A patent/JPS59135110A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59135110A (ja) | 1984-08-03 |
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