JPH06270154A - 樹脂成形用金型および高機能性樹脂製成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 高機能性樹脂製成形品の製造にあたり、離型
性を改良し大形成形品であってもソリ、曲がり、ヒネリ
等が生じない製造方法並びに、かかる製造方法を実施す
るに適した樹脂成形用金型を提供すること。 【構成】 キャビティ面にダイヤモンド微粒子を分散共
析させた複合メッキ被膜を形成した樹脂成形用金型のキ
ャビティに溶融した高機能性樹脂成形材料を充填し、金
型温度１０ないし６０℃において高機能性樹脂性成形品
を成形する製造方法、ならびにこの製造方法に適する樹
脂成形容金型である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂成形用金型ならび
に該金型により高機能性樹脂、すなわちエンジニアリン
グプラスチック製成形品の製造方法に関し、特に金型温
度を低く保ちながら成形品にクラックを発生させること
なしにソリ、曲がり、ヒネリの少ない成形品を得ること
ができるエンジニアリングプラスチック成形品の製造方
法に関するものである。

【０００２】近年、この種の高機能性樹脂は、自動車、
ＯＡ機器、家庭電気製品、工業用各種装置の構造部品等
における板金製部品やダイキャスト品等の金属製品、ガ
ラス製品等に代えて採用さることが多くなっている。こ
のエンジニアリングプラスチック成形品は、軽量でかつ
耐食性に富む等の一般的なプラスチック材料と共通する
長所に加えて、機械的強度、耐衝撃性、耐熱性、耐溶剤
性等の物理的および化学的特性が良好であるなどの特徴
がある。

【０００３】

【従来の技術】これらエンジニアプラスチックには、ポ
リフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ＡＢＳ／Ｐ
Ｃ等がある。このようなエンジニアプラスチックの成形
品により、工業用部品としての特徴を発揮するために
は、成形時における操作において成形品に大きな残留応
力を残さないように配慮する必要がある。

【０００４】このため、高機能性樹脂の成形にあたって
は、成形品の形状、金型の改良、特にゲート位置、ゲー
ト数を改良すると共に、成形品の離型方法等を工夫し、
金型内に供給された溶融樹脂がスムーズに流動させると
共に、成形品を金型からスムーズに離型させる工夫がな
されていた。

【０００５】従来の成形法においては、使用材料によっ
ても異なるが、金型温度を低い場合にあっても、７０℃
以上に保温して成形することが行なわれている。しかし
ながら、金型温度をこのようにかなり高温に保持して成
形を行なうことは、成形作業性に問題があり、成形さぎ
ょう問題があり、作業効率を低下させる。さらに、比較
的大きな成形品にあっては、ソリや曲がりが生じたり、
成形品の離型時に歪が生じがちであることから歩留まり
が悪くなり、結果的にコスト高となる欠点があった。

【０００６】一方、金型温度を必要温度以下で成形する
場合、溶融樹脂が金型内に流入した際に急激に冷却固化
され、成形品内部に大きな残留応力を生じて、成形品に
クラックを発生させる場合がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の従来
技術の欠点を解消すると共に、大型成形品であってもソ
リ、曲がり、ヒネリ等が生じないエンジニアリングプラ
スチックの成形品の製造方法ならびにこの方法を実施す
るに適する樹脂成形用金型を提供することを課題とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、溶融した樹脂
組成物を充填することによって、樹脂成形品を得るため
の金型において、そのキャビティ面にダイヤモンド微粒
子を分散共析させた樹脂成形用金型、ならびにキャビテ
ィ面にダイヤモンド微粒子を分散共析させた複合メッキ
被膜を形成した樹脂成形用金型のキャビティに溶融した
高機能性樹脂成形材料を供給し、金型温度１０ないし６
０℃において高機能性樹脂製成形品を成形する、高機能
製樹脂製成形品の製造方法によって解決される。

【０００９】

【作用】本発明にかかる樹脂成形用金型は、そのキャビ
ティ面にダイヤモンド微粒子が共析分散せしめられた複
合メッキ被膜が形成されている。このようなダイヤモン
ド微粒子を共析分散させた複合メッキ被膜は、熱伝導性
ならびに潤滑性に優れている。

【００１０】したがって、金型を特別に保温することな
しに、溶融樹脂の保有する熱量をいち早くキャビティ面
に伝導させる。この伝熱によって、キャビティ面の温度
は、瞬間的には通常の保温金型温度より十分に高い温度
に保たれ、キャビティ面に接触する溶融樹脂の瞬間的急
冷に伴い発生する残留応力を緩和することができる。

【００１１】加えて、キャビティ面に共析分散されてい
るダイヤモンド微粒子本来の潤滑性により溶融樹脂のキ
ャビティ内への充填時の流動を滑らかに行なう効果があ
る。そのため、格別の保温装置等を装備することなし
に、１０ないし６０℃程度の室温の金型により、通常の
成形機により成形作業を行なうことができる。

【００１２】さらに、その良好な潤滑性のために、成形
品を金型から離脱させる際の抵抗、すなわち離型抵抗が
小さいため、離型時の成形品の歪を小さくすることがで
きる。このような点からも、離型時の歪の低減が可能と
なる。

【００１３】また、同様の理由から離型剤の使用も省略
することができ、成形のための加工時間、すなわち成形
サイクルを短縮し、作業性の向上を図ることができる。
なお、このキャビティ面は汚れもつき難く、樹脂成形品
の色替えや樹脂種類の変更等に伴う清掃が容易となる副
次的効果も得られる。

【００１４】また、このように形成されたキャビティ面
は、そのダイヤモンド微粒子の共析分散された被膜の特
性によって、摺動性、耐摩耗性に優れており、製品寿命
を大幅に伸長することができる。

【００１５】

【実施例】以下、実施例により本発明を開示する。図１
は、本発明にかかる樹脂成形用金型のキャビティ面の構
成を示す断面モデル図である。金型１０のキャビティ１
２の面には、ダイヤモンド微粒子が共析分散せしめられ
た複合メッキ被膜１４が適宜厚さに形成される。

【００１６】ここで、金型の材質、キャビティ面の材質
等には特に制限がなく、例えばスチール、アルミニウ
ム、銅、あるいはこれらの合金等の通常の材料を使用す
ることができる。

【００１７】このような金型のキャビティ面に形成され
る複合メッキ被膜は、メッキ被膜母相中にダイヤモンド
微粒子が均一に共析分散され、あるいはごく表層に高濃
度に析出させたものとすることができる。この場合のダ
イヤモンド微粒子の粒径は、0.01から200μm、特に0.1
から0.5μmであって、球形のものが望ましい。また、母
相となるメッキ被膜は、ニッケル、ニッケル−リン、ニ
ッケル−コバルト等のニッケル合金、クロム、鉄、鉄合
金、銅、銅合金などのメッキ被膜とすることができる。
特に、ニッケル、ニッケル合金、クロム、クロム合金等
のメッキ被膜が好適である。

【００１８】このようなメッキ被膜にダイヤモンド微粒
子が共析分散した複合メッキ被膜を形成する方法として
は、電解メッキ法を採用することも、無電解メッキ法を
採用してもよい。これらメッキ母相用の適宜メッキ液に
ダイヤモンド微粒子を懸濁させた複合メッキ液を調製
し、このメッキ液によりメッキを行なう公知の複合メッ
キ法を採用することができる。

【００１９】この場合に形成される複合メッキ被膜中の
ダイヤモンド微粒子の量は、３から７５％（容量）、特
に５から３５％（容量）が好ましく、また、被膜厚さは
0．1から2000μm、特に15から30μm程度が好ましい。

【００２０】本発明は、上述した複合メッキ被膜形成金
型を使用し、上述したエンジニアリングプラスチックの
溶融樹脂を射出成形などの加工法を用い、金型温度１０
から６０℃、好ましくは３０から５０℃において成形を
行なうものである。この場合、その他の成形条件は、成
形方法や成形すべきプラスチックの種類、成形品の用途
などに応じた公知の成形条件が採用可能である。また、
成形材料には樹脂成分以外に充填剤、フィラー等の成分
が添加されていてもよい。

【００２１】実施例 １ リブプレートを成形するための金型のスチール製入子キ
ャビティに、公知の複合メッキ法を用いて、ニッケル−
コバルトを被メッキ母相とし、ダイヤモンド微粒子を３
５％（容量）含有させたものをメッキしたものと、メッ
キを施さないスチール製入子をそのまま使用したものと
によってそれぞれ成形を行ない、比較を行なった。成形
機には、横型射出成形機を使用し、金型温度４０℃とし
た。

【００２２】使用樹脂は、ポリフェニレンオキサイド
で、図２及び図３に示すリブプレートを成形し、その後
１００℃で２４時間熱処理した後、クラック発生の程度
を評価した。クラックの評価は、成形開始後数ショット
を経過し、成形条件が安定したと思われる時点から同一
サイクル時間で連続で２０ショットサンプリングした。
なお、両図中のａはゲート位置を示す。

【００２３】これらの成形品を上記条件によるエージン
グ（熱処理）を行なう前後に、１０倍のルーペにより観
察した。内容は、クラックの有無を確認すると共に、ク
ラックの大きいものを３点、中程度のものを２点、小さ
いものを１点として採点した。その結果は表１の通りで
ある。

【００２４】

【００２５】表１の結果より、キャビティ面にダイヤモ
ンド微粒子をニッケル、コバルト等と共に、分散させた
複合メッキ被膜を形成した実施例においては、金型温度
１０℃においても、成形品にクラックが生じなかった。
さらに、複合メッキ被膜を形成した金型を用いて成形し
た実施例の場合、比較例に比して、成形圧力が１０％程
度小さくて済み、成形品表面にも艶があって良好な表面
状態となっていた。

【００２６】実施例 ２ 実施例１と同様のリフ゛プレート金型を用いて、スチー
ル製入子のキャビティ面に、表２に示すようにさまざま
のダイヤモンド微粒子共析量および被膜厚さを変化させ
たニッケルメッキ被膜を形成し、上記実施例１と同様の
成形機により金型温度３０℃にて実施例１と同様に成形
し、評価を行なった。

【００２７】表３は、これらの実施例Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄと
比較例Ｆとにおける評価結果を表１と同様の方法により
表わしたものである。

【００２８】

【００２９】

【００３０】以上のように、複合メッキ被膜の形成によ
り、耐クラック性を顕著に改善させることが確認され
た。この理由は、種々考えられるが、その一つとしてダ
イヤモンド共析した複合被膜が、極めて良好な熱伝導性
を示すため、充填された樹脂が保有する熱量を素早く複
合メッキ被膜層に伝達させ、樹脂の急激な冷却過程が緩
和され、内部応力が緩和されるためであると考えられ
る。また、ダイヤモンドのもつ潤滑性が樹脂の流動性を
良好にし、さらに成形品の離型抵抗が減少する結果、離
型歪を減少させることもその理由であるものと考えられ
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明にかかる樹脂成形用金型は、その
キャビティ面が従来技術にかかる金型のキャビティ面に
比して潤滑性ならびに熱伝導性に優れた複合メッキ被膜
層として形成されている。この複合メッキ被膜層は、耐
摩耗性にも優れており、優れた効果を長期間にわたり持
続せしめることができる。

【００３２】上記のような構成を有する樹脂成形用金型
により低い金型温度で成形された成形品は、残留応力が
少なく、ソリ、曲がり、クラック等の欠陥が少なくな
る。そのため、高機能性樹脂特有の特性が有効に発揮さ
れ、種々の工業用品に幅広く適応せしめることができ
る。

【００３３】なお、このように形成された金型は、溶融
樹脂流路面への樹脂成分の付着を防止または大幅に低減
することができる。その結果、金型の清掃が不要または
簡単になり、樹脂替えまたは色替え時の作業が極めて容
易になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる樹脂成形用金型の構成を示す断
面図である。

【図２】本発明にかかる高機能性樹脂成形品の製造方法
において成形された評価用成形品の表面を示す斜視図で
ある。

【図３】本発明にかかる高機能性樹脂成形品の製造方法
において成形された評価用成形品の裏面を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１０ 樹脂成形用金型 １２ キャビティ １４ 複合メッキ被膜層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溶融した樹脂組成物を充填することによ
   って、樹脂成形品を得るための金型において、そのキャ
   ビティ面にダイヤモンド微粒子を分散共析させたことを
   特徴とする、樹脂成形用金型。
2. 【請求項２】 キャビティ面にダイヤモンド微粒子を分
   散共析させた複合メッキ被膜を形成した樹脂成形用金型
   のキャビティに溶融した高機能性樹脂成形材料を充填
   し、金型温度１０ないし６０℃において高機能性樹脂製
   成形品を成形することを特徴とする、高機能製樹脂製成
   形品の製造方法。