JPH0866940A - プラスチックの成形金型素材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】長期間にわたってガス抜き性能を維持するとと
もに、金型として必要な強度を確保する。 【構成】樹脂の通過を許容する小孔２１ａを多数形成し
た多孔性金属板２１を複数枚積層した多孔性金属板群２
１Ｇに金属製補強ブロック３を一体化して構成され、多
孔性金属板群２１Ｇの隣接する少なくとも一対の多孔性
金属板２１は、それらの小孔２１ａが重なり合わないよ
うに積層されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックの成形金
型素材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、エンジニアリングプラスチック
などのプラスチックを成形するため、成形金型が使用さ
れている。この成形金型は、固定側金型と、移動自在な
可動側金型からなり、固定側金型に対して可動側金型を
移動させることにより型開きし、あるいは、型締めする
ことができる。そして、成形金型を型締めすることでキ
ャビティが形成され、このキャビティは、スプルを介し
て射出ノズルの先端部と連通されている。したがって、
射出成形時、射出ノズルから射出された溶融樹脂は、ス
プルを経てキャビティに充填されるようになっている。

【０００３】ところで、このような成形金型を用いて成
形品を成形する場合、キャビティ内に残存する空気や樹
脂に含まれる水分や揮発分など（以下、空気などとい
う。）は、射出圧力によって複数個に分割されて組み立
てられた金型の接合面などを通して一部外部に排出され
るものの、その余は排出されることなくキャビティ内に
残存することになる。そして、このキャビティ内に残っ
た空気などが圧縮されることにより、成形品にその痕跡
を残したり、著しく高熱となって（断熱圧縮現象）成形
品にやけ（焦げ）を発生させる、といった成形不良を引
き起こすことがある。このため、キャビティ内の空気な
どを速やかに外部に排出させる、いわゆるガス抜きの必
要性があり、例えば、突き出しピンを緩やかなハメアイ
関係に形成し、その摺動面の微小な隙間を利用してガス
抜きしている。

【０００４】しかしながら、このようなガス抜き要領で
は、金型によっては採用することができない他、成形品
にバリなどが発生して後加工が必要となることから、近
年、金属粉末や金属繊維を焼結させた多孔質の焼結体で
金型を作り、その焼結体の粒子間に形成される小孔（通
路）を利用してガス抜きすることが試みられている。こ
のような焼結体に形成される小孔の直径は、成形品の表
面精度を確保するためには樹脂が入り込まない必要があ
り、樹脂材料によっても異なるが、ほぼ５０〜１５０μ
ｍ程度とされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た多孔質の焼結体からなる金型は、全体が均質に形成さ
れており、鋼材からなる金型に比較して強度が低い他、
使用当初は円滑にガス抜きが行われるものの、使用によ
って小孔が徐々に目詰まりし、ついにはガス抜きが不可
能となる問題があった。すなわち、空気などが焼結体の
小孔（通路）を通って外部に抜けるまでには、焼結体の
三次元方向にわたって複雑に絡み合うように形成された
長い距離を経なければならず、この間に空気などの揮発
分、例えば、樹脂の添加剤や分解物などが固化すること
により、焼結体の小孔（通路）を目詰まりさせるもので
あった。このように目詰まりした焼結体は、洗浄するこ
とによって表面近傍の目詰まりを一部除去できるもの
の、内部に入り込んで固化した目詰まりを解消させるこ
とはできず、当初のガス抜き性能まで回復させることは
できなかった。

【０００６】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、長期間にわたって目詰まりすることなくガ
ス抜き性能を維持することができるとともに、金型とし
て必要な強度を確保することのできるプラスチックの成
形金型素材を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、樹脂の通過を
許容する小孔を多数形成した多孔部材を複数枚積層した
多孔部材群と、この多孔部材群と一体化された金属製補
強ブロックからなり、前記多孔部材群の隣接する一対の
多孔部材における少なくとも一対の多孔部材において、
一方の多孔部材の小孔は、他方の多孔部材の小孔と中心
が一致しないように位置していることを特徴とするもの
である。

【０００８】

【作用】成形時、キャビティ内の空気などは、樹脂の通
過を許容する小孔を多数形成した多孔部材を複数枚積層
した多孔部材群を通り抜けた後、金属製補強ブロックを
通して外部に排出される。この際、成形金型素材は、多
孔部材の小孔が狭められるように積層された薄板状の多
孔部材群と、これらの多孔部材群の強度不足を補う金属
製補強ブロックで構成されることから、樹脂の通過を阻
止するとともに、空気などの通過距離が短くなり、目詰
まりしにくく、長期間にわたって安定したガス抜き性能
を維持することができる他、金型として充分な強度を確
保することができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。

【００１０】図１には、本発明の成形金型素材１が示さ
れており、この成形金型素材１は、多孔部材２としての
多孔性金属板２１を複数枚積層してなる多孔部材群２
Ｇ、すなわち、多孔性金属板群２１Ｇと、この多孔性金
属板群２１Ｇと一体化され、直線状のガス抜き穴３ａが
形成された金属製補強ブロック３から構成されており、
複数枚の多孔性金属板２１および金属製補強ブロック３
を順に重ねて加熱加圧し、焼結させることによって形成
されている。

【００１１】この多孔性金属板２１には、樹脂の通過を
許容する大きさの多数の小孔２１ａが腐食（エッチン
グ）や電鋳などによって形成されている。具体的には、
各多孔性金属板２１は、厚さ１００μｍのステンレス板
に平均直径１００μｍの小孔２１ａを０．５ｍｍピッチ
の千鳥形状をなすように形成したものである。そして、
隣接する一対の多孔性金属板２１は、それらの小孔２１
ａの中心が一致しないように積層されており、この結
果、各小孔２１ａの開口面積が狭められ、空気などの通
過は許容するものの、樹脂の通過が阻止されるようにな
っている。この場合、多孔性金属板２１に形成される小
孔２１ａの大きさによっては、隣接する一対の多孔性金
属板２１全てについて小孔２１ａの中心が一致しないよ
うに積層する必要はなく、そのうちの少なくとも一対の
多孔性金属板２１について小孔２１ａの中心をずらして
重ねることで対応してもよい。また、金属製補強ブロッ
ク３は、鋼材に直径１ｍｍの直線的なガス抜き穴３ａを
２ｍｍピッチで形成したものである。

【００１２】このような複数枚の多孔性金属板２１およ
び金属製補強ブロック３を一体化させて金型素材１を形
成した後、成形装置に適合するように、金型としての機
械加工を行う。この機械加工に際しては、金属製補強ブ
ロック３に鋼材を用いたことにより、磁石によるチャッ
クを利用することができる。

【００１３】この成形金型素材１からなる金型を用いて
成形品を成形する場合、キャビティ内の空気などは、多
孔性金属板群２１Ｇ、すなわち、積層された複数枚の多
孔性金属板２１における小孔２１ａを通り抜け、金属製
補強ブロック３に形成された直線的なガス抜き穴３ａを
経て外部に排出される。この際、隣接する一対の多孔性
金属板２１において、小孔２１ａは、中心が一致するこ
となく積層されていることから、その開口面積が狭めら
れて樹脂の通過を阻止する他、多孔性金属板群２１Ｇは
薄板状に形成されて空気などの通過する距離が短くな
り、その後、金属製補強ブロック３の直線的なガス抜き
穴３ａを通して排出される。この結果、目詰まりしにく
く、長期間にわたって安定したガス抜き性能を維持する
ことができる。一方、多孔性金属板群２１Ｇの金型とし
ての強度不足は、金属製補強ブロック３によって補強さ
れ、全体として金型に必要な強度を確保することができ
る。また、長期間の使用によって目詰まりしても洗浄に
よってほぼ当初のガス抜き性能に回復させることができ
る。

【００１４】ところで、前述した実施例においては、多
孔部材２として多孔性金属板２１を用いた成形金型素材
１を例示したが、図２に示すように、多孔部材２として
金網２２を用い、これらの金網２２を複数枚重ねて多孔
部材群２Ｇである金網群２２Ｇを形成し、この金網群２
２Ｇと金属製補強ブロック３を一体化させて成形金型素
材１を形成してもよい。この場合、多孔部材２としての
金網２２の小孔、すなわち、目開きは、樹脂が通過でき
る程度の大きさ、具体的には、０．１ｍｍ程度である。
この場合においても、金網２２のふるい目が一致しない
ように重ねる必要がある。

【００１５】また、図３に示すように、樹脂の通過を許
容する大きさの小孔２１ａを形成した多孔性金属板２１
を、隣接する多孔性金属板２１の小孔２１ａが重なり合
うことなく複数枚積層するとともに、さらに、樹脂の通
過を許容する大きさの目開きを有する金網２２を１枚も
しくは複数枚積層して多孔部材群２Ｇを形成し、この多
孔部材群２Ｇと金属性補強ブロック３を一体化して金型
素材１を形成してもよく、さらに、図４に示すように、
樹脂の通過を許容する大きさの目開きを有する金網２２
を、隣接する金網２２のふるい目が重なり合うことなく
複数枚積層するとともに、樹脂の通過を許容する大きさ
の小孔２１ａを形成した多孔性金属板２１を１枚もしく
は複数枚積層して多孔部材群２Ｇを形成し、この多孔部
材群２Ｇと金属性補強ブロック３を一体化して金型素材
１を形成してもよい。

【００１６】さらに、この図３および図４に示した実施
例の変形例として、図３における金網２２および図４に
おける多孔性金属板２１に代えてそれぞれ多孔部材２と
して多孔質の焼結体２３を採用してもよい（図５および
図６参照）。この場合、多孔質の焼結体２３に形成され
る小孔（図示せず）は、樹脂が通過できる大きさでよ
く、そのような大きさの小孔に形成されるように粒度や
圧力を調整する必要がある。

【００１７】これらの実施例においては、樹脂が通過で
きる程度の比較的大きな小孔２１ａを形成した多孔性金
属板２１や樹脂が通過できる程度の比較的大きな目開き
の金網２２あるいは樹脂が通過できる程度の比較的大き
な小孔を有する多孔質の焼結体２３を利用することによ
り、低コストの多孔部材群２Ｇで樹脂の通過を阻止でき
る利点がある。

【００１８】なお、前述した実施例における金属製補強
ブロック３は、多数本のガス抜き穴３ａを形成して例示
したが、１本のガス抜き穴３ａであってもよく、金属製
補強ブロック３の外周面に１本もしくは複数本の凹状溝
を形成してガス抜き穴としてもよく、さらに、その加工
の関係から、ガス抜き穴３ａがＴ字状であってもよい。

【００１９】また、磁石によるチャックを利用して機械
加工するため、金属製補強ブロック３に鋼材を用いた
が、金属製補強ブロック３に接合される多孔部材２、す
なわち、多孔性金属板２１や金網２２もしくは多孔質の
焼結体２３の材料との相性によっては、具体的には、両
者を焼結させるためには、非磁性金属、例えば、ステン
レス鋼が好ましい場合もあり、必ずしも磁性金属に限定
するものではない。その場合の機械加工は、機械的なチ
ャックを用いて行えばよい。

【００２０】さらに、金属製補強ブロック３において
は、予めガス抜き穴３ａを形成して例示したが、ガス抜
き穴３ａは、ユーザーの成形装置に合わせて機械加工す
る必要があり、このため、金属製補強ブロック３が中実
状態の金型素材１を出荷し、ガス抜き穴３ａの加工をユ
ーザーに委ねるようにしてもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、樹脂の通
過を許容する小孔を多数形成した多孔部材を複数枚積層
した多孔部材群と、この多孔部材群と一体化された金属
製補強ブロックからなり、前記多孔部材群の隣接する一
対の多孔部材における少なくとも一対の多孔部材におい
て、一方の多孔部材の小孔は、他方の多孔部材の小孔と
中心が一致しないように位置していることにより、成形
時、キャビティ内の空気などは、多孔部材の小孔が狭め
られるように積層された薄板状の多孔部材群を通り抜
け、この多孔部材群の強度不足を補う金属製補強ブロッ
クを経て外部に排出される結果、樹脂の通過を阻止する
とともに、空気などの通過する距離が短くなり、目詰ま
りしにくく、長期間にわたって安定したガス抜き性能を
維持することができる他、金型として充分な強度を確保
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形金型素材の第一実施例を拡大して
示す部分断面図である。

【図２】本発明の成形金型素材の第二実施例を拡大して
示す部分断面図である。

【図３】本発明の成形金型素材の第三実施例を拡大して
示す部分断面図である。

【図４】本発明の成形金型素材の第四実施例を拡大して
示す部分断面図である。

【図５】図３の成形金型素材の第三実施例の変形例を示
す部分断面図である。

【図６】図４の成形金型素材の第四実施例の変形例を示
す部分断面図である。

【符号の説明】

１ 成形金型素材 ２ 多孔部材 ２Ｇ 多孔部材群 ２１ 多孔性金属板 ２１ａ 小孔 ２１Ｇ 多孔性金属板群 ２２ 金網 ２２Ｇ 金網群 ２３ 多孔質焼結体 ３ 金属製補強ブロック ３ａ ガス抜き穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 樹脂の通過を許容する小孔を多数形成し
   た多孔部材を複数枚積層した多孔部材群と、この多孔部
   材群と一体化された金属製補強ブロックからなり、前記
   多孔部材群の隣接する一対の多孔部材における少なくと
   も一対の多孔部材において、一方の多孔部材の小孔は、
   他方の多孔部材の小孔と中心が一致しないように位置し
   ていることを特徴とするプラスチックの成形金型素材。