JPH09220746A

JPH09220746A - 合成樹脂の射出成形法

Info

Publication number: JPH09220746A
Application number: JP2280096A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kataoka; 紘片岡
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1995-12-12
Filing date: 1996-02-08
Publication date: 1997-08-26

Abstract

(57)【要約】【課題】金型の型表面再現性を改良し、成形品の後加
工を省略することの可能な、無機充填材を５〜６５重量
％含有する合成樹脂の射出成形法を提供する。【解決手段】（１）金属からなる主金型の型キャビテ
ィを構成する型壁面に、該型壁面に密着した０．１５ｍ
ｍを越え２ｍｍ未満の厚みの耐熱性重合体からなる断熱
層が存在し、（２）上記断熱層上に該断熱層厚みの１／
３以下で、且つ０．０１〜０．６ｍｍの厚みで、上記断
熱層に密着した金属層を有し、（３）上記金属層の最表
面層の硬さが合成樹脂中の無機充填材の硬さと同等、あ
るいはそれ以上である断熱層被覆金型を用い、（４）主
金型温度を１５℃以上で、上記合成樹脂の軟化温度から
２０℃を減じた温度以下に設定し、（５）繊維状、粉末
状等の無機充填材を５〜６５重量％含有する合成樹脂の
射出成形法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は合成樹脂の射出成形
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂を金型キャビティへ射出し
て成形し、成形品に型表面の形状状態の付与における再
現性を良くし、成形品の外観を良くするには、通常、樹
脂温度や金型温度を高くしたり、射出圧力を高くする等
の成形条件を選ぶことによりある程度達成できる。これ
らの要因の中で最も大きな影響があるのは金型温度であ
り、金型温度を高くする程好ましい。しかし、金型温度
を高くすると、可塑化された樹脂の冷却固化に必要な冷
却時間が長くなり成形能率が下がる。金型温度を高くす
ることなく型表面の再現性を良くし、又金型温度を高く
しても必要な冷却時間が長くならない方法が要求されて
いる。

【０００３】金型に加熱用、冷却用の孔をそれぞれとり
つけておき交互に熱媒、冷媒を流して金型の加熱、冷却
を繰り返す方法が、ＰｌａｓｔｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏ
ｇｙ，Ｊｕｎｅ，ｐ．１５１（１９８８）等に示されて
いるが、この方法は熱の消費量も多く、冷却時間が長く
なる。金型キャビティを形成する型壁面を熱伝導率の小
さい物質、すなわち断熱層で被覆した金型を用い、型表
面再現性を良くする方法についてはＷＯ９３／０６９
８０等で開示されている。更に、米国特許第３，７３
４，４４９号明細書及び特開昭５３−８６７５４号公報
には金属製の金型壁面に断熱層を被覆し、更にその断熱
層表面に薄肉金属層を被覆した金型を用いて型表面再現
性を良くする方法が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、合成樹脂の射出
成形品に塗装等の後加工を省略する要求が強くなってき
た。すなわち、製造コストの低下、成形品のリサイク
ル、塗装時の溶剤蒸発等による環境破壊の低減等のた
め、塗装を無くしたいという希望が極めて強い。特に、
電気機器、電子機器、事務機器等の合成樹脂製ハウジン
グ等についてこの後加工省略の要望が極めて強い。成形
後の塗装を省略するには型表面再現性に優れた成形が必
要であり、型表面再現性を良くする成形法として断熱層
被覆金型を用いる方法は経済的に極めて良好な方法であ
る。

【０００５】断熱層被覆金型の最表面の断熱層として重
合体を用いた場合、断熱層は使用中に傷がつきやすく、
また、成形される合成樹脂の種類によっては、成形時に
金型からの離型が困難になる場合があり、その改良が要
求されている。この改良法として、断熱層表面に薄肉金
属層を被覆した金型を使用する方法が考えられる。しか
しながら、ガラス繊維等の無機充填材が配合された合成
樹脂を射出成形する場合には、最表面に薄肉金属層を有
する断熱層被覆金型を用いても種々の問題があることを
見出した。すなわち、金属層の厚みと断熱層の厚みの
関係が不適当であると、成形時の型表面再現性が不良に
なる、断熱層厚みを厚くすると成形サイクルタイムが
長くなり、成形効率が低下する、金属層が厚くなると
型表面再現性が悪くなる、必要な断熱層厚みと金属層
厚みは成形する合成樹脂の軟化温度、成形条件等と密接
な関係を有する、金属層と断熱層は強固に密着してい
ることが必要である、表面金属層の耐久性が必要であ
る、等である。無機充填材含量が多くなると、該無機充
填材により型表面に傷がつき易くなり、無機充填材含量
が特に２０重量％を越えると該無機充填材により型表面
に容易に傷が付きやすくなる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは無機充填材
を含有する合成樹脂を射出成形する場合に、上記の問題
点を解決するため、断熱層で被覆した金型について検討
を行い、特に主金型表面を被覆する断熱物質及びその厚
み、その被覆状態、主金型材質との組み合わせ、最表面
に被覆する金属層及びその厚みと密着力、合成樹脂の成
形条件等との関係について検討を行い、本発明に至っ
た。

【０００７】すなわち本発明は、以下のとおりである。１．無機充填材を配合した合成樹脂の射出成形法に於い
て、（１）金属からなる主金型の型キャビティを構成す
る型壁面に、該型壁面に密着した０．１５ｍｍを越え２
ｍｍ未満の厚みの耐熱性重合体からなる断熱層が存在
し、（２）上記断熱層の上に該断熱層厚みの１／３以下
で、且つ０．０１〜０．６ｍｍの厚みで、上記断熱層に
密着した金属層が存在し、（３）上記金属層の最表面層
の硬さが合成樹脂中の無機充填材の硬さと同等、あるい
はそれ以上である断熱層被覆金型を用い、（４）主金型
温度を１５℃以上で、上記合成樹脂の軟化温度から２０
℃を減じた温度以下に設定し、（５）繊維状、粉末状等
の無機充填材を５〜６５重量％含有する合成樹脂を使用
する、合成樹脂の射出成形法。２．無機充填材を２０重量％を越え６５重量％以下含有
する合成樹脂を使用する上記１の射出成形法。３．無機充填材を３０〜５０重量％含有する合成樹脂を
使用する上記１の射出成形法。４．金属層表面あるいは金属層表面の一部が、鏡面状、
微細凹凸の艶消し状、しぼ状のうちから選択される表面
を有する上記１、２又は３の射出成形法。５．成形される合成樹脂が型表面に接触後、型表面温度
が次の（１）及び／又は（２）を満たす成形条件で成形
する上記１、２、３又は４の合成樹脂の射出成形法。（１）型表面温度が合成樹脂の軟化温度以上にある間の
（型表面温度−合成樹脂の軟化温度）値の積分値（△
Ｈ）が２秒・℃以上の成形条件で成形する。（２）型表面温度が合成樹脂の（軟化温度―１０℃）以
上にある間の｛型表面温度―（合成樹脂の軟化温度―１
０℃）｝値の積分値（△ｈ）が５秒・℃以上の成形条件
で成形する。

【０００８】本発明は、ガラス繊維等の無機充填材が配
合された合成樹脂を射出成形する場合には、表面硬度が
ある硬さ以上の金属層と、特定の範囲の断熱層厚みと金
属層厚みを有する断熱層被覆金型が必要であることを発
見したものである。以下、本発明を詳細に説明する。本
発明の成形法により成形される合成樹脂は、一般の射出
成形に使用できる熱可塑性樹脂であり、ポリエチレン、
ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリスチレン、ス
チレン−アクリロニトリル共重合体、ゴム強化ポリスチ
レン、ＡＢＳ樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂等
のスチレン系樹脂、ポリアミド、ポリエステル、ポリカ
ーボネート、メタクリル樹脂、塩化ビニール樹脂等であ
る。これらの合成樹脂には無機充填材が好ましくは５〜
６５重量％、更に好ましくは２０重量％を越え６５重量
％以下、最も好ましくは３０〜５０重量％含有されてい
る。無機充填材としては、ガラス繊維、ウイスカー等の
各種繊維、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン等の無
機粉末等である。特にＥ−ガラス等で形成されたガラス
繊維が配合された合成樹脂は良好に使用できる。

【０００９】本発明の成形法で成形される良好な成形品
は弱電機器、電子機器、事務機器等のハウジング、各種
自動車部品、各種日用品、各種工業部品等の一般に使用
される合成樹脂射出成形品である。特に好ましくは、ウ
エルドラインが多い電子機器、電気機器、事務機器のハ
ウジング等である。本発明法で成形されるこれらの成形
品は無機充填材が多量に配合されているにもかかわら
ず、型表面の再現性が良く、ウエルドラインの目立ちが
少なくなり、型表面のシャープエッジの再現性や、微細
な型表面の凹凸の再現性も良くなり、良好な鏡面状成形
品、良好な艶消し状成形品、良好なパターンしぼ成形品
が成形できる。これらの射出成形品は一般の射出成形法
で成形されるが、ガスアシスト射出成形、液体アシスト
射出成形、オリゴマーアシスト射出成形、射出圧縮成形
等も使用できる。

【００１０】本発明に述べる金属からなる主金型とは、
鉄又は鉄を主成分とする鋼材、アルミニウム又はアルミ
ニウムを主成分とする合金、ＺＡＳ等の亜鉛合金、ベリ
リウム−銅合金等の一般に合成樹脂の成形に使用されて
いる金属金型を包含する。特に鋼材から成る金型が良好
に使用できる。これらの金属からなる主金型の断熱層と
接する型表面は硬質クロムやニッケル等でメッキされて
いることが好ましい。

【００１１】本発明で断熱層に用いる耐熱性重合体と
は、成形される合成樹脂の成形温度より高い軟化温度を
有する重合体であり、好ましくはガラス転移温度が１４
０℃以上、更に好ましくは１６０℃以上、最も好ましく
は１９０℃以上であり、あるいは好ましくは融点が２０
０℃以上、更に好ましくは２５０℃以上の耐熱性重合体
である。耐熱性重合体の熱伝導率は一般に０．０００１
〜０．００２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃であり、金属よ
り大幅に小さい。また、該耐熱性重合体の破断伸度は４
％以上、好ましくは５％以上、更に好ましくは１０％以
上の靭性のある重合体が好ましい。破断伸度の測定法は
ＡＳＴＭＤ６３８に準じて行い、測定時の引っ張り速度
は５ｍｍ／分である。

【００１２】本発明で断熱層として良好に使用できる耐
熱性重合体は、主鎖に芳香環を有する耐熱性重合体であ
り、例えば、有機溶剤に溶解する各種非結晶性耐熱性重
合体や、各種ポリイミド等が良好に使用できる。非結晶
性耐熱性重合体としては、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホン等が挙げられる。これらの非結晶性耐熱性重合
体にはカーボン繊維等の充填材を配合することにより熱
膨張係数を低下させて本発明の断熱層として使用するこ
ともできる。ポリイミドは各種あるが、直鎖型高分子量
ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、
一部架橋型のポリイミドが良好に使用できる。一般に直
鎖型高分子量ポリイミドは破断伸度が大きく強靭であ
り、耐久性に優れており特に良好に使用できる。

【００１３】更に、本発明では断熱層として使用できる
耐熱性樹脂として熱膨張係数の小さいエポキシ樹脂、す
なわち熱膨張係数が小さくなるエポキシ樹脂と硬化剤を
組み合わせたエポキシ樹脂硬化物、あるいは各種充填材
を適量配合したエポキシ樹脂等も使用できる（以後、エ
ポキシ樹脂硬化物をエポキシ樹脂と略称する。）。エポ
キシ樹脂は一般に熱膨張係数が大きく、金属金型との熱
膨張係数の差は大きい。しかし、熱膨張係数が小さいガ
ラス、シリカ、タルク、クレー、珪酸ジルコニウム、珪
酸リチウム、炭酸カルシウム、アルミナ、マイカ等の粉
体や粒子、ガラス繊維、ウイスカー、炭素繊維等の適量
をエポキシ樹脂に配合し、金属金型との熱膨張係数の差
を小さくした充填材配合エポキシ樹脂は本発明の断熱層
として良好に使用できる。

【００１４】又、エポキシ樹脂あるいは充填材配合エポ
キシ樹脂に、更にナイロン等の強靭な熱可塑性樹脂、ゴ
ム等の強靭性を与える各種配合物を加えて強靭性を与え
た配合エポキシ樹脂は良好に使用できる。特に、エポキ
シ樹脂にポリエーテルスルホンやポリエーテルイミドを
配合して硬化したポリマーアロイは強靭性に優れ良好に
使用できる。

【００１５】射出成形では成形される加熱樹脂に接触す
る型表面は各成形毎に厳しい冷熱サイクルにさらされ
る。又、従来技術では、メッキ等で断熱層表面に形成さ
れる金属層は一般に重合体からなる断熱層より熱膨張係
数が小さく、断熱層と金属層の熱膨張係数が大きく異な
るため、その界面で応力が成形毎に繰り返し発生し、そ
の界面で剥離が発生する。断熱層と接する主金型及び／
又は金属層の熱膨張係数と断熱層の熱膨張係数との差を
小さくすることにより、剥離を引き起こす応力を低減す
ることができる。本発明において、断熱層と接する主金
型及び／又は金属層の熱膨張係数と断熱層の熱膨張係数
の差は４×１０^-5／℃未満であることが好ましく、更に
好ましくは３×１０^-5／℃未満である。一般に金属は重
合体より熱膨張係数が小さく、従って、熱膨張係数が小
さい耐熱性重合体を選択することが好ましい。

【００１６】ここに述べる熱膨張係数は線膨張係数であ
る。断熱層の熱膨張係数は断熱層の面方向の線膨張係数
であり、ＪＩＳＫ７１９７−１９９１に示される方法
で測定し、５０℃と２５０℃の温度間の平均値、あるい
は断熱層のガラス転移温度が２５０℃以下の場合には、
５０℃と該ガラス転移温度間の平均値で示す。すなわ
ち、平滑な平板状金属の上に断熱層を形成し、次いで該
断熱層を剥離し、その断熱層の５０℃と２５０℃の間、
あるいは５０℃とガラス転移温度の間の平均熱膨張係数
を測定する。

【００１７】断熱層と主金型の間、あるいは金属層と断
熱層の間の剥離の原因は熱膨張係数の差だけではない。
しかし、熱膨張係数の差が極めて大きな要因である。断
熱層と主金型及び／又は金属層との密着力が大きく、断
熱層の引っ張り弾性率が小さく、破断伸度が大きい、い
わゆるゴム状の軟質材質の断熱層であれば、熱膨張係数
の差が若干大きくても剥離は生じない。しかし、断熱層
に適した材質、すなわち、耐熱性が高く、硬度が大き
く、研磨により鏡面になりやすい等を満たす断熱材は、
主鎖の芳香環を有する一般に弾性率が大きい耐熱性硬質
合成樹脂であり、この耐熱性硬質合成樹脂からなる断熱
層を主金型及び／又は金属層に密着させ、剥離を起こさ
せない様にするには、熱膨張係数の差が小さいことが好
ましい。本発明に良好に使用できる主金型の金属、金属
層の金属、断熱層の耐熱性重合体、及び一般の合成樹脂
の熱膨張係数を表１に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】主金型及び／又は金属層の熱膨張係数が大
きくなれば、相対的に熱膨張係数の大きい断熱層が使用
できる様になる。金型材質として鋼鉄が最も多く使用さ
れているが、最近アルミニウム合金や亜鉛合金も使用さ
れる様になってきた。本発明では熱膨張係数が近ければ
近い程好ましく、主金型に鋼鉄を使用した場合には熱膨
張係数が極めて小さい低熱膨張型ポリイミド等は良好に
使用できる。表２に本発明に良好に使用できる耐熱性重
合体の構造とガラス転移温度（Ｔｇ）を示す。

【００２０】

【表２】

【００２１】射出成形では複雑な形状の成形品を一度の
成形で得られるところに経済的価値がある。この複雑な
金型表面を耐熱性重合体で被覆し、且つ強固に密着させ
るには、耐熱性重合体溶液、及び／又は耐熱性重合体前
駆体溶液を塗布し、次いで加熱して耐熱性重合体の断熱
層を形成させる方法や、金型表面で耐熱性重合体を蒸着
重合させる方法等が好ましい。塗布により耐熱性重合体
の断熱層を形成するには、耐熱性重合体、あるいは耐熱
性重合体の前駆体は溶剤に溶解できることが好ましい。
ポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の溶液を型壁面
に塗布し、次いで加熱を行い型壁面上にポリイミドを形
成する方法は良好に使用できる。下記化１にポリアミド
酸からポリイミドを形成する式を示す。

【００２２】

【化１】

【００２３】ポリイミドの前駆体のポリアミド酸溶液を
型壁面に塗布し、次いで加熱を行いポリイミドを形成し
た場合、加熱キュア温度、及び／又は加熱雰囲気により
ポリイミドのガラス転移温度や熱膨張係数が異なる。一
般に加熱温度が高い程ガラス転移温度が高くなり、又熱
膨張係数が小さくなる。ポリアミド酸は一般に２５０℃
以上にすればほとんどイミド化が１００％進行しポリイ
ミドが形成されるが、ポリイミドになってからの分子の
動きが熱膨張係数に影響を与えると考えられている。

【００２４】本発明の断熱層と主金型、及び／又は断熱
層と金属層との密着力は大きいことが必要である。本発
明に述べる、主金型に密着した断熱層、あるいは断熱層
に密着した金属層とは、一万回を越える合成樹脂の成形
で引き起こされる冷熱サイクルで剥離が起こらないこと
である。密着力は２３℃で０．２ｋｇ／１０ｍｍ巾以上
が好ましく、更に好ましくは０．５ｋｇ／１０ｍｍ巾以
上、最も好ましくは０．８ｋｇ／１０ｍｍ巾以上であ
る。これは密着した金属層、あるいは金属層と断熱層を
１０ｍｍ巾に切り、接着面と直角方向に２０ｍｍ／分の
速度で引張った時の剥離力である。この剥離力は測定場
所、測定回数によりかなりバラツキが見られるが、最小
値が大きいことが重要であり、安定して大きい剥離力で
あることが好ましい。本発明に述べる密着力は金型の主
要部の密着力の最小値である。密着力を向上させるた
め、主金型の表面を微細な凹凸状にしたり、各種メッキ
をしたり、プライマー処理をすることは適宜実施でき
る。プライマー処理の好ましい例として、ＣＯ基や、Ｓ
Ｏ₂基を多く含むポリイミドは金属表面に密着しやす
く、これらの密着性に優れたポリイミドの薄層をプライ
マー層として用い、この上に一般のポリイミドを被覆す
る方法は良好に使用できる。

【００２５】射出成形では複雑な形状の型物が一度の成
形でできることが最大の長所であり、そのため金型キャ
ビティは一般に複雑な形状をしている。しかし、この複
雑な形状の金型キャビティ表面に鏡面状に被覆物質を塗
布することは極めて困難であり、そのため塗布された被
覆層を後から表面研磨したり、塗布層を数値制御フライ
ス盤等の各種工作機械で切削した後に表面研磨して鏡面
状に仕上げることは良好な方法である。

【００２６】本発明では、断熱層の全厚みは０．１５ｍ
ｍを越え２ｍｍ未満の範囲内で適度に選択される。好ま
しくは０．２ｍｍを越え１．５ｍｍ未満、更に好ましく
は０．２〜０．５ｍｍである。０．１５ｍｍ以下の薄い
断熱層では、該断熱層上に形成する金属層の厚みを適度
な厚みにすることが困難になる。すなわち、本発明では
多量の無機充填材が配合された合成樹脂を成形するた
め、該無機充填材で型表面に傷がつくのを防ぐために金
属層を適度な厚みにする必要がある。２ｍｍ以上の断熱
層厚みでは成形時の金型内必要冷却時間が長くなり、経
済的観点から好ましくない。

【００２７】熱可塑性樹脂の成形では金型温度と成形サ
イクルタイムは密接に関連している。すなわち、成形時
の、金型温度（Ｔｄ）と金型内必要冷却時間（θ）の関
係は理論的には次式で示される。 θ＝−（Ｄ²／２πα）・ｌｎ［（π／４）｛（Ｔｘ−
Ｔｄ）／（Ｔｃ−Ｔｄ）｝］ θ ：冷却時間（ｓｅｃ）Ｄ：成形品の最大肉厚（ｃｍ）Ｔｃ：射出成形される樹脂温度（℃）Ｔｘ：成形品の軟化温度（℃） α ：樹脂の熱拡散率Ｔｄ：金型温度（℃）冷却時間（θ）は、（Ｔｘ−Ｔｄ）に比例し、金型温度
（Ｔｄ）が低いほど必要冷却時間は短くなる。本発明で
は主金型温度を１５℃以上、成形品の軟化温度（Ｔｘ）
から２０℃を減じた温度以下に設定して行われる。１５
℃未満では一般に型表面に結露が発生し好ましくない。
また軟化温度から２０℃を減じた温度を越えた温度にす
ることは成形サイクルタイムが長くなりすぎて経済的に
成形効率が悪くなる。ここに述べる軟化温度（Ｔｘ）は
成形品全体の変形を問題とする軟化温度であり、当然充
填材を全て含む合成樹脂の軟化温度である（後で述べる
積分値（秒・℃）を計算する際の軟化温度とは異な
る。）。軟化温度とは、非結晶性樹脂ではビカット軟化
温度（ＡＳＴＭＤ１５２５）、硬質結晶性樹脂では熱
変形温度（ＡＳＴＭＤ６４８荷重１８．６ｋｇ／ｃ
ｍ²）、軟質結晶性樹脂では熱変形温度（ＡＳＴＭＤ
６４８荷重４．６ｋｇ／ｃｍ²）でそれぞれ示す温度
とする。非結晶性樹脂とはポリスチレン、ポリカーボネ
ート等である。硬質結晶性樹脂とは、例えばポリオキシ
メチレン、ナイロン６、ナイロン６６等であり、軟質結
晶性樹脂とは、例えば各種ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等である。主金型に断熱層を被覆することは、成形品
肉厚を厚くして、冷却時間を長くする方向と同様の働き
をするが、一方、金型温度を下げると冷却時間を短くす
る方向へ働く。断熱層の厚みは薄肉で外観改良ができる
ことが成形サイクルタイムの面からは好ましい。本発明
では断熱層厚みを前記の範囲に設定することが外観改良
と成形サイクルタイムのバランス上必要である。

【００２８】本発明で使用される金型の断熱層の表面に
被覆される金属層に用いられる金属は、一般にメッキに
用いられる金属であり、クロム、ニッケル、銅等の１種
又は２種以上である。良好に使用できるのは化学ニッケ
ルメッキ、電解ニッケルメッキ、化学銅メッキ、電解銅
メッキ、電解クロムメッキ等である。金属層は断熱層の
表面に被覆される。断熱層と金属層は密着していること
が必要であり、断熱層に接する層は燐含量が適当な化学
ニッケルメッキ層が特に好ましい。

【００２９】本発明では金属層の最表面層の硬さは合成
樹脂中に配合された無機充填材の硬さと同等、あるいは
それ以上であり、好ましくは該硬度の大きい金属層が
０．５μｍ以上、更に好ましくは１〜５０μｍ、最も好
ましくは２〜４０μｍの厚みで最表面を形成されてい
る。金属層の表面は鏡面状、微細な凹凸表面の艶消し
状、皮しぼや木目しぼ等のしぼ状等のいずれでも良く、
必要に応じて選択される。本発明に良好に使用できるし
ぼ形状は、皮しぼ、木目しぼ、ヘアーラインしぼ等のパ
ターンしぼである。

【００３０】本発明では、断熱層厚みは０．１５ｍｍを
越え２ｍｍ未満であり、金属層厚みは断熱層厚みの１／
３以下で、且つ、０．０１〜０．６ｍｍである。断熱層
の厚み及び金属層の好ましい厚みは、型表面が鏡面状、
艶消し状、しぼ状のいずれかにより異なる。好ましい断
熱層の厚みと好ましい金属層の厚みを次に示す。鏡面
状、艶消し状成形品を成形する場合には、好ましくは、
断熱層の厚みが０．２ｍｍを越え１ｍｍ未満で、金属層
の厚みが断熱層厚みの１／５以下で、且つ、０．０１〜
０．３ｍｍであり、更に好ましくは、断熱層の厚みが
０．２ｍｍを越え０．５ｍｍ以下で、金属層の厚みが断
熱層厚みの１／６以下１／１００以上で、且つ、０．０
１〜０．１ｍｍである。

【００３１】しぼ状成形品を成形する場合には、好まし
くは、断熱層の厚みが０．２ｍｍを越え１ｍｍ未満で、
金属層の凸部の厚みが断熱層厚みの１／５以下で、且
つ、０．０１〜０．２ｍｍであり、しぼ形状凹部の深さ
が５〜３５μｍである。凹部の深さが大き過ぎると、凹
部と凸部の型表面再現性に大きな差が生じ、好ましくな
い。また、凹部の深さが小さ過ぎると、しぼ形状にする
効果が小さくなる。本発明において、金属層表面にしぼ
状凹凸を有する場合には、金属層の厚肉部（一般には金
属層の凸部の厚み）の金属層厚みを本発明の成形法に係
る断熱層被覆金型の金属層厚みとする。凸部の型表面再
現性を良好にして、成形品全体のウエルドライン等の目
立ちを低減するためである。しぼ形状は凸部と凹部の一
方が鏡面で、他方が艶消し面であることが外観上好まし
い。

【００３２】金属層の厚みは均一であることが好まし
く、厚みのばらつきは好ましくは２０％以下、更に好ま
しくは１０％以下である。金属層表面がしぼ状の凹凸の
場合には、凸部の金属層厚み、あるいは凹部の金属層の
厚みが、それぞれ均一であることが好ましく、それぞれ
の厚みのばらつきが好ましくは２０％以下、更に好まし
くは１０％以下である。金属層厚みのばらつきが大きい
と、金属層厚みの厚い部分の型表面再現性が悪くなり、
型表面再現性が良い部分と悪い部分が同一成形品表面に
現れやすくなる。

【００３３】本発明の断熱層上の金属層は種々の方法で
被覆できるが、メッキにより良好に被覆される。ここに
述べるメッキは化学メッキ（無電解メッキ）と電解メッ
キである。一般には次の工程のいくつかを経てメッキさ
れる。すなわち、まず断熱層に接して化学メッキが行わ
れる。前処理→化学腐食（酸やアルカリによる化学エッ
チング：表面を適度な凹凸にする）→中和→感受性化処
理（合成樹脂表面に還元力のある金属塩を吸着させて活
性化を効果あらしめる。）→活性化処理（触媒作用を有
するパラジウム等の貴金属を樹脂表面に付与する。）→
化学メッキ（化学ニッケルメッキ、化学銅メッキ等）→
電解メッキ（電解ニッケルメッキ、電解銅メッキ、電解
クロムメッキ等）。断熱層とメッキ層の密着力を増大さ
せるため、断熱層の最表面を形成する断熱材に炭酸カル
シウム、酸化珪素、酸化チタン、炭酸バリウム、アルミ
ナ、硫酸バリウム等の無機物、各種重合体等（架橋ゴム
等）の有機物の微粉末を配合し、化学腐食で該粉末をと
り出して表面を適度な凹凸にすることは極めて良好に使
用できる。

【００３４】次に、本発明に良好に使用できる化学ニッ
ケルメッキについて詳しく述べる。化学メッキは、金属
イオンを還元剤により金属に還元析出させるものであ
る。一般的に化学メッキは次の条件を満たすことが必要
である。（１）メッキ液を調整したままの状態で還元剤
が自己分解をせずに安定であること。（２）還元反応後
の生成物が沈殿を生じないこと。（３）析出速度がｐ
Ｈ、液温度により制御できること等があげられる。化学
ニッケルメッキでは還元剤に次亜燐酸ソーダ、水素化ホ
ウ酸等が使用され、特に次亜燐酸ソーダが良好に使用さ
れる。上記の条件を満たすためには、化学メッキ液中に
主成分（金属塩、還元剤）以外に補助成分（ｐＨ調整
剤、緩衝剤、促進剤、安定剤等）が加えられる。

【００３５】本発明において断熱層に密着する好ましい
化学ニッケルメッキ層は燐を１重量％以上、５重量％未
満含有し、更に好ましくは２重量％以上、５重量％未満
含有する。この化学ニッケルメッキ層の厚みは一般にプ
ライマーと称される程度の薄層で十分であり、好ましく
は０．１〜５μｍ、更に好ましくは０．２〜２μｍ程度
である。還元剤として次亜燐酸ソーダが各種補助成分と
共に使用されると、結果的に形成されるニッケルメッキ
には燐が含有される。本発明に用いられる断熱層被覆金
型では、化学ニッケルメッキ層を断熱層にしっかりと密
着させることが必要であり、そのために化学ニッケルメ
ッキの初期はメッキ液の温度を下げ、ｐＨを調節するこ
とによりメッキ速度を遅くし、小粒径のメッキ粒子を生
成させ、断熱層表面の微細凹凸の内部にまでメッキが入
り込ませることが極めて好ましい。一定厚みのメッキ層
が形成された後は、メッキ速度を上げて効率良くメッキ
を行う。この結果、断熱層に接するニッケルメッキ層は
燐を１重量％以上、５重量％未満を含有するニッケルメ
ッキ層になり、その上のメッキ層は電解ニッケルメッキ
層、電解クロムメッキ層、燐を５〜１４重量％含有する
化学ニッケルメッキ層等になる。断熱層表面に直接燐含
量が多い化学ニッケルメッキ、特に燐を８重量％以上含
有する化学ニッケルメッキを行うと、一般にニッケルの
生成粒子が大きくなり、メッキ層の密着力が低くなる。

【００３６】本発明において断熱層として最も適してい
るポリイミド層表面への金属メッキについて詳しく説明
する。ポリイミド表面への金属メッキはポリイミド表面
を適度な凹凸状にすることからはじめる。この方法とし
て米国特許第４７７５４４９号明細書や米国特許第４８
４２９４６号明細書等に示されている様に、ポリイミド
表面をアルカリで処理することにより表面を微細凹凸に
することが一般的である。即ち、ポリイミドはアルカリ
に弱く、微細凹凸状になりやすい。しかし、断熱層表面
の金属層は合成樹脂成形中に厳しい冷熱サイクルにさら
されるため、ポリイミド表面を単にアルカリで処理した
程度のことでは厳しい冷熱サイクルに耐えるだけの十分
な密着強度は得られ難い。我々は種々検討の結果、ポリ
イミド表面層に炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ
等の微粉末を配合したポリイミドを被覆し、その表面を
クロム酸等の酸化剤を含む強酸溶液でエッチングして表
層部にある炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ等の
微粉末とポリイミドの一部をとり出してポリイミド層表
面を適度な凹凸状にし、次いで、中和、感受性化処理、
活性化処理を経て、化学ニッケルメッキを行う方法が本
発明に良好に使用できることを発見した。

【００３７】本発明に良好に使用できる具体例を更に詳
しく次に示す。平均粒径が０．００５〜１μｍ程度、好
ましくは０．０５〜０．５μｍの微細な炭酸カルシウ
ム、酸化チタン、アルミナ等の微粉末を、ポリイミドに
対して１〜３０重量％、好ましくは５〜２５重量％配合
し、十分にポリイミドと混練して配合したポリイミド層
をポリイミド最表面層とする。該最表面層の厚みは１〜
３０μｍが好ましい。これらの微粉末は凝集しやすく、
ポリイミド前駆体溶液と良く混練して十分に分散させ、
それを金型表面に塗布し、加熱してポリイミド化する。
次いで、該ポリイミド表面をクロム酸、硫酸、燐酸等が
含まれる強酸化剤の強酸溶液でエッチング処理し、表層
にある微粉末とポリイミドの一部をとり出してポリイミ
ド表面に適度な微細な凹凸を形成し、次いで中和、感受
性化処理、活性化処理を経て、次亜燐酸ソーダ等を還元
剤として化学ニッケルメッキを行う。化学ニッケルメッ
キは５℃〜５０℃の低温度、弱アルカリ性の状態で低速
度で行い、生成するニッケル粒子を小さくし、ポリイミ
ド層表面の微細な凹凸の内部にまで均一にニッケルが入
り込んだニッケルメッキとすることにより、密着力を著
しく向上させる方法が本発明に極めて好ましい方法であ
る。

【００３８】一般に化学ニッケルメッキは酸性状態で、
４５℃〜９０℃に温度を上げて、メッキ効率を良くして
行われている。次亜燐酸ソーダを還元剤として使用し、
弱アルカリ状態で低温、低速度で化学ニッケルメッキを
行うと、ニッケルメッキ中の燐含有量は１重量％以上５
重量％未満になる。本発明の断熱層に接する化学ニッケ
ルメッキ層の好ましい組成は、１重量％以上５重量％未
満の燐を含有することである。本発明に述べる化学ニッ
ケルメッキを低温度、低速度で行うとは、一般に行われ
ている化学ニッケルメッキより低温度、低速度で行うこ
とを示すが、好ましくは５℃以上５０℃以下、更に好ま
しくは１０℃４５℃以下以上の温度であり、又好ましく
は時間当たり１０μｍ以下０．１μｍ以上の速度であ
る。

【００３９】断熱層に強固に密着する上記の薄層化学ニ
ッケルメッキの上には各種のメッキ層をつけることがで
きる。最表面につけるメッキ層の硬さは合成樹脂中の無
機充填材の硬さと同等、あるいはそれ以上である。該薄
層化学ニッケルメッキの上に更につけるメッキの好まし
い具体例を次に示す。（１）化学ニッケルメッキ（燐を５〜１８重量％含有）（２）電解クロムメッキ（３）電解ニッケルメッキ（光沢ニッケルメッキ、半光
沢ニッケルメッキ、無光沢ニッケルメッキ等）（４）化学銅メッキ（５）電解銅メッキこれ等のメッキから選択され、且つ合成樹脂中の無機充
填材の硬さと同等、あるいはそれ以上の少なくとも１層
が被覆されることが好ましい。しかし、メッキ層の最表
面には、硬く、傷つき難い硬質クロムメッキ、化学ニッ
ケルメッキ、電解ニッケルメッキ等を０．５μｍ以上、
好ましくは１〜５０μｍ、更に好ましくは２〜４０μｍ
行うことが、型表面を傷つけ易いガラス繊維等の無機充
填材を多量に含有する合成樹脂を使用する本発明では特
に好ましい。

【００４０】本発明に述べる最表面の金属層の硬さが、
合成樹脂中の無機充填材の硬さと同等、あるいはそれ以
上であるとは、２つを押し付けた時に金属層に容易に傷
が付かないことである。ガラス繊維と硬質クロムメッキ
を比較する場合、硬質クロムメッキをガラス繊維でこす
りつければ比較できる。物体の硬度は材質の種類が異な
ると直接的には数値で比較しにくいが、本発明ではビッ
カース硬度（ＨＶ）で比較することにする。ビッカース
硬度（ＨＶ）とは１３６度の頂角を有するダイヤモンド
角錐を圧子として用い、荷重を生じた厚痕凹みの表面積
で割った値で硬度を表現する方法であり、単位はｋｇ／
ｍｍ²で示す。次表に代表的なメッキとガラスのビッカ
ース硬度（ＨＶ）を示す。

【００４１】

【表３】

【００４２】本発明に述べる金属層の硬さが合成樹脂中
の無機充填材の硬さと同等、あるいはそれ以上であると
は、金属層のビッカース硬度が合成樹脂中の無機充填材
の（ビッカース硬度―１００）値より大きいことであ
り、好ましくは金属層のビッカース硬度が無機充填材の
ビッカース硬度より大きいことであり、更に好ましくは
金属層のビッカース硬度が無機充填材の（ビッカース硬
度＋５０）値より大きい金属層が使用される。

【００４３】本発明に良好に使用できるこれらの金属メ
ッキは断熱層の微細凹凸表面に密着している。従って、
メッキ層と断熱層の界面はメッキ層と断熱層が相互に入
り込んだ形状をしている。この場合の本発明に述べる金
属層の厚みは金属が５０容量％以上を占める部分の厚み
を用い、断熱層厚みは断熱材が５０容量％を越える部分
の厚みを用いることとする。

【００４４】メッキで形成した金属層表面をしぼ状にす
る方法は種々の方法で行うことができる。エッチング法
は良好に使用できる。酸によるエッチング法は最も良好
に使用できる。しぼ状にする金属層が電解ニッケルメッ
キ、電解銅メッキ、燐含量の少ない化学ニッケルメッキ
等の酸溶液でエッチングできる金属であれば一般の金属
金型のしぼ化に使用されているエッチング法と同様の方
法でしぼ化ができる。すなわち、金属層表面を紫外線硬
化樹脂を用いてしぼ状にマスキングし、次いで酸エッチ
ングでしぼ化する方法は良好に使用できる。金属層がニ
ッケルメッキの場合、燐含量が８重量％以上の化学ニッ
ケルは酸でエッチングされ難く、燐含量がそれより少な
い化学ニッケルはエッチングされ易い。

【００４５】化学ニッケルメッキの燐含有量と耐酸性に
ついては、ＰｌａｔｉｎｇａｎｄＳｕｒｆａｃｅＦ
ｉｎｉｓｈｉｎｇ，７９，Ｎｏ．３，Ｐ．２９〜３３
（１９９２）等に示されており、燐含有量が多い程、耐
酸性は良くなる。上記文献の表１には、耐酸性は燐含有
量が１０〜１２重量％でＧｏｏｄ、７〜９重量％でＦａ
ｉｒ、１〜４重量％でＰｏｏｒとなっている。ニッケル
と燐の合金の状態図は、燐含量が０〜４．５重量％がβ
相、１１〜１５重量％がγ相であり、４．５〜１１重量
％はγ相とβ相の混合物である。酸に対する耐食性はγ
相が優れており、一般には高燐含量と言われる８重量％
以上の時に耐食性は大きい。

【００４６】電解ニッケルメッキでは、硫黄含有量が多
い（一般には０．００５重量％程度）光沢ニッケルメッ
キは酸でエッチングされ易い。エッチングによるしぼ深
さは、エッチング時間の調節、エッチングされやすい金
属層とエッチングされ難い金属層の組み合わせ、等によ
り調節できる。しぼ状にした後は、金属層のしぼ状表面
の最表面に耐食性に優れた金属層、すなわち燐含量の多
い化学ニッケルメッキ層、電解硬質クロムメッキ層等を
最後につけることは、金型使用中の腐食防止に良好であ
り、更に、電解硬質クロムメッキは耐傷性に優れ、無機
充填材を多量に含有する合成樹脂を使用する本発明には
特に良好である。

【００４７】金属からなる主金型表面を断熱層で被覆
し、その表面に射出された加熱樹脂が接触すると、型表
面は樹脂の熱を受けて昇温する。断熱層の熱伝導率が小
さいほど、また、断熱層が厚いほど型表面温度は高くな
る。本発明は、断熱層に密着した金属層が存在する断熱
層被覆金型を用いて射出成形する方法であり、好ましく
は、成形される合成樹脂が型表面に接触後、型表面温度
が次の（１）及び／又は（２）を満たす成形条件で成形
する合成樹脂成形法である。（１）型表面温度が合成樹脂の軟化温度以上にある間の
（型表面温度−合成樹脂の軟化温度）値の積分値（△
Ｈ）が２秒・℃以上の成形条件で成形する方法。（２）型表面温度が（合成樹脂の軟化温度―１０℃）以
上にある間の｛型表面温度―（合成樹脂の軟化温度―１
０℃）｝値の積分値（△ｈ）が５秒・℃以上の成形条件
で成形する方法。

【００４８】型表面温度とは、成形される加熱合成樹脂
が接触する界面温度であり、型表面温度と樹脂表面温度
はほぼ等しい。本発明では型表面温度と樹脂表面温度は
同一の意味を有するものとして使用する。冷却された本
発明の断熱層被覆金型に加熱可塑化された合成樹脂が接
触すると、熱容量の大きい最表面の金属層に熱が奪われ
て、型表面温度は一旦低下するが、直ちに昇温して合成
樹脂の軟化温度以上に上がり、それから再び低下して行
く。成形時の型表面再現性は次の事項が関係しているこ
とを見出した。即ち、次ぎの（１）及び／又は（２）の
条件で成形すると型表面再現性が極めて良好になること
を発見した。（１）型表面温度が合成樹脂の軟化温度以上にある間の
（型表面温度−合成樹脂の軟化温度）値の積分値（△
Ｈ）が、２秒・℃以上、好ましくは５秒以上、更に好ま
しくは７秒以上の成形条件で成形する。（２）型表面温度が（合成樹脂の軟化温度―１０℃）以
上にある間の｛型表面温度―（合成樹脂の軟化温度―１
０℃）｝値の積分値（△ｈ）が、５秒・℃以上、好まし
くは７秒・℃以上、更に好ましくは１０秒・℃以上の成
形条件で成形する。

【００４９】この積分値は、型表面温度の経時変化曲線
を描いた図の、該曲線と合成樹脂の軟化温度線、あるい
は該曲線と（軟化温度―１０℃）で囲まる面積に相当す
る。金属層表面が凹凸を有するしぼ状の場合には、金属
層厚みの厚い部分（一般には凸部が厚い）の積分値を用
いる。積分値の上限は、断熱層厚みが２ｍｍに限りなく
近い値で得られる積分値の値であるが、成形サイクルタ
イム等の観点から好ましくは１００秒・℃以下である。
ここで述べる合成樹脂の軟化温度とは、多量の無機充填
材が配合された合成樹脂から無機充填材を除いたベース
の合成樹脂が成形圧力で容易に変形し始める温度であ
り、非結晶性樹脂ではビカット軟化温度（ＡＳＴＭＤ
１５２５）、硬質結晶性樹脂では熱変形温度（ＡＳＴＭ
Ｄ６４８荷重１８．６ｋｇ／ｃｍ²）、軟質結晶性樹
脂では熱変形温度（ＡＳＴＭＤ６４８荷重４．６ｋ
ｇ／ｃｍ²）でそれぞれ示す温度とする。硬質結晶性樹
脂とは、例えばポリオキシメチレン、ナイロン６、ナイ
ロン６６等であり、軟質結晶性樹脂とは、例えば各種ポ
リエチレン、ポリプロピレン等である。

【００５０】多量の無機充填材が含有される合成樹脂を
成形して型表面再現性を良くするには、成形時の成形品
表面がベースの合成樹脂で被覆されている必要があり、
成形品表面には無機充填材がほとんど露出していない状
態にすることが必要である。このため成形時、多量の無
機充填材が含有される樹脂が型表面に接触した時に、成
形品表面付近に存在する無機充填材の隙間をベース合成
樹脂が通り抜けて型表面に達する必要があり、ベース樹
脂の流動性が型表面再現性に直接に関係がある。従っ
て、上記の積分値（秒・℃）△Ｈと△ｈを計算する際の
軟化温度は、ガラス繊維等の無機充填材が含有される本
発明の合成樹脂の場合には、無機充填材を除いたベース
樹脂の軟化温度をもって示す。

【００５１】更に本発明では、昇温する型表面温度が一
度低下した後、直ちに昇温する最高温度が、（合成樹脂
の軟化温度＋２０℃）以上になることが好ましい。本発
明では、上記の積分値（△Ｈ）が２秒・℃以上、及び／
又は積分値（△ｈ）が５秒・℃以上になる成形条件で成
形できる様に、断熱層と金属層の厚み、合成樹脂、成形
条件等を選択する。しかし、その選択は、断熱層厚みが
０．１５ｍｍを越え２ｍｍ未満であり、金属層厚みが断
熱層厚みの１／３以下で、且つ、０．０１〜０．６ｍｍ
の中から適度に選択される。

【００５２】射出成形時の型表面温度の変化は、合成樹
脂、主金型、断熱層の温度、比熱、熱伝導率、密度、結
晶化潜熱等から計算できる。例えば、ＡＢＡＱＵＳ（米
国のＨＫＳ社のソフトウェア）や、ＡＤＩＮＡ及びＡＤ
ＩＮＡＴ（マサチューセッツ工科大学で開発されたソフ
トウェア）等を用い、非線形有限要素法による非定常熱
伝導解析により計算できる。本発明の型表面温度変化は
ＡＢＡＱＵＳを用いて計算した値を用いる。

【００５３】ガラス繊維等の無機充填材の配合量が極め
て少ない合成樹脂を断熱層被覆金型を用いて成形する
と、成形時に型表面に押し付けられた合成樹脂中の無機
充填材は該樹脂にかかる圧力が低い状態で容易に樹脂中
に沈み込むことができ、従って型表面の断熱層を何ら傷
つけることなく型表面再現性に優れた成形品を成形でき
る。一方、無機充填材の配合量が多くなり、特に２０重
量％を越える無機充填材が合成樹脂に配合されると、型
表面に押し付けられた合成樹脂表面部の無機充填材は、
合成樹脂内部の無機充填材と重なり合って容易に樹脂中
に沈み込むことができず、樹脂にかなり高圧の圧力がか
かった時に初めてこの無機充填材を樹脂中に沈み込ませ
る。この結果、無機充填材が表面に露出した状態で樹脂
を断熱層被覆金型に押し付ける結果になり、型表面に傷
がつき易くなる。本発明は所定の比較的厚肉の断熱層の
上に、所定の比較的厚肉で、且つ無機充填材の硬さと同
等、あるいはそれ以上の硬さの最表面層を有する金属層
を被覆した金型を使用して、無機充填材が多量に含有さ
れる合成樹脂を射出成形することにより、型表面再現性
と型表面の耐久性をもたらす。

【００５４】本発明を図面を用いて説明する。図１、図
２及び図３には、鋼鉄からなる主金型の温度を５０℃、
ゴム強化ポリスチレン（図ではＨＩＰＳで示す。）の温
度が２４０℃で射出成形したときの金型表面付近の温度
分布の変化の計算値を示している。図中の各曲線の数値
は加熱された合成樹脂が冷却された金型表面に接触して
からの時間（秒）を示している。加熱された合成樹脂は
型表面に接触して、急速に冷却される（図１）。主金型
表面を断熱層で被覆すると、型表面は加熱された合成樹
脂から熱を受けて昇温する。図に示すように、金型表面
を０．１ｍｍと０．５ｍｍの断熱層（ポリイミド）で被
覆すると（図２及び図３）、合成樹脂（ゴム強化ポリス
チレン）と接触する断熱層表面の温度上昇は大きくな
り、温度低下速度も小さくなる。

【００５５】図４は、鋼鉄製の主金型の型表面に各種厚
みの断熱層であるポリイミド（図ではＰＩで示す。）を
被覆した金型に、加熱された合成樹脂（ゴム強化ポリス
チレン）が接触した時の型表面温度の経時変化（計算
値）を示す。型表面に被覆されるポリイミド層が厚くな
るに従い、型表面温度の低下は著しくおそくなる。図５
は、鋼鉄からなる主金型の表面にポリイミド層を被覆
し、その表面にニッケル層（図ではＮｉで示す。）を被
覆した金型と、比較としてポリイミド層のみが被覆され
た金型を用い、主金型の温度を５０℃に設定し、該金型
でゴム強化ポリスチレン樹脂を２４０℃で射出成形した
時の、該樹脂が金型最表面に接触してからの型表面の温
度（これは樹脂表面とニッケル表面の界面の温度、ある
いは樹脂表面とポリイミド表面の界面の温度である。）
の経時変化を示す。図中で実線はポリイミド層とニッケ
ル層を被覆した場合であり、破線はポリイミド層のみを
被覆した場合である。ポリイミド層のみを被覆した場合
には、樹脂表面温度は時間経過とともに低下するのに対
して、ポリイミド層とニッケル層を被覆した場合には、
一旦温度が大きく低下した後に再び上昇してから次第に
低下する。これは表層のニッケルの熱容量が大きいため
に樹脂の熱がニッケル層に吸収されて低下するものであ
る。従って、ニッケル層の厚みが大きくなる程、一旦低
下する温度幅は大きくなり、再び上昇する温度も低くな
る。

【００５６】図６は、ポリイミド層の上に被覆するニッ
ケル層の厚みを種々変化させた場合の型表面温度の経時
変化（計算値）を示す。我々は型表面温度が合成樹脂の
軟化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹脂軟化温
度）値の積分値（秒・℃）が一定以上の値であると、合
成樹脂の成形で型表面再現性が良いことを発見した。図
６において、ニッケルの厚みが０．０５ｍｍで、合成樹
脂の軟化温度が１０５℃（図中で１で示す）の場合、斜
線で示す面積２が本発明で示す積分値（秒・℃）にな
る。ニッケル層の厚みが０．１ｍｍになると、一旦低下
した表面温度が再び上昇する温度は低くなり、射出成形
時の型表面再現性が悪くなることが推定できる。ニッケ
ル層の厚みが０．０５ｍｍの場合には樹脂表面温度は一
旦低下しても急速に回復し、射出成形時の型表面再現性
は良好である。本発明では、加熱合成樹脂が型表面に接
触後、型表面温度が合成樹脂の軟化温度以上にある間の
（型表面温度−合成樹脂の軟化温度）値の積分値（△
Ｈ）が２秒・℃以上になる成形条件で成形することを示
す。この場合の合成樹脂の軟化温度は無機充填材を除い
たベースの合成樹脂の軟化温度を用いる。

【００５７】更に本発明では型表面温度が合成樹脂の
（軟化温度―１０℃）以上にある間の｛型表面温度―
（合成樹脂の軟化温度―１０℃）｝値の積分値（△ｈ）
が５秒・℃以上の時に同様に型表面再現性が良いことを
発見した。型表面温度が合成樹脂の軟化温度以上であれ
ば型表面再現性が良いことは前述の通りであるが、型表
面温度が合成樹脂の軟化温度に達していなくても軟化温
度に近い温度であればそれ相応に型表面再現性は改善さ
れる。

【００５８】図７は断熱層を被覆していない通常の金属
金型を使用し、型キャビティを形成する型表面を鏡面状
にして、ゴム強化ポリスチレン樹脂（旭化成ポリスチレ
ン４９５（旭化成工業( 株) 製、ビカット軟化温度は１
０５℃）を射出成形した時の金型温度と成形品光沢度の
関係を示す。光沢度はＪＩＳＫ７１０５、反射角度６
０度で測定した値である。成形時の型表面再現性は成形
品光沢度でわかる。型表面再現性、すなわち成形品光沢
度は合成樹脂の射出速度（樹脂の型内流動速度）により
異なるが、金型温度が合成樹脂の（軟化温度―１０℃）
になると、射出速度に関係なくほぼ一定になる。金型温
度が高くなれば、それ相応に成形品の光沢度は良くなる
が、光沢度を１００％近くまでもってゆくには金型温度
を成形する合成樹脂の軟化温度近くまで上げる必要があ
る。しかし、図７でわかる様に、合成樹脂の軟化温度の
１０５℃から１０℃を減じた９５℃近くまで金型温度を
上げれば、成形品光沢度はかなり良くなり、クラスＡ表
面となんとか言える光沢度９５％までになる。積分値
（△Ｈ）が小さくても、積分値（△ｈ）が著しく大きけ
れば同様に型表面再現性が良くなる。積分値（△ｈ）／
積分値（△Ｈ）比は断熱層が厚くなると大きくなる傾向
にあり、従って、積分値（△Ｈ）と積分値（△ｈ）の両
方で型表面再現性を整理することが、現実の結果を良好
に整理できることを発見した。我々がこの２種の積分値
をパラメーターに選定している理由はこのことにある。

【００５９】これ等の積分値は金型の構成によって異な
るが、この他に合成樹脂の種類、成形条件等の要因によ
り異なる。この積分値はこれらの要因が次の方向へ向か
う時に大きくなる。・合成樹脂の軟化温度が低くなる・断熱層が厚くなる・金属層が薄くなる・合成樹脂温度が高くなる・金型温度が高くなる・成形品厚みが厚くなるこれらの方向に向ければ積分値は大きくなるが、成形さ
れる合成樹脂及び成形後の成形品性能、成形サイクルタ
イム等の観点から選択できる幅は限定されており、その
限定された範囲で積分値の大きい範囲を選択する。

【００６０】本発明の積分値はこれらの要因を総合し
て、型表面再現性との関係を示すものである。金型壁面
に接する部分の樹脂温度の計算方法は、有限要素法によ
る熱伝導解析により行うことができる。樹脂成形品の肉
厚に対してニッケル層およびポリイミド層の厚みはかな
り小さいので現象を一次元熱伝導問題と考える。定常状
態においては支配方程式は、次式で示される。ｋ（ｄＴ／ｄｘ²）＝０ここで、ｋは物質の熱伝導率、Ｔは温度、ｘは位置であ
る。また、熱流束はフーリエの法則から次式で示され
る。ｑ＝−ｋ（ｄＴ／ｄｘ）ここで、ｑは熱流束である。これらの式から有限要素法
を用い、連立方程式をマトリクス表示すると次式のよう
になる。［Ｋ］｛Ｔ｝＝｛Ｆ｝ここで、［Ｋ］は熱伝導マトリクス、｛Ｔ｝は全体の節
点温度ベクトル、｛Ｆ｝は熱流束ベクトルである。熱伝
導マトリクス［Ｋ］と熱流束ベクトル｛Ｆ｝が既知であ
れば連立方程式を解くことができ、節点温度が求まる。

【００６１】実際の計算は市販されている汎用の構造解
析ソフトを用いて行うことができる。ここではＡＢＡＱ
ＵＳを用いて計算を行った。この計算では、合成樹脂と
金属層間の境界熱伝達、及び主金型内の熱伝導は影響が
極めて小さいとして無視して計算している。図８〜図２
１は、鋼鉄製の主金型の型表面に、ポリイミド層厚み、
その表面のニッケル層厚みをそれぞれ変化させて被覆
し、更に成形品厚み、合成樹脂温度、主金型温度をそれ
ぞれ変化させて成形した場合の、型表面温度の経時変化
を示すグラフと、各場合について、合成樹脂の軟化温度
と、型表面温度が合成樹脂の軟化温度以上にある間の
（型表面温度−合成樹脂軟化温度）値の積分値（秒・
℃）（計算値）との関係を示すグラフである。個々の条
件を表４にまとめて示してあり、図中の番号は表４中の
番号に相当する。

【００６２】

【表４】

【００６３】図８〜図１９はゴム強化ポリスチレン（Ｈ
ＩＰＳと略称する）についての計算値であり、図２０は
結晶化潜熱を有するポリアセタール（ＰＯＭ）について
の計算値であり、図２１は断熱材がセラミック（Ｙ₂Ｏ
₃・ＺｒＯ₂）で、合成樹脂がＨＩＰＳについての計算
値である。計算した各材料の熱伝導率、比熱、密度、潜
熱は表５に示す値を用いた。

【００６４】

【表５】

【００６５】これらの図から種々の層構成の金型、種々
の成形条件で成形時の積分値がわかる。すなわち、本発
明に示す積分値の計算にはコンピューターを用いた計算
が必要になるが、図８〜図２１に示す各種データから該
積分値の概略の値は読み取れる。図では、断熱層として
ポリイミド、金属層としてニッケル層を用いて示した
が、断熱材としてポリイミド以外の他の耐熱性重合体、
金属としてニッケル以外のクロム等の他金属を使用して
もほぼ同様である。すなわち、本発明に使用される各種
の耐熱性重合体の熱伝導率はポリイミドとほぼ同一レベ
ルにあり、又本発明に良好に使用されるクロム等の各種
金属の熱伝導率はニッケルとほぼ同一レベルにあり、図
７〜図２０に示すデータを使用できる。

【００６６】図１７と図１８に合成樹脂の温度を変化さ
せた時の型表面温度の変化と、積分値の変化を示す。合
成樹脂温度を高くすると積分値は著しく大きくなる。す
なわち、断熱層と金属層は合成樹脂より熱を供給されて
昇温し、その昇温する温度と時間が積分値を大きくし、
成形品の型表面再現性を良くする。このことは、断熱層
被覆のない一般の金属金型とは著しく異なることであ
る。即ち、一般の金属金型では図１に示すように、合成
樹脂が冷却された金型表面に接すると直ちに合成樹脂表
面層は冷却されて金型温度と同一温度になる。合成樹脂
温度を高くしても同じであり、型表面温度を上げる効果
はない。一般金型で合成樹脂温度を高くして成形する
と、合成樹脂の粘度が低下して、射出圧力の伝達が成形
品端部にまで伝達される効果はあるが、本発明に示すよ
うに型表面温度を一定時間上昇させ、積分値ΔＨ、積分
値Δｈを増大させることはない。本発明では合成樹脂温
度を高くして成形することは、積分値を著しく増大させ
る効果があり、一般金型を使用する場合と全く異なる点
である。

【００６７】本発明に述べる、断熱層と金属層を有する
金型で合成樹脂を成形してその効果を見る場合、成形条
件によりその効果は著しく異なり、少なくとも合成樹脂
の温度と主金型温度を指定することが好ましい。特に樹
脂温度の効果は図１７と図１８に示すように大きく、本
発明ではこの要因を含むパラメーターである積分値Δ
Ｈ、Δｈを導入し、公知文献との差異を明らかにした。
断熱材としてセラミックが紹介されているが、セラミッ
クは耐熱性重合体より熱伝導率がかなり大きく、断熱材
としてセラミックスを使用した場合には、図２１に示す
様に型表面温度は急速に低下し、積分値（秒・℃）は極
めて小さい。

【００６８】図２２は、断熱層（ポリイミド）と金属層
（ニッケル）の厚みを変化させ、ゴム強化ポリスチレン
樹脂（旭化成ポリスチレン４９５旭化成工業( 株) 製
商品名）を樹脂温度２４０℃、金型温度５０℃で射出
成形した時の、積分値（△Ｈ）と積分値（ｈ）の関係を
示す。断熱層が厚くなると積分値（△ｈ）１０秒・℃と
１５秒・℃線が積分値（△Ｈ）５秒・℃と７秒・℃線を
凌駕する傾向にある。従って、本発明では断熱層が薄い
部分では積分値（△Ｈ）で、断熱層が厚い部分では積分
値（△ｈ）で本発明の限界を規定することになる。本発
明の成形法で多量の充填材を含有する合成樹脂の射出成
形を行うことにより、外観良好な成形品を安定に得て、
塗装を省略することができる。所定の厚みの断熱層の表
面に、所定の厚みの金属層を設けることにより、多量の
無機充填材配合樹脂の成形においても、成形中に型表面
に傷がつくことを低減でき、長期間成形時の金型耐久性
の改良等が改良できる。

【００６９】

【発明の実施の形態】次の主金型、断熱層、金属層、合
成樹脂等を使用する。主金型：鋼鉄（Ｓ５５Ｃ）製の射出成形用の金型であ
る。該金型の熱膨張係数は１．１×１０^-5／℃である。
図２３に示す成形品３の型キャビティを有する。成形品
サイズは１００ｍｍ×１００ｍｍで厚みは３ｍｍであ
り、中央に３０ｍｍ×３０ｍｍの穴４が空いている。ゲ
ート５は図に示す様にサイドゲートであり、成形品３に
はウエルドライン６が発生する。型表面は鏡面状であ
る。この主金型の型キャビティを形成する入れ子を４個
用意し、各入れ子の型キャビティを形成する表面には硬
質クロムメッキを行う。断熱層（１）：主金型の入れ子表面に、ポリイミドワニ
ス（トレニース＃３０００東レ（株）製商品名）を
塗布し、１６０℃で加熱し、次いでこの塗布、加熱を繰
り返して所定の厚みにし、最後に２９０℃に加熱してポ
リイミド層を形成する。該ポリイミド表面を研磨して鏡
面状にする。該ポリイミドの熱膨張係数は３．３×１０
^-5／℃である。断熱層（２）：主金型の入れ子表面に、ポリイミドワニ
ス（トレニース＃３０００東レ（株）製商品名）を
塗布し、１６０℃で加熱し、次いでこの塗布、加熱を繰
り返して所定の厚みにし、最後に平均粒径が０．１μｍ
の炭酸カルシウム微粉末を固形分比で１１重量％配合し
て十分に混練して配合したポリイミドワニスの薄層を断
熱層の最表面に塗布して被覆し、次いで２９０℃に加熱
して最表面に２０μｍ厚の炭酸カルシウム配合ポリイミ
ド層を有する、所定厚みのポリイミド層を形成する。金属層Ａ：濃硫酸と濃燐酸の混合液に、クロム酸を飽和
するまで溶解したエッチング液を用いて、断熱層（２）
表面をエッチング処理して、微細凹凸表面とする。該表
面に次亜燐酸ソーダを還元剤とし、３５℃の低温、弱ア
ルカリ状態、低速度で化学ニッケルメッキを行い形成す
る。燐含量が３〜４重量％の化学ニッケルメッキ。金属層Ｂ：次亜燐酸ソーダを還元剤とし、７０℃、酸性
状態で化学ニッケルメッキを行い形成する。燐含量が８
〜９重量％の化学ニッケルメッキ。硬度はＨＶ６５０。金属層Ｃ：電解法で形成された硬質クロムメッキ。硬度
はＨＶ１０００。射出成形する合成樹脂：（ａ）ガラス繊維３０重量％配合スチレン−アクリロニ
トリル共重合体樹脂（スタイラック−ＡＳＧＦＲ１６
０Ｔ旭化成工業（株）製商品名）。ベース樹脂のビ
カット軟化温度は１１０℃。（ｂ）スチレン−アクリロニトリル共重合体樹脂（スタ
イラック−ＡＳ７６７旭化成工業（株）製商品
名）。ビカット軟化温度１１０℃。（ｃ）ガラス繊維３３重量％配合ナイロン６６樹脂（レ
オナ１３００Ｇ旭化成工業（株）製商品名）。ベー
ス樹脂の軟化温度（ＨＤＴ１８．６ｋｇｆ／ｃｍ²）
は７０℃。（ｄ）ナイロン６６樹脂（レオナ１３００Ｓ旭化成工
業（株）製商品名）。軟化温度（ＨＤＴ１８．６ｋ
ｇｆ／ｃｍ²）は７０℃。上記各合成樹脂中のガラス繊維はＥ−ガラスであり、そ
の硬度はＨＶ６４０である。射出成形条件：金型温度を５０℃に設定し、射出成形時
の合成樹脂温度をスチレン−アクリロニトリル共重合体
樹脂で２４０℃、ナイロン６６樹脂で２８０℃で成形す
る。

【００７０】

【実施例１】０．３ｍｍの鏡面状断熱層（２）を被覆し
た主金型の断熱層表面に、０．５μｍ厚の金属層Ａを被
覆し、その表面に２０μｍの金属層Ｂを被覆し、表面研
磨して鏡面状にした断熱層被覆金型を用い、合成樹脂
（ａ）の射出成形を行う。加熱合成樹脂が型表面に接触
後、型表面温度が合成樹脂の軟化温度以上にある間の
（表面温度−合成樹脂の軟化温度）値の積分値（△Ｈ）
は１２秒・℃である。型表面は合成樹脂の１０００回の
射出成形で傷がつくことはなく、成形品の型表面再現性
も良好で、高光沢でウエルドラインの目立ちが少ない成
形品を得る。

【００７１】

【実施例２】０．３ｍｍの鏡面状断熱層（２）を被覆し
た主金型の断熱層表面に、０．５μｍ厚の金属層Ａを被
覆し、その表面に１２μｍの金属層Ｂを被覆し、表面研
磨して鏡面状にした後、更に１０μｍの金属層Ｃを被覆
した合計金属層厚みが２０μｍの断熱層被覆金型を用
い、合成樹脂（ａ）の射出成形を行う。加熱合成樹脂が
型表面に接触後、型表面温度が合成樹脂の軟化温度以上
にある間の（表面温度−合成樹脂の軟化温度）値の積分
値（△Ｈ）は１２秒・℃である。型表面は合成樹脂の１
０００回の射出成形で傷がつくことはなく、成形品の型
表面再現性も良好で、高光沢でウエルドラインの目立ち
が少ない成形品を得る。

【００７２】

【実施例３】実施例１の断熱層被覆金型を用い、合成樹
脂（ｃ）の射出成形を行う。積分値（△Ｈ）は７秒・℃
以上、積分値（△ｈ）は１５秒・℃以上である。型表面
は合成樹脂の１０００回の射出成形で傷がつくことはな
く、成形品の型表面再現性も良好で、高光沢でウエルド
ラインの目立ちが少ない成形品を得る。

【００７３】

【実施例４】実施例２の断熱層被覆金型を用い、合成樹
脂（ｃ）の射出成形を行う。積分値（△Ｈ）は７秒・℃
以上、積分値（△ｈ）は１５秒・℃以上である。型表面
は合成樹脂の１０００回の射出成形で傷がつくことはな
く、成形品の型表面再現性も良好で、高光沢でウエルド
ラインの目立ちが少ない成形品を得る。

【００７４】

【比較例１】主金型に０．３ｍｍの断熱層（１）を被覆
し、表面研磨して鏡面状にした断熱層被覆金型を用い
る。合成樹脂（ｂ）、（ａ）の順序で射出成形する。合
成樹脂（ｂ）の１０００回の射出成形では断熱層表面に
傷はつかないが、合成樹脂（ａ）の射出成形では、断熱
層表面は１００回の成形で光沢がほとんどなくなる程の
傷がつく。

【００７５】

【比較例２】比較例１の断熱層被覆金型を用いる。合成
樹脂（ｄ）、（ｃ）の順序で射出成形する。合成樹脂
（ｄ）の１０００回の射出成形では断熱層表面に傷はつ
かないが、合成樹脂（ｃ）の射出成形では、断熱層表面
は１００回の成形で光沢がほとんどなくなる程の傷がつ
く。

【００７６】

【発明の効果】本発明の断熱層被覆金型を使用して無機
充填材が多量に配合された合成樹脂の射出成形を行うこ
とにより、外観良好な成形品を得る。すなわち、型表面
再現性を良くし、ウエルドラインの目立ちを少なくし、
塗装を省略することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼鉄製の主金型に、加熱された合成樹脂が接触
した時の型表面付近の合成樹脂の温度分布変化（計算
値）を示すグラフ図である。

【図２】鋼鉄製の主金型の型表面に０．１ｍｍのポリイ
ミドを被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した
時の型表面付近の合成樹脂及び耐熱性樹脂の温度分布変
化（計算値）を示すグラフ図である。

【図３】鋼鉄製の主金型の型表面に０．５ｍｍのポリイ
ミドを被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した
時の型表面付近の合成樹脂及び耐熱性樹脂の温度分布変
化（計算値）を示すグラフ図である。

【図４】鋼鉄製の主金型の型表面に各種厚みのポリイミ
ドを被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した時
の型表面温度の経時変化（計算値）を示すグラフ図であ
る。

【図５】鋼鉄製の主金型の型表面に０．３ｍｍのポリイ
ミドを被覆し、更にその表面に０．０２ｍｍのニッケル
を被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した時の
型表面（樹脂表面と金型表面の界面）の温度変化（計算
値）を示すグラフ図である。

【図６】鋼鉄製の主金型の型表面に０．３ｍｍのポリイ
ミドを被覆し、更にその表面に０．１ｍｍのニッケルを
被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した時の型
表面（樹脂表面と金型表面の界面）の温度変化（計算
値）を示すグラフ図である。

【図７】ＨＩＰＳ樹脂を一般の鋼材金型を用い、金型温
度を変化させて射出成形した時の光沢度を示すグラフ図
である。

【図８】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、合
成樹脂温度：２４０℃、主金型温度：５０℃、ニッケル
層厚み：０．０２ｍｍで、ポリイミド層厚みを０．１ｍ
ｍ、０．１５ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍ
ｍに変化させて成形した場合の、（ａ）型表面温度の経
時変化を示すグラフ図と、（ｂ）合成樹脂の軟化温度と
型表面温度が合成樹脂の軟化温度以上にある間の（型表
面温度−合成樹脂軟化温度）値の積分値（計算値）との
関係を示すグラフ図である。

【図９】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、合
成樹脂温度：２４０℃、主金型温度：４０℃、ニッケル
層厚み：０．０２ｍｍで、ポリイミド層厚みを０．１ｍ
ｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍに変化させて
成形した場合の、（ａ）型表面温度の経時変化を示すグ
ラフ図と、（ｂ）合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合
成樹脂の軟化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹
脂軟化温度）値の積分値（計算値）との関係を示すグラ
フ図である。

【図１０】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、
合成樹脂温度：２００℃、主金型温度：４０℃、ニッケ
ル層厚み：０．０２ｍｍで、ポリイミド層厚みを０．１
ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍに変化させて成形した場
合の、（ａ）型表面温度の経時変化を示すグラフ図と、
（ｂ）合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合成樹脂の軟
化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹脂軟化温
度）値の積分値（計算値）との関係を示すグラフ図であ
る。

【図１１】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、
合成樹脂温度：２８０℃、主金型温度：５０℃、ニッケ
ル層厚み：０．０２ｍｍで、ポリイミド層厚みを０．１
ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍに変化させて成形した場
合の、（ａ）型表面温度の経時変化を示すグラフ図と、
（ｂ）合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合成樹脂の軟
化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹脂軟化温
度）値の積分値（計算値）との関係を示すグラフ図であ
る。

【図１２】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、
合成樹脂温度：２４０℃、主金型温度：７０℃、ニッケ
ル層厚み：０．０２ｍｍで、ポリイミド層厚みを０．１
ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍに変化させて成形した場
合の、（ａ）型表面温度の経時変化を示すグラフ図と、
（ｂ）合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合成樹脂の軟
化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹脂軟化温
度）値の積分値（計算値）との関係を示すグラフ図であ
る。

【図１３】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、
合成樹脂温度：２４０℃、主金型温度：５０℃、ポリイ
ミド層厚み：０．３ｍｍで、ニッケル層厚みを０．００
５ｍｍ、０．０１ｍｍ、０．０２ｍｍ、０．０３ｍｍ、
０．０５ｍｍ、０．１ｍｍに変化させて成形した場合
の、（ａ）型表面温度の経時変化を示すグラフ図と、
（ｂ）合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合成樹脂の軟
化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹脂軟化温
度）値の積分値（計算値）との関係を示すグラフ図であ
る。

【図１４】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、
合成樹脂温度：２４０℃、主金型温度：４０℃、ポリイ
ミド層厚み：０．３ｍｍで、ニッケル層厚みを０．０１
ｍｍ、０．０２ｍｍ、０．０３ｍｍに変化させて成形し
た場合の、（ａ）型表面温度の経時変化を示すグラフ図
と、（ｂ）合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合成樹脂
の軟化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹脂軟化
温度）値の積分値（計算値）との関係を示すグラフ図で
ある。

【図１５】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、
合成樹脂温度：２００℃、主金型温度：４０℃、ポリイ
ミド層厚み：０．５ｍｍで、ニッケル層厚みを０．０２
ｍｍ、０．０３ｍｍ、０．０５ｍｍに変化させて成形し
た場合の、（ａ）型表面温度の経時変化を示すグラフ図
と、（ｂ）合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合成樹脂
の軟化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹脂軟化
温度）値の積分値（計算値）との関係を示すグラフ図で
ある。

【図１６】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、
合成樹脂温度：２４０℃、ポリイミド層厚み：０．５ｍ
ｍ、ニッケル層厚み：０．０２ｍｍで、主金型温度を４
０℃、５０℃、７０℃に変化させて成形した場合の、
（ａ）型表面温度の経時変化を示すグラフ図と、（ｂ）
合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合成樹脂の軟化温度
以上にある間の（型表面温度−合成樹脂軟化温度）値の
積分値（計算値）との関係を示すグラフ図である。

【図１７】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、
ニッケル層厚み：０．０２ｍｍ、主金型温度：５０℃、
合成樹脂温度：２４０℃と２８０℃で、ポリイミド層厚
みを０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍに変化させて
成形した場合の、（ａ）型表面温度の経時変化を示すグ
ラフ図と、（ｂ）合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合
成樹脂の軟化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹
脂軟化温度）値の積分値（計算値）との関係を示すグラ
フ図である。

【図１８】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、
ニッケル層厚み：０．０２ｍｍ、主金型温度：４０℃、
合成樹脂温度：２００℃と２４０℃で、ポリイミド層厚
みを０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．５ｍｍに変化させて
成形した場合の、（ａ）型表面温度の経時変化を示すグ
ラフ図と、（ｂ）合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合
成樹脂の軟化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹
脂軟化温度）値の積分値（計算値）との関係を示すグラ
フ図である。

【図１９】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、
ニッケル層厚み：０．０２ｍｍ、ポリイミド層厚み：
０．５ｍｍで合成樹脂温度を２００、２４０、２８０
℃、主金型温度を４０、５０、７０℃に変化して成形し
た場合の、（ａ）型表面温度の経時変化を示すグラフ図
と、（ｂ）合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合成樹脂
の軟化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹脂軟化
温度）値の積分値（計算値）との関係を示すグラフ図で
ある。図中の番号は表３及び４の番号に相当する。

【図２０】合成樹脂：ＰＯＭ、成形品厚み：２ｍｍ、ニ
ッケル層厚み：０．０２ｍｍ、合成樹脂温度：２４０
℃、主金型温度：５０℃で、ポリイミド層厚みを０．１
ｍｍ、０．２ｍｍ、０．３ｍｍに変化させて成形した場
合の、（ａ）型表面温度の経時変化を示すグラフ図と、
（ｂ）合成樹脂の軟化温度と型表面温度が合成樹脂の軟
化温度以上にある間の（型表面温度−合成樹脂軟化温
度）値の積分値（計算値）との関係を示すグラフ図であ
る。

【図２１】合成樹脂：ＨＩＰＳ、成形品厚み：２ｍｍ、
断熱材：セラミックス／Ｙ2 Ｏ3・ＺｒＯ2 、断熱層厚
み：０．３ｍｍ、金属層は無し、樹脂温度：２４０℃
で、主金型温度を３５℃、５０℃に変化させて成形した
場合の、型表面温度の経時変化を示すグラフ図である。

【図２２】断熱層（ポリイミド）と金属層（ニッケル）
の厚みを変化させ、ＨＩＰＳ樹脂を樹脂温度２４０℃、
金型温度５０℃で射出成形した時の、積分値（△Ｈ）と
積分値（△ｈ）の関係を示すグラフ図である。

【図２３】実施例及び比較例で用いた射出成形品の斜視
図である。

【符号の説明】

１合成樹脂の軟化温度２積分値３成形品４穴５ゲート６ウエルドライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 503:04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無機充填材を配合した合成樹脂の射出成
形法に於いて、（１）金属からなる主金型の型キャビテ
ィを構成する型壁面に、該型壁面に密着した０．１５ｍ
ｍを越え２ｍｍ未満の厚みの耐熱性重合体からなる断熱
層が存在し、（２）上記断熱層の上に該断熱層厚みの１
／３以下で、且つ０．０１〜０．６ｍｍの厚みで、上記
断熱層に密着した金属層が存在し、（３）上記金属層の
最表面層の硬さが合成樹脂に配合された無機充填材の硬
さと同等、あるいはそれ以上である断熱層被覆金型を用
い、（４）主金型温度を１５℃以上で、上記合成樹脂の
軟化温度から２０℃を減じた温度以下に設定し、（５）
繊維状、粉末状等の無機充填材を５〜６５重量％含有す
る合成樹脂を使用する、合成樹脂の射出成形法。
【請求項２】無機充填材を２０重量％を越え６５重量
％以下含有する合成樹脂を使用する請求項１の射出成形
法。
【請求項３】無機充填材を３０〜５０重量％含有する
合成樹脂を使用する請求項１の射出成形法。
【請求項４】金属層表面あるいは金属層表面の一部
が、鏡面状、微細凹凸の艶消し状、しぼ状のうちから選
択される表面を有する請求項１、２又は３の射出成形
法。
【請求項５】成形される合成樹脂が型表面に接触後、
型表面温度が次の（１）及び／又は（２）を満たす成形
条件で成形する請求項１、２、３又は４の合成樹脂の射
出成形法。（１）型表面温度が合成樹脂の軟化温度以上にある間の
（型表面温度−合成樹脂の軟化温度）値の積分値（△
Ｈ）が２秒・℃以上の成形条件で成形する。（２）型表面温度が合成樹脂の（軟化温度―１０℃）以
上にある間の｛型表面温度―（合成樹脂の軟化温度―１
０℃）｝値の積分値（△ｈ）が５秒・℃以上の成形条件
で成形する。