JPH11138557A - 射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面磨きなしで鏡面を得ることができて大幅
なコストダウンを図ることのできる射出成形用金型を提
供する。 【解決手段】 キャビティ壁面を表面の緻密なガラス板
６ａ，６ｂ等の薄板により構成するとともに、この薄板
の背面側にその薄板を支持する裏打ち部材７ａ，７ｂを
設ける構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックの射
出成形に用いられる射出成形用金型に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の射出成形用金型においては、成
形面に鋼材を用いるのが最も一般的であり、他の材質を
用いた金型としては、樹脂型，アルミ型，ＺＡＳ型など
が知られている。ところで、鏡面の成形品を得るには、
鋼製の金型の場合は、金型の表面の磨き精度を上げてそ
の表面を完全な鏡面に仕上げるようにされている。ま
た、この鏡面磨きされた金型の維持管理のために、錆防
止や曇り防止などの細心の注意が払われている。一方、
樹脂型，アルミ型，ＺＡＳ型などの簡易型材料による金
型の場合には、鏡面磨きなどにより表面精度を上げるの
が困難であることから、その用途は限られているのが実
情である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような鏡面加工はコスト高であるとともに維持管理が大
変であり、またその鏡面加工の可能な金型材料がある程
度制限されるという問題点がある。特に、成形品が複雑
な形状になるとその機械加工コストがさらに高くなって
しまう。一方、安価な金型材料を用いた場合には、前述
のように磨き精度が上げられず、例えば透明部品の成形
には適していない。

【０００４】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、表面磨きなしで鏡面を得ることができて大
幅なコストダウンを図ることのできる射出成形用金型を
提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用・効果】前記目
的を達成するために、本発明による射出成形用金型は、
キャビティ壁面を表面の緻密な薄板により構成するとと
もに、この薄板の背面側にその薄板を支持する裏打ち部
材を設けることを特徴とするものである。

【０００６】本発明によれば、表面の緻密な薄板が、そ
の薄板の弾性変形を抑える役目をする裏打ち部材により
支持されて金型が形成されているので、金型の表面磨き
を行うことなく鏡面を容易に得ることができる。したが
って、鏡面加工コストが不要になるとともに、複雑形状
にも対応することができて大幅なコストダウンを図るこ
とが可能となる。また、金型が傷んだ場合などにおいて
も容易に作り替えることができ、モデルチェンジの場合
にも容易に成形品の形状を変更することができる。

【０００７】本発明において、前記薄板は、フロートガ
ラスもしくは磨きガラスの平面ガラス板または成形加工
された板ガラスであるのが好ましい。こうすることで、
ガラス表面の滑らかさを利用して金型コストの低減を図
ることができるとともに、ガラスのもつ平面度もしくは
加工ガラスの曲面形状を利用した金型を得ることができ
る。また、例えば合わせガラスのようなガラス成形体を
成形する場合に、このガラス成形体そのものをモデルに
し、薄板としてのガラスを金型の表面に置いて裏打ち部
材をそのガラスの背面側に流し込むことで、改めて金型
を機械加工することなくガラス成形時点の誤差を織り込
んだ金型を容易に作製することができる。

【０００８】前記薄板は、ポリカーボネート，アクリル
もしくはＳＭＣのうちのいずれかの材料により構成され
ても良い。また、この薄板は、所定の形状に加工したガ
ラス板より電鋳法にて転写してなる電鋳部材とすること
もできる。このように電鋳部材を用いる金型は、例えば
ポリカーボネートの成形のように耐熱衝撃性を要求され
る金型に適しており、ガラス板の表面より電鋳法にて金
属部材を転写し、これを金型の成形品面に取り付けるこ
とで、簡単かつ安価に金型を作製することができる。ま
た、この薄板は、キャビティ壁面がガラス板で構成され
た成形型を用いて成形された金属板であっても良い。

【０００９】前記薄板の表面には離型を容易にするため
のコーティング層が施されるのが好ましい。例えば薄板
としてガラス板を用いた場合に、このガラス板と成形樹
脂との接着性が上がる可能性があるため、このようなコ
ーティング層を施すことで、このような薄板と成形樹脂
との接着の問題を解消することができる。

【００１０】本発明において、前記裏打ち部材は、エポ
キシ樹脂もしくはセメントにより構成されるのが好まし
い。このようにすれば、薄板が弾性変形するのを抑える
ことができるとともに、この裏打ち部材を流し込みによ
って成形することができるので、容易にかつ安価に金型
作製を行うことができる。

【００１１】本発明においては、さらに、前記薄板の表
面を局部的に加熱する局部加熱手段が設けられるのが好
ましい。例えば薄板としてガラス板を用いた場合、断熱
性が上がってより薄肉の成形が可能となる反面、冷却が
遅れて成形サイクルが長くなる可能性があるので、この
ような局部加熱手段を設けることで、薄板の表面のみを
局部加熱して加熱を最小限に抑え、冷却が遅れるのを防
止することができる。この場合、前記局部加熱手段とし
ては、前記薄板の表面に通電加熱材料をコーティングす
ることによりその薄板の表面を加熱するものを選択する
のが好ましい。このような加熱手段は特に薄板がガラス
板の場合に最適である。また、この局部加熱手段は、前
記薄板の裏面側にシートヒータを埋設することによりそ
の薄板の表面を加熱するものであっても良い。このよう
なシートヒータによれば、シート状であることから薄板
の裏面側への装着が容易である。さらに、この局部加熱
手段は、前記薄板の裏面側に銅製パイプを埋設すること
によりその薄板の表面を加熱するものであっても良い。
このような銅製パイプは施工が容易で、かつ安価であ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明による射出成形用金
型の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説
明する。

【００１３】図１には、本発明の一実施例に係る射出成
形用金型の断面図（ａ）および金型入れ子の断面図
（ｂ）がそれぞれ示されている。

【００１４】本実施例の射出成形用金型は、中央部に凹
所１ａを有する固定型ブロック１と、やはり中央部に凹
所２ａを有する可動型ブロック２とが対向配置されて構
成されている。可動型ブロック２の内面には、前記凹所
２ａを取り囲むようにして額縁状の堰止めブロック（い
んろうスライド）３が装着され、固定型ブロック１の内
面にはその堰止めブロック３の外周面を案内するための
額縁状のガイドブロック４が装着されている。そして、
前記固定型ブロック１および可動型ブロック２の各凹所
１ａ，２ａにはそれぞれ、図１（ｂ）にて示されるよう
な金型入れ子５ａ，５ｂが嵌め込まれている。

【００１５】これら金型入れ子５ａ，５ｂは、成形品に
接する面がガラス板（薄板）６ａ，６ｂにて形成される
とともに、このガラス板６ａ，６ｂの背面側がそのガラ
ス板６ａ，６ｂの弾性変形を防止するための裏打ち部材
７ａ，７ｂにて支持された構造とされている。ここで、
表面のガラス板６ａ，６ｂとしては、フロートガラスも
しくは磨きガラスの平面ガラス板または成形加工された
板ガラスが用いられる。また、裏打ち部材７ａ，７ｂと
しては、エポキシ樹脂等の熱可塑性樹脂もしくはセメン
トが用いられ、これらが所要の型内に流し込まれること
によって表面のガラス板６ａ，６ｂと一体成形される。

【００１６】また、前記ガラス板６ａ，６ｂの表面には
通電加熱材料がコーティングされ、これによってその表
面のみが加熱できるようにされている。なお、表面にコ
ーティングされる通電加熱材料としては、Ｔｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗの窒化物，炭化
物もしくはほう化物が好適である。さらに、このガラス
板６ａ，６ｂの表面には、成形樹脂との離型性の向上の
ためにフッ素加工が施される。

【００１７】次に、前述のような射出成形用金型を用い
て、合わせガラス（２枚のガラス板間に樹脂を挟み込ん
だ成形品）を成形する際の製造工程について説明する。

【００１８】（１）据え付け工程 固定型ブロック１と金型入れ子５ａとよりなる固定金型
に対して、可動型ブロック２と金型入れ子５ｂとよりな
る可動金型を型開き状態にし、この状態において、２枚
の板状ガラスをそれぞれ、金型入れ子５ａ，５ｂのガラ
ス板６ａ，６ｂ面に接するように保持させ、それら保持
されるガラスと各ガラス板６ａ，６ｂ表面との間に隙間
が生じないように密着させて据え付ける。

【００１９】（２）型閉じ・可動金型ロック工程 可動金型を固定金型に対して所定間隔ｌ₁ になるまで前
進移動させて可動金型をロックする。続いて、この可動
金型を固定金型に対して圧縮しろｌ₂ （ｌ₂ ＜ｌ₁ ）の
間隔になるまで前進移動させる。

【００２０】（３）射出供給工程 可動金型を固定金型に対して圧縮しろｌ₂ の間隔にある
状態で、射出ユニットのノズル部に設けられている図示
されない開閉バルブを開操作するとともに、図示されな
いスクリュウを前進操作することによって、スプルー
８，ランナー９およびゲート（サイドゲート）１０を介
して金型キャビティ１１内に溶融樹脂材料を射出供給す
る。

【００２１】（４）金型キャビティ収縮工程 金型キャビティ１１内に溶融樹脂材料を射出供給しなが
ら可動金型を固定金型側へ両金型の平行状態を保ちなが
ら圧縮しろｌ₂ の間隔だけ前進移動させて金型キャビテ
ィ１１のキャビティ容積を収縮させる。これによって、
射出供給されている溶融樹脂材料の全体に一様に圧力
（溶融樹脂材料に含まれる気体が気泡として成長するの
を抑制するに足りる圧力）を加えながら展張させる。な
お、成形に必要な量の溶融樹脂材料が金型キャビティ１
１内に射出供給されると、開閉バルブを閉操作する。

【００２２】（５）冷却工程 金型キャビティ１１のキャビティ容積を収縮させた状態
で、保圧をかけながら展張された溶融樹脂材料が冷却さ
れて金型内にインサートされたガラス面に接合されるま
で圧縮保持する。

【００２３】（６）型開き工程 可動金型のロックを解除してその可動金型を後退移動さ
せ、成形品を金型内から取り出す。

【００２４】本実施例によれば、射出成形用金型の表面
が緻密なガラス板により形成されているので、金型の表
面磨きを行うことなく鏡面を容易に得ることができる。
したがって、鏡面加工コストが不要になるとともに、複
雑形状にも対応することができて大幅なコストダウンを
図ることができる。また、前記金型入れ子５ａ，５ｂを
作製するのに、前述のような製造工程にて製造された合
わせガラスそのものをモデルにし、ガラス板を金型の表
面に置いて裏打ち部材をそのガラスの背面側に流し込む
ことで、このガラス板の加工用金型以外に金型を改めて
金型を機械加工により成形する必要がなく、しかもガラ
ス成形時点の誤差を織り込んだ金型を容易に作製するこ
とができる。こうして、金型製作にかかる費用を大幅に
低減することができる。また、多品種少量生産における
段取り替えが容易で、金型を成形機に載せたまま成形品
の変更を容易に行うことができる。

【００２５】また、本実施例によれば、金型入れ子を交
換するだけで、汎用的に種々のサイズ，形状の成形品に
対応することができ、成形品毎に高価な金型を一面ずつ
用意する必要がないという効果も奏する。

【００２６】なお、本実施例のような射出プレス成形法
を用いれば低圧成形を行うことができるので、金型表面
にガラス板を用いてもそのガラス板に無理な力が加わっ
て破損したりすることがない。これに対して、従来の射
出成形法によれば、成形圧力が大きく、熱衝撃などでガ
ラスを破損させる可能性がある。

【００２７】また、本実施例においては、ガラス板６
ａ，６ｂの表面に通電加熱材料がコーティングされてい
るので、このガラス板６ａ，６ｂの表面のみを局部加熱
することができる。したがって、加熱を最小限に抑える
ことができるので、冷却が遅れて成形サイクルが長くな
るといった不具合の発生を回避することができる。

【００２８】図２には、電鋳法を用いる本発明の他の実
施例が示されている。なお、（ａ）は電鋳法による転写
態様説明図、（ｂ）は金型入れ子の断面図である。

【００２９】本実施例においては、所定形状に加工され
たガラス板１１（先の実施例に用いたガラス板６ａ，６
ｂと同様のもの）をモデル（母型）にして電鋳法によっ
て電鋳部材１２ａ，１２ｂが作製される。すなわち、ガ
ラス板１１の上にニッケル等の電着金属を電解によって
必要厚さに着けた後、この電着金属をガラス板１１より
剥離してそのガラス板１１と凹凸の逆な電鋳部材を作
り、さらに同じ操作でその逆型で繰り返すことにより、
母型と同じ電鋳部材１２ａ，１２ｂを作るものである。

【００３０】こうして作製された電鋳部材１２ａ，１２
ｂは、先の実施例と同様にして、エポキシ樹脂もしくは
セメント等の裏打ち部材７ａ，７ｂと一体成形されて金
型入れ子１３ａ，１３ｂとされ、これら金型入れ子１３
ａ，１３ｂが前述と同様にして固定型ブロック１および
可動型ブロック２の各凹所１ａ，２ａにそれぞれ嵌め込
まれて金型が成形される。

【００３１】先の実施例のように成形面にガラス板を用
いた場合には、例えばポリカーボネートの成形のように
成形材料によってはそのガラス板の耐熱衝撃性が問題に
なることがある。このような場合には、本実施例のよう
な電鋳部材１２ａ，１２ｂを用いるのが好ましい。な
お、本実施例の場合にも、簡単かつ安価に金型を作製で
きるという効果を奏するものである。

【００３２】金型の成形面を構成する材質としては、前
述のガラス板，電鋳部材以外にも、例えばポリカーボネ
ート，アクリルもしくはＳＭＣ（Ｓｈｅｅｔ Ｍｏｌｄ
ｉｎ−ｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）等の各種の材質を採用す
ることができる。また、この薄板は、キャビティ壁面が
ガラス板で構成された成形型を用いて成形された金属板
であっても良い。

【００３３】前記実施例では、薄板の表面を加熱する局
部加熱手段として通電加熱材料をコーティングするもの
を説明したが、この局部加熱手段は、前記薄板の裏面側
にシートヒータを埋設することによりその薄板の表面を
加熱するものであっても良い。このようなシートヒータ
によれば、シート状であることから薄板の裏面側への装
着が容易である。また、この局部加熱手段は、前記薄板
の裏面側に銅製パイプを埋設することによりその薄板の
表面を加熱するものであっても良い。この銅製パイプの
埋設は、この銅製パイプを電鋳殻と金網で挟むようにセ
ットして溶接機で仮固定し、この後金網がつまる程度ま
でニッケル電鋳または銅電鋳を施し、電鋳殻と銅製パイ
プとを接合させることによって行われる。このような銅
製パイプの施工は容易に行えるとともに、安価であると
いう利点がある。

【００３４】また、前記実施例においては、薄板の表面
を局部的に加熱する加熱手段を設けたものについて説明
したが、このような加熱手段に加えて、この加熱手段の
型ブロック側に冷却手段を設けるのが成形時間の短縮化
を図る上で好ましい。図３は、このような温調回路（加
熱回路および冷却回路）の他の実施例を示すものであ
る。この例では、裏打ち部材１４ａ，１４ｂ内の、金型
表面に近接する位置等に加熱用の独立温調回路１５が埋
設され、固定型ブロック１，可動型ブロック２に近接す
る側および堰止めブロック３内に冷却用の独立温調回路
１６が埋設されている。なお、符号１７にて示されるの
は断熱板である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例に係る射出成形用金
型の断面図（ａ）および金型入れ子の断面図（ｂ）であ
る。

【図２】図２は、本発明の他の実施例に係る射出成形用
金型を示す図であって、（ａ）は電鋳法による転写態様
説明図、（ｂ）は金型入れ子の断面図である。

【図３】図３は、金型の温調回路の他の実施例を示す図
である。

【符号の説明】 １ 固定型ブロック １ａ 凹所 ２ 可動型ブロック ２ａ 凹所 ３ 堰止めブロック ４ ガイドブロック ５ａ，５ｂ 金型入れ子 ６ａ，６ｂ ガラス板 ７ａ，７ｂ 裏打ち部材 ８ スプルー ９ ランナー １０ ゲート １１ ガラス板 １２ａ，１２ｂ 電鋳部材 １３ａ，１３ｂ 金型入れ子 １４ａ，１４ｂ 裏打ち部材 １５ 加熱用の独立温調回路 １６ 冷却用の独立温調回路 １７ 断熱板

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャビティ壁面を表面の緻密な薄板によ
   り構成するとともに、この薄板の背面側にその薄板を支
   持する裏打ち部材を設けることを特徴とする射出成形用
   金型。
2. 【請求項２】 前記薄板は、フロートガラスもしくは磨
   きガラスの平面ガラス板または成形加工された板ガラス
   である請求項１に記載の射出成形用金型。
3. 【請求項３】 前記薄板は、ポリカーボネート，アクリ
   ルもしくはＳＭＣのうちのいずれかの材料により構成さ
   れる請求項１に記載の射出成形用金型。
4. 【請求項４】 前記薄板は、所定の形状に加工したガラ
   ス板より電鋳法にて転写してなる電鋳部材である請求項
   １に記載の射出成形用金型。
5. 【請求項５】 前記薄板は、キャビティ壁面がガラス板
   で構成された成形型を用いて成形された金属板である請
   求項１に記載の射出成形用金型。
6. 【請求項６】 前記薄板の表面に離型を容易にするため
   のコーティング層が施される請求項１〜５のうちのいず
   れかに記載の射出成形用金型。
7. 【請求項７】 前記裏打ち部材は、エポキシ樹脂もしく
   はセメントにより構成される請求項１〜６のうちのいず
   れかに記載の射出成形用金型。
8. 【請求項８】 さらに、前記薄板の表面を局部的に加熱
   する局部加熱手段が設けられる請求項１〜７のうちのい
   ずれかに記載の射出成形用金型。
9. 【請求項９】 前記局部加熱手段は、前記薄板の表面に
   通電加熱材料をコーティングすることによりその薄板の
   表面を加熱するものである請求項８に記載の射出成形用
   金型。
10. 【請求項１０】 前記局部加熱手段は、前記薄板の裏面
    側にシートヒータを埋設することによりその薄板の表面
    を加熱するものである請求項８に記載の射出成形用金
    型。
11. 【請求項１１】 前記局部加熱手段は、前記薄板の裏面
    側に銅製パイプを埋設することによりその薄板の表面を
    加熱するものである請求項８に記載の射出成形用金型。