JPS60121022A - 金型及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、金型及びその製造方法に関する。さらに詳し
くは、金ｓ４溶射によシ作成されたシェルと、それを補
強する繊維強化熱硬化性樹脂層と、その他の部分を構成
す、る熱硬化性樹脂組成物とより成る。軽量で耐久性が
高くかつ容易に製造することが可能な金型及びその製造
方法に関する。

従来よシブラスチック成形品はインジェクション、プレ
ス、トランスファー等の成形手段により数多く成形式れ
ているが、これ等の成形手段を用いるためには金型が必
要であり、しかもプラスチック成形品の形状を変更する
度にそれに応じた形状の金型を作成する必要がある。し
かしながら、従来よシ行なわれている切削あるいは電鋳
風の手法による金型の作製は非常に手間がかかり、その
ために納期が長く必要でかつ高価であるという欠点を有
している。しかも金型はその全部を金属で作成する場合
が多いが１重量が嵩むために取り扱いが難しいのも欠点
である。このような欠点を解消するために、金属溶射法
を利用して金型表面を形成するシェルを作成し、これを
樹脂組成物で充填するかあるいは溶融金属を注型してバ
ックアップする等の金型の製造方法が提案されているが
。

これ等の方法では金型の剛性が不足したり、耐久性に欠
けたシ、あるいは重量がほとんど軽減されないといった
問題点を有しており、これ等の問題点を解消することが
できるような金型及びその製造方法の開発が待たれてい
るのが現状である。

本発明渚等はかかる現状に鑑み鋭意検討した結果、金媚
俗射法によシ作成されたシェルを繊維強化熱硬化性樹脂
層で補強し、さらに熱硬化性樹脂組成物でバックアップ
することにより１軒量で耐久性に優れかつ高い剛性を有
する金型を簡単に製造することができることを見出し１
本発明に至ったものである。

すなわち本発明の第１の目的は、型面の最外層が金属酸
射により作成された厚さく）、Ｊ〜４（１，、の金属層
であシ、該金ＰＡ層に接する内層が厚さＬ５朋均上の繊
維強化熱硬化性樹脂層であり、他の部分が熱硬化性樹脂
組成物である金型を提供することにある。

また他の目的は、藷金型を製造する方法を提供すること
にある。

本発明で使用される金属溶射とは、ガス溶射。

アークｍ射、プラズマ溶射等の、金属材料を耐融あるい
は半溶融状態で吹き付けて溶射皮膜を形成する手法を言
う。溶射される材料は、鉄、アルミニウム２ステンレス
、亜鉛、銅、黄銅、肯銅２等の金属単体あるいは合金で
、一般に溶射で使用される金属材料は全て用いることが
できる。

金属溶射によシ作成される金属層の厚さは（）、１〜４
０朋の１囲である。金属層の厚さが（１，１朋未満の厚
さである場合は金属層の強度が不足するために耐久性の
ある金型が得られず望ましくない。

逆に４０順を越える厚さとした場合は金型の重量が嵩み
、また、溶射皮膜の熱収縮によるひずみが発生し易く望
ましくない。

本発明の金型を構成する繊維強化熱硬化性樹脂層は繊維
状強化剤と熱硬化性樹脂組成物とよシ成るもので、繊維
状強化剤としてはガラス綾維、ポリアミド繊維、炭素繊
維１石コウ繊維、サイザルあるいはこれらの混合物や混
抄または混紡したもの等の、繊維強化熱硬化性樹脂の分
野で一般に用いられるものが用いられ、その形状もマッ
ト状あるいはクロス状に予備成形されたものやロービン
グ状のものを使用することができる。これらの繊維状硬
化材のなかでも、得られる金型の剛性および熱伝導性の
点から、炭素繊維が特に好ましいものである。

本発明で用いられる熱硬化性樹脂組成物としては、フェ
ノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、
ビニルエステル樹脂、ウレタン樹脂等を挙げることがで
き、これ等の樹脂に充填剤着色剤、硬化剤等の添加剤を
混合して用いることができる。

繊維強化熱硬化性樹脂層の厚さは０．５１ｇ以上である
。該層が０．５朋未満の厚さである場合は金型に充分な
耐久性及び剛性を与えることができず望ましくない。

他の部分を構成する熱硬化性樹脂組成物としては前記の
熱硬化性樹脂組成物の中から、繊維強化熱硬化性樹脂層
に用いたのと同じ樹脂組成物あるいは異なった樹脂組成
物を使用することができる。

そして、アルミニウム、鉄等の金属の粒状体あるいは粉
体をこの熱硬化性１ｆｆ−１脂組成物に配合して使用す
れば、金型全体の熱伝導性が向上し、望ましい、また、
金型全体の強度を向上させる目的で。

熱６す！化性樹脂組成物に繊維状の強化材を混合するこ
とも可能で、これ等の繊維状強化材としては、ガラス繊
維、カーボン繊維２石コラ繊維、サイザル、ポリアミド
繊維等を挙げることができる。

本発明に従って金型を製造する方法の具体例としては、
次のような方法を挙げることができる。

まず、金型の表面形状を反転した形状を有する原型を用
意し、その表面に必要に応じて離型剤等を用いて離型処
理を施す。次いで金属を溶射して厚さ０．１〜４０１１
１１１の金属層を形成せしめる。このとき、型と溶射さ
れる金属との接着性を考慮して、先にスズ、亜鉛等の比
較的低融点の金属を俗射し、次いでアルミニウム、銅、
鉄、ニッケル等の比較的融点の高い金属を溶射して重ね
るようにしても良い。また、啓上された金属１−の熱収
縮によるひずみを最小限にするために、溶射時に金１ｍ
１−の温度が上がりすぎないように配慮することが望ま
しい。

このようにして金属層を形成した後、熱硬化性樹脂組成
物と繊維状強化材を用いてノ・ンドレイアップ、スプレ
ィアップ等の一般的な手法に従って該金属層上Ｋｍ維強
化熱硬化性樹脂層を形成せしめる。次いで該繊維強化熱
硬化性樹脂層を硬化せしめるか、あるいは硬化せしめる
前に、金型の他の必要な部分を構成するように熱硬化性
樹脂組成物を注型あるいはハンドレイアップ、スプレィ
アップ等の手法を用いて充填し、その後全体を硬化せし
める。このとき、全体の形状を整え、かつ金型の剛性を
上げるために、溶射によシ形成された金城層以外の部分
の外面を銅、アルミニウム、鉄等の金属板で覆うように
しても良い。

熱硬化性樹脂組成物を硬化せしめた後、ｐ型よシ脱型す
れば目的とする金型を得ることができる。

また、雄型、雌型２つの型を必要とする場合は別別に作
成した２つの原型を使用するか、あるいは前記の方法で
１つの型を作成し、次に作成された型に必要に応じて補
助型等を組み合わせて望ましい形状とした後、これを原
型として用いて全く同様の手法でもう一方の型を作成す
ることができる。

壇上述べたように、本発明に従えば、溶射によシ作成き
れた金属層を剛性の高い繊維強化熱硬化性樹脂層によシ
裏打ちされた構造を持つ軽量で耐久性が高い金型を要易
に得ることができる。以下。

実施例により本発明をさらに詳しく説明する。なお、例
中の部は全て重量部を表わすものとする。

実施例１ ｉ［ｉｌｌ　径２０（ｌ　朋のお盆をシートモールディ
ングコンパウンドを用いてプレス成形する際に使用する
金型の雌型の面を反転した形状の木型を作成し、該木型
の表面を塗装した後、＃型剤（日本触媒化学工業４株）
社製、エボラックＥＰ−１１＞をハケで塗布し、常温で
乾燥せしめた。次にアーク溶射機（米国ＴＡＦＡ社製、
３７５ＥＦＳ）を用いて一般的な条件で亜鉛を約１Ｏ１
１１１１の厚さに溶射し、金属層を形成せしめ、ひきつ
づき該金属層上に炭素繊維（東しく株）社製、トレカク
ロスＣ０６３４３）とエポキシ樹脂（チバガイギー社製
、アラルダイトｃＷ２］７）に硬化剤（チバガイギー社
製、ＨＹ２１７）を混合した樹脂組成物とを用いてハン
ドレイアップ法によシ約５朋の厚さに炭素繊維強化エポ
キシ樹脂層を成形した。次に、金属層及び炭素＃！Ｘ！
維強化エポキシ樹脂層を囲むように厚さ１０ｍｍのアル
ミ板を取シ付け、空間部に前記エポキシ樹脂と前記硬化
剤の混合物１００部に粒度約２０メツシユのアルミ粒１
　（＋　（１部を混合した樹脂組成物を注型し、その後
全体を硬化せしめた。しかる後に木型より脱型し、雌型
を得た。次に木型として、作成しようとする型の雄型の
面を反転したノヒ状に作成したものを用い、全く同じ手
順に従って雄型を作成した。このようにして得た雌雄両
型を組み合わせ、プレスに取りつけて、成形温度１４５
℃。圧力５０ｋｇ／ＣＩＪ、キープ時間４分の条件でシ
ートモールディングコンパウンド（日本触媒化学工業（
株）社ｆＭ、エポラックマット２０６８Ｅ）を用いてお
盆を成形したところ、良好な成形品が得られた。普た、
同じ条件で５００個のお盆を成形したが、全て良好な成
形品を得、金型に異状は発生し々かった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、型面の最外層が金属溶射忙よシ作成された厚さ０．
   １〜４０朋の金属層であシ、該金属層に接する内層が厚
   さ０．５朋以上の繊維強化熱硬化性樹脂層であシ、他の
   部分が熱硬化性樹脂組成物である金型。 ２、繊維強化熱硬化性樹脂層が、炭素繊維と熱硬化性樹
   脂組成物とからなるものである特許請求の範囲第１項記
   載の金型◎ ３、金型の表面形状を反転した形状を有する原型の表面
   に離型処理を施した後、該原型の表面に金属を溶射して
   厚布０．１〜４０關の金属層を形成し、しかるのちに該
   金属層上に繊維状強化材を熱硬化性樹脂組成物とを用い
   て厚さｆｌ、５ｍ、以上の炭素繊維強化熱硬化性樹脂層
   を形成し、さらに他の部分に熱硬化性樹脂組成物を充填
   して全体の形状を整えた昔原型よシ脱型することを特徴
   とする金型の製造方法、４、繊維状強化材が炭素繊維で
   ある特許請求の範囲第３項記載の製造方法。