JPS61258713A

JPS61258713A - 樹脂成形用金型の表面処理法

Info

Publication number: JPS61258713A
Application number: JP9928885A
Authority: JP
Inventors: Yasunobu Akimoto; 秋本　恭伸
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-05-10
Filing date: 1985-05-10
Publication date: 1986-11-17
Also published as: JPH0469044B2

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】（産業上の利用分野）本発明は樹脂成形用金型の表面処理法に関するものであ
る。

（従来技術とその問題点）近年二ンジニアリングプラスチックスは機械工業分野を
はじめ家庭用品に到るまで幅広く利用され、さらに、５
ｉ０２．ＳｉＣなどの微細繊維を複合したものは、金属
材料に匹敵する強度を有するため、工業材料として重要
になりつつある。

このような複合材を含め樹脂を目的の製品形状に造形す
るには、いずれの成形法を採っても金型が不可欠である
が、金型は一般に製作に多くの手間と時間がかかり、こ
とに、成形形状が複雑であったり、高寸法精度が要求さ
れるような場合には、なおさらであるため、金型コスト
が高価となる。

そこで、樹脂成形製品を経済的に量産するには、金型の
耐久性を向上し、金型寿命を改善することが工業上きわ
めて重要となる。

この金型寿命の改善対策として、金型材質を選択するだ
けでは限度があることから、従来では、５ＫＤ−３など
のダイス鋼に型面類の加工を施し、所定の熱処理を行っ
た後、クロムメッキを施す方法が採用されていた。

しかし、この表面処理法では、長期にわたり良好な成形
寸法を維持することが難しく、耐摩耗性、離型性に対し
て充分な効果が挙げられなかった。

また、近年、イオンプレーテング法、すなわち。

金属チタンを溶融して電子銃で蒸発させ、窒素、メタン
雰囲気中で放電することにより、対象物にＴｉＮやＴｉ
Ｃの薄膜を被覆する方法が開発されている。しかし、こ
の方法によっても１例えば前記のような複合材を厳しい
成形条件で成形する場合などにおいては、金型の耐摩耗
性などが不充分となりやすく、いまだ実眉性が乏しいう
らみがあった。

（間厘点を解決するための手段）本発明は上記のような実情にかんがみ研究を重ねて創案
されたもので、樹脂成形金型の表面に硬質カーボン皮膜
とくにＨｖ１８００〜４０００のダイヤモンド状ないし
これに類するカーボン皮膜を被覆したところ、型面精度
が良好に維持され、また耐摩耗性と離型性の改善にきわ
めてすぐれた効果を発揮し、型寿命が大きく延びること
を見出した。

、すなわち本発明の基本的特徴は、キャビティ、ランナ
ーなど必要な加工を施した樹脂成形型の表面を硬質カー
ボン皮膜で被覆することにある。

前記カーボン皮膜は、型表面に単体の状態で施されてい
てもよいし、下地として型の表面に他材質の硬質皮膜を
施し、この硬質皮膜の上に硬質カーボン皮膜を重合させ
るようにしてもよい。

（実施例）以下本発明を詳述すると、第１図と第２図は本発明によ
り得られた樹脂成形用金型を模式的に示すもので、１は
樹脂成形用の金型であり、成形すべき樹脂には、無機質
、金属質などの微細繊維や粉を添加した複合材も含まれ
る。前記金型１の用いられる成形法は、射出成形、圧縮
成形、トランスファ成形、押出し成形、真空成形、吹込
み成形など任意であり、また、型構造も問わない。

２は硬質カーボン皮膜であり、第１図の実施例では、金
型１の表面に直接形成されている。第２図の実施例では
、金型１の表面に他材質の硬質皮膜３が形成され、この
硬質皮膜３の上に硬質カーボン皮膜２を重合させている
。第１図の方法は。

小形製品の成形型に適しており、第２図の方法は大形製
品の成形型として好運である。硬質カーボン皮膜２は、
金型１の全面に施してもよいし、所要範囲にだけ施して
もよい。

硬質カーボン皮膜２を施す方法としては、固体法と、気
体法がある。前者の例としては、純カーボン、高純度グ
ラファイトをターゲットとし、これを水素雰囲気あるい
はベンゼンで代表される芳香族化合物の気化雰囲気中で
高周波スパッタリングする方法が考えられる。

後者としては、メタン（Ｃ）（、）、Ｃ，８２などのプ
ラジマを用いて、基板に硬質カーボン皮膜を生成する方
法がある。

下地としての硬質皮膜３を施す方法は、メッキ法、溶射
法、イオンプレーテング法、高周波スパッタリング法な
ど任意である。硬質皮膜を構成する物質は、Ｃｒ、Ｔｉ
Ｎ、ＴｉＣ，Ｓ　ｉＣ，ＷＣ。

Ｚ　ｒ　ｏ、、　Ｂ　ａ　Ｃ，Ｙ２Ｏおなど金属、セラ
ミックス。

あるいはそれらの複合物質の１種または２種以上から適
宜選択される。

次に本発明の具体例を示す。

実施例１ポリカーボネート樹脂のネジ成形金型（材質ＳＣＭ−４
）に必要な型加工を施した後、金型全体に高周波スパッ
タリング法により、ダイヤモンド状カーボン皮膜を被覆
した。

被覆条件は、ターゲットとして１００ｍｍφの高純度グ
ラファイトを用い、基板温度２００℃、ターゲット電圧
ＩＫｖ、基板−ターゲット間距踵６ｃｍ、水素雰囲気１
．５　Ｘ　１０Ｔｏｒｒとした。

その結果、金型表面に厚さ１μｍ、硬さＨｖ約２０００
のダイヤモンド状硬質カーボン皮膜が均一に生成された
。

この金型の性能を比較するため、同じ仕様の金型に厚さ
１０μｍのクロムメッキを施した金型（従来品１）と、
厚さ１μｍのＴｉＮ皮膜をイオンプレーテング法で形成
した金型（比較品）をそれぞれ用い、同じ条件で、ネジ
成形を行った。

その結果、従来品は、１０００シヨツト、比較品は１３
００シヨツトでそれぞれ型寿命に達し、これに対し、本
発明の金型は４０００シヨツトでも充分に耐えることが
でき、型寿命が大幅に延長した。

実施例２エポキシ樹脂にＳ　ｉ　Ｏ，微細繊維を２％混入した複
合材をＩＣ用パツケ・−ジ製品に射出成形するセグメン
ト式金型（材質ＳＫＤ　−３，５０Ｘ　８０　Ｘ　１５
ｍｍ）に本発明を適用した。

まず、窒素雰囲気、２×１０丁ｏｒｒ、７００ｖとした
イオンプレーテング法により厚さ２μｍのＴｉＮ皮膜を
施し、次いで雰囲気としてベンゼンのＤＣプラジマを用
い、圧力Ｉ　Ｘ　１０Ｔｏｒｒ条件としたＤＣプラジマ
法により、厚さ１μｍのダイヤモンド状硬質カーボン皮
膜を形成した。この皮膜の硬度はキャビティ、ランナー
ともにＨｖ約３０００で、均一であった。

得られた金型の性能を試験するため、同じ仕様の金型に
クロムメッキ厚さ５μｍを施したもの（従来品）、イオ
ンプレーテング法により厚さ２μｍのＴｊ−Ｎ皮膜を施
したもの（比較品）を作り、上記樹脂を同じ条件で射出
成形し、キャビティ部、ランナ一部の摩耗性を検討した
。

その結果、従来品は、ランナ一部５００シゴット、キャ
ビティ部５０，０００シヨツト、比較品は、ランナ一部
２００ショット、キャビティ部３ｏ、ｏ　ｏ　ｏショッ
トでそれぞれ素地が一部露出した。

これに対し、本発明の場合には、ランナ一部で１．５０
０ショット５キャビティ部７０，０００シヨツトに耐え
ることができ、大幅に耐摩耗性が向上した。

（発明の効果）以上説明した本発明によるときには、樹脂成形型の表面
にＨｖ１８００〜４０００の硬質カーボン皮膜を直接ま
たは間接的に被覆したので、長期にわたり良好な寸法・
形状精度を維持できるとともに、すぐれた耐摩耗性、耐
蝕性、離型性を得ることができる。そのため、従来開運
となっていた樹脂成形型の寿命を大幅に延長することが
でき。

成形コストを著しく低減することが可能となるというす
ぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により得られた樹脂成形用金型の一例を
模式的に示す断面図、第２図は同じく他の実施例を模式
的に示す断面図である。１・・・金型、２・・・硬質カーボン皮膜、３・・・硬
質皮膜

Claims

【特許請求の範囲】

（１）樹脂成形型の表面に、硬質カーボン皮膜を施すこ
とを特徴とする樹脂成形用金型の表面処理法。
（２）硬質カーボン皮膜を、型表面に直接施す特許請求
の範囲第１項記載の樹脂成形用金型の表面処理法。
（３）硬質カーボン皮膜以外の硬質物皮膜を形型表面に
被覆した後、その硬質物皮膜上に硬質カーボン皮膜を施
すことを含む特許請求の範囲第１項記載の樹脂成形用金
型の表面処理法。