JP3363500B2 - 金型及びそれを用いた射出成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性合成樹脂の成
形用金型、及びそれを用いた射出成形法に係る。

【０００２】

【従来の技術】金型キャビディを成形する型壁面を熱伝
導率の小さい物質で被覆することにより金型表面再現性
を良くする方法はＵＳＰ３５４４５１８号明細書等で開
示されている。また、特開昭６２−３７１０７には通気
性のある断熱層を型表面につけ、シルバーストリークの
発生等を防ぐ方法が記載されている。

【０００３】これ等の型表面断熱層被覆は成形品表面の
改良を目的に行われており、従って断熱層は成形品表面
側の型壁面に設けられてきた。破断伸度が小さい硬質熱
可塑性合成樹脂、例えばメタクリル樹脂（以後ＰＭＭＡ
と略称）等の射出成形品は、成形時に成形品に残溜応力
が残り易く、該射出成形品が塗装あるいは組立時に溶剤
等に接するとクラックが発生し易い。このことは破断伸
度が小さい、脆い合成樹脂では特に多く発生し、一般に
ストレスクラックと呼ばれ、これに対する抵抗力はスト
レスクラックレジスタンス（以後ＳＣＲと略称）とよば
れており、改良が求められている。

【０００４】ＳＣＲの改良法としてこれまで行われてい
る方法として、成形後に成形品をアニールして残溜応力
を低減させる方法、あるいは金型温度を高くして残溜応
力の少ない成形品とする方法等が行われている。しか
し、アニール法は後加工を追加することになりコスト上
昇となり、又金型温度を高くすることは成形サイクルタ
イムを長くし、生産性を低下させる。

【０００５】ポリフェニレンエーテル（以後ＰＰＥと略
称）は主にポリスチレン、ゴム強化ポリスチレン等とブ
レンドして、変性ＰＰＥとして広く使用されている。変
性ＰＰＥはポリマー中のベンゼン環等が会合し易く、こ
のため射出成形品の端部にクラックが発生し易い。この
クラック発生を低減させる経済的な成形法が求められて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、これ等の成
形品のストレスクラック等を改良する金型であり、更に
それを用いた射出成形方法である。すなわち、従来アニ
ール法、あるいは金型温度を高くすること等により解決
してきたことを、より経済的に解決するものである。

【０００７】本発明は、金属から成る型キャビティを形
成する型壁面のリブ及び／またはボスを有する成形品裏
面に対応する型壁面のみ、または、リブ及び／またはボ
スを有する成形品裏面の端面および／または角部に対応
する型壁面のみに、熱伝導率が０．００２ｃａｌ／ｃｍ
・ｓｅｃ・℃以下の合成樹脂からなる断熱層が被覆され
た金型である。更に、型壁面の角部に断熱層が被覆され
た金型である。さらに本発明は、合成樹脂を上記金型に
射出する射出成形法である。射出成形品の裏面にリブや
ボス等があり、形状が複雑であり、射出成形品の残留応
力もより多く残り易い。又、成形品を組立て実用した場
合、リブ及び／またはボスを有する成形品裏面は内部の
機械部品の油や、溶剤に接触することも多いし、更に、
透明成形品では裏面に塗装し、深みを持った外観にする
ことも行なわれている。この様なリブ及び／またはボス
を有する成形品裏面や端面で問題になっている成形品の
残留応力を低減し、ＳＣＲを改良することが本発明によ
り達成される。特に、成形品の残留応力は成形品端部及
び角部に最も多く、溶剤と接触した時に、成形品端部及
び角部に集中的にクラックが発生する。本発明では型壁
面の端面部及び角部に断熱層を被覆し、成形品端部及び
角部の残留応力を低下させ、ＳＣＲを改良することを狙
っている。

【０００８】ＰＭＭＡあるいはポリスチレン等は硬く、
透明性に優れ、光沢に優れた射出成形品が特徴となって
いる。従って、光沢を低下させる射出成形法は好ましい
方法ではない。型表面を断熱層で被覆することにより、
成形品の光沢を良くする方法が広く提案されているが、
ここで使用されている樹脂は、ゴム強化樹脂やガラス繊
維配合樹脂の様に外観が本来良くない樹脂である。従っ
て、これまで金型表面の断熱被覆は成形品表面側の型壁
面に行われてきた、ＰＭＭＡやポリスチレン等は通常の
鏡面状クロムメッキ金型で十分に光沢に優れた成形品が
得られる。従って、外観上からはＰＭＭＡ等では型表面
を断熱層で被覆する必要はない。特に、断熱層の厚みが
厚くなると、断熱層の弾性等も無視できなくなり、ＰＭ
ＭＡの様な樹脂では従来のクロムメッキ金型の様な鏡面
状光沢の成形品が得られにくくなる。

【０００９】断熱層で被覆した金型は １）複雑な形状の金型キャビティを有する金型に適用で
きる ２）冷却時間の増大が小さい ３）数万回の繰返し成形に耐える こと等が必要であり、このためには断熱層には、次のこ
とが要求されることを見出した。実質的に金型最表面に
あって薄層であること、また断熱物質に関しては、熱伝
導度が低いこと、耐熱性に優れること、引張強度、伸び
が大きくしかも冷熱サイクルに強いこと、表面硬度が大
きいこと、耐摩擦性に優れること、金型本体への塗布が
良好にできること、さらに断熱層の形成時あるいは本金
型を用いた合成樹脂の成形時に、耐蝕性に優れること等
である。

【００１０】我々は、これについて更に深い研究を行
い、主金型の表面を薄い合成樹脂で被覆しても、一定の
条件を満たす合成樹脂から成る断熱層を使用すれば、数
万回の射出成形に耐えること発見し本発明に至る。すな
わち、射出成形では、金型に射出された加熱可塑化樹脂
は冷却された金型壁面に接触して、接触面に直ちに固化
層を形成し、引き続き射出される樹脂は固化層と固化層
の間を進行し、流動先端（ｆｌｏｗ ｆｒｏｎｔ）に達
すると、金型壁面の方向へ向かい、金型壁面と接して固
化層となる。すなわち、射出される樹脂は金型壁面を上
から押しつけるように流れ、金型壁面を引きずるように
流れない。

【００１１】従って金型表面を選択された合成樹脂から
成る薄い断熱層で被覆すれば、該断熱層は射出される樹
脂で直接摩耗することは無く、数万回の射出成形に耐え
うることを見い出した。本発明に用いる主金型材質は、
鉄又は鉄を５０重量％以上含有する鋼材、アルミニウム
又はアルミニウムを５０重量％以上含有する合金、亜鉛
合金、銅合金、例えばベリリウム銅合金等の一般に合成
樹脂の金型に使用されている金属を含有する。特に鋼材
が最も良好に使用できる。

【００１２】本発明では、主金型の型キャビティを形成
する型壁面をクロムメッキ又は／及びニッケルメッキで
被覆されていることが好ましい。本発明に良好に使用で
きる断熱材としては各種の耐熱樹脂が使用できる。直鎖
型高分子量ポリイミドが本発明では良好に使用できる。
ポリイミドを例に断熱材について説明する。

【００１３】一般的にポリイミドは直鎖型と熱硬化型に
分けられそれらのポリイミド前駆体としては各種あり、
次の表１に分類される。

【００１４】

【表１】

【００１５】射出成形では、加熱され可塑化された合成
樹脂が冷却された金型へ射出され、それが金型内で冷却
されて成形されるため、各成形毎に金型表面では１００
℃にも及ぶ加熱と冷却が繰り返される。ポリイミドと鉄
等の金属では、熱膨張係数が１桁も異なっているもの
で、１００℃にも及ぶ加熱と冷却が繰り返される毎に、
金属とポリイミドとの界面に激しい応力が発生すること
になる。この応力に数万回にわたって耐え得るポリイミ
ドとして、破断強度、破断伸度共に大きく、且つ金型と
の密着力が大きいことが必要であり、強靭な直鎖型の高
分子ポリイミドが最も好ましい。

【００１６】本発明に良好に使用できる直鎖型の高分子
量ポリイミドの例を表２に示した。なお、Ｔｇはガラス
転移温度、又、ｎはくりかえし単位の数を表す。

【００１７】

【表２】

【００１８】直鎖型ポリイミドのＴｇは構成成分によっ
て異り、その例を表３および表４に示した。本発明者ら
の知見ではＴｇが高い方が好ましく、２００℃以上、更
に好ましくは２３０℃以上である。

【００１９】

【表３】

【００２０】

【表４】

【００２１】射出成形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
属表面をポリイミドで被覆し、且つ強固に密着させるに
は、ポリイミド前駆体溶液を塗布し、次いで加熱してポ
リイミドを形成させることが好ましい。直鎖型高分子量
ポリイミドは前駆体溶液を金型壁面に塗布し、次いで加
熱して形成される。さらに該ポリイミドは、Ｔｇが２０
０℃以上の高耐熱性樹脂であり、強度及び伸度に優れ、
その破断伸度は１０％以上が好ましい。型壁面との密着
力は５００ｇ／ｍｍ巾以上であることが好ましい。

【００２２】直鎖型ポリイミド前駆体は、例えば芳香族
ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物を開環重付
加反応させることにより合成される。

【００２３】

【化１】

【００２４】これ等のポリイミド前駆体は加熱して脱水
環化反応させることによりポリイミドを形成する。本発
明に最も好ましい直鎖型ポリイミド前駆体はポリアミド
酸でありその代表例の繰り返し単位と、それをイミド化
したポリイミドの繰り返し単位を次に示す。

【００２５】

【化２】

【００２６】

【化３】

【００２７】

【化４】

【００２８】

【化５】

【００２９】上記のポリイミド前駆体のポリマーは、カ
ルボキシル基等の極性基のため金型との密着性が良く、
金型表面上でポリイミドを反応形成させることにより金
型表面に密着したポリイミド薄層が得られる。上記のポ
リイミド前駆体のポリマーはＮ−メチルピロリドン等の
溶媒に溶かし、金型壁面に塗布される。ポリイミドと主
金型との密着力は、室温で５００ｇ／１０ｍｍ以上が好
ましく、更に好ましくは１ｋｇ／１０ｍｍ巾以上であ
る。これは密着したポリイミドを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。これは測定場所、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。ここ
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。主金属をクロムメッキ、ニッケルメッキした場合は
安定した剥離力をもたらし、本発明に特に好ましい。断
熱層の熱伝導率は小さい程好ましいが、熱伝導率は０．
００２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下のものが使用でき
る。

【００３０】本発明に使用される直鎖型高分子量ポリイ
ミドの強度及び伸度は大きいことが好ましく、特に破断
伸度が大きいことが耐冷熱サイクルには好ましく、その
破断伸度は１０％以上が好ましく、更に好ましくは２０
％以上である。破断伸度の測定法はＡＳＴＭ Ｄ６３８
に準じて行う。本発明に使用できる断熱物質としてポリ
イミドで説明したが、これ等ポリイミドと類似の性質を
有する耐熱樹脂が基本的に使用でき、ポリイミドに限定
するものではない。各種芳香族系耐熱樹脂、熱硬化性樹
脂等も適度に選択すれば使用できる。

【００３１】断熱層の厚みは０．０１ｍｍから２ｍｍの
範囲が好ましい。好ましくは、０．０５ｍｍから０．５
ｍｍで有り、更に好ましくは０．０７ｍｍから０．３ｍ
ｍである。０．０１ｍｍ未満では効果が低く、２ｍｍを
越えると成形サイクルタイムが長くなる。本発明に述べ
るリブ及び／またはボスを有する成形品裏面側に対応す
る型壁面とは、使用時に表から見えない成形品の裏側を
成形する型壁面であり、射出金型では一般に移動側金型
が成形品の裏側を形成する。

【００３２】本発明ではリブ及び／またはボスを有する
成形品裏面側の型壁面に対応する型壁面のみに断熱層を
被覆し、成形品表側の型壁面は従来の鏡面状クロムメッ
キ等を用いれば、優れた外観を保持し、且つＳＣＲを改
良することができる。本発明の型壁面の端面部とは一般
には厚み方向の壁面である。成形品の厚みは、薄すぎる
と樹脂が流動し難しくなり、厚すぎると成形サイクルタ
イムが長くなり好ましくなく、一般には１ｍｍから５ｍ
ｍ厚である。型キャビティの厚み方向の壁面とは、成形
品の厚み方向の壁面、リブ部ではリブの先の部分の、リ
ブの厚み方向の壁面である。

【００３３】本発明の型壁面の角部とは、型キャビティ
が３０度以上の角度で曲っている角部であり、好ましく
は４５度以上、更に好ましくは６０度から９０度で曲っ
ている角部である。該角部には若干の丸みがつけられて
いるものも含まれる。型キャビティの樹脂の流れを良く
するため、あるいは成形品の強度を保持するために、型
キャビティの角部には丸みがつけられていることが多
い。本発明に於ては、丸みの曲率が小さい程残溜応力が
残り易いため、この様な鋭角部で本発明の効果は大き
く、曲率半径が好ましくは５ｍｍ以下、更に好ましくは
２ｍｍ以下の場合に本発明の効果は大きい。

【００３４】主金型温度は７０℃以下に冷却されてお
り、好ましくは６０℃以下で成形室温度以上である。一
般に金型温度は７０℃以下で射出成形されており、７０
℃を越える高温に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。また、成形室温度より低くな
ると金型表面に結露が発生しやすくなる。本発明の金型
は一般に射出成形される合成樹脂に適応されるが、特に
良好に使用できる樹脂は硬質熱可塑性合成樹脂やポリフ
ェニレンエーテル（ＰＰＥ）系樹脂等である。ここに述
べる硬質熱可塑性合成樹脂はＡＳＴＭＤ６３８で測定し
た破断伸度が１０％以下の、脆い樹脂であり、ＰＭＭＡ
が最も代表的樹脂である。ここに述べるＰＭＭＡとはメ
チルメタクリレートを主成分とする重合体であり、例え
ば、メチルメタクリレート重合体、エチルアクリレー
ト、ブチルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレ
ート等のアルキルアクリレートを１５重量％以下共重合
させたメチルメタクリレートの共重合体、メチルメタク
リレートに無水マレイン酸とスチレンを共重合させた耐
熱ＰＭＭＡ等である。ポリスチレン、スチレンーアクリ
ロニトリル共重合体、スチレンーメチルメタクリレート
共重合体、スチレンーαメチルスチレン共重合体等のス
チレン系樹脂も同様に使用できる。

【００３５】ＰＭＭＡやスチレン系樹脂は表面硬度が大
きく、透明性にも優れ、外観が良好な成形品が得られ、
それを目的に各種成形品がつくられている。金型表面は
十分に研摩され、更にその上に硬質クロムメッキを行っ
て、鏡面状表面の金型に、ＰＭＭＡ等を射出して鏡面状
射出成形品を得ている。本発明に良好に使用できるＰＰ
Ｅ系樹脂としては、主にポリスチレン、ゴム強化ポリス
チレン等とブレンドして通常変成ＰＰＥとして広く使用
されているものや、ＰＰＥポリマー自体をカルボン酸無
水物やスチレンモノマー等と反応させその側鎖や末端を
化学変成したＰＰＥ等である。ＰＰＥポリマーをその構
造式で示せば、次の一般式で示される。

【００３６】

【化６】

【００３７】（ここに、Ａｒは二価の芳香族残基を示
し、ｎは５以上の整数を表わす。）で表わされるポリフ
ェニレンエーテル類であり少なくとも片末端に−ＯＨ基
を有するポリフェニレンエーテル類である。それらの具
体例としては、ポリ（２，６−ジメチルフェニレン−
１，４−エーテル）、ポリ（２−メチル−６−エチルフ
ェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２，６−ジエチ
ルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２，６−ジ
クロルフェニレンエーテル）、ポリ（２−クロル−６−
メチルフェニレン−１，４−エテル）、ポリ（２，６−
フェニルフェニレン−１，４−エーテル）、ポリ（２−
メチル−６−ｎ−プロピルフェニレン−１，４−エーテ
ル）、ポリ（フェニレン−１，３−エーテル）等が挙げ
られる。ポリ（２，６−ジメチルフェニレン−１，４−
エーテル）が最も広く使用されており、最も好ましい。

【００３８】本発明を図を用いて説明する。図１と図２
は本発明の金型の断面の、本発明に係る部分のみを示
す。図３は射出成形品を示す。図４は合成樹脂が型キャ
ビティを流動する状況を示す。図５は異なった射出速度
による成形品断面の配向分布を示す。図６は射出される
合成樹脂温度、金型温度、射出速度、射出時間と固化層
の厚みの関係を示す。図７は一般の金型壁表面付近の射
出成形時の温度分布変化を示す。図８は金型壁表面を断
熱層で被覆した金型壁表面付近の温度分布変化を示す。
図９は成形品のＳＣＲを測定する片持ちばり法の装置を
示す。図１０は射出成形品を溶剤に浸漬した時のクラッ
ク発生の状態を示す。

【００３９】図１に於て、固定側金型２と移動側金型２
から形成される型キャビティ３に合成樹脂を射出して成
形される。固定側金型１で形成される型壁面４が成形品
表面側を形成し、移動側金型２で形成される型壁面５が
リブ及び／またはボスを有する成形品裏面側を形成す
る。一般に、成形品裏面側には成形品を補強するリブ６
や、成形品を組立てるボス等があり、複雑な形状をして
いる。本発明では、リブ及び／またはボスを有する成形
品裏面側の型壁面に対応する型壁面のみに、断熱層７を
被覆する。断熱層７はリブ及び／またはボスを有する成
形品裏面側の型壁面全面を被覆することもできるが、リ
ブやボスの部分等の複雑な形状等の一部にのみ断熱層を
被覆した場合、あるいは断熱層が不均一である場合等
の、裏面の全面を被覆していない場合も本発明に含まれ
る。これまで型壁面に断熱層を被覆する場合には、成形
品表面側の型壁面を被覆することが常識であったが、図
１に示す様に本発明はリブ及び／またはボスを有する裏
面側に対応する型壁面のみ、を被覆することを特徴とし
ている。

【００４０】図２は、固定側金型１と移動側金型２から
なる型キャビティ３を形成する型壁面の端面部８及び／
または角部９に、熱伝導率が０．００２ｃａｌ／ｃｍ・
ｓｅｃ・℃以下の断熱層が被覆された本発明の金型を示
す。図３に於て、本発明は、成形品１０の端面１３、及
び／または成形品に穴１１がある場合にはその端面１２
に相当する型壁面に断熱層が被覆される。

【００４１】図４に於て、冷却された金型１４に射出さ
れた合成樹脂は金型壁面に接した表面が直ちに冷却さ
れ、流動できない固化層１５を形成する。そして引き続
き射出される樹脂は固化層１５の内側を流動し型キャビ
ティの中心部程流動速度が速く流動し、流動先端１６
（ｆｌｏｗ ｆｒｏｎｔ）に達して型壁面方向へ向う、
いわゆるｆｏｕｎｔａｉｎ ｆｌｏｗをする。図中に流
動速度１７、流動速度分布１８、剪断速度分布１９を示
す。剪断速度は流動する樹脂と固化層の境界部が最も大
きく、この剪断による発熱と金型への伝熱による冷却が
同時に起る。射出速度が大きい程、剪断発熱は大きく、
剪断発熱と伝熱冷却がバランスし合う領域では型内流動
が良好に進む。又、高速射出される程、固化層の厚みは
薄くなる。

【００４２】図５は射出成形品断面図の配合度合と射出
速度の関係を示し、高速射出される程、全体的な配向は
少ない。図中斜線で示す部分が成形中の固化層に相当
し、高速射出される程全体的な配向は少い。図中斜線で
しめす部分が成形中の固化層に相当し、高速射出される
程、固化層の厚みは薄くなる。図６は固化層の厚みの成
形中の変化を、樹脂温度、金型温度、射出速度で示した
図である。図６に示す様に固化層の厚みは金型温度によ
り大きく影響される。固化層を薄くするには金型温度を
高くすることが最も効果が大きい。しかし金型温度を高
くすることは成形サイクルタイムを長くし、成形効率を
低下させる。本発明では成形サイクルタイムの増大を極
力小くし、型表面温度を高くする手段として、型表面を
断熱層で被覆することを用いる。

【００４３】図７と図８は主金型温度を５０℃、樹脂
（ポリスチレン）の温度を２４０℃で射出成形した時の
金型壁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樹脂が冷却された
金型壁に接触してからの時間（秒）を示している。加熱
樹脂は型壁面に接触して、急速に冷却され、金型表面は
加熱樹脂から熱を受けて昇温する。図８に示すように、
金型表面を断熱層（ポリイミド）で被覆すると、樹脂と
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。断熱層で被覆されると樹脂が金型壁
に接触してからの時間が小さい程、型表面温度は著るし
く高くなり、断熱層被覆により金型温度を大巾に上昇さ
せたのと同等の効果が得られ、且つ、成形サイクルタイ
ムの増大が少い。樹脂が金型壁に接触してからの時間が
小さいことは射出速度が速い、高速射出に相当し、図中
の秒数は樹脂が型表面に接触してから高射出圧力がかか
るまでの時間に相当する。図７と図８の値は、射出成形
中の合成樹脂の剪断発熱については計算していない。高
速射出成形の効果は更に大きいものと考えられる。型表
面温度変化は、合成樹脂、主金属、断熱層のそれぞれの
温度、比熱、熱伝導率、密度、結晶化潜熱等から計算で
きる。図に示す値は、ＡＤＩＮＡ及びＡＤＩＮＡＴ（マ
サチューセッツ工科大学で開発されたソフトウェア）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
計算した値である。

【００４４】図４〜図６で示す様に金型温度が高い程、
又、射出速度が速い程、固化層は薄くなる。更に、型表
面を断熱層で被覆した場合、射出速度が大きくなると型
表面温度が急速に高くなることは図８に示される通りで
あり、その結果、固化層は著しく薄くなる。射出された
樹脂は冷却された金型に接して急冷され、固化層が直ち
に形成される。固化層にはさまれた内核層は充填された
後徐々に冷却される。従って、成形品の表層は冷却され
た固化層が形成し、内核は収縮率が大きいため、成形品
には表層に圧縮力が、内核に引張力が残る。表層固化層
が薄肉になる程、表層の圧縮力は強くなり、成形品の耐
衝撃強度、ＳＣＲは強くなる。このことは強化ガラスの
形成（テンパリング）に似ている。

【００４５】ガラスには熱的または化学的にテンパリン
グが実施できる。熱的テンパリングは、暖いガラスに冷
たい空気を吹きつけることにより実施できる。これによ
ってガラスの表面は速やかに固化する。そしてガラスの
内部もまた冷えて収縮したときに、ガラスの表面に圧縮
力がかかるようになり、そして微細なきずは決して広が
らず、かつこのきずがガラスの破損をもたらすこともな
い。一方、この圧力に対応する引張応力がガラスの内部
に生ずる。上記のテンパリングにより、屈曲および衝撃
に対するガラスの抵抗力がかなり増大する。ガラスと同
様に、合成樹脂も圧縮強度が引張強度より強いため、表
層に圧縮力がかけられた成形品が耐衝撃強度及びＳＣＲ
に強く、本発明により良好な成形品が得られる。

【００４６】圧縮力が働いている表層断面より引張力が
働いている内核断面が大きい時、表層の圧縮力はより強
くなり、ＳＣＲも強くなる。本発明では型壁面を断熱層
で被覆することにより、成形時の固化層を薄くし、それ
により成形品に発生する表層の圧縮力を強くし、硬質合
成樹脂等の欠点であるＳＣＲを著しく改良した成形品を
提供することができる。

【００４７】

【実施例】次の物質及び方法を用いて実験を行った。 （１）射出成形した合成樹脂 ＰＭＭＡ：旭化成工業（株）製「デルペット８０Ｎ」 変性ＰＰＥ：旭化成工業（株）製「ザイロン３００Ｈ」 （２）主金型材料 １）鋼材：Ｓ５５Ｃ、熱伝導率は０．１２ｃａｌ／ｃｍ
・ｓｅｃ・℃ （３）型表面被覆材 １）クロムメッキ：硬質クロムメッキ、０．０２ｍｍ厚 ２）ポリイミド ポリイミド（Ａ）：直鎖型ポリイミド前駆体、ポリイミ
ドワニス「トレニース＃３０００」（東レ（株）製、商
品名）。

【００４８】硬化後のポリイミドのＴｇは３００℃ 熱伝導率０．０００５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃ 破断伸度６０％ ポリイミド（Ｂ）：直鎖型ポリイミド前駆体、ポリイミ
ドワニス「Ｌａｒｃ−ＴＰＩ」（三井東圧（株）製、商
品名」。

【００４９】硬化後のポリイミドのＴｇは２５６℃、 熱伝導率０．０００５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃ 破断伸度２５％ ポリイミド（Ｃ）：直鎖型ポリイミド前駆体、ポリアミ
ドイミド「Ａ１−１０」（アモコジャパンリミテッド
（株）、製品）溶液。

【００５０】 硬化後のポリイミドのＴｇは２３０℃ 熱伝導率０．０００５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃ 破断伸度４０％ （４）主金型表面ポリイミド被覆法 ポリイミド前駆体溶液を用い、硬質クロムメッキを行っ
た主金型表面にポリイミド被覆層を次の方法により形成
した。金型表面を、十分に脱脂し、次いでポリイミド
（Ａ）を塗布し、１６０℃に加熱し、この塗布、加熱を
繰返して厚肉にし、最後に２９０℃に加熱してポリイミ
ド層を形成する。次いで、バフにダイヤモンドペースト
をつけて研磨を行い、所定厚みの鏡面状直鎖型ポリイミ
ド被覆層を形成する。被覆層を１０ｍｍ巾に切り、２０
ｍｍ／分の速度で被覆面と直角方向に引張り、密着力を
測定する。密着力は２．０〜２．２ｋｇ／１０ｍｍ巾で
ある。他のポリイミドもこれと同様にして形成した。

【００５１】

【実施例】次の金型条件でＰＭＭＡを射出成形した。該
射出成形品のＳＣＲを図９に示す装置を用いた片持ばり
法で測定した。金型：３８０ｍｍ×７０ｍｍ×３０ｍｍ
の型キャビティを有する鋼材から成る主金型の金型全壁
面にクロムメッキを行い、更に金型移動側壁面にポリイ
ミド（Ａ）を０．１１ｍｍ厚に被覆した。 成形条件：射出シリンダー温度 ２６０℃ 金型温度 ６０℃ 射出時間 ４秒 保圧時間 １０秒 片持ばり法：図９に於て、支持台２０に成形品２１の一
端を固定し、他端に荷重２２を加え、成形品２１の中央
部に 紙にしみこませた溶剤２３を作用させる。荷重を
変えることにより、成形品の表面応力を変化させること
ができる。表面応力と溶剤を変化させて、成形品が破断
する時間を測定する。

【００５２】成形品表面側（金型の最表面がクロムメッ
キされた側）と成形品裏面側（金型の最表面がポリイミ
ド被覆された側）でＳＣＲを測定した。結果を表５に示
した。

【００５３】

【表５】

【００５４】表５に示す様に金型に破断層が被覆された
側の成形品裏面側は、エタノール、キシレンのいずれで
も破断時間は増大し、ＳＣＲは大巾に改良された。

【００５５】

【実施側２】ポリイミド（Ｂ）、あるいはポリイミド
（Ｃ）を用いて、実施側１と同様に実験を行い、同様の
結果を得た。

【００５６】

【実施例３】３８ｍｍ×７０ｍｍ×３ｍｍの平板状型キ
ャビティを有する鋼材金型の型キャビティ壁の全表面に
クロムメッキした金型と、全表面クロムメッキした金型
の端面のみにポリイミド（Ａ）を０．１ｍｍ厚に被覆し
た金型を用い、実施例１と同一条件でＰＭＭＡを射出成
形した。得られた成形品を次の組成の溶剤に、２５０℃
で５秒間浸漬後、風乾し、発生したクラックの状態を図
１０に示した。 溶剤：オリジンシンナー＃２１０（オリジン電気（株）
製） 図１０の（１０−１）は金型全壁面にクロムメッキした
金型で成形した成形品であり、成形品端面２４に多数の
クラック２５が発生している。（１０−２）は（１０−
１）の金型端面に０．１ｍｍ厚のポリイミドを被覆して
成形した成形品であり、成形品端面２４のクラック２５
は大巾に少くなった。

【００５７】

【実施例４】実施例３に示した金型を用い、６０℃にし
た該金型に変性ＰＰＥを射出し、射出成形した。成形条
件は、射出シリンダー温度２６０℃、射出時間５秒、保
圧時間１０秒である、得られた成形品をｎ−ヘキサン
に、２５℃で１分間浸漬後、風乾し、クラック発生を観
察した。金型端面にポリイミドを被覆した金型を用いて
成形した成形品には、成形品端面のクラックが明らかに
少なかった。

【００５８】

【発明の効果】本発明により、射出成形品の残溜応力は
低下し、塗装時等のＳＣＲを向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金型の断面図

【図２】本発明の金型の断面図

【図３】本発明でえられる成形品図

【図４】合成樹脂が型キャビティを流動する状況図

【図５】異なった射出速度による成形品断面の配向分布
図

【図６】射出させる合成樹脂温度、金型温度、射出速
度、射出時間と固化層の厚みの関係を示す図

【図７】一般の金型壁表面付近の射出成形時の温度分布
変化を示す図

【図８】金型壁表面を断熱層で被覆した金型壁表面付近
の射出成形時の温度分布変化を示す図

【図９】成形品のＳＣＲを測定する片持ばり法の装置の
図

【図１０】射出成形品を溶剤に浸漬した時のクラック発
生の状態図

【符号の説明】

１ 固定側金型 ２ 移動側金型 ３ 型キャビティ ４ 型壁面 ５ 型壁面 ６ リブ ７ 断熱層 ８ 端面部 ９ 角部 １０ 成形品 １１ 穴 １２ 端面 １３ 端面 １４ 金型 １５ 固化層 １６ 流動先端 １７ 流動速度 １８ 流動速度分布 １９ 剪断速度分布

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−55839（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−142266（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−37107（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−208919（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−222708（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−131456（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−235714（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−79611（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 33/38 B29C 45/37

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属から成る型キャビティを形成する型
   壁面のうち、リブ及び／またはボスを有する成形品裏面
   に対応する型壁面のみに、熱伝導率が０．００２ｃａｌ
   ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下の合成樹脂からなる断熱層が被
   覆された金型。
2. 【請求項２】 金属から成る型キャビティを形成する型
   壁面のうち、リブ及び／またはボスを有する成形品裏面
   の端面および／または角部に対応する型壁面のみに、熱
   伝導率が０．００２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃以下の合
   成樹脂からなる断熱層が被覆された金型。
3. 【請求項３】 合成樹脂を請求項１あるいは２の金型へ
   射出する射出成形法。
4. 【請求項４】 合成樹脂が硬質熱可塑性合成樹脂である
   請求項３の射出成形法。