JP2750445B2 - プラスチック成形用黒鉛型 - Google Patents
プラスチック成形用黒鉛型Info
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Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はプラスチック成形品を成形する場合に使用さ
れる型に関し、特にその基材が黒鉛材料よりなるプラス
チック成形用黒鉛型に関するものである。
れる型に関し、特にその基材が黒鉛材料よりなるプラス
チック成形用黒鉛型に関するものである。
（従来の技術） 所謂プラスチックは、一般に軽量、経済性、加工性、
耐食性等種々の特性を有する材料であり、電気、機械、
自動車等のあらゆる工業的用途から日用品まで、きわめ
て広範囲に使用されている。これら各種のプラスチック
製品を成形するには、一般に鉄及びその合金の金属材料
で製作した型が用いられる。
耐食性等種々の特性を有する材料であり、電気、機械、
自動車等のあらゆる工業的用途から日用品まで、きわめ
て広範囲に使用されている。これら各種のプラスチック
製品を成形するには、一般に鉄及びその合金の金属材料
で製作した型が用いられる。
この種の金属材料により製作された型（以下金型と称
する。）は、成形数が極めて多量の場合には、金型寿命
の観点から型材が金属であることが必要条件であった。
しかし、 最近の多品種少量生産の傾向にあっては型の試作の必
要性が益々増大している。
する。）は、成形数が極めて多量の場合には、金型寿命
の観点から型材が金属であることが必要条件であった。
しかし、 最近の多品種少量生産の傾向にあっては型の試作の必
要性が益々増大している。
成形品に占める金型コストの占める割合が大きくな
り、製品コストを高くしている。
り、製品コストを高くしている。
金型の製作には多大な時間と費用とを必要とする。
等の欠点が、従来一般に利用されている型にはあったの
である。
である。
そこで、本発明者等は、金属に代る型材料として、プ
ラスチック射出成形時の圧力に十分耐え、かつ、型みが
き仕上げ面の良好な高強度及び高密度の黒鉛材料を用い
た型について、特開昭63−162205号公報等において種々
提案を行なっている。この公報において提案した発明を
なすにあたって、本発明者等が着目した点は次の通りで
ある。
ラスチック射出成形時の圧力に十分耐え、かつ、型みが
き仕上げ面の良好な高強度及び高密度の黒鉛材料を用い
た型について、特開昭63−162205号公報等において種々
提案を行なっている。この公報において提案した発明を
なすにあたって、本発明者等が着目した点は次の通りで
ある。
（１）黒鉛は、機械加工における切削抵抗が金属に比較
して1/5から1/10であるため、高速加工ができる。
して1/5から1/10であるため、高速加工ができる。
（２）黒鉛は、手作業による型仕上げが金属より容易な
材料であるため、放電加工に頼っていた部位または工程
が、手作業により容易に仕上げられる。
材料であるため、放電加工に頼っていた部位または工程
が、手作業により容易に仕上げられる。
（３）黒鉛は、熱膨張係数が極めて小さい材料であるた
め、プラスチックの成形時の精度が得やすい。
め、プラスチックの成形時の精度が得やすい。
（４）黒鉛型の比重は、金型の比重の1/4以下と比較的
軽量であるため、複雑な作業や高速を要する作業であっ
てもプラスチックの成形用の型の取り扱いが容易で、操
作が簡便となる。
軽量であるため、複雑な作業や高速を要する作業であっ
てもプラスチックの成形用の型の取り扱いが容易で、操
作が簡便となる。
以上の効果により、極小ロット、試作品のプラスチッ
ク製品の成形に対応が可能になる、ということであっ
た。
ク製品の成形に対応が可能になる、ということであっ
た。
ところで、本発明者等のその後の研究により、この種
のプラスチック成形用黒鉛型において、更に次の点を考
慮しなければならないことが新規に知見された。すなわ
ち、プラスチックを成形する場合には、例えば熱可塑性
のプラスチックを例にとって考えてみると、このプラス
チック材料をその可塑化温度（一般的には175〜320℃）
にまで加熱して型内で成形し、その後冷却（一般的には
数十℃）して固化させなければならないのである。プラ
スチック材料をその可塑化温度にまで加熱するのは、一
般に図に示したスクリュー（11）を内蔵したシリンダ
（12）側で行ない、その固化はプラスチック成形用黒鉛
型（20）側で行なわれるが、そのためにこのプラスチッ
ク成形用黒鉛型（20）は、そのキャビティ内に加えられ
る圧力等に十分耐え得る剛体としての特性と、加熱され
ているプラスチック材料を冷却するための効率の良い熱
交換器としての特性をも有していなければならないので
ある。
のプラスチック成形用黒鉛型において、更に次の点を考
慮しなければならないことが新規に知見された。すなわ
ち、プラスチックを成形する場合には、例えば熱可塑性
のプラスチックを例にとって考えてみると、このプラス
チック材料をその可塑化温度（一般的には175〜320℃）
にまで加熱して型内で成形し、その後冷却（一般的には
数十℃）して固化させなければならないのである。プラ
スチック材料をその可塑化温度にまで加熱するのは、一
般に図に示したスクリュー（11）を内蔵したシリンダ
（12）側で行ない、その固化はプラスチック成形用黒鉛
型（20）側で行なわれるが、そのためにこのプラスチッ
ク成形用黒鉛型（20）は、そのキャビティ内に加えられ
る圧力等に十分耐え得る剛体としての特性と、加熱され
ているプラスチック材料を冷却するための効率の良い熱
交換器としての特性をも有していなければならないので
ある。
そこで、本発明者等は、上述した（１）〜（４）の特
性を充分発揮することができ、しかもプラスチック材料
の固化をも効率良く行なうことのできるプラスチック成
形用黒鉛型を提案すべく鋭意検討を重ねてきた結果、本
発明を完成したのである。
性を充分発揮することができ、しかもプラスチック材料
の固化をも効率良く行なうことのできるプラスチック成
形用黒鉛型を提案すべく鋭意検討を重ねてきた結果、本
発明を完成したのである。
（発明が解決しようとする課題） 本発明は以上の経緯にもとづいてなされたもので、そ
の解決しようとする課題は、黒鉛の特性を十分生かしな
がら効率良くプラスチック成形品の冷却を行なうことで
ある。
の解決しようとする課題は、黒鉛の特性を十分生かしな
がら効率良くプラスチック成形品の冷却を行なうことで
ある。
そして、本発明の目的とするところは、型成形後のプ
ラスチック材料を冷却を効率良く行なうことができて、
型成形の効率を向上させることのできるプラスチック成
形用黒鉛型を提供することにある。
ラスチック材料を冷却を効率良く行なうことができて、
型成形の効率を向上させることのできるプラスチック成
形用黒鉛型を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 以上の課題を解決するために、本発明の採った主題
は、 「プラスチック成形に用いられる型の基材を黒鉛材料に
より形成したプラスチック成形用黒鉛型であって、 前記黒鉛製基材の熱伝導率を30〜300kcal/m・hr・℃
の範囲としたことを特徴とするプラスチック成形用黒鉛
型（20）」 である。
は、 「プラスチック成形に用いられる型の基材を黒鉛材料に
より形成したプラスチック成形用黒鉛型であって、 前記黒鉛製基材の熱伝導率を30〜300kcal/m・hr・℃
の範囲としたことを特徴とするプラスチック成形用黒鉛
型（20）」 である。
ここで、このプラスチック成形用黒鉛型（20）を構成
する黒鉛製基材の熱伝導率の下限を30k・cal/m・hr・℃
とする必要があるのは、これより熱伝導率が小さいと、
プラスチック成形用黒鉛型（20）のキャビティ内の成形
品の冷却を良好に行なえなくなるからである。また、プ
ラスチック成形用黒鉛型（20）の熱伝導率の上限を300k
cal/m・hr・℃とする必要があるのは、これより熱伝導
率が大きいと、プラスチック材料のキャビティ内におけ
る型成形が完了する前にこのプラスチック材料が固化し
てしまうからである。
する黒鉛製基材の熱伝導率の下限を30k・cal/m・hr・℃
とする必要があるのは、これより熱伝導率が小さいと、
プラスチック成形用黒鉛型（20）のキャビティ内の成形
品の冷却を良好に行なえなくなるからである。また、プ
ラスチック成形用黒鉛型（20）の熱伝導率の上限を300k
cal/m・hr・℃とする必要があるのは、これより熱伝導
率が大きいと、プラスチック材料のキャビティ内におけ
る型成形が完了する前にこのプラスチック材料が固化し
てしまうからである。
このプラスチック成形用黒鉛型（20）の熱伝導率を30
〜300kcal/m・hr・℃の範囲のものとするために、プラ
スチック成形用黒鉛型（20）の基材を構成する黒鉛を一
定の緻密体とする必要があるが、その方法としては、以
下の実施例において示すように、黒鉛材料を型内に装入
して成形したのち、1000℃まで100時間かけて焼成し、
さらに3000℃で黒鉛化して黒鉛材を得る方法がある。ま
た、他の方法としては、多孔質の黒鉛材の気孔中にター
ルピッチ又は樹脂等を含浸し、これを炭化することによ
り得る方法、または銅、スズなどの金属を含浸させ黒鉛
と一体化して、上記の範囲の熱伝導率を有するプラスチ
ック成形用黒鉛型（20）とする方法がある。
〜300kcal/m・hr・℃の範囲のものとするために、プラ
スチック成形用黒鉛型（20）の基材を構成する黒鉛を一
定の緻密体とする必要があるが、その方法としては、以
下の実施例において示すように、黒鉛材料を型内に装入
して成形したのち、1000℃まで100時間かけて焼成し、
さらに3000℃で黒鉛化して黒鉛材を得る方法がある。ま
た、他の方法としては、多孔質の黒鉛材の気孔中にター
ルピッチ又は樹脂等を含浸し、これを炭化することによ
り得る方法、または銅、スズなどの金属を含浸させ黒鉛
と一体化して、上記の範囲の熱伝導率を有するプラスチ
ック成形用黒鉛型（20）とする方法がある。
（発明の作用） 以上のように構成した本発明に係るプラスチック成形
用黒鉛型（20）においては、その基材を黒鉛によって形
成したから、金属の場合に比して1/5〜1/10の低い切削
抵抗のものとなって、その加工が非常に容易となってお
り、また熱膨張係数も小さいために成形精度が非常に高
いものとなっている。
用黒鉛型（20）においては、その基材を黒鉛によって形
成したから、金属の場合に比して1/5〜1/10の低い切削
抵抗のものとなって、その加工が非常に容易となってお
り、また熱膨張係数も小さいために成形精度が非常に高
いものとなっている。
また、このプラスチック成形用黒鉛型（20）において
は、その熱伝導率が30〜300kcal/m・hr・℃の範囲のも
のとしてあるから、熱交換を良好に行なうことが可能と
なって、プラスチック成形品を効率良く成形し得るので
ある。すなわち、このプラスチック成形用黒鉛型（20）
のキャビティ内でのプラスチック材料の型成形を十分か
つ確実に行なえるだけの熱量を、このプラスチック成形
用黒鉛型（20）は一定時間保持するものであり、しかも
型成形後のプラスチック材料からの不要な熱を、上記一
定時間経過後、速やかに排出し得るものになっているの
である。
は、その熱伝導率が30〜300kcal/m・hr・℃の範囲のも
のとしてあるから、熱交換を良好に行なうことが可能と
なって、プラスチック成形品を効率良く成形し得るので
ある。すなわち、このプラスチック成形用黒鉛型（20）
のキャビティ内でのプラスチック材料の型成形を十分か
つ確実に行なえるだけの熱量を、このプラスチック成形
用黒鉛型（20）は一定時間保持するものであり、しかも
型成形後のプラスチック材料からの不要な熱を、上記一
定時間経過後、速やかに排出し得るものになっているの
である。
（実施例） 次に、本発明に係るプラスチック成形用黒鉛型（20）
を実施例に従って説明する。図において、本発明に係る
プラスチック成形用黒鉛型（20）を射出成形機（10）に
適用した場合が示してあり、この射出成形機（10）は、
ホッパーから投入されたプラスチック材料を、シリンダ
（12）内にてスクリュー（11）により加圧・混練しなが
らプラスチック成形用黒鉛型（20）側に送ると同時に、
このプラスチック材料をその可塑化温度にまで加熱する
ようになっている。そして、可塑化されたプラスチック
材料は、本発明に係るプラスチック成形用黒鉛型（20）
のキャビティ内に強制的に送り込まれるようになってい
る。
を実施例に従って説明する。図において、本発明に係る
プラスチック成形用黒鉛型（20）を射出成形機（10）に
適用した場合が示してあり、この射出成形機（10）は、
ホッパーから投入されたプラスチック材料を、シリンダ
（12）内にてスクリュー（11）により加圧・混練しなが
らプラスチック成形用黒鉛型（20）側に送ると同時に、
このプラスチック材料をその可塑化温度にまで加熱する
ようになっている。そして、可塑化されたプラスチック
材料は、本発明に係るプラスチック成形用黒鉛型（20）
のキャビティ内に強制的に送り込まれるようになってい
る。
プラスチック成形用黒鉛型（20）は、その基材が黒鉛
からなっているもので、本実施例においては二分割タイ
プのものである。また、このプラスチック成形用黒鉛型
（20）においては、冷却水を通すための穴（21）が、黒
鉛製基材中に複数個形成してある。
からなっているもので、本実施例においては二分割タイ
プのものである。また、このプラスチック成形用黒鉛型
（20）においては、冷却水を通すための穴（21）が、黒
鉛製基材中に複数個形成してある。
プラスチック成形用黒鉛型（20）を構成する黒鉛製基
材は、次のように形成した。
材は、次のように形成した。
実施例１ コークスとコールタールピッチよりなる配合物を加熱
混練して得られた混練物を粉砕後、ラバープレスにより
成形して焼成し、さらにピッチ含浸をくりかえして黒鉛
化し、室温から1000℃までの熱膨張係数が6.0×10-6℃
-1、75Å〜75000Åの径の微細気孔容積0.05cc/g、かさ
密度1.95、熱伝導率が140k・cal/m・hr・℃の等方性の
黒鉛材料からなる基材を得た。この基材に型として必要
な部材を設けて、図に示したようなプラスチック成形用
黒鉛型（20）を得た。
混練して得られた混練物を粉砕後、ラバープレスにより
成形して焼成し、さらにピッチ含浸をくりかえして黒鉛
化し、室温から1000℃までの熱膨張係数が6.0×10-6℃
-1、75Å〜75000Åの径の微細気孔容積0.05cc/g、かさ
密度1.95、熱伝導率が140k・cal/m・hr・℃の等方性の
黒鉛材料からなる基材を得た。この基材に型として必要
な部材を設けて、図に示したようなプラスチック成形用
黒鉛型（20）を得た。
実施例２ コークスとコールタールピッチよりなる配合物を加熱
混練して得られた混練物を粉砕後、ラバープレスで成形
して焼成、黒鉛化し、室温から1000℃までの熱膨張係数
が5.0×10-6℃-1、75Å〜75000Åの径の微細気孔容積0.
09cc/g、かさ密度1.75、熱伝導率が70kcal/m・hr・℃の
等方性黒鉛材料を得た。
混練して得られた混練物を粉砕後、ラバープレスで成形
して焼成、黒鉛化し、室温から1000℃までの熱膨張係数
が5.0×10-6℃-1、75Å〜75000Åの径の微細気孔容積0.
09cc/g、かさ密度1.75、熱伝導率が70kcal/m・hr・℃の
等方性黒鉛材料を得た。
この等方性黒鉛材料を用いて、図に示したような成形
型を構成するための固定型、可動型及びガイドピン等を
形成した。この成形製作に要した加工時間は金属製の成
形製作に較べ約1/8に短縮できた。
型を構成するための固定型、可動型及びガイドピン等を
形成した。この成形製作に要した加工時間は金属製の成
形製作に較べ約1/8に短縮できた。
得られたプラスチック成形用黒鉛型（20）を用いてポ
リアミド樹脂によるプラスチッック製品の製造を、加熱
と冷却とのリサイクルに要する時間を20秒として、50時
間連続成形した。その結果、金属への付着物、及び離型
不良等のトラブルは発生しなかった。
リアミド樹脂によるプラスチッック製品の製造を、加熱
と冷却とのリサイクルに要する時間を20秒として、50時
間連続成形した。その結果、金属への付着物、及び離型
不良等のトラブルは発生しなかった。
（発明の効果） 以上詳述した通り、本発明においては、上記実施例に
て例示した如く、 「プラスチック成形に用いられる型の基材を黒鉛材料に
より形成したプラスチック成形用黒鉛型であって、 前記黒鉛製基材の熱伝導率を30〜300kcal/m・hr・℃
の範囲としたこと」 にその構成上の特徴があり、これにより、型成形後のプ
ラスチック材料を冷却を効率良く行なうことができて、
型成形の効率を向上させることのできるプラスチック成
形用黒鉛型を提供することができるのである。
て例示した如く、 「プラスチック成形に用いられる型の基材を黒鉛材料に
より形成したプラスチック成形用黒鉛型であって、 前記黒鉛製基材の熱伝導率を30〜300kcal/m・hr・℃
の範囲としたこと」 にその構成上の特徴があり、これにより、型成形後のプ
ラスチック材料を冷却を効率良く行なうことができて、
型成形の効率を向上させることのできるプラスチック成
形用黒鉛型を提供することができるのである。
図は、本発明に係るプラスチック成形用黒鉛型及びこれ
を採用して構成した射出成形機の要部断面図である。 符号の説明 10……射出成形機、20……プラスチック成形用黒鉛型、
21……穴。
を採用して構成した射出成形機の要部断面図である。 符号の説明 10……射出成形機、20……プラスチック成形用黒鉛型、
21……穴。
Claims (1)
- 【請求項１】プラスチック成形に用いられる型の基材を
黒鉛材料により形成したプラスチック成形用黒鉛型であ
って、 前記黒鉛製基材の熱伝導率を30〜300k・cal/m・hr・℃
の範囲としたことを特徴とするプラスチック成形用黒鉛
型。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091191A JP2750445B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | プラスチック成形用黒鉛型 |
| KR1019890019534A KR920002405B1 (ko) | 1988-12-26 | 1989-12-26 | 플라스틱 또는 세라믹제품 성형용 흑연다이 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1091191A JP2750445B2 (ja) | 1989-04-11 | 1989-04-11 | プラスチック成形用黒鉛型 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02269013A JPH02269013A (ja) | 1990-11-02 |
| JP2750445B2 true JP2750445B2 (ja) | 1998-05-13 |
Family
ID=14019551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1091191A Expired - Lifetime JP2750445B2 (ja) | 1988-12-26 | 1989-04-11 | プラスチック成形用黒鉛型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2750445B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002254464A (ja) * | 2001-02-28 | 2002-09-11 | Ibiden Co Ltd | プレス成形用型及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-04-11 JP JP1091191A patent/JP2750445B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02269013A (ja) | 1990-11-02 |
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