(57)【要約】【課題】  本発明は、入れ子及び該入れ子を嵌合する部材との境界の任意点において熱の伝達率が一定となる金型装置を提供することを目的とする。【解決手段】  キャビティ（４）から温調管（５）に伝わる熱の伝導経路において、該温調管が一体となって配設される金型部材（１、２）を備え、及び該金型部材に当接しかつ前記キャビティの一部を構成する入れ子（３）を備える金型装置であって、前記入れ子及び前記金型部材が互いに当接する当接領域に、前記入れ子及び前記金型部材を互いに密着させる粘性を有しかつ空気よりも高い熱伝導率を有する材料（６）が付着されている、金型装置。【選択図】      図１
2005178113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティから温調管に伝わる熱の伝導経路において、該温調管が一体となって配設される金型部材を備え、及び該金型部材に当接しかつ前記キャビティの一部を構成する入れ子を備える金型装置であって、
前記入れ子及び前記金型部材が互いに当接する当接領域に、前記入れ子及び前記金型部材を互いに密着させる粘性を有しかつ空気よりも高い熱伝導率を有する材料が付着されている、
ことを特徴とする金型装置。
【請求項２】
前記入れ子及び前記金型部材を互いに密着させる粘性を有する材料は、前記材料を前記当接領域に付着させる際は、前記当接領域の未当接部分に前記材料が入り込む粘性を有し、前記金型装置による成形品の成形中は、前記未当接部分から前記材料が漏れ出ない粘性を有する材料である、ことを特徴とする請求項１に記載の金型装置。
【請求項３】
前記当接領域の未当接部分に前記材料が入り込む粘性Ｘの範囲は、２０℃で０．００１Ｐａ・ｓ＜Ｘ＜２０℃で４０００Ｐａ・ｓによって示され、前記未当接部分から前記材料が漏れ出ない粘性Ｙの範囲は、１５０℃で０．５Ｐａ・ｓ＜Ｙ＜１５０℃で1ＭＰａ・ｓによって示されることを特徴とする請求項２に記載の金型装置。
【請求項４】
キャビティから温調管に伝わる熱の伝導経路において、該温調管が一体となって配設される金型部材を備え、及び該金型部材に当接しかつ前記キャビティの一部を構成する入れ子を備える金型装置であって、
前記入れ子及び前記金型部材が互いに当接する当接領域に、前記当接領域の各位置において前記入れ子及び前記金型部材の熱伝達率が一定になるように作用する材料が付着されている、
ことを特徴とする金型装置。
【請求項５】
前記当接領域は、前記入れ子及び前記金型部材が互いに当接する全ての領域である、ことを特徴とする請求項１乃至４の内の何れか一つに記載の金型装置。
【請求項６】
前記熱伝達率の値αの範囲は、１×１０×１０3Ｗ／ｍ2Ｋ＜α＜１×３０×１０3Ｗ／ｍ2Ｋによって示される、ことを特徴とする請求項４に記載の金型装置。
【請求項７】
前記熱伝導率の値ｋの範囲は、０．０５Ｗ／ｍＫ＜ｋ＜４０Ｗ／ｍＫによって示される、ことを特徴とする請求項１乃至３の内の何れか一つに記載の金型装置。
【請求項８】
キャビティから温調管に伝わる熱の伝導経路において、該温調管が一体となって配設される金型部材を備え、及び該金型部材に当接しかつ前記キャビティの一部を構成する入れ子を備える金型装置、に対して適用される成形方法であって、
前記入れ子及び前記金型部材が互いに当接する当接領域に、前記入れ子及び前記金型部材を互いに密着させる粘性及び空気よりも高い熱伝導率を有する材料を付着させ、
前記材料が付着された状態で成形品の成形を行なう、
ことを特徴とする成形方法。
【請求項９】
キャビティから温調管に伝わる熱の伝導経路において、該温調管が一体となって配設される金型部材を備え、及び該金型部材に当接しかつ前記キャビティの一部を構成する入れ子を備える金型装置、に対して適用される成形方法であって、
前記入れ子及び前記金型部材が互いに当接する当接領域に、前記当接領域の各位置において前記入れ子及び前記金型部材の熱伝達率が一定になるように作用する材料を付着させ、
前記材料が付着された状態で成形品の成形を行なう、
ことを特徴とする成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型装置に関し、特に金型装置に形成されるキャビティの温度を均一化させる技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形品を成形する装置として射出成形金型装置（以下、金型装置と略す）が知られている。上記金型装置は、成形品の型となる凹凸が可動側型板や固定側型板に予め構成され、これらの型板を互いに突き合わせる（型締めする）ことで、上記凹凸の表面からなる中空の空間（キャビティ）をこれらの型板間に形成する。このキャビティには射出機から高温の樹脂が流し込まれ、キャビティ内にその樹脂が充填されると、この樹脂は冷却されて固化する。そして、上記可動側型板及び上記固定側型板が型開きして元の状態に戻ることにより、上記凹凸の形状が樹脂表面に転写された成形品の取り出しが可能になる。
【０００３】
上記金型装置の種類によっては、一部の表面形状だけが異なる複数種類の形状の成形を行なう場合であってもその形状の異なる部分を交換するだけで同一の金型装置を用いて各種形状の成形が行なえるように、キャビティ表面の一部または全体を着脱自在の入れ子によって構成させているものもある。そして、この入れ子は、上記可動側型板或いは上記固定側型板に構成した凹部に装着して使用される。
【０００４】
上記凹部の大きさは、キャビティ内に高温の樹脂が充填された際、入れ子の表面が凹部の表面に密着する程度の大きさであることが望ましい。しかし、入れ子に対して上記凹部が予め狭く設計されていると、キャビティ内に高温の樹脂が充填されることにより、入れ子やこれに当接する上記可動側型板或いは上記固定側型板が熱膨張し、上記凹部の内壁から受ける力によって入れ子自体が変形してしまう。これにより、上記入れ子により形成されるキャビティ表面の一部が歪み、成形される成形品の精度を著しく低下させてしまう。このため、上記入れ子と、上記可動側型板或いは上記固定側型板に構成した上記凹部との間には、隙間（クリアランス）が設けられている。但し、このクリアランスの大きさの設定は、キャビティ内に高温の樹脂が充填された際にその熱や射出力などの影響で上記入れ子が実際にどのような状態になっているかを正確に把握できていないため、その入り子の状態を推測することで設定している。
【０００５】
更に、上記金型装置で成形品を精度良く成形するためには上記キャビティ表面部の温度分布を均一化させることが重要である。その理由は、キャビティ表面部の温度分布が不均一な状態であるという事は、これまたそのキャビティ表面部に当接する入れ子や型板に歪みが生じている事を意味し、成形される成形品の精度を著しく低下させてしまうからである。特にレンズなどの光学部品のように高い精度が求められる部品成形においては、上記歪が不良品を増発させる直接の要因に繋がるため一層重要視される。そこで、金型装置のキャビティ周辺にはこのキャビティ周囲の温度分布が均一になるように温度調節用の温調管が配設され、予め決められたプログラムに基づいて、上記キャビティの温度調節が行なわれている。
【０００６】
上記温調管は金型装置に直径５ｍｍから８ｍｍ程度の断面をもつ管状の孔によって構成され、この孔に例えば油や水などの温調媒体が流され、この温調媒体と金型装置本体との熱交換により金型装置が温度調節される。しかし、この温調管は一般的に、上記金型装置が上記入れ子を用いた入れ子構造の場合は入れ子の内部までは配設されない。よって、上記入れ子構造の金型装置において、入れ子表面に当接するキャビティ表面部の熱は、その入れ子表面から入れ子内部を介してから型板側の温調管に伝わる。
【０００７】
上述したような入れ子構造をした金型装置であって、キャビティの熱が複数の部材を介して温調管に伝達される場合、キャビティ表面部の温度分布を均一に保つために更なる検討が必要である。
特開２００３−２５３８１号公報には、温度変化や圧力差によるキャビティの表面形状の変形を抑止させる技術が開示されている。
【０００８】
上記技術では鏡面用金型部材（入れ子）を、基部となる耐圧領域、耐圧領域のキャビティ側に設けた創成領域、及び耐圧領域の側面に設けた導熱領域で構成させている。その結果、成形中の圧力や温度の変動による入れ子の変形が防止され、且つキャビティ表面に当接する入れ子表面部の温度分布が均一化されるとしている。更に、上記耐圧領域に対して上記導熱領域を密着させる手法を採用しているため、各部品の組み立て状態に応じて成形品の品質が左右されることは無くなるとされる。
【特許文献１】特開２００３−２５３８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、入れ子は可動側型板或いは固定側型板（総称して型板と呼ぶ）の凹部に嵌合される。このため、上記入れ子と上記型板とは別体によって構成され、それらの間には境界面が存在する。よって、型締め時に形成されるキャビティ内に溶融状態の例えば樹脂が充填されると、その溶融状態の樹脂から発せられる熱は上記入れ子を伝導し、上記境界面を介して上記型板に設けられた温調管内の温調媒体に伝導される。上記特開２００３−２５３８１号公報に開示されている構成では境界用部材に高伝導部材を使用しているため、この領域における熱伝導は良いとされている。
【００１０】
しかしながら、上記入れ子の境界用部材に熱伝導の良い素材を使用しても上記境界面における熱伝達は極めて悪いため、キャビティから温調管内の温調媒体までの熱伝導は殆ど向上されない事が本発明者の実験により実証されている。
図４には、その実証データがグラフ化されている。
【００１１】
同グラフは、上記境界面上の異なる３箇所の測定ポイント（測定部１、測定部２、及び測定部３）を基準に、その境界面に直交する方向の複数箇所に対して温度分布を調べたグラフであり、横軸に、入れ子内部への方向を正とする上記境界面からの距離（単位はｍｍ）を示し、縦軸に、測定温度（単位は℃）を示している。各測定ポイントにおける測定値は、測定部１を菱形でプロットし、測定部２を正方形でプロットし、測定部３を三角形でプロットした。
【００１２】
同図のグラフの傾きからも分かるように、キャビティからの熱は入れ子内部ではその材質の熱伝導率によってきまる所定の傾きで上記境界面に伝導し、この境界面を介して型板に伝導する際に、急激な断熱作用を受け、型板表面に伝わる熱が激減する。そして、型板内部においてはその材質の熱伝導率によってきまる所定の傾きで熱伝導する。
【００１３】
また、同図のグラフの各種プロットを良く観察すると、測定部１に対する菱形のプロットと測定部３の三角形のプロットとの配置が、上記境界面を境に上下に逆転しているのが見て取れる。
このグラフから境界面（接触面からの位置＝０）における状態を検証すると、本例の場合、測定部１における０の位置での推定温度差は６．０であり、測定部２における０の位置での推定温度差は４．７であり、測定部３における０の位置での推定温度差は３．４となる。そして、これらの推定温度差から各測定ポイントにおける０位置で温度差のバラツキを求めると、２．６という大きな数値結果が得られる。この結果から、境界面の位置によって熱の伝達率にバラツキが生じていることが分かる。
【００１４】
本発明者は、この事実を次の仮定により実証づけできるのではないかと考えている。例えば、ステンレス鋼同士を接触させた場合、それらの接触面の面の粗さを共にＲａ約０．３μｍとし、夫々をお互いに約７ＭＰａ（メガパスカル）で押し付けたとしても、これらの境界面の接触熱抵抗は２×１０4ｍ2Ｋ／Ｗ（  但し、Ｗはワット、ｍはメートル、Ｋはケルビンを示す）にまで及ぶ。このように面の粗さを例えＲａ約０．３μｍとしても境界面の接触熱抵抗が高いのは、微細にみれば各々の接触面には０．１μｍオーダーの凹凸が存在しており、この凹凸の隙間に空気が入り込んで断熱層を形成しているからではないかと考えることができる。空気の熱伝導率は常時０．０２８Ｗ/ｍＫであり、高断熱素材として知られるセラミックスと比べてみても空気はその1／１０の熱伝導率しか有さない。すなわち、空気は極めて大きな熱断熱効果をもたらす。よって、上記隙間に空気が入り込むとその空気が大きな断熱効果をもたらし、固体から固体への熱伝達を大幅に抑制してしまうのである。よって、上記グラフにおける境界面での温度降下は、境界面にできた空気層によるものと考える事ができる。
【００１５】
また、背景技術に説明したように、上記入れ子と上記型板との境界面にはクリアランスが設けられている。このため、上述した境界面の空気層は更に厚くなっていることが予想される。その上、このクリアランスのため、上記入れ子を上記型板に組み付けた際にその境界面の接触状態はそれを組み付ける度に異なり、境界面の接触はいわゆる成り行き状態となる。そして、その接触状態によって、境界位置による空気層の厚みの変化も予想される。この空気層の厚みの変化は、上記境界面の各位置における熱の伝達率を異ならせる要因となり、結果として上記入れ子に対して温度分布を生じさせてしまう。上記グラフに示された測定ポイントにおける境界面前後の測定温度の逆転は、このようにして生じているものと考える事ができる。
【００１６】
接触熱抵抗は熱伝達係数の逆数であるので、境界面の熱伝達率は５×１０-5Ｗ／（ｍ2Ｋ）である。これを、上記入れ子と上記型板に構成された温調管内の温調媒体との間の総熱抵抗から換算すると、全体の約８０％以上の熱抵抗がこの境界面で発生することになる。すなわち、キャビティの熱を温調管の温調媒体に効率よく伝導させるためには上記境界面における熱抵抗を改善することを第一に検討しなければならない事が分かる。
【００１７】
なお、以上では射出成形金型装置を例に課題を分析したが、射出成形金型装置に限らず入り子構造を持つ金型装置であれば何れの種類の金型装置であっても上記課題が適用されることは言うまでもない。
そこで本発明は、入れ子及び該入れ子を嵌合する部材との境界の任意点において熱の伝達率が一定となる金型装置及び上記境界の任意点において熱の伝達率を一定にして成形品を成形する成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上記課題を解決するために以下のように構成する。
本発明の金型装置の態様の一つは、キャビティから温調管に伝わる熱の伝導経路において、該温調管が一体となって配設される金型部材（例えば固定側型板や可動側型板など）を備え、及び該金型部材に当接しかつ上記キャビティの一部を構成する入れ子を備えることを前提とし、上記入れ子及び上記金型部材が互いに当接する当接領域に、上記入れ子及び上記金型部材を互いに密着させる粘性を有しかつ空気よりも高い熱伝導率を有する材料が付着される。
【００１９】
ここで、上記金型部材に当接する入れ子とは、該金型部材の表面の一部に上記入れ子の表面の一部が面し、互いに接触または微小なクリアランスを介して配置されている状態の入れ子を差している。そして、上記当接領域とは、互いに面し合う上記入れ子の表面及び上記金型部材の表面間に形成される隙間（他の言葉で言い換えると、上記入れ子及び上記金型部材の境界領域）を差している。
【００２０】
なお、上記入れ子及び上記金型部材を互いに密着させる粘性を有する材料は、上記材料を上記当接領域に付着させる際は、上記当接領域の未当接部分に上記材料が入り込む粘性を有し、上記金型装置による成形品の成形中は、上記未当接部分から上記材料が漏れ出ない粘性を有する材料である、ことが望ましい。
【００２１】
ここで、上記未当接領域とは、上記クリアランスのために生じた上記入れ子の表面と上記金型部材の表面との間の非接触領域、及び、上記入れ子の表面または上記金型部材の表面に形成される微小の凹凸（例えばサブミクロンオーダの凹凸など）のために生じる非接触領域を差している。
【００２２】
なお、当接領域の未当接部分に前記材料が入り込む粘性Ｘの範囲は、２０℃で０．００１Ｐａ・ｓ＜Ｘ＜２０℃で４０００Ｐａ・ｓによって示され、前記未当接部分から前記材料が漏れ出ない粘性Ｙの範囲は、１５０℃で０．５Ｐａ・ｓ＜Ｙ＜１５０℃で1ＭＰａ・ｓによって示されるものが良い。
【００２３】
また、本発明の金型装置のその他の態様の一つは、キャビティから温調管に伝わる熱の伝導経路において、該温調管が一体となって配設される金型部材を備え、及び該金型部材に当接しかつ上記キャビティの一部を構成する入れ子を備えることを前提とし、上記入れ子及び上記金型部材が互いに当接する当接領域に、上記当接領域の各位置において上記入れ子及び上記金型部材の熱伝達率が一定になるように作用する材料が付着される。
【００２４】
なお、上記全ての態様において、上記当接領域は、上記入れ子及び上記金型部材が互いに当接する全ての領域である、ことが望ましい。
また、上記熱伝達率の値αの範囲は、少なくとも、１×１０×１０3Ｗ／ｍ2Ｋ＜α＜１×３０×１０3Ｗ／ｍ2Ｋによって示される。
【００２５】
また、上記熱伝導率の値ｋの範囲は、少なくとも、０．０５Ｗ／ｍＫ＜ｋ＜４０Ｗ／ｍＫによって示される。
本発明の成形方法の一つは、キャビティから温調管に伝わる熱の伝導経路において、該温調管が一体となって配設される金型部材を備え、及び該金型部材に当接しかつ上記キャビティの一部を構成する入れ子を備える金型装置、に対して適用されることを前提とし、上記入れ子及び上記金型部材が互いに当接する当接領域に、上記入れ子及び上記金型部材を互いに密着させる粘性及び空気よりも高い熱伝導率を有する材料を付着させ、上記材料が付着された状態で成形品の成形を行なう。
【００２６】
また、本発明の成形方法の他の一つは、キャビティから温調管に伝わる熱の伝導経路において、該温調管が一体となって配設される金型部材を備え、及び該金型部材に当接しかつ上記キャビティの一部を構成する入れ子を備える金型装置、に対して適用されることを前提とし、上記入れ子及び上記金型部材が互いに当接する当接領域に、上記当接領域の各位置において上記入れ子及び上記金型部材の熱伝達率が一定になるように作用する材料を付着させ、上記材料が付着された状態で成形品の成形を行なう。
【００２７】
本発明においては、温調管が一体となって配設される金型部材とキャビティの一部を構成する入れ子との当接領域に、上記入れ子及び上記金型部材を互いに密着させる粘性を有しかつ空気よりも高い熱伝導率を有する材料、或いは上記当接領域の各位置において上記入れ子及び上記金型部材の熱伝達率が一定になるように作用する材料が付着されている。
【００２８】
このように、上記当接領域に存在する熱伝導率の低い空気が熱伝導率の高い上記材料に替わることで、上記当接領域を介して上記入れ子から上記金型部材に伝わる熱の量が多くなり、更に、上記当接領域の任意位置における熱伝達率が均一になる。
【発明の効果】
【００２９】
以上述べたように、本発明によれば、キャビティと温調管との間の熱の伝達能力が向上するため、金型装置における温度制御が効率的に行なわれるようになる。またこれに伴ない、成形時間の短縮や消費電力量の節約も期待できる。
また、入れ子と金型部材の当接領域の任意位置で熱伝達率が均一になるため、キャビティにおける温度分布のバラツキが低減される。これにより、高精度な成形品の生成が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態における金型装置の一例を説明するための図である。
同図（ａ）は、型締め状態にある横型の射出成形金型装置（以下、金型装置と略す）のキャビティ位置における水平断面を上方から見下ろした図である。
【００３１】
また、同図（ｂ）は同図（ａ）の金型装置に対して円形の破線で囲まれる領域の拡大図である。
なお、説明を分かり易くするために、同図には特徴的な部分のみを強調して示す事としている。
【００３２】
同図（ａ）には、固定側型板１、可動側型板２、入れ子３、キャビティ４、温調管５、及び密着部材６が示されている。
固定側型板１は、可動側型板２と対向する面に凹部７を有し、この凹部７に入れ子３が嵌合されている。この固定側型板１は、金型装置の稼動中においてもこの位置に固定されている。
【００３３】
可動側型板２は、固定側型板１と対向する面に、固定側型板１と同様に、凹部７を有し、その凹部７に入れ子３が嵌合されている。この可動側型板２は、金型装置の稼動時には、同図（ａ）の境界線Ａの位置を上端として同図の上下方向への移動が行なわれる。
密着部材６は、同図に斜線で示されるように、上記各型板１、２の凹部７の表面とこの凹部７に面する各入れ子３の表面との間に満たされている。
【００３４】
温調管５は、同図（ａ）には断面のみが記されているが、金型装置の固定側型板１及び可動側型板２の内部に廻らされており、不図示の制御部からの制御の基、温調管５の内部を同図（ａ）の手前から奥或いは奥から手前の向きに水や油などの温調媒体が流れる。
本金型装置では、同図のように可動側型板２が固定側型板１に付き合わされた型締めの状態になると、固定側型板１及び可動側型板２の間に中空の空間（キャビティ４）が形成される。そして、同図には不図示であるが同図上方に構成される射出機から溶融した樹脂が射出され、射出された樹脂をキャビティ４内へ導く不図示のスブルーやランナーを介して、その溶融した樹脂がキャビティ４に充填される。
【００３５】
タイマやセンサなどによりキャビティ４に樹脂が満たされたことが検出されると、キャビティ４が冷却され、キャビティ４内の樹脂が固化する。これにより、キャビティ４を構成する入れ子３や型板１、２などによって構成される表面形状が樹脂の表面に転写され、成形品が出来上がる。
【００３６】
この間、上記温調管５によるキャビティ４の温度調節は、キャビティ４の熱が直接的に型板１、２に伝導してこの型板１、２に構成される温調管５の温調媒体に伝導したり、入れ子３から上記密着部材６を一旦介してから型板１、２に伝導して上記温調管５の温調媒体に伝導することで実現されている。
【００３７】
上述したように成形品が出来上がると、同図の境界線Ａから同図の下方に可動側型板２が移動し、固定側型板１と分離する。このとき、成形品は可動側型板２に密着したまま固定側型板１から離れ、最後に、成形品の背面の可動側型板２の内部に構成された不図示の着脱ピンの突き上げにより、可動側型板２から成形品が押し出され、金型装置から成形品が取り出される。
【００３８】
上述した密着部材６は、当該部材６を介在させることにより上記入れ子３及び型板１、２間の熱伝達率を向上させることができる部材を言い、以下に述べる条件が満たされる部材が使用されている。
上記入れ子３の表面または上記型板１、２の凹部７の表面の少なくとも何れか一方には、同図（ｂ）に示されるようにサブミクロンオーダの凹凸８が存在し、この凹凸８により、互いの表面を当接させてもその境界には微小な隙間９が生じてしまう。また、設計時に設けられた入れ子３と型板１、２間のクリアランスのため、位置によってはそのクリアランスによる隙間が生じている。そこで、上記部材６の素材としては、この隙間９の一部または全体を埋めることができる程度の粘性を有する素材が有効とされる（条件１）。この条件１を満たす素材としては、上記入れ子３を上記型板１、２の凹部７に組み付ける際の組み付け粘度が、２０℃で４０００Ｐａ・ｓ（パスカル秒）以下であるものが良い。また、その下限値は、２０℃で０．００１Ｐａ・ｓ程度のものまでが有効である。
【００３９】
一方、上記入れ子３を型板１、２の凹部７に組み付けて金型装置を稼動させ、キャビティ４内に樹脂を充填させると、当然、その内部は高温になり、特に樹脂を射出してキャビティ４内を樹脂で充填させるタイプのものは樹脂の圧力で入れ子３が型板１、２に押し付けられるように作用する。このため、上記入れ子３と上記型板１、２の凹部７との間に塗付する部材６の粘性が著しく低いと、キャビティ４内への樹脂の充填時にその部材６がキャビティ４内に染み出す事となる。そこで、上記部材６の素材としては、高温の状態において粘性が低くならない素材が有効とされる（条件２）。この条件２を満たす素材としては、１５０℃で０．５Ｐａ・ｓ以上のものが有効である。なお、その上限値は、１５０℃で1ＭＰａ・ｓ（メガパスカル秒）程度のものまでが有効である。
【００４０】
そして、上記条件１及び上記条件２を満たす素材の内で、本発明者が実際の実験により、当該素材のものを上記入れ子３と上記型板１、２との間９に介在させることによりこの入れ子３及び型板１、２間の熱伝達率が向上したものは、シリコーングリス、シリコーン接着剤、放熱シリコーングリス、エポキシ系接着剤、及びエポキシ系配管封止剤（配管封止剤はガスケットとも呼ばれる）である。
【００４１】
この実験により、以下に示す熱伝達率または熱伝導率の素材が有効であることが示された。
熱伝達率の値αの範囲：１×１０×１０3Ｗ／ｍ2Ｋ＜α＜１×３０×１０3Ｗ／ｍ2Ｋ
熱伝導率の値ｋの範囲：０．０５Ｗ／ｍＫ＜ｋ＜４０Ｗ／ｍＫ
但し、Ｗはワット、ｍはメートル、Ｋはケルビンを示す。
【００４２】
また、本発明者の上述した仮定から推測するに、上記熱伝達率の向上が望まれる素材としては、シリコーンオイル、変性シリコーンオイル、シリコーン粘着剤、シリコーンレジン、シリコーンエラストマー、及びエポキシ系グリスなどが挙げられる。
以下に、上記密着部材６を用いた場合の実証データを基に、熱伝達率向上の効果を説明する。
【００４３】
なお、本例では、入れ子３の表面の内、型板１、２表面と互いに突き合わされる領域に対して上記密着部材６を塗付し、密着部材６がキャビティ４内にはみ出た場合には、それを拭き取ることにより、上記入れ子３と型板１、２との間に上記密着部材６を介在させた。また、上記入れ子３と型板１、２との間に上記密着部材６を介在させる方法は、型板１、２の表面の内、入れ子３の表面と互いに突き合わされる領域に対して上記密着部材６を塗付しても良いし、型板１、２の表面及び入れ子３の表面に上記密着部材６を塗付しても良い。また、上記入れ子３と型板１、２との間に上記密着部材６を介在させる方法は、上述した方法以外にも適宜、既知の手段を適用してよい。
【００４４】
そして、このように実践した本測定は、上記境界に上記密着部材６を用いたこと以外、従来の説明に用いた図４の測定データと同一の条件下の測定である。
図２は、図１（ａ）に示される金型装置の入れ子３と型板２との境界付近における温度の測定ポイントを示す図である。なお、同図の各構成部は、図１（ａ）と同一個所には同一の記号を付した。
【００４５】
本測定は図１（ａ）の金型装置に示される境界線Ａの下半分の構成を測定対象としており、図４に示した測定ポイントと同様、入れ子３と型板２の境界面上の３箇所の測定ポイント（測定部１、測定部２、及び測定部３）を基準に、その境界面に直交する方向の複数箇所に対して温度分布の測定を行なっている。
【００４６】
図３は上記測定ポイントにおける測定値をグラフ化したものであり、このグラフも図４のグラフと同様に、横軸に、入れ子内部への方向を正とする上記境界からの距離（単位はｍｍ）を示し、縦軸に、測定温度（単位は℃）を示している。また、図４のグラフと比較し易いように、図４のグラフと同様、各測定ポイントにおける測定値は、測定部１を菱形でプロットし、測定部２を正方形でプロットし、測定部３を三角形でプロットした。
【００４７】
同グラフから明らかなように、同グラフの右から左の方向で示される入れ子内部から型板内部への熱の伝達は、それらの境界（当接領域からの距離＝０の位置）において期待通りの結果を示している。すなわち、測定部別にグラフを分析すると、入れ子３内部の各位置において測定された全ての測定値から予測される境界（当接領域からの距離＝０の位置）での温度と、反対に型板２内部の各位置において測定された全ての測定値から予測される上記境界での温度とは、各測定部とも略一致する。これを具体的に数値で指し示すと、本例の場合、測定部１における０の位置での推定温度差は１．３であり、測定部２における０の位置での推定温度差は１．４であり、測定部３における０の位置での推定温度差は１．３であった。そして、これらの推定温度差から０位置で温度差のバラツキを求めると、０．１という結果が得られた。
【００４８】
よって、上記入れ子３と上記型板２との境界に上記密着部材６を塗付すると、上記推定温度差で示されるようにその境界における断熱作用を大幅に和らげ、更には上記温度差のバラツキに示されるようにその境界の任意の点における熱の伝達率を一定にするという結果を導く事ができる。
【００４９】
この結果は、上述した発明者の仮定、すなわち上記境界に形成される空気層による断熱効果が、その空気層を上記密着部材６で埋めたことにより熱伝導効果に置換されたことの証としても帰結できる。当然、断熱効果を生じる空気層に替わり熱の伝導率の高い素材がその領域を占めれば、熱は伝わり易くなり、更には、断熱効果の影響が顕著に表れる入れ子表面と型板表面の距離の違いを無視できるため入れ子と型板の接触状態の違いによる熱の伝達作用に余り変化が見られないようになる。
【００５０】
こうした点から鑑みると、実証実験された上記各種の素材のみならず、上述した２つの条件を満たすその他の素材も上記結果を導き出せることは明白である。
なお、本例では、キャビティから温調管に至る熱の経路間に構成される部材が２種類のものを想定して、その２種類の部材の境界に上記密着部材６を介在させた例を説明したが、キャビティから温調管に至る熱の経路間に構成される部材が３種類以上であったとしても、各部材の境界に上記密着部材６を介在させる事により、上述した効果を得る事ができる。
【００５１】
また、本例では射出成形金型装置を例に説明を行なったが、その他の種類であっても、キャビティと温調管の間に２つ以上の部材が構成されるものであれば、何れの種類の金型装置であっても、上記２つの部材の境界領域に上記密着部材を埋めることによって上述した効果を得る事が可能となる。
【００５２】
以上より、本発明の実施の形態においては、組み付け状態に寄らず二つの部材（例えば入れ子と型板）の境界の熱伝達率を大幅に高め、その境界の任意点における熱伝達率を略一定にすることが可能となる。これにより、溶融樹脂で充たされたキャビティ内の温度を効率よく冷却することが可能になり、成形品を固化する時間を短縮できる。また、キャビティの一部を構成する入れ子の表面部、更にはキャビティ内の温度分布を、均一化することが可能になり、例えば光学部品のように高い精度が要求される成形品の成形であっても、これまで以上に高精度な成形が可能となる。また、入れ子と型板の凹部との間に上記密着部材を塗付することにより、入れ子が型板の凹部から不用意に外れることを防止できる。
【００５３】
以上においては、本実施を実施するための最良の形態として射出成形金型装置を例に説明を進めた。しかし、射出成形金型装置に限らず入り子構造を持つ金型装置であれば、何れの種類の金型装置に対しても上述した技術は適用可能であり同情な効果が得られる事は言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態における金型装置の一例を説明するための図である。
【図２】図１（ａ）に示される金型装置の入れ子と型板との境界付近における温度の測定ポイントを示す図である。
【図３】図２に示される測定ポイントにおける測定温度をグラフ化したものである。
【図４】従来の金型装置において、図２に示される測定ポイントと同じ位置における測定温度をグラフ化したものである。
【符号の説明】
【００５５】
１  固定側型板
２  可動側型板
３  入れ子
４  キャビティ
５  温調管
６  密着部材
【図１】
2005178113.tif 000003
【図２】
2005178113.tif 000004
【図３】
2005178113.tif 000005
【図４】
2005178113.tif 000006