(57)【要約】【課題】  精密な平面度とパターン形状を有し、かつ、射出成形時に金型の形状を樹脂に忠実に転写可能な金型の製造方法を提供する。【解決手段】  セラミクスからなるベース１を用意し（ａ）、その上に接着剤２により金属板３を接着する。そして、切削、研削、エッチング等により、金属板３の厚さを減厚する。減厚の完了後、研磨加工や電解研磨により、金属板３の表面を鏡面加工する（ｃ）。この状態で、平面用の金型として使用することができる。パターンを有する金型とする場合は、この後、さらに、圧痕加工やエッチング加工等により、金属板３の表面にパターン４を加工して、最終的な金型とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミクスからなるベースに金属板を接合し、接合された前記金属板を所定の厚さまで減厚し、その表面に鏡面化仕上を施す工程を有することを特徴とする金型の製造方法。
【請求項２】
セラミクスからなるベースに金属板を接合し、接合された前記金属板を所定の厚さまで減厚し、その表面に鏡面化仕上を施し、さらに鏡面化仕上された表面に所定の凹凸パターンを形成する工程を有することを特徴とする金型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂の射出成形において、金型のキャビティ表面に微小な構造やパターンがある場合、キャビティを形成する金型部品が金属であると、溶融樹脂が持つ熱が急速に金型に吸収されるため、充填された樹脂は金型表面の微小形状を転写する前に冷え固まってしまう。
【０００３】
この対策として、キャビティを形成する金型部品に熱伝導が悪いセラミックス等を使用することで樹脂の固化を遅らせる方法、さらにセラミックスの表面に設けた金属層に微細形状を付加し、キャビティ面とすることで、溶融樹脂が固化する前に金型に転写させ、成形品表面に微小形状を形成させる方法が、特開平６−２１８７６９号公報（特許文献１）に記載されている。
【０００４】
又、この方法とは別に、金属板に所定のパターンを形成したものを台材に接合して金型として使用する方法が、特開２００４−２５６４７号公報（特許文献２）に記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２１８７６９号公報
【特許文献２】特開２００４−２５６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載される方法では、金型材料にセラミクスを用いた場合、その表面に微細加工を行うことが困難である場合があるという問題点がある。表面に金属層を設ける場合には、一般に金属層としてニッケル、特にニッケル鍍金やニッケルリン鍍金が用いられることもある。しかし、ニッケルは、硬度が低いため金型の表面に傷が付きやすいという問題点がある。ニッケルリン鍍金を用いた場合、その表面に圧子を押し込んで表面を塑性加工する場合に、鍍金の脆性により、鍍金層にひびが入ってしまうという問題点がある。
【０００７】
特許文献２に記載される方法では、金属板の厚さはできるだけ薄い方が良いが、薄くすると、接合後の金属板の表面は、接着層の厚さの不均一さ等によって、キャビティ面全体としての平面度が悪くなり、凹凸が発生してしまう。また、接合する金属板を所望の形状に維持することは難しく、反った状態で接合されてしまう場合がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、精密な平面度とパターン形状を有し、かつ、射出成型時に金型の形状を樹脂に忠実に転写可能な金型の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための第１の手段は、セラミクスからなるベースに金属板を接合し、接合された前記金属板を所定の厚さまで減厚し、その表面に鏡面化仕上を施す工程を有することを特徴とする金型の製造方法である。
【００１０】
前記課題を解決するための第２の手段は、セラミクスからなるベースに金属板を接合し、接合された前記金属板を所定の厚さまで減厚し、その表面に鏡面化仕上を施し、さらに鏡面化仕上された表面に所定の凹凸パターンを形成する工程を有することを特徴とするものである。
【００１１】
これらの手段においては、始めにある程度の厚さのある金属板をセラミクスからなるベースに金属板を接合しておき、その後で金属板を所定の厚さまで減厚し、その表面に鏡面化仕上を施すことにより金型としている。よって、ステンレス鋼等の硬度の高い金属を使用することが可能となり、かつ、接合の際には金属が厚いので、接合の際に凹凸ができるという問題を回避することができ、さらに、金属板に靱性の高い材料を選択できるため、圧子を押し込んでの塑性加工が可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、精密な平面度とパターン形状を有し、かつ、射出成型時に金型の形状を樹脂に忠実に転写可能な金型の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例である金型の製造方法を説明するための図である。セラミクスからなるベース１を用意し（ａ）、その上に接着剤２により金属板３を接着する。拡散接合や蝋付けにより接着を行ってもよい。拡散接合や蝋付けにより接着を行う際には、セラミクス表面をメタライズしておくことにより接着性を向上させることができる。接着材により接着を行う場合には、接着を減圧下で行うと、気泡の発生を防ぐことができ、接着力も向上する（ｂ）。金属板３としては、硬度が高く金型として使用できる物であればよい。ＳＵＳや鋼が適当である。鋼の場合、接着剤２等の接着層を損傷しない温度で熱処理を行い、その強度を高めることができる。そして、切削、研削、エッチング等により、金属板３の厚さを減厚する。加工方法としては研削や切削が最も適当である。金属板が鋼の場合、減厚の完了後、窒化や浸炭により、金属板の表面硬度を高めることができる。減厚の完了後、研磨加工や電解研磨により、金属板３の表面を鏡面加工する（ｃ）。この状態で、平面用や曲面用の金型として使用することができる。凹凸パターンを有する金型とする場合は、この後、さらに、圧痕加工やエッチング加工等により、金属板３の表面にパターン４を加工して、最終的な金型とする。
【実施例】
【００１４】
図１に示すような方法で金型を製造した。厚さ２０ｍｍのジルコニア（幅１５ｍｍ、長さ２５ｍｍ）からなるベースを用意し、その上にエポキシ系接着剤により厚さ１ｍｍのＳＵＳ板（ＳＵＳ４２０Ｊ２系金型用ステンレス）を接着した。そして、切削により、ＳＵＳ板を７０μｍの厚さまで減厚した。そして、研磨によりその表面に鏡面仕上げを施し、平面度0.05μｍとした。この状態で平面用の金型として用いることができる。さらに、圧痕加工により、ＳＵＳ板表面に深さ２０μｍの４角錐の凹部を加工した。この金型の表面硬度はＨＲｃで４８であった。
【００１５】
この金型を用いて、幅１５ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚さ１ｍｍのアクリル樹脂（旭化成社製、商品名デルペット８０Ｎ）からなる射出成形品を製造した。金型温度８０℃。シリンダー温度２４０℃、射出圧力1000kgf/cm２の条件で射出成形を行った。射出成形品に形成される４角錐の高さをｈ（μｍ）とするとき、ｈ／２０を転写率（％で示す）とした。本実施例の金型を使用した場合、転写率は１００％であった。
【００１６】
比較例として、ＳＵＳ４２０Ｊ２系のみで形成された金型を使用し、表面を平面度0.05μｍまで鏡面仕上げした後に、圧痕加工により、表面に深さ２０μｍの４角錐の孔を加工したものを金型として用い、実施例と同じ条件で射出成形を行った。そのときの転写率は６０％であった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態の１例である金型の製造方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００１８】
１…ベース、２…接着剤、３…金属板、４…パターン
【図１】
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