(57)【要約】【課題】成形品の転写性が向上される効果と、成形品のバリの発生が抑制される効果との双方をもたらすことが可能な金型およびその製造方法、ならびにその金型を用いて形成される成形品およびその製造方法を提供する。【解決手段】金型１の第１の金型部品１ａはキャビティ１ｃが形成され、第２の金型部品１ｂはキャビティ１ｃの開口部１ｏｐを覆うことが可能である。キャビティ１ｃの内壁部とそれに対向する蓋壁部１Ｌとにおいて、パーティングラインＰＬ１に隣接する第１領域４は、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱層２上に熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高熱伝導層３が積層された積層構造を含む。内壁部と蓋壁部１Ｌとにおいて、第１領域４以外の第２領域５は、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱層２により構成されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するキャビティが形成された第１の金型部品と、
前記キャビティの前記開口部を覆うことが可能な第２の金型部品とを備え、
前記第１および第２の金型部品の少なくともいずれか一方には前記キャビティに通じる樹脂注入部が形成されており、
前記キャビティの内部に面する前記第１の金型部品の内壁部と、前記内壁部と対向する前記第２の金型部品の蓋壁部とにおいて、パーティングラインに隣接する第１領域は、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱層上に熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高熱伝導層が積層された積層構造を含み、
前記内壁部と前記蓋壁部とにおいて、前記第１領域以外の第２領域は、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱層により構成されている、金型。
【請求項２】
前記高熱伝導層は、前記第２の金型部品の前記蓋壁部上を、前記パーティングライン上から、前記パーティングラインからの距離がａの位置まで延びるように配置され、０．１ｍｍ≦ａ≦５ｍｍの範囲内となっている、請求項１に記載の金型。
【請求項３】
前記高熱伝導層は、前記パーティングライン上から、前記第１の金型部品の前記内壁部上の位置まで延びるように配置される、請求項１または２に記載の金型。
【請求項４】
前記第１領域における前記高熱伝導層の厚みは、前記パーティングラインからの距離に応じて変化する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の金型。
【請求項５】
前記第１領域において前記第１および第２の金型部品に対して着脱可能に接続された交換部材をさらに備え、
前記交換部材の表面は前記高熱伝導層を含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の金型。
【請求項６】
前記第１領域においては、前記第１領域の厚み方向に関して、前記断熱層を構成する成分および前記高熱伝導層を構成する成分の比率が変化する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の金型。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の金型を用いて形成された成形品。
【請求項８】
開口部を有するキャビティが形成され、前記キャビティの内部に面する内壁部を有する第１の金型部品を形成する工程と、
前記キャビティの前記開口部を覆うことが可能な蓋壁部を有する第２の金型部品を形成する工程と、
前記第１および第２の金型部品に、前記キャビティに通じる樹脂注入部を形成する工程と、
前記内壁部および前記蓋壁部に、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱層を形成する工程と、
前記内壁部および前記蓋壁部のうち、パーティングラインに隣接する一部の領域において、前記断熱層上に、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高熱伝導層を形成する工程とを備える、金型の製造方法。
【請求項９】
前記断熱層および前記高熱伝導層は、メッキまたは溶射により形成される、請求項８に記載の金型の製造方法。
【請求項１０】
前記高熱伝導層を形成する工程は、前記断熱層上に接着剤を塗布する工程と、前記接着剤上に前記高熱伝導層を配置し前記高熱伝導層を押圧する工程とを含む、請求項８または９に記載の金型の製造方法。
【請求項１１】
前記高熱伝導層は、着脱可能な治具により、前記第１および第２の金型部品に着脱可能に固定される、請求項８〜１０のいずれか１項に記載の金型の製造方法。
【請求項１２】
請求項８〜１１のいずれか１項に記載の金型の製造方法により形成された金型の内部に樹脂材料を供給する工程と、
射出成形により前記樹脂材料から成形品を形成する工程とを備える、成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は射出成形用の金型およびその製造方法、ならびに当該金型を用いた成形品およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形工程により形成された熱可塑性樹脂の成形品の表面は、金型形状をより良好に転写していることが求められる。また当該成形品においては熱可塑性樹脂材料の結晶化が促進されていることが求められる。この目的を達成するために、成形時の金型をより高温にする方法があり、具体的には、たとえばキャビティの表面に熱伝導性の低い材料をコーティングし、成形品の保温効果を高める方法がある。これにより、成形品の表面の形状転写性を向上させたり成形品における結晶化を促進させたりすることができる。
【０００３】
たとえば特開平４−２７０６２１号公報（特許文献１）においては、プラスチックレンズの成形時の転写性を向上させるために、キャビティ内の領域間で異なる熱伝導率の金属層が形成された金型が開示されている。またたとえば特開平５−２２０７９３号公報（特許文献２）においては、金型の樹脂注入口に近い領域とそこから離れた領域との間で断熱層の厚みを漸次変化させることにより、キャビティ内の領域間で必要な熱伝導性が異なることに対する配慮がなされた金型が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２７０６２１号公報
【特許文献２】特開平５−２２０７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献の金型を用いれば、断熱性の向上により、成形材料の転写性および流動性を向上させることができる。しかしこれらの特許文献の金型は、いずれも断熱性の向上による転写性の向上のみが考慮されている。このため成形材料が高温になる一方で溶融粘度が低くなり、成形材料がバリを発生させる可能性が高くなる。バリは成形品のアセンブリ工程において組み合わせられる部材に悪影響を及ぼすため、発生したバリは取り除かれる必要がある。
【０００６】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、成形品の転写性が向上される効果と、成形品のバリの発生が抑制される効果との双方をもたらすことが可能な金型およびその製造方法、ならびにその金型を用いて形成される成形品およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の金型は、第１の金型部品と、第２の金型部品とを備えている。第１の金型部品は、開口部を有するキャビティが形成されている。第２の金型部品は、キャビティの開口部を覆うことが可能である。第１および第２の金型部品の少なくともいずれか一方にはキャビティに通じる樹脂注入部が形成されている。キャビティの内部に面する第１の金型部品の内壁部と、内壁部と対向する第２の金型部品の蓋壁部とにおいて、パーティングラインに隣接する第１領域は、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱層上に熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高熱伝導層が積層された積層構造を含む。内壁部と蓋壁部とにおいて、第１領域以外の第２領域は、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱層により構成されている。
【０００８】
本発明の金型の製造方法においては、開口部を有するキャビティが形成され、キャビティの内部に面する内壁部を有する第１の金型部品が形成される。キャビティの開口部を覆うことが可能な蓋壁部を有する第２の金型部品が形成される。第１および第２の金型部品に、キャビティに通じる樹脂注入部が形成される。内壁部および蓋壁部に、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の断熱層が形成される。内壁部および蓋壁部のうち、パーティングラインに隣接する一部の領域において、断熱層上に、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高熱伝導層が形成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、断熱層により成形品の転写性が向上されるとともに、高熱伝導層により成形品のバリの発生が抑制される。このため、成形品の転写性が向上される効果と、成形品のバリの発生が抑制される効果との双方をもたらすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１の金型が閉じられた状態における態様を示す概略断面図（Ａ）と、図１（Ａ）のＩＢ−ＩＢ線に沿う部分の構成を示す概略断面図（Ｂ）と、図１（Ａ）中にて点線で囲まれた領域ＩＣの概略拡大断面図（Ｃ）とである。
【図２】実施の形態１の金型が開けられた状態における態様を示す概略断面図である。
【図３】実施の形態１の金型の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図４】実施の形態１の金型の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図５】実施の形態１の金型の製造方法の第３工程を示す概略断面図である。
【図６】高熱伝導層の形成方法の変形例の第１工程を示す概略断面図である。
【図７】高熱伝導層の形成方法の変形例の第２工程を示す概略断面図である。
【図８】高熱伝導層の形成方法の変形例の第３工程を示す概略断面図である。
【図９】実施の形態１の金型を用いた成形品の製造方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図１０】実施の形態１の金型を用いた成形品の製造方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図１１】実施の形態１の金型を用いて形成された成形品を示す概略図である。
【図１２】実施の形態１における複層領域の蓄熱効果を説明するための、実施の形態１の金型の一例を示す概略断面図（Ａ）と、図１２（Ａ）中の点線で囲まれた領域ＸＩＩＢの拡大概略断面図（Ｂ）とである。
【図１３】実施の形態１の金型と比較例の金型との、射出成形時の金型表面温度を示すグラフである。
【図１４】実施の形態２の金型が閉じられた状態における態様を示す概略断面図（Ａ）と、図１４（Ａ）のＸＩＶＢ−ＸＩＶＢ線に沿う部分の構成を示す概略断面図（Ｂ）とである。
【図１５】実施の形態２の金型が開けられた状態における態様を示す概略断面図である。
【図１６】実施の形態３の金型が閉じられた状態における態様を示す概略断面図（Ａ）と、図１６（Ａ）のＸＶＩＢ−ＸＶＩＢ線に沿う部分の構成を示す概略断面図（Ｂ）とである。
【図１７】実施の形態３の金型が開けられた状態における態様を示す概略断面図である。
【図１８】実施の形態４の金型が閉じられた状態における態様を示す概略断面図（Ａ）と、図１８（Ａ）のＸＶＩＩＩＢ−ＸＶＩＩＩＢ線に沿う部分の構成を示す概略断面図（Ｂ）とである。
【図１９】実施の形態４の金型が開けられた状態における態様を示す概略断面図である。
【図２０】図１８中の点線で囲まれた領域ＸＸの拡大概略断面図である。
【図２１】実施の形態４の金型への高熱伝導層を含む交換部材の設置方法の第１工程を示す概略断面図である。
【図２２】実施の形態４の金型への高熱伝導層を含む交換部材の設置方法の第２工程を示す概略断面図である。
【図２３】実施の形態５の金型の上側部品の一部分の構成を示す概略断面図である。
【図２４】図２３中の点線で囲まれた領域ＸＸＩＶにおける断熱層および高熱伝導層を構成する成分の分布を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
まず図１および図２を用いて、本実施の形態の金型の構成について説明する。なお図１（Ａ）は当該金型を、これを通常の状態で載置したときの奥行き方向における中央部にて切断した場合に見える断面の状態を示している。また図１（Ｂ）は図１（Ａ）中に示されたＩＢ−ＩＢ線に沿う領域にて切断した場合に見える断面の状態を示している。
【００１２】
図１（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を参照して、本実施の形態の金型１は、たとえば射出成形工程により樹脂材料などを所望形状に成形するための部材である。金型１は、第１の金型部品としての下側部品１ａと、第２の金型部品としての上側部品１ｂとを有している。下側部品１ａは金型１を通常の状態で載置したときに下側に配置される、金型１全体の土台となる部材である。また上側部品１ｂは金型１を通常の状態で載置したときに下側部品１ａの上側に重なり合うように配置される部材である。図１（Ａ）のように金型１が閉じられた状態においては、下側部品１ａの最上部の表面と上側部品１ｂの最下部の表面とは互いに接触するため、これら２つの表面が対向および接触可能な部分は接触部１ｎを構成している。金型１はたとえば平面視において矩形状を有しているが、金型１の形状はこれに限られない。
【００１３】
下側部品１ａにはキャビティ１ｃが形成されており、キャビティ１ｃは下側部品１ａの特に図１（Ａ）における最上部の接触部１ｎの一部に形成された開口部１ｏｐから下側部品１ａの内部に向けて延びるように形成された空洞部である。すなわち開口部１ｏｐとはキャビティ１ｃの図１（Ａ）における最も上側の部分であり、キャビティ１ｃの形成時に最初に開口が形成される領域である。このようにキャビティ１ｃにおいては空洞部が形成されるため、その図１（Ａ）における最上部には接触部１ｎが形成されておらず、代わりに開口部１ｏｐが形成されている。
【００１４】
キャビティ１ｃの図１（Ｂ）の平面視された断面図に示すように、キャビティ１ｃは下側部品１ａの最上部の表面の比較的中央の部分に形成されており、たとえば平面視において矩形状を有している。キャビティ１ｃの内部に面する内壁部は下側部品１ａの厚み方向すなわち図１（Ａ）の上下方向に沿って延びているため、たとえば直方体状を有する空間となっている。キャビティ１ｃが直方体状を有すれば、この金型１により形成される成形品は直方体状を有するものとなる。なおここでキャビティ１ｃの内壁部とは、図１の上下方向に延びるキャビティ１ｃの側面を含む内壁部と、図１のキャビティ１ｃの最下部におけるキャビティ１ｃの底面を含む内壁部との双方を指すものとする。また内壁部とは、キャビティ１ｃの側面および底面のみならず、それらの面から下側部品１ａの本体内に深さ方向にやや入り込んだ領域まで含むものとする。
【００１５】
上側部品１ｂにはキャビティ１ｃは形成されていない。しかし上側部品１ｂの特に図１（Ａ）における最下部の表面の少なくとも一部には蓋壁部１Ｌを有している。蓋壁部１Ｌは、金型１が閉じられた状態において、キャビティ１ｃの真上に対向するように位置し、キャビティ１ｃの開口部１ｏｐを上方から覆うことが可能な領域である。ここで蓋壁部１Ｌとは、キャビティ１ｃの真上に対向する表面のみならず、その表面から上側部品１ｂの本体内に深さ方向にやや入り込んだ領域まで含むものとする。したがって上側部品１ｂは、金型１が閉じられた状態において、キャビティ１ｃの開口部１ｏｐを覆うことが可能となっている。
【００１６】
なお図１（Ａ）は金型１が閉じられた状態であり、この状態においては接触部１ｎにおいて下側部品１ａと上側部品１ｂとが互いに接触している。このため金型１が閉じられた状態においてはキャビティ１ｃおよび蓋壁部１Ｌの表面を視認することはできない。これに対して図２を参照して、このように金型１が開けられた状態においては、キャビティ１ｃおよび蓋壁部１Ｌの表面を視認することができる。
【００１７】
金型１には樹脂注入部１ｄが形成されている。これは金型１が閉じられた状態で、外部から金型１のキャビティ１ｃ内に成形用の樹脂材料などを供給するための通路である。このため樹脂注入部１ｄは金型１の本体を構成する材料が部分的に除去されることにより形成されている。樹脂注入部１ｄは、図１（Ａ）のように金型１が閉じられた状態で、上側部品１ｂの最上面から厚み方向に上側部品１ｂを貫通し、さらにその真下の下側部品１ａの最上面から厚み方向に延びるように連なった形状を有し、下側部品１ａの内部においてキャビティ１ｃに通じる構成を有している。しかしこれは一例であり、樹脂注入部１ｄの構成はこれに限られない。たとえば下側部品１ａのみに樹脂注入部１ｄが形成されていてもよく、下側部品１ａと上側部品１ｂとの少なくともいずれか一方のみに樹脂注入部１ｄが形成されていることが好ましい。
【００１８】
特に図１（Ａ），（Ｃ）および図２に示すように、キャビティ１ｃの内壁部、およびこれに対向する上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌは、断熱層２および高熱伝導層３により構成されている。これについて以下に説明する。
【００１９】
図１（Ａ）〜（Ｃ）のように金型１が閉じられた状態においては、下側部品１ａと上側部品１ｂとは互いに接触している。このとき、キャビティ１ｃの内壁部（特にここではキャビティ１ｃの表面と上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌの表面とが交わる（ぶつかり互いに接触する）部分としての交線は、当該金型１を用いた成形工程後に形成された成形品を金型１から取り出す際に金型１を分割するための線に相当し、パーティングラインと呼ばれる。
【００２０】
なおここではキャビティ１ｃの内壁部の表面とは、キャビティ１ｃを構成する表面のうち特に図１（Ａ）の上下方向に延びる内側面を意味する。また当該キャビティ１ｃの内壁部の表面が図１（Ａ）に示すような単純な矩形の平面形状ではなくたとえば曲面形状または凹凸を有する形状であったとしても、上記と同様に当該表面と蓋壁部１Ｌの表面との交線をパーティングラインと定義することとする。
【００２１】
本実施の形態においては、特に図１（Ａ）〜（Ｃ）のキャビティ１ｃの右上部の当該交線（図１（Ａ），（Ｃ）の紙面に垂直な方向に延びる線）であるパーティングラインＰＬ１から金型１が分割されるものとする。しかしパーティングラインは、図１（Ｂ）に示すようにキャビティ１ｃの左上部を図１（Ａ），（Ｃ）の紙面に垂直な方向に延びる線であるパーティングラインＰＬ２であってもよい。またパーティングラインは、図１（Ｂ）のキャビティ１ｃの奥側を図の左右方向に延びる交線としてのパーティングラインＰＬ３であってもよく、図１（Ｂ）のキャビティ１ｃの手前側を図の左右方向に延びる交線としてのパーティングラインＰＬ４であってもよい。
【００２２】
本実施の形態においては、キャビティ１ｃの内壁部と上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌとは、複層領域４と単層領域５とを有している。複層領域４は、キャビティ１ｃの内壁部と上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌとのそれぞれにおいて、特にパーティングラインＰＬ１〜ＰＬ４のそれぞれに隣接する第１領域である。複層領域４は、断熱層２と高熱伝導層３との双方を含んでおり、これらが積層された積層構造を含んでいる。より具体的には、複層領域４においては、断熱層２上に高熱伝導層３が積層されている。
【００２３】
これに対して、単層領域５は、キャビティ１ｃの内壁部と上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌとのそれぞれにおける複層領域４以外の第２領域である。単層領域５は、キャビティ１ｃの内壁部と上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌとのいずれにおいても、断熱層２のみに覆われている。またキャビティ１ｃの内壁部のうち比較的図１（Ａ）の下方の領域（キャビティ１ｃの底面を含む）も同様に、断熱層２のみに覆われた第２領域としての単層領域５として形成されている。
【００２４】
断熱層２は、熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の、熱伝導率が比較的低い材料により形成されている。また高熱伝導層３は、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の、熱伝導率が比較的高い材料により形成されている。ただし断熱層２、高熱伝導層３ともに、下側部品１ａおよび上側部品１ｂの母材を構成する金属材料、またはその他の金属材料を含んでいてもよい。
【００２５】
本実施の形態においては、複層領域４は、上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌ上において、パーティングラインＰＬ１からの蓋壁部１Ｌに沿う方向の距離がａ（図１（Ｃ）参照）の位置まで延びるように配置されており、上記のａは０．１ｍｍ≦ａ≦５ｍｍの範囲内で可変となっている。このため高熱伝導層３の蓋壁部１Ｌに沿う方向の長さが０．１ｍｍ≦ａ≦５ｍｍの範囲内で可変となっている。すなわち複層領域４は、蓋壁部１Ｌ上におけるパーティングラインＰＬ１と垂直な方向に関するパーティングラインＰＬ１から、そこから０．１ｍｍ以上５ｍｍ以内の距離の点までの間に挟まれた領域とされている。同様に、複層領域４は、上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌ上において、パーティングラインＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４のそれぞれからの蓋壁部１Ｌに沿う方向の距離ｂ，ｃ，ｄが０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内で可変となっている。しかしながら基本的に複層領域４は、パーティングラインＰＬ１〜ＰＬ４のそれぞれからの距離としての幅ａ，ｂ，ｃ，ｄがほぼ等しくなるように形成されている。
【００２６】
また本実施の形態においては、複層領域４は、パーティングラインＰＬ１から、下側部品１ａのキャビティ１ｃの内壁部上の位置まで延びるように配置されている。図１（Ｃ）に示すように、複層領域４は、キャビティ１ｃの内壁部（側面）上におけるパーティングラインＰＬ１と垂直な方向に関するパーティングラインＰＬ１からの距離がｅ（図１（Ｃ）参照）の位置まで延びるように配置されており、上記のｅは０．１ｍｍ≦ｅ≦５ｍｍの範囲内で可変となっている。なお後述するようにキャビティ１ｃの図１（Ａ）の上下方向に関する深さが５ｍｍ未満となる場合もあるが、その場合はキャビティ１ｃの深さ方向の全体が複層領域４となってもよい。同様に、複層領域４は、キャビティ１ｃの内壁部（側面）上におけるパーティングラインＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４のそれぞれと垂直な方向に関するパーティングラインＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４からの距離がたとえば上記のｅと同じ値となる範囲内で可変となるように配置されている。
【００２７】
以上より、キャビティ１ｃの内壁部および蓋壁部１Ｌでは、複層領域４においては断熱層２と高熱伝導層３とが重なるように形成されており、単層領域５においては断熱層２が形成されている。このためキャビティ１ｃの内壁部および蓋壁部１Ｌにおいては、断熱層２はそれらの平面視におけるほぼ全面に形成されている。
【００２８】
なお本実施の形態においては、上側部品１ｂの高熱伝導層３は、特に平面視におけるキャビティ１ｃの外側の領域において、図１（Ａ）の最上部３ｔが上側部品１ｂに接触するように上方に延びている。
【００２９】
以上に述べた金型１の下側部品１ａおよび上側部品１ｂは、射出成形用金型に広く使用されている金属材料である、たとえば鋼鉄、アルミニウム、銅、亜鉛からなる群から選択されるいずれかからなることが好ましい。また断熱層２は、５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の耐熱性の高いセラミックス材料からなることが好ましいが、たとえばポリイミド樹脂により形成されてもよい。また高熱伝導層３は、３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高い熱伝導性を有する材料からなることが好ましい。具体的には、高熱伝導層３は、銅、アルミニウム、タングステン鋼などにより形成されることが好ましい。
【００３０】
なお金型１の構成は以上のように単純に下側部品１ａおよび上側部品１ｂのみを有するものに限られず、加熱用のヒーター棒、冷却用の冷却管、熱媒管などを含むものであってもよい。金型１は、たとえばその主要部品の内部に水、油、ヒーターによる温度調整機構が設けられた構成であってもよく、金型１内の排気によるキャビティ１ｃの真空成型構造が設けられた構成であってもよい。また断熱層２および高熱伝導層３上には、耐摩耗性または離型性を向上させることを目的としたコーティング膜またはメッキ膜が形成されてもよい。
【００３１】
次に、図３〜図５を用いて、本実施の形態の金型１の製造方法について説明する。
図３を参照して、まず金型１を構成する第１の金型部品としての下側部品１ａと、第２の金型部品としての上側部品１ｂとが形成される。下側部品１ａおよび上側部品１ｂは、たとえば射出成形用金型に広く使用されている金属材料である鋼鉄、アルミニウム、銅または亜鉛などからなる群から選択されるいずれかの材料により形成されることが好ましい。たとえば直方体状として形成された下側部品１ａには、その最上面から深さ方向に部分的に母材が除去されることにより、その最上部に開口部１ｏｐを有し、側面および底面を含む内壁部を有するキャビティ１ｃが形成される。すなわち内壁部はキャビティ１ｃの内部に面している。キャビティ１ｃを形成するための母材の部分的な除去は、たとえば放電加工によりなされ、後の断熱層２および高熱伝導層３が形成される厚みを考慮した寸法分だけ除去される。また上側部品１ｂは、その開閉によりキャビティ１ｃの開口部１ｏｐを覆うことが可能な蓋壁部１Ｌを有するように形成される。
【００３２】
図４を参照して、下側部品１ａおよび上側部品１ｂを構成する母材が部分的に除去されることにより、たとえば上側部品１ｂの最上面からキャビティ１ｃに通じる通路としての樹脂注入部１ｄが形成される。
【００３３】
図５を参照して、下側部品１ａのキャビティ１ｃの内壁部の表面、および上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌに相当する領域を覆うように、断熱層２としての薄膜が形成される。断熱層２は、たとえばセラミックス材料により形成される場合には、酸化物セラミックスの薄膜として形成されることが好ましい。具体的には、酸化物セラミックスからなる断熱層２は、メッキまたは溶射により形成されることが好ましいが、レーザー溶接により形成されてもよい。
【００３４】
断熱層２は、キャビティ１ｃの内壁部の表面、および上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌに相当する領域の表面のほぼ全面を覆うように形成される。しかし後の工程において一部の領域には断熱層２上を覆うように高熱伝導層３が形成されることを考慮して、一部の領域、特にパーティングラインＰＬ１〜ＰＬ４からの距離ａ，ｂ，ｃ，ｄ（図１（Ｂ）参照）が０．１ｍｍ以上５ｍｍ以下の任意範囲内の領域において、断熱層２が他の領域よりも薄く形成されることが好ましい。このように断熱層２の形状および寸法を高精度に加工するために、成膜された断熱層２に対して切削、研削、研磨などの加工がなされることがより好ましい。ただし形成された断熱層２が既に高精度の形状および寸法となっている場合には、上記のような追加工がなされなくてもよい。
【００３５】
再度図１（Ａ）を参照して、下側部品１ａのキャビティ１ｃの内壁部、および上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌのうち、パーティングラインＰＬ１に隣接する一部の領域（パーティングラインＰＬ１からの距離ａ（図１（Ｂ）参照）が０．１ｍｍ≦ａ≦５ｍｍの領域）である複層領域４に相当する一部の領域に、高熱伝導層３が形成される。高熱伝導層３としては、たとえば銅の薄膜が形成されることが好ましい。高熱伝導層３は、メッキまたは溶射により形成されることが好ましいが、レーザー溶接により形成されてもよい。以上のようにメッキまたは溶射を用いることにより、安定した膜質の断熱層２および高熱伝導層３を形成することができる。
【００３６】
メッキを用いる場合、断熱層２を形成するための酸化物セラミックスのメッキ用の溶液と、高熱伝導層３を形成するための銅のメッキ用の溶液とが準備される。なおこれらの溶液には金型１の母材を構成する金属材料、またはその他のメッキ処理により適した金属材料を主成分として含んでいてもよい。メッキ処理により断熱層２および高熱伝導層３が形成される。
【００３７】
また溶射を用いる場合には、断熱層２を形成するための酸化物セラミックスを含む溶射材料、および高熱伝導層３を含む溶射材料が準備され、高速フレーム溶射を用いて処理がなされる。この場合にも、これらの溶射材料には金型１の母材を構成する金属材料、またはその他の溶射処理により適した金属材料を主成分として含んでいてもよい。
【００３８】
なお断熱層２および高熱伝導層３の各層間の界面は、無処理であっても問題ないが、ブラスト処理またはクロメート処理などの表面処理がなされることにより当該界面の接合性が高められることがより好ましい。
【００３９】
図６〜図８は、上記の高熱伝導層３の形成方法に関する変形例を示している。図６〜図８を参照して、高熱伝導層３を形成する工程は、先の工程にて形成された断熱層２の表面上の少なくとも一部（高熱伝導層３が形成される複層領域４）に接着剤６が塗布される工程と、その接着剤６の上に高熱伝導層３を配置し、たとえばプレス工程によりその高熱伝導層が押圧される工程とを含む。高熱伝導層３としては、銅などの固形部材が用いられ、これが図８中の矢印に示すような押圧力により圧着される。
【００４０】
このようにして断熱層２上に高熱伝導層３が接着されてもよく、これにより、高熱伝導層３の断熱層２に対する接着性をより高めることができる。またこのようにすれば、高熱伝導層３と断熱層２とを並行して形成することができるため、工程を簡略化させることができる。
【００４１】
次に図９〜図１１を用いて、本実施の形態の金型１を用いた成形品の製造方法について説明する。
【００４２】
図９を参照して、図１などに示す本実施の形態の金型１が閉じられた状態で、キャビティ１ｃの内部に樹脂材料１１が供給される。樹脂材料１１はたとえば熱可塑性樹脂であり、高温にして溶融された状態で、射出成形機を用いて樹脂注入部１ｄからキャビティ１ｃ内に、比較的高圧力下で供給される。なおここで供給される樹脂材料１１は非晶性または結晶性のいずれかに限定するものではない。
【００４３】
図１０を参照して、樹脂材料１１が金型１のキャビティ１ｃ内に充填され、金型１は約１５０℃前後とされており、その金型１内に充填されることにより、樹脂材料１１は溶融時よりも低温である約１５０℃以上３５０℃以下にまで冷却される。図９の工程において射出成形機により樹脂材料１１に付加される高圧力と、金型１内の比較的低い温度とにより、樹脂材料１１は固化される。これにより図１１を参照して、固化された樹脂材料１１はキャビティ１ｃの内壁面の形状が転写された形状に成形された成形品１２となる。以上のように金型１を用いた射出成形により、樹脂材料１１から成形品１２が形成される。
【００４４】
成形品１２のうち複層領域４により成形された部分は、溶融された樹脂材料１１が金型１のキャビティ１ｃに接触した当初は高熱伝導層３の影響により熱が奪われ固化するが、その後高熱伝導層３の熱容量の飽和により、その下層の断熱層２による蓄熱の効果が優勢となり、成形品１２の成形品の転写性等が向上される。また成形品１２のうち単層領域５により成形された部分は、溶融された樹脂材料１１が金型１のキャビティ１ｃに接触した当初より断熱層２による保温効果を利用して良好な転写性を有するように形成される。
【００４５】
なお成形品１２は図１１のような樹脂材料１１のみからなるものに限らず、たとえばインサート成形を行なうためのインサート部品を含むものであってもよい。
【００４６】
次に、本実施の形態の背景について補足したうえで、本実施の形態の作用効果について説明する。
【００４７】
鋼材の表面に断熱層としての低熱伝導性の材料をコーティングし、そのキャビティ内の断熱性を高めた高断熱性の金型は、キャビティ内で熱が奪われない。このため当該金型のキャビティ内にて加熱された樹脂材料は、その温度が下がりにくく粘度が低下しやすい。すなわち高断熱性の金型を用いた場合、キャビティ内の樹脂材料が冷却固化しにくいために、当該樹脂材料が成形不良の一つであるバリを発生する可能性が高いという問題がある。バリはキャビティ内のうち、特にパーティングラインに隣接する領域、すなわちパーティングラインの近くの領域において特に発生しやすい。
【００４８】
しかし一方で、バリの発生を抑制するために金型の温度を低くすれば、断熱層がその機能を発揮することができない。またキャビティ内の樹脂材料が低温となるために、金型形状を樹脂材料に良好に転写させたり、その成形品の結晶化を促進させることが困難となる。
【００４９】
そこで本実施の形態の金型１は、特にキャビティ１ｃの内壁面および蓋壁部１Ｌのうち、パーティングラインＰＬ１に隣接する第１領域において、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高熱伝導層３が熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）上の断熱層２上に積層された積層構造を有している。これにより、キャビティ１ｃ内に供給され加熱された溶融樹脂は、高熱伝導層３に直接触れるため、その溶融樹脂の熱が直ちに奪われ粘度が増加する。このため樹脂材料がバリを形成する可能性を低減することができる。またこれとともに、当該金型１は、キャビティ１ｃの内壁面および蓋壁部１Ｌの上記第１領域および、それ以外の第２領域の双方において熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）上の断熱層２が配置されるため、溶融樹脂の保温効果を確保することができ、転写性向上および結晶化促進の効果を確保することができる。バリが発生しやすい領域以外の領域である第２領域は、高熱伝導層３を有さず断熱層２のみを有することにより、断熱層２による樹脂材料の保温効果を優先させることができる。
【００５０】
したがって本実施の形態の金型１は、放熱によるバリ発生の抑制と、断熱による転写性向上および結晶化促進との、互いにトレードオフの関係にある効果を両立させることができる。つまりバリの発生を抑制することができるため、アセンブリ工程において成形品と組み合わせられる部材に与えられる悪影響を低減することができる。これとともに、本来成形品にバリアが発生した際に行なわれるバリ取り工程を省略することができるため、バリ除去のために成形品に対して与えられる機械的エネルギを低減することができる。さらに転写性の向上による成形品の表面性向上、および結晶化促進による機械物性および残留応力の低減ができるため、成形品の品位を向上させることができる。
【００５１】
より詳しくは、図９〜図１１に示す、本実施の形態の金型１を用いた成形品１２の製造工程中の、図９のように溶融された樹脂材料１１がキャビティ１ｃ内に供給され金型１のキャビティ１ｃの内壁部の表面に接触した瞬間においては、特に複層領域４において樹脂材料１１は高熱伝導層３の影響を受け、熱が奪われ固化される。これにより、成形品１２が特にパーティングラインＰＬ１に近い領域においてバリを形成する可能性を低減することができる。その後、特に伝熱により高熱伝導層３の熱容量が飽和した後においては、樹脂材料１１から見て高熱伝導層３の下層に配置される断熱層２による蓄熱により、樹脂材料１１が保温され、成形品１２の転写性向上および結晶化促進がなされる。以上のように、高熱伝導層３と断熱層２との双方を有する金型１により形成された成形品１２は、バリ抑制、転写性向上および結晶化促進のすべての作用効果をもたらすことができる。
【００５２】
上記のバリは、特にパーティングラインＰＬ１から０．１ｍｍ以内の領域にて発生しやすい場合もあるが、パーティングラインＰＬ１から５ｍｍ以内の領域にて発生しやすい場合もある。そこで本実施の形態においては、状況に応じて、たとえば上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌ上を、パーティングラインＰＬ１上から、そのパーティングラインＰＬ１からの距離ａが０．１ｍｍ≦ａ≦５ｍｍの範囲内の任意の位置まで延びるように高熱伝導層３を配置している。これにより、バリの発生しやすい領域において高熱伝導層３による放熱効果を高め、バリを抑制することができる。なお高熱伝導層３は、下側部品１ａのキャビティ１ｃの側面（図１（Ａ）の上下方向に延びる面）上を、パーティングラインＰＬ１上から、その側面上の位置まで延びるように配置されることにより、下側部品１ａ側におけるバリの発生を抑制することもできる。下側部品１ａ側においても、状況に応じて、たとえば当該側面である内壁面上を、パーティングラインＰＬ１上から、そのパーティングラインＰＬ１からの距離ｅが０．１ｍｍ≦ｅ≦５ｍｍの範囲内の任意の位置まで延びるように高熱伝導層３が配置されることが好ましい。これにより、バリの発生しやすい領域において高熱伝導層３による放熱効果を高め、バリを抑制することができる。
【００５３】
ここで、上記の複層領域４の蓄熱効果について、図１２および図１３を用いて説明する。図１２（Ａ），（Ｂ）を参照して、当該蓄熱効果の調査に用いられた金型１は、キャビティ１ｃの接触部１ｎに沿う方向（図１２（Ａ）の左右方向）の寸法が２５ｍｍ、キャビティ１ｃの図１２（Ａ）の上下方向の厚みが２ｍｍとなっている。また図１２（Ｂ）に示すように上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌには、図の左右方向の寸法ａ（図１（Ｂ）参照）が５ｍｍの高熱伝導層３が形成され、下側部品１ａのキャビティ１ｃの内壁部には、図の上下方向の寸法ｅ（図１（Ｂ）参照）が１．５ｍｍの高熱伝導層３が形成されている。このような金型１のキャビティ１ｃ内に、図９〜図１１のように樹脂材料１１が供給され、成形品１２が形成された。
【００５４】
この調査に用いられた金型１の下側部品１ａおよび上側部品１ｂの母材は、ＨＲＣが５８で熱伝導率が２３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であるＳＫＤ１１により形成されている。断熱層２は酸化物セラミックスにより形成された、厚みが５００μｍ（ただし単層領域５においては１ｍｍ）で熱伝導率が１Ｗ／（ｍ・Ｋ）の薄膜である。また高熱伝導層３はタングステン鋼により形成された、厚みが５００μｍで熱伝導率が６３Ｗ／（ｍ・Ｋ）の薄膜である。
【００５５】
また樹脂材料１１は、ガラスファイバーが３０％含有された非架橋のポリフィニレンサルファイド樹脂であり、樹脂温度３０５℃の状態で金型１内に注入された。このときの金型１の温度は９０℃に確保されていた。
【００５６】
なお比較用として、下側部品１ａおよび上側部品１ｂの母材は上記調査用の金型１と同材質かつ同サイズとして形成されているが、断熱層２および高熱伝導層３を有さない構成の金型を用いて、温度条件等はすべて上記の調査と同じとして樹脂材料１１を成形させ成形品１２を形成した。
【００５７】
図１３のグラフの横軸は金型のキャビティ内への樹脂材料１１の射出開始からの経過時間を示し、縦軸は金型１の母材表面の温度を示している。図１３を参照して、グラフ中の実線で示すデータのように断熱層２および高熱伝導層３を有さない比較例の金型を用いた場合に比べて、グラフ中の点線で示すデータのように断熱層２および高熱伝導層３を有する本実施の形態の金型１を用いた場合の方が、金型表面温度が高くなっている。このことから本実施の形態の金型１を用いた場合、断熱層２の蓄熱効果により金型表面温度が比較例の金型１を用いた場合に比べて上昇することがわかる。
【００５８】
しかしここで、たとえば高熱伝導層３のみを有し断熱層２を有さない金型を用いて、樹脂材料１１としてのガラスファイバー３０％を含有したポリフィニレンサルファイド樹脂を成形する場合、その冷却固化の際にバリを出さずに成形するためには金型を９０℃まで冷却させる必要がある。ところが高熱伝導層３のみにより単純に金型を９０℃まで冷却させれば、樹脂材料１１の表面の固化が過剰に早くなるために、樹脂材料１１に含まれるガラスの成分が他の成分から分離し、成形品１２の表面形状がキャビティ１ｃの形状に追随しにくくなる。したがって成形品１２の表面形状の転写性が低下する。
【００５９】
またたとえば断熱層２のみを有し高熱伝導層３を有さない金型を用いて上記と同じ樹脂材料１１を良転写性となる条件、たとえば金型を１２０℃以上に昇温する条件の下で成形する場合を考える。このときは、樹脂材料１１から放熱されにくいために、樹脂材料１１の粘度が低いままキャビティ１ｃの樹脂注入部１ｄから最も離れた（図１（Ａ）の右側の）パーティングラインＰＬ１側まで樹脂材料１１が到達する。このためパーティングラインＰＬ１の近くにバリが発生する。
【００６０】
その点、本実施の形態の金型１を用いれば、高熱伝導層３の冷却効果によるバリ発生の抑制と、断熱層２の保温効果により、金型１の温度が上昇し成形品１２の表面性の向上とを両立させることができた。
【００６１】
（実施の形態２）
図１４（Ａ），（Ｂ）および図１５を参照して、本実施の形態の金型１は、基本的に実施の形態１の図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および図２に示す金型１と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。ただし本実施の形態の金型１においては、複層領域４における高熱伝導層３の厚みが、パーティングラインＰＬ１からの距離に応じて変化するように形成されている。ここで厚みとは、高熱伝導層３が断熱層２と互いに積層される方向における高熱伝導層３の寸法に対応する。また高熱伝導層３の厚みが上記のようにパーティングラインＰＬ１からの距離に応じて変化することに伴い、断熱層２についても同様にその厚みがパーティングラインＰＬ１からの距離に応じて変化してもよい。
【００６２】
この点において本実施の形態は、高熱伝導層３の厚みがほぼ一定となるように形成される実施の形態１と異なっている。なお図１４および図１５においては、高熱伝導層３の厚みがその延びる方向に沿って連続的に変化し、高熱伝導層３はキャビティ１ｃの延びる方向に対して傾斜した形状を有するように形成されている。しかし本実施の形態においては、高熱伝導層３の厚みは、階段状に変化するように形成されてもよい。
【００６３】
本実施の形態においては、実施の形態１と同様に、断熱層２および高熱伝導層３は、メッキ、溶射またはレーザー溶接により形成されることが好ましい。本実施の形態においては断熱層２および高熱伝導層３を構成する材料同士は互いに混ざり合うことなく、個別に成膜される。
【００６４】
図１４および図１５に示すように、本実施の形態においては、たとえば特にバリが発生しやすい、パーティングラインＰＬ１に特に近い領域において高熱伝導層３を厚くし、パーティングラインＰＬ１から離れるにつれてその厚みを薄くすることが好ましい。このようにすれば、特にバリの発生しやすい領域において放熱によるバリの発生抑制の効果をより高め、それ以外の領域においては断熱層による樹脂材料１１の保温効果および転写性向上の効果をより高めることができる。
【００６５】
（実施の形態３）
図１６（Ａ），（Ｂ）および図１７を参照して、本実施の形態の金型１は、基本的に実施の形態１の図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および図２に示す金型１と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。ただし本実施の形態の金型１においては、上側部品１ｂにおける高熱伝導層３の全体が断熱層２に埋まっており、高熱伝導層３と上側部品１ｂとが直接接触する図１の最上部３ｔのような領域を有していない。すなわち高熱伝導層３の全体が、上側部品１ｂまたは下側部品１ａとの間に断熱層２を挟むように配置されており、その厚みがほぼ一定となっている。
【００６６】
この点において本実施の形態は、図１の最上部３ｔのように、高熱伝導層３と上側部品１ｂの母材とが直接接触する領域を含み、その領域において高熱伝導層３の厚みが他の領域よりも厚くなっている構成とは異なっている。本実施の形態のように高熱伝導層３が金属の上側部品１ｂの母材に直接触れない構成とすることにより、高熱伝導層３に蓄熱できる熱を飽和させることができる。このためバリを抑制するために一時的に樹脂材料１１から熱を奪った後に、樹脂材料１１から見て高熱伝導層３の下層に配置される断熱層２による保温効果を高めることができる。すなわち本実施の形態の構成とすることにより、実施の形態１に比べて高熱伝導層３の熱容量が低下するが、その分だけ実施の形態１に比べて保温効果を高めることができる。
【００６７】
（実施の形態４）
図１８（Ａ），（Ｂ）および図１９を参照して、本実施の形態の金型１は、基本的に実施の形態１の図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および図２に示す金型１と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。ただし本実施の形態の金型１においては、複層領域４において、高熱伝導層３が、これを含む交換部材３ｓとして配置されている。
【００６８】
基本的に交換部材３ｓは、上記の各実施の形態における高熱伝導層３が配置される領域に、高熱伝導層３の代わりとして配置されている。したがってたとえば交換部材３ｓは、上側部品１ｂの蓋壁部１Ｌ上において、パーティングラインＰＬ１からの蓋壁部１Ｌに沿う方向の距離がａ（０．１ｍｍ≦ａ≦５．０ｍｍ）以内の領域に配置されていることが好ましい。また交換部材３ｓは、下側部品１ａのキャビティ１ｃの内壁部（側面）上におけるパーティングラインＰＬ１と垂直な方向に関するパーティングラインＰＬ１からの距離がｅ（たとえば０．１ｍｍ≦ｅ≦５．０ｍｍ）以内の領域に配置されていることが好ましい。
【００６９】
交換部材３ｓは下側部品１ａ側および上側部品１ｂ側の双方に配置されてもよいが、下側部品１ａ側および上側部品１ｂ側のいずれか一方のみが交換部材３ｓとしての高熱伝導層３が配され、いずれか他方は上記の各実施の形態と同様のメッキなどにより高熱伝導層３の薄膜が形成された構成であってもよい。
【００７０】
交換部材３ｓは、たとえばその全体が単体、すなわち銅、アルミニウム、タングステン鋼などの３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高い熱伝導性を有する材料からなる直方体状の部材であってもよい。しかし交換部材３ｓは、たとえば任意のたとえば直方体状の金属部材の表面が銅、アルミニウム、タングステン鋼などの３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の高い熱伝導性を有する材料の薄膜で覆われた構成であってもよい。後者の場合、高い熱伝導性の材料の薄膜は、メッキ、レーザー溶接または溶射により形成されることが好ましい。したがっていずれにせよ、交換部材３ｓは、少なくともその表面に高熱伝導層３を含む構成であることが好ましい。
【００７１】
交換部材３ｓは、下側部品１ａおよび上側部品１ｂの複層領域４において、下側部品１ａおよび上側部品１ｂに対して着脱可能に接続されている。下側部品１ａおよび上側部品１ｂにセットされた交換部材３ｓは、下側部品１ａおよび上側部品１ｂに対して着脱可能な治具７の押圧力により、下側部品１ａおよび上側部品１ｂに対して動かないように固定されることが好ましい。
【００７２】
図１９を参照して、ここでは一例として治具７は、金型１が開けられた状態において上側部品１ｂの内部に挿入されることにより上側部品１ｂの交換部材３ｓを押圧固定している。しかしこれに限らず、治具７はたとえば金型１が開けられた状態において上側部品１ｂの交換部材３ｓを押圧固定するものであってもよい。また図２０を参照して、ここでは一例として治具７は、金型１が閉じられた状態において図中の矢印の方向に力を加えることにより下側部品１ａの交換部材３ｓおよび上側部品１ｂの交換部材３ｓのそれぞれを下側部品１ａおよび上側部品１ｂのそれぞれに対して保持するように固定可能な構成を示している。しかし本実施の形態においてはこのような構成に限られない。
【００７３】
図２１を参照して、本実施の形態においても実施の形態１と同様に、高熱伝導層３を含む交換部材３ｓが配置されるべき寸法を考慮の上、たとえば複層領域４における断熱層２が単層領域５における断熱層２よりも薄く形成されることが好ましい。このために、断熱層２に対して交換部材３ｓの寸法に合わせた切削、研削、研磨などの加工がなされる。また治具７が収納されるべき領域である治具収納領域８を空けるための切削、研削、研磨などの加工も併せてなされる。図２２を参照して、図２１の工程において形成された交換部材３ｓが配置されるべき領域に交換部材３ｓが配置され、かつ図２１の工程において形成された治具収納領域８には治具７が収納される。これにより、治具７が交換部材３ｓを上側部品１ｂ（または下側部品１ａ）の複層領域４に固定可能となる。
【００７４】
なお本実施の形態においても、実施の形態２と同様に交換部材３ｓの厚みが傾斜を有したり、実施の形態１と同様に交換部材３ｓが上側部品１ｂの母材などに直接接触する領域を含む構成を有していてもよい。
【００７５】
本実施の形態の金型１においては、高熱伝導層３が治具７により下側部品１ａおよび上側部品１ｂに対して着脱可能に接続固定される構成を有することにより、金型１に対して容易に高熱伝導層３の取り換えができる。このため、樹脂材料１１の種類に応じて、成形品１２のバリの発生を抑制するために適切な熱伝導率を有する高熱伝導層３を容易に金型１にセットすることができる。このため成形品１２のバリの発生をより確実にかつより容易に抑制するなど、成形品１２の品質をいっそう向上させることができる。
【００７６】
（実施の形態５）
図２３および図２４を参照して、これら各図においては説明の便宜のため図の左右方向であるＸ方向および図の上下方向であるＺ方向が導入されている。本実施の形態の金型１は、基本的に実施の形態１の図１（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）および図２に示す金型１と同様の構成を有するため、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。ただし本実施の形態の金型１は、複層領域４において、その厚み方向に関して、断熱層２を構成する成分および高熱伝導層３を構成する成分の比率が変化している。なおここで厚み方向とは、複層領域４における断熱層２および高熱伝導層３とのそれぞれの厚みの方向であり、かつ断熱層２および高熱伝導層３が互いに積層される方向である。すなわちここでの厚み方向は、図２３および図２４のＺ方向である。
【００７７】
図２４の右側のグラフの縦軸は、その左側にある断熱層２などの各領域のＺ座標に対応し、グラフの横軸は、断熱層２などを構成する各材料の組成物量を示している。具体的には、図２３および図２４に示すように、上側部品１ｂの複層領域４において、互いに積層される断熱層２と高熱伝導層３とが明確な界面を持たず、それぞれの組成がＺ方向において漸次増加または減少することにより、Ｚ方向において徐々に断熱層２から高熱伝導層３へ、または徐々に高熱伝導層３から断熱層２へ移行する構成を有している。すなわち断熱層２側においては断熱層２のみ含み高熱伝導層３を含まない領域となっているが、そこから高熱伝導層３側へ向かうにつれて断熱層２の割合が徐々に減少し、逆に高熱伝導層３の割合が徐々に増加する。さらに高熱伝導層３側へ進むと、高熱伝導層３のみ含み断熱層２を含まない領域となっている。なお上側部品１ｂを構成する母材は、上記の全領域に亘ってある割合だけ存在している。
【００７８】
Ｘ方向に関する高熱伝導層３の形成される領域の範囲すなわち複層領域４の範囲は、基本的に上記の各実施の形態と同様である。また図２３および図２４は上側部品１ｂについてのみ示しているが、下側部品１ａにおいても同様複層領域４において断熱層２および高熱伝導層３を構成する成分の比率が変化していてもよい。
【００７９】
本実施の形態のように断熱層２および高熱伝導層３を構成する成分の比率が徐々に変化する例においては、メッキまたは溶射によりこれらが形成される。たとえばメッキを用いる場合には、断熱層２用の酸化物セラミックスを含有する溶液と、高熱伝導層３用の銅を含有する溶液と、酸化物セラミックスおよび銅の双方を含有する溶液とが準備される。ここで酸化物セラミックスおよび銅の双方を含有する溶液は、酸化物セラミックスの含有割合がより高い溶液から銅の含有割合がより高い溶液まで、両者の含有割合が段階的に異なるものが複数種類準備される。これら複数のメッキ溶液を用いて、複数回に分けてメッキ処理を行なうことにより、断熱層２のみからなる領域と、断熱層２および高熱伝導層３の双方を含む領域と、高熱伝導層３のみからなる領域とを含む、図２３および図２４に示す態様とすることができる。
【００８０】
またたとえば溶射を用いる場合には、断熱層２を形成するための酸化物セラミックスを含む溶射材料と、高熱伝導層３を形成するための銅またはタングステンを含む溶射材料とが準備される。そして断熱層２から高熱伝導層３に移行する部分を溶射する際には、各溶射材料の量比が徐々に変化するように制御される。
【００８１】
上記のメッキまたは溶射のいずれの手法を用いる場合においても、まず断熱層２の構成材料の比率が最も少なくそれと金型１の構成材料などの金属材料とを含む材料を用いて、メッキまたは溶射がなされて断熱層２の一部が形成される。その後、徐々に断熱層２の構成材料の比率が高い材料にシフトさせながら同様のメッキまたは溶射の処理がなされる。次に、徐々に断熱層２の構成材料の比率が下がりかつ徐々に高熱伝導層３の構成材料の比率が上がる材料にシフトさせながら同様のメッキまたは溶射の処理がなされる。最後に、高熱伝導層３と金型１の構成材料などの金属材料とのみを含む材料を用いて同様の処理がなされる。以上により、断熱層２のみからなる領域と、断熱層２および高熱伝導層３の双方を含む領域と、高熱伝導層３のみからなる領域とを含む、図２３および図２４に示す態様とすることができる。
【００８２】
本実施の形態のように断熱層２および高熱伝導層３とが明確な界面を持たず、両者の構成成分の比率が徐々に変化する構成を有するものとすれば、断熱層２と高熱伝導層３との密着性を向上させることができ、両者の界面密着強度が高くなるように両者を成膜することができる。
【００８３】
また本実施の形態においては、断熱層２および高熱伝導層３とが明確な界面を持たないことから、両者間の熱分布の差が小さくなる。このため両者の界面に発生する熱応力を低減することができ、両者の界面を起点とする金属破壊を抑制することができる。したがって断熱層２および高熱伝導層３の耐久性を向上させ、これらをより長寿命にすることができる。
【００８４】
さらに、断熱層２および高熱伝導層３の構成成分の比率を本実施の形態のように変化させることにより、成形品の形成時にキャビティ１ｃ内に供給される樹脂材料の流動方向（たとえば図２４のＸ方向）に関して互いに隣り合う領域間で成形品の物性が急激に変化するなどの不具合を抑制することができる。このため成形品の品質を高めることができる。
【００８５】
以上に述べた各実施の形態に記載した特徴同士を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。
【００８６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００８７】
１  金型、１ａ  下側部品、１ｂ  上側部品、１ｃ  キャビティ、１ｄ  樹脂注入部、１Ｌ  蓋壁部、１ｎ  接触部、１ｏｐ  開口部、２  断熱層、３  高熱伝導層、３ｓ  交換部材、３ｔ  最上部、４  複層領域、５  単層領域、７  治具、８  治具収納領域、１１  樹脂材料、１２  成形品。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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