(57)【要約】【課題】製造が容易で且つ製品を射出成形するときの製造効率に優れる樹脂製型の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の樹脂製型の製造方法は、マスタモデル１を金型１１、１３内に配置した後、金型１１、１３内でマスタモデル１（３）の上側から溶融樹脂１５を流し込んだ後に硬化させてマスタモデル１の一面側の樹脂製型２１を形成する樹脂製型の製造方法であって、溶融樹脂１５は金属粉末Ｍを含有しており、金型１１、１３内に流し込み、次に溶融樹脂１５の粘度を低下させた後に、硬化させることにより、キャビティ３１の周囲部における金属粉末の濃度を高める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品形状に対応する形状を成すマスタモデルを金型内に配置した後、金型内でマスタモデルの上側から溶融樹脂を流し込んだ後に硬化させてマスタモデルの一面側の樹脂製型を形成し、次に一面側の樹脂製型と共にマスタモデルを上下を逆にすることによりマスタモデルの他面を上にして、金型内で上側から溶融樹脂を流し込んだ後に硬化させてマスタモデルの他側面の樹脂製型を形成する樹脂製型の製造方法であって、
溶融樹脂は金属粉末を含有しており、金型内に流し込み、次に溶融樹脂の粘度を低下させた後に、硬化させることを特徴とする樹脂製型の製造方法。
【請求項２】
溶融樹脂は熱硬化性樹脂であり、溶融樹脂の粘度低下は、溶融樹脂を加熱することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の樹脂製型の製造方法。
【請求項３】
マスタモデルには、第１マスタモデルと第２マスタモデルとがあり、第１マスタモデルは上下の金型間に挟持される耳部を有し、第２マスタモデルは注入孔形成部を有し、第１マスタモデルを上下の金型で耳部を挟持して請求項１に記載の方法により一方の樹脂製型を形成し、第１マスタモデルを除去した後、一方の樹脂製型と共に第２マスタモデルを上下の金型内に配置して他方の樹脂製型に溶融樹を流し込んで請求項１に記載の方法により他方の樹脂製型を製造することにより、他方の樹脂製型に溶融樹脂の注入孔を形成することを特徴とする樹脂製型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形に用いる樹脂製型の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、金型に形成した樹脂注入空間内にマスタモデルを保持し、樹脂注入空間に流し込んだ溶融樹脂を硬化させて樹脂製型を製造することが開示されている。また、この樹脂製型においては、溶融樹脂として金属粉末を含有したものを用いることが開示されている。
【０００３】
特許文献２には、マスタモデルの一面側に流し込んだ溶融樹脂で一方の樹脂製型を製造し、マスタモデルの他面側に流し込んだ溶融樹脂で他方の樹脂製型で製造することが開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−６２８３４号公報
【特許文献２】特開平１１−１５６８６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の樹脂製型の製造方法では、樹脂注入空間内にマスタモデルを浮かせた状態で保持する必要があるため、マスタモデルの支持構造が複雑になるという問題がある。
【０００６】
これに対して、特許文献２では、マスタモデルの片面ずつに分けて溶融樹脂を流し込んで樹脂製型を製造することが開示されている。この特許文献２の技術において、特許文献１の金属粉を含有した溶融樹脂を用いて樹脂製型を製造した場合、金属粉末は樹脂製型に含有されるが、樹脂製型に一様に分散されるため、製造された樹脂製型を用いて製品を製造するときに製品を効率良く冷却できないという問題がある。即ち、樹脂製型を用いて、製品を製造するときには、樹脂製型のキャビティに溶融樹脂が注入されるとキャビティビ周辺の温度が高くなるので、キャビティ周囲に高い冷却効率が要求されるが、要求に応じた冷却を図ることができないため、射出成形による製造効率に劣るという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、製造が容易で且つ製品を射出成形するときの製造効率に優れる樹脂製型の製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明は、製品形状に対応する形状を成すマスタモデルを金型内に配置した後、金型内でマスタモデルの上側から溶融樹脂を流し込んだ後に硬化させてマスタモデルの一面側の樹脂製型を形成し、次に一面側の樹脂製型と共にマスタモデルを上下を逆にすることによりマスタモデルの他面を上にして、金型内で上側から溶融樹脂を流し込んだ後に硬化させてマスタモデルの他側面の樹脂製型を形成する樹脂製型の製造方法であって、溶融樹脂は金属粉末を含有しており、金型内に流し込み、次に溶融樹脂の粘度を低下させた後に、硬化させることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明において、溶融樹脂は熱硬化性樹脂であり、溶融樹脂の粘度低下は、溶融樹脂を加熱することにより行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、マスタモデルには、第１マスタモデルと第２マスタモデルとがあり、第１マスタモデルは上下の金型間に挟持される耳部を有し、第２マスタモデルは注入孔形成部を有し、第１マスタモデルを上下の金型で耳部を挟持して請求項１に記載の方法により一方の樹脂製型を形成し、第１マスタモデルを除去した後、一方の樹脂製型と共に第２マスタモデルを上下の金型内に配置して他方の樹脂製型に溶融樹を流し込んで請求項１に記載の方法により他方の樹脂製型を製造することにより、他方の樹脂製型に溶融樹脂の注入孔を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、マスタモデルの一面側の樹脂製型及び他面側の樹脂製型を製造するときには各々、金属粉含有の溶融樹脂を金型内に流し込んだ後に、溶融樹脂の粘度を低下させることにより、金属粉をマスタモデル側に沈下させているので、製造した樹脂製型では、キャビティ周囲部の金属粉の濃度を高めるができる。したがって、キャビティ周囲部における金属粉濃度が高いから、樹脂製型を用いて製品を射出成形するときの冷却効率を高めることができるので製品を射出成形するときの製造効率に優れると共に、キャビティ周囲部の剛性を高めることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、請求項１に記載の作用効果を奏すると共に、溶融樹脂は熱硬化性樹脂を用いている場合には、溶融樹脂を加熱するだけで容易に粘度を低下させることができる。溶融樹脂の加熱は、金型を加熱することにより行うことができる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、請求項１に記載の作用効果を奏すると共に、樹脂製型に樹脂注入孔を樹脂製型の製造と同時に形成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図３は本発明の実施の形態に係る樹脂製型の製造方法を工程毎に示す図であり、図１は第１工程（ａ）〜第４工程（ｄ）、図２は第５工程（ｅ）〜第６工程（ｆ）、図３は第７工程（ｇ）〜第１０工程（ｊ）である。
【００１５】
本実施の形態では、第１マスタモデル１（図１参照）と、第２マスタモデル３（図２参照）との２つのマスタモデルを作成する。各マスタモデル１、３は、３次元図面データを使用して光造形技術により製造している。この光造形技術は、３次元ＣＡＤデータに基づいて、レーザビームを光造形材料に照射することによりマスタモデルを成形するものである。
【００１６】
第１マスタモデル１は、図１に示すように、製造するべき成形型のキャビティに対応する本体部５と、一方の金型１１と他方の金型１３とのパーティングライン間に挟持される耳部７とを一体に備えている。
【００１７】
第２マスタモデル３は、図２に示すように、第１マスタモデル１と同じ形状の本体部５と注入孔形成部９とを一体に備えている。
【００１８】
次に、図１を参照して、一方の樹脂製型２１の製造について説明する。図１（ａ）に示すように、一方の金型１１のパーティングライン１１ａに第１マスタモデル１の耳部７を載置し（第１工程）、（ｂ）に示すように、他方の金型１３を第１マスタモデルの耳部７を挟むように他方の金型１３のパーティングラインを載置して一方の金型１１と他方の金型１３を組み合わせ、上方から他方の金型１３内に第１溶融樹脂１５を流し込む（第２工程）。
【００１９】
尚、第２工程では、第１溶融樹脂１５を流し込む前に、第１マスタモデル１の本体部５の表面にコート材を塗り剥離を容易にしている。
【００２０】
第１溶融樹脂１５は、金属粉Ｍ含有の熱硬化樹脂であり、例えばエポキシ樹脂を主材として重合開始材を混入して硬化温度を調整したり、アミン類を混入して靭性を高めたりしている。金属粉Ｍとしては、本実施の形態では、一般に用いられるアルミ粉末よりも剛性が高く入手しやすいステンレス粉末を用いている。
【００２１】
この第１溶融樹脂１５は、図１（ｂ）に示すように、第１マスタモデル１の本体部５の表面を覆う位置まで流し込むが、金型１３内を全て満たさない容量が流し込まれる。
【００２２】
第１溶融樹脂１５を流し込み後、第１溶融樹脂１５を加熱して第１溶融樹脂の粘度を低下させる（第３工程）。第１溶融樹脂１５の加熱は他方の金型１３を加熱して行う。加熱は熱硬化温度によっても異なるが、流し込み時の温度よりも高くなるように加熱すれば良く、本実施の形態では、第１溶融樹脂を６０℃以上、好ましくは、８０℃〜１２０℃に加熱して所定時間保持する。
【００２３】
このように、第１溶融樹脂１５の粘度を低下させることにより、金属粉Ｍの沈下を促進でき、図１（ｂ）に示すように、第１マスタモデル１の本体５の表面近傍における金属粉Ｍの密度を高めることができると共に、第１溶融樹脂１５内で生じる気泡Ｋを抜くのが容易にできる。
【００２４】
次に、図１（ｃ）に示すように、第２溶融樹脂１７を第１溶融樹脂１５の上に流し込んで金型１３内を満たす。この第２溶融樹脂１７は、金属粉Ｍを混入していない熱硬化樹脂であり、第１溶融樹脂１５と同種の熱硬化樹脂を用いているが、第１溶融樹脂１５よりも安価な他の樹脂を用いることもできる。
【００２５】
そして、第１溶融樹脂１５及び第２溶融樹脂１７が硬化して一方の樹脂製型２１とした後、図１（ｄ）に示すように、一方の金型１１と他方の金型１３を上下逆にひっくり返した後、一方の金型１１を外して、第１マスタモデル１を除く（第４工程）。
【００２６】
次に、図２（ｅ）（ｆ）に示すように、第２マスタモデル３を一方の樹脂製型２１の上に載せ、第３の金型２３を他方の金型１３の上に載置する（第５工程）。第３の金型２３には、第２マスタモデル３の注入孔形成部９が挿入される孔２５が形成してある。また、他方の金型１３には、図１には示していないが図２に示すように、注入孔形成部９が配置される溝２７が形成してある。尚、第３の金型２３を用いずに、一方の金型１１に注入孔形成部用の溝２７を設けておき、第３の金型２３に換えて一方の金型１１を用いるものであってもよい。
【００２７】
そして、図３（ｇ）で示すように、金型１３、２３内に上方から第２工程で用いたものと同種の第１溶融樹脂１５を流し込み、流し込み後に加熱して粘度を低下させる（第６工程）。この第６工程でも上述した第３工程と同様に金属粉の沈下を促進すると共に気泡抜きを促進する。
【００２８】
所定時間経過した後、図３（ｈ）に示すように、第２溶融樹脂１７を流し込んで、硬化後に他方の樹脂製型２９とする（第７工程）。
【００２９】
その後、他方の金型１３及び第３の金型２３と共に一方及び他方の樹脂製型２１、２９を分離して、第２マスタモデル３を除去することにより（図３（ｉ））、キャビティ３１及び樹脂注入孔３３を有する一方及び他方の樹脂製型２１、２９を完成する（図３（ｊ））。
【００３０】
本実施の形態によれば、マスタモデルの本体部５に対する一面側の樹脂製型（一方の樹脂製型）２１及び他面側の樹脂製型（他方の樹脂製型）２９を製造するときには、各々、金属粉Ｍ含有の第１溶融樹脂１５を金型内に流し込んだ後に、第１溶融樹脂１５の粘度を低下させることにより、金属粉Ｍをマスタモデル側に沈下させているので、製造した各樹脂製型２１、２９では、キャビティ３１の周囲部の金属粉Ｍの濃度を高めるができる。したがって、キャビティ３１の周囲部における金属粉Ｍの濃度が高いから、樹脂製型２１、２９を用いて製品を射出成形するときの冷却効率を高めることができるので製品の製造効率に優れると共に、キャビティ３１周囲部の剛性を高めることができる。
【００３１】
第１溶融樹脂１５は熱硬化性樹脂を用いているので、第１溶融樹脂１５を加熱するだけで容易に粘度を低下させることができる。
【００３２】
第２マスタモデルは、樹脂注入孔成形部９を有しているので、樹脂製型２９に樹脂注入孔３３を樹脂製型２９の製造と同時に形成できる。
【００３３】
溶融樹脂１５を金型１３、２３に流し込むときには、マスタモデル１、３の本体部５の表面を覆うように流し込み、第１溶融樹脂１５がマスタモデル１、３を覆った後に、第２溶融樹脂１７を流し込んでいるので、例えば、第１溶融樹脂１５に金属粉Ｍを高い濃度で混入している高価な樹脂を用い、第２溶融樹脂１７には金属粉Ｍを低い濃度で混入している廉価ものを用いることができるので、製造コストを低減できる。同様に、第１溶融樹脂１５には低熱収縮の機能性の高い樹脂（高価な樹脂）を用い、第２溶融樹脂１７には、熱収縮等の機能性の低い樹脂（廉価な樹脂）を用いることができるので、この点においても製造コストを低減できる。
【００３４】
第１及び第２マスタモデル１、３は、各々光造形技術を用いているので、容易に且つ精度の高いマスタモデルを成形できる。
【００３５】
第１マスタモデル１は、金型１１、１３に挟持される耳部７を有しているので、樹脂製型２１を形勢するときに第１マスタモデル１の保持が容易にでき、製造しやすい。
【００３６】
本発明は上述した実施の形態のみに限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。例えば、第１溶融樹脂１５及び第２溶融樹脂１７の主材は、エポキシ樹脂の他に、ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂等であっても良い。
【００３７】
請求項１及び２に記載の発明においては、一つのマスタモデル３のみを用いて、その一側面側の樹脂製型を製造後、他側面の樹脂製型を製造するものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本実施の形態に係る樹脂製型の製造方法を工程毎に示す断面図であり、第１工程（ａ）〜第４工程（ｄ）を示す図である。
【図２】本実施の形態に係る樹脂製型の製造方法を工程毎に示す断面図であり、第５工程（ｅ）〜第６工程（ｆ）を示す図である。
【図３】本実施の形態に係る樹脂製型の製造方法を工程毎に示す断面図であり、第７工程（ｇ）〜第１０工程（ｊ）を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
１    第１マスタモデル
３    第２マスタモデル
５    本体部
７    耳部
９    注入孔形成部
１１  一方の金型
１３  他方の金型
１５  第１溶融樹脂
１７  第２溶融樹脂
２１  一方の樹脂製型
２３  第３の金型
３１  キャビティ
３３  樹脂注入孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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