(57)【要約】  入れ子（１０）は、金型（１００）のキャビティ部（１１）内に存在するガスおよび金型（１００）内に充填されるべき第１の樹脂から発生するガスの少なくともいずれかを金型（１００）の外部に排出するためのガスベント部（１２）を含む排出経路を備え、金型（１００）に設置される入れ子（１０）であって、本体部（４１）と温度調節部（１８）とを備える。本体部（４１）には、ガスを排出するための排出経路であるガスベント部（１２）およびエア逃がし溝部（１３）が形成されている。温度調節部（１８）は、本体部（４１）の温度を調節する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティ部内に存在するガスおよび前記金型内に充填されるべき第１の樹脂から発生するガスの少なくともいずれかを前記金型の外部に排出するためのガスベント部を含む排出経路を備え、前記金型に設置される入れ子であって、
前記排出経路が形成された本体部と、
前記本体部の温度を調節する温度調節部とを備える、入れ子。
【請求項２】
前記本体部は、ベース部材と、
前記ベース部材の表面上に形成され、前記ベース部材の熱伝導率より低い熱伝導率を有する被覆層とを備え、
前記被覆層の表面の少なくとも一部は前記排出経路を構成する、請求項１に記載の入れ子。
【請求項３】
前記本体部は、前記ベース部材と前記被覆層との間に配置され、弾性を有する材料からなる中間層を含む、請求項２に記載の入れ子。
【請求項４】
前記温度調節部は、前記本体部の内部に配置されたヒータを含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の入れ子。
【請求項５】
前記温度調節部は、前記本体部の内部に配置され、媒体を流通させる流路を含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の入れ子。
【請求項６】
前記本体部を構成する材料は第２の樹脂である、請求項１に記載の入れ子。
【請求項７】
前記第２の樹脂の耐熱温度は１２０℃以上である、請求項６に記載の入れ子。
【請求項８】
前記本体部には穴が形成され、
前記穴に挿入された金属製のパイプを備え、
前記温度調節部は前記パイプに挿入されたヒータを含む、請求項１〜７のいずれか１項に記載の入れ子。
【請求項９】
前記キャビティ部が形成された金型本体部を備え、前記金型本体部では前記キャビティ部に隣接する位置に凹部が形成され、さらに、
前記凹部に配置された、請求項１に記載の入れ子とを備える、金型。
【請求項１０】
請求項９に記載の金型を準備する工程と、
前記キャビティ部に溶融した前記第１の樹脂を充填した後、前記第１の樹脂を固化させて成形品を形成する工程と、
前記金型から前記成形品を取り出す工程とを備え、
前記成形品を形成する工程は、前記金型の前記入れ子を前記温度調節部により加熱した状態で実施される、成形品の製造方法。
【請求項１１】
前記成形品を形成する工程は、前記入れ子の温度を前記金型本体部の温度より高くした状態で実施される、請求項１０に記載の成形品の製造方法。
【請求項１２】
前記成形品を形成する工程では、前記入れ子の前記排出経路における温度が１００℃以上とされる、請求項１０または請求項１１に記載の成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、入れ子、金型および成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、射出成形による成形品の製造方法が知られている。射出成形では、金型のキャビティ内に存在するガスおよび樹脂由来のガスを排出するために、ガスの排出経路であるガスベント部およびエア逃げ溝機構を金型内に備えている。しかし、当該ガスの成分がガスベント部またはエア逃げ溝機構内で液化・固化することがある。このようなガスの液化・固化は、射出成型不良（ガスヤケやショートショットなど）の原因となる。【０００３】
このような不良の発生を防止するため、特開平７−３２９１２８号公報では、ガスの排出経路であるガスベント部の外側端部にパイプが接続され、当該パイプを介してガスベント部からガスが強制的に吸引される構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３２９１２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のようにガスの排出経路からガスを強制的に吸引しても、当該排出経路においてガスがある程度液化・固化することは避けられず、結果的に定期的な排出経路の清掃や再加工が必要になっていた。【０００６】
本開示は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、ガスの排出経路におけるガスの液化または固化を抑制することが可能な入れ子、当該入れ子を備えた金型および当該金型を用いた成形品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】
本開示に従った入れ子は、金型のキャビティ部からガスを金型の外部に排出するために金型に設置される入れ子であって、本体部と温度調節部とを備える。本体部には、ガスを排出するための排出経路が形成されている。温度調節部は、本体部の温度を調節する。【０００８】
本開示に従った金型は、金型本体部と、上記入れ子とを備える。金型本体部にはキャビティ部が形成されている。金型本体部ではキャビティ部に隣接する位置に凹部が形成されている。上記入れ子は凹部に配置される。【０００９】
本開示に従った成形品の製造方法では、まず上記金型を準備する工程を実施する。次に、キャビティ部に溶融した樹脂を充填した後、当該樹脂を固化させて成形品を形成する工程を実施する。次に、金型から成形品を取り出す工程を実施する。成形品を形成する工程は、金型の入れ子を温度調節部により加熱した状態で実施される。
【発明の効果】
【００１０】
上記によれば、金型の入れ子においてガスの排出経路におけるガスの液化または固化を抑制することが可能な入れ子、当該入れ子を備えた金型および当該金型を用いた成形品の製造方法が得られる。また、ガスの排出経路に含まれるガスベント部に形成される空間部分（ガスベント）の詰まりが抑制されるため、ガスベントのメンテナンス周期を延ばすことが可能となり、生産性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る金型の斜視模式図である。
【図２】図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける部分断面模式図である。
【図３】図１および図２に示した金型の第１変形例を示す部分断面模式図である。
【図４】図１および図２に示した金型の第２変形例を示す部分断面模式図である。
【図５】図１および図２に示した金型の第３変形例を示す部分断面模式図である。
【図６】図１および図２に示した金型の第４変形例を示す部分断面模式図である。
【図７】図１に示した金型を用いた成形品の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】実施の形態２に係る金型の部分断面模式図である。
【図９】図８に示した金型の第１変形例を示す部分断面模式図である。
【図１０】図８に示した金型の第２変形例を示す部分断面模式図である。
【図１１】図８に示した金型の第３変形例を示す模式図である。
【図１２】図１１に示した金型の断面模式図である。
【図１３】図８に示した金型の第４変形例を示す部分断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付の図面を用いて、本開示の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１３】
実施の形態１．
＜金型および入れ子の構成＞
図１は、実施の形態１に係る金型の斜視模式図である。図２は、図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける部分断面模式図である。図１および図２に示す金型１００は、射出成形に用いる金型であって、モールドベース１９と、金型本体部３０と、入れ子１０とを備える。金型本体部３０および入れ子１０はモールドベース１９の上面に形成された凹部に組み込まれている。金型本体部３０にはキャビティ部１１が形成されている。金型本体部３０では、当該金型本体部３０の外周部においてキャビティ部１１に隣接する位置に凹部４３（図２参照）が形成されている。入れ子１０は凹部４３に配置される。なお、図１では金型本体部３０に入れ子１０が１つ配置されているが、当該入れ子１０を複数個、金型本体部３０の外周部に間隔を隔てて配置してもよい。上記入れ子１０は、金型１００のガスベント部の一部だけに配置されてもよいし、すべてのガスベント部に当該入れ子１０が配置されていてもよい。入れ子１０とモールドベース１９とのクリアランスは２μｍ以下とすることが好ましい。
【００１４】
入れ子１０は、金型１００のキャビティ部１１からガスを金型１００の外部に排出するために金型１００に設置されている。より詳しくは、入れ子１０は、金型１００のキャビティ部１１内に存在するガス、および金型１００内に充填されるべき樹脂から発生するガスの少なくともいずれかのガスを、金型１００の外部に排出するために、金型１００に設置されている。図２に示すように、入れ子１０は、本体部４１と温度調節部１８とを備える。本体部４１の上面には、ガスを排出するための排出経路であるガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３が形成されている。ガスベント部１２は、キャビティ部１１から流れてきたガスを通過させる。エア逃がし溝部１３は、ガスベント部１２から流れてきたガスを金型１００外部に放出させる。金型１００を閉じた際、ガスベント部１２が設置されている図２下側の筐体の最上面と、それと対となる図２上側のパーティング面３１との間に形成されるガスベント部１２上の空間はガスベントである。また金型１００を閉じた際、エア逃がし溝部１３が設置されている図２下側の筐体の最上面と、それと対となる図２上側のパーティング面３１とで形成されるエア逃がし溝部１３上の空間はエア逃がし溝である。温度調節部１８は、本体部４１の温度を調節する。温度調節部１８としてヒータ３９が配置されている。ヒータ３９は本体部４１内部において複数箇所に屈曲部を有するように配置されている。ヒータ３９は、図示しない外部電源と接続されている。
【００１５】
本体部４１は、ベース部材１６と、中間層１５と、被覆層１４とを備える。被覆層１４は、ベース部材１６の表面上に形成される。中間層１５は被覆層１４とベース部材１６との間に配置される。すなわち、ベース部材１６の表面上に中間層１５が形成される。中間層１５上に被覆層１４が形成される。被覆層１４は、ベース部材１６の熱伝導率より低い熱伝導率を有する。被覆層１４の表面の少なくとも一部はガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３を構成する。被覆層１４および中間層１５は、ベース部材１６のガスベント部１２およびエアにガス溝１３が形成される上面のみに形成されてもよいが、当該上面に加えて金型本体部３０に面する表面部分およびモールドベース１９に面する表面部分にも形成されていてもよい。
【００１６】
ここで、射出成形に用いる樹脂材料によってその樹脂流動性は異なる。そのため、流動性の高い樹脂を用いる場合、ガスベント部１２が深すぎると製品部にバリが発生するといった不具合が生じる場合がある。よって、ガスベント部１２は、金型１００のパーティング面３１を基準として、深さＬ１を１μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。また、エア逃がし溝部１３について、金型１００のパーティング面３１を基準として深さＬ２を５０μｍを超過する値とすることが好ましい。なお、上記深さＬ１、Ｌ２は使用する樹脂材料によって調整する。
【００１７】
上記被覆層１４は、熱伝導率が３０．５Ｗ／ｍ・Ｋ以下の材質により構成されることが好ましい。なお、本明細書において熱伝導率は測定温度２０℃での値を用いる。被覆層１４を構成する材料として、たとえばジルコニア（ＺｒＯ２）、ＺｒＯ３−ＳｉＯ２、ＭｇＯ−２Ａｌ２Ｏ３−５ＳｉＯ２などの熱伝導率の低いセラミック材質を用いてもよい。被覆層１４の厚みは３００μｍ以上５００μｍ以下である。あるいは、被覆層１４を構成する材料として、耐熱性が極めて高く、熱膨張率および熱伝導率が低いポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのスーパーエンプラを用いてもよい。被覆層１４は、図２に示すように入れ子１０とキャビティ部１１との合わせ面１７に配置されてもよい。また、被覆層１４は、入れ子１０とモールドベース１９との合わせ面２０に配置されてもよい。断熱機構としての被覆層１４の熱伝導率は３０．５Ｗ／ｍ・Ｋ未満であってもよい。
【００１８】
被覆層１４は、物理蒸着、化学蒸着、セラミック溶射といった表面処理により形成された層であってもよい。あるいは、被覆層１４は、入れ子１０を射出インサート成形にて作製する場合に、被覆層１４となるべき熱伝導率の低い樹脂層をベース部材１６表面に形成してもよい。あるいは、ベース部材１６よりも熱伝導率の低い材料層をベース部材１６に接合することで被覆層１４を形成してもよい。あるいは、ベース部材１６よりも熱伝導率の低い材料層をベース部材１６に接着することで被覆層１４を形成してもよい。
【００１９】
ガスベント部入れ子の被覆層１４とベース部材１６との間における中間層１５として、複数の層からなる積層構造の構造体を用いてもよい。中間層１５を構成する材料として、ベース部材１６と熱伝導率が異なる材質を用いてもよい。たとえば、入れ子１０の被覆層１４の材質とベース部材１６の材質との線膨張係数の違いによる、被覆層１４の膨張割れを抑制するために、中間層１５を構成する材料としてゴムやシリコーン、ウレタン樹脂のような弾性を有する材料を用いてもよい。上記のような中間層１５が配置される場合、ベース部材１６を構成する材料は、モールドベース１９と同じ材料を用いてもよい。
【００２０】
ここで、中間層１５が配置されない場合、入れ子１０の被覆層１４とベース部材１６の線膨張係数に大きな差があることでベース部材１６の熱膨張に被覆層１４の膨張が追従しなくなり、被覆層１４に割れが発生する可能性がある。よって、被覆層１４を構成する材料としては、熱伝導率が３０．５Ｗ／ｍ・Ｋ未満かつ、線膨張係数がベース部材１６と同等の材質を用いることで，被覆層１４の割れを抑制できる。たとえば、ベース部材としてニッケル鋼を用い、被覆層１４としてジルコニアを用いることができる。
【００２１】
＜金型および入れ子の変形例の構成＞
図３〜図６は、図１および図２に示した金型の第１変形例から第４変形例を示す部分断面模式図である。図３〜図６は図２に対応する。図３から図６を参照して、本実施の形態の金型の第１変形例〜第４変形例を説明する。
【００２２】
図３に示した金型は、基本的には図１および図２に示した金型１００と同様の構成を備えるが、入れ子１０が抜け止め凸部３２を有している点、および金型本体部３０に当該抜け止め凸部３２を受け入れる抜け止め凹部４４が形成されている点が、図１および図２に示した金型と異なっている。図３に示した金型では、入れ子１０において金型本体部３０と接触する面の下部に抜け止め凸部３２が形成されている。抜け止め凸部の表面にも被覆層１４および中間層１５が形成されている。なお、当該抜け止め凸部３２の表面には被覆層１４および中間層１５を形成しない構成としてもよい。抜け止め凸部３２の先端部と抜け止め凹部４４の表面との間には空隙３３が形成されている。また、入れ子１０において、抜け止め凸部３２より上方側に隣接する表面部分には凹部が形成されている。当該凹部と金型本体部３０の表面との間には空隙３４が形成されている。
【００２３】
図４に示した金型は、基本的には図１および図２に示した金型１００と同様の構成を備えるが、温度調節部１８の構成が図１および図２に示した金型と異なっている。すなわち、図４に示した金型では、温度調節部１８として媒体を流通させる流路４２がベース部材１６の内部に配置されている。流路４２はベース部材１６から入れ子１０下に位置するモールドベース１９を通り、媒体の温度を調節する熱交換器などを含む調節部材２６に到達し、再度入れ子１０下のモールドベース１９を経由してベース部材１６に達する循環流路となっている。この場合、入れ子１０には流路４２の入り口および出口となる開口が表面に形成されている。流路４２に流通させる媒体としては任意の媒体を用いることができるが、たとえば媒体として水または油を用いることができる。
【００２４】
図５に示した金型は、基本的には図４に示した金型１００と同様の構成を備えるが、温度調節部１８の構成が図４に示した金型と異なっている。すなわち、図５に示した金型では、流路４２は入れ子１０の側面から入れ子１０の外周側に位置するモールドベース１９の部分（図示せず）を通り、調節部材２６に到達する。流路４２は、調節部材２６から再度モールドベース１９を経由し、入れ子１０の側面から入れ子１０のベース部材１６中に到達する。流路４２は循環流路となっている。上記のように温度調節部１８として流路４２を形成する場合、入れ子１０の表面において、流路４２の入り口および出口にカプラを取り付けるためのネジ溝が設けられていてもよい。
【００２５】
図６に示した金型は、基本的には図１および図２に示した金型１００と同様の構成を備えるが、入れ子１０構成が図１および図２に示した金型と異なっている。すなわち、図６に示した金型では、温度調節部１８としてのヒータ３９を固定するためのねじ穴２３が形成され、当該ねじ穴２３にヒータ３９固定用のネジが挿入されている。
【００２６】
＜作用効果＞
本開示に従った入れ子１０は、金型１００のキャビティ部１１内に存在するガスおよび金型１００内に充填されるべき第１の樹脂から発生するガスの少なくともいずれかを金型１００の外部に排出するためのガスベント部１２を含む排出経路を備え、金型１００に設置される入れ子１０であって、本体部４１と温度調節部１８とを備える。本体部４１には、ガスを排出するための上記排出経路であるガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３が形成されている。温度調節部１８は、本体部４１の温度を調節する。
【００２７】
このようにすれば、当該入れ子１０を配置した金型１００を用いて成形品を製造する時に、キャビティ部１１から排出されるガスが液化または固化しない温度まで、入れ子１０の排出経路であるガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３の温度を温度調節部１８により高くしておくことができる。このため、キャビティ部１１の内部からガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３に流れ込んできたガスがガスベント部１２などにおいて液化または固化することを抑制できる。この結果、排出経路（ガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３）におけるガスヤニの堆積といった問題の発生を抑制できる。
【００２８】
また、ガスの排出経路に含まれるガスベント部１２に形成される空間部分（図２のパーティング面３１とその真下のガスベント部１２との間の領域であるガスベント）の詰まりが抑制される。このため、当該空間部分であるガスベントのメンテナンス周期を延ばすことが可能となり、生産性を向上させることが可能となる。
【００２９】
上記入れ子１０において、本体部４１は、ベース部材１６と、被覆層１４とを備える。被覆層１４は、ベース部材１６の表面上に形成される。被覆層１４は、ベース部材１６の熱伝導率より低い熱伝導率を有する。被覆層１４の表面の少なくとも一部は排出経路（ガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３）を構成する。なお、ここでの熱伝導率はたとえば測定温度を２０℃とした時のデータを用いることができる。
【００３０】
ここで、金型１００のキャビティ部１１から排出経路としてのガスベント部１２などに流れてきたガスに、入れ子１０の温度より液化温度または固化温度が高いガスが含まれる場合を考える。この場合、上述のように被覆層１４の熱伝導率が相対的に低くなっているため、当該ガスと被覆層１４との間での熱交換を抑制できる。この結果、ガスの温度低下を抑制でき、結果的に上記のような場合であってもガスベント部１２などの排出経路におけるガスの液化または固化を抑制できる。
【００３１】
上記入れ子１０において、本体部４１は中間層１５を含む。中間層１５は、ベース部材１６と被覆層１４との間に配置される。中間層１５は弾性を有する材料からなる。この場合、ベース部材１６の熱膨張率と被覆層１４の熱膨張率とが異なる場合に、中間層１５を配置することでベース部材１６と被覆層１４との熱膨張率の差に起因する被覆層１４での応力発生を抑制できる。この結果、当該応力に起因する被覆層１４の割れなどの不良発生を抑制できる。
【００３２】
上記入れ子１０において、温度調節部１８はヒータ３９を含む。ヒータ３９は本体部４１の内部に配置される。この場合、ヒータ３９を用いて、ガスの液化温度または固化温度を超える温度にまで、入れ子１０を加熱することができる。
【００３３】
上記入れ子１０において、温度調節部１８は流路４２を含む。流路４２は、本体部４１の内部に配置される。流路４２は媒体を流通させるものである。この場合、ガスの液化温度または固化温度を超える温度にまで加熱された媒体を流路４２に流通させることで、入れ子１０を加熱することができる。
【００３４】
本開示に従った金型１００は、金型本体部３０と、上記入れ子１０とを備える。金型本体部３０にはキャビティ部１１が形成されている。金型本体部３０ではキャビティ部１１に隣接する位置に凹部４３が形成されている。上記入れ子１０は凹部４３に配置される。
【００３５】
このようにすれば、金型１００を用いて成形品を製造する時に、キャビティ部１１から排出されるガスが液化または固化しない温度まで、入れ子１０の排出経路であるガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３の温度を高くしておくことができる。このため、キャビティ部１１内部からガスベント部１２などに流れ込んできたガスがガスベント部１２などにおいて液化または固化することを抑制できる。この結果、ガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３におけるガスヤニの堆積といった問題の発生を抑制できる。
【００３６】
上記金型１００では、金型本体部３０の凹部４３の内壁面に、入れ子１０の抜け止め凸部３２が挿入される抜け止め凹部４４が形成されている。抜け止め凹部４４の内壁と抜け止め凸部３２の表面との間には空隙３３が形成されている。抜け止め凹部４４と隣接する位置において、入れ子１０の表面には凹部が形成さている。当該凹部と金型本体部３０の凹部４３の内壁面との間に空隙３４が形成されている。この場合、入れ子１０を金型本体部３０に確実に固定できる。また、空隙３３、３４が形成されているため、入れ子１０の寸法（たとえば抜け止め凸部３２の大きさなど）が設計値からずれた場合であっても、当該設計値からのずれを空隙３３、３４により吸収できる。
【００３７】
＜金型を用いた成形品の製造方法＞
図７は、図１に示した金型を用いた成形品の製造方法を説明するためのフローチャートである。図７を参照して、図１に示した金型を用いた成形品の製造方法を説明する。
【００３８】
図７に示した成形品の製造方法では、まず上記金型１００を準備する準備工程（Ｓ１０）を実施する。この工程（Ｓ１０）では、金型１００を射出成形装置に設置する。
【００３９】
次に、モールド工程（Ｓ２０）を実施する。この工程では、キャビティ部１１に溶融した樹脂（第１の樹脂）を充填した後、当該樹脂を固化させて成形品を形成する。この工程（Ｓ２０）では、金型１００の入れ子１０を温度調節部１８により加熱した状態とする。また、モールドベース１９の温度調節部は入れ子１０の温度調節部１８とは別に設けられる（図示せず）。モールドベース１９は、入れ子１０とは別系統で温度が調節される。この際、モールドベース１９の温度はたとえば９５℃以下とされる。
【００４０】
このとき、入れ子１０は、温度調節部１８を用いてモールドベース１９よりも入れ子１０の温度が高くなる状態とされている。この結果、金型１００のキャビティ部１１内から流れてきたガス成分がガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３で液化または固化するを抑制できる。たとえば、図４または図５に示すように、温度調節部１８として流路４２を形成している場合、入れ子１０の温度調節部１８はモールドベース１９の温度調節部とは独立した構成とすることで、モールドベース１９の温度よりも入れ子１０の温度を高くすることができる。また、このとき入れ子１０の被覆層１４の温度、特にガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３の温度を１００℃以上とすることが好ましい。
【００４１】
次に、後処理工程（Ｓ３０）を実施する。この工程（Ｓ３０）では、金型１００から成形品を取り出す。このようにして、成形品を得ることができる。
【００４２】
＜作用効果＞
本開示に従った成形品の製造方法では、まず上記金型１００を準備する工程（Ｓ１０）を実施する。次に、キャビティ部１１に溶融した樹脂を充填した後、当該樹脂を固化させて成形品を形成する工程（Ｓ２０）を実施する。次に、金型１００から成形品を取り出す工程（Ｓ３０）を実施する。成形品を形成する工程（Ｓ２０）は、金型１００の入れ子１０を温度調節部１８により加熱した状態で実施される。
【００４３】
このようにすれば、成形品を形成する工程（Ｓ２０）において、キャビティ部１１から排出されるガスが液化または固化しない温度まで、入れ子１０の排出経路（ガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３）の温度を温度調節部１８により高くしておくことができる。このため、キャビティ部１１から排出経路に流れ込んできたガスが排出経路において液化または固化することを抑制できる。この結果、排出経路におけるガスヤニの堆積といった問題の発生を抑制できる。
【００４４】
上記成形品の製造方法において、成形品を形成する工程（Ｓ２０）は、入れ子１０の温度を金型本体部３０の温度より高くした状態で実施される。この場合、成形品を形成する工程（Ｓ２０）において、キャビティ部１１から排出されるガスが液化または固化しない温度まで、入れ子１０の排出経路の温度を温度調節部１８により高くしておくことができる。
【００４５】
上記成形品の製造方法において、成形品を形成する工程（Ｓ２０）では、入れ子１０の排出経路（ガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３）における温度が１００℃以上とされる。この場合、液化温度または固化温度が１００℃未満のガスについて、入れ子１０の排出経路における当該ガスの液化または固化を抑制できる。
【００４６】
実施の形態２．
＜金型および入れ子の構成＞
図８は、実施の形態２に係る金型の部分断面模式図である。図８は図２に対応する。図８を参照して，実施の形態２に係る金型および入れ子の構成を説明する。
【００４７】
図８に示す金型は、基本的には図１および図２に示した金型と同様の構成を備えるが、入れ子１０の構成が異なっている。具体的には、図８に示した入れ子１０の本体部４１は樹脂３６となっている。樹脂３６の表面２２にはガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３が形成されている。
【００４８】
樹脂３６としては、耐熱温度が１２０℃以上の材料を用いることができる。この場合、樹脂製の入れ子１０をたとえば１００℃程度の高温に保持しても形状の変化を抑制できる。樹脂３６としては、１２０℃以上の耐熱性を有する熱可塑性樹脂を用いてもよい。樹脂３６として、高い耐熱性、機械特性を有したＰＥＥＫなどのスーパーエンプラ樹脂を用いることが好ましい。樹脂３６は、熱硬化性樹脂を用いてもよい。樹脂３６として、高い耐熱性、機械特性を有したエポキシ樹脂などを用いることが好ましい。
【００４９】
＜金型および入れ子の変形例の構成＞
図９は、図８に示した金型の第１変形例を示す部分断面模式図である。図１０は、図８に示した金型の第２変形例を示す部分断面模式図である。図１１は、図８に示した金型の第３変形例を示す模式図である。図１２は、図１１に示した金型の断面模式図である。図１３は、図８に示した金型の第４変形例を示す部分断面模式図である。
【００５０】
図９に示した金型は、基本的には図８に示した金型と同様の構成を備えるが、温度調節部１８の構成が図８に示した金型と異なっている。すなわち、図９に示した金型では、温度調節部１８として媒体を流通させる流路４２が樹脂３６の内部に配置されている。流路４２は本体部４１を構成する樹脂３６から金型本体部３０、モールドベース１９を通り、媒体の温度を調節する熱交換器などを含む調節部材２６に到達する。そして、流路４２は、調節部材２６から再度入れ子１０下のモールドベース１９を経由して樹脂３６に達する。流路４２は循環流路となっている。この場合、入れ子１０の金型本体部３０に面する表面部分、およびモールドベース１９に面する表面部分には、流路４２の入り口または出口となる開口がそれぞれ形成されている。
【００５１】
図１０に示した金型は、基本的には図９に示した金型と同様の構成を備えるが、温度調節部１８の構成が図９に示した金型と異なっている。すなわち、図１０に示した金型では、流路４２は入れ子１０の側面から入れ子１０の外周側に位置するモールドベース１９の部分（図示せず）を通り、調節部材２６に到達する。流路４２は、調節部材２６から再度モールドベース１９を経由し、入れ子１０の側面から入れ子１０の本体部４１を構成する樹脂３６中に到達する。流路４２は循環流路となっている。
【００５２】
図１１および図１２に示した金型は、基本的には図１０に示した金型と同様の構成を備えるが、温度調節部１８の構成が図１０に示した金型と異なっている。すなわち、図１１および図１２に示した金型では、温度調節部１８としての流路が、入れ子１０の樹脂３６を底面から上方へ直線状に延びる第１流路部分４２ａと、第１流路部分４２ａの上端から横方向に延び、樹脂３６およびモールドベース１９を貫通する第２流路部分４２ｂと、第１流路部分４２ａの下方から横方向に延び、樹脂３６およびモールドベース１９を貫通する第３流路部分４２ｃとを含む。第１流路部分４２ａ、第２流路部分４２ｂ、第３流路部分４２ｃは図示しない調節部材を経由した循環経路の一部を構成する。
【００５３】
図１３に示した金型は、基本的には図８に示した金型と同様の構成を備えるが、温度調節部１８の構成が図８に示した金型と異なっている。すなわち、図１３に示した金型では、入れ子１０の外周側の側面から金型本体部３０に向けて穴３７が形成されている。穴３７は複数形成されている。穴３７の内部にはパイプ３８が挿入されている。パイプ３８はたとえば金属製のパイプである。パイプ３８の内部にヒータ３９が配置されている。パイプ３８は、たとえば射出インサート成形により入れ子１０と一体成形してもよい。
【００５４】
上述した図１１〜図１３に示した温度調節部１８の構成は、図１および図２になどに示した実施の形態１に係る金型および入れ子１０に適用してもよい。また、図３に示した抜け止め凸部３２を実施の形態２に係る金型および入れ子１０に適用してもよい。
【００５５】
上述した金型の入れ子１０において、樹脂３６の表面２２、入れ子１０とキャビティ部１１との合わせ面１７および入れ子１０とモールドベース１９との合わせ面には、物理蒸着、化学蒸着、セラミック溶射といった表面処理により、樹脂３６より熱伝導率の低い材料からなる断熱構造層を形成してもよい。断熱構造層として、図２に示した被覆層１４と同様の構成を採用してもよい。
【００５６】
ここで、樹脂製の入れ子１０について、ガスベント部１２が位置する領域とエア逃がし溝部１３が位置する領域とを分割構造で形成した場合を考える。この場合、金型のキャビティ部１１内を流れてきた樹脂がガスベント部１２が位置する領域の壁面に接触した際の圧力、または樹脂の射出充填後の保圧工程における加圧により、ガスベント部１２が位置する領域を構成する入れ子１０の部分が破損する可能性がある。よって、射出成形にてガスベント部１２が位置する領域およびエア逃がし溝部１３が位置する領域を一体成形することで、上記のような入れ子１０の破損を防止できる。
【００５７】
入れ子１０は、３次元造型機にて成形してもよい。入れ子１０を３次元造型機にて成形した場合、入れ子１０の寸法が寸法公差内に収まるよう追加工を実施してもよい。また、ガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３となる面に対しては磨き加工を実施し、入れ子構造でない汎用的な一体型ガスベント部の面粗度と同程度とすることが好ましい。
【００５８】
＜作用効果＞
上述した金型および入れ子１０によれば、実施の形態１に係る金型および入れ子１０と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
また、上記入れ子１０において、本体部４１を構成する材料は樹脂３６（第２の樹脂）である。樹脂３６としては、たとえば熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００６０】
ここで、金型１００のキャビティ部１１から排出経路（ガスベント部１２およびエア逃がし溝部１３）に流れてきたガスに、入れ子１０が温度調節部１８により加熱された温度より液化温度または固化温度が高いガスが含まれる場合を考える。この場合、樹脂３６の熱伝導率は一般的に金属より低いため、当該ガスと入れ子１０との間での熱交換を抑制できる。この結果、ガスの温度低下を抑制でき、結果的に上記のような場合であっても本体部４１の排出経路におけるガスの液化または固化を抑制できる。
【００６１】
上記入れ子１０において、樹脂３６の耐熱温度は１２０℃以上である。この場合、温度調節部１８により本体部４１を構成する樹脂３６を１２０℃以上の温度に加熱することが可能となる。このため、液化温度または固化温度が上記樹脂３６の耐熱温度以下のガスについて、樹脂３６の排出経路における液化または固化を抑制することができる。
【００６２】
上記入れ子１０において、本体部４１には穴３７が形成される。上記入れ子１０は、当該穴３７に挿入された金属製のパイプ３８を備える。温度調節部１８はパイプ３８に挿入されたヒータ３９を含む。この場合、ヒータ３９からの熱をパイプ３８全体に広げて、当該パイプ３８全体から本体部４１全体に伝えることができる。そのため、パイプ３８を用いない場合のように、ヒータ３９が接触した本体部４１の部分のみが局所的に加熱され、結果的に本体部４１の温度が局所的に上昇して本体部４１が破損する、といった問題の発生を抑制できる。
【００６３】
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。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態の少なくとも２つを組み合わせてもよい。本開示の範囲は、上記した説明ではなく請求の範囲によって示され、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を意図される。
【符号の説明】
【００６４】
１０  入れ子、１１  キャビティ部、１２  ガスベント部、１３  エア逃がし溝部、１４  被覆層、１５  中間層、１６  ベース部材、１７，２０  面、１８  温度調節部、１９  モールドベース、２２  表面、２３  ねじ穴、２６  調節部材、３０  金型本体部、３１  パーティング面、３２  抜け止め凸部、３３，３４  空隙、３６  樹脂、３７  穴、３８  パイプ、３９  ヒータ、４１  本体部、４２  流路、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ  流路部分、４３  凹部、４４  抜け止め凹部、１００  金型。
【図１】
2020217986.tif 000003
【図２】
2020217986.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020217986.tif 000008
【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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【手続補正書】
【提出日】令和3年4月21日(2021.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型のキャビティ部内に存在するガスおよび前記金型内に充填されるべき第１の樹脂から発生するガスの少なくともいずれかを前記金型の外部に排出するためのガスベント部を含む排出経路を備え、前記金型に設置される入れ子であって、
前記排出経路が形成された本体部と、
前記本体部の温度を調節する温度調節部とを備え、
前記本体部は、ベース部材と、
前記ベース部材の表面上に形成され、前記ベース部材の熱伝導率より低い熱伝導率を有する被覆層とを備える、入れ子。
【請求項２】
前記被覆層の表面の少なくとも一部は前記排出経路を構成する、請求項１に記載の入れ子。
【請求項３】
前記本体部は、前記ベース部材と前記被覆層との間に配置され、弾性を有する材料からなる中間層を含む、請求項２に記載の入れ子。
【請求項４】
前記温度調節部は、前記本体部の内部に配置されたヒータを含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の入れ子。
【請求項５】
前記温度調節部は、前記本体部の内部に配置され、媒体を流通させる流路を含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の入れ子。
【請求項６】
前記本体部を構成する材料は第２の樹脂である、請求項１に記載の入れ子。
【請求項７】
前記第２の樹脂の耐熱温度は１２０℃以上である、請求項６に記載の入れ子。
【請求項８】
前記本体部には穴が形成され、
前記穴に挿入された金属製のパイプを備え、
前記温度調節部は前記パイプに挿入されたヒータを含む、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の入れ子。
【請求項９】
前記キャビティ部が形成された金型本体部を備え、前記金型本体部では前記キャビティ部に隣接する位置に凹部が形成され、さらに、
前記凹部に配置された、請求項１に記載の入れ子とを備える、金型。
【請求項１０】
請求項９に記載の金型を準備する工程と、
前記キャビティ部に溶融した前記第１の樹脂を充填した後、前記第１の樹脂を固化させて成形品を形成する工程と、
前記金型から前記成形品を取り出す工程とを備え、
前記成形品を形成する工程は、前記金型の前記入れ子を前記温度調節部により加熱した状態で実施される、成形品の製造方法。
【請求項１１】
前記成形品を形成する工程は、前記入れ子の温度を前記金型本体部の温度より高くした状態で実施される、請求項１０に記載の成形品の製造方法。
【請求項１２】
前記成形品を形成する工程では、前記入れ子の前記排出経路における温度が１００℃以上とされる、請求項１０または請求項１１に記載の成形品の製造方法。
【国際調査報告】
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