JPH0218010A - 金型およびその製造方法 - Google Patents

金型およびその製造方法

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JPH0218010A
JPH0218010A JP1116244A JP11624489A JPH0218010A JP H0218010 A JPH0218010 A JP H0218010A JP 1116244 A JP1116244 A JP 1116244A JP 11624489 A JP11624489 A JP 11624489A JP H0218010 A JPH0218010 A JP H0218010A
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mold
metal particles
plastic
cement
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JP1116244A
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Dalen Hendrik Van
ヘンドリック ファン ダーレン
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Stamicarbon BV
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、成形品を製造するための金型であって、セメ
ントと金属粒子を含有する組成物から主として製造され
る本体を有する金型に関する。
(従来の技術およびその課題) そのような金型は米国特許明細書箱4.482.385
号により知られている。そこに記載された金型本体の組
成物は、ポートランドセメントとステンレス鋼の不規則
形状粒子゛を含有するものである。この組成物の目的は
、真空成形のための金型の製造に適した組成物とするよ
うに、高強度、低空隙性および熱特性を達成することに
ある。この金型の欠点は、金型の内側、すなわち型面が
ある側が、成形されるべき物質と直接接するようになる
ということである。これらの物質の多くは、金型本体の
セメント成分を攻撃し、よって、型面は粗くなり、その
ことは、形成される物体の外観に悪影響を及ぼす。他の
欠点は、ステンレス鋼粒子が型面の表面にあることであ
る。様々の温度変化の後、セメント成分と鋼成分の異な
る膨脹および収縮によって、これら2成分の間に間隙が
形成され、ざらにそのことは、型面の粗化を増加せしめ
るようになる。なお別の欠点は、セメント体を乾燥する
と、クララクル、すなわち微細なりラックのネツトワー
クを表面に、そしてさらに型面にも生じることである。
これらのクラックは、形成された生成物において目に見
える。
ヨーロッパ特許出願第0.052.380qでは、別の
金型が知られており、この本体はセメント成分と任意的
な鉄粒子とから構成されている。この金型は、上記した
のと同様の欠点を有している。
本発明は、上記の欠点を除去し、型面が金属層を単純に
備えているところの金型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) これは、金をの型面が、金型本体に接している熱硬化性
プラスチックの少なくとも1層を有するコーティングを
有し、かつ、界面において結合材が存在し、該結合材は
密に隣接した金属粒子の単−層からなり、該金属粒子は
熱硬化性プラスチックの層の中に部分的に埋められてお
り、かつ少なくとも化学結合により該熱硬化性プラスチ
ックに結合しており、樹脂と接触していない金属粒子表
面はセメントにより完全に囲まれていて、金型本体にお
いて少なくとも機械的固定(アンカー)を与えるという
ことによって達成された。
本発明により設計された金型は、熱硬化性樹脂の層なし
では、セメント成分を攻撃するような物質の成形に用い
ることができる。金型本体に含有される、金属粒子のよ
うな充填材はいずれも、熱硬化性樹脂の層により型面か
ら遮蔽される。結合材の存在は、金型の重要な部分を形
成し、これは射出成形および圧縮成形、例えばポリアミ
ドやポリウレタンの反応射出成形(R1)l)やポリエ
ステル成形コンパウンドの圧縮成形(S)Ic)におい
て生じるような、急激な、繰り返して起こる、湿度およ
び/または圧力の大きな変化に金型がさらされるプラス
チック製造技術に適した金型を与える。
セメント、金属および熱硬化性プラスチックの層の間の
自然の結合力は、より広い表面領域に渡って用いられ、
同時に機械的な固定は、特に金型本体において結合系の
結合効果全体に実質的に寄与する。記載したような結合
材は、型面に垂直におよび接線方向に作用する力の両者
に対して作用する。もしそうでなければ、金型本体から
熱硬化性プラスチックの層が遊離することになる。
熱硬化性プラスチックとしては、エポキシまたはポリエ
ステル樹脂を使用できる。
金属粒子は鉄からなるのが好ましく、また不規則な表面
を有しているのが好ましい。
鉄表面におけるある程度の錆の形成が、セメント成分へ
の鉄の自然な結合を促進し、不規則な表面は粒子とそれ
を取り囲む物質の間の機械的固定を促進しうる。表面の
不規則性はさらに総結合表面をより広げ、さらには熱の
供給と放出において有利な役割を果たす。
結合系における鉄粒子は、最大5mmの大きさを有する
ことができ、緊密形状であって、最大寸法と最小寸法と
の比が、好ましくは1と3の間にある。
また、金型本体は、セメントマトリックス中に金属粒子
緊密充填材が存在してなるものが好ましく、セメントは
非収縮性で水硬性の硬化性セメントであるのが好ましい
。上記の金属粒子充填材は、実質的に最大寸法と最小寸
法の比が1と3の間である緊密金属粒子と、実質的に最
大寸法と最小寸法の比が2と10の間である繊維形状金
属粒子とからなる組成であるのが好ましい。
もし、成形されるべき物体の平滑さに関して著しく高い
要求に応じなければならないならば、または、セメント
だけでなくスチレン基を含有するプラスチックのような
樹脂をもまた攻撃しうる物質が成形加工処理されるので
あれば、厳密な意味での型面に金属層を備えるのが有利
である。金型本体への金属層の結合の問題は、樹脂層の
存在によって除去されるので、本発明にかかる金型の利
点がここでもまた明らかである。樹脂層と金属との間の
結合は、金型における利用には十分なものである。金属
のセメント含有基体への結合は、多くのより大きな問題
を生じる。
金属層の厚さは0.25mmを超えているのが好ましく
、Q、5mmと3mmの間の値が適している。
金属層を有する金型または有さない金型は、熱硬化性プ
ラスチック層をセメント体から遊離させることなく、2
00 ’Cと300°Cの間の最大温度で1000バ一
ル以上までに表面圧を変動させて、何度も使用すること
ができ、平滑な表面を有する成形品を産生できる。
本発明はまた、物体の射出成形や圧縮成形に通例である
ような、2つの部分からなる金型の製造方法に関する。
この方法は、以下の工程から構成される:a)固体基盤
上に、第1の部分の輪郭モデルを置く工程: b)輪郭−Eデルの表面に、未硬化の熱硬化性プラスチ
ックの層を施与する工程; C)各金属粒子がまだ軟かい状態のプラスチック層に部
分的に埋められるように、不規則な形状の隣接した金属
粒子の層を施与する工程;d)プラスチックを硬化づる
工程: e)プラスチック層から突ぎ出している金属粒子の層中
の空洞をセメントペースI〜で満たす工程;f)輪郭モ
デルの周囲におかれた酸型に、セメントペーストを一杯
になるまで注入する工程;Ω)セメントペース1〜を硬
化させる工程;h)平坦な背面を型取るためにセメント
ペーストを用い、これを硬化させる工程; )輪郭モデルを除去する工程; j)形成されるべき物体の金型空洞を実現する物質をt
M’+する工程:(ここで、第2の半分の金型部分のた
めの輪郭モデルが得られた);k)工程すから工程りを
繰り返す工程。
もし、プラスチック層の上に金属層を所望するのであれ
ば、■程a)と工程b)の間に中間工程を挿入すること
ができ、その場合輪郭モデルにはまず金B層が施与され
る。金属層の施与は好ましくは溶射法により行う。溶射
法で形成されるような、金属層の型面でない側の不規則
な表面は、後に施与されるプラスチック層との結合表面
を増大する。
■程C)にかかる金属層の施与は、輪郭モデルの周囲に
おかれたリングを金属粒子で満たし、プラスチック層の
硬化後に遊離の金属粒子を除去することにより行うこと
ができる。
エポキシ樹脂層から突き出た金属粒子中の空洞から空気
を除去するのに適した方法は、エポキシ樹脂層から突き
出た金属粒子により形成される粗い表面にセメントペー
ストをスプレーすることである。
なお、上記の工程f)と工程q)の間に、セメントペー
スト中への金属粒子の沈降を経て、隣接金属粒子の充填
体が形成されるように、金属粒子をセメントペーストに
散布する工程を挿入すると、セメントマトリックス中に
金属粒子充填材を有する金型本体となって好ましい。
金型部分の周囲にスチールのクランプリングを、圧縮成
形または射出成形中の横方向の圧力を吸収するために備
えることができる。このことはまた、金型において型締
めの方向に垂直にタイロッド(tie rods)を備
えることによってもなされ得る。
以下に、図に示したような実施態様に基づいて本発明を
説明する。
第1図は本発明にかかる金型の概略切断図であり、第2
図は周囲のセメント中のプラスチック層のアンカーの詳
細を示したものである。
第1図に示したように、輪郭モデル2は水平基盤1の上
に置かれる。この輪郭モデルは、例えば、石膏、木また
は別の材料でできたものであり得る。
所望ならば、金属層3(第2図)が輪郭モデル2に施与
される。これは亜鉛合金溶射、例えばHekのHCP4
00により行うことができる。金属層3の輪郭モデル2
に而した側は平滑であり、一方、反対側は幾分粗い。こ
の金属層3の粗い側に、プラスチック層4、例えばエポ
キシ樹脂層を、金属層3に対して良好な結合により施与
する。まだ軟かい状態のエポキシ樹脂層4に金属粒子5
を散布し、これは部分的にエポキシ樹脂層に突っ込む。
図に示したように、金属粒子5は不規則な形状を有して
おり、これは層中でのアンカー効果を促進する。
エポキシ樹脂の硬化後に、金属粒子5は部分的にエポキ
シ樹脂層から突き出ている。エポキシ樹脂層4から突き
出ている金属粒子の間の空洞から空気を除去するために
、エポキシ樹脂層4から突き出ている金属粒子5により
形成される粗い表面にセメントペーストをスプレーする
。セメントペーストは、セメント約3重量部、水約1重
量部および軟化剤約0.006重吊都合混合して得られ
る。
続いて輪郭モデル2の周りの酸型6にセメントペースト
7をスプレーにより満たす。次いで、セメントペースト
に、金属粒子8を散布する(部分的に示した)。セメン
トペースト中に沈降した金属粒子8は、隣接金属粒子の
充填材を形成する。
セメントペーストを次に硬化させる。ここで、酸型6を
線9まで満たず。酸型の残余空間をセメントペースト1
0で満たして、セメント硬化後に金型の平滑な背面11
が得られる。金型に、熱供給と熱放出のチレネルを備え
ることができる。これらのチャネルは図に示していない
酸型は、例えばスチールクランプ12により補強され1
11る。補強手段としてまた、タイロッド(示していな
い)を金型に備えることができる。
かくして1つの金型の半分が完成する。これを180°
回転させ、輪郭モデルを除去する。
金型の第2の半分(雄型)を製造するために、まず第1
の完成した半分の金型の金型空洞にワックス層を与える
。ワックス層の厚さは形成されるべき物体の厚さに等し
い。これで、第2の金型半分のための輪郭モデルが用意
された。
続いて、第2の金型半分のための製造工程を繰り返す。
所望ならば、型面の金属層をみがくことができる。
エポキシ樹脂はアルミニウム粉末を含有することができ
る。このことが製造方法を容易にする。
上述したような方法を用いると、金型が全部鋼から製造
される場合より、射出成形、圧縮成形およびブロー成形
のための金型を実質的により短い時間で製造することが
できる。本発明の金型は鋼の金型より著しく安く、それ
ゆえ、プラスチック成形品のより小量の生産のためにも
商業的に有用である。これはまた、製造されるべき物体
の原型にもなる。金属粒子5のために、プラスチック層
4と周りのセメントの間に大変良好な結合が得られるの
で、このプラスチック層は、特に射出成形および圧縮成
形において人きい圧力および温度変化が生じ得る場合に
、金型本体から遊離することがない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にかかる金型の概略切断図であり、第2
図は周囲のセメント中のプラスチック層のアンカーの詳
細を示したものである。 FIG、1

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)セメントを含む組成物から実質的に構成される本
    体を有する、成形品を製造するための金型において、 該金型の型面が、金型本体に接している熱硬化性プラス
    チックの少なくとも1層を有するコーティングを有し、
    かつ、 界面において結合材が存在し、該結合材は密接に隣接し
    に金属粒子の単一層からなり、該金属粒子は熱硬化性プ
    ラスチックの層の中に部分的に埋められており、少なく
    とも化学結合により該熱硬化性プラスチックに結合して
    おり、樹脂と接触していない金属粒子表面はセメントに
    より完全に囲まれていて、金型本体において少なくとも
    機械的アンカーを与える、ことを特徴とする金型。
  2. (2)熱硬化性プラスチックが、エポキシ樹脂またはポ
    リエステル樹脂であることを特徴とする請求項1記載の
    金型。
  3. (3)金属粒子が、不規則な表面を有し、実質的にすべ
    ての粒子が、最大寸法と最小寸法の比が1と3の間であ
    るような緊密体であることを特徴とする請求項1および
    2のいずれか1記載の金型。
  4. (4)プラスチック層が、0.25mmを超える厚さを
    有する金属層を備えられることを特徴とする請求項1−
    3のいずれか1に記載の金型。
  5. (5)プラスチック層が、アルミニウム粉末を有するこ
    とを特徴とする請求項1−4のいずれか1に記載の金型
  6. (6)セメントが、非収縮性で水硬性の硬化性セメント
    であることを特徴とする請求項1−5のいずれか1に記
    載の金型。
  7. (7)本体が、セメントマトリックス中に金属粒子緊密
    充填材が存在してなることを特徴とする請求項1−6の
    いずれか1に記載の金型。
  8. (8)金属粒子充填材が、実質的に最大寸法と最小寸法
    の比が1と3の間である緊密金属粒子と、実質的に最大
    寸法と最小寸法の比が2と10の間である繊維形状金属
    粒子とからなる組成であることを特徴とする請求項1−
    6のいずれか1に記載の金型。
  9. (9)a)固体基盤上に、第1の部分の輪郭モデルを置
    く工程; b)輪郭モデルに金属層を施与する任意的工程; c)輪郭モデルもしくは金属層の表面に、未硬化の熱硬
    化性プラスチックの層を施与する工程; d)各金属粒子がまだ軟かい状態のプラスチック層に部
    分的に埋められるように、不規則な形状の隣接した金属
    粒子の層を施与する工程; e)プラスチックを硬化する工程; f)プラスチック層から突き出している金属粒子の層中
    の空洞をセメントペーストで満たす工程; g)輪郭モデルの周囲におかれた殻型に、セメントペー
    ストを一杯になるまで注入する工程; h)セメントペーストを硬化させる工程; i)平坦な背面を型取るためにセメントペーストを用い
    、これを硬化させる工程; j)輪郭モデルを除去する工程; k)形成されるべき物体の金型空洞を実現する物質を施
    与する工程; l)工程bから工程iを繰り返す工程、 を含むことを特徴とする、請求項1−7のいずれか1に
    記載の2つの部分からなる金型の製造方法。
  10. (10)金型本体が、クランプリングを用いて、プレテ
    ンシヨンを与えられることを特徴とする請求項9記載の
    方法。
  11. (11)金型本体が、タイロッドを用いて、プレテンシ
    ョンを与えられることを特徴とする請求項9および10
    のいずれか1記載の方法。
  12. (12)金属層を、溶射法により施与することを特徴と
    する請求項9−11のいずれか1記載の方法。
  13. (13)まだ軟かいプラスチック中に部分的に埋められ
    ている、不規則的な形状の隣接した金属粒子の層の施与
    が、輪郭モデルの周囲におかれたリングを金属粒子で満
    たすことによりなされ、かつ遊離の金属粒子を、プラス
    チックの硬化後に除去することを特徴とする請求項9−
    12のいずれか1記載の方法。
  14. (14)プラスチック層から突き出た金属粒子層におけ
    る空洞から空気を除去するのを、プラスチック層から突
    き出した金属粒子により形成された粗い表面にセメント
    ペーストをスプレーすることにより行うことを特徴とす
    る請求項9−13のいずれか1記載の方法。
JP1116244A 1988-05-11 1989-05-11 金型およびその製造方法 Pending JPH0218010A (ja)

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NL8801241 1988-05-11

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