JP2002187177A - 射出圧縮成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 結晶性熱可塑性樹脂からそり、ひけ等の変形
が少ない成形品を得るための射出圧縮成形方法を提供す
る。 【解決手段】 ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレ
フタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂及び
液晶性ポリマーから選ばれた熱可塑性樹脂を射出圧縮成
形するにあたり、予め圧縮代を見込んだ位置まで型締め
した後、金型キャビティへ内の溶融樹脂の射出充填を行
い、成形品形成のための全射出量の50〜95％を射出充填
した時点で再型締めを開始すると共に、再型締めの開始
から成形品の冷却工程終了までの間、圧縮を継続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶性樹脂である
ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹
脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、液晶性ポリマー
の射出圧縮成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、射出成形方法による熱可塑性樹
脂成形品、特に比較的大型で平らな成形品や厚肉成形品
及びボス・リブ等を持った偏肉な成形品には、そりやひ
け等の変形が発生するという大きな欠点が見られる。こ
の傾向は、結晶性樹脂であるポリアセタール樹脂、ポリ
ブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファ
イド樹脂等では特に顕著である。

【０００３】この問題を解決するための方法として、圧
縮代を見込んだ位置まで型締めした後、金型に溶融樹脂
を射出充填し、その射出充填が完了した後、再型締めに
より前記圧縮代分を圧縮する、射出圧縮成形方法が知ら
れている。ところが、この射出圧縮成形方法では、射出
充填完了後に再型締めする際、金型内の樹脂がゲート、
ランナ、スプルを通って逆流するのを防ぐため、例えば
ゲートカット機構等の逆流防止機構を設けるか、或いは
ゲート部における樹脂が冷却固化するのを待って再型締
めを行う必要がある。しかし、逆流防止機構を設けるこ
とは金型を複雑化する欠点を伴う。一方、ゲート部にお
ける樹脂が冷却固化するのを待って再型締めを行う場合
には、冷却固化した樹脂が移動することによる外観不良
が発生しやすい欠点がある。

【０００４】そのため、特開昭５８−１３００９１号公
報では、圧縮代を見込んだ位置まで型締めし、溶融樹脂
の大半を射出充填した後、残りの溶融樹脂の射出充填を
継続しながら再型締めする射出圧縮成形方法が提案され
ている。しかしながら、ここには非晶性材料であるポリ
カーボネート樹脂が示されているだけで、非晶性樹脂と
は溶融挙動、流動特性、冷却固化挙動等が異なる結晶性
樹脂であるポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタ
レート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、液晶性
ポリマーに対する作用や効果は全く記載されていない。
また、詳細な射出圧縮条件の記載もあまりされていな
い。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、結晶性樹脂
であるポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレー
ト樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、液晶性ポリ
マーを対象とし、これら樹脂からそり、ひけ等の変形が
少ない成形品を得るための射出圧縮成形方法を提供する
ことを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため鋭意研究を重ねた結果、射出圧縮成形に
おける詳細な条件設定により、そりやひけ等の変形を抑
え、表面性の良好な成形品が得られることを見出し、本
発明を完成するに到った。

【０００７】即ち本願第１発明は、ポリアセタール樹
脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレン
サルファイド樹脂及び液晶性ポリマーから選ばれた熱可
塑性樹脂を射出圧縮成形するにあたり、予め圧縮代を見
込んだ位置まで型締めした後、金型キャビティへ内の溶
融樹脂の射出充填を行い、成形品形成のための全射出量
の50〜95％を射出充填した時点で再型締めを開始すると
共に、再型締めの開始から成形品の冷却工程終了までの
間、圧縮を継続することを特徴とする射出圧縮成形品の
製造方法であり、また本願第２発明は、ポリアセタール
樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂及び液晶性ポリマーから選ばれた熱
可塑性樹脂を射出圧縮成形するにあたり、樹脂の射出充
填圧力よりも低い型締め力で金型の初期の型締めを行っ
た後、金型キャビティ内への溶融樹脂の射出により金型
を開いて圧縮代を形成すると共に樹脂の充填を行い、成
形品形成のための全射出量の50〜95％を射出充填した時
点で樹脂の射出充填圧力よりも高い型締め力で金型の再
型締めを開始すると共に、再型締めの開始から成形品の
冷却工程終了までの間、圧縮を継続することを特徴とす
る射出圧縮成形品の製造方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について説明する。
本発明の射出圧縮成形品の製造方法は、結晶性熱可塑性
樹脂であるポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタ
レート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂及び液晶
性ポリマーを対象とするものである。これらの樹脂は、
公知の方法で共重合したり変性したものであってもよ
い。その中でもポリアセタール樹脂が最も効果的で、好
ましく用いられる。

【０００９】また、本発明の射出圧縮成形品の製造方法
は、上記結晶性熱可塑性樹脂が実質的に無機充填材を含
まない場合に、その効果が特に顕著であり好ましい。

【００１０】次に、本発明による射出圧縮成形品の製造
方法について、図を参照しながら説明する。図１（図１
(a) 、(b) 、(c) ）は、予め圧縮代を見込んだ位置まで
型締めした後、射出圧縮する成形方法（以下、第１の方
法と呼ぶ）の概略を示す。

【００１１】図１(a) では、金型１の可動側金型２を予
め圧縮代を見込んだ位置まで型締めし保持する。その
後、図１(b) に示すように射出充填を開始する。溶融熱
可塑性樹脂９は成形機ノズル６から金型１のスプルー５
を経てゲート７より金型１内のキャビティ４へ充填され
る。溶融熱可塑性樹脂９が成形品形成のための全射出量
の50〜95％を射出した時点で、図１(c) に示すように金
型１の可動側金型２を前進させ、再型締めを開始し圧縮
力をかける。溶融熱可塑性樹脂９の充填は、全射出量10
0 ％に達するまで行われる。また、再型締めの開始から
成形品の冷却工程終了までの間、圧縮を継続する。

【００１２】このような本発明の射出圧縮成形方法（第
１の方法）において、全射出量の50％未満で再型締めを
開始すると成形品にそりが発生し易くなり、95％を超え
た時点で再型締めを開始すると、所定の厚みの成形品を
得ることが困難になると共に、成形品にばりが発生し易
くなるため好ましくない。

【００１３】本発明では、圧縮代として最終成形品厚み
の1.005 〜2.0 倍の厚みの隙間を形成させるのが好まし
い。これにより適度の圧縮をかけることができ、そりや
ひけ等の変形の少ない所定の厚みの成形品を得ることが
容易になると共に、金型の開き量の許容範囲を超えるこ
とを防ぐことができ、成形品のばりを防ぐことができ
る。

【００１４】次に、図２（図２(a) 、(b) 、(c) ）は、
低い型締め力で型締めを行い射出充填圧力により金型が
開いた後、射出圧縮する成形方法（以下、第２の方法と
呼ぶ）の概略を示す。

【００１５】図２(a) では、金型１の可動側金型２を樹
脂の射出充填圧力よりも低い型締め力で金型の初期の型
締めを行い保持する。その後、図２(b) に示すように射
出充填を開始する。溶融熱可塑性樹脂９は成形機ノズル
６から金型１のスプルー５を経てゲート７より金型１内
のキャビティ４へ充填される。このとき、溶融熱可塑性
樹脂９の射出充填圧力により金型１の可動側金型２が開
いて圧縮代を形成する。溶融熱可塑性樹脂９が成形品形
成のための全射出量の50〜95％を射出した時点で、図２
(c) に示すように金型１の可動側金型２を前進させ、再
型締めを開始し圧縮力をかけると共に、全射出量100 ％
に達するまで溶融熱可塑性樹脂９の充填を行う。また、
再型締めの開始から成形品の冷却工程終了までの間、圧
縮を継続する。

【００１６】この場合も、全射出量の50％未満或いは95
％を超えた時点で再型締めを開始すると、前記第１の方
法と同様の問題が生じるため好ましくない。

【００１７】上記第２の方法においては、初期の型締め
力を、保圧力の30〜50％の型締め力とすることが好まし
い。これにより、前記第１の方法と同程度の圧縮代を形
成することができ、また適度の圧縮をかけることができ
るため、そりやひけ等の変形の少ない所定の厚みの成形
品を得ることが容易になると共に、金型の開き量の許容
範囲を超えることを防ぐことができ、成形品のばりを防
ぐことができる。

【００１８】予め圧縮代を見込んだ位置まで型締めした
後、射出圧縮する成形方法（第１の方法）および低い型
締め力で型締めを行い射出充填圧力により金型が開いた
後、射出圧縮する成形方法（第２の方法）は共に、ゲー
トからの樹脂のバックフローを抑えると共にゲート付近
と流動末端との圧力の均一化が図られ、平面度、面振れ
等の精度の高い成形品を得ることができる。

【００１９】また、本発明の射出圧縮成形においては、
圧縮力と保圧力を同時にかけることが好ましく、これに
より成形品には、圧縮力による外側からの圧力と、保圧
力による内側からの圧力が同時に伝わることになる。こ
れにより、圧縮力と保圧力の相乗効果が図れ、更に平面
度、面振れ等の精度の高い成形品を得ることができる。

【００２０】また、本発明においては、圧縮力を、（保
圧力と同じ）〜（保圧力の5.0 倍）の圧力にするのが好
ましく、これにより、より変形の少ない成形品を得るこ
とができる。

【００２１】本発明による射出圧縮成形品の肉厚は特に
限定されないが、極端に薄い成形品より厚いほうが好ま
しい。実質的に厚さが１mm以上の場合、通常の射出成形
方法に比べて効果が顕著である。実質的に厚さが１mm以
上とは、実際の成形品の厚みは一般に不均一であるの
で、成形品の樹脂部分の厚みをどの方向からどの角度で
計っても１mm以上である箇所が部分的にでもあることを
意味する。

【００２２】本発明において、射出圧縮成形方法を行う
ために用いる射出成形機及び金型は、公知のものが何等
制限なく使用できる。例えば、型締力を成形中に可変で
きる機能を有する射出圧縮成形機、油圧またはスプリン
グ等によりキャビティ容積を可変できる構造の金型が使
用できる。

【００２３】また、射出圧縮成形方法には、成形品の全
面を圧縮する方法と、成形品の一部分を圧縮する局部圧
縮方法があるが、本発明ではどちらの方法も使用でき
る。

【００２４】

【実施例】以下、実施例により、本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。実施
例で用いた具体的成形品、成形条件等の詳細は下記の通
りである。 ［樹脂材料］無充填ポリアセタール樹脂（ポリプラスチ
ックス（株）製ジュラコン（登録商標）Ｍ９０−４４
ナチュラル） ［成形品］ φ８０リブ付き円盤 肉厚；２mm、ゲート；３点ピンゲート、サイズφ1.2 mm 成形品の詳細は図３に示す。 ［成形条件］ 成形機；（株）日本製鋼所製Ｊ１８０ＥIIＳＰ（射出圧
縮成形機能付け成形機） 条件の詳細は表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】［射出圧縮成形方法］ （射出圧縮成形１） ・予め圧縮代を見込んだ位置まで型締めした後、射出圧
縮する成形方法圧縮代0.1 mmで型締めした金型に樹脂を
射出し、所定量射出充填した時点より、型締め力75.8 M
Pa（40トン）で圧縮を行った。射出量は、全射出量の50
％で行った。 （射出圧縮成形２） ・低い型締め力で型締めを行い射出充填圧力により金型
を開いた後、射出圧縮する成形方法 初期の型締め力39.2 MPa（20トン）で型締めした金型に
樹脂を射出し、所定量射出充填した時点より、型締め力
75.8 MPa（40トン）で圧縮を行った。射出量は、全射出
量の50％、80％、95％で行った。 比較例１〜３ 比較例１〜２は、射出圧縮成形２の成形方法により、初
期の型締め力39.2 MPa（20トン）で型締めした金型に樹
脂を射出し、樹脂の射出充填を完了した後、型締め力7
5.8 MPa（40トン）で圧縮を開始した例である。比較例
１は、射出充填完了１秒後に圧縮を開始し、その後、保
圧時間と冷却時間中、圧縮力を継続させ、成形品を成形
した。圧縮力は保圧力と同じにした。比較例２は、射出
充填完了３秒後に圧縮を開始した以外は比較例１と同様
にした。また、比較例３は、全射出量の20％を射出充填
した時点より、型締め力75.8 MPa（40トン）で圧縮を行
った例である。得られた成形品について、平面度と面振
れについて評価した。結果を表２に示す。 実施例１〜４ 実施例１は、射出圧縮成形１の成形方法により、圧縮代
0.1 mmで型締めした金型に樹脂を射出し、全射出量の50
％を射出充填した時点より、型締め力75.8 MPa（40ト
ン）で圧縮を行った例である。

【００２７】また、実施例２〜４は、射出圧縮のタイミ
ングを充填中に行った以外は比較例１〜２と同様に行っ
た例である。

【００２８】得られた成形品について、平面度と面振れ
について評価した。結果を表２に示す。射出充填中に圧
縮を開始することにより、射出圧縮成形１、２の成形方
法の双方において、比較例１〜２と比べて明らかに平面
度と面振れが良好になっている。 参考例１ 射出圧縮成形を行わない以外は上記比較例１〜３及び実
施例１〜４と同様とし、一般的な射出成形方法で成形し
た。得られた成形品について、平面度と面振れについて
評価した。結果を表２に示す。射出成形方法では、平面
度、面振れ共、精度の悪いものしか得られなかった。

【００２９】

【表２】

【００３０】

【発明の効果】本発明によれば、一般的な射出成形方法
では得られない精度の高い成形品を得ることができる。
本発明により得られる成形品は、平面度や面振れが良
く、精度が高いため、電気・電子分野、自動車分野、産
業機器分野、建材分野等の多くの用途に好適に用いるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明で使用する金型構造の１例を示す図
で、図１(a) 、(b) 、(c) は、予め圧縮代を見込んだ位
置まで型締めした後、射出圧縮する成形方法の流れを示
す概略図である。

【図２】 本発明で使用する金型構造の１例を示す図
で、図２(a) 、(b) 、(c) は、低い型締め力で型締めを
行い射出充填圧力により金型が開いた後、射出圧縮する
成形方法の流れを示す概略図である。

【図３】 本発明で得られる成形品の構造図であり、図
３(a) は上面図、図３(b) は正面図である。

【符号の説明】

１ 金型 ２ 可動側金型 ３ 固定側金型 ４ キャビティ ５ スプルー ６ 成形機ノズル ７ ゲート ８ 圧縮代 ９ 溶融熱可塑性樹脂 ２１ 製品 ２２ ゲート

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレ
   フタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂及び
   液晶性ポリマーから選ばれた熱可塑性樹脂を射出圧縮成
   形するにあたり、予め圧縮代を見込んだ位置まで型締め
   した後、金型キャビティへ内の溶融樹脂の射出充填を行
   い、成形品形成のための全射出量の50〜95％を射出充填
   した時点で再型締めを開始すると共に、再型締めの開始
   から成形品の冷却工程終了までの間、圧縮を継続するこ
   とを特徴とする射出圧縮成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレ
   フタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂及び
   液晶性ポリマーから選ばれた熱可塑性樹脂を射出圧縮成
   形するにあたり、樹脂の射出充填圧力よりも低い型締め
   力で金型の初期の型締めを行った後、金型キャビティ内
   への溶融樹脂の射出により金型を開いて圧縮代を形成す
   ると共に樹脂の充填を行い、成形品形成のための全射出
   量の50〜95％を射出充填した時点で樹脂の射出充填圧力
   よりも高い型締め力で金型の再型締めを開始すると共
   に、再型締めの開始から成形品の冷却工程終了までの
   間、圧縮を継続することを特徴とする射出圧縮成形品の
   製造方法。
3. 【請求項３】 圧縮代として、最終成形品厚みの1.005
   〜2.0 倍の厚みの隙間を形成することを特徴とする請求
   項１又は２記載の射出圧縮成形品の製造方法。
4. 【請求項４】 圧縮力と保圧力を同時にかけることを特
   徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の射出圧縮成形
   品の製造方法。
5. 【請求項５】 圧縮力を、（保圧力と同じ）〜（保圧力
   の5.0 倍）の圧力にすることを特徴とする請求項１〜４
   の何れか１項記載の射出圧縮成形品の製造方法。
6. 【請求項６】 初期型締め力を、保圧力の30〜50％の型
   締め力にすることを特徴とする請求項２〜５の何れか１
   項記載の射出圧縮成形品の製造方法。
7. 【請求項７】 熱可塑性樹脂が無機充填材を含まないも
   のである請求項１〜６の何れか１項記載の射出圧縮成形
   品の製造方法。