JP2002292703A - 高外観成形品の射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型キャビティ２２内に充填した溶融成形材
料を流動させることによってウエルドラインの発生を抑
制するに際し、金型表面を高温に加熱することなく、ス
キン層からコア層までを十分に流動させられるように
し、もって成形効率を向上させると共に、金型へ加わる
温度負荷を低減する。 【解決手段】 主金型１ａの金型表面を、耐熱性重合体
からなる断熱層１ｂで被覆した断熱金型１を用い、溶融
成形材料を金型キャビティ２２内に充填した後、少なく
とも一部の溶融成形材料を、金型キャビティ２２外への
押し出しと、金型キャビティ２２内への押し戻しによっ
て、金型キャビティ２２内で流動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエルドラインに
よる外観低下のない高外観成形品を得ることができる射
出成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば孔や窓部などの開口部を有する成
形品の射出成形において、開口部となる箇所の両側から
回り込んだ溶融成形材料が反対側で合流してウエルドを
生じ、成形品表面にウエルドラインを生じることが知ら
れている。また、多点ゲートの金型を用いた射出成形に
おいて、各ゲートから金型キャビティに供給された溶融
成形材料の合流によってもウエルドラインを生じること
が知られている。このウエルドラインは、得られる成形
品の外観を低下させる原因となると共に、時として、ウ
エルドラインの元となっているウエルドの存在が得られ
る成形品の機械的特性を大きく損なうこともある。

【０００３】上記ウエルドラインは、特にガラス繊維、
マイカ、金属などの強化用の充填材、とりわけアルミニ
ウムフレークなどの金属フレークを加えた成形材料を用
いた場合に顕著なものとなりやすい。

【０００４】従来、上記ウエルドラインの発生を防止で
きる方法として、金型キャビティ内に充填した溶融成形
材料を、金型キャビティに通じた２つのシリンダ・ピス
トン機構を作動させることによって繰り返し往復移動さ
せ、金型キャビティ内で剪断してから固化させる方法が
知られている（特公平４−３８９３号公報）。

【０００５】また、溶融成形材料を金型キャビティ内に
供給する際に、高周波誘導加熱などによって、金型表面
を該成形材料の加熱変形温度以上、好ましくは溶融成形
温度まで加熱しておき、この金型表面を加熱した金型キ
ャビティ内に供給した溶融成形材料を、上記のようにし
て剪断してから固化させる方法も知られている（特開平
９−１６１１号公報）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、特公平４−
３８９３号公報に示される方法の場合、金型キャビティ
内に供給された溶融成形材料の内部層（コア層）は、溶
融状態を維持しやすいので、上記往復移動に伴う剪断を
加えやすいが、表面層（スキン層）は、金型表面と接触
すると直ちに固化し始めることから、上記往復移動をさ
せにくい。このため、コア層におけるウエルドを消失さ
せて、得られる成形品の機械的特性低下を防止すること
はできても、スキン層の急速な固化により、金型表面の
転写性が損なわれ、表面荒れを生じやすい問題がある。

【０００７】一方、特開平９−１６１１号公報に示され
る方法の場合、金型表面が成形材料の加熱変形温度以
上、好ましくは溶融成形温度まで加熱されているため、
スキン層の固化を遅らせつつ、スキン層からコア層まで
を十分に往復移動させて剪断することができ、表面荒れ
を生じさせることなく、スキン層からコア層に至るウエ
ルドを消失させると共に、ウエルドラインの発生を防止
することができる。

【０００８】しかしながら、予め金型表面をかなり高温
に加熱しておかなければならず、成形サイクルの都度こ
の加熱のための時間を要し、しかも冷却時間も伸びてし
まうので、成形効率が低下する問題がある。また、金型
に繰り返し加える加熱と冷却の温度差が大きくなること
から、金型の耐久性が落ちる問題もある。

【０００９】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、金型キャビティ内に充填した溶融成形材料
を流動させることによってウエルドラインの発生を抑制
するに際し、金型表面を高温に加熱することなく、スキ
ン層からコア層までを十分に流動させられるようにし、
もって成形効率を向上させると共に、金型へ加わる温度
負荷を低減することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、主金型の金型表面を、耐熱性重合体から
なる断熱層で被覆した断熱金型を用い、溶融成形材料を
金型キャビティ内に充填した後、少なくとも一部の溶融
成形材料を、金型キャビティ内で流動させることを特徴
とする高外観成形品の射出成形方法を提供するものであ
る。

【００１１】また、上記本発明は、溶融成形材料の流動
が、金型キャビティ内の溶融成形材料の金型キャビティ
外への押し出しと、金型キャビティ外へ押し出された溶
融成形材料の金型キャビティ内への押し戻しとによって
行われること、及び、溶融成形材料が充填材を含むこと
をその好ましい態様として含むものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。

【００１３】本発明は、金型キャビティ内を満たして充
填した溶融成形材料の少なくとも一部を、金型キャビテ
ィ内で流動させる工程を経て冷却固化を進める射出成形
方法で、主金型の金型表面を、耐熱性重合体からなる断
熱層で被覆した断熱金型を用いてこれを行うものであ
る。尚、本明細書において、主金型とは、鋼材などの金
属で構成された通常の金型部分をいい、断熱金型とは、
この主金型の金型表面（金型キャビティ側の内壁面）に
被覆された上記断熱層を有する金型をいう。また、金型
キャビティとは、製品となる成形品を形作る金型内空間
をいい、例えばランナー、スプルー、更には後述する金
型キャビティ内の溶融成形材料を出し入れするための空
間を含まないものである。

【００１４】ところで、一般の射出成形では、金型キャ
ビティ表面から最初に熱を奪われるスキン層から溶融成
形材料の固化が進行するため、金型キャビティ内に一旦
充填した溶融成形材料に推進力を与えて再び流動させよ
うとしても、スキン層を流動させることは困難である。
しかしながら、本発明で用いる断熱金型の場合、断熱層
の存在によって、スキン層から主金型へ奪われる熱が抑
制され、スキン層の固化が遅れる。このため、金型キャ
ビティへ溶融成形材料を充填した後であっても、金型キ
ャビティ内に充填した溶融成形材料に推進力を与えるこ
とによって、金型キャビティ内に充填した溶融成形材料
のスキン層からコア層までを容易に流動させることがで
きる。そして、この流動により、スキン層からコア層ま
でのウエルドを消失させることができ、成形品表面のウ
エルドラインの発生及び機械的特性の低下を防止するこ
とができる。

【００１５】本発明で用いる断熱金型の断熱層として
は、耐熱性重合体を用いることが好ましい。良好に用い
られる耐熱性重合体は、使用される成形材料中の樹脂よ
りも高い軟化温度を有する重合体であり、好ましくはガ
ラス転移温度が１４０℃以上、更に好ましくは１６０℃
以上、最も好ましくは１９０℃以上、及び／又は融点が
２００℃以上のものが好ましく、更に好ましくは２５０
℃以上のガラス転移温度をもつ耐熱性重合体である。耐
熱性重合体の熱伝導率は、一般に０．１〜０．３Ｗ／ｍ
・Ｋ程度であり、金属の１０〜１００Ｗ／ｍ・Ｋ程度に
比べて大幅に小さい。また、断熱層の耐久性を得るため
に、耐熱性重合体の破断伸度は、４％以上、好ましくは
５％以上、更に好ましくは１０％以上であることが好ま
しい。破断伸度の測定法はＡＳＴＭ・Ｄ６３８に準じて
行い、測定時の引っ張り速度は５ｍｍ／分である。

【００１６】断熱金型の断熱層として良好に使用できる
耐熱性重合体の具体例としては、主鎖に芳香環を有する
耐熱性重合体が挙げられる。例えば、有機溶剤に溶解す
る各種非結晶性耐熱性重合体や、各種ポリイミドなどが
良好に使用できる。非結晶性耐熱性重合体としては、ポ
リスルホン、ポリエーテルスルホンなどが挙げられる。
これらの非結晶性耐熱性重合体は、カーボン繊維や各種
無機充填材などを配合して熱膨張係数を低下させること
で、断熱金型の断熱層として好ましく使用することがで
きる。ポリイミドは各種あるが、直鎖型高分子量ポリイ
ミド、一部架橋型のポリイミドが良好に使用できる。直
鎖型高分子量ポリイミドは、破断伸度が大きく強靱であ
り、耐久性に優れるため特に良好に使用できる。この直
鎖型高分子量ポリイミドには、ポリアミドイミド、ポリ
エーテルイミドも含まれる。

【００１７】更に断熱金型の断熱層として、熱膨張係数
の小さいエポキシ樹脂硬化物、即ち、熱膨張係数が小さ
くなる硬化剤とエポキシ樹脂を組み合わせたエポキシ樹
脂硬化物、或いは各種充填材を適量配合したエポキシ樹
脂硬化物なども使用できる（以後、エポキシ樹脂硬化物
をエポキシ樹脂と略称する。）。エポキシ樹脂は一般に
熱膨張係数が大きく、金属金型との熱膨張係数の差は大
きい。しかし、熱膨張係数が小さなガラス、シリカ、タ
ルク、クレー、珪酸ジルコニウム、珪酸リチウム、炭酸
カルシウム、アルミナ、マイカなどの粉体や粒子、ガラ
ス繊維、ウイスカー、炭素繊維などの適量をエポキシ樹
脂に配合し、金属製の主金型との熱膨張係数の差を小さ
くした充填材配合エポキシ樹脂は、断熱層として良好に
使用できる。

【００１８】上記耐熱重合体からなる断熱層は、加工性
や断熱性の観点から、０．０〜０．３ｍｍの厚さである
ことが好ましい。また、断熱層付設面の表面硬度を向上
させたり、成形品の離型性を付与する目的で、耐熱重合
体からなる断熱層の表面に耐熱硬質材料のトップコート
層を設けても良い。更には、断熱層の表面にメッキや蒸
着によって金属薄膜層を設けてもよい。

【００１９】断熱層は、金型キャビティ内に充填された
溶融成形材料の流動性を維持しやすくする上では、主金
型の金型内面全面に設けることが好ましいが、断熱層で
被覆する領域を減らしてその手間を軽減するために、ウ
エルドラインを生じやすい領域のみに断熱層を設けた
り、成形品の外面側（成形品の使用時に外部に露出する
面）のみに断熱層を設けるようにすることもできる。

【００２０】本発明において、金型キャビティ内に一旦
充填されて停止した溶融成形材料を再び流動させるに
は、射出圧力や、一般に樹脂保圧と称される射出二次圧
力を利用することができる。この射出圧力や射出二次圧
力を利用して流動させる場合、一旦金型キャビティを満
たして充填された溶融成形材料を流出させることができ
る空間を設けておくことで容易に溶融成形材料を再流動
させることができる。

【００２１】例えば、開閉手段を介して金型キャビティ
に連結された捨てキャビティを有する断熱金型を用い、
開閉手段を閉じた状態で金型キャビティ内を満たして溶
融成形材料を射出充填した後、上記射出圧力や射出二次
圧力を加えた状態で開閉手段を開いて、射出成形機の射
出シリンダから新たな溶融成形材料を金型キャビティに
送り込みつつ、金型キャビティ内の溶融成形材料を捨て
キャビティへ押し出すことで流動させることができる。
開閉手段としては、空気圧、油圧、磁力、モーターなど
で開閉される開閉弁を用いることができる。

【００２２】金型キャビティ内に充填された溶融成形材
料の流動は、上記のように、金型キャビティ内に新たな
溶融成形材料を押し込みながら、既に金型キャビティ内
に充填されている溶融成形材料の少なくとも一部を金型
キャビティ外へ押し出すことだけで行うこともできる
が、金型キャビティ内の溶融成形材料の金型キャビティ
からの押し出しと、この押し出された溶融成形材料の金
型キャビティ内への押し戻しとによって行うことが好ま
しい。このようにすると、押し出しと押し戻しによっ
て、金型キャビティ内の溶融成形材料に剪断力を加える
ことができ、ウエルドの消失を一層確実に行うことがで
きる。

【００２３】上記金型キャビティ内の溶融成形材料の押
し出しと押し戻しは、金型キャビティへの溶融成形材料
の押し込みと、金型キャビティから押し出される溶融成
形材料の受け入れとが可能な箇所を、少なくとも２箇所
金型キャビティに連結した断熱金型を用いることで行う
ことができる。例えば、金型キャビティに２つのシリン
ダ・ピストン機構を連結しておき、この２つのシリンダ
・ピストン機構の一方のピストンが後退し、他方のピス
トンが前進した状態で金型キャビティに溶融成形材料を
射出充填し、金型キャビティと共に一方のシリンダを溶
融成形材料で満たした後、後退していた一方のピストン
を前進させると共に、前進していた他方のピストンを後
退させると、一方のシリンダ内の溶融成形材料が金型キ
ャビティ内へ押し込まれると共に、金型キャビティ内の
溶融成形材料の少なくとも一部が、他方のシリンダ内へ
と押し出されて、金型キャビティ内の溶融成形材料が流
動する。次いで、上記一方のピストンを後退させると共
に、他方のピストンを前進させると、上記他方のシリン
ダへ押し出された溶融成形材料が再び金型キャビティへ
押し込まれると共に、金型キャビティ内の溶融成形材料
の少なくとも一部が上記一方のシリンダへと押し出され
る。

【００２４】上記金型キャビティ内の溶融成形材料の金
型キャビティ外への押し出しと、この押し出された溶融
成形材料の金型キャビティ内への押し戻しは、表面荒れ
のない成形品を得やすくするために、金型キャビティ内
が常に成形材料で満たされた状態で行うことが好まし
い。また、上記溶融成形材料の押し出しと押し戻しは、
ウエルドを確実に消失させる上で、周期的に複数回繰り
返すことが好ましい。

【００２５】本発明における成形材料は、少なくとも１
種類の熱可塑性樹脂を含むもので、この熱可塑性樹脂と
しては、一般に射出成形に用いられるものであれば特に
制限はない。例えば、ポリスチレン、ハイインパクトポ
リスチレン、ミデイアムインパクトポリスチレンのよう
なゴム補強スチレン系樹脂、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合体（ＳＡＮ樹脂）、アクリロニトリル−ブチル
アクリレートラバー−スチレン共重合体（ＡＡＳ樹
脂）、アクリロニトリル−エチレンプロピルラバー−ス
チレン共重合体（ＡＥＳ）、アクリロニトリル−塩化ポ
リエチレン−スチレン共重合体（ＡＣＳ）、ＡＢＳ樹脂
（例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共
重合体、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン−ア
ルファメチルスチレン共重合体、アクリロニトリル−メ
チルメタクリレート−ブタジエンースチレン共重合
体）、変性ポリフェニリンエーテル（ｍ−ＰＰＥ）など
のスチレン系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭ
Ａ）などのアクリル系樹脂、低密度ポリエチレン（ＬＤ
ＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピ
レン（ＰＰ）などのオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデンなどの塩化ビニル系樹脂、エチ
レン−塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、エチレン−塩
化ビニル共重合体などの塩化ビニル系樹脂、ポリエチレ
ンテレフタレート（ＰＥＴＰ、ＰＥＴ）、ポリブチレン
テレフタレート（ＰＢＴＰ、ＰＢＴ）などのポリエステ
ル系樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリカーボ
ネートなどのポリカーボネート系樹脂、ポリアミド６
６、ポリアミド６、ポリアミド４６などのポリアミド系
樹脂、ポリオキシメチレンコポリマー、ポリオキシメチ
レンホモポリマーなどのポリアセタール（ＰＯＭ）、そ
の他のエンジニアリング樹脂、スーパーエンジニアリン
グ樹脂、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポ
リエーテルイミド（ＰＥＩ）、熱可塑性ポリイミド（Ｔ
ＰＩ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテル
エーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファ
イド（ＰＳＵ）、セルロースアセテート（ＣＡ）、セル
ロースアセテートブチレート（ＣＡＢ）、エチルセルロ
ース（ＥＣ）などのセルロース誘導体、液晶ポリマー、
液晶アロマチックポリエステルなどの液晶系ポリマー、
更には熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）、
熱可塑性スチレンブタジエンエラストマー（ＳＢＣ）、
熱可塑性ポリオレフィンエラストマー（ＴＰＯ）、熱可
塑性ポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）、熱可塑性
塩化ビニルエラストマー（ＴＰＶＣ）、熱可塑性ポリア
ミドエラストマー（ＴＰＡＥ）などの熱可塑性エラスト
マーなどが挙げられる。本発明においては、本発明の成
形過程において上述のような熱可塑性樹脂を合成しても
よい。また、一種もしくはそれ以上の熱可塑性樹脂のブ
レンド体を用いることもできる。

【００２６】本発明における成形材料は、上記熱可塑性
樹脂に、一般に使用される可塑剤、着色剤、紫外線吸収
剤、帯電防止剤などの添加剤や充填材を加えたたものと
することができる。

【００２７】上記熱可塑性樹脂に加えることができる充
填材としては、無機物も含まれる。例えば、ガラス繊
維、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、マイカ、アスベス
トの他、鉄、銅、亜鉛、アルミニウムなどの金属の粉
体、中空体、フレーク状のもの又はこれらの金属の金属
酸化物、金属水酸化物でもよい。本発明は、特にウエル
ドラインによる外観不良が発生しやすいアルミニウムフ
レークなどの金属充填材を加えた、一般にメタリック材
料と称される成形材料を用いた射出成形に対して特に効
果的である。

【００２８】また、本発明は、スキン層となる溶融成形
材料を、金型キャビティを満たすに足りない少量射出し
た後、コア層となる溶融成形材料を射出して金型キャビ
ティを満たすサンドイッチ成形にも有効である。本発明
による成形品の改善は、スキン層とコア層の両者に対し
て行われ、特に上記サンドイッチ成形において、スキン
層が塗膜様に薄く引き伸ばされる場合に対しても有効で
ある。

【００２９】本発明は、通常の射出速度でも十分に効果
があるが、粘度の高い材料など薄肉成形品作製に効果的
な高速射出成形を用いると更に効果が上がるので好まし
い。高速射出成形とは、射出速度が１００ｍｍ／ｓｅｃ
以上、好ましくは３００ｍｍ／ｓｅｃである。

【００３０】本発明は、高い外観品質が要求される成形
品、特にメタリック調の外観を有する家電部品筐体、パ
ネル類、リモンコン筐体や、樹脂製ホイルキャップ、バ
ンパーなどの自動車部外装部品や、インパネ、クラスタ
ーなどの自動車内装部品、更には携帯電話などの通信、
ＩＴ関連部品筐体などの成形に適している。

【００３１】更に図面に基づいて本発明を説明する。

【００３２】まず、図１〜図４に基づいて本発明の一例
を説明する。

【００３３】図１は、本発明で用いる射出成形装置の一
例を示す全体図、図２〜図３は、図１における射出シリ
ンダ３の先端部、マニホールド４及び断熱金型１部分の
拡大断面図で、本発明に基づいて成形を行う際の各部の
作動状態を示すものである。

【００３４】図１において、１は断熱金型、２は二酸化
炭素供給装置、３は射出シリンダ、４はマニホールドで
ある。

【００３５】二酸化炭素供給装置２は、断熱金型１と射
出シリンダ３に接続されている。断熱金型１に供給され
た二酸化炭素は、金型キャビティにカウンターガス圧力
を与え、射出シリンダ３に供給された二酸化炭素は、射
出シリンダ３内で可塑化溶融される成形材料に溶解され
るものである。

【００３６】射出シリンダ３は、後端のホッパ５から供
給される成形材料を可塑化溶融させると共に、上記二酸
化炭素供給装置２から供給される二酸化炭素を溶融成形
材料に溶解させるものである。この射出シリンダ３の先
端には、シリンダ・ピストン機構を有するマニホールド
４が接続されており、射出シリンダ３は、このマニホー
ルド４を介して断熱金型１に接続されるものとなってい
る。

【００３７】図２に示されるように、断熱金型１は、金
属製の主金型１ａと、この主金型１ａの金型内面を被覆
する断熱層１ｂとから構成されている。また、射出シリ
ンダ３はスクリュー６を備えている。該スクリュー６
は、射出シリンダ３内に同軸で設けられていて、円筒形
の射出シリンダ３内でその軸の周りの回転とその軸方向
への移動ができるようになっている。

【００３８】射出シリンダ３の先端に設けられた射出ノ
ズル７は、マニホールド４のブッシュ８と連結されてい
る。ブッシュ８は、マニホールド４内の二股に分岐した
通路９につながり、分岐した通路９の各先端はそれぞれ
シリンダ１０，１１につながっている。シリンダ１０，
１１は、それぞれ軸方向にスライド駆動されるピストン
１２，１３を備えている。また、シリンダ１０，１１
は、それぞれチャンネル１４，１５を介して別々のマニ
ホールドノズル１６，１７につながっている。

【００３９】上記マニホールドノズル１６，１７は、断
熱金型１に設けられた２つのスプルー１８，１９にそれ
ぞれ接続されている。各スプルー１８，１９は、それぞ
れ２つのランナー２０，２１につながり、各ランナー２
０，２１は金型キャビティ２２につながっている。

【００４０】断熱金型１は、一般には、２０℃から８０
℃の温度に、通常の冷媒による温度調節器で設定する。

【００４１】粒状の成形材料は、図１に示されるホッパ
５から射出シリンダ３内に供給され、円筒状のバレルヒ
ーター（図示せず）によって加熱される。成形材料は、
スクリュー６の回転に伴って射出シリンダ３内を前進し
つつ加熱され、可塑化され、十分に均一化される。この
時、二酸化炭素供給装置２から二酸化炭素を射出シリン
ダ２の中間部（一般にはベント部）に圧入し、溶融成形
材料に溶解させる。

【００４２】二酸化炭素を溶融した溶融成形材料が適切
な粘度になったら、予め所望の温度に加熱された断熱金
型１に対して射出する。射出された溶融成形材料は、マ
ニホールド４内の通路９、シリンダ１０及びチャンネル
１４から断熱金型１のスプルー１８、ランナー２０を通
って金型キャビティ２２に入り、更にランナー２１、ス
プルー１９、通路１５を通ってシリンダ１１に至り、全
体を満たすことになる。図２における矢印は、射出充填
時の溶融成形材料の流れを示すものである。

【００４３】次いで、図３に示されるように、ピストン
１２，１３を、好ましくは１８０度の位相差付けた同周
期で往復運動させる。このピストン１２，１３の往復運
動は、金型キャビティ２２内に充填された溶融成形材料
に周期的な推進力を与え、これを流動させる。

【００４４】具体的には、溶融成形材料を射出充填した
後、図３に示されるように、射出シリンダ３からの圧力
を維持したまま、ピストン１２を前進させてピストン１
３を後退させると、ピストン１２の前進によってシリン
ダ１０から溶融成形材料が押し出され、チャンネル１
４、スプルー１８及びランナー２０を通って金型キャビ
ティ２２に押し込まれる一方、既に金型キャビティ２２
内に充填されていた溶融成形材料が、ランナー２１方向
へと押し出されることになる。また、これに引き続い
て、ピストン１２を後退させてピストン１３を前進させ
ると、ランナー２１側から溶融成形材料が金型キャビテ
ィ２２内へ押し込まれ、ランナー２０側へ金型キャビテ
ィ２２内の溶融成形材料が押し出されることになる。従
って、金型キャビティ２２内で溶融成形材料が往復移動
し、この反復的な往復移動によって継続的に剪断力を加
えることができる。

【００４５】上記往復移動による溶融成形材料の流動の
間、例えばマイクロプロセッサー制御（図示せず）によ
って溶融樹脂材料の冷却速度を制御することが好まし
い。また、冷却による金型キャビティ２２内の成形材料
の収縮は、射出シリンダ３及びマニホールド４から供給
される溶融成形材料によって補われる。

【００４６】上記剪断力の付与は、金型１が溶融成形材
料で満たされた状態を維持しつつ行うことが好ましい。
また、上記剪断力の付与のための溶融成形材料の流動
は、金型キャビティ２２が溶融成形材料で完全に満たさ
れる直前から開始することもできる。このようにする
と、金型キャビティ２２内への溶融成形材料の射出充填
完了後の溶融成形材料の流動に要する時間を短縮するこ
とができる。

【００４７】上記金型キャビティ２２内の溶融成形材料
の往復移動操作の終了後、金型キャビティ２２内の成形
品は実質的には固化しているが、ゲート部が未だ固化し
ていない時には、射出シリンダー３からの圧力を補うよ
うに、ゲートシールされるまでの間、ピストン１２，１
３を共に前進方向に同位相に付勢して、金型キャビティ
２２への溶融成形材料の充填圧力を保持することが好ま
しい。

【００４８】次いで成形品を断熱金型１より離型させる
と共に、図４に示されるように、射出シリンダ３のスク
リュー６は、次の成形サイクルに備えて上流に移動しな
がら、次に射出する溶融成形材料の計量を行う。

【００４９】連続的な射出成形サイクルにおいては、供
給される溶融成形材料が途中でトラップされ、劣化する
のを防ぐために、溶融成形材料の射出を、シリンダ１０
側とシリンダ１１側交互に行うことが好ましい。また、
マニホールド４は、溶融成形材料の流動性を維持できる
よう、ヒーター（図示されていない）を有することが好
ましい。

【００５０】図５は、本発明の射出成形方法に用いる断
熱金型の一例を示すもので、シリンダ・ピストン機構を
なす２つのマニホールド５１，５２が断熱金型５３に埋
設されている。各マニホールド５１，５２は、それぞれ
ピストン５４，５５を有し、ゲート５６，５７を介して
金型キャビティ５８に連通されている。また、各マニホ
ールド５１，５２は、溶融成形材料の流動性を維持でき
るよう、ヒーター５９，６０が設けられている。

【００５１】本例においては、射出シリンダ６１から溶
融成形材料を金型キャビティ５８に射出充填した後、ピ
ストン５４，５５を１８０度の位相差をもって油圧で進
退させることで、金型キャビティ５８内の溶融成形材料
を往復流動させることができる。各マニホールド５１，
５２は、金型キャビティ５８内の溶融成形材料を効果的
に往復流動させることができる容量としておくことが好
ましい。尚、６２はスプルーである。

【００５２】図６は、図５に示される断熱金型の変形例
を示すもので、マニホールド５１，５２を断熱金型５３
の側方に突設した点と、流動支援のために、マニホール
ド５１，５２のゲート５６，５７部分にもヒーター６
３，６４を設けた点以外は図５の断熱金型５３と同様で
ある。尚、図５と同じ符号は同じ部材を示すものであ
る。

【００５３】図７は、本発明の射出成形方法に用いる断
熱金型の他の例を示すもので、単一のマニホールド７１
を断熱金型７２の一側に設けたものとなっている。マニ
ホールド７１は、シリンダ・ピストン機構をなすもの
で、ピストン７３を有し、ゲート７４を介して金型キャ
ビティ７５に連通している。このマニホールド７１は、
溶融成形材料の流動性を維持できるよう、ヒーター７
６，７７を有しており、また断熱金型７２のスプルー７
８にもヒーター７９が設けられている。

【００５４】本例においては、射出シリンダ８０から溶
融成形材料を金型キャビティ７５に射出充填した後、ピ
ストン７３と射出シリンダ８０のスクリュー８１を１８
０度の位相差をもって進退させることで、金型キャビテ
ィ７５内の溶融成形材料を往復流動させることができ
る。マニホールド７１は、金型キャビティ７５内の溶融
成形材料を効果的に往復流動させることができる容量と
しておくことが好ましい。

【００５５】図８は、図７に示される断熱金型７２の変
形例を示すもので、マニホールド７１が断熱金型７２に
埋設されている点と、マニホールド７１のピストン７３
が、スプリング８２で前進方向に押圧されたものとなっ
ている点以外、図７の断熱金型７２と同様である。尚、
図７と同じ符号は同じ部材を示すものである。

【００５６】本例の場合、射出シリンダ８０のスクリュ
ー８１を進退させるだけで、スプリング８２によって自
動的にピストン７３が進退し、金型キャビティ７５内の
溶融成形材料を流動させることができる。

【００５７】図５〜図８に示される断熱金型を用いる
と、一般の射出ノズルを有する射出シリンダーを使用す
ることができ、特別な射出ノズルを用意して付け替える
手間を省略することができる。また、マニホールドの設
置位置を自由に選択しやすいと共に、金型キャビティに
接近した位置にマニホールドを設けることができるの
で、金型キャビティ内の溶融成形材料を、迅速かつ低い
圧力で流動させることができる。

【００５８】

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００５９】実施例１ 本実施例では、図１〜図４で説明した、二酸化炭素供給
装置付の射出成形装置を用いて成形を行った。

【００６０】成形材料としては、平均粒径１０ミクロン
のアルミニウムフレークと透明ＡＢＳをコンパウンドし
て作製した、１重量％のアルミニウムフレーク入りＡＢ
Ｓ樹脂を用いた。成形品は、厚さ２ｍｍ、縦５０ｍｍ、
横１５０ｍｍの長方形平板で、平板部に穴のある形状と
した。

【００６１】断熱金型としては、鋼鉄製の主金型の金型
内面を、ポリイミドの断熱層で被覆し、更にこのポリイ
ミドの断熱層の表面をエポキシ−シリコーンのトップコ
ート層で覆ったものを用いた。ポリイミドの断熱層の厚
みは約０．１ｍｍ、エポキシ−シリコーンのトップコー
ト層の厚みは約０．０１ｍｍとした。

【００６２】射出成形機の射出シリンダー温度は、溶融
成形材料の温度が２４０℃になるように設定した。

【００６３】溶融した前記成形材料を射出速度３００ｍ
ｍ／ｓｅｃで金型内にマニホールドを通して充填した。
直ちに図２に示す２つのピストンをそれぞれ１８０度の
位相差をつけた同周期で、図３に示すように往復運動さ
せた。往復運動は、１サイクルで２秒間行った。次いで
油圧ポンプ最高出力の４０％の設定圧力にて、両方のピ
ストンで静的保圧を２０秒間かけながら成形品を冷却し
た後、離型した。

【００６４】得られた成形品は、穴のある成形品である
にも拘わらず、ウエルドラインのない外観に優れた成形
品であった。

【００６５】この結果、本発明により、これまで改善で
きなかった金属フレーク入り成形材料を用いた場合のウ
エルドラインによる外観不良を解消することができ、高
外観成形品を得ることが可能となった。

【００６６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりのもので
あり、断熱層により、金型キャビティ内に射出充填され
た溶融成形材料のスキン層の固化が抑制されので、金型
表面を高温に加熱することなく、ウエルドラインのない
高外観成形品を得ることができる。従って、成形効率を
高めることができると共に、金型の温度負荷を軽減する
ことができ、金型寿命を伸ばすことできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明で用いる射出成形装置の一例を示す全体
図である。

【図２】図１における射出シリンダの先端部、マニホー
ルド及び断熱金型部分の拡大断面図で、溶融成形材料の
射出時を示す図である。

【図３】図１における射出シリンダの先端部、マニホー
ルド及び断熱金型部分の拡大断面図で、金型キャビティ
内の溶融成形材料の流動時を示す図である。

【図４】図１における射出シリンダの先端部、マニホー
ルド及び断熱金型部分の拡大断面図で、次の成形サイク
ルへの準備時を示す図である。

【図５】本発明で用いる断熱金型の一例を示す図であ
る。

【図６】図５の断熱金型の変形例を示す図である。

【図７】本発明で用いる断熱金型の他の例を示す図であ
る。

【図８】図７の断熱金型の変形例を示す図である。

【符号の説明】

１ 断熱金型 １ａ 主金型 １ｂ 断熱層 ２ 二酸化炭素供給装置 ３ 射出シリンダ ４ マニホールド ５ ホッパー ６ スクリュー ７ 射出ノズル ８ ブッシュ ９ 通路９ １０，１１ シリンダ １２，１３ ピストン １４，１５ チャンネル １６，１７ マニホールドノズル １８，１９ スプルー ２０，２１ ランナー ２２ 金型キャビティ ５１，５２ マニホールド ５３ 断熱金型 ５４，５５ ピストン ５６，５７ ゲート ５８ 金型キャビティ ６２ スプルー ５９，６０，６３，６４ ヒーター ６１ 射出シリンダ ７１ マニホールド ７２ 断熱金型 ７３ ピストン ７４ ゲート ７５ 金型キャビティ ７６，７７，７９ ヒーター ７８ スプルー ８０ 射出シリンダ ８１ スクリュー ８２ スプリング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F206 AB11 AF16 AM36 JA03 JM04 JM05 JN14 JN25 JQ81

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主金型の金型表面を、耐熱性重合体から
   なる断熱層で被覆した断熱金型を用い、溶融成形材料を
   金型キャビティ内に充填した後、少なくとも一部の溶融
   成形材料を、金型キャビティ内で流動させることを特徴
   とする高外観成形品の射出成形方法。
2. 【請求項２】 溶融成形材料の流動が、金型キャビティ
   内の溶融成形材料の金型キャビティ外への押し出しと、
   金型キャビティ外へ押し出された溶融成形材料の金型キ
   ャビティ内への押し戻しとによって行われることを特徴
   とする請求項１に記載の高外観成形品の射出成形方法。
3. 【請求項３】 溶融成形材料が、充填材を含むことを特
   徴とする請求項１又は２に記載の高外観成形品の射出成
   形方法。