JP2002316341A - 射出成形用金型の温度調節方法 - Google Patents

射出成形用金型の温度調節方法

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JP2002316341A
JP2002316341A JP2001123887A JP2001123887A JP2002316341A JP 2002316341 A JP2002316341 A JP 2002316341A JP 2001123887 A JP2001123887 A JP 2001123887A JP 2001123887 A JP2001123887 A JP 2001123887A JP 2002316341 A JP2002316341 A JP 2002316341A
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cooling
resin
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Mitsuharu Mikawa
満晴 三河
Masahiko Yamaki
政彦 山喜
Akihiko Imagawa
秋彦 今川
Masataka Takamura
正隆 高村
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形サイクルの短縮が図り得る射出成形用金
型の温度調節方法を提供する。 【解決手段】 熱媒体を用いて加熱及び冷却を交互に繰
り返す射出成形用金型の温度調節方法であって、加熱媒
体及び冷却媒体として蒸気を用い、金型流路内の蒸気圧
を昇圧して加熱し、蒸気圧を降圧して冷却することを特
徴とする射出成形用金型の温度調節方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形用金型の
温度調節方法に関する。詳しくは、簡単な操作で射出成
形のサイクル時間を短縮し得る射出成形用金型の温度調
節方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、合成樹脂を射出成形する場合、成
形サイクル時間が長くなるのを避けるために、溶融樹脂
の射出と成形物の賦形が共に可能な共通の温度領域に金
型の温度を保持して実施する。しかし、溶融樹脂の流動
性と金型への転写性をよくして、ウェルドライン等が目
立たず、成形物の表面状態を良好にすることを考慮し
て、金型内に溶融樹脂を射出する際には、金型温度を樹
脂のガラス転移温度又は軟化温度以上の温度に昇温して
おく方法が採られている。この場合、樹脂の射出が完了
した後、金型を上記温度範囲未満の温度に冷却して成形
物を離型する。
【0003】通常、金型を加熱する方法としては、電熱
を利用する方法、水蒸気を用いる方法、熱水、熱油を用
いる方法、等が提案されている。又、金型を冷却する方
法としては、水を用いる方法が一般的である。しかし、
冷却媒体として水を用いると過冷却となりやすく、金型
の加熱に長時間を要することとなり成形サイクルが長く
なることは避けられない。
【0004】かかる問題を解決する方法として、例え
ば、本出願人らは、特願平11−375069号に係わ
る特許出願において、金型のキャビティー表面の加熱と
冷却の切り替えを短時間に行い得る金型として、加熱媒
体と冷却媒体を交互に繰り返し流入させる流路を一系列
設けた合成樹脂成形金型を提案している。
【0005】該発明は、上記構成の他、母型と入れ子の
間に断熱層を設ける等して、金型の不要な部分が過剰に
冷却されないような種々の工夫がこらされた発明であ
り、成形サイクル時間の短縮を図り得る発明である。し
かし、加熱媒体及び冷却媒体として異種のものを用いる
点、具体的には冷却媒体として水を用いる方法であるた
め、冷却速度を速くし得る利点がある反面、過剰な冷却
は避けられず加熱時間が長くなることがあり、必ずしも
満足できる方法とはいえない。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題に鑑み、簡易な方法により、射出成形のサイクル短
縮が図り得る射出成形用金型の温度調節方法を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】射出成形用金型の加熱媒
体及び冷却媒体として蒸気を用い、金型の流路内の蒸気
圧を適宜制御することにより、金型の加熱と冷却を短時
間サイクルで交互に切り替えできることを見出し、本発
明に到った。
【0008】すなわち、本発明は、熱媒体を用いて加熱
及び冷却を交互に繰り返す射出成形用金型の温度調節方
法であって、加熱媒体及び冷却媒体として蒸気を用い、
金型流路内の蒸気圧を昇圧して加熱し、蒸気圧を降圧し
て冷却することを特徴とする射出成形用金型の温度調節
方法である。本発明において、蒸気圧の昇圧、降圧を蒸
気の流量により制御することが好ましい。
【0009】本発明では、加熱媒体及び冷却媒体として
蒸気を用いるため、射出成形用金型の加熱と冷却を繰り
返す際に熱媒体の切り替え操作が不要である。また、金
型流路内の蒸気圧を昇圧、降圧するだけの簡単な操作
で、短いサイクルで金型の加熱と冷却を交互に繰り返す
ことができ、射出成形のサイクル短縮を図ることができ
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明に係わる射出成形用金型の温度調節方法
は、溶融状の合成樹脂を金型内に射出する際には、蒸気
を用いて加熱して金型温度を昇温し、樹脂の射出が完了
した後、成形物を離型する際には、金型の流路内の蒸気
圧を降圧して金型温度を降温する、射出成形用金型の温
度調節方法である。
【0011】本発明に係わる射出成形用金型の温度調節
方法は、通常、合成樹脂の射出成形に適用できる。本発
明が適用できる合成樹脂には、特に制限はない。熱可塑
性樹脂及び熱硬化性樹脂のいずれにも適用できる。好ま
しくは熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、ポ
リオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビ
ニル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、
ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエーテル
系樹脂、ポリエーテルエーテル系樹脂、ポリカーボネー
ト系樹脂等が挙げられる。また、熱硬化性樹脂として
は、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂、メラミン系樹
脂、ユリア系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂には、
安定剤、着色剤、充填剤等の他の添加剤を添加してもよ
い。
【0012】本発明に係わる射出成形用金型の温度調節
方法は、ヒートサイクル射出成形、コア圧縮成形及びパ
ーティング圧縮成形等の射出圧縮成形のいずれの成形方
法にも適用できる。また、一個取り射出成形でも多数個
取り射出成形でもよい。
【0013】熱可塑性樹脂の射出成形方法を例示して、
本発明の射出成形用金型の温度調節方法について説明す
る。押出機に装入された合成樹脂は、押出機のシリンダ
ー内で加熱、混練されて溶融する。溶融樹脂は、シリン
ダー先端から加熱された金型内に射出される。樹脂が所
定量射出された後、金型は冷却されて成形物は賦形さ
れ、金型から離型される。
【0014】溶融樹脂が金型内に射出される際の金型温
度は、樹脂のガラス転移温度(Tg)又は軟化温度(T
s)以上である。好ましくは、(Tg又はTs)〜(T
g又はTs)+50℃程度の温度範囲である。本発明に
おいては、金型の加熱、昇温のために用いる加熱媒体と
して蒸気を用いる。金型の流路内における蒸気圧は、原
料樹脂のガラス転移温度(Tg)又は軟化温度(Ts)
によって異なるが、通常、0.1〜1.5MPa程度で
ある。当該箇所における蒸気圧を上記範囲内で制御する
ことにより、金型の温度を100〜200℃に制御する
ことが可能である。
【0015】樹脂の射出が完了した後、金型は樹脂のガ
ラス転移温度(Tg)又は軟化温度(Ts)未満の温度
に冷却される。冷却後の温度が低すぎると成形サイクル
が長くなり、高すぎると成形物の金型からの離型性が低
下する。かかる観点から、〔(Tg)又は(Ts)〕−
50℃〜〔(Tg)又は(Ts)〕−5℃程度の温度範
囲まで冷却することが好ましい。冷却するに際しては、
金型の流路内における蒸気圧を0.05〜1MPa程度
に制御することが好ましい。本発明において、加熱及び
冷却用媒体として、水蒸気が好ましく用いられる。
【0016】本発明では、上記温度範囲で射出成形用金
型の加熱と冷却を交互に繰り返して、金型温度を制御す
る。金型の流路内の蒸気圧力を制御する方法としては、
蒸気の流量を増減する方法、蒸気の元圧を上下する方
法、等が挙げられる。操作の簡便性を考慮すると前者の
方法が好ましい。蒸気の流量を増減する方法としては、
通常、流路の入り口と出口の弁開度を調節する方法が好
ましい。金型流路内の蒸気圧の制御方法には特に制限は
なく、公知の圧力計を用いて圧力を検出し、その検出信
号に基づいて、金型流路の入り口と出口の弁開度を適宜
調節する方法が挙げられる。
【0017】本発明によれば、合成樹脂を射出成形用金
型に射出するときの金型温度が、100〜200℃程度
である場合、加熱と冷却の温度差が10℃未満であれば
成形サイクル時間を約10秒間、加熱と冷却の温度差が
10〜20℃程度であれば成形サイクル時間を約20秒
間程度に制御できる。従って、CD−R、DVD等の射
出成形の金型温度の調節方法として極めて有用である。
【0018】
【実施例】以下、実施例を示して本発明について更に詳
細に説明する。
【0019】実施例1 <試験装置>ヒートサイクル温調機(三井化学(株)
製、形式:RHCM20)の入口、及び出口を1本のガ
ス管(外径:21.7mm、肉厚:2.8mm、長さ:
50cm)で接続して、水蒸気がヒートサイクル温調機
を経由してガス管に導入され、導入されたガス管内の水
蒸気がヒートサイクル温調機を経由して外部に排出でき
る試験装置を作成した。尚、ガス管の中央部に熱電対式
温度計を設置し、ガス管の温度を1秒毎に記録できるよ
うにした。
【0020】<試験1>前記試験装置を使用して、ヒー
トサイクル温調機を経由して、ガス管に水蒸気を導入し
て145〜150℃に予熱した。予熱が完了した時点
で、ガス管の水蒸気圧を10秒間、0.8MPaに維持
したところ、ガス管の温度は149.4℃から162.
4℃に上昇した。次いで、ヒートサイクル温調機へ通じ
るラインのバルブ開度を下げて、ガス管内の水蒸気圧を
0.45MPaに降下した。この時、金型の温度は16
2.4℃から149.6℃に降下した。温度降下に要し
た時間は約10秒間であった。同様の操作を20回繰返
して、ガス管の温度がほぼ同様の挙動を示すことを確認
した。試験中、ガス管の最高温度と最低温度との差は1
3.0℃であった。得られた結果の一例を[図1]に示
す。
【0021】<試験2>試験1と同様にして、ガス管内
の水蒸気圧を5秒間、0.80MPaに維持した。この
時、ガス管の温度は152.8℃から160.7℃に上
昇した。次いで、ヒートサイクル温調機へ通じるライン
のバルブ開度を下げて、ガス管内の水蒸気圧を0.45
MPaに降下した。この時、ガス管の温度は160.7
℃から153.0℃に降下した。温度降下に要した時間
は約5秒間であった。同様の操作を20回繰返して、ガ
ス管の温度がほぼ同様の挙動を示すことを確認した。試
験中、ガス管の最高温度と最低温度の差は7.9℃であ
った。得られた結果の一例を[図2]に示す。
【0022】
【発明の効果】本発明では、射出成形用金型の加熱媒体
及び冷却媒体として蒸気を用いるため、熱媒体の切り替
え操作が不要である。また、金型流路内の蒸気圧を昇
圧、降圧するだけの簡単な操作を繰り返すだけで、短い
サイクルで金型の加熱と冷却を交互に繰り返すことがで
き、射出成形サイクルの短縮を図ることができる。その
ため、CD−R、DVD等の射出成形の金型温度の調節
方法として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、実施例1の試験1におけるガス管の温度挙
動を示す。
【図2】は、実施例1の試験2におけるガス管の温度挙
動を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今川 秋彦 愛知県名古屋市南区丹後通2−1 三井化 学株式会社内 (72)発明者 高村 正隆 愛知県名古屋市南区丹後通2−1 三井化 学株式会社内 Fターム(参考) 4F202 AK01 AK02 AR02 AR06 AR14 CA11 CN13 CN14 CN15 CN21 4F206 AK01 AK02 AR027 AR064 AR14 JA07 JL02 JL05 JN43 JQ06 JQ81 JQ88

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱媒体を用いて加熱及び冷却を交互に繰
    り返す射出成形用金型の温度調節方法であって、加熱媒
    体及び冷却媒体として蒸気を用い、金型流路内の蒸気圧
    を昇圧して加熱し、蒸気圧を降圧して冷却することを特
    徴とする射出成形用金型の温度調節方法。
  2. 【請求項2】 蒸気圧の昇圧及び降圧を蒸気の流量によ
    り制御することを特徴とする請求項1記載の射出成形用
    金型の温度調節方法。
  3. 【請求項3】 蒸気が水蒸気であることを特徴とする請
    求項1記載の射出成形用金型の温度調節方法。
JP2001123887A 2001-04-23 2001-04-23 射出成形用金型の温度調節方法 Pending JP2002316341A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2199058A1 (de) * 2008-12-17 2010-06-23 Werkzeugbau Siegfried Hofmann GmbH Verfahren zur zyklusabhängigen Temperierung eines Spritzgieß- oder Thermoformwerkzeuges

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2199058A1 (de) * 2008-12-17 2010-06-23 Werkzeugbau Siegfried Hofmann GmbH Verfahren zur zyklusabhängigen Temperierung eines Spritzgieß- oder Thermoformwerkzeuges

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