JP2003127194A - 射出発泡成形方法 - Google Patents

射出発泡成形方法

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JP2003127194A JP2001323167A JP2001323167A JP2003127194A JP 2003127194 A JP2003127194 A JP 2003127194A JP 2001323167 A JP2001323167 A JP 2001323167A JP 2001323167 A JP2001323167 A JP 2001323167A JP 2003127194 A JP2003127194 A JP 2003127194A
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Naoki Toda
直樹 戸田
Toshihiko Kariya
俊彦 刈谷
Wataru Nishimura
西村  渉
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/60Measuring, controlling or regulating
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    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/58Moulds
    • B29C44/586Moulds with a cavity increasing in size during foaming

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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、発泡倍率のみならず、固化層の厚
みも制御することが可能となり、用途に見合った発泡製
品の成形が可能であると共に、発泡製品の性状バラツキ
を抑制し、製品不良率の低減を図ることが可能な射出発
泡成形方法を提供することにある。 【解決手段】 本発明は、金型1に設けられたキャビテ
ィ6内に溶融樹脂9を射出注入し、射出充填後に金型1
の可動型5を後退させて溶融樹脂9を発泡させる射出発
泡成形方法において、金型1の内部温度を金型温度セン
サ10によって検出し、この検出した温度の実測値から
キャビティ6内の樹脂温度9aを推測し、この推測した
キャビティ6内の樹脂温度が、所定の発泡倍率及び固化
層厚みを備えた発泡成形品の得られる温度に到達するま
で金型寸開を遅延させ、その樹脂温度到達後に金型1の
可動型5の後退を行っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、成形用金型を用い
て発泡成形品(発泡製品)を得る射出発泡成形方法に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、各種の樹脂成形品(樹脂製品)
を射出発泡成形方法により成形する場合には、図7に示
す如く、その製品形状と対応して成形用金型51に形成
したキャビティ52に可塑化装置53のノズル54から
樹脂注入部(ゲート)を介して溶融樹脂55の射出注入
が行われている。このため、成形用金型51は、ダイヘ
ッド56に取付けられる固定型57と、可動プラテン5
8に取付けられる可動型59とを備えており、先ず、
「型閉」動作により一旦金型51を閉じ、「型締め・昇
圧」した後に「寸開移動」により所定の寸開量だけ金型
51を開き(コアバック)、寸開保持で「型移動停止」
を行うと共に、「射出充填」動作で製品キャビティ52
内に成形材料の溶融樹脂55を充填し、射出保圧を行
う。次いで、「型締め・昇圧」後の「型締め保持」の間
に次ショット用の溶融樹脂55の「可塑化」を行い、
「型締め・降圧」した後、「型開」動作により金型51
を開いて「樹脂製品60(図8参照)の取出」を行え
ば、射出成形の1サイクルが終了する。このように、射
出発泡成形方法においては、溶融樹脂55の射出充填
後、金型51の後退(コアバック)を行って発泡させて
いるが、従来は、射出充填直後に金型51を後退させる
のが一般的である。
【0003】ところで、樹脂製品60は、図8に示す如
く、多数の気泡61aを有する内部の発泡層61と、該
発泡層61の外側に位置する固化層62及び最外側のス
キン層63とから構成されており、発泡層61は樹脂製
品60の軽量化に寄与し、固化層62(スキン層63を
含む)は樹脂製品60の強度に寄与している。この製品
強度の主要素である固化層62の厚みは、成り行きで形
成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の射出発泡成形方法において、金型51の後退量
によって発泡倍率(気泡面積、空隙率)の制御は可能で
あり、これに基づく発泡層61の厚みも制御できるが、
金型51の後退量のみによって固化層62の厚みまでは
制御することはできない。射出発泡成形では、樹脂製品
60を軽量化することが主目的であるが、樹脂製品60
の用途によっては、定められた肉厚において、軽量化と
強度とのバランスを保つことも重要である。すなわち、
固化層62の厚さが薄いと、樹脂製品60の強度(引張
強度、衝撃強度、曲げ強度など)は低下することになる
ため、従来の射出発泡成形方法では、用途に見合った樹
脂製品60が得られないおそれがあり、用途が限定され
てしまうという不具合を有していた。
【0005】本発明はこのような実状に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、発泡倍率のみならず、固化
層の厚みも制御することが可能となり、用途に見合った
発泡製品の成形が可能であると共に、発泡製品の性状バ
ラツキを抑制し、製品不良率の低減を図ることが可能な
射出発泡成形方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記従来技術の有する課
題を解決するために、本発明は、金型に設けられたキャ
ビティ内に溶融樹脂を射出注入し、射出充填後に前記金
型を後退させて前記溶融樹脂を発泡させる射出発泡成形
方法において、前記金型の内部温度を金型温度センサに
よって検出し、この検出した温度の実測値から前記キャ
ビティ内の樹脂温度を推測し、この推測した前記キャビ
ティ内の樹脂温度が、所定の発泡倍率及び固化層厚みを
備えた発泡成形品の得られる温度に到達するまで金型寸
開を遅延させ、その樹脂温度到達後に前記金型の後退を
行っている。
【0007】また、本発明において、前記金型温度セン
サは、前記キャビティへ向かって間隔を開けながら配置
した複数の検温部を備えていることが好ましい。さら
に、本発明において、前記溶融樹脂の射出ノズル部に
は、射出樹脂温度センサが設けられ、前記金型温度セン
サによる前記金型の内部温度の実測値に加えて、前記射
出樹脂温度センサによって検出した射出樹脂温度の実測
値から前記キャビティ内の樹脂温度を推測することが好
ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
に基づいて詳細に説明する。ここで、図1は本発明の実
施形態の射出発泡成形方法を実施する成形用金型で、樹
脂射出充填完了状態を示す断面図、図2は図1の成形用
金型内に設けられる金型温度センサを示す断面図、図3
は本発明の実施形態の射出発泡成形方法を実施する成形
用金型で、金型後退の状態を示す断面図である。
【0009】本発明の実施形態に係る成形用金型1は、
例えば、各種の樹脂成形品(樹脂製品)を射出発泡成形
方法により成形する場合に使用されており、従来例と同
様、「型閉」、「型締め・昇圧」、「型寸開(コアバッ
ク)」、「型停止」、「型開」及び「製品取出」などの
各工程を経て射出成形の1サイクルが終了するものであ
る。そのため、成形用金型1は、ダイヘッド2に取付け
られる固定型3と、可動プラテン4に取付けられる可動
型5とを備えており、これら固定型3及び可動型5は、
ダイヘッド2と可動プラテン4との間で互いに対向して
配設され、図示しない型締ラムを動かすことによって、
可動プラテン4及び可動型5が一体となって前後進する
ように構成されている。しかも、成形用金型1には、樹
脂製品の形状と対応したキャビティ6が形成されてお
り、このキャビティ6内には、可塑化装置7の射出ノズ
ル部8から溶融樹脂9が射出注入されるようになってい
る。
【0010】また、上記成形用金型1の可動型5内に
は、図1及び図3に示す如く、当該金型1の内部温度を
検出する複数(本実施形態では3個)の金型温度センサ
(例えば、熱電対等)10が設けられており、これら金
型温度センサ10は、可動型5の前後方向へ延び、キャ
ビティ6に沿って上下中央位置に間隔を開けて配置され
ている。各金型温度センサ10は、図2に示す如く、キ
ャビティ6へ向かって間隔を開けながら、その先端部側
寄りに配置した複数(本実施形態では3個)の検温部1
1a,11b,11cを備えており、これら検温部11
a,11b,11cで検出した温度の実測値からキャビ
ティ表面温度(溶融樹脂9aとの境界面)、さらにはキ
ャビティ6内に充填した溶融樹脂9aの温度のうち、樹
脂代表温度である最終目標の成形品肉厚中心温度を推測
するために設けられている。すなわち、金型温度センサ
10では、可動プラテン4側の検温部11aよりも中間
の検温部11b、キャビティ6側の検温部11cへ向か
うに従って徐々に検出した金型温度が高くなるから、金
型1の熱伝達率を考慮すれば、キャビティ表面温度の推
測が可能となる。そして、推測したキャビティ表面温度
から、キャビティ6内に充填した溶融樹脂9aの熱伝導
率を考慮することにより、成形品肉厚中心温度の推測が
可能となる。
【0011】ここで、コアバック(金型寸開)の遅延時
間とキャビティ6内の溶融樹脂9aの発泡倍率との関係
を説明すると、図4に示す如く、遅延時間が約2.7秒
の場合は発泡倍率が約1.8倍になり、遅延時間が約
7.0秒の場合は発泡倍率が約1.6倍になり、遅延時
間が約10.0秒の場合は溶融樹脂9aが発泡しないと
いう結果が得られ、コアバックの遅延時間により発泡倍
率、したがって樹脂製品(成形品)の発泡層の厚みを制
御できるということが分かった。また、発泡に及ぼす成
形品肉厚中心温度の影響や、射出充填後の経過時間と成
形品肉厚中心温度との関係を説明すると、図5に示す如
く、成形品肉厚中心温度が約90℃以下は発泡不能温度
範囲であり、成形品肉厚中心温度が約100〜200℃
は発泡可能温度範囲であるという結果が得られ、コアバ
ックの遅延時間が約2.7秒の場合は成形品肉厚中心温
度が約150℃であり、コアバックの遅延時間が約7.
0秒の場合は成形品肉厚中心温度が約100℃であると
いう結果が得られ、成形品肉厚中心温度及びコアバック
の遅延時間により樹脂製品の発泡層の厚みを制御できる
ということが分かった。
【0012】さらに、成形品肉厚中心温度と発泡倍率と
の関係を説明すると、図6に示す如く、発泡倍率1.5
が必要である場合は成形品肉厚中心温度が約100℃の
時に強制的にコアバックすればよいという結果が得ら
れ、成形品肉厚中心温度が発泡倍率、したがって樹脂製
品の発泡層の厚みを制御できるということが分かった。
そして、成形品肉厚中心温度と樹脂製品の固化層(スキ
ン層を含む)の厚みとの関係を説明すると、成形品肉厚
中心温度が高い場合は固化層の厚みが厚く、成形品肉厚
中心温度が低い場合は固化層の厚みが薄くなるという結
果が得られ、成形品肉厚中心温度により樹脂製品の固化
層の厚みを制御できるということが分かった。
【0013】なお、本発明の実施形態の成形方法では、
金型温度センサ10に加えて、溶融樹脂9の射出ノズル
部8に射出樹脂温度センサ12が設けられており、金型
温度センサ10による金型1の内部温度の実測値に付加
して、射出樹脂温度センサ12によって検出した射出樹
脂9の温度の実測値からキャビティ6内の樹脂9aの温
度、最終的には成形品肉厚中心温度を推測し、樹脂温度
の推測値の精度を高めている。
【0014】次に、本発明の実施形態に係る射出発泡成
形方法を説明する。先ず、成形用金型1のキャビティ6
内に可塑化装置7の射出ノズル部8から溶融樹脂9を射
出注入する。この際、射出樹脂温度センサ12によって
溶融樹脂9の温度を検出しておく。また、溶融樹脂9の
射出充填後、各金型温度センサ10によって検温部11
a,11b,11cにおける金型1の内部温度をそれぞ
れ検出し、これら各検温部11a,11b,11cで検
出した金型内部温度の実測値と上記射出樹脂温度の実測
値から、キャビティ6内の溶融樹脂9aの温度、最終的
には成形品肉厚中心温度を推測する(図1参照)。
【0015】次いで、図4〜図6に示す線図を考慮しな
がら、この推測した成形品肉厚中心温度が、所定の発泡
倍率及び固化層厚みを備えた樹脂製品(発泡成形品)の
得られる温度に到達するまでコアバック(金型寸開)を
遅延させる。そして、その樹脂温度到達後に、可動プラ
テン4及び可動型5を図3の矢印方向へ所定量後退させ
て、キャビティ6の容積を膨張させ、その後に既述の各
工程を経て射出成形のサイクルを終了させれば、必要な
軽量性及び強度を兼ね備えた所望の樹脂製品が得られる
ことになる。
【0016】本発明の実施形態に係る射出発泡成形方法
では、成形用金型1の可動型5に内部温度を検出する3
個の金型温度センサ10が設けられ、これら金型温度セ
ンサ10で検出した温度の実測値から射出充填後のキャ
ビティ6内の樹脂温度、最終的に成形品肉厚中心温度を
推測し、この推測した成形品肉厚中心温度が所定の発泡
倍率(すなわち、発泡層厚み)及び固化層(スキン層を
含む)厚みを備えた樹脂製品の得られる温度に到達する
までコアバックを遅延させ、所定の発泡層厚み及び固化
層厚みの得られる温度に到達した後に可動型5を所定量
後退させているため、発泡層厚み及び固化層厚みを円滑
に制御することが可能になり、所望の軽量性及び強度を
具備した樹脂製品を成形することができる(図8参
照)。
【0017】しかも、本実施形態の射出発泡成形方法で
は、金型温度センサ10が可動型5の前後方向へ延び、
キャビティ6に沿って上下中央位置に間隔を開けて配置
されていると共に、キャビティ6へ向かって間隔を開け
ながら金型温度センサ10の先端部側寄りに3個の検温
部11a,11b,11cが設けられ、かつ射出ノズル
部8に射出樹脂温度センサ12も付設されているため、
成形品肉厚中心温度の推測値を求める実測値のデータ数
が多くなり、これに基づく金型1の熱伝達率や溶融樹脂
9aの熱伝導率を考慮すれば、求める樹脂温度の推測値
精度をより一層向上させることができる。
【0018】以上、本発明の実施の形態につき述べた
が、本発明は既述の実施の形態に限定されるものではな
く、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能で
ある。例えば、既述の実施形態では、金型温度センサ1
0を可動型5側の内部に設けたが、固定型3側の内部に
設けたり、或いは可動型5及び固定型3の両方にそれぞ
れ設けてもよい。また、金型温度センサ10の使用個数
や検温部11の設置数は、可動型5などの大きさや、キ
ャビティ6の容積などに応じて適宜選択することができ
る。
【0019】
【発明の効果】上述の如く、本発明に係る射出発泡成形
方法は、金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射
出注入し、射出充填後に前記金型を後退させて前記溶融
樹脂を発泡させるものであって、前記金型の内部温度を
金型温度センサによって検出し、この検出した温度の実
測値から前記キャビティ内の樹脂温度を推測し、この推
測した前記キャビティ内の樹脂温度が、所定の発泡倍率
及び固化層厚みを備えた発泡成形品の得られる温度に到
達するまで金型寸開を遅延させ、その樹脂温度到達後に
前記金型の後退を行っているので、発泡倍率に基づく発
泡層の厚みのみならず、固化層やスキン層の厚みも制御
することが可能となり、用途に見合った軽量性及び強度
を有する発泡製品を成形できると共に、発泡製品の性状
バラツキ及び製品不良率の低減化を図ることができ、汎
用性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る射出発泡成形方法を実
施する成形用金型であり、樹脂射出充填完了状態を示す
断面図である。
【図2】図1の成形用金型内に設けられる金型温度セン
サを示す断面図である。
【図3】本発明の実施形態に係る射出発泡成形方法を実
施する成形用金型であり、金型後退の状態を示す断面図
である。
【図4】コアバックの遅延時間と発泡倍率との関係を示
す特性線図である。
【図5】射出充填後の経過時間と成形品肉厚中心温度と
の関係を示す特性線図である。
【図6】成形品肉厚中心温度と発泡倍率との関係を示す
特性線図である。
【図7】従来の射出発泡成形方法を実施する成形用金型
を示す断面図である。
【図8】射出発泡成形方法により得られた樹脂製品の一
部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 成形用金型 2 ダイヘッド 3 固定型 4 可動プラテン 5 可動型 6 キャビティ 7 可塑化装置 8 射出ノズル部 9,9a 溶融樹脂 10 金型温度センサ 11a,11b,11c 検温部 12 射出樹脂温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 渉 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道1番地 三菱重工業株式会社名古屋研究所内 Fターム(参考) 4F206 AB02 AG20 AP054 AR074 AR11 JA04 JB30 JM06 JN33 JP11 JQ55 JQ83

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型に設けられたキャビティ内に溶融樹
    脂を射出注入し、射出充填後に前記金型を後退させて前
    記溶融樹脂を発泡させる射出発泡成形方法において、前
    記金型の内部温度を金型温度センサによって検出し、こ
    の検出した温度の実測値から前記キャビティ内の樹脂温
    度を推測し、この推測した前記キャビティ内の樹脂温度
    が、所定の発泡倍率及び固化層厚みを備えた発泡成形品
    の得られる温度に到達するまで金型寸開を遅延させ、そ
    の樹脂温度到達後に前記金型の後退を行うことを特徴と
    する射出発泡成形方法。
  2. 【請求項2】 前記金型温度センサは、前記キャビティ
    へ向かって間隔を開けながら配置した複数の検温部を備
    えていることを特徴とする請求項1に記載の射出発泡成
    形方法。
  3. 【請求項3】 前記溶融樹脂の射出ノズル部には、射出
    樹脂温度センサが設けられ、前記金型温度センサによる
    前記金型の内部温度の実測値に加えて、前記射出樹脂温
    度センサによって検出した射出樹脂温度の実測値から前
    記キャビティ内の樹脂温度を推測することを特徴とする
    請求項1に記載の射出発泡成形方法。
JP2001323167A 2001-10-22 2001-10-22 射出発泡成形方法 Withdrawn JP2003127194A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200065866A (ko) * 2018-11-30 2020-06-09 주식회사 엠제이플라텍 코어를 구비하는 금형을 사용한 부구제작방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200065866A (ko) * 2018-11-30 2020-06-09 주식회사 엠제이플라텍 코어를 구비하는 금형을 사용한 부구제작방법
KR102150171B1 (ko) 2018-11-30 2020-08-31 주식회사 엠제이플라텍 코어를 구비하는 금형을 사용한 부구제작방법

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