JP2006062369A - 熱可塑性樹脂成形用の金型組立体及び成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱可塑性樹脂成形用の金型組立体は、(イ)第1の金型部10及び第2の金型部12、(ロ)第1の金型部10に配設され、キャビティ16の一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの入れ子17、及び、(ハ)溶融熱可塑性樹脂導入部15を備えており、第2の金型部12には入れ子被覆部14が設けられ、型締め時、(A)入れ子17と入れ子被覆部14との間のクリアランス(C11)は0.03mm以下であり、(B)入れ子17に対する入れ子被覆部14の重なり量(ΔS11)は0.5mm以上であり、入れ子17を構成する材料の熱伝導率は2×10-2cal/cm・sec・゜C以下である。
【選択図】 図1
Description
(1)金型の低熱伝導材装着部と低熱伝導材との間に隙間がない場合、金型の温度上昇及び温度降下によって、金型を構成する材料と低熱伝導材の線膨張係数の相違に起因して低熱伝導材が破損したり、射出圧力によって応力を受けた低熱伝導材が破損する。
(2)一方、金型の低熱伝導材装着部と低熱伝導材との間に大きな隙間がある場合、かかる隙間に溶融樹脂が侵入して成形品にバリが発生したり、金型から成形品を取り出す際、低熱伝導材の外周部が抵抗を受ける結果、低熱伝導材が破損するといった問題がある。
(イ)熱可塑性樹脂に基づき成形品を成形するための第1の金型部及び第2の金型部、
(ロ)第1の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの入れ子、及び、
(ハ)第2の金型部に設けられた溶融熱可塑性樹脂導入部、
を備えており、
第2の金型部には、入れ子被覆部が設けられており、
第1の金型部と第2の金型部とを型締めした状態において、
(A)入れ子と入れ子被覆部との間のクリアランス(C11)は0.03mm以下(C11≦0.03mm)であり、
(B)入れ子に対する入れ子被覆部の重なり量(ΔS11)は0.5mm以上(ΔS11≧0.5mm)であり、
入れ子を構成する材料の熱伝導率は2×10-2cal/cm・sec・゜C以下であることを特徴とする。尚、このような構造の金型組立体における入れ子被覆部の構造は、入れ子と対向する第2の金型部の面に設けられた一種の切り込み(切り欠き)とすることができる。
(イ)熱可塑性樹脂に基づき成形品を成形するための第1の金型部及び第2の金型部、
(ロ)第1の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの入れ子、及び、
(ハ)入れ子と第2の金型部との間に配設され、第1の金型部に取り付けられ、溶融熱可塑性樹脂導入部が設けられた被覆プレート、
を備えており、
第2の金型部には、入れ子被覆部が設けられており、
第1の金型部と第2の金型部とを型締めした状態において、
(A)入れ子と入れ子被覆部との間のクリアランス(C21)は0.03mm以下(C21≦0.03mm)であり、
(B)入れ子に対する入れ子被覆部の重なり量(ΔS21)は0.5mm以上(ΔS21≧0.5mm)であり、
(C)入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス(C22)は0.03mm以下(C22≦0.03mm)であり、
(D)入れ子に対する被覆プレートの重なり量(ΔS22)は0.5mm以上(ΔS22≧0.5mm)であり、被覆プレートは入れ子の一部分とのみ重なり合っており、
入れ子を構成する材料の熱伝導率は2×10-2cal/cm・sec・゜C以下であることを特徴とする。尚、このような構造の金型組立体における溶融熱可塑性樹脂導入部としては、例えば、ダイレクトゲート構造を挙げることができる。
(イ)熱可塑性樹脂に基づき成形品を成形するための第1の金型部及び第2の金型部、
(ロ)第1の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの第1の入れ子、
(ハ)第2の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの第2の入れ子、及び、
(ニ)第1の入れ子と第2の入れ子との間に配設され、第1の金型部、第2の金型部、あるいは、第1及び第2の金型部に取り付けられ、溶融熱可塑性樹脂導入部が設けられた被覆プレート、
を備えており、
第1の金型部と第2の金型部とを型締めした状態において、
(A)第1の入れ子の第2の入れ子と対向する面と、第2の入れ子の第1の入れ子と対向する面との間のクリアランス(C30)は0.03mm以下(C30≦0.03mm)であり、
(B)第1の入れ子の第2の入れ子と対向する面と、第2の入れ子の第1の入れ子と対向する面との重なり量(ΔS30)は0.5mm以上(ΔS30≧0.5mm)であり、
(C)第1の入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス(C31)、及び第2の入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス(C32)は0.03mm以下(C31≦0.03mm且つC32≦0.03mm)であり、
(D)第1の入れ子に対する被覆プレートの重なり量(ΔS31)、及び第2の入れ子に対する被覆プレートの重なり量(ΔS32)は0.5mm以上(ΔS31≧0.5mm且つΔS32≧0.5mm)であり、被覆プレートは第1及び第2の入れ子の一部分とのみ重なり合っており、
第1及び第2の入れ子を構成する材料の熱伝導率は2×10-2cal/cm・sec・゜C以下であることを特徴とする。尚、このような構造の金型組立体における溶融熱可塑性樹脂導入部としては、例えば、サイドゲート構造を挙げることができる。
(イ)熱可塑性樹脂に基づき成形品を成形するための第1の金型部及び第2の金型部、
(ロ)第1の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの入れ子、及び、
(ハ)第2の金型部に設けられた溶融熱可塑性樹脂導入部、
を備え、
第2の金型部には、入れ子被覆部が設けられており、
第1の金型部と第2の金型部とを型締めした状態において、
(A)入れ子と入れ子被覆部との間のクリアランス(C11)は0.03mm以下(C11≦0.03mm)であり、
(B)入れ子に対する入れ子被覆部の重なり量(ΔS11)は0.5mm以上(ΔS11≧0.5mm)であり、
入れ子を構成する材料の熱伝導率は2×10-2cal/cm・sec・゜C以下である熱可塑性樹脂成形用の金型組立体を用い、
溶融熱可塑性樹脂を溶融熱可塑性樹脂導入部からキャビティ内に導入した後、該熱可塑性樹脂を冷却、固化することによって成形品を成形することを特徴とする。
(イ)熱可塑性樹脂に基づき成形品を成形するための第1の金型部及び第2の金型部、
(ロ)第1の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの入れ子、及び、
(ハ)入れ子と第2の金型部との間に配設され、第1の金型部に取り付けられ、溶融熱可塑性樹脂導入部が設けられた被覆プレート、
を備え、
第2の金型部には、入れ子被覆部が設けられており、
第1の金型部と第2の金型部とを型締めした状態において、
(A)入れ子と入れ子被覆部との間のクリアランス(C21)は0.03mm以下(C21≦0.03mm)であり、
(B)入れ子に対する入れ子被覆部の重なり量(ΔS21)は0.5mm以上(ΔS21≧0.5mm)であり、
(C)入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス(C22)は0.03mm以下(C22≦0.03mm)であり、
(D)入れ子に対する被覆プレートの重なり量(ΔS22)は0.5mm以上(ΔS22≧0.5mm)であり、被覆プレートは入れ子の一部分とのみ重なり合っており、
入れ子を構成する材料の熱伝導率は2×10-2cal/cm・sec・゜C以下である熱可塑性樹脂成形用の金型組立体を用い、
溶融熱可塑性樹脂を溶融熱可塑性樹脂導入部からキャビティ内に導入した後、該熱可塑性樹脂を冷却、固化することによって成形品を成形することを特徴とする。
(イ)熱可塑性樹脂に基づき成形品を成形するための第1の金型部及び第2の金型部、
(ロ)第1の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの第1の入れ子、
(ハ)第2の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの第2の入れ子、及び、
(ニ)第1の入れ子と第2の入れ子との間に配設され、第1の金型部、第2の金型部、あるいは、第1及び第2の金型部に取り付けられ、溶融熱可塑性樹脂導入部が設けられた被覆プレート、
を備え、
第1の金型部と第2の金型部とを型締めした状態において、
(A)第1の入れ子の第2の入れ子と対向する面と、第2の入れ子の第1の入れ子と対向する面との間のクリアランス(C30)は0.03mm以下(C30≦0.03mm)であり、
(B)第1の入れ子の第2の入れ子と対向する面と、第2の入れ子の第1の入れ子と対向する面との重なり量(ΔS30)は0.5mm以上(ΔS30≧0.5mm)であり、
(C)第1の入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス(C31)、及び第2の入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス(C32)は0.03mm以下(C31≦0.03mm且つC32≦0.03mm)であり、
(D)第1の入れ子に対する被覆プレートの重なり量(ΔS31)、及び第2の入れ子に対する被覆プレートの重なり量(ΔS32)は0.5mm以上(ΔS31≧0.5mm且つΔS32≧0.5mm)であり、被覆プレートは第1及び第2の入れ子の一部分とのみ重なり合っており、
第1及び第2の入れ子を構成する材料の熱伝導率は2×10-2cal/cm・sec・゜C以下である熱可塑性樹脂成形用の金型組立体を用い、
溶融熱可塑性樹脂を溶融熱可塑性樹脂導入部からキャビティ内に導入した後、該熱可塑性樹脂を冷却、固化することによって成形品を成形することを特徴とする。
型締め時、成形すべき成形品の容積(VM)よりもキャビティの容積(VC)が大きくなるように、第1の金型部と第2の金型部とを型締めし、且つ、キャビティ内における中子の配置位置を制御し、
該キャビティ(容積:VC)内に溶融した熱可塑性樹脂を導入し、
熱可塑性樹脂の導入開始前、開始と同時に、導入中に、あるいは導入完了後(導入完了と同時を含む)、中子を移動させて、キャビティの容積を成形すべき成形品の容積(VM)まで減少させてもよい。尚、キャビティの容積が成形すべき成形品の容積(VM)となる時点を、熱可塑性樹脂の導入中、あるいは導入完了後(導入完了と同時を含む)とすることができる。
曲げ弾性率 :5.0GPa以上
好ましくは、5〜25GPa
線膨張係数 :3.0×10-5/K以下
好ましくは
0.5〜3.0×10-5/K
荷重撓み温度:140゜C以上
写像性 :85%以上
平均長さ:5μm〜400μm
好ましくは5μm乃至70μm
平均直径:0.01μm〜15μm
好ましくは0.1μm〜10μm
含有率 :15〜80重量%
好ましくは20〜60重量%
(a)電子ビーム加熱法、抵抗加熱法、フラッシュ蒸着法等の各種真空蒸着法、
(b)プラズマ蒸着法
(c)2極スパッタ法、直流スパッタ法、直流マグネトロンスパッタ法、高周波スパッタ法、マグネトロンスパッタ法、イオンビームスパッタ法、バイアススパッタ法等の各種スパッタ法
(d)DC(Direct Current)法、RF法、多陰極法、活性化反応法、HCD(Hollow Cathode Discharge)法、電界蒸着法、高周波イオンプレーティング法、反応性イオンプレーティング法等の各種イオンプレーティング法
等のPVD(Physical Vapor Deposition)法を挙げることができる。反射率とコストの観点からは、アルミニウムを真空蒸着することによって光反射薄膜を成膜することが最も好ましい。
曲げ弾性率 :5.0GPa以上
線膨張係数 :3.0×10-5/K以下
荷重撓み温度:100゜C以上
写像性 :85%以上
平均長さ:5〜100μm
好ましくは5〜70μm
平均直径:0.01〜15μm
好ましくは0.1〜10μm
含有率 :15〜80重量%
線膨張係数 :3.0×10-5/K以下
好ましくは
0.5〜3.0×10-5/K
荷重撓み温度:140゜C以上
好ましくは140〜260゜C
平均長さ:5〜100μm
好ましくは5〜70μm
平均直径:0.01〜15μm
好ましくは0.05〜13μm、
更に好ましくは0.1〜10μm
含有率 :15〜80重量%
曲げ弾性率 :4.0GPa以上
好ましくは4.5GPa以上
線膨張係数 :4.0×10-5/K以下
好ましくは
3.5×10-5/K以下
荷重撓み温度:100゜C以上
好ましくは110゜C以上
平均長さ:5〜400μm
好ましくは5〜200μm
平均直径:0.01〜15μm
好ましくは0.1〜10μm
含有率 :15〜80重量%
好ましくは20〜60重量%
曲げ弾性率 :4.0GPa以上
線膨張係数 :4.0×10-5/K以下
荷重撓み温度:100゜C以上
平均長さ:5〜400μm
好ましくは5〜200μm
平均直径:0.01〜15μm
好ましくは0.1〜10μm
含有率 :15〜80重量%
好ましくは20〜60重量%
比較例1にて用いた金型組立体の模式的な端面図を図17に示す。Ry0.02μmまで鏡面仕上げをした金型部のキャビティ面を有する炭素鋼(熱伝導率11×10-2cal/cm・sec・゜C)から作製した第1の金型部(固定金型部)100、及び第2の金型部(可動金型部)101から構成された金型組立体を用いて、実施例1と同様の熱可塑性樹脂を使用し、実施例1と同様の成形条件にて成形を行った。尚、参照番号102は溶融熱可塑性樹脂導入部であり、参照番号103はキャビティである。然るに、キャビティ103内での溶融樹脂の流動性が悪く、キャビティ103内を完全に溶融樹脂で充填することができなかった。そこで、射出圧力を200kgf/cm2−G増加させ、1000kgf/cm2−Gとして成形を行なった。得られた成形品には、フローマーク及びジェッテイング等の成形不良が生じていた。また、成形品表面にはガラス繊維が浮いており、実施例1と比較すると鏡面性が著しく劣っていた。
比較例2においては、実施例1の金型を用いてクリアランス(C11)を変え、実施例1と同様の熱可塑性樹脂を用いて、実施例1と同様の射出条件にて成形を行った。ここで、クリアランス(C11)を0.00mm及び0.05mmとした。クリアランス(C11)が0.00mmの場合、金型組立体を型締めした際に入れ子17が破損し、成形することができなかった。また、クリアランス(C11)が0.05mmの場合、成形品端部にバリが発生し、100ショット成形後に入れ子17の端部からクラックが発生し、成形不能となった。
比較例3においては、図18に模式的な端面図を示すように実施例5の金型組立体を改造し、第2の入れ子45の内側面並びに第1及び第2の被覆プレート33,43を切削及び研磨し、キャビティ51の大きさを104mm×104mm×3mmの直方体とした。即ち、第1の入れ子35の第2の入れ子と対向する面35Aと、第2の入れ子45の第1の入れ子と対向する面45Dとの重なり量は無く、第1の入れ子35に対する第1の被覆プレート33の重なり量も無く、第1の入れ子35と入れ子装着部31との間の隙間がキャビティ51に開口した状態とした。
Claims (10)
- (イ)熱可塑性樹脂に基づき成形品を成形するための第1の金型部及び第2の金型部、
(ロ)第1の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの入れ子、及び、
(ハ)入れ子と第2の金型部との間に配設され、第1の金型部に取り付けられ、溶融熱可塑性樹脂導入部が設けられた被覆プレート、
を備えた、熱可塑性樹脂を成形するための金型組立体であって、
第2の金型部には、入れ子被覆部が設けられており、
第1の金型部と第2の金型部とを型締めした状態において、
(A)入れ子と入れ子被覆部との間のクリアランスは0.03mm以下であり、
(B)入れ子に対する入れ子被覆部の重なり量は0.5mm以上であり、
(C)入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスは0.03mm以下であり、
(D)入れ子に対する被覆プレートの重なり量は0.5mm以上であり、被覆プレートは入れ子の一部分とのみ重なり合っており、
入れ子を構成する材料の熱伝導率は2×10-2cal/cm・sec・゜C以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂成形用の金型組立体。 - (イ)熱可塑性樹脂に基づき成形品を成形するための第1の金型部及び第2の金型部、
(ロ)第1の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの第1の入れ子、
(ハ)第2の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの第2の入れ子、及び、
(ニ)第1の入れ子と第2の入れ子との間に配設され、第1の金型部、第2の金型部、あるいは、第1及び第2の金型部に取り付けられ、溶融熱可塑性樹脂導入部が設けられた被覆プレート、
を備えた、熱可塑性樹脂を成形するための金型組立体であって、
第1の金型部と第2の金型部とを型締めした状態において、
(A)第1の入れ子の第2の入れ子と対向する面と、第2の入れ子の第1の入れ子と対向する面との間のクリアランスは0.03mm以下であり、
(B)第1の入れ子の第2の入れ子と対向する面と、第2の入れ子の第1の入れ子と対向する面との重なり量は0.5mm以上であり、
(C)第1の入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス、及び第2の入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスは0.03mm以下であり、
(D)第1の入れ子に対する被覆プレートの重なり量、及び第2の入れ子に対する被覆プレートの重なり量は0.5mm以上であり、被覆プレートは第1及び第2の入れ子の一部分とのみ重なり合っており、
第1及び第2の入れ子を構成する材料の熱伝導率は2×10-2cal/cm・sec・゜C以下であることを特徴とする熱可塑性樹脂成形用の金型組立体。 - 成形品を金型組立体から取り出すために、被覆プレートにはキャビティに連通したタブ形成部が設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱可塑性樹脂成形用の金型組立体。
- 入れ子、第1の入れ子、又は第2の入れ子を構成する材料は、ZrO2、ZrO2−CaO、ZrO2−Y2O3、ZrO2−CeO2、ZrO2−MgO、ZrO2−SiO2、K2O−TiO2、Al2O3、Al2O3−TiC、Ti3N2、3Al2O3−2SiO2、MgO−SiO2、2MgO−SiO2、MgO−Al2O3−SiO2及びチタニアから成る群から選択されたセラミック、若しくは、ソーダガラス、石英ガラス、耐熱ガラス、結晶化ガラスから成る群から選択されたガラスであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂成形用の金型組立体。
- 入れ子、第1の入れ子、又は第2の入れ子を構成する材料は、ZrO2、ZrO2−Y2O3、ZrO2−CeO2、又は、結晶化ガラスであることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の熱可塑性樹脂成形用の金型組立体。
- (イ)熱可塑性樹脂に基づき成形品を成形するための第1の金型部及び第2の金型部、
(ロ)第1の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの入れ子、及び、
(ハ)入れ子と第2の金型部との間に配設され、第1の金型部に取り付けられ、溶融熱可塑性樹脂導入部が設けられた被覆プレート、
を備え、
第2の金型部には、入れ子被覆部が設けられており、
第1の金型部と第2の金型部とを型締めした状態において、
(A)入れ子と入れ子被覆部との間のクリアランスは0.03mm以下であり、
(B)入れ子に対する入れ子被覆部の重なり量は0.5mm以上であり、
(C)入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスは0.03mm以下であり、
(D)入れ子に対する被覆プレートの重なり量は0.5mm以上であり、被覆プレートは入れ子の一部分とのみ重なり合っており、
入れ子を構成する材料の熱伝導率は2×10-2cal/cm・sec・゜C以下である熱可塑性樹脂成形用の金型組立体を用い、
溶融熱可塑性樹脂を溶融熱可塑性樹脂導入部からキャビティ内に導入した後、該熱可塑性樹脂を冷却、固化することによって成形品を成形することを特徴とする成形品の製造方法。 - (イ)熱可塑性樹脂に基づき成形品を成形するための第1の金型部及び第2の金型部、
(ロ)第1の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの第1の入れ子、
(ハ)第2の金型部に配設され、キャビティの一部を構成し、厚さが0.1mm乃至10mmの第2の入れ子、及び、
(ニ)第1の入れ子と第2の入れ子との間に配設され、第1の金型部、第2の金型部、あるいは、第1及び第2の金型部に取り付けられ、溶融熱可塑性樹脂導入部が設けられた被覆プレート、
を備え、
第1の金型部と第2の金型部とを型締めした状態において、
(A)第1の入れ子の第2の入れ子と対向する面と、第2の入れ子の第1の入れ子と対向する面との間のクリアランスは0.03mm以下であり、
(B)第1の入れ子の第2の入れ子と対向する面と、第2の入れ子の第1の入れ子と対向する面との重なり量は0.5mm以上であり、
(C)第1の入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス、及び第2の入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスは0.03mm以下であり、
(D)第1の入れ子に対する被覆プレートの重なり量、及び第2の入れ子に対する被覆プレートの重なり量は0.5mm以上であり、被覆プレートは第1及び第2の入れ子の一部分とのみ重なり合っており、
第1及び第2の入れ子を構成する材料の熱伝導率は2×10-2cal/cm・sec・゜C以下である熱可塑性樹脂成形用の金型組立体を用い、
溶融熱可塑性樹脂を溶融熱可塑性樹脂導入部からキャビティ内に導入した後、該熱可塑性樹脂を冷却、固化することによって成形品を成形することを特徴とする成形品の製造方法。 - 成形品を金型組立体から取り出すために、被覆プレートにはキャビティに連通したタブ形成部が設けられていることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の成形品の製造方法。
- 入れ子、第1の入れ子、又は第2の入れ子を構成する材料は、ZrO2、ZrO2−CaO、ZrO2−Y2O3、ZrO2−CeO2、ZrO2−MgO、ZrO2−SiO2、K2O−TiO2、Al2O3、Al2O3−TiC、Ti3N2、3Al2O3−2SiO2、MgO−SiO2、2MgO−SiO2、MgO−Al2O3−SiO2及びチタニアから成る群から選択されたセラミック、若しくは、ソーダガラス、石英ガラス、耐熱ガラス、結晶化ガラスから成る群から選択されたガラスであることを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載の成形品の成形方法。
- 入れ子、第1の入れ子、又は第2の入れ子を構成する材料は、ZrO2、ZrO2−Y2O3、ZrO2−CeO2、又は、結晶化ガラスであることを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載の成形品の成形方法。
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