JP2007076081A - 射出成形方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 強度や剛性を必要とする部位を補強するとともに、軽量で表面外観にも優れた成形品を得る射出成形方法を提供する。
【解決手段】 軟化させた半固形のガラス長繊維強化樹脂のGMTブランクを成形金型内に挿入する半固形樹脂挿入工程と、半固形樹脂を型締め圧縮して、GMTブランクからプレス成形品を形成するプレス成形工程と、成形金型内に空隙を形成させる空隙形成工程と、ガラス長繊維強化樹脂を溶融混錬してガラス繊維長を調整して、空隙内に溶融樹脂を注入する樹脂注入工程と、空隙内のプレス成形品の廻りを、溶融樹脂で覆うようにオーバーモールドするオーバーモールド工程と、オーバーモールド工程時に、ガラス長繊維強化樹脂に発泡材を添加して、ガラス長繊維強化樹脂を空隙内で発泡させる発泡工程とを含む。また、プレス成形工程の代わりにプレス成形品を成形金型内にインサートするようにしてもよい。
【選択図】 図3
【解決手段】 軟化させた半固形のガラス長繊維強化樹脂のGMTブランクを成形金型内に挿入する半固形樹脂挿入工程と、半固形樹脂を型締め圧縮して、GMTブランクからプレス成形品を形成するプレス成形工程と、成形金型内に空隙を形成させる空隙形成工程と、ガラス長繊維強化樹脂を溶融混錬してガラス繊維長を調整して、空隙内に溶融樹脂を注入する樹脂注入工程と、空隙内のプレス成形品の廻りを、溶融樹脂で覆うようにオーバーモールドするオーバーモールド工程と、オーバーモールド工程時に、ガラス長繊維強化樹脂に発泡材を添加して、ガラス長繊維強化樹脂を空隙内で発泡させる発泡工程とを含む。また、プレス成形工程の代わりにプレス成形品を成形金型内にインサートするようにしてもよい。
【選択図】 図3
Description
本発明は、強度や剛性を必要とする部位を補強するとともに、軽量で表面外観にも優れた成形品を得る射出成形方法に関する。
従来、自動車部品などの軽量化のために鋼鈑をインサートした樹脂成形が行なわれている。図5の(a)は車両ドアの正面図である。図5の(b)は(a)に示すA―A線の拡大断面図である。
図5の(a),(b)に示すように、車両ドア150は、ガラス繊維強化樹脂151によって鋼鈑152がインサート成形され、ボルト153で固定されている。これによって、強度や剛性を備え、軽量化した車両ドア150が形成される。
しかしながら、樹脂に鋼鈑をインサートして、樹脂と鋼鈑とを一体成形すると、廃棄するときに、樹脂と鋼鈑を剥す必要があり、リサイクルし難いという問題があった。
また、樹脂と鋼鈑とをボルト締めしている場合は、ボルトをはずして分解する必要があり、手間がかかるという問題があった。
なお、インサート成形とは、金型内にインサート品を装填した後、樹脂を注入してインサート品を溶融樹脂で包んで固化させ、一体化した複合部品を作る工法をいう。
図5の(a),(b)に示すように、車両ドア150は、ガラス繊維強化樹脂151によって鋼鈑152がインサート成形され、ボルト153で固定されている。これによって、強度や剛性を備え、軽量化した車両ドア150が形成される。
しかしながら、樹脂に鋼鈑をインサートして、樹脂と鋼鈑とを一体成形すると、廃棄するときに、樹脂と鋼鈑を剥す必要があり、リサイクルし難いという問題があった。
また、樹脂と鋼鈑とをボルト締めしている場合は、ボルトをはずして分解する必要があり、手間がかかるという問題があった。
なお、インサート成形とは、金型内にインサート品を装填した後、樹脂を注入してインサート品を溶融樹脂で包んで固化させ、一体化した複合部品を作る工法をいう。
また、図6は成形金型と成形品を示す断面図である。図6に示すように、成形金型160によって、射出成形のみで成形品161を形成すると、強度的に肉厚を厚くしなければならず、厚肉部の中央にボイド(気泡)162が発生したり、表面にヒケ163が発生するといった問題があった。このように、樹脂は軽量化には有効であるが、樹脂による成形品では強度や剛性が低下する。これらを補完するために、樹脂にガラス繊維またはカーボン繊維などを混ぜ合せて強度や剛性を確保している。最近では長繊維強化型の樹脂が開発され、従来と比較すると強度や剛性も高くなってきている。
また、鋼鈑をインサート成形するのではなく、ガラス繊維強化樹脂をスタンピング成形して、鋼鈑に代わる骨格層を形成したあと、骨格層と同一の組成から構成される熱可塑性プラスチックによる表皮層を一体的に構成した例が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。
また、鋼鈑をインサート成形するのではなく、ガラス繊維強化樹脂をスタンピング成形して、鋼鈑に代わる骨格層を形成したあと、骨格層と同一の組成から構成される熱可塑性プラスチックによる表皮層を一体的に構成した例が開示されている(たとえば、特許文献1参照)。
図7は、繊維強化熱可塑性プラスチックを用いて、表面品位の優れた成形品を得る複合樹脂成形加工法を示す工程図である。
図7に示すように、成形型枠201内で繊維強化熱可塑性プラスチックのブランク204をスタンピング成形して(図7の(a))、骨格層205を形成したあと(図7の(b))、同一の型枠201を用いて射出圧縮成形により繊維を含まない熱可塑性プラスチック207による表皮層209を、骨格層205の表面に一体的に構成している。骨格層205を形成後、成形型枠202を一定距離移動させて(図7の(c))、表皮層209を形成する側の骨格層205表面と型枠202との間に間隙を形成し、この間隙に繊維を含まない熱可塑性プラスチック207の所定量を射出したあと、熱可塑性プラスチック207を加圧充填する(図7の(d))。
特開平5−185466(段落番号0024〜0027、図1、図2)
図7に示すように、成形型枠201内で繊維強化熱可塑性プラスチックのブランク204をスタンピング成形して(図7の(a))、骨格層205を形成したあと(図7の(b))、同一の型枠201を用いて射出圧縮成形により繊維を含まない熱可塑性プラスチック207による表皮層209を、骨格層205の表面に一体的に構成している。骨格層205を形成後、成形型枠202を一定距離移動させて(図7の(c))、表皮層209を形成する側の骨格層205表面と型枠202との間に間隙を形成し、この間隙に繊維を含まない熱可塑性プラスチック207の所定量を射出したあと、熱可塑性プラスチック207を加圧充填する(図7の(d))。
しかしながら、樹脂に鋼鈑をインサートして、樹脂と鋼鈑とを一体成形すると、廃棄するときに、樹脂と鋼鈑を剥す必要があり、リサイクルし難いという問題があった。
また、樹脂と鋼鈑とをボルト締めしている場合はボルトをはずして分解する必要があり、手間がかかるという問題があった。
また、射出成形だけで成形品を形成すると、肉厚を厚くしなければならず、厚肉部の中央にボイドが発生したり、表面にヒケが発生するといった問題があった。
また、繊維を含まない熱可塑性プラスチックによる表皮層を繊維強化熱可塑性プラスチックの骨格層の表面に一体的に構成しても、強度や剛性が得られないといった問題があった。
また、樹脂と鋼鈑とをボルト締めしている場合はボルトをはずして分解する必要があり、手間がかかるという問題があった。
また、射出成形だけで成形品を形成すると、肉厚を厚くしなければならず、厚肉部の中央にボイドが発生したり、表面にヒケが発生するといった問題があった。
また、繊維を含まない熱可塑性プラスチックによる表皮層を繊維強化熱可塑性プラスチックの骨格層の表面に一体的に構成しても、強度や剛性が得られないといった問題があった。
本発明は、前記問題を解決するために創案されたものであり、強度や剛性を必要とする部位を補強するとともに、軽量で表面外観にも優れ、リサイクルの容易な成形品を得る射出成形方法を提供することを課題とする。
前記課題を解決する本発明のうち、請求項1に係る発明は、ガラス長繊維強化樹脂を射出成形して成形品を形成する射出成形方法であって、軟化させた半固形の前記ガラス長繊維強化樹脂のブランクを成形金型内に挿入する半固形樹脂挿入工程と、前記半固形樹脂を型締め圧縮して、前記ブランクからプレス成形品を形成するプレス成形工程と、前記プレス成形工程後、前記成形金型内に空隙を形成させるように前記成形金型を型開きして、前記成形金型内に空隙を形成させる空隙形成工程と、前記ガラス長繊維強化樹脂を溶融混錬してガラス繊維長を調整して、前記空隙内に溶融樹脂を注入する樹脂注入工程と、前記空隙内の前記プレス成形品の廻りを、前記溶融樹脂で覆うようにオーバーモールドして成形品を形成するオーバーモールド工程と、を含むことを特徴とする。
空隙は、キャビティとも称し、GMTブランクによるプレス成形品を形成後に、成形金型を寸開きさせ、成形金型内に樹脂を充填する隙間のことである。この空隙内に溶融したガラス長繊維強化樹脂を射出成形する。これにより強度や剛性を必要とする部位を補強した成形品を形成する。
請求項2に係る発明は、ガラス長繊維強化樹脂を射出成形して成形品を形成する射出成形方法であって、前記ガラス長繊維強化樹脂から構成されるプレス成形品を成形金型内にインサートするプレス成形品インサート工程と、前記プレス成形品を前記成形金型内に挿入後、前記プレス成形品と前記成形金型との間に空隙を形成させるように前記成形金型を型閉めする空隙形成工程と、前記ガラス長繊維強化樹脂を溶融混錬してガラス繊維長を調整して、前記空隙内に溶融樹脂を注入する樹脂注入工程と、前記空隙内の前記プレス成形品の廻りを、前記ガラス長繊維強化樹脂で覆うようにオーバーモールドして成形品を形成するオーバーモールド工程と、を含むことを特徴とする。
このように、GMT成形品(プレス成形品)を成形金型にインサートして、プレス成形品を射出成形によりガラス長繊維強化樹脂でオーバーモールドして、プレス成形品とガラス長繊維強化樹脂を融着させて一体成形する。これにより、強度や剛性を必要とする部位を補強した成形品を形成する。
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載の射出成形方法であって、前記樹脂注入工程において、注入する前記ガラス長繊維強化樹脂には発泡材が添加されており、前記オーバーモールド工程後、さらに前記成形品と前記成形金型との間に空隙を形成させるように前記成形金型を型開きすることによって、前記ガラス長繊維強化樹脂を前記空隙内で発泡させることを特徴とする。
このようにして、軽量化と剛性を向上させる。
このようにして、軽量化と剛性を向上させる。
請求項4に係る発明は、請求項3に記載の射出成形方法であって、前記ガラス長繊維強化樹脂を前記空隙内で発泡させる倍率は、1.05〜3倍であることを特徴とする。
このようにして、同じ樹脂量で剛性を向上させる。
このようにして、同じ樹脂量で剛性を向上させる。
請求項5に係る発明は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の射出成形方法であって、前記ガラス長繊維強化樹脂はポリプロピレンから構成されており、ポリプロピレンに対しガラス長繊維の含有量を10〜50重量パーセント、繊維長を3〜20mmとすることを特徴とする。
これにより、強度や剛性を必要とする部位を補強した成形品を形成する。
これにより、強度や剛性を必要とする部位を補強した成形品を形成する。
請求項1に係る発明によれば、空隙内のプレス成形品の廻りを、ガラス長繊維強化樹脂で覆うようにオーバーモールドするため、強度や剛性を必要とする部位を補強した成形品を得ることができるとともに、骨格層であるプレス成形品は、オーバーモールドする表皮層とともにガラス長繊維強化樹脂であるため、リサイクル時にそのまま粉砕してガラス長繊維強化樹脂を再利用でき、リサイクルが容易である。
請求項2に係る発明によれば、プレス成形品を成形金型にインサートして、射出成形によりプレス成形品とガラス長繊維強化樹脂を融着させて一体成形するため、強度や剛性を必要とする部位を補強した成形品を得ることができるとともに、ガラス長繊維強化樹脂のリサイクルが容易である。
請求項3に係る発明によれば、オーバーモールド工程時に、ガラス長繊維強化樹脂に発泡材を添加して、ガラス長繊維強化樹脂を空隙内で発泡させるため、外観の優れた成形品を得るとともに、軽量化と剛性を向上させることができる。
請求項4に係る発明によれば、ガラス長繊維強化樹脂を空隙内で発泡させる倍率は、1.05〜3倍であるため、外観の優れた成形品を得るとともに、軽量化と剛性を向上させることができる。
請求項5に係る発明によれば、ガラス長繊維強化樹脂はポリプロピレンから構成されており、ポリプロピレンに対しガラス長繊維の含有量を10〜50重量パーセント、繊維長を3〜20mmとするため、同じ樹脂量で剛性を向上させることができる。
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る射出成形方法の工程図である。図2は、GMTブランクを予熱するプレヒータ、およびスタンピングするプレス成形機を示す概略図である。図3の(a)は第1の実施形態に係る射出成形方法の工程線図であり、図3の(b)は後記する第2の実施形態に係る射出成形方法の工程線図である。図4は、成形品を示す斜視図であり、(a)は第1の実施形態を示し、(b)は第2の実施形態を示す。
本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る射出成形方法の工程図である。図2は、GMTブランクを予熱するプレヒータ、およびスタンピングするプレス成形機を示す概略図である。図3の(a)は第1の実施形態に係る射出成形方法の工程線図であり、図3の(b)は後記する第2の実施形態に係る射出成形方法の工程線図である。図4は、成形品を示す斜視図であり、(a)は第1の実施形態を示し、(b)は第2の実施形態を示す。
GMT(Glass Mat reinforced Thermoplastics:ガラスマット強化熱可塑性プラスチック)とは、熱可塑性樹脂(ポリプロピレン)とガラス長繊維マットを組み合わせた複合材料である。ガラス長繊維マットで補強することにより強度が向上するという効果を発揮し、他の熱可塑性プラスチックに比較して強靭である。代表的な熱硬化性樹脂であるSMC(Sheet Molding Compound:ガラス繊維強化不飽和ポリエステル樹脂)との比較でも衝撃強度は1.5〜2倍である。また、成形性に優れており量産性に富んでいる。鉄板のプレス成形と比較して一体成形が可能なため製造工程が大幅に短縮できる。また、金属材料に比較してダンピング特性が高く、振動を吸収する効果がある。比重は鉄の約1/6.5であり、比強度(引張強度/比重)が大きく軽量化材料に適している。また、−50℃〜+100℃の広い温度範囲で使用が可能である。金属材料に比較して耐酸性・耐アルカリ性などに優れている。
図1の(a)は、GMTブランクが挿着された型開き状態の成形金型と、この成形金型を搭載した射出成形機とを示す工程図である。図1の(a)に示すように、射出成形機100は、成形金型50を備えており、この成形金型50は、上金型(可動金型)1と下金型(固定金型)2とから構成されている。
上金型1は射出成形機100の可動盤20に取り付けられており、この可動盤20の昇降動作とともに昇降する。下金型2は射出成形機100のベース15に取り付けられている。上金型1および下金型2には不図示のヒーターおよび制御装置が備えられており、成形金型50の温度が所定の温度に制御されている。
成形金型50には、図示しない溶融樹脂の射出ノズルがスプルー7に接続されており、溶融樹脂がスプルー7、ランナー8、およびゲート9を通ってキャビティ4内に射出される。この溶融樹脂がガラス長繊維強化樹脂であり、キャビティ4はガラス長繊維強化樹脂で充填される。
上金型1は射出成形機100の可動盤20に取り付けられており、この可動盤20の昇降動作とともに昇降する。下金型2は射出成形機100のベース15に取り付けられている。上金型1および下金型2には不図示のヒーターおよび制御装置が備えられており、成形金型50の温度が所定の温度に制御されている。
成形金型50には、図示しない溶融樹脂の射出ノズルがスプルー7に接続されており、溶融樹脂がスプルー7、ランナー8、およびゲート9を通ってキャビティ4内に射出される。この溶融樹脂がガラス長繊維強化樹脂であり、キャビティ4はガラス長繊維強化樹脂で充填される。
下金型2にGMTブランク(ブランク)3を供給する。このブランク(ブランクシート)3は、ガラス長繊維強化樹脂で形成され、予め、ヒーター(図略)などによりプレヒートされて、軟化した状態になっている。プレヒータは電磁波により加熱する電磁加熱器でも構わない。
次に、第1の実施形態に係る射出成形方法について、図1および図3の(a)を参照して説明する。
図1の(a)から(f)に示すように、射出成形方法では、ガラス長繊維強化樹脂(以下、溶融樹脂とも称す)を射出成形して成形品11を形成する。上金型1は可動金型であり、下金型2は固定金型である。可動金型1と固定金型2とが図示しない型締装置を介して射出成形機100に取り付けられており、成形金型50を開閉できる構造となっている。また、成形金型50を高圧で締付け、射出圧力により成形金型50が型開きしないようになっている。
図1の(a)から(f)に示すように、射出成形方法では、ガラス長繊維強化樹脂(以下、溶融樹脂とも称す)を射出成形して成形品11を形成する。上金型1は可動金型であり、下金型2は固定金型である。可動金型1と固定金型2とが図示しない型締装置を介して射出成形機100に取り付けられており、成形金型50を開閉できる構造となっている。また、成形金型50を高圧で締付け、射出圧力により成形金型50が型開きしないようになっている。
最初に、半固形樹脂を成形金型に挿入する半固形樹脂挿入工程では、図1の(a)および図3の(a)に示すように、成形金型50は可動金型1と固定金型2とが型開きした状態にある。予め加熱されて軟化したガラス長繊維強化樹脂のブランクシート(GMTブランク)3を、200〜250℃に温度調節した成形金型50内に供給し、固定金型(下金型)2の上に載せる(ステップS1)。このときブランクシート3を構成する樹脂は溶融状態であるが、ブランクシート3にはガラス繊維が絡まっており、半固形状態のガラス長繊維強化樹脂(半固形樹脂)となっている。
なお、GMTブランク3は、図2に示すように、予め、ガラス長繊維強化樹脂を所定のサイズに切断してブランクシート3とし、このブランクシート3を遠赤外線加熱炉(プレヒータ)などにて、所定温度まで加熱して軟化させる。GMTはガラス含有率20〜40重量パーセントのものを使用する。
なお、GMTブランク3は、図2に示すように、予め、ガラス長繊維強化樹脂を所定のサイズに切断してブランクシート3とし、このブランクシート3を遠赤外線加熱炉(プレヒータ)などにて、所定温度まで加熱して軟化させる。GMTはガラス含有率20〜40重量パーセントのものを使用する。
次に、GMTブランクシートをプレス成形して骨格層を形成するプレス成形工程では、図1の(b)および図3の(a)に示すように、射出成形機100は、上金型1を下降させて、上金型1がブランクシート3に接触したときに下降速度が一旦遅くなるように制御する(ステップS2)。
このあと加圧しながら下降を再開始して、GMTブランク3を型締め圧縮していく。このとき、図1の(c)および図3の(a)に示すように、GMTブランク3の圧縮が開始され、上金型1のタッチ面1aが下金型2のタッチ面2aに当接して、GMTブランク3は上金型1と下金型2とで型締め圧縮され成形される。すなわち、スタンピング成形により、GMTブランク3を押し広げ、骨格層(プレス成形品)5が形成される(ステップS3)。
これにより、軟化した状態のGMTブランク3は所定の形状に成形され、ガラス長繊維強化樹脂から構成される骨格層5を形成する。
これにより、軟化した状態のGMTブランク3は所定の形状に成形され、ガラス長繊維強化樹脂から構成される骨格層5を形成する。
さらに、成形金型50は加圧されて型締め圧縮が所定の時間だけ行われ、樹脂を硬化させる。型締め圧は、10〜30MPa(100〜300kgf/cm2)の圧力であり、スタンピング成形して骨格層5を形成する。加圧力は好ましくは15MPa(150kgf/cm2)以上であり、17.5MPa(175kgf/cm2)で10〜20秒間保持した(ステップ4)。
このとき、前記したステップS1に示すように、上金型1が下降を開始すると同時に計時を開始していた真空引き開始タイマがタイムアップし、半硬化した骨格層5は下金型2に備えられた不図示の真空引き孔からの真空吸引力によって下金型2に固定される。
このとき、前記したステップS1に示すように、上金型1が下降を開始すると同時に計時を開始していた真空引き開始タイマがタイムアップし、半硬化した骨格層5は下金型2に備えられた不図示の真空引き孔からの真空吸引力によって下金型2に固定される。
続いて、プレス成形工程後、成形金型50を寸開きさせて空隙を形成する空隙成形工程では、図1の(d)および図3の(a)に示すように、半硬化した骨格層5が下金型2に固定された状態で、上金型1は寸開きを開始して上昇する。すなわち、上金型1をわずかに上昇させることで上金型1の下面に備えられている成形面と、スタンピング成形品の表面との間にわずかな隙間のキャビティ(空隙)6が形成される(ステップS5)。
この空隙6内に注入する樹脂注入工程では、図1の(e)および図3の(a)に示すように、ガラス長繊維強化樹脂を溶融混錬してガラス長繊維が折損しないように繊維長を調整し(3〜20mm)、図示しないスクリューを前進させてガラス長繊維強化樹脂を空隙6内に注入する。空隙6内へは、ゲート9からキャビティ6に、ガラス長繊維強化樹脂(溶融樹脂)10を注入する。注入された溶融樹脂10は、流頭10a、流頭10b、流頭10c、および流頭10dのように溶融樹脂10の流れの先端を形成しながら、キャビティ6を溶融樹脂10で充填していく。溶融樹脂10はキャビティ6内に溶融樹脂10が完全に充満する前に射出を停止する(ステップS6)。
なお、ガラス繊維長は、スクリューにより繊維が折損しないように調整するが、ガラス長繊維強化樹脂を溶融混練させるときには、スクリュー内で長繊維が折損して、衝撃強度が60〜70%に低下する。しかしながら、強度を必要とする部位にのみGMTブランク3で補強するので、ガラス長繊維が折損して強度が低下しても実用的には問題が生じない。
なお、ガラス繊維長は、スクリューにより繊維が折損しないように調整するが、ガラス長繊維強化樹脂を溶融混練させるときには、スクリュー内で長繊維が折損して、衝撃強度が60〜70%に低下する。しかしながら、強度を必要とする部位にのみGMTブランク3で補強するので、ガラス長繊維が折損して強度が低下しても実用的には問題が生じない。
続いて、骨格層5の表面に表皮層を形成するオーバーモールド工程では、空隙6内に溶融樹脂10の流れ込みが完了すると、図1の(f)および図3の(a)に示すように、成形金型50を型締めする(ステップS7〜S8)。
型締時にGMTブランク3は、溶融樹脂10から受ける圧力によってさらに押し延ばされる。このとき、溶融樹脂10は、ガラス長繊維で強化されたポリプロピレン樹脂を使用し、ガラス充填量は10〜50重量パーセントのものを使用し、繊維長は5〜20mm、望ましくは10mm前後の繊維長のものを使用する。
表皮層13の厚みとしては、成形品全体の強度、物性の確保、熱膨脹率の差による反り変形防止などの観点から薄くする必要があり、2mm未満とすることが好ましい。
型締時にGMTブランク3は、溶融樹脂10から受ける圧力によってさらに押し延ばされる。このとき、溶融樹脂10は、ガラス長繊維で強化されたポリプロピレン樹脂を使用し、ガラス充填量は10〜50重量パーセントのものを使用し、繊維長は5〜20mm、望ましくは10mm前後の繊維長のものを使用する。
表皮層13の厚みとしては、成形品全体の強度、物性の確保、熱膨脹率の差による反り変形防止などの観点から薄くする必要があり、2mm未満とすることが好ましい。
このように、キャビティ6に溶融樹脂10を充填して型締め圧縮することにより、スタンピング成形した骨格層5の表面にガラス長繊維強化樹脂による強化層が形成される。
この空隙6内に、ガラス長繊維強化溶融樹脂10を射出し、部分的に強度や剛性を上げた成形品11を形成させる。樹脂が冷えて固化した段階で可動金型1を後退させ成形品11を取り出す(ステップS9)。
図4の(a)に示すように、成形品11の斜視図が示されている。
この空隙6内に、ガラス長繊維強化溶融樹脂10を射出し、部分的に強度や剛性を上げた成形品11を形成させる。樹脂が冷えて固化した段階で可動金型1を後退させ成形品11を取り出す(ステップS9)。
図4の(a)に示すように、成形品11の斜視図が示されている。
<第2の実施形態>
次に、第2の実施形態に係る射出成形方法について、図1および図3の(b)を参照して説明する。第2の実施形態が、前記した第1の実施形態と異なる点は、第1の実施形態ではステップS9で成形品11を得て、工程が完了したが、第2の実施形態では、さらに、工程を進めてステップS10〜ステップS12で成形品12を得る点である。
なお、第1の実施形態と重複する部分は同符号を付して、その説明は省略する。
次に、第2の実施形態に係る射出成形方法について、図1および図3の(b)を参照して説明する。第2の実施形態が、前記した第1の実施形態と異なる点は、第1の実施形態ではステップS9で成形品11を得て、工程が完了したが、第2の実施形態では、さらに、工程を進めてステップS10〜ステップS12で成形品12を得る点である。
なお、第1の実施形態と重複する部分は同符号を付して、その説明は省略する。
前記した第1の実施形態で成形された成形品11の表面にさらに溶融樹脂10で表皮層14を形成する発泡工程では、図1の(g)および図3の(a)に示すように、オーバーモールド工程時に、ガラス長繊維強化樹脂に発泡材を添加して、ガラス長繊維強化樹脂を空隙6内で発泡させる。第1の実施形態で形成された成形品11が完全に固化する前に、可動金型(上金型)1をわずかに所定量だけ後退(上昇)させるとキャビティ6内の樹脂が均等に微細に発泡する(ステップS10〜S11)。このため、同じ樹脂量でも肉厚が増した分、剛性のある成形品12が得られる。樹脂が冷えて固化した段階で可動金型1を後退させ成形品12を取り出す(ステップS12)。所定量とは、3〜4mmとしたが、適宜調節しても構わない。図4の(b)に示すように、成形品12は骨格層5以外は全体が均一に微細発泡層を形成する。
発泡材としては、ガラス長繊維強化ポリプロピレン樹脂に1〜20重量パーセントの発泡材を添加して、成形品をキャビティ内で発泡させることで軽量化ができるとともに、ヒケ、ソリの防止ができる。
発泡させる倍率は、1.05〜3倍である。このようにして、軽量化と剛性を向上させる。ガラス長繊維強化樹脂は、ポリプロピレンに対しガラス長繊維を10〜50重量パーセント、繊維長を3〜20mmとする。このようにして、同じ樹脂量で剛性を向上させることができる。
発泡させる倍率は、1.05〜3倍である。このようにして、軽量化と剛性を向上させる。ガラス長繊維強化樹脂は、ポリプロピレンに対しガラス長繊維を10〜50重量パーセント、繊維長を3〜20mmとする。このようにして、同じ樹脂量で剛性を向上させることができる。
<第3の実施形態>
次に、第3の実施形態に係る射出成形方法について、図面を参照して説明する。第3の実施形態が、前記した第1の実施形態と異なる点は、第1の実施形態ではGMTブランク3を成形金型50に挿入してプレス成形品(骨格層)5を形成したが、第3の実施形態では、予め成形されたプレス成形品3を成形金型50に挿着する点である。
すなわち、所望の形状に成形されたプレス成形品5を成形金型50にインサートして、射出成形によりプレス成形品5とガラス長繊維強化樹脂を融着させて一体成形する。
この時、ガラス長繊維強化溶融樹脂に発泡剤を添加しない場合は成形品11が得られ、ガラス長繊維強化溶融樹脂に発泡材を入れれば成形品12が得られる。
なお、第1の実施形態と重複する部分は同符号を付して、その説明は省略する。
次に、第3の実施形態に係る射出成形方法について、図面を参照して説明する。第3の実施形態が、前記した第1の実施形態と異なる点は、第1の実施形態ではGMTブランク3を成形金型50に挿入してプレス成形品(骨格層)5を形成したが、第3の実施形態では、予め成形されたプレス成形品3を成形金型50に挿着する点である。
すなわち、所望の形状に成形されたプレス成形品5を成形金型50にインサートして、射出成形によりプレス成形品5とガラス長繊維強化樹脂を融着させて一体成形する。
この時、ガラス長繊維強化溶融樹脂に発泡剤を添加しない場合は成形品11が得られ、ガラス長繊維強化溶融樹脂に発泡材を入れれば成形品12が得られる。
なお、第1の実施形態と重複する部分は同符号を付して、その説明は省略する。
GMTブランク3を成形してプレス成形品5を別の場所で形成するプレス成形品形成工程では、GMTブランク(ブランクシート)3は、図2に示すように、予め、ガラス長繊維強化樹脂を所定のサイズに切断してブランクシート3とし、このブランクシート3を遠赤外線加熱炉(プレヒータ)16にて、所定温度まで加熱して軟化させる。GMTはガラス含有率20〜40重量パーセントのものを使用する。
GMTのブランクシート3をプレス(押圧)してプレス成形品5を形成する工程では、図2に示すように、プレス成形機101は、プレス金型51によってブランクシート3を押圧してプレス成形品5を形成する。
プレス金型51によって形成され、固化したプレス成形品5を成形金型50にインサートするプレス成形品インサート工程では、図1の(d)に示すように、ガラス長繊維強化樹脂から構成されるプレス成形品5を成形金型50内にインサートする(ステップS5)。
空隙形成工程では、プレス成形品5と成形金型50との間に空隙を形成させるように成形金型50を型締めする。
樹脂注入工程では、ガラス長繊維強化樹脂を溶融混錬してガラス繊維長を調整して、空隙6内に溶融樹脂10を注入する(ステップS6)。
オーバーモールド工程では、空隙内のプレス成形品の廻りを、ガラス長繊維強化樹脂で覆うようにオーバーモールドする(ステップS7、またはステップS7〜S11)。
空隙形成工程では、プレス成形品5と成形金型50との間に空隙を形成させるように成形金型50を型締めする。
樹脂注入工程では、ガラス長繊維強化樹脂を溶融混錬してガラス繊維長を調整して、空隙6内に溶融樹脂10を注入する(ステップS6)。
オーバーモールド工程では、空隙内のプレス成形品の廻りを、ガラス長繊維強化樹脂で覆うようにオーバーモールドする(ステップS7、またはステップS7〜S11)。
また、強度や剛性を向上させた成形品を作るためには成形品の肉厚を厚くするが、射出成形のみの成形品を形成すると、図6に示すように、厚肉部の中央にボイド(気泡)が発生し強度が低下したり、ヒケが発生して外観を阻害することになるが、GMT成形と射出成形を合わせることでヒケやボイドを解消することができる。
また、このように、骨格層5も、成形品11および成形品12を形成する樹脂材料も、ともにガラス長繊維強化ポリプロピレンであり、ともに溶融結合されて得られた成形品はリサイクル時にそのまま粉砕してガラス繊維強化ポリプロピレンとして再利用できる。
また、このように、骨格層5も、成形品11および成形品12を形成する樹脂材料も、ともにガラス長繊維強化ポリプロピレンであり、ともに溶融結合されて得られた成形品はリサイクル時にそのまま粉砕してガラス繊維強化ポリプロピレンとして再利用できる。
1 上金型(可動金型)
1a,2a タッチ面
2 下金型(固定金型)
3 GMTブランク(ブランク、ブランクシート、GMTブランクシート)
4,6 キャビティ(空隙)
5 プレス成形品(骨格層)
7 スプルー
8 ランナー
9 ゲート
10 溶融樹脂
10a,10b,10c,10d 流頭
11,12 成形品
13,14 表皮層
15 ベース
16 遠赤外線加熱炉(プレヒータ)
20 可動盤
50 成形金型
100 射出成形機
1a,2a タッチ面
2 下金型(固定金型)
3 GMTブランク(ブランク、ブランクシート、GMTブランクシート)
4,6 キャビティ(空隙)
5 プレス成形品(骨格層)
7 スプルー
8 ランナー
9 ゲート
10 溶融樹脂
10a,10b,10c,10d 流頭
11,12 成形品
13,14 表皮層
15 ベース
16 遠赤外線加熱炉(プレヒータ)
20 可動盤
50 成形金型
100 射出成形機
Claims (5)
- ガラス長繊維強化樹脂を射出成形して成形品を形成する射出成形方法であって、
軟化させた半固形の前記ガラス長繊維強化樹脂のブランクを成形金型内に挿入する半固形樹脂挿入工程と、
前記半固形樹脂を型締め圧縮して、前記ブランクからプレス成形品を形成するプレス成形工程と、
前記プレス成形工程後、前記成形金型内に空隙を形成させるように前記成形金型を型開きして、前記成形金型内に空隙を形成させる空隙形成工程と、
前記ガラス長繊維強化樹脂を溶融混錬してガラス繊維長を調整して、前記空隙内に溶融樹脂を注入する樹脂注入工程と、
前記空隙内の前記プレス成形品の廻りを、前記溶融樹脂で覆うようにオーバーモールドして成形品を形成するオーバーモールド工程と、
を含むことを特徴とする射出成形方法。 - ガラス長繊維強化樹脂を射出成形して成形品を形成する射出成形方法であって、
前記ガラス長繊維強化樹脂から構成されるプレス成形品を成形金型内にインサートするプレス成形品インサート工程と、
前記プレス成形品を前記成形金型内に挿入後、前記プレス成形品と前記成形金型との間に空隙を形成させるように前記成形金型を型閉めする空隙形成工程と、
前記ガラス長繊維強化樹脂を溶融混錬してガラス繊維長を調整して、前記空隙内に溶融樹脂を注入する樹脂注入工程と、
前記空隙内の前記プレス成形品の廻りを、前記ガラス長繊維強化樹脂で覆うようにオーバーモールドして成形品を形成するオーバーモールド工程と、
を含むことを特徴とする射出成形方法。 - 前記樹脂注入工程において、注入する前記ガラス長繊維強化樹脂には発泡材が添加されており、前記オーバーモールド工程後、さらに前記成形品と前記成形金型との間に空隙を形成させるように前記成形金型を型開きすることによって、前記ガラス長繊維強化樹脂を前記空隙内で発泡させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の射出成形方法。
- 前記ガラス長繊維強化樹脂を前記空隙内で発泡させる倍率は、1.05〜3倍であることを特徴とする請求項3に記載の射出成形方法。
- 前記ガラス長繊維強化樹脂はポリプロピレンから構成されており、ポリプロピレンに対しガラス長繊維の含有量を10〜50重量パーセント、繊維長を3〜20mmとすることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の射出成形方法。
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5072133B1 (ja) * | 2012-04-11 | 2012-11-14 | 株式会社名機製作所 | 繊維材料を含む複合成形品の成形装置および成形方法 |
JP2013502332A (ja) * | 2009-08-17 | 2013-01-24 | クヴァドラント・プラスティック・コンポジッツ・アクチェンゲゼルシャフト | 構成部品を製造する射出成形法 |
ES2416204R1 (es) * | 2012-01-26 | 2013-11-15 | Megatech Ind Amurrio S L | Sistema para moldear por inyeccion un material plastico sobre una banda laminar preconformada |
JP2014172279A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Sato Tekkosho:Kk | 成形方法及び成形装置 |
WO2015033980A1 (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | 株式会社日本製鋼所 | 繊維強化部材の製造方法 |
JP2015093479A (ja) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 株式会社ジェイテクト | 繊維強化複合成形品とその製造方法 |
JP2016539826A (ja) * | 2013-11-22 | 2016-12-22 | コンパニ・プラステイツク・オムニウム | プリプレグで作られている半製品、3次元プリフォームおよびオーバーモールド部分 |
JP2017505244A (ja) * | 2013-11-22 | 2017-02-16 | コンパニ・プラステイツク・オムニウム | プリプレグで作られている半製品、3次元プリフォームおよびオーバーモールド部分 |
CN107825661A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-03-23 | 鲁班嫡系机器人(深圳)有限公司 | 一种骨架、包括骨架的rim模具、rim成型件及加工方法 |
WO2018061397A1 (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | ダイキン工業株式会社 | インサート成形方法 |
KR101898990B1 (ko) | 2016-04-20 | 2018-09-18 | 덕양산업 주식회사 | 차량용 도어 이너 패널의 제조방법 |
WO2019189631A1 (ja) | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 東レ株式会社 | 成形品およびその製造方法 |
CN113613870A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-11-05 | 帝人株式会社 | 压制成型体的制造方法 |
CN114750435A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-07-15 | 歌尔股份有限公司 | 碳纤维产品成型治具和成型工艺 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05185466A (ja) * | 1992-01-14 | 1993-07-27 | Nippon Steel Corp | 複合樹脂成形加工法 |
JPH05269785A (ja) * | 1992-03-24 | 1993-10-19 | Sekisui Chem Co Ltd | 複合成形品の製造方法 |
-
2005
- 2005-09-13 JP JP2005264861A patent/JP2007076081A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05185466A (ja) * | 1992-01-14 | 1993-07-27 | Nippon Steel Corp | 複合樹脂成形加工法 |
JPH05269785A (ja) * | 1992-03-24 | 1993-10-19 | Sekisui Chem Co Ltd | 複合成形品の製造方法 |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013502332A (ja) * | 2009-08-17 | 2013-01-24 | クヴァドラント・プラスティック・コンポジッツ・アクチェンゲゼルシャフト | 構成部品を製造する射出成形法 |
US9096022B2 (en) | 2009-08-17 | 2015-08-04 | Quadrant Plastic Composites Ag | Injection moulding process for producing components |
ES2416204R1 (es) * | 2012-01-26 | 2013-11-15 | Megatech Ind Amurrio S L | Sistema para moldear por inyeccion un material plastico sobre una banda laminar preconformada |
JP5072133B1 (ja) * | 2012-04-11 | 2012-11-14 | 株式会社名機製作所 | 繊維材料を含む複合成形品の成形装置および成形方法 |
JP2014172279A (ja) * | 2013-03-08 | 2014-09-22 | Sato Tekkosho:Kk | 成形方法及び成形装置 |
EP3042753A4 (en) * | 2013-09-06 | 2017-04-12 | The Japan Steel Works, Ltd. | Production method for fiber-reinforcing component |
WO2015033980A1 (ja) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | 株式会社日本製鋼所 | 繊維強化部材の製造方法 |
CN105531101A (zh) * | 2013-09-06 | 2016-04-27 | 株式会社日本制钢所 | 纤维增强部件的制造方法 |
US10160166B2 (en) | 2013-09-06 | 2018-12-25 | The Japan Steel Works, Ltd. | Production method for fiber-reinforced component |
JP2015093479A (ja) * | 2013-11-14 | 2015-05-18 | 株式会社ジェイテクト | 繊維強化複合成形品とその製造方法 |
JP2017505244A (ja) * | 2013-11-22 | 2017-02-16 | コンパニ・プラステイツク・オムニウム | プリプレグで作られている半製品、3次元プリフォームおよびオーバーモールド部分 |
JP2016539826A (ja) * | 2013-11-22 | 2016-12-22 | コンパニ・プラステイツク・オムニウム | プリプレグで作られている半製品、3次元プリフォームおよびオーバーモールド部分 |
US10427386B2 (en) | 2013-11-22 | 2019-10-01 | Compagnie Plastic Omnium | Semi-finished product manufactured from prepreg, three-dimensional preformed body and overmolded part |
KR101898990B1 (ko) | 2016-04-20 | 2018-09-18 | 덕양산업 주식회사 | 차량용 도어 이너 패널의 제조방법 |
WO2018061397A1 (ja) * | 2016-09-29 | 2018-04-05 | ダイキン工業株式会社 | インサート成形方法 |
CN107825661A (zh) * | 2017-11-29 | 2018-03-23 | 鲁班嫡系机器人(深圳)有限公司 | 一种骨架、包括骨架的rim模具、rim成型件及加工方法 |
WO2019189631A1 (ja) | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 東レ株式会社 | 成形品およびその製造方法 |
KR20200138258A (ko) | 2018-03-30 | 2020-12-09 | 도레이 카부시키가이샤 | 성형품 및 그의 제조 방법 |
US11697274B2 (en) | 2018-03-30 | 2023-07-11 | Toray Industries, Inc. | Molded article and production method therefor |
CN113613870A (zh) * | 2019-03-28 | 2021-11-05 | 帝人株式会社 | 压制成型体的制造方法 |
CN114750435A (zh) * | 2022-04-24 | 2022-07-15 | 歌尔股份有限公司 | 碳纤维产品成型治具和成型工艺 |
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