JP2009083395A - Production process of thermoplastic resin molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は熱可塑性樹脂成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a thermoplastic resin molded body.
熱可塑性樹脂成形体は、軽量であり賦形性が良好であることから、自動車の内装部品や外装部品、家電製品、住設関連製品等の広い分野で使用されている。このような熱可塑性樹脂により得られる樹脂成形体は、射出成形や圧縮成形等の成形方法により製造できるが、開口部があるような複雑な形状を製造する場合や、複数の樹脂供給ゲートを有する金型を使用する場合には、得られる成形体にウェルド等の外観不良が発生することがある。 Thermoplastic resin moldings are lightweight and have good shapeability, and thus are used in a wide range of fields such as automobile interior parts, exterior parts, home appliances, and housing related products. A resin molded body obtained from such a thermoplastic resin can be manufactured by a molding method such as injection molding or compression molding, but has a plurality of resin supply gates when manufacturing a complicated shape having an opening. When a mold is used, an appearance defect such as a weld may occur in the obtained molded body.
このような外観不良を抑制するために、金型温度を制御して成形を行う手法が検討されている。例えば、特許文献1には、金型の型締途中の型開き状態で、金型内に高周波誘導加熱手段を挿入して、金型を急速に加熱し、加熱操作中に金型内に設けられた冷却媒体路内に、一定温度の冷却媒体を循環させるとともに、金型の温度を測るセンサーの温度検出に基づいて高周波加熱手段を取出し、型締めを再開させ、樹脂を射出させることにより成形品の成形サイクルを行い、成形サイクル中は冷却媒体の温度を一定に保つようにしたことを特徴とした成形品の成形方法が開示されている。
しかしながらこの方法では、冷却媒体の温度が一定に保たれているため、加熱された部分と冷却された部分でキャビティ表面に温度ムラが生じやすく、得られた樹脂成形体に光沢ムラが発生してしまうことがあった。
以上の課題に鑑み、本発明は光沢ムラを生じさせにくい熱可塑性樹脂成形体の提供を目的とする。
However, in this method, since the temperature of the cooling medium is kept constant, temperature unevenness is likely to occur on the cavity surface between the heated part and the cooled part, and gloss unevenness occurs on the resulting resin molded body. There was a case.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a thermoplastic resin molded body that hardly causes uneven gloss.
本発明者らは、金型に注入された樹脂を冷却する工程において、冷却速度を変化させることにより、光沢ムラの発生を抑制することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には以下のようなものを提供する。 The present inventors have found that it is possible to suppress the occurrence of uneven gloss by changing the cooling rate in the process of cooling the resin injected into the mold, and the present invention has been completed. It was. Specifically, the following are provided.
すなわち、本発明は、金型のキャビティを形成するキャビティ面付近を加熱手段により加熱する加熱工程と、前記キャビティ内に溶融状態の熱可塑性樹脂を供給する供給工程と、供給された前記熱可塑性樹脂を冷却する一次冷却工程と、この一次冷却工程における冷却速度よりも速い冷却速度で前記熱可塑性樹脂を冷却する二次冷却工程と、製造された成形体を前記キャビティ内から取出す取出工程と、を有する熱可塑性樹脂成形体の製造方法を提供するものである。 That is, the present invention includes a heating step in which the vicinity of a cavity surface forming a cavity of a mold is heated by a heating means, a supply step of supplying a molten thermoplastic resin into the cavity, and the supplied thermoplastic resin A secondary cooling step for cooling the thermoplastic resin at a cooling rate faster than the cooling rate in the primary cooling step, and an extraction step for taking out the produced molded body from the cavity. The manufacturing method of the thermoplastic resin molding which has is provided.
本発明によれば、光沢ムラを生じさせにくい熱可塑性樹脂成形体を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the thermoplastic resin molded object which is hard to produce uneven glossiness.
本発明に係る熱可塑性樹脂成形体(以下、単に成形体ともいう)の製造方法は、加熱工程と、供給工程と、一次冷却工程と、二次冷却工程と、取出工程と、を有する。以下、詳細に説明する。 The method for producing a thermoplastic resin molded body (hereinafter also simply referred to as a molded body) according to the present invention includes a heating step, a supplying step, a primary cooling step, a secondary cooling step, and a removal step. Details will be described below.
〔加熱工程〕
加熱工程は、金型のキャビティを形成するキャビティ面付近を加熱手段により加熱する工程をいう。
金型の加熱方法としては、ヒータが内部に組み込まれた金型を用いて加熱する方法や、金型の内側(金型キャビティを形成する側の面)にヒータを設けて加熱する方法等が挙げられる。このうち、成形品外観に転写されるキャビティ面を直接加熱できるという理由で金型の内側にヒータを設けて加熱する方法を用いることが好ましい。
加熱手段としては、電気ヒータ、高周波誘導加熱等が挙げられる。このうち高周波誘導加熱を用いることが好ましく、所望の位置を容易に加熱することが可能な加熱コイルを用いて高周波誘導加熱することがより好ましい。
[Heating process]
The heating step refers to a step of heating the vicinity of the cavity surface that forms the cavity of the mold by a heating means.
As a method of heating the mold, there are a method of heating using a mold in which a heater is incorporated, a method of heating by providing a heater inside the mold (surface on the side where the mold cavity is formed), etc. Can be mentioned. Among these, it is preferable to use a method of heating by providing a heater inside the mold because the cavity surface transferred to the appearance of the molded product can be directly heated.
Examples of the heating means include an electric heater and high frequency induction heating. Of these, high-frequency induction heating is preferably used, and more preferably high-frequency induction heating is performed using a heating coil capable of easily heating a desired position.
キャビティ面を加熱する温度は使用する熱可塑性樹脂の種類によって異なるが、熱可塑性樹脂の熱変形温度より30℃〜60℃高い温度であることが好ましく、熱可塑性樹脂の熱変形温度より30℃〜50℃高い温度であることがより好ましい。なお本発明における「加熱温度」は、キャビティ表面の温度を基準としており、その測定は熱電対、側温抵抗体、放射温度計等、一般的な温度計を用いた測定法であれば特に限定されない。
また、加熱時間は使用する熱可塑性樹脂の種類によって異なるが、1秒〜60秒であることが好ましく、1秒〜40秒であることがより好ましい。例えば熱可塑性樹脂としてポリプロピレンを用いる場合には1秒〜40秒であることが好ましい。
Although the temperature which heats a cavity surface changes with kinds of thermoplastic resin to be used, it is preferable that it is 30 to 60 degreeC higher than the thermal deformation temperature of a thermoplastic resin, and is 30 degreeC-higher than the thermal deformation temperature of a thermoplastic resin. More preferably, the temperature is higher by 50 ° C. The “heating temperature” in the present invention is based on the temperature of the cavity surface, and the measurement is particularly limited as long as it is a measurement method using a general thermometer such as a thermocouple, a side temperature resistor, a radiation thermometer, etc. Not.
Moreover, although heating time changes with kinds of thermoplastic resin to be used, it is preferable that it is 1 second-60 seconds, and it is more preferable that it is 1 second-40 seconds. For example, when polypropylene is used as the thermoplastic resin, it is preferably 1 second to 40 seconds.
本発明に係る成形体の製造方法において使用する金型は、通常の射出成形に用いられる金型であれば、その形状は特に限定されるものではないが、キャビティを形成するキャビティ面に金属板を備えている金型を用いることが好ましい。この金属板は、鋼やSUS等の他、アルミ合金、亜鉛合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金等の金属であれば、特に限定されるものではないが、電鋳法により製造される金属板を用いることが好ましい。電鋳法は製品の意匠面の形状を忠実に再現でき、様々な模様を有する熱可塑性樹脂成形体を製造することができるためである。 The shape of the mold used in the method for producing a molded body according to the present invention is not particularly limited as long as it is a mold used for normal injection molding, but a metal plate is formed on the cavity surface forming the cavity. It is preferable to use a mold provided with This metal plate is not particularly limited as long as it is a metal such as aluminum alloy, zinc alloy, nickel, nickel alloy, copper, copper alloy, etc. in addition to steel, SUS, etc., but is manufactured by electroforming. It is preferable to use a metal plate. This is because the electroforming method can faithfully reproduce the shape of the design surface of the product and can produce a thermoplastic resin molded body having various patterns.
図1は、本発明に係る成形体の製造方法に好ましく使用される金型の一例を示した図である。図中、同じ部材は同じ符号を示し、その説明は省略する。金型10は、雌型(第1の金型)20及び雄型(第2の金型)30の雌雄一対からなり、雌型20と雄型30を閉じた状態で、その内部にキャビティ40が形成される。
FIG. 1 is a view showing an example of a mold preferably used in the method for producing a molded body according to the present invention. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. The
雌型20は、キャビティ40を形成するキャビティ面21に金属板210を備えている。そしてこの金属板210の裏面、即ちキャビティ面21と反対側の面には、複数の金属管220が金属板210と当接するように配接されている。これらの金属管220は配線を通じて熱交換媒体供給装置(図示せず)に接続されている。そして金属管220の管内部には、熱交換媒体供給装置から供給された熱媒体又は冷却媒体からなる熱交換媒体が流通する流路が形成されている。
なお、金属管220は、例えば銅のように熱伝導性の高い金属材料から形成されるものである。本実施形態に係る雌型20は、流路の形成に金属管220が用いられているので、取り回しの自由度があり、所望の位置に流路を容易に形成することができる。
The
The
また、雌型20には、金属板210の裏面及び金属管220を覆うように、断熱部材22が設けられている。この断熱部材22は、例えば熱伝導性の低いエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂材料、セメント等のセラミックス等からなり、雌型20のキャビティ面21の加熱時においては、加熱手段からの熱が、雌型20全体に伝熱することを抑制し、効率的に金属板210(キャビティ面21)及びその付近を加熱することができる。また、冷却時においては、金属板210からの熱を効率的に金属管220に向けて伝熱等させることができ、効率的に金属板210(キャビティ面21)を冷却することができる。
The
また、雌型20には、この断熱部材22を外側から覆うように枠部材23が設けられている。この枠部材23は、金属板210、金属管220及び断熱部材22を保持するものであり、その材質は、金属板210、金属管220及び断熱部材22を保持することができれば特に制限されない。
なお、金属板210の裏面側に配設した金属管220を用いて流路を形成する以外に、金属板や断熱部材を備えていない金属部材の雌型の内部に一体的に形成された温度調節通路を用いて流路を形成してもよい。
The
In addition to forming the flow path using the
雄型30も雌型20と同様に、キャビティ面31を有している。そしてそのキャビティ面31には、溶融状熱可塑性樹脂をキャビティ40内に供給するための樹脂供給ゲート320が設けられている。
なお、樹脂供給ゲート320は1つでもよく、2つ以上設けてられていてもよい。この樹脂供給ゲート320は、雄型30に形成された樹脂供給通路32に連通している。また、樹脂供給通路32には、熱可塑性樹脂を溶融し所定量だけ射出することのできる射出装置50の射出ノズルが接続されることで、キャビティ40内に溶融状熱可塑性樹脂を供給することができる。さらに、雄型30には、キャビティ面31を加熱又は冷却するための複数の温度調節通路310が形成され、この温度調節通路310には、熱交換媒体供給装置が接続されている。
なお、雄型30も雌型20と同様に、キャビティ面31に金属板を設け、金属板におけるキャビティ面の裏面側に金属管を配設し、さらに断熱部材を設けてもよい。
Similar to the
One
As with the
以上の雌型20及び雄型30からなる一対の金型10は、雄型30をプレス装置(図示せず)の固定盤に固定し、雌型2を可動盤に固定し、駆動装置により可動盤を固定盤の方向に移動することで型締めをすることができる。なお、雌型20を固定盤に固定し、雄型30を可動盤に固定してもよく、また、固定盤を可動盤に変更して、雌型20及び雄型30を双方とも可動できるようにしてもよい。
In the pair of
次に、上記の金型10を用いて加熱する手順について説明する。
図2は、金型10を加熱している様子を示した図である。まず、図2(a)に記載されているように、雌型20を、図に向かって上側に移動させることによりキャビティ40を開き、その間に加熱手段60を外部から挿入する。本実施形態における加熱手段60は、高周波電磁誘導加熱が可能な加熱コイル61と搬送装置62から構成されている。そして、図2(b)に記載されているように、加熱コイル61を雌型20のキャビティ面21に近づけるように移動させて、高周波電磁誘導により雌型20のキャビティ面21及びその付近を加熱する。
このように、加熱手段60を外部に配置することで、キャビティ面21及びその付近の所望の位置を容易に加熱することが可能となる。また、上記加熱コイル61を用いることで、効率的にキャビティ面21及びその付近を加熱することが可能となる。
Next, the procedure for heating using the
FIG. 2 is a view showing a state in which the
Thus, by disposing the heating means 60 outside, it is possible to easily heat the
加熱されるキャビティ面21及びその付近の温度は、キャビティ40内に溶融状熱可塑性樹脂を供給する時点において、供給される熱可塑性樹脂の熱変形温度より30℃〜60℃高い温度であることが好ましい。キャビティ面21及びその付近の温度を、熱可塑性樹脂の熱変形温度より30℃〜60℃高い温度とすることで、得られる成形体の光沢ムラの発生を効果的に抑制することが可能となる。この熱変形温度は、JIS K7191−2のB法に従い測定することができる。
The temperature of the
なお、加熱コイル61は、キャビティ面21を均一に加熱するために、加熱コイル61を形成する銅管を、キャビティ面21の形状に対応する形状とすることが好ましい。また、加熱コイル61を電気ヒータ等の加熱手段に変更することも可能である。
The heating coil 61 preferably has a copper tube forming the heating coil 61 having a shape corresponding to the shape of the
〔供給工程〕
供給工程とは、上記加熱工程により加熱されたキャビティ40内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を供給する工程をいう。
熱可塑性樹脂の供給方法は、通常行われている供給方法を用いてもよい。例えば、図3(a)に示されるように、加熱された雌型20及び雄型30を閉じてキャビティ40を形成し、これら雌雄一対の金型10で形成するキャビティ40内に、雄型30に形成された樹脂供給通路32を介して、樹脂供給ゲート320から溶融状熱可塑性樹脂51を供給していく方法が挙げられる。
なお、各樹脂供給ゲート320から供給された溶融状熱可塑性樹脂51はキャビティ40内を流動し、各樹脂供給ゲート320中間点付近で合流する。この付近でウェルド等の不良が発生しやすい傾向にある。しかしながら、この合流部付近のキャビティ面21は予め加熱コイルで加熱されていたために、冷却する際に固化する速度が遅くなり、ウェルド等の外観不良の発生を抑制することができる。
[Supply process]
The supplying step refers to a step of supplying a molten thermoplastic resin into the
As a method for supplying the thermoplastic resin, a commonly used supply method may be used. For example, as shown in FIG. 3A, the heated
The molten thermoplastic resin 51 supplied from each
そして、溶融状熱可塑性樹脂51の供給を開始した時点でのキャビティ40は、目的の成形体厚さよりも大きなクリアランスとし、供給開始後にクリアランスが小さくなるように雌型20を下降させて、型締めを行う(図3の(b)参照)。
型締めを行うことにより、射出圧力や型締め圧力を低圧化することができ、装置の小型化や品質の優れた成形体を得ることができる。この型締めを行うタイミングは、溶融状熱可塑性樹脂51を供給中又は供給が完了した後のいずれでもよいが、供給完了後に型締めを行う場合には、供給完了後速やかに型締めを開始することが好ましい。なお、図中では図に向かって上方向(縦方向)に型締めする例を示しているが、型締め方向は縦方向であっても横方向であってもよい。また、熱可塑性樹脂成形体の用途や形状、大きさ等によっては、キャビティ40のクリアランスは、熱可塑性樹脂成形体の厚さと略同一寸法に調整した状態で溶融状熱可塑性樹脂を供給してもよい。
さらに、溶融状熱可塑性樹脂51の供給を開始した時点では、目的の成形体の厚さよりも小さなクリアランスとし、供給量に応じてクリアランスが大きくなるように雌型20を上昇させてもよい。
The
By performing the mold clamping, the injection pressure and the mold clamping pressure can be reduced, and a compact body with excellent downsizing and quality can be obtained. The timing for performing the mold clamping may be either during the supply of the molten thermoplastic resin 51 or after the completion of the supply, but when performing the mold clamping after the completion of the supply, the mold clamping is started immediately after the completion of the supply. It is preferable. In the figure, an example of clamping in the upward direction (vertical direction) is shown in the figure, but the clamping direction may be the vertical direction or the horizontal direction. Further, depending on the use, shape, size, and the like of the thermoplastic resin molded body, the melted thermoplastic resin may be supplied with the clearance of the
Further, when the supply of the molten thermoplastic resin 51 is started, the
〔一次冷却工程〕
一次冷却工程とは、供給された熱可塑性樹脂を冷却する工程をいう。この一次冷却工程を設けることにより、熱可塑性樹脂表面のみを冷却固化することが可能となる。
具体的な冷却方法としては、図3(b)に記載の雌型20内に設けられた金属管220及び雄型30内に形成された温度調節通路310内に、例えば水のような冷却媒体を流通させて、キャビティ面21,31をそれぞれ冷却する方法が挙げられる。
[Primary cooling process]
The primary cooling step refers to a step of cooling the supplied thermoplastic resin. By providing this primary cooling step, only the surface of the thermoplastic resin can be cooled and solidified.
As a specific cooling method, for example, a cooling medium such as water is provided in the
一次冷却工程の冷却開始時におけるキャビティ面の表面温度の上限温度は、使用する熱可塑性樹脂の種類によって異なる。具体的には、使用する熱可塑性樹脂の熱変形温度を基準として、この熱変形温度よりも50℃高い温度であり、かつ、キャビティ表面温度の下限温度は、熱変形温度よりも35℃高い温度である。このような温度範囲とすることにより熱可塑性樹脂の表面を固化することが可能となる。なお上記上限温度は、熱変形温度よりも50℃高い温度であることが好ましく、40℃高い温度であることがより好ましい。そしてキャビティ表面温度の下限温度は、熱変形温度よりも35℃高い温度であることが好ましく、30℃高い温度であることがより好ましい。
そして冷却時間としては、1秒〜10秒であることが好ましく、1秒〜8秒であることがより好ましい。
例えば、熱可塑性樹脂としてポリプロピレンを用いた場合、一次冷却工程の冷却開始時におけるキャビティ面の表面温度の上限温度は、135℃であり、下限温度は120℃である。そして、冷却時間としては1秒〜10秒であることが好ましい。
The upper limit temperature of the surface temperature of the cavity surface at the start of cooling in the primary cooling step varies depending on the type of thermoplastic resin used. Specifically, on the basis of the heat deformation temperature of the thermoplastic resin used, the temperature is 50 ° C. higher than the heat deformation temperature, and the lower limit temperature of the cavity surface temperature is 35 ° C. higher than the heat deformation temperature. It is. By setting it as such a temperature range, it becomes possible to solidify the surface of a thermoplastic resin. The upper limit temperature is preferably 50 ° C. higher than the heat distortion temperature, and more preferably 40 ° C. higher. The lower limit temperature of the cavity surface temperature is preferably 35 ° C. higher than the thermal deformation temperature, and more preferably 30 ° C. higher.
The cooling time is preferably 1 second to 10 seconds, and more preferably 1 second to 8 seconds.
For example, when polypropylene is used as the thermoplastic resin, the upper limit temperature of the surface temperature of the cavity surface at the start of cooling in the primary cooling step is 135 ° C., and the lower limit temperature is 120 ° C. The cooling time is preferably 1 to 10 seconds.
キャビティ面の表面温度は、熱電対、側温抵抗体、放射温度計等、一般的な温度計をキャビティ表面に設置し、熱可塑性樹脂を射出しない状態で一次冷却又は二次冷却を行っている間のキャビティ表面の温度を測定することで、キャビティ面の表面温度とする。 As for the surface temperature of the cavity surface, a general thermometer such as a thermocouple, side temperature resistor, radiation thermometer, etc. is installed on the cavity surface, and primary cooling or secondary cooling is performed without injecting thermoplastic resin. The surface temperature of the cavity surface is obtained by measuring the temperature of the cavity surface in between.
〔二次冷却工程〕
二次冷却工程とは、上記一次冷却の後に一次冷却工程における冷却速度よりも速い冷却速度で前記熱可塑性樹脂を冷却する工程をいう。この二次冷却工程を設けることにより、成形体の光沢ムラの発生を抑制することが可能となる。また、二次冷却の冷却速度は一次冷却の冷却速度よりも速いため、製造工程のサイクルタイムを延ばすことなく効率的に成形体を製造することが可能となる。
[Secondary cooling process]
The secondary cooling step refers to a step of cooling the thermoplastic resin at a cooling rate faster than the cooling rate in the primary cooling step after the primary cooling. By providing this secondary cooling step, it becomes possible to suppress the occurrence of uneven glossiness of the molded body. Moreover, since the cooling rate of secondary cooling is faster than the cooling rate of primary cooling, it becomes possible to manufacture a molded object efficiently, without extending the cycle time of a manufacturing process.
冷却方法は一次冷却と同様、温度調節通路内に、冷却媒体を流通させて冷却する方法が挙げられる。この二次冷却工程では、一次冷却工程の冷却速度よりも速い冷却速度で冷却が行われる。一次冷却工程における冷却速度と、二次冷却工程における冷却速度の比(二次冷却工程における冷却速度/一次冷却工程における冷却速度)は、1.1倍以上であり、1.2倍以上がより好ましく、1.3倍以上が最も好ましい。
一次冷却工程の冷却速度が二次冷却工程の冷却速度より速いと、キャビティ表面の加熱された部分と冷却された部分とで温度ムラが生じやすく、得られる成形体に光沢ムラが生じやすくなる。そのため、冷却速度の比を、1.1倍以上とすることにより、成形体の光沢ムラの発生を抑制することが可能となる。また、このような冷却速度とすることによってサイクルタイムを延ばすことなく効率よく製造することが可能となる。
例えば、熱可塑性樹脂としてポリプロプレンを使用する場合、冷却速度の比は、1.1倍〜1.3倍であることが好ましく、1.2倍〜1.3倍であることがより好ましい。
As the cooling method, similarly to the primary cooling, there is a method in which a cooling medium is circulated in the temperature adjusting passage and cooled. In this secondary cooling step, cooling is performed at a cooling rate faster than the cooling rate of the primary cooling step. The ratio of the cooling rate in the primary cooling step and the cooling rate in the secondary cooling step (cooling rate in the secondary cooling step / cooling rate in the primary cooling step) is 1.1 times or more, more than 1.2 times Preferably, 1.3 times or more is most preferable.
If the cooling rate of the primary cooling step is faster than the cooling rate of the secondary cooling step, temperature unevenness is likely to occur between the heated portion and the cooled portion of the cavity surface, and gloss unevenness is likely to occur in the resulting molded article. Therefore, by setting the ratio of cooling rates to 1.1 times or more, it becomes possible to suppress the occurrence of uneven gloss of the molded body. Moreover, it becomes possible to manufacture efficiently, without extending cycle time by setting it as such a cooling rate.
For example, when polypropylene is used as the thermoplastic resin, the cooling rate ratio is preferably 1.1 times to 1.3 times, and more preferably 1.2 times to 1.3 times.
二次冷却工程の冷却速度は、冷却媒体の流量を調整すること、又は流通させる冷媒の流量を大きくすること等により調節することが可能である。
冷媒の温度を変える手段としては、例えば雌型内に設けられた金属管に熱交換媒体供給装置を複数個連結させ、各々の冷却媒体の温度に差をつけておく。そして一次冷却工程では高い温度(例えば30℃〜60℃)の冷却媒体を流通させ、二次冷却工程では低い温度(例えば5℃〜30℃)の冷却媒体を流通させることで冷媒の温度に差をつけることが可能となる。なお、一次冷却工程では冷却媒体を流通させず二次冷却工程で冷却媒体を流通せることで冷却速度に差をつける方法でもよい。熱交換媒体供給装置は、手動もしくは自動で切り替えられ、射出成形機と連動して稼動するようにされたシステムであることが好ましい。
冷却速度は、冷却開始から冷却終了までにキャビティ面の温度が降下する速度のことをいい、その測定方法は熱電対、側温抵抗体、放射温度計等、一般的な温度計をキャビティ面に設置し、熱可塑性樹脂を射出しない状態で一次冷却又は二次冷却を行っている間の降下する温度を測定し、単位時間当たりの降下温度を求めることで冷却速度とする。例えば、冷却開始時に135℃であるキャビティ面温度を5秒間で110℃まで降下させた時の冷却速度は−300℃/分である。
The cooling rate of the secondary cooling step can be adjusted by adjusting the flow rate of the cooling medium or increasing the flow rate of the circulating refrigerant.
As means for changing the temperature of the refrigerant, for example, a plurality of heat exchange medium supply devices are connected to a metal tube provided in a female mold, and the temperature of each cooling medium is differentiated. In the primary cooling step, a cooling medium having a high temperature (for example, 30 ° C. to 60 ° C.) is circulated, and in the secondary cooling step, a cooling medium having a low temperature (for example, 5 ° C. to 30 ° C.) is circulated. It becomes possible to attach. Note that a method may be used in which the cooling rate is made different by circulating the cooling medium in the secondary cooling process without circulating the cooling medium in the primary cooling process. The heat exchange medium supply device is preferably a system that is switched manually or automatically and operated in conjunction with an injection molding machine.
The cooling rate is the rate at which the temperature of the cavity surface decreases from the start of cooling to the end of cooling, and the measurement method is to use a general thermometer such as a thermocouple, side temperature resistor, radiation thermometer, etc. on the cavity surface. Install and measure the temperature that falls during the primary or secondary cooling without injecting the thermoplastic resin, and obtain the temperature drop per unit time to obtain the cooling rate. For example, the cooling rate when the cavity surface temperature, which is 135 ° C. at the start of cooling, is lowered to 110 ° C. in 5 seconds is −300 ° C./min.
また、二次冷却工程の冷却開始時におけるキャビティ面の表面温度の上限温度は、一次冷却と同様に、使用する熱可塑性樹脂の種類によって異なる。具体的には熱可塑性樹脂の熱変形温度を基準として、この熱変形温度よりも35℃高い温度であり、かつ、前記キャビティ表面温度の下限温度は熱変形温度である。このような温度範囲とすることにより、光沢ムラの発生を抑制することが可能となる。
冷却時間としては、1秒〜60秒であることが好ましく、1秒〜40秒であることがより好ましい。このような範囲の冷却時間とすることにより、光沢ムラの発生をより抑制することが可能となる。
Moreover, the upper limit temperature of the surface temperature of the cavity surface at the start of cooling in the secondary cooling step differs depending on the type of thermoplastic resin used, as in the primary cooling. Specifically, on the basis of the heat deformation temperature of the thermoplastic resin, the temperature is 35 ° C. higher than the heat deformation temperature, and the lower limit temperature of the cavity surface temperature is the heat deformation temperature. By setting it as such a temperature range, it becomes possible to suppress generation | occurrence | production of gloss unevenness.
The cooling time is preferably 1 second to 60 seconds, and more preferably 1 second to 40 seconds. By setting the cooling time within such a range, it is possible to further suppress the occurrence of uneven gloss.
なお、本発明において、二次冷却工程以降に二次冷却工程の冷却速度と同一又は、より速い冷却速度で冷却を行う三次、四次冷却工程等を設けてもよい。その場合の冷却速度は先の冷却工程での冷却速度よりも速いことが好ましい。また、二次冷却工程以降の冷却工程を設ける場合には、二次冷却の冷却時間は1秒〜40秒であることが好ましく、1秒〜30秒であることがより好ましい。これにより取出し工程までにかかる時間を延ばすことなく、より効率よく製造することが可能となる。
例えば、熱可塑性樹脂として、ポリプロピレンを用いた場合、二次冷却工程の冷却開始時におけるキャビティ面の表面温度の上限温度は、120℃であり、下限温度は85℃である。そして、冷却時間としては1秒〜30秒であることが好ましい。
In the present invention, a tertiary or quaternary cooling step for cooling at a cooling rate that is the same as or faster than the cooling rate of the secondary cooling step may be provided after the secondary cooling step. The cooling rate in that case is preferably faster than the cooling rate in the previous cooling step. Moreover, when providing the cooling process after a secondary cooling process, it is preferable that the cooling time of secondary cooling is 1 second-40 seconds, and it is more preferable that they are 1 second-30 seconds. This makes it possible to manufacture more efficiently without extending the time required for the take-out process.
For example, when polypropylene is used as the thermoplastic resin, the upper limit temperature of the surface temperature of the cavity surface at the start of cooling in the secondary cooling step is 120 ° C., and the lower limit temperature is 85 ° C. The cooling time is preferably 1 to 30 seconds.
[取出し工程]
取出し工程とは、製造された成形体をキャビティ内から取出す工程をいう。具体的には装置の可動盤を動かしてキャビティを開き、中の成形体を取出す工程である。
以上の工程を経ることにより、成形体を得ることができる。
[Removal process]
An extraction process means the process of taking out the manufactured molded object from the inside of a cavity. Specifically, it is a step of moving the movable platen of the apparatus to open the cavity and taking out the molded product inside.
A molded body can be obtained through the above steps.
ここで、本発明に係る製造方法において使用可能な熱可塑性樹脂としては、圧縮成形、射出成形、押出成形等で通常使用される熱可塑性樹脂が挙げられる。このような樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエンブロック共重合体、ポリスチレン、ナイロン等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等の一般的な熱可塑性樹脂、エチレン・プロピレンゴム(EPM、EPDM)等の熱可塑性エラストマー、これらの混合物、及びこれらを用いたポリマーアロイ等が挙げられる。 Here, examples of the thermoplastic resin that can be used in the production method according to the present invention include thermoplastic resins that are usually used in compression molding, injection molding, extrusion molding, and the like. Examples of such resins include general polypropylene, polyethylene, acrylonitrile-styrene-butadiene block copolymers, polyamides such as polystyrene and nylon, polyvinyl chloride, polycarbonate, acrylic resins, styrene-butadiene block copolymers, and the like. And thermoplastic elastomers, thermoplastic elastomers such as ethylene / propylene rubber (EPM, EPDM), mixtures thereof, and polymer alloys using these.
また、これらの熱可塑性樹脂は、必要に応じて通常使用されるガラス繊維、各種の無機、有機フィラー等の充填材等を含有していてもよい。また、通常使用される各種の顔料、滑材、帯電防止剤、安定剤等の各種添加剤を含有していてもよい。
また、上記熱可塑性樹脂は、非発泡性であっても発泡性であってもよく、発泡剤を含有してもよい。発泡剤としては、化学発泡剤を添加してもよく、液状又はガス状の二酸化炭素や窒素を直接溶融状樹脂中に圧入させてもよい。
Moreover, these thermoplastic resins may contain fillers, such as glass fiber normally used as needed, various inorganic, organic fillers, etc. Moreover, you may contain various additives, such as various pigments normally used, a lubricant, an antistatic agent, and a stabilizer.
The thermoplastic resin may be non-foaming or foaming and may contain a foaming agent. As the foaming agent, a chemical foaming agent may be added, or liquid or gaseous carbon dioxide or nitrogen may be directly pressed into the molten resin.
化学発泡剤としては、熱可塑性樹脂の発泡体を製造する際に使用される公知の化学発泡剤を使用することができる。具体的には、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等の無機系発泡剤、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド類、p−トルエンスルホニルセミカルバジド等の発泡剤を使用することができる。さらに、必要に応じてサリチル酸、尿素又はこれらを含む発泡助剤を添加することが好ましい。
発泡剤の種類は、使用する熱可塑性樹脂の溶融温度や目的とする発泡倍率等を考慮して適宜選択する。その添加量は、目的とする成形品の強度、密度等を考慮して調整されるが、一般的に樹脂100質量部に対して0.1質量部〜5質量部程度である。
As the chemical foaming agent, a known chemical foaming agent used in producing a thermoplastic resin foam can be used. Specifically, inorganic foaming agents such as sodium bicarbonate, ammonium bicarbonate and ammonium carbonate, nitroso compounds such as N, N′-dinitrosopentamethylenetetramine, azodicarbonamide and azo such as azobisisobutyronitrile. Compounds, sulfonyl hydrazides such as benzenesulfonyl hydrazide, toluenesulfonyl hydrazide, diphenylsulfone-3,3′-disulfonyl hydrazide, and blowing agents such as p-toluenesulfonyl semicarbazide can be used. Furthermore, it is preferable to add salicylic acid, urea or a foaming aid containing these as required.
The type of the foaming agent is appropriately selected in consideration of the melting temperature of the thermoplastic resin to be used, the target expansion ratio, and the like. The amount added is adjusted in consideration of the strength, density and the like of the target molded product, but is generally about 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin.
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in more detail based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
[実施例1]
熱可塑性樹脂として住友ノーブレンAZ864E4(住友化学社製、MFR=30g/10分)を用いて、600×800mm、厚み2.5mmの寸法の成形品を図1に示すように、キャビティ面に電鋳法により製造された金属板が設けられた金型(2点ゲート)を用いて成形した。雌型のキャビティ面の中央部付近(溶融状熱可塑性樹脂の合流部付近)を含む幅400mmの範囲を、高周波発信周波数20kHz、出力50kWの高周波誘導加熱装置を用いて、加熱コイルにより加熱した。金型を所定のキャビティクリアランスまで閉じ、金型キャビティ内に溶融状熱可塑性樹脂を供給し冷却を行った。
ここでまず一次冷却でキャビティ表面温度122℃の状態に、5℃の冷却水を−84℃/分の冷却速度で5秒間流し、その後、二次冷却としてキャビティ表面温度115℃まで下がった状態から−100℃/分の冷却速度で冷却水を流し、熱可塑性樹脂の熱変形温度である85℃まで約18秒間流した。冷却終了後、型開きして熱可塑性樹脂成形体を取出した。得られた熱可塑性樹脂成形体は光沢ムラがなく外観良好であった。
[Example 1]
Using a Sumitomo Noblen AZ864E4 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., MFR = 30 g / 10 min) as a thermoplastic resin, a molded product having dimensions of 600 × 800 mm and a thickness of 2.5 mm is electroformed on the cavity surface as shown in FIG. It shape | molded using the metal mold | die (two-point gate) provided with the metal plate manufactured by the method. A range with a width of 400 mm including the vicinity of the center of the cavity surface of the female mold (near the merged portion of the molten thermoplastic resin) was heated by a heating coil using a high-frequency induction heating apparatus having a high-frequency oscillation frequency of 20 kHz and an output of 50 kW. The mold was closed to a predetermined cavity clearance, and a molten thermoplastic resin was supplied into the mold cavity for cooling.
Here, from the state in which cooling water of 5 ° C. was flowed at a cooling rate of −84 ° C./min for 5 seconds to the state of the cavity surface temperature of 122 ° C. by primary cooling, and then decreased to the cavity surface temperature of 115 ° C. as secondary cooling. Cooling water was allowed to flow at a cooling rate of −100 ° C./min, and was allowed to flow for about 18 seconds to 85 ° C., which is the thermal deformation temperature of the thermoplastic resin. After cooling, the mold was opened and the thermoplastic resin molded article was taken out. The resulting thermoplastic resin molded article had no gloss unevenness and good appearance.
[比較例1]
冷却工程で、冷却開始からキャビティ表面温度122℃の状態で5℃の冷却水を−104℃/分の冷却速度で流し、熱可塑性樹脂の熱変形温度である85℃まで約23秒間冷却したこと以外は実施例1と同様に、熱可塑性樹脂成形体を成形した。得られた熱可塑性樹脂成形体は光沢ムラが目立つ外観であった。
[Comparative Example 1]
In the cooling process, cooling water of 5 ° C. was flowed at a cooling rate of −104 ° C./min at a cavity surface temperature of 122 ° C. from the start of cooling, and cooled to 85 ° C., which is the thermal deformation temperature of the thermoplastic resin, for about 23 seconds. Except for the above, a thermoplastic resin molded body was molded in the same manner as in Example 1. The resulting thermoplastic resin molded article had an appearance with noticeable uneven gloss.
10 金型
20 雌型
21、31 キャビティ面
22 断熱部材
23 枠部材
210 金属板
220 金属管
30 雄型
32 樹脂供給通路
310 温度調節通路
320 樹脂供給ゲート
40 キャビティ
50 射出装置
51 溶融状熱可塑性樹脂
60 加熱手段
61 加熱コイル
62 搬送装置
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JP2012250387A (en) * | 2011-06-01 | 2012-12-20 | Toyota Motor Corp | Foam molded article and method and apparatus for manufacturing the same |
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