JP2018027640A - Injection molding method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection molding method capable of producing a molded body of a thermoplastic resin or a thermoplastic resin composite material with high appearance at a high cycle.SOLUTION: Provided is an injection molding method comprising: a first step where, using a die 100 including first temperature adjustment means 13, 23 capable of at least cooling cavity faces 31, 32 and second temperature adjustment means 14, 24 capable of at least heating the cavity faces at the sides opposite to the cavity faces of the first temperature adjustment means, the cavity faces are heated up to a heating temperature more than the melting point or glass transition temperature of a thermoplastic resin, and the thermoplastic resin is filled into the die; and a second step where, after the first step, it is temperature-reduced to a cooling temperature below the melting point or glass transition temperature of the thermoplastic resin to cool and solidify the thermoplastic resin, and subsequently, the die is released to take out a molded body, in which the temperature increasing rate in the first step is controlled to 80°C/min or more, the temperature decreasing rate in the second step is controlled to 100°C/min or more, and also, a difference between the heating temperature and the cooling temperature is controlled to 50°C or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明はハイサイクルで成形品を提供できる射出成形方法に関する。   The present invention relates to an injection molding method capable of providing a molded product at a high cycle.

熱可塑性樹脂の射出成形は、一般に熱可塑性樹脂の可塑性を利用して金型内で樹脂混合物を成形する技術に基づくものである。熱可塑性樹脂を溶融し、金型内に射出し、しかる後に射出シリンダーによる保持圧力(保圧と称することもある)下、金型内で冷却及び固化して所望の成形品を得ていた。このように、樹脂混合物を固化させ、金型から成形品を満足しうるように離型させるためには、使用される樹脂が非結晶性樹脂の場合は加熱変形温度以下、また結晶性樹脂の場合は融点以下に成形材料を冷却する必要がある。上述の様な通常の成形法を用いた場合、時として成形品外観と機械的特性において問題が発生することがある。   The injection molding of a thermoplastic resin is generally based on a technique for molding a resin mixture in a mold using the plasticity of a thermoplastic resin. The thermoplastic resin was melted and injected into the mold, and then cooled and solidified in the mold under a holding pressure (sometimes referred to as holding pressure) by the injection cylinder to obtain a desired molded product. As described above, in order to solidify the resin mixture and release the molded product from the mold so as to satisfy the molded product, when the resin used is an amorphous resin, the heat deformation temperature or lower, In this case, it is necessary to cool the molding material below the melting point. When using the conventional molding method as described above, problems sometimes occur in the appearance and mechanical properties of the molded product.

近年、各種電気及び電子部品、並びに車両の内装及び外装等の外観部品において、外観に優れる成形品を得る技術が重要となっている。特に高強度もしくは高剛性な特性を得る目的で、ガラス繊維もしくはカーボンファイバーを添加した熱可塑性樹脂複合材料、又はメタリック調の外観を得るためにアルミニウムフレークを添加したような材料を用いる場合は、外観性能が問題となっていた。   2. Description of the Related Art In recent years, techniques for obtaining molded products with excellent appearance have become important in various electrical and electronic parts and exterior parts such as interior and exterior of vehicles. When using a thermoplastic resin composite material added with glass fiber or carbon fiber, or a material with aluminum flake added to obtain a metallic appearance, especially for the purpose of obtaining high strength or high rigidity properties Performance was a problem.

このような外観不良を防止するため、例えば、特許文献1から特許文献3には、熱可塑性樹脂材料を射出成形する場合に用いる金型であって、金型に冷却通路と加熱通路とを設けて、金型を加熱および冷却する技術が提案されている。   In order to prevent such an appearance defect, for example, Patent Document 1 to Patent Document 3 disclose a mold used when injection molding a thermoplastic resin material, and a cooling path and a heating path are provided in the mold. Thus, techniques for heating and cooling the mold have been proposed.

まず、外観に関する問題に関しては、非強化熱可塑性樹脂、並びにガラス繊維、マイカ、金属等の充填材及び/又は添加剤を含んだ熱可塑性樹脂複合材料に発生することがある。その原因は、通常、金型温度が、使用される樹脂の加熱変形温度以下に保たれていることにある。また現行、生産性を上げるために結露寸前まで温度を下げた冷媒を利用して金型を冷却することが行なわれている。しかし、冷たい金型の表面に接触した溶融熱可塑性樹脂材料は、急速に冷却され、金型表面近傍で急速に流動性が失われ、その結果金型表面の転写性が著しく損なわれてしまい、成形品の表面はかなり不規則なものになるという問題がある。   First, regarding the appearance problem, it may occur in a non-reinforced thermoplastic resin and a thermoplastic resin composite material containing fillers and / or additives such as glass fiber, mica and metal. The cause is usually that the mold temperature is kept below the heat deformation temperature of the resin used. At present, in order to increase productivity, the mold is cooled by using a refrigerant whose temperature has been lowered to the level of condensation. However, the molten thermoplastic resin material in contact with the surface of the cold mold is rapidly cooled, the fluidity is rapidly lost in the vicinity of the mold surface, and as a result, the transferability of the mold surface is significantly impaired, There is a problem that the surface of the molded product becomes quite irregular.

樹脂を注入するゲートが複数ある多点ゲートを有する金型を用いる場合は、溶融樹脂が金型内で合流する部分(ウエルド部)でウエルドドラインが発生するという問題がある。「ウエルドライン」とは、ウエルド部の成形品表面に発生するライン状の凹みのほか、ウエルド近傍に発生する黒筋を含む。また、成形品に開口部を有する金型を用いた場合、金型内に充填された溶融樹脂は、いったん溶融樹脂が分かれて流動し、再び樹脂が合流してウエルドラインを形成することがある。これらのウエルドラインは、非強化熱可塑性樹脂でも熱可塑性樹脂複合材料を用いた場合でも外観不良となるため問題となっている。   When a mold having a multi-point gate having a plurality of gates for injecting resin is used, there is a problem that a weld line is generated at a portion (weld portion) where the molten resin joins in the mold. The “weld line” includes not only a line-like dent generated on the surface of the molded product in the weld part but also black streaks generated in the vicinity of the weld. In addition, when a mold having an opening is used for a molded product, the molten resin filled in the mold may once flow after the molten resin is separated, and the resin may join again to form a weld line. . These weld lines are problematic because of poor appearance even when a non-reinforced thermoplastic resin or a thermoplastic resin composite material is used.

さらにガラス繊維等の充填材を添加した熱可塑性樹脂複合材料では、成形品表面の光沢性が損なわれるといった外観不良の問題も発生する。従来、樹脂混合物が不充分な状態のまま固化してしまうことを防ぐ方法として金型温度を上げることが提案されている。   Furthermore, in the thermoplastic resin composite material to which a filler such as glass fiber is added, there is a problem of poor appearance such that the gloss of the surface of the molded product is impaired. Conventionally, increasing the mold temperature has been proposed as a method for preventing the resin mixture from solidifying in an insufficient state.

しかしながら、金型温度を上げると一般に冷却時間が長くかかったり、完全に固化する前に金型から取り出されたりするため、非常に寸法精度の悪い成形品しか得られないという問題がある。すなわち、実際の成形では、これらの矛盾した二つの条件の悪影響を考慮して適当な温度が選択されているのが現状である。   However, when the mold temperature is raised, the cooling time generally takes a long time, or the mold is taken out from the mold before it is completely solidified, so that there is a problem that only a molded product with very poor dimensional accuracy can be obtained. That is, in actual molding, an appropriate temperature is selected in consideration of the adverse effects of these two contradictory conditions.

そこで、これらの問題を解決する一つの効果的な射出成形技術として高周波誘導加熱を用いて金型表面をあらかじめ加熱して更に金型内に充填した溶融樹脂を充填後に再流動化させるといった方法が、特許文献4に記載されている。この技術を用いれば、特にガラス繊維やアルミニウムフレークを添加した成形品のウエルド強度(ウエルド部の強度)を高くする、あるいは外観を改良することができる。   Therefore, as one effective injection molding technique for solving these problems, there is a method in which the mold surface is preheated using high frequency induction heating and the molten resin filled in the mold is reflowed after filling. Patent Document 4 describes. If this technique is used, the weld strength (strength of the weld portion) of the molded product to which glass fiber or aluminum flake is added can be increased, or the appearance can be improved.

特開2014−226851号公報JP 2014-226851 A 特許第4334469号公報Japanese Patent No. 4334469 特開2014−226851号公報JP 2014-226851 A 特開平9−1611号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-1611

しかしながら、特許文献4に記載の技術を用いるには、加熱装置として高周波誘導加熱装置、溶融樹脂再流動装置として金型外に設置したピストンが必要であることから、経済性に劣るという課題がなお残っている。   However, the use of the technique described in Patent Document 4 requires a high-frequency induction heating device as a heating device and a piston installed outside the mold as a molten resin reflow device, so that there is still a problem that it is inferior in economic efficiency. Remaining.

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂複合材料を用いて、外観に優れる成形品をハイサイクルで生産可能な射出成形方法を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an injection molding method capable of producing a molded product having an excellent appearance in a high cycle using a thermoplastic resin or a thermoplastic resin composite material. It is.

本発明者らによる鋭意検討の結果、特定の金型を用いるとともに、昇温速度、降温速度、かつ温度差を調整して射出成形することにより、外観に優れる成形品をハイサイクルで製造することができることを見出し、本発明に至った。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
As a result of intensive studies by the present inventors, a molded product having an excellent appearance is manufactured at a high cycle by using a specific mold and performing injection molding by adjusting a temperature increase rate, a temperature decrease rate, and a temperature difference. Has been found to be possible to achieve the present invention.
That is, the present invention is as follows.

本発明の射出成形方法は、複数の金型部分で形成されるキャビティを有する金型に、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂複合材料を充填して成形品を得る射出成形方法であって、
金型は、キャビティ面を少なくとも冷却することができる第一の温度調節手段と、第一の温度調節手段のキャビティ面とは反対側に、キャビティ面を少なくとも加熱することができる第二の温度調節手段とを備え、
キャビティ面を熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度以上の加熱温度まで昇温して熱可塑性樹脂を金型内に充填する第一の工程と、
第一の工程後、熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度未満の冷却温度まで降温して熱可塑性樹脂を冷却固化し、その後、金型を開放して、成形品を取り出す第二の工程と、を備え、
第一の工程における昇温速度は80℃/分以上であり、第二の工程における降温速度は100℃/分以上であり、かつ加熱温度と冷却温度との差は50℃以上である。
The injection molding method of the present invention is an injection molding method for obtaining a molded product by filling a mold having a cavity formed of a plurality of mold parts with a thermoplastic resin or a thermoplastic resin composite material,
The mold has a first temperature adjustment means capable of cooling at least the cavity surface, and a second temperature adjustment capable of at least heating the cavity surface on the opposite side of the cavity surface of the first temperature adjustment means. Means and
A first step of heating the cavity surface to a melting temperature of the thermoplastic resin or a heating temperature equal to or higher than the glass transition temperature and filling the mold with the thermoplastic resin;
After the first step, the second step of lowering the temperature to a cooling temperature lower than the melting point or glass transition temperature of the thermoplastic resin to solidify the thermoplastic resin, then opening the mold and taking out the molded product, With
The temperature increase rate in the first step is 80 ° C./min or more, the temperature decrease rate in the second step is 100 ° C./min or more, and the difference between the heating temperature and the cooling temperature is 50 ° C. or more.

ここで、加熱温度および冷却温度は、融点又はガラス転移温度を基準にしているが、熱可塑性樹脂が結晶性熱可塑性樹脂の場合は融点を基準に用い、熱可塑性樹脂が非結晶性樹脂の場合はガラス転移温度を基準に用いる。また、降温速度とは、目標高温温度から目標低温温度までにキャビティ面を冷却したときの降温速度である。また、昇温速度とは、目標低温温度から目標高温温度までにキャビティを昇温したときの昇温速度である。
また、キャビティ面の温度とは、予めキャビティ面とキャビティ面近傍の温度との相関関係を求めておき、成形時の実際の温度制御はキャビティ面近傍の温度を測定して求めた値とする。
Here, the heating temperature and the cooling temperature are based on the melting point or glass transition temperature. However, when the thermoplastic resin is a crystalline thermoplastic resin, the melting point is used as a reference, and the thermoplastic resin is an amorphous resin. Is based on the glass transition temperature. The temperature lowering rate is the temperature lowering rate when the cavity surface is cooled from the target high temperature to the target low temperature. The temperature increase rate is the rate of temperature increase when the cavity is heated from the target low temperature to the target high temperature.
Further, the temperature of the cavity surface is obtained in advance by calculating the correlation between the cavity surface and the temperature in the vicinity of the cavity surface, and the actual temperature control during molding is a value obtained by measuring the temperature in the vicinity of the cavity surface.

キャビティ面から第一の温度調節手段までの距離L0と、キャビティ面からキャビティ面とは反対側の面までの距離L1は、下記の関係を満たすことが好ましい。
(L1/L0)>3
It is preferable that the distance L0 from the cavity surface to the first temperature adjusting unit and the distance L1 from the cavity surface to the surface opposite to the cavity surface satisfy the following relationship.
(L1 / L0)> 3

第一の温度調節手段は、冷却用媒体が流通する1以上の冷却媒体通路を備えてなり、第二の温度調節手段は、加熱用ヒーターであることが好ましい。   The first temperature adjusting means preferably includes one or more cooling medium passages through which the cooling medium flows, and the second temperature adjusting means is preferably a heater for heating.

金型部分は、第一の温度調節手段を有する第一部分と、第二の温度調節手段を有する第二部分とを備えることが好ましい。   The mold part preferably includes a first part having a first temperature adjusting means and a second part having a second temperature adjusting means.

金型部分において、第一部分の体積V(I)と金型部分の体積V0とは、下記の関係を満たすことが好ましい。
(V(0)/V(I))>3
In the mold part, the volume V (I) of the first part and the volume V0 of the mold part preferably satisfy the following relationship.
(V (0) / V (I))> 3

第一部分の体積V(I)と第二部分の体積V0とは、下記の関係を満たすことがより好ましい。
(V(0)/V(I))>5
More preferably, the volume V (I) of the first part and the volume V0 of the second part satisfy the following relationship.
(V (0) / V (I))> 5

第一部分の体積V(I)および第一部分の材質の熱伝導率C(I)(J/s・m・K)と、第二部分の体積V(II)および第二部分の材質の熱伝導率C(II)(J/s・m・K)とが、下記の関係を満たすことが好ましい。
[{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}]>3
Volume V (I) of the first part and the thermal conductivity C (I) (J / s · m · K) of the material of the first part, and Volume V (II) of the second part and the heat conduction of the material of the second part It is preferable that the rate C (II) (J / s · m · K) satisfies the following relationship.
[{V (II) × (1 / C (II))} / {V (I) × (1 / C (I))}]> 3

第一部分の材質の熱伝導率C(I)(J/s・m・K)が、第二部分の材質の熱伝導率C(II)(J/s・m・K)の3.5倍以上であることが好ましい。   The thermal conductivity C (I) (J / s · m · K) of the material of the first part is 3.5 times the thermal conductivity C (II) (J / s · m · K) of the material of the second part. The above is preferable.

キャビティ面を冷却する際、第一部分と第二部分とが離間可能であることが好ましい。   When the cavity surface is cooled, it is preferable that the first portion and the second portion can be separated from each other.

第二温度調節手段は、第二部分の平均温度を、熱可塑性樹脂、または、熱可塑性樹脂複合材料を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度+50℃以上または融点+50℃以上に設定するものであることが好ましい。   The second temperature adjusting means sets the average temperature of the second part to the glass transition temperature of the thermoplastic resin or the thermoplastic resin constituting the thermoplastic resin composite material + 50 ° C. or higher or the melting point + 50 ° C. or higher. It is preferable.

第一の温度調節手段は冷却媒体通路を複数備えてなり、複数の冷却媒体通路に同温度の冷却媒体を同時に流通させるマニホールドを少なくとも一つ有することが好ましい。   It is preferable that the first temperature adjusting means includes a plurality of cooling medium passages, and has at least one manifold that allows the cooling medium of the same temperature to simultaneously flow through the plurality of cooling medium passages.

本発明によれば、熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂複合材料の成形品を外観良く、かつハイサイクルで生産性良く提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a molded article of a thermoplastic resin or a thermoplastic resin composite material with a good appearance and high cycle and good productivity.

図1は、本発明の射出成形方法に用いる金型の一実施形態の概略断面図(垂直断面図)である。FIG. 1 is a schematic sectional view (vertical sectional view) of an embodiment of a mold used in the injection molding method of the present invention. 図2は、本発明の射出成形方法に用いる金型の一実施形態の詳細を説明するための概略断面図(垂直断面図)である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view (vertical cross-sectional view) for explaining details of an embodiment of a mold used in the injection molding method of the present invention. 図3は、本発明の射出成形方法に用いる金型の一実施形態の平面投影図である。FIG. 3 is a plan view of an embodiment of a mold used in the injection molding method of the present invention. 図4は、実施例1〜4で成形された成形品の概略上面図である。FIG. 4 is a schematic top view of the molded product molded in Examples 1-4. 図5は、実施例5および6で成形された成形品の概略上面図である。FIG. 5 is a schematic top view of the molded product molded in Examples 5 and 6.

以下、本発明の実施形態ついて詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施できる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist.

本発明の射出成形方法の一実施形態について説明する。
[射出成形方法]
本発明の射出成形方法は、複数の金型部分で形成されるキャビティを有する金型に、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂複合材料を充填して成形品を得る射出成形方法であって、
金型は、キャビティ面を少なくとも冷却することができる第一の温度調節手段と、第一の温度調節手段のキャビティ面とは反対側に、キャビティ面を少なくとも加熱することができる第二の温度調節手段とを備え、
キャビティ面を熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度以上の加熱温度まで昇温して熱可塑性樹脂を金型内に充填する第一の工程と、
第一の工程後、熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度未満の冷却温度まで降温して熱可塑性樹脂を冷却固化し、その後、金型を開放して、成形品を取り出す第二の工程と、を備え、
第一の工程における昇温速度は80℃/分以上であり、第二の工程における降温速度は100℃/分以上であり、かつ加熱温度と冷却温度との差は50℃以上である。
An embodiment of the injection molding method of the present invention will be described.
[Injection molding method]
The injection molding method of the present invention is an injection molding method for obtaining a molded product by filling a mold having a cavity formed of a plurality of mold parts with a thermoplastic resin or a thermoplastic resin composite material,
The mold has a first temperature adjustment means capable of cooling at least the cavity surface, and a second temperature adjustment capable of at least heating the cavity surface on the opposite side of the cavity surface of the first temperature adjustment means. Means and
A first step of heating the cavity surface to a melting temperature of the thermoplastic resin or a heating temperature equal to or higher than the glass transition temperature and filling the mold with the thermoplastic resin;
After the first step, the second step of lowering the temperature to a cooling temperature lower than the melting point or glass transition temperature of the thermoplastic resin to solidify the thermoplastic resin, then opening the mold and taking out the molded product, With
The temperature increase rate in the first step is 80 ° C./min or more, the temperature decrease rate in the second step is 100 ° C./min or more, and the difference between the heating temperature and the cooling temperature is 50 ° C. or more.

昇温速度は、生産性の観点から80℃/分以上であり、降温速度は、生産性の観点から100℃/分である。昇温速度は、好ましくは100℃/分以上、より好ましくは150℃/分以上であり、降温速度は、好ましくは150℃/分以上、より好ましくは200℃/分以上である。
加熱温度としては、結晶性樹脂の場合、融点−50℃以上、好ましくは融点以上、更に好ましくは、融点+10℃以上である。非晶性樹脂の場合、ガラス転移温度以上、好ましくはガラス転移温度+10℃以上である。
冷却温度は、結晶性熱可塑性樹脂の場合は、融点−100℃以下が好ましく、非結晶性樹脂の場合は、ガラス転移温度−20℃以下である。
加熱温度と冷却温度との差は、アルミニウムフレーク入りの材料等を用いた場合のウエルドラインによる外観不良を改善するためには、金型内に充填した溶融樹脂を再流動させる必要があるため、50℃以上であり、より好ましくは150℃以上である。
The rate of temperature increase is 80 ° C./min or more from the viewpoint of productivity, and the rate of temperature decrease is 100 ° C./min from the viewpoint of productivity. The temperature rising rate is preferably 100 ° C./min or more, more preferably 150 ° C./min or more, and the temperature lowering rate is preferably 150 ° C./min or more, more preferably 200 ° C./min or more.
In the case of a crystalline resin, the heating temperature is a melting point of −50 ° C. or higher, preferably a melting point or higher, and more preferably a melting point + 10 ° C. or higher. In the case of an amorphous resin, the glass transition temperature or higher, preferably the glass transition temperature + 10 ° C. or higher.
In the case of a crystalline thermoplastic resin, the cooling temperature is preferably a melting point of −100 ° C. or lower, and in the case of an amorphous resin, the cooling temperature is −20 ° C. or lower.
The difference between the heating temperature and the cooling temperature is to reflow the molten resin filled in the mold in order to improve the appearance defect due to the weld line when using materials containing aluminum flakes, etc. It is 50 degreeC or more, More preferably, it is 150 degreeC or more.

<熱可塑性樹脂および熱可塑性樹脂複合材料>
本発明における熱可塑性樹脂および熱可塑性樹脂複合材料に用いられる「熱可塑性樹脂」とは、一般に熱可塑性樹脂と称されるものすべてを示す。例えば、ポリスチレンや、ハイインパクトポリスチレン、ミデイアムインパクトポリスチレンのようなゴム補強スチレン系樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重合体(SAN樹脂)、アクリロニトリル−ブチルアクリレートゴム−スチレン共重合体(AAS樹脂)、アクリロニトリル−エチレンプロピルゴム−スチレン共重合体(AES)、アクリロニトリル−塩化ポリエチレン−スチレン共重合体(ACS)、ABS樹脂(例えば、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、アクリロニトリルーブタジエン−スチレン−アルファメチルスチレン共重合体、アクリロニトリル−メチルメタクリレート−ブタジエン−スチレン共重合体等のスチレン系樹脂;ポリメチールメタクリレート(PMMA)等のアクリル系樹脂;低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)等のオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン等の塩化ビニル系樹脂;エチレン塩化ビニル酢酸ビニル共重合体、エチレン塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PETPまたはPET)、ポリブチレンテレフタレート(PBTPまたはPBT)等のポリエステル系樹脂;ポリカーボネート(PC)、変性ポリカーボネート等のポリカーボネート系樹脂;ポリアミド66、ポリアミド6、ポリアミド46等のポリアミド系樹脂;ポリオキシメチレンコポリマー、ポリオキシメチレンホモポリマー等のポリアセタール(POM)樹脂;その他のエンジニアリング樹脂、スーパーエンジニアリング樹脂;例えば、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエーテルイミド(PEI)、熱可塑性ポリイミド(TPI)、ポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PSU)等が挙げられる。
セルロースアセテート(CA)、セルロースアセテートブチレート(CAB)、エチルセルロース(EC)等のセルロース誘導体;液晶ポリマー、液晶アロマチックポリエステル等の液晶系ポリマー(LCP)、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(TPU)、熱可塑性スチレンブタジエンエラストマー(SBC)、熱可塑性ポリオレフィンエラストマー(TPO)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPEE)、熱可塑性塩化ビニルエラストマー(TPVC)、熱可塑性ポリアミドエラストマー(TPAE)等の熱可塑性エラストマー;も挙げられる。
本発明における熱可塑性樹脂としては、本発明の成形工程において上述のような熱可塑性樹脂が生成されるものでもよい。一種もしくはそれ以上の熱可塑性樹脂のブレンド体を用いて本発明方法によって成形してもよい。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂複合材料は、充填材及び/又は添加剤等を含有するものである。
<Thermoplastic resin and thermoplastic resin composite material>
The “thermoplastic resin” used for the thermoplastic resin and the thermoplastic resin composite material in the present invention refers to all those generally referred to as thermoplastic resins. For example, polystyrene, high impact polystyrene, rubber reinforced styrene resin such as medium impact polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer (SAN resin), acrylonitrile-butyl acrylate rubber-styrene copolymer (AAS resin), acrylonitrile-ethylene Propyl rubber-styrene copolymer (AES), acrylonitrile-polyethylene chloride-styrene copolymer (ACS), ABS resin (for example, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene-alphamethylstyrene copolymer) Styrene resin such as acrylonitrile-methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer; acrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA); Olefin resins such as ethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP); vinyl chloride resins such as polyvinyl chloride and polyvinylidene chloride; ethylene vinyl chloride vinyl acetate copolymer, ethylene vinyl chloride copolymer Polyvinyl chloride resins such as coalescence; Polyester resins such as polyethylene terephthalate (PETP or PET) and polybutylene terephthalate (PBTP or PBT); Polycarbonate resins such as polycarbonate (PC) and modified polycarbonate; Polyamide 66, Polyamide 6, Polyamide Polyamide resins such as 46; polyacetal (POM) resins such as polyoxymethylene copolymers and polyoxymethylene homopolymers; other engineering resins and super engineering resins; , Polyether sulfone (PES), polyetherimide (PEI), thermoplastic polyimide (TPI), polyetherketone (PEK), polyether ether ketone (PEEK), polyphenylene sulfide (PSU), and the like.
Cellulose derivatives such as cellulose acetate (CA), cellulose acetate butyrate (CAB), ethyl cellulose (EC); liquid crystal polymers (LCP) such as liquid crystal polymers and liquid crystal aromatic polyesters, thermoplastic polyurethane elastomers (TPU), thermoplastic styrene Examples thereof include thermoplastic elastomers such as butadiene elastomer (SBC), thermoplastic polyolefin elastomer (TPO), thermoplastic polyester elastomer (TPEE), thermoplastic vinyl chloride elastomer (TPVC), and thermoplastic polyamide elastomer (TPAE).
As the thermoplastic resin in the present invention, the thermoplastic resin as described above may be produced in the molding step of the present invention. You may shape | mold by the method of this invention using the blend body of a 1 type or more thermoplastic resin.
The thermoplastic resin composite material used in the present invention contains a filler and / or an additive.

熱可塑性樹脂複合材料に添加される充填材としては、無機物が挙げられる。例えば、ガラス繊維、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、マイカ、アスベスト等や、鉄、銅、亜鉛、アルミニウム等の金属の粉体、中空体、フレーク状のもの又はこれらの金属の金属酸化物、金属水酸化物でもよい。
熱可塑性樹脂複合材料に添加する添加剤としては、酸化防止剤、紫外線吸収剤、離型剤、熱安定剤、帯電防止剤、着色剤等を挙げることができる。
An inorganic substance is mentioned as a filler added to a thermoplastic resin composite material. For example, glass fibers, glass beads, calcium carbonate, mica, asbestos, etc., metal powders such as iron, copper, zinc, and aluminum, hollow bodies, flakes, or metal oxides of these metals, metal hydroxides It can be a thing.
Examples of the additive added to the thermoplastic resin composite material include an antioxidant, an ultraviolet absorber, a release agent, a heat stabilizer, an antistatic agent, and a colorant.

さらに熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂複合材料に化学発泡剤や、窒素や二酸化炭素などの物理発泡剤を入れた発泡成形品の外観改良にも有効である。   Furthermore, it is also effective for improving the appearance of a foam molded product in which a chemical foaming agent or a physical foaming agent such as nitrogen or carbon dioxide is added to a thermoplastic resin or a thermoplastic resin composite material.

本発明に用いることができる射出成形機としては、公知のものを用いることができる。   As the injection molding machine that can be used in the present invention, a known machine can be used.

本発明によれば、金型内に熱可塑性樹脂を充填する前に熱可塑性樹脂の融点又はガラス転移温度以上にキャビティ面を急加熱し、金型内に熱可塑性樹脂を射出充填することで外観に優れた射出成形品をハイサイクルで得ることができる。   According to the present invention, before filling the mold with the thermoplastic resin, the cavity surface is rapidly heated above the melting point or glass transition temperature of the thermoplastic resin, and the mold is injected and filled with the thermoplastic resin. Can be obtained in a high cycle.

<金型>
次に、本発明の射出成形方法に用いることができる金型の一実施形態について図面を参照しながら、説明する。本発明の射出成形方法に用いることができる金型は以下に説明するものに限定されない。本実施形態では、図1および図2に示す縦型型締め機構を有する金型を用いて説明するが、横型型締め機構を有する金型でも同様に用いることができる。図1に金型の一実施形態の概略断面図を示す。
図1に示すように、金型100は、金型部分10と、金型部分20と、断熱板15、25とを備えてなり、金型部分10と金型部分20とにより、キャビティ30を形成する。キャビティ30に熱可塑性樹脂(以下の説明では、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂複合材料を、簡単のため熱可塑性樹脂として説明する)を射出充填し、成形品を賦型するものである。溶融樹脂は、射出成形機のシリンダーのノズル(図示せず)からランナー部33を通ってキャビティ30に充填される。
<Mold>
Next, an embodiment of a mold that can be used in the injection molding method of the present invention will be described with reference to the drawings. The metal mold | die which can be used for the injection molding method of this invention is not limited to what is demonstrated below. In the present embodiment, description will be made using a mold having a vertical mold clamping mechanism shown in FIGS. 1 and 2, but a mold having a horizontal mold clamping mechanism can also be used in the same manner. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of an embodiment of a mold.
As shown in FIG. 1, the mold 100 includes a mold part 10, a mold part 20, and heat insulating plates 15 and 25, and the cavity 30 is defined by the mold part 10 and the mold part 20. Form. The cavity 30 is filled with a thermoplastic resin (in the following description, a thermoplastic resin or a thermoplastic resin composite material will be described as a thermoplastic resin for simplicity), and a molded product is molded. The molten resin is filled into the cavity 30 through the runner portion 33 from the nozzle (not shown) of the cylinder of the injection molding machine.

金型部分10は、キャビティ面31近傍にキャビティ面31を少なくとも冷却することができる複数の冷却媒体通路からなる第一の温度調節手段13と、第一の温度調節手段13のキャビティ面31とは反対側に、キャビティ面31を少なくとも加熱することができる複数の棒状カートリッジヒーターからなる第二の温度調節手段14とを備える。
また、金型部分20も同様に、キャビティ面32近傍にキャビティ面32を少なくとも冷却することができる複数の冷却媒体通路からなる第一の温度調節手段23と、第一の温度調節手段23のキャビティ面32とは反対側に、キャビティ面32を少なくとも加熱することができる複数の棒状カートリッジヒーターからなる第二の温度調節手段24とを備える。
The mold part 10 includes a first temperature adjusting unit 13 including a plurality of cooling medium passages capable of cooling at least the cavity surface 31 in the vicinity of the cavity surface 31, and a cavity surface 31 of the first temperature adjusting unit 13. On the opposite side, a second temperature adjusting means 14 comprising a plurality of rod-shaped cartridge heaters capable of at least heating the cavity surface 31 is provided.
Similarly, the mold portion 20 also includes a first temperature adjusting means 23 including a plurality of cooling medium passages capable of cooling at least the cavity surface 32 in the vicinity of the cavity surface 32, and a cavity of the first temperature adjusting means 23. On the opposite side of the surface 32, a second temperature adjusting means 24 comprising a plurality of bar-shaped cartridge heaters capable of at least heating the cavity surface 32 is provided.

金型部分10は、第一の温度調節手段13を有する第一部分11と、第二の温度調節手段14を有する第二部分12とに分割された構造であり、第一部分11と第二部分12が、ばね40によって離間可能に構成されている。
また、金型部分20も同様に、第一の温度調節手段23を有する第一部分21と、第二の温度調節手段24を有する第二部分22とに分割された構造であり、第一部分21と第二部分22とが、ばね40によって離間可能に構成されている。
The mold part 10 has a structure divided into a first part 11 having a first temperature control means 13 and a second part 12 having a second temperature control means 14, and the first part 11 and the second part 12. However, the spring 40 can be separated.
Similarly, the mold part 20 has a structure divided into a first part 21 having a first temperature adjusting means 23 and a second part 22 having a second temperature adjusting means 24. The second portion 22 is configured to be separated by a spring 40.

次に、図2を用いてさらに金型部分の詳細について説明する。図2は、金型の詳細を説明するための概略断面図であり、一部構成要素を省略している。
図2に示すように、金型部分(図1における符号10、20)は、キャビティ面31から第一の温度調節手段13までの距離L0、キャビティ面31からキャビティ面31とは反対側の面16までの距離L1が、下記の関係を満たすものである。
(L1/L0)>3
Next, the details of the mold part will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining details of the mold, and some components are omitted.
As shown in FIG. 2, the mold portion (reference numerals 10 and 20 in FIG. 1) has a distance L0 from the cavity surface 31 to the first temperature adjusting means 13, and a surface opposite to the cavity surface 31 from the cavity surface 31. The distance L1 up to 16 satisfies the following relationship.
(L1 / L0)> 3

成形用金型が複数の金型部分で構成される場合、上記数値範囲を満たす金型部分は少なくとも一つあればよいが、全ての金型部分で上記数値範囲を満たすことがより好ましい。   When the molding die is composed of a plurality of mold parts, it is sufficient that at least one mold part satisfies the above numerical range, but it is more preferable that all the mold parts satisfy the above numerical range.

ここで、キャビティ面から第一の温度調節手段までの距離L0とは、金型のキャビティ面に対して垂直な断面における、キャビティ面から第一の温度調節手段の中心までの距離を意味する。
また、第一の温度調節手段から第二の温度調節手段までの距離L2とは、金型のキャビティ面に対して垂直な断面における、第一の温度調節手段の中心から第二の温度調節手段の中心までの距離を意味する。
また、キャビティ面からキャビティ面とは反対側の面までの距離L1とは、金型のキャビティ面に対して垂直な断面における距離を意味する。
Here, the distance L0 from the cavity surface to the first temperature adjusting means means the distance from the cavity surface to the center of the first temperature adjusting means in a cross section perpendicular to the cavity surface of the mold.
Further, the distance L2 from the first temperature adjusting means to the second temperature adjusting means is the second temperature adjusting means from the center of the first temperature adjusting means in the cross section perpendicular to the cavity surface of the mold. Means the distance to the center of
Further, the distance L1 from the cavity surface to the surface opposite to the cavity surface means a distance in a cross section perpendicular to the cavity surface of the mold.

キャビティ面が凹凸形状であってキャビティ面から第一の温度調節手段までの距離が場所によって異なる場合は、キャビティ面から第一の温度調節手段の中心までの距離L0は、それらのうちの最短距離を意味する。
また、キャビティ面が凹凸形状であって、第一の温度調節手段がその凹凸形状に沿ってキャビティ面から同距離に設けられている場合は、第一の温度調節手段から第二の温度調節手段までの距離L2は場所によって異なることとなる。この場合の、第一の温度調節手段から第二の温度調節手段までの距離L2とは、異なるL2のうち最短距離を意味する。
また、キャビティ面が凹凸形状の場合の、キャビティ面からキャビティ面とは反対側の面までの距離L1とは、異なるL1の平均距離を意味する。
When the cavity surface has an uneven shape and the distance from the cavity surface to the first temperature adjusting means varies depending on the location, the distance L0 from the cavity surface to the center of the first temperature adjusting means is the shortest distance among them. Means.
Further, when the cavity surface has an uneven shape and the first temperature adjusting means is provided at the same distance from the cavity surface along the uneven shape, the first temperature adjusting means to the second temperature adjusting means. The distance L2 is different depending on the location. In this case, the distance L2 from the first temperature adjusting means to the second temperature adjusting means means the shortest distance among different L2.
In addition, when the cavity surface is uneven, the distance L1 from the cavity surface to the surface opposite to the cavity surface means an average distance of different L1.

また、第一の温度調節手段および第二の温度調節手段が複数の冷却媒体通路または複数のヒーターを備えてなる場合は、1つの通路またはヒーターについて、キャビティ面からの距離が場所によって異なる場合は、全ての通路またはヒーターについての最短距離の平均値とする。   In the case where the first temperature adjusting means and the second temperature adjusting means include a plurality of cooling medium passages or a plurality of heaters, the distance from the cavity surface of one passage or the heater differs depending on the location. The average value of the shortest distances for all passages or heaters.

また、第一部分と第二部分とが同素材で一体的に形成された場合、第一部分と第二部分との境界は、キャビティ面に垂直な断面における第一の温度調節手段の中心から第二の温度調節手段側にL0離れた位置とする。   Further, when the first part and the second part are integrally formed of the same material, the boundary between the first part and the second part is the second from the center of the first temperature control means in the cross section perpendicular to the cavity surface. The position is L0 away from the temperature adjusting means side.

本実施形態の金型は、キャビティ面近傍に少なくとも冷却を行う第一の温度調節手段を設けた構造を有し、第一の温度調節手段よりもキャビティ面から遠方に少なくとも加熱を行う第二の温度調節手段を設けたものである。第二の温度調節手段は、金型部分全体を加熱することにより、キャビティ面を加熱するものである。   The mold according to the present embodiment has a structure in which at least a first temperature adjusting means for cooling is provided in the vicinity of the cavity surface, and the second temperature at least farther from the cavity surface than the first temperature adjusting means. A temperature adjusting means is provided. The second temperature adjusting means heats the cavity surface by heating the entire mold part.

第一の温度調節手段は、キャビティ面に近いほど好ましいが、金型の強度、設計上の制約から一定の距離に設ける必要がある。キャビティ面から第一の温度調節手段までの距離L0は、第一の温度手段の寸法にもよるが、30mm以下が好ましく、20mm以下がより好ましく、10mm以下がさらに好ましい。L0の下限値に特に制限はないが、第一の温度手段の寸法にもよるが、金型の強度上の制約からは、第一の温度手段の端部からキャビティ面までの距離が、3mm以上が好ましく、6mm以上がより好ましい。   The first temperature adjusting means is preferably closer to the cavity surface, but it is necessary to provide the first temperature adjusting means at a certain distance due to the strength of the mold and design restrictions. The distance L0 from the cavity surface to the first temperature adjusting means is preferably 30 mm or less, more preferably 20 mm or less, and even more preferably 10 mm or less, although it depends on the size of the first temperature means. Although there is no particular limitation on the lower limit value of L0, although it depends on the size of the first temperature means, the distance from the end of the first temperature means to the cavity surface is 3 mm due to restrictions on the strength of the mold. The above is preferable, and 6 mm or more is more preferable.

本実施形態の金型では、キャビティ面から第一の温度調節手段までの距離L0、キャビティ面からキャビティ面とは反対側の面までの距離L1との関係は、(L1/L0)>3であり、より好ましくは、(L1/L0)>5であり、最も好ましくは、(L1/L0)>10である。
(L1/L0)>3とすることにより、冷却部分に比して高温である蓄熱部分の容量を大きくすることで、金型加熱時の急加熱を効率よく実施することができる。さらに冷却を行う第一の温度調節手段がキャビティ面に近いほど、冷却時に素早く成形品を冷却できる。また、冷却部分が少ないほど、金型加熱時に金型を素早く加熱することができる。
ここで、冷却部分とは、第一の温度調節手段で冷却される部分であって、少なくとも第一部分を示す。また、蓄熱部分とは、第二の温度調節手段で加熱される部分であって、少なくとも第二部分を示す。
In the mold of the present embodiment, the relationship between the distance L0 from the cavity surface to the first temperature adjusting means and the distance L1 from the cavity surface to the surface opposite to the cavity surface is (L1 / L0)> 3. Yes, more preferably (L1 / L0)> 5, and most preferably (L1 / L0)> 10.
By setting (L1 / L0)> 3, the capacity of the heat storage part, which is higher than that of the cooling part, is increased, so that rapid heating at the time of mold heating can be performed efficiently. Furthermore, the closer the first temperature control means for cooling is to the cavity surface, the quicker the molded product can be cooled during cooling. Further, the smaller the cooling portion, the quicker the mold can be heated when the mold is heated.
Here, a cooling part is a part cooled by the 1st temperature control means, Comprising: At least 1st part is shown. Further, the heat storage portion is a portion heated by the second temperature adjusting means and indicates at least the second portion.

さらに第一の温度調節手段から第二の温度調節手段までの距離L2は、L2>L0であり、好ましくは、2<L2/L0<10である。
L2>L0とすることにより、冷却時には、第二の温度調節手段まで冷却してしまうのを良好に防ぐことができ、一方、加熱時には、第二の温度調節手段の制御パワーの乱れを防ぐことができる。
キャビティ面の温度制御において、キャビティ温度の上下温度がわずかな場合は、L0とL2はできるだけ近い方がよい。しかし、複合材料を成形する場合には、キャビティ温度の上限値と下限値の差が、例えば50℃以上、好ましくは100℃以上、さらに好ましくは150℃以上と大きいため、上記範囲とすることが好ましい。
Furthermore, the distance L2 from the first temperature adjusting means to the second temperature adjusting means is L2> L0, and preferably 2 <L2 / L0 <10.
By setting L2> L0, it is possible to satisfactorily prevent cooling to the second temperature adjusting means at the time of cooling, while preventing disturbance of the control power of the second temperature adjusting means at the time of heating. Can do.
In temperature control of the cavity surface, when the temperature above and below the cavity temperature is slight, L0 and L2 should be as close as possible. However, when molding a composite material, the difference between the upper limit value and the lower limit value of the cavity temperature is large, for example, 50 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, and more preferably 150 ° C. or higher. preferable.

金型部分は、第一温度調節手段を有する第一部分と、第二の温度調節手段を有する第二部分とを備えてなるものであってもよい。その場合、第一部分と第二部分とは、同じ材質の材料を用いてもよいが、より好ましくは、第一部分の材料に第二部分の材料よりも熱伝導率のよい材質のものを用いる。第一部分に熱伝導率の良い材質の材料を用いることによって、冷却時に第一部分を急速に冷却することができる。さらに第一部分の第一の温度調節手段の冷却を止めて加熱する時にも第二の温度調節手段を有する第二部分に蓄熱された熱を素早く伝導することが可能となる。   The mold part may include a first part having a first temperature adjusting means and a second part having a second temperature adjusting means. In this case, the first part and the second part may be made of the same material, but more preferably, the first part is made of a material having a higher thermal conductivity than the second part. By using a material having a good thermal conductivity for the first portion, the first portion can be rapidly cooled during cooling. Furthermore, it is possible to quickly conduct the heat stored in the second part having the second temperature adjusting means when the first temperature adjusting means of the first part is stopped and heated.

また、第一の温度調節手段である冷却媒体通路を有する第一部分と第二の温度調節手段を有する第二部分とを備えた構造の場合、図2に示すように、第一部分の体積V(I)と、実質的に加熱される金型部分の体積V0との関係は、好ましくは、(V0/V(I))>3であり、より好ましくは、(V0/V(I))>5であり、最も好ましくは(V0/V(I))>10である。   Moreover, in the case of the structure provided with the 1st part which has a cooling-medium channel | path which is a 1st temperature control means, and the 2nd part which has a 2nd temperature control means, as shown in FIG. The relationship between I) and the volume V0 of the substantially heated mold part is preferably (V0 / V (I))> 3, more preferably (V0 / V (I))> 5 and most preferably (V0 / V (I))> 10.

すなわち、キャビティ面の加熱は、熱を一定量蓄熱した蓄熱部の役割を有する第二部分からの熱の供給によりキャビティ面を急加熱してキャビティに設置された材料の熱可塑性樹脂を加熱溶融できる。ここで蓄熱部分の容量が大きいほど効果的にキャビティ面を加熱することができる。ただし、蓄熱部分の容量の大きさには、設備上、加熱に伴う消費エネルギー量の観点から、金型や成形設備の大きさに応じて適宜決定することができる。   That is, the heating of the cavity surface can heat and melt the thermoplastic resin of the material installed in the cavity by rapidly heating the cavity surface by supplying heat from the second part having the role of a heat storage part that stores a certain amount of heat. . Here, the larger the capacity of the heat storage portion, the more effectively the cavity surface can be heated. However, the capacity of the heat storage portion can be appropriately determined according to the size of the mold and the molding equipment from the viewpoint of the amount of energy consumed for heating due to the equipment.

一方、キャビティ面の冷却は、例えば、第一の温度調節手段を複数の冷却媒体通路とした場合には、キャビティ面近傍の冷却媒体通路に冷却媒体を流通することにより、キャビティ面を急冷却し、溶融した熱可塑性樹脂を冷却固化することが可能となる。この際、キャビティ面近傍のみを冷却するためには冷媒通路を有する部分の金型容量が小さいほど好ましく、冷却媒体通路は、よりキャビティ面に近い方が好ましい。   On the other hand, for cooling the cavity surface, for example, when the first temperature adjusting means is a plurality of cooling medium passages, the cavity surface is rapidly cooled by circulating the cooling medium through the cooling medium passages near the cavity surface. The molten thermoplastic resin can be cooled and solidified. At this time, in order to cool only the vicinity of the cavity surface, it is preferable that the mold capacity of the portion having the refrigerant passage is smaller, and the cooling medium passage is preferably closer to the cavity surface.

第一部分と第二部分の材質は、同じものを用いてもよいが、熱伝導率の異なる材料を用いてもよい。
第一部分の体積V(I)および第一部分の材質の熱伝導率C(I)(J/s・m・K)と、第二部分の体積V(II)および第二部分の材質の熱伝導率C(II)(J/s・m・K)とは、以下の関係を満たす。
[{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}]>3
さらに好ましくは、
[{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}]>5
最も好ましくは、
[{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}]>10
である。
[{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}]>3とすることによって、冷却時には迅速にキャビティ面を冷却することができ、加熱時には、第二部分の蓄熱によって迅速に昇温することができる。
The same material may be used for the first part and the second part, but materials having different thermal conductivities may be used.
Volume V (I) of the first part and the thermal conductivity C (I) (J / s · m · K) of the material of the first part, and Volume V (II) of the second part and the heat conduction of the material of the second part The rate C (II) (J / s · m · K) satisfies the following relationship.
[{V (II) × (1 / C (II))} / {V (I) × (1 / C (I))}]> 3
More preferably,
[{V (II) × (1 / C (II))} / {V (I) × (1 / C (I))}]> 5
Most preferably,
[{V (II) × (1 / C (II))} / {V (I) × (1 / C (I))}]> 10
It is.
By setting [{V (II) × (1 / C (II))} / {V (I) × (1 / C (I))}]> 3, the cavity surface can be quickly cooled during cooling. During heating, the temperature can be quickly raised by the heat storage in the second part.

また、第一部分の材質の熱伝導率C(I)(J/s・m・K)は、第二の温度調節手段を有する第二部分の材質の熱伝導率C(II)(J/s・m・K)の3.5倍以上であることが好ましい。すなわち冷却時には熱伝導率が高い方が、早く冷却でき、加熱時には熱伝導率が高い方が、素早く蓄熱部から熱を奪って加熱することができる。これは、特に第一部分を冷却する際に第一部分と第二部分とを分離することにより、より高い効果を得ることができる。冷却時に分離しない場合は、第一部分の熱伝導率が良いと冷却時に蓄熱部の機能を有する第二部分を冷却することもあり、適宜、材料を最適化する必要がある。   Further, the thermal conductivity C (I) (J / s · m · K) of the material of the first part is equal to the thermal conductivity C (II) (J / s of the material of the second part having the second temperature adjusting means. -It is preferable that it is 3.5 times or more of m * K). That is, the higher the thermal conductivity during cooling, the faster the cooling, and the higher the thermal conductivity during heating, the quicker the heat can be removed from the heat storage section. In particular, when the first part is cooled, a higher effect can be obtained by separating the first part and the second part. When not separating at the time of cooling, if the thermal conductivity of the first part is good, the second part having the function of the heat storage part may be cooled at the time of cooling, and it is necessary to optimize the material appropriately.

第一部分と第二部分とは、分離できる構造とすることがさらに好ましい。キャビティを所望の温度に加熱した後に金型をキャビティが閉じた状態でわずかに型開動作を行い、第一部分と第二部分とを分離し、空気の断熱層を設けることも成形サイクルを上げるために有効である。
具体的な方法としては、第一部分と第二部分の間にばねを挿入することによって、金型を僅かに開放することにより、キャビティを閉鎖したまま第一部分と第二部分とを分離することができる。分離は、複数の金型部分の少なくとも一つで行ってよい。
More preferably, the first part and the second part have a separable structure. After heating the cavity to the desired temperature, the mold is slightly opened with the cavity closed, and the first part and the second part are separated, and an insulating layer of air is provided to increase the molding cycle. It is effective for.
As a specific method, the first part and the second part can be separated while the cavity is closed by inserting a spring between the first part and the second part to slightly open the mold. it can. Separation may be performed with at least one of the plurality of mold parts.

金型を分離した状態で冷却水を冷却媒体通路等に圧入し、キャビティを含む第一部分を急冷する。この際、キャビティが開放しないようにばねや油圧シリンダーを用いてキャビティ面は閉鎖状態を保つ。キャビティ面が一定時間、熱可塑性樹脂の加熱変形温度以下になった後に冷却水を止め、必要に応じて冷却媒体通路に圧縮空気を導入し、冷却媒体通路内の水を排出する。   With the mold separated, cooling water is pressed into the cooling medium passage or the like to rapidly cool the first part including the cavity. At this time, the cavity surface is kept closed by using a spring or a hydraulic cylinder so that the cavity is not opened. The cooling water is stopped after the cavity surface has become below the heat deformation temperature of the thermoplastic resin for a certain time, compressed air is introduced into the cooling medium passage as necessary, and the water in the cooling medium passage is discharged.

第一部分の冷却は、第一の温度調節手段を複数の冷却媒体通路で構成した場合は、冷却媒体を流通することで達せられるが、冷却媒体をいかに素早く多量に流通させるかが、キャビティ面の急冷却を可能にするかどうかを左右する。
そのために、各冷却媒体通路に単独で冷却媒体を流通できるような構造とすることが好ましい。具体例として同温度の冷却媒体を同時に流通させることができるマニホールドが挙げられる。マニホールドを金型外部の冷却媒体通路の流入側に設置し、マニホールドから同時に冷却媒体を各冷却媒体通路に流通させてもよく、さらに冷却媒体の排出側にもマニホールドを設置して排出すれば、より効率的である。
流量は、冷却効率に大きく影響し、必要に応じて加圧ポンプ等を用いて冷媒を流通させてもよい。また、市販の加圧温調機を用いることも可能である。
The cooling of the first part can be achieved by circulating the cooling medium when the first temperature control means is constituted by a plurality of cooling medium passages. It depends on whether or not rapid cooling is possible.
Therefore, it is preferable to have a structure that allows the cooling medium to flow through each cooling medium passage independently. As a specific example, a manifold capable of simultaneously circulating a cooling medium having the same temperature can be given. The manifold may be installed on the inflow side of the cooling medium passage outside the mold, and the cooling medium may be simultaneously circulated from the manifold to each cooling medium passage. Further, if the manifold is installed on the cooling medium discharge side and discharged, More efficient.
The flow rate greatly affects the cooling efficiency, and the refrigerant may be circulated using a pressure pump or the like as necessary. It is also possible to use a commercially available pressurized temperature controller.

冷却媒体通路に流通させる媒体としては、水、チラー液、炭酸ガス、圧縮気体等を上げることができる。また媒体は、1種類でもよいが、温度の異なる媒体を多段で流通してもよい。たとえば、キャビティ温度を220℃まで加熱した場合に、150℃の加圧温水を数秒流し、その後、60℃の温調水、さらに10℃の冷却水を多段で流し、金型が一定温度に達したときに再び70℃の加圧温水を流してキャビティ面が均一温度になるように調整してもよい。   Water, chiller liquid, carbon dioxide gas, compressed gas, etc. can be raised as a medium to be circulated through the cooling medium passage. Further, one type of medium may be used, but media having different temperatures may be distributed in multiple stages. For example, when the cavity temperature is heated to 220 ° C., 150 ° C. pressurized hot water flows for several seconds, then 60 ° C. temperature-controlled water and 10 ° C. cooling water flow in multiple stages, and the mold reaches a constant temperature. Then, it is possible to adjust the cavity surface to a uniform temperature by flowing pressurized hot water at 70 ° C. again.

熱可塑性樹脂の種類にもよるが、第二の温度調節手段は、第二部分の平均温度を、非結晶性樹脂の場合は、キャビティに設置する熱可塑性樹脂材料のガラス転移温度以上、好ましくはガラス転移温度+10℃以上、アルミニウムフレーク入り材料を成形する場合は、ガラス転移温度+50℃以上に設定する。結晶性樹脂の場合は、キャビティに設置する熱可塑性樹脂材料の融点以上、好ましくは融点+10℃以上、アルミニウムフレーク入り材料を成形する場合は、融点+50℃以上に設定する。
第二部分の平均温度とは、金型第二部分の平均温度であり、測定法の一例としては、第二温度調節手段の近傍、10mm〜30mm離れた位置の金型内部に温度計を入れて温度を測定する方法が用いられる。第二温度調節手段にカートリッジヒーターを用いる場合、温度制御は、前述の温度を検知して電源の入切制御をしたり、PID制御(Proportional-Integral-Differential Controller)をして電源の容量を調整する方法などがある。
Depending on the type of thermoplastic resin, the second temperature adjusting means is the average temperature of the second part, in the case of non-crystalline resin, preferably above the glass transition temperature of the thermoplastic resin material installed in the cavity, preferably When molding a glass transition temperature + 10 ° C. or higher and a material containing aluminum flakes, the glass transition temperature is set to + 50 ° C. or higher. In the case of a crystalline resin, the melting point is set to be equal to or higher than the melting point of the thermoplastic resin material placed in the cavity, preferably the melting point is + 10 ° C. or higher.
The average temperature of the second part is the average temperature of the second part of the mold. As an example of the measuring method, a thermometer is inserted in the mold in the vicinity of the second temperature adjusting means and 10 mm to 30 mm away. The method of measuring the temperature is used. When a cartridge heater is used as the second temperature control means, the temperature control detects the aforementioned temperature and controls the power on / off or adjusts the capacity of the power by PID control (Proportional-Integral-Differential Controller) There are ways to do it.

また、第二の温度調節手段に特段の制約はなく、棒状カートリッジヒーター以外に、加熱オイル、水蒸気のような加熱媒体でも電気抵抗を利用したヒーター等があるが、金型を熱可塑性樹脂の融点以上である高温に保持するには、汎用性、性能の面から加熱ヒーターであることが好ましい。ヒーターの種類としては、セラミックスヒーター、シーズヒーターなどがあるが、棒状カートリッジヒーターが簡便性、性能上好ましく使用される。   There are no particular restrictions on the second temperature control means. In addition to the rod-shaped cartridge heater, there are heaters that use electric resistance even with heating media such as heating oil and water vapor, but the mold is the melting point of the thermoplastic resin. In order to maintain the above high temperature, a heater is preferable from the viewpoint of versatility and performance. Examples of the heater include a ceramic heater and a sheathed heater. A rod-shaped cartridge heater is preferably used in terms of simplicity and performance.

本実施形態では、金型部分10および金型部分20は、それぞれ第一部分11、21と、第二部分12、22とが離間可能に構成された場合について説明したが、ばね40を設けず、ボルト締め等で一体的に形成されていてもよい。   In the present embodiment, the mold part 10 and the mold part 20 have been described so that the first parts 11 and 21 and the second parts 12 and 22 can be separated from each other, but the spring 40 is not provided. It may be integrally formed by bolting or the like.

断熱板15、25は、成形機への熱伝導による熱流動を抑制する役割を有するために、金型100と成形機との連結部に設けた方がよい。   Since the heat insulating plates 15 and 25 have a role of suppressing heat flow due to heat conduction to the molding machine, it is preferable to provide them at the connecting portion between the mold 100 and the molding machine.

図3に金型の平面投影図を示す。図3に示すように、コア凸部34が、成形品に開口部(図4および図5における符号244および344の部分)を形成するように設けられている。溶融樹脂は、ランナー部33から入り、金型内を流動し、コア凸部34を回り込みウエルドライン発生位置37付近で合流する。
アルミニウムフレークのような充填材を入れた材料を成形する場合、金型温度を上げて成形品表面のウエルドラインを消すだけでは、成形品内部のウエルドラインが見えて、外観上極めて劣った成形品ができる。そのためにウエルドライン付近で合流した樹脂を再流動させることにより、極めて良好な外観を得ることができる。キャビティに充填された溶融樹脂の再流動化法として、図3に示すように、捨てキャビ部分35を有する金型にシャットオフ弁36を設けることが挙げられる。シャットオフ弁36を閉鎖した状態でキャビティ内に樹脂を充填し、ウエルドライン発生位置37で溶融樹脂が合流すると同時に、樹脂保圧をかけた状態でシャットオフ弁36を開放することにより、ウエルドライン発生位置37で合流した溶融樹脂の一部が動いて充填された充填材の配向性を変えることができる。
FIG. 3 shows a plan view of the mold. As shown in FIG. 3, the core convex portion 34 is provided so as to form openings (portions 244 and 344 in FIGS. 4 and 5) in the molded product. The molten resin enters from the runner portion 33, flows in the mold, wraps around the core convex portion 34, and joins in the vicinity of the weld line generation position 37.
When molding a material containing a filler such as aluminum flakes, just by raising the mold temperature and removing the weld line on the surface of the molded product, the weld line inside the molded product can be seen and the molded product is very poor in appearance. Can do. Therefore, a very good appearance can be obtained by reflowing the resin merged in the vicinity of the weld line. As a method for reflowing the molten resin filled in the cavity, as shown in FIG. 3, it is possible to provide a shut-off valve 36 in a mold having a discarded cavity portion 35. The resin is filled in the cavity with the shut-off valve 36 closed, and the molten resin joins at the weld line generation position 37, and at the same time, the shut-off valve 36 is opened with the resin holding pressure applied, so that the weld line A part of the molten resin joined at the generation position 37 moves to change the orientation of the filled material.

〔実施例1〕
金型は、図1〜図3に示す金型を用いた。図1および2にその金型の垂直断面図、図3にその金型の平面投影図を示し、図4に得られた成形品の概略上面図を示す。
本実施例1ではシャットオフ弁36(図3参照)を閉鎖状態のまま成形し、捨てキャビ部分35は成形しなかった。
図1で冷却媒体通路13、23を有する第一部分(11および21)は、熱伝導率165J/s・m・Kのコルソン合金(マテリオン ブラッシュ社製、モールドマックス−V)を用い、棒状カートリッジヒーター14、24を有する第二部分(12および22)は、熱伝導率40J/s・m・Kの炭素鋼(S55C)を用いた。
冷却媒体通路13、23は、内径8mmで中心部からキャビティ面までの距離L0が10mmの位置に20mm間隔(L)で設置したものである。
冷却媒体通路の中心から棒状カートリッジヒーターの中心までの距離L2は40mmである。
棒状カートリッジヒーター1000W(10mmΦ×400mm、ワット密度8.3W/cm)(株式会社八光電機製GLE4103)を用いた。
図1および図2におけるコア凸部34は、図4に示す成形品200の開口部244を形成するものである。ここで、図3に示すように、金型に射出充填された熱可塑性の溶融樹脂がコア部34を回り込んでぶつかり合う部分が、ウエルドライン発生位置37である。
樹脂は、金型のパーティング面にランナー部を設けたパーティング射出方式を用いた。
また使用する材料としては、ガラス転移温度が105℃のABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)樹脂に着色剤を添加した高光沢黒色材料を用いた。
[Example 1]
The metal mold | die shown in FIGS. 1-3 was used for the metal mold | die. 1 and 2 are vertical sectional views of the mold, FIG. 3 is a plan view of the mold, and FIG. 4 is a schematic top view of the molded product obtained.
In the first embodiment, the shut-off valve 36 (see FIG. 3) was molded in a closed state, and the discarded cavity portion 35 was not molded.
The first part (11 and 21) having the cooling medium passages 13 and 23 in FIG. 1 uses a Corson alloy (Matelion Brush, Mold Max-V) having a thermal conductivity of 165 J / s · m · K. Carbon steel (S55C) having a thermal conductivity of 40 J / s · m · K was used for the second part (12 and 22) having 14 and 24.
The cooling medium passages 13 and 23 are installed at an interval of 20 mm (L) at a position where the inner diameter is 8 mm and the distance L0 from the center to the cavity surface is 10 mm.
The distance L2 from the center of the cooling medium passage to the center of the rod-shaped cartridge heater is 40 mm.
A rod-shaped cartridge heater 1000 W (10 mmΦ × 400 mm, watt density 8.3 W / cm 2 ) (GLE4103 manufactured by Yako Electric Co., Ltd.) was used.
The core convex part 34 in FIG. 1 and FIG. 2 forms the opening part 244 of the molded article 200 shown in FIG. Here, as shown in FIG. 3, the weld line generation position 37 is a portion where the thermoplastic molten resin injected and filled in the mold wraps around the core portion 34 and collides with it.
For the resin, a parting injection method in which a runner portion was provided on the parting surface of the mold was used.
As a material to be used, a high gloss black material obtained by adding a colorant to an ABS (acrylonitrile butadiene styrene) resin having a glass transition temperature of 105 ° C. was used.

成形品を下記に示す射出成形工程に従って作製した。
成形機は、最大型締め力300トンの東芝機械製(S100V−8A)を用いた。
A molded article was produced according to the injection molding process shown below.
As the molding machine, Toshiba Machine (S100V-8A) having a maximum clamping force of 300 tons was used.

[工程1]金型を加熱し、120℃一定に保った状態で金型を型締めした。
[工程2](樹脂充填)金型を型締めした状態で熱可塑性樹脂を充填した。
[工程3](金型分離、冷却)型締め力を下げ、キャビティを閉鎖した状態で、第一部分と第二部分とをそれぞれ5mm分離し、冷却媒体通路に25℃の冷却水を通水して、キャビティ面を急冷却した。
キャビティ温度が、70℃に達してから通水を停止し、通水停止後10秒後に金型を開放し、同時に冷却媒体通路の水を圧縮空気にて排出した。
[工程4](離型)金型離型後、直ちに成形体を取り出し、金型を型締めした。
[工程5](金型加熱)金型加熱部の伝熱によりキャビティ面を120℃に急加熱し、工程1に戻した。
[Step 1] The mold was heated and kept at a constant 120 ° C., and the mold was clamped.
[Step 2] (Resin Filling) The thermoplastic resin was filled with the mold clamped.
[Step 3] (Mold separation, cooling) With the mold clamping force lowered and the cavity closed, the first part and the second part are separated by 5 mm each, and 25 ° C cooling water is passed through the cooling medium passage. The cavity surface was cooled rapidly.
Water flow was stopped after the cavity temperature reached 70 ° C., the mold was opened 10 seconds after the water flow stopped, and water in the cooling medium passage was simultaneously discharged with compressed air.
[Step 4] (Release) Immediately after mold release, the molded body was taken out and the mold was clamped.
[Step 5] (Die Heating) The cavity surface was rapidly heated to 120 ° C. by heat transfer in the die heating part, and the process was returned to Step 1.

実施例1における金型の昇温速度は200℃/分、降温速度は500℃/分、成形サイクルは30秒であった。   The mold heating rate in Example 1 was 200 ° C./min, the temperature lowering rate was 500 ° C./min, and the molding cycle was 30 seconds.

得られた成形体200の寸法は、200mm×150mm、肉厚2mmであり、図4に示すように20×100mmの開口部244と、成形品におけるランナー部233とを有するものであった。
成形品の外観は良好で、ウエルドラインは外観上全く観察されない、外観に極めて優れたものであった。
The obtained molded body 200 had dimensions of 200 mm × 150 mm and a wall thickness of 2 mm, and had a 20 × 100 mm opening 244 and a runner portion 233 in the molded product as shown in FIG.
The appearance of the molded product was good, and no weld line was observed on the appearance, and the appearance was extremely excellent.

〔実施例2〕
金型のキャビティ面側の第一部分11,21の材質を実施例1の第二部分で用いた炭素鋼に変えた以外は、実施例1と同様な金型を用いて成形を行った。実施例2における金型の昇温速度は150℃/分、降温速度は300℃/分、成形サイクルは45秒であった。
実施例2の成形品は、実施例1と同様良好な外観を得ることができた。
[Example 2]
Molding was performed using the same mold as in Example 1 except that the material of the first parts 11 and 21 on the cavity surface side of the mold was changed to the carbon steel used in the second part of Example 1. In Example 2, the mold heating rate was 150 ° C./min, the temperature falling rate was 300 ° C./min, and the molding cycle was 45 seconds.
The molded product of Example 2 was able to obtain a good appearance as in Example 1.

〔実施例3〕
キャビティ面の冷却時に第一部分11,21と第二部分12,22を分離しなかった以外は、実施例1と同様に成形体を作製した。実施例3における金型の昇温速度は70℃/分、降温速度は400℃/分、成形サイクルは70秒であった。
実施例3の成形品は、実施例1と同様良好な外観を得ることができた。
Example 3
A molded body was produced in the same manner as in Example 1 except that the first portions 11 and 21 and the second portions 12 and 22 were not separated when the cavity surface was cooled. The temperature increase rate of the mold in Example 3 was 70 ° C./min, the temperature decrease rate was 400 ° C./min, and the molding cycle was 70 seconds.
The molded product of Example 3 was able to obtain a good appearance as in Example 1.

〔実施例4〕
キャビティ面側の第一部分11,21の材質を実施例1の第二部分で用いた炭素鋼に変え、キャビティ面の冷却時に第一部分11,21と第二部分12,22を分離しなかった以外は、実施例1と同様の方法で成形体を作製した。実施例4における金型の昇温速度は100℃/分、降温速度は300℃/分、成形サイクルは80秒であった。
実施例4の成形品は、実施例1と同様良好な外観を得ることができた。
Example 4
The material of the first parts 11 and 21 on the cavity surface side is changed to the carbon steel used in the second part of Example 1, and the first parts 11 and 21 and the second parts 12 and 22 are not separated when the cavity surface is cooled. Produced a molded body by the same method as in Example 1. The temperature increase rate of the mold in Example 4 was 100 ° C./min, the temperature decrease rate was 300 ° C./min, and the molding cycle was 80 seconds.
The molded product of Example 4 was able to obtain a good appearance as in Example 1.

〔実施例5〕
熱可塑性樹脂として20質量%のガラス繊維強化SAN(スチレンアクリロニトリル)樹脂を用い、実施例1と同様の操作を行った。なお、最初の金型温度の設定を220℃とし、冷却を70℃まで行った。
昇温速度は200℃/分、降温速度は500℃/分、成形サイクルは90秒であった。
図5に本実施例で得られた成形品300の概略上面図を示す。本実施例では、キャビティ内に熱可塑性樹脂が充填されると同時に図3に示したシャットオフ弁36を開放し、捨てキャビ部分35に樹脂を充填し、成形品300を得た。この時、射出成形機からの樹脂の充填は継続することにより、捨てキャビ部分35に、ウエルドライン発生位置の樹脂が一部移動した。
図5に示すように、得られた成形品300は、20×100mmの開口部344と、成形品におけるランナー部333と、成形品における捨てキャビ部分335とを有するものであり、外観に優れ、ウエルドラインのないものであった。
また、成形後にウエルドライン発生位置37を含む成形片(A)を切り出してウエルド強度を測定した。
ウエルド強度は引張強度90MPaであり、強度に優れていた。
Example 5
The same operation as in Example 1 was performed using 20% by mass of a glass fiber reinforced SAN (styrene acrylonitrile) resin as the thermoplastic resin. The initial mold temperature was set to 220 ° C. and cooling was performed to 70 ° C.
The heating rate was 200 ° C./min, the cooling rate was 500 ° C./min, and the molding cycle was 90 seconds.
FIG. 5 shows a schematic top view of the molded product 300 obtained in this example. In this example, the cavity was filled with the thermoplastic resin, and at the same time, the shut-off valve 36 shown in FIG. At this time, the resin filling from the injection molding machine was continued, so that a part of the resin at the weld line generation position moved to the discarded cavity portion 35.
As shown in FIG. 5, the obtained molded product 300 has a 20 × 100 mm opening 344, a runner portion 333 in the molded product, and a discarded mold portion 335 in the molded product, and has an excellent appearance. There was no weld line.
Further, after molding, a molded piece (A) including the weld line generation position 37 was cut out and the weld strength was measured.
The weld strength was a tensile strength of 90 MPa, and the strength was excellent.

〔実施例6〕
熱可塑性樹脂として使用材料としては、平均粒径30μmのアルミニウムフレークと透明ABSをコンパウンドして調製した1.5質量%アルミニウムフレーク入りABS樹脂を用いる以外は、実施例5と同様な方法で成形品を作製した。
得られた成形品は外観に優れ、ウエルドラインの無い極めて外観に優れたメタリック調の成形品が得られた。
Example 6
As a material used as a thermoplastic resin, a molded product was obtained in the same manner as in Example 5 except that an ABS resin containing 1.5% by mass aluminum flakes prepared by compounding aluminum flakes having an average particle size of 30 μm and transparent ABS was used. Was made.
The obtained molded article was excellent in appearance, and a metallic-like molded article having excellent appearance and no weld line was obtained.

〔比較例1〕
金型温度を70℃一定で成形を行う以外は、実施例1と同様の方法で成形品を作製した。成形品は、開口部の中央にウエルドラインがある外観に劣った成形品であった。サイクル時間は30秒であった。
[Comparative Example 1]
A molded product was produced in the same manner as in Example 1 except that the molding was performed at a constant mold temperature of 70 ° C. The molded product was inferior in appearance with a weld line in the center of the opening. The cycle time was 30 seconds.

〔比較例2〕
金型温度を70℃一定で成形を行う以外は、実施例5と同様の方法で成形品を作製した。成形品は、開口部の中央にウエルドラインがある外観に劣った成形品であった。また、実施例5と同様にウエルド強度を測定した結果、引張り強度40MPaと強度が劣る結果となった。また、サイクル時間は30秒であった。
[Comparative Example 2]
A molded product was produced in the same manner as in Example 5 except that the molding was performed at a constant mold temperature of 70 ° C. The molded product was inferior in appearance with a weld line in the center of the opening. Moreover, as a result of measuring the weld strength in the same manner as in Example 5, the tensile strength was 40 MPa and the strength was inferior. The cycle time was 30 seconds.

〔比較例3〕
金型温度を70℃一定で成形を行う以外は、実施例6と同様の方法で成形品を作製した。成形品は、開口部の中央に黒色の極めて目立つウエルドラインがある外観に劣った成形品であった。また、サイクル時間は30秒であった。
[Comparative Example 3]
A molded product was produced in the same manner as in Example 6 except that the molding was performed at a constant mold temperature of 70 ° C. The molded article was inferior in appearance with a black, very conspicuous weld line in the center of the opening. The cycle time was 30 seconds.

〔比較例4〕
実施例1と同じ手順で成形を行ったが、金型は、ヒーターの位置と冷却水管の位置が異なる以外は、実施例4と同じ構造および材質のものを使用した。つまり、ヒーターの設置位置は、キャビティ面より200mmで、冷却水管は、ヒーターの後方(キャビティ面と反対側)のL0=400mmの位置に設置した。実施例1と同様に金型キャビティ面を70℃と120℃の温度で上げ下げした。昇温速度は、20℃/分で冷却速度は、10℃/分で、成形サイクルは、8分であった。成形品の表面にはウエルドラインの無い外観の物が得られた。
[Comparative Example 4]
Molding was performed in the same procedure as in Example 1, except that the mold had the same structure and material as in Example 4 except that the position of the heater and the position of the cooling water pipe were different. That is, the installation position of the heater was 200 mm from the cavity surface, and the cooling water pipe was installed at a position of L0 = 400 mm behind the heater (opposite side of the cavity surface). In the same manner as in Example 1, the mold cavity surface was raised and lowered at temperatures of 70 ° C. and 120 ° C. The heating rate was 20 ° C./min, the cooling rate was 10 ° C./min, and the molding cycle was 8 minutes. An appearance having no weld line was obtained on the surface of the molded product.

[評価条件]
(引張強度)
引張強度は、ISO527−1に準じ以下の条件にて測定した。
・試験環境:23℃50RH%
・成形品:JIS K7113 3号試験片
・引張速度:5mm/min
・チャック間:50mm
・使用機器:インストロン50kN(インストロン社製)
[Evaluation conditions]
(Tensile strength)
The tensile strength was measured according to ISO 527-1 under the following conditions.
・ Test environment: 23 ° C, 50RH%
・ Molded product: JIS K7113 No. 3 test piece ・ Tensile speed: 5 mm / min
・ Chuck interval: 50mm
-Equipment used: Instron 50kN (Instron)

上記のように、本発明の射出成形方法を用いた実施例は、ハイサイクルで成形することが可能であり、かつ、ウエルドラインが発生せず外観に優れるものであった。
一方、金型の温度が一定である比較例は、成形のサイクル時間が長い、あるいはウエルドラインが生じ外観に劣った。
As described above, the examples using the injection molding method of the present invention were capable of being molded at a high cycle, and did not generate weld lines and were excellent in appearance.
On the other hand, in the comparative example in which the mold temperature is constant, the molding cycle time is long, or a weld line is generated and the appearance is inferior.

本発明によれば、各種電化製品や自動車等の外観部品等、高レベルでの外観特性が要求される熱可塑性樹脂成形体をハイサイクルで成形できる射出成形方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the injection molding method which can shape | mold the thermoplastic resin molded object by which the external appearance characteristic in a high level is requested | required with a high cycle, such as external components, such as various electrical appliances and a motor vehicle, can be provided.

100 金型
10、20 金型部分
11、21 第一部分
12、22 第二部分
13、23 第一の温度調節手段(冷却媒体通路)
14、24 第二の温度調節手段(棒状カートリッジヒーター)
15、25 断熱板
16、26 キャビティ面とは反対側の面
30 キャビティ
31、32 キャビティ面
33 ランナー部
34 金型コア凸部
35 捨てキャビ部分
36 シャットオフ弁
37 ウエルドライン発生位置
40 ばね
200,300 成形品
233,333 成形品におけるランナー部
244,344 開口部
335 成形品における捨てキャビ部分
100 Mold 10, 20 Mold part 11, 21 First part 12, 22 Second part 13, 23 First temperature adjusting means (cooling medium passage)
14, 24 Second temperature adjusting means (bar-shaped cartridge heater)
15, 25 Heat insulation plate 16, 26 Surface opposite to the cavity surface 30 Cavity 31, 32 Cavity surface 33 Runner part 34 Mold core convex part 35 Waste mold part 36 Shut-off valve 37 Weld line generation position 40 Spring 200, 300 Molded product 233, 333 Runner portion 244, 344 opening 335 in molded product Discarded mold portion in molded product

Claims (8)

複数の金型部分で形成されるキャビティを有する金型に、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂複合材料を充填して成形品を得る射出成形方法であって、
前記金型が、前記キャビティ面を少なくとも冷却することができる第一の温度調節手段と、該第一の温度調節手段の前記キャビティ面とは反対側に、前記キャビティ面を少なくとも加熱することができる第二の温度調節手段とを備え、
前記キャビティ面を前記熱可塑性樹脂の融点以上又はガラス転移温度以上の加熱温度まで昇温して前記熱可塑性樹脂を金型内に充填する第一の工程と、
該第一の工程後、前記熱可塑性樹脂の融点未満又はガラス転移温度未満の冷却温度まで降温して前記熱可塑性樹脂を冷却固化し、その後、前記金型を開放して、成形体を取り出す第二の工程と、を備え、
前記第一の工程における昇温速度が80℃/分以上であり、前記第二の工程における降温速度が100℃/分以上であり、かつ前記加熱温度と前記冷却温度との差が50℃以上である射出成形方法。
An injection molding method for obtaining a molded product by filling a mold having a cavity formed of a plurality of mold parts with a thermoplastic resin or a thermoplastic resin composite material,
The mold can at least heat the cavity surface on a side opposite to the cavity surface of the first temperature adjusting means, and first temperature adjusting means capable of cooling at least the cavity surface. A second temperature control means,
A first step of heating the cavity surface to a heating temperature equal to or higher than a melting point of the thermoplastic resin or a glass transition temperature and filling the thermoplastic resin in a mold;
After the first step, the thermoplastic resin is cooled and solidified by cooling to a cooling temperature below the melting point of the thermoplastic resin or below the glass transition temperature, and then the mold is opened to take out the molded body. Including two processes,
The temperature increase rate in the first step is 80 ° C./min or more, the temperature decrease rate in the second step is 100 ° C./min or more, and the difference between the heating temperature and the cooling temperature is 50 ° C. or more. An injection molding method.
前記キャビティ面から前記第一の温度調節手段までの距離L0と、前記キャビティ面から該キャビティ面とは反対側の面までの距離L1が、下記の関係を満たす請求項1記載の射出成形方法。
(L1/L0)>3
The injection molding method according to claim 1, wherein a distance L0 from the cavity surface to the first temperature adjusting means and a distance L1 from the cavity surface to a surface opposite to the cavity surface satisfy the following relationship.
(L1 / L0)> 3
前記第一の温度調節手段が、冷却用媒体が流通する1以上の冷却媒体通路を備えてなり、第二の温度調節手段が加熱用ヒーターである請求項1又は2記載の射出成形方法。   The injection molding method according to claim 1 or 2, wherein the first temperature adjusting means includes one or more cooling medium passages through which a cooling medium flows, and the second temperature adjusting means is a heater. 前記金型部分が、前記第一の温度調節手段を有する第一部分と、前記第二の温度調節手段を有する第二部分とを備える請求項1から3いずれか1項記載の射出成形方法。   The injection molding method according to any one of claims 1 to 3, wherein the mold part includes a first part having the first temperature adjusting means and a second part having the second temperature adjusting means. 前記第一部分(I)の体積V(I)(cm)および前記第一部分(I)の材質の熱伝導率C(I)(J/s・m・K)と、前記第二部分(II)の体積V(II)(cm)および前記第二部分(II)の材質の熱伝導率C(II)(J/s・m・K)とが、下記の関係を満たす請求項4記載の射出成形方法。
[{V(II)×(1/C(II))}/{V(I)×(1/C(I))}]>3)
The volume V (I) (cm 3 ) of the first part (I) and the thermal conductivity C (I) (J / s · m · K) of the material of the first part (I), and the second part (II 5 ) and the thermal conductivity C (II) (J / s · m · K) of the material of the second part (II) satisfy the following relationship. Injection molding method.
[{V (II) × (1 / C (II))} / {V (I) × (1 / C (I))}]> 3)
前記第一部分(I)の材質の熱伝導率C(I)(J/s・m・K)が、前記第二部分(II)の材質の熱伝導率C(II)(J/s・m・K)の3.5倍以上である請求項5記載の射出成形方法。   The thermal conductivity C (I) (J / s · m · K) of the material of the first part (I) is the thermal conductivity C (II) (J / s · m of the material of the second part (II). 6. The injection molding method according to claim 5, which is at least 3.5 times K). 前記キャビティ面を冷却する際、前記第一部分と前記第二部分とが離間可能である請求項4から6いずれか1項記載の射出成形方法。   The injection molding method according to any one of claims 4 to 6, wherein when the cavity surface is cooled, the first portion and the second portion can be separated from each other. 前記第一の温度調節手段が前記冷却媒体通路を複数備えてなり、該複数の冷却媒体通路に同温度の冷却媒体を同時に流通させるマニホールドを少なくとも一つ有する請求項3から7いずれか1項記載の射出成形方法。   8. The system according to claim 3, wherein the first temperature adjusting means includes a plurality of the cooling medium passages, and has at least one manifold for simultaneously circulating the cooling medium of the same temperature through the plurality of cooling medium passages. Injection molding method.
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