JP2795144B2 - 成形用金型 - Google Patents
成形用金型Info
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Description
金型に関する。詳しくは、低圧で成形する場合でも、金
型の成形面を成形品に良好に転写できる成形用金型に関
する。
法やブロ−成形法が行われている。射出成形法は、溶融
樹脂を密閉された金型内に高圧(200〜1000kg
/cm2 )で射出して、金型の成形面を樹脂に転写する
方式である。高圧であるため、成形面の転写が正確に行
われる。このため、鏡面やしぼ面を有する成形品を得る
のには適している。しかし、高圧に耐える金型が必要な
ため、金型の構造が複雑化してコスト高となり、多品種
少量生産等には不適である。また、中空品の成形には特
別な工夫が必要なため、生産工程が複雑化する。ブロ−
成形法は、パリソン(溶融・軟化状態の中空円筒形状の
樹脂)を金型間に供給した後に型締し、その中空部に流
体を圧送することでパリソンの外面を金型の成形面に押
しつけて転写する方式である。流体の圧力で押しつける
ため、比較的低圧(4〜10kg/cm2 )であり、こ
のため、成形面が綺麗に転写されず、鏡面やしぼ面を有
する成形品を得るのには不適である。しかし、中空品の
大量生産には適しているため、広く行われている。
肉の成形用内型と、該成形用内型に接触/隔離できる冷
却用外型を備えた中空成形用金型が開示されている。こ
の金型では、中空成形品の表面光沢を改善する目的でパ
リソンの供給前に成形用内型を加熱しておくとともに、
パリソンが成形用内型の成形面に接触された後は、冷却
用外型の内面を成形用内型の外面に接触させることで該
成形用内型を速やかに冷却して、成形品を得ている。
ンを成形型の成形面に接触させて成形する際に、該成形
型の温度を、パリソンの結晶化速度が最大となる温度近
傍から融点までの間に保持することにより、ダイライン
やウエルドラインが成形品の表面に残留することを防止
するとともに、成形中のパリソンの中空部に冷媒を循環
させることにより、成形のサイクルタイムの長時間化を
防止するようにしたブロ−成形方法が開示されている。
型を用いて、換言すれば、比較的低い成形圧力で、鏡面
やしぼ面を有する樹脂成形品を得たいという要請があ
る。また、鏡面やしぼ面を有する中空の樹脂成形品
(例:自動車のエアスポイラ−)を、簡易な工程で生産
したいという要請もある。
空成形用金型では、成形用内型を加熱することで成形面
を綺麗に転写しているが、成形用内型を冷却用外型に対
して相対変位させて接触させることで樹脂を冷却してい
るため、金型の構造が複雑となって脆弱化する恐れがあ
り、また、冷却時間も長時間化する。また、樹脂成形品
の表面を綺麗にし、且つ、成形の全サイクルタイムを短
くするのに最適な加熱温度や冷却温度の範囲についての
言及もない。
成形方法では、成形型の温度を前記の温度に加熱保持す
ることで成形面を綺麗にしているが、冷却時にも該温度
に加熱保持しているため、冷却時間の短縮効果は、あま
り大きくない。また、冷媒を循環させることでパリソン
を内側から冷却しているため、成形型の温度を前記の温
度に加熱保持するための温度制御が複雑となる。
面やしぼ面を有する樹脂成形品を生産することを目的と
する。また、良好な鏡面やしぼ面を有する中空の樹脂成
形品を簡易な工程で生産することを目的とする。
状態の熱可塑性樹脂を100kg/cm2 以下の圧力で
金型の成形面に密着させて固化させる金型であって、前
記密着前に前記成形面を当該熱可塑性樹脂のビカット軟
化温度(T)℃以上まで加熱する加熱手段と、前記密着
完了後に前記成形面を前記ビカット軟化温度(T)−1
0℃以下まで冷却する冷却手段と、を有する成形用金型
である。即ち、成形圧力が100kg/cm2 以下であ
れば、成形方法は問わない。なお、上記加熱手段による
加熱温度がビカット軟化温度(T)+5℃以上であれ
ば、より好ましい結果が得られる。
面の形成されている金属体を金型本体から断熱すること
で熱容量を小さくして、ビカット軟化温度(T)℃以上
までの加熱、及び、ビカット軟化温度(T)−10℃以
下までの冷却を、速やかに行い得るようにしたものであ
る。なお、加熱温度がビカット軟化温度(T)+5℃以
上で一層好ましい結果が得られることは、請求項1と同
様である。請求項3の発明では、請求項2に於ける加熱
手段として好適な例が与えられており、また、請求項4
の発明では、請求項2に於ける冷却手段として好適な例
が与えられている。また、請求項5の発明では、請求項
1に於ける加熱手段として好適な例が与えられている。
に用いることができる。熱可塑性樹脂としては、例え
ば、AS樹脂、ポリスチレン、ハイインパクトポリスチ
レン、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム−スチレン
から成るグラフト共重合体(ABS樹脂)、アクリロニ
トリル−ブタジエン系ゴム−スチレン−αメチルスチレ
ンから成るグラフト共重合体(耐熱ABS樹脂)、アク
リロニトリル−エチレン−プロピレン系ゴム−スチレン
及び/又はメタクリル酸メチルから成るグラフト共重合
体(AES樹脂)、アクリロニトリル−水添ジエン系ゴ
ム−スチレン及び/又はメタクリル酸メチルから成るグ
ラフト共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
カ−ボネ−ト、ポリフェニレンエ−テル、ポリオキシメ
チレン、ナイロン、メタクリル酸メチル系重合体、ポリ
エ−テルスルホン、ポリアリレ−ト等、及びこれらの複
合物と、これらに充填剤を添加した樹脂が挙げられる。
される前に該成形面が当該熱可塑性樹脂のビカット軟化
温度(T)℃以上まで加熱される結果、密着性が良好と
なって、該成形面が樹脂の表面に正確に転写される。ま
た、密着完了後に該成形面が前記ビカット軟化温度
(T)−10℃以下まで冷却されるため、成形面の転写
された樹脂が速やかに固化される。
以下の実施例と比較例では、ABS樹脂(JSR/AB
S/45A)をブロ−成形して、箱型成形品を得る場合
について述べている。即ち、各実施例と各比較例では、
図11のように、押出機81によりABS樹脂を溶融して
アキュムレ−タダイ82へ送り込み、該アキュムレ−タダ
イ82で中空円筒形状のパリソン90にして下方ヘ送り出
し、このパリソン90を、下記の金型3(実施例A〜実施例
C,比較例a〜比較例eの各金型)の何れかによってブ
ロ−成形している。
5mm、最大押出容量は2000ccである。また、上
記アキュムレ−タダイ82から送り出されるパリソン90の
径は100mm、温度は200℃であり、各金型3 への
各送り出し時間は何れも2secである。また、各金型
3 の幅は250mm、高さは600mm、厚さは50m
mであり、最大型締力は15TONである。また、各金
型3 の成形面は何れも鏡面である。
型の場合も、パリソン90と金型3 の成形面との間を各々
30mmHgの真空度に10sec保持することによ
り、パリソン90の外表面を金型3 の成形面に吸引してお
り、さらに、ブロ−成形の終了時まで、パリソン90の内
部に各々7kg/cm2 の圧力で空気を送り込み続ける
ことにより、パリソン90の外表面を金型3 の成形面に密
着させている。即ち、成形圧力を7kg/cm2 として
成形している。なお、金型3 の型締力は何れも15TO
Nである。
て述べる。
却している。即ち、パリソン90の外表面を金属体1a,1b
の成形面に前記の如く密着させる前に、図4のように、
金属体1a,1b の裏面側と金型本体3a,3b との間の各空間
4a,4b 内に各々設けられている発熱体(電熱ヒ−タ)50
a,50b を各々発熱させるとともに、該発熱体50a,50b を
油圧シリンダ50a1,50b1 の作用でロッド50a2,50b2 を介
して前方へ押し出して上記金属体1a,1b の裏面に当接さ
せることで、該金属体1a,1b の表面側の成形面を各々1
20℃に加熱している。また、上記各発熱体50a,50b
は、冷却時には上記油圧シリンダ50a1,50b1 の作用で各
々原位置へ退避される。なお、図4中、2a,2b は、断熱
体である。
の成形面に密着させた後は、図10のように、上記各空
間4a,4b へ、給液管61a,61b を通して冷却水(加圧水)
が噴射される。流量は、100cc/secである。ま
た、噴射方向は、上記金属体1a,1b の裏面へ向かう方向
であり、これにより、該裏面で熱交換が行われ、上記冷
却水が蒸発されるとともに、上記金属体1a,1b が冷却さ
れる。冷却時間は30secである。また、蒸気は、真
空ポンプ61a2,61b2 により排気管61a1,61b1 を通して吸
引・排出される。即ち、上記空間4a,4b 内は減圧されて
おり、これにより、上記蒸発が促進されている。
を開いて成形品を取り出した。鏡面の転写は良好であ
り、また、成形品にソリも無かった。取り出しまでの所
要時間は60secであり、全サイクルタイムは70s
ecであった。なお、シボ面を有する金型で同様に成形
したところ、同様の結果を得た。
している。即ち、パリソン90の外表面を金属体1a,1b の
成形面に前記の如く密着させる前に、図5のように、前
記各空間4a,4b 内に各々設けられているライン集光型ヒ
−タ51a,51b により、金属体1a,1b の裏面側へ熱を放射
することで、その表面側の成形面を各々120℃に加熱
している。なお、この加熱は、パリソン90内への空気の
送り込み開始後、2secで止めた。
上記加熱を止めた後は、図9のように、前記各空間4a,4
b 内へ、給気管6a,6b を通して−10℃の空気を50l
/minの流量で送り込む。この送り込みは、金属体1
a,1b の裏面に向けて空気が噴射されるように拡散ノズ
ルを介して行われ、これにより、上記裏面で熱交換が行
われて、上記金属体1a,1b が上記裏面側から冷却され
る。なお、前記各空間4a,4b 内に送り込まれた空気は、
熱交換後、排気管6a1,6b1 を介して排出される。
を開いて成形品を取り出した。鏡面の転写は良好であ
り、また、成形品にソリも無かった。取り出しまでの所
要時間は110sec であり、全サイクルタイムは130
sec であった。なお、シボ面を有する金型で同様に成形
したところ、同様の結果を得た。
却している。即ち、パリソン90の外表面を金属体1a,1b
の成形面に前記の如く密着させる前に、図3のように、
上記各空間4a,4b へ、給気管5a,5b を通して150℃の
加熱蒸気を上記金属体1a,1b の裏面へ向けて噴射する。
これにより、該裏面で熱交換が行われて加熱蒸気が凝縮
されて液滴となるとともに、上記金属体1a,1b の表面側
(成形面側)が120℃に加熱された。なお、上記液滴
は、圧力調整弁5a2,5b2 を介して、排液管5a1,5b1 から
排出される。
を止めた後は、前記図10の方式により、金属体1a,1b
を80℃以下まで冷却した。
を開いて成形品を取り出した。鏡面の転写は良好であ
り、また、成形品にソリも無かった。取り出しまでの所
要時間は65sec であり、全サイクルタイムは75sec
であった。なお、シボ面を有する金型で同様に成形した
ところ、同様の結果を得た。
本体と一体の構造であり、したがって、断熱体も有しな
い。このため、成形面の転写を綺麗に行うために金型を
加熱した場合には、その冷却に長時間を要する。
℃、比較例bが120℃、比較例cが170℃、比較例
dが30℃、比較例eが150℃である。即ち、比較例
aと比較例dが低温に、比較例bと比較例cと比較例e
が高温に、されている。このため、成形品の鏡面の状態
は、中程度の温度の比較例aが普通、高温の比較例bと
比較例cと比較例eが良好、低温の比較例dが不可であ
る。しかし、成形品を取り出すまでの所要時間と成形の
全サイクルタイムは、中程度の温度の比較例aが60s
ecと70sec、高温の比較例bが150secと1
70sec、高温の比較例cが290secと310s
ec、低温の比較例dが45secと55sec、高温
の比較例eが250secと280secである。即
ち、高温ほど取り出すまでの所要時間やサイクルタイム
が長くなり、鏡面の状態と逆の結果となった。このよう
に、比較例の金型では、成形時の温度を高くすること
で、鏡面を良好に成形品に転写することはできるが、取
り出すまでの所要時間や成形の全サイクルタイムが長く
なるという不具合が生じている。なお、しぼ面の場合の
転写でも、同様の結果を得た。
0の方式について述べているが、図6〜図8の方式での
加熱も可能である。図6は、給気管52a,52b を通して加
熱気体を供給して加熱し、熱交換後の気体を排気管52a
1,52b1 から排気する方式であり、図7は、金属体1a,1b
の成形面側に一時的にライン集光ヒ−タ51a,51b を進
入させて、加熱する方式である。また、図8は、金属体
1a,1b の成形面側に一時的に給気管53a,53b を進入させ
て、加熱する方式である。
形成されている金属体1a,1b を、断熱体2a,2b で断熱す
ることで、金属体1a,1b の熱容量を小さくする様子を示
したものであり、図2は、金属体1a,1b の裏面側と金型
本体3a,3b との間に空間4a,4b を設けることで、該空間
4a,4b に、加熱媒体や冷却媒体を供給し得るようにした
様子を示したものである。
波で加熱する方式や、遠赤外ヒ−タで加熱する方式も採
用可能である。また、加熱用の蒸気を得る方法として
は、例えば、誘電加熱方式を採用することができる。
カット軟化温度(T)℃以上まで加熱された状態で溶融
状態の熱可塑性樹脂が密着されるため、例えばブロ−成
形のように成形圧力が100kg/cm2 以下の低圧で
も、鏡面やしぼ面を有する上記成形面が樹脂の表面に正
確に転写される。また、上記成形面を転写された樹脂
は、ビカット軟化温度(T)−10℃以下まで冷却され
た上記成形面によって速やかに固化される。したがっ
て、鏡面やしぼ面を有する中空樹脂成形品を、比較的簡
易な工程で生産できる。
れている金属体が金型本体から断熱されて熱容量を小さ
くされているため、ビカット軟化温度(T)℃以上まで
の加熱や、ビカット軟化温度(T)−10℃以下までの
冷却が、速やかに行われる。このため、成形の全サイク
ルタイムが短縮される。
体から断熱された様子を示す断面模式図。
式図。
式図。
式図。
空間側から加熱する様子を示す断面模式図。
式図。
式図。
空間側から冷却する様子を示す断面模式図。
Claims (5)
- 【請求項1】 溶融状態の熱可塑性樹脂を100kg/
cm2 以下の圧力で金型の成形面に密着させて固化させ
る成形用金型であって、 前記密着前に前記成形面を当該熱可塑性樹脂のビカット
軟化温度(T)℃以上の温度まで加熱する加熱手段と、 前記密着完了後に前記成形面を前記ビカット軟化温度
(T)−10℃以下の温度まで冷却する冷却手段と、 を有する成形用金型。 - 【請求項2】 請求項1に於いて、 前記成形面は金型本体により断熱状態で支持される金属
体の表面に形成されており、該成形面の反対面側には該
金型本体との間に空間を構成されて成る、 成形用金型。 - 【請求項3】 請求項2に於いて、 前記加熱手段は、下記(A)〜(C)から選ばれた手段
である成形用金型。 (A)前記成形面の加熱時に、加熱した気体を前記空間
に供給して前記反対面に向けて噴射させ、該空間での放
熱により凝縮された液体を排出する手段。 (B)前記反対面に対向するように前記空間内に設けら
れた発熱体と、該発熱体を該反対面に対して当接/隔離
させる駆動機構を備え、前記成形面の加熱時には該発熱
体を発熱させて該反対面に当接させ、前記成形面の冷却
時には該発熱体を該反対面から隔離させる手段。 (C)前記反対面に対向するように前記空間内に設けら
れ、前記成形面の加熱時に該反対面に向けて熱を放射す
る手段。 - 【請求項4】 請求項2に於いて、 前記冷却手段は、前記成形面の冷却時に、ビカット軟化
温度(T)−10℃以下の温度の液体を前記空間に供給
して前記反対面に向けて噴射させ、該空間での吸熱によ
り蒸発された気体を吸引して排出しつつ該空間を減圧す
る手段、 である成形用金型。 - 【請求項5】 請求項1に於いて、 前記加熱手段は、下記(D)〜(E)から選ばれた手段
である成形用金型。 (D)前記成形面への熱可塑性樹脂の供給前に該成形面
に対向する位置に放熱体を進入させて該成形面に向けて
放熱させ、該成形面への熱可塑性樹脂の供給開始直前に
該放熱体を該対向位置から退避させる手段。 (E)前記成形面への熱可塑性樹脂の供給前に該成形面
に対向する位置に流体供給管を進入させて該成形面に向
けて加熱された流体を噴射させ、該成形面への熱可塑性
樹脂の供給開始直前に該流体供給管を該対向位置から退
避させる手段。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5277513A JP2795144B2 (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 成形用金型 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH07108534A JPH07108534A (ja) | 1995-04-25 |
JP2795144B2 true JP2795144B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=17584649
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5277513A Expired - Lifetime JP2795144B2 (ja) | 1993-10-07 | 1993-10-07 | 成形用金型 |
Country Status (1)
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Cited By (1)
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KR100987594B1 (ko) | 2010-07-15 | 2010-10-12 | 울산과학대학 산학협력단 | 트렁크 리드용 오일히팅 열성형 금형장치 |
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