JP2960920B1 - Forming method of product using paper fiber and mold used therefor - Google Patents
Forming method of product using paper fiber and mold used thereforInfo
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Abstract
【要約】
【課題】 キャビティの壁面と密着性がない固化層を形
成材料を用い、ウエルドの発生，ひび割れの発生をなく
し、成形材料の流動距離を長くする。
【解決手段】 固定側金型１および可動側金型５により
形成されるキャビティ１３の壁面をシボ加工などにより
粗面化することにより、このキャビティ１３の壁面と接
触する成形材料の表面部に形成される固化層が、成形材
料の充填方向にスリップするのを阻止して、成形材料の
流動距離が長く、成形材料が均一に充填されるように
し、成形品にウエルドが発生したり、その部分にひび割
れが発生したりするのをなくする。An object of the present invention is to use a material for forming a solidified layer having no adhesiveness to the wall surface of a cavity, eliminate the occurrence of welds and cracks, and increase the flow distance of the molding material. SOLUTION: The wall surface of a cavity 13 formed by a fixed mold 1 and a movable mold 5 is roughened by embossing or the like, so that it is formed on the surface of a molding material that comes into contact with the wall surface of the cavity 13. The solidified layer is prevented from slipping in the filling direction of the molding material, so that the flow distance of the molding material is long, and the molding material is uniformly filled. Eliminates cracks and cracks.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、表面に形成される
固化層が金型キャビテイの壁面に密着しない成形材料で
ある紙繊維に水溶性結合剤および水を混練した成形材料
を用いて、例えば、生分解性の育苗容器、あるいは、無
帯電性のＩＣ用トレーなどの製品を成形する方法および
その成形に用いる金型の技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a molding material obtained by kneading a water- soluble binder and water into a paper fiber, which is a molding material in which a solidified layer formed on the surface does not adhere to the wall surface of a mold cavity. The present invention relates to a method for molding a product such as a biodegradable seedling raising container or a non-charged IC tray and a technique of a mold used for the molding.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来において、成形品を成形する場合
は、用いる金型のキャビティの形状を、成形品の外面形
状に形成し、このキャビティ内に成形材料を充填して固
化させている。2. Description of the Related Art Conventionally, when a molded product is molded, a cavity of a mold to be used is formed in an outer shape of the molded product, and a molding material is filled in the cavity and solidified.
【０００３】そして、成形品の表面に模様、凹凸などの
加工面が形成される場合は別として、一般の金型にあっ
ては、充填する成形材料が流動し易くなるように、キャ
ビティの壁面は、研削により平滑状に処理し、あるい
は、さらに研磨により鏡面状に処理されているのが通常
である。[0003] Aside from the case where a processed surface such as a pattern or unevenness is formed on the surface of a molded product, in a general mold, the wall surface of the cavity is formed so that the molding material to be filled easily flows. Is usually processed into a smooth shape by grinding, or further processed into a mirror surface by polishing.
【０００４】また、成形材料としては、熱可塑性樹脂、
熱硬化樹脂のような合成樹脂が一般的に用いられている
が、最近は、廃棄処分を容易にする観点から、故紙、紙
パルプのような紙繊維に水溶性結合剤および多量の水を
添加して混練した生分解性の成形材料が提案されている
（例えば、特開平９−７６２１３号公報、特開平９−１
０９１１３号公報、特開平１０−２９２５０号公報など
参照）。[0004] As molding materials, thermoplastic resins,
Synthetic resins such as thermosetting resins are commonly used, but recently a water-soluble binder and a large amount of water have been added to paper fibers such as waste paper and paper pulp to facilitate disposal. A biodegradable molding material kneaded and kneaded has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-76213 and 9-1).
09113, JP-A-10-29250, etc.).
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】壁面に平滑状の研削面
あるいは鏡面状の研磨面を形成した従来の金型キャビテ
ィ内に成形材料を充填すると、成形材料が熱可塑性樹脂
の場合は、成形材料が金型キャビティの壁面と接触する
界面から冷却されることにより、成形材料の表面部には
固化層が形成され、金型キャビティの壁面よりの熱伝達
が遅れる成形材料の内部は、比較的低粘度で流動性を保
持した状態になっている。そして、成形材料の表面部に
形成される固化層は、金型キャビティの壁面との間で密
着性を有するので、成形材料は、図１（ａ）に示すよう
な、いわゆるファウンテンフローの流動となって充填さ
れ、均質な成形品が得られる。When a molding material is filled in a conventional mold cavity having a smooth ground surface or a mirror-like polished surface formed on a wall surface, when the molding material is a thermoplastic resin, the molding material is filled. Is cooled from the interface in contact with the wall surface of the mold cavity, a solidified layer is formed on the surface of the molding material, and the inside of the molding material where heat transfer from the wall surface of the mold cavity is delayed is relatively low. It is in a state of maintaining fluidity with viscosity. Since the solidified layer formed on the surface of the molding material has an adhesive property with the wall surface of the mold cavity, the molding material has a so-called fountain flow as shown in FIG. And a homogeneous molded article is obtained.
【０００６】すなわち、金型ＡのキャビティＢ内に充填
される成形材料Ｃは、キャビティＢの壁面Ｄと接触する
界面に固化層Ｅが形成される。この固化層Ｅとキャビテ
ィＢの壁面Ｄとは密着性を有しているので、固化層Ｅが
壁面Ｄの表面をスリップすることはない。That is, the solidified layer E is formed on the interface between the molding material C filled in the cavity B of the mold A and the wall surface D of the cavity B. Since the solidified layer E and the wall surface D of the cavity B have adhesion, the solidified layer E does not slip on the surface of the wall surface D.
【０００７】そこで、キャビティＢに成形材料を充填す
ると、壁面Ｄと接近している表面部の成形材料が、先ず
成形材料を充填流入させるゲート付近で固化層Ｅとな
り、壁面Ｄから固化層Ｅを介して隔離されている内部の
成形材料は流動性を有して流動するので、流動先端の成
形材料はキャビティＢの壁面Ｄに向かって溢出し、順次
固化層Ｅを形成する。したがって、先に充填した成形材
料が成形品のゲート付近の部分を形成し、後から充填し
た成形材料が成形品の中心層および先端部を形成するこ
とになる。When the cavity B is filled with a molding material, the molding material on the surface portion approaching the wall surface D first becomes a solidified layer E near the gate through which the molding material is filled and flows. Since the molding material inside which is separated by the fluid flows with fluidity, the molding material at the tip of the flow overflows toward the wall surface D of the cavity B, and forms a solidified layer E sequentially. Therefore, the previously filled molding material forms a portion of the molded article near the gate, and the later filled molding material forms the central layer and the tip of the molded article.
【０００８】また、成形材料が熱硬化性樹脂の場合は、
成形材料を充填する工程においては、成形材料の表面部
に固化層が形成されることはなく、表面部から中央部に
至るまで流動性を保持した状態になっているので、成形
材料は表面部から中央部に至るまでほぼ等速に流動する
いわゆるプラグフローの流動となって充填され、均質な
成形品が得られる。When the molding material is a thermosetting resin,
In the step of filling the molding material, a solidified layer is not formed on the surface of the molding material, and the fluidity is maintained from the surface portion to the center portion. Filling is performed as a so-called plug flow, which flows at almost the same speed from the center to the center, and a uniform molded product is obtained.
【０００９】一方、紙繊維に少なくとも水溶性結合剤お
よび多量の水を添加して混練した成形材料を用い、加熱
した金型により成形する場合、成形材料は型壁面に接触
すると同時に乾燥し、熱可塑性樹脂の場合とほぼ同様に
成形材料の表面部には固化層が形成される。[0009] On the other hand, when a molding material obtained by adding at least a water-soluble binder and a large amount of water to paper fibers and kneading the mixture is used, and the molding is performed by a heated mold, the molding material contacts the wall of the mold. At the same time, drying is performed, and a solidified layer is formed on the surface of the molding material in substantially the same manner as in the case of the thermoplastic resin.
【００１０】しかし、この場合、形成された固化層と金
型キャビティの壁面との界面には、成形材料に含まれて
いる多量の水から発生する水蒸気が介在するようになる
ので、固化層と金型キャビティの壁面との間の密着性が
極めて低いものとなる。その結果、固化層が、充填圧力
により流動する成形材料に引っ張られたり、もしくは押
し出されたりして金型キャビティの壁面を充填方向にス
リップし易くなるので、以下に説明するような好ましく
ない現象を発生させるという問題点があった。However, in this case, water vapor generated from a large amount of water contained in the molding material is interposed at the interface between the formed solidified layer and the wall surface of the mold cavity. The adhesion to the wall of the mold cavity is extremely low. As a result, the solidified layer is easily pulled or extruded by the molding material flowing due to the filling pressure and easily slips on the wall surface of the mold cavity in the filling direction. There was a problem of causing it.
【００１１】壁面を研削面、研磨面などにした金型キャ
ビテイ内に紙繊維に少なくとも水溶性結合剤および水を
添加して混練した成形材料を充填した場合、成形材料の
表面部に形成される固化層は、金型キャビテイの壁面と
の間での密着性が低いことから、キャビテイ内での成形
材料は、図１(ｂ)に示すように、主に固化層が滑りなが
ら流れる、いわゆるスリップフローの流動をする。When a molding material obtained by adding at least a water-soluble binder and water to a paper fiber is filled in a mold cavity having a ground surface or a polished surface, the surface is formed on the molding material. Since the solidified layer has low adhesion to the wall of the mold cavity, the molding material in the cavity mainly flows as the solidified layer slides, as shown in FIG. Make the flow flow.
【００１２】すなわち、金型ＡのキャビティＢ内に充填
される成形材料Ｃは、キャビティＢの壁面Ｄと接触する
界面に固化層Ｅを形成する。しかし、この固化層Ｅとキ
ャビティＢの壁面Ｄとは密着性が低いので、充填圧力に
より流動する成形材料に引っ張られるなどして、固化層
Ｅは壁面Ｄの表面をスリップして前進する。その結果、
キャビティＢに最初に充填された成形材料が成形品の先
端部分を形成し、後から充填した成形材料がゲート付近
を形成することになる。That is, the molding material C filled in the cavity B of the mold A forms a solidified layer E at the interface in contact with the wall surface D of the cavity B. However, since the solidified layer E and the wall surface D of the cavity B have low adhesion, the solidified layer E slips on the surface of the wall surface D and moves forward by being pulled by the flowing molding material due to the filling pressure. as a result,
The molding material initially filled in the cavity B forms the tip portion of the molded article, and the molding material later filled forms the vicinity of the gate.
【００１３】また、このスリップフローの現象は、キャ
ビティＢの壁面Ｄの全面において発生するのではなく、
壁面Ｄの鏡面度に差がある場合やさらに実生産型におい
ては壁面Ｄの形状は必ずしも平坦ではないので、部分的
にスリップし易い部分とスリップし難い部分とが混在す
ることになる。そして、スリップし易い部分では、余り
抵抗なく成形材料が充填されるので、流動距離が長くな
り、一方、スリップし難い部分では、流動速度が低くな
るので、流動距離は短くなり、不均一な充填になるとい
う問題点があった。Further, this slip flow phenomenon does not occur on the entire surface of the wall surface D of the cavity B, but
In the case where there is a difference in the mirror degree of the wall surface D or in the actual production type, the shape of the wall surface D is not necessarily flat, so that a portion that is easily slipped and a portion that is hardly slipped are mixed. And, in the part where slip is easy, the molding material is filled without much resistance, so that the flow distance becomes long, while in the part where slip is difficult, the flow speed becomes low, so that the flow distance becomes short and uneven filling is performed. There was a problem of becoming.
【００１４】また、充填完了時期が近づくと、流動が遅
れている部分が流動を開始し、先に充填した成形材料と
の間でウエルド部を形成するという問題点を有してい
た。そして、特に高温の金型を使用した場合、成形材料
の流動先端は多少乾燥しており、しかもウエルド部では
紙繊維間の絡み合いが起こり難いので、ウエルド部では
融合し難く、ウエルド強度が低下してひび割れが発生す
るという問題点もあった。In addition, when the filling completion time approaches, there is a problem that a portion where the flow is delayed starts to flow and a weld portion is formed with the previously filled molding material. In particular, when a high-temperature mold is used, the flow tip of the molding material is somewhat dry, and the entanglement between the paper fibers is less likely to occur at the weld portion, so it is difficult to fuse at the weld portion, and the weld strength is reduced. There was also a problem that cracks occurred.
【００１５】さらに、大型の成形品のように流動距離が
長くなる場合、スリップフローにより、先に充填された
成形材料が流動先端を形成するので、そのまま長い距離
を流動したときは、金型温度が高いと流動先端の成形材
料が乾燥して流動性を失しなう。その結果、流動が停止
するだけでなく、乾燥した成形材料間ではウエルド部で
の融着がおこり難くなっているので、この部分では機械
的強度が著しく減少して壊れ易い成形品になり、またウ
エルドの形成過程で流動が停止したときには、成形品に
穴が形成されるか欠落部のある成形品になるという問題
点もあった。Further, when the flow distance is long like a large molded product, the previously filled molding material forms a flow front due to a slip flow. If it is too high, the molding material at the tip of the flow dries and loses its fluidity. As a result, not only the flow is stopped, but also the fusion at the weld portion is hard to occur between the dried molding materials, so that the mechanical strength is remarkably reduced in this portion, and the molded product becomes fragile, and There is also a problem that when the flow stops in the process of forming the weld, a hole is formed in the molded product or the molded product has a missing portion.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明においては、紙繊維に少なくとも水溶性結
合剤および水を添加した材料を用い、壁面の少なくとも
一部に充填方向に流動抵抗を有する加熱した金型キャビ
テイを備えた金型を用い、前記金型キャビテイ内に、前
記成形材料を充填して成形することとしている。According to the present invention, at least a water-soluble binder is added to paper fibers.
Using a material to which a mixture and water are added, using a mold having a heated mold cavity having a flow resistance in a filling direction on at least a part of a wall surface, and filling the molding material into the mold cavity. To be molded.
【００１７】そして、キャビティの壁面と接触する成形
材料の表面部に形成される固化層は、キャビティの壁面
との間に密着性がなくても壁面が流動抵抗を有すること
からキャビティの壁面に沿ってスリップすることがない
ので、キャビティ内に充填される成形材料は、スリップ
フローの流動ではなく、ファウンテンフローの流動をし
て充填され、しかも、成形材料の流動距離を大きくする
ことができるようになる。その結果、成形材料はキャビ
ティ内に均一に充填され、ウエルド部を発生することも
なく、その部分にひび割れが発生しない均質で外観が良
好な成形品、あるいは機械的強度を有して破損し難い大
型の成形品を提供することができる。The solidified layer formed on the surface of the molding material in contact with the wall surface of the cavity has a flow resistance even if there is no close contact with the wall surface of the cavity. The molding material to be filled into the cavity is filled not by slip flow but by fountain flow, and the flow distance of the molding material can be increased. Become. As a result, the molding material is uniformly filled in the cavity, without forming a weld portion, and a uniform molded product having good appearance without cracking in the portion, or having a mechanical strength and being hardly broken. A large molded product can be provided.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】本発明の紙繊維を利用した製品の
成形方法は、紙繊維に少なくとも水溶性結合剤および水
を添加して混練した成形材料を、壁面の少なくとも一部
に流動抵抗を有する加熱した金型キャビテイ内に充填
し、ついで添加した水を気化除去して固化するものであ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method of molding a product using paper fiber of the present invention comprises: adding a water- soluble binder and water to paper fiber and kneading the molding material; Is filled into a heated mold cavity, and then the added water is vaporized and removed to be solidified.
【００１９】そして、キャビティの壁面と接触する成形
材料の表面部に形成される固化層は、キャビティの壁面
との間に密着性がなくても壁面が流動抵抗を有すること
から、キャビティ内の成形材料は、いわゆるスリップフ
ローの流動ではなく、いわゆるファウンテンフローの流
動をして充填されるようになる。充填される成形材料の
表面に形成される固化層は、極めて薄く、しかも熱伝導
性が低下しているので、加熱されて高温になっているキ
ャビティ内に固化層を介して存在する成形材料は、乾燥
が阻止されて低粘度の流動性を有し、固化層に沿って流
れる流動層を形成する。したがって、成形材料は長い距
離を容易に流動することができ、また、固化層は極めて
薄いので、成形品が薄肉の場合でも、流動距離を長くす
ることができる。The solidified layer formed on the surface of the molding material that comes into contact with the wall surface of the cavity has a flow resistance even if there is no close contact with the wall surface of the cavity. The material comes to be filled not by so-called slip flow but by so-called fountain flow. Since the solidified layer formed on the surface of the molding material to be filled is extremely thin and has low thermal conductivity, the molding material existing through the solidified layer in the cavity heated to a high temperature is A drying layer is formed to prevent the drying and to have a low-viscosity fluidity to form a fluidized bed flowing along the solidified layer. Therefore, the molding material can easily flow over a long distance, and the solidified layer is extremely thin, so that the flow distance can be increased even when the molded article is thin.
【００２０】また、流動先端を流れる成形材料は、中心
層を流れてきた新しい成形材料に順次置換され、その先
端の成形材料は、余り乾燥しない状態にあるので、例え
ば、成形品に穴部や窓部を形成させるためのピンなどが
キャビティ内に存在しても、それによって形成されるウ
エルト部では合流した成形材料が相互に容易に融合して
強度の低下も起こらなくなる。その上、先に充填した成
形材料が成形品のゲート付近を形成し、後から充填した
成形材料が成形品の中心部および先端部を形成するの
で、均質で機械的強度を有する成形品を成形することが
できる。Further, the molding material flowing at the flow front is successively replaced by a new molding material flowing through the central layer, and the molding material at the front end is not in a very dry state. Even if a pin or the like for forming the window is present in the cavity, the formed molding materials are easily fused to each other in the welt formed by the pin and the strength does not decrease. In addition, since the previously filled molding material forms the vicinity of the gate of the molded product and the later filled molding material forms the center and the tip of the molded product, a molded product having uniform and mechanical strength is formed. can do.
【００２１】さらに、紙繊維に少なくとも水溶性結合剤
および水を添加して混練した成形材料を、１２０℃から
２２０℃の範囲に加熱しかつ壁面の少なくとも一部に成
形材料の充填方向に流動抵抗を有する金型キャビテイ内
に、充填することにより、金型キャビテイの壁面と成形
材料の界面に、充填方向に連続する固化層を順次形成
し、ついで添加した水を気化除去して固化するものであ
る。Further, the molding material obtained by adding at least a water-soluble binder and water to the paper fiber and kneading the mixture is heated to a temperature in the range of 120 ° C. to 220 ° C., and at least a part of the wall is filled with the molding material. By filling into the mold cavity having flow resistance in the direction, a solidified layer continuous in the filling direction is sequentially formed on the interface between the wall surface of the mold cavity and the molding material, and then the added water is vaporized and removed. It will solidify.
【００２２】そして、キャビティの壁面と接触する成形
材料の表面部に形成される固化層は、キャビティの壁面
との間に密着性がなくてもスリップすることなく、いわ
ゆるファウンテンフローの場合と同じように、充填方向
に連続する固化層を順次形成することができるので、ひ
び割れがなく、破損し難い成形品が得られる。The solidified layer formed on the surface of the molding material that comes into contact with the wall surface of the cavity does not slip even if there is no close contact with the wall surface of the cavity, as in the case of the so-called fountain flow. In addition, since a solidified layer continuous in the filling direction can be sequentially formed, a molded article free from cracks and hard to break can be obtained.
【００２３】また、本発明の紙繊維を利用した製品の成
形に用いる金型は、固定側金型および可動側金型により
形成される金型キャビティの壁面の少なくとも一部に、
成形材料の充填方向に流動抵抗を有する粗面を設けたも
のである。The mold used for molding the product using the paper fiber of the present invention is provided on at least a part of the wall surface of the mold cavity formed by the fixed mold and the movable mold.
A rough surface having flow resistance is provided in the filling direction of the molding material.
【００２４】そして、金型キャビティの壁面に形成した
成形材料の充填方向に流動抵抗を有する粗面により、成
形材料の表面部に形成される固化層のスリップ現象を阻
止することができる。形成する粗面としては、シボ加工
による粗面，金網状の粗面，断面鋸歯状の粗面，砥粒を
付着させた粗面などが効果的である。また、充填方向に
流動抵抗を発生させるには、成形材料をキャビティ内に
充填するゲートと対向する箇所を中心としてキャビティ
の周縁部に向かって放射状に伸びる方向に抵抗が生ずる
ようにすればよい。The rough surface having flow resistance in the filling direction of the molding material formed on the wall surface of the mold cavity can prevent the solidified layer formed on the surface of the molding material from slipping. As the rough surface to be formed, a rough surface formed by graining, a rough surface having a wire mesh shape, a rough surface having a sawtooth cross section, a rough surface having abrasive grains adhered thereto, and the like are effective. In addition, in order to generate flow resistance in the filling direction, the resistance may be generated in a direction radially extending toward the peripheral portion of the cavity around a portion facing the gate for filling the molding material into the cavity.
【００２５】さらに、粗面は、キャビティの壁面の全
面、すなわち、固定側金型により構成される壁面部分お
よび可動側金型により構成される壁面部分の双方に形成
してもよく、あるいは、固定側金型により構成される壁
面部分もしくは可動側金型により構成される壁面部分の
何れか一方に形成してもよい。Further, the rough surface may be formed on the entire surface of the wall surface of the cavity, that is, on both the wall portion formed by the fixed mold and the wall portion formed by the movable mold. It may be formed on any one of the wall part formed by the side mold and the wall part formed by the movable mold.
【００２６】つぎに、その実施例を箱形状の容器を成形
する場合について、具体的に以下説明する。Next, the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to a case of forming a box-shaped container.
【００２７】[0027]
【実施例】本発明の実施例について、幅１５０ｍｍ，長
さ３００ｍｍ，深さ３０ｍｍ，肉厚１．２ｍｍの箱形状
の容器を射出成形する場合を参照して詳述する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to a case where a box-shaped container having a width of 150 mm, a length of 300 mm, a depth of 30 mm and a thickness of 1.2 mm is injection-molded.
【００２８】まず、箱形状の容器を射出成形する金型に
ついて、その構成模式図を示す図２を参照して説明す
る。First, a mold for injection-molding a box-shaped container will be described with reference to FIG.
【００２９】図２において、１は固定側型板２に断熱板
３を介して固定側取付け板４を取付けて構成した固定側
金型、５は可動側型板６に断熱板７を介して可動側取付
け板８を取付けて構成した可動側金型、９は成形機の型
開閉ラム１０と連動して前進後退する可動側型取付け
盤、１１は固定側金型１のパーティング面、１２は可動
側金型５のパーティング面、１３は固定側金型１および
可動側金型５を閉じてパーティング面１１，１２を密着
させることにより形成したキャビティで、その壁面は、
後述するような処理により、成形材料の充填方向に流動
抵抗を有するように粗面化されている。１４は射出ノズ
ルで、固定側金型１からの熱伝導によって昇温するのを
阻止する冷却水管１５を備えている。１６はキャビティ
１３と射出ノズル１４とを連通させるゲートで、キャビ
ティ１３の中央部の壁面に開口するセンターゲート方式
にしている。１７は固定側金型１を加熱するカートリッ
ジヒータ、１８は可動側金型５を加熱するカートリッジ
ヒータで、これらのカートリッジヒータ１７，１８は、
固定側金型１および可動側金型５の温度を１２０〜２２
０℃の範囲に保持している。In FIG. 2, reference numeral 1 denotes a fixed mold having a fixed mold plate 2 attached to a fixed mold plate 2 via a heat insulating plate 3, and 5 denotes a movable mold plate 6 via a heat insulating plate 7. A movable-side mold having a movable-side mounting plate 8 mounted thereon, 9 is a movable-side mold mounting plate which moves forward and backward in conjunction with a mold opening / closing ram 10 of a molding machine, 11 is a parting surface of the fixed-side mold 1, 12 Is a parting surface of the movable mold 5, and 13 is a cavity formed by closing the fixed mold 1 and the movable mold 5 and bringing the parting surfaces 11 and 12 into close contact with each other.
The surface is roughened so as to have a flow resistance in the filling direction of the molding material by a process described below. An injection nozzle 14 is provided with a cooling water pipe 15 for preventing the temperature from rising due to heat conduction from the fixed mold 1. Reference numeral 16 denotes a gate for communicating the cavity 13 with the injection nozzle 14, which is of a center gate type that opens on the wall surface at the center of the cavity 13. Reference numeral 17 denotes a cartridge heater for heating the fixed mold 1, reference numeral 18 denotes a cartridge heater for heating the movable mold 5, and these cartridge heaters 17 and 18 are:
The temperature of the fixed mold 1 and the movable mold 5 is set to 120 to 22.
It is kept at 0 ° C.
【００３０】つぎに、実施例において用いた成形材料に
ついて説明する。紙繊維としては、安曇濾紙(株)提供の
綿実より採取したリンターパルプを用い、このリンター
パルプは繊維長さが０．３ｍｍ以下の粉末状で、繊維間
の絡み合いが極めて起こり難く、均質に混練できる利点
がある。水溶性結合剤としては、王子コーンスターチ
(株)製コーンＹの澱粉と日本合成化学工業(株)製ゴーセ
ノールＮＭ−１４のポリビニルアルコールとを用いた。
なお、内部離型剤として、キシダ化学(株)製の試験研究
用に調整されたステアリン酸亜鉛を用いている。そし
て、紙繊維：澱粉：ポリビニルアルコール：水の配合割
合を７：２．１：０．９：７とし、これの合計量１００
部に対して内部離型剤を１部添加したものを成形材料と
した。Next, the molding materials used in the examples will be described. As the paper fiber, linter pulp collected from cotton seeds provided by Azumi Filter Paper Co., Ltd. is used, and the linter pulp is a powder having a fiber length of 0.3 mm or less. There is an advantage that can be kneaded. Oji corn starch is a water-soluble binder
Starch of Corn Y manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. and polyvinyl alcohol of Gosenol NM-14 manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd. were used.
As an internal release agent, zinc stearate manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd., which was prepared for test and research, was used. Then, the mixing ratio of paper fiber: starch: polyvinyl alcohol: water was 7: 2.1: 0.9: 7, and the total amount was 100.
The molding material was obtained by adding one part of the internal release agent to the parts.
【００３１】成形材料を調整するには、内容量が約２０
リットルのいわゆるポリエチレン製バケツに、前記の紙
繊維，澱粉，ポリビニルアルコール，水およびステアリ
ン酸亜鉛を、合計量が１ｋｇになるように順次秤取して
撹拌する。ついで、この撹拌したものをボルグワーナ社
製の同方向回転、二軸混練押出機により押し出したの
ち、直径約５ｍｍ，長さ約５ｍｍのペレット状とした。
この二軸混練押出機は、スクリュウ径２８ｍｍ，Ｌ／Ｄ
３２で、混練条件としてはシリンダおよびダイの温度は
７０℃、スクリュウの回転速度は２００ｒｐｍとしてい
る。To adjust the molding material, the content is about 20
The above-mentioned paper fiber, starch, polyvinyl alcohol, water and zinc stearate are weighed and stirred in a liter of so-called polyethylene bucket so that the total amount becomes 1 kg. Next, the agitated product was extruded by a co-rotating twin-screw extruder manufactured by BorgWana Co., Ltd., and then formed into a pellet having a diameter of about 5 mm and a length of about 5 mm.
This twin-screw kneading extruder has a screw diameter of 28 mm, L / D
At 32, as the kneading conditions, the temperature of the cylinder and the die is 70 ° C., and the rotation speed of the screw is 200 rpm.
【００３２】つぎに、以上に説明した成形材料を用い、
図２に示す金型により、箱形状の容器を射出成形する場
合について説明する。Next, using the molding material described above,
A case in which a box-shaped container is injection-molded by the mold shown in FIG. 2 will be described.
【００３３】射出成形機としては、住友重機械工業
（株）製の射出成形機ＳＨ２２０を用い、仕様の最大値
としては、型締め力２２０トン，射出率４００ｃｍ3／
ｓｅｃ，射出圧力２１５０ｋｇｆ／ｃｍ2，スクリュウ
回転速度３３０ｒｐｍとし、スクリュウ径は５０ｍｍと
している。As an injection molding machine, an injection molding machine SH220 manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd. was used. The maximum specification values were a mold clamping force of 220 tons and an injection rate of 400 cm 3 /.
sec, an injection pressure of 2150 kgf / cm 2 , a screw rotation speed of 330 rpm, and a screw diameter of 50 mm.
【００３４】また、成形条件については、射出成形機で
の設定値として型締め力１００トン，射出率１５０ｃｍ
3／ｓｅｃ，射出圧力３００ｋｇｆ／ｃｍ2，スクリュウ
回転速度１００ｒｐｍ、シリンダ内における成形材料の
計量値は４５ｍｍ（約９０ｃｍ3）とし、シリンダの設
定温度は、中央部が７０℃、ポッパ側およびノズル部は
それぞれ３０℃とした。なお、金型温度は、１８０℃と
して成形している。As for the molding conditions, a mold clamping force of 100 tons and an injection rate of 150 cm were set as values set in the injection molding machine.
3 / sec, injection pressure 300 kgf / cm 2 , screw rotation speed 100 rpm, metering value of molding material in the cylinder is 45 mm (about 90 cm 3 ), cylinder set temperature is 70 ° C. in center, popper side and nozzle Was 30 ° C. respectively. The molding was performed at a mold temperature of 180 ° C.
【００３５】固定側金型１および可動側金型５の型締め
をしてパーティング面１１，１２を密着させたのち、成
形材料をゲート１６よりキャビティ１３内に射出して充
填し、この射出による充填が完了すると、型締力を開放
して型締圧力をゼロの状態にする。型締力がゼロになる
と、キャビティ１３内で発生した水蒸気圧力により、パ
ーティング面１１とパーティング面１２とが離反して間
隙が形成される。キャビティ１３内に発生した水蒸気
は、前記のパーティング面１１，１２間の間隙から放出
除去され、充填が完了した後、約３０秒で水蒸気の発生
がなくなって成形材料の乾燥が終了した。そして、水蒸
気の発生が終了したのちも、このパーティング面１１，
１２の間に間隙を形成した状態を約５秒間維持し、つい
で、固定側金型１および可動側金型５を型締めしてパー
ティング面１１，１２を密着させたのち、成形された容
器をキャビティ１３から離型した。After the fixed mold 1 and the movable mold 5 are clamped to bring the parting surfaces 11 and 12 into close contact with each other, the molding material is injected from the gate 16 into the cavity 13 and filled. Is completed, the mold clamping force is released to bring the mold clamping pressure to zero. When the mold clamping force becomes zero, the parting surface 11 and the parting surface 12 separate from each other due to the water vapor pressure generated in the cavity 13 to form a gap. Water vapor generated in the cavity 13 was released and removed from the gap between the parting surfaces 11 and 12, and after filling was completed, no water vapor was generated in about 30 seconds and drying of the molding material was completed. Then, after the generation of water vapor is completed, the parting surface 11,
The state in which a gap is formed between the molds 12 is maintained for about 5 seconds, and then the fixed mold 1 and the movable mold 5 are clamped to bring the parting surfaces 11 and 12 into close contact with each other. Was released from the cavity 13.
【００３６】キャビティ１３の壁面には、ゲート１６に
対向する部分を中心とし、ここからキャビティ１３の周
縁部に向かって放射線状に伸びる方向に流動抵抗が発生
するように、粗面化加工処理をして粗面を形成してい
る。その粗面化加工処理について、以下に説明する。な
お、キャビティ１３の壁面には、固定側金型１により構
成される壁面部分および可動側金型５により構成される
壁面部分とあるが、この場合は、双方の壁面部分に粗面
を形成している。The surface of the cavity 13 is roughened so that flow resistance is generated in a direction extending radially from the portion facing the gate 16 toward the peripheral edge of the cavity 13. Thus, a rough surface is formed. The roughening processing will be described below. In addition, the wall surface of the cavity 13 includes a wall portion formed by the fixed mold 1 and a wall portion formed by the movable mold 5. In this case, a rough surface is formed on both wall portions. ing.
【００３７】ａ．シボ加工処理により粗面を形成 キャビティ１３の壁面に、（株）棚沢八光社のＴＨ−１
０６タイプのシボ加工処理をした。このシボ面の凹凸状
態を表面粗さ計により計測したところ、ＲａおよびＲｍ
ａｘのそれぞれの平均値は７．２μｍおよび４７μｍで
あり、これはサンドペーパー＃６００の粗さに相当する
ものであった（粗面Ａと称す）。このシボ粗面による凹
凸で流動抵抗が発生し、固化層のスリップを防止する
が、シボの凹部には成形材料が侵入して数ショット以内
にこの凹部は成形材料によって埋められるので、固化層
のスリップを防止するのはシボ面の凸部であると考えら
れる。粗面Ａを転写して得られた成形品は、上記により
主にシボ面の凸部を転写しているので、成形品には微細
な穴が形成されるが、その表面状態は型壁面の粗面Ａに
較べて著しく平滑となる。また後述する金網状の粗面，
断面鋸歯状の粗面，砥石を付着させた粗面などの加工法
に較べて、粗面Ａの場合は型壁面に単にサンドブラスト
するだけでよいので加工が極めて容易であるという特長
を有する。A. A rough surface is formed by graining treatment. The wall of the cavity 13 is provided with TH-1 of Tanakozawa Hakosha Co., Ltd.
A 06 type graining process was performed. When the unevenness of the textured surface was measured by a surface roughness meter, Ra and Rm were measured.
The respective average values of ax were 7.2 μm and 47 μm, which corresponded to the roughness of sandpaper # 600 (referred to as rough surface A). Although the flow resistance is generated by the unevenness due to the roughened surface, the slip of the solidified layer is prevented.However, the molding material intrudes into the concave portion of the grain, and the concave portion is filled with the molding material within a few shots. It is considered that the slip is prevented by the convex portion of the grain surface. Since the molded product obtained by transferring the rough surface A mainly transfers the convex portion of the textured surface as described above, a fine hole is formed in the molded product. It becomes significantly smoother than the rough surface A. Also, a wire mesh-like rough surface described later,
Compared to a method of forming a rough surface having a sawtooth cross section or a rough surface having a grindstone attached thereto, the rough surface A has a feature that the processing is extremely easy because only sand blasting is required on the mold wall surface.
【００３８】ｂ．金網状の粗面を形成 キャビティ１３の壁面に、２００メッシュのステンレス
金網をニッケル電鋳法により固着して粗面を形成する
（粗面Ｂと称す）。この金網による凹凸で流動抵抗が発
生し、固化層のスリップが阻止される。粗面Ｂによるス
リップの防止は、粗面Ａと同様であり、金網を構成する
線材が固化層に食い込むことにより達成される。B. Forming a Wire Mesh Rough Surface A 200 mesh stainless steel wire mesh is fixed to the wall surface of the cavity 13 by nickel electroforming to form a rough surface (referred to as a rough surface B). Flow resistance occurs due to the unevenness of the wire mesh, and the solidified layer is prevented from slipping. The prevention of slippage by the rough surface B is the same as that of the rough surface A, and is achieved by the wire constituting the wire mesh penetrating the solidified layer.
【００３９】また金網の微細な線材の模様が成形品の表
面に転写されるので成形品の表面模様として利用するこ
とができる。Since the fine wire pattern of the wire mesh is transferred to the surface of the molded product, it can be used as a surface pattern of the molded product.
【００４０】ｃ．断面鋸歯状の粗面を形成 図３に示すように、キャビティ１３の壁面におけるゲー
ト１６に対向する部分１９を中心とし、同心円状の山高
さｈが０．１ｍｍ、ピッチｐが２．０ｍｍの鋸歯状パタ
ーン２０よりなる粗面を形成する（粗面Ｃと称す）。こ
の鋸歯状パターン２０の段部により流動抵抗が発生し、
固化層のスリップが阻止される。鋸歯状の粗面Ｃでは、
型壁面に形成される段部は成形材料の流動方向と直交し
ており、上記の粗面ＡおよびＢや後述の粗面Ｄではそれ
ぞれの凸部が成形材料の固化層に食い込んで、無方向に
スリップを防止するのとは異なり、粗面ｃの段部が堰と
なってスリップを防止するので、スリップの防止はその
流動方向に限定されるが極めて有効に作用する。C. Forming a rough surface having a sawtooth cross-section As shown in FIG. 3, a sawtooth having a concentric peak height h of 0.1 mm and a pitch p of 2.0 mm is centered on a portion 19 facing the gate 16 on the wall surface of the cavity 13. A rough surface made of the pattern 20 is formed (referred to as a rough surface C). Flow resistance is generated by the steps of the sawtooth pattern 20,
Slip of the solidified layer is prevented. On the serrated rough surface C,
The step formed on the mold wall surface is orthogonal to the direction of flow of the molding material, and the above-mentioned convex portions cut into the solidified layer of the molding material on the above-mentioned rough surfaces A and B and the rough surface D described later, and the non-directional Unlike prevention of slip, the step of the rough surface c acts as a weir to prevent slip, so that prevention of slip is limited to the flow direction, but works very effectively.
【００４１】粗面Ｃも粗面Ｂと同様、特徴のある模様が
成形品の表面に形成されるので、成形品の表面模様とし
て利用できる。The rough surface C, like the rough surface B, has a characteristic pattern formed on the surface of the molded product, and can be used as the surface pattern of the molded product.
【００４２】ｄ．砥粒を付着させて粗面を形成 鋼材面を研削したのち脱脂処理し、さらに活性化処理し
たキャビティ１３の壁面に、奥野製薬工業（株）製の水
ガラスＣＲＭ−１００を、スプレー法により約２０μｍ
の膜厚に塗布する。ついで、この水ガラス膜の表面に粒
径が１０〜２０μｍの砥粒を約３ｍｇ／ｃｍ2の割合で
散布して風乾し、ついで熱処理してサンドペーパー＃６
００の粗さに相当する粗面を形成する（粗面Ｄと称
す）。この付着させた砥粒による凹凸で流動抵抗が発生
し、固化層のスリップが阻止される。粗面Ｄの表面粗さ
は粗面Ａのそれに近似しており、そのスリップ防止も粗
面Ａと同様に砥粒の凸部が成形材料の固化層に食い込む
ことによって達成される。D. Abrasive grains are applied to form a roughened surface. After grinding the surface of the steel material, degreased, and activated, the wall surface of cavity 13 is sprayed with water glass CRM-100 manufactured by Okuno Pharmaceutical Co., Ltd. by a spray method. 20 μm
Apply to a film thickness of Next, abrasive grains having a particle size of 10 to 20 μm are sprayed on the surface of the water glass film at a rate of about 3 mg / cm 2 , air-dried, and then heat-treated to obtain sandpaper # 6.
A rough surface corresponding to a roughness of 00 is formed (referred to as a rough surface D). Fluid resistance is generated by the unevenness due to the attached abrasive grains, and slip of the solidified layer is prevented. The surface roughness of the rough surface D is close to that of the rough surface A, and the slip prevention is also achieved by the convex portions of the abrasive grains penetrating into the solidified layer of the molding material, similarly to the rough surface A.
【００４３】ただし、成形品の表面には砥粒の凸部によ
って形成された穴が存在するが、それ以外の表面は水ガ
ラスの塗面と接触して形成されるため、平滑な光沢面を
有する成形品が得られる特長がある。However, there is a hole formed by the projections of the abrasive grains on the surface of the molded product, but the other surface is formed in contact with the coated surface of the water glass, so that a smooth glossy surface is obtained. There is a feature that a molded article having the same can be obtained.
【００４４】ｅ．研削面を形成（比較例） キャビティ１３の壁面に、平面研削盤に（株）テイケン
製ＷＡ−６０−Ｋの砥石を取付け、周速度１５００ｍ／
ｍｉｎで加工した研削面を形成する（粗面Ｅと称す）。E. Form grinding surface (Comparative Example) On the wall surface of cavity 13, a surface grinding machine was attached with a grindstone manufactured by TAIKEN Corporation WA-60-K, and peripheral speed was 1500 m /
A ground surface processed in min is formed (referred to as a rough surface E).
【００４５】以上説明したような条件で成形された箱形
状の容器について、その外観を評価した結果、キャビテ
ィ１３の壁面が粗面Ａ，粗面Ｂ，粗面Ｃおよび粗面Ｄに
形成されている場合は、ウエルドの発生が観察されな
く、かつ、それぞれの粗面の状態を忠実に転写してお
り、極めて良好な外観を有する均質な成形品が得られた
のに対し、キャビティ１３の壁面が粗面Ｅに形成されて
いる場合は、多数のウエルドが観察され、しかも、その
ウエルド部にひび割れが発生し、またウエルドの形成過
程で流動が停止すると、ウエルド部の充填が未完とな
り、部分的に欠落部のある成形品となり、好ましくなか
った。As a result of evaluating the appearance of the box-shaped container molded under the conditions described above, the wall surfaces of the cavity 13 were formed into rough surfaces A, B, C, and D. In this case, no occurrence of weld was observed and the state of each rough surface was faithfully transferred, and a homogeneous molded product having an extremely good appearance was obtained. Is formed on the rough surface E, a large number of welds are observed, cracks are generated in the welds, and when the flow stops in the process of forming the welds, the filling of the welds is incomplete, and This resulted in a molded article having a missing portion, which was not preferable.
【００４６】また、キャビティ１３の壁面のうち、固定
側金型１により構成される壁面部分もしくは可動側金型
５により構成される壁面部分の一方のみに粗面を形成し
てもある程度の効果が得られるので、目立たない外面を
有する成形品の場合には充分に効果がある。例えば、可
動側金型５により構成される壁面部分には、粗面Ａ，粗
面Ｂ，粗面Ｃ，粗面Ｄの何れかの粗面を形成し、固定側
金型１により構成される壁面部分には粗面Ｅを形成した
キャビティ１３に、成形材料を充填して成形した場合、
得られた成形品は、固定側金型１に対応する外面にスリ
ップフローに伴う微細な流れ模様が観察されたが、大き
なウエルドの発生もなく、成形品として通常は良好と判
断できるものであった。Some effect can be obtained even if a rough surface is formed on only one of the wall portion formed by the fixed mold 1 and the wall portion formed by the movable mold 5 among the wall surfaces of the cavity 13. As a result, it is sufficiently effective in the case of a molded article having an inconspicuous outer surface. For example, a rough surface A, a rough surface B, a rough surface C, or a rough surface D is formed on a wall surface portion formed by the movable mold 5, and the fixed mold 1 is formed. When the molding material is filled into the cavity 13 having the rough surface E formed on the wall surface portion and molded,
In the obtained molded product, a fine flow pattern associated with the slip flow was observed on the outer surface corresponding to the fixed mold 1, but no large weld was generated, and the molded product was judged to be normally good. Was.
【００４７】[0047]
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。The present invention is embodied in the form described above and has the following effects.
【００４８】キャビティの壁面と接触する成形材料の表
面部に形成される固化層は、キャビティの壁面が成形材
料の充填方向に流動抵抗を有することから、スリップす
ることがなく、成形材料はスリップフローによる充填で
はなく、ファウンテンフローによりキャビティ内に充填
され、しかも、流動距離を長くすることができる。その
結果、成形材料は均一に充填され、ウエルドの発生およ
びその部分でのひび割れがなくなるので、均質で良好な
外観を有するひび割れのない成形品、あるいは、機械的
強度を有して破損し難い大型の成形品を得ることができ
る。The solidified layer formed on the surface of the molding material in contact with the wall surface of the cavity does not slip because the cavity wall surface has flow resistance in the direction of filling the molding material, and the molding material does not slip. The cavity is filled by the fountain flow instead of the filling by the foam, and the flow distance can be increased. As a result, the molding material is uniformly filled, and the occurrence of welds and cracks at the portions are eliminated, so that a molded product having a uniform and good appearance without cracks, or a large-sized product having mechanical strength and difficult to break. Can be obtained.
【図１】射出成形におけるキャビティ内での成形材料の
流動を説明する模式図FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the flow of a molding material in a cavity in injection molding.
【図２】本発明の実施例において用いた金型の構成模式
図FIG. 2 is a schematic diagram of a configuration of a mold used in an embodiment of the present invention.
【図３】同金型におけるキャビティの壁面の一例を示す
断面模式図FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of a cavity wall surface in the mold.
【符号の説明】 １ 固定側金型 ５ 可動側金型 １３ キャビティ ２０ 鋸歯状パターン[Description of Signs] 1 Fixed mold 5 Movable mold 13 Cavity 20 Sawtooth pattern
フロントページの続き (72)発明者 船木 正彦 大阪府守口市大日町１丁目３番７号 大 宝工業株式会社内 審査官 長井 啓子 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B27N 3/00 - 5/00 B29C 33/42 B31D 5/00 B65D 65/46 Continued on the front page (72) Inventor Masahiko Funaki 1-3-7 Oinmachi, Moriguchi-shi, Osaka Examiner, Keiko Nagai, Daiho Kogyo Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) B27N 3/00-5/00 B29C 33/42 B31D 5/00 B65D 65/46
Claims (7)
水を添加して混練した成形材料を、壁面の少なくとも一
部に流動抵抗を有し、かつ加熱した金型キャビテイ内に
充填し、ついで添加した水を気化除去して固化する紙繊
維を利用した製品の成形方法。1. A molding material kneaded by adding at least a water-soluble binder and water to paper fibers is filled into a heated mold cavity having flow resistance on at least a part of a wall surface, and then added. A method of forming a product using paper fiber that solidifies by removing vaporized water.
水を添加して混練した成形材料を、１２０℃から２２０
℃の範囲に加熱し、かつ壁面の少なくとも一部に成形材
料の充填方向に流動抵抗を有する金型キャビテイ内に充
填することにより、金型キャビテイの壁面と成形材料と
の界面に、充填方向に連続する固化層を順次形成し、つ
いで添加した水を気化除去して固化する紙繊維を利用し
た製品の成形方法。2. A molding material obtained by adding at least a water-soluble binder and water to paper fiber and kneading the mixture is heated from 120 ° C. to 220 ° C.
° C, and by filling at least a part of the wall surface into a mold cavity having flow resistance in the filling direction of the molding material, at the interface between the wall surface of the mold cavity and the molding material, in the filling direction. A method of forming a product using paper fibers that forms a continuous solidified layer in order, and then vaporizes and removes added water to solidify.
される金型キャビテイの壁面の少なくとも一部に、成形
材料の充填方向に流動抵抗を有する粗面を設けた紙繊維
を利用した製品の成形に用いる金型。3. A product using paper fiber having a rough surface having a flow resistance in a filling direction of a molding material on at least a part of a wall surface of a mold cavity formed by a fixed mold and a movable mold. Mold used for molding.
に、シボ加工による粗面を設けた請求項３記載の紙繊維
を利用した製品の成形に用いる金型。4. The mold according to claim 3, wherein at least a part of the wall surface of the mold cavity is provided with a roughened surface by graining.
に、金網状の粗面を形成した請求項３記載の紙繊維を利
用した製品の成形に用いる金型。5. The mold according to claim 3, wherein a metal mesh-like rough surface is formed on at least a part of the wall surface of the mold cavity.
に、断面鋸歯状の粗面を形成した請求項３記載の紙繊維
を利用した製品の成形に用いる金型。6. The mold according to claim 3, wherein a rough surface having a sawtooth cross section is formed on at least a part of a wall surface of the mold cavity.
に、砥粒を付着させた粗面を形成した請求項３記載の紙
繊維を利用した製品の成形に用いる金型。7. The mold according to claim 3, wherein a rough surface to which abrasive grains are attached is formed on at least a part of the wall surface of the mold cavity.
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