JP3381451B2 - 成形用金型、成形方法、成形材料、及び成形品 - Google Patents

成形用金型、成形方法、成形材料、及び成形品

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JP3381451B2
JP3381451B2 JP10808495A JP10808495A JP3381451B2 JP 3381451 B2 JP3381451 B2 JP 3381451B2 JP 10808495 A JP10808495 A JP 10808495A JP 10808495 A JP10808495 A JP 10808495A JP 3381451 B2 JP3381451 B2 JP 3381451B2
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康仁 伊藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂の成形用
金型、ブロー成形方法、及び、射出成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】樹脂成形品を得る方法として、射出成形
法やブロ−成形法がある。射出成形法は、溶融樹脂を密
閉された金型内に高圧(200〜1000kg/cm
2 )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。特開昭
58−102734号公報には、薄肉の成形用内型と、
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。特開平4−77231
号公報には、パリソ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。特公平6−73903号公報には、
容器状の金型枠に、伝熱性が良好で多数の導通孔を有す
る蓋体を固着して該蓋体から成る金型表面部域と、その
背後の中間層とを形成し、該中間層内に伝熱性の低い樹
脂又は金属を充填するか、導通孔を備えた補強リブを設
けた成形用金型が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】比較的簡易な構造の金
型を用いて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。前記特開昭58−1
02734号公報の中空成形用金型では、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。前記特開平4−77
231号公報のブロ−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。前記特公平6−73903号公報の装置
では、成形面の加熱・冷却を、該成形面が形成されてい
る蓋体(金型表面部域)の内部又は裏面に設けた多数の
導通孔に加熱・冷却媒体を通すことで行っており、さら
に、成形面の背後の中間層内に加熱・冷却媒体を送り込
むことでも行っているが、この装置の場合、中間層内で
の伝熱は緩やかであるため、サイクルタイムを短くする
ことは困難である。本発明は、良好な鏡面やしぼ面を有
する樹脂成形品を比較的短いサイクルタイムで生産する
ことを目的とする。また、良好な鏡面やしぼ面を有する
樹脂成形品を比較的簡単な工程で生産することを目的と
する。
【0004】
【課題を解決するための手段及び作用】請求項1の発明
は、溶融状態の熱可塑性樹脂を成形面に押圧して密着さ
せて固化させるための成形面を備えた型体と、金型本体
とを有し、 前記型体の成形面の裏面と前記金型本体との
間に空間を確保するとともに、前記型体の周辺の被支持
部と該被支持部に対応する前記金型本体の支持部とを遊
びを持たせて緩やかに嵌め合わせることにより熱膨張で
前記被支持部と前記支持部とに生ずる相対変位を吸収す
るようにして、前記型体を前記金型本体によって支持し
て成り: (a)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; (b)前記成形面を(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;の各構成要件を有
する成形用金型である。上記(a)の加熱手段は、例え
ば、型体3 の成形面30の裏面31に加熱蒸気を噴射する機
構70,71,72や、該裏面31に輻射熱を輻射するハロゲンヒ
ーター5 等で構成できる。溶融樹脂が押圧して密着され
る成形面30が加熱手段(a)によってビカット軟化温度
(T)℃以上まで加熱されるため、成形面30を樹脂の表
面に綺麗に転写でき、シボ面や鏡面の転写が良好とな
る。上記(b)の冷却手段は、例えば、型体3 の成形面
30の裏面31に冷却空気や冷却水を噴射する機構70,71,72
によって構成できる。冷却手段(b)により成形面30が
(ビカット軟化温度(T)−10)℃以下まで速やかに
冷却されるため、成形品を型から速やかに取り出すこと
ができ、成形サイクルを短縮できる。上記「型体の周辺
の被支持部と該被支持部に対応する前記金型本体の支持
部とを遊びを持たせて緩やかに嵌め合わせることにより
熱膨張で前記被支持部と前記支持部とに生ずる相対変位
を吸収する構造」は、例えば、型体3 の周辺の凸部36を
金型本体4 の対応する部分の凹部46内に遊びを持って緩
やかに嵌め入れる機構や、逆に、型体3 の周辺の凹部
(不図示)内に金型本体4 の対応する部分の凸部(不図
示)を遊びを持って緩やかに嵌め入れる機構である。こ
の機構は、型体3の周辺の全域又は一部に設ける。遊び
を持って緩やかに嵌め入れているため、型体3 と金型本
体4 とに熱膨張による相対的な変位が生じた場合でも、
その差を吸収して歪や損壊等の不具合を防止できる。ま
た、本成形用金型は、水を成分とする媒体で加熱・冷却
される場合があるため、金型本体4 や型体3 には、必要
に応じて防錆対策が施されている。この対策としては、
金型の材質として錆難いステンレス鋼、銅合金、セラミ
ックス、アルミ合金等を用いることが挙げられる。好ま
しくはステンレス鋼が用いられる。また、他の対策とし
ては、金属表面の不導態化処理(例えば、窒化処理)、
防錆塗料の塗布、シリコーン系ゾルゲルタイプ塗料の塗
布等が挙げられる。
【0005】請求項2の発明は、請求項1の発明に、さ
らに、 (d)前記型体の被支持部と前記金型本体の支持部との
間に設けられた、熱伝導率が0.001〜1[kcal/mh
℃] で、且つ、縦弾性係数が0.1×104 〜100×
104[kg/cm2] の断熱支持部材(1);という構成要件を付
加した成形用金型である。上記(d)の断熱支持部材1
は、熱伝導率が0.001〜1[kcal/mh℃] 、好ましく
は0.005〜0.8[kcal/mh℃] 、更に好ましくは
0.01〜0.5[kcal/mh℃] で、且つ、縦弾性係数が
0.1×104 〜100×104[kg/cm2] 、好ましくは
0.2×104 〜40×104[kg/cm2] 、更に好ましく
は1×104〜20×104[kg/cm2] の材料を用いて構
成してもよく、また、熱伝導率が0.001〜1[kcal/
mh℃] 、好ましくは0.005〜0.8[kcal/mh℃] 、
更に好ましくは0.01〜0.5[kcal/mh℃] の材料
と、縦弾性係数が0.1×104〜100×104[kg/cm
2] 、好ましくは0.2×104 〜40×104[kg/c
m2]、更に好ましくは1×104 〜20×104[kg/cm2]
の材料を用いた積層構造として構成してもよい。つま
り、型体3 と金型本体4 とを断熱状態で支持でき、且
つ、型体3 側から金型本体4 側へ加わる押圧力に抗し
て、型体3 を金型本体4 によってガタつき無く確実に支
持できればよい。なお、上記断熱支持部材の熱伝導率と
して上記の如き範囲が示されている理由は、熱伝導率が
0.001[kcal/mh℃] 未満では特殊な材料が必要とな
って実用的で無くなり、1[kcal/mh℃] を越えると所望
の断熱効果が得られないためである。また、上記断熱支
持部材の縦弾性係数として上記の如き範囲が示されてい
る理由は、縦弾性係数が0.1×104[kg/cm2] 未満で
は剛性が不足してシールが十分で無くなり、100×1
4[kg/cm2] を越えると断熱支持部の加工が困難となる
ためである。熱伝導率が0.001〜1[kcal/mh℃]
で、縦弾性係数が0.1×104 〜100×104[kg/c
m2] の材料としては、ポリアリレート、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフ
ェニレンオキサイド、ポリアミド、アセタール樹脂、四
フッ化エチレン系樹脂、セラミックス、PC、フェノー
ル樹脂、ユリア、メラミン、ガラス、不飽和ポリエステ
ル等がある。好ましくはフェノール樹脂、ユリア樹脂、
メラミン、不飽和ポリエステルであり、更に好ましくは
フェノール樹脂である。
【0006】請求項3の発明は、溶融状態の熱可塑性樹
脂を成形面に押圧して密着させて固化させるための成形
面を備えた型体と、金型本体とを有し、 前記型体の成形
面の裏面と前記金型本体との間に空間を確保するととも
に、前記型体の周辺の被支持部と該被支持部に対応する
前記金型本体の支持部とを遊びを持たせて緩やかに嵌め
合わせることにより熱膨張で前記被支持部と前記支持部
とに生ずる相対変位を吸収するようにして、前記型体を
前記金型本体によって支持して成り: (e)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べく前記空間内へ加
熱媒体を供給する手段; (b)前記成形面を(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; (f)前記型体の被支持部と前記金型本体の支持部とを
嵌め合わせている前記遊びの部分に設けられたシール部
材(9); (d)前記型体の被支持部と前記金型本体の支持部との
間に設けられた、熱伝導率が0.001〜1[kcal/mh
℃] で、且つ、縦弾性係数が0.1×104 〜100×
104[kg/cm2] の断熱支持部材(1); (g)前記空間に面する前記金型本体の内面に設けられ
た、熱伝導率が0.001〜1[kcal/mh℃] の断熱部材
(2);の各構成要件を有する成形用金型である。上記
(e)の加熱媒体供給手段は、例えば、型体3 の成形面
30の裏面31に加熱蒸気や加熱オイル等を噴射する機構7
0,71,72によって構成できる。溶融樹脂が押圧して密着
される成形面30が加熱蒸気や加熱オイル等の噴射によっ
てビカット軟化温度(T)℃以上まで加熱されるため、
成形面30を樹脂の表面に綺麗に転写でき、シボ面や鏡面
の転写が良好となる。上記(f)のシール部材として
は、Oリング9 、オイルシール、合成ゴム、金属、フェ
ルト、皮、コルク等を用いることができる。このシール
部材により型体3 と金型本体4 の連結部をシールできる
ため、前記空間内B に噴射される加熱蒸気や加熱オイル
或いは冷却空気や冷却水が、型体3 と金型本体4 の連結
部から漏れ出すことを防止できる。また、加熱蒸気や加
熱オイルを、前記空間内に所望の圧力で密閉できるた
め、該空間B 内を所望の圧力に設定することができる。
なお、このシール部材は、成形面30がビカット軟化温度
(T)℃以上まで加熱されることから、この温度での耐
久性を有する材料であることが要求される。上記(g)
の断熱部材2 は、前記空間内に供給される加熱蒸気や加
熱オイルを金型本体4 から断熱することにより、加熱蒸
気や加熱オイルの温度低下を防止するものである。断熱
部材2 の材料としては、ポリアリレート、ポリエーテル
エーテルケトン、ポリフェニレンオキサイド、変性ポリ
フェニレンオキサイド、ポリアミド、アセタール樹脂、
四フッ化エチレン系樹脂、セラミックス、PC、フェノ
ール樹脂、ユリア、メラミン、ガラス、不飽和ポリエス
テル等、アスベスト、硬質ウレタンフォーム、ロックウ
ール、グラスウール、けい酸カルシウム、ポリスチレン
フォーム、はっ水性パーライト、コルク、木材(杉)、
ゴム、石英ガラス、発泡ビーズ等、及び、これらの2種
以上の組み合わせを用いることができる。好ましくは、
フェノール樹脂、ユリア、メラミン、不飽和ポリエステ
ル、アスベスト、硬質ウレタンフォーム、発泡ビーズを
用いることができる。
【0007】請求項4の発明は、請求項3の前記構成要
件(e)に代えて: (h)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べく前記空間B 内で
あって前記成形面の裏面に対向する位置に設けられて前
記裏面を輻射加熱する輻射加熱手段(5);という構成要件
を有する成形用金型である。上記(h)の輻射加熱手段
5 は、例えば、型体3 の成形面30の裏面31に対向するよ
うに、ハロゲンヒーター5 を設けることで構成できる。
溶融樹脂が押圧して密着される成形面30が、ハロゲンヒ
ーター5 から輻射される熱によってビカット軟化温度
(T)℃以上まで加熱されるため、成形面30を樹脂の表
面に綺麗に転写でき、シボ面や鏡面の転写が良好とな
る。
【0008】請求項5の発明は、請求項1〜請求項4の
成形用金型の前記成形面間に(ビカット軟化温度(T)
+100)℃に於ける縦弾性係数が0.01〜10[kg/
cm2]の範囲、好ましくは0.05〜2[kg/cm2]の範囲、
更に好ましくは0.1〜1[kg/cm2]の範囲にある熱可塑
性樹脂を用いた中空パリソンを供給し、前記中空パリソ
ンの外表面を前記成形面に100[kg/cm2]以下、好まし
くは1〜10[kg/cm2]の圧力で押圧して密着させ、その
際、好ましくは、前記パリソン外表面と前記成形面の密
着を更に良好にして転写性を更に向上させる目的で前記
パリソンと前記成形面の間の空気を例えば前記成形面に
設けた微細な隙間を通して真空吸引等によって外部へ排
出し、前記成形面をビカット軟化温度(T)℃以上、好
ましくは(ビカット軟化温度(T)+10)℃以上、更
に好ましくは(ビカット軟化温度(T)+20)℃以上
まで加熱し、その後、前記成形面を(ビカット軟化温度
(T)−10)℃以下、好ましくは(ビカット軟化温度
(T)−20)℃以下、更に好ましくは(ビカット軟化
温度(T)−40)℃以下の温度まで冷却して成形品を
得る、ブロー成形方法である。なお、上記熱可塑性樹脂
の(ビカット軟化温度(T)+100)℃に於ける縦弾
性係数として上記の如き範囲が示されている理由は、縦
弾性係数が0.01[kg/cm2]未満の場合はパリソンのド
ローダウンが生じてしまって安定な成形を行えないため
であり、一方、縦弾性係数が10[kg/cm2]を越えるとパ
リソンの形成に大きな成形圧力が必要になるとともにパ
リソンを膨らませて成形面に押圧するのに非常に大きな
ブロー圧力が必要になるためである。この成形方法に適
した成形材料、即ち、(ビカット軟化温度+100)℃
での縦弾性係数が0.01〜10[kg/cm2]の範囲にある
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、アクリロ
ニトリル−シリコーンゴム−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、塩化ビニル、マレイミド化合物−スチレン及び
/又はアクリロニトリル及び/又はα−メチルスチレン
からなる共重合体、ゴム状重合体−マレイミド化合物−
スチレン及び/又はアクリロニトリル及び/又はメタク
リル酸メチル及び/又はα−メチルスチレンからなるグ
ラフト共重合体等、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。この成形方法により
好適に成形される成形品としては、例えば、ハウジン
グ、スポーツ用製品、遊具、車両用製品、家具用製品、
サニタリー製品、建材用製品、厨房用製品であり、さら
に、前記成形品が発泡層を中空部に有する成形品、前記
成形品が多層ブロー成形法により製作される成形品、前
記成形品がメッキ、スパッタ、蒸着、塗装された成形品
である。これらの成形品の具体例としては、ハウジング
としては、例えば、クーラーボックス、TV、オーディ
オ機器、プリンタ、FAX、複写機、ゲーム機、洗濯
機、エアコン、冷蔵庫、掃除機、アタッシュケース、楽
器ケース、工具箱、コンテナ、カメラケース等がある。
スポーツ用製品としては、例えば、スイミングボード、
サーフボード、ウインドサーフィン、スキー、スノーボ
ード、スケートボード、アイスホッケースティック、カ
ーリングボール、ゲートボールラケット、テニスラケッ
ト、カヌー、ボート等がある。遊具としては、例えば、
バット、ブロック、積木、釣り具ケース、パチンコ台枠
等がある。車両用製品としては、例えば、エアースポイ
ラー、ドアー、バンパー、フェンダー、ボンネット、サ
ンルーフ、リアゲート、ホイールキャップ、インパネ、
グローブボックス、コンソールボックス、アームレス
ト、ヘッドレスト、燃料タンク、運転席カバー、トラン
ク工具ボックス等がある。家具用製品としては、例え
ば、引き出し、机天板、ベッド天板・底板、鏡台枠板、
げた箱板・前扉、椅子背板・底板、盆・トレー、傘立
て、花瓶、薬箱、ハンガー、化粧箱、収納箱板、本立
て、事務机天板、OA机天板、OAラック等がある。サ
ニタリー製品としては、例えば、シャワーヘッド、便
座、便板、排水パン、貯水槽蓋、洗面化粧台扉、浴室ド
ア等がある。建材用製品としては、例えば、天井板、床
板、壁板、窓枠、ドア、ベンチ等がある。厨房用製品と
しては、例えば、まな板、キッチン扉等がある。発泡層
を中空部に有する成形品としては、例えば、冷蔵庫前面
扉、クーラーボックス等がある。多層ブロー成形法によ
り製作される成形品としては、例えば、燃料タンク等が
ある。成形品がメッキ、スパッタ、蒸着、塗装された成
形品としては、例えば、車両外装部品、電子機器ハンジ
ング等がある。なお、これらは例示であり、これら以外
の成形品も好適に成形され得る。
【0009】請求項6の発明は、請求項1〜請求項4の
成形用金型の前記成形面で囲まれる密閉型内に(ビカッ
ト軟化温度(T)+100)℃に於ける縦弾性係数が
0.01〜10[kg/cm2]の範囲、好ましくは0.05〜
2[kg/cm2]の範囲、更に好ましくは0.1〜1[kg/cm2]
の範囲にある熱可塑性樹脂を溶融状態で射出し、前記成
形面をビカット軟化温度(T)℃以上、好ましくは(ビ
カット軟化温度(T)+10)℃以上、更に好ましくは
(ビカット軟化温度(T)+20)℃以上まで加熱し、
その後、前記成形面をビカット軟化温度((T)−1
0)℃以下、好ましくは(ビカット軟化温度(T)−2
0)℃以下、更に好ましくは(ビカット軟化温度(T)
−40)℃以下の温度まで冷却して成形品を得る、射出
成形方法である。上記に於いて、(ビカット軟化温度+
100)℃での縦弾性係数が0.01〜10[kg/cm2]の
範囲にあ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、SX、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、塩化ビニル、マレイミ
ド化合物−スチレン及び/又はアクリロニトリル及び/
又はα−メチルスチレンからなる共重合体、ゴム状重合
体−マレイミド化合物−スチレン及び/又はアクリロニ
トリル及び/又はメタクリル酸メチル及び/又はα−メ
チルスチレンからなるグラフト共重合体等、及びこれら
の複合物と、これらに充填剤を添加した樹脂等が挙げら
れる。
【0010】
【実施例】
第1の実施例 図1の(a)は第1の実施例を示す。また、図3は各実
施例の成形用金型のコーナー部分の取付構造を示し、各
成形用金型は、成形面30を有する型体3 と該型体3 を支
持する金型本体4 とを有する。なお、型体3 と金型本体
4は、何れもステンレス鋼製である。図3に示すよう
に、型体3 の周辺に張り出されている被支持板36が、該
被支持板36に対応するように金型本体4 に設けられてい
る溝46内に、遊びA を持たせて緩やかに嵌め入れられて
おり、これにより、型体3 が金型本体4 によって支持さ
れている。なお、溝46は、張出部400aを有する本体板40
0 を本体部401 にボルト403 で取付けることで構成され
ている。また、図3の(a)のように、成形面30の上面
視で方形に配設された4枚の各本体板400 の隅部には、
隣接する本体板400 との間に、略0.1[mm]の隙間S が
設けられている。また、溝46の対向する両壁部の表面に
は、厚さ10[mm]のフェノール樹脂製の断熱層(断熱支
持部材)1が設けられており、さらに、被支持板36と溝46
との間隙には、Oリング9 が嵌められている。このた
め、溶融樹脂成形時の熱で型体3 と金型本体4 とが熱膨
張して前記被支持板36と前記溝46とに相対的なズレが生
じた場合でも、該ズレは上記遊びA により吸収されて、
悪影響(型体3 の撓み、歪、寿命が短くなること等)は
防止される。また、精密な成形品を得ることができる。
また、型体3 は本発明の条件(縦弾性係数が0.1×1
4 〜100×104[kg/cm2] の材料)を満たすフェノ
ール樹脂の断熱層1 を介して金型本体に支持されている
ため、ガタツキ等の不具合は防止される。また、型体3
の背面側と金型本体4 との間に形成される空間B が前記
Oリング9 によって密閉されるため、バルブ72、配管7
1、ノズル70を通って加熱時に空間B に噴射される加熱
蒸気や、冷却時に空間B に噴射される(冷却水+空気)
が、型体3 と金型本体4 の連結部(型体3 を金型4 によ
って支持している部分=被支持板36と溝46の部分)から
漏れ出ることや、その場合に発生する空間B 内の圧力の
低下や、該低下によって生ずる成形面30の撓みが防止さ
れる。なお、空間B 内に噴射された加熱蒸気/空気/冷
却水は、配管76、バルブ77を通って排出される。また、
上記空間B に面する金型本体4 の内面には、図3の
(b)に示すように、厚さ10[mm]のフェノール樹脂層
22と厚さ2[mm]のアスベスト層21から成る断熱層(断熱
部材)2が設けられているため、空間B 内の熱が金型本体
4 を通って逃げたり、外部の熱が金型本体4 を通って空
間B 内に伝えられるという不具合が防止される。このた
め、上記空間B 内に供給された加熱蒸気や加熱オイルの
温度低下が防止されて、成形面の転写性や寸法安定性が
向上する。本第1の実施例では、熱可塑性樹脂材料とし
てABS45A(日本合成ゴム(株)社製・ビカット軟
化温度105℃)、205℃での縦弾性係数が0.3[k
g/cm2])を用い、ブロー成形機としてIPB−EP−5
5(石川島播磨重工業(株)社製)を用いて、下記の条
件で、図4のタイミングでブロー成形を行った。即ち、
条件は、 (1)押出機温度 :220℃ (2)型締め力 :15ton (3)パリソン吹き込み圧力:6kg/cm2 (4)成形面30の加熱 ノズル70から噴射する加熱蒸気圧力:6kg/cm2 成形面30の最終到達温度 :140〜150℃ 成形面30の加熱保持時間 :10sec (5)成形面30の冷却 ノズル70から噴射する(冷却水+空気)圧力:6kg/cm2 成形面30の最終冷却温度 :70℃ 成形面30の冷却保持時間 :60sec 全工程時間:150sec である。このようにして成形した成形品(実施例品)
と、上記で (4)成形面30の加熱を行わずに成形した成形
品(比較例品)を比較すると、実施例品の表面光沢度は
95%でコーナー部分のRは0.5以下であったのに対
して、比較例品の表面光沢度は20%以下でコーナー部
分のRは0.5以上であった。即ち、実施例品の方が、
成形面の転写が良好で、従来のブロー成形では得られな
いコーナー部分のRが小さな成形品を精度良く成形で
き、寸法安定性も優れていた。 なお、金型外寸法:460(L) ×560(W) ×720
(H)[mm] 成形品寸法:120(L) ×40(W) ×480(H)[mm] で
ある。
【0011】第2の実施例 図1の(b)は、第2の実施例を示す。以下、第1の実
施例と異なる構成を説明し、第1の実施例と同じ構成に
関する説明は省略する。第2の実施例では、加熱手段と
して、空間B 内に設けたハロゲンランプ5 を用いた。こ
のハロゲンランプの総出力は60[kW](片側30[kW])
であり、成形面30の最終到達温度は前記第1の実施例と
同じである。なお、加熱蒸気の噴射は行わないが、ハロ
ゲンランプ5 による加熱時に於いて6kg/cm2の空気をノ
ズル70から空間B 内へ噴射して、該空間B 内の圧力を、
成形面30の側から加わるパリソン吹き込み圧力と均衡さ
せた。本第2の実施例の場合も、第1の実施例の場合と
同じ効果を得られた。
【0012】第3の実施例 図1の(a)と同等の模式図として表される成形用金型
を用いて射出成形を行った。即ち、熱可塑性樹脂材料と
してABS15(日本合成ゴム(株)社製・ビカット軟
化温度100℃)、200℃での縦弾性係数が0.2[k
g/cm2])を用い、射出成形機としてIS170FA3−
5A((株)東芝製)を用いて、下記の条件で射出成形
を行った。即ち、条件は、 (1)シリンダ温度 :210℃ (2)ゲート :サイドゲート2箇所 (3)成形面30の加熱 ノズル70から噴射する加熱蒸気圧力:6kg/cm2 成形面30の最終到達温度 :140〜150℃ (4)成形面30の冷却 ノズル70から噴射する(冷却水+空気)圧力:6kg/cm2 成形面30の最終冷却温度 :50℃ である。このようにして成形した成形品(実施例品)
と、上記で (3)成形面30の加熱を行わずに成形した成形
品(比較例品)を比較すると、実施例品の表面光沢度は
95%でウエルドは認められなかったのに対して、比較
例品の表面光沢度は85%でウエルドが見られた。即
ち、実施例品の方が成形面の転写が良好で、ウエルドの
防止についても優れていた。 なお、金型外寸法:400(L) ×400(W) ×350
(H)[mm] 成形品寸法:50(L) ×3.2(W) ×80(H)[mm] であ
る。
【0013】他の実施例 図2の(a)は前記図1の(a)の構造に於いて、型体
3 の背面側と金型本体4 の内面(型体3 の背面31と対向
する面)との間に複数本の棒状の補強リブ6 を設け、こ
の補強リブ6 によって型体3 の背面側を支える構造であ
る。また、図2の(b)は前記図1の(b)の構造に於
いて、型体3 の背面側と金型本体4 の内面(型体3 の背
面31と対向する面)との間に複数本の棒状の補強リブ6
を設け、この補強リブ6 によって型体3 の背面側を支え
る構造である。このように、本他の実施例では補強リブ
6 を設けているため、バルブ72、配管71、ノズル70を通
って空間B に噴射される加熱蒸気/空気/冷却水の圧力
が、型体3 の成形面30側から加えられる圧力(パリソン
吹き込み圧力/射出圧力)より小さくなった場合でも、
型体3 を支えることができ、成形面30の撓みによる成形
品の変形を防止することができる。
【0014】
【発明の効果】本発明によると、良好な鏡面やしぼ面を
有し、さらに、寸法安定性に優れた樹脂成形品を、比較
的短いサイクルタイムで生産できる。また、比較的簡単
な工程で生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の金型を示す模式図であり、(a)は第
1の実施例、(b)は第2の実施例を示す。
【図2】他の実施例の金型を示す模式図であり、(a)
は第1の実施例に対応する他の実施例、(b)は第2の
実施例に対応する他の実施例を示す。
【図3】実施例の各成形用金型のコーナー部分の取付け
構造を示し、(a)は成形面30側から見た図、(b)は
(a)のイ−イ線断面図。
【図4】実施例のブロー成形方法の工程を示すタイミン
グチャート。
【符号の説明】
1 断熱層(断熱支持部材) 2 断熱層(断熱部材) 3 型体 30 成形面 4 金型本体 5 ハロゲンランプ 6 棒状補強リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 文夫 東京都中央区築地二丁目11番24号 日本 合成ゴム株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−130762(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 33/00 - 33/76 B29C 45/26 - 45/44 B29C 49/48 - 49/56

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融状態の熱可塑性樹脂を成形面に押圧
    して密着させて固化させるための成形面を備えた型体
    と、金型本体とを有し、 前記型体の成形面の裏面と前記金型本体との間に空間を
    確保するとともに、前記型体の周辺の被支持部と該被支
    持部に対応する前記金型本体の支持部とを遊びを持たせ
    て緩やかに嵌め合わせることにより熱膨張で前記被支持
    部と前記支持部とに生ずる相対変位を吸収するようにし
    て、前記型体を前記 金型本体によって支持して成り、下
    記(a)(b)の各構成要件を有する成形用金型: (a)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; (b)前記成形面を(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。
  2. 【請求項2】 請求項1に於いて、さらに、下記(d)
    の構成要件を有する成形用金型: (d)前記型体の被支持部と前記金型本体の支持部との
    間に設けられた、熱伝導率が0.001〜1[kcal/mh
    ℃] で、且つ、縦弾性係数が0.1×104 〜100×
    104[kg/cm2] の断熱支持部材。
  3. 【請求項3】 溶融状態の熱可塑性樹脂を成形面に押圧
    して密着させて固化させるための成形面を備えた型体
    と、金型本体とを有し、 前記型体の成形面の裏面と前記金型本体との間に空間を
    確保するとともに、前記型体の周辺の被支持部と該被支
    持部に対応する前記金型本体の支持部とを遊びを持たせ
    て緩やかに嵌め合わせることにより熱膨張で前記被支持
    部と前記支持部とに生ずる相対変位を吸収するようにし
    て、前記型体を前記 金型本体によって支持して成り、下
    記(e)(b)(f)(d)(g)の各構成要件を有す
    る成形用金型: (e)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べく前記空間内へ加
    熱媒体を供給する手段; (b)前記成形面を(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; (f)前記型体の被支持部と前記金型本体の支持部とを
    嵌め合わせている前記遊びの部分に設けられたシール部
    材; (d)前記型体の被支持部と前記金型本体の支持部との
    間に設けられた、熱伝導率が0.001〜1[kcal/mh
    ℃] で、且つ、縦弾性係数が0.1×104 〜100×
    104[kg/cm2] の断熱支持部材; (g)前記空間に面する前記金型本体の内面に設けられ
    た、熱伝導率が0.001〜1[kcal/mh℃] の断熱部
    材。
  4. 【請求項4】 請求項3に於いて、前記(e)に代え
    て、下記(h)の構成要件を有する成形用金型: (h)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べく前記空間内であ
    って前記成形面の裏面に対向する位置に設けられて前記
    裏面を輻射加熱する輻射加熱手段。
  5. 【請求項5】 請求項1〜請求項4の成形用金型の前記
    成形面間に(ビカット軟化温度(T)+100)℃に於
    ける縦弾性係数が0.01〜10[kg/cm2]の熱可塑性樹
    脂を用いた中空パリソンを供給し、 前記中空パリソンの外表面を前記成形面に100[kg/cm
    2]以下の圧力で押圧して密着させ、 前記成形面をビカット軟化温度(T)℃以上まで加熱
    し、 その後、前記成形面を(ビカット軟化温度(T)−1
    0)℃以下の温度まで冷却して成形品を得るブロー成形
    方法。
  6. 【請求項6】 請求項1〜請求項4の成形用金型の前記
    成形面で囲まれる密閉型内に(ビカット軟化温度(T)
    +100)℃に於ける縦弾性係数が0.01〜10[kg/
    cm2]の熱可塑性樹脂を溶融状態で射出し、 前記成形面をビカット軟化温度(T)℃以上まで加熱
    し、 その後、前記成形面をビカット軟化温度((T)−1
    0)℃以下の温度まで冷却して成形品を得る射出成形方
    法。
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