JP3762527B2

JP3762527B2 - Injection compression molding method

Info

Publication number: JP3762527B2
Application number: JP24490797A
Authority: JP
Inventors: 裕二田中; 匡人倉光; 信義梅庭; 良暢松浦
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 1996-09-10
Filing date: 1997-09-10
Publication date: 2006-04-05
Anticipated expiration: 2017-09-10
Also published as: JPH10138304A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚肉リブ部を有する成形品の射出圧縮成形方法に関し、特に型締力とガスの圧力を併用して行う射出圧縮成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、厚肉部を有する成形品のヒケを改善するため、厚肉部分にガスを注入して中空にするガスインジェクション成形方法が広く知られている。
【０００３】
かかるガスインジェクション成形方法では、ガスを溶融樹脂中に注入するために極めて低圧で金型キャビティ内に樹脂を充填しなければならず、結果として金型の転写性が低下し、外観を損ない易く、場合によっては塗装等の二次加工が必要であった。また、所望の厚肉部を中空にするためには、厚肉部の配置、寸法及びゲート配置等、多岐にわたる技術検討が必要であることも知られている。また、使用するガス圧力は一般に高く、ガスの消費量も多く、生産コストを引き上げる要因にもなっていた。さらに、メッキ等の処理を必要とする場合、ガス注入口部の穴からメッキ液が中空部に侵入し不良品が発生し易く、このためガス注入口部の穴を封止する前工程が必要となり手間がかかる。
【０００４】
上記のようなガスインジェクション成形方法における問題点を解決する射出成形方法として、型締力とガスの圧力を併用した射出圧縮成形方法がある。例えば特開平７−３１４４８４号公報では、金型が完全に閉鎖していない状態で溶融樹脂を射出し、型締め圧縮により厚肉部に溶融樹脂が到達した後に、厚肉部の樹脂と金型との間にガスを注入する方法が開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような型締力とガスの圧力を併用した射出圧縮成形方法は、例えばボス等の局部的な厚肉部を有する成形品の成形に有効であるとされている。つまり、このような成形品を通常の射出成形で成形すると、厚肉部にヒケを生じ易く、外観不良の原因となり易いが、上記のような併用タイプの射出圧縮成形方法によると、ガスインジェクション成形方法における問題も無く、ヒケの発生が防止され、外観に優れた成形品が得易いとされている。
【０００６】
しかしながら、上記従来の併用タイプの射出圧縮成形方法では、以下のような問題点がある。
【０００７】
型締め完了後の型締圧が保持された状態でガスの注入を行う場合、ボス等の局部的な厚肉部に対しては、直接ガス圧を作用させることは比較的容易にできるものの、リブ等の連続した厚肉部に対しては、型締圧が保持されていることによる金型内溶融樹脂圧の上昇により、厚肉部全体にガスによる押圧を十分に作用させることが難しい。このため、リブ等の連続した厚肉部を形成する場合には、ガス圧を高めたり、ガス注入口を多数設ける必要があり、結局、ガス注入のために厚肉部はデザイン的に制限を余儀なくされ、得られる成形品のヒケのレベルも満足できるものではない。
【０００８】
本発明は、上記従来の併用タイプの射出圧縮成形方法における問題点に鑑みてなされたもので、低いガス圧で広範囲な厚肉部のデザインにも容易に対応でき、厚肉部のヒケの無い良好な外観を有する成形品を安定して成形できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく成された本発明の構成は、以下の通りである。
【００１０】
すなわち、本発明の第１の射出圧縮成形方法は、図３に示されるように、金型２が完全に閉鎖していない状態でキャビティ１内に溶融樹脂３を射出し（図３（ａ））、型閉じ圧縮し溶融樹脂３を展延して厚肉リブ１１を有する成形品を成形する射出圧縮成形方法において、
厚肉リブ部近傍に樹脂ゲート９を設け、該樹脂ゲート９から樹脂を射出し、型閉じ圧縮する以前にガスを厚肉リブ部から注入して厚肉リブ部の樹脂と金型との間にガスを流動させ（図３（ｂ））、しかる後、型閉じ圧縮するとともに該樹脂ゲート９から樹脂を逆流させて、ガスを該厚肉リブ部周辺にさらに流動させてなることを特徴とする射出圧縮成形方法である。
【００１１】
また、本発明の第２の射出圧縮成形方法は、図４に示されるように、金型２が完全に閉鎖していない状態でキャビティ１内に溶融樹脂３を射出し（図４（ａ））、型閉じ圧縮し溶融樹脂３を展延して厚肉リブ１１を有する成形品を成形する射出圧縮成形方法において、
厚肉リブ部近傍に樹脂ゲート９を設け、該樹脂ゲート９から樹脂を射出し（図４（ａ））、つづいて型閉じ圧縮するとともに該樹脂ゲート９から樹脂を逆流させると同時またはその後に、厚肉リブ部からガスを注入して（図４（ｂ））、ガスを該厚肉リブ部周辺に流動させてなることを特徴とする射出圧縮成形方法である。
【００１２】
本発明のガス併用射出圧縮成形方法は、さらにその特徴として、
樹脂ゲート９と略対面した位置にガス注入口５を配置した金型２を用いること、
型閉じ圧縮を完了した直後に、圧縮圧力を降下させること
をも含むものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施例に用いた金型の一例を示す模式図である。本発明の方法においては、金型が完全には閉鎖していない状態（寸開若しくは半開状態）で溶融樹脂を射出するため、図１に示されるように、寸開若しくは半開してもキャビティ１が開放されない金型を用いる。
【００１４】
キャビティ１は、金型２の開閉方向一端側が開放されていて、金型２の開閉方向他端側及びその周囲が囲まれた、図２に示すような形状の成形品１０、例えば包装箱、電気機器のハウジング、キャビネット等の扉や洗面化粧台、さらには自動車におけるホイールキャップ、バンパー、スポイラ等を含む外板部品、インパネ、ドアの内張り、ピラー類の内装部品等の成形品を成形するためのものである。
【００１５】
さらに金型２について説明すると、図１に示されるように、可動型２ａと固定型２ｂ間にキャビティ１が形成されている。図面においては、コア型が可動型２ａ、キャビ型が固定型２ｂとなっているが、コア型を固定型２ｂ、キャビ型を可動型２ａとしても何ら差し支えない。
【００１６】
可動型２ａ側には、成形品の厚肉リブ部１１に対応する凹部４が形成されており、固定型２ｂ側には、かかる凹部４の近傍に樹脂ゲート９が設けられている。また、可動型２ａ側には、可動型２ａを貫通するエジェクターピン６が、その先端面を凹部４と交差する位置でキャビティ１に臨ませている。エジェクターピン６は、管状のスリーブ６ａと、このスリーブ６ａ内に挿入された軸ピン６ｂとから構成されているもので、スリーブ６ａと軸ピン６ｂの間には後述する加圧ガスの通路となる隙間が残されている。エジェクターピン６の後端は、加圧ガス路７に接している。エジェクターピン６の位置は、その先端面が凹部４に向き合う位置であれば任意に設定することができる。
【００１７】
加圧ガス路７を介して供給された加圧ガスは、エジェクターピン６の後端から、スリーブ６ａと軸ピン６ｂ間の隙間を通って、エジェクターピン６の先端部のガス注入口５からキャビティ１内へと供給されるものである。尚、８ａ〜８ｄはシール材である。
【００１８】
本発明の第１の射出圧縮成形方法の一例として、図１に示したような構成を有する金型２を用いて図２に示したような成形品１０を成形する例を、図３を参照しながら具体的に説明する。尚、図３ではエジェクターピン６を簡略化して示している。
【００１９】
まず、図３（ａ）に示される型寸開状態において、射出ノズル２０によりキャビティ１内に樹脂ゲート９から溶融樹脂３を射出する。樹脂としては、一般の射出成形や押し出し成形に使用される熱可塑性樹脂を広く用いることができる。また、必要に応じて熱硬化性樹脂を用いることもできる。更に、これらの樹脂には、例えばフィラーや強化繊維等の充填材や各種添加剤（例えば可塑剤、滑剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、防曇剤、帯電防止剤、難燃化剤等）を添加することができる。
【００２０】
次に、図３（ｂ）に示されるように、キャビティ１内に、ガス注入口５から加圧ガスを注入する。ガスとしては、例えば窒素ガス等の不活性ガスや空気等を使用することができる。尚、窒素ガス等の不活性ガスは、ガス焼け等を防止することができる点で好ましい。また、本発明の成形方法においては、低圧ガス（例えば６０ｋｇ／ｃｍ² 以下）を用いて十分に満足のいく成形品を成形できるため、空気を用いてもなんら差し支えなく、加圧ガスの製造、供給装置も簡便ですみ、窒素ガス等を用いる場合に比べ低コストで成形できる。
【００２１】
ガスの注入には特別な制御は必要無く、出しっぱなしでも構わない。また、成形機の射出開始信号、型締め開始信号等を用いてガスの注入タイミング、注入時間を制御すると、ガスの消費量という点でより効果的である。
【００２２】
加圧ガスの注入は、エジェクターピン６を介して行う方法に限定されず、金型２に別途加圧ガスの通路を形成して行ってもよい。もちろんガスインジェクション成形法で用いるガス供給設備を用い、ガスを供給することもできる。
【００２３】
次に、図３（ｃ）に示されるように、金型２を閉じ圧縮するとともに樹脂ゲート９からキャビティ１内の樹脂を逆流させる。具体的には、射出ノズル２０のノズルゲート２１を開いたままの状態で型閉じ圧縮することにより、樹脂ゲート９から射出ノズル２０内に樹脂を逆流させることができる。また、溶融樹脂の射出完了後、一旦ノズルゲート２１を閉じ、型閉じ圧縮して、キャビティ１内に樹脂を展延させた後、型閉じ圧縮を維持しつつ、ノズルゲート２１を再び開いて、射出ノズル２０内に樹脂を逆流させることもできる。いずれの場合も樹脂の逆流時に射出スクリュー２２は後退する。
【００２４】
かかる射出スクリュー２２の後退は、型閉じ圧縮とのタイミングを図りながら強制的に行うこともできる。具体的には、型閉じ圧縮時若しくは型締め圧力を高める際に、例えば、型閉じ圧縮の開始信号を用いて射出スクリュー２２を設定量だけ後退させるように制御したり、型締力若しくは型開量を検知して、この検知信号を用いて射出スクリュー２２を後退させるように制御することができる。
【００２５】
型閉じ圧縮完了後は、所定時間保持し、成形品１０の冷却後、金型２を開いて成形品１０を取り出すことになる。
【００２６】
次に、本発明の第２の射出圧縮成形方法の一例として、上記と同様、図１に示したような構成を有する金型２を用いて図２に示したような成形品１０を成形する例を、図４を参照しながら具体的に説明する。尚、図４においてもエジェクターピン６を簡略化して示している。
【００２７】
まず、図４（ａ）に示される型寸開状態において、射出ノズル２０によりキャビティ１内に樹脂ゲート９から前述の溶融樹脂３を射出する。
【００２８】
次に、図４（ｂ）に示されるように、金型２を閉じ圧縮するとともに樹脂ゲート９からキャビティ１内の樹脂を逆流させる。また、かかる型閉じ圧縮と同時またはその後に、キャビティ１内に、ガス注入口５から前述の加圧ガスを注入する。尚、樹脂の逆流時には前記本発明の第１の射出圧縮成形方法と同様に射出スクリュー２２は後退する。
【００２９】
本発明の射出圧縮成形方法によれば、型閉じ圧縮時に、厚肉リブ部１１の近傍に設けられている樹脂ゲート９からの樹脂の逆流により、厚肉リブ部１１の樹脂圧力を極めて効果的に低下させる作用が生まれ、ガス圧を過剰に高めることなく確実に厚肉リブ部１１の周囲にガスを導くことができる。
【００３０】
すなわち、本発明の第１の射出圧縮成形方法において、型閉じ圧縮前に注入されたガスは、コア型２ａと溶融樹脂３との間にある程度流動され、その後、型閉じ圧縮時に一般板厚部（薄肉部）よりも遅く冷却し流動性の高い厚肉リブ部１１の周辺に優先的に導かれる。また、本発明の第２の射出圧縮成形方法において、型閉じ圧縮開始後に注入されたガスは、その後、型閉じ圧縮時に上記と同様に厚肉リブ部１１の周辺に優先的に導かれる。このため、厚肉リブ部１１を選択的に押圧することができ、ガスの押圧効果を高めることができる。かかるガス圧は、ガス流量、金型２の寸開量、及びその状態での樹脂の充填量によるガス注入口５の樹脂圧によって異なるものの、６０ｋｇ／ｃｍ² 以下で良く、通常は５〜４０ｋｇ／ｃｍ² 程度で十分である。
【００３１】
また、本発明の射出圧縮成形方法によれば、型閉じ圧縮時における樹脂の逆流に伴い、圧縮代を増大させることができ、キャビティ内の樹脂圧の均一化が図られる。このため、特に図２に示したような箱形状の成形品を成形する場合においても、成形品の末端部分（箱形状の側面部分）へも圧縮圧力を十分に作用させることができる。
【００３２】
本発明の射出圧縮成形方法によって得られる成形品では、厚肉リブ部１１はガスによって押圧されるため、キャビティ１の形状をそのまま反映しない。すなわち、図２の成形品１０の厚肉リブ部１１のＡ−Ａ断面は、例えば図５（ａ）や図５（ｂ）に示されるようなものとなる。図５中の点線はキャビティ面を示しており、キャビティ面と厚肉リブ部１１との間の空間はガスが閉じ込められた、あるいは流れた空間である。厚肉リブ部１１が最終的にどのような形状になるかは、厚肉リブ部１１に対応するキャビティの形状、樹脂充填量、閉じ込められるガス量・ガス圧等によって変化する。しかしながら、リブやボス等の厚肉部は成形品の裏面に形成されるため、成形品の外観を損なう心配はない。
【００３３】
本発明の射出圧縮成形方法は、一般板厚部を直接ガスで押圧するものではなく、あくまで一般面は機械的プレスにより圧縮され、厚肉リブ部１１のみガスによって押圧するものであり、このような厚肉部へのガスの押圧によって外観面のヒケが改善されるものである。
【００３４】
本発明の射出圧縮成形方法は、冷却が遅れ流動性に富んだ厚肉部の周囲に選択的にガスを導くものであるため、図１に示したように成形品の厚肉部に対応する凹部４と交差する位置にガス注入口５が設けられる。また、ガス注入口５は特に樹脂ゲート９と対面する位置に配置することが好ましく、これにより型閉じ圧縮時の樹脂の逆流により、ガス注入口５部分の樹脂圧を極めて効果的に低下させ、ガスの導入を円滑に進めることができる。
【００３５】
図６（ａ）に示すような独立した複数の厚肉部１１ａ及び１１ｂを有する成形品１０を成形する場合には、各厚肉部と交差する位置に複数のガス注入口を設けた金型を用いるのが好ましい。
【００３６】
また、図６（ｂ）に示すように、上記の厚肉部１１ａと１１ｂを連結する厚肉部１１ｃを設け、全ての厚肉部を連続させることも好ましい。これにより、１つのガス注入口から全ての厚肉部にガス圧を作用させることができる。但し、厚肉部の全長が特に長い場合にはガス注入口を複数設けておくのが良く、この時、溶融樹脂を射出するための樹脂ゲート９の他に、樹脂の逆流を行うためのゲートを各注入口と対面する位置に別途設けることもできる。
【００３７】
さらに、本発明の射出圧縮成形方法においては、型閉じ圧縮を完了した直後、すなわち設定圧縮時間のタイムアップ若しくは金型可動側が設定圧縮完了位置に到達した直後に、圧縮圧力を降下させることが好ましい。
【００３８】
このように、最後に圧縮圧力を降下させると、ガス注入口５から遠く離れた成形品周辺部の厚肉部にもより一層確実にガスを導入することができる。この時の圧縮圧力は、溶融樹脂の射出充填時の型締め力もしくは型閉じ圧縮時のプレス圧力より低く設定されれば良いが、プレス圧Ｐ₁ とガス圧Ｐ₂ は、Ｐ₁ （ｋｇ／ｃｍ² ）≧Ｐ₂ （ｋｇ／ｃｍ² ）であることが好ましい。
【００３９】
本発明によると、特に加圧ガスの非圧入側の成形品１０の表面状態、すなわち加圧ガスの圧入によってキャビティ面１ｂに押圧される側の成形品１０の表面状態が向上する。従って、成形品１０の使用時に人目に触れにくい側を加圧ガスの圧入側とすることが好ましい。例えば、電気機器のハウジングにおいては、内面側を加圧ガスの圧入側とすることが好ましい。
【００４０】
【実施例】
以下に示す比較例１〜２及び実施例１〜３では、図１に示した金型２を用いて図２に示した成形品１０を成形した。
【００４１】
成形機としては、成形中に可動型を自由に移動保持可能なコマツ社製射出成形機「ＩＰ・１０５０」を使用した。この成形機は、型締力、プレス圧力、プレス速度、プレス開始位置が設定可能である。
【００４２】
金型２では、樹脂ゲート９とガス注入口５は対面した位置に配置されている。可動型２ａには、成形品の厚肉部１１に対応する凹部４が、ガス注入口５と交差して形成されている。射出ノズル２０はホットランナ、バルブゲート構造を有する。エジェクターピン６は、内径２ｍｍ，外径４ｍｍの段付きスリーブ６ａと、外径１．９８ｍｍの軸ピン６ｂの組み合わせとし、特にクリアランスの調整はしていない。また、エジェクターピン６の先端部（注入口５）は成形品に対してフラットにしている。
【００４３】
成形品１０は、天面が２５０ｍｍ×２５０ｍｍ（天面部板厚設定は自由）、側面高さが８０ｍｍ（側面部抜き勾配が１０度）、天面裏面には幅３ｍｍ、高さ５ｍｍのリブ（厚肉部１１）が放射状に設定されている。
【００４４】
使用する樹脂は、ＡＢＳ（スタイラック１９１Ｆ）、変性ＰＰＥ（ザイロン２２０Ｚ）、ＡＢＳ−ＧＦ（スタイラックＲ２２０ＡＧＦ１０％補強）、ＨＩＰＳ（スタイロン４０８）の４種類とし、金型温度は７０℃に設定した。
【００４５】
（比較例１）
天面板厚が２ｍｍに固定できるように金型可動側と固定側の間にスペーサをはさみ、金型を型締め力３００ｔｏｎで完全に型締めした状態で、通常射出成形品重量の９８％の樹脂を射出した。射出完了直後から圧力７５ｋｇ／ｃｍ² の窒素ガスを３０秒間圧入した。冷却完了後、金型を開放して成形品を取り出した。得られた成形品のヒケのレベルは通常の射出成形品に比べ改善はするものの満足できるレベルではなかった。
【００４６】
（比較例２）
金型寸開状態（天面部板厚４ｍｍ）で溶融樹脂を射出完了後、ただちに型閉じ圧縮した。この際、溶融樹脂の充填量は最終製品板厚が２ｍｍになるように調整し、圧縮圧力は１５０ｋｇ／ｃｍ² とした。圧縮完了後ただちに窒素ガスを７０ｋｇ／ｃｍ² の圧力で３０秒間、型内へ圧入した。冷却完了後、金型を開放して成形品を取り出した。得られた成形品のヒケのレベルは通常の射出成形品に比べ改善はするものの満足できるレベルではなかった。
【００４７】
（実施例１）
金型寸開状態（天面部板厚４ｍｍ）で溶融樹脂を射出完了後、ただちに型閉じ圧縮し、これと同時に射出スクリューを９ｍｍ後退させた。この際、溶融樹脂の充填量は最終製品板厚が１．８ｍｍになるように調整し、圧縮圧力は１５０ｋｇ／ｃｍ² とした。圧縮完了後ただちに窒素ガスを５５ｋｇ／ｃｍ² の圧力で３０秒間、型内へ圧入した。冷却完了後、金型を開放して成形品を取り出した。得られた成形品のヒケのレベルは比較例２に比べはるかに改善された。
【００４８】
（実施例２）
型閉じ圧縮により成形品板厚が１．８ｍｍに到達後、ただちに型締め圧力を１５０ｋｇ／ｃｍ² から８０ｋｇ／ｃｍ² に降下させ、型内に圧入する窒素ガス圧力を３５ｋｇ／ｃｍ² にした以外は、実施例１と同様にして成形した。得られた成形品のヒケのレベルは、低いガス圧にもかかわらず実施例１と同様に改善された。
【００４９】
（実施例３）
型内へのガスの圧入を溶融樹脂の射出開始と同時に実施した以外は、実施例２と同様に成形した。得られた成形品のヒケのレベルは、低いガス圧にもかかわらず実施例１と同様に改善された。
【００５０】
（実施例４）
図７に示した、樹脂ゲート９とガス注入口５が同じ側（固定型２ｂ側）に配置された金型２を用いて、図８に示した成形品１０を実施例３と同様に成形した。尚、この成形品１０は、大きさ２５０ｍｍ×２５０ｍｍ、板厚１．８ｍｍで、その裏面には幅３ｍｍ、高さ５ｍｍのリブ（厚肉部１１）が設定されている。
【００５１】
得られた成形品のヒケのレベルは、低いガス圧にもかかわらず実施例１と同様であった。
【００５２】
以上の比較例及び実施例で得られた成形品における、ヒケの測定結果及び目視による外観評価を表１に示す。
【００５３】
【表１】

【００５４】
【発明の効果】
本発明は以上説明した通りのものであり、以下の効果を奏するものである。
【００５５】
（１）型閉じ圧縮時に、厚肉リブ部近傍の樹脂ゲートからの樹脂の逆流により、厚肉リブ部の樹脂圧力を極めて効果的に低下させることができるため、ガスを確実に厚肉リブ部の周囲に導くことができる。したがって、圧縮成形における樹脂展延効果を犠牲にせず、かつ低圧のガスを用いて厚肉リブ部を選択的に押圧することができ、ガスの押圧効果を高めることができる。
【００５６】
（２）型閉じ圧縮時における樹脂の逆流に伴い圧縮代を増大させることができ、キャビティ内の樹脂圧の均一化が図られる。このため、特に箱形状の成形品を成形する場合においても、成形品の末端部分へも圧縮圧力を十分に作用させることができる。
【００５７】
（３）したがって、低いガス圧で広範囲に厚肉部を設定したデザインにも容易に対応でき、厚肉部のヒケの無い良好な外観を有する成形品を安定して成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に用いる金型の一例を示す断面図である。
【図２】本発明により成形される成形品の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の射出圧縮成形方法を説明するための図である。
【図４】本発明の第２の射出圧縮成形方法を説明するための図である。
【図５】本発明により成形される成形品の厚肉部の形状例を示す断面図である。
【図６】本発明により成形される成形品の他の例を示す図である。
【図７】実施例４で用いた金型を示す断面図である。
【図８】実施例４で成形した成形品を示す図である。
【符号の説明】
１キャビティ
１ａ，１ｂキャビティ面
２金型
２ａ可動型（コア型）
２ｂ固定型（キャビ型）
３溶融樹脂
４厚肉部に対応する凹部
５圧入口
６エジェクターピン
６ａスリーブ
６ｂ軸ピン
７加圧流体路
８ａ〜８ｄシール材
９樹脂ゲート
１０成形品
１１厚肉部
２０射出ノズル
２１ノズルゲート
２２射出スクリュー[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an injection compression molding method for a molded product having a thick rib portion, and more particularly, to an injection compression molding method performed by using a mold clamping force and a gas pressure in combination.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to improve sink marks of a molded product having a thick part, a gas injection molding method in which a gas is injected into the thick part to make it hollow is widely known.
[0003]
In such a gas injection molding method, the resin must be filled into the mold cavity at a very low pressure in order to inject the gas into the molten resin, and as a result, the transferability of the mold is lowered, and the appearance is easily damaged. In some cases, secondary processing such as painting was necessary. In addition, it is also known that in order to make a desired thick part hollow, various technical studies such as arrangement of the thick part, dimensions, and gate arrangement are necessary. In addition, the gas pressure to be used is generally high, the amount of gas consumption is large, and this has been a factor in raising the production cost. Furthermore, when processing such as plating is required, the plating solution easily enters the hollow part from the hole in the gas inlet part, and defective products are likely to be generated. For this reason, a pre-process for sealing the hole in the gas inlet part is necessary. It takes time and effort.
[0004]
As an injection molding method for solving the problems in the gas injection molding method as described above, there is an injection compression molding method using a mold clamping force and a gas pressure in combination. For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 7-314484, a molten resin is injected in a state where the mold is not completely closed, and after the molten resin reaches the thick part by mold-clamping compression, the resin and the mold in the thick part A method of injecting gas between the two is disclosed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The injection compression molding method using the mold clamping force and the gas pressure as described above is said to be effective for molding a molded product having a locally thick part such as a boss. In other words, if such a molded product is molded by normal injection molding, sinking is likely to occur in the thick-walled portion, and it is easy to cause an appearance defect. However, according to the combination type injection compression molding method as described above, gas injection molding is performed. It is said that there is no problem in the method, the occurrence of sink marks is prevented, and a molded product excellent in appearance is easily obtained.
[0006]
However, the conventional combined type injection compression molding method has the following problems.
[0007]
When gas injection is performed in a state where the mold clamping pressure is maintained after the mold clamping is completed, it is relatively easy to directly apply the gas pressure to a locally thick part such as a boss. For continuous thick portions such as ribs, it is difficult to sufficiently apply gas pressure to the entire thick portion due to an increase in the molten resin pressure in the mold due to the mold clamping pressure being maintained. For this reason, when forming continuous thick parts such as ribs, it is necessary to increase the gas pressure or provide a large number of gas injection ports. Inevitably, the level of sink marks in the resulting molded product is not satisfactory.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems in the conventional combined type injection compression molding method, and can easily cope with a wide range of thick part designs with a low gas pressure, and there is no sink in the thick part. It is an object of the present invention to make it possible to stably mold a molded product having a good appearance.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the present invention made to achieve the above object is as follows.
[0010]
That is, in the first injection compression molding method of the present invention, as shown in FIG. 3, the molten resin 3 is injected into the cavity 1 in a state where the mold 2 is not completely closed (FIG. 3A). ), In an injection compression molding method of molding a molded product having a thick rib 11 by closing and compressing the mold and spreading the molten resin 3;
A resin gate 9 is provided in the vicinity of the thick rib portion, the resin is injected from the resin gate 9, and gas is injected from the thick rib portion before the mold is closed and compressed. The gas is caused to flow (FIG. 3 (b)), and then the mold is closed and compressed, and the resin is caused to flow back from the resin gate 9 to further flow the gas around the thick rib portion. This is an injection compression molding method.
[0011]
Further, in the second injection compression molding method of the present invention, as shown in FIG. 4, the molten resin 3 is injected into the cavity 1 in a state where the mold 2 is not completely closed (FIG. 4A). ), In an injection compression molding method of molding a molded product having a thick rib 11 by closing and compressing the mold and spreading the molten resin 3;
A resin gate 9 is provided in the vicinity of the thick-walled rib portion, and the resin is injected from the resin gate 9 (FIG. 4A). Subsequently, the mold is closed and compressed, and at the same time or after the resin is caused to flow backward from the resin gate 9. The injection compression molding method is characterized in that a gas is injected from the thick rib portion (FIG. 4B) and the gas flows around the thick rib portion.
[0012]
The gas combined injection compression molding method of the present invention is further characterized as follows:
Using the mold 2 in which the gas injection port 5 is arranged at a position substantially facing the resin gate 9;
It also includes reducing the compression pressure immediately after completing the mold closing compression.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a mold used in an embodiment of the present invention. In the method of the present invention, since the molten resin is injected in a state where the mold is not completely closed (opened or half-opened state), as shown in FIG. Use a mold that cannot be opened.
[0014]
The cavity 1 is open at one end side in the opening / closing direction of the mold 2 and is surrounded by the other end side in the opening / closing direction of the mold 2 and the periphery thereof, such as a molded product 10 such as a packaging box, for example, To form molded products such as electrical equipment housings, cabinet doors and vanities, as well as exterior parts such as wheel caps, bumpers and spoilers in automobiles, instrument panels, door linings, and interior parts of pillars. belongs to.
[0015]
Further, the mold 2 will be described. As shown in FIG. 1, a cavity 1 is formed between the movable mold 2a and the fixed mold 2b. In the drawing, the core mold is the movable mold 2a and the cavity mold is the fixed mold 2b, but the core mold may be the fixed mold 2b and the cabinet mold may be the movable mold 2a.
[0016]
A concave portion 4 corresponding to the thick rib portion 11 of the molded product is formed on the movable mold 2a side, and a resin gate 9 is provided in the vicinity of the concave portion 4 on the fixed mold 2b side. Further, on the movable mold 2 a side, an ejector pin 6 that penetrates the movable mold 2 a faces the cavity 1 at a position where its tip end surface intersects the recess 4. The ejector pin 6 is composed of a tubular sleeve 6a and a shaft pin 6b inserted into the sleeve 6a, and a pressurized gas passage to be described later is provided between the sleeve 6a and the shaft pin 6b. A gap is left. The rear end of the ejector pin 6 is in contact with the pressurized gas path 7. The position of the ejector pin 6 can be arbitrarily set as long as the front end surface faces the recess 4.
[0017]
Pressurized gas supplied via the pressurized gas path 7 passes through the gap between the sleeve 6a and the shaft pin 6b from the rear end of the ejector pin 6 and is then cavityd from the gas injection port 5 at the front end portion of the ejector pin 6. 1 is supplied to the inside. In addition, 8a-8d is a sealing material.
[0018]
As an example of the first injection compression molding method of the present invention, see FIG. 3 for an example of molding the molded product 10 as shown in FIG. 2 using the mold 2 having the configuration as shown in FIG. Specific explanation will be given. In FIG. 3, the ejector pin 6 is shown in a simplified manner.
[0019]
First, in the mold open state shown in FIG. 3A, the molten resin 3 is injected from the resin gate 9 into the cavity 1 by the injection nozzle 20. As the resin, a thermoplastic resin used in general injection molding or extrusion molding can be widely used. Moreover, a thermosetting resin can also be used as needed. Further, these resins include fillers such as fillers and reinforcing fibers and various additives (for example, plasticizers, lubricants, ultraviolet absorbers, dyes, pigments, antifogging agents, antistatic agents, flame retardants, etc.) Can be added.
[0020]
Next, as shown in FIG. 3B, pressurized gas is injected into the cavity 1 from the gas injection port 5. As the gas, for example, an inert gas such as nitrogen gas or air can be used. Note that an inert gas such as nitrogen gas is preferable because it can prevent gas burning and the like. Further, in the molding method of the present invention, a sufficiently satisfactory molded product can be molded using a low-pressure gas (for example, 60 kg / cm ² or less). The supply device is also simple and can be molded at a lower cost than when nitrogen gas or the like is used.
[0021]
No special control is required for gas injection, and it may be left. Also, controlling the gas injection timing and injection time using the injection start signal, mold clamping start signal, etc. of the molding machine is more effective in terms of gas consumption.
[0022]
The injection of the pressurized gas is not limited to the method performed through the ejector pin 6, and may be performed by separately forming a pressurized gas passage in the mold 2. Of course, gas can also be supplied using a gas supply facility used in the gas injection molding method.
[0023]
Next, as shown in FIG. 3C, the mold 2 is closed and compressed, and the resin in the cavity 1 is caused to flow backward from the resin gate 9. Specifically, by closing and compressing the mold while the nozzle gate 21 of the injection nozzle 20 remains open, the resin can flow backward from the resin gate 9 into the injection nozzle 20. Further, after the injection of the molten resin is completed, the nozzle gate 21 is once closed, the mold is closed and compressed, the resin is spread in the cavity 1, and then the nozzle gate 21 is opened again while maintaining the mold closed compression. The resin can also flow backward into the injection nozzle 20. In either case, the injection screw 22 moves backward when the resin flows backward.
[0024]
The retraction of the injection screw 22 can be forcibly performed while timing the mold closing compression. Specifically, when the mold closing compression or the mold clamping pressure is increased, for example, the injection screw 22 is controlled to be retracted by a set amount using a mold closing compression start signal, or the mold clamping force or the mold opening pressure is increased. It is possible to detect the amount and use the detection signal to control the injection screw 22 to retreat.
[0025]
After completion of the mold closing compression, the mold is held for a predetermined time. After the molded product 10 is cooled, the mold 2 is opened and the molded product 10 is taken out.
[0026]
Next, as an example of the second injection compression molding method of the present invention, the molded product 10 as shown in FIG. 2 is molded using the mold 2 having the configuration as shown in FIG. An example will be specifically described with reference to FIG. FIG. 4 also shows the ejector pin 6 in a simplified manner.
[0027]
First, in the mold open state shown in FIG. 4A, the aforementioned molten resin 3 is injected from the resin gate 9 into the cavity 1 by the injection nozzle 20.
[0028]
Next, as shown in FIG. 4B, the mold 2 is closed and compressed, and the resin in the cavity 1 is caused to flow backward from the resin gate 9. At the same time as or after the mold closing compression, the pressurized gas is injected into the cavity 1 from the gas injection port 5. When the resin flows backward, the injection screw 22 moves backward as in the first injection compression molding method of the present invention.
[0029]
According to the injection compression molding method of the present invention, the resin pressure of the thick rib portion 11 is extremely effective due to the back flow of the resin from the resin gate 9 provided in the vicinity of the thick rib portion 11 during mold closing compression. Thus, the gas can be reliably guided around the thick rib portion 11 without excessively increasing the gas pressure.
[0030]
That is, in the first injection compression molding method of the present invention, the gas injected before the mold closing compression flows to some extent between the core mold 2a and the molten resin 3, and then the general plate thickness portion during the mold closing compression. It cools later than the (thin wall portion) and is preferentially guided to the periphery of the thick rib portion 11 having high fluidity. Further, in the second injection compression molding method of the present invention, the gas injected after the mold closing compression is started is preferentially guided to the periphery of the thick rib portion 11 during the mold closing compression. For this reason, the thick rib part 11 can be selectively pressed, and the press effect of gas can be heightened. The gas pressure may be 60 kg / cm ² or less, usually 5 to 40 kg, although it varies depending on the gas flow rate, the opening amount of the mold 2, and the resin pressure of the gas inlet 5 depending on the resin filling amount in that state. About / cm ² is sufficient.
[0031]
Further, according to the injection compression molding method of the present invention, the compression allowance can be increased with the back flow of the resin during mold closing compression, and the resin pressure in the cavity can be made uniform. For this reason, particularly when a box-shaped molded product as shown in FIG. 2 is molded, it is possible to sufficiently apply the compression pressure to the end portion (box-shaped side surface portion) of the molded product.
[0032]
In the molded product obtained by the injection compression molding method of the present invention, the thick rib portion 11 is pressed by the gas, and thus does not reflect the shape of the cavity 1 as it is. That is, the AA cross section of the thick rib portion 11 of the molded product 10 of FIG. 2 is as shown in FIG. 5A and FIG. 5B, for example. The dotted line in FIG. 5 shows the cavity surface, and the space between the cavity surface and the thick rib portion 11 is a space in which gas is confined or flows. The final shape of the thick rib portion 11 varies depending on the shape of the cavity corresponding to the thick rib portion 11, the resin filling amount, the amount of trapped gas, the gas pressure, and the like. However, since thick portions such as ribs and bosses are formed on the back surface of the molded product, there is no fear of damaging the appearance of the molded product.
[0033]
The injection compression molding method of the present invention does not directly press the general plate thickness portion with gas, but the general surface is only compressed by mechanical press, and only the thick rib portion 11 is pressed with gas. Sinking of the appearance surface is improved by pressing the gas to the thick part.
[0034]
In the injection compression molding method of the present invention, the gas is selectively guided around the thick wall portion that is delayed in cooling and rich in fluidity, and therefore corresponds to the thick wall portion of the molded product as shown in FIG. A gas inlet 5 is provided at a position intersecting with the recess 4. In addition, the gas inlet 5 is preferably disposed particularly at a position facing the resin gate 9, thereby reducing the resin pressure at the gas inlet 5 portion very effectively due to the backflow of the resin during mold closing compression, Gas can be introduced smoothly.
[0035]
In the case of molding a molded article 10 having a plurality of independent

thick portions

11a and 11b as shown in FIG. 6A, a mold having a plurality of gas injection ports provided at positions intersecting with the thick portions. Is preferably used.
[0036]
Moreover, as shown in FIG.6 (b), it is also preferable to provide the thick part 11c which connects said

thick part

11a and 11b, and to make all the thick parts continuous. Thereby, gas pressure can be made to act on all the thick parts from one gas injection port. However, when the total length of the thick wall portion is particularly long, it is preferable to provide a plurality of gas injection ports. At this time, in addition to the resin gate 9 for injecting the molten resin, a gate for performing the back flow of the resin Can be separately provided at a position facing each inlet.
[0037]
Further, in the injection compression molding method of the present invention, it is preferable to lower the compression pressure immediately after the mold closing compression is completed, that is, immediately after the set compression time is up or the mold movable side reaches the set compression completion position. .
[0038]
In this way, when the compression pressure is finally lowered, the gas can be more reliably introduced into the thick portion around the molded product far away from the gas inlet 5. The compression pressure at this time may be set lower than the mold clamping force at the time of injection filling of the molten resin or the press pressure at the time of mold closing compression, but the press pressure P ₁ and the gas pressure P ₂ are P ₁ (kg / kg). cm ² ) ≧ P ₂ (kg / cm ² ).
[0039]
According to the present invention, the surface state of the molded product 10 on the non-injection side of the pressurized gas, that is, the surface state of the molded product 10 on the side pressed against the cavity surface 1b by the pressurized gas injection is improved. Therefore, it is preferable that the side that is difficult to touch when the molded product 10 is used is the pressurized gas press-fitting side. For example, in the housing of an electric device, it is preferable that the inner surface side is a press-fitting side of pressurized gas.
[0040]
【Example】
In Comparative Examples 1-2 and Examples 1-3 shown below, the molded product 10 shown in FIG. 2 was molded using the mold 2 shown in FIG.
[0041]
As the molding machine, an injection molding machine “IP · 1050” manufactured by Komatsu, which can freely move and hold the movable mold during molding, was used. In this molding machine, a mold clamping force, a press pressure, a press speed, and a press start position can be set.
[0042]
In the mold 2, the resin gate 9 and the gas injection port 5 are arranged at facing positions. In the movable mold 2 a, a recess 4 corresponding to the thick part 11 of the molded product is formed so as to intersect with the gas inlet 5. The injection nozzle 20 has a hot runner and valve gate structure. The ejector pin 6 is a combination of a stepped sleeve 6a having an inner diameter of 2 mm and an outer diameter of 4 mm and a shaft pin 6b having an outer diameter of 1.98 mm, and the clearance is not particularly adjusted. Moreover, the front-end | tip part (injection port 5) of the ejector pin 6 is made flat with respect to a molded article.
[0043]
Molded product 10 has a top surface of 250 mm × 250 mm (the top surface plate thickness can be freely set), a side surface height of 80 mm (side surface draft angle is 10 degrees), a top surface of the rib having a width of 3 mm and a height of 5 mm ( The thick part 11) is set radially.
[0044]
The resin used is ABS (Stylac 191F), modified PPE (Zylon 220Z), ABS-GF (Stylac R220A GF 10% reinforced), HIPS (Styron 408), and the mold temperature is set to 70 ° C. .
[0045]
(Comparative Example 1)
With a spacer between the mold movable side and the fixed side so that the top plate thickness can be fixed at 2 mm, the mold is clamped completely with a mold clamping force of 300 tons, and the resin is 98% of the normal injection molded product weight. Was injected. Immediately after completion of injection, nitrogen gas having a pressure of 75 kg / cm ² was injected for 30 seconds. After cooling was completed, the mold was opened and the molded product was taken out. Although the level of sink marks in the obtained molded product was improved as compared with a normal injection molded product, it was not a satisfactory level.
[0046]
(Comparative Example 2)
Immediately after the injection of the molten resin was completed in the mold open state (top plate thickness 4 mm), the mold was closed and compressed. At this time, the filling amount of the molten resin was adjusted so that the final product plate thickness was 2 mm, and the compression pressure was 150 kg / cm ² . Immediately after compression, nitrogen gas was injected into the mold at a pressure of 70 kg / cm ² for 30 seconds. After cooling was completed, the mold was opened and the molded product was taken out. Although the level of sink marks in the obtained molded product was improved as compared with a normal injection molded product, it was not a satisfactory level.
[0047]
Example 1
Immediately after the injection of the molten resin was completed in the mold open state (top plate thickness 4 mm), the mold was closed and compressed, and at the same time, the injection screw was retracted 9 mm. At this time, the filling amount of the molten resin was adjusted so that the final product plate thickness was 1.8 mm, and the compression pressure was 150 kg / cm ² . Immediately after completion of compression, nitrogen gas was injected into the mold at a pressure of 55 kg / cm ² for 30 seconds. After cooling was completed, the mold was opened and the molded product was taken out. The level of sink marks in the obtained molded product was much improved as compared with Comparative Example 2.
[0048]
(Example 2)
Immediately after the mold thickness reaches 1.8 mm by mold closing compression, the mold clamping pressure is reduced from 150 kg / cm ² to 80 kg / cm ² , and the nitrogen gas pressure into the mold is set to 35 kg / cm ^2. Was molded in the same manner as in Example 1. The level of sink marks in the molded product obtained was improved as in Example 1 despite the low gas pressure.
[0049]
Example 3
Molding was performed in the same manner as in Example 2 except that gas injection into the mold was performed simultaneously with the start of injection of the molten resin. The level of sink marks in the molded product obtained was improved as in Example 1 despite the low gas pressure.
[0050]
(Example 4)
Using the mold 2 shown in FIG. 7 in which the resin gate 9 and the gas injection port 5 are arranged on the same side (fixed mold 2b side), the molded product 10 shown in FIG. did. The molded product 10 has a size of 250 mm × 250 mm and a plate thickness of 1.8 mm, and a rib (thick portion 11) having a width of 3 mm and a height of 5 mm is set on the back surface.
[0051]
The level of sink marks in the obtained molded product was the same as in Example 1 despite a low gas pressure.
[0052]
Table 1 shows the measurement results of the sink marks and the visual appearance evaluation in the molded products obtained in the above comparative examples and examples.
[0053]
[Table 1]

[0054]
【The invention's effect】
The present invention is as described above, and has the following effects.
[0055]
(1) When the mold is closed and compressed, the resin pressure in the thick rib portion can be extremely effectively reduced by the back flow of the resin from the resin gate in the vicinity of the thick rib portion. Can be guided around. Therefore, the thick rib portion can be selectively pressed using a low-pressure gas without sacrificing the resin spreading effect in compression molding, and the gas pressing effect can be enhanced.
[0056]
(2) The compression allowance can be increased with the back flow of the resin during mold closing compression, and the resin pressure in the cavity can be made uniform. For this reason, even when a box-shaped molded product is molded, the compression pressure can be sufficiently applied to the end portion of the molded product.
[0057]
(3) Therefore, it is possible to easily cope with a design in which a thick part is set in a wide range with a low gas pressure, and a molded product having a good appearance without sinking of the thick part can be stably formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a mold used in the present invention.
FIG. 2 is a view showing an example of a molded product molded according to the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining a first injection compression molding method of the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining a second injection compression molding method of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the shape of a thick portion of a molded product molded according to the present invention.
FIG. 6 is a view showing another example of a molded product molded according to the present invention.
7 is a cross-sectional view showing a mold used in Example 4. FIG.
8 is a view showing a molded product molded in Example 4. FIG.
[Explanation of symbols]
1 Cavity 1a, 1b Cavity surface 2 Mold 2a Movable type (core type)
2b Fixed type (Cabinet type)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Molten resin 4 Recessed part corresponding to thick part 5 Pressure inlet 6 Ejector pin 6a Sleeve 6b Shaft pin 7 Pressurized fluid path 8a-8d Sealing material 9 Resin gate 10 Molded article 11 Thick part 20 Injection nozzle 21 Nozzle gate 22 Injection screw

Claims

In an injection compression molding method in which a molten resin is injected into the cavity in a state where the mold is not completely closed, the mold is closed and compressed, and the molten resin is spread to form a molded product having a thick rib.
A resin gate is provided in the vicinity of the thick rib portion, and the resin is injected from the resin gate, and before the mold is closed and compressed, gas is injected from the thick rib portion to provide a gas between the resin of the thick rib portion and the mold. The resin is then closed and compressed, and the resin is made to flow backward from the resin gate to further flow the gas around the thick rib portion.

In an injection compression molding method in which a molten resin is injected into the cavity in a state where the mold is not completely closed, the mold is closed and compressed, and the molten resin is spread to form a molded product having a thick rib.
A resin gate is provided in the vicinity of the thick rib portion, and the resin is injected from the resin gate, then the mold is closed and compressed, and at the same time or after the resin is flown back from the resin gate, gas is injected from the thick rib portion. An injection compression molding method characterized by flowing gas around the thick rib portion.

The injection compression molding method according to claim 1 or 2, wherein a mold having a gas injection port disposed at a position substantially facing the resin gate is used.

The injection compression molding method according to any one of claims 1 to 3, wherein the compression pressure is lowered immediately after completion of mold closing compression.