JP3811021B2 - PET resin moldings, injection molding methods and molds - Google Patents

PET resin moldings, injection molding methods and molds Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペットボトルの材料として代表的な樹脂材であるポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材を射出成形して成形品を製作する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレートは、結晶性の樹脂材であり、強靱で、クリープ、疲労がすくなく、電気特性が優れ、有機溶剤や油に耐え、無毒である等の優れた性質を有している。ポリエチレンテレフタレートはいわゆるペットボトルの材料として多く用いられている。
最近、その優れた性質に着目して、使用済みのペットボトルを粉砕・洗浄・脱水・乾燥の工程を経て材料化し、再生されたポリエチレンテレフタレートの粉砕物から再生品を成形しようと試みられている。しかし、主にフィルム材又は繊維材に再生されていたに過ぎない。
【０００３】
出願人らは、種々の工夫をしてポリエチレンテレフタレートを射出成形してつくられた成型品を製造することに成功した。ポリエチレンテレフタレートの射出成形を難しくする原因の一つとしてポリマーの配向現象がある。すなわち、高い温度（例えば、３００度Ｃ）で溶融したポリエチレンテレフタレートを雄型と雌型とでできた金型に射出成形した後、ゆっくりと冷却を行うと、ポリエチレンテレフタレートのポリマーの結晶の向きが揃ってしまう。また、ポリエチレンテレフタレートに急激な物理的ショック（例えば、急激な圧力降下）を与えても、ポリマーの結晶の向きが揃ってしまう。この現象を配向現象といい、この現象が発生すると、成型品が白化し、白化した箇所がきわめて脆くなる。例えば、日用雑貨品であるハンガーにこの配向現象が生ずると、日常の使用形態で使用している際に、白化した箇所から割れてしまうことがある。
【０００４】
出願人らは、成型品を薄肉（例えば、１．５ｍｍ程度）のウェッブ部とフランジ部で構成される断面を持った長手部材の構造とすることで、射出成形時の冷却を容易にし、配向現象を防止した。金型の隙間空隙のなかに射出された溶融状態のポリエチレンテレフタレートは金型表面により冷却されて固化する。間隔空隙の厚みが薄いので金型での冷却が急速にすすみ、ポリエチレンテレフタレートの配向現象が抑制される。
【０００５】
射出成形では、雄型と雌型を会わせた合わせ目（パーティングと呼ぶ）にできた成型品相当の空隙に溶融した樹脂材を流し込んで成形する。その射出成形用金型は、成形材料が流入するための通路としてスプルー、ランナー、ゲートが設けられる。スプルーとは、成型機ノズルに接する部分からランナーに至る流入経路である。ランナーは、スプルーから成形品に至る流入通路である。パーティングを挟んで設けることが多い。ランナーの断面は円形が普通であるが、パーティングの片側だけで工作ができる台形が実用的である。多数個取り金型では成型品とランナーの配置が重要である。スプルーとランナーは成形後取り出すのが普通である。ゲートは、ランナーから成形品に流入する入口である。ゲートは、成型品の中央付近で肉厚部分につけるのを原則とする。
【０００６】
成形後には、ランナーは成型品からゲート部で切り離される。代表的なゲートとしては、ダイレクトゲート、サイドゲート、トンネルゲート、ファンゲート等があるが、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材の成型品には主にダイレクトゲートが用いられてきた。
ダイレクトゲートとは、スプルーがそのままゲートとなる形式である。成形が容易であるが、ゲートは成形後で切り取る必要がある。ペットボトルの中間製品を成形する際に使用される。
ファンゲートは、ランナーからファン状に広がりながら成型品に流入する形式である。広い平板に適し、流れの悪い材料に適する。ゲートは成形後に切り取る必要がある。
上記のゲートであれば、成型品に配向現象が発生せず、良好な成型品を得ることが出来る。しかし、成形後にゲートを切り取る必要がある。または、射出成形工程中にゲートを切り取るには、金型のゲート部にゲートカッターを仕込み、射出成形し、ゲート部の温度が所定の温度になったことにゲートカッターでゲートを切る。
【０００７】
一方、射出成形し成型品が冷却した後、雄型と雌型を開く際に自動的にゲートを切る方式がある。この方式を採用するには、例えば、トンネルゲートを採用する。トンネルゲートは、成型品の内側や側面の目立たない箇所につけるゲートで、切り離したゲート部を仕上げる必要がない。しかし、ゲート部が細く長くなりやすいので圧力降下が大きい。ポリエチレンテレフタレートをトンネルゲートを使用して射出成形すると、成型品のゲート付近に配向現象が生ずる。
成型品を急速に冷却するために製品の肉厚を薄くしていても、ゲート部に配向現象が生ずるのは、射出時の大きな圧力降下が原因と考えられる。
従って、ポリエチレンテレフタレートの射出成形においては、冷却を十分にすることの出来る単純な形（例えば、ペットボトルの形）であって、ダイレクトゲート等を使用しなければ、射出成形はできないと考えられていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のダイレクトゲートを採用した金型での射出成形の場合、射出成形後に、ゲートを切り落とす必要があり、大量生産には向いていないという問題があった。
また、ゲートとゲートカッターとを組み合わせた金型での射出成形の場合、射出成形工程の後、ゲートカット工程を経た後でなければ金型を開くことができず、射出成形機のサイクルタイムを短縮できないという問題があった。
一方、ゲートの自動カットを行うことのできるトンネルゲートを採用した金型での射出成形は、射出成形後のゲートカット工程が不要で射出成形機のサイクルタイムを向上できる期待がありながら、上述のように成型品に配向現象が生じ成型品が脆くなってしまうために、採用が出来ないという問題があった。
ポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂に、配向現象を押さえる添加剤（例えば、イソフタル酸）を加えることもできるが、材料が高価になってしまう。
特に、近年試みられている使用済ペットボトルの材料の再利用においては、射出成形機のサイクルタイムを短縮して、安価に良質の成型品をつくる要請がきわめて高い。このペットボトルの原材料であるポリエチレンテレフタレートを主原料とした樹脂材には、上述の配向現象を押さえる添加剤（例えば、イソフタル酸）が加えられていない。ペットボトルの製造においては、ペットボトルの形状が単純で冷却が容易であることとダイレクトゲートやバルブゲート付きホットランナーを用いることから、上述の添加物を加えない樹脂材を用いるにもかかわらず、配向現象が生じない。このペットボトルの材料で形状の複雑な成型品を射出成形すると、その成型品に配向現象が起きやすい。
【０００９】
本発明は以上に述べた問題点に鑑み案出されたもので、従来のポリエチレンテレフタレートの射出成形品とその成型方法とその金型にかわって、ゲートの自動カットを実現し、射出成形機のサイクルタイムを短縮でき、実用の強度に耐えることの出来るポリエチレンテレフタレートの成型品とその成型方法とその金型を提供しようとする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係るポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材の射出成形によりつくられた成形品は、ウエッブとフランジとでできた断面形状が長手方向に連続する長手構造部と、前記長手構造部の長手方向の一部のウエッブまたはフランジから突出したタブ部とを備え、前記タブ部の平面部分に射出成形時のゲートをカットしたゲート跡があるものとした。
【００１１】
上記本発明の構成により、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材の射出成形によりつくられた成形品が長手構造部とタブ部を有し、長手構造部の断面形状がウエッブとフランジとででき、タブ部がそのウエッブまたはフランジから突出し、タブ部の平面部分にゲート跡があるので、タブ部のゲート跡の周囲の樹脂材には配向現象を生じるが、長手構造部の樹脂材には配向現象が生じにくく、成型品全体の強度が維持される。
また、ゲートを自動カットする様に金型をつくることも容易であり、そうすることにより射出成形のサイクルタイムを短縮することが可能である。
【００１２】
さらに、本発明に係る成形品は、前記タブ部が固定端と自由端の間に曲がり部を有し、前記ゲート跡が前記自由端側の平面部にあるものとした。
上記本発明の構成により、ゲート跡が前記自由端側の平面部にあり、タブ部が曲がり部を有しているので、タブ部のゲートから生じた配向現象が、タブ部での曲がり部で抑制され、長手構造部には配向現象が生じにくく、成型品全体の強度がさらに維持される。
【００１３】
さらに、本発明に係る成形品は、前記樹脂材が使用済ペットボトルの破砕片であるものとした。
上記本発明の構成により、樹脂材が使用済ペットボトルの破砕片であっても、強度の高い成型品をつくることができ、資源の再利用を図ることができる。
【００１４】
また、本発明に係るポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材を雄型と雌型とでできた金型に射出して成形品をつくる射出成形法は、雄型と雌型とを合わせた境目に沿ってウエッブ部とフランジ部とでできた断面形状の空隙が連続する長手空間と、前記長手空間の一部のウエッブ部またはフランジ部から突出した所定の厚みの空隙でできたタブ空間と、タブ空間の壁部に設けたゲートに連通する流入通路と、を有する金型を用意し、前記流入通路を介して前記金型へ前記樹脂材を射出するものとした。
【００１５】
上記本発明の構成により、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材の射出成形によりつくられた成形品が長手構造部とタブ部を有し、長手構造部の断面形状がウエッブとフランジででき、タブ部がそのウエッブまたはフランジから突出し、タブ部の平面部分にゲート跡があるので、タブ部のゲート跡の周囲の樹脂材には配向現象を生じるが、長手構造部の樹脂材には配向現象が生じず、成型品全体の強度が維持される。
【００１６】
さらに、本発明に係る射出成形法は、前記タブ空間が固定端と自由端の間に曲がり部を有し、前記ゲートが前記自由端側の空隙の壁部にあるものとした。
上記本発明の構成により、ゲート跡が前記自由端側の平面部にあり、タブ部空間が曲がり部を有しているので、タブ部のゲートから生じた配向現象が、タブ部での曲がり部で抑制され、長手構造部には配向現象がおきにくく、成型品全体の強度がさらに維持される。
【００１７】
さらに、本発明に係る射出成形法は、前記樹脂材が使用済ペットボトルの破砕片であるものとした。
上記本発明の構成により、樹脂材が使用済ペットボトルの破砕片であっても、強度の高い成型品をつくることができ、資源の再利用を図ることができる。
【００１８】
また、本発明に係る樹脂材の射出成形用の金型は、雄型と雌型とを合わせた境目に沿ってウエッブ部とフランジ部とでできた断面形状の空隙が連続する長手空間と、前記長手空間の長手方向の一部のウエッブ部またはフランジ部から突出した所定の厚みの空隙でできたタブ空間と、タブ空間の壁部に設けたゲートに連通する流入通路と、を備えたものとした。
上記本発明の構成により、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材の射出成形により成型品をつくると、その成形品が長手構造部とタブ部を有し、長手構造部の断面形状がウエッブとフランジとででき、タブ部がそのウエッブまたはフランジから突出し、タブ部の平面部分にゲート跡があるので、タブ部のゲート跡の周囲の樹脂材には配向現象を生じるが、長手構造部の樹脂材には配向現象が生じず、成型品全体の強度が維持される。
【００１９】
さらに、本発明に係る金型は、前記タブ空間が固定端と自由端の間に曲がり部を有し、前記ゲートが前記自由端側の空隙の壁部にあるものとした。
上記本発明の構成により、ゲート跡が前記自由端側の平面部にあり、タブ部が曲がり部を有しているので、タブ部のゲートから生じた配向現象が、タブ部での曲がり部で抑制され、長手構造部には配向現象がおきにくく、成型品全体の強度がさらに維持される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を、図面を参照して説明する。なお、各図において、共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２１】
本発明の実施形態に係る成形品の構造を説明する。図１は、本発明の実施形態の正面図と側面図と部分詳細図である。
【００２２】
成型品１０は、ポリエチレンテレフタレートを主成分とした樹脂材の射出成型品である。ポリエチレンテレフタレートは、工場から出荷される原料ペレットでも、使用済ペットボトルから再生したフレークでもよいが、経済的には使用済ペットボトルから再生したフレークのほうが好ましい。
ここでは、成型品１０がネクタイハンガーである場合を例にして説明する。成型品１０は、フック部Ｘ１とネクタイ掛止部Ｘ２とを有する。フック部Ｘ１の一端がネクタイ掛止部Ｘ２の中央と結合した形状をしている。フック部Ｘ１とネクタイ掛止部Ｘ２とは、所定の断面形状の長手構造部である。長手構造部の断面形状は、ウェッブ１１と２つのフランジ１３とで構成された、いわゆるＨ型形状をしている。ウェッブ１１の上下にフランジ１３の中央部が結合し、成形品１０が通常の使われ方をする場合に生ずる主要な曲げ力による生ずる引っ張り応力や圧縮応力を上下のフランジ１３が主に受け持つ構造をしている。フランジ部の厚みｔ１とウェッブ部の厚みｔ２は、１．４ｍｍ〜１．５ｍｍであるのが好ましい。この程度の厚さにすると射出成形時の冷却が良好であり、ポリエチレンテレフタレートは透明である。もちろん射出成形の技術は経験則によることろが大きく、厳密に１．５ｍｍを越えることがないわけではなく、射出時の温度条件や流動条件が有利な場合は、いくらか厚くてもさしつかえない。
【００２３】
タブ部１３が、フック部Ｘ１とネクタイ掛止部Ｘ２の結合部に近いフック部Ｘ１のフランジ部１２に設けられる。そのタブ部１３は、フランジ部１３の厚みｔ１と同じ厚みを有し、フランジ部１３が延長した様に突出している。タブ部１３は、片側がフランジ部１２の端と一体化して、他端が円みを帯びた半欠けのぼたん形状をしている。図では、２つのタブ部が、所定断面の上下のフランジ部に設けられているが、一方のタブ部は美観上設けられたいわゆるダミーである。本願での機能を有するタブ部は、２つのタブ部のうちの一個（以下、こちらをタブ部１３という）である。
【００２４】
折り取られたゲート跡１４がタブ部１３の平面部のやや先端寄りにある。射出成形時には、このゲート跡１４に流入通路が設けられており、溶融したポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材がこの流入通路から注入された。
タブ部のゲート跡１４からフック部のフランジ部にわたる領域Ｈで配向現象が生じ、固化した樹脂が白化している。
【００２５】
長手構造部の断面形状とタブ部とは、各種の形状を採用することができる。その共通した形状は、長手構造部が薄肉のウエッブとフランジとでできた断面形状が長手方向に連続することである。タブ部が、前記長手構造部の長手方向の一部のウエッブまたはフランジから突出した構造をしていることである。以下にその長手構造部の断面形状とタブ部の形状について図をもとに詳述する。図２は、Ｈ型断面形状を有する長手構造部の構造図と金型の空隙の構造図である。図３は、溝型断面形状を有する長手構造部の構造図と金型の空隙の構造図である。
【００２６】
（Ａ）長手構造部は、Ｈ型構造の断面形状を有する。Ｈ型断面は、縦長のウェッブ部１１の上と下とにフランジ部１２が結合している。タブ部１３がフランジ部の一部が延長する様に突出している。タブ部１３の厚さはフランジ部１２の厚さとほぼ同じである。タブ部１３は、片側がフランジ部１２の端と一体化して、他端が円みを帯びた半欠けのぼたん形状をしている。
金型の雌型と雄型との合わせ目（以下、パーティングという）を中心に線対称となるように長手構造部の断面形状の空隙が存在する。断面形状の空隙は、ウェッブ部空隙１１ｃとフランジ部空隙１２Ｃとから成る。さらにフランジ部空隙１２Ｃの一方にタブ部空隙１３ｃが存在する。そのタブ部空隙の壁部の一ヶ所にゲート空隙１４ｃが存在し、そのゲート空隙１４ｃにはコールドスラッグウェル空隙（以下、溜り空隙という）３５Ｃの先端部が連通している。さらに、溜り空隙３５ｃには第二スプルー空隙３４ｃが連通している。
【００２７】
（Ｂ）長手構造部は、Ｈ型構造の断面形状を有する。Ｈ型断面は、縦長のウェッブ部１１の上と下とにフランジ部１２が結合している。タブ部１５が、ウェッブ部１１の一部が延長する様に、フランジ部１１の中央部から突出している。タブ部１５の厚さはウェッブ部１１の厚さとほぼ同じである。タブ部１５は、曲がり部を有したＬ字型形状をしており、片端がフランジ部１２の中央部と一体化して、自由端の他端が円みを帯びた半欠けのぼたん形状をしている。
金型のパーティングを中心に線対称となるように長手構造部の断面形状の空隙が存在する。断面形状の空隙は、ウェッブ部空隙１１ｃとフランジ部空隙１２Ｃとから成る。さらにフランジ部空隙１２Ｃの中央にタブ部空隙１５ｃが存在する。タブ部空隙１５ｃは曲がり部を有するＬ字形状をしており、そのタブ部空隙１５ｃの壁面の一ヶ所にゲート空隙１６ｃが存在し、そのゲート空隙１６ｃには溜り空隙３５Ｃの先端部が連通している。さらに、溜り空隙３５ｃには第二スプルー空隙３４ｃが連通している。
【００２８】
（Ｃ）長手構造部は、Ｈ型構造の断面形状を有する。Ｈ型断面は、縦長のウェッブ部１１の上と下とにフランジ部１２が結合している。タブ部１７がウェッブ部１１の一部が延長する様にフランジ部１１の中央部から突出している。タブ部１７の厚さはウェッブ部１１の厚さとほぼ同じである。タブ部１７は、片端がフランジ部１２の中央部と一体化して、自由端の他端が円みを帯びた半欠けのぼたん形状をしている。
金型のパーティングを中心に対称となるように長手構造部の断面形状の空隙が存在する。断面形状の空隙は、ウェッブ部空隙１１ｃとフランジ部空隙１２Ｃとから成る。さらにタブ部空隙１８ｃがフランジ部空隙１２Ｃの中央に存在する。タブ部空隙１７ｃの平面部の一ヶ所にゲート空隙１８ｃが存在し、そのゲート空隙１８ｃには第二スプルー空隙３４Ｃの先端部が連通している。
【００２９】
（Ｄ）長手構造部２０は、溝型構造の断面形状を有する。溝型断面は、縦長のウェッブ部２１の上と下とにフランジ部２２が結合している。タブ部２３がフランジ部２２の一部が延長する様に突出している。タブ部２３の厚さはフランジ部２２の厚さとほぼ同じである。タブ部２３は、片側がフランジ部２２の端と一体化して、他端が円みを帯びた半欠けのぼたん形状をしている。
金型のパーティングがウェッブ部空隙２１ｃの中央線と重なるように長手構造部の断面形状の空隙が存在する。断面形状の空隙は、ウェッブ部空隙２１ｃとフランジ部空隙２２Ｃとから成る。さらにフランジ部空隙２２Ｃの一方にタブ部空隙２３ｃが存在する。そのタブ部空隙２３ｃの壁面の一ヶ所にゲート空隙２４ｃが存在し、そのゲート空隙２４ｃには溜り空隙３５Ｃの先端部が連通している。さらに、溜り空隙３５ｃには第二スプルー空隙３４ｃが連通している。
【００３０】
（Ｅ）長手構造部２０は、溝型構造の断面形状を有する。溝型断面は、縦長のウェッブ部２１の上と下とにフランジ部２２が結合している。タブ部２５がウェッブ部２１の一部が延長する様にフランジ部２２の端から突出している。タブ部２５の厚さはウェッブ部２１の厚さとほぼ同じである。タブ部２５は、曲がり部を有するＬ字型形状をしており、片端がフランジ部２２の端と一体化して、自由端の他端が円みを帯びた半欠けのぼたん形状をしている。
金型のパーティングがウェッブ部空間２１ｃの中央線となるように長手構造部の断面形状の空隙が存在する。断面形状の空隙は、ウェッブ部空隙２１ｃとフランジ部空隙２２Ｃとから成る。さらにフランジ部空隙２２Ｃの端にタブ部空隙２５ｃが存在する。タブ部空隙２５ｃは曲がり部を有するＬ字形状をしており、そのタブ部空隙２５ｃの壁面の一ヶ所にゲート空隙２６ｃが存在し、そのゲート空隙２６ｃには溜り空隙３５Ｃの先端部が連通している。さらに、溜り空隙３５ｃには第二スプルー空隙３４ｃが連通している。
【００３１】
（Ｆ）長手構造部２０は、溝型構造の断面形状を有する。溝型断面は、縦長のウェッブ部２１の上と下とにフランジ部２２が結合している。タブ部２７がウェッブ部２１の一部が延長する様にフランジ部２１の端から突出している。タブ部２７の厚さはウェッブ部２１の厚さとほぼ同じである。タブ部２７は、片端がフランジ部２２の端と一体化して、自由端の他端が円みを帯びた半欠けのぼたん形状をしている。
金型のパーティングがウェッブ部空間２１ｃの中央線となるように長手構造部の断面形状の空隙が存在する。断面形状の空隙は、ウェッブ部空隙２１ｃとフランジ部空隙２２Ｃとならなる。さらにフランジ部空隙２２Ｃの端にタブ部空隙２７ｃが存在する。タブ部空隙２７ｃの平面部の一ヶ所にゲート空隙２８ｃが存在し、そのゲート空隙２８ｃには第二スプルー空隙３４Ｃの先端部が繋がっている。
【００３２】
次に、樹脂材の射出成形の手順について説明する。使用済ペットボトルの再生素材を使用するのが経済的に有利であるので、使用済ペットボトルから成型品をつくる場合を例に取り説明する。図４は、本発明の実施形態の射出成形の手順図である。
（ＡＡ）使用済ペットボトル５０を回収する。使用済ペットボトルのラベルやキャップを除去して、洗浄する。
（ＢＢ）ペットボトルを破砕し、フレーク状にして乾燥する。
（ＣＣ）ポリエチレンテレフタレートを主成分とするフレークを乾燥させて、射出成形機４０に投入し、金型３０に射出する。金型は水冷却されている。
（ＤＤ）樹脂の温度が十分に低下して固化すると、金型３０の雌型と雄型を開く。成型品とランナーとを繋ぐゲートが自動的にカットされ、成型品１０，２０を取り出す。
【００３３】
次に、金型での射出成形の様子を図をもとに説明する。図５は、射出成形時の金型の断面図である。金型３０は、雌型３２と雄型３１とを有する。雄型３１と雌型３２との間のパーティングには、成形品を成形する空隙があいている。雌型には、スプルーとランナーが形つくられている。さらに、ノックアウトピン３６が雄型に中に仕込まれている。また、金型は、水冷装置（図示せず）により冷却され、金型の表面はほぼ２０度Ｃ程度に維持されている。
雌型３２と雄型３１をガイドピン（図示せず）にガイドさせて合わせる。射出器４０のスクリューフィーダ（図示せず）によりフレークをフィードする。フィードされたフレークは、外部加熱の熱とフィードの摩擦熱とにより昇温する。フレークは、３００度Ｃ程度で溶融し、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材となって金型に射出される。溶融した樹脂材は、センタースプルー（第一スプルー）３３とランナーと第二スプルー３４とコールドスラッグウェル（溜まり）３５を経由してゲートから成型品の空隙に射出される。樹脂材は金型の空隙内に充満し、金型により冷却されて固化する。
長手構造部は、薄肉であるので金型の表面から急激に冷却され固化し、配向現象が発生せす、きれいな透明となる。一方、タブ部では、ゲート跡付近から長手構造部に繋がる付近の樹脂財に配向現象が発生して、白化する。
雄型３１と雌型３２とをガイドピンにガイドさせて開く、成型品が雄型３１に取り残されて、成型品とコールドスラッグとがゲート部分で切り離される。ノックアウトピン３６が雄型３１から成型品を押し出す。自動的に成型品とコールドスラッグと一体となったスプルーとランナーとが分離して、取り出される。
【００３４】
上述の実施形態の成型品と射出成形方法と金型を用いれば、ポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材が、タブ部の平面に設けられたゲートから成型品と同形の空隙を持った金型へ射出され、樹脂材がタブ部を経由して長手構造部に流れる。配向現象がタブ部で生じるので、タブ部の硬度が上がり脆くなる。しかし、配向現象が長手構造部には生じないので、成型品全体での強度の劣化がない。
また、タブ部が曲がり部を有するＬ字形状をしたものでは、樹脂材の配向現象が曲がり部で抑制されて、配向現象をおこした樹脂材が長手構造部には流れないので、より成型品全体での強度の劣化がない。
また、使用済ペットボトルの破砕片を樹脂材の原料として使用すると、配向現象を起こしやすい成分であるにもかかわらず、長手構造部の樹脂材に配向現象をおこしていない成型品をつくることができ、資源の再利用を図ることができる。
また、長手構造部に配向現象を起こしにくいので、射出成形条件の悪い、例えば梅雨時でも、安定して成型品を射出成形できる。
【００３５】
本発明は以上に述べた実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で各種の変更が可能である。
長手構造部の断面形状をＨ型と溝型とで説明したがこれに限定されず、例えば、Ｔ型やＥ型やＦ型や山型やＩ型や球平型等でもよい。
タブ部の厚みを長手構造部のウェッブ部の厚みやフランジ部の厚みとほぼ同じと説明したがこれに限定されず、長手構造部に配向現象が生じない厚みであればよい。
タブ部の形状を半欠けのぼたん形状と説明したがこれに限定されず、例えば四角形状や三角形状等でもよい。
タブ部がフランジ部の縁や中央部から突出する例で説明したがこれに限定されず、例えば、フランジ部の任意の位置やウェッブ部の中央部等から突出してもよい。
配向現象が、タブ部には生じ、長手構造部には生じないと説明したが、タブ部と長手構造部の物理的境目ははっきりしないので、配向現象を生じた樹脂材がタブ部と長手構造部の形状上の境目にあっても、成型品全体として脆くなければよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の成型品と射出成形方法と金型は、その構成により、以下の効果を有する。
ポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材の射出成形によりつくられた成形品が長手構造部とタブ部を有し、タブ部のゲート跡の周囲の樹脂材には配向現象を生じるが、長手構造部の樹脂材には配向現象が生じず、成型品全体の強度が低下しない。
また、ゲートを自動カットする様に金型をつくることも容易であり、そうすることにより射出成形のサイクルタイムを短縮することが可能である。
また、タブ部のゲートから生じた配向現象が、タブ部での曲がり部で抑制され、長手構造部には配向現象がおきにくく、成型品全体の強度がさらに維持される。
また、使用済ペットボトルの破砕片を樹脂材として利用しても、強度の高い成型品をつくることができ、資源の再利用を図ることができる。
従って、ゲートの自動カットを実現し、射出成形機のサイクルタイムを短縮でき、実用の強度に耐えることの出来るポリエチレンテレフタレートの成型品とその成型方法とその金型を提供できる。
【００３７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の正面図と側面図と部分詳細図である。
【図２】本発明の実施形態の構造図と金型の空隙の構造図である。
【図３】本発明の実施形態の構造図と金型の空隙の構造図である。
【図４】本発明の実施形態の射出成形の手順図である。
【図５】本発明の実施形態の射出成形時の金型の断面図である。
【符号の説明】
Ｘ１ フック部
Ｘ２ ネクタイ掛止部
１０ 成型品
１１ 長手構造部のウェッブ部
１１ｃ ウェッブ部の空隙
１２ 長手構造部のフランジ部
１２ｃ フランジ部の空隙
１３ タブ部
１３ｃ タブ部の空隙
１４ ゲート跡
１４ｃ ゲート空隙
１５ タブ部
１５ｃ タブ部の空隙
１６ ゲート跡
１６ｃ ゲート空隙
１７ タブ部
１７ｃ タブ部の空隙
１８ ゲート部
１８ｃ ゲート空隙
２０ 成型品
２１ 長手構造部のウェッブ部
２１ｃ ウェッブ部の空隙
２２ 長手構造部のフランジ部
２２ｃ フランジ部の空隙
２３ タブ部
２３ｃ タブ部の空隙
２４ ゲート跡
２４ｃ ゲート空隙
２５ タブ部
２５ｃ タブ部の空隙
２６ ゲート跡
２６ｃ ゲート空隙
２７ タブ部
２７ｃ タブ部の空隙
２８ ゲート部
２８ｃ ゲート空隙
３０ 金型
３１ 雄型
３２ 雌型
３３ スプルー
３４ 第二スプルー
３４ｃ 第二スプルー空隙
３５ コールドスラッグウェル（溜まり）
３５ｃ コールドスラッグウェル（溜まり）空隙
３６ ノックアウトピン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for producing a molded product by injection molding a resin material mainly composed of polyethylene terephthalate, which is a typical resin material for a PET bottle.
[0002]
[Prior art]
Polyethylene terephthalate is a crystalline resin material and has excellent properties such as toughness, little creep and fatigue, excellent electrical characteristics, resistance to organic solvents and oils, and nontoxicity. Polyethylene terephthalate is often used as a material for so-called PET bottles.
Recently, focusing on its excellent properties, it has been attempted to form a recycled product from recycled polyethylene terephthalate pulverized material by converting used PET bottles into materials through pulverization, washing, dehydration and drying processes. . However, it has only been regenerated mainly as a film material or a fiber material.
[0003]
The applicants have succeeded in producing a molded article made by injection molding polyethylene terephthalate by various means. One of the causes of difficulty in the injection molding of polyethylene terephthalate is a polymer orientation phenomenon. That is, when polyethylene terephthalate melted at a high temperature (for example, 300 ° C.) is injection-molded into a mold made of a male mold and a female mold, and then cooled slowly, the crystal orientation of the polyethylene terephthalate polymer is changed. Will be aligned. Even if a sudden physical shock (for example, a sudden pressure drop) is given to polyethylene terephthalate, the orientation of the polymer crystals is aligned. This phenomenon is called an orientation phenomenon. When this phenomenon occurs, the molded product is whitened, and the whitened portion becomes extremely brittle. For example, when this orientation phenomenon occurs in a hanger, which is a daily miscellaneous goods, it may break from a whitened portion when used in a daily use form.
[0004]
Applicants have made the molded product a structure of a longitudinal member having a cross-section composed of a thin web portion (for example, about 1.5 mm) and a flange portion, thereby facilitating cooling during orientation and orientation. The phenomenon was prevented. The molten polyethylene terephthalate injected into the gaps in the mold is cooled and solidified by the mold surface. Since the thickness of the gap is thin, cooling in the mold proceeds rapidly, and the orientation phenomenon of polyethylene terephthalate is suppressed.
[0005]
In the injection molding, a molten resin material is poured into a gap corresponding to a molded product formed at a joint (referred to as parting) where a male mold and a female mold meet, and is molded. The injection mold is provided with a sprue, a runner, and a gate as a passage through which a molding material flows. The sprue is an inflow path from a portion in contact with the molding machine nozzle to the runner. The runner is an inflow passage from the sprue to the molded product. Often provided with parting. The cross section of the runner is usually circular, but a trapezoid that can be worked only on one side of the parting is practical. In multi-cavity molds, the placement of molded products and runners is important. Sprues and runners are usually removed after molding. The gate is an inlet that flows into the molded product from the runner. In principle, the gate should be attached to the thick part near the center of the molded product.
[0006]
After molding, the runner is separated from the molded product at the gate. Typical gates include a direct gate, a side gate, a tunnel gate, a fan gate, and the like, but a direct gate has been mainly used for a molded product of a resin material mainly composed of polyethylene terephthalate.
The direct gate is a form in which the sprue becomes a gate as it is. Although it is easy to mold, the gate needs to be cut off after molding. Used when molding intermediate products for PET bottles.
The fan gate is a form that flows from the runner into a molded product while spreading in a fan shape. Suitable for wide flat plate, suitable for materials with poor flow. The gate must be cut off after molding.
If it is said gate, an orientation phenomenon will not generate | occur | produce in a molded product but a favorable molded product can be obtained. However, it is necessary to cut the gate after molding. Alternatively, in order to cut the gate during the injection molding process, a gate cutter is prepared in the gate portion of the mold, injection molding is performed, and the gate is cut by the gate cutter when the temperature of the gate portion reaches a predetermined temperature.
[0007]
On the other hand, there is a method in which the gate is automatically cut when the male mold and the female mold are opened after the molded product is cooled by injection molding. In order to employ this method, for example, a tunnel gate is employed. A tunnel gate is a gate that is attached to an inconspicuous place on the inside or side of a molded product, and there is no need to finish the separated gate. However, since the gate portion is thin and long, the pressure drop is large. When polyethylene terephthalate is injection molded using a tunnel gate, an orientation phenomenon occurs near the gate of the molded product.
Even if the thickness of the product is reduced in order to rapidly cool the molded product, the orientation phenomenon occurs in the gate part because of a large pressure drop during injection.
Therefore, in the injection molding of polyethylene terephthalate, it is considered that the injection molding cannot be performed without using a direct gate or the like with a simple shape (for example, the shape of a PET bottle) that can provide sufficient cooling. It was.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of injection molding using a mold that employs the direct gate described above, there is a problem that the gate needs to be cut off after injection molding and is not suitable for mass production.
In addition, in the case of injection molding with a mold that combines a gate and a gate cutter, the mold can only be opened after the injection molding process and after the gate cutting process, and the cycle time of the injection molding machine can be reduced. There was a problem that it could not be shortened.
On the other hand, injection molding with a mold that employs a tunnel gate that can perform automatic gate cutting is expected to improve the cycle time of the injection molding machine without the need for a gate cutting step after injection molding. As described above, an orientation phenomenon occurs in the molded product, and the molded product becomes brittle.
Although an additive (for example, isophthalic acid) that suppresses the orientation phenomenon can be added to the resin mainly composed of polyethylene terephthalate, the material becomes expensive.
In particular, in the recycling of used PET bottle materials that has been attempted in recent years, there is an extremely high demand for reducing the cycle time of an injection molding machine and producing a high-quality molded product at low cost. The additive (for example, isophthalic acid) which suppresses the above-mentioned orientation phenomenon is not added to the resin material which uses the polyethylene terephthalate which is the raw material of this PET bottle as the main raw material. In the manufacture of PET bottles, the shape of the PET bottle is simple and easy to cool, and since a hot runner with a direct gate and a valve gate is used, despite using a resin material that does not add the above-mentioned additives, No orientation phenomenon occurs. When a molded product having a complicated shape is injection molded from the material of the PET bottle, an orientation phenomenon is likely to occur in the molded product.
[0009]
The present invention has been devised in view of the above-described problems, and instead of the conventional polyethylene terephthalate injection molded product, its molding method and its mold, automatic gate cutting is realized, and the injection molding machine It is intended to provide a molded article of polyethylene terephthalate that can shorten the cycle time and can withstand practical strength, a molding method thereof, and a mold thereof.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a molded product made by injection molding of a resin material mainly composed of polyethylene terephthalate according to the present invention has a longitudinal structure in which a cross-sectional shape made of a web and a flange is continuous in the longitudinal direction. And a tab portion protruding from a web or a flange in a part of the longitudinal structure portion in the longitudinal direction, and a gate mark obtained by cutting a gate at the time of injection molding is formed on a flat portion of the tab portion.
[0011]
According to the configuration of the present invention, a molded product made by injection molding of a resin material mainly composed of polyethylene terephthalate has a longitudinal structure portion and a tab portion, and the cross-sectional shape of the longitudinal structure portion can be a web and a flange. Since the tab part protrudes from the web or flange and there is a gate mark on the flat part of the tab part, an orientation phenomenon occurs in the resin material around the gate mark in the tab part, but an orientation phenomenon occurs in the resin material in the longitudinal structure part. The strength of the entire molded product is maintained.
It is also easy to make a mold so that the gate is automatically cut, and by doing so, it is possible to shorten the cycle time of injection molding.
[0012]
Furthermore, in the molded product according to the present invention, the tab portion has a bent portion between the fixed end and the free end, and the gate mark is on the flat portion on the free end side.
According to the configuration of the present invention, since the gate mark is in the flat portion on the free end side and the tab portion has a bent portion, the orientation phenomenon generated from the gate of the tab portion is the bent portion in the tab portion. It is suppressed, the orientation structure is less likely to occur in the longitudinal structure portion, and the strength of the entire molded product is further maintained.
[0013]
Furthermore, in the molded product according to the present invention, the resin material is a crushed piece of a used plastic bottle.
According to the configuration of the present invention, even if the resin material is a crushed piece of a used PET bottle, a molded product having high strength can be produced, and resources can be reused.
[0014]
The injection molding method for producing a molded product by injecting a resin material mainly composed of polyethylene terephthalate according to the present invention into a mold made of a male mold and a female mold is a boundary between the male mold and the female mold. A longitudinal space in which a gap having a cross-sectional shape formed by the web portion and the flange portion continues along the web, and a tab space made by a gap having a predetermined thickness protruding from the web portion or the flange portion of a part of the longitudinal space; A mold having an inflow passage communicating with a gate provided in a wall portion of the tab space is prepared, and the resin material is injected into the mold through the inflow passage.
[0015]
According to the configuration of the present invention, a molded product made by injection molding of a resin material mainly composed of polyethylene terephthalate has a longitudinal structure portion and a tab portion, and the cross-sectional shape of the longitudinal structure portion can be formed of a web and a flange. Since the part protrudes from the web or flange and there is a gate mark on the flat part of the tab part, an orientation phenomenon occurs in the resin material around the gate mark in the tab part, but an orientation phenomenon occurs in the resin material in the longitudinal structure part. It does not occur and the strength of the entire molded product is maintained.
[0016]
Further, in the injection molding method according to the present invention, the tab space has a bent portion between a fixed end and a free end, and the gate is in a wall portion of the space on the free end side.
According to the configuration of the present invention, since the gate mark is in the flat portion on the free end side and the tab portion space has a bent portion, the orientation phenomenon generated from the gate of the tab portion is caused by the bent portion in the tab portion. Therefore, an orientation phenomenon hardly occurs in the longitudinal structure portion, and the strength of the entire molded product is further maintained.
[0017]
Furthermore, in the injection molding method according to the present invention, the resin material is a crushed piece of a used PET bottle.
According to the configuration of the present invention, even if the resin material is a crushed piece of a used PET bottle, a molded product having high strength can be produced, and resources can be reused.
[0018]
Further, the mold for injection molding of the resin material according to the present invention is a longitudinal space in which a gap having a cross-sectional shape made of a web portion and a flange portion is continuous along a boundary line where a male die and a female die are combined, and A tab space made of a gap having a predetermined thickness protruding from a web portion or a flange portion in the longitudinal direction of the longitudinal space, and an inflow passage communicating with a gate provided in a wall portion of the tab space. It was.
According to the configuration of the present invention, when a molded product is made by injection molding of a resin material mainly composed of polyethylene terephthalate, the molded product has a longitudinal structure portion and a tab portion, and the sectional shape of the longitudinal structure portion is a web and a flange. The tab part protrudes from the web or flange, and there is a gate mark on the flat part of the tab part. Therefore, an orientation phenomenon occurs in the resin material around the gate mark of the tab part. No orientation phenomenon occurs, and the strength of the entire molded product is maintained.
[0019]
Further, in the mold according to the present invention, the tab space has a bent portion between a fixed end and a free end, and the gate is in a wall portion of the space on the free end side.
According to the configuration of the present invention, since the gate mark is in the flat portion on the free end side and the tab portion has a bent portion, the orientation phenomenon generated from the gate of the tab portion is the bent portion in the tab portion. It is suppressed, and the orientation phenomenon hardly occurs in the longitudinal structure portion, and the strength of the entire molded product is further maintained.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, common portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0021]
The structure of the molded product according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a front view, a side view, and a partial detail view of an embodiment of the present invention.
[0022]
The molded product 10 is an injection molded product of a resin material mainly composed of polyethylene terephthalate. Polyethylene terephthalate may be raw material pellets shipped from a factory or flakes regenerated from used PET bottles, but economically, flakes regenerated from used PET bottles are more preferable.
Here, the case where the molded product 10 is a tie hanger will be described as an example. The molded product 10 has a hook portion X1 and a tie hooking portion X2. One end of the hook portion X1 has a shape combined with the center of the tie hook portion X2. The hook portion X1 and the tie hooking portion X2 are longitudinal structure portions having a predetermined cross-sectional shape. The cross-sectional shape of the longitudinal structure portion is a so-called H-shape composed of a web 11 and two flanges 13. The center part of the flange 13 is coupled to the upper and lower sides of the web 11 so that the upper and lower flanges 13 mainly handle the tensile stress and the compressive stress generated by the main bending force generated when the molded product 10 is used in a normal manner. is doing. The thickness t1 of the flange portion and the thickness t2 of the web portion are preferably 1.4 mm to 1.5 mm. With this thickness, cooling during injection molding is good, and polyethylene terephthalate is transparent. Of course, the technique of injection molding is largely based on empirical rules and does not strictly exceed 1.5 mm. If the temperature conditions and flow conditions at the time of injection are advantageous, it may be somewhat thicker.
[0023]
A tab portion 13 is provided on the flange portion 12 of the hook portion X1 close to the coupling portion between the hook portion X1 and the tie hooking portion X2. The tab portion 13 has the same thickness as the thickness t1 of the flange portion 13 and protrudes as if the flange portion 13 is extended. The tab portion 13 has a half-cut shape in which one side is integrated with the end of the flange portion 12 and the other end is rounded. In the figure, two tab portions are provided on the upper and lower flange portions of a predetermined cross section, but one tab portion is a so-called dummy provided aesthetically. The tab portion having a function in the present application is one of the two tab portions (hereinafter referred to as the tab portion 13).
[0024]
The broken gate mark 14 is slightly closer to the tip of the flat portion of the tab portion 13. At the time of injection molding, an inflow passage is provided in the gate mark 14, and a resin material mainly composed of melted polyethylene terephthalate is injected from the inflow passage.
An orientation phenomenon occurs in a region H extending from the gate trace 14 of the tab portion to the flange portion of the hook portion, and the solidified resin is whitened.
[0025]
Various shapes can be adopted for the cross-sectional shape of the longitudinal structure portion and the tab portion. The common shape is that the cross-sectional shape made of a web and a flange having a thin longitudinal structure is continuous in the longitudinal direction. The tab portion has a structure protruding from a part of the longitudinal web of the longitudinal structure portion or the flange. Hereinafter, the cross-sectional shape of the longitudinal structure portion and the shape of the tab portion will be described in detail based on the drawings. FIG. 2 is a structural diagram of a longitudinal structure having an H-shaped cross-sectional shape and a structural diagram of a void of a mold. FIG. 3 is a structural diagram of a longitudinal structure portion having a groove mold cross-sectional shape and a structural diagram of a void of a mold.
[0026]
(A) The longitudinal structure portion has a cross-sectional shape of an H-type structure. In the H-shaped cross section, the flange portion 12 is coupled to the top and bottom of the vertically long web portion 11. The tab portion 13 protrudes so that a part of the flange portion extends. The thickness of the tab portion 13 is substantially the same as the thickness of the flange portion 12. The tab portion 13 has a half-cut shape in which one side is integrated with the end of the flange portion 12 and the other end is rounded.
There is a gap in the cross-sectional shape of the longitudinal structure so as to be line-symmetric about the joint (hereinafter referred to as parting) between the female mold and male mold. The cross-sectional gap is composed of a web portion gap 11c and a flange portion gap 12C. Furthermore, the tab part space | gap 13c exists in one side of the flange part space | gap 12C. A gate gap 14c is present at one wall portion of the tab gap, and the tip of a cold slug well gap (hereinafter referred to as a pool gap) 35C communicates with the gate gap 14c. Further, the second sprue gap 34c communicates with the pool gap 35c.
[0027]
(B) The longitudinal structure portion has a cross-sectional shape of an H-type structure. In the H-shaped cross section, the flange portion 12 is coupled to the top and bottom of the vertically long web portion 11. The tab part 15 protrudes from the center part of the flange part 11 so that a part of web part 11 may extend. The thickness of the tab portion 15 is substantially the same as the thickness of the web portion 11. The tab portion 15 has an L-shaped shape with a bent portion, and has one end integrated with the central portion of the flange portion 12 and a half-cut shape with the other end of the free end rounded. ing.
There is a gap in the cross-sectional shape of the longitudinal structure so as to be line symmetric with respect to the parting of the mold. The cross-sectional gap is composed of a web portion gap 11c and a flange portion gap 12C. Further, a tab portion gap 15c exists in the center of the flange portion gap 12C. The tab portion gap 15c has an L shape having a bent portion, and a gate gap 16c exists at one place on the wall surface of the tab portion gap 15c, and the tip end portion of the pool gap 35C communicates with the gate gap 16c. ing. Further, the second sprue gap 34c communicates with the pool gap 35c.
[0028]
(C) The longitudinal structure portion has a cross-sectional shape of an H-type structure. In the H-shaped cross section, the flange portion 12 is coupled to the top and bottom of the vertically long web portion 11. The tab part 17 protrudes from the center part of the flange part 11 so that a part of web part 11 may extend. The thickness of the tab portion 17 is substantially the same as the thickness of the web portion 11. The tab portion 17 has a half-cut shape in which one end is integrated with the center portion of the flange portion 12 and the other end of the free end is rounded.
There is a gap in the cross-sectional shape of the longitudinal structure so as to be symmetric about the parting of the mold. The cross-sectional gap is composed of a web portion gap 11c and a flange portion gap 12C. Furthermore, the tab part space | gap 18c exists in the center of the flange part space | gap 12C. A gate air gap 18c exists at one place on the flat surface of the tab air gap 17c, and the tip of the second sprue air gap 34C communicates with the gate air gap 18c.
[0029]
(D) The longitudinal structure portion 20 has a cross-sectional shape of a groove type structure. In the groove type cross section, the flange portion 22 is coupled to the upper and lower portions of the vertically long web portion 21. The tab portion 23 protrudes so that a part of the flange portion 22 extends. The thickness of the tab portion 23 is substantially the same as the thickness of the flange portion 22. The tab portion 23 has a half-cut shape with one side integrated with the end of the flange portion 22 and the other end rounded.
A gap having a cross-sectional shape of the longitudinal structure portion exists so that the mold parting overlaps the center line of the web portion gap 21c. The cross-sectional gap is composed of a web portion gap 21c and a flange portion gap 22C. Furthermore, the tab part space | gap 23c exists in one side of the flange part space | gap 22C. A gate gap 24c is present at one place on the wall surface of the tab gap 23c, and the tip of the pool gap 35C communicates with the gate gap 24c. Further, the second sprue gap 34c communicates with the pool gap 35c.
[0030]
(E) The longitudinal structure 20 has a cross-sectional shape of a groove structure. In the groove type cross section, the flange portion 22 is coupled to the upper and lower portions of the vertically long web portion 21. The tab portion 25 protrudes from the end of the flange portion 22 so that a part of the web portion 21 extends. The thickness of the tab portion 25 is substantially the same as the thickness of the web portion 21. The tab portion 25 has an L-shaped shape having a bent portion, one end is integrated with the end of the flange portion 22, and the other end of the free end has a half-cut shape with a round shape. .
There is a gap in the cross-sectional shape of the longitudinal structure portion so that the mold parting becomes the center line of the web portion space 21c. The cross-sectional gap is composed of a web portion gap 21c and a flange portion gap 22C. Further, a tab portion gap 25c exists at the end of the flange portion gap 22C. The tab portion gap 25c has an L-shape having a bent portion, and a gate gap 26c exists at one place on the wall surface of the tab portion gap 25c, and the tip end portion of the pool gap 35C communicates with the gate gap 26c. ing. Further, the second sprue gap 34c communicates with the pool gap 35c.
[0031]
(F) The longitudinal structure 20 has a cross-sectional shape of a groove structure. In the groove type cross section, the flange portion 22 is coupled to the upper and lower portions of the vertically long web portion 21. The tab portion 27 protrudes from the end of the flange portion 21 so that a part of the web portion 21 extends. The thickness of the tab portion 27 is substantially the same as the thickness of the web portion 21. The tab portion 27 has one end integrated with the end of the flange portion 22 and has a half-cut shape with the other end of the free end rounded.
There is a gap in the cross-sectional shape of the longitudinal structure portion so that the mold parting becomes the center line of the web portion space 21c. The cross-sectional gaps are the web part gap 21c and the flange part gap 22C. Further, a tab portion gap 27c exists at the end of the flange portion gap 22C. A gate gap 28c is present at one location on the flat surface of the tab gap 27c, and the tip of the second sprue gap 34C is connected to the gate gap 28c.
[0032]
Next, a procedure for injection molding of the resin material will be described. Since it is economically advantageous to use a recycled material of a used PET bottle, a case where a molded product is made from a used PET bottle will be described as an example. FIG. 4 is a flowchart of injection molding according to the embodiment of the present invention.
(AA) Collect used PET bottles 50. Remove used PET bottle labels and caps and clean.
(BB) A plastic bottle is crushed and made into flakes and dried.
(CC) The flakes mainly composed of polyethylene terephthalate are dried, put into the injection molding machine 40, and injected into the mold 30. The mold is water cooled.
(DD) When the temperature of the resin is sufficiently lowered and solidified, the female mold and male mold of the mold 30 are opened. The gate connecting the molded product and the runner is automatically cut, and the molded products 10 and 20 are taken out.
[0033]
Next, the state of injection molding with a mold will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a cross-sectional view of the mold during injection molding. The mold 30 has a female mold 32 and a male mold 31. In the parting between the male mold 31 and the female mold 32, there is a gap for molding the molded product. The female mold has sprues and runners. Further, a knockout pin 36 is charged into the male mold. The mold is cooled by a water cooling device (not shown), and the surface of the mold is maintained at about 20 degrees C.
The female mold 32 and the male mold 31 are guided and aligned with a guide pin (not shown). Flakes are fed by a screw feeder (not shown) of the injector 40. The fed flakes are heated by the heat of external heating and the frictional heat of the feed. The flakes are melted at about 300 ° C. and become a resin material containing polyethylene terephthalate as a main component and injected into a mold. The molten resin material is injected from the gate into the gap of the molded product via the center sprue (first sprue) 33, the runner, the second sprue 34, and the cold slug well (reservoir) 35. The resin material fills in the voids of the mold and is cooled and solidified by the mold.
Since the longitudinal structure portion is thin, it is rapidly cooled and solidified from the surface of the mold, and becomes a clear transparency that causes an orientation phenomenon. On the other hand, in the tab portion, an orientation phenomenon occurs in the resin goods near the gate trace to the longitudinal structure portion, and whitening occurs.
The male mold 31 and the female mold 32 are opened by being guided by the guide pins, the molded product is left behind in the male mold 31, and the molded product and the cold slug are separated at the gate portion. The knockout pin 36 pushes out the molded product from the male die 31. The sprue and the runner integrated with the molded product and the cold slug are automatically separated and taken out.
[0034]
If the molded product, the injection molding method, and the mold of the above-described embodiment are used, the resin material mainly composed of polyethylene terephthalate is a mold having a gap that is the same shape as the molded product from the gate provided on the plane of the tab portion. The resin material flows into the longitudinal structure portion via the tab portion. Since the orientation phenomenon occurs in the tab portion, the hardness of the tab portion increases and becomes brittle. However, since the orientation phenomenon does not occur in the longitudinal structure portion, there is no deterioration in the strength of the entire molded product.
In addition, in the case where the tab portion has an L shape with a bent portion, the orientation phenomenon of the resin material is suppressed at the bent portion, and the resin material that has caused the orientation phenomenon does not flow to the longitudinal structure portion. There is no deterioration of the overall strength.
In addition, when the pieces of used plastic bottles are used as the raw material for the resin material, it is possible to produce a molded product that does not cause the orientation phenomenon in the resin material in the longitudinal structure, despite being a component that easily causes the orientation phenomenon. Can be reused.
In addition, since the orientation phenomenon is unlikely to occur in the longitudinal structure portion, the molded product can be stably injection-molded even under poor injection molding conditions, for example, in the rainy season.
[0035]
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
Although the cross-sectional shape of the longitudinal structure portion has been described with the H shape and the groove shape, it is not limited thereto, and for example, a T shape, an E shape, an F shape, a mountain shape, an I shape, a spherical shape, or the like may be used.
Although it has been described that the thickness of the tab portion is substantially the same as the thickness of the web portion and the flange portion of the longitudinal structure portion, the thickness is not limited to this, and any thickness that does not cause an orientation phenomenon in the longitudinal structure portion may be used.
Although the shape of the tab portion has been described as a half-cut shape, it is not limited thereto, and may be, for example, a quadrangular shape or a triangular shape.
Although an example in which the tab portion protrudes from the edge or center portion of the flange portion has been described, the present invention is not limited to this. For example, the tab portion may protrude from an arbitrary position of the flange portion, the center portion of the web portion, or the like.
Although it has been explained that the orientation phenomenon occurs in the tab portion and not in the longitudinal structure portion, the physical boundary between the tab portion and the longitudinal structure portion is not clear. Even if it is on the boundary of the shape of the part, it is sufficient that the entire molded product is not brittle.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, the molded article, the injection molding method, and the mold of the present invention have the following effects depending on the configuration.
A molded product made by injection molding of a resin material mainly composed of polyethylene terephthalate has a longitudinal structure part and a tab part, and an orientation phenomenon occurs in the resin material around the gate mark of the tab part. No orientation phenomenon occurs in the resin material, and the strength of the entire molded product does not decrease.
It is also easy to make a mold so that the gate is automatically cut, and by doing so, it is possible to shorten the cycle time of injection molding.
Further, the orientation phenomenon generated from the gate of the tab portion is suppressed by the bent portion at the tab portion, and the orientation phenomenon hardly occurs in the longitudinal structure portion, and the strength of the entire molded product is further maintained.
Moreover, even if the fragment of a used PET bottle is used as a resin material, a molded product with high strength can be produced and resources can be reused.
Therefore, it is possible to provide a molded article of polyethylene terephthalate that can realize automatic gate cutting, shorten the cycle time of the injection molding machine, and can withstand practical strength, a molding method thereof, and a mold thereof.
[0037]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view, a side view, and a partial detail view of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a structural diagram of an embodiment of the present invention and a structural diagram of a void of a mold.
FIG. 3 is a structural diagram of an embodiment of the present invention and a structural diagram of a void of a mold.
FIG. 4 is a procedure diagram of injection molding according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a mold during injection molding according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
X1 hook part
X2 Tie hook
10 Molded products
11 Web part of the longitudinal structure
11c Air gap in the web
12 Flange of the longitudinal structure
12c Flange gap
13 Tab part
13c Tab part gap
14 Gate trace
14c Gate gap
15 Tab part
15c Gaps in the tab
16 Gate trace
16c Gate gap
17 Tab part
17c Gaps in the tab
18 Gate part
18c Gate gap
20 Molded products
21 Web part of the longitudinal structure
21c Air gap in the web
22 Longitudinal structure flange
22c Flange gap
23 Tab part
23c Air gap in the tab
24 Gate trace
24c Gate gap
25 Tab part
25c Tab part gap
26 Gate trace
26c Gate gap
27 Tab part
27c Gaps in the tab part
28 Gate part
28c Gate gap
30 mold
31 Male
32 female
33 Sprue
34 Second sprue
34c Second sprue gap
35 Cold Slug Well
35c Cold slug well (reservoir) gap
36 Knockout pin

Claims (8)

ポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材の射出成形によりつくられた成形品であって、
ウエッブとフランジとでできた断面形状が長手方向に連続する長手構造部と、
前記長手構造部の長手方向の一部のウエッブまたはフランジから突出したタブ部とを備え、
前記タブ部の平面部分に射出成形時のゲートをカットしたゲート跡があることを特徴とする成形品A molded product made by injection molding of a resin material mainly composed of polyethylene terephthalate,
A longitudinal structure in which a cross-sectional shape made of a web and a flange is continuous in the longitudinal direction;
A tab portion projecting from a web or flange of a part of the longitudinal structure portion in the longitudinal direction,
A molded article characterized by having a gate mark obtained by cutting a gate at the time of injection molding on a flat portion of the tab portion. 前記タブ部が固定端と自由端の間に曲がり部を有し、
前記ゲート跡が前記自由端側の平面部にあることを特徴とする請求項１に記載の成形品The tab portion has a bent portion between a fixed end and a free end;
2. The molded product according to claim 1, wherein the gate mark is in the flat portion on the free end side. 前記樹脂材が使用済ペットボトルの破砕片であることを特徴とする請求項１または請求項２の一つに記載の成形品The molded article according to claim 1, wherein the resin material is a crushed piece of a used plastic bottle. ポリエチレンテレフタレートを主成分とする樹脂材を雄型と雌型とでできた金型に射出して成形品をつくる射出成形法であって、
雄型と雌型とを合わせた境目に沿ってウエッブ部とフランジ部とでできた断面形状の空隙が連続する長手空間と、
前記長手空間の一部のウエッブ部またはフランジ部から突出した所定の厚みの空隙でできたタブ空間と、
タブ空間の壁部に設けたゲートに連通する流入通路と、を有する金型を用意し、前記流入通路を介して前記金型へ前記樹脂材を射出することを特徴とする射出成形法An injection molding method for producing a molded product by injecting a resin material mainly composed of polyethylene terephthalate into a mold made of a male mold and a female mold,
A longitudinal space in which a gap having a cross-sectional shape formed by a web portion and a flange portion continues along a boundary line that combines a male mold and a female mold,
A tab space made of a gap having a predetermined thickness protruding from a web portion or flange portion of a part of the longitudinal space;
An injection molding method comprising: preparing a mold having an inflow passage communicating with a gate provided in a wall portion of a tab space; and injecting the resin material into the mold through the inflow passage 前記タブ空間が固定端と自由端の間に曲がり部を有し、
前記ゲートが前記自由端側の空隙の壁部にあることを特徴とする請求項４に記載の射出成形法The tab space has a bend between a fixed end and a free end;
The injection molding method according to claim 4, wherein the gate is in a wall portion of the gap on the free end side. 前記樹脂材が使用済ペットボトルの破砕片であることを特徴とする請求項４又は請求項５の一つに記載の射出成形法6. The injection molding method according to claim 4, wherein the resin material is a crushed piece of a used PET bottle. 樹脂材の射出成形用の金型であって、
雄型と雌型とを合わせた境目に沿ってウエッブ部とフランジ部とでできた断面形状の空隙が連続する長手空間と、
前記長手空間の長手方向の一部のウエッブ部またはフランジ部から突出した所定の厚みの空隙でできたタブ空間と、
タブ空間の壁部に設けたゲートに連通する流入通路と、を備えたことを特徴とする金型A mold for injection molding of resin material,
A longitudinal space in which a gap having a cross-sectional shape formed by a web portion and a flange portion continues along a boundary line that combines a male mold and a female mold,
A tab space made of a gap having a predetermined thickness protruding from a web portion or a flange portion of a part of the longitudinal space in the longitudinal direction;
An inflow passage communicating with a gate provided in a wall portion of the tab space, 前記タブ空間が固定端と自由端の間に曲がり部を有し、
前記ゲートが前記自由端側の空隙の壁部にあることを特徴とする請求項７に記載の金型The tab space has a bend between a fixed end and a free end;
8. The mold according to claim 7, wherein the gate is in a wall portion of the gap on the free end side.
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