JP4047648B2

JP4047648B2 - サンドイッチ成形方法

Info

Publication number: JP4047648B2
Application number: JP2002211099A
Authority: JP
Inventors: 保二金光; 聡富永
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-07-19
Filing date: 2002-07-19
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2022-07-19
Also published as: JP2004050622A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サンドイッチ成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スキン（表皮）層と、コア（芯）層とを備える樹脂成形品を得る方法として、同一スプルーを経てスキン層となる樹脂と、コア層となる樹脂をキャビティ内に連続的に射出するようになっているサンドイッチ成形方法がすでに公知である（特開平５−１１１９３４号公報、特開平６−１９０８６０号公報、特開平１０−５２８３５号公報、特開平５−６９４５５号公報等参照）。
しかしながら、従来のサンドイッチ成形方法を用いた場合、図６に示すように、キャビティ面１００のゲート正面部１０１でスキン層となる樹脂ａがコア層となる樹脂ｂの射出樹脂圧力によって、ひきかき・引き伸ばし現象によりゲート正面部１０１の周囲のスキン層２００が他の部分より薄いものになったり、引きかかれたような外観形状になる恐れがある。
【０００３】
特に、肉厚の薄い成形品の場合、スキン層越しにコア層が透けて見えるため、そのままでは見栄えが悪く、成形後に塗装を行い外観品質を上げるようにしなければならず、非常に面倒である。
そこで、コア層となる樹脂として流れの良好なものを使用する方法、スキン層の厚みが薄くならない程度の段階でコア層となる樹脂の注入を停止する方法などにより、上記問題の解決を図ることもできるが、前者の方法では、樹脂の選択幅がせまく、多様な成形品を製造することができない。一方、後者の方法では、コア層となる樹脂の量が非常に少ないものとなるため、薄いコア層しか形成できず、コア層の目的を達成できなくなる恐れがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みて、樹脂の種類の選択幅が広く、しかも。肉厚の薄いサンドイッチ成形品であっても、十分なコア層の厚みを確保できるとともに、成形品のキャビティ面のゲート正面部に対応するスキン層の肉厚を十分に確保でき、見栄えのよい成形品を得ることができるサンドイッチ成形方法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のサンドイッチ成形方法（以下、「請求項１の成形方法」と記す）は、同一スプルーを経てスキン層となる樹脂と、コア層となる樹脂をキャビティ内に連続的に射出するサンドイッチ成形方法において、キャビティ面のゲート正面部の樹脂冷却速度をゲート正面部の周囲部分の樹脂冷却速度より速くすることを特徴としている。
【０００６】
本発明の請求項２に記載のサンドイッチ成形方法（以下、「請求項２の成形方法」と記す）は、同一スプルーを経てスキン層となる樹脂と、コア層となる樹脂をキャビティ内に連続的に射出するサンドイッチ成形方法において、キャビティ面のゲート正面部をゲート正面部の周囲部分から後退させるとともに、該ゲート正面部の樹脂冷却速度をゲート正面部の周囲部分の樹脂冷却速度より速くした状態でキャビティ内に樹脂を射出し、射出完了直後に、後退させたゲート正面部をゲート正面部の周囲部分と面一となるように前進させることを特徴としている。
【０００７】
本発明において、スキン層およびコア層となる樹脂は同一樹脂であっても異種樹脂であっても構わないが、スキン層となる樹脂と、コア層となる樹脂とが相溶性を備えていることが好ましい。
具体的には、スキン層およびコア層となる樹脂を同一樹脂とする場合、ＰＰ（ポリプロピレン），ＰＥ（ポリエチレン），ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体），ＰＳ（ポリスチレン），ＰＣ（ポリカーバネート）、ＰＣ／ＡＢＳアロイ等が好ましく、スキン層となる樹脂およびコア層となる樹脂を異種樹脂とする場合、ＡＢＳ，ＡＳＡ（アクリル酸−スチレン−アクリロニトリル共重合体），ＰＡ６（ポリアミド（ナイロン）６），ＰＡ６６（ポリアミド（ナイロン）６６），ＰＥ，ＰＰ，ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）から選択することが好ましい。
【０００８】
請求項１の成形方法において、キャビティ面のゲート正面部の冷却速度を他の部分の冷却速度より速くする方法としては、特に限定されないが、たとえば、以下のような方法が上げられる。
（１）金型のキャビティ面のゲート正面部と、ゲート正面部の周辺部分(以下、「周辺部」とのみ記す)を熱的に隔絶し、ゲート正面部の冷却手段の冷却能力を周辺部の冷却手段の冷却能力より大きくする方法。
（２）ゲート正面部を周辺部より熱伝導効率の高い材料で形成するとともに、同じ冷媒を通してもゲート正面部の冷却速度を上げる方法。
（３）ゲート正面部の冷却回路と周辺部の冷却回路とを別々に設け、ゲート正面部を周辺部より冷却速度が速くなるように設定する方法。
（４）上記（１）〜（３）の２つ以上を組み合わせる方法。
【０００９】
請求項２の成形方法において、キャビティ面のゲート正面部とは、ゲートと対面するキャビティ面までの距離、すなわち、成形品の厚みによっても異なるが、ゲート正面のゲートサイズの５倍以上の面積を備えている部分のことを言い、１０倍以上の面積を備えていることがより好ましい。
請求項２の成形方法は、特に限定されないが、上記（１）〜（４）の方法のいずれかを併用することが好ましい。
【００１０】
また、本発明の成形方法は、特に限定されないが、ゲート正面に位置する成形品の肉厚が１ｍｍ以上４ｍｍ以下の成形品、好ましくは１ｍｍ以上３ｍｍ以下の成形品の成形に好適に用いることができる。
すなわち、４ｍｍを超えると。スキン層の厚みが相対的に厚くなり、コア層が透けて見えるという現象が起きにくくなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を、その実施の形態をあらわす図面を参照しつつ詳しく説明する。
図１〜図３は、本発明にかかるサンドイッチ成形品の成形方法の１つの実施の形態に使用する金型を表している。
【００１２】
図１〜図３に示すように、この金型1は、固定型２と可動型３とを備えている。
固定型２は、内部に冷却水路２１およびゲート２２が形成され、図１に示すように、サンドイッチ成形用の射出装置４がセットされるようになっている。
【００１３】
射出装置４は、スキン層形成用樹脂射出機４１と、コア層形成用樹脂射出機４２とを備えている。
可動型３は、可動型本体部５と、肉厚可変部６と、油圧機構７とを備えている。
【００１４】
可動型本体部５は、冷却水路５１が内部に形成されている。
肉厚可変部６は、キャビティ面１１のうちのゲート正面部１２を端面（ゲート２２側）に備えた円柱状をしていて、可動型本体部５を構成する金属材料より熱伝導率が高い金属材料によって形成されている。そして、可動型本体部５に設けられたスライド孔５２にゲート２２方向にスライド自在に嵌合されているているとともに、内部に可動型本体部５とは別系統の冷却水路６１が内部に設けられている。
【００１５】
油圧機構７は、可動型本体部５内に設けられた油圧シリンダ７１と、油圧発生装置７２と、油圧発生装置７２と油圧シリンダ７１とを連結する２本の油配管７３、７４と、各油配管７３，７４の途中に設けられたバルブ７５，７６を備えている。
バルブ７５、７６は、射出装置４の射出動作信号を受けて開閉するようになっている。
【００１６】
つぎに、この金型1を用いたサンドイッチ成形品の成形方法を詳しく説明する。
この成形方法は、まず、金型1を閉合する。なお、この時、金型閉合開始の信号によってバルブ７５，７６が開放され、油圧発生装置７２から加圧された油がバルブ７６を介して油圧シリンダ７１のＸ側に入り込み、同時にＹ側の油がバルブ７５を介して油圧発生装置７２に戻ることによって、肉厚可変部６が後退する。肉厚可変部６が所定位置まで後退すると、バルブ７５，７６が閉じられる。
【００１７】
そして、金型閉合状態で、射出装置４によって同一スプルーからスキン層となる樹脂（以下、「スキン層樹脂」と記す）Ａと、コア層となる樹脂（以下、「コア層樹脂」と記す）ＢをキャビティＫ内に射出される。
射出が完了すると、バルブ７５，７６が開放され、油圧発生装置７２から加圧された油がバルブ７５を介して油圧シリンダ７１のＹ側に入り込み、同時にＸ側の油がバルブ７６を介して油圧発生装置７２に戻ることによって、肉厚可変部６がそのゲート正面部１２と周辺のキャビティ面１１とが略面一となるまでゲート２２方向に前進する。
【００１８】
つぎに、可動型３を固定型２から後退させて型を開放し、成形品を取り出すようになっている。
すなわち、この製造方法によれば、射出開始時、肉厚可変部６が後退し、キャビティ面１１のゲート正面部１２が周囲より窪んだ状態になっているので、このくぼみ部分に入り込んだスキン層樹脂Ａが、滞留して、他の部分より速く硬化する。また、肉厚可変部６が他の部分より熱伝導率の高い金属材料で形成されているとともに、独立した冷却回路を備えているので、肉厚可変部分の冷却速度を上げてより速く硬化させることができる。
【００１９】
そして、射出完了後、肉厚可変部６がゲート２２方向に向かって前進し、ゲート正面部１２が周囲のキャビティ面１１と面一なるが、肉厚可変部６に接した部分のスキン層樹脂Ａが硬化状態に成っているので温度の高いコア層樹脂Ｂが、肉厚可変部６の前進に伴って、コア層樹脂Ｂの流れ方向に押しやられる。その結果、ゲート正面部１２に当たる部分でのスキン層の厚みが他の部分の厚みとほとんど変わらない状態になる。したがって、コア層が透けて見えたりすることがなくなる。
【００２０】
図４および図５は、本発明にかかるサンドイッチ成形品の製造方法の他の実施の形態を表している。
図４および図５に示すように、この成形方法は、金型８に設けられた２点ゲート２３から樹脂を射出するとともに、この２点のゲート２３の正面部にそれぞれ肉厚可変部６を設けるようにした以外は、上記実施の形態と同様になっている。
【００２１】
本発明にかかるサンドイッチ成形品の成形方法は、上記の実施の形態に限定されない。たとえば、上記の実施の形態では肉厚可変部が油圧で作動するようになっているが、エア圧でも構わない。
また、上記の実施の形態では、射出終了直後に肉厚可変部をゲート側に作動させるようになっているが、一定時間経過後に作動させるようにしても構わない。
【００２２】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を比較例と対比させつつ詳しく説明する。
【００２３】
（実施例１）
可動型３が、銅合金（神戸製鋼所社製ＨＲ７５０、熱伝導率１３０Ｗ／ｍＫ）によって形成された直径５０ｍｍの肉厚可変部６と、鉄（双葉電子工業社製Ｓ５５Ｃ，熱伝導率４６Ｗ／ｍＫ）製の可動型本体部５とを備え、固定型２が、鉄（双葉電子工業社製Ｓ５５Ｃ，熱伝導率４６Ｗ／ｍＫ）製で、ゲート２２の直径が１０ｍｍである図１のような金型1を用意し、肉厚可変部６が２ｍｍ後退した状態で、射出装置４からスキン層樹脂としてのグレーのポリプロピレン樹脂（チッソ社製チッソポリプロＫ７０１９マスターバッチグレー）と，コア層樹脂としてのグレーのポリプロピレン樹脂（チッソ社製チッソポリプロＫ７０１４マスターバッチグリーン）を、成形品のコア層樹脂の重量比率が４０重量％になるように射出充填して底面の縦３００ｍｍ、横２５０ｍｍ、高さ１２０ｍｍ、厚み２．８ｍｍの箱型形状のサンドイッチ成形品を得た。
【００２４】
（実施例２）
射出時に肉厚可変部６を後退させなかった以外は実施例１と同様にして箱型形状のサンドイッチ成形品を得た。
【００２５】
（実施例３）
コア層樹脂の重量比率が３５重量％となるようにした以外は、実施例１と同様にして箱型形状のサンドイッチ成形品を得た。
【００２６】
（実施例４）
肉厚可変部６を鉄（双葉電子工業社製Ｓ５５Ｃ，熱伝導率４６Ｗ／ｍＫ）製にした以外は、実施例１と同様にして箱型形状のサンドイッチ成形品を得た。
【００２７】
（実施例５）
コア層樹脂の重量比率が３０重量％となるようにした以外は、実施例１と同様にして箱型形状のサンドイッチ成形品を得た。
【００２８】
（比較例１）
射出時に肉厚可変部６を後退させなかった以外は実施例４と同様にして箱型形状のサンドイッチ成形品を得た。
【００２９】
（比較例２）
コア層樹脂の重量比率が２０重量％となるようにした以外は、比較例１と同様にして箱型形状のサンドイッチ成形品を得た。
【００３０】
上記実施例１〜５および比較例１，２で得られたサンドイッチ成形品のコア層の透け度合いを目視で調べ、その結果を成形条件と合わせて表１に示した。
【００３１】
【表１】

【００３２】
上記表１から請求項２の成形方法のように、射出時にキャビティ面のゲートに対面する部分を後退させておくようにすれば、成形品中のコア層が占める割合を増やしても、コア層の透けを減らせることが判る。特に実施例１のように、肉厚可変部の材質を熱伝導率がよいものにすると、ゲートに対面する部分のキャビティ面に接するスキン層樹脂の硬化を速めてよりコア層の透けを防止できることが判る。
【００３３】
（実施例６）
可動型３が、銅合金（神戸製鋼所社製ＨＲ７５０、熱伝導率１３０Ｗ／ｍＫ）によって形成された直径３０ｍｍの肉厚可変部６と、鉄（双葉電子工業社製Ｓ５５Ｃ，熱伝導率４６Ｗ／ｍＫ）製の可動型本体部５とを備え、固定型２が、鉄（双葉電子工業社製Ｓ５５Ｃ，熱伝導率４６Ｗ／ｍＫ）製で、ゲート２２の直径が５ｍｍである図１のような金型1を用意し、肉厚可変部６が２ｍｍ後退した状態で、射出装置４からスキン層樹脂としてのグレーのポリプロピレン樹脂（チッソ社製チッソポリプロＫ７０１９マスターバッチグレー）と，コア層樹脂としてのグレーのポリプロピレン樹脂（チッソ社製チッソポリプロＫ７０１４マスターバッチグリーン）を、成形品のコア層樹脂の重量比率が５０重量％になるように射出充填して直径１５０ｍｍ、厚み２ｍｍの円盤状のサンドイッチ成形品を得た。
【００３４】
（実施例７）
射出時に肉厚可変部６を後退させなかった以外は実施例６と同様にして円盤状のサンドイッチ成形品を得た。
【００３５】
（実施例８）
コア層樹脂の重量比率が４０重量％となるようにした以外は、実施例７と同様にして円盤状のサンドイッチ成形品を得た。
【００３６】
（比較例３）
肉厚可変部６を鉄（双葉電子工業社製Ｓ５５Ｃ，熱伝導率４６Ｗ／ｍＫ）製にした以外は、実施例６と同様にして円盤状のサンドイッチ成形品を得た。
【００３７】
（比較例４）
コア層樹脂の重量比率が２０重量％となるようにした以外は、比較例３と同様にして円盤状のサンドイッチ成形品を得た。
【００３８】
上記実施例６〜８および比較例３，４で得られたサンドイッチ成形品のコア層の透け度合いを目視で調べ、その結果を成形条件と合わせて表２に示した。
【００３９】
【表２】

【００４０】
（実施例９）
可動型３が、銅合金（神戸製鋼所社製ＨＲ７５０、熱伝導率１３０Ｗ／ｍＫ）によって形成された直径３０ｍｍの肉厚可変部６と、鉄（双葉電子工業社製Ｓ５５Ｃ，熱伝導率４６Ｗ／ｍＫ）製の可動型本体部５とを備え、固定型２が、鉄（双葉電子工業社製Ｓ５５Ｃ，熱伝導率４６Ｗ／ｍＫ）製で、ゲート２２の直径が１．５ｍｍである図４および図５に示すのような２点ゲート（ハスキー社製バルブゲート式ホットランナ）式の金型８を用意し、肉厚可変部６が２ｍｍ後退した状態で、射出装置４からスキン層樹脂としてのグレーのポリプロピレン樹脂（チッソ社製チッソポリプロＫ７０１９マスターバッチグレー）と，コア層樹脂としてのグレーのポリプロピレン樹脂（チッソ社製チッソポリプロＫ７０１４マスターバッチグリーン）を、成形品のコア層樹脂の重量比率が５０重量％になるように射出充填して縦３００ｍｍ、横４００ｍｍ、厚み２ｍｍの板状のサンドイッチ成形品を得た。
【００４１】
（実施例１０）
射出時に肉厚可変部６を後退させなかった以外は実施例９と同様にして板状のサンドイッチ成形品を得た。
【００４２】
（実施例１１）
コア層樹脂の重量比率が４０重量％となるようにした以外は、実施例１０と同様にして板状のサンドイッチ成形品を得た。
【００４３】
（比較例５）
肉厚可変部６を鉄（双葉電子工業社製Ｓ５５Ｃ，熱伝導率４６Ｗ／ｍＫ）製にした以外は、実施例６と同様にして板状のサンドイッチ成形品を得た。
【００４４】
（比較例４）
コア層樹脂の重量比率が２０重量％となるようにした以外は、比較例３と同様にして板状のサンドイッチ成形品を得た。
【００４５】
上記実施例９〜１１および比較例５，６で得られたサンドイッチ成形品のコア層の透け度合いを目視で調べ、その結果を成形条件と合わせて表３に示した。
【００４６】
【表３】

【００４７】
【発明の効果】
本発明にかかるサンドイッチ成形品の製造方法は、以上のように構成されているので、樹脂の種類の選択幅が広く、しかも。肉厚の薄いサンドイッチ成形品であっても、十分なコア層の厚みを確保できるとともに、成形品のキャビティ面のゲート正面部に対応するスキン層の肉厚を十分に確保でき、見栄えのよい成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるサンドイッチ成形方法に用いる金型の一例をあらわす断面図である。
【図２】図１の金型を用いた本発明にかかるサンドイッチ成形方法を説明する図であって、射出時の状態を断面であらわしている。
【図３】図１の金型を用いた本発明にかかるサンドイッチ成形方法を説明する図であって、射出終了後の状態を断面であらわしている。
【図４】他の金型を用いた本発明にかかるサンドイッチ成形方法を説明する図であって、射出時の状態を断面であらわしている。
【図５】図４の金型を用いた本発明にかかるサンドイッチ成形方法を説明する図であって、射出終了後の状態を断面であらわしている。
【図６】従来のサンドイッチ成形方法の射出時の状態をあらわす断面図である。
【符号の説明】
Ａスキン層となる樹脂
Ｂコア層となる樹脂
Ｋキャビティ
１、８金型
６肉厚可変部
１１キャビティ面
１２ゲート正面部

Claims

同一スプルーを経てスキン層となる樹脂と、コア層となる樹脂をキャビティ内に連続的に射出するサンドイッチ成形方法において、
キャビティ面のゲート正面部の樹脂冷却速度をゲート正面部の周囲部分の樹脂冷却速度より速くすることを特徴とするサンドイッチ成形方法。
同一スプルーを経てスキン層となる樹脂と、コア層となる樹脂をキャビティ内に連続的に射出するサンドイッチ成形方法において、
キャビティ面のゲート正面部をゲート正面部の周囲部分から後退させるとともに、該ゲート正面部の樹脂冷却速度をゲート正面部の周囲部分の樹脂冷却速度より速くした状態でキャビティ内に樹脂を射出し、射出完了直後に、後退させたゲート正面部をゲート正面部の周囲部分と面一となるように前進させることを特徴とするサンドイッチ成形方法。