JP4329715B2

JP4329715B2 - 極薄容器の射出圧縮成形方法

Info

Publication number: JP4329715B2
Application number: JP2005093141A
Authority: JP
Inventors: 仁中村
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2005-03-28
Filing date: 2005-03-28
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2025-03-28
Also published as: JP2006272672A

Description

本発明は、メモリーカードやＩＣカードのような極薄容器の射出圧縮成形方法に関するものである。

従来より、底面肉厚が極薄肉の凹所を有する板状製品や極薄容器の射出圧縮成形方法としては、例えば、特許文献１や特許文献２に記載された方法が提供されている。これらの方法によれば、コアによる樹脂流の流動速度の差から生じがちな未充填部分を、圧縮により生じた余剰樹脂により補完することにより、凹所底面を極薄肉に形成して凹所を深く成形することができるものである。

また、流動性が良好であって薄肉部を成形性良く成形することができ、しかも耐熱性や耐衝撃性に優れたメモリーカード用熱可塑性樹脂組成物も提供されている（例えば、特許文献３参照。）。
特開２００２−２４０１１２号公報特開２００２−２４０１１３号公報特開２００３−１６０７２３号公報

しかしながら、従来の技術では、ウェルドライン（ウェルドマーク）やバリの発生を十分に防止することができず、極薄容器の外観が損なわれるという問題がある。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、従来よりもウェルドライン（ウェルドマーク）及びバリの発生を防止することができる極薄容器の射出圧縮成形方法を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る極薄容器の射出圧縮成形方法は、凹所１を設けて形成されるキャビティ金型２と圧縮コア３を設けて形成されるコア金型４とからなる射出圧縮成形金型５を用いて極薄容器６を射出圧縮成形するにあたって、まずキャビティ金型２とコア金型４とを近接させていき、型締圧が最終的な型締圧の２０±５％に達した段階で射出圧縮成形金型５のキャビティ７に成形材料８を射出し、型締圧が最終的な型締圧の８０±５％に達した段階で圧縮コア３をキャビティ７に進入させ、型締圧が最終的な型締圧に達した段階で成形材料８を硬化させた後、型開きを行って極薄容器６を取り出すことを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る極薄容器の射出圧縮成形方法は、凹所１を設けて形成されるキャビティ金型２と圧縮コア３を設けて形成されるコア金型４とからなる射出圧縮成形金型５を用いて極薄容器６を射出圧縮成形するにあたって、圧縮コア３がメインコア９とサブコア１０とを隣接して形成されており、まずキャビティ金型２とコア金型４とを近接させていき、型締圧が最終的な型締圧の２０±５％に達した段階で射出圧縮成形金型５のキャビティ７に成形材料８を射出し、型締圧が最終的な型締圧の８０±５％に達した段階でメインコア９をキャビティ７に進入させ、型締圧が最終的な型締圧に達した段階でサブコア１０をキャビティ７に進入させ、成形材料８を硬化させた後、型開きを行って極薄容器６を取り出すことを特徴とするものである。

請求項３の発明は、請求項２において、メインコア９とサブコア１０との隣接面１１が波型形状であることを特徴とするものである。

本発明の請求項１に係る極薄容器の射出圧縮成形方法によれば、型締圧が最終的な型締圧の２０±５％に達した段階で射出圧縮成形金型のキャビティに成形材料を射出するので、ウェルドライン（ウェルドマーク）の発生を防止することができるものであり、また、型締圧が最終的な型締圧の８０±５％に達した段階で圧縮コアをキャビティに進入させるので、バリの発生を防止することができるものである。よって、極薄容器の外観を従来よりも改善することができるものである。

本発明の請求項２に係る極薄容器の射出圧縮成形方法によれば、型締圧が最終的な型締圧の２０±５％に達した段階で射出圧縮成形金型のキャビティに成形材料を射出するので、ウェルドライン（ウェルドマーク）の発生を防止することができるものであり、また、型締圧が最終的な型締圧の８０±５％に達した段階でメインコアをキャビティに進入させるので、バリの発生を防止することができるものであり、また、型締圧が最終的な型締圧に達した段階でサブコアをキャビティに進入させるので、ヒケの発生を防止して寸法精度を高めることができるものである。よって、極薄容器の外観を従来よりも改善することができるものである。

請求項３の発明によれば、射出圧縮成形金型におけるエアーベント効果をより大きく得ることができ、キャビティにおける成形材料の充填不足を防止し、成形品である極薄容器に空気（ボイド）が一切包含されないようにすることができるものである。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明に係る極薄容器の射出圧縮成形方法の一例を示すものであり、この方法によれば、次のようにして極薄容器６を成形することができる。

本実施形態では、図１（ａ）に示すように、キャビティ金型２とコア金型４とからなる射出圧縮成形金型５を用いる。キャビティ金型２は、コア金型４に対向する面に凹所１を設けて形成されている。この凹所１の底面は平坦に形成されている。また、キャビティ金型２には、凹所１に連通するようにゲート１３を介してスプルー１４が形成されている。一方、コア金型４は、圧縮コア３を設けて形成されている。コア金型４には、キャビティ金型２に対向する面に凹所１２が設けられており、この凹所１２にコア挿入孔１５が形成されている。圧縮コア３は、このコア挿入孔１５に挿入して設けられており、キャビティ金型２に近接する方向及びキャビティ金型２から離間する方向に摺動可能に形成してある。また、圧縮コア３の先端面は平坦に形成されており、この面が凹所１２の底面の一部を構成している。

そして、極薄容器６を射出圧縮成形するにあたっては、図１（ａ）に示す型開きの状態から、まずキャビティ金型２とコア金型４とを近接させていく。この段階においては、圧縮コア３は、図１（ａ）に示すように、凹所１２内に突出しておらず、凹所１２の底面の一部を構成する状態を維持している。キャビティ金型２とコア金型４とを近接させて型締めを行うと、両者の凹所１，１２で射出圧縮成形金型５のキャビティ７が形成されることとなる。なお、本発明は、図１に示すような１個取り金型に限定されるものではなく、多数個取り金型にも適用することができる。

さらにキャビティ金型２とコア金型４とを近接させる向きに圧力をかけていくと、型締圧が徐々に大きくなるが、この型締圧が最終的な型締圧の２０±５％に達した段階で、図１（ｂ）に示すように、溶融状態の成形材料８をスプルー１４からゲート１３を通じて射出圧縮成形金型５のキャビティ７に射出する。ここで、最終的な型締圧とは、図１（ｄ）に示すように、成形材料８を硬化させる際の型締圧（又は型開きを行う直前の型締圧）をいい、１個取り金型であるか多数個取り金型であるかにもよるが、例えば、５００〜１５００ＭＰａに設定することができる。また、成形材料８としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）のような熱可塑性樹脂を用いることができる。この段階において、キャビティ７の全容積の８５〜９３体積％を成形材料８で占有することができ、残りの１５〜７体積％が未充填部分となる。このように、型締圧が最終的な型締圧の２０±５％に達した段階で射出圧縮成形金型５のキャビティ７に成形材料８を射出すると、射出圧縮成形金型５のパーティングライン（キャビティ金型２とコア金型４の接合面）からキャビティ７内の空気が適度に抜けて、ウェルドライン（ウェルドマーク）の発生を防止することができるものである。しかし、成形材料８を射出する段階において、型締圧が最終的な型締圧の１５％より小さいと、射出圧縮成形金型５のパーティングラインから成形材料８が漏れてしまい、逆に、型締圧が最終的な型締圧の２５％より大きいと、キャビティ７内の空気の抜け性が悪くなり、いずれの場合もウェルド不良を解消することができない。

さらにキャビティ金型２とコア金型４とを近接させる向きに圧力をかけて、型締圧が最終的な型締圧の８０±５％に達した段階で、図１（ｃ）に示すように、圧縮コア３をキャビティ７に進入させる。そうすると、圧縮コア３によって成形材料８が未充填部分側に押し出され、キャビティ７の全容積の９３〜９９体積％を成形材料８及び圧縮コア３の先端部分で占有することができ、残りの７〜１体積％が未充填部分となる。このように、型締圧が最終的な型締圧の８０±５％に達した段階で圧縮コア３をキャビティ７に進入させるようにすると、バリの発生を防止することができるものである。しかし、圧縮コア３をキャビティ７に進入させる段階において、型締圧が最終的な型締圧の７５％より小さいと、射出圧縮成形金型５のパーティングラインから成形材料８が漏れてバリが発生し、逆に、型締圧が最終的な型締圧の８５％より大きいと、キャビティ７内の空気の抜け性が悪くなり、キャビティ７内に残存する未充填部分を無くすことができず、成形品である極薄容器６に空気が包含されるという問題が生じる。

さらにキャビティ金型２とコア金型４とを近接させる向きに圧力をかけて、型締圧が最終的な型締圧に達した段階で、図１（ｄ）に示すように、成形材料８を硬化させる。ここで、圧縮コア３は、図１（ｃ）に示す段階から引き続きキャビティ７に進入させており、これによって未充填部分を無くすことができる。そして、圧縮コア３の先端面と凹所１の底面との距離が所望の極薄容器６の底面の厚さと等しくなったときに、圧縮コア３の進入を停止させて、成形材料８を硬化させる。所望の極薄容器６の底面の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、０．０５〜０．５ｍｍに設定することができる。なお、成形材料８として熱可塑性樹脂を用いる場合には、射出圧縮成形金型５を冷却することによって、成形材料８を硬化させることができる。

その後、図１（ｅ）に示すように、キャビティ金型２とコア金型４とを離間させて型開きを行うと、ウェルド不良もバリ不良もみられない極薄容器６を取り出すことができるものである。このように、本発明に係る極薄容器の射出圧縮成形方法によれば、極薄容器６の外観を従来よりも改善することができるものである。なお、図１（ａ）に示す段階において、圧縮コア３は、凹所１２内に突出させないようにしているが、これに限定されるものではなく、極薄容器６の底部の肉厚の２〜５倍の圧縮代を残してキャビティ７内に突出させておいてもよい。

図２は本発明に係る極薄容器の射出圧縮成形方法の他例を示すものであり、この方法によれば、次のようにして極薄容器６を成形することができる。

本実施形態では、図２（ａ）に示すように、キャビティ金型２とコア金型４とからなる射出圧縮成形金型５を用いる。キャビティ金型２は、コア金型４に対向する面に凹所１を設けて形成されている。この凹所１の底面は平坦に形成されている。また、キャビティ金型２には、凹所１に連通するようにゲート１３を介してスプルー１４が形成されている。一方、コア金型４は、圧縮コア３を設けて形成されている。コア金型４には、キャビティ金型２に対向する面に凹所１２が設けられており、この凹所１２にコア挿入孔１５が形成されている。圧縮コア３は、このコア挿入孔１５に挿入して設けられており、キャビティ金型２に近接する方向及びキャビティ金型２から離間する方向に摺動可能に形成してある。また、圧縮コア３の先端面は平坦に形成されており、この面が凹所１２の底面の一部を構成している。

ここで、圧縮コア３は、図２に示すように、メインコア９とサブコア１０とに分割されていると共にこれらを隣接して形成されている。圧縮コア３の先端面は、メインコア９及びサブコア１０の先端面からなるが、圧縮コア３の先端面の総面積に対して、メインコア９の先端面の面積は６０〜８０％、サブコア１０の先端面の面積は４０〜２０％に設定することができる。圧縮コア３は、図２に示すように、サブコア１０よりもメインコア９の方がゲート１３の近傍に配置されるように、コア挿入孔１５に挿入して設けられている。メインコア９及びサブコア１０は、それぞれ独立して、キャビティ金型２に近接する方向及びキャビティ金型２から離間する方向に摺動可能に形成してある。メインコア９とサブコア１０との隣接面１１は、平坦面であってもよいが、図３（図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図）に示すように、波型形状であることが好ましい。このようにメインコア９とサブコア１０との隣接面１１が波型形状であれば、射出圧縮成形金型５におけるエアーベント効果をより大きく得ることができ、キャビティ７における成形材料８の充填不足を防止し、成形品である極薄容器６に空気（ボイド）が一切包含されないようにすることができるものである。

そして、極薄容器６を射出圧縮成形するにあたっては、図２（ａ）に示す型開きの状態から、まずキャビティ金型２とコア金型４とを近接させていく。この段階においては、圧縮コア３は、図２（ａ）に示すように、凹所１２内に突出しておらず、凹所１２の底面の一部を構成する状態を維持している。キャビティ金型２とコア金型４とを近接させて型締めを行うと、両者の凹所１，１２で射出圧縮成形金型５のキャビティ７が形成されることとなる。なお、本発明は、図２に示すような１個取り金型に限定されるものではなく、多数個取り金型にも適用することができる。

さらにキャビティ金型２とコア金型４とを近接させる向きに圧力をかけていくと、型締圧が徐々に大きくなるが、この型締圧が最終的な型締圧の２０±５％に達した段階で、図２（ｂ）に示すように、溶融状態の成形材料８をスプルー１４からゲート１３を通じて射出圧縮成形金型５のキャビティ７に射出する。ここで、最終的な型締圧とは、図２（ｄ）に示すように、成形材料８を硬化させる際の型締圧（又は型開きを行う直前の型締圧）をいい、１個取り金型であるか多数個取り金型であるかにもよるが、例えば、５００〜１５００ＭＰａに設定することができる。また、成形材料８としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）のような熱可塑性樹脂を用いることができる。この段階において、キャビティ７の全容積の８０〜９３体積％を成形材料８で占有することができ、残りの２０〜７体積％は未充填部分となる。このように、型締圧が最終的な型締圧の２０±５％に達した段階で射出圧縮成形金型５のキャビティ７に成形材料８を射出すると、射出圧縮成形金型５のパーティングライン（キャビティ金型２とコア金型４の接合面）からキャビティ７内の空気が適度に抜けて、ウェルドライン（ウェルドマーク）の発生を防止することができるものである。しかし、成形材料８を射出する段階において、型締圧が最終的な型締圧の１５％より小さいと、射出圧縮成形金型５のパーティングラインから成形材料８が漏れてしまい、逆に、型締圧が最終的な型締圧の２５％より大きいと、キャビティ７内の空気の抜け性が悪くなり、いずれの場合もウェルド不良を解消することができない。

さらにキャビティ金型２とコア金型４とを近接させる向きに圧力をかけて、型締圧が最終的な型締圧の８０±５％に達した段階で、図２（ｃ）に示すように、メインコア９をキャビティ７に進入させる。このときサブコア１０は、凹所１２内に突出しておらず、凹所１２の底面の一部を構成する状態を維持している。そうすると、メインコア９によって成形材料８が未充填部分側に押し出され、キャビティ７の全容積の９３〜９９体積％を成形材料８及びメインコア９の先端部分で占有することができ、残りの７〜１体積％が未充填部分となる。このように、型締圧が最終的な型締圧の８０±５％に達した段階でメインコア９をキャビティ７に進入させるようにすると、バリの発生を防止することができるものである。しかし、メインコア９をキャビティ７に進入させる段階において、型締圧が最終的な型締圧の７５％より小さいと、射出圧縮成形金型５のパーティングラインから成形材料８が漏れてバリが発生し、逆に、型締圧が最終的な型締圧の８５％より大きいと、キャビティ７内の空気の抜け性が悪くなり、キャビティ７内に残存する未充填部分を無くすことができず、成形品である極薄容器６に空気が包含されるという問題が生じる。

さらにキャビティ金型２とコア金型４とを近接させる向きに圧力をかけて、型締圧が最終的な型締圧に達した段階で、図２（ｄ）に示すように、サブコア１０をキャビティ７に進入させる。ここで、メインコア９は、図２（ｃ）に示す段階から引き続きキャビティ７に進入させており、メインコア９及びサブコア１０の進入によって未充填部分を無くすことができる。このように、型締圧が最終的な型締圧に達した段階でサブコア１０をキャビティ７に進入させると、ヒケの発生を防止することができると共に、極薄容器６の寸法精度を高めることができるものである。そして、メインコア９及びサブコア１０の先端面を面一にして、この面と凹所１の底面との距離が所望の極薄容器６の底面の厚さと等しくなったときに、圧縮コア３の進入を停止させて、成形材料８を硬化させる。所望の極薄容器６の底面の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば、０．０５〜０．５ｍｍに設定することができる。なお、成形材料８として熱可塑性樹脂を用いる場合には、射出圧縮成形金型５を冷却することによって、成形材料８を硬化させることができる。

その後、図２（ｅ）に示すように、キャビティ金型２とコア金型４とを離間させて型開きを行うと、ウェルド不良もバリ不良もヒケ不良もみられない極薄容器６を取り出すことができるものである。このように、本発明に係る極薄容器の射出圧縮成形方法によれば、極薄容器６の外観を従来よりも改善することができると共に寸法精度を高めることもできるものである。

本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）〜（ｅ）は各工程の概略断面図である。本発明の実施の形態の他例を示すものであり、（ａ）〜（ｅ）は各工程の概略断面図である。図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１凹所
２キャビティ金型
３圧縮コア
４コア金型
５射出圧縮成形金型
６極薄容器
７キャビティ
８成形材料
９メインコア
１０サブコア
１１隣接面

Claims

凹所を設けて形成されるキャビティ金型と圧縮コアを設けて形成されるコア金型とからなる射出圧縮成形金型を用いて極薄容器を射出圧縮成形するにあたって、まずキャビティ金型とコア金型とを近接させていき、型締圧が最終的な型締圧の２０±５％に達した段階で射出圧縮成形金型のキャビティに成形材料を射出し、型締圧が最終的な型締圧の８０±５％に達した段階で圧縮コアをキャビティに進入させ、型締圧が最終的な型締圧に達した段階で成形材料を硬化させた後、型開きを行って極薄容器を取り出すことを特徴とする極薄容器の射出圧縮成形方法。
凹所を設けて形成されるキャビティ金型と圧縮コアを設けて形成されるコア金型とからなる射出圧縮成形金型を用いて極薄容器を射出圧縮成形するにあたって、圧縮コアがメインコアとサブコアとを隣接して形成されており、まずキャビティ金型とコア金型とを近接させていき、型締圧が最終的な型締圧の２０±５％に達した段階で射出圧縮成形金型のキャビティに成形材料を射出し、型締圧が最終的な型締圧の８０±５％に達した段階でメインコアをキャビティに進入させ、型締圧が最終的な型締圧に達した段階でサブコアをキャビティに進入させ、成形材料を硬化させた後、型開きを行って極薄容器を取り出すことを特徴とする極薄容器の射出圧縮成形方法。
メインコアとサブコアとの隣接面が波型形状であることを特徴とする請求項２に記載の極薄容器の射出圧縮成形方法。