JP5262469B2 - Method for producing molded thermoplastic resin - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱可塑性樹脂成形体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a thermoplastic resin molded body.
熱可塑性樹脂からなる熱可塑性樹脂成形体は、経済性、軽量性、良好な賦形性から自動車の内装部品や外装部品、家電製品、住設関連製品等の分野で幅広く使用されている。 Thermoplastic resin moldings made of thermoplastic resins are widely used in the fields of automobile interior parts, exterior parts, home appliances, housing equipment-related products, etc. because of their economy, light weight, and good formability.
このような熱可塑性樹脂成形体は、射出成形や圧縮成形などの成形方法により製造されることが知られている。例えば、型締め動作を途中で停止又は減速してキャビティ空間に溶融樹脂を供給し、前記溶融樹脂の供給は金型の底面部の主要部の間隔が50mm以下で成形品の対応部分の肉厚プラス0.1mm以上の間に行い、溶融樹脂の供給が完了すると同時、又は直前に型締めを再開又は再増速し、かつ、溶融樹脂の供給完了後速やかに供給口を閉鎖して製品厚みまでプレス成形することを特徴とする成形品の製造方法が開示されている(特許文献1参照)。
上記の方法によれば、低圧力で外観の良好な成形体を得ることができるが、成形条件によってはリングマークが形成されてしまうことがある。そのため、このリングマークの発生を抑制することが求められている。
以上の課題に鑑み、本発明は、リングマークの発生を抑制し、外観良好な熱可塑性樹脂成形体を製造する方法を提供することを目的とする。
According to the above method, a molded article having a good appearance can be obtained at a low pressure, but a ring mark may be formed depending on molding conditions. Therefore, it is required to suppress the generation of this ring mark.
In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a method for producing a thermoplastic resin molded article that suppresses the generation of ring marks and has a good appearance.
本発明者らは、以下のような構成を採用することにより本発明の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、キャビティを形成するキャビティ面を有する一対の金型を開放状態とし、前記キャビティへ熱可塑性樹脂の供給を行う供給工程と、前記熱可塑性樹脂の供給が完了するまでに、前記金型の型締めを開始し、型締めを行う型締め工程を有する成形体の製造方法であって、前記金型の型開き及び型締めを行う駆動装置の駆動源は、電動機であり、前記型締め工程開始時における前記装置の型締め速度の加速度は、35mm/sec2以下である熱可塑性樹脂成形体の製造方法を提供するものである。
本発明において、「型締め」とは、所定寸法のキャビティが各金型のキャビティ面により形成されるまで一対の金型を相対的に接近させること、又は、形成されたキャビティの寸法が変化しないように金型を保持することをいう。そして「型開き」とは、一対の金型を相対的に離隔させることをいう。
The present inventors have found that the object of the present invention can be achieved by adopting the following configuration, and have completed the present invention.
The present invention includes a step of opening a pair of molds having cavity surfaces that form cavities, supplying a thermoplastic resin to the cavities, and the mold until the supply of the thermoplastic resin is completed. A mold manufacturing method including a mold clamping process for starting mold clamping and clamping the mold, wherein a drive source of a driving device that performs mold opening and clamping of the mold is an electric motor, and the mold clamping is performed The acceleration of the mold clamping speed of the apparatus at the start of the process provides a method for producing a thermoplastic resin molded body of 35 mm / sec 2 or less.
In the present invention, “clamping” means that a pair of molds are relatively brought close to each other until a cavity having a predetermined dimension is formed by the cavity surface of each mold, or the dimension of the formed cavity does not change. This means holding the mold. “Die opening” means that a pair of molds are relatively separated from each other.
本発明によれば、リングマークの発生を抑制し、外観良好な熱可塑性樹脂成形体を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a thermoplastic resin molded article that suppresses the generation of ring marks and has a good appearance.
以下、図を用いて詳細に説明する。なお、同じ符号は同じ部材を示し、その説明を省略する。 Hereinafter, it demonstrates in detail using figures. In addition, the same code | symbol shows the same member and the description is abbreviate | omitted.
〔金型〕
まず、本発明に係る熱可塑性樹脂成形体(以下、単に成形体ともいう)の製造方法において使用する金型について説明する。金型は、通常の射出成形やプレス成形に用いられる金型であれば、その形状は特に限定されるものではない。
〔Mold〕
First, the metal mold | die used in the manufacturing method of the thermoplastic resin molded object (henceforth a molded object only) based on this invention is demonstrated. The shape of the mold is not particularly limited as long as it is a mold used for normal injection molding or press molding.
図1は本発明で好ましく使用される金型を示した図である。金型10は、雌型20及び雄型30の雌雄一対からなり、雌型20と雄型30を閉じた状態で、その内部にキャビティ40が形成される。
FIG. 1 is a view showing a mold preferably used in the present invention. The
雄型30は、キャビティ40を形成するキャビティ面31と反対側の面には、当該キャビティ面31を加熱又は冷却するための複数の温度調節通路310が形成され、この温度調節通路310には、熱交換媒体供給装置(図示せず)が接続されている。そして、そのキャビティ面31には、溶融状熱可塑性樹脂をキャビティ40内に供給するための樹脂供給ゲート320が少なくとも1つ設けられている。この樹脂供給ゲート320は、雄型30に形成された樹脂供給通路32に連通している。また、樹脂供給通路32には、熱可塑性樹脂を溶融し所定量だけ射出することのできる射出装置50の射出ノズルが接続されることで、キャビティ40内に溶融状熱可塑性樹脂を供給することができる。
The
同様に雌型20は、キャビティ40を形成するキャビティ面21と反対側の面には、当該キャビティ面21を加熱又は冷却するための複数の温度調節通路220が形成され、この温度調節通路220には、熱交換媒体供給装置(図示せず)が接続されている。
Similarly, in the
以上の雌型20及び雄型30からなる一対の金型10は、雄型30をプレス装置(図示せず)の固定盤に固定し、雌型20を可動盤に固定し、駆動装置により可動盤を固定盤の方向に移動することで金型10の型開き及び型締めを行うことができる。なお、雌型20を固定盤に固定し、雄型30を可動盤に固定してもよく、また、固定盤を可動盤に変更して、雌型20及び雄型30を双方とも可動できるようにしてもよい。金型10の型開き及び型締めを行う駆動装置の駆動源は、電動機である。
In the pair of
〔供給工程〕
次いで、本発明に係る成形体の製造方法について説明する。
図2は、開放状態にある雌雄一対の金型10で形成するキャビティ40内に、雄型30に形成された樹脂供給通路32を介して、樹脂供給ゲート320から溶融状の熱可塑性樹脂51を供給開始したところを示している。このように開放状態にある金型を用いることにより、金型にかかる圧力を低くすることが可能となる。
[Supply process]
Subsequently, the manufacturing method of the molded object which concerns on this invention is demonstrated.
FIG. 2 shows the molten
この時の金型キャビティクリアランスは図3のC1に示すように、製品厚みC4より大きければ特に制限はないが、表皮材を使用しない場合には、製品の厚み+20mm以下とすることが成形品の外観の観点から好ましい。
本発明における供給工程は、予め金型のキャビティクリアランスを所望の値に設定してから熱可塑性樹脂の供給を開始する場合と、一度金型を所定位置まで閉じ、金型を開きながら熱可塑性樹脂の供給を開始する場合のどちらであってもよい。
The mold cavity clearance at this time is not particularly limited as long as it is larger than the product thickness C 4 as shown by C 1 in FIG. 3, but if the skin material is not used, the product thickness is set to 20 mm or less. From the viewpoint of the appearance of the product.
The supply process in the present invention includes a case where the mold cavity clearance is set to a desired value in advance and the supply of the thermoplastic resin is started, and a case where the mold is once closed to a predetermined position and the thermoplastic resin is opened while the mold is opened. It may be either of the case where the supply of is started.
なお、溶融状の熱可塑性樹脂の供給は、供給速度は600cc/sec以上であることが好ましく、800cc/sec以上であることがより好ましい。この供給速度は途中で変更してもよい。供給速度を600cc/sec以上とすることにより、金型キャビティ表面を流動する時の流動速度の低下を防止し、型締め時の流動速度との差を小さくすることが可能となる。このため、金型表面の転写状態の差が大きくなって転写ムラが発生してしまうことを防止することが可能となる。
本発明における溶融状熱可塑性樹脂の「供給速度」とは、射出装置から射出される樹脂容量と、その射出時間から、算出された単位時間当りの射出容量をいう。
Note that the supply rate of the molten thermoplastic resin is preferably 600 cc / sec or more, more preferably 800 cc / sec or more. You may change this supply speed on the way. By setting the supply rate to 600 cc / sec or more, it is possible to prevent a decrease in the flow rate when flowing on the mold cavity surface, and to reduce the difference from the flow rate during mold clamping. For this reason, it is possible to prevent the transfer unevenness from occurring due to the difference in the transfer state on the mold surface.
The “feed rate” of the molten thermoplastic resin in the present invention refers to the injection capacity per unit time calculated from the resin capacity injected from the injection apparatus and the injection time.
〔型締め工程〕
溶融状熱可塑性樹脂を供給開始した後、全樹脂量の供給が完了する前に、型締めを開始し、溶融状熱可塑性樹脂の供給が完了した(図3C3参照)後に型締めを完了する(図3C4参照)。
熱可塑性樹脂の供給が完了する前に型締めを開始することで、溶融状熱可塑性樹脂の流動を停止させることなく、賦形を行うことができ、リングマークの発生を抑制できる。また、溶融状熱可塑性樹脂の供給が完了後に型締めを完了することで、低圧での樹脂供給が可能となる。型締めを開始するタイミングは溶融状熱可塑性樹脂の供給が完了する前であれば特に制限はない。
雌雄金型を型締めする時の型締め速度は、特に制限はないが、その最大値が30mm/secを超え、300mm/sec以下であることが好ましい。30mm/secを超えることにより、型締めに要する力を小さくすることが可能となる。また、300mm/sec以下とすることにより型締め時に金型に係る衝撃を小さくすることが可能となる。
[Clamping process]
After starting the supply of the molten thermoplastic resin, before the supply of the total resin amount is completed, the mold clamping is started, and after the supply of the molten thermoplastic resin is completed (see FIG. 3C 3 ), the mold clamping is completed. (see Fig. 3C 4).
By starting the mold clamping before the supply of the thermoplastic resin is completed, shaping can be performed without stopping the flow of the molten thermoplastic resin, and the generation of ring marks can be suppressed. Further, by completing the mold clamping after the supply of the molten thermoplastic resin is completed, the resin can be supplied at a low pressure. The timing for starting the mold clamping is not particularly limited as long as the supply of the molten thermoplastic resin is completed.
The clamping speed when clamping the male and female dies is not particularly limited, but the maximum value is preferably more than 30 mm / sec and preferably not more than 300 mm / sec. By exceeding 30 mm / sec, the force required for mold clamping can be reduced. Moreover, it becomes possible to reduce the impact which concerns on a metal mold | die at the time of mold clamping by setting it as 300 mm / sec or less.
型締めを開始する時の装置の型締め速度の加速度は35mm/sec2以下であることが必要であり、30mm/sec2以下であることがより好ましい。
加速度を35mm/sec2以下とすることにより、溶融状の熱可塑性樹脂が金型キャビティ表面を流動する時の流動速度の急激な変化を抑制することが可能となり、金型キャビティ表面の転写状態の差を目立ち難くすることができる。その結果、成形体のリングマークの発生を抑制し、外観良好な成形体を提供することが可能となる。特にその表面にシボ等の凹凸形状を有しており、その溝深さが50μm以下の成形体ではリングマーク抑制の効果が大きく、シボ等の凹凸形状のない成形体ではリングマーク抑制効果がより大きい。
本発明における「加速度」とは、型締め速度を、金型を停止状態から所定の型締め速度に達するまでに要した時間で除した値をいう。
The acceleration of the mold clamping speed of the apparatus when starting the mold clamping needs to be 35 mm / sec 2 or less, and more preferably 30 mm / sec 2 or less.
By setting the acceleration to 35 mm / sec 2 or less, it is possible to suppress a rapid change in the flow rate when the molten thermoplastic resin flows on the mold cavity surface, and the transfer state of the mold cavity surface can be suppressed. The difference can be made inconspicuous. As a result, it is possible to suppress the generation of ring marks in the molded body and provide a molded body having a good appearance. In particular, it has a concave and convex shape such as a grain on its surface, and a molded product having a groove depth of 50 μm or less has a great effect of suppressing a ring mark, and a molded product without a concave and convex shape such as a grain is more effective in suppressing a ring mark large.
In the present invention, “acceleration” refers to a value obtained by dividing the mold clamping speed by the time required for the mold to reach a predetermined mold clamping speed from a stopped state.
なお、型締め速度は途中で変更してもよいが、増速する場合は加速度が35mm/sec2以下、減速する場合は減速度が25mm/sec2以下とすることが好ましい。
このことにより、金型キャビティ表面を流動する流動速度の急激な変化をできるだけ小さくし、リングマークの発生を抑制することができる。
Although the mold clamping speed may be changed in the middle, it is preferable that the acceleration is 35 mm / sec 2 or less when the speed is increased and the deceleration is 25 mm / sec 2 or less when the speed is reduced.
This makes it possible to minimize the rapid change in the flow velocity flowing on the mold cavity surface and suppress the generation of ring marks.
〔冷却工程〕
本発明では、型締め工程後に供給された熱可塑性樹脂を冷却する冷却工程を有していてもよい。
各キャビティ面21,31の具体的な冷却方法としては、図1に記載の雌型20内に設けられた温度調節通路220及び雄型30内に形成された温度調節通路310内に、例えば水のような冷却媒体を流通させて、キャビティ面21,31をそれぞれ冷却する方法が挙げられる。
なお、冷却時間としては、成形体を取り出したときに、変形しない温度となっていることが好ましい。具体的には、1秒〜60秒であることが好ましく、1秒〜40秒であることがより好ましい。冷却時間を上記の範囲とすることにより生産性の低下を防止することが可能となる。
[Cooling process]
In this invention, you may have a cooling process which cools the thermoplastic resin supplied after the clamping process.
As a specific cooling method for each of the cavity surfaces 21, 31, for example, water is provided in the
In addition, as cooling time, it is preferable that it is the temperature which does not deform | transform, when a molded object is taken out. Specifically, it is preferably 1 second to 60 seconds, and more preferably 1 second to 40 seconds. By setting the cooling time within the above range, it is possible to prevent a decrease in productivity.
上記のような工程を経た後は装置の可動盤を動かし、キャビティを開き、中から得られた成形体を取り出す。
以上の工程により本発明に係る成形体を得ることが可能となる。
なお、図では1、2では縦方向に型締めする例を示しているが、型締め方向は縦方向であっても横方向であってもよい。
After the above steps, the movable platen of the apparatus is moved, the cavity is opened, and the molded body obtained from the inside is taken out.
The molded body according to the present invention can be obtained by the above steps.
In the figure, 1 and 2 show an example of clamping in the vertical direction, but the clamping direction may be the vertical direction or the horizontal direction.
ここで、本発明に係る製造方法において使用可能な熱可塑性樹脂としては、圧縮成形、射出成形、押出成形等で通常使用される熱可塑性樹脂が挙げられる。このような樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエンブロック共重合体、ポリスチレン、ナイロン等のポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、スチレン−ブタジエンブロック共重合体等の一般的な熱可塑性樹脂、エチレン・プロピレンゴム(EPM、EPDM)等の熱可塑性エラストマー、これらの混合物、及びこれらを用いたポリマーアロイ等が挙げられる。 Here, examples of the thermoplastic resin that can be used in the production method according to the present invention include thermoplastic resins that are usually used in compression molding, injection molding, extrusion molding, and the like. Examples of such resins include general polypropylene, polyethylene, acrylonitrile-styrene-butadiene block copolymers, polyamides such as polystyrene and nylon, polyvinyl chloride, polycarbonate, acrylic resins, styrene-butadiene block copolymers, and the like. And thermoplastic elastomers, thermoplastic elastomers such as ethylene / propylene rubber (EPM, EPDM), mixtures thereof, and polymer alloys using these.
また、これらの熱可塑性樹脂は、必要に応じて通常使用される無機、有機フィラー等の充填材等を含有していてもよい。また、通常使用される各種の顔料、滑材、帯電防止剤、安定剤等の各種添加剤を含有していてもよい。 Moreover, these thermoplastic resins may contain fillers, such as an inorganic and organic filler normally used as needed. Moreover, you may contain various additives, such as various pigments normally used, a lubricant, an antistatic agent, and a stabilizer.
また、本発明に係る製造方法においては、予め雌雄一対の金型間に表皮材を供給し、表皮材を貼合した成形体を得ることができるが、この時に使用可能な表皮材としては、例えば、モケットやトリコット等の織物や編み物、ニードルパンチカーペット等の不織布、金属フォイル、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーのシートやフィルム等が挙げられる。 Moreover, in the production method according to the present invention, a skin material is supplied in advance between a pair of male and female dies, and a molded body in which the skin material is bonded can be obtained. Examples thereof include woven and knitted fabrics such as moquettes and tricots, nonwoven fabrics such as needle punch carpets, metal foils, sheets and films of thermoplastic resins and thermoplastic elastomers, and the like.
不織布を構成する繊維としては、例えば、綿、毛、絹、麻等の天然繊維、ポリアミド、ポリエステル、ナイロン等の合成繊維が挙げられる。不織布は、単一種の繊維から構成されていても、2種以上の繊維から構成されていてもよい。
合成樹脂のシートやフィルムとしては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂やポリオレフィン系熱可塑性エラストマーのシートやフィルムが挙げられ、基材樹脂として使用される熱可塑性樹脂との融着性が良好なものが好ましく使用される。
Examples of the fibers constituting the nonwoven fabric include natural fibers such as cotton, wool, silk, and hemp, and synthetic fibers such as polyamide, polyester, and nylon. The nonwoven fabric may be composed of a single type of fiber or may be composed of two or more types of fibers.
Synthetic resin sheets and films include, for example, thermoplastic resins such as polypropylene and polyethylene, and polyolefin thermoplastic elastomer sheets and films. Good fusion with thermoplastic resins used as base resins. Are preferably used.
これらの表皮材は、発泡層や裏打ち層を有する多層表皮材であってもよい。
発泡層としては、例えば、ポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン発泡体、ポリ塩化ビニル発泡体、軟質又は半硬質のポリウレタン発泡体等が挙げられる。また、裏打ち層としては、例えば、不織布、合成樹脂シートやフィルム等が挙げられる。
なお、これらの多層表皮材は、熱可塑性樹脂からなる基材部分との接着性の観点から、熱可塑性樹脂との熱融着性が良好なものや表皮材裏面に溶融状熱可塑性樹脂が含浸して基材樹脂との接着が可能なもの等が好ましく使用される。
These skin materials may be multilayer skin materials having a foam layer or a backing layer.
Examples of the foam layer include polyolefin foams such as polypropylene and polyethylene, polyvinyl chloride foams, soft or semi-rigid polyurethane foams, and the like. Moreover, as a backing layer, a nonwoven fabric, a synthetic resin sheet, a film, etc. are mentioned, for example.
These multi-layer skin materials have good heat-fusibility with a thermoplastic resin from the viewpoint of adhesion to a base material portion made of a thermoplastic resin, or a molten thermoplastic resin is impregnated on the back surface of a skin material. Thus, those capable of bonding with the base resin are preferably used.
本発明に係る方法により得られた成形体は、自動車のドアトリムやインストルメントパネル等の内装部品や外装部品、家電製品の内外装部品、浴室パネルやフロア等の住設関連部品等に好適に用いることが可能である。 The molded body obtained by the method according to the present invention is suitably used for interior parts and exterior parts such as automobile door trims and instrument panels, interior and exterior parts of household electrical appliances, and housing-related parts such as bathroom panels and floors. It is possible.
[実施例1]
成形装置として商品名SLIM1016(佐藤鉄工所製、型締め力980kN、射出容量1600cc)を、熱可塑性樹脂として商品名住友ノーブレン(住友化学社製、MFR=30g/10分)を用いて、400×600mm、厚み2.5mmの寸法の成形体を成形した。得られた成形体のリングマーク発生状況を目視で確認した結果を表1に示す。表中、○は、リングマークの発生が目視で確認できなかったことを示し、×はリングマークの発生が目視で確認できたことを示す。
<成形条件>
樹脂温度:230℃
金型温度:50℃
溶融状熱可塑性樹脂を供給開始するキャビティクリアランス:20mm
型締め速度:30mm/sec
溶融状熱可塑性樹脂を供給完了するキャビティクリアランス:5mm
型締めを開始する時の加速時間設定値:5sec
加圧面圧:4MPa
冷却時間:30sec
[Example 1]
400 × using the product name SLIM1016 (manufactured by Sato Iron Works, mold clamping force 980 kN, injection capacity 1600 cc) as the molding device, and the product name Sumitomo Noblen (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., MFR = 30 g / 10 min) as the thermoplastic resin. A molded body having dimensions of 600 mm and a thickness of 2.5 mm was molded. Table 1 shows the results of visual confirmation of the ring mark generation state of the obtained molded body. In the table, ◯ indicates that the generation of the ring mark could not be visually confirmed, and x indicates that the generation of the ring mark could be visually confirmed.
<Molding conditions>
Resin temperature: 230 ° C
Mold temperature: 50 ℃
Cavity clearance to start supplying molten thermoplastic resin: 20mm
Clamping speed: 30mm / sec
Cavity clearance for supplying molten thermoplastic resin: 5mm
Acceleration time setting value when starting mold clamping: 5 sec
Pressurized surface pressure: 4 MPa
Cooling time: 30 sec
[実施例2]
成形条件を、型締め速度:50mm/sec、型締めを開始する時の加速時間設定値:5secとした以外は実施例1と同様に成形した。
[Example 2]
Molding was performed in the same manner as in Example 1 except that the mold clamping speed was set to 50 mm / sec and the acceleration time set value for starting mold clamping was set to 5 sec.
[比較例1]
成形条件を、型締めを開始する時の加速時間設定値:3sec、とした以外は実施例1と同様に成形した。
[Comparative Example 1]
Molding was performed in the same manner as in Example 1 except that the acceleration time set value at the start of mold clamping was 3 sec.
[比較例2]
成形条件を、型締めを開始する時の加速時間設定値:3sec、とした以外は実施例2と同様に成形した。
[Comparative Example 2]
Molding was performed in the same manner as in Example 2 except that the acceleration time set value for starting mold clamping was 3 sec.
10 金型
20 雌型
21、31 キャビティ面
30 雄型
32 樹脂供給通路
220、310 温度調節通路
320 樹脂供給ゲート
40 キャビティ
50 射出装置
51 熱可塑性樹脂
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記熱可塑性樹脂の供給が完了するまでに、前記金型の型締めを開始し、型締めを行う型締め工程を有する成形体の製造方法であって、
前記金型の型開き及び型締めを行う駆動装置の駆動源は、電動機であり、
前記型締め工程開始時における前記装置の型締め速度の加速度は、35mm/sec2以下である熱可塑性樹脂成形体の製造方法。 A supply step of opening a pair of molds having a cavity surface forming a cavity and supplying thermoplastic resin to the cavity;
Before the supply of the thermoplastic resin is completed, the mold starts to be clamped and a mold manufacturing method including a mold clamping step of clamping the mold,
The drive source of the drive device that performs mold opening and clamping of the mold is an electric motor,
The method for producing a thermoplastic resin molded body, wherein an acceleration of a mold clamping speed of the apparatus at the start of the mold clamping process is 35 mm / sec 2 or less.
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