JPH01115606A - 樹脂成形型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、樹脂の成形に用いられる成形型に関するもの
である。

（従来の技術） 成形型を用いる樹脂の成形は、一定の型温で行なわれる
場合もあるが、成形品の表面欠陥の解消、優れた形状転
写性、樹脂本来の物性発現、形状歪の防止あるいは成形
サイクルの短縮を目的として、熱硬化性樹脂の場合には
充填流動、硬化形状付与−１−−り〇− 冷却取出、また熱可塑性樹脂の場合には充填流動、形状
付与、冷却取出のそれぞれの工程に適した温度にコント
ロールすることによっても行なわれており、この場合成
形型の温度は、１成形サイクルの間に複数の温度レベル
の間で昇降させる温度パターン（以下冷熱サイクルと称
する）をとることが必要となる。

この目的のため従来広のような技術が知られている。

（ａ）　　コアの中央に穴を設けてその中央にバックル
プレートを置いたり、螺旋状の溝を有する入子を設けて
流路を工夫した構造の金型とする（岡田清監修「射出成
形用金型」第４版Ｐ６７　（１９８６，プラスチックエ
ージ））。

（ｂ）　　キャビティに近接して加熱流路、冷却流路を
独立して設け、加熱媒体、冷却媒体と気体を圧送する手
段とを切り替え可能とする方法（特開昭６１−１６８２
１号公報、特開昭６２−５９０１４号公報）。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来知られているこれらの種々の流路構
造を有する金型（ａ）および流路を２系列設けるため流
路ピッチが大きくなる金型温度を調節方法（ｂ）では、
いずれも昇温、降温時の温度斑が大きく、昇降温に長時
間を要するという問題があった。

本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、
その目的は凹凸を有する箱型形状の成形品を冷熱サイク
ル下で成形する成形型において成形面の温度斑、特に昇
降温過程での温度斑を小さくし、かつ昇降温に要する時
間を短縮する型構造を提供することにある。

（問題点を解決するための手段〉 本発明者等はこれら上記の目的を達成するため成形型内
の熱伝導現象を詳細に解析し、種々型構造を検討するこ
とにより、成形面を短時間にかつ温度斑を抑えて昇降温
させることができる成形型構造を発明するに到った。

これらの目的は、温調媒体で型温の制御を行なう樹脂成
形型において、キャビティ面を殻で構成し、該殻と支持
部材との対向する表面に複数の流路とそれらの流路に接
続する分配溝とが配置された単一系統の流路を設けてな
る樹脂成形型によって達成される。

（作用） 本発明に用いられる樹脂成形型の形式としては、射出成
形型、圧縮成形型、トランスファ成形型、反応射出成形
型などに適用することができる。

本発明の樹脂成形型のキャビティ面を構成する殻の材質
としては、通常用いられる熱伝導性の良い材料であれば
よく、鉄系材料、非鉄金属材料などが用いられ、キャビ
ティ面を殻で構成するとは、たとえば成形型の上型と下
型で形成されるキャビティ、すなわち樹脂を充填して成
形品を形作る空間部分の型表面を少なくとも殻で構成す
ることを意味する。殻の厚さは、伝熱あるいは強度上５
〜３０關、好ましくは１０〜２５ｒｕ＋であるが、キャ
ビティの形状、成形品の肉厚、金型構造によって部分的
に殻厚を薄くしたりあるいは厚くすることがあっても成
形品の外観・性質に支障がない限り差し支えなく′、ま
た角部等ｉ作土殻厚が厚くなる場合には、小径の盲孔を
適当なピッチ、深さで当該肉厚部に設けることで伝熱上
の実質的な均一性を保つこともでき葛。

また、前記殻のバックアツプ材であ本支持部材としては
、熱伝導性の良好な鉄系材料、非鉄金属材料などを用い
ることができると共に、熱量損失を直ぐ目的で熱伝導率
の小さ′い“耐熱プラスチック材料、金属粉など充填材
入り耐熱プラスチック材料、セラミック等の無機材料な
どを用いることができる。

本発明における媒体流路の清は、前記殻と前記支持部材
との対向する表面に、すなわち、殻と支持部材とが接触
して向きあっている面を対向する表面と言うがこの面の
少なくともいずれか一方に設けられるが、工作上は凸部
形状側に設ける方が容易であり、例えば凹（キャビティ
）型では殻に、凸（コア）型では支持部材に加工すると
良い。

また、流路溝において流路の巾は５〜２０量、望ましく
は１０〜１５＋１１１１１が好ましく、流路の深さは温
度斑に大きな影響を与えないためとくに好ましい範囲を
あげないが、前記殻に設ける場合にはキャビティと溝と
の最小殻厚が少なくとも５＋ｌＩｎあることが好ましく
、また流路ピッチは成形品の形状により立ちあがり部な
どに部分的に流路が重なる場合があり、３０ｍｍ以下、
望ましくは１４〜２５＋ｎｍすなわち流路中＋４ｆＷｆ
ｆ１〜流路中＋１０關の範囲が好ましい。

上記流路の巾は主として媒体の流動、流路ピッチとの相
関および工作上の理由からきめられるものであり、流路
中が小さい時は流路本数が増え工作上不利なうえ媒体の
流動抵抗が過大になり、熱媒体として水蒸気を用いる時
はドレンの排出不良を生じ、一方流路巾が広すぎると伝
熱係数が低下するという一般的な問題以外にキャビティ
形状に対応した流路配置をとろうとすると隣接した流路
が重なり合うことが多くなり、結果的に媒体の流れが不
均一となる不具合が生じる。

また流路ピッチは型構造によって変化し部位により重な
り合う場合もあるが、通常流路巾＋４關〜流路中＋１０
１１１ｍで工作上許し得る範囲で狭い方が伝熱上好まし
く、流路中＋４　ｍ＋ｎに満たない場合には耐圧強度上
の問題が生じる虞カイあり、一方法路中＋１０闇を超え
る場合には、昇温速度が遅くなり、温度斑が大きくなる
傾向が生ずる。

本発明の前記流路に接続する分配溝は、各流路に均等に
媒体が流れうるような大きな断面積をもつもので、通常
複数の前記流路の両端に配置される。分配溝は、その大
きさから通常支持部材側に設けられるが、形状について
は前記流路に媒体が均等に流れかつ分配溝に滞留のない
ように十分配慮が必要であり、特に多数個取りの場合に
は、配置及び流量バランスを考えて２個以上設けること
もできる。

本発明の単一系統の流路とは媒体導入・排出流路、分配
溝および分配溝間の複数の流路すべてに同一の媒体が同
時に流れるような流路をいい、熱媒体のみ流れる流路、
冷媒体のみ流れる流路という区分を有しないものである
。

以上述べたように本発明は、温調媒体で型温の制御を行
なう樹脂成形型において、キャビティ面を殻で構成し、
該殻と支持部材との対向する表面に複数の流路とそれら
の流路に接続する分配溝を設けてなるものであり、この
ような成形型を使用し、熱媒体および冷媒体などの温調
媒体によって型温を制御することによって、凹凸を有す
る箱型形状の樹脂成形品を冷熱サイクル下で製造するこ
とができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例について図面にもとづいて説明す
る。

第１図は半筒形状のキャビティをもつ圧縮成形金型を示
し、上型１．下型２の他は図示していないが、ガイド機
梢、エゼクト機構等から構成されている。下型２につい
て第２図および第４図により説明するが、キャビティ面
３は厚さＴが２．Ｏｍ＋ｎの殻４で構成され、流路溝６
はピッチＰが１６〜１８ｍｍ、溝幅Ｗが１２關および形
状が半丸で支持部材５の表面に設けられ、これらの流路
と接続して約２０　ｍｍ　Ｘ　４０　ｎｕｎ　Ｘ　２０
０　ｍｓの分配溝１ｏおよび１１が支持部材に設けられ
、そして、この分配溝に媒体導入流路１３と媒体排出流
路１２が接続されている。シャーエツジ部１４は金型本
体への熱移動による温度低下を補うため板厚１８＋ｗｍ
で作られており、成形型構成部材はそれぞれシリコン系
あるいはテフロン系０リングを介して固着され、殻と支
持部材とは密着している。第３図は第２図の支持部材５
に設けられた流路溝、分配溝および媒体導入・排出流路
の概略を示したものである。

第６図は、支持部材に流路が加工できない場合、殻に流
１ｉＩｌｌ溝を設けた状態を示したものである。また第
７図に示すように曲率の大きな凸部形状の場合には、殻
厚を均一にすると角部７が鋭角となり殻の工作上困難に
なるため第８図に示す如く工作し得る形状８になるよう
に角部の殻厚を増すかわりに小径の盲孔９を適当なピッ
チおよび深さで当該肉厚酸部に設けることで伝熱上は実
質的に均一な肉厚とすることができる。また上型１につ
いては同様な構成とすることができ説明を省略するが第
５図の如く、流路溝６は酸部に設けた方が工作＝　９−
　　　　　　　−り１− 上容易である。

このように構成された金型において媒体は導入流路１３
を経て分配溝１１に入り複臀の流路６に流れ込み、分配
溝１０に再び集められ排出流路１２より型外に出る。

次にこの金型を使用し加熱媒体として１５ＫＧの飽和水
蒸気、冷却媒体として１５℃の水を用いて１００℃と１
５０℃の２つの温度レベル間で冷却サイクルを行った結
果を第９図ないし第１１図に示す。第９図は型面位置を
示す。第１０図は、型面位置ａおよびＣにおける冷却サ
イクル下での温度変化を示すもので、型面前Ｗａおよび
Ｃ共に昇降温時間は１分以内ときわめて早く、その間の
型面位ＩｆａおよびＣでの温度差は２℃以下と温度斑は
非常に小さカニっな。第１１図は昇温１分後で型温か約
１５０℃における型面の温度分布を示すもので、型面位
置ａ〜ｈでの温度斑は４℃以内であった。

一方第１２図ないし第１４図は、従来のコアに設けた穴
にバブリングチューブを配置した金型を使用して前記と
同様な冷熱サイクルを行なった時の温度変化を示すもの
で、昇降温に長時間を要し、温度斑も大きいものであっ
た。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、温度媒体で型温の制御を
行なう樹脂成形型において、キャビティ面を殻で構成し
、該殻と支持部材との対向する表面に複数の流路とそれ
らの流路に接続する分配溝とを設けてなる樹脂成形型で
あるから、キャビティに近接して流路が設けられ、該流
路に均一に媒体が流れるため温度分布が良好で温度斑の
ない成形型とすることができるとともに、殻あるいは支
持部材の凸部に溝を形成できるので溝加工が容易であり
、媒体流路配置の自由度が格段に向上する。

また、本発明の樹脂成形型を使用して、凹凸を有する箱
型形状の成形品を冷熱サイクル下で成形する場合には、
キャビティ面を殻で構成し、該殻と支持部材との対向す
る表面に溝を形成するのでキャビティに近接して流路が
設けられるなめ、そして分配溝と複数の流路とにより短
い流路に均一に媒体が流れるため、成形型のキャビティ
面の温度斑、特に昇降温過程での温度斑を小さくし、か
つ昇降温に要する時間を短縮する効果があり、これによ
り温度斑により生ずる製品欠点の解消、物性向上、生産
性向上等を図るとかできる。

更に、本発明の型構造をとることにより殻の厚さを部分
的に変化させたり、また殻に小径盲孔を設けることによ
りキャビティ面の温度分布を積極的、意図的に変更する
ことができる。このため成形品の形状特に肉厚に起因す
る硬化冷却時のバランス不良からくるワレ・ヒゲ等の成
形欠陥を防止するために成形品の形状に対応した温度分
布をキャビティ面に与えることにより得られた製品の物
性向上及び生産性向上を図ることができる。

また、これらの効果は、加熱媒体として高温高圧水蒸気
および冷却媒体として水を導入・排出して型温度の制御
を行なう前記樹脂成形型においても、急速に昇降するこ
とができ、温度斑を極めて少ないものとすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧縮成形金型の全体概略図、第２図は下型の断
面図、第３図は圧縮成形金型の支持゛部材に配置した流
路溝、分配溝および媒体導入・排出流路を示す概略図、
第４図、第５図および第６図は渭加工例図、第７図およ
び第８図は凸形状部断面図、第９図および第１２図は型
温度測定位置説明図、第１０図および第１３図は型温と
時間との関係を示す図、第１１図および第１４図は型温
と型面位置を示す図である。 なお図中の次の符号はそれぞれ次の部分を示す。 １・・・上型、　２・・・下型、　３・・・キャビティ
面、４・・・殻、　５・・・支持部材、　６・・・流路
溝、７・・・角部、　９・・・盲孔、　１０．１１・・
・分配溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 温調媒体で型温の制御を行なう樹脂成形型において、キ
   ャビティ面を殻で構成し、該殻と支持部材との対向する
   表面に複数の流路とそれらの流路に接続する分配溝とが
   配置された単一系統の流路を設けてなることを特徴とす
   る樹脂成形型。