JPH06143296A - 樹脂の成形法およびその成形法に用いる成形金型 - Google Patents

樹脂の成形法およびその成形法に用いる成形金型

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JPH06143296A
JPH06143296A JP32864992A JP32864992A JPH06143296A JP H06143296 A JPH06143296 A JP H06143296A JP 32864992 A JP32864992 A JP 32864992A JP 32864992 A JP32864992 A JP 32864992A JP H06143296 A JPH06143296 A JP H06143296A
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JP
Japan
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resin
air
mold
molding
pressure
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JP32864992A
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Masatoshi Matsumae
昌年 松前
Seiichi Ueda
誠一 上田
Hidetoshi Kimoto
英俊 木元
Satoshi Kitaichi
敏 北市
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Taiho Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taiho Kogyo Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/83Lubricating means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/174Applying a pressurised fluid to the outer surface of the injected material inside the mould cavity, e.g. for preventing shrinkage marks

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】樹脂を成形する際、金型と溶融樹脂との間の摩
擦抵抗を低減させる。 【構成】金型の樹脂と接触する表面に多孔層材を配し、
多孔層材から気体を噴出させ、金型表面と樹脂との間に
空気膜を形成する。 【効果】樹脂成形における射出圧、押出圧を低減でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂の成形法およびそ
の成形法に用いる成形金型に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、図3に示す樹脂成形法および金型
が公知である。金型1はキャビティ型2とコア型3とで
構成され、両者が図示のように閉じた時、両者の間に製
品形状に相当するキャビティ(空洞)4が形成される。
溶融した樹脂を上記キャビティ4に導入する通路とし
て、キャビティ型2に設けられたスプルー5及びランナ
ー6がある。射出成形機(図示せず)のスクリュウシリ
ンダ内で可塑化された溶融樹脂7は、スクリュウ8の前
進運動により、ノズル9からスプルー5、ランナー6を
経てキャビティ4に射出される。金型1は冷却水管10
により冷却されており、キャビティ4に射出された溶融
樹脂は所定時間が経過すれば冷却・固化するので、金型
を開き、突き出しピン11を突きだして製品として取り
出される。
【0003】所で上記の樹脂成形法において樹脂7をノ
ズル9からキャビティ4に流入させるには、ノズル9か
らキャビティ4に至る樹脂の流動抵抗に打ち勝つ射出圧
あるいは押出圧をノズル部における樹脂に与えねばなら
ない。そのための射出圧あるいは押出圧は数100at
に及ぶ大きさが必要であった。
【0004】樹脂の流動抵抗がなぜこのように大きくな
るか、という理由につき図4を用いて説明する。図4は
樹脂が金型の表面と接触する部分の拡大図であって、例
えばスプルー5、ランナー6、キャビティ4のいずれの
場所でも同様であるが、ここではスプルーブッシュ12
の一部を拡大して示す。溶融樹脂7は図の右に矢印Aで
示す方向からスプルー5に流入するものとする。上述し
たように金型1は冷却水管10により冷却されているの
でスプルーブッシュ12も冷却されている。したがって
スプルー5の表面と接触した溶融樹脂7の表皮部は冷却
されて固化する。しかし樹脂は熱伝導率が悪いので溶融
樹脂7の内部はその段階では温度が低下しない。したが
って内部の樹脂は溶融状態を保ちつつ、矢印Aから加わ
る圧力により流線B1、B2、B3 ・・・の方向に流動す
るのであるが、このとき樹脂内部の流動性の高い溶融樹
脂があたかも泉が湧きでるごとく溶融樹脂の流動先端か
ら噴出しつつ進行する。これをファンテン・フローと言
っている。流動先端から噴出した溶融樹脂はスプルー5
に触れて表皮層は直ちに固化して動かなくなり、後方の
樹脂すなわちノズル9に近い樹脂は冷却されているスプ
ルー5との接触時間が長いので固化が進み表皮層は厚く
成長している。
【0005】以上のような現象が金型1の全ての樹脂と
金型表面との間で起こる。金型表面に接触した樹脂が金
型表面に固着してほとんど動かず、内部の樹脂が流動し
て前進する場合には、樹脂の流動抵抗は、樹脂の粘性抵
抗および樹脂の流動速度で支配される。樹脂の粘性は数
10〜数100Pa・Secの高粘性であり、かつ、樹
脂の流動速度は数10cm/sないし数m/sと高速で
あるので、その結果上記したように射出圧は数100a
tに及ぶ大きさが必要になるのである。
【0006】条件によっては、金型表面に接触した樹脂
が金型表面との間で滑りながら、同時に内部の樹脂が流
動して前進する場合もあり、この場合は、流動抵抗は樹
脂の粘性抵抗の外に金型と樹脂との摩擦抵抗が加わるの
でさらに大きな射出圧が必要となる。。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
樹脂成形方法においては樹脂の射出圧あるいは押出圧は
数100atの大きさが必要であった。射出成形機ある
いは押出機はノズル先端でこの大きな射出圧あるいは押
出圧を出さねばならないので大型の機械にならざるを得
なかった。また金型も上記の大きな射出圧あるいは押出
圧に耐えねばならないので金型の肉厚は大きくする必要
があった。例えば、投影面積50cm×100cmの製
品を射出成形する時の射出圧が500atであれば、5
00kgf/cm2 ×50cm×100cm=2500
トンの荷重に耐える金型にしなければならない。そのた
め金型の重量が大きくなり、取り扱いも困難であり、ま
た高価になっていた。
【0008】本発明は、上記課題を解決するもので、樹
脂の射出圧あるいは押出圧を低減できる樹脂成形法およ
びその成形法に用いる成形金型を提供することを目的と
するものである。
【0009】
【発明を解決する手段】上記目的を達成するために本発
明は、溶融樹脂供給部から樹脂成形部に樹脂を供給して
成形する樹脂成形において、上記樹脂成形部における樹
脂と接触する表面に樹脂と相溶性のない流動性潤滑層を
形成しつつ上記溶融樹脂供給部より樹脂を供給して成形
するものである。
【0010】上記潤滑層は、空気のような気体、もしく
は油のような液体で形成すると効果的である。
【0011】また上記樹脂成形法を効果的に行なう金型
として、樹脂が接触する金型表面に連通多孔層を有する
材料を配し、上記連通多孔層を通じて気体または液体を
供給するものである。
【0012】
【作用】上記のように樹脂成形部における樹脂が接触す
る表面に流動性潤滑層を形成しながら溶融樹脂を樹脂供
給部から供給して樹脂の成形を行なうと、樹脂と金型と
の摩擦抵抗が減少し樹脂供給に必要な射出圧あるいは押
し出し圧を低減させることができる。
【0013】
【実施例】本発明の一実施例を図面により説明する。図
1は本発明による金型構造の実施例の1例であり、図2
は図4と同様に図1のスプルー5を形成したスプルーブ
ッシュ部の拡大図であるが、ランナー6、キャビティ4
の構造も同様である。図1と図3との共通部分および図
2と図4の共通部分には同じ番号を用いて示している。
図1でキャビティ型2、コア型3には冷却水管10の外
に空気導管13a、13b、13c・・・が設けられてお
り、空気導管13a、13b、13c・・・は空気パイプ
14a、14b、14c・・・により開閉弁15a、15
b、15c・・・を経て切替弁16a 、16b に連結さ
れ、さらに切替弁16a 、16b は高圧空気源17およ
び真空源18に連結されている。また金型の樹脂と接触
する表面部には、極めて微少な連通孔を有する多孔層材
19を配している。多孔層材19としては極めて微少な
連通孔を有する通気性金属または通気性セラミックを用
いることができるが、この実施例では新東工業(株)製
のポーセラック(商品名)を用いている。
【0014】図2に拡大して示すように、通気性の金型
表面である多孔層材19の裏側には複数の空気溜り20
が設けてあり、空気溜り20は連結管21により空気導
管13につながっている。スクリュウ8の前進運動によ
り、ノズル9からスプルー5に樹脂7が流入するのと同
時に上記空気パイプ14a を通じて高圧空気源17から
高圧空気を供給する。空気の圧力は成形条件により異な
るが、4at〜200atである。供給された空気は空
気導管13a より連結管21を経て空気溜り20に溜
り、多孔層材19の表面の通気孔からスプルー5に噴出
する。この状態を図2に示す。噴出した空気は流入して
来る溶融樹脂との間に均一な空気層22を形成する。
【0015】つまり流入した溶融樹脂7の表皮部分は冷
却して流動性を失うが、流動性を失った表皮部分と金型
表面との間に空気層22が存在することになる。空気は
周知のように粘性が極めて小さいので、溶融樹脂と金型
との間の摩擦係数は非常に小さくなる。従来例のように
樹脂が直接金型と接触する時の樹脂と金型との摩擦係数
と、この実施例のように樹脂と金型との間に空気層22
を形成した時の摩擦係数とを比較すると、後者の摩擦係
数は前者の10000分の1以下と推定される。したが
って、流入した樹脂は表皮部分が流動性を失っても、金
型表面を滑りながら後方から加わる樹脂圧に押されて前
進する。この結果、金型に樹脂を充填する時の射出圧、
あるいは押し出し圧を従来例に較べ非常に小さくするこ
とができる。
【0016】なお図1において、溶融樹脂7の射出ある
いは押し出しに先立ち切替弁16a、16b を高圧空気
源17に連結しておき、溶融樹脂の射出後、溶融樹脂の
進行とともに開閉弁15a、15b、15c の順に開いて
いくことによりランナー6の多孔層材19b に、ついで
キャビティ4の多孔層材19c に順番に高圧空気を供給
することができる。これにより樹脂が到達していない領
域の多孔層材19には空気を供給しないでおくことがで
きるので、必要とする空気量を減らすことができるとと
もに、必要箇所における空気圧を高くすることも可能に
なる。
【0017】また空気は高圧で供給されるので多孔層材
19から樹脂通路に噴出する際、断熱膨張により温度を
低下する場合が起こる。樹脂と接触する空気の温度が低
いのは樹脂の冷却時間が短くなって作業能率上は好都合
であるが、反面樹脂表面が早く冷えると金型表面の微細
な凹凸の転写ができない、すなわち転写性が劣化するこ
とがある。したがって必要に応じて予熱した高圧空気を
供給した方が良い場合がある。
【0018】また、キャビティ4内に樹脂が充填される
とともに空気層22を形成した空気は残ったキャビティ
空間内に押し込まれていくことがある。溶融樹脂のキャ
ビティ4内への充填は短時間で行なわれるので、残った
キャビティ空間内に押し込まれた空気は断熱圧縮を受け
て高温になり、この高温のため樹脂が焼けたように分解
して変色することがある。これを「焼け」あるいは「バ
ーンマーク」と呼んでいる。これを避けるには、溶融樹
脂を充填する最後の時点で切替弁16a 、16b を動作
させて空気導管13を大気圧につないぐか、あるいは真
空源18につなぐと効果的に上記の「焼け」を防ぐこと
もできる。
【0019】さらに射出が完了した後、切替弁16a 、
16b を動作させて全ての空気導管13を真空源18に
つなぐと、樹脂は金型表面に吸いつけられるから金型表
面の転写性を良くすることができる。
【0020】また転写性が要求されるのは樹脂とコア型
3との関係より樹脂とキャビティ型2との関係であるこ
とが多いので、切替弁16a は高圧空気源17に連通し
たままで切替弁16b を真空源18に連結することによ
り、キャビティ内の樹脂をコア型3からキャビティ型2
の方向に押し付けることができるのでキャビティ型2の
表面の転写性をさらに良くすることもできる。
【0021】また冷却完了後、キャビティ型4とコア型
3を開き、突き出しピン11を突きだして成形品を取り
出すのであるが、この時切替弁16b のみを高圧空気源
17に連結することによりコア型3の多孔層材19の表
面から空気を噴出させることができるので、突き出しピ
ン11を動作させなくても成形品を金型から取り外すこ
とができる。もちろん突き出しピン11を動作させるこ
とと併用してもよい。
【0022】また上記では説明の便宜上、射出成形の場
合を例にとって説明したが本発明の成形法法は押出成
形、ブロー成形等、樹脂と金型表面との間で滑りを生ず
るような成形法一般に適用可能である。
【0023】
【発明の効果】本発明は以上に説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。樹脂
を成形するに際し、溶融樹脂と金型との間に流動性潤滑
層を介在させるようにすることにより溶融樹脂と金型と
の間の摩擦抵抗が低減され樹脂の流動が容易になる。ま
た摩擦抵抗が低減されて樹脂の流動が容易になることに
より射出圧あるいは押出圧を大幅に低減することができ
る。射出圧あるいは押出圧が減縮されることにより成形
機自体を小型にでき、また金型はその耐圧強度を小さく
することができるので軽量で安価にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における樹脂成形金型の実施例を示す断
面図である。
【図2】図1の成形金型の要部の断面図である。
【図3】従来例における樹脂成形金型の断面図である。
【図4】図3の成形金型の要部の断面図である。
【符号の説明】
1 金型 2 キャビティ型 3 コア型 4 キャビティ 7 樹脂 9 ノズル 13 空気導管 19 多孔層材 22 空気層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29C 45/00 7344−4F B29L 22:00 4F (72)発明者 北市 敏 大阪府交野市神宮寺2丁目31番1号 大宝 工業株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶融樹脂供給部と樹脂成形部とを有し、上
    記樹脂成形部の樹脂と接触する表面に樹脂と相溶性のな
    い流動性潤滑層を形成して上記溶融樹脂供給部より樹脂
    を供給することを特徴とする樹脂の成形法
  2. 【請求項2】空気のような気体を樹脂成形部の樹脂と接
    触する表面に供給して、樹脂との間に上記気体による潤
    滑層を形成してなる請求項1記載の樹脂の成形法
  3. 【請求項3】油のような液体を樹脂成形部の樹脂と接触
    する表面に供給して、樹脂との間に上記液体による潤滑
    層を形成してなる請求項1記載の樹脂の成形法
  4. 【請求項4】連通多孔層を有する材料を樹脂成形部の樹
    脂と接触する表面に配し、上記連通多孔層を通じて気体
    を供給する成形金型
JP32864992A 1992-11-14 1992-11-14 樹脂の成形法およびその成形法に用いる成形金型 Pending JPH06143296A (ja)

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JP (1) JPH06143296A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07164495A (ja) * 1993-12-17 1995-06-27 Nec Corp プラスチック成形品の射出成形工法
US7473086B2 (en) * 2004-12-01 2009-01-06 General Electric Company Porous mold insert and molds

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07164495A (ja) * 1993-12-17 1995-06-27 Nec Corp プラスチック成形品の射出成形工法
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