JPH07112457A - 射出成形用金型及び射出成形方法 - Google Patents

射出成形用金型及び射出成形方法

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JPH07112457A
JPH07112457A JP26245893A JP26245893A JPH07112457A JP H07112457 A JPH07112457 A JP H07112457A JP 26245893 A JP26245893 A JP 26245893A JP 26245893 A JP26245893 A JP 26245893A JP H07112457 A JPH07112457 A JP H07112457A
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JP
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mold
injection molding
cavity
resin
injection
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JP26245893A
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Inventor
Hiromitsu Yoshida
博光 吉田
Munehisa Yoneda
宗央 米田
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Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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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
    • B29C45/46Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
    • B29C45/56Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding
    • B29C2045/5695Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding using a movable mould part for continuously increasing the volume of the mould cavity to its final dimension during the whole injection step

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  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は射出成形用金型及び射出成形方法に
関し、配向歪、フローマーク、焼け、ウェルド等の欠点
を生じない射出成形用金型及び射出成形方法を実現する
ことを目的とする。 【構成】 スプルー8が設けられた固定側金型1とキャ
ビティ4が設けられた可動側金型2とを具備してなる射
出成形用金型において、上記キャビティ4の少なくとも
2面を有する可動金型部材3を設け、該可動金型部材3
をキャビティ4内の空間を可変できるように前記可動側
金型2内に摺動可能に設けて成るように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は射出成形用金型及び射出
成形方法に関する。詳しくは、溶融樹脂の注入に従って
キャビティの容積が拡大できる金型を用いて配向性のな
い樹脂成形品が得られるようにした射出成形用金型及び
射出成形方法に関する。
【0002】樹脂成形品の成形方法として最も広く用い
られている方法に射出成形方法がある。この方法は熱可
塑性材料が加熱されると溶融し、冷却すると硬化する性
質を利用して溶融材料を金型中に圧入するものである。
【0003】
【従来の技術】この方法に現在用いられているインライ
ンスクリュー式射出成形機を図6に示す。これは、樹脂
を射出する射出機構11と、固定側金型12及び可動側
金型13とよりなる金型14と、図示なき型締め機構等
を具備して構成されている。射出機構11にはホッパ1
5、プランジャを有するスクリュー16、シリンダー1
7、加熱器18、ノズル19、リミットスイッチ20、
スクリュー回転駆動モータ21、スクリュー押し出しシ
リンダー22等が具備され、金型14の固定側金型12
にはスプルー23が、可動側金型13にはキャビティ2
4及びランナー25等がそれぞれ形成されている。
【0004】そして図6(a)の如く、成形材料26を
ホッパ15に入れ、金型14が開いているときは、スク
リュー16の回転により成形材料がシリンダー17の先
端部にためられ、スクリュー16はその背圧によって一
定位置まで後退する。次いで閉鎖ストロークが始まる
と、同図(b)の如く、金型14は閉じられ、同時にシ
リンダー22のピストンに押圧されてプランジャ16a
を有するスクリュー16が前進して、加熱器18で加熱
され可塑化状態となっている成形材料をノズル19、ス
プルー23、ランナー25等を通してキャビティ24の
中に圧入する。金型14は水で冷却されているのでキャ
ビティ24に圧入された樹脂は急速に硬化する。硬化し
た樹脂成形品は可動側金型13を開いて取り出され一工
程を終了する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の射出成形技術で
は、静止したキャビティ内に溶融樹脂を注入するため、
成形品に歪が生じるという製造方法に起因する根本的な
問題点があった。この歪は配向歪であり、これは溶融樹
脂がキャビティ内に射出注入されるとき、鎖状高分子が
流れ方向に配向することにより生じる歪である。
【0006】配向歪は図7に示すようなキャビティ24
内の樹脂流動により生じるもので、このような樹脂流れ
は一般にファウンテンフロー(噴水流)と呼ばれてい
る。配向歪はこのファウンテンフローと密接な関係があ
り、例えばJ.Appl.Polm.Sci.18(1
974)1753−1772などに報告されている。こ
の配向歪は、流れ方向に対して平行方向、垂直方向で異
なるため、機械的物性値の異方性をもたらす。さらに、
成形品の表面層(固化層)27、中心層(流動層)28
の多層構造を形成し、剥離不良の一因となっている。
【0007】また、射出成形における成形不良現象に
は、成形材料がゲート29から噴出することにより蛇行
状のマークが成形品に残されるジェッティングや樹脂流
れの流れ模様が成形品に残るフローマークや、キャビテ
ィ内の空気が注入された樹脂に押され断熱圧縮して高温
となり、その高温空気に樹脂が触れて表面が瞬間的に黒
く焦げるいわゆる焼けを生ずる等の問題がある。
【0008】また、溶融樹脂は金型に注入されると金型
に熱を奪われ温度が低下する。その結果、樹脂は粘度が
上昇し、ガラス転移点以下の温度になると固化してしま
う。図7における樹脂流動において、流動が継続するた
めには樹脂の流動先端28aはガラス転移点以上の温度
でなければならず、その他の部分の樹脂粘度も流動でき
る状態でなければならない。
【0009】そのためには、金型温度は高温に保持して
おくか、または溶融樹脂の温度を高めに設定しておく必
要があり、例えば100mm角の正方形で厚さ3mmの平板
を通常のABS樹脂で射出成形する場合、金型温度は4
0〜60℃、樹脂温度は200〜260℃で行ってい
る。さらに溶融樹脂の温度低下による粘度の上昇に打ち
勝ってキャビティ24の隅々にまで樹脂を充填するに
は、高い樹脂圧力が必要であり、この圧力による鎖状高
分子の歪も存在している。
【0010】また、図7において、流動中に金型壁面3
0に接触した樹脂は瞬間的に固化し、その固化層27は
時間とともに厚くなるため、ゲート近くは少なくとも1
mm以上の厚さが必要であり、肉厚が1mm以下の薄肉形成
は不可能であった。
【0011】また、樹脂の流動長は、形成材料、樹脂温
度、金型温度および成形品肉厚等に依存するが、有限の
値であり、流動長以上の大きさの製品を射出成形する場
合は、ゲート29を複数点設ける必要がある。この場
合、各ゲートから注入された溶融樹脂の合流点でウェル
ド(湯境)が形成される。このウェルドは引張破断力を
小さくし、外観上は凹凸を有し、成形品の不良要因とな
る。
【0012】本発明は上記従来の問題点に鑑み、配向
歪、フローマーク、焼け、ウェルド等の欠点を生じない
射出成形用金型及び射出成形方法を実現しようとする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の射出成形金型に
於いては、スプルー8が設けられた固定側金型1と、キ
ャビティ4が設けられた可動側金型2とを具備してなる
射出成形用金型において、上記キャビティ4の少なくと
も2面を有する可動金型部材3を設け、該可動金型部材
3をキャビティ4内の空間を可変できるように前記可動
側金型2内に摺動可能に設けて成ることを特徴とする。
【0014】また、本発明の射出成形方法に於いては、
上記射出成形用金型を用い、初期状態ではキャビティ4
の空間が零となるように前記可動金型部材3を位置させ
ておき、ゲート7から溶融樹脂9が注入されるに従って
可動金型部材3が移動し、所定の樹脂成形品が形成され
ることを特徴とする。
【0015】この構成を採ることにより、配向歪、フロ
ーマーク、焼け、ウェルド等の欠点を生じない射出成形
用金型及び射出成形方法が得られる。
【0016】
【作用】本発明では、射出成形用金型を、図1あるいは
図5に示すように、キャビティの容積を可変できる可動
金型部材3を設けたことにより、キャビティ4に注入さ
れる樹脂の流動先端の速度と同じ速度、同じ方向にキャ
ビティ側壁が移動する。従って、金型内における樹脂の
流動は射出機構のノズルからゲートまでの間に限られ
る。
【0017】溶融樹脂はゲート7から順送りに注入され
るが、キャビティ4内では溶融樹脂はそれ自体流動しな
い。本発明では図7に示したような樹脂流動形態は生じ
ない。従って、金型に接触してすぐに固化する固化層2
7と溶融樹脂が流れる流動層28との二層構造とはなら
ない。これにより、固化層27と流動層28の間に生じ
る剪断歪、すなわち配向歪は原理的に発生しない。
【0018】
【実施例】図1及び図2は本発明の射出成形用金型の実
施例を示す図であり、図1は分解斜視図、図2は組み合
わせた状態を示す3面図である。本実施例の金型は、固
定側金型1と可動側金型2と、該固定側金型1と可動側
金型2との間に摺動可能に設けられた可動金型部材3と
を具備して構成されている。
【0019】そして、可動金型部材3は、キャビティ4
を形成する底面4aと3方向の側面4bとを有してお
り、且つ長手方向に直角な断面は側面を除きどの部分も
同一で、摺動可能な形状をしている。
【0020】可動側金型2には、前記可動金型部材3を
摺動可能な状態で収容できる一方が開放し、他方に壁5
aを有する溝5が形成されている。また固定側金型1に
は、前記可動金型部材3とでキャビティ4を形成する1
面6aを有する突起6が設けられている。さらに該固定
側金型1には、突起6の面6aに開口するゲート7と、
該金型の反対面からゲート7に通ずるスプルー8が設け
られている。
【0021】このように構成された射出成形用金型を用
いた本発明の射出成形方法を図3により説明する。本発
明方法は、先ず(a)図の如く、可動金型部材3を収容
した可動側金型2と、固定側金型1とを突き合わせ、且
つ、可動金型部材3をその長手方向の側壁の内面が固定
側金型1の突起6の面6aに接するように位置させてお
く。つまりキャビティ4の容積を零とする。
【0022】次に(b)図の如く、スプルー8から溶融
した樹脂9を注入する。樹脂9の注入に従って可動金型
部材3は矢印A方向に移動していくが、キャビティ4を
形成する側壁も同時に移動していくため、図7で説明し
たような配向層(固化層)は生じない。
【0023】この場合、キャビティ4を構成する可動金
型部材3を駆動させる力としては、樹脂圧により自然に
移動するのが理想的であるが、エアシリンダー、油圧シ
リンダー、電動モータ等を利用して樹脂の注入速度に同
調させるか、あるいはスプリングにより駆動を補助して
も良い。
【0024】本発明の効果は樹脂の種類による影響はな
いため、いかなる種類の樹脂を用いてもその効果の発現
を期待できる。次に実際に射出成形した試料についての
評価試験結果について説明する。
【0025】射出成形品における配向歪の評価方法のひ
とつに加熱収縮率を測定する方法がある。図4に示すよ
うな本発明方法による射出成形品と従来方法による射出
成形品の加熱収縮率を図のA,B,C3点で測定した結
果を表1に示す。なお試料に用いた樹脂材料は、ダイヤ
ペットABS1001(三菱レイヨン(株)製ABS樹
脂)で、加熱条件は140℃、1時間である。
【0026】
【表1】
【0027】表1より、本発明による射出成形品は、加
熱収縮率が従来の射出成形品に比べて改善されているこ
とがわかる。すなわち配向歪が小さい成形品であるとい
える。また、成形品を氷酢酸に浸漬して白化の程度を観
察することは成形品の表面層の配向の程度を調べるのに
適した試験方法であるが、本発明による射出成形品は従
来の射出成形品に比べて白化の程度が小さい。従来の成
形品は全体的に白化するが、本発明による成形品はゲー
トの近くがわずかに白化する程度であった。
【0028】また、本発明では、ゲートの近くに硬化層
ができないため、射出成形時の樹脂圧力は10〜100
kgf /cm2 でも可能であり、従来の方法に比べて一桁程
度低い低圧成形が可能となる。またこれにより、型締力
の低減、金型温度の低下が可能となる。
【0029】なお、図1に示した実施例では可動金型部
材3を箱形形状としたが、図5のように底面と1側面の
2面のみとしても配向歪を生じない効果を得ることがで
きる。
【0030】
【発明の効果】本発明に依れば、配向層のない射出成形
品を得ることができるので、低歪成形が可能となり、機
械的物性値の異方性がなくなる。特に強化材としてガラ
ス繊維や炭素繊維などを配合した複合材料においては、
繊維配向に伴う機械的物性値の異方性の問題を解決する
ことができる。さらに以下のような効果が得られる。ゲ
ート付近に硬化層ができないため、 低圧成形が可能となる。 金型の温度を低くでき、ハイサイクル成形が可能と
なる。 硬化部分が可動金型部材と共に移動するため、 流動長が原理的に無限となる。 超薄肉成形が可能となる。 ゲートが一点ですむためウェルドを生じない。 其の他、ジェッティング、フローマーク、樹脂焼け
等が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の射出成形用金型の実施例を示す分解斜
視図である。
【図2】本発明の射出成形用金型の実施例の組み合わせ
状態を示す図であり、(a)は平面図、(b)は(a)
図のb−b線における断面図、(c)は(b)図のc−
c線における断面図である。
【図3】本発明の射出成形方法を説明するための図であ
る。
【図4】本発明の実際例における射出成形品の加熱収縮
率の測定位置を示す図である。
【図5】本発明の射出成形品金型の他の実施例を示す分
解斜視図である。
【図6】従来のインラインスクリュー式射出成形装置の
概略を示す図である。
【図7】発明が解決しようとする課題を説明するための
図である。
【符号の説明】
1…固定側金型 2…可動側金型 3…可動金型部材 4…キャビティ 5…溝 6…凸起 7…ゲート 8…スプルー 9…樹脂

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スプルー(8)が設けられた固定側金型
    (1)と、キャビティ(4)が設けられた可動側金型
    (2)とを具備して成る射出成形用金型において、 上記キャビティ(4)の少なくとも2面を有する可動金
    型部材(3)を設け、該可動金型部材(3)をキャビテ
    ィ(4)内の空間を可変できるように前記可動側金型
    (2)内に摺動可能に設けて成ることを特徴とする射出
    成形用金型。
  2. 【請求項2】 請求項1の射出成形用金型を用い、初期
    状態ではキャビティ(4)の空間が零となるように前記
    可動金型部材(3)を位置させておき、ゲート(7)か
    ら溶融樹脂(9)が注入されるに従って可動金型部材
    (3)が移動し、所定の樹脂成形品が形成されることを
    特徴とする射出成形方法。
JP26245893A 1993-10-20 1993-10-20 射出成形用金型及び射出成形方法 Pending JPH07112457A (ja)

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