JPH07299840A - 薄肉成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】反りが少なく、しかも積層した複数の異なる熱
可塑性樹脂層間の接着性に優れ、表面外観が優れた薄肉
成形品を短時間で効率よく製造する方法を提供する。 【構成】複数の異なる熱可塑性樹脂とそれぞれの熱可塑
性樹脂を金型内へ射出するための複数の射出装置が金型
に連結された射出圧縮成形装置を用い、まず、ひとつの
熱可塑性樹脂を金型内に射出成形を行った後、金型を開
いて成形された熱可塑性樹脂と金型の間に次に射出圧縮
成形を行うべき熱可塑性樹脂の厚みの１．０５〜３．０
０倍、好ましくは１．１０〜２．００倍の間隙を形成さ
せ、該間隙に次の熱可塑性樹脂を注入して射出圧縮成形
を行い、複数の異なる熱可塑性樹脂を積層した薄肉成形
品を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反りが少なく、しかも
積層した複数の異なる熱可塑性樹脂層間の接着性に優
れ、表面外観が優れた薄肉成形品を短時間で効率よく製
造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、二種類の熱可塑性樹脂を積層した
成形品を製造するため、二組の射出装置を備えた射出成
形機を使用し、ひとつの熱可塑性樹脂を金型に射出した
後、金型を反転し、ひとつの熱可塑性樹脂を射出した金
型面と反対の金型面から次の熱可塑性樹脂を射出する方
法や、ひとつの熱可塑性樹脂を金型に射出した後、コア
を移動させて、次に射出する熱可塑性樹脂の厚み分の間
隙を金型に設け、その間隙に次の熱可塑性樹脂を射出す
るコアバック方法などが用いられている。しかし、上記
方法においては、薄肉で大型の成形品を成形すると、成
形品に反りが発生し、しかも、二層の接着性に劣るとい
う問題がある。

【０００３】また、特開平３−２４７４２３号公報に
は、二台の射出形機、および固定された下金型とプレス
機構によって上下に移動可能な上金型とを有する圧縮成
形機を用いて、二層成形品を製造する方法が記載されて
いる。この方法によれば、比較的薄肉の二層成形品が得
られるものの、間隙を広く取った上下の金型の間に塊状
の熱可塑性樹脂を注入し、コントロールバルブを閉めた
後、圧縮を行うプレス方式であるため、成形品の表面外
観に劣り、バリが発生しやすい。しかも、最初に成形し
た熱可塑性樹脂、さらには次に注入した熱可塑性樹脂の
表面温度が下がり、積層した熱可塑性樹脂層間の接着性
に劣るという欠点もある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、反りが少なく、しかも複数の異なる熱可塑性樹脂層
間の接着性に優れ、表面外観が良好な薄肉成形品を効率
良く製造する方法を提案することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意研究を重ねた結果、上記課題を解決する薄
肉成形品の製造方法を見い出し、本発明を完成するに至
った。

【０００６】即ち、本発明は、複数の異なる熱可塑性樹
脂とそれぞれの熱可塑性樹脂を金型内へ射出するための
複数の射出装置が金型に連結された射出圧縮成形装置を
用い、まず、ひとつの熱可塑性樹脂を金型内に射出成形
を行った後、金型を開いて成形された熱可塑性樹脂と金
型の間に次に射出圧縮成形を行うべき熱可塑性樹脂の厚
みの１．０５〜３．００倍の厚みの間隙を形成させ、該
間隙に次の熱可塑性樹脂を注入して射出圧縮成形を行
い、複数の異なる熱可塑性樹脂を積層した薄肉成形品を
得ることを特徴とする薄肉成形品の製造方法である。

【０００７】本発明においては、複数の異なる熱可塑性
樹脂が組み合わせて用いられる。熱可塑性樹脂の種類は
特に制限されず、薄肉成形品に適したものであれば、公
知の熱可塑性樹脂が使用できる。例えば、ポリオレフィ
ン、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリカー
ボネート等の熱可塑性樹脂を挙げることができる。

【０００８】また、組み合わせて用いられる熱可塑性樹
脂としては、全く同一の熱可塑性樹脂でなければどの様
な組み合わせでも良い。例えば、ポリオレフィンとポリ
アミドのような種類の異なる熱可塑性樹脂の組み合わせ
であっても良く、また、ポリオレフィン同士、さらには
ポリプロピレン同士のような同種の熱可塑性樹脂であっ
ても組成が異なっていれば良く、さらに、同種および同
組成の熱可塑性樹脂であっても、メルトフローレートや
含有される充填剤や添加剤等の種類や量が異なっている
熱可塑性樹脂の組み合わせであっても良い。

【０００９】本発明において組み合わせて使用される好
適な熱可塑性樹脂を具体的に例示すると、例えば、タル
クやガラス繊維を充填した剛性の高いポリプロピレンと
熱可塑性エラストマーを組み合わせることにより、表面
はソフトで剛性の高い成形品を得ることができる。ま
た、発泡ポリプロピレンと一般のポリプロピレンの組み
合わせにより、軽量で表面外観に優れた成形品が得られ
る。また、一度使用した後再生されたポリプロピレンと
一般のポリプロピレンの組み合わせにより、表面外観に
優れたリサイクル成形品の製造ができる。さらに、無水
マレイン酸変性ポリプロピレンとポリアミドを組み合わ
せることにより、耐ガソリン性に優れた成形品が得られ
る。なお、本発明においては、二層成形品のみでなく、
目的に応じ、三層やそれ以上の層構成であってもかまわ
ない。

【００１０】本発明に用いられる射出圧縮成形装置は、
異なる熱可塑性樹脂を金型内へ射出するための複数の射
出装置が金型に連結されたものである。射出装置は熱可
塑性樹脂を溶融し、金型内に射出できる性能を持つもの
であればどの様な種類でも良く、例えば、プランジャ
式、プランジャプリプラ式、スクリュプリプラ式、イン
ラインスクリュ式、剪断可塑化式、および高圧可塑化式
などを用いることができる。また、射出圧縮成形機の射
出圧縮方法としても、公知の方法が制限無く使用でき、
例えば、トグル型締め式の射出圧縮成形機における二段
型締めによる方法、直圧型締め式の射出圧縮成形機にお
ける型締め力を切り換える方法、金型構造によるコア圧
縮方法などが挙げられる。

【００１１】本発明において好適に用いられる金型構造
の例を図１および図２に記載する。図１に示す様に、金
型は射出圧縮成形を行うため、固定側金型１と可動側金
型２がスライドし、金型キャビティが密封される構造が
好ましい。また、射出成形機のノズル６、７と接続され
たホットランナー４、５を備え、金型に複数の熱可塑性
樹脂を順次注入した時に、複数の熱可塑性樹脂が混合さ
れない構造であることが望ましい。さらに、ゲート８、
９は図１に示す様に２カ所あってもかまわないし、図２
に示す様に複数の熱可塑性樹脂の合流部分に切り換えバ
ルブ１０を設け、１カ所にしても良い。なお、図１およ
び図２は熱可塑性樹脂の種類が２種類の場合の金型構造
を示したが、熱可塑性樹脂の種類が３種類以上の場合
は、熱可塑性樹脂の種類と同数の射出装置、ノズル、お
よびホットランナーを設けることで本発明の方法を達成
することができる。

【００１２】本発明の薄肉成形品の製造方法を図１を用
い説明する。まず、射出装置で溶融されたひとつの熱可
塑性樹脂をノズル６（または７）からホットランナー４
（または５）を通して、金型キャビティ３に射出成形す
る。なお、この時の成形方法は、通常の射出成形であっ
てもかまわないが、薄肉の成形品を射出する場合、熱可
塑性樹脂の流動長を向上させ、しかも反りやヒケの発生
を少なくするために射出圧縮成形を採用することが好ま
しい。

【００１３】本発明において、次の熱可塑性樹脂を成形
する方法は、プレス方法と異なり、次の熱可塑性樹脂を
金型に射出する間に金型の間隙を狭くし、該熱可塑性樹
脂の圧縮を行う射出圧縮成形である。すなわち、ひとつ
の熱可塑性樹脂を所定量金型に注入した後、可動側金型
２を移動し、金型を開き、射出した熱可塑性樹脂と金型
の間に次に射出圧縮成形を行うべき熱可塑性樹脂の厚み
の１．０５〜３．００倍、さらには１．１０〜２．００
倍の厚みの間隙を形成させる。この間隙が１．０５倍未
満であると、熱可塑性樹脂の流動長が伸びず、熱可塑性
樹脂の配向により最終成形品の反りが大きくなり、さら
に積層した熱可塑性樹脂間の接着性に劣る。また、間隙
が３．００倍を超えると、成形品の表面外観が損なわ
れ、成形品末端まで次の熱可塑性樹脂が到達しないとい
う問題が発生しやすいため好ましくない。

【００１４】次の熱可塑性樹脂の金型への射出は、ひと
つの熱可塑性樹脂の成形品表面が冷却する前に行うこと
が好ましく、ひとつの熱可塑性樹脂を射出成形すると同
時に型開きを行い、型開き終了後、ただちに次の熱可塑
性樹脂の射出圧縮成形を行うことが好ましい。ひとつの
熱可塑性樹脂の成形品表面が冷却する前に、次の熱可塑
性樹脂の射出圧縮成形を行うことにより、積層させた熱
可塑性樹脂間の接着性が良好で、次の熱可塑性樹脂の成
形収縮により発生する次の熱可塑性樹脂層を内側にした
反りが少なくなり、しかも表面外観に優れた薄肉成形品
を得ることができる。

【００１５】射出圧縮成形においては、薄肉成形品の反
りを少なくし、しかも所定の肉厚の薄肉成形品を得るた
め、熱可塑性樹脂の全射出量の６０〜９０ｗｔ％が金型
に射出された時点から圧縮を開始することが好ましい。

【００１６】なお、３種以上の熱可塑性樹脂が積層され
た薄肉成形品においても、本方法を順次繰り返せば、接
着性が良好で、反りが少なく、表面外観に優れた成形品
を効率よく得ることができる。

【００１７】

【発明の効果】本発明の薄肉成形品の製造方法によれ
ば、熱可塑性樹脂の配向に起因する反りが少なく、しか
も、積層させた熱可塑性樹脂間の接着性が良好で、表面
外観に優れた複数の熱可塑性樹脂の積層物よりなる薄肉
成形品を得ることができる。したがって、インパネ、ピ
ラー、トリム、バンパー、およびホイールキャップなど
の自動車部品や電気機器のハウジングなどの成形方法に
用いることができる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明を実施例および比較例を掲げて
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。実施例に先だって、実施例で用いた射出圧縮
成形機、金型、および成形品の評価方法について説明す
る。

【００１９】（１）射出圧縮成形機 型締め力１００トン、スクリュ径３５ｍｍのインライン
スクリュ式射出装置を２台備えたダブルトグル式射出圧
縮成形機を使用した。射出シリンダ温度は２台とも２２
０℃に設定した。なお、ポリアミドを射出する時のシリ
ンダ温度は２６０℃に設定した。

【００２０】（２）金型 図１に示す構造で、長さ２００ｍｍ、幅１５０ｍｍ、厚
さを１．０ｍｍから５．０ｍｍまで可変できるキャビテ
ィを有し、ホットランナーを２組備えた射出圧縮成形用
金型を使用した。金型温度は４０℃に設定した。

【００２１】（３）成形品の評価方法 成形品の表面外観 肉眼にて、成形品表面の肌荒れ、フローマーク、および
ヒケを観察した。

【００２２】成形品の反り 成形品には、最初に射出した熱可塑性樹脂を外側にした
反りが発生する。よって、得られた成形品を最初に射出
成形した熱可塑性樹脂層を下にして水平に静置した時の
中央部と末端部の高さの差を測定し、反り量とした。

【００２３】接着性 積層した熱可塑性樹脂層間の接着性は、特に成形品末端
部で不良となる。そこで、成形品末端部の積層したふた
つの熱可塑性樹脂層をカミソリで１０ｍｍ程度剥離し、
剥離されたふたつの熱可塑性樹脂を手で反対方向に引っ
張ることにより、接着性を評価した。

【００２４】実施例１ キャビティの厚さを１．５ｍｍに設定した金型に、メル
トフローレートが１５ｇ／１０ｍｉｎのホモポリプロピ
レンを一方のホットランナーを通し、金型キャビティに
所定量射出した後、瞬時に金型を開き該熱可塑性樹脂と
固定側金型の間に０．８ｍｍ（次に射出圧縮成形を行う
べき熱可塑性樹脂の厚さの１．６倍）の間隙を形成し
た。間隙が形成された後、ただちに、オレフィン系熱可
塑性エラストマー（（株）トクヤマ製、Ｐ．Ｅ．Ｒ．、
グレ−ド名Ｍ１４２Ｅ）の射出を他方のホットランナー
を通し開始し、射出量が該熱可塑性樹脂の全射出量の８
０％に達した時点より可動側金型を移動し、圧縮を開始
した。得られた該熱可塑性樹脂の厚さは０．５ｍｍであ
った。得られた二層薄肉成形品の表面外観は肌荒れやヒ
ケが観察されず、優れたものであった。反り量は０．２
ｍｍであった。積層された二層の接着性は、オレフィン
系熱可塑性エラストマーの凝集破壊となり、優れたもの
であった。

【００２５】実施例２ 実施例１におけるホモポリプロピレンの成形を、１．８
ｍｍに設定した金型にホモポリプロピレンを射出圧縮成
形し、該熱可塑性樹脂の最終厚さを１．５ｍｍに調整し
た射出圧縮成形とした以外は実施例１と同等な方法で成
形品を得た。得られた成形品の表面外観は肌荒れやヒケ
が全く観察されず、著しく優れたものであり、反り量は
０．１ｍｍ以下、接着性はオレフィン系熱可塑性エラス
トマーの凝集破壊となった。

【００２６】比較例１ 実施例１において、オレフィン系熱可塑性エラストマー
の射出成形時、間隙を０．５ｍｍとし、射出圧縮成形を
行わず、通常の射出成形とした以外は実施例１と同じ方
法で成形品を得た。なお、得られた成形品の各層の厚さ
は実施例１と同じであった。また、成形品の表面には若
干の凹凸が観察された。反り量は２．２ｍｍで、成形品
末端部において二層は接着しておらず、簡単に手で剥離
することができた。

【００２７】比較例２ 実施例１において、オレフィン系熱可塑性エラストマー
の射出圧縮成形時、間隙を２．０ｍｍ（次に射出圧縮成
形を行うべき熱可塑性樹脂の厚さの４．０倍）とした以
外は実施例１と同じ方法で成形品を得た。得られた成形
品の表面には肌荒れが観察され、特に、成形品末端部で
著しいものであった。反りは３．８ｍｍで、成形品末端
部において接着性に劣り、手で簡単に剥離することがで
きた。

【００２８】実施例３ 金型キャビティの厚さを３．０ｍｍに設定した金型に、
発泡剤としてアゾジカルボンアミドを０．５ｗｔ％含む
実施例１と同じホモポリプロピレンを射出成形し、次に
実施例１と同じホモポリプロピレンのみを射出圧縮成形
したこと以外は実施例１と同じ方法で成形品を得た。得
られた成形品のホモポリプロピレンのみの側の表面外観
は優れたものであり、反りは０．４ｍｍ、接着性は良好
であった。

【００２９】実施例４ 実施例１において、次の熱可塑性樹脂としてメルトフロ
ーレート０．１ｇ／１０ｍｉｎのホモポリプロピレンを
用い、間隙が１．０ｍｍ（成形品の該熱可塑性樹脂層の
厚さの２．０倍）の金型に射出圧縮成形したこと以外は
実施例１と同じ方法で成形品を得た。得られた成形品の
表面外観は優れたものであり、反りは０．５ｍｍ、接着
性は良好であった。

【００３０】実施例５ 実施例１において、始めに、無水マレイン酸を０．０３
ｗｔ％グラフトした、メルトフローレート２２ｇ／１０
ｍｉｎのブロックポリプロピレンを射出成形した後、金
型に０．５５ｍｍの間隙（次に射出圧縮成形を行うべき
熱可塑性樹脂の厚さの１．１倍）を形成し、２６０℃に
設定した射出シリンダより、ポリアミド（ユニチカ
（株）製、ユニチカナイロン６、グレード名Ａ１０３０
ＢＲＬ）を金型に注入し、射出圧縮成形した以外は実施
例１と同等な方法で成形品を得た。得られた成形品の表
面外観は優れており、反りは０．３ｍｍで、接着性も良
好であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明において使用される金型構造の代
表例を示す概略図である。

【図２】図２は本発明において使用される金型構造の他
の例を示す概略図である。

【符号の説明】

１ 固定側金型 ２ 可動側金型 ３ 金型キャビティ ４および５ ホットランナー ６および７ ノズル ８および９ ゲ−ト １０ 切り換えバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の異なる熱可塑性樹脂とそれぞれの熱
   可塑性樹脂を金型内へ射出するための複数の射出装置が
   金型に連結された射出圧縮成形装置を用い、まず、ひと
   つの熱可塑性樹脂を金型内に射出成形を行った後、金型
   を開いて成形された熱可塑性樹脂と金型の間に次に射出
   圧縮成形を行うべき熱可塑性樹脂の厚みの１．０５〜
   ３．００倍の厚みの間隙を形成させ、該間隙に次の熱可
   塑性樹脂を注入して射出圧縮成形を行い、複数の異なる
   熱可塑性樹脂を積層した薄肉成形品を得ることを特徴と
   する薄肉成形品の製造方法。