JPH07308931A - 中空型物の成形方法 - Google Patents

中空型物の成形方法

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JPH07308931A
JPH07308931A JP10264594A JP10264594A JPH07308931A JP H07308931 A JPH07308931 A JP H07308931A JP 10264594 A JP10264594 A JP 10264594A JP 10264594 A JP10264594 A JP 10264594A JP H07308931 A JPH07308931 A JP H07308931A
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JP
Japan
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bag
mold
cavity
hollow
resin
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JP10264594A
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English (en)
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Masatoshi Nibuya
雅敏 丹生谷
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical 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
    • B29C45/14Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/1418Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the inserts being deformed or preformed, e.g. by the injection pressure
    • 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
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles

Abstract

(57)【要約】 【目的】ひけや反りがなく、軽量であり、且つ、外観に
優れた中空型物の成形方法を提供する。 【構成】金型1のキャビティ13内に膨張性を有する袋
2をその口部21をゲート14に固定するようにして配
設する。袋2の溶融温度よりも30℃高い温度又は熱分
解温度のいずれか低い方の温度よりも低い成形樹脂温度
にて、キャビティ13内に配設した袋2内にゲート14
より予め定められた量の溶融樹脂3を射出充填する。溶
融樹脂3中に高圧のガス又は液体を圧入して、溶融樹脂
3内部の中空部31の形成と袋2の延伸を同時に行わせ
ながら、キャビティ13全体を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ひけや反りがなく、且
つ、質感等の特性を併せ持った優れた外観面を有する高
中空率の中空型物の成形方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、厚肉成形品を射出成形するに際
し、金型内に射出充填された溶融樹脂中に高圧のガス又
は液体を圧入して成形品内部に中空部を生ぜしめ、ひけ
や反り等のない射出成形品を得る方法が知られている
(特公昭48─41264号公報参照)。
【0003】中空部を大きく肉厚を薄くするために、樹
脂充填量を減らし金型内に完全に満たすより少ない量の
充填量でこの方法を使用すると、樹脂充填完了時の充填
樹脂の先端位置にヘジテーションマークと呼ばれる痕跡
が残り外観不良となるという問題がある。
【0004】又、樹脂量を少なくしていくと、ある量で
ガスが樹脂を突き破って吹き抜ける現象が起こり始める
ため、この方法により中空部を大きく肉厚を薄くするに
は中空率50%程度が限界であるという問題もある。
【0005】この問題を回避するため、型内を完全に溶
融樹脂で満たし、ガス体を圧入しながら型外へ溶融樹脂
を排出する方法(特開昭50─74660号公報)や、
キャビティを溶融樹脂で完全に満たした後、液体を注入
しつつキャビティ容積を拡大し大容積の中空部を形成す
る方法(特開平3─9820号公報)が取られてきた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】これらの方法でヘジテ
ーションマークのない中空率60%以上の大きな中空部
を有する厚肉成形品を得ることは可能となったが、表面
の艶むら、フローマーク等の外観不良が著しく、特にこ
の外観不良が製品の要求機能上の問題となる場合には、
後で塗装する等の処理が必要であった。
【0007】又、特開昭50─74660号公報の方法
を実施する場合は、樹脂が型外に押し出されるため、樹
脂のむだが発生し、特開平3─9820号公報の方法を
実施する場合は、金型に特殊な機構を必要とするため、
金型費用が高くなるという問題点がある。
【0008】本発明は、中空率60%以上の大きな中空
部を有する厚肉成形品にかかる上記の如き問題点を解消
し、ひけや反りがなく、軽量であり、且つ、外観に優れ
た中空型物の成形方法を提供することを目的としてなさ
れたものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、閉型時に成形
すべき中空型物の外面形状に対応する内面形状を有する
キャビティとキャビティに連通するゲートを備える金型
を用いた射出成形において、金型のキャビティ内に膨張
性を有する袋をその口部をゲートに固定するようにして
配設し、その袋の溶融温度よりも30℃高い温度又は熱
分解温度のいずれか低い方の温度よりも低い成形樹脂温
度にて、キャビティ内に配設された袋内にゲートより予
め定められた量の溶融樹脂を射出充填し、その溶融樹脂
中に高圧のガス又は液体を圧入して、溶融樹脂内部の中
空部形成と袋の延伸を同時に行わせながら、キャビティ
全体を満たす中空型物の成形方法である。
【0010】本発明において、膨張性を有する袋として
は、延展性のある材料又は加熱によって軟化する材料か
らなるもの、例えば、熱可塑性樹脂製袋、ゴム製袋、
又、これらを積層した袋等が用いられる。
【0011】ここでいう延展性のある材料とは、引張応
力に対して弾性なり引張降伏なりで伸びる袋を意味す
る。溶融樹脂中へのガス又は液体の注入に伴う袋の延伸
に十分耐えるよう、100%以上延伸可能なものが望ま
しい。一般に延展性は加熱によって発現し易くなり、温
度の上昇に伴ってより小さな応力で同じ伸びが可能にな
る。
【0012】十分な延展性が望めない膨張性を有する袋
でも、加熱によって軟化する材料の場合、熱変形温度以
上で応力を受けた材料は熱変形による伝熱により加熱さ
れる。膨張性を有する袋の軟化温度が本体成形樹脂の成
形樹脂温度よりも小さい材料であれば、延展性又は熱変
形による伸張が必ず起こり、本発明の成形方法に適用で
きる。
【0013】熱可塑性樹脂製袋を形成する熱可塑性樹脂
としては、例えば、フッ素樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ
ウレタン、アルリル系樹脂、ポリエステル、エチレン─
酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン、ポリピロピレン、
熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
【0014】ゴム製袋を形成するゴムとしては、例え
ば、天然ゴム、スチレン─ブタジエンゴム、アクリロニ
トリル─ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエン
ゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、シリコーンゴ
ム、フッ素ゴム、アクリルゴム等が挙げられる。これら
熱可塑性樹脂及びゴムの混合物を膨張性を有する袋とし
て使用してもよい。
【0015】膨張性を有する袋の肉厚は、ガス又は液体
の圧入による延伸の度合い及び成形品表面の凹凸の度合
いによって決定される。肉厚は100μm〜2mmの範
囲が好ましいが、膨張性を有する袋の成形性及びコスト
面より、200μm〜1mmの範囲が更に好ましい。
【0016】本発明において用いられる本体成形用樹脂
としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブテン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチ
レン系アイオノマー、エチレン─酢酸ビニル共重合体、
エチレン─アクリル酸メチル共重合体、塩化ビニル系樹
脂、塩素化塩化ビニル系樹脂、フッ化ビニリデン系樹
脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンエー
テル、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド、ポリ
サルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルイ
ミド、ポリエーテルエーテルケトン、アルリロニトリル
─ブタジエン─スチレン共重合体、ポリエチレンテレフ
タレート、液晶樹脂等の熱可塑性樹脂、あるいは、これ
らの樹脂にガラス繊維、タルク等の充填材を充填した材
料、更には、これらを組み合わせたポリマーアロイなど
の射出成形可能な材料であれば適宜使用することができ
る。
【0017】本体成形用樹脂の成形樹脂温度は、膨張性
を有する袋の溶融温度より30℃高い温度、又は、袋が
不都合な分解反応を起こす温度のどちらか低い方の温度
より、低くなければならない。この条件を満たせば、膨
張性を有する袋が伝熱によって溶融し破壊する前に伸張
を完了することができ、分解反応を起こすこともないか
らである。非晶性の熱可塑性樹脂の場合には、明確な融
点を示さないが、軟化点より20℃高い温度をもって溶
融温度の目安としてよい。
【0018】本発明において、溶融樹脂中に圧入される
ガス体としては、一般に、窒素ガス、炭酸ガス等の不活
性ガスが好ましいが、乾燥した空気その他反応性に乏し
く成形温度条件下で樹脂の劣化を起こさないガス体であ
れば用いることができる。液体としては、水、油、アル
コール等が用いられる。
【0019】溶融樹脂中へのガス体又は液体の注入は、
注入時に注入口が溶融樹脂中にあるように配置された注
入ピンから行ってもよいし、又、樹脂を注入したゲート
を介して行ってもよい。ゲートを介して行う場合、ラン
ナー、スプルー、射出シリンダヘッド内の少なくとも一
箇所に開口する注入口を設ける。
【0020】注入口は、溶融樹脂の侵入を防ぐために、
間隔50μm以下の嵌合とするか、直径50μm以下の
多数の微細孔とするとよい。又、金属焼結体のような多
孔質材料で平均孔径30μm以下のものを注入ピンの先
端に用いてもよい。これらの構造に代えてボール弁のよ
うな逆止弁を用いてもよい。
【0021】キャビティの形状としては、膨張性を有す
る袋を破る原因となる突起等がないこと以外は、特に制
約はない。しかしながら望ましい構成としては、膨張性
を有する袋が角が接するよりは曲面とされている方が製
品の仕上がり状態が良くなるので好ましい。
【0022】次に、本発明の例を図面を参照して説明す
る。図1(a)〜(d)は、本発明の中空型物の成形方
法の一例の工程を順次説明する断面図である。本発明に
おいては、図1(a)に示す如き金型1を用いる。金型
1は固定型11の可動型12からなり、固定型11と可
動型12の型面間に、閉型時に成形すべき中空型物の外
面形状に対応する内面形状を有するキャビティ13とキ
ャビティ13に連通するゲート14とスプルー15を備
えている。スプルー15の中途には高圧のガス又は液体
を圧入する注入口16が連結されている。
【0023】まず、図1(a)に示す如く、金型1のキ
ャビティ13内に膨張性を有する袋2をその口部21を
ゲート14に固定するようにして配設して閉型する。そ
の際、閉型時に袋2が金型1の固定型11と可動型12
間に挟まれることがないように部分的に固定する方が望
ましい。
【0024】次に、図1(b)に示す如く、金型1のキ
ャビティ13内に配設された袋2内に図示しない射出成
形機のノズルよりスプルー15、ゲート14を経て、そ
の口部21より規定量の溶融樹脂3を注入充填する。こ
のとき、充填樹脂量は、袋2を延伸させる樹脂量であっ
てもよい。
【0025】更に、図1(c)に示す如く、溶融樹脂3
中に注入口16よりガス又は液体4を圧入していって、
袋2を延伸しつつ、溶融樹脂3の内部に中空部31を形
成する。
【0026】これにより、図1(d)に示す如く、キャ
ビティ13内は、袋2はキャビティ13の型面に沿うま
で延伸され、その袋2内に、中空部31を有する溶融樹
脂3で満たされる。このとき、膨張性を有する袋2の張
力によって溶融樹脂3が支持されるため、大きな中空部
31を有するにもかかわらず、圧入されたガス又は液体
が溶融樹脂の層を突き破って漏れることがない。
【0027】圧入されたガス又は液体は、金型1のキャ
ビティ13内にて、成形された中空型物が内部のガス又
は液体の圧力によらずに形状を維持できるまで冷却固化
された後に、通常は型開き時に圧力が除かれて排出され
る。このタイミングは、中空型物の冷却過程途中、即
ち、型開き前となることもあり得るし、又、型開き後と
なることもあり得る。圧入されたガス又は液体の排出
は、注入口又は注入ピンを抜いた孔から行われるように
しても構わない。
【0028】成形時に圧入したガス又は液体は、中空型
物内部に残すことが問題となる場合、周囲への漏洩が環
境問題となる場合、ガス又は液体が高価である場合等
は、ガス又は液体の圧力を除くと同時にその回収を行
う。金型温度は、用いる樹脂、袋の材質によって異なっ
てもよいが、充填樹脂の軟化温度より20〜50℃程度
低い温度に加熱するのが望ましい。但し、成形サイクル
時間の短縮のため、更に低い温度で成形してもよい。
【0029】
【作用】本発明の中空型物の成形方法は、閉型時に成形
すべき中空型物の外面形状に対応する内面形状を有する
キャビティとキャビティに連通するゲートを備える金型
を用いた射出成形において、金型のキャビティ内に膨張
性を有する袋をその口部をゲートに固定するようにして
配設し、その袋の溶融温度よりも30℃高い温度又は熱
分解温度のいずれか低い方の温度よりも低い成形樹脂温
度にて、キャビティ内に配設された袋内にゲートより予
め定められた量の溶融樹脂を射出充填し、その溶融樹脂
中に高圧のガス又は液体を圧入して、溶融樹脂内部の中
空部形成と袋の延伸を同時に行わせながら、キャビティ
全体を満たすことにより、膨張性を有する袋の張力によ
って溶融樹脂が支持されるため、大きな中空部を有する
にもかかわらず、圧入されたガス又は液体が溶融樹脂の
層を突き破って漏れることがなく、ひけや反りがなく、
且つ、質感等の特性を併せ持った優れた外観面を有する
高中空率の中空型物を得ることができる。
【0030】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。実施例1 図1に示す、棒状形状の中空型物成形用の金型1を用い
た。膨張性を有する袋2として、膜厚1mmのシリコー
ンゴム(ポリシロキサン)製袋を用意した。袋2を25
℃に温調した金型1のゲートに図1に示すように固定し
た。尚、この実施例では、成形サイクル時間の短縮のた
め、充填樹脂の軟化温度より100℃以上低い温度に金
型温度を設定した。
【0031】成形用樹脂として、ポリプロピレン(旭化
成社製、商品名「M7646」)を成形樹脂温度200
℃にて使用した。射出終了後直ちに、溶融樹脂中に80
kgf/cm2 にて、窒素ガスを注入した。冷却固化
後、型開きし、ガス圧を開放して、中空型物を得た。
【0032】得られた中空型物には、中空率60%以上
の中空部が形成されており、外観面の状態は良好で、ヘ
ジテーションの発生は認められなかった。
【0033】比較例1 袋を用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、中
空型物得た。得られた中空型物には、中空率60%以上
の中空部が形成されておらず、又、外観面にはヘジテー
ションの発生が認められた。
【0034】実施例2 膜厚500μmの熱可塑製樹脂(四フッ化エチレン樹
脂)製袋を用いたこと、成形樹脂温度を220℃とした
こと以外は実施例1と同様にして中空型物を得た。得ら
れた中空型物は、中空率60%以上の中空部が形成され
ており、外表面の状態は良好で、ヘジテーションの発生
は認められなかった。
【0035】又、得られた中空型物について、ASTM
D543に準じて耐酸性試験を行い評価した。その結
果、中空型物の外表面は侵されていなかった。
【0036】比較例2 袋を用いなかったこと以外は実施例2と同様にして、中
空型物得た。得られた中空型物には、外表面にはヘジテ
ーションの発生が認められた。又、実施例2と同様にし
て、得られた中空型物について、耐酸性試験を行った。
その結果、中空型物の外表面は侵されていなかった。
【0037】
【発明の効果】本発明の中空型物の成形方法は、上記の
如き構成とされているので、ひけや反りがなく、且つ、
質感等の特性を併せ持った優れた外観面を有する高中空
率の中空型物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は、本発明の中空型物の成形方
法の工程を順次示す断面図である。
【符号の説明】
1 金型 2 袋 3 溶融樹脂 13 キャビティ 14 ゲート 31 中空部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 閉型時に成形すべき中空型物の外面形状
    に対応する内面形状を有するキャビティとキャビティに
    連通するゲートを備える金型を用いた射出成形におい
    て、金型のキャビティ内に膨張性を有する袋をその口部
    をゲートに固定するようにして配設し、その袋の溶融温
    度よりも30℃高い温度又は熱分解温度のいずれか低い
    方の温度よりも低い成形樹脂温度にて、キャビティ内に
    配設された袋内にゲートより予め定められた量の溶融樹
    脂を射出充填し、その溶融樹脂中に高圧のガス又は液体
    を圧入して、溶融樹脂内部の中空部形成と袋の延伸を同
    時に行わせながら、キャビティ全体を満たすことを特徴
    とする中空型物の成形方法。
JP10264594A 1994-05-17 1994-05-17 中空型物の成形方法 Pending JPH07308931A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001232656A (ja) * 2000-02-22 2001-08-28 Battenfeld Gmbh 少なくとも1個の空隙を有する成形体の射出成形方法、及びこれを行うための装置
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