JPH1034724A - 射出成形品の製造方法 - Google Patents

射出成形品の製造方法

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JPH1034724A
JPH1034724A JP19241596A JP19241596A JPH1034724A JP H1034724 A JPH1034724 A JP H1034724A JP 19241596 A JP19241596 A JP 19241596A JP 19241596 A JP19241596 A JP 19241596A JP H1034724 A JPH1034724 A JP H1034724A
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Satoshi Shimura
吏士 志村
Koji Harada
浩次 原田
Kazuyoshi Nakamichi
一喜 中道
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Sekisui Chemical Co Ltd
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Sekisui Chemical Co Ltd
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    • 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
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/27Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
    • B29C45/2737Heating or cooling means therefor

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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】 【課題】 二つ以上のヒータにより加熱制御されるホッ
トランナ金型を用いて射出成形品を成形するにあたり、
使用樹脂が耐熱性の低い樹脂であっても熱劣化の発生を
抑えることが可能な樹脂成形品の製造方法の提供を目的
とする。 【解決手段】 樹脂の熱分解の進行が抑えられる温度T
1 でホットランナを予備加熱して、その全体の温度をほ
ぼ均一に保ち、次いでホットランナの加熱温度を成形温
度に昇温した後、ホットランナの全ての部分の温度が成
形可能温度T2 以上に達した時点で成形を開始するとい
った2段階の加熱制御を行うことで、ゲート部周辺など
の部分が成形可能温度T2 になった後、短時間th2でホ
ットランナ全体が成形可能温度T2 に達するようにして
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホットランナ金型
を用いて射出成形品を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、射出成形においては、製品が計
画生産数に達すると、自動型替え装置などにより、射出
成形機から金型を取り外し、次型を成形機に装着すると
いった操作が行われ、このような型交換を行ったときに
は、次の成形を開始する前に、金型を加熱する必要があ
り、ホットランナ金型においても、型交換などの作業を
完了した後、成形を開始する前にまず、ホットランナの
全ての部分の温度を樹脂の成形可能温度(例えば塩化ビ
ニルでは160℃)にまで昇温しておくことが必須とな
る。
【0003】ここで、ホットランナ金型としては、図1
に例示するように、ホットランナチップ1の全体をフラ
ンジ部Fにより固定側金型Mに保持する構造のものがあ
り、このような構造においては、ホットランナの加熱を
二つ以上に分割(3分割)したヒータH1 ・・H3 により
制御するといった方式が採られている。
【0004】なお、この種のホットランナ金型では、従
来、成形の開始前に行う昇温工程において特別な制御法
は採られておらず、全てのヒータH1 ・・H3 を単に駆動
(電源ON)し、そのヒータ加熱よりホットランナの全
ての部分が成形可能温度に達した時点で成形を開始して
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図1に示す
ホットランナ金型おいて、全てのヒータH1 ・・H3 の電
源を単に入れるだけの操作で成形前の昇温を行うと、次
のような問題が起きる。
【0006】すなわち、ヒータH2 で加熱されるフラン
ジ部Fは、他の部分よりも容積が大きく、しかも金型M
と接触するので熱の逃げも大きいことから、このフラン
ジ部Fの昇温に要する時間が他の部分よりも長くなる。
そのため、図2に示すようにフランジ部Fが成形可能温
度に達するまでに、その他の部分(例えばゲート付近な
ど)が高温状態で保持されることなる。従って使用樹脂
が塩化ビニル等の耐熱性が低い樹脂のときには、フラン
ジ部以外の部分の樹脂に、高温保持による熱劣化が生じ
ることがある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記した問題点を解消す
るため、本発明は、二つ以上に分割されたヒータにより
制御される方式のホットランナ金型を用いて射出成形品
を成形するにあたり、樹脂の熱分解の進行が抑えられる
温度T1 でホットランナを予備加熱して、その全体の温
度をほぼ均一に保ち、次いでホットランナの加熱温度を
成形温度に昇温した後、ホットランナの全ての部分の温
度が成形可能温度T2 以上に達した時点で成形を開始す
ることによって特徴づけられる。
【0008】そして、このような2段階の加熱制御を行
うことで、耐熱性の低い樹脂を成形する場合であっても
樹脂の熱劣化を抑制することができる。その理由を以下
に述べる。
【0009】まず、図1に示した構造のホットランナ金
型において、単に全てのヒータの電源を入れ昇温した場
合(従来の昇温)、先にも述べたように、フランジ部F
とその他の部分の昇温プロファイルは、図2に示すよう
なパターンとなり、フランジ部以外の部分が高温に保持
される時間th1が長くなる。
【0010】これに対し、本発明のように、樹脂の熱分
解の進行が抑えられる温度T1 で予備加熱を行い一旦ホ
ットランナ全体の温度を均一に保ち、その後、フランジ
部Fが成形可能温度T2 以上になったことを確認してか
ら成形を開始する、といった2段階の昇温プロセスを採
用することで、図3の昇温プロファイルに示すようにフ
ランジ部以外の部分が成形可能温度T2 になった後、き
わめて短い時間th2でフランジ部Fが成形可能温度T2
に達することになり、その結果として、耐熱性の低い樹
脂の成形を行う場合でも樹脂の熱劣化を抑制することが
できる。
【0011】ここで、本発明で言う「樹脂の熱分解の進
行が抑えられる温度T1 」について説明する。まず、本
発明では、その温度(予備加熱温度)T1 を黄変度によ
って決定するので、その黄変度と加熱温度の関係を説明
する。
【0012】黄変度YI は、一次の分解反応として加熱
時間t、加熱温度Tを用いて次式のように表せる。
【0013】
【数1】
【0014】ここでk(T)は黄変度速度定数である。
さらに黄変度速度定数の温度依存性をアレニウス型の関
数で表すと、
【0015】
【数2】
【0016】となり、この (2)式から加熱温度Tが高温
になればなる程、黄変度速度定数k(T)が大きくなる
こと、つまり熱劣化が進行することがわかる。次に、加
熱温度に対する黄変度の変化の実測結果を述べる。
【0017】黄変度の測定は、可動側金型のキャビティ
にヒータを設けたテスト金型を使用して、以下の条件で
サンプリングし、その各サンプルについて行った。 加熱温度 :160℃,180℃,200℃,220℃,240℃ 加熱時間 :10sec,5min,10min,20min,30min,60min サンプル寸法:50mm×50mm×3mm 使用樹脂 :塩化ビニル TG815(徳山積水化学工業株式会社製) 測定項目 :黄変度YI(JIS K7105 に準じる) YI =100(1.28X−1.06Z)/Z ここに、X、Y、Zは三刺激値 測定部 :サンプル中心部φ6mm円内(加熱面) 測定装置 :カラーアナライザ TC−1800(東京電色株式会社製) 照明条件 :JIS Z8722 積分球式 d-8°法 以上の測定で得られたデータを用いて黄変度速度定数k
(T)と加熱温度Tの関係を求めた結果を図4に示す。
この測定結果からも明らかなように、高温になれば熱劣
化が急激に進行することがわかる。
【0018】そして、本発明では、以上説明した黄変度
を用いて予備加熱温度を以下のようにして決定する。ま
ず、上記した (1)式により、ある温度履歴に対しての黄
変度YI を、微小時間ΔtでのYI の和(積分値)とし
て表す(図5)と以下のようになる。
【0019】
【数3】
【0020】この (3)式を用いて従来の昇温履歴を予測
する(図6参照)。次に図6に示すように、本発明の昇
温履歴において、予備加熱温度T1 の温度でホットラン
ナ温度がほぼ均一(±1℃)になるまでの時間:15分
間だけ予備加熱したときのYI1〔YI1=K(T1 )×1
5分〕が、従来の昇温履歴の黄変度YI2〔YI2=f(T
2,t2 )〕に対して、〔YI1/YI2=1/100〕程度
の値に抑えられるように予備加熱温度T1 を求める。
【0021】ここで、以上の演算手法により、塩化ビニ
ル(成形可能温度160℃)について実際の計算を行っ
て予備加熱温度T1 を決定したところ、T1 =120℃
という値が得られた。
【0022】
【表1】
【0023】
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施に際して用い
るホットランナ金型の構造を模式的に示す要部縦断面図
である。
【0024】この図1に示すホットランナ金型は、先端
にノズルチップ2が一体的に形成されたホットランナチ
ップ1の全体を固定側金型Mに装着する構造となってお
り、その固定用のフランジ部Fがホットランナチップ1
に一体形成されている。
【0025】そして、この図1に示すホットランナ構造
においては、三つに分割したヒータH1,H2,H3 により
ホットランナを加熱するように構成されており、それら
ヒータH1,H2,H3 は、図3に示す昇温パターン、すな
わちホットランナを温度T1で予備加熱を行ってホット
ランナ全体の温度をほぼ均一に保ち、その後に成形温度
に昇温する、といった昇温プロセスで駆動制御される。
【0026】なお、図1において、フランジ部Fと固定
側金型Mとの間に挟み込まれている部材3・・3は断熱材
である。以下、上記したホットランナ金型を用いて、実
際に射出成形を行った例についてより具体的に述べる。
【0027】
【実施例】
<実験条件> ランナ径 :φ10mm 成形機ノズル径 :φ6mm 使用樹脂 :塩化ビニル TG815(徳山積水
化学工業株式会社製) 射出量 :40cc/sec 成形機ノズル温度:190℃設定 の実験条件において、予備加熱:T1 =120℃、15
分を実施した2段階加熱によりホットランナを昇温した
後に成形を行った。また同じ実験条件で、予備加熱を行
わずにホットランナを昇温した後に成形を行い、その各
成形で得られたサンプルについて評価を行ったところ、
下記の表2に示すように、予備加熱を行わない場合(従
来の昇温)、製品ゲート周辺に熱劣化が観測されたのに
対し、予備加熱を行った場合(本発明の昇温)、そのよ
うな熱劣化は観測されなかった。
【0028】
【表2】
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明方法によれ
ば、成形前の昇温工程において、樹脂の熱分解の進行が
抑えられる温度T1 でホットランナ全体を予備加熱し、
次いで加熱温度を成形温度に昇温した後、ホットランナ
の全ての部分の温度が成形可能温度T2 以上に達した時
点で成形を開始する、といった2段階の加熱制御を行う
ので、ゲート付近等の部分の樹脂が高温に保持される時
間を、従来よりも短くすることができる。これにより使
用樹脂が塩化ビニル等の耐熱性の低い樹脂であっても熱
劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に際して用いるホットランナ金型
の構造を模式的に示す要部縦断面図
【図2】ホットランナ金型において一般に行われる加熱
制御によるホットランナの昇温履歴を示すグラフ
【図3】本発明方法の加熱制御によるホットランナの昇
温履歴を示すグラフ
【図4】黄変度速度定数と加熱温度との関係を示すグラ
【図5】予備加熱温度T1 を決定する際の手法の説明図
で、ホットランナ温度と黄変度との関係を示すグラフ
【図6】同じく説明図で、ホットランナの昇温履歴を示
すグラフ
【符号の説明】
M 固定側金型 1 ホットランナチップ 2 ノズルチップ F フランジ部 H1,H2,H3 ヒータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型のスプル・ランナ部分の加熱が二つ
    以上に分割されたヒータにより制御される方式のホット
    ランナ金型を用いて射出成形品を成形するにあたり、樹
    脂の熱分解の進行が抑えられる温度T1 でホットランナ
    を予備加熱して、その全体の温度をほぼ均一に保ち、次
    いでホットランナの加熱温度を成形温度に昇温した後、
    ホットランナの全ての部分の温度が成形可能温度T2 以
    上に達した時点で成形を開始することを特徴とする射出
    成形品の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114872291A (zh) * 2022-03-31 2022-08-09 浙江凯华模具有限公司 一种垃圾桶注塑模具恒温控制系统及方法

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