JPH1058453A - 合成樹脂成形品の成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 熱源として高温気体を用いるだけで原料の充
填の開始から終了までキャビティ表面の等温加熱を行わ
せつつ原料の先端部の直接加熱も行わせると共に，原料
が充填された部分は高温気体の排除によりすぐ冷却に移
れて，しかも高温気体の排出を抑制すれば気体の圧力上
昇により充填原料に対してカウンタープレッシャーを作
用させることが可能な成形方法を提供する。 【解決手段】 金型１のキャビティ２内へ高温気体を流
動させてキャビティ２の表面を急速に原料３の成形温度
まで昇温させ，昇温するとキャビティ２内へ高温気体を
排出しながら溶融原料３を充填して，キャビティ２の未
充填部の表面を終始高温気体により加熱させ続けると共
に原料３の先端部も加熱させる。また，キャビティ２内
へ高温気体をカウンタープレッシャー付与手段１６を通
して排出しながら溶融原料３を充填する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂成形品の
成形方法。詳しくはキャビティの急速昇温に高温気体を
利用する合成樹脂成形品の成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性合成樹脂製品の成形において
は、金型の温度を高くするほど成形性が向上して高精
度、高品質の製品が得られる。しかし、その反面、製品
の硬化には時間がかかって成形能率を低下させるので、
成形性に優れて且つ成形能率の低下も少ない成形手段と
して、金型のキャビティ表面を電磁誘導を利用して急速
に昇温させ、溶融原料の充填時のみ高温金型の状態を保
持させるＢＦＭ法（Ｂｒｉｇｈｔ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍ
ｏｌｄｉｇ法）が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記Ｂ
ＦＭ法は下記のような問題点を有する。 （１）高価な付帯設備が必要で金型も複雑な構造にな
る。 （２）キャビティ各部の加熱が同時に停止するため、キ
ャビティ表面の温度が熱伝導により時間の経過と共に低
下して、原料の充填開始時と充填終了時とで等温を保持
すること、及び、充填終了時の方が温度を高くすること
などは不可能。 （３）キャビティに面する原料の先端部分は加熱されな
いため低温になり、コールドスラッグ、ウエルドライ
ン、シルバーライン等の欠陥を生じ易い。 （４）キャビティの原料充填部にも余熱が存在してこの
余熱が消滅するまで原料の冷却には移れないため、成形
品の硬化が遅滞して成形サイクルを十分に短縮できな
い。 （５）キャビティ内の原料にカウンタープレッシャーを
作用させて、成形性の向上と諸欠陥の防止を計ることが
できない。

【０００４】本発明は前記課題を解消するためになされ
たもので、キャビティ表面を急速昇温させる熱源として
高温気体を用いるだけで、簡単で安価な設備により充填
の開始から終了までキャビティ表面の等温加熱を行わせ
つつ原料の先端部の直接加熱も行わせると共に、キャビ
ティの原料が充填された部分は高温気体の排除によりす
ぐ冷却に移れて、しかも、高温気体の排出を抑制すれば
気体の圧力上昇により充填原料に対してカウンタープレ
ッシャーを作用させることが可能な合成樹脂成形品の成
形方法を提供することをその課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る合成樹脂成形品の成形方法は、金型のキャ
ビティ表面を急速に昇温させて、溶融原料の充填時のみ
高温金型の状態を保持させる合成樹脂成形品の成形方法
において、前記金型のキャビティ内へ高温気体を流動さ
せてキャビティ表面を急速に原料の成形適温まで昇温さ
せ、昇温すると上記キャビティ内へ上記高温気体を排出
しつつ溶融原料を充填して、キャビティの未充填部の表
面を終始高温気体により加熱させ続けると共に、原料の
先端部をも加熱させる方法と、金型のキャビティ表面を
急速に昇温させて、溶融原料の充填時のみ高温金型の状
態を保持させる合成樹脂成形品の成形方法において、前
記金型のキャビティ内へ高温気体を流動させてキャビテ
ィ表面を急速に原料の成形適温まで昇温させ、昇温する
とキャビティ内へ上記高温気体をカウンタープレッシャ
ー付与手段を通して排出しながら溶融原料を充填して、
キャビティの未充填部の表面を終始高温気体により加熱
させ続けると共に、原料の先端部をも加熱させる方法を
採用することを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明に係る合成樹脂成形品の成
形方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。

【０００７】図１〜図２において符号１は、ＡＢＳ、Ｐ
Ｓ、ＰＰ、ＰＥ、その他の合成樹脂を原料して製品を成
形する金型の一例を示すもので、固定型１ａと可動型１
ｂとに分割形成されていて、その固定型１ａへ可動型１
ｂを密着させる型締めを行うと、図１のように内部にキ
ャビティ２が形成されて、このキャビティ２へ例えばＡ
ＢＳ樹脂の成形適温に溶融したものを原料３としてノズ
ル４からスプール５とゲート６を経て充填し、キャビテ
ィ２と同様の製品（図面省略）を成形し得る点は一般の
金型と同じである。しかし、溶融原料の充填に先立って
上記キャビティ２内へ高温気体を流通させて、キャビテ
ィ２の表面をなるべく数秒以内の短時間で急速に昇温さ
せ、昇温するとキャビティ２へ上記高温気体を排出しな
がら溶融原料３を充填して、キャビティ２の未充填部の
表面を終始（充填開始から終了まで）高温気体により加
熱させ続けると共に、キャビティ２に面する原料の先端
部分をも高温気体により加熱させる点において一般の金
型１とは相違する。このため金型１の固定側１ａにはキ
ャビティ２のスプルー５とは反対側、即ち原料３が最後
に充填される端部に連通する送気路７を設け、この送気
路７のキャビティ２に面する部分に開口７ａを開閉する
弁体８を設け、送気路７の外端には高温気体の発生装置
９から高温気体を給送される配管１０を接続して、この
配管１０に開閉弁１１を設けてある。

【０００８】上記実施の形態のにより合成樹脂製品の成
形を行うときは、金型１の可動型１ｂを固定型１ａに近
接させて仮型締めした後、送気路７に設けた弁体８と配
管１０に設けた開閉弁１１とを開く。すると、高温気体
の発生装置９で発生した高温気体が送気路７の開口７ａ
からキャビティ２に送られるから、このとき固定型１ａ
と可動型１ｂとの間にある隙間から高温気体を排出させ
れば、キャビティ２内を高温気体が流動してキャビティ
２の表面を昇温させる。従って、キャビティ２の表面温
度が数秒以内で原料の成形適温に達するように高温気体
の温度と流量を設定して流動を持続し。成形適温に達し
たら弁体８と開閉弁１１とを閉じて高温気体の供給を停
止し、固定型１ａと可動型１ｂとが密着するように金型
１を本締めする。このとき、スプルー４からも高温気体
を排出してスプルー５を加熱するためスプルー５からノ
ズル４を離隔させてあるときはノズル４をスプルー５に
接続して溶融原料３をノズル４とスプルー５とを経てキ
ャビティ２へ充填する。すると、溶融原料３は固定型１
ａと可動型１ｂとの間の微細間隙から高温気体を排出し
ながらキャビティ２内へスプルー５側からその反対側へ
と充満して行く。このため、キャビティ２の原料が充填
された部分は高温気体が排除されて熱源がなくなるか
ら、すぐ金型１に設けた冷却手段により冷却されること
になる。しかし、原料が充填されない部分は高温気体が
存在してキャビティ２の表面を加熱し続けるもので、そ
の温度は金型への熱伝導により時間の経過と共に低下す
るが、その反面、高温気体は原料の充填に伴うキャビテ
ィ２の容積減少により圧縮されて温度を上昇するので、
高温気体の排出量を調整して圧縮による温度の上昇と金
型への熱伝導による温度の低下とを平衡させて置けば、
キャビティ２内に存在する高温気体の温度を原料の充填
開始時から充填終了時まで終始一定に保つことができ
る。又、必要に応じて高温気体の圧縮による温度上昇が
熱伝導による温度低下を上回るように排出量を調整して
置けば、原料の充填開始時よりも終了時の方が温度を高
目にすることも可能であって、このように温度調整され
た高温気体はキャビティ２内においてこれに接する原料
の先端部をも終始加熱し続ける。従って、キャビティ２
へ充填された原料は充填の開始時から終了時まで終始成
形適温に保持されて良好な流動性を保持するから、原料
はキャビティ２へその端末部まで完全に行き渡る満充填
となって、型に対する忠実度が高く、質は緻密均一であ
って、表面光沢にも優れ、コールドスラッグ、ウエルド
ライン、シルバーライン、その他の諸欠陥をも生じない
高精度、高品質の製品を成形することができる。

【０００９】なお、上記実施の形態においては、キャビ
ティ２へ高温気体を送入する送気路７がキャビティ２へ
開口７ａする部分に弁体８を設けて、この弁体８を開く
とき開口７ａからキャビティ２へ高温気体が送入され、
閉じるとき弁体８が開口７ａを閉じてキャビティ２を密
閉するようにしたが、図３に示すように送気路７のキャ
ビティ２へ開口７ａする部分に高温気体は通過させる
が、溶融原料３は通過させない例えば焼結金属等の部材
１２を装着して置けば上記弁体８を省くことができる。
又、上記実施の形態においては、キャビティ２内へ高温
気体を流動させるためキャビティ２から高温気体を排出
するとき、金型１を仮型締して固定型１ａと可動型１ｂ
との間に隙間をあけるようにしているが、固定型１ａの
スプルー５に近い部分に図３のように排気路１３を設
け、この排気路１３のキャビティ２へ開口１３ａする部
分に高温気体は通過させるが、溶融原料３は通過させな
い部材１２を装着して、この排気路１３から高温気体を
排出させ、キャビティ２内に高温気体を流動させるよう
にすれば、固定型１ａと可動型１ｂとの間に隙間を設け
る操作が不要となる。

【００１０】図４〜図５は、キャビティ２に充満させた
高温気体を原料の充填により排出するとき、その排出を
抑制してキャビティ２内に充填圧に対抗するカウンター
プレッシャーを発生させて、このカウンタープレッシャ
ーを充填原料に作用させて成形性を向上させるのに適し
た金型１を示すもので、この金型１の基本構成は図１〜
図３に示すものと同様である。しかし、そのキャビティ
２に対する高温気体の供給と排出の手段が相違する。即
ち、金型１のキャビティ２へ高温気体を給送してその内
部を流動させキャビティ２の表面を急速に昇温させると
高温気体の供給を停止し、これに伴いキャビティ２へ高
温気体を排出しながら溶融原料を充填するとき、この充
填原料にカウンタープレッシャーを作用させるため、高
温気体の排出量を抑制して高温気体の圧力をカウンター
プレッシャーに適した圧力に設定するもので、このため
金型１の固定側１ａと可動側１ｂとの隙間をシール部材
１４により密閉できるようにすると共に、送気路７の開
口７ａを高温気体は通過させるが、溶融原料３は通過さ
せない部材１２を介してキャビティ２に連通させ、配管
１０には三ポートの三方切換弁１５を設けて、その排出
ポート１５ａにカウンタープレッシャー付与手段として
のリリーフ弁１６を接続し、このリリーフ弁１６により
高温気体の排出圧力を調整して原料に適したカウンター
プレッシャーを発生させ、このカウンタープレッシャー
を充填原料に作用させることにより充填原料がキャビテ
ィ２の各部表面へ完全圧着された状態でキャビティ２を
満す満充填が行われるようにする。

【００１１】上記実施の形態により非発泡の合成樹脂原
料の成形を行うときは、金型１を仮型締めして配管１０
の切換弁１４を図４のように位置付けすると高温気体が
キャビティ２に流入するから、これに伴い固定型１ａと
可動型１ｂとの間にあけた隙間から高温気体を排出して
キャビティ２内に高温気体を流動させる。すると、キャ
ビティ２の表面は急速に原料の成形適温程度に加熱され
る。そして、適温に加熱されたら配管１０の切換弁１４
をロック位置に切換えて高温気体の供給を止める。次
に、切換弁１４を図５に示す位置に切換えてキャビティ
２内の高温気体をリリーフ弁１５から排出することによ
り圧力調整して、キャビティ２へ溶融原料３を充填する
と原料３は上記リリーフ弁１５により設定された圧力の
カウンタープレッシャーを受けながら高温気体を排出し
てキャビティ２内へスプルー５側から反対の端末側へと
充満して行き、図１、図２に示す実施の形態と同様に高
温気体によるキャビティ２の表面の加熱と原料の加熱と
を行われると共に、上記カウンタープレッシャーによっ
て流動抵抗を受けるため、キャビティ２の各部表面へ完
全に圧着されてキャビティ２を完全に満たす満充填とな
り、型転写性がよく、質は緻密均一で、光沢もよく、コ
ールドスラッグ、ウエルドライン、シルバーライン、そ
の他の諸欠陥がない製品を成形する。

【００１２】又、原料が合成樹脂にその特性を改善する
ため発泡剤、ガラス繊維、炭酸カルシウム粉末、難燃
剤、その他を混合したものの場合、例えば、発泡剤を混
合したものを例に取ると、カウンタープレッシャーが充
填原料に作用して、原料に混入した発泡剤を表面へ出な
いように内部へ押さえ込むため、表面には発泡剤の影響
を受けない質が緻密で光沢がよい薄いスキン層が形成さ
れると共に、内部には発泡剤が集中してこの部分をよく
発泡させるため十分に多孔化して、外観が良好な上に計
量化、防音性、断熱性、緩衝性、等に優れた製品が得ら
れるもので、このような作用効果は、原料に発泡剤、以
外のガラス繊維、炭酸カルシウム粉末、難燃剤、その他
を混入した場合も同様に発揮される。

【００１３】

【発明の効果】

請求項１の効果 （１）簡単で安価な設備によりキャビティ表面を急速昇
温させることができる。 （２）キャビティ内の高温気体を原料充填により圧縮し
て昇温させ、金型への熱伝導による高温気体の温度低下
を補正して、高温気体の温度を終始ほぼ等温に保持する
こと、及び、必要に応じて成形終期ほど温度が高目にな
るようにすることが可能。 （３）キャビティ内で原料を加熱して流動性を良くする
から、充填原料の温度及び射出圧を低くし、型締め圧を
下げることもできる。 （４）キャビティに面する原料先端部を高温気体との接
触により成形終了まで成形適温に保持するから、原料が
キャビティに満充填となって型に対するに忠実度が高く
て、質は緻密均一で、光沢がよく、コールドスラッグ、
ウエルドライン、シルバーライン等の諸欠陥も生じない
製品が得られる。 （５）キャビティの原料が充填された部分は熱源がなく
なってすぐに型の冷却手段による冷却に移れるため、成
形品の硬化が促進されて成形のサイクルアップに有効で
ある。 請求項２の効果 （１）高温気体の排出を抑制するとキャビティ内の原料
にカウンタープレッシャが作用するから、非発泡の合成
樹脂原料の場合、カウンタープレッシャーにより型面へ
圧着されながらキャビティへ充満することとなり、型転
写性が向上すると共に、質が一層緻密均一になり、光沢
にも優れて、コールドスラッグ、ウエルドライン、シル
バーライン、その他の諸欠陥の防止効果も促進された製
品が得られる。 （２）発泡合成樹脂原料の場合、これにカウンタープレ
ッシャーを作用させると発泡剤が表層下へ押さえ込まれ
るため、表面には極力薄くて状態がよいスキン層が形成
されると共に、内部は発泡剤の集中によって発泡が促進
されるから充分に多孔化されて計量化、断熱性、遮音
性、緩衝性等に優れた製品が得られる。 （３）ガラス繊維、炭酸カルシウム粉末、難燃剤、その
他を混合した合成樹脂の場合も、混合物が表層下へ押さ
え込まれて、表面は混合物の影響を受けない平滑面であ
り、内部は混合物により補強、難燃、その他の効果を十
分に付与された製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る合成樹脂成形品の成形方法の一実
施形態において、金型のキャビティに高温気体を流動さ
せてキャビティ表面の急速昇温を行う状態の説明図

【図２】同上において金型のキャビティへ高温気体を排
出しながら溶融原料を充填する状態の説明図

【図３】図１に示す実施形態の金型のキャビティへ高温
気体を送入する手段と排出する手段の変化形態を示す説
明図

【図４】本発明に係る合成樹脂成形品の成形方法の他の
実施形態において、金型のキャビティへ高温気体を流動
させてキャビティ表面の急速昇温を行う状態の説明図

【図５】同上において金型のキャビティへ高温気体を逆
圧付与手段を通して排出しながら溶融原料を充填する状
態の説明図

【符号の説明】

１ 金型 １ａ 固定型 １ｂ 可動型 ２ キャビティ ３ 溶融原料 ７ 送気路 ９ 高温気体の発生装置 １１ 開閉弁 １４ 切換弁 １５ カウンタープレッシャー付与手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型のキャビティ表面を急速に昇温させ
   て、溶融原料の充填時のみ高温金型の状態を保持させる
   合成樹脂成形品の成形方法において、 前記金型のキャビティ内へ高温気体を流動させてキャビ
   ティ表面を急速に原料の成形適温まで昇温させ、 昇温すると上記キャビティ内へ上記高温気体を排出しな
   がら溶融原料を充填して、 キャビティの未充填部の表面を終始高温気体により加熱
   させ続けると共に、原料の先端部をも加熱させることを
   特徴とする合成樹脂成形品の成形方法。
2. 【請求項２】 金型のキャビティ表面を急速に昇温させ
   て、溶融原料の充填時のみ高温金型の状態を保持させる
   合成樹脂成形品の成形方法において、 前記金型のキャビティ内へ高温気体を流動させてキャビ
   ティ表面を急速に原料の成形適温まで昇温させ、 昇温するとキャビティ内へ上記高温気体をカウンタープ
   レッシャー付与手段を通して排出しながら溶融原料を充
   填して、 キャビティの未充填部の表面を終始高温気体により加熱
   させ続けると共に、原料の先端部をも加熱させることを
   特徴とする合成樹脂成形品の成形方法。