JPH11105056A - 薄肉成形品の射出成形方法 - Google Patents
薄肉成形品の射出成形方法Info
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- JPH11105056A JPH11105056A JP27230497A JP27230497A JPH11105056A JP H11105056 A JPH11105056 A JP H11105056A JP 27230497 A JP27230497 A JP 27230497A JP 27230497 A JP27230497 A JP 27230497A JP H11105056 A JPH11105056 A JP H11105056A
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- shear rate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 薄肉成形品の射出成形を、一般の成形機を用
い、製品形状に大きな制約を受けたり、配向による変形
及び製品強度の低下をきたすことなく容易に行う。 【解決手段】 樹脂温度２２０℃、剪断速度１００００
秒-1での樹脂粘度が５〜２０Ｐａ・ｓで、２２０℃の樹
脂温度における剪断速度１００秒-1の樹脂粘度と剪断速
度１００００秒-1の樹脂粘度の二乗の比が１．７〜３．
５のポリスチレン系樹脂を用いる。
い、製品形状に大きな制約を受けたり、配向による変形
及び製品強度の低下をきたすことなく容易に行う。 【解決手段】 樹脂温度２２０℃、剪断速度１００００
秒-1での樹脂粘度が５〜２０Ｐａ・ｓで、２２０℃の樹
脂温度における剪断速度１００秒-1の樹脂粘度と剪断速
度１００００秒-1の樹脂粘度の二乗の比が１．７〜３．
５のポリスチレン系樹脂を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂の射出成形の
分野で薄肉成形品の射出成形を容易にする射出成形方法
に関する。
分野で薄肉成形品の射出成形を容易にする射出成形方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、薄肉成形品の射出成形技術として
は、高速高圧射出成形法やインジェクションコンプレッ
ション成形法等の特殊な専用成形機を用いる成形技術が
知られている。また、粘度を極限まで低下させた超良流
動樹脂を用い、剛性や衝撃強度等の物性を犠牲にするこ
とで薄肉成形品の射出成形を可能にする成形方法も知ら
れている。
は、高速高圧射出成形法やインジェクションコンプレッ
ション成形法等の特殊な専用成形機を用いる成形技術が
知られている。また、粘度を極限まで低下させた超良流
動樹脂を用い、剛性や衝撃強度等の物性を犠牲にするこ
とで薄肉成形品の射出成形を可能にする成形方法も知ら
れている。
【０００３】一方、一般的な射出成形の分野における薄
肉成形品の射出成形とは、良流動樹脂と一般的な成形機
とを用い、これによって成形可能なぎりぎりの製品肉厚
まで薄肉化する成形方法をいう場合が多い。この方法で
は当然薄肉化できるレベルには大きな制約がある。
肉成形品の射出成形とは、良流動樹脂と一般的な成形機
とを用い、これによって成形可能なぎりぎりの製品肉厚
まで薄肉化する成形方法をいう場合が多い。この方法で
は当然薄肉化できるレベルには大きな制約がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、特殊な専用
成形機を用いる方法では、この成形機購入にかかるコス
トが大きな負担となる。また、金型構造や製品形状に大
きな制約を受けたり、製品に樹脂配向が強くかかり、反
りや強度低下を生じることがあるという問題もある。
成形機を用いる方法では、この成形機購入にかかるコス
トが大きな負担となる。また、金型構造や製品形状に大
きな制約を受けたり、製品に樹脂配向が強くかかり、反
りや強度低下を生じることがあるという問題もある。
【０００５】超良流動樹脂を用いる場合には、製品が必
要とする強度や剛性が十分に得にくい問題がある。
要とする強度や剛性が十分に得にくい問題がある。
【０００６】本発明は、上記従来の問題点にかんがみて
なされたもので、薄肉成形品の射出成形を、一般の成形
機を用い、製品形状に大きな制約を受けたり、配向によ
る製品強度の低下をきたすことなく容易に行えるように
することを目的とする。
なされたもので、薄肉成形品の射出成形を、一般の成形
機を用い、製品形状に大きな制約を受けたり、配向によ
る製品強度の低下をきたすことなく容易に行えるように
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このために本発明では、
肉厚０．５ｍｍ〜１．７ｍｍの薄肉成形品の射出成形に
おいて、樹脂温度２２０℃、剪断速度１００００秒-1で
の樹脂粘度が５〜２０Ｐａ・ｓで、更に２２０℃の樹脂
温度における剪断速度１００秒-1の樹脂粘度と剪断速度
１００００秒-1の樹脂粘度の二乗の比が１．７〜３．５
であるポリスチレン系樹脂を用いて射出成形することを
特徴とする薄肉成形品の射出成形方法としているもので
ある。
肉厚０．５ｍｍ〜１．７ｍｍの薄肉成形品の射出成形に
おいて、樹脂温度２２０℃、剪断速度１００００秒-1で
の樹脂粘度が５〜２０Ｐａ・ｓで、更に２２０℃の樹脂
温度における剪断速度１００秒-1の樹脂粘度と剪断速度
１００００秒-1の樹脂粘度の二乗の比が１．７〜３．５
であるポリスチレン系樹脂を用いて射出成形することを
特徴とする薄肉成形品の射出成形方法としているもので
ある。
【０００８】また、本発明は、肉厚１．０ｍｍ〜１．７
ｍｍの薄肉成形品の射出成形において、樹脂温度２２０
℃、剪断速度１００００秒-1での樹脂粘度が７〜１７Ｐ
ａ・ｓで、更に２２０℃の樹脂温度における剪断速度１
００秒-1の樹脂粘度と剪断速度１００００秒-1の樹脂粘
度の二乗の比が２．０〜２．７であるポリスチレン系樹
脂を用いて射出成形することを特徴とする薄肉成形品の
射出成形方法を提供するものでもある。
ｍｍの薄肉成形品の射出成形において、樹脂温度２２０
℃、剪断速度１００００秒-1での樹脂粘度が７〜１７Ｐ
ａ・ｓで、更に２２０℃の樹脂温度における剪断速度１
００秒-1の樹脂粘度と剪断速度１００００秒-1の樹脂粘
度の二乗の比が２．０〜２．７であるポリスチレン系樹
脂を用いて射出成形することを特徴とする薄肉成形品の
射出成形方法を提供するものでもある。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、薄肉成形品の射出成形
において、キャビティ内を流れる樹脂流動の挙動を注意
深く観察した結果、キャビティ内での樹脂の流動はキャ
ビティ全体に均等に生じるのではなく、樹脂の流れる道
（これを「湯道」と称する。）を自ら形成しながら進展
することが見出されたことに基づいてなされたものであ
る。
において、キャビティ内を流れる樹脂流動の挙動を注意
深く観察した結果、キャビティ内での樹脂の流動はキャ
ビティ全体に均等に生じるのではなく、樹脂の流れる道
（これを「湯道」と称する。）を自ら形成しながら進展
することが見出されたことに基づいてなされたものであ
る。
【００１０】図１〜図４は、テスト製品の射出成形にお
いて、湯道が形成する状況を示すＣＡＥ解析図を模式的
に示す図である。各図に一点鎖線で示されるのがテスト
製品の外形で、図１のテスト製品は肉厚１．２ｍｍ、図
２のテスト製品は肉厚１．５ｍｍ、図３のテスト製品は
肉厚２．０ｍｍ、図４のテスト製品は肉厚３．０ｍｍで
ある。
いて、湯道が形成する状況を示すＣＡＥ解析図を模式的
に示す図である。各図に一点鎖線で示されるのがテスト
製品の外形で、図１のテスト製品は肉厚１．２ｍｍ、図
２のテスト製品は肉厚１．５ｍｍ、図３のテスト製品は
肉厚２．０ｍｍ、図４のテスト製品は肉厚３．０ｍｍで
ある。
【００１１】湯道が形成される状況は、湯道上の樹脂が
その流動に伴って大きな剪断速度を受けることになるこ
とから、樹脂流動時の剪断速度分布図により確認するこ
とができる。図１及び図２から分かるように、肉厚１．
５ｍｍ以下の場合、湯道の形成は明確に確認できる。し
かし、図３から分かるように、肉厚２ｍｍでは湯道形成
は僅かで、図４から分かるように、肉厚３ｍｍでは殆ど
湯道が形成されていない。
その流動に伴って大きな剪断速度を受けることになるこ
とから、樹脂流動時の剪断速度分布図により確認するこ
とができる。図１及び図２から分かるように、肉厚１．
５ｍｍ以下の場合、湯道の形成は明確に確認できる。し
かし、図３から分かるように、肉厚２ｍｍでは湯道形成
は僅かで、図４から分かるように、肉厚３ｍｍでは殆ど
湯道が形成されていない。
【００１２】即ち、湯道の形成は、少なくとも肉厚２ｍ
ｍ以下の薄肉という状況で生じている。この湯道上を流
れる樹脂の剪断速度は、図１及び図２に示されるよう
に、湯道以外より遥かに大きく、そのために湯道上を流
れる樹脂には大きな剪断発熱が生じる。この高剪断速度
と高剪断発熱により、湯道上を流れる樹脂の粘度は著し
く低下する。そして、この傾向は製品の肉厚が薄くなる
ほど顕著となる。
ｍ以下の薄肉という状況で生じている。この湯道上を流
れる樹脂の剪断速度は、図１及び図２に示されるよう
に、湯道以外より遥かに大きく、そのために湯道上を流
れる樹脂には大きな剪断発熱が生じる。この高剪断速度
と高剪断発熱により、湯道上を流れる樹脂の粘度は著し
く低下する。そして、この傾向は製品の肉厚が薄くなる
ほど顕著となる。
【００１３】上述の発見を更に発展させると次のような
結論に達する。即ち、樹脂はこの湯道を介してキャビテ
ィ内に広がって充填されることから、薄肉成形品の射出
成形における成形性に大きな影響を与える樹脂粘度と
は、この湯道上を流れる高剪断速度領域の樹脂粘度であ
る。そして、製品の肉厚が薄くなるほど高剪断速度領域
（湯道）が顕著に発生することから、製品の肉厚が薄く
なるほど高剪断速度領域の樹脂粘度がキャビティ内の樹
脂流動における支配的要因となる。
結論に達する。即ち、樹脂はこの湯道を介してキャビテ
ィ内に広がって充填されることから、薄肉成形品の射出
成形における成形性に大きな影響を与える樹脂粘度と
は、この湯道上を流れる高剪断速度領域の樹脂粘度であ
る。そして、製品の肉厚が薄くなるほど高剪断速度領域
（湯道）が顕著に発生することから、製品の肉厚が薄く
なるほど高剪断速度領域の樹脂粘度がキャビティ内の樹
脂流動における支配的要因となる。
【００１４】上記湯道の形成という、新たに見出された
樹脂流動現象からすれば、薄肉成形品の射出成形に関す
る理想的な樹脂粘度特性を得るためには、低剪断速度領
域から高剪断速度領域までの全ての領域において樹脂粘
度を均等に下げる必要はない。つまり、高剪断速度領域
の樹脂粘度を選択的に下げればよく、低剪断速度領域の
樹脂粘度をあえて下げる必要はない。このことは、樹脂
の衝撃強度や剛性等の物性をあまり低下させることな
く、種々の用途の薄肉成形品を容易に射出成形できる樹
脂の開発が可能であることを意味している。
樹脂流動現象からすれば、薄肉成形品の射出成形に関す
る理想的な樹脂粘度特性を得るためには、低剪断速度領
域から高剪断速度領域までの全ての領域において樹脂粘
度を均等に下げる必要はない。つまり、高剪断速度領域
の樹脂粘度を選択的に下げればよく、低剪断速度領域の
樹脂粘度をあえて下げる必要はない。このことは、樹脂
の衝撃強度や剛性等の物性をあまり低下させることな
く、種々の用途の薄肉成形品を容易に射出成形できる樹
脂の開発が可能であることを意味している。
【００１５】薄肉成形品の射出成形において、キャビテ
ィ内を流れる樹脂が、上記のような湯道を自ら形成する
理由は、そのような樹脂の流れが最も少ないエネルギー
で樹脂を金型内に充填させることができるためと考えら
れる。しかし、今まで射出成形において多くの研究がな
されてきたにも拘らず、ここに示した湯道を自ら形成す
るという樹脂の流動挙動は必ずしも理解されていなかっ
た。そして、そのことが薄肉成形品の射出成形に関する
技術的な発展を阻害してきたものと思われる。本発明
は、薄肉成形品の射出成形に関する正しい樹脂流動挙動
を発見し、そして応用したものである。
ィ内を流れる樹脂が、上記のような湯道を自ら形成する
理由は、そのような樹脂の流れが最も少ないエネルギー
で樹脂を金型内に充填させることができるためと考えら
れる。しかし、今まで射出成形において多くの研究がな
されてきたにも拘らず、ここに示した湯道を自ら形成す
るという樹脂の流動挙動は必ずしも理解されていなかっ
た。そして、そのことが薄肉成形品の射出成形に関する
技術的な発展を阻害してきたものと思われる。本発明
は、薄肉成形品の射出成形に関する正しい樹脂流動挙動
を発見し、そして応用したものである。
【００１６】本発明は、このような湯道の形成という、
新たに見出された樹脂流動現象に基づくもので、特に肉
厚０．５ｍｍ〜１．７ｍｍの薄肉成形品の射出成形に対
して有効なものである。肉厚が０．５ｍｍ未満では、キ
ャビティの厚みが小さ過ぎ、本発明における樹脂の調製
を行っても、良好な成形品を得るのが困難である。ま
た、肉厚が１．７ｍｍを超えると、上記湯道の形成が不
十分で、本発明における樹脂の調製が有効に機能しにく
くなり、やはり良好な成形品が得にくくなる。
新たに見出された樹脂流動現象に基づくもので、特に肉
厚０．５ｍｍ〜１．７ｍｍの薄肉成形品の射出成形に対
して有効なものである。肉厚が０．５ｍｍ未満では、キ
ャビティの厚みが小さ過ぎ、本発明における樹脂の調製
を行っても、良好な成形品を得るのが困難である。ま
た、肉厚が１．７ｍｍを超えると、上記湯道の形成が不
十分で、本発明における樹脂の調製が有効に機能しにく
くなり、やはり良好な成形品が得にくくなる。
【００１７】本発明で用いる樹脂は、高剪断速度領域の
樹脂粘度が低いポリスチレン系樹脂である。具体的に
は、樹脂温度２２０℃、剪断速度１００００秒-1での樹
脂粘度が５〜２０Ｐａ・ｓであることが必要で、好まし
くは７〜１７Ｐａ・ｓである。この高剪断速度領域での
樹脂粘度が５Ｐａ・ｓ未満では樹脂充填途中の射出圧力
は低減するが、湯道の形成が不安定となり、ショートシ
ョットが発生しやすくなる。２０Ｐａ・ｓを超えると薄
肉成形における本発明の特徴がでにくくなる。また、本
発明が特にポリスチレン系樹脂を対象としている理由
は、本発明の特徴が非晶性樹脂に特有の性質であり、更
に工業的に最も利用価値の高い樹脂のためである。
樹脂粘度が低いポリスチレン系樹脂である。具体的に
は、樹脂温度２２０℃、剪断速度１００００秒-1での樹
脂粘度が５〜２０Ｐａ・ｓであることが必要で、好まし
くは７〜１７Ｐａ・ｓである。この高剪断速度領域での
樹脂粘度が５Ｐａ・ｓ未満では樹脂充填途中の射出圧力
は低減するが、湯道の形成が不安定となり、ショートシ
ョットが発生しやすくなる。２０Ｐａ・ｓを超えると薄
肉成形における本発明の特徴がでにくくなる。また、本
発明が特にポリスチレン系樹脂を対象としている理由
は、本発明の特徴が非晶性樹脂に特有の性質であり、更
に工業的に最も利用価値の高い樹脂のためである。
【００１８】本発明におけるポリスチレン系樹脂とは、
ポリスチレン又はポリスチレンを５０重量％以上含む共
重合体、或いは複合体である。具体的には、例えば共重
合体では耐衝撃性ポリスチレン（スチレン−ブタジエン
共重合体）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共
重合体）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン共重合体）、ＭＢＳ樹脂（メチルメタクリレ
ート−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＡＡＳ樹脂
（アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン共重合
体）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル−エチレンプロピ
レンゴム−スチレン共重合体）、等を挙げることができ
る。また上記共重合体と複合する樹脂としてはＰＭＭＡ
（アクリル樹脂）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＥ
（変性ポリフェニレンエーテル）等を挙げることができ
る。
ポリスチレン又はポリスチレンを５０重量％以上含む共
重合体、或いは複合体である。具体的には、例えば共重
合体では耐衝撃性ポリスチレン（スチレン−ブタジエン
共重合体）、ＡＳ樹脂（アクリロニトリル−スチレン共
重合体）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン共重合体）、ＭＢＳ樹脂（メチルメタクリレ
ート−ブタジエン−スチレン共重合体）、ＡＡＳ樹脂
（アクリロニトリル−アクリルゴム−スチレン共重合
体）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル−エチレンプロピ
レンゴム−スチレン共重合体）、等を挙げることができ
る。また上記共重合体と複合する樹脂としてはＰＭＭＡ
（アクリル樹脂）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＰＥ
（変性ポリフェニレンエーテル）等を挙げることができ
る。
【００１９】ところで、高剪断速度領域の樹脂粘度のみ
を低下させたポリスチレン系樹脂を用いた実験では、肉
厚１．７ｍｍ以下の薄肉射出成形において、剪断速度１
００００秒-1以上の樹脂粘度が射出圧力に大きな影響を
及ぼした。逆に剪断速度１００秒-1以下の樹脂粘度を下
げても射出圧力を低減する効果は小さく、しかもこの剪
断速度１００秒-1以下の樹脂粘度を下げた場合、衝撃強
度や剛性等の物性を低下させる原因となる可能性もあ
る。従って、本発明で用いるポリスチレン系樹脂は、高
剪断速度領域での樹脂粘度が小さいだけでなく、低剪断
速度領域の樹脂粘度がある程度高く保たれていることが
必要となる。
を低下させたポリスチレン系樹脂を用いた実験では、肉
厚１．７ｍｍ以下の薄肉射出成形において、剪断速度１
００００秒-1以上の樹脂粘度が射出圧力に大きな影響を
及ぼした。逆に剪断速度１００秒-1以下の樹脂粘度を下
げても射出圧力を低減する効果は小さく、しかもこの剪
断速度１００秒-1以下の樹脂粘度を下げた場合、衝撃強
度や剛性等の物性を低下させる原因となる可能性もあ
る。従って、本発明で用いるポリスチレン系樹脂は、高
剪断速度領域での樹脂粘度が小さいだけでなく、低剪断
速度領域の樹脂粘度がある程度高く保たれていることが
必要となる。
【００２０】そこで、薄肉成形に適したポリスチレン系
樹脂の粘度特性を規定する条件について探索した結果、
樹脂温度２２０℃の条件下で剪断速度１００秒-1での樹
脂粘度と剪断速度１００００秒-1での樹脂粘度の二乗の
比が薄肉成形品の射出成形性をうまく表現できる樹脂粘
度評価基準となることを発見した。この値が薄肉成形品
の射出成形性をうまく表現できる樹脂粘度評価基準とな
る理由は、本発明の特徴は低剪断速度の樹脂粘度よりも
高剪断速度の樹脂粘度に大きな影響を受けるため、低剪
断速度と高剪断速度の樹脂粘度比だけでは成形性をうま
く表現することができず、高剪断速度の粘度を二乗する
ことにより高剪断速度における粘度に重みを加えること
ができ、本発明の特徴がうまく表現できることにある。
以下、この値をＶ値と称する。Ｖ値は、樹脂温度２２０
℃の条件下で剪断速度１００秒-1での樹脂粘度をρ1 と
し、樹脂温度２２０℃の条件下で剪断速度１００００秒
-1での樹脂粘度をρ2 とすると、以下の式により定義で
きる。
樹脂の粘度特性を規定する条件について探索した結果、
樹脂温度２２０℃の条件下で剪断速度１００秒-1での樹
脂粘度と剪断速度１００００秒-1での樹脂粘度の二乗の
比が薄肉成形品の射出成形性をうまく表現できる樹脂粘
度評価基準となることを発見した。この値が薄肉成形品
の射出成形性をうまく表現できる樹脂粘度評価基準とな
る理由は、本発明の特徴は低剪断速度の樹脂粘度よりも
高剪断速度の樹脂粘度に大きな影響を受けるため、低剪
断速度と高剪断速度の樹脂粘度比だけでは成形性をうま
く表現することができず、高剪断速度の粘度を二乗する
ことにより高剪断速度における粘度に重みを加えること
ができ、本発明の特徴がうまく表現できることにある。
以下、この値をＶ値と称する。Ｖ値は、樹脂温度２２０
℃の条件下で剪断速度１００秒-1での樹脂粘度をρ1 と
し、樹脂温度２２０℃の条件下で剪断速度１００００秒
-1での樹脂粘度をρ2 とすると、以下の式により定義で
きる。
【００２１】Ｖ値＝ρ1 ／ρ2 2 本発明におけるＶ値は、１．７〜３．５であることが必
要で、２．０〜２．７であることが好ましい。Ｖ値が
１．７未満では本発明の特徴が十分でず、３．５を超え
ると湯道の形成が不安定となり、樹脂充填途中の射出圧
力は低くなるが、ショートショットが発生しやすくな
る。
要で、２．０〜２．７であることが好ましい。Ｖ値が
１．７未満では本発明の特徴が十分でず、３．５を超え
ると湯道の形成が不安定となり、樹脂充填途中の射出圧
力は低くなるが、ショートショットが発生しやすくな
る。
【００２２】上記Ｖ値は、測定する樹脂温度が異なれば
異なるものとなる。しかし、ポリスチレン系樹脂の薄肉
成形性に関する粘度評価基準としては、代表的な温度一
つをとれば十分である。
異なるものとなる。しかし、ポリスチレン系樹脂の薄肉
成形性に関する粘度評価基準としては、代表的な温度一
つをとれば十分である。
【００２３】図５は、一般流動性を有するポリスチレン
系樹脂と、これと同程度の低剪断速度領域の樹脂粘度を
有し、Ｖ値の異なる複数のポリスチレン系樹脂とを用い
て行った実験結果をグラフ化したものである。この図で
は、製品肉厚２ｍｍ以上で射出圧力はＶ値の影響を殆ど
受けていない。しかし、製品肉厚２ｍｍ以下になると射
出圧力はＶ値の影響を受け始める。製品肉厚１．５ｍｍ
以下になると射出圧力はＶ値の影響を大きく受けてい
る。即ち、この図では、製品肉厚が薄く且つＶ値の大き
い樹脂を用いるほど射出圧力は相対的に低くなる傾向と
なっている。肉厚１．７ｍｍ以下の薄肉射出成形におい
て明らかに射出圧力を低減する効果のあるＶ値は１．７
以上（実施例１のＶ値＝１．７３）であり、更に望まし
くは２．０以上（実施例２のＶ値＝２．０２）であるこ
とが分かる。
系樹脂と、これと同程度の低剪断速度領域の樹脂粘度を
有し、Ｖ値の異なる複数のポリスチレン系樹脂とを用い
て行った実験結果をグラフ化したものである。この図で
は、製品肉厚２ｍｍ以上で射出圧力はＶ値の影響を殆ど
受けていない。しかし、製品肉厚２ｍｍ以下になると射
出圧力はＶ値の影響を受け始める。製品肉厚１．５ｍｍ
以下になると射出圧力はＶ値の影響を大きく受けてい
る。即ち、この図では、製品肉厚が薄く且つＶ値の大き
い樹脂を用いるほど射出圧力は相対的に低くなる傾向と
なっている。肉厚１．７ｍｍ以下の薄肉射出成形におい
て明らかに射出圧力を低減する効果のあるＶ値は１．７
以上（実施例１のＶ値＝１．７３）であり、更に望まし
くは２．０以上（実施例２のＶ値＝２．０２）であるこ
とが分かる。
【００２４】図６は、良流動ポリスチレン系樹脂と、こ
れと同程度の低剪断速度領域の樹脂粘度を有し、Ｖ値の
異なる複数のポリスチレン系樹脂とを用いて行った実験
結果をグラフ化したもの、図７は、低流動ポリスチレン
系樹脂と、これと同程度の低剪断速度領域の樹脂粘度を
有し、Ｖ値の異なる複数のポリスチレン系樹脂とを用い
て行った実験結果をグラフ化したものであるが、いずれ
も図５と同様の傾向を示している。
れと同程度の低剪断速度領域の樹脂粘度を有し、Ｖ値の
異なる複数のポリスチレン系樹脂とを用いて行った実験
結果をグラフ化したもの、図７は、低流動ポリスチレン
系樹脂と、これと同程度の低剪断速度領域の樹脂粘度を
有し、Ｖ値の異なる複数のポリスチレン系樹脂とを用い
て行った実験結果をグラフ化したものであるが、いずれ
も図５と同様の傾向を示している。
【００２５】本発明で用いるポリスチレン系樹脂は、既
存のポリスチレン系樹脂に数％の高分子量非相溶成分を
混ぜることにより、低剪断速度領域の樹脂粘度は殆ど低
下させることなく、高剪断速度領域の粘度のみを低下さ
せることで容易に得ることができる。この調製方法で
は、ベース樹脂であるポリスチレンの分子量及び高分子
量非相溶成分の添加量を変化させることで粘度特性を変
化させることができる。
存のポリスチレン系樹脂に数％の高分子量非相溶成分を
混ぜることにより、低剪断速度領域の樹脂粘度は殆ど低
下させることなく、高剪断速度領域の粘度のみを低下さ
せることで容易に得ることができる。この調製方法で
は、ベース樹脂であるポリスチレンの分子量及び高分子
量非相溶成分の添加量を変化させることで粘度特性を変
化させることができる。
【００２６】低剪断速度領域の樹脂粘度は殆ど低下させ
ることなく、高剪断速度領域の粘度のみを低下させるに
は他の方法も利用できる。例えばベース樹脂に対し分子
量や性質の異なる二種以上の樹脂のブレンド、一種類以
上の無機及び／又は有機フィラー材のブレンド、一種類
以上の低分子量非相溶成分のブレンド、及びそれらの複
合処方である。その他に、重合ベースによる方法も利用
できる。例えば多官能性触媒を用い、重合段階で分岐ポ
リマーを合成して、分子鎖の絡み合い効果により粘度特
性を変化させる方法がある。また、ベース樹脂に対し一
種類以上の異なるポリマーを共重合、ブロック重合、或
いはグラフト重合させる方法も利用できる。
ることなく、高剪断速度領域の粘度のみを低下させるに
は他の方法も利用できる。例えばベース樹脂に対し分子
量や性質の異なる二種以上の樹脂のブレンド、一種類以
上の無機及び／又は有機フィラー材のブレンド、一種類
以上の低分子量非相溶成分のブレンド、及びそれらの複
合処方である。その他に、重合ベースによる方法も利用
できる。例えば多官能性触媒を用い、重合段階で分岐ポ
リマーを合成して、分子鎖の絡み合い効果により粘度特
性を変化させる方法がある。また、ベース樹脂に対し一
種類以上の異なるポリマーを共重合、ブロック重合、或
いはグラフト重合させる方法も利用できる。
【００２７】いずれの方法を用いる場合でも、重要な点
は薄肉成形に適した樹脂粘度特性を得ることである。こ
こでいう粘度特性とは、剪断速度に対する粘度変化のこ
とであり、また樹脂温度に対する粘度変化のことでもあ
る。しかし、薄肉成形品の射出成形では剪断速度に対す
る樹脂粘度変化の方が成形性に大きな影響を与えるため
重要である。
は薄肉成形に適した樹脂粘度特性を得ることである。こ
こでいう粘度特性とは、剪断速度に対する粘度変化のこ
とであり、また樹脂温度に対する粘度変化のことでもあ
る。しかし、薄肉成形品の射出成形では剪断速度に対す
る樹脂粘度変化の方が成形性に大きな影響を与えるため
重要である。
【００２８】本発明によって得られる薄肉成形品の用途
としては、例えばビデオカセットシェル及びハブ、レー
ザープリンター用トナーカートリッジ、ビデオカメラハ
ウジング、ノートパソコンハウジング、ミニディスク
（ＭＤ）シェル、オーディオカセットシェル、フロッピ
ーディスク（ＦＤ）シェル、携帯電話機（ＰＨＳ等）ハ
ウジング等、ＯＡ並びに家電分野の用途が多数ある。ま
た、プラスチックコップ（使い捨てコップ）、ヨーグル
ト容器等の食品用途もある。
としては、例えばビデオカセットシェル及びハブ、レー
ザープリンター用トナーカートリッジ、ビデオカメラハ
ウジング、ノートパソコンハウジング、ミニディスク
（ＭＤ）シェル、オーディオカセットシェル、フロッピ
ーディスク（ＦＤ）シェル、携帯電話機（ＰＨＳ等）ハ
ウジング等、ＯＡ並びに家電分野の用途が多数ある。ま
た、プラスチックコップ（使い捨てコップ）、ヨーグル
ト容器等の食品用途もある。
【００２９】
【実施例】次に、実施例及び比較例により本発明を更に
詳細に説明する。但し、以下に述べる実施例及び比較例
はいかなる意味においても本発明を制限するものではな
い。
詳細に説明する。但し、以下に述べる実施例及び比較例
はいかなる意味においても本発明を制限するものではな
い。
【００３０】実施例１〜６、比較例１〜３ 実施例及び比較例に用いたテスト用金型のキャビティ寸
法は、縦５０ｍｍ、横２８０ｍｍ、奥行き１２３ｍｍ程
の箱形形状で、キャビティ厚みは３．０ｍｍ、２．０ｍ
ｍ、１．５ｍｍ、１．２ｍｍの４種類の交換キャビティ
金型を用いて肉厚を変更した。尚、各キャビティの肉厚
は一定である。
法は、縦５０ｍｍ、横２８０ｍｍ、奥行き１２３ｍｍ程
の箱形形状で、キャビティ厚みは３．０ｍｍ、２．０ｍ
ｍ、１．５ｍｍ、１．２ｍｍの４種類の交換キャビティ
金型を用いて肉厚を変更した。尚、各キャビティの肉厚
は一定である。
【００３１】本実施例及び比較例に用いた樹脂の粘度測
定に用いた粘度測定器は、ＲＯＳＡＮＤ社製の「キャピ
ラリーレオメーター（ＲＨ−７）」である。成形に用い
た成型機は東芝機械社製の「ＩＳ−１００Ｇ」である。
成形時の樹脂圧力測定に用いたシステムはニレコ社製の
「モバックシステム２２０」である。ノズル先端部の樹
脂圧力を測定した圧力センサーはニレコ社製の「ストレ
ンゲージ式ノズル圧センサー」である。本実施例及び比
較例のコンピューターシミュレーションに用いたＣＡＥ
ソフトウェアはＭｏｌｄｆｌｏｗ社製の「ＭＦ／ＦＬＯ
Ｗ」である。また、メルトフローレイト（ｇ／１０ｍｉ
ｎ）はＩＳＯ・Ｒ１１３３に基づいて測定した。
定に用いた粘度測定器は、ＲＯＳＡＮＤ社製の「キャピ
ラリーレオメーター（ＲＨ−７）」である。成形に用い
た成型機は東芝機械社製の「ＩＳ−１００Ｇ」である。
成形時の樹脂圧力測定に用いたシステムはニレコ社製の
「モバックシステム２２０」である。ノズル先端部の樹
脂圧力を測定した圧力センサーはニレコ社製の「ストレ
ンゲージ式ノズル圧センサー」である。本実施例及び比
較例のコンピューターシミュレーションに用いたＣＡＥ
ソフトウェアはＭｏｌｄｆｌｏｗ社製の「ＭＦ／ＦＬＯ
Ｗ」である。また、メルトフローレイト（ｇ／１０ｍｉ
ｎ）はＩＳＯ・Ｒ１１３３に基づいて測定した。
【００３２】実施例及び比較例には９種類のポリスチレ
ン系樹脂を用いた。そのうち比較例に用いた３種類の樹
脂は、旭化成工業社製のハイインパクトポリスチレン
で、グレード名「４０８」（一般流動性）が樹脂
（Ｘ）、グレード名「４７０Ａ」（良流動性）が樹脂
（Ｙ）、グレード名「４００」（低流動性）が樹脂
（Ｚ）である。また、実施例に用いた６種類の樹脂は、
今回新たに薄肉成形品成形用樹脂として調製したポリス
チレン系樹脂であり、樹脂（Ａ）〜樹脂（Ｆ）とした。
ン系樹脂を用いた。そのうち比較例に用いた３種類の樹
脂は、旭化成工業社製のハイインパクトポリスチレン
で、グレード名「４０８」（一般流動性）が樹脂
（Ｘ）、グレード名「４７０Ａ」（良流動性）が樹脂
（Ｙ）、グレード名「４００」（低流動性）が樹脂
（Ｚ）である。また、実施例に用いた６種類の樹脂は、
今回新たに薄肉成形品成形用樹脂として調製したポリス
チレン系樹脂であり、樹脂（Ａ）〜樹脂（Ｆ）とした。
【００３３】湯道形成の確認方法はＣＡＥ流動解析によ
り行った。成形過程で生じる湯道上の剪断速度は他の部
分より大きく、図１〜図４に示す通り、ＣＡＥ解析図上
で湯道は高剪断領域として確認することができる。
り行った。成形過程で生じる湯道上の剪断速度は他の部
分より大きく、図１〜図４に示す通り、ＣＡＥ解析図上
で湯道は高剪断領域として確認することができる。
【００３４】射出成形は、成形機ノズル先端部からパー
ジした樹脂温度が２２０±５℃となるようにシリンダー
温度をセットして行った。具体的なシリンダー温度の設
定は１８０℃〜２２０℃の範囲内でコントロールした。
金型温度は循環水により４０±５℃となるようにコント
ロールした。但し、この温度は成形前の状態での温度で
ある。樹脂の射出時間は１．５±０．２秒とした。これ
は実質的にスクリュウが前進し、樹脂がキャビティ内に
流入している時間である。樹脂がキャビティ内部に満た
された後の保圧時間は射出時間に含まれない。ゲート・
ランナーの構造はホットランナー・バルブゲートで、ゲ
ート径は２．０φｍｍとした。
ジした樹脂温度が２２０±５℃となるようにシリンダー
温度をセットして行った。具体的なシリンダー温度の設
定は１８０℃〜２２０℃の範囲内でコントロールした。
金型温度は循環水により４０±５℃となるようにコント
ロールした。但し、この温度は成形前の状態での温度で
ある。樹脂の射出時間は１．５±０．２秒とした。これ
は実質的にスクリュウが前進し、樹脂がキャビティ内に
流入している時間である。樹脂がキャビティ内部に満た
された後の保圧時間は射出時間に含まれない。ゲート・
ランナーの構造はホットランナー・バルブゲートで、ゲ
ート径は２．０φｍｍとした。
【００３５】成形機ノズル部の樹脂圧力測定にはノズル
部にストレーンゲージ式圧力計を設置し、充填保圧過程
の樹脂圧力変化を直接モバックシステムで記録コンピュ
ーターに保存した。後で専用のソフトにより最大樹脂圧
力求め、これを成形射出圧力とした。射出成形過程の一
般的な剪断速度測定技術は現在殆ど知られていない。そ
のためＣＡＥ流動解析による手法を用いた。実施例及び
比較例と同じ形状データ、成形条件及び樹脂の粘度デー
タ等をインプットし、流動解析を行った。そして、最大
剪断速度分布図から湯道及び湯道以外の部分でのおおよ
その平均的な最大剪断速度を示す位置を選択し、数値デ
ータを出力した。最大剪断速度とは、その部分での樹脂
充填過程中の最大の剪断速度のことである。また、平均
的な剪断速度の位置をここでは代表的な位置と表現する
ことにした。
部にストレーンゲージ式圧力計を設置し、充填保圧過程
の樹脂圧力変化を直接モバックシステムで記録コンピュ
ーターに保存した。後で専用のソフトにより最大樹脂圧
力求め、これを成形射出圧力とした。射出成形過程の一
般的な剪断速度測定技術は現在殆ど知られていない。そ
のためＣＡＥ流動解析による手法を用いた。実施例及び
比較例と同じ形状データ、成形条件及び樹脂の粘度デー
タ等をインプットし、流動解析を行った。そして、最大
剪断速度分布図から湯道及び湯道以外の部分でのおおよ
その平均的な最大剪断速度を示す位置を選択し、数値デ
ータを出力した。最大剪断速度とは、その部分での樹脂
充填過程中の最大の剪断速度のことである。また、平均
的な剪断速度の位置をここでは代表的な位置と表現する
ことにした。
【００３６】表１は、一般流動ポリスチレン系樹脂に関
する比較例１と、実施例１〜３の結果である。表１に記
した項目は比較例１、実施例１〜３に用いた樹脂名、メ
ルトフローレイト（ＩＳＯ・Ｒ１１３３）、樹脂温度２
２０℃での各剪断速度に対する樹脂粘度、Ｖ値、各製品
肉厚での成形射出圧力、ＣＡＥ解析から求めた代表的な
湯道上での最大剪断速度及び代表的な湯道以外の最大剪
断速度である。この最大剪断速度は、前記の通り、おお
よその平均値ではあるが、変化の傾向を評価するには十
分である。その評価とは、湯道の方が湯道以外の部分よ
り遥かに最大剪断速度が大きいこと、また樹脂のＶ値が
大きいほど湯道上の最大剪断速度が大きいことである。
する比較例１と、実施例１〜３の結果である。表１に記
した項目は比較例１、実施例１〜３に用いた樹脂名、メ
ルトフローレイト（ＩＳＯ・Ｒ１１３３）、樹脂温度２
２０℃での各剪断速度に対する樹脂粘度、Ｖ値、各製品
肉厚での成形射出圧力、ＣＡＥ解析から求めた代表的な
湯道上での最大剪断速度及び代表的な湯道以外の最大剪
断速度である。この最大剪断速度は、前記の通り、おお
よその平均値ではあるが、変化の傾向を評価するには十
分である。その評価とは、湯道の方が湯道以外の部分よ
り遥かに最大剪断速度が大きいこと、また樹脂のＶ値が
大きいほど湯道上の最大剪断速度が大きいことである。
【００３７】比較例１の樹脂（Ｘ）のＶ値は１．３９で
あり、薄肉射出成形に適した粘度特性は有していない。
また、実施例１は薄肉成形品射出成形用として調整した
樹脂（Ａ）に関するものである。この樹脂（Ａ）のＶ値
は１．７３であり、薄肉成形品の射出成形に適した粘度
特性をぎりぎり有している。実施例２、実施例３も、同
じく薄肉成形品射出成形用として調整した樹脂（Ｂ）、
樹脂（Ｃ）に関するものである。これらの樹脂のＶ値は
２．０２と２．４１であり薄肉成形品射出成形に適した
樹脂としての粘度特性を有している。これらの実験デー
タをグラフ化したものが図５である。製品肉厚１．７ｍ
ｍ以下、Ｖ値が１．７以上で、射出圧力は明らかに比較
例１より低下している。
あり、薄肉射出成形に適した粘度特性は有していない。
また、実施例１は薄肉成形品射出成形用として調整した
樹脂（Ａ）に関するものである。この樹脂（Ａ）のＶ値
は１．７３であり、薄肉成形品の射出成形に適した粘度
特性をぎりぎり有している。実施例２、実施例３も、同
じく薄肉成形品射出成形用として調整した樹脂（Ｂ）、
樹脂（Ｃ）に関するものである。これらの樹脂のＶ値は
２．０２と２．４１であり薄肉成形品射出成形に適した
樹脂としての粘度特性を有している。これらの実験デー
タをグラフ化したものが図５である。製品肉厚１．７ｍ
ｍ以下、Ｖ値が１．７以上で、射出圧力は明らかに比較
例１より低下している。
【００３８】表２は、良流動ポリスチレン系樹脂に関す
る比較例２と、実施例４の結果であり、項目の内容は表
１と同様である。比較例２の樹脂（Ｙ）のＶ値は１．１
３であり、薄肉成形品射出成形に適した粘度特性を有し
ていない。また、実施例４は薄肉成形用として調整した
樹脂（Ｄ）に関するものである。この樹脂（Ｄ）のＶ値
は２．２３であり、薄肉成形品射出成形に適した樹脂と
しての粘度特性を有している。これらの実験データをグ
ラフ化したのもが図６である。Ｖ値に対する射出圧力の
関係は前記図５の場合と同様である。
る比較例２と、実施例４の結果であり、項目の内容は表
１と同様である。比較例２の樹脂（Ｙ）のＶ値は１．１
３であり、薄肉成形品射出成形に適した粘度特性を有し
ていない。また、実施例４は薄肉成形用として調整した
樹脂（Ｄ）に関するものである。この樹脂（Ｄ）のＶ値
は２．２３であり、薄肉成形品射出成形に適した樹脂と
しての粘度特性を有している。これらの実験データをグ
ラフ化したのもが図６である。Ｖ値に対する射出圧力の
関係は前記図５の場合と同様である。
【００３９】表３は、低流動ポリスチレン系樹脂に関す
る比較例３と、実施例５及び６の結果である。項目の内
容は表１と同様である。比較例３の樹脂（Ｚ）のＶ値は
１．０４であり、薄肉射出成形に適した粘度特性を有し
ていない。実施例５、実施例６は薄肉成形用として調整
した樹脂（Ｅ）、樹脂（Ｆ）に関するものである。これ
らの樹脂のＶ値は２．０９と２．４６であり、薄肉射出
成形に適した樹脂としての粘度特性を有している。これ
らの実験データをグラフ化したのもが図７である。Ｖ値
に対する射出圧力の関係は前記図５の場合と同様であ
る。
る比較例３と、実施例５及び６の結果である。項目の内
容は表１と同様である。比較例３の樹脂（Ｚ）のＶ値は
１．０４であり、薄肉射出成形に適した粘度特性を有し
ていない。実施例５、実施例６は薄肉成形用として調整
した樹脂（Ｅ）、樹脂（Ｆ）に関するものである。これ
らの樹脂のＶ値は２．０９と２．４６であり、薄肉射出
成形に適した樹脂としての粘度特性を有している。これ
らの実験データをグラフ化したのもが図７である。Ｖ値
に対する射出圧力の関係は前記図５の場合と同様であ
る。
【００４０】
【表１】
【００４１】
【表２】
【００４２】
【表３】
【００４３】
【発明の効果】本発明は、従来の射出成形では成形が困
難か或いは特殊な専用成形機を用いなければ成形できな
かった薄肉成形品を一般の射出成形機で成形可能とし、
更に強度及び剛性等の物性の低下、フローマークの発
生、配向による反り等の成形不良の発生が生じにくく、
良好な薄肉射出成形品を得ることができるものである。
難か或いは特殊な専用成形機を用いなければ成形できな
かった薄肉成形品を一般の射出成形機で成形可能とし、
更に強度及び剛性等の物性の低下、フローマークの発
生、配向による反り等の成形不良の発生が生じにくく、
良好な薄肉射出成形品を得ることができるものである。
【図１】製品肉厚１．２ｍｍのテスト製品を射出成形し
たときの最大剪断速度分布・ＣＡＥ解析図を模式的に示
す図である。
たときの最大剪断速度分布・ＣＡＥ解析図を模式的に示
す図である。
【図２】製品肉厚１．５ｍｍのテスト製品を射出成形し
たときの最大剪断速度分布・ＣＡＥ解析図を模式的に示
す図である。
たときの最大剪断速度分布・ＣＡＥ解析図を模式的に示
す図である。
【図３】製品肉厚２．０ｍｍのテスト製品を射出成形し
たときの最大剪断速度分布・ＣＡＥ解析図を模式的に示
す図である。
たときの最大剪断速度分布・ＣＡＥ解析図を模式的に示
す図である。
【図４】製品肉厚３．０ｍｍのテスト製品を射出成形し
たときの最大剪断速度分布・ＣＡＥ解析図を模式的に示
す図である。
たときの最大剪断速度分布・ＣＡＥ解析図を模式的に示
す図である。
【図５】実施例１〜３と比較例１の製品肉厚と射出圧力
の関係グラフである。
の関係グラフである。
【図６】実施例４と比較例２の製品肉厚と射出圧力の関
係グラフである。
係グラフである。
【図７】実施例５及び６と比較例３の製品肉厚と射出圧
力の関係グラフである。
力の関係グラフである。
Claims (2)
- 【請求項１】 肉厚０．５ｍｍ〜１．７ｍｍの薄肉成形
品の射出成形において、樹脂温度２２０℃、剪断速度１
００００秒-1での樹脂粘度が５〜２０Ｐａ・ｓで、更に
２２０℃の樹脂温度における剪断速度１００秒-1の樹脂
粘度と剪断速度１００００秒-1の樹脂粘度の二乗の比が
１．７〜３．５であるポリスチレン系樹脂を用いて射出
成形することを特徴とする薄肉成形品の射出成形方法。 - 【請求項２】 ポリスチレン系樹脂が、樹脂温度２２０
℃、剪断速度１００００秒-1での樹脂粘度が７〜１７Ｐ
ａ・ｓで、更に２２０℃の樹脂温度における剪断速度１
００秒-1の樹脂粘度と剪断速度１００００秒-1の樹脂粘
度の二乗の比が２．０〜２．７であることを特徴とする
請求項１の薄肉成形品の射出成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27230497A JPH11105056A (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 薄肉成形品の射出成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27230497A JPH11105056A (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 薄肉成形品の射出成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11105056A true JPH11105056A (ja) | 1999-04-20 |
Family
ID=17512018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27230497A Pending JPH11105056A (ja) | 1997-10-06 | 1997-10-06 | 薄肉成形品の射出成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11105056A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002143650A (ja) * | 2000-11-13 | 2002-05-21 | Toray Ind Inc | 中空糸膜モジュール |
| JP2005283539A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Mahle Tennex Corp | フィラー樹脂組成物の解析方法，解析プログラム，解析プログラムを記録した記録媒体 |
| JP2016215649A (ja) * | 2016-06-20 | 2016-12-22 | 株式会社吉野工業所 | 合成樹脂製ボトルとその成形方法 |
-
1997
- 1997-10-06 JP JP27230497A patent/JPH11105056A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002143650A (ja) * | 2000-11-13 | 2002-05-21 | Toray Ind Inc | 中空糸膜モジュール |
| JP2005283539A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Mahle Tennex Corp | フィラー樹脂組成物の解析方法，解析プログラム，解析プログラムを記録した記録媒体 |
| JP2016215649A (ja) * | 2016-06-20 | 2016-12-22 | 株式会社吉野工業所 | 合成樹脂製ボトルとその成形方法 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20041004 |
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