JPS6122917A - 熱可塑性樹脂のプレス成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱可塑性樹脂のプレス成形方法に関するもので
ある。更化詳しくは、より安価な装置を用いて、ハイサ
イクルで効率よく成形品を得ることが出来るもので１合
理的な熱可塑性樹脂のプレス成形方法を提供するもので
ある。熱可塑性樹脂を可塑化溶融し、仁れを金型間でプ
レス、冷却して得られる成形品は射出成形品と較べると
次のような利点かある。射出成形では閉じられた金型空
間にゲートより溶融樹脂を圧入するため、樹脂の配向が
生じ、成形品に残留歪が残るので、成形品にねじれ、ゆ
がみなどの変形が生じ易い仁と、またゲート近傍では残
留歪が強く残るので。

物性的な弱点となる。仁れに対し、プレス成形では上、
下金型間にｊ供給された溶融樹脂を型閉めによる圧力に
より、金型面を一様に流動させて賦形するので、残留歪
が殆んどなく、成形品の変形がない。また、製品の厚′
みン 方向に加圧するためＳ／ボ、ｍ等の転写性が良好であり
、さらに冷却中の加圧によりヒケ防止の効果もある。

しかしながら、この種成形法丑型締め方法、上下金型間
への溶融樹脂の供給方法およびそれらのタイミングが極
めて重要で、これらをうまく行なわないと外観、物性の
良好な製品をハイサイクルで得ることは出来ない。

本発明者らは、これらに関し、鋭意検討を行ない本発明
に到−たものである。

即ち、本発明は溶融状態にある熱可塑性樹脂を上下金型
間に゛供給し、プレス、冷却して成形品を得る熱可塑性
樹脂のプレス成形方法において、 ｆｉ＋　　型締めの動作を途中で停止又は減速して。

上金型または下金型内に設けた樹脂通路からキャビティ
空間に溶融樹脂を供給し、（２）　　該溶融樹脂の供給
は上、下金型の底面部の主要部の間隔が５０鱈以下で該
成形品の対応部分の肉厚プラス０．１ｍ以上の間番ζ行
ない、 （３）　　溶融樹脂の供給が完了すると同時、または直
前に型閉めを再開または再増速しかつ。

（４）溶融樹脂供給完了俊速やかに供給口を閉鎮して製
品厚みまでプレスして目的とする成形品を得るものであ
る。

この種プレス成形法で、ハイサイクルで外観、物性良好
な製品を得るためには齢記（り〜（４）の要件が榊めて
重要であり、これらにつき説明する。（１）〜（４）に
つき順を追って述べる。

まず開いて゛いる金型の型閉めを開始する。

これはハイサイクルで成形を行なうために例えば１００
〜８００　ｍ／　ｓｅｃで行なう。

（１）　この型締め動作の途中で型締めを停止、又は減
速（例えば８０　ｍ　／　ｓｅｃ以下に）しては減速す
るのは、溶融Ｓｔ＊の供給を次に述べる要件（２）、即
ち上下金型の底面部の主要部の間隔が６０■以下で該成
形品の対応部分の肉厚プラス０．１　ｓｗ以上の闇に確
実に行なうためである。また本発明では上記の如く、上
下金型間隔が狭い間に、キャビティ空間に溶融樹脂をタ
イミングよく供給するが、上金型、または下金型内に設
けた樹脂通路から供給するので、迅速、確実、かつ容易
に供給を行なうことができる。

このような金型間隔の狭いところで溶融樹脂のタイミン
グよい供給を行なうには上又は下金型内に設けた樹脂通
路からの溶融樹脂の供給が必須であり、例えば、金型間
に出し入れ出来る樹脂供給口から供給することは実用上
出来ない。

次に樹脂通路を下金型内に設けた金型の例を述べる。こ
の場合はプレス機は上プラテンが上下に移動し、下プラ
テンが固定の型のプレス機を用いるのが、溶融樹脂の供
給上好都合である。

第１図は四角な箱状成形品を成形する金型と溶融ｍａｒ
の供給状況を示す金型の断面模式図である。＋１１はと
金型の取付板、（２）は下金型の取付板、（３）は上金
型、（４）は下金型、（［ｉ＋はキャビティ空間、（６
）は上下金型底面部の主要部間隔を示し、（７）は下金
型（４）内に設けた樹脂通路で、その一端左側は図示し
てないが溶融樹脂のアキュムレーターに接続してあり、
他の一端はキャビティ空間（５）につながっている。

（７１）　　は樹脂通＊　（７１を形成する金属ブロッ
クで、図示してないがヒーターとセンサーが組込んであ
って樹Ｗ！！通路（７）を通る溶融樹脂の温度を調節出
来るようにしである。　　（７２）　　は上下に移動す
るビス・トンで図示してないがピストン（７２）　　の
下部にピストンを上下に動かす油圧シリンダーが設けで
ある。図はピストンが下に下げられ樹脂通路（７）がキ
ャビティ空間（５）に通じている状態を示している。ま
た合金型（４）に金属ブロック（？１）の熱が伝わらぬ
様に、即ち、下金型（４）の温度は、これからの電熱に
より影響されぬよう自由番ζ設定出来るようにしである
。（８）はアキュムレーター（図示してない）から供給
されつつある溶融樹脂を示す。

所定鳳の溶融樹脂の供給が完了すると、アキュムレータ
ーからの溶融樹脂の供給を止めると同時に、ピストン（
７２）の先端の面が下金型の面と同一になる様にピスト
ン（７２）の１先端部を（７４）の位、霞にくる様にピ
ストンを押上げ樹脂通路（７）とキャビティ空間（６）
を閉じ加圧成形するように出来ている。（９）は成形品
底面部の厚みを規定するための金属板、スペーサーであ
る。

第１図は下金型に樹脂通路を設けた例を示したが、上金
型に設けてもよい。

次に要件（２）即ち、溶融樹脂の供給は上下金型の底面
部の主要部の間隔が５０ｇｗ以下で該成形品の肉厚プラ
ス０．１　ｗｇ以上の間に行なうことにつき説明する。

このように上下金型間隔が５０ｗ以下、該成形品の対応
部分の肉厚プラス０．１　ｎｔ以上と小さなところで溶
融樹脂の供給（途中型締め停止の場合）又は供給を開始
する（途中型締め減速の場合）のは、外観良好な製品を
得るために極めて重要である。この種成形陣では、成形
品表面上に、最初に溶融樹脂がキャビティ空間に供給さ
れて金型に、接していた部分に、小シワ、光沢ムラなど
の外観上の不具合が生じる（以下にこの不具合をコール
ドマークと呼ぶ）。これを解消するには溶融樹脂の供給
を開始してから型締めの再開又は再増速により発生する
プレス圧により賦形が完了するまでの時間を短かくとる
こと、及び金型間隔の小さいところで溶融樹脂の供給を
行なうことが極めて有効である。

コールドマークの発生原因につき述べるとキャビティ空
間に供給された溶融樹脂の金型に接している面は金型面
から熱を奪われて冷却されつつあり、次いで型締めの再
開又は再増速により金型間隔が急激に狭くなるため。

キャビティ空間に供給された溶融樹脂はその中から湧出
す様にして金型面を流動して賦形されることになる。こ
の流動賦形される部分に較べ、前記最初にキャビティ空
間に供給され金型に接していた部分は十分な圧力がかか
らない状態で温度が低くなるため、この部分の光沢が他
の部分と異なり光沢ムラあるいは小シワとなる。このよ
うに上下金型間隔が小さいところで溶融樹脂を供給する
と、プレス圧により賦形完了までの時間が短かくなり、
従って最初供給された溶融樹脂の金型に接している部分
は十分な圧力がかからない状態で金型より熱を奪われ温
度が低下する時間が殆んどないので、コールドマークが
発生しにくくなる。

また、このように上下金型間隔の狭いところに溶融樹脂
を速かに供給すると、溶融樹脂はキャビティ空間に供給
されている時もその表面は上下金型面にかなりの力で圧
着され、かつ金型間を流動するのでコールドマークを解
消することが出来る。即ち、逆に金型間隔の大きいとこ
ろで溶融樹脂を供給すると、上又は下金型内から供給さ
れた溶融樹脂は、それよりも温度の低い金型面に、全く
、或いは殆んど圧着されない状態でプレス圧で賦形され
るまでの間、接することとなり、小シワなどのコールド
マークが発生することになる。

この様にコールドマーク発生を防止するために溶融樹脂
の供給は上下金型の底面部の代表的間隔が６０１以下該
成形品の対応部分の肉厚プラス０．１　ｍ以上で行なう
のである。

この範囲をはずれるとコールドマーク防止の実用上の効
果はない日付の小さい成形品（必要樹脂容量の小さい成
形品）では大きい成形品に較べ、上記範囲で金型間隔の
小さいところで溶融樹脂を供給するのが効果的である。

また、上下金型底面部の主要部の間隔が製品底部の主要
部の厚み以上（５０厘以下）で溶融樹脂を供給（型締め
停止）、又は供給を完了する（型締め減速）のである。

これは金型間隔がこの数値以下のところで溶融樹脂を供
給すると実質的に射出成形と大差がなくなリ、プレス成
形の特徴である低い圧力で比較的広い間隙に樹脂を供給
流動させ配向の少なく変形の少ない成形品を得ること、
ならびに製品の厚み方向への加圧でシボ、溝等の転写性
をよくすること、ヒケを防止することに対する効果がな
くなる。但し、通常の多くの油圧プレスでは、下金型、
又は上金型内の樹脂通路からキャビティ空間に溶融樹脂
を供給する際、溶融樹脂の供給圧力により上プラテンが
浮き上り（通常８謂以下程度）、容易に金型間隔が大き
くなる場合が多い。この様に溶融樹脂の供給により上下
金型間隔か大きくなる場合は、当然ながら上記の金型間
隔とは溶融樹脂の供給時に開いた上下金型の間隔を指す
。即ち、この場合は供給前に金型間隔が上記範囲以下で
あっても、比較的小さな溶融樹脂の供給圧力で金型間隔
が大きくなっているので、この時の間隔が上記範囲内で
あればよい。また成形品の厚みが小さい場合は大きい場
合に較べ配向が生じ残留歪が残りやすいので、溶融樹脂
供給時の上下金型間隔の前記範囲内で大きくとるべきで
、例えば、成形品厚みが、１餌料度の場合は金型間隔が
２．０Ｈ程度が適当であるが、成形品厚みが５ｕ程度の
場合は金型間隔は５．ＩＮでも配向は殆んど生じないの
で成形品の変形、物性上の不具合は生じない。この様に
配向が少なく、シボ、溝等の転写性白土、ヒケ防止等の
効果が発揮できる範囲内で出来るだけ金型間隔の小さい
ところで溶融樹脂を供給し、溶融樹脂の供給速度も大き
くして成形するのがコールドマーク防止上好ましい。

次に（３）の要件、即ち、溶融樹脂の供給が完了すると
同時、または直前に型閉めを再開（型締め停止の場合〕
又は再増速（型締め減速の場合）して加圧、冷却して成
形することについて説明する。この方法をとることによ
り外観の良好なより薄肉の製品を得ることが出来る。

前記要件（２）の溶融樹脂供給の過程で、キャビティ空
間に供給された溶融樹脂の先端は上下金型面に沿ってリ
ング状に連続的に拡がってゆくが、更に要件（３）を満
たす様に型締め再開（型締め停止の場合）又は再増速（
型締め減速の場合）を行なうことにより、キャビティ空
間の溶融樹脂の先端は停止することなく或は速度を急激
に低下することなく金型間を拡°がることになる。即ち
、溶融樹脂は、キャビティ空間への供給開始から、型締
め、賦形が完了するまでの間リング状に止まることなく
或は速度を急激に低下することなく拡がり続けて賦形さ
れるので外観の良好な成形品を得ることが出来る。

（３）の要件が満たされない場合、即ち、溶融樹脂の供
給完了と型締めの再開又は再増速に時間的なずれがある
と、供給時に上下金型間で急速に拡がりつつあった溶融
樹脂の先端は供給完了と同時に停止又は停止に近い状態
になるので、成形品表面のこの部分にリング状のマーク
が生じる（以下にリングマークと呼ぶ）。即ち（３）の
要件を満たす様にすることはリングマークを防止するの
みならず、−先述の理由によりコールドマーク発生の防
止にも非常に有効であり、ハイサイクル成形の面からす
ることも有効ではあるが、金型温度があまり高くなると
冷却に時間がかかりハイサイクルで成形出来なくなる。

出来るだけ低い金型温度で、ハイサイクルで外観、物性
面で良好な成形品を得るために要件Ｆｉｌ〜（３）の型
締め方法、溶融樹脂の供給方法、及びこれらのタイミン
グが以上述べた如く極めて重要なのである。

次に（４）の要件、即ち、溶融樹脂の倶給完了後速やか
に供給口を閉鎖して製品厚みまでプレス成形することに
ついてであるが、この要件を満たさない時は供給された
溶融樹脂が加圧工程で供給口を通じて逆流し、供給量の
バラツキにより製品厚み、重量のバラツキあるいは供給
口近傍のヒケ等の問題が発生する。

即ち、本発明では要件ｆ１１〜（３）を満たすように、
型締め、溶融樹脂の供給を行なうべく、型締め動作の停
止または減速の位置、溶融樹脂供給時の型締め速度、型
締めの再開または再増速のタイミング、ならびに溶融樹
脂の供給速度をコントロールし、さらに要件（４）の溶
融樹脂の供給完了後、速やかに供給口を閉鎖して製品厚
みまでプレス、成形して目的とする外観、物性良好な製
品をハイサイクルで成形するものである。

【図面の簡単な説明】

Ｎ１図は、本発明方法を実施するのに使用される金型例
の断面模式図である。 ｆｌｌ　　上金型取付板 （２）　　下金型取付板 （３）上金型 （４）下金型 （５）　　キャビティ空間 （６）　　上下金型の底面線間隔 （７）樹脂通路 （７１）金属ブロック （７２）ビストノ （７８）金属ブロックの金型への固定点（８）溶融樹脂 （１））　　スペーサ−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 溶融状態にある熱可塑性樹脂を上下金型間 に供給し、プレス、冷却して成形品を得る熱可塑性樹脂
   のプレス成形方法において、 （１）型閉め動作を途中で停止または減速して、上金型
   または下金型内に設けた樹脂通路か らキャビティ空間に溶融樹脂を供給し、 （２）該溶融樹脂の供給は、上下金型の底面部の主要部
   の間隔が５０ｍｍ以下で該成形品の対応部分の肉厚プラ
   ス０．１ｍｍ以上の間に行ない、 （３）溶融樹脂の供給が完了すると同時、または直前に
   型閉めを再開または再増速し、か つ、 （４）溶融樹脂の供給完了後速やかに供給口を閉鎖して
   製品厚みまでプレス成形することを 特徴とする熱可塑性樹脂のプレス成形方法。