JPH01320115A - プラスチック成形用型及びこれを使った圧縮成形方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はプラスチック材料の圧縮成形に用いられる成形
用型及び圧縮成形方法に関し、詳細には確実なガス１友
ぎが行なわれることによって高精度の成形品を製造する
ことが可能な成形用型及び圧縮成形方法に関するもので
ある。

［従来の技術］ 熱硬化性樹脂や超高分子量熱可塑性樹脂は射出成形を行
なうことが困難であり、この様な難加工性高分子材料の
成形加工には圧縮成形方法が汎用されている。

第２図は圧縮成形方法において使用される成形機１の要
部断面説明図であり、第３図は第２図の金型部分の拡大
断面説明図である。金型１０はコンテナ６内に収納され
ると共に、支え台３上に載置され、上下移動自在なポン
チ２の押し板５によって前記支え台３との間で加圧型締
めされる。

コンテナ６の外周部分にはバンド状のヒータ４が添設さ
れ、金型１０を加熱できる様に構成される。

前記金型１０は下金型１１．上金型１３及び内金型１２
によってキャビティ９を形成する様に組合わされ、該キ
ャビティ９内に粉末状又はタブレット状のプラスチック
原料を充填した後、成形加工を行う。尚キャビティ９に
連結して前記上金型１３の上部中央にはガス抜き孔１４
が設けられ後述するガス抜き操作に利用される。

上記の成形機１による成形加工は次の順序で行なわれる
。まずキャビティ９内にプラスチック原料を充填すると
共に金型１０を成形機１にセットし、ヒータ４によって
金型１０全体を加熱する。

原料が軟化流動状態を呈するのに合わせてポンチ２を下
降させキャビティ９内を所定圧力まで型締めする。そし
て高圧型締め状態のままでヒータ４の加熱を中止し、金
型１０を冷却してプラスチック材料が硬化した後、金型
１０を取り出して成形品を抜き出す。尚前記の型締めに
先立って所定圧力の数分の１の圧力で低圧型締め及び開
放を１回ないし数回性ない、プラスチック材料中に残存
している揮発成分や加熱反応による副生ガス分等を前記
のガス抜き孔１４を介して放出する（この工程は一般に
ガス抜き操作と称されている）。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の如く高圧型締め前にガス抜き操作によって揮発成
分等の放出を行なうのであるが、キャビティ９内のガス
成分を完全に追放することは困難であり、ギヤビイ９内
には若干のガス成分が残存する。その結果成形品にくも
りや色むらを生じるばかりでなく、ふくれや巣等を生じ
て寸法精度が劣化するということもあり、成形後に機械
加工を施さなければならないこともあった。

また型締め時の加圧によってプラスチック材料がガス抜
き孔１４内に侵入して封鎖されることもあり、成形品全
体から均一にガス抜きを行なうのは困難であった。しか
もこの場合はガス抜き孔１４内で樹脂が硬化するので、
このガス抜き孔１４に対応する様に付着硬化した部分は
機械加工によって切削しなければならないという不都合
もあった。また時によってはガス抜き孔１４内にプラス
チックが充満してこれを閉塞することもあり、保守管理
に難渋していた。

この様に従来は寸法、精度を高めるため、或は余分な硬
化物を取り除くために成形品にｍ械加工を施こす必要が
あったので、機械加工によって成形品の表面を平滑にす
ることは成形品形状が複雑化するにつれて難かしくなり
、商品価値を低下することになっていた。

そこで本発明者らは成形加工時のガス抜き操作を確実に
行ない、高精度で且つ外観不良のないプラスチック成形
品を製造する目的で種々研究を積み重ね、本発明を完成
した。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成し得た本発明の成形用型は、開放気孔
率が５〜５５容積％である金属粉末焼結体若しくはセラ
ミックス多孔質体により形成されたものであることを要
旨とするものである。

さらに本発明の圧縮成形方法は、前記成形用型を使い、
開放気孔によってガス抜ぎ操作を行ないつつ高圧型締め
して難加工性高分子材料を圧縮成形することを要旨とす
る。

［作用及び実施例］ 第１図は本発明に係るプラスチック成形用型の説明図で
あり、下型１１Ａ、上型１３Ａ及び内型１２Ａは、開放
気孔率が５〜５５容積％である金属粉未焼成体若しくは
セラミックス多孔質体により形成される。該金属粉未焼
成体としては例えばアトマイズ法によって製造された金
属粉末を圧縮成形した後焼結したものが挙げられ、また
セラミックス多孔質体としてはセラミックス粉末を間接
法によって成形・焼固したものが利用される。

但しこれらの製造方法は本発明を限定するものではない
。

本発明のプラスチック成形用型は第１図に示す例に限定
されるものではなく、圧縮成形に使用される成形用型で
あれば、持出し型や固定型等の区別は問わず、また形状
によって制限されるべきものでもない。尚上記の金属粉
末及びセラミックス粉末の平均粒子径は１００μｍ以下
とすることが好ましく、平均粒子径が１００μｍ以上の
ものを使ってプラスチック成形用型を形成した場合には
、成形品の表面粗度が劣化することもある。また平均粒
子径が１００μｍ以上であると、上記開放気孔率を満足
し且つ成形用型としての要求強度を維持するものを作る
のは技術上困難である。

プラスチック成形用型の寸法Ｓはプラスチック材料の機
械的性質や成形条件を勘案して一般的な手法通り、下記
の算式を基に設定すれば良い。

Ｓ＝（α（ＴＩ　−７２）−σ／Ｅ＋１）ＸＫただし　
α　：熱膨張係数、 σ　：成形圧力、 Ｔ１　：成形温度、 Ｔ２　：成形品使用部３度、 Ｅ　ニブラスチック材料弾性率、 Ｋ　：成形品寸法 とする。

実験例１ 平均粒子径が６０μｍの鉄粉を室温条件下において３０
００　ｋｇ７ｃｍ”で加圧成形し、さらに還元性；囲気
下において１１２０℃で焼結し、開放気孔率が１０容積
％の成形用型を製造し、次の順序で芳香族ポリエステル
粉末を圧縮成形した。

■第１図に示す様な持出し型のキャビティ９内に３５ｇ
の芳香族ポリエステル粉末を充填し成形機１にセットす
る。

■型内を加熱し、型内面温度を３７０℃に１０分間保持
する。

■そしてポンチ２を降下して７００　ｋｇ／ｃｍ２に型
締めしてさらに１０分間保持する。

■型締め圧力を解除すると共に、ヒータを切って冷却す
る。

■型温度が１００℃に到達したところで型及び成形品を
取出し、成形品のみを取り分ける。

上記方法によって製造された成形品は従来の様なエア抜
き操作は行なわなくても、ふくれや巣の発生は全く見ら
れず、また表面も滑らかで高精度な成形品を得ることが
できた。

また従来の金型で製造したときの様にガス抜き孔１４部
分に余分なプラスチックが突出成形されることもなく、
成形後の機械加工は一切不必要となった。即ち成形用型
の全ての部分に通気性があるので、反応生成ガスやガス
状の未反応物等は、成形用型から速やかに外部へ放出さ
れ、該ガスによる成形品への悪影響は全く見られなくな
った。

色々な開放気孔率を有する成形用型を使って上記実験を
繰返し行なったところ、前記成形用型の開放気孔率は５
容積％未渦のときには速やかなガス抜きは困難であり、
また５５容積％を超えると成形型自体の強度が低下して
高圧型締め工程において破損する恐れがあることが分か
った。

実験例２ 実験例１による成形用型を用い、大きさが５０すｘｌＯ
’（ｍｌ）のタブレット状超高分子量ポリエチレン樹脂
を原料とし、次の条件及び順序で成形を行なった。

■成形用型内に前記タブレット状原料を入れて成形機に
セットする。

■ヒータにより型内面温度を１６０℃とし３０分間保持
する。

■その後５００　ｋｇ／ｃｍ２で型締めして上記の温度
のままで１０分間保持する。

■型締めしたままヒータを切って冷却する。

■型温度が１００℃に達した時点で型締め圧力を解除し
、成形用型及び成形品を取り出す。

上記の成形用型を使用した圧縮成形方法であれば、超高
分子量ポリエチレンの特性を損なうことなく、高精度の
成形品を得ることがで籾、また成形後の機械加工は一切
不要となり能率的な作業が行なえた。

［発明の効果］ 本発明のプラスチック成形用型によって成形時の反応生
成ガス等をキャビティから確実に放出でき、不良箇所の
ない成形品を高精度で成形できる様になった。

また該成形型を使用することにより、特別なエア凄き操
作を行なわなくて済み、成形加工工程が簡略化されると
共に、成形後の機械加工も一切行なわないで済む様にな
った。

さらに上記の如く成形不良品の発生が防止されるので、
能率的な成形加工作業が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のプラスチック成形用型の実施例を示す
断面説明図、第２図は成形機の要部を示す断面説明図、
第３図は従来の金型を示す断面説剛固である。 １・・・成形機　　　　　２・・・ポンチ３・・・支え
台　　　　　４・・・バンド状ヒータ５・・・押え板　
　　　　６・・・コンテナ８・・・プラスチック材料 ９・・・キャビティ　　　１０・・・金型１１Ａ・・・
下型　　　　　１２＾・・・内型１３Ａ・・・上型

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）プラスチック材料の圧縮成形用型であって、開放
   気孔率が５〜５５容積％である金属粉末焼結体若しくは
   セラミックス多孔質体により形成されたものであること
   を特徴とするプラスチック成形用型。
2. （２）難加工性高分子材料の圧縮成形方法において、請
   求項（１）に記載の成形用型を用い、開放気孔によって
   ガス抜きを行ないつつ高圧型締めして成形加工すること
   を特徴とするプラスチックの圧縮成形方法。