JPH1016001A

JPH1016001A - 合成樹脂偏肉成形品の成形法及びこれに用いる金型

Info

Publication number: JPH1016001A
Application number: JP18531196A
Authority: JP
Inventors: Tokuji Ogawa; 徳治小川; Hiroshi Kataoka; 紘片岡
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1998-01-20

Abstract

(57)【要約】【課題】厚肉部と薄肉部を有する合成樹脂偏肉成形品
を効率よく射出成形する。【解決手段】薄肉部と厚肉部を有する型キャビティ５
を持つ金型を用いて偏肉成形品を成形する方法におい
て、型キャビティの厚肉部の最大の厚みａ１と薄肉部の
最小の厚みａ２との差をＡ、型キャビティの最大厚肉部
における（型キャビティ厚みａ１＋断熱層厚みｂ１）と
型キャビティの最小薄肉部における（型キャビティ厚み
ａ２＋断熱層厚みｂ２）との差をＢとしたとき、Ａ≧
０．５ｍｍ、Ａ≧Ｂの関係を有する断熱層被覆金型を用
いて射出成形する。【効果】金型温度を低く設定でき、冷却時間を短縮す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏肉部を有する各
種合成樹脂成形品の射出成形法及び、これに用いられる
断熱層被覆金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂成形品の射出成形は、金型キャ
ビティ内へ溶融樹脂を射出充填し、ゲート部が冷却固化
するまでスプールの溶融樹脂を介してキャビティ内に圧
力を加えて保圧し、ゲートが固化した後金型内の成形品
を得る方法が通常行われている。一般に、この様な射出
成形における充填、保圧工程では、溶融樹脂の流動抵抗
及び冷却等によりキャビティ内に圧力分布が生じたり、
不均一な冷却が起こり易く、特に偏肉成形品の薄肉部の
成形厚みが１ｍｍ以下の極薄成形品で顕著に見られ、更
にゲートから流動末端まで長いと場合によっては充填不
良となる。

【０００３】成形品の薄肉部の厚みが１ｍｍ以下の極薄
肉偏肉成形品を射出成形する方法について、良流動性樹
脂の使用、高速射出成形、金型温度を高くする方法、高
い射出圧力或いは高い保圧条件を採用する等の条件が使
用されて射出成形されているが、その対応は十分ではな
い。

【０００４】良流動性樹脂の使用は、薄肉成形品の充填
性は改善されやすいが、合成樹脂の分子量が小さくなり
樹脂の機械的強度が低下し、その利用に制限が生じる問
題がある。又、高い射出圧力或いは高い保圧力を採用し
た場合は、厚肉部のヒケは低減するが、冷却速度の大き
い薄肉部の残留応力が大きくなり成形品の変形或いは反
り等が発生しやすくなり外観上の欠点が発生するという
問題がある。これらの要因の中で最も効果に大きな影響
のあるのは金型温度であり、金型温度を高くすることは
非常に有効である。しかし、金型温度を高くすると、可
塑化された樹脂の冷却固化に必要な冷却時間が長くなり
成形能率が下がる。このため、金型温度を高くすること
なく型内樹脂流動性を良くし、又金型温度を高くしても
必要な冷却時間が長くならない方法が要求されている。
金型に加熱用、冷却用の孔をそれぞれ取り付けておき交
互に熱媒、冷媒を流して金型の加熱、冷却を繰り返す方
法も行われているが、この方法は熱の使用量も多く冷却
時間が長くなる。

【０００５】また、金型キャビティを形成する型壁面を
熱伝導率の小さい物質で被覆することにより金型表面再
現性を良くする方法は米国特許第３５４４５１８号明細
書で射出成形について開示されている。

【０００６】また、特開昭５３−８６７５４号公報に
は、金型壁面に断熱層を被覆し、更にその断面層表面に
薄肉金属層を被覆した金型が示されている。

【０００７】更に、本出願人は、先に極薄成形品を良好
に成形する方法として、金型キャビティ厚みは１ｍｍ以
下の極薄であり、金型の型壁面に耐熱性重合体からなる
厚さ０．０１ｍｍ〜１ｍｍの断熱層で被覆された金型を
用い、主金型を所定の温度（熱可塑性樹脂の軟化温度−
２０℃）以下に冷却した状態で射出成形する成形法を提
案した（特開平７−１７８７５３号公報）。

【０００８】

【発明が解決しょうとする課題】金型の型壁面を断熱層
で被覆した前記従来の成形法は、均一な肉厚若しくは肉
厚変化の少ない薄肉成形品の成形には有効でる。しかし
ながら、比較的肉厚変化が大きく、例えば厚肉部と薄肉
部とを有する成形品を成形する場合には、断熱層で被覆
していても各部に充填された樹脂の冷却固化に必要な冷
却時間に差が生じる。このため、薄肉部の樹脂の冷却固
化時間に合わせて離型すると厚肉部にヒケが発生する場
合があり、厚肉部の樹脂の冷却固化時間に合わせて離型
すると、金型の型壁面を断熱層で被覆しない時よりも冷
却固化に必要な時間が長くなり成形能率が下がるといっ
た問題があった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決し、厚肉部と
薄肉部を有する合成樹脂偏肉成形品を、金型全体の温度
を高くすることなく、経済的で効率の良い成形サイクル
にて成形することを目的とする。更に本発明は、金型面
の転写性を向上させて優れた表面性を有する合成樹脂偏
肉成形品を、経済的で効率の良い成形サイクルにて成形
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者は、厚肉部と薄
肉部を有する合成樹脂偏肉成形品、特に薄肉部の最小の
厚みが１ｍｍ以下の合成樹脂偏肉成形品を更に効率よく
良好に成形する方法を鋭意検討した結果、成形品各部の
厚みによって断熱層の被覆厚みをコントロールすること
で、上記目的を達成できることを見出し本発明を完成し
たものである。

【００１１】即ち、本発明第一は、厚肉部と薄肉部を有
する型キャビティを持つ金型を用いて合成樹脂偏肉成形
品を成形する方法に於いて、型キャビティの厚肉部の最
大の厚みと薄肉部の最小の厚みとの差をＡ、型キャビテ
ィの最大厚肉部における（型キャビティ厚み＋断熱層厚
み）と型キャビティの最小薄肉部における（型キャビテ
ィ厚み＋断熱層厚み）との差をＢとしたとき、Ａ≧０．
５ｍｍ、Ａ≧Ｂ（特に好ましくはＡ＞Ｂ）の関係を有す
る断熱層被覆金型を用いて射出成形することを特徴とす
る合成樹脂偏肉成形品の成形法にある。

【００１２】上記本発明第一の成形法は、更にその特徴
として、「Ａ＝０．５〜１０ｍｍ、０．７Ａ≧Ｂであ
る」こと、「前記薄肉部の型キャビティの最小の厚み
が、０．１〜１ｍｍである」こと、「前記断熱層被覆金
型は、前記断熱層の上に密着した金属層を有する」こ
と、をも含むものである。

【００１３】また、本発明第二は、合成樹脂偏肉成形品
の射出成形に用いる金型であって、厚肉部と薄肉部を有
する型キャビティを持ち、型キャビティの厚肉部の最大
の厚みと薄肉部の最小の厚みとの差をＡ、型キャビティ
の最大厚肉部における（型キャビティ厚み＋断熱層厚
み）と型キャビティの最小薄肉部における（型キャビテ
ィ厚み＋断熱層厚み）との差をＢとしたとき、Ａ≧０．
５ｍｍ、Ａ≧Ｂの関係を有することを特徴とする金型に
ある。

【００１４】上記本発明第二の金型は、更にその特徴と
して、「Ａ＝０．５〜１０ｍｍ、０．７Ａ≧Ｂである」
こと、「前記薄肉部の型キャビティの最小の厚みが、
０．１〜１ｍｍである」こと、「前記断熱層の上に密着
した金属層を有する」こと、をも含むものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明を詳細に説明する。

【００１６】本発明の成形法に使用できる合成樹脂は一
般の射出成形に使用できる熱可塑性樹脂である。例え
ば、スチレン系重合体、ＡＢＳ樹脂、或いはその共重合
体、ポリエチレン、ポリプロピレン等オレフィン重合
体、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリアセタール
樹脂、塩化ビニル重合体又はその共重合体、ポリカーボ
ネート、ポリアミド、ポリエステル、メタクリル樹脂等
である。特に各種電子機器の部品に使用されるポリアセ
タール樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート等は良
好に使用できる。

【００１７】これらの樹脂に、各種強化材や各種充填物
を配合した場合、或いはポリマーアロイ等とした場合は
特に大きい効果が得られる。例えば、上記の樹脂にゴ
ム、ガラス繊維、炭酸カルシウム、タルク、硫酸カルシ
ウム、木粉等の１種又は２種以上の配合することができ
る。

【００１８】本発明の成形法で成形される成形品は、弱
電機器、電子機器、事務機器等のハウジング、各種自動
車部品、各種日用品、各種工業部品等に一般に使用され
る合成樹脂偏肉成形品である。本発明の成形法は、最も
薄い薄肉部の型キャビティ厚みが０．１〜１ｍｍの合成
樹脂偏肉成形品の成形に極めて有効であり、この様な偏
肉成形品の一例としては、ヒンジ部を有する容器、キャ
プ、或いは液晶ディスプレイのバックライト用楔型薄肉
導光板等が挙げられる。

【００１９】本発明に係る金型の材質は、一般の金型に
用いられる金属である。例えば、鉄又は鉄を主成分とす
る鋼材、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とする
合金、亜鉛合金、ベリリウム−銅合金等を使用でき、特
に鋼材から成る金型が良好に使用できる。これらの金属
からなる金型の型キャビティを構成する型壁面は、クロ
ムメッキ又はニッケルメッキされていることが好まし
い。クロムメッキ又はニッケルメッキは断熱層との密着
性に優れ、又耐蝕性にも優れている。射出成形には、金
型に加熱と冷却が繰り返し加えられるため密着力が安定
して大きいことが非常に重要であり、数万回の成形に耐
えるためには上記のメッキ効果が大きく好ましいもので
ある。

【００２０】本発明に係る断熱層に用いられる断熱材
は、金型を形成する金属の熱伝導率の１／１０以下の熱
伝導率を有するものが好ましく、特に好ましくは１／２
０以下熱伝導率を有するものである。具体的には、各種
耐熱樹脂重合体、各種セラミック等が挙げられ、最も好
適に用いられるのは耐熱性重合体である。耐熱性重合体
は、ガラス転移温度が１５０℃以上、好ましくは２００
℃以上、更に好ましくは２３０℃以上、及び／又は融点
が２００℃以上、好ましくは２５０℃以上、更に好まし
くは２８０℃以上の耐熱性重合体である。耐熱性重合体
の熱伝導率は小さい程好ましく、熱伝導度が０．００２
ｃａｌ／（ｃｍ・ｓｅｃ・℃）以下であり、一般の重合
体はこの熱伝導率以下である。又、該耐熱性重合体の破
断伸度は１０％以上の強靭な重合体が好ましい。破断伸
度はＡＳＴＭ−Ｄ６３８に準じて行い、測定時の引張り
速度は５ｍｍ／ｍｉｎである。

【００２１】本発明に係る断熱層として良好に使用でき
る重合体は、主鎖に芳香環を有する耐熱性重合体であ
り、有機溶剤に溶解する各種非結晶性耐熱性重合体、各
種ポリイミド、エポキシ樹脂等である。非結晶性耐熱性
重合体としては、ポリスルホン、ポリエーテルスルホ
ン、ポリアリルスルホン、ポリアリレート、ポリフェニ
レンエーテル、ポリベンツイミダゾール等がある。ポリ
イミドは各種有るが、直鎖型と熱硬化型に分けられそれ
ぞれのポリイミド前駆体として各種知られている。本発
明で用いられる断熱層に関しては、熱伝導率が低いこ
と、耐熱性に優れること、引っ張り強度、伸びが大きく
冷熱サイクルに強いこと、金型本体への塗布が良好であ
ること、金型との密着性が良いこと等から直鎖型の高分
子量ポリイミドが好ましい。例えば商品名がカプトン
（東レ製）、ノバックス（三菱化成製）、ユーピレック
スＳ或いはユーピレックスＲ（宇部興産製）、Ｌａｒｃ
ＴＰＩ（三井東圧化学製）、等が好ましいものであ
る。ポリイミド層を金型に強固に密着させるには、直鎖
型高分子量ポリイミドの前駆体溶液を金型に塗布し、次
いで加熱してポリイミドを形成させることが最も好まし
い。直鎖型高分子量ポリイミドの前駆体は、例えば芳香
族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物を開環重
付加反応させることにより合成される。これらポリイミ
ド前駆体は、加熱して脱水環化反応させることによりポ
リイミドを形成する。ポリイミド前駆体のポリマーは、
カルボキシル基等の極性基のため金型との密着性が良
い。上記のポリイミド前駆体のポリマーは、Ｎ−メチル
ピロリドン等の溶媒に溶かし金型壁面に塗布される。ポ
リイミドの前駆体溶液には、コーティング時の粘度を調
整したり、溶液の表面張力を調整、チキソトロピー性を
調整するための添加物を加えたり、又は／及び金型との
密着性を上げる為の微小の添加物を加えることが出来
る。これらポリイミドの中で、ピロメリット酸ジ無水物
系ポリイミドは、耐熱性、機械的性質等に優れ最も好ま
しい。特に塗布用に変性したワニスは、良好に使用でき
る。

【００２２】エポキシ樹脂は、硬化剤と組み合わせたエ
ポキシ樹脂硬化物或いは各種充填剤を適量配合したエポ
キシ樹脂等も使用できる（以後、エポキシ樹脂硬化物を
エポキシ樹脂と称する）。エポキシ樹脂は一般に熱膨張
係数が大きく、金属金型との熱膨張係数の差が大きい。
しかし、熱膨張係数の小さいガラス、シリカ、クレー、
タルク、炭酸カルシウム、アルミナ、マイカ等の粉体、
ウィスカー、炭素繊維等の適量をエポキシ樹脂に配合
し、金属金型との熱膨張係数の差を小さくした充填剤配
合エポキシ樹脂は本発明の断熱層として良好に使用でき
る。

【００２３】また、エポキシ樹脂或いは充填材配合エポ
キシ樹脂に、更にナイロン等の強靱な熱可塑性樹脂、ゴ
ム等の強靱性を与える各種配合物を加えて強靱性を与え
た配合エポキシ樹脂は良好に使用できる。特に、エポキ
シ樹脂にポリエーテルスルホンやポリエーテルイミドを
配合して硬化したポリマーアロイは強靱性に優れ良好に
使用できる。

【００２４】金型キャビティは、一般に複雑な形状をし
ている。この複雑な形状の金型キャビティ表面、型壁面
に鏡面状に被覆物を塗布して断熱層を形成することは極
めて困難で有り、そのため塗布された被覆層を後から表
面研磨したり、塗布層を数値制御フライス盤等の数値制
御工作機械で削った後に表面研磨して鏡面状に仕上げる
ことが好ましい。

【００２５】本発明においては、型キャビティの厚肉部
と薄肉部の双方の型壁面に渡って、型キャビティの厚み
が薄い部分ほど厚い断熱層を設けることにより、厚肉部
において必要以上に樹脂の冷却固化を遅らせることな
く、成形品全体の冷却時間を短縮できるものである。

【００２６】本発明に係る型キャビティは、その厚肉部
の最大の厚みと薄肉部の最小の厚みの差Ａが０．５ｍｍ
以上である。Ａが０．５ｍｍ未満の場合には、各部にお
ける断熱層の厚みをコントロールするメリットは小さ
い。また、成形品の形状・大きさ等にもよるが、Ａが１
０ｍｍ以下であるのが好ましい。

【００２７】また、本発明においては、型キャビティの
最大厚肉部における（型キャビティ厚み＋断熱層厚み）
と型キャビティの最小薄肉部における（型キャビティ厚
み＋断熱層厚み）との差Ｂは、Ａ≧Ｂの関係を満たして
いるものであり、好ましくは０．７Ａ≧Ｂである。Ａ＜
Ｂの場合には、溶融樹脂の粘性、成形品の形状・大きさ
等にもよるが、一般的に本発明による効果が少ない。

【００２８】また、型キャビティ厚みと断熱層の厚みの
和は、その最大値がその最小値の３倍以内であることが
好ましく、３倍を超えると金型の冷却効率が低下し易
く、本発明による効果が小さい。

【００２９】断熱層の各部の厚みは、通常は最大５ｍｍ
以下に設定するのが好ましく、より好ましくは０．０１
ｍｍ〜３ｍｍの範囲であり、特に好ましくは０．１ｍｍ
〜２ｍｍの範囲である。断熱層の厚みが５ｍｍを超える
と、金型の冷却効果が低下し、成形効率が低下し易い。
また、一般に金型温度が高い程耐熱性重合体から成る断
熱層の厚みを薄く被覆し、金型温度が低いほど断熱層厚
みを厚く被覆するのが好ましい。尚、型キャビティを構
成する上下の型壁面を断熱層で被覆する場合には、上下
の断熱層の厚みの和が、断熱層の厚みとなる。

【００３０】本発明において、断熱層で被覆された金型
としては、型キャビティを構成する型壁面又は／及びコ
アー金型を構成する型壁面に被覆された断熱層被覆金型
を用いることができる。型キャビティを構成する型壁面
及びコアー両型壁面の双方に断熱層を被覆した金型は、
射出された合成樹脂の流動性支援効果が大きく、好まし
いものである。

【００３１】ポリイミド等の断熱層の表面の平滑性等を
更に向上させたり、表面の耐擦傷性を更に向上させた
り、離型性を良くするため、或いは微細加工面を良好に
転写するために、断熱層の上に金属層を密着させて設け
ることができる。金型表面を断熱層で被覆し、その表面
に射出された加熱合成樹脂が接触すると、型表面は合成
樹脂の熱を受けて昇温する。断熱層の熱伝導度が小さい
ほど、又、断熱層が厚いほど型表面温度は高くなる。従
って、断熱層の上に密着させる金属層の厚みは、薄いほ
ど好適である。かかる金属層の厚みは、０．００１ｍｍ
〜１ｍｍの範囲とすることができる。

【００３２】上記の金属層の厚みは均一であることが好
ましい。金属層の厚みのバラツキが大きいと、金属層の
厚い部分の型表面再現性が悪くなったり、合成樹脂材料
の流動性に変化が起きたりする。

【００３３】金属層は、種々の方法で被覆できるが、メ
ッキによって良好に被覆される。ここに述べるメッキは
化学メッキ（無電解メッキ）と電解メッキである。一般
には次の工程の幾つかを経てメッキされる。すなわち、
前処理（断熱層に接して化学メッキが行われる）→化学
腐食（酸、アルカリによる化学エッチング：表面を適度
な凹凸にする）→中和→感受性化処理（合成樹脂表面に
還元力のある金属塩を吸着させて活性化を効果あらしめ
る）→活性化処理（触媒作用を有するパラジウム等の貴
金属を断熱層樹脂表面に付与）→化学メッキ（化学ニッ
ケルメッキ、化学銅メッキ等）→電解メッキ（電解ニッ
ケルメッキ、電解銅メッキ、電解クロムメッキ等）。

【００３４】また、金属層として薄い金属板を断熱層表
面に貼り付けることもできる。薄い金属板としては、例
えばＳＵＳ３０４Ｈ、銅板等であり、ＳＵＳ３０４Ｈの
テンションアニール材は反りが出難く好適に使用でき
る。

【００３５】尚、本発明において断熱層の上に金属層を
密着して設けた場合、その接着層も断熱層とみなすこと
ができる。

【００３６】次に、本発明による作用について説明す
る。

【００３７】一般に、平行板間を流動する流体の圧力損
失は次式で示される。 ΔＰ＝β×ＬηＱ／Ｈ² ΔＰ：圧力損失Ｈ：平行板間距離（型キャビティ厚み） η ：粘度 β ：定数Ｑ：流量Ｌ：流動距離

【００３８】即ち、圧力損失は粘度と流動距離に比例
し、平行板間距離の２乗に比例する。射出成形では上記
数式から明らかなようにゲートから離れるに従って圧力
損失は大きくなり、金型面を押す樹脂圧力が低下する。

【００３９】また、上記数式中の粘度ηは、射出された
合成樹脂が金型表面に接した部分で冷却され時間ととも
に上昇する為、経時的にも金型面に押し付けられる力、
及び流動方向への流動性が低下する。

【００４０】従って、流動末端部では金型面の転写性が
低下し易い。特に、上記数式のＬとηが大きく、Ｈが小
さい場合、即ち、大型の薄肉成形品を高粘度の合成樹脂
で射出成形する場合には、流動性及び金型面の転写性に
問題が生じる。

【００４１】本発明は、型キャビティの薄肉部を厚肉部
よりも厚い断熱層で被覆することにより、特に薄肉部で
の冷却速度を遅延させ、合成樹脂の流動性を低下させる
ことなく成形できるものである。

【００４２】合成樹脂の射出成形では金型温度と成形サ
イクルタイムは密接に関連している。一般に、成形時の
金型温度（Ｔｄ）と金型内必要冷却時間（θ）の関係は
次式で示される。 θ＝−（Ｄ² ／２πα）・ｌｎ［（π／４）｛（Ｔｘ−
Ｔｄ）／（Ｔｃ−Ｔｄ）｝］ θ ：冷却時間（ｓｅｃ）Ｄ：成形品の最大肉厚（ｃｍ）Ｔｃ：成形時の加熱樹脂温度（℃）Ｔｘ：合成樹脂の軟化温度（℃） α ：合成樹脂の熱拡散率Ｔｄ：金型温度（℃）

【００４３】即ち、冷却時間（θ）は、成形品の最大肉
厚（Ｄ）の２乗に比例し、（Ｔｘ−Ｔｄ）／（Ｔｃ−Ｔ
ｄ）の関数である。

【００４４】金型に断熱層を被覆することは、成形品の
肉厚を厚くして冷却時間を長くする方向と同様の働きを
する。このため、型キャビティ各部に被覆する断熱層の
厚みは、成形品全体の冷却時間が最短となるよう、即ち
厚肉部の冷却時間が必要以上に長くならないよう、型キ
ャビティ全域に渡ってほぼ同程度の冷却時間となるよう
に設定するのが好ましい。これによって成形品全体の成
形効率を低下させることなく、薄肉部における流動性支
援、金型面の転写性等の改良が可能となり、経済的な成
形サイクル（成形品全体の冷却時間の最短化）を実現す
ることができる。

【００４５】次に、図面を用いて本発明の具体例を説明
する。

【００４６】図１〜図５は、本発明に係る断熱層被覆金
型の型キャビティ付近の断面図を示している。これらの
図において、１は固定型、２は移動型、３はコアー金
型、４は断熱層、５は型キャビティ、６は金属層であ
る。また、ａ１は型キャビティ５の最大厚肉部の厚さ、
ａ２は型キャビティ５の最小薄肉部の厚さ、ｂ１は型キ
ャビティ５の最大厚肉部における断熱層４の厚さ、ｂ２
は型キャビティ５の最小薄肉部における断熱層４の厚さ
を示しており、前述のＡ及びＢはそれぞれ、Ａ＝ａ１−
ａ２、Ｂ＝（ａ１＋ｂ１）−（ａ２＋ｂ２）である。

【００４７】図１及び図２は、楔状薄肉成形品の成形に
用いられる金型構成例であり、Ａ＞Ｂ＞０の関係にあ
る。コアー金型３は移動型２内に収納され、このコアー
金型３には、型キャビティ５を構成する部分に断熱層４
が設けられている。図２は、図１のコアー金型３の上面
に、断熱層４に密着した金属層６を設けた場合であり、
この金属層６の表面形状は、鏡面状に限らず、シボ状、
凹凸模様及びプリズム状等とすることもできる。

【００４８】図３及び図４は、Ｂ＝０の場合である。図
３は、ヒンジ部分を有する偏肉成形品の成形に用いられ
る金型構成例であり、型キャビティ５を構成する固定型
１及び移動型２の双方に断熱層４が設けられている。図
４は、左右にテーパ状の傾斜面を有し、中央に極薄肉の
部分を有する成形品の成形に用いられる金型構成例であ
り、図１及び図２と同様、コアー金型３は移動型２内に
収納され、このコアー金型３には、型キャビティ５を構
成する部分に断熱層４が設けられている。

【００４９】図５は、Ｂ＜０の場合であり、断熱層４の
厚みの増加率を図１の例よりも大きくすることができ
る。即ち、薄肉部の端部における断熱層４の厚みを増す
ことができ、成形品の長さが特に長い場合や、ゲート位
置（不図示）から薄肉部までの距離が遠い場合にも、薄
肉部における流動性支援、金型面の転写性等の改良が可
能となる。

【００５０】

【実施例】本実施例では、図２に示したような金型を用
いて、１６０ｍｍ×２２０ｍｍ、最大厚肉部の厚みａ１
＝２．５ｍｍ、最小薄肉部の厚みａ２＝０．８ｍｍ、の
楔形状（テーパー状）の偏肉成形品を射出成形した。

【００５１】金型の材質は鋼材（Ｓ５５Ｃ）で、型表面
は鏡面状で更に表面は硬質クロムメッキされている。鋼
材の熱伝導率は約０．２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃であ
る。ゲート位置は厚肉部（ロ）のサイドゲートで、ゲー
トの大きさは、幅２０ｍｍ、高さ２ｍｍである。

【００５２】コアー金型３には、以下のようにしてポリ
イミド樹脂からなる断熱層４を被覆した。先ず、コアー
金型３表面をプライマ−処理し、その上に、直鎖型ポリ
イミド前駆体であるポリイミドワニス（商品名トレニー
ス＃３０００：東レ（株）製）を塗布し、１６０℃で加
熱して部分イミド化し、次いで該塗布、１６０℃加熱を
繰り返して所定の偏肉厚みの断熱層とした。型キャビテ
ィの最大厚肉部の断熱層の厚みｂ１＝０．２ｍｍ、最小
薄肉部の断熱層の厚みｂ２＝０．７ｍｍとし、次いで２
９０℃に加熱してポリイミド層を形成した。該ポリイミ
ド層の軟化温度は３００℃、熱伝導率は０．０００５ｃ
ａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃、破断伸度は６０％であった。

【００５３】次に、断熱層４の上に金属層６を形成し
た。具体的には、上記ポリイミド層からなる断熱層４の
最表面に硬化型エポキシ樹脂を塗布し、その上に０．０
５ｍｍの金属板（ＳＵＳ３０４Ｈ）を置き、８０℃で加
熱し、接着させた。

【００５４】上記の方法で制作された断熱層被覆金型
を、名機（株）製ダイナメルタ射出成形機（Ｍ−１５０
ＡＩＩ）に取り付け、成形温度：２３５℃、金型温度設
定値：７０℃、成形サイクル：４５秒、射出速度：５０
ｍｍ／ｓｅｃ、保圧力：６０ｋｇｆ／ｃｍ² の成形条件
で、メタクリル樹脂（商品名デルペット８０ＮＨ：旭化
成工業（株）製）を用いて射出成形した。その結果、薄
肉部において完全不良がなく、厚肉部においてヒケが無
く、且つ優れた表面性を有する偏肉成形板が得られた。

【００５５】比較例として、型キャビティ５の形状は本
実施例と全く同じであるが、断熱層４を有しない比較用
金型を用いて、同様の成形条件で射出成形を行った。そ
の結果、成形品は薄肉部の端部で未充填となり、良好な
成形品が得られなかった。本成形品は、完全充填に比較
して、１５％未充填であった。

【００５６】本実施例の金型と上記比較用金型を用い
て、保圧力を変化させて同様の偏肉成形品を射出成形し
た。各成形品の成形充填性を、成形品の重量で比較した
結果を図６に示す。図６からも判るように、本発明によ
れば樹脂の充填性が増大し、保圧力を高めることなく薄
肉部を良好に成形することがことができる。同様に、金
型全体の温度を低く設定することができ、冷却固化に必
要な冷却時間を短縮することができる。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
厚肉部と薄肉部を有する合成樹脂偏肉成形品を、金型全
体の温度を高くすることなく、経済的で効率の良い成形
サイクルにて成形することができる。また、断熱層の上
に金属層を設けた場合には、上記効果に加え、優れた表
面性を有する合成樹脂偏肉成形品を成形することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の断熱層被覆金型の一例を示す断面図で
ある。

【図２】本発明の断熱層被覆金型の一例を示す断面図で
ある。

【図３】本発明の断熱層被覆金型の一例を示す断面図で
ある。

【図４】本発明の断熱層被覆金型の一例を示す断面図で
ある。

【図５】本発明の断熱層被覆金型の一例を示す断面図で
ある。

【図６】実施例及び比較例における保圧力と樹脂充填性
との関係を示す図である。

【符号の説明】

１固定型２移動型３コアー金型４断熱層５型キャビティ６金属層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚肉部と薄肉部を有する型キャビティを
持つ金型を用いて合成樹脂偏肉成形品を成形する方法に
於いて、型キャビティの厚肉部の最大の厚みと薄肉部の最小の厚
みとの差をＡ、型キャビティの最大厚肉部における（型
キャビティ厚み＋断熱層厚み）と型キャビティの最小薄
肉部における（型キャビティ厚み＋断熱層厚み）との差
をＢとしたとき、Ａ≧０．５ｍｍ、Ａ≧Ｂの関係を有す
る断熱層被覆金型を用いて射出成形することを特徴とす
る合成樹脂偏肉成形品の成形法。
【請求項２】Ａ＝０．５〜１０ｍｍ、０．７Ａ≧Ｂで
あることを特徴とする請求項１に記載の合成樹脂偏肉成
形品の成形法。
【請求項３】前記薄肉部の型キャビティの最小の厚み
が、０．１〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１又
は２に記載の合成樹脂偏肉成形品の成形法。
【請求項４】前記断熱層被覆金型は、前記断熱層の上
に密着した金属層を有することを特徴とする請求項１〜
３のいずれかに記載の合成樹脂偏肉成形品の成形法。
【請求項５】合成樹脂偏肉成形品の射出成形に用いる
金型であって、厚肉部と薄肉部を有する型キャビティを
持ち、型キャビティの厚肉部の最大の厚みと薄肉部の最
小の厚みとの差をＡ、型キャビティの最大厚肉部におけ
る（型キャビティ厚み＋断熱層厚み）と型キャビティの
最小薄肉部における（型キャビティ厚み＋断熱層厚み）
との差をＢとしたとき、Ａ≧０．５ｍｍ、Ａ≧Ｂの関係
を有することを特徴とする金型。
【請求項６】Ａ＝０．５〜１０ｍｍ、０．７Ａ≧Ｂで
あることを特徴とする請求項５に記載の金型。
【請求項７】前記薄肉部の型キャビティの最小の厚み
が、０．１〜１ｍｍであることを特徴とする請求項５又
は６に記載の金型。
【請求項８】前記断熱層の上に密着した金属層を有す
ることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の金
型。