JPH10278073A - 射出成形用金型 - Google Patents

射出成形用金型

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JPH10278073A
JPH10278073A JP9092223A JP9222397A JPH10278073A JP H10278073 A JPH10278073 A JP H10278073A JP 9092223 A JP9092223 A JP 9092223A JP 9222397 A JP9222397 A JP 9222397A JP H10278073 A JPH10278073 A JP H10278073A
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JP
Japan
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main body
molded product
thickness
mold
injection molding
Prior art date
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Pending
Application number
JP9092223A
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English (en)
Inventor
Mamoru Sugano
護 菅野
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10278073A publication Critical patent/JPH10278073A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
    • B29C2045/1717Temperature controlled mould parts to control the location or configuration of the hollow

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒケ、反り、歪み等のない成形品を成形する
ことができ、且つ構造が簡単で高いガス注入圧力を必要
としないガス注入射出成形用の射出成形用金型を提供す
る。 【解決手段】 下型本体部21と成形品Pに厚肉部(リ
ブ)Rを成形するための凹部23を表面に有する入れ子
部22とからなり、入れ子部22は成形品本体部P側か
ら凹部23の深さ方向に向かって、 熱伝導率0.1〜0.5cal/(cm・sec・
℃)の材料よりなり、成形品本体部Pの肉厚より小さい
厚さを有する第一層部221、及び、 熱伝導率0.1cal/(cm・sec・)℃未満の
材料よりなる第二層部222からなる、ことを特徴とす
る射出成形用金型。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形用金型内
に注入された溶融樹脂材料中に加圧ガスを注入して中空
部を形成することにより、ヒケや反りの少ない樹脂成形
品(以下単に「成形品」と称する)を成形する、いわゆ
るガス注入成形法に使用される射出成形用金型に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ヒケや反りの少ない成形品を成形するた
めの技術として、いわゆるガス注入成形法が従来より知
られている。ガス注入成形法は、成形品本体部及び本体
部に付属するリブやボスなどの厚肉部を成形するキャビ
ティを設けた金型を使用して、キャビティに溶融樹脂を
注入した後、まだ溶融状態の厚肉部の樹脂中に加圧ガス
を注入し、樹脂を金型面に圧着して中空部を形成するも
ので、冷却固化時の熱収縮が厚肉部に集中することによ
るヒケや反りが回避されるという効果がある。
【0003】このようなガス注入成形法においては、中
空部が成形品の本体部表面付近に形成されると、この部
分の肉厚が過小になって強度が低下する上、外観上の欠
陥が発生しやすくなるといった問題がある。そのため、
肉厚が最大の部分に中空部が形成されることが最も好ま
しい。
【0004】しかるに、従来から行われている技術は、
溶融樹脂中にガスを注入する装置が金型の一定個所に固
定されているとともに、金型のキャビティを形成する部
分はすべて同じ材料であったため、注入された溶融樹脂
の冷却速度を部分的に調節することが難しく、リブR
(厚肉部)の根本部付近が早めに冷却・固化されて、成
形品Pは本体部Mの表面寄りの部分の冷却・固化が相対
的に遅くなる。そのため、注入されたガスは成形品Pの
本体部Mの表面寄りの部分を通って分散しやすく、本体
部Mの表面寄りの部分に中空部Vが形成されやすい。反
対に、肉厚が最大となる本体部MとリブRの交差部には
中空部Vが形成されにくい。その結果、本体部Mの表面
寄りの部分の強度が低下したり、外観不良が発生しやす
いという問題があった。(図4参照)
【0005】また、厚肉部Rの根本部付近が早く冷却・
固化されるために、注入ガスの圧力を高くしなければな
らず、高圧ガス製造装置といった高価な設備が必要とな
る。更に、注入するガスの圧力が高いため成形品に歪み
が残り、変形や破損発生の原因となるという問題点もあ
った。
【0006】そこで、このような問題点を解消する技術
として、特開平5−245867号公報に、厚肉部分を
形成する部分に挿入された流体注入装置を、流体を溶融
樹脂の厚肉部分に注入する前に又は/及び注入しつつ、
制御された距離を後退移動させることを特徴とする中空
射出成形方法と装置が開示されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記特開平5−245
867号公報記載の技術は、流体圧力が低くても容易に
且つ効果的に溶融樹脂中に流体を注入することができ、
それによってヒケ、反り、歪み等の少ない成形品を成形
するというものである。しかしながら、金型に流体注入
装置が前進・後退する可動を設け、それらを機械的に作
動させるために、金型構造が複雑で高価となる上、突出
しピン、冷却回路、製品の形状などに制約を受けやすい
という問題点がある。
【0008】本発明は上記のような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであって、成形品にヒケ、反り、歪
み等が発生しない最適位置に中空部を形成することがで
きるとともに、構造が簡単且つ低圧のガスを使用するこ
とができ、しかも金型の構造や製品形状が制約を受けに
くいガス注入射出成形用の金型を提供することを目的と
する。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、溶融樹脂を射出した後、その厚肉部に
ガスを注入して中空部を有する樹脂成形品を製造する射
出成形用金型において、射出成形用金型は本体部と成形
品に厚肉部を形成するための凹部を表面に有する入れ子
部とからなり、入れ子部は本体部側から凹部の深さ方向
に向かって、 熱伝導率0.1〜0.5cal/(cm・sec・
℃)の材料よりなり、成形品本体部の肉厚より小さい厚
さを有する第一層部、および、 熱伝導率0.1cal/(cm・sec・℃)未満の
材料よりなる第二層部からなる、ことを特徴とする。
【0010】本発明において、第一層部を構成する材料
は、熱伝導率が0.1〜0.5cal/(cm・sec
・℃)であることが肝要である。熱伝導率が0.1ca
l/(cm・sec・℃)未満では、放熱が不充分なた
めに厚肉部の断面の中央部における溶融樹脂の温度が高
過ぎて、ガス注入後の流路の方向が不安定となりやす
く、従って中空部の位置が不安定になりやすい。また、
0.5cal/(cm・sec・℃)を超えると、ガス
注入前に溶融樹脂の冷却固化が始まり、ガスの圧力を高
くしなければならない。第一層部を構成する材料として
は銅、アルミニウム、ニッケル、及びそれらの合金など
が挙げられる。
【0011】第一層部の厚さは、入れ子部の大きさ、凹
部開口部の面積、成形品本体部の厚さなどにより異なる
が、成形品本体部の厚さよりも薄くなければならず、例
えば厚さ1.6〜3.0mmの成形品本体部の場合、
0.002〜2.0mmとすることが好ましい。第一層
部の厚さが2.0mmを超えると、第二層部に接する厚
肉部の高温部が成形品本体部の表面側へ偏って、成形品
本体部の表面にヒケが発生しやすくなる。
【0012】また、第二層部を構成する材料の熱伝導率
が0.1cal/(cm・sec・℃)を超えると、厚
肉部の表面からの放熱が過剰となって冷却速度が速くな
り、ガス注入後の流路が成形品本体部表面に接近して肉
厚が小さくなり、成形品本体部の強度が低下することが
ある。第二層部を構成する材料としては、例えばエポキ
シ合金のように、多孔性の金属に耐熱性に優れた熱硬化
性樹脂を含浸させて硬化させたものが好適に使用され
る。
【0013】第二層部の厚さは、例えば第一層部の厚さ
が0.002〜2.0mmのときには、2〜10mmと
することが好ましい。2mm未満では断熱効果が小さい
ために溶融樹脂の固化が早く、ガスの圧力を高くしなけ
ればならない。また10mmを超えると放熱が不充分な
ために、厚肉部の断面の中央部における溶融樹脂の温度
が高過ぎて、ガス注入後の流路の方向が不安定となりや
すく、従って中空部の位置が不安定になりやすい。
【0014】また、本発明で用いられる入れ子部は、上
記第一層部および第二層部のみの構成に限るものではな
く、第二層部の下に他の材料からなる第三層部以降を有
していてもよい。
【0015】なお、本発明に使用されるガスとしては、
空気、窒素、ヘリウム等が上げられるが、入手が容易で
安価な空気が好適に使用される。
【0016】(作用)成形品本体部の裏面側に第一層部
の熱伝導率の高い材料を接触させることによりその部分
の樹脂を早く冷却・硬化させ、厚肉部に第二層部の熱伝
導率の低い材料を接触させることによって、厚肉部の冷
却・硬化を他の部分より遅らせて、その中央部に中空部
を形成させることができる。そして、中空部にガス圧力
(10〜50kgf/cm2 )をかけて樹脂を金型の表
面に圧着させつつ冷却・固化することによって、ヒケや
反りの少ない成形品が得られる。
【0017】入れ子部はコンパクトな上、第一層部と第
二層部を構成する材料及びその厚さは成形品の形状や寸
法、樹脂の種類によって選択することができ、金型の構
造も簡単であり、複雑な可動機構を必要としない。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
き、その一例を図面を参照して説明する。図1は本発明
を使用して成形する成形品の一部を示す斜視図、図2は
本発明射出成形用金型の実施の形態を示す要部の説明図
であって、(A)は横断面図、(B)はX−X線に沿っ
て切断した縦断面図である。なお、この射出成形用金型
は、図4に示す成形品Pを成形した従来の金型に、以下
に説明するような入れ子部を嵌め込む改造を行ったもの
である。
【0019】図1に示すように、成形品Pは厚さが3m
mの薄い平板状の成形品本体部Mと、成形品本体部Mの
下部に形成されている複数本のリブR(厚肉部)を有す
る。そして、成形品本体部MとリブRが交差する部分が
最大肉厚部Tとなっていて、最大厚肉部Tのほぼ中央部
に中空部Vが形成されている。
【0020】射出成形用金型は、図2に示すように、固
定した上型1と移動可能な下型2を有し、下型2が上方
へ移動して型が閉じられることにより、上型1と下型2
の間にキャビティ3が形成される。そして、図示しない
成形機で溶融・混練された溶融樹脂は、成形機のノズル
ら射出され、射出成形用金型1に図示しないスプルー、
ランナー、ゲートを通ってキャビティ3内に充填される
構造とされている。
【0021】上型1は全体が成形品本体部Mを成形する
上型本体部であり、下型2は成形品本体部M及びリブR
の先端部を成形する下型本体部21と、下型本体部21
に嵌め込まれた入れ子部22よりなっていて、入れ子部
22の表面には、リブRの成形品本体部Mに繋がる部分
を成形する幅6mmの凹部23が形成されている。
【0022】上型1と下型本体部21は炭素鋼(熱伝導
率:0.17cal/(cm・sec・℃))で製せら
れている。一方、入れ子部22は、キャビティ3側から
凹部23の深さ方向に向かって、上から厚さ0.5mm
のベリリウム銅(熱伝導率:0.29cal/(cm・
sec・℃))よりなる第一層部221、及び厚さ7m
mのエポキシ合金(熱伝導率:0.025cal/(c
m・sec・℃))よりなる第二層部222の2層より
構成されている。
【0023】なお、入れ子部22の奥の下型本体部21
には凹部23から続く溝部24が刻設されている。
【0024】そして、溝部24の少なくとも1か所に、
ガス注入ノズル収容孔4が穿設されていて、ガス注入ノ
ズル収容孔4内を油圧シリンダーによって駆動されるガ
ス注入ノズル5が上下方向に移動可能とされている。
【0025】次に、上記の射出成形用金型により成形品
を成形した例について説明する。射出成形機で溶融・混
練されたポリカーボネート樹脂を図2に示す射出成形用
金型に注入した後、ガス注入ノズル5から圧力30kg
f/cm2 の圧縮空気を注入することにより成形品Pが
得られた。
【0026】得られた成形品Pを切断して中空部の位置
及び形状を調べた結果、図3に示すように、成形品本体
部MとリブRの交差部(最大肉厚部T)の断面位置に、
入れ子部22の部分に達するほぼ均一断面の中空部Vが
形成されていることが確認された。また、成形品本体部
Mの表面部分には中空部は見られなかった。そして、成
形品Pにはヒケ、反り、本体部Mの肉厚の局部的な不足
などの欠陥は認められなかった。
【0027】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の射出成形用金型を使用することにより、成形品の最大
肉厚部にほぼ均一な断面を持った中空部が形成され、そ
の結果成形品Pにはヒケ、反り、本体部肉厚の局部的な
不足などの欠陥のない、外観が良好で且つ強度の高い成
形品を得ることができ、成形品の品質及び生産性が向上
する。
【0028】また、低圧のガスを使用することができ、
しかも流体注入装置や可動金型部などを設け、それらを
機械的に作動させる必要がないので、金型の構造が簡単
であり、金型や製品形状などが制約を受けにくく、金型
コストも低廉である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を使用して成形される成形品の一部を示
す斜視図。
【図2】本発明射出成形用金型の実施の形態を示す要部
の説明図であって、(A)は横断面図、(B)は(A)
のX−X線に沿って切断した縦断面図。
【図3】本発明射出成形用金型で成形された成形品の縦
断面図。
【図4】従来技術で成形された成形品の縦断面図。
【符号の説明】
1 上型 2 下型 21 下型本体部 22 入れ子部 221 第一層部 222 第二層部 23 凹部 24 溝部 3 キャビティ 4 ガス注入ノズル収容孔 5 ガス注入ノズル P 成形品 M 成形品本体部 R リブ T 最大肉厚部 V 中空部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 溶融樹脂を射出した後、その厚肉部にガ
    スを注入して中空部を有する樹脂成形品を製造する射出
    成形用金型において、射出成形用金型は本体部と成形品
    に厚肉部を形成するための凹部を表面に有する入れ子部
    とからなり、入れ子部は本体部側から凹部の深さ方向に
    向かって、 熱伝導率0.1〜0.5cal/(cm・sec・
    ℃)の材料よりなり、成形品本体部の肉厚より小さい厚
    さを有する第一層部、および、 熱伝導率0.1cal/(cm・sec・℃)未満の
    材料よりなる第二層部からなる、ことを特徴とする射出
    成形用金型。
JP9092223A 1997-04-10 1997-04-10 射出成形用金型 Pending JPH10278073A (ja)

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JP9092223A JPH10278073A (ja) 1997-04-10 1997-04-10 射出成形用金型

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JP (1) JPH10278073A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021169203A (ja) * 2020-04-16 2021-10-28 中原大學 射出成形装置及び射出成形方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021169203A (ja) * 2020-04-16 2021-10-28 中原大學 射出成形装置及び射出成形方法

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