JPS6369613A - 多層射出成形用の金型構造 - 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、成形品の外層を構成する第１合成樹脂成形材
料を金型のキャビティ内に射出しつつ成形品の内層を構
成する第２合成樹脂成形材料を上記キャビティ内に引き
続き射出することにより、上記第１合成樹脂成形材料で
もって第２合成樹脂成形材料を被覆するようにした多層
射出成形用の金型構造の改良に関する。

（従来の技術） 近年、合成樹脂成形材料は成形の自由度が優れているこ
とから、各種の産業分野に広汎に用いられているが、単
一の合成樹脂成形材料で成形された合成樹脂成形品は一
般に強度剛性が低いという欠点を有している。そして、
この欠点を解消するために例えば合成樹脂成形材料にガ
ラス繊維等のフィラーを混入せしめることにより、成形
される合成樹脂成形品の強度剛性の老犬化を図ることが
通常よく行われている。ところが、このようにフィラー
を混入したものは合成樹脂成形品の表面に該フィラーが
露出して児栄え上好ましくない。そのため、合成樹脂成
形品の表面仕上がり精度の向上を図るべく合成樹脂成形
品に表面塗装を施すことが行われるが、成形ナイクルタ
イムが長くなってしまい、かつ表面塗装を施しても上記
フィラーの影響により塗装面が荒れてしまい、どうして
も後処理が必要になってくる。

また、合成樹脂成形品が例えば射出発泡成形によるポリ
ウレタン製のものである場合には、ポリウレタンは低圧
で流動性が良いため成形性が優れる等種々の物性面にお
いて優れてはいるが、耐候性が悪いために成形品表面が
早期に変色劣化することから、このことを防止するため
に上述の如く塗装等の手段によりカムフラージュする必
要があり、この場合においても上記と同様に成形サイク
ルタイムが長くなるという問題がある。

そこで、上述の如き問題点を解決する手段として、例え
ば特開昭５６−９２０３８号公報に開示されているよう
に、金型のキャビティ内にまず第１合成樹脂成形材料を
射出し、このキャビティ内に射出された第１合成樹脂成
形材料の中心部が固化しない流動状態にあるうちに第２
合成樹脂成形材料を上記第１合成樹脂成形材料内に射出
することにより、第２合成樹脂成形材料を第１合成樹脂
成形材料でもって被覆した多層射出成形品を得る方法が
知られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上述の如く射出成形に用いられる金型は型全
体が同一の型温に設定されているのが一般的であり、こ
のように型全体の型温が同一に設定された金型で例えば
反応硬化をの合成樹脂成形材料を用いて多層合成樹脂成
形品を射出成形する′場合には以下の如き問題が発生す
るおそれがある。

つまり、金型の型温が反応射出成形温度の標準温度に設
定されているときには、多層合成樹脂成形品の外層を構
成する第１合成樹脂成形材料の硬化反応がある程度進行
するまえに、多層合成樹脂成形品の内層を構成する第２
合成樹脂成形材料が上記第１合成樹脂成形材料の射出に
引き続いて射出されるため、第２合成樹脂成形材料が第
１合成樹脂成形材料の外（表面）層上に露出してしまう
おそれがある。また、金型の型温が反応射出成形温度の
標準温度よりも高く設定されているときには、第１およ
び第２合成樹脂成形材料共に硬化反応速度が速過ぎ葛こ
とから、両合成樹脂成形材料のキャビティ内での流動性
が阻害されて該両合成樹脂成形材料をキャビティ内に隙
間なく充填することができず、その結果、成形された合
成樹脂成形品に欠肉が生じたり、あるいは成形品表面に
凹み等の表面欠陥が生じたりするおそれがある。ざらに
、金型の型温か反応射出成形温度の標準温度よりも低く
設定されているときには、両合成樹脂成形材料共にその
硬化反応速度が遅過ぎることがら、該両合成樹脂成形材
料がキャビティ内で混ざり合う結果、上記第２合成樹脂
成形材料の成形品表面への露出頻度が増大して成形品表
面の仕上がり精度が低下するおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目
的とするところは、上述の如く反応硬化型の合成樹脂成
形材料を用いて多層合成樹脂成形品を成形することとし
、この場合、金型の型温を合成樹脂成形材料のキャビテ
ィ内での流動方向において変化せしめるようにすること
により、成形品の外層を構成する合成樹脂成形材料のキ
ャビティ内における反応硬化速度を段階的に変化せしめ
得、これにより内層を構成する合成樹脂成形材料が外（
表面）層に露出したり流動性が阻害されたりすることが
なく、よって表面欠陥のない多層合成樹脂成形品を確実
に得るようにぜんとするとともに、別途に表面塗装等を
施す必要もなく成形サイクルタイムの短縮化を図らんと
することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明の解決手段は、成形
品の外層を構成する第１合成樹脂成形材料を金型のキャ
ビティ内に射出しつつ成形品の内層を構成する第２合成
樹脂成形材料を上記キャビティ内に引き続き射出するこ
とにより、上記第１合成樹脂成形材料でもって第２合成
樹脂成形材料を被覆するようにした多層射出成形用の金
型構造を対象とする。その場合、上記金型において、第
１合成樹脂成形材料のキャピテイ内での硬化反応速度が
キャビティ注入口側で遅く、かつ該キャビティ注入口を
基準として奥部側に向かって漸次速くなるようその型温
に温度勾配をつける構成とする。

（作用） 上記の構成により、本発明では、金型のキャビディ内に
まず成形品の外層を構成する第１合成樹脂成形材わ１が
射出され、これに引き続いて成形品の内層を構成する第
２合成樹脂成形材料が射出される９゜ この場合、上記金型は、上記第１合成樹脂成形材料のキ
ャビディ内での硬化反応速度がキャビディ注入口側で遅
く、かつ該キャビティ注入口を基準として奥部側に向か
って漸次速くなるよう型温に温度勾配がつけられている
ことから、第１合成樹脂成形材料はキャビティ内への射
出直後には木だ硬化せずに流動状態にあり、その後奥部
に行くに従って漸次硬化する。Ｌ、たがって、上記第１
合成樹脂成形材料の射出後に引き続いて射出される第２
合成樹脂成形材料はその流動が阻害されることなく第１
合成樹脂成形材料を押圧しつつその内部をキャビティ史
部側に向かってスムーズに流動し冑、しかも第１合成樹
脂成形材料はキャビティ奥部側に（１くにしたがって漸
次硬化反応が進行しつつあるので、第２合成樹脂成形材
料の流動圧が作用してもその外層への露出を制止（〕得
、よって第１合成樹脂成形材料でもつ−Ｃ第２合成樹脂
成形Ｈ料を被覆１ノだ表面欠陥のない多層合成樹脂成形
品が確実に１９られるとともに、成形サイクルタイムの
ｙｒ１縮化が図られることとなる。

（第１実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る多層射出成形用金型
構造を示し、１は上型２および下型３からなる金型、４
は上記上型２と下型３との合わせ面間に形成されたキャ
ビティであって、該キ（／ビティ４の図で左端には後述
する第１および第１合成樹脂成形材料７，８をキャビテ
ィ４内に射出する注入口５が形成され、該注入「１５は
図示しないミキシングヘッドに接続されているつ また、上記上型２および下型３の各々キャビティ４に対
応する部位には、上型２および下型３の型温を所定の温
度に保持するために温水又はオイル等の液体を循環せ（
〕める型温調節用配管６，６が蛇行状に上下に対向して
配置されている。そして、本発明の特徴として、上記上
型２および下型３には、第１合成樹脂成形材料７のキャ
ビティ４内での硬化反応速度がキヤどティ４注入口側で
遅く、かつ該キャビテイ４注入口を基準として奥部側（
図で右側）に向かって漸次速くなるようそれぞれ型Ａに
温度勾配がつけられている 具体的には、上記各型温調節用配管６は、上記注入口５
側からキャビテイ４奥部側に向かって配管ピッチが３段
階に異なるように設定されていて、キＮ・ビテイ４内の
注入口５側付近では例えば８０ｍの間隔に、中央部付近
では例えば６０ａｎの間隔に、奥部側付近では例えば３
０＃の間隔にそれぞれＣシ定され、この配管ピッチの相
違により、上記キャビティ４内の注入口５付近の型温か
約６０℃に、中央部付近の型温が約７０℃に、奥部側付
近の型温が約８０℃になるようになされている。

そして、このように構成された金型１を用いて多１百合
成樹脂成形品を射出成形する要領は、成形品の外層を構
成する第１合成樹脂成形材料７をミキシングヘッドから
注入口５を介して金を１のキャビティ４内に射出しつつ
成形品の内層を構成する第２合成樹脂成形材料８を上記
キャビティ４内に引き続き射出することにより、上記第
１合成例脂成形材料７でもって第２合成樹脂成形材料８
を被覆するように”する。

次に、その成形要領の具体例を第２図に基づいて説明す
る。

まず、第１合成樹脂成形材料７として下記の２秤類の原
液（仮にＡ液ａ′″３よびＢ液と称呼する）を用＠プる
。

Δ液 ヘキ］ノ′メチレンジイソシアネー！−（ＨＭＤ　Ｉ　
＞Ｂ液 ポリプロピレングリコール（分子は　５０００）　　　
　　　　　　　　　　９０重量部エチレングリコール　
　　　　　’！Ｏ重足部触媒（ジブチルデンジラウレー
ト） ０．４重量部 また、第２合成樹脂成形材料８として下記の２種類の原
液（仮にＡ−液およびＢ−液と称呼する）を用意する。

八−液 カルボジイミド変性メチレンジイソシアネート　　　　
Ｎ００％　　２９％ Ｂ−液 ポリプロピレングリコール（分子ｆｆｌ　　５０００）
　　　　　　　　　　　　　９０重量部エチレングリコ
ール　　　　　　１０重量部触媒（ジブチルチンジラウ
レート） ０．２重量部 遅効性触媒（ペンタメチルジエチレントリアミン）　　
　　　　　　　　　　　２重分部発泡剤（フロン−１１
）　　　　　３重囲部そして、上記第１合成樹脂成形材
料７のＡ液とＢ液とを各々の貯蔵タンクとミキシングヘ
ッドとの間を混合することなく循環させておき、成形時
に上記両Ａ液およびＢ液をミキシングヘッド内の混合ヱ
で混合した後、第２図（ａ）に示すように、直ちにこの
混合液つまり第１合成樹脂成形材料７を注入口５を介し
てキャビティ４内に射出する。

次に、第２図（ｂ）に示すように、上記第１合成樹脂成
形材料７の射出に引き続いて第１合成樹脂成形材料７の
場合と同様の要領にてＡ′液およびＢ−液をミキシング
ヘッド内の混合至で混合した後、直ちにこの混合液つま
り第２合成樹脂成形材料８を上記キャビティ４内に射出
し、これにより該第２合成樹脂成形材料８が第１合成樹
脂成形材料７の内部に圧入された状態となる。そして、
この段階では第１合成樹脂成形材料７はキャビティ４内
に位置する部位の型温か比較的に低いことから、未だ硬
化までには至らず流動状態にあり、上記第２合成樹脂成
形材料８の射出圧力によって、第２図（Ｃ）に示す状態
から第２図（ｄ＞に示す状態へと順次にキャビテイ４奥
部側に向かって押しやられ、漸次上臂する型温により硬
化反応が促進せしめられて硬化し、所定の層厚の外（表
面）層を形成する。一方、上記第２合成樹脂成形材料８
も第１合成樹脂成形材料７と同様にキャビテイ４奥部側
に向かって押しやられながら漸次上昇する型温により硬
化反応が促進せしめられて発泡しつつ硬化し、所定の層
厚の内層としての発泡層を形成する。

したがって、第１合成樹脂成形材料７のキャビティ４内
への射出後に引き続いて射出される第２合成樹脂成形材
料８はその流動が阻害されることなく上記第１合成樹脂
成形材料７内部をキャビテイ４奥部側に向かってスムー
ズに流動し得、しかも第１合成樹脂成形材料７はキャビ
テイ４奥部側に行くにしたがって漸次硬化反応が進行し
つつあるので、第２合成樹脂成形材料８の流動圧が作用
してもその外層への露出を制止し得、よって第１合成樹
脂成形材料７からなる外層でもって第２合成樹脂成形材
料８からなる発泡層の内層を被覆した表面欠陥のない多
層合成樹脂成形品を確実に得ることができるとともに、
別途に表面塗装等を施す必要もなく成形サイクルタイム
の短縮化を図ることができる。

また、上記第２合成樹脂成形材料８のＢ−液中には遅効
性触媒としてペンタメチルジエチレントリアミンが配合
されていることから、キャビティ４内への射出充填後に
上記ペンタメチルジエチレントリアミンが第１合成樹脂
成形材料７に作用して該第１合成樹脂成形材料７の硬化
が促進され、これにより内層の露出しない表面層を確実
に形成することができる。

ざらに、上記第１合成樹脂成形材料７のＡ液としてＨＭ
ＤＩつまりベンゼン環を有しないイソシアネート化合物
を用いたので、紫外線による変色劣化が生じず、サンシ
ャインウェザ−メーターによる耐候試験では２０００時
間以上経過しても変色劣化現象は現われなかった。しか
し、第１合成樹脂成形材料のＡ液としてＨＭＤＩを用い
ないつまりベンゼン環を有するイソシアネート化合物を
用いた場合には、上記と同一の条件にて耐候試験を行っ
たが、２００時間経過した時点で著しい変色劣化現状が
見られた。

（第２実施例） 第３図は本発明の第２実施例に係る多層射出成形用金型
構造を示し、上記第１実施例では上型２および下型３に
それぞれ設けられた型温調節用配管６，６の配管ピッチ
を、キャビティ４内の注入口５側付近、中央部付近Ｊ３
よび奥部側付近の３箇所で異ならしめ、この配管ピッチ
の相違により金型１の型温に変化をつけるようにしたが
、本実施例では上記配管ピッチは注入口５側から奥部側
に亘って例えば約８０ｍの均等間隔に設定し、上記中央
部付近および奥部側付近には加熱手段として電気ヒータ
ー９，９−を上記奥部側付近が中央部付近よりもヒータ
ー配線密度が高くなるように配置し、これにより注入口
５側付近の型温か例えば約６０℃に、中央部付近の型温
が約７０℃に、奥部側付近の型温が約８０℃になるよう
に型温に温度勾配をつけるようにしたものでおる。

また、第１合成樹脂成形材料７として下記の２種類の原
液を用いた。

△液 ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＭＤ　Ｉ　）Ｂ液 ポリプロピレングリコール（分子１　３０００）　　　
　　　　　　　　　　８０重品部１．４ブタンジオール
　　　　　２０重型部触媒（ジブチルヂンジラウレ−１
−） ０゜４重足部 さらに、第２合成樹脂成形材料８として下記の２秤類の
原液を用いた。

八−液 ブリポリマー変性メチレンジイソシアネートＮＣＯ％　
２２．８％ Ｂ−液 ポリプロピレングリコール（分子ｆｆｌ　　３０００）
　　　　　　　　　　　　　８２重量部１．４ブタンジ
オール　　　　　２０徂吊部触媒（ジブチルチンジラウ
レート） ０．２重徂部 遅効性触媒（テトラメチルへキサメチレンジアミン）　
　　　　　　　　　　　　　３重量部発泡剤（フロン−
１１）　　　　　２ｍ母部そして、上述の如き第１およ
び第２合成樹脂成形材料７，８を上記第１実施例の要領
にて金型のキャビティ４内に射出して多層合成樹脂成形
品を冑た。したがって、本実施例においても、上記第１
実施例と同様の作用効果を奏することができるものであ
る。

（第３実施例） 第４図は本発明の第３実施例に係る多層射出成形用金型
構造を示し、本実施例では上型２および下型３にそれぞ
れ設けられた型温調節用配管を、キャビティ４内の注入
口５側付近、中央部付近および奥部側（＝ｊ近の３箇所
に６８，６ｂ、６ｃと各々独立して設け、上記注入口５
側付では型温が例えば約６０℃に、中央部付近では型温
か約７０℃に、奥部側付近では型温か約８０℃になるよ
うに上記各々の型温調節用配管５ａ、５ｂ、５Ｇを流れ
る液体の液温を調節して型温に温度勾配をつけるように
したものである。

また、第１合成樹脂成形材料７として下記の２種類の原
液を用いた。

Ａ液 キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ＞ Ｂ液 ポリプロピレングリコール（分子ｆｆｌ　　４０００）
　　　　　　　　　　　　　９０千母部エチレングリコ
ール　　　　　　１０重量部触媒（ジブチルチンジラウ
レート） ０．４型組部 さらに、第２合成樹脂成形材料８として下記の２種類の
原液を用いた。

八−液 カルボジイミド変性メチレンジイソシアネート　　　　
Ｎ００％　　２８％ ９７重足部 発泡剤（フロン−１１）　　　　　３組子部Ｂ′液 ポリプロピレングリコール（分子ｆｆｉ　　４０００）
　　　　　　　　　　　　　９０重量部エチレングリコ
ール　　　　　　１０ｆｆｉｆｆｉ部触媒（ジブチルデ
ンジラウレート） ０．２重量部 遅効性触媒（ジメチルシクロヘキシルアミン）４重量部 ミルドガラス繊維（平均繊維長　１２０μｍ）２６重量
部 そして、上述の如き第１および第２合成樹脂成形材料７
．８を上記第１実施例の要領にて金型１のキャビティ４
内に射出して多層合成樹脂成形品を得た。したがって、
本実施例においても、上記第１実施例と同様の作用効果
を奏することができるものである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、成形品の外層を
構成する第１合成樹脂成形材料を金型のキャビティ内に
射出しつつ成形品の内層を構成する第２合成樹脂成形材
料を上記キャビティ内に引き続き射出する場合、上記第
１合成樹脂成形材料のキャビティ内での硬化反応速度が
注入口側で遅く、かつ該注入口を基準として奥部側に向
かって漸次速くなるよう型温に温度勾配をつけたので、
第１合成樹脂成形材料はキャビティ内への射出直後には
未だ硬化せずに流動状態にあり、その後奥部に行くに従
って漸次硬化することから、第１合成樹脂成形材料の射
出後に引き続いて射出される第２合成樹脂成形材料はそ
の流動が阻害されることなく第１合成樹脂成形材料内部
を奥部側に向かってスムーズに流動し得る。しかも、第
１合成樹脂成形材料はキャビティ奥部側に行くに従って
漸次硬化反応が進行しつつあるので、第２合成樹脂成形
材料の流動圧が作用してもその表面層への露出を制止し
１ｑる。よって第１合成樹脂成形材料でもって第２合成
樹脂成形材料を被覆した表面欠陥のない多層合成樹脂成
形品が確実に得られるとともに、成形サイクルタイムの
短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の第１実施例を示し、第１
図は多層射出成形用金型構造の縦断正面図、第２図は射
出成形要領を説明するための成形工程図である。第３図
および第４図はそれぞれ第２実施例および第３実施例を
示す第１図相当図である。 １・・・金型、４・・・キャビティ、５・・・注入口、
６・・・型温調節用配管、７・・・第１合成樹脂成形材
料、８・・・第２合成樹脂成形材料。 特　許　出　願　人　　マツダ株式会社代　　　理　　
　人　　前　１）　弘　　　：　　・第３図 凸′

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形品の外層を構成する第１合成樹脂成形材料を
   金型のキャビティ内に射出しつつ成形品の内層を構成す
   る第２合成樹脂成形材料を上記キャビティ内に引き続き
   射出することにより、上記第１合成樹脂成形材料でもつ
   て第２合成樹脂成形材料を被覆するようにした多層射出
   成形用の金型構造であつて、上記金型は、第１合成樹脂
   成形材料のキャビティ内での硬化反応速度がキャビティ
   注入口側で遅く、かつ該キャビティ注入口を基準として
   奥部側に向かって漸次速くなるようその型温に温度勾配
   がつけられていることを特徴とする多層射出成形用の金
   型構造。