JPH09220731A - 中空部を有する熱可塑性樹脂成形体の製造法 - Google Patents
中空部を有する熱可塑性樹脂成形体の製造法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】スライドコアなどの補助設備を設けることな
く、ヘジテーションマークのない外観の良好な中空部を
有する熱可塑性樹脂成形体を製造する。 【解決手段】部分的に厚肉部を形成せしめるように設計
されたキャビティを有する開閉自在な雌雄一対の未閉鎖
の金型間に溶融熱可塑性樹脂を供給し、金型を閉じて溶
融熱可塑性樹脂を一次加圧力F1（トンｆ）で圧縮（一次
加圧）して金型間に充満させたのち、加圧力を二次加圧
力F2（トンｆ）にまで減じ（二次加圧）、溶融熱可塑性
樹脂を金型内で冷却、固化させることからなる熱可塑性
樹脂成形品の製造方法であって、一次加圧開始後、溶融
熱可塑性樹脂がキャビティ内で固化するまでの任意の時
点で、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の未固化部分の
少なくとも１ケ所から圧縮ガスの注入を開始し、ガス注
入下に溶融熱可塑性樹脂を金型内で冷却、固化させて中
空部を有する熱可塑性樹脂成形体を製造する。
く、ヘジテーションマークのない外観の良好な中空部を
有する熱可塑性樹脂成形体を製造する。 【解決手段】部分的に厚肉部を形成せしめるように設計
されたキャビティを有する開閉自在な雌雄一対の未閉鎖
の金型間に溶融熱可塑性樹脂を供給し、金型を閉じて溶
融熱可塑性樹脂を一次加圧力F1（トンｆ）で圧縮（一次
加圧）して金型間に充満させたのち、加圧力を二次加圧
力F2（トンｆ）にまで減じ（二次加圧）、溶融熱可塑性
樹脂を金型内で冷却、固化させることからなる熱可塑性
樹脂成形品の製造方法であって、一次加圧開始後、溶融
熱可塑性樹脂がキャビティ内で固化するまでの任意の時
点で、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の未固化部分の
少なくとも１ケ所から圧縮ガスの注入を開始し、ガス注
入下に溶融熱可塑性樹脂を金型内で冷却、固化させて中
空部を有する熱可塑性樹脂成形体を製造する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空部を有する熱
可塑性樹脂成形体の製造法に関する。
可塑性樹脂成形体の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】中空部を有する熱可塑性樹脂成形体の製
造法として、成形体の製造過程において成形体の形成と
中空部の形成を同時的に行う方法はよく知られており、
例えば、閉鎖された型キャビティ内に、型キャビティを
満たすに不十分な量の溶融樹脂を注入した後、圧縮ガス
のみまたは圧縮ガスと溶融樹脂を注入することによって
型キャビティを満たす方法が知られている。（特公昭５
７−１４９６８号） また、型キャビティ内を溶融樹脂で満たした後に圧縮ガ
スを注入する方法も知られている。（特公平７−３１５
号）
造法として、成形体の製造過程において成形体の形成と
中空部の形成を同時的に行う方法はよく知られており、
例えば、閉鎖された型キャビティ内に、型キャビティを
満たすに不十分な量の溶融樹脂を注入した後、圧縮ガス
のみまたは圧縮ガスと溶融樹脂を注入することによって
型キャビティを満たす方法が知られている。（特公昭５
７−１４９６８号） また、型キャビティ内を溶融樹脂で満たした後に圧縮ガ
スを注入する方法も知られている。（特公平７−３１５
号）
【０００３】しかし、前者の方法においては成形体の表
面にヘジテーションマークが発生してその外観を損なう
という問題があり、また、後者の方法では中空部の形成
に伴うキャビティ内の体積増加のためにキャビティ内で
進退可能なスライドコアなどの補助設備が必要であると
いう問題があった。
面にヘジテーションマークが発生してその外観を損なう
という問題があり、また、後者の方法では中空部の形成
に伴うキャビティ内の体積増加のためにキャビティ内で
進退可能なスライドコアなどの補助設備が必要であると
いう問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
本発明者らはスライドコアなどの補助設備を設けること
なく、ヘジテーションマークのない外観の良好な中空部
を有する熱可塑性樹脂成形体を製造すべく検討を行な
い、本発明に至った。
本発明者らはスライドコアなどの補助設備を設けること
なく、ヘジテーションマークのない外観の良好な中空部
を有する熱可塑性樹脂成形体を製造すべく検討を行な
い、本発明に至った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、部
分的に厚肉部を形成せしめるように設計されたキャビテ
ィを有する開閉自在な雌雄一対の未閉鎖の金型間に溶融
熱可塑性樹脂を供給し、金型を閉じて溶融熱可塑性樹脂
を一次加圧力F1（トンｆ）で圧縮（一次加圧）して金型
間に充満させたのち、加圧力を二次加圧力F2（トンｆ）
にまで減じ（二次加圧）、溶融熱可塑性樹脂を金型内で
冷却、固化させることからなる熱可塑性樹脂成形品の製
造方法であって、一次加圧開始後、溶融熱可塑性樹脂が
キャビティ内で固化するまでの任意の時点で、キャビテ
ィ内の溶融熱可塑性樹脂の未固化部分の少なくとも１ケ
所から圧縮ガスの注入を開始し、ガス注入下に溶融熱可
塑性樹脂を金型内で冷却、固化させることからなる中空
部を有する熱可塑性樹脂成形体の製造法を提供するもの
である。
分的に厚肉部を形成せしめるように設計されたキャビテ
ィを有する開閉自在な雌雄一対の未閉鎖の金型間に溶融
熱可塑性樹脂を供給し、金型を閉じて溶融熱可塑性樹脂
を一次加圧力F1（トンｆ）で圧縮（一次加圧）して金型
間に充満させたのち、加圧力を二次加圧力F2（トンｆ）
にまで減じ（二次加圧）、溶融熱可塑性樹脂を金型内で
冷却、固化させることからなる熱可塑性樹脂成形品の製
造方法であって、一次加圧開始後、溶融熱可塑性樹脂が
キャビティ内で固化するまでの任意の時点で、キャビテ
ィ内の溶融熱可塑性樹脂の未固化部分の少なくとも１ケ
所から圧縮ガスの注入を開始し、ガス注入下に溶融熱可
塑性樹脂を金型内で冷却、固化させることからなる中空
部を有する熱可塑性樹脂成形体の製造法を提供するもの
である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の対象とする熱可塑性樹脂
成形体は、部分的に厚肉部（４）を有し、該厚肉部に中
空部（１）を有してなる熱可塑性樹脂成形体であって、
本発明の方法に適用される雌雄一対（２、３）からなる
金型の金型キャビティ（５）は、このような熱可塑性樹
脂成形体の形状に対応して部分的に厚肉部を形成せしめ
るように設計され、また両金型のいずれか一方または両
方が開閉方向に移動可能であり、開閉自在となってい
る。この厚肉部はキャビティの周辺部分であっても中央
部分であってもよいし、その数も１つに限定されず、ま
た、ここでいう厚肉部とは、他の部分に比べて相対的に
厚肉が認識される部分であって、他の部分が必ずしも均
一な厚みである必要はなく、例えば、連続的に厚みが変
化するような成形体においてはその厚みの最も大きい部
分や、成形体に突状物が設けられている場合にはその突
状物部分が、あるいはこれらが組み合わされている場合
にはその両方がこれに該当する。
成形体は、部分的に厚肉部（４）を有し、該厚肉部に中
空部（１）を有してなる熱可塑性樹脂成形体であって、
本発明の方法に適用される雌雄一対（２、３）からなる
金型の金型キャビティ（５）は、このような熱可塑性樹
脂成形体の形状に対応して部分的に厚肉部を形成せしめ
るように設計され、また両金型のいずれか一方または両
方が開閉方向に移動可能であり、開閉自在となってい
る。この厚肉部はキャビティの周辺部分であっても中央
部分であってもよいし、その数も１つに限定されず、ま
た、ここでいう厚肉部とは、他の部分に比べて相対的に
厚肉が認識される部分であって、他の部分が必ずしも均
一な厚みである必要はなく、例えば、連続的に厚みが変
化するような成形体においてはその厚みの最も大きい部
分や、成形体に突状物が設けられている場合にはその突
状物部分が、あるいはこれらが組み合わされている場合
にはその両方がこれに該当する。
【０００７】以下、図面に基づいて本発明を説明する。
図１〜図４は本発明の製造方法を、金型の断面概略図で
示すものである。本発明は、このようなキャビティを有
する未閉鎖の雌雄一対からなる金型間に溶融熱可塑性樹
脂（６）を供給し（図１）、雌型（２）および／または
雄型（３）を型締め方向に移動させることにより金型を
閉じて（型締め）、溶融熱可塑性樹脂を予め設定された
一次加圧力（F1トンｆ）で圧縮し、キャビティ内を流動
させて金型間に充満させる。（図２） この時の、型締めのタイミングとしては、溶融熱可塑性
樹脂の供給完了後であってもよいし、樹脂を供給しなが
ら型締めを開始して、金型を閉じる動作と溶融熱可塑性
樹脂の供給を平行的に行ない、型締めと同時または型締
めが完了する前に溶融熱可塑性樹脂の供給が完了するよ
うにしてもよい。いずれの方法であっても、供給された
溶融熱可塑性樹脂は一次加圧力F1で圧縮され、金型間に
充満される。
図１〜図４は本発明の製造方法を、金型の断面概略図で
示すものである。本発明は、このようなキャビティを有
する未閉鎖の雌雄一対からなる金型間に溶融熱可塑性樹
脂（６）を供給し（図１）、雌型（２）および／または
雄型（３）を型締め方向に移動させることにより金型を
閉じて（型締め）、溶融熱可塑性樹脂を予め設定された
一次加圧力（F1トンｆ）で圧縮し、キャビティ内を流動
させて金型間に充満させる。（図２） この時の、型締めのタイミングとしては、溶融熱可塑性
樹脂の供給完了後であってもよいし、樹脂を供給しなが
ら型締めを開始して、金型を閉じる動作と溶融熱可塑性
樹脂の供給を平行的に行ない、型締めと同時または型締
めが完了する前に溶融熱可塑性樹脂の供給が完了するよ
うにしてもよい。いずれの方法であっても、供給された
溶融熱可塑性樹脂は一次加圧力F1で圧縮され、金型間に
充満される。
【０００８】かかる方法において、溶融熱可塑性樹脂の
金型間への供給方法としては、型締めを溶融熱可塑性樹
脂の供給完了後に行なう場合には、図に示すような金型
内の樹脂通路（７）を経由して直接キャビティ内に射出
供給する方法であってもよいし、樹脂供給ノズルなどを
備えた外部供給手段を用いる方法であってもよく、その
方法は任意であるが、供給された溶融熱可塑性樹脂を不
必要に冷却させないためには、前者の金型内の樹脂通路
を経由して直接キャビティ内に射出供給する方法が好ま
しい。
金型間への供給方法としては、型締めを溶融熱可塑性樹
脂の供給完了後に行なう場合には、図に示すような金型
内の樹脂通路（７）を経由して直接キャビティ内に射出
供給する方法であってもよいし、樹脂供給ノズルなどを
備えた外部供給手段を用いる方法であってもよく、その
方法は任意であるが、供給された溶融熱可塑性樹脂を不
必要に冷却させないためには、前者の金型内の樹脂通路
を経由して直接キャビティ内に射出供給する方法が好ま
しい。
【０００９】このときの一次加圧力F1（トンｆ）は、金
型の開閉方向に垂直な面への成形品の全投影面積にかか
る全圧であり、従ってその大きさは成形面の大きさによ
って当然変わるが、一般的には単位面積（ｃｍ2 ）当た
りの荷重として１０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲であ
る。以下の説明においても、本明細書でいう加圧力は特
に断らない限り、全て成形面にかかる全圧を意味する。
型の開閉方向に垂直な面への成形品の全投影面積にかか
る全圧であり、従ってその大きさは成形面の大きさによ
って当然変わるが、一般的には単位面積（ｃｍ2 ）当た
りの荷重として１０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ2 の範囲であ
る。以下の説明においても、本明細書でいう加圧力は特
に断らない限り、全て成形面にかかる全圧を意味する。
【００１０】本発明の方法においては、金型間に供給し
た溶融熱可塑性樹脂を圧縮し、キャビティ内に充満させ
るために一次加圧力F1（トンｆ）で加圧したのち、二次
加圧力F2（トンｆ）にまで減じることが重要である。こ
の時の二次加圧力F2（トンｆ）は、一次加圧力F1（トン
ｆ）よりは小さく、成形後の製品に大きな反りや変形が
生じない程度までの範囲で、製品形状や成形条件、後述
するガス注入におけるガス圧などによって適宜選択され
る。
た溶融熱可塑性樹脂を圧縮し、キャビティ内に充満させ
るために一次加圧力F1（トンｆ）で加圧したのち、二次
加圧力F2（トンｆ）にまで減じることが重要である。こ
の時の二次加圧力F2（トンｆ）は、一次加圧力F1（トン
ｆ）よりは小さく、成形後の製品に大きな反りや変形が
生じない程度までの範囲で、製品形状や成形条件、後述
するガス注入におけるガス圧などによって適宜選択され
る。
【００１１】二次加圧力F2にまで減じるタイミングとし
ては、一次加圧力による加圧を開始したのち溶融熱可塑
性樹脂が固化するまでの任意の時期が選択され、一次加
圧力F1により溶融熱可塑性樹脂を金型間に充満させた直
後であってもよいし、溶融熱可塑性樹脂が固化する直前
であってもよいが、固化が進み過ぎるとガス注入が困難
となり、中空部が形成されにくくなるため、一次加圧開
始後、１〜１５秒の間に二次加圧力F2にまで減じるのが
好ましい。
ては、一次加圧力による加圧を開始したのち溶融熱可塑
性樹脂が固化するまでの任意の時期が選択され、一次加
圧力F1により溶融熱可塑性樹脂を金型間に充満させた直
後であってもよいし、溶融熱可塑性樹脂が固化する直前
であってもよいが、固化が進み過ぎるとガス注入が困難
となり、中空部が形成されにくくなるため、一次加圧開
始後、１〜１５秒の間に二次加圧力F2にまで減じるのが
好ましい。
【００１２】二次加圧力F2にまで減じたのち、同加圧力
を維持しながら溶融熱可塑性樹脂が固化するまで樹脂を
冷却してもよいが、二次加圧後、樹脂が固化するまでに
加圧力を三次加圧力F3（トンｆ）まで増加させ、同加圧
力を維持しながら溶融熱可塑性樹脂が固化するまで樹脂
を冷却してもよい。このときの三次加圧力F3は二次加圧
力F2より高ければよく、一次加圧力F1より低くても、そ
れを越えてもよく、具体的には、製品形状や成形条件、
ガス圧などによって適宜選択されるが、高くても一次加
圧力F1の３倍以下であることが好ましい。かかる三次加
圧を行なうことにより、より外観のすぐれた製品を得る
ことができる。
を維持しながら溶融熱可塑性樹脂が固化するまで樹脂を
冷却してもよいが、二次加圧後、樹脂が固化するまでに
加圧力を三次加圧力F3（トンｆ）まで増加させ、同加圧
力を維持しながら溶融熱可塑性樹脂が固化するまで樹脂
を冷却してもよい。このときの三次加圧力F3は二次加圧
力F2より高ければよく、一次加圧力F1より低くても、そ
れを越えてもよく、具体的には、製品形状や成形条件、
ガス圧などによって適宜選択されるが、高くても一次加
圧力F1の３倍以下であることが好ましい。かかる三次加
圧を行なうことにより、より外観のすぐれた製品を得る
ことができる。
【００１３】本発明は、上記したような、金型間に溶融
熱可塑性樹脂を供給したのち成形品を取り出すまでの圧
縮工程において、その加圧力を変化させるとともに、一
次加圧開始後、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の未固
化部分の少なくとも１ケ所から圧縮ガスの注入を開始
し、ガス注入下に溶融熱可塑性樹脂を金型内で冷却、固
化させるものである。（図３）
熱可塑性樹脂を供給したのち成形品を取り出すまでの圧
縮工程において、その加圧力を変化させるとともに、一
次加圧開始後、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の未固
化部分の少なくとも１ケ所から圧縮ガスの注入を開始
し、ガス注入下に溶融熱可塑性樹脂を金型内で冷却、固
化させるものである。（図３）
【００１４】ここで、ガス注入の開始時期は、一次加圧
開始後、溶融熱可塑性樹脂がキャビティ内で固化するま
での間であれば特に制限なく、任意であるが、金型への
加圧力を一次加圧力F1から二次加圧力F2にまで減じると
同時または減じた後に行なうのが好ましい。このガス注
入は、ガス注入開始後、溶融熱可塑性樹脂を金型内で冷
却、固化させるまで継続される。
開始後、溶融熱可塑性樹脂がキャビティ内で固化するま
での間であれば特に制限なく、任意であるが、金型への
加圧力を一次加圧力F1から二次加圧力F2にまで減じると
同時または減じた後に行なうのが好ましい。このガス注
入は、ガス注入開始後、溶融熱可塑性樹脂を金型内で冷
却、固化させるまで継続される。
【００１５】用いられるガスとしては空気、窒素、炭酸
ガスなどが例示され、これらのガスは１０ｋｇｆ／ｃｍ
2 以上の高圧ガスであってもよいし、１０ｋｇｆ／ｃｍ
2 未満の低圧ガスであってもよいが、空気、特に１０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 未満の圧縮ガスが好ましく用いられる。ま
た、圧縮ガスの注入圧力は、上記注入圧力にかかわら
ず、注入開始から終了まで一定であってもよいし、ガス
注入開始よりガス圧を上げ、あるいは下げ、あるいは上
げ下げするなど任意に変化させてもよい。
ガスなどが例示され、これらのガスは１０ｋｇｆ／ｃｍ
2 以上の高圧ガスであってもよいし、１０ｋｇｆ／ｃｍ
2 未満の低圧ガスであってもよいが、空気、特に１０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 未満の圧縮ガスが好ましく用いられる。ま
た、圧縮ガスの注入圧力は、上記注入圧力にかかわら
ず、注入開始から終了まで一定であってもよいし、ガス
注入開始よりガス圧を上げ、あるいは下げ、あるいは上
げ下げするなど任意に変化させてもよい。
【００１６】また、圧縮ガスの注入圧力ｐが１ｋｇｆ／
ｃｍ2 以上１０ｋｇｆ／ｃｍ2 未満の範囲の低圧ガスを
使用する場合、該注入圧力ｐと二次加圧力F2（トンｆ）
が ０．３×F2×１０００÷Ａ≦ｐ≦３×F2×１０００÷Ａ （上式において、Ａは金型開閉方向に垂直な面への成形
品の投影面積（cm2 ）を示す。）の関係を満たす場合
に、圧縮ガスの注入が円滑に進行し、より良好な中空部
を形成するとともに、反り、変形や表面凹凸の少ない外
観の良好な中空成形体を得ることができる。
ｃｍ2 以上１０ｋｇｆ／ｃｍ2 未満の範囲の低圧ガスを
使用する場合、該注入圧力ｐと二次加圧力F2（トンｆ）
が ０．３×F2×１０００÷Ａ≦ｐ≦３×F2×１０００÷Ａ （上式において、Ａは金型開閉方向に垂直な面への成形
品の投影面積（cm2 ）を示す。）の関係を満たす場合
に、圧縮ガスの注入が円滑に進行し、より良好な中空部
を形成するとともに、反り、変形や表面凹凸の少ない外
観の良好な中空成形体を得ることができる。
【００１７】圧縮ガスの注入は、雌雄いずれかまたは両
方の金型の成形面に設けたガス注入部材（８）から行わ
れる。ガス注入部材はその後端部がガス通路（９）と連
通しており、ガス通路は圧縮ガスの供給源と接続され
て、該通路には圧縮ガスの供給や停止のためのガス流路
開閉弁や圧縮ガスの注入圧力を調整するための圧力調整
弁が適宜設けられている。ここで、ガス注入部材（８）
は、その先端部がキャビティ内に突出することなく成形
面と同一面となるように設けられていてもよいし、成形
面より下位になるように金型内に設けられていてもよ
く、あるいは、その先端部がキャビティ内に突出してそ
の後端部が金型内のガス通路と連通して金型に固定され
ているか、ガス供給時にはその先端部がキャビティ内に
突出するように金型の開閉方向に摺動可能なピン方式で
あってもよい。
方の金型の成形面に設けたガス注入部材（８）から行わ
れる。ガス注入部材はその後端部がガス通路（９）と連
通しており、ガス通路は圧縮ガスの供給源と接続され
て、該通路には圧縮ガスの供給や停止のためのガス流路
開閉弁や圧縮ガスの注入圧力を調整するための圧力調整
弁が適宜設けられている。ここで、ガス注入部材（８）
は、その先端部がキャビティ内に突出することなく成形
面と同一面となるように設けられていてもよいし、成形
面より下位になるように金型内に設けられていてもよ
く、あるいは、その先端部がキャビティ内に突出してそ
の後端部が金型内のガス通路と連通して金型に固定され
ているか、ガス供給時にはその先端部がキャビティ内に
突出するように金型の開閉方向に摺動可能なピン方式で
あってもよい。
【００１８】かかるガス注入部材は、その後端部で連通
するガス通路から供給される圧縮ガスがキャビティ内に
注入可能な構造であれば特に制限されず、たとえば、焼
結銅や焼結ステンレスなどの焼結金属、焼結フッ素樹脂
などの焼結樹脂、発泡アルミ、ポーラスセラミックなど
のように、連続する微小気泡を多数有し、該連続微小気
泡がガス流路となるような各種の多孔質基材からなって
いてもよいし、丸ピンや角ピンなどの外周部や中央部に
その先端部と後端部を連通するガス流路を設けた成形基
材であってもよく、このような成形基材は金属材料やセ
ラミックなどの耐熱性に優れ、剛性の比較的大きい基材
から成形される。なお、後者の場合にガス流路とあるの
は、それが基材の外周部に設けられている場合には先端
部と後端部を結んで設けられる溝状であり、基材の中央
部に設けられるている場合には導管状であって、かかる
ガス流路の断面形状は円形、半円形、Ｖ字形、Ｕ字形な
ど任意である。
するガス通路から供給される圧縮ガスがキャビティ内に
注入可能な構造であれば特に制限されず、たとえば、焼
結銅や焼結ステンレスなどの焼結金属、焼結フッ素樹脂
などの焼結樹脂、発泡アルミ、ポーラスセラミックなど
のように、連続する微小気泡を多数有し、該連続微小気
泡がガス流路となるような各種の多孔質基材からなって
いてもよいし、丸ピンや角ピンなどの外周部や中央部に
その先端部と後端部を連通するガス流路を設けた成形基
材であってもよく、このような成形基材は金属材料やセ
ラミックなどの耐熱性に優れ、剛性の比較的大きい基材
から成形される。なお、後者の場合にガス流路とあるの
は、それが基材の外周部に設けられている場合には先端
部と後端部を結んで設けられる溝状であり、基材の中央
部に設けられるている場合には導管状であって、かかる
ガス流路の断面形状は円形、半円形、Ｖ字形、Ｕ字形な
ど任意である。
【００１９】キャビティ内へのガス注入は、ガス流とし
てこれを分散させて行なうことが好ましく、そのために
ガス注入部材が多孔質基材である場合にはそのまま使用
することができるが、ガス注入部材がガス流路を設けた
成形基材であるような場合には該基材に溝や導管を複数
設けることが好ましい。このような、ガス流を分散して
圧縮ガスを供給する場合には、各ガス流路の先端部の断
面積（多孔質基材にあってはその孔断面積）が０．０３
ｍｍ2 以下であることが、溶融樹脂による目詰まり防止
の点で好ましい。
てこれを分散させて行なうことが好ましく、そのために
ガス注入部材が多孔質基材である場合にはそのまま使用
することができるが、ガス注入部材がガス流路を設けた
成形基材であるような場合には該基材に溝や導管を複数
設けることが好ましい。このような、ガス流を分散して
圧縮ガスを供給する場合には、各ガス流路の先端部の断
面積（多孔質基材にあってはその孔断面積）が０．０３
ｍｍ2 以下であることが、溶融樹脂による目詰まり防止
の点で好ましい。
【００２０】また、場合によってはかかるガス注入部材
が成形体の材質や金型の大きさによっては、ガス通路の
延長部であることもあり、この場合の最も単純な例はガ
ス通路がそのままキャビティ面に開口している場合であ
って、この場合にはその開口部はガス通路と同じであっ
てもよいし、異なっていてもよいが、ガスを分散させる
ためには、キャビティ面より下位の位置でガス通路を熊
手状に複数の細管に分岐させ、分岐した細管のそれぞれ
をキャビティ面に開口させておくことが好ましい。上記
したいずれの場合であっても、このような注入部材周辺
の金型面に断熱部材を配設しておくことは、該断熱部材
周辺の温度の金型温度（通常、１００℃以下）による影
響が少なく、供給された溶融熱可塑性樹脂が固化しにく
くなるため、ガスの注入が容易になって好ましい。
が成形体の材質や金型の大きさによっては、ガス通路の
延長部であることもあり、この場合の最も単純な例はガ
ス通路がそのままキャビティ面に開口している場合であ
って、この場合にはその開口部はガス通路と同じであっ
てもよいし、異なっていてもよいが、ガスを分散させる
ためには、キャビティ面より下位の位置でガス通路を熊
手状に複数の細管に分岐させ、分岐した細管のそれぞれ
をキャビティ面に開口させておくことが好ましい。上記
したいずれの場合であっても、このような注入部材周辺
の金型面に断熱部材を配設しておくことは、該断熱部材
周辺の温度の金型温度（通常、１００℃以下）による影
響が少なく、供給された溶融熱可塑性樹脂が固化しにく
くなるため、ガスの注入が容易になって好ましい。
【００２１】かかるガス注入は、キャビティ内の溶融熱
可塑性樹脂の未固化部分の少なくとも１ケ所から行わ
れ、そのためにはガス注入部材は、ガス注入開始時にお
いて金型内の溶融熱可塑性樹脂がまだ固化していない部
分に対応する成形面に設けられることが必要である。尤
も、ガス注入部材としてその先端部がキャビティ内に突
出するようなピンを使用する場合には、たとえ溶融熱可
塑性樹脂のキャビティ面に接する部分がスキン層を形成
するように固化されていても、ピンが該スキン層を貫通
可能であり、ピン先端部において樹脂が未固化状態であ
ればよい。しかし、ガス注入部材の先端部がキャビティ
面と同じあるいはそれより下位にあるような場合には、
該部材の先端部と接する溶融熱可塑性樹脂がその表面で
固化しておれば樹脂内にガス注入ができなくなるため、
このような場合には、ガス注入部材はガス注入開始時に
おいて、まだ溶融熱可塑性樹脂が表面的にも固化してい
ない位置に設けられる。そのため、ガス注入部材は、金
型間において溶融熱可塑性樹脂が最も固化しにくい位
置、あるいは固化の最も遅い位置に設けられ、通常は成
形体の薄肉部は早い段階で固化し易いため、成形体の厚
肉部が形成される位置に設けられる。かかるガス注入部
材は成形体の大きさや厚肉部の大きさ、あるいは形状等
によって複数設けてもよい。
可塑性樹脂の未固化部分の少なくとも１ケ所から行わ
れ、そのためにはガス注入部材は、ガス注入開始時にお
いて金型内の溶融熱可塑性樹脂がまだ固化していない部
分に対応する成形面に設けられることが必要である。尤
も、ガス注入部材としてその先端部がキャビティ内に突
出するようなピンを使用する場合には、たとえ溶融熱可
塑性樹脂のキャビティ面に接する部分がスキン層を形成
するように固化されていても、ピンが該スキン層を貫通
可能であり、ピン先端部において樹脂が未固化状態であ
ればよい。しかし、ガス注入部材の先端部がキャビティ
面と同じあるいはそれより下位にあるような場合には、
該部材の先端部と接する溶融熱可塑性樹脂がその表面で
固化しておれば樹脂内にガス注入ができなくなるため、
このような場合には、ガス注入部材はガス注入開始時に
おいて、まだ溶融熱可塑性樹脂が表面的にも固化してい
ない位置に設けられる。そのため、ガス注入部材は、金
型間において溶融熱可塑性樹脂が最も固化しにくい位
置、あるいは固化の最も遅い位置に設けられ、通常は成
形体の薄肉部は早い段階で固化し易いため、成形体の厚
肉部が形成される位置に設けられる。かかるガス注入部
材は成形体の大きさや厚肉部の大きさ、あるいは形状等
によって複数設けてもよい。
【００２２】このようにしてガス注入を開始した後、ガ
ス注入下に溶融熱可塑性樹脂を金型内で冷却して固化さ
せ、ガス注入を停止して金型を開き成形体を取り出す。
この際、注入した圧縮ガスが高圧の場合には金型を開く
前にガスをパージするか、窒素ガスや炭酸ガスなどの空
気以外のガスの場合には必要に応じてガスの回収処理が
行われるが、注入した圧縮ガスが低圧の圧縮空気である
場合にはその供給停止後特にガスパージを行なわなくと
も差し支えず、またその回収も特別の事情がない限り必
要ではない。
ス注入下に溶融熱可塑性樹脂を金型内で冷却して固化さ
せ、ガス注入を停止して金型を開き成形体を取り出す。
この際、注入した圧縮ガスが高圧の場合には金型を開く
前にガスをパージするか、窒素ガスや炭酸ガスなどの空
気以外のガスの場合には必要に応じてガスの回収処理が
行われるが、注入した圧縮ガスが低圧の圧縮空気である
場合にはその供給停止後特にガスパージを行なわなくと
も差し支えず、またその回収も特別の事情がない限り必
要ではない。
【００２３】このような本発明の方法により、成形体の
厚肉部に中空部が形成された中空構造体を得ることがで
きる。かかる本発明の方法に適用される熱可塑性樹脂と
しては、一般の射出成形、射出圧縮成形、押出成形、ス
タンピング成形などにおいて通常使用される樹脂がその
まま適用され、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン
などのポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、ポリカーボ
ネート、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエンブロ
ック共重合体、ナイロンなどの一般的な熱可塑性樹脂、
エチレン・プロピレンブロック共重合体、スチレン・ブ
タジエンブロック共重合体などの熱可塑性エラストマ
ー、あるいはこれらのポリマーアロイなどが挙げられ、
本発明でいう熱可塑性樹脂とはこれらを全て包含するも
のである。また、このような樹脂はタルク、ガラス繊維
などの充填材や顔料、滑剤、帯電防止材、酸化防止剤な
どの通常使用される各種の添加剤を含有していてもよ
い。
厚肉部に中空部が形成された中空構造体を得ることがで
きる。かかる本発明の方法に適用される熱可塑性樹脂と
しては、一般の射出成形、射出圧縮成形、押出成形、ス
タンピング成形などにおいて通常使用される樹脂がその
まま適用され、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン
などのポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、ポリカーボ
ネート、アクリロニトリル・スチレン・ブタジエンブロ
ック共重合体、ナイロンなどの一般的な熱可塑性樹脂、
エチレン・プロピレンブロック共重合体、スチレン・ブ
タジエンブロック共重合体などの熱可塑性エラストマ
ー、あるいはこれらのポリマーアロイなどが挙げられ、
本発明でいう熱可塑性樹脂とはこれらを全て包含するも
のである。また、このような樹脂はタルク、ガラス繊維
などの充填材や顔料、滑剤、帯電防止材、酸化防止剤な
どの通常使用される各種の添加剤を含有していてもよ
い。
【００２４】かかる成形体において、その表面を加飾等
の目的で表皮材で貼着したい場合には、先に述べた方法
において、予め表皮材を金型間に供給し、その後同様の
方法で成形体を製造すればよい。この場合、ガス注入部
材は表皮材が接しない側の金型の成形面に設けられる。
かかる方法により、表皮材は成形体の成形と同時に成形
体の表面に一体化され、その表面に表皮材が貼着された
中空部を有する熱可塑性樹脂成形体を得ることができ
る。表皮材としては、紙、織布、不織布、編布、金網な
どの網状物の外、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー
のシートもしくはフィルムが使用され、これら表皮材の
表面にはシボ等の凹凸模様や印刷などの装飾が施されて
いてもよい。表皮材の裏面にはポリプロピレン、ポリエ
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等の発泡シート
が貼り合わせられていてもよく、また、溶融樹脂による
熱や型締めによる圧力から表皮材を保護するために、あ
るいは溶融樹脂との接着性を向上させるために熱可塑性
エラストマーシートなどを裏打ち材として使用してもよ
く、２層あるいは３層構成からなる表皮材として使用さ
れる。
の目的で表皮材で貼着したい場合には、先に述べた方法
において、予め表皮材を金型間に供給し、その後同様の
方法で成形体を製造すればよい。この場合、ガス注入部
材は表皮材が接しない側の金型の成形面に設けられる。
かかる方法により、表皮材は成形体の成形と同時に成形
体の表面に一体化され、その表面に表皮材が貼着された
中空部を有する熱可塑性樹脂成形体を得ることができ
る。表皮材としては、紙、織布、不織布、編布、金網な
どの網状物の外、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマー
のシートもしくはフィルムが使用され、これら表皮材の
表面にはシボ等の凹凸模様や印刷などの装飾が施されて
いてもよい。表皮材の裏面にはポリプロピレン、ポリエ
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン等の発泡シート
が貼り合わせられていてもよく、また、溶融樹脂による
熱や型締めによる圧力から表皮材を保護するために、あ
るいは溶融樹脂との接着性を向上させるために熱可塑性
エラストマーシートなどを裏打ち材として使用してもよ
く、２層あるいは３層構成からなる表皮材として使用さ
れる。
【００２５】本発明の方法を実施するにあたり、供給さ
れる溶融熱可塑性樹脂の温度、射出圧力、射出速度、溶
融熱可塑性樹脂供給時のキャビティクリアランス、圧縮
速度、金型温度など本発明に特定されない各種の成形条
件は、使用樹脂の種類、金型形状、金型の大きさ、表皮
材の有無などによって適宜選択され、本発明の方法にお
いて特に限定あれるものではない。
れる溶融熱可塑性樹脂の温度、射出圧力、射出速度、溶
融熱可塑性樹脂供給時のキャビティクリアランス、圧縮
速度、金型温度など本発明に特定されない各種の成形条
件は、使用樹脂の種類、金型形状、金型の大きさ、表皮
材の有無などによって適宜選択され、本発明の方法にお
いて特に限定あれるものではない。
【００２６】
【発明の効果】本発明の方法によれば、スライドコアな
どの補助設備を設けることなく、ヘジテーションマーク
のない外観の良好な中空部を有する熱可塑性樹脂成形体
を製造することができる。
どの補助設備を設けることなく、ヘジテーションマーク
のない外観の良好な中空部を有する熱可塑性樹脂成形体
を製造することができる。
【００２７】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明がこれらに限定されるものでないことはいうまでも
ない。
発明がこれらに限定されるものでないことはいうまでも
ない。
【００２８】実施例１ 金型断面の概略が図１に示されるような雌雄両金型から
なる金型を用いて中空部を有する熱可塑性樹脂成形体を
製造した。尚、この金型の開閉方向に垂直な面への成形
品の全投影面積は３，６００ｃｍ2であり、目的とする
成形体は主要部の厚みが３ｍｍ、厚肉部はその幅が１２
ｍｍで、厚みは隣接する他の部分に比べて１０ｍｍ厚
く、その長さは１２００ｍｍであった。また、圧縮ガス
注入のための注入部材としては直径１０ｍｍ、長さ１０
ｍｍの丸棒状の焼結金属を使用し、該焼結銅の後端部は
ガス通路と接続し、その先端面がキャビティ面と同一面
を形成するようにして、厚肉部に対応する位置の成形面
に設けた。開放された雌雄両金型から雌金型を降下させ
て主要平面部のキャビティクリアランスを５ｍｍとし、
雄型内に設けた溶融樹脂通路から溶融したポリプロピレ
ン樹脂（住友化学社製、住友ノーブレンＢＰＺ５２８
４、樹脂温度２１０℃）をキャビティ内に射出供給し
た。所定量の溶融樹脂の供給が完了するとほぼ同時に雌
金型を降下させ、主要平面部のキャビティクリアランス
が３ｍｍになるまで型を閉じて溶融ポリプロピレンを１
５０トンｆの加圧力で圧縮流動させて金型内に押し広
げ、キャビティ内に充満させた。同加圧力で５秒間加圧
したのち、加圧力を２０トンｆにまで減じると同時にガ
ス注入部材から６ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧縮空気の注入を開
始した。加圧力を同圧に保持しつつ、ガス注入を行ない
ながら溶融ポリプロピレンを４０秒間冷却し、固化させ
た。ガスの注入を停止し、金型を開いて成形体を取り出
した。得られた成形体の厚肉部にはそのほぼ全長にわた
って中空部が形成されており、その外観も良好であっ
た。
なる金型を用いて中空部を有する熱可塑性樹脂成形体を
製造した。尚、この金型の開閉方向に垂直な面への成形
品の全投影面積は３，６００ｃｍ2であり、目的とする
成形体は主要部の厚みが３ｍｍ、厚肉部はその幅が１２
ｍｍで、厚みは隣接する他の部分に比べて１０ｍｍ厚
く、その長さは１２００ｍｍであった。また、圧縮ガス
注入のための注入部材としては直径１０ｍｍ、長さ１０
ｍｍの丸棒状の焼結金属を使用し、該焼結銅の後端部は
ガス通路と接続し、その先端面がキャビティ面と同一面
を形成するようにして、厚肉部に対応する位置の成形面
に設けた。開放された雌雄両金型から雌金型を降下させ
て主要平面部のキャビティクリアランスを５ｍｍとし、
雄型内に設けた溶融樹脂通路から溶融したポリプロピレ
ン樹脂（住友化学社製、住友ノーブレンＢＰＺ５２８
４、樹脂温度２１０℃）をキャビティ内に射出供給し
た。所定量の溶融樹脂の供給が完了するとほぼ同時に雌
金型を降下させ、主要平面部のキャビティクリアランス
が３ｍｍになるまで型を閉じて溶融ポリプロピレンを１
５０トンｆの加圧力で圧縮流動させて金型内に押し広
げ、キャビティ内に充満させた。同加圧力で５秒間加圧
したのち、加圧力を２０トンｆにまで減じると同時にガ
ス注入部材から６ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧縮空気の注入を開
始した。加圧力を同圧に保持しつつ、ガス注入を行ない
ながら溶融ポリプロピレンを４０秒間冷却し、固化させ
た。ガスの注入を停止し、金型を開いて成形体を取り出
した。得られた成形体の厚肉部にはそのほぼ全長にわた
って中空部が形成されており、その外観も良好であっ
た。
【００２９】実施例２ 実施例１において、加圧力を２０トンｆにまで減じると
同時にガス注入部材から６ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧縮空気の
注入を開始し、ガス注入を行ないながら加圧力を同圧に
２０秒間保持したのち、加圧力を１００トンｆまで高
め、さらに同圧で２０秒間保持する以外は実施例１と同
様にして成形体を得た。得られた成形体の厚肉部にはそ
のほぼ全長にわたって中空部が形成されており、またそ
の外観は、コーナー部においても金型形状をより忠実に
再現し、実施例１で得られた成形体よりも良好であっ
た。
同時にガス注入部材から６ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧縮空気の
注入を開始し、ガス注入を行ないながら加圧力を同圧に
２０秒間保持したのち、加圧力を１００トンｆまで高
め、さらに同圧で２０秒間保持する以外は実施例１と同
様にして成形体を得た。得られた成形体の厚肉部にはそ
のほぼ全長にわたって中空部が形成されており、またそ
の外観は、コーナー部においても金型形状をより忠実に
再現し、実施例１で得られた成形体よりも良好であっ
た。
【００３０】比較例１ 実施例１の方法において、最初の加圧力である１５０ト
ンｆを最後まで維持して途中での加圧力を減じる操作を
行わない以外は実施例１と同様にして成形体を得た。得
られた成形体の厚肉部には、ガス注入部材の近辺に相当
する部分に僅かに中空部が認められた程度であって、そ
の厚肉部の長さ方向での中空部は殆ど認められなかっ
た。
ンｆを最後まで維持して途中での加圧力を減じる操作を
行わない以外は実施例１と同様にして成形体を得た。得
られた成形体の厚肉部には、ガス注入部材の近辺に相当
する部分に僅かに中空部が認められた程度であって、そ
の厚肉部の長さ方向での中空部は殆ど認められなかっ
た。
【図１】本発明の製造工程を示す金型の断面概略図であ
る。
る。
【図２】本発明の製造工程を示す金型の断面概略図であ
る。
る。
【図３】本発明の製造工程を示す金型の断面概略図であ
る。
る。
１：中空部 ２：雌金型 ３：雄金型 ４：厚肉部 ５：キャビティ ６：溶融熱可塑性樹
脂 ７：樹脂通路 ８：ガス注入部材 ９：ガス通路
脂 ７：樹脂通路 ８：ガス注入部材 ９：ガス通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田 明寛 大阪府高槻市塚原２丁目10番１号 住友化 学工業株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】部分的に厚肉部を形成せしめるように設計
されたキャビティを有する開閉自在な雌雄一対の未閉鎖
の金型間に溶融熱可塑性樹脂を供給し、金型を閉じて溶
融熱可塑性樹脂を一次加圧力F1（トンｆ）で圧縮（一次
加圧）して金型間に充満させたのち、加圧力を二次加圧
力F2（トンｆ）にまで減じ（二次加圧）、溶融熱可塑性
樹脂を金型内で冷却、固化させることからなる熱可塑性
樹脂成形品の製造方法であって、一次加圧開始後、溶融
熱可塑性樹脂がキャビティ内で固化するまでの任意の時
点で、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の未固化部分の
少なくとも１ケ所から圧縮ガスの注入を開始し、ガス注
入下に溶融熱可塑性樹脂を金型内で冷却、固化させるこ
とからなる中空部を有する熱可塑性樹脂成形体の製造
法。 - 【請求項２】加圧力を二次加圧力F2（トンｆ）にまで減
じると同時または減じた後、圧縮ガスの注入を開始する
請求項１に記載の中空部を有する熱可塑性樹脂成形体の
製造法。 - 【請求項３】二次加圧後、加圧力を二次加圧力よりも高
い三次加圧力F3（トンｆ）まで増加させる請求項１また
は２に記載の中空部を有する熱可塑性樹脂成形体の製造
法。 - 【請求項４】圧縮ガスの注入圧力ｐ（ Kgf／cm2 ）が１
Kgf／cm2 以上１０ Kgf／cm2 未満の範囲である請求項
１、２または３に記載の中空部を有する熱可塑性樹脂成
形体の製造法。 - 【請求項５】圧縮ガスの注入圧力ｐ（ Kgf／cm2 ）と二
次加圧力F2（トンｆ）が下記式を満たすように、注入圧
力および／または二次加圧力を調整する請求項４に記載
の中空部を有する熱可塑性樹脂成形体の製造法。 ０．３×F2×１０００÷Ａ≦ｐ≦３×F2×１０００÷Ａ 〔上式において、Ａは金型開閉方向に垂直な面への成形
品の投影面積（cm2 ）を示す。〕 - 【請求項６】圧縮ガスが圧縮空気である請求項１、４ま
たは５に記載の中空部を有する熱可塑性樹脂成形体の製
造法。 - 【請求項７】溶融熱可塑性樹脂の供給に先立って、雌雄
一対の金型間に表皮材を配設してなる請求項１に記載の
中空部を有する熱可塑性樹脂成形体の製造法。 - 【請求項８】圧縮ガスの注入圧を、注入中に変化させる
請求項１、２または３に記載の中空部を有する熱可塑性
樹脂成形体の製造法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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