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技術 射出成形品の成形方法

出願人 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社
発明者 茅野義弘大島輝
出願日 2004年12月10日 (16年0ヶ月経過) 出願番号 2004-357644
公開日 2006年6月22日 (14年6ヶ月経過) 公開番号 2006-159806
状態 特許登録済
技術分野 プラスチック等の成形用の型 プラスチック等の射出成形
主要キーワード 細孔出口 大気パージ 油圧シリンダー内 赤外線温度センサー 炭化ケイ素系材料 液体窒素供給源 内筒先端 気体噴射口
関連する未来課題
重要な関連分野

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課題

容易な方法で成形品ヒケが発生することを確実に防止することができ、しかも、成形サイクルが長くなることのなく、成形品の表面に汚染が発生する虞の無い、射出成形品成形方法を提供する。

解決手段

射出成形品の成形方法は、固定金型部11、可動金型部12、キャビティ13、溶融樹脂射出部14を備えた金型組立体10を使用し、キャビティ133内に溶融樹脂射出部14から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、型開きを行って金型組立体10から成形品を取り出し、その後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させる。

概要

背景

固定金型部、可動金型部、固定金型部と可動金型部とを型締めすることによって形成されるキャビティ、及び、キャビティに開口した溶融樹脂射出部を備えた金型組立体を使用し、キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きして金型組立体から成形品を取り出す射出成形品成形方法が、熱可塑性樹脂の成形品の成形のために屡々採用されている。

ところで、熱可塑性樹脂から成る成形品において、肉厚が変化した部分が存在すると、係る部分に対応する成形品の表面にヒケが発生する。ヒケは、キャビティ内において、成形品の肉厚部分の内部(例えば、ほぼ中心部)に相当する熱可塑性樹脂の部分が固化して収縮する前に、溶融樹脂射出部(ゲート部)内の熱可塑性樹脂が固化してしまい、キャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の供給が不足することによって発生する。例えば、成形品のボス部やリブ部には、ヒケが発生し易い。

ヒケの発生を防ぐ方法として、溶融樹脂射出部の断面形状を大きくする方法を挙げることができるが、このような方法では、溶融樹脂射出部が固化するまでに長時間を要し、成形サイクルが長くなるという問題が生じる。

このような成形サイクルが長くなるという問題を解決するために、特開2001−121542には、肉厚が4mm以上である成形品の所望部分を成形する金型部分3及び所望部分に近接する近接部分を成形する金型部分4から成り、金型部分3の材質熱伝導率を金型部分の材質の熱伝導率よりも高くすること、金型部分3の冷却温度を金型部分4の冷却温度よりも低くすること、金型部分4の少なくとも一部に保温手段を設けること、金型部分4の少なくとも一部に加熱手段を設けること、又は、近接部分に樹脂溜まりを設けることにより、成形金型内で所望部分を近接部分よりも速く冷却し、冷却中に近接部分から所望部分へ樹脂を移動させて所望部分におけるボイドの発生を抑制する技術が開示されている。

特開2001−121542においては、成形金型内で所望部分を近接部分よりも速く冷却するために、例えば冷却手段13が使用されるが、この冷却手段13として、金型の内部又は外面を冷却する公知の手段が使用可能であり、具体的には、冷却された媒体を金型の内部又は外面に通過させる方法、ペルチエ効果により電子的に冷却する方法が挙げられている。更には、媒体として、水、塩化カルシウム水溶液アンモニアのような無機液体若しくは加圧液体ポリエチレングリコールシリコーンオイル動物油植物油のような有機液体水蒸気、空気のような気体等が挙げられている。

また、特開2002−18855には、肉厚が4mm以上である成形品を成形品の内部の樹脂が固化する前に成形金型から取り出した後、所望部分をその近接部分よりも速く冷却するか、近接部分を保温手段により保温して、近接部分から所望部分へ樹脂を移動させて所望部分におけるボイドの発生を抑制する技術が開示されている。

特開2002−18855においても、所望部分をその近接部分よりも速く冷却するために、例えば冷却手段13が使用されるが、この冷却手段13として、金型3’を使用しない場合には、所望部分を例えば冷風冷水等の冷媒と接触させてもよく、これも冷却手段に相当するとされている。

特開2001−121542
特開2002−18855
特開2002−224592
特開平11−292018

概要

容易な方法で成形品にヒケが発生することを確実に防止することができ、しかも、成形サイクルが長くなることのなく、成形品の表面に汚染が発生する虞の無い、射出成形品の成形方法を提供する。射出成形品の成形方法は、固定金型部11、可動金型部12、キャビティ13、溶融樹脂射出部14を備えた金型組立体10を使用し、キャビティ133内に溶融樹脂射出部14から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、型開きを行って金型組立体10から成形品を取り出し、その後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させる。

目的

従って、本発明の目的は、容易な方法で成形品にヒケが発生することを確実に防止することができ、しかも、成形サイクルが長くなることのなく、成形品の表面に汚染が発生する虞の無い、射出成形品の成形方法を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
2件

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請求項1

固定金型部、可動金型部、固定金型部と可動金型部とを型締めすることによって形成されるキャビティ、及び、キャビティに開口した溶融樹脂射出部を備えた金型組立体を使用し、キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きして金型組立体から成形品を取り出す射出成形品成形方法であって、金型組立体から成形品を取り出した後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を冷却、固化させる工程を含むことを特徴とする射出成形品の成形方法。

請求項2

金型組立体は、キャビティに連通した加圧流体導入部を更に備え、溶融樹脂射出部からのキャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の射出を開始した後、射出完了と同時、あるいは、射出完了後、加圧流体導入部を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入し、以て、成形品の内部に中空部を形成することを特徴とする請求項1に記載の射出成形品の成形方法。

請求項3

成形品の表面に、液滴状の液体窒素を吹き付けることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の射出成形品の成形方法。

請求項4

液滴状の液体窒素の平均直径は0.1mm以下であることを特徴とする請求項3に記載の射出成形品の成形方法。

請求項5

成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の射出成形品の成形方法。

請求項6

液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開することを特徴とする請求項5に記載の射出成形品の成形方法。

請求項7

金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度以下に保持することを特徴とする請求項6に記載の射出成形品の成形方法。

請求項8

成形品の表面温度測定は、成形品と非接触状態又は接触状態で温度を測定する温度測定装置を用いて行うことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の射出成形品の成形方法。

技術分野

0001

本発明は、射出成形品成形方法に関し、より詳しくは、熱可塑性樹脂から成る成形品におけるヒケの発生を防止し得る射出成形品の成形方法に関する。

背景技術

0002

固定金型部、可動金型部、固定金型部と可動金型部とを型締めすることによって形成されるキャビティ、及び、キャビティに開口した溶融樹脂射出部を備えた金型組立体を使用し、キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きして金型組立体から成形品を取り出す射出成形品の成形方法が、熱可塑性樹脂の成形品の成形のために屡々採用されている。

0003

ところで、熱可塑性樹脂から成る成形品において、肉厚が変化した部分が存在すると、係る部分に対応する成形品の表面にヒケが発生する。ヒケは、キャビティ内において、成形品の肉厚部分の内部(例えば、ほぼ中心部)に相当する熱可塑性樹脂の部分が固化して収縮する前に、溶融樹脂射出部(ゲート部)内の熱可塑性樹脂が固化してしまい、キャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の供給が不足することによって発生する。例えば、成形品のボス部やリブ部には、ヒケが発生し易い。

0004

ヒケの発生を防ぐ方法として、溶融樹脂射出部の断面形状を大きくする方法を挙げることができるが、このような方法では、溶融樹脂射出部が固化するまでに長時間を要し、成形サイクルが長くなるという問題が生じる。

0005

このような成形サイクルが長くなるという問題を解決するために、特開2001−121542には、肉厚が4mm以上である成形品の所望部分を成形する金型部分3及び所望部分に近接する近接部分を成形する金型部分4から成り、金型部分3の材質熱伝導率を金型部分の材質の熱伝導率よりも高くすること、金型部分3の冷却温度を金型部分4の冷却温度よりも低くすること、金型部分4の少なくとも一部に保温手段を設けること、金型部分4の少なくとも一部に加熱手段を設けること、又は、近接部分に樹脂溜まりを設けることにより、成形金型内で所望部分を近接部分よりも速く冷却し、冷却中に近接部分から所望部分へ樹脂を移動させて所望部分におけるボイドの発生を抑制する技術が開示されている。

0006

特開2001−121542においては、成形金型内で所望部分を近接部分よりも速く冷却するために、例えば冷却手段13が使用されるが、この冷却手段13として、金型の内部又は外面を冷却する公知の手段が使用可能であり、具体的には、冷却された媒体を金型の内部又は外面に通過させる方法、ペルチエ効果により電子的に冷却する方法が挙げられている。更には、媒体として、水、塩化カルシウム水溶液アンモニアのような無機液体若しくは加圧液体ポリエチレングリコールシリコーンオイル動物油植物油のような有機液体水蒸気、空気のような気体等が挙げられている。

0007

また、特開2002−18855には、肉厚が4mm以上である成形品を成形品の内部の樹脂が固化する前に成形金型から取り出した後、所望部分をその近接部分よりも速く冷却するか、近接部分を保温手段により保温して、近接部分から所望部分へ樹脂を移動させて所望部分におけるボイドの発生を抑制する技術が開示されている。

0008

特開2002−18855においても、所望部分をその近接部分よりも速く冷却するために、例えば冷却手段13が使用されるが、この冷却手段13として、金型3’を使用しない場合には、所望部分を例えば冷風冷水等の冷媒と接触させてもよく、これも冷却手段に相当するとされている。

0009

特開2001−121542
特開2002−18855
特開2002−224592
特開平11−292018

発明が解決しようとする課題

0010

しかしながら、これらの特許公開公報に開示された技術にあっては、冷却手段13の構成、構造が複雑であるといった問題があるし、間接的に成形品を冷却するので、冷却効率余り高くないといった問題もある。更には、所望部分を例えば冷風、冷水等の冷媒と接触させる形態も開示されているが、冷風、冷水等の冷媒では成形品を冷却するのに時間がかかるといった問題がある。また、冷水で成形品を冷却する場合、成形品の表面が冷水によって汚染される虞があり、特に、塗装メッキを施す成形品においては、成形品表面の汚染は大きな問題となる。

0011

従って、本発明の目的は、容易な方法で成形品にヒケが発生することを確実に防止することができ、しかも、成形サイクルが長くなることのなく、成形品の表面に汚染が発生する虞の無い、射出成形品の成形方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0012

上記の目的を達成するための本発明の射出成形品の成形方法は、
固定金型部、可動金型部、固定金型部と可動金型部とを型締めすることによって形成されるキャビティ、及び、キャビティに開口した溶融樹脂射出部を備えた金型組立体を使用し、
キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きして金型組立体から成形品を取り出す射出成形品の成形方法であって、
金型組立体から成形品を取り出した後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を冷却、固化させる工程を含むことを特徴とする。尚、この本発明の射出成形品の成形方法を、便宜上、本発明の第1の態様に係る射出成形品の成形方法と呼ぶ。

0013

本発明の射出成形品の成形方法にあっては、
金型組立体は、キャビティに連通した加圧流体導入部を更に備え、
溶融樹脂射出部からのキャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の射出を開始した後、射出完了と同時、あるいは、射出完了後、加圧流体導入部を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入し、以て、成形品の内部に中空部を形成する形態とすることができる。尚、この本発明の射出成形品の成形方法を、便宜上、本発明の第2の態様に係る射出成形品の成形方法と呼ぶ。

0014

本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係る射出成形品の成形方法にあっては、成形品の表面に、液滴状の液体窒素を吹き付けることが好ましく、この場合、液滴状の液体窒素はミスト状であることが望ましく、より具体的には、液滴状の液体窒素の平均直径は0.1mm以下、好ましくは0.01mm以下であることが望ましい。このように、液体窒素を液滴状あるいはミスト状とすることで、液体窒素を成形品の表面に効果的に付着させることができ、成形品の表面温度を効果的に低下させることができる。

0015

成形品の表面の温度が低下すると液体窒素と成形品との間の熱交換効率が低下し、液体窒素が無駄となるので、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係る射出成形品の成形方法にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付ける構成とすることが好ましい。そして、この場合、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開することが好ましく、更には、この場合、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以下に保持する構成とすることができる。そして、これらの好ましい構成にあっては、成形品の表面温度測定は、成形品と非接触状態で温度を測定する温度測定装置(具体的には、例えば、赤外線温度センサー)、あるいは又、成形品と接触状態で温度を測定する温度測定装置(例えば、成形品の表面に接触させた熱電対)を用いて行うことが好ましい。

0016

以上の好ましい形態、構成を含む本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係る射出成形品の成形方法(以下、これらを総称して、単に本発明と呼ぶ場合がある)にあっては、固定金型部、可動金型部は、炭素鋼ステンレス鋼アルミニウム合金銅合金等の周知の金属材料から作製することができる。また、溶融樹脂射出部を、公知の如何なる形式のゲート部から構成することができ、具体的には、例えば、ダイレクトゲート構造、サイドゲート構造、ジャンプゲート構造、ピンポイントゲート構造、トンネルゲート構造リングゲート構造、ファンゲート構造、ディスクゲート構造、フラッシュゲート構造、タブゲート構造、フィルムゲート構造を例示することができる。尚、固定金型部には溶融樹脂流路が設けられており、この溶融樹脂流路の構造として、スプルーコールドランナー組合せ、あるいは又、ホットランナーを挙げることができる。更には、固定金型部は金型組立体に備えられた固定金型部取付板固定プラテン)に金型アダプターを介して取り付けられており、可動金型部は金型組立体に備えられた可動金型部取付板(可動プラテン)に取り付けられている。そして、可動金型部取付板(可動プラテン)は、例えば、型締め用油圧シリンダー内油圧ピストンの作動によってタイバー上を平行移動できる構造となっており、油圧ピストンの作動によって、固定金型部と可動金型部とは型締めされあるいは型開きされる。

0017

加圧流体導入部は、例えば、配管を介して加圧流体源に接続されている。加圧流体は、常温及び常圧で気体の物質であり、使用する熱可塑性樹脂と反応や混合しないものが望ましい。具体的には、窒素ガス、空気、炭酸ガスヘリウム等が挙げられるが、安全性及び経済性を考慮すると、窒素ガスやヘリウムガスが好ましい。加圧流体導入部は、その先端部が、キャビティに開口している構成とすることもできるし、キャビティ内に位置する構成とすることもできるし、溶融樹脂射出部内に開口している構成とすることもできる。尚、前二者の場合、加圧流体導入部は、可動金型部に配設されていてもよいし、固定金型部に配設されていてもよいし、可動金型部及び固定金型部に配設されていてもよい。

0018

成形品の表面への液体窒素の吹き付け、特に、液滴状の液体窒素の吹き付けには、特開2002−224592に開示されたノズルである、ノズル本体から成る外筒と、ノズルチップとを備え、内筒の中空部を液体流路とすると共に内筒と外筒の間を環状の気体流路とし、気体流路に旋回部材を介設して気体を旋回させながら外筒先端の気体噴射口から噴射させるようにし、且つ、内筒先端を外筒より僅かに突出させて、内筒先端の液体噴射口より噴射する液体に、旋回して噴射される気体を外部混合して噴霧させる構成としたノズルを用いることができる。あるいは又、特開平11−292018に開示されたノズル組立体を用いることができる。ここで、このノズル組立体は、下端に細孔を有する噴霧ノズル、噴霧ノズルの外周部を囲繞し、細孔下方部が開口している大気パージ用のパージフード、パージフード内の空間部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給管連結手段を有し、パージフード内の空間部に乾燥ガスを供給することにより、少なくとも細孔出口端を乾燥ガスでパージできるように構成されている。但し、液滴状の液体窒素の吹き付けのための噴霧ノズルは、これらの特許公開公報に開示された噴霧ノズルに限定されるものではない。

0019

本発明にあっては、中実構造の成形品を成形する場合、キャビティ内に射出すべき溶融熱可塑性樹脂の量は、キャビティを完全に充填する量とする。一方、中空部を有する成形品を成形する場合、キャビティ内に射出すべき溶融熱可塑性樹脂の量は、キャビティを完全に充填する量であってもよいし、キャビティを完全には充填しない量であってもよい。

0021

非晶性熱可塑性樹脂においては、ガラス転移温度Tgを前後して熱可塑性樹脂の固化又は軟化が生じる。一方、結晶性熱可塑性樹脂においては、ガラス転移温度Tgを前後して分子鎖ミクロ運動が停止し、ガラス転移温度Tgを境に不連続に弾性率が変化する。熱可塑性樹脂の弾性率が高くなるガラス転移温度Tg以下に成形品表面を冷却、保持することは、成形品における冷却に伴う収縮に起因したヒケを、内部の歪み、真空ボイドや中空部に変えるのに有効である。

0022

更には、ポリマーアロイ材料から成る熱可塑性樹脂を用いることができる。ここで、ポリマーアロイ材料は、少なくとも2種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたもの、又は、少なくとも2種類の熱可塑性樹脂を化学的に結合させたブロック共重合体若しくはグラフト共重合体から成る。ポリマーアロイ材料は、単独の熱可塑性樹脂のそれぞれが有する特有な性能を合わせ持つことができる高機能材料として広く使用されている。少なくとも2種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料を構成する熱可塑性樹脂として、ポリスチレン樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、AS樹脂といったスチレン系樹脂;ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂;メタクリル樹脂;ポリカーボネート樹脂;ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミドMXD6等のポリアミド系樹脂;変性PPE樹脂ポリブチレンテレフタレート樹脂ポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂ポリオキシメチレン樹脂;ポリスルホン樹脂;ポリイミド樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリアリレート樹脂;ポリエーテルスルホン樹脂;ポリエーテルケトン樹脂ポリエーテルエーテルケトン樹脂ポリエステルカーボネート樹脂を挙げることができる。2種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂とABS樹脂とのポリマーアロイ材料を例示することができる。尚、このような樹脂の組合せを、ポリカーボネート樹脂/ABS樹脂と表記する。以下においても同様である。更に、少なくとも2種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂/PET樹脂、ポリカーボネート樹脂/PBT樹脂、ポリカーボネート樹脂/ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂/PBT樹脂/PET樹脂、変性PPE樹脂/HIPS樹脂、変性PPE樹脂/ポリアミド系樹脂、変性PPE樹脂/PBT樹脂/PET樹脂、変性PPE樹脂/ポリアミドMXD6樹脂、ポリオキシメチレン樹脂/ポリウレタン樹脂、PBT樹脂/PET樹脂を例示することができる。

0023

尚、以上に説明した各種の熱可塑性樹脂に、添加剤や、充填剤強化剤を加えることもできる。

0026

安定剤として、ジ−n−オクチルスズ化合物、ジ−n−ブチルスズ化合物、ジメチルスズ化合物等の有機スズ系安定剤;三塩基性硫酸鉛二塩基性亜リン酸鉛、ケイ酸鉛等の鉛化合物系安定剤;カドミウム石けん、鉛石けん、亜鉛石けん等の金属石けん系安定剤;リン酸トリスノニル;リン酸トリスノニルフェニル等を挙げることができる。

0032

無機系の充填剤、強化剤として、ガラス繊維ガラス長繊維石英ガラス繊維等のガラス系材料PAN系炭素繊維ピッチ系炭素繊維グラファイトウィスカ等の炭素系材料炭化ケイ素繊維炭化ケイ素連続繊維炭化ケイ素ウィスカ、炭化ケイ素ウィスカシート等の炭化ケイ素系材料ボロン繊維といったボロン系材料;Si−Ti−C−O繊維といったSi−Ti−C−O系材料チタン酸カリウム繊維チタン酸カリウムウィスカチタン酸カリウム導電性ウィスカ等のチタン酸カリウム系材料;窒化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウィスカシート等の窒化ケイ素系材料;硫酸カルシウムウィスカといった硫酸カルシウム系材料を挙げることができる。

発明の効果

0034

本発明にあっては、金型組立体から成形品を取り出した後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を冷却、固化させるので、容易な方法で成形品にヒケが発生することを確実に防止することができる。それ故、成形品の曲がり部分の強度の低下防止や、複雑な表面を持つ部分の精度を保持することができる。しかも、成形サイクルが長くなることはない。また、液体窒素は、常温で容易に揮発するし、毒性の無い、不活性流体であり、蒸発しても残渣が残らない。

発明を実施するための最良の形態

0035

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。

0036

実施例1は、本発明の第1の態様に係る射出成形品の成形方法に関する。金型組立体及び液体窒素噴霧装置概念図を、図1の(A)及び図1の(B)に示す。

0037

実施例1の金型組立体10は、固定金型部11、可動金型部12、固定金型部11と可動金型部12とを型締めすることによって形成されるキャビティ13、及び、キャビティ13に開口した溶融樹脂射出部(ゲート部)14を備えている。溶融樹脂射出部14は、固定金型部11内に設けられた溶融樹脂流路15を介して射出用シリンダー16と連通しており、サイドゲート構造を有する。

0038

また、液体窒素噴霧装置20は、液体窒素供給源21、液体窒素供給源21に配管23を介して接続された噴霧弁22、噴霧弁22に配管24を介して接続された噴霧ノズル25、温度測定装置26、温度測定装置26を移動させるための移動手段27、並びに、噴霧弁22、温度測定装置26及び移動手段27の動作等を制御する制御装置28から構成されている。

0039

実施例1においては、成形品の表面に、液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付ける。また、温度測定装置26を、成形品と非接触状態で温度を測定する温度測定装置(具体的には、例えば、赤外線温度センサー)、あるいは又、成形品と接触状態で温度を測定する温度測定装置(例えば、成形品の表面に接触させた熱電対)とする。更には、熱可塑性樹脂として、ガラス転移温度Tgが150゜Cのポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ユーピロンS3000)を用いる。

0040

実施例1にあっては、成形品は、中実構造であり、自動車アウターハンドルから成る。実施例1における金型組立体は、成形品2個取りの構成である。但し、図面では、金型組立体において成形品を1つ成形するように図示している。

0041

以下、実施例1の射出成形品の成形方法を説明する。

0042

実施例1の射出成形品の成形方法にあっては、先ず、固定金型部11と可動金型部12とを型締めし、射出用シリンダー16で可塑化溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路15を介して溶融樹脂射出部14からキャビティ13内に射出した。射出条件を、以下の表1に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ13を完全に充填する量とした。

0043

[表1]
金型温度: 80゜C
樹脂温度:280゜C
射出時間: 6秒

0044

射出完了後、60秒間、5×107Paの圧力で保圧を行い、その後、20秒間、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後(より具体的には、射出開始から88秒が経過した後)、成形品の表面に、液体窒素噴霧装置20を用いて液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを60秒間、連続的に継続して行った。

0045

具体的には、制御装置28の制御下、移動手段27を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置26を配置し、液体窒素供給源21から配管23、噴霧弁22、配管24を介して噴霧ノズル25から成形品に液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置26によって常に測定されている。

0046

成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、85゜Cであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−10゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から120秒が経過した時点で120゜Cとなった。尚、成形品の表面温度は120゜Cを超えることはなかった。

0047

即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0048

比較のために、実施例1と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ13に射出し、実施例1と同じ時間、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で85゜Cであったものが、金型組立体からの取り出しから60秒が経過した時点で160゜Cとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tgである150゜Cを超えてしまった。そして、この比較例1における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。

0049

実施例2は、実施例1の変形である。実施例1においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例2にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを10秒間行い、次の10秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を1サイクルとし、6サイクルを実行した。

0050

成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、85゜Cであったものが、最終サイクルの実行中において、即ち、110秒が経過した時点で、−15゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から180秒が経過した時点で115゜Cとなった。尚、成形品の表面温度は115゜Cを超えることはなかった。このように実施例2においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0051

実施例3は、実施例2の変形である。実施例3にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度(具体的には、実施例3にあっては、120゜C)以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例3にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、85゜Cであったものが、液体窒素の吹き付けを5回、実行した後(具体的には、液体窒素の吹き付け開始から132秒が経過した時点で)、−19゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から182秒が経過した時点で110゜Cとなった。尚、成形品の表面温度は110゜Cを超えることはなかった。このように実施例3においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0052

実施例4は、実施例1の変形である。実施例4にあっては、実施例1と異なり、熱可塑性樹脂として、ガラス転移温度Tgが102゜C、ガラス繊維30重量%添加のポリアミドMXD6樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製レニー1002F)を用いる。

0053

以下、実施例4の射出成形品の成形方法を説明する。

0054

実施例4の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部11と可動金型部12とを型締めし、射出用シリンダー16で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路15を介して溶融樹脂射出部14からキャビティ13内に射出した。射出条件を、以下の表2に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ13を完全に充填する量とした。

0055

[表2]
金型温度:130゜C
樹脂温度:270゜C
射出時間: 6秒

0056

射出完了後、60秒間、5×107Paの圧力で保圧を行い、その後、20秒間、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後(より具体的には、射出開始から86秒が経過した後)、成形品の表面に、液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを80秒間、連続的に継続して行った。

0057

具体的には、制御装置28の制御下、移動手段27を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置26を配置し、液体窒素供給源21から配管23、噴霧弁22、配管24を介して噴霧ノズル25から成形品に液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置26によって常に測定されている。

0058

成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、135゜Cであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−10゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から140秒が経過した時点で90゜Cとなった。尚、成形品の表面温度は90゜Cを超えることはなかった。

0059

即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0060

比較のために、実施例4と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ13に射出し、実施例4と同じ時間、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で135゜Cであったものが、金型組立体からの取り出しから60秒が経過した時点で170゜Cとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tgである102゜Cを超えてしまった。そして、この比較例4における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。

0061

実施例5は、実施例4の変形である。実施例4においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例5にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを10秒間行い、次の10秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を1サイクルとし、8サイクルを実行した。

0062

成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、135゜Cであったものが、最終サイクルの実行中において、即ち、150秒が経過した時点で、−15゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から210秒が経過した時点で85゜Cとなった。尚、成形品の表面温度は85゜Cを超えることはなかった。このように実施例5においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0063

実施例6は、実施例5の変形である。実施例6にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度(具体的には、実施例6にあっては、90゜C)以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例6にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、135゜Cであったものが、液体窒素の吹き付けを7回、実行した後(具体的には、液体窒素の吹き付け開始から165秒が経過した時点で)、−15゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から225秒が経過した時点で80゜Cとなった。尚、成形品の表面温度は80゜Cを超えることはなかった。このように実施例6においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0064

実施例7は、実施例1の変形であり、本発明の第2の態様に係る射出成形品の成形方法に関する。実施例1〜実施例6においては、中実構造を有する成形品を成形した。一方、実施例7、あるいは、後述する実施例8〜実施例13にあっては、中空部を有する成形品を成形する。

0065

金型組立体の概念図を図2に示すように、実施例7における金型組立体10Aは、キャビティに連通した加圧流体導入部を更に備えている。尚、加圧流体導入部は、具体的には、加圧流体導入ノズル33から構成されており、この加圧流体導入ノズル33は、加圧流体導入ノズル33を移動させるための移動手段(図示せず)に取り付けられている。加圧流体導入ノズル33は、配管32を介して加圧流体源31に接続されている。加圧流体導入ノズル33は、可動金型部12に配設されており、キャビティ13に開口している。加圧流体は窒素ガスから成る。

0066

液体窒素噴霧装置の構成、構造は、図1の(B)に示した実施例1における液体窒素噴霧装置20の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

0067

実施例1と同様に、実施例7においても、成形品の表面に、液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付ける。また、温度測定装置26を、成形品と非接触状態で温度を測定する温度測定装置(具体的には、例えば、赤外線温度センサー)、あるいは又、成形品と接触状態で温度を測定する温度測定装置(例えば、成形品の表面に接触させた熱電対)とする。更には、熱可塑性樹脂として、実施例1と同じガラス転移温度Tgが150゜Cのポリカーボネート樹脂(三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ユーピロンS3000)を用いる。

0068

実施例7にあっては、成形品は、中空部を有し、自動車用ドアハンドルから成る。実施例7における金型組立体は、成形品2個取りの構成である。但し、図面では、金型組立体において成形品を1つ成形するように図示している。

0069

以下、実施例7の射出成形品の成形方法を説明する。

0070

実施例7の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部11と可動金型部12とを型締めし、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル33を前進端に位置させることで、加圧流体導入ノズル33の先端部をキャビティ13内に配置した。そして、射出用シリンダー16で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路15を介して溶融樹脂射出部14からキャビティ13内に射出した。射出条件を、以下の表3に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ13を体積ベースで75%、充填する量とした。

0071

[表3]
金型温度: 80゜C
樹脂温度:280゜C
射出時間: 6秒

0072

射出開始から6.5秒後、加圧流体導入部である加圧流体導入ノズル33を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体である窒素ガス(圧力:1×107Pa)を導入し、成形品の内部に中空部を形成した。

0073

そして、射出開始から60秒間、加圧流体を導入し続け、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル33を後進端に位置させることで、成形品の内部に形成された中空部内の加圧流体を大気中に開放した。その後、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後(より具体的には、射出開始から45秒が経過した後)、成形品の表面に、液体窒素噴霧装置20を用いて液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを60秒間、連続的に継続して行った。

0074

具体的には、制御装置28の制御下、移動手段27を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置26を配置し、液体窒素供給源21から配管23、噴霧弁22、配管24を介して噴霧ノズル25から成形品に液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置26によって常に測定されている。

0075

2つの成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、約150゜Cであったものが、液体窒素の吹き付け完了時(即ち、液体窒素の吹き付け開始時から60秒が経過した時点で)約52゜C、約−2゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から200秒が経過した時点で約125゜C、約105゜Cとなった。実施例7における2つの成形品の表面温度の測定結果を、図3に、「白四角印」及び「黒四角印」で示す。

0076

即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。ヒケ量の測定結果を図4に示す。

0077

比較のために、実施例7と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ13に射出し、実施例7と同じ時間、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で約150゜Cであったものが、金型組立体からの取り出しから100秒が経過した時点で約180゜Cとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tgである150゜Cを超えてしまった。そして、この比較例7における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。比較例7の成形品の表面温度の測定結果を、図3に、「白丸印」及び「黒丸印」で示す。また、ヒケ量の測定結果を図4に示す。

0078

実施例8は、実施例7の変形である。実施例7においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例8にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを10秒間行い、次の10秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を1サイクルとし、6サイクルを実行した。

0079

2つの成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、約150゜Cであったものが、最終サイクルの実行中において、即ち、110秒が経過した時点で、2つの成形品共、約−10゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から170秒が経過した時点で約75゜C、約60゜Cとなった。このように実施例8においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。2つの成形品の表面温度の測定結果を、図3に、「白三角印」及び「黒三角印」で示す。また、ヒケ量の測定結果を図4に示す。

0080

実施例9は、実施例7及び実施例8の変形である。実施例7及び実施例8においては、射出開始から45秒が経過した後、液滴状の液体窒素の吹き付けを開始した。一方、実施例9にあっては、射出開始から70秒が経過した後、液滴状の液体窒素の吹き付けを開始した。その他の条件は、実施例7及び実施例8と同じである。尚、射出開始から70秒が経過した後に液滴状の液体窒素の吹き付けを開始したことを除き、その他の条件を実施例7と同じとした実施例9を、実施例9Aと呼び、射出開始から70秒が経過した後に液滴状の液体窒素の吹き付けを開始したことを除き、その他の条件を実施例8と同じとした実施例9を、実施例9Bと呼ぶ。

0081

また、比較例9Aとして、実施例9と同様に、射出開始から70秒間、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。更には、比較例9Bとして、実施例9と同様に、但し、射出開始から120秒間、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。

0082

これらの射出成形方法を実行し、金型組立体から成形品を取り出した後の成形品の表面温度を測定した結果を、図5に、「白四角印」(実施例9A)、「白三角印」及び「黒三角印」(実施例9B)、「白丸印」及び「黒丸印」(比較例9A)、並びに、「白菱形印」(比較例9B)で示す。また、ヒケ量の測定結果を図6及び図7に示す。

0083

実施例9にあっても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0084

尚、比較例9Bに見られるように、射出開始から120秒も経過すると、成形品の表面温度がガラス転移温度Tg以下となるので、金型組立体から成形品を取り出した後にあっても、ヒケの発生は微小である。但し、成形サイクルが長くなることが大きな問題である。

0085

実施例10は、実施例8の変形である。実施例10にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度(具体的には、実施例10にあっては、120゜C)以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例10にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、150゜Cであったものが、液体窒素の吹き付けを5回、実行した後(具体的には、液体窒素の吹き付け開始から132秒が経過した時点で)、−10゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から192秒が経過した時点で100゜Cとなった。尚、成形品の表面温度は100゜Cを超えることはなかった。このように実施例10においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0086

実施例11は、実施例7の変形である。実施例11にあっては、実施例7と異なり、熱可塑性樹脂として、実施例4と同じ熱可塑性樹脂(具体的には、ガラス転移温度Tgが102゜C、ガラス繊維30重量%添加のポリアミドMXD6樹脂,三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製レニー1002F)を用いる。

0087

以下、実施例11の射出成形品の成形方法を説明する。

0088

実施例11の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部11と可動金型部12とを型締めし、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル33を前進端に位置させることで、加圧流体導入ノズル33の先端部をキャビティ13内に配置した。そして、射出用シリンダー16で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路15を介して溶融樹脂射出部14からキャビティ13内に射出した。射出条件を、以下の表4に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ13を体積ベースで75%、充填する量とした。

0089

[表4]
金型温度:130゜C
樹脂温度:270゜C
射出時間: 6秒

0090

射出開始から6.5秒後、加圧流体導入部である加圧流体導入ノズル33を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体である窒素ガス(圧力:1×107Pa)を導入し、成形品の内部に中空部を形成した。

0091

そして、射出開始から60秒間、加圧流体を導入し続け、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル33を後進端に位置させることで、成形品の内部に形成された中空部内の加圧流体を大気中に開放した。その後、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後(より具体的には、射出開始から86秒が経過した後)、成形品の表面に、液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを60秒間、連続的に継続して行った。

0092

具体的には、制御装置28の制御下、移動手段27を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置26を配置し、液体窒素供給源21から配管23、噴霧弁22、配管24を介して噴霧ノズル25から成形品に液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置26によって常に測定されている。

0093

成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、135゜Cであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−10゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から120秒が経過した時点で90゜Cとなった。尚、成形品の表面温度は90゜Cを超えることはなかった。

0094

即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0095

比較のために、実施例11と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ13に射出し、実施例11と同じ時間、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で135゜Cであったものが、金型組立体からの取り出しから60秒が経過した時点で180゜Cとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tgである102゜Cを超えてしまい、この比較例11における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。

0096

実施例12は、実施例11の変形である。実施例11においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例12にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを10秒間行い、次の10秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を1サイクルとし、7サイクルを実行した。

0097

成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、135゜Cであったものが、最終サイクルの実行中において、−15゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から190秒が経過した時点で85゜Cとなった。尚、成形品の表面温度は85゜Cを超えることはなかった。このように実施例12においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0098

実施例13は、実施例12の変形である。実施例13にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度(具体的には、実施例13にあっては、90゜C)以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例13にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、135゜Cであったものが、液体窒素の吹き付けを7回、実行した後(具体的には、液体窒素の吹き付け開始から165秒が経過した時点で)、−15゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から225秒が経過した時点で80゜Cとなった。尚、成形品の表面温度は80゜Cを超えることはなかった。このように実施例13においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0099

実施例14は、実施例1の変形である。実施例14にあっては、実施例1と異なり、熱可塑性樹脂として、結晶性熱可塑性樹脂(具体的には、溶融温度Tcが166゜C、ガラス転移温度Tgが−90゜Cのポリアセタール樹脂,三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製F20−03)を用いる。

0100

以下、実施例14の射出成形品の成形方法を説明する。

0101

実施例14の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部11と可動金型部12とを型締めし、射出用シリンダー16で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路15を介して溶融樹脂射出部14からキャビティ13内に射出した。射出条件を、以下の表5に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ13を完全に充填する量とした。

0102

[表5]
金型温度: 60゜C
樹脂温度:190゜C
射出時間: 6秒

0103

射出完了後、60秒間、5×107Paの圧力で保圧を行い、その後、20秒間、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後(より具体的には、射出開始から86秒が経過した後)、成形品の表面に、液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを80秒間、連続的に継続して行った。

0104

具体的には、制御装置28の制御下、移動手段27を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置26を配置し、液体窒素供給源21から配管23、噴霧弁22、配管24を介して噴霧ノズル25から成形品に液滴状の液体窒素(平均直径:0.1mm以下)を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置26によって常に測定されている。

0105

成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、70゜Cであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−100゜Cとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から140秒が経過した時点で雰囲気温度である24゜Cとなった。

0106

即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する結晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Tg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。

0107

比較のために、実施例14と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ13に射出し、実施例14と同じ時間、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を水中(5゜C)に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で70゜Cであったものが、金型組立体からの取り出しから60秒が経過した時点で5゜Cとなった。この比較例にあっては、成形品の表面にヒケが発生していた。また、成形品を水中から取り出し、乾燥したところ、成形品表面に水分の残渣が残った。

0108

更には、比較のために、実施例14と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ13に射出し、実施例14と同じ時間、キャビティ13内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部11及び可動金型部12を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を空気中に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で70゜Cであったものが、金型組立体からの取り出しから60秒が経過した時点で115゜Cとなった。この比較例にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。

0109

以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した金型組立体や液体窒素噴霧装置の構成、構造、実施例にて使用した熱可塑性樹脂、射出成形条件等は例示であり、適宜変更することができる。実施例7〜実施例13においては、加圧流体注入ノズル33を可動金型部12に配設したが、固定金型部11に配設することもできるし、固定金型部11と可動金型部12の両方に配設することもできる。

0110

場合によっては、キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きした後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させ、次いで、金型組立体から成形品を取り出すといった方法を採用してもよい。また、液体窒素の代わりに、粉末状のドライアイス液体二酸化炭素を用いることもできる。

図面の簡単な説明

0111

図1の(A)は、実施例1における金型組立体の概念図であり、図1の(B)は、実施例1における液体窒素噴霧装置の概念図である。
図2は、実施例7における金型組立体の概念図である。
図3は、実施例7、実施例8及び比較例7における成形品の表面温度の測定結果を示すグラフである。
図4は、実施例7、実施例8及び比較例7における成形品のヒケ量の測定結果を示すグラフである。
図5は、実施例9A、実施例9B、比較例9A及び比較例9Bにおける成形品の表面温度の測定結果を示すグラフである。
図6は、実施例9A、実施例9B及び比較例9Aにおける成形品のヒケ量の測定結果を示すグラフである。
図7は、比較例9Bにおける成形品のヒケ量の測定結果を示すグラフである。

符号の説明

0112

10・・・金型組立体、11・・・固定金型部、12・・・可動金型部、13・・・キャビティ、14・・・溶融樹脂射出部(ゲート部)、15・・・溶融樹脂流路、16・・・射出用シリンダー、20・・・液体窒素噴霧装置、21・・・液体窒素供給源、22・・・噴霧弁、23,24・・・配管、25・・・噴霧ノズル、26・・・温度測定装置、27・・・移動手段、28・・・制御装置、31・・・加圧流体源、32・・・配管、33・・・加圧流体導入ノズル

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