JP3190918B2 - ガスアシストインジェクション成形用樹脂材料及び成形方法 - Google Patents
ガスアシストインジェクション成形用樹脂材料及び成形方法Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/1703—Introducing an auxiliary fluid into the mould
- B29C45/1704—Introducing 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2059/00—Use of polyacetals, e.g. POM, i.e. polyoxymethylene or derivatives thereof, as moulding material
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、射出した溶融樹脂中に
ガスを注入して成形品を中空状に製造する方法、即ちガ
スアシストインジェクション成形（以下ＧＡＩ成形とい
う）法、及びこれに用いる樹脂材料に関するものであ
る。
ガスを注入して成形品を中空状に製造する方法、即ちガ
スアシストインジェクション成形（以下ＧＡＩ成形とい
う）法、及びこれに用いる樹脂材料に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ＧＡＩ成形とは、金型キャビティ内に射
出された溶融樹脂中に、射出機の先端に設けられたノズ
ル、或は金型の一部に配置されたニードルにより、窒素
等のガスを注入し、成形品を中空状に形成する方法であ
り、ひけや反りを発生させず、軽量にしかも安価に成形
品を製造できる等の特長から、最近特に注目されている
成形技術である。従来、このＧＡＩ成形の材料として
は、安価で取り扱いが容易であるという点を重視して、
ＰＥ，ＰＳ，ＰＰ、ＡＢＳ、若しくは変性ＰＰＯ等の樹
脂が用いられていたが、近年では、機械的強度や耐熱性
の高い樹脂を用いたＧＡＩ成形品の要望が高まってき
た。
出された溶融樹脂中に、射出機の先端に設けられたノズ
ル、或は金型の一部に配置されたニードルにより、窒素
等のガスを注入し、成形品を中空状に形成する方法であ
り、ひけや反りを発生させず、軽量にしかも安価に成形
品を製造できる等の特長から、最近特に注目されている
成形技術である。従来、このＧＡＩ成形の材料として
は、安価で取り扱いが容易であるという点を重視して、
ＰＥ，ＰＳ，ＰＰ、ＡＢＳ、若しくは変性ＰＰＯ等の樹
脂が用いられていたが、近年では、機械的強度や耐熱性
の高い樹脂を用いたＧＡＩ成形品の要望が高まってき
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＧＡＩ
成形は、金型キャビティの容積よりも少ない量、または
冷却時の収縮を見込んだ量の溶融樹脂を射出し、それを
ガスにより膨張させて目的の形状に成形する方法である
ため、溶融樹脂の射出とガスによる流動のタイミングに
より樹脂流速の変化が生じて成形品の表面外観が不良に
なったり、十分な流動長が得られないうちに固化が始ま
るため、期待した空隙が得られない等の問題点があっ
た。特に機械的強度や耐熱性の高い樹脂を用いる場合
に、この問題点が顕著に現れ、ＧＡＩ成形する上での大
きな障害となっていた。
成形は、金型キャビティの容積よりも少ない量、または
冷却時の収縮を見込んだ量の溶融樹脂を射出し、それを
ガスにより膨張させて目的の形状に成形する方法である
ため、溶融樹脂の射出とガスによる流動のタイミングに
より樹脂流速の変化が生じて成形品の表面外観が不良に
なったり、十分な流動長が得られないうちに固化が始ま
るため、期待した空隙が得られない等の問題点があっ
た。特に機械的強度や耐熱性の高い樹脂を用いる場合
に、この問題点が顕著に現れ、ＧＡＩ成形する上での大
きな障害となっていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解消し、表面外観が良好で欠損部がなく、しかも機械的
強度や耐熱性が高いＧＡＩ成形品を製造することが可能
な、ＧＡＩ成形用樹脂材料に関するものであり、その構
成は、結晶化時間が５分以上のポリアセタール樹脂から
なることにある。本発明でいう結晶化時間とは、熱流束
型のＤＳＣ（示差走査熱量計）を用いて、ポリアセター
ル樹脂を２００℃で５分間保温した後、１０℃／min の
降温速度で１５１℃まで降温し、その温度で保持したと
きの、保持開始から結晶化発熱ピークまでの時間のこと
であり、本発明はＧＡＩ成形に供する樹脂の、この結晶
化時間を５分以上に調製せしめることによって、表面外
観の良好な成形品の製造を可能としたものである。使用
するポリアセタール樹脂の結晶化時間が５分より短い
と、ガス注入時の樹脂の硬化が速いため、本発明の目的
とする効果が得られない。結晶化時間の上限は特に限定
されないが、結晶化時間が長いと樹脂が硬化するまでの
時間が長くなり、成形効率の低下を招く場合があるた
め、使用するポリアセタール樹脂の結晶化時間は５００
分以下であるのが好ましい。
解消し、表面外観が良好で欠損部がなく、しかも機械的
強度や耐熱性が高いＧＡＩ成形品を製造することが可能
な、ＧＡＩ成形用樹脂材料に関するものであり、その構
成は、結晶化時間が５分以上のポリアセタール樹脂から
なることにある。本発明でいう結晶化時間とは、熱流束
型のＤＳＣ（示差走査熱量計）を用いて、ポリアセター
ル樹脂を２００℃で５分間保温した後、１０℃／min の
降温速度で１５１℃まで降温し、その温度で保持したと
きの、保持開始から結晶化発熱ピークまでの時間のこと
であり、本発明はＧＡＩ成形に供する樹脂の、この結晶
化時間を５分以上に調製せしめることによって、表面外
観の良好な成形品の製造を可能としたものである。使用
するポリアセタール樹脂の結晶化時間が５分より短い
と、ガス注入時の樹脂の硬化が速いため、本発明の目的
とする効果が得られない。結晶化時間の上限は特に限定
されないが、結晶化時間が長いと樹脂が硬化するまでの
時間が長くなり、成形効率の低下を招く場合があるた
め、使用するポリアセタール樹脂の結晶化時間は５００
分以下であるのが好ましい。
【０００５】本発明においては、ポリアセタール樹脂と
して、ホモポリマー、及びコポリマーの何れを用いるこ
とも可能であるが、オキシメチレンユニット(-OCH2-)を
主たる構成単位とし、コモノマー成分を適当量含有する
コポリマー（ブロックコポリマーを含む）が好ましく、
特にコモノマー成分を３〜３０重量％共重合させてなる
ポリアセタールコポリマーは、結晶化時間を５分以上に
調製し易く、また優れた機械的強度等を保持できるので
好ましい。特に好ましいコモノマー量は、５〜２０重量
％である。またアセタールコポリマーは、分子が線状の
みならず分岐構造、架橋構造を有するものであってもよ
いし、アセタール樹脂の粘度は特に限定されない。
して、ホモポリマー、及びコポリマーの何れを用いるこ
とも可能であるが、オキシメチレンユニット(-OCH2-)を
主たる構成単位とし、コモノマー成分を適当量含有する
コポリマー（ブロックコポリマーを含む）が好ましく、
特にコモノマー成分を３〜３０重量％共重合させてなる
ポリアセタールコポリマーは、結晶化時間を５分以上に
調製し易く、また優れた機械的強度等を保持できるので
好ましい。特に好ましいコモノマー量は、５〜２０重量
％である。またアセタールコポリマーは、分子が線状の
みならず分岐構造、架橋構造を有するものであってもよ
いし、アセタール樹脂の粘度は特に限定されない。
【０００６】ポリアセタールコポリマーの製造に用いる
コモノマー成分は特に限定されないが、一般的には下記
した化１の構造を有するものが用いられる。
コモノマー成分は特に限定されないが、一般的には下記
した化１の構造を有するものが用いられる。
【化１】 （但し、R1，R2，R3，R4は、同一または異なる置換基で
あり、水素原子、アルキル基（１〜５個の短素を有し０
〜３個の水素がハロゲン原子で置換されたもの、以下同
じ）、またはハロゲンで置換されたアルキル基を意味
し、R5はメチレン基、オキシメチレン基、夫々アルキル
基若しくはハロゲン化アルキルで置換されたメチレン基
若しくはオキシメチレン基（この場合ｐ＝０〜３）、 -
(CH2)q-OCH2-（ｑ＝１〜４）または -(O-CH2-CH2)q-OCH
2-（ｑ＝１〜４）で示される２価の基（この場合ｐ＝
１）を示す。）特に用いるコモノマー成分が、エチレン
オキシド、エピクロルヒドリン、１．３−ジオキソラ
ン、ジエチレングリコールホルマール、１．４−ブタン
ジオールホルマール、１．３−ジオキサン、プロピレン
オキシドの中から選ばれた少なくとも一種であると、結
晶化時間を所望の範囲に調製し易く好ましい。
あり、水素原子、アルキル基（１〜５個の短素を有し０
〜３個の水素がハロゲン原子で置換されたもの、以下同
じ）、またはハロゲンで置換されたアルキル基を意味
し、R5はメチレン基、オキシメチレン基、夫々アルキル
基若しくはハロゲン化アルキルで置換されたメチレン基
若しくはオキシメチレン基（この場合ｐ＝０〜３）、 -
(CH2)q-OCH2-（ｑ＝１〜４）または -(O-CH2-CH2)q-OCH
2-（ｑ＝１〜４）で示される２価の基（この場合ｐ＝
１）を示す。）特に用いるコモノマー成分が、エチレン
オキシド、エピクロルヒドリン、１．３−ジオキソラ
ン、ジエチレングリコールホルマール、１．４−ブタン
ジオールホルマール、１．３−ジオキサン、プロピレン
オキシドの中から選ばれた少なくとも一種であると、結
晶化時間を所望の範囲に調製し易く好ましい。
【０００７】本発明のポリアセタール樹脂からなるＧＡ
Ｉ成形用樹脂材料には、その効果を損わない範囲で、目
的に応じた所望の特性を付与するため、従来公知の添加
物、例えば各種安定剤、滑剤、離型剤、着色剤、帯電防
止剤その他の界面活性剤、或は有機高分子材料、無機、
有機の繊維状、粉粒状、板状の充填材等を１種または２
種以上添加含有させることが可能である。
Ｉ成形用樹脂材料には、その効果を損わない範囲で、目
的に応じた所望の特性を付与するため、従来公知の添加
物、例えば各種安定剤、滑剤、離型剤、着色剤、帯電防
止剤その他の界面活性剤、或は有機高分子材料、無機、
有機の繊維状、粉粒状、板状の充填材等を１種または２
種以上添加含有させることが可能である。
【０００８】
【作用】結晶化時間が５分以上のポリアセタールは、機
械的強度や耐熱性が高い上、金型に射出しても直ちに硬
化せず、ガスの注入により十分に膨張するので、空隙率
の大きい成形品にしても十分に金型に転写するし、ま
た、射出後ガス注入までに流動速度が変動しても、表面
外観の良好な成形品が得られる。
械的強度や耐熱性が高い上、金型に射出しても直ちに硬
化せず、ガスの注入により十分に膨張するので、空隙率
の大きい成形品にしても十分に金型に転写するし、ま
た、射出後ガス注入までに流動速度が変動しても、表面
外観の良好な成形品が得られる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。 ［実施例１］ トリオキサンとエチレンオキシドを共重合して、コモノ
マー成分であるエチレンオキシドの分率が４．０重量％
のアセタールコポリマーＡを得た。具体的には、二軸重
合機を用い、そのジャケットには８０℃の温水を通し、
２本の回転軸を１２０ｒｐｍで回転させながら、その一
端に設けられた供給口からトリオキサン９６．０重量
％、エチレンオキシド４．０重量％及び連鎖移動剤とし
てのメチラール５００ｐｐｍ（対モノマー比）の混合物
を連続的に供給すると共に、触媒供給口から三フッ化ホ
ウ素量換算で５０ｐｐｍ（対モノマー比）の三フッ化ホ
ウ素ジブチルエーテラートを添加しながら重合を行い、
供給口の反対側に位置する排出口から重合体を排出した
（平均滞留時間約１０分）。重合機から排出された重合
体は直ちに粉砕すると共にトリエチルアミン水溶液で触
媒の失活を行い、さらに分離、洗浄、乾燥を行った。次
いで、この重合体１００重量部にトリエチルアミン５重
量％水溶液３重量部とペンタエリスリチル−テトラキス
［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキ
シフェニル）プロピオネート］（チバ・ガイギー（株）
製、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０）０．３重量部を添加し、
二軸押出機で２１０℃で溶融混練することにより不安定
末端部分を除去した。次いで、この重合体に安定剤とし
てペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ
−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピ
オネート］０．０３重量％及びメラミン０．１重量％を
添加し、二軸押出機で２００℃で溶融混練し、安定化さ
れたアセタールコポリマーＡを得た。また、エチレンオ
キシド４．０重量％に代えて１，３−ジオキソラン７．
０重量％を用いた以外は上記方法と同様にしてトリオキ
サンと１，３−ジオキソランを共重合して、コモノマー
成分である１，３−ジオキソランの分率が７．０重量％
のアセタールコポリマーＢを得た。このアセタールコポ
リマーＡ及びＢの結晶化時間を、ＤＳＣ測定装置により
測定した結果、結晶化時間は夫々４０分及び４２分であ
った。次に、得られたアセタールコポリマーを、射出成
形機のシリンダー内で溶融し、キャビティ内に射出し
た。このとき、シリンダー、金型の温度は夫々１９０
℃，８０℃に調整し、樹脂の射出量はキャビティの容積
の約８０％とした。金型キャビティ形状の概略は、図１
の通りである。そして、樹脂射出から０．５秒後に、圧
力１５０kg／cm2 の圧縮窒素ガスを、金型キャビティに
配置したニードル（図示せず）から注入して樹脂を膨張
させ、金型キャビティ内に転写せしめた。しかる後、ガ
スによる圧縮状態を開放し、更に金型を冷却して成形品
を取り出した。アセタールコポリマーＡの場合、Ｂの場
合共に、できた成形品は、機械的強度や耐熱性に優れて
おり、しかも外観が良好であり、またひけや反りを生じ
ていなかった。
る。 ［実施例１］ トリオキサンとエチレンオキシドを共重合して、コモノ
マー成分であるエチレンオキシドの分率が４．０重量％
のアセタールコポリマーＡを得た。具体的には、二軸重
合機を用い、そのジャケットには８０℃の温水を通し、
２本の回転軸を１２０ｒｐｍで回転させながら、その一
端に設けられた供給口からトリオキサン９６．０重量
％、エチレンオキシド４．０重量％及び連鎖移動剤とし
てのメチラール５００ｐｐｍ（対モノマー比）の混合物
を連続的に供給すると共に、触媒供給口から三フッ化ホ
ウ素量換算で５０ｐｐｍ（対モノマー比）の三フッ化ホ
ウ素ジブチルエーテラートを添加しながら重合を行い、
供給口の反対側に位置する排出口から重合体を排出した
（平均滞留時間約１０分）。重合機から排出された重合
体は直ちに粉砕すると共にトリエチルアミン水溶液で触
媒の失活を行い、さらに分離、洗浄、乾燥を行った。次
いで、この重合体１００重量部にトリエチルアミン５重
量％水溶液３重量部とペンタエリスリチル−テトラキス
［３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキ
シフェニル）プロピオネート］（チバ・ガイギー（株）
製、Ｉｒｇａｎｏｘ１０１０）０．３重量部を添加し、
二軸押出機で２１０℃で溶融混練することにより不安定
末端部分を除去した。次いで、この重合体に安定剤とし
てペンタエリスリチル−テトラキス［３−（３，５−ジ
−ｔｅｒｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピ
オネート］０．０３重量％及びメラミン０．１重量％を
添加し、二軸押出機で２００℃で溶融混練し、安定化さ
れたアセタールコポリマーＡを得た。また、エチレンオ
キシド４．０重量％に代えて１，３−ジオキソラン７．
０重量％を用いた以外は上記方法と同様にしてトリオキ
サンと１，３−ジオキソランを共重合して、コモノマー
成分である１，３−ジオキソランの分率が７．０重量％
のアセタールコポリマーＢを得た。このアセタールコポ
リマーＡ及びＢの結晶化時間を、ＤＳＣ測定装置により
測定した結果、結晶化時間は夫々４０分及び４２分であ
った。次に、得られたアセタールコポリマーを、射出成
形機のシリンダー内で溶融し、キャビティ内に射出し
た。このとき、シリンダー、金型の温度は夫々１９０
℃，８０℃に調整し、樹脂の射出量はキャビティの容積
の約８０％とした。金型キャビティ形状の概略は、図１
の通りである。そして、樹脂射出から０．５秒後に、圧
力１５０kg／cm2 の圧縮窒素ガスを、金型キャビティに
配置したニードル（図示せず）から注入して樹脂を膨張
させ、金型キャビティ内に転写せしめた。しかる後、ガ
スによる圧縮状態を開放し、更に金型を冷却して成形品
を取り出した。アセタールコポリマーＡの場合、Ｂの場
合共に、できた成形品は、機械的強度や耐熱性に優れて
おり、しかも外観が良好であり、またひけや反りを生じ
ていなかった。
【００１０】［比較例１］エチレンオキシドの量を変えた以外は実施例１と同様に
して トリオキサンとエチレンオキシドを共重合して得
た、コモノマー成分であるエチレンオキシドの分率が
２．４重量％で、結晶化時間が１．２分のアセタールコ
ポリマーを用いて、実施例１と同様の成形を行なった。
得られた成形品の中央部分には、しわ状のヘジテーショ
ンマークが生じており、実用には耐えないものであっ
た。このマークは、樹脂の射出速度が遅くなり、ガスの
注入が始まる前にできたものであると推定される。
して トリオキサンとエチレンオキシドを共重合して得
た、コモノマー成分であるエチレンオキシドの分率が
２．４重量％で、結晶化時間が１．２分のアセタールコ
ポリマーを用いて、実施例１と同様の成形を行なった。
得られた成形品の中央部分には、しわ状のヘジテーショ
ンマークが生じており、実用には耐えないものであっ
た。このマークは、樹脂の射出速度が遅くなり、ガスの
注入が始まる前にできたものであると推定される。
【００１１】
【発明の効果】本発明の樹脂材料をＧＡＩ成形に用いれ
ば、樹脂材料は、金型内へ射出後急激に固化しないた
め、十分な空隙をもつ成形品が得られる。更に、溶融樹
脂の射出とガスによる流動のタイミングにより樹脂流速
の変化が生じても、良好な表面外観の成形品が得られ
る。しかもこの成形品は、ひけや反りがない上に機械的
強度や耐熱性に優れている。
ば、樹脂材料は、金型内へ射出後急激に固化しないた
め、十分な空隙をもつ成形品が得られる。更に、溶融樹
脂の射出とガスによる流動のタイミングにより樹脂流速
の変化が生じても、良好な表面外観の成形品が得られ
る。しかもこの成形品は、ひけや反りがない上に機械的
強度や耐熱性に優れている。
【図１】実施例及び比較例で用いる金型の断面の状態を
示す参考図。
示す参考図。
１・・・金型、３・・・Ｕ字形円柱体キャビティ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−207080（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C08G 2/00 - 2/38
Claims (3)
- 【請求項１】結晶化時間が５分以上のポリアセタール樹
脂からなるガスアシストインジェクション成形用樹脂材
料。 - 【請求項２】ポリアセタール樹脂が３〜３０重量％のコ
モノマー成分を共重合してなるポリアセタールコポリマ
ーである請求項１記載のガスアシストインジェクション
成形用樹脂材料。 - 【請求項３】請求項１または請求項２記載の樹脂材料を
用いることを特徴とするガスアシストインジェクション
成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23642393A JP3190918B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | ガスアシストインジェクション成形用樹脂材料及び成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23642393A JP3190918B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | ガスアシストインジェクション成形用樹脂材料及び成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0790161A JPH0790161A (ja) | 1995-04-04 |
| JP3190918B2 true JP3190918B2 (ja) | 2001-07-23 |
Family
ID=17000540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23642393A Expired - Fee Related JP3190918B2 (ja) | 1993-09-22 | 1993-09-22 | ガスアシストインジェクション成形用樹脂材料及び成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3190918B2 (ja) |
-
1993
- 1993-09-22 JP JP23642393A patent/JP3190918B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0790161A (ja) | 1995-04-04 |
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