JP3839097B2 - 温度制御容易な金型構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂の一般射出成形及びガスアシスト成形等の成形法において、各種製品の外装部品、外板、精密部品等の成形品で高品質の表面、寸法精度を要求され、かつハイサイクルが要求される分野の成形方法に適用可能な金型構造に関するものである。
【０００２】
本発明は、特に、各種成形品のウエルドラインやジェッティング等の外観不良、寸法精度不良、無機フィラー充填材料における外観不良を解消するするために金型温度を高くした場合のハイサイクル成形用金型構造に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
従来、エンジニアリングプラスチックの成形において、成形残留応力や成形品外観の問題、無機フィラーを充填した樹脂においてはフィラーの浮きの問題で金型温度を樹脂の熱変形温度よりも５〜２０℃程度低く設定することが多かった。しかしながら、金型の昇温、降温に時間が掛かり過ぎる、１００℃を超える金型温度は上がらない、成形サイクルが長くなるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の射出成形、ガスアシスト成形等における金型において、成形サイクルの短縮に効果のある金型の昇温、降温の温度制御が効率良く短時間内でできる成形用金型構造を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、射出成形用金型において、金型温度制御を効率良く行うために主型と、製品形状を形成するキャビティと、を別部品にして、該キャビティを入れ駒方式にした金型構造によって解決される。
【０００６】
この金型構造において、前記主型と入れ駒との間には、断熱層を設けることができる。断熱層としては主型と入れ駒との間に、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の金属材料、例えばステンレス鋼、チタン等の金属を設け、なおかつ該断熱層と入れ駒との間に断熱板、例えばベークライトを設置することで二重構造の断熱層を形成することができる。
【０００７】
本発明にかかる金型構造を利用することにより、車両用のルーフレール、ドアハンドル、グリップ等の自動車部品、ＦＡＸ、コピー等の事務機器、家庭用電気製品のハウジングやシャーシ等に適する成形品が得られる。この金型は、熱可塑性樹脂の射出成形、中空成形部を有するガスアシスト成形等の各種成形法に適用することができる。
【０００８】
本発明で使用する温度を効率良く迅速に昇温、降温させる金型構造は、前述のように、金型の外型を形成する主型と、製品形状を形成するキャビティとコアとを別部品とし、これら両者を入れ駒方式とするものである。
【０００９】
さらに、これら主型と入れ駒との間には、熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の金属材料と断熱板の二重構造からなる断熱層を設置し、なおかつ主型と断熱層の接触面、入れ駒と断熱板の接触面に金型強度上問題のない範囲で空隙を設けることで実現できる。
【００１０】
この際、入れ駒を形成する金属は熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料、例えば亜鉛、Be-Cu(ベリリウム−銅）、アルミニウム及びこれらを主成分とする合金、プリハードン鋼で作成する。また、金型温調管路は入れ駒部に直接設け入れ駒部のみ温度制御を行う。
【００１１】
【発明の作用】
本発明によれば、金型温度の昇温、降温が効率良く迅速に行え、作業準備の所要時間を短縮することができる。また、１００℃以上の金型温度も容易にかつ短時間で実現できる。
【００１２】
本発明によれば、成形１サイクルの間に金型温度を昇温、降温させる金型冷熱サイクルにおいて、成形サイクルを長くすることなく実現できる。
【００１３】
【実施の形態】
以下、実施例を示す添付図を参照しつつ本発明を詳細に開示する。図１は本発明にかかる金型構造の断面図である。この金型は、固定側主型１と可動側主型２との合せ面にキャビティ３が形成される。キャビティ３は固定側入れ駒４と可動側入れ駒５により形成されている。
【００１４】
固定側主型１と入れ駒４および可動側主型２と入れ駒５との間にそれぞれ断熱層が設けられている。この断熱層は熱伝導率の低い金属であるステンレス鋼製断熱層６とベークライト製の断熱板である７で構成されている。
【００１５】
固定側主型１及び可動側主型２とステンレス鋼６との間には金型強度上問題の無い範囲で空隙８を設けてある。また、固定側入れ駒４及び可動側入れ駒５と断熱板７との間に金型強度上問題の無い範囲で空隙９を設けてある。
【００１６】
この金型の温度制御を行うために金型温調管路１０と熱電対１１を固定側入れ駒４（図示していない）及び可動側入れ駒５に設けてある。
【００１７】
実施例１
実施例１では、温調機TURBU-TD-U4-H（（株）シスコ製）を使用し、１００℃の加圧した熱水を１２００ l／hrで本発明の金型に巡回させ、金型表面温度の昇温速度の測定と金型冷却機グラシエシリーズ ポータブルチラーNXGW-10（（株）シスコ製）を使用し３℃の冷水を１０００ l／hrで本発明の金型に巡回させ金型表面温度の降温速度を測定した。比較例として同じ金型で入れ駒構造を取らない場合での同じ実験を行い比較した。
【００１８】
昇温速度につては本発明は比較例の３０倍の速度であり、降温速度については本発明は比較例の２０倍の速度であった。表１にその結果を示す。
【００１９】
【表１】

【００２０】
実施例２
実施例２では、温調機TURBU-TD-U4-H（（株）シスコ製）を使用し、１４０℃の加圧した熱水を１２００ l／hrで本発明の金型に巡回させ、金型表面温度が何度になるかを評価した。比較例として、同じ金型で入れ駒構造を取らない場合での同じ実験を行い比較した。
【００２１】
本発明の金型にとれば、熱水巡回開始後３分後にキャビティー表面温度は１４０℃になったのに対し、比較例では熱水巡回開始後１時間たって１００℃であった。表２に実施例２の金型表面温度の結果を示す。
【００２２】
【表２】

【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、金型の昇温、降温を効率良く短時間で可能になり成形準備の作業時間を短縮できる。また、１００℃以上の金型温度についても確実に設定温度通りにできる。その結果、ハイサイクル成形が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる金型構造の断面図である。
【符号の説明】
１ 固定側主型
２ 可動側主型
３ キャビティー
４ 固定側入れ駒
５ 可動側入れ駒
６ 断熱層（ステンレス鋼）
７ 断熱板
８ 主型と断熱層との空隙
９ 入れ駒と断熱板との空隙
10 金型温調管路
11 熱電対

Claims (5)

1. 射出成形用金型において、金型温度制御を効率良く行うために主型と、製品形状を形成するキャビティとを別部品として形成し、該キャビティを入れ駒方式にし、前記主型と入れ駒との間に熱伝導率３０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の金属材料による断熱層を設けるとともに、前記主型と前記断熱層との接触面に、金型強度上問題の無い範囲で空隙を設け、かつ、前記断熱層と前記入れ駒との間にベークライト製の断熱板を設置し、前記断熱板と前記入れ駒との接触面に、金型強度上問題の無い範囲で空隙を設けることにより形成される二重構造の断熱層を具備することを特徴とする、温度制御容易な金型構造。
2. 金型の温度制御を行うための金型温調管路は、前記入れ駒に独立し、かつ型強度上問題の無い範囲で数多く設けることを特徴とする、請求項１に記載の金型構造。
3. 前記入れ駒を形成する金属が、熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料によって形成されることを特徴とする、請求項１ないし２のいずれかに記載の金型構造。
4. 前記入れ駒を形成する熱伝導率６０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の金属材料が、亜鉛、Be-Cu(ベリリウムー銅)、アルミニウム及びこれらを主成分とする合金、プリハードン鋼のいずれかであることを特徴とする、請求項３に記載の金型構造。
5. 金型温調管路は、キャビティを形成する入れ駒部に直接設けることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の金型構造。

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