(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形の薄板状キャビティ周縁の一辺に樹脂充填用のゲートを設けると共に、前記ゲートが設けられた辺と直交する一方の隣接縁に、キャビティに連通した容積可変の樹脂溜りを設けたことを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
前記樹脂溜りは、キャビティの一部を厚さ方向に拡大することによって形成されている請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
熱可塑性樹脂を射出成形するにあたり、前記請求項１に記載の射出成形用金型を用い、先ずキャビティ内に樹脂が完全に充填される直前に射出を中止し、続いて樹脂溜りの容積を減少せしめて前記射出方向と交差する方向へ樹脂圧を作用させ、未固化のコア層をその方向へ流動せしめてスキン層と配向を交差せしめる射出成形方法。
【請求項４】
請求項２に記載の射出成形方法により、スキン層とコア層の各配向が交差するように形成された板状の射出成形品。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、熱可塑性樹脂の射出成形方法及び射出成形用金型並びに射出成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
射出成形品中の分子や充填材は、充填時における樹脂流動方向に配向する傾向が強く、特に薄肉成形品においてはそれが顕著に現われる。
樹脂の流動方向は、ゲートの位置や大きさを変えたり、成形品の形状を工夫することによって、ある程度のコントロールは可能である。
しかしながら、これらの技術だけでは配向を自由にコントロールしたり、任意の方向に複数の配向を持たせることは不可能であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
配向方向と交差する方向の強度は、配向方向に比較すると極めて低いため、薄板状の成形品では、配向方向と直交する方向の強度不足が指摘されている。
又配向方向と直交する方向に対する収縮率は、配向方向に対する収縮率よりも大きく、それが反り等の変形を引き起こす一つの要因となっている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、矩形の薄板状キャビティ周縁の一辺に樹脂充填用のゲートを設けると共に、前記ゲートが設けられた辺と直交する一方の隣接縁に、キャビティに連通した容積可変の樹脂溜りを設けたことを特徴とする射出成形用金型と、熱可塑性樹脂を射出成形するにあたり、その射出成形用金型を用い、先ずキャビティ内に樹脂が完全に充填される直前に射出を中止し、続いて樹脂溜りの容積を減少せしめて前記射出方向と交差する方向へ樹脂圧を作用させ、未固化のコア層をその方向へ流動せしめてスキン層と配向を交差せしめる射出成形方法と、その射出成形方法により、スキン層とコア層の各配向が交叉するように形成された板状の射出成形品とにあり、前記樹脂溜りは、キャビティの一部を厚さ方向に拡大することによって、キャビティと一体に形成できる。
【０００５】
【作用】
本発明の方法及び装置によれば、コア層にスキン層と交差した配向を持たせることができ、配向を異にした成形品は、異方性や反りが緩和され、その方法により形成された製品は、強度が高く変形量も少ない。
【０００６】
【実施例】
本発明に係る射出成形方法及び射出成形用金型並びに射出成形品を、矩形の薄板状を呈したケースの蓋体において実施した一例を図面に基いて説明する。
先ず射出成形用金型について説明すると、図１に示す金型１には、キャビティ２が形成され、このキャビティ２の一辺には射出口であるスリット状のゲート３が開口している。
このゲート３は一般にフィルムゲートと呼ばれ、ランナー３ａを介してスプルー３ｂに連通されており、溶融樹脂がキャビティ２内へ均一に且つ高速で射出される。
【０００７】
そして金型１には、前記ゲート３が設けられた辺と直交する隣接縁に、キャビティ２と連通し、キャビティ２より厚さ方向の間隔が広い樹脂溜り４が形成されている。
この樹脂溜り４は、キャビティ２の上面内壁に凹設されたブランク５と、そのブランク５内に押し込み操作されるブロック体６とで構成され、ブロック体６の押し込み量によって容積が可変で、ブランク５の容積を０とすることで、キャビティ２の形状のみにできる。
【０００８】
このような金型１を用いて先ず溶融樹脂Ｍをゲート３からキャビティ２内へ射出し、完全充填直前に射出を停止する。
この射出の際、樹脂溜り４は肉厚はブランク５の分キャビティ２より厚いため、樹脂充填肉厚依存性によりその樹脂溜り４への樹脂充填が先行し、その結果、樹脂溜り４から離れた反対側に未充填部分７が発生する（図２）。
射出された樹脂Ｍは、その分子が射出方向に配向し、キャビティ２の内面に接するスキン層は瞬時に固化し、それらスキン層に挟まれたコア層は固化していないが、その分子はスキン層と同じく射出方向に配向している。
そこでそのコア層が未固化状態のうちに、ブロック体６をブランク５内へ押し込み操作してブランク５内の樹脂をキャビティ２内へ押し出すと、樹脂溜り４と反対側に発生している未充填部分７に樹脂が流れ込み（図３）、その結果コア層は射出方向と交差する方向へ樹脂が流動して前記未充填部分は樹脂Ｍで満たされ、その流動方向に配向した層が形成される（図４）。
従って図５に示すように、スキン層８とコア層９の分子（充填材を含む）の一部の配向が互いに交差した三層構造となる。
【０００９】
次にガラス繊維を３０％混入させた液晶ポリマーを例とした成形品で、本発明の顕著な効果を実証する。
製品の寸法を、幅７０ｍｍ、長さ１００ｍｍ、厚さ１ｍｍ、立ち上がり壁の高さを４ｍｍとし、射出直後にコア層の樹脂を射出方向と直交方向へ流動させた場合とさせない場合とを比較した。
流動させない場合、曲げ強度は、射出方向が３２００ｋｇｆ／ｃｍ２  、交差方向が１５００ｋｇｆ／ｃｍ２  である。それに対して流動させた場合、射出方向は３０００ｋｇｆ／ｃｍ２  と僅かな低下が見られ、交差方向では２４００ｋｇｆ／ｃｍ２  と飛躍的に向上することが確認された。
又落錘衝撃による５０％破壊エネルギ試験では、ポンチ径１３．５ｍｍの場合、従来例０．４６ジュールに対し０．８３ジュール以上といった高い強度が確認された。
更に、変形による反りの大きさは、従来２．２ｍｍに対して１．０ｍｍと大幅な減少が見られた。
【００１０】
上記数値はガラス繊維を３０％混入させた液晶ポリマーの成形品についての試験結果であり、結晶性熱可塑性樹脂での効果が顕著で、好適であることも確認できたが、本発明に使用される熱可塑性樹脂は液晶ポリマーに限定されるものではないのであって、充填材料を含むこれらの熱可塑性樹脂においても同様な効果を確認している。
そして樹脂溜りは、キャビティと一体的に形成するばかりでなく、別体に形成することもできる。
又、樹脂の流動を促進すべく、ブロック体の押し出し操作部に１０Ｈｚ以下の振動を与える加振機能を付加したり、ブロック体を流動方向、即ち前記実施例では板厚方向に作動させたがそれを板面方向に変更するなど、実施例に限定するものではない。
【００１１】
【発明の効果】
本発明によれば、改良金型を使用した射出成形方法によって、射出方向と交差した方向に対する強度の確保と、変形防止が図られた合成樹脂製の薄肉成形品が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形用金型を示した説明図である。
【図２】本発明に係る射出成形方法の工程を示した説明図である。
【図３】本発明に係る射出成形方法の工程を示した説明図である。
【図４】本発明に係る射出成形方法の工程を示した説明図である。
【図５】本発明に係る射出成形品の構造を示した説明図である。
【符号の説明】
１・・金型、２・・キャビティ、３・・ゲート、４・・樹脂溜り、５・・ブランク、６・・ブロック、７・・未充填部分、８・・スキン層、９・・コア層、Ｍ・・樹脂。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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