(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティが形成された入れ子をモールドベース内に有する射出成形用金型において、
前記モールドベースにはホットスプルを有し、
前記入れ子はコールドスプルと、加熱媒体と冷却媒体を交換可能に流す加熱冷却用配管と、加熱専用の電熱ヒータとを有し、
前記コールドスプルは前記ホットスプルと一端側で通じ他端側で前記キャビティと通じていることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
前記モールドベースと前記入れ子との間に断熱材または断熱空間からなる断熱部を有することを特徴とする請求項１に記載の射出成形用金型。
【請求項３】
前記入れ子の材質がベリリウム銅であることを特徴とする請求項２に記載の射出成形用金型。
【請求項４】
前記電熱ヒータが前記加熱冷却用配管よりも前記キャビティ近くに位置することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の射出成形用金型。
【請求項５】
前記キャビティは少なくとも一部の空隙が０．１〜１ｍｍであることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の射出成形用金型。
【請求項６】
請求項１から５の何れか一項に記載の射出成形用金型のキャビティに熱可塑性樹脂組成物を射出して樹脂成形品を射出成形する樹脂成形品の製造方法であって、
前記加熱冷却用配管に加熱媒体を流す加熱と前記電熱ヒータによる加熱との併用加熱で前記キャビティを加熱した後、前記加熱媒体を前記加熱冷却用配管から排出して前記電熱ヒータのみによる単独加熱で前記キャビティを更に加熱してキャビティの温度を上昇させ、
前記電熱ヒータのみの単独加熱を維持した状態で前記キャビティに前記熱可塑性樹脂組成物を射出し、
射出完了後に前記電熱ヒータによる加熱を停止すると共に前記加熱冷却用配管に冷却媒体を流して前記キャビティを冷却し、
前記射出成形用金型から樹脂成形品を脱型すると共に前記脱型前あるいは脱型後に前記加熱冷却用配管から冷却媒体を排出することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項７】
前記加熱冷却用配管からの加熱媒体及び冷却媒体の排出時、前記加熱冷却用配管にエアーを流して前記加熱媒体及び前記冷却媒体を排出することを特徴とする請求項６に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項８】
前記熱可塑性樹脂組成物は、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする請求項６または７に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項９】
前記熱可塑性樹脂組成物は、流動停止温度が１７０℃以上であることを特徴とする請求項６から８の何れか一項に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項１０】
前記熱可塑性樹脂組成物にはＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、カーボン、銅、アルミニウムのうち少なくとも一つのフィラーが含まれると共に、前記フィラーの粒径が０．５〜２０μｍ、前記フィラーの形状が球状であることを特徴とする請求項６から９の何れか一項に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項１１】
前記加熱媒体が蒸気または加熱水であると共に前記冷却媒体が水であることを特徴とする請求項６から１０の何れか一項に記載の樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形用金型と樹脂成形品の製造方法に関し、特には熱伝導率が高く、且つ溶融温度や流動停止温度が高い熱可塑性樹脂組成物から樹脂成形品を製造するのに適した射出成形用金型と樹脂成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂を射出成形用金型のキャビティに射出して樹脂成形品を射出成形する樹脂成形品の製造方法においては、キャビティに射出された熱可塑性樹脂がキャビティ内の隅々まで流動する前に温度が低下して流動停止が発生すると、充填不良を生じ、得られる樹脂成形品に欠肉を生じるようになる。この不具合を防ぐため、金型に蒸気や熱水などの加熱媒体を流す配管を設けて熱媒体により金型を加熱したり、電気ヒータで金型を加熱したりすることが行われている。さらには射出から脱型までの時間を短縮するため、射出後に、金型の配管に冷却媒体を流して金型を冷却することが行われている。
【０００３】
しかし、熱伝導率が高く、且つ溶融温度や流動停止温度が高い熱可塑性樹脂組成物から樹脂成形品を製造する場合、従来の射出成形用金型及び樹脂成形品の製造方法では、キャビティの加熱温度がそれほど高くならないことから、射出された熱可塑性樹脂組成物の熱がキャビティを通じて急速に奪われ、熱可塑性樹脂組成物の温度が急速に低下してキャビティ内での流動性が悪くなってしまう。その結果、キャビティに射出された熱可塑性樹脂組成物は、キャビティの隅々まで流動する前に流動停止して、得られる成形品に欠肉を生じ易くなる。特に、肉厚が１ｍｍ以下の薄物成形品を射出成形する場合、キャビティに射出された熱可塑性樹脂組成物は、肉厚が厚い射出成成形時に見られるようなキャビティ内壁に樹脂のスキン層を形成した後にキャビティ内の中空部（中心部）を溶融状態で流動することが困難になるため、この流動領域を充分に確保することができないことから、流動性が損なわれて成形品に欠肉が一層発生し易くなる。
【０００４】
さらに、従来の射出成形用金型及び樹脂成形品の製造方法では、熱可塑性樹脂組成物の溶融温度や流動停止温度が高い場合、射出に先だって金型を所定温度まで加熱するために必要となる加熱時間や、射出後に行われる金型の冷却に必要となる冷却時間が長くなって、成形サイクル時間が長くなる問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特開昭５６−５５２１９号公報
【特許文献２】特開昭５８−２１５３０９号公報
【特許文献３】特開２００１−１８２２９号公報
【特許文献４】特開２００２−１２７２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記の点に鑑みなされたものであって、熱伝導率が高く、且つ溶融温度や流動停止温度が高い熱可塑性樹脂組成物から薄肉の樹脂成形品を欠肉無く製造することができ、かつ製造サイクルを短くすることができる射出成形用金型と樹脂成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、キャビティが形成された入れ子をモールドベース内に有する射出成形用金型において、前記モールドベースにはホットスプルを有し、前記入れ子はコールドスプルと、加熱媒体と冷却媒体を交換可能に流す加熱冷却用配管と、加熱専用の電熱ヒータとを有し、前記コールドスプルは前記ホットスプルと一端側で通じ他端側で前記キャビティと通じていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１において、前記モールドベースと前記入れ子との間に断熱材または断熱空間からなる断熱部を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２において、前記入れ子の材質がベリリウム銅であることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１から３の何れか一項において、前記電熱ヒータが前記加熱冷却用配管よりも前記キャビティ近くに位置することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１から４の何れか一項において、前記キャビティは少なくとも一部の空隙が０．１〜１ｍｍであることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１から５の何れか一項に記載の射出成形用金型のキャビティに熱可塑性樹脂組成物を射出して樹脂成形品を射出成形する樹脂成形品の製造方法であって、前記加熱冷却用配管に加熱媒体を流す加熱と前記電熱ヒータによる加熱との併用加熱で前記キャビティを加熱した後、前記加熱媒体を前記加熱冷却用配管から排出して前記電熱ヒータのみによる単独加熱で前記キャビティを更に加熱してキャビティの温度を上昇させ、前記電熱ヒータのみの単独加熱を維持した状態で前記キャビティに前記熱可塑性樹脂組成物を射出し、射出完了後に前記電熱ヒータによる加熱を停止すると共に前記加熱冷却用配管に冷却媒体を流して前記キャビティを冷却し、前記射出成形用金型から樹脂成形品を脱型すると共に前記脱型前あるいは脱型後に前記加熱冷却用配管から冷却媒体を排出することを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項６において、前記加熱冷却用配管からの加熱媒体及び冷却媒体の排出時、前記加熱冷却用配管にエアーを流して前記加熱媒体及び前記冷却媒体を排出することを特徴とする。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項６または７において、前記熱可塑性樹脂組成物は、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上であることを特徴とする。
【００１５】
請求項９の発明は、請求項６から８の何れか一項において、前記熱可塑性樹脂組成物は、流動停止温度が１７０℃以上であることを特徴とする。
【００１６】
請求項１０の発明は、請求項６から９の何れか一項において、前記熱可塑性樹脂組成物にはＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、カーボン、銅、アルミニウムのうち少なくとも一つのフィラーが含まれると共に、前記フィラーの粒径が０．５〜２０μｍ、前記フィラーの形状が球状であることを特徴とする。
【００１７】
請求項１１の発明は、請求項６から１０の何れか一項において、前記加熱媒体が蒸気または加熱水であると共に前記冷却媒体が水であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、キャビティが形成された入れ子をモールドベース内に有する射出成形用金型において、前記モールドベースにはホットスプルを有するため、キャビティに射出される熱可塑性樹脂組成物がモールドベースから入れ子に至るまでの温度低下を抑えることができる。また、入れ子には加熱媒体と冷却媒体を交換可能に流す加熱冷却用配管と、加熱専用の電熱ヒータとを有するため、加熱冷却用配管に加熱媒体を流す加熱と電熱ヒータによる加熱との併用加熱により入れ子のキャビティを短時間で加熱することができ、さらにそれ以降は電熱ヒータによる単独加熱でさらに入れ子の温度を高くすることができるため、熱伝導率が高く、且つ溶融温度や流動停止温度が高い樹脂組成物から薄肉の樹脂成形品を射出成形する際に、キャビティの加熱温度を加熱媒体の加熱可能な上限温度に制限されることなく、熱可塑性樹脂組成物の射出成形に適した最適温度まで加熱することができるようになり、射出成形で欠肉の無い樹脂成形品を製造することができるようになる。しかも、加熱冷却用配管に加熱媒体を流す加熱と電熱ヒータによる加熱との併用加熱により入れ子のキャビティを加熱するため、その加熱に必要となる時間を短縮することができると共に、射出後には加熱冷却用配管に冷却媒体を流すことにより効率よく冷却することができ、冷却に必要な時間も短くすることができるため、製造サイクルの短縮が可能となる。
【００１９】
請求項２の発明によれば、モールドベースと入れ子との間に断熱材または断熱空間からなる断熱部を有するため、入れ子とモールドベース間で熱の移動を抑えることができ、キャビティの加熱及び冷却を効率よく行うことができるようになる。
【００２０】
請求項３の発明によれば、入れ子の材質であるベリリウム銅は、高熱伝導材料であるため、加熱冷却用配管を流れる熱媒体や冷却媒体及び電熱ヒータからキャビティへの伝熱が良好となり、効率よくキャビティを加熱、冷却できるようになる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、入れ子の電熱ヒータが加熱冷却用配管よりもキャビティ近くに位置するため、加熱冷却用配管に加熱媒体を流す加熱と電熱ヒータによる加熱との併用加熱後に電熱ヒータによる単独加熱を行う際に、電熱ヒータとキャビティ間の伝熱効率がよくなり、効率よくキャビティを加熱することができるようになる。
【００２２】
請求項５の発明によれば、キャビティの少なくとも一部の空隙が０．１〜１ｍｍであるため、キャビティを薄肉の樹脂成形品の製造用に適した空隙とする場合にも、本発明の射出成形用金型の構造を適用することができる。
【００２３】
請求項６の発明によれば、キャビティの加熱温度を加熱媒体の加熱可能な上限温度に制限されることなく、熱可塑性樹脂組成物の射出成形に適した最適温度まで加熱することができるようになり、射出成形で欠肉の無い樹脂成形品を製造することができる。しかも、加熱冷却用配管に加熱媒体を流す加熱と電熱ヒータによる加熱との併用加熱により入れ子のキャビティを加熱するため、その加熱に必要となる時間を短縮することができると共に、射出後には加熱冷却用配管に冷却媒体を流すことにより効率よく冷却することができ、冷却に必要な時間も短くすることができるため、製造サイクルを短縮することができる。
【００２４】
請求項７の発明によれば、加熱冷却用配管からの加熱媒体及び冷却媒体の排出時、加熱冷却用配管にエアーを流して前記加熱媒体及び前記冷却媒体を排出するため、加熱時に加熱冷却用配管に残存する冷却媒体によりキャビティの加熱に余分な時間が必要となったり、冷却時に加熱冷却用配管に残存する加熱媒体によって、冷却に必要な時間が長くなったりするのを防ぐことができ、製造サイクルを短縮させることができる。
【００２５】
請求項８の発明によれば、熱可塑性樹脂組成物は、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上であるため、熱伝導率の高い樹脂成形品が欠肉無く得られるようになる。
【００２６】
請求項９の発明によれば、熱可塑性樹脂組成物の流動停止温度が１７０℃以上であっても、加熱冷却用配管に加熱媒体を流す加熱と電熱ヒータによる加熱との併用加熱でキャビティを加熱した後、さらに電熱ヒータの単独加熱でキャビティの温度を高くするため、熱可塑性樹脂組成物のキャビティ内での流動が良好となり、欠肉の無い樹脂成形品が得られるようになる。
【００２７】
請求項１０の発明によれば、熱可塑性樹脂組成物にはＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、カーボン、銅、アルミニウムのうち少なくとも一つのフィラーが含まれているため、熱可塑性樹脂組成物の熱伝導率を１Ｗ／ｍＫ以上とすることができる。また、フィラーの粒径が０．５〜２０μｍ、フィラーの形状が球状であるため、キャビティに射出された熱可塑性樹脂組成物の流動性が良好となる。
【００２８】
請求項１１の発明によれば、加熱媒体が蒸気または加熱水であると共に冷却媒体が水であるため、加熱媒体及び冷却媒体の取り扱いが容易であるののみならず、射出成形用金型への加熱媒体の供給設備も加熱媒体がオイルの場合より簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下図面を用いて本発明を説明する。図１は本発明の一実施例に係る射出成形用金型の断面図、図２はη（損失正接）、Ｇ’（貯蔵弾性率）、Ｇ”（損失弾性率）の測定結果を示すグラフ、図３は熱可塑性樹脂組成物の流動長を測定する際に使用したキャビティの概略図である。
【００３０】
図１に示す射出成形用金型１０は、固定側型１１と可動側型３１とよりなり、それぞれモールドベース１２，３２内に入れ子２２，４２を有する。前記モールドベース１２，３２は、型合わせ面（パーティング面）に入れ子収納凹部１３，３３が形成され、前記入れ子収納凹部１３，３３に前記入れ子２２，４２が嵌着されている。前記モールドベース１２，３２と前記入れ子２２，４２の間には断熱部１４，３４が設けられている。前記断熱部１４，３４は、ポリウレタン発泡体等の断熱材あるいは断熱空間で構成されている。前記断熱部１４，３４の厚みは数ｍｍ〜１０ｍｍ程度とされる。前記断熱部１４，３４の存在により、前記入れ子２２，４２側からモールドベース１２，３２側への熱の移動が抑えられ、前記入れ子２２，４２を効率よく加熱できるようになっている。
【００３１】
前記固定側型１１のモールドベース１２には、型合わせ面（パーティング面）とは反対側から前記断熱部１４に至るホットスプル１５が形成されている。前記ホットスプル１５の外周部分には電熱ヒータ１６が設けられ、前記電熱ヒータ１６によってホットスプル１５を加熱するようになっている。前記ホットスプル１５の内端は、前記断熱部１４に形成された貫通孔１８を経て前記入れ子２２のコールドスプル２３の一端と通じている。また、前記モールドベース１２，３２には、それぞれ冷却用配管１７，３７が埋設されている。前記冷却用配管１７，３７に冷却媒体を流すことにより、前記モールドベース１２，３２を常時一定温度に保つことができるため、キャビティの加熱、冷却サイクルの安定化とモールドベース１２，３２の温度変化による金型寸法変化を防ぐことが可能となり、安定した成形が可能となる。前記冷却用配管１７，３７は各モールドベースにおいてそれぞれ一連に設けられ、射出成形用金型の温度調整に一般的に用いられる金型温調機に接続される。前記モールドベース１２，３２の材質は、Ｓ５５Ｃ等の炭素鋼が加工性、強度、コストの点から好ましい。
【００３２】
前記入れ子２２，４２は、伝熱性の高い材質からなり、特にベリリウム銅からなるものが好ましい。前記入れ子２２，４２は、本実施例では略直方体のブロックからなり、一方の入れ子４２の型合わせ面（パーティング面）にキャビティ３０が形成されている。前記キャビティ３０は、空隙（高さ）の少なくとも一部、すなわち射出空間の少なくとも一部が０．１〜１．０ｍｍとされ、前記キャビティ３０で薄物の樹脂成形品が形成可能になっている。本実施例のキャビティ３０は、０．１〜１．０ｍｍ厚みの板状薄物からなる樹脂成形品を形成する空隙となっている。前記入れ子２２，４２には、それぞれ加熱冷却用配管２４，４４と、加熱専用の電熱ヒータ２６，４６とを有する。前記加熱冷却用配管２４，４４には加熱媒体または冷却媒体が交換可能に流される。加熱媒体としては、蒸気または加熱水が好ましい。蒸気や加熱水は、オイルよりも取り扱いが容易であり、設備が簡単となる。一方、冷却媒体としては、扱い易さの点から水が好ましい。前記電熱ヒータ２６，４６は前記加熱冷却用配管２４，４４よりも前記キャビティ３０近くに位置している。この構成により、電熱ヒータ２６，４６単独でキャビティ３０を加熱する際に、効率よくキャビティ３０を加熱することができる。各入れ子２２，４２における前記加熱冷却用配管２４，４４は、それぞれ一連に設けられ、一端側が切り替え装置５１を介して加熱媒体供給装置、冷却媒体供給装置、エアー供給装置と接続され、前記切り替え装置５１による供給装置の切り替えによって、加熱媒体（蒸気）、冷却媒体（水）、エアーの何れかを流すことが可能とされる。また、前記加熱冷却用配管２４，４４の他端側は排出用切り替え装置（図示せず）を介して回収タンク等に接続され、前記一端側から供給される媒体に応じて他端側と接続される回収タンクが切り替えられる。
【００３３】
また、前記固定側型１１の入れ子２２にはコールドスプル２３が形成されている。前記コールドスプル２３は、一端が前記ホットスプル１５に通じ、他端が前記キャビティ３０に通じる。一方、前記可動側型３１の入れ子４２とモールドベース３２には、樹脂成形品の脱型時に前記キャビティ３０から樹脂成形品をキャビティ３０から突き出すための突き出しピン４７が上下方向に設けられ、シリンダ装置等の昇降装置（図示せず）によって昇降可能となっている。また、前記可動側型３１の入れ子４２には、前記キャビティ３０により近い入れ子表面付近に温度センサーの温度検知部４８が配置されており、前記温度検知部４８が位置するキャビティ近傍の温度を測定するようになっている。
【００３４】
次に、前記射出成形用金型１０を用いる樹脂成形品の製造方法について説明する。樹脂成形品の製造方法は、型閉状態、型開開始、型開状態、型閉開始の順に行って型閉状態時に射出を行い、射出完了後に型開状態にして脱型を行う。表１に金型の開閉状態、加熱の方法、射出成形工程、キャビティ近傍の温度等を示す。
【００３５】
【表１】
0005037312.tif 000002
【００３６】
射出前の型閉状態では、前記射出成形用金型１０が閉じた状態にあり、併用加熱によって前記キャビティ３０が加熱される。併用加熱は、前記加熱冷却用配管２４，４４に加熱媒体を流すことによる加熱と前記電気ヒータ２６，４６による加熱との両方によるキャビティの加熱であり、第１加熱に相当する。前記併用加熱は、前記温度センサーの温度検知部４８が位置するキャビティ近傍が第１加熱温度に到達するまで行われる。前記第１加熱温度は、前記加熱媒体を前記加熱冷却用配管２４，４４に流して前記加熱媒体単独で前記キャビティ３０を加熱した場合に前記温度検知部４８の位置するキャビティ近傍が到達可能な最高温度に設定されている。そのため、前記加熱冷却用配管２４，４４の加熱媒体と電熱ヒータ２６，４６との両方の加熱による併用加熱で効率よく迅速にキャビティ３０を加熱することができる。前記第１加熱温度は、前記加熱媒体の種類、入れ子の大きさや加熱冷却用配管２４，４４の位置等によって異なる。
【００３７】
前記キャビティ近傍が第１加熱温度に到達すると、前記加熱冷却用配管２４，４４への加熱媒体の供給が停止されると共に前記加熱冷却用配管２４，４４にエアーが所定時間流され、前記加熱冷却用配管２４，４４から加熱媒体が排出される。前記エアーが加熱冷却用配管２４，４４に所定時間流された後、前記加熱冷却用配管２４，４４へのエアーの供給が停止され、それまでの併用加熱（第１加熱）に代えて電熱ヒータ２６，４６による単独加熱（第２加熱）が行われ、前記キャビティ３０が更に加熱される。なお、前記併用加熱から単独加熱の間、前記電熱ヒータ２６，４６による加熱は継続して行われる。
【００３８】
前記電熱ヒータ２６，４６の単独加熱により、前記キャビティ近傍温度が第２加熱温度に達すると、第２加熱温度が維持された状態で、前記固定側金型１１と接続されている射出装置（図示せず）から熱可塑性樹脂組成物が射出成形用金型１０内に射出される。前記射出成形用金型１０に射出された熱可塑性樹脂組成物は、前記ホットスプル１５及びコールドスプル２３を経てキャビティ３０に至り、キャビティ３０内の隅々まで流動してキャビティ３０を満たす。前記第２加熱温度は、熱可塑性樹脂組成物によって異なるが、熱可塑性樹脂組成物の溶融温度よりも低い温度とされる。より好ましい第２加熱温度は、熱可塑性樹脂組成物の溶融温度より低く、かつ熱可塑性樹脂組成物の流動停止温度よりも１０〜５０℃程度低い温度である。
【００３９】
射出完了と共に、前記電熱ヒータ２６，４６による単独加熱が終了し、前記加熱冷却用配管２４，４４に冷却媒体が流されてキャビティ３０の冷却が開始される。前記キャビティ近傍が下限設定温度に至ると、前記加熱冷却用配管２４，４４への冷却媒体の供給が停止され、エアーが前記加熱冷却用配管２４，４４に所定時間流されて前記加熱冷却用配管２４，４４からの冷却媒体排出が行われる。また、前記射出成形用金型１０を開いて、樹脂成形品の脱型が開始される。その際、前記突き出しピン４７が上昇して樹脂成形品がキャビティ３０から突き出される。前記下限設定温度は、脱型時に樹脂成形品が変形し難い温度に設定される。
【００４０】
脱型終了後、前記金型１０の型閉が開始されると共に、前記電熱ヒータ２６，４６による加熱と前記加熱冷却用配管２４，４４への加熱媒体の供給による加熱との併用加熱が開始され、次の射出に備えられる。
【００４１】
前記熱可塑性樹脂組成物は、ベース樹脂にフィラーを含有することで熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上とされたものが好ましい。より好ましいものは、熱伝導率が１Ｗ／ｍＫ以上で、且つ流動停止温度が１７０℃以上の熱可塑性樹脂組成物である。熱伝導率は、非定常法である熱線法により測定した。非定常法は、時間に依存する加熱によって生じる温度応答を利用する方法であり、非定常熱線法は試料内に浸漬した加熱細線に定電流を印可し、発生したジュール熱の伝播速度を測定すること熱伝導率を決定する。また、流動停止温度は、粘弾性測定機を用いて行う。具体的には、被検体を射出時の温度（例えば３００℃）に加熱して溶融させ、−２０℃／ｍｉｎの速度で降温（冷却）し、周波数：１ＨＺ、ひずみ：２％にて、η（損失正接）、Ｇ’（貯蔵弾性率）、Ｇ”（損失弾性率）の測定を行い、Ｇ’、Ｇ”のクロスオーバーポイント（交差点）を流動停止温度とする。図２はその測定結果のグラフの一例である。図２から理解されるように、Ｇ’、Ｇ”のクロスオーバーポイントは、被検体の降温時におけるηの急増点、すなわち粘度の急増点とほぼ一致している。
【００４２】
ベース樹脂としては、ポリフェニレンスルフォン（ＰＰＳ）、結晶性ポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等が挙げられる。特に結晶性ポリスチレンは、アタクチックな通常のポリスチレンと比べて溶融温度が高く、耐熱性に優れている。
【００４３】
ベース樹脂に含まれるフィラーは、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、カーボン、銅、アルミニウムのうち少なくとも一つのフィラーが好ましい。前記フィラーの粒径は、０．５〜２０μｍであるのが好ましい。前記フィラーの粒径が０．５μｍ未満の場合には、フィラーの含有効果が得難くなり、一方、２０μｍを超えると、熱可塑性樹脂組成物のキャビティでの流動性が悪くなり、キャビティにおける熱可塑性樹脂組成物の充填不良を起こしやすい。また、前記フィラーの形状は球状であることが好ましい。前記フィラーの形状を球状とすることで、熱可塑性樹脂組成物のキャビティでの流動性が良好となり、キャビティ内への熱可塑性樹脂組成物の充填がより良好に行われるようになる。前記ベース樹脂とフィラーの混合比率は、７０：３０〜４０：６０であることが好ましい。フィラーの比率が前記範囲より低いと、熱伝導率が低くなりすぎ、一方、前記範囲を超えると、機械物性の低下が著しくなりやすい。なお、前記ベース樹脂には、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＺｎＯ、ＳｉＯ２、カーボン、銅、アルミニウムの少なくとも一つのフィラーと共に他のフィラーを含んでもよい。例えば、ガラスフィラーは、樹脂成形品の機械的強度を高めることができる。ガラスフィラーとしては、特に制限されず、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ等を挙げる。
【実施例】
【００４４】
表２に示す比率でベース樹脂とフィラーを押出機（神戸製鋼所製、ＫＴＸ３０）に投入し、バレル温度３００℃、回転数：３００Ｒ．Ｐ．Ｍ．の成形条件とし、直径２ｍｍのストランドダイで押し出した後、ストランドカッターにて長さ２ｍｍ、直径２ｍｍの実施例１〜４及び比較例１〜４のペレットを製造した。このように製造したペレットを射出成形機（メーカー名：ファナック、ロボショットＳ２０００ｉ  １００Ａ）に投入し、図１に示した射出成形用金型１０を用い、表１に示した金型開閉、加熱冷却工程及び射出成形工程に従って、実施例１〜４の熱可塑性樹脂成形品を製造し、欠肉の有無を確認した。また、比較例１〜比較例４についても熱可塑性樹脂成形品を製造し、欠肉の有無を確認した。なお、比較例１〜４は、何れも電熱ヒータを用いず、前記加熱冷却用配管２４，４４に加熱媒体（蒸気）を流す加熱のみによって射出時温度（本発明の第２加熱温度とは異なる）まで加熱した。比較例１〜４と実施例１〜４とは同一の樹脂組成物からなる。各実施例の第１加熱温度及び射出時温度（第２加熱温度）と各比較例の射出時温度は表２に示す通りである。また、脱型時温度は、表１の下限設定温度に相当する。
【００４５】
【表２】
0005037312.tif 000003
【００４６】
前記金型１０のキャビティ３０は、樹脂充填空隙（空間）の高さが０．５ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ１００ｍｍからなる。使用した加熱媒体は蒸気、冷却媒体は水である。また、熱可塑性樹脂組成物の溶融温度は、示差熱走査熱量計（ＤＳＣ）により測定した。流動停止温度は、射出成形された熱可塑性樹脂成形品から裁断した所定サイズの被検体を用いて次のようにして行った。粘弾性測定機、メーカー名：レオメトリック・サイエンティフィク・エフ・イー（株）、機種名：ＡＲＥＳ  ２ＫＦＲＴＮ１、モード：パラレルモード、２５φプレート使用、条件：−２０℃／ｍｉｎの速度で降温（冷却）、周波数：１ＨＺ、ひずみ：２％、被検体サイズ：２５φ×２ｍｍ（厚み）とした。被検体（熱可塑性樹脂組成物）を射出時の温度（例えば３００℃）に加熱して溶融させ、−２０℃／ｍｉｎの速度で降温（冷却）し、周波数：１ＨＺ、ひずみ：２％にて、η、Ｇ’、Ｇ”の測定を行い、Ｇ’、Ｇ”のクロスオーバーポイントを流動停止温度とした。
【００４７】
このようにして得られた各実施例及び各比較例の樹脂成形品の肉厚及び欠肉の有無を調べた。結果を表２の下部に示す。表２の結果から理解されるように、実施例１〜４については、何れも欠肉が無く、良好な品質であった。それに対し、比較例１〜４は何れも欠肉が見られた。
【００４８】
また、本発明における射出成形用金型と製造方法におけるキャビティ内での熱可塑性樹脂組成物の流動性を確認するため、前記実施例１〜４及び比較例１〜４の熱可塑性樹脂組成物について、スパイラルフロー法によって流動長（樹脂製品の長さ）を測定した。図３はその場合に使用したキャビティ５１の概略を示す図である。符号６１はホットスプルである。表３の下部に流動長の測定結果を示す。表３の結果から理解されるように、実施例１〜４と比べて比較例１〜４は流動長が短く、欠肉をおこしやすいのがわかる。
【００４９】
【表３】
0005037312.tif 000004
【００５０】
このように、本発明の射出成形用金型及び樹脂成形品の製造方法によれば、熱伝導率が高く、且つ溶融温度や流動停止温度が高い樹脂組成物から薄肉の樹脂成形品を射出成形する際に、キャビティの加熱温度を加熱媒体の加熱可能な上限温度に制限されることなく、熱可塑性樹脂組成物の射出成形に適した最適温度まで加熱することができるようになる。そのため、射出成形で欠肉の無い樹脂成形品を製造することができるようになる。しかも、加熱冷却用配管に加熱媒体を流す加熱と電熱ヒータによる加熱の併用加熱によりキャビティを短時間で所定温度まで加熱できるため、その加熱に必要となる時間を短縮することができると共に、射出後には加熱冷却用配管に冷却媒体を流すことにより冷却に必要な時間も短くすることができるため、製造サイクルの短縮が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施例に係る射出成形用金型の断面図である。
【図２】η（損失正接）、Ｇ’（貯蔵弾性率）、Ｇ”（損失弾性率）の測定結果を示すグラフである。
【図３】熱可塑性樹脂組成物の流動長を測定する際に使用したキャビティの概略図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０  射出成形用金型
１１  固定側型
１２  固定側型のモールドベース
１４  固定側型の断熱部
１５  ホットスプル
２２  固定側型の入れ子
２３  コールドスプル
２４  固定側型の加熱冷却用配管
２６  固定側型の電熱ヒータ
３０  キャビティ
３１  可動側型
３２  可動側型のモールドベース
３４  可動側型の断熱部
４２  可動側型の入れ子
４４  可動側型の加熱冷却用配管
４６  可動側型の電熱ヒータ
【図１】
0005037312.tif 000005
【図２】
0005037312.tif 000006
【図３】
0005037312.tif 000007