JPH0872099A

JPH0872099A - インサート部品の被覆成形方法

Info

Publication number: JPH0872099A
Application number: JP23604794A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ito; 尊之伊藤; Hideki Kinoshita; 英樹木下
Original assignee: Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Current assignee: Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Priority date: 1994-09-06
Filing date: 1994-09-06
Publication date: 1996-03-19

Abstract

(57)【要約】【目的】製品の機能低下、強度低下、外観不良等の防
止を可能とする成型方法の提供。【構成】固定側または可動側金型の少なくとも一方に
進退可能なインサート部品支持部材（７）を有する金型
を使用し、該支持部材にインサート部品（６）を当接さ
せて所定の位置に保持した状態で、金型空間（３）に溶
融樹脂を注入した後、支持部材を該所定の位置から金型
内壁に向かって後退させて、支持部材の後退によって生
じた空容積部分に溶融樹脂を充填する、熱可塑性樹脂に
よるインサート部品の被覆成形方法において、該支持部
材の先端面が金型内壁から０．１ｍｍ以上金型空間内部
に入った位置で、支持部材の後退を停止させることを特
徴とするインサート部品の被覆成形方法。【効果】従来発生していたインサート部品の露出や変
形を防止し、成形品外表面にウエルドラインの発生する
のを防止することができる。従って、得られる製品であ
る被覆成形品の機能に対する信頼性が向上するだけでは
なく、製品の歩留りも飛躍的に向上することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂によるイ
ンサート部品の被覆成形方法に関するものである。特
に、金型空間内に射出注入された溶融樹脂のウエルドラ
インを解消することにより、製品の機能低下、強度低
下、外観不良等の防止を可能とした、インサート部品の
被覆成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の熱可塑性樹脂によるインサート部
品の被覆成形方法においては、固定側および可動側金型
の少なくとも一方に進退可能なインサート部品支持部材
を有する金型を使用し、該支持部材にインサート部品を
当接させて所定の位置に保持した状態で、金型空間に溶
融樹脂を注入した後、支持部材の先端面を金型内壁と一
致する位置まで後退させてから、後退した支持部材が占
めていた空容積部分に溶融樹脂を充填することが行われ
ていた。しかし、この方法では、成形品外表面にウエル
ドラインが発生した。これを避けるために、支持部材の
後退時期を早めると、インサート部品が金型空間内の所
定位置から大きくずれて、該部品の一部が成形品表面に
露出するという不具合が発生した。従って、この方法で
は、ウエルドラインの発生とインサート部品の位置ずれ
の両方を同時に解決することは極めて困難とされてい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、後退し
た支持部材が占めていた空容積部分に、支持部材によっ
て流れを遮られていた溶融樹脂が流れ込むために、ウエ
ルドラインが発生し、成形品の外観が悪くなるばかりで
なく、成形品に熱や荷重等の外力が作用したときウエル
ドラインから割れが生じ、しばしば製品として必要な機
能を満たさなくなるという欠点があった。さらに、ガラ
ス繊維のような強化充填剤を配合した熱可塑性樹脂、中
でも液晶ポリマーのようなエンジニアリングプラスチッ
クスによる被覆成形品は、ウエルド強度が劣るという欠
点を有していた。本発明は、これらの諸欠点を解消する
ことが可能な成形方法を提供することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ウエルド
ラインの発生原因を検討していたところ、注入された溶
融樹脂の冷却によって生じたスキン層が、後退した支持
部材が占めていた空容積部分に移動させられると、成形
品の表面にウエルドラインが発生する。しかし、スキン
層の移動が起こらない位置で支持部材の後退を止めれ
ば、ウエルドラインの発生が防止できること等を見出
し、本発明に到達した。

【０００５】本発明は、固定側または可動側金型の少な
くとも一方に進退可能なインサート部品支持部材（７）
を有する金型を使用し、該支持部材にインサート部品
（６）を当接させて所定の位置に保持した状態で、金型
空間（３）に溶融樹脂を注入した後、支持部材を該所定
の位置から金型内壁に向かって後退させて、支持部材の
後退によって生じた空容積部分に溶融樹脂を充填する、
熱可塑性樹脂によるインサート部品の被覆成形方法にお
いて、該支持部材の先端面が金型内壁から０．１ｍｍ以
上金型空間内部に入った位置で、支持部材の後退を停止
させることを特徴とするインサート部品の被覆成形方法
にある。

【０００６】本発明に用いられる熱可塑性樹脂として
は、射出成形または被覆成形に慣用の樹脂であれば特に
制限はない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンの
ようなポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳのよ
うなスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニール樹脂、ポリ塩化
ビニリデン樹脂、ポリアクリル酸エステル、ポリメタク
リル酸エステルのようなアクリル樹脂、その他の汎用樹
脂のほか、ポリアルデヒド樹脂、ポリエーテル樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹
脂、ポリエステル樹脂、弗素樹脂、ポリフェニレンオキ
シド樹脂、フェノキシ樹脂、ポリスルフォン樹脂、その
他のエンジニアリングプラスチックスが挙げられる。

【０００７】これらの樹脂は、適当な強化充填材を配合
した組成物であってもよい。例えば、ガラス繊維が一般
的であるが、炭素繊維、ポリアミド繊維、チタン酸カリ
ウム繊維、石膏繊維、黄銅繊維、スチール繊維、セラミ
ック繊維、ボロンウイスカー等を配合した繊維強化組成
物のほか、粉状、粒状、板状、フレーク状、ビーズ状等
種々の形状のアスベスト、マイカ、タルク、シリカ、炭
酸カルシウム、ガラス、クレー、ワラステナイト、酸化
チタン等を配合したその他の無機充填材強化組成物が挙
げられる。

【０００８】本発明においては、被覆成形されるインサ
ート部品によって、選択される樹脂も異なってくる。特
に、電気または電子部品、光ファイバー、コネクター、
精密機械部品、化学装置部品、自動車部品、航空宇宙機
械部品等の被覆成形に際しては、高強度、高弾性率、寸
法安定性の良い耐熱性、耐薬品性等の観点から、液晶ポ
リマーが選ばれることも多い。具体的には、パラヒドロ
キシ安息香酸を主成分として含む共重合ポリエステルが
市販されている。

【０００９】本発明の実施態様を、添附の図面に従って
説明する。図１は、本発明に用いられる金型装置の全体
の概念的断面図であり、図２（ａ）（ｂ）は、本発明に
用いられる金型装置の主要部の概念的断面図であり、図
３は、本発明によって得られる製品の概念的断面図であ
り、図４は、同斜視図である。図５（ａ）（ｂ）は、従
前技術の製品における欠陥を示す概念的断面図であり、
同図（ａ）は位置ずれを示し、同図（ｂ）はウエルドラ
インの発生を示す。

【００１０】本発明の実施に用いられる金型装置は、概
略、図１〜２に示されているように、可動側金型（１）
と固定側金型（２）の間には金型空間（３）が形成され
ており、インサート部品（６）をこの金型空間内の所定
の位置に支持するインサート部品支持部材（７）は、そ
の一端がプレート（９）に固定され、他端は金型に設け
た貫通孔に進退可能に挿嵌されている。また、発条
（８）が、プレート（９）と金型（２）の背面の間に、
いずれにも固定されない状態で設置され、しかも支持部
材によって挿通されている。さらに、この支持部材の前
進後退を行うために、ロッド（１０）、アクチュエータ
（１１）および調整プレート（１２）が設置されてい
る。なお、これらの図では、可動側金型が上に、固定側
金型が下に位置しているが、その上下関係は逆になって
も差し支えないし、これが左右に配置されていても差し
支えない。また、支持部材の形状および数も、図示のも
のに限定されるものではない。さらに、支持部材は、一
方の金型だけでなく両方の金型に設けることもできる。

【００１１】このような装置を用いた本発明の被覆成形
方法においては、通常、次のような手順ａ）〜ｉ）が繰
り返される。ａ）前進：支持部材（７）を所定位置（前進位置）ま
で前進させる。ｂ）支持：インサート部品（６）を前進位置に停止し
た支持部材に支持させる。ｃ）型閉：可動側金型（１）を固定側金型（２）に密
着締め付けて、金型を閉じる。ｄ）注入：溶融樹脂をランナー（５）およびゲート
（４）を経て、金型空間（３）に注入する。ｅ）後退：支持部材（７）を所定位置（後退位置）ま
で後退させる。ｆ）充填：さらに溶融樹脂を充填して、支持部材の後
退によって生じた空容積部分にも溶融樹脂を充填する。ｇ）冷却：金型空間に充填された溶融樹脂を冷却固化
させる。ｈ）型開：可動側金型（１）を固定側金型（２）から
引き離して、金型を開く。ｉ）取出：成形品を金型から取り出す。これらの手順は、必要に応じて変更することもできる。
例えば、上記ａ）前進とｂ）支持の手順は、逆順であっ
てもよい。また、ｅ）後退とｆ）充填の手順は、同時に
行うこともできる。

【００１２】これらの手順を添付の図面でみると、図１
は、上記型閉の完了した状態を、図２（ａ）は、上記注
入の途中の状態を、図２（ｂ）は、上記充填の完了した
状態を示す。

【００１３】本発明方法に従って図示の装置を駆動する
際に、最も肝要な点は、支持部材の後退を適切な位置で
停止させることにあり、これは注入した溶融樹脂が形成
するスキン層の厚みによって決定される。もちろん、使
用する熱可塑性樹脂の種類、配合する強化充填材の種類
および割合等によっても異なる。成形する製品のサイ
ズ、金型内での放冷の速度、時間等も影響を与える。事
前に簡単な試験を行ってスキン層の厚さを推定すること
も可能である。経験的には、スキン層の厚さは通常０．
１〜０．２ｍｍと考えられるので、停止位置は、金型内
壁から０．１ｍｍ以上、好ましくは０．２〜０．５ｍｍ
金型空間内部に入った位置を選択すれば十分である。

【００１４】また、このような位置に、支持部材を円滑
な操作でかつ正確に停止させるためには、装置上の工夫
が必要である。図示の金型装置の場合には、支持部材を
固定したプレート（９）、発条（８）、動力を伝達する
ロッド（１０）、アクチュエータ（１１）および支持部
材位置調整プレート（１２）の働きによる。アクチュエ
ータの作動開始のタイミングも適切に設定される必要が
あり、そのための制御系（図示せず）には、慣用の手段
が採用される。要は、溶融樹脂の注入状況を感知するセ
ンサーと、注入状況の臨界値に応じて作動開始の信号を
送る制御装置とを備える手段であればよい。

【００１５】ここでは、支持部材が前進位置にある図２
（ａ）と、支持部材が後退位置にある図２（ｂ）を用い
て、金型装置の操作の態様について説明を加える。アク
チュエータ（１１）がロッド（１０）を水平方向に前進
させると、ロッドおよびプレートの先端に設けられたク
サビ構造によって、伝えられる動力の方向が垂直方向に
変えられ、ロッドと接触するプレート（９）およびこれ
に固定された支持部材が垂直方向に前進する。支持部材
の前進は、発条（８）の自然長に復元しようとする反力
によって緩衝されて、円滑な動きになる。一方、ロッド
の前進は、図２（ａ）が示すように、位置調製プレート
（１２）の水平方向の長さによって制限され、正確に停
止される。これにより、支持部材の前進も、図示の所定
位置で正確に停止される。また、ロッドの前進を駆動す
る動力は、空圧または油圧のような流体圧力を利用する
こともできるし、モーターの動力を利用することもでき
る。

【００１６】前記制御装置からの作動開始指令信号に応
じて、アクチュエータ（１１）がロッド（１０）を水平
方向に後退させると、ロッド先端と接触していたプレー
ト（９）の動きが自由になり、発条（８）の反力によっ
て支持部材が垂直方向に後退する。支持部材の後退は、
プレートおよびロッドの先端に設けられたクサビ構造に
よって、円滑な動きとなる。一方、プレートの後退は、
図２（ｂ）が示すように、位置調製プレート（１２）の
垂直方向の高さによって制限され、正確に停止される。
これによって、支持部材の後退も、図示の所定位置で正
確に停止される。

【００１７】本発明によって得られる成形品では、図３
および図４に示すように、インサート部品が成形品内部
の所定の位置に保持されている。それとともに、図３
は、成形品の表面には、浅い窪み（１３）が形成されて
いることを示す。これは、ウエルドラインの発生を防止
するために、支持部材先端面の後退を金型内壁より金型
空間内部で停止させたしるしである。従って、この窪み
（１３）の形状および数は、支持部材のそれに対応して
いる。もちろん、本発明は、このような外観が望ましく
ない用途には適しない。しかし、製品の機能に対して高
い信頼性を要求する用途には好適である。

【００１８】

【実施例】図１〜図２に示す装置を用い、金型空間内の
所定位置に、巾２．５ｍｍ×長さ２０ｍｍ×厚さ０．６
ｍｍの端子３本を備えた、巾１５ｍｍ×長さ２０ｍｍ×
厚さ０．６ｍｍの電子部品を、インサート部品支持部材
に支持した状態で、該金型空間に下記の組成のガラス繊
維で補強した溶融液晶ポリマー組成物を注入した後、ガラス繊維３０重量％液晶ポリマー［パラヒドロキシ安息香酸を主成分とした共重合ポリエステル（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製、商品名ノバキュレート（ＮＯＶＡＣＣＵＲＡＴＥ）Ｅ３２２Ｇ３０）］７０重量％該支持部材の先端面を金型内壁から０．２５ｍｍ金型空
間内部の位置まで後退させてから、後退した支持部材が
占めていた空容積部分に前記溶融液晶ポリマー組成物を
充填し、冷却固化して、巾２０ｍｍ×長さ２５ｍｍ×厚
さ５ｍｍの被覆成形品を取り出した。成形品の支持部材
跡にはウエルドラインが見られなかった。

【００１９】この成形品について、次のような冷熱サイ
クル試験および耐湿性試験を行い、ウエルドラインの割
れの発生の有無を観察した。その結果を下記の表に示し
た。（Ａ）冷熱サイクル試験：試験対象成形品を、−４０
℃の低温度の恒温槽に３０分間保持した後、１２５℃の
高温度の恒温槽に３０分間保持する冷熱サイクルを、成
形品の表面に割れが発生するまで繰り返す。試験結果
は、割れが発生したときのサイクル数で表示する。（Ｂ）耐湿性試験：試験対象成形品を、温度８０℃、
相対湿度９０％の恒温恒湿槽に保持し、成形品の表面に
割れが発生するまで観察を続ける。試験結果は、割れが
発生するまでの所要時間数で表示する。

【００２０】

【比較例】後退位置のみ成形品の外表面に代え、他は実
施例と全く同様にして成形を行い、得られた被覆成形品
についても同じ試験を行い、その結果も同じ表に併せて
示した。

【００２１】実施例比較例冷熱サイクル試験１０００サイクル以上２５０サイクル以下耐湿性試験１０００時間以上２５０時間以下

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、金型空間内に突出した
インサート部品支持部材を適切なタイミングで後退させ
ることができるので、従来発生していたインサート部品
の露出や変形を防止することができる。また、支持部材
の後退停止位置も正確に設定できるので、金型内壁に接
して発生していた厚さ０．１〜０．２ｍｍのスキン層の
移動が防止され、成形品外表面にウエルドラインの発生
するのを防止することもできる。従って、本発明によれ
ば、得られる製品である被覆成形品の機能に対する信頼
性が向上するだけではなく、製品の歩留りも飛躍的に向
上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる金型装置の全体の概念的断
面図。

【図２】本発明に用いられる金型装置の主要部の概念的
断面図。

【図３】本発明によって得られる製品の概念的断面図。

【図４】本発明によって得られる製品の斜視図。

【図５】従前技術の製品における欠陥を示す概念的断面
図。

【符号の説明】

１可動側金型２固定側金型３金型空間４ゲート５ランナー６インサート部品７支持部材８発条９プレート１０ロッド１１アクチュエータ１２支持部材位置調整プレート１３浅い窪み

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ２９Ｋ 101:12 105:16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定側または可動側金型の少なくとも一方
に進退可能なインサート部品支持部材（７）を有する金
型を使用し、該支持部材にインサート部品（６）を当接
させて所定の位置に保持した状態で、金型空間（３）に
溶融樹脂を注入した後、支持部材を該所定の位置から金
型内壁に向かって後退させて、支持部材の後退によって
生じた空容積部分に溶融樹脂を充填する、熱可塑性樹脂
によるインサート部品の被覆成形方法において、該支持
部材の先端面が金型内壁から０．１ｍｍ以上金型空間内
部に入った位置で、支持部材の後退を停止させることを
特徴とするインサート部品の被覆成形方法。
【請求項２】支持部材の先端面が金型内壁から０．２〜
０．５ｍｍ金型空間内部に入った位置で、支持部材の後
退が停止される請求項１記載の方法。
【請求項３】熱可塑性樹脂が液晶ポリマーである請求項
１〜２記載の方法。
【請求項４】熱可塑性樹脂が、強化充填剤を配合した樹
脂組成物である請求項１〜３記載の方法。
【請求項５】溶融樹脂の注入の際に、インサート部品の
上に可動側金型（１）が、下に固定側金型（２）が配置
される請求項１〜４記載の方法。
【請求項６】支持部材の進退が、アクチュエータ（１
１）およびロッド（１０）を経て伝達される、流体圧力
またはモーターの動力によって行われる請求項１〜５記
載の方法。
【請求項７】請求項１〜６記載の方法によって被覆成形
された電気または電子部品の封止成形品。