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伝熱制御による射出成形加工の高品位化技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 03555041
研究種目

試験研究(B)

配分区分補助金
研究分野 熱工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

黒崎 晏夫  東京工業大学, 工学部, 教授 (70016442)

研究分担者 金井 俊孝  出光石油化学(株)樹脂研究所, 室長
山田 純  東京工業大学, 工学部, 助手 (40210455)
佐藤 勲  東京工業大学, 工学部, 助教授 (10170721)
研究期間 (年度) 1991 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
15,900千円 (直接経費: 15,900千円)
1992年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
1991年度: 10,500千円 (直接経費: 10,500千円)
キーワード高分子射出成形 / 伝熱制御 / 高品位化 / ひけ / 残留応力 / 分子配向 / 粘弾性解析 / ひけ位置 / 残留応力・分子配向 / 粘弾性挙動 / 射出成形法 / 保圧過程 / 樹脂物性の圧力依存性 / 非接触温度計測
研究概要

本研究では、これまで金型温度を均一化するためだけに制御されてきた金型壁の冷却条件をより積極的に変化させて、従来にない高品位な高分子射出成形品を得るための技術を得ることを目的として、伝熱制御による実用的な歪み発生位置の制御手法を提案するとともに、伝熱制御が高分子射出成形品の歪み、とその原因である応力や分子配向に与える影響を高分子の粘弾性挙動から予測し、伝熱制御による射出成形品高品位化の可能性を検討した。得られた成果は以下の通りである。
1.保圧に伴う現象の把握と壁面温度の制御によるひけ位置の制御:
まず成形品のひけを抑止するために用いられている保圧過程で樹脂に生じる現象を可視化によって明らかにした。その上で、壁面温度を自由に制御できる金型を用いて保圧を用いた成形でも非対弥冷却によって成形品のひけ位置を特定の部位に制限できることを示した。さらにこれを実用成形に適用するために、金型表面近傍の材料を選定しその内部の非定常熱伝導の差異を利用して成形品表面温度を制御する手法を提案し、これによるひけ位置制御の有効性を確認した。
2.成形品の冷却条件と残留応力・分子配向の関連の粘弾性的検討:
成形品内に発生・残留する応力や分子配向は歪みの発生速度、すなわち冷却速度と緩和速度のかねあいで決まる。特に射出成形品はその冷却速度が成形品厚さ方向に大きく異なるため、応力や配向の残留過程がそれに伴って変化すると考えられる。この観点から実験に使用した樹脂の粘弾性挙動を正確に測定し、これを基に成形品内で応力と配向の残留過程が高分子の粘弾性挙動によって支配されている領域を予測した。その結果、この領域の位置は成形品の冷却条件によって変化し、金型の温度を制御することで成形品の残留応力・分子配向をコントロールできることを示した。

報告書

(3件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (15件)

  • [文献書誌] 黒崎 晏夫: "射出成形の保圧過程に生じる金型内樹脂流動の可視化観察と成形品の残留ひずみに与える影響" プラスチック成形加工学会誌「成形加工」. 4. 256-264 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuo KUROSAKI: "Visualization of Polymer Melt Flow and Residual Stress Distribution Induced in the Packing Stage of an Injection Molding…" Int.Conf.Trans.Pheno.in Processing. 1126-1135 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuo KUROSAKI: "Effects of Packing-Holding Pressure of an Injection Molding Process on the Size and Location of Sink-Mark Appearing on a …" Heat Trans.Effects in Materials Proc.HTD233. 61-66 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuo KUROSAKI: "Effects of Cooling Condition on the Residual Stress Development Frozen in an Iniection Molded Polymer Strip" 2nd JSME-KSME Therm.Eng.Conf.2. 113-118 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 黒崎 晏夫: "伝熱制御による高分子射出成形品の高品位化(ひけ発生位置の制御)" 日本機械学会通常総会講演会講演論文集. (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kurosaki, et al., Visualization of Extra Melt Motion: "Induced in the Packing Stage and Its Effect on the Residual Stress Frozen in an Injection-Molded Polymer Product" Seikei-Kakou(J. of JSPP). Vol.4,NO.4. 256-264 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kurosaki, et al.: "Visualization of Polymer Melt Flow and Residual Stress Distribution Induced in the Packing Stage of an Injection Molding Process" Proc. 1st Int. Conf. on Transport Phenomena in Processing. 1126-1135 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kurosaki, et al.: "Effects of Packing-Holding Pressure of an Injection Molding Process on the Size and Location of Sink-Marks Appearing on a Polymer Strip Molded under the Asymmetrical Cooling Condition" Heat Transfer Effects in Materials Processing. ASMEHTD-Vol.233. 61-66 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kurosaki, et al.: "Effects of Cooling Condition on the Residual Stress Development Frozen in an Injection-Molded Polymer Strip" Proc. 2nd JSME-KSME Thermal Eng. Conf. Vol.2. 113-118 (1992)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kurosaki, et al.: "Injection Molding of High Grade Polymer Products by Heat Transfer Control (Control of Sink Mark Position)" Proc. 70th JSME Spring Annual Meeting. (1993)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuo Kurosaki: "Effects of Cooling Condition on the Residual Stress Development Frozen in an Injection-Molded Polymer Strip" Proc.2nd JSME-KSME Therm.Eng.Conf.2. 113-118 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 黒崎 晏夫: "伝熱制御による高分子射出成形品の高品位化(ひけ発生位置の制御)" 日本機械学会通常総会講演会講演論文集. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 黒崎 晏夫: "射出成形の保圧過程に生じる金型内樹脂流動の可視化観察と成形品の残留歪みに与える影響" 成形加工.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuo KUROSAKI: "Visualizaation of Polymer Melt Flow and Residual Stress Distribution Induced in the Packing Stage of an Injection Molding Process" Proc.Int.Conf.Transport Phenomena in Processing.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuo KUROSAKI: "Effects of Packing-Holding Pressure of an Injection Molding Process on the Size and Location of Sink-Marks Appearing on a Polymer Strip Molded under the Asymmetrical Cooling Condition" Proc.1992 ASME Winter Annual Meeting.

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1991-04-01   更新日: 2016-04-21  

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