(57)【要約】      （修正有）【課題】薄肉射出成形品を射出成形する場合であっても、生産性が良く、簡便な構造の金型装置および該金型装置を用いる射出成形品の製造方法を提供する。【解決手段】金型装置は、スプルー部が形成された固定型２０と、前記固定型に対して移動自在に装着された可動型１０と、前記可動型に対して装着されたスプルーロックピン１１とを有する、射出成形品を成形するための金型装置であって、前記金型装置の内部には、型締め状態で、前記スプルー部に連通するランナー部２２とキャビティ部２３とが形成され、前記金型装置に注入される樹脂成形材料は、前記スプルー部から前記ランナー部を通過して前記キャビティ部に注入され、前記スプルーロックピンは、前記ランナー部の可動型側の面より樹脂注入側へ所定距離突出するように配置されている。【選択図】図３
2010208105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプルー部が形成された固定型と、前記固定型に対して移動自在に装着された可動型と、前記可動型に対して装着されたスプルーロックピンとを有する、射出成形品を成形するための金型装置であって、
前記金型装置の内部には、型締め状態で、前記スプルー部に連通するランナー部とキャビティ部とが形成され、
前記金型装置に注入される樹脂成形材料は、前記スプルー部から前記ランナー部を通過して前記キャビティ部に注入され、
前記スプルーロックピンは、前記ランナー部の可動型側の面より樹脂注入側へ所定距離突出するように配置されている金型装置。
【請求項２】
前記スプルーロックピンは、樹脂注入側に向かって端部が細くなるようなテーパー状に形成される請求項１に記載の金型装置。
【請求項３】
前記スプルーロックピンは、前記可動型に対して移動自在に装着される請求項１または２に記載の金型装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の金型装置を用い、固定型と可動型とが組み合わされた型締め状態で、キャビティ部に樹脂成形材料を注入し、前記樹脂成形材料を硬化させる工程と、
前記可動型を前記固定型に対して型開きする方向に相対的に移動させる工程と、を有する射出成形品の製造方法。
【請求項５】
スプルーロックピンを前記固定型の方向に突き出す工程を有する請求項４に記載の射出成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形用の金型装置および該金型装置を用いる射出成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、樹脂を金型中に注入し、各種の製品を成型する射出成形用金型装置が使用されている。このような射出成形用金型装置の例が、例えば特許文献１に開示されている。この従来例としての特許文献１に開示された射出成形用金型装置では、スプルーが固定金型側に固着することを防止するために、スプルーの可動金型側端部にスプルーロック（樹脂溜まり）を形成することで、スプルーを可動金型側に固着しやすくしている。
【０００３】
しかしながら、上記従来の射出成形用金型装置においては、薄肉成形品を射出成形する場合、スプルーロックで冷却固化される樹脂が成形品よりも厚肉形状となるために、冷却固化するための時間がかかり、射出成形品の生産性が低下するという問題がある。
【０００４】
また、特許文献２においては、スプルーロックピンを中空構造とし、スプルーロックピンを空冷することで、スプルーロックで冷却固化される樹脂が厚肉形状であっても、冷却固化する時間を短縮することができる射出成形用金型装置を開示している。
【０００５】
しかしながら、上記従来の射出成形用金型装置では、スプルーロックピンを中空構造とし、金型装置内部にスプルーロックピンに連通するエアチューブを配置する必要があるとともに、金型装置外部にエアを排出するポンプ等の装置が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１０５３３６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５０６３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、薄肉射出成形品を射出成形する場合であっても、生産性が良く、簡便な構造の金型装置および該金型装置を用いる射出成形品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る金型装置は、
スプルー部が形成された固定型と、前記固定型に対して移動自在に装着された可動型と、前記可動型に対して装着されたスプルーロックピンとを有する、射出成形品を成形するための金型装置であって、
前記金型装置の内部には、型締め状態で、前記スプルー部に連通するランナー部とキャビティ部とが形成され、
前記金型装置に注入される樹脂成形材料は、前記スプルー部から前記ランナー部を通過して前記キャビティ部に注入され、
前記スプルーロックピンは、前記ランナー部の可動型側の面より樹脂注入側へ所定距離突出するように配置されている。
【０００９】
このような構成とすることで、キャビティ部において成形される射出成形品が薄肉形状であっても、金型装置の内部に注入された樹脂の厚みを成形品と同程度あるいはそれ以下の厚みとすることができるため、樹脂を冷却固化する時間が短縮され、成形品の生産性を向上させることができる。
【００１０】
本発明に係る金型装置において、好ましくは、前記スプルーロックピンは、樹脂注入側に向かって端部が細くなるようなテーパー状に形成される。
【００１１】
このような構成とすることで、スプルー部からランナー部への樹脂成形材料の流れを円滑にすることができる。
【００１２】
本発明に係る金型装置において、好ましくは、前記スプルーロックピンは、前記可動型に対して移動自在に装着される。
【００１３】
このような構成とすることで、型開きと同時あるいは型開き後に、スプルーロックピンを型開き方向に沿って固定型側に突き出すことができる。一般に、金型装置内で冷却固化した射出成形体を可動型に付着させた状態で型開きすると、硬化後の成形体に収縮を生じて可動型に強く抱きつき、脱型が困難になる。そのため、本発明においては、スプルーロックピンを型開き方向に沿って移動自在に装着しているので、スプルーロックピンを固定型側に突き出すことで、成形体を容易に脱型することができる。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る射出成形品の製造方法は、
上記記載の金型装置を用い、固定型と可動型とが組み合わされた型締め状態で、キャビティ部に樹脂成形材料を注入し、前記樹脂成形材料を硬化させる工程と、
前記可動型を前記固定型に対して型開きする方向に相対的に移動させる工程と、を有する。
【００１５】
本発明に係る射出成形品の製造方法において、好ましくは、スプルーロックピンを前記固定型の方向に突き出す工程を有する。
【００１６】
このような構成の射出成形品の製造方法によれば、射出成形品の生産性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、薄肉射出成形品を射出成形する場合であっても、生産性が良く、簡便な構造の金型装置および該金型装置を用いる射出成形品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る金型装置に型締め状態で樹脂成形材料を注入する概略断面図を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係る金型装置を型開きした状態の概略断面図を示す。
【図３】本発明の一実施形態に係る金型装置の型締め状態の要部拡大断面図を示す。
【図４】本発明の一実施形態に係るキャビティ部の概略断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。図１は本発明の一実施形態に係る金型装置に型締め状態で樹脂成形材料を注入する概略断面図、図２は本発明の一実施形態に係る金型装置を型開きした状態の概略断面図、図３は本発明の一実施形態に係る金型装置の型締め状態の要部拡大断面図、図４は本発明の一実施形態に係るキャビティ部の概略断面図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る金型装置１は、可動型１０と固定型２０とを有する。固定型２０にはスプルー部２１が形成されており、スプルー部２１は射出成形機２と連通している。また、図３に示すようにスプルー部２１は、射出成形機２側に向かって端部が細くなるようなテーパー状に形成されている。また、可動型１０には、後述するスプルーロックピン１１を装着するための孔１２が形成されており、孔１２の幅Ｗ１は、特に限定されないが、２〜１０ｍｍが好ましく、特に好ましくは３〜７ｍｍである。
【００２１】
可動型１０は、固定型２０に対して型開き方向Ｚに相対的に移動可能に装着され、図１は型締め状態を示し、図２は型開き状態を示す。可動型１０の孔１２にはスプルーロックピン１１が装着される。スプルーロックピン１１は、可動型１０に対して型開き方向Ｚに相対的に移動自在に装着されることが好ましい。
【００２２】
図１および図３に示すように、可動型１０が固定型２０に対して型締めされた状態で、これらの金型の間に、ランナー部２２およびキャビティ部２３が形成される。ランナー部２２は固定型２０側の面２８と可動型１０側の面１８との間に形成され、ランナー部２２の一端はスプルー部２１に連通し、他端はゲート部２４に連通する。ゲート部２４は、ランナー部２２の終点であると同時に樹脂成形材料３０をキャビティ部２３内へ注入するための入り口でもあり、ランナー部２２よりも細く形成される。キャビティ部２３は、携帯電話用カメラレンズやマイクロレンズなどの薄肉成形品に対応する空間形状を有し、ゲート部２４に連通する。図１に示すように、金型装置１に注入される樹脂成形材料３０は、スプルー部２１、ランナー部２２、ゲート部２４の順に通過してキャビティ部２３に注入される。
【００２３】
スプルーロックピン１１は、図３に示すように、型締め状態においてランナー部２２を形成する可動型１０側の面１８よりも樹脂注入側へ所定距離Ｌ１突出するように配置されている。所定距離Ｌ１は、特に限定されないが、面１８と面２８との距離Ｌ０の半分以上であり、距離Ｌ０の２倍と後述するＬ３との合計長以下（Ｌ０／２≦Ｌ１≦Ｌ０×２＋Ｌ３）であることが好ましく、特に好ましくは、面１８と面２８との距離Ｌ０以上であり、距離Ｌ０の２倍と後述するＬ３との合計長以下（Ｌ０≦Ｌ１≦Ｌ０×２＋Ｌ３）である。所定距離Ｌ１が、上記範囲よりも小さい場合、樹脂成形材料３０を硬化するのに時間がかかり、射出成形体４０の生産性が低下する。また、所定距離Ｌ１が、上記範囲よりも大きい場合、スプルー部２１において樹脂成形材料３０の流れを阻害するおそれがある。
【００２４】
図３に示すように、型締め状態においてランナー部２２を形成する可動型１０側の面１８と固定型２０側の面２８との距離Ｌ０は、特に限定されないが、１〜８ｍｍが好ましく、特に好ましくは１．５〜５ｍｍである。
【００２５】
スプルーロックピン１１は、孔１２の幅Ｗ１と略同じ幅を有する基部１１ａと、樹脂注入側に向かって端部が細くなるようなテーパー状に形成されるテーパー部１１ｂとからなることが好ましい。図３に示すように、型開き方向Ｚに沿って可動型１０側におけるテーパー部１１ｂの端部の幅Ｗ２は、孔１２の幅Ｗ１よりも小さく形成されることが好ましく、そのためスプルーロックピン１１には、肩部１３が形成されることが好ましい。幅Ｗ２は、１．８〜９．８ｍｍが好ましく、特に好ましくは２．８〜６．８ｍｍである。また、型開き方向Ｚに沿って樹脂注入側におけるテーパー部１１ｂの端部の幅Ｗ３は、特に限定されないが、０ｍｍより大きいことが好ましく、特に好ましくは０．２〜４．０ｍｍである。また、型開き方向Ｚに沿ってスプルーロックピン１１の肩部１３から樹脂注入側におけるテーパー部１１ｂの端部までの距離Ｌ２は、２〜３０ｍｍが好ましく、特に好ましくは３〜１５ｍｍである。スプルーロックピン１１の断面形状は、特に限定されず、円形状であっても、方形状であってもよい。
【００２６】
また、型開き方向Ｚに沿って肩部１３からランナー部２２を形成する可動型１０側の面１８までの距離Ｌ３は、特に限定されないが、１〜１０ｍｍが好ましく、特に好ましくは２〜６ｍｍである。孔１２において、肩部１３からランナー部２２を形成する可動型１０側の面１８までの空間２５に樹脂成形材料３０が注入され、硬化することでスプルーロック部（図示しない）が形成される。
【００２７】
また、図３に示すように、ランナー部２２を形成する可動型１０側の面１８から型開き方向Ｚに沿って、Ｌ０／２の位置におけるスプルー部２１の幅Ｗ４，Ｗ６とスプルーロックピン１１の幅Ｗ５との比は、Ｗ４：Ｗ５：Ｗ６＝１：（０．８〜１．２）：１であることが好ましい。
【００２８】
可動型１０および固定型２０の材質は、特に限定されず、鋳鉄、鉄、ステンレス、アルミニウム、ニッケル電鋳などの金属に限らず、合成樹脂あるいはその他の材質であってもよい。また、スプルーロックピン１１の材質は、特に限定されず、通常、金属などで構成される。
【００２９】
本実施形態では、図３に示すようにスプルーロックピン１１を所定の位置に配置し、図１に示すように射出成形機２から型締め状態の金型装置１に樹脂成形材料３０を注入し、樹脂成形材料３０を硬化させる。樹脂成形材料３０は特に限定されず、射出成形に用いられる一般的なものを用いることができる。次いで、図２に示すように、可動型１０を固定型２０に対して型開き方向Ｚに相対的に移動させて、硬化した樹脂成形材料（射出成形体４０）を取り出す。なお、射出成形体４０を取り出すために、型開きと同時あるいは型開き後に、スプルーロックピン１１を型開き方向Ｚに突き出すことが好ましい。その後、射出形成体４０からスプルー部２１、ランナー部２２およびゲート部２４を切り離すことで、射出成形品が製造される。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。本発明によれば、厚み１０μｍ〜３ｍｍ程度の薄肉成形品を得ることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、以下の実施例１〜３および比較例１〜３においては、型締め状態においてランナー部２２を形成する可動型１０側の面１８と固定型２０側の面２８との距離Ｌ０を２．５ｍｍとした。また、実施例１〜３および比較例１，３においては、射出成形のサイクルタイムを２５秒とし、比較例２においては、５０秒とした。以下に、射出成形品の使用樹脂、成型条件および面精度評価方法を示す。樹脂成形材料としては、ノルボルネン系ポリマー（日本ゼオン社製；ＺＥＯＮＥＸ（登録商標）Ｅ４８Ｒ）を使用した。また、以下の表１に実施例１〜３および比較例１〜３のスプルーロックピンの形状および成形品の面精度評価結果を示す。
【００３２】
＜成型条件＞
・成形機      ：ＦＡＮＵＣ  ＲＯＢＯＳＨＯＴ  Ｓ−２０００ｉ  ５０Ａ（ファナック社製）
・スクリュー径：２２ｍｍφ
・型締力      ：５０ｔｏｎ
・成形温度    ：２９０℃
・金型温度    ：１２３℃（Ｔｇ−５℃）
・射出速度    ：２０ｍｍ／ｓｅｃ
・保圧        ：５００ｋｇ／ｃｍ２
・金型（キャビティー部、図４参照）最厚部Ｗ９：０．４  ｍｍ
ゲート部厚Ｗ８：０．２  ｍｍ
ランナー部厚Ｗ７：０．５  ｍｍ
設計値  Ｒ１面：３．０１ｍｍ
Ｒ２面：５．７３ｍｍ
【００３３】
＜成形品の面精度評価方法＞
射出成形品の面精度（ＰＶ値）を、三次元形状測定機ＮＨ−３ＳＰ（三鷹光器社製）を用いて測定し、ＰＶ値が０．８μｍ未満を「良好」、０．８μｍ以上を「不良」とした。なお、ＰＶ値とはレンズ面形状の設計値との乖離値である。
【００３４】
＜スプルーロックピンの形状および評価結果＞
【表１】
2010208105.tif 000003
【００３５】
表１に示すように、実施例１〜３の金型装置におけるスプルーロックピン１１のテーパー部１１ｂの形状は円錐台形である。また、実施例１のスプルーロックピン１１は、ランナー部２２を形成する可動型１０側の面１８から樹脂注入側へ３．５ｍｍ突出（Ｌ１＝３．５ｍｍ）し、実施例２のスプルーロックピン１１は、ランナー部２２を形成する可動型１０側の面１８から樹脂注入側へ１．２５ｍｍ突出（Ｌ１＝１．２５ｍｍ）し、実施例３のスプルーロックピン１１は、ランナー部２２を形成する可動型１０側の面１８から樹脂注入側へ７．８ｍｍ突出（Ｌ１＝７．８ｍｍ）している。そのため、射出成形のサイクルタイムが２５秒であっても、成形品の面精度が良好であった。
【００３６】
また、比較例１，２の金型装置におけるスプルーロックピンの形状は、円柱であり、スプルーロックピンは、ランナー部２２を形成する可動型１０側の面１８から樹脂注入側への突出距離Ｌ１が−０．５ｍｍである。つまり、比較例１，２の金型装置におけるスプルーロックピンは、その樹脂注入側の端部がランナー部２２に到達していない。そのため、比較例１の金型装置においては、レンズ面精度の良好な射出成形品を得ることができなかった。また、比較例２の金型装置においては、レンズ面精度の良好な射出成形品を得ることができたが、実施例１〜３および比較例１，３の金型装置と比較すると、樹脂成形材料を硬化する時間がかかり、生産性が低下した。
【００３７】
さらにまた、スプルーロックピンが長すぎる比較例３では、ランナー部２２への樹脂成形材料の流動をスプルーロックピンが阻害するために、レンズ面精度の良好な射出成形品を得ることができなかった。
【符号の説明】
【００３８】
１  …金型装置
１０…可動型
１１…スプルーロックピン
２０…固定型
２１…スプルー部
２２…ランナー部
２３…キャビティ部
【図１】
2010208105.tif 000004
【図２】
2010208105.tif 000005
【図３】
2010208105.tif 000006
【図４】
2010208105.tif 000007