(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの射出ユニットから複数の金型の各キャビティに溶融樹脂をそれぞれ注入し、これら注入した溶融樹脂に気体をそれぞれ吹き込んで樹脂製品を中空成形する射出成形方法であって、
ショートショット状態となるようにキャビティの一方から射出によって溶融樹脂を注入する第１の工程と、
この第１の工程が終了する直前または第１の工程の後に、キャビティの一方から第１の気体を吹き込む第２の工程と、
この第２の工程の後に、キャビティの他方から第１の気体の圧力より高い圧力を有する第２の気体を吹き込むと共に、この吹き込んだ第２の気体をキャビティの一方から排出する第３の工程と、を備えていることを特徴とする射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形方法に関し、詳しくは、一つの射出ユニットから複数の金型の各キャビティに溶融樹脂をそれぞれ注入し、これら注入した溶融樹脂に気体をそれぞれ吹き込んで樹脂製品を中空成形する射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一つの射出ユニットから複数の金型の各キャビティに溶融樹脂をそれぞれ注入し、これら注入した溶融樹脂に気体をそれぞれ吹き込んで樹脂製品を中空成形する射出成形方法、いわゆる、中空射出成形方法が既に知られている。ここで、下記特許文献１には、吹き込んだ気体の断熱膨張効果により中空成形品を冷却する射出成形方法が開示されている。これにより、肉厚で大型の中空成形品を成形する場合でも、ソリの発生を抑制できるようにすると共に、冷却時間を確実かつ大幅に短縮することができる。
【特許文献１】特開２００３−１２７１７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した射出成形方法では、キャビティに注入した溶融樹脂にエア等の気体を吹き込んで樹脂製品を中空成形するとき、捨てキャビティ方式（キャビティの全てに行き亘るように溶融樹脂を射出し、射出した溶融樹脂に高圧エアー（例えば、１５ＭＰａ位の高圧エアー）を吹き込んで、出来上がった樹脂製品の中空部に相当する部分の溶融樹脂をキャビティの外部に排出する方式）を採用しているため、材料の歩留まりが悪いという問題が発生していた。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、溶融樹脂に気体を吹き込んで樹脂製品を中空成形する場合であっても、材料の歩留まりがよい射出成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、一つの射出ユニットから複数の金型の各キャビティに溶融樹脂をそれぞれ注入し、これら注入した溶融樹脂に気体をそれぞれ吹き込んで樹脂製品を中空成形する射出成形方法であって、ショートショット状態となるようにキャビティの一方から射出によって溶融樹脂を注入する第１の工程と、この第１の工程が終了する直前または第１の工程の後に、キャビティの一方から第１の気体を吹き込む第２の工程と、この第２の工程の後に、キャビティの他方から第１の気体の圧力より高い圧力を有する第２の気体を吹き込むと共に、この吹き込んだ第２の気体をキャビティの一方から排出する第３の工程とを備えていることを特徴とする方法である。
この方法によれば、捨てキャビティ方式を採用しなくても中空成形することができる。そのため、材料の歩留まりを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明の実施例に係る射出成形機の概略構成を示す平面図であり、一部を断面で示している。
【図２】図２は、本発明の実施例に係る射出成形機の概略構成を示す正面図であり、一部を断面で示している。
【図３】図３は、本発明の実施例に係る射出成形機の概略構成を示す側面図である。
【図４】図４は、図１の第１の型締ユニットの断面模式図である。
【図５】図５は、本発明の実施例に係る射出成形機のエア供給部の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図１〜５を用いて説明する。まず、図１〜５を参照して、本発明の実施例に係る射出成形機１の概略構成を説明する。この射出成形機１は、溶融樹脂Ｍの供給と射出を行う樹脂供給部２と、射出した溶融樹脂Ｍにエアを供給するエア供給部３とから構成されている。以下に、これら供給部２、３を個別に説明していく。
【０００８】
はじめに、図１〜４を参照して、樹脂供給部２を説明する。樹脂供給部２は、溶融樹脂Ｍを射出する１つの射出ユニット１０と、この射出ユニット１０から射出された溶融樹脂Ｍに後述する低圧エアと高圧エアとを吹き込んで樹脂製品Ｗを中空成形（ブロー成形）する４個の型締ユニット（第１の型締ユニット１２、第２の型締ユニット１４、第３の型締ユニット１６、第４の型締ユニット１８）とから構成されている。
【０００９】
射出ユニット１０は、例えば、モータ２０の回転駆動を駆動源とする押出機２２と、この押出機２２から続く筒形状の加熱筒２４と、この加熱筒２４から続くノズル２６と、このノズル２６から続く矩形状のマニホールド２８とを備えている。このノズル２６は、マニホールド２８の軸方向の一端側（図１において、右側）に密着されている。
【００１０】
そして、ホッパ３２から供給される粒状の樹脂材料（図示しない）を加熱筒２４の内部に配置されたスクリュ３４の回転および加熱筒２４に巻き付けられたバンドヒータ（図示しない）によって溶融させ、この溶融させた樹脂材料（以下、「溶融樹脂Ｍ」と記す）をスクリュ３４の前進によってノズル２６を介してマニホールド２８へ充填させている。なお、モータ２０には、制御装置（図示しない）が電気的に接続されている。この制御装置は、スクリュ３４が所望する速度で前進できるようにモータ２０を制御することができる。
【００１１】
マニホールド２８の軸方向に沿った両側面（図２において、上下面）には、２個のバルブゲート３０、３０がそれぞれ設けられている。すなわち、マニホールド２８には、計４個のバルブゲート３０、３０、３０、３０が設けられている。この各バルブゲート３０には、後述する固定金型４２と可動金型４６との型締めによって形成されるキャビティ５０の一端側（図２において、キャビティ５０の左側）から溶融樹脂Ｍを射出可能な樹脂ノズル３０ａが設けられている。
【００１２】
なお、上述したモータ２０、押出機２２、スクリュ３４を内蔵した加熱筒２４、ノズル２６およびホッパ３２は、床面フロアＦに設けられた台座Ｂの上面にスライド機構Ｓを介して組み付けられている。このスライド機構Ｓ（例えば、公知のボールネジ、ボールナットによるスライド機構）により、マニホールド２８に対するノズル２６の着脱を容易に行うことができる。
【００１３】
次に、４個の型締ユニット（第１の型締ユニット１２、第２の型締ユニット１４、第３の型締ユニット１６、第４の型締ユニット１８）を説明する。なお、これら型締ユニット１２、１４、１６、１８は、いずれも同一構成であるため、第１の型締ユニット１２のみを説明することで、残りの第２の型締ユニット１４、第３の型締ユニット１６、第４の型締ユニット１８の説明を省略することとする。
【００１４】
第１の型締ユニット１２は、固定盤４０に固着された固定金型４２と、この固定盤４０に対して４本のロッド４８、４８、４８、４８を介して離間可能な可動盤４４に固着された可動金型４６とを備えている。この離間は、シリンダ５２の駆動によって行われている。これら両金型４２、４６には、互いを型締めすると、所望する樹脂製品Ｗ（この例では、自動車のアシストグリップ）を成形可能なキャビティ５０が形成されている。なお、各型締ユニット１２、１４、１６、１８は、上述した４個のバルブゲート３０、３０、３０、３０に対応するように設けられている。樹脂供給部２は、このように構成されている。
【００１５】
次に、図５を参照して、エア供給部３を説明する。取入口６０から取り入れられたエア（大気）は、ポンプ６２を介して高圧エア（この例では、１ＭＰａのエア）にされてタンク６４に貯蔵されている。これらポンプ６２およびタンク６４は、上述した台座Ｂの内部に収納されている（図１参照）。これにより、射出成形機１をコンパクトにすることができる。
【００１６】
図５に戻って、この高圧エアは、ドライヤ６６を通して乾燥された後に、第１の減圧弁６８および第２の減圧弁７２を介して低圧エア（この例では、０．８ＭＰaのエア）に減圧されている。この低圧エアは、第１の電磁弁７６と第１の流量調整弁７８とを介して第１のエアノズル８２からキャビティ５０の一端側（図４において、キャビティ５０の左側）に供給可能となっている。
【００１７】
一方、第１の減圧弁６８を介した高圧エアは、上述したように第２の減圧弁７２だけでなく、第２の電磁弁８４と第２の流量調整弁８６とを介して第２のエアノズル９０からキャビティ５０の他端側（図４において、キャビティ５０の右側）に供給可能となっている。
【００１８】
なお、第１の電磁弁７６、第１の流量調整弁７８、第２の電磁弁８４および第２の流量調整弁８６は、上述した制御装置に電気的に接続されている。この制御装置は、これら各弁７６、７８、８４、８６が予め決定の動作をするように各弁７６、７８、８４、８６の開閉を制御することができる。また、第１の減圧弁６８の出口側には第１の圧力計７０が設けられており、第２の減圧弁７２の出口側にも第２の圧力計７４が設けられている。
【００１９】
また、第１の流量調整弁７８の出口側には第１の流量センサ８０が設けられており、第２の流量調整弁８６の出口側にも第２の流量センサ８８が設けられている。そして、これら各圧力計７０、７４および各流量センサ８０、８８からの信号は、上述した制御装置に取り込まれている。これにより、エアの圧力およびエアの流量の異常を早期に検出することができるため、成形不良の発生を防止できる。
【００２０】
また、エアの流量の異常を早期に検出することにより、両エアノズル８２、９０の詰まりを検出できるため、効率よく、両エアノズル８２、９０のメンテナンスを行うことができる。エア供給部３は、このように構成されている。
【００２１】
続いて、上述した樹脂供給部２とエア供給部３とから構成されている射出成形機１の動作を説明する。なお、既に説明したように、各型締ユニット１２、１４、１６、１８は、いずれも同一構成であるため、第１の型締ユニット１２の動作のみを説明することで、残りの第２の型締ユニット１４、第３の型締ユニット１６、第４の型締ユニット１８の動作の説明を省略することとする。
【００２２】
なお、第２の型締ユニット１４は、第１の型締ユニット１２の一連の成形動作（型締めから樹脂製品Ｗの取り出しに至る動作）を１周期とする１／４周期だけ遅れたタイミングで動作し始め、第３の型締ユニット１６は、第１の型締ユニット１２の一連の動作を１周期とする２／４周期だけ遅れたタイミングで動作し始め、第４の型締ユニット１８は、第１の型締ユニット１２の一連の動作を１周期とする３／４周期だけ遅れたタイミングで動作し始めている。
【００２３】
まず、第１の型締ユニット１２の両金型４２、４６の型締め動作が行われる。次に、スクリュ３４を前進させて溶融樹脂Ｍをマニホールド２８へ流し込むと共に、流し込んだ溶融樹脂Ｍを樹脂ノズル３０ａを介してキャビティ５０へ射出する。このとき、ショートショット状態となるように、溶融樹脂Ｍをキャビティ５０へ射出する（図４（Ａ）、図５（Ａ）参照）。この記載が、特許請求の範囲に記載の「ショートショット状態となるようにキャビティの一方から射出によって溶融樹脂を注入する第１の工程」に相当する。
【００２４】
このショートショットとは、キャビティ５０の容積に対して、所定の割合（例えば、７３％）だけ溶融樹脂Ｍを射出することである。この場合、射出後のキャビティ５０には、２７％の空間が残されることとなる。この所定の割合は、成形される樹脂製品Ｗに応じて決められる、設計的な事項である。
【００２５】
また、このとき、スクリュ３４の前進速度を段階的（この例では、４段階）に切り替えて、溶融樹脂Ｍをキャビティ５０へ射出する。例えば、樹脂の射出が進むに従ってスクリュ３４の前進速度を２００ｒｐｍ、８０ｒｐｍ（低速充填）、４５０ｒｐｍ（高速充填）、８０ｒｐｍというように切り替えることにより、出来上がった樹脂製品Ｗのウエルド（外観不良）を防止できる。
【００２６】
なお、第１の型締ユニット１２のキャビティ５０に射出が行われているとき、残りの３個の型締ユニット１４、１６、１８の各樹脂ノズル３０ａは閉ざされている。このことは、第２の型締ユニット１４のキャビティ５０に射出が行われているとき、第３の型締ユニット１６のキャビティ５０に射出が行われているとき、および第４の型締ユニット１８に射出が行われているときも同様である。
【００２７】
続いて、第１のエアノズル８２から低圧エアをキャビティ５０に吹き込んで、溶融樹脂Ｍをキャビティ５０の内面に行き亘らしていく（図４（Ｂ）、図５（Ｂ）参照）。この記載が、特許請求の範囲に記載の「この第１の工程が終了する直前または第１の工程の後に、キャビティの一方から第１の気体を吹き込む第２の工程」に相当する。
【００２８】
なお、吹き込む低圧エアの容量がキャビティ５０に残された空間の容量（この例では、２７％）と一致するように、第１の電磁弁７６と第１の流量調整弁の開タイミングは設定されている。このとき、第２のエアノズル９０に低圧エアが入り込まないように、第２の電磁弁８４を閉じておく。このように低圧エアを吹き込むことで、従来技術で説明した捨てキャビティ方式を採用しなくても中空成形することができる。
【００２９】
続いて、第２のエアノズル９０から高圧エアをキャビティ５０に吹き込んで、キャビティ５０内部の低圧エア（溶融樹脂Ｍの内部の低圧エア）を排出させる（図４（Ｃ）、図５（Ｃ）参照）。このとき、溶融樹脂Ｍの部位のうち、キャビティ５０の他端側に位置する部位を破る格好となるように、キャビティ５０内部の低圧エアを排出させる。この記載が、特許請求の範囲に記載の「この第２の工程の後に、キャビティの他方から第１の気体の圧力より高い圧力を有する第２の気体を吹き込むと共に、この吹き込んだ第２の気体をキャビティの一方から排出する第３の工程」に相当する。
【００３０】
この排出された低圧エアは、例えば、第２の減圧弁７２から系外へと排出されている。このとき、第２のエアノズル９０に低圧エアが入り込むように、第２の電磁弁８４を開けておくことは言うまでもない。
【００３１】
そして、高圧エアの吹き込みが完了すると、両金型４２、４６の冷却を行いながら、スクリュ３４の回転を継続させて、次回の射出に備えて樹脂材料の溶融を行っておく。最後に、この冷却の終了に伴って、両金型４２、４６の型開き動作を行って樹脂製品Ｗの取り出しを行う。このようにして、樹脂材料から所望する樹脂製品Ｗを成形することができる。
【００３２】
本発明の実施例に係る射出成形機１は、上述したように構成されている。この構成によれば、捨てキャビティ方式を採用しなくても中空成形することができる。そのため、材料の歩留まりを向上させることができる。また、高圧エアを吹き込んでキャビティ５０内部の低圧エア（溶融樹脂Ｍによって暖められた低圧エア）を排出させるため、溶融樹脂Ｍの冷却効果を高めることができる。
【００３３】
また、この構成によれば、１ＭＰａ程度のエアで中空成形できるため、高い圧力のエア（例えば、１０ＭＰａ以上のエア）を必要とすることなく、簡便に実施することができる。また、この構成によれば、ドライヤ６６を採用しているため、吹き込みエアを簡便に確保することができる。
【００３４】
また、この構成によれば、溶融樹脂Ｍの部位のうち、キャビティ５０の他端側に位置する部位を破る格好となるように、キャビティ５０内部の低圧エアを排出させるため、応力が集中し、樹脂製品Ｗの中空内部全体を高圧にしなくても容易に排出させることができる。そのため、両エアノズル８２、９０を固定式にでき、簡素な構造で実施することができる。
【００３５】
上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
実施例では、出来上がった樹脂製品Ｗがアシストグリップである例を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、樹脂で成形されるものであれば、どのような製品であっても構わない。
【００３６】
また、実施例では、射出成形機１は、マニホールド２８における長手方向の左右に２個ずつ、計４個の型締ユニット１２、１４、１６、１８を備えた構成を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、例えば、マニホールド２８における長手方向の左右に４個ずつ、計８個の金型を備えた構成でも構わない。
【００３７】
また、実施例では、溶融樹脂Ｍに吹き込む気体の例として、エアを例に説明した。しかし、これに限定されるものでなく、各種の気体（例えば、窒素ガス等）であっても構わない。なお、窒素ガスを使用する場合と比較すると、安価に実施できるため、コスト削減を図ることができる。
【００３８】
また、実施例では、第１の工程（溶融樹脂Ｍを射出する工程）の後に、第２の工程（低圧エアをキャビティ５０に吹き込む工程）を実施する形態を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、第１の工程が終了する直前（例えば、射出する溶融樹脂Ｍの９０％を射出した段階）に、第２の工程を実施する形態でも構わない。このように実施すると、キャビティ５０の内部で溶融樹脂Ｍの流れを止めることなく成形できるため、出来上がった樹脂製品Ｗの表面にヘジテーションマーク（不良扱いとなる模様）が生じることを防止できる。
【符号の説明】
【００３９】
１      射出成形機
１０    射出ユニット
１２    第１の型締ユニット
１４    第２の型締ユニット
１６    第３の型締ユニット
１８    第４の型締ユニット
５０    キャビティ
【図１】
0005461150.tif 000002
【図２】
0005461150.tif 000003
【図３】
0005461150.tif 000004
【図４】
0005461150.tif 000005
【図５】
0005461150.tif 000006