(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型及び該固定型に対して開閉可能な可動型からなる一対の金型のキャビティ内に合成樹脂を充填して合成樹脂製品を成形するようにした縦長の合成樹脂製品の金型装置において、
前記合成樹脂は、ポリオレフィン系合成樹脂を粉砕し、それを加熱・混練したものであり、該合成樹脂の前記キャビティ内への射出充填途中に２〜１０ｋｇ／ｃｍ２の気体を圧入するための気体圧入手段を、前記合成樹脂が射出されるゲートの近傍であって前記固定型の上面に凹設された溝部に挿入してキャビティに対して進退可能に設けた縦長の合成樹脂製品の金型装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦長の合成樹脂製品の金型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、公園等において花壇の周囲に沿って打ち込まれる擬木等の合成樹脂製品がある。合成樹脂製品を成形するための金型装置は、固定型と、その固定型に対して接近離間可能に設けられた可動型とから構成されている。両型にはキャビティを構成する成形面が形成されている。そして、ゲートを介してキャビティ内に溶融された合成樹脂が充填される。充填された合成樹脂が冷却硬化した後、固定型から可動型を離間する方向へ移動させ、合成樹脂製品が取り出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、合成樹脂の充填密度が均一でないため、冷却時に合成樹脂の収縮度合に部分的な差を生じ、合成樹脂製品の意匠面の一部に集中的な反り等の外形収縮を生じてしまう。従って、合成樹脂製品の意匠面の外観品質が低下するという問題があった。
【０００４】
又、キャビティ内に合成樹脂を高圧で充填すると、残留応力による反り等の外形収縮の発生原因となると共に、型締め力が不足していると、両型の間から合成樹脂が漏れ出て、合成樹脂製品の意匠面にバリが発生してしまう。そのため、ボルトや高価な油圧シリンダ等により型締め力を高めなければならず、結果として金型装置の構造が複雑化するという問題がある。
【０００５】
更に、外形収縮を抑制するために、合成樹脂の溶融温度を上げ、その流動性を高めることも考えられるが、合成樹脂の温度を上げるのに伴い、気泡が多く発生するようになる。そのため、合成樹脂が冷却硬化すると、合成樹脂製品の意匠面に気泡跡が残る。よって、合成樹脂製品の意匠面がただれてしまい、外形収縮同様に合成樹脂製品の意匠面の外観品質が低下するという問題もある。
【０００６】
この発明は、前記各問題点を解決するためになされたものであり、第１の目的は、低い射出圧で合成樹脂の流動性を高めることによって、合成樹脂製品の意匠面に反り等の外形収縮を防止することにより、外観品質の向上を図り、合成樹脂製品の負荷価値を高めることにある。又、第２の目的は、金型の構造が複雑化するのを防止するのを防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、固定型及び該固定型に対して開閉可能な可動型からなる一対の金型のキャビティ内に合成樹脂を充填して合成樹脂製品を成形するようにした縦長の合成樹脂製品の金型装置において、前記合成樹脂は、ポリオレフィン系合成樹脂を粉砕し、それを加熱・混練したものであり、該合成樹脂の前記キャビティ内への射出充填途中に２〜１０ｋｇ／ｃｍ２の気体を圧入するための気体圧入手段を、前記合成樹脂が射出されるゲートの近傍であって前記固定型の上面に凹設された溝部に挿入してキャビティに対して進退可能に設けたことを要旨とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、一端が先細り円柱状をなす合成樹脂製品１１は、合成樹脂としてのポリエチレンから構成されている。合成樹脂製品１１の一端部には中空部１２が形成され、この中空部１２は合成樹脂製品１１の長手方向に沿って延びている。
【００１４】
次に、合成樹脂製品１１を製造するための金型装置１３について説明する。
図２，図３に示すように、金型装置１３は固定型１４と可動型１５とから構成され、可動型１５は固定型１４に対して接近離間可能になっている。両型１４，１５には一対の成形面１４ａ，１５ａがそれぞれ形成され、それらにより、一対のキャビティ１６が形成される。可動型１４及び両型１４，１５間には各キャビティ１６に連通するゲート１７が形成され、そのゲート１７からは溶融されたポリエチレンがキャビティ１６内に射出される。
【００１５】
図３，図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、前記固定型１４の両側面には一対のエアシリンダ１８がブラケット１９を介して取り付けられている。各エアシリンダ１８におけるロッド１８ａの先端には接続管２０が固定され、各接続管２０にはエアを送るためのチューブ２１がそれぞれ接続されている。各接続管２０の先端にはエア圧入針２２がそれぞれ取り付けられ、各エア圧入針２２は、固定型１４の上面に凹設された溝部１４ｂ内に摺動可能に挿入されて、キャビティ１６に対して進退可能であり、止め片２３により溝部１４ｂから逸脱しないようになっている。図２に示すように、エア圧入針２２はゲート１７のキャビティ１６側開口に近接して配置されている。エアシリンダ１８、接続管２０、エア圧入針２２等により気体圧入手段が構成されている。
【００１６】
そして、図９（ｂ）に示すように、エアシリンダ１８の駆動によりそのロッド１８ａが突出すると、各エア圧入針２２の先端はキャビティ１６内に進入する。一方、図９（ａ）に示すように、ロッド１８ａが収縮すると、各エア圧入針２２の先端はキャビティ１６内から後退する。
【００１７】
図９（ｃ）に示すように、エア圧入針２２は、筒体２４と、その筒体２４内に挿入された心棒２５とから構成されている。この筒体２４と心棒２５との間の隙間は、気体流通路としてのエア通路２６となっている。本実施形態において、エア通路２６の隙間の広さは０．０５〜０．１０ｍｍとなっており、０．０８ｍｍが最も好ましい。そして、エアは前記チューブ２１、接続管２０を介してエア圧入針２２のエア通路２６から供給されるようになっている。
【００１８】
次に、上記の金型装置１３を用いた合成樹脂製品１１の製造方法について説明する。
図３に示すように、可動型１５を固定型１４に接近させて、両型１４，１５を閉じると、合成樹脂製品１１を成形するためのキャビティ１６が形成される。キャビティ１６が形成された直後に、図４に示すように、エアシリンダ１８の駆動により、そのロッド１８ａが突出され、エア圧入針２２の先端がキャビティ１６内に進入される。そして、この状態からゲート１７を介して溶融されたポリエチレンを射出する。すると、図５に示すように、キャビティ１６内には溶融したポリエチレンが充填される。図示しない検出器により、キャビティ１６全体にポリエチレンが充填されたと検出されると、ポリエチレンの射出が停止される。継いで、両型１４，１５の冷却が開始される。なお、エア圧入針２２におけるエア通路２６は僅かな隙間であるため、エア通路２６内に溶融したポリエチレンが詰まるおそれはない。
【００１９】
一方、ポリエチレンの充填途中にエア圧入針２２の先端から２〜３ｋｇ／ｃｍ２  の圧力でもってエアが圧入される。すると、エアによって樹脂の流動性がよくなり、充填が完了した時に図６に示すように、ポリエチレン内に中空部１２が形成される。その後、図７に示すように、ポリエチレンが完全に冷却硬化する前に、エアシリンダ１８の駆動により、そのロッド１８ａが後退され、エア圧入針２２はキャビティ１６外に抜かれる。このとき、ポリエチレンの柔軟性が残存しているため、エア圧入針２２を抜くのに伴い、流動するポリエチレンがエア圧入針２２の後退に追従し、ポリエチレン中に抜き跡が残ることはない。そして、図８に示すように、ポリエチレンが冷却硬化した後、型開きされ、合成樹脂製品１１が取り出される。
【００２０】
次に、本実施形態から見い出せる効果を以下に記載する。
・キャビティ１６内に充填された合成樹脂が硬化する前に、中空部１２を形成すべく、エア圧入針２２によりエアを合成樹脂内に圧入したため、合成樹脂の硬化に伴う収縮分が中空部１２の内圧によって補償される。換言すれば、合成樹脂の硬化に伴う収縮は、中空部１２が拡大することによって吸収される。従って、合成樹脂製品１１の意匠面に外形収縮が現れるのを防止できる。
【００２１】
・合成樹脂製品１１内に中空部１２を設けたため、合成樹脂の使用量を減らすことができる。よって、合成樹脂製品１１の軽量化を図ることができるとともに、材料費を低減することができる。
【００２２】
・合成樹脂製品１１に外形収縮が生じないため、キャビティ１６内に合成樹脂を高圧で射出して合成樹脂の充填密度を高めなくてもよく、両金型１４，１５の型締め力を高める必要がない。そのため、両金型１４，１５の型締め力を高めるための型締め用のボルトや高価な油圧シリンダ等が不要になる。従って、部品点数を少なくできるとともに、両型１４，１５の構造が複雑化するのを防止できる。
【００２３】
・合成樹脂製品１１に外形収縮が生じないようにするために、合成樹脂製品１１を成形する際において、合成樹脂を高温にしてその流動性の向上を図らなくてもよい。そのため、合成樹脂の温度上昇に伴い、同合成樹脂に気泡が発生することがない。従って、成形される合成樹脂製品１１の意匠面に気泡跡が残らなくなり、合成樹脂製品１１の意匠面の外観品質が低下するのを防止することができる。
【００２４】
・細長状の筒体２４内に心棒２５を設け、それらの間に僅かな隙間からなるエア通路２６を形成したため、キャビティ１６内に溶融した合成樹脂が充填されても、エア通路２６内にその合成樹脂が侵入するのを確実に防止することができる。従って、簡単な構造にも拘わらず、エア通路２６が目詰まりするのを防止できる。
【００２５】
・キャビティ１６内に合成樹脂が充填された後、ゲート１７付近における合成樹脂にエアを圧入するようにした。即ち、ゲート１７付近の合成樹脂は他の部分よりも柔軟性があるため、エア圧入針２２のエア通路２６から低圧でエアを圧入することができる。
【００２６】
・ゲート１７付近の合成樹脂は最後に硬化するため、この部分での外形収縮がが生じ易いが、このゲート１７の付近でエアを圧入するため、外形収縮を確実に防止できる。
【００２７】
なお、前記実施形態は次のように構成してもよい。
・中空部１２内に不活性ガスを圧入すること。
・ポリエチレンに換えて、例えばポリプロピレン等、他のポリオレフィン系合成樹脂に変更すること。
【００２８】
・各キャビティ１６の中央部付近又はゲート１７の反対側に各エア圧入針２２を設け、合成樹脂製品１１の一端部のみならず中央部又は他端部にも中空部１２を形成すること。この構成によれば、合成樹脂製品１１の意匠面に外形収縮がより一層生じにくくなる。
【００２９】
・前記実施形態では、ポリエチレンの充填途中に２〜３ｋｇ／ｃｍ２  の圧力でもってエアを圧入したが、この数値に限定されることなく、２〜１０ｋｇ／ｃｍ２ の範囲内であれば、任意の数値に変更してもよい。
【００３０】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
・気体圧入工程では、２〜１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力でもって合成樹脂内に気体が圧入される合成樹脂製品の製造方法。この方法によれば、低い射出圧で合成樹脂の流動性を高められる。
【００３１】
・気体圧入工程では、２〜３ｋｇ／ｃｍ２の圧力でもって合成樹脂内に気体が圧入される合成樹脂製品の製造方法。低い射出圧で合成樹脂の流動性をより一層高められる。
【００３２】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、低い射出圧で合成樹脂の流動性を高められる。従って、合成樹脂製品の意匠面に反り等の外形収縮を防止して、外観品質の向上を図ることができ、合成樹脂製品の負荷価値を高めることができる。又、中空部により合成樹脂の使用量を減らすことができるので、合成樹脂の軽量化を図ることができる。
【００３３】
また、合成樹脂内に気体を圧入するための気体圧入手段を設けたため、両金型の型締め力を高めることなく合成樹脂の外形収縮を防止できる。そのため、両金型の型締め力を高めるための型締め用のボルトや油圧シリンダ等が必要ない。従って、金型の構造が複雑化するのを防止できる。
【００３４】
また、ゲートの近傍に気体を圧入することにより、合成樹脂製品に外形収縮が生じるのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は合成樹脂製品の一部切り欠き斜視図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図。
【図２】金型装置の断面図。
【図３】図２のＹ−Ｙ断面図。
【図４】キャビティ内にエア圧入針を挿入した状態を示す金型装置の断面図。
【図５】キャビティ内に合成樹脂を充填した状態を示す金型装置の断面図。
【図６】合成樹脂にエアを圧入した状態を示す金型装置の断面図。
【図７】キャビティ内からエア圧入針を抜いた状態を示す金型装置の断面図。
【図８】金型装置を型開きした状態を示す金型装置の断面図。
【図９】（ａ）はエア圧入針が後退した状態を示す平面図、（ｂ）はエア圧入針が突出した状態を示す平面図、（ｃ）はエア圧入針の断面図。
【符号の説明】
１１…合成樹脂製品、１２…中空部、１４…固定型、１５…可動型、１６…キャビティ、１７…ゲート、１８…エアシリンダ（気体圧入手段）、２０…接続管（気体圧入手段）、２２…エア圧入針（気体圧入手段）、２４…筒体、２５…心棒、２６…エア通路
【図１】
0003695678.tif 000002
【図２】
0003695678.tif 000003
【図３】
0003695678.tif 000004
【図４】
0003695678.tif 000005
【図５】
0003695678.tif 000006
【図６】
0003695678.tif 000007
【図７】
0003695678.tif 000008
【図８】
0003695678.tif 000009
【図９】
0003695678.tif 000010