(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に形成されたキャビティーと、該キャビティーと第１ゲートで連結され、前記金型の固定型と可動型の界面に形成されたコールドランナと、該コールドランナと第２ゲートで連結され、前記金型内に形成されたホットランナに溶融樹脂を前記ホットランナ側より射出して前記ホットランナ及び前記コールドランナ及び前記キャビティーに溶融樹脂を充填する第１樹脂射出工程と、
金型内に設けられた弁開閉機構により前記第２ゲートを封止して前記コールドランナと前記ホットランナとを遮断する第２ゲート遮断工程と、
前記コールドランナに設けられたガスゲートからガスを射出して前記コールドランナ及び前記キャビティーにガスを充填することにより中空部を形成するガス射出工程と、
前記金型内に設けられた前記弁開閉機構により前記第２ゲート部の封止を解除して前記コールドランナと前記ホットランナとを連通させる第２ゲート連通工程と、
溶融樹脂を再度前記ホットランナから射出して、前記ガス射出工程で形成された中空部の内前記コールドランナの全部及び前記キャビティーの一部に溶融樹脂を充填する第２樹脂射出工程と、
からなる中空形状を有する射出成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空形状を有する射出成形品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、射出成形による樹脂成形品の製造において、射出成形中にガス等の加圧流体を注入して中空射出成形品を製造する、所謂ガスインジェクション法が注目されている。このガスインジェクション法は、樹脂材料の節約、成形品の軽量化、成形品のヒケ防止等、さまざまな利点を有する。従来のガスインジェクション法について、図６、図７を基に説明する。
【０００３】
図６において、金型２０は、固定型２１と可動型２２とからなる。また金型２０内にはキャビティー２３が形成されている。キャビティー２３にはガスゲート２４が設けられ、このガスゲート２４にガス射出機（図示せず）のガスノズル２５が連結される。
【０００４】
上記構成において、射出成形機２６により加熱した溶融樹脂が射出されると、溶融樹脂は金型２０内に導入され、スプルー２７を介してキャビティー２３に充填される。このときガスゲート２４は、ガスノズル２５内に設けられ、ガスノズル２５側からキャビティー２３側に向かう方向には開状態となり、キャビティー２３側からガスノズル２５側に向かう方向には閉状態となる逆流防止弁（図示せず）によってガスノズル２５と遮断状態とされている。
【０００５】
溶融樹脂の充填が完了した後、図７に示すようにガス射出機より高圧のガスを射出させる。すると、ガスノズル２５内の逆流防止弁は開状態となり、ガスゲート２４からガスをキャビティー２３内に注入する。そのためガスはキャビティー２３の成形品部２３ａに進入し、成形品は中空形状となる。その後、冷却、保圧、残圧開放過程を経て型開きし、成形品を取り出す。
【０００６】
このようにして成形された製品は、中空形状であるため、軽量化、樹脂材料の節約が図れ、またガス注入中に成形品内部から圧力をかけることにより、ヒケ防止にも役立つ。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のガスインジェクション法によって成形されたものは、成形品にガス注入用の孔（ガス流入孔）が形成される。このため成形品をメッキ処理等するときは、このガス流入孔を完全に封止しておかなければ、メッキ液が製品の中空部に進入してしまう。このため従来は射出成形後の成形品のガスゲート孔の部分を熱カシメ等して封止していた。しかしながら、このような孔の封止工程は、射出成形後の製造工程を余分に増やすこととなり、コストアップにつながる。故に、本発明は、余分な製造工程を付加せずともガス流入孔を封止可能な中空形状を有する射出成形品の製造方法とすることを技術的課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１において講じた技術的手段は、金型内に形成されたキャビティーと、該キャビティーと第１ゲートで連結され、前記金型の固定型と可動型の界面に形成されたコールドランナと、該コールドランナと第２ゲートで連結され、前記金型内に形成されたホットランナに溶融樹脂を前記ホットランナ側より射出して前記ホットランナ及び前記コールドランナ及び前記キャビティーに溶融樹脂を充填する第１樹脂射出工程と、
金型内に設けられた弁開閉機構により前記第２ゲートを封止して前記コールドランナと前記ホットランナとを遮断する第２ゲート遮断工程と、
前記コールドランナに設けられたガスゲートからガスを射出して前記コールドランナ及び前記キャビティーにガスを充填することにより中空部を形成するガス射出工程と、
前記金型内に設けられた前記弁開閉機構により前記第２ゲート部の封止を解除して前記コールドランナと前記ホットランナとを連通させる第２ゲート連通工程と、
溶融樹脂を再度前記ホットランナから射出して、前記ガス射出工程で形成された中空部の内前記コールドランナの全部及び前記キャビティーの一部に溶融樹脂を充填する第２樹脂射出工程と、
からなる中空形状を有する射出成形品の製造方法としたことである。
【００１１】
第１樹脂射出工程で溶融樹脂をキャビティー、コールドランナ及びホットランナに充填した後に、第２ゲート遮断工程で第２ゲートを封鎖してコールドランナとホットランナとを遮断する。その後、ガス射出工程でガスゲートよりガスを射出してコールドランナ及びキャビティー内の樹脂を中空形状とする。さらに第２ゲート連通工程でコールドランナとホットランナとを連通させ、第２樹脂射出工程で再度樹脂を充填する。このときの樹脂の充填量は、コールドランナの中空部の全部及びキャビティーの中空部の一部に充填する程度の樹脂量である。このため、第１ゲートに生じるガス流入孔が第２樹脂射出工程で充填された樹脂により封止される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面にもとづいて説明する。
【００１３】
図１〜図４は、本発明の実施形態における、射出成形機及び金型の部分断面図であり、図１は第１樹脂射出工程を、図２は遮断工程を、図３はガス射出工程を、図４は第２樹脂射出工程をそれぞれ示す。
【００１４】
図１において、金型２は固定型２ａ及び可動型２ｂよりなる金型２内のキャビティー３は、第１ゲート４でコールドランナ５に連通している。またコールドランナ５は第２ゲート６でホットランナ７に連通している。ホットランナ７の他端は固定型２ａの表面に開口しており、この開口部に射出成形機１の射出ノズルが連通される。また可動型２ｂにはガス射出機８に連通されたガスノズル８ａが埋め込まれ、ガスゲート９を介してコールドランナ５と連通している。ガスノズル８ａの内部には、ガスノズル８ａ側からコールドランナ５側へと向かう方向には開状態となり、コールドランナ５側からガスノズル８ａ側に向かう方向には閉状態となる逆流防止弁が備えられている。また固定型２ａには、第２ゲート開閉機構１０が埋め込まれている。第２ゲート開閉機構１０はホットランナ７を貫通するバルブピン１０ａを有しており、油圧等の駆動手段によりバルブピン８ａが図示左方に動作して第２ゲート６を遮断し（閉状態）、また図示右方に動作して第２ゲート６を開放する（開状態）。
【００１５】
上記構成の射出成形装置において、以下にその動作について工程毎に説明する。
【００１６】
▲１▼第１樹脂射出工程
図１は、第１樹脂射出工程を示す。図１において、第２ゲート開閉機構１０はバルブピン８ａを図示右方に動作させており、ホットランナ７とコールドランナ部５は連通している（開状態）。この状態において、射出成形機１から溶融樹脂が射出されると、溶融樹脂は、ホットランナ７を先ず充填し、第２ゲート６を経てコールドランナ５に進入する。コールドランナ５が溶融樹脂で充填されると、溶融樹脂は第１ゲート４を経てキャビティー３に進入し、キャビティー３内が溶融樹脂で充填される。このときガスノズル８ａは、内部に備えられている逆流防止弁の作用によりガスノズル８ａとコールドランナ５との連通が遮断されるために、ガスノズル８ａ内に溶融樹脂が浸入することはない。
【００１７】
▲２▼第２ゲート遮断工程
図２に第２ゲート遮断工程を示す。図２において、射出成形機１からの溶融樹脂の射出が停止される。それと共に第２ゲート開閉機構１０が油圧等の駆動手段により動作し、バルブピン１０ａを図示左方に移動させる。そして、バルブピン１０ａの先端が第２ゲート６に接して第２ゲート６を封止し、ホットランナ７とコールドランナ５との連通を遮断する（閉状態）。
【００１８】
▲３▼ガス射出工程
図３にガス射出工程を示す。図３において、第２ゲート開閉機構を閉状態としたまま、ガス射出機６を動作させ、ガスを射出する。すると、ガスノズル８ａ内の逆流防止弁が開状態となり、ガスはガスノズル８ａを経てガスゲート９からコールドランナ５に浸入し、さらに第１ゲート４を経てキャビティー３に浸入する。このときホットランナ７は、第２ゲート開閉機構１０によりコールドランナ５と遮断されているため、ガスが浸入することはない。またホットランナ７及びキャビティー３に浸入したガスは、温度の高い領域、即ち樹脂の粘度が低い部分に優先的に流れる。このため樹脂は、温度の比較的低い型表面には流れずにホットランナ７及びキャビティ３の中央部付近を流れるため、ホットランナ７及びキャビティー３の樹脂は中空形状となる。所定量のガスを射出した後、中空部が一定の圧力となるようにガス射出機の圧力を制御し、そのままの状態で溶融樹脂の保圧、冷却を行う。
【００１９】
▲４▼第２ゲート連通工程
図４に連通工程を示す。図４において、第２ゲート開閉機構１０が油圧等の駆動手段により動作し、バルブピン１０ａを図示右方に移動させる。すると、バルブピン１０ａによる第２ゲート６の封止状態が解除され（開状態）、ホットランナ７とコールドランナ５とが連通される。
【００２０】
▲５▼第２樹脂射出工程
図５に第２樹脂射出工程を示す。図５において、射出成形機１より溶融樹脂が射出される。第２ゲート６は前記第２ゲート連通工程により開状態とされているため、溶融樹脂は第２ゲート部６からコールドランナ５に浸入し、中空部に充填される。このときガスノズル８ａ内の逆流防止弁が閉状態となるため、溶融樹脂はガスノズル８ａ内には浸入しない。コールドランナ５の中空部が樹脂で充満されると、さらに溶融樹脂は第１ゲート４を経てキャビティー３の中空部に浸入する。このときキャビティー３に浸入する樹脂は中空部を充満する必要はなく、第１ゲート４を塞ぐ程度の樹脂であればよい。
【００２１】
その後、型開きし、成形品を取り出す。
【００２２】
上記工程を経て成形された成形品は、キャビティー３とコールドランナ５との連結部分である第１ゲート４が成形品におけるガス流入孔となるが、このガス流入孔が樹脂により封止されている。このためメッキ処理等の後工程にそのまま移行でき、その途中に熱カシメ工程等のガス流入孔封止工程を設ける必要がない。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１の発明は、以下の如く効果を有する。
【００２４】
射出成形方法において、ガスインジェクション成形後に樹脂を再度射出してガス流入孔を封止する方法としたため、樹脂成形後にガス流入孔封止工程を設ける必要がなく、コストを増加させずにガス流入孔を封止することが可能となる。
【００２６】
また、コールドランナを利用することがにより、樹脂材料の節約が図れる。
【００２８】
また、ホットランナを利用することにより、前回成形時にしようしたホットランナ内の樹脂を今回成形時にも利用でき、樹脂材料のさらなる節約が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における、第１樹脂射出工程を示す図である。
【図２】本発明における、第２ゲート遮断工程を示す図である。
【図３】本発明における、ガス射出工程を示す図である。
【図４】本発明における、第２ゲート連通工程を示す図である。
【図５】本発明における、第２樹脂射出工程を示す図である。
【図６】従来技術における、樹脂射出工程を示す図である。
【図７】従来技術における、ガス射出工程を示す図である。
【符号の説明】
１    射出成形機
２    金型
２ａ  固定型
２ｂ  可動型
３    キャビティー
４    第１ゲート
５    コールドランナ（第１樹脂滞留部）
６    第２ゲート
７    ホットランナ（第２樹脂滞留部）
８    ガス射出機
８ａ  ガスノズル
９    ガスゲート
１０    第２ゲート開閉機構（弁開閉機構）
１０ａ  バルブピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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