(57)【要約】【課題】 キャビティ内にランナとゲートを介して溶融樹脂とともにガスを注入して中空成形品を成形する場合には、中空成形品にシルバーストリーク等が発生しやすいので、前記とは異なる中空成形品の成形を採用するとともに、中空成形品の中空部に連通する連通孔があるとメッキ等の際に不良品が発生するので、中空部に連通する連通孔を閉塞することのできる中空成形品の成形金型および成形方法を提供する。【解決手段】  固定金型１２と可動金型１３の間に形成されるキャビティ１６に射出された溶融樹脂Ｍにガス通気口１８ａからガスＧを注入する中空成形品Ｐの成形方法において、ガス通気口１８ａからキャビティ１６内に射出された溶融樹脂Ｍに直接ガスＧを注入して中空部Ｐ１を形成し、溶融樹脂Ｍの冷却固化の進行とともにガス通気口１８ａからガスＧを排出し、キャビティ内に射出された溶融樹脂Ｍの一部によりガス通気口１８ａと中空部Ｐ１との連通を閉塞させる。【選択図】 図１
2006007421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティに射出された溶融樹脂にガスを注入する中空成形品の成形金型において、
少なくともガス注入時にキャビティ内に位置するガス通気口と、
前記ガス通気口の近傍に形成される樹脂溜まり部と、
前記樹脂溜まり部の溶融樹脂をキャビティ内に向けて押出する押出機構と、を備えたことを特徴とする中空成形品の成形金型。
【請求項２】
前記ガス通気口はガスノズルピンの先端に形成され、
前記ガスノズルピンの周囲にはキャビティ形成面に対して凹状に形成された樹脂溜まり部が設けられ、前記樹脂溜まり部の少なくとも一部は押出機構の面であることを特徴とする請求項１に記載の中空成形品の成形金型。
【請求項３】
固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティに射出された溶融樹脂にガス通気口からガスを注入する中空成形品の成形方法において、
前記キャビティ内に射出された溶融樹脂に前記ガス通気口からガスを直接注入して中空部を形成し、
前記溶融樹脂の冷却固化の進行とともに前記ガス通気口からガスを排出し、
前記キャビティ内に射出された溶融樹脂の一部により前記ガス通気口と前記中空部との連通を閉塞させることを特徴とする中空成形品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティに射出された溶融樹脂にガスを注入する中空成形品の成形金型および成形方法に関し、特には中空成形品の中空部に連通する連通孔を閉塞することのできる中空成形品の成形金型および成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティに射出された溶融樹脂にガスを注入する中空成形品の成形方法は、厚肉製品のヒケ防止、成形時間短縮、および成形材料の節約等の目的から広く行われている。前記中空成形品の成形方法では、一般にガスを注入し中空部を形成した際の連通孔が成形後も残る。前記連通孔は、中空成形品の外観に問題を残すばかりか、特に後工程で中空成形品を液槽に含浸させてメッキや塗装を行う場合には、連通孔から中空部内部にメッキ液や塗料が入り込み、不良品が発生するという問題があった。
【０００３】
中空成形品に連通孔が残る問題を解決するものとして特許文献１ないし特許文献３に記載されたものが公知である。前記特許文献１ないし特許文献３に記載されたものは、いずれも、キャビティ内にガス通気口が設けられておらず、溶融樹脂とガスをノズル部からランナおよびゲートを介してキャビティ内に射出する。そしてキャビティ内において前記溶融樹脂を冷却固化している際にゲート部分において貯留された一部の溶融樹脂を押出して中空成形品の連通孔を閉塞する。しかし特許文献１ないし特許文献３においては、次のような問題があった。
（１）溶融樹脂とガスをランナおよびゲートを介してキャビティ内に射出するので、射出時に最初にキャビティ内に射出される樹脂がガスを含んでおり、シルバーストリークやボイドといった成形不良が起きやすい。
（２）ガス通気口がキャビティから離れており、キャビティ内に形成された中空部に高圧のガスを及ぼしにくく、また前記ガスの圧抜きも行いにくい。
（３）ゲートの断面積を所定以上の断面積にする必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１６２４６号公報（請求項１、図５）
【特許文献２】特開平９−３２７８４０号公報（請求項１、図５）
【特許文献３】特開平７−１００８５４号公報（請求項１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで本発明では、固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティに、ランナとゲートを介して溶融樹脂とともにガスを注入して中空成形品を成形する場合には、中空成形品にシルバーストリークやボイドが発生しやすいので、前記とは異なる中空成形品の成形金型および成形方法を提供するとともに、その際に中空成形品の中空部に連通する連通孔があると外観上の問題やメッキや塗装を行う場合に不良品が発生するので、中空部に連通する連通孔を閉塞することのできる中空成形品の成形金型および成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の請求項１に記載の中空成形品の成形金型は、固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティに射出された溶融樹脂にガスを注入する中空成形品の成形金型において、少なくともガス注入時にキャビティ内に位置するガス通気口と、ガス通気口の近傍に形成される樹脂溜まり部と、樹脂溜まり部の溶融樹脂をキャビティ内に向けて押出する押出機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明の請求項２に記載の中空成形品の成形金型は、請求項１において、ガス通気口はガスノズルピンの先端に形成され、ガスノズルピンの周囲にはキャビティ形成面に対して凹状に形成された樹脂溜まり部が設けられ、樹脂溜まり部の少なくとも一部は押出機構の面であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項３に記載の中空成形品の成形方法は、固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティに射出された溶融樹脂にガス通気口からガスを注入する中空成形品の成形方法において、キャビティに射出された溶融樹脂にガス通気口からガスを直接注入して中空部を形成し、溶融樹脂の冷却固化の進行とともにガス通気口からガスを排出し、キャビティ内に射出された溶融樹脂の一部によりガス通気口と中空部との連通を閉塞させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の中空成形品の成形方法は、キャビティ内に射出された溶融樹脂にガス通気口からガスを直接注入して中空部を形成し、溶融樹脂の冷却固化の進行とともにガス通気口からガスを排出し、キャビティ内に射出された溶融樹脂の一部によりガス通気口と中空部との連通を閉塞させるので、従来の固定金型と可動金型の間に形成されるキャビティに、ランナとゲートを介して溶融樹脂とともにガスを注入して中空成形品を成形し、前記中空成形品の中空部に連通する連通孔を閉塞する成形方法と比較して、中空成形品にシルバーストリークやボイドといった不良が発生しにくく、また中空成形品に及ぼすガス圧の制御が容易であるといった効果を有する。また本発明の中空成形品の成形金型についても同様の効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。図１は、本実施形態における中空成形品の成形金型の断面図である。図２ないし図５は、本実施形態における中空成形品の成形方法を示す成形金型の断面図である。
【００１１】
中空成形品の成形金型１１の概略について図１ないし図５により説明すると、成形金型１１は、図示しない射出成形機の固定盤に取付けられる固定金型１２と、可動盤に取付けられる可動金型１３とからなっている。そして前記固定金型１２と可動金型１３にはそれぞれキャビティ形成面１４，１５が対向して形成されている。そして可動金型１３が取付けられた可動盤を固定金型１２が取付けられた固定盤に向けて移動させ型閉した際に、前記固定金型１２のキャビティ形成面１４と可動金型１３のキャビティ形成面１５の間にキャビティ１６が形成されるようになっている。また固定金型１２には、図示しない射出装置のノズルが当接されるスプルブッシュ１７が配設されている。よってノズルとキャビティ１６は、スプルブッシュ１７の内孔であるスプル部１７ａおよびゲート部１７ｂを介して連通されるようになっている。
【００１２】
固定金型１２におけるゲート部１７ｂの近傍のキャビティ形成面１４には、前記ノズルおよびスプルブッシュ１７を介さずに不活性ガスをキャビティ１６内に直接注入可能なガス供給機構が配設されている。そしてガス供給機構のガスノズルピン１８は、キャビティ形成面１４よりも可動金型１３側に向けて突出して固定されている。ガスノズルピン１８の先端には、溶融樹脂Ｍの流動方向と直交する方向に長手方向を有する幅２０μｍないし４０μｍのスリット状のガス通気口１８ａが形成されている。そして前記ガス通気口１８ａは、ガスノズルピン１８の内部の連通孔１８ｂと固定金型本体部１９の連通孔１９ａを介して金型外部のガス供給・排出装置２０に接続されている。ガス供給・排出装置２０は、不活性ガスを前記キャビティ１６内に注入・排出するためのバルブ、コンプレッサ、およびガスタンク等からなっている。また前記ガスノズルピン１８は、図示しない超音波による振動機構によって振動可能となっている。
【００１３】
キャビティ形成面１４における前記ガスノズルピン１８の周囲の部分は、他のキャビティ形成面１４に対して凹状の樹脂溜まり部２１となっており、射出された溶融樹脂Ｍが前記樹脂溜まり部２１にも充填されるようになっている。またガスノズルピン１８の周囲には前記樹脂溜まり部２１の溶融樹脂Ｍをキャビティ１６内に向けて押出する押出機構を構成するスリーブ２２が配設されている。スリーブ２２のキャビティ側部分の外径は、前記樹脂溜まり部２１の内径に嵌合されるように形成され、スリーブ２２のキャビティ側部分の内径は前記ガスノズルピン１８にスリーブ２２が略隙間なく挿通されるように形成されている。そしてスリーブ２２の前端面２２ａは、樹脂溜まり部２１の底面を形成している。またスリーブ２２の後方部分は、前方の樹脂溜まり部２１に挿通されるキャビティ側部分よりも大径に形成され、固定金型本体部１９内の空所に収納されている。更にスリーブ２２の後端面２２ｂは、同じく固定金型本体部１９内に配設された押出機構の油圧シリンダ２３のロッドに固定されている。よってスリーブ２２は、油圧シリンダ２３を駆動させることにより、ガスノズルピン１８および樹脂溜まり部２１を形成する側面２１ａに対して所定距離だけ進退移動可能となっている。
【００１４】
次に本実施形態の中空成形品の成形方法について図２ないし図５により説明する。まず固定金型１２に対して可動金型１３が当接され、それらの間にキャビティ１６が形成されると、図示しない射出装置のノズルからスプル部１７ａおよびゲート部１７ｂを介して、前記樹脂溜まり部２１を含むキャビティ１６に不活性ガスを含まない溶融樹脂Ｍが射出される（図２）。本実施形態に用いられる樹脂は、熱可塑性樹脂であり、中でもポリプロピレンが好適に用いられる。そして射出された溶融樹脂Ｍがキャビティ１６内のガスノズルピン１８の部分を通過した後に、ガス通気口１８ａから溶融樹脂Ｍの内部に不活性ガス（窒素ガスＧ）が１５ＭＰａないし３０ＭＰａの圧力で注入される（図３）。よって本実施形態では射出装置からの保圧によるキャビティ１６内への溶融樹脂Ｍの充填はほとんど行われない。そして射出された溶融樹脂Ｍがキャビティ形成面１４，１５と接触して冷却固化が進行し、ほぼ収縮しない状態となると、前記ガス通気口１８ａから窒素ガスＧを排出する。本実施形態では排出された窒素ガスＧは大気中に排出されるが、再度ガス供給・排出装置２０のタンクに貯留しリサイクルするようにしてもよい。そしてこの段階ではキャビティ１６内において冷却固化されつつある中空成形品Ｐの中空部Ｐ１とガス通気口１８ａとはまだ連通された状態にある（図４）。なお本実施形態では、ガス通気口１８ａが直接キャビティ１６内に臨んでいるため、ガス通気口がキャビティ内にないものと比較して不活性ガス注入時の昇圧制御や排出時の降圧制御が容易に行える。
【００１５】
前記と平行してキャビティ１６内への溶融樹脂Ｍの射出開始から、キャビティ形成面１４，１５に接触した溶融樹脂Ｍの冷却固化が進行し、注入された窒素ガスＧが排出されるまでの間、ガスノズルピン１８は図示しない振動機構によって振動する。よって樹脂溜まり部２１内の溶融樹脂Ｍは、樹脂溜まり部２１内に位置して配設されたガスノズルピン１８から振動が付与され、固化の進行が遅れた状態にある。そして図４のようにガス通気口１８ａから窒素ガスＧが排出されると、押出機構の油圧シリンダ２３を作動させ、スリーブ２２を前進させることにより、樹脂溜まり部２１の溶融樹脂Ｍをキャビティ１６に臨むガスノズルピン１８のガス通気口１８ａの前方に圧送する。そして前記溶融樹脂Ｍにより、前記中空成形品Ｐの中空部Ｐ１とガス通気口１８ａとの連通が閉塞される。その後前記連通を閉塞した溶融樹脂Ｍの冷却固化が完了すると、可動金型１３の型開きがなされ、図示しないエジェクタにより突出されて、中空部Ｐ１に対して連通孔のない中空成形品Ｐが取出される。なお前記中空成形品Ｐにおける連通孔を閉鎖した部分は、目視した場合に他の部分とは判別可能な状態のままであるが、製品の裏面の目立たない場所なのでほとんど問題がない。そして中空成形品Ｐは次工程のメッキ工程等に送られる。
【００１６】
なお本実施形態ではガスノズルピン１８を含むガス供給機構については、固定金型１２に配設される例を説明したが、固定金型と可動金型の少なくとも一方に配設されるものであればよい。また一のキャビティに形成されるガス供給機構の数についても限定されるものではなく、一例としてバンパー成形金型の場合は複数のガス供給機構が配設される。そして本実施形態では樹脂溜まり部２１の溶融樹脂Ｍの固化を遅らせるために、ガスノズルピン１８を交番振動により振動させるが、樹脂溜まり部を形成する側面やスリーブ（押出ピン）等、樹脂溜まり部のいずれかの面を振動させるものでもよい。また振動機構は超音波または機械的に振動を付与させるものである。またガスノズルピンおよび樹脂溜まり部を形成する側面の少なくとも一方を、ヒータにより加熱、または媒体流路に高温流動媒体を流して加熱し、他のキャビティ形成面よりも高温にし、樹脂溜まり部の溶融樹脂の冷却固化を遅らせるようにしてもよい。更にはガスノズルピンについては、ガス注入・排出時のみキャビティ内に突出し、中空部とガス通気口の連通を閉塞するときにはキャビティ形成面から後退するものでもよい。そしてガス通気口の形状は、溶融樹脂が進入せずにガスのみが流通するものであれば、円形であってもよく、ガス通気口の位置もガスノズルピンの先端でなくてもよい。
【００１７】
更にまた、樹脂溜まり部は、ガス通気口の近傍に形成されていればよく、例えば固定金型側にガス通気口を有するガスノズルピンを配設し、対向する可動金型側のキャビティ形成面に樹脂溜まり部および押出機構を配設してもよい。そしてスリーブ２２の前進ストロークは、キャビティ形成面１４と略同一高さまでスリーブ２２の前端面２２ａを前進させるものに限定されず、油圧シリンダ２３により前進ストロークを調節可能としてもよい。また樹脂溜まり部２１の底面は、すべてスリーブ２２の前端面２２ａである場合に限らず、樹脂溜まり部の少なくとも一部が押出機構の面を構成していればよい。そして成形品Ｐにおける連通孔の部分は、図５のように中空部Ｐ１がなくなるように溶融樹脂Ｍにより閉塞されるものでも、連通孔のみが閉塞され中空部Ｐ１が残るものでもよい。
【００１８】
また本発明については、一々列挙はしないが、上記した実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態における中空成形品の成形金型の断面図である。
【図２】本実施形態における中空成形品の成形方法を示す成形金型の断面図であってキャビティ内に溶融樹脂を射出した状態を示す。
【図３】本実施形態における中空成形品の成形方法を示す成形金型の断面図であってキャビティ内の溶融樹脂にガスを注入した状態を示す。
【図４】本実施形態における中空成形品の成形方法を示す成形金型の断面図であってガスを排出した状態を示す。
【図５】本実施形態における中空成形品の成形方法を示す成形金型の断面図であってガス通気口と中空部の連通を閉塞した状態を示す。
【符号の説明】
【００２０】
１１    成形金型
１２    固定金型
１３    可動金型
１４，１５    キャビティ形成面
１６    キャビティ
１７    スプルブッシュ
１７ａ    スプル部
１７ｂ    ゲート部
１８    ガスノズルピン
１８ａ    ガス通気口
１８ｂ，１９ａ    連通孔
１９    固定金型本体部
２０    ガス供給・排出装置
２１    樹脂溜まり部
２１ａ    側面
２２    スリーブ
２２ａ    前端面
２２ｂ    後端面
２３    油圧シリンダ
Ｇ    ガス
Ｍ    溶融樹脂
Ｐ    中空成形品
Ｐ１    中空部
【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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