(57)【要約】【課題】樹脂成型の際、ウエルドラインの発生を未然に防ぐことができる樹脂成形品の成形装置を提供する。【解決手段】本発明の樹脂成形品の成形装置１０は、金型を加熱する加熱装置１１と、加熱後の金型を冷却する冷却装置２０とを具備し、加熱装置１１の加熱手段１５を、キャビティ３０近傍であって、ウエルドラインＡの発生箇所に配設した。また加熱装置１１は、加熱手段１５と、加熱手段１５を加熱するヒータ部１２と、ヒータ部１２を覆う熱伝導体１３と、熱伝導体１３を保持する断熱板１４とを備える。また特に、前記加熱手段１５と金型とがハンダ付けにて密着されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型を加熱する加熱装置と、加熱後の金型を冷却する冷却装置とを具備する樹脂成形品の成形装置において、前記加熱装置は、キャビティを形成する金型表面の近傍であって、ウエルドラインが発生する箇所に、加熱手段を配設したことを特徴とする樹脂成形品の成形装置。
【請求項２】
前記加熱装置は、前記加熱手段と、この加熱手段を加熱するヒータ部と、このヒータ部を覆う熱伝導体と、この熱伝導体を保持する断熱板とを備えることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の成形装置。
【請求項３】
前記加熱手段と金型とが、ハンダ付けにて密着されていることを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形品の成形装置。
【請求項４】
前記加熱手段の周囲に断熱材を被覆したことを特徴とする請求項２又は３に記載の樹脂成形品の成形装置。
【請求項５】
前記熱伝導体は、銅、銀、真鍮、アルミのうちいずれか一種の熱伝導性素材で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の樹脂成形品の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成型の際、成形品の表面に形成されるウエルドラインの発生を未然に防ぐことができる、樹脂成形品の成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な樹脂成形品を形成する装置として、雄金型と雌金型とを備え、この雄金型と雌金型との間に形成されたキャビティ内に、高温で溶融した樹脂材料を射出して固化し、成形品を形成する射出成形装置が知られている。このような射出成形装置においては、樹脂材料の射出時に金型を所定の温度に加熱する加熱装置と、キャビティ内に射出された樹脂材料の固化時に金型を冷却する冷却装置とが具備されている。
【０００３】
射出成形装置の従来技術として、成形品の変形や転写ムラを極力無くして、成形時間の短縮を図るために、雌金型部におけるキャビティに近い部位に、このキャビティに沿って熱媒体通路を形成し、熱媒体通路内に加熱媒体である熱い蒸気や冷却媒体である冷却水を流して雌金型部のキャビティ形成面側を加熱又は冷却できるようにするとともに、雄金型部にガス注入路を形成し、加圧ガスをキャビティ内に供給できるようにした射出成形装置がある（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の射出成形装置は、雌金型の熱媒体通路内に熱媒体を供給して雌金型のキャビティ形成面側を加熱して昇温を開始させ、所定の温度で昇温を停止した後、溶融した合成樹脂の所定量をキャビティ内に射出し、この射出を終了した後に加圧ガスを合成樹脂裏面と雄金型のキャビティ形成面との間に注入して、合成樹脂の表面を雌金型のキャビティ形成面へ押し付けて保圧し、加圧ガスにより保圧を行いつつ、雌金型の熱媒体通路内に冷却媒体を供給して雌金型のキャビティ形成面側の合成樹脂を硬化させ、合成樹脂がある程度硬化したら加圧ガスを射出成形装置外へ排出し、その排出を終えると合成樹脂裏面と雄金型のキャビティ形成面との間に冷却気体を注入する。キャビティ内に射出された合成樹脂の表面を加圧ガスで雌金型のキャビティ形成面へ押し付けて保圧するから、成形品の表面におけるひけの発生が抑制されると共に転写性が向上し、外観不良の問題が極力解消されるとされている。
【０００４】
また、射出を行うに先立ち金型を加熱し、射出完了と同時に金型を冷却することができるように、射出成型機における固定キャビティ金型と可動コア金型のうち、いずれか一方又は両方を中間金型と金型支持板とで構成して、中間金型に加熱手段を、金型支持板に冷却手段を設けた射出成形機用金型装置がある（特許文献２参照）。この特許文献２に記載の射出成形機用金型装置は、溶融射出材料の注入の際に、キャビティ面及びコア面の温度を適切に維持して、優れた流動性及び転写性を確保し、注入の完了と同時に金型を急速に冷却することができるので、射出成形のサイクルタイムが短縮させることができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１０１５５７号公報
【特許文献２】特開２００８−５２９８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一般的の射出成形装置では、２個以上のゲートがあったり、成形品に孔があったりする場合に、溶解した樹脂の流れが合流した位置等にウエルドラインと呼ばれる外観不良が発生することがある。このウエルドラインは、溶解した樹脂材料同士が合流した合流点で、成形品の表面に線状又はひび割れ状に形成されるもので、図３の模式的な斜視図に示すように、成形品３３の長さ方向に形成されるウエルドラインＡ（図３（ａ）参照）や、成形品３４に穿孔した開口部３５の周囲に複数発生するウエルドラインＢ（図３（ｂ）参照）等がある。
【０００７】
このウエルドラインが成形品の表面に形成されると外観を損なうため、意匠性が重要視される家電製品や車両、また装飾品等では致命的な欠陥となる。また、ウエルドラインが生じた成形品を表面塗装する際には、このウエルドラインが生じた領域で塗料の塗布モレが発生することがある。
【０００８】
ここにおいて、特許文献1の射出成形装置及び特許文献２の射出成形機用金型装置は、いずれも転写性を向上させることは可能であるが、ウエルドラインの解消を目的とするものではないため、ウエルドラインの解消には十分でなかった。
【０００９】
本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、樹脂成型の際にウエルドラインの発生を未然に防ぐことができる樹脂成形品の成形装置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】
【００１０】
本発明の樹脂成形品の成形装置は、金型を加熱する加熱装置と、加熱後の金型を冷却する冷却装置とを具備する樹脂成形品の成形装置において、前記加熱装置は、キャビティを形成する金型表面の近傍であって、ウエルドラインが発生する箇所に、加熱手段を配設したことを特徴とする。
【００１１】
この加熱装置は、加熱手段と、この加熱手段を加熱するヒータ部と、このヒータ部を覆う熱伝導体と、この熱伝導体を保持する断熱板とを備えることができる。
【００１２】
また、加熱手段と金型とが、ハンダ付けにて密着されていることが好ましく、更に、加熱手段の周囲に断熱材を被覆することが好ましい。
【００１３】
上記熱伝導体は、銅、銀、真鍮及びアルミのうち、いずれか一種の熱伝導性素材で形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、加熱装置が加熱手段を、キャビティを形成する金型表面近傍であって、ウエルドラインが発生する箇所に配設することで、樹脂成型の際、ウエルドラインの発生を未然に防ぐことができる。
【００１５】
また、加熱手段と金型とをハンダ付けにて密着させることで、キャビティ近傍の金型をより効率よく加熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る樹脂成形品の成形装置の要部を示す断面図である。
【図２】図１の成形装置の長手方向断面図である。
【図３】成形品に発生したウエルドラインを示す模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の樹脂成形品の成形装置における実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１及び図２にそれぞれ断面図で示す本発明の一実施形態に係る樹脂成形品の成形装置１０は、射出成形装置１に適用したものである。射出成形装置１は、射出成形装置１の雄金型２と雌金型３との間に形成されたキャビティ３０内に、高温で溶融した樹脂材料を射出して成形品を形成する。射出成形装置１は、雄金型２及び／又は雌金型３を加熱する通常の加熱装置と、加熱後の雄金型２及び／又は雌金型３を冷却する通常の冷却装置とを具備することもできるが、図１及び図２では、このような通常の加熱装置及び冷却装置は、図示を省略している。
【００１９】
射出成形装置１に本実施形態の成形装置１０を適用することにより、特に、樹脂成型の際、ウエルドラインの発生を未然に防ぐことが可能となる。以下、詳述する。
【００２０】
図１に示した本実施形態の成形装置１０は、雄金型２及び／又は雌金型３を局所的に加熱するための加熱装置１１と、加熱装置１１によって局部的に加熱された後の金型を冷却する冷却装置２０とを具備するものである。この成形装置１０の加熱装置１１及び冷却装置１２は、雌金型３側に配設した例を示しているが、本発明の樹脂成型品の成形装置は、図示した例に限定されず、キャビティを形成する金型表面の近傍であって、ウエルドラインが発生する箇所に、後述する加熱手段を配設することが可能であれば、雄金型２に設けてもよく、また、雄金型２と雌金型３との両方に設けてもよい。
【００２１】
図１のII−II線で切断した本実施形態の成形装置１０の断面図、すなわち成形装置１０の長手方向断面図を図２に示す。図２から分かるように、雄金型２と雌金型３との間に形成されるキャビティ３０の中央部近傍に、溶解した樹脂材料３１、３１´同士が合流した合流点のウエルドラインＡが発生している。そこで、このウエルドラインが発生している領域に亘って加熱できるように、本発明の実施形態の成形装置１０は、このウエルドラインが発生している箇所近傍に、このウエルドラインに沿って配設されている。
【００２２】
成形装置１０の加熱装置１１は、図１に示すように、円筒形状を有し、その先端部が、ウエルドラインＡが形成されているキャビティに面した雌金型３の表面近傍に位置するように複数個が配設された加熱手段１５と、この加熱手段１５を加熱する円筒形状のヒータ部１２と、ヒータ部１２を覆い、かつ、加熱手段１５の基端部と接する熱伝導体１３と、矩形断面の匡体を形成し、この匡体内にヒータ部１２及び熱伝導体１３を収容して保持する断熱板１４とを備える。加熱手段１５は、一部の断熱板１４を貫通している。
【００２３】
加熱手段１５は、熱源（図示せず）からの伝熱より加熱されるヒータ部１２の熱を雌金型３に伝導し、キャビティ３０近傍の金型を所定の加熱温度、例えば約１５０℃まで加熱させるものである。なお、ヒータ部１２は自ら発熱するものであってもよい。この加熱手段１５は筒状に形成されており、熱伝導性の高い銅、銀、真鍮、アルミ等の素材で形成されている。また、加熱手段１５の基端は熱伝導体１３に結合されており、先端１６はキャビティ３０の近傍に配置されている。
【００２４】
また特に、熱伝導体１３が、銅、銀、真鍮、アルミのうちいずれか一種の熱伝導性素材で形成されることが好ましいのは、この素材を銅、銀、真鍮、アルミ等の素材で形成することで、加熱手段１５への熱伝導性を向上させることができるからである。
【００２５】
また特に、加熱手段１５の先端１６は、キャビティ３０の近傍において雌金型３とハンダ付けにて密着されている。加熱手段１５の先端１６を高温で加熱させることで、加熱手段１５の先端１６と雌金型３とがハンダ１７により密着状態で接着される。そのことにより、熱伝導体１３の熱が効率よく加熱手段１５の先端１６まで伝わり、キャビティ３０の近傍の雌金型３を短時間で所定の加熱温度、例えば１５０℃まで昇温させることができる。
【００２６】
また、加熱手段１５の周囲には断熱材１８が被覆されている。断熱材１８の素材としては、耐熱性、耐久性に優れたグラスウール、石綿、ベークライト等の素材を用いることが好ましい。加熱手段１５の周囲を断熱材１８で被覆することで、加熱手段１５から雌金型３への不要な熱伝導を抑えることができ、加熱後の金型を冷却する冷却装置２０の冷却効率を向上させることができる。
【００２７】
冷却装置２０は、加熱装置１１により加熱された後の雌金型３の加熱手段１５近傍を冷却し、キャビティ３０内の合成樹脂材料３１を固化させるもので、成形装置１０内に具備され、冷媒を流通させる導管を含む冷却部２１と、冷却部２１の導管に連結され、雌金型３の表面近傍まで延びる複数の冷却パイプ２２とで構成されている。
【００２８】
次に、本発明の樹脂成形品の成形装置において、樹脂成形品を成形する方法を説明する。
【００２９】
まず、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、プラスチック樹脂等の合成樹脂材料３１を高温で溶融し、合成樹脂材料３１を複数のゲートを通して複数方向から雄金型２と雌金型３との間に形成されたキャビティ３０内に射出する。この際、図２に示すように、溶解した樹脂材料同士が合流した合流点でウエルドラインＡが発生する
【００３０】
次に、熱源（図示せず）により加熱装置１１のヒータ部１２を加熱し、加熱手段１５に伝熱させて、この加熱手段１５の先端１６が位置するキャビティ３０の近傍を約１５０℃まで加熱させる。そのことにより、樹脂同士が完全に溶解する前に発生するウエルドラインＡを溶融することができる。
【００３１】
合成樹脂材料３１がある程度固化した後、冷却装置２０の冷却部２１に冷却源（図示せず）から冷媒を導入し、冷却パイプ２２を冷却させて雌金型３を冷やし、固化された成形品３２をキャビティ３０から取り出す。
【００３２】
上記一連の成形工程において、加熱装置１１の加熱手段１５を、キャビティ３０の近傍であって、ウエルドラインＡの発生箇所に配設することで、樹脂成型の際、ウエルドラインの発生を未然に防ぐことができる。
【００３３】
また、加熱手段１５と雌金型３とをハンダ１７にて密着させることで、キャビティ３０近傍の雌金型３をより効率よく加熱することができる。なお、本発明の樹脂成形品の成形装置１０において、射出成形装置１内に、キャビティ３０内を真空状態に保持する真空装置を具備することもできる。
【００３４】
更に、冷却装置２０の冷却パイプ２２を、キャビティ３０の近傍であって、ウエルドラインＡの発生箇所に配設された加熱手段１５の近傍に局所的に配設することで、キャビティ３０内に射出された合成樹脂材料３１の冷却する時に、ウエルドラインＡが発生し、加熱手段１５により溶融させた箇所の冷却を、それ以外の部分の冷却との関係で適切な速さとなるように冷却制御することができるので、新たな不具合を招くことなく良好な成形品を得ることができる。
【００３５】
以上、図面を用いて本発明の樹脂成形品の成形装置の実施形態を説明したが、本発明の樹脂成型品の成形装置は、図示した実施形態に限定されず、明細書及び図面に記載された範囲で幾多の変形が可能である。また、図１及び図２では、図３（ａ）のウエルドラインＡに対応した樹脂成形品の成形装置の実施形態を説明したが、図３（ｂ）に示したウエルドラインＢについても、本発明に従い、キャビティを形成する金型表面の近傍であって、ウエルドラインＢが発生する箇所に、加熱手段を配設する構成とすることにより、樹脂成型の際、このウエルドラインＢの発生を未然に防ぐことができる。
【符号の説明】
【００３６】
１  射出成形装置
２  雄金型
３  雌金型
１０  成形装置
１１  加熱装置
１２  ヒータ
１３  熱伝導体
１４  断熱材
１５  加熱手段
１６  先端
１７  ハンダ
１８  断熱材
２０  冷却装置
２１  冷却部
２２  冷却パイプ
３０  キャビティ
３１  樹脂材料
３２  成形品
３３  成形品
３４  成形品
３５  開口部
Ａ  ウエルドライン
Ｂ  ウエルドライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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