(57)【要約】【課題】本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、ゲートが１つしかない構造の単純な金型を使用しながら、型締め力の大きな射出成形機を使用することなく、またサイクルタイムを延長することなく、成形品の反りを抑えることのできる射出成形方法および前記射出成形方法に使用される射出成形用金型の提供を目的とする。【解決手段】樹脂の組成および射出成形条件から、得られる成形品の反りの方向および大きさを予測し、前記予測された反りと大きさが同一で樹脂の射出方向を基準として方向が反対の反りを前記樹脂が射出されるキャビティに付与した射出成形用金型に前記樹脂を射出することを特徴とする射出成形方法、および前記射出成形方法に使用される射出成形用金型。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂の組成および射出成形条件から、得られる成形品の反りの方向および大きさを予測し、
前記樹脂が射出されるキャビティに、前記予測された反りと大きさが同一で、樹脂の射出方向を基準として方向が反対の反りを付与した射出成形用金型に前記樹脂を射出することを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
前記成形品は管状であり、キャビティにおける前記成形品の中央部に対応する位置に樹脂を射出する射出ゲートが設けられた射出成形用金型を使用する請求項１に記載の射出成形方法。
【請求項３】
射出成形しようとする樹脂の組成および射出成形条件から予測される成形品の反りと、大きさが同一で樹脂の射出方向を基準として方向が反対の反りを、前記樹脂が射出されるキャビティに付与したことを特徴とする射出成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形においては、樹脂の組成、および金型温度や樹脂温度、樹脂の射出圧力、ゲートの位置および個数などの射出成形条件によっては、得られる成形品に反りが生じることがある。
【０００３】
特に、成形品が管状の場合には成形品に顕著な反りが生じることがあった。
【０００４】
射出成形において成形品の反りを抑制する方法としては、金型に複数の射出ゲートを設け、それぞれの射出ゲートにおいて樹脂の射出量を調整して前記金型におけるゲートバランスを調整したり（特許文献１，２）、金型の保持圧力を増加させたり、保持時間や冷却時間を延長したりする（特許文献３）方法がある。
【特許文献１】特開２００６−０９５８６６号公報
【特許文献２】特開２００６−０９５８７１号公報
【特許文献１】特開平６−３２８５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、金型に複数の射出ゲートを設けると金型の構造が複雑になり、コスト上昇に繋がる。また、金型の保持圧力を増加させるには型締め力の大きな射出成形機が必要であり、保持時間や冷却時間を延長するのはサイクルタイムの延長につながり、生産性が低下する。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、射出ゲートが１つしかない構造の単純な金型を使用しながら、型締め力の大きな射出成形機を使用することなく、またサイクルタイムを延長することなく、成形品の反りを抑えることのできる射出成形方法および前記射出成形方法に使用される射出成形用金型の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明に係る射出成形方法は、樹脂の組成および射出成形条件から、得られる成形品の反りの方向および大きさを予測し、前記予測された反りと大きさが同一で樹脂の射出方向を基準として方向が反対の反りを前記樹脂が射出されるキャビティに付与した金型に前記樹脂を射出することを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の射出成形方法においては、樹脂の組成および射出成形条件から予測される成形品の反りと大きさが同一で方向が反対の反りをキャビティに付与した射出成形用金型に前記射出成形条件で樹脂を射出するから、射出成形用金型によって成形品に付与された反りは冷却中に成形品に生じた反りによって打ち消される。
【０００９】
したがって、前記射出成形方法においては、単一ゲートを有する安価な金型を使用した場合においても反りの少ない良質な成形品が得られる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の射出成形方法において、前記成形品が管状であり、キャビティにおける前記成形品の中央部に対応する位置に樹脂を射出する射出ゲートが設けられた射出成形用金型を使用することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の射出成形方法においては、キャビティにおける前記成形品の中央部に対応する位置に樹脂を射出する射出ゲートが設けられた金型を使用することにより、射出ゲートがキャビティの端部に設けられた金型を使用する場合と比較して得られる成形品内部の残留応力を更に低減できる。したがって、より反りの少ない管状の成形品が得られる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、射出成形用金型に関し、樹脂の組成および射出成形条件から予測される成形品の反りと大きさが同一で方向が反対の反りを、前記樹脂が射出されるキャビティに付与したことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の射出成形用金型においては、キャビティに、射出成形しようとする樹脂の組成および射出成形条件から予測される成形品の反りと大きさが同一で樹脂の射出方向を基準として方向が反対の反りが付与されている。したがって、前記射出成形用金型に前記射出成形条件で樹脂を射出すると、金型によって成形品に付与された反りは冷却中に成形品に生じた反りによって打ち消されるから、複数のゲートを設けたマルチゲート型としなくても反りの少ない良質な成形品が得られる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように本発明によれば、構造の複雑な金型を使用したり、成形品の生産性を犠牲にしたりすることなく、成形品の反りを抑えることのできる射出成形方法および前記射出成形方法に好適な射出成形用金型が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
１．実施形態１
本発明の射出成形用金型の一例について以下に説明する。
実施形態１に係る射出成形用金型１００は、図１に示すように、上面に凹陥部１が形成された下型２と、下面に凹陥部３が形成された上型４と、下型２の凹陥部１と上型４の凹陥部３とで形成された空洞部５の内部に設置された中子６とを備える。空洞部５と中子６との間に樹脂が射出されるキャビティ１０が形成される。キャビティ１０は、射出成形用金型１００で成形しようとする成形品２０に対応する形状を有する空洞である。
【００１６】
ここで、成形品２０は、図４に示すように全体として中空円筒状であり、中央部にフランジ２２が半径方向外側に向かって膨出している。成形品２０のフランジ部２２と一方および他方の端部との間には、円周方向に沿ったビード部２４がそれぞれ３個ずつ形成されている。３個のビード部２４の間には縮径部２６が形成されている。
【００１７】
したがって、凹陥部１、３には、成形品２０のフランジ２２に対応する円周方向の四角形の断面の溝１１およびビード部２４に対応する円周方向の溝１２が設けられている。
【００１８】
下型２における溝１１を設けた部分には、樹脂を射出する射出ゲート１３が、上型における溝１１を設けた部分には、射出された樹脂によってキャビティ１０から押し出された空気を排出する空気抜きゲート１４が設けられている。
【００１９】
凹陥部１、３と中子６とには、キャビティ１０の中央部から両端部に向かって上向きの反りが設けられている。前記反りは、射出成形用金型１００で射出成形しようとする樹脂の組成および射出成形条件において成形品２０に生じると予想される反りと大きさが等しく、方向が反対になるように設定される。
【００２０】
ここで、前記成形品２０に生じると予想される反りは、以下の手順で求めることができる。
【００２１】
先ず、図２に示すように、キャビティに反りを付与しない金型を用いたときの成形品２０の反りの大きさ求める。反りの大きさは、反りがないときの成形品１の中心線ＸＯＸに対する実際に得られた成形品１の中心線ＹＯＹのなす角度αで示される。以下、角度αを反りの角度ということがある。なお、図２に示す例においては、矢印ａで示す樹脂の射出方向を基準として手前側が収縮し、向こう側が伸長するような方向の反り、言い換えれば成形品２０の中央部から両端部に向かって下向きの反りが生じている。
【００２２】
前記反りの大きさは、所定の組成の樹脂を用い、所定の射出成形条件で射出成形することにより、実験的に求めることができる。射出成形条件としては、たとえば金型温度や樹脂温度、樹脂の射出圧力、ゲートの位置および個数などが挙げられる。
【００２３】
凹陥部１、３と中子６とによってキャビティ１０に付与される反りは、図２に示す成形品２０の反りとは方向が反対で、大きさが同じになるように設定される。したがって、前記反りは、射出ゲート１３を設けた側、換言すれば射出方向ａを基準として手前側が伸長し、空気抜きゲート１４を設けた側、換言すれば射出方向ａを基準として向こう側が収縮するように付与されるとともに、下型２と上型４との分割面に対するキャビティ１０の軸線Ａ−Ａの角度はαに設定される。
【００２４】
以下、射出成形用金型１００の作用について説明する。
【００２５】
射出成形条件を所定の範囲に設定し、所定の組成の樹脂を射出ゲート１３から射出成形用金型１００のキャビティ１０に射出して成形品２０を作製すると、キャビティ１０によって成形品２０に射出方向ａを基準として手前側が伸長し向こう側が収縮するような反りが付与される。
【００２６】
しかしながら、射出成形用金型１００に射出した樹脂の射出圧力などによって成形品２０には、図２に示すように、キャビティ１０によって付与された反りとは反対の方向に反ろうとする残留応力が残存している。したがって、キャビティ１０によって成形品２０に付与された反りは、成形品２０の冷却中に、前記残留応力による反りによって打ち消され、図３に示すように、αよりも遥かに小さく、０にほぼ等しい反りの角度βを有する成形品２０が得られる。
【００２７】
以上、中空円筒状乃至管状の成形品について本発明の射出成形方法を適用した例について説明したが、平板状、椀状、箱状など種々の形状の成形品にも本発明の射出成形方法を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、本発明に係る射出成形用金型の一例について、前記射出成形用金型の分割面に直交する面で切断した断面を示す断面図である。
【図２】図２は、反りを付与しない射出成形用金型を用いて射出成形したときに成形品に所定方向および大きさの反りが生じることを示す説明図である。
【図３】図３は、発明に係る射出成形用金型を用いることにより、反りの殆どない成形品が得られることを示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１    凹陥部
２    下型
３    凹陥部
４    上型
５    空洞部
６    中子
１０  キャビティ
１１  溝
１２  溝
１３  射出ゲート
１４  ゲート
２０  成形品
２２  フランジ
２２  フランジ部
２４  ビード部
２６  縮径部
１００      射出成形用金型
【図１】
2008155579.tif 000003
【図２】
2008155579.tif 000004
【図３】
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