(57)【要約】【課題】  キャビティ部表面の温度制御を的確に行わせ、また、断熱層の材質の自由度を拡げることを可能とする。【解決手段】  固定側ダイベース１１に支持されたキャビティ・ブロック３と可動側ダイベース１９に支持されたコア・ブロック５との間に形成されるキャビティ部７に溶融樹脂を充填して射出成形する樹脂製品の成形金型１において、キャビティ・ブロック３と固定側ダイベース１１との間に、断熱層１３を設け、キャビティ・ブロック３を１１０℃以上に保持させるための第１の温調部９を設け、コア・ブロック５等キャビティ・ブロック３以外の周囲温度を９０℃以下に保持させるための固定側温調部１７及び可動側温調部２１を設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側型板に支持されたキャビティ型と可動側型板に支持されたコア型との間に形成されるキャビティ部に溶融樹脂を充填して射出成形する樹脂製品の成形金型において、
前記キャビティ型と固定側型板との間に、断熱層を設け、
前記キャビティ型を１１０℃以上に保持させるための第１の温調部を設け、
少なくとも前記コア型を９０℃以下に保持させるための第２の温調部を設けた
ことを特徴とする樹脂製品の成形金型。
【請求項２】
請求項１記載の樹脂製品の成形金型であって、
前記第１，第２の温調部によるキャビティ型及び少なくともコア型の温度差は、４０℃〜５０℃である
ことを特徴とする樹脂製品の成形金型。
【請求項３】
請求項１又は２記載の樹脂製品の成形金型であって、
前記第２の温調部は、前記可動側型板及び固定側型板に渡って設けた
ことを特徴とする樹脂製品の成形金型。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の樹脂製品の成形金型であって、
前記固定側型板に基準面を設け、
前記キャビティ型を前記基準面に向けて押圧することでキャビティ型及び固定側型板間に断熱材を挟み込み前記断熱層を形成した
ことを特徴とする樹脂製品の成形金型。
【請求項５】
請求項１〜４記載の樹脂製品の成形金型であって、
前記第１の温調部は、電熱ヒータ又は温水路若しくは加温油路である
ことを特徴とする樹脂製品の成形金型。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかに記載の樹脂製品の成形金型であって、
前記キャビティ型は、ステンレス又は鋼鉄材で形成された
ことを特徴とする樹脂製品の成形金型。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかに記載の樹脂製品の成形金型であって、
前記キャビティ型のキャビティ部表面に、チタンコーティング又はフッ素コーティングを備えた
ことを特徴とする樹脂製品の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂製品を射出成型する成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キャビティ型のキャビティ部表面に断熱層を形成し、ウェルドライン等を解消できるとする成形金型があった（特許文献１）。
【０００３】
しかし、キャビティ部表面に断熱層を形成するが、ヒータによる温度制御はできず、キャビティ部表面の温度が必ずしも的確ではない恐れがあり、ウェルドラインが形成される恐れがある。
【０００４】
また、キャビティ部表面に断熱層を形成するため、断熱層の材質が限られるという問題がある。
【０００５】
【特許文献１】特３３６６７３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
解決しようとする問題点は、キャビティ部表面の温度が必ずしも的確ではなく、また、断熱層の材質が限られる点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、キャビティ部表面の温度制御を的確に行わせ、また、断熱層の材質の自由度を拡げるため、固定側型板に支持されたキャビティ型と可動側型板に支持されたコア型との間に形成されるキャビティ部に溶融樹脂を充填して射出成形する樹脂製品の成形金型において、前記キャビティ型と固定側型板との間に、断熱層を設け、前記キャビティ型を１１０℃以上に保持させるための第１の温調部を設け、少なくとも前記コア型を９０℃以下に保持させるための第２の温調部を設けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、固定側型板に支持されたキャビティ型と可動側型板に支持されたコア型との間に形成されるキャビティ部に溶融樹脂を充填して射出成形する樹脂製品の成形金型において、前記キャビティ型と固定側型板との間に、断熱層を設け、前記キャビティ型を１１０℃以上に保持させるための第１の温調部を設け、少なくとも前記コア型を９０℃以下に保持させるための第２の温調部を設けたため、断熱層によりキャビティ型から固定側型板へ熱が逃げるのを抑制しつつ第１の温調部の加温でキャビティ型を温度制御して１１０℃以上に保持させることができる。このため、キャビティ部を流れる樹脂の温度低下を遅らせることができ、溶融樹脂が流れて突き合う箇所のウェルドラインを抑制することができる。
【０００９】
また、第２の温調部によりコア型を９０℃以下に保持させることができるため、成形された樹脂成品の温度上昇を抑制し、ウェルドラインの発生を抑制した樹脂製品の射出成形を効率よく行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
キャビティ部表面の温度制御を的確に行わせ、また、断熱層の材質の自由度を拡げるという目的を、断熱層及び第１，第２の温調部により実現した。
【実施例１】
【００１１】
［樹脂製品の成形金型］
図１は、本発明実施例に係る樹脂製品の成形金型の断面図である。
【００１２】
図１のように、成形金型１は、キャビティ型であるキャビティ・ブロック３及びコア型であるコア・ブロック５を備え、両ブロック３，５間にキャビティ部７が形成される。キャビティ部７には、溶融樹脂を充填して樹脂製品を射出成形する。樹脂製品の材料は、例えばＡＢＳ，ＰＯＭ，ＰＣ，ＰＰ，ＰＥ，ＰＡ，ＰＥＴ，ＰＳ，ＰＢＴ，ＰＭＭＡ等である。
【００１３】
キャビティ・ブロック３は、主に製品の外側を形成するためのものであり、例えばスタバックスＥＳＲ等のステンレスで形成されている。スタバックスＥＳＲは、鉄、クロム、ニッケル等に比較して熱伝導率が遙かに低く、キャビティ・ブロック３表面の熱伝導率を低くしている。
【００１４】
キャビティ・ブロック３のキャビティ部７表面に、チタン・コーティングを備えている。チタン・コーティングは、３μｍ以上に形成され、キャビティ・ブロック３のキャビティ部７表面の滑りを良好にする。チタンは、スタバックスＥＳＲ同様に、鉄、クロム、ニッケル等に比較して熱伝導率が遙かに低く、キャビティ・ブロック３表面の熱伝導率の低さを促進する。
【００１５】
なお、キャビティ・ブロック３のキャビティ部７表面は、コーティングをしない通常仕上げにすることもできる。キャビティ・ブロック３をプリハードン鋼（ＮＡＫ８０）等の鋼鉄材で形成し、キャビティ部７表面にチタンコーティング又はフッ素コーティングを備える構成にすることもできる。
【００１６】
キャビティ・ブロック３には、第１の温調部９が設けられている。第１の温調部９は、キャビティ・ブロックを１１０℃以上に保持させるためのものである。第１の温調部９は、例えば電熱ヒータ又は温水路若しくは加温油路で形成されている。
【００１７】
キャビティ・ブロック３は、固定側型板である固定側ダイベース１１の支持凹部１２内に支持され、キャビティ・ブロック３と固定側ダイベース１１との間に、断熱層１３が設けられている。支持凹部１２の周壁は、基準面となっている。断熱層１３は、キャビティ・ブロック３から固定側ダイベース１１への熱流出を防ぐためのものである。固定側ダイベース１１は、固定側取付板１５に取り付けられている。固定側取付板１５は、成形機へ取り付けるためのものである。
【００１８】
固定側ダイベース１１には、第２の温調部を構成する固定側温調部１７が設けられている。固定側温調部１７は、固定側ダイベース１１を９０℃以下に保持させるためのものである。固定側温調部１７は、例えば、温水路又は加温油路で形成されている。
【００１９】
コア・ブロック５は、主に製品の内側を形成するためのものであり、例えばスタバックスＥＳＲ等のステンレスで形成されている。コア・ブロック５は、可動側型板である可動側ダイベース１９の支持孔２０内に支持されている。可動側ダイベース１９には、第２の温調部を構成する可動側温調部２１が設けられている。可動側温調部２１は、可動側ダイベース１９及びコア・ブロック５を９０℃以下に保持させるためのものである。可動側温調部２１は、例えば、温水路又は加温油路で形成されている。
【００２０】
第２の温調部は、少なくともコア・ブロック５の温度を９０℃以下に保持させるものであり、本実施例では、固定側温調部１７及び可動側温調部２１により、キャビティ・ブロック３以外の周囲温度を９０℃以下に保持させる。
【００２１】
可動側ダイベース１９には、受け板２３が取り付けられている。受け板２３は、コア・ブロック５が、成形時の樹脂圧で後退しないようにするためのものである。
受け板２３は、スぺーサー・ブロック２５を介して可動側取付板２７に取り付けられている。スぺーサー・ブロック２５は、受け板２３及び可動側取付板２７間に可動スペースを形成するためのものである。可動側取付板２７は、成形機へ取り付けるためのものである。  
可動側取付板２７には、エジェクター・プレート２９が取り付けられている。エジェクター・プレート２９には、エジェクター・ピン３１及びリターン・ピン３３が取り付けられている。エジェクター・プレート２９は、エジェクター・ピン３１を駆動し、エジェクター・ピン３１により樹脂成品を金型より離型させるためのものである。エジェクター・ピン３１に対し、リターン・ピン３３が備えられている。リターン・ピン３３は、エジェクター・ピン３１を元位置へ戻すためのものである。
【００２２】
［キャビティ・ブロックの取付構造］
図２，図３は、キャビティ・ブロックの取付構造を示し、図２は、図１と方向を同じくする断面図、図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視方向の要部断面図である。
【００２３】
断熱層１３は、複数枚の板状断熱材３４，３５，３７，３９，４１で構成されている。板状断熱材３４，３５は、キャビティ・ブロック３の側面４２，４３及び固定側ダイベース１１の支持凹部１２周壁の基準面４４，４６間に挟み込まれている。板状断熱材３７は、キャビティ・ブロック３の側面４５及び第１の楔機構４７間に挟み込まれている。第１の楔機構４７は、固定側ダイベース１１の支持凹部１２周壁の基準面４８に当接支持されている。板状断熱材３９は、キャビティ・ブロック３の側面４９及び第２の楔機構５１間に挟み込まれている。第２の楔機構５１は、固定側ダイベース１１の支持凹部１２周壁の基準面５２に当接支持されている。各第１，第２の楔機構４７，４９は、直交方向に配置されている。板状断熱材４１は、キャビティ・ブロック３の面５０と支持凹部１２の基準面５４との間に挟み込まれている。
【００２４】
第１の楔機構４７は、２枚の楔５３，５５と押圧プレート５７とを備えている。楔５３は、支持凹部１２の基準面４８に当接した固定側となっている。楔５５は、楔５３及び押圧プレート５７間に介設され、可動側となっている。楔５５には、固定側ダイベース１１に取り付けられた２本のキャップ・ボルト５９（但し、図２では１本のみ現れている。）が螺合している。
【００２５】
従って、キャップ・ボルト５９の締め付けにより楔５５を引き付けると押圧プレート５７が板状断熱材３７を押圧し、支持凹部１２の基準面４４に対しキャビティ・ブロック３を位置決めることができる。
【００２６】
第２の楔機構５１は、第１の楔機構４７と同一構成であり、２枚の楔６１，６３と押圧プレート６５とキャップ・ボルト６７とを備えている。
【００２７】
従って、第１の楔機構４７と同様に、第２の楔機構５１のキャップ・ボルト６７の締め付けにより楔５５を引き付けると押圧プレート６５が板状断熱材３９を押圧し、支持凹部１２の基準面４６に対しキャビティ・ブロック３を位置決めることができる。
【００２８】
［温調部］
（電熱ヒータ）
図４，図５は、第１の温調部９を電熱ヒータで構成した例を示し、図４は、図５のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図、図５は、図１に対応する要部拡大断面図である。
【００２９】
図４，図５のように、キャビティ・ブロック３内に等間隔に３本の電熱ヒータ６９を取り付けて、第１の温調部９としている。電熱ヒータ６９の配置間隔Ｌａは等しく設定されている。温度制御用の温度測定を行う熱伝対７１は、キャビティ・ブロック３のキャビティ部表面７３近くに配置されている。熱伝対７１の配置寸法Ｌｂは、等しく設定されている。
【００３０】
なお、図１のように温度制御用の温度測定を行う熱伝対７５，７７，７９が、コア・ブロック５、可動側ダイベース１９、固定側ダイベース１１にも設けられている。      
電熱ヒータ６９の通電制御によりキャビティ部表面７３の温度は、本実施例において１２０℃〜１３０℃になるよう制御される。
【００３１】
（温水路）
図６，図７は、第１の温調部９を温水路又は加温油路で構成した例を示し、図６は、図４に対応した断面図、図７は、図５に対応した断面図である。
【００３２】
キャビティ・ブロック３内部に、孔８１及び止め栓８３，８５で形成された温水路又は加温油路８７が設けられ、第１の温調部９としている。温水路又は加温油路８７の配索幅Ｌｃは、等しく設定されている。温水器又はオイル加温器に対する給排水管又は給排油管８９，９１は、エアギャップ９３をもって固定側ダイベース１１に配置され、給排水管又は給排油管８９，９１の水口又は油口は、キャビティ・ブロック３に直接接続されている。熱伝対も、上記同様に配置されている。
【００３３】
温水路又は加温油路８７の水温又は油温は、例えば１３０℃に設定され、給排水管又は給排油管８９，９１に対する入り口及び出口の温度差は、２℃以内とされている。キャビティ部表面７３の温度は、１２０℃〜１３０℃になるよう制御される。
【００３４】
図８，図９は、他の温水路又は加温油路で構成した例を示し、図８は、図６の方向に対応するキャビティ・ブロックを示す断面図、図９は、図７の方向に対応するキャビティ・ブロックを示す断面図である。
【００３５】
キャビティ・ブロック３内部に、温水路又は加温油路１０１が設けられ、第１の温調部９としている。温水路又は加温油路１０１は、凹部９５及び蓋部９７と孔９９とで形成されている。孔９９は、給排水管又は給排油管８９，９１に接続され、給排水管又は給排油管８９，９１は、温水器又はオイル加温器に接続される。キャビティ・ブロック３及び蓋部９７間には、Ｏリング１０３が介設されている。
【００３６】
温水路又は加温油路１０１による温度制御は、温水路又は加温油路８７と同様である。
【００３７】
［射出成形］
第１の温調部９によりキャビティ・ブロック３を１１０℃以上に保持させ、且つ第２の温調部１７，２１により、キャビティ・ブロック３以外のコア・ブロック５、固定側ダイベース１１及び可動側ダイベース１９の温度を９０℃以下に保持させる。
【００３８】
このとき、断熱層１３により、キャビティ・ブロック３とキャビティ・ブロック３以外のコア・ブロック５、固定側ダイベース１１及び可動側ダイベース１９の各温度制御を的確に行わせることができる。
【００３９】
このような温度管理の下、図１０、図１１のように溶融樹脂をランナー１０５及びゲート１０７を介してキャビティ部７に供給すると、溶融樹脂はコア・ブロック５の周りを回り込んでから合流する。
【００４０】
［実施例１の効果］
本実施例１では、キャビティ・ブロック３のキャビティ部表面７３の温度が、１２０℃〜１３０℃になるよう制御されるので、キャビティ部表面７３を流れる溶融樹脂の温度低下が遅れて合流部１０９でのウェルドラインの発生を防止することができる。
【００４１】
特に、キャビティ・ブロック３は、例えばスタバックスＥＳＲ等のステンレス又はプリハードン鋼（ＮＡＫ８０）等の鋼鉄材で形成され、キャビティ・ブロック３表面の熱伝導率が低くなっているため、溶融樹脂からキャビティ・ブロック３側への熱移動が抑制され、キャビティ部表面７３を流れる溶融樹脂の温度低下をより確実に遅らせることができる。
【００４２】
キャビティ・ブロック３のキャビティ部７表面に、チタン・コーティング又はフッ素コーティングをを備えているため、キャビティ部７表面の滑りを良くすることができ、キャビティ部表面７３を流れる溶融樹脂の温度低下の遅れと相俟ってウェルドラインの発生をより確実に防止することができる。
【００４３】
可動側温調部２１により可動側ダイベース１９及びコア・ブロック５を９０℃以下に保持させるため、成形後の樹脂成品の温度低下を早めることが可能となり、成形サイクルの短縮化を図り、成形効率向上を図ることができる。  
固定側温調部１７により固定側ダイベース１１を９０℃以下に保持させるため、コア・ブロック５を９０℃以下に保持させることと相俟って樹脂成型品の温度低下をより早めることが可能となり、成形サイクルの短縮化を図り、成形効率向上を図ることができる。
【００４４】
第１の温調部９と第２の温調部である固定側温調部１７及び可動側温調部２１との温度差は、４０℃〜５０℃であるとウェルドラインを無くすために好結果がえられた。
【００４５】
固定側ダイベース１１に基準面４４，４６，４８，５２，５４を設け、キャビティ・ブロック３を基準面４４，４６に向けて押圧することでキャビティ・ブロック３周囲に板状断熱材３４，３５，３７，３９を挟み込み且つキャビティ・ブロック３の面５０及び基準面５４間に板状断熱材４１を挟み込んで断熱層１３を形成したため、キャビティ・ブロック３の位置決め及び断熱層１３の形成を確実に行うことができる。
【００４６】
断熱層１３は、キャビティ部表面７３にはないため、断熱層１３を構成する板状断熱材３４，３５，３７，３９，４１の材質の自由度を拡げることができる。
【００４７】
第１の温調部９は、電熱ヒータ又は温水路若しくは加温油路であるため、キャビティ部表面７３の温度制御を確実に行うことができる。
【００４８】
［評価試験］
図１２は、各部の設定温度に対する樹脂成品のウェルドラインの視認評価結果を示す図表である。ウェルドラインの視認は、７人（Ｉ〜ＶＩＩ）で個別に行った。
【００４９】
図１２において、Ａ〜Ｇまで各部の設定温度を変えた。例えば、Ｂでは、設定温度をキャビティ・ブロック３（キャビ温度）で１２０℃、コア・ブロック５（コア温度）で８０℃、固定側ダイベース１１（固定側ベース）で８０℃、可動側ダイベース１９（可動側ベース）で８０℃とした。
【００５０】
実験開始時（スタート時）は、キャビティ・ブロック３（キャビ温度）で１１７．８〜１２０．４℃、コア・ブロック５（コア温度）で８４℃、固定側ダイベース１１（固定側ベース）で８６℃、可動側ダイベース１９（可動側ベース）で８４℃、キャビティ部表面７３で１２３℃であった。
【００５１】
成形時の実測値は、コア・ブロック５（コア温度）で９８℃、固定側ダイベース１１（固定側ベース）で９０℃、可動側ダイベース１９（可動側ベース）で８９℃、キャビティ部表面７３で１１１℃であった。
【００５２】
Ａ，Ｃ〜Ｇの数値も設定温度及び実測値等である。
【００５３】
この結果、Ａでウェルドラインの発生がほぼ見られないと言う評価が得られた。
【００５４】
つまり、第１の温調部９によりキャビティ・ブロック３を１１０℃以上に保持させ、且つ第２の温調部１７，２１により、キャビティ・ブロック３以外の固定側ダイベース１１及び可動側ダイベース１９の温度を９０℃以下に保持させるのが良い。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】樹脂製品の成形金型の断面図である（実施例１）。
【図２】キャビティ・ブロックの取付構造を示し、図１と方向を同じくする断面図である（実施例１）。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視方向の要部断面図である（実施例１）。
【図４】第１の温調部を電熱ヒータで構成した例を示し、図５のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。（実施例１）。
【図５】第１の温調部を電熱ヒータで構成した例を示し、図１に対応する要部拡大断面図である（実施例１）。
【図６】第１の温調部を温水路又は加温油路で構成した例を示し、図４に対応した断面図である（実施例１）。
【図７】第１の温調部を温水路又は加温油路で構成した例を示し、図５に対応した断面図である（実施例１）。
【図８】図６に対応するキャビティ・ブロックを示す断面図である（実施例１）。
【図９】図７に対応するキャビティ・ブロックを示す断面図である（実施例１）。
【図１０】溶融樹脂の流れを示す断面図である（実施例１）。
【図１１】溶融樹脂の充填を示す断面図である（実施例１）。
【図１２】各部の設定温度に対する樹脂成品のウェルドラインの視認評価結果を示す図表である（実施例１）。
【符号の説明】
【００５６】
１  成形金型
３  キャビティ・ブロック（キャビティ型）
５  コア・ブロック（コア型）
７  キャビティ部
９  第１の温調部
１１  固定側ダイベース（固定側型板）
１３  断熱層
１７  固定側温調部（第２の温調部）
１９  可動側ダイベース
２１  可動側温調部（第２の温調部）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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