(57)【要約】【課題】充填される溶融樹脂の流動性を確保して転写性の良好な成形品を得る。【解決手段】注入された樹脂を型板１１，１２で形成したキャビティ１６に流し込むスプルー１４、ランナー２２及びゲート２４を備えた射出成形用金型１０において、スプルー１４、ランナー２２及びゲート２４の少なくとも一つを型板１１，１２の材質よりも低摩擦な低摩擦部材１８で構成した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
注入された樹脂を型板で形成したキャビティに流し込む流路を備えた成形用金型において、
前記流路の少なくとも一部を前記型板の材質よりも低摩擦な低摩擦部材で構成した
ことを特徴とする成形用金型。
【請求項２】
前記低摩擦部材はフッ素樹脂又はシリコーン樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の成形用金型。
【請求項３】
前記低摩擦部材の前記流路を、スプルー、ランナー及びゲートの少なくとも一つに設けた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の成形用金型。
【請求項４】
前記キャビティを複数備え、該複数のキャビティに溶融樹脂が同時に充填されるように、前記低摩擦部材の前記流路を溶融樹脂の流動抵抗の大きい箇所に配置した
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注入口から充填された樹脂を離型面に沿ってキャビティに流し込む流路を備えた成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
成形用金型により樹脂を成形する場合、流路を流れる樹脂の流動性が乏しかったり、流動抵抗が大きいと、転写不良が発生したり、樹脂がキャビティに均一に充填されず成形不良が発生する。
【０００３】
この対策として、金型を加熱して樹脂の流動性を増したり、キャビティ内の空気を強制的に吸引して流動抵抗を減らす方法が採られてきた。
しかし、流路や成形品の肉厚が薄すぎたり形状が複雑である場合には、溶融樹脂をキャビティに均一に充填するのは困難である。このため、上述した対策のみでは不良品の発生を防止することは難しかった。
【０００４】
これに対し、例えば特許文献１には、超音波振動を金型壁に及ぼすことにより、金型壁と樹脂との摩擦抵抗を小さくしてキャビティ内への樹脂の流れを促進させる技術が開示されている。これによれば、キャビティの隅々に溶融樹脂を流し込むことができるというものである。
【特許文献１】特開平６−２６２６３９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、特許文献１によると、振動している金型部分と静止している金型部分との間に摩擦熱が発生する。そして、この摩擦熱により成形品の転写性にバラツキが生じる。また、超音波発振器を取付ける必要のため、金型装置の構成が複雑となり、製造コストが増大するという課題があった。
【０００６】
更に、成形品の多数個取りを行う場合には、金型に対し任意方向に振動を伝搬させる必要がある。しかし、そのためには、多数の超音波発振器を複数方向に向けて配置する必要があり、取付けスペースを確保する必要もあった。
【０００７】
本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、充填される溶融樹脂の流動性を確保して転写性の良好な成形品を得ることのできる成形用金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
注入された樹脂を型板で形成したキャビティに流し込む流路を備えた成形用金型において、
前記流路の少なくとも一部を前記型板の材質よりも低摩擦な低摩擦部材で構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の成形用金型において、
前記低摩擦部材はフッ素樹脂又はシリコーン樹脂からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の成形用金型。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の成形用金型において、
前記低摩擦部材の前記流路を、スプルー、ランナー及びゲートの少なくとも一つに設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の成形用金型において、
前記キャビティを複数備え、該複数のキャビティに溶融樹脂が同時に充填されるように、前記低摩擦部材の前記流路を溶融樹脂の流動抵抗の大きい箇所に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、充填される溶融樹脂の流動性を確保することができ、よって転写性の良好な成形品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
（発明の概要）
成形用金型としての、例えば射出成形用金型（以下、金型という）は、固定側型板と可動側型板とを有している。これら固定側型板と可動側型板は、一般に、炭素工具鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金等の金属部材により構成されている。そして、金型内に充填された溶融樹脂は、流れながらせん断発熱により熱が発生し、この熱は断面積が絞られるゲート付近では特に多い。この充填された溶融樹脂は、粘性があるため、金型と樹脂間の流動抵抗により、いわゆるファウンテンフローにより進行していく。
【００１４】
すなわち、溶融樹脂は金型面との滑りによって流れるのではなく、流路断面の中心が最も速くその周辺部は金型壁面側に噴出するような形で流れていく（ファウンテンフロー）。このファウンテンフローにより、流路内壁で金型面に接した樹脂は、金型に急激に冷却されスキン層（固化層）を形成し、このスキン層が成長していく。
【００１５】
これにより、金型の壁面付近の樹脂は、冷却が進み固化が進行するため、樹脂の有効流動断面積は小さくなる。
そこで、本発明では、金型内の流路と溶融樹脂間の流動抵抗を軽減するために、金型の流路を例えばフッ素樹脂等のような低摩擦部材により構成する。この構成により、溶融樹脂は流路内を滑りながら進行するため、有効流動断面積を大きくすることが可能となる。以下、具体的に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明が適用された射出成形用金型１０の断面平面図であり、図２は、その断面正面図である。
【００１６】
図１及び図２において、この射出成形用金型１０は、固定側型板１１と可動側型板１２とを有している。固定側型板１１には、射出ノズル（図示せず）から射出された溶融樹脂が流れる湯道としてのスプルー１４が形成されている。また、可動側型板１２には、このスプルー１４に連通するキャビティ１６が形成されている。
【００１７】
このキャビティ１６は、金型内に形成されて溶融樹脂が流れ込む空間であり、成形品とほぼ同一形状を有している。また、可動側型板１２には、スプルー１４とキャビティ１６との間に、溶融樹脂の流路としてのランナー２２、及び断面積を小さく絞ったゲート２４が離型面に沿って形成されている。このランナー２２及びゲート２４は、スプルー１４とキャビティ１６を連絡する樹脂通路となっている。なお、金型によってはゲート２４が設けられない場合もある。
【００１８】
本実施形態では、ランナー２２とゲート２４とを低摩擦部材１８で構成し、この低摩擦部材１８を、ボルト２０などの固定手段（又は接着手段、或いは型の挟み込み手段）により配設したものである。
【００１９】
この低摩擦部材１８は、フッ素樹脂又はシリコーン樹脂から成っている。これらフッ素樹脂又はシリコーン樹脂は、耐熱性に富みかつ摩擦係数が低いという特性を有している。但し、低摩擦部材１８としては、これに限ることなく、これらの特性を有すれば、フッ素樹脂やシリコーン樹脂に限定されるものではない。
【００２０】
図３（ａ）〜図３（ｄ）は、低摩擦部材１８に形成されたランナー２２の各種断面図を示している。
図３（ａ）は、可動側型板１２に形成された断面半円形状のランナー２２を示している。充填された樹脂は、この断面半円形状のランナー２２内を流れていく。このように、樹脂の流路としてのランナー２２に低摩擦部材１８を用いたのは、流路が狭い断面積を有する場合であっても、該流路を摩擦係数の低い部材で形成することで、樹脂の流れを良好にするためである。
【００２１】
図３（ｂ）は、固定側型板１１及び可動側型板１２に略対称に形成された低摩擦部材１８からなる断面円形状のランナー２２を示している。図３（ｃ）は、可動側型板１２に形成された低摩擦部材１８からなる断面略台形状のランナー２２を示す。更に、図３（ｄ）は、固定側型板１１及び可動側型板１２に略対称に形成された低摩擦部材１８からなる断面略六角形状のランナー２２を示している。
【００２２】
このように、ランナー２２を可動側型板１２側に形成するか、又は固定側型板１１及び可動側型板１２の双方に形成するかは、充填される樹脂の種類や型作成上等の理由によって適宜選択される。同様に、ランナー２２の断面形状や寸法も、充填される樹脂の種類や型作成上等の理由によって適宜選択される。
【００２３】
なお、流路を低摩擦部材１８で形成する場合、ランナー２２のみを低摩擦部材１８で形成しても良く、また、ランナー２２及びゲート２４の両方を低摩擦部材１８で形成しても良い。
【００２４】
本実施形態によれば、ランナー２２やゲート２４を低摩擦部材１８で構成したことで、スムーズに溶融樹脂が流れ、キャビティ１６に均一に樹脂充填を行うことができる。これにより、樹脂の流動抵抗が低減されて充填時間を短縮することができる。
【００２５】
また、本実施形態によれば、樹脂の充填時間が短縮されるためスキン層が発達する前に充填を完了することができる。このため、キャビティ１６内の樹脂に十分な充填保圧を与えることができる。よって、転写性の良い成形品を得ることができる。更に、流路断面積を小さくすることができるため、無駄な樹脂量を抑制することができる。
（第２の実施の形態）
図４は、射出成形用金型１０の断面平面図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には、同一の符号を付して説明する。
【００２６】
同図４において、本実施形態では、可動側型板１２に複数（３個）のキャビティ１６1，１６2，１６3が形成されている。これら３個のキャビティ１６1，１６2，１６3は、不図示のスプルーとキャビティ１６間を連絡するランナー２２の分岐点２２’を中心として、略対称な位置に形成されている。また、ランナー２２は、この分岐点２２’から３方向に枝分かれしたランナー２２1、２２2、２２3に分岐されている。更に、枝分かれしたランナー２２1、２２2、２２3の終端側（キャビティ側）には、夫々ゲート２４1、２４2、２４3が形成されている。
【００２７】
そして、ランナー２２の分岐点２２’から直進方向に延びる部分に、流路（ランナー２２1）が形成された低摩擦部材１８がボルト２０等の固定手段（又は接着、型の挟み込み）により配設されている。すなわち、本実施形態では、３方向に延びるランナー２２1、２２2、２２3のうち、直進方向のランナー２２1部分を低摩擦部材１８で形成した。
【００２８】
本実施形態のように、複数（３個）のキャビティ１６1，１６2，１６3に略同じタイミングで樹脂を充填したい場合、ランナー２２が直進方向、及びこれと直角方向に分岐していると、全てのキャビティ１６1，１６2，１６3に同時に樹脂を充填するのは困難である。これは、粘性流体の特徴から、一般に溶融樹脂は直進方向には流れにくいためである。このため、全ての方向のランナー２２を同一部材で構成すると、各キャビティ１６1，１６2，１６3に充填される樹脂流動に差が生じ、充填時間にバラツキが生じる。
【００２９】
この場合、３個のキャビティ１６1，１６2，１６3のうち、特定の１個のキャビティにのみ速く樹脂が充填されると、そのキャビティの樹脂のみが速く固化する。このため、全てのキャビティ１６1，１６2，１６3に樹脂が充填された後に、保圧のため圧力を付与しようとしても、最初に固化したキャビティでは樹脂がすでに固化してしまっている。これにより、最初に固化したキャビティ内の成形品は転写性が良くないものとなる。従って、複数のキャビティに樹脂を充填する場合には、全てのキャビティにほぼ同時に樹脂を充填するのが好ましい。
【００３０】
本実施形態によれば、複数（３個）のキャビティ１６に連通するランナー２２のうち、直進方向に延びる流路（ランナー２２1）にのみ低摩擦部材１８を用いたので、流動抵抗により発生する３個のキャビティ１６への充填バランスの崩れを改善することができる。すなわち、ランナー２２の分岐点２２’から左右方向に枝分かれするランナー２２2、２２3には、金属で形成された流路を用い、また、分岐点２２’から直進方向に延びるランナー２２1には低摩擦部材１８からなる流路を用いた。
【００３１】
本実施形態によれば、複数（３個）の全てのキャビティ１６1，１６2，１６3にほぼ同時に樹脂を充填することができる。よって、全体として充填時間が均一化され、かつ短縮化することができる。また、スキン層が発達する前に全てのキャビティ１６1，１６2，１６3に樹脂充填が完了するため、十分な充填保圧を与えることができる。よって、転写性の良い成形品を得ることができる。
（変形例）
図５は、第２の実施形態の変形例を示す図である。第２の実施形態では、ランナー２２が直進方向に対し直角方向に分岐していたが、本例では、ランナー２２が直進方向に対し傾斜方向に分岐している点が相違する。
【００３２】
すなわち、本変形例では、２つのキャビティ１６1，１６2に連通する同一長さかつ同一断面積のランナー２２1、２２2が、途中で直進方向と傾斜方向とに分岐している。
このような場合、前述したように、スプルー（図示せず）から延びる傾斜方向のランナー２２2よりも、直進方向のランナー２２1には樹脂は流れにくい。このため、樹脂の流れにくい方向（直進方向）のランナー２２1を、低摩擦部材１８で構成した。
【００３３】
本変形例によれば、前記と同様に、全てのキャビティ１６1，１６2にほぼ同時に樹脂を充填することができ、転写性の良い成形品を得ることができる。
（第３の実施の形態）
図６は、射出成形用金型１２の断面平面図である。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には、同一の符号を付して説明する。
【００３４】
同図６において、本実施形態では、可動側型板１２に１個のキャビティ１６が形成されている。また、このキャビティ１６と不図示のスプルーとの間に、略直角に折れ曲がったランナー２２（及びゲート２４）が形成されている。このように、ランナー２２が折れ曲がっていると、この部分が樹脂の流動に対して圧力損失を生じさせるため、キャビティ１６へのスムーズな樹脂充填ができなくなる。このため、折れ曲がったランナー２２内での樹脂の滞留時間の変化に伴い、スキン層にバラツキが生じる。
【００３５】
そこで、このランナー２２の折れ曲がり部（流動抵抗の大きい箇所）に、流路（ランナー）が形成された低摩擦部材１８を、ボルト２０等の固定手段（又は接着、型の挟み込み）により配設した。これにより、流動抵抗の発生する流路の曲がり部分の樹脂流動をスムーズにすることができる。
【００３６】
本実施形態によれば、ランナー２２の折れ曲がっている箇所に低摩擦部材１８を配置したので、樹脂と低摩擦部材１８の流路との間の摩擦抵抗が小さくなり、キャビティ１６への充填時間を短縮することができる。
【００３７】
このため、流動抵抗が低減されて充填時間が短縮され、スキン層が発達する前に充填を完了することができる。これにより、十分な充填保圧を与えることができ、転写性の良い成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１の実施の形態の射出成形用金型の断面平面図である。
【図２】同上の断面正面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、夫々低摩擦部材からなるランナの断面図である。
【図４】第２の実施の形態の射出成形用金型の断面平面図である。
【図５】同上の変形例を示す図である。
【図６】第３の実施の形態の射出成形用金型の断面平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１０      射出成形用金型
１１      固定側型板
１２      可動側型板
１４      スプルー
１６      キャビティ
１８      低摩擦部材
２０      ボルト
２２      ランナー
２２’    分岐点
２４      ゲート
【図３】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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