(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
架橋剤を有する材料ゴムをキャビティー部に注入供給するためのゴム流路を有したモールドゴム成型用金型において、前記ゴム流路の、キャビティー部直前に位置するゲートの近傍に、前記材料ゴム注入時にゴム流路を塞ぐことなく、架橋反応時に、ゴム流路を塞いでゴムの逆流を規制する逆流防止弁を設けてあり、前記逆流防止弁は、ゲートの近傍におけるゴム流路においてその前後より内径が大きく形成された拡径部と、この拡径部内に移動自在に設けられ、かつ該拡径部の上流側のゴム流路を塞ぐ大きさに形成された可動栓と、前記可動栓が拡径部の下流側のゴム流路を塞ぐのを防ぐ可動栓固定手段とから構成されてなることを特徴とするモールドゴム成型用金型。
【請求項２】
モールドゴム成型用金型のキャビティー部にゴム流路を介して架橋剤を有する材料ゴムを注入供給し、架橋反応させてモールドゴム成型品を得るモールドゴム成型品の製造方法において、前記モールドゴム成型用金型として、キャビティー部に連通したゴム流路を有し、該ゴム流路の、キャビティー部直前に位置するゲートの近傍に、前記材料ゴム注入時にゴム流路を塞ぐことなく、架橋反応時に、ゴム流路を塞いでゴムの逆流を規制する逆流防止弁を設けた金型を用い、前記逆流防止弁は、ゲートの近傍におけるゴム流路においてその前後より内径が大きく形成された拡径部と、この拡径部内に移動自在に設けられ、かつ該拡径部の上流側のゴム流路を塞ぐ大きさに形成された可動栓と、前記可動栓が拡径部の下流側のゴム流路を塞ぐのを防ぐ可動栓固定手段とから構成されてなることを特徴とするモールドゴム成型品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、架橋剤を含有する材料ゴムを用いて射出成型によりモールドゴム成型品を製造する際に用いられるモールドゴム成型用金型と、このモールドゴム成型用金型を用いたモールドゴム成型品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にモールドゴム成型品（ゴム架橋成型品）は、架橋剤を含んだ材料ゴムが射出成型機によって成型用金型内に注入され、注入されたゴムが架橋反応させられることによって得られる。
【０００３】
射出成型機には通常材料ゴムを計量する計量部が設けられており、この計量部は、材料ゴムに架橋反応が起こらない温度より低い温度、一般的には１００℃以下の温度で材料ゴムを予熱するようになっている。
また、射出成型機には、所望の寸法・形状の製品（成型品）を製造する成型用金型を固定し、さらにこれを加圧・加熱するプレス成型部が設けられており、計量部で計量された材料ゴムは、この成型用金型内に注入供給され、一定時間加圧下で加熱されることにより、架橋反応がなされてモールドゴム成型品となる。
【０００４】
成型用金型は、常にほぼ一定の温度に保たれるようになっている。この成型用金型を加熱する熱源としては、プレス成型機の熱盤、あるいは成型用金型内に設けられるヒータなどがある。
材料ゴムは、成型用金型内に注入されると、この成型用金型からの伝熱によって温度が上昇し、熱膨張する。そして、温度が上昇するにしたがい、架橋剤による架橋反応が活発になり、架橋されて成型品（製品）となる。
【０００５】
ところで、成型用金型内での材料ゴムの流路（ゴム流路）は、射出成型機側から順にスプルー部、ランナー部、ゲートによって構成されている。これらゴム流路は、一般に製品部となるキャビティー部より狭く容積が小さく形成されているため、このゴム流路内にある材料ゴムはキャビティー部内の材料ゴムより成型用金型からの伝熱を早く受け、これにより先に架橋反応をなす。
【０００６】
このようなゴム流路での架橋は、成型時においてこの架橋部分がキャビティー部（製品部）への通路（ゴム流路）を塞ぐ栓となり、結果としてこの架橋部分がキャビティー部の内圧上昇に対する抵抗となってゴムの逆流（バックフロー）を抑えるものとなる。したがって、モールドゴム成型品の製造においては、このようなゴム流路での架橋が成型用金型内の圧力を高め、ボイドなどの欠陥のない製品を製造するための重要な役目も果たしているのである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特に大容量の成型品（製品）を製造する場合では、小容量の場合と同じ圧力にその成型用金型内の圧力が上昇すると、容量が大きいことからより大きなバックフローの絶対圧力がゴム流路の架橋部分による抵抗にかかることになる。
すると、特にキャビティー部とゲート側との境界部においては、このバックフローの圧力により、架橋反応中のゴムがゲート側に押されてバックフローすることにより、ゲート側に「掘れ」という現象が起こり、著しい場合には得られる成型品（製品）部分に欠損を生じてしまうことがある。
【０００８】
このような不都合を解決する手段として、材料ゴムが流動するゴム流路の抵抗（流路抵抗）を大きくするため、ゴム流路を全体的に狭くすることが考えられるが、その場合には材料ゴムを注入するための注入圧も高くなってしまい、射出成型機への負荷が大きくなったり、ゴム流路を流れるゴムのせん断発熱が大きくなってゴム流路内で架橋反応が進行してしまい、不良が発生するおそれもある。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、特に大容量のモールドゴム成型品を製造する際の欠損等による不良の防止にきわめて有効であるモールドゴム成型用金型と、これを用いてなるモールドゴム成型品の製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明における請求項１記載のモールドゴム成型用金型では、架橋剤を有する材料ゴムをキャビティー部に注入供給するためのゴム流路を有してなり、前記ゴム流路の、キャビティー部直前に位置するゲートの近傍に、前記材料ゴム注入時にゴム流路を塞ぐことなく、架橋反応時に、ゴム流路を塞いでゴムの逆流を規制する逆流防止弁を設けてあり、前記逆流防止弁は、ゲートの近傍におけるゴム流路においてその前後より内径が大きく形成された拡径部と、この拡径部内に移動自在に設けられ、かつ該拡径部の上流側のゴム流路を塞ぐ大きさに形成された可動栓と、前記可動栓が拡径部の下流側のゴム流路を塞ぐのを防ぐ可動栓固定手段とから構成されてなることを前記課題の解決手段とした。
【００１１】
このモールドゴム成型用金型によれば、ゲートの近傍に逆流防止弁を設けたので、特に大容量の成型品を製造する場合などでも、材料ゴムの注入時にはゴム流路を塞ぐことがないため、せん断発熱によってゴム流路内で架橋反応が進行してしまうようなことがなく、また、架橋反応時にはゴム流路を塞いでゴムの逆流を規制するため、バックフローが抑えられる。
【００１２】
請求項２記載のモールドゴム成型品の製造方法では、前記請求項１記載の成型用金型を用いてこれのキャビティー部に材料ゴムを注入供給し、架橋反応させてモールドゴム成型品を得ることを前記課題の解決手段とした。
【００１３】
このモールドゴム成型品の製造方法によれば、前記成型用金型を用いたことにより、バックフローに起因して例えばゲート側に「掘れ」という現象が起こることが抑えられ、これにより得られる成型品部分に欠損が生じてしまうことが防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１（ａ）は本発明のモールドゴム成型用金型の一実施形態例を示す図であり、図１（ａ）において符号１はモールドゴム成型用金型（以下、成型金型と略称する）である。
【００１５】
この成型金型１は、中間板２とともに射出成型機（図示略）側のプレス成型部における熱盤兼加圧盤３、３間に固定され、その状態で該加圧盤３に加圧されるもので、上金型１ａと下金型１ｂとからなるものである。中間板２には成型金型１に材料ゴムを供給するためのゴム供給路４が形成されている。一方、成型金型１には、ゴム供給路４に連通した状態にスプルー部５が形成され、さらにこのスプルー部５に連通してランナー部６が形成されている。また、ランナー部６の先には製品部となるキャビティー部７が形成され、ランナー部６からキャビティー部７に至る位置はゲート８となっている。
【００１６】
このような構成のもとに、ゴム供給路４からキャビティー部７に至る間に位置するスプルー部５、ランナー部６、ゲート８は、材料ゴムをキャビティー部７に注入供給するためのゴム流路となっている。ここで、スプルー部５は上金型１ａに形成されている。また、このスプルー部５に連通するランナー部６は、上金型１ａと下金型１ｂとの割れ面（パーティング面）１ｃにおいて、それぞれの面に形成された溝状の凹部（図示略）が合わされて形成される横断面円形の中空部からなっている。同様に、キャビティー部６も、上金型１ａと下金型１ｂとの割れ面にそれぞれ形成された凹部よりなる中空部からなっている。なお、キャビティー部７とランナー部６との間に設けられるゲート８も、上金型１ａと下金型１ｂとにまたがった状態でその割れ面１ｃに形成されている。
【００１７】
また、この成型金型１には、図１（ｂ）に示すように前記ゴム流路の、キャビティー部７直前に位置するゲート８の近傍、すなわちランナー部６に、材料ゴム注入時にゴム流路を塞ぐことなく、架橋反応時に、ゴム流路を塞いでゴムの逆流を規制する逆流防止弁９が設けられている。
【００１８】
この逆流防止弁９は、図２（ａ）、（ｂ）に示すようにゲート８の近傍のランナー部６（ゴム流路）において、その前後、すなわち上流側および下流側より内径が大きく形成された拡径部１０と、この拡径部１０内に移動自在に設けられた可動栓１１と、この可動栓１１が拡径部１０の下流側のゴム流路を塞ぐのを防ぐためのピン１２とから構成されたものである。
【００１９】
拡径部１０は、図２（ｃ）に示すように上金型１ａと下金型１ｂとの割れ面１ｃにそれぞれ形成された横断面半円状の凹溝が合わさって、開口形状が横断面円形状となるように形成されたもので、その内径がランナー部６の内径に対して例えば２倍程度と十分に大きく形成されたものである。この拡径部１０には、図２（ａ）、（ｂ）に示したように、その上流側のランナー部６（ゴム流路）および下流側のランナー部６（ゴム流路）との接続部分に、ランナー部６の内径と同じ内径にまで漸次縮径するテーパ部１０ａ、１０ｂが形成されている。
【００２０】
可動栓１１は、本例においては球状に形成されており、材料ゴムに対して接着性や粘着性のないもの、例えばシリコーン樹脂やフッ素樹脂、鉄やステンレス等の金属などによって形成されたものである。また、この可動栓１１は、前記拡径部１０の上流側のランナー部６（ゴム流路）を塞ぐ大きさ、すなわちこのランナー部６の内径より大きい外径（直径）に形成されたものであり、かつ、拡径部１０内での材料ゴムの流れに実質的に影響を与えないような大きさ、例えば拡径部１０の内径の半分程度の外径（直径）に形成されたものである。このような外径に形成されていることにより、可動栓１１は材料ゴムの注入時、その流れに影響を与えないことから、せん断発熱によってゴム流路内で架橋反応が進行してしまうようなことが防止されている。
【００２１】
ピン１２は、本発明における可動栓固定手段となるもので、下金型１ｂにおいてその拡径部１０を形成する凹溝（図示略）を横切り、その両側に架け渡されたものである。そして、このような構成によりピン１２は、可動栓１１が拡径部１０の下流側のランナー部６（ゴム流路）側に移動するのを規制し、これにより前述したごとく可動栓１１がランナー部６（ゴム流路）を塞ぐのを抑えるようになっている。また、このピン１２は、可動栓１１と同様に材料ゴムに対して接着性や粘着性のない材料により形成されたもので、本例ではシリコーン樹脂やフッ素樹脂、鉄やステンレス等の金属などからなるものである。さらに、このピン１２は、拡径部１０の内径に比べ十分に細く形成されたもので、これによりゴム流路の大きさに実質的な影響を与えることなく、したがって材料ゴムの注入時に、せん断発熱によってゴム流路内で架橋反応が進行してしまうようなことが防止されている。
【００２２】
ここで、図２（ａ）、（ｂ）に示した拡径部１０を形成する箇所は、本例においては上金型１ａ、下金型１ｂのそれぞれの割れ面１ｃに形成された嵌合凹部（図示略）に、着脱可能に嵌め込まれたコマ１３、１３によって形成されている。これらコマ１３、１３は、その横断面半円状の凹溝が、上金型１ａ、下金型１ｂに形成されてランナー部６となる凹部（図示略）に連続するように形成され、前記嵌合凹部（図示略）に嵌め込まれたことによってランナー部６を連続させたものである。なお、下金型１ｂに嵌め込まれるコマ１３には、図２（ａ）に示したようにゲート８側のテーパ部１０ｂ側にピン１２が取り付けられており、また可動栓１１がピン１２とテーパ部１０ａとの間に納められている。
【００２３】
このような着脱可能なコマ１３、１３によって拡径部１０を形成し逆流防止弁９を構成していることにより、製造する成型品（製品）の製造条件を求める際、可動栓１１の大きさを変えたり拡径部１０の内径や長さを変えたりすることによって架橋時に逆流するゴムの最適条件を求めることができ、また、例えば使用する材料によっても逆流するゴムの量を変えることができる。
【００２４】
このような構成の成型金型１を用いてモールドゴム成型品を製造するには、従来と同様にして射出成型機の計量部より材料ゴムを供給し、加圧盤２のゴム供給路３を介して成型金型１のスプルー部５に注入する。すると、スプルー部５に注入された材料ゴムは、ランナー部６を経てゲート８に至り、ここからキャビティー部７に充填される。そして、この成型金型１内で加熱・加圧されることにより、架橋反応が進行し、キャビティー部７の形状に対応した成型品となる。
【００２５】
このとき、材料ゴムはランナー部６を流れることによって拡径部１０を通過する。その際、可動栓１１は材料ゴムによってゲート８側に押し流されるものの、図３（ａ）に示すようにピン１２によって停止させられ、これによりゲート８側のランナー部６を塞いでしまうことがないようになっている。また、可動栓１１は拡径部１０より十分に小さく、ゴム流路の大きさに実質的に影響を与えないようになっていることから、せん断発熱によってゴム流路内で架橋反応が進行してしまうこともないようになっている。
【００２６】
一方、架橋時においては、特にキャビティー部７の容量が大きく、したがって架橋反応時にキャビティー部７内の圧力が高くなり、過大なバックフロー（ゴムの逆流）の絶対圧力がゲート８側にかかった場合でも、逆流防止弁９が作動し、可動栓１１がゲート８と反対の側に押されて図３（ｂ）に示すようにランナー部６を塞ぐことにより、バックフローを抑えて逆流するゴムの量を規制することができる。
【００２７】
したがって、この成型金型１を用いたモールドゴム成型品の製造方法にあっては、ボイドなどの欠陥のない良好なモールドゴム成型品を得ることができる。
また、成型金型１にあっては、着脱可能なコマ１３、１３によって拡径部１０を形成していることにより、例えば製造する成型品（製品）の製造条件を求める際、前述したように可動栓１１の大きさを変えたり拡径部１０の内径や長さを変えたりすることによって架橋時に逆流するゴムの最適条件を求めることが可能になり、また、例えば使用する材料によっても逆流するゴムの量を変えることができ、したがって汎用性に優れたものとなる。
【００２８】
なお、前記実施形態例では、逆流防止弁９を拡径部１０と可動栓１１とピン１２とによって形成したが、本発明はこれに限定されることなく、例えばピン１２に代えて可動栓１１の移動を規制する突起を設けるなど、設計変更的な種々の形態が採用可能である。
また、拡径部１０をコマ１３、１３によって形成したが、上金型１ａあるいは下金型１ｂに直接拡径部１０を形成するようにしてもよく、また、その形状についても、その横断面を矩形状等としてもよい。
【００２９】
本発明品（実施例）となる成型金型を以下に示す形状・寸法で作製した。また、比較のため従来の構造の成型金型を以下に示す形状・寸法で作製した。
（実施例１）
図１（ａ）、（ｂ）に示した成型金型１において、そのランナー部６を、その全長が３０ｃｍ、直径（内径）が８ｍｍとなるようにした。また、スプルー部５を、その全長が全長２０ｃｍ、直径(内径）が上金型１ａの上面で５ｍｍ、成型金型１の割れ面（金型パーティング面）で８ｍｍとし、その間では線形に変化するようにした。
拡径部１０については、図２（ａ）、（ｂ）に示した形状において、その円筒部分（テーパ部１０ａ、１０ｂを除く大径の部分）の内径を２０ｍｍ、長さを３０ｍｍとした。また、可動栓１１については、その外径（直径）を１２ｍｍとした。
【００３０】
（実施例２）
ランナー部およびスプルー部については実施例１と同じにした。
拡径部１０については、その円筒部分（テーパ部１０ａ、１０ｂを除く大径の部分）の内径については実施例１と同様に２０ｍｍとし、長さについては６０ｍｍとした。また、可動栓１１については、実施例１と同様にその外径（直径）を１２ｍｍとした。
【００３１】
（実施例３）
ランナー部およびスプルー部については実施例１と同じにした。
また、拡径部１０についても、実施例１と同様にその円筒部分（テーパ部１０ａ、１０ｂを除く大径の部分）の内径を２０ｍｍとし、長さを３０ｍｍとした。
可動栓１１については、その外径（直径）を１０ｍｍとした。
【００３２】
（比較例１）
実施例１の成型金型に対し、拡径部１０等からなる逆流防止弁９を形成しない点だけを変え、他は同じにした。
（比較例２）
比較例１の成型金型に対し、そのスプルー部の形状を、その全長が全長２０ｃｍ、直径(内径）が上金型１ａの上面で３．５ｍｍ、成型金型１の割れ面（金型パーティング面）で８ｍｍとし、その間では線形に変化するようにした。なお、他は比較例１と同じにした。
【００３３】
このようなゴム流路を有する成型金型として、各例についてキャビティー部の容量が５０００ｃｃのものと１００００ｃｃのものとを用意し、これら成型金型を用いてそれぞれ射出成型機でモールドゴム成型品を製造した。ただし、ゴムはいずれも同一配合のＥＰゴム配合物を用いた。また、金型温度はいずれも１５０℃とし、ゴム予熱温度は８０℃とした。
ゴムの逆流分（バックフロー分）の重量（ｇ）、得られたモールドゴム成型品の製品部における掘れ、成型金型のゴム流路内での架橋の状況をそれぞれ調べ、これらの結果から総合評価を行った。結果を以下の表１、表２に示す。
【００３４】
0004413391.tif 000002
【００３５】
0004413391.tif 000003
【００３６】
表１、表２に示した結果より、本発明の実施例１、２、３はバックフローが少なく、製品部での掘れがなく、流路での架橋も起こらないことから良好な製品（成型品）が得られることが確認された。
一方、高抵抗部を形成しない比較例１、２のものでは、バックフローが比較的多く（特に比較例１）、製品部に掘れが生じたり（比較例１）、キャビティー部が大容量（１００００ｃｃ）のとき流路で架橋が起きて外観不良を生じたり（比較例２）し、良好な製品が得られにくいことが分かった。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明における請求項１記載のモールドゴム成型用金型は、ゲートの近傍に逆流防止弁を設けたものであるから、特に大容量の成型品を製造する場合などでも、材料ゴムの注入時にはゴム流路を塞ぐことがないため、せん断発熱によってゴム流路内で架橋反応が進行してしまうようなことがなく、また、架橋反応時には可動栓がゴム流路を塞いでゴムの逆流を規制するため、バックフローを抑えることができる。したがって、このモールドゴム成型用金型によれば、特に大容量のゴムモールド製品の製造に適用した場合に、不良発生を防止して良好な成型品を安定して製造することができる。
【００３８】
請求項３記載のモールドゴム成型品の製造方法は、前記成型金型を用いたことにより、バックフローに起因して例えばゲート側に「掘れ」という現象が起こるのを抑えることができ、これにより得られる成型品部分に欠損が生じてしまうのを防止して良好な成型品を安定して製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のモールドゴム成型用金型の一実施形態例を示す図であり、（ａ）は概略構成を示す側断面図、（ｂ）は下金型の平面図である。
【図２】  （ａ）は逆流防止弁の拡径部を形成する下金型側のコマの概略構成を示す平面図、（ｂ）は同じく逆流防止弁の拡径部を形成するコマの概略構成を示す側断面図、（ｃ）は拡径部の横断面図である。
【図３】  （ａ）、（ｂ）は逆流防止弁の動作を説明するための図であり、（ａ）は材料ゴム注入時における可動栓の動作を示す図、（ｂ）はゴム架橋時における可動栓の動作を示す図である。
【符号の説明】
１…モールドゴム成型用金型（成型金型）、１ａ…上金型、１ｂ…下金型、６…ランナー部、７…キャビティー部、８…ゲート、９…逆流防止弁、１０…拡径部、１１…可動栓、１２…ピン
【図１】
0004413391.tif 000004
【図２】
0004413391.tif 000005
【図３】
0004413391.tif 000006