(57)【要約】【課題】  従来の射出成形装置では、脱気路を通じてキャビティ内のガスを外部に排出することが可能となっているが、排出されるガスは脱気路内を通過する途中で冷却されて固化してしまうものもあり、脱気性能が低下することとなっていた。【解決手段】  成形時に、キャビティ７内に充填される被成形部材である溶融樹脂から発生するガスを、外部へ排出するための脱気路１２を備えた成形金型であって、  前記脱気路１２に設けられる脱気コア１１に、該脱気コア１１の温度調節を行うヒータ３１を備え、該ヒータ３１は、脱気コア１１を、前記ガスの融点以上の温度に温度調節する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形時に、キャビティ内に充填される被成形部材から発生する揮発成分を、外部へ排出するための脱気路を備えた成形金型であって、
前記脱気路に、該脱気路の温度調節を行う温度調節手段を備え、
該温度調節手段は、脱気路を、前記揮発成分の融点以上の温度に温度調節する、
ことを特徴とする成形金型。
【請求項２】
前記脱気路には、さらに該脱気路の温度を検出する温度検出手段が備えられることを特徴とする請求項１に記載の成形金型。
【請求項３】
成形時に、キャビティ内に充填される被成形部材から発生する揮発成分を、外部へ排出するための脱気路を備えた成形金型であって、
前記脱気路のキャビティへの開口部には、複数の平板状部材を、所定間隔を隔てて積層して構成した脱気コアが設置され、
前記脱気コアに、該脱気コアの温度調節を行う温度調節手段を備え、
該温度調節手段は、脱気コアを、前記揮発成分の融点以上の温度に温度調節する、
ことを特徴とする成形金型。
【請求項４】
前記脱気コアには、さらに該脱気コアの温度を検出する温度検出手段が備えられることを特徴とする請求項３に記載の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形時に、キャビティ内に充填される被成形部材から発生する揮発成分を、外部へ排出するための脱気路を備えた成形金型の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、射出成形は、図９に示すような成形金型１０１の上型１０２と下型１０３との間に形成されたキャビティ１０７内に、加熱・圧縮した溶融樹脂原料を充填して、該成形金型１０１内で保圧、冷却した後に取り出すプロセスを経て行われる。
この場合、キャビティ１０７内に充填される溶融樹脂には低融点となる低分子量成分が含まれており、該キャビティ１０７内に溶融樹脂を充填する際に、前記低分子量成分が揮発して該キャビティ１０７内にガスが発生する。
溶融樹脂は、成形金型１０１のランナー１０５からゲート１０６を通じてキャビティ１０７内へ充填されるが、元々キャビティ１０７内に溜まっていた空気および溶融樹脂から発生したガスは、該キャビティ１０７内に流れ込む溶融樹脂の圧力によって、パーティングラインＰＬを形成する上型１０２と下型１０３との合わせ面や、押し出し用のピン１０８と該ピン１０８が挿入されている孔１０８ａとの隙間から、成形金型１０１の外部へ排出されていく。
【０００３】
しかし、ガスが上型１０２と下型１０３との合わせ面や、ピン１０８と孔１０８ａとの隙間から排出される際には、成形金型１０１の温度が低いためにガス成分が排出途中で固化して、該合わせ面や隙間に堆積していくこととなる。
このように、上型１０２と下型１０３との合わせ面やピン１０８と孔１０８ａとの隙間に堆積物が溜まると、成形金型１０１の開閉動作時等に堆積物が、成形品の意匠面を成形するキャビティ１０７面上に落下して、次ショット以降の成形品の意匠面に、落下した堆積物の跡が残る等の外観不良が発生する原因となる。
【０００４】
このため、成形金型のキャビティ内と外部とを連通する脱気路を形成し、該脱気路を通じてキャビティ内のガスを外部へ排出するようにした例がある。
例えば、特許文献１では、離型剤や酸化防止剤や未反応モノマー等の低分子量成分が気化して生じたガスを、成形金型に形成したガスベントを通じて外部へ排出する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２０９８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の特許文献１に示した射出成形装置等では、前記脱気路を通じてキャビティ内のガスを外部に排出することが可能となっているが、排出されるガスは低融点成分であるため、脱気路内を通過する途中で冷却されて固化してしまうものもある。
そして、脱気路内で固化したガスが、時間が経つとともに堆積して該脱気路を塞ぐようになり、脱気性能が低下することとなっていた。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する成形金型は、以下の特徴を有する。
即ち、請求項１記載のごとく、成形時に、キャビティ内に充填される被成形部材から発生する揮発成分を、外部へ排出するための脱気路を備えた成形金型であって、前記脱気路に、該脱気路の温度調節を行う温度調節手段を備え、該温度調節手段は、脱気路を、前記揮発成分の融点以上の温度に温度調節する。
これにより、脱気路に低融点成分が固化して堆積することがなく、成形金型の脱気性能が低下することがない。
つまり、脱気路で固化することなくガス状態を保持した低融点の揮発成分は、成形時における溶融樹脂充填に伴い外部側へ押し出されるため、該脱気路内に低融点成分が堆積することがなく、綺麗な状態を維持することができる。
そして、脱気路内に低融点成分が堆積した場合のように、成形金型を分解して、脱気路を清掃するといった、煩雑なメンテナンスを行う必要がなく、メンテナンスフリーとなって、成形金型の保全工数を大幅に減少させることができる。
【０００７】
また、請求項２記載のごとく、前記脱気路には、さらに該脱気路の温度を検出する温度検出手段が備えられる。
これにより、脱気路の温度が低くなったときにのみ、自動的に該脱気路の温度を上昇させることができ、確実かつ省エネルギーで脱気路内に低融点成分が堆積することを防止できる。
【０００８】
また、請求項３記載のごとく、成形時に、キャビティ内に充填される被成形部材から発生する揮発成分を、外部へ排出するための脱気路を備えた成形金型であって、前記脱気路のキャビティへの開口部には、複数の平板状部材を、所定間隔を隔てて積層して構成した脱気コアが設置され、前記脱気コアに、該脱気コアの温度調節を行う温度調節手段を備え、該温度調節手段は、脱気コアを、前記揮発成分の融点以上の温度に温度調節する。
これにより、脱気コアに低融点成分が固化して堆積することがなく、脱気コアの脱気性能が低下することがない。
つまり、脱気コア内で固化することなくガス状態を保持した低融点成分は、成形時における溶融樹脂充填に伴い脱気孔側へ押し出されるため、該脱気コア内に低融点成分が堆積することがなく、綺麗な状態を維持することができる。
従って、脱気コア内に低融点成分が堆積した場合のように、成形金型を分解して、該成形金型から該脱気コアを取り外して清掃するといった、煩雑なメンテナンスを行う必要がなく、メンテナンスフリーとなって、成形金型の保全工数を大幅に減少させることができる。
【０００９】
また、請求項４記載のごとく、前記脱気コアには、さらに該脱気コアの温度を検出する温度検出手段が備えられる。
これにより、脱気コアの温度が低くなったときにのみ、自動的に該脱気コアの温度を上昇させることができ、確実かつ省エネルギーで脱気コア内に低融点成分が堆積することを防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、脱気路に低融点成分が固化して堆積することがなく、成形金型の脱気性能が低下することがない。
従って、成形金型を分解して脱気路を清掃するといった、煩雑なメンテナンスを行う必要がなく、メンテナンスフリーとなって、成形金型の保全工数を大幅に減少させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態を、添付の図面を用いて説明する。
【００１２】
まず、本発明にかかる成形金型の概略構成について説明する。
図１に示すように、成形金型１は高分子樹脂の射出成形に用いられる金型であり、上型２と下型３とを備えている。
上型２と下型３との間にはキャビティ７が形成されており、該上型２と下型３との合わせ面はパーティングラインＰＬとなっている。
【００１３】
キャビティ７には、加熱・圧縮された溶融樹脂原料が、成形金型１のランナー５からゲート６を通じて充填される。充填された溶融樹脂はキャビティ７内で保圧、冷却されて固化し、成形品となって成形金型１から取り出される。
また、成形金型１には、成形品の取り出し時に、該成形品の離型を容易にするための押し出しピン８が設けられており、該押し出しピン８は、成形金型１に形成されるピン孔８ａに摺動自在に挿入されている。
【００１４】
上型２のキャビティ７には、該キャビティ７内と成形金型１外部とを連通する脱気路である脱気孔１２が形成されており、該脱気孔１２におけるキャビティ７側端部には、脱気路の一部を構成する脱気コア１１が設けられている。
該脱気コア１１は、キャビティ７の溶融樹脂の流れ方向における下流側端部、すなわちキャビティ７の末端部に配置され、さらに、成形金型１により成形される成形品の非意匠面を形成する側のキャビティ面７ａに配置されている。
【００１５】
図２、図３に示すように、前記脱気コア１１は、複数の開口スリット１１ｄ・１１ｄ・・・が形成されるスリット部１１ａと、該スリット部１１ａの両側に配置される固定部１１ｂ・１１ｂとで構成されており、表面Ｆ側がキャビティ面７ａと面一になるように、上型２に取り付けられている。また、脱気コア１１の裏面Ｂ側は、前記脱気孔１２に接続されている。
【００１６】
また、脱気コア１１内部には、ヒータ３１・３１が備えられており、該ヒータ３１・３１により、該脱気コア１１（特にスリット部１１ａ）の温度調節を行うようにしている。
各ヒータ３１へ電力供給を行うリード線３１ａは、固定部１１ｂに形成される配線用孔１１ｆを通じて、脱気コア１１の裏面Ｂ側まで案内され、脱気コア１１の裏面Ｂ側から脱気孔１２を通じて成形金型１外部まで導かれている。
【００１７】
なお、本例においては、下型３のキャビティ面７ａが成形品の意匠面を形成するように構成されているため、脱気コア１１を上型２のキャビティ面７ａに設置しているが、成形品の意匠面を形成するキャビティ面７ａが上型２にあるときは、脱気コア１１を下型３側へ設置することもできる。
【００１８】
図４〜図６に示すように、スリット部１１ａは、複数のプレート２１を積層して構成されている。
プレート２１は平板状部材であって、脱気コア１１の表面Ｆ側のスリット形成部２１ａと、該スリット形成部２１ａより裏面Ｂ側に位置する脱気通路部２１ｂと、脱気コア１１の裏面Ｂ側に位置する連結部２１ｃとを備えている。プレート２１の連結部２１ｃには連結孔２１ｄが形成されている。
また、前記脱気通路部２１ｂには、前記ヒータ３１が貫通するヒータ孔２１ｅが形成されている。
【００１９】
プレート２１においては、脱気通路部２１ｂの板厚よりもスリット形成部２１ａの板厚の方が厚く形成され、スリット形成部２１ａの板厚よりも連結部２１ｃの板厚の方が厚く形成されている。
従って、複数のプレート２１を積層すると、各プレート２１の連結部２１ｃ同士が当接するとともに、各プレート２１のスリット形成部２１ａ間および脱気通路部２１ｂ間に所定の隙間が形成される。
【００２０】
このように、プレート２１のスリット形成部２１ａおよび脱気通路部２１ｂは、所定の隙間を隔てて積層されており、各スリット形成部２１ａ間に形成される隙間が、脱気コア１１の表面Ｆに位置する前記開口スリット１１ｄとなっている。
そして、開口スリット１１ｄを形成する、スリット形成部２１ａが、脱気コア１１のガス取入部となっている。
また、図７に示すように、脱気通路部２１ｂの板厚よりもスリット形成部２１ａの板厚の方が厚く形成されているので、脱気通路部２１ｂ間に形成される隙間寸法ｔｂは、スリット形成部２１ａ間に形成される隙間寸法ｔａよりも大きくなっている。
【００２１】
また、前記固定部１１ｂは、例えばブロック状部材にて形成されており、該固定部１１ｂにはプレート２１の積層方向に貫通する連結孔１１ｅが形成されている。
そして、固定部１１ｂの連結孔１１ｅと各プレート２１の連結部２１ｃとにボルト等の締結部材を挿入して締結することで、積層した複数のプレート２１・２１・・・、および該プレート２１・２１・・・の両側に配置される固定部１１ｂを連結し、脱気コア１１が構成されている。
【００２２】
このように構成される脱気コア１１においては、脱気通路部２１ｂ間に形成される隙間は該脱気コア１１の裏面Ｂ側にまで連続して形成されており、脱気コア１１の表面Ａ側と裏面Ｂ側とは、スリット形成部２１ａおよび脱気通路部２１ｂにより連通している。
従って、脱気コア１１を、その表面Ｆがキャビティ面７ａと面一になるように、上型２に設置することで、スリット形成部２１ａがキャビティ７内のガスの取入部となり、該スリット形成部２１ａの開口スリット１１ｄから取り入れたキャビティ７内のガスを、スリット形成部２１ａのガス流れ方向における下流側に位置する脱気通路部２１ｂを通じて、前記脱気孔１２へ排出することが可能となる。
【００２３】
ここで、各スリット形成部２１ａ間に開口スリット１１ｄが形成される脱気コア１１の表面Ｆは、キャビティ７内に充填される溶融樹脂と接するため、該開口スリット１１ｄの隙間寸法ｔａは、該開口スリット１１ｄに溶融樹脂が入り込まないだけの小さな寸法に設定してある。隙間寸法ｔａは、例えば、本例の場合は０．０３ｍｍ程度に設定している。
これに対し、スリット形成部２１ａに隣接して配置される脱気通路部２１ｂ間の隙間寸法ｔｂは、開口スリット１１ｄの隙間寸法ｔａよりも大きく設定されており、例えば、本例の場合は０．２ｍｍ程度以上となるように設定している。
また、スリット形成部２１ａの表面Ｆ側から裏面Ｂ側にかけての寸法ｔｃ（図７図示）は、小さいほど脱気抵抗を小さくできるが、意匠面側の加工性および意匠の変更自由度を考慮した最小寸法に設定している（本例の場合は２．０ｍｍ程度以下に設定している）。
【００２４】
このように、開口スリット１１ｄのスリット幅（スリット形成部２１ａ間の隙間）寸法ｔａを、溶融樹脂が入り込まない程度の小さな寸法に設定して、溶融樹脂のキャビティ７からの漏れを防止している。
また、脱気コア１１は、複数のプレート２１をスリット幅寸法ｔａだけ隔てながら積層して構成しているので、積層したプレート２１の枚数分だけ開口スリット１１ｄを形成することができる。
【００２５】
従って、脱気コア１１においては、表面Ｆに開口する開口部の面積は、（スリット幅寸法ｔａ）×（開口スリット１１ｄの長さ寸法Ｌａ（図２図示））×（開口スリット１１ｄの数）となり、プレート２１を多数積層することで、大きな開口面積を確保することが可能である。
これにより、溶融樹脂のキャビティ７からの漏れを防止するべく、開口スリット１１ｄのスリット幅寸法ｔａを小さく設定した場合でも、キャビティ７内のガスを排出するのに十分な開口面積を確保することが可能となる。
そして、キャビティ７内のガスの、成形金型１のパーティングラインＰＬ部分や押し出しピン８とピン孔８ａとの隙間部分からの排出量を低減して、これらの部分に固化したガス成分が堆積することを防止し、成形金型１の開閉動作時等に、堆積物が成形品の意匠面を成形するキャビティ面７ａ上に落下して、次ショット以降の成形品の意匠面に、落下した堆積物の跡が残る等の外観不良が発生することを防止できる。
【００２６】
また、プレート２１を薄板状に形成して、その厚み寸法ｔｄ（図７図示）を小さく設定することで、多数のプレート２１を積層した場合でも、脱気コア１１の表面Ｆが占める面積を小さくすることができるので、コンパクトな脱気コア１１にて大きな開口面積を得ることが可能である。前記厚み寸法ｔｄは、例えば、本例の場合は１．０ｍｍ程度に設定している。
【００２７】
また、キャビティ７内のガスは、開口スリット１１ｄから脱気コア１１内に侵入し、脱気コア１１のスリット形成部２１ａ→脱気通路部２１ｂ→脱気孔１２の順に通過していくが、スリット形成部２１ａのガス流れ方向における下流側に位置する脱気通路部２１ｂの隙間寸法ｔｂは、該スリット形成部２１ａの隙間寸法ｔａよりも大きく形成されているので、脱気コア１１内を流れるガスの受ける抵抗を小さくすることができる。
これにより、開口スリット１１ｄから脱気コア１１内に侵入したガスが脱気通路部２１ｂを通過し易くなり、脱気コア１１の脱気流量を大きくすることができるため、脱気コア１１を高効率なガス排出装置に構成することができ、該脱気コア１１をコンパクトに構成しながら、キャビティ７内のガスの殆どを脱気コア１１から排出することが可能となる。
【００２８】
ここで、前述のごとく、脱気コア１１から外部へ排出されるキャビティ７内のガスは、キャビティ７内に充填される被成形部材である溶融樹脂に含まれる低融点成分が揮発した揮発成分である。
該低融点成分の融点は、例えば７０℃程度であり、主に帯電防止剤やタルク分散剤や光安定剤等で構成されている。
また、成形時にキャビティ７内に溶融樹脂を充填して成形金型１を冷却した場合、該成形金型１は低融点成分の融点よりも低い温度（例えば４０℃程度）にまで低下し、成形金型１に装着されている脱気コア１１も、低融点成分の融点よりも低い温度となる。
【００２９】
これにより、このままでは、脱気コア１１を通過するガスが、該脱気コア１１により冷却されて固化し、脱気コア１１のスリット部１１ａに堆積することとなる。
そこで、本成形金型１においては、脱気コア１１に設けられるヒータ３１・３１により、該脱気コア１１の温度をガスが固化しない温度に調節し、脱気コア１１を通過するガスが冷却により固化しないようにしている。
つまり、脱気コア１１の温度が、揮発成分であるガスを構成する低融点成分の融点以上の温度になるように、ヒータ３１・３１により温度調節を行い、その温度を維持する。ヒータ３１・３１により維持する脱気コア１１の温度は、例えば開口スリット１１ｄの部分の温度が７０℃〜１００℃程度の温度範囲に入るような、さらには８０℃程度になるような温度としている。
【００３０】
このように、ヒータ３１・３１により、脱気コア１１の温度を、ガスを構成する低融点成分の融点以上の温度になるように調節することで、脱気コア１１を構成するプレート２１のスリット形成部２１ａや脱気通路部２１ｂに低融点成分が固化して堆積することがなく、脱気コア１１の脱気性能が低下することがない。
つまり、脱気コア１１内で固化することなくガス状態を保持した低融点成分は、成形時における溶融樹脂充填に伴い脱気孔１２側へ押し出されるため、該脱気コア１１内に低融点成分が堆積することがなく、綺麗な状態を維持することができる。
【００３１】
従って、脱気コア１１内に低融点成分が堆積した場合のように、成形金型１を分解して、該成形金型１から該脱気コア１１を取り外して清掃するといった、煩雑なメンテナンスを行う必要がなく、メンテナンスフリーとなって、成形金型１の保全工数を大幅に減少させることができる。
【００３２】
また、脱気コア１１には、該脱気コア１１の温度を検出する温度センサ３２が備えられている。本例の場合は、温度センサ３２は前記ヒータ３１に一体的に設けられている。
図８に示すように、該温度センサ３２およびヒータ３１は温度制御装置３５に接続されており、該温度センサ３２にて検出された脱気コア１１の温度が、予め設定された温度よりも低くなった場合にヒータ３１を作動させて、該脱気コア１１を設定した所定の温度となるまで上昇させるようにしている。
例えば、温度センサ３２にて検出した脱気コア１１の温度が７０℃を下回った場合に、ヒータ３１を作動させるように構成することができる。
【００３３】
これにより、脱気コア１１の温度が低くなったときにのみ、自動的に該脱気コア１１の温度を上昇させることができ、確実かつ省エネルギーで脱気コア１１内に低融点成分が堆積することを防止できる。
【００３４】
また、成形時に、脱気コア１１を低融点成分の融点以上に温度調節することが、成形品の出来に影響を与える場合には、成形時にはヒータ３１をオフしておき、成形時以外のときにヒータ３１をオンさせて、低融点成分を溶融させたうえで、エアブローなどで低融点成分を飛散させて除去することができる。
この場合も、成形金型１を分解して、脱気コア１１を取り外す必要がないので、成形金型１の保全工数を大幅に減少させることができる。
【００３５】
なお、本例では、ヒータ３１を脱気コア１１に設けた例について説明を行ったが、該ヒータ３１は、脱気孔１２の部分に設けることもできる。さらには、脱気孔１２の部分と脱気コア１１との両方に設けることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明にかかる成形金型を示す側面断面図である。
【図２】成形金型に備えられる脱気コアを示す正面図である。
【図３】脱気コアを示す側面図である。
【図４】脱気コアのスリット部を構成するプレートを示す下面図である。
【図５】脱気コアのスリット部を構成するプレートを示す側面図である。
【図６】積層したプレート間に形成される隙間を示す側面図である。
【図７】スリット部における開口スリットの部分を示す拡大側面図である。
【図８】脱気コア内に設けられるヒータおよび温度センサを示す概略図である。
【図９】従来の成形金型を示す側面断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    成形金型
２    上型
３    下型
７    キャビティ
７ａ  キャビティ面
１１    脱気コア
１１ａ  スリット部
１２    脱気孔
３１    ヒータ
３２    温度センサ
【図１】
2007069355.tif 000003
【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】
2007069355.tif 000009
【図８】
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【図９】
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