(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形装置の固定盤側に取付けられる固定金型と、可動盤側に取付けられる可動金型とに分割された金型の前記固定金型側に、溶融樹脂が充填されるキャビティに対して進退可能となった移動型を設け、この移動型を進退させるために、内部が二つに仕切られることにより、前記移動型の移動方向に沿って並設された二つの圧力室と、ロッドを介して一体化された受圧面の大きさが異なる二枚のピストンプレートとを有し、かつ、前記二枚のピストンプレートおよびロッドには、これらを貫通する開口が設けられている金型移動装置を設け、この金型移動装置を前記固定盤と前記移動型との間に介装し、前記金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出装置のノズルが前記ピストンプレートおよび前記ロッドの前記開口を通って、前記金型のスプルに接続させて、成形品の成形を行う成形方法であって、
前記金型内への膨張性溶融樹脂の射出を開始した後、前記金型移動装置の作動により、前記キャビティの容積が成形すべき成形品の寸法に応じた位置まで前記移動型を後退させることを特徴とする成形方法。
【請求項２】
請求項１に記載の成形方法において、原材料として、補強用繊維を包含する繊維含有熱可塑性樹脂ペレットが含まれていることを特徴とする成形方法。
【請求項３】
請求項１ないし請求項２に記載の成形方法において、原材料として、長さが２〜１００ｍｍの範囲にされた補強用繊維を包含する繊維含有熱可塑性樹脂ペレットが含まれるとともに、前記補強用繊維が当該原材料全体の５〜７０重量％とされた原材料が採用されていることを特徴とする成形方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の成形方法において、原材料として、発泡剤が含まれていることを特徴とする成形方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の成形方法において、前記金型内への溶融樹脂の射出を開始した後、前記金型に射出された溶融樹脂の内部にガスが注入されることを特徴とする成形方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の成形方法において、前記移動型の後退を開始する前に、前記金型移動装置を作動させて、前記移動型を前記キャビティに対して前進させることにより、前記キャビティに射出された溶融樹脂を圧縮することを特徴とする成形方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の成形方法において、射出成形を開始する前に、成形品の表面に一体化される表皮面材を、前記金型の前記可動金型に装着することを特徴とする成形方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の成形方法において、前記固定金型は前記キャビティ内に対して進退可能でかつ前記キャビティを塞ぐ凸部を有し、前記固定金型全体が、前記キャビティに対して進退可能とされて、前記移動型となっていることを特徴とする成形方法。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の成形方法において、前記固定金型の一部分が移動可能とされ、この一部分が前記キャビティに対して進退可能となった前記移動型とされていることを特徴とする成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、膨張性を与えた溶融樹脂で成形された軽量成形品の表面状態の改良を図るための成形方法に関する。
【０００２】
【背景技術】
【０００３】
従来より、熱可塑性樹脂の射出成形品は、インパネコア、バンパービーム、ドアステップ、ルーフ・ラック、リア・クォターパネルおよびエアクリーナ・ケース等の自動車部品、家電製品の部品、日用品、ならびに、外壁用パネル、間仕切壁用パネルおよびケーブル・トラフ等の建築・土木用部材等として広く利用されている。
このような射出成形品を製造するにあたり、予め金型内に射出される溶融樹脂に発泡剤または補強用繊維を含有させておく、あるいは、金型内に射出された溶融樹脂にガスを注入することにより、金型内の溶融樹脂を膨張させ、成形品の内部に気泡、空隙または中空部を形成し、これにより、重量の軽い軽量成形品の製造を図ることができる。
ここで、金型内の溶融樹脂を膨張させる際、金型のキャビティを、最初から成形品の大きさに応じた容積にしておくと、金型内に射出された当初の溶融樹脂は、容量がキャビティの容積よりも小さく、その後、膨張して当該キャビティの容積に達するので、金型内の溶融樹脂全体を射出圧で成形面に押しつけることが難しく、転写性を確保できない場合がある。
【０００４】
そこで、転写性を確保するために、射出開始時には、金型のキャビティを、射出される溶融樹脂の容量に応じた容積にし、これにより、金型内に射出された溶融樹脂全体が射出圧で成形面に押しられるようにし、溶融樹脂の表面に成形面が転写された後、金型のキャビティを拡張し、溶融樹脂を膨張させる手順を採用することが考えられる。
金型のキャビティを拡張するにあたり、二つに分割された金型のうち、一方の固定金型を、射出成形機の固定盤側に取り付けるとともに、他方の可動金型を可動盤に取り付け、可動金型を移動型としてキャビティに対して進退可能、かつ、任意の位置に停止可能に設け、そして、可動金型全体を後退させれば、キャビティの拡張を行うことができる。
あるいは、可動盤に取り付けられた可動金型に、キャビティに対して進退可能となった移動型を設け、可動金型の一部を後退させることでも、キャビティの拡張を行うことができる。
ここで、可動金型全体の後退駆動には、可動金型全体を任意の位置まで駆動するように改造された、射出成形機の型締装置、あるいは、射出成形機の可動盤および可動金型の間に介装され、可動金型全体を任意の位置まで駆動する金型移動装置を利用することができる。
このように、可動金型全体を後退させる成形方法によれば、可動金型の成形面の全面を覆う表皮面材の装着が容易に行えるので、成形面の意匠面全体を覆おう表皮面材の一体成形が可能となる。
また、可動金型の一部である移動型の後退には、射出成形機の可動盤および可動金型の間に介装され、移動型を任意の位置まで駆動する金型移動装置を利用することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、キャビティを拡張しながら成形を行う成形方法では、可動金型の後退方向に沿った成形面の面積が、可動金型の後退により拡張される。
ここで、金型内部に射出された溶融樹脂は、その表面が成形面と接触すると、熱を奪われて固化を開始するので、成形中に成形面の面積が拡張されると、固化を開始した溶融樹脂の表面は、成形面に完全に追従せず、転写性が不十分となることがある。
このため、可動金型全体を後退して、キャビティを拡張する従来の成形方法では、成形品の端面部分を成形する成形面が、可動金型の後退で拡張されるので、成形品の端面部分が意匠面となる場合には、外観品質が不十分となることがあるという問題がある。
また、この成形方法では、可動金型の後退で拡張される成形面は、固定金型と接触しながら摺動する摺動面となるので、成形品の端面形状が入り組んだ複雑なものであると、金型の製造が煩雑となるという問題がある。
さらに、成形品の端面に孔等のアンダーカット部があると、型開きの際に、アンダーカット部を回避する方向に移動させる可動コアを設ける必要があり、この可動コアの移動方向が可動金型の移動方向と交差し、金型の構造が複雑となるので、金型の製造が困難となりやすいという問題がある。
【０００６】
一方、可動金型の一部である移動型を後退して、キャビティを拡張する成形方法によれば、成形品の内部となるキャビティの内側部分を後退させれば、成形面が拡張されることがなく、成形品の端面部分が意匠面となる場合でも、当該端面部分の外観品質が不十分となることはない。
このような移動型の後退でキャビティを拡張すると、移動型の成形面と可動金型の成形面とで同一面を成形した成形品は、可動金型側の表面に、移動型と可動金型との境界線の跡が形成される。一方、キャビティ内に溶融樹脂を射出するために、ゲートが設けられた固定金型側の表面には、ゲートの跡が形成される。
このため、可動金型側の表面および固定金型側の表面のいずれを意匠面としても、境界線の跡およびゲートの跡の一方が必ず当該意匠面に現れるので、成形品の外観品質が損なわれるという問題がある。
また、この成形方法では、表面に表皮面材が一体化された積層成形品を成形するにあたり、成形前に、固定金型側に設けられたゲートと対向する、可動金型側の成形面に表皮面材を、バキュームによる吸引等で装着している。
ここで、可動金型側の成形面は、成形完了時には、移動型の成形面が可動金型の成形面と同一面となる位置まで当該移動型が後退しているが、表皮面材の装着時には、移動型の成形面が可動金型の成形面よりもキャビティ側に前進した位置にあり、この状態で表皮面材を装着すると、成形完了時には、移動型の後退により、表皮面材が弛んでしまうので、可動金型側の成形面全体を覆う一枚の表皮面材を装着することができず、成形面の意匠面全体を覆おう表皮面材の一体成形が困難であるという問題がある。
【０００７】
なお、ゲートの跡は、成形品の端面となる部分を成形する金型の成形面に開口されたサイドゲートを採用することで、ゲート跡が目立たなくなるので、外観品質の低下をある程度抑制できる。
しかしながら、サイドゲートを採用すると、溶融樹脂を流通させるために、金型内部に設けられる流路の長さが長くなり、溶融樹脂の流動抵抗が増すので、流動抵抗の増大を抑えるために、ゲートの数を増やす必要があり、これにより、金型構造が複雑になるという問題がある。
また、溶融樹脂内にガスを注入するにあたり、金型内部の溶融樹脂の圧力分布と、溶融樹脂内部で流動するガスの挙動とには、所定の関係があるので、サイドゲートを設けた金型では、溶融樹脂の流路が長くなることから、射出圧やガス圧等の成形条件を設定するにあたり、制約が多いという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、成形品の意匠面に優れた外観品質が確保され、金型製造の便宜が図れ、かつ、成形面の意匠面全体を覆う表皮面材が一体成形可能な成形方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明は、成形装置の固定盤側に取付けられる固定金型と、可動盤側に取付けられる可動金型とに分割された金型の前記固定金型側に、溶融樹脂が充填されるキャビティに対して進退可能となった移動型を設け、この移動型を進退させるために、内部が二つに仕切られることにより、前記移動型の移動方向に沿って並設された二つの圧力室と、ロッドを介して一体化された受圧面の大きさが異なる二枚のピストンプレートとを有し、かつ、前記二枚のピストンプレートおよびロッドには、これらを貫通する開口が設けられている金型移動装置を設け、この金型移動装置を前記固定盤と前記移動型との間に介装し、前記金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出装置のノズルが前記ピストンプレートおよび前記ロッドの前記開口を通って、前記金型のスプルに接続させて、成形品の成形を行う成形方法であって、前記金型内への膨張性溶融樹脂の射出を開始した後、前記金型移動装置の作動により、前記キャビティの容積が成形すべき成形品の寸法に応じた位置まで前記移動型を後退させることを特徴とする。
ここで、膨張性溶融樹脂とは、スプリングバック現象を引き起こす補強用繊維を包含した溶融樹脂、成形時にガスが注入される溶融樹脂、および、発泡剤を含有した溶融樹脂等、金型内で膨張可能となった溶融樹脂をいう。
なお、溶融樹脂に膨張性を付与するにあたり、補強用繊維の含有、発泡剤の含有、および、ガスの注入のいずれかを単独で用いること、ならびに、これらを複数組み合わせることの両方が可能である。
【００１０】
このような本第１発明では、ゲートを有する固定盤側の移動型が前進するので、固定金型の一部分を移動型としたために、成形品に、固定金型および移動型の境界線の跡が形成されても、成形品の境界線の跡は、ゲートを有する固定金型側の成形面で形成されるので、ゲートの跡と同じ側の面に形成される。
このため、ゲートおよび境界線の跡は、固定金型側の成形面で成形された面に両方とも形成されるので、ゲートおよび境界線の跡が成形される面を、成形品の裏側の面等、意匠面ではない面に設定しておけば、ゲートおよび境界線の跡が目立つことがなく、成形品の外観品質が確保されるようになる。
また、固定金型の一部分を移動型とすれば、成形品の端面部分を成形する成形面が拡張されることがなく、成形品の端面部分の外観品質が損なわれることもないうえ、成形品の端面形状が入り組んだ複雑な金型の製造も容易となる。
さらに、成形品の端面に孔等のアンダーカット部があっても、固定金型側が移動型となるので、アンダーカット部を回避する方向に移動させる可動コアは、成形時に移動させる必要のない可動金型に設ければ、金型の構造が複雑となることがなく、この点からも、金型の製造が容易となる。
いずれにしても、成形品の意匠面は、固定されて、移動型の移動前の状態から動くことがない。
【００１１】
以上において、原材料としては、補強用繊維を包含する繊維含有熱可塑性樹脂ペレットが含まれているもの、および、発泡剤が含まれているもののいずれもが採用でき、さらに、補強用繊維および発泡剤の両方を含むものも採用できる。
このような原材料を採用すれば、成形時に移動型を後退し、キャビティを拡張することで、溶融樹脂が膨張するようになる。
この際、原材料に含有させる補強用繊維としては、長さが２〜１００mmの範囲にされた補強用繊維を採用するのが好ましく、このような補強用繊維を包含した原材料としては、当該補強繊維を包含する繊維含有熱可塑性樹脂ペレットを含み、前記補強用繊維が当該原材料全体の５〜７０重量％とされたものを採用するのが望ましい。
このような原材料を採用すれば、成形時にスプリングバック現象が確実に起きるようになり、移動型の後退でキャビティを拡張することで、溶融樹脂をスプリングバック現象により所定の大きさまで膨張させることが可能となる。
一方、溶融樹脂を膨張させるには、金型内への樹脂射出が開始された後、溶融樹脂の内部にガスを注入することでも行える。
このように成形時にガスを注入しても、成形時に、移動型の後退でキャビティを拡張することにより、溶融樹脂が膨張するようになる。
【００１２】
また、前記移動型の後退を開始する前に、前記金型移動装置を作動させて、前記移動型を前記キャビティに対して前進させることにより、前記キャビティに射出された溶融樹脂を圧縮することが好ましい。
このように移動型の前進で溶融樹脂を圧縮すれば、圧縮により金型のキャビティ内部に溶融樹脂が充満するようになるので、射出圧で溶融樹脂を充満させる必要がなくなり、成形面の転写性を損なうことなく、射出圧を低く設定することで、成形品の反り等が未然に防止される。
さらに、射出成形を開始する前に、成形品の表面に一体化される表皮面材を、前記金型の前記可動金型に装着することができる。
このような表皮面材は、成形時に移動しない可動金型の成形面に装着することが可能となるので、可動金型側の成形面全体を覆う一枚の表皮面材を装着すれば、成形面の意匠面全体を覆おう表皮面材を有する成形品の一体成形が行える。
また、移動型としては、前記固定金型全体を前記キャビティに対して進退可能に設けて移動型としたもの、および、前記固定金型の一部分を移動可能とすることで、この一部分をキャビティに対して進退可能としたものの、いずれもが採用できる。
ここで、固定金型全体をキャビティに対して進退可能に設けて移動型としたものを採用すれば、固定金型および可動金型の両方の成形面に表皮面材を装着することが可能となるので、成形品の両面のほぼ全面が表皮面材で覆われた成形品の一体成形が可能となる。ただし、固定金型に装着される表皮面材には、ゲートに対応した位置に、溶融樹脂を通過させるための孔が形成される。
一方、固定金型の一部をキャビティに対して進退可能に設けて移動型としたものを採用すれば、成形品の内部となるキャビティの内側部分を移動型が後退するようになり、成形面が拡張されることがなく、成形品の端面部分が意匠面となる場合でも、当該端面部分の外観品質が確保されるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の第１実施形態に係る射出成形機１が示されている。この射出成形機１は、射出装置２のノズル2Aから射出される溶融樹脂を金型10の内部に充填して成形を行うものである。
射出成形機１には、射出装置２側に固定された固定盤３と、この固定盤３に対して近接・離隔可能となった可動盤４と、この可動盤４を固定盤３に対して移動させる型締装置５と、射出装置２とは反対側に固定された固定プレート６とが設けられている。
射出装置２は、図示しない射出シリンダの内部に供給された樹脂ペレットを、図示しないスクリュで混練しながら可塑化して、この可塑化した溶融樹脂を先端のノズル2Aから射出するものである。
なお、可動盤４は、対向配置された固定盤３および固定プレート６の間に架け渡されたタイバー７に沿って摺動自在に設けられたものであり、固定プレート６には型締め用の油圧シリンダ装置８が取り付けられている。
型締装置５は、油圧シリンダ装置８のピストンロッド8Aが連結されたトグル機構９を有するもので、油圧シリンダ装置８の押圧力をトグル機構９で増力して可動盤４を駆動して、金型10の閉鎖・型締および開放を行うようになっている。
【００１５】
金型10は、射出成形機１の固定盤３側に取付けられる固定金型11と、可動盤４側に取付けられる可動金型12と、固定金型11の一部分として設けられた移動型13とを備えたものである。
このうち、移動型13は、金型10のキャビティ10A に対して進退可能となったものであり、固定金型11の中央部分を貫通する貫通孔10B に沿って摺動可能に設けられている。
この移動型13には、射出装置２からの溶融樹脂をキャビティ10A の内部に導入するための通路であるスプル14が設けられ、このスプル14のキャビティ10A 側の端部は、溶融樹脂の射出口であるゲート14A となっている。
このスプル14には、射出装置２のノズル2Aが接続され、射出装置２からの溶融樹脂がゲート14A を通ってキャビティ10A 内に射出されるようになっている。
このような金型10で成形される成形品は、固定金型11側の面に、固定金型11の成形面および移動型13の成形面の境界線の跡と、ゲート14A の跡とが形成されるものであり、通常、固定金型11側の面が表側の面とされ、可動金型12側の面が裏側の面とされる。
【００１６】
移動型13と固定盤３との間には、移動型13をキャビティ10A に対して前後に駆動する金型移動装置20が介装されている。
金型移動装置20は、図２に示されるように、図中の矢印で示される移動型13の移動方向に沿って並んだ二つの圧力室21, 22が形成されるように、隔壁23で内部が二つに仕切られたシリンダ24を備えた油圧シリンダ装置である。
シリンダ23の圧力室21, 22の各々には、二枚のピストンプレート25, 26がそれぞれ設けられている。ピストンプレート25の受圧面25A は、ピストンプレート26の受圧面26A よりも大きく設定されている。
これらのピストンプレート25, 26は、所定の直径を有するロッド27を介して一体化され、全体としてＨ字状の断面を有している。
ピストンプレート25, 26およびロッド27には、これらの中心を貫通する開口28が設けられている。このうち、ピストンプレート25には、スペーサ20A  を介して移動型13が取付けられている。
ここで、射出装置２のノズル2Aは、開口28を通って、金型10のスプル14に接続可能となっている。
シリンダ23の圧力室21, 22は、図１の如く、圧力導入路21A, 22Aを介して油圧ユニット31に接続され、この油圧ユニット31は、その動作が制御装置32により制御されるようになっている。
ここで、油圧ユニット31の油圧を圧力室21に加えることで、ピストンプレート25, 26が前進する一方、油圧ユニット31の油圧を圧力室22に加えることで、ピストンプレート25, 26が後退するようになっている。
このピストンプレート25, 26の進退動作により、移動型13がキャビティ10A に対して前後に移動するようになっている。
【００１７】
次に、本実施形態の成形動作（成形手順）について説明する。
本実施形態では、原材料として、発泡剤を包含する熱可塑性樹脂ペレットが含まれているもの、および、補強用繊維を包含する繊維含有熱可塑性樹脂ペレットが含まれているものの少なくとも一方を採用する。これにより、金型10内に射出する溶融樹脂に膨張性を付与する。
溶融樹脂としては、熱可塑性のものであり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ等のような汎用樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリアセタール等のエンジニアプラスチック、さらには、これらの樹脂に、タルク等の充填剤、ならびに、各種の添加剤を含有させたもの等、その他全ての射出成形可能な高分子材料が採用できる。
発泡剤としては、アゾジカルボンアミド等のアゾ化合物、ニトロソ化合物、スルホニル・ヒドラジド化合物等の有機化合物、重炭酸ナトリウム等の無機化合物を採用することができる。
補強用繊維としては、ロックウール等のセラミック繊維、炭素繊維等の無機繊維、ケブラー（商品名）等の有機繊維および金属繊維のいずれもが採用できるが、特に、ガラス繊維を採用することが望ましい。
このような補強用繊維は、全長が５〜１００mmの範囲にされた樹脂ペレットの内部に、その全長と等しい長さとされるとともに、互いに平行に配列された状態にされて含有されることが好ましい。なお、補強用繊維の含有量は、原材料全体の５〜７０重量％とするのが望ましい。
【００１８】
まず、金型10および金型移動装置20を、図１の如く、一般的な射出成形機１に装着することにより、射出膨張成形機とする。この際、金型移動装置20は、そのピストンプレート25を後退させておく。
そして、射出成形機１を起動し、射出装置２の射出シリンダ内に供給された樹脂ペレットの可塑化および混練を開始する。
ここで、射出成形機１を起動し、型締装置５を作動させて、可動盤４を固定盤３に向かって移動させ、金型10を閉鎖するとともに、金型移動装置20を作動させて、図３に示されるように、金型10のキャビティ10A が、これから射出される樹脂量に応じた容積となる位置Ｕまで、移動型13を移動させて当該位置Ｕに静止させ、キャビティ10A の厚さ寸法をt1にする。
この状態で、射出装置20から金型10に溶融樹脂を射出して、キャビティ10A に溶融樹脂を充満させ、射出圧力で溶融樹脂が金型10の成形面に向かって押圧されて密着している状態にし、ここで、溶融樹脂の射出を完了する。
溶融樹脂の射出完了直前、直後、あるいは、射出完了から所定時間が経過したら、移動型10B を、図４に示されるように、ゆっくり後退させ、膨張性が付与された溶融樹脂の膨張を開始させる。
そして、移動型13が、図５に示されるように、金型10のキャビティが成形品に応じた容積となる位置Ｖに到達したら、当該移動型13を静止させ、キャビティ10A の厚さ寸法をt2にする。
この状態で、溶融樹脂を冷却・固化し、所定の冷却時間が経過したら、型締装置５を作動させて可動盤４を後退させ、金型10を開く。そして、金型10の内部から成形品を取出し、成形を完了する。以降、必要に応じて、以上のような成形作業を繰り返す。
【００１９】
前述のような本実施形態によれば、次のような効果が得られる。
すなわち、ゲート14A を有する固定盤３側の移動型13を前進させるので、固定金型11および移動型13の境界線の跡が成形品に形成されても、成形品の境界線の跡は、ゲート14A を有する固定金型11側の成形面で形成されるので、ゲート14A の跡と同じ側の面に形成される。
さらに、成形品の表側の面は、成形初期に形成され、移動型13の移動による影響は受けない。
このため、ゲート14Aおよび境界線の跡は、ともに成形品の裏側の面等、意匠面ではない面に設定可能となり、ゲート14A および境界線の跡が目立つことがなく、成形品に優れた外観品質を確保することができる。
【００２０】
また、固定金型11の一部分を移動型13としたので、固定金型11全体を移動型とするのと異なり、成形品の端面部分を成形する成形面が拡張されることがなく、成形品の端面部分の外観品質が損なわれることもないうえ、成形品の端面形状が入り組んだ複雑な金型の製造を容易に行うことができる。
さらに、成形品の端面に孔等のアンダーカット部があっても、固定金型11側が移動型13となるので、アンダーカット部を回避する方向に移動させる可動コアを、成形時に移動させる必要のない可動金型12に設けることができ、移動方向が交差する可動部が一部分に集中することが回避され、金型10の構造が複雑となることがなく、この点からも、金型の製造を容易に行うことができる。
【００２１】
また、補強用繊維または発泡剤あるいはその両者を含有させることで、膨張性が付与された溶融樹脂を金型10内に射出したので、成形時に移動型13の後退でキャビティ10A を拡張することで、溶融樹脂が膨張するようになり、得られる成形品を軽量化できる。この際、補強用繊維を採用すれば、軽量化とともに、成形品の強度も向上できる。
【００２２】
さらに、移動型13の境界線の跡およびゲート14A の跡が、成形品の同じ側の面に形成されるようにしたので、この面を意匠面ではない面に設定しておけば、ゲート14A および境界線の跡が目立つことがなく、成形品の外観品質を確保できるうえ、当該面を成形品の裏側の面とすれば、成形品の表側の面の転写性が向上され、成形品の表側の面の加工精度が確保されるので、機械部品として採用すれば、その組立作業の効率向上を図ることができる。
従って、自動車部品、家電製品の部品、日用品、ならびに、外壁用パネル、間仕切壁用パネルおよびケーブル・トラフ等の建築・土木用部材等の広い範囲で適用可能となり、かつ、外観品質を損なうことなく、これらの部品の軽量化が可能となり、その機械的効率や、組立作業の効率向上を図ることができる。
【００２３】
図６には、本発明の第２実施形態が示されている。
本実施形態は、第１実施形態における発泡剤または補強用繊維の含有により、溶融樹脂に膨張性を付与していたのを、金型内にガスを注入することにより、溶融樹脂に膨張性を付与したものである。なお、以下の説明では、既に説明した部材と同じ部材には、同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略に行う。
すなわち、図６において、移動型13および固定金型11には、キャビティ10A 内にガスを送り込むための通路40, 41がそれぞれ設けられている。
また、移動型13および固定金型11の一方（ここでは固定金型11）には、通路40,41の端部を接続する気室42が設けられている。
気室42は、移動型13の移動方向に沿うとともに、当該移動型13の移動範囲に応じた長さを有する空間である。これにより、その移動範囲内のいかなる位置へ移動型13が移動しても、常に通路40, 41同士が連通するようにされ、成形の開始から完了までの間において、ガスの注入が自在に行えるようになっている。
【００２４】
次に、本実施形態の成形動作（成形手順）について説明する。
まず、型締装置５を作動させて、可動盤４を固定盤３に向かって移動させ、金型10を閉鎖するとともに、金型移動装置20を作動させて、図７に示されるように、キャビティ10A が、これから射出される樹脂量に応じた容積となる位置Ｕまで、移動型13を移動させて当該位置Ｕに静止させ、キャビティ10A の厚さ寸法をt1にする。
この状態で、射出装置20から金型10に溶融樹脂を射出して、成形品に応じた容積よりも縮小されたキャビティ10A に溶融樹脂を充満させ、射出圧力で溶融樹脂が金型10の成形面に向かって押圧されて密着している状態にし、ここで、溶融樹脂の射出を完了する。
溶融樹脂の射出完了直前、直後、あるいは、射出完了から所定時間が経過したら、移動型10B を、図８に示されるように、ゆっくり後退させるとともに、ガスの注入を開始して、溶融樹脂に膨張性を付与する。これにより、溶融樹脂を膨張させる。
そして、移動型13が、図９に示されるように、金型10のキャビティが成形品に応じた容積となる位置Ｖに到達したら、当該移動型13を静止させ、キャビティ10A の厚さ寸法をt2にする。
この状態で、溶融樹脂を冷却・固化し、所定の冷却時間が経過したら、型締装置５を作動させて可動盤４を後退させ、金型10を開く。そして、金型10の内部から成形品を取出し、成形を完了する。以降、必要に応じて、以上のような成形作業を繰り返す。
このような本実施形態においても、前記第１実施形態と同様な作用、効果を奏することができる。
【００２５】
【実施例】
次に、本発明の効果を具体的な実施例に基づいて説明する。
［実施例１］
本実施例１は、前記第１実施形態に基づいて成形を行う実験である。
本実施例１では、以下の原材料、金型および成形条件等を採用する。
0003884529.tif 000002
【００２６】
〔実験結果〕
このような本実施例１では、成形品の意匠面を可動金型12の成形面で成形するようにしたので、当該意匠面が平滑なものとなった。
また、成形品は、膨張により厚さ寸法が１２mmとなり、所期の値が達成され、かつ、その比重が０．３となり、発泡倍率が約３倍となった。
このことから、本実施例１によれば、意匠面に優れた外観品質を付与できるうえ、成形品を軽量化できることが判る。
【００２７】
［実施例２］
本実施例２は、前記第２実施形態に基づいて成形を行う実験である。
本実施例２では、溶融樹脂に膨張性を付与するのに、前記実施例１における発泡剤添加の代わりに、ガス注入を行う以外は、前記実施例１と同様にして成形を行う（このため、ガス注入条件以外の条件は、前記実施例１を参照のこと）。
(1)  原材料：前記実施例１と同じポリプロピレンペレット
（ただし、発泡剤の添加は行わない）
(2)  ガス注入条件
▲１▼注入ガス圧力          ：    ５Ｍpa
▲２▼ガス注入タイミング    ：    １．８秒後（射出完了から）
▲３▼ガス注入時間          ：    ７．０秒
▲４▼ガス圧保持時間        ：１００秒
【００２８】
〔実験結果〕
このような本実施例２では、前記実施例１と同様に、成形品の意匠面を可動金型12の成形面で成形するようにしたので、当該意匠面が平滑なものとなった。
また、成形品は、膨張により厚さ寸法が１２mmとなり、所期の値が達成され、かつ、その中空率が６０％となった。
このことから、本実施例２によっても、意匠面に優れた外観品質を付与できるうえ、成形品を軽量化できることが判る。
【００２９】
以上、本発明について好適な実施形態および実施例を挙げて説明したが、本発明は、これらの実施形態および実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並びに設計の変更が可能である。
すなわち、前記実施形態および実施例では、キャビティが射出される樹脂量に応じた容積とした状態で、樹脂射出を行い、射出圧力で溶融樹脂を金型の成形面に向かって押圧して密着させる射出成形方式を採用したが、本発明は、このような射出成形方式に限らず、射出圧縮成形方式を採用することができる。
【００３０】
射出圧縮成形方式としては、例えば、以下に示す成形手順が採用できる。
まず、図１０に示されるように、キャビティ10A が、射出される樹脂量よりも大きい容積となる位置Ｘに、移動型13を移動して静止させ、この状態で、キャビティ10A 内に溶融樹脂を射出する。
溶融樹脂の射出開始後、適宜なタイミングで、移動型13をキャビティ10A に対して前進させ、図１１に示されるように、射出される樹脂量程度の容積となる位置Ｙまで移動型13を移動して静止させる。
これにより、キャビティ10A 内の溶融樹脂を圧縮し、この圧縮により、溶融樹脂をキャビティ10A に充満させるとともに、その圧縮力で溶融樹脂を金型10の成形面に密着させ、当該成形面を溶融樹脂に転写する。
次いで、移動型13の後退を開始し、溶融樹脂を膨張させ、図１２に示されるように、キャビティ10A が、成形品の容積となる位置Ｚまで移動型13を移動して静止し、この状態で、溶融樹脂の冷却・固化を行う。
このようにすれば、移動型13の前進により、キャビティ10A 内の溶融樹脂が圧縮されて、金型10の成形面が溶融樹脂に転写されるようになるので、射出圧を低く設定することが可能となり、これにより、成形品の反り等の発生を未然に防止することが図れるようになる。
【００３１】
また、射出成形を開始する前に、成形品の表面に一体化される表皮面材50を、図１３に示されるように、金型10の可動金型12の成形面に装着してもよい。
この際、金型10の成形面を溶融樹脂に転写するにあたり、射出圧縮成形方式を採用することが望ましい。
このように金型10に表皮面材50を装着しておけば、成形面の意匠面全体が表皮面材50で覆われた成形品を一体成形することができ、成形品の装飾性向上および感触の改善等を図れるようになる。
なお、表皮面材50としては、紙、織布および不織布等を含む繊維製シート、ならびに、表面に模様や文字が印刷されたフィルム、塩化ビニル製レザー等の装飾用シート、および、発泡体が裏打ちされた塩化ビニル製レザー等のクッションシート等を含む合成樹脂製シートが採用でき、要するに、成形品の用途に応じた機能を有する表皮面材を適宜選択すればよい。
さらに、移動型としては、固定金型の一部分を移動可能とした可動型13に限らず、固定金型全体をキャビティに対して進退可能に設け、金型移動装置で駆動するようにし、この固定金型全体を移動型としてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、成形品の意匠面に優れた外観品質を確保できるうえ、金型製造の便宜を図ることができ、かつ、成形面の意匠面全体を覆おう表皮面材を一体成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る射出成形機の全体を示す側面図である。
【図２】前記実施形態の要部を示す拡大断面図である。
【図３】前記実施形態に係る成形手順の一工程を示す断面図である。
【図４】前記成形手順の図３の後の一工程を示す断面図である。
【図５】前記成形手順の図４の後の一工程を示す断面図である。
【図６】本発明の第２実施形態の要部を示す図２に相当する図である。
【図７】前記実施形態に係る成形手順の一工程を示す断面図である。
【図８】前記成形手順の図７の後の一工程を示す断面図である。
【図９】前記成形手順の図８の後の一工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の変形例に係る成形手順を示す図３に相当する図である。
【図１１】前記成形手順の図１０の後の一工程を示す断面図である。
【図１２】前記成形手順の図１１の後の一工程を示す断面図である。
【図１３】本発明の異なる変形例に係る成形手順を示す図３に相当する図である。
【符号の説明】
１  成形装置としての射出成形機
２  射出装置
2A  射出装置のノズル
３  固定盤
４  可動盤
10  金型
10A キャビティ
11  固定金型
12  可動金型
13  移動型
14  スプル
14A 樹脂射出口としてのゲート
20  金型移動装置
21，22  圧力室
27  ロッド
25，26  ピストンプレート
28  開口
40，41  溶融樹脂の内部にガスを注入するための通路
50  表皮面材
Ｖ  成形品の寸法に応じた位置
【図１】
0003884529.tif 000003
【図２】
0003884529.tif 000004
【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】
0003884529.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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