JP2000094483A - 合成樹脂成形品の減圧併用成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型のキャビティへ溶融原料を射出圧で押し
込みながら、キャビティの未充填部分を瞬時の気体放出
か、真空接続によって減圧する方法を併用することによ
り、前記した従来の問題点を解消して、市場性がある価
格で提供でき、しかも、精度、品質、外観の総てにすぐ
れた製品を安定して生産できる合成樹脂成形品成形方法
を提供する。 【解決手段】 金型１のキャビティ２へ溶融原料を充填
して固化させることにより製品を得る合成樹脂成型品の
成形方法において、キャビティ２がその一部分を残して
溶融原料を充填されたとき、キャビティ２の原料未充填
部分２’を瞬時に開放して減圧させ、未充填部分２’へ
の溶融原料の充填を容易にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂成形品の
減圧併用成形方法。詳しくは、キャビティへ溶融原料を
充填するとき、その未充填部を減圧してこの部分への原
料充填を容易にする合成樹脂成形品の成形方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】金型のキャビティへ溶融原料を充填して
固化させることにより製品を得る合成樹脂成形品の成形
方法においては、キャビティへの原料充填を射出圧によ
る押し込みのみにより行なっている。

【０００３】しかしながら、この押し込み方式では射出
圧と型締め圧が大きくなるため、大型の成形機でないと
成形できないから、設備費や運転費が高く付いて、これ
らが製品コストに転嫁され、製品を市場性ある価格で提
供することが難しく、また、押し込みだけによる成形で
は、原料の充填不良や型と原料間へのガスの閉じ込め等
によって原料の型転写が悪くなり、製品の精度、品質等
が劣り、ウエルドラインやシルバーライン、その他の欠
陥をも生じ易い問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明に係る合成樹脂
成形品の減圧併用成形方法は、金型のキャビティへ溶融
原料を射出圧で押し込みながら、キャビティの未充填部
分を瞬時の気体放出か、真空接続によって減圧する方法
を併用することにより、前記した従来の問題点を解消し
て、市場性がある価格で提供できて、しかも、精度、品
質、外観の総てにすぐれた製品を安定して生産できる合
成樹脂成形品成形方法を提供する。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に係る合成樹脂成
形品の減圧併用成形方法は、下記の方法を採用すること
を特徴とする。 （１） 金型のキャビティへ溶融原料を充填して固化さ
せることにより製品を得る合成樹脂成形品の成形方法に
おいて、キャビティがその一部分を残して溶融原料を充
填されたとき、キャビティの原料未充填部分を瞬時に開
放して減圧させ、未充填部分への溶融原料の充填を容易
にする。 （２） 金型のキャビティへ溶融原料を充填して固化さ
せることにより製品を得る合成樹脂成形品の成形方法に
おいて、キャビティが一部分を残して溶融原料を充填さ
れるか、または、溶融原料でほぼ満たされたとき、キャ
ビティの原料未充填部分を瞬時に真空装置へ接続して減
圧させ、未充填部分への溶融原料の充填を一層容易にす
る。 （３） キャビティの原料の未充填部分を瞬時に開放、
もしくは真空装置へ接続するとき、溶融原料の内部へ圧
力気体を注入させる。 （４） 原料の未充填部分を瞬時に開放、もしくは真空
装置へ接続する金型のキャビティへ圧力気体の送入によ
ってカウンタープレッシャーを作用させる。 （５） 原料の未充填部分を瞬時に開放、もしくは真空
装置へ接続する金型のキャビティに高温気体の送入によ
ってカウンタープレッシャーを作用させる。 （６） 成形の終期においてキャビティへの溶融原料の
充填を減圧により容易化する金型は、キャビティの満充
填に伴い微開きして閉じる操作を行なうものである。 （７） 成形終期におけるキャビティへの溶融原料の充
填を減圧により容易化する金型は、キャビティの満充填
に伴い微開きして成形品との間に生ずる隙間に気体を流
通させるものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に本発明に係る合成樹脂成形
品の減圧併用成形方法の実施形態を図面に基づいて説明
する。

【０００７】図１及び図２は、本発明に係る合成樹脂成
形品の減圧併用成形方法の実施の一例に用いた金型を示
すものである。この金型１は、固定側１ａと可動側１ｂ
とに分割形成されていて、その固定側１ａへ可動型１ｂ
を密着させる型締めを行なうと、内部に図１のようにキ
ャビティ２が形成されるから、このキャビティ２へ成形
適温に溶融した原料を射出成形機のノズル３からスプル
ー４とゲート５を経て充填し、充填した原料を冷却固化
させることによりキャビティ２と同様の製品（図面省
略）を成形する点は一般の金型と同じである。しかしな
がら、この金型１は、キャビティ２へ溶融原料を充填す
るとき、その一部分、最小１０％から最大４０％の範囲
の未充填部２’が存在するとき、この未充填２’を瞬時
に開放して存在する圧力気体を衝撃波が発生する速度で
放出させて減圧し、射出圧によって充填される溶融原料
から流動抵抗を減らし、未充填部分２’への原料充填を
容易確実に行なわせるものである。従って、金型１に
は、キャビティ２の溶融原料が未充填となる部分２’か
ら存在する圧力気体を瞬時放出するための放気路６と、
この放気路６へタンク７の圧力気体を供給する給気路８
と、放気路６へ送られた圧力気体を多数の分岐路９ａに
よってキャビティ２の各所へ送る送気路９とを設けて、
前記放気路６にはその瞬時全開を可能とした開閉弁１０
を設け、タンク７と送気路９を接続する配管１１には、
放気路６の開閉弁１０が閉じるときタンク７からキャビ
ティ２へ圧力気体を送り込み、その後、キャビティ２を
その容積変化に関係なくほぼ一定したカウンタープレッ
シャーに保たせる調圧弁１２に接続し、放気路７を開放
する前にはキャビティ２を調圧弁１２及びタンク７から
隔離する操作を行なう切換弁１３を設ける。尚、この金
型１は、キャビティ２に圧力気体を瞬時放出させる放気
路７を連通させてあるから、この連通部は気体を自由に
流通させても、溶融原料は通させない焼結金属等の通気
閉塞材１４により形成して置くものとする。

【０００８】また、前記金型１は、キャビティ２へその
一部分を除いて溶融原料が充填されたとき、この充填原
料中へ挿し込まれるように圧力気体の注入針１５を図１
のように進退自在に支持させて置く。そして、この注入
針１５には開閉弁１６を備える配管１７を接続して置
き、キャビティ２の未充填２’から放気路７により圧力
気体を放出するとき、注入針１５を図２に示すように繰
り出して充填原料３中へ挿入すると共に開閉弁１６を開
かせて、充填原料中へ圧力気体を送り込んで充填原料を
未充填部２’の減圧に伴い膨張させるようにし、原料が
キャビティ２に満充填になると圧力気体の供給を止めて
注入針１５を充填原料から抜き出すようにする。更に、
この金型１は、充填原料がキャビティ２を満たして満充
填になったとき、僅かに開せて閉める微開きを行なうと
成形結果がよくなるから、可動側１ｂに図３（ａ）
（ｂ）に示すように本型締め圧がかかると縮んで、仮型
締め圧では伸びるばね１８に加圧される微開き部材１９
を設けて、本型締め圧がかかるときは、図３（ａ）に示
すように可動側１ｂを固定側１ａに密着させ、仮型締め
圧に切換えるとその瞬間に可動側１ｂを固定側１ａから
僅かに離れさせる微開きが設定寸法だけ正確に行われる
ようにする。

【０００９】前記実施形態に示す金型１により製品を成
形するときは、金型１を本型締めして配管１１の開閉弁
１３を操作し、タンク７内の圧力気体をキャビティ２へ
送り込んで、充填される溶融原料に対して３０ｋｇ／ｃ
ｍ² のカウンタープレッシャーがかかるようにする。そ
して、射出成形機（図面省略）のノズル３からポリプロ
ピレン樹脂を原料とする場合は、１９０〜２００℃の溶
融温度、２００ｋｇ／ｃｍ² の射出圧でスプルー４、ゲ
ート５を経てキャビティ２へ充填し、キャビティ２の約
８０％が充填されて、約２０％の未充填部２’が残る状
態になったとき、放気路６を開閉弁１０により瞬時開放
させる。すると、キャビティ２内の圧力気体は、衝撃波
が起こる速度で放出されて充填原料からカウンタープレ
ッシャーを除くため、充填原料はキャビティ２の未充填
部分２’へ飛び出すようにこの部分を満たし、衝撃波を
伴う放出気体は、充填原料とキャビティ壁との間に存在
するガスを誘出するから、成形の終期において射出圧を
上げなくても、溶融原料はキャビティ２の隅々まで完全
に行きわたって正確な製品を形成し、しかも、型転写性
が向上するから、製品にウエルドライン、シルバーライ
ン、その他の欠陥がなく、外観も良好なものとなる。

【００１０】前記金型１による製品成形において、キャ
ビティ２へ充填される溶融原料にカウンタープレッシャ
ーをかけるとき、高温度の圧力気体を用いると、この圧
力気体によりキャビティ２の未充填部分２’の壁面や、
充填される溶融原料の先端部が加熱されるため、原料の
流動性がよくなって成形性は向上させ、射出圧及び原料
温度を下げられるようになる。また、キャビティ２に溶
融原料の８０％程度が充填されて、未充填部分２’から
カウンタープレッシャーをかけている圧力気体を放出す
るときは、図１に示すように金型１に支持される注入針
１５を図２に示すように繰り出し、充填原料中へ挿し入
れて気体の圧入を行なえば、充填原料は外圧の低下に伴
う内圧の増加により膨張する。従って、キャビティ２の
未充填部分２’の充填は、キャビティ２を減圧するだけ
の場合よりも更に向上して、一層成形性がよくなり、射
出圧及び原料温度を下げるのに有効である。更に、キャ
ビティ２が溶融原料により満たされたとき、金型１にか
ける型締め圧を少し下げると、図３（ａ）に示す微開き
部材１９がばね１８の力により可動型１ｂを０．３ｍｍ
以下の僅かな寸法だけ開かせる微開きを行ない、充填原
料とキャビティ２の壁との間に残存したガスの放出を行
なうから、これに伴い、型締め圧を上げれば微開き部材
１９はばね１８の縮みにより引っ込んで金型１を閉じさ
せ、微開きに伴いより膨れ出す成形品の表面を抑え込ん
で再成形を行なう。なお、この金型１の微開きは僅かな
時間に行われるため、この間に成形品とキャビティ壁と
の間に残存するガスを完全放出させるには、微開きと同
時にタンク７から放気路８へ空気を供給する等の手段に
よって、成形品とキャビティ２壁との隙間へ空気を流動
させ、この空気流によってガスの強制排出を行わせるよ
うにする。

【００１１】尚、本発明の成形方法によれば、非発泡の
原料でも前述した通りの成形が行なわれる。しかし、発
泡剤を混入した発泡原料を用いれば、発泡剤の発泡作用
により原料を膨張させることができるから、前記した注
入針１５による圧力気体の注入を行なわなくてもこれと
同様の機能が果たされて、成形性も向上して好ましいも
のである。更に、この方法は、原料にナイロン等の樹脂
系やガラス、カーボン、その他の強化用繊維を混合する
と、キャビティ２の急速減圧により溶融原料が引き出さ
れるような現象が起こって、この現象により繊維を縦方
向に並ばせ引っ張り強度を増す延伸効果を得ることがで
きる。

【００１２】図４は、本発明に係る合成樹脂成形品の減
圧併用成形方法の他の実施形態において使用した金型を
示すものである。この金型１は、図１、図２に示す金型
１においては、キャビティ２に連通させた放気路６を開
閉弁１０の瞬時全開によって大気中へ開放させているの
に対し、放気路７を配管２０により真空タンク２１へ接
続して、配管２０（金型でも可）に放気路６を瞬時全開
できる開閉弁１０を設けた点が図１、図２に示す金型１
と相違する。しかし、他の構成は図１、図２に示す場合
と同様であるので。同一の部材に同一の符号を付して説
明は省略した。

【００１３】前記実施形態に示す金型１により製品を成
形するときは、金型１を本型締めして配管１１の開閉弁
１３を操作し、タンク７内の圧力気体をキャビティ２へ
送り込んで、充填される溶融原料に対して３０ｋｇ／ｃ
ｍ² のカウンタープレッシャーがかかるようにする。そ
して、射出成型機（図面省略）のノズル３からポリプロ
ピレン樹脂を原料とする場合は、１９０〜２００℃の溶
融温度、２００ｋｇ／ｃｍ² の射出圧でスプルー４、ゲ
ート５を経てキャビティ２へ充填し、キャビティ２の約
８０％が充填されて、約２０％の未充填部２’が残る状
態になったとき、配管２１の開閉弁１０を瞬時に全開さ
せ、キャビティ２を真空タンク２１へ接続する。こうす
ると、キャビティ２内の圧力気体は、衝撃波が起こる速
度で真空タンク２１へ放出され、充填原料からカウンタ
ープレッシャーを除くとともに、キャビティ２の未充填
部分２’へ強力な吸引力を作用させる。従って、溶融原
料は、引っ張りと押し込みの力を同時に受けて速やか
に、且つ、確実に未充填部分２’へ充填されてこの部分
を満たし、充填原料とキャビティ壁との間に存在するガ
スは、圧力気体の放出時に起こる衝撃波と真空による吸
引力とで完全に隙間から放出される。このため、成形の
終期において射出圧を上げなくても、溶融原料はキャビ
ティ２の隅々まで完全に行きわたって正確な製品を形成
するものである。

【００１４】なお、前記した真空利用の場合は、キャビ
ティ２が溶融原料によりほぼ満たされて残存気体が殆ど
ない状態においても、配管１１の開閉弁１０を開いて放
気路６の瞬時を開放を行なえば、キャビティ２の放気路
６に連通する部分が衝撃波を伴う速度で真空源に通じて
充填原料に吸引力を作用させるため、キャビティ２への
原料充填が容易に行われるものものであり、この真空利
用の場合も、図１、図２に示す大気開放式において併用
したカウンタープレッシャーを高温気体によりかける。
充填原料の内部へ圧力気体を注入して原料を内部加圧に
より膨張させる。金型１を微開きして閉じることにより
ガス抜きと再成形を行なう。ガス放出を送気により強制
的に行う等の操作を同様に行なえば、前記大気開放式以
上の効果を上げることができて、しかも、原料として発
泡剤を加えたものや、強化用の繊維を加えたもの等を使
用する場合も、前記大気開放式に勝る効果を上げ得るも
のである。

【００１５】図５は、本発明に係る合成樹脂成形品の減
圧併用成形方法の更に他の実施形態に用いた金型を示す
ものである。この金型１は、図６に示すように０．２〜
０．３ｍｍという細い線材で構成される細目の網部ｍと
その周囲に設けた補強縁部ｅとを有する合成樹脂網２２
を形成するものであって、一般成形品は溶融原料がゲー
ト５側から順次に充填されて行って、ゲート５の反対側
が未充填部分２’となるもであるが、この金型１は、図
５に示すようにキャビティ２の網部ｍを形成する部分２
ｍの断面積が非常に小さくて溶融原料が流入しにくいの
に対し、周囲の補強縁部ｅを形成する部分２ｅの断面積
が大きくて溶融原料が流入し易い。このため、原料充填
時、網部ｍを形成する部分２ｍが未充填部になる。そこ
で、金型１にはこの部分２ｍと捨てボスの形成部２３に
より連通する環状スリット２４を、部分２ｍの面積に応
じて１個もしくは複数個設けて放気路６へ連通させて置
き、放気路６は瞬時全開が可能な開閉弁１０を備える配
管２０によって真空タンク２１と接続した点が図４に示
す金型１と同様で、図１、図２に示す金型１とは相違す
る。しかし、他の構成（圧力気体の注入針１５は除く）
は、図１、図２に示した金型と同一であるので、同一部
材に同一の符号を付して説明は省略する。

【００１６】前記実施形態に示す金型で製品を成形する
ときは、金型１を本型締めして配管１１の切換弁１３を
操作し、タンク８内の圧力気体をキャビティ２へ送り込
んで、充填される溶融原料に対して２７ｋｇ／ｃｍ² の
カウンタープレッシャーがかかるようにする。そして、
射出成型機（図面省略）のノズル４からポリプロピレン
樹脂を原料とする場合は、１９０〜２００℃の溶融温
度、２００ｋｇ／ｃｍ²の射出圧でスプルー４、ゲート
５を経てキャビティ２へ充填すると、溶融原料はキャビ
ティ２の網部ｍを形成する部分２ｍを取り巻く補強縁部
２ｅへだけ充填されて、網部ｍを形成する部分２ｍを未
充填部２ｍとする。そこで、配管２０の開閉弁１０を瞬
時に全開させて、キャビティ２の網部ｍを形成する部分
２ｍを真空タンク２１へ接続すると、部分２ｍの圧力気
体は、衝撃波が起こる速度で真空タンク２１へ放出さ
れ、充填原料からカウンタープレッシャーを除くととも
に、網部ｍを形成する部分２ｍへ強力な吸引力を作用さ
せる。従って、溶融原料は、引っ張りと押し込みの力を
同時に受けて速やかに、且つ、確実に網部ｍを形成する
部分２ｍ及び捨てボスの形成部２３とを満たし、充填原
料とキャビティ壁との間に存在するガスは、圧力気体の
放出時に起こる衝撃波と真空による吸引力とで完全に放
出される。このため、成形の終期において射出圧を上げ
なくても、溶融原料は網部ｍを形成する部分２ｍに隅々
まで完全に行きわたって正確な合成樹脂網２２を形成す
るから、製品の離型後、網部ｍから捨てボスを切除して
この部分にも網目を開口させるようにする。

【００１７】

【発明の効果】請求項１の効果 金型のキャビティへ溶
融原料を充填するとき、射出圧による原料押し込みと加
圧気体の放出によるキャビティの減圧とを併用したか
ら、原料の充填が容易確実化されると共に、型と成形品
間のガスの放出も効果的に行われる。従って、射出圧に
よる押し込み式に比べて、射出圧や型締め圧は２／３程
度に下げられるため、この分だけ小型の成形機による成
形が可能となって、製品コストを市場性あるものに下げ
ることができ、しかも、原料の型転写性が向上するか
ら、製品の精度、品質、外観ともに優れて、ウエルドラ
イン、シルバーライン、その他の欠陥の発生も著しく低
減される。請求項２の効果 射出圧による原料押し込み
と加圧気体の真空装置への放出を行なって、原料に射出
圧よる押し込みと真空による吸引の力を合わせ加えるた
め、原料の充填が一層容易確実化されると共に、型と成
形品間のガス放出も更に効果的に行われている。従っ
て、射出圧や型締め圧は１／２程度に下げて、更なる製
品のコストダウンと、製品の精度、品質、外観の向上、
ウエルドライン、シルバーライン、その他の欠陥の発生
防止にも効果を上げ得る。請求項３の効果 キャビティ
の溶融原料の未充填部分から圧力気体を放出して減圧す
るとき、充填原料内へ圧力気体を送り込むから、原料は
膨張して型へ押し付けられてよく型転写を行われる。こ
のため、製品の精度、品質、外観の向上、ウエルドイ
ン、シルバーライン、その他の欠陥防止効果が上がるだ
けでなく、製品中に空洞を形成させて材料の節約と製品
の軽量化をも計ることができる。請求項４の効果 金型
のキャビティへ溶融原料を充填するとき、原料で圧力気
体にカウンタープレッシャーをかけるから、発泡原料の
場合、その表面に圧力を掛けて発泡剤を内部へ抑え込
み、内部がよく発泡していて表面は滑沢な未発泡面の製
品を得ることができる。請求項５の効果 充填原料にカ
ウンタープレッシャーをかける圧力気体として高温気体
を用い、キャビティ壁と充填原料の先端部とを加熱させ
てなるべく成形適温を保持させたから、原料の流動性が
良好で、射出圧と原料温度の引き下げ及成形性の向上に
有効である。請求項６の効果 原料がキャビティを満た
すとき、金型を一時的に微開きしてその後に締めるか
ら、型と原料間に存在するガスを完全に放出させた後、
原料へ型を押し付けて再転写を行なわせて、型に忠実で
美しい表面状態が得られる。請求項７の効果 金型の微
開きに伴いこれと成形品との隙間に空気を流通させてガ
スの強制排出を行うから、ガスの残留により型の転写性
を悪くして製品の外観を損なうことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る合成樹脂成形品の減圧併用成形方
法の一例による成形開始時の縦断正面図である。

【図２】同上例の成形中を示す縦断正面図である。

【図３】（ａ）（ｂ）同上例における金型の微開き部材
の構造と作用を示す縦断正面図である。

【図４】本発明に係る合成樹脂成形品の減圧併用成形方
法の他の例による成形開始時の縦断正面図である。

【図５】本発明に係る合成樹脂成形品の減圧併用成形方
法の更に他の例による成形開始時の縦断正面図である。

【図６】同上例により成形した合成樹脂網の平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 金型 ２ キャビティイ ２’ 未充填部分 ６ 放気路 １０ 開閉弁 ７ タンク １５ 注入針 １９ 微開き部材 ２１ 真空タンク

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型のキャビティへ溶融原料を充填して
   固化させることにより製品を得る合成樹脂成形品の成形
   方法において、 キャビティがその一部分を残して溶融原料を充填された
   とき、キャビティの原料未充填部分を瞬時に開放して減
   圧させ、 未充填部分への溶融原料の充填を容易にしたことを特徴
   とする合成樹脂成形品の減圧併用成形方法。
2. 【請求項２】 金型のキャビティへ溶融原料を充填して
   固化させることにより製品を得る合成樹脂成形品の成形
   方法において、 キャビティが一部分を残して溶融原料を充填されるか、
   または、溶融原料でほぼ満たされたとき、原料未充填部
   分を瞬時に真空装置へ接続して減圧させ、 未充填部分への溶融原料の充填を一層容易にしたことを
   特徴とする請求項１記載の合成樹脂成形品の減圧併用成
   形方法。
3. 【請求項３】 キャビティの原料未充填部分を瞬時に開
   放、もしくは真空装置へ接続するとき、溶融原料の内部
   へ圧力気体を注入させることを特徴とする請求項１及び
   請求項２記載の合成樹脂成形品の減圧併用成形方法。
4. 【請求項４】 原料の未充填部分を瞬時に開放、もしく
   は真空装置へ接続する金型のキャビティに圧力気体の送
   入によってカウンタープレッシャーを作用させて置くこ
   とを特徴とする請求項１及び請求項３記載の合成樹脂成
   形品の減圧併用成形方法。
5. 【請求項５】 原料の未充填部分を瞬時に開放、もしく
   は真空装置へ接続する金型のキャビティに高温気体の送
   入によってカウンタープレッシャーを作用させて置くこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項４記載の合成樹脂成
   形品の減圧併用成形方法。
6. 【請求項６】 成形終期におけるキャビティへの溶融原
   料の充填を減圧により容易化する金型は、キャビティの
   満充填に伴い微開きして閉じる操作を行なうものである
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５記載の合成樹脂
   成形品の減圧併用成形方法。
7. 【請求項７】 成形終期におけるキャビティへの溶融原
   料の充填を減圧により容易化する金型は、キャビティの
   満充填に伴い微開きして成形品との間に生ずる隙間に浄
   化気体を流通させるものであることを特徴とする請求項
   １乃至請求項６記載の合成樹脂成形品の減圧併用成形方
   法。