JP2001105450A - 熱可塑性プラスチックからなる射出成形品を製造するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 肉厚盛上りを有する領域内でひけを回避させ
る方法およびこれに属する装置ならびに成形品を提供す
る。 【解決手段】 第１の壁と第２の壁との交叉個所が移行
部として形成されており、この移行部が本質的に第１の
壁の軸線と第２の壁の軸線との交叉点、または成形品の
外面の方向を向いている表面法線を有し、この場合移行
部に対して作用する流体は、交叉点への移行部の部分的
な変位を生じさせることができることを特徴とする、熱
可塑性プラスチックからなる射出成形品が第１の壁と第
２の壁とのの交叉個所を有し、その際、射出成形用金型
内への熱可塑性溶融液の注入後に射出成形用金型のキャ
ビティの壁面とプラスチックとの間に流体を圧力下で供
給することにより、熱可塑性プラスチックからなる射出
成形品を製造するための方法および装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性プラスチ
ックからなる射出成形品が第１の壁区間と第２の壁区間
との少なくとも１つの交叉個所、殊にリブの形の第２の
壁区間で強化された第１の壁区間を有し、その際、射出
成形用金型内への熱可塑性溶融液の注入後に射出成形用
金型のキャビティの壁面とプラスチックとの間に流体、
殊にガスを圧力下で供給することにより、熱可塑性プラ
スチックからなる射出成形品を製造するための方法に関
する。

【０００２】更に、本発明は、熱可塑性プラスチックか
らなる射出成形品を製造するための装置ならびにそれに
より製造された成形品に関する。

【０００３】

【従来の技術】冒頭に記載された種類の方法は、既に公
知技術水準から公知である。欧州特許第５９２５２５号
明細書には、例えば熱可塑性プラスチックからなる射出
成形品を製造するための１つの方法が記載されており、
この場合ガスは、溶融液の注入後に金型キャビティとプ
ラスチック溶融液との間に注入され、その際にガス圧に
よって必然的に溶融液は、金型キャビティの対向する面
に押圧され、それによって、ひけは阻止される。ガスを
正確に導入し、ひいては所定の領域に到達させることを
達成するために、金型の表面には、１つの構造体が装備
されており、この場合この構造体は、ガス通路として作
用する。

【０００４】欧州特許第５９２５２５号明細書に記載の
方法により実施された試験は、成形品がリブ付きである
領域内で、リブ付きであるにも拘わらず、しばしば変形
してひけを生じうることを示した。既に金型キャビティ
の充填直後に、熱い溶融液と冷たい金型との間の温度差
のために、薄手の外皮が形成される。この外皮の厚さ
は、原料物質、加工条件および冷却状態に依存する。こ
の薄手の外皮は、成形品の内部になお溶融された材料が
存在する限り、平らな領域内でなお大きな強度を有して
いない。これとは異なり、角部において、薄手の外皮
は、変形部での例えば９０゜の角度の幾何学的構成によ
って大きな抵抗に対抗している。この効果は、図２に明
示されている。リブと比較して成形品のリブ付きの面に
対する同様の圧力構成にも拘わらず、ひけを生じること
を観察することができる。その上、プラスチックのリブ
付き面上で収縮は阻止されているか、もしくは輪郭によ
って自由な収縮は不可能であるので、収縮平衡は、対向
面の陥没によって捕捉される。これは、まさに望ましい
ことではなく、リブに対して正確にひけを回避する努力
が為されている。中程度ないし大きな肉厚盛上りを有す
る移行部においては、この種のひけは、特に著しく発生
する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、肉厚盛上りを有する領域内でひけを回避させる方法
およびこれに属する装置ならびに成形品を提供すること
である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題の解決は、本発
明によれば、第１の壁区間と第２の壁区間との交叉個所
が平面状移行部（８）として形成されており、この平面
状移行部が本質的に第１の壁区間（５）の軸線と第２の
壁区間（６）の軸線との交叉点（１３）の方向を向いて
いるか、または第２の第２の壁区間（６）の中心軸線
（１１）と成形品の外面（２）との交叉点（１２）の方
向を向いている少なくとも１本の表面法線（９）を有
し、この場合平面状移行部（８）に対して作用する流体
は、交叉点（１３，１２）への移行部（８）の少なくと
も部分的な変位を生じさせることができることによって
特徴付けられる。

【０００７】それによって、肉厚盛上り部（７）の特に
強い収縮傾向のある領域、即ちリブまたは成形品に不可
避の別の隆起部が基本的な肉厚に関連する領域は、溶融
液が凝固するまで圧力下で維持されるだけではなく、材
料もこの領域内で保圧され、ひいては成形品（１）の外
面（２）でのひけが回避されることが達成され、この場
合には、流体としてガス状媒体ならびに液状媒体が使用
される。即ち、流体がプラスチック材料を心部（３）中
に排除しうるかまたは心部（３）から排除しうることを
達成するために、例えばリブとの関連で材料の盛上りを
小さな半径によって回避させるという規定通りの教示は
意図的に不用となる。

【０００８】従って、同様に移行部（８）は、流体との
反応作用を受ける成形品の面に対して垂直に衝突する流
体の分力が移行部を変形することができ、外面（２）が
交叉点（１２）の領域内でも金型壁面に対して押圧し、
ひいてはひけを回避させるような方法で形成されなけれ
ばならないことが達成される。

【０００９】更に、実施態様によれば、プラスチック溶
融液を肉厚盛上り部（７）の領域内で、十分量のプラス
チックが肉厚盛上り部（７）の心部（３）内に転移する
まで可塑状態で維持することが設けられている。それに
よって、心部（３）内での材料の保圧は、簡易化され
る。それというのも、熱可塑性溶融液の縁部での早期の
凝固は、比較的に冷たい金型壁面に応じて中断されるか
らである。肉厚盛上り部（７）の領域を、４０℃〜１２
０℃の温度範囲内に維持することは、特に好ましい。

【００１０】最後に、他の実施態様によれば、肉厚盛上
り部（７）の領域を温度調節するために温度調節された
流体を供給することが設けられている。

【００１１】好ましくは、導入された流体の圧力は、制
御されおよび／または調節され、これは、一時的にのみ
行なわれてもよい。例えば、流体を圧力条件（プロフィ
ール）により導入する場合には、望ましい効果は、付加
的に強化されることができる。それとうのも、初期圧は
極めて高く、保圧は例えばよりいっそう低くともよいか
らである。即ち、この場合には、衝撃的な圧力が成形品
の内側にもたらされる。

【００１２】前記方法に属する装置の場合には、第１の
壁区間と第２の壁区間との交叉個所が平面状移行部
（８）として形成されており、この平面状移行部が本質
的に第１の壁区間（５）の軸線と第２の壁区間（６）の
軸線との交叉点（１３）の方向を向いているか、または
第２の壁区間（６）の中心軸線（１１）と成形品の外面
（２）との交叉点（１２）の方向を向いている少なくと
も１本の表面法線（９）を有していることが設けられて
いる。

【００１３】それによって、肉厚盛上り部（７）の領域
の幾何学的実施形式により、流体の圧力は、心部（３）
内への熱可塑性溶融液の転移を生じうることが保証され
る。この場合には、例えば９０゜での結合の場合のよう
に、肉厚盛上り部（７）への基本的な肉厚（ｄ１、ｄ
２）の移行が絶えず行なわれ、即ち中断することなく行
なわれることが設けられている。従って、移行部（８）
を角部の形で第１の壁（５）と第２の壁（６）との間に
形成させることは、好ましく、この場合この角部の角度
は、１０゜〜８０゜、有利に４５゜である。しかし、移
行部（８）を曲線として第１の壁（５）と第２の壁
（６）との間に形成させることも考えることができ、こ
の場合この曲線は、例えばｒ＝ｄ１〜ｒ＝ｄ２の半径を
有する弧である。移行部（８）の幅は、２つの壁区間の
厚さ（ｄ１、ｄ２）に対して２０〜１５０％、有利に４
０〜８０％の範囲内で形成されている。

【００１４】好ましい実施態様として、肉厚盛上り部
（７）の領域内に温度調節するための装置が配置されて
いる。この装置として、例えば発熱体または流体を供給
するための装置を使用することが設けられている。

【００１５】前記の方法および装置に属する成形品の場
合、本発明によれば、第１の壁区間と第２の壁区間との
交叉個所が平面状移行部（８）として形成されており、
この平面状移行部が本質的に第１の壁区間（５）の軸線
と第２の壁区間（６）の軸線との交叉点（１３）の方向
を向いているか、または第２の壁区間（６）の中心軸線
（１１）と成形品の外面（２）との交叉点（１２）の方
向を向いている少なくとも部分的に１本の表面法線
（９）を有していることが設けられている。

【００１６】従って、この成形品は、肉厚盛上り部
（７）の領域内で、導入された流体が熱可塑性溶融液を
移行部（８）から肉厚盛上り部（７）の心部（３）中に
圧入することができるように意図的に形成されており、
この場合移行部（８）内での輪郭の損失は、意図的に許
容される。

【００１７】従って、本発明は、ひけを有しない、熱可
塑性プラスチックからなる射出成形品を製造することを
可能にし、このためにこの場合には、費用のかかる装置
または複雑な方法は、全く使用されない。

【００１８】図面には、本発明の略示的な実施例が示さ
れている。

【００１９】

【実施例】図１は、例えば完成部材の目視できる側であ
る外面輪郭２および製造処理において流体との反応作用
を受ける成形品１の内側４を有する成形品１による部分
断片を示す。成形品１のこの基本的壁５には、第２の壁
６がリブとして結合されている。結合個所には、二点鎖
線の円によって表わされた肉厚盛上り部７が生じる。従
来の方法の場合には、図２に示されているように、面２
は、壁６に対する領域内でひけの傾向を有している。例
示的に４５゜の角度で壁５と壁６との間に形成されてい
る幅Ｂを有する、この場合に形成された移行部８による
壁６の結合によって、既に一部で凝固された皮膜を、心
部３の溶融液が壁６に対する領域に押圧され、縁部が変
形されてよく、即ち金型キャビティに対して押し付けら
れ、１種の膜効果が生じるように転移することができる
ことが可能になる。

【００２０】図３は、移行部８だけが幅Ｂで第１の壁５
から第２の壁６に向かって形成されている１つの実施例
を示す。これは、成形品の幾何学的寸法が僅かである場
合に既に望ましい効果を達成することができる。更に、
この場合には、移行部８は、壁５から徐々に壁６に上昇
するように形成されている。移行部８のこの特に幅広の
実施形式によって、膜効果は、付加的に強化される。図
４において、曲線としての幅Ｂを有する移行部８が形成
されている変形が示されており、この場合には、上記の
効果は、同様に記載することができる。

【００２１】図５および６には、壁６の本質的に幅広の
実施形式を示す他の成形品の幾何学的形状が図示されて
いる。この場合も幅Ｂを有する、移行部８の相応する実
施形式によって望ましい効果が達成される。この場合、
移行部８が、図５の場合のように一定の角度で直線とし
て形成されているか、または図６の場合のように曲線と
して形成されているか否かは些細なことである。

【００２２】図７〜８は、壁６の異なる実施形式の場合
に移行部８のなお可能な他の実施形式を示す。

【００２３】図１０には、流体の分力が例示的に図示さ
れており、例えばこの分力は、成形品１の流体によって
反応作用を受ける側４に作用する。分力９の作用線１０
の一部は、例えばリブ６の中心軸線１１と成形品１の外
面壁面２との間に生じる交叉点１２を中心とする領域で
衝突する。これによって、分力９は、材料を心部３から
交叉点１２の方向に排除し、ひいては壁６に対するひけ
を回避することを可能にする。

【００２４】従って、壁６の全ての実施形式の場合に、
肉厚盛上り部７の心部３から壁６に対する領域内への溶
融液の望ましい転移効果を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】１つの実施態様の変形での成形品の壁区間を示
す略図。

【図２】公知技術水準を表わす成形品の実施形式を示す
略図。

【図３】成形品の壁区間としての本発明の他の実施態様
を例示的に示す略図。

【図４】成形品の壁区間としての本発明の他の実施態様
を例示的に示す略図。

【図５】成形品の壁区間としての本発明の他の実施態様
を例示的に示す略図。

【図６】成形品の壁区間としての本発明の他の実施態様
を例示的に示す略図。

【図７】成形品の壁区間としての本発明の他の実施態様
を例示的に示す略図。

【図８】成形品の壁区間としての本発明の他の実施態様
を例示的に示す略図。

【図９】成形品の壁区間としての本発明の他の実施態様
を例示的に示す略図。

【図１０】流体の分力の作用線を示す略図。

【符号の説明】

１ 射出成形品、 ２ 成形品１の外面、 ３ 肉厚盛
上り部の心部、 ４射出成形品１の流体によって反応作
用を受ける側、 ５ 射出成形品１の第１の壁、 ６
射出成形品１の第２の壁、 ７ 射出成形品１の肉厚盛
上り部、 ８壁５から壁６への移行部、 ９ 流体の分
力、 １０ 分力９の作用線、 １１ 壁６の中心軸
線、 １２ 中心軸線と外面２との交叉点、 １３ 中
心軸線１１と壁５の中心軸線との交叉点

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン、エーリット ドイツ、57271、ヒルヒェンバッハ、アウ フ、デァ、プラッテ、３ (72)発明者 クリストフ、ブレメケ ドイツ、59590、ゲゼケ、リューディッシ ェシュトラーセ、２ (72)発明者 マティアス、フノルト ドイツ、59590、ゲゼケ、コルフェヤーシ ュトラーセ、５ (72)発明者 クリストフ、ヤロシェク ドイツ、33619、ビーレフェルト、グラー フ−フォンガレン−シュトラーセ、10アー (72)発明者 マルク、ヴュルフラト ドイツ、58566、キールスペ−フォルメ、 ハーゲナー、シュトラーセ、24

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性プラスチックからなる射出成形
   品（１）が第１の壁区間（５）と第２の壁区間（６）と
   の少なくとも１つの交叉個所、殊にリブの形の第２の壁
   区間で強化された第１の壁区間を有し、射出成形用金型
   内への熱可塑性溶融液の注入後に射出成形用金型のキャ
   ビティの壁面とプラスチックとの間に流体、殊にガスを
   加圧下に供給することにより、熱可塑性プラスチックか
   らなる射出成形品を製造するための方法において、第１
   の壁区間と第２の壁区間との交叉個所が平面状移行部
   （８）として形成されており、この平面状移行部が本質
   的に第１の壁区間（５）の軸線と第２の壁区間（６）の
   軸線との交叉点（１３）の方向を向いている少なくとも
   １本の表面法線（９）を有し、平面状移行部（８）に対
   して作用する流体が、交叉点（１３）に対して少なくと
   も部分的に移行部（８）を変位させることを特徴とす
   る、熱可塑性プラスチックからなる射出成形品を製造す
   るための方法。
2. 【請求項２】 熱可塑性プラスチックからなる射出成形
   品（１）が第１の壁区間（５）と第２の壁区間（６）と
   の少なくとも１つの交叉個所、殊にリブの形の第２の壁
   区間で強化された第１の壁区間を有し、射出成形用金型
   内への熱可塑性溶融液の注入後に射出成形用金型のキャ
   ビティの壁面とプラスチックとの間に流体、殊にガスを
   加圧下に供給することにより、熱可塑性プラスチックか
   らなる射出成形品を製造するための方法において、第１
   の壁区間と第２の壁区間との交叉個所が平面状移行部
   （８）として形成されており、この平面状移行部が本質
   的に第２の壁区間（６）の中心軸線（１１）と成形品の
   外面（２）との交叉点（１２）の方向を向いている少な
   くとも１本の表面法線（９）を有し、平面状移行部
   （８）に対して作用する流体が、交叉点（１２）に対し
   て少なくとも部分的に移行部（８）を変位させることを
   特徴とする、熱可塑性プラスチックからなる射出成形品
   を製造するための方法。
3. 【請求項３】 プラスチック溶融液を移行部に存在する
   肉厚盛上り部（７）の領域内で、十分な量のプラスチッ
   クが肉厚盛上り部（７）の心部（３）内に転移するまで
   可塑状態で維持することを特徴とする、請求項１または
   ２記載の方法。
4. 【請求項４】 肉厚盛上り部（７）の領域を、十分な量
   のプラスチックが肉厚盛上り部（７）の心部（３）内に
   転移するまで４０℃〜１２０℃の温度範囲内に維持する
   ことを特徴とする、請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】 肉厚盛上り部（７）の領域を温度調節す
   るために温度調節された流体を供給することを特徴とす
   る、請求項３または４記載の方法。
6. 【請求項６】 流体の圧力を少なくとも一時的に制御し
   および／または調節することを特徴とする、請求項１か
   ら５までのいずれか１項に記載の方法。
7. 【請求項７】 流体の圧力を所定の圧力プロフィールに
   より調節することを特徴とする、請求項６記載の方法。
8. 【請求項８】 射出成形用金型のキャビティの壁面とプ
   ラスチックとの間に流体を供給するための装置を具備し
   ており、この流体を供給する装置が、成形品の外面
   （２）に対向する、金型キャビティの側面に取り付けら
   れており、射出成形用金型は、第１の壁区間（５）と第
   ２の壁区間（６）との少なくとも１つの交叉個所、殊に
   リブの形の第２の壁区間で強化された第１の壁区間を有
   する、熱可塑性プラスチックからなる射出成形品（１）
   を製造するための装置において、第１の壁区間と第２の
   壁区間との交叉個所が平面状移行部（８）として形成さ
   れており、この平面状移行部が本質的に第１の壁区間
   （５）の軸線と第２の壁区間（６）の軸線との交叉点
   （１３）の方向を向いている少なくとも１本の表面法線
   （９）を有していることを特徴とする、熱可塑性プラス
   チックからなる射出成形品（１）を製造するための装
   置。
9. 【請求項９】 射出成形用金型のキャビティの壁面とプ
   ラスチックとの間に流体を供給するための装置を具備し
   ており、この流体を供給する装置が、成形品の外面
   （２）に対向する、金型キャビティの側面に取り付けら
   れており、射出成形用金型が、第１の壁区間（５）と第
   ２の壁区間（６）との少なくとも１つの交叉個所、殊に
   リブの形の第２の壁区間で強化された第１の壁区間を有
   する、熱可塑性プラスチックからなる射出成形品（１）
   を製造するための装置において、第１の壁区間と第２の
   壁区間との交叉個所が平面状移行部（８）として形成さ
   れており、この平面状移行部が本質的に第２の壁区間
   （６）の中心軸線（１１）と成形品の外面（２）との交
   叉点（１２）の方向を向いている少なくとも１本の表面
   法線（９）を有していることを特徴とする、熱可塑性プ
   ラスチックからなる射出成形品（１）を製造するための
   装置。
10. 【請求項１０】 壁（５）から別の壁（６）への移行部
    （８）が絶えず形成されていることを特徴とする、請求
    項８または９記載の装置。
11. 【請求項１１】 移行部（８）が曲面として第１の壁
    （５）と第２の壁（６）との間に形成されていることを
    特徴とする、請求項８または９記載の装置。
12. 【請求項１２】 移行部（８）が角部として第１の壁
    （５）と第２の壁（６）との間に形成されており、この
    角部が、１０゜〜８０゜、有利に４５゜の角度を有して
    いることを特徴とする、請求項８または９記載の装置。
13. 【請求項１３】 肉厚盛上り部（７）の領域内に温度調
    節するための装置が配置されていることを特徴とする、
    請求項８から１２までのいずれか１項に記載の装置。
14. 【請求項１４】 肉厚盛上り部（７）の温度調節するた
    めの装置が発熱体であることを特徴とする、請求項１３
    記載の装置。
15. 【請求項１５】 肉厚盛上り部（７）の温度調節するた
    めの装置が流体を供給するための装置であることを特徴
    とする、請求項１３記載の装置。
16. 【請求項１６】 移行部（８）の幅（Ｂ）が２つの壁区
    間の厚さに対して２０〜１５０％、好ましくは４０〜８
    ０％の範囲内にあることを特徴とする、請求項８から１
    ５までのいずれか１項に記載の装置。
17. 【請求項１７】 第１の壁区間（５）と第２の壁区間
    （６）との少なくとも１つの交叉個所、殊にリブの形の
    第２の壁区間で強化された第１の壁区間を有する、熱可
    塑性プラスチックからなる成形品において、第１の壁区
    間と第２の壁区間との交叉個所が平面状移行部（８）と
    して形成されており、この平面状移行部が本質的に第１
    の壁区間（５）の軸線と第２の壁区間（６）の軸線との
    交叉点（１３）の方向を向いている少なくとも部分的に
    １本の表面法線（９）を有していることを特徴とする、
    熱可塑性プラスチックからなる成形品。
18. 【請求項１８】 第１の壁区間（５）と第２の壁区間
    （６）との少なくとも１つの交叉個所、殊にリブの形の
    第２の壁区間で強化された第１の壁区間を有する、熱可
    塑性プラスチックからなる成形品において、第１の壁区
    間と第２の壁区間との交叉個所が平面状移行部（８）と
    して形成されており、この平面状移行部が本質的に第２
    の壁区間（６）の中心軸線（１１）と成形品の外面
    （２）との交叉点（１２）の方向を向いている少なくと
    も部分的に１本の表面法線（９）を有していることを特
    徴とする、熱可塑性プラスチックからなる成形品。
19. 【請求項１９】 肉厚盛上り部（７）を含む領域が移行
    部（８）を有していることを特徴とする、請求項１７ま
    たは１８記載の成形品。
20. 【請求項２０】 移行部（８）が曲面として第１の壁
    （５）と第２の壁（６）との間に形成されていることを
    特徴とする、請求項１９記載の成形品。
21. 【請求項２１】 移行部（８）が角部として第１の壁
    （５）と第２の壁（６）との間に形成されており、この
    角部の角度が、１０゜〜８０゜、好ましくは４５゜であ
    ることを特徴とする、請求項１９記載の成形品。