JP2003053798A

JP2003053798A - 射出成形用金型及び射出成形方法

Info

Publication number: JP2003053798A
Application number: JP2001242100A
Authority: JP
Inventors: Takashi Suzuki; 孝鈴木; Shin Yamaguchi; 伸山口
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2001-08-09
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2003-02-26

Abstract

(57)【要約】【課題】成形不良の防止と、金型の長寿命化とを図
る。【解決手段】固定側型１７に取り付けられたキャビテ
ィ２８の周囲に、複数個のサポートブロック３４を着脱
自在に取り付ける。固定側型１７と可動側型２０とが閉
じられる際に、サポートブロック３４を可動側型２０に
当接させる。そして、キャビティ２８とコア２９との間
に、５〜２５μｍの隙間ＣＬを形成する。射出成形時に
は、この隙間ＣＬ全体がガスベントとして機能し、樹脂
から発生したガスを金型外に排出する。これにより、ガ
ス焼けやショートショット，ウェルドライン，曇り等の
成形不良を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスの放出性能を
高めた射出成形用金型と、この金型を使用した射出成形
方法とに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形用金型のキャビティまたはコア
のパーティング面（成形品を型から取り出す時に分離す
る面）には、プラスチックから発生したガスを金型外に
排出するガスベントが設けられている。このガスベント
は、パーティング面に形成された溝からなるが、およそ
１００万〜３００万ショットで潰れてしまう。ガスベン
トが潰れると金型内にガスが残ってしまい、このガスに
よってガス焼けやショートショット、ウェルドライン、
曇り等の成形不良が発生する。そのため、ガスベントが
潰れた金型は、キャビティーまたはコアのパーティング
面とガスベントとを研磨して再使用していた。

【０００３】上記パーティング面とガスベントとの再研
磨を行なうと、成形品の寸法が小さくなる。そのため、
成形品の寸法公差の関係から、金型の研磨は１〜２回が
限界であった。金型の寿命は、ガスベントが潰れるまで
に可能なショット数と、再研磨により修理可能な回数と
によって決まり、およそ５００万ショット程度となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】多数個取り用の金型
は、１個取り用の金型に比べてパーティング面の面積が
小さいため、ガスベントが潰れるのが早く、金型寿命が
短かった。また、成形不良を防止するためにガスベント
を増やすと、金型加工費が高くなるとともに、金型寿命
が短くなるため、製品コストに対する影響が大きかっ
た。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためのも
ので、成形不良の防止と、金型の長寿命化とを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の射出成形用金型は、固定側型と可動側型
とのパーティング面のいずれか一方、あるいは両方に、
他方のパーティング面に接触して隙間を形成する複数個
の着脱自在なサポートブロックを取り付け、隙間全体を
ガスベントとして機能させるようにしたものである。ま
た、サポートブロックが潰れて隙間が減少した場合に
は、サポートブロックを交換することができる。

【０００７】更に、バリの発生を防止するために、型締
め時のパーティング面の隙間が５〜２５μｍとなるよう
に、サポートブロックの高さを調節するようにしたもの
である。

【０００８】また、金型の寿命を延ばすために、固定側
型及び可動側型よりも硬度の低い材質でサポートブロッ
クを形成するとよい。具体的には、機械構造用炭素鋼を
用いる。

【０００９】更に、可動側型を固定側型に押し付ける型
締め機の作用点近傍のサポートブロックは、他の部分の
サポートブロックよりも潰れ量が大きくなるので、他の
サポートブロックよりも高く、例えば５〜１０μｍ高く
形成するとよい。また、型締め機の作用点近傍のサポー
トブロックの面積を他のサポートブロックの面積より広
くしても、高さを高くした場合と同様の効果を得ること
ができる。

【００１０】また、サポートブロックの総面積は、金型
の寿命を延ばすためにパーティング面の型板の面積の１
／２以下としたものである。

【００１１】更に、上記射出成形用金型を使用した射出
成形方法としては、可動側型を固定側型に押し付ける型
締め力をバリが発生しないレベルまで低くしたものであ
る。この型締め力は、型開き量が１５μｍ以内になるよ
うにするとよい。

【００１２】また、バリやショートショットの発生を防
止するために、射出成形後の最小クッション量及び保圧
完了位置の監視のばらつきを０．２以内にするととも
に、射出成形時の樹脂計量値は、射出速度で充填した時
にショートショットが発生しない量とするとよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は、本発明を実施した射出成
形機の構成を示す概略図である。射出成形機２は、例え
ば、１３５サイズの写真フイルムパトローネを収納する
円筒形状のプラスチックケースのキャップを成形する射
出成形機であり、射出ユニット３，金型ユニット４，型
締ユニット５からなり、これらが水平に配置された横型
射出成形機である。射出ユニット３は、ホッパ６，加熱
シリンダ７，スクリュー８，減速ギヤ９，油圧モータ１
０，射出シリンダ１１，バンドヒータ１２，ノズル１３
からなる。

【００１４】ホッパ６には、樹脂ペレットが投入され
る。ホッパ６に投入された樹脂ペレットは、加熱シリン
ダ７内に供給される。加熱シリンダ７内には、スクリュ
ー８が組み込まれている。スクリュー８は、後端の軸部
８ａに取り付けられた減速ギヤ９と、この減速ギヤ９に
噛合する油圧モータ１０とによって加熱シリンダ７内で
回転される。また、軸部８ａの後端に取り付けられた油
圧式の射出シリンダ１１によって、加熱シリンダ７内を
前進または後退される。

【００１５】加熱シリンダ７内に供給された樹脂パレッ
トは、加熱シリンダ７の外周に巻かれたバンドヒータ１
２の加熱と、スクリュー８の回転時の剪断発熱とによっ
て溶融される。溶融された樹脂は、スクリュー８の前進
によってノズル１３から射出され、射出圧力，背圧，射
出速度が与えられる。ノズル１３は、加熱シリンダ７の
先端に設けられており、金型ユニット４の固定側取付板
１５に設けられたスプルブシュ１６（図２参照）に接し
て溶融樹脂の金型ユニット４への流路を形成する。

【００１６】金型ユニット４は、固定側取付板１５と、
この固定側取付板１５に取り付けられた固定側型１７
と、固定側取付板１５に一端が保持された複数本のスラ
イドシャフト１８と、このスライドシャフト１８により
固定側取付板１５に対して移動自在とされた可動側取付
板１９と、この可動側取付板１９に取り付けられた可動
側型２０及び受け板２１とからなる。なお、符合２２
は、成形品を可動側型から取り外すイジェクタピンを駆
動させるイジェクタシリンダである。

【００１７】型締めユニット５は、スライドシャフト１
８の他端を保持する保持板２４と、この保持板２４と可
動側取付板１９との間に組み込まれたトグル機構２５
と、このトグル機構２５を動作させて可動側取付板１９
をスライドシャフト１８に沿って移動させる型締めシリ
ンダ２６とからなる。

【００１８】図２及び図２のＸ−Ｘ断面を表す図３とに
示すように、固定側型１７と可動側型２０とには、キャ
ビティ２８とコア２９とが取り付けられている。キャビ
ティ２８には、スプルブシュ１６と連なるスプル３０が
形成されている。コア２９と受け板２１とには穴３１が
形成され、この穴３１内には、型開き時に突出してコア
２９から成形品を取り外すイジェクタピン３２が挿通さ
れている。

【００１９】固定側型１７のパーティング面には、キャ
ビティ２８の周囲に４個のサポートブロック３４が取り
付けられている。このサポートブロック３４は、可動側
型２０のパーティング面に接して、キャビティ２８とコ
ア２９との間に、例えば５〜２５μｍ程度の隙間ＣＬを
形成する。これにより、キャビティ２８とコア２９との
パーティング面を保護するとともに、隙間ＣＬ全体がガ
スベントとして機能するので、ガス焼けやショートショ
ット，ウェルドライン，曇り等の成形不良の発生を防止
することができる。なお、隙間ＣＬが５μｍ以下の場合
には、ガスの抜けが悪くなり、サポートブロック３４の
損傷も早くなる。また、隙間ＣＬが２５μｍ以上の場合
には、樹脂によって異なるが、バリが発生してしまう。

【００２０】上記サポートブロック３４は、固定側型１
７及び可動側型２０よりも硬度の低い材質、例えば機械
構造用炭素鋼で形成されているため、サポートブロック
３４の圧力によって固定側型１７及び可動側型２０が潰
れてしまうことはない。また、サポートブロック３４
は、中央に設けられた穴３４ａを利用して、固定側型１
７にネジ３６で着脱自在に取り付けられている。そのた
め、サポートブロック３４が潰れてキャビティ２８とコ
ア２９との隙間ＣＬが狭くなった場合には、固定側型１
７及び可動側型２０を補修せずにサポートブロック３４
を交換するだけで、キャビティ２８とコア２９との間の
適性な隙間ＣＬを得ることができ、金型の補修にかかる
コストを低減することができる。

【００２１】次に、上記実施形態の作用について説明す
る。射出ユニット３では、プラスチックケースのキャッ
プの成形開始とともに、バンドヒータ１２の発熱が開始
される。ホッパ６に供給された樹脂ペレットは、加熱シ
リンダ７内に送り込まれる。スクリュー８は、減速ギヤ
９を介して油圧モータ１０により回転する。この回転時
のスクリュー８の剪断熱と、バンドヒータ１２の発熱と
によって樹脂ペレットは溶融される。

【００２２】型締めユニット５では、型締めシリンダ２
６が作動してトグル機構２５を動作させ、可動側取付板
１９を固定側取付板１５に向けて移動させ、固定側型１
７と可動側型２０とを閉じる。このときに、図２に示す
ように、固定側型１７のサポートブロック３４が可動側
型２０のパーティング面に接触するので、キャビティ２
８とコア２９との間には、５〜２５μｍの隙間ＣＬが形
成される。

【００２３】金型ユニット４の準備が完了すると、射出
ユニット３では射出シリンダ１１が作動してスクリュー
８を前進させる。これにより溶融した樹脂は、ノズル１
３とスプルブシュ１６とスプル３０とを経て、キャビテ
ィ２８とコア２９との間に充填される。この充填時に発
生するガスは、キャビティ２８とコア２９との間の隙間
ＣＬから吐出されるので、ガス焼けやショートショッ
ト、ウェルドライン、曇り等の成形不良が発生すること
はない。

【００２４】金型への樹脂の充填後、射出ユニット３は
保圧状態となるが、この時に最小クッション量及び保圧
完了位置が０．２以内となるようにを監視することで、
不良品の発生を未然に検出することができる。

【００２５】金型が冷却されてスプル部分が凝固点に達
すると、射出ユニット３による保圧は終了される。そし
て、型締めユニット５の型締めシリンダ２６がトグル機
構２５を動作させて可動側取付板１９を固定側取付板１
５から離れる方向に移動させ、型開きを行なう。このと
きに、イジェクタシリンダ２２が作動してイジェクタピ
ン３２を突き出し、コア２９から成形品を取り外す。

【００２６】完成したプラスチックケースのキャップ
は、金型内から取り出され、スプル部分が切除される。
そして、各種検査工程を経て写真フイルムパトローネの
生産ラインに送られる。

【００２７】なお、上記実施形態では、１個取り用の金
型を使用する場合について説明したが、図４に示すよう
に、例えば４８個のキャップを一度に成形可能な多数個
取り用の金型４０を使用する場合には、各キャビティ４
１とガスベント４３との間を埋めるようにサポートブロ
ック４２を配置するとよい。

【００２８】この金型４０を用いて１３０万ショットの
射出成形を行い、ガスベント４３及びサポートブロック
４２の潰れ量を測定した。サポートブロックを使用しな
い従来の金型では、１３０万ショット後のガスベントの
潰れ量は５〜８μｍとなっていた。しかしながら、サポ
ートブロック４２を設けると、ガスベント４３の潰れ量
を１〜２μｍをに抑えることができた。このときのサポ
ートブロック４２の潰れ量は、３μｍとなる。これによ
り、サポートブロック４２を適宜交換することで、金型
４０の補修サイクルを延ばすことができ、金型４０の寿
命を長くするとともに成形コストを下げることができ
る。

【００２９】なお、トグル方式の型締めユニット５は、
金型４０の天側と地側とに圧力がかかるため、パーティ
ング面の天側と地側は中央部よりも傷みやすい。金型４
０を用いて、バリが発生しない限界まで型締め力を落と
した状態で射出成形を行い、型開き量の測定を行なっ
た。その結果、型締めユニット５のトグル機構の作用点
に近い金型４０の天側及び地側では、中央部よりも開き
量が５μｍ程度少なかった。更に、２００万ショットの
成形後にガスベント４３の潰れ量を測定すると、中央部
よりも上下部の潰れ量の方がおよそ５μｍ多かった。こ
のことから、大型の金型４０を使用する際には、型締め
ユニット５のトグル機構の作用点近傍のサポートブロッ
ク（図中ハッチングのあるもの）４５は、中央部のサポ
ートブロック４２よりも突出量を高くするとよい。な
お、サポートブロックを高くする量としては、潰れ量の
少ない部位との差異を考慮して、５〜１０μｍとすると
よい。

【００３０】更に、型締めユニット５のトグル機構の作
用点近傍のサポートブロックは、中央部のサポートブロ
ックよりも面積を広くしても、高さを高くした場合と同
様の効果を得ることができる。また、サポートブロック
を多く設けてパーティング面の面積が小さくなると、ガ
スベントの潰れ量が大きくなるので、サポートブロック
の総面積は、パーティング面の型板の面積の１／２以下
とするのがよい。

【００３１】また、ＩＸ２４０タイプの写真フイルムカ
ートリッジのシェル用の金型を用いて、型締め力に対す
るサポートブロックの影響をテストした。キャビティと
コアとの間の隙間を１５μｍとし、それ以外の射出条件
も同一にした上で、サポートブロックがある場合と無い
場合とでの製品の重量を測定した。その結果を図５のグ
ラフに示す。このグラフから分かるように、サポートブ
ロックが設けられていない金型では、型締め力が２０ト
ンの時に型開き量が大きなってバリが発生し、適性な製
品を得ることができなかった。また、型締め力が３０〜
５０トンの場合では、サポートブロックを備えている金
型で成形された製品に比べて、製品重量が小さくなるこ
とが分かった。これは、サポートブロックを備えた金型
に比べ、サポートブロックを有しない金型では、ガス抜
けの悪さによって樹脂の流動性が阻害されることに起因
している。

【００３２】図６は、上記シェル用の金型に５０トンの
型締め力を与えて射出成形を行なった際の射出成形機の
設定圧力と、型内圧力とを示すグラフであり、同図
（Ａ）はサポートブロックの無い金型、同図（Ｂ）はサ
ポートブロックを備えた金型を示している。このグラフ
から分かるように、サポートブロックを備えた金型で
は、サポートブロックを備えていない金型に比べて型内
圧力が低く、射出時間及び保圧時間が短い。

【００３３】このグラフから、サポートブロックによっ
て形成された隙間がガスベントとして働いて効果的にガ
スを吐出しているため、急激な型内圧力の上昇が発生し
ないことが分かる。そして、型内圧力が低いことから、
型開き量も小さくなるので、バリの発生を防止すること
ができる。また、射出時間を短くすることができるの
で、生産効率の向上をはかることができる。

【００３４】なお、サポートブロックを設けた金型は、
サポートブロックを有しない金型に比べて型開き量が小
さいので、バリが発生しないレベルまで型締め力を小さ
くすることができる。具体的には、型開き量が１５μｍ
内に納まる程度の型締め力ならば、バリは発生しない。

【００３５】更に、射出成形後の最小クッション量及び
保圧完了位置は、０．２以内にするとよい。これによれ
ば、ゲート部の詰まり等によるショートショットの発生
を確実に確認することができ、不良品の発生を未然に検
出することができる。

【００３６】また、サポートブロックを設けた金型は、
サポートブロックを有しない金型に比べて樹脂の充填可
能な量が多くなるので、樹脂計量値は射出速度で充填し
た時にショートショットが発生しない程度とし、過充填
は行なわないほうがよい。

【００３７】更に、ＭＦＲが大きい樹脂は、バリの発生
が懸念されるため、ＭＦＲが１〜５０ｇ／ｍｉｎ程度の
樹脂を用いるのがよい。また、ＭＦＲが変動した際に成
形品に影響が出ないように、最大射出圧力が成形機の８
５％以下になるように樹脂温度を設定するとよい。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の射出成形
用金型によれば、サポートブロックによって固定側型と
可動側型との間に設けた隙間全体をガスベントとして機
能させるようにしたので、ガス焼けやショートショッ
ト，ウェルドライン，曇り等の成形不良の発生を防止す
ることができる。

【００３９】また、サポートブロックを着脱自在に取り
付けて容易に交換できるようにしたので、金型の補修サ
イクルを延ばし、コストダウンを図ることができる。更
に、サポートブロックの硬度を固定側型及び可動側型よ
りも低くしたので、金型の劣化を防止することができ
る。

【００４０】また、圧力負荷に応じてサポートブロック
の高さや面積を変えることで、サポートブロック全体の
寿命の均一化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した射出成形機の構成を示す概略
図である。

【図２】金型ユニットの構成を示す要部断面図である。

【図３】固定側型の平面図である。

【図４】多数個取り用金型の平面図である。

【図５】型締め力と製品重量との関係を示すグラフであ
る。

【図６】サポートブロックの有無による射出圧力と射出
時間との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

２射出成形機３射出ユニット４金型ユニット５型締ユニット１７固定側型２０可動側型２５トグル機構２８キャビティ２９コア３４，４２，４５サポートブロック４０金型

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F202 AM32 AM33 CA11 CB01 CK88 CP05 4F206 JA07 JM04 JN26 JQ81

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固定側型と可動側型とのパーティング面
のいずれか一方、あるいは両方に、他方のパーティング
面に接触して隙間を形成する複数個の着脱自在なサポー
トブロックを取り付け、該隙間からガス抜きを行なうこ
とを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】前記サポートブロックは、型締め時に５
〜２５μｍの隙間を形成することを特徴とする請求項１
記載の射出成形用金型。
【請求項３】前記サポートブロックは、固定側型及び
可動側型よりも硬度の低い機械構造用炭素鋼を用いて形
成されることを特徴とする請求項１または２記載の射出
成形用金型。
【請求項４】前記複数個のサポートブロックのそれぞ
れの高さを圧力負荷に応じて５〜１０μｍの高低差で変
化させることを特徴とする請求項１ないし３いずれか記
載の射出成形用金型。
【請求項５】前記複数個のサポートブロックのそれぞ
れの面積を圧力負荷に応じて変化させることを特徴とす
る請求項１ないし４いずれか記載の射出成形用金型。
【請求項６】前記サポートブロックの総面積は、パー
ティング面の型板の面積の１／２以下であることを特徴
とする請求項１ないし５いずれか記載の射出成形用金
型。
【請求項７】請求項１ないし請求項９いずれか記載の
射出成形用金型を使用する射出成形方法において、成形品にバリの発生がなく、また、型開き量が１５μｍ
以内になるように型締め力を設定したことを特徴とする
射出成形方法。
【請求項８】射出成形後の最小クッション量及び保圧
完了位置の監視のばらつきを０．２以内としたことを特
徴とする請求項７記載の射出成形方法。
【請求項９】前記射出成形時の樹脂計量値は、射出速
度で充填した時にショートショットが発生しない量と
し、過充填を行なわないことを特徴とする請求項７また
は８記載の射出成形方法。