JP2003080574A - 射出成形用金型におけるウェルドラインの発生防止装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 必要十分な量の熱を金型の所定の領域に伝え
てウェルドラインの発生を防止し、かつその後の発熱部
に対する冷所を必要としない。 【構成】 金型表面の所定の領域１５に対する加熱手段
としてニッケル−クロム合金等から成る電熱による発熱
部１２を皮膜状に設置し、射出成形サイクルにおいてプ
ラスチックがゲートからキャビティに射出される前段階
から射出終了までの間、発熱部１２に通電することによ
って、ウェルドラインの発生を惹き起すと予測される金
型表面の領域１５を加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形用金型に
おいてウェルドラインの発生を引き起こすと予測される
金型表面の或る領域を加熱し、その発生を防止するよう
にした装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】射出成形において、例えば分岐した二つ
の投入流頭が出会うために成形プラスチックにできるも
のとして、ウェルドライン或いは流れ線があり、これは
成形品に線や筋として残ったり、場合によっては流頭部
分に沿って接着されない亀裂状の模様を生じることがあ
り、いずれの場合にも成形品の欠陥となる。欠陥が軽度
の場合、商品によっては後から塗装を施すことが行われ
ているが、それには塗装工程を設置する必要があり、コ
スト高にもなるため、ウェルドラインそのものを発生さ
せない技術が提案されている。

【０００３】提案されている従来の技術においては、
１）熱風をキャビティ表面に噴射し、成形樹脂のガラス
転移点以上に予熱する発明（特開平６−１４３３１９
号）、２）ウェルドラインが発生する部位に組込んだヒ
ーターチップへの通電により、金型を１１０℃〜１３０
℃に加熱する発明（特開平９−３１４６１０号）、３）
溶融樹脂の合流点付近の金型内に加熱・冷却システムを
備えた温度調整入子を設置し、合流点付近の温度が６０
℃以上になるようにした発明（特開平７−２９０５４１
号）などがある。しかし熱風の噴射では、タイミングや
持続性など問題が多過ぎる。

【０００４】これに対して後２者はヒーターによる加熱
という方式をとっており、より有効に制御することがで
きると考えられる。ところが前記２）の発明の場合、円
筒型にヒーターチップを成形してその先端を金型への当
接面としており、構造的に複雑であるとともに、取り付
けスペースを相当大きく確保する必要があるものとな
る。またヒーターチップの端部における熱を利用するの
で加熱効率も良くないと考えられる。これに対して前記
３）の発明では温度調節駒中に４個の円筒形のヒーター
を配置しているので熱源に或る程度拡がりを期待し得る
が、これもヒーターによる加熱効率が良くなく、そのた
め加熱時の応答性が鈍くなるとともに、ヒーターに対す
る冷却回路を併設しなければならないという問題を抱え
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の点に着
目してなされたものであって、その課題は必要十分な量
の発熱を最も効率良く金型の所定の領域に加えることに
よって瞬間的な加熱で目的を達せられかつ発熱部に対す
る冷却を必要としない、射出成形金型におけるウェルド
ラインの発生防止装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明は、金型表面の所定の領域に対する加熱手段
としてニッケル−クロム合金等から成る電熱の発熱部を
皮膜状に設置し、射出成形サイクルにおいてプラスチッ
クがゲートからキャビティに射出される前段階から射出
終了までの間、発熱部に通電することによって、ウェル
ドラインの発生を惹き起すと予測される金型表面の領域
を加熱するという手段を講じたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明に係るウェルドラインの発
生防止装置は、射出成形用金型において、分かれた流頭
が出会うことを原因とするウェルドラインの発生を防止
するためのものであり、その手段としてウェルドライン
の発生箇所を予測して金型表面のある箇所を加熱する点
では従来のものと類似する。

【０００８】本発明では、ウェルドライン発生の原因に
なることが予測される金型表面の領域に、電熱による発
熱部を設置する。発熱部は、電気エネルギーを熱エネル
ギーに変換するものであれば良く、その電熱変換におけ
る通電時の立ち上がりと非通電時の立ち下がりの早さに
期待するもので、応答のスピードが射出成形サイクルを
妨げないように企図したことに基づく。さらに電熱の発
熱部は皮膜状とする。皮膜状の発熱部であることによ
り、厚さにもよるけれども総じて最大限度の応答スピー
ドを引き出すことが可能になるからであり、また非通電
時の放熱性も最大にすることができるからである。

【０００９】皮膜状に設置する電熱の発熱部の具体的形
態は自由に決定することができる。例えば溶射法により
金型表面に成膜する方法は本発明の実施上最も適してい
る。溶射法により金型表面に発熱部を成膜する場合、ま
ずアルミナ（Ａｌ_２ Ｏ_３ ）等を用いて絶縁皮膜を金型
表面に形成する必要があるのは言うまでもないことであ
る。なお、皮膜状発熱部として、金属薄片を使用する可
能性もあり得ない訳ではなく、その場合、絶縁性接着剤
を用いて金型表面に固定することができる。

【００１０】電熱による発熱部は、したがって本発明の
場合、線状にも帯状にもさらには面状にも設けることが
でき、特に帯状のもので或る領域を取り囲むように設け
ることができる（図１）。或る領域とは、ウェルドライ
ンの発生が予測される金型表面における或る領域のこと
である。線状では熱容量が不足し、面状では過大となる
ような場合に、帯状のもので或る領域を取り囲む方法が
最も良い効果を奏することになるであろう。或る領域の
取り囲み方は自由に設計することができる。

【００１１】金型表面に電熱の発熱部を皮膜状に形成す
るに当たっては、その領域に凹状に収容部を形成し、収
容部に発熱部を収容するとともに、発熱部の表面が金型
表面と同一面となるように設定することは望ましい形態
である。この場合、収容部にまず前記の絶縁皮膜を形成
し、その上に電熱の発熱部を形成し、さらに表面に絶縁
皮膜を形成することになる。表面の皮膜は金型表面と同
一面となる。金型として使用可能とするために、通常は
それらの表面に銅などの導電性皮膜を物理蒸着法又は溶
着法等の皮膜形成手段によって形成した上で、仕上げ皮
膜を電気めっき法によって形成することが望ましい（図
２）。

【００１２】電熱の発熱部には、一般には電気抵抗材
料、或いは抵抗発熱体と呼ばれる材料を用いる。適用可
能な材料としては、鉄−クロム−アルミ系並びにニッケ
ル−クロム系の金属発熱体、高融点金属発熱体（タング
ステン等）、非金属発熱体（炭化ケイ素等）を挙げるこ
とができるが、安定した性能が得られ、価格的な問題の
ないのはニッケル−クロム系、次いで鉄−クロム−アル
ミ系のものである。

【００１３】

【実施例】以下図示の実施例を参照して本発明をより詳
細に説明する。既に一部触れたように、図１にはウェル
ドラインの発生が予測される部分１１に対して、これを
囲むように電熱の発熱部１２を皮膜状に設けた例が示さ
れている。

【００１４】発熱部１２は、例示した直線状の予測部分
１１に対しては、例えばほぼ平行に伸びる帯状の長辺成
分１３と、予測部分１１に対して交叉方向に伸びる帯状
の短辺成分１４とを組み合わせて前後左右の拡がりを持
たせた構成を有する。これらの成分１３、１４から成る
発熱部１２は、金型表面の所定の領域１５、つまり、直
線状の予測部分１１を中心とする長円形の範囲のプラス
チックに対して必要十分な熱量を供給し、かつ事後は速
かに熱を放出する。放熱時には、金型に備わっている冷
却装置で金型が冷却されるのと同時に熱を失うので、発
熱部１２に対する特別の冷却は不要である。１６、１７
はターミナル、１８、１９は導線を示す。

【００１５】発熱部１２は、金型表面に形成した凹状の
収容部２０の中に収容するように設けられる。図２にお
いて、２１はコーティング層であり、収容部２０の内面
に、ＮｉＣｒＡｌＹを電解めっき法により成膜したもの
である。２２は絶縁材料から成るベース皮膜であり、上
記コーティング層２１上にＡｌ_２ Ｏ_３ （アルミナ）を
溶射して形成されている。２３はニッケル−クロム合金
からなる発熱部であり、溶射によって形成されている。
２４は上部皮膜であり、ベース皮膜２２と同じようにＡ
ｌ_２ Ｏ_３ を溶射して形成されている。

【００１６】金型表面に形成された凹状の収容部２０
は、上記のコーティング層２１、ベース皮膜２２、発熱
部２３、上部皮膜２４より成る成層によって埋められ、
金型表面とほぼ同一面となる。この面は金型の型窩即ち
キャビティの位置にあるので型窩表面に必要な条件を満
たすために、溶着法により銅めっきを施して導電性の下
地２５を形成し、さらにニッケルを電気めっきすること
により仕上げ皮膜２６としている。

【００１７】このような構成を有する、本発明のウェル
ドラインの発生防止装置を適用した射出成形機により、
図３に示すように貫通口２７を有する製品２８を射出成
形した。成形条件は、樹種ＡＢＳに対して一般的な射出
温度、圧力のもとで行い、発熱部２３の温度は１３０℃
に設定した。なお、発熱体２３への通電時間は平均して
数秒間であった。つまり射出数秒前から通電を開始し、
射出終了と同時に通電を遮断した。射出成形機の冷却系
統はそのままで、本装置を適用しないときと同じ扱いに
した。

【００１８】図３（ａ）に本発明によって成形された製
品２８を示す。同製品２８では最も下流の貫通口２７に
もウェルドラインは発生していないことが分かる。これ
に対して、本発明のウェルドラインの発生防止装置を適
用しているが通電せず、金型表面を加熱しない条件で成
形された製品２８′は図３（ｂ）に示すとおり、貫通口
２７の下流側にウェルドライン２９が発生している。

【００１９】

【発明の効果】本発明は以上のように構成されかつ作用
するものであり、皮膜状の発熱部は熱容量が小さく、通
電による立ち上がりと遮断による立ち下がりが瞬間的に
行われるので、目的とする金型表面の局部的な加熱に必
要とされる熱量を最も効率良く金型の所定の領域に加え
ることができ、それによってウェルドラインの発生が効
果的に防止され、また、皮膜状の発熱部は冷却も早いた
め、金型に備わっている冷却装置により他の金型表面と
同様に冷却され、特別の冷却装置を必要とせず、構造上
も金型表面の変更だけで良い等、顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る射出成形用金型におけるウェルド
ラインの発生防止装置の実施例を示す金型表面の正面
図。

【図２】図２の発熱部の例を示す横断面図。

【図３】（ａ）本発明を適用して成形した製品の斜視
図。 （ｂ）本発明を適用することなく成形した製品の斜視
図。

【符号の説明】

１１ ウェルドライン発生が予測される部分 １２ 発熱部 １５ 所定の領域 ２０ 凹状の収容部 ２９ ウェルドライン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 396020556 ムロオカ産業株式会社 栃木県足利市川崎町1315番地 (72)発明者 戸部 省吾 栃木県足利市大前町268番地 足利工業大 学工学部機械工学科内 (72)発明者 石井 金吾 栃木県足利市福富新町726番地 株式会社 石井機械製作所内 (72)発明者 成瀬 嘉種 栃木県足利市島田町252番地11 株式会社 ナルプラ内 (72)発明者 柏瀬 幸弘 栃木県足利市小俣町1720番地 株式会社カ シワセ内 (72)発明者 室岡 幸治 栃木県足利市川崎町1315番地 ムロオカ産 業株式会社内 Ｆターム(参考） 4F202 AK05 AK08 AM36 CA11 CB01 CK41 CN01 CN17 CN22

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ウェルドラインの発生を惹き起こすと予
   測される金型の或る箇所を加熱し、その発生を防止する
   ようにした射出成形金型において、金型表面の所定の領
   域に対する加熱手段としてニッケル−クロム合金等から
   成る電熱による発熱部を皮膜状に設置し、射出成形サイ
   クルにおいてプラスチックがゲートからキャビティに射
   出される前段階から射出終了までの間、発熱部に通電す
   ることによって、ウェルドラインの発生を惹き起すと予
   測される金型表面の領域を加熱するようにしたことを特
   徴とするウェルドラインの発生防止装置。
2. 【請求項２】 金型表面に凹状の収容部を形成し、その
   収容部に発熱部を収容するとともに、発熱部の表面が金
   型表面と同一面となるように設定されている請求項１記
   載の射出成形用金型におけるウェルドラインの発生防止
   装置。
3. 【請求項３】 発熱部は、金型表面に物理蒸着法又は溶
   射法等の皮膜形成法によって形成されている請求項１又
   は２記載の射出成形用金型におけるウェルドラインの発
   生防止装置。
4. 【請求項４】 発熱部は、平面形状が帯状のもので、そ
   の帯状のものを予測部分に対して前後左右に拡がりを持
   たせた領域を囲んで設けている請求項１〜３のいずれか
   に記載の射出成形用金型におけるウェルドラインの発生
   防止装置。