JP2003094491A

JP2003094491A - 合成樹脂成形品および合成樹脂製パレット形成部材の製造方法

Info

Publication number: JP2003094491A
Application number: JP2001288243A
Authority: JP
Inventors: Yuzo Hayakawa; 勇造早川; Makoto Midorikawa; 誠緑川
Original assignee: Nippon Plapallet Co
Current assignee: Nippon Plapallet Co
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】厚肉の補強リブを有する合成樹脂製パレット
等のボス／リブ構造を有する成形品の生産性を向上さ
せ、より軽量でヒケや反りがなく、曲げ剛性に優れた合
成樹脂製パレット形成部材の製造方法を提供。【解決手段】上側デッキボード１１および下側デッキ
ボード１２の製造方法は、合成樹脂注入工程では、板状
部１７に設けた樹脂注入位置１５から溶融した合成樹脂
をキャビティ３３に射出注入し、ガス注入工程では、射
出注入した合成樹脂が、キャビティ３３における板状部
１７をほぼ充填した時点で、さらに合成樹脂の注入を一
定時間継続しながら、板状部１７に設けたガスノズル４
０から、その圧力を段階的に変動させながらガスを注入
し、抜出工程では、注入した合成樹脂が冷却しキャビテ
ィ内で自己支持性になると、注入したガスの圧力を開放
し、キャビティから取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、溶融した合成樹脂
を、成形品にリブおよび／またはボス構造を有するよう
に設計されたキャビティに射出注入して中空構造を有す
る成形品を得る合成樹脂成形品の製造方法、ならびに、
種々の物品の運搬、移動または保管に供する合成樹脂製
パレット形成部材、特に、上下に分割成形したパレット
形成部材を互いに対向させて一体化して形成する合成樹
脂製パレットのパレット形成部材の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】合成樹脂によって、リブおよび／または
ボス構造を有する複雑な製品も成形することが可能にな
ってきている。このような成形品には、たとえば、電子
部品または各種輸送用物品など多種があり、輸送用物品
のパレットもその一種である。

【０００３】パレットは、ビールのケース、印刷物その
他の積載物を積載し、フォークリフトのフォーク部分を
パレットの間隙に差し込んで持ち上げ、積載物を運搬す
るように構成したものである。従来のパレットは、通
常、木材で製造されていたが、腐敗することがあるた
め、衛生面および耐久性において問題があった。

【０００４】これらの問題に鑑み、パレットを合成樹脂
の成形により製造することが考えられてきた。合成樹脂
製パレットでは、パレットのデッキボードに補強リブ等
の厚肉部を設けて補強するが、十分な強度を得るために
は、厚肉部を厚くする必要があった。しかし、パレット
に一般的に用いられるポリエチレン(PE)樹脂およびポリ
プロピレン(PP)樹脂では、厚肉部が体積収縮するヒケと
呼ばれる現象が発生するため、厚肉形状が形成できなか
った。

【０００５】そこで、合成樹脂素材に発泡剤を添加して
混錬溶融した樹脂原料を、キャビティ内において射出成
形し、厚肉の補強リブ内に発泡層を有する合成樹脂製パ
レット形成部材を得る方法、すなわち低発泡成形法が考
えられた。この方法は、所望の厚肉部の内部を発泡層と
しているので、前述の製造方法と比較すると、外観にヒ
ケが少なく、曲げ剛性も向上していた。

【０００６】この方法では、化学発泡剤を合成樹脂に混
入しておき、外部からの加熱により化学発泡剤を分解さ
せて、溶融樹脂に気泡を含有させ、発泡成形を行ってい
る。このため、厚肉の補強リブの冷却が不十分である
と、金型から抜出したとき、後発泡が発生する。後発泡
を防ぐには、冷却時間を十分にとらねばならないため、
低発泡成形法は、成形サイクルが長くなり、生産性が低
い。また、発泡過程を有するため、美麗な外観の成形品
を得ることは困難であった。

【０００７】前述の方法の問題点に鑑み、溶融樹脂をキ
ャビティを満たすに不十分な量を注入し、その後、高圧
でガスを注入することによって中空部を形成させ、キャ
ビティを満たして製品を成形する方法も考えられる。し
かし、この従来の成形方法では、高圧のガスを注入する
ために、ガスが非常な高速で溶融樹脂の内部を流れ、一
気に流動端末まで行き渡り、未だ溶融状態にある合成樹
脂の先端部を突き破ってしまう。このため、金型のキャ
ビティの形状で画定される所望の形状を有する成形品が
得られなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、厚肉の補強
リブを有する合成樹脂製パレット等のボスおよび／また
はリブを有する複雑な構造を有する成形品の生産性を向
上させ、より軽量でヒケや反りがなく、曲げ剛性に優れ
た合成樹脂製パレット形成部材等の成形品の製造方法を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明による合成樹脂成
形品の製造方法は、溶融した合成樹脂を、成形品にリブ
および／またはボス構造を有するように設計されたキャ
ビティに射出注入して中空構造を有する成形品を得る方
法であって、合成樹脂注入工程では、キャビティの樹脂
注入口から溶融した合成樹脂をキャビティに射出注入
し、合成樹脂・ガス同時注入工程では、前記キャビティ
をほぼ充填した時点で、さらに合成樹脂の注入を一定時
間継続しながら、ガス注入口から、ガスを注入し、ガス
注入工程では、合成樹脂の注入を完了し、引き続き、合
成樹脂・ガス同時注入工程よりも高く、かつ、キャビテ
ィ内の合成樹脂の先端部を突き破らない圧力でガスを注
入し、冷却固化工程では、ガスを加圧状態に保ちなが
ら、合成樹脂を冷却させ固化させることを特徴とする。

【００１０】本発明による合成樹脂製パレット形成部材
の製造方法は、縦横に形成された補強リブを有する板状
体と、補強リブを有し板状体に形成された筒状の脚部と
を含み、デッキボードを形成するように設計されたキャ
ビティに、射出注入して中空構造を有する成形品を得る
合成樹脂製パレット形成部材の製造方法であって、この
製造方法は、合成樹脂注入工程では、前記キャビティの
樹脂注入口から溶融した合成樹脂をキャビティに射出注
入し、合成樹脂・ガス同時注入工程では、射出注入した
合成樹脂がキャビティにおける板状体部をほぼ充填した
時点で、さらに合成樹脂の注入を一定時間継続しなが
ら、板状体部に設けたガス注入口から、ガスを注入し、
合成樹脂の注入を完了し、引き続き、ガス注入工程より
も高く、かつキャビティ内の合成樹脂の先端部を突き破
らない圧力でガスを注入し、冷却固化工程では、前記ガ
スを加圧状態に保ちながら、前記合成樹脂を冷却させ固
化させることを特徴とする。

【００１１】本発明による合成樹脂成形品の製造方法
は、たとえば、ガス注入口が樹脂注入口と異なる場所に
設けたことを特徴とする。

【００１２】本発明による合成樹脂製パレット形成部材
の製造方法は、たとえば、ガス注入口が樹脂注入口と異
なる場所に設けたことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】射出成形機を用いた合成樹脂製パ
レット形成部材の製造において、溶融した合成樹脂を注
入し、さらに加圧したガスを注入して中空部を形成する
際に、ガスの注入圧力を段階的に変動させるようにし
た。

【００１４】

【実施例】なお、以下の説明において、合成樹脂製パレ
ット形成部材の製造方法を例示するが、そのほかの合成
樹脂の射出成形品、たとえば、図１１に示した成形品の
一部のように、ボス２及びリブ４を有する成形品におい
て、同様な製造方法を応用できることはいうまでもな
い。

【００１５】図２に、本実施例による合成樹脂製パレッ
ト形成部材により製造したパレット１０の正面図を示
し、図３に、パレット１０の側面図を示す。このパレッ
ト１０は、上側デッキボード１１の上面に貨物を積載
し、間隙１３にフォークリフトのフォークを挿入して、
貨物を運搬するために供する。

【００１６】図２および３に示したパレット１０は、Ｃ
−Ｃ線およびＤ−Ｄ線において、上側デッキボード１１
と下側デッキボード１２とがそれぞれの脚部１４におい
て溶着され、製造されている。すなわち、それぞれ別個
の金型で成形された上側デッキボード１１および下側デ
ッキボード１２が溶着され、合成樹脂製のパレット１０
を全体を構成することとなる。

【００１７】図４に、パレット１０の上側デッキボード
１１の上面図を示す。上側デッキボード１１の上面は、
積載物を積載するため平面状であり、開口部１９が複数
設けられている。本説明において、上側デッキボード１
１から脚部１４を除いた部分が板状部１７であり、板状
部１７は、後述の補強リブ２０を含んでいる。また、こ
の上側デッキボード１１は、それぞれの樹脂注入位置１
５から溶融した合成樹脂を射出注入されて成形されたも
のである。

【００１８】図５に、上側デッキボード１１の下面図を
示す。上側デッキボード１１は、下面に脚部１４を有
し、縦横に多数の補強リブ２０が設けられている。後述
するように、この補強リブ２０内には、中空部が形成さ
れている。この中空部を形成するガスは、ガス注入位置
１６から注入されたものである。

【００１９】図６に、パレット１０の下側デッキボード
１２の下面図を示す。下側デッキボード１２には、開口
部１９が設けられ、その下面には、補強リブ２０が縦横
に形成されている。本説明において、下側デッキボード
１２から脚部１４を除いた部分が板状部１７であり、板
状部１７は、補強リブ２０を含んでいる。また、この下
側デッキボード１２は、それぞれの樹脂注入位置１５か
ら溶融した合成樹脂を射出注入されて成形されたもので
ある。

【００２０】図７に、下側デッキボード１２の上面図を
示す。下側デッキボード１２は上面に脚部１４を有し、
縦横に多数の補強リブ２０が設けられている。後述する
ように、この補強リブ２０内には、中空部が形成されて
いる。この中空部を形成するガスは、ガス注入位置１６
から注入されたものである。

【００２１】上側デッキボード１１の下面の各脚部１４
および下側デッキボード１２の各脚部１４を対向させて
溶着すると、パレット１０が形成される。溶着ととも
に、各脚部１４内の開放部が密閉されるので、雨水等の
侵入を防ぐことができる。

【００２２】図８に、パレット形成部材の成形装置の一
部３０の縦断面を示す。この成形装置の一部３０は、金
型を交換することにより、パレット１０の上側デッキボ
ード１１および下側デッキボード１２のいずれも成形で
きる。成形装置の一部３０は、上下に分割されて開閉可
能な上側金型５１および下側金型５２を含む。閉鎖状態
を図示するが、閉鎖すると、上側金型５１および下側金
型５２が密閉結合状態となり、密閉した空間、すなわ
ち、キャビティ３３が形成される。開放すると、成形品
をキャビティ３３から取り出すことができる。金型が上
下に分割された場合について説明したが、金型を左右に
分割してもよいし、また、金型を上下逆に配置するな
ど、他の分割方式または配置方式を採用してもよい。

【００２３】下側金型５２のキャビティ３３には、樹脂
ゲート３２が複数開口している。下側金型５２の下部か
らは、ホットランナー３１が連通していて、樹脂ゲート
３２は、ホットランナー３１に接続されている。ホット
ランナー３１は、外部から樹脂材料を供給される。加熱
されて溶融した合成樹脂が、ホットランナー３１から送
出されると、樹脂ゲート３２から、キャビティ３３に、
溶融した樹脂が射出注入される。

【００２４】溶融した合成樹脂をキャビティ３３内に注
入する樹脂ゲート３２は、上側デッキボード１１を成形
する場合、キャビティ３３の板状部１７の部分で、か
つ、板状部１７の内面に形成された補強リブ２０から離
れた位置に、成形品の大きさに応じて複数設ける。下側
デッキボード１２を成形する場合、板状部１７上に同様
に設ける。板状部１７とは、脚部１４を除いた部分であ
り、補強リブ２０を含む。

【００２５】上側金型５１上部からは、ガスノズル４０
が連通していて、ガス供給装置４２からコントローラー
４１を経由して、加圧ガスを供給可能になっている。本
実施例において、加圧ガスは窒素ガスであるが、他の種
類のガスを使用することも可能である。

【００２６】ガス供給装置４２は、少なくともキャビテ
ィ３３に注入した溶融合成樹脂に中空部を生じさせてキ
ャビティ３３に圧接させるのに十分な圧力の加圧ガス
を、コントローラー４１へ供給する機能を有する。コン
トローラー４１は、加圧ガスの圧力を調節してガスノズ
ル４０へ供給するとともに、バルブ(図示せず)を有し、
ガス供給装置４２からの加圧ガス供給を切り替えて、金
型内のガスを大気に開放する機能を有する。

【００２７】加圧ガスは、ガスノズル４０から、板状部
１７の内面に形成された補強リブに連通し、加圧ガスを
誘導するために厚肉に形成されたガスチャンネルを通っ
て、補強リブ２０内に中空部を形成する。ガスノズル４
０に連通しガスチャンネルに類する肉厚部があれば、必
ずしもガスチャンネルを設ける必要はない。

【００２８】さらに、上側金型５１および下側金型５２
のキャビティ３３近傍には、冷却水管４５が複数通じて
いる。冷却水管４５には、冷却水が流通していて、上側
金型５１および下側金型５２を冷却している。冷却水管
４５は、キャビティ３３に充填した溶融樹脂から伝導す
る熱を、上側金型５１および下側金型５２を介して除却
するため、充填した溶融樹脂が、キャビティ３３の壁面
に触れると、冷却されて、容易に固化するようになって
いる。

【００２９】図９に、補強リブ２０近傍を拡大した断面
図を示す。この図は、キャビティ３３内に溶融した合成
樹脂が射出注入され、さらに、加圧ガスが注入されて、
補強リブ２０部分に中空部２１が形成された様子を表わ
している。

【００３０】図１は、本発明による合成樹脂製パレット
形成部材の製造方法の手順例を示すタイムチャートであ
り、図１０は、その際の加圧ガスの圧力を模式的に示す
グラフである。

【００３１】図１を参照すると、まず、前工程で開放さ
れていた金型を閉鎖する（t0-t11）。この間、コントロ
ーラー４１は、バルブを大気に開放したまま待機する
（t0-t21)。

【００３２】完全に金型を閉鎖すると、溶融した合成樹
脂を、ホットランナー３１を経由して、上側デッキボー
ド１１または下側デッキボード１２の板状部１７を形成
する部位に複数設けた樹脂ゲート３２から、キャビティ
３３に射出注入を開始する(t11）。溶融した合成樹脂を
ホットランナー３１へ注入すると、パレット形成部材の
デッキボードとなる板状部１７に複数設けられた樹脂ゲ
ート３２から、キャビティ３３内へ、溶融した合成樹脂
が注入される。溶融樹脂の注入量は、低圧でガスを注入
したとき、ガスが溶融した合成樹脂の先端部を突き破ら
ない程度であって、かつ、キャビティ３３をほぼ充填す
る量の最小量である。射出注入された合成樹脂は、キャ
ビティ３３の壁面に触れた部分から、冷却され始める
（t12）。

【００３３】射出注入した溶融した合成樹脂が、板状部
１７をほぼ満たし、かつ、板状部１７の内面に形成され
た筒状の脚部１４の内側に形成された補強リブ２０の空
間に、合成樹脂を充填しながら、加圧ガスの注入を開始
する(t21)。ガス供給装置４２から、コントローラー４
１を介して、ガスノズル４０へ加圧されたガスを供給す
ると、ガスノズル４０から、キャビティ３３へ注入され
た溶融樹脂内へ、ガスが注入される。このため、ガスに
よって、溶融樹脂内に空隙が形成される。加圧ガスを注
入するには、板状部１７の内面に、パレット１０を形成
するキャビティ３３のほぼ中央に設けられたガスノズル
４０から行う。このガスノズル４０は、中央以外の個所
に設けてもよく、また、複数箇所設けてもよい。この段
階では、キャビティ３３の容積に対して、射出注入済み
の溶融された合成樹脂の比率、すなわち充填率は、たと
えば８０％ないし９９％程度であり、望ましくは８５％
ないし９５％前後である。この間にも、溶融された合成
樹脂の注入は継続されている(t11-t12)。

【００３４】このガスの注入は、以下のように、段階的
に圧力を変化させながら行う。ガスの注入により、キャ
ビティ３３内に溶融樹脂が行き渡り、成形品内部に中空
部が形成される。

【００３５】初期段階では、低圧、たとえば、５ないし
３０[kg/cm²]の圧力で、ガス注入を行う（t21-t22）。
この低圧でのガス注入中に、溶融した樹脂の射出注入は
完了する。この初期段階で、仮に、より高圧でガスを注
入すると、高圧のガスが溶融した合成樹脂の外郭を突き
破り、キャビティ３３で画定される所定の形状の成形品
が得られないこととなる。

【００３６】低圧でガスを注入している間、所定量の溶
融された合成樹脂の射出注入が完了する（t12）。

【００３７】合成樹脂と低圧ガスで中空部を形成しつつ
キャビティを満たした後に、高圧、たとえば７０ないし
１００[kg/cm²]の圧力に、ガス圧を上昇させる（t2
2）。高圧注入の開始時には、前述のように、低圧ガス
と樹脂でキャビティは満たされている。このため、注入
したガスが、溶融した合成樹脂の外郭を突き破ることが
ない。高圧でガスを注入することにより、溶融した合成
樹脂と、キャビティ３３の内壁との密着性が高まり、溶
融していた合成樹脂が成形品の形状へ形成され、冷却が
促進される。また、中空部２１が十分に形成されること
により、成形品の質量を軽量化することができる。

【００３８】前述のように、高圧の加圧ガスで注入した
合成樹脂がキャビティ３３の隅々に行き渡った段階で、
所定の圧力、たとえば３０ないし５０[kg/cm²]にガス圧
力を保つ（t23-t24）。この間に、成形品がさらに冷却
される。

【００３９】成形品がキャビティ３３内で自己支持性と
なった後に、コントローラー４１のバルブ（図示せず）
を開き、ガスノズル４０を経由して加圧ガスを大気中に
排出する（t24）。成形品の内部では、中空部が大気と
連通し、残存していたガス圧力が開放される。

【００４０】ガスの排出を完了すると(t25)、金型を開
放し(t13)、成形品をキャビティ３３から取り出す（t1
5）。

【００４１】本実施例による製造例を以下に述べる。熱
可塑性樹脂としてメルトフローレートが３[g/10min]の
一般工業用途のポリプロピレンを使用し、パレット形成
部材を成形した。まず、樹脂温度230[℃]、射出圧力90
[kg/cm²]で溶融樹脂をキャビティに注入する。溶融樹脂
の射出が完了する前に窒素ガスの注入を開始する。注入
初期は、ガス圧20［kg/cm²］で窒素ガスを注入する。さ
らに、ガス圧を100[kg/cm²]に上昇させて、所定時間加
圧保持する。その後、ガス圧力を50[kg/cm²]に減少し、
所定時間保持する。その後、成形品内部に残ったガスを
排出してから、金型を開き成形品を取り出す。このよう
にして成形されたパレット形成部材は、板状部１７の内
部に形成された厚肉の補強リブの内部には、板状部１７
の付け根から補強リブの先端に向かって中空部が形成さ
れ、全体的にヒケおよび反りが非常に少なく、光沢があ
る美麗な外観であった。

【００４２】

【発明の効果】このように、本発明による製造方法で
は、溶融樹脂でキャビティ３３を満たしながら加圧ガス
を注入し、中空部の範囲を拡張しているため、樹脂の使
用量が減少し、成形品の軽量化を図ることができる。

【００４３】また、本発明による製造方法では、低発泡
成形法に比べると、後発泡が生じないため、冷却時間が
節約できて成形サイクルが短くて済み、生産性を著しく
向上させることができる。

【００４４】さらに、成形時に加圧ガスを用いているた
め、成形品は、ヒケおよび反りがなく、成形品の外観の
質的向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の合成樹脂製パレット形成部材の製造
方法の手順例を示すタイムチャートである。

【図２】合成樹脂製パレットの正面図である。

【図３】合成樹脂製パレットの側面図である。

【図４】上側デッキボードの上面図である。

【図５】上側デッキボードの下面図である。

【図６】下側デッキボードの下面図である。

【図７】下側デッキボードの上面図である。

【図８】合成樹脂製パレットの成形装置の一部の縦断面
図である。

【図９】補強リブ２０近傍を拡大した断面図である。

【図１０】ガス注入時間とガス圧力の変化を表わすグラ
フである。

【図１１】ボスおよびリブを有する成形品の一部を示す
図である。

【符号の説明】

２ボス４リブ１０パレット１１上側デッキボード１２下側デッキボード１３間隙１４脚部１５樹脂注入位置１６ガス注入位置１７板状部１９開口部２０補強リブ２１中空部３０成形装置の一部３１ホットランナー３２樹脂ゲート３３キャビティ４０ガスノズル４１コントローラー４２ガス供給装置４５冷却水管５１上側金型５２下側金型

フロントページの続きＦターム(参考） 4F202 AG02 AG07 AG27 AG28 AR06 CA11 CB01 CK11 4F206 AG02 AG07 AG27 AG28 AR064 JA05 JL02 JM04 JN11 JN27 JQ81

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶融した合成樹脂を、成形品にリブおよ
び／またはボス構造を有するように設計されたキャビテ
ィに射出注入して中空構造を有する成形品を得る合成樹
脂成形品の製造方法であって、該製造方法は、前記キャビティの樹脂注入口から溶融した合成樹脂を前
記キャビティに射出注入する合成樹脂注入工程と、射出注入した前記合成樹脂が、前記キャビティをほぼ充
填した時点で、さらに前記合成樹脂の注入を一定時間継
続しながら、ガス注入口から、ガスを注入する合成樹脂
・ガス同時注入工程と、前記合成樹脂の注入を完了し、引き続き、前記合成樹脂
・ガス同時注入工程よりも高く、かつ、前記キャビティ
内の前記合成樹脂の先端部を突き破らない圧力で前記ガ
スを注入するガス注入工程と、前記ガスを加圧状態に保ちながら、前記合成樹脂を冷却
させ固化させる冷却固化工程と、を含むことを特徴とする合成樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】縦横に形成された補強リブを有する板状
体と、前記補強リブを有し前記板状体に形成された筒状
の脚部とを含み、デッキボードを形成するように設計さ
れたキャビティに、射出注入して中空構造を有する成形
品を得る合成樹脂製パレット形成部材の製造方法であっ
て、該製造方法は、前記キャビティの樹脂注入口から溶融した合成樹脂を前
記キャビティに射出注入する合成樹脂注入工程と、射出注入した前記合成樹脂が、前記キャビティにおける
前記板状体部をほぼ充填した時点で、さらに前記合成樹
脂の注入を一定時間継続しながら、前記板状体部に設け
たガス注入口から、ガスを注入する合成樹脂・ガス同時
注入工程と、前記合成樹脂の注入を完了し、引き続き、前記ガス注入
工程よりも高く、かつ前記キャビティ内の前記合成樹脂
の先端部を突き破らない圧力で前記ガスを注入するガス
注入工程と、前記ガスを加圧状態に保ちながら、前記合成樹脂を冷却
させ固化させる冷却固化工程と、を含むことを特徴とする合成樹脂製パレット形成部材の
製造方法。
【請求項３】前記ガス注入口が前記樹脂注入口と異な
る場所に設けたことを特徴とする請求項１記載の合成樹
脂成形品の製造方法。
【請求項４】前記ガス注入口が前記樹脂注入口と異な
る場所に設けたことを特徴とする請求項２記載の合成樹
脂製パレット形成部材の製造方法。