JP2003251657A - 多孔体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の細孔を有する多孔体を精度良く製造す
る。 【解決手段】 固定金型２と、固定金型２との間にキャ
ビティＣを形成する移動金型３と、移動金型３を摺動自
在に貫通することで先端部が前記キャビティＣ内に進出
する成形ピン群１０とを備えた金型装置１を使用し、先
ず、成形ピン群１０の先端部をキャビティＣ内から退避
させた状態でキャビティＣ内に成形材料Ｒを充填し、次
に、キャビティＣ内の可塑状態の成形材料Ｒ内へ成形ピ
ン群１０の先端部を押し込みつつ、移動金型３でキャビ
ティＣ内の成形材料Ｒに対し圧力を加えながら移動金型
３を固定金型２から離間する方向に移動させ、その後、
移動金型３によりキャビティＣ内の成形材料Ｒに圧力を
加えた状態で成形材料Ｒを固化させる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、多孔体の製造方法
に関し、特に複数の細孔が高密度に配列された多孔体の
製造に適した製造方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来、複数の細孔が形成された成形品
（以下、「多孔体」という）は、コリメータやフィルタ
等に広く使用されている。これらの多孔体を射出成形に
よって成形する場合、細孔を形成するための成形ピンを
０．５〜１ｍｍ程度の微小な径とすると、成形材料の充
填圧力や、成形材料が固化する際の収縮力により、成形
ピンが倒れる又は変形することがあった。このことは、
キャビティ内における成形材料の圧力分布が均等でない
ことに起因するものである。また、多数の細孔が互いに
狭い間隔で高密度に配列された多孔体を成形する際は、
キャビティ内に多数の成形ピンを互いに狭い間隔で配置
しなければならないが、各成形ピンの間が狭いとその間
に成形材料が入りにくいため、各成形ピンの間で成形材
料が充填不足となる。成形ピンが倒れる又は変形する
と、又は成形ピンの間で成形材料が充填不足となると、
当然、多孔体の細孔を精度良く形成することができない
という問題が生じる。 【０００３】前記した問題を解決するために、特開平４
−２６１８０２号公報には、成形体成形空間（キャビテ
ィ）内に、細孔を成形するコアピンをその両端が固定金
型と移動金型とに固定支持された状態で配置し、かつ、
コアピンを同心的に保持するスライド入子を移動自在に
配置しておき、キャビティ内に成形材料を射出する際
に、スライド入子でコアピンを保持しつつ、成形材料の
充填圧力によりスライド入子を後退させて、細孔を有す
る成形体を成形する方法が開示されている。この従来技
術は、キャビティ内に成形材料を射出する際に、スライ
ド入子でコアピンを保持することにより、成形材料の充
填圧力によりコアピンが変形することを防止しようとす
るものである。また、この従来技術では、成形材料の充
填圧力によりスライド入子を後退させることにより、キ
ャビティ内に成形材料を均一な密度で充填できるとして
いる。 【０００４】また、特開平７−２４１８８１号公報に
は、キャビティ内に射出した成形材料が可塑性状態にあ
る間に、成形材料中に複数のピンからなる成形ピン群を
挿入することにより多孔体を成形する方法が開示されて
いる。また、成形材料中に成形ピン群を挿入する際に、
可動金型壁を移動させて、成形体空間（キャビティ）を
成形材料中に挿入されている成形ピン群の体積相当分だ
け拡大する方法が開示されている。この従来技術は、可
塑性状態にある成形材料中に成形ピン群を挿入すること
により、各成形ピンの近傍における成形材料の流動不足
を解消しようとするものである。また、成形材料中に成
形ピン群を挿入する際に、成形材料中に挿入された成形
ピン群の体積相当分だけキャビティを拡大することによ
り、キャビティ内の圧力上昇によるピンの破損を防止で
きるとしている。 【０００５】また、特開平１１−２１６８８５号公報に
は、貫通穴（成形体の細孔）の一方の全ての出口を封じ
るように設けられた導入案内部と、貫通穴を成形するた
め成形ピンとを有する型を用い、この型に成形ピンの軸
に対して平行な方向で成形材料を射出し、得られた成形
体の導入案内部を成形後に除去する方法が開示されてい
る。この従来技術は、成形金型に成形材料の導入案内部
を設け、成形材料のゲートをこの導入案内部に設けるこ
とで、成形ピンの軸とは直角な方向への成形材料の流れ
を、平行な方向への流れに変えることができ、隣接する
成形ピンの隙間に成形材料が流動性の良い状態で均一に
かつ十分に充填できるとしている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た特開平４−２６１８０２号公報に開示されている方法
では、キャビティ内にコアピンをその両端が固定金型と
移動金型とに固定支持された状態で配置しなければなら
ないので、成形金型の構造が複雑になるという問題があ
った。また、この方法では、成形品の肉厚が小さい場
合、成形材料を射出するゲートを成形ピンの軸方向に配
置することは、成形金型の構造上困難であるため、成形
材料は成形ピンの軸方向以外の方向から充填されること
となる。そのため、成形材料の充填圧力により成形ピン
が倒れる又は変形するという問題があった。さらに、こ
の従来技術では、細孔が１つである成形体を成形する場
合についてしか触れていないが、この方法を多数の細孔
を有する成形体に適用した場合は、成形材料を各成形ピ
ンの配列方向に充填することとなるため、各成形ピンの
間が狭いと成形材料が入りにくく、各成形ピンの間で成
形材料が充填不足となるという問題があった。 【０００７】また、前記した特開平７−２４１８８１号
公報に開示されている方法では、各成形ピンの近傍にお
ける成形材料の流動不足を解消できるとされているもの
の、各成形ピンの間が狭いと成形材料が入りにくく、各
成形ピンの間で成形材料が充填不足となるという問題は
解決されていない。また、成形材料中に成形ピン群を挿
入する際に、キャビティを成形材料中に挿入された成形
ピン群の体積相当分だけ拡大することにより、キャビテ
ィ内の圧力上昇によるピンの破損を防止できるとしてい
るものの、成形材料中に挿入される成形ピン群の体積相
当分だけキャビティを拡大しているため、成形ピン群の
先端部を可塑状態の成形材料中に挿入すると、それに応
じて可塑状態の成形材料が各成形ピンの間に侵入するこ
となく成形ピン群の周囲に流動してしまう傾向がある。
その結果、各成形ピンの間に成形材料の充填不良が発生
したり、成形材料の流動圧力により各成形ピンに倒れや
曲がりが発生することがある。 【０００８】また、前記した特開平１１−２１６８８５
号公報に開示されている方法では、成形材料の流れを、
成形ピンと平行な方向への流れに変えることができ、隣
接する成形ピンとの隙間に成形材料を流動性の良い状態
で均一に、かつ、充分に充填できるとされているが、各
成形ピンの間が狭いと成形材料が入りにくく、各成形ピ
ンの間で成形材料が充填不足となるという問題は解決さ
れていない。また、成形材料は、各成形ピンの間よりも
成形ピンの無い部分の方に入りやすいため、キャビティ
内では、成形材料は成形ピンの無い部分の方から先に充
填される。そのため、キャビティ内に充填された成形材
料の圧力分布は均等でなく、その圧力分布の差により成
形ピンが倒れる又は変形するという問題があった。 【０００９】そこで、本発明は、成形金型の構造が複雑
になることなく、キャビティ内における成形材料の圧力
差に起因する成形ピンの倒れ又は変形、及び成形ピン間
での成形材料の充填不足を防止し、多孔体の細孔を精度
良く形成することができる多孔体の製造方法を提供する
ことを課題とする。 【００１０】 【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ため、本発明では、複数の細孔が相互に平行に形成され
た多孔体を射出成形により製造するに当たり、固定金型
と、この固定金型との間にキャビティを形成する移動金
型と、この移動金型又は前記固定金型を摺動自在に貫通
することで先端部が前記キャビティ内に進出する相互に
平行な成形ピン群とを備えた金型装置を使用し、先ず、
前記成形ピン群の先端部を前記キャビティ内から退避さ
せた状態でキャビティ内に成形材料を充填し、次に、前
記キャビティ内の可塑状態の成形材料内へ前記成形ピン
群の先端部を押し込みつつ、前記移動金型で前記キャビ
ティ内の成形材料に対し圧力を加えながら前記移動金型
を前記固定金型から離間する方向に移動させ、その後、
前記移動金型によりキャビティ内の成形材料に圧力を加
えた状態を保持して成形材料を固化させることを特徴と
する。 【００１１】このように、本発明の方法では、成形ピン
群をキャビティから退避させた状態で成形材料をキャビ
ティに充填するので、成形材料の流れにより各成形ピン
が倒れたり変形したりすることがない。そして、キャビ
ティ内に成形材料が充填された後に移動金型で成形材料
に対し成形ピン間部を成形ピン軸方向に流動させるのに
必要な圧力を加えながら、成形ピン群の先端部を成形材
料へ押し込むので、各成形ピンの周囲では成形材料が成
形ピンの軸方向に沿って流れる。そのため、各成形ピン
の倒れ、変形が生じることがなく、各成形ピンの互いの
平行を保ったまま、各成形ピン間に成形材料を充填する
ことができる。また、この成形ピン群を押し込む際、成
形ピン群が入り込んだ分だけ成形材料の圧力が上昇し、
移動金型が成形材料に押されて固定金型から離間する方
向へ移動（後退）するが、本発明の方法では、移動金型
でキャビティ内の成形材料に圧力を加えながら移動金型
を後退させるので、各成形ピン間に十分に成形材料を充
填させることができる。 【００１２】また、本発明の方法に使用する装置として
は、複数の細孔が相互に平行に形成された多孔体を射出
成形により製造する多孔体の製造装置であって、固定金
型と、この固定金型との間にキャビティを形成する移動
金型と、この移動金型又は前記固定金型を摺動自在に貫
通することで先端部が前記キャビティ内に進出する相互
に平行な成形ピン群と、前記成形ピン群の先端部が前記
キャビティ内から退避した状態で前記キャビティ内に成
形材料を充填する射出装置と、前記射出装置による成形
材料の射出後に、前記キャビティ内の可塑状態の成形材
料に対し前記成形ピン群の先端部を押し込む成形ピン駆
動装置と、成形ピン群の押し込みに応じて前記固定金型
から離間する方向へ移動する移動金型が、前記キャビテ
ィ内の成形材料に圧力を加えながら移動するように前記
移動金型の移動を制御するブレーキ機構とを備えるよう
に構成することができる。 【００１３】このように構成することで、先ず、成形ピ
ン群の先端部がキャビティ内から退避した状態で射出装
置により成形材料をキャビティ内に充填するので、各成
形ピンが射出された成形材料の流れにより倒れたり変形
したりすることがない。そして、成形ピン駆動装置によ
り、キャビティ内に成形材料が充填された後に成形材料
に移動金型で圧力を加えながら成形ピン群の先端部を可
塑状態の成形材料に対し押し込むので成形材料が成形ピ
ンの軸方向に沿って流れる。そのため、各成形ピンの倒
れ、変形が生じることがなく、各成形ピンの互いの平行
を保ったまま、各成形ピン間に成形材料を充填すること
ができる。また、この成形ピン群の押し込みの際、成形
ピン群が入り込んだ分だけ成形材料の圧力が上昇し、成
形ピンの進出に応じて移動金型が成形材料に押されて固
定金型から離間する方向へ移動（後退）するが、本発明
の装置では、ブレーキ機構により移動金型でキャビティ
内の成形材料に圧力を加えながら移動金型を後退させる
よう制御するので、各成形ピン間に充分に成形材料を充
填させることができる。 【００１４】なお、成形ピン群の先端部がキャビティ内
から退避しているとは、成形ピン群の先端部がキャビテ
ィ内に入っていてはいけないということではなく、成形
ピンの太さに応じ、わずかにキャビティ内に入り込んで
いても構わない。すなわち、射出される成形材料の流れ
により各成形ピンが倒されたりすることが無いような長
さであれば、成形ピン群の先端部がキャビティ内に入り
込んでいても構わない。 【００１５】 【発明の実施形態】次に、本発明の実施形態について、
図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の
多孔体の製造方法及び製造装置に使用する金型装置の断
面図である。図２は図１における固定金型及び移動金型
周辺の拡大図である。また、図３は、図１及び図２にお
けるキャビティ周辺の拡大図である。なお、図３では、
図１及び図２で図示されているガイドピンの図示を省略
し、成形材料をキャビティ内で固化させた状態を示して
いる。 【００１６】図１に示すように、金型装置１は、固定金
型２と移動金型３を備えて構成されており、移動金型３
には、固定金型２との間に多孔体Ｍ（図８参照）に対応
するキャビティＣ（図２及び図３参照）を形成するコア
４をさらに備えている。 【００１７】固定金型２は、固定側取付板５に取り付け
られており、図３に拡大して示すように、固定金型２に
はキャビティＣ内に成形材料である溶融樹脂を射出する
ためのランナ１２とゲート１３が形成されている。ま
た、固定金型２は、上部２ａと下部２ｂを分離できるよ
うに構成されている。 【００１８】図１に示すように、移動金型３は、受板７
を介して移動側取付板８に取り付けられた油圧シリンダ
６，６に支持されており、油圧シリンダ６から提供され
る駆動力により、キャビティＣ内における成形材料の圧
力分布が均等になるようにキャビティＣに充填された溶
融樹脂に対して圧力を加えることができる。また、この
移動金型３は、油圧シリンダ６，６の油圧を制御するこ
とで図３に示すキャビティＣ内に充填された溶融樹脂の
充填圧力に応じて固定金型２から離間する方向に後退移
動することも可能である。なお、油圧シリンダ６は、
「ブレーキ機構」に相当する。また、ブレーキ機構は、
油圧シリンダ６によりキャビティＣ内の成形材料Ｒに抗
力を発生するものにかぎらず、摩擦を利用したブレーキ
や、スプリングにより抗力を発生するものでも構わな
い。 【００１９】移動側取付板８には、図２に拡大して示す
ように、移動金型３に対し摺動可能なピンホルダ９が取
り付けられている。そして、ピンホルダ９の先端部９ａ
には、図３にさらに拡大して示すように、多孔体Ｍの複
数の細孔Ｈ（図８参照）を形成するための複数の互いに
平行な成形ピン（成形ピン群１０）が固定されている。
この成形ピン群１０の各成形ピンは、移動金型３の一部
であるコア４を摺動自在に貫通し、その先端部１０ａが
キャビティＣ内に臨んで設けられている。また、ピンホ
ルダ９の先端部９ａには、移動金型３が固定金型２に対
して接近又は離間する方向に移動する際、及び成形ピン
群１０がコア４に対してスライド移動してキャビティＣ
内に進出する際に、コア４及び成形ピン群１０の移動を
ガイドするガイドピン１１が突設されている。このガイ
ドピン１１は、コア４を摺動自在に貫通している。 【００２０】ピンホルダ９は、成形ピン駆動装置である
油圧シリンダ１５を介して移動側取付板８に支持されて
いる。すなわち、油圧シリンダ１５の駆動により、ピン
ホルダ９が固定金型２に対し接近、離間することで、ピ
ンホルダ９の先端部９ａに固定された成形ピン群１０を
キャビティＣ内に進出、退避させることが可能となって
いる。この金型装置１は、図示しない射出成形機（射出
装置）に取り付けて使用され、射出の動作及び油圧シリ
ンダ６，６，１５の動作が、図示しない制御装置により
制御されることで本発明の多孔体の製造装置が構成され
る。 【００２１】次に、以上のように構成された金型装置１
（多孔体の製造装置）の動作について、図４〜図７を参
照して説明する。 【００２２】先ず、図４に示すように、油圧シリンダ６
の駆動によりコア４を固定金型２へ接近させ、成形後の
多孔体に使用される成形材料の量と同じ容量の空間（キ
ャビティＣ）が固定金型２と移動金型３との間で形成さ
れるようにし、かつ、油圧シリンダ１５の駆動により成
形ピン群１０をキャビティＣから退避させて、各成形ピ
ンの先端１０ｂ（図３参照）がコア４のキャビティ面と
面一になるようにする。 【００２３】次に、図５に示すように、射出装置により
ゲート１３から成形材料Ｒを射出して、キャビティＣ内
に成形材料Ｒを充填させる。 【００２４】キャビティＣ内に成形材料Ｒが充填された
後、図６に示すように、成形材料Ｒに移動金型３で圧力
を加えながら油圧シリンダ１５により成形ピン群１０の
先端部１０ａを可塑状態の成形材料Ｒ内に押し込む。こ
のとき、ピンホルダ９の移動は、ピンホルダ９の先端部
９ａに設けられたガイドピン１１がコア４を摺動自在に
貫通することによりガイドされるので、成形ピン群１０
をコア４に対して確実に摺動させることができる。そし
て、成形材料Ｒは成形ピン群１０の先端部１０ａから成
形ピン群１０の軸方向に沿って各成形ピンの間に入り込
むので、成形ピンの先端部１０ａの周囲では成形材料Ｒ
の圧力が均等になり、各成形ピンが倒れたり変形したり
することが無い。 【００２５】また、この際、成形ピン群１０が成形材料
Ｒ内に入り込んだ体積の分だけ、キャビティＣの容積が
大きくなるので、成形材料Ｒの圧力が上昇してコア４及
び移動金型３が固定金型２から離間する方向へ移動す
る。このコア４及び移動金型３の移動に対して、油圧シ
リンダ６が抗力を発生することで、コア４のキャビティ
面を介して成形材料Ｒに圧力が加えられる。この圧力に
より、成形材料Ｒが各成形ピン間の狭い隙間にも入り込
むため、成形材料Ｒが充分に充填される。さらに、この
圧力で逐次成形ピン間に成形材料Ｒが充填されることか
ら、成形ピン間の空間と、成形ピン群１０の外部との圧
力が常に均等に保たれた状態で成形ピン群１０が成形材
料Ｒに対して押し込まれることから、各成形ピンが倒れ
たり変形したりすることが無い。その結果、多孔体の細
孔が互いに平行にそろって形成することが可能である。 【００２６】成形ピンの先端１０ｂが固定金型２のキャ
ビティ面まで到達したならば、移動金型３（コア４）に
より成形材料Ｒに圧力を加えたまま加圧した状態を保持
し、キャビティＣ内の成形材料Ｒの圧力をなるべく均等
にした状態で成形材料Ｒを冷やして固化させる。この際
の冷却は、金型装置１内に冷却用媒体を通流させること
で行うことができる。 【００２７】成形材料Ｒが固化したならば、図７に示す
ように、固定金型２の上部２ａを下部２ｂから分離させ
た後、油圧シリンダ６，６の駆動力により移動金型３を
固定金型２の下部２ａに接近する方向に前進移動させ
て、成形品ＭをキャビティＣから突き出して離型させ
る。 【００２８】そして、この金型装置１で製造された成形
品に対し、ゲートの残り部分を除去し、さらに固定金型
２により成形された面を機械加工等して各細孔Ｈを開口
させることで、図８に示すように、複数の細孔Ｈが互い
に平行に形成された多孔体Ｍを得ることができる。この
ように、本実施形態の多孔体の製造方法によれば、細孔
が高密度に配列され、かつ、直径に対し、深さが深い細
孔を有する多孔体も製造することが可能である。このよ
うな多孔体とは、例えば、厚さが５ｍｍ程度であり、直
径０．５ｍｍ程度の細孔Ｈが約１０００本、千鳥格子状
に高密度に配列されて厚さ方向に貫通しており、各細孔
Ｈの間隔は、０．２ｍｍ程度の極めて狭い間隔となって
いる。この多孔体Ｍは、各細孔Ｈの真直度及び平行度に
優れており、例えば多孔体Ｍの片面から各細孔Ｈに平行
な光を照射して他の片面で受光した場合、入射光量Ｉに
対する出射光量Ｏの比Ｒ（＝Ｏ／Ｉ）が０．８以上とな
る。 【００２９】以上本発明の実施形態について説明した
が、本発明は前記実施形態に限定されず、適宜変更して
実施することが可能である。例えば、成形材料Ｒを射出
するゲートは、例示した部位に限らず、移動金型３や、
固定金型２の下部２ｂに設けても良い。また、実施形態
では成形ピン群１０を移動金型３と摺動自在に設けた
が、固定金型２に対し摺動自在に設けて、固定金型２の
キャビティ面から成形ピン群１０を押し込んで、成形材
料Ｒに細孔を形成させることもできる。また、前記実施
形態では、成形ピン群１０の先端１０ｂを固定金型２の
キャビティ面にまで当接させる場合を例示したが、成形
ピン群１０の先端１０ｂを、キャビティ面まで当接させ
ず、成形材料Ｒの内部に位置したところで止めて、底を
有する多数の細孔を成形体に形成することも可能であ
る。さらに、成形ピンの断面形状、配列を変更すること
により、多孔体の細孔は断面が円形に限らず、四角形、
六角形等の多角形であってもよいし、その配列も任意の
ものを製造することができる。 【００３０】 【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、成
形金型の構造が複雑になることなく、キャビティ内にお
ける成形材料の圧力差に起因する成形ピンの倒れ又は変
形、及び成形ピン間での成形材料の充填不足を防止し、
その結果多孔体の細孔を精度良く形成することができ
る。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の多孔体の製造方法に使用する金型装置
の断面図である。 【図２】図１における固定金型及び移動金型の周辺の拡
大図である。 【図３】図１及び図２におけるキャビティ周辺の拡大図
である。 【図４】金型装置の断面図であり、キャビティ内に成形
材料を充填する前の状態を示す。 【図５】金型装置の断面図であり、キャビティ内に成形
材料を充填した状態を示す。 【図６】金型装置の断面図であり、成形材料内に成形ピ
ン群の先端部を押し込んだ状態を示す。 【図７】金型装置の断面図であり、移動金型を固定金型
に接近させる方向に移動させて、成形品をキャビティか
ら突き出して離型させた状態を示す。 【図８】金型装置で製造された多孔体を示す斜視図であ
る。 【符号の説明】 １ 金型装置 ２ 固定金型 ３ 移動金型 ４ コア ５ 固定側取付板 ６ 油圧シリンダ ７ 受板 ８ 移動側取付板 ９ ピンホルダ １０ 成形ピン群 １０ａ 先端部 １１ ガイドピン １２ ランナ １３ ゲート １５ 油圧シリンダ Ｃ キャビティ Ｒ 成形材料 Ｍ 多孔体

フロントページの続き (72)発明者 石黒 雅則 神奈川県小田原市扇町２丁目12番１号 富 士写真フイルム株式会社内 Ｆターム(参考） 4F202 AG18 AG20 CA11 CB01 CK18 CK52

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 複数の細孔が相互に平行に形成された多
   孔体を射出成形により製造するに当たり、固定金型と、
   この固定金型との間にキャビティを形成する移動金型
   と、この移動金型又は前記固定金型を摺動自在に貫通す
   ることで先端部が前記キャビティ内に進出する相互に平
   行な成形ピン群とを備えた金型装置を使用し、 先ず、前記成形ピン群の先端部を前記キャビティ内から
   退避させた状態でキャビティ内に成形材料を充填し、 次に、前記キャビティ内の可塑状態の成形材料内へ前記
   成形ピン群の先端部を押し込みつつ、前記移動金型で前
   記キャビティ内の成形材料に対し圧力を加えながら前記
   移動金型を前記固定金型から離間する方向に移動させ、 その後、前記移動金型によりキャビティ内の成形材料に
   圧力を加えた状態で成形材料を固化させることを特徴と
   する多孔体の製造方法。