JP2004148571A

JP2004148571A - 射出成形装置および射出成形方法

Info

Publication number: JP2004148571A
Application number: JP2002314051A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Ueki; 一範植木; Noboru Hino; 昇日野
Original assignee: Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】溶融状態で高粘度である成形材料や、溶融しない成分を配合した成形材料を使用しても、樹脂詰まりを起こさず、高精度の射出成形を行うことができ、特に滞留による樹脂の熱劣化や、樹脂の剪断発熱が大きくなりすぎることによる成形不良を解消することができる射出成形装置を提供すること。
【解決手段】複数の金型１０がターンテーブル１２の円周方向に沿って配置され、ターンテーブル１２は、円周方向に配置された金型１０を順次送るために、矢印Ａ方向にインデックス送り回転可能な構成となっている。ターンテーブル１２の外側には、押出機１８が配置され、金型１０がターンテーブル１２の回転により押出機１８のノズル２０に対応する回転位置にインデックス回転送りされた時に、押圧シリンダ２４によって押出機１８の方向に押されて移動し、ノズル２０と注入口１４とが接続されて、樹脂の注入が行われる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形装置および射出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、樹脂を金型中に注入し、各種の製品を成形する射出成形装置が使用されている。このような射出成形装置の例が、たとえば特許文献１に開示されている。この従来例としての特許文献１に開示された射出成形装置は、複数の金型を直列に配置して接続し、上流側から押出機により樹脂を押し出して、すべての金型に一度に樹脂の注入を行うものであった。
【０００３】
しかしながら、上記従来の射出成形装置においては、複数の金型が直列に配列されているため、各金型に到達するまでの管路が長くなる。その結果、（１）溶融状態で高粘度である成形材料や、溶融しない成分を配合した成形材料を使用した場合、押出機から注入される樹脂が途中で詰まってしまったり、各金型への樹脂の注入圧力や注入量が不均一となり、成形誤差が大きくなる。（２）管路内に樹脂が滞留しやすくなり、樹脂の熱劣化を引き起こす原因となる。（３）各金型の末端まで樹脂を送る圧力が高くなり、樹脂の剪断発熱が大きくなる。樹脂の剪断発熱が大きくなると、特に木粉などの熱劣化やガス発生させる素材を樹脂に添加した系では、得られる成形品の変色や表面性状不良などの不都合を生じうる。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２３８１４号公報
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、溶融状態で高粘度である成形材料や、溶融しない成分を配合した成形材料を使用しても、樹脂詰まりを起こさず、高精度の射出成形を行うことができ、特に滞留による樹脂の熱劣化や、樹脂の剪断発熱が大きくなりすぎることによる成形不良を解消することができる射出成形装置および射出成形方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によれば、
型開き可能な複数の金型と、
複数の前記金型が円周方向に沿って配置されており、インデックス送り回転可能なターンテーブルと、
前記ターンテーブルの外側に配置され、複数の金型のうちの対応する１つの金型の注入口に向けて、ノズルから樹脂を射出する押出機とを、有する射出成形装置が提供される。
【０００６】
好ましくは、それぞれの前記金型は、上下方向に型開き可能になっている。
【０００７】
好ましくは、前記押出機のノズルに対応する回転位置に前記金型がインデックス回転送りされた時に、その金型を半径方向の外側に移動させ、金型の注入口に前記押出機のノズルを接続させる金型押し付け機構と、前記押出機のノズルから前記金型の注入口を通して金型の内部に樹脂を射出した後に、前記金型を半径方向の内側に移動させ、金型の注入口から前記押出機のノズルを解放する金型戻し機構とを、有する。
【０００８】
好ましくは、前記ターンテーブルには、２〜８個の金型が円周方向に配置されている。
【０００９】
好ましくは、前記押出機のノズルに対応する回転位置から、インデックス回転送り方向と逆方向に数えて１つ以上先のインデックス回転送り位置に、前記金型を型開きする型開き機構が装着されている。
【００１０】
本発明によれば、インデックス送り回転可能なターンテーブルの円周方向に沿って配置された型開き可能な複数の金型のうち対応する１つの金型の注入口に向けて、押出機のノズルから樹脂を射出させることを特徴とする射出成形方法が提供される。
【００１１】
好ましくは、本発明に係る射出成形方法は、木粉が配合された樹脂を射出させる。
【００１２】
【作用】
本発明に係る射出成形装置を用いた成形方法によれば、ターンテーブル上に配置された金型の１つ１つに押出機から樹脂の注入を行うようにすることで、溶融状態で高粘度である成形材料や、溶融しない成分を配合した成形材料を使用しても、樹脂詰まりを起こさず、高精度の射出成形を行うことができ、特に滞留による樹脂の熱劣化や、樹脂の剪断発熱が大きくなりすぎることによる成形不良を解消することができる。
【００１３】
また、押出機のノズルから射出される樹脂に木粉を配合しておくことで、たとえば木材様樹脂成形品などの各種成形品の成形を容易に行うことができる。
【００１４】
また、金型を上下方向に型開き可能とすることで、型開き機構を簡素化することができる。
【００１５】
また、特定の金型押し付け機構と金型戻し機構とを有することで、金型に押出機から樹脂を射出する際に、金型をターンテーブルの半径方向に移動させることができ、大型で重い押出機を移動せずに済み、射出成形装置の小型化、簡素化を図ることができる。
【００１６】
また、２〜８個のうちの最適な個数の金型をターンテーブル上に配置でき、射出成形装置の自由度を向上できる。
【００１７】
また、特定の型開き機構を装着することで、金型中に射出された樹脂が十分冷却されてから金型を開くことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る射出成形装置の平面図、図２は図１の射出成形装置の側面図、図３（Ａ）は図１の射出成形装置を使用して成形された成形品としての擬木の一実施形態を示す斜視図、図３（Ｂ）は成形品としての擬木の他の実施形態を示す斜視図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係る射出成形装置２は、複数の金型１０を有する。複数の金型１０は、成形後の製品を取り出すために型開きが可能な構成となっており、各金型１０には、金型内部に樹脂を注入するための注入口１４が設けられている。また、各金型１０は、ターンテーブル１２の円周方向に沿って、その注入口１４を半径方向の外側に向けて配置されている。
【００２０】
ターンテーブル１２は、円周方向に配置された金型１０を順次送るために、図１の矢印Ａ方向にインデックス送り回転可能な構成となっている。ターンテーブル１２をインデックス送り回転させる機構としては、特に限定されないが、たとえばモーターと減速機とで構成することができる。ターンテーブル１２には、各金型１０を冷却するための冷却水を流す冷却水管１６が設置されている。冷却水管１６の設置方法および金型との接続方法は、ターンテーブル１２の回転に支障を来さなければ特に限定されない。なお、金型の冷却方法としては、水冷に限定されず、使用する樹脂材料によっては、例えば空冷とすることも可能である。
【００２１】
ターンテーブル１２の外側には、押出機１８が配置されている。押出機１８は、ターンテーブル１２の近傍に位置し、複数の金型１０のうちの対応する１つの金型の注入口１４に向けて、ノズル２０から樹脂を射出するようになっている。これにより、金型１０中に樹脂が注入され、所定の形状の製品の成形を行うことができる。
【００２２】
押出機１８のノズル２０を金型１０の注入口１４に接続させる機構としては、押出機１８を金型１０の方向に移動させるものでもよい。しかしながら、押出機１８は、通常、重量が大きく重いので、金型１０の方を押出機１８に対して移動させた方が射出成形装置の小型化、簡素化を図る上で有利である。
【００２３】
各金型１０は、ターンテーブル１２上に設けられたスライドベース２２の上に載せられている。本実施形態では、スライドベース２２上の金型１０は、ターンテーブル１２の回転により押出機１８のノズル２０に対応する回転位置にインデックス回転送りされた時に、押圧シリンダ２４によってターンテーブル１２の半径方向の外側、すなわち押出機１８の方向に押されて移動するようになっている。この金型１０の押出機１８に対する移動により、該押出機１８のノズル２０が金型１０の注入口１４に接続される。これらのスライドベース２２および押圧シリンダ２４によって、本実施形態での金型押し付け機構が構成される。
【００２４】
なお、金型１０内への樹脂の射出が終了したときには、後述する図２に示す金型戻しシリンダ３２により、金型１０が元の位置に戻される。
【００２５】
金型１０中に注入された樹脂が冷却され、固まると、製品として金型１０から取り出される。この場合には、ターンテーブル１２上に設けられた型開き機構２６により金型１０を型開きする。この金型１０の型開きの方向は、上下方向とすることが好ましい。上下方向に型開きする場合には、上記型開き機構２６を金型の真上に配置でき、型開き機構２６の配置を容易にできる。これに対して、横方向に型開きする金型１０では、金型１０の横に型開き機構２６を配置する必要があり、金型１０の位置と型開き機構２６の位置とが干渉して、各々の配置が困難になることもある。
【００２６】
本実施形態では、型開き機構２６は、押出機１８のノズル２０に対応する回転位置から、インデックス回転送り方向（すなわち矢印Ａ方向）と逆方向に２つ目のインデックス回転送り位置に装着されている。このように、矢印Ａ方向と逆方向に１つ以上、例えば１つ目から３つ目の範囲のインデックス回転送り位置に型開き機構２６を配置することにより、ノズル２０から金型１０内に射出された樹脂が、ターンテーブル１２のインデックス送り回転中に冷却され、十分固まってから製品として取り出すことが可能となる。
【００２７】
なお、上記金型１０の個数としては、本実施形態では８個としてあるが、本発明では金型１０の大きさに応じて適宜決定できる。しかしながら、金型１０の配置のしやすさ等の都合上、最大で８個程度するのが好ましい。また、金型１０中に注入された樹脂が固まってから型開きして製品を取り出すという成形作業の効率化の観点から、最低でも金型１０の個数は２個とするのが好ましい。
【００２８】
ターンテーブル１２の回転速度としては、５〜２０°／秒の範囲が好ましい。５°／秒より遅いと、成形速度が低く生産効率が低下し、２０°／秒より速いと、ノズル２０と金型１０との位置合わせが困難となり、金型１０中に注入された樹脂の冷却が不十分となり、さらに異常発生時に、停止までの時間がかかり、被害が拡大するおそれがある。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態では、ターンテーブル１２をインデックス送り回転させる機構は、モーター２８と減速機３０とにより構成されている。また、ターンテーブル１２のインデックス送り回転により、押出機１８のノズル２０に対応する回転位置に金型１０が位置したときに、該金型１０は押圧シリンダ２４により押出機１８側に移動され、金型１０の内部への樹脂の注入が行われる。金型１０の内部への樹脂の射出が完了した後には、金型戻しシリンダ３２により、金型１０をターンテーブル１２の半径方向の内側に移動させ、金型１０の注入口１４から押出機１０のノズル２０を解放する。この金型戻しシリンダ３２が、本実施形態での金型戻し機構に相当する。
【００３０】
ノズル２０から注入口１４を介して金型１０の内部に樹脂を射出する際には、バルブ開閉シリンダ３４によりロータリーバルブ３６を回転させて開とし、樹脂をノズル２０から射出させる。樹脂の射出が終了した時には、バルブ開閉シリンダ３４によりロータリーバルブ３６を回転させて閉とする。
【００３１】
なお、図２に示された例では、型開き機構２６が上型開閉シリンダ３８によって金型１０の上型を上方向に型開きする構成となっている。上型を上方向に型開きする方法としては、例えば上型開閉シリンダ３８の先端部４０に吸着把持機構を設け、上型を吸着して上に持ち上げる等の方法が可能である。
【００３２】
本実施形態に係る射出成形装置２によれば、ターンテーブル１２上に配置された金型１０の１つ１つに押出機１８のノズル２０から樹脂の注入を行うことができるので、高粘度樹脂を使用しても樹脂詰まりを起こさず、高精度の射出成形を行うことができる。
【００３３】
本実施形態の射出成形装置２を用いて射出成形して得られる成形品としては、たとえば擬木（木材様樹脂成形品の一例）などが挙げられる。擬木としては、たとえば図３（Ａ）に示すように、中空部４４を有する中空構造の擬木４２ａであってもよいし、図３（Ｂ）に示すように、中実構造の擬木４２ｂであってもよい。
【００３４】
擬木４２ａ，４２ｂの成形には、樹脂に木粉を配合した木粉配合成形材料を使用することが多いが、樹脂に木粉を配合しない木粉非配合成形材料を使用することもある。複数の金型が直列に配列されている従来の射出成形装置に対して、木粉配合成形材料を注入し、擬木４２ａ，４２ｂなどの木材様樹脂成形品を成形しようとする場合には、金型への注入が困難であった。なぜなら、各金型に到達するまでの管路が長く、樹脂詰まりを起こすからである。
【００３５】
これに対し、本実施形態に係る射出成形装置２を用いれば、押出機１８のノズル２０から金型１０の１つ１つに成形材料を注入することになり、従来例のような直列に接続された複数の金型に一度に樹脂を注入する場合と較べて樹脂詰まりを起こさず、また、金型内に空間を残さず樹脂の注入および充填を行うことができる。これにより、木材様樹脂成形品の成形を容易に行うことができる。
【００３６】
また、前述した回転速度の範囲でターンテーブル１２をインデックス送り回転させた場合、樹脂に木粉が配合された成形材料への攪拌効果が生じ、木粉を樹脂に均一に分散させることができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、溶融状態で高粘度である成形材料や、溶融しない成分を配合した成形材料を使用しても、樹脂詰まりを起こさず、高精度の射出成形を行うことができ、特に滞留による樹脂の熱劣化や、樹脂の剪断発熱が大きくなりすぎることによる変色や表面性状不良のような成形不良を解消することができる射出成形装置および射出成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る射出成形装置の平面図である。
【図２】図２は図１の射出成形装置の側面図である。
【図３】図３（Ａ）は図１の射出成形装置を使用して成形された成形品としての擬木の一実施形態を示す斜視図、図３（Ｂ）は成形品としての擬木の他の実施形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
２… 射出成形装置
１０… 金型
１２… ターンテーブル
１４… 注入口
１６… 冷却水管
１８… 押出機
２０… ノズル
２２… スライドベース（金型押し付け機構）
２４… 押圧シリンダ（金型押し付け機構）
２６… 型開き機構
２８… モーター
３０… 減速機
３２… 金型戻しシリンダ（金型戻し機構）
３４… バルブ開閉シリンダ
３６… ロータリーバルブ
３８… 上型開閉シリンダ
４０… 先端部
４２ａ，４２ｂ… 擬木（木材様樹脂成形品）
４４… 中空部

Claims

型開き可能な複数の金型と、
複数の前記金型が円周方向に沿って配置されており、インデックス送り回転可能なターンテーブルと、
前記ターンテーブルの外側に配置され、複数の金型のうちの対応する１つの金型の注入口に向けて、ノズルから樹脂を射出する押出機とを、有する
射出成形装置。
それぞれの前記金型は、上下方向に型開き可能になっていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形装置。
前記押出機のノズルに対応する回転位置に前記金型がインデックス回転送りされた時に、その金型を半径方向の外側に移動させ、金型の注入口に前記押出機のノズルを接続させる金型押し付け機構と、
前記押出機のノズルから前記金型の注入口を通して金型の内部に樹脂を射出した後に、前記金型を半径方向の内側に移動させ、金型の注入口から前記押出機のノズルを解放する金型戻し機構とを、有する請求項１または２に記載の射出成形装置。
前記ターンテーブルには、２〜８個の金型が円周方向に配置されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の射出成形装置。
前記押出機のノズルに対応する回転位置から、インデックス回転送り方向と逆方向に数えて１つ以上先のインデックス回転送り位置に、前記金型を型開きする型開き機構が装着されていることを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の射出成形装置。
インデックス送り回転可能なターンテーブルの円周方向に沿って配置された型開き可能な複数の金型のうち対応する１つの金型の注入口に向けて、押出機のノズルから樹脂を射出させることを特徴とする射出成形方法。
木粉が配合された樹脂を射出させる請求項６に記載の射出成形方法。