JP2004299085A

JP2004299085A - Injection mold and its manufacturing method

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Publication number: JP2004299085A
Application number: JP2003091757A
Authority: JP
Inventors: Kunio Yamamoto; 国雄山本; Atsushi Takeishi; 篤武石; Asahiko Murayama; 浅彦村山; Masaaki Kato; 公明加藤
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2003-03-28
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-10-28

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection mold constituted so as not only to smoothly discharge the gas in a cavity but also to prevent the occurrence of flash even when the mold is filled with a molten resin at a high speed. SOLUTION: In the injection mold 1 having a cavity 4 filled with a molten resin formed thereto, a gas venting member 9 having a leading end surface, which forms a part of the mold surface of the cavity 4, is provided so that the leading end part thereof can be inserted in and drawn out of the cavity 4. An air passing part 9B comprising a porous metal body having pores, which are opened in the side surface exposed to the interior of the cavity 4 thereof to communicate with the outside of the cavity 4, and a molding part 9C having a leading end surface, which forms the surface of the mold, formed thereto are provided to the leading end part of the gas venting member 9. COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融樹脂をキャビティに充填して所望形状の成形品を形成する射出成形用金型およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、型内にキャビティを形成する射出成形金型では、キャビティ内に溶融樹脂を射出して所望形状の部品を製造する際に、溶融樹脂から発生するガスがキャビティ内に残留すると成形不良となるため、型合わせ面やコアピン、エジェクタピン外周に形成される小さな隙間を通じて、キャビティ内部から金型の外部にガスを放出させる構造となっている（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−０２８９５５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、各種装置の小型化、薄型化が進んでおり、これに伴って機器の部品や筐体の一層の小型化、薄肉化が要求されている。
しかしながら、薄肉部品を射出成形によって製造する場合、溶融樹脂を高圧で射出すれば薄いキャビティの隅々まで溶融樹脂を行き渡らせやすい一方で、充填時間が短くなることによりキャビティ内にガスが残留しやすくなるという問題が生じる。
【０００５】
これに対して、型合わせ面間の隙間や、コアピン、エジェクタピン外周の隙間等からガスを逃がす構造では、ガス抜き性を向上させるためには隙間の寸法を大きくすることが考えられる。しかしながら、大きい隙間には溶融樹脂が入り込みやすく、成形品にバリが発生する虞がある。
【０００６】
また、バリの発生を抑えるために隙間の寸法を小さくすると、ガス抜き性能が期待通りに得られず、不十分となり、さらにこの隙間にガス化した樹脂が固化し付着するという問題が生じる。
【０００７】
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、射出成形用金型において、溶融樹脂が高速で充填される場合であっても、キャビティ内のガスを円滑に排出させることができると共に、バリが生じるのを防止することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための手段として、本発明の請求項１に係る射出成形用金型は、溶融樹脂が充填されるキャビティを形成する射出成形用金型であって、キャビティの金型面の一部をなす先端面を有するガス抜き部材が、その先端部をキャビティに対して出没可能に備えられ、ガス抜き部材の先端部に、キャビティ内に表出した側面に開放してキャビティ外に連通する気孔を有する多孔質金属体からなる通気部と、金型面をなす先端面を形成する成形部とが設けられていることを特徴としている。
【０００９】
この発明によれば、キャビティ内に溶融樹脂が射出された際、キャビティ内に既存の空気や溶融樹脂の発するガスを、表面積が大きい通気部を介して円滑に効率よくキャビティ外へ排出させることができるので、ガスの固化による溶融樹脂の詰まりが生じ難い。また、成形時にはガス抜き部材を没入させて先端面を金型面と同一面とすることができ、余計な凹凸を成形品の表面に残すことなく正確な成形が可能になる。
なお、ガス抜き部材は、キャビティの形状等から容易に予測できる溶融樹脂の最終充填箇所（溶融樹脂が最後に充填されるところ）に配置することが望ましい。
【００１０】
請求項２の発明に係る射出成形用金型は、請求項１の射出成形用金型において、通気部を介してキャビティ内部と型外とを連通させる通気孔が設けられていることを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、キャビティ内から排出されたガスを、通気部を介して通気孔へと流入させ、より円滑に型外に排出させることができる。
【００１２】
請求項３の発明に係る射出成形用金型は、請求項１または２の射出成形金型において、ガス抜き部材が、キャビティに充填された溶融樹脂の樹脂圧よりも弱い力で、突出方向に付勢保持されていることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項４の発明に係る射出成形用金型は、請求項１または２の射出成形用金型において、ガス抜き部材をキャビティに出没駆動する駆動機構を備えることを特徴としている。
【００１４】
請求項３の発明によれば、ごく簡素な構造によって、充填前には先端をキャビティ内に突出させているガス抜き部材を、溶融樹脂の充填によって没入させて金型面に面一とすることができる。
【００１５】
また、請求項４の発明のように、ガス抜き部材の移動は、駆動機構を使用して強制的に行ってもよい。この場合、たとえば成形機を駆動する油圧や空気圧等を用いることができる。
【００１６】
請求項５の発明に係る射出成形用金型は、請求項１から４の射出成形用金型において、ガス抜き部材の成形部が、気孔を持たない溶製材によって形成されていることを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、ガス抜き部材によって効率よくガスの排気できるとともに、溶製材によって平滑な成形面を有する成形体を成形することが可能となる。
【００１８】
請求項６の発明に係る射出成形用金型は、請求項１から４の射出成形用金型において、ガス抜き部材の成形部が、微細な気孔を有する多孔質金属からなる緻密層によって形成され、通気部が、緻密層よりも大きな気孔を有する多孔質金属からなる高通気層によって形成されていることを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、ガス抜き部材がなす金型面（成形面）を、平滑な面の形成が可能かつ通気性を有する緻密層とするので、より効率のよいガスの排出が可能となる。
【００２０】
請求項７に係る発明は、請求項１から４の射出成形用金型の製造方法であって、金属粉末を含むスラリーをドクターブレード法によりキャリアシート上に延ばしてスラリー層を形成するスラリー層形成工程と、このスラリー層を乾燥させてグリーンシートとする乾燥工程と、グリーンシートを脱脂・焼結して焼成体とする焼成工程と、焼成体あるいはグリーンシートを加工成形して通気部としての形状を付与する成形工程とを行うことにより、通気部を製造することを特徴としている。
【００２１】
この発明に係る射出成形用金型の製造方法によれば、金属粉末を圧縮せずに焼結することができるので、ガスを通過させるのに十分な気孔を有する多孔質金属体を製造することができる。
【００２２】
請求項８に係る発明は、請求項６の射出成形用金型の製造方法であって、金属粉末を含むスラリーをドクターブレード法によりキャリアシート上に延ばしてスラリー層を形成するスラリー層形成工程と、前記スラリーとは異なる成分からなるスラリーを前記スラリー層上にドクターブレード法により延ばしてスラリー層を積層する工程を１回以上行うスラリー層積層工程と、積層されたスラリー層を乾燥させてグリーンシートとする乾燥工程と、このグリーンシートを脱脂・焼結して焼成体とする焼成工程と、焼成体あるいはグリーンシートを加工成形して形状を付与する成形工程とを行うことにより、緻密層および高通気層を一体に製造することを特徴としている。
【００２３】
この発明に係る射出成形用金型の製造方法によれば、成分が異なる多層の多孔質金属体を製造することができるので、成形部および通気部の気孔径や気孔率、硬度等の性質を使用する溶融樹脂に応じて適宜調節し、適切な成形性やガス抜き性を有するガス抜き部材を製造することができる。
【００２４】
請求項９に係る発明は、請求項６の射出成形用金型の製造方法であって、金属粉末を含むスラリーをドクターブレード法によりキャリアシート上に延ばしてスラリー層を形成するスラリー層形成工程と、前記スラリーとは異なる成分からなるスラリーを前記スラリー層上にドクターブレード法により延ばしてスラリー層を積層する工程を１回以上行うスラリー層積層工程と、成分が異なる各スラリーからなる各スラリー層のうち、高通気層を形成するスラリー層に含有させた発泡剤を発泡させて発泡グリーンシートとする発泡工程と、発泡グリーンシートを乾燥させてグリーンシートとする乾燥工程と、グリーンシートを脱脂・焼結して焼成体とする焼成工程と、焼成体あるいはグリーンシートを加工成形して形状を付与する成形工程とを行うことにより、緻密層および高通気層を一体に製造することを特徴としている。
【００２５】
この発明に係る射出成形用金型の製造方法によれば、発泡剤を含有させて発泡させることにより、より大きな気孔を形成することができるので、たとえばキャビティに面しては溶融樹脂を通過させない緻密な気孔を有する層を形成して平滑な成形面の成形を可能とする一方、キャビティから遠い側（金型外部側）ほど大きな気孔を形成してガス抜き性を向上させる多層構造の通気部を有するガス抜き部材を製造することが可能となる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図を参照して説明する。
図１および図２はこの発明の第１の実施の形態に係る射出成形用金型を示す図であって、図１は射出成形用金型の概略図、図２および図３は同じく射出成形用金型の要部を示す拡大図、図４はガス抜き部材の通気部を形成するのに用いるグリーンシート製造装置を示す説明図、図５はガス抜き部材の通気部の断面構成を概略的に示す拡大説明図である。
【００２７】
図１に示す射出成形用金型（以下、金型と略称す）１は、固定金型２と可動金型３とから構成され、両型２、３間に溶融樹脂が充填されて成形品を得るためのキャビティ４が形成されている。
【００２８】
固定金型２は、概略的には、固定側取付板５の表面に固定金型板６が取り付けられ、固定金型板６の表面にキャビティ４が形成されている。可動金型３は、可動側取付板７の上に配置された可動金型板８と、可動金型板８を貫通するピン挿通孔１４内に嵌合されたガス抜き部材（ガス抜きピン）９とを備えている。ピン挿通孔１４およびガス抜きピン９は、キャビティ４内に充填された溶融樹脂が最後に到達する最終充填部近傍に設けられている。
【００２９】
ピン挿通孔１４は、キャビティ４側から最も内径が小さい小径部１４ａと、小径部１４ａよりも内径が大きい中径部１４ｂと、最も内径が大きい大径部１４ｃとが同軸に設けられて可動金型板８を貫通する貫通している。
【００３０】
このピン挿通孔１４内に嵌められたガス抜きピン９は、ピン挿通孔１４の大径部１４ｃの内周面に嵌合するフランジ部９ａおよび中径部１４ｂの内周面に対して空間１５ａを有する円柱部９ｂを有する基部９Ａと、この基部９Ａの先端側に固定されて小径部１４ａの内周面に嵌合する通気部９Ｂと、通気部９Ｂの表面に形成され溶融樹脂の成形面をなす成形部９Ｃとを有している。
【００３１】
そして、フランジ部９ａと可動金型３との間に設けられた付勢部材１３によって、キャビティ４側へ向かって付勢され、可動金型３に形成された端面とフランジ部９ａとが当接することにより、キャビティ４内に対する突出状態および没入状態の位置決めがなされている。付勢部材１３は、キャビティ４内に充填された溶融樹脂によるガス圧で圧縮されず、かつガス抜きピン９の先端面を押す樹脂圧によって圧縮される程度の付勢力を有している。
【００３２】
通気部９Ｂは、平均気孔径５０μｍ程度の微細な気孔によって通気性を有する多孔質金属体からなる高通気層であり、成形部９Ｃはより微細な気孔（平均気孔径１０μｍ程度）を有し、ガスは容易に通過するが溶融樹脂は通過できない通気性を有する緻密層である。そして、これら通気部９Ｂおよび成形部９Ｃは、図４に示すグリーンシート製造装置２１を用いて製造されたグリーンシートを焼成して一体に形成されており、基部９Ａに対してロウ付けや拡散接合等によって固定されている。なお、基部９Ａは、通気性を有する必要はない。
【００３３】
ここで、通気部９Ｂおよび成形部９Ｃの製造に用いられる原料粉末としては、それぞれの求められる特性に応じて任意の材料の粉末を用いる。例えば、射出成形の原料として腐食性ガスを発生させる樹脂を用いる場合には、耐食性を有する材料、例えばニッケル基合金、特にハステロイ（登録商標）Ｃ−２２の粉末を用いる。また、通気部としての小外径部１０ａの耐磨耗性を向上させたい場合には、少なくとも緻密層１２の製造に用いられる原料粉末として、耐磨耗性を有する材料、例えば超硬合金の粉末を用いる。
【００３４】
以上説明した通気部９Ｂおよび成形部９Ｃをキャビティ４内に突没可能に保持されたガス抜きピン９は、図１および図２に示すように、溶融樹脂の充填前には通気部９Ｂの中間部分までをキャビティ４内に突出させている。そして、この通気部９Ｂは、ガス抜きピン９がいずれの位置にあるときにも空間１５ａに対してその側面が表出するように設けられている。また、フランジ部９ａには、フランジ部９ａの背面側と可動金型３との空間１５ｂと空間１５ａとを連通させる連通孔９ｃが複数設けられている。また、可動取付板７と可動金型板８との間には、空間１５ｂと型外とを連数させる連通溝１５ｃが設けられている。
【００３５】
つまり、これらの空間１５ａ，１５ｂ，１５ｃからなる通気孔１５は、通気部９Ｂの側面と型外とを常に連通させている。したがって、ガス抜きピン９がキャビティ４内に突出して通気部９Ｂの側面がキャビティ４内に表出しているとき、キャビティ４内と型外とは、通気部９ｂおよび通気孔１５を介して連通される。
【００３６】
上記のように構成されたガス抜きピン９を有する金型１は、従来の金型と同じく、型締め装置によって可動金型２と固定金型３とを型締めされた状態で使用される。
当初、ガス抜きピン９は付勢部材１３に付勢され、先端部分をキャビティ４内に突き出させて、通気部（高通気層）９Ａの周面をキャビティ４内に露出させている（図１および図２参照）。そして、溶融樹脂が図示しない射出機構によって、スプールブッシュ１０およびランナ１１を通じて、キャビティ４に設けられたゲート１２からキャビティ４内に射出される。
【００３７】
キャビティ４内に溶融樹脂が射出されると、キャビティ４内の空気や溶融樹脂の発するガス（以下はこれらを総じてガスとする）が、キャビティ４に流れ込んでくる溶融樹脂に加圧され、高通気層９Ｂの周面に開放した気孔からその内部に押し込まれる。高通気層９Ｂに押し込まれたガスは、連通気孔を通じて通気孔１５に流出して、金型１の外に排出される。
【００３８】
可動金型板８の金型面（成形面）から突出したガス抜きピン９に溶融樹脂が接すると、ガス抜きピン９にこの溶融樹脂の樹脂圧が作用する。この樹脂圧のうち、ガス抜きピン９の周面に作用する圧力は全方向からピンの軸線中心に向けて作用するため、その押推力は相殺される。一方、ガス抜きピン９の先端面に作用する樹脂圧は、付勢部材１３の付勢力に抗してガス抜きピン９をキャビティ４から押し出す方向に作用し、ガス抜きピン９をキャビティ４の成形面から後退させてピン挿通孔１４に没入させる。
【００３９】
ピン挿通孔１４内に没入したガス抜きピン９は、フランジ部９ａが可動取付板７に当接することにより、先端面が可動金型板８の金型面（成形面）と同一平面をなす位置で停止する。ガス抜きピン９はこの位置において、成形部（緻密層）９Ｃの表面のみをキャビティ４に露わにするだけとなる。
そして、最後までキャビティ４内に残っていたガスは、溶融樹脂の射出圧力に後押しされ、緻密層９Ｃの微細な連通気孔を通じて高通気層９Ｂに押し込まれて通気孔１５に流出し、金型１の外に排出される。
【００４０】
なお、緻密層（成形部）９Ｃの表面に開放する気孔は非常に小さいので、粘性の強い溶融樹脂は流れ込むことができない。したがって、ガス抜きピン９が没入してしまうと、溶融樹脂がガス抜きピン９およびその周囲からキャビティ４の外に漏れ出したりすることはない。
【００４１】
このように、ガスがガス抜きピン９から型外へと排出されながらキャビティ４内に溶融樹脂が充填されることで、充填不良のないキャビティ４の成形面に沿った成形品が得られるようになっている。
なお、キャビティ４内に充填された樹脂が硬化した後、可動機構によって可動金型３が固定金型２から離れるとともに、図示しないエジェクタピン（突き出しピン）が突出して成形品を突き出すことで、金型１から成形品が抜けるようになっている。
【００４２】
すなわち、上記の金型１においては、キャビティ４に溶融樹脂が供給されると、キャビティ４内のガスが、気孔率の高い通気部９Ｂを通じて排出され、ガスの排出が大きな抵抗を生じることなく進行するため、ガスの抜けがよく、成形品に充填不良による鬆（す）ができたり、気泡が形成されてしまうことがない。そして、従来のようにピンと金型とのわずかな隙間のみからガスを抜くのではなく、キャビティ４内に突出したガス抜きピン９の先端に多孔質状の通気部９Ｂを設けてガスの通り道を隙間以外にも確保し、さらにキャビティ４から溶融樹脂が漏れ出すことがないように成形部（緻密層）９Ｃおよび通気部（高通気層）９Ｂの気孔率を調整したことにより、溶融樹脂の詰まりが解消される。
【００４３】
ここで、通気部（高通気層）９Ｂおよび成形部（緻密層）９Ｃの製造方法を説明する。
まず、このグリーンシート製造装置２１は、グリーンシートを形成するための下地としてキャリアシート２２を用いるものであって、キャリアシート２２が巻き回された巻き出しリール２３と、巻き出しリール２３からキャリアシート２２を巻き取る巻き取りリール２４と、巻き出しリール２３と巻き取りリール２４との間で巻き出しリール２３から引き出されたキャリアシート２２の少なくとも一部区間を水平状態に保持する複数の支持ロール２５とを有しており、キャリアシート２２において支持ロール２５によって保持される区間が、グリーンシート形成に供されるシート形成区間とされる。
【００４４】
シート形成区間には、成形部（緻密層）９Ｃの原料となる第一スラリーをキャリアシート２２上に連続的に供給する第一のホッパー２６が設けられている。この第一のホッパー２６の下流側には、第一のホッパー２６からキャリアシート２２上に供給されてキャリアシート２２とともに下流側に移動する第一スラリーを、所望の厚みの第一スラリー層Ｌ１に成形する第一のドクターブレード２７が設けられている。
【００４５】
ここで、第一スラリーとしては、原料粉末（金属粉末）と水溶性バインダーとの混合体、または必要に応じてこの混合体に界面活性剤を添加したものが用いられる。
本実施形態では、第一スラリーの成分は、原料粉末としてＳＵＳ３１６Ｌの粉末（平均粒径１２μｍ）３０〜７０重量％、バインダーとしてメチルセルロース０．５〜２０重量％、グリセリン０．１〜１５重量％を含み、残りが水となっている。この第一スラリーに界面活性剤を添加する場合には、界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが用いられる。
【００４６】
さらに、シート形成区間において、第一のドクターブレード２７の下流側には、通気部（高通気層）９Ｂの原料となる第二スラリーをキャリアシート２２上の第一スラリー層Ｌ１上に連続的に供給する第二のホッパー２８が設けられている。この第二のホッパー２８の下流側には、第二のホッパー２８から第一スラリー層Ｌ１上に供給されてキャリアシート２２とともに下流側に移動する第二スラリーを、所望の厚みの第二のスラリー層Ｌ２に成形する第二のドクターブレード２９が設けられている。
【００４７】
ここで、第二スラリーとしては原料粉末（金属粉末）、バインダー、界面活性剤および発泡剤の混合体からなるものが用いられる。
本実施形態では、第二スラリーは、原料粉末としてＳＵＳ３１６Ｌの粉末（平均粒径１２μｍ）を３０〜８０重量％、バインダーとしてメチルセルロース０．５〜２０重量％、グリセリン０．１〜１５重量％および界面活性剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを０．０５〜５重量％、発泡剤としてヘキサン０．５〜１０重量％含み、残りが水となっている。
【００４８】
シート形成区間において第二のドクターブレード２９の下流側には、キャリアシート２２とともに下流側に移動する第一、第二のスラリー層Ｌ１，Ｌ２を、高湿度雰囲気下で加熱する恒温・高湿度槽３１が設けられている。恒温・高湿度槽３１の下流側には、キャリアシート２２とともに下流側に移動する第一、第２スラリー層Ｌ１，Ｌ２からなる複合スラリー層Ｌを乾燥させて複合グリーンシートＳとする乾燥槽３２が設けられている。
【００４９】
つまり、グリーンシート製造装置２１は、巻き取りリール２４によって巻き出しリール２３からキャリアシート２２を巻き取ってシート形成区間でキャリアシート２２を移動させることで、キャリアシート２２上に第一、第二スラリー層Ｌ１，Ｌ２を連続的に形成して、グリーンシートとするものである。
【００５０】
そして、成形部９Ｃおよび通気部９Ｂは、このように形成されたグリーンシートを加工・成形して所望の形状を付与し、脱脂・焼結することにより、２層の多孔質金属体（焼成体）として製造される。
【００５１】
つぎに成形部９Ｃおよび通気部９Ｂの製造方法について、工程を順に追いながら説明する。
〔スラリー層形成工程〕
まず、キャリアシート２２の移動に伴って、第一のホッパー２６からキャリアシート２２上に第一スラリーが連続的に供給され、この第一スラリーが第一のドクターブレード２７によって所望の厚み（本実施形態では２００μｍ）の第一スラリー層Ｌ１に成形される。
【００５２】
〔スラリー層積層工程〕
シート形成区間において第一のドクターブレード２７よりも下流側で、キャリアシート２２とともに下流側に移動する第一スラリー層Ｌ１上に、第二のホッパー２８から発泡剤を含有する第二スラリーが連続的に供給され、この第二スラリーが第二のドクターブレード２９によって所望の厚み（本実施形態では２００μｍ）の第二スラリー層Ｌ２が成形され、２層に積層された複合スラリー層Ｌが形成される。
【００５３】
なお、本実施形態では２層からなる通気部２０を製造するため、グリーンシート製造装置２１に備えられたホッパーおよびドクターブレードは２個であり、スラリー層積層工程は１回のみ行う。たとえば３層以上の多層の通気部を製造する場合には、グリーンシート製造装置２１に備えるホッパーおよびドクターブレードの設置数を増やして、このスラリー層積層工程を繰り返せばよい。
【００５４】
〔発泡工程〕
このようにしてキャリアシート２２上に積層された複合スラリー層Ｌは、キャリアシート２２の移動に伴って恒温・高湿度槽３１内に搬入されて、高湿度雰囲気下での熱処理（本実施形態では湿度９０％、温度４０℃で２０分間）が施される。この熱処理により、複合スラリー層Ｌの一方の表面をなす第二スラリー層Ｌ２に含まれる発泡剤が気化し、第二スラリー層Ｌ２が発泡してスポンジ状となる。
なお、この加熱処理は高湿度雰囲気下で行われているので、第一、第二スラリー層Ｌ１，Ｌ２に含まれるバインダー（メチルセルロース）は揮発せず、第一、第二スラリー層Ｌ１，Ｌ２内に留まる。したがって、第二スラリー層Ｌ２は、容易に塑性変形可能な状態で発泡され、ひび割れ等を生じずにスポンジ状となる。
【００５５】
〔乾燥工程〕
第二スラリー層Ｌ２の発泡が行われた複合スラリー層Ｌは、キャリアシート２２の移動に伴って乾燥槽３２に搬入されて、加熱処理（本実施形態では空気中で温度８０℃、１５分間）により各スラリー層に含まれる水分が飛ばされ、複合グリーンシートＳとなる。
【００５６】
〔成形工程〕
ここで、複合グリーンシートＳを加工・成形して、通気部２０としての形状を付与する。本実施形態では、通気部９Ｂおよび成形部９Ｃは円板状材であるから、複合グリーンシートＳから円板状の部材をたとえばワイヤーカット等により切り出せばよい。
【００５７】
〔焼成工程〕
通気部９Ｂおよび成形部９Ｃの形状を有する複合グリーンシートＳを、図示しない脱脂装置および焼結炉に順次送り込み、脱脂・焼結処理を行って焼成体とする。この焼成体は、原料粉末の粒子同士が圧縮されずに焼結により結合されたものであるから、発泡剤を含まない第一スラリーからなる層では微細な気孔が形成され、発泡剤を含む第二スラリーからなる層では発泡により大きく間隔が空けられた粒子間に大きな気孔が形成された状態となり、各層の気孔が互いに連通した多孔質金属体である。
【００５８】
脱脂装置は、たとえば空気中で温度５００℃、１５分間の熱処理を行うものであり、この処理によって複合グリーンシートＳ中に含まれるバインダー（糊成分）が飛ばされ、原料粉末の粒子間に空隙が形成された状態となる。
焼結炉としては、たとえば真空炉が用いられるが、真空炉による焼結では酸化する虞のある材質を原料粉末として用いている場合には還元雰囲気下、たとえば５％の水素分子ガスを含む窒素ガス雰囲気下で処理を行うものとする。本実施形態では、真空雰囲気下で温度１２００℃、１００分間の熱処理を行うことにより、各スラリーの原料粉末を焼結させる。
【００５９】
このようにして得られた焼成体は、図５に示すように第一スラリー層Ｌ１によって構成される部分が微細気孔を有する成形部（緻密層）９Ｃ，第二スラリー層Ｌ２によって構成される部分がより大きな気孔を有する通気部（高通気層）９Ｂとなる。
【００６０】
この時点で、第一スラリー層Ｌ１によって構成される部分の空隙率は２０〜６０％の範囲内であり、第二スラリー層Ｌ２によって構成される部分の空隙率は８５〜９８％の範囲内である。このようにして得られた焼成体に、必要に応じて圧延処理を施して所望の厚みあるいは空隙率を得ることができる。なお、焼成体を圧延しても、各層は厚み方向に圧縮されるだけであって、いびつな形状に変形することはなく、内部の連続気孔は維持される。
【００６１】
このようにして得られた、表面から背面まで連通した気孔を有する通気部９Ｂおよび成形部９Ｃを有するガス抜き部材（ガス抜きピン）９を、射出成形用金型１のキャビティ４において突没可能に配置したことにより、射出充填時のキャビティ４内のガスを、通気部９Ｂおよび成形部９Ｃを介して金型１外部に円滑に排出させることができ、ガス抜き不全による充填不良等を防止することができる。また、キャビティ４の成形面をなす成形部９Ｃを微細な気孔を有する緻密層としたことにより、溶融樹脂が気孔内に入り込んで噛み合ったりバリとなったりすることがなく、平滑な成形面を有する成形体を得ることができる。
【００６２】
なお、上記実施形態においては、ガス抜き部材として、ガス抜きのためだけに金型１に設けられたガス抜きピン９について説明したが、本発明のガス抜き部材はこのようなガス抜き専用のピンに限らず、例えば成形品に所定の形状を付与するコアピンや、成形品を突き出すエジェクタピンとしての機能を兼ね備えたものであってもよい。また、ガス抜き部材はピンの形態には限定されず、先端面が金型面の広い領域を占める大型の部材であっても構わない。
【００６３】
また、上記実施形態では、付勢保持してキャビティ４内に突出させたガス抜きピン（ガス抜き部材）９を樹脂圧により没入させる構造としたが、溶融樹脂の射出圧力がさほど高くない場合などには、油圧シリンダ、エアシリンダ等の駆動機構によってガス抜き部材を突没駆動させる構造とすることもできる。この場合のガス抜き部材の移動のタイミングは、成形機の溶融樹脂の射出のタイミングに応じて、たとえば溶融樹脂の単位時間あたりの射出量や型の形状から決定した時間を契機にして、制御することが望ましい。
【００６４】
駆動機構によってガス抜き部材を駆動するように構成された金型１においては、上記第１の実施形態と同様の効果が得られるとともに、溶融樹脂の射出圧力に関係なくガス抜き部材を強制的に移動させるので、成形品の完成度が高まり、歩留まりの向上が期待できる。
【００６５】
さらに、ガス抜き部材の形状は、上記実施形態のように単なる円柱状の基部ではなく、図６および図７に示すように通気用の溝および貫通孔を有するものとしてもよい。これらの図に示すガス抜き部材２０は、円柱状の基部２１と、基部５１の先端に配置された多孔質金属体からなる通気部２２と、ガス抜き部材２０の先端面をなす成形部２３とを有している。
【００６６】
この通気部２２は、上記各実施形態と同様に、図３に示すグリーンシート製造装置２１を用いて製造されたグリーンシートを焼成して形成され、基部２１の上端面にロウ付けにより固定されている。
そして、成形部２３は、本実施形態では通気性がなく円滑な表面を有する溶製材からなり、通気部２２に対してロウ付けにより固定されている。
【００６７】
基部２１は、図７に示すように、上端面２１ａに形成され径方向に延びる４本の溝部２１ａと、これら溝部２１ａに連通して下端側で部材外に開放される通気孔２１ｂとを有しており、上端面側と下端側とが溝部２１ａおよび通気孔２１ｂを介して連通されている。
【００６８】
すなわち、本実施形態のガス抜き部材２０によれば、キャビティ４内のガスが、通気部２１の周面から各溝部２１ａおよび通気孔２１ｂを介して型外へ放出される、すなわち通気部２２内全体をガスが通過ので、より効率よくガスをキャビティ４内から型外へと排出させることができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１に係る射出成形用金型によれば、キャビティ内に溶融樹脂が射出された際、キャビティ内に既存の空気や溶融樹脂の発するガスを、表面積が大きい通気部を介して円滑に効率よくキャビティ外へ排出させることができるので、ガスの固化による溶融樹脂の詰まりが生じ難い。また、成形時にはガス抜き部材を没入させて先端面を金型面と同一面とすることができ、余計な凹凸を成形品の表面に残すことなく正確な成形が可能になる。
また、ガス抜き部材を、溶融樹脂の最終充填箇所（溶融樹脂が最後に充填されるところ）に配置することにより、さらに効率のよいガス排出が可能となり、より成形性の優れた射出成形が実現できる。
【００７０】
請求項２の発明に係る射出成形用金型によれば、キャビティ内から排出されたガスを、断面積が広くガスが流れやすい通気孔へと流入させるので、より円滑に型外に排出させることができる。
【００７１】
請求項３および請求項４の発明に係る射出成形用金型によれば、ごく簡素な構造によって、充填前には先端をキャビティ内に突出させているガス抜き部材を、溶融樹脂の充填によって没入させて金型面に面一とすることができる。
【００７２】
また、たとえば成形機を駆動する油圧や空気圧等を用いて、ガス抜き部材の移動を駆動機構を使用して強制的に行えば、樹脂圧が低い場合にも確実にガス抜き産材を没入させることができる。
【００７３】
請求項５の発明に係る射出成形用金型によれば、ガス抜き部材によって効率よくガスの排気できるとともに、溶製材によって平滑な成形面を有する成形体を成形することが可能となる。
【００７４】
請求項６の発明に係る射出成形用金型によれば、ガス抜き部材がなす金型面（成形面）を、平滑な面の形成が可能かつ通気性を有する緻密層とするので、より効率のよいガスの排出が可能となる。
【００７５】
請求項７の発明に係る射出成形用金型の製造方法によれば、金属粉末を圧縮せずに結することができるので、ガスを通過させるのに十分な気孔を有する多孔質金属体を製造することができる。
【００７６】
請求項８の発明に係る射出成形用金型の製造方法によれば、成分が異なる多層の多孔質金属体を製造することができるので、成形部および通気部の平均気孔径や気孔率、硬度等の性質を使用する溶融樹脂に応じて適宜調節し、適切な成形性やガス抜き性を有するガス抜き部材を製造することができる。
【００７７】
請求項９の発明に係る射出成形用金型の製造方法によれば、発泡剤を含有させて発泡させることにより、より大きな気孔を形成することができるので、たとえばキャビティに面しては溶融樹脂を通過させない緻密な気孔を有する層を形成して平滑な成形面の成形を可能とする一方、キャビティから遠い側（金型外部側）ほど大きな気孔を形成してガス抜き性を向上させる多層構造の通気部を有するガス抜き部材を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す図であって、金型の概略構成を示す縦断面図である。
【図２】固定金型に設置されたピンを示す要部断面図であって、特にピンの先端がキャビティに突出した状態を示す図である。
【図３】同じく、固定金型に設置されたピンを示す要部断面図であって、特にピンの先端がキャビティから後退した状態を示す図である。
【図４】ガス抜き部材を形成するのに用いるグリーンシート製造装置を示す説明図である。
【図５】ガス抜き部材の断面構成を概略的に示す拡大説明図である。
【図６】本発明の他の実施形態に係る射出成形用金型に備えられたガス抜き部材の構成を示す図である。
【図７】図６におけるＶＩ−ＶＩ線を示す矢視断面図である。
【符号の説明】
１金型
２可動金型
３固定金型
４キャビティ
９ガス抜きピン（ガス抜き部材）
９Ａ基部
９Ｂ通気部（高通気層）
９Ｃ成形部（緻密層）
１３付勢部材
１４ピン挿通孔[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a mold for injection molding for forming a molded product having a desired shape by filling a cavity with a molten resin, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an injection molding die for forming a cavity in a mold, when a molten resin is injected into the cavity to produce a component having a desired shape, a molding defect occurs when gas generated from the molten resin remains in the cavity. For this reason, a structure is employed in which gas is released from the inside of the cavity to the outside of the mold through small gaps formed around the mold mating surface, the core pins, and the ejector pins (for example, see Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-028955 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, various devices have been miniaturized and thinned, and accordingly, further miniaturization and thinning of components and housings of devices have been required.
However, when manufacturing thin parts by injection molding, injecting the molten resin at high pressure makes it easy to spread the molten resin to every corner of the thin cavity, but shortens the filling time, so that gas tends to remain in the cavity. Problem arises.
[0005]
On the other hand, in a structure in which gas escapes from the gap between the mold mating surfaces, the gap on the outer periphery of the core pin and the ejector pin, and the like, it is conceivable to increase the size of the gap in order to improve the gas releasing property. However, the molten resin tends to enter the large gap, and burrs may be generated on the molded product.
[0006]
In addition, if the size of the gap is reduced in order to suppress the generation of burrs, the degassing performance cannot be obtained as expected and becomes insufficient, and there is a problem that the gasified resin solidifies and adheres to the gap.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to smoothly discharge gas in a cavity even when a molten resin is filled at a high speed in an injection mold. In addition, an object is to prevent burrs from occurring.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a means for solving the above problem, an injection mold according to claim 1 of the present invention is an injection mold for forming a cavity filled with a molten resin, and the mold surface of the cavity is provided. A degassing member having a distal end surface forming a part of the gas venting member is provided so that its distal end can protrude and retract from the cavity, and is opened at the distal end of the degassing member to the side exposed in the cavity and out of the cavity. It is characterized in that a ventilation portion made of a porous metal body having communicating pores and a molding portion forming a tip surface forming a mold surface are provided.
[0009]
According to the present invention, when the molten resin is injected into the cavity, existing air or gas generated by the molten resin can be smoothly and efficiently discharged out of the cavity through the ventilation portion having a large surface area. As a result, clogging of the molten resin due to solidification of the gas hardly occurs. Further, at the time of molding, the degassing member is immersed so that the tip end surface can be flush with the mold surface, and accurate molding can be performed without leaving any extra unevenness on the surface of the molded product.
It is desirable that the degassing member is disposed at a final filling point (where the molten resin is finally filled) of the molten resin which can be easily predicted from the shape of the cavity and the like.
[0010]
An injection molding die according to a second aspect of the present invention is the injection molding die of the first aspect, wherein a ventilation hole is provided for communicating the inside of the cavity with the outside of the mold via a ventilation portion. I have.
[0011]
According to the present invention, the gas discharged from the cavity can flow into the ventilation hole through the ventilation portion, and can be discharged more smoothly out of the mold.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in the injection molding die of the first or second aspect, the degassing member is configured to project in a projecting direction with a force weaker than the resin pressure of the molten resin filled in the cavity. It is characterized by being kept biased.
[0013]
An injection molding die according to a fourth aspect of the present invention is the injection molding die of the first or second aspect, further comprising a driving mechanism for driving the gas release member to move into and out of the cavity.
[0014]
According to the third aspect of the present invention, with a very simple structure, the gas venting member whose tip projects into the cavity before filling is immersed by filling with the molten resin to be flush with the mold surface. Can be.
[0015]
Further, as in the fourth aspect of the present invention, the movement of the degassing member may be forcibly performed using a driving mechanism. In this case, for example, hydraulic pressure or air pressure for driving the molding machine can be used.
[0016]
An injection molding die according to a fifth aspect of the present invention is the injection molding die of the first to fourth aspects, characterized in that the molded portion of the degassing member is formed of a molten material having no pores. I have.
[0017]
According to the present invention, the gas can be efficiently exhausted by the degassing member, and the molded body having the smooth molding surface can be formed by the ingot.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, in the injection mold of the first to fourth aspects, the molded portion of the degassing member is formed by a dense layer made of a porous metal having fine pores. The ventilation portion is formed by a high ventilation layer made of a porous metal having pores larger than the dense layer.
[0019]
According to the present invention, the mold surface (molding surface) formed by the degassing member is a dense layer capable of forming a smooth surface and having air permeability, so that more efficient gas discharge is possible.
[0020]
The invention according to claim 7 is the method for manufacturing an injection molding die according to any one of claims 1 to 4, wherein a slurry containing metal powder is spread on a carrier sheet by a doctor blade method to form a slurry layer. A drying step of drying the slurry layer to form a green sheet, a firing step of degrease and sintering the green sheet to obtain a fired body, and a processing step of forming the fired body or green sheet to form a ventilation portion. And forming a ventilation part by performing a molding step for imparting the air permeability.
[0021]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the manufacturing method of the metal mold | die for injection molding which concerns on this invention, since a metal powder can be sintered without compressing, manufacturing a porous metal body which has sufficient pores for letting gas pass is manufactured. Can be.
[0022]
The invention according to claim 8 is a method for manufacturing the injection mold according to claim 6, wherein a slurry containing metal powder is spread on a carrier sheet by a doctor blade method to form a slurry layer. A slurry layer laminating step in which a slurry composed of a component different from the slurry is spread over the slurry layer by a doctor blade method to laminate the slurry layer one or more times, and drying the laminated slurry layer to form a green sheet By drying and sintering and sintering the green sheet to form a fired body; It is characterized in that the ventilation layer is manufactured integrally.
[0023]
According to the method for manufacturing an injection molding die according to the present invention, since a multilayer porous metal body having different components can be manufactured, properties such as a pore diameter, a porosity, and hardness of a molded portion and a ventilation portion can be reduced. It is possible to manufacture a degassing member having appropriate moldability and degassing properties by appropriately adjusting the properties according to the molten resin to be used.
[0024]
The invention according to claim 9 is the method for manufacturing the injection mold according to claim 6, wherein a slurry containing metal powder is spread on a carrier sheet by a doctor blade method to form a slurry layer. A slurry layer laminating step of extending a slurry composed of components different from the slurry onto the slurry layer by a doctor blade method and laminating a slurry layer at least once, and a slurry layer composed of slurries having different components. Among them, a foaming step of foaming a foaming agent contained in a slurry layer forming a highly permeable layer to form a foamed green sheet, a drying step of drying the foamed green sheet to form a green sheet, and degreasing and firing the green sheet A firing step for forming a fired body by sintering and a forming step for processing and shaping the fired body or green sheet to give a shape are performed. By, it is characterized by producing integrally dense layer and high air layer.
[0025]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the manufacturing method of the metal mold | die for injection molding which concerns on this invention, since a larger pore can be formed by making a foaming agent contain and foaming, for example, it does not let a molten resin pass through facing a cavity. A layer having dense pores enables a smooth molding surface to be formed, while a farther side from the cavity (outside of the mold) forms larger pores to improve gas venting properties. Can be manufactured.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 are views showing an injection mold according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a schematic view of the injection mold, and FIGS. 2 and 3 are injection molds. FIG. 4 is an enlarged view showing a main part of the mold, FIG. 4 is an explanatory view showing a green sheet manufacturing apparatus used for forming a ventilation part of a gas releasing member, and FIG. 5 is a schematic sectional view of a ventilation part of the gas releasing member. FIG.
[0027]
An injection mold (hereinafter abbreviated as a mold) 1 shown in FIG. 1 is composed of a fixed mold 2 and a movable mold 3, and a molded product is filled between the two molds 2 and 3 with a molten resin. Is formed.
[0028]
In the fixed mold 2, the fixed mold plate 6 is attached to the surface of the fixed-side mounting plate 5, and the cavity 4 is formed on the surface of the fixed mold plate 6. The movable mold 3 includes a movable mold plate 8 disposed on the movable-side mounting plate 7 and a gas release member (gas release pin) fitted in a pin insertion hole 14 penetrating the movable mold plate 8. 9 is provided. The pin insertion hole 14 and the gas vent pin 9 are provided in the vicinity of the final filling portion where the molten resin filled in the cavity 4 reaches the end.
[0029]
The pin insertion hole 14 includes a small-diameter portion 14a having the smallest inner diameter, a middle-diameter portion 14b having a larger inner diameter than the small-diameter portion 14a, and a large-diameter portion 14c having the largest inner diameter from the cavity 4 side. It penetrates through the template 8.
[0030]
The gas release pin 9 fitted in the pin insertion hole 14 has a space 15a with respect to the flange 9a fitted to the inner peripheral surface of the large diameter portion 14c of the pin insertion hole 14 and the inner peripheral surface of the medium diameter portion 14b. A base 9A having a columnar portion 9b having an opening, a ventilation portion 9B fixed to the distal end side of the base 9A and fitted to the inner peripheral surface of the small diameter portion 14a, and a molding surface of the molten resin formed on the surface of the ventilation portion 9B. And a molded portion 9C.
[0031]
The urging member 13 provided between the flange 9a and the movable mold 3 urges the cavity 4 toward the cavity 4 so that the end face formed on the movable mold 3 and the flange 9a come into contact with each other. Thus, the protruding state and the immersing state with respect to the inside of the cavity 4 are positioned. The urging member 13 has such an urging force that it is not compressed by the gas pressure of the molten resin filled in the cavity 4 and is compressed by the resin pressure pushing the tip end surface of the gas vent pin 9.
[0032]
The ventilation part 9B is a high ventilation layer made of a porous metal body having air permeability with fine pores having an average pore diameter of about 50 μm, and the molded part 9C has finer pores (average pore diameter of about 10 μm), It is a dense layer having gas permeability that allows gas to pass easily but does not allow molten resin to pass. The ventilation section 9B and the molding section 9C are integrally formed by firing a green sheet manufactured using the green sheet manufacturing apparatus 21 shown in FIG. 4, and are brazed or diffusion-bonded to the base 9A. And so on. The base 9A does not need to have air permeability.
[0033]
Here, as a raw material powder used for manufacturing the ventilation portion 9B and the molded portion 9C, a powder of an arbitrary material is used according to each required characteristic. For example, when a resin that generates corrosive gas is used as a raw material for injection molding, a material having corrosion resistance, for example, a nickel-based alloy, particularly Hastelloy (registered trademark) C-22 powder is used. When it is desired to improve the wear resistance of the small outer diameter portion 10a as the ventilation portion, at least a material having wear resistance, such as a cemented carbide, is used as a raw material powder used for manufacturing the dense layer 12. Use powder.
[0034]
As shown in FIGS. 1 and 2, the gas vent pin 9 holding the ventilation portion 9B and the molded portion 9C so as to be able to protrude and retract into the cavity 4 has an intermediate position between the ventilation portion 9B before filling with the molten resin. The portion protrudes into the cavity 4. And this ventilation part 9B is provided so that the side surface may be exposed to the space 15a when the gas release pin 9 is in any position. Further, the flange portion 9a is provided with a plurality of communication holes 9c for communicating the space 15b between the rear side of the flange portion 9a and the movable mold 3 with the space 15a. A communication groove 15c is provided between the movable mounting plate 7 and the movable mold plate 8 to connect the space 15b to the outside of the mold.
[0035]
That is, the ventilation holes 15 formed of these spaces 15a, 15b, and 15c always allow the side surface of the ventilation portion 9B to communicate with the outside of the mold. Therefore, when the gas vent pin 9 projects into the cavity 4 and the side surface of the ventilation portion 9B is exposed in the cavity 4, the inside of the cavity 4 and the outside of the mold are communicated via the ventilation portion 9b and the ventilation hole 15. You.
[0036]
The mold 1 having the degassing pins 9 configured as described above is used in a state where the movable mold 2 and the fixed mold 3 are clamped by a mold clamping device, similarly to a conventional mold.
Initially, the gas release pin 9 is urged by the urging member 13 so that the tip portion protrudes into the cavity 4 to expose the peripheral surface of the ventilation portion (highly permeable layer) 9A into the cavity 4 (FIG. 1). And FIG. 2). Then, the molten resin is injected into the cavity 4 from the gate 12 provided in the cavity 4 through the spool bush 10 and the runner 11 by an injection mechanism (not shown).
[0037]
When the molten resin is injected into the cavity 4, the air in the cavity 4 and the gas generated by the molten resin (hereinafter, these are collectively referred to as gas) are pressurized by the molten resin flowing into the cavity 4, and the high ventilation is performed. The pores opened on the peripheral surface of the layer 9B are pushed into the inside. The gas pushed into the high ventilation layer 9B flows out to the ventilation hole 15 through the continuous ventilation hole and is discharged out of the mold 1.
[0038]
When the molten resin comes into contact with the gas vent pin 9 protruding from the mold surface (molding surface) of the movable mold plate 8, the resin pressure of the molten resin acts on the gas vent pin 9. Of the resin pressure, the pressure acting on the peripheral surface of the gas release pin 9 acts from all directions toward the center of the axis of the pin, so that the pushing thrust is canceled. On the other hand, the resin pressure acting on the tip end surface of the gas release pin 9 acts in a direction to push out the gas release pin 9 from the cavity 4 against the biasing force of the biasing member 13, and the gas release pin 9 is formed into the cavity 4. It is retracted from the surface and immersed in the pin insertion hole 14.
[0039]
The gas release pin 9 immersed in the pin insertion hole 14 is positioned such that the front end surface thereof is flush with the mold surface (molding surface) of the movable mold plate 8 when the flange portion 9a contacts the movable mounting plate 7. Stop at In this position, the gas release pin 9 only exposes the surface of the molded portion (dense layer) 9C to the cavity 4.
The gas remaining in the cavity 4 until the end is pushed by the injection pressure of the molten resin, pushed into the high permeable layer 9B through the fine continuous air holes of the dense layer 9C, flows out to the air holes 15, and flows into the mold 1 It is discharged outside.
[0040]
In addition, since the pores opened to the surface of the dense layer (formed portion) 9C are very small, a highly viscous molten resin cannot flow. Therefore, when the gas vent pin 9 is immersed, the molten resin does not leak out of the cavity 4 from the gas vent pin 9 and its surroundings.
[0041]
As described above, the cavity 4 is filled with the molten resin while the gas is discharged from the gas release pin 9 to the outside of the mold, so that a molded product along the molding surface of the cavity 4 without filling failure can be obtained. Has become.
After the resin filled in the cavity 4 is hardened, the movable mold 3 is separated from the fixed mold 2 by the movable mechanism, and an ejector pin (projection pin) (not shown) projects to project the molded product, thereby causing the mold to protrude. The molded product comes off from the mold 1.
[0042]
That is, in the above-mentioned mold 1, when the molten resin is supplied to the cavity 4, the gas in the cavity 4 is discharged through the ventilation portion 9B having a high porosity, and the discharge of the gas proceeds without generating a large resistance. Therefore, the gas is well vented, so that the molded product does not suffer from porosity due to improper filling and no bubbles are formed. Then, instead of extracting gas from only a small gap between the pin and the mold as in the conventional case, a porous ventilation portion 9B is provided at the tip of the gas release pin 9 protruding into the cavity 4 to allow the gas to pass therethrough. Clogging of the molten resin by securing other than the gap and adjusting the porosity of the molded portion (dense layer) 9C and the ventilation portion (highly permeable layer) 9B so that the molten resin does not leak out of the cavity 4. Is eliminated.
[0043]
Here, a method of manufacturing the ventilation part (high ventilation layer) 9B and the molded part (dense layer) 9C will be described.
First, the green sheet manufacturing apparatus 21 uses a carrier sheet 22 as a base for forming a green sheet. The unwind reel 23 around which the carrier sheet 22 is wound, and the carrier sheet 22 from the unwind reel 23 A take-up reel 24 for taking up the roll 22; and a plurality of support rolls 25 for holding at least a part of the carrier sheet 22 drawn out from the take-up reel 23 between the take-up reel 23 and the take-up reel 24 in a horizontal state. The section of the carrier sheet 22 that is held by the support roll 25 is a sheet forming section that is used for forming a green sheet.
[0044]
In the sheet forming section, a first hopper 26 that continuously supplies the first slurry as a raw material of the forming section (dense layer) 9C onto the carrier sheet 22 is provided. On the downstream side of the first hopper 26, the first slurry supplied onto the carrier sheet 22 from the first hopper 26 and moving downstream together with the carrier sheet 22 is converted into a first slurry layer L1 having a desired thickness. A first doctor blade 27 to be formed is provided.
[0045]
Here, as the first slurry, a mixture of a raw material powder (metal powder) and a water-soluble binder, or a mixture obtained by adding a surfactant to this mixture as needed is used.
In the present embodiment, the components of the first slurry include SUS316L powder (average particle size: 12 μm) 30 to 70% by weight as a raw material powder, methyl cellulose 0.5 to 20% by weight, and glycerin 0.1 to 15% by weight as a binder. Including, the rest is water. When a surfactant is added to the first slurry, sodium dodecylbenzenesulfonate is used as the surfactant.
[0046]
Further, in the sheet forming section, on the downstream side of the first doctor blade 27, the second slurry serving as the raw material of the ventilation section (high ventilation layer) 9B is continuously formed on the first slurry layer L1 on the carrier sheet 22. A second hopper 28 for feeding is provided. On the downstream side of the second hopper 28, a second slurry having a desired thickness is supplied from the second hopper 28 onto the first slurry layer L1 and moved downstream together with the carrier sheet 22. A second doctor blade 29 for forming the layer L2 is provided.
[0047]
Here, as the second slurry, a slurry composed of a mixture of a raw material powder (metal powder), a binder, a surfactant, and a foaming agent is used.
In the present embodiment, the second slurry is composed of 30 to 80% by weight of SUS316L powder (average particle size: 12 μm) as a raw material powder, 0.5 to 20% by weight of methylcellulose as a binder, 0.1 to 15% by weight of glycerin, and an interface. It contains 0.05 to 5% by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate as an activator, 0.5 to 10% by weight of hexane as a blowing agent, and the remainder is water.
[0048]
In the sheet forming section, on the downstream side of the second doctor blade 29, a constant temperature / high humidity tank for heating the first and second slurry layers L1 and L2 moving downstream together with the carrier sheet 22 in a high humidity atmosphere. 31 are provided. On the downstream side of the constant temperature / high humidity tank 31, a drying tank 32 for drying a composite slurry layer L including the first and second slurry layers L 1 and L 2 moving downstream together with the carrier sheet 22 to form a composite green sheet S Is provided.
[0049]
That is, the green sheet manufacturing apparatus 21 winds the carrier sheet 22 from the unwind reel 23 by the take-up reel 24 and moves the carrier sheet 22 in the sheet forming section, so that the first and second slurry The layers L1 and L2 are continuously formed to form a green sheet.
[0050]
The molded portion 9C and the ventilation portion 9B process and form the green sheet thus formed to give a desired shape, and degrease and sinter the green sheet to form a two-layer porous metal body (fired body). ).
[0051]
Next, a method of manufacturing the molded portion 9C and the ventilation portion 9B will be described while sequentially following the steps.
(Slurry layer forming step)
First, as the carrier sheet 22 moves, the first slurry is continuously supplied from the first hopper 26 onto the carrier sheet 22, and the first slurry is supplied by the first doctor blade 27 to a desired thickness (this embodiment). The first slurry layer L1 having a thickness of 200 μm is formed.
[0052]
(Slurry layer laminating step)
In the sheet forming section, the second slurry containing the foaming agent is continuously supplied from the second hopper 28 onto the first slurry layer L1 moving downstream with the carrier sheet 22 downstream of the first doctor blade 27. This second slurry is formed into a second slurry layer L2 having a desired thickness (200 μm in the present embodiment) by the second doctor blade 29, and a composite slurry layer L laminated in two layers is formed. .
[0053]
In addition, in this embodiment, since the ventilation part 20 which consists of two layers is manufactured, the hopper and the doctor blade provided in the green sheet manufacturing apparatus 21 are two pieces, and the slurry layer lamination process is performed only once. For example, in the case of manufacturing a multi-layer ventilation section having three or more layers, the number of hoppers and doctor blades provided in the green sheet manufacturing apparatus 21 may be increased, and this slurry layer laminating step may be repeated.
[0054]
(Blowing process)
The composite slurry layer L laminated on the carrier sheet 22 in this manner is carried into the constant temperature / high humidity tank 31 as the carrier sheet 22 moves, and is subjected to a heat treatment under a high humidity atmosphere (in this embodiment, Humidity 90%, temperature 40 ° C. for 20 minutes). By this heat treatment, the foaming agent contained in the second slurry layer L2 forming one surface of the composite slurry layer L is vaporized, and the second slurry layer L2 foams and becomes sponge-like.
Since this heat treatment is performed in a high humidity atmosphere, the binder (methyl cellulose) contained in the first and second slurry layers L1 and L2 does not volatilize, and the first and second slurry layers L1 and L2 do not volatilize. Stay on. Therefore, the second slurry layer L2 is foamed in a state where it can be easily plastically deformed, and becomes sponge-like without cracking or the like.
[0055]
(Drying step)
The composite slurry layer L in which the second slurry layer L2 has been foamed is carried into the drying tank 32 as the carrier sheet 22 moves, and subjected to a heat treatment (in the present embodiment, at a temperature of 80 ° C. for 15 minutes in air). As a result, the moisture contained in each slurry layer is blown off, and a composite green sheet S is formed.
[0056]
(Molding process)
Here, the composite green sheet S is processed and formed to give a shape as the ventilation section 20. In the present embodiment, since the ventilation portion 9B and the molded portion 9C are disk-shaped members, a disk-shaped member may be cut out of the composite green sheet S by, for example, wire cutting.
[0057]
(Firing step)
The composite green sheet S having the shapes of the ventilation portion 9B and the forming portion 9C is sequentially sent to a degreasing device and a sintering furnace (not shown), and subjected to a degreasing / sintering process to obtain a fired body. Since this fired body is obtained by sintering the particles of the raw material powder without being compressed, fine pores are formed in the layer made of the first slurry containing no foaming agent, and the second slurry containing the foaming agent is not formed. In the layer composed of the two slurries, large pores are formed between particles that are widely spaced by foaming, and the pores of each layer are porous metal bodies.
[0058]
The degreasing device performs, for example, a heat treatment at a temperature of 500 ° C. for 15 minutes in the air. By this treatment, a binder (glue component) contained in the composite green sheet S is blown away, and voids are formed between particles of the raw material powder. It will be in the formed state.
As the sintering furnace, for example, a vacuum furnace is used. When a material that may be oxidized by sintering in the vacuum furnace is used as a raw material powder, a nitrogen atmosphere containing 5% hydrogen molecule gas, The processing is performed in a gas atmosphere. In the present embodiment, the raw material powder of each slurry is sintered by performing a heat treatment at 1200 ° C. for 100 minutes in a vacuum atmosphere.
[0059]
In the fired body thus obtained, as shown in FIG. 5, a portion constituted by the first slurry layer L1 is a molded portion (dense layer) 9C having fine pores, and a portion constituted by the second slurry layer L2. Becomes a ventilation part (high ventilation layer) 9B having larger pores.
[0060]
At this time, the porosity of the portion constituted by the first slurry layer L1 is in the range of 20 to 60%, and the porosity of the portion constituted by the second slurry layer L2 is in the range of 85 to 98%. is there. The fired body thus obtained can be subjected to a rolling treatment as necessary to obtain a desired thickness or porosity. Even if the fired body is rolled, each layer is only compressed in the thickness direction, does not deform into an irregular shape, and the internal continuous pores are maintained.
[0061]
The thus-obtained venting member (gas venting pin) 9 having the ventilation part 9B having the pores communicating from the front surface to the back surface and the molding part 9C can be projected and retracted in the cavity 4 of the injection molding die 1. , The gas in the cavity 4 at the time of injection and filling can be smoothly discharged to the outside of the mold 1 through the ventilation part 9B and the molding part 9C, thereby preventing a filling defect or the like due to insufficient gas release. be able to. Also, since the molding portion 9C forming the molding surface of the cavity 4 is a dense layer having fine pores, the molten resin has a smooth molding surface without entering into the pores and engaging with or forming burrs. A molded article can be obtained.
[0062]
In the above-described embodiment, as the degassing member, the degassing pin 9 provided on the mold 1 only for degassing has been described, but the degassing member of the present invention is a pin dedicated to such degassing. The present invention is not limited to this, and may have a function as, for example, a core pin for giving a predetermined shape to a molded product or an ejector pin for projecting the molded product. Further, the degassing member is not limited to the form of a pin, and may be a large-sized member whose front end surface occupies a wide area of the mold surface.
[0063]
In the above-described embodiment, the gas release pin (gas release member) 9 that is biased and projected into the cavity 4 is immersed by the resin pressure. However, the injection pressure of the molten resin is not so high. Alternatively, a structure in which the degassing member is driven to protrude and retract by a driving mechanism such as a hydraulic cylinder or an air cylinder may be employed. In this case, the timing of the movement of the degassing member is controlled in accordance with the timing of injection of the molten resin of the molding machine, for example, triggered by the injection amount per unit time of the molten resin or the time determined from the shape of the mold. It is desirable.
[0064]
In the mold 1 configured to drive the degassing member by the driving mechanism, the same effect as in the first embodiment is obtained, and the degassing member is forcibly moved regardless of the injection pressure of the molten resin. Because of the movement, the degree of completion of the molded product is increased, and improvement in yield can be expected.
[0065]
Further, the shape of the degassing member is not limited to a simple columnar base as in the above embodiment, but may be a shape having a ventilation groove and a through hole as shown in FIGS. 6 and 7. The degassing member 20 shown in these figures includes a cylindrical base 21, a ventilation part 22 made of a porous metal body disposed at the tip of the base 51, and a forming part 23 forming the tip end surface of the degassing member 20. have.
[0066]
The ventilation section 22 is formed by firing a green sheet manufactured using the green sheet manufacturing apparatus 21 shown in FIG. 3 and fixed to the upper end surface of the base 21 by brazing, similarly to the above-described embodiments. I have.
In the present embodiment, the molded portion 23 is made of a melted material having no air permeability and having a smooth surface, and is fixed to the ventilation portion 22 by brazing.
[0067]
As shown in FIG. 7, the base 21 has four grooves 21a formed in the upper end face 21a and extending in the radial direction, and a vent hole 21b communicating with these grooves 21a and opening to the outside at the lower end side. The upper end surface side and the lower end side communicate with each other via the groove 21a and the vent hole 21b.
[0068]
That is, according to the degassing member 20 of the present embodiment, the gas in the cavity 4 is discharged from the peripheral surface of the ventilation portion 21 to the outside of the mold through the respective grooves 21a and the ventilation holes 21b. Since the gas passes through the whole, the gas can be more efficiently discharged from the inside of the cavity 4 to the outside of the mold.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the injection mold according to claim 1 of the present invention, when the molten resin is injected into the cavity, the existing air or gas generated by the molten resin in the cavity has a surface area. Since the gas can be smoothly and efficiently discharged out of the cavity through the large ventilation portion, clogging of the molten resin due to solidification of the gas hardly occurs. Further, at the time of molding, the degassing member is immersed so that the tip end surface can be flush with the mold surface, and accurate molding can be performed without leaving any extra unevenness on the surface of the molded product.
In addition, by arranging the degassing member at the final filling point of the molten resin (where the molten resin is finally filled), more efficient gas discharge becomes possible, and injection molding with better moldability is realized. it can.
[0070]
According to the injection mold according to the second aspect of the present invention, the gas discharged from the cavity is allowed to flow into the ventilation hole having a large cross-sectional area and through which the gas easily flows, so that the gas can be discharged more smoothly from the mold. Can be.
[0071]
According to the injection mold according to the third and fourth aspects of the present invention, the degassing member whose tip is projected into the cavity before filling is immersed by filling the molten resin with a very simple structure. Then, it can be flush with the mold surface.
[0072]
Further, if the movement of the degassing member is forcibly performed by using a drive mechanism using, for example, hydraulic pressure or air pressure for driving the molding machine, even if the resin pressure is low, the degassed product is reliably immersed. be able to.
[0073]
According to the injection molding die according to the fifth aspect of the present invention, the gas can be efficiently exhausted by the degassing member, and the molded body having a smooth molding surface can be formed by the ingot.
[0074]
According to the injection molding die according to the sixth aspect of the present invention, the mold surface (molding surface) formed by the degassing member is a dense layer capable of forming a smooth surface and having air permeability. Good gas can be discharged.
[0075]
According to the method of manufacturing a metal mold for injection molding according to the invention of claim 7, since the metal powder can be tied without being compressed, a porous metal body having sufficient pores for allowing gas to pass therethrough is manufactured. can do.
[0076]
According to the method of manufacturing an injection molding die according to the invention of claim 8, a multilayer porous metal body having different components can be manufactured, so that the average pore diameter, the porosity, and the hardness of the molded portion and the ventilation portion. Such properties can be appropriately adjusted according to the molten resin to be used, so that a degassing member having appropriate moldability and degassing properties can be manufactured.
[0077]
According to the method of manufacturing an injection molding die according to the ninth aspect of the present invention, since a foaming agent is contained and foamed, larger pores can be formed. Multi-layer structure that forms a layer with dense pores that do not allow air to pass through to enable smooth molding, while increasing the size of pores farther from the cavity (outside the mold) to improve gas venting It is possible to manufacture a degassing member having a ventilation portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of the present invention, and is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a mold.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing a pin installed in a fixed mold, particularly showing a state in which the tip of the pin projects into a cavity.
FIG. 3 is a sectional view of a main part showing a pin installed in a fixed mold, particularly showing a state where the tip of the pin is retracted from a cavity.
FIG. 4 is an explanatory view showing a green sheet manufacturing apparatus used for forming a degassing member.
FIG. 5 is an enlarged explanatory view schematically showing a cross-sectional configuration of a degassing member.
FIG. 6 is a view showing a configuration of a gas release member provided in an injection mold according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. 6;
[Explanation of symbols]
1 Mold
2 movable mold
3 fixed mold
4 cavities
9 Gas release pin (gas release member)
9A base
9B ventilation part (high ventilation layer)
9C molded part (dense layer)
13 urging member
14 pin insertion hole

Claims

An injection molding mold for forming a cavity filled with a molten resin,
A degassing member having a tip surface that forms a part of the mold surface of the cavity is provided so that the tip portion can protrude and retract from the cavity,
The tip portion of the degassing member, a ventilation portion made of a porous metal body having pores open to the side surface exposed in the cavity and communicating with the outside of the cavity, and a tip surface forming the mold surface A mold for injection molding, comprising: a molding part to be formed.

The mold for injection molding according to claim 1, wherein a ventilation hole is provided for communicating the inside of the cavity with the outside of the mold via the ventilation portion.

The injection mold according to claim 1, wherein the degassing member is urged and held in a protruding direction with a force lower than a resin pressure of the molten resin filled in the cavity.

The injection mold according to claim 1, further comprising a drive mechanism that drives the gas release member into and out of the cavity.

The injection molding die according to any one of claims 1 to 4, wherein the molding portion of the degassing member is formed of a molten material having no pores.

The molded part of the degassing member is formed by a dense layer made of a porous metal having fine pores,
The mold according to any one of claims 1 to 4, wherein the ventilation portion is formed by a high ventilation layer made of a porous metal having pores larger than the dense layer.

It is a manufacturing method of the metal mold | die for injection molding in any one of Claims 1-4, Comprising:
A slurry layer forming step of forming a slurry layer by extending a slurry containing metal powder on a carrier sheet by a doctor blade method,
Drying the slurry layer to form a green sheet,
A firing step in which the green sheet is degreased and sintered to obtain a fired body,
A process of forming and forming the fired body or the green sheet to give a shape as the ventilation portion, thereby producing the ventilation portion, thereby producing a mold for injection molding.

It is a manufacturing method of the injection mold according to claim 6,
A slurry layer forming step of forming a slurry layer by extending a slurry containing metal powder on a carrier sheet by a doctor blade method,
A slurry layer laminating step of performing one or more steps of laminating a slurry layer by extending a slurry composed of a component different from the slurry onto the slurry layer by a doctor blade method,
A drying step of drying the laminated slurry layer to form a green sheet,
A firing step in which the green sheet is degreased and sintered to obtain a fired body,
And performing a molding step of processing and molding the fired body or the green sheet to give a shape, thereby integrally producing the dense layer and the high-ventilation layer. .

It is a manufacturing method of the injection mold according to claim 6,
A slurry layer forming step of forming a slurry layer by extending a slurry containing metal powder on a carrier sheet by a doctor blade method,
A slurry layer laminating step of performing one or more steps of laminating a slurry layer by extending a slurry composed of a component different from the slurry onto the slurry layer by a doctor blade method,
Among the respective slurry layers composed of the respective slurries having different components, a foaming step of foaming a foaming agent contained in the slurry layer forming the high air permeability layer to form a foamed green sheet,
A drying step of drying the foamed green sheet to form a green sheet;
A firing step in which the green sheet is degreased and sintered to obtain a fired body,
And performing a molding step of processing and molding the fired body or the green sheet to give a shape, thereby integrally producing the dense layer and the high-ventilation layer. .