JP2005161541A - Insert molding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インサート成形方法に関するものであり、特に多孔質体をインサート部品とするインサート成形に好適なインサート成形方法に関するものである。 The present invention relates to an insert molding method, and more particularly to an insert molding method suitable for insert molding using a porous body as an insert part.
一般に、型締め状態で金型面間にキャビティが形成される射出成形用金型装置は、キャビティ内に溶融樹脂を射出して所定形状の射出成形品を製造するために用いられるものであるが、近年では、このような射出成形用金型装置を用いて、例えば金属からなる薄板状をなす多孔質体と、この多孔質体の外周縁部から多孔質体の面方向に延びる樹脂部とが一体となった複合多孔質体を製造したいという要望がある。
つまり、キャビティにインサート部品としての多孔質体をインサートし、この多孔質体に連なるように溶融樹脂を射出するインサート成形を行うことにより、前記複合多孔質体であるインサート成形品を製造したいという要望がある(例えば特許文献1参照)。
That is, a request to manufacture an insert molded product that is a composite porous body by inserting a porous body as an insert part into a cavity and performing insert molding in which a molten resin is injected so as to be continuous with the porous body. (See, for example, Patent Document 1).
しかしながら、従来のインサート成形方法では、型締め時に、金型面に配置された多孔質体をこれらの金型面によって、単に、型開閉方向に固定していただけ、若しくはエアーにより吸着させていただけであるので、キャビティにおける溶融樹脂の射出圧によって、多孔質体の外表面のうち、前記金型面と対向する表面に入り込んだり、あるいは多孔質体が金型面の表面に沿った方向に位置ずれする場合があった。すなわち、多孔質体の外表面全面が溶融樹脂に被覆され、前述した複合多孔質体を製造することができない場合があったり、あるいは多孔質体を複合多孔質体における所望の位置に配置することができない場合があった。 However, in the conventional insert molding method, the porous body arranged on the mold surface can be simply fixed in the mold opening / closing direction or adsorbed by air at the time of mold clamping. Therefore, due to the injection pressure of the molten resin in the cavity, the outer surface of the porous body enters the surface facing the mold surface, or the porous body is displaced in the direction along the surface of the mold surface. There was a case. That is, the entire outer surface of the porous body may be coated with a molten resin, and the above-described composite porous body may not be manufactured, or the porous body may be disposed at a desired position in the composite porous body. There was a case that could not be.
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、インサート成形品としての複合多孔質体を高精度かつ確実に製造することができるインサート成形方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a subject, and it aims at providing the insert molding method which can manufacture the composite porous body as an insert molded product with high precision and certainty.
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
請求項1に係る発明は、型締め状態で金型面間に形成されるキャビティにインサート部品としての多孔質体をインサートし、この多孔質体に連なるように溶融樹脂を射出するインサート成形を行うことにより、多孔質体と樹脂部とが一体に形成されてなる複合多孔質体を製造するインサート成形方法であって、型締めにより、前記金型面に配置された前記多孔質体をこれらの金型面によって型開閉方向に圧縮して固定するとともに、前記キャビティを形成する型締め工程と、該型締め工程の後に、前記キャビティに溶融樹脂を射出する射出工程とを有し、前記型締め工程は、前記多孔質体の外表面のうち、前記金型面と対向する表面の全面を前記金型面により一様に密接させることによって、該多孔質体を固定し、この状態で、前記射出工程を経ることを特徴とする。
In order to solve the above-described problems and achieve such an object, the present invention proposes the following means.
The invention according to
この発明に係るインサート成形方法によれば、射出成形時に、多孔質体の外表面のうち金型面と対向する表面の全面が、金型面により一様に密接されているので、キャビティにおける溶融樹脂の高い射出圧にかかわらず、多孔質体と金型面との間に溶融樹脂が入り込むことを抑制することができる。さらに、溶融樹脂の前記射出圧にかかわらず、多孔質体が金型面の表面に沿った方向に位置ずれすることを抑制することができる。
以上により、多孔質体と、この多孔質体の外周縁部から多孔質体の面方向に延びる樹脂部とが一体となった複合多孔質体を確実に製造することができるとともに、多孔質体をこの複合多孔質体における所望の位置に配置することが可能になり、複合多孔質体を高精度に製造することができる。
According to the insert molding method of the present invention, the entire surface of the outer surface of the porous body that faces the mold surface is in close contact with the mold surface at the time of injection molding. Regardless of the high injection pressure of the resin, it is possible to prevent the molten resin from entering between the porous body and the mold surface. Furthermore, regardless of the injection pressure of the molten resin, the porous body can be prevented from being displaced in the direction along the surface of the mold surface.
As described above, a composite porous body in which the porous body and the resin portion extending in the surface direction of the porous body from the outer peripheral edge of the porous body can be reliably manufactured, and the porous body Can be disposed at a desired position in the composite porous body, and the composite porous body can be manufactured with high accuracy.
請求項2に係る発明は、請求項1記載のインサート成形方法において、前記型締め工程は、前記多孔質体を前記金型面に一様に密接させる際に、前記多孔質体を型締め方向に塑性変形させて気孔率を調整することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the insert molding method according to the first aspect, in the mold clamping step, when the porous body is uniformly brought into close contact with the mold surface, the porous body is clamped in the mold clamping direction. The porosity is adjusted by plastic deformation.
この発明に係るインサート成形方法によれば、前述した溶融樹脂の入り込みの発生と、多孔質体の位置ずれの発生とをさらに確実に抑制することができる。また、多孔質体が三次元網目構造を有していた場合には、多孔質体を型締め方向に塑性変形しても、この多孔質体は面方向に広がることはなく略厚さ方向にのみ変形するので、複合多孔質体を高精度に製造できる。さらに、製造する複合多孔質体を構成する多孔質体の気孔率を、多孔質体自体の製造時に予め設定しておくのではなく、型締め時に設定するので、例えば、高めの気孔率とされた多孔質体を大量に製造しておき、複合多孔質体に関する需要者からの要求仕様に応じて適宜気孔率を調整する製造方法を実現することが可能になり、結果として、製造コストの低減を図ることができる。また、前記型締め方向の塑性変形により複合多孔質体10の平坦度も向上する。
According to the insert molding method according to the present invention, it is possible to more reliably suppress the occurrence of the above-described intrusion of the molten resin and the occurrence of the displacement of the porous body. In addition, when the porous body has a three-dimensional network structure, even if the porous body is plastically deformed in the mold clamping direction, the porous body does not spread in the plane direction and is substantially in the thickness direction. Therefore, the composite porous body can be manufactured with high accuracy. Furthermore, the porosity of the porous body constituting the composite porous body to be manufactured is not set in advance at the time of manufacturing the porous body itself, but is set at the time of mold clamping. It is possible to realize a manufacturing method in which a large number of porous bodies are manufactured in advance and the porosity is adjusted appropriately according to the specifications required by the customer regarding the composite porous body, resulting in a reduction in manufacturing costs. Can be achieved. Further, the flatness of the composite
本発明に係るインサート成形方法によれば、インサート成形品としての複合多孔質体を高精度かつ確実に製造することができる。 According to the insert molding method of the present invention, a composite porous body as an insert molded product can be manufactured with high accuracy and reliability.
以下、本発明の一実施形態について、図を参照して説明するが、まず、このインサート成形用金型装置によって製造するインサート成形品である複合多孔質体を、図5を参照しながら説明する。
この複合多孔質体10は、例えば金属からなる薄板状をなす多孔質体11と、この多孔質体11のそれぞれの外周縁部から多孔質体11の面方向に延びる樹脂部12とが一体に形成されたものであり、全体として矩形薄板状をなしている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a composite porous body, which is an insert molded product manufactured by this insert molding die apparatus, will be described with reference to FIG. .
In this composite
多孔質体11は、三次元網目構造を有する矩形薄板状をなし、側部に開口する気孔が各方向に連通していることにより、通気性・吸水性を備え、軽量で表面積が大きいという特性を有している。
The
一方、樹脂部12は、多孔質体11と略同じ厚さを有する枠形薄板状をなし、図5(b)に示すように、多孔質体11の外周縁部に対して段差なく連ねられている。
なお、多孔質体11と樹脂部12とが一体になった矩形薄板状をなす複合多孔質体10は、その樹脂部12が固定あるいは狭持されるなどして各種装置に取り付けられることにより、例えば、フィルタ・ガス拡散部材・放熱部材・吸水部材などに用いられる。また、多孔質体11は、これを用いて製造する複合多孔質体10に要求される特性に応じて適宜選択されるものであり、金属不織布であってもよく、また金属製に限らず、結晶性の黒鉛や、結晶性でない無定形炭素を含むものとしての炭素質であってもよい。
On the other hand, the
In addition, the composite
ここで、金属製の多孔質体11を製造する方法としては、金属粉末を含むスラリーを薄く成形して乾燥させることによってグリーンシートを得た後、このグリーンシートを焼成する方法がある。
図4に、ドクターブレード法によってスラリーを薄く成形するためのグリーンシート製造装置を示す。
Here, as a method for producing the metal
FIG. 4 shows a green sheet manufacturing apparatus for thinly forming a slurry by the doctor blade method.
スラリーSは、例えばSUS316L等の金属粉末、有機バインダ(メチルセルロース)、溶媒(水)を混合したものであり、必要に応じて、加熱処理により気化する発泡剤(ヘキサン)や消泡剤(エタノール)等が添加される。
グリーンシート製造装置30において、まず、スラリーSが貯蔵されたホッパ31から、ローラ32によって搬送されるキャリアシート33上にスラリーSが供給されると、キャリアシート33上のスラリーSが、移動するキャリアシート33とドクターブレード34との間で延ばされ、所定の厚さに成形される。
The slurry S is, for example, a mixture of metal powder such as SUS316L, an organic binder (methylcellulose), and a solvent (water). If necessary, a foaming agent (hexane) or an antifoaming agent (ethanol) that is vaporized by heat treatment is used. Etc. are added.
In the green
成形されたスラリーSは、さらにキャリアシート33によって搬送され、加熱炉35を通過するとともに、この加熱炉35中で乾燥されることにより、SUS316L粉末が有機バインダによって接合された状態のグリーンシートGが形成される。なお、スラリーSに発泡剤が含まれる場合、キャリアシート33上に延ばされた状態のスラリーSを、乾燥前に、高湿度雰囲気下にて加熱処理し、発泡剤を発泡させて発泡スラリーとしてから、乾燥処理を行ってグリーンシートGを形成する。
最後に、このグリーンシートGは、キャリアシート33から取り外された後、図示しない真空炉にて脱脂・焼成されることにより、有機バインダが取り除かれ、金属粉末同士が焼結した多孔質体11となる。
The formed slurry S is further conveyed by the
Finally, the green sheet G is removed from the
このようにして得られた多孔質体11は、図1から図3に示すようなインサート成形用金型装置1を用いたインサート成形において、インサート部品としてキャビティ2にインサートされ、キャビティ2に溶融樹脂が射出されることにより、図5に示すような複合多孔質体10が製造される。
The
このインサート成形用金型装置1は、図1から図3に示すように、固定金型3及び可動金型4からなり、互いの金型面3a,4aが対向するように配設されるとともに、可動金型4が固定金型3に向かって進退可能に支持された構成の一対の金型と、金型面3a,4aの表面に沿った方向に多孔質体11を位置決めする位置決め手段8とを備える概略構成とされている。そして、図2,図3に示すように、可動金型4が固定金型3に向かって前進し型締め状態になると、金型面3a,4aの間に複合多孔質体10をインサート成形するためのキャビティ2が形成されるようになっている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the insert
位置決め手段8は、4本のピン部材と、これらのピン部材を可動金型面4aに対して出没可能に支持する例えば油圧,空圧シリンダーからなる図示しない駆動部と、これら4本のピン部材と駆動部との間に配設された例えばスプリングやゴムなどからなる図示しない弾性部材とを備えている。
The positioning means 8 includes four pin members, a drive unit (not shown) composed of, for example, a hydraulic or pneumatic cylinder that supports these pin members so as to be movable in and out of the
以上のように構成された位置決め手段8により、多孔質体11は次の2つの方法によって金型面3a,4aの表面に沿った方向に位置決めされることになる。
まず、1つ目は、前記駆動部によりピン部材を可動金型面4aに進出移動した後に、多孔質体11をピン部材の内側に位置する可動金型面4a上に配置する。これにより、多孔質体11の外周縁部が4本のピン部材のうち少なくとも一つに接することによって、図1に示すように、多孔質体11が金型面3a,4aの表面に沿った方向に位置決めされる。
次に、2つ目は、多孔質体11を可動金型面4a上に配置した後に、前記駆動部によりピン部材を可動金型面4aに進出移動する。この際、4本のピン部材のうち少なくとも一つが多孔質体11の外周縁部に接することにより、図1に示すように、多孔質体11の前記位置決めがなされる。
With the positioning means 8 configured as described above, the
First, after the pin member is advanced and moved to the
Second, after the
以上のように構成されたインサート成形用金型装置1により、図5に示す複合多孔質体10を製造する方法について説明する。
まず、多孔質体11を可動金型面4a上に前述したように位置決め状態で配置する(図1参照)。
A method of manufacturing the composite
First, the
そして、この位置決め状態、すなわちピン部材のうち少なくとも一つを多孔質体11の外周縁部に接触させた状態で、可動金型4を固定金型3に向かって前進移動させ型締めし、金型面3a,4aにより多孔質体11を型開閉方向に圧縮して固定するとともに、キャビティ2を形成する。ここで、この型締めの過程において、位置決め手段8のピン部材先端面が固定金型面3aに当接した後は、可動金型4の前進移動に従って、徐々に前記弾性部材が縮小されることにより、前記ピン部材の可動金型面4aからの突出長さが短くなる。
In this positioning state, that is, in a state where at least one of the pin members is in contact with the outer peripheral edge portion of the
また、可動金型面4a上に配置された多孔質体11の厚さ(型開閉方向の大きさ)は、型締め時のキャビティ2の厚さより大きく設定されており、型締め時に金型面3a,4aによって、多孔質体11の外表面のうち金型面3a,4aと対向する表面の全面が一様に密接された状態で、型締め方向に塑性変形されて金型面3a,4a間で固定される。この際、多孔質体11は3〜90%圧縮されることにより、製造する複合多孔質体10を構成する多孔質体11の気孔率に調整される。
The thickness of the
その後、位置決め手段8の4本のピン部材を、これらのピン部材の先端面が可動金型面4aと面一になるまで後退移動した後に、金型面3a,4a間における多孔質体11の前述した固定状態を維持した状態で、図3に示すように、ランナ5からゲート6を通じて射出した溶融樹脂7をキャビティ2内に充填することにより、多孔質体11と樹脂部12とが段差なく連なり一体になったインサート成形品である複合多孔質体10を形成する。
Thereafter, the four pin members of the positioning means 8 are moved back until the tip surfaces of these pin members are flush with the
そして、可動金型4を固定金型3から離間するように後退移動させるとともに、位置決め手段8のピン部材を可動金型面4aから突出するように前記駆動部により再度前進移動させる。これにより、多孔質体10は可動金型面4aから良好に引離されることになる。
Then, the
以上により形成された複合多孔質体10は、溶融樹脂7をキャビティ2に射出した際、この溶融樹脂7は多孔質体11の側部に開口する気孔内に5μm〜1000μm程度の深さまで含浸して硬化することなり、これにより、多孔質体11と樹脂部12とはアンカー効果で強固に接合されることになる。例えば、樹脂部12の材料にポリプロピレンを用いた場合、成形温度180℃、80kNで型締めし、成形圧250kg/cm2で射出成形すると、このような複合多孔質体10が得られる。
In the composite
以上説明したように、本実施形態によるインサート成形方法によれば、射出成形時に、多孔質体11の外表面のうち金型面3a,4aと対向する表面の全面が、金型面3a,4aにより一様に密接されているので、キャビティ2における溶融樹脂7の高い射出圧にかかわらず、多孔質体11と金型面3a,4aとの間に溶融樹脂7が入り込むことを抑制することができる。さらに、溶融樹脂7の高い射出圧にかかわらず、多孔質体11が金型面3a,4aの表面に沿った方向に位置ずれすることを抑制することができる。
As described above, according to the insert molding method according to the present embodiment, the entire surface of the outer surface of the
以上により、多孔質体11と、この多孔質体11の外周縁部から多孔質体11の面方向に延びる樹脂部12とが一体となった複合多孔質体10を確実に製造することができるとともに、多孔質体11をこの複合多孔質体10における所望の位置に配置することが可能になり、複合多孔質体10を高精度に製造することができる。
As described above, the composite
また、前述したように、多孔質体11を金型面3a,4a間に一様に密接させた状態で固定するために、型締め方向に塑性変形しても、この多孔質体11は三次元網目構造を有しているので、面方向に広がることはなく略厚さ方向にのみ変形するので、複合多孔質体10を高精度に製造できる。さらに、製造する複合多孔質体10を構成する多孔質体11の気孔率を、多孔質体11自体の製造時に予め設定しておくのではなく、型締め時に設定するので、例えば、高めの気孔率とされた多孔質体11を大量に製造しておき、複合多孔質体10に関する需要者からの要求仕様に応じて適宜気孔率を調整する製造方法を実現することが可能になり、結果として、製造コストの低減を図ることができる。また、前述した型締め方向の塑性変形により複合多孔質体10の平坦度も向上する。
Further, as described above, even if the
なお、樹脂部12については、これを用いて製造する複合多孔質体10に求められる特性に応じて耐熱温度や硬度等が考慮されつつ適宜選択されるものであって、熱可塑性樹脂、エラストマー(ゴムを含む)など、射出成形可能な材質であればよい。
また、この樹脂部12は、図5(b)に示すように平坦であってもよいが、ねじ挿通孔用の穴や、装置に対する嵌合用の溝形状、強度向上のためのリブ形状、ボスなどを樹脂成形時に設けておいてもよい。
The
The
さらに、前記実施形態では、複合多孔質体10として、図5(b)に示すように、樹脂部12の厚さを多孔質体11の厚さと略同一にして、この樹脂部12を多孔質体11の外周縁部に対して段差なく連ねた構成を示したが、この段差を有する構成であってもよい。例えば、樹脂部12の厚さを多孔質体11の厚さより約0.01mm薄くし、多孔質体11の外周縁部に対して段差を付けて連ねた構成であってもよい。
さらにまた、樹脂部12は、図5(a)に示すように、多孔質体11の外周縁部すべてに連なる必要はなく、必要に応じて部分的に連なっていてもよいし、多孔質体11に予め穴を設けておいて、ここに溶融樹脂7を充填するように射出することにより、多孔質体11の外周縁部だけではなく中程にも樹脂部12が連なるようにしてもよいし、多孔質体12の少なくとも片面側に例えば格子状に連なるようにしてもよい。
Furthermore, in the embodiment, as the composite
Furthermore, as shown in FIG. 5A, the
また、前記実施形態においては、位置決め手段8のうち多孔質体11の縁部に接する構成としてピン部材を採用したが、これに限らず、例えば内面の少なくとも一部が多孔質体11の外周縁部に接するような枠体であってもよい。さらに、ピン部材として、図1(b)に示すように、断面視が円形状の構成を採用したが、これに限らず、例えば矩形状でも、楕円形状などであってもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the pin member was employ | adopted as a structure which contacts the edge part of the
さらに、前記実施形態では、位置決め手段8を可動金型4に配設した構成を示したが、固定金型3に配設してもよい。このような構成においても、前記実施形態と同様の作用効果を有する。
すなわち、この構成では、次のような製造方法が実現される。可動金型4が前進移動して型締めする過程において、固定金型3に配設された前記ピン部材が多孔質体11の外周縁部に接することにより、徐々に多孔質体11が金型面3a,4aに沿った方向に位置決めされ、型締めが完了した際に、この位置決めが完了するとともに、多孔質体11が金型面3a,4aにより型開閉方向に圧縮されて固定されることになる。その後、前記実施形態と同様にして、位置決め手段8のピン部材を、これらのピン部材の先端面が固定金型面3aと面一になるまで後退移動した後に、金型面3a,4a間における多孔質体11の前記固定状態を維持した状態で、ランナ5からゲート6を通じて射出した溶融樹脂7をキャビティ2内に充填する。
さらにこの構成では、複合多孔質体10を形成した後に、可動金型4を固定金型3から離間するように後退移動させ、その後、再度ピン部材を固定金型面3a上に進出移動すると、可動金型4が固定金型3から後退移動した際に、複合多孔質体10が固定金型面3a上に取られる不具合、いわゆる「キャビ取られ」の発生が抑制される。
Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the positioning means 8 is arranged in the
That is, with this configuration, the following manufacturing method is realized. In the process in which the
Furthermore, in this configuration, after the composite
また、前記実施形態では、多孔質体11を金型面3a,4a間に一様に密接させた状態で固定するためにこれを型締め方向に塑性変形させる方法として、可動金型4を固定金型3に向かって前進移動させる手段を示したが、これに限らず、例えば、可動金型4を前記前進移動させる駆動手段とは別の駆動手段に支持された金型面3aまたは4aを有する圧縮金型を他方の金型4または3に向けて前進移動させることにより、前述した型締め工程を経るようにしてもよい。
In the above embodiment, the
すなわち、例えば、図6に示すように、可動金型4が可動金型本体4cと、可動金型面4aを有する圧縮金型4bとを備え、可動金型本体4cおよび圧縮金型4bを一体として固定金型3に向けて前進移動した後に、さらに、圧縮金型4bのみを固定金型3に向けて前進移動し、図6において、圧縮金型4bの金型面4aを二点鎖線の位置から実線の位置まで移動することによって、多孔質体11を圧縮方向に塑性変形させ、金型面3a,4a間に一様に密接した状態で固定するとともに、金型面3a,4a間にキャビティ2を形成し、これにより型締めを完了する。その後、前記実施形態と同様に、前記ピン部材を後退移動した後に、金型面3a,4a間における多孔質体11の前述した固定状態を維持した状態で、溶融樹脂7を射出する。
この方法でも、前記実施形態と同様の作用効果を有することができる。
That is, for example, as shown in FIG. 6, the
This method can have the same effects as those of the above embodiment.
インサート成形品としての複合多孔質体を高精度に、かつ低コストで製造することができるインサート成形方法を提供する。 Provided is an insert molding method capable of manufacturing a composite porous body as an insert molded product with high accuracy and at low cost.
1 インサート成形用金型装置
2 キャビティ
3 固定金型
3a 固定金型面
4 可動金型
4a 可動金型面
7 溶融樹脂
10 複合多孔質体
11 多孔質体
12 樹脂部
DESCRIPTION OF
Claims (2)
型締めにより、前記金型面に配置された前記多孔質体をこれらの金型面によって型開閉方向に圧縮して固定するとともに、前記キャビティを形成する型締め工程と、該型締め工程の後に、前記キャビティに溶融樹脂を射出する射出工程とを有し、
前記型締め工程は、前記多孔質体の外表面のうち、前記金型面と対向する表面の全面を前記金型面により一様に密接させることによって、該多孔質体を固定し、この状態で、前記射出工程を経ることを特徴とするインサート成形方法。 By inserting a porous body as an insert part into a cavity formed between mold surfaces in a mold-clamped state, and performing injection molding to inject a molten resin so as to be continuous with the porous body, the porous body and the resin An insert molding method for producing a composite porous body formed integrally with a part,
By clamping the mold, the porous body disposed on the mold surface is compressed and fixed in the mold opening and closing direction by these mold surfaces, and the mold clamping step for forming the cavity, and after the mold clamping step An injection step of injecting molten resin into the cavity,
In the mold clamping step, the porous body is fixed by bringing the entire surface of the outer surface of the porous body facing the mold surface uniformly into close contact with the mold surface. In the insert molding method, the injection process is performed.
前記型締め工程は、前記多孔質体を前記金型面に一様に密接させる際に、前記多孔質体を型締め方向に塑性変形させて気孔率を調整することを特徴とするインサート成形方法。
The insert molding method according to claim 1,
The mold-clamping step adjusts the porosity by plastically deforming the porous body in the mold-clamping direction when the porous body is uniformly brought into close contact with the mold surface. .
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2003
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