JP2005193626A - 成形用金型装置と成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 充填工程でガス抜きにより樹脂をスムーズに充填することができ、ウエルドラインの発生を防止する。
【解決手段】 スリット状のガス抜き通路15をキャビティ３に設ける。このキャビティ３の両側にサイドゲート６，７，８，９を設ける。両側のサイドゲート６，７，８，９から充填された樹脂Ｊの最終充填位置Ｇがガス通路15に位置するようにサイドゲート６，７，８，９の位置をずらして配置する。複数のサイドゲート６，７，８，９から充填された樹脂Ｊの最終充填位置Ｇがガス通路15に位置するため、最終充填までガス抜きがスムーズに行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂の成形を行う成形用金型装置と成形方法に関する。

一般に、射出成形用金型装置を用いた樹脂の成形は、相互に開閉可能な型体の間にキャビティを形成し、型閉時にキャビティ内に溶融樹脂を充填し、これを冷却固化し、型開きと離型を行い、キャビティ形状の成形品を得るものであるが、溶融樹脂が充填される充填工程で、キャビティ内には空気などの気体の他に、充填した溶融樹脂からガスが発生する。これら溶融樹脂から発生するガス及び充填前のキャビティ内の空気（以下、単にガスと称する。）は、溶融樹脂の充填とともに圧縮され、溶融樹脂の妨げとなって充填不良の一因となる。

そこで、上述したような充填不良を防止するための一つの方法として、図８に示すように、キャビティ101に溶融樹脂を充填するゲート102，102…を複数設けると共に、キャビティ101の形状に合せた位置にゲート102，102…を配置することにより、矢印に示すように、溶融樹脂が均等に流れるようにして、充填不良を防止することができる。この場合、均一な充填を行うために、両側のゲートは正対する位置に配置される。

また、型対にキャビティ内のガスを抜くガス抜きを設けると、充填性が向上することが知られており、互いに開閉可能で型閉時に相互間にキャビティを形成する複数の型体を備え、前記キャビティ内に樹脂を充填して成形品を成形する成形用金型装置であって、１つの前記型体に設けられ前記キャビティ内に連通するスリット状ガス通路を設け（例えば特許文献１）、成形時、複数の型体を型閉めして内部にキャビティを形成し、このキャビティ内に樹脂を充填する工程で、吸排手段によりスリット状ガス通路からキャビティ内のガスを吸引してガス抜きを行い、これにより樹脂充填時におけるキャビティ内のガス圧縮に伴う抵抗がなくなり、樹脂がスムーズに流れてキャビティ内に充填される。

ところで、図８に示したものでは、各ゲート102，102…から充填された溶融樹脂の流れによりガスが中央側へと押され、スリット状ガス通路から排気されるが、溶融樹脂の流れが会合する最終充填位置Ｇがガス通路（図示せず）からずれているとウエルドラインが発生する問題がある。
特開２００２−２４０１０５号公報

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、充填工程でガス抜きにより樹脂をスムーズに充填することができ、ウエルドラインの発生を防止できる成形用金型装置と成形方法を提供することを目的とする。

請求項１の成形用金型装置は、互いに開閉可能で型閉時に相互間にキャビティを形成する複数の型体を備え、１つの前記型体に前記キャビティ内に連通するスリット状ガス通路を設け、前記キャビティに連通するゲートから該キャビティ内に樹脂を充填して成形品を成形する成形用金型装置において、前記スリット状ガス通路を挟む両側に前記ゲートをそれぞれ設けると共に、これらゲートから前記スリット状ガス通路の長さ方向にほぼ沿って樹脂が充填され、それらゲートから充填された樹脂の最終充填位置が前記スリット状ガス通路に位置するように前記ゲートを配置したものである。

また、請求項２の成形用金型装置は、前記スリット状ガス通路が該スリット状ガス通路の幅方向に間隔を置いて複数設けられているものである。

また、請求項３の成形用金型装置は、前記両側のゲート位置を、正対する位置から前記スリット状ガス通路の幅方向にずらしたものである。

請求項４の成形方法は、互いに開閉可能で型閉時に相互間にキャビティを形成する複数の型体を備え、１つの前記型体に前記キャビティ内に連通するスリット状ガス通路を設け、前記キャビティに連通するゲートから該キャビティ内に樹脂を充填して成形品を成形する成形方法において、前記スリット状ガス通路を挟む両側に前記ゲートを設け、これらゲートから充填する樹脂の流れを調整して、それらゲートから充填された樹脂の最終充填位置が前記スリット状ガス通路に位置するようにする方法である。

また、請求項５の成形方法は、前記両側のゲート位置が正対する位置から前記スリット状ガス通路の幅方向にずれている方法である。

また、請求項６の成形方法は、前記樹脂の流れを温度により調整する方法である。

請求項１の構成によれば、成形時、複数の型体を型閉めして内部にキャビティを形成し、このキャビティ内に樹脂を充填する工程で、ゲートからスリット状ガス通路の長さ方向にほぼ沿って樹脂が充填され、それら複数のゲートから充填された樹脂の最終充填位置がガス通路に位置するため、最終充填までガス抜きがスムーズに行われ、ウエルドラインの発生を防止でき、ウエルドラインが発生してもガス通路跡と重なり目立たないものとなる。また、樹脂をスリット状ガス通路の長さ方向にほぼ沿って充填することにより、スムーズな充填が可能となる。

また、請求項２の構成によれば、複数設けたスリット状ガス通路により、ガス抜きをスムーズに行うことができる。

また、請求項３の構成によれば、両側のゲート位置を正対する位置から前記ガス通路の幅方向にずらすことにより、樹脂の最終充填位置がガス通路の幅方向に移動し、該最終充填位置をガス通路に合せることができる。

請求項４の構成によれば、複数のゲートから充填された樹脂の最終充填位置がガス通路に位置するため、最終充填までガス抜きがスムーズに行われ、ウエルドラインの発生を防止でき、ウエルドラインが発生してもガス通路跡と重なり目立たないものとなる。

また、請求項５の構成によれば、両側のゲート位置を正対する位置から前記ガス通路の幅方向にずらすことにより、樹脂の最終充填位置がガス通路の幅方向に移動し、該最終充填位置をガス通路に合せることができる。

また、請求項６の構成によれば、樹脂の流れの速度を変えることにより最終充填位置を調整できる。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な成形用金型装置と成形方法を採用することにより、従来にない成形用金型装置と成形方法が得られ、その成形用金型装置と成形方法を夫々記述する。

以下、本発明の実施例を添付図面を参照して説明する。図１〜図５は本発明の第１実施例を示し、同図において、１は成形品の外面を形成する固定型、２は成形品の内面を形成する可動型で、型体であるこれら固定型１及び可動型２は、互いに図示上下方向へ移動して開閉し、型閉時に相互間に成形品形状のキャビティ３を形成するものである。

型閉した前記固定型１および可動型２間には、固定型１に設けられたスプルー10から前記キャビティ３への分流用の材料通路であるランナー４，５と、これらランナー４，５をキャビティ３に連通させるサイドゲート６，７，８，９が形成され、これらサイドゲート６，７，８，９から溶融樹脂Ｊがキャビティ３内に充填される。

前記可動型２は、可動側型板11と、この可動側型板11の背面（図示下面）に取付けられた可動受け板12を有し、前記可動側型板11に入れ子装着部13を形成し、この入れ子装着部13は、可動側型板11のキャビティ３側と背面とを連通する開口であり、前記入れ子装着部13に入れ子14を設け、この入れ子14には、複数のスリット状ガス通路15，15…が幅方向等間隔で複数形成されている。図３などに示すように、前記入れ子14は複数のブロック材16，17，18からなり、一側のブロック材16は、その他側面に、キャビティ３側から順にスリット形成溝部19とこれより大きな中間溝部19Ａと拡大溝部19Ｂとを連通して有し、中間のブロック材17は、一側面が平坦で、その他側面に、キャビティ３側からスリット形成溝部19Ａと中間溝部19Ｂと拡大口部19Ｃとを有し、他側のブロック材18は、その一側面に前記拡大口部19Ｃに対応して溝部19Ｄを有する。前記スリット形成溝部19は機械加工などにより形成され、そのスリット形成溝部19がブロック材16，17，18間の隙間となる。そして、図３の断面図に示す個々のブロック材16，17，18を突き合わせて入れ子14を組立てることにより、前記スリット形成溝部19と隣り合うブロック材16，17，18との間に、前記キャビティ３に開口する前記スリット状ガス通路15が形成され、また、入れ子14の可動受け板12側に、拡大溝部19Ｂと拡大口部19Ｃと溝部19Ｄとが連通する連通空間20が形成される。尚、図２に示すように、前記スリット状ガス通路15の幅Ｗは、３０ミクロン以下、好ましくは１０〜２０ミクロン程度である。また、型体たる前記可動受け板12に、前記連通空間20と外部とを連通する通路21を形成する。そして、前記サイドゲート６，７，８，９から前記スリット状ガス通路15の長さ方向にほぼ沿って樹脂Ｊがキャビティ３内に充填される。

また、前記キャビティ３は、略方形形状をなし、前記ガス通路15の幅方向両側にほぼ平行な縁部３Ｆ，３Ｆを有する。また、キャビティ３により成形される成形品の厚さは略０．３ミリ以下のものである。

この例では、前記ライナー４，５は、ガス通路15の長さ方向両側でキャビティ３を挟む位置に配置され、ほぼＵ字の二股状で同一形状をなし、その二股の中心にスプルー10が接続されている。また、一方のライナー４の先端に前記サイドゲート６，７が設けられ、他方のライナー５に前記サイドゲート８，９が設けられ、前記ライナー４とサイドゲート６，７により一方のゲート構成部材51を構成し、前記ライナー５とサイドゲート８，９により他方のゲート構成部材52を構成する。そして、それら前記サイドゲート６，７，８，９は前記縁部３Ｆ，３Ｆに位置して設けられ、図３に示すように、固定型１側の縁部３Ｆ，３Ｆにサイドゲート６，７，８，９が開口している。尚、サイドゲートは図３に示したもの以外にもトンネルゲートなどでもよい。

そして、通常は正対して設けられるサイドゲート６，７とサイドゲート８，９の位置を、ガス通路15の幅方向にずらし、これらゲート６，７，８，９から充填された樹脂の最終充填位置Ｇが前記ガス通路15に位置するように調整する。他方のゲート構成部材52をガス通路15の幅方向に沿ってほぼ平行移動する。一例であるが、サイドゲート６，７とサイドゲート８，９とのガス通路15幅方向のずれ寸法Ｈを大きくすると、図２（Ｂ）では、最終充填位置Ｇは、ほぼ斜め上方に移動する。また、必要に応じて、一方のサイドゲート６，７と他方のサイドゲート８，９を流れる樹脂の温度を変える。このように樹脂の温度を変えると、樹脂Ｊの流動性が変わるから、前記最終重点位置Ｇを変えることができる。一例として、図１で他方のサイドゲート８，９から充填される樹脂Ｊの温度を上げて該樹脂Ｊの流動性を高めれば、図２（Ｂ）で最終充填位置は左斜め下方に移動する。また、温度調節は、射出成形機からサイドゲート６，７，８，９までの樹脂の通路の加熱を、ヒータなどの加熱手段による調整することにより行うことができ、前記ヒータは固定型１に設けられる。

尚、スプルー10，10Ａには、射出成形機より射出された溶融樹脂Ｊがマニホールドなどを通って送られてくる。

次に、前記成形用金型装置を用いた成形方法につき説明すると、固定型１と可動型２とを型閉し、サイドゲート６，７，８，９からキャビティ３内に溶融樹脂Ｊを充填する（充填工程）。この充填工程で、スリット状ガス通路15からキャビティ３内のガスが排出される。このようにガス抜きを行うことにより、ゲート４から充填された溶融樹脂Ｊがキャビティ３全体にスムーズに流れ、良好な充填が行われ、成形品における残留応力などの発生も防止される。特に、複数のサイドゲートサイドゲート６，７，８，９からキャビティ３内に充填された樹脂Ｊは、その最終充填位置Ｇがスリット状ガス通路15に位置するようにされているため、最終充填までスムーズに行われ、ウエルドラインの発生が防止される。そして、キャビティ３へに充填した樹脂が冷却固化した後、固定型１と可動型２とを型開きし、次の離型工程において、図示しない突き出しピンが作動し、成形品を押し出される。

このように本実施例では、請求項１に対応して、互いに開閉可能で型閉時に相互間にキャビティ３を形成する複数の型体たる固定型１と可動型２を備え、１つの型体たる可動型２にキャビティ３内に連通するスリット状ガス通路15を設け、キャビティ３に連通するゲートたるサイドゲート６，７，８，９から該キャビティ３内に樹脂Ｊを充填して成形品を成形する成形用金型装置において、スリット状ガス通路15を挟む両側にサイドゲート６，７，８，９を設けると共に、これらサイドゲート６，７，８，９からスリット状ガス通路15の長さ方向にほぼ沿って樹脂Ｊが充填され、それらサイドゲート６，７，８，９から充填された樹脂Ｊの最終充填位置Ｇがガス通路15に位置するようにサイドゲート６，７，８，９を配置したから、成形時、固定型１と可動型２を型閉めして内部にキャビティ３を形成し、このキャビティ３内に樹脂Ｊを充填する工程で、複数のサイドゲート６，７，８，９から充填された樹脂Ｊの最終充填位置Ｇがガス通路15に位置するため、最終充填までガス抜きがスムーズに行われ、ウエルドラインの発生を防止でき、ウエルドラインが発生してもガス通路15跡と重なり目立たないものとなる。また、サイドゲート６，７，８，９からスリット状ガス通路15の長さ方向にほぼ沿って樹脂Ｊがキャビティ３内に流れ込むから、キャビティ３内において、ガス通路15と交差方向の樹脂Ｊの流れが少なくなり、スムーズな樹脂充填が可能となる。

また、このように本実施例では、請求項２に対応して、スリット状ガス通路15がスリット状ガス通路15の幅方向に間隔を置いて複数設けられているから、複数設けたスリット状ガス通路15により、ガス抜きをスムーズに行うことができる。

また、このように本実施例では、請求項３に対応して、両側のサイドゲート６，７とサイドゲート７，８の位置を、正対する位置からガス通路15の幅方向にずらしたから、樹脂Ｊの最終充填位置Ｇがガス通路15の幅方向に移動し、該最終充填位置Ｇをガス通路15に合せることができる。

このように本実施例では、請求項４に対応して、互いに開閉可能で型閉時に相互間にキャビティ３を形成する複数の型体固定型１と可動型２を備え、１つの型体たる可動型２にキャビティ３内に連通するスリット状ガス通路15を設け、キャビティ３に連通するゲートたるサイドゲート６，７，８，９から該キャビティ３内に樹脂Ｊを充填して成形品を成形する成形方法において、スリット状ガス通路15を挟む両側にサイドゲート６，７，８，９を設け、これらサイドゲート６，７，８，９から充填する樹脂Ｊの流れを調整して、それらサイドゲート６，７，８，９から充填された樹脂Ｊの最終充填位置Ｇがスリット状ガス通路15に位置するようにするから、最終充填までガス抜きがスムーズに行われ、ウエルドラインの発生を防止でき、ウエルドラインが発生してもガス通路15跡と重なり目立たないものとなる。

また、このように本実施例では、請求項５に対応して、両側のサイドゲート６，７とサイドゲート７，８の位置が正対する位置からスリット状ガス通路15の幅方向にずれているから、樹脂Ｊの最終充填位置Ｇがガス通路15の幅方向に移動し、該最終充填位置Ｇをガス通路に合せることができる。

また、このように本実施例では、請求項６に対応して、樹脂Ｊの流れを温度により調整するから、樹脂Ｊの流れの速度を変えることにより最終充填位置Ｇを調整できる。

図６は本発明の第２実施例を示し、上記第１実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、キャビティ３の両側にそれぞれ１つのサイドゲート６，８を設け、これらサイドゲート６，８を正対する位置からガス通路の幅方
向にずらすことにより、最終充填位置Ｇをガス通路15位置に設定している。尚、この例でも、一方のサイドゲート６と他方のサイドゲート８を流れる樹脂の温度を変えることにより、前記最終重点位置Ｇを変えることができる。尚、この例では、直線状のライナー４とサイドゲート６により一方のゲート構成部材51を構成し、直線状のライナー５とサイドゲート８により他方のゲート構成部材52を構成している。

このように本実施例では、ガス通路15の長さ方向両側にサイドゲート６，８を設け、これらサイドゲート６，８から充填された樹脂Ｊの最終充填位置Ｇがガス通路15に位置するようにサイドゲート６，８を配置し、ガス通路15の長さ方向両側に設けたサイドゲート６，８から充填する樹脂Ｊの流れを調整して、これらサイドゲート６，８から充填された樹脂Ｊの最終充填位置Ｇがガス通路15に位置するようにするから、各請求項に対応して、上記第１実施例と同様な作用・効果を奏する。

図７は本発明の第２実施例を示し、上記各実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、サイドゲートに代えてトンネルゲートを固定型１に設けており、前記キャビティ３の縁部３Ｆには、成形品の周囲に形成される壁部形成部３Ａが設けられいる。この例の成形品は平板部とその周囲に壁部を有する略箱体状のものである。

また、前記縁部３Ｆに、ゲートたるトンネルゲート６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａが開口して接続されている。これらトンネルゲート６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａは、前記型開閉方向に対して傾斜したアンダーカット形状をなしており、固定型１におけるトンネルゲート６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａとキャビティ３との間の部分がカット部31をなしている。

そして、キャビティ３内に樹脂Ｊを充填し、このキャビティ３内の樹脂Ｊが十分に冷却して固化した後、固定型１と可動型２とを型開する。このとき、キャビティ３とトンネルゲート６Ａ，７Ａ，８Ａ，９Ａとの連通箇所において、樹脂Ｊがカット部31により切断される。

なお、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、一方に設けるゲートの数を３つ以上にしてもよい。また、両側のゲートの数は異なっていてもよいが、同数とすることが充填性の面から好ましい。さらに、キャビティの形状は適宜選定可能であり、周囲に壁部を有する箱状の成形品を作る形状などでもよい。

本発明の第１実施例を示すキャビティの正面図である。 同上、平面図であり、図２（Ａ）は両側のゲートが正対した位置に設けられ、図２（Ｂ）は両側のゲートがずれた位置に設けられている。 同上、ゲート周りの断面図である。 同上、成形用金型装置の断面図である。 同上、組立て前の入れ子の断面図である。 本発明の第２実施例を示すキャビティの平面図である。 本発明の第３実施例を示すゲート周りの断面図である。 従来例の金型装置の概略正面図である。

符号の説明

１ 固定型（型体）
２ 可動型（型体）
３ キャビティ
６，７ サイドゲート（ゲート）
８，９ サイドゲート（ゲート）
６Ａ，７Ａ トンネルゲート（ゲート）
８Ａ，９Ａ トンネルゲート（ゲート）
15 スリット状ガス通路
Ｊ 溶融樹脂
Ｇ 最終充填位置
Ｈ ずれ寸法

Claims (6)

1. 互いに開閉可能で型閉時に相互間にキャビティを形成する複数の型体を備え、１つの前記型体に前記キャビティ内に連通するスリット状ガス通路を設け、前記キャビティに連通するゲートから該キャビティ内に樹脂を充填して成形品を成形する成形用金型装置において、前記スリット状ガス通路を挟む両側に前記ゲートをそれぞれ設けると共に、これらゲートから前記スリット状ガス通路の長さ方向にほぼ沿って樹脂が充填され、それらゲートから充填された樹脂の最終充填位置が前記スリット状ガス通路に位置するように前記ゲートを配置したことを特徴とする成形用金型装置。
2. 前記スリット状ガス通路が該スリット状ガス通路の幅方向に間隔を置いて複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の成形用金型装置。
3. 前記両側のゲート位置を、正対する位置から前記スリット状ガス通路の幅方向にずらしたことを特徴とする請求項１又は２記載の成形用金型装置。
4. 互いに開閉可能で型閉時に相互間にキャビティを形成する複数の型体を備え、１つの前記型体に前記キャビティ内に連通するスリット状ガス通路を設け、前記キャビティに連通するゲートから該キャビティ内に樹脂を充填して成形品を成形する成形方法において、前記スリット状ガス通路を挟む両側に前記ゲートを設け、これらゲートから充填する樹脂の流れを調整して、それらゲートから充填された樹脂の最終充填位置が前記スリット状ガス通路に位置するようにすることを特徴とする成形方法。
5. 前記両側のゲート位置が正対する位置から前記スリット状ガス通路の幅方向にずれていることを特徴とする請求項４記載の成形方法。
6. 前記樹脂の流れを温度により調整することを特徴とする請求項４又は５記載の成形方法。
   
   

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