JP2005205861A

JP2005205861A - 射出成形体の金型装置とその製造方法

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Publication number: JP2005205861A
Application number: JP2004017644A
Authority: JP
Inventors: Kunio Yamamoto; 国雄山本; Atsushi Takeishi; 篤武石
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2004-01-26
Filing date: 2004-01-26
Publication date: 2005-08-04

Abstract

【課題】薄肉な成形体において、周囲から離れた部分においても充填性を確保することができる射出成形体の金型装置を提供する。
【解決手段】互いに開閉し型閉時に製品キャビティ13を相互間に形成する固定型11及び可動型12と、固定型11に設けられスプルー24などに連通するスリットゲート29とを備える。間隔を置いて配置された複数の薄肉部材２と、これら薄肉部材２，２間に形成された中間枠部３と、それら複数の薄肉部材２，２の周囲に設けた周枠部４を備えた射出成形体１を製造する金型装置である。スリットゲート29を中間枠部３に対応して配置すると共に、該スリットゲート29の断面を略線状に形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、間隔を置いて配置された複数の薄肉部材と、これら薄肉部材間に形成された中間枠部と、それら複数の薄肉部材の周囲に設けた周枠部を備えた射出成形体の金型装置と製造方法に関する。

例えば、携帯電話に収容されるバッテリーは、バッテリーケースに収容されている。このバッテリーケースは略箱体状で薄肉な平面部とこの平面部の周縁の四方に形成された壁部とを備え、箱体状のもの同士を組み合わせたり、箱体状のものと蓋体とを組み合わせたりして用いられる。

そして、この種のものでは平面部が厚くなると携帯電話の厚みも厚くなるので、これを避けるために薄肉部材により平面部を形成する必要がある。

そこで、従来、薄肉部を有するプラスチック製品を射出成形により製造する場合には、相互に開閉可能な型体間に所望とする薄肉部を有する成形体に対応した製品キャビティを形成する金型装置を用いて、型閉め時に製品キャビティ内に溶融樹脂を充填し、これを冷却固化した後型開き及び離型を行うものであるが、薄肉部を有するプラスチック製品では、該当する製品キャビティの間隙も当然薄く形成されることになるので、樹脂が充填されにくいという問題点があった。また、樹脂が充填される充填工程において、製品キャビティ内には空気などの気体が存在するだけでなく、溶融樹脂に起因するガスが発生する。これら溶融樹脂から発生するガス及び充填前の製品キャビティ内の空気は溶融樹脂により圧縮されて充填不良の原因となるが、特に薄肉部においては樹脂が逃げにくいために充填不良を起こしやすいという問題点がある。

そこで、ゲート位置を工夫したりガス抜き溝を工夫したりして薄肉部に対応する製品キャビティ内への樹脂の回り込み性を向上させているが、それでも０．４ｍｍ以下、例えば０．２５ｍｍ程度の薄肉部を形成するのは困難であるのが実情である。また、この種の薄肉部を有する成形体を射出成形により製造した場合、溶融樹脂を冷却固化した後離型工程が行われるが、この離型は通常製品キャビティに臨んで進退可能に設けられた突き出しピンなどにより押し出すものであり、薄肉部は通常広い面積を占めることが多いためここに突き出しピンが位置することになりかねない。そうすると０．２５ｍｍ程度の薄肉部では押された部分が変形してしまうという問題もある。

そこで、互いに開閉可能で型閉め時に相互間に製品キャビティを形成する複数の型体を用いて薄肉部を有する成形体を製造する成形体の製造方法において、前記成形体間に薄肉部材を配置した後型閉めし、前記製品キャビティ内に樹脂を射出し成形体を製造し、前記薄肉部材が射出樹脂と融合性を有する樹脂製のフィルム（例えば特許文献１及び特許文献２）とした製造方法が提案されている。

上記従来技術の製造方法では、薄肉部は別体である薄肉部材により成形されることになり射出成形により成形する必要はなくなるので、薄肉部の成形不良等が生じない。また、溶融樹脂を射出すると薄肉部材である樹脂製フィルムが溶融樹脂の熱により軟化あるいは溶融して、溶融樹脂と一体化するため、薄肉部材と射出樹脂との境界が渾然一体化した薄肉部を有する射出成形体を得ることができる。

また、薄肉な射出成形体において、間隔を置いて配置された複数の薄肉部材と、これら薄肉部材間に形成された中間枠部と、それら複数の薄肉部材の周囲に設けた周枠部を備えたもの（例えば特許文献３の図７）があり、このような成形体を成形するには、周囲の枠部に対応して複数のゲートを設け、このゲートから溶融樹脂を製品キャビティ内に充填する。
特開２００２−３０７４７７号公報特開２００３−１２７１７２号公報特願２００３−４０２１５６号公報

前記射出成形体では、ゲートから充填された溶融樹脂が周囲の枠部を通って中間枠部に充填されるため、枠部が薄くなると、中間枠部への樹脂の充填不良を発生する虞がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、薄肉な成形体において、周囲から離れた部分においても充填性を確保することができる射出成形体の金型装置とその製造方法を提供することを目的とする。

請求項１の金型装置は、互いに開閉し型閉時に製品キャビティを相互間に形成する複数の型体と、それら型体のうち製品キャビティを形成する型体に設けられ材料通路に連通するゲートとを備え、間隔を置いて配置された複数の薄肉部材と、これら薄肉部材間に形成された中間枠部と、それら複数の薄肉部材の周囲に設けた周枠部を備えた射出成形体を製造する金型装置において、前記ゲートを前記中間枠部に対応して配置すると共に、該ゲートの断面を略線状に形成したものである。

請求項２の金型装置は、前記材料通路からの樹脂を前記ゲートから前記製品キャビティ内に射出し、前記型体の型開きにより前記ゲート内の樹脂と前記製品キャビティ内の樹脂とを切り離すものである。

また、請求項３の金型装置は、前記薄肉部材が発泡金属である。

請求項４の製造方法は、互いに開閉し型閉時に製品キャビティを相互間に形成する複数の型体と、それら型体のうち製品キャビティを形成する型体に設けられ材料通路に連通するゲートとを備えた金型装置を用い、間隔を置いて配置された複数の薄肉部材と、これら薄肉部材間に形成された中間枠部と、それら複数の薄肉部材の周囲に設けた周枠部を備えた射出成形体を製造する製造方法において、前記製品キャビティ内に間隔を置いて複数の薄肉部材を配置した後、前記型体を型閉めし、断面を略線状に形成したゲートから前記中間枠部に樹脂を充填する製造方法である。

請求項１の構成によれば、複数の型体を型閉めして相互間に製品キャビティを形成し、この製品キャビティにゲートから樹脂を充填すると、そのゲートが中間枠部に対応して断面略線状に形成されているため、中央側に位置する中間枠部に樹脂が良好に充填される。

また、請求項２の構成によれば、型体を型開きすると、ゲートにおいて樹脂が切り離され、製品キャビティ内に、樹脂が固化してなる枠部と薄肉部材とからなる成形体が残り、これを取り出して成形体が得られる。

また、請求項３の構成によれば、製品キャビティに樹脂を射出すると、樹脂が発泡金属の気孔に入り込み、樹脂からなる枠部と薄肉部材を形成する発泡金属とが一体化された成形体が得られる。

請求項４の構成によれば、中間枠部に樹脂が良好に充填された射出成形体が得られる。

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薄肉部を有する射出成形体並びにその製造方法及び金型装置を採用することにより、従来にない射出成形体の金型装置とその製造方法が得られ、その射出成形体の金型装置とその製造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は本発明の実施例１を示し、同図において、図１は、本発明の方法により製造可能な薄肉部を有する射出成形体の一例を示しており、同図において電池ケースの箱体の一部を構成する成形体１は、間隔を置いて配置された複数の薄肉部材２，２…と、これら薄肉部材２，２…間に形成された中間枠部３と、それら複数の薄肉部材２，２…の周囲に設けた周枠部４を備える。図１に示すように、この薄肉部材２の厚さ寸法Ｗ１は0．40ｍｍ以下、0．20ｍｍ以上、具体的には約0．25ｍｍの厚さとなっている。尚、厚さ寸法Ｗ１は0．10ｍｍまで可能であるから、下限は0．10ｍｍ以上とすることができる。

前記周枠部４は、成形体１は長手方向の長手縁部４Ａ，４Ａと、長さ方向両側に位置する幅方向縁部４Ｂ，４Ｂとを備える。

前記成形体１は、全体として左右方向に長い長方形形状をなし、これと交差して前記薄肉部材２は前後方向に長い長方形形状をなす。

前記薄肉部材２は略平板状の発泡金属５からなる。この発泡金属５の製法の一例を説明すると、金属粉末と水溶性バインダーと界面活性剤と水を混合し、更に非水溶性有機溶剤を添加して均一に分散分布させた混合物を平板状に加工して成形体を成形する。界面活性剤としては、一般に洗剤でよく、市販の台所用中性洗剤、例えばアルキルグルコシドとポリオキシエチレンアルキルエーテルの２８％混合水溶液等を使用することができる。また、非水溶性有機溶剤は、炭素数５〜８の非水溶性炭素系有機溶剤、例えば、ネオペンタン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、ベンゼン、オクタン、及びトルエン等を使用することができる。また、前記金属粉は、焼結後の多孔質金属体を構成するものであるから、従来の有孔金属焼結体を含め金属多孔質体に適用されている金属材料で構成してよく、その平均粒径が０．５μｍ未満になると焼結体の高気孔率化が困難になる。一方、その平均粒径が５００μｍを越えると、混合原料中での分散性が低下し、均質な焼結体の製造が困難となる。したがって、その平均粒径を０．５〜５００μｍ、望ましくは５〜１００μｍとする。以上の様に形成した成形体を加熱することにより前記非水溶性有機溶剤を発泡させて前記発泡金属を形成する。また、他の実施の形態として、金属粉末と水溶性バインダーと界面活性剤と水を混合し、更に非水溶性有機溶剤を添加して均一に分散分布させた混合物を平板状に成形して、これを加熱することにより前記非水溶性有機溶剤を発泡させて発泡金属を形成するようにしてもよい。

図２〜図３において、11は第１の型体としての固定型、12は第２の型体としての可動型で、これら固定型11および可動型12は、図２において上下方向（型開閉方向）へ移動して互いに開閉し、型閉時に相互間に製品形状の製品キャビティ13を形成するものである。

前記固定型11は、製品キャビティ13を形成する固定側型板16と、この固定側型板16の裏側（可動型12と反対側）の裏側に積層配置されたランナーストリッパプレート17と、このランナーストリッパプレート17の裏側に積層配置された固定側取付板18とを備えており、この固定側取付板18は、射出成形機の固定側プラテン（図示せず）に取り付けられている。

そして、固定側取付板18には、ローケートリング21と、射出成形機の成形材料供給装置である加熱シリンダー装置のノズル22が接続されるスプルーブッシュ23が固定されている。このスプルーブッシュ23の内部は材料通路であるスプルー24になっている。また、前記固定側型板16とランナーストリッパプレート17との間には、前記スプルー24を各製品キャビティ13へ分岐させる材料通路であるランナー25が形成され、このランナー25の先端には、該ランナー25の一部を構成する略コ字型のコ字型ランナー部26と、Ｉ型のＩ型ランナー部27とが、前記製品キャビティ13の両枠部３，４箇所に対応して配置され、それらランナー部26，27と前記製品キャビティ13とをスプルー28及びゲートたるスリットゲート29により連結し、これら材料通路であるスプルー28及びスリットゲート29は、固定側型板16に、型開閉方向に沿って形成されている。

前記スプルー28は製品キャビティ13側に向って縮小する形状で、その先端と製品キャビティ13とを該スプルー28に比べて断面積の小さいスリットゲート29が接続している。このスリットゲート29の断面は略線状をなす。また、前記ランナー部26，27に対応して、前記固定側型板16及びランナーストリッパプレート17に入れ子嵌合孔16Ａ，17Ａを形成し、この入れ子嵌合孔16Ａ，17Ａに型開閉方向に挿脱可能に嵌合する入れ子部材31を形成し、この入れ子部材31の固定部32を、前記固定側取付板18に固定する。

そして、型閉め状態の前記入れ子部材31が前記入れ子嵌合孔16Ａ，17Ａに嵌合した状態で、該入れ子部材31と前記入れ子嵌合孔16Ａとの間に前記スプルー28とスリットゲート29が形成され、該入れ子部材31と前記入れ子嵌合孔16Ａとランナーストリッパプレート17との間に、前記ランナー部26，27が形成される。すなわち、入れ子部材31は、前記嵌合孔16Ａとの間に前記スプルー28とスリットゲート29が形成するものである。尚、入れ子部材31の先端側は、略テーパー状に先端に向って縮小する形状をなす。

この例では、図４及び図５に示すように、前記コ字型ランナー部26には、長手縁部４Ａと、幅方向縁部４Ｂと、中間縁部３とに対応して、製品キャビティ13間に複数のスプルー28とスリットゲート29が設けられ、前記Ｉ型ランナー部には、長手縁部４Ａに対応して、製品キャビティ13間に複数のスプルー28とスリットゲート29が設けられている。尚、スリットゲート29は各枠部３，４の長さ方向に沿って製品キャビティ13に形成されている。

そして、型開き時に固定側型板６とランナーストリッパプレート７と固定側取付板８との間が開くようになっている。

また、固定側取付板18にランナーロックピン41を固定し、このランナーロックピン41はランナーストリッパプレート17に摺動自在に挿通され、その先端に前記ランナー25内に突出する係止部42を有する。さらに、ランナーストリッパプレート17にはランナーエジェクタセット43が設けられ、このランナーエジェクタセット43は、型締め時には、先端45がランナーストリッパープレート17の面と同一位置、あるいはその内部に収納され、型開き時には、付勢手段44により先端45がランナー25側に突出するものである。

つぎに、前記の構成についてその作用を説明する。成形にあたって、まず、可動型12の製品キャビティ13箇所内に、間隔を置いて複数の薄肉部材２を配置した後、射出成形機の型締装置は、一定の型締力で固定型11と可動型12とを型閉し、図２に示すように、これらの間に製品キャビティ13が形成される。射出成形機のノズル22から固定型11内に熱可塑性の成形材料である溶融した熱可塑性樹脂を射出する。この樹脂（図示せず）は、スプルー24，ランナー25を通り、さらに、ランナー部26，27から複数のスプルー28及びスリットゲート29を通って各製品キャビティ13に充填される。この場合、製品キャビティ13には中間枠部３箇所にスリットゲート29が設けられているため、スリットゲート29から直接樹脂が中間枠部３箇所に射出充填される。

そして、製品キャビティ13内の樹脂すなわち成形体１及びスプルー24，ランナー25，ランナー部26，27，スプルー28内の樹脂が冷却して固化した後、固定型11と可動型12とを型開する。そして、スプルー24，ランナー25，スプルー28内で硬化した樹脂は、樹脂スプルー24Ｓ，樹脂ランナー25Ｓ，樹脂スプルー28Ｓとなり、前記型開きによりスリットゲート29において、成形体１の枠部３，４と樹脂スプルー28Ｓが切り離され、固定側型板16とランナーストリッパプレート17との間が開くと、樹脂ランナー25Ｓに係止部42が係止することにより、連続した樹脂スプルー24Ｓ，樹脂ランナー25Ｓ，樹脂スプルー28Ｓがランナーストリッパプレート17と共に移動し、さらに、ランナーストリッパプレート17と固定側型板16との間が開くことより、ランナーストリッパプレート17内に係止部42が没して樹脂ランナー25Ｓから係止部42が離脱すると共に、ランナーエジャクタセット43の先端45が樹脂ランナー25Ｓを押し、前記連続した樹脂スプルー24Ｓ，樹脂ランナー25Ｓ，樹脂スプルー28Ｓが離型する。一方、可動型12側に残った成形体１は突き出しピン（図示せず）により突き出されて離型する。その後、再び型閉が行われて以上の工程が繰り返され、成形が繰り返される。

このように本実施例では、請求項１に対応して、互いに開閉し型閉時に製品キャビティ13を相互間に形成する複数の型体たる固定型11及び可動型12と、それら型体のうち製品キャビティ13を形成する型体たる固定型11に設けられ材料通路たるスプルー24などに連通するゲートたるスリットゲート29とを備え、間隔を置いて配置された複数の薄肉部材２と、これら薄肉部材２，２間に形成された中間枠部３と、それら複数の薄肉部材２，２の周囲に設けた周枠部４を備えた射出成形体１を製造する金型装置において、スリットゲート29を中間枠部３に対応して配置すると共に、該スリットゲート29の断面を略線状に形成したから、固定型11と可動型12とを型閉めして相互間に製品キャビティ13を形成し、この製品キャビティ13にスリットゲート29から樹脂を充填すると、そのスリットゲート29が中間枠部３に対応して断面略線状に形成されているため、中央側に位置する中間枠部３に樹脂が良好に充填される。

また、このように本実施例では、請求項２に対応して、材料通路たるスプルー24からの樹脂をスリットゲート29から製品キャビティ13内に射出し、固定型11及び可動型12の型開きによりスリットゲート29内の樹脂と製品キャビティ13内の樹脂とを切り離すものであるから、固定型11と可動型12を型開きすると、スリットゲート29において樹脂が切り離され、製品キャビティ13内に、樹脂が固化してなる枠部３，４と薄肉部材２とからなる成形体１が残り、これを取り出して成形体１が得られる。

また、このように本実施艇では、請求項３に対応して、薄肉部材２が発泡金属５であるから、製品キャビティ13に樹脂を射出すると、樹脂が発泡金属５の気孔に入り込み、樹脂からなる枠部３，４と薄肉部材２を形成する発泡金属５とが一体化された成形体１が得られる。

このように本実施例では、請求項４に対応して、互いに開閉し型閉時に製品キャビティ13を相互間に形成する複数の型体たる固定型11及び可動型12と、それら型体のうち製品キャビティ13を形成する型体たる固定型11に設けられ材料通路たるスプルー24などに連通するゲートたるスリットゲート29とを備えた金型装置を用い、間隔を置いて配置された複数の薄肉部材２，２と、これら薄肉部材２，２間に形成された中間枠部３と、それら複数の薄肉部材２，２の周囲に設けた周枠部４を備えた射出成形体１を製造する製造方法において、製品キャビティ13内に間隔を置いて複数の薄肉部材２，２を配置した後、固定型11と可動型12を型閉めし、断面を略線状に形成したスリットゲート29から中間枠部３に樹脂を充填するから、中間枠部３に樹脂が良好に充填された射出成形体１が得ることができる。

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、ランナー部26，27の形状は適宜選定可能である。また、薄肉部材を有する成形体としては、薄肉部材を有していれば種々の形状の射出成形体に適用可能である。なお、薄肉部材としては、0．40ｍｍを超える厚さの湯合であっても適用可能である。

本発明の実施例１を示す成形体の斜視図である。同上、成形体の製造工程を示す型体の断面図であり、型閉め時を示している。同上、成形体の製造工程を示す型体の断面図であり、型開き時を示している。同上、成形体に対するゲートの位置を説明する平面説明図である。同上、成形体に対するランナー部，スプルー及びゲートの位置を説明する平面説明図である。

符号の説明

１成形体
２薄肉部材
３中間枠部
４周枠部
５発泡金属
11 固定型（型体）
12 可動型（型体）
13 製品キャビティ
24 スプルー（材料通路）
25 ランナー（材料通路）
26 コ字型ランナー部（材料通路）
27 Ｉ型ランナー部（材料通路）
28 スプルー（材料通路）
29 スリットゲート（ゲート）

Claims

互いに開閉し型閉時に製品キャビティを相互間に形成する複数の型体と、それら型体のうち製品キャビティを形成する型体に設けられ材料通路に連通するゲートとを備え、間隔を置いて配置された複数の薄肉部材と、これら薄肉部材間に形成された中間枠部と、それら複数の薄肉部材の周囲に設けた周枠部を備えた射出成形体を製造する金型装置において、前記ゲートを前記中間枠部に対応して配置すると共に、該ゲートの断面を略線状に形成したことを特徴とする射出成形体の金型装置。
前記材料通路からの樹脂を前記ゲートから前記製品キャビティ内に射出し、前記型体の型開きにより前記ゲート内の樹脂と前記製品キャビティ内の樹脂とを切り離すものであることを特徴とする請求項１記載の射出成形体の金型装置。
前記薄肉部材が発泡金属であることを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形体の金型装置。
互いに開閉し型閉時に製品キャビティを相互間に形成する複数の型体と、それら型体のうち製品キャビティを形成する型体に設けられ材料通路に連通するゲートとを備えた金型装置を用い、間隔を置いて配置された複数の薄肉部材と、これら薄肉部材間に形成された中間枠部と、それら複数の薄肉部材の周囲に設けた周枠部を備えた射出成形体を製造する製造方法において、前記製品キャビティ内に間隔を置いて複数の薄肉部材を配置した後、前記型体を型閉めし、断面を略線状に形成したゲートから前記中間枠部に樹脂を充填することを特徴とする射出成形体の製造方法。