JP2006062204A

JP2006062204A - 成形用金型装置

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Publication number: JP2006062204A
Application number: JP2004247496A
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: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2006-03-09

Abstract

【課題】スリット状ガス通路部分の冷却効率を高め、成形品のそりの発生を防止することができる成形用金型装置を提供する。
【解決手段】互いに開閉可能で型閉時に相互間にキャビティ３を形成する固定型１及び可動型２と、可動型２に設けられキャビティ３内に連通するスリット状ガス通路15とを備える。スリット状ガス通路15を幅方向に間隔を置いて複数設け、キャビティ３内に樹脂Ｊを充填して成形品101を成形する。可動型２内にスリット状ガス通路15を貫通する貫通部材31を設け、この貫通部材31の端部たる端面32をスリット状ガス通路15外側で可動型２の可動側型板11に接する。貫通部材31によりガス通路15における熱を外側の型体に逃がすことができ、キャビティ３のガス通路15部分を速やかに冷却することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂の射出成形などに用いられる成形用金型装置に関する。

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、キャビティに溶融樹脂を充填するゲートを複数設けると共に、キャビティの形状に合せた位置に複数のゲートを配置することにより、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（例えば特許文献１）。

さらに、型体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、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（例えば特許文献１）。

ところで、上述したような成形用金型装置を用いた成形品では、所定の冷却時間を取らないと、スリット状ガス通路に対応した部分にそりが発生する場合があり、特に、薄肉製品を成形するとそりが発生し易い問題がある。
特開２００２−２４０１０５号公報（図８及び特許請求の範囲）

上述したような成形用金型装置を用いた成形品では、十分な冷却時間を取らないと、スリット状ガス通路に対応した部分にそりが発生し易い。しかし、冷却時間を十分に取ると、成形サイクルが長くなってしまう。そして、特に、薄肉製品を成形する場合、そりが発生し易くなる問題がある。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので、スリット状ガス通路部分の冷却効率を高め、成形品のそりの発生を防止することができる成形用金型装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、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と、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とを備え、前記スリット状ガス通路を幅方向に間隔を置いて複数設け、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において、前記１つの型体内に前記スリット状ガス通路を貫通する貫通部材を設け、この貫通部材の端部を前記スリット状ガス通路外側で前記型体に接したものである。

また、請求項２の発明は、前記１つの型体には前記スリット状ガス通路の反キャビティ側に温調用流体通路を設けたものである。

また、請求項３の発明は、前記１つの型体に、複数のブロック材からなる入れ子を設けると共に、それらブロック材間に形成した隙間により前記スリット状ガス通路を構成し、前記入れ子に前記貫通部材を設けたものである。

また、請求項４の発明は、前記貫通部材が銅又は銅合金であるものである。

また、請求項５の発明は、前記温調用流体通路が複数のスリット状ガス通路の幅方向に配置されているものである。

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、スリット状ガス通路からキャビティ内のガス抜きが行われ、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。そして、キャビティ内の樹脂が固化した後、型開きし、成形品を離型する。

この場合、スリット状ガス通路を貫通する貫通部材を型体に接して設けたから、ガス通路における熱を外側の型体に逃がすことができ、キャビティのガス通路部分を速やかに冷却することができるから、成形品におけるそりの発生を防止できる。

また、請求項２の構成によれば、前記スリット状ガス通路に対応して温調用流体通路を設けたから、キャビティのガス通路部分を速やかに冷却することができ、成形品におけるそりの発生を防止できる。

また、請求項３の構成によれば、入れ子を構成する複数のブロック材を冷却することができる。

また、請求項４の構成によれば、熱伝導率の高い銅又は銅合金を用いることにより、冷却効果を向上することができる。

また、請求項５の構成によれば、キャビティのガス通路部分を効率よく冷却することができる。

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を採用することにより、従来にない成形用金型装置が得られ、その成形用金型装置について記述する。

以下、本発明の成形用金型装置の一実施例について、図１〜図５を参照しながら説明する。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。前記固定型１は、前記キャビティ３へ開口するゲートたるトンネルゲート４を有し、このトンネルゲート４から溶融樹脂がキャビティ３内に充填される。一方、前記可動型２は、先端がキャビティ３に臨んで位置する突き出しピン（図示せず）を有している。この突き出しピンは、突き出す前は、先端がキャビティ３の面と面一で、キャビティ３の面からその先端が突き出て成形品を離型するものである。

また、図４に示すように、ゲートたる前記トンネルゲート４は、キャビティ３に開口して接続され、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４とキャビティ３との間の部分がカット部５をなしており、型開によりトンネルゲート４の樹脂Ｊをカット部５が切断する。

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。また、このガス通路15はキャビティ３と交差方向に形成された通路である。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、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のキャビティ３における幅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には、前記連通空間20と外部とを連通する通路21が形成されている。尚、前記溝部19Ａ，19Ｂ，19Ｃ，19Ｄはいずれもスリット形成溝部であり、スリット状溝部15の一部を構成するものである。

また、図５に示すように、前記キャビティ３の形状をなす成形品101は、前記スリット状ガス通路15が直交する一面部102と、この一面部102の周囲に形成された壁面部103とを有する薄肉箱状をなし、一面部102の厚さＴが０．３ミリ以下のものである。

前記可動型２には、前記複数のガス通路15，15…とブロック材16，17，18を貫通する貫通部材31が設けられ、該貫通部材31は貫通部分において前記ブロック材16，17，18に接している。この貫通部材31は砲金製の円柱部材であり、その両端面32，32を入れ子装着部13に接して設けられている。また、貫通部材31の軸心は、前記ガス通路15の幅Ｗのほぼ中央に位置している。尚、貫通部材31は、銅や銅合金などから形成することができる。また、貫通部材31はガス通路15と交差方向をなし、キャビティ３とほぼ平行をなす。

また、前記可動型２の可動側型板11には、前記入れ子装着部13の周囲三方を囲むように平面略コ字状に温調用液体通路33が設けられている。さらに、前記可動型２の可動受け板12には、前記入れ子装着部13の反キャビティ側に温調用液体通路34が設けられ、この温調用液体通路34の軸心は、前記ガス通路15の幅Ｗのほぼ中央に位置している。

前記温調用液体通路33，34に温調用液体がポンプなどの液送手段（図示せず）により送られ、矢印に示すように、温調用液体である冷却水が圧送される。

次に、前記成形用金型装置を用いた成形品101の成形につき説明すると、固定型１と可動型２とを型閉し、ゲート４からキャビティ３内に溶融樹脂Ｊを充填する（充填工程）。この充填工程に際して、制御手段により吸排手段（図示せず）が作動し、キャビティ３内のガス（空気及び溶融樹脂から発生するガス）をスリット状ガス通路15から吸引し、充填終了とほぼ同時にその吸引を停止する。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101における残留応力などの発生も防止される。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、突き出しピンが作動し、該成形品101が離型される。

このような成形工程において、熱伝導性の高い部材からなる貫通部材31により、ガス通路15及びガス通路15を形成するブロック材16，17，18の熱が、該貫通部材31の両端面32から外側の可動側型板11に移動することにより、キャビティ３の入れ子14部分を冷却することができる。加えて、入れ子14の反キャビティ側には、温調用液体通路34が設けられ、この温調用液体通路34に冷却用液体を流すことによって、入れ子14を冷却し、キャビティ３の入れ子14部分を速やかに冷却することができる。

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及び可動型２と、１つの前記型体たる可動型２に設けられキャビティ３内に連通するスリット状ガス通路15とを備え、スリット状ガス通路15を幅方向に間隔を置いて複数設け、キャビティ３内に樹脂Ｊを充填して成形品101を成形する成形用金型装置において、可動型２内にスリット状ガス通路15を貫通する貫通部材31を設け、この貫通部材31の端部たる端面32をスリット状ガス通路15外側で可動型２の可動側型板11に接したから、成形時、固定型１及び可動型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、スリット状ガス通路15からキャビティ３内のガス抜きが行われ、これにより樹脂充填時におけるキャビティ３内のガス圧縮に伴う抵抗がなくなり、樹脂Ｊがスムーズに流れてキャビティ３内に充填される。そして、キャビティ３内の樹脂Ｊが固化した後、型開きし、成形品101を離型する。

この場合、スリット状ガス通路15を貫通する貫通部材31を可動型２の可動側型板11に接して設けたから、ガス通路15における熱を入れ子14外側の型体に逃がすことができ、キャビティ３のガス通路15部分の入れ子14が速やかに冷却され、成形品101におけるそりの発生を防止することができる。

また、このように本実施例では、請求項２に対応して、１つの型体たる可動型２にはスリット状ガス通路15の反キャビティ側に温調用流体通路33を設けたから、キャビティ３のガス通路15部分の入れ子14を速やかに冷却することができ、成形品101におけるそりの発生を防止できる。

また、このように本実施例では、請求項３に対応して、１つの型体たる可動型２に、複数のブロック材16，17，18からなる入れ子14を設けると共に、それらブロック材16，17，18間に形成した隙間たるスリット形成溝部19によりスリット状ガス通路15を構成し、入れ子14に貫通部材31を貫通して設けたから、入れ子14を構成する複数のブロック材16，17，18を冷却することができる。

また、このように本実施例では、請求項４に対応して、貫通部材31が銅又は銅合金であり、熱伝導率の高い銅又は銅合金を用いることにより、冷却効果を向上することができる。

また、このように本実施例では、請求項５に対応して、温調用流体通路34が複数のスリット状ガス通路15の幅方向に配置されているから、キャビティ３のガス通路15部分を効率よく冷却することができる。

また、実施例上の効果として、貫通部材31の断面がほぼ円形であるから、該貫通部材31の外周面がブロック材16，17，18と面接触して、その接触面積を大きくでき、ブロック材16，17，18の熱を効率よく逃がすことができる。また、貫通部材31の端面32を面接触状態で可動側型板に接するようにしたから、熱を効率よく逃がすことができる。さらに、入れ子14の周囲に温調用液体通路33を設けたから、入れ子14周囲の可動側型板11を冷却でき、貫通部材31による入れ子14内部の熱放出を良好に行うことができる。また、貫通部材31は、ガス通路15のキャビティ３に開口する部分より幅の広い部分である中間溝部19Ａにおいて、ガス通路15に貫通しているから、ガス抜きの邪魔になりにくい。

尚、本発明は、前記実施形態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、貫通部材の断面形状は円形に限らず、角形でもよい。また、貫通部材は、銅又は銅合金以外でも、ブロック材より熱伝導率の高い材料を用いることができる。さらに、実施例では、両端面を入れ子装着部に接して設けたが、端面の一方のみを入れ子装着部の型体たる可動側型板に接するように構成してもよい。また、複数の貫通部材をほぼ平行に配置するようにしてもよい。

本発明の実施例１を示す樹脂充填前の成形用金型装置の断面図である。同上、図１のＡ−Ａ線断面図である。同上、可動型の縦断面図である。同上、ゲート周りの拡大断面図である。同上、成形品の斜視図である。

符号の説明

１固定型（型体）
２可動型（型体）
３キャビティ
４トンネルゲート（ゲート）
14 入れ子
15 スリット状ガス通路
16，17，18 ブロック材
19 スリット形成溝部
31 貫通部材
32 端面（端部）
34 温調用液体通路
101 成形品

Claims

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と、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とを備え、前記スリット状ガス通路を幅方向に間隔を置いて複数設け、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において、前記１つの型体内に前記スリット状ガス通路を貫通する貫通部材を設け、この貫通部材の端部を前記スリット状ガス通路外側で前記型体に接したことを特徴とする成形用金型装置。
前記１つの型体には前記スリット状ガス通路の反キャビティ側に温調用流体通路を設けたことを特徴とする請求項１記載の成形用金型装置。
前記１つの型体に、複数のブロック材からなる入れ子を設けると共に、それらブロック材間に形成した隙間により前記スリット状ガス通路を構成し、前記入れ子に前記貫通部材を設け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。
前記貫通部材が銅又は銅合金であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形用金型装置。
前記温調用流体通路が複数のスリット状ガス通路の幅方向に配置されていることを特徴とする請求項２記載の成形用金型装置。