JP2009154367A - 樹脂成形用のゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形する樹脂成形品の形状によらず、充填完了時にキャビティ内に発生させる圧力を適切に維持することができ、精度よく樹脂成形品を成形することができる樹脂成形用のゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法を提供すること。
【解決手段】樹脂成形用のゴム型２は、樹脂成形品を成形するための空間であるキャビティ２２内に、所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂６を充填するよう構成したゴム製の成形型である。ゴム型２は、複数の分割型部２１を組み合わせてなると共に、分割型部２１同士が対面する分割面２０にキャビティ２２を形成してなる。ゴム型２には、キャビティ２２内へ熱可塑性樹脂６を導くためのランナー２３と、キャビティ２２に連通する余剰空間２４とが形成してある。余剰空間２４は、キャビティ２２内において熱可塑性樹脂６が最後に到達する末端部位２２０に連通している。
【選択図】図１

Description

ゴム型内に熱可塑性樹脂を充填して樹脂成形品を得るためのゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法に関する。

熱可塑性樹脂は、種々の成形方法によって、所定形状の成形品に成形している。結晶性、非晶性、あるいは溶融粘度の高低に応じて、更に成形品の形状に応じて射出成形、ブロー成形、押し出し成形、プレス成形等種々の成形方法が実用化されている。
例えば、特許文献１においては、ゴム製の成形型を用いて熱可塑性樹脂を成形する樹脂成形方法が開示されている。この樹脂成形方法においては、成形型内に熱可塑性樹脂を充填する際に、成形型の表面から熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射することにより、成形型に対して熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる。これにより、熱可塑性樹脂の温度が低下して、その粘度が増加することを防止している。

また、例えば、特許文献２においては、シリコーンゴム型を用いて熱可塑性樹脂の射出成形を行う樹脂成形方法が開示されている。この樹脂成形方法においては、液状の付加硬化型シリコーンゴム組成物を硬化させてシリコーンゴム型を成形し、このシリコーンゴム型をバックアップ体に据え付け、シリコーンゴム型内へ溶融した熱可塑性樹脂を射出成形している。これにより、表面精度及び表面光沢が良好な樹脂成形品を簡便に成形することができる。

ところで、熱可塑性樹脂の射出成形は、金型を用いて行う場合がほとんどである。この場合、金型には十分な強度があるため、射出成形時に金型に変形が生じることはほとんどなく、熱可塑性樹脂の射出圧力を高くすることができる。これに対し、ゴム型を用いて射出成形を行う場合には、その強度が金型に比べて低いため、バックアップ体（型締め手段）によってゴム型の型締めを行う。

しかしながら、キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了した直後には、充填が完了したにも拘らず、キャビティ内の熱可塑性樹脂には射出シリンダーによる射出圧力が直接加わることになる。このとき、キャビティ内の圧力は、それまでの動的な圧力状態から静的な圧力状態に変化し、急激に上昇する。そのため、ゴム型の型締めを行うだけでは、ゴム型の変形を防止することが難しく、新たな技術の開発が望まれる。

なお、キャビティの全体に熱可塑性樹脂が到達したときには、射出シリンダーによる射出圧力を制御することにより、キャビティ内の圧力が必要以上に高くならないよう制御することも考えられる。しかしながら、この場合には、射出シリンダーの電気的制御が必要になるだけでなく、成形する樹脂成形品の形状によっては（特に、熱可塑性樹脂が最後に到達するキャビティの末端部位の数、位置等によって）、キャビティ内の圧力の制御が困難になることがある。

特開２００７−１３６７４７号公報 特許第２９０６９６９号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、成形する樹脂成形品の形状によらず、充填完了時にキャビティ内に発生させる圧力を適切に維持することができ、精度よく樹脂成形品を成形することができる樹脂成形用のゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法を提供しようとするものである。

第１の発明は、樹脂成形品を成形するための空間であるキャビティ内に、所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂を充填するよう構成したゴム製のゴム型であって、
該ゴム型は、複数の分割型部を組み合わせてなると共に、該分割型部同士が対面する分割面に上記キャビティを形成してなり、かつ上記ゴム型には、上記キャビティ内へ上記熱可塑性樹脂を導くためのランナーと、上記キャビティに連通する余剰空間とが形成してあり、
該余剰空間は、上記キャビティ内において上記熱可塑性樹脂が最後に到達する末端部位に連通していることを特徴とする樹脂成形用のゴム型にある（請求項１）。

本発明の樹脂成形用のゴム型においては、上記キャビティの末端部位に、余剰の熱可塑性樹脂を流出させることができる余剰空間を形成している。
そして、ゴム型を用いて樹脂成形品を成形する際には、ランナーを介してキャビティ内へ熱可塑性樹脂が充填され、キャビティの末端部位には、最も遅く熱可塑性樹脂が到達する。このとき、キャビティ内における圧力状態は動的な圧力状態から静的な圧力状態に変化しようとするのに対し、本発明においては、キャビティの末端部位に到達した熱可塑性樹脂を、余剰空間へ流出させることができる。
これにより、本発明においては、熱可塑性樹脂がキャビティの末端部位に到達するときのキャビティ内の圧力を適切に維持することができると共に、キャビティ内の圧力状態が静的な圧力状態に変化するときに生ずる急激な圧力上昇を緩和することができる。

また、本発明においては、射出シリンダーの圧力制御を行うことなく、充填完了時におけるキャビティ内の圧力を適切に維持することができる。そのため、種々の複雑な形状の樹脂成形品に対して、例えば、キャビティの末端部位の数、位置等が異なる場合においても、充填完了時におけるキャビティ内の圧力を適切に維持することができる。
さらに、急激な圧力上昇を緩和できることにより、熱可塑性樹脂からゴム型に加わる圧力を低く抑えることができる。そのため、ゴム型に生ずる変形を小さく抑えることができ、精度よく樹脂成形品を成形することができる。

それ故、本発明の樹脂成形用のゴム型によれば、成形する樹脂成形品の形状によらず、充填完了時にキャビティ内に発生させる圧力を適切に維持することができ、精度よく樹脂成形品を成形することができる。

第２の発明は、上記樹脂成形用のゴム型を用いた成形装置であって、
上記ランナーを介して上記キャビティ内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂を所定の圧力で射出する射出手段と、
上記ゴム型の上記分割面が開かないよう上記分割型部同士の型締めを行う型締め手段と、
上記ゴム型に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する電磁波発生手段とを有していることを特徴とするゴム型を用いた成形装置にある（請求項９）。

本発明のゴム型を用いた成形装置は、上記ゴム型の使用に適した成形装置である。そして、本発明においては、特に上記電磁波発生手段を用いることにより、ゴム型に比べてキャビティ内へ充填する熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、ゴム型に対する熱可塑性樹脂の充填性を向上させることができる。
また、樹脂成形品を成形する際には、型締め手段によって、ゴム型の分割面が開かないよう分割型部同士の型締めを行い、射出手段によって、ランナーを介してキャビティ内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂を所定の圧力で射出することができる。

それ故、本発明のゴム型を用いた成形装置によれば、成形する樹脂成形品の形状によらず、充填完了時にキャビティ内に発生させる圧力を適切に維持することができ、精度よく樹脂成形品を成形することができる。

また、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波により、ゴム型に比べて、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム型の表面に照射された０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波は、ゴム型に吸収される割合に比べて、ゴム型を透過して熱可塑性樹脂に吸収される割合が多いと考える。そのため、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波による光のエネルギーが熱可塑性樹脂に優先的に吸収されて、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができると考える。

第３の発明は、上記樹脂成形用のゴム型を用いた成形方法であって、
上記キャビティ内へ溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程と、上記複数の分割型部を分離して上記樹脂成形品を上記キャビティ内から取り出す取出工程とを行うに際し、
上記充填工程においては、上記ランナーを介して上記キャビティ内へ充填した上記熱可塑性樹脂の一部を、上記余剰空間へ流出させることにより、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されたときに生ずる上記キャビティ内の圧力上昇を緩和することを特徴とするゴム型を用いた成形方法にある（請求項１０）。

本発明のゴム型を用いた成形方法は、上記ゴム型の使用に適した成形方法である。そして、本発明の充填工程においては、ランナーを介してキャビティ内へ充填した熱可塑性樹脂が、上記キャビティの末端部位に到達したときには、この熱可塑性樹脂の一部が、余剰空間へ流出する。これにより、キャビティの全体に熱可塑性樹脂が充填されたときに生ずるキャビティ内の急激な圧力上昇を緩和することができる。そのため、射出シリンダーの圧力制御を行うことなく、充填完了時におけるキャビティ内の圧力を適切に維持することができる。
その他、本発明においても、上記第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。

それ故、本発明のゴム型を用いた成形方法によれば、成形する樹脂成形品の形状によらず、充填完了時にキャビティ内に発生させる圧力を適切に維持することができ、精度よく樹脂成形品を成形することができる。

第４の発明は、上記樹脂成形用のゴム型を用いた成形方法であって、
上記キャビティ内へ溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程と、上記複数の分割型部を分離して上記樹脂成形品を上記キャビティ内から取り出す取出工程とを行うに際し、
上記充填工程においては、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されたときには、上記圧力上昇緩和手段が開口して、上記熱可塑性樹脂の一部を上記余剰空間へ流出させることにより、上記キャビティ内の急激な圧力上昇を緩和することを特徴とするゴム型を用いた成形方法にある（請求項１１）。

本発明のゴム型を用いた成形方法も、上記ゴム型の使用に適した成形方法である。そして、本発明の充填工程においては、ランナーを介してキャビティ内へ導入される熱可塑性樹脂が、上記キャビティの末端部位まで到達して、キャビティの全体に充填されたときには、キャビティ内の圧力が所定の圧力に上昇し、上記圧力上昇緩和手段が開口する。これにより、キャビティの末端部位に到達した熱可塑性樹脂の一部を、余剰空間へ流出させることができ、充填完了時におけるキャビティ内の急激な圧力上昇を緩和することができる。そして、射出シリンダーの圧力制御を行うことなく、圧力緩和手段が開口するときの所定の圧力によって、充填完了時におけるキャビティ内の圧力を適切に維持することができる。
その他、本発明においても、上記第１の発明と同様の作用効果を得ることができる。

それ故、本発明のゴム型を用いた成形方法によっても、成形する樹脂成形品の形状によらず、充填完了時にキャビティ内に発生させる圧力を適切に維持することができ、精度よく樹脂成形品を成形することができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記余剰空間には、上記キャビティにおける上記熱可塑性樹脂の流動方向に直交する方向の断面積よりも小さい断面積を有する導入路が形成してあることが好ましい（請求項２）。
この場合には、導入路の断面積を適切に設定することによって、充填完了時におけるキャビティ内の圧力を、適宜目標とする圧力に設定することができる。そのため、充填完了時におけるキャビティ内の圧力をより適切に維持することができる。

また、上記導入路は、上記余剰空間が上記キャビティに連通する部位に形成してあることが好ましい（請求項３）。
この場合には、上記キャビティの末端部位に到達した熱可塑性樹脂を余剰空間へ流出させる量を最小限にすることができる。

また、上記余剰空間には、上記キャビティ内の圧力が所定の圧力になったときに開口して、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されたときに生ずる上記キャビティ内の圧力上昇を緩和する圧力上昇緩和手段を設けることもできる（請求項４）。
この場合には、圧力緩和手段が開口するときの圧力を適宜設定することができ、充填完了時におけるキャビティ内の圧力を、より適切な圧力に設定することができる。

また、上記圧力上昇緩和手段は、上記キャビティ内の圧力が所定の圧力になったときに変形又は破損して開口するよう構成した圧力開口壁とすることができる（請求項５）。
この場合には、圧力上昇緩和手段を簡単に形成することができる。また、圧力開口壁の大きさ、厚み、圧力開口壁に設けた開口用切込み等を適宜調整することによって、圧力開口壁が変形又は破損するときの圧力を適切に設定することができる。そして、充填完了時におけるキャビティ内の圧力を、より適切な圧力に設定することができる。

また、上記圧力開口壁は、上記ゴム型の一部によって直接形成することができる（請求項６）。
この場合には、金型よりも格段に強度が低いゴム型の性質を利用して、圧力上昇緩和手段を極めて簡単に形成することができる。

また、上記圧力開口壁は、上記余剰空間に、上記ゴム型とは別の部材として設けた圧力開口部材によって形成することもできる（請求項７）。
この場合には、ゴム型において樹脂成形品の成形を行うごとに、圧力開口部材を取り替えることにより、同じゴム型を繰り返し使用することができる。

また、上記圧力上昇緩和手段は、上記キャビティ内の圧力が所定の圧力になったときに開口するよう構成した圧力バルブとすることもできる（請求項８）。
この場合には、種々の圧力バルブを用いることによって、圧力上昇緩和手段を形成することができる。また、ゴム型において樹脂成形品の成形を行うごとに、圧力バルブを取り替えることにより、同じゴム型を繰り返し使用することができる。
なお、圧力バルブとしては、いわゆる安全弁等のバネ力を調整することによって動作時の圧力を設定することができるもの等を用いることができる。

また、上記ゴム型は、透明又は半透明のシリコーンゴムから構成することができる。
この場合には、特に、ゴム型を介して熱可塑性樹脂に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して、熱可塑性樹脂を加熱する際に、当該電磁波の多くを、ゴム型を透過させて、キャビティ内及びランナー内の熱可塑性樹脂に吸収させることが容易になる。
また、ゴム型に用いるシリコーンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格測定において２５〜８０であることが好ましい。

また、第２〜第４の発明において、上記ゴム型を介して上記熱可塑性樹脂に照射する電磁波としては、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波だけでなく、これ以外の領域の電磁波も含まれていてもよい。この場合において、ゴム型を介して熱可塑性樹脂に照射する電磁波又は透過電磁波は、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波を、これ以外の領域の電磁波よりも多く含むことが好ましい。
また、上記熱可塑性樹脂の加熱に、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波を用いる理由は、この波長の領域の電磁波は、ゴム型を透過し易い性質を有する一方、熱可塑性樹脂に吸収され易い性質を有するためである。

また、上記電磁波は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有していることが好ましい。この場合には、電磁波発生手段等の電磁波発生源として、出射する電磁波の波長に所定の分布特性を有するハロゲンヒータ、赤外線ランプ等を用いることができる。

また、上記熱可塑性樹脂は、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン−プロピレン−ジエン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）等のＡＢＳ系樹脂であることが好ましい。この場合には、上記電磁波により、ゴム型をほとんど加熱することなく上記ＡＢＳ系樹脂を選択的に加熱することができる。

また、上記熱可塑性樹脂は、非晶性熱可塑性樹脂であることが好ましい。
ところで、熱可塑性樹脂の冷却速度は比較的遅くすることが多い。そのため、冷却中に熱可塑性樹脂の結晶性が高くなることがあり、これによって、樹脂成形品の寸法精度が低下したり、樹脂成形品の耐衝撃性が低下したりすることがある。これに対し、熱可塑性樹脂を非晶性熱可塑性樹脂にしたことにより、上記樹脂成形品の寸法精度の低下及び耐衝撃性の低下等を防止することができる。

非晶性熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、スチレン・メタクリル酸メチル共重合体等のスチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン−プロピレン−ジエン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）、ＨＩＰＳ樹脂（ハイインパクトポリスチレン樹脂、特にブタジエンを含有するもの）、変性ポリフェニレンエーテル等のゴム変性熱可塑性樹脂、又はポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ＰＣ／ゴム変性熱可塑性樹脂アロイ等を用いることができる。その中でも、特にゴム変性熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。

また、上記熱可塑性樹脂は、ゴム変性熱可塑性樹脂とすることができ、ゴム変性熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ゴム質重合体の存在下にビニル系単量体をグラフト重合させた重合体を１種又は２種以上含むものが好ましい。
上記ゴム質重合体としては、特に限定されないが、ポリブタジエン、ブタジエン・スチレン共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、エチレン・ブテン−１共重合体、エチレン・ブテン−１・非共役ジエン共重合体、アクリルゴム、シリコーンゴム等が挙げられ、これらは１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

また、上記ゴム質重合体としては、ポリブタジエン、ブタジエン・スチレン共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、アクリルゴムを用いることが好ましく、上記ゴム変性熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂等のＡＢＳ系樹脂を用いることがさらに好ましい。

以下に、本発明の樹脂成形用のゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
（実施例１）
本例の樹脂成形用のゴム型２は、図１、図２に示すごとく、樹脂成形品を成形するための空間であるキャビティ２２内に、所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂６を充填するよう構成したゴム製の成形型である。
このゴム型２は、複数の分割型部２１を組み合わせてなると共に、分割型部２１同士が対面する分割面２０にキャビティ２２を形成してなる。また、ゴム型２には、キャビティ２２内へ熱可塑性樹脂６を導くためのランナー２３と、キャビティ２２に連通する余剰空間２４とが形成してある。そして、余剰空間２４は、キャビティ２２内において熱可塑性樹脂６が最後に到達する末端部位２２０に連通している。

以下に、本例の樹脂成形用のゴム型２、並びにこれを用いた成形装置１及び成形方法につき、図１〜図４を参照して詳説する。
本例においては、熱可塑性樹脂６として、非晶性熱可塑性樹脂であると共にゴム変性熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂を用いる。
また、本例のゴム型２は、透明又は半透明のシリコーンゴムからなる。このゴム型２は、成形する樹脂成形品のマスターモデル（手作りの現物等）を液状のシリコーンゴム内に配置し、このシリコーンゴムを硬化させ、硬化後のシリコーンゴムを切り開いて、このシリコーンゴムからマスターモデルを取り出すことによって作製することができる。
また、図２に示すごとく、本例のゴム型２は、１つの分割面２０を形成して２つの分割型部２１を組み合わせて形成した。これに対し、ゴム型２は、成形する樹脂成形品の形状が複雑な場合は、３つ以上の分割型部２１を組み合わせて形成することもできる。

本例の成形装置１は、ゴム型２に対して熱可塑性樹脂６の射出成形を行う。成形装置１は、図３に示すごとく、ランナー２３を介してキャビティ２２内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂６を所定の圧力で射出する射出シリンダー５２と、ゴム型２の分割面２０が開かないよう分割型部２１同士の型締めを行う型締め手段５１と、ゴム型２に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する電磁波発生手段４とを有している。本例においては、射出シリンダー５２からゴム型２内へ射出する溶融状態の熱可塑性樹脂６の圧力は、０．５〜５ＭＰａとする。

型締め手段５１は、一対の型締め用プレート５１１の間にゴム型２を配置し、加圧シリンダー等の加圧手段によって、一対の型締め用プレート５１１を介してゴム型２に加圧する構成とすることができる。なお、型締め用プレート５１１を電磁波発生手段４とゴム型２との間に配置する場合は、型締め用プレート５１１は、電磁波発生手段４による電磁波（特に近赤外線領域の電磁波）を透過させるために、透明又は半透明のガラス等から構成することができる。
また、図３において、電磁波発生手段４から出射する電磁波を矢印Ｘで示し、型締め手段５１による型締め力を矢印Ｆによって示す。

本例の電磁波発生手段４は、電磁波（光）の発生源４１と、この発生源４１による電磁波をゴム型２の方向へ導くリフレクタ（反射板）４２とを有している。本例の電磁波発生手段４としては、近赤外線領域内の約１．２μｍの付近に光強度のピークを有する近赤外線ハロゲンヒータを用いる。

また、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波（光）に対する吸光度（特定の波長の光に対する吸収強度を示す尺度）は、熱可塑性樹脂６として用いるＡＢＳ樹脂の方が、ゴム製のゴム型２として用いるシリコーンゴムよりも大きくなっている。なお、吸光度は、例えば、島津製作所製ＵＶ３１００を用いて測定することができる。
また、本例においては、溶融した状態の熱可塑性樹脂６をゴム型２のキャビティ２２内に注入し、ゴム型２に上記電磁波を照射することにより、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂６の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止して、樹脂成形品を得る。

図４は、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについて、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、各シリコーンゴムにおける光の透過率を示すグラフである。同図において、各シリコーンゴムは、２００〜２２００（ｎｍ）の間の波長の光を透過させることがわかる。そのため、この波長の領域である近赤外線（０．７８〜２μｍの波長領域の光）をシリコーンゴム製のゴム型２の表面に照射すると、当該近赤外線の多くを、ゴム型２を透過させて熱可塑性樹脂６に吸収させることができる。そして、ゴム型２に比べて熱可塑性樹脂６を選択的に加熱できることがわかる。

図１、図２に示すごとく、本例の余剰空間２４には、キャビティ２２における熱可塑性樹脂６の流動方向に直交する方向の断面積よりも小さな断面積を有する導入路２４１が形成してある。また、導入路２４１は、余剰空間２４がキャビティ２２に連通する部位に形成してある。
また、キャビティ２２と導入路２４１との間に生ずる圧力損失は、導入路２４１の開口形状及び長さ、熱可塑性樹脂６の充填速度、充填温度及び特性等によって決定される。そのため、特に、導入路２４１の断面積及び長さを適切に調整することによって、充填完了時におけるキャビティ２２内の圧力を、適宜目標とする圧力に設定することができる。

また、図１に示すごとく、本例のゴム型２のキャビティ２２においては、熱可塑性樹脂６が最後に到達する末端部位２２０が複数（本例では２つ）形成されている。そして、各末端部位２２０に対して、余剰空間２４及び導入路２４１が形成されている。なお、導入路２４１を各末端部位２２０に形成し、余剰空間２４は、まとめて１つ形成することもできる。

また、本例の余剰空間２４は、分割面２０に形成されている。これに対し、余剰空間２４は、分割面２０以外にも形成することができる。この場合には、余剰空間２４を、成形後の樹脂成形品を取り出すことができる形状にする必要がある。
また、図３に示すごとく、ゴム型２の表面には、射出シリンダー５２の先端が係合する係合凹部２３１が形成してあり、ランナー２３は、係合凹部２３１とキャビティ２２とを連通する形状に形成してある。

次に、上記ゴム型２及び成形装置１を用いて、樹脂成形品を成形する方法及び本例における作用効果につき説明する。
まず、準備工程として、図２に示すごとく、一対の分割型部２１を閉じてゴム型２の分割面２０を閉じる。そして、ゴム型２の分割面２０が開かないよう、一対の分割型部２１を対面させる方向に加圧する型締め手段５１によって型締めを行う（図３参照）。
次いで、充填工程として、図３に示すごとく、ゴム型２の係合凹部２３１に射出シリンダー５２を係合し、射出シリンダー５２からランナー２３を介してキャビティ２２内へ溶融状態の熱可塑性樹脂６を射出する。そして、キャビティ２２及びランナー２３の全体に、熱可塑性樹脂６を充填する。

また、上記充填を行う際には、電磁波発生手段４によって、ゴム型２を介して熱可塑性樹脂６に、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射し、熱可塑性樹脂６を加熱する。このとき、ゴム型２に比べてキャビティ２２内へ充填する熱可塑性樹脂６を選択的に加熱することができ、熱可塑性樹脂６の温度を高く維持し、その溶融粘度が増加することを防止して、充填性を向上させることができる。
そして、ゴム型２を透明又は半透明のシリコーンゴムから形成していることにより、電磁波発生手段４から出射した電磁波の多くを、ゴム型２を透過させ、キャビティ２２内及びランナー２３内の熱可塑性樹脂６に吸収させることができる。

また、充填工程においては、図３に示すごとく、ランナー２３を介してキャビティ２２内へ充填した熱可塑性樹脂６が、キャビティ２２の末端部位２２０に到達したときには、この熱可塑性樹脂６の一部が、余剰空間２４へ流出する。これにより、キャビティ２２の全体に熱可塑性樹脂６が充填されたときに生ずるキャビティ２２内の急激な圧力上昇を緩和することができる。そのため、射出シリンダー５２の圧力制御を行うことなく、充填完了時におけるキャビティ２２内の圧力を適切に維持することができる。

次いで、冷却工程として、キャビティ２２内の熱可塑性樹脂６を冷却して樹脂成形品を得る。このとき、型締め手段５１によってゴム型２の型締めを行った状態を維持して、自然冷却により、ゴム型２、並びにキャビティ２２内及びランナー２３内に充填した熱可塑性樹脂６を冷却する。
次いで、取出工程においては、分割面２０を開けて樹脂成形品を取り出すと共に、ランナー２３内に成形されたランナー成形物及び余剰空間２４に成形された余剰成形物を取り出す。その後、樹脂成形品からランナー成形物及び余剰成形物を切除して、最終製品となる樹脂成形品を得ることができる。

本例の樹脂成形用のゴム型２においては、キャビティ２２の末端部位２２０に、余剰の熱可塑性樹脂６を流出させることができる余剰空間２４を形成している。
そして、ゴム型２を用いて樹脂成形品を成形する際には、ランナー２３を介してキャビティ２２内へ熱可塑性樹脂６が充填され、キャビティ２２の末端部位２２０には、最も遅く熱可塑性樹脂６が到達する。このとき、キャビティ２２内における圧力状態は動的な圧力状態から静的な圧力状態に変化しようとするのに対し、本例においては、キャビティ２２の末端部位２２０に到達した熱可塑性樹脂６を、余剰空間２４へ流出させることができる。
これにより、本例においては、熱可塑性樹脂６がキャビティ２２の末端部位２２０に到達するときのキャビティ２２内の圧力を適切に維持することができると共に、キャビティ２２内の圧力状態が静的な圧力状態に変化するときに生ずる急激な圧力上昇を緩和することができる。

また、本例においては、射出シリンダー５２の圧力制御を行うことなく、充填完了時におけるキャビティ２２内の圧力を適切に維持することができる。そのため、種々の複雑な形状の樹脂成形品に対して、例えば、キャビティ２２の末端部位２２０の数、位置等が異なる場合においても、充填完了時におけるキャビティ２２内の圧力を適切に維持することができる。
さらに、急激な圧力上昇を緩和できることにより、熱可塑性樹脂６からゴム型２に加わる圧力を低く抑えることができる。そのため、ゴム型２に生ずる変形を小さく抑えることができ、精度よく樹脂成形品を成形することができる。

それ故、本例の樹脂成形用のゴム型２、並びにこれを用いた成形装置１及び成形方法によれば、成形する樹脂成形品の形状によらず、充填完了時にキャビティ２２内に発生させる圧力を適切に維持することができ、精度よく樹脂成形品を成形することができる。

（実施例２）
本例は、上記余剰空間２４に、キャビティ２２内の圧力が所定の圧力になったときに開口して、キャビティ２２の全体に熱可塑性樹脂６が充填されたときに生ずるキャビティ２２内の圧力上昇を緩和する圧力上昇緩和手段を設けた例である。
本例の圧力上昇緩和手段は、図５に示すごとく、キャビティ２２内の圧力が所定の圧力になったときに変形又は破損して開口するよう構成した圧力開口壁２５である。この圧力開口壁２５は、金型よりも格段に強度が低いゴム型２の性質を利用して、圧力上昇緩和手段を極めて簡単に形成するために、ゴム型２の一部によって直接形成してある。

また、圧力開口壁２５は、一方の分割型部２１における分割面２０に形成してある。そして、圧力開口壁２５は、キャビティ２２の末端部位２２０に充填された熱可塑性樹脂６から加わる圧力が所定の圧力を超えたときには、変形又は破損して開口し、熱可塑性樹脂６の一部を余剰空間２４へ流出させるよう構成されている。図５においては、熱可塑性樹脂６の圧力を受けて変形した後の圧力開口壁２５を示しており、変形前の圧力開口壁は２点鎖線で示す。また、圧力開口壁２５の変形により、キャビティ２２と余剰空間２４とを連通するよう形成された開口部分を符号Ｓで示す。

本例においては、上記充填工程を行う際に、キャビティ２２の末端部まで熱可塑性樹脂６が到達したときには、キャビティ２２内の圧力が急激に上昇する。そして、キャビティ２２内の圧力が所定の圧力になったとき、圧力開口壁２５が変形又は破損して開口し、キャビティ２２の末端部位２２０と余剰空間２４とが連通される。これにより、末端部位２２０に到達した熱可塑性樹脂６が余剰空間２４へ流出し、キャビティ２２内の圧力が適切な圧力まで上昇した後に、射出シリンダー５２によるキャビティ２２内への熱可塑性樹脂６の充填を完了することができる。

このように、本例においては、圧力上昇緩和手段を簡単に形成することができ、圧力開口壁２５の大きさ、厚み等を適宜調整することによって、圧力開口壁２５が変形又破損するときの圧力を適切に設定することができる。そして、充填完了時におけるキャビティ２２内の圧力を、より適切な圧力に設定することができる。

また、圧力開口壁２５は、図６に示すごとく、余剰空間２４に、ゴム型２とは別の部材として設けた圧力開口部材３１によって形成することもできる。この圧力開口部材３１は、ゴム型２における余剰空間２４の形成位置において、この余剰空間２４に嵌入して設けることができる。また、圧力開口部材３１には、開口用切込み３１１を形成することができる。そして、キャビティ２２の末端部位２２０に充填された熱可塑性樹脂６から圧力開口部材３１へ加わる圧力が所定の圧力を超えたときには、開口用切込み３１１が破れて開口し、熱可塑性樹脂６の一部を余剰空間２４へ流出させることができる。
また、図示は省略するが、圧力開口部材３１は、シート状の部材から形成し、このシート状の部材を余剰空間２４の形成位置に貼着することによって設けることもできる。

圧力開口壁２５を圧力開口部材３１によって形成した場合には、ゴム型２において樹脂成形品の成形を行うごとに、圧力開口部材３１を取り替えることにより、同じゴム型２を繰り返し使用することができる。また、開口用切込み３１１の形成状態を適宜調整することによって、圧力開口壁２５が変形又は破損するときの圧力を適宜設定することができる。

また、圧力上昇緩和手段は、図７に示すごとく、キャビティ２２内の圧力が所定の圧力になったときに開口するよう構成した圧力バルブ３２とすることもできる。圧力バルブ３２は、種々の構造とすることができるが、例えば、圧力を受ける受圧板３２１と受圧板３２１を付勢するバネ３２２とをケース３２３内に収容したものとすることができる。なお、図７は、ゴム型２の分割面２０の面方向から見た状態で示す。
そして、図８に示すごとく、熱可塑性樹脂６による圧力が受圧板３２１に加わり、この圧力がバネ３２２の付勢力に打ち勝ったときには、受圧板３２１がケース３２３内に押されて、ケース３２３の側面に形成した開口穴３２４を開口し、キャビティ２２内の熱可塑性樹脂６を余剰空間２４へ流出させるよう構成することができる。なお、図８は、ゴム型２の分割面２０の面方向に直交する方向から見た状態で示す。

この場合には、ゴム型２において樹脂成形品の成形を行うごとに、圧力バルブ３２を取り替えることにより、同じゴム型２を繰り返し使用することができる。また、使用するバネ３２２の反発強度を適宜選択することによって、圧力バルブ３２の動作時の圧力を適切に設定することができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

実施例１における、樹脂成形用のゴム型を示す斜視図。 実施例１における、樹脂成形用のゴム型を示す断面説明図。 実施例１における、樹脂成形用のゴム型を用いた成形装置を示す断面説明図。 実施例１において、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについての光の透過率を示すグラフ。 実施例２における、樹脂成形用のゴム型の要部を拡大して示す断面説明図。 実施例２における、圧力開口部材を用いた樹脂成形用のゴム型の要部を拡大して示す断面説明図。 実施例２における、圧力バルブを用いた樹脂成形用のゴム型の要部であって、熱可塑性樹脂の充填前の状態を拡大して示す断面説明図。 実施例２における、圧力バルブを用いた樹脂成形用のゴム型の要部であって、熱可塑性樹脂の充填後の状態を拡大して示す断面説明図。

符号の説明

１ 成形装置
２ ゴム型
２０ 分割面
２１ 分割型部
２２ キャビティ
２２０ 末端部位
２３ ランナー
２４ 余剰空間
２４１ 導入路
２５ 圧力開口壁（圧力上昇緩和手段）
３１ 圧力開口部材
３２ 圧力バルブ
４ 電磁波発生手段
５１ 型締め手段
５２ シリンダー
６ 熱可塑性樹脂

Claims (11)

1. 樹脂成形品を成形するための空間であるキャビティ内に、所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂を充填するよう構成したゴム製のゴム型であって、
   該ゴム型は、複数の分割型部を組み合わせてなると共に、該分割型部同士が対面する分割面に上記キャビティを形成してなり、かつ上記ゴム型には、上記キャビティ内へ上記熱可塑性樹脂を導くためのランナーと、上記キャビティに連通する余剰空間とが形成してあり、
   該余剰空間は、上記キャビティ内において上記熱可塑性樹脂が最後に到達する末端部位に連通していることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
2. 請求項１において、上記余剰空間には、上記キャビティにおける上記熱可塑性樹脂の流動方向に直交する方向の断面積よりも小さい断面積を有する導入路が形成してあることを特徴とすることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
3. 請求項２において、上記導入路は、上記余剰空間が上記キャビティに連通する部位に形成してあることを特徴とすることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
4. 請求項１において、上記余剰空間には、上記キャビティ内の圧力が所定の圧力になったときに開口して、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されたときに生ずる上記キャビティ内の圧力上昇を緩和する圧力上昇緩和手段が設けてあることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
5. 請求項４において、上記圧力上昇緩和手段は、上記キャビティ内の圧力が所定の圧力になったときに変形又は破損して開口するよう構成した圧力開口壁であることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
6. 請求項５において、上記圧力開口壁は、上記ゴム型の一部によって直接形成してあることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
7. 請求項５において、上記圧力開口壁は、上記余剰空間に、上記ゴム型とは別の部材として設けた圧力開口部材によって形成してあることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
8. 請求項４において、上記圧力上昇緩和手段は、上記キャビティ内の圧力が所定の圧力になったときに開口するよう構成した圧力バルブであることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の樹脂成形用のゴム型を用いた成形装置であって、
   上記ランナーを介して上記キャビティ内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂を所定の圧力で射出する射出手段と、
   上記ゴム型の上記分割面が開かないよう上記分割型部同士の型締めを行う型締め手段と、
   上記ゴム型に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する電磁波発生手段とを有していることを特徴とするゴム型を用いた成形装置。
10. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の樹脂成形用のゴム型を用いた成形方法であって、
    上記キャビティ内へ溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程と、上記複数の分割型部を分離して上記樹脂成形品を上記キャビティ内から取り出す取出工程とを行うに際し、
    上記充填工程においては、上記ランナーを介して上記キャビティ内へ充填した上記熱可塑性樹脂の一部を、上記余剰空間へ流出させることにより、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されたときに生ずる上記キャビティ内の圧力上昇を緩和することを特徴とするゴム型を用いた成形方法。
11. 請求項４〜８のいずれか一項に記載の樹脂成形用のゴム型を用いた成形方法であって、
    上記キャビティ内へ溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程と、上記複数の分割型部を分離して上記樹脂成形品を上記キャビティ内から取り出す取出工程とを行うに際し、
    上記充填工程においては、上記キャビティの全体に上記熱可塑性樹脂が充填されたときには、上記圧力上昇緩和手段が開口して、上記熱可塑性樹脂の一部を上記余剰空間へ流出させることにより、上記キャビティ内の急激な圧力上昇を緩和することを特徴とするゴム型を用いた成形方法。

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