JP2009285893A - 射出成形方法及び射出成形型 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた外観品質を保証すると共に、有効にコストダウンを実現する射出成形方法及び射出成形型を提供する。
【解決手段】樹脂射出成形品を製造するための射出成形型１０である。成形品において意匠面１００ａとならない部位から突出形成されるべき捨てリブ１０１に対応して、キャビティ１４所定部位にて捨てリブ部１７が付設形成され、捨てリブ部１７にゲート１６を介して射出成形する。ゲート１６は、サブマリンゲート１６Ｃ又はノーズゲートとして構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂等を材料とする射出成形方法及び射出成形型に関するものである。

射出成形において、その成形型のゲートは金型加工の簡易性、樹脂材料の充填量確保などの理由から、例えば図３に示すサイドゲートあるいは図４に示すオーバラップゲートが一般に使用されている。ここで、これらの成形型について概略説明すると、成形型１０は一方の金型１１（可動側又は固定側）と他方の金型１２（固定側又は可動側）からなり、パーティングライン（分割面）１３にて閉型することでキャビティ１４が形成される。ランナ１５から流入する溶融樹脂は、ゲート１６（図３；サイドゲート１６Ａ、図４；オーバラップゲート１６Ｂ）を介してキャビティ１４内に注入充填される。

これまでは光輝材を含まないソリッド色と呼ばれる樹脂材料での成形が主流であったため、サイドゲートやオーバラップゲートで射出成形してもゲート部から外観不具合が発生することはなかった。しかしながら近年、アルミニウム粉やマイカ粉などの光輝材を添加したメタリック感のある樹脂材料での成形が求められている。これらの樹脂材料は、成形したときに図５（ａ），（ｂ）に示すようにゲート部（ゲート１６）と製品もしくは成形品１００（の意匠面１００ａ）が接する角部（ゲート角部）において、両側から矢印のように流れ込む樹脂材料が衝突して、ウェルドラインと呼ばれる黒いスジ状の外観１が発生し、そのままでは商品化が困難となる。

特開平８−４１２８４号公報 特開平８−２３９５０５号公報

このゲート部と製品が接する面の角部から発生するウェルドラインを防止するために一般には、ゲート断面が円形である所謂、サブマリンゲートなどを適用するのが有効的である。しかしながら、このゲート形状はウェルドラインの発生を防止することはできるが、所謂、ジェッティングと呼ばれる蛇行状マークやシルバーストリークと呼ばれる銀色のスジなどの別の外観不良が発生するという問題がある。

これは、サブマリンゲートを適用する場合の金型の構造に起因する。即ち、サブマリンゲートは、図６に示すように金型のパーティングライン１３上にゲート部（サブマリンゲート１６Ｃ）を設置しないことを特徴とする。そのため金型１２においてアンダーカット部１２ａが存在し、そのままでは製品を取り出すことができない。製品を取り出すためにはゲート部を製品からカットしなければならない。そこで、サブマリンゲートではエジェクタピン等による製品突出し力を作用させて、ゲート部が自動的にカットされる構造となっている。

但し、サブマリンゲートにあっては、ゲート部を自動的にカットするためにゲート部と製品の接する面を極めて小さく、例えばφ０．３〜１．２ｍｍ程度としなければならない。ゲート部と製品の接する面には大きな樹脂の剪断圧力がかかる。この樹脂の剪断によりジェッティングやシルバーストリークが発生し易くなる。そのため意匠部品としてサブマリンゲートを使用する場合、剪断がかかり難い樹脂材料やジェッティングやシルバーストリークが発生しても目立たない色に制限されるという問題がある。

また、別の手法としてサイドゲートのゲート角部にＲを設けることにより、ウェルドラインの発生を防止することができる。しかしながら、この手法はパーティングラインにサイドゲートを設置する必要があり、意匠端部などの意匠部にパーティングラインを設置しなければならない部品に対しては意匠面にゲートカットの跡が残ってしまうという問題がある。

ゲート形状による対策以外の手法としては材料による対策がある。例えば特許文献１に記載のものでは樹脂材料に添加する光輝材の形状や粒子を選択することでウェルドラインの発生を抑制している。また、特許文献２に記載のものでは光輝材の粒子径や添加量の選定とウェルド消去剤と呼ばれる酸化チタン、酸化鉛、酸化亜鉛あるいは酸化アンチモンを添加することによりウェルドラインの発生を抑制している。しかしながら、これらの対策では光輝材の形状、粒子径及び添加量等が制約されることにより、光輝感、メタリック感などの質感が限定され、要望の高い塗装やメッキに代わるメタリック感の高い色調を得ることができない。更に、完全にウェルドラインの発生を抑制することはできず、また、配合条件によってはコストアップにならざるを得ない。

このように従来ではゲート部から発生する概観不良をなくすることが困難であり、塗装やメッキに頼らざるを得ないのが実情であった。

本発明はかかる実情に鑑み、優れた外観品質を保証すると共に、有効にコストダウンを実現する射出成形方法及び射出成形型を提供することを目的とする。

本発明の射出成形型は、樹脂射出成形品を製造するための射出成形型であって、成形品において意匠面とならない部位から突出形成されるべき捨てリブに対応して、キャビティ所定部位にて捨てリブ部が付設形成され、該捨てリブ部にゲートを介して射出成形することを特徴とする。

また、本発明の射出成形型において、前記ゲートは、サブマリンゲート又はノーズゲートとして構成されることを特徴とする。

また、本発明の射出成形型において、前記成形品の意匠面から離隔し、且つ当該成形型のパーティングラインに沿ってランナが配設され、前記意匠面の端部が前記パーティングライン上に設定されると共に、該端部を含む前記パーティングラインに沿ったキャビティ面内にて前記捨てリブ部が付設形成されることを特徴とする。
また、本発明の射出成形型において、前記捨てリブ部は前記意匠面からオフセットされるかたちで、前記パーティングラインに沿ったキャビティ面の内方へ偏倚して配設されることを特徴とする。

また、本発明の射出成形方法は、樹脂射出成形品を製造するための射出成形方法であって、成形品において意匠面とならない部位から突出形成されるべき捨てリブに対応して、キャビティ所定部位にて捨てリブ部を付設形成し、該捨てリブ部にゲートを介して射出成形することを特徴とする。

また、本発明の射出成形方法において、前記ゲートとして、サブマリンゲート又はノーズゲートを用いることを特徴とする。

本発明によれば、成形型に捨てリブ部１７を設け、この捨てリブ部にサブマリンゲート又はノーズゲートより射出成形する。更に捨てリブが製品意匠面の端部と重ならないようにし、これによりゲート部と製品が接する面の角を起点として発生するウェルドラインの発生を防止すると共に、ジェッティングやシルバーストリークの発生を防ぐことができる。従って、高い外観品質を有する成形品を成形することができる。

また、ゲートは型開き時に自動カットできるため、カット工程等の工程数は実質的に増加しない、つまり外観品質の向上を図りながら実質的にコスト削減を実現する。更に、アルミニウム粉やマイカ粉などの光輝材を添加したメタリック感の高い樹脂材料に適用することができる上、光輝材の形状、粒子径、添加量が制約されることもなく、本発明の適用範囲を有効に拡大することが可能になる。

以下、図面に基づき、本発明による射出成形方法及び射出成形型の好適な実施の形態を説明する。なお、以下の説明において、従来例と実質的に同一又は対応する部材には同一符号を用いるものとし、また図３〜図６を適宜参照する。
図１は、この実施形態における成形型１０を示している。先ず、成形型１０について概略説明すると、成形型１０は金型１１（可動側又は固定側）と他方の金型１２（固定側又は可動側）からなり、パーティングライン（分割面）１３にて閉型することでキャビティ１４が形成される。なお、かかる成形型１０の基本構成は、従来例で説明したものと実質的に同様であってよい。

ランナ１５は、キャビティ１４により成形される成形品の意匠面から離隔し、且つ成形型１０のパーティングライン１３に沿って配設される。ランナ１５から流入する溶融樹脂は、ゲート１６（この実施形態ではサブマリンゲート１６Ｃとする）を介してキャビティ１４内に注入充填される。前述したようにサブマリンゲートとすることで、既に図６に示したように金型１２においてアンダーカット部１２ａが存在する。

ここで、成形品１００の形態等に関して、例えば一側が開放された箱型とし、その外表面により意匠面１００ａが設定される。この例では意匠面１００ａは、断面「コ」字型としている。キャビティ１４は、意匠面１００ａに対応するキャビティ面１４ａを有し、従ってキャビティ１４内に溶融樹脂を充填して射出成形することで、該キャビティ面１４ａによって成形品１００の外観を呈する意匠面１００ａが形成される。

さて、本発明の成形型１０において特に、成形に際して成形品１００において意匠面１００ａとならない部位から捨てリブ１０１が突出形成され、この捨てリブ１０１に対応して、キャビティ１４の所定部位にて捨てリブ部１７が付設形成される。そして、捨てリブ部１７にゲート、即ちサブマリンゲート１６Ｃを介して射出成形するようになっている。なお、捨てリブ１０１は製品として不必要であるため、成形後カットされる。

上記の場合、成形品１００の意匠面１００ａから離隔し、且つ成形型１０のパーティングライン１３に沿ってランナ１５が配設される。また、意匠面１００ａの端部Ｐ（即ち、図１においてキャビティ面１４ａの下端部）がパーティングライン１３上に設定されると共に、該端部Ｐを含むパーティングライン１３に沿ったキャビティ面１４ｂ内にて捨てリブ部１７が付設形成される。

捨てリブ部１７は意匠面１００ａからオフセットされるかたちで、パーティングライン１３に沿ったキャビティ面１４ｂの内方へ偏倚して配設される。つまり、図１（拡大図）に示したように捨てリブ部１７は、点線で図示される意匠面１００ａ対応位置から内方へｔだけオフセットされる。

上記のように本発明では図１に示すように捨てリブ部１７を設けて、該捨てリブ部１７にサブマリンゲート１６Ｃを介して射出する。このように成形された成形品１００において、捨てリブ１０１の全ての辺が意匠面１００ａの端部Ｐと重ならない。なお、捨てリブ１０１の１辺が意匠面１００ａの端部Ｐと重なる場合、意匠面１００ａにウェルドラインが発生してしまう。

本発明によれば、成形型１０に捨てリブ部１７を設け、捨てリブ部１７にサブマリンゲート１６Ｃを設けることにより、ゲート部と製品（成形品１００）が接する面の角を起点として発生するウェルドラインの発生を防止することができる。更に、捨てリブ１０１が意匠面１００ａの端部Ｐと重ならないように設けることにより、サブマリンゲートの場合に発生し得るジェッティングやシルバーストリークは、基本的には捨てリブ１０１自体において発生し、つまり意匠面１００ａに発生することはない。従って、これらにより高い外観品質を有する成形品１００を成形することができる。

また、サブマリンゲート１６Ｃは型開き時に自動カットできるため、カット工程としては捨てリブ１０１の１回のみとなる。従来のサイドゲートやオーバラップゲートにおいてもカットの工程は必ず１回必要であり、工程数が増えない。つまり、外観品質の向上を図りながら実質的にコスト削減を実現する。
更に、ウェルドラインなどの外観不具合の問題のため量産化が困難であったアルミニウム粉やマイカ粉などの光輝材を添加したメタリック感の高い樹脂材料に適用することができる。また、光輝材の形状、粒子径、添加量が制約されることもなく、従って本発明の適用範囲を有効に拡大することが可能になる。

ここで、更に付言すれば、近年環境問題から自動車部品においても揮発性有機化合物などの環境負荷物質の低減が課題となっている。また、樹脂部品などにおいても塗装により発生する揮発性有機化合物の低減が求められ、顔料や染料などの着色剤で直接着色した成形材料の使用の必要性が高まっている。特に最近では金属感や光輝感などの質感を向上させた部品の要望が高くなっており、アルミニウム粉やマイカ粉などの光輝材を添加した成形材料での成形が求められている。

これらの光輝材を添加した成形材料においては、ゲート面が矩形であるゲートで射出成形した際、ゲート角部を起点として光輝材の配向によるウェルドラインなどの外観不良が発生し易く、その使用は実質的に困難である。本発明では光輝材を添加した成形材料においても、ゲート角部を起点として発生するウェルドラインを効果的に防止することができる。このため無塗装部品の展開を拡大することができる。更に、樹脂部品などの無塗装化の拡大により塗装工程の廃止による成形品のコストダウンを図ることができる。

既に述べたように図３又は図４に示すサイドゲート又はオーバラップゲートでは、型開き時にゲートやランナを取り出すためにパーティングライン上に設置される。これらのゲートは、アルミニウム粉やマイカ粉などを添加した樹脂材料で成形したとき、図５に示すようにゲートと製品が接する面のゲート角部からウェルドラインが発生する。ゲート角部にＲを付けることにより、光輝材の配向を防止することができるが、意匠面端部にパーティングラインがある部品については、必ず意匠面側にゲートを設置しなければならず、ゲートカット跡が残ってしまうため適用することができない。また、オーバラップゲートにおいてはアンダーカットとなってしまうためゲート角部にＲを付けることができず、従来技術においてこれらの課題もしくは問題があったのは前述した通りである。

次に、図２は、本発明の第２の実施形態を示している。この第２の実施形態では、ゲート１６は所謂、ノーズゲート１６ｄとして構成される。その他の構成は実質的に第１の実施形態の場合と同様である。

第２の実施形態においても第１の実施形態の場合と同様に成形型１０において捨てリブ部１７を設けて、該捨てリブ部１７にノーズゲート１６ｄを介して射出する。そして、成形品１００において、前述した場合と同様に捨てリブ１０１の全ての辺が意匠面１００ａの端部Ｐと重ならないようにする。ノーズゲート１６ｄは図示のようにランナ１５から捨てリブ部１７へと延出し、該ノーズゲート１６ｄの下端部に連通する。

第２の実施形態において成形型１０に捨てリブ部１７を設け、捨てリブ部１７にノーズゲート１６ｄを設け、更に捨てリブ１０１が意匠面１００ａの端部Ｐと重ならないようにする。これにより本実施形態においても、ゲート部と製品が接する面の角を起点として発生するウェルドラインの発生を防止すると共に、ジェッティングやシルバーストリークの発生を防ぐことができる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、成形品１００の形態等は図示した例に限られず、その他の形状等に対しても本発明は有効に適用可能であり、上述の実施形態の同様な作用効果を得ることができる。

本発明の実施形態における成形型構造を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態における成形型構造を示す断面図である。 サイドゲートを持つ成形型構造を示す断面図である。 オーバラップゲートを持つ成形型構造を示す断面図である。 サイドゲート又はオーバラップゲートを持つ成形型におけるウェルドラインの発生例を示す斜視図である。 サブマリンゲートを持つ成形型の要部構造を示す図である。

符号の説明

１０ 成形型
１１，１２ 金型
１３ パーティングライン（分割面）
１４ キャビティ
１５ ランナ
１６ ゲート
１６Ｃ サブマリンゲート
１６Ｄ ノーズゲート
１７ 捨てリブ部
１００ 成形品
１００ａ 意匠面
１０１ 捨てリブ

Claims (6)

1. 樹脂射出成形品を製造するための射出成形型であって、
   成形品において意匠面とならない部位から突出形成されるべき捨てリブに対応して、キャビティ所定部位にて捨てリブ部が付設形成され、該捨てリブ部にゲートを介して射出成形することを特徴とする射出成形型。
2. 前記ゲートは、サブマリンゲート又はノーズゲートとして構成されることを特徴とする請求項１に記載の射出成形型。
3. 前記成形品の意匠面から離隔し、且つ当該成形型のパーティングラインに沿ってランナが配設され、前記意匠面の端部が前記パーティングライン上に設定されると共に、該端部を含む前記パーティングラインに沿ったキャビティ面内にて前記捨てリブ部が付設形成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形型。
4. 前記捨てリブ部は前記意匠面からオフセットされるかたちで、前記パーティングラインに沿ったキャビティ面の内方へ偏倚して配設されることを特徴とする請求項３に記載の射出成形型。
5. 樹脂射出成形品を製造するための射出成形方法あって、
   成形品において意匠面とならない部位から突出形成されるべき捨てリブに対応して、キャビティ所定部位にて捨てリブ部を付設形成し、該捨てリブ部にゲートを介して射出成形することを特徴とする射出成形方法。
6. 前記ゲートとして、サブマリンゲート又はノーズゲートを用いることを特徴とする請求項５に記載の射出成形方法。

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