JP2012206423A

JP2012206423A - 射出成形方法、射出成形金型

Info

Publication number: JP2012206423A
Application number: JP2011074387A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Shiobara; 慶一塩原; Hidehito Okuhara; 秀仁奥原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-03-30
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2012-10-25

Abstract

【課題】無駄になる樹脂量の増加を防ぎつつ、ウェルドラインなど外観不良の発生を抑制する。
【解決手段】意匠成形面１４及び非意匠成形面１５に沿ったゲート１３の幅方向をキャビティ１０の幅方向とし、且つゲート１３の射出方向をキャビティ１０の奥行き方向とし、非意匠成形面１５には、キャビティ１０の幅方向における両端とゲート１３との夫々の間に、側面１６からキャビティ１０の奥行き方向に沿って延びる長穴１７を形成し、この長穴１７に嵌合し、非意匠成形面１５の位置まで退避した退避位置と、意匠成形面１４に向かって突出する突出位置との間で進退可能な可動壁１８を形成し、キャビティ１０に対して溶融樹脂の射出を行う際、可動壁１８を突出位置まで突出させておくことで溶融樹脂の幅方向への流動を一旦堰き止めてから、可動壁１８を退避位置へと退避させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形方法、射出成形金型に関するものである。

特に面積の大きな板状の部品をサイドゲートで射出成形する場合、充填過程の初期段階では、溶融樹脂が弧を描くようにゲートから成長してゆく。しかしながら、溶融樹脂がゲート幅方向の両端に差し掛かると、このゲート幅方向の両端側に先行流動が生じ、ここを基点にウェルドラインやエア巻き込みといった外観不良を生じる可能性がある。特許文献１に記載された従来技術では、ゲートサイズを幅方向に大きくすることでウェルドラインの発生を抑制することが開示されている。

特開２００７−０３８５３５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来技術のように、ゲートサイズを幅方向に大きくすると、無駄になる樹脂量が増加してしまう。
本発明の課題は、無駄になる樹脂量の増加を防ぎつつ、ウェルドラインなど外観不良の発生を抑制することである。

本発明の一態様は、
板状の樹脂成形品の表側に意匠面を成形するための意匠成形面と、前記樹脂成形品の裏側に非意匠面を成形するための非意匠成形面と、を対向させたキャビティを形成し、前記意匠成形面と前記非意匠成形面とを繋ぐ側面に、前記キャビティに対して溶融樹脂の射出を行うゲートを設け、前記意匠成形面及び前記非意匠成形面に沿った前記ゲートの幅方向を前記キャビティの幅方向とし、且つ前記ゲートの射出方向を前記キャビティの奥行き方向とし、前記非意匠成形面には、前記キャビティの幅方向における両端と前記ゲートとの夫々の間に、前記側面から前記キャビティの奥行き方向に沿って延びる長穴を形成し、前記長穴に嵌合し、前記非意匠成形面の位置まで退避した退避位置と、前記意匠成形面に向かって突出する突出位置との間で進退可能な可動壁を形成し、前記キャビティに対して前記溶融樹脂の射出を行う際、前記可動壁を前記突出位置まで突出させておくことで前記溶融樹脂の幅方向への流動を一旦堰き止めてから、前記可動壁を前記退避位置へと退避させることを特徴とする。

このように、射出過程の初期には、可動壁を突出位置まで突出させておき、溶融樹脂の幅方向の流動を一旦堰き止めることで、その分、溶融樹脂が射出方向へと流動し、この射出方向への成長が促進される。その後、可動壁を退避位置へと退避させると、堰き止められていた溶融樹脂は、幅方向にも流動し始め、今度は射出方向への成長よりも、この幅方向への均一な成長が促進される。結果として、幅方向の両端に先行流動が生じることが抑制される。したがって、ゲートサイズを幅方向に大きくして対応していた従来技術と比べて、無駄になる樹脂量の増加を防ぎつつ、ウェルドラインなど概観不良の発生を抑制することができる。

本発明の他の形態は、
前記可動壁を前記突出位置まで突出させる際、前記意匠成形面と前記可動壁の上端との間に、予め定められた微小隙間を設けることを特徴とする。
このように、意匠成形面と可動壁の上端との間に微小隙間を設けることで、可動壁を突出位置まで突出させたときに、可動壁の上端によって意匠成形面に損傷を与えることを防止できる。したがって、意匠成形面の傷などが樹脂成形品の意匠面に転写されて概観不良が発生することを防止できる。なお、可動壁の上端と意匠成形面との間の微小隙間が大き過ぎると、溶融樹脂が隙間に侵入してバリを発生させたり、或いは可動壁を乗越えてしまう等の不具合が生じる。したがって、可動壁の上面と意匠成形面との間の微小隙間は、溶融樹脂の侵入又は通過を防げる範囲内に設定する。

本発明の他の形態は、
前記キャビティの幅方向における中心から両端までの距離をＡとし、前記キャビティの幅方向における中心から前記Ａの７０〜９０％の位置に、前記側面から前記キャビティの奥行き方向に沿って延びる長穴を形成することを特徴とする。
このように、長穴の位置を、キャビティの中心から両端までの距離の７０〜９０％の範囲に設定することで、幅方向の両端に先行流動が生じることを効果的に抑制することができる。

本発明の他の形態は、
板状の樹脂成形品の表側に意匠面を成形するための意匠成形面、及び前記樹脂成形品の裏側に非意匠面を成形するための非意匠成形面を対向させて形成されたキャビティと、前記意匠成形面と前記非意匠成形面とを繋ぐ側面に設けられ、前記キャビティに対して溶融樹脂の射出を行うゲートと、前記意匠成形面及び前記非意匠成形面に沿った前記ゲートの幅方向を前記キャビティの幅方向とし、且つ前記ゲートの射出方向を前記キャビティの奥行き方向とし、前記キャビティの幅方向における両端と前記ゲートとの夫々の間で、前記非意匠成形面に形成され、前記側面から前記キャビティの奥行き方向に沿って延びる長穴と、前記長穴に嵌合し、前記非意匠成形面の位置まで退避した退避位置と、前記意匠成形面に向かって突出する突出位置との間で進退可能な可動壁と、前記キャビティに対して前記溶融樹脂の射出を行う際、前記可動壁を前記突出位置まで突出させておくことで前記溶融樹脂の幅方向への流動を一旦堰き止めてから、前記可動壁を前記退避位置へと退避させる駆動機構と、を備えることを特徴とする。

このように、射出過程の初期には、駆動機構を介して可動壁を突出位置まで突出させておき、溶融樹脂の幅方向の流動を一旦堰き止めることで、その分、溶融樹脂が射出方向へと流動し、この射出方向への成長が促進される。その後、駆動機構を介して可動壁を退避位置へと退避させると、堰き止められていた溶融樹脂は、幅方向にも流動し始め、今度は射出方向への成長よりも、この幅方向への均一な成長が促進される。結果として、幅方向の両端に先行流動が生じることが抑制される。したがって、ゲートサイズを幅方向に大きくして対応していた従来技術と比べて、無駄になる樹脂量の増加を防ぎつつ、ウェルドラインなど概観不良の発生を抑制することができる。

金型構造の概略構成図である。キャビティの断面図である。長穴の配置図である。駆動機構の概略構成図である。従来技術における溶融樹脂の成長過程を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
《第一実施形態》
《構成》
図１は、金型構造の概略構成図である。
図２は、キャビティの断面図である。
キャビティ１０は、図示しない固定側金型と可動側金型との間に形成された空間によって構成され、このキャビティ１０に溶融樹脂を射出することで、樹脂成形品を成形する。溶融樹脂は、スプル１１、ランナ１２、及びゲート１３を順に介して射出される。
キャビティ１０は、略平板状に形成され、樹脂成形品の表側に意匠面を成形するための意匠成形面１４と、樹脂成形品の裏側に非意匠成形面を成形するために意匠成形面１４に対向する非意匠成形面１５と、を備える。

ゲート１３は、意匠成形面１４と非意匠成形面１５とを繋ぐ側面１６に設けられたサイドゲートで構成される。
以下、意匠成形面１４と非意匠成形面１５に沿ったゲート１３の幅方向をキャビティ１０の幅方向とし、ゲート１３の射出方向をキャビティ１０の奥行き方向とし、意匠成形面１４と非意匠成形面１５との離間方向をキャビティ１０の高さ方向として説明する。

本実施形態では、例えば幅が４４０ｍｍ程度、奥行きが３２０ｍｍ程度、高さが２３ｍｍ程度の比較的大型となる平板状の樹脂成形品を想定している。
非意匠成形面１５には、キャビティ１０の幅方向における両端とゲート１３との夫々の間に、側面１６からキャビティ１０の奥行き方向に沿って延びる矩形の長穴１７を形成する。この長穴１７に対して摺動可能な状態で嵌合し、非意匠成形面１５の位置まで退避した退避位置と、意匠成形面１４に向かって突出する突出位置との間で進退可能な可動壁１８を形成する。長穴１７と可動壁１８との嵌め合いは、可動壁１８の円滑な摺動が阻害されることがなく、且つ溶融樹脂の侵入によってバリが発生しない程度に設定する。

可動壁１８を突出位置まで突出させる際には、意匠成形面１４と可動壁１８の上端との間に、予め定められた微小隙間を設ける。微小隙間は、１／１００ｍｍ程度とする。
長穴１７は、非意匠成形面１５に接する入口側が幅狭で、奥側で幅広となる二段形状に形成される。これに応じて、可動壁１８は、上端側が幅狭で、下端側で幅広となる二段形状に形成される。したがって、可動壁１８が前進する際に、長穴１７の段差部に対して可動壁１８の段差部が当接するので、可動壁１８が突出位置よりも前進することが阻止される。これにより、前述した微小隙間が確保される。
一方、可動壁１８を退避位置まで退避させる際には、可動壁１８の上端が、非意匠成形面１５と面一になるように設定する。

ここで、非意匠成形面１５における長穴１７の配置について説明する。
図３は、長穴の配置図である。
キャビティ１０の幅方向における中心から両端までの距離をＡとし、キャビティ１０の幅方向における中心から上記Ａの７０〜９０％の位置に、側面１６からキャビティ１０の奥行き方向に沿って延びる長穴１７を形成する。

次に、可動壁１８を突出位置と退避位置との間で進退させる駆動機構について説明する。
図４は、駆動機構の概略構成図である。
可動壁１８の下端面２１は、非意匠成形面１５に対して傾斜しており、ウェッジ部材２２の摺接傾斜面２３に摺接している。摺接傾斜面２３も非意匠成形面１５に対して傾斜しており、可動壁１８の下端面２１とは傾斜方向を反転させた同一傾斜角となる。ウェッジ部材２２は、非意匠成形面１５と平行な架台２４に載置され、図示しないエアシリンダによって架台２４上を摺接傾斜面２３の傾斜前後方向に沿って非意匠成形面１５と平行に進退する。エアシリンダは、図示しない駆動回路を介してコントローラーによって駆動制御される。なお、エアシリンダの代わりに油圧シリンダを用いたり、電動モーターの回転運動を直線運動に変換した直動機構を用いたりしてもよい。

したがって、ウェッジ部材２２を前進させると、摺接傾斜面２３に摺接した可動壁１８が上昇し、その上端が意匠成形面１４へと近接する突出位置となる。一方、ウェッジ部材２２を後退させると、摺接傾斜面２３に摺接した可動壁１８が下降し、その上端が非意匠成形面１５と面一となる退避位置となる。

可動壁１８は、ゲート１３の幅方向における両端側の二箇所に設けられているので、二つの可動壁１８を一つのウェッジ部材２２で進退させてもよい。この場合、ウェッジ部材２２の進退に応じて、二つの可動壁１８の進退位置が一致するように、可動壁１８の進退方向の長さが設定される。すなわち、摺接傾斜面２３の下り側に配置される可動壁１８ほど、進退方向の長さが長くされ、摺接傾斜面２３の上り側に配置される可動壁１８ほど、進退方向の長さが短くされる。

次に、可動壁１８の動作について説明する。
キャビティ１０に対して溶融樹脂の射出を行う際には、ウェッジ部材２２を前進させて可動壁１８を突出位置まで突出させておくことで溶融樹脂の幅方向への流動を一旦堰き止める。それから、ウェッジ部材２２を後退させて可動壁１８を退避位置へと退避させる。その後、充填された溶融樹脂が固化し、樹脂成形品を取り出し、次の成形サイクルを実行するまでは、そのまま退避させておく。なお、樹脂成形品を取り出す際に、可動壁１８を突出位置まで突出させることで、イジェクタピンとして機能させてもよい。
以上より、ウェッジ部材２２が「駆動機構」に対応する。

《作用》
図５は、従来技術における溶融樹脂の成長過程を示す図である。
面積の大きな板状の製品をサイドゲートで射出成形すると、射出過程の初期段階では、溶融樹脂が放射状に綺麗な弧を描くようにゲート１３から成長してゆく。しかしながら、溶融樹脂がキャビティ１０の幅方向における両端に差し掛かると、この幅方向の両端側に先行流動が生じ、ここを基点にウェルドラインやエア巻き込みといった外観不良を生じる可能性がある。特に、メタリック樹脂などを用いた射出成形では、この現象が顕著になる。

従来技術では、ゲートサイズを幅方向に大きくすることでウェルドラインの発生を抑制することが考えられていたが、それでは無駄になる樹脂量が増加することになる。
本実施形態では、キャビティ１０に対して溶融樹脂の射出を行う際には、ウェッジ部材２２を前進させて可動壁１８を突出位置まで突出させておくことで溶融樹脂の幅方向への流動を一旦堰き止める。それから、ウェッジ部材２２を後退させて可動壁１８を退避位置へと退避させる。

このように、射出過程の初期には、可動壁１８を突出位置まで突出させておき、溶融樹脂の幅方向の流動を一旦堰き止めることで、その分、溶融樹脂が射出方向（ゲート１３の開口方向）へと流動し、この射出方向への成長が促進される。その後、可動壁１８を退避位置へと退避させると、堰き止められていた溶融樹脂は、幅方向にも流動し始め、今度は射出方向への成長よりも、この幅方向への均一な成長が促進される。結果として、幅方向の両端に先行流動が生じることが抑制される。したがって、ゲートサイズを幅方向に大きくして対応していた従来技術と比べて、無駄になる樹脂量の増加を防ぎつつ、ウェルドラインなど概観不良の発生を抑制することができる。

可動壁１８を退避させるタイミングは、ゲート１３から放射状に拡散する溶融樹脂が少なくとも可動壁１８に到達し、幅方向への勢いが射出方向へと転換されてから行う。具体的なタイミングについては、キャビティ１０のサイズ、ゲート１３の位置とサイズ、溶融樹脂の粘性、射出圧など、諸元に基づいて設定する必要がある。
可動壁１８を突出位置まで突出させる際には、意匠成形面１４と可動壁１８の上端との間に、予め定められた微小隙間を設ける。

このように、意匠成形面１４と可動壁１８の上端との間に微小隙間を設けることで、可動壁１８を突出位置まで突出させたときに、可動壁１８の上端によって意匠成形面に損傷を与えることを防止できる。したがって、意匠成形面１４の傷などが樹脂成形品の意匠面に転写されて概観不良が発生することを防止できる。
なお、可動壁１８の上端と意匠成形面１４との間の微小隙間が大き過ぎると、溶融樹脂が隙間に侵入してバリを発生させたり、或いは可動壁１８を乗越えてしまう等の不具合が生じる。したがって、可動壁１８の上面と意匠成形面１４との間の微小隙間は、溶融樹脂の侵入又は通過を防げる範囲内に設定する。

キャビティ１０の幅方向における中心から両端までの距離をＡとし、キャビティ１０の幅方向における中心からＡの７０〜９０％の位置に、側面１６からキャビティ１０の奥行き方向に沿って延びる長穴１７を形成している。
このように、長穴１７の位置を、キャビティ１０の中心から両端までの距離の７０〜９０％の範囲に設定することで、幅方向の両端に先行流動が生じることを効果的に抑制することができる。したがって、前述した効果を得ることができる。

《変形例》
なお、本実施形態では、ウェッジ構造によって可動壁１８を進退させているが、これに限定されるものではなく、例えばカム構造によって可動壁１８を進退させてもよい。すなわち、可動壁１８の下端を、カム部材のカム面に摺接させ、このカム部材を回転させることで、可動壁１８を進退させてもよい。なお、カム面は、カム部材の回転角に応じて回転中心からの距離が変化するように構成する。
その他、本実施形態の主旨を逸脱しない範囲であれば、各部材の数量、形状、位置などは任意に設定することができる。

１０…キャビティ、１１…スプル、１２…ランナ、１３…ゲート、１４…意匠成形面、１５…非意匠成形面、１６…側面、１７…長穴、１８…可動壁、２１…下端面、２２…ウェッジ部材、２３…摺接傾斜面、２４…架台

Claims

板状の樹脂成形品の表側に意匠面を成形するための意匠成形面と、前記樹脂成形品の裏側に非意匠面を成形するための非意匠成形面と、を対向させたキャビティを形成し、
前記意匠成形面と前記非意匠成形面とを繋ぐ側面に、前記キャビティに対して溶融樹脂の射出を行うゲートを設け、
前記意匠成形面及び前記非意匠成形面に沿った前記ゲートの幅方向を前記キャビティの幅方向とし、且つ前記ゲートの射出方向を前記キャビティの奥行き方向とし、
前記非意匠成形面には、前記キャビティの幅方向における両端と前記ゲートとの夫々の間に、前記側面から前記キャビティの奥行き方向に沿って延びる長穴を形成し、
前記長穴に嵌合し、前記非意匠成形面の位置まで退避した退避位置と、前記意匠成形面に向かって突出する突出位置との間で進退可能な可動壁を形成し、
前記キャビティに対して前記溶融樹脂の射出を行う際、前記可動壁を前記突出位置まで突出させておくことで前記溶融樹脂の幅方向への流動を一旦堰き止めてから、前記可動壁を前記退避位置へと退避させることを特徴とする射出成形方法。
前記可動壁を前記突出位置まで突出させる際、前記意匠成形面と前記可動壁の上端との間に、予め定められた微小隙間を設けることを特徴とする請求項１に記載の射出成形方法。
前記キャビティの幅方向における中心から両端までの距離をＡとし、
前記キャビティの幅方向における中心から前記Ａの７０〜９０％の位置に、前記側面から前記キャビティの奥行き方向に沿って延びる長穴を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形方法。
板状の樹脂成形品の表側に意匠面を成形するための意匠成形面、及び前記樹脂成形品の裏側に非意匠面を成形するための非意匠成形面を対向させて形成されたキャビティと、
前記意匠成形面と前記非意匠成形面とを繋ぐ側面に設けられ、前記キャビティに対して溶融樹脂の射出を行うゲートと、
前記意匠成形面及び前記非意匠成形面に沿った前記ゲートの幅方向を前記キャビティの幅方向とし、且つ前記ゲートの射出方向を前記キャビティの奥行き方向とし、前記キャビティの幅方向における両端と前記ゲートとの夫々の間で、前記非意匠成形面に形成され、前記側面から前記キャビティの奥行き方向に沿って延びる長穴と、
前記長穴に嵌合し、前記非意匠成形面の位置まで退避した退避位置と、前記意匠成形面に向かって突出する突出位置との間で進退可能な可動壁と、
前記キャビティに対して前記溶融樹脂の射出を行う際、前記可動壁を前記突出位置まで突出させておくことで前記溶融樹脂の幅方向への流動を一旦堰き止めてから、前記可動壁を前記退避位置へと退避させる駆動機構と、を備えることを特徴とする射出成形金型。