JP2015077767A - 射出成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】気泡の発生を抑制し、適切な強度を有する樹脂成形体を成形することができる射出成形方法を提供する。
【解決手段】射出成形方法は、流入口４１Ａと、この流入口４１Ａに連続して設けられており、樹脂３０の薄肉部３１を成形する第１成形空間４７と、この第１成形空間４７の下流側に連続して設けられており、樹脂３０の肉厚が薄肉部３１よりも厚い樹脂３０の厚肉部３３を成形する第２成形空間４９とを有する金型４０を使用して、薄肉部３１と厚肉部３３とを有する樹脂成形体１０を成形する。この射出成形方法は、流入口４１Ａから第１成形空間４７及び第２成形空間４９に樹脂３０を充填して樹脂成形体１０を成形する成形工程において、第２成形空間４９に充填した樹脂３０が固化するまで、第１成形空間４７に充填した樹脂３０を固化させない。
【選択図】図２

Description

本発明は射出成形方法に関するものである。

特許文献１は従来の射出成形方法を開示している。この射出成形方法は金型内の成形空間の内表面側に位置した樹脂の圧力が飽和圧力以上になるように成形空間への樹脂の流入速度を上昇させて樹脂成形体を射出成形する。これによって、樹脂成形体の表層部におけるシルバーラインの発生を抑制することができる。

特開２００８−１８９００２号公報

しかし、特許文献１の射出成形方法は、樹脂が流入する成形空間の上流側が樹脂の薄肉部を成形する成形空間であり、その下流側が樹脂の厚肉部を成形する成形空間である金型に適用することを想定していない。薄肉部の方が厚肉部に比べて体積に対する表面積が大きいため、通常、射出成形時に薄肉部の樹脂の方が厚肉部の樹脂よりも早く固化する。このため、成形空間へ流入させる樹脂の流入速度を上昇させても、上流側の薄肉部を成形する樹脂の方が下流側の厚肉部を成形する樹脂に比べて先に固化してしまう。上流側の薄肉部を成形する樹脂が固化すると、下流側の厚肉部を成形する樹脂に上流側から樹脂の流入圧が加わらなくなる。このため、樹脂の厚肉部で気泡が発生し易くなる。樹脂の厚肉部に気泡が生じると、その部分の強度が不足するおそれがある。

本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、気泡の発生を抑制し、適切な強度を有する樹脂成形体を成形することができる射出成形方法を提供することを解決すべき課題としている。

本発明の射出成形方法は、流入口と、この流入口に連続して設けられており、樹脂の薄肉部を成形する第１成形空間と、この第１成形空間の下流側に連続して設けられており、樹脂の肉厚が前記薄肉部よりも厚い樹脂の厚肉部を成形する第２成形空間とを有する金型を使用して、前記薄肉部と前記厚肉部とを有する樹脂成形体を成形する射出成形方法であって、
前記流入口から前記第１成形空間及び前記第２成形空間に樹脂を充填して前記樹脂成形体を成形する成形工程において、前記第２成形空間に充填した樹脂が固化するまで、前記第１成形空間に充填した樹脂を固化させないことを特徴とする。

この射出成形方法は、下流側の第２成形空間に充填した樹脂（厚肉部を成形する樹脂）が固化するまで、上流側の第１成形空間に充填した樹脂（薄肉部を成形する樹脂）が固化しない。これによって、第２成形空間に充填した樹脂が固化するまで、第２成形空間に上流側から樹脂の流入圧を加えることができる。このため、第２成形空間で成形される樹脂の厚肉部に気泡が発生し難くなる。

したがって、本発明の射出成形方法は、気泡の発生を抑制し、適切な強度を有する樹脂成形体を成形することができる。

実施例の射出成形方法によって成形される樹脂成形体の断面図である。 実施例の射出成形方法の第１工程を示す断面図である。 実施例の射出成形方法の第２工程を示す断面図である。 金型から取り出された樹脂成形体を示す斜視図である。 流入口から流入する樹脂の速度変化を示すグラフである。

次に、本発明の射出成形方法を具体化した実施例について、図面を参照しつつ説明する。

＜実施例＞
実施例の射出成形方法は、図１に示すように、金属製のインサート金具２０をインサートした樹脂成形体１０を射出成形する際に利用される。この樹脂成形体１０は金属製のインサート金具２０と樹脂３０とを一体化している。インサート金具２０は、中央管部２１、鍔部２３、及び折曲部２５を有している。中央管部２１は円筒形状である。鍔部２３は、中央管部２１の一方の端部から放射状に広がり、中央が開口した円盤形状である。折曲部２５は鍔部２３の外周縁から中央管部２１が延びている方向と同じ方向に略直角に折り曲げられた帯状である。樹脂３０は薄肉部３１と厚肉部３３とを有している。薄肉部３１はインサート金具２０の中央管部２１とは反対側の鍔部２３の表面２３Ａに接触して一体化されている。厚肉部３３は、薄肉部３１の外周縁に連続して、インサート金具２０の折曲部２５の外周面２５Ａ及び端面２５Ｂに接触して一体化されている。このように、樹脂成形体１０は、円盤形状の樹脂３０の薄肉部３１と、薄肉部３１の外周縁に連続して成形された樹脂３０の厚肉部３３とを有している。

この樹脂成形体１０を射出成形する際、図２及び図３に示すように、第１金型４１と、第２金型４３と、ガイドピン４５とを有する金型４０が使用される。第１金型４１は、中央部に設けられた流入口４１Ａと、流入口４１Ａの上流側に連通した流路４１Ｂとを有している。流路４１Ｂは上流側が溶融樹脂を射出する成形機のノズルが接続される接続口に連通している（図示せず）。

第２金型４３は、内周面の断面形状が円形となる外周壁部４３Ａと、外周壁部４３Ａに囲まれた中央部に形成された凸部４３Ｂと、この凸部４３Ｂの中央部に貫設した貫通孔４３Ｃとを有している。凸部４３Ｂは、外形がインサート金具２０の折曲部２５の内径よりも小さく、高さが外周壁部４３Ａよりも低い円柱形状である。貫通孔４３Ｃは、凸部４３Ｂと同軸であって、上部４２の内径がインサート金具２０の中央管部２１の外径よりもわずかに大きく、下部４４の内径がインサート金具２０の中央管部２１の内径と略同じである。ガイドピン４５は外径がインサート金具２０の中央管部２１の内径、及び貫通孔４３Ｃの下部４４の内径と略同じ円柱形状である。ガイドピン４５は貫通孔４３Ｃに固定されている。

樹脂成形体１０を射出成形する際、先ず、インサート金具２０を第２金型４３に装着する。つまり、インサート金具２０の中央管部２１を第２金型４３の貫通孔４３Ｃの上部４２とガイドピン４５との隙間に挿入する。この際、インサート金具２０の鍔部２３であって、樹脂３０が接触する側の表面２３Ａがガイドピン４５の先端面４５Ａと面一になる。インサート金具２０を第２金型４３に装着した後、第１金型４１と第２金型４３とを型締めする型締め工程を実行する。

型締め工程で型締めされた金型４０は、流入口４１Ａに連続して樹脂３０の薄肉部３１を成形する第１成形空間４７と、この第１成形空間４７の下流側に連続して設けられた樹脂３０の厚肉部３３を成形する第２成形空間４９とを有している。第１成形空間４７は第１金型４１の内表面とインサート金具２０の鍔部２３との間に形成されている。第２成形空間４９は第２金型４３の凸部４３Ｂ及びインサート金具２０の折曲部２５の外側に形成されている。

型締め工程を実行した後、図２及び図３に示すように、流入口４１Ａから第１成形空間４７及び第２成形空間４９に樹脂３０を流入させて樹脂成形体１０を成形する成形工程を実行する。成形工程は、流入口４１Ａから第１設定速度Ｘで樹脂３０を流入させる第１工程と、第１設定速度Ｘよりも遅い第２設定速度Ｙで流入させる第２工程とを備えている（図５参照）。流入口４１Ａから流入させる樹脂３０の速度（第１設定速度Ｘ、第２設定速度Ｙ）は、流入口４１Ａの開口面積が一定であるため、流入口４１Ａから第１成形空間４７に流入する単位時間当りの樹脂３０の容積に比例する。第１設定速度Ｘは、図２に示すように、第１工程で流入口４１Ａから流入した樹脂３０の第１成形空間４７における温度低下ができる限り少なくなるように設定されている。

第１工程で流入口４１Ａから流入した樹脂３０は、図３に示すように、第２工程で流入口４１Ａから流入した樹脂３０に押されて第２成形空間４９に充填される。樹脂成形体１０が、円盤形状の薄肉部３１と、この薄肉部３１の外周縁に連続して成形された厚肉部３３とを有しているものであって、樹脂３０の流入口４１Ａが第１成形空間４７の中央部に設けられているため、樹脂３０は第１成形空間４７を偏りなく放射状に広がり、第２成形空間４９に偏りなく充填される。

第２設定速度Ｙは、第２成形空間４９に充填された樹脂３０が固化するまで、流入口４１Ａから第１成形空間４７に樹脂３０を流入させることができる速度に設定されている。このため、第２成形空間４９に充填された樹脂３０は、第２工程の実行中に固化し、樹脂３０の厚肉部３３を成形する。第２工程は、第２成形空間４９に充填された樹脂３０が固化した後に終了する。つまり、第２成形空間４９に充填した樹脂３０が固化するまで、第１成形空間４７に流入口４１Ａから樹脂３０が流入して流動しているため、第１成形空間４７内の樹脂３０は固化しない。このように、第２成形空間４９に充填した樹脂３０が固化するまで、第２成形空間４９に上流側から樹脂３０の流入圧が加えられているため、第２成形空間４９で成形される樹脂３０の厚肉部３３に気泡が発生し難くなる。

したがって、実施例の射出成形方法は、気泡の発生を抑制し、適切な強度を有する樹脂成形体１０を成形することができる。

第２工程で流入口４１Ａから流入した樹脂３０は、第１成形空間４７に充填され、第２成形空間４９に充填された樹脂３０が固化した後に固化し、樹脂３０の薄肉部３１を成形する。第１成形空間４７に充填した樹脂３０が固化すると、第１金型４１と第２金型４３とを分離し、樹脂成形体１０を金型４０から取り出す離型工程が実行される。金型４０から取り出された樹脂成形体１０は、図４に示すように、流入口４１Ａより上流側の端部３５の樹脂３０が固化して残存している。この端部３５の樹脂３０をカットし、樹脂成形体１０が完成する。

本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）実施例では、インサート金具をインサートした樹脂成形体を射出成形したが、インサート金具をインサートしなくてもよい。
（２）実施例では、成形工程で流入口から流入させる樹脂の速度を第１工程より第２工程が遅くなるように２段階で変化させたが、複数段階で速度を遅くするようにしてもよい。
（３）実施例では、第２工程における第２設定速度を一定にしたが、第２成形空間に充填した樹脂が固化した後は流入口から流入させる樹脂の速度を速くしてもよい。この場合、樹脂成形体の成形サイクルを短くすることができる。
（４）実施例では、流入口から流入する樹脂の速度を変化させたが、金型の温度を部分的に変化させることによって、第２成形空間に充填した樹脂が固化するまで第１成形空間に充填した樹脂を固化させないようにしてもよい。

１０…樹脂成形体
３０…樹脂
３１…薄肉部
３３…厚肉部
４０…金型
４１Ａ…流入口
４７…第１成形空間
４９…第２成形空間

Claims (3)

1. 流入口と、この流入口に連続して設けられており、樹脂の薄肉部を成形する第１成形空間と、この第１成形空間の下流側に連続して設けられており、樹脂の肉厚が前記薄肉部よりも厚い樹脂の厚肉部を成形する第２成形空間とを有する金型を使用して、前記薄肉部と前記厚肉部とを有する樹脂成形体を成形する射出成形方法であって、
   前記流入口から前記第１成形空間及び前記第２成形空間に樹脂を充填して前記樹脂成形体を成形する成形工程において、前記第２成形空間に充填した樹脂が固化するまで、前記第１成形空間に充填した樹脂を固化させないことを特徴とする射出成形方法。
2. 前記成形工程は、
   前記第２成形空間に充填され、前記厚肉部を成形する樹脂を前記流入口から第１設定速度で流入させる第１工程と、
   この第１工程後に前記第１成形空間に充填され、前記薄肉部を成形する樹脂を前記流入口から前記第１設定速度よりも遅い第２設定速度で流入させる第２工程とを備えていることを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。
3. 前記樹脂成形体は、円盤形状の前記薄肉部と、この薄肉部の外周縁に連続して成形された前記厚肉部とを有しており、
   前記流入口は前記第１成形空間の中央部に設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形方法。

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