JP2976059B2 - 中空成形品の製造方法 - Google Patents

中空成形品の製造方法

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    • B29C45/56Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、椅子の背当てや座席、
冷蔵ボックス等の分野に広く利用される、好ましくは多
層の中空成形製品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】(1)背景 中空樹脂成形品の製造法として従来から広く利用されて
きた方法は、雌型内に閉じ込められた溶融状態のパリソ
ンへ空気を圧入してキャビティの内壁の形状に沿って膨
化させるブロー成形法である。この方法は雄型を必要と
しないという利点はあるが、パリソン自体を偏肉させる
ことができないから、ビンのような全対称的な断面を有
する物品の成形に適当であっても、扁平な(不完全対称
的な)異形物品の成形には適しない。加えて、雌型の型
割り部(パーティング面)に疵(パーティング・ライ
ン)を生じ、場合によりそこにバリを発生する等の欠点
もある。
【0003】(2)従来技術の問題点 そこで、例えば椅子の背当てのような異形物品を成形す
るための手段として、在来の射出成形法を発展させた中
空成形法が開発されている。
【0004】例えば、金型に穿設された孔を通じて溶融
状態の樹脂内に高圧ガスを圧入することにより、該樹脂
内にガス流路、即ち、中空部を形成させる方法である
が、製品に大きなガス圧入痕(径約3mm)が残ること、
ガス貫通部の表面とガス非貫通部の表面との間に色ムラ
を生じること、ガス流路が偏心するため、中空部が偏心
すること(換言すれば肉圧が不均一となり易いこと)、
中空部の径が一定しないこと、製品中に樹脂溜まり部が
できること、射出圧が強過ぎるとき、製品内部に気泡が
生成すること等の欠点がある。
【0005】また、シリンダノズルから供給される溶融
樹脂中に該ノズル部に設けられた圧入口より高圧ガスを
導入する方法であって、上記方法とガス導入位置が違う
だけであるから上記方法と殆ど同様の欠点を持つ。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明が解決し
ようとする課題は、椅子の背当てや座席、冷蔵ボックス
等の非対称又は不完全対称形の樹脂成形品の製造に広く
応用されることができ、しかも大きなガス圧入痕、色ム
ラ、中空部偏心及び内径の不同、樹脂溜り部及び気泡等
の欠点のない、好ましくは多層の中空成形製品を工業的
有利に生産する方法を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】(1)概念 本発明者は、上記した方法のような欠点のない、中空成
形品の製造手段につき種々検討を加えた結果、不完全に
閉鎖された金型内へ供給された溶融樹脂塊中に給気ピン
を挿入しガスを注入すること、及び半型締め状態で本中
空部内へガスを圧入することにより、被充填樹脂は型締
め圧により金型内部のキャビティの形状に沿って賦形さ
れると同時に、前記中空部の膨張が起こり、最後に型を
開くと、内部に膨張した中空部を有する成形品が得られ
ることを見出した。
【0008】(2)概要 以上の知見に基づき、本発明は、固定金型と可動金型と
からなる一対の射出成形用金型の型締めが完了する以前
に、該固定金型と該可動金型との間に溶融状態の樹脂を
供給すること;型締めが完了する以前に、または型締め
の完了と同時に前記固定金型の表面に取り付けられた給
気ピンを溶融樹脂内に挿入することにより、該ピンに当
接する溶融樹脂内に中空部を形成させること;上記可動
金型を締め、上記溶融樹脂をキャビティ内へ充填させる
こと;前記ピンを介して上記中空部内へガスを圧入しつ
つ型を僅かに開き、該中空部を膨張させること;最後に
型を開き、固化した被成形物を取り出すことを特徴とす
る中空成形品の製造方法を要旨とする。本発明は、さら
にその好適な実施形態として、上記発明において、固定
金型と可動金型とからなる一対の金型が開放状態にある
とき、該固定金型と該可動金型との間に表皮材を位置さ
せること;可動金型を固定金型方向へ移動させ、型締め
が完了する以前に固定金型と前記シートとの間に溶融状
態の樹脂を供給すること;上記可動金型を締め、上記溶
融樹脂をキャビティ内へ充填させること;型締めが完了
する以前に、または型締めの完了と同時に前記固定金型
の表面に取り付けられた給気ピンを溶融樹脂内に挿入す
ることにより、該ピンに当接する溶融樹脂内に中空部を
形成させること;前記ピンを介して上記中空部内へガス
を圧入しつつ型を僅かに開き、該中空部を膨張させるこ
と;最後に型を開き、固化した多層の中空成形品を得る
方法を含む。
【0009】以下、発明を構成する諸要素につき項分け
して説明する。 (3)装置 本発明の実施に使用される装置は、一般の圧縮成形装置
と同様、固定型枠及び可動型枠と、両型枠に取り付けら
れた固定金型及び可動金型と、固定型に接続された射出
スクリューとを含むが、更にその特異的な構成として、
固定金型内部に穿設されたガス流路及び高圧ガス供給源
と、該流路の先端に設置された給気ピンとを有する。
【0010】装置の概略を示す図1(金型内の加熱手段
や冷却手段などの自明の補助装置は示してない)を参照
して、固定型枠1は可動型枠3との間を油圧シリンダ付
タイロッド2に連結されると共に、固定型枠1に固定金
型5が、可動型枠3に可動金型4が夫々取り付けられて
いる。
【0011】固定金型5は、内部に樹脂通路6及びガス
流路9を備え、前者6の先端は、可動金型4に対向する
側にゲート7を開き、また後者9の先端は、給気ピン8
(図2参照)に連なる。更に樹脂通路6の後端は、射出
スクリューに、またガス流路9の後端は、コンプレッ
サ、蓄圧器及びバルブを含むガス源に夫々連結される。
【0012】給気ピン8は、例えば図2の如く固定金型
5の内部に刻設され、スプリング10とガス流路のガス
圧により出入するよう構成されている。ガス流路9は、
給気ピン8を軸方向に沿って貫通する。但し本給気ピン
の構造は単に一例であって、後に説明するように、型締
めに際して給気ピンの先端部が溶融樹脂の内部に刺入す
る機能を具備すれば足り、刺入のための付勢がスプリン
グの抗圧縮力によろうと、またガス圧、油圧等の流体圧
によろうと本発明の適用を妨げるものではない。
【0013】(4)金型 本発明の実施に使用される金型の構造は略々従来の圧縮
成形用金型と同じであるが、ガスを強制的に導入するた
め、ガス逃げを考慮する必要がある。そこで、金型の端
面をシャーエッジとし、固定型と可動型との間に狭いク
リヤランスを設ける。
【0014】(5)樹脂材料 本発明方法の実施に利用される合成樹脂としては、例え
ばポリエチレン、ポリプロピレン、ABS、ポリスチレ
ン、ポリ塩化ビニルなどの汎用樹脂以外にポリカーボネ
ート、ポリアセタール、変性ポリフェニレンエーテル等
のエンジニヤ樹脂を例示できる。さらにこれらに無機質
充填剤、ガラス繊維等の充填剤、顔料、滑剤、帯電防止
剤等の添加剤を含有したものを用いることができる。
【0015】(6)表皮材 この発明に用いられる表皮材としては、織布、不織布、
金属、繊維、熱可塑性樹脂のネット、紙、金属フォイル
や熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマーのシートまた
はフィルムが挙げられ、またしぼ等の凹凸模様、印刷、
染色等で加飾されたものも使用することができる。又、
表皮材としてポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポ
リスチレン系等の熱可塑性樹脂製、ポリウレタン系等の
熱硬化性樹脂製あるいはシス1,4−ポリブタジエン、
エチレン−プロピレン共重合体等のゴム製の発泡体を用
いることもできる。さらにこれらの単独もしくは2種以
上を積層した積層品の形態にて使用することも可能であ
る。これら表皮材の使用にあたっては表皮材の引張応
力、伸びを調整するため供給に先立って全面または一部
の予備加熱を行ってもよい。
【0016】(7)成形工程 本発明方法による成形工程の概略は図3に示される。因
に、本図は表皮材を使用しない中空成形手段を示すが、
表皮材の有る場合も基本的には同様である。 (A)可動金型4を開く。 (B)可動金型4を固定金型5に向かって移動させ、適
切なキャビティークリアランスの時スクリューを前進さ
せ、溶融樹脂11を樹脂通路6を経てキャビティー内に
供給する。この時可動金型4は停止状態でも移動中でも
よい。 (C)可動金型4を一杯に締め、溶融樹脂11を両型
4,5の間でプレスしてキャビティ内に充填する。この
型締めが完了する以前または同時に、溶融樹脂11内に
給気ピン8が溶融樹脂11内に刺し込まれ、ガスを圧入
する。 (D)その後、給気ピン8より中空部12内へガス(空
気、二酸化炭素、窒素、フレオン等)を圧入しつつ金型
を僅かに開く。この開放量は、意図する中空部の大きさ
に見合う量である。次いで該開放状態のまま、金型内へ
冷媒を通じて成形された中空品成形品を固化させ、最後
に型を完全に開いて目的の中空成形品13(図4参照)
を取り出す。
【0017】(8)用途 本発明による中空成形品の製作手段は、例えば車両や舟
艇の座席、背当て、サイドパネル又はダッシュボート及
び冷凍ボックスなど、中空部を有する非対称又は不完全
対称の形態を有する物品の成形に広く応用される。特に
表面に装飾材その他の機能材からなる被覆を有する多層
中空成形品は、最適の対象物である。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から理解される通り、微細な
給気ノズルよりガスを吹き込んで中空部を形成させる方
法を採用する。このため、成形品におけるガス圧入痕が
微細であるのみならず、ガス体の供給により、溶融樹脂
の温度、圧力を低下せしめうると同時に樹脂の流動性が
滑らかになるため、流動性の悪い樹脂を使用しても、か
つ扁平状又は非対称的な形状の成形品であっても、ガス
焼け、中空部の径の不均一又は偏肉、ガス貫通部と非貫
通部との間の色ムラ、気体の抱き込み又は気泡などの欠
点のない軽量の大型中空成形品を得ることができるが、
特に発明の好適な実施態様によれば、各種の機能的表皮
材を持つ多層中空成形品が一挙に得られるのみでなく、
上記理由により表皮材の損傷が緩和されるため、美麗な
意匠的製品を収得することができる。
【0019】
【実施例】以下、実施例により発明実施の態様を説明す
るが、例示は単に説明用のもので、発明思想の制限又は
限定を意味するものではない。
【0020】実施例1 図2に示したのと同様の装置を用い、ポリプロピレン製
リブ付パネル(大きさ80×60cm,厚さ6cm)を
下記条件に従って成形した。中空部の形成により、重量
が中空部を有しないものより約30%少なくなり、成形
サイクルが約20%減少すると共に、製品の剛性、断熱
性及び吸音性も著しく向上した。 (条件) 型締め圧:50kg/cm2 金型温度:80℃ 溶融樹脂温度:230℃ 不活性ガス圧:30kg/cm2 微量型開量:3mm
【0021】実施例2 前例と同様の成形装置により、裏面にポリプロピレン発
泡シートを裏打ちしたポリ塩化ビニル系樹脂シート(裏
打ち発泡層の平均厚さ3mm,発泡倍率20倍)からな
る表皮材で覆われたポリプロピレン製シートバック(大
きさ50×50cm,高さ60mm)を下記条件に従っ
て製作した。中空部の形成により、製品のソフト性、剛
性、断熱性及び吸音性も著しく向上した。 (条件) 型締め圧:40kg/cm2 金型温度:50℃ 溶融樹脂温度:200℃ 不活性ガス圧:50kg/cm2 微量型開量:10mm
【0022】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に使用される成形装置の縦の断面
図である。
【図2】図1における給気ピン部分の拡大断面図であ
る。
【図3】本発明の成形方法を示す装置の縦の断面図であ
る。
【図4】本発明による中空成形品の破断斜視図である。
【符号の説明】
1.固定型枠 2.タイロッド 3.可動型枠 4.可動金型 5.固定金型 6.樹脂通路 7.ゲート 8.給気ピン 9.ガス流路 10.スプリング 11.溶融樹脂 12.中空部 13.中空成形品 14.ピン戻し用流体通路 15.ピン挿入用流体通路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤多 廣 三重県三重郡菰野町大字大強原字狐塚 2500番地1日泉化学工業株式会社内 (72)発明者 神地 裕二 三重県三重郡菰野町大字大強原字狐塚 2500番地1日泉化学工業株式会社内 (72)発明者 中塚 博雅 三重県三重郡菰野町大字大強原字狐塚 2500番地1日泉化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平2−108511(JP,A) 特開 平3−9820(JP,A) 特開 平4−212822(JP,A) 特開 平4−261817(JP,A) 特開 平4−232709(JP,A) 特開 平4−125116(JP,A) 特開 平4−74617(JP,A) 特開 平3−133618(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/00 - 45/84

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】固定金型と可動金型とからなる一対の金型
    の型締めが完了する以前に、該固定金型と該可動金型と
    の間に溶融状態の樹脂を供給すること;上記可動金型を
    締め、上記溶融樹脂をキャビティ内へ充填させること;
    型締めが完了する以前にまたは型締めの完了と同時に前
    記固定金型の表面に取り付けられた給気ピンを溶融樹脂
    内に挿入することにより、該ピンに当接する溶融樹脂内
    にガスを圧入し中空部を形成させること;前記ピンを介
    して上記中空部内へガスを圧入しつつ型を僅かに開き、
    該中空部を膨張させること;最後に型を開き、固化した
    被成形物を取り出すことを特徴とする中空成形品の製造
    方法。
  2. 【請求項2】固定金型と可動金型とからなる一対の金型
    が開放状態にあるとき、該固定金型と該可動金型との間
    に表皮材を位置させること;可動金型を固定金型方向へ
    移動させ、型締めが完了する以前に固定金型と前記表皮
    材との間に溶融状態の樹脂を供給すること;上記可動金
    型を締め、上記溶融樹脂をキャビティ内へ充填させるこ
    と;型締めが完了する以前に、または型締めの完了と同
    時に前記固定金型の表面に取り付けられた給気ピンを溶
    融樹脂内に挿入することにより、該ピンに当接する溶融
    樹脂内にガスを圧入し中空部を形成させること;前記ピ
    ンを介して上記中空部内へガスを圧入しつつ型を僅かに
    開き、該中空部を膨張させること;最後に型を開き、固
    化した多層の被成形物を取り出すことを特徴とする中空
    成形品の製造方法。
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