JP3003164B2 - 中空構造を有する射出成形品の製造方法 - Google Patents

中空構造を有する射出成形品の製造方法

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1734Nozzles therefor

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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ひけや反りのない外観の美麗な成形品を射
出成形する方法に関する。さらに詳細には、金型内に射
出注入された溶融樹脂の内部に金型内より加圧ガス体を
圧入して、中空構造を有する射出成形品を製造する方法
に係わる。
〔従来の技術〕
金型内に射出注入された溶融樹脂の内部に加圧ガス体
を圧入して中空構造を有する成形品を製造する方法は知
られている。この方法においては、金型内の溶融樹脂は
その内部の加圧ガス体の圧力の作用を受けて外向きに流
動し、金型表面に押し付けられ、その結果、金型形状を
正確に転写した成形品が得られることが知られており、
ひけや反りのない外観の美麗な射出成形品の製造方法と
して実用化が図られている。
この方法において、加圧ガス体を溶融樹脂の内部に圧
入するに当って加圧ガス体を金型内から注入する方法が
あり、加圧ガス体の圧入は金型キヤビテイあるいは射出
樹脂流路に連通して配置された加圧ガス体注入ノズルを
介して行なわれる。溶融樹脂は、加圧下に金型内に注入
されるので、金型への充填時に充填圧が発生する。この
充填圧によって溶融樹脂は金型内に配設された加圧ガス
体注入ノズルにまで達し、ここで樹脂がノズル及び金型
に熱を奪われて冷却され固化する危険が極めて高い。加
圧ガス体は、溶融樹脂が金型キヤビテイに充填されたの
ちにあるいは充填されている間に注入ノズルを介して溶
融樹脂内に圧入されるので、注入ノズル内に逆流した樹
脂が固化すると注入ノズルが閉塞されることになり、加
圧ガス体を圧入することができない場合がある。
〔発明が解決しようとする問題点とその手段〕
本発明は、前述の従来技術の欠陥を解消することを目
的とするもので、具体的には、加圧ガス体注入ノズルへ
の溶融樹脂の逆流に伴う注入ノズルの閉塞を防止し、加
圧ガス体の溶融樹脂内部への円滑な圧入を実現すること
を目的とする。
すなわち、本発明は、金型内に射出注入された溶融樹
脂の内部に加圧ガス体注入ノズルを用いて金型内より加
圧ガス体を圧入し、中空構造を有する射出成形品を製造
するに当り、該加圧ガス体注入ノズルのガス注入孔に逆
止弁を配設し、該逆止弁部分を含む前記注入ノズルの先
端を金型内に射出注入された溶融樹脂で覆い、溶融樹脂
の熱で加熱して逆止弁近傍のガス流路で樹脂が固化する
ことを防止することを特徴とする射出成形方法に関す
る。
前述の通り、金型キヤビテイ内に射出注入された溶融
樹脂の内部に加圧ガス体注入ノズルを用いて金型内より
加圧ガス体を圧入する方法においては、金型内での充填
圧によって溶融樹脂は加圧ガス体注入ノズルまで達し、
冷却されて固化した樹脂がガス流路を閉塞する危険があ
り、本発明では注入ノズルへの溶融樹脂の逆流をガス注
入孔に逆止弁を配設することによって防止する。
ここで、加圧ガス体注入ノズルにおける逆止弁の配設
位置としては、加圧ガス体注入ノズルのガス注入孔、す
なわち、注入ノズルの端部で金型キヤビテイまたは樹脂
の流路に近い位置であるべきである。ガス注入孔は、通
常、注入ノズルの先端に設けられたガス吐出のための開
口部と開口部に連結する配管系から構成されており、逆
止弁はこの配管系内部に設置される。
上記逆止弁によって加圧ガス体注入ノズルへの溶融樹
脂の逆流は阻止されるものの、成形品や金型の形状、樹
脂の種類、成形条件等によってはノズルを伝っての金型
への熱の放散により逆止弁付近で溶融樹脂が冷却され、
粘度の上昇に伴うガス流入の阻害が生じたり、固化によ
るガス注入孔の閉塞を招いたり、金型面と成形品表面と
の間からガスが洩れるといった障害が起る。本発明では
かかる不都合を解消して金型内の溶融樹脂の内部へ円滑
に加圧ガス体を注入するために、逆止弁部分を含む前記
注入ノズルの先端を金型内に射出注入された溶融樹脂で
加熱する。
ここで、逆止弁を溶融樹脂で加熱する具体的な態様
は、逆止弁を配設したガス注入孔の先端部分を金型キヤ
ビテイ内または樹脂流路へそう入するように配置し、そ
のガス注入孔の外側と内側の両方から溶融樹脂で逆止弁
を加熱する方法である。成形品の形状によって金型キヤ
ビテイ内や樹脂流路にガス注入孔をそう入することがで
きない場合には、金型キヤビテイまたは樹脂流路に連通
した湯だまりを設け、その湯だまりにガス注入孔をそう
入する態様を採用することによって所期の目的を達成す
ることができる。
金型内へ射出注入された溶融樹脂は、金型キヤビテイ
を満すと同時に逆止弁を配設したガス注入孔の先端部分
の内外にも配位され、当該ガス注入孔部分を加熱する。
この加熱によってガス注入孔に逆流した溶融樹脂の冷却
が抑制され、樹脂の固化によるガス流路の閉塞が遅延す
る。このように保温された逆止弁を通って、樹脂の固化
によるガス流路の閉塞前に加圧ガス体は金型内の溶融樹
脂の内部へ圧入され、所望の中空構造を有する成形体が
形成される。
逆止弁を配設したガス注入孔を溶融樹脂で加熱する本
発明の方法は、電熱ヒータや熱媒体で外部から加熱する
方式と比べると、専用の加熱装置やその制御装置が不要
であるし、金型内に加熱装置を設置する必要がないので
金型構造が簡素になるし、金型の温度制御が容易である
といった利点をもたらす。さらには、ガス注入孔を取り
巻いた樹脂がノズルに密着し、ノズルと成形体との間の
ガス洩れを防止する効果も得られる。溶融樹脂で加熱さ
れているガス注入孔付近では、樹脂は高温溶融状態ない
しは加圧ガス体の圧力によって容易に変形する程度に保
温されており、加圧ガス体注入ノズルへ加圧ガスを導通
することによって、加圧ガスは円滑に金型内の溶融樹脂
の内部へ圧入される。
本発明の加圧ガス体注入ノズルを用いて金型内の溶融
樹脂の内部に金型から加圧ガス体を圧入し、所望の形状
に形成された成形体は、中空構造部に圧入されている加
圧ガス体の圧力作用を維持しながら冷却され、冷却が完
了すると金型から取り出されるが、成形品を金型から取
り出す際に前記中空構造部に残存している加圧ガス体の
圧力作用によって成形品が変形するのを防止するため
に、金型を開くに先立って加圧ガス体注入ノズルを例え
ば往復運動によって移動し、中空構造部の加圧状態を開
放する態様は、中空構造分の放圧に伴う樹脂片やごみの
飛沫同伴によるガス注入孔の閉塞が防止でき、実用的で
ある。
〔発明の効果〕
以上述べたごとく、ガス注入孔に逆止弁を配設し、そ
のガス注入孔を溶融樹脂で加熱する本発明の方法によれ
ば、加圧ガス体注入ノズルへの樹脂の逆流に伴うガス流
路の閉塞がなく、金型キヤビテイ内の溶融樹脂の内部に
円滑に加圧ガス体の注入を行うことができ、安定して連
続サイクルで所望の中空構造を有する成形品を射出成形
することを可能にする。
特に、ガス注入孔を溶融樹脂で加熱、保温するので、
金型内の温度勾配が非常に小さく、精密成形品の成形に
も適している。
〔実施例〕
実施例 図によって実施例を記述する。
金型の可動型(1)側にシリンダー(図示せず)駆動
によって往復運動する加圧ガス体注入ノズル(5)を設
けた。このノズルはその先端からガス加圧導入ピストン
(9)に連結されたガス体導通管(6)に通じるガス体
の流路(13)を持ち、ノズルの先端部にはガス流路(1
3)内に逆止弁(11)が配設されたガス注入孔(12)を
設けた。逆止弁を含むガス注入ノズルの先端部分は、成
形品キヤビテイ(4)内にそう入されるように固定型
(2)を設計した。
変形ポリフエニレンエーテル樹脂(三菱瓦斯化学株式
会社製、商品名「ユピエース AN30」)を射出成形機シ
リンダー(3)内で樹脂温度270℃に溶融、可塑化し、
射出圧力750Kg/cm2にて前記金型キヤビテイ(4)内に
射出、注入し、溶融樹脂の一部でガス注入ノズルの先端
を覆った。射出開始後3.5秒後に射出動作を停止し、同
時に加圧ガス体に注入ノズルよりガス計量シリンダー
(8)で計量された100Kg/cm2の圧縮された窒素ガスを
ピストン(9)で圧入した。
ノズルの先端の逆止弁は有効に作動し、かつ樹脂中へ
の圧縮ガスの注入は円滑に行なわれたことから、逆止弁
を含むガス注入孔部分の保温が十分に行なわれたことが
判る。
得られた成形品には、厚肉部に貫通した中空構造が形
成されており、ひけや反りは見られず、外観の美麗な製
品であった。
比較例 逆止弁(11)を含むガス注入ノズルの先端部分を成形
品キヤビテイ(4)内にそう入することなく当該ガス注
入ノズルの先端部分が固定型(2)内の成形品キヤビテ
イ(4)に当接するように配置される以外は、実施例の
操作を繰り返した。
圧縮窒素ガスのキヤビテイ内への圧入が行なわれない
ことが観察されたので、金型の冷却後加圧ガス体注入ノ
ズルを調べたところ、樹脂は逆止弁によって逆流を阻止
されているものの固化してガス注入孔を閉塞しているこ
とが判った。
得られた成形品は、厚肉部にひけが見られ、反りが生
じたが、圧縮ガスの圧入が不成功に終った結果である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施態様を示す概念図である。第2
図は、第1図A部分の拡大図である。 1:可動型、2:固定型 3:射出成形機シリンダー 4:成形品キヤビテイ、5:ガス体注入ノズル 6:ガス体導通管、7:ガス体供給管 8:ガス計量シリンダー 9:ガス加圧導入ピストン 10:制御弁、11:逆止弁 12:ガス体注入孔、13:ガス体流路 14:チエツク弁、15:窒素ガスボンベ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/00 - 45/84

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】金型内に射出注入された溶融樹脂の内部に
    加圧ガス体注入ノズルを用いて金型内より加圧ガス体を
    圧入し、中空構造を有する射出成形品を製造するに当
    り、該加圧ガス体注入ノズルのガス注入孔の先端に逆止
    弁を配設し、該逆止弁部分を含む前記注入ノズルの先端
    を金型内に射出注入された溶融樹脂で覆い、溶融樹脂の
    熱で加熱することを特徴とする方法。
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