JP3455280B2 - 成形体の成形方法 - Google Patents

成形体の成形方法

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車、一般機
械、電気・電子機器等の分野に広く利用される成形体の
成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】樹脂成形体の成形方法として、金型キャ
ビティを不完全に閉じた状態で溶融樹脂を注入し、その
後金型キャビティを完全に閉じて成形する方法は、いわ
ゆるスタンピングあるいは圧縮成形方法として知られて
おり、各種の成形体が実用に供されている。
【0003】一方、溶融樹脂中に高圧のガスを注入して
成形する、例えば特公昭57−14968号に代表され
るいわゆる中空射出成形方法が、成形体の“ひけ”や変
形を防止し外観を向上,改善できる成形方法として広く
応用されだしている。
【0004】また、上記のスタンピングあるいは圧縮成
形方法と中空射出成形方法を組み合わせた方法が特開平
3−133618号,特開平4−74617号,特開平
4−255314号などで提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されている方法では、単なるスタンピングあるいは圧
縮成形方法による場合よりも成形体の状態は改善される
ものの、以下のような問題点が有った。
【0006】例えば、金型が僅かに開いた状態で溶融樹
脂を注入し、金型を完全に閉じて溶融樹脂を圧縮した後
にガスを注入する方法では、樹脂の充填圧力が高いため
にガスの注入が不完全な状態になりやすく、中空部の形
成による効果が十分に発揮されない場合が有った。
【0007】また、特開平3−133618号あるいは
特開平4−74617号で提案されているように、金型
が僅かに開いた状態で溶融樹脂を注入し、ガスを注入し
た後あるいはガスを注入しつつ金型を閉じていく方法で
は、金型締めの過程における樹脂圧にばらつきが生じや
すく、中空部が不規則に変形し、特に非対称形の成形体
を成形する場合には所定の位置以外の不必要な部分に中
空部が形成され、成形体の外観や品質の低下さらには強
度低下を招きやすい。
【0008】また、特開平4−255314号で提案さ
れているように、金型が僅かに開いた状態で溶融樹脂を
注入し、金型締めの完了前あるいは完了と同時にガスを
注入し、さらにガスを注入しつつ金型を僅かに開く方法
では、中空部の変形は比較的少ないものの、成形体の寸
法精度が低下するため、精密部品の成形には適さない。
【0009】本発明は上記の問題点に着目してなされた
ものであって、その目的とするところは、中空部の形成
を容易にし、成形品の“ひけ”や変形を改善し優れた外
観を確保し得ると共に、型再現性に優れ精密部品の成形
にも十分に対応することのできる成形体の成形方法を提
供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段及び作用】このために請求
項1の発明では、金型キャビティ内に注入した溶融樹脂
中に加圧ガスを注入する成形方法において、不完全に閉
じた状態の金型キャビティ内に溶融樹脂を注入した後、
金型キャビティを段階的に閉じ、金型キャビティが不完
全に閉じている段階で溶融樹脂中に加圧ガスを注入して
予備中空部を形成し、金型キャビティを完全に閉じた段
階で予備中空部に更に加圧ガスを注入し金型キャビティ
が完全に閉じたままの状態で最終的な中空部を形成する
ことを特徴とする成形体の成形方法としているものであ
る。
【0011】本発明の成形方法においては、金型キャビ
ティが不完全に閉じている段階で、金型キャビティ内の
溶融樹脂中に加圧ガスを注入し、予備中空部を形成す
る。この段階では溶融樹脂の圧力は比較的低圧であるた
め、容易に且つ確実に加圧ガスを注入することができ
る。
【0012】そして、金型キャビティを完全に閉じた段
階で、上記の予備中空部に更に加圧ガスを注入する。こ
の段階では溶融樹脂は比較的高圧であるものの、すでに
形成されている予備中空部に加圧ガスを注入するもので
あるため、容易に且つ確実に加圧ガスを注入することが
でき、最終的な中空部の形状をある程度制御することが
できる。すなわち、予め形成した予備中空部に更に加圧
ガスを注入することにより、該予備中空部を核として、
最終的な中空部に成長させることができるのである。
【0013】通常、予備中空部は、金型キャビティを閉
じていくに従い、その過程において生ずる樹脂圧のばら
つきにより変形する。特に非対称形の成形体を成形する
場合には上記の現象が顕著に現れる。
【0014】このため、本発明においては、予備中空部
は必要最低限の大きさで形成するのが好ましい。
【0015】予備中空部が大き過ぎると、金型キャビテ
ィを完全に閉じた段階では、その形状が大きく変形して
いることが多い。このように変形した予備中空部に加圧
ガスを注入すると、最終的に形成される中空部も予定し
ていた形状にならず不必要な部分にまで中空部が形成さ
れがちである。
【0016】また本発明においては、溶融樹脂中に注入
される加圧ガスの圧力を、各段階における溶融樹脂の圧
力に応じて制御することが好ましい。
【0017】すなわち、溶融樹脂が低圧の段階において
は、低圧の加圧ガスでも容易に圧入することができるた
め低圧に制御する。これによりガスの注入量をより厳密
に制御することができ、予備中空部を所望の大きさで形
成することができる。そして溶融樹脂が高圧の段階で
は、より高圧の加圧ガスを注入して中空部を成長させ
る。
【0018】以上のように本発明によれば、溶融樹脂中
への加圧ガスの注入を極めて容易に良好な状態で行うこ
とができ、中空部の大きさや形状を制御して不必要な部
位に中空が形成されるのを防止することができる。この
ため、成形品の“ひけ”や変形を防止し更なる外観の向
上が成されると共に、不必要な中空部が形成されること
による強度低下を防止することができる。
【0019】
【実施例】以下に実施例をもって本発明を説明する。
【0020】本例の成形工程について図1を用いて説明
する。
【0021】先ず、図1(a)に示されるように、可動
型1と固定型2からなる金型キャビティを不完全に閉じ
た状態で、溶融樹脂3を注入する。不完全に閉じた状態
とは、図1(a)のように可動型1と固定型2が完全に
離合した状態に限らず、図1(b)のように可動型1と
固定型2の一部は噛み合うが、いわゆるパーティング面
は噛み合わない状態であっても良く、さらにはキャビテ
ィを複数のブロックで構成した場合には、パーティング
面は噛み合うが一部のブロックに圧縮可能な圧縮代が残
っている状態であっても良い(不図示)。
【0022】尚、キャビティを複数のブロックで構成す
るには、例えば可動型1と固定型2の少なくとも一方を
複数のブロックに分割すればよい。そして、各ブロック
毎に油圧機構やバネ機構等の開閉機構を備えることで、
各ブロック毎に段階的に閉じることができる。
【0023】溶融樹脂3の注入は、樹脂ノズル(不図
示)或は金型に設けた樹脂供給ライン(不図示)等から
行うが、特にその方法は限定されない。
【0024】溶融樹脂3としては熱硬化性樹脂を用いる
こともできるが、熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂、ポリ
塩化ビニル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボ
ネイト、変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテ
レフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェ
ニレンスルフィド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポ
リエーテルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、
ポリエーテルサルフォン、ポリエーテルエーテルケト
ン、液晶ポリマー、テトラフルオロエチレン、熱可塑性
エラストマー等が挙げられる。さらには、これら熱可塑
性樹脂の混合体や、耐熱性及び機械的強度等をアップす
る目的で、無機及び/又は有機の充填材を配合した樹脂
を用いることもできる。
【0025】金型キャビティ内に溶融樹脂3を注入した
後、図1(c)のように金型キャビティは一段階閉じら
れる。そして、加圧ガス注入機構4により溶融樹脂3の
圧力に応じて比較的低圧に制御された加圧ガスを、ガス
注入口5より溶融樹脂3中に注入して、予備中空部6を
形成する。
【0026】加圧ガスの注入を停止した後、図1(d)
のように金型キャビティを完全に閉じる。そして、前記
と同様にして溶融樹脂3の圧力に応じて比較的高圧に制
御された加圧ガスを溶融樹脂3中の予備中空部6に注入
して、最終的な中空部7を形成する。
【0027】最後に、溶融樹脂3が冷却,固化された
後、樹脂中の加圧ガスを回収又は排出し、金型を開き、
樹脂中に中空部7が形成された成形体を取り出す。
【0028】溶融樹脂3中に注入する加圧ガスとして
は、成形の温度及び圧力下で、成形に用いる溶融樹脂と
反応又は混合されないものが使用される。例えば、窒
素、空気などが用いられるが、特に限定はされない。
【0029】注入する加圧ガスの圧力は、通常10〜3
50Kg/cm2 程度であり、好ましくは30〜300
Kg/cm2 である。
【0030】本例は金型キャビティを2段階に閉じる例
であるが、本発明においてはこの段数に特に制限はな
く、最終的な成形体の大きさや形状等により適宜決めら
れるものである。
【0031】金型キャビティを3段階以上に閉じる場合
には、予備中空部6の形成を段階的に行うこともでき
る。例えば金型キャビティを3段階に閉じ、第一の段階
で第一段階予備中空部を形成した後、第二の段階でこれ
とは別の新たな予備中空部を形成したり、第一段階予備
中空部に加圧ガスを注入して第二段階予備中空部を形成
してもよい。このような場合においても、金型キャビテ
ィを完全に閉じた段階で、これらの予備中空部に加圧ガ
スを注入して、最終的な中空部を形成する。
【0032】加圧ガスの圧力を各段階における溶融樹脂
3の圧力に応じて制御する方法としては、例えば、圧縮
状態にある溶融樹脂3の圧力を金型面に設けた圧力検出
器で検出し、これを直ちに加圧ガス注入機構4にフィー
ドバックし、該機構内に設けられている圧力調節弁(不
図示)の開閉を調節することで、溶融樹脂3の圧力に対
して予め決められた圧力となるように加圧ガスの圧力を
制御することができる。あるいは金型キャビティの容量
と注入される溶融樹脂量との関係から、可動型1の移動
量と加圧ガスの圧力との対応を予め決めておき、該移動
量をフィードバックすることによって同様に制御するこ
ともできる。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、スタンピングある
いは圧縮成形方法を応用し、更に中空射出成形方法を組
み合わせた本発明の成形方法においては、溶融樹脂中へ
の加圧ガスの注入を極めて容易に良好な状態で行うこと
ができ、中空部の大きさや形状を制御して不必要な部位
に中空が形成されるのを防止することができる。このた
め、“ひけ”や変形を防止し更なる外観の向上が成され
ると共に、不必要な部位に中空部が形成されることによ
る強度低下を防止することができる。
【0034】また、加圧成形の最終段階で金型を開くこ
ともないため、型再現性に優れ精密部品の成形にも十分
に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の工程を説明するための図で
ある。
【符号の説明】
1 可動型 2 固定型 3 溶融樹脂 4 加圧ガス注入機構 5 ガス注入口 6 予備中空部 7 中空部
───────────────────────────────────────────────────── 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 (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型キャビティ内に注入した溶融樹脂中
    に加圧ガスを注入する成形方法において、不完全に閉じ
    た状態の金型キャビティ内に溶融樹脂を注入した後、金
    型キャビティを段階的に閉じ、金型キャビティが不完全
    に閉じている段階で溶融樹脂中に加圧ガスを注入して予
    備中空部を形成し、金型キャビティを完全に閉じた段階
    で予備中空部に更に加圧ガスを注入し金型キャビティが
    完全に閉じたままの状態で最終的な中空部を形成する
    とを特徴とする成形体の成形方法。
  2. 【請求項2】 溶融樹脂中に注入される加圧ガスの圧力
    を、各段階における溶融樹脂の圧力に応じて制御するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の成形体の成形方法。
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