JP3540703B2

JP3540703B2 - 射出成形用金型及びその金型を用いる積層用成形品の製造方法

Info

Publication number: JP3540703B2
Application number: JP2000059035A
Authority: JP
Inventors: 洋典小山; 知三坂口; 博福岡
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2000-03-03
Filing date: 2000-03-03
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: JP2001246644A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、射出成形用金型及びその金型を用いて積層用成形品を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形によって成形品を成形する場合、キャビティの一側にサイドゲートを設けた金型を用い、前記サイドゲートからキャビティに樹脂原料を射出して成形することがある。
【０００３】
しかし、前記したような射出成形用金型で成形品を成形すると、成形品におけるゲート側部分とゲートの反対側部分とで肉厚に差が生じることが避けられない。これは、ゲート付近は射出圧がかかり易いために樹脂原料の密度が高くなるのに対し、ゲートから離れると射出圧がかかり難いために密度が低くなって射出樹脂の密度差を生じることや、射出圧によってゲート側で金型が撓んだり開いたりする等の原因で生じる。
【０００４】
このようにして成形された成形品は、部分によってわずかな肉厚差を生じたとしても、１個のみで使用されるような場合にはさほど問題にならないことが多い。しかし、図７に示すように、成形品６０を複数個積層して使用する場合、例えば燃料電池のセパレータとして数百あるいはそれ以上重ねて使用する場合には、１個についての肉厚差が０．０１ｍｍであったとしても、７００個重ねた場合は、セパレータの両端で７ｍｍの肉厚差となり、図のように使用上問題が生じることになる。しかも、前記成形品は通常裏表等の向きが決められているため、一個置きに１８０度回転させて重ねたり、裏表反転させて重ねることにより前記肉厚差を吸収することもできなかった。
【０００５】
また、従来、一つの金型で成形品を複数個成形する場合、サイドゲートの位置が各成形品で同一側の同一位置となるようにするため、ランナの両側にサイドゲートを介してキャビティが対称位置に設けられていた。そのため、このように成形された成形品を複数個重ねた場合には、前記と同様に肉厚差の問題を生じるのが避けられなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、前記の点に鑑みなされたもので、成形品を複数個積層して使用する際に部分による肉厚差が問題とならない成形品を成形できる射出成形用金型及びその金型を用いる積層用成形品の製造方法を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、スプルに連通するランナを経て成形品用キャビティの一側のサイドゲートから当該キャビティに樹脂原料が射出される射出成形用金型において、前記スプルの形成されたスプル側プレートと、前記ランナがスプルからキャビティの一側へ至るように形成されたランナ側プレートと、前記サイドゲート及びキャビティの形成されたキャビティ側プレートとの３枚型構造とされ、前記キャビティ側プレートはサイドゲートの形成された金型部分と、前記サイドゲートとは反対側位置の金型部分とが交換可能に形成され、前記ランナ側プレートの交換又は回転により、及び前記サイドゲートの形成された金型部分と該サイドゲートとは反対側位置の金型部分との交換により、前記ランナ及びサイドゲートが前記キャビティの反対側位置となるようにされていることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、スプルに連通するランナを経て成形品用キャビティの一側のサイドゲートから当該キャビティに樹脂原料が射出される射出成形用金型において、前記スプルの形成されたスプル側プレートと、前記ランナがスプルからキャビティの一側へ至るように形成されたランナ側プレートと、前記サイドゲート及びキャビティの形成されたキャビティ側プレートとの３枚型構造とされ、前記ランナ側プレートはランナの形成された金型部分が交換可能とされ、前記キャビティ側プレートはサイドゲートの形成された金型部分と、前記サイドゲートとは反対側位置の金型部分とが交換可能に形成され、前記ランナが形成された金型部分の交換、及び前記サイドゲートの形成された金型部分と該サイドゲートとは反対側位置の金型部分との交換により、前記ランナ及びサイドゲートが前記キャビティの反対側位置となるようにされていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の射出成形用金型において、サイドゲートとは反対側位置の金型部分がガスベントの形成されたものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、介在物を介してあるいは直接に重ねて組合わされる積層用成形品を射出成形用金型を用いて複数射出成形するに際し、請求項１ないし３の何れか１項に記載された射出成形用金型を用い、前記複数の成形品のうち互いに隣接する２つの一方については、前記金型におけるサイドゲート及びランナをキャビティの一側に配置してサイドゲートが一側の成形品を射出成形し、前記隣接する２つの他方については、前記サイドゲート及びランナをキャビティの反対側にしてサイドゲートが反対側の成形品を射出成形することを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、介在物を介してあるいは直接に重ねて組合わされる積層用成形品を射出成形用金型を用いて複数射出成形するに際し、スプルに連通するランナの両側に該ランナからの距離を等しくして同一外形のキャビティが互いに向きを同一にして形成され、かつ前記ランナと各キャビティ間にサイドゲートが設けられて該サイドゲートの位置が前記ランナ両側のキャビティで形成される成形品に対し互いに反対となるようにした射出成形用金型を用い、前記複数の成形品のうち互いに隣接する２つの一方については、前記金型におけるランナの一側に位置するキャビティにサイドゲートを介してサイドゲートが一側になる成形品を射出成形し、前記隣接する２つの他方については、前記金型におけるランナの反対側に位置するキャビティにサイドゲートを介してサイドゲートが反対側の成形品を射出成形することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説明する。
図１はこの発明の一実施例に係る射出成形用金型を示す断面図、図２は図１の射出成形用金型のランナ側プレートを交換又は回転しサイドゲートの金型部分と反対側位置の金型部分同士を交換した状態を示す断面図、図３は他の実施例に係る射出成形用金型を示す断面図、図４は図３の射出成形用金型のランナ側プレートの金型部分を交換しサイドゲートの金型部分と反対側位置の金型部分同士を交換した状態を示す断面図、図５はさらに他の実施例に係る射出成形用金型を示す断面図、図６はこの発明の射出成形用金型によって成形された成形品を複数個積層したときの模式図である。
【００１３】
図１に示すものは、この発明の一実施例に係る射出成形用金型１０である。この射出成形用金型１０は、成形品を射出成形する際に用いられ、特には燃料電池のセパレータのように複数個積層して使用しかつ裏表等の向きが決められている板状の成形品を成形するのに好適な金型である。前記射出成形用金型１０は、スプル側プレート２０、ランナ側プレート３０及びキャビティ側プレート４０の３枚型構造となっている。
【００１４】
前記スプル側プレート２０には、樹脂原料が型内に射出される際に射出装置のノズル（図示せず）先端が接触するスプル２１が形成されている。このスプル２１は、射出装置のノズルを繰り返し押し付けることによって変形することがあるため、この実施例では、容易に交換ができるようにブシュとなっている。
【００１５】
前記ランナ側プレート３０には、スプル２１から型内に射出された樹脂原料の流路となるランナ３１が形成されている。このランナ３１は、後端３２で前記スプル２１と連通しており、ここでは図の左側に向かって後述するキャビティ４１の一側（左側）へ至るように形成されている。また、ランナ３１の先端には、キャビティ４１の一側に形成された湯溜り部４３に連通するピンゲート３３が形成されている。さらに、ランナ３１の後端３２付近には、コールドスラグウェル３４が形成されており、樹脂原料の射出開始直後にノズルから出る低温の樹脂原料を受ける役割を果たしている。
【００１６】
このランナ側プレート３０は、前記ランナ３１とは左右対称にランナが形成された（ランナが右側に向かって形成されている）他のランナ側プレートと交換可能となっている。なお、ランナ３１の後端３２位置のスプル２１を図における上下方向に貫く軸を中心として１８０度回転させることにより対応可能な場合には、前記ランナ側プレート３０を交換するのに代えて回転可能に構成してもよい。
【００１７】
前記キャビティ側プレート４０には、成形品用キャビティ４１、サイドゲート４２、湯溜り部４３、ガスベント４４が形成されている。この実施例のキャビティ４１は、燃料電池のセパレータとなる板状成形品に応じた形状となっており、前記スプル２１が図におけるキャビティの左右方向の中心位置となるようにされている。
【００１８】
前記サイドゲート４２は、樹脂原料をキャビティ４１内に導入するためのもので、キャビティ４１の一側、ここではキャビティ４１の図における左側に形成されている。湯溜り部４３は、キャビティ４１への樹脂原料の流入を均一にするために前記ピンゲート３３から流入した樹脂原料を一時的に保持する部位で、サイドゲート４２に連通している。
【００１９】
ガスベント４４は、樹脂原料をキャビティ４１内に導入する際にキャビティ４１内のエアや発生するガスを排出するための通路である。このガスベント４４は、前記サイドゲート４２が形成されているキャビティ４１の一側とは反対側に形成されており、ここでは、キャビティ４１の図における右側である。なお、場合によっては、キャビティ側プレート４０にガスベント４４が形成されないこともある。
【００２０】
前記キャビティ側プレート４０のサイドゲート４２と湯溜り部４３の形成された金型部分４５は、他の金型部分（金型本体部分）とは分離可能なブロック状とされている。また、キャビティ４１を挟んで前記サイドゲート４２とは反対側位置の金型部分、この実施例ではガスベント４４の形成された金型部分４７も、他の金型部分とは分離可能なブロック状とされている。そして、前記サイドゲート４２と湯溜り部４３の形成された金型部分４５と、ガスベント４４の形成された金型部分４７は、交換して配置できるような形状及び大きさとなっている。
【００２１】
前記した射出成形用金型１０を用いて、燃料電池のセパレータのように複数個積層して使用する成形品を製造する際には、本発明の実施成形品の使用例を示す図６のように、直接又は介在物を介して積層される複数の成形品Ｓに関し、互いに隣接して積層される２つの成形品Ｓａと成形品Ｓｂを、次のように分けて成形する。
【００２２】
まず、前記一方の成形品Ｓａの成形について説明する。その場合、ランナ側プレート３０をランナ３１がキャビティ４１の一側、この例では図１に示すように図の左側に向かうように配置する。また、キャビティ側プレート４０のサイドゲート４２と湯溜り部４３の形成された金型部分４５を、ランナ側プレート３０のピンゲート３３に対応する位置、ここでは図におけるキャビティ４１の左側に配置し、キャビティ４１を挟んで前記サイドゲート４２とは反対側位置、ここでは図におけるキャビティ４１の右側にガスベント４４の形成された金型部分４７を配置する。このように配置した状態で、サイドゲートが一側の成形品Ｓａを成形品Ｓの必要数の半分だけ射出成形する。
【００２３】
次に、前記他方の成形品Ｓｂの成形について説明する。その場合、前記ランナ側プレート３０を交換又は回転して、図２のように、ランナ３１が反対側、この例では図の右側に向かうように配置する。また、キャビティ側プレート４０のサイドゲート４２と湯溜り部４３の形成された金型部分４５と、ガスベント４４の形成された金型部分４７の位置を交換する。すなわち、サイドゲート４２と湯溜り部４３の形成された金型部分４５を、交換又は回転したランナ側プレート３０のピンゲート３３に対応する位置、ここでは図におけるキャビティ４１の右側に配置し、キャビティ４１を挟んで前記サイドゲート４２とは反対側位置、ここでは図におけるキャビティ４１の左側にガスベント４４の形成された金型部分４７を配置する。このように配置した状態で、サイドゲートが反対側の成形品Ｓｂを成形品Ｓの必要数の残り半分だけ射出成形する。
【００２４】
このようにして成形されたサイドゲートが一側の成形品Ｓａとサイドゲートが反対側の成形品Ｓｂを交互にして複数個積層すると、図６に示すようにお互いの肉厚差を相殺して、肉厚差が問題のないものとすることができる。
【００２５】
なお、前記実施例の射出成形用金型１０のほかに、図３及び図４に示すような射出成形用金型１０Ａであっても良い。以下、前記射出成形用金型１０と同様の構成からなる部分については説明を省略し同様の符号を付す。
【００２６】
この射出成形用金型１０Ａは、前記の射出成形用金型１０と同様に、スプル側プレート２０、ランナ側プレート３０Ａ及びキャビティ側プレート４０の３枚型構造となっている。このうち、ランナ側プレート３０Ａには、前記射出成形用金型１０と同様に、図３に示すような、スプル２１から型内に射出された樹脂原料の流路となるランナ３１Ａが形成されているが、このランナ３１Ａの形成された金型部分３５Ａが、他の金型部分３６Ａとは分離可能なブロック状に形成されており、図４に示すような、前記ランナ３１Ａとは反対側にランナ３１Ｂが形成されたブロック状の金型部分３５Ｂと交換可能とされている。なお、スプル側プレート２０及びキャビティ側プレート４０は、前記射出成形用金型１０と同様の構成となっている。
【００２７】
そして、前記一方の成形品Ｓａを成形する際には、まず、図３のようにランナ側プレート３０Ａに、キャビティ４１の一側、この例では図の左側にランナ３１Ａが向かう構成の金型部分３５Ａを配置する。また、キャビティ側プレート４０のサイドゲート４２と湯溜り部４３の形成された金型部分４５を、ランナ側プレート３０Ａの金型部分３５Ａのピンゲート３３Ａに対応する位置、ここでは図におけるキャビティ４１の左側に配置し、キャビティ４１を挟んで前記サイドゲート４２とは反対側位置、ここでは図におけるキャビティ４１の右側にガスベント４４の形成された金型部分４７を配置する。このように配置した状態で、サイドゲートが一側の成形品Ｓａを成形品Ｓの必要数の半分だけ射出成形する。
【００２８】
また、前記他方の成形品Ｓｂを成形する際には、図４のようにランナ側プレート３０Ａの金型部分３５Ａを図の右側にランナ３１Ｂが向かう構成の金型部分３５Ｂに交換し、配置する。さらに、キャビティ側プレート４０のサイドゲート４２と湯溜り部４３の形成された金型部分４５と、ガスベント４４の形成された金型部分４７の位置を交換する。すなわち、サイドゲート４２と湯溜り部４３の形成された金型部分４５を、交換したランナ側プレート３０Ａの金型部分３５Ｂのピンゲート３３Ｂに対応する位置、ここでは図におけるキャビティ４１の右側に配置し、キャビティ４１を挟んで前記サイドゲート４２とは反対側位置、ここでは図におけるキャビティ４１の左側にガスベント４４の形成された金型部分４７を配置する。このように配置した状態で、サイドゲートが反対側の成形品Ｓｂを成形品Ｓの必要数の残り半分だけ射出成形する。
【００２９】
次に、成形品を同時に複数個成形できる構成の射出成形用金型５０について、図５を用いて説明する。この実施例の射出成形用金型５０は、射出装置のノズル先端が接触するスプル５１に連通するランナ５２の両側に、同一外形の成形品用キャビティ５３，５４が形成されている。該キャビティ５３，５４は、前記ランナ５２からの距離が等しくなる位置に形成されており、互いに向きを同一にして形成されている。また、前記ランナ５２と各キャビティ５３，５４間にはサイドゲート５５，５６が設けられている。この射出成形用金型５０では、同一外形のキャビティ５３，５４が互いに向きを同一にしてランナ５２の両側に形成されているため、前記ランナ５２両側のキャビティ５３，５４で形成される成形品に対し互いにサイドゲート５５，５６の位置が反対となる。
【００３０】
このような構成の射出成形用金型５０を用いて前記射出成形品Ｓを製造する場合、前記一方の成形品Ｓａについては、ランナ５２の一側（左側）のキャビティ５３にランナ５２からサイドゲート５５を介して射出成形し、前記他方の成形品Ｓｂについては、ランナ５２の反対側（右側）のキャビティ５４にランナ５２からサイドゲート５６を介して射出成形する。前記両成形品Ｓａ，Ｓｂの成形は同時に行われる。このようにして成形された成形品ＳａとＳｂは、その成形されたキャビティ５３，５４によって、肉厚差の生じる位置が反対となる。例えば、図５のランナ５２の左側に位置するキャビティ５３で成形された成形品は、成形品Ｓａの右側が左側よりも厚肉となるのに対し、ランナ５２の右側に位置するキャビティ５４で成形された成形品Ｓｂは、成形品Ｓｂの左側が右側よりも厚肉となる。そして、図６のように両方の成形品Ｓａ、Ｓｂを交互に複数個積層していくことによって、互いの肉厚差を相殺し、肉厚差が問題のないものとすることができるのである。
【００３１】
なお、前記射出成形用金型５０では、２個の成形品を同時に成形できるように２個１組のキャビティ５３，５４がランナ５２の両側に一個づつ設けられているが、４個以上の成形品を成形できるように、ランナの両側に各々２以上のキャビティを複数組設けてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、この発明における射出成形用金型によれば、複数個積層して使用しかつ裏表等の向きが決められている成形品の成形に際して、サイドゲートの位置をキャビティの一側にしたものと反対側にしたものの両方の成形品を成形できるため、両方の成形品を交互に複数個積層すれば互いの肉厚差を相殺して肉厚差について使用上問題のない成形品を成形することができる。しかも、この発明では型構造が複雑にならない効果もある。
【００３３】
また、この発明の積層用成形品の製造方法によれば、複数個積層される成形品を、積層時に肉厚差が解消できるようにして、しかも簡単かつ安価に製造できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例に係る射出成形用金型を示す断面図である。
【図２】図１の射出成形用金型のランナ側プレートを交換又は回転しサイドゲートの金型部分と反対側位置の金型部分同士を交換した状態を示す断面図である。
【図３】他の実施例に係る射出成形用金型を示す断面図である。
【図４】図３の射出成形用金型のランナ側プレートの金型部分を交換しサイドゲートの金型部分と反対側位置の金型部分同士を交換した状態を示す断面図である。
【図５】さらに他の実施例に係る射出成形用金型を示す断面図である。
【図６】この発明の射出成形用金型によって成形された成形品を複数個積層したときの模式図である。
【図７】従来における成形品を複数個積層したときの模式図である。
【符号の説明】
１０，１０Ａ，５０射出成形用金型
２０スプル側プレート
２１，５１スプル
３０，３０Ａランナ側プレート
３１，３１Ａ，３１Ｂ，５２ランナ
３３，３３Ａ，３３Ｂピンゲート
３５Ａ，３５Ｂ，３６Ａ，４５，４７金型部分
４０キャビティ側プレート
４１，５３，５４キャビティ
４２，５５，５６サイドゲート
Ｓ成形品

Claims

スプルに連通するランナを経て成形品用キャビティの一側のサイドゲートから当該キャビティに樹脂原料が射出される射出成形用金型において、
前記スプルの形成されたスプル側プレートと、前記ランナがスプルからキャビティの一側へ至るように形成されたランナ側プレートと、前記サイドゲート及びキャビティの形成されたキャビティ側プレートとの３枚型構造とされ、
前記キャビティ側プレートはサイドゲートの形成された金型部分と、前記サイドゲートとは反対側位置の金型部分とが交換可能に形成され、
前記ランナ側プレートの交換又は回転により、及び前記サイドゲートの形成された金型部分と該サイドゲートとは反対側位置の金型部分との交換により、前記ランナ及びサイドゲートが前記キャビティの反対側位置となるようにされていることを特徴とする射出成形用金型。
スプルに連通するランナを経て成形品用キャビティの一側のサイドゲートから当該キャビティに樹脂原料が射出される射出成形用金型において、
前記スプルの形成されたスプル側プレートと、前記ランナがスプルからキャビティの一側へ至るように形成されたランナ側プレートと、前記サイドゲート及びキャビティの形成されたキャビティ側プレートとの３枚型構造とされ、
前記ランナ側プレートはランナの形成された金型部分が交換可能とされ、
前記キャビティ側プレートはサイドゲートの形成された金型部分と、前記サイドゲートとは反対側位置の金型部分とが交換可能に形成され、
前記ランナが形成された金型部分の交換、及び前記サイドゲートの形成された金型部分と該サイドゲートとは反対側位置の金型部分との交換により、前記ランナ及びサイドゲートが前記キャビティの反対側位置となるようにされていることを特徴とする射出成形用金型。
サイドゲートとは反対側位置の金型部分がガスベントの形成されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形用金型。
介在物を介してあるいは直接に重ねて組合わされる積層用成形品を射出成形用金型を用いて複数射出成形するに際し、
請求項１ないし３の何れか１項に記載された射出成形用金型を用い、前記複数の成形品のうち互いに隣接する２つの一方については、前記金型におけるサイドゲート及びランナをキャビティの一側に配置してサイドゲートが一側の成形品を射出成形し、
前記隣接する２つの他方については、前記サイドゲート及びランナをキャビティの反対側にしてサイドゲートが反対側の成形品を射出成形することを特徴とする積層用成形品の製造方法。
介在物を介してあるいは直接に重ねて組合わされる積層用成形品を射出成形用金型を用いて複数射出成形するに際し、
スプルに連通するランナの両側に該ランナからの距離を等しくして同一外形のキャビティが互いに向きを同一にして形成され、かつ前記ランナと各キャビティ間にサイドゲートが設けられて該サイドゲートの位置が前記ランナ両側のキャビティで形成される成形品に対し互いに反対となるようにした射出成形用金型を用い、前記複数の成形品のうち互いに隣接する２つの一方については、前記金型におけるランナの一側に位置するキャビティにサイドゲートを介してサイドゲートが一側になる成形品を射出成形し、前記隣接する２つの他方については、前記金型におけるランナの反対側に位置するキャビティにサイドゲートを介してサイドゲートが反対側の成形品を射出成形することを特徴とする積層用成形品の製造方法。