JP3595355B2 - 複合成形品の射出成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は複数の種類の成形材料による複層体成形品、又は複合成形品を成形する射出成形方法及び射出成形機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチック材料による射出成形品は、表面には外観や感触を良好にする材料を、またコア部には強度の大きい材料を使用するなど、各材料の特性を生かした層構造にするのが望ましく、また射出成形品の容器等においては、内容品の種類を区別するために同一成形品に複数の彩色が要求されることにより、色違いの複数の樹脂を射出して成形を行なう場合がある。
前者の場合の製造方法については、例えばコアを専用金型で射出成形し、次に表面スキンの厚さだけ容積の大きい別の金型に前記コアを入れ、別の射出ユニットでスキン成形材料を射出して製品とする方法が採られているが、この方法は金型が２組必要で設備が高価となり、かつ成形品を金型へ入れ換えるための工程が必要となって手数がかかる等の欠点があった。
【０００３】
このような不具合点を解決するために、まずスキン成形材料を所要量金型内に押出した後、まだ軟弱状態のスキン材料の中にコア成形材料を押し出して金型内に充填充満させる方法が特開昭６０−５８８２５号公報により紹介されている。また同一金型内でスキン成形材料を成形品の片面に充填して一体成形する方法が特開平５−１３１４９４号公報により提案されているが、これは図８のように、１種成形材料射出ノズル１からの射出により、樹脂材料を金型に充填して１次成形品１２を成形し、同成形品１２が固まらないうちに下型の内側から圧力気体６を送って前記１次成形品１２を押し縮め、その圧縮で生じた空間６ａに、スライドピン４を引いて２種成形材料射出ノズル２を開くことにより、２種成形材料１３を射出して２層成形品をつくる方法である。
また後者の複数彩色の要求に対しては、同一金型の離れた位置に複数の射出ノズル口を設け、この複数の射出ノズル口から同時に別色の彩色をした成形材料を射出する方法がある。
【０００４】
更に他の従来技術を示す図７のように、金型３３、３４の組合せと金型３５、３４の組合せを、中心縦軸で位置交換し得るようにして回転プレート３７上に取付け、まず１種成形材料射出ノズル３１からの射出により、１次成形品３６を成形した後上下の金型を離し、次に回転プレート３７を１８０度回転して上下の金型を閉じ、前記１次成形品３６に被せて２種成形材料射出ノズル３２から２種成形材料を射出して、２色の成形品をつくる方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
金型の数量を減らして成形機の構造を簡単にするために、前記特開昭６０─５８８２５号公報において提案された方法、即ちスキン成形材料を所要量金型内に押出した後、まだ軟弱状態のスキン材料の中にコア成形材料を押し出して金型内に充填充満させる方法は、スキン用の溶融材料が金型内で宙に浮く状態でコア材料が射出されるので、射出途中の成形品形状が不安定であってスキンの厚さが定まず、スキン材とコア材が混じり易い。
また前記特開平５─１３１４９４号公報において提案された方法、即ち同一金型内でスキン成形材料を成形品の片面に充填する方法は、最初に充填したＡ材（スキン材）を圧縮気体によりキャビティ側に押圧して成形品とコア金型の隙間を形成するが、成形品の収縮率は大きくても５〜６％以下であり、Ｂ材を充填するためのキャビティ隙間は僅かであるので、Ｂ材がショートショットになり易く、さらに多数の気孔よりエアを噴出させることではＡ材（スキン材）は一定層にならず、場合によっては、表面までＢ材が表れることになり、著しく品質が落ちる欠点があった。
更に同一金型の離れた位置に複数の射出ノズル口を設け、この複数の射出ノズル口から同時に別の成形材料を射出する方法は、２種類の材料の境目の強度が弱くなる欠点があった。また図７に示した上側の金型だけを換えてコア材料にスキン材料を被せる方法は、２色成形は可能であるが、Ｂ材（コア材）を完全にＡ材（スキン材）により包むサンドイッチ成形はできない等の問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため本発明は、２種以上の成形材料を順次金型内に射出して成形する複合成形品の射出成形方法において、最初の成形材料を部分充填した後、部分充填された前記成形材料に圧力気体を吹き込んで吹き抜くことにより、成形材料を金型内面の一部分に付着させた後、金型空洞に別の成形材料を充填し、３種以上の成形材料を順次金型内に射出して成形する場合には、成形材料の部分充填、圧力気体の吹き込み、吹き抜きを繰り返した後、金型空洞に別の成形材料を充填するもので、これを課題解決のための手段とするものである。
【０００７】
【作用】
最初金型にＡ材（スキン）を部分充填し、直後にガスを吹込みＡ材を金型空間に広げてブローモールド状成形品を作成する。このとき空洞中のガスを抜くため電磁弁を切換えてモールド状成形品内部のガスを大気に排出する。また空洞中のガスを抜くためブロー状成形品の末端を開口させる方法もある（Ａ材の初期充填量で調整）。
従って空洞中のガスは、Ｂ材の発泡用として利用することができる。このときＡ材の充填量を少量とすれば、ブローモールド状成形品は吹き抜きとなり、スキン層が部分的となって複合成形となる。更にガス圧によりＡ材をブローするので、Ａ材が冷却固化し、Ｂ材の充填時に、Ａ材の表面が乱されない。
【０００８】
【実施例】
以下本発明を図面の実施例について説明すると、図１は本発明の１実施例に係る２組の射出ユニットと型締機構を備えた通常の射出成形機の部分側面断面図、図２は圧縮ガス作動機構と圧縮ガス経路を示す型締機構の側面断面図である。
さて図において１５はダイヘッド、１６はプラタン、１７は固定金型、１８は可動金型を示す。２組の射出ユニットは、射出シリンダ１９、１９’と射出スクリュ２０、２０’で表している。図１では射出シリンダ１９、１９’の先端の溶融樹脂出口通路２１ａ、２１ｂが、１個のノズル２１に合流した構造となっている。従って金型のスプルー（湯口）２３は１個所となっているが、射出ユニット毎にノズルを設け、成形用金型のスプルー２３を複数設けてもよい。また射出ユニットは２組以上備えても差し支えない。２４は金型のゲート、２５は固定金型１７と可動金型１８のパーティング面を示す。
図２において２８は高圧ガスボンベ、２９はガス圧力を調節する減圧弁、３０は金型へ通じるガス配管２７を開閉する電磁弁である。金型の入口にはスプルー２３の他にガス吹込口２６が設けてある。
図３は成形品２２の斜視図を示す。（２３）（２４）（２６）は、それぞれスプルー２３、金型のゲート２４、ガス吹込口２６によって成形された成形品の外観の形状を示す。
【０００９】
次に図４〜図６によって作用を説明すると、図４は型締・射出ブロック回路を示す。なお、ここで射出する２種以上の成形材料は、材質の相違、材質は同じであるが色の相異、強度、弾性又は凝固速度等、更に発泡性に影響を及ぼす添加材の相異及び有無等が含まれるのは云うまでもない。
【００１０】
先ず図５により、本発明の基本的な概念を共通とする、複層体成形品の成形について作用を説明する。
図５において可動金型１８を移動して金型を閉じ、金型のバック圧を上昇させる。
次に金型１７、１８にＡ材（スキン）を部分充填し〔図５（ａ）〕、直後にガスを吹込みＡ材を金型空間に広げて〔図５（ｂ）〕、ブローモールド状成形品を作成する〔図５（ｃ）〕。ブローモールド状成形品内部のガス圧は、電磁弁３０を切換えて大気に排出する。またこのとき空洞中のガスを抜くため、ブローモールド状成形品の末端を開口させる方法もある（Ａ材の初期充填量で調整する）。
続いてＢ材を射出充填する〔図５（ｄ）〕。射出が完了し〔図５（ｅ）〕、冷却時間を経て金型を開いて成形品を取り出す。以上は２層の場合の成形であるが、さらに多層とする場合にはＢ材を射出充填した後に、さらにガスを吹き込んで次の材料を射出する行程を繰り返すことによりさらに多層とすることが可能である。
また同上の工程〔図５（ｃ）〕で空洞中のガスは、Ｂ材の発泡用としても利用できる。この場合はガス圧によりＡ材をブローするのでＡ材が冷却固化し、Ｂ材の充填時、Ａ材の表面が乱されない。これにより、Ｂ材を発泡材料にすることにより軽量化を図り、かつＡ材を通常のプラスチックにすることにより、防湿を図ることができ、またＡ材を透明材料にして、Ｂ材を所望の色彩材質にすることにより光沢のある高級感のあるものにでき、また各種材料を多層に積み重ねることにより、強度アップ等を図ることができることは云うまでもない。
【００１１】
次に図６により複合成形品の成形について作用を説明する。
図６において複合成形の場合の作用工程は複層体成形と殆ど同じである。先ず可動金型１８を移動して金型を閉じ、金型のバック圧を上昇させる。
最初は金型１７、１８にＡ材（スキン）を少量部分に充填し〔図６（ａ）〕、直後にガスを吹込みＡ材を金型空間に広げて〔図６（ｂ）〕吹き抜き、金型空間の内側を中途まで覆って筒状成形品を作成する〔図６（ｃ）〕。
続いてＢ材を射出充填する〔図６（ｄ）〕。射出が完了し〔図６（ｅ）〕、冷却時間を経て金型を開き成形品を取り出す。
この場合も複層体の成形の工程と同様、ガス圧によりＡ材をブローするので、Ａ材が冷却固化し、Ｂ材の充填時、Ａ材の表面が乱されない。以上は２材料を合わせる場合であったが、さらに多種の材料を合わせたり、繰り返す場合には、ブロー及び射出を繰り返せばよいのは云うまでもない。これにより、Ａ、Ｂ材を同材質にし、色のみを異ならせることにより、色彩豊かな製品を安価に製作できる。
【００１２】
【発明の効果】
従来の複層体の成形は、未固化状態のＡ材の内部に、コアＢ材を充填することによりＡ材のスキン層を形成するので、Ｂ材射出のときスキン層が破れたり、乱れたりするのに対し、本発明の方法によれば、始めに金型に充填したＡ材を、ガス圧力によりブロー成形してスキン層を形成し、固化したＡ材の空洞にＢ材を充填するので、完全な複層体の成形となり、比較的肉厚が一様なスキン層が得られ、コアＢ材の強度も保たれ、外観も良好となる。
一方複合成形品の場合は、Ａ材のスキン層が冷却固化した後Ｂ材を充填するので、ＡとＢ材の境界が明確になること及びＡとＢ材が混合しない外観良好な複合成形品が得られ、かつコアはＢ材と一体成形であるので強度低下の問題もない。また同一設備、同一金型で複層体成形品と複合成形品の２通りの成形が可能である等の効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する射出成形機の部分側面断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る圧縮ガス作動機械と圧縮ガス経路を示す型締機構の側面断面図である。
【図３】図１の射出成形機で成形された成形品の斜視図である。
【図４】図１の射出成形機の型締・射出ブロック回路図である。
【図５】本発明の方法による複層体成形品の成形工程説明図である
【図６】本発明の方法による複合成形品の成形工程説明図である。
【図７】従来の複層体成形品の射出成形工程を説明する金型部断面図である。
【図８】従来の複層体成形品の射出成形工程の他の例を説明する金型部断面図である。
【符号の説明】
１７ 固定金型
１８ 可動金型
１９，１９’ 射出シリンダ
２０，２０’ 射出スクリュ
２１ ノズル
２２ 成形品
２６ ガス吹込口
２７ ガス配管
２８ ガスボンベ
２９ 減圧弁
３０ 電磁弁

Claims (2)

1. ２種以上の成形材料を順次金型内に射出して成形する複合成形品の射出成形方法において、最初の成形材料を部分充填した後、部分充填された前記成形材料に圧力気体を吹き込んで吹き抜くことにより成形材料を金型内面の一部分に付着させた後、金型空洞に別の成形材料を充填することを特徴とする複合成形品の射出成形方法。
2. ３種以上の成形材料を順次金型内に射出して成形する場合、成形材料の部分充填、圧力気体の吹き込み、吹き抜きを繰り返した後、前記金型空洞に前記別の成形材料を充填することを特徴とする請求項１に記載の複合成形品の射出成形方法。

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