JP3695678B2 - 縦長の合成樹脂製品の金型装置 - Google Patents

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    • 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
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    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、縦長の合成樹脂製品金型装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、公園等において花壇の周囲に沿って打ち込まれる擬木等の合成樹脂製品がある。合成樹脂製品を成形するための金型装置は、固定型と、その固定型に対して接近離間可能に設けられた可動型とから構成されている。両型にはキャビティを構成する成形面が形成されている。そして、ゲートを介してキャビティ内に溶融された合成樹脂が充填される。充填された合成樹脂が冷却硬化した後、固定型から可動型を離間する方向へ移動させ、合成樹脂製品が取り出される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、合成樹脂の充填密度が均一でないため、冷却時に合成樹脂の収縮度合に部分的な差を生じ、合成樹脂製品の意匠面の一部に集中的な反り等の外形収縮を生じてしまう。従って、合成樹脂製品の意匠面の外観品質が低下するという問題があった。
【0004】
又、キャビティ内に合成樹脂を高圧で充填すると、残留応力による反り等の外形収縮の発生原因となると共に、型締め力が不足していると、両型の間から合成樹脂が漏れ出て、合成樹脂製品の意匠面にバリが発生してしまう。そのため、ボルトや高価な油圧シリンダ等により型締め力を高めなければならず、結果として金型装置の構造が複雑化するという問題がある。
【0005】
更に、外形収縮を抑制するために、合成樹脂の溶融温度を上げ、その流動性を高めることも考えられるが、合成樹脂の温度を上げるのに伴い、気泡が多く発生するようになる。そのため、合成樹脂が冷却硬化すると、合成樹脂製品の意匠面に気泡跡が残る。よって、合成樹脂製品の意匠面がただれてしまい、外形収縮同様に合成樹脂製品の意匠面の外観品質が低下するという問題もある。
【0006】
この発明は、前記各問題点を解決するためになされたものであり、第1の目的は、低い射出圧で合成樹脂の流動性を高めることによって、合成樹脂製品の意匠面に反り等の外形収縮を防止することにより、外観品質の向上を図り、合成樹脂製品の負荷価値を高めることにある。又、第2の目的は、金型の構造が複雑化するのを防止するのを防止することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、固定型及び該固定型に対して開閉可能な可動型からなる一対の金型のキャビティ内に合成樹脂を充填して合成樹脂製品を成形するようにした縦長の合成樹脂製品の金型装置において、前記合成樹脂は、ポリオレフィン系合成樹脂を粉砕し、それを加熱・混練したものであり、該合成樹脂の前記キャビティ内への射出充填途中に2〜10kg/cm の気体を圧入するための気体圧入手段を、前記合成樹脂が射出されるゲートの近傍であって前記固定型の上面に凹設された溝部に挿入してキャビティに対して進退可能に設けたことを要旨とする。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1(a),(b)に示すように、一端が先細り円柱状をなす合成樹脂製品11は、合成樹脂としてのポリエチレンから構成されている。合成樹脂製品11の一端部には中空部12が形成され、この中空部12は合成樹脂製品11の長手方向に沿って延びている。
【0014】
次に、合成樹脂製品11を製造するための金型装置13について説明する。
図2,図3に示すように、金型装置13は固定型14と可動型15とから構成され、可動型15は固定型14に対して接近離間可能になっている。両型14,15には一対の成形面14a,15aがそれぞれ形成され、それらにより、一対のキャビティ16が形成される。可動型14及び両型14,15間には各キャビティ16に連通するゲート17が形成され、そのゲート17からは溶融されたポリエチレンがキャビティ16内に射出される。
【0015】
図3,図9(a)〜(c)に示すように、前記固定型14の両側面には一対のエアシリンダ18がブラケット19を介して取り付けられている。各エアシリンダ18におけるロッド18aの先端には接続管20が固定され、各接続管20にはエアを送るためのチューブ21がそれぞれ接続されている。各接続管20の先端にはエア圧入針22がそれぞれ取り付けられ、各エア圧入針22は、固定型14の上面に凹設された溝部14b内に摺動可能に挿入されて、キャビティ16に対して進退可能であり、止め片23により溝部14bから逸脱しないようになっている。図2に示すように、エア圧入針22はゲート17のキャビティ16側開口に近接して配置されている。エアシリンダ18、接続管20、エア圧入針22等により気体圧入手段が構成されている。
【0016】
そして、図9(b)に示すように、エアシリンダ18の駆動によりそのロッド18aが突出すると、各エア圧入針22の先端はキャビティ16内に進入する。一方、図9(a)に示すように、ロッド18aが収縮すると、各エア圧入針22の先端はキャビティ16内から後退する。
【0017】
図9(c)に示すように、エア圧入針22は、筒体24と、その筒体24内に挿入された心棒25とから構成されている。この筒体24と心棒25との間の隙間は、気体流通路としてのエア通路26となっている。本実施形態において、エア通路26の隙間の広さは0.05〜0.10mmとなっており、0.08mmが最も好ましい。そして、エアは前記チューブ21、接続管20を介してエア圧入針22のエア通路26から供給されるようになっている。
【0018】
次に、上記の金型装置13を用いた合成樹脂製品11の製造方法について説明する。
図3に示すように、可動型15を固定型14に接近させて、両型14,15を閉じると、合成樹脂製品11を成形するためのキャビティ16が形成される。キャビティ16が形成された直後に、図4に示すように、エアシリンダ18の駆動により、そのロッド18aが突出され、エア圧入針22の先端がキャビティ16内に進入される。そして、この状態からゲート17を介して溶融されたポリエチレンを射出する。すると、図5に示すように、キャビティ16内には溶融したポリエチレンが充填される。図示しない検出器により、キャビティ16全体にポリエチレンが充填されたと検出されると、ポリエチレンの射出が停止される。継いで、両型14,15の冷却が開始される。なお、エア圧入針22におけるエア通路26は僅かな隙間であるため、エア通路26内に溶融したポリエチレンが詰まるおそれはない。
【0019】
一方、ポリエチレンの充填途中にエア圧入針22の先端から2〜3kg/cm2 の圧力でもってエアが圧入される。すると、エアによって樹脂の流動性がよくなり、充填が完了した時に図6に示すように、ポリエチレン内に中空部12が形成される。その後、図7に示すように、ポリエチレンが完全に冷却硬化する前に、エアシリンダ18の駆動により、そのロッド18aが後退され、エア圧入針22はキャビティ16外に抜かれる。このとき、ポリエチレンの柔軟性が残存しているため、エア圧入針22を抜くのに伴い、流動するポリエチレンがエア圧入針22の後退に追従し、ポリエチレン中に抜き跡が残ることはない。そして、図8に示すように、ポリエチレンが冷却硬化した後、型開きされ、合成樹脂製品11が取り出される。
【0020】
次に、本実施形態から見い出せる効果を以下に記載する。
・キャビティ16内に充填された合成樹脂が硬化する前に、中空部12を形成すべく、エア圧入針22によりエアを合成樹脂内に圧入したため、合成樹脂の硬化に伴う収縮分が中空部12の内圧によって補償される。換言すれば、合成樹脂の硬化に伴う収縮は、中空部12が拡大することによって吸収される。従って、合成樹脂製品11の意匠面に外形収縮が現れるのを防止できる。
【0021】
・合成樹脂製品11内に中空部12を設けたため、合成樹脂の使用量を減らすことができる。よって、合成樹脂製品11の軽量化を図ることができるとともに、材料費を低減することができる。
【0022】
・合成樹脂製品11に外形収縮が生じないため、キャビティ16内に合成樹脂を高圧で射出して合成樹脂の充填密度を高めなくてもよく、両金型14,15の型締め力を高める必要がない。そのため、両金型14,15の型締め力を高めるための型締め用のボルトや高価な油圧シリンダ等が不要になる。従って、部品点数を少なくできるとともに、両型14,15の構造が複雑化するのを防止できる。
【0023】
・合成樹脂製品11に外形収縮が生じないようにするために、合成樹脂製品11を成形する際において、合成樹脂を高温にしてその流動性の向上を図らなくてもよい。そのため、合成樹脂の温度上昇に伴い、同合成樹脂に気泡が発生することがない。従って、成形される合成樹脂製品11の意匠面に気泡跡が残らなくなり、合成樹脂製品11の意匠面の外観品質が低下するのを防止することができる。
【0024】
・細長状の筒体24内に心棒25を設け、それらの間に僅かな隙間からなるエア通路26を形成したため、キャビティ16内に溶融した合成樹脂が充填されても、エア通路26内にその合成樹脂が侵入するのを確実に防止することができる。従って、簡単な構造にも拘わらず、エア通路26が目詰まりするのを防止できる。
【0025】
・キャビティ16内に合成樹脂が充填された後、ゲート17付近における合成樹脂にエアを圧入するようにした。即ち、ゲート17付近の合成樹脂は他の部分よりも柔軟性があるため、エア圧入針22のエア通路26から低圧でエアを圧入することができる。
【0026】
・ゲート17付近の合成樹脂は最後に硬化するため、この部分での外形収縮がが生じ易いが、このゲート17の付近でエアを圧入するため、外形収縮を確実に防止できる。
【0027】
なお、前記実施形態は次のように構成してもよい。
・中空部12内に不活性ガスを圧入すること。
・ポリエチレンに換えて、例えばポリプロピレン等、他のポリオレフィン系合成樹脂に変更すること。
【0028】
・各キャビティ16の中央部付近又はゲート17の反対側に各エア圧入針22を設け、合成樹脂製品11の一端部のみならず中央部又は他端部にも中空部12を形成すること。この構成によれば、合成樹脂製品11の意匠面に外形収縮がより一層生じにくくなる。
【0029】
・前記実施形態では、ポリエチレンの充填途中に2〜3kg/cm2 の圧力でもってエアを圧入したが、この数値に限定されることなく、2〜10kg/cm2 の範囲内であれば、任意の数値に変更してもよい。
【0030】
次に、前記実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
・気体圧入工程では、2〜10kg/cmの圧力でもって合成樹脂内に気体が圧入される合成樹脂製品の製造方法。この方法によれば、低い射出圧で合成樹脂の流動性を高められる。
【0031】
・気体圧入工程では、2〜3kg/cmの圧力でもって合成樹脂内に気体が圧入される合成樹脂製品の製造方法。低い射出圧で合成樹脂の流動性をより一層高められる。
【0032】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項1に記載の発明によれば、低い射出圧で合成樹脂の流動性を高められる。従って、合成樹脂製品の意匠面に反り等の外形収縮を防止して、外観品質の向上を図ることができ、合成樹脂製品の負荷価値を高めることができる。又、中空部により合成樹脂の使用量を減らすことができるので、合成樹脂の軽量化を図ることができる。
【0033】
また、合成樹脂内に気体を圧入するための気体圧入手段を設けたため、両金型の型締め力を高めることなく合成樹脂の外形収縮を防止できる。そのため、両金型の型締め力を高めるための型締め用のボルトや油圧シリンダ等が必要ない。従って、金型の構造が複雑化するのを防止できる。
【0034】
また、ゲートの近傍に気体を圧入することにより、合成樹脂製品に外形収縮が生じるのを確実に防止することができる
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は合成樹脂製品の一部切り欠き斜視図、(b)は(a)のX−X断面図。
【図2】金型装置の断面図。
【図3】図2のY−Y断面図。
【図4】キャビティ内にエア圧入針を挿入した状態を示す金型装置の断面図。
【図5】キャビティ内に合成樹脂を充填した状態を示す金型装置の断面図。
【図6】合成樹脂にエアを圧入した状態を示す金型装置の断面図。
【図7】キャビティ内からエア圧入針を抜いた状態を示す金型装置の断面図。
【図8】金型装置を型開きした状態を示す金型装置の断面図。
【図9】(a)はエア圧入針が後退した状態を示す平面図、(b)はエア圧入針が突出した状態を示す平面図、(c)はエア圧入針の断面図。
【符号の説明】
11…合成樹脂製品、12…中空部、14…固定型、15…可動型、16…キャビティ、17…ゲート、18…エアシリンダ(気体圧入手段)、20…接続管(気体圧入手段)、22…エア圧入針(気体圧入手段)、24…筒体、25…心棒、26…エア通路

Claims (1)

  1. 固定型及び該固定型に対して開閉可能な可動型からなる一対の金型のキャビティ内に合成樹脂を充填して合成樹脂製品を成形するようにした縦長の合成樹脂製品の金型装置において、
    前記合成樹脂は、ポリオレフィン系合成樹脂を粉砕し、それを加熱・混練したものであり、該合成樹脂の前記キャビティ内への射出充填途中に2〜10kg/cmの気体を圧入するための気体圧入手段を、前記合成樹脂が射出されるゲートの近傍であって前記固定型の上面に凹設された溝部に挿入してキャビティに対して進退可能に設けた縦長の合成樹脂製品の金型装置
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