JP4060049B2 - 合成樹脂製中空成形品の成形方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、１次成形において接合部を有するように一対の１次半中空成形品を成形し、２次成形において前記一対の１次半中空成形品の接合部を突き合わせ、突き合わせた接合部の外周部に溶融樹脂を射出して前記一対の１次半中空成形品を一体化して中空成形品を得る、合成樹脂製中空成形品の成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂製の中空成形品の製造方法として射出成形機による製造方法が知られている。射出成形機により中空成形品を製造する場合は、１次成形において中空成形品を二つ割の半中空成形品あるいは分割体として成形し、２次成形においてその分割面を突き合わせ、そして突き合わせた部分に溶融樹脂を射出して１個の中空成形品を製造している。
【０００３】
このような射出成形方法の実施に使用される金型は、図３の（イ）に模式的に示されているように、固定金型５０とスライド金型５５とから概略構成されている。固定金型５０では一方の半中空成形品Ａ’が成形され、そしてスライド金型５５では、他方の半中空成形品Ｂ’が成形されるようになっている。したがって、図３の（イ）には示されていないが、スライド金型５５を第１位置にして型締めし、そして溶融樹脂を射出すると、周囲に突合凸部ａ’、ｂ’を有する半中空成形品Ａ’、Ｂ’が成形される。この１次成形により成形された半中空成形品Ａ’、Ｂ’が固化した後にスライド金型５５開いて、図３の（イ）に示されている第２位置へスライドさせ、型締めすると、一対の半中空成形品Ａ’、Ｂ’は、突合凸部ａ’、ｂ’において突き合わされ、接合空間部が構成される。そこで、スプル５６からゲート５７を通して溶融樹脂を接合空間部に射出し２次成形すると、一対の半中空成形品Ａ’、Ｂ’は接合空間部において互いに接合され、中空成形品が成形される。可動盤を開いて、エジェクタピンを突き出すことにより合成樹脂製中空成形品が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記射出成形方法によると、スライド金型５５と固定金型５０とにより、中空成形品を得ることができるので、型締工程、１次成形工程、スライド金型を移動させる工程、型締工程等が自動化でき中空成形品を量産できるという利点がある。また、一対の半中空成形品Ａ’、Ｂ’が射出成形により成形されるので、複雑な形状の合成樹脂製中空成形品も製造できる等の特徴も有する。
しかしながら、接合方法に改良すべき点が認められる。すなわち、ゲート５７は突合凸部ａ’、ｂ’あるいは接合空間部に対して直角に設けられているので、２次成形時には溶融樹脂は突合凸部ａ’、ｂ’に直角に当たる。しかも、この突合凸部ａ’、ｂ’は、自由端部となっているので、２次成形用の溶融樹脂の射出圧力により半中空成形品Ａ’、Ｂ’は圧力に負けて内側へ倒れる。そうすると、図３の（イ）の上方部分に示されているように、溶融樹脂が中空成形品の内側へ洩れる。その結果、必要とする接合強度が得られないようになる。また、溶融樹脂は固化するとき収縮するので、図３の（イ）の下方において示されているように、金型５０、５５のキャビテイの内表面と半中空成形品Ａ’、Ｂ’との間に隙間Ｋ、Ｋが生じることもある。そうすると、２次成形用の溶融樹脂がこれらの隙間Ｋ、Ｋに流入し、接合端部をさらに変形させるようにもなる。このように、突合凸部ａ’、ｂ’が変形あるいは樹脂漏れが生じるので、２次成形用の射出圧力は比較的低く抑える必要がある。そうすると、接合空間部内における溶融樹脂の流れが悪くなるという問題も生じる。また、上記のような変形あるいは樹脂漏れを防ぐためには、突合凸部ａ’、ｂ’は、ある程度の厚さを必要とする。したがって、薄肉の中空成形品は成形し難いという問題もある。
【０００５】
上記したような問題も、図３の（ロ）に示されているように、接合部の空間ｃ’を半中空成形品Ａ’、Ｂ’の外周部に設けると、ある程度解決することはできる。しかしながら、中空成形品の外観形状が劣るようになる。また、接合部の空間ｃ’を成形するための金型構造が複雑にもなる。
本発明は上記したような従来の問題点を解決した合成樹脂製中空成形品の成形方法を提供することを目的としている。すなわち、２次成形用の射出圧力を必要なだけ高くしても、接合部分が変形することなく、十分な接合強度が得られ、しかも外観形状も損なわれない合成樹脂製中空成形品の成形方法を提供することを目的としている。また、薄肉の中空成形品も、さらには１次成形後の冷却により収縮した部分を修復して成形することもできる合成樹脂製中空成形品の成形方法を提供することを目的としている。また、金型構造が簡単になる合成樹脂製中空成形品の成形方法を提供することも目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、接合部を内側から加圧流体で膨張させた袋状の弾性体で支持してから２次成形用の溶融樹脂を射出するように構成することにより達せれる。すなわち、請求項１に記載の発明は、上記目的を達成するために、１次成形において接合部を有するように一対の１次半中空成形品を成形し、２次成形において前記一対の１次半中空成形品の接合部を突き合わせ、突き合わせた接合部の外周部に溶融樹脂を射出して前記一対の１次半中空成形品を一体化して中空成形品を得る成形方法であって、前記２次成形は、前記突き合わせた接合部の内周部を加圧流体で膨張させた袋状の弾性体で支持してから実施するように構成される。請求項２に記載の発明は、固定金型とスライド金型とにより形成されているキャビティに溶融樹脂を射出して少なくとも一対の１次半中空成形品を、接合部を有するように成形する１次成形工程と、前記１次成形工程後、前記スライド金型を前記固定金型に対して移動させて、対の１次半中空成形品の接合部を突き合わせ、そして突き合わせた接合部の外周部に溶融樹脂を射出して前記対の１次半中空成形品を一体化する２次成形工程とから中空成形品を得る成形方法であって、前記２次成形工程時には、前記突き合わせた接合部の内周部を加圧流体で膨張させた袋状の弾性体で支持してから溶融樹脂を射出するように構成される。請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の袋状の弾性体を、その一部に流体噴出孔が形成されているパイプ状部材に被せた状態で、突き合わされた一対の１次半中空成形品の内部に挿入し、そして前記パイプ状部材から加圧流体を注入して、前記弾性体を膨張させるように、そして請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかの項に記載の袋状の弾性体に、加圧空気、液体、ビーズ状の細かい物質を注入するように構成される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。図１の（イ）は、スライド金型２０が第１の位置において固定金型１０に対して開らかれた状態で、金型を示す模式的断面図であるが、同図に示されているように、本実施の形態に係わる金型は、図１の（イ）において右方に位置する固定盤１、この固定盤１に固定的に取り付けられている固定金型１０、そして図１の（イ）において上下方向にスライド的に駆動されるようになっているスライド金型２０等から構成されている。なお、スライド金型２０を図１の（イ）において上下方向にスライド的に駆動する駆動装置、スライド金型２０を型開閉方向に駆動する可動盤、スライド金型２０に設けられるエジェクタ装置等は図１（イ）には示されていない。
【０００８】
固定盤１の略中心部には、この固定盤１を横切るようにしてスプル２が設けられている。また、固定盤１には、スプル２を中心にして図１の（イ）において上下方向にバランスして対称的に延びた１次成形用のランナ３と、上方に延びた２次成形用のランナ４とが形成されている。さらには、固定盤１には、スプル２を１次成形用のランナ３と、２次成形用のランナ４とに切り換えるための、例えば特許第３０４７２１３号明細書に開示されているようなランナ切換装置５も設けられている。
【０００９】
固定金型１０の上方位置には、パーティングラインＰ側に開口した側面形状が方形の所定深さの固定側凹部１１が形成されている。この固定側凹部１１は、後述するスライド金型２０のスライド側コアと共働して第１の半中空成形品を成形するための第１のキャビテイを構成する。このような固定側凹部１１の側部には、２次成形用のゲート１２が、そして底部には１次成形用のゲート１３がそれぞれ開口している。この２次成形用のゲート１２は、スプル１４を介して２次成形用のランナ４に連通し、そして１次成形用の第１のゲート１３はスプル１５を介して１次成形用のランナ３にそれぞれ連通している。
【００１０】
また、固定金型１０の下方位置には、パーティングラインＰから外方に突き出た同様に側面形状が方形の所定大きさの固定側コア１６が形成されている。この固定側コア１６の周囲には、所定の間隔をおいて固定側コア１６を取り囲むようにして環状コア１７が形成されている。この固定側コア１６は、後述するスライド金型２０のスライド側凹部と共働して第２の半中空成形品を成形するための第２のキャビテイを構成し、環状コア１７はスライド金型２０のスライド側凹部の周壁と共働して環状の突合凸部を成形するためのキャビテイを構成する。このような固定側コア１６の頂面には、１次成形用の第２のゲート１８が開口し、このゲート１８はスプル１９を介して１次成形用のランナ３に連通している。
【００１１】
スライド金型２０の上方位置には、パーティングラインＰから外方に突き出た側面形状が方形のスライド側コア２１が形成されている。このスライド側コア２１は、固定金型１０の固定側凹部１１と共働して第１のキャビテイを構成するもので、中空成形品の肉厚分だけ小さい。そして、その周囲には所定の間隔をおいて、スライド側コア２１を取り囲むようにして環状コア２２が形成されている。この環状コア２２と、固定金型１０の固定側凹部１１の周壁とにより、環状の突合凸部を成形するためのキャビテイが構成される。
【００１２】
スライド金型２０の下方位置には、パーティングラインＰ側に開口した側面形状が方形のスライド側凹部２４が形成されている。このスライド側凹部２４により、前述した固定金型１０の固定側コア１６と共働して第２の半中空成形品を成形するための第２のキャビテイが構成される。また、固定金型１０の環状コア１７と共働して環状の突合凸部を成形するためのキャビテイが構成される。
【００１３】
本実施の形態によると、スライド金型２０のスライド側凹部２４の底壁２５には、所定径の第２の凹部２６が形成されている。そして、この第２の凹部２６の底部には、この第２の凹部２６よりも小径の透孔２７が、スライド金型２０を貫通して形成されている。この透孔２７に、例えばエアシリンダユニットにより軸方向に駆動される移動コア２８が設けられている。第２の凹部２６と移動コア２８とにより、後述するように、中空成形品の内部に袋状の弾性体を挿入する開口部が成形される。なお、この開口部は中空成形品の「口」として利用できるので、そのような位置に設けることもできる。
【００１４】
次に、上記固定金型１０およびスライド金型２０を使用して、１次成形により接合部を有するように第１、２の半中空成形品Ａ、Ｂを成形し、そしてその接合部の外周部に溶融樹脂を射出する２次成形とにより中空成形品を成形する成形方法について説明する。スライド金型２０を、図１の（イ）に示されている第１位置にスライドさせて型締めする。そうすると、図１の（ロ）に示されているように、固定金型１０の固定側凹部１１とスライド金型２０のスライド側コア２１とにより、第１の半中空成形品Ａを成形するための第１のキャビテイＣ１が構成される。同時に、固定金型１０の固定側凹部１１の周壁とスライド金型２０の環状コア２２とにより、環状の突合凸部を成形するためのキャビテイＣａが構成される。また、固定金型１０の固定側コア１６とスライド金型２０のスライド側凹部２４とにより、第２の半中空成形品Ｂを成形するための第２のキャビテイＣ２が構成される。同時に、固定金型１０の環状コア１７とスライド金型２０のスライド側凹部２４の周壁とにより、環状の突合凸部を成形するためのキャビテイＣｂが構成される。
【００１５】
さらには、移動コア２８の頂部を固定金型１０の固定側コア１６の頂部に当接させる。また、ランナ切換装置５の弁体を、固定盤１のスプル２が１次成形用のランナ３に連通するように切り換える。そうして、スプル２から従来周知のようにして、１次成形用の溶融樹脂を射出する。溶融樹脂は、固定盤１のスプル２からランナ切換装置５の弁体、１次成形用のランナ３、１次成形用の第１、２のスプル１５、１９および１次成形用の第１、２のゲート１３、１８を通って第１、２のキャビテイＣ１、Ｃ２に同時に射出充填される。このようにして、射出充填している状態が図１の（ロ）に示されている。これにより、突合凸部ａ、ｂが一体的に成形された第１、２の１次半中空成形品Ａ、Ｂが成形される。このとき、第２の１次半中空成形品Ｂの底部には、内部に通じる透孔２９が成形される。
【００１６】
冷却固化を待って、スライド金型２０を所定間隔だけ開く。また、移動コア２８を所定位置まで退避させる。そうして、スライド金型２０を、第２の１次半中空成形品Ｂが型に付いた状態で上方へスライドさせ、第１の半中空成形品Ａの開口部すなわち突合凸部ａに、第２の半中空成形品Ｂの突合凸部ｂが整合する第２の位置へ移動させる。そして型締めする。これにより、第１、２の１次半中空成形品Ａ、Ｂの環状の突合凸部ａ、ｂが当接し、断面形状が略方形の接合空間部Ｓが構成される。ランナ切換装置５の弁体を、固定盤１のスプル２が２次成形用のランナ４に連通するように切り換える。このような状態が図２の（イ）に示されている。
【００１７】
射出機から２次成形用の溶融樹脂を射出する前に、シリコンゴム、合成ゴム等からなる耐熱性の袋状の弾性体３０を透孔２９から突き合わされた中空成形品の内部へ挿入する。そうして、袋状の弾性体３０内に加圧空気源Ｐから圧縮空気を注入する。注入している途中の状態が、図２の（イ）に示されている。十分に注入すると、突合凸部ａ、ｂの内周面は弾性体３０により内側から支持されるようになる。このように支持することにより、図３の（イ）に示されているような隙間Ｋ、Ｋがなくなる。２次成形用の溶融樹脂を射出する。溶融樹脂は、固定盤１のスプル２、ランナ切換装置５の弁体、２次成形用のランナ４、スプル１４および２次成形用のゲート１２を通って、接合空間部Ｓに射出充填される。この２次成形により、第１、２の１次半中空成形品Ａ、Ｂは、接合部空間Ｓにおいて一体化される。冷却固化を待って袋状の弾性体３０から空気を抜き、そして取り出す。スライド金型２０を開く。１次半中空成形品Ａ、Ｂの表面積には差があり、図１あるいは図２の（イ）には正確に示されていないが、スライド金型２０を開くと、一体化された中空成形品は、スライド金型２０の方に付いて開かれる。エジェクタピンにより中空成形品が突き出される。上記操作を繰り返して成形する。
【００１８】
以上のように、本実施の形態によると、２次成形時には突合凸部ａ、ｂの内周部を袋状の弾性体３０で支持するので、２次成形用の射出樹脂圧力を大きくしても、突合凸部ａ、ｂが内側へ倒れることがない。したがって、樹脂漏れが無く接合強度の大きい中空成形品が得られる。また、環状の突合凸部ａ、ｂの内周部を内側から支えるので、突合凸部ａ、ｂの肉厚が薄くても接合できる。したがって、薄肉の中空成形品を成形することもできる。さらには、熱収縮により、突合凸部ａ、ｂ近傍において、第１、２のキャビテイＣ１、Ｃ２の内表面と、第１、２の１次半中空成形品Ａ、Ｂの外表面との間に隙間が生じても、袋状の弾性体３０により隙間がなくなるので、外観形状品質に優れた中空成形品を得ることもできる。
【００１９】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できることは明らかである。例えば、上記実施の形態では、接合空間部Ｓの断面形状は略方形になっているので、金型構造が簡単になっているが、この形状に限定されることなく、三角形状等で実施できることは明らかである。また、袋状の弾性体３０には、空気に代えて水を注入するように実施することもできる。水は圧縮し難いので支持には好都合である。このとき、２次成形用の溶融樹脂の温度は例えば２００℃程度で、環状の突合凸部ａ、ｂの温度は１００℃程度になっているので、熱容量の大きい高圧高温水を注入することもできる。
【００２０】
金型に関してはキャビティの数を増やして、１面の金型で複数個の中空成形品を同時に成形することもできる。また、スライド金型２０に代えて、回転することにより第１位置と第２位置とを採る回転金型で実施できることも明らかである。さらには、一対の半中空成形品を２次成形用の専用の金型に装着して、上記したようにして２次成形できることも明らかである。
【００２１】
突合凸部ａ、ｂの内周面を内側から支持する袋状の弾性体３０の他の実施の形態が、図２の（ロ）に示されている。本実施の形態によると、袋状の弾性体３０は、複数個の空気噴出孔３２、３２、…が形成されているパイプ３１に被せられて、ユニット化されている。これにより、弾性体３０を突き合わされた一対の１次半中空成形品Ａ、Ｂの内部へ簡単に挿入できる。袋状の弾性体３０’の他の実施の形態が、図２の（ハ）に示されている。本実施の形態によると、弾性体３０’は、突合凸部ａ、ｂの近傍だけを支持するような形状あるいは大きさになっている。そして、その支持状態が図２の（ニ）に示されている。袋状の弾性体の容積が大きいと、弾性体に注入する流体の量は多くなり、流体を加圧する動力費は嵩み、また成形サイクルは長くなることもあるが、本実施の形態によると、上記したような点が改善される。
【００２２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、１次成形において接合部を有するように一対の１次半中空成形品を成形し、２次成形において前記一対の１次半中空成形品の接合部を突き合わせ、突き合わせた接合部の外周部に溶融樹脂を射出して前記一対の１次半中空成形品を一体化して中空成形品を得る成形方法であって、前記２次成形は、前記突き合わせた接合部の内周部を加圧流体で膨張させた袋状の弾性体で支持してから実施するので、２次成形用の射出圧力を大きくしても、接合部分が変形して溶融樹脂が内部へ洩れることがなく、十分な接合強度が得られる。また、２次成形用の射出圧力を大きくすることができるので、２次成形用の溶融樹脂の流れの流路を長くすることもできる。さらには、溶融樹脂が内部へ洩れないので、薄肉の合成樹脂製中空成形品を得ることもできる。また、接合部の内周部を加圧流体で膨張させた袋状の弾性体で支持するので、熱収縮により、接合部近傍において、キャビテイの内表面と１次半中空成形品の外表面との間に隙間が生じても、弾性体により隙間がなくなるので、外観形状品質に優れた中空成形品を得ることもできる。このように、本発明によると、接合部の内周部を加圧流体で膨張させた袋状の弾性体で支持するので、接合部の形状は格別に限定されない。したがって、本発明によると、合成樹脂製品中空成形品を成形する金型構造が簡単になる効果も得られる。
請求項２に記載の発明によると、固定金型とスライド金型とを使用するので、低コストで合成樹脂製中空成形品を成形でき、請求項３に記載の発明によると、袋状の弾性体の、突き合わされた一対の１次半中空成形品の内部への挿入が容易になり、請求項４に記載の発明によると、弾性体には加圧空気、液体、ビーズ状の細かい物質を注入するので、２次成形が終わると、注入物は外部へ放出することなく、一旦別の容器に回収し、再利用を計れるので環境を汚染することない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の金型の実施の形態を示す図で、その（イ）はスライド金型を開いて示す断面図、その（ロ）は型閉じして１次成形を一部行っている状態を示す断面図である。
【図２】 本発明の実施の形態を示す図で、その（イ）は、２次成形を行っている状態を示す断面図、その（ロ）は袋状の弾性体の他の実施の形態を示す断面図、その（ハ）はさらに他の袋状の弾性体の実施の形態を示す断面図、その（ニ）はその使用状態を示す断面図である。
【図３】 従来の金型による成形状態を示す図で、その（イ）、（ロ）はそれぞれ異なる従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 固定盤 １０ 固定金型
１１ 固定側凹部 １６ 固定側コア
１７ 環状コア ２０ スライド金型
２１ スライド側コア ２２ 環状コア
２４ スライド側凹部 ２８ 移動コア
Ｃ１ 第１のキャビティ Ｃ２ 第２のキャビテイ
Ａ 第１の１次半中空成形品
Ｂ 第２の１次半中空成形品
Ｓ 接合空間部
ａ、ｂ 環状の突合凸部

Claims (4)

1. １次成形において接合部を有するように一対の１次半中空成形品を成形し、２次成形において前記一対の１次半中空成形品の接合部を突き合わせ、突き合わせた接合部の外周部に溶融樹脂を射出して前記一対の１次半中空成形品を一体化して中空成形品を得る成形方法であって、
   前記２次成形は、前記突き合わせた接合部の内周部を加圧流体で膨張させた袋状の弾性体で支持してから実施することを特徴とする合成樹脂製中空成形品の成形方法。
2. 固定金型とスライド金型とにより形成されているキャビティに溶融樹脂を射出して少なくとも一対の１次半中空成形品を、接合部を有するように成形する１次成形工程と、
   前記１次成形工程後、前記スライド金型を前記固定金型に対して移動させて、対の１次半中空成形品の接合部を突き合わせ、そして突き合わせた接合部の外周部に溶融樹脂を射出して前記対の１次半中空成形品を一体化する２次成形工程とから中空成形品を得る成形方法であって、
   前記２次成形工程時には、前記突き合わせた接合部の内周部を加圧流体で膨張させた袋状の弾性体で支持してから溶融樹脂を射出することを特徴とする合成樹脂製中空成形品の成形方法。
3. 請求項１または２に記載の袋状の弾性体を、その一部に流体噴出孔が形成されているパイプ状部材に被せた状態で、突き合わされた一対の１次半中空成形品の内部に挿入し、そして前記パイプ状部材から加圧流体を注入して、前記弾性体を膨張させる合成樹脂製中空成形品の成形方法。
4. 請求項１〜３のいずれかの項に記載の袋状の弾性体に、加圧空気、液体、ビーズ状の細かい物質を注入する合成樹脂製中空成形品の成形方法。

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