JP4240762B2

JP4240762B2 - 大型スライドコア付き金型、それによる成形品及び成形方法

Info

Publication number: JP4240762B2
Application number: JP2000180499A
Authority: JP
Inventors: 広隆宮崎; 康之竹田
Original assignee: Polyplastics Co Ltd
Current assignee: Polyplastics Co Ltd
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 2000-06-15
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: JP2001062879A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、成形品を射出成形する大型スライドコア付き金型及びそれによる成形品に関するものであり、詳しくは、外金型及び該外金型のキャビティ内に突出する大型のスライドコアからなり、スライドコアに外部とスライドコア先端部とを通気させる連通孔を設けた金型及びそれによる成形品に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、パイプとパイプ取り付け部分を別々に成形して接着剤等で組み立てるよりも、一体的に成形する方が強度上も、外観上も良いことから、成形品の射出成形方法が知られている。
このような成形品を一体的に成形するには、内金型として、図４又は５に示すようなスライドコア１が使用される。成形後に成形品からスライドコア１を引き抜く時には、従来は、スライドコア１の断面積が小さかったり、スライドコアのスライド長さが短かったために、スライドコア先端部９が真空状態になっても大して問題ではなく、スライドコアに大きな角度の傾斜（テーパー）を付けたり、製品が変形しない程度に若干無理な力をかけて引き抜くことで対処していた。
【０００３】
しかし、近年の機能部品の樹脂化により、以前では考えられなかった様な断面積や長さを有する大型のスライドコアを利用することが必要となっており、これに応じて発生する大容積の真空部分に対処するには、スライドコア引き抜き用に過大な設備が必要になったり、引き抜き時に真空により成形品が変形し易くなるという問題が生じてきた。このため、スライドコア引き抜き時にスライド先端部９に発生する大容積の真空に対処する必要が出てきた。
例えば、コアと成形品との間に直接空気を圧入して、成形品の突き出しを容易にする技術が知られているが、設備費がかかることや、突き出し速度と加圧のタイミングの調節によっては成形品が変形するという問題がある。
さらに、大型のスライドコアでは、成形品の形状を良好にしたり、成形品の固化を促進させて成形サイクルを短縮するために、スライドコアの加熱、冷却を効率よく行うことが要求される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、大型のスライドコア引き抜き時に、真空が発生しない成形品用射出成形金型を、コアと成形品との間に直接空気を圧入することなく、経済的に提供すること及びそれによる成形品を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、スライドコア内部に、外部との連結孔（連通孔ともいう。）と水冷用の穴を設け、射出成形時にはスライドコアを冷却し、スライドコアを引き抜くときは連通孔を通じて外部から大気が入り込み、真空状態が発生しないようにすることにより、スライドコアが大きくても引き抜きが可能で、成形品が変形しないことを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち本発明は、成形品を射出成形する金型において、金型が外金型（１０）、及び、該外金型（１０）のキャビティ内に突出するスライド長さが１００ｍｍ以上の大型のスライドコアであって、突出時に先端部（９）の少なくとも一部が他のスライドコアを含む金型の一部分に当接する突き当て部を有するスライドコア（１）からなると共に、少なくとも該スライドコア（１）内に、外部と前記スライドコア先端部（９）の突き当て部とを通気させる連結孔（５）を有することを特徴とするスライドコア付き成形用金型、及び、該金型を用いて得られる成形品並びに成形方法である。
本発明の金型においては、前記スライドコア（１）の断面積が１００ｍｍ^２以上であることが好ましく、また、スリーブ（３）、及び温調手段（６）を内蔵するための温調用有底穴（４）を有するコアピン（２）からなると共に、スリーブ（３）とコアピン（２）の間に連結孔（５）を有する、スライドコア付き成形用金型であることが好ましい。
また、前記スライドコア（１）の抜きテーパー角度は１度未満であることが好ましく、互いに断面が異なる二つのスライドコア（１及び１’）を有することが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
初めに、金型と得られる成形品の概略について図を用いて説明する。
図４は、パイプ状部分２１とその両端付近にパイプ状以外の部分２２のような異形部を有する成形品及びその成形に使用する金型の例である（なお、本発明では必ずしも異形部を有する必要はない）。外金型１０のキャビティ内にスライドコア１及び１’が両側より突き出され、スライドコア１及び１’のそれぞれ先端部９及び９’は突き当たって、相互に密着する。外金型１０とスライドコア１及び１’の間に樹脂が射出され、所定時間、保圧、冷却され、成形品２０が得られる。スライドコア１は、樹脂が充分冷却される前に成形品から両側に引き抜かれ、内部が中空のパイプ状になる。このままでは、引き抜かれるにつれて、先端部９及び９’の間には真空が発生し、その容積が増加するので、本発明では、図１〜３に示すように、スライドコア１及び１’の少なくとも一方に、外部と先端部９との間に連通孔５を設けることにより、先端部９及び９’の間に大気が吸引され、真空が発生しない。
なお、スライドコア１の樹脂と接触する面は必ずしも鏡面仕上げの必要はなく、アンカー効果を生じない程度の粗面であればよい。
【０００９】
次に、図１〜３により上記連通孔を含めてスライドコアの詳細を説明する。図１は、スライドコアの一例の斜視図であり、先端部９が平面状の例である。スライドコアの内部には連通孔５が設けられ、連通孔５の一端は先端部９の面上に開孔され、他端は外部に対して開孔されている。
図２は、スライドコアの他の一例の斜視図であり、先端部９が平面状の例である。スライドコアはスリーブ３及びコアピン２からなり、スリーブ３の内表面側もしくはコアピン２の外表面側に溝が設けられ、この溝が連通孔５の役割を果たす。
図３は、スライドコアのさらに他の一例の斜視図であり、スライドコア１の先端部９の一部が突き出し部を有し、対向するスライドコア１’の先端部９’の一部は窪んで、該突き出し部と嵌合する（突き当て型スライドコアという。）。スライドコア１はスリーブ３及びコアピン２からなり、スリーブ３の内表面側もしくはコアピン２の外表面側に溝が設けられ、この溝が連通孔５の役割を果たす。
上記図１〜３においてコアピン２の内部には温調手段６（図示せず）を内蔵するための温調用有底穴４を設けることができる。
連通孔５は、スライドコア１’側に例示するように、温調用有底穴４’の内部を通じて先端部９’に対して設けられてもよい。勿論、スライドコア１側においても同様にできる。
成形品がパイプ状をなす場合には、スライドコア１の先端部９は図１に示すような平面でも、図３に示すような嵌合部分を有するものでもよく、円筒キャップ状をなす場合には、平面（図１）でも、曲面（図示せず）でもよい。
本発明では、少なくとも一つのスライドコア１の長さは１００ｍｍ以上である。スライドコア１の長さが１００ｍｍ未満では連通孔５を設けなくても、無理に引き抜くことができる。スライドコア１の長さに上限はないが、実際にはスライドコア１をスライドさせる機構により制限を受けるが、２００ｍｍ以上でも可能であり、さらに５００ｍｍ以上でも可能であり、特に１，０００ｍｍ以上でも可能である。
また、スライドコア１の断面積は１００ｍｍ以^２上である。スライドコア１の断面積が１００ｍｍ^２未満では連通孔５を設けなくても、無理に引き抜くことができる。スライドコア１の断面積に上限はないが、実際にはスライドコア１をスライドさせる機構により制限を受けるが、２００ｍｍ^２以上でも可能であり、さらに５００ｍｍ^２以上でも可能であり、特に１，０００ｍｍ^２以上でも可能である。
【００１０】
スライドコア１はスリーブ３及びコアピン２からなるが、スリーブ３とコアピン２間の伝熱を良くするために、例えばスリーブ３にコアピン２を冷間圧入したり、または成形時の温度より高温度で焼きばめ（スリーブ３を加熱し、径を大きくしておいた所に冷たいコアピン２を圧入するので、スリーブ内径はコアピン外径より等しいか僅かに大きくできるので、密着度が高いと共に外れにくい。）を行なって、組み立てることができる。
スリーブ３及び／又はコアピン２のはめ合い面には、ずれ防止のために小段差を設けてもよいし、両者が螺旋状にはめ合うようにしてずれ防止を行ってもよいし、両者を接着剤で接着して長期間使用できるようにしてもよい。
連通孔５は、例えばコアピン２の外表面を先端部から根本まで溝状に切削して設けることが可能である。溝の形状は、特に制限はなく、例えば半円形、Ｕ字形、Ｖ字形等が挙げられる。先端部から根本まで設けられる溝はコアピンの長さ方向に直線状であっても螺旋状であってもよい。
連通孔５は１つでも２〜１０のような複数でもよく、複数の場合には対称形でも非対称形でも構わないが、対称形に近い方が好ましい。
【００１１】
温調用有底穴４は、スライドコアの中に、好ましくはコアピン２の中に設けられる。温調用有底穴４には温調手段６が内蔵される。
温調手段６としては、冷熱媒体、冷熱媒体とバッフル板、冷熱媒体入りパイプ、ヒートパイプ、バチュラーチューブ、カートリッジヒーター等の従来の温調手段が使用可能である。
冷熱媒体としては、水、蒸気、有機液体、無機溶液、気体、空気等が挙げられる。
温調用有底穴４に冷熱媒体を通過させるために、同心円筒状等の管路を設けたりすることができる。冷熱媒体を使用する場合には、管路の中に連通孔の一部を形成するようにパイプを設けることもできる（図３のスライドコア１’側を参照。）。この場合には、連通孔を中心軸状に設けることができるので、パイプ状の側面への温度の不均一さが生じない。このような温調手段６としては、バチュラーチューブ等が使用可能である。
【００１２】
図３に示すような突き当て型スライドコアの場合やスライドコアが金型に突き当たる構造の場合、突き当て部に設けられた連通孔は突き当て時に塞がれるために、樹脂の連通孔への流入がなく、大きな径の連通孔を設けることが可能である。
スライドコア同士が突き当たる場合には、連通孔は片側でよいが、両側に設けても構わない。
スライドコア同士を突き当てる場合等、位置決めの目的も含めて、図３のような、いんろう（印籠）式の嵌合構造とすることができる。
【００１３】
連通孔５の途中部分や外部側出口はより大きな径の連通孔を設ける事も可能である。また連通孔５の途中から先端部９に向かって、複数の開口部を持つように分岐させることも可能である。
このような連通孔を設けることにより、スライドコア引き抜きの際に先端部に生じる真空の発生を防ぐ手法は、スライドコア引き抜きテーパー角度が小さいほど効果的である。特に角度が１度未満の場合は著しい効果を発揮する。
【００１４】
本発明では、スライドコアーが複数、互いの先端部が当接するように設けられていてもよい。
例えば、二つのスライドコア（１及び１’）を有し、両スライドコアーの外径が異なるようにしてもよい。この場合、少なくとも一方のスライドコアーのスライド長さが１００ｍｍ以上、断面積が１００ｍｍ^２以上、及び／又は抜きテーパー角度が１度未満であったりすればよい。例えば、得られたパイプの一方側が断面積が１００ｍｍ^２以上で、他方側がそれよりも大きかったり、小さかったりしてもよい。
また、例えば、二つのスライドコア（１及び１’）を有し、スライドコアーの断面が円形、楕円形、扇形、正方形、長方形、多角形等で、一方のスライドコアーの断面と他方の断面が異なっていてもよい。
断面形状が同一でないパイプの段差部分が生じるが、段差部分はスライドコアーに垂直に立ち上がっても、傾斜を付けて立ち上がってもよく、両端側のパイプが所望の形状、強度等を満たして接続できればよい。
【００１５】
連結孔（５）を介して外部とスライドコア先端部（９）とを通気させるには、空気に限らず、窒素、二酸化炭素、水蒸気等のガス；液化ガス；水、有機溶剤等の流体が使用できる。流体は好ましくは空気又は水である。本発明で便宜上、上記流体を流す場合も通気という。
流体は好ましくは加圧される。加圧する際の圧力は、大気圧又はそれを超えるものであり、成形品のスライド部の断面積、長さ、形状にもよるが、０．１５〜１０ＭＰａの加圧流体を好ましく使用することもできる。
その場合、連結孔を突き当て部に設けることにより、成形のタイミングを特に気にすることなく変形のない成形品を安定して生産することができる。
【００１６】
本発明の金型で成形に使用できる材料は、プラスチック、セラミック原料、金属粉末であり、好ましくはプラスチックである。
上記プラスチックとしては、好ましくは熱可塑性プラスチックである。熱可塑性プラスチックとしては、射出成形用に使用できるものであれば制限はないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン；ポリスチレン；ポリ塩化ビニル；ナイロン６、１２、４−６、６−６、６−１２等のポリアミド類；ポリアセタール；ポリカーボネート；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、ポリエチレンナフタレート等の芳香族ポリエステル；ポリヒドロキシカルボン酸（ポリ乳酸等）、ポリ脂肪族カルボン酸−脂肪族ジオール、ポリカプロラクトン等の脂肪族ポリエステル；ポリフェニレンエーテル；ポリフェニレンサルファイド；ポリイミド；ポリエーテルケトン；ポリエーテルエーテルケトン；ポリスルフォン；ポリウレタン；及びこれらのコポリマー類等が挙げられる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
使用したポリアセタール樹脂は、ポリプラスチックス株式会社製、ジュラコンＭ９０Ｓ^TM（メルトインデックスＭＩ＝９ｇ／１０ｍｉｎ、引張強度＝６１ＭＰａ、成形収縮率２％）である。
【００１８】
[実施例１]
大型スライドコア付き金型として、図４に示すタイプで、φ３０ｍｍ×Ｌ４００ｍｍ、肉厚３ｍｍのパイプ形状を持つ成形品が得られる金型を使用した。ここで、スライドコアは、図３に示すタイプのものであり、パイプ両端からそれぞれ２００ｍｍのスライド長さを有し、抜きテーパー角度３０分とした。また、スライドコアは、スリーブとコアピンからなり、コアピン外表面には１箇所に径０．５ｍｍの半円形溝が直線状に切削により設けられており、外気が入り込む連通孔の役目をする。コアピン内部には、温調用有底穴が設けられ、温調された冷却水を外部から循環させて、スライドコアが４０℃に維持できるようになっている。外部金型も冷却水を循環させて所定の温度に維持できるようになっている。
この金型で、成形用樹脂として前記無充填ポリアセタールを用い、シリンダー温度を２００℃、金型温度を８０℃に設定し、樹脂を金型内に充填した後、７０ＭＰａで３０秒保圧を行ない、３０秒冷却工程を経て、スライドコアを抜き、金型を開いて成形品を取り出した。
その結果、スライドコア引き抜きを含む成形工程は良好に行なわれ、変形が少ない良好な成形品が得られた。
【００２０】
[比較例１]
スライドコアに連通孔が設けられていない以外は実施例１と同じ金型を用い、実施例１と同じ樹脂を使用し、同じ成形条件で成形を行なった。
その結果、発生した真空部の容積が大きく、スライドコアを引き抜くことが出来ず、成形品の一部がへこんで、良好な成形品は得られなかった。
【００２１】
[実施例２]
スライドコアに冷却用温調手段が設けられていないこと以外は実施例１と同じ金型を用い、実施例１と同じ樹脂、条件で多数の成形品を連続的に生産した。その結果、スライドコアが過熱するまでは、スライドコア引き抜きを含む成形工程を、良好に行なうことのできることが確認された。また、型開き時間を長くして、成形サイクルを長くすることにより長時間、連続的に生産することができた。
【００２２】
[実施例３]
図５に示す異径の大型スライドコアを使用した。一方側がφ３０ｍｍ×Ｌ４００ｍｍ、肉厚３ｍｍのパイプ形状を持ち、他方側がφ４０ｍｍ×Ｌ４００ｍｍ、肉厚３ｍｍのパイプ形状を持つ異径成形品が得られる金型を使用した。段差部分の肉厚は３ｍｍである。スライドコアは両側共に、パイプ両端からそれぞれ２００ｍｍのスライド長さを有し、抜きテーパー角度３０分とした。また、スライドコアは、スリーブとコアピンからなり、コアピン外表面には１箇所に径１．０ｍｍの半円形溝が直線状に切削により設けられており、外気が入り込む連通孔の役目をする。コアピン内部には、温調用有底穴が設けられ、温調された冷却水を外部から循環させて、スライドコアが４０℃に維持できるようになっている。外金型も冷却水を循環させて所定の温度に維持できるようになっている。
この金型で、成形用樹脂として前記無充填ポリアセタールを用い、シリンダー温度を２００℃、金型温度を８０℃に設定し、樹脂を金型内に充填した後、７０ＭＰａで３０秒保圧を行ない、３０秒冷却工程を経て、両端から別々にスライドコアを抜き、金型を開いて成形品を取り出した。
その結果、スライドコア引き抜きを含む成形工程は良好に行なわれ、変形が少ない良好な成形品が得られた。
【００２３】
[実施例４]
スライドコアを抜く際に、連通孔に５ＭＰaの加圧空気を通気した以外は実施例２と同様に行った。その結果、成形サイクルを大幅に長くすることなく、成形品の変形も生じることなく連続生産することができた。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、スライドコア引き抜きが容易になり、引き抜き部の長さが長い大型の成形品や、断面積の大きい大型の成形品、異断面形の成形品が容易に且つ経済的に射出成形できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用するスライドコアの一例の斜視図である。
【図２】本発明で使用するスライドコアの他の一例の斜視図である。
【図３】本発明で使用するスライドコアの他の一例の斜視図である。
【図４】両端に異形部を有するパイプ状成形品及びその金型の一例の断面図である。
【図５】本発明で使用するスライドコアの更に他の一例の斜視図である。

Claims

成形品を射出成形する金型において、金型が外金型（１０）、及び、該外金型（１０）のキャビティ内に突出するスライド長さが１００ｍｍ以上の大型のスライドコアであって、突出時に先端部（９）の少なくとも１部が、他のスライドコアを含む、金型の一部分に当接する突き当て部を有するスライドコア（１）からなると共に、少なくとも該スライドコア（１）内に、外部と前記スライドコア先端部（９）の突き当て部とを通気させる連結孔（５）を有することを特徴とするスライドコア付き成形用金型。
スライドコア（１）の断面積が１００ｍｍ２以上である、請求項１に記載されたスライドコア付き成形用金型。
スライドコア（１）が、スリーブ（３）、及び温調手段（６）を内蔵するための温調用有底穴（４）を有するコアピン（２）からなり、スリーブ（３）とコアピン（２）の間に連結孔（５）を有する、請求項１又は２に記載されたスライドコア付き成形用金型。
スライドコア（１）の抜きテーパー角度が１度未満である、請求項１〜３のいずれかに記載されたスライドコア付き成形用金型。
互いに断面が異なる、二つのスライドコア（１及び１’）を有する、請求項１〜４のいずれかに記載されたスライドコア付き成形用金型。
請求項１〜５のいずれかに記載されたスライドコア付き成形用金型を使用して、連結孔（５）に加圧流体を通気させることを特徴とする成形方法。