JP4566477B2 - Injection molding method - 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
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/1704Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加圧流体導入装置、金型組立体及び射出成形方法に関し、より具体的には、射出成形装置に備えられた金型のキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成形品を成形するための加圧流体導入装置、かかる加圧流体導入装置を組み込んだ金型組立体、及び、かかる金型組立体を用いた射出成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ひけや反りのない優れた外観特性を有する射出成形品を成形するために、溶融した熱可塑性樹脂を射出成形する射出成形装置が、例えば、特開昭64−14012号公報や特開平6−91684号公報に開示されている。これらの特許公開公報に開示された射出成形装置にあっては、ガス注入ノズルが往復運動するように構成されている。例えば、特開昭64−14012号公報に開示された射出成形装置を用いた射出成形方法においては、この特許公開公報の図1に示されているように、溶融したプラスチック材料19を金型キャビティ13内に射出する。
次いで、金型キャビティ13内に射出されたプラスチック材料19内に加圧ガスを注入して、プラスチック材料19内にガス含有中空部25を形成する。その後、金型を開ける前にガス含有中空部25内の加圧ガスを大気に開放する。
【0003】
これらの特許公開公報に開示されている構成においては、ガス注入ノズルを前進端に位置せしめ、更には、キャビティ内に射出された溶融樹脂圧力に抗して前進端の位置を保持するための移動手段が備えられている。また、キャビティ内の熱可塑性樹脂内部に形成された中空部内の加圧ガスを型開きする前に完全に大気中に解放するために、ガス注入ノズルを移動手段の作動によって後進端まで移動させ、キャビティ内の成形品とガス注入ノズルの先端部との間の密閉を破っている。
【0004】
ノズル口を有する筒状のノズル体と、このノズル体の内面との間にガス通路となる空隙を残してノズル体中を軸方向に進退可能に設けられた軸芯とを備えたノズル装置が、例えば、特開平9−131747号公報から公知である。この特許公開公報に開示された射出成形技術においては、金型内の溶融樹脂中への加圧ガスの圧入と、圧入した加圧ガスの排出とをノズル口及びガス通路を介して行う。
そして、加圧ガスを圧入して中空部を形成した後、この圧入時の位置より軸芯を前進させて、中空部に通じる通孔を拡張形成し、この拡張形成した通孔を介して加圧ガスの排出を行う。
【0005】
更には、ガス注入ノズルと、金型に設けられそしてキャビティと外部とに連通したガイド部内で該ガス注入ノズルの先端部分を往復行程させ得るガス注入ノズル移動手段から成るガス注入装置であって、ガイド部内でのガス注入ノズルの先端部分の往復行程は、ガス注入ノズルの軸線を中心とした一方方向あるいは正逆方向への回転運動であるガス注入装置が、特開平7−47572号公報から公知である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の移動手段は、外部の高圧の圧力源、例えば、高圧の油圧を必要とする構成となっている。従って、電動式の射出成形装置を用いて上述の射出成形を行う場合にあっても、移動手段として高圧の流体圧力発生源、例えば高圧の油圧発生装置を用意する必要があり、射出成形装置全体の製造コストが増大するといった問題がある。また、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の高い圧力に対抗するために、移動手段には大きな軸力が要求され、移動手段が大きくなる等の不具合もある。
【0007】
また、特開平9−131747号に開示されたノズル装置においては、ノズル体中を軸方向に進退可能に設けられた軸芯を有する構成であるが故に、ノズル装置の構造が複雑になるといった問題を有する。
【0008】
更には、特開平7−47572号公報に開示されたガス注入装置においては、金型のキャビティ内に射出された溶融樹脂からガス注入ノズルの先端部分が受ける圧力は、ガス注入ノズルの軸線と略直角であり、ガス注入ノズルの先端部分に変形が生じ易いといった問題がある。
【0009】
従って、本発明の目的は、簡素な構造を有し、あるいは又、金型のキャビティ内に射出された溶融樹脂からガス注入ノズルの先端部分が受ける圧力によっても変形を生じ難い構造を有する加圧流体導入装置、かかる加圧流体導入装置を組み込んだ金型組立体、及び、かかる金型組立体を用いた射出成形方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る加圧流体導入装置は、
(A)先端に開口部を有する加圧流体導入ノズル、及び、
(B)該加圧流体導入ノズルを往復行程させるための移動装置、
から成り、
金型に設けられたキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成形品を成形するための加圧流体導入装置であって、
キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体導入ノズルを介して加圧流体を導入するとき、加圧流体導入ノズルは後進端に位置せしめられ、中空部内の加圧流体を大気中に解放する際、移動装置の作動によって、加圧流体導入ノズルは、少なくとも1回、前進及び後退させられることを特徴とする。
【0011】
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る金型組立体は、
(A)キャビティ、及び、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するための溶融樹脂射出部を有する金型、
(B)先端に開口部を有する加圧流体導入ノズル、及び、
(C)該加圧流体導入ノズルを往復行程させるための移動装置、
を備え、
該キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成形品を成形するための金型組立体であって、
キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体導入ノズルを介して加圧流体を導入するとき、加圧流体導入ノズルは後進端に位置せしめられ、
中空部内の加圧流体を大気中に解放する際、移動装置の作動によって、加圧流体導入ノズルは、少なくとも1回、前進及び後退させられることを特徴とする。
【0012】
上記の目的を達成するための本発明の第1の態様に係る射出成形方法は、
(A)キャビティ、及び、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するための溶融樹脂射出部を有する金型、
(B)先端に開口部を有する加圧流体導入ノズル、及び、
(C)該加圧流体導入ノズルを往復行程させるための移動装置、
を備え、
該キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成形品を成形するための金型組立体を用いて射出成形品を成形する射出成形方法であって、
(a)加圧流体導入ノズルを後進端に位置せしめた状態で、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を射出し、
(b)溶融熱可塑性樹脂の射出中、若しくは、射出完了後、加圧流体導入ノズルを後進端に位置せしめた状態で、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体導入ノズルを介して加圧流体を導入し、以て、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に中空部を形成し、
(c)一定時間経過後、移動装置の作動によって、加圧流体導入ノズルを少なくとも1回、前進及び後退させて、加圧流体導入ノズルの先端とキャビティ内の熱可塑性樹脂との間に隙間を生じさせ、該隙間を介して中空部内の加圧流体を解放する、
各工程から成ることを特徴とする。
【0013】
本発明の第1の態様に係る加圧流体導入装置、金型組立体あるいは射出成形方法(以下、これらを総称して、単に、本発明の第1の態様と呼ぶ場合がある)において、加圧流体導入ノズルの前進及び後退の周期は、0.01Hz以上(1回の前進及び後退に要する時間が100秒以下)、好ましくは0.1Hz以上(1回の前進及び後退に要する時間が10秒以下)であることが望ましい。
【0014】
本発明の第1の態様において、加圧流体導入ノズルの後進端から前進端までの前進量及び前進端から後進端までの後退量は、0.01mm乃至2mm、好ましくは0.05mm乃至1mmであることが望ましい。前進量及び後退量が大きすぎると、加圧流体導入ノズル近傍の射出成形品に欠陥が生じる虞がある。加圧流体導入ノズルの前進及び後退は、少なくとも1回であればよく、2回以上であってもよい。
【0015】
本発明の第1の態様において、移動装置は、油圧シリンダーあるいは空気圧シリンダーから構成することができ、あるいは又、電動モータ(より具体的には、電動モータとラック・アンド・ピニオンの組合せ、あるいは、偏芯モータ)から構成することができ、あるいは又、圧電素子から構成することができる。キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体導入ノズルを介して加圧流体を導入するとき、加圧流体導入ノズルは後進端に位置せしめられるが故に、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の高い圧力に対抗するような移動装置を設ける必要がなく、移動装置には大きな軸力が要求されず、小さな能力の移動装置を設ければよい。
【0016】
本発明の第1の態様に係る加圧流体導入装置あるいは金型組立体においては、加圧流体導入ノズルの少なくとも1回の前進及び後退によって生じる加圧流体導入ノズルの先端とキャビティ内の熱可塑性樹脂との間の隙間を介して中空部内の加圧流体を解放する。
【0017】
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る加圧流体導入装置は、
(A)先端に開口部を有する加圧流体導入ノズル、及び、
(B)該加圧流体導入ノズルを、その軸線(回転軸線と呼ぶ)を中心として回転させるための回転装置、
から成り、
金型に設けられたキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成形品を成形するための加圧流体導入装置であって、
キャビティ内に突出すべき加圧流体導入ノズルの先端部分は、キャビティ内に突出しない加圧流体導入ノズルの部分よりも細く、
中空部内の加圧流体を大気中に解放する際、回転装置の作動によって、加圧流体導入ノズルは回転させられることを特徴とする。
【0018】
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る金型組立体は、
(A)キャビティ、及び、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するための溶融樹脂射出部を有する金型、
(B)先端に開口部を有する加圧流体導入ノズル、及び、
(C)該加圧流体導入ノズルを、その軸線(回転軸線)を中心として回転させるための回転装置、
を備え、
該キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成形品を成形するための金型組立体であって、
キャビティ内に突出した加圧流体導入ノズルの先端部分は、キャビティ内に突出していない加圧流体導入ノズルの部分よりも細く、
中空部内の加圧流体を大気中に解放する際、回転装置の作動によって、加圧流体導入ノズルは回転させられることを特徴とする。
【0019】
上記の目的を達成するための本発明の第2の態様に係る射出成形方法は、
(A)キャビティ、及び、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するための溶融樹脂射出部を有する金型、
(B)先端に開口部を有する加圧流体導入ノズル、及び、
(C)該加圧流体導入ノズルを、その軸線(回転軸線)を中心として回転させるための回転装置、
を備え、
キャビティ内に突出した加圧流体導入ノズルの先端部分は、キャビティ内に突出していない加圧流体導入ノズルの部分よりも細く、
該キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成形品を成形するための金型組立体を用いて射出成形品を成形する射出成形方法であって、
(a)キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を射出し、
(b)溶融熱可塑性樹脂の射出中、若しくは、射出完了後、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体導入ノズルを介して加圧流体を導入し、以て、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に中空部を形成し、
(c)一定時間経過後、回転装置の作動によって加圧流体導入ノズルを回転させ、加圧流体導入ノズルの先端部分とキャビティ内の熱可塑性樹脂との間に隙間を生じさせ、該隙間を介して中空部内の加圧流体を解放する、
各工程から成ることを特徴とする。
【0020】
本発明の第2の態様に係る加圧流体導入装置、金型組立体あるいは射出成形方法(以下、これらを総称して、単に、本発明の第2の態様と呼ぶ場合がある)にあっては、加圧流体導入ノズルの前記先端部分の軸線は、加圧流体導入ノズルの軸線(回転軸線)と一致していない構成とすることもできる。以下に説明する本発明の第2の態様においては、この構成を包含する。
【0021】
本発明の第2の態様にあっては、加圧流体導入ノズルの軸線と略平行な方向に開口部から加圧流体を吐出する構成とすることが、加圧流体導入ノズルの構造の簡素化といった観点から好ましい。
【0022】
本発明の第2の態様にあっては、加圧流体導入ノズルの回転速度は1rpm以上であることが好ましいが、これに限定するものではない。また、加圧流体導入ノズルの軸線(回転軸線)から加圧流体導入ノズルの先端部分の軸線までの距離(偏心量と呼ぶ場合がある)は、0mm以上1mm以下、好ましくは0.01mm以上0.5mm以下、より好ましくは0.03mm以上0.3mm以下であることが、中空部内の加圧流体を確実に大気中に解放するといった観点、加圧流体ノズルへの負荷の観点から、望ましい。
【0023】
本発明の第2の態様にあっては、加圧流体導入ノズルの回転角度を、180度以上、好ましくは360度以上とすることが、中空部内の加圧流体を確実に大気中に解放するといった観点から、望ましい。加圧流体導入ノズルの回転方向は、回転軸線を中心とした一方方向あるいは正逆方向とすることができる。
【0024】
本発明の第2の態様において、回転装置は、油圧シリンダーあるいは空気圧シリンダーから構成することができ、あるいは又、電動モータから構成することができる。加圧流体導入ノズルは、回転軸線と平行な方向に移動、変位することはない。従って、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体導入ノズルを介して加圧流体を導入するとき、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の高い圧力に対抗する移動装置を必要としない。
【0025】
本発明の第2の態様に係る加圧流体導入装置あるいは金型組立体においては、加圧流体導入ノズルの回転によって生じる加圧流体導入ノズルの先端部分とキャビティ内の熱可塑性樹脂との間の隙間を介して中空部内の加圧流体を解放する。
【0026】
本発明の第1の態様若しくは本発明の第2の態様において、加圧流体導入ノズルの先端部分には、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の侵入を防止するための逆止弁を配設することが望ましいが、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂が侵入しないような開口部の径であれば、逆止弁の配設を不要とすることもできる。また、加圧流体導入ノズルを、特開平4−31015号公報に開示されている加熱装置によって加熱することも、加圧流体導入ノズルの熱可塑性樹脂による閉塞を防止し、そして、加圧流体の導入を確実に行うために、有効である。具体的には、加圧流体導入ノズルの外壁にリング状のヒーターを取り付ければよい。
【0027】
本発明の第1の態様において、金型組立体における加圧流体導入ノズル取付位置は、金型のキャビティを構成する面(金型のキャビティ面と呼ぶ)近傍であってもよいし、溶融樹脂射出部内であってもよいし、スプルー部やランナー部内であってもよい。加圧流体導入ノズルを金型のキャビティ面近傍に取り付ける場合、加圧流体導入ノズルが後進端に位置するときの加圧流体導入ノズルの先端は、キャビティ内に位置していてもよいし、金型のキャビティ面と略同じ面内に位置していてもよい。また、この場合、加圧流体導入ノズルの先端部分と金型との間のクリアランスは、出来る限り小さいことが好ましく、具体的には、10μm〜20μm程度とすることが望ましい。
【0028】
本発明の第1の態様において、加圧流体導入ノズルの軸線(移動方向軸線と呼ぶ場合がある)と垂直な方向に切断したときの加圧流体導入ノズルの先端部分の断面形状は、円形、楕円形、卵形、多角形、頂点の部分に丸みを持たせた多角形等、任意の形状とすることができるが、中でも、円形若しくは多角形であることが好ましい。加圧流体導入ノズルの往復行程は、加圧流体導入ノズルの軸線と平行な直線運動である。
【0029】
本発明の第2の態様において、キャビティ内に突出した加圧流体導入ノズルの先端部分の軸線(以下、先端部分軸線と呼ぶ場合がある)と垂直な方向に切断したときの加圧流体導入ノズルの先端部分の断面形状、及び、キャビティ内に突出していない加圧流体導入ノズルの部分の軸線(以下、回転軸線と呼ぶ)と垂直な方向に切断したときの加圧流体導入ノズルの該部分の断面形状は、円形、楕円形、卵形、多角形、頂点の部分に丸みを持たせた多角形等、任意の形状とすることができる。特に偏心量が0mmの場合、回転装置の作動によって加圧流体導入ノズルが回転させられたとき、加圧流体導入ノズルの先端部分と射出成形品との間に隙間が形成され、中空部内の加圧流体を大気中に確実に解放できるといった観点から、先端部分軸線と垂直な方向に切断したときの加圧流体導入ノズルの先端部分の断面形状は、円形以外の形状、例えば、楕円形、卵形、多角形、頂点の部分に丸みを持たせた多角形等とすることが好ましい。一方、偏心量が0mmを越えている場合、円形若しくは多角形であることが好ましい。先端部分軸線は、先端部分の断面形状の重心点を通る直線である。かかる断面形状が、例えば円形の場合、先端部分軸線は円形の断面形状の中心を通る直線である。また、回転軸線は、キャビティ内に突出していない加圧流体導入ノズルの部分の断面形状の重心点を通る直線である。かかる断面形状が、例えば円形の場合、回転軸線は円形の断面形状の中心を通る直線である。尚、開口部の中心と、先端部分軸線とは、一致していてもよいし、不一致でもよい。
【0030】
溶融樹脂射出部の構造は、周知の如何なる構造とすることもできる。
【0031】
本発明の第1の態様若しくは第2の態様に係る射出成形方法において、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂への加圧流体の導入開始時期は、溶融熱可塑性樹脂のキャビティ内への射出開始後であればよく、溶融熱可塑性樹脂のキャビティ内への射出中、射出完了と同時、あるいは、射出が完了して一定時間が経過した後とすることができる。キャビティ内に射出される溶融熱可塑性樹脂の量は、キャビティ内を溶融熱可塑性樹脂で完全に満たす量であってもよいし、完全には満たさない量であってもよい。
【0032】
本発明にて用いられる熱可塑性樹脂には、特に制約はなく、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂;ポリスチレン樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、AES樹脂等のスチレン系樹脂;PMMA樹脂等のメタクリル系樹脂;ポリオキシメチレン(ポリアセタール)樹脂;ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミドMXD等のポリアミド系樹脂;変性ポリフェニレンエーテル(PPE)樹脂;ポリフェニレンサルファイド樹脂;ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT)樹脂等のポリエステル系樹脂;液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂、又は、これらの熱可塑性樹脂の少なくとも2種類以上の樹脂から成るポリマーアロイを挙げることができる。これらの熱可塑性樹脂には、剛性に代表される機械的特性、寸法安定性等を成形品に付与するために、例えば、ガラス繊維、ガラスフレーク、カーボン繊維、ウォラストナイト、ホウ酸アルミニウムウィスカー繊維、チタン酸カリウムウィスカー繊維、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー繊維、珪酸カルシウムウィスカー繊維及び硫酸カルシウムウィスカー繊維から成る群から選択された少なくとも1種の材料から構成された無機繊維が含有されていてもよい。また、例えば安定剤、離型剤、紫外線吸収剤の有効発現量を熱可塑性樹脂に配合してもよい。
【0033】
導入する加圧流体として、窒素ガス、炭酸ガス、空気、ヘリウムガス等常温でガス状の物質を使用することができるし、水等の液体や高圧下で液化したガスも使用可能である。
【0034】
成形品の成形にあたって、射出成形時の溶融熱可塑性樹脂の量、温度、圧力あるいは射出速度、導入すべき加圧流体の量、圧力あるいは速度、金型の冷却時間等、種々の条件は、使用する樹脂の種類、金型の形状等に依存して、適宜選択、制御する必要があり、一義的に定めることはできない。
【0035】
本発明の第1の態様においては、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体導入ノズルを介して加圧流体を導入するとき、加圧流体導入ノズルは後進端に位置せしめられ、中空部内の加圧流体を大気中に解放する際、加圧流体導入ノズルを移動装置の作動によって前進及び後退させればよいので、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の高い圧力に対抗して加圧流体導入ノズルを保持するための手段(例えば、従来の射出成形装置における大きな軸力を有する移動手段としての流体圧力発生源等)が不要となり、加圧流体導入装置の構造の簡素化を図ることができる。
【0036】
本発明の第2の態様においては、加圧流体導入ノズルは前後動することが無く、中空部内の加圧流体を大気中に解放する際、加圧流体導入ノズルを回転装置の作動によって回転させればよいので、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の高い圧力に対抗して加圧流体導入ノズルを保持するための手段(例えば、従来の射出成形装置における大きな軸力を有する移動手段としての流体圧力発生源等)が不要となり、加圧流体導入装置の構造の簡素化を図ることができる。
【0037】
【実施例】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【0038】
(実施例1)
実施例1は、本発明の第1の態様に係る加圧流体導入装置、金型組立体及び射出成形方法に関する。実施例1の金型組立体を含む射出成形装置の概念図を図1に示す。
【0039】
実施例1の金型組立体は、金型10、並びに、加圧流体導入ノズル21と移動装置30から構成された加圧流体導入装置20を備えている。金型10は、固定金型部11と可動金型部12から構成され、型締めされたとき、キャビティ13が形成される。金型10には、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ13内に射出するための溶融樹脂射出部(ゲート部14)が設けられている。図1に示したゲート部14は、ダイレクト構造を有し、ランナー部及びスプルー部(これらを参照番号15で示す)を介して射出用シリンダー16と連通している。尚、ゲート部14の構造は、ダイレクト構造に限定するものではない。
【0040】
加圧流体導入ノズル21は、先端22に開口部23を有する。また、先端部分に逆止弁(図示せず)が配置されている。金型組立体における加圧流体導入ノズル21の取付位置は、図1に示す例においては、金型のキャビティ面近傍である。加圧流体導入ノズル21が後進端に位置するときの加圧流体導入ノズル21の先端22は、キャビティ13内に位置する。加圧流体導入ノズル21の移動方向軸線と垂直な方向に切断したときの加圧流体導入ノズル21の先端部分の断面形状が直径7mmの円形の加圧流体導入ノズル21を使用した。加圧流体導入ノズル21は、配管を介して加圧流体源に接続されている。尚、配管及び加圧流体源の図示は省略した。加圧流体導入ノズル21を往復行程させるための移動装置30は、シリンダー部31及びピストン部32から成る油圧シリンダーから構成されている。ピストン部32の先端に加圧流体導入ノズル21の後端が取り付けられている。シリンダー部31は適切な方法で可動金型部12に取り付けられている。シリンダー部31には、図示しない油圧システムから油が送り込まれ、あるいは又、シリンダー部31から油が排出され、ピストン部32が往復運動する。
尚、加圧流体導入ノズル21を前進運動させるときに移動装置30が生成する圧力が約2×106Paとなるような油圧シリンダーから移動装置30を構成した。また、加圧流体導入ノズル21の前進及び後退の周期を0.5Hz(1回の前進及び後退に要する時間が2秒)とし、中空部内の加圧流体を大気中に解放する際、移動装置の作動によって、加圧流体導入ノズルは、2回、前進及び後退させられる設定とした。
【0041】
以下、金型10等の模式的な断面図である図2及び図3、並びに、加圧流体導入ノズル21及びその近傍の可動金型部12、キャビティ13の一部を模式的に示す図4及び図5を参照して、実施例1の射出成形方法を説明する。尚、図2及び図3においては、射出用シリンダー16の図示を省略した。
【0042】
[工程−100]
先ず、図1に示すように、固定金型部11と可動金型部12とを型締めし、加圧流体導入ノズル21の先端22がキャビティ13内に突出した状態とする。シリンダー部31内におけるピストン部32、及び、加圧流体導入ノズル21は、後進端に位置する。
【0043】
[工程−110]
そして、熱可塑性樹脂を射出用シリンダー16内で可塑化・溶融、計量した後、射出用シリンダー16からランナー部及びスプルー部15、ゲート部14を介して、キャビティ13内に溶融熱可塑性樹脂40を射出した(図2参照)。射出条件を、以下の表1に例示する。尚、使用熱可塑性樹脂をポリプロピレン樹脂とした。また、キャビティ13内に射出した溶融熱可塑性樹脂40の体積を、キャビティ13を完全には満たさない体積とした。尚、加圧流体導入ノズル21は後進端に位置している。
【0044】
[表1]
溶融熱可塑性樹脂射出量:25cm3
溶融熱可塑性樹脂温度 :210゜C
金型温度 :40゜C
射出時間 :2.5秒間
【0045】
キャビティ13内に射出された溶融熱可塑性樹脂40の圧力によっても、加圧流体導入ノズル21の位置に変位は生じない。また、溶融熱可塑性樹脂が加圧流体導入ノズル21の先端部から侵入するが、逆止弁(図示せず)によって、逆止弁よりも上流への溶融熱可塑性樹脂の侵入は防止される。更には、加圧流体導入ノズル21の先端部分と可動金型部12との間のクリアランスは、10μm〜20μm程度であるが故に、このクリアランスから溶融熱可塑性樹脂が外部に漏れる虞はない。
【0046】
[工程−120]
溶融熱可塑性樹脂40のキャビティ13内への射出完了と同時に、キャビティ13内に射出された溶融熱可塑性樹脂40の内部に加圧流体導入ノズル21を介して加圧流体(具体的には、窒素ガス)を導入し始めた。これによって、キャビティ13内に射出された溶融熱可塑性樹脂40の内部に中空部41が形成される(図3及び図4の(A)参照)。加圧流体の導入条件を、以下の表2に例示する。尚、加圧流体導入ノズル21は後進端に位置している。
【0047】
[表2]
導入時の加圧流体圧力:1×107Pa
加圧流体計量 :100cm3
加圧流体保持期間 :加圧流体導入開始から20秒間
最終加圧流体圧力 :2×107Pa
【0048】
[工程−130]
射出開始から25秒経過後に、移動装置30を作動させることによって、具体的には、図示しない油圧システムからシリンダー部31に油を送り込むことによって、ピストン部32を前進させ、加圧流体導入ノズル21を前進させ、前進端に位置せしめた(図4の(B)参照)。引き続き、シリンダー部31から油を排出することによって、ピストン部32を後退させ、加圧流体導入ノズル21を後退させ、後進端に位置せしめた(図5参照)。この動作を2回繰り返した。加圧流体導入ノズル21の後進端から前進端までの前進量及び前進端から後進端までの後退量(以下、移動距離と呼ぶ)を0.5mmとした。これによって、加圧流体導入ノズル21の先端22とキャビティ13内の熱可塑性樹脂40Aとの間に隙間42を生じさせ、この隙間42を介して中空部41内の加圧流体を大気中に解放した。
【0049】
[工程−140]
射出開始から35秒が経過した後、型開きを行い、金型から成形品を取り出す。こうして、金型10に設けられたキャビティ13内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して、中空部41を有する射出成形品を成形することができた。得られた射出成形品に、目立った圧痕は認められなかった。また、中空部41内の加圧流体を確実に大気中に解放することができた。
【0050】
尚、油圧シリンダーを空気圧シリンダーに交換して、実施例1と同様の射出成形を行ったが、実施例1と同様の射出成形品が得られた。更には、油圧シリンダーを電動モータとラック・アンド・ピニオンの組合せ(加圧流体導入ノズル21の前進及び後退の周期:0.1Hz、移動距離:0.1mm)から構成された移動装置に交換して、実施例1と同様の射出成形を行ったが、実施例1と同様の射出成形品が得られた。また、中空部内の加圧流体を確実に大気中に解放することができた。更には、油圧シリンダーを圧電素子(駆動周波数1Hz、移動距離0.1mm)に交換して、実施例1と同様の射出成形を行ったが、実施例1と同様の射出成形品が得られた。また、中空部内の加圧流体を確実に大気中に解放することができた。
【0051】
(比較例1)
移動距離を5mmに変更した点を除き、実施例1と同じ金型組立体を使用し、実施例1と同じ条件で射出成形を行った。その結果、中空部内の加圧流体を確実に大気中に解放することができたものの、得られた射出成形品の加圧流体導入ノズル21近傍の部分の表面が白化し、亀裂が生じていた。
【0052】
(実施例2)
実施例2は、本発明の第2の態様に係る加圧流体導入装置、金型組立体及び射出成形方法に関する。実施例2の金型組立体を含む射出成形装置の概念図を図6に示し、加圧流体導入ノズル及びその近傍の可動金型部、キャビティの一部を模式的に図7の(A)に示し、加圧流体導入ノズルの模式的な正面図を図7の(B)に示す。
【0053】
実施例2の金型組立体は、金型10、並びに、加圧流体導入ノズル51と回転装置60から構成された加圧流体導入装置50を備えている。金型10は、実質的に、実施例1にて説明した金型と同様の構成とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【0054】
実施例2における金型組立体において、加圧流体導入ノズル51の取付位置は、金型10のキャビティ面近傍である。加圧流体導入ノズル51は、先端52に開口部53を有する。また、先端部分に逆止弁(図示せず)が配置されている。
回転装置60は、加圧流体導入ノズル51を、その軸線(回転軸線であり、図7の(A)において、参照符号L0で示す)を中心として回転させる。キャビティ13内に突出した加圧流体導入ノズル51の先端部分54は、キャビティ13内に突出しない加圧流体導入ノズル51の部分55よりも細く、且つ、加圧流体導入ノズル51の先端部分54の軸線(先端部分軸線であり、図7の(A)において、参照符号L1で示す)は、回転軸線L0と一致していない。回転軸線L0から先端部分軸線L1までの距離(偏心量)Lを、0.05mmとした。また、先端部分軸線L1と垂直な方向に切断したときの加圧流体導入ノズル51の先端部分54の外形断面形状を、直径3mmの円形とした。先端部分軸線L1は、かかる円形の中心を通過する。一方、回転軸線L0と垂直な方向に切断したときの加圧流体導入ノズル51の部分55の外形断面形状を、直径7mmの円形とした。回転軸線L0は、かかる円形の中心を通過する。開口部53の中心と先端部分軸線L1とを一致させた。加圧流体導入ノズル51の部分55の先端面56を平面とし、金型のキャビティ面と略一致するような構成とした。この加圧流体導入ノズル51におっては、回転軸線L0と略平行な方向に開口部53から加圧流体(具体的には、窒素ガス)を吐出する。
【0055】
加圧流体導入ノズル51は、配管を介して加圧流体源に接続されている。尚、配管及び加圧流体源の図示は省略した。加圧流体導入ノズル51を回転させるための回転装置60は、シリンダー部61及びピストン部62から成る空気圧シリンダーから構成されている。ピストン部62の先端にラック(図示せず)が取り付けられ、加圧流体導入ノズル51の後端にはピニオン(図示せず)が取り付けられている。シリンダー部61及び加圧流体導入ノズル51は適切な方法で可動金型部12に取り付けられている。シリンダー部61には、図示しない空気圧システムから圧縮空気が送り込まれ、あるいは又、シリンダー部61から圧縮空気が排出され、ピストン部62が往復運動する。ラック・アンド・ピニオンによって、かかるピストン部62の往復運動が、加圧流体導入ノズル51の回転運動(あるいは回動運動)に変換される。尚、加圧流体導入ノズル51を回転運動させるときに回転装置60が生成する圧力が約2×106Paとなるような空気圧シリンダーから回転装置60を構成した。また、加圧流体導入ノズル51の回転数を6rpmとし、中空部内の加圧流体を大気中に解放する際、回転装置60の作動によって、加圧流体導入ノズル51は、2回、回転させられる設定とした。
【0056】
以下、加圧流体導入ノズル51及びその近傍の可動金型部12、キャビティ13の一部を模式的に示す図8及び図9を参照して、実施例2の射出成形方法を説明する。
【0057】
[工程−200]
先ず、図6に示すように、固定金型部11と可動金型部12とを型締めし、加圧流体導入ノズル51の先端部分54がキャビティ13内に突出した状態とする。
【0058】
[工程−210]
そして、熱可塑性樹脂を射出用シリンダー16内で可塑化・溶融、計量した後、射出用シリンダー16からランナー部及びスプルー部15、ゲート部14を介して、キャビティ13内に溶融熱可塑性樹脂40を射出した(図8の(A)参照)。実施例1と同じ熱可塑性樹脂を使用し、射出条件を表1に例示したと同じ条件とした。また、キャビティ13内に射出した溶融熱可塑性樹脂40の体積を、キャビティ13を完全には満たさない体積とした。
【0059】
キャビティ13内に射出された溶融熱可塑性樹脂40の圧力によっても、加圧流体導入ノズル51の位置に変位は生じない。また、溶融熱可塑性樹脂が加圧流体導入ノズル51の先端部から侵入するが、逆止弁(図示せず)によって、逆止弁よりも上流への溶融熱可塑性樹脂の侵入は防止される。また、加圧流体導入ノズル51の先端部分と可動金型部12との間のクリアランスは、10μm〜20μm程度であるが故に、このクリアランスから溶融熱可塑性樹脂が外部に漏れる虞はない。
【0060】
[工程−220]
溶融熱可塑性樹脂40のキャビティ13内への射出完了と同時に、キャビティ13内に射出された溶融熱可塑性樹脂40の内部に加圧流体導入ノズル51を介して加圧流体(具体的には、窒素ガス)を導入し始めた。これによって、キャビティ13内に射出された溶融熱可塑性樹脂40の内部に中空部41が形成される(図8の(B)参照)。加圧流体の導入条件を、表2に例示したと同じとした。
【0061】
[工程−230]
射出開始から40秒経過後に、回転装置60を作動させることによって、具体的には、図示しない空気圧システムからシリンダー部31に圧縮空気を送り込むことによって、ピストン部62を前進させ、加圧流体導入ノズル51を回転させた(図9参照)。尚、図9においては、加圧流体導入ノズル51が180度回転した状態を示す。加圧流体導入ノズル51を2回転させた。これによって、加圧流体導入ノズル51の先端部分54とキャビティ13内の熱可塑性樹脂40Aとの間に隙間42を生じさせ、この隙間42を介して中空部41内の加圧流体を大気中に解放した。
【0062】
[工程−240]
射出開始から60秒が経過した後、型開きを行い、金型から成形品を取り出す。こうして、金型10に設けられたキャビティ13内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して、中空部41を有する射出成形品を成形することができた。得られた射出成形品に、目立った圧痕は認められなかった。また、中空部41内の加圧流体を確実に大気中に解放することができた。
【0063】
尚、空気圧シリンダーを油圧シリンダーに交換して、実施例2と同様の射出成形を行ったが、実施例2と同様の射出成形品が得られた。更には、空気圧シリンダーとラック・アンド・ピニオンの組合せを電動モータとラック・アンド・ピニオンの組合せ(加圧流体導入ノズル51の回転数:60rpm、回転軸線L0から先端部分軸線L1までの距離(偏心量)L:0.05mm)から構成された回転装置に交換して、実施例2と同様の射出成形を行ったが、実施例2と同様の射出成形品が得られた。また、中空部内の加圧流体を確実に大気中に解放することができた。
【0064】
また、先端部分軸線L1と垂直な方向に切断したときの加圧流体導入ノズルの先端部分の外形断面形状を、長軸5.0mm、短軸4.8mmの楕円とし、回転軸線L0と垂直な方向に切断したときの加圧流体導入ノズルの部分の外形断面形状を直径7mmの円形とした加圧流体導入ノズルに交換した。尚、回転軸線L0から先端部分軸線L1までの距離(偏心量)Lを0mmとした。そして、実施例2と同様の射出成形を行ったが、実施例2と同様の射出成形品が得られた。また、中空部内の加圧流体を確実に大気中に解放することができた。
【0065】
以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例にて説明した金型組立体の構造、実施例にて使用した熱可塑性樹脂、射出成形条件等は例示であり、適宜変更することができる。実施例においては、加圧流体導入装置を可動金型部12に配設したが、固定金型部11に配設することもできる。また、金型組立体における加圧流体導入ノズル21,51の取付位置を、溶融樹脂射出部(ゲート部14)内とすることもできるし、スプルー部やランナー部内とすることもできる。また、実施例1においては、加圧流体導入ノズル21の先端22をキャビティ13内に位置させたが、後進端に位置するとき、加圧流体導入ノズル21の先端22を金型のキャビティ面と略同じ面内に位置させてもよい。実施例1においては、後退方向に加圧流体導入ノズル21を付勢する付勢手段(例えばバネ)を更に備えている構成とすることもできる。
【0066】
【発明の効果】
本発明においては、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の高い圧力に対抗して加圧流体導入ノズルを保持するための手段が不要となり、加圧流体導入装置の構造の簡素化を図ることができる。その結果、射出成形装置全体の製造コストが増大するといった問題を解決することができ、最終的に射出成形品の製造コストの上昇を抑えることができる。また、加圧流体導入ノズルの構造が極めて簡素であり、故障が発生し難いし、金型のキャビティ内に射出された溶融樹脂からガス注入ノズルの先端部分が受ける圧力によっても、ガス注入ノズルの先端部分に変形を生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の金型組立体を含む射出成形装置の概念図である。
【図2】実施例1の射出成形方法を説明するための金型組立体の概念図である。
【図3】図2に引き続き、実施例1の射出成形方法を説明するための金型組立体の概念図である。
【図4】実施例1の射出成形方法を説明するための、加圧流体導入ノズル及びその近傍の可動金型部、キャビティの一部を模式的に示す図である。
【図5】図4に引き続き、実施例1の射出成形方法を説明するための、加圧流体導入ノズル及びその近傍の可動金型部、キャビティの一部を模式的に示す図である。
【図6】実施例2の金型組立体を含む射出成形装置の概念図である。
【図7】実施例2における加圧流体導入ノズル及びその近傍の可動金型部、キャビティの一部を模式的に示す図、並びに、加圧流体導入ノズルの模式的な正面図である。
【図8】実施例2の射出成形方法を説明するための、加圧流体導入装置及びその近傍の可動金型部、キャビティの一部を模式的に示す図である。
【図9】図8に引き続き、実施例2の射出成形方法を説明するための、加圧流体導入装置及びその近傍の可動金型部、キャビティの一部を模式的に示す図である。
【符号の説明】
10・・・金型、11・・・固定金型部、12・・・可動金型部、13・・・キャビティ、14・・・ゲート部、15・・・ランナー部及びスプルー部、16・・・射出用シリンダー、20,50・・・加圧流体導入装置、21,51・・・加圧流体導入ノズル、22,52・・・先端、23,53・・・開口部、54・・・キャビティ内に突出した加圧流体導入ノズルの先端部分、55・・・キャビティ内に突出しない加圧流体導入ノズルの部分、30・・・移動装置、60・・・回転装置、31,61・・・シリンダー部、32,62・・・ピストン部、40・・・溶融熱可塑性樹脂、40A・・・熱可塑性樹脂、41・・・中空部、42・・・隙間
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pressurized fluid introducing device, a mold assembly, and an injection molding method, and more specifically, applied to the inside of a molten thermoplastic resin injected into a mold cavity provided in the injection molding device. Pressurized fluid introduction apparatus for forming an injection molded product having a hollow portion by introducing a pressurized fluid, a mold assembly incorporating such a pressurized fluid introduction apparatus, and injection molding using such a mold assembly Regarding the method.
[0002]
[Prior art]
In order to mold an injection molded article having excellent appearance characteristics free from sink marks and warpage, an injection molding apparatus for injection molding a molten thermoplastic resin is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 64-14012 and 6-91684. It is disclosed in the gazette. In the injection molding apparatus disclosed in these patent publications, the gas injection nozzle is configured to reciprocate. For example, in an injection molding method using an injection molding apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-14012, as shown in FIG. 1 of this patent publication, molten plastic material 19 is placed in a mold cavity. 13 injects.
Next, a pressurized gas is injected into the plastic material 19 injected into the mold cavity 13 to form a gas-containing hollow portion 25 in the plastic material 19. Thereafter, the pressurized gas in the gas-containing hollow portion 25 is released to the atmosphere before the mold is opened.
[0003]
In the configurations disclosed in these patent publications, the gas injection nozzle is positioned at the forward end, and further, a movement for maintaining the position of the forward end against the pressure of the molten resin injected into the cavity. Means are provided. Further, in order to completely release the pressurized gas in the hollow portion formed inside the thermoplastic resin in the cavity to the atmosphere before opening the mold, the gas injection nozzle is moved to the reverse end by the operation of the moving means, The seal between the molded product in the cavity and the tip of the gas injection nozzle is broken.
[0004]
A nozzle device comprising a cylindrical nozzle body having a nozzle opening and an axial core provided so as to be able to advance and retract in the nozzle body in the axial direction leaving a gap serving as a gas passage between the inner surface of the nozzle body For example, it is known from JP-A-9-131747. In the injection molding technique disclosed in this patent publication, pressurization of pressurized gas into a molten resin in a mold and discharge of the pressurized pressurized gas are performed through a nozzle port and a gas passage.
Then, after pressurizing the pressurized gas to form the hollow portion, the shaft core is advanced from the position at the time of the press-fitting, and the through hole leading to the hollow portion is formed to be expanded. Discharge the pressurized gas.
[0005]
Furthermore, a gas injection device comprising a gas injection nozzle, and a gas injection nozzle moving means capable of reciprocating a tip portion of the gas injection nozzle in a guide portion provided in the mold and communicating with the cavity and the outside, Japanese Patent Laid-Open No. 7-47572 discloses a gas injection device in which the reciprocating stroke of the tip portion of the gas injection nozzle in the guide portion is a rotational movement in one direction or forward and reverse directions around the axis of the gas injection nozzle. It is.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the moving means described above is configured to require an external high pressure source, for example, a high pressure oil pressure. Accordingly, even when the above-described injection molding is performed using an electric injection molding apparatus, it is necessary to prepare a high-pressure fluid pressure generation source, for example, a high-pressure hydraulic pressure generation apparatus, as the moving means. There is a problem that the manufacturing cost of the product increases. Further, in order to counter the high pressure of the molten thermoplastic resin injected into the cavity, the moving means is required to have a large axial force, and there is a problem that the moving means becomes large.
[0007]
Further, in the nozzle device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-131747, there is a problem in that the structure of the nozzle device becomes complicated because it has a shaft core provided in the nozzle body so as to be able to advance and retract in the axial direction. Have
[0008]
Furthermore, in the gas injection device disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-47572, the pressure received by the tip portion of the gas injection nozzle from the molten resin injected into the mold cavity is substantially the same as the axis of the gas injection nozzle. There is a problem that it is a right angle and the tip of the gas injection nozzle is likely to be deformed.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a pressurization having a simple structure or having a structure that is not easily deformed by the pressure applied to the tip portion of the gas injection nozzle from the molten resin injected into the mold cavity. An object of the present invention is to provide a fluid introduction device, a mold assembly incorporating such a pressurized fluid introduction device, and an injection molding method using such a mold assembly.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a pressurized fluid introduction apparatus according to the first aspect of the present invention comprises:
(A) a pressurized fluid introduction nozzle having an opening at the tip, and
(B) a moving device for reciprocating the pressurized fluid introduction nozzle;
Consisting of
A pressurized fluid introducing device for molding an injection molded product having a hollow portion by introducing a pressurized fluid into a molten thermoplastic resin injected into a cavity provided in a mold,
When the pressurized fluid is introduced into the molten thermoplastic resin injected into the cavity via the pressurized fluid introduction nozzle, the pressurized fluid introduction nozzle is positioned at the backward end, and the pressurized fluid in the hollow portion is moved to the atmosphere. Upon release, the pressurized fluid introduction nozzle is advanced and retracted at least once by the operation of the moving device.
[0011]
To achieve the above object, a mold assembly according to the first aspect of the present invention comprises:
(A) A mold having a cavity and a molten resin injection part for injecting a molten thermoplastic resin into the cavity,
(B) a pressurized fluid introduction nozzle having an opening at the tip, and
(C) a moving device for reciprocating the pressurized fluid introduction nozzle;
With
A mold assembly for forming an injection molded product having a hollow portion by introducing a pressurized fluid into the molten thermoplastic resin injected into the cavity,
When the pressurized fluid is introduced into the molten thermoplastic resin injected into the cavity via the pressurized fluid introduction nozzle, the pressurized fluid introduction nozzle is positioned at the reverse end,
When the pressurized fluid in the hollow portion is released into the atmosphere, the pressurized fluid introduction nozzle is advanced and retracted at least once by the operation of the moving device.
[0012]
In order to achieve the above object, an injection molding method according to the first aspect of the present invention comprises:
(A) A mold having a cavity and a molten resin injection part for injecting a molten thermoplastic resin into the cavity,
(B) a pressurized fluid introduction nozzle having an opening at the tip, and
(C) a moving device for reciprocating the pressurized fluid introduction nozzle;
With
An injection molding method for molding an injection-molded product using a mold assembly for molding an injection-molded product having a hollow portion by introducing a pressurized fluid into the molten thermoplastic resin injected into the cavity. There,
(A) With the pressurized fluid introduction nozzle positioned at the reverse end, the molten thermoplastic resin is injected into the cavity,
(B) Pressurized fluid introduction nozzle inside the melted thermoplastic resin injected into the cavity during injection of the molten thermoplastic resin, or after completion of injection, with the pressurized fluid introduction nozzle positioned at the backward end Through which a pressurized fluid is introduced, thereby forming a hollow portion inside the molten thermoplastic resin injected into the cavity,
(C) After a certain time has elapsed, the operation of the moving device causes the pressurized fluid introduction nozzle to move forward and backward at least once to create a gap between the tip of the pressurized fluid introduction nozzle and the thermoplastic resin in the cavity. Generating and releasing the pressurized fluid in the hollow through the gap,
It consists of each process.
[0013]
In the pressurized fluid introduction device, the mold assembly or the injection molding method according to the first aspect of the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to as the first aspect of the present invention), The period of advance and retreat of the pressurized fluid introduction nozzle is 0.01 Hz or more (time required for one advance and retreat is 100 seconds or less), preferably 0.1 Hz or more (time required for one advance and retreat is 10). Or less).
[0014]
In the first aspect of the present invention, the advance amount from the backward end to the forward end of the pressurized fluid introduction nozzle and the reverse amount from the forward end to the backward end are 0.01 mm to 2 mm, preferably 0.05 mm to 1 mm. It is desirable to be. If the advance amount and the reverse amount are too large, there is a possibility that a defect may occur in the injection molded product near the pressurized fluid introduction nozzle. The forward and backward movements of the pressurized fluid introduction nozzle may be at least once and may be twice or more.
[0015]
In the first aspect of the present invention, the moving device can be composed of a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder, or an electric motor (more specifically, a combination of an electric motor and a rack and pinion, or (Eccentric motor) or a piezoelectric element. When the pressurized fluid is introduced into the melted thermoplastic resin injected into the cavity via the pressurized fluid introduction nozzle, the pressurized fluid introduction nozzle is positioned at the reverse end, so that it is injected into the cavity. There is no need to provide a moving device that counters the high pressure of the molten thermoplastic resin, and the moving device does not require a large axial force, and a moving device having a small capacity may be provided.
[0016]
In the pressurized fluid introduction device or the die assembly according to the first aspect of the present invention, the tip of the pressurized fluid introduction nozzle generated by at least one advancement and retraction of the pressurized fluid introduction nozzle and the thermoplasticity in the cavity The pressurized fluid in the hollow portion is released through a gap between the resin and the resin.
[0017]
In order to achieve the above object, a pressurized fluid introduction apparatus according to a second aspect of the present invention comprises:
(A) a pressurized fluid introduction nozzle having an opening at the tip, and
(B) a rotating device for rotating the pressurized fluid introduction nozzle about its axis (referred to as a rotation axis);
Consisting of
A pressurized fluid introducing device for molding an injection molded product having a hollow portion by introducing a pressurized fluid into a molten thermoplastic resin injected into a cavity provided in a mold,
The tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle that should protrude into the cavity is thinner than the portion of the pressurized fluid introduction nozzle that does not protrude into the cavity,
When releasing the pressurized fluid in the hollow portion into the atmosphere, the pressurized fluid introduction nozzle is rotated by the operation of the rotating device.
[0018]
In order to achieve the above object, a mold assembly according to a second aspect of the present invention comprises:
(A) A mold having a cavity and a molten resin injection part for injecting a molten thermoplastic resin into the cavity,
(B) a pressurized fluid introduction nozzle having an opening at the tip, and
(C) a rotating device for rotating the pressurized fluid introduction nozzle about its axis (rotation axis);
With
A mold assembly for forming an injection molded product having a hollow portion by introducing a pressurized fluid into the molten thermoplastic resin injected into the cavity,
The tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle protruding into the cavity is thinner than the portion of the pressurized fluid introduction nozzle not protruding into the cavity,
When releasing the pressurized fluid in the hollow portion into the atmosphere, the pressurized fluid introduction nozzle is rotated by the operation of the rotating device.
[0019]
The injection molding method according to the second aspect of the present invention for achieving the above object is as follows:
(A) A mold having a cavity and a molten resin injection part for injecting a molten thermoplastic resin into the cavity,
(B) a pressurized fluid introduction nozzle having an opening at the tip, and
(C) a rotating device for rotating the pressurized fluid introduction nozzle about its axis (rotation axis);
With
The tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle protruding into the cavity is thinner than the portion of the pressurized fluid introduction nozzle not protruding into the cavity,
An injection molding method for molding an injection-molded product using a mold assembly for molding an injection-molded product having a hollow portion by introducing a pressurized fluid into the molten thermoplastic resin injected into the cavity. There,
(A) injecting a molten thermoplastic resin into the cavity;
(B) A pressurized fluid is introduced through a pressurized fluid introduction nozzle into the molten thermoplastic resin injected into the cavity during or after the injection of the molten thermoplastic resin, Forming a hollow portion inside the molten thermoplastic resin injected into
(C) After a certain period of time, the pressurized fluid introduction nozzle is rotated by the operation of the rotating device to create a gap between the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle and the thermoplastic resin in the cavity. Release the pressurized fluid in the hollow part,
It consists of each process.
[0020]
In a pressurized fluid introduction device, a mold assembly or an injection molding method according to the second aspect of the present invention (hereinafter, these may be collectively referred to as the second aspect of the present invention). The axis of the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle may be configured not to coincide with the axis (rotation axis) of the pressurized fluid introduction nozzle. The second aspect of the present invention described below includes this configuration.
[0021]
In the second aspect of the present invention, it is possible to simplify the structure of the pressurized fluid introduction nozzle by discharging the pressurized fluid from the opening in a direction substantially parallel to the axis of the pressurized fluid introduction nozzle. From the viewpoint of, it is preferable.
[0022]
In the second aspect of the present invention, the rotational speed of the pressurized fluid introduction nozzle is preferably 1 rpm or more, but is not limited thereto. The distance from the axis of the pressurized fluid introduction nozzle (rotation axis) to the axis of the tip of the pressurized fluid introduction nozzle (sometimes referred to as eccentricity) is 0 mm or more and 1 mm or less, preferably 0.01 mm or more and 0. 0.5 mm or less, more preferably 0.03 mm or more and 0.3 mm or less is desirable from the viewpoint of reliably releasing the pressurized fluid in the hollow portion into the atmosphere and from the viewpoint of the load on the pressurized fluid nozzle.
[0023]
In the second aspect of the present invention, the rotation angle of the pressurized fluid introduction nozzle is 180 degrees or more, preferably 360 degrees or more, so that the pressurized fluid in the hollow portion is reliably released into the atmosphere. From such a viewpoint, it is desirable. The direction of rotation of the pressurized fluid introduction nozzle can be one direction around the axis of rotation or the forward / reverse direction.
[0024]
In the second aspect of the present invention, the rotating device can be composed of a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder, or alternatively can be composed of an electric motor. The pressurized fluid introduction nozzle does not move or displace in a direction parallel to the rotation axis. Therefore, when a pressurized fluid is introduced into the molten thermoplastic resin injected into the cavity via the pressurized fluid introduction nozzle, a moving device that counters the high pressure of the molten thermoplastic resin injected into the cavity is provided. do not need.
[0025]
In the pressurized fluid introduction apparatus or the mold assembly according to the second aspect of the present invention, the gap between the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle generated by the rotation of the pressurized fluid introduction nozzle and the thermoplastic resin in the cavity. The pressurized fluid in the hollow part is released through the gap.
[0026]
In the first aspect of the present invention or the second aspect of the present invention, a check valve for preventing intrusion of the molten thermoplastic resin injected into the cavity is disposed at the tip of the pressurized fluid introduction nozzle. However, if the opening diameter is such that the molten thermoplastic resin injected into the cavity does not enter, the check valve can be dispensed with. In addition, heating the pressurized fluid introduction nozzle by a heating device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-31015 also prevents the pressurized fluid introduction nozzle from being blocked by the thermoplastic resin, It is effective to ensure the introduction. Specifically, a ring heater may be attached to the outer wall of the pressurized fluid introduction nozzle.
[0027]
In the first aspect of the present invention, the pressurized fluid introduction nozzle mounting position in the mold assembly may be in the vicinity of a surface constituting the cavity of the mold (referred to as a cavity surface of the mold), or a molten resin It may be in an injection part, and may be in a sprue part or a runner part. When the pressurized fluid introduction nozzle is attached in the vicinity of the cavity surface of the mold, the tip of the pressurized fluid introduction nozzle when the pressurized fluid introduction nozzle is located at the backward end may be located in the cavity, It may be located in substantially the same plane as the cavity surface of the mold. Further, in this case, the clearance between the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle and the mold is preferably as small as possible, specifically, about 10 μm to 20 μm.
[0028]
In the first aspect of the present invention, the cross-sectional shape of the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle when cut in a direction perpendicular to the axis of the pressurized fluid introduction nozzle (sometimes referred to as a moving direction axis) is circular, An arbitrary shape such as an oval shape, an oval shape, a polygonal shape, or a polygonal shape having a rounded apex portion can be used. Among them, a circular shape or a polygonal shape is preferable. The reciprocating stroke of the pressurized fluid introduction nozzle is a linear motion parallel to the axis of the pressurized fluid introduction nozzle.
[0029]
In the second aspect of the present invention, the pressurized fluid introduction nozzle when cut in the direction perpendicular to the axis of the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle protruding into the cavity (hereinafter sometimes referred to as the tip portion axis) The cross-sectional shape of the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle and the portion of the pressurized fluid introduction nozzle when cut in the direction perpendicular to the axis of the portion of the pressurized fluid introduction nozzle that does not protrude into the cavity (hereinafter referred to as the rotational axis) The cross-sectional shape may be any shape such as a circle, an ellipse, an egg, a polygon, or a polygon with a rounded apex. In particular, when the amount of eccentricity is 0 mm, when the pressurized fluid introduction nozzle is rotated by the operation of the rotating device, a gap is formed between the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle and the injection molded product, and the inside of the hollow portion is increased. From the viewpoint that the pressurized fluid can be reliably released to the atmosphere, the cross-sectional shape of the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle when cut in the direction perpendicular to the tip portion axis is a shape other than a circle, such as an ellipse, egg It is preferable to use a shape, a polygon, a polygon with rounded corners, or the like. On the other hand, when the amount of eccentricity exceeds 0 mm, it is preferably circular or polygonal. The tip part axis is a straight line passing through the center of gravity of the cross-sectional shape of the tip part. When the cross-sectional shape is circular, for example, the tip end portion axis is a straight line passing through the center of the circular cross-sectional shape. The rotation axis is a straight line passing through the center of gravity of the cross-sectional shape of the portion of the pressurized fluid introduction nozzle that does not protrude into the cavity. When the cross-sectional shape is circular, for example, the rotation axis is a straight line passing through the center of the circular cross-sectional shape. It should be noted that the center of the opening and the tip partial axis may coincide or may not coincide.
[0030]
The structure of the molten resin injection part can be any known structure.
[0031]
In the injection molding method according to the first aspect or the second aspect of the present invention, the introduction start time of the pressurized fluid into the molten thermoplastic resin in the cavity is after the start of injection of the molten thermoplastic resin into the cavity. What is necessary is just to complete the injection during the injection of the molten thermoplastic resin into the cavity, or after a certain time has elapsed after the injection is completed. The amount of the molten thermoplastic resin injected into the cavity may be an amount that completely fills the cavity with the molten thermoplastic resin, or an amount that is not completely filled.
[0032]
There is no restriction | limiting in particular in the thermoplastic resin used by this invention, Polyolefin resin, such as a polyethylene resin and a polypropylene resin; Styrenic resin, such as a polystyrene resin, AS resin, ABS resin, and AES resin; Methacrylic type, such as PMMA resin Resin; Polyoxymethylene (polyacetal) resin; Polyamide resin such as polyamide 6, polyamide 66, polyamide MXD; Modified polyphenylene ether (PPE) resin; Polyphenylene sulfide resin; Polyethylene terephthalate (PET) resin, Polybutylene terephthalate (PBT) resin Examples thereof include polyester resins such as: thermoplastic resins such as liquid crystal polymers, or polymer alloys composed of at least two kinds of these thermoplastic resins. For example, glass fibers, glass flakes, carbon fibers, wollastonite, aluminum borate whisker fibers are added to these thermoplastic resins in order to impart mechanical properties typified by rigidity, dimensional stability, etc. to the molded product. Further, inorganic fibers composed of at least one material selected from the group consisting of potassium titanate whisker fibers, basic magnesium sulfate whisker fibers, calcium silicate whisker fibers and calcium sulfate whisker fibers may be contained. Further, for example, an effective expression amount of a stabilizer, a release agent, or an ultraviolet absorber may be blended in the thermoplastic resin.
[0033]
As the pressurized fluid to be introduced, gaseous substances such as nitrogen gas, carbon dioxide gas, air, and helium gas can be used at room temperature, and a liquid such as water or a gas liquefied under high pressure can also be used.
[0034]
When molding a molded product, various conditions such as the amount of molten thermoplastic resin during injection molding, temperature, pressure or injection speed, amount of pressurized fluid to be introduced, pressure or speed, mold cooling time, etc. are used. Depending on the type of resin to be used, the shape of the mold, etc., it is necessary to select and control appropriately, and it cannot be determined uniquely.
[0035]
In the first aspect of the present invention, when the pressurized fluid is introduced into the molten thermoplastic resin injected into the cavity via the pressurized fluid introduction nozzle, the pressurized fluid introduction nozzle is positioned at the reverse end. When the pressurized fluid in the hollow portion is released to the atmosphere, the pressurized fluid introduction nozzle has only to be moved forward and backward by the operation of the moving device, so that the high pressure of the molten thermoplastic resin injected into the cavity is increased. A means for holding the pressurized fluid introduction nozzle against the pressure (for example, a fluid pressure generating source as a moving means having a large axial force in the conventional injection molding apparatus) becomes unnecessary, and the structure of the pressurized fluid introduction apparatus is eliminated. Simplification can be achieved.
[0036]
In the second aspect of the present invention, the pressurized fluid introduction nozzle does not move back and forth, and when releasing the pressurized fluid in the hollow portion into the atmosphere, the pressurized fluid introduction nozzle is rotated by the operation of the rotating device. Therefore, a means for holding the pressurized fluid introduction nozzle against the high pressure of the molten thermoplastic resin injected into the cavity (for example, as a moving means having a large axial force in the conventional injection molding apparatus) The fluid pressure generation source is not required, and the structure of the pressurized fluid introduction device can be simplified.
[0037]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.
[0038]
Example 1
Example 1 relates to a pressurized fluid introduction device, a mold assembly, and an injection molding method according to the first aspect of the present invention. A conceptual diagram of an injection molding apparatus including the mold assembly of Example 1 is shown in FIG.
[0039]
The mold assembly according to the first embodiment includes a mold 10 and a pressurized fluid introduction device 20 including a pressurized fluid introduction nozzle 21 and a moving device 30. The mold 10 includes a fixed mold part 11 and a movable mold part 12, and a cavity 13 is formed when the mold is clamped. The mold 10 is provided with a molten resin injection portion (gate portion 14) for injecting a molten thermoplastic resin into the cavity 13. The gate part 14 shown in FIG. 1 has a direct structure and communicates with the injection cylinder 16 via a runner part and a sprue part (indicated by reference numeral 15). The structure of the gate portion 14 is not limited to the direct structure.
[0040]
The pressurized fluid introduction nozzle 21 has an opening 23 at the tip 22. Further, a check valve (not shown) is disposed at the tip portion. The mounting position of the pressurized fluid introduction nozzle 21 in the mold assembly is in the vicinity of the cavity surface of the mold in the example shown in FIG. The tip 22 of the pressurized fluid introduction nozzle 21 when the pressurized fluid introduction nozzle 21 is located at the reverse end is located within the cavity 13. The circular pressurized fluid introduction nozzle 21 having a diameter of 7 mm in cross-sectional shape at the tip of the pressurized fluid introduction nozzle 21 when cut in a direction perpendicular to the moving direction axis of the pressurized fluid introduction nozzle 21 was used. The pressurized fluid introduction nozzle 21 is connected to a pressurized fluid source via a pipe. In addition, illustration of piping and a pressurized fluid source was abbreviate | omitted. The moving device 30 for reciprocating the pressurized fluid introduction nozzle 21 is composed of a hydraulic cylinder including a cylinder portion 31 and a piston portion 32. The rear end of the pressurized fluid introduction nozzle 21 is attached to the front end of the piston portion 32. The cylinder part 31 is attached to the movable mold part 12 by an appropriate method. Oil is fed into the cylinder portion 31 from a hydraulic system (not shown), or the oil is discharged from the cylinder portion 31 and the piston portion 32 reciprocates.
The pressure generated by the moving device 30 when the pressurized fluid introduction nozzle 21 is moved forward is about 2 × 10.6The moving device 30 is composed of a hydraulic cylinder having a pressure of Pa. Further, when the pressurized fluid introduction nozzle 21 is moved forward and backward at a frequency of 0.5 Hz (the time required for one forward and backward movement is 2 seconds), when the pressurized fluid in the hollow portion is released to the atmosphere, the moving device The pressurized fluid introduction nozzle was set to be advanced and retracted twice by the above operation.
[0041]
2 and 3 which are schematic sectional views of the mold 10 and the like, and FIG. 4 schematically showing a part of the pressurized fluid introduction nozzle 21 and the movable mold portion 12 and the cavity 13 in the vicinity thereof. And with reference to FIG. 5, the injection molding method of Example 1 is demonstrated. 2 and 3, the illustration of the injection cylinder 16 is omitted.
[0042]
[Step-100]
First, as shown in FIG. 1, the fixed mold part 11 and the movable mold part 12 are clamped so that the tip 22 of the pressurized fluid introduction nozzle 21 protrudes into the cavity 13. The piston part 32 and the pressurized fluid introduction nozzle 21 in the cylinder part 31 are located at the backward movement end.
[0043]
[Step-110]
After the thermoplastic resin is plasticized, melted and measured in the injection cylinder 16, the molten thermoplastic resin 40 is injected into the cavity 13 from the injection cylinder 16 through the runner part, the sprue part 15 and the gate part 14. Ejected (see FIG. 2). The injection conditions are illustrated in Table 1 below. The thermoplastic resin used was a polypropylene resin. Further, the volume of the molten thermoplastic resin 40 injected into the cavity 13 was set to a volume that did not completely fill the cavity 13. The pressurized fluid introduction nozzle 21 is located at the reverse end.
[0044]
[Table 1]
Injection amount of molten thermoplastic resin: 25cmThree
Melt thermoplastic resin temperature: 210 ° C
Mold temperature: 40 ° C
Injection time: 2.5 seconds
[0045]
The position of the pressurized fluid introduction nozzle 21 is not displaced even by the pressure of the molten thermoplastic resin 40 injected into the cavity 13. Further, the molten thermoplastic resin enters from the tip of the pressurized fluid introduction nozzle 21, but the check valve (not shown) prevents the molten thermoplastic resin from entering upstream from the check valve. Furthermore, since the clearance between the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle 21 and the movable mold portion 12 is about 10 μm to 20 μm, there is no possibility that the molten thermoplastic resin leaks outside from this clearance.
[0046]
[Step-120]
Simultaneously with the completion of the injection of the molten thermoplastic resin 40 into the cavity 13, a pressurized fluid (specifically, nitrogen is introduced into the molten thermoplastic resin 40 injected into the cavity 13 through the pressurized fluid introduction nozzle 21. Gas) began to be introduced. As a result, a hollow portion 41 is formed in the molten thermoplastic resin 40 injected into the cavity 13 (see FIGS. 3 and 4A). The conditions for introducing the pressurized fluid are illustrated in Table 2 below. The pressurized fluid introduction nozzle 21 is located at the reverse end.
[0047]
[Table 2]
Pressurized fluid pressure during introduction: 1 × 107Pa
Pressurized fluid metering: 100cmThree
Pressurized fluid holding period: 20 seconds from start of pressurized fluid introduction
Final pressurized fluid pressure: 2 × 107Pa
[0048]
[Step-130]
After 25 seconds from the start of injection, by operating the moving device 30, specifically, by sending oil from a hydraulic system (not shown) to the cylinder portion 31, the piston portion 32 is advanced, and the pressurized fluid introduction nozzle 21 is moved forward. Was moved forward and positioned at the forward end (see FIG. 4B). Subsequently, by discharging the oil from the cylinder portion 31, the piston portion 32 was retracted, the pressurized fluid introduction nozzle 21 was retracted, and was positioned at the backward end (see FIG. 5). This operation was repeated twice. The advance amount from the reverse end to the forward end of the pressurized fluid introduction nozzle 21 and the reverse amount from the advance end to the reverse end (hereinafter referred to as the movement distance) were set to 0.5 mm. As a result, a gap 42 is formed between the tip 22 of the pressurized fluid introduction nozzle 21 and the thermoplastic resin 40A in the cavity 13, and the pressurized fluid in the hollow portion 41 is released to the atmosphere via the gap 42. did.
[0049]
[Step-140]
After 35 seconds have elapsed from the start of injection, the mold is opened and the molded product is removed from the mold. Thus, an injection molded product having the hollow portion 41 could be formed by introducing the pressurized fluid into the molten thermoplastic resin injected into the cavity 13 provided in the mold 10. No noticeable indentation was observed in the obtained injection molded product. Moreover, the pressurized fluid in the hollow part 41 was able to be reliably released into the atmosphere.
[0050]
The hydraulic cylinder was replaced with a pneumatic cylinder, and injection molding similar to that in Example 1 was performed. However, an injection molding product similar to that in Example 1 was obtained. Furthermore, the hydraulic cylinder is replaced with a moving device composed of a combination of an electric motor and a rack and pinion (the cycle of forward and backward movement of the pressurized fluid introduction nozzle 21: 0.1 Hz, moving distance: 0.1 mm). The same injection molding as in Example 1 was performed, but an injection molded product similar to that in Example 1 was obtained. Moreover, the pressurized fluid in the hollow part could be reliably released into the atmosphere. Further, the hydraulic cylinder was replaced with a piezoelectric element (driving frequency 1 Hz, moving distance 0.1 mm), and injection molding similar to that in Example 1 was performed. However, an injection molding product similar to that in Example 1 was obtained. . Moreover, the pressurized fluid in the hollow part could be reliably released into the atmosphere.
[0051]
(Comparative Example 1)
Except for the point that the moving distance was changed to 5 mm, the same mold assembly as in Example 1 was used, and injection molding was performed under the same conditions as in Example 1. As a result, although the pressurized fluid in the hollow portion could be reliably released into the atmosphere, the surface of the portion near the pressurized fluid introduction nozzle 21 of the obtained injection molded product was whitened and cracked. .
[0052]
(Example 2)
Example 2 relates to a pressurized fluid introduction device, a mold assembly, and an injection molding method according to the second aspect of the present invention. FIG. 6 shows a conceptual diagram of an injection molding apparatus including a mold assembly according to the second embodiment. FIG. 7A schematically shows part of a pressurized fluid introduction nozzle, a movable mold part in the vicinity thereof, and a cavity. FIG. 7B shows a schematic front view of the pressurized fluid introduction nozzle.
[0053]
The mold assembly according to the second embodiment includes a mold 10 and a pressurized fluid introduction device 50 including a pressurized fluid introduction nozzle 51 and a rotating device 60. Since the mold 10 can be configured substantially the same as the mold described in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
[0054]
In the mold assembly in the second embodiment, the attachment position of the pressurized fluid introduction nozzle 51 is in the vicinity of the cavity surface of the mold 10. The pressurized fluid introduction nozzle 51 has an opening 53 at the tip 52. Further, a check valve (not shown) is disposed at the tip portion.
The rotating device 60 is configured so that the pressurized fluid introduction nozzle 51 has its axis line (rotating axis line; in FIG.0). The tip portion 54 of the pressurized fluid introduction nozzle 51 protruding into the cavity 13 is narrower than the portion 55 of the pressurized fluid introduction nozzle 51 that does not protrude into the cavity 13, and the tip portion 54 of the pressurized fluid introduction nozzle 51. Axis (the tip partial axis, and in FIG.1Is the rotation axis L0Does not match. Rotation axis L0To tip part axis L1The distance (the amount of eccentricity) L was 0.05 mm. Also, the tip part axis L1The outer cross-sectional shape of the tip portion 54 of the pressurized fluid introduction nozzle 51 when cut in a direction perpendicular to the vertical direction is a circle having a diameter of 3 mm. Tip partial axis L1Passes through the center of such a circle. On the other hand, the rotation axis L0The outer cross-sectional shape of the portion 55 of the pressurized fluid introduction nozzle 51 when cut in a direction perpendicular to the vertical direction is a circle having a diameter of 7 mm. Rotation axis L0Passes through the center of such a circle. Center of opening 53 and tip portion axis L1And matched. The front end surface 56 of the portion 55 of the pressurized fluid introduction nozzle 51 is a flat surface and is configured to substantially coincide with the cavity surface of the mold. In this pressurized fluid introduction nozzle 51, the rotation axis L0A pressurized fluid (specifically, nitrogen gas) is discharged from the opening 53 in a direction substantially parallel to the opening 53.
[0055]
The pressurized fluid introduction nozzle 51 is connected to a pressurized fluid source via a pipe. In addition, illustration of piping and a pressurized fluid source was abbreviate | omitted. A rotating device 60 for rotating the pressurized fluid introduction nozzle 51 is composed of a pneumatic cylinder including a cylinder portion 61 and a piston portion 62. A rack (not shown) is attached to the front end of the piston part 62, and a pinion (not shown) is attached to the rear end of the pressurized fluid introduction nozzle 51. The cylinder part 61 and the pressurized fluid introduction nozzle 51 are attached to the movable mold part 12 by an appropriate method. Compressed air is fed into the cylinder part 61 from a pneumatic system (not shown), or the compressed air is discharged from the cylinder part 61 and the piston part 62 reciprocates. The reciprocating motion of the piston portion 62 is converted into the rotational motion (or rotational motion) of the pressurized fluid introduction nozzle 51 by the rack and pinion. The pressure generated by the rotating device 60 when the pressurized fluid introduction nozzle 51 is rotated is about 2 × 10.6The rotating device 60 is composed of a pneumatic cylinder having Pa. Further, when the number of rotations of the pressurized fluid introduction nozzle 51 is set to 6 rpm and the pressurized fluid in the hollow portion is released into the atmosphere, the pressurized fluid introduction nozzle 51 is rotated twice by the operation of the rotating device 60. It was set.
[0056]
Hereinafter, the injection molding method of Example 2 will be described with reference to FIGS. 8 and 9 schematically showing a part of the pressurized fluid introduction nozzle 51 and the movable mold part 12 and the cavity 13 in the vicinity thereof.
[0057]
[Step-200]
First, as shown in FIG. 6, the fixed mold portion 11 and the movable mold portion 12 are clamped, and the tip portion 54 of the pressurized fluid introduction nozzle 51 is projected into the cavity 13.
[0058]
[Step-210]
After the thermoplastic resin is plasticized, melted and measured in the injection cylinder 16, the molten thermoplastic resin 40 is injected into the cavity 13 from the injection cylinder 16 through the runner part, the sprue part 15 and the gate part 14. Ejected (see FIG. 8A). The same thermoplastic resin as in Example 1 was used, and the injection conditions were the same as those exemplified in Table 1. Further, the volume of the molten thermoplastic resin 40 injected into the cavity 13 was set to a volume that did not completely fill the cavity 13.
[0059]
The position of the pressurized fluid introduction nozzle 51 is not displaced even by the pressure of the molten thermoplastic resin 40 injected into the cavity 13. In addition, the molten thermoplastic resin enters from the tip of the pressurized fluid introduction nozzle 51, but the check valve (not shown) prevents the molten thermoplastic resin from entering upstream from the check valve. Further, since the clearance between the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle 51 and the movable mold portion 12 is about 10 μm to 20 μm, there is no possibility that the molten thermoplastic resin leaks outside from this clearance.
[0060]
[Step-220]
Simultaneously with the completion of the injection of the molten thermoplastic resin 40 into the cavity 13, a pressurized fluid (specifically, nitrogen is introduced into the molten thermoplastic resin 40 injected into the cavity 13 through the pressurized fluid introduction nozzle 51. Gas) began to be introduced. As a result, a hollow portion 41 is formed inside the molten thermoplastic resin 40 injected into the cavity 13 (see FIG. 8B). The conditions for introducing the pressurized fluid were the same as those exemplified in Table 2.
[0061]
[Step-230]
After 40 seconds from the start of injection, by operating the rotating device 60, specifically, by sending compressed air from a pneumatic system (not shown) to the cylinder part 31, the piston part 62 is advanced, and a pressurized fluid introduction nozzle 51 was rotated (see FIG. 9). FIG. 9 shows a state where the pressurized fluid introduction nozzle 51 is rotated 180 degrees. The pressurized fluid introduction nozzle 51 was rotated twice. As a result, a gap 42 is formed between the tip portion 54 of the pressurized fluid introduction nozzle 51 and the thermoplastic resin 40A in the cavity 13, and the pressurized fluid in the hollow portion 41 is introduced into the atmosphere through the gap 42. Released.
[0062]
[Step-240]
After 60 seconds have elapsed from the start of injection, the mold is opened and the molded product is removed from the mold. Thus, an injection molded product having the hollow portion 41 could be formed by introducing the pressurized fluid into the molten thermoplastic resin injected into the cavity 13 provided in the mold 10. No noticeable indentation was observed in the obtained injection molded product. Moreover, the pressurized fluid in the hollow part 41 was able to be reliably released into the atmosphere.
[0063]
The pneumatic cylinder was replaced with a hydraulic cylinder, and injection molding similar to that in Example 2 was performed. However, an injection molded product similar to that in Example 2 was obtained. Furthermore, the combination of the pneumatic cylinder and the rack and pinion is a combination of the electric motor and the rack and pinion (the rotation speed of the pressurized fluid introduction nozzle 51: 60 rpm, the rotation axis L0To tip part axis L1Was replaced with a rotating device constituted by a distance (eccentric amount L: 0.05 mm), and injection molding similar to that in Example 2 was performed, but an injection molded product similar to that in Example 2 was obtained. . Moreover, the pressurized fluid in the hollow part could be reliably released into the atmosphere.
[0064]
Also, the tip part axis L1The outer cross-sectional shape of the tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle when cut in a direction perpendicular to the vertical axis is an ellipse having a major axis of 5.0 mm and a minor axis of 4.8 mm, and the rotation axis L0The pressurized fluid introduction nozzle was replaced with a pressurized fluid introduction nozzle having a circular shape with a diameter of 7 mm. Rotation axis L0To tip part axis L1The distance (eccentric amount) L was set to 0 mm. Then, the same injection molding as in Example 2 was performed, but the same injection molded product as in Example 2 was obtained. Moreover, the pressurized fluid in the hollow part could be reliably released into the atmosphere.
[0065]
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the preferable Example, this invention is not limited to these. The structure of the mold assembly described in the examples, the thermoplastic resin used in the examples, the injection molding conditions, and the like are examples, and can be changed as appropriate. In the embodiment, the pressurized fluid introduction device is arranged in the movable mold part 12, but it can also be arranged in the fixed mold part 11. Moreover, the attachment position of the pressurized fluid introduction nozzles 21 and 51 in the mold assembly can be in the molten resin injection part (gate part 14), or in the sprue part or the runner part. In the first embodiment, the tip 22 of the pressurized fluid introduction nozzle 21 is positioned in the cavity 13. However, when the tip 22 of the pressurized fluid introduction nozzle 21 is positioned at the backward movement end, the tip 22 of the pressurized fluid introduction nozzle 21 and the cavity surface of the die They may be positioned in substantially the same plane. In the first embodiment, the configuration may further include a biasing means (for example, a spring) that biases the pressurized fluid introduction nozzle 21 in the backward direction.
[0066]
【The invention's effect】
In the present invention, a means for holding the pressurized fluid introduction nozzle against the high pressure of the molten thermoplastic resin injected into the cavity becomes unnecessary, and the structure of the pressurized fluid introduction device is simplified. Can do. As a result, it is possible to solve the problem that the manufacturing cost of the entire injection molding apparatus increases, and finally it is possible to suppress an increase in the manufacturing cost of the injection molded product. In addition, the structure of the pressurized fluid introduction nozzle is extremely simple, it is unlikely to fail, and the pressure of the gas injection nozzle is also affected by the pressure received by the tip of the gas injection nozzle from the molten resin injected into the mold cavity. Deformation is unlikely to occur at the tip.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram of an injection molding apparatus including a mold assembly according to a first embodiment.
2 is a conceptual diagram of a mold assembly for explaining an injection molding method according to Embodiment 1. FIG.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a mold assembly for explaining the injection molding method of Example 1 following FIG. 2;
4 is a view schematically showing a pressurized fluid introduction nozzle, a movable mold part in the vicinity thereof, and a part of a cavity for explaining an injection molding method of Example 1. FIG.
FIG. 5 is a diagram schematically showing a part of a pressurized fluid introduction nozzle, a movable mold part in the vicinity thereof, and a part of a cavity for explaining the injection molding method of Example 1 following FIG. 4;
6 is a conceptual diagram of an injection molding apparatus including a mold assembly of Example 2. FIG.
FIG. 7 is a view schematically showing a pressurized fluid introduction nozzle, a movable mold portion in the vicinity thereof, and a part of a cavity in Example 2, and a schematic front view of the pressurized fluid introduction nozzle.
FIG. 8 is a diagram schematically showing a pressurized fluid introduction device, a movable mold part in the vicinity thereof, and a part of a cavity for explaining an injection molding method of Example 2.
FIG. 9 is a diagram schematically showing part of the pressurized fluid introduction device, the movable mold part in the vicinity thereof, and a part of the cavity for explaining the injection molding method of Example 2 following FIG. 8;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mold, 11 ... Fixed mold part, 12 ... Movable mold part, 13 ... Cavity, 14 ... Gate part, 15 ... Runner part and sprue part, 16. ..Cylinder for injection, 20, 50 ... pressurized fluid introduction device, 21, 51 ... pressurized fluid introduction nozzle, 22, 52 ... tip, 23, 53 ... opening, 54 ...・ A tip portion of the pressurized fluid introduction nozzle projecting into the cavity, 55... A portion of the pressurized fluid introduction nozzle not projecting into the cavity, 30... Moving device, 60. .... Cylinder part, 32, 62 ... piston part, 40 ... molten thermoplastic resin, 40A ... thermoplastic resin, 41 ... hollow part, 42 ... gap

Claims (4)

(A)キャビティ、及び、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するための溶融樹脂射出部を有する金型、
(B)先端に開口部を有する加圧流体導入ノズル、及び、
(C)該加圧流体導入ノズルを往復動させるための移動装置、
を備え、
該キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入して中空部を有する射出成形品を成形するための金型組立体を用いて射出成形品を成形する射出成形方法であって、
(a)加圧流体導入ノズルを後進端に位置せしめた状態で、キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を射出し、
(b)溶融熱可塑性樹脂の射出中、若しくは、射出完了後、加圧流体導入ノズルを後進端に位置せしめた状態で、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体導入ノズルを介して加圧流体を導入し、以て、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の内部に中空部を形成し、
(c)一定時間経過後、移動装置の作動によって、加圧流体導入ノズルを少なくとも1回、前進及び後退させて、加圧流体導入ノズルの先端とキャビティ内の熱可塑性樹脂との間に隙間を生じさせ、該隙間を介して中空部内の加圧流体を解放する、
各工程から成り、
加圧流体導入ノズルの後進端から前進端までの前進量及び前進端から後進端までの後退量は0.01mm乃至2mmであることを特徴とする射出成形方法。
(A) A mold having a cavity and a molten resin injection part for injecting a molten thermoplastic resin into the cavity,
(B) a pressurized fluid introduction nozzle having an opening at the tip, and
(C) a moving device for reciprocating the pressurized fluid introduction nozzle;
With
An injection molding method for molding an injection-molded product using a mold assembly for molding an injection-molded product having a hollow portion by introducing a pressurized fluid into the molten thermoplastic resin injected into the cavity. There,
(A) With the pressurized fluid introduction nozzle positioned at the reverse end, the molten thermoplastic resin is injected into the cavity,
(B) Pressurized fluid introduction nozzle inside the melted thermoplastic resin injected into the cavity during injection of the molten thermoplastic resin or after completion of injection, with the pressurized fluid introduction nozzle positioned at the backward end Through which a pressurized fluid is introduced, thus forming a hollow portion inside the molten thermoplastic resin injected into the cavity,
(C) After a certain time has elapsed, the movement of the moving device causes the pressurized fluid introduction nozzle to advance and retreat at least once, so that a gap is formed between the tip of the pressurized fluid introduction nozzle and the thermoplastic resin in the cavity. Generating and releasing the pressurized fluid in the hollow through the gap,
Each process consists of
An injection molding method characterized in that a forward movement amount from a reverse end to a forward end of a pressurized fluid introduction nozzle and a reverse amount from a forward end to a reverse end are 0.01 mm to 2 mm .
移動装置は、油圧シリンダーあるいは空気圧シリンダーから成ることを特徴とする請求項1に記載の射出成形方法。  The injection molding method according to claim 1, wherein the moving device comprises a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder. 移動装置は、電動モータから成ることを特徴とする請求項1に記載の射出成形方法。  The injection molding method according to claim 1, wherein the moving device comprises an electric motor. 移動装置は、圧電素子から成ることを特徴とする請求項1に記載の射出成形方法。  The injection molding method according to claim 1, wherein the moving device includes a piezoelectric element.
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