JP4741833B2 - 射出プレス成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形用金型、特に、射出プレス成形用金型に係り、自動車のドアパネルやカーペット等の内外装品、または、家電製品のケーシング等の大型面状製品の成形に利用できる。

プラスチック成形品はその経済性、自由な賦形性、及び軽量性等の理由から自動車、家電をはじめあらゆる分野において大量に使用されている。しかし、一方では安っぽさ、冷たい感じ、傷がつき易い等の欠点があり、装飾性、ソフト感等の付与が強く求められてきた。従来、これらの要望を満足する機能を備えたコンパウンドを得るべく種々の検討がなされてきたが、単一の材料で自由な賦形性及び強度を保持しつつ前記欠点の改良された表面形状をも有することは困難であり、現状では異種の機能を持つ複数の材料を組み合わせた多層成形品が一般に多く用いられている。

これら多層成形品を製造する方法としては、多数の公知のものがあるが例えば、特許文献１で提案されているように表面材を熱成形等の手段で予備成形し、これを金型内に載置し、その後、芯材樹脂を注入、一体化する方法がある。しかし、この方法では作業工程数、装置数が多くなり、しかも個々の装置及び成形方法にはそれぞれ固有の技術的方法があった。
特開昭５１−１３８５９号公報

また別の方法としては、特許文献２他で提案されているように真空成形機能と芯材樹脂注入機能とを単一の金型に備えた装置を用いて製造する方法があるが基本的には前者の域を出ない。
特公昭５０−１９１３２号公報

さらに前記の二方法の欠点を克服する方法として、特許文献３で提案されているように、予備成形されていない表皮材を金型内に載置し、芯体樹脂と一体化する方法が提案されている。この方法は経済的ではあるが張力コントロールが一方向であり、他の方向の張力コントロールができないのでシワが発生し、三次元的な絞りの深い成形品を得るには困難があり、比較的単純な形状のものしか得られないという点で限界がある。
特開昭５３−６３４６１号公報

また、特許文献４には、予備成形されていない表皮材を金型内に載置し、芯材樹脂と一体化する方法が提案されている。

これら従来の射出圧縮成形法では下型にはホットランナ、バルブゲート、エジェクタ、温調配管等が設置されている為型内のスペースが狭くなっており、ゲート位置が制約される場合が多い。又、通常のゲートでは溶融樹脂はゲート直上部に吐出するため、それを対策する為にゲート点数が増加してしまう。

本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、溶融樹脂の流動方向を変えることでゲート点数を増加させずに溶融樹脂を金型のキャビティ内の隅々まで行き渡らすことができる射出圧縮成形用金型装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する請求項１に係る発明は、製品の表面側となる上型と製品の裏面側となる下型とを有し、上型と下型間でキャビティを形成し、キャビティの内部に溶融樹脂が充填される射出プレス成形用金型であって、前記下型に少なくともひとつの溶融樹脂を射出する円形のゲートを有し、前記ゲートから流出する溶融樹脂の流れ方向を変える方向転換手段を有し、該方向転換手段は、突状部と曲面形状部とを有しており、前記突状部はゲートの開口部の半周に設置されて上型側へ突出しており、前記曲面形状部は、ゲートの他の半周の開口部をゲート内部から開口に近付くほど拡がる曲面状であり、前記下型のゲートからキャビティに溶融樹脂を射出し、充填された溶融樹脂に圧力をかけながら型閉めして成形することを特徴とする射出プレス成形用金型である。

請求項２に記載の発明は、製品の表面側となる上型と製品の裏面側となる下型とを有し、上型と下型間でキャビティを形成し、キャビティの内部に溶融樹脂が充填される射出プレス成形用金型であって、前記下型に溶融樹脂を射出する少なくとも一つのゲートを有し、該ゲート近傍に堰を設け、さらに堰にゲートから離れるほど高くなる傾斜面を設け、前記下型のゲートからキャビティに溶融樹脂が射出された後に、前記上型と下型で溶融樹脂が圧縮されて型閉めされることを特徴とする射出プレス成形用金型である。

請求項１に記載の発明によると、キャビティの内部に溶融樹脂が充填される射出成形用金型であって、前記下型に少なくともひとつの溶融樹脂を射出する円形のゲートを有し、前記ゲートから流出する溶融樹脂の流れ方向を変える方向転換手段を有し、該方向転換手段は、突状部と曲面形状部とを有しており、前記突状部はゲートの開口部の半周に設置されて上型側へ突出しており、前記曲面形状部は、ゲートの他の半周の開口部をゲート内部から開口に近付くほど拡がる曲面状とした射出プレス成形用金型であることから、溶融樹脂が突状部側に流れ、流れ方向を変えることができ、ゲートの設置場所の自由度が高まる、という効果がある。

請求項１に係る発明によると、製品の表面側となる上型と製品の裏面側となる下型とを有し、上型と下型間でキャビティを形成する射出成形用金型であって、前記方向変換手段を有したゲートを下型に設置した射出プレス成形用金型であることから、製品表面にゲート形状が表出しない効果がある。

請求項２に係る発明によると、キャビティの内部に溶融樹脂が充填される射出プレス成形用金型であって、前記下型に溶融樹脂を射出する少なくとも一つのゲートを有し、該ゲート近傍に堰を設け、さらに堰にゲートから離れるほど高くなる傾斜面を設け、前記下型のゲートからキャビティに溶融樹脂が射出された後に、前記上型と下型で溶融樹脂が圧縮されて型閉めされたときに、樹脂は堰を設置していない方向へ流れる為、溶融樹脂の流動方向を制御することができるという効果がある。

請求項２に係る発明によると、製品表面にゲート形状が表出しない効果がある。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。図1は、本発明のひとつの実施形態に係る射出プレス成形用金型の概略断面図である。

射出プレス成形用金型１は、第１金型２と、第２金型３とからなり、両者合して第１金型及び第２金型間で形成されるキャビティに射出ユニット７から射出された溶融樹脂をゲート５を通して射出する。そして、溶融樹脂に圧力をかけながら第１金型と第２金型とを型閉めしていく。そのとき、第２金型３と第１金型２とのキャビティクリアランスａが（Ｃ＋１００）ｍｍ以下、（Ｃ＋４）ｍｍ以上で第１金型２に設置された表皮材９と第２金型３との間に芯材の溶融樹脂を供給する。そして、第１金型２と第２金型３を賦形完了時のキャビティクリアランスＣになる迄型閉めして成形を行う。このとき、金型の型閉め速度を何段階かに分けて調整しながら溶融樹脂をプレス成形することは可能である。

このとき第２金型には図２及び図３に示すような方向転換手段１１を有し、該方向転換手段１１が半周に突状部１３を設け、他の半周は開口部を曲面状部１５としたゲート５である。図４に示すように、ゲート５をこういった形状とすることによって、突状部１３にて摩擦抵抗が発生し、摩擦抵抗のある側に溶融樹脂がせり上がっていくので、溶融樹脂は突状部１３側へ流れようとする。従って、溶融樹脂の流動方向が突状部１３側へ変わるわけである。また、樹脂を流動させたい逆の方向に曲面形状部１５を設けることによって、曲面形状部１５側では溶融樹脂の摩擦抵抗が小さくなり、溶融樹脂はより突状部１３側へ流動するようになる。

このゲート５は、図５に示すように、金型内にて選択的に設置することができ、例えばＮＯ.２ゲート２３のみ本発明の方向変換手段１１を適用し、他は通常のゲートとして、ＮＯ.２ゲート１９に入った溶融樹脂のみ左方向へ流すことができ、ＮＯ.１ゲート２１とＮＯ.２ゲート１９とで金型の左半分のキャビティを溶融樹脂で満たすことができる。

又、前記ゲート５を設置する金型を第２金型とすることによって、第２金型は製品の表面形状は形成しないので、ゲート形状が製品表面に現れることはなく、外観上問題となることはない。

又、他の実施形態としては、図５及び図６に示すようにゲート５近傍に堰１７を設置し、該堰１７をゲートから離れる方向に徐々に起伏した傾斜面１９を有し、溶融樹脂１４が射出ユニット７から射出され第１金型及び第２金型で形成されるキャビティに充填された後、前記二つの金型間で溶融樹脂が圧縮されたときに、前記傾斜面１９を有する堰によって堰のある方向へは流動しない。そうすることによって溶融樹脂の流動方向を制御することができる。

このゲート５及びその近傍の堰１７は、図６に示すように、金型内にて選択的に設置することができ、図６のような樹脂形状を成形することができる。

又、前記ゲート５を設置する金型を第２金型とすることによって、第２金型は製品の表面形状は形成しないので、ゲート形状が製品表面に現れることはなく、外観上問題となることはない。

次に本発明の射出プレス成形用金型を使用して成形した自動車内装品と従来の射出プレス成形用金型を用いて成形した自動車用内装品で樹脂漏れによるバリの発生を比較した。

実施例１としては、本発明の射出圧縮成形用金型を用いて、表皮材と芯材樹脂の積層品を成形した。このときの成形品は、長さ１３００ｍｍ、幅２５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍのものであった。実施例の射出プレス成形用金型としては、第２金型を下型として、図５に示すように左隅にゲートを設け、ゲートの右側部に高さ２.５ｍｍ、幅１.０ｍｍの突状部を設け、反対側には、Ｒ＝５ｍｍの曲面を設けた。このときゲート口の直径は４.０ｍｍであった。このときの成形条件としては、樹脂温度２１０°Ｃ、金型温度２０°Ｃ、供給開始時のキャビティクリアランス２０ｍｍ、供給終了時のキャビティクリアランス２０ｍｍ、型閉め速度４ｍｍ／ｓｅｃ、賦形完了時のキャビティクリアランスは０ｍｍであった。
成形品は特にバリも発生せず、樹脂も型内に全て行き渡り欠落部のないものであった。

実施例２としては、本発明の射出プレス成形用金型を用いて、表皮材と芯材樹脂の積層品を成形した。このときの成形品は、長さ１３００ｍｍ、幅２５０ｍｍ、高さ１５０ｍｍのものであった。実施例の射出プレス成形用金型としては、第２金型を下型として、図５に示すように左隅にゲート２１を設け、その右側にそれぞれゲート１９、２３、２５、２７を設け、それぞれ樹脂の流動方向を考慮して各々のゲートの近傍に堰１３を設けた。この堰１３は、傾斜角３度の傾斜面を有するものであった。このときの成形条件としては、樹脂温度２１０°Ｃ、金型温度２０°Ｃ、供給開始時のキャビティクリアランス２０ｍｍ、供給終了時のキャビティクリアランス２０ｍｍ、型閉め速度４ｍｍ／ｓｅｃ、賦形完了時のキャビティクリアランスは０ｍｍであった。
成形品は特にバリも発生せず、樹脂も型内に全て行き渡り欠落部のないものであった。

従来例として、図７と同じゲート配置で、特に突状部や曲面形状等の方向変換手段を有しないゲートでかつ近傍には全く堰は設けない射出プレス金型を用いて実施例と同じ芯材樹脂、表皮材で実施例と同じ成形品を実施例と同じ成形条件で成形した。
成形品は、ゲート２１と２３の間にバリが発生し、右側は樹脂が足りなく欠落し、不良品となった。

本発明の実施形態に係る射出プレス成形用金型の概略断面図である。 図１のＡ部の第１実施形態の拡大断面図である。 本発明に係る第１実施形態のゲート構造で、溶融樹脂の流動状態を示した図である。 本発明に係る第１実施形態のゲート構造を示した図である。 本発明に係る第２実施形態のゲート近傍の構造で、溶融樹脂の流動状態を示した図である。 本発明に係る第２金型の一実施形態を示した図である。 本発明に係る第２金型のゲートの配置を示した図である。

１ 射出プレス成形用金型
２ 第１金型
３ 第２金型
５ ゲート
７ 射出ユニット
９ 表皮材
１１ 方向変換手段
１３ 突状部
１５ 曲面計状部
１７ 堰
１９ 傾斜面
２１ ＮＯ.１ゲート
２３ ＮＯ.２ゲート
２５ ＮＯ.３ゲート
２７ ＮＯ.４ゲート
２９ ＮＯ.５ゲート

Claims (2)

1. 製品の表面側となる上型と製品の裏面側となる下型とを有し、上型と下型間でキャビティを形成し、キャビティの内部に溶融樹脂が充填される射出プレス成形用金型であって、前記下型に少なくともひとつの溶融樹脂を射出する円形のゲートを有し、前記ゲートから流出する溶融樹脂の流れ方向を変える方向転換手段を有し、該方向転換手段は、突状部と曲面形状部とを有しており、前記突状部はゲートの開口部の半周に設置されて上型側へ突出しており、前記曲面形状部は、ゲートの他の半周の開口部をゲート内部から開口に近付くほど拡がる曲面状であり、前記下型のゲートからキャビティに溶融樹脂を射出し、充填された溶融樹脂に圧力をかけながら型閉めして成形することを特徴とする射出プレス成形用金型。
2. 製品の表面側となる上型と製品の裏面側となる下型とを有し、上型と下型間でキャビティを形成し、キャビティの内部に溶融樹脂が充填される射出プレス成形用金型であって、前記下型に溶融樹脂を射出する少なくとも一つのゲートを有し、該ゲート近傍に堰を設け、さらに堰にゲートから離れるほど高くなる傾斜面を設け、前記下型のゲートからキャビティに溶融樹脂が射出された後に、前記上型と下型で溶融樹脂が圧縮されて型閉めされることを特徴とする射出プレス成形用金型。

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