JP4822153B2

JP4822153B2 - 厚肉成形品の射出成形方法

Info

Publication number: JP4822153B2
Application number: JP2005191771A
Authority: JP
Inventors: 講平中島; 良幸村田; 伸治嶋田
Original assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Current assignee: Yoshino Kogyosho Co Ltd
Priority date: 2004-08-31
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2025-06-30
Also published as: JP2006096025A

Description

本発明は、厚肉成形品の射出成形方法に関する。

たとえば特許文献１には合成樹脂製の摘み部材とコルク栓を接着剤を用いて固定組み付けした摘み付きコルク栓に係る発明についての記載がある。ここで、摘み部材は全体としてかなりの厚肉製品であるので、外観性が要求される用途では表面でのひけの発生を抑制し、あるいは外表面の艶を良好にするための射出成形方法を採用する必要がある。

また、厚肉部分を有する成形品の射出成形方法に関し、特許文献２には薄肉部分と厚肉部分を有する成形品について、溶融樹脂の射出を２回に分けて実施する、所謂２重成形に係る方法が記載されており、厚肉部分の寸法精度、および外観が改良されるとしている。
特開２００３−２２６３４１号公報特開２００３−２５３７７号公報

本発明は、上記のような厚肉成形品の所謂２重成形に係る方法において、外から見える部分にゲート跡が残らないようにすること、また表面艶を良好にすることを課題とし、もって表面の仕上げ工程が不要で、外観の良好な厚肉成形品を提供することを目的とする。

上記技術的課題を解決する本発明のうち、第１の発明の方法は、
厚肉成形品の射出成形において、
第１次射出成形により成形品を貫通する貫通流路を一つ形成した１次成形品を射出成形すること、
貫通流路の一方の開口端は１次成形品の、最終製品で外観性が要求されない領域である裏側面に配設するものとする、
次に前記１次成形品をインサート材として、前記貫通流路の一方の開口端を唯一のゲートとし、通流路を経由して貫通流路の他方の開口端から、１次成形品の表面に沿って、１次成形品の、少なくとも最終製品で外観性が要求される領域である表側面を被覆状に溶融樹脂を流動させて第２次射出成形を実施すること、
にある。

上記第１の発明の記載において、表側面は製品を使用する状態で、外側から見える、あるいは見え易い表面部分、すなわち外観性が特に要求される表面部分を指し、裏側面は逆に外側から見えない、あるいは見え難い表面部分、すなわち外観性が特に要求されない表面部分を指す。

第１の発明の上記方法により、貫通流路の成形品裏側面の開口端をゲートとし、貫通流路を経由して１次成形品の少なくとも表側面を被覆状に溶融樹脂を流動させて第２次射出成形を実施するので、外観性の要求される表側面にはゲート跡が残ることがなく、ゲート跡を除去して表面仕上げするための後加工が不要となり、製品コストを低減できる。

また、1次成形品を比較的厚肉に成形して、表側面にひけが発生しても、この１次成形品をインサート材とした第２次射出成形では、溶融樹脂がこの１次成形品のひけ発生部分を埋めるようにして被覆状に流動するので２次成形品の表面でのひけの発生を抑制することができる。

また第２次射出成形における成形部分は比較的薄肉にすることができるので、この第２次射出成形の冷却固化工程における成形品の収縮が小さく、表側面は金型表面に密着した状態で冷却固化が進行し、外観性が要求される部分の表面艶が良好な成形品を得ることができる。

第２の発明の方法は、第１の発明において、
１次成形品を、円柱状の軸部の上端に同軸心状にこの軸部に対して拡径した短円柱状の摘みコア部を有し、軸部の中心軸に沿って、軸部下端面から摘みコア部の頂部に至る貫通流路を形成した部材とすること、
摘みコア部の少なくとも表側面を被覆状に溶融樹脂を流動させて第２次射出成形を実施し、この２次成形品を、軸部にコルク栓を接着剤を用いて外嵌状に接着固定して使用するための摘み部材としたこと、
にある。

第２の発明の上記方法は、厚肉成形品の具体例であるコルク栓用の摘み部材に係る成形方法に関するものである。
円柱状の軸部の上端に同軸心状に該軸部に対して拡径した短円柱状の摘みコア部を有する一次成形品に対して、第２次射出成形による溶融樹脂は軸部の中心軸に沿って形成された貫通流路、および摘みコア部の頂部を経て、摘みコア部の表側面を被覆状に流動させることができ、第２次射出成形品である摘み部材の表側面をひけの発生のない、優れた光沢性を有する状態とすることができる。

そして、この摘み部材の軸部にコルク栓を接着剤を用いて外嵌状に接着固定して、その優れた外観性状を生かし、たとえばブランデーのガラス壜用の摘み付きコルク栓として使用して高級感を現出させることができる。
ここで、少なくとも軸体はコルク栓で外嵌され、外観性を要求されないので、第２次射出成形では裏側面とすることができる。

第３の発明の方法は、第１または２の発明において、
インサート材としてキャビティ内にセットした１次成形品が第２次射出成形時の樹脂圧によりキャビティ内で移動しないように、
金型に、１次成形品の第２次射出成形によって被覆されない非被覆部位中の所定箇所でこの１次成形品を支持するための支持機構を配設したこと、にある。

１次成形品をインサート材としてキャビティ内にセットした状態で第２次射出成形を実施する場合には、１次成形品の形状によってはキャビティ内に確実に固定した状態とすることが難しい場合がある。
ここで、第３の発明の上記方法によれば、第２次射出成形によって被覆されない非被覆部位を利用して、この非被覆部位の所定箇所で１次成形品を支持するための支持機構を配設することにより、この支持機構により１次成形品を確実にキャビティ内に固定できると共に、この所定箇所は２次成形品（最終成形品）の裏面側となるので、外観を気にすることなくこの所定箇所に支持のための凹部等を形成することもでき、たとえ支持機構による跡が残っても外観への影響がないようにすることができる。また、非被覆部位には溶融樹脂が流動しないので第２次射出成形時にこの支持部が樹脂流動を邪魔しないようにすることができる。

支持機構としては、たとえば非被覆部位の所定箇所を押え付ける押え部材を金型キャビティ面から突出可能に金型に付設する方法、金型キャビティ面から外部に貫通する吸引孔を設けて真空ポンプで所定箇所を吸引する方法等がある。

第４の発明の方法は、第２の発明において、
インサート材としてキャビティ内にセットした１次成形品が第２次射出成形時の樹脂圧によりキャビティ内で移動しないように、
金型にキャビティ内へ突出可能に配設した押え部材により軸部の側面側から前記１次成形品を支持するようにしたこと、にある。

第４の発明の上記方法により、インサート材として金型内にセットした１次成形品を、軸部の側面を利用して押え部材により支持するが、軸部にはコルク栓を外嵌して使用するので、外観を気にすることなく軸部に支持のための凹部等を形成することもでき、たとえ押え部材による押え跡が残っても外観への影響がないようにすることができる。

第５の発明の方法は、第４の発明において、
軸部の側面の中心軸対称の位置に一対の凹部を形成しこの凹部に横方向から押え部材であるブッシュピンの先端を挿入して、軸部の側面側から支持するようにしたこと、にある。

第５の発明の上記方法により、凹部により１次成形品の固定をより確実に実施できる。そして摘み付きコルク栓を製造する際に軸部にコルク栓を外嵌状に接着固定するが、この凹部で接着剤を軸部に対してアンダーカット状にすることができ、コルク栓の軸部からの抜け、軸部回りの回動をより確実に防ぐことができる。

本発明は上記した構成の方法であり、第１の発明にあっては、以下に示す効果を奏する。すなわち外観性の要求される表側面にはゲート跡が残ることがなく、ゲート跡を除去して表面仕上げするための後加工が不要となり、製品コストを低減でき、またひけのない表面艶の良好な成形品を得ることができる。

第２の発明にあっては、摘み部材の軸部にコルク栓を接着剤を用いて外嵌状に接着固定して、その優れた外観性状を生かし、たとえばブランデーのガラス壜用の摘み付きコルク栓として使用して高級感を現出させることができる。

第３の発明にあっては第２次射出成形によって被覆されない非被覆部位を利用して、その非被覆部位の所定箇所を金型に配設した支持機構で確実に金型内に固定できると共に、この所定箇所は２次成形品（最終成形品）の裏面側となるので、外観を気にすることなくこの所定箇所に支持のための凹部等を形成することもでき、たとえ支持機構による跡が残っても外観への影響がないようにすることができる。

第４の発明にあっては、軸部の側面側を利用して支持するが、軸部にはコルク栓を外嵌して使用するので、外観を気にすることなく軸部に支持のための凹部等を形成することもでき、またたとえ押え部材による跡が残っても外観への影響がないようにすることができる。

第５の発明にあっては、凹部により１次成形品の固定をより確実に実施でき、またこの凹部で接着剤を軸部に対してアンダーカット状にすることができ、コルク栓の軸部からの抜け、軸部回りの回動をより確実に防ぐことができる。

以下本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図１〜図４は本発明の成形方法の第１実施例を説明するためのものであり、図１は本実施例の成形方法に使用する１次成形品１を示し、（ａ）は半縦断面図で（ｂ）は底面図である。また、図２は図１の１次成形品１をインサート材とした第２次射出成形で得られた２次成形品７である。また、図４は第２次射出成形により２次成形品７を成形するための金型２１を示す説明図であり、１次成形品１をインサート材として金型２１内にセットした状態を示すものである。

本実施例では、２次成形品７は摘み部９と軸部３からなる摘み部材７ａであり、コルク栓１１を接着剤を用いて外嵌状に接着固定して（図３参照）、たとえばブランデー等を収納するガラス壜体等に摘み付きコルク栓として使用されるものである。２０ｍｍ程度の肉厚を有する厚肉の射出成形品で、透明なアクリル樹脂製であり、ガラスのような外観で高級感を付与しようとした成形品である。

図１に示される１次成形品１は円柱状の軸部３の上端に同軸心状に拡径した短円柱状の摘みコア部２を有する、透明なアクリル樹脂製の射出成形品であり、軸部３の下端面から摘みコア部２の頂部にかけて、すなわち裏側面４ｂから表側面４ｆへ貫通して、成形品の上方に向けて若干拡径した円柱状の貫通流路５が形成されている。

ここで、本実施例の２次成形品７である摘み部材７ａのガラス壜体の栓としての用途を考えると、表側面４ｆは外から見える領域すなわち外観が重要な領域で、図１（ａ）中の白矢印で示した領域に相当し、裏側面４ｂは外から見えない、あるいは見え難い領域で、図１（ａ）中の黒矢印で示した領域に相当する。

このように、成形品でどの領域での外観を重要視するかは、その成形品の使用態様を考えて適宜決める設計事項であり、それに応じて外観を重要視する表側面４ｆ領域と、あまり重要視しなくてもよい裏側面４ｂを決め、さらには射出成形性、フローマークの発生態様等を考慮して裏側面４ｂから表側面４ｆへの貫通流路５の配設位置を決める。たとえば成形品の天面部分のみの外観が重要であれば、この天面部分を表側面４ｆ領域として、貫通流路５の配設位置を決めれば良い。

本発明の射出成形方法では、まず通常の射出成形法による第１次射出成形により裏側面４ｂから表側面４ｆへ貫通して貫通流路５を形成した１次成形品１を成形し、そして図４に示すようにこの第１成形品１をインサート材として金型２１のキャビティ２３内にセットし、第２次射出成形を実施して図２で示される２次成形品７を成形する。

第２次射出成形では、１次成形品１の貫通流路５の裏側面４ｂ開口端、すなわち軸部３の下端面をゲート６とし、金型２１内に溶融樹脂を充填する。すなわち射出成形機のノズル２２から射出された溶融樹脂は、図４中の矢印に示されるようにゲート６から貫通流路５を経て、１次成形品１の摘みコア部２頂部に至り、表側面４ｆ（図１（ａ）参照）を被覆状に流動して金型２１のキャビティ２３を充填する。そして保圧、冷却工程を経て、２次成形品７を得る。

ここで、１次成形品１は比較的厚肉のため、特に摘みコア部２の頂部に中央部が緩やかに凹んだようなひけがみられ、また表側面４ｆ全体の表面艶が十分でなく、透明性のアクリル樹脂製であるにもかかわらずクリアな透明性が発現していない状態であった。この表面艶が十分でないのは冷却における熱収縮が大きいため冷却固化時での金型キャビティ表面へ密着状態が十分でないためと推定された。

一方、２次成形品７では、頂部はひけがなく平坦であり、表側面全体の表面艶も十分であり、アクリル樹脂のガラス様のクリアな透明性が発現できており、ブランデー等を収納するガラス壜体に使用して高級感を十分に発揮するものであった。

１次成形品１の表側面４ｆにひけが発生していても、１次成形品１をインサート材とした第２次射出成形では、溶融樹脂がこの１次成形品１のひけ発生部分を埋めるようにして被覆状に流動し、冷却固化するので２次成形品７の表面は平坦な状態とすることができる。また、第２次射出成形における成形部分は比較的薄肉にすることができるので、この第２次射出成形の冷却固化工程における成形品の収縮が小さく、２次成形品７の表側面はキャビティ２３表面に密着した状態で冷却固化が進行し、表面艶の良好な成形品を得ることができた。

そして、第２次射出成形では貫通流路５の成形品裏側面４ｆの開口端をゲート６として成形するので、外観性の要求される２次成形品７の表側面にはゲート跡が残ることがなく、ゲート跡を除去して表面仕上げするための後加工が不要となり、製品コストを低減できる。

図５および図６は本発明の成形方法の第２実施例を説明するためのものであり、図５は本実施例の成形方法に使用する１次成形品１を示す正面図である。この１次成形品は図１に示した１次成形品と同様に摘み部材用のものであり、円柱状の軸部３と拡径した短円柱状の摘みコア部２を有する。
また、軸部３の側面には等中心角度位置に４本の縦条３ｂが形成され、さらにこの縦条３ｂのうち中心軸対称に位置するに一対の縦条３ｂに重ねるようにして一対の凹部３ａが形成されている。

この縦状３ｂは２次成形品である摘み部材の軸部３にコルク栓１１を外嵌状に接着固定した状態で、コルク栓１１が空回りしないようにする機能を発揮する。また、凹部３ａは、上記縦条３ｂの一部を残した状態で形成された矩形凹部３ａ１にさらに溝状凹部３ａ２を形成したものである。

図６は、第２次射出成形用の金型２１キャビティ内２３に図５の１次成形品１をセットした状態を縦断して示す説明図である。第１実施例に対して、本実施例では第２次射出成形で溶融樹脂が１次成形品１の摘みコア部２の下面も被覆するように、この１次成形品１をキャビティ内２３にセットしている。
上記コア部２の下面はコルク栓の上面が当接する部分ではあるが、アクリル樹脂製のように２次成形品が透明の場合には、この部分の表面状態が外観を損ねる恐れが有り、このような場合、上記のように摘みコア部２の下面も被覆するのが効果的である。

しかしながら、図６に示されるように摘みコア部２の下面の下に隙間を形成した状態で１次成形品１をキャビティ内２３にセットした場合には、１次成形品の支持がどうしても不十分になる。このため本実施例ではインサート材としてキャビティ２３内にセットした１次成形品１が、第２次射出成形時の樹脂圧によりキャビティ内で移動しないよう、キャビティ２３内により確実に固定するため、金型２１に押え部材２４であるブッシュピン２４ａを左右に一対配設している。

このブッシュピン２４ａの先端部は軸部３の矩形凹部３ａ１に嵌入するように矩形であり、また先端には溝状凹部３ａ２に嵌入する突条２４ａ２が形成されている。そして、１次成形品１をセット後、先端部がキャビティ２３面から突出するようにブッシュピン２４ａを押し込んで（図６中の白抜き矢印参照）その先端部分を軸部３の凹部３ａに嵌入させて、１次成形品１を軸体３の側面側から支持してキャビティ２３内に確実に固定するようにしている。そして第２次射出成形が終了後にはブッシュピン２４ａを後退させる。

２次成形品である摘み部材はコルク栓を軸部３に外嵌状に接着固定させて使用するが、縦条３ｂにより軸部３に対するコルク栓の回転を確実に防ぐことができると共に、凹部４ａで接着剤を軸部３に対してアンダーカット状にすることができ、コルク栓の軸部からの抜けをより確実に防ぐことができる。

ここで、金型２１に本実施例２のブッシュピン２４ａのような押え部材２４を配設するかどうかは主として１次成形品の形状、あるいはキャビティ内でのセット状態を考慮して決める。また、押え部材２４を配設する場合でも、その態様は上記ブッシュピン２４ａに限定されるものではなく、１次成形品の形状により様々な態様にすることができ、さらに支持をより十分にするために軸部３の側面を略全周に亘って支持することもできる。また、押え部材２４で押圧状に固定する方法のほかにも、金型にキャビティ面へ貫通する吸引孔を設け、この吸引孔を介して真空ポンプ等で吸引して固定する方法も採用することができる。

なお、本発明の方法は上記説明した摘み付きコルク栓に係る実施例に限定されるものではなく、厚肉部分を有し特に外観が重要視される成形品に一般的に適用できるものである。また、使用する合成樹脂はアクリル樹脂のような透明性のものに限定されることなく、従来より一般的に射出成形用として使用されている合成樹脂を使用することができる。

以上説明したように本発明の射出成形方法は、外観の良好な厚肉成形品を低コストで提供できるものであり、特に外観性が重要な成形品に幅広く展開できるものとして期待される。

本発明の成形方法の第１実施例で使用する１次成形品を示す（ａ）半縦断正面図と（ｂ）底面図である。本発明の成形方法の第１実施例で成形される２次成形品を示す（ａ）半縦断正面図と（ｂ）底面図である。図２の２次成形品にコルク栓を組み付き固定した状態を示す半縦断正面図である。本発明の成形方法の第１実施例において、第２次射出成形用の金型キャビティ内に図１の１次成形品を配設した状態を縦断して示す説明図である。本発明の成形方法の第２実施例で使用する１次成形品を示す正面図である。本発明の成形方法の第２実施例において、第２次射出成形用の金型キャビティ内に図５の１次成形品を配設した状態を縦断して示す説明図である。

１；１次成形品
２；摘みコア部
３；軸部
３ａ；凹部
３ａ１；矩形凹部
３ａ２；溝状凹部
３ｂ；縦条
４ｆ；表側面
４ｂ；裏側面
５；貫通流路
６；ゲート
７；２次成形品
７ａ；摘み部材
９；摘み部
１１；コルク栓
２１；金型
２２；ノズル
２３；キャビティ
２４；押え部材
２４ａ；ブッシュピン
２４ａ２；突条

Claims

第１次射出成形により、円柱状の軸部(3)の上端に同軸心状に該軸部(3)に対して拡径した短円柱状の摘みコア部(2)を有し、前記軸部(3)の中心軸に沿って、該軸部(3)の下端面から摘みコア部(2)の頂部に貫通する貫通流路(5)を一つ形成した１次成形品(1)を射出成形し、
次に前記１次成形品(1)をインサート材として、前記貫通流路(5)の、最終製品で外観性が要求されない領域である裏側面(4b)に配設される前記軸部(3)の下端面側の開口端を唯一のゲート(6)とし、
該貫通流路(5)を経由して前記貫通流路(5)の前記摘みコア部(2)の頂部側の開口端から、前記１次成形品(1)の表面に沿って、該１次成形品(1)の、最終製品で外観性が要求される領域である、前記摘みコア部(2)の少なくとも表側面(4f)を被覆状に溶融樹脂を流動させて第２次射出成形を実施し、
この２次成形品(7)を、前記軸部(3)にコルク栓(11)を、接着剤を用いて外嵌状に接着固定して使用するための摘み部材(7a)とすることを特徴とする厚肉成形品の射出成形方法。
インサート材としてキャビティ(23)内にセットした１次成形品(1)が第２次射出成形時の樹脂圧によりキャビティ(23)内で移動しないように、
金型(21)に、前記１次成形品(1)の第２次射出成形によって被覆されない非被覆部位中の所定箇所で該１次成形品(1)を支持するための支持機構を配設したことを特徴とする請求項１記載の厚肉成形品の射出成形方法。
インサート材としてキャビティ(23)内にセットした１次成形品(1)が第２次射出成形時の樹脂圧によりキャビティ(23)内で移動しないように、
金型(21)にキャビティ(23)内へ突出可能に配設した押え部材(24)により軸部(3)の側面側から前記１次成形品(1)を支持するようにしたことを特徴とする請求項１記載の厚肉成形品の射出成形方法。
軸部(3)の側面の中心軸対称の位置に一対の凹部(3a)を形成し該凹部(3a)に横方向から押え部材(24)であるブッシュピン(24a)の先端を挿入して、軸部(3)の側面側から支持するようにしたことを特徴とする請求項３記載の厚肉成形品の射出成形方法。