JPH04501090A - 押出し鋳込み射出成形方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 押出し鋳込み射出成形方法および装置 〔技術分野〕 本発明は、押出し鋳込み射出成形方法および射出成形鋳型に関し、特に鋳型の固 体もしくは可動半休または両側からプラスチック鋳型に加圧気体を供給する気孔 を有する射出成形鋳型に関するものである。

〔背景技術〕

押出し鋳込み射出成形機は熱可塑性組成物を成形するさいに用いられる。予熱、 可塑、成形がすべて射出成形機において行われる。この場合、熱可塑材は加熱さ れ、軟化され、そして、材料をノズルをかいして鋳型内に押し込むねしラムによ って鋳型内に加圧注入される。鋳型は、空所を成形するように一体に嵌合する２ 以上の成分内に成形される。鋳型は射出成形機に装着され、また、固定部分と可 動部分とを有している。鋳型は、鋳型を開閉する射出成形機械の可動プラテンに 接続される可動部分を有している。鋳型が閉じられたとき、加熱（軟化）プラス チック材料が空所内に注入される。このとき、プラスチック材料は、鋳型の可動 部分を動かすことによって鋳型を開く前に、ポリマを十分に硬化するように冷却 される。ポリマ部分は、製品またはその一部を成形した鋳型から押し出される。

本発明は、鋳型の可動、固定、または画部分が、鋳型の各部分に嵌合された気体 注入口を有していて、成形過程中に成形されるべき部分の一方または両方の側に 窒素またはその他の気体圧力をかける成形方法を取り扱う、気体流入口は、孔質 金属で被覆される。その金属は、窒素ガスの流通は許すが、粘性のある軟化ポリ マが孔質金属の孔内に入れないようになっている。

流入口は、溶融プラスチック材料が鋳型の空所内に注入された後に、時々加えら れる気体圧力の下で開かれるポペット弁によってシールされてもよい。

気体、特に窒素ガスは射出成形方法に広く用いられており、気体圧力を注入ノズ ルをかいして加えて鋳型空所内に注入されるべき溶融プラスチック材料の背圧を 増加させる。従来の米国特許４，２９５，８１１号および同４，３０９．３８０ 号は、ポリマを鋳型内で膨張させるためにポリマ内に挿入される心棒を備えた孔 質金属部分をかいして熱可塑性製品内に気体を加える吹込み成形方法を開示して いる。これらの特許は、吹込み成形部分を成形するために必要な空気を注入する 孔質金属を用いることによって、本発明とは異なる形式の成形方法を示唆してい る。

本発明の目的は、気体圧力を鋳型の外面に加えることができかつ気体を複数の位 置（各分離鋳型部分に少なくとも１つ以上）に加えることができ、その気体圧力 が鋳型の各部分内で一定かまたは可変になっている射出成形鋳型および方法を得 ることにある。

〔発明の開示〕

押出し鋳込み射出成形方法および装置は、縦湯口ブッシングを有する固定鋳型部 分と、複数の控え棒上に滑動自在に装着された可動プラテンと１．可動鋳型部分 とを有している。少なくとも１つの気体ポペット弁が鋳型に装着され、また、各 ポペット弁が、鋳型部分が閉じられたときに、可動鋳型部分と固定鋳型部分との 間に成形される１つ以上の分離鋳型部分内に開くように設けられる。別に、鋳型 部分が閉じられて気孔が所定の有孔率の孔質金属で被覆されたとき、気孔が鋳型 の可動部分と固定部分との間で各分離鋳型部分内に開口を存していてもよい、少 なくとも１本の通気管がポペット弁に、または孔質金属カバーを有する端穴の一 端に接続される。各通気管は、他端において各ポペット弁を加圧するようになっ ている圧力源に（または各孔質金属カバーをかいして）接続されて、閉じた鋳型 半体内へのプラスチック材料の注入に続いて鋳型内に窒素のような気体の通気を する弁を開く、気体圧力は、同時にまたは間欠的に各ポペット弁に加えられうる 。各ポペット弁は所定の圧力でばね荷重をかけられていて、弁を閉じ、また、弁 の背後に置かれた所定の圧力かばね圧力に打ち勝つ、ポペット弁は同様に開かれ 、そして、鋳型が溶融プラスチック材料によって充満されたとき、プラスチック 材料が気孔内に逆流することを防止する孔質金属円板をかいして気体が制御され る。

射出成形部品を成形する方法は、射出成形機に空所を有する鋳型半休を取り付け る工程と、気体圧力管を鋳型に取り付けることからなっている。鋳型空所よりも 小さい容積を有する所定量の溶融熱可習性ポリマが鋳型内に注入される。窒素の ような気体が鋳型内への１以上の開口をかいして鋳型空所内に圧力をかけて注入 され、他方、溶融熱可塑性ポリマが鋳型およびそのポリマを加圧するように所定 の圧力の下で鋳型空所を完全に満たすべき流体になっている。熱可塑性ポリマが 次に冷却され、また、成形部品が鋳型から押し出される０代表的には、複数本の 通気管が同じまたは異なる気体源からポペット弁または孔質金属カバーをかいし て、複数の異なる位置から鋳型の内部を加圧する。

〔図面の簡単な説明〕

第１図は本発明にもとづく射出成形鋳型の一部の閉鎖状態を　′示す断面図、第 ２ＵｊＪは鋳型内に成形された分離鋳型部分を有する射出成形鋳型の断面図、第 ３図は本発明にもとづく１つのポペット弁および分離鋳型部分の断面図、第４図 は分離鋳型部分を有する射出成形鋳型の側面図、第５図は孔質金属カバーを用い た鋳型の別の実施例の断面図、第６図はガス供給装置の概略図。

（発明を実施するための最良の形態〕 第１図において、射出成形機１０の鋳型部分は、固定プラテン１１と、複数の控 え棒１３上を滑る可動プラテン１２とを有している。

クランピング・ラム１４は可動プラテン１２を駆動して鋳型を開閉する。固定鋳 型半体１５は、ボルト１６を有する固定プラテン１１に取り付けられ、他方、可 動鋳型部分１７が、可動プラテン１２にボルト２１によって取り付けられた鋳型 部材２０にボルト１８によって取り付けられる。綱板２２は、取付は部材２０と 可動鋳型１７との間に取り付けられる。可動鋳型部分１７がクランピング・ラム によって駆動されて、第１図に示すように鋳型空所を閉じるとき、鋳型空所２３ は鋳型半体１５．１７間に成形される。固定プラテン１１は、射出貯蔵空間２５ に接続されたプラスチック射出ノズル２４を有している。空間２５は、ねじプラ ンジャ２６によって閉じられた射出成形鋳型の空所２３内に押し入れられる溶融 プラスチックまたはポリマを有している０位Ｉ決めリング２７は、鋳型通路１５ を通る開口２９のまわりに成形される。控え捧１３は、控え棒ナフト２７によっ て固定プラテン１１に保持される。

可動鋳型部分１７は、複数のポペット弁２８を有している。各ポペット弁は、可 動鋳型部分をかいして空所２３内に入る穴３２を閉じるべき弁要素を一端に有す る弁部材３ｏを有している。各弁部材３０は、空所２３内に乗りかつ穴３２に対 して偏倚作用を及ぼすスプリング３４を有する頭部３９をもっていて、ポペット 弁内材３ｏを閉位置に保持して、弁要素３１を通り空所２３内への流体の流入を 防止する。その逆も同様に第３図の領域５４内に注入プラスチックが入ることを 保持する１通気管３５は、穴３２の側に接続する。

同様に、第２ポペント弁３６はそこにかつ第３ポベント弁３８に接続する通気管 ３７を育している。各ポペット弁内の開口が、第２図に示すように、鋳型の分離 部分内に接続される。十分な圧力が達成されて閉じた鋳型空所２３内の圧力に打 ち勝ちかつスプリング・バイアス３３に打ち勝って、ポリマがノズル２４をかい して注入される反対側において鋳型空所２３内に窒素ガスを入れるまで、各ポペ ット２８が通気管３５または３７内に圧力を加えることによって開かれる。しか し、気体は鋳型のいずれかまたは両側に加えられうろことは明らかである。異な る圧力は、異なる通気管３７．３５内に用いられうるか、または代案として、す べての通気管が同時に同し気体力で加圧されるか、または異なる圧力で加圧され うる。各ポペット弁２８の各開口は、気体の流入から阻止されうる鋳型の分離部 分内の鋳型空所のまわりに置かれる。

例えば、第２図において、空所部分４０は、分離部分４０を形成する空所壁４１ および側壁４２ををしている。他方、壁４１．４３は分離空所部分４４を形成し 、また、同様に分離部分４５．４６が同じ鋳型内に成形されうる。壁４１．４３ を有する各空所部分は、次の分離鋳型部分まで通過することから分離鋳型部分に 入る気体を阻止する。

動作においては、ラム１４は鋳型半体１７．１５を開閉する。一旦鋳型が閉じら れると、溶融熱可塑性ポリマ４９は、ノズル２４をかいしてねじラム２６の作動 によって射出されて、ポリマを空所２３内に押し入れる。プラスチック注入が完 了されたとき、鋳型に充満しているが詰め込んではいないとき、鋳型は９０から ９５％となり、圧力が方向弁または弁８２をかいして通気管３５．３７まで伝達 されて、ポペット弁２８を開いて空所２３内に気体を入れる。鋳型１７の可動部 分が一旦鋳型半体１５．１７まで開くように引き離されると、鋳型から取り除く のに容易になるばかりではなく、大部分の均等強さの特性を与えるために、気体 が鋳型の他方の側にポリマを押し付ける。圧力のかかった気体の均等膜が鋳型の 一方の側にある開いたＳＮ￥ｉを成形し、また、成形動作後に部品の容易な押出 しを生じる。

第３図において、鋳型半体１５の一部は、空所４７の一部を成形するように鋳型 を包囲して隣接して配置された可動鋳型部分１７を有している０通気管４８は、 可動鋳型部分１７をかいしてスプリング５１を有するポペット弁５０内に接続さ れる。スプリング５１は、ポペット弁要素５３を閉じたままに保持するように頭 部５２を押し付ける０通気管４８はステム５５のまわりの拡大穴領域５４に入る 。

十分な気体圧力がスプリング５２に打ち勝つ値まで加えられて、その圧力が弁要 素５３の面に加えられたときに、通気管４８内ノ気体を空所４７内に通すように 、それが空所４７内の圧力に打ち勝つ。

溶融プラスチック５６が鋳型空所内に射出され、そして、ポペット弁を通る気体 が他の側に噴射されるので、圧縮気体５７が鋳型の前面を横切って実質的に均等 な気体膜を鋳型半体１７と溶融ポリマ５６との間で、成形部品の一部のまわりに 形成するが、鋳型が空所の部分４７を絶縁するように６０．６１で一体になって 気体を阻止する。第１図に示すように、いくつかのポペット弁は、鋳型空所の各 分離部分に直接に接続される。０リング・シール５９は、各ボベ７）弁ステム５ ５のまわりを密封し、気体の逃げを防止する。

第４図に示すように、鋳型空所６２は、気体６５の逃げを行うポペット弁６４を それぞれ有する４分円６３に分割される。包囲壁６６は、横断壁６７によって４ つの分離鋳型部分に分けられる空所内に成形される。これは、本発明の原理を示 すために用いられる鋳型の簡単な図面になっている。

第５図において、鋳型空所７０は変更実施例において示されている。この実施例 においては、鋳型空所の可動部分は、孔質金属７２によって被覆された空所まで 開いた穴を通して直接に供給する通気管７１を有している。したがって、窒素ガ スが通気管７１を通して供給され、孔質金属カバー７２を通り鋳型の各分離部分 についての空所７０内に容易に通過する。溶融ポリマは粘性液体であり、また、 孔質金属７２によって穴７１に入ることを阻止される。

動作において、所定の圧力が所定の同期時間で通気管７１に加えられて、気体を 鋳型の内側の各部分に加える。

第６図において、本発明にもとづく鋳型の概略図が示されていて、通気管７６に 制御弁７７をかいして接続する窒素タンク７５を設けている。気体は複数の通気 管７日、８０をかいして鋳型の異なる部分に供給され、また、圧力計８１および 遮断弁８２を有している。気体は通気管８３をかいしてポペット弁８４および鋳 型空所８５内に供給される０代案として、気体は通気管８６、孔質金属８７をか いして鋳型８５内に供給される。各ポペット弁または孔質弁カバー８７が鋳型空 所の分離部分内に正常に置かれるので、気体が鋳込み成形中に鋳型空所のすべて の分離部分に加えられる。気体逃し管８８は弁９０を通過して接続されていて気 体を管９１に逃がす。

射出成形部品を形成する方法は、固定鋳型部分と可動鋳型部分とに成形された空 所を有する鋳型を射出成形機に取り付けることからなっている。射出成形機は少 なくとも１本の気体圧力管を鋳型に取り付ける工程を有している。その方法は、 所定量の溶融熱可塑性材料が鋳型空所よりも小さい容積である鋳型内に、所定量 の溶融熱可塑性材料ポリマを射出することからなっている０次いで、加圧気体、 特に窒素ガスを少なくとも１本の気体圧力管をかいして噴射し、他方、溶融熱可 塑性ポリマはそれを加圧する所定の圧力の下で鋳型空所を完全に満たす流体にま だなっている。溶融熱可塑性ポリマが冷却さて鋳型内のポリマを硬化させ、そし て、部品が鋳型から押し出される。最適実施例においては、１またはそれ以上の 気体圧力管が鋳型に取り（１けられ、また、鋳型内に圧力をかけて噴射された気 体が複数の気体圧力管をかいして噴射される。複数の気体圧力管を鋳型に取り付 ける工程は、圧力管を鋳型の固定または可動部分をかいしてまたはその両者をか いして取り付けることができるが、しかし、図示する実施例においては、気体管 が鋳型の可動部分、特に鋳型の異なる分離空所部分内に開口する鋳型部分に取り 付けられる０通気管は、所定の気体圧力が通気管に加えちれるときにのみ開くよ うにばね荷重を加えられるポベ−／　ｔ□弁をかいして取り付けられてもよい９ 代案として、通気管は、鋳型空所に加圧気体を加えられるようにする鋳型空所内 にそれぞれ開口する孔質金属カバーを有している鋳型をかいして開口に隣接して 鋳型に取り付けられうる。そのとき、溶融熱可塑性材料が鋳型内の開口に気体が 入ることを阻止している。

射出成形方法および装置は、所定の圧力のかかった気体または流体を孔質金属カ バーまたはポペット弁のいずれかを通して鋳型内に少なくとも１つの入口に与え て、同じまたは異なる圧力を鋳型の異なる分離部分に加える。

国際調査報告

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．押出し鋳込み射出成形機の固定部分に取り付けられた固定鋳型部分と、複数 の椌え棒に滑動自在に装着されていて射出成形鋳型の可動部分を有している可動 プラテンと、前記射出成形鋳型の前記可動部分をかいして該射出成形鋳型に装着 された少なくとも工つの気体ポペット弁と、少なくとも１本が前記各ポペット弁 に接続されている複数の流体管とからなり、前記各ポペットが前記射出成形鋳型 の可動部分と該鋳型の固定部分との間で前記鋳型部分が閉じられたときに成形さ れる分離鋳型部分に開いているように配置され、前記各流体管が流体圧力源にも 接続され、前記の閉じた鋳型半体内にプラスチック材料の射出することに続いて 前記鋳型内への流体の通路に弁を開くように各ポペット弁にかかる圧力を増加さ せることを特徴とした射出成形鋳型。
2. ２．前記各ポペット弁は、所定の流体圧力がかけられたときにのみ前記弁を開く 所定の圧力を有するばね荷重作用弁であって、スプリングの圧力および射出成形 鋳型内で露出された領域に抗する該鋳型内の流体圧力に打ち勝つようになってい ることを特徴とした請求項１記載の射出成形鋳型。
3. ３．前記流体管が、前記各ポペット弁に所定の圧力を加えるのに適した気体圧力 源に接続された通気管であることを特徴とした請求項１記載の射出成形鋳型。
4. ４．前記流体管は、前記ポペット弁を同時に開くように前記各ポペット弁に同時 に圧力を加えるのに適した気体圧力源に接続された通気管であることを特徴とし た請求項２記載の射出成形鋳型。
5. ５．プラスチック射出ノズルを有しかつ射出成形鋳型の固定部分を有する固定板 鋳型部分と、複数の控え棒上に滑動自在に装着されかつ射出成形鋳型の可動部分 を有する可動プラテンと、前記射出成形鋳型の前記可動プラテンおよび可動部分 を通る各穴を覆う複数の孔質金属カバーと、複数の流体管とからなり、前記孔質 金属カバーで覆われた各穴が前記鋳型部分が閉じられているときに前記射出成形 鋳型の可動部分と該鋳型の固定部分との間に成形された分離鋳型部分内に開いて 配置され、前記流体管の１つが各孔質金属カバーで覆われた前記穴に接続され、 各流体管が流体圧源にも接続され、また、前記孔質金属をかいして各穴内の圧力 を増加させて、前記鋳型内へのプラスチック材料の射出に続いて閉じた鋳型内の 圧力を超える圧力を穴内に加えることによって閉じた鋳型半体内にプラスチック を射出することに続いて孔質金属をかいして該鋳型内に流体通路をつくることを 特徴とした射出成形鋳型。
6. ６．前記流体管は、間欠的圧力を前記射出成形鋳型の孔質金属カバーで被覆され た穴に加えるのに適した気体圧力源に接続された気体管であることを特徴とした 請求項５記載の射出成形鋳型。
7. ７．前記流体管は、同時圧力を前記射出成形鋳型の孔質金属カバーで覆われた穴 に加えるのに適した気体圧力源に接続された気体管であることを特徴とした請求 項５記載の射出成形鋳型。
8. ８．固定部分および可動部分によって成形された空所を有する鋳型を少なくとも １本の気体圧力管を前記鋳型に取り付ける工程を有する射出成形機に取り付ける こと、前記鋳型空所よりも小さい容積の所定量の溶融熟知塑性ポリマを前記鋳型 内に射出すること、前記溶融熟知塑性ポリマがそれを一方の鋳型部分に加圧する 所定の圧力の下で前記鋳型空所を完全に満たすべき流体である間に、加圧気体を 前記１本の気体圧力管をかいして該鋳型空所内に噴射ずること、前記熟知塑性ポ リマを前記鋳型内で冷却すること、製品を前記鋳型から押し出すことからなる射 出成形製品の成形方法。
9. ９．少なくとも１本の気体圧力管を前記鋳型に取り付ける工程が複数の気体圧力 管を前記鋳型に取り付けることを含み、また、加圧気体を前記鋳型空所内に噴射 する工程は気体を複数の気体圧力管をかいして噴射することを含んでいることを 特徴とした請求項８記載の方法。
10. １０．複数の気体圧力管を前記鋳型に取り付ける工程が、該管を前記鋳型可動部 分に取り付けることを特徴とした請求項９記載の方法。
11. １１．複数の気体圧力管を前記鋳型に取り付ける工程は、各気体圧力管をその所 定気体圧力によって開かれたポペット弁をかいして取り付けることを特徴とした 請求項１０記載の方法。
12. １２．複数の気体圧力管を前記鋳型に取り付ける工程は、各気体圧力管を前記鋳 型空所内への開口上の孔質金属カバーをかいして取り付けることを特徴とした請 求項１０記載の方法。
13. １３．加圧気体を前記鋳型空所内に噴射する工程は気体を複数の気体圧力管をか いして噴射することを含み、少なくとも１本の気体圧力管が他の気体圧力管とは 異なる圧力を有していることを特徴とした請求項９記載の方法。
14. １４．加圧気体を前記鋳型空所内に噴射する工程ば気体を各気体圧力管内の同じ 気体民力の下で複数の気体圧力管をかいして噴射することを特徴とした請求項９ 記載の方法。
15. １５．前記鋳型内の前記熟知塑性ポリマを冷却した後に、該鋳型内に前記気体圧 力管をかいして加圧気体を噴射し、これにより気体が該鋳型から製品を押し出す にとを促進する工程を含んでいることを特徴とした請求項８記載の方法。