JPH08229993A - 中空成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主キャビティ１内を溶融樹脂で満たした後、
加圧ポート２から加圧流体を圧入して、フローティング
コア１を連通口３側に移動させて、主キャビティ５内の
樹脂中に中空部８を形成すると共に連通口３から余剰の
樹脂を副キャビティ４に押し出す中空成形方法におい
て、連通口３から押し出される樹脂の効率的な有効利用
を図ると共に、フローティングコア１が残存する部分を
も無駄なく有効利用できるようにする。 【構成】 フローティングコア１を成形に使用する樹脂
と相溶性のある樹脂製とし、しかも副キャビティ４内で
フローティングコア１を成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フローティングコアと
加圧流体を用いた中空成形方法に関する。更に詳しく
は、一端にフローティングコアを備えた加圧ポートを有
し、他端に連通口を介して副キャビティが連通した主キ
ャビティ内に溶融樹脂を射出した後、加圧ポートから加
圧流体を圧入して、フローティングコアを連通口側に移
動させると共に連通口から副キャビティに樹脂を押し出
させる中空成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のような中空成形方法によっ
て、パイプ状の成形品を成形することが知られており、
副キャビティ内に押し出された樹脂を再生利用すること
でその無駄をなくすことも知られている（特開平４−２
０８４２５号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、副キャ
ビティ内に押し出される樹脂は、成形するパイプ状成形
品の内径が大きくなるとその量も多くなり、これを総て
再利用するだけでは成形効率が悪い問題がある。

【０００４】また、従来の中空成形方法では、主キャビ
ティと副キャビティ間の連通口がオリフィス状に形成さ
れており、フローティングコアがこの連通口を越えない
ようになっているので、フローティングコアは成形品内
に残されることになるので、成形品によってはこのフロ
ーティングコアが残存する部分を後で切除することが必
要になる。

【０００５】しかし、従来の中空成形方法に用いられて
いるフローティングコアは、熱変形を防止するために金
属が使用されておることから、上記のような切除を行っ
た場合、切除部分を再利用するにはフローティングコア
を除去する必要があり、その再利用に手間がかかるの
で、再利用しにくい問題がある。

【０００６】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
みてなされたもので、連通口から押し出される樹脂の効
率的な有効利用を図ると共に、フローティングコアが残
存する部分をも無駄なく有効利用できるようにすること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このために請求項１の発
明では、図１〜図３に示されるように、一端にフローテ
ィングコア１を備えた加圧ポート２を有し、他端に連通
口３を介して副キャビティ４が連通した主キャビティ５
内に溶融樹脂を射出した後、加圧ポート２から加圧流体
を圧入して、フローティングコア１を連通口３側に移動
させると共に連通口３から副キャビティ４に樹脂を押し
出させる中空成形方法において、フローティングコア１
を成形に使用する樹脂と相溶性のある樹脂製とし、しか
も連通口３から押し出された樹脂でフローティングコア
１を成形することとしているものである。

【０００８】また、請求項２の発明では、図５〜図７に
示されるように、上記と同様の中空成形方法において、
主キャビティ５と副キャビティ４とを合わせて一体の成
形品を成形することとしているものである。

【０００９】

【実施例及び作用】まず、図１ないし図４に基づいて請
求項１の発明の一実施例を説明する。

【００１０】図１に示されるように、主キャビティ５
は、図４に示されるような湾曲したパイプ９の外形に沿
った形状をなすもので、その一端にフローティングコア
１を備えた加圧ポート２を有している。また、主キャビ
ティ５の他端には、開閉手段６によって開閉可能な連通
口３を介して副キャビティ４が連通している。連通口３
は、フローティングコア１の通過を許容する大きさでは
あるが、ややくびれた形状となっている。尚、７はゲー
トである。

【００１１】フローティングコア１は、加圧ポート２か
ら圧入される加圧流体で押圧できるよう、加圧ポート２
を背にして主キャビティ５内に設けられているもので、
成形に使用する樹脂と相溶性のある樹脂製、好ましくは
成形に使用する樹脂と同種の樹脂製となっている。この
ような樹脂製のフローティングコア１とすることで、副
キャビティ４へ押し出される樹脂の再利用が図りやすく
なる。また、樹脂製のフローティングコア１は、従来使
用されている金属製のものに比して軽いことから、加圧
流体の圧力をさほど高くしなくとも容易に押圧移動させ
ることができ、また射出されてフローティングコア１に
接触した樹脂が急速な冷却を受けにくいので、成形され
るパイプの加圧ポート２側内表面の成形状態が向上する
利点もある。

【００１２】フローティングコア１の形状は、図示され
る球形の他、成形対象がパイプ９（図４参照）の場合、
最大径がパイプの内径に相当するものであれば、例えば
円錐形、砲弾形、半球形等とすることもできる。

【００１３】副キャビティ４の一部は、フローティング
コア１を成形できる形状に形成されている。

【００１４】まず、連通口３を閉鎖した状態で主キャビ
ティ５内に溶融樹脂を射出し、主キャビティ５内を溶融
樹脂で満たす。尚、溶融樹脂の射出は、連通口３が開放
された状態で、主キャビティ５内がほぼ満たされる量を
射出することでもよい。この場合、主キャビティ５に未
充填部が残されても、後述する加圧流体の圧入時に満た
すことができ、開閉手段６を有さない金型による成形が
可能となる。

【００１５】樹脂としては一般の射出成形、押し出し成
形に使用される熱可塑性樹脂を広く使用できる他、必要
に応じて熱硬化性樹脂を用いることもできる。また、こ
れらの樹脂には必要に応じてガラス繊維、カーボン繊
維、金属繊維等の強化繊維や各種充填材、添加剤、着色
剤等を加えることができる。

【００１６】溶融樹脂の射出は、通常の射出成形と同様
に、射出機で行われる。射出圧は通常の射出成形と同様
で、使用樹脂の種類や強化繊維添加の有無及びその添加
量等によっても相違するが、一般的には５０〜２００ｋ
ｇ／ｃｍ² 程度である。

【００１７】溶融樹脂の射出は、フローティングコア１
を加圧ポート側に位置させた状態を維持しながら行われ
る。これは、例えばゲート７（図１参照）をフローティ
ングコア１より連通口３側に設けておくことで行うこと
ができる。

【００１８】次いで、図３に示されるように、連通口３
を開放すると共に、加圧ポート２から加圧流体を圧入す
る。

【００１９】加圧流体としては、射出成形の温度及び圧
力下で使用樹脂と反応又は相溶しない気体又は液体が使
用される。具体的には、例えば窒素ガス、炭酸ガス、空
気、グリセリン、流動パラフィン等が使用できるが、窒
素ガスを初めとする不活性ガスが好ましい。

【００２０】加圧流体の圧入は、例えば窒素ガス等の気
体を用いる場合、予め圧縮機で蓄圧タンク内に昇圧して
蓄えた加圧ガスを配管を通じて加圧ポート２に導くこと
や、圧縮機で直接加圧ポート２に加圧ガスを送り込んで
逐次昇圧させていくことで行うことができる。前者の場
合、加圧ポート２に供給する加圧ガスの圧力は、使用樹
脂の種類等によっても相違するが、通常５０〜３００ｋ
ｇ／ｃｍ² Ｇ程度である。

【００２１】加圧流体が圧入されると、フローティング
コア１は、冷却固化が始まった主キャビティ５の外周寄
りの樹脂を残し、冷却が遅れる中心部の溶融樹脂を連通
口３を介して副キャビティ４に押し出しながら、連通口
３側へと前進する。

【００２２】フローティングコア１が通過した後には、
フローティングコア１の径にほぼ等しい径の中空部８が
形成されることになる。従って、フローティングコア１
の径を選択することで成形するパイプの内径を調整する
ことができる。

【００２３】中空部８が形成された箇所の樹脂は、圧入
された加圧流体の圧力によって主キャビティ５の周壁面
に押し付けられ、その形状が維持される。また、フロー
ティングコア１はパイプ９（図４参照）の内壁面を構成
する樹脂と擦れ合いながら移動するので、強化繊維を添
加した樹脂を使用した場合、当該部分の繊維の配向が促
進される利点もある。

【００２４】更に加圧流体の圧入を進めると、フローテ
ィングコア１が副キャビティ４の一部に入り込んだ状態
で、主キャビティ５及び副キャビティ４内が溶融樹脂と
加圧流体とによって満たされる。この状態で中空部８内
に加圧流体圧を加えたまま保持することで、樹脂と主キ
ャビティ５の周壁面を十分圧接させることができ、冷却
に伴うひけの発生を防止することができる。

【００２５】一方、副キャビティ４の一部はフローティ
ングコア１を成形できる形状となっていることから、こ
の部分に流入した樹脂によって次の成形に使用するフロ
ーティングコア１を成形することができる。尚、図示さ
れる例では２個のフローティングコア１が得られるよう
になっているが、これは１個でも３個以上でもよく、フ
ローティングコア１の大きさや、副キャビティ４に押し
出される樹脂量等に応じて定めればよい。

【００２６】本発明においては、フローティングコア１
として樹脂を用いているが、フローティングコア１が加
圧流体に押されて連通口３側の端部まで移動する時間は
ほんのわずかな時間（通常は１秒以下、長くても数秒）
であり、成形に使用する樹脂に比して極端に融点が低い
樹脂製としなければ、成形途中でフローティングコア１
が大きく溶融したり変形することはない。

【００２７】本実施例においては、フローティングコア
１が副キャビティ４の一部に入り込むまで移動されるも
のとしているが、連通口３の径をフローティングコア１
より小さくしておくことや、フローティングコア１が副
キャビティ４に入り込む前に副キャビティ４が樹脂で満
たされてしまうようにしておくことで、フローティング
コア１が副キャビティ４内に入り込まないようにしても
よい。

【００２８】金型内の樹脂を冷却した後、中空部８内の
加圧流体を排出してから成形品を金型から取り出す。加
圧流体の排出は、加圧流体として気体を用いた場合には
加圧ポート２を大気に開放することでも行うことができ
るが、回収タンク（図示されていない）へ回収して循環
利用することが好ましい。取り出される成形品は、図４
に示される形状のものとなる。

【００２９】成形対象であるパイプ９は、主キャビティ
５で成形された部分で、取り出した成形品から副キャビ
ティ４で成形された副成形品１０を、連通口３部分によ
って形成されたくびれ部１１から切断除去することで得
ることができる。また、副キャビティ４で成形された副
成形品１０の一部は次の成形に使用できるフローティン
グコア１であり、副成形品１０のその他の部分は、粉砕
して再度成形材料として使用することができる。

【００３０】特に本発明では、フローティングコア１が
成形に使用する樹脂と相溶性のある樹脂で形成されてい
るので、図３に示されるように、フローティングコア１
が副キャビティ４内に入り込んだ状態で取り出されるよ
うにしても、副成形品１０からフローティングコア１を
分離除去することなく、副成形品１０を残留するフロー
ティングコア１ごと成形材料として再利用することが可
能となる。また、フローティングコア１を主キャビティ
１内に止めずに副キャイティ４内まで押圧移動させる
と、成形対象であるパイプ９を、くびれ部１１を介して
切断するだけで、両端が開放された状態で得ることがで
きる。

【００３１】一方、フローティングコア１が副キャビテ
ィ４に入り込まず、主キャビティ５内に残留するように
した場合、パイプ９の両端を開放状態にするには、この
フローティングコア１の残留によって閉塞されている連
通口３側の端部を切断除去する必要がある。この場合で
も、切断除去した部分は、フローティングコア１を分離
除去することなく、残留するフローティングコア１ごと
成形材料として再利用することができる。

【００３２】次に、図５ないし図８に基づいて、請求項
２の発明の一実施例を説明する。

【００３３】図５に示されるように、主キャビティ５
は、図８に示されるようなスノーシャベルの柄１２の外
形に沿った形状をなすもので、その一端にフローティン
グコア１を備えた加圧ポート２を有している。また、主
キャビティ５の他端には、開閉手段６によって開閉可能
な連通口３を介して、図８に示されるスノーシャベルの
頭部１３の外形に沿った形状をなす副キャビティ４が連
通している。連通口３は主キャビティ５と一連の大きさ
及び径となっている。尚、７はゲートである。

【００３４】請求項２の発明におけるフローティングコ
ア１も樹脂製であることが好ましく、特に成形に使用す
る樹脂と同種の樹脂が好ましが、従来と同様の金属製で
あってもよい。即ち、請求項２の発明においては、フロ
ーティングコア１をそのまま成形品（スノーシャベル）
内に残留させてしまうことになり、フローティングコア
１の残留部分の成形品材料としての再利用は考慮する必
要がないので、樹脂製、金属製を問わず使用することが
できる。但し、得られる成形品（スノーシャベル）の軽
量化を図りやすいことや、残留するフローティングコア
１を一体化しやすいこと等の理由から、上記のような樹
脂製であることが好ましい。

【００３５】成形手順、使用樹脂及び使用加圧流体は、
前述の請求項１の発明と同様で、フローティングコア１
を副キャビティ４内まで押圧移動させても、副キャビテ
ィ４内まで移動させずに主キャビティ５内に止めておい
てもよいことも前述の請求項１の発明と同様である。

【００３６】請求項１の発明における説明と重複するの
で、成形手順の概略を説明すると、まず図６に示される
ように主キャビティ５内を溶融樹脂で満たす。その後、
図７に示されるように、連通口３を開放して、加圧ポー
ト２から加圧流体を圧入し、フローティングコア１を押
圧移動させると、中空部８が形成されると共に、余剰の
樹脂は副キャビティ４内に押し出されてこれを満たし、
副キャビティ４内でスノーシャベルの頭部１３が成形さ
れることになる。

【００３７】樹脂を冷却し、中空部８内の加圧流体を排
出した後、金型を開放して成形品を取り出すと、図８に
示されるように、柄１２部分が中空でひけがなく、頭部
１３が一体に設けられたスノーシャベルを得ることがで
きる。従って、副キャビティ４に押し出される樹脂を全
く無駄にすることなく所期の成形品を得ることができ
る。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、以上説明した通りのものであ
り、次の効果を奏するものである。

【００３９】（１）請求項１の発明によれば、所定の成
形品の成形と同時に、次の成形で使用するフローティン
グコア１を得ることができると共に、フローティングコ
ア１が残留した部分についても、フローティングコア１
を分離することなく、フローティングコア１ごと成形品
材料として再利用することができ、手間をかけずに成形
材料の無駄を効率的に防止することができる。

【００４０】（２）請求項２の発明によれば、副キャビ
ティ４に押し出された樹脂で成形品の一部を成形するこ
とができ、フローティングコアも成形品の一部として取
り込まれることにになるので、成形材料を全く無駄なく
使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明に係る発明の一実施例の説明図
で、溶融樹脂の射出前の金型の状態を示す図である。

【図２】請求項１の発明に係る発明の一実施例の説明図
で、溶融樹脂の射出後の金型の状態を示す図である。

【図３】請求項１の発明に係る発明の一実施例の説明図
で、加圧流体の圧入後の金型の状態を示す図である。

【図４】金型から取り出された状態の成形品を示す図で
ある。

【図５】請求項２の発明に係る発明の一実施例の説明図
で、溶融樹脂射出前の金型の状態を示す図である。

【図６】請求項２の発明に係る発明の一実施例の説明図
で、溶融樹脂射出後の金型の状態を示す図である。

【図７】請求項２の発明に係る発明の一実施例の説明図
で、加圧流体圧入後の金型の状態を示す図である。

【図８】金型から取り出された成形品を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ フローティングコア ２ 加圧ポート ３ 連通口 ４ 副キャビティ ５ 主キャビティ ６ 開閉手段 ７ ゲート ８ 中空部 ９ パイプ １０ 副成形品 １１ くびれ部 １２ 柄 １３ 頭部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端にフローティングコアを備えた加圧
   ポートを有し、他端に開閉可能な連通口を介して副キャ
   ビティが連通した主キャビティ内に溶融樹脂を射出した
   後、加圧ポートから加圧流体を圧入して、フローティン
   グコアを連通口側に移動させると共に連通口から副キャ
   ビティに樹脂を押し出させる中空成形方法において、フ
   ローティングコアを成形に使用する樹脂と相溶性のある
   樹脂製とし、しかも連通口から押し出された樹脂でフロ
   ーティングコアを成形することを特徴とする中空成形方
   法。
2. 【請求項２】 一端にフローティングコアを備えた加圧
   ポートを有し、他端に連通口を介して副キャビティが連
   通した主キャビティ内に溶融樹脂を射出した後、加圧ポ
   ートから加圧流体を圧入して、フローティングコアを連
   通口側に移動させると共に連通口から副キャビティに樹
   脂を押し出させる中空成形方法において、主キャビティ
   と副キャビティとを合わせて一体の成形品を成形するこ
   とを特徴とする中空成形方法。
3. 【請求項３】 スノーシャベルの柄部分を主キャビティ
   で成形し、これと一体の頭部を副キャビティで成形する
   ことを特徴とする請求項２の中空成形方法。