JPH10180788A - ガス射出成形法およびその成形装置 - Google Patents

ガス射出成形法およびその成形装置

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JPH10180788A
JPH10180788A JP34134896A JP34134896A JPH10180788A JP H10180788 A JPH10180788 A JP H10180788A JP 34134896 A JP34134896 A JP 34134896A JP 34134896 A JP34134896 A JP 34134896A JP H10180788 A JPH10180788 A JP H10180788A
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JP
Japan
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gas
injection
molten resin
screw
mold
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JP34134896A
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Haruhiko Ae
晴彦 阿江
Yasuo Shibata
康雄 柴田
Mamoru Kimura
護 木村
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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Idemitsu Petrochemical Co Ltd
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    • B29C44/00Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
    • B29C44/34Auxiliary operations
    • B29C44/3442Mixing, kneading or conveying the foamable material
    • B29C44/3446Feeding the blowing agent
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、低圧のガスを用いて外観の良好な中
空成形品を得ることのできるガス射出成形方法とその成
形機を提供することを目的とする。 【解決手段】ガスを含まない溶融樹脂を金型内に射出充
填後又はその途中からガスを含む溶融樹脂を射出充填す
るガス射出成形法およびガス注入装置を備えた可塑化・
射出ユニットが、スクリュウの軸心部にガス流路を、ス
クリュウ先端部に逆止弁付きのガス注入口を有する成形
装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空樹脂成形品を
成形するためのガス射出成形方法およびその成形機に関
し、詳しくは、低圧のガスを用いて外観良好な中空樹脂
成形品を成形することのできるガス射出成形方法および
その成形機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】射出成形品の樹脂充填部の一部を中空化
した中空射出成形品は、射出成形により、溶融樹脂の充
填後又は充填中に、主に厚肉部にガスピン等を差し込み
ガスを金型キャビティ内に注入することより成形されて
いる。このような中空射出成形法は、低圧成形による製
品の薄肉化や型締力の低減(成形機のダウンサイジン
グ)を可能とする利点を有するほか、ヒケ(厚肉部に見
られる成形収縮に伴う表面陥没)やソリの発生を抑え、
より軽量で曲げ剛性の高い成形品を得ることが出来る。
【0003】しかし、金型キャビティ内の樹脂中にガス
を安定的に注入するために、通常、10〜30MPaの
高圧のガスを使用することから、ガス注入設備は、高圧
ガス取締り法の対象である製造設備となり、その操作や
保守には高度の知識と細心の注意が要求される。従っ
て、例えば市販の窒素ガスボンベ等をガス供給源とし
て、昇圧することなく直接利用可能な技術の開発が望ま
れていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低圧のガス
を用いて外観の良好な中空樹脂成形品を得ることのでき
るガス射出成形方法とその成形機を提供することを目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
につき鋭意検討した結果、低圧のガスを射出成形機のシ
リンダーバレル内に注入してガスを含む溶融樹脂を形成
すれば、射出ユニットの昇圧機能を利用してガスを金型
内に導入することができること、更に、ガスを含まない
溶融樹脂で、ある程度金型内を満たした後に、ガスを含
む溶融樹脂を注入することにより、外観の良好な成形品
が安定して得られることに着目し、以下に示す内容を要
旨とする本発明を完成させた。 (1)ガスを含まない溶融樹脂を金型内に射出充填後又
はその途中からガスを含む溶融樹脂を射出充填するガス
射出成形法。 (2)ガスを含まない溶融樹脂を金型内に射出充填後又
はその途中からガスを含む溶融樹脂を射出充填し、更
に、その充填後又はその途中からガスを含まない溶融樹
脂を射出充填するガス射出成形法。 (3)複数の可塑化・射出ユニットを有し、その中少な
くとも一つはガス注入装置とノズル部にシャット・オフ
・バルブを備え、各可塑化・射出ユニットが射出ノズル
部で連結されている上記(1)又は(2)記載のガス射
出成形法に用いる成形装置。 (4)ガス注入装置を備えた可塑化・射出ユニットが、
スクリュウの軸心部にガス流路を、スクリュウ先端部に
逆止弁付きのガス注入口を有する上記(3)記載の成形
装置。 (5)ガス注入装置を備えた可塑化・射出ユニットが、
シリンダーバレル中のスクリュウの最前進位置とシャッ
ト・オフ・バルブの間の位置に逆止弁付きのガス注入口
を有する上記(3)記載の成形装置。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。ガス射出成形機 本発明の成形機の一実施例を図1に示す。可塑化・射出
ユニット(13)とガス注入装置を設けた可塑化・射出
ユニットの2台のユニットで構成され、それらのノズル
先端部で、連結されている。ガス注入装置を設けた可塑
化・射出ユニットは、ノズル部にシャット・オフ・バル
ブ(14)を有し、スクリュウに、ガス注入機構を設け
る(図1)ほか、シリンダーバレルの先端部に、ガス注
入機構を設ける(図2)ことでもよい。
【0007】スクリュウにガス注入機構を設ける場合
は、そのスクリュウ(11)の軸心部に、ガス流路を形
成し、その上流末端部では回転ジョイント(5)を介し
て、ガス供給源に接続し、他方その下流末端ではスクリ
ュウ先端部にガス注入口を設ける。ガス注入口は、溶融
樹脂がガス流路に逆流するのを防止するため、逆流防止
弁を有し、その例として、図3にボール型逆流防止弁
(6)を、図4にポペット型逆流防止弁(9,12)を
図示した。
【0008】シリンダー・バレル先端部に、ガス注入機
構を設ける場合は、図2に一例を示し、スクリュウ(1
1)の最前進位置とシャット・オフ・バルブ(14)の
間の位置のシリンダーバレル(1)に、伸縮可能なプロ
ーブ(8)を設けるとよい。プローブの先端には、逆止
弁(6)を有するガス注入口(4)を設け、その他端に
ガス管用タップを介してガス供給源へ連通する。プロー
ブは、ガス注入時には、その先端がシリンダーバレルの
中心位置まで移動して溶融樹脂の内部にガスを注入し、
注入後には、プローブの先端をシリンダーバレル内壁面
の位置まで移動する。このようなプローブの移動は、油
圧又は空気圧機構を有するプローブ・ドライバー(2)
で制御する。
【0009】前記説明で挙げた実施例は、一実施例であ
るから、本発明は、ここで図示した態様に限定されるも
のではない。すなわち、例えば、可塑化・射出ユニット
(13)が2台で、ガス注入装置を設けた可塑化・射出
ユニットが一台の計3台のユニットで構成される成形機
も、有効である。
【0010】ガス射出成形方法 本発明の成形方法は、図1において、先ず射出ユニット
(13)で成形材料を溶融・可塑化し、スクリュウ前部
のシリンダー内に溶融樹脂を溜める。それと同時に或い
は前後して、ガス注入装置を設けた可塑化・射出ユニッ
トで、スクリュウを回転させ、所定量の樹脂を溶融可塑
化して、スクリュウ前部のシリンダー内に溶融樹脂を溜
める。シャット・オフ・バルブを閉じ、窒素ガス等不活
性ガスのボンベより、窒素ガスを所定量だけ注入する。
ガスは回転ジョイント(5)を介して、スクリュウ内の
ガス流路(10)に流れ込み、スクリュウ先端部の逆流
防止弁(6,12)を開け、ガス注入口よりスクリュウ
前部のシリンダー内の溶融樹脂中に注入する。
【0011】射出ユニットから、ガスを含まない溶融樹
脂を金型キャビティ内に射出し、次いで、射出後又はそ
の途中、シャット・オフ・バルブを開き、ガス注入装置
を設けた可塑化・射出ユニットからガスを含む溶融樹脂
を金型キャビティ内に射出する。金型内での冷却後、型
を開いて、中空射出成形品が得られる。又、ガス注入装
置を設けた可塑化・射出ユニットからガスを含む溶融樹
脂を金型キャビティ内に射出した後又はその途中、更に
ガスを含まない溶融樹脂を金型キャビティ内に射出し
て、射出工程を終了させることもノズル内にガスが残存
する場合、それを取り除く意味で有力である。この最後
のガスを含まない溶融樹脂は、最初の射出ユニットに一
部残留させたものでもよく、或いは他の射出ユニット
(3台目)を使ってもよい。
【0012】前記の所定量の樹脂およびガスの制御方法
は、慣用された手段をもちいることにより可能であり、
例えば、スクリュウのバックに合わせて、リミット・ス
イッチが作動する仕組みで可能である。又、ガスの注入
に際し、スクリュウをサックバックすれば、注入用ガス
圧は、1MPa以下の圧力で充分に注入可能である。
又、所定の樹脂量とガス量の割合は、成形品の形状によ
っても異なり、中空部の大きさを任意に決定可能である
から、具体的には中空部の容積を厚肉部であるガスチャ
ンネル部の容積の3割程度を目安とすれば、安定した成
形と成形品の軽量効果等が得られることになる。
【0013】
【実施例】更に、本発明を実施例及び比較例により詳し
く説明する。 実施例1 成形条件および成形工程を以下に示す。 射出成形機:住友重機械工業(株)製(型締め力35
0トン) 通常の射出ユニットAに加えて、もう一台の射出ユニッ
トBを備える。それら射出ユニットA、Bを用いて、溶
融樹脂およびガスの複合物の計量および射出充填を行
う。又、ガスの注入は、スクリュウヘッドに設けられた
ガス注入口から行われる。 金型:サイドモール(自動車部品)評価金型 ただし、スピルオーバー(樹脂の溢流部)部は設置せ
ず。 成形材料:IDEMITSU PP(ポリプロピレ
ン) J−950H(MI=20) 成形温度:220℃ 金型温度: 40℃ 射出ユニットAに、樹脂0.305Kgを可塑化、計
量する。 射出ユニットBに、樹脂0.042Kgを可塑化、計
量した後、ガスを注入する。ガスの注入量は、大気圧解
放で800ccである。 ガス圧力:1MPa、ガス注入時間:0.8秒、ガス注
入開始タイミング:サックバック開始と同時 市販の窒素ガスボンベ(初期充填圧力150Kg/cm
2 <約15MPa>)より、レギュレータを用いて、1
MPaに減圧してスクリュウ内ガス流路に導入する。シ
ャット・オフ・バルブを閉じて、スクリュウをサックバ
ックしながら、シリンダ−バレル内にガスを注入する。 射出ユニットAにより可塑化・計量した樹脂を金型内
に射出した後、射出ユニットBにより可塑化・計量した
ガスを含む樹脂をシャット・オフ・バルブを開いて、射
出する。 冷却完了後、型を開いて、成形品を取り出す。
【0014】得られた成形品の重量を測定し、成形品の
外観(ヒケの有無、表面ガス荒れの有無ほか)および切
断面(中空の形成状態)を観察評価した。成形品重量は
0.284Kgであり、樹脂完全充填成形品の重量は
0.350Kgであるので、約81%に相当する。成形
品の外観は、ヒケもなく、良好な外観を有している。
又、中空部の形成も所定の厚肉部に、良好に形成されて
いる。
【0015】比較例1 従来のガス射出成形方法、すなわち、金型キャビティに
設けたガスピン(1箇所)から、高圧ガスを注入して、
中空部を形成する方法である。実施例1と同じ金型(た
だし、スピルオーバー(樹脂の溢流部)部を設ける))
を使用して、ガス射出成形した。
【0016】成形条件および成形工程を以下に示す。 射出成形機:住友重機械工業(株)製(型締め力35
0トン) 金型:サイドモール(自動車部品)評価金型 ただし、スピルオーバー(樹脂の溢流部)部を設置す
る。 成形材料:IDEMITSU PP(ポリプロピレ
ン) J−950H(MI=20) 成形温度:220℃ 金型温度: 40℃ ガスの注入条件 ガスの注入圧力:12MPa 圧力12MPaのガスを定常的に得るために、市販の窒
素ガスボンベからのガスを更に昇圧し(38MPa)し
てから、レギュレータを介して所期の12MPaに減圧
して得る。 ガスの注入タイミング:充填完了前0.5秒 ガスの注入時間:3秒 ガス注入後の保持時間:15秒 ガス脱圧時間:5秒 冷却完了後、金型を開いて、成形品を取り出す。
【0017】得られた成形品の重量を測定し、成形品の
外観(ヒケの有無、表面ガス荒れの有無ほか)および切
断面(中空の形成状態)を観察評価した。成形品重量
は、0.284Kgであり、樹脂完全充填成形品の重量
は、0.350Kgであるので、約81%に相当する。
成形品の外観は、ヒケもなく、良好な外観を有してい
る。又、中空部の形成も特に厚肉部に、良好に形成され
ている。
【0018】
【発明の効果】本発明の方法によれば、金型は、スピル
オーバー(樹脂の溢流部)部を特に設けることなく、中
空成形可能であり、又、低圧の窒素ガスを用いてガス射
出成形が可能であり、成形品の外観も良好である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するためのガス射出成形装置の断
面図
【図2】本発明を実施するためのガス注入装置の断面図
【図3】本発明を実施するためのガス注入孔の断面図
(ボール型逆止弁)
【図4】本発明を実施するためのガス注入孔の断面図
(ポペット型逆止弁)
【符号の説明】
1:シリンダーバレル 2:プローブ・ドライバー 3:ガス供給源 4:ガス注入孔 5:回転ジョイント 6:ボール(逆止弁) 7:モーター 8:プローブ 9:ポペット弁 10:ガス流路 11:スクリュウ 12:スプリング 13:射出ユニット 14:シャット・オフ・バルブ 15:ノズル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスを含まない溶融樹脂を金型内に射出充
    填後又はその途中からガスを含む溶融樹脂を射出充填す
    るガス射出成形法。
  2. 【請求項2】ガスを含まない溶融樹脂を金型内に射出充
    填後又はその途中からガスを含む溶融樹脂を射出充填
    し、更に、その充填後又はその途中からガスを含まない
    溶融樹脂を射出充填するガス射出成形法。
  3. 【請求項3】複数の可塑化・射出ユニットを有し、その
    中少なくとも一つはガス注入装置とノズル部にシャット
    ・オフ・バルブを備え、各可塑化・射出ユニットが射出
    ノズル部で連結されている請求項1又は2記載のガス射
    出成形法に用いる成形装置。
  4. 【請求項4】ガス注入装置を備えた可塑化・射出ユニッ
    トが、スクリュウの軸心部にガス流路を、スクリュウ先
    端部に逆止弁付きのガス注入口を有する請求項3記載の
    成形装置。
  5. 【請求項5】ガス注入装置を備えた可塑化・射出ユニッ
    トが、シリンダーバレル中のスクリュウの最前進位置と
    シャット・オフ・バルブの間の位置に逆止弁付きのガス
    注入口を有する請求項3記載の成形装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001068346A1 (fr) * 2000-03-14 2001-09-20 Sekisui Chemical Co., Ltd. Procede et dispositif de moulage par injection de produit forme en resine thermoplastique
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