JPH1158457A - 射出成形機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カル発生量を少なくして高い樹脂利用効率を確
保しつつ、メンテナンスフリーのまま熱硬化性樹脂の連
続成形が行え、しかもボイドレスの良質な樹脂成形品が
成形できるような射出成形機を得る。 【解決手段】金型１に組み込んだスプルブッシュ２に射
出シリンダ３を接続し、この状態でシリンダから供給し
た成形材料をスプルブッシュを通じてキャビティ１ｃに
注入するようにした射出成形機において、射出シリンダ
３に成形材料収容タンク５，真空ポンプ６，エアコンプ
レッサ７を組合せ、かつ射出シリンダに対してノズル
８，Ｏリング９，三方切換弁１０，形成材料供給弁１
４，ウォータジャケット１５を組み付け、射出シリンダ
を金型に接続した状態で、キャビティの真空引き，スプ
ルブッシュへの成形材料の定量供給，エア加圧の工程を
経て成形材料を注型する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液状の熱硬化性
樹脂を成形材料とする射出成形機に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱硬化性樹脂を成形材料とする射出成形
機として、射出成形機のシリンダ内で予熱軟化して流動
化させた固形，または液状の成形材料を、射出プランジ
ャ，もしくは射出スクリュウから射出圧力を加えて金型
に組み込んだスプルブッシュ内に射出し、ここからラン
ナ，ゲートを通じてキャビティに加圧注入して加熱硬化
させ、しかる後に成形品として金型から取り出すように
したものが周知であり、その射出成形サイクルは型締
め，成形材料の射出，保圧，硬化，型開き工程を経て金
型から成形品を取出すようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来の射出成形機では成形性，および保守面で次記のよう
な問題点がある。すなわち、 (1) 金型のキャビティに成形材料を注入して保圧する際
には、射出プランジャ，あるいは射出スクリュウから射
出圧力を加えながら成形材料を射出し、スプルブッシュ
の内部を満たしている成形材料を介して射出圧力をキャ
ビティに加えるようにしている。しかも、スプルブッシ
ュ内に溜まっている成形材料（熱硬化性樹脂）は保圧の
過程で金型から伝熱する熱により硬化反応が進むことか
ら、１回の成形サイクルごとにスプルブッシュ内で残留
硬化した樹脂（カル）を成形品を取り出す際に廃棄して
いる。この場合に、金型に複数のキャビティを形成した
多数個取りの射出トランスファ成形金型では、スプルブ
ッシュが内容積の大きなトランスファポットを兼ねてお
り、このために各成形サイクルごとに廃棄するカルの量
が多くなって樹脂の利用効率が大幅に低下する。

【０００４】(2) 流動化した熱硬化性樹脂の成形材料
は、射出プランジャ，あるいは射出スクリュウのノズル
から樹脂だれを引き起こし易く、かつ金型に接続した状
態では金型から伝熱する熱でノズル先端に付着している
樹脂の硬化反応が進み、最悪な場合にはノズル詰まりが
生じるため、ノズル，および金型のスプルブッシュの清
掃を頻繁に行う必要であって、その保守に手間がかか
る。

【０００５】(3) スプルブッシュを通じてキャビティに
成形材料を加圧注入する際に気泡を巻き込み、このため
に成形品にボイドなど成形欠陥が発生し易い。なお、成
形品への気泡の巻き込みを防ぐ注型方式として、金型を
真空減圧した密閉容器内に置き、この状態で外部ホッパ
から金型に成形材料を注入した後、真空減圧を解除して
樹脂を硬化させるようにした真空注型方式が従来より知
られているが、従来の真空注型方式は成形機の構造が複
雑で、そのメンテナンス性に難点がある。

【０００６】この発明は、上記の点に鑑みなされたもの
であり、その目的は前記の課題を解決し、カルの発生量
を少なくして高い樹脂利用効率を確保しつつ、メンテナ
ンスフリーのまま液状の熱硬化性樹脂の成形が連続して
行え、しかもボイドレスの良質な樹脂成形品が成形でき
るようにした優れた機能をもつ射出成形機を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明によれば、金型に接続して流動化した熱硬
化性樹脂の成形材料を真空注型する射出成形機として、
金型に組み込んだスプルブッシュに射出シリンダを接続
し、この状態で射出シリンダの吐出ノズルより供給した
成形材料を金型のスプルブッシュを通じてキャビティに
注入するようにしたものにおいて、 (1) 射出シリンダに成形材料収容タンク，真空引き手
段，エア加圧手段を組合せ、金型に対してキャビティの
真空引き，スプルブッシュへの成形材料の定量供給，エ
ア加圧の各工程を経て成形材料を注型するよう構成する
（請求項１）。

【０００８】(2) 前項(1) において、射出シリンダが、
先端より金型のスプルブッシュに向けて突き出すノズル
と、該ノズルの後端に通じる三方切換弁と、金型のスプ
ルブッシュに接続した状態で接続端面を気密シールする
ガスケットとを具備した構成になり、前記三方切換弁の
一方のポートに真空ポンプ，およびエアコンプレッサを
接続し、他方のポートに成形材料供給弁を介して成形材
料収容タンクを接続する（請求項２）。

【０００９】(3) 前項(2) において、射出シリンダに成
形材料の熱硬化反応の進行を防止する冷却手段（例え
ば、ウォータジャケット）を備える（請求項３）。上記
構成の射出成形機による射出成形サイクルは次のように
行われる。まず、射出シリンダに組み込んだ三方切換弁
を通じて真空ポンプにより真空引きし、金型のキャビテ
ィ内部を減圧する。

【００１０】次いで、三方切換弁を成形材料供給側のポ
ートに切換えるとともに、成形材料供給弁を開放し、成
形材料タンクから三方切換弁，ノズルを通じて金型のス
プルブッシュ内に定量（キャビティの内容積＋ランナの
容積＋α）の成形材料を吐出し供給してここに成形材料
を一時的に貯留する。なお、この状態では射出シリンダ
のノズル先端がスプルブッシュ内に溜まっている成形材
料の液面に浸らないようにノズルの長さ，スプルブッシ
ュの内容積を定めておく。続いて、成形材料供給弁を止
めた上で三方切換弁を再度切換え、エアコンプレッサよ
り三方切換弁，ノズルを通じてスプルブッシュに加圧エ
アを吹き込み、スプルブッシュ内に溜まっていた成形材
料を金型のランナ，ゲートを経てキャビティ内に押し込
み注入する。また、この射出成形サイクルの期間中はウ
ォータジャケットに冷却水を流して射出シリンダを冷却
し、金型から伝熱する熱でシリンダ内に溜まっている液
状の熱硬化性樹脂が硬化するのを防ぐようにしている。

【００１１】上記の射出成形サイクルによれば、真空引
きにより注型の際にキャビティへの気泡の巻き込みがな
いので、ボイドレスの良質な成形品が得られる。また、
金型のスプルブッシュに成形材料を供給した状態では、
射出シリンダのノズル先端が成形材料に浸たらないので
ノズルの清掃が不要であり、かつ射出シリンダ自身を冷
却して成形材料である液状の熱硬化性樹脂が硬化するの
を防ぐようにしているので、これによりメンテナンスフ
リーのまま、金型に射出シリンダを接続した状態でも連
続形成が行える。加えて、スプルブッシュに供給した成
形材料をキャビティへ注入する際には、スプルブッシュ
内に溜まっている成形材料と射出シリンダ側の成形材料
とを切り離した上で、スプルブッシュに加圧エア（ある
いは窒素ガス）を吹き込んでキャビティへ押し込むよう
にしたので、１回の成形サイクルでスプルブッシュに残
留する樹脂（カル）の量は極僅かであり、これにより樹
脂の利用効率が大幅に向上する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
１，図２に示す図示実施例に基づいて説明する。まず、
図１で射出成形金型，および金型に接続した射出成形機
の全体構造を説明する。図において、１は上型１ａと下
型１ｂの組合せからなる射出成形金型であり、そのパー
テングラインＰに沿ってキャビティ１ｃの外周側にＯリ
ング１ｄを布設し、型締めした状態で上型１ａと下型１
ｂの間を気密シールするようにしている。また、上型１
ａの中央にはトランスファーポットを兼ねたスプルブッ
シュ２が組み込まれており、このスプルブッシュ２がラ
ンナ，ゲートを介してキャビティ１ｃに連通している。

【００１３】一方、前記金型１に接続して成形材料（熱
硬化性樹脂）をキャビティ１ｃに注型するこの発明の射
出成形機は、射出シリンダ３と、液状の成形材料４を収
容した成形材料収容タンク５と、真空ポンプ６と、エア
コンプレッサ７とを組合せて構成されている。なお、成
形材料収容タンク５は、タンク内に収容した１液性，ま
たは２液性の熱硬化性樹脂を予熱する機能を備えてい
る。

【００１４】ここで、射出シリンダ３はその先端から下
方にノズル８が突き出しており、このノズル８を取り囲
んでシリンダ３の端面には金型１への接続状態で接触面
を気密にシールするＯリング９を備えている。また、前
記ノズル８の後端に連ねてシリンダ３の内部には三方切
換弁１０が組み込まれており、該三方切換弁１０の一方
の入口ポートには導管１１，ライン切換用の三方弁１２
を介して先記した真空ポンプ６，およびエアコンプレッ
サ７が分岐接続されている。さらに、三方切換弁１０の
他方の入口ポートはシリンダ内に形成した成形材料供給
通路１３を経由して成形材料タンク５が接続されてお
り、かつ前記通路１３の出口端にはソレノイド１４ａで
開閉操作する成形材料供給弁１４が組み込まれている。
さらに加えて、前記通路１３を取り囲んでシリンダ３の
周域には冷却手段として外部より冷却水を流すウォータ
ジャケット１５を備えている。なお、成形材料収容タン
ク５にはタンク内に収容した液状の成形材料４を加圧送
出するエアコンプレッサ１６が付属している。

【００１５】また、前記したスプルブッシュ２の高さ寸
法，およびその内容積は、キャビティ１ｃとランナ通路
の容積和にスプルブッシュ内に残す最小必要なカル（残
留樹脂）を加えた量を成形材料の１回分の射出量とし、
かつこの射出量を溜めた状態でも、射出シリンダ３から
スプルブッシュ内に突き出したノズル８の先端が成形材
料の液面に浸らないように設定しておくものとする。

【００１６】次に前記構成になる射出成形機による射出
成形サイクルを図２(a) 〜(d) で示す工程図により説明
する。 １：金型１を型締めした上で、図２(a) のようにスプル
ブッシュ２の上面に射出成形機の射出シリンダ３を加圧
接触させた接続する。 ２：続いて、三方切換弁１０を入口ポートａに、三方弁
１２を真空ポンプ側にセットし、この状態で真空ポンプ
６を始動して真空引きし、金型１のキャビティ１ｃを１
〜２torr程度の真空圧に減圧する。

【００１７】３：真空ポンプ６を停止した後、図２(b)
のように三方切換弁１０を入口ポートｂに切換え、さら
に成形材料供給弁１４を開放し、定量の成形材料４をノ
ズル８よりスプルブッシュ２に吐出し供給する。 ４：材料吐出し後に、図２(c) で示すように三方切換弁
１０を再度入口ポートａに切換えるとともに、三方弁１
２をエアコンプレッサ側にセットし、この状態でエアコ
ンプレッサ７を始動して加圧エアを吹き込み、スプルブ
ッシュ２に溜まっている成形材料４をランナ，ゲートを
通じてキャビティ１ｃに押し込み注入し、続いて所定時
間保圧してキャビティ内の樹脂を硬化させる。この成形
材料注入工程では、樹脂の粘度に応じて最適な射出速度
となるように加圧圧力を調整する。なお、加圧エアに代
えて、窒素ガスボンベ（例えば５気圧）から窒素ガスを
吹き込んで加圧注入することもできる。

【００１８】５：次いで金型１から射出シリンダ３を切
り離し、続いて図２(d) で示すように金型２を開いて樹
脂成形品１７を取り出す。これで、１回分の射出成形サ
イクルが終了する。なお、図示してないが、射出シリン
ダ３の端面には熱電対などの温度センサを埋め込んでお
き、射出シリンダ３を金型１に接続した状態で金型側か
らの伝熱を検出し、シリンダ３の温度が設定温度（シリ
ンダ内に溜めた成形材料の硬化反応が進行しない温度）
以上にならないようにウォータジャケット１５に冷却水
を流して温度管理を行うようにする。また、射出シリン
ダ３は各形成サイクルごとに金型１から切り離さずに、
金型に接続したままで連続成形を行うことも可能であ
る。

【００１９】

【発明の効果】以上述べたように、この発明の構成によ
れば次記の効果を奏する。 (1) 真空引きにより注型の際にキャビティへの気泡の巻
き込みがないので、ボイドレスの良質な成形品が得られ
て歩留りが向上する。 (2) 金型のスプルブッシュに成形材料を吐出し供給した
状態では、射出シリンダのノズル先端が成形材料に浸た
らないのでノズルの清掃が不要であり、かつ射出シリン
ダ自身を冷却して成形材料である液状の熱硬化性樹脂が
硬化するのを防ぐようにしているので、メンテナンスフ
リーのまま、金型に射出シリンダを接続した状態でも連
続形成が行えるなど、射出成形機の運転稼働率が高ま
る。

【００２０】(3) 射出シリンダよりスプルブッシュに吐
出し供給した成形材料をキャビティへ注入する際には、
スプルブッシュ内に溜まっている成形材料と射出シリン
ダ側の成形材料とを切り離した上で、スプルブッシュに
加圧エア（あるいは窒素ガス）を吹き込んでキャビティ
へ押し込むようにしたので、従来の射出成形方式と較べ
て、１回の成形サイクルでスプルブッシュに残留する樹
脂（カル）の量を大幅に減量でき、これにより樹脂の利
用効率が大幅に向上して成形品のコスト低減化が図れ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例による射出成形機の構成断面
図

【図２】図１の射出成形機による成形サイクルの説明図
であり、(a) は真空引き工程図、(b) は成形材料の供給
工程図、(c) はエア加圧工程図、(d) は金型を開いた状
態図

【符号の説明】

１ 金型 １ａ 上型 １ｂ 下型 １ｃ キャビティ １ｄ Ｏリング ２ スプルブッシュ ３ 射出シリンダ ４ 成形材料（液状の熱硬化性樹脂） ５ 成形材料収容タンク ６ 真空ポンプ（真空引き手段） ７ エアコンプレッサ（エア加圧手段） ８ ノズル ９ Ｏリング（気密シール用ガスケット） １０ 三方切換弁 １４ 成形材料供給弁 １５ ウォータジャケット（シリンダの冷却手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ // Ｂ２９Ｋ 101:10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型に接続して液状熱硬化性樹脂の成形材
   料を真空注型する射出成形機であり、金型に組み込んだ
   スプルブッシュに射出シリンダを接続し、この状態で射
   出シリンダのノズルより吐出し供給した成形材料を金型
   のスプルブッシュを通じてキャビティに注入するように
   したものにおいて、前記射出シリンダに成形材料収容タ
   ンク，真空引き手段，エア加圧手段を組合せ、金型に対
   してキャビティの真空引き，スプルブッシュへの成形材
   料の定量供給，エア加圧の各工程を経て成形材料を注型
   するようにしたことを特徴とする射出成形機。
2. 【請求項２】請求項１記載の射出成形機において、射出
   シリンダが、先端より金型のスプルブッシュに向けて突
   き出すノズルと、該ノズルの後端に通じる三方切換弁
   と、金型のスプルブッシュに接続した状態で接続端面を
   気密シールするガスケットとを具備した構成になり、前
   記三方切換弁の一方のポートに真空ポンプ，およびエア
   コンプレッサを接続し、他方のポートに成形材料供給弁
   を介して成形材料収容タンクを接続したことを特徴とす
   る射出成形機。
3. 【請求項３】請求項２記載の射出成形機において、射出
   シリンダに成形材料の熱硬化反応の進行を防ぐ冷却手段
   を備えたことを特徴とする射出成形機。