JPS5955B2 - シヤシユツセイケイホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、プラスチック材料の射出成形法に関する。

家具、自動車のバンパーおよび窓枠をはじめ多くの用型
に対し、インサートを殆んどプラスチック材料中に包ん
だ成型品を得ることが望まれている。

インサートは金属製であることができ、物品に強度およ
び剛性を与える。他方、プラスチック材料はインサート
を腐食から保護し、かつ魅力のある表面および／または
インサートのまわりのクッション層となる。支持ピンに
よりインサートを金型内に設置し、次いでインサートと
キャビティ壁との間の空間に射出成形可能なプラスチッ
ク材料を射出することにより、物品を製造することは既
に提案されている。

だが、かような方法では、射出に必要な高圧でインサー
トが射出の間に変位したり、変形したりしやすいことが
判つている。かような困難を軽減ないし回避できる方法
を考案した。

かくしてこの発明は、プラスチック材料で実質的に包ん
だ剛性のインサートを有する物品を製造するに当り、（
１）少くとも２個の金型メンバーの向かいあつた面によ
り規定される金型キャビティ内に剛性のインサートがほ
ぼその全長にわたり前記金型メンバーの一員のキャビテ
ィ規定面に対し支持されるようにこれを設け、（４）前
記金型メンバーの一員のキヤビテイ規定面と向かいあつ
ている前記金型メンバーの他の一員のキヤビテイ規定面
内に設けた少くとも一つのへそ路から射出成形可能なプ
ラスチツク材料を流動状態で前記金型キヤビテイ内に射
出し、これにより前記金型メンバーの一員のキヤビテイ
規定面に対して設けたインサートが占める部分以外は金
型キヤビテイがプラスチツク材料で満ちるようにし、（
１１０プラスチツク材料がなお流動状態である間に前記
インサートと前記金型メンバーの一員のキヤビテイ規定
面とを相対運動させて前記金型メンバーの一員のキヤビ
テイ規定面を通つて延長しておりかつこれに対し相対運
動可能な間隔をおいて設けた複数個のピン上に前記イン
サート支持したまま前記インサートが前記金型メンバー
の−員のキヤビテイ規定面による支持関係を脱するよう
にし、これによりプラスチツク材料を前記インサートと
前記金型メンバーの丁員のキヤビテイ規定面との間の空
間に流入させインサートを実質的に包むようにし、そし
て（ｖ）しかる後プラスチツク材料を固化することを特
徴とする方法を提供する。

この明細書中では、プラスチツク材料の射出の間インサ
ートを支持する金型メンバーの面を支持金型面と呼ぶこ
とにする。

この発明の一つの態様では、インサートと支持金型面と
の間の相対運動は、プラスチツク材料が占め得るキヤビ
テイの容積を、かような相対運動実施前１こプラスチツ
ク材料を満たした金型キヤビテイの容槓から、増加させ
る。

かような方法では、キヤビテイ内に射出するプラスチツ
ク材料の少くとも一部は発泡剤を含んだ発泡可能なプラ
スチツク材料であること、ならびに発泡可能な材料が膨
張して増加したキヤビテイ容積を充填できるよう発泡剤
の活性化点よりも高い温度でプラスチツク材料を射出す
ることが肝要である。前記の相対運動が、プラスチツク
材料の占め得るキヤビテイ容積を増加させるものである
場合、発泡性材料のみを射しなければならないわけでは
なく、先ず非発泡性材料を、次いで発泡性材料を射出す
ることもできる。

このようにすれ（ｆ１英国特許第１１５６２１７号記載
の如く、発泡性材料のまわりに、発泡していないスキン
を形成できる。所望なら発泡性材料の射出後にさらに非
発泡性材料を射出し、発泡していないスキンが発泡性材
料を殆んど完全に包むようにすることもできる。発泡性
材料の射出量は、インサートと支持金型面との間の相対
運動をさせる前に金型キヤビテイに充填するプラスチツ
クの量を実質的な発泡を起すことなく、金型キヤビテイ
を充満するのに十分な量とするのが好ましい。プラスチ
ツク材料が占め得るキヤビテイの容積を増加する一つの
方法は、支持金型面と第二の金型メンバーの面すなわち
プラスチツク材料を射出する面との間の相対運動をさせ
ることによる。

インサートと支持金型面との間のかような相対運動は、
第一の金型メンバーを、支持ピンおよび第二の金型メン
バーに対し引つこめることにより行うことができる。第
一の金型メンバーを引つこめるには、単にこのメンバー
を「閉鎖」位置に保持するためこれに加えていた力たと
えば締めつけ圧を減らし、発泡性材料の発泡圧が第一メ
ンバ一を引つこめるようにすればよい。

別法としては、第一の金型メンバーを積極的に動かして
引つこめ位置にくるようにすることもできる。

支持ピンは、それらに対し支持金型面が移動できるよう
、それらを設置する。

これらのピンは、問に間隔をおいて設け、インサートと
支持金型面との相対運動に際し、インサートを支持する
。支持金型面がインサートを支持している際、すなわち
プラスチツク材料射出の間は、それらのピンの端部は支
持金型面と同一面上にあるのが好ましい。だが、インサ
ートをその端縁だけが支持金型面により支持されるよう
にくほんでいるならば、ピンは支持金型面を越えて延長
していてインサートのくほみ部分を担持するようにして
もよい。この発明はいま一つの態様では、プラスチツク
材料の射出後、支持ピンを第二の金型メンバーの面の方
に、すなわちプラスチツク材料を射出した金型面の方に
、インサートと係合したまま移動させ、これによりイン
サートを支持金型面から離すことができる。

この場合は、インサートと第二の金型メンバーとの間の
流入通路を、プラスチツク材料射出の間は、最終製品中
での囲撓プラスチツク材料の厚みに相当するよりも広い
ものとする。この発明のこの変更態様においては、支持
金型面は必ずしも第二の金型メンバーの面に関し引つこ
み可能である必要はなく、また必ずしも発泡性プラスチ
ツク材料を用いなくてもよい。だが、これら２つの技法
を併用してもよいことはもちろんである。

したがつて、支持ピンは、支持金型面を引つこめる前ま
たは引つこめると同時に、インサートを向かいの金型面
の方へ移動させることができる。インサートをこのよう
に動かせば、インサートと支持金型面との間への発泡性
プラスチツク材料の流入が容易になる。所望なら、プラ
スチツク材料が少くとも部分的にインサートと支持金型
面との間の空間に流入した後、支持ピンを、好ましくは
支持金型面と同一平面上にくるまで、引つこめ、プラス
チツク材料が、それらのピンにより空になつた空間に流
入できるようにすることができる。

この場合は、プラスチツク材料がインサートと支持金型
面との間の空間に流入し、そしてその流入したプラスチ
ツク材料がその後の固化の間にインサートを支持する程
度にまで固化するまで、ピンの引つこめを遅れさせる必
要がある。だ力（ ピンの引つこめは、プラスチツク材
料が流動しない程度に固化してしまう以前に行う。イン
サートと支持金型面との間の相対運動を、インサートを
第二の金型メンバーの面、すなわちプラスチツク材料射
出面の方へ動かすことにより、たとえば支持ピンをイン
サートと係合したまま第二の金型メンバーの面の方へ動
かすことにより行う場合は、プラスチツク材料がインサ
ートと支持金型面との間に流入した後支持ピンを引つこ
めることができ、そしてピンを引つこめたことによるキ
ヤビテイ空間の増加を補うため、金型キヤビテイを規定
している一方の金型メンバーを他方の金型メンバーの方
へ移動させることにより、金型キヤビテイの全容を減少
させ、これにより部分的に固化したなお流動性のプラス
チツク材料をピンにより空になつた空間に流入させるこ
とができる。

射出したプラスチツク材料中に発泡性材料が含まれてい
る場合は、発泡性プラスチツク７材料の発泡が、部分的
に固化したなお流動性の材料をピンにより空になつた空
間に流入させるから、一個またはそれ以上の金型メンバ
ーを移動させることによりキヤビテイ容積の減少は不必
要である。場合によつては、インサートを完全にすなわ
ち支持ピンの位置において包囲することが必要でないか
または望まれないことがある。それは、かような位置を
結合位置として利用し、これによりそのインサートを組
立構造物中の別の部材と結合したいからである。かよう
な場合、支持ピンは、インサートと一体に形成する力（
またはインサートに結合することができ、成形操作の
閤は、支持金型面をもつ金型メンバー内のくぼみにそれ
らのピンを置いておく。別法としては、成形した物品を
金型キヤビテイおよび支持ピンから取りはずしてできた
穴を、インサートを組立構造物中の別の部材と結合する
のにインサートに近ずくために利用することもできる。
金型キヤビテイ中にプラスチツク材料を射出する一個ま
たはそれ以上のへそ路の位置は、支持金型面に向かいあ
つた第二の金型メンバーの面内であつて、このようにす
れば、プラスチツク材料が射出されて金型キヤビテイを
満たす際のプラスチツク材料の圧がインサートを支持金
型面に対し強固に保持することになる。

インサートが支持金型面に対し横方向に変位ないし変形
する可能性を低減するためには、可能な限り、金型のま
わりのプラスチツク材料の流動経路を対称的とするのが
好ましい。最終製品中、支持金型面とインサートとの間
で形成された部分に溶接線ができる傾向があるのはもち
ろんである。

だが、かような溶接線は一般には、容認できるかまたは
しかるべき型設計により最小にすることができる。イン
サートは、金属たとえばスチール製が好まし（／功（木
材やプラスチツク材のような他の材料も、射出成形の間
に相遇する温度および圧力において十分に形状安定であ
る限り、使用できる。

インサートは、所望なら中空たとえば金属管であること
ができる力（やはり用いる成形圧において十分な耐変形
強度をもつていなければならない。射出成形可能な材料
としては、各種のプラスチツク材料を使用できる。すな
わち、射出成形可能な任意のプラスチツク材料を使用で
きる。

かような材料は、粘稠な液の状態で金型キヤビテイ中に
射出でき、次いで金型キヤビテイ中で固化させることが
できる合成樹脂組成物である。かくして冷却すると固化
する合成熱可塑性重合体を含む組成物を使用してもよく
、これらは、粘稠な溶融物の形で射出でき、金型キヤビ
テイ中で冷却により固化し得る。また、合成熱硬化性重
合体を含む、組成物を使用してもよく、これらは、粘稠
な液の形で金型キヤビテイ中に射出でき、次いでキヤビ
テイ中にある間に架橋を行うことにより固化させること
ができる。一般に熱硬化性組成物は加熱により架橋する
。発泡性材料を用いる場合は、プラスチツク材料は、発
泡剤を含んでおり、その発泡剤の活性化点以上の温度で
これを射出する。

熱分解性の発泡剤の場合は、その分解点以上の温度でそ
の発泡性材料を射出し、一方発泡剤がガスや液ならは、
その発泡性材料土の圧を、たとえば金型キヤビテイの容
積を増加させることにより、減少させたとき、その材料
が金型内で発泡するような温度でこれを射出する。しか
るべき発泡剤の例は、米国特許第３７５１５３４号およ
び同第３７９３４１５号に記載されている。順次射出法
、たとえば、先ず非発泡性材料を次いで発泡性材料を射
出する方法を用いる場合は、それら２種の材料の合成樹
脂は同一であつても異なるものであつてもよい。

しかるべき射出成形可能な熱可塑性材料の例は米国特許
第３７９３４１５号に記載されている。成形品を如何な
る用途に用いるかによつて、どのようなプラスチツク材
料または材料の組合わせを用いるべきが定まることはい
うまでもない。

かくしてたとえば腕休めのあるパツトもしくはクツシヨ
ンのある家具を作りたい場合は、可撓性のポリウレタン
フオームまたはポリ塩化ビニルフオームを同様な材料の
発泡していないスキンと共に使用できる。自動車のバン
パ一の場合は、ポリウレタンフオームが特に適切であり
、所望なら、インサートおよびこれを包囲している発泡
体を、ポリウレタンフイルムから発泡させた成形包みの
中に後で包むことができる。窓枠の場合は、ポリ塩化ビ
ニルやポリウレタンに包んだ中空の長方形ないしＴ字型
の金属ビームを使用できるであろう。添付図面を参照し
ながら、この発明をさらに説明しよう。先ず、第１ない
し５図により示した態様な説明するが、固定金型メンバ
ー１とその内部に滑動可能に設置した可動金型メンバー
２とが金型キヤビテイを規定する。

このキヤビテイは、自動車のバンパ一の形になつている
。金型メンバー１には、へそ路３が設けてあり、それを
通してプラスチツク材料を射出できる。第１図では、断
面が申空の箱形である両端の閉じたスチール部材の形の
インサートが金型メンバー２の表面上にあるところを示
した。したがつて、この表面が支持金型面を構成してい
る。金型メンバー２に対し滑動可能に設置した支持ピン
５（複数個）も設けられており、第１図では、その端部
が支持金型面と同一面上にあるところを示した。このよ
うに、インサート４の下面は、インサートの全長にわた
つて金型メンバー２の表面およびピン５により支持され
ている。非発泡・註プラスチツク材料６、続いて発泡剤
を配合した発泡性プラスチツク材料７、次いでさらに少
量の非発泡性プラスチツタ材料８を流動状態でへそ路３
から金型キヤビテイ中に射出した。この射出は、支持金
型面とは反対側の金型面から行うから、射出圧がインサ
ート４を支持金型面に対し強固に保持し、そのためイン
サート４は射出の間に変位や変形をすることがない。さ
らにキヤビテイを対称形とすれば、横方向に変位する傾
向もなくなる。射出するプラスチツクの量は、発泡性材
料の発泡がおこることなく、金型キヤビテイが填まるよ
うな量である。

この際の系は、第１図に示したようなものとなる。次い
でプラスチツク材料が固化する前に金型メンバー２を締
めていた力を弱めると、発泡性材料への加圧が減じ、発
泡がおこり、金型メンバー２を、プラスチツク材料を射
出した向かい側の金型面から遠くなる方向に押しやる。
だ力ζ インサートはピンで支持されたままであつて金
型メンバー１に関して動くことはない。かくして膨張す
る発泡性プラスチツク材料は、非発泡性材料の包皮をイ
ンサート４と支持金型面との間の空間に流入させる。十
分なプラスチツク材料がこの空間に流入し（第２図およ
び第４図参照）、かつ十分に固化してインサート４を支
持したなら、図３で示すようにピン５を引つこませる。
膨張する発泡性材料力（これらのピンにより生じた空間
を満たすようプラスチツク材料を流入させる。第２，３
および４図から、非発泡性材料のウエツブ９が、インサ
ート４と支持金型面との間であつて、プラスチツク材料
がインサート４の両側からインサート４および支持金型
面との間の空間に流れこんで出会うところに、形成され
ることがわかる。このウエツブ９は、成形物の表面上の
溶接線となるであろう。第５図に示したバンパ一を参照
するに、射出点即ちへそを矢印１０で示した。

典型的な支持ピンの位置を、矢印１１および矢印１２で
示す。車体にバンパ一を固定可能とするべく、インサー
トへの接近を得るため、たとえば、１１の位置の支持ピ
ンは、成形工程の最終部分の間に引つこます必要がない
。別法としてその位置におけるピンはインサートと共に
一体に造るかまたは、金型キヤビテイにインサートを挿
入する前にそこへボルトでしめることができる。インサ
ートに結合したこれらのピンは、成形操作の間支持ピン
として使用する。へその位置は別として、成形技術の結
果生じた成形品のきず、たとえば接合線や支持ピンの位
置におけるいかなるきずも、成形品使用時、通常その見
えない側に現われるようにすべきである。

射出点で生じたまずは、後の塗装もしくは板金操作でま
たはネームプレートもしくはバツジのような表示によつ
てかくすことができる。図６および７に示した態様にお
いては、金型メンバー２は、（金型をあけて成形品をそ
こから取り出すことを除き）金型メンバー１に関し相対
運動が可能でない。

この金型はこのように水平フラツシユタイプのものであ
る。

ここではインサート４はＵ字型断面のチヤネルであり、
そのＵ字の両脚端が支持金型面の上にあつてチヤンネル
断面のインサート４の内部の空間１３を囲んでいる。支
持ピン５が金型メンバー２を貫通して延びＵ字型の基部
をささえている。前記のようにプラスチツク材料を射出
してキヤビテイをみたした後（支持金型面上においたイ
ンサートにより囲まれた金型キヤビテイの容積部分即ち
、インサートの容積と空間１３の容積をたしたものを除
く）、発泡性材料７が実際発泡を、生じないことが好ま
しいが、ピン５が更に金型メンバー２を通つて動かし、
それによりインサート４を支持金型面からもち上げる。
このようなインサート４の移動によつてプラスチツク材
料の占有できるキヤビテイの容積が増す。すると、プラ
スチツク材料が発泡剤の圧力によつて、空間１３に流入
し、発泡性材料が発泡可能となる。次いで系は、第７図
に示す如くになる。前述した態様における如く、プラス
チツク材料が十分に固化してインサートを支持したなら
、ピン５を所望なら引込ますことができる。だがやはり
ピンは、プラスチツク材料がなお流動性であつてピンの
あけた空間を満たすことができる間に、これをひつこめ
るのが好ましい。第８図および第９図に示す態様でも同
じ様な技術を採用しているが、インサートの移動で追加
の容積が生ずることはない。

ここでは非発泡性材料６のみを射出しており、またこの
例のインサート４はＴ字型の棒である。この場合では、
ピン５がキヤビテイの空間に侵入するためキヤビテイの
容積がインサートの移動によつて実際には減ることが判
るであろう。

この容積の減少は、その後の冷却期間に収縮が生ずるの
を補う目的でプラスチツク材料へ填入圧力を適用するの
に用いることができる。このような場合一般には、後で
支持ピン５を引つこめることはできないであろう。第１
図ないし第７図に示した態様において、順次射出法の使
用が必ずしも必要でないことも、理解されるであろう。

つまり、これらの態様では、射出したすべてのプラスチ
ツク材料が発泡可能であつてもよい。更に第８および９
図の態様でも、非発泡性材料単独の代りに発泡性材料を
、もしくは非発泡性材料続いて発泡性材料を用いること
ができる。この場合、射出したプラスチツク材料の量は
、インサートの移動前に、所望量の発泡が生じ得るもの
とすべきである。こうした場合支持ピン５は第１ないし
ｒ図の態様の様に、インサートが移動した後引つこめる
ことができることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プラスチツク材料射出後の金型の断面であり
、第２図は支持金型面のある金型メンバーを引つこめた
後の第１図と同様な図であり、第３図は支持ピンを引つ
こめた後の第１および２図と同様な図であり、第４図は
第２図の線−に沿う断面図であり、第５図は第１ないし
４図の技法で成形した自動車バンパ一の平面図であり、
第６図は水平フラツシユ成形法および可動インサー卜を
用いた変更態様を示す第１図と同様な図であり、第７図
はインサート移動後の第６図と同様な図であり、第８お
よび９図は非発泡性のプラスチツク材料を用いた他の一
態様を示す第６および７図とそれぞれ同様な図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少くとも２個の金型メンバーの向かいあつた面によ
   り規定される金型キャビティ内に剛性のインサートを置
   き、射出成形可能なプラスチック材料を流動状態で前記
   金型キャビティ内に射出し、これによりインサートが占
   める部分以外は金型キャビティがプラスチック材料で満
   ちるようにし、そしてしかる後プラスチック材料を固化
   することからなるプラスチック材料で実質的に包んだ剛
   性のインサートを有する物品を製造するに当り、前記イ
   ンサートがほぼその全長にわたり前記金型メンバーの一
   員のキャビティ規定面に対し支持されるようにこれを設
   け、前記金型メンバーの一員のキャビティ規定面と向か
   いあつている前記金型メンバーの他の一員のキャビティ
   規定面内に設けた少くとも一つのへそ路からプラスチッ
   ク材料を射出し、そしてプラスチック材料がなお流動状
   態である間に前記インサートと前記金型メンバーの一員
   のキャビティ規定面とを相対運動させて前記金型メンバ
   ーの一員のキャビティ規定面を通つて延長しておりかつ
   これに対し相対運動可能な間隔をおいて設けた複数個の
   ピン上に前記インサート支持したまま前記インサートが
   前記金型メンバーの一員のキャビティ規定面による支持
   関係を脱するようにし、これによりプラスチック材料を
   前記インサートと前記金型メンバーの一員のキャビティ
   規定面との間の空間に流入させインサートを実質的に包
   むようにすることを特徴とする方法。