JPS597575B2 - 合成樹脂射出成形方法およびその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、キャビテイに通ずるゲート部を強制冷却し
て射出成形操作後のゲート部の樹脂を固化させてゲート
を閉じるようにした合成樹脂射出成形方法およびその装
置に関する。

一般に、この種の合成樹脂射出成形機は、概してランナ
一方式とランナーレス方式とが知られ、精密成形加工は
前者の方式をとるものが多い。

しかし、このランナ一方式はスプルーランナーを成形屑
として消費しなければならず、原料の無駄となり所謂、
省資源に反して得策でない。

ランナーレス方式は、ランナ一部分の外部又は内部をヒ
ータなどで常時加熱し、ランナーが冷却固化するのを防
止しているのでスプルーランナーを成形屑として原料を
無駄にする不都合はないが、キャビテイに通ずるゲート
部の樹脂も溶融しているので射出操作完了後のスクリュ
ーまたはプランジャーなどの射出操作の帰動作用によっ
てゲート部分からキャビテイ内部の溶融樹脂はバックプ
レッシャーを受け、ランナ一部分へ逆流するという不都
合が生じ、為めに成形上の偏肉、変形を伴い成形精度が
悪く比較的低級な成形品しか得られないという問題があ
った。

この逆流を防ぐために、キャビテイ内の溶融樹脂が固化
するまで、内部圧力を保持する時間をとると、成形時間
が長くなるという問題が生じる。

このような不都合な問題に対し、本出願人は先きにゲー
ト部内に間歇加熱体を配設しこの間歇加熱体の加熱作用
により、該ゲート部の樹脂を溶融して樹脂の注入成形を
可能とすると共に加熱操作の停止によりゲート部内の溶
融樹脂を放熱固化させてキャビテイ内の溶融樹脂の逆流
を防いで樹脂の無駄浪費を防ぐと同時に成形性の頗る高
い合成樹脂射出成形方法ならびにその装置を特許第７６
２１４８号（特公昭４８−５０９３号公報）、特許第９
１６４５０号（特公昭５２−４２８２３号）、特許第９
０２６０１号（特公昭５２−２７１８１号）などで提案
している。

この発明は叙上の間歇加熱体による強匍助秦によってゲ
ート部の固化樹脂を溶融してゲートを開き、強制加熱の
停止によりゲート部の溶融樹脂を放冷固化してゲート部
を閉じるようにしたゲートの開閉手段を、ゲート部内に
強制冷却機構を臨設？て、常時ゲート部を加熱して溶融
している樹脂を強制冷却して固化させゲートを閉じ、反
対に強制冷却の停止によりゲート部の固化樹脂を加熱溶
融してゲートを開くように技術的構成を変更して高精密
な加工成形と成形時間の短縮に適した合成樹脂前出成形
方法およびその装置を提供することにある。

以下に、この発明の実施例を図面と共に説明する。

まず、第１図および第２図に示す実施例は、ランナー１
の外部すなわち外筒部２にヒータ３を配設した所謂外部
加熱手段のランナーレス方式に施した場合を示す。

４はキャビテイ、５はランナー１に通ずるゲート部、６
は前記ランナー１に縦装した砲弾型の冷却用内筒で、先
端部６ａは先鋭状を備えさせて前記ゲート部５内に臨設
されて所謂、強制冷却機構Ａを構成している。

すなわち、強制冷却機構Ａは内筒６内に冷却孔７をパイ
プ、穿孔などによって形成し、該冷却孔７の先端すなわ
ち、先端部６ａによって有効な冷却作用を差し得られる
構成を備えさせ、それ以外の部位ではできるだけ冷却作
用を呈しないように例えば断熱処理することが好ましく
、前記冷却孔７は図示しないパイプなどと連結して閉回
路または開回路として構成するものである。

なお図示された構成では、前記冷却孔７は、冷却用内筒
６の中心軸上に沿って往孔部７１、帰孔部７を直線上に
配し、かつ先端部６ａの内側で曲孔部７ａを形成して構
成される。

叙上の構成に基づいてその作用を説明する。

図示しない合成樹脂射出成形機構により、ランナー１よ
りゲート部５を通ってキャビテイ４内に溶融した樹脂が
注入される。

この場合、ヒータ３は常時ランナー１内の樹脂およびゲ
ート部５に臨まれる樹脂を加熱溶融して射出成形操作を
可能としているので、射出成形操作が完了して溶融樹脂
がキャビテイ４内に充填されると直ちに強制冷却機構Ａ
を働かせて所望の冷媒たとえば、水、空気、その他の流
体を圧縮ポンプ、ピストンなどによりランナー１内に縦
装した冷却用内筒６の冷却孔７内に冷却流体として供給
すれば、ゲート部５に臨まれる先端部６ａが冷却される
ので該部５の溶融樹脂は急激に冷却されしたがって放熱
し、直ちに固化してゲートを閉じることができる。

冷却流体を強制送給している間だけヒータ３による加熱
を中断してもよい。

したがって、キャビテイ４内の固化樹脂は直ちに型開操
作により取り出すことができると共に射出成形操作を原
位置に後退復帰できるから成形時間の短縮が可能になる
。

また、型開操作時、ゲート部５の樹脂は、強制冷却作用
によって局部的に固化してゲートを閉じているので溶融
樹脂がキャビテイ４側に流出することがない。

つぎに、再び型締操作に入ると強制冷却機構Ａの強制冷
却を停止し、ゲート部５の樹脂への冷却操作を解放する
ので該部分の固化樹脂は、ヒータ３によってまた隣接す
るランナー１内の溶融樹脂によって直ちに加熱され、溶
融され鼓にゲートが開かれる。

したがって、前記した射出成形操作によって溶融樹脂は
ランナー１よりゲート部５を通ってキャビテイ４内に充
填され射出成形操作を終える。

かくして再び上述の操作の強制冷却機構Ａによりゲート
部５の溶融樹脂を強制固化して成形品取出しのための型
開操作が行われる。

以上の操作を繰返えすことにより合成樹脂射出成形操作
を反覆継続して行うことができる。

つぎに、第３図および第４図に示す実施例について説明
する。

この実施例は、ランナー１内に縦装した砲弾型の加熱筒
８を用いた所謂内部加熱手段のランナーレス方式に施し
た場合を示す。

この加熱筒８は、内部にヒータ３が配設され電線９によ
って通電されランナー１内およびゲート部５内の樹脂を
射出可能の溶融状態に加熱できるようにしたもので、前
述した実施例におけるヒータ構成に替えている。

そして、強制冷却機構Ａは前述の実施例と同様に加熱筒
８内に同一構成で配設され、該加熱筒８の尖鋭状の先端
部８ａに通ずる冷却孔７の曲孔部７ａによりゲート部５
の溶融樹脂を強制冷却できるようにしたものであってそ
の説明の詳細は図中に同一符号を符すことにより省く。

したがって、ゲート部５およびランナー１内に貯溜され
る樹脂は、加熱筒８によって常時加熱されているので前
述した実施例と同様に強制冷却機構Ａの強制冷却作用に
よってゲート部５のみの？脂を局部的に冷却固化させて
ゲートを閉じることができる。

以上の操作を射出成形操作の度毎に前述の実施例と同様
に反覆繰返えすことにより合成樹脂射出成形操作を行う
ことができる。

つぎに、第５図および第６図についてその構成を説明す
る。

いづれに図示されたものも砲弾型の加熱筒１０，１１の
みを示し、所謂、内部加熱手段のランナーレス方式とし
て用いることができるもので、第３図および第４図に示
した第二実施例の加熱筒８の具体的構成を示したもので
ある。

まづ、第５図イ，口，ハにおいて、加熱筒１０の内部構
成は、ヒータ３を中心軸上に配し、該ヒータ３を挾んで
これと平行して冷却孔７の往孔部７１と帰孔部７２を曲
孔部７ａを介して妓設して構成される。

なお、温度感知センサ１２を加熱筒１０の所望個処に内
設して、温度条件を一定に保てるように配慮するもので
ある。

また、符号１３は、溶融樹脂の通路を示し、該加熱筒１
０を金型内のランナー内に配設した際の射出溶融樹脂の
流路を構成する。

１４は断熱材を示す。

つぎに第６図イ，口において、加熱筒１１の内部構成は
、中心軸上に冷却孔７′の往孔部７、′を設け、該往孔
部７１′の外周全域に同心管状の帰孔部７′を設け、先
端部１１ａに相当する加熱筒１１の先端位置において往
孔部７′と帰孔部７２′とが連通ずる孔などの連通孔部
７ａ′を設けて冷却孔７を形成したもので、温度感知セ
ンサ１２、断熱材１４は前記構成と同様に具備している
。

叙上の加熱筒１０，１１は、前記第二実施例と全く同様
の作用を以ってゲート部５内の溶融樹脂を局部的に冷却
固化させてゲートを閉塞できるものである。

つぎに、第７図において、第５図に示される加熱筒１０
を用いた多数個取りの具体的な実施例を説明する。

なお、前述の実施例と同一の構成部分は同一の符号で表
わし、その詳細な説明は省略する。

まづ、金型１５には、取り数に応じた複数のキャビテイ
４が設けられておりランナー１およびゲート部５が形成
されている。

強制冷却機構Ａの冷却孔７、ヒータ３などを内蔵した加
熱筒１０は、金型１５とは別体に製作したものを各キャ
ビテイ４毎にランナ一部１内において、その中心軸上臨
まれるように装着し、そのフランジ部１６を押え板１７
により押圧して止めねじ１８で固定するものである。

冷却孔７を流通する冷却媒体の管路は、具体的に図示し
てないが、圧縮ポンプなどの送給手段より開閉電磁弁を
経て各冷却機構Ａの数だけ分岐した後、流量調整用の可
変絞り弁などを介して金型１５内に配設した各冷却媒体
流入側通路１９の径大基部１９ａに至るように配管して
あり、更に各冷却媒体流出側通路２０の径大基部２０ａ
より流出する冷却媒体を排出する配管が配設してある。

なお可変絞り弁は各強制冷却機構Ａに至るそれぞれの流
入側配管中ではなく、流出側配管途中にそれぞれ設ける
ように構成してもよい。

上記の冷却媒体管路の電磁弁の開閉は、射出成型機の型
閉じ、射出などのサイクルに連動して所定のタイミング
、時間で作動するタイマーを介して行うようにしてある
。

また、前記の押え板１７には、射出機の射出筒ノズル先
端が着座するための受座２１を設けたスプループツシュ
２２が各キャビテイ４への溶融樹脂の供給を均一に行う
に最も適した位置に取り付けてあり、このスプループツ
シュ２２内を挿通ずるスプルー２３は、押え板１７内で
各ランナー１に分岐して各ゲート部５に連なるように構
成してある。

このように構成した多数個取りの場合の作用を説明する
。

まず、図示しない１台の射出成形機のシリンダノズルを
スプループツシュ２２に密着させて射出操作を行うと、
溶融樹脂はスプルー２３から各ランナー１及びゲート部
５を経て複数の各キャビテイ４内へ圧入される。

この場合、加熱筒１０内に設けたヒータ３は常時ランナ
ー１内の樹脂およびゲート部５に臨まれる樹脂を加熱溶
融して射出成形操作を可能としているので、射出成形操
作が完了して溶融樹脂が各キャビテイ４内に充填される
と直ちに強制冷却機構Ａの冷却媒体管路の電磁弁が開い
て所望の冷却流体が加熱筒１０内に設けた冷却孔６内に
供給される。

すると各ゲート部５の溶融樹脂は前述の実施例の作用で
説明したように急激に冷却されるので放熱し直ちに固化
しゲートを閉じることができる。

かくして各キャビテイ４内の固化樹脂は型開操作により
取り出すことができると共に射出成形操作を原位置に後
退復帝できるから１ショットで複数の成形品が同時に得
られ一層量産に適している。

つぎに再度の型締め操作に入ると、強制冷却機構Ａの回
路の電磁弁を閉じて強制冷却を停止し、ゲート部５の樹
脂への冷却操作を解放するので該部分の固化樹脂は加熱
筒１０内のヒータ３によって、またランナー１内の溶融
樹脂によって直ちに加熱溶融されここにゲートが開かれ
る。

このようにして次のショットのサイクルが同様に繰返さ
れるが、各ゲート部５には加熱筒１０の先端部１０ａが
臨まれ強制冷却機構Ａの冷却孔７の曲孔部７ａが間接的
に配設されることとなるので各キャビテイ４毎に射出成
形操作の都度、樹脂の局物的冷却固化によるゲート部５
のシールが可能で、いづれのキャビテイの成形品も偏肉
、変形などない均一な品質を保証できる。

この発明について三実施例を記述したが、この発明は上
述の実施例に限定されるものでなく、型部７に配設され
る冷却孔６がゲート部５の樹脂を局部的に冷却できる構
成であればどのような構成であっても差支えない。

また、この冷却孔６を含む強制冷却機構Ａは図示の構成
に限定されるものでな＜、シかも冷媒も何等特定されな
い。

しかも、強制冷却機構Ａを作動させるための動力は圧縮
ポンプ、モータまたはピストンなど射出成形操作と関連
して作動するものであれば之亦伺等特定されるものでは
ない。

この発明は、叙上のようになるから、ゲート部のみを該
部に臨設する強制冷却機構によって局部的に冷却できる
ので該部の溶融樹脂を急速に固化させてゲートを閉じる
ことができる。

常時、加熱機構によってランナーの外部または内部から
ランナー内の樹脂が加熱されてランナ一部およびゲート
部の樹脂が溶融状態になっているが射出成形操作の都度
ゲート部のみを強制冷却機構によって冷却して温度を降
下させて溶融樹脂を固化できるので、キャビテイ内に充
填した樹脂は射出操作のためのプランジャ機構の後退に
よってランナー内に逆流して偏肉または変形などの不都
合を生ずることがないと共に、成形時間の短縮ができる
。

またトランスなどの電源を変圧するための手段が必要な
いので装置を小型化して安価に提供できる利点がある。

また、この発明によれば既存のランナーレス成形操作に
簡単に附設して実施できると共に高品質の成形品が安価
に提供できる特徴を有する。

さらに、ゲート部の口径を大小自在に調節できるので、
大型の成形品から小物に至るまで広く実施できしかも成
形性を格段と向上して精密成形にきわめて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る合成樹脂射出成形装置の一実施
例の原理を説明する要部の縦断面図、第２図は同上■一
■線より見た正面図、第３図は他の実施例の原理を説明
する要部の縦断面図、第４図は同上の加熱筒の拡大断面
図、第５図は加熱筒の一実施例を示すもので、イは一部
切欠平面図、岨ま縦断面図、ハは正面図、第６図は他の
加熱筒の実施例を示しイは縦断面図、口は正面図、第７
図は更に他の実施例の原理を説明する要部の縦断面図で
ある。 １・・・・・・ランナー、２・・・・・・外筒部、３・
・・・・・ヒータ、４・・・・・・キャビテイ、５・・
・・・・ゲート部、６・・・・・・冷却用内筒、７・・
・・・・冷却孔、１０，１１・・・・・・加熱筒、Ａ・
・・・・・強制冷却機構。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ キャビテイに通ずるゲート部およびランナー内の樹
   脂を加熱溶融した状態で前記キャビテイ内に溶融樹脂を
   射出成形するようにした合成樹脂射出成形方法において
   、溶融樹脂がキャビテイに充填されると直ちにランナー
   内に縦装した冷却用内筒の冷却孔に冷却流体を通し、ゲ
   ート部に設ｉた冷却用内筒の先端部のみを冷却し、ゲー
   ト部内の溶融樹脂を成型操作の時のみ急冷固化してゲー
   ト部を閉じ、合成樹脂射出成形操作を反覆継続して行う
   ことを特徴とする合成樹脂射出成形方法。 ２ キャビテイに通ずるゲート部およびランナーを備え
   前記ゲート部およびランナ一部を加熱して樹脂を常時溶
   融できるヒータを備えた合成樹脂射出成形装置において
   、ゲート部に設けた冷却用内筒の先端部のみを冷却する
   冷却孔を備え、ランナ一部に面する他の部分を断熱材で
   覆って成る強制冷却機構をランナー内に縦装したことを
   特徴とする合成樹脂射出成形装置。