JPWO2017119228A1 - 金型装置、成形装置、射出成形システム、成形品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】成形空間200を形成する第一型205及び第二型206の少なくとも一方に設けられ、成形空間200に射出される樹脂により成形される成形品を押し出す軸体27と、軸体27を支持する環状弾性部材であって、周方向に沿って形成された溝の開口部が該成形空間に向けられた該環状弾性部材と、第一型205及び第二型206の少なくとも一方に設けられ、成形空間200に加圧流体を注入する注入部と、を有する金型装置、成形装置。
【選択図】図3
Description
請求項1記載の第1発明は、入子構造の金型で、加圧流体をもちいた射出圧空成形を行う場合に、加圧流体が、パーティングと、入子の隙間とから漏れ出すことを防ぐのにシールし、エジェクターピン、加圧エジェクターピンとは環状弾性体でシールする。
請求項1記載の第1発明は、シールされた金型をもちいるので、樹脂と金型の隙間に入れ込んだ気体、液体が外部には漏れずに、成形空間内の樹脂を加圧して、圧空するので、転写性の高い成形品が得られる。
請求項1記載の第1発明は、樹脂と金型の隙間に入り込んだ気体、液体は、キャビティ内の樹脂を、パスカルの原理によって、均一な圧力で加圧するので、転写性が高い、寸法精度に優れた成形品が得られる効果を奏する。
請求項1記載の第1発明は、成形品を押し出す軸体{エジェクターピン、形状押し出し、傾斜ピン、傾斜コアなど(等)}と、入子構造(隙間がある。)とからなる成形空間を形成する第一型および第二型の少なくとも一方に設けられ、
該成形空間に射出される樹脂により成形される樹脂成形品に、
該軸体を支持する環状弾性部材であって、周方向に沿って形成された溝の開口部が該成形空間に向けられた、環状弾性部材の溝の開口部の中に環状部材がはめ込まれた、該軸体の機構と、
該第一型および該第二型の少なくとも一方に設けられ、該成形空間に多重構造の加圧流体の噴出装置から加圧流体を噴出する噴出部と、
を有する金型装置。
請求項2記載の第2発明の加圧流体の噴出装置は、外筒と内芯からなる多重構造で構成され、加圧流体は、外筒と内芯との間をとおり、加圧流体の噴出装置の先端部からだけ加圧流体が噴出する。
請求項2記載の第2発明の加圧流体の噴出装置は、外筒と内芯からなる多重構造で構成されているので、加圧流体は、加圧流体の噴出装置だけから噴出させる。
請求項2記載の第2発明の加圧流体の噴出装置は、外筒と内芯からなる多重構造で構成されているので、加圧流体は、加圧流体の噴出装置だけから噴出させ、入子の隙間などからは噴出しないので、成型空間に充填され、形成された樹脂の形状を乱すことはない。
請求項3記載の第3発明は、加圧流体の噴出装置の外筒と、内芯とが、進退(前進と後退の意味、前進させ、後退させることが可能な機構)可能な機構を持つ構成となっている。
請求項3記載の第3発明は、流体加圧前に、加圧流体の噴出装置の外筒と内芯との、少なくとも外筒は後退をさせ、成形空間内に充填された樹脂と、加圧流体の噴出装置のすくなくとも外筒は離れ、空間をつく(作、造)り、その空間の中に、加圧流体を噴出して、樹脂と金型との隙間に加圧流体が入り込み易くする。
請求項3記載の第3発明は、流体加圧前に、加圧流体の噴出装置の外筒と内芯との内で、少なくとも外筒は後退させ、空間をつくって、空間の中に加圧流体を噴出するので、樹脂と金型との隙間に加圧流体が入り込み易く、加圧流体の圧力を高くしても、樹脂の内部に入り込んで、中空とはならない効果を奏する。
加圧流体の噴出前に、加圧ピン、加圧エジェクターピンの少なくとも外筒は後退をさせ、成形空間内に充填された樹脂と、外筒(外筒先端部)との間に空間をつくる。このつくられた空間に向けて加圧流体を噴出させるので、加圧流体の圧力が高くても、樹脂の内部に入って中空とはならずに、樹脂と金型との隙間に入り、圧空する。
請求項4記載の第4発明は、射出成形機に、金型が閉められ、エジェクターロットを、予め定められた位置まで前進させて、前進させた状態で維持し、成形空間内に樹脂が充填させ、樹脂の充填が完了した後に、エジェクターロットを後退させ、成形空間内に充填された樹脂と、加圧流体の噴出装置との間に空間をつくる機構をもたせた射出成形機である。
請求項4記載の第4発明は、成形空間に樹脂が充填された後で、エジェクターロットを後退させると充填された害樹脂と、加圧流体の噴出装置の間に空間がつくられる。つくられた空間に向かって、加圧流体の噴出装置から加圧流体を噴出させることで、容易に樹脂と金型との隙間に加圧流体は入り込み、加圧する。
請求項4記載の第4発明は、射出成形機に加圧流体の噴出装置に動作をさせる機構を組み込むことによって、金型の構造が簡素になり、金型費低減の効果を奏する。
成形空間を形成する第一型および第二型が閉められ、成形空間が形成され、成形空間に樹脂が充填される前に、射出成形機はエジェクターロットを前進させ、加圧エジェクターピンである加圧流体の噴出装置を予め定められた位置まで前進させた状態で、成形空間内に樹脂が充填させ、樹脂の充填完了と同時に、あるいは一定の時間を経過した後、射出成形機がエジェクターロットを後退させることで、エジェクタープレートが戻り、結果、加圧流体の噴出装置の先端の噴出部が離れ、成形空間内に充填された樹脂との間に空間が現れる。この空間に向けて加圧流体の噴出装置の先端の噴出部から、加圧流体を噴出するので、加圧流体は、樹脂の中に入り込み、中空となることなく、樹脂と金型の隙間に入り込み、流体加圧する。
「機構」とは機械の構造、機械のメカニズムをいう。一方「機能」の概念そのものはきわめて曖昧であり、日常語と同じレベルで作用、働きといった意味合いでもちいられることさえあるが、社会学ではとりわけ、システムに対して設定されうる「目的」への貢献という観点からみた、システムおよびその諸部分の作用をさす。
「成形」とは、形をつくること。また、ある形につくること。型など(等)をもち(用)いて、素材を一定の形につくること。樹脂成形の場合は、成形空間に熱可塑性樹脂、また(又)は熱硬化性樹脂を入れて、成形空間と同じ形を樹脂で再現することをい(言)い、「成型」ともいう。
熱可塑性樹脂では樹脂を高温にして溶融させ、低温の金型に入れて固化させる。一般的に、樹脂のガラス転移点温度(Tg)より50℃(度)〜(から)250℃高い温度に加温される。これは、高分子特有の粘度を低下させるためであ(有)る。数秒(sec.)〜数分(min.)と比較的早いサイクルで成形できる長所を持つ反面、樹脂粘度が高いので高速高圧充填を必要とする。
熱硬化性樹脂の場合、始めに50℃前後に加温し、流動性をもたせた後、高温の金型へ充填して硬化(固化)させる。熱硬化性樹脂は融体状態では分子量が低いので、粘度も低いため、高い充填圧力を必要としない。
「射出成形」とは、たと(例)えば、熱可塑性樹脂では、樹脂を高温にして溶融させ、低温の金型に入れて冷却固化させる。
たと(例)えば、熱硬化性樹脂では、始めに50℃前後に加温し、流動性をもたせた後、高温の金型(約150℃前後)へ充填して硬化(固化)させる。
「射出発泡成形」とは、物理発泡剤、化学発泡剤を使用して樹脂に発泡性を持たせ、発泡性樹脂をキャビティ内に充填、発泡構造を持つ成形品を得る方法をい(言、云)い、単に「発泡成形」ともいう。
具体的には、UCC(ユニオンカーバイト)法、Batenfeld法、GCP(ガスカウンタープレッシャー)法、New−SF、MuCell(ミューセル)、AMOTEC(アモテック)、アライドケミカル社の方法、アーヘン工科大学の方法、GasTy(ガスティ)−1などが例示される。
「射出中空成形」とは、非発泡性に樹脂を金型キャビティ内に充填、樹脂に内部に加圧流体を入れて中空構造の成形品を得る方法をいい、単に「中空成形」ともいう。
具体的には、シンプレル、AGI、出光石油化学のGIM、HELGA、Nitorojection、エアーモールド、リッキッドモールド、PFP、GasTy−2が例示される。
発泡性樹脂をもち(用)いる場合もあり、New−SF、GasTy−1などが例示される。
「射出圧空成形」とは、非発泡性の樹脂、または発泡性をもたせた樹脂を金型キャビティ内に充填、樹脂と、キャビティの間に高圧の、ある(或)いは1MPa(メガパスカル)程度の高圧でない(無い)加圧流体を入れて、その圧力で冷却固化が完了しないキャビティ内の樹脂を流体の圧力で加圧(圧空)して、加圧流体を入れない方の金型表面へその加圧流体の圧力で転写する方法である。
キャビティ内に樹脂を充填(射出)し、射出途中、射出完了直後、または射出完了後予め定められた時間経過した後、キャビティ内に充填された樹脂〔溶融樹脂、{金型と接する部分(表面)は冷却固化が進み、内部は今だ溶融状態にある。}]と、キャビティ面との隙間に加圧流体を噴出し、加圧流体の圧力をキャビティ内の樹脂に作用させる射出成形加工法をいい、単に「圧空成形」ともいう。
「噴出」を樹脂と金型との隙間への「注入」という場合もあり、噴出と同義語である。「噴出口」は加圧流体が噴出(出る)する部分で、加圧ピン50、加圧エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500の先端部で、「注入口」ともいう。
「成形空間」とは、金型における樹脂を充填する空間をいい、「キャビティ」と同義である。「キャビティ内」とは、キャビティの内部、空間、または体積をいう。
「射出」とは、キャビティ内に樹脂を充填すること、若しくはキャビティ内を樹脂で満たすこと、またはその工程(プロセス)をいう。
「充填」とは、射出成形加工において、キャビティ内に樹脂を入れること、も(若)しくは、キャビティ内を樹脂で満たすこと、またはその工程(プロセス)をいう。
「充填量」とは、キャビティに充填された樹脂の体積をキャビティの体積の体積で除した値に、100を乗じた値で、単位は%(パーセント)であらわ(表)す。
「容量」とは、メスシリンダー(メスカップ)、注射器、秤などの装置で量った体積(vol)、重量(wt)、または質量(mass)をいう。地球上では重力の加速度を生じさせる力は略一定の9.8ニュートン(N)であることから、重量と質量とは同義語とする。
「パーティング」とは、固定側の金型と、可動側の金型との合わせ部分をいう。
パーティングで合わされた固定側の金型と可動側の金型との間で成形空間が形成され、この成形空間に樹脂が充填される。
「パーティング面」とは、パーティングに繋がる平面をいう。固定側のパーティングに繋がる面を固定側のパーティング面、可動側のパーティングに繋がる面を可動側のパーティング面という。
「パーティングライン」とは、たとえば固定側の金型と可動側の金型が合わさる部分をいう。
「隙間」とは、物と物とで間が開(あいて)いている所で、本発明でいう隙間とは、主には、樹脂と金型とが接する部分(たとえば、キャビティ内に充填された樹脂と金型との間)、金属と、金属とが接する部分(たとえば、入子の合わせ目)をいう。
「入子」とは、金型を製作する際、加工性を考えて「入子構造」を多用する。たとえば、金型形状に少しだけ凸形状が出ている場合などは、これを一体で加工しては、金型材料取りの効率が悪くなり、かつ一気に切削加工できないので経済的ではない。加工性のことだけを考えると、この凸形状は邪魔な存在でしかない。そこで、凸形状を別部品にすることで、金型材料の歩留まりや加工性を向上さる。この別部品を、「入子」と呼ぶ。
深い形状{溝(たとえば、成形品では高いリブなど)}が金型にある場合、樹脂が流れる過程で溝の先端にガスが溜まってしまう。それが原因で、ショートモールド、焼けなどの成形不具合が生じる。そこでガス{溶融樹脂の充填によって押される空気(キャビティ内の空気)}を抜く必要がある。入子を設定すれば、入子自身と金型本体の間に必然的に合わせ目(隙間)ができ、そこからガスを抜くことが可能となる。「金型加工の歩留まり改善と加工性向上」と、「製品不具合を避けるためのガス抜き」を目的として入子を設定するが、入子で分割した部分には、成形する製品に多少なりとも分割ラインが出てしまう。
人の目に触れる外観部などは、入子で分割することが不可能{NG(No Good)}となる場合がある。もし入子がNGであった場合には、当然、多少の加工性が落ちるとしても、一体で加工することになる。入子構造では問題がないが、一体化の場合は、キャビティに樹脂を充填した場合にキャビティ内に空気を排気{放出(ブローアウト、開放)}する手段を講(こう)じる必要がある。
この場合入子構造になっていると入子の隙間から加圧流体が漏れ出てしまい、流体加圧の作用・効果が低下する。そのため入子の隙間から加圧流体が漏れ出ないようにシールする必要がある。
また反対に入子の底に加圧流体が入り込むと、入子の隙間から加圧流体が噴出して、溶融樹脂の形状を乱す恐れがある。そのためには流体加圧する場合は、入子の隙間から加圧流体が出入りしないようにする必要がある。
「加圧流体」とは、大気圧{760mm(ミリメートル)Hg(水銀)}以上に圧縮された気体、または液体をいう。超臨界状態、亜臨界状態のものは気体に含める。本発明では、気体が溶解された炭酸水や、気体を含んだマイクロバブル水などは、液体とする。また、本発明では、「流体」とは、気体、または液体をいう。
「気体」は、液体とともに流体であり、分子の熱運動が分子間力を上回っており、液体の状態に比べて分子が自由に動くことができる。気体は、圧力と温度による体積の変化が激しい。また、気体は、一定の体積をもたず、容器に入れるとこれを満たし、流動性に富み、常に自ら広がろうとする性質を持つ。気体の密度は、固体、液体よりも小さく、容易に圧縮することができる。気体の体積は、温度に比例し、圧力に反比例する。
「蒸気」は、物質が液体から蒸発、または固体から昇華して気体になった状態のものをいう。特に臨界温度以下の物質は、気相という。本発明で蒸気は気体に含める。
「気化」とは、物質が液体、または固体から気体に変化する現象をいう。気化には、蒸発と沸騰がある。
「液体」は、分子が引力をおよぼしあっている状態であるが、流動的で、容器に合わせて形を変え、気体と同様に流体としての特性をしめ(示)すが、気体に比べて圧縮性が小さいのでパスカルの原理に従う。液体は、ほぼ一定の密度を保ち、気体とは異なり、容器全体に広がることはない。液体は、それ自身の表面を形成するなど特有の性質として、表面張力がある。直観的には、形が一定ならば「固体」、形は一定しないが体積が一定ならば「液体」、形も体積も一定しないのが「気体」である。
「流体加圧」とは、加圧流体をキャビティ内の樹脂と金型との隙間に入れ、樹脂に加圧流体の圧力を作用させ、樹脂表面に圧力をかけ(伝え)ることをいう。
成形空間に充填された固化前の樹脂の表面に、加圧流体の圧力を作用させ表面から圧縮すること、その工程、その作用をいう。
圧空は溶融樹脂の密度を上げ、金型への転写性を向上させ、外観に発生するヒケを低減させる作用・効果を奏する。
熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーの場合、金型内に充填された冷却固化が完了する前に実施する。冷却固化とは、キャビティ内に充填された熱可塑性樹脂は、充填と同時に冷却固化が開始させる。溶融樹脂の一部、または全部(全体)が硝子点移転温度以上の場合に圧空を実施する。ここで冷却固化完了の目安は、成形品全体が硝子点移転温度以下になった場合をいう。
熱硬化性樹脂、ゴムの場合、金型内に充填された樹脂の一部、またが全部の架橋が終了する前に圧空は実施する
「中空」とは、キャビティ内に溶融樹脂を充填、樹脂の内部に加圧流体を注入(入れて)樹脂の内部に空洞(中空)をつくる手段を射出中空成形といい、内部空洞を中空部という。
「樹脂保圧」とは、たとえば、キャビティ内に充填された溶融樹脂に、射出成形機のスクリューから圧力をかけて、溶融樹脂の密度を上げ、金型への転写性を向上させ、外観に発生するヒケの低減をおこなうことをいう。
「併用」とは、それだけでなく、別のものとともにもちいること、組み合わせることをいう。
(金型装置)
キャビティ内に射出された樹脂と、第一型、または第二型のキャビティ面(成形空間を画定する面の一例)の隙間{樹脂と金型との隙間)に加圧流体を入れ、キャビティ内の樹脂を加圧流体で加圧すると、加圧流体は、エジェクターピンの隙間から外部に漏れるので、加圧流体による加圧効果が低下する。ここで、エジェクターピンは、軸体の一例である。
図34の218は金型とエジェクターピンの隙間に加圧流体が入らないようにしたガスリブに一例である。
図1は、加圧流体を製造する加圧流体製造装置140の圧空(空圧)回路図である。
加圧流体製造装置140は、射出成形機(成形装置の一例)などとのインターフェースなどを変更すれば、ガスアシスト成形装置、インナーガスカウンタープレッシャー(IGCP)装置、MuCell、AMOTEC装置などにも転用可能である。以下に、加圧流体製造装置140をもちいて射出圧空成形をおこなう方法を説明する。
「成形装置」とは、射出成形機、金型、ガスアシスト成形装置、インナーガスカウンタープレッシャー(IGCP)装置、MuCell、AMOTEC装置、ボールチェック入り成形機ノズルなど以外、チラー、温調器などの金型の温度コントロール装置、HEAT&COOL、スチームモールドなども含まれる。
図1にしめした加圧流体製造装置140は、レギュレーター12を1つ、加圧回路を1系統有している。このため、加圧流体製造装置140は、加圧圧力、加圧時間などの条件を1とお(とう、通、)り設定できる。これに対し、図46にしめした加圧流体製造装置1140は、図1のレギュレーター12以降の金型21に噴出する回路を2系統有する。このため、加圧流体製造装置1140は、流体加圧の加圧圧力、加圧時間などの条件を別々に、または噴出の圧力条件を初めは高く、次に低く、あるいはその逆などに設定できる。加圧流体製造装置1140は、ペアー取り、2ヶ取り、多数ヶ取りなどの場合において、それぞれの成形品に最適な加圧条件を各々設定できる。このように加圧回路を複数持つことは、繊細な流体加圧の条件の設定が可能となる。
図77の(B)は、図46の装置をもちいて2段に昇圧するプロファイルをしめしている。
図77の(C)は、図46の装置をもちいて2段に降圧するプロファイルをしめしている。(A)乃至(ないし)(C)いずれの場合も保持時間の設定はしていない。
射出圧空成形ではキャビティ内の樹脂に対して、短時間で設定の圧力まで達すること、すなわち通過する流量を大きくすることが望ましい。そのためには配管径(内部加圧流体がとうる部分の直径)は太く、オリフィスの大きなもの、レギュレーター12、注入弁14(加圧弁14ともいう。)でもオリフィスが大きく、Cv値(容量係数)もできるだけ大きなものをもちいる。
レギュレーター12、注入弁14のオリフィスが小さく、流量が律速されるならば、レギュレーター12、注入弁14を複数個もちいて流量を大きくする。
加圧流体の排気の工程でも、排気速度を高めるには排気弁15を複数個、レギュレーター12以降の配管17も複数もちいる
図83は加圧流体を圧縮する部分の図で、エジェクターピンにもちいたシールリング89と同じ構造のもの(シールリング)、前記オムニシール、バリシ−ル、図79でしめしたL字シール、U字シールをシール333としてもちいる。ピストン330の位置決めは、ピストンとシリンダ(シリンダー)とが接触しないようにする構造を持つスライドリング(またはウェアリング)329、とで構成されている。一般にシール365とスライドリング329とはピストン330に設置するが、ピストン336にシール333とスライドリング329とを設置し、円筒のシリンダ331の内面を真円に近く加工し、摩擦を少なくするように高精度に磨くより、円柱のピストン330を真円に近く加工し、表面をきれいに磨く方が容易である。
スライドリングとウェアリングの目的は、作動するシリンダのピストンとロッドをガイドし、横方向の力を吸収することが目的である。ピストン330とシリンダ331の摺動部分間のメタルタッチを防ぎ、良好な負荷分配や低摩耗などがある。スライドリング329は耐摩耗性に優れかつ、低フリクションの材料からつくられている。ターカイトは半径方向への荷重が低から中荷重用途向け、ハイモッドは中から高荷重用途向け、オルコットは半径方向へ高荷重のかかる用途向けで、詳細はトレルボルグシーリングソリューションズのカタログにしめされている。図80はスライドリングの模式図で、符番317は切り込み部である。
特に気体を圧縮すると断熱圧縮によって熱が発生する。この際に冷却しないと、前記シール333、スライドリング329が熱劣化するので、冷却をする必要がある。
冷却に手段は、シリンダを二重構造として、外側(シリンダ331と外筒332との隙間366)に冷却媒体(気体、または液体)を入口338から、出口339へと流し冷却する。隙間366には冷却効率を高める目的で、邪魔板340を設けた。
図83で335はピストンの動きをしめした矢印、341はシリンダヘッド、342はシリンダの後部のヘッド、345は加圧流体の流路(圧縮前)、346は圧縮空間、347は加圧流体の流路(圧縮後)、348はロット、349はロットの動きをしめした矢印、350は油圧、または空圧などのシリンダ、または電動機、351はシリンダ331とピストン330との隙間、352はピストンとロット348との接続部で、ピストン330とロット348とは接続しなくても、圧縮空間346に加圧流体が347より入りその圧力でピストン330は戻させるのでロット348は押すだけの機構でよい。
加圧流体製造装置140と、射出成形機とのインターフェース(それぞれの動きのやり取り)を説明する。射出圧空成形は、高圧に圧縮した加圧流体を使用するので、安全の観点、および視点から、加圧流体製造装置140と、射出成形機とは、互いに信号を送受信して動作させるのが望ましい。
1)キャビティ内へ樹脂の充填途中での流体加圧(モード1)
2)樹脂の充填後すぐに(直後)流体加圧(モード2)
3)樹脂の充填完了後一定の時間を経過した後の流体加圧(モード3)
4)キャビティ内に充填された樹脂の圧力を下げる目的で樹脂の充填後すぐに予定された位置まで射出成形機のスクリューをサックバックさせ、サックバックが開始された直後の流体加圧(モード4)
5)サックバック途中(予め定められた時間、またはスクリュー位置を経過した時)の流体加圧(モード5)
6)サックバックが完了して直後の流体加圧(モード6)
7)サックバックが完了し、予め定められた時間を経過した後の流体加圧(モード7)
なお、モード2乃至モード7においては、加圧ピン、加圧エジェクターピン{エジェクターピンを区別するために、あえて「加圧エジェクターピン」と称する。「通常のエジェクターピン(通常エジェクターピン)」は、「一般のエジェクターピン(一般エジェクターピン)」とも称し、加圧エジェクターピンと、通常のエジェクターピンとを総称して「エジェクターピン}という。)の後退をさせる動作を選択した場合は、加圧ピン、加圧エジェクターピンの後退途中、後退した直後、後退して一定の時間が経過した後のいずれかで流体加圧する。
加圧ピン50、加圧エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500が後退したことをしめす信号を受けて図1、図46の注入弁14を開き、加圧流体する。
装置1140の場合、1つの成形品でも、流体加圧モード1乃至モード7を別々に選択ができる。
加圧流体製造装置140は、キャビティ21内への樹脂の充填が開始され、射出成形機からキャビティ21内の樹脂に対する流体加圧開始の信号(前記モード1乃至モード7と、加圧ピン、加圧エジェクターピンの後退をさせる動作を選択した場合、その動作の完了信号とを受けて)を受けた場合、図1の注入弁14を開き、加圧流体を可動側パーティングなどに噴出して、樹脂と金型との隙間に注入(入り込ませて)してキャビティ21内の樹脂の流体加圧を開始する。
加圧流体製造装置140、1140は、圧力調整弁12の有無にかかわらず、流体加圧に必要な圧力の加圧流体をレシーバータンク10に蓄圧した後(溜めた後)、注入弁14を開き、レシーバータンク10内の加圧流体でキャビティ21内の樹脂を流体加圧してもよい。これを加圧流体の「圧力制御(圧力制御加圧)」という。
射出圧空成形は、前記したそれぞれの流体加圧モード1乃至7に樹脂保圧を併用すれば、さらに金型への転写性を向上させることができる。
たとえば、モード1では、キャビティへの樹脂などの充填途中で流体加圧をしながら、キャビティに樹脂を充填し、更に樹脂保圧してもよい。
また、サックバックを実施するモードでは、キャビティに樹脂を充填し、樹脂保圧をかけ、その後にサックバックさせてもよい。
また、樹脂をフルパックでキャビティに充填した後、樹脂保圧をかけ、樹脂保圧と同時に、樹脂保圧の途中、樹脂保圧の完了直後、または樹脂保圧が完了して時間が経過した後、流体加圧してもよい。PPなど剛性の低い樹脂の射出圧空成形の場合は、樹脂保圧を併用すると、反り・変形が少なくなる。
射出圧空成形における流体加圧の工程について説明する。
前記したモード1乃至7などにおいて、加圧流体は、可動側パーティング、および可動側スライドコアパーティングの少なくとも一方、または固定側パーティング、および固定側スライドコアパーティングの少なくとも一方における、または複数箇所から噴出して、樹脂と金型との隙間に入り込み、キャビティ内の樹脂を流体加圧する。
「直接加圧」は、キャビティ内の樹脂と、キャビティ面(固定側パーティング、または可動側パーティング)との隙間に加圧流体を直接入れる方法である。直接加圧は、加圧ピン、加圧エジェクターピンの先端部に設けられた噴出口から直接、加圧流体をキャビティ内の樹脂の表面に作用させ、キャビティ内の樹脂をキャビティ面に押し付ける。
間接加圧は形状を壊す恐れがあるので、流体加圧の場所と手段は注意が必要である。
パーティングからの流体加圧の手段を図78をもちいて説明する。加圧ピン50からキャビティ21にパーティング26から流体加圧すると、加圧ピン50の外側にはシール40が設けられているので、加圧流体128は外には漏れず、キャビティ21内の樹脂と金型との隙間に入り込み、流体加圧する。加圧ピン50はシール40の内側に設ける。
図78の手段は間接加圧で、加圧ピンではなく加圧エジェクターピン、エジェクターのリターンピンを加圧エジェクターピンのような流体加圧可能な形状としてもでもかまわない。
前記モード1乃至モード7において射出成形機から流体加圧開始されるまで少し時間を遅延させることがある。この時間を「遅延時間」という。
この場合には図1、図46にしめす弁14も弁15も閉である。
遅延時間を長くすると、キャビティ内に充填された溶融樹脂の固化が進むので、流体加圧の作用・効果が少なくなる。成形品の肉厚が厚くなると成形品内部に加圧流体が入り込み、中空を形成してしまうが、遅延時間を長くすることで表面の冷却固化が進んだ層(本発明では「スキン層」、又は「表面スキン層)という。)が形成させるので、肉厚の成形品でも流体加圧が可能である。
なお、内部の冷却固化が完了していない、溶融状態にある内部の部分を「溶融層」、または「内部溶融層」という。
加圧ピン、加圧エジェクターピンを後退させ、加圧ピン、加圧エジェクターピンの先端{加圧流体が噴出(出る)部分}と、樹脂との間に空間(隙間)を設け、流体加圧することで、樹脂と金型との隙間に加圧流体が入り易くする。
流体加圧の装置140、1140へは、加圧ピン、加圧エジェクターピンの後退が完了し、流体加圧可能なことをしめす信号を必要に応じては出す。
後退の距離は、加圧する樹脂面と、加圧ピン、加圧エジェクターピンが離れ、隙間ができればよい。通常は1mm〜5mm程度でよいが、それ以上でも案内(加圧エジェクターピンと、一般のエジェクターピンを支える部分)さえあれば何も問題はない。
樹脂と金型との隙間に加圧流体を入れ易くするために、外筒、内芯を製品面から下げて成形品で凸形状とすることは、たとえば、図13で述べた。しかしPP、PEなどの溶融時の粘度が低い樹脂では、加圧ピン、加圧エジェクターピンが樹脂面と接しているので、樹脂と金型との隙間には入らず、溶融樹脂の内部に入り込んでしまい中空となってしまう。
流体加圧の効果を高める目的で、加圧流体の圧力を高めると、HIPS、ABSなどでも同様に内部に入り込んでしまう。この問題を解決する手段として、キャビティ内への溶融樹脂の充填後直ぐに、または一定の時間を経過させた後、加圧ピン、加圧エジェクターピンを後退させ、樹脂と空間をを設け、加圧流体が、樹脂と金型との隙間に入り易くする。
この機構を加圧エジェクターピンの場合で説明する
図63(A)は、キャビティ21内に溶融樹脂367が充填された直後で、加圧エジェクターピン227,加圧エジェクターピン500は樹脂面と接している。
図63(B)は、加圧エジェクターピン227,加圧エジェクターピン500を後退させ、)符番286、符番306などでしめされる空間(隙間)を樹脂367との間に設けた。
図63(C)は、流体加圧を開始、樹脂と金型との隙間に加圧流体が入り込んでいる。263エジェクタープレート28、29との隙間に設けた回路内の加圧流体の流れ、264はエジェクターピン内の加圧流体の流れ、265は隙間に加圧流体の流れをしめしている。なお、266にしめした紙面上向きの矢印は、266が樹脂を加圧していることをしめしている。
流体加圧は、加圧エジェクターピンを後退させた直後でも、一定の時間を経過させ、溶融樹脂の冷却固化を進めた後でもよい。上記機構は加圧ピン50でも容易に応用ができる。
(加圧ピン後退の手段)
加圧ピン50の後退は、図62にしめしたように、加圧ピン50の後部には油圧機構、または空圧シリンダ、またはモーターなどの代表される駆動装置260を駆動させ、加圧ピン50を後退させる。なお、符番258は加圧ピン50と機構260とを繋ぐロット、符番259は加圧ピン50の動きをしめしている。符番257は加圧ピン50の後退のよって、溶融樹脂と加圧ピン50との間につくられた空間で、加圧ピン50から加圧流体を噴出する。結果、樹脂と金型との隙間に加圧流体が入り込み、流体加圧が容易にできる。
なお、図66は加圧ピン50を可動式とした機構をしめしたので、加圧流体の回路、シールに手段は図62からは省いた。
(エジェクターピン後退の手段)
流体加圧の機構をもたせた加圧エジェクターピン227の後退は、図64にしめすように、エジェクターのリターンピン(金型を閉じる時に、エジェクター機構を押し戻す動作をするピン)269の先端にバネ(型締め時にリターンピンの中に収まるような構造270(空間)をもたせている。)268を設け、射出時には、エジェクタープレートをエジェクターロットで押して、前進(269の先端部267と、26とが合わさる。)、流体加圧前に、エジェクタープレートを押す(射出圧空成形のために設けた射出成形機の新たな機構である。)のをやめると、バネ268の力でエジェクタープレート28、29は取り付け板23までもどされ、エジェクターピンが後退、樹脂との間に空間279がつくられる。
エジェクターピンの戻るストローク(後退のストローク)はリターピン269とエジェクターピン27、加圧エジェクターピン227の長さの関係で決める。別言すれば後退距離である。
バネ268の代わりにウレタンゴムでも、油圧、空圧、またはモーターもちいてもよい。なお、図64はリターンピン先端部だけを記載、それが組み込まれる金型の全体図は省略をした
一連の動作が完了し、金型が開き、成形品を取り出す(押し出す、エジェクトする。)場合は、そのままエジェクターロットを可動させればよい。
加圧ピン、エジェクターピンを後退させ樹脂との間に空間を設ける手段は、エジェクタープレートを下げる機構は別に多くの手段が考えられる。
(加圧エジェクターピン後退,射出成形機)
加圧エジェクターピン後退の手段を図64乃至図73をもちいて説明する。
図65は前記図64のリターンピン271が組み込まれた金型である。エジェクタープレート28、29の隙間に加圧流体を入れ、加圧エジェクターピン500先端部から加圧流体が噴出する。
エジェクタープレートには図57、図58、図59に記載した236、237、238など加圧流体が通る溝(図示せず)、シール229を設ける。またプレート53、54には、キャビティ内の空気を、樹脂の充填時に外へ排気する回路と、排気弁62、67、68(図示せず)が設けられている。
図66は、キャビティ21内に樹脂が充填され、装置140、1140から信号を受けて、射出成形機のエジェクターロットを押す機構が終了し、エジェクタープロットが後退、同時に楔275が空間273から離れ、リターンピン271組み込まれたバネ268の力によって取り付け板23まで戻される。結果、加圧エジェクターピン、エジェクターピンの先端部に空間279がつくられる。この空間に加圧エジェクターピン227の先端部から、加圧流体が噴出され、樹脂と金型の隙間に入り込み流体加圧する。
図65は、金型が閉められ、射出成形機の押し出し機構によって、エジェクタープレート28、29が前進する。前進の量は図64のリターンピン271の構造でしめしたように、エジェクターピン27、加圧エジェクターピン227の長さとの関係で決められている。エジェクタープレート28、29が前進し、取り付け板23との間に隙間(空間)237ができる。この時に楔ユニット278をもちいて楔275を挿入する。楔275を挿入した状態で、所望する型締め力に増圧、キャビティ内に溶融樹脂を充填する。充填後必要に応じて、樹脂保圧をかけ、樹脂保圧完了後に、エジェクターロットを押して、図66でしめすように楔275を抜き出すと、リターンピン271に仕込まれたバネ268によってエジェクタープレートは取り付け板23と接するまでもどされ、結果、エジェクターピン27、加圧エジェクターピン227が後退して、樹脂とエジェクターピンとの間に空間279がつくられる。加圧エジェクターピン500後退させた後、直ぐに、あるいは一定の時間を遅延させた後、装置140、装置1140のレギュレーター12で設定された圧力で流体加圧する。
エジェクタープレート上28、下29はボルトなどで十分に固定されていれば、図66の状態(リターンピンによって押さえてなくても)エジェクタープレート28,29は流体の圧力で開いてしまうことはない。
加圧時間、保持時間、大気放出時間が完了して、流体加圧の工程は終了する。流体加圧の工程は終了の信号と、金型内の冷却時間完了との両方の信号が、成形機のシーケンサーに送られ、金型開きの条件が整えば、金型が開かれ、エジェクターロットが前進して、成形品が取り出される。取り出しの完了信号、エジェクターが前進したことを確認する信号を成形機は受けて一連の動作は完了、はじめの型締めの工程が開始される。
図67は、エジェクタープレート28、29とは別に新たにエジェクタープレート282、283、284の3枚と楔ユニット280を追加した。
これによって加圧エジェクターピン227を構成する、芯体部226と、外筒224とを別々に後退させ、空間286の形を変え、流体加圧の作用・効果を高めることを目的としている。
図67は楔ユニット278と楔ユニット280とを入れ加圧エジェクターピン227に掛かる樹脂の圧力を受け止め、図68で楔ユニット278と楔ユニット280を抜き出し、流体加圧することしめしている。
図67乃至図68では、楔ユニット278、楔ユニット280をもちいたが、加圧エジェクターピン227の本数が少なく、加圧エジェクターピン227にかかる圧力が少ない場合は、射出成形機にエジェクターロットの押し出しの機構をもちいても実施できる。
図69(A)はキャビティ21内に樹脂が充填され、芯体部226と外筒224とが接している。この状態で流体加圧すると、流体の圧力が高い、肉厚が厚い、樹脂の溶融粘度が低いと加圧流体は樹脂内部に入り込み中空となってしまう。
図69(B)は、芯体部226だけを後退させ、空間286を形成させた。これで流体加圧すると、外筒224が障害となって、加圧流体が成形品の内部に入り込み中空となってしまう。図69(C)は、外筒226だけを後退させた。この場合は加圧流体は樹脂と金型の隙間に入り込み、流体加圧の作用・効果を十分に発揮する。図69(D)は、芯体部226、外筒224ともに同じ位置まで後退させた。この場合も加圧流体は樹脂と金型との隙間に入り込み、流体加圧の作用・効果を十分に発揮する。図69(E)は、外筒224を後退させ、芯体部226はそれ以上後退させた。この場合も加圧流体は樹脂と金型との隙間に入り込み、流体加圧の作用・効果を十分に発揮する。図69(F)は、芯体部226を後退させ、外筒224はそれ以上後退させた。この場合も加圧流体は樹脂と金型との隙間に入り込み、流体加圧の作用・効果を十分に発揮する。
射出成形機の持っている能力で、金型が開かれ、成形品を押し出す力(射出成形機のエジェクターする力)をF2とする。射出圧空成形ではこのF2を利用する。
充填前の射出成形機は金型が閉められ、樹脂の充填前に、エジェクターロット272は成形機の持っているエジェクターの押し出し(突き出し)機構によって押され保持されている。図63乃至図72には図示していないが、図64のリターンピンの構造271で、説明したように、リターンピン269は固定側のパーティングの金型面26に当たり、それ以上は前進することはない。射出成形機はエジェクターロット272でエジェクタープレート28、29を前に押す力を加えたままで、所望する型締め力に増圧、キャビティ内に溶融樹脂を充填する。充填後必要に応じて、樹脂保圧をかけ、樹脂保圧完了後に、射出成形機のエジェクターロット272を押している動作をやめる(エジェクターロット272を下げる。)ことで、リターンピン269に仕込まれたバネ268によってエジェクタープレートは取り付け板23と接するまでもどされ、結果、エジェクターピンが後退して、樹脂とエジェクターピン27、加圧エジェクターピン500との間に空間(図63では262、図66では279、図68では286)がつくられる。エジェクターピン27、加圧エジェクターピン500を後退させた後、直ぐに、あるいは一定の時間を遅延させた後、装置140、装置1140のレギュレーター12で設定された圧力で加圧加圧エジェクターピン500から流体加圧する。加圧時間、保持時間、大気放出時間が完了して、流体加圧の工程は終了する。流体加圧の工程は終了の信号と、金型内の冷却時間完了との両方の信号が、成形機のシーケンサーに送られ、金型開きの条件が整えば、金型が開かれ、エジェクターロットが前進して、成形品が取り出される。取り出しの完了信号、エジェクターが前進したことを確認する信号を成形機は受けて一連の動作は完了、はじめの型締めの工程が開始される。
通常エジェクターピンも後退するので、そこにも空間がつくられるが、そこに加圧流体が入り込んでも問題はない。
(エジェクタープレートの楔ブロック)
次はF1>F2、F1=F2の場合である。この場合は射出成形機のエジェクター機構だけでは樹脂の充填圧力に勝てないのでエジェクターピンは押し戻されてしまう。この場合は、楔ユニット278をもちいる。
図67はエジェクタープレート28、29をさらに3枚追加し、外筒224と芯体部226とをそれぞれ別々の動きをさせるようにした。始めに理由(作用・効果)を説明する。図65、図66では空間279の形成には、外筒224、芯体部226とは同時に同じ動きになる。
図67は、新たにエジェクタープレート281,283,284を追加した。追加した理由は、芯体部226と、外筒224とを別々に後退させ、空間288に多様性をもたせることにある。
(エジェクターピンをもちいた流体加圧の手段)
図70はエジェクターピン外側からの流体加圧の手段を説明する。エジェクターピンの隙間からの流体加圧の手段を図18で説明したが、入子の隙間からも流体加加するので、形状{せっかくキャビティ内に溶融樹脂を充填し、型再現した固化前の形状(キャビティ内の溶融樹脂)に流体加圧するので、形状を壊して(破壊して、乱して)しまう。}、形状の乱れを生じる。この問題を解決する手段として、図52乃至図59にはエジェクターピンを二重構造(加圧エジェクターピン227)として、その内側から加圧流体を噴出し、流体加圧する手段は述べた。
加圧エジェクターピン227をもちいて大きな成形品、深い成形品に流体加圧するには、長いエジェクタースリーブが必要となるが、エジェクタースリーブには長さに限界がある。
そこで短いエジェクタースリーブと長いエジェクターピンとをもちいての流体加圧の手段を図70で説明する。プレート55の下に、新たにプレート287、288を設け、そ中に短いエジェクタースリーブを設置する。これをエジェクターピンのガイドと称し符番301でしめした。その中にエジェクターピン27を通す。加圧流体はプレート55と287の間に入れる。図70では図示していないが、プレート55、または287に合わさり面に図19、図20でしめした加圧流体が通る溝81などが加工させている。加圧流体は、エジェクターピンのガイド301の内側とエジェクターピン27の外側が接する部分を通過して、先端部から噴出、キャビティ21内の樹脂を流体加圧する。シールリング89は図示したように、エジェクターピンのガイド301とエジェクターピン27とにもちいる。エジェクターピンのガイド301のシールは紙面左側では鐔の上面に289を、紙面右側のエジェクターピンのガイド301は鐔の下部に292をもちいた。
エジェクターピン27は、エジェクターピンのガイド301の中に入る部分は図53にようなDカットなど加圧流体の流路(図示せず)が加工されている。290、291はプレートに挟み込んだシールである。
図70は、エジェクターピンの外から加圧流体を流して流体加圧する手段(エジェクターピンのガイド301と、通常のエジェクターピン27の隙間からの流体加圧)をしめしている。
(エジェクターピンから加圧流体させない手段)
図70における紙面左のエジェクターピンのガイド301は、紙面右のエジェクターピンのガイド301とはシールの場所が異なる、紙面左側のシール289はエジェクターピンのガイド301の上面に設置されている。一方紙面右のシール292はエジェクターピンのガイド301の上面に設置されている。左にエジェクターピンのガイド301は、プレート53、またはプレート287に加工されている加圧流体が通る(図50、図51記載の溝81を同様の)溝と繋ぐ加工がされているので、加圧流体は、エジェクターピンのガイド301と、エジェクターピン27との隙間307を通り、先端部から噴出する。
図69では、芯体部336と外筒224とを別々に後退させた場合の、空間228の形を説明した。図70において、エジェクターピン27は下げずに、あるいはエジェクターピン27だけを下げ、エジェクターピンのガイド301はそのままで流体加圧すると、図69(A)と、図69(B)とで説明したように、加圧流体の圧力を高めたり、溶融粘度の低いPPに代表されるオレフィン系樹脂の場合は、中空となってしまう場合が多い。そこで、流体加圧前にエジェクターピンのガイド301も後退させて、図69(C)乃至図69(F)にしめしたように空間286をつくりその中に加圧流体を噴出(入れる、注入する)する。
図70では、流体加圧前にエジェクターピン27は成形機のエジェクターロットの前進後退の機構をもちいると、エジェクターピン27のみであるので、エジェクターピン27を後退させても、図69(B)で説明したように、エジェクターピンのガイドが樹脂と接しているので、高圧での流体加圧では中空となる危険性を指摘した。
図71はエジェクターピンのガイド301を流体加圧前に後退させる手段をしめした。プレート297とプレート298の間のスプリング294を入れ込む構造とした。これは図64でしめした、バネでエジェクタープレートを押し戻す機構と似ている。
金型が閉められ、エジェクタープレートが成形機の機構で押される。F1>F2の場合は、前記楔ユニット278をもちいて、エジェクターピンにか(掛)かる樹脂圧を受ける。流体加圧前に、楔ユニット278を後退、エジェクターピン先端に樹脂との空間をつくる。またプレート298、プレート300、プレート303を後退させることで、隙間302をつくる。結果エジェクターピンのガイド301も後退し、エジェクターピン27とエジェクターピンのガイド301とはキャビティ内に樹脂表面から離れ空間304をつくり流体加圧する。
図71は、エジェクターピンは後退させずに。エジェクターピンのガイド301だけを後退させ空間304をつくっている。上述したようにエジェクターピンも後退させるならば図64、図65、図66でしめした方法によってエジェクターピン27を後退させればよい。
なおエジェクターピンのガイド301は押し出す軸体の一種であるので、当然シールリング89をもちいてシールする。
図65、図66でエジェクタープレートを、エジェクターロットで押して、必要に応じて、楔ユニットをもちいて、エジェクターピン27、加圧エジェクターピン227を後退させて空間279をつくったように、図71、図72ではエジェクターロットをエジェクタープレートを貫いてプレート300まで伸ばし(図示せず)、射出成形機のエジェクターロットの押し出しの機構を併用、図65、図66記載の楔ユニット278もちいれば、図71、図72の空間304(図72ではエジェクターピン27後退の図示はしていない。)は、エジェクターピンのガイド301とエジェクターピン27も後退させ、図69(D)、図69(E)、図69(F)の空間286と同じようにすることができる。
加圧流体の圧力は低い方が、成形品の内部歪みが少ない、ソリ(反り)変形の少ない成形品が得られる。
図73(A)乃至図73(E)はエジェクターピンのガイド301に、エジェクターピン27を填め込んだ。
図73(A)は、エジェクターピンのガイド301にエジェクターピン27をはめ込み、シール126を鐔部70上部に設けた。図73(B)は、シール126を鐔部70上部に設けた。図73(C)、図73(D)は、図73(A)、図73(B)を紙面上方向から見た図である。図73(C)はエジェクターピンの301中に、先端部円形のエジェクターピン27を填め込んだ。加圧流体は隙間305から噴出する。図73(D)は先端部四角形のエジェクターピン27を填め込んだ。加圧流体は隙間305から噴出する。図73(E)はエジェクターピン27の先端にポーラスな材質309として、エジェクターピンのガイド301にはめ込み309部分から加圧流体を噴出させる。符番304は空間で図73(A)は、エジェクターピン27の後退をしていない。図73(B)は、エジェクターピン27の後退をして空間304を形成させた。符番306は鐔部70に設けた、加圧流体の回路、符番307はエジェクターピンのガイド301と、エジェクターピン27との隙間で、ここを加圧流体が流れる。図73(C)、図73(D)では鐔部70は図示していない。
図74は、エジェクターピンのガイド301にエジェクターピン27を填め込んだ加圧エジェクターピン500を上部から見た図である。図74(A)はエジェクターピン27の先端部片側をDカットして加圧流体の通路(隙間)305を形成した。図74(B)はエジェクターピン27の先端部両側をカットして加圧流体の通路(隙間)305を形成した。図74(C)はエジェクターピン27の先端部を四面にカットして加圧流体の通路(隙間)305を形成した。図74(D)はエジェクターピン27の先端部を六角形にカットして加圧流体の通路(隙間)305を形成した。
この形状は加圧ピン50、」加圧エジェクターピン227でも同じである。
図75は、エジェクターピン27と、エジェクターピンのガイド301とからなる先端部と、それによって形成させる成形品の形状をしめした。図74の(A)はエジェクターピン27だけを下げて空間301を形成させた、成形品では図75(B)の312である。この場合は説明したように、加圧流体はキャビティ21の中に充填された樹脂内部(中)に入り込み、中空となる。図75の図74の(C)はエジェクターピン27とエジェクターピンのガイド301ともに下げて空間310と311とを形成させた。成形品では図75(D)の313と304である。この場合はエジェクターピンのガイド301も後退しているので、加圧流体はキャビティ21内の樹脂内部(中)には入らず、樹脂の樹脂と金型との隙間に入り、流体加圧する。
図76はエジェクターピンのガイド301先端部の内側を斜め形状(テーパー)としたので、より樹脂と金型との隙間に加圧流体が入り易くした。
「加圧流体の噴出装置」とは、二重構造とした図4乃至図9にしめす加圧ピン50、図52乃至図54にしめす加圧エジェクターピン227、図61(A)乃至図61(J)記載の加圧流体の噴出のピン、図70乃至図73にしめした加圧エジェクターピン500をいう。
「外筒」とは、内芯を囲う、筒状の形状をしめす、たとえば図4、図52、図70などにしめすもので、必ずしも円筒でなくてもよく、内も、外も多角形(多角柱)でもかまわない。「内芯」とは、外筒にはめ込む円柱形状をなすもので、必ずしも円柱でなくても、外筒にはめ込むことが可能ならば、多角柱でもかまわない。
加圧流体は、外筒と内芯との隙間をとおる。キャビティ内の樹脂はこの隙間には入り込まない。
加圧流体製造装置140は、キャビティ21内への樹脂の充填が開始され、射出成形機からキャビティ21内の樹脂に対する流体加圧開始の信号(前記モード1乃至モード7と、加圧ピン50、加圧エジェクターピン500の後退をさせる動作を選択した場合は、それぞれの動作の信号とを受けて)を受けた場合、図1の注入弁14を開き、加圧流体を可動側パーティングなどに噴出して、注入してキャビティ21内の樹脂の流体加圧を開始する。
「加圧時間」とは、射出圧空成形で遅延時間が経過した後、弁14を開け、キャビティ内溶融樹脂を流体加圧する時間をいう。弁15は閉である。
加圧時間を長くすると転写性は向上する。
「注入時間」とは、射出中空成形で遅延時間が経過した後、弁14を開け、キャビティ内溶融樹脂中に加圧流体する時間をいう。弁15は閉である。
「保持時間」とは、加圧時間、または注入時間が終了し、大気放出時間までをいう。この間は弁14も弁15も閉である。
保持時間は成形品内部の歪みを下げる作用がある。
「大気放出」とは、キャビティ内の樹脂を加圧、または注入した流体を、外部に排気する時間をいう。
遅延時間、加圧時間、注入時間、保持時間、大気放出時間は任意に設定が可能なタイマーによって弁14、弁15の開閉をおこなう
「加圧圧力」とは、キャビティ内に充填された溶融状態の樹脂を加圧する流体の圧力をいう。加圧圧力の調整はレギュレーター12でおこなう
加圧圧力は低いと転写性も低くなるが、成形品の歪みも少なくなる。
加圧ピン50は、たとえば、(株)ミスミのエジェクタースリーブ{(ストレートエジェクタースリーブ、ストレートエジェクタースリーブの逃げテーパータイプ、段付エジェクタースリーブ、段付エジェクタースリーブの逃げテーパータイプなどのいずれでも可)外筒}とエジェクターピン{センターピン(内芯)}とを追加工することにより製造できる。以下、図4〜図13をもちいて、加圧ピン50について説明する。
加圧ピン50は、図6にしめすように、外筒69と、外筒69に挿入された内芯71と、を有している。
公知文献の特開平10−119077、公知文献の特開平11−216748記載の加圧ピンと、本発明の加圧ピンとは構造は違(異)なり、加圧ピン(加圧ピンだけでなく、流体加圧可能なエジェクターピンも含めて、)を二重構造としているのは、記述するように加圧ピン50、加圧エジェクターピン500は後退させ、樹脂との間に空間をつくり、その中に流体加圧することで、加圧流体が樹脂と金型との隙間に入り易くさせ、加圧流体の圧力を高めても中空となることを防止する場合を想定、二重構造としている。
特開平10−119077方法では、加圧ピンの高さが、入子と同じ高さにしかならないので、肉厚の成形品の場合、あるいはPPのように溶融時の粘度が低い樹脂場合には、加圧流体がキャビティに充填された樹脂の内部に入り込み中空成形品となってしまう。中空部が形成されると内部中空部の強度低下が懸念される。
エジェクターピンのガイド301をもちいたエジェクターピン27の場合は、エジェクターピン27の後退と、エジェクターピンのガイド301も後退もさせて流体加圧をおこなう。
(エジェクターピン中からの流体加圧の手段)
図74はセンターピン(内芯)225を、エジェクタースリーブ(外筒)224へ填め込んだ状態を上から見た図で、鐔形状は省略してある。
内芯225の先端部分の5mm程度がDカットしてあり、外筒224に納めた時に加圧流体は通るが、溶融樹脂が入り込まない0.001mm〜0.5mm程度の隙間305ができるようにしてある。この形状は図9でしめした加圧ピン50と同じで、図74の(A)はDカットが1面、(B)は2面、(C)は4面、(D)は6面とした例示で、それ以上でも、円形でもかまわない。
内芯225でそれ以下の部分(上記Dカットから下の部分)は加圧流体が通り易くするために、図53のように大きくDカット72などをする。内芯225の鐔も加圧流体が通るためのDカット118を加圧ピン50と同様に加工して、そのDカットに繋がるように図7、図8と同様に外筒224にも溝120、131を設ける
外筒224で、鐔の上部にはシール126を設け、加圧流体が漏れ出るのを防止している。
エジェクタースリーブの鐔の下方から加圧流体を入れると、加圧流体は、エジェクタースリーブと、センターピンの間を通り、エジェクターピン先端から噴出する。この加圧流体が樹脂と金型との隙間に入り込み流体加圧する。
この手段(二重構造)では、図13の加圧ピンの場合と同様に、周りに製品形状より流体加圧する部分を高くできるので、加圧流体が成形品に内部に入り中空を形成することなく、圧空できる。
この問題を解決する手段として、加圧エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500をもちいての流体加圧の手段がある。入子構造の金型の場合、入子、コアピンなどの隙間から加圧流体は噴出させずに、エジェクターピンの先端からだけ加圧流体が噴出、樹脂と金型との隙間に入り込み流体加圧するので加圧流体によって形状を乱す課題は解決する。以下、エジェクターピンをもちいた流体加圧の手段を説明する。エジェクターピンをもちいての流体加圧の手段は、
1.エジェクターピンの内側から加圧流体を噴出する手段
2.エジェクターピンの外側から加圧流体を噴出する手段
とがある。
図52乃至図60にしめす加圧エジェクターピン227からの流体加圧は、加圧流体が加圧エジェクターピン227の先端部だけから噴出するので、前記した成形品の形状を乱すことを抑制できる。また、エジェクターピンのみから加圧流体を噴出させる流体加圧は、複雑な成形品の形状に対応できることは上述した。
なお図61(A1)乃至図61(J4)は本発明では加圧エジェクターピン227と同じものと見なす。
加圧ピン50の周りにφ20mm程度の粗いシボ加工を施すことで、加圧流体はより隙間に入り易くなる。実際には図示していないが、図36の加圧ピン50の周りには、少し偏心させφ20の粗いシボ加工(図36の220)が施してある
加圧ピン50は、加圧流体の漏れを防止するためにシール(封止部材)としてのOリング126を備えている。Oリング126は、線接触であるためシール性が乏しい。このため、加圧ピン50にもちいるシールは、ドーナツ状に加工したゴムシートをもちいるのが望ましい。ゴムシートをもちいる場合は、面接触となるので、線接触と比較してシール性が高くなる。図11、図12、および図13においては、Oリング126を加圧ピン50の鍔部70の上面に設ける構成をしめした。しかし、シールは、シール性が担保できれば、鍔部70の下面、または側面に設けてもよい。また、シールは、鍔部70の上面、および下面など、複数の面に設けてもよい。シールを鍔部70の複数の面に設けた場合は、高いシール性が得られるという利点がある。
図46の装置は2系統(2系列)の流体加圧の条件(圧力と時間とを)を設定できる。流体加圧の系統は2系統以上としてもよい。
以下、図14から17をもちいて、加圧ピンの他の構成(加圧ピン204の構成)について説明する。
図4から図13で説明した加圧ピン50は、加圧ピンの長手方向に沿った方向に噴出口が形成されているものであった。これに対し、加圧ピン204は、図14〜図16にしめすように、加圧ピンの長手方向に沿った方向とは交差する方向に噴出口が形成されているものである。別言すると、加圧ピン204は、加圧ピン204の側面から加圧流体が噴出する構造をしている。
図4乃至図9にしめした加圧ピン50の形状と、図52乃至図54にしめした流体加圧可能なエジェクターピン227の構造とはほとんどが同じである。上述した以外の加圧ピンの形状は図61(A1)乃至図61(J4)にしめしたエジェクターピンの形状をもちいても実施可能である。図61の(K)は、流体加圧したくない場所、場合にもちいる、加圧ピン、エジェクターピンで、二重構造でなく、通常のエジェクターピンの鐔部の上面にシール126を設けたので、加圧流体はシール126で止められる。
図4乃至図17をもちいて説明した加圧ピンは、外筒69に内芯71を挿入した二重構造とした。
図4の外筒69の内芯71が入る形状77、79を入子32、入子34に直接加工(図48の221)し、その中に内芯71を挿入した。
この方法では内芯71の高さは製品面と同じにする、低くする、高くする場合とがあり、通常は低くする。内芯71の底部の加圧流体が外も漏れるのを防ぐシール222を設ける。
図49は図48をもちいて内芯71を組み込んだ図である。
図49における下部の図は上部図のプレート53を紙面上方から紙面下方に向けて見た模式図(平面図)である。
なお、図49、図49、図50、図51において、図19、図20などにしめす、シール55、91、93などは同様にもちいるがこれらの図49などには図示していない。
「噴出」とは、加圧ピン、エジェクターピンなどの先端、または側面から加圧流体がでることをいう。
「注入」とは空間の気体、液体のいずれか、または両方を入れることをいう。
本発明の流体加圧は、加圧ピン50、加圧エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500の先端から加圧流体を噴出して、樹脂と金型との隙間に、加圧流体を注入する。樹脂の内部に注入すると中空部が形成させる。
多くの場合は、図39乃至図41のような形状ではエジェクターピンが設けられているので、加圧エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500をもちいた流体加圧をおこなう。加圧エジェクターピン227、エジェクターピン500が設けられない場合、加圧ピン50をもちいる。入子の隙間から流体加圧する方法でもよい。
従来の構造の射出成形金型の可動側金型から流体加圧するためにキャビティ内の樹脂の表面に達する加圧エジェクターピン227を金型に設け、加圧流体をキャビティに噴出し、キャビティ内の樹脂を加圧流体で直接流体加圧すると、加圧流体の一部は、加圧エジェクターピン227の隙間から射出成形金型の外部に逃げる。この課題を解決する手段としては、図2のシール金型141、または図3のシール金型142をもちいる。
図52にしめしたエジェクターピンの外筒224は、図4と同様に、内芯225が入る貫通穴77が形成された中空の軸部と、該軸部の一端に形成された鍔部70と、を有している。鍔部70は、内芯225の鍔部117を挿入できるように、貫通穴77に通じる凹部79が形成されている。
図53は、芯体部226の模式図である。芯体部226は、図5と同様に、軸部と、該軸部の一端に形成された鍔部117と、を有している。軸部にはDカット面72が形成され、鍔部117にはDカット面118が形成されている。加圧流体は、これらDカット面118、および72を通る。先端部73は、図9の74、75と同様の形状の加工がなされている。図示は省略するが、鍔部117には、図7、図8の溝加工がなされている。
エジェクターピンの内側から加圧流体を噴出する手段として、図52乃至図54にしめす二重構造のエジェクターピンをもちいれば、エジェクターピンの先端から加圧流体を噴出させることができる。これらエジェクターピンの構造は、たとえば、(株)ミスミのエジェクタ−スリーブ{(ストレートエジェクタースリーブ、ストレートエジェクタースリーブの逃げテーパータイプ、段付エジェクタースリーブ、段付エジェクタースリーブの逃げテーパータイプなどのいずれでも可)外筒}と、センターピンとをもちいる。
図53はセンターピン(内芯)の模式図でエジェクタースリーブの中に納めるピンである。センターピンの先端部分の5mm程度がDカットしてあり、エジェクタースリーブに納めた時に加圧流体は通るが、溶融樹脂が入り込まない0.001mm〜0.5mm程度の隙間ができるようにしてある。
図53で説明をしたように、内芯225の先端部には、加圧流体が通る隙間73が設けられている
図52は外筒224で、鐔部70の上部、または底部、あるいは上部と底部の両方にはシール126を設け、加圧流体が漏れ出るのを防止している。
エジェクタースリーブの鐔の下方から加圧流体を入れると、加圧流体は、外筒224と、内芯225、芯体部226の間を通り、加圧エジェクターピン227先端から噴出する。この加圧流体が樹脂と金型との隙間に入り込み流体加圧する。
図4乃至図9でしめした加圧ピンと、図52乃至図54、図62でしめした流体加圧の機構をもたせた加圧エジェクターピン227、図70乃至図72でしめし、流体加圧の機構をもたせた加圧エジェクターピン500は、いずれも二重構造としている。二重構造としている理由は、図13にしめすように、樹脂の表面から低くして、凸部130とすることができる。
外筒69よりも内芯71を低く{成形品で凸(金型で凹)}した方が、加圧流体が隙間に入り易くなる。
内芯を外筒に比べさらに凸にすると、圧空にはならずに中空となる場合がおおい。
図76にしめすように外筒にテーパー部369、370を取って、加圧流体が隙間に入り易くしてもよい。
図37にしめすように外筒の先端部と、必要に応じてその周りにシボ加工を施すことで、より加圧流体は隙間に入り易くなる。勿論のこと、流体加圧する部分全体をシボ加工してもよい。
上述した加圧ピン50、加圧エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500は外筒と内芯からなる二重構造として説明をしたが、二重構造でなく多重構造でもかまわない。
(その他流体加圧可能なエジェクターピンの構造)
上記センターピンをもちいたエジェクタースリーブ構造以外に、図61の(A1)と(A2)、(B1)と(B2)、(C1)と(C2)、(D1)と(D2)、(E1)と(E2)、(F1)と(F2)と(F3)、(G1)と(G2)、(H1)と(H2)と(H3)、(J1)と(J2)と(J3)と(J4)にしめすように、外筒に先端部に加圧流体は通る{噴出する(出る)}が、その中に溶融樹脂が入り込まないような構造とすればよい。以下その構造を例示するが、これに限定されるものでなくてもよい。
図61の(H2)は、(H1)を紙面の上方から見た図である。
図55は、加圧エジェクターピン227を金型に組み込んだ金型構造をしめす模式図である。図55における符号34は入子、符号35は入子の隙間である。入子の隙間35からの加圧流体の漏れを防ぐためのシール93、プレート53、プレート54、シール55、加圧エジェクターピン227のシールリング89の構成は、図3と同様である。
つまり、加圧エジェクターピン227の鍔部70は、プレート28とプレート29で挟持されている。鍔部70の上面と、プレート28の間には、加圧流体が漏れ出ないようにシール228が設けられている。プレート28とプレート29の間には、プレート28とプレート29の間から加圧流体が漏れ出ないようにするためのシール229が設けられている。必要に応じてプレート29の底面と取り付け板23が接する面も230でシールされる。符号49は加圧流体の通路、符号48は、図1にしめした加圧流体製造装置140、図46にしめした加圧流体製造装置1140との繋ぎ口である。
図57にしめしたプレート29は、図55のプレート29を紙面の上方から見た図である。プレート29には、加圧流体が通る溝236と、通路(貫通穴)49と、が形成されている。通路49は、一端が溝236と通じており、他端が繋ぎ口48と連結可能に構成されている。なお、溝236は、プレート28とプレート29とを合わせることにより、加圧流体が通る流路(空圧回路)が形成される。また、溝236は、プレート28とプレート29とを合わせた時に、凹部231、および凹部232と通じる(接続する)位置に形成されている。
図58(B)は、図58(A)のプレート28を図58(A)の紙面上方から見た図である。また、図58(C)は、図58(A)のプレート28を図58(A)の紙面上方から見た図である。
図58(B)にしめすように、プレート28には、貫通穴233、および貫通穴234が形成されている。また、プレート28の下面には、貫通穴233、および貫通穴234のそれぞれに、加圧エジェクターピン227の鍔部70が位置する凹部(ざぐり部)が形成されている。
図58(C)にしめすように、プレート29は、加圧流体が通る溝237、および溝238と、2本の通路(貫通穴)49と、が形成されている。ぞれぞれの通路49は、一端が溝(溝237、または溝238)と通じており、他端が繋ぎ口48と連結可能に構成されている。なお、溝237、および溝238は、プレート28とプレート29とを合わせることにより、加圧流体が通る空圧回路が形成される。また、溝237、および溝238は、プレート28とプレート29とを合わせた時に、貫通穴231、および貫通穴232と通じる(接続する)位置に形成されている。換言すると、溝237、および溝238は、プレート28とプレート29とを合わせた時に、加圧エジェクターピン227の鍔部70が挿入される2つの凹部と通じる位置に形成されている。
図58(A)にしめした金型構造は、図46にしめした加圧流体製造装置1140で製造した加圧流体を、それぞれ別々の繋ぎ口48と繋ぐことで、別々の流体加圧条件で成形品の成形ができる作用・効果がある。
図59(A)と(F)は、図55にしめした金型構造における加圧エジェクターピン227の取り付けの他の実施形態をしめしたものである。
つまり、シール93、プレート53、プレート54、シール55、入子34などは、説明を分かり易くするため、図59(A)への図示を省略している。
図59(B)は、図59(A)の紙面上側のプレート29を図59(A)の紙面上方から見た図である。図59(C)は、図59(A)の紙面下側のプレート29を図58(A)の紙面上方から見た図である。図59(D)は、図59(A)の紙面上側のプレート28を図59(A)の紙面上方から見た図である。図59(E)は、図59(A)の紙面下側のプレート29を図58(A)の紙面上方から見た図である。
なお、図59(B)、および図59(D)には、図59(C)にしめした貫通穴235と同様の位置に貫通穴が形成されているが、図示を省略している。
図59(A)にしめした加圧エジェクターピン227の取り付け構造は、加圧エジェクターピン227の鍔部70を挟持するプレート28、およびプレート29からなる一対のプレートを複数もちいたものである。換言すると、当該取り付け構造は、それぞれの一対のプレートからエジェクターピン227を立てるものである。それぞれの一対のプレートには、加圧流体が通る溝、および通路が形成されている。このため、図46にしめした加圧流体製造装置1140で製造した加圧流体は、それぞれの一対のプレートに供給することにより、別々の流体加圧条件で成形品の成形ができる。
図59(F)は、成形品の形状の高さが異なる場合において、加圧エジェクターピン227の長さを違えた場合をしめしている。
{エジェクターピンの外側から加圧流体を噴出させる手段(エジェクターピンの外部に加圧流体を通す手段)}
図70では、エジェクターピンの外側と入子の隙間(実際には、エジェクターピン27と、エジェクターピンのガイドピン301との隙間)から流体加圧する手段を説明する。
市販のエジェクタースリーブは、太さと長さからの制限がある。細くて長いエジェクタースリーブは入手しにくい。結果、大きな成形品、深い成形品(金型の厚い成形品)では、長いエジェクタースリーブの入手が困難なので、加圧エジェクターピン227をもちいての流体加圧の実施はむつかしい。
図70では、短いエジェクタースリーブと長いエジェクターピンとの組み合わせで、流体加圧をする手段を説明する。図18でしめすプレート53の下部に新たに、シールプレート287とシールプレート288と、シール290とシール291と、エジェクターピンのガイド301とを新たにを追加して、シールプレート53、シールプレート54は入子の隙間から入り込んでくる加圧流体をシールする機構だけとした。
エジェクターピン27の側面に加圧流体を通すと、シールプレート53と、シールプレート54との隙間にも入り込む(図18参照)。この走り込んだ加圧流体が入子の隙間35を通じて金型キャビティ内に充填された溶融樹脂を流体加圧して、結果、形状の乱れてしまう。
この問題を解決する手段として、シールプレート53とシールプレート54とにエジェクターピン27の穴にエジェクターのガイド301を設ける。エジェクターのガイド301の鐔部上面、または底面(部)、または上面、または底面の両方にはシール(Oリング、シート)289、シール292が設置されている。(図62の紙面左側のエジェクターピン、エジェクターのガイド253)さらにエジェクターピン27には、加圧流体が外に漏れないようにシールリング89が、プレート287と、プレート288との間に設置されている。
必要に応じて、エジェクターのガイド301にもシールリング89が設ける。
上述した流体加圧を目的とした流体加圧可能な構造をもたせたエジェクターピンを「加圧エジェクターピン」とも称する。
図70でプレート53と、287の合わせ面にはエジェクターピンのガイド301を押さえる機構と、加圧流体をエジェクターピンのガイド301の鐔部下方に加圧流体を導く流路{通路(図19と同様な形状の溝81)}が設けてある。エジェクターピン27には、加圧流体の漏れを防ぐシールリング89が設けてある。加圧流体は口48から入れる。
エジェクターピンのガイドピン301は図73(A)乃至図73()Dにしめすように、先端部の5mm程度はエジェクターピン27の位置を決めるガイド(振れ止めのガイド)の役目を果たし、図示していないが、それ以下は加圧流体が通り易いように逃がし形状{馬鹿(バカ)穴}としている。
流体加圧前にコアバックして、樹脂と金型の間に空間をつくり、隙間に加圧流体をする手段を説明する。図84はコアバック前で、キャビティ21に樹脂を充填する。符番354はフローティングコアで、樹脂の充填の圧力は、354のフローティングコアは、ロット355で射出成形機356と繋がっているので、樹脂の充填の圧力によって型が開くことはない。充填後、直ぐに、あるいは一定の時間経過の後、図85にしめすように、ロット355を下げ、コアバックさせ、コアバックによってつくられた空間360がつくられる。コアバックしながら、またはコアバック完了後、あるいはコアバックが完了して一定時間が経過の後、シールプレート上362、シールプレート下361 の加圧ピン50から流体加圧する。符番359は加圧流体が、空間360に噴出、流体加圧していることをしめしている。流体加圧が完了後、金型を開き、成形品をエジェクターピン357、リブの上部を押すエジェクターピン358で成形品を押し出す。図84、図85において符番353はリブで、その上を符番358のエジェクターピンがある。符番357もエジェクターピンで、コアバックによってキャビティ21内に充填された樹脂が固定側から離れないように押さえる機構をもたせてある。符番363は シール、符番364はコアバックの動きをしめす矢印である。図84(A)、図84(B)は化合側のコアバックを説明したが、固定側のコバックも可能である。図84(A)、図84(B)中の符番93のシールは、ガスカウンタープレッシャーをおこなう場合のシールである。コアバックの場合は、位置に周辺にリブ形状を設けることで、これがガスリブとなり、パーティングのシールがなくとも加圧流体が外に漏れることはない。
形状押し出しの場合は、エジェクターピンと同様に円柱の形状を設けるので、この円柱をシールリング89をもちいてシールすれば十分である。
図82でしめす傾斜コアと同様に、形状はシールプレート54、55の上部を形状とし、その下部は円柱形状でこの円柱部分をシールすればよい。
(ホットランナーのガスリブ)
通常ホットランナーは固定側から、流体加圧は可動側で実施される場合が多いが、まれにホットランナーつきの金型で実施する場合は、加圧流体が、ホットランナーの中に入り込まないように、ボールチェックを入れたホットランナー、バルブゲートつきのホットランナーを使用するのがよい。オープンの場合は図85にしめすように、ホットランナー周りをガスリブ211で囲み加圧流体のホットランナー内への侵入を防ぐ。
コールドランナーでもゲート近傍にガスリブ211のようにゲートを囲むガスリブを設ければ、スプールランナーへの加圧流体の侵入を防止できる。サイドゲートでもゲート近傍をガスリブで囲めばスプールランナーへの侵入を防止できる。
{環状弾性部材の一例(シールリング)}
樹脂と金型との隙間の加圧流体が、金型(あるいは入子)とエジェクターピンの隙間から漏れ出るのを防ぐため、エジェクターピンをシールする(エジェクターピンをシールリング89でシールする。)必要がある。
エジェクターピン27をシールしつつ支持するシールリング89、およびシールリング90は、たとえば、サンゴバン社(米国)、タフトレーディング(株)、シールテック(株)、日本シール精工(株)、(株)ニシヤマなどが販売しているオムニシール(商品名)、日本トレルボルグ シーリング ソリューションズ(株)が販売しているターコン(商品名)バリシール(商品名)などが例示できる。ここでターコンとは材質を表す表示で、通常はPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)であるが、PTFE以外にPE(ポリエチレン)などをもちいたものも存在するので単にバリシールと称する場合もある。シールリングの構成の一例を図27、および図28にしめす。シールリングは、バネ(スプリング)荷重式テフロン(登録商標)パッキンで、樹脂製のシール部103と、金属製のバネ部(金属製の環状部材の例)104と、を有している。バネ部は環状弾性体の開口部の内部(シール部103の開口部の中)にはめ込まれ、シール部103のシール性を向上させる作用・効果をもたせる。
シール部103は、自己収縮は乏しいので、そのままではシール性が乏しい。そのために開口部内に加圧性(荷重性ともいう。)を持つ符番104をはめ込むと収縮し、シール性は向上する。
流体加圧すると開口部に加圧流体が入り込み、その加圧流体の力(圧力)で、広がり、密着するので、加圧流体のシール性は更に向上し、加圧流体が漏れ出ることはない。
また、フッ素ゴム、シリコンゴム、ウレタンゴムをもちいた断面が、円形、円弧形、半円形、三角形、四角形、多角形のOリング(樹脂製の環状部材の例)でも、コイルスプリング(金属製の環状部材の例)でも荷重性シール、加圧性シールの効果は十分発揮できる。
バネ部104の荷重方向は、押し出す軸体、たとえばエジェクターピンの場合はエジェクターピンの側面(摺動面)と接する部分(樹脂製のシール部103)をシ−ルリングが押しつけるように配される。
形状は前記櫛形でも、断面がC型でも、円形での、多角形でもよく、締め付けの機能を果たせば形状には限定されない。
必ずしもバネ部などをもちいる必要はないが、バネ荷重しているとエジェクターピンへの密着性が向上し、キャビティ内の樹脂を流体加圧した際に、エジェクターピンからの加圧流体の漏れを少なくできる。樹脂製のシール部103と、金属製のバネ部(金属製の環状部材の例)104と、を有している。バネ部は環状弾性体の開口部の内部にはめ込まれ、シール性を向上させる作用・効果をもたせる。
L字シールの場合はリップ561はエジェクターピンと接する部分にしかない。このL字シールはリップ561はエジェクターピン27と接してシールするが、U字シールでのリップ562はないが、たとえばエジェクターピン27のシールにもちいた場合、シールプレート下53、シールプレーと上54にはシール55がもちいられ、シール55でシールするので問題はない。オムニシール、バリシール、Kシール(U字シール、L字シール)はいずれも自己拡張してシール効果が向上する。必要に応じてエジェクターピンのシールに、市販のバックアップリング(図示せず。)、スライドリング(図80)をもちいる場合もある。
公知文献の特開2011−255541(公知文献の特開2011−255541での成形法は射出圧空成形ではなく、ガスカウンタープレッシャー法で、本発明の成形法はちがう。)には、エジェクターピンをU形状のパッキンでシールすることが述べられているが、この文献にもU形状の中に、バネなどを入れ込むことの記載はない。
公知文献の特開平11―216746(公知文献の特開平11―216746での成形法は射出圧空成形ではなく、ガスカウンタープレッシャー法で、本発明の成形法はちがう。)には、エジェクターピンをシール部材でシールすることが述べられているが、シール部材の具体的な説明はなされていない。
上述したようにいずれの公知文献も、本願発明で説明したエジェクターピンへの密着性を高める工夫(図27、図28の符番104のスプリング、コイルスプリングなどで例示される金属製の環状部材のバネ、または樹脂製の環状部材のOリング)の併用がなされてはいない。
スライドリングはシールリングを挟んで上下に設けてもよい。上部あるいは下部の一方でもよい。押し出す軸体にもちいるシールリングはシール性を高める目的で2ヶ以上複数個もちいてもよい。
(射出中空成形と、射出圧空成形とを同じ成形品で実施)
射出中空成形と、射出圧空成形とを同じ成形品でおこない、肉厚部は中空が形成、その他薄肉部は、圧空され、ヒケの少ない成形品を得る。具体的には、はじめに、圧空を実施している間(流体加圧している間)に肉厚部に中空部を形成させる。この際に、圧空する加圧流体の圧力は、中空を形成する加圧流体の圧力と時間の関係は、圧空をおこなう加圧流体の圧力をP1、遅延時間をT1、加圧時間T2、保持時間をT3、大気開放時間をT4とする。中空部を形成させる加圧流体の圧力をP2、遅延時間をt1、加圧時間t2、保持時間をt3、大気開放時間をt4とする。P1≧P2、T1≧t1、T2≧t2、T3≧t3と、いずれも圧空の方を、中空の条件より高くすることで、肉厚部だけが中空が形成させ、その他は圧空でヒケのない成形品が得られる。
中空成形のガス注入ピンは流動末端(溶融樹脂の充填の圧力が低い部分)の設けることで、加圧流体の圧力を下げることができる。一方ゲート近傍(溶融樹脂の充填の圧力が高い部分)では大きな中空率の成形品が得られる。勿論のこと射出成形機ノズルから、スプールランナーから加圧流体をもちいて中空成形を実施してもよい。
この方法では、発泡性をもたせた樹脂の場合でも実施可能でその場合でも、P1≧P2、T1≧t1、T2≧t2、T3≧t3とする。T4、t4は適切に設定すればよい。
図2にしめすように、シール金型141は、エジェクター機構を囲うボックス構造とされている。ここで、エジェクター機構とは、エジェクターピン27、およびエジェクタープレートのことである。エジェクタープレートは、エジェクタープレート上28と、エジェクタープレート下29とからなる。図2にしめすように、エジェクタープレートは、エジェクタープレート28に形成された貫通穴にエジェクターピン27を通し、エジェクターピン27の基端部に設けられた鍔(ツバ)部をエジェクタープレート上28とエジェクタープレート下29で挟んで、エジェクターピン27を固定する。
なお、エジェクターボックス51は、エジェクター機構を閉空間に閉じ込め密封する構造(ボックス構造)のことであり、図2において破線でしめされている。
可動側の金型202は、固定側の金型201に対して、パーティング26を境界面にして接触離間させることができる。
シール金型141の特徴は、固定側の金型201と可動側の金型202が型締めされ、射出成形機のノズルがスプールブッシュ24に接触した段階で、キャビティ200が閉ざされ、「密閉空間(シール金型)」となる。このため、シール38〜43がもちいられている。
「直接加圧」は、キャビティ200内の樹脂に直接加圧ピン50、加圧エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500をもちいて加圧流体を作用させ、流体加圧する方法である。「間接加圧」は、キャビティ200内以外の他の場所に加圧流体を入れて、可動側の入子34の隙間35、エジェクターピン27に沿った隙間、コアピンの隙間などから加圧流体がキャビティ200内の樹脂に達し、キャビティ内の樹脂を流体加圧する方法である。これら以外には、入子34の底などに加圧流体を入れて入子34を動かし、入子加圧する方法などがある。
図2にしめす噴出手段58は、キャビティ200内の樹脂を直接加圧する場合にもちいられる。噴出手段58は、繋ぎ口48と、加圧流体の通路49と、加圧ピン50と、を備えている。繋ぎ口48は、加圧流体が流れる耐圧ホースの一端部を繋ぐための接続部である。耐圧ホースの他端部は、図1にしめした加圧流体製造装置の配管17に接続される。具体的には、図1における配管17の末端に耐圧ホースの他端部が接続される。図2に、図63乃至73にしめした手段(加圧エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500の使用)でも実施できる。
可動側の金型202において間接加圧をする場合は、噴出手段56からエジェクターボックス51の空間52内に加圧流体を注入する。空間52に注入した加圧流体は、入子の隙間35、エジェクターピン27に沿った隙間などからキャビティ200内に入り、キャビティ200内の樹脂の表面を可動側から固定側に向けて流体加圧する。
固定側の金型201から直接加圧をする場合は、図2、および図3にしめす噴出手段57をもちいる。固定側の金型201から間接加圧をする場合は、図2、および図3にしめす噴出手段61をもちいる。噴出手段57、および61の少なくとも一方から加圧流体を噴出すると、加圧流体は、キャビティ200内の樹脂を固定側の金型201から可動側の金型202に向かう方向に流体加圧する。噴出手段57、および61は、噴出手段58で説明した繋ぎ口48、加圧流体の通路49、加圧ピン50と同様の構成を有しているため、詳細な説明は省略する。
噴出手段57をもちいて固定側の金型201からキャビティ200内に加圧流体を噴出してキャビティ200内の樹脂を直接加圧すると、キャビティ200内に噴出した加圧流体は、可動側の金型202における流体加圧と同様、入子32の隙間33から外部に漏れ出そうとする。この問題を解決するため、固定側入子32の底(キャビティ200とは反対側の面)はシールプレート下44で受け、シールプレート44とシールプレート上45の間にはシール46を設ける。そうすると、入子32の隙間33を通る加圧流体が外部に漏れるのを防止できる。図示していないが、可動側の入子34の底(キャビティ200とは反対側の面)は、必要に応じてシールを設けるのが望ましい。また、固定側取り付け板22と固定側型板78との間にもシール39を設けるのが望ましい。
特に流体加圧が必要な場所は、前記した可動側の場合と同様、図4乃至図17にしめす加圧ピンを必要に応じて設け、シールプレート下44とシールプレート上45の隙間に加圧流体を入れるだけで流体加圧できる。
キャビティに樹脂を充填する時の圧力は、「充填圧力」、「射出圧力」といい、MPa、kg/cm2(平方センチメートル)、または射出成形機の最大射出圧力の割合をもちいて%で表される。
流体加圧は、成形品全体(たとえば、可動側パーティングの全体)に作用させる全体加圧と、部分的に作用させる部分加圧と、を実施できる。
全体加圧は、加圧したい面(固定側パーティング、または可動側パーティング)に加圧ピンを設け、流体加圧する。加圧ピンの本数は、成形品の加圧面積と、肉厚とで決定する。
固定側の金型201、および205は、シールプレート下44、シールプレート上45、およびシール46をもちいることにより、キャビティ200内への樹脂の充填時にキャビティ200内の空気の逃げ場がなくなる。同様に、可動側の金型202、および206は、シールプレート下53、シールプレート上54、およびシール55をもちいることにより、キャビティ200内への樹脂の充填時にキャビティ200内の空気の逃げ場がなくなる。このため、固定側の金型201、および可動側の金型202をもちいるシール金型142は、ショートモールド、変色、または焼けの原因になる場合がある。
固定側の金型201、または可動側の金型202に設けたスライドコアは、前記の固定側の金型201の構成とほとんど同じである。つまり、スライドコアは、スライドの下(スライドの入子の底)に固定側で説明したシールプレート下44、シールプレート上45、およびシール46と同様な構成とする。また、スライドコアは、スライドコアの金型合わせ面から加圧流体の漏れを防ぐため、シール(図2の固定側スライドではシール41、可動側スライドではシール42)を同様に設ける。
図82(A)乃至(C)には傾斜コア(ピン)のシール方法をしめした。傾斜コアの場合、図2にしめすエジェクターボックス構造では、プレート28の上にスライドユニットをのせ、エジェクターロットの押し出す機構で、スライドユニットを横方向に動かす従来の機構をそのままもちいればよい。
図3では、横方向に動く傾斜コアをシールするには以下のように実施する。図82(A)にしめすようにスライドユニットを、シールプレート54の上にのせて、スライドユニットを押すエジェクターピンをシールリング89でシールすればよい。図82(B)はスライドプレート上372と、スライドプレート下373を新たに設けて、符番374スライドユニットが動く長穴をスライドプレート上372、スライドプレート下373の片方(この場合はスライドプレート上372)、または両方に設ける。図82(C)は符番377スライドユニットの下部の足を長くした場合である。符番375はスライドユニットが動く長穴、符番375シール、符番376シールは加圧流体がスライドプレート上372、スライドプレート下373と、その他のプレートとの合わせ面から漏れないようにシールをする。
(シール金型142の金型構造)
エジェクターボックス51をもちいたシール金型141は、可動側の金型202の空間52を加圧流体で満たす必要があるので、多量の加圧流体を必要とする。
次に、図18〜20をもちいて、入子34のシールについて説明する。
シールプレート上54は、一方の面の中央部に矩形の凹部213を備えた矩形のプレートである。可動側の金型206の入子34の一端部は、凹部213に嵌め込まれている。別言すると、入子34におけるキャビティ200から離れた部分は、シールプレート上54により周囲が囲まれている。
シール金型142は、固定側の金型205と可動側の金型206が閉じられた後であって、キャビティ200内に溶融した樹脂が充填される前に、キャビティ200内を減圧する減圧手段を有していてもよい。減圧手段は、たとえば、真空ポンプ、または流体を利用してベンチュリ効果によって減圧状態をつくり出すための器具{アスピレーター(aspirator)}などである。
樹脂のショートモールド、並びに成形品の変色、または焼けを抑制する手段は、前記した減圧手段以外に、たとえば、窒素ガスなどの不活性な気体をキャビティ200内に注入する手段がある。不活性な気体は、キャビティ200内に溶融した樹脂を充填する前に、シール金型142における弁62、弁67、および弁68の少なくとも1つからキャビティ200内に注入し、キャビティ200内の空気を不活性なガスで置換する。
このエジェクターピン27の周りにリブを設ける手段は、入子の構造ではない金型、たとえば、平板のような形状の場合は、エジェクターピン27にシールリング89を設ける必要はないが、入子構造の場合は、入子の隙間から加圧流体が逃げてしまうので、図19、図20にしめしたプレート53、プレート54をもちい、入子からの加圧流体の漏れを防止しなくてはならず、その場合には、エジェクターピン89からの加圧流体の漏れがあるので、エジェクターピン27はシールリング89をもちい、シールする必要がある。
別に、はエジェクターピンの周りにガスリブを設けて、しかも入子の周りもガスリブで囲い、入子の隙間に加圧流体が入らない構造を取れば、プレート53、プレート54の必要はない。
シール金型142のパーティング26は、ガス抜き手段を設けてもよい。ガス抜き手段は、図23をもちいて説明する。
図23は、固定側の金型205のパーティング26に設けられたガス抜き手段の構成をしめす模式図である。なお、ガス抜きは、空気抜き、空気のベント、ガスベント、ベントなどともいう。
0.01mm以下ではガスベントの作用はするが、効果は低い。0.2mm以上であればバリ発生が懸念される。加圧流体がパーティング26から漏れ出る場合は、ガスベントを付けない。
加圧流体が漏れ出て、非加圧(化粧)面に回ってしまう場合は、上記ガスベントを付けない、あるいは狭くする。
入子には、ショートモールド、または成形品の変色、または焼けの発生を防止するため、ガス抜き手段が設けられている。図24乃至図26をもちいて、隙間35からガスを抜くガス抜き手段を有する入子34を説明する。図24は、入子34の模式図である。図25は、図24に図示した入子34、およびシールプレート上54を、入子214と入子215の合わせ面に沿う面で切断した模式図である。別言すると、図25は、図24を単純に中央で縦に分割した図である。図26は、図25に図示した分割した入子34、およびシールプレート上54を、図25における紙面左側から紙面右側に向けて見た模式図である。
図2にしめすエジェクターボックス51を持つシール金型141の場合に限定すれば、エジェクターピン27をガスベント99として使用することができる。この場合は、必要に応じてエジェクターピン27の内芯71(図5参照)の本体の一部や鍔部117などにDカットなどを施し、空気の排気回路とする。ただし、図3にしめすシール金型142は、エジェクターピン27をシールリング89でシールするので、前記したDカット面などは形成しない。
流体加圧の効果は、キャビティ200内に充填された樹脂の表面の冷却速度を遅くすることにより、さらに向上させることができる。樹脂の表面の冷却速度は、キャビティ面に、たとえば、荒い梨地のシボなどを形成すれば、遅くすることができる。キャビティ面にシボを形成すると、シボの底(成形品ではシボの頂点)には、空気層ができる。この空気層は断熱層になるので、熱可塑性樹脂などの場合は、冷却固化が遅くなる。
、またはDLC(ダイヤモンドライクコーティング)、TiN(窒化チタン)、CrN(窒化クロム)、WC(タングステンカーバイト)などのセラミック被膜をキャビティ面に付けるなどを採用してもよい。セラミック被膜は、溶融樹脂の冷却速度が遅くなるので、固定側、可動側の少なくとも一方で実施する。
前記二酸化炭素、エーテル類、アルコール類の注入は樹脂の可塑化の段階、計量中におこなう。
金型表面温度を高くすると、キャビティ内に充填された溶融樹脂の冷却固化を遅くすることができる。金型の表面温度を上げる手段は、温調器をもちいる方法、加熱水蒸気をもちいる方法、金型表面にハロゲンランプを当てる方法、高周波を当てる方法、電磁誘導加熱をおこなう方法、この場合には金型表面を窒化した方がよい。金型内にシーズヒーターを埋め込む方法などがある。キャビティ内に溶融樹脂が充填される段階で、その樹脂のガラス転移点温度以上に金型表面温度が高いとより効果は高くなる。
本発明はオープンノズルでの実施も可能であるが、加熱筒内に高圧の流体が入り込んでしまう危険性があるので、特に射出中空成形でもちいるボールチェックノズル、油圧、空圧、または電動式で作動するシャットオフノズルをもちいる。
また、上述したように加圧ピン50、エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500を流体加圧前に後退させて、加圧流体の噴出口を樹脂の表面から離し流体加圧をすると、加圧流体がスキン層を破り難くなるからである。
本発明は、OA、家電、車両の内装品、外装品、建築、遊技機、雑貨などの転写性が要求される成形品で実施することが望ましい。成形品は、たとえば、筐体、カバー、内装品などが挙げられる。その他、本発明は、OA機器のプリンター、デジタルコピーなどにもちいられている光学系のミラー、車両などのヘッドランプのリフェレクター、エクステンションなどの成形にももちいることができる。
本発明が適用可能な製品(成形品)を例示すると、自動車部品では、コンソールボックス、バンパー、グローボックス、アームレスト、ドアトリム、インストルメントパネル(通称インパネ)、ヘッドランプ、フォッグランプ、センタクラスタ、レジスタ、デフロスタノズル、カップフォルダー、グラブボックス、イルミスカップレート、アシストグリップ、フロントビラーガーニッシュ、ラジエーターグリル、バッグドアーガーニッシュ、マッドガード、ホイールキャップ、エアバッグ、ハンドル、レジスタ、ドアグラブ、ポップアップディスプレイ、サンバイザー、ダッシュサイレンサー、スカッフオーナメント、リヤシェルフなどが、
家電製品ではテレビ、デジタルカメラ、ビデオカメラ、ファクス、電話機、パソコン、カーナビ、冷蔵庫、レンジ、エアコン、掃除機、洗濯機などの筐体(ハウジング)が、
その他タブレット、携帯、スマートフォン、パソコン、スピーカー、ヘッドホン、携帯型ゲーム機、パチンコの枠、OA製品のプリンター、コピー機、FAXなどの筐体、内装品、物流機器のコンテナ、パレット、スノコ、オリコン、キャリー、ドーリー、ボード、カート、台車、ICトレー、土木と農機具ではグレーチング、コンバイン、トラクター、耕運機、田植え機、チェンソー、芝刈り機、消毒機械のプラスチック部品など、住宅設備、化粧カバー、洗面台、手洗い器、バス、便座、便座カバー、コンセントのカバー、家具では椅子、机などにもちいられている樹脂製品などである。
シール金型142は、62、67、68などの弁を樹脂の充填にあわせて開けキャビティ内の圧気を大気開放するなどと、弁の動作を工夫すれば発泡成形で表面平滑性を得る手段の一つであるガスカウンタープレッシャー用のシール金型として使用もできる。
本発明で使用可能な樹脂は、化学工業日報社のプラスチック成形材料商取引便覧−特性データベース−〈1999年版、2012年版〉に記載されている。
熱可塑性樹脂を例示すれば、スチレン系単量体を重合せしめてなるポリスチレン系樹脂、たとえば、ポリスチレン(PS)、ハイインパクト(耐衝撃性)ポリスチレン(HIPS)、ニトリル系単量体スチレン系単量体との共重合体であるスチレン系樹脂、たとえば、アクリロニトリルスチレン共重合体(AS)、ニトリル系単量体スチレン系単量体ブタジエン系ゴムからなる樹脂、たとえば、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体(ABS)、ブタジエン系ゴムをオレフィン系ゴムとしたAES、アクリル系ゴムとしたASA(AAS)などのスチレン系樹脂、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)などに代表されるポリオレフィン系樹脂、ポリフェニレンエーテル(PPE)、スチレン変性のポリフェニレンエーテル(m−PPE)、ポリカーボネート(PC)、ポリアミド(PA)、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)などのエンジニアリングプラスチック、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などのポリエステル樹脂、塩化ビニル(PVC)のビニル系樹脂、ポリオキシメチレン(POM)などでの実施も可能である。
微細な光沢のシボ加工をした金型の表面温度を高周波誘導加熱で150℃に昇温してABSをもちいて成形した結果、シボの転写性が約98%で、光沢をもつが、手で触れても指紋などが付かない成形品が得られた。
MuCellやAMOTEC、UCC法、GasTy−1などの発泡成形での実施も可能である。
本発明の圧縮の手段は、コアバック、リセス(リセッション)などに代表される発泡成形などでキャビティの拡大(拡張)の手段としてももちいることもできる。
本発明は、中空成形との組み合わせでの実施も可能である。
(図87、図88、図89、図90)
スライドは、主にエジェクターの前に押し出す力(押す力、エジェクター力)でスライドさせる傾斜ピン(傾斜コア)と、金型の開閉をもちいてスライドを動かす手段とがあり、主にはアンギュラピンがもちいられる。それ以外に油圧、空圧、モーターなどをもちいた手段、ラック&ピニオンをもちいた手段など多種・多様である。主にスライド
スライドは可動側に設けられるが、固定側に設けられる場合も多々ある。更にスライドの中にスライドを設ける場合も希にはある。
スライドで形成されるキャビティに溶融樹脂を充填して、流体加圧すると、スライドが前後・左右に動き、あるいは振動して結果その動きによって成形品外観が低下する問題が生じる。
図87(A)の符番389はスライドコアで成形品の形状を形作る金型で、図62にしめす進退可能な加圧ピン、または加圧エジェクターピン227が符番392でしめすようにスライドコア389の中に入り、スライドコア389を固定、溶融樹脂の充填時にスライドコアにかかる充填時の樹脂圧、流体加圧時の加圧流体の圧力を受けとめ、スライドコアが前後・左右に動き、あるいは振動するのを防止する。加圧流体は、スライドコア389の上面から噴出して、樹脂とスライドコア389との隙間に入り込み流体加圧する。
当然加圧エジェクターピン227に代え、エジェクターピン27としてもスライドコアの固定はできる。
勿論のこと図87(A)乃至図90(B)の構造では、加圧ピン、加圧エジェクターピン227と符番389、符番390、符番397のスライドコアとの合わせ面との隙間から漏れ出すこともある。
この問題を解決する手段の一つとして、図64、図65、図66、図67、図68で説明したように流体加圧前に流体加圧するエジェクターピンを後退させ、或いは図71、図72で説明したように、エジェクターピンの外筒だけを後退させ、空間をつくり、その空間の中に加圧流体を噴出させる、また図84(A)、図84(B)にしめすようにコアバックさせることで、中空とはならず、樹脂と金型の隙間に加圧流体は入り込み流体加圧される。
別に流体加圧する、加圧ピン、エジェクターピンの径を大きく(太く)すると、キャビティ内に充填させた溶融樹脂の表面に掛かる圧力が下がるので、中空とはなりにくい。
流体加圧する成形品の肉厚が薄いと、冷却固化の速度が早くなりので、比較的に高圧で流体加圧しても樹脂と金型の隙間に加圧流体は入りが、成形品の肉厚が厚いと冷却固化の速度が遅くなるので高圧で流体加圧すると中空となり易い。
その対策として流体加圧を開始するまでの遅延時間を長く取って、表面の十分なスキン層(冷却固化層)が形成されてから流体加圧する。
流体加圧可能なエジェクターピンでは、たとえば図72でしめしたように、内芯は下げず(後退させず)に外筒だけを下げる(後退させる)。外筒は下げて内芯を下げないのは、コアバックを実施した時に、成形品が固定側から離れないようにするためである。
加圧流体の圧力が低いと成形品内部の歪みは低くなり、反り・変形などは低下、寸法安定性の高い成形品が得られるが、流体加圧の効果が低くヒケが生じる場合がある。この問題を解決する手段として、非加圧面(一般には化粧面)の金型温度を高くする。
PC、ABS、PS/ABS、PC/PS、PC/HIPS、変性PPEでの非加圧面の金型表面温度は35℃以上、好ましくは45℃以上、更に好ましくは65℃以上である。PE、PPなどの場合は、35℃以上、好ましくは45℃以上である。それぞれの樹脂のガラス転移点温度(Tg)以上にすればウエルドを少なくすること、一般に言われる「ノンウエルド」が可能である。
キャビティに充填される樹脂温度が高いと、冷却固化までの時間が長くなるので、流体加圧の効果は高くなる。
このように、流体加圧の圧力、遅延時間、加圧時間、保持時間などは、金型表面温度、樹脂温度、充填速度、充填圧力などに代表される成形条件、樹脂の種類、成形品の形状などのよって変わるので、一般にはそれぞれの条件をトライ(試験/試作成形加工を実施)して成形品の外観を確認しながら設定する。
勿論のこと、加圧ピン、加圧エジェクターピンなど径を大きく(太く)して、初めに低圧で加圧などの上述した手段を複数組み合わせ実施してもよい。
シールのへたり(疲労する。シール機能が低下する。シール機能を失う。)が少なくなるようにエジェクターピンなど可動面と接する部分には、オイル、シリコンオイル、グリス、テフロングリスなどを塗る。それ以外にはシールを構成する材料に摺動性を持つ、グラファイト、炭素繊維、カーボンナノチューブ(CNT)、シリコンパウダー、テフロンパウダーなどを混ぜ合わせ摺動性を高めてもよい。
前記シールにおいてエジェクターピンとの接する側面との詳細な形状をしめす。これらシールは、シール面の先端部はシール効果を高める目的で図91(A)にしめすように、符番400でしめすように線あたり(線接触)させ、加圧流体の圧力で膨らみ、押しつぶされ面当たりになって、シール効果を高める構造としてある。この部分はよりシール効果を高める目的で押し出す軸体、たとえばエジェクターピンの直径に対して、0.05mmから0.5mm程度小さくしてシール効果を高めている。下部は、シールのへたりを少なくする目的でエジェクターピンの径に比較して−0.05mmから0.5mmとしている。
繰り返し説明する。接触面積を大きくする目的一部を符番400にしめすように一部凸とした。前記凸部はエジェクターピンなどと接すると、図91(B)符番400は押しつぶされ、接触面積が増えてシール効果が大きくなる。図91(A)、図91(B)にしめした符番400でしめすように凸部を複数とすることでより高いシール効果が発揮される。
図91では符番400の形状は三角(△)としたが、半円形状でも、円弧でも構わない。符番399をR形状の誘い込み加工としているのは、エジェクターピンなどの軸体をはめ込む際に、エジェクターピンなどの軸体の先端部で傷を付けないように、スムースにはめ込むことができるようにしてある。エジェクターピンなどの軸体をはめ込む際には、オイル、グリスなどを塗布して摺動性を高くしてからはめ込むようにする。図示していないが、エジェクターピンなどの先を少しだけR形状、糸面取りして符番400と会わせKシールのシール面に傷を付けないように細心の注意が必要である。
図91(B)は、図91(A)のA部の詳細図をしめしている。図91(A)、図91(B)において、符番398は符番54とのエジェクターピンなどの隙間、また流体加圧しない時には軸体(たとえばエジェクターピンなど)との符番401でしめす隙間を設け摺動抵抗を下げ、Kシールの寿命を延ばしている。勿論のこと流体加圧されると符番401の隙間は埋まりシール性が高められる。必要に応じてエジェクターピンなどの軸体にも図83でしめしたスライドリング構造を1箇所乃至複数箇所もちいてもよい。
表14と図101には発明者が使用しているKシールの内L字シールのハウジング(納める形状、はめ込む形状)の寸法などを参考までにしめした。(表14)
図101と表14とをもちいて、説明する。図101中で符番433はエジェクターピンの直径で、符番432はL字シールを納める寸法で、表14にしめす符番432の寸法より0.05mm程度広くしてL字シールが納め易くしてある。符番434はL字シールを納めるハウジングの深さで、発明者は4mmをもちいているがこれに限定をされるものではない。符番437はエジェクターピンとL字シールとのはめあい公差で発明者はH7/f8とした。符番435はハウジングの口元をC0.3としてL字シールが入り易くしたがC0.3でなくとも、R形状でもよく、それ以上大きくても、反対に小さくてもよい。符番436はL字シールを納めるハウジングの底部に最大0.4のR形状としたことをしめし、この符番436はL字シールが納まる底部外側と略一致している。自明であるが、L字シール底部外側にR形状を設けたのは、ハウジングへのはめ込みを容易にする案内である。発明者は符番436をR0.4最大としたが、符番436はL字シールの底部外側との形状と一致すればよいので、それ以外の寸法でも構わない。
L字シールを納めるハウジングは、図101では符番53、符番54のシールプレートによって形成されている。
図101にはしめしていないが、L字シール入れるエジェクターピンの先端部は、L字シールを傷付ないように丸みを付けた誘い込み加工がなされている。挿入の際にはオイル、グリスなどを塗布することは述べた。
符番402は加圧流体の受圧面積を少なくするために、新たにエジェクタープレートを追加、エジェクタープレート27とエジェクタープレート227とを分けるために設けたプレートである。
(図93)
図93にしめすように、加圧エジェクターピンなどをもちいて符番47でしめす→(矢印)のように流体加圧すると、樹脂と金型の隙間{符番403でしめす→に入り込んで、他の入子の隙間(符番35)、通常のエジェクターピン27などから符番404、入子の隙間35から符番405に記載したよう戻り、符番406の→のように入子の底部と、プレート54などの間を通り、再び符番407でしめすように再噴出する場合が考えられる。影響がない所での噴出(再噴出)では問題はないが、流体加圧したくない部分での再噴出の防止の手段を以下に説明する。化粧面に回り込み化粧面の品質を著しく低下させる。
必要に応じて入子の側面に一部、または全部(全周)をOリング、ゴムシート、オムニシール、バリシール、Kシールをもちいてシールして、加圧流体が樹脂と金型との隙間に加圧流体が再び入り込まないようにする。
この問題を解決する手段として、図95(A)にしめすように、可動側のパーティング近く(形状の端に)に符番411ガスリブを設けて、パーティングからの固定側への回り込みを防止する。前記ガスリブは図95(B)の符番412にしめすようにパーティング近くの固定側に設けてもよい。
パーティング近くにエジェクターピンを設置した場合には94(C)にしめしたように、エジェクターピンを凸にする。図33、図34にしめすようにエジェクターピンにも符番218のガスリブを設け加圧流体をその中に閉じ込め迷走しないようにする手段もある。
迷走した加圧流体が再びエジェクターピンと入子の隙間を通り流体加圧しないようにするには、シールリング89の開口部を迷走した加圧流体が入り込んでくる方向に向ける。図102は迷走した加圧流体をシールする目的でシールリング89を逆向き(シールリング89の加圧流体が入り込んでくる方向に向けて、)に設ける。図102に於いて符番440は迷走した加圧流体をシールするシールである。
図102には符番440と符番441のシールが設けられているのは、迷走した加圧流体406がシールリング440で完全にシールできずに、符番438にしめすように少し漏れ出した場合に完全にシールするために符番441のシールを設けた。
図103はエジェクターピンにシールリング89を複数個もちい、迷走した加圧流体404をシールする。符番440は初めのシールリング89でシールできずに、少し漏れ出た加圧流体をしめしている。442の加圧流体は符番439シールでシールされる。
図102ではエジェクターピン27の下方から加圧流体は迷走しているだけをしめしている。図103ではエジェクターピン27の上方から加圧流体は迷走しているだけをしめしている。図104は迷走した加圧流体が上方、下方何れからくる場合は、シールリング89とシールリング440とを同じエジェクターピン27に設け、シールする。なお必要に応じてこれらシールは複数個もちいるとシール効果を高めることができる。
本発明にもちいるオムニシール、バリシール、Kシールは形状から明らかなようにシールは方向性があり、一方向から来るの加圧流体のシールしができないことは言うまでもない。
この問題を解決する手段として、図95(A)にしめすように、可動側のパーティング近く(形状の端に)に符番411ガスリブを設けて、パーティングからの固定側への回り込みを防止する。前記ガスリブは図95(B)の符番412にしめすようにパーティング近くの固定側に設けてもよい。
パーティング近くにエジェクターピンを設置した場合には94(C)にしめしたように、エジェクターピンを凸にする。図33、図34にしめすようにエジェクターピンにも符番218のガスリブを設け加圧流体をその中に閉じ込め迷走しないようにする手段もある。
エジェクターピンから迷走した加圧流体が噴出する場合にはたとえばシールを逆向きに取り付けなお図102にはKシールを固定するシールプレートは省略した。
また加圧流体の圧力が高い場合には、シールを複数個もちいることは述べた。図103はKシールを複数子もちいた場合をしめした。
図96にしめしたように、入子の合わせ面をガスリブで囲い、加圧流体が入子の入り込まないように、或いは迷走して加圧流体が入子の隙間から再噴出してもガスリブで囲った中から外には漏れ出さないようにする。迷走した加圧流体がパーティングから固定側に回り込まないようにする。
(図97)
符番53、符番54のプレートは可動側の入子全体をシールしたが、その手段に準拠して図97にしめすように限られた入子だけを符番415のプレート上、符番416のプレート下をもちいてシールし、この符番420でしめすシール入子のブロックを、符番53、符番54に組み込むことで、加圧流体の迷走を止めること、加圧流体の迷走をブロックすることが可能となる。
更に必要に応じて符番419でしめすように入子合わせ面にシールを設け、加圧流体の再侵入、再噴出、迷走、迷走をくい止める。419のシールは合わせ面全てでも、或いは一部でもよい。
流体加圧は固定側からも、可動側からも同時に、或いは時間差を設けて加圧すると、射出中実成形品に比べ、或いは一方からだけ、たとえば可動側だけからの流体加圧に比べて、より流体加圧の作用・効果が高くなるので、軽量化、材料費削減、寸法の安定性が高くなる。
(図98)
加圧ピン、加圧エジェクターピンは、外筒69と内芯71とは同心円でなくとも、図98にしめすように偏心させてもよい。偏心させることで加圧流体の噴出方向を決めることで、流体加圧の方向を決めるができる。
図99では芯体71が外筒69と偏心させているが、同心でも構わない。
本発明の射出圧空成形と、射出中空成形と、射出発泡成形では樹脂保圧をもちいない場合、ゲートはキャビティ内に溶融樹脂を充填すればゲートの役目は終わる。図100の(A)乃至(C)にしめすようにサイドの乗せゲートとして、上部の設けた符番423押し込みピンでこのピンを押し込むことで自動ゲートカットができる。この手段をもちいると図100でしめす符番424ゲートの巾、厚さは関係なく、幅広く、厚く設定できるので、射出成形条件のラチチュードを広くすることができる。
上述した自動ゲートカットは射出圧空成形以外に、樹脂保圧をもちいない場合の射出中空成形、射出発泡成形でも実施可能で本発明では「プレスゲート」という。
図100(A)は、符番428スプールランナーから、符番424のゲートを介してキャビティ21に溶融樹脂が充填された状態をしめす。
図100(B)は、ゲート424が、押し込みピン423によって21キャビティ内の符番425部分に押し込まれたことをしめしている。
図100(C)は、押し込みピン423が元の位置に後退、自動ゲートカットが完了したことをしめしている。
図100において符番429は押し込みピン423の前進をしめす矢印、符番430は押し込みピン423の後退をしめす矢印、符番426はゲートカットされた空間、符番427はキャビティ21内に押し込まれたゲート424をしめしている。
発泡性樹脂で射出中空成形を実施する。コアバックを遅くして内部にリブを立てる。 或いはコアピンを突っ込んでおいてその周りは発泡させない形状を設けることで内部全てが発泡層となるより、強度の向上が望める。
ガスカウンタープレッシャーをもちいると、ガスカウンタープレッシャーをもちいない場合に比べて表面にスキン層が形成させるので強度はさらに向上する。
射出圧空成形、射出中空成形の実施において、射出成形機に付帯させるノズルに付いて説明する。射出圧空成形、射出中空成形の実施は、オープンノズルでも可能であるが、オープンノズルの場合には、加圧流体が、スプールランナーを通り射出成形機加熱筒内に侵入、結果加熱筒内に加圧流体が入った状態で射出成形をすると、シルバーの発生、ショートモールドの発生などの原因になる。高い圧力では加熱筒内のスクリューを押し下げてしまう場合もある。この問題を解決する手段として、前記射出圧空成形、射出中空成形では油圧、空圧、或いはモーターなどで作動するシャットオフノズルをもちいる。シャットオフノズルの場合でも加圧流体の圧力を高めると、シャットオフノズルとの内部の設けられたニードルと、ノズル先端のニードルとが接している部分から、加圧流体が侵入するので、それ程の高い圧力で実施することはできない。
さらにショットオフノズルでは、射出充填時の圧力損失、速度損失が大きく、結果成形条件のラチチュード{成形条件の設定が可能な巾(範囲)}を狭くさせる。
ボールチェックノズルの構造を説明する。図105(A)において、符番443は溶融樹脂が出るノズル先端部の穴で、一般にはストレート、または図のようにテーパーとする。符番444はノズルキャップ、符番446のボールは溶融樹脂の射出の力(溶融樹脂の流れの力、溶融樹脂の充填の圧力)でノズルキャップ444の前部に前進するが、ノズルキャップ444の内側には符番445でしめす溝が掘(ほ)られているので、ボール446が前進した時に溝445とボール446とで隙間がつくられる。溶融樹脂は溝445とボール446とからつくられる隙間から符番443の穴を通じてキャビティ内に充填される。
符番451は射出成形機加熱筒との接続をおこなうネジ部、符番452はノズルのボディで図示していないがスパナなどで締め付けなどがおこなえるように片面、両面のDカット、六角などの形状加工がなされている。
符番453は溶融樹脂の流れをしめしている。符番454は溶融樹脂453の流路である。
図105(B)は符番444の内部をしめしている。図105(A)、図105(D)を紙面右方向から内部を覗きこみ、符番443、符番445などが確認できる。
図105(C)は溝445の端部{後部(符番456)}で樹脂溜まりがないように斜めに加工することをしめしてある。符番456のような形状にすると、加圧流体の案内となるので、加圧流体が射出成形機加熱筒内に入り込むことが懸念される。その場合は90度の垂直、符番456と反対の逆テーパーとすると、この部分456に溶融樹脂が滞留し、異物、コンタミの原因となるのとが懸念されるが、符番448の受圧を高めシール性を高められる。
図105(A)乃至図105(D)、図106(A)、図106(B)には図示していないが、勿論のこと加熱用のヒーター、ヒーターON、OFFのための温度センサーなどは組み込まれている。またノズル中にボール446を入れなければならないので、図105(A)乃至図105(D)などしめしたノズルは、2ピース、3ピースなどに分けられ、ネジ込んで組み立て可能な構造としている。
前記シールは図107(A)乃至図107(L)にしめした符番449、符番459、符番460に設けてもよい。
当然ながら磁石の設置は符番449の球形、符番459の円錐形状でも可能である。
上記図105乃至図108にしめした射出圧空成形、射出中空成形にもちいるノズルはホットランナーのノズルとしても使用が可能である。金型の1次スプールに図105乃至図108記載したノズルを入れ込むことも可能である。
射出圧空成形、射出中空成形で使用するホットランナーはマニホールド内、射出成形機ノズル内、射出成形機加熱筒内への加圧流体の侵入を防ぐには、バルブゲート式のホットランナーをもちいるが、この場合は加圧流体の圧力を高めると、前記シャットオフノズルの場合と同様にバルブゲートのバルブピン符番516と符番517との合わせ部(溶融樹脂の充填が完了しホットランナーが「閉」となった状態で符番516が填まり込む)隙間から加圧流体は侵入してしまう。この問題を解決する手段として、内部に弁をもたせた図117(A)、図117(B)にしめす構造のホットランナーの使用が望ましい。符番514バルブピンで侵入を防げなかった場合、バルブ内に符番519の弁{図117(A)では図107(B)}を組み込み、それ以上加圧流体の侵入を防止する。しかし弁519と、バルブピン514との符番520でしめす隙間から侵入するので、符番515のシールでそれ以上の侵入を阻止する。シール515は符番89のシールと同じ構造で、同じ機能をもたせるが、ホットランナー内なのでテフロンなどの耐熱性の優れた材質のものをもちいる。テフロンの代わりにバネ材、バネ性の優れたステンレスなどの金属をもちいる場合もある。符番513符番514を駆動させる機構で油圧、空圧、モーター、マグネットなどで動作する。符番518はホットランナー先端部で金型にはめ込まれる。
図117(A)、図117(B)はホットランナーのノズル部をしめした模式図でマニホールドなどは図117(A)、図117(B)からは省略した。
エジェクタープレート上(符番28)と下(符番29)の隙間に流体加圧を入れ加圧エジェクターピン227から流体加圧する手段を図55などでしめした。このエジェクタープレートから加圧流体を入れる場合はエジェクタープレートが十分な強度がないと、加圧流体の漏れ、エジェクタープレート上28とエジェクタープレート下29とが開いてしまう。通常のようにエジェクタープレート上28とエジェクタープレート下29とを単にボルトで締めるだけではこのボルトの強度でだけ加圧流体の圧力を漏らさずに閉じ込めることが難しい。
この問題を解決する手段としてエジェクタープレート上28とエジェクタープレート下29とを符番464のレール形状で填(は)め込み強度をもたせることができる。(図109)
勿論のことエジェクタープレート28とエジェクタープレート29とはレール464で固定した後、ボルト(図示せず)で固定する。ピン227の鐔部にはシール126、シール465が設けてある。符番466はエジェクタープレート下29内に設けた加圧流体の通路で227鐔部下部へ繋がれている。227鐔部下部にはシール465を設けることで加圧流体の圧力の受圧を少なくし、エジェクタープレート28、エジェクタープレート29とが加圧流体で開かないようにしてある。図示していないがエジェクタープレート28とエジェクタープレート29との合わせ面にはシール229を設ける場合もある。
図55などではエジェクタープレートの隙間から加圧流体を入れる手段を説明した。図109はエジェクタープレートの強度を高くする手段をしめした。図110では可動側取り付け板23に加圧ピン467を設けたことで、加圧流体の圧力を受圧しても十分な強度を持つことができる。
符番477は射出成形機可動側のダイプレート(プラテン)、符番472は加圧ピン467を固定するプレートで鐔部下部にシール465がもちいられている。鐔部上部に必要に応じてシール126をもちいる。符番478はサポートピラーで流体加圧時の圧力を十分に受圧できる。符番269はリターンピンで先端部は図64にしめすような機構(バネなど)が組み込まれ、リターンピン269の長さによって隙間475を調整する。
必ずしもバネはリターンピンの先端の設けなくても、他の場所(プレート28と他の場所)でもよい。バネ以外にはガススプリング、ウレタンゴムなどでも、空圧、油圧のシリンダでもかまわない。
隙間475は射出成形機のエジェクター機構(エジェクタープレートの押し出し機構)に前進によって開かれる(つくられる。)。エジェクタープレート28、エジェクタープレート29には流体加圧機構の外筒470が設けられエジェクター機構によって前進、前記バネなどの機構などで後退をさせる。後退によって470外筒先端部のキャビティ内の溶融樹脂と接している部分とは離れ空間491、空間493がつくられる。この空間に加圧流体が噴出、キャビティ内に充填された溶融樹脂の隙間に流体加圧が入り込み流体加圧する。
外筒470が前進時には樹脂の充填圧力を受圧するが、この圧力は射出成形機のエジェクター機構で受け止める。外筒470が溶融樹脂の充填圧力を受圧する面積が大きい場合は、エジェクター機構で力では耐えきれないので、隙間475にたとえば符番278のような楔ユニットのような機構を設ける。
勿論のこと加圧ピン467、外筒470には加圧流体の漏れを防ぐKシ−ル、パーティングのシールなどでシールはもちいている。471は加圧流体の通路、符番469は加圧流体の出入口、472と473との隙間に加圧流体が漏れ出ないように符番474でシールした。
本発明の流体加圧にもちいるエジェクターピンの動作を説明する。{図111(A)乃至図111(I)、図112(A)乃至図112(B)、図113(A)乃至図113(E)}、図111(A)乃至図111(D)では流体加圧可能なエジェクターピンの構造をしめした。図111(A)は図52でしめした外筒244の先端部をしめしている。
この底部は図110にしめす符番470外筒に対応する。符番470はエジェクタープレートに設置されているので、成形品の押し出しは符番470によっておこなわれる。別言すれば符番470の外筒がエジェクターピンの役目を果たす。
図111(F)はキャップ487を被せた(ねじ込んだ)図で、図示していないが487の下面と、488の上面とが合わさる部分には、加圧流体482が通る穴、たとえばU溝などの加工がなされている。符番489は前記U溝などでつくくられた加圧流体が通る穴で前記485、486に加工されたU溝、符番72でしめすDカットなどとは繋がっている。
図111(G)は図111(A)の側面に穴490を開け符番488の外筒とした。図111(H)は図111(F)に図111(G)をはめ込んだ図で、更に490のない符番470外筒を被せた三(3)重構造である。前記図111(A)乃至図111(D)でしめした場合と同様に、符番470が前進しているこの状態でキャビティ内に溶融樹脂が充填される。
キャビティ内に溶融樹脂の充填の途中、充填完了後直ぐに、充填完了後一定の時間を経過した後、図110にしめした符番28、符番29からなるエジェクタープレートを下げることで、符番470は後退するので、符番491でしめす空間をつくる。{図111(I)}
この空間491に符番72、符番489、符番490を通じて符番482でしめす加圧流体が噴出、キャビティ内に充填された溶融樹脂の隙間に入り込み溶融樹脂を流体加圧する。
流体加圧完了後、キャビティ内に充填された溶融樹脂の冷却固化が完了、取り出し可能になった状態で金型が開かれ、エジェクタープレートに設置された符番470の前進によって成形品は押し出される。
図111、図112では外筒470だけを後退させたが、内部加圧流体を通す部分(流体加圧のピン部)も後退させることも型構造を考慮すれば可能である。後退させるエジェクターピンと後退させないエジェクターピンを分けるにはエジェクタープレートを複数枚もちいればよい。エジェクタープレートを押し出すロットを段付きにして空想距離(遊び)などを組み合わせてもちいる場合もある。
Dカット510は加圧流体は通るが、溶融樹脂が通らない巾、たとえばABSでは最大巾は0.2〜0.03mm程度である。
金型の開く量(距離)をコントロールする手段にプラーボルトがある。(図114)符番494は鐔、符番495はネジの鐔、符番496はネジである。符番497は厚さ、符番498が遊び(空想距離)でこの遊び分が金型の開き量、たとえば隙間475の開き量とすることができる。プラーボルトは型締めを後退、リセッションをおこなう場合の型開き量のコントロールをおこなう際にも使用できる。
射出圧空成形、射出中空成形で加圧流体を作用する時間(=設定した圧力まで短時間で達すること)を短くすると、樹脂の冷却・固化が進まず十分な溶融状態で加圧流体を作用させるのでより高い作用・効果が得られる。
図1、図46にしめした装置において、符番12のレギュレーター後にたとえば1,000ml、2,000ml程度のサブタンク502を設けると、安定した圧力で短時間で加圧流体を実施できる。
図114は図1、図46の装置の一部をしめしている。タンク10からレギュレーター12までの距離が遠い場合(符番499でしめしている。)、高圧ガスの配管の内径はそれ程は太くなく、たとえば図1にしめす電磁弁14を開け加圧流体を金型キャビティ内の樹脂に作用させる場合に、所望する圧力までに達する時間が長くなる。結果流体加圧の作用・効果が低くなる。射出圧空成形、射出圧空成形でできるだけ短時間で金型キャビティ内に充填たれた溶融樹脂に加圧流体を作用させる必要がある。この問題を解決する手段として図114にしめすようにレギュレーター12の直前にたとえば1,000ml、2,000ml程度の容量の符番501でしめしたサブタンクを設け、更にレギュレーターの後にも符番502でしめしたたとえば1,000ml、2,000ml程度の容量のサブタンクを設けることで、短時間で所望する加圧流体の圧力(設定の圧力)まで高めることができる。
スライドコア、傾斜ピンなどのスライドの機構では斜めの部分を丸形状にして、Kシールなどを斜めに付けることでシールは可能となる。必要の応じては触れ止め目的のスライドリングをもちいることもある。(図114)
図114において符番503は軸体(エジェクターピンなど)のシール目的に設置したKシールなど、符番504と符番505はスライドリング、符番506は接合部、符番507は真っ直ぐに押し出す軸体、符番508は斜めに押し出す軸体である。
図2、図3にしめすシール金型をもちいガスカウンタープレッシャーを実施する。ガスカウンタープレッシャーもちいる気体を樹脂に溶解性の高い、20℃、1atomで気体であるたとえば、メタン、エタン、プロパンなどのアルカン、エチレン、プロピレンなどアルケン、アルカジエンなどの炭化水素、ジメチルエーテル蒸気、フロン、ハロンの気体などを単独で、あるいは混合物(混合気体)として、あるいは空気、窒素ガス、二酸化炭素などとその他不活性ガスに混ぜ合わせて使用する。
樹脂へ溶解性を有するこれら気体をガスカウンタープレッシャーにもちいることで、金型キャビティ内を流れる溶融樹脂のフローフロント(金型キャビティ内に充填される溶融樹脂の流動の先端)にガスカウンタープレッシャーの圧力で溶け込み溶融樹脂の流動性が向上する。
図118(A)乃至(C)はキャビティ21に外筒69、内芯71などから構成される加圧ピン50の先端部の加圧流体が噴出する部分を成形品の外のパーティング面26に配した構造をしめしている。パーティング26から紙面下部を可動側であることをしめしている。加圧ピン50は流体加圧時に後退させてもよいが、後退させなくてもかまわない。
図118(A)は可動側からパーティング26の面を流体加圧するように加圧ピン50が配置してある。
図118(B)では加圧ピン50は図面の上部(紙面下部を固定側であることをしめしている。)から配されている。この場合は抜き勾配526があるので可動側の面に入り易い。
図118(C)は可動側にもう一枚のプレート525(場所をしめしただけで図示せず。)をパーティングにはめ込みその面527に加圧ピン50の先端部が達するようにして、加圧流体が可動側に入り込み易いようにした。
図118(A)乃至図118(C)などでは加圧流体は主に加圧ピンの配した方向とは反対の樹脂と金型の隙間に入り込み易くなる。
図119(B)では加圧ピン50は固定側から配してあるので、加圧流体は可動側に入り込み易くなる。
図119(C)は図118(C)と同様にプレート525をはめ込み、符番527の面に加圧ピン50の先端部が接しているので、加圧流体は固定側の隙間に入り込み易くなる。
図119(D)はプレートをはめ込み、符番527の面に固定側から配した加圧ピン50の先端部が接しているので固定側の隙間に入り易くなる。
成形品形状を図119(E)にしめすように、固定側の形状と可動側の形状とに巾0.1mm乃至5mmの段差529をもたせた。
このようにパーティングに形状に段差529をもたせることで、図119(A)、図119(B)では流体加圧する部分を制御できる。図119(E)は可動側に加圧流体は導かれる。
この課題を解決する手段として、図120(B)は加圧ピン50の先端部を凹形状にしてリブ530の上からはめ込み加圧流体はリブ530の左右共に噴出するようにした。
勿論のこと加圧ピン50を流体加圧前に後退させてもよい。
図120(C)は加圧ピン50を別のプレート527を設け、プレート527の面に配し、リブ530の右側から加圧流体が噴出するようにした。
図121(A)乃至図121(C)に例示した気体、或いは液体は通過するが、粘度の高いものたとえば溶融樹脂は通過しないものに焼結金属がある。図121(A)は焼結金属を、図121(B)、図121(C)は焼結金属532を外筒533で囲い枠の中に綴じ込んだ構造をしめしている。
図122(A)、図122(B)において符番536は焼結金属からなる入子へ加圧流体を導く、排気する回路である。符番55でしめすシールは図122では入子の底からの加圧流体の漏れを防ぐ目的のもので、一般にはもっとも外側に配置される。
この燒結金属を金型の入子の一部、あるいは全部にもちいると、流体加圧可能な構造を持ったガスピン、エジェクターピンをもちいなくとも流体加圧が可能である。勿論のことこれらガスピン50、エジェクターピン227などを併用してもよい。
大きな金型の場合に図111(A)、図111(B)などで中に穴を開(空)けたスリーブ構造で長いものは加工が困難である。この課題を解決する手段として短いものを継ぎ足せばよい。継ぎ足す手段は、ネジ形状でもフランジでもよい。図123(A)は継ぎ目をネジ形状537、図122(B)はフランジ539の場合をしめしている。ネジ形状の場合中にOリング538を入れて加圧流体の漏れを防止する。シールテープをもちいる場合もある。フランジの場合はフランジ539の間にOリング540を挟み込んでシールし加圧流体の漏れを防止する。フランジ539を止める為のネジは図122(B)では図示していない。
溶融時に樹脂の粘度が低い場合は、後退の距離を5mm以上取る場合がある。後退は一度におこなってもよい。また10mm後退をさせる場合に始めに1mm後退させ、低圧で流体加圧して、更に9mm後退させ加圧流体の圧力を高めて加圧するなどの動作をしてもよい。
流体加圧する加圧ピン50、流体加圧の機能をもたせたエジェクターピン227の径が小さいと中空となってしまうので径の大きいものが好ましい。一般に内芯の径はφ3mm以上が好ましい。
充填完了後直ぐに、あるいは一定の時間経過の後、内芯542を一定距離後退させ、樹脂と内芯542との間に符番545でしめす空間を設け、その中に加圧流体を入れ、キャビティ21内に充填された樹脂の内部に中空を形成する。射出中空成形後の加圧流体を排気する。その時に内芯後退によって空間がつくられているので、排気の速度、排気の時間が短くてすみ、バーストの問題が解決させる。図124の符番541ボスは加圧流体が外に漏れ出さないように設けてある。射出中空成形にもちいる中空ピンの構造は、加圧ピン50と略同様、ただ先端部を円錐形にしてあるのは溶融樹脂の熱によって加熱され、冷却固化が遅くなり、冷却固化層が薄くなるので、内部に加圧流体が入り易い。
射出圧空成形の場合は、加圧ピンの先端部の冷却固化が進み、冷却固化層が早く形成された方が、加圧流体が内部に入り込んで中空となるのを防げる。加圧ピンなどの材質を熱伝導性の高いアルミニウム、銅、銀、それらをもちいた合金を使用する場合もある。加圧ピン50などの鐔部70などを水、エアーなどをもちいて冷却する。加圧ピンなど全体を冷却してもよい。
図125(A)は流体加圧しない通常のエジェクターピン跡、図125(B)は二重構造、たとえば図111(A)乃至(D)に記載の二重構造とした流体加圧ピンをもちいた場合のエジェクターピン跡、図125(C)は図61(A1)乃至図61(D2)先端部に焼結金属などをもちいた場合にエジェクターピン跡である。図125(D)は先端部に2ッ割りの形状を埋め込んだ、あるいは内芯を二ッ割りにした形状の例示で、この隙間からも加圧流体は噴出をする。図125(E)は先端部に4ッ割りの形状を埋め込んだ、あるいは内芯を四ッ割りにした形状の例示で、この隙間からも加圧流体は噴出をする。
図126(A)は成形品の途中まで、図126(B)はパーティング26までとなっている。図126(A)、図126(B)は加圧ピン50の場合をしめしたが、勿論のこと加圧流体可能なエジェクターピン227でも実施可能である。
PPなども同じように結晶化温度以上で成形加工して、中空を形成させ、その後に冷却をおこなうと比較的綺麗な成形品が得られる。勿論射出圧空成形の場合も同じである。
「Dカット」とは、たとえば鐔の一部をカットし、断面の形状がアルファベットの「D」になっている形状、又は加工をいい、「Dカット面」とはDカットされた形状ゐ意味する。「D面」ともいう。
図129(B)はキャビティ21の回りの片側にシボ554を設けた図である、図129(C)はキャビティ21の回りにシボ554を加工した。図129(B)、図129(C)でシボ554の巾を変えて図示した。勿論全て同じ巾でも、それぞれ巾を変えてもよい。図129(A)乃至図129(C)では加圧ピン50は1本を図示したが、複数本用いる場合もある。
空間への溶融樹脂の入り込みを防止するには、キャビティ21内に充填された溶融樹脂の圧力を下げればよく、その手段としてたとえばキャビティ21内に溶融樹脂を充填後直ぐに、あるいは一定時間経過の後サックバックさせて、キャビティ内に充填された溶融樹脂の圧力を下げる。サックバック以外には、溶融樹脂をキャビティに充填後直ぐに、あるいは一定の時間経過したのと金型の一部を拡大させ溶融樹脂の圧力を下げるブリージングツール(拡大コア)法の実施、シャッターを設けたダミー形状をもちいてのキャビティ内の溶融樹脂の圧力をさげる。シャッターを設置しない捨てキャビを設けた金型にショートモールドで溶融樹脂を充填させるなどがある。
本発明でエジェクターピン、形状押し出し、傾斜ピン、傾斜コア、傾斜スライド、キッカーピン、ノックアウトピンなどを押し出す軸体といい、押し出す軸体を動作させるエジェクタープレート、エジェクタープレートの押し出しの機能、油圧シリンダ、空圧シリンダ、電気モーターなど押し出す軸体を動作させる機構などと、前記エジェクターピン、形状押し出し、傾斜ピン、傾斜コア、傾斜スライド、キッカーピン、ノックアウトピンなど押し出す軸体も「軸体の機構」ともいう場合がある。
図110では流体加圧可能な構造のエジェクターピン227、外筒470と、通常の成形品を押し出すだけの機能のエジェクターピン(図110では図示せず。)とが同じ符番28、符番29からなるエジェクタープレートとに配置されている。別言すれば1セットのエジェクタープレートに加圧機能をもたせたエジェクターピン227、外筒470と、通常のエジェクターピン27とが組み込まれ、それぞれのエジェクターピンは符番28、符番29からなるエジェクタープレートが前進、後退をすることで共に動く。
キャビティ21内に溶融樹脂を充填する場合は符番28、符番29からなるエジェクタープレートが共に前進しているので、エジェクタープレートと、可動側の取り付け板23の間に隙間475が作られる。
図131では570に段差を設け、それぞれのエジェクタープレートを押す事になっている。この場合に先に符番566が押させ、続いて外筒470が配された符番28、符番29からなるエジェクタープレートが押されるので少し時間差が生まれる。この時間差に起因するエジェクターピンのよる白化が懸念される場合は、たとえば段差571を半円形にして、押し出し時にエジェクターロットを90°回転させそれぞれのエジェクタープレートを同時に押し出せる構造にすればよい。
射出成形加工でいう「シーケンシャル制御」とは、モールドマスターズ製のバルブゲート付きのホットランナーを複数個もちいて、時間差でキャビティ内に溶融樹脂を充填させる手段で、型締め力の小さな射出成形機で大きな成形品が加工できるメリットがある。
図132はシーケンシャル制御をおこない流体加圧する手段をしめした。符番573は成形品の周りに設けたリブで加圧流体がそれ以上漏れ出さない役目を果たす。574と575は成形品の内に設けたガスリブで加圧流体はそのリブによって止められる。符番576から始め、符番577、符番578、符番579の順にホットランナーのバルブ580、符番581、符番582、符番583の順に開いてキャビティ内に溶融樹脂を充填していく。充填に伴い、流体加圧が可能な範囲(リブ573、リブ5874、リブ575で囲まれた範囲)が充填されればタイミングを見計らって加圧流体を噴出口符番584、符番585、符番586、符番587から時間差を設け流体加圧する。シーケンシャル制御の場合は、それぞれの場所で加圧流体の圧力、時間などの条件が違うので、図115の装置(図1の符番12を含む以降の加圧流体噴出にかかる装置)を複数台もちいる。図46には流体加圧が可能な2回路が示されているので、2パターン(ホットランナーを2回路設け、先と後の順でシ−ケンシャルをおこなうこと)でのシ−ケンシャルが可能である。勿論のこと流体加圧が可能な回路を増やせば更にシーケンシャルの順番を増やすことができる。
実施例1乃至実施例29でもちいた樹脂は、下記の通りである。射出成形加工、ABSは旭化成工業(株)のスタイラック121(商品名)を、HIPSは旭化成工業(株)のスタイロン492、m−PPEは旭化成工業(株)のザイロン100Z(商品名)、PC/ABSは帝人化成のマルチロンT3714(商品名)、PCは三菱エンジニアリングプラスチック(株)のユーピロンS2000(商品名)、PPは住友化学工業(株)の住友ノーブレンH501(商品名)をもちいた。POMはポリプラスチックス(株)のジュラコンM90S(商品名)、PA66(66ナイロン)は旭化成工業(株)のレオナ1200Sをもちいた。
成形品1(図30の試験片)は、平板で、縦は70mm、横は150mm、天肉は2mmであり、流動末端のヒケの有無を流体加圧しなかった場合と比較した。
成形品2(図31の試験片)は、平板で、縦は70mm、横は150mm、天肉は2mmであり、中央部の円形の周りのヒケの有無を流体加圧しなかった場合と比較した。
成形品3(図32の試験片)は、平板で、縦は70mm、横は150mm、天肉は2mmであり、部分加圧で固定側に発生するリブ(リブの厚さは根元で2mm)が起因するヒケの有無を流体加圧しなかった場合と比較確認した。
本実施例では、樹脂保圧をもちいてはいない。
加圧流体の圧力、遅延時間、加圧時間、保持時間、液体の場合の液温などは、実施例の表1、表2、表3中にしめした。 これら実施例から明らかなように、気体、液体をもちいた流体加圧は、転写性の向上、ヒケを少なくする作用・効果の確認ができた。
図2にしめすシール金型141では弁62、弁67は樹脂の充填の間は開かれている。
図3の構造のシール金型142でも弁62、弁67、弁68は同じく開かれ、充填によって排出される金型内の空気を外に逃がした。
それぞれの金型141、金型142ではこれらの弁は流体加圧前に閉じ、加圧流体が外に漏れるのを防いだ。
エジェクターボックス51を備えたシール金型141では、たとえば、水などの液体の加圧流体の使用が困難なので、窒素ガス、または空気のみにした。加圧流体は、噴出手段56と噴出手段58から入れて流体加圧した。図3のシール金型142では、噴出手段58、および噴出手段115をもちいて、加圧流体として窒素ガス、空気、水で流体加圧した。
実施例2と実施例3は、予め図1の装置のタンク10内に水などの液体を半分程度入れて、窒素ガスで加圧、下部から液体を取り出し加圧する手段を講じた。流体加圧の結果は、表3と略同じであった。
実施例1のABSの溶融温度を285℃にして実施例1条件で、加圧流体を窒素ガスで圧空した結果、実施例1の場合よりも金型への転写性向上は確認できた。この場合は、加圧流体の圧力を高めると中空となる場合が多い。
加圧ピン50は図36などにしめすように2カ所設けてある。それぞれ1本の場合と、2本をもちいた場合とを実施し、2本もちいた方が、1本だけより転写性があがることも確認した。実施例5は直接加圧である。
結果リブからも流体加圧したので、リブの先端部の形状が加圧流体によって乱され、ショートモールドのようになってしまったが、使用した樹脂は実施例5の全ての樹脂で、天肉2.5mmに対し、リブによるヒケが認められず、固定側は綺麗な外観の成形品を得た。ただしリブの一部は、内部に加圧流体がエジェクターピン27と入子の隙間から入り込んでリブの根元が中空となってしまった。
加圧ピン50から圧力は30MPaで加圧時間は20秒間を樹脂充填と同時に窒素ガスでの流体加圧おこなった。
使用した樹脂は実施例5の全ての樹脂で、天肉2.5mmに対し、リブによるヒケが認められず、固定側は綺麗な外観の成形品を得た。実施例7は直接加圧である。
しかし加圧ピン50を後退させない場合は、中空となったが、10mm後退させた後に、30MPaで流体加圧した結果、中空とはならずに圧空となった。
実施例7ではエジェクターピンと入子の隙間に、加圧流体が入り込まないように、ガスリブを設けたが、入子の隙間に入り込んだ、加圧流体がエジェクターピン27の隙間から漏れ出るのを防ぐために、プレート53、プレート54、シールリング89は設けてある。
実施例6の金型に、図52乃至図55でしめす方法(加圧エジェクターピン227からの流体加圧の手段)で、流体加圧した。
実施例8で使用した樹脂、流体加圧の条件、結果を表5中にしめした。実施例6では、入子34とエジェクターピン27の隙間と、入子の隙間35とから流体加圧したので、リブの頂点の形状が乱れることが確認された。実施例6の問題点(リブの頂点の形状の乱れ)を解決する手段として、実施例9では、エジェクターピン227だけから、エジェクターピンの先端部だけから加圧流体を噴出させることにした。結果リブ頂点の形状の乱れ問題は解決をしたが、加圧流体の圧力を高めると中空になってしまう問題の解決には至らなかった。
図59にしめす複数のプレートをもちいて、別々の流体加圧の回路を持つ手段で、前記実施例9に準拠して、実施例6の金型をもちいて、圧力を30MPa、20MPa、10MPaとした結果、成形品固定側の平面部のヒケの状態は実施例6の表5と同じであった。リブ頂点の形状の乱れ問題は解決をしたが、加圧流体の圧力を高めると中空になってしまう問題の解決には至らなかった。
実施例8、実施例9では、図52乃至図59にしめすようにエジェクターピン227は二重構造としたが、実施例10は図61の(A)から(G)しめすエジェクターピンをもちいて流体加圧して、それぞれ図61の(A)から(G)しめすエジェクターピンの形状でも流体加圧が可能であることを確認した。
実施例10で使用した樹脂、加圧流体などは、表5中にしめした内容と同じもので、流体加圧の条件も同じとしたので、実施例8、実施例9と同様な結果を得た。実施例10の場合、エジェクターピン先端部だけから、流体加圧したので、リブ頂点の形状の乱れ問題は解決をしたが、加圧流体の圧力を高めると中空になってしまう問題の解決には至らなかった。
実施例11は、実施例5において、加圧ピン50をφ16mmと太くして、図62にしめしたように流体加圧前に加圧ピン50を10mm後退させ、樹脂と加圧ピン50の先端を離し、空間を設け、流体加圧した。天肉の2.5mmから3mmと厚くした成形品(成形品7)、天肉を3.5mmと厚くした成形品(成形品8)、天肉を4mmと厚くした成形品(成形品9)、それぞれで実施したが、遅延時間に関係なく、加圧流体の圧力が高圧の30MPaで、PPでも、中空とはならず圧空となった。実施例11の結果は表6にしめした。
図61(A)乃至図61(J)の構造を加圧ピンとして、実施例5、実施例11とで流体加圧した結果は、実施例5と、実施例11と同じであった。なお、実施例11にしめしたように進退可能な可動させる構造では、後退をすると、シール加圧ピン50のシール126が機構と機能とがしなくなるので、この場合はシールリング89をもちいてシールした。
はじめに、市販の射出成形機は、キャビティに樹脂の充填前にエジェクターロットを前進させ、エジェクタープレートを前進させ、保持して、キャビティ内へ樹脂を充填、キャビティ内への樹脂の充填が完了、樹脂の充填が完了と同時に、または一定時間経過した後に、エジェクターロットを後退させる機構と機能とを持っていないので、この新しいエジェクタープレートを充填時に押すなどの機構を射出成形機に付加した。
この機構と機能との追加によって、たとえば図63乃至図72にしめす流体加圧の実施である、加圧エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500を後退させ、キャビティ内に充填された樹脂と、加圧エジェクターピン227加圧エジェクターピン500との間に空間をつくり、その後で加圧流体が噴出する。これによって、加圧流体は、内部に入らずに樹脂と金型との隙間に入り込み、流体加圧する。
この状態で、表7にしめすそれぞれの樹脂をもちいて金型内に、キャビティに容積の95%で充填した。主な充填の条件は表7中にしめしてある。なお、樹脂保圧はもちいていない。
充填後からカウントして、0秒後、2秒後、5秒後と、後退の遅延時間をとって、射出成形機がエジェクターロット押しているのをやめて、エジェクターロット後退すると、リターンピンの中に仕込まれたバネ268の力によって、10mmエジェクタープレートが戻され、可動側の取り付け板23と接した。結果、加圧エジェクターピン227の先端と、キャビティ内に充填された樹脂とは10mmの空間(樹脂表面から10mm離した状態)279が生じる。
表7中にしめし圧力と時間とで、流体加圧して、リブに起因するヒケの有無を確認、表7中に記載した。なお、加圧流体がリブの根元内部に入り込んで、中空となっていないことも確認、結果を表7に記載した。
実施例14によって加圧ピン50と、加圧エジェクターピン227との併用が可能であることを実証した。
実施例16は、実施例15において使用しなかった楔ユニット278を使用して、キャビティ内に充填させる樹脂の圧力を、前記実施例15で使用した射出成形機のエジェクターロットを押す機構と機能とは楔ユニット278の出し入れの時には使用した。
樹脂の充填の条件、流体加圧の条件は実施例15と同じ、結果も実施例14の表7と同じであった。
実施例16は、実施例14、実施例15の加圧エジェクターピン227を、図61(A1)乃至図61(J4)にしめす加圧エジェクターピン9種類に変更、それぞれをもちいて、流体加圧が可能か否かを確認した。結果は実施例14、実施例15と同様な結果(表7の結果と同じ)を得たので、前記9種類の加圧エジェクターピンいずれの形状も使用可能であることを確認した。
さらに、図61(A1)乃至図61(J4)にしめす加圧エジェクターピン9種類の加圧エジェクターピンを、加圧ピン50と同じ長さにまで短くして、実施例5で使用し、加圧ピン50と同じように流体加圧が可能であることは、実施例12で確認した。
実施例18は、図67、図68にしめす楔ユニット278、楔ユニット280を使用した型構造の金型を使用して、図69(A)乃至図69(F)にしめすように、加圧エジェクターピン227の外筒224と芯体部226とを後退させ流体の効果を確認した。結果は実施例表8にしめした。
実施例18の結果から、内芯も外筒の樹脂と密着させた状態{図69(A)}で、加圧流体の圧力が高いと、加圧流体は樹脂の内部に入り込んで圧空とはならず中空となる。内芯を後退させ、外筒は樹脂と密着させた状態{図69(B)}で、加圧流体の圧力が高いと、PPなど溶融状態で粘度が低い樹脂では、加圧流体は樹脂の内部に入り込んで圧空とはならず中空となる。内芯は後退させ、外筒は樹脂と密着させた状態{図69(C)}で、加圧流体の圧力が高く、PPなど溶融状態で粘度が低い樹脂でも、加圧流体が噴出する空間が存在するので、中空とはならずに圧空となる。4内芯は後退させ、外筒も後退させた状態{図69(D)乃至図69(F)}で、加圧流体の圧力が高く、PPなど溶融状態で粘度が低い樹脂でも、加圧流体が噴出する空間286が存在するので、中空とはならずに圧空となる。
実施例21は、図70にしめす型構造(加圧エジェクターピンの外筒301とエジェクターピン27いずれも後退をさせずに)の加圧エジェクターピン500をもちいての流体加圧が可能かを確認した。実施例21の結果をしめした表9中にしめし、表9中にしめしていないが金型表面温度は固定側、可動側共に60℃とした。
実施例22は、図70にしめしたエジェクターピン27だけを、実施例13、実施例15それぞれの手段(射出成形機のエジェクターロットを押す機構、楔ユニットの使用)をもちいて10mm後退させ、流体加圧した。それらの結果は実施例15の表10にしめした。流体加圧の圧力を30MPaと高めても、隙間があるので、実施例21に比べて、エジェクターピン27の先端部に空間があるが、外筒301がキャビティ内の樹脂と接しているので、実施例21の表9の結果とはそれ程の差はない。
実施例23は、市販のエジェクタースリーブの短いものと、長いエジェクターピンをもちいて、図71、図72にしめした金型を製作した。図71、図72の金型をもちいて流体加圧した。流体加圧前に、外筒301を10mm下げた。
外筒301の後退の手段は、図71、図72では図示していないが、実施例13の射出成形機のエジェクターロットを押す機構をもちいた。なお、エジェクターロットは、図示していないが、プレート300まで伸ばし、キャビティ内への樹脂の充填時には、バネ294を押して、プレート298をプレート297へ押し付けて、外筒301は前進させている。この状態で、表11にしめす樹脂それぞれを金型内に、キャビティに容積の95%で充填した。主な充填の条件は表11中にしめしてある。なお、樹脂保圧はもちいていない。
充填後からカウントして、0秒後、2秒後、5秒後と遅延時間をとって、エジェクターロットを後退させ、結果プレート298と、プレート297との間に仕込まれたバネ268の力によって、10mmプレートが開き(図72)、隙間302が現れた。結果、加圧エジェクターピン500の外筒301が10mm後退、外筒301の先端と、キャビティ内に充填された樹脂と10mm空間を持った。
表11中にしめし圧力と時間とで、流体加圧して、リブに起因するヒケの有無を確認した。
このように空間286をかえ、流体加圧した結果、実施例16と同じ結果を得た。図69(K)の加圧流体をシールする手段も実施可能で、これは通常のエジェクターピン27のシールである。
はじめに、図84(A)にしめすように、符番354のフローティングコアを、射出成形機(図示せず)の型締め力(型閉め機構)で前進させた状態(天肉は2mm)で、ABSをキャビティの100%のフルショットで充填した。5秒その後、図84(B)でしめすように、フリーティングコア354を1mmバックさせて、遅延時間2秒後に、20秒間、加圧ピン50から圧力が25MPaの窒素ガスで流体加圧した。10秒の遅延時間をとった後、加圧流体を大気放出した。
図84(A)、図84(B)のエジェクターピン358は、コアバックする場合に固定側から成形品が浮かないようのリブ353の上を押さえ付ている。
実施例26はコアバックの金型でも射出圧空成形の実施が可能で、リブ353によるヒケは求められなかった。
なお、コアバックの場合には成形品のまわりはコバック分の符番リブ371が周囲につくられ、このリブ371がガスリブの役目を果(は)たし、加圧流体が外に漏れることはない。HIPS、PPでもABSと同様の作用・効果は認められた。
勿論のこと加圧エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500での実施も可能である。この場合は、加圧エジェクターピン227、加圧エジェクターピン500な、キャビティ内の樹脂との空間をつくる必要から、前記リブの頂点を押しているエジェクターピン358とは別に動く(コアバックとともに後退する。)必要がある。この手段は、図67にしめすように、エジェクタープレートを複数枚もちいること、それぞれを動かすことで実施できる。
図39乃至図41にしめした成形品5のランナーのゲート近傍に1本の中空ピン(加圧ピン50を成形品の内部にまで入れることで、射出中空成形は容易に実施できる。)を固定側から設け、射出中空成形が可能な金型の仕様にした(図示せず)。勿論のこと、加圧エジェクターピン227は実施例13、実施例15と同じように進退可能な仕様で設けてある。
ABSを使用して、はじめは加圧流体の圧力が25MPaで射出中空成形をおこなった、リブの根元すべては中空を形成されたが、リブの根元から外へはみ出し、はみ出し量は、5mmから15mm程度であった。
射出中空成形の加圧流体の注入条件と、射出圧空成形の加圧流体の加圧条件は、加圧時間20秒、保持時間10秒、大気放出時間10秒は固定し、中空の圧力、加圧圧力、遅延時間などをそれぞれ設定した。
得られた成形品を、前記射出中空成形だけを実施したものと比較した結果、射出中空成形と射出圧空成形とを併用し、射出中空成形での高圧ガスの注入の条件と、射出圧空成形での流体加圧の条件とのちがいによって、中空が形成されたり、中空部の広がりが変化したり、中空部が形成されなかったりした。これらの結果を表12にしめした。なお、実施例27は、内部の中空部の形成が確認できるように透明のABS、HIPS、PPをもちいて内部を確認、評価した。内部が確認できにくい場合は切断をして確認した。
評価結果から、射出中空成形と射出圧空成形とを併用することで、リブの根元だけを中空とすることが可能と判断した。
比重測定の結果、実施例28よりもさらに5wt%UPしていることが確認できた。
図86の記載の装置388をもちいて、図27、図28、図79のU字シール、L字シールのシール性が確実なものか?、また環状部材104、環状部材315は必要なものか?、を確認した。装置140から窒素ガスを入れて符番384から、空間378に、加圧流体と窒素ガスを入れ、一定の時間保持して、符番386(内容積はは25ml)の圧力計を観察して、5分間で、圧力低下が25%以内の場合は、シール性があると実施例33から判断した。
シール性を確認した結果を表13にしめした。表13(A)は、図27、図28にしめした市販品のバリシールをもちいた。表13(B)は、図27、図28の環状部材103(金属製のスプリング)をもちいなかった場合で、シール性は全くない。表13(C)は、図79のU字シールをもちいた場合で、NBR、シリコンゴム、フッ素ゴムからなる環状部材315をもちいると十分シール効果はある。環状部材315をもちいないとシール効果はない。L字シールの場合も同様で、表13(E)は、NBR、シリコンゴム、フッ素ゴムからなる環状部材315をもちいた場合、表13(F)は、環状部材315をもちいない場合である。
表13の「○」は、シール性がある。「×」は、シール性がないこと、すなわち環状部材で符番380を押し付てないので、加圧流体は符番380との隙間から漏れ出してしまう。なお、図79の本体316はフッ素樹脂のPTFE、FPA、シリコン樹脂、シリコンゴム、高分子ポリエチレンいずれも使用可能であった。製作はNC旋盤をもちいた切削加工とした。金型をもちいた成形でも可能で、パーティング面に発生するバリは機械研磨などで平坦とした。
装置は図1にしめす装置に、図115でしめすサブタンク501、サブタンク502を増設した。使用した加圧流体は窒素ガスである。符番467はφ8mmのエジェクターピンに鐔方向(鐔の下部)からドリルをもちいてφ4の符番479の穴をあけた。穴は先端部まで貫通させずに、先端部2mmまでとした。
符番480の穴はφ4で円周方向180°ごとに2カ所を符番467の上から中心が6mmとなる位置に穴479に通じるようにあけ図111(B)形状とした。
これに符番470外筒を被せ、符番467で流体加圧可能で、符番470でエジェクターも可能な構造とした。隙間475を開ける機能は金型にコイルスプリング(図110には図示せず。)をもちい、開き量(距離)の制御は図114にしめすプラーボルト(図110での組み込み場所は図示せず。)を金型に組み込んだ。隙間475の距離は12mmとした。
型閉め完了し、射出成形機のエジェクターロットの押し出し機構をもちいて符番470は12mm前進させた状態(隙間475を12mm開けた状態)で溶融樹脂を金型キャビティ内に充填、充填後に射出成形機のエジェクターロットを下げ、符番470をプラーボルトで設定した距離12mm後退させた。後退後に図1に図115の2器のタンク501、502を設置した装置をもちいて窒素ガスで流体加圧(射出圧空成形)した。
穴480の位置を20mmとしたので、外筒470を被せると加圧流体が噴出しにくくなるので、図113にしめすように穴480と通じる(繋がる)ようにDカット510を設けた。外筒470を後退させてから流体加圧するので、符番227のように先端から加圧流体を噴出させない(噴出させる必要がない。)ので、図113(B)、図113(C)のしめすようにDカット510は先端部から控えた位置までとしている。実施例35と同様に外筒470を12mm後退させ同じ装置で窒素ガスをもちいて流体加圧(射出圧空成形)した。
実施例35と同様に外筒470を12mm後退させ同じ装置で窒素ガスをもちいて流体加圧(射出圧空成形)した。
実施例35と同様に外筒470を12mm後退させ流体加圧した。
実施例35乃至実施例40の結果を表15にしめした。表15中には使用した樹脂、充填の条件、流体加圧の条件をしめした。結果は○と×とでしめし、○は穴の中に溶融樹脂の入り込みはなく流体加圧は容易であった。×は穴の中に溶融樹脂が入り込み流体加圧が困難な樹脂(溶融粘度が低い樹脂)があった(表15)
レギュレーター12で10MPaに設定、サブタンク502は10MPaで蓄圧、連続100ショットを実施したが、この圧力(10MPa)の場合、内部に設置したボール446が弁の役目を十分果たしノズルから射出成形機加熱筒内へのガスの侵入はない。加圧圧力の設定をレギュレーター12で30MPaまで高めたところ、15ショットまでは加圧流体の射出成形機加熱筒内への侵入はなかったが、15ショット以降は加圧流体である窒素ガスは毎ショットごとにスプールランナーを通じて射出成形機加熱筒へと侵入した。
図105(A)では符番450のシール部が球形状としてボール446の球形状と合わせてあるので、樹脂、あるいは樹脂カス、コンタミ(樹脂が加熱筒内で炭化したもの)などがその隙間に少し入り込んで、ボール446とシール部450とに若干の隙間が生じシール性が失われた。ボールの大きさ(直径)を10mm、15mm、25mmと換えてみたが何れも加圧流体の圧力30MPaではボール446は弁の機能を果たさずに加熱筒内への侵入は阻止できなかった。
図107(D)、図107(E)、図107(H)平面形状(符番460)では、相手側(符番460と接しシールする部分)も面シールとなるので樹脂、樹脂カス、コンタミなどが入り易く、30MPaの高圧の場合、シール性が低下、加圧流体の侵入を阻止できなかった。
比較例としてサブタンク502だけの場合、サブタンク501だけの場合、サブタンク501、サブタンク502共に設置しない場合とした。
図41にしめす面の発生するリブに起因するヒケ、転写斑を比較した結果、レギュレーター12の前後にサブタンク201、サブタンク502を設けた場合が最も少ない外観のよい成形品を得た。次に外観がよいものはサブタンク502だけの場合、次はサブタンク501だけの場合、最も外観が低かったのはサブタンク501、サブタンク502をもちいず、図1にしめす符番10のレシーバータンクだけの場合であった。
実施例45でABSの溶融樹脂の温度は240℃、流体加圧の圧力を15MPa、または30MPaとし、遅延時間0.5秒、流体加圧時間15秒、保持時間10秒、大気放出時間10秒とした。PPの場合の溶融樹脂温度は190℃とした。
図106のマグネット457をもちいるとボールチェック446が直ぐ戻るのでシール性がより高められた。
図108にしめすボールチェックを2ヶもちいた場合も加圧流体のシール性が十分あることを確認した。
ホットランナーにエアーをもちいて冷却することでホットランナーに起因するホットランナーノズル先端部の回りの樹脂の変色、焼け(成形品の表面に発生)は低減された。
射出圧空成形の条件はABSの溶融樹脂の温度は240℃、流体加圧の圧力を15MPa、または30MPaとし、遅延時間0.5秒、流体加圧時間15秒、保持時間10秒、大気放出時間10秒とした。PPの場合の溶融樹脂温度は190℃とした。
図118(A)では図の紙面上部(固定側)へ多くの流体加圧が侵入、流体加圧が可能であった。図118(B)では図の紙面下部(可動側)へ多くの流体加圧が侵入、流体加圧が可能であった。図118(C)では可動側(紙面下部)だけへの流体加圧が侵入、流体加圧を実施した。
図119(C)、図119(D)ではいずれも固定側(紙面上部を固定側とした。)への流体加圧が入り、流体加圧が可能であった。図119(E)では固定側(紙面上部を固定側とした。)への流体加圧が入り、流体加圧が可能であった。射出圧空成形の条件はABSの溶融樹脂の温度は240℃、流体加圧の圧力を15MPa、または30MPaとし、遅延時間0.5秒、流体加圧時間15秒、保持時間10秒、大気放出時間10秒とした。PPの場合の溶融樹脂温度は190℃とした。
実施例49乃至実施例52においてPPの成形品は射出圧空成形において加圧流体の加圧だけでは反り・変形が発生した。樹脂保圧を併用することで反り・変形の低減が可能であった。
図39乃至図41にしめす成形品でスプール・ランナーに可動側から符番542、符番543からなる射出中空成形にもちいるピンを設けた。
PPの場合の溶融樹脂温度は190℃、ABSの場合の溶融樹脂温度は240℃として、流体加圧の圧力を15MPa、または30MPaとし、遅延時間0.5秒、流体加圧時間15秒、保持時間10秒、大気放出時間10秒とし、大気放出時間10秒経過したた後、金型を開けた。大気放出時間10秒と長く取ったので、成形品内部の中空部に加圧流体の残圧が残らなかったので、残圧に起因する白化、膨れ、バースト(破裂)などの問題はPP、ABS共に発生しなかった。
本実施例54において、PPの場合の溶融樹脂温度は190℃、ABSの場合の溶融樹脂温度は240℃として、射出圧空成形と射出中空成形とを同じ圧力(射出中空成形での加圧注入の流体の圧力、射出圧空成形での加圧流体の流体の圧力)、同作用時間(遅延時間、射出中空成形では注入時間、射出圧空成形では噴出時間、保持時間、大気放出時間をいう。)とした。実際には流体加圧の圧力を15MPa、または30MPaとし、遅延時間0.5秒、流体加圧時間15秒、保持時間10秒、大気放出時間10秒とした。結果併用しなかった場合はリブの広がりは大きく、併用した場合はリブの根本だけが中空となった。大きなヒケは確認されない。
発泡性を持たせない非発泡性樹脂の樹脂の場合と同じ流体の圧力、加圧時間、注入時間などの作用時間とした。
実施例56では大きさが150mmの正方形で、板厚は2.5mmの平板の形状(ゲートは巾8mmの再度ゲート)をもちい、加圧流体は15MPaと30MPaとの圧縮した窒素ガスである。使用した樹脂はABS、キャビティ内に充填後遅延時間を0.5秒、加圧時間を20秒、保持時間を5秒、大気放出時間を5秒とした。使用した装置は図1にしめす装置である。
別に注入部を図115にしめしたタンク501、タンク502を設けた装置でも実施、射出圧空成形の作用・効果が十分であることを確認した。
ABSでも同様におこないPPと同じ結果(外筒の後退の作用・効果)を得た。
ブリージングツールをもちいた場合も、前記サックバックと同様にな外筒の動きをさせた。なお実施例57は図31の成形品をもちいて評価した。
2 圧力計(窒素ボンベ1内の圧力をしめす圧力計)
3 バルブ(窒素ガスボンベの交換の際に閉じる手動バルブ)
4 レギュレーター(窒素ガスボンベの圧力を調整するレギュレーター)
5 圧力計(レギュレーター4の設定の圧力を確認する圧力計)
6 逆止弁
7 圧力計(ガスブースターの中間段の圧縮時の圧力を確認する圧力計)
8 ガスブースター(窒素ガスを圧縮するガスブースター)
9 圧力計(レシーバータンク10内の圧力を確認する圧力計)
10 レシーバータンク(圧縮した高圧の窒素ガスを蓄圧するレシーバータンク)
11 バルブ{タンク10内のガスを抜く手動バルブ(ドレンバルブ)}
12 レギュレーター(キャビティ内の樹脂を加圧する際は、加圧流体の圧力を設定するレギュレーター。設定圧力を確認する圧力計は図示せず。)
13 圧力計(加圧流体の圧力を確認する圧力計)
14 自動開閉弁(キャビティ内に加圧流体を入れる自動開閉弁)
15 自動開閉弁(噴出、注入した加圧流体を大気放出する自動開閉弁)
16 加圧流体の流れ方向
17 配管
18 加圧流体の排気の方向
19 タンク10内の加圧流体をドレンした場合の排気ガスの流れ方向
20 大気中であることをしめす
21 キャビティ
22 固定側の取り付け板
23 可動側の取り付け板
24 スプールブッシュ
25 成形品のスプール
26 金型のパーティング
27 通常(一般)のエジェクターピン
28 エジェクタープレート上
29 エジェクタープレート下
30 固定側の金型キャビティ
31 可動側の金型キャビティ
32 固定側の入子
33 固定側の入子の合わせ部分の隙間
34 可動側の入子
35 可動側の入子の合わせ部分の隙間
36 固定側に設けたスライドコア
37 可動側に設けたスライドコア
38 シール(スプールブッシュからの加圧流体の漏れを防ぐ目的で設置したシール)
39 シール(固定、および可動の取り付け板と型板の間のシール)
40 シール(パーティングの設置したシール)
41 シール(固定側に設けたスライドコアのパーティング面のシール)
42 シール(可動側に設けたスライドコアのパーティング面のシール)
43 シール(エジェクタープレートの設けたシール)
44 プレート(固定側の入子下のシールプレート下)
45 プレート(固定側の入子下のシールプレート上)
46 シール(固定側の入子下のシールプレート44と45の間に設けたシール)
47 加圧流体の流れ方向(ただし固定側の部分は可動側などと同様なので図示せず。)
48 繋ぎ口(加圧流体の図1、または図46の装置との金型との繋ぎ口)
49 加圧流体の通路
50 加圧ピン
51 破線{エジェクター機構を閉空間に閉じ込め密封(エジェクターボックス構造)したことをしめす破線}
52 空間(エジェクターボックス52によってつくられた空間)
53 プレート(可動側の入子下のシールプレート下)
54 プレート(可動側の入子下のシールプレート上)
55 シール(可動側の入子下のシールプレート53と54の間に設けたシール)
56 噴出手段(エジェクターボックス51内への加圧流体の注入手段56は繋ぎ口48と加圧流体の通路49で構成されている。)
57 噴出手段(キャビティ内の樹脂に直接加圧流体を作用させ、キャビティ内の樹脂を固定側から直接に加圧する噴出手段57は、繋ぎ口48と加圧流体の通路49と加圧ピン50で構成されている。)
58 噴出手段(キャビティ内の樹脂に直接加圧流体を作用させ、キャビティ内の樹脂を可動側から直接に加圧する噴出手段58は、繋ぎ口48と加圧流体の通路49と加圧ピン50で構成されている。)
59 噴出手段(固定側のスライドコアからキャビティ内の樹脂に直接加圧流体を作用させる加圧する噴出手段59は、繋ぎ口48と加圧流体の通路49と加圧ピン50で構成されている。)
60 噴出手段(可動側のスライドコアからキャビティ内の樹脂に直接加圧流体を作用させる加圧する噴出手段60は、繋ぎ口48と加圧流体の通路49と加圧ピン50で構成されている。)
61 噴出手段(加圧流体を固定側の入子の隙間33を通じてキャビティ内に入れ樹脂を固定側から加圧する噴出手段61は、繋ぎ口48と加圧流体の通路49と加圧ピン50で構成されている。)
62 弁(キャビティ内に樹脂が充填された時に、キャビティ内の空気をパーティングから外に逃がし、ショートモールドや変色焼けの発生を解決する自動開閉弁)
63 通路(キャビティ内の空気をパーティング、入子などに設けられたガスベントなどから排気する金型内の通路)
64 ホース(キャビティ内の空気の排気用に設けた弁62、弁67、弁68などに繋ぐ耐圧ホース)
65 キャビティ内の空気の排気の流れ方向
66 大気中に放出されたキャビティ内の空気
67 弁(固定側のプレート44とプレート45に繋がれた自動開閉弁62と同じ作用をする自動開閉弁)
68 弁(固定側のプレート44とプレート45に繋がれた自動開閉弁62と同じ作用をする自動開閉弁)
69 外筒
70 鍔部
71 内芯
72 Dカット面(Dカットし、加圧流体の通路としている。)
73 内芯71の先端部
74 Dカット面
75 六角形状
76 継ぎ手
77 内芯71の入る部分
78 固定側の型板
79 内芯71の鍔部の入る部分(Oリングは、線接触なのでシール性が低い、発明者はゴムシートを円形にカットしてもちいることで、面接触にしてシール性を高めた。)
80 穴
81 溝(キャビティ内の空気の排気と加圧流体の通路)
82 溝(シールリング89を納める溝)
83 穴(エジェクターピンを入れ込む穴)
84 穴(加圧ピン50を入れ込む穴)
85 穴(加圧ピン50の鍔部を納める穴)
86 穴(図3の空気を逃がす通路63の穴の詳細をしめしている。)
87 可動側の型板
89 シールリング(エジェクターピンにシールのために設置したシールリング)
90 シールリング(真空引きをした場合にエジェクターピンからの空気の侵入を防ぐために設置したシールリング)
91 シール(真空引きをした場合にプレート53とプレート92の隙間からエアーの侵入を防ぐ。)
92 プレート(シールリング90を押さえるためのプレート)
93 シール(可動側型板87とプレート54の間に設けたシールでこの隙間からの加圧流体の漏れを防ぐ。固定側型板78とプレート44の間にも図示されていないが同じ作用をするシールが設置される。)
94 ガスベント
95 溝
96 溝
97 穴(排気ガス回路63の穴)
98 繋ぎ口(図3の弁62の繋ぎ口)
99 入子のガスベント
100 通路(キャビティ内に空気の排気の通路、加圧流体の通路)
101 溝(ガスベント99に通じる溝での排気通路63に繋がっている。プレート53とプレート54の間に加圧流体を入れ、入子の隙間からキャビティ内の樹脂を加圧する場合の加圧流体の通路)
102 空間(クッション性をもたせる目的で設けた小空間で、必ずしも設ける必要はない。)
103 樹脂部分、本体(シール部)、環状弾性部材の本体部
104 バネ、スプリング(環状部材の例)
105 シボ
106 セラミック皮膜
107 光沢面
108 ゲート(サイドゲートとした。)
109 加圧流体ピンの先端
110 可動側の加圧部分
111 固定側の加圧部分
112 可動側のスライドコアの加圧部分
113 固定側のスライドコアの加圧部分
115 噴出手段
116 噴出手段(プレート53とプレート54の間に加圧流体を入れ通路となる溝81を通じて入子の隙間や、エジェクターピンの隙間などからキャビティ内に樹脂を加圧する。)
117 内芯71の鍔部
118 鍔部117のDカット面(Dカットし、加圧流体の通路としている。)
119 先端部
120 U溝(U溝が掘ってあって、加圧流体の通路になっている。)
121 穴
122 六角レンチの穴
123 ネジ部
124 成形品
126 Oリング(シール)
127 セットビス
128 加圧流体
129 薄肉部分
130 ボス
131 U溝(U溝がほ(掘)ってあって、加圧流体の通路になっている。)
132 外筒
133 内芯
134 Dカット面
135 鍔部
136 成形品のボス
140 加圧流体製造装置
141 シール金型
142 シール金型
200 キャビティ、成形空間
201 固定側の金型
202 可動側の金型
203 芯体部
204 加圧ピン(直接加圧)
205 第一型
206 第二型
207 鍔部
208 凹部
209 開口部
210 成形品
211 リブ(加圧流体を止める目的で設けてあるリブである。)
212 加圧ピン(間接加圧)
213 凹部
214 入子
215 入子
216 成形品
217 面
218 エジェクターピンの周りのガスリブ
219 エジェクターピンとリブ218との隙間
220 φ20の粗いシボ加工
221 入子34に芯体部203が収まる形状加工したことをしめす模式図
222 シール
223 加圧流体が噴出する部分
224 外筒
225 内芯
226 芯体部
227 エジェクタースリーブを加工して、加圧流体の通路をもたせたエジェクターピン(加圧エジェクターピン)で、しかも加圧エジェクターピン227は、成形品を押し出す機構を有する。
228 シール
229 シール
230 シ−ル
231 エジェクターピンを入れる段付き穴
232 エジェクターピンを入れる段付き穴
233 エジェクターピンを入れる段付き穴
234 エジェクターピンを入れる段付き穴
235 エジェクターピンを入れる段付き穴
236 溝
237 溝
238 溝
239 溝
240 溝
241 凸形状
242 凹形状
243 シール
244 焼結部品
245 板を重ねた部品
246 四角柱を重ねた部品
247 円柱を重ねた部品
248 立方体ブロック
249 噴出部
250 鐔つきの円柱形状
251 バネ(スプリング)
252 ボール
253 ボールの動きをしめした矢印
254 四角錐を重ねた部品
255 四角錐、または円錐
256 セットビス
257 加圧ピンを後退させつくられた空間
258 ロット
259 加圧ピンの動きをしめした矢印
260 駆動装置
261 キャビティ内の溶融樹脂
262 隙間(空間)
263 エジェクタープレート内の加圧流体の流れをしめした矢印
264 加圧エジェクターピン内に加圧流体の流れをしめした矢印
265 樹脂と金型との隙間の加圧流体の流れをしめした矢印
266 溶融樹脂を流体加圧していることをしめした矢印
267 リターンピンの先端部
268 バネ(スプリング)
269 リターンピン
270 空間
271 リターンピン
272 エジェクターロット
273 隙間
274 駆動装置
275 楔ブロック
276 楔ブロックの動きをしめした矢印
277 ロット
278 楔ユニット
279 空間(隙間)
280 楔ユニット
281 プレート
282 シール
283 プレート
284 プレート
285 隙間
286 空間(隙間)
287 プレート
288 プレート
289 シール
290 シール
291 シール
292 シール
293 シール
294 バネ(スプリング)
295 シール
296 シール
297 プレート
298 プレート
299 シール
300 プレート
301 エジェクターピンのガイド
302 隙間
303 プレート
304 空間(隙間)
305 隙間
306 鐔部に設けた加圧流体の通路
307 エジェクターピンガイドと、エジェクターピンとの隙間
308 エジェクターピンの後退をしめした矢印
309 ポーラスな材質(たとえば、焼結金属)でできた先端部
310 隙間
311 隙間
312 ボス
313 ボス
314 ボス
315 Oリング(環状部材の例)
316 本体(シール部)、環状弾性部材の本体部
317 切り口
318 段部分
319 ボディ
320 鐔部
321 ボディ
322 隙間
323 スライド部
324 スライド方向
325 傾斜ピン
236 スライド方向
327 スライドユニット
328 押し出し方向
329 スライドリング、またはウェアリング
330 ピストン
331 シリンダ
332 外筒
333 シール
334 隙間
335 ピストンの動きをしめした矢印
336 冷却媒体(冷却前)
337 冷却媒体(冷却後)
338 入口
339 出口
340 邪魔板
341 シリンダヘッド
342 シリンダの後部のカバー
345 加圧流体の流路(圧縮前)
346 圧縮空間
347 加圧流体の流路(圧縮後)
348 ロット
349 ロットの動きをしめした矢印
350 油圧、または空圧などのシリンダ、または電動機
351 シリンダ331とピストン330との隙間
352 シリンダ331とロット348との接続部
353 リブ
354 フローティングコア(コアバック部)
355 ロット
356 射出成形機
357 エジェクターピン
358 リブの上部を押すエジェクターピン
359 加圧流体
360 コアバックによってつくられた空間
361 シールプレート下
362 シールプレート上
363 シール
364 コアバックの動きをしめす矢印
365 シール
366 隙間
367 樹脂
368 ホットランナー
369 テーパー部
370 テーパー部
371 コアバックによってつくられる外周のリブ
372 スライドプレート上
373 スライドプレート下
374 スライドユニットが動く長穴
375 シール
376 シール
377 スライドユニットの下部の足
378 空間(キャビティに相当)
379 空間をつくる鋼材(入子に相当)
380 押し出す軸体
381 環状弾性部材
382 環状弾性部材をはめ込む溝
383 シールプレート
384 加圧流体の出入口
385 安全弁
386 圧力計
387 シール
388 環状弾性部材のシール性の能力を確認した装置
389 スライドコア
390 入子
391 入子の合わせ面
392 スライドコアの固定をしめしている構造
393 スライドコアの固定をしめしている構造
394 スライドコアの固定をしめしている構造と、噴出部
395 スライドコアの固定をしめしている構造と、噴出部
396 アンギュラピン
397 アンギュラピン396が入り込むスライドコア
398 隙間
399 R形状
400 凸部
401 隙間
402 エジェクタープレート
403 樹脂と金型の隙間に入り込んだ加圧流体をしめす矢印
404 エジェクターピン27から戻ってしまった加圧流体をしめす矢印
405 入子の隙間35から戻ってしまった加圧流体をしめす矢印
406 入子の底部と、プレート54などの間を通り、迷走する加圧流体をしめす矢印
407 再噴出加圧流体をしめす矢印
408 成形品とエジェクタープレートとの隙間
409 成形品とエジェクタープレートとの隙間
410 成形品とエジェクタープレートとの隙間
411 可動側に設けたガスリブ
412 固定側に設けたガスリブ
413 パーティングから離れているガスリブ
414 パーティングから離れているガスリブ
415 プレート上
416 プレート下
417 シール
418 入子の底
419 入子合わせ面に設けたシール
420 シール入子のブリック
421 斜めのカットし、加圧流体の流れをコントロールする形状
422 斜めにカットし、加圧流体の流れをコントロールする形状
423 押し込みピン
424 ゲート
425 ゲートが押し込まれる部分
426 ゲートが押し込まれ、それによって形成された空間で、ゲートカットが完了していることをしめしている。
427 押し込まれたゲートをしめしている
428 スプールランナー
429 押し込みピン423の前進をしめす矢印
430 押し込みピン423の後退をしめす矢印
431 加圧流体は通過するが、溶融樹脂は通過しないポーラスな材質でつくられた部分
432 L字シールを納める寸法
433 エジェクターピンの直径
435 L字シールの案内をしめす形状
434 L字シールを納めるハウジングの深さ
436 L字シールを納めるハウジングの底部形状
437 エジェクターピンとL字シールとのはめあい公差
438 シールリング440でシールできずに漏れ出た加圧流体
439 シールリング
440 シールリング
441 シールリング
442 シールリング89でシールできずに漏れ出た加圧流体
443 溶融樹脂が出るノズル先端部の穴
444 ノズルキャップ、
445 溝
446 ボール
447 ボール446が前後する空間、溶融樹脂が通る空間
448 面(ボールの前面)、球形の前面部
449 面(ボールの後面)、球形の後面部
450 ボール446が接しシールする部分{シール部(形状は球形状)}
451 ネジ部
452 ノズルのボディ
453 溶融樹脂の流れ
454 溶融樹脂の流路
455 クリアランス
456 符番445後部(端部)の形状
457 磁石
458 円錐形状
459 円錐形状
460 平面
461 平面
462 ガイド
463 Dカット
464 レール形状
465 シール
466 加圧流体の通路
467 加圧ピン
468 加圧ピン467の鐔部後部(裏面)
469 加圧流体の出入口
470 外筒 符番224の外筒と同じ機能
471 通路
472 プレート
473 プレート
474 シール
475 隙間
476 シ−ル
477 ダイプレート
478 サポートピラー
479 穴
480 穴
481 空間
482 加圧流体
483 穴
484 先端部
485 穴
486 入り込む部分
487 キャップ
488 外筒
489 穴
490 穴
491 空間
492 穴
493 空間
494 鐔
495 ネジの鐔
496 ネジ
497 厚さ
498 遊び
499 距離が長いことをしめす省略記号
500 加圧エジェクターピン(エジェクターピン500を構成するエジェクターピン27は、成形品を押し出す機構を有する。)
501 サブタンク
502 サブタンク
503 Kシールなど
504 スライドリング
505 スライドリング
506 接合部
507 真っ直ぐに押し出す軸体
508 斜めに押し出す軸体
509 ボール446が接しシールする部分{シール部(形状は円錐球形状で線シール)}
510 Dカット
511 空間
512 内部に穴479、穴480を開けたエジェクターピン
513 符番514を駆動させる機構
514 バルブピン
515 シール
516 先端部
517 先端部516が填(は)まり込む部分
518 先端部
519 俵型の弁
520 隙間
521 エアー
522 エアー配管
523 エアー
524 先端部
525 プレート(符番だけで図示せず。)
526 成形品の抜き勾配
527 プレートによって形成された面
528 シール(Oリング)
529 リブによって加圧ピンの先端部を凹形状とした。
530 リブ
531 リブの外の狭い部分
532 焼結金属
533 焼結金属を包む外筒
534 焼結金属をもちいた入子
535 加圧流体を入れる空間
536 加圧流体の導管
537 ネジ部
538 シール(Oリング)
539 フランジ
540 シール(Oリング)
541 ボス
542 内芯
543 外筒
544 内芯が前進、後退が可能なことをしめす矢印
545 内芯先端の円錐部
546 空間
547 成形品に設けた斜め形状
548 図39乃至図41でしめす成形品のリブ
549 図39乃至図41でしめす成形品の天肉
550 射出中空成形によって形成された中空部
551 射出中空成形によって形成された中空部を射出圧空成形の実施で縮められた中空部
552 シボ
553 シボ
554 シボ
555 空間511に入り込んだ溶融樹脂
556 キャビティ内の溶融樹脂内の押し込んだ符番555の樹脂
557 空間
558 外筒224を後退させることをしめす矢印
559 外筒224を再び前進させることをしめす矢印
560 外筒224を再び後退させることをしめす矢印
561 リップ(内側)
562 リップ(外側)
563 面
564 エジェクタープレート上
565 エジェクタープレート下
566 エジェクタープレート
567 サポートピラー(エジェクタープレート566に繋がるリターンピン)
568 エジェクターロット570の上部
569 エジェクターロット570の段付き形状の上部
570 エジェクターロット
571 距離
572 エジェクターロットの動きをしめした矢印
573 成形品の端部に設けたリブ(加圧流体の漏れ出しを制御する。)
574 成形品の内部に設けたリブ(加圧流体の漏れ出しを制御する。)
575 成形品の内部に設けたリブ(加圧流体の漏れ出しを制御する。)
576 シーケンシャル制御で充填させる範囲
577 シーケンシャル制御で充填させる範囲
578 シーケンシャル制御で充填させる範囲
579 シーケンシャル制御で充填させる範囲
580 ホットランナーのゲート部
581 ホットランナーのゲート部
582 ホットランナーのゲート部
583 ホットランナーのゲート部
584 加圧流体の噴出部で227、符番470などで例示される。
585 加圧流体の噴出部で227、符番470などで例示される。
586 加圧流体の噴出部で227、符番470などで例示される。
587 加圧流体の噴出部で227、符番470などで例示される。
1100 ヒケ発生の場所
1101 ヒケ発生の場所
1102 ヒケ発生の場所
1140 加圧流体製造装置
Claims (10)
- 入子構造からなる成形空間を形成する第一型および第二型の少なくとも一方に設けられた軸体の機構と、該第一型および該第二型の少なくとも一方に設けられ、該成形空間に加圧流体の噴出装置から加圧流体を噴出する噴出部と、を有する金型装置であって、
前記軸体の機構は、前記成形空間に射出される樹脂により成形される樹脂成形品を押し出す軸体と、該軸体を支持する環状弾性部材であって、周方向に沿って形成された溝の開口部が該成形空間に向けられた環状弾性部材と、
前記環状弾性部材の前記溝の開口部の中にはめ込まれた環状部材と、を有する金型装置。 - 加圧流体の噴出装置は、外筒と内芯からなる多重構造で、加圧流体は、外筒と内芯との間をとおり、加圧流体の噴出装置の先端部からだけ加圧流体が噴出し、樹脂と金型の隙間に入り込み樹脂を加圧する機構を組み込んだ金型装置。
- 外筒と内芯から構成される加圧流体の噴出装置は、流体加圧の前に、すく(少)なくとも外筒は後退させ、加圧流体の噴出装置の先端の加圧流体の噴出部と、樹脂との間に空間をつくり、概空間に向けて流体加圧する機構を組み込んだ金型装置。
- 請求項1から請求項3の実施において、キャビティ内に樹脂の充填前に、射出成形機のエジェクターロットを押し、エジェクターピンと、加圧エジェクターピンとを前進させたままで、成形空間内に樹脂を充填し、授点の完了後に、エジェクターロットを後退させる機構を、付加した射出成形機。
- さらに、前記成形空間に前記樹脂の射出を終えるまで、前記成形空間の空気を排出する排出部を有する請求項1に記載の金型装置。
- 請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の金型装置と、
前記金型装置に前記樹脂を射出する射出装置と、
を有する射出成形システム。 - 請求項1に記載の金型装置の前記成形空間に前記樹脂を射出する第1工程と、
前記成形空間内の前記樹脂と前記成形空間を画定する前記第一型または前記第二型の面との間に前記噴出部から前記加圧流体を噴出する第2工程と、
前記第一型と前記第二型を型開きした後、前記成形空間内の前記樹脂により形成される前記成形品を前記軸体により押し出す第3工程と、
を有する成形品の製造方法。 - 請求項1に記載の金型装置の前記成形空間に前記樹脂を射出する第1工程と、
前記加圧流体噴出装置を後退させる第2工程と、
前記成形空間内の前記樹脂と前記成形空間を画定する前記第一型または前記第二型の面との間に前記噴出部から前記加圧流体を噴出する第3工程と、
前記第一型と前記第二型を型開きした後、前記成形空間内の前記樹脂により形成される前記成形品を前記軸体により押し出す第4工程と、
を有する成形品の製造方法。 - 請求項2から請求項5のいずれか1つに記載の金型装置の前記成形空間の空気を前記排出部から排出しつつ、前記成形空間に前記樹脂を射出する第1工程と、
前記成形空間内の前記樹脂と前記成形空間を画定する前記第一型または前記第二型の面との間に前記噴出部から前記加圧流体を噴出する第2工程と、
前記第一型と前記第二型を型開きした後、前記成形空間内の前記樹脂により形成される前記成形品を前記軸体により押し出す第3工程と、
を有する成形品の製造方法。 - 請求項2から請求項5のいずれか1つに記載の金型装置の前記成形空間の空気を前記排出部から排出しつつ、前記成形空間に前記樹脂を射出する第1工程と、
前記加圧流体噴出装置を後退させる第2工程と、
前記成形空間内の前記樹脂と前記成形空間を画定する前記第一型または前記第二型の面との間に前記噴出部から前記加圧流体を噴出する第3工程と、
前記第一型と前記第二型を型開きした後、前記成形空間内の前記樹脂により形成される前記成形品を前記軸体により押し出す第4工程と、
を有する成形品の製造方法。
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