JP2002292694A - 射出成形用金型のガス抜き状態検出方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出成形用金型の定期的メンテナンスを成形
稼動中のガス等の気体排気量を計測して、該メンテナン
スの施時期を予測する方法を提供することを目的として
いる。 【解決手段】 金型キャビティ内に溶融高分子原料が注
入されたとき発生するガスを抜くガス抜き手段と、該ガ
ス抜き手段に連通し、排出されるガスの流量を計測する
計測手段とを複数備える射出成形用金型において、射出
成形時に、前記ガスの排出量を計測する。前記射出成形
用金型は、前記ガス抜き手段の装着方向と直交する方向
から該ガス抜き手段を保持する保持手段を備え、前記ガ
ス抜き手段は、前記射出成形用金型の駒に形成されてい
てもよいし、前記金型キャビティ内への開口部を多孔質
金属板で塞がれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形用金型の
ガス抜き状態検出方法に係り、さらに詳しくは、金型内
に溶融高分子原料を射出注入した時に、金型内の空気及
び溶融高分子原料を充填するときに発生するガスを効率
的に外部へ排出することができ、且つ、ガス抜き装置か
らのガス等の気体排気量を計測して、金型の成形中に発
生するガスの負荷を軽減することができる射出成形用ガ
ス抜き装置金型のガス抜き状態検出方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、射出成形は、加熱、圧縮された
溶融高分子原料を高圧で金型キャビティ内に充填して、
金型内で保圧、冷却した後に取り出すというプロセスか
ら成り立っている。

【０００３】この一連のプロセスにおいて、高圧の溶融
高分子原料を金型キャビティ内に充填する際に、樹脂流
動末端部、或いは、分岐した溶融高分子原料が合流する
部分に溶融高分子原料から発生するガスが溜まり、この
ガスが樹脂流動末端部で断熱圧縮により高温になり、ウ
エルドラインと呼ばれる成形不良や成形品の表面に焼け
と呼ばれる外観不良が発生する。

【０００４】また、成形品の表面に焼けている部分の金
型も同様に断熱圧縮により高温となり、金型の部分的な
腐食磨耗の原因となる。

【０００５】この溶融高分子原料もコストダウン等に応
じて、溶融高分子原料から発生する腐食性ガス等の発生
量は多くなる傾向にある。このことから金型・成形機に
とっては、腐食、磨耗に対する負荷が大きくなってく
る。

【０００６】通常、射出成形用金型のガス抜きの方法と
しては、金型のパーティング面に深さ０．０２〜０．０
３ｍｍ程度のスリット状の隙間を設け、その部分から金
型外部にガスを排出する方法、流動末端部、或いは、分
岐した溶融高分子原料が合流する部分に多孔質金属を埋
め込み、その駒の内部を通して金型外部にガスを排出す
る方法、及び、エジェクターピンを用いる方法が採用さ
れている。

【０００７】そのエジェクターピンを用いる方法には、
エジェクターピンの先端部に設けた斜面によって、樹脂
の充填方向と反対方向のガス抜き溝を形成しておいて、
樹脂がエジェクターピンに達するまではガス抜き溝を通
してガスを排出して、樹脂がエジェクターピンに達する
と樹脂の流動圧力によりエジェクターピンを下げてガス
抜きの溝を塞ぐ方法がとられている。

【０００８】このようなガス抜き装置の計測技術とし
て、従来技術では、ダイカストマシンにおける鋳造状態
又はプラスチック射出成形機等における成形状態の指標
となる金型内のガス抜き状態を検出する方法で、ガス抜
きベントの放出口からのガス放出に伴う流れを検出する
検出手段を設け、流れ検出手段とガス放出口からの流れ
とを流れ検出用通路により連通しておき、射出を行わな
い時には、流れ検出用通路と流れ検出手段とを遮断する
とともに、流れ検出用通路にエアーを噴出させて清浄
し、射出を行う時には、流れ検出用通路へのエアー噴出
を遮断するとともに、流れ検出用通路と流れ検出手段を
連通して流れ検出をする方法（特開平６−２３５０４号
公報参照）がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところが、溶融高分子
原料からのガス発生量は、多くなる傾向にあるものの金
型のパーティング面に設置する深さ０．０２〜０．０３
ｍｍ程度のスリット溝や多孔質金属からガスを排出する
方法では、特に、高速射出成形時に金型内部に溜まった
ガスを短時間に効率よく排出することができなくなり、
腐食性等のガスが金型の最終充填部分付近から腐食性等
のガスが固化して堆積して部分的な腐食によって駒の合
せ部分に隙間ができ、成形品のショートショットという
不良につながる。

【００１０】また、エジェクターピンを用いたガス抜き
方法では、ガス抜き部にエジェクターピンを設置するこ
とが必要となり、それを設置したことによって製品面に
凹面が生じるという問題がある。

【００１１】これらの原因となる腐食性等のガスの処置
を一定期間にメンテナンスすることで保全しているが、
金型状態は、腐食性等のガスの影響で徐々に悪化してい
くことになる。

【００１２】しかしながら、前述したようなエアー清浄
と流れ検出手段を用いた上記特開平６−２３５０４号公
報に開示された従来例では、ガス抜きベント部分のエア
ー清浄手段が、逆に金型内に腐食性等のガスを侵入させ
ることによる製品側の外観不良などの悪影響が問題とな
る。

【００１３】本発明は、上記従来技術の有する問題点を
解消し、射出成形用金型の定期的メンテナンスを成形稼
動中のガス等の気体排気量を計測して、該メンテナンス
の施時期を予測する方法を提供することを目的としてい
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の射出成形用金型
のガス抜き状態検出方法は、金型キャビティ内に溶融高
分子原料が注入されたとき発生するガスを抜くガス抜き
手段と、該ガス抜き手段に連通し、排出されるガスの流
量を計測する計測手段とを備える射出成形用金型におい
て、射出成形時に、前記ガスの排出量を計測することを
特徴とする。

【００１５】また、本発明の射出成形用金型のガス抜き
状態検出方法は、前記ガス抜き手段が、複数個所に配置
されていることを特徴とする。

【００１６】さらに、前記射出成形用金型は、前記ガス
抜き手段の装着方向と直交する方向から該ガス抜き手段
を保持する保持手段を備えていてもよい。

【００１７】また、前記ガス抜き手段は、前記射出成形
用金型の駒に形成されていてもよいし、前記金型キャビ
ティ内への開口部を多孔質金属板で塞がれていてもよ
い。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
沿って説明する。図１は、実施形態としての射出整形用
金型の断面図、図２は、図１の円ＩＩＩで囲まれた部分
の拡大断面図である。

【００１９】図１において、１は、固定側型板２が保持
される固定側取付板、３は、型板２に保持されている固
定側コア（固定駒）であり、これらによって固定側金型
が構成されている。１５は、ゲート部であり、取付け板
１及び型板２を貫通してスプールブッシュ８が取り付け
られることにより形成され、その内部を通して、図１上
方から溶融高分子原料としての溶融樹脂が高圧で射出注
入される。

【００２０】４は、可動側型板５が保持されている可動
側取付板、６は、型板５に保持されている可動側コア
（可動駒）であり、これらによって可動側金型が構成さ
れている。７は、取付板４と型板５との間に介在される
スペーサブロックである。９は、上下のエジェクタープ
レート２３、２４に取り付けられたエジェクターピンで
ある。

【００２１】固定駒３と可動駒６との間に射出整形用キ
ャビティ１０が形成されるようになっている。該キャビ
ティ１０に面して該キャビティ１０内で分岐した溶融樹
脂が合流する部分や溶融樹脂流動末端部等の近傍の可動
駒６及び固定駒３に、ガス抜き手段としてのガス抜き装
置４０及び５０がそれぞれ備えられている。なお、Ｐ．
Ｌ．は、パーティングラインを示している。

【００２２】ここで、図３を用いて、一連の射出成形工
程について簡単に説明しておく。高分子原料としての樹
脂ペレットが、成形に使用される前に、材料乾燥機（図
示されていない）内のヒータの加熱により、予め該材料
乾燥機内で乾燥される。その後、材料乾燥機内から成形
機上のホッパ３１へ樹脂ペレットが供給され、加熱シリ
ンダ３２内で、ヒータの加熱により溶融される。

【００２３】溶融された樹脂は、スクリュー３３の逆回
転により（図中右方に）後退し、混練、計量される。そ
の後、スクリュー３３の正回転により、溶融樹脂は（図
中左方に）前進し、金型内に射出注入され、固定駒３と
可動駒６との間の射出成形用キャビティ１０内に充填さ
れる。

【００２４】所定時間冷却後、可動側金型３６が成形品
とともに図中左方に移動し、その後成形品はエジェクタ
ーピン９により可動側金型３６から分離される。再び、
可動側金型３６が図中右方に移動し、固定側金型３５と
合体し、上記混練、計量、注入、充填動作を繰り返す。

【００２５】図２に戻って、本発明のガス抜き装置につ
いて説明する。本発明におけるガス抜き装置は、メンテ
ナンスのために金型から着脱するのに、該金型の開閉方
向で行えるようにするとともに、ガス抜き装置の固定保
持を金型開閉方向に垂直となる方向で行なえるようにす
ることに特徴がある。このように構成することにより、
ガス抜き装置のキャビティ面を平滑に形成でき成形品の
形状に影響を与えることなく、かつガス抜き装置の着脱
も容易に行なえるものである。

【００２６】本発明は、さらに、排出されるガスの流量
を計測する手段を備える。この排出ガス流量計測手段に
より排出されるガスの状態を管理し、メンテナンスを適
切に行えるようにしている。

【００２７】実施形態としての射出成形用金型におい
て、キャビティ１０内に充填した時に発生するガス等の
気体を金型外へ放出するためのガス抜き装置は、ガス抜
き効果をあげるために、固定駒３と可動駒６との間のキ
ャビティ１０内の分岐した溶融樹脂が合流する部分や溶
融樹脂流動末端部等の近傍の金型に備えられることが好
ましい。このガス抜き装置としては、例えば、株式会社
ミスミ製の焼結ベント、株式会社クボタ製の多孔質金属
のような市販の装置を使用する。この種多孔質金属は、
成形品に転写される凹凸を形成することなくキャビティ
１０を形成する面と面一に形成できるので、ガス抜き装
置に適している。このガス抜き装置は、該ガス抜き装置
自身が小孔を有したり、ガス抜きピン等のバネの力を利
用して隙間からガス抜きをするものであってもよい。

【００２８】金型を構成する可動駒６の適宜個所、例え
ば、溶融樹脂が合流する部分の近傍に対応する位置に、
ガス抜き装置４０を金型開閉方向に装着するための嵌合
穴２７が形成されている。また、前記可動駒６には、該
嵌合穴２７と垂直に、すなわち金型開閉方向と垂直な方
向に、ガス抜き装置４０を保持する保持手段を構成する
取付穴２５が可動駒６の側壁部６１に向けて貫通形成さ
れている。さらに、前記可動駒６には、前記嵌合穴２７
に続いて可動駒底壁６２へ貫通するガス抜き手段として
の排気口２６が形成されている。

【００２９】前記取付穴２５には、前記ガス抜き装置４
０を保持するための保持手段を構成する保持部材２８が
設けられる。該保持部材２８は、後述するガス抜き装置
４０に形成されている溝４３に嵌り込む係合突部２９が
形成される。

【００３０】ガス抜き装置４０は、可動駒６のキャビテ
ィ１０側に開口する開口部４１、該開口部４１に圧入さ
れ密着固定される多孔質金属板４２、前記保持部材２８
により前記嵌合穴２７内所定位置に保持固定されるため
に形成されている環状溝部４３、及び金型外へガスを逃
がすためのガス抜き手段を構成する排気口４４を含んで
いる。ガス抜き装置４０の上面４５は、前記多孔質金属
板４２を密着固定することによりその開口部４１が塞が
れるとともに該上面４５全体が面一に形成される。ま
た、排気口４４は、可動駒６に形成されている排気孔２
６を経由して金型内の密閉されたガス抜き手段としての
排気通路２１に連通し、ガスは、該通路２１を通って排
出口２２から金型外に排出される。

【００３１】ガス抜き装置４０を可動駒６に装着するに
は以下の通り行う。先ず、開口部４１に多孔質金属板４
２を圧入して密着固定したガス抜き装置４０を、可動駒
６に形成されている嵌合穴２７に嵌めこまれる。続い
て、取付穴２５から挿入される保持部材２８の係合突部
２９が前進（図面上、右方向に移動）し、ガス抜き装置
４０の環状溝部４３内に嵌め込まれる。それにより、該
ガス抜き装置４０は、図に示されるようにパーティング
ラインに沿って（接して）可動駒６とともに面一となる
ように位置決めされ、その位置で固定保持される。

【００３２】上記装着とは逆にガス抜き装置４０を可動
駒６から取り外すには以下の通り行う。先ず、図示され
ていない専用の治具などにより取付穴２５内で保持部材
２８を後退させて、その係合突部２９を環状溝部４３か
ら抜き出し、ガス抜き装置４０と保持装置２８との係合
状態を解除する。その後、排気孔２６側からガス抜き装
置４０を専用の治具などを挿入して、該ガス抜き装置４
０を嵌合穴２７から押し出せばよい。

【００３３】保持部材２８は、断面円形又は角形であっ
て、専用の治具などにより取付穴２５内を前進／後退す
るようにしてもよいし、断面円形でネジ機構を備えて前
進／後退するようにしてもよい。また、係合突部２９環
状溝部４３の断面形状も図２に示されるように角形でも
よいし、該環状溝部４３の底部に向って先細状になった
台形であってもよい。なお、取付穴２５と保持部材２８
との間にはガスが抜けないようにＯリング等のようなシ
ール部材を適用することが好ましい。

【００３４】また、ガス抜き装置５０については、上記
したガス抜き装置４０と同様の形状であるので、これに
ついての説明は省略する。

【００３５】本実施形態では、ガス抜き装置を２つ設け
た場合について開示しているが、この数に限られること
はなく、いくつ設けてもよい。

【００３６】次に、前記排出口２２に対応して、可動金
型側壁には、排出されるガスの流量を計測する排出ガス
流量計測手段としての流量計測装置７０が取り付けられ
ている。該流量計測装置７０は、排ガス流路中に抵抗体
を置き、この抵抗体に電流を通して加熱し、該抵抗体の
温度と排ガスの温度との間の温度差により該抵抗体の抵
抗が変化する原理を利用して、排ガスの流量を計測する
ようようにしたものである。

【００３７】実際に金型外へ排出されるガス排出量は、
キャビティ体積に対して４０％前後である。しかしなが
ら、射出成形を繰り返すことで、樹脂流動末端部あるい
は分岐した溶融高分子原料が合流する部分にガスが堆積
してガス抜き装置からのガス排出量が低下していく。ガ
ス排出量が、キャビティ体積に対して１０％以下の状態
で射出成形を繰り返すと金型の合わせ面がガスの腐食に
よって磨耗し、成形品のバリとなる。

【００３８】そこで、本実施形態のように排出ガスの排
気量を管理することで不良製品の発生予測をすることが
できる。また、ガス等の気体の排出経路を複数に分割す
ることで、樹脂流動末端部や分岐した溶融高分子原料が
合流する部分の詳細状況が管理できる。

【００３９】なお、前記各ガス抜き通路についての距
離、配置、形状などは、任意に設定することができ、ガ
ス排出量を計測する計測装置に連通できればよい。しか
し、応答性を高めるために、これらの距離は短くするこ
とが望ましく、それによって検出の精度を高めることが
できる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の射出成形
用ガス抜き装置金型のガス抜き状態検出方法によれば、
射出成形金型に組み込まれるガス抜き装置に連通させて
計測手段を有することで、キャビティ各部のガス排気量
を定量的な変化として捉え、金型の磨耗が原因となるバ
リ等の不良現象が発生することなく、金型のメンテナン
スをすることができるようになる。また、ガス抜き装置
本体にも外周部に環状溝部などを設け、従来方法のよう
な圧入による装着方法では得られない、駒合せでの組み
込みや金型分解を容易にすることで、更なる作業性の向
上を図ることができる。さらに、ガス抜き装置からの排
出ガスを計測することで、バリの発生を予測でき、金型
本体の保全にもなる。したがって、常にガス抜き状態を
最良に維持して、製品の歩留まりや生産性の向上を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス抜き装置を備える射出成形金型の
断面図である。

【図２】図１におけるガス抜き装置の拡大断面図であ
る。

【図３】射出成形装置の概略図である。

【符号の説明】

１ 固定側取付板 ２ 固定側型板 ３ 固定側コア（駒） ４ 可動側取付板 ５ 可動側型板 ６ 可動側コア（駒） ７ スペーサブロック ８ スプールブッシュ ９ エジェクターピン １０ キャビティ １５ ゲート部 １９、２１ 排気通路 ２３、２４ エジェクタープレート ２５ 取付穴 ２６ 排気孔 ２７ 嵌合穴 ２８ 保持部材 ２９ 係合突部 ３１ ホッパ ３２ 加熱シリンダ ３３ スクリュー ３４ 射出シリンダ ３５ 固定側金型 ３６ 可動側金型 ４０、５０ ガス抜き装置 ４１ 開口部 ４２ 多孔質金属板 ４３ 環状溝部 ４４ 排気口 ４５ （ガス抜き装置）上面 ６１ （可動駒）側壁部 ６２ （可動駒）底壁 ７０ 計測装置 Ｐ．Ｌ． パーティングライン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型キャビティ内に溶融高分子原料が注
   入されたとき発生するガスを抜くガス抜き手段と、 該ガス抜き手段に連通し、排出されるガスの流量を計測
   する計測手段と、 を備える射出成形用金型において、 射出成形時に、前記ガスの排出量を計測することを特徴
   とする射出成形用金型のガス抜き状態検出方法。
2. 【請求項２】 前記ガス抜き手段は、複数個所に配置さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用
   金型のガス抜き状態検出方法。
3. 【請求項３】 前記射出成形用金型は、さらに、前記ガ
   ス抜き手段の装着方向と直交する方向から該ガス抜き手
   段を保持する保持手段を備えることを特徴とする請求項
   １又は２に記載の射出成形用金型のガス抜き状態検出方
   法。
4. 【請求項４】 前記ガス抜き手段は、前記射出成形用金
   型の駒に形成されていることを特徴とする請求項１乃至
   ３のいずれかに記載の射出成形用金型のガス抜き状態検
   出方法。
5. 【請求項５】 前記ガス抜き手段は、前記金型キャビテ
   ィ内への開口部を多孔質金属板で塞がれていることを特
   徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の射出成形用
   金型のガス抜き状態検出方法。