JP2004516964A - プラスチック部品の射出製造における冷却および逆圧方法 - Google Patents

Abstract

射出によるプラスチック部品の製造のための冷却方法であって、該冷却方法は、少なくとも冷却段階の間、二つのモールド部分（１，２）で形成される空所内に導入される加圧ガスを使用する。冷ガスおよびその使用は、被覆部品および無被覆部品の両方に適用される。

Description

【０００１】
本発明は、射出工程によるプラスチック部品の製造における冷却および逆圧（すなわち背圧）方法に関するものである。射出工程では、プラスチック部品の側面のうちの可視側に良好な外観を与えることが重要であり、該可視側は、プラスチック薄膜、発泡プラスチック、織物等であってもよい装飾的な被覆で覆われていても、そうでなくてもよい。
【０００２】
被覆の有無にかかわらず、この種のプラスチック部品を得るための最も普通に利用される方法の一つが、在来のプラスチック射出、およびその一般的な技術の範囲内での、その変形方法であり、該変形方法とは、射出圧、連続射出および射出・加圧の諸工程を低減化することを可能にする方法である。
【０００３】
これらの工程は次の段階から成る。
＊被覆部品を処理する場合に、モールドの内側に被覆物を置く段階。
＊モールドの完全封止または部分封止（射出・圧縮工程における部分封止）。
＊モールドの空所内への材料の射出。
＊モールドの完全封止（射出・圧縮の場合のみ）。
＊圧縮。
＊モールドにおける冷却回路または別の冷却装置内の流体の循環による冷却。
＊モールドの開放。
＊部品の排出または除去。
【０００４】
前記のように、或る方法（特に、自動車工業用部品のための方法）では、構成部品を装飾および／または絶縁するために空所の内側に被覆物が配置される。
【０００５】
モールド充填段階中に空所の内側に被覆物を配置すると、この被覆物の外観が、射出された材料の高温度および空所内に生じる高圧力によって損なわれる。
【０００６】
部品の被覆を行なわない場合であって、部品の可視側に対応するモールド半体の完全なコピーを得るために、また、材料の収縮の補正をするために、モールド空所の充填を終えるや、圧縮圧力と称する圧力を加える必要がある。
【０００７】
この段階の後、或る時間の間、モールドが冷却される。この冷却時間が直接モールドの生産性に影響を及ぼし、その結果、製造すべき部品の最終コストに影響を及ぼす。
【０００８】
プラスチック射出成形の分野において、ＵＳ−Ａ−３３４５６８７による方法が知られている。その方法では、モールド空所内へのプラスチック材料の射出と同時に、または、熱可塑性材料が熱い間の射出直後に、低圧の空気が、複合材料を通してモールド空所内に注入される。
【０００９】
この技術を採用すると、製造中の部品に適切な逆圧が得られず、そのため、被覆部品の場合は、被覆物が適切に保護されず、一方、無被覆部品の場合は、好ましくない窪みやゆがみを避けられない。
【００１０】
さらに、製造された各部品のかなりの考慮すべき要件としてのコストに帰する冷却過程の相対的な遅さによって、実施不適切であることが判った。
【００１１】
同様に、この技術の場合は、被覆の有無にかかわらず部品の仕上げにおいて良好な表面品質が得られず、また被覆された部品の場合、所望の仕上げである被覆物がその最初の外観との関係で実質的に変えられることが判った。
【００１２】
本発明の一つの目的は、射出によるプラスチック部品の製造のための冷却および逆圧方法であって、部品の被覆の有無にかかわらず部品の高品質表面外観をもたらす適切な逆圧を提供するように管理する冷却および逆圧方法を提供することである。
【００１３】
本発明の別の目的は、射出によるプラスチック部品の製造のための冷却および逆圧方法を提供することであり、該方法によれば、冷却および凝固におけるかなりの短縮が達成され、それによって合計サイクルタイムを短縮し、より経済的な製造装置につながるものである。
【００１４】
本発明の別の目的は、製造される部品のいかなる種類の窪みや、ゆがみを防ぐ方法を提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、部品の被覆物の特性を低下させないようにして、実質的に変えない方法を提供することである。
【００１６】
これらの目的を達成するために、可動および固定の二つの部分で構成されたモールドの使用から成る在来技術が出発点であり、該可動部分および固定部分のうちの一つが、部品と接触する表面領域において、少なくとも部分的に多孔性材料で形成されている。
【００１７】
多孔性材料の領域が流体の供給を可能にする装置に連結され、多孔性材料は前記流体の通過に対して明らかな透過性を有し、使用される前記流体は加圧されたガス（気体）である。
【００１８】
この文脈において、本発明は、先に列挙した目的を達成するための冷ガスの使用に関する所有権を請求するものであり、該冷ガスは、温度範囲−１９６℃〜５０℃、圧力５〜５００バールである。
【００１９】
温度および圧力に関するこれらの条件で、ガスが閉じたモールド内に注入され、また被覆物が付与される材料を処理する場合には、好ましくは材料の可視側に多孔性材料を通してガスが注入される。
【００２０】
プラスチック材料の射出は、部品の端部を通して行う場合を除き、通常、モールドの固定部分を通じて行う。
【００２１】
前記圧力および温度条件下でのガスの取り入れは、例えば可調整弁等の適切な手段を通じてガスが外部に排出されている（すなわち、排除されている）場合に、空所の内側全体に亘るガスの循環を生じさせる。
【００２２】
被覆の有無にかかわらず、プラスチック部品の可視側がモールドの可動部側に対応する。
【００２３】
いずれにせよ、一旦モールドが閉成されると、モールド空所の周囲に配置された適切なガスケットと、圧力を維持しながらガスの排除を許容する一つ以上の出口通路とのおかげで、いかなる場合でもモールド内の冷却ガスの循環が調整され維持される。
【００２４】
本発明による無被覆部品の製造サイクルの各段階は、以下のとおりである。
＊モールドの閉成。
＊プラスチック材料処理温度である１８０〜３２０℃での、モールド固定部分を通してのプラスチック材料の射出。
＊モールドの固定部分に配置された多孔性材料を通じて行なう、温度範囲−１９６℃〜５０℃、圧力５〜５００バールでのモールド内への一定時間のガス注入。このガス注入段階において、異なる圧力、温度および処理長さ（時間）の幾つかの段階における調整があってもよい。同様に、前記のように廃棄口（または廃棄穴）または排気口（または排気穴）によって制御されるガスの循環があってもよい。
＊冷却時間。
＊モールドの開放。
＊部品の取出し、または、除去。
【００２５】
被覆部品の製造サイクルは、以下のとおりである。
＊モールド可動部分の内側への被覆物の配置。この場合、被覆物は、例えば、ピンまたはクリップで固定してよい。
＊モールドの閉成。
＊プラスチック材料の処理温度である１８０℃〜３２０℃での、モールド固定部分を通してのプラスチック材料の射出。
＊同時に、プラスチックの射出と相前後して、または、その後に、温度範囲−１９６℃〜５０℃、圧力５〜５００バールでモールド内にガスも注入される。無被覆部品の場合と同様に、注入段階を、異なる圧力、温度および処理長さの幾つかの段階に調節することができる。モールドの可動部分に配置された多孔性材料を通して前記ガスが注入される。
＊冷却時間。
＊モールドの開放。
＊部品の取出し、または、除去。
【００２６】
添付図に本発明の実行方法が示されている。
【００２７】
図３に関して、モールドの固定部分（１）および可動部分（２）が示されている。分配された多孔性領域（３）が可動部分にあり、そこに共通の供給管（４）を通ってガスが到達する。
【００２８】
プラスチック材料の射出装置（８）およびすでに完了した部品の取出し（すなわち、排出）用装置（９）がモールドの固定部分（１）に示されている。
【００２９】
空所内に、射出された材料（６）、被覆物（５）およびこの空所を取り巻く周囲のガスケットを認めることができ、該ガスケットはガスを排除するための排気穴と共に設けてもよい。
【００３０】
モールドの可動部分（２）の多孔性領域（３）が図示のように十分に分離されて配置されるか、さもなくば前記可動部分で単一の多孔性領域を形成して配置される。多孔性領域がまた、後程見るように、モールドの固定部に配置されることも可能である。
【００３１】
図１において、モールドの固定部分（１）をプラスチック材料の取り入れ口（８）および取り入れ口（４）の位置とプラスチック材料を受け取る空所（１０）の位置での多孔性材料の領域（３）と共に強調して示している。
【００３２】
製造される被覆されていない部品（Ａ）が、モールドの可動部分（２）の中に刻まれた空所（１０’）の底面に合致する無被覆部品（Ａ）の可視側と共にこの略図に示されている。
【００３３】
さて図２を見ると、我々は、モールドの固定部分（１）を空所（１０）およびプラスチック材料の取り入れ口（８）と共に強調して示している。モールドの可動部分（２）が、この場合は、ガス取り入れ口（４）と空所（１０’）と共に多孔性材料の領域（３）を含む可動部分である。
【００３４】
製造される被覆された部品（Ｂ）が、プラスチックの基部（Ｃ）と被覆物（５）から成っており、該被覆物（５）がモールドの可動部分（２）における空所（１０’）の基底側にある。
【００３５】
冷却およびその結果としての部品の可視側の品質改良のために使用されるガスは、通常、不活性であるが、時には例えば、材料の結晶度水準を下げることによって、あるいは材料の透明度水準を高めることによって、製造される部品の化学構造の修正を、その部品の品質に関する悪化を伴うことなく、可能にする化学的に活性なガスが使用されてもよい。
【００３６】
前記ガスが付加物を含むことが可能であり、それにより最終製品の別の修正が達成される。
【００３７】
ガスの通過用多孔性材料が、得られる部品の被覆の有無にかかわらず、その部品の表面全体または一部を覆ってもよい。
【００３８】
ガスの排出用排気穴は、いくつかの型式のものが可能であり、例えば、ガスケットが使用されていないモールドの場合は自然にできた出口、モールドに刻まれた溝、密封ガスケットが使用されている場合は密封ガスケットの開放領域、モールド内の弁によって制御された穴と結合された耐漏出継ぎ手、その他およびこれらの代替品の組み合わせでさえも可能である。
【００３９】
プラスチック材料の射出段階の開始時点、注入中さもなければ一度注入が完了した中間の段階時点において多孔性材料の中にガスが残留することができる。
【００４０】
前記のように、使用ガスの排出（すなわち排）は、いくつかの方法で行うことができる。
【００４１】
例えば、通常、完全には気密でないモールド自身の閉成手段を通してこの排出が可能である。
【００４２】
同様に、モールド自身に溝または穴を作ることによってガスを適切な方法で逃がすことができる。
【００４３】
装置がシール部材を有する場合、これらのシール部材は、ガスの排出を行うための弁を含むことができる。また、シール部材は、自身の構造に、排出を行う裂け目（スプリット）を有することができる。あるいは、シール部材は、両手段である弁および非連続領域の組み合わせであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】
無被覆部品を処理する場合の本発明による実行方法を示す模式図。
【図２】
被覆部品の場合の実行方法に関する別の同様な模式図。
【図３】
図２の内容の拡大図。

Claims (12)

1. モールドの固定部分（１）と、前記同じモールドの可動部分（２）との間に用意された空所（１０，１０’）を用い、前記空所が一旦閉成されると、前記空所内にプラスチック材料が射出され、前記空所が気体の補助取り入れ口（４）を有し、前記モールドに取着された多孔性材料（３）を通して空所内全体に気体を循環させる射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法において、
   前記空所（１０，１０’）内に導入される前記気体が−１９６℃〜５０℃の低温度であり、前記プラスチック材料の冷却段階の間、前記空所内全体に亘って、また前記プラスチック材料の側部のうちの一つの表面に沿って、前記気体が循環し、
   前記空所内に導入されて循環する前記気体が圧力５〜１００バールであることを特徴とする、射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。
2. 製造される前記部品が被覆物で被覆される部品の場合、前記モールドの前記可動部分（２）に取着された前記多孔性材料（３）を通して、前記被覆物を確認することのできる側で、前記モールドの前記空所内に、前記気体が導入、循環せしめられることを特徴とする請求項１に記載された射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。
3. 製造される前記部品が無被覆部品の場合、前記部品の前記可視側とは反対側で、前記モールドの前記固定部分（１）に取着された前記多孔性材料（３）を通して、前記空所に前記気体が導入され、循環することを特徴とする請求項１に記載された射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。
4. 前記プラスチック材料の前記射出の開始時点から前記空所の中に前記気体が導入され循環することを特徴とする請求項に記載された射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。
5. 前記プロセスの開始後、前記プラスチックの前期射出の間、前記空所の中に前記気体が入れられ循環することを特徴とする請求項１に記載された射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。
6. 製造される前記部品の前記表面を前記多孔性材料（３）が少なくとも部分的に覆うことを特徴とする請求項１に記載された射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。
7. ガスケット（７）が前記モールドの前記空所の周囲にとりつけられていることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載された射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。
8. 前記気体注入段階の間、この気体注入段階を異なる温度、圧力および処理長さを有する幾つかの段階に調節することができることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３に記載された射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。
9. 使用される前記気体が不活性気体であることを特徴とする請求項１に記載された射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。
10. 使用される前記気体が活性気体であることを特徴とする請求項１に記載された射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。
11. 前記気体が添加物を含んでもよいことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載された射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。
12. 前記気体の前記循環が、前記気体の排出を容易にする装置によって制御されることを特徴とする請求項１に記載された射出工程によってプラスチック部品を製造するための冷却および逆圧方法。