JP2005212265A - 射出成形用金型及び複合成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複合成形品を成形する射出成形用金型内の摺動部分の消耗を極力抑えることで、メンテナンス作業等の軽減を図る。
【解決手段】射出成形用金型１は、可動金型７内における成形空間６の見切り部８を臨む位置にスリット９が形成されている。スリット９内には、成形空間６に対し矢印Ｘ１−Ｘ２方向に進退移動可能な見切り部材１０が挿置されている。可動金型７は、見切り部材１０が進退する際、スリット９の位置で分割され、スリット９が拡開される。つまり、可動金型７は、その本体部分から分割可能なスライドコア１２を備え、このスライドコア１２は、矢印Ｙ１−Ｙ２方向に進退移動可能に構成されている。したがって、スライドコア１２が、見切り部材１０側から矢印Ｙ１方向に後退した場合には、スライドコア１２と見切り部材１０との間に僅かに間隙ｔが形成される。これにより、金型本体と見切り部材１０との摺動部分にカジリが発生してしまうこと等が抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば色相や組成の異なる複数の異種材料を用いて複合成形品を成形するための射出成形用金型及び複合成形品の製造方法に関する。

複数の異種材料を用いて一体成形される複合成形品は、自動車部品、住宅設備部品、家電・ＯＡ（Office Automation）機器用の部品等として広く利用されている。この複合成形品の製造方法としては、例えば２色成形用の金型を用いた射出成形方法等が公知である。２色成形法の一つに、第１の成形材料を充填して硬化させた後、金型を換え、さらに第２成形材料を充填後、これを硬化させ、複合成形品を得る成形方法がある。しかしながら、この成形方法は、金型の交換に多くの時間を要するため生産効率の点で課題を抱えている。

そこで、金型内の成形空間に対し見切り部材を進退自在に設け、第１の成形材料を充填した後、見切り部材を金型の成形空間から後退させ、この後、第２の成形材料を充填する成形方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。また、金型の成形空間を見切り部材で区画した状態で２種類の成形材料を同時に射出し、見切り部材を後退させた後、各成形材料を硬化させ、複合成形品を得る方法等も提案されている（例えば特許文献２参照）。
特許第３２８９６６５号公報 特許第２５０８７７８号公報

ここで、上述した従来の２色成形用の金型では、成形品にバリを生じせないようにするために、一般に、金型本体と見切り部材とが互いに密接状態で組み込まれることになるが、この見切り部材と金型本体との摺動面に、いわゆるカジリが発生し金型を損傷させてしまうという課題を抱えている。このため、金型のメンテンナンス等が頻繁に必要となり、生産性を低下させる要因となっていた。

本発明は、このような課題を解決するためのもので、複合成形品を成形する金型内の摺動部分の消耗を極力抑えることで、メンテナンス作業等の軽減を図り、複合成形品の生産性を高めることができる射出成形用金型及び複合成形品の製造方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る射出成形用金型は、成形材料が射出されるゲート側に位置する固定金型と、前記固定金型と合体して成形空間を形成し該成形空間の見切り部を臨む位置にスリットの形成された可動金型と、前記スリット内に挿置され前記成形空間に対し進退可能な見切り部材とを備え、異種材料を一体成形する成形用金型であって、前記可動金型は、前記スリットの位置で分割されて前記見切り部材が進退する際前記スリットを拡開可能に構成されていることを特徴とする。また、本発明の射出成形用金型においては、上記スリットの拡開は、前記可動金型の分割された一方を、例えば前記見切り部材の進退方向とほぼ直交する方向に進退可能に構成すること等で実現される。

また、本発明の複合成形品の製造方法は、固定金型と、該固定金型との間で形成される成形空間の見切り部を臨む位置にスリットを設けた可動金型と、前記スリット内に挿置され前記成形空間に対し進退可能な見切り部材とを備え、前記スリットの位置で前記可動金型を分割して前記スリットを拡開可能に構成してなる射出成形用金型を用い異種材料を一体成形する複合成形品の製造方法であって、前記見切り部材を前進させた状態で前記成形空間内に区画形成される第１区画成形空間内に第１の成形材料を充填する工程と、前記第１区画成形空間内に前記第１の成形材料が充填された後、前記スリットを拡開させる工程と、前記拡開させたスリットに沿って前記成形空間内から前記見切り部材を後退させる工程と、前記見切り部材を後退させて前記成形空間内に区画形成される第２区画成形空間内に前記第１の成形材料と異なる第２の成形材料を充填する工程とを有することを特徴とする。また、本発明の複合成形品の製造方法においは、前記射出成形用金型の前記可動金型の分割された一方を、前記見切り部材の進退方向とほぼ直交する方向に進退可能に構成し、前記スリットを拡開させる工程では、前記可動金型の分割される一方を、前記見切り部材の進退方向とほぼ直交する方向に後退させることで上記スリットを拡開させることが可能である。

すなわち、本発明によれば、成形空間を区画するための見切り部材が挿置される金型内のスリットを、見切り部材の進退移動の際に拡開させることができるので、見切り部材の進退移動により、金型本体と見切り部材との摺動部分にカジリが発生してしまうこと等が抑制され、これにより金型の損傷を抑えることができる。また、一方で、成形空間内において成形材料の充填及び硬化の行われる見切り部材の停止時には、スリットを拡開させず、元のスリット幅に戻すことで、成形品におけるバリの発生が抑制される。

このように、本発明によれば、複合成形品を成形する金型内の摺動部分の消耗を抑制することができるので、メンテナンス作業等の軽減が図られ、これにより複合成形品の生産性を高めることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る射出成形用金型の主要部を示す断面図（第１の成形材料の充填時の状態を示す断面図）、図２は、この金型内において見切り部が後退を開始する直前の状態を示す断面図、図３は、この金型内において見切り部が後退を完了した状態を示す断面図、図４は、この金型内において第２の成形材料の充填時の状態を示す断面図である。

これらの図に示すように、射出成形用金型１は、色相や組成の異なる複数（本実施形態では２種類）の異種材料を用いて複合成形品を成形するための金型である。すなわち、射出成形用金型１は、第１及び第２の成形材料２、３が射出されるゲート側に位置する固定金型５と、固定金型５に対し矢印Ｘ１−Ｘ２方向に開閉自在に構成され、型締め時に固定金型５と合体して成形空間６を形成する可動金型７とを備える。この可動金型７には、成形空間６の見切り部８を臨む位置にスリット９が形成されている。また、このスリット９内には、成形空間６に対し矢印Ｘ１−Ｘ２方向に進退移動可能な見切り部材１０が挿置されている。

図１に示すように、見切り部材１０が成形空間６に向かって矢印Ｘ２方向に前進した状態、すなわち、固定金型５及び可動金型７が合体する型締め時（パーティングＰの密接時）に、固定金型５の内壁面に見切り部材１０の先端面が密接している状態では、成形空間６内を部分的に区画する第１区画成形空間１１が形成される。この第１区画成形空間１１は、詳細には、固定金型５及び可動金型７（後述するスライドコア１２）の内壁面と見切り部材１０の上端面とで包囲された領域である。この区画された第１区画成形空間１１内では、第１の成形材料２が充填されて硬化する。

一方、図４に示すように、見切り部材１０が成形空間６から矢印Ｘ１方向に後退した状態、つまり、固定金型５及び可動金型７が合体する型締め時に、固定金型５の内壁面から離れさらに成形空間６の外縁部に退避した状態では、成形空間６内を部分的に区画する第２区画成形空間１４が形成される。第２区画成形空間１４は、詳細には、固定金型５及び可動金型７の内壁面と、先に充填されて硬化した第１の成形材料２の上面とで包囲された領域である。この第２区画成形空間１４内では、第２の成形材料３が充填されて硬化する。

ここで、本実施形態の可動金型７の構造について詳述する。この実施形態の可動金型７は、見切り部材１０が進退する際、図２に示すように、スリット９の位置で分割されてスリット９を拡開可能（スリット幅を広げることができるよう）に構成されている。つまり、可動金型７には、その本体部分から分割可能にスライドコア１２が設けられている。このスライドコア１２は、見切り部材１０の進退方向（可動金型７の開閉方向）Ｘ１−Ｘ２とほぼ直交する方向である矢印Ｙ１−Ｙ２方向に進退移動可能に構成されている。したがって、図２に示すように、スライドコア１２が、見切り部材１０側から矢印Ｙ１方向に後退した場合には、スライドコア１２の底面と見切り部材１０の上端面との間に僅かに間隙ｔが形成される。この間隙ｔは、ミクロンオーダでクリアランスを広げるものであってもよい。一方、図４に示すように、成形空間６内において第１及び第２の成形材料２、３の充填及び硬化の行われる見切り部材１０の停止時には、スライドコア１２が、見切り部材１０側（矢印Ｙ２方向）に前進し、これにより、当該スライドコア１２の底面と見切り部材１０の上端面とが密接して、スリット９が元のスリット幅に戻る。なお、このスライドコア１２及び上述した見切り部材１０は、図示しない例えばシリンダ、モータ又はプランジャ等が発生させる駆動力によって動作し、制御装置（図示せず）よってその動作が制御される。

次に、このように構成された射出成形用金型１による複合成形品の製造方法について説明する。ここで、本実施形態では、第１の成形材料２としては例えば熱可塑性樹脂ポリプロピレン（ＰＰ）を使用し、第２の成形材料３としては例えばオレフィン系熱可塑性エラストマー（ＴＰＯ）を用い、複合成形品１５として例えば自動車用のバンパー等を２色成形する場合を例示する。

まず、図１に示すように、温度調節された固定金型５及び可動金型７を所定の型締め圧にて合体させて成形空間６を形成する。この際、見切り部材１０は前進した状態であり、成形空間６内を部分的に区画する第１区画成形空間１１が形成される。この状態において射出成形機の第１ゲート（図示せず）より、軟化温度以上に加熱され且つ混練された第１の成形材料２を所定の射出圧で射出し、スプルー、ランナを通じて、第１区画成形空間１１内にこの第１の成形材料２を充填する。

続いて、第１区画成形空間１１内に充填された第１の成形材料２の硬化後、固定金型５及び可動金型７の型締めを開放して、図２に示すようにスリット９を拡開させる。すなわち、スライドコア１２を見切り部材１０側から矢印Ｙ１方向に後退させ、スライドコア１２の底面と見切り部材１０の上端面との間に僅かに間隙ｔを形成する。

この間隙ｔの形成されるスリット９の拡開状態において、図３に示すように、当該スリット９に沿って成形空間６内から見切り部材１０を矢印Ｘ１方向に後退させる。この見切り部材１０が後退する際に、スリット９が拡開され、クリアランスが広がっていることから、金型本体（スライドコア１２の底面、及び見切り部材１０の上端面に対向する可動金型７の内壁面）と、見切り部材１０の上端面及び底面と、の摺動部分にカジリが発生してしまうこと等が抑制され、これにより射出成形用金型１の損傷が抑えられる。

次に、図４に示すように、スライドコア１２を、見切り部材１０側（矢印Ｙ２方向）に前進させて、当該スライドコア１２の底面と見切り部材１０の上端面とが密接するように、スリット９を元のスリット幅に戻し、固定金型５及び可動金型７に所定の型締め圧を加える。これにより、成形空間６内に第２区画成形空間１４が形成される。この第２区画成形空間１４に、射出成形機の第２ゲート（図示せず）より、軟化温度以上に加熱され且つ混練された第２の成形材料３を所定の射出圧で射出し、スプルー及びランナ１６を通じて、この第２区画成形空間１４内にこの第２の成形材料３を充填する。この際、スリット９が初期のスリット幅に戻され、スライドコア１２と見切り部材１０とが密接状態になっていることから、成形品におけるバリの発生が抑制される。このようにして充填された第２の成形材料３の硬化後、固定金型５に対し可動金型７を開くことで、第１及び第２の成形材料２、３が一体成形された複合成形品１５が得られる。

このように本実施形態によれば、成形空間６を区画するための見切り部材１０が挿置される金型内のスリット９を、見切り部材１０の進退移動時に拡開させることができるので、見切り部材１０の進退移動により、金型本体（可動金型７）と見切り部材１０との摺動部分にカジリが発生してしまうこと等が抑えられ、これにより金型の損傷を抑制することができる。したがって、複合成形品１５を成形する金型内の摺動部分の消耗を抑制することができるので、メンテナンス作業等の軽減が図られ、これにより複合成形品１５の生産性を高めることができる。

詳細には、カジリが原因となる見切り部材１０の修正コスト等を低減することができる。また、このようにカジリの発生を抑制できることから、実質的に見切り部材１０の小型化を図ること等が可能となる。これにより、摺動部分の放電加工工程や金型の掘り込み工程における工数も削減でき、金型の製造コストを削減することができる。また、可動金型７への掘り込み部分を小さくできるので、金型の機械的強度を実質的に向上させることができる。これにより、本実施形態のように、サイズの大きい複合成形品である自動車のバンパー等の成形が好適に行われる。

以上、本発明を実施の形態により具体的に説明したが、本発明は前記実施形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上述した実施形態では、２種類の異種材料を複合成形する場合について説明したが、本発明は、３種類以上の異種材料を複合成形する場合等にも無論適用することができる。また、本実施形態では、スライドコア１２を矢印Ｙ１−Ｙ２方向に進退移動させる機構については、詳述しなかったが、例えば、金型内にアンギュラーピン等を設けること等で、可動金型７のＸ１−Ｘ２方向の開閉移動に連動してスライドコア１２が矢印Ｙ１−Ｙ２方向に進退移動するように、射出成形用金型１を構成してもよい。

本発明の実施形態に係る射出成形用金型の主要部を示す断面図（第１の成形材料の充填時の状態を示す断面図）。 図１の金型内において見切り部が後退を開始する直前の状態を示す断面図。 図１の金型内において見切り部が後退を完了した状態を示す断面図。 図１の金型内において第２の成形材料の充填時の状態を示す断面図。

符号の説明

１…射出成形用金型、２…第１の成形材料、３…第２の成形材料、５…固定金型、６…成形空間、７…可動金型、８…見切り部、９…スリット、１０…見切り部材、１１…第１区画成形空間、１２…スライドコア、１４…区画成形空間、１５…複合成形品。

Claims (4)

1. 成形材料が射出されるゲート側に位置する固定金型と、前記固定金型と合体して成形空間を形成し該成形空間の見切り部を臨む位置にスリットの形成された可動金型と、前記スリット内に挿置され前記成形空間に対し進退可能な見切り部材とを備え、異種材料を一体成形する成形用金型であって、
   前記可動金型は、前記スリットの位置で分割されて前記見切り部材が進退する際前記スリットを拡開可能に構成されていることを特徴とする射出成形用金型。
2. 前記可動金型の分割された一方が、前記見切り部材の進退方向とほぼ直交する方向に進退可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の射出成形用金型。
3. 固定金型と、該固定金型との間で形成される成形空間の見切り部を臨む位置にスリットを設けた可動金型と、前記スリット内に挿置され前記成形空間に対し進退可能な見切り部材とを備え、前記スリットの位置で前記可動金型を分割して前記スリットを拡開可能に構成してなる射出成形用金型を用い異種材料を一体成形する複合成形品の製造方法であって、
   前記見切り部材を前進させた状態で前記成形空間内に区画形成される第１区画成形空間内に第１の成形材料を充填する工程と、
   前記第１区画成形空間内に前記第１の成形材料が充填された後、前記スリットを拡開させる工程と、
   前記拡開させたスリットに沿って前記成形空間内から前記見切り部材を後退させる工程と、
   前記見切り部材を後退させて前記成形空間内に区画形成される第２区画成形空間内に前記第１の成形材料と異なる第２の成形材料を充填する工程と
   を有することを特徴とする複合成形品の製造方法。
4. 前記射出成形用金型は、前記可動金型の分割された一方が、前記見切り部材の進退方向とほぼ直交する方向に進退可能に構成され、
   前記スリットを拡開させる工程では、前記可動金型の分割される一方を、前記見切り部材の進退方向とほぼ直交する方向に後退させることを特徴とする請求項３記載の複合成形品の製造方法。

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