JP2014065266A - 射出成形品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ウェルドラインの発生を抑制することができる射出成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】溶融樹脂１０をキャビティ１に射出充填する際に前記溶融樹脂１０の会合が発生する射出成形品の製造方法に関する。前記溶融樹脂１０の会合が発生する前記キャビティ１の会合部７に圧縮されたガスを抜くための溜り部５を連設する。この溜り部５に前記キャビティ１内のガスを流入させて前記キャビティ１に前記溶融樹脂１０を射出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車部品等に用いられる射出成形品及びその製造方法に関するものである。

従来より、射出成形品を製造するにあたっては、射出成形用金型のキャビティに溶融樹脂を射出充填するようにしているが、射出成形品に生じるウェルドラインが外観や強度の低下の点で問題となっている。特に、開口部を有する射出成形品ではウェルドラインが生じやすいため、大きな問題となっている。

そこで、ウェルドラインの発生を抑制するために、各種の方法が提案されている。例えば、特許文献１では、リング状キャビティと連設する樹脂溜まりを設けるようにしたものであり、リング状キャビティに射出された溶融樹脂の一部を樹脂溜まりに充填するようにしている。

特開２００２−３０１７４２号公報

しかし、上記特許文献の方法よりも、さらにウェルドラインの発生を抑制することが望まれている。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、ウェルドラインの発生を抑制することができる射出成形品及びその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る射出成形品の製造方法は、溶融樹脂をキャビティに射出充填する際に前記溶融樹脂の会合が発生する射出成形品の製造方法であって、前記溶融樹脂の会合が発生する前記キャビティの会合部に圧縮されたガスを抜くための溜り部を連設し、この溜り部に前記キャビティ内のガスを流入させて前記キャビティに前記溶融樹脂を射出することを特徴とするものである。

本発明にあっては、前記溜り部と別に、樹脂溜り部を前記会合部の近傍に設け、前記キャビティ内の溶融樹脂を前記樹脂溜り部に充填しながら前記キャビティに前記溶融樹脂を射出することが好ましい。

本発明にあっては、複数の前記樹脂溜り部を備えることが好ましい。

本発明にあっては、ガスを抜くための前記溜り部がさらに前記会合部以外の箇所でも前記キャビティと連設していることが好ましい。

本発明に係る射出成形品は、前記製造方法で製造されることを特徴とするものである。

本発明にあっては、溶融樹脂が会合部で会合する際に、キャビティ内のガスを会合部から溜り部に流入させることができ、会合する溶融樹脂にガスによる影響をなくすことでウェルドラインの発生を抑制することができるものである。

（ａ）は本発明の製造方法で用いる金型の一例を示す概略図であり、（ｂ）は本発明の射出成形品の一例を示す概略図である。 （ａ）乃至（ｇ）は、本発明のガス抜きをする溜り部の一例を示す概略図である。 （ａ）は本発明の製造方法で用いる金型の他の一例を示す概略図であり、（ｂ）は本発明の射出成形品の他の一例を示す概略図である。 （ａ）は本発明の製造方法で用いる金型の他の一例を示す概略図であり、（ｂ）は本発明の射出成形品の他の一例を示す概略図である。 （ａ）は本発明の製造方法で用いる金型の他の一例を示す概略図であり、（ｂ）は本発明の射出成形品の他の一例を示す概略図である。 （ａ）は本発明の製造方法で用いる金型の他の一例を示す概略図であり、（ｂ）は本発明の射出成形品の他の一例を示す概略図である。 （ａ）は本発明の製造方法で用いる金型の他の一例を示す概略図であり、（ｂ）は本発明の射出成形品の他の一例を示す概略図である。 従来の製造方法で用いる金型の一例を示す概略図である。 （ａ）乃至（ｄ）は従来の製造方法の工程の一例を示す概略図である。 （ａ）及び（ｂ）は従来の問題点を示す概略図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

本発明の射出成形品の製造方法は、ウェルドラインが発生しやすい射出成形品を製造する際に用いることができる。ウェルドラインは射出成形用の金型のキャビティ内を流れる二つ以上の溶融樹脂の流れが会合（合流）する部分で生じるため、例えば、開口部を有する射出成形品を製造する際に、本発明を好適に用いることができる。成形材料である溶融樹脂としては、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂を例示することができるが、これに限定されるものではない。さらに、光沢材を含有する溶融樹脂は、二つ以上の流れが会合すると光沢材の配向（配列）が乱雑になるために、ウェルドラインが目立ちやすくなる。従って、光沢材を含有する溶融樹脂を射出成形する際にも本発明を好適に用いることができる。尚、光沢材はアルミニウム粉末、パールマイカ（雲母）などであって、このような光沢材を含有する射出成形品はメタリック調を呈する。このような射出成形品は金属部品の代替品などとして用いることができる。

図１（ａ）に本発明で用いる射出成形用の金型Ｍのパーティング面Ｐの一例を示し、図１（ｂ）にこの金型Ｍで成形された射出成形品Ｆの一例を示す。

本発明で用いる金型Ｍは可動側型と固定側型とを備えて形成することができ、例えば、固定側型Ｃのパーティング面Ｐを図１（ａ）のように形成することができる。パーティング面Ｐには凹溝状のキャビティ１が形成されている。キャビティ１は略環状であって、正面視で略円形に形成されている。また、パーティング面Ｐには凹溝状のランナー部２が形成されている。ランナー部２はキャビティ１の外側に設けられている。ランナー部２の一端はゲート部３を介してキャビティ１の外周部に連設されている。ランナー部２の他端はスプル部４に連設されている。

また、パーティング面Ｐには溜り部５が凹状に形成されている。この溜り部５は、溶融樹脂をキャビティに射出充填する際にキャビティ内のガスを流入させてガス抜きするための空間である。以下、この溜り部５を「ガス抜き溜り部５」という。ガス抜き溜り部５はゲート部３のほぼ反対側においてキャビティ１の外側に設けられている。ガス抜き溜り部５にはガス流路５ａが設けられており、このガス流路５ａの先端はキャビティ１の外周部に連設されている。ここで、ガス抜き溜り部５のガス流路５ａはキャビティ１の会合部７の位置に連設されており、会合部７とガス流路５の開口とが対向する位置に形成されている。会合部７はキャビティ１内の二つの溶融樹脂の流れが会合（合流）する箇所である。すなわち、ゲート部３からキャビティ１に射出された溶融樹脂は、ゲート部３から一方向（例えば、時計回り）と他方向（例えば、反時計回り）とに向かう二つの溶融樹脂の流れに分離されてキャビティ１に充填されていく。二つの溶融樹脂の流れは、キャビティ１が略環状に形成されているために、再びキャビティ１内で会合する。このように複数に分離された溶融樹脂の流れが再び会合する箇所をキャビティ１の会合部７として形成している。

また、パーティング面Ｐには樹脂溜り部８が凹状に形成されている。この樹脂溜り部８は、溶融樹脂をキャビティに射出充填する際にキャビティ内の溶融樹脂を流入させるための空間である。樹脂溜り部８はゲート部３のほぼ反対側でガス抜き溜り部５の近傍においてキャビティ１の内側に設けられている。樹脂溜り部８には樹脂流路８ａが設けられており、この樹脂流路８ａの先端は会合部７の近傍においてキャビティ１の内周部に連設されている。樹脂溜り部８はガス抜き溜り部５よりも容量が大きいことが好ましく、これにより、ガス抜き溜り部５よりも樹脂溜り部８に溶融樹脂が流入しやすくなる。樹脂溜り部８の容量はガス抜き溜り部５の容量よりも２〜５倍にするのが好ましいが、これに限定されるものではない。また、樹脂溜り部８はゲート部３よりもガス抜き溜り部５に近い位置に設ければよいが、樹脂流路８ａとガス流路５ａとが、例えば、２〜５０ｍｍの間隔で形成されることが好ましい。

そして、上記のような金型Ｍを用いて射出成形を行うにあたっては、次のようにして行う。まず、可動側型と固定側型Ｃのパーティング面Ｐとを合わせて金型Ｍを型締めする。次に、射出成形機から溶融樹脂１０を金型Ｍのスプル部４に射出する。尚、このとき、金型Ｍは加熱等されて、溶融樹脂１０が硬化しない温度に調整されているのが好ましい。次に、射出された溶融樹脂１０はスプル部４からランナー部２を流通し、ゲート部３を通じてキャビティ１に流入する。次に、図２（ａ）に示すように、キャビティ１に流入した溶融樹脂１０は上記のような二つの流れとなってキャビティ１に充填されていく。そして、図２（ｂ）に示すように、二つの溶融樹脂１０の流れの先頭部分１０ａが会合部７に向かって流れていくが、このとき、キャビティ１内の圧縮されたガスが会合部７からガス流路５ａを通じてガス抜き溜り部５に流入していく（ガスの流れを矢印ｇで示す）。このようにキャビティ１内のガスがガス抜き溜り部５に流入しながら溶融樹脂１０がキャビティ１に充填されていくので、ガスが会合部７に圧縮された状態で留まることがなく、二つの溶融樹脂１０の流れの先頭部分１０ａ同士がスムーズに会合することになる。尚、キャビティ１内のガスは金型Ｍが設置されている雰囲気によって決まるものであり、通常は空気である。また、キャビティ１内のガスはその一部がガス抜き溜り部５に流入するが、他の一部は金型Ｍのパーティングラインから排出されるものである。また、ガス抜き溜り部５に流入したガスも金型Ｍのパーティングラインから排出されたり、そのままガス抜き溜り部５に留まったりする場合がある。

上記のように二つの溶融樹脂１０の流れが会合した後、図２（ｄ）及び（ｅ）に示すように、キャビティ１内の溶融樹脂１０はガス流路５ａと通じてガス抜き溜り部５に流入していく。また、これとほぼ同時に、樹脂溜り部８にもキャビティ１内の溶融樹脂１０が樹脂流路８ａと通じて流入していく。そして、ガス抜き溜り部５は樹脂溜り部８よりも容量が小さいため、樹脂溜り部８よりも先に溶融樹脂１０の充填が完了する。従って、ガス抜き溜り部５に溶融樹脂１０が充填された後、キャビティ１内の溶融樹脂１０は、図２（ｆ）の矢印ｊのように、樹脂溜り部８の方に向かって流れることになり、この結果、二つの溶融樹脂１０の流れの先頭同士が会合した部分が、会合部７よりも樹脂溜り部８側に移動することになる。このように溶融樹脂１０の流れの会合部分が会合部７から移動することにより、二つの溶融樹脂１０の流れの混合度合いが高まって溶融樹脂１０内の光沢材の配向が整い、ウェルドラインが生じにくくなるものである。

そして、図２（ｇ）に示すように、樹脂溜り部８にまで溶融樹脂１０の充填が完了した後、保圧すると共に溶融樹脂１０が硬化又は固化する温度にまで金型Ｍの温度を調整する。この後、型開きをして脱型することにより、図１（ｂ）に示すような射出成形品Ｆを得ることができる。この射出成形品Ｆからキャビティ１内で成形された部分以外の不要部分を切除すると、開口部１１を有するリング状の製品を得ることができる。すなわち、スプル部４とランナー部２とで成形された不要部分Ｄ１はゲート部３の箇所で切除し、ガス抜き溜り部５で成形された不要部分Ｄ２はガス流路５ａの先端の箇所で切除し、樹脂溜り部８で成形された不要部分Ｄ３は樹脂流路８ａの先端の箇所で切除する。

そして、本発明の射出成形品の製造方法では、キャビティ１内の圧縮されたガスをガス抜き溜り部５へと流通させて逃がしながらキャビティ１内に溶融樹脂１０を射出して充填していくため、キャビティ１のガス抜きを行うことができて射出成形品Ｆにウェルドラインが発生しにくくなるものである。すなわち、図８に示すように、ガス抜き溜り部が存在しない金型Ｍを用いて溶融樹脂１０をキャビティ１に射出すると、図９（ａ）に示すように、二つの溶融樹脂１０の流れの先頭同士が会合部７に向かって流れていくが、このとき、キャビティ１内の圧縮されたガスが会合部７から逃げにくいものである。従って、図９（ｂ）に示すように、二つの溶融樹脂１０の流れの先頭部分１０ａ同士が会合してもガスが残留する可能性もあり、スムーズに会合しにくい。さらに、図９（ｃ）の溶融樹脂１０の充填完了時から図９（ｄ）の保圧中に至るまで、キャビティ１内の溶融樹脂１０は、ほとんど移動しない。従って、射出成形品Ｆには、図１０（ａ）に示すように、会合部７において目立ったウェルドラインＷが発生したり、図１０（ｂ）に示すように、会合部７において空隙（未充填部）Ｓが発生したりすることがあった。

一方、本発明では、キャビティ１内の圧縮されたガスがガス抜き溜り部５に流入してガス抜きしながら溶融樹脂１０がキャビティ１に充填されていくので、ガスが会合部７に圧縮された状態で留まることがなく、二つの溶融樹脂１０の流れの先頭同士がスムーズに会合することになり、会合する溶融樹脂１０にガスによる影響（例えば、溶融樹脂１０へのガスの混入や残留）をほとんど無くすことができてウェルドラインの発生を抑制することができる。

図３（ａ）に本発明で用いる金型Ｍの他例を示す。この金型Ｍは図１（ａ）のものに対して、ガス抜き溜り部５と樹脂溜り部８の位置が逆になっている。すなわち、ガス抜き溜り部５はキャビティ１の内側に設けられており、上記と同様にガス流路５ａの先端は会合部７の位置においてキャビティ１の内周部に連設されている。樹脂溜り部８はキャビティ１の外側に設けられており、樹脂流路８ａの先端は会合部７の近傍位置においてキャビティ１の外周部に連設されている。その他の構成は図１（ａ）のものと同様である。図３（ｂ）に図３（ａ）の金型Ｍで成形された射出成形品Ｆを示す。この射出成形品Ｆにも図１（ｂ）のものと同様に、ウェルドラインの発生を抑制することができる。特に、図３（ａ）に示す金型Ｍは図１（ａ）のものに対して、射出圧力が加わり難いキャビティ１の内側にガス抜き溜り部５を設け、射出圧力が加わり易いキャビティ１の外側に容量の大きい樹脂溜り部８を設けることにより、ウェルドラインの発生を抑制しやすいものと考えられる。

図４（ａ）に本発明で用いる金型Ｍの他例を示す。この金型Ｍは図３（ａ）のものに対して、さらに別の樹脂溜り部１２を設けたものである。すなわち、金型Ｍには、キャビティ１の外側に設けられた第一の樹脂溜り部８と、キャビティ１の内側に設けられた第二の樹脂溜り部１２とが設けられている。第一の樹脂溜り部８の樹脂流路８ａの先端は会合部７の近傍位置においてキャビティ１の外周部に連設されている。第二の樹脂溜り部１２の樹脂流路１２ａの先端はキャビティ１の内周部に連設されている。第二の樹脂溜り部１２の樹脂流路１２ａは第一の樹脂溜り部８の樹脂流路８ａよりも会合部７から離れた位置でキャビティ１に連設されている。その他の構成は図１（ａ）のものと同様である。図４（ｂ）に図４（ａ）の金型Ｍで成形された射出成形品Ｆを示す。この射出成形品Ｆにも図１（ｂ）のものと同様に、ウェルドラインの発生を抑制することができる。しかも、図１（ａ）の場合よりも、第二の樹脂溜り部１２の分だけ溶融樹脂１０の流入する容量が大きくなる。従って、ガス抜き溜り部５に溶融樹脂１０が充填された後、キャビティ１内の溶融樹脂１０は、第一の樹脂溜り部８と第二の樹脂溜り部１２の両方に向かって流れて充填されることになり、二つの溶融樹脂１０の流れの先頭部分１０ａ同士が会合した部分が、図２（ｆ）の場合よりも大きく会合部７から樹脂溜り部８、１２側に移動することになる。よって、溶融樹脂１０の流れの会合部分が会合部７から大きく移動することにより、二つの溶融樹脂１０の流れの混合度合いが高まって溶融樹脂１０内の光沢材の配向が整い、ウェルドラインがさらに生じにくくなるものである。

図５（ａ）に本発明で用いる金型Ｍの他例を示す。この金型Ｍは複数（二個）のガス流路５ａ、５ｂを有するものであり、その他の構成は図３（ａ）のものと同様である。一つのガス流路５ａは上記と同様に、その先端が会合部７においてキャビティ１の内周部に連設されている。もう一つのガス流路５ｂは、会合部７と樹脂流路８ａの先端の連設部分との間において、キャビティ１の内周部に連設されている。図５（ｂ）に図５（ａ）の金型Ｍで成形された射出成形品Ｆを示す。

図６（ａ）に本発明で用いる金型Ｍの他例を示す。この金型Ｍは複数（三個）のガス流路５ａ、５ｂ、５ｃを有するものであり、その他の構成は図３（ａ）のものと同様である。一つのガス流路５ａは上記と同様に、その先端が会合部７においてキャビティ１の内周部に連設されている。もう一つのガス流路５ｂは、会合部７と樹脂流路８ａの先端の連設部分との間において、キャビティ１の内周部に連設されている。さらにもう一つのガス流路５ｃは、真中のガス流路５ａを挟んでガス流路５ｂと反対側の位置において、キャビティ１の内周部に連設されている。図６（ｂ）に図６（ａ）の金型Ｍで成形された射出成形品Ｆを示す。

図５（ａ）や図６（ａ）に示す金型Ｍでは、図１（ａ）のものに比べて、ガス流路の個数が多いために、ガス抜き溜り部５にガスが流入しやすくなる。従って、会合部７にガスが溜まりにくくなって、射出成形品Ｆにウェルドラインがさらに生じにくくなるものである。

本発明は、各種の形状を有する射出成形品Ｆの製造に適用することができ、例えば、図７（ｂ）に示すような、複数個の開口部１１を有する射出成形品Ｆでもウェルドラインの発生を抑制することができる。この場合、金型Ｍには、図７（ａ）に示すように、複数の会合部７が発生するために、各会合部７に対応する位置にガス抜き溜り部５を連設することができる。また、ガス抜き溜り部５は射出圧力が加わり難いキャビティ１の内側に設けるのが好ましい。

Ｆ 射出成形品
１ キャビティ
５ 溜り部
７ 会合部
８ 樹脂溜り部
１０ 溶融樹脂

Claims (5)

1. 溶融樹脂をキャビティに射出充填する際に前記溶融樹脂の会合が発生する射出成形品の製造方法であって、前記溶融樹脂の会合が発生する前記キャビティの会合部に圧縮されたガスを抜くための溜り部を連設し、この溜り部に前記キャビティ内のガスを流入させて前記キャビティに前記溶融樹脂を射出することを特徴とする射出成形品の製造方法。
2. 前記溜り部とは別に、樹脂溜り部を前記会合部の近傍に設け、前記キャビティ内の溶融樹脂を前記樹脂溜り部に充填しながら前記キャビティに前記溶融樹脂を射出することを特徴とする請求項１に記載の射出成形品の製造方法。
3. 複数の前記樹脂溜り部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形品の製造方法。
4. ガスを抜くための前記溜り部がさらに前記会合部以外の箇所でも前記キャビティと連設していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の射出成形品の製造方法。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の製造方法で製造されることを特徴とする射出成形品。