JP2777595B2 - 射出成形方法及び該方法により製造した中空プラスチック製品 - Google Patents

射出成形方法及び該方法により製造した中空プラスチック製品

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプラスチックの射出成形方法及び該方法によ
り製造した製品、特にプラスチックの射出成形及びそれ
により製造した中空内部を有するプラスチック製品に関
する。
本願は1987年７月９日付特願第071,363号の「熱可塑
材の射出成形装置及び方法」、1987年９月21日付特願第
098,862号の「プラスチック品の射出成形方法及び装
置」、及び1987年12月16日付特願第133,900号の「局部
流体補助式射出成形方法及び装置及びそれにより製造し
た本体」等の米国特願に関するものであり、これらは全
て本願と同一出願人によるものであり全て本願発明を説
明するものである。
プラスチック射出成形技術において、製品デザイナー
に要求されていることは、使用に耐える強度と外観をそ
こねない均一な品質の表面を有し、しかも重くなりすぎ
ず材料及びサイクル時間を多く消費しないような品物を
設計することである。設計上は強度とプラスチックの厚
さとの妥協点を見つけなければならない場合が多い。構
造用リブのようにプラスチック製品の断面の厚さが比較
的厚いと、重量、材料使用量及びサイクル時間が増え、
厚くなった断面区域の熱勾配の故にひけの跡や他の表面
上の欠点がでてくる。
プラスチック成形技術においては品物のプラスチック
成形に伴い加圧流体を使用することが既知である。一般
的に該加圧流体は窒素ガスであり、プラスチック射出の
完了時又は完了近くに型中空部に該ガスを導入する。該
加圧流体にはいくつかの目的がある。第１に製品の内部
を中空にすることができるので重量及び材料が節約でき
る。第２に、型中空部内の加圧流体の圧力によりプラス
チックは型表面に押しつけられながら凝固する。第３
に、ガスがプラスチックの最も流動度の高い内側容積部
に渡り、該区域のプラスチックに取って換るので、冷却
サイクルに必要なサイクル時間が減少する。第４にガス
圧によりプラスチックが型表面に押しつけられるので型
からの冷却効果が最大である。
しかしながら、成形品の寸法が増加するにつれて、中
空部内で製品が成形されるのを助ける目的で、型中空部
の容積部全体にガスが行き渡るようにするためには、ガ
スをより多く作用する必要がある。型中空部に入る時の
ガス圧が大きすぎる場合、型中空部内にてプラスチック
を破裂されるか又は吹き飛ばす危険がある。すなわちガ
スはプラスチック内に納まらなくなる。かくて実際にプ
ラスチック成形分野におけるガス注入の使用には制限が
ある。
本発明の特徴の１つは、加圧ガスを用いてプラスチッ
クの一部を。型中空部から型中空部と連通する流出中空
部内への移動させることを特徴とする中空プラスチック
製品の射出成形方法を提供することである。この特徴の
故に従来の射出成形技術の利点を損わずに比較的大きな
寸法のプラスチック製品の成形が可能となる。
特に本発明の方法は、成形すべきプラスチック製品の
少なくとも一部を定めるような形状の型中空部に、一定
量の流動性プラスチックを最初に射出する段階を包含す
る。プラスチックの射出が終了するか又はほぼ終了した
段階で、型中空部に加圧ガスを充填し、まだ流動性を保
っているプラスチックの一部を移動させる。移動したプ
ラスチックは通路を介して型中空部からそれと連通する
流出中空部又はタンク内へ流れる。該タンクは別途
（ｉ）完成品の付属品、（ii）別個の製品又は（iii）
再研削に供される流出プラスチックを収容するための中
空部とすることも可能である。移動するプラスチックは
通常最も熱くて最も流動性が高い。これに関して、型中
空部に導入する加圧ガスは、移動させるプラスチックの
量に応じて導入時期を調整可能であり、例えば導入時期
が遅くなればなるほど型中空部内のプラスチックは冷却
して流動性が低くなる。
本発明の別な特徴によれば、中空プラスチック製品
は、２個所以上から加圧ガスを導入することによって一
体型内壁を形成することができる。各々のガスは製品内
にセルを形成し、該セルは製品の構造特性を強化するた
めの一体型内壁として膜によって分割されている。
更に本発明の別の特徴によれば、ガス抜きは、凝固し
た射出プラスチックの一部を支持する機構を移動させる
ことによってなされ、タンク、ランナ又は製品自体の目
立たない部分等における支持されていないプラスチック
の一部分からガスが抜ける。
本発明によれば、例えば自動車や冷蔵庫のドアや補強
ビームを有する車のフード等の箱型断面を有するフレー
ム部材のように比較的大きな寸法の構造品を有する各種
分野の製品の成形が可能となる。
本発明の他の特徴及び利点は、本発明の好適実施例を
非制限例として示す添附の図面を参照して以下に詳述す
る。
第１図は本発明による方法を構成する基本段階を示す
フローチャート、 第２図は本発明の方法を実施するようにしたプラスチ
ック射出成形装置の概略側面図、 第３図は第２図の装置の頂面図、 第４図は本発明の方法を実施するための別の構造を示
すプラスチック射出成形装置、 第５図は本発明の方法により一体型内壁を有する中空
プラスチック製品を成形するようにした更に別のプラス
チック射出成形装置の断面を示す概略側面図、 第６図は第５図に概略を示した装置の平面図、 第７図は、該内壁を第５図の中央位置から移動させた
第５図と同様な図、 第８図は第７図の装置の平面図、 第９図は更に別の型のプラスチック射出成形装置の平
面図、 第10図はガス抜き段階の１実施例を示す第９図の装置
の一部を切り欠いた概略側面図を拡大したもの、 第11図は第10図と同様な図でガス抜き段階の第２実施
例を示すもの、 第12A図は第10図と同様な図でガス抜き段階の第３実
施例を示すもの、 第12B図はガス抜き後の第３実施例を示す図、 第13A図は第10図と同様な図でガス抜き段階第４実施
例を示すもの、そして、 第13B図はガス抜きの後の第４実施例を示す図であ
る。
第１図は本発明の方法を実施するための段階を示すフ
ローチャートである。
段階10において、一定量の溶融プラスチックを射出成
形機械から型中空部へ射出する。プラスチックは熱可塑
性プラスチックであればよく、特にジェネラルエレクト
リック社のバロックス（Valox）という商標で通常既知
のグラス又は鉱物を含有する熱可塑性プラスチックをポ
リエステルが望ましい。プラスチックの量は成形すべき
品物の量に対して充分でなければならないが、型中空部
全体を充填する量以下であるのが望ましい。
段階12において、次の分量の溶融プラスチックの射出
が実質的に終了した段階で型に加圧ガスが導入される。
段階14において、型内へのガス流は、調整すべき量の
プラスチックを型中空部と連通する流出中空部に移動さ
せるのに充分な量の圧力にて必要な時間だけ維持され
る。ガスは型中空部の中央部の最も熱くて最も流動性の
高いプラスチックを移動させる傾向にある。従って、成
形プラスチック品には粘性が最も低いプラスチックが移
動した場所に中空内部ができる。ガスの存在により重量
が小さくなり材料使用量が少なくなる。更にガスによっ
て生じる外向きの圧力により表面の品質が良くなり、品
物の中央部から比較的熱いプラスチックが移動すること
によってサイクル時間が減少する。
段階16において、内部のガス熱が保持されたまま品物
は型中央部内において凝固することができる。
段階18において、型を開くのに先立って、加圧ガスは
成形品内部から抜かれる。フリードリッヒ（Friedric
h）氏による米国特許第4,101,617号又は前述の出願済の
特願第071,363号に記載のように種々のガス抜き方法が
ある。
段階20において、プラスチック品は型から取り出され
る。
段階20において、排出され又は移動させられたプラス
チックは流出中空部又はタンクから除去される。段階20
及び22において製品の中空部及び流出中空部から前述の
ようにして形成された成形品を抜き出す作業を共通して
実施する場合がある。
第２図及び第23図は、それぞれ本発明の方法を実施す
るために用いるプラスチック射出成形装置を全体として
24で示す概略側面図及び平面図である。
プラスチック射出成形機械のノズル26は、型と協働す
る改良型スプルーブシュ28と正しく合わされた位置に配
置される。スプルーブシュ28は1987年９月21日付の前述
の出願済の特願第098,862号に記載されているものでも
よい。スプルーブシュ28に、スプルー34を介して型中空
部36に到るまで溶融プラスチックが通過できるように中
央部に形成されたプラスチックが流れるための通路30が
ある。
同様に、改良型スプルーブシュには加圧ガスの導入及
び排出を可能にするようにガス通路32がある。
型中空部36はランナのセグメント38を介して流出中空
部40と連通している。流出中空部40の容積は、親ねじ42
による方法等の移動プラスチックの量を制御するような
周知の様々な方法によって変化可能である。
第１図を参照しながら説明された方法により製造され
る成形品46は、加圧ガスの存在とその影響により形成さ
れる内部空隙44を有する。流出中空部40は品物46の一体
型附属品又は分離型製品又は再研削すべき単なるスクラ
ップを成形するようにしてもよい。
第４図は本発明の方法を実施するための別の構造を示
すプラスチック射出成形装置の全体を50で示した概略図
である。この場合、装置50はランナ58と60をそれぞれ介
して型容積部52と連通する第１及び第２の流出中空部54
と56を有する。この場合も射出成形機械52からのノズル
26はスプルーブシュ28と正しく合わされ、一定量のプラ
スチックを型中空部に射出する。加圧ガスは改良型スプ
ルーブシュ28内のガス通路32に沿って流れた中空部52に
到り、粘性が最も低いプラスチックを型中空部52から第
１及び第２の流出中空部54と56に移動させる。第１図の
段階に従って実施した該方法によって、加圧ガスによる
プラスチックの移動により、中空部の空隙62を有する成
形品64が得られる。
第５図及び第６図は、それぞれ、一体型内壁80を有す
る中空プラスチック品78を成形するための更に別の型の
プラスチック射出成形装置の全体を70で示した概略側面
図及び平面図である。この場合、射出成形機械のノズル
26は一対になったランナ74及び76は、ランナ74及び76の
末端部に移動している点においてのみ第１図のスプルー
ブシュ28と異なるブシュ28′と連結する。この実例にお
いては、対をなす該ブシュ28′は中央部に一体型内壁80
を有する成形品78を製造するために型中空部52の正反対
の側部両端に配置されている。ガスの導入個所を決定す
るものとしてのブシュ28′の位置を決めることにより、
一体型内壁80の位置が決定される。
第５図及び第６図の装置70において、ブシュ28′の通
路32を介するガス充填は同時に行われる。空隙82及び84
により示すようにそれぞれのガス充填により製品78内が
セルに形成される傾向にある。該セルは一体型内壁80と
なる膜によって分割される。
他の点においては、第５図及び第６図の装置70は実質
的に第４図の装置50と同じである。特に装置70にはラン
ナ58及び60をそれぞれ介して型中空部52と連通する第１
及び第２の流出中空部54及び56が使用されている。
第７図及び第８図の装置70の場合、ブシュ28′内の通
路32を介するガス充填は順番に行われるので、一体型内
壁80′となる膜は片側に移動している。例えばガス充填
の相互間隔は0.25乃至1.0秒である。
第９図及び第10図はそれぞれ中空プラスチック品を成
形するようにした別の型のプラスチック射出成形の装置
の全体を70′で示した概略平面及び側面図である。装置
70′にはランナ58′及び60′をそれぞれ介して型中空部
と連通する流出中空部54′及び56′が使用されている。
流出中空部54′及び56′の内の少なくとも一方のプラ
スチックは、プラスチックが凝固する間装置70′の型内
に支持されたピン86等の移動可能な型の部分により支持
される。型をあけて大気にさらす前に、流出中空部内に
て支持されなくなったプラスチックを通って、加圧ガス
が勢いよく抜け出るように、支持されているプラスチッ
クからピンを離すことによりガス抜きが行われる。次に
ガスはピン86の周囲をまわり、型を通って制御された状
態で大気に通じる。ピン86は型に対して周知の方法で移
動しすることができ、ガスがピン86の周囲を通過するよ
うにピン86の周囲に約0.0127センチ（0.005インチ）の
間隔を残して型内のボア87内に支持される。
第11図、第12A図及び第13A図は、製品からガスを抜く
ためのピンの別の実施例を、それぞれ 全体として8
6′、86″及び86と示されている。第12B図及び第13B
図はガス抜き位置にあるピン86″及びピン86をそれぞ
れ示す。各ピン86′、86″及び86は、内部で凝固した
射出プラスチックの一部をプラスチックタンク、ランナ
セグメント、スプルー部又は製品自体の目立たない部分
に受け止めて保持するようにそれぞれ有角末端部88′、
88″及び88を有する。第12B図及び第13B図に示すよう
に、ピン86′、86″及び86が射出されたプラスチック
のそれぞれ対応する支持部から離れることによって、各
々対応する末端部88′、88″及び88はプラスチックの
一部を保持し、ガス抜きステップが容易になる。
第11図の実施例の場合、ピン86′の中央エジェクタ90
は、ガスを抜いた後、次のサイクルが開始される前に周
知の方法で作動することが可能であり、この作動に続い
て、末端部88′から凝固したプラスチックを抜き出す。
本発明の実施例により説明してきたが、当然のことな
がら当業者には明らかなように本発明の請求の範囲を逸
脱することなく各種のバリエーションが可能である。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】製品の少なくとも一部を決定するような形
    状を有する型中空部に一定量の流体プラスチックを射出
    する工程と、 該型中空部に加圧ガスを導入することにより、該型中空
    部と連通する流出中空部に該型中空部からプラスチック
    の一部を移動させる工程と、 射出プラスチックを凝固する工程と、 該型中空部からガス抜きする工程と、 該型から該プラスチック製品を抜き出す工程で構成され
    る中空プラスチック製品の射出成形方法において、 流出中空部に型中空部から移動するプラスチックの量を
    該流出中空部の容積を変化させることにより制御するこ
    とを特徴とする射出成形方法。
  2. 【請求項２】請求項１の射出成形方法で製造された射出
    成形中空プラスチック製品。
  3. 【請求項３】製品の少なくとも一部を決定するような形
    状を有する型中空部に一定量の流体プラスチックを射出
    する工程と、 該型中空部と連通して正反対位置にある流出中空部にプ
    ラスチックを移動させるのに充分な圧力、及び隔設位置
    で該中空部に第１及び第２のガス充填を実施する工程
    と、 射出プラスチックを凝固する工程と、 該型中空部からガス抜きする工程と、 該型からプラスチック製品を抜き出す工程とで構成され
    る方法により製造される一体型内壁を備える射出成形中
    空プラスチック製品。
  4. 【請求項４】製品の少なくとも一部を決定するような形
    状を有する型中空部に一定量の流体プラスチックを射出
    する段階と、 該型中空部と連通して正反対位置にある流出中空部にプ
    ラスチックを移動させるのに充分な圧力、及び隔設位置
    で該型中空部に第１及び第２のガス充填を実施する段階
    と、 射出プラスチックを凝固する段階と、 該型中空部からガス抜きする段階と、 該型からプラスチック製品を抜き出す段階とで構成され
    ることを特徴とする一体型内壁を備える中空プラスチッ
    ク製品を射出成形する方法。
  5. 【請求項５】製品の少なくとも一部を決定するような形
    状を有する型中空部に一定量の流体プラスチックを射出
    する工程と、該型中空部に加圧ガスを導入することによ
    り、該型中空部と連通する流出中空部に該型中空部から
    プラスチックの一部を移動させる工程と、該型で射出プ
    ラスチックを支持しつつ該射出プラスチックを凝固する
    工程と、該型中空部からガス抜きする工程と、該型から
    プラスチック製品を取り出す工程とで構成され、該型が
    該型中空部と連通する流出中空部を有し、射出プラスチ
    ックが該流出中空部内にあり、プラスチックの凝固中に
    該型の可動支持装置によって射出プラスチックの一部が
    型内に支持され、該ガス抜き工程が、該支持装置を非支
    持位置まで移動させることによって実施され、ガスが非
    支持プラスチック部にぱっと広がることを特徴とする中
    空プラスチック製品の射出成形方法。
  6. 【請求項６】請求項（５）により製造される射出成形中
    空プラスチック製品。
  7. 【請求項７】支持装置が、内部に射出プラスチックを受
    入れ保持するように有角末端部を有し、支持体が該非支
    持装置の方へ移動することによって該射出プラスチック
    を残りの射出プラスチックから除去することを特徴とす
    る請求項（５）記載の方法。
JP1507429A 1988-07-11 1989-06-26 射出成形方法及び該方法により製造した中空プラスチック製品 Expired - Lifetime JP2777595B2 (ja)

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