JP3553544B2 - 異材質樹脂の複合成形方法及び射出成形機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、射出成形した一次成形品をコア型と共に二次キャビティ型に回転移送し、保持ピンによりキャビティ型面に当接保持して、二次キャビティ型により一次成形品と射出成形した異材質樹脂の二次成形品とを複合化する成形方法と射出成形機に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
色彩又は材質が異なった２種の材料樹脂（異材質樹脂という）からなる複合成形品の成形には、他の射出成形機により成形した成形品を、製品本体を成形する金型のキャビティにインサートして一体に射出成形する方法と、文字の部分と本体とを一次成形し、次いで文字の周囲を異材質樹脂により二次成形する所謂二色成形方法とがある。
【０００３】
インサート成形方法では、インサートを保持ピンにより保持してキャビティ内に樹脂の充填スペースを確保するようにしている。このため保持ピンの抜き出しを樹脂が冷却固化した後に行うと、ピン跡が孔として成形品に表面に残る。このピン跡は製品として好ましくな瑕疵となることが多く、その解決策として、保持ピンの抜き出し時期を樹脂が固化する前に早め、保持ピンによる未充填部位の樹脂の補填を、射出装置から樹脂を二次的に射出充填して行い、それによりピン跡が残らないようにしている。
【０００４】
しかしながら、保持ピンの後退移動によりインサートは、流動性を有する樹脂に支えられているだけで固定されておらず、樹脂と共に移動し易い状態にあるこので、そこに補填用の樹脂を射出装置からキャビティに充填すると、インサートが充填圧力による樹脂の流れ方向、すなわち、反ゲート方向に樹脂圧により移動して設定位置からずれ、不良品となることが多い。
【０００５】
二色成形方法では、一次成形品が囲繞部を有する形態の文字や数字（例えばＡ，Ｂ，Ｐ，８，９，０）を上面に部分的に突設したものであると、囲繞部により閉鎖された凹所とキャビティの２箇所或いは３個所にゲートが必要となり、それらゲートのホットランナーを金型内に設けなければならないことから、二次キャビティ型の構造が複雑となる。また小さな複合製品ではゲート位置の制限から成形が行えないものもある。
【０００６】
この解決手段として、突出ピンにより一次成形品の凹所に流通孔を形成し、その一次成形品をインサート成形の場合と同様に、保持ピンによりキャビティ型面に当接保持し、その流通孔により１個所のゲートからキャビティ内と凹所の両方に樹脂を射出充填することが考えられるが、上記インサート成形の課題である保持ピン跡による瑕疵や一次成形品の横ずれは解決されていない。
【０００７】
この発明は、上記従来の課題を解決するために考えられたものであって、その目的は、二色成形方法を採用して異材質樹脂による複合成形品を連続成形するものであつても、閉鎖された凹所とキャビティへの樹脂の充填が１個所のゲートにより行え、また保持ピンによる樹脂の未充填部位を、射出充填後の押圧ピンによる樹脂の圧入により補填することによって、補填時の樹脂圧による一次成形品の移動を防止し、ピン跡による瑕疵のない複合成形品を成形することができる新たな方法と射出成形機とを提供することある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的によるこの発明の成形方法は、固定盤の対称位置に一次キャビティ型と二次キャビティ型とを並設し、その両方と交互に型閉するコア型を可動盤に設けた回転盤に並設して、一次キャビティ型とコア型とにより射出成形した一次成形品を、回転盤によるコア型の移動により二次キャビティ型に移行し、二次キャビティ型で一次成形品と射出成形した異材質樹脂の二次成形品とを一体に複合成形するにあたり、上記コア型に一次成形品の保持ピンと樹脂の押圧ピンとをキャビティに対し出没自在に内設し、その保持ピンにより一次成形品を二次キャビティ型面に当接保持するとともに、押圧ピンを後退してコア型面に補填用樹脂のピン孔を開口形成し、そのピン孔を含めて二次キャビティに異材質樹脂を射出充填したのち、保持ピンを後退してコア型面に没入する一方、押圧ピンを前進してピン孔の補填用樹脂をキャビティ内樹脂に圧入し、保持ピンによる樹脂の未充填部位を補填してなるというものであり、また「補填用樹脂の容量≧総未充填部位の容量」とするものでもある。
【０００９】
この発明の他の成形方法は、上記一次キャビティ型とコア型とにより、囲繞部を有する形態の文字や数字等の表示体を上面に部分的に突設した一次成形品を成形する際に、上記押圧ピンにより囲繞部内に流通孔を形成し、その流通孔により二次キャビティ型面に当接保持した一次成形品の囲繞部内と、二次キャビティの両方に異材質樹脂を射出充填し、二次成形品の表面に表示体を露出してなる、というものである。
【００１０】
またこの発明の射出成形機は、固定盤の対称位置に並設した一次キャビティ型と二次キャビティ型と、その両方のキャビティ型と交互に型閉する可動盤側の回転盤に並設したコア型と、可動盤にピストンを連結した型締シリンダ及び回転盤の駆動装置と、一次キャビティ型と二次キャビティ型のそれぞれにノズルタッチした一対の異材質樹脂の射出装置とからなり、上記コア型に一次成形品を二次キャビティ型面に当接保持する複数本の保持ピンと、樹脂の押圧ピンとをキャビティに対し出没自在に内設して、コア型面に押圧ピンの後退による補填用樹脂のピン孔を開口形成し、それらのピンの駆動装置を可動盤に設けて、駆動ロッドを可動盤及び回転盤を通して各ピンに接離自在に当接してなる、というものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の射出成形機の１実施形態を示すもので、タイバー３，３により連結して対設した固定盤１，２と、そのタイバー３，３に挿通支持した可動盤４と、可動盤４の外側中央にピストン５を連結して固定盤２に固設した型締シリンダ６と、可動盤４の内側中央に回転自在に設けた回転盤７と、可動盤４の外側中央のピストン連結部内に設けて、回転盤７に接続した油圧又は電動モータ等の回転駆動装置８とからなる型締装置を、図では省略した機台上に、型締シリンダ側を下位にして設置し、固定盤１の上部に一対の射出装置９，１０を下向きに設けた竪型成形機からなる。
【００１２】
上記固定盤１の対称位置には、キャビティ形状を異にする一次キャビティ型１１と二次キャビティ型１２とが並設してある。また上記回転盤７には両方のキャビティ型１１，１２と交互に型閉する一対の同一構造のコア型１４，１４が並設してあり、このコア型１４と一次キャビティ型１１とにより一次成形品３０が、また二次キャビティ型１２とコア型１４とにより製品本体となる二次成形品３１（図３参照）が、スプルブッシュ１３やホットランナー１３ａにノズルタッチした上記射出装置９，１０から、各キャビティに射出充填した異材質の樹脂により成形することができるようにしてある。
【００１３】
上記コア型１４には、左右一対の保持ピン１５，１５と、中央の押圧ピン１６がバネ部材１７，１８により後退方向に常時付勢して、キャビティに対し出没自在に内設してあり、その押圧ピン１６の後退によりコア型面に補填用樹脂のピン孔２０が開口形成するようにしてある。
【００１４】
上記可動盤７のコア型１４の一次側と二次側の停止位置には、押圧ピン１６の駆動装置２１が、また二次側の停止位置には保持ピン１５の駆動装置２２が、駆動ロッド２３，２４を可動盤４及び回転盤７に穿設した貫通孔を通して各ピンに接離自在に当接して設けてあり、その駆動ロッド２３，２４の油圧による進退移動とバネ部材１７，１８とによって、各ピンはキャビティ内に突出し、またコア型内に没入する。
【００１５】
上記一次成形品３０は、囲繞部を有する形態の英字や数字（例えばＡ，Ｂ，Ｐ，８，９，０）、囲繞部を有しない形態の英字や数字（例えばＥ，Ｆ，Ｈ，２，３，７）、標識板、カラープレート等のいずれでもよく、要は二次成形品３１として成形される製品本体の表面側に埋設された状態で複合化される成形品の全てが対象となる。
【００１６】
上記射出成形機による複合成形を、図２（Ａ）〜（Ｅ）に示す成形工程に従い説明する。この成形工程は、図４に示す囲繞部３２を有する英文字Ｐの表示体を、上面に部分的に突設した板体を一次成形品３０とし、二次成形品３１として射出成形されたキャップ状の製品本体の天面に、その英文字Ｐを複合成形して露出させた場合の実施形態を示すものである。
【００１７】
先ず可動盤４を型締シリンダ６の油圧作動により上昇移動して、一次キャビティ型１１とコア型１４及び二次キャビティ型１２とコア型１４とを型閉する。次に一次キャビティ型側では駆動装置２１を油圧作動し、押圧ピン１６をバネ圧に抗してキャビティ内に突き出す。
なお一次成形品３０が囲繞部を有しない英文字Ｈなどの場合には、押圧ピン１６の突出はコア型１４の型面までとし、押圧ピン１６による後記の通孔３４の成形は行わない。
【００１８】
二次キャビティ型側では駆動装置２４を油圧作動して、保持ピン１５，１５をキャビティ内に突き出し、一次キャビティ型側で射出成形した一次成形品３０をキャビティ型面に当接してその状態を保持する。次に型締を行って射出装置９，１０から、それぞれ異なった材質の樹脂をキャビティに射出充填する。
【００１９】
一次キャビティ型内では、キャビティに突出した押圧ピン１６により、囲繞部３２により閉鎖された凹所３３の板面に、流通孔３４を有する一次成形品３０が射出成形される。また二次キャビティ型内では、上記凹所３３に臨むゲートから一次成形品３０とは異材質の樹脂が、凹所３３に充填されるととも、流通孔３４からキャビティ１２ａと補填用樹脂のピン孔２０とに充填されて、製品本体となる二次成形品３１が成形され、一次成形品３０と一体に複合して天面に文字Ｐが表れた複合成形品となる。
【００２０】
樹脂の射出充填の終了後に、一次キャビティ型側では駆動装置２１による押圧ピン１６の突き出しが解除され、これにより押圧ピン１６はバネ圧により後退して、ピン孔２０がコア型面に開口形成される。また二次キャビティ型側では樹脂が流動性を有するうちに、駆動装置２２による保持ピン１５，１５の突き出しが解除され、同時に駆動装置２１による押圧ピン１６の突き出しが行われる。突き出し解除により保持ピン１５，１５はバネ圧によりコア型面まで後退し、押圧ピン１６はピン孔２０に充填された補填用樹脂をキャビティの樹脂内に押し出す。
【００２１】
この際、充填完了時の射出圧力はキャビティ内圧よりも高い状態にあるので、そのまま保持ピン１５，１５をコア型面まで後退すると、圧力差により射出装置側の樹脂がゲートからキャビティ側に流入して、補填用樹脂よりも先に未充填部位を埋めると共に、キャビティ内樹脂に流れが生じて一次成形品３０が横ずれするようになる。
【００２２】
そこで射出圧力をキャビティ内圧の近くまで下げて、射出装置側からキャビティ内に樹脂２１が流入するのを防止してから、保持ピン１５，１５の後退移動と押圧ピン１６の前進移動とを、各駆動装置２１，２２を同時作動して行う。これによりピン孔２０の補填用樹脂がキャビティ内の樹脂に強制的に押し入れられるようになる。
【００２３】
この押圧による樹脂の圧力は、キャビティ型面から一次成形品３０に突き当たり、左右に分かれてキャビティ内の樹脂を両端の未充填部位へと加圧する。これにより保持解除後の樹脂の圧入による一次成形品３０の横ずれがなくなり、二次成形品３１における未充填部位は、保持ピン１５，１５の後退移動に伴い確実に埋め尽くされて、ピン跡が完全に補填されたものとなる。
【００２４】
しかるのち、可動盤４の後退による型開を行い。型開位置にて複合成形品の離型が保持ピン１５，１５の再度の突き出しにより行ってから、回転盤７を駆動装置８により１８０°回転して、一次成形品３０を二次キャビティ型１２との型閉じ位置に移行する。これにより次回の射出工程となる。
【００２５】
上記ピン孔２０による補填用樹脂の量は、図３から保持ピン１本当たりの樹脂の未充填部位の容量、
π／４ｄ_１ ^２×Ｓ_１
但、ｄ_１ ：保持ピンの直径、 Ｓ_１ ：保持ピンの突出長さ、
ピン孔１個所の容量、
π／４ｄ_２ ^２×Ｓ_２
但、ｄ_２ ：ピン孔の直径、 Ｓ_２ ：ピン孔の深さ、
となることから、図示の保持ピン２本、ピン孔１個所の場合、
（π／４ｄ_２ ^２×Ｓ_２ ）×１≧（π／４ｄ_１ ^２×Ｓ_１ ）×２
に設定すればよく、未充填部位の樹脂の補填を不足なく行うことができる。
【００２６】
また射出充填完了後の樹脂の流入防止としては、圧力制御以外に図１に示す開閉ピン２５を備えたバルブゲートを採用し、そのバルブゲートを樹脂の射出充填後に油圧シリンダ２６により開閉ピン２５を前進移動して閉鎖し、ホットランナー２７の樹脂がキャビティ側へ流入しないようにしてから、保持ピン１５，１５と押圧ピン１６との相対的作動による未充填部位の補填を行うようにすることもできる。
【００２７】
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、一次成形品３０が英文字Ｂの表示体のように、囲繞部３２により形成された凹所３３が、中央の仕切り３５により更に二分されている場合の成形工程を示すものである。このような一次成形品３０については押圧ピン１６を大径に形成し、この押圧ピン１６により仕切り３５を境に両方の凹所３３，３３に開口した図（Ｂ）に示すような流通孔３４を成形すればよい。このような流通孔３４により射出充填された樹脂は、図（Ｃ）に示すようにキャビティと両方の凹所３３，３３に流入して、製品本体となる二次成形品３１を成形すると共にともに、一次成形品３０と一体に複合して天面に英文字Ｂが表れた複合成形品となる。
【００２８】
また図では省略するが、一次成形品３０が閉鎖された凹所のない平板状の場合には、押圧ピンによる流通孔の成形は不要となり、押圧ピンは専ら二次キャビティ型内おける補填用樹脂のピン孔の形成と補填用のピンとして作用する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる異材質樹脂の複合成形用の射出成形機の縦断正面図である。
【図２】この発明に係わる異材質樹脂の複合成形方法の工程説明図である。
【図３】補填樹脂の容量計算図である。
【図４】異材質樹脂の複合製品の平面図である。
【図５】この発明に係る他の実施形態の複合成形方法の工程説明図である。
【符号の説明】
１，２ 固定盤
３ タイバー
４ 可動盤
６ 型締シリンダ
７ 回転盤
８ 回転盤の駆動装置
９，１０ 射出装置
１１ 一次キャビティ型
１２ 二次キャビティ型
１４ コア型
１５ 保持ピン
１６ 押圧ピン
１７，１８ バネ部材
２０ 補填用樹脂のピン孔
２１ 押圧ピンの駆動装置
２２ 保持ピンの駆動装置
２３．２４ 駆動ロッド
３０ 一次成形品
３１ 二次成形品
３２ 囲繞部
３３ 凹所
３４ 流通孔

Claims (4)

1. 固定盤の対称位置に一次キャビティ型と二次キャビティ型とを並設し、
   その両方と交互に型閉するコア型を可動盤に設けた回転盤に並設して、一次キャビティ型とコア型とにより射出成形した一次成形品を、回転盤によるコア型の移動により二次キャビティ型に移行し、
   二次キャビティ型で一次成形品と射出成形した異材質樹脂の二次成形品とを一体に複合成形するにあたり、
   上記コア型に一次成形品の保持ピンと樹脂の押圧ピンとをキャビティに対し出没自在に内設し、
   その保持ピンにより一次成形品を二次キャビティ型面に当接保持するとともに、押圧ピンを後退してコア型面に補填用樹脂のピン孔を開口形成し、
   そのピン孔を含めて二次キャビティに異材質樹脂を射出充填したのち、保持ピンを後退してコア型面に没入する一方、押圧ピンを前進してピン孔の補填用樹脂をキャビティ内樹脂に圧入し、
   保持ピンによる樹脂の未充填部位を補填してなることを特徴とする異材質樹脂の複合成形方法。
2. 請求項１において「補填用樹脂の容量≧総未充填部位の容量」に設定してなることを特徴とする異材質樹脂の複合成形方法。
3. 上記一次キャビティ型とコア型とにより、囲繞部を有する形態の文字や数字等の表示体を上面に部分的に突設した一次成形品を成形する際に、上記押圧ピンにより囲繞部内に流通孔を形成し、
   その流通孔により二次キャビティ型面に当接保持した一次成形品の囲繞部内
   と、二次キャビティの両方に異材質樹脂を射出充填し、
   二次成形品の表面に表示体を露出してなることを特徴とする請求項１又は２記載の異材質樹脂の複合成形方法。
4. 固定盤の対称位置に並設した一次キャビティ型と二次キャビティ型と、
   その両方のキャビティ型と交互に型閉する可動盤側の回転盤に並設したコア型と、可動盤にピストンを連結した型締シリンダ及び回転盤の駆動装置と、
   一次キャビティ型と二次キャビティ型のそれぞれにノズルタッチした一対の異材質樹脂の射出装置とからなり、
   上記コア型に一次成形品を二次キャビティ型面に当接保持する複数本の保持ピンと、樹脂の押圧ピンとをキャビティに対し出没自在に内設して、コア型面に押圧ピンの後退による補填用樹脂のピン孔を開口形成し、
   それらのピンの駆動装置を可動盤に設けて、駆動ロッドを可動盤及び回転盤を通して各ピンに接離自在に当接してなることを特徴とする異材質樹脂の複合射出成形機。

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