JP5703084B2

JP5703084B2 - 射出成形用金型

Info

Publication number: JP5703084B2
Application number: JP2011068725A
Authority: JP
Inventors: 安孝 ▲高▼見; 祥紹下條
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2031-03-25
Also published as: JP2012201026A

Description

本発明は、射出成形用金型に関するものである。

射出成形用金型としては、一般に、キャビティ（凹部）が形成された雌型の固定型と、コア（凸部）が設けられた雄型の可動型と、を備えた２プレート構成の金型が知られている。この射出成形用金型では、前記したコアをキャビティ内に挿入させるように可動型を固定型に嵌め合わせることで、キャビティとコアとの間に成形品を成形する成形空間（空洞部）が形成される。また、従来の射出成形用金型には、固定型と可動型との間に、ゲートを介して成形空間に連通されたランナーが形成され、前記した固定型に、スプルーが形成されたスプルーブッシュが嵌合されたものがある。前記したスプルーの流出口はランナーに向けて開口されており、スプルーとランナーとは連通されている。また、スプルーブッシュのスプルー流入口部分には、射出成形機のノズルの先端を当接させる凹曲面状のノズル受け面が形成されている。

上記した従来の射出成形用金型によれば、ノズル受け面に射出成形機のノズルを当てて、当該ノズルからスプルー内に溶融樹脂を射出すると、その溶融樹脂がスプルーの流出口からランナー内に流入し、さらにランナー内からゲートを通って成形空間に流入する。これにより、成形空間内及びランナー内に溶融樹脂がそれぞれ充填される。次に、金型を冷却して金型内に充填された溶融樹脂を固化させる。その後、前記した可動型を固定型から離間する方向に移動させることで、樹脂成形体を固定型から離型させ、さらに、可動型に備えられたエジェクターピンなどで樹脂成形体を突き出すことで、樹脂成形体を可動型から離型させる。その後、樹脂成形体のゲート部分を切断することで、ランナーによって成形されたランナー部分が成形空間によって成形された成形品（製品）から分離され、所望の形状の成形品が得られる。また、エジェクターピンによって樹脂成形体を突き出す際に、樹脂成形体のゲート部分を切断してランナー部分を成形品から分離させる方法もある。

ところで、上記した射出成形用金型を用いた射出成形では、金型冷却時にノズル先端がスプルーブッシュのノズル受け面に接触しているため、金型冷却時に金型と共にノズル先端の温度が低下する。その結果、ノズル先端で溶融樹脂が冷えてコールドスラグ（固化しかかった高粘度の樹脂）が発生する。この状態で、次の成形品を成形するために溶融樹脂を金型内に射出すると、ノズル先端のコールドスラグが溶融樹脂によって押し流されて成形空間内に入るおそれがある。コールドスラグは溶融樹脂と結合しにくいため、コールドスラグが成形空間内に入ると、成形品にコールドスラグと溶融樹脂との間で界面が形成され、成形品にフローマークが発生したり成形品が割れやすくなったりして品質が低下する。

そこで、従来、例えば下記特許文献１に記載されているように、スプルーブッシュのノズル受け部とブッシュ本体との間に断熱材が介在された射出成形用金型が提案されている。この射出成形用金型によれば、ノズル受け部がブッシュ本体に対して断熱されているので、ブッシュ本体が冷却されたときのノズル受け部の温度低下が抑えられ、そのノズル受け部に接触するノズル先端の温度も低下しにくくなる。これにより、コールドスラグの発生を抑制することができる。

特開２０００−６１９８号公報

しかしながら、上記した従来の射出成形用金型では、断熱材による断熱効果が不十分であると、ノズル先端の温度が低下してコールドスラグが発生する場合があり、その場合、溶融樹脂の射出充填時にコールドスラグが成形空間に入り込み、成形品の品質が低下するおそれがある。

また、従来から、可動型のランナー成形面のうち、スプルーの流出口に対向する部分に、凹穴状のスラグウェル（スラグ溜まり部）を形成する技術が知られているが、スプルーの流出口から放出されたコールドスラグがスラグウェル内に一旦入っても溶融樹脂によってスラグウェルの外に流されて成形空間内に入り込むおそれがある。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、コールドスラグによる成形品の品質低下を防止することができる射出成形用金型を提供することを目的としている。

本発明に係る射出成形用金型は、上記した課題を解決するべく、下記の特徴を有する。
すなわち、本願の請求項１に係る射出成形用金型は、一対の型部材の間に、成形品を成形する成形空間、及び該成形空間にゲートを介して連通されたランナーが形成され、前記一対の型部材のうちの一方の型部材に、前記ランナーに向けて開口した流出口を有するスプルーが形成されている射出成形用金型において、前記一対の型部材のうちの他方の型部材のランナー成形面のうち、前記スプルーの流出口に対向する部分にスラグウェルが形成されており、該スラグウェルの底面に、前記流出口側に向かって突出した突起部が突設され、前記突起部が先鋭形に形成されていることを特徴としている。

本発明に係る射出成形用金型によれば、上記した解決手段によって下記の作用及び効果を奏する。
すなわち、本願の請求項１に係る射出成形用金型では、射出成形機のノズルからスプルー内に溶融樹脂を射出して金型内（成形空間及びランナー）に溶融樹脂を充填した後、金型を冷却して溶融樹脂を固化させる際に、ノズル先端の温度が低下してノズル先端でコールドスラグが発生する場合がある。この場合、次の成形品を成形するために溶融樹脂を金型内に射出したときに、ノズル先端のコールドスラグが溶融樹脂によって押し流されてスプルー内に入り、スプルーの流出口側に搬送される。そして、このコールドスラグは、スプルーの流出口から放出されてスラグウェル内に入る。このとき、スラグウェルの底面に、スプルーの流出口側に向かって突出した突起部が突設されているので、この突起部によってコールドスラグが保持され、コールドスラグが溶融樹脂によってスラグウェルの外に流されることが防止される。これにより、コールドスラグが発生しても、そのコールドスラグが成形空間内にまで搬送されず、コールドスラグによる成形品の品質低下（フローマークや割れなど）を防止することができる。そして、本願の請求項２に係る射出成形用金型によれば、コールドスラグがスラグウェル内に入ったとき、コールドスラグが突起部に刺さり、コールドスラグが確実に保持される。これにより、コールドスラグが成形空間内にまで搬送されるのを確実に防止することができ、コールドスラグによる成形品の品質低下をより確実に防止することができる。

本発明の実施の形態を説明するための溶融樹脂射出前の状態を示した射出成形用金型の断面図である。本発明の実施の形態を説明するための溶融樹脂射出後の状態を示した射出成形用金型の断面図である。

以下、本発明に係る射出成形用金型の実施形態について、図面に基いて説明する。

図１に示す射出成形用金型１は、合成樹脂製の成形品を射出成形するための金型であり、キャビティ２０が形成された雌型の固定型２（一方の型部材）と、コア３０が突設された雄型の可動型３（他方の型部材）と、を備えた２プレート構造となっている。本実施形態における射出成形用金型１は筒状の成形品を成形する金型であり、前記したコア３０をキャビティ２０内に挿入させるように可動型３を固定型２に嵌め合わせることで、キャビティ２０とコア３０との間に筒状の成形空間５が形成される。また、本実施形態における射出成形用金型１は、ディスクゲート構造の金型であり、筒状の成形空間５の内側の位置に、キャビティ２０とコア３０の間に形成されたディスク状のランナー６が配設されており、このランナー６と成形空間５とが、ランナー６の外縁全周に亘って形成されたゲート７を介して連通されている。なお、本実施形態の射出成形用金型１で成形する成形品は、大径筒部と小径筒部とがテーパー筒部を介して連結された多段状（２段）の丸パイプである。

上記した固定型２は、図示せぬ取付板などに固定された固定側型板であり、この固定型２には、パーティング面２６側（可動型３側）に開口した凹部（キャビティ２０）が形成されている。このキャビティ２０の内周面は、成形品の外側形状を成形する成形面となっている。具体的に説明すると、キャビティ２０の内周面は、キャビティ２０の開口端側から底面側に向かってテーパー面を介して多段状（２段）に縮径されている。

また、キャビティ２０の底面の中央部分には、キャビティ２０の開口端側に向かって突出した円柱形状の凸部２７が突設されている。この凸部２７の外周面は、成形品の小径部の内周面を成形する成形面となっており、凸部２７の先端面（図１における左側の端面）は、ランナー６を成形するランナー成形面２８となっている。

また、固定型２には、スプルー２３が形成されたスプルーブッシュ２１が設けられている。このスプルーブッシュ２１は、固定型２の基端面（パーティング面２６の反対側の面）から上記したランナー成形面２８にかけて貫設されており、スプルーブッシュ２１の先端面はランナー成形面２８と面一に形成されている。スプルーブッシュ２１の基端部（固定型２の基端面側の端部）には、射出成形機１０のノズル１３の先端部が当接される凹曲面状のノズル受け面２２が形成されている。また、スプルーブッシュ２１には、ノズル受け面２２からスプルーブッシュ２１の先端面に向かって漸次拡径されたテーパー状のスプルー２３が形成されており、スプルー２３の一端（流入口２４）はノズル受け面２２で開口され、スプルー２３の他端（流出口２５）はスプルーブッシュ２１の先端面でランナー６に向けて開口されている。

上記した可動型３は、固定型２から離間する方向に移動可能な可動側型板であり、この可動型３には、パーティング面３６側からキャビティ２０内に突出した凸部（コア３０）が突設されている。このコア３０の外周面は、成形品の内側形状を成形する成形面となっている。具体的に説明すると、コア３０の外周面は、コア３０の基端から先端側に向かってテーパー面を介して多段状（２段）に縮径されている。また、コア３０の先端面（図１における右側の端面）は、上記したキャビティ２０のランナー成形面２８に間隔をあけて対向しており、ランナー６を成形するランナー成形面３１となっている。

また、可動型３のランナー成形面３１のうち、スプルー２３の流出口２５に対向する部分にスラグウェル３２が形成されている。このスラグウェル３２は、ランナー６側に向けて開口した有底丸孔状の凹部であり、少なくともスプルー２３の流出口２５よりも大径に形成されている。

また、上記したスラグウェル３２の底面には、流出口２５側に向かって突出した複数の突起部３４が突設されている。前記した突起部３４は、先鋭形に形成された棘状の突起であり、具体的には、先端側に向かって漸次縮径された円錐形状に形成されている。また、前記した突起部３４の突出長さは、スラグウェル３２の深さよりも短く、突起部３４は、スラグウェル３２の開口端よりもランナー６側に突出しない程度の長さになっている。また、複数の突起部３４は、互いに間隔をあけてスラグウェル３２の底面に均等に配設されている。

次に、上記した構成からなる射出成形用金型１の作用について説明する。

上記した射出成形用金型１を用いて成形品を成形する際には、まず、可動型３を固定型２側に移動させて各々のパーティング面２６，３６同士を合わせて、キャビティ２０内にコア３０を挿入させる。これにより、キャビティ２０とコア３０との間に成形空間５及びランナー６が形成される。また、射出成形機１０のノズル１３の先端をスプルーブッシュ２１のノズル受け面２２に当接させ、ノズル１３の内側とスプルー２３とを連通させる。

続いて、図２に示すように、射出成形機１０のスクリュー１２を駆動させてバレル１１内の溶融樹脂Ｒをノズル１３の先端からスプルー２３の流入口２４に向けて射出する。これにより、溶融樹脂Ｒがスプルー２３内を通って流出口２５からランナー６内に流入し、ランナー６からゲート７を通って成形空間５内に流入し、成形空間５及びランナー６の内側に溶融樹脂Ｒが充填される。

このとき、前回の成型時における金型冷却によってノズル１３内にコールドスラグＳが発生していると、そのコールドスラグＳは、射出された溶融樹脂Ｒによって押し流されてスプルー２３の流入口２４からスプルー２３内に入り、スプルー２３の流出口２５側に搬送される。そして、コールドスラグＳは、スプルー２３の流出口２５から放出されてスラグウェル３２内に入り、スラグウェル３２の底面に突設された先鋭形の突起部３４に刺さって保持される。これにより、コールドスラグＳが溶融樹脂Ｒによってスラグウェル３２の外に流されることが防止される。

次に、射出成形用金型１を水冷などによって冷却し、上記した射出成形用金型１（成形空間５及びランナー６）内に充填された溶融樹脂Ｒを固化させた後、可動型３を固定型２から離間する方向（図２における左側）に移動させることで、樹脂成形体が固定型２から離型される。続いて、可動型３に備えられた図示せぬエジェクターピンなどで樹脂成形体を突き出すことで、樹脂成形体を可動型３から離型させる。その後、樹脂成形体のゲート部分を切断することで、ランナー６によって成形されたランナー部分が成形空間によって成形された成形品（製品）から分離され、所望の形状の成形品が得られる。

上記した射出成形用金型１によれば、上述したようにコールドスラグＳが発生しても、そのコールドスラグＳが成形空間５内に入り込むのを防止することができる。これにより、製品となる成形品（成形空間５によって成形される部分）におけるコールドスラグＳによる品質低下（フローマークや割れなど）を防止することができる。なお、ランナー６によって成形されたランナー部分はコールドスラグＳと溶融樹脂Ｒとの界面が形成されてフローマークが形成されたり割れ易くなったりするが、このランナー部分は上述したように成形品から切り離される部分なので問題がない。

また、上記した射出成形用金型１によれば、突起部３４が先鋭形に形成されており、スラグウェル３２に入ったコールドスラグＳが突起部３４に刺さって保持されるので、コールドスラグＳを確実に保持することができる。これにより、コールドスラグＳが成形空間５内にまで搬送されるのを確実に防止することができ、コールドスラグＳによる成形品の品質低下をより確実に防止することができる。

また、上記した射出成形用金型１によれば、スラグウェル３２の底面に複数の突起部３４が突設されているので、複数の突起部３４の間にコールドスラグＳが嵌り込むことで、コールドスラグＳがより強力に保持される。これにより、コールドスラグＳが成形空間５内にまで搬送されるのをより確実に防止することができ、コールドスラグＳによる成形品の品質低下をより確実に防止することができる。

さらに、射出成形用金型１によれば、突起部３４がスラグウェル３２の開口端よりもランナー６側に突出しない程度の長さになっているため、スプルー２３の流出口２５からランナー６内に流入した溶融樹脂Ｒの流れが突起部３４によって阻害されず、溶融樹脂Ｒの充填性を向上させることができる。これにより、成形空間５内に満遍なく溶融樹脂Ｒを充填することができ、溶融樹脂Ｒの充填不良による成形品の品質不良を防止することができる。

以上、本発明に係る射出成形用金型の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記した実施の形態では、固定型２にスプルーブッシュ２１が設けられた構成になっているが、本発明は、固定型２に直接にノズル受け面２２やスプルー２３が形成された構成であってもよい。

また、上記した実施の形態では、ディスクゲート構造の射出成形用金型１について説明しているが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で他の構造の射出成形用金型にするｋとおも可能である。例えば、ディスクゲート以外のフィルムゲート構造の射出成形用金型であってもよく、また、ピンゲート構造やサイドゲート構造、タブゲート構造などの射出成形用金型であってもよい。

また、上記した実施の形態では、大径筒部と小径筒部とがテーパー筒部を介して連結された多段状（２段）の丸パイプ（成形品）を成形する射出成形用金型１について説明しているが、本発明は、他の形状の成形品を成形する射出成形用金型１であってもよい。

また、上記した実施の形態では、固定型２にキャビティ２０が形成され、可動型３にコア３０が形成され、これらキャビティ２０とコア３０との間に成形空間５が形成されているが、本発明は、固定型２や可動型３の成形面の形状は成形品の形状に応じて適宜変更可能である。例えば、可動型２にキャビティを形成し、固定型３にコアを形成してもよく、或いは、例えば内周面の無い形状の成形品の場合にはコアが無い金型を用いることも可能である。

また、上記した実施の形態では、スラグウェル３２の底面に先鋭形の突起部３４が複数突設されているが、本発明は、先鋭形以外の形状、例えば先端が凸曲面状に形成された柱状の突起部にすることも可能であり、また、突起部３４の数は適宜変更可能であり、スラグウェル３２の底面に突起部３４が１本だけ突設された構成にすることも可能である。

その他、本発明の主旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１射出成形用金型
２固定型（一方の型部材）
３可動型（他方の型部材）
５成形空間
６ランナー
７ゲート
２３スプルー
２５流出口
３１ランナー成形面
３２スラグウェル
３４突起部

Claims

一対の型部材の間に、成形品を成形する成形空間、及び該成形空間にゲートを介して連通されたランナーが形成され、前記一対の型部材のうちの一方の型部材に、前記ランナーに向けて開口した流出口を有するスプルーが形成されている射出成形用金型において、
前記一対の型部材のうちの他方の型部材のランナー成形面のうち、前記スプルーの流出口に対向する部分にスラグウェルが形成されており、
該スラグウェルの底面に、前記流出口側に向かって突出した突起部が突設され、
前記突起部が先鋭形に形成されていることを特徴とする射出成形用金型。