JP7099948B2 - 射出成型方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成型方法に関する。

２以上の樹脂から一体成型品を成型する方法として、コアバック方式の射出成型方法が知られている。コアバック方式の射出成型方法は、可動型と固定型とを備える金型を閉じて形成される第１のキャビティに第１の樹脂を射出して第１の成型体を成型する工程と、コアと第１の成型体と可動型との間に第２のキャビティを形成する工程と、第２のキャビティに第２の樹脂を射出して第２の成型体を成型する工程と、を備える。

例えば、特許文献１には、第１の成型体を成型する工程を行った後に、コアと第１の成型体との間に形成された空間にガスを注入する工程を備える技術が開示されている。

特開２００５－２１９３７７号公報

発明者らは、射出成型方法に関し、以下の課題を見出した。
コアバック方式の射出成型方法では、第２の成型体を成型する工程において、第１の成型体が第２の樹脂の熱によって変形することがある。第１の成型体が変形すると、第１の成型体と可動型との間等に隙間が生じ、第２の樹脂が当該隙間に入り込んでバリが発生する虞がある。

そこで、特許文献１に開示された技術では、第１の成型体を成型する工程を行った後に、コアと第１の成型体との間に形成された空間にガスを注入する工程を行う。ガスを注入する工程を行うと、第１の成型体が可動型に押圧される。そのため、第１の成型体と可動型との間に生じた隙間に第２の樹脂が入り込むことを抑制することができる。しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、バリの発生を抑制するために、コアバック方式の射出成型方法において行われる工程と別途に、ガスを注入する工程を行う必要がある。そのため、成型体の成型に要する時間が長い。

本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、バリの発生を抑制しつつ、短時間で一体成型品を成型可能な射出成型方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する一態様は、射出成型方法であって、可動型と前記可動型に対応した形状の固定型とを備える金型を閉じて形成される第１のキャビティに、第１の樹脂を射出して第１の成型体を成型する工程と、前記第１のキャビティの壁面の一部を形成すると共に前記壁面の垂直方向にスライド可能なコアをスライドさせて、前記コアと、前記第１の成型体と、前記可動型と、の間に第２のキャビティを形成する工程と、前記第２のキャビティに第２の樹脂を射出して第２の成型体を成型する工程と、を備え、前記第１の成型体を成型する工程において、前記第１の成型体の前記コア側の面に、前記コアに向かって突出する突起部を、前記第２の成型体を成型する領域の縁部に沿って形成する。

本発明に係る射出成型方法では、第１の成型体を成型する工程において、第１の成型体のコア側の面に、コアに向かって突出する突起部を、第２の成型体を成型する領域の縁部に沿って形成する。したがって、第２の成型体を成型する工程において、第２の樹脂が突起部で囲われた領域に射出される。そのため、第２の樹脂の熱が突起部を介して可動型に伝導し、バリの発生を抑制することができる。また、本発明に係る射出成型方法は、ガスを注入する工程等を行う必要がない。そのため、短時間で一体成型品を成型することができる。

本発明によれば、バリの発生を抑制しつつ、短時間で一体成型品を成型可能な射出成型方法を提供することができる。

第１の実施形態に係る一体成型品の一部切り欠き斜視断面図である。 第１の実施形態に係る射出成型装置の断面図である。 第１の実施形態に係る射出成型方法を示すフローチャートである。 第１の成型体の成型時における、射出成型装置の一部断面図である。 第２のキャビティが形成された、射出成型装置の一部断面図である。 第２の成型体の成型時における、射出成型装置の一部断面図である。 第２の成型体の成型時における、射出成型装置の一部拡大断面図である。 第２の実施形態に係る射出成型装置の一部断面図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る射出成型方法によって製造された一体成型品（第１の実施形態に係る一体成型品）の構成について説明する。図１は、第１の実施形態に係る一体成型品の一部切り欠き斜視断面図である。図１に示すように、一体成型品１は、第１の成型体２及び第２の成型体３を備える。第１の成型体２には、突起部２ａ、２ｂが形成されている。

なお、当然のことながら、図１及びその他の図面に示した右手系ｘｙｚ直交座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。通常、ｚ軸正方向が鉛直上向き、ｘｙ平面が水平面であり、図面間で共通である。

一体成型品１は、第１の成型体２及び第２の成型体３を備える。詳細は後述するが、第１の成型体２は、第１の樹脂から成型される。第２の成型体３は、第２の樹脂から成型される。第１の樹脂及び第２の樹脂は、色調や種類が異なる。つまり、一体成型品１は、２以上の樹脂から成型される。一体成型品１の形状は、特に限定されない。一体成型品１は、例えば、板状であってもよいし、３次元形状であってもよい。

第１の成型体２には、突起部２ａ、２ｂが形成されている。突起部２ａ、２ｂは、第２の成型体３に向かって突出している。突起部２ａ、２ｂは、第２の成型体３の縁部に沿って形成されている。図１に示す例では、第２の成型体３は、第１の成型体２のｘ軸負方向側の面に形成されている。突起部２ａ、２ｂは、第２の成型体３の両側側面に沿って形成されている。突起部２ａ、２ｂのｘ軸方向の長さは、図１に示すように、第２の成型体のｘ軸方向の長さよりも短い。

突起部２ａ、２ｂの大きさは、第１の成型体２や第２の成型体３の形状に応じて適宜設定される。突起部２ａ、２ｂのｘ軸方向の長さは、例えば、１ｍｍ以上３ｍｍ以下程度とすることができる。また、突起部２ａ、２ｂの厚み（第２の成型体３の側面に垂直な方向における長さ）は、例えば、０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下程度とすることができる。

第２の成型体３の形状は、図１に示す例に限定されず、例えば、ｘ軸方向に伸びる円柱状であってもよい。第２の成型体３が円柱状である場合、第１の成型体２には、第２の成型体３の側面に沿うように、環状の突起部が形成される。

次に、図２を参照して、第１の実施形態に係る射出成型方法を実施する装置（第１の実施形態に係る射出成型装置）の構成について説明する。図２に示すように、射出成型装置４は、金型５、コア７、第１のノズル８、及び第２のノズル９を備える。金型５は、可動型５ａ、及び固定型５ｂを備える。

可動型５ａ及び固定型５ｂは、図２に示すように向かい合って配置されて金型５として使用される。固定型５ｂは、可動型５ａに対応した形状である。具体的には、例えば図２に示すように、可動型５ａのｘ軸正方向側の面には、凸部が形成されており、固定型５ｂのｘ軸負方向側の面には、可動型５ａに形成された凸部に対応した形状の凹部が形成されている。可動型５ａ及び固定型５ｂの形状は、図２に示した例に限定されず、例えば、可動型５ａのｘ軸正方向側の面に凹部を形成し、固定型５ｂのｘ軸負方向側の面に可動型５ａに形成された凹部に対応した形状の凸部を形成してもよい。

金型５を閉じると、第１のキャビティ４ｂが形成される。つまり、可動型５ａのｘ軸正方向側の面と、固定型５ｂのｘ軸負方向側の面と、が、第１のキャビティ４ｂの壁面を形成する。第１のキャビティ４ｂには、第１のノズル８が接続されている。第１のノズル８は、第１のキャビティ４ｂに第１の樹脂を射出することができる。第１のノズル８が配置される位置は、第１のキャビティ４ｂに第１の樹脂を射出可能であればどのような場所であってもよい。第１のノズル８は、例えば図２に示すように、固定型５ｂを貫通する位置に配置される。

射出成型装置４は、コア７を備える。コア７は、可動型５ａ内に配置される。コア７の固定型５ｂ側の端面すなわちｘ軸正方向側の端面は、可動型５ａのｘ軸正方向側の面と同一面となって、第１のキャビティ４ｂの壁面の一部を形成する。コア７は、第１のキャビティ４ｂの壁面の一部に垂直な方向すなわちｘ軸方向にスライド可能である。

第１のキャビティ４ｂに射出された第１の樹脂は、第１の成型体２を成型する。第１の成型体２が成型された後に、第１の成型体２から離れる方向すなわちｘ軸負方向にコア７をスライドさせると、コア７と、第１の成型体２と、可動型５ａと、の間に、図５に示す第２のキャビティ４ｃが形成される。

第２のキャビティ４ｃには、第２のノズル９が接続されている。第２のノズル９は、第２のキャビティ４ｃに第２の樹脂を射出することができる。第２のノズル９が配置される位置は、第２のキャビティ４ｃに第２の樹脂を射出可能であればどのような場所であってもよい。

次に、図３～７を参照して、本実施の形態に係る射出成型方法について説明する。図３は、第１の実施形態に係る射出成型方法を示すフローチャートである。図４は、第１の成型体の成型時における、射出成型装置の一部断面図である。図５は、第２のキャビティが形成された、射出成型装置の一部断面図である。図６は、第２の成型体の成型時における、射出成型装置の一部断面図である。図７は、第２の成型体の成型時における、射出成型装置の一部拡大断面図である。

図３に示すように、第１の実施形態に係る射出成型方法は、第１の成型体２を成型する工程（ステップＳ１）、第２のキャビティ４ｃを形成する工程（ステップＳ２）、及び第２の成型体３を成型する工程（ステップＳ３）を備える。

第１の実施形態に係る射出成型方法では、まず、第１の成型体２を成型する工程（ステップＳ１）を行う。第１の成型体２を成型する工程（ステップＳ１）では、第１のノズル８を用いて第１のキャビティ４ｂに第１の樹脂を射出する。第１のノズル８から射出される第１の樹脂は、溶融状態である。第１のキャビティ４ｂに射出された第１の樹脂は、冷却されて固化し、図３に示すように第１の成型体２を成型する。

図４に示すように、コア７は、可動型５ａに嵌め込まれるように配置されている。つまり、可動型５ａには、コア７を嵌め込むことができる穴が形成されている。可動型５ａに形成された穴の側面には、コア７のｘ軸正方向側の端部を囲うように凹部が形成されている。可動型５ａに形成された凹部とコア７とによって形成された領域の形状は、突起部２ａ、２ｂの形状に対応している。

したがって、コア７のｘ軸正方向側の端面が第１のキャビティ４ｂの壁面の一部を形成した状態で第１のキャビティ４ｂに第１の樹脂を射出すると、突起部２ａ、２ｂが形成された第１の成型体を成型することができる。突起部２ａ、２ｂは、図４等に示すように、第１の成型体２のコア７側すなわちｘ軸負方向側の面に形成されている。また、突起部２ａ、２ｂは、コア７に向かって突出している。

第１のキャビティ４ｂは、第１の成型体２を成型する工程（ステップＳ１）を行う前に、第１のキャビティ４ｂを形成する工程において形成される。第１のキャビティ４ｂを形成する工程では、図２に示すように金型５を閉じ、第１のキャビティ４ｂを形成する。また、第１のキャビティ４ｂを形成する工程では、コア７の固定型５ｂ側の端面が第１のキャビティ４ｂの壁面の一部を形成するように、コア７を配置する。

第１の成型体２を成型する工程（ステップＳ１）において第１の成型体２を成型した後に、第２のキャビティ４ｃを形成する工程（ステップＳ２）を行う。第２のキャビティ４ｃを形成する工程（ステップＳ２）では、コア７を第１の成型体２から引き離す方向すなわちｘ軸負方向にスライドさせ、図５に示すように、コア７と第１の成型体２と可動型５ａとの間に第２のキャビティ４ｃを形成する。図５に示すように、突起部２ａ、２ｂは、第２のキャビティ４ｃの縁部に沿って形成されている。

第２のキャビティ４ｃを形成する工程（ステップＳ２）において第２のキャビティ４ｃを形成した後に、第２の成型体３を成型する工程（ステップＳ３）を行う。第２の成型体３を成型する工程（ステップＳ３）では、第２のノズル９を用いて第２のキャビティ４ｃに第２の樹脂を射出する。第２のノズル９から射出される第２の樹脂は、溶融状態である。第２のキャビティ４ｃに射出された第２の樹脂は、冷却されて固化し、図６に示すように第２の成型体３を成型する。

図７は、第２の成型体の成型時における、射出成型装置の一部拡大断面図である。なお、図７に示す矢印は、射出された第２の樹脂の熱が伝導する方向の例を示す。図６及び図７に示すように、第２の成型体３を成型する工程（ステップＳ３）では、突起部２ａ、２ｂによって囲われた領域内に第２の樹脂を射出する。射出された第２の樹脂の熱の一部は、図７に示すように、突起部２ａ又は２ｂを介して可動型５ａに伝導する。

したがって、突起部２ａ、２ｂが形成されていない場合に比較して、第１の成型体２の可動型５ａとの接触面近傍に伝導する熱が抑制される。そのため、第２の成型体３を成型する工程（ステップＳ３）において、第１の成型体２の可動型５ａとの接触面近傍の温度が上昇しにくい。したがって、第２の成型体３を成型する工程（ステップＳ３）における第１の成型体２の可動型５ａとの接触面近傍の変形が抑制される。

そのため、第１の実施形態に係る射出成型方法は、第２の成型体３を成型する工程（ステップＳ３）におけるバリの発生を抑制しつつ一体成型品を成型することができる。第１の実施形態に係る射出成型方法は、第２の成型体３を成型する工程（ステップＳ３）におけるバリの発生を抑制することによって、第２の樹脂の漏れに起因する充填不良を抑制することができる。

第１の実施形態に係る射出成型方法では、第１の成型体を成型する工程において、突起部２ａ、２ｂを形成し、第２の成型体を成型する工程におけるバリの発生を抑制している。そのため、バリの発生を抑制するためにガスを注入する工程等を別途行う必要がない。したがって、第１の実施形態に係る射出成型方法は、ガスを注入する工程等を行う射出成型方法に比較して、一体成型品の成型に要する時間を短縮することができる。

例えば、第１の成型体２に突起部２ａ、２ｂを形成しない射出成型方法では、第２の成型体３を成型する工程（ステップＳ３）を行う前に第１の成型体２を十分に冷却することによって、第１の成型体２の熱による変形を抑制することがある。一方、第１の実施形態に係る射出成型方法では、突起部２ａ、２ｂを形成することによって第１の成型体２の変形を抑制している。したがって、第１の実施形態に係る射出成型方法は、突起部２ａ、２ｂを形成しない射出成型方法に比較して、第２の成型体３を成型する工程（ステップＳ３）を行う前に第１の成型体２を冷却する時間を短縮することができる。

（第２の実施形態）
次に、図８を参照して、本発明の第２の実施形態に係る射出成型装置の構成について説明する。射出成型装置４２は、図４等に示した可動型５ａに代えて、可動型５２ａを備える。また、射出成型装置４２は、図４等に示したコア７に代えて、コア７２を備える。図８に示すように、コア７２の側面には、第１の成型体側の端部に凹部が形成されている。コア７２に形成された凹部と可動型５２ａとによって形成された領域の形状は、突起部２ａ、２ｂの形状に対応している。

したがって、コア７２のｘ軸正方向側の端面が第１のキャビティ４ｂの壁面の一部を形成した状態で第１のキャビティ４ｂに第１の樹脂を射出すると、突起部２ａ、２ｂが形成された第１の成型体を成型することができる。突起部２ａ、２ｂの外側側面は、第２の成型体３の側面と同一面を形成することができる。したがって、第２の実施形態に係る射出成型方法は、第２の成型体３と突起部２ａ、２ｂとの間に段差がない一体成型品を成型することができる。さらに、第２の実施形態に係る射出成型方法は、第１の実施形態において説明した効果と同様の効果を奏することができる。

以上で説明した本実施の形態に係る発明により、バリの発生を抑制しつつ、短時間で一体成型品を成型可能な射出成型方法を提供することができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

１ 一体成型品
２ 第１の成型体
２ａ、２ｂ 突起部
３ 第２の成型体
４、４２ 射出成型装置
４ｂ 第１のキャビティ
４ｃ 第２のキャビティ
５ 金型
５ａ、５２ａ 可動型
５ｂ 固定型
７、７２ コア
８ 第１のノズル
９ 第２のノズル

Claims (1)

1. 可動型と前記可動型に対応した形状の固定型とを備える金型を閉じて形成される第１のキャビティに、第１の樹脂を射出して第１の成型体を成型する工程と、
   前記第１のキャビティの壁面の一部を形成すると共に前記壁面の垂直方向にスライド可能なコアをスライドさせて、前記コアと、前記第１の成型体と、前記可動型と、の間に第２のキャビティを形成する工程と、
   前記第２のキャビティに第２の樹脂を射出して第２の成型体を成型する工程と、を備え、
   前記第１の成型体を成型する工程において、前記第１の成型体の前記コア側の面に、前記コアに向かって突出する突起部を、前記第２の成型体を成型する領域の縁部に沿って形成し、
   前記第２の成型体を成形する工程において、前記突起部によって囲われた領域内に前記第２の樹脂を射出し、前記第２の成型体の側面と前記突起部の内側側面もしくは外側側面とが同一面を形成する、
   射出成型方法。

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