JPH0337494B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱硬化性材料用の改良成形装置に関
し、特に熱硬化性樹脂組成物の成形に関する。

射出成形は合成樹脂製物品の有益な成形法であ
る。一般的に言つて、射出成形は溶融状態または
可塑化状態の成形用組成物を金型キヤビテイ中に
射出する成形法である。典型的には、粒状の常温
の成形用組成物をホツパーから、スクリユーを収
容している加熱されたシリンダー中へ供給する。
その成形用組成物はスクリユーのねじ山上で加熱
され、溶融、可塑化され、次いでラムとして作用
するスクリユーがその溶融、可塑化された材料を
金型キヤビテイ中へ射出する。熱硬化性材料の場
合には、その成形された材料は圧縮および金型キ
ヤビテイに加えられた熱によつて金型中で硬化す
る。硬化後、その物品を金型から取り出し、上記
の操作を繰返す。

射出成形は通常の圧縮成形法およびトランスフ
アー成形法に比べて成形サイクルが少なく、プロ
セス変数の制御が良好であり且つ生産性が高いと
いう利点を示す。熱硬化性材料の射出成形につい
ての主な欠点は、特に多キヤビテイ系を用いた場
合、かなりの量の屑材料が生じることである。こ
の屑材料はランナーおよびスプール系中で硬化
し、不融性となつた熱硬化性材料によつて生じる
のであり、再使用は不可能である。このようにし
て生じる再使用不可能な屑材料の量はかなりの量
であり、典型的には物品の成形に必要な材料の全
量の約15〜約80％の範囲である。

成形技術における最近の技述的進歩は、熱硬化
性樹脂の射出成形にランナーレス射出法または常
温マニホルド法を応用することである。常温マニ
ホルド法では、スプールおよびマニホルド系中の
材料を、早期硬化すなわち“固化”を引き起すこ
となしで、可塑化状態に保持するのに十分な温度
に保つ。かくして、硬化した成形品を金型キヤビ
テイから取り出すときに、スプールおよびマニホ
ルド中の材料は通常の射出成形操作の場合のよう
に廃棄されずに次の成形の一部分となる。従つ
て、ランナーレス射出法は顕著な材料節約を与え
る。

ランナーレス射出法で通常用いられる熱硬化性
材料は通常の射出法で通常用いられる材料とは各
工程の要求が異なるので幾つかの点で異なつてい
る。一つの顕著な相違は、典型的には標準の射出
成形用材料が述速成形サイクルのために流動性の
一層低い可塑化を有するのに対してランナーレス
射出用材料は供給系中において通常約104〜約116
℃（220〜240〓）の温度で早期硬化を起こすこと
なく、長時間可塑化状態または溶融状態に留る
が、通常約170℃（340〓）の形成温度の金型キヤ
ビテイ中では急速に硬化できるのに適したもので
ある。適当なランナーレス射出成形用組成物の例
は特願昭54−74540号明細書に記載されており、
この記載は参照文として本明細書に含まれるもの
とする。そのうな処方物は本発明に有用である必
須なものではなく、本発明で用いる成形用組成物
はより経済的な且つより容易に入手可能な標準の
熱硬化性用組成物から選ぶことができる。

本発明に有用な熱硬化性成形材料は成形作業に
典型的に用いられている熱硬化性合成樹脂および
樹脂組成物、例えばフエノール樹脂；尿素樹脂、
メラミン樹脂およびメラミン／フエノール樹脂の
ようなアミノ樹脂；粒状、球状、塊状またはシー
ト状のポリエステル樹脂；アルキド樹脂；エポキ
シ樹脂；シリコーン樹脂；ジアリルフタレート樹
脂；ポリアミド樹脂；あるいは熱硬化性の天然お
よび合成のゴムの組成物から適当に選ぶことがで
きる。フエノール樹脂組成物が成形材料として特
に有用である。成形作業に用いられるフエノール
樹脂組成物は通常成形用組成物の形態で用いられ
る。フエノール樹脂成形用組成物は典型的には成
形用等級のフエノール樹脂とヘキサメチレンテト
ラミンのような架橋剤と適当な充填剤とを含む粒
状形態のものである。

本発明の装置は単一の供給ノズルから同時に供
給される複数の金型の使用を伴う成形作業に用い
るのに特に適している。

通常の往復スクリユー式成形機は加熱されたバ
レルの正面に取付けられたノズル部材を含む供給
ユニツトを有する。バレル内には往復および回転
可能なスクリユーがある。スクリユーの回転運動
でバレル内の熱硬化性成形材料は可塑化される。
次に、ラムとして作用するスクリユーの往復運動
によつてその可塑化された成形材料はノズル部
材、ランナー系を通つて密閉式金型中へ供給され
る。その金型を成形材料を硬化させるのに十分な
高温に加熱する。

本発明は改良された供給ノズル組立体を用いる
ものであり、該供給ノズル組立体は閉鎖端と開放
端とを有し、好ましくは円筒形のノズル部材から
成る。その開放端には通常のスクリユー式成形機
の供給バレルへのノズル部材の取付けを容易にす
るために好ましくは標準のねじ山が設けられてい
る。ノズル部材はその内部に配置された温度調節
手段、及びノズル部材の閉鎖端近くの周辺に沿つ
て配置された複数の供給口を有している。ノズル
部材中の温度は、ノズル部材中の熱硬化性成形材
料を可塑化状態に保つのに十分な高温で且つ熱硬
化性成形材料の実質的な硬化すなわち固化が起ら
ないように十分な低温に維持される。熱硬化性成
形材料の実質的な硬化または固化とは成形材料の
可塑化または移動性を不利益に抑制するような早
期重台の量を意味する。別の方法としては、供給
ノズル組立体は、ノズル部材の周辺の周りにぴつ
たり合うように位置していて、ノズル部材の周辺
の供給出口を塞いだりあけたりするように移動可
能なスリーブ部材を含む。このような別の方式で
は、スリーブ部材を、金型表面が開放されている
ときに供給出口を塞ぐ位置から金型表面が閉鎖さ
れているときに供給出口をあける位置へ移動させ
る手段が設けられる。

以下、添付図面について本発明をされに詳細に
説明する。

まず第１図について説明する。ノズル組立体は
ノズル部材１７を含み、このノズル部材１７は開
放端２１と閉鎖端２３とを有する好ましくは円筒
形のハウジング１９を有している。開放端は適当
にはねじ山手段２５によつて、通常のスクリユー
式成形機の供給バレルに連結するのに適合してい
る。ノズル部材１７は閉鎖端２３とハウジング１
９の内面とで形成される内部チヤンバー２７を有
している。内部チヤンバー２７は開放端２１と閉
鎖端２３との中間のハウジング１９の内壁の一部
分を狭くすることによつて形成された絞られたチ
ヤンバー部分すなわち領域２９を有している。ノ
ズル部材１７は溜め３１を形成する１つまたは２
つ以上のチヤンネルから成る温度調節手段を備え
ている。好ましくは、溜め３１は絞られた領域２
９を取り巻いており、所望温度の液体、適当には
水を溜め３１中を通して循環させるための入口３
３と出口３５とを有している。この液体はノズル
の熱硬化性成形材料を可塑化された状態に保つの
に十分な温度であつて且つ成形材料の実質的な硬
化が起らないように十分な低温をノズル部材内に
維持する。通常、その温度は約77〜約121℃（170
〜250〓）であり、この範囲内で約99〜約116℃
（210〜240〓）の温度が広範囲の種々の熱硬化性
材料にとつて有用である。

ノズル部材１７は該部材の周辺を取り巻いて位
置し且つ内部チヤンバー２７と接続している３７
および３９のような複数の供給出口すなわちオリ
フイスを有している。各供給出口はライナーチヤ
ンネルと整合して熱硬化性成形材料をノズル部材
１７から金型キヤビテイ内へ供給するのに適合し
ている。好ましくは、ノズル部材は、ハウジング
１９の閉鎖端２３の内部に適切にねじ込み式に取
付けられた偏平円錐形部材４１から成る供給分配
手段を有している。供給熱硬化性材料は偏平円錐
形部材４１上を通り、好ましくは偏平円錐形部材
４１の周辺を取り巻いて位置する３７および３９
のような出口を通つて一様な流れとして軸方向に
外方へ向う。

次に第２図について説明する。熱硬化性成形材
料はホツパー１１へ供給され、次いで加熱された
バレル１３の内部およびスクリユー１５の機械的
作業によつて形成される可塑化領域中へ送られ
る。次いでその可塑化された成形材料の所定量が
ラムとして作用するスクリユー１５によつてノズ
ル部材１７中へ射出される。第２図に示したスク
リユー式射出成形装置は、本発明のノズル組立体
を取り付けるのに適合している以外は通常の型で
ある。第２図および第３図に示すように、この成
型装置は鉛直クランプ式であるが、本発明は水平
クランプ式装置にも容易に適用でき且つ等しく有
用であることは当然である。

射出成形装置は定置定盤部材４９を有してい
る。定置定盤部材４９には加熱プレート５１が取
付けてある。好ましくは、加熱プレート５１は適
切には断熱板の断熱層５３によつて定置定盤部材
４９から隔離されている。加熱プレート５１には
５７および５９のような複数の金型表面が取付け
てある。プレート５１はその中にスチームまたは
加熱油を循環させることによつて加熱できるが、
普通には電気的加熱の方が一層実際的であり且つ
好ましい。プレート５１は５７および５９のよう
な金型表面の温度を熱硬化性成形材料の硬化に十
分高温に保つように加熱される。一般的には、金
型表面の温度は約135〜約216℃（275〜420〓）の
範囲に保たれるが、この範囲内で、約149〜約199
℃（300〜390〓）の温度が広範囲の種々の熱硬化
性成形材料の硬化に適している。

成形装置の端部には定置定盤部材４９に向き合
つて可動定盤部材６１がある。可動定盤部材６１
には加熱プレート６３が取付けてあり、可動定盤
部材と共に移動できるようになつている。適当に
は可動定盤部材６１は６５および６７のような取
付けブロツクによつて加熱プレート６３から隔離
されている。加熱プレート６３には６９および７
１のような複数の金型表面が取付けてある。６９
および７１のような金型表面は定置加熱プレート
５１に取付けてある５７および５９のような対応
する金型表面と整合関係で配置される。加熱プレ
ート６３はその中をスチームまたは熱油を循環さ
せることによつて加熱してもよいが、電気抵抗式
加熱が一層実際的であり且つ好ましい。加熱プレ
ート６３はそれに取付けてある金型表面に熱を供
給する。この金型表面上の温度は熱硬化性成形材
料を硬化させるのに十分な高温に維持され且つ定
置金型表面上に維持される温度と同様な温度であ
る。

単純、明快化のために、２組の金型表面５７と
６９および５９と７１のみを図には示してある
が、これらの図面はノズル部材の周りに配置され
ていてノズル部材から供される複数の金型を意図
しているものであることは言うまでもない。

第２図に示すように、対応する金型表面５７と
６９および５９と７１は閉じた配置にある。熱硬
化性材料は温度調節されたノズル部材１７から供
給出口３７および３９、ランナーチヤンネル７３
および７５を通り、加熱された金型表面５７と６
９および５９と７１で形成される加熱された金型
キヤビテイ中に送られる。

熱硬化性成形材料が供給系内で早期硬化しない
ことを確実にするために、可動加熱プレート６３
に補助の温度調節領域を設けることができる。こ
の補助の温度調節領域は対応する金型表面が閉じ
た配置にあるときにノズル部材１７の閉鎖端に整
合し且つ隣接するように配置させる。適当なかか
る領域は可動加熱プレート６３の接触面に置かれ
た温度調整プレート７７によつて形成される。プ
レート７７は、所望温度に保たれた液体（例えば
水）を循環させるための入口８１と出口８３とを
有する適当には内部連結されたチヤンネル７９か
ら成る内部リサーバを有している。好ましくは温
度調節プレートは８５のようなスペーサーによつ
て加熱プレート６３と直接接触しないように隔離
されている。プレート７７は熱硬化性材料の実質
的な硬化が起らないような十分に低い温度で且つ
熱硬化性成形材料が可塑化状態のままであるよう
な十分に高い温度に維持される。一般的には、約
77〜約121℃（170〜250〓）の温度が用いられる
が、この範囲内で、99〜約116℃（210〜240〓）
の温度が広範囲の種々の熱硬化性成形材料につい
て使用するのに好適である。プレート７７にはゴ
ム製シーリングカスケツト８６が設けられてい
る。

閉じた金型表面内の熱硬化性成形材料が硬化し
た後、適当には水圧手段により可動定盤組立体を
可動定盤組立体から離れる方向へ動かすことによ
つて金型表面を開放する。

第３図は、可動定盤組立体が定置定盤組立体か
ら離れる方向に動いて引つ込んでおり、金型表面
が開放している位置に置かれている状態を示して
いる。この段階で、成形物品は、適当には突出バ
ー（図には示してない）で作動される８９および
９１のような突出ピンの使用によつて金型表面か
ら取り出される。ランナーチヤンネル７３および
７５中の少量の熱硬化性成形材料の硬化物は、適
当には突出バー（図には示してない）で作動され
る９３および９５のような突出ピンによつて除去
される。金型表面と周囲の領域を清浄し、金型表
面を第２図に示すように配置させる次の成形工程
の準備をし、成形作業を反復する。

ノズル部材、加熱プレート、定盤部材、冷却プ
レートのような装置構成部材は好ましくは使用条
件下で安定な金型鋼で製作する。

以上述べた実施態様は本発明を説明するための
ものであり、本発明を限定するためのものではな
い。本発明においてはその精神および範囲から逸
脱することなく種々の変更を行うことができるこ
とは言うまでもない。

以上に説明した図面においては、図面を簡単に
するためおよび本発明の装置の理解を容易にする
ため、可視縁部および切断面の背後の露出表面を
金型キヤビテイ付近で少略してある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いる供給ノズル組立体の軸
方向断面図であり、第２図は第１図に示した供給
ノズル組立体を組み込んだ本発明の往復スクリユ
ー式射出成形装置の部分的に概略の断面図であ
り、金型表面が閉じられており、ノズル部材の供
給出口が熱硬化性成形材料をノズル部材から金型
キヤビテイ中へ流れさせるようになつていること
を示す図であり、第３図は金型表面が開放された
位置にある第２図の成形装置を示す。 図中、１７はノズル部材、１９はハウジング、
２１は開放端、２３は閉鎖端、２７は内部チヤン
バー、２９は絞られた領域、４９は定置定盤部
材、５１および６３は加熱プレート、５７，５
９，６９および７１は金型表面、６１は可動定盤
部材、７３および７５はランナーチヤンネル、７
７は温度調節プレートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 改良された射出成形機であつて、 (a) 定置定盤部材と、その上に取付けてある加熱
   プレートと、該加熱プレートを加熱する手段
   と、上記加熱プレート上に取付けてある複数の
   金型表面とから成る定置組立体； (b) 可動定盤部材と、その上に取付けてある加熱
   プレートと、該加熱プレートを加熱する手段
   と、該加熱プレート上に取付けられており、上
   記定置組立体上の金型表面に対応し且つそれと
   整合して複数の金型キヤビテイを形成するのに
   適合している複数の金型表面とから成る可動組
   立体； (C) 閉鎖端と開放端とを有するハウジング部材を
   有すること、該開放端が射出成形機の射出バレ
   ルへの取付けに適合していること、上記閉鎖端
   と上記ハウジング部材の内部とが内部チヤンバ
   ーを形成していること、上記内部チヤンバーが
   その一部分に沿つて細くなつて絞られた領域を
   形成していること、上記の絞られた領域付近の
   上記ハウジング部材が上記の絞られた領域を冷
   却する手段を含んでいること、上記ハウジング
   部材がその周辺に沿つて上記閉鎖端に隣接して
   置かれた複数の供給出口を有していること、お
   よび上記供給出口が上記内部チヤンバーと連結
   していることからなる射出ノズル組立体； (d) 上記可動組立体を動かして上記の整合する金
   型表面を上記定置組立体中の対応する金型表面
   と接触させて金型キヤビテイを形成させる手
   段； (e) 可塑化された熱硬化性材料を上記ノズルハウ
   ジング部材の開放端中へ供給し、上記供給オリ
   フイスを通して上記の部分的開放金型キヤビテ
   イに連結するランナーチヤンネル中に供給し、
   金型キヤビテイ内に収容された上記熱硬化性供
   給材料を硬化させる手段、および 上記可動組立体を引つ込めて上記金型表面を
   分離させ、成型物品を取り出す手段、 を有することを特徴とする改良された射出成形
   機。 ２ 上記定置加熱プレートおよび上記可動加熱プ
   レートが電気的に加熱される、特許請求の範囲第
   １項記載の射出成形機。 ３ 金型表面の温度が約149〜約204℃に維持され
   る、特許請求の範囲第１項記載の射出成形機。 ４ 上記ノズル組立体を冷却する手段が循環冷却
   液の溜めを保持するのに適合する、上記の絞られ
   た領域内の内部チヤンネルから成る、特許請求の
   範囲第１項記載の射出成形機。 ５ 冷却液が水である、特許請求の範囲第４項記
   載の射出成形機。 ６ ノズル組立体内の温度が、供給材料の実質的
   ないかなる硬化も防止するように十分に冷たく且
   つ供給材料を可塑化状態に保つように十分に温た
   かく維持される、特許請求の範囲第４項記載の射
   出成形機。 ７ ノズル組立体内の温度が約77〜約121℃の範
   囲内の温度に維持される、特許請求の範囲第６項
   記載の射出成形機。