JPH06304953A - ガス射出成形方法およびその金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】大型薄肉成形品等の成形性が確実に向上するガ
ス射出成形方法およびその金型の提供。 【構成】溶融樹脂30を充填するための充填口24を内部の
キャビティ22に連結させるスプルー25と、このスプルー
25の途中から分岐してキャビティ22に連結される分岐ラ
ンナ26と、この分岐ランナ26を開閉する作動ピン40とを
金型20に設けておき、充填する際には、スプルー25およ
び分岐ランナ26の両方で溶融樹脂30を充填し、内部にガ
スを注入する際には、作動ピン40で分岐ランナ26を閉鎖
してスプルー25のみでガスを注入し、キャビティ22内で
ガスの衝突をなくし、所望のガスチャンネル32の確実な
形成を可能とし、大型薄肉成形品31の成形性を向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガス射出成形方法および
その金型に係り、自動車のバンパーやダッシュボード等
の内外装品または家電製品のケーシング等となる大型面
状製品または冷却固化の早い樹脂製品の成形等に利用で
きる。

【０００２】

【背景技術】従来より、大型薄肉成形品等を射出成形す
るための金型として、一つのキャビティに溶融樹脂を射
出するゲートを複数設けた多点ゲート式のものが知られ
ている。多点ゲート式の金型によれば、金型のキャビテ
ィが広大であるために、あるいは、成形材料である樹脂
が固化しやすいものであるために、一点のゲートでは溶
融樹脂が途中で固化して、その充填が困難となる場合で
も、金型のキャビティ内に分散配置した複数のゲートか
ら同時に溶融樹脂を充填するので、キャビティ全体に溶
融樹脂を充填することができる。

【０００３】一方、軽量にして高剛性な成形品が得られ
る射出成形方法として、ガス射出成形方法が知られてい
る。この方法では、金型内の主キャビティに溶融樹脂を
充填した後、キャビティ内に加圧された窒素ガス等の不
活性ガスを注入して射出成形を行う。充填された溶融樹
脂内には、ガス圧によりガスの流路（以下「ガスチャン
ネル」という。）が形成されるため、ヒケのない良好な
薄肉中空成形品を得ることができる。このガス射出成形
を多点ゲート式の金型に応用することにより、自動車の
バンパーやダッシュボードの内外装等に用いられる大型
成形品の成形性を向上することが図られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単に多
点ゲート式の金型でガス射出成形を行うと、複数のゲー
トから同時にガスが溶融樹脂内に注入されるため、各ゲ
ートのガスの注入量等を揃えるのが困難となり、ガスの
入り方が毎回大きく異なって、成形品の品質が均一とな
らない。また、ガスの注入が複数箇所で行われるため、
金型のキャビティ内のいたるところでガスが溶融樹脂を
介して衝突し、衝突部分が樹脂溜まりとなってヒケを発
生させたり、衝突のショックで一般面にガスが流入して
外観不良や強度低下を起こす、いわゆるパーミエーショ
ン現象が発生したりする。このため、単にガス射出成形
を多点ゲート式の金型に応用しただけでは、大型成形品
等の成形性の向上とはならないという問題がある。

【０００５】本発明の目的は、大型薄肉成形品等の成形
性が確実に向上するガス射出成形方法およびその金型を
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、ガ
ス射出成形方法であって、溶融樹脂を充填するための充
填口を内部のキャビティに連結させるコールドランナと
しての主ランナと、この主ランナに連結されかつ枝分か
れしたホットランナとしての補助ランナと、この補助ラ
ンナを開閉する開閉手段とを設けた金型を用い、前記主
ランナおよび前記補助ランナの両方を通じて前記キャビ
ティの内部に溶融樹脂を充填し、前記開閉手段を閉じて
から、前記主ランナのみを通じてガスを前記溶融樹脂の
内部に注入することを特徴とする。

【０００７】本発明の第２発明は、ガス射出成形金型で
あって、溶融樹脂を充填するための充填口を内部のキャ
ビティに連結させるコールドランナとしての主ランナ
と、この主ランナに連結されかつ枝分かれしたホットラ
ンナとしての補助ランナと、この補助ランナを開閉する
開閉手段とを備えていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】このような本発明では、主ランナおよび補助ラ
ンナの両方を用いて溶融樹脂を充填するので、金型のキ
ャビティが広大であっても、あるいは、溶融樹脂が固化
しやすいものであっても、キャビティー全体に溶融樹脂
を充填することが可能となる。また、溶融樹脂の内部に
ガスを注入する際には、開閉手段を閉鎖状態にするなど
により、前記主ランナおよび前記補助ランナのうち主ラ
ンナのみにガスを流通させ、ガスの注入が一箇所で行わ
れるようになる。このため、溶融樹脂内へのガスの入り
方は、毎回ほぼ同じになり、成形品の品質が均一となる
うえ、金型のキャビティ内でガスが衝突しないので、成
形品にヒケやパーミエーション等の不良現象が生じるこ
とがなく、これにより前記目的が達成される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１には、本発明の第１実施例の射出成形機１
が示されている。射出成形機１は、合成樹脂を射出する
射出装置10と、成形を行う型である金型20とを含んで構
成されたものである。射出装置10は、筒状のバレル11の
内のスクリュー12で内部の溶融樹脂30を混練するもので
ある。バレル11の先端にはノズル13が設けられている。
このノズル13を金型20のブッシュ21に接続して金型20の
内部に溶融樹脂30を充填して成形品31を成形するように
射出成形機１は構成されている。ノズル13の内部には、
加圧ガスを注入する吹き込み管14が挿入されている。吹
き込み管14には、図示しない供給源から窒素ガス等の不
活性ガスが供給され、成形品31の内部にガスチャンネル
32を形成するようになっている。

【００１０】金型20は、図２にも示されるように、内部
にキャビティ22を有し、このキャビティ22は、ほぼ長方
形状の薄板部22A にＨ字形状に延びるようにガスチャン
ネル案内部23を形成したものである。ガスチャンネル案
内部23は、キャビティ22の内面をさらに深く彫り込んだ
部分であり、その厚さが周囲よりも厚くなっている。金
型20のブッシュ21の中央部分には、溶融樹脂30を充填す
るための充填口24が設けられている。充填口24は、主ラ
ンナとしてのスプルー25によりキャビティ22と連結され
ている。

【００１１】スプルー25は、充填口24に近づくにしたが
って細くなった円錐状の通路であり、電気ヒータ等の加
熱装置による加熱を受けないいわゆるコールドランナと
なっている。スプルー25の中間部分からは、補助ランナ
としての分岐ランナ26が複数分岐されている。分岐ラン
ナ26は、周囲に設けられた電気ヒータ等の加熱装置26A
により溶融樹脂30の溶融状態を維持可能なホットランナ
である。分岐ランナ26の下流側の端部は、スプルー22と
キャビティ22の端縁27との中間に連結されている。一
方、分岐ランナ26の上流側の端部の近傍には、開閉手段
としての作動ピン40が設けられている。作動ピン40は、
図３に示されるように、その長手方向に移動可能となっ
た棒状の部材である。作動ピン40の先端部40A は、図中
上方の位置Ａに移動した状態で分岐ランナ26を閉鎖し、
図中下方の位置Ｂに移動した状態で分岐ランナ26を開放
するようになっている。作動ピン40の基端側には、油圧
シリンダ装置41が配置され、この油圧シリンダ装置41に
より、作動ピン40が上下に駆動されるようになってい
る。なお、油圧シリンダ装置41は、射出成形機１の制御
装置等によって制御され、作動ピン40を適時に開閉動作
させることが可能となっている。

【００１２】このような本実施例では、作動ピン40を位
置Ｂに引き込み、分岐ランナ26を開放し、スプルー25お
よび分岐ランナ26の両方を通じてキャビティ22内に溶融
樹脂30を充填する。この後、作動ピン40を位置Ａに突き
出し、分岐ランナ26を閉鎖し、スプルー25および分岐ラ
ンナ26のうちスプルー25のみを通じてキャビティ22の溶
融樹脂30内にガスを注入する。ここで、スプルー25のみ
の一箇所からガスを注入することにより、図２に示した
ように、溶融樹脂30内にひとつながりのガスチャンネル
32が形成されるようになる。これにより、射出成形を多
数回連続して行う際に、ガスの入り方は、毎回ほぼ同一
となる。

【００１３】前述のような本実施例によれば、次のよう
な効果が得られる。すなわち、主ランナとしてのスプル
ー25の他に分岐ランナ26を複数設け、スプルー25および
分岐ランナ26の両方を用いて溶融樹脂30を充填するよう
にしたので、金型20のキャビティ22の内容積が広大であ
っても、キャビティ22全体に溶融樹脂30を充填すること
ができる。

【００１４】また、分岐ランナ26を開閉する作動ピン40
を設け、ガスの注入時には作動ピン40で分岐ランナ26を
閉鎖するようにしたので、スプルー25および分岐ランナ
26のうちスプルー25のみにガスが流通するようになる。
このため、射出成形を多数回繰り返すにあたり、溶融樹
脂30内へのガスの入り方が毎回ほぼ同じになり、成形品
31の品質を均一にできるうえ、金型20のキャビティ22内
でガスが衝突しなくなるので、成形品31にヒケやパーミ
エーション等の不良現象が生じることを未然に防止でき
る。

【００１５】従って、大型の成形品や固化しやすい樹脂
製の成形品であっても、ヒケやパーミエーション等の不
良現象が生じることなく、成形性の良好な射出成形を行
うことができる。

【００１６】次に、本発明の効果を具体的な実験例に基
づいて説明する。 〔実験例〕本実験例は、本発明に基づく金型を用いてガ
ス射出成形を行う実験である。金型としては、前記第１
実施例で示した金型20と基本的に同一構造のものを採用
し、テストピースとして、図１および図２に示した外部
形状を有する大型面状の成形品31の成形を行った。 〔比較例〕本比較例は、前記実験例と比較するために行
う実験例であり、次の比較例１，２の各々で示すような
金型で射出成形を行う。すなわち、比較例１は、前記実
験例と形状が同一のキャビティ22を有するとともに、前
記実施例の分岐ランナ26に相当するものを省略した金型
を用いて前記テストピースの射出成形を行うものであ
る。比較例２は、前記実験例と形状が同一のキャビティ
22および分岐ランナ26を有するとともに、作動ピン40に
相当するものを省略した金型を用いて前記テストピース
の射出成形を行うものである。 〔射出条件〕これらの実験例、比較例１，および、比較
例２では、2000トンの射出成形機を用い、以下のような
同一射出条件で射出成形を行った。 射出条件 使用材料 ： ポリカーボネート 成形温度 ： ２８０ ℃ 金型温度 ： ８０ ℃ 分岐ランナ温度： ２６０ ℃

【００１７】〔実験結果〕実験例では、成形機の能力を
８０％に設定するとともに、注入するガス圧を２０ＭＰ
ａに設定して射出成形を行った結果、成形品の表面にヒ
ケ等の不良箇所が全くない良品を得ることができた。比
較例１では、前記実験例と同一条件で射出成形を行う
と、ショートショットとなり射出成形が行えなかった。
ここで、成形機の能力を９９％に設定しても、必要量の
樹脂をキャビティ内に充填できなかった。また、樹脂の
流動抵抗を下げるために、樹脂温度を２８０℃から３０
０℃に上げて成形を実施したところ、樹脂が劣化して成
形でききなかった。さらに、比較例１では充填時間が９
秒と長いため、ガスを注入するときには樹脂の粘度が高
くなってしまい、２０ＭＰａでは成形品にガスが注入さ
れなかった。このため、樹脂の流動末端部でヒケが発生
した。比較例２では、ガスが分岐ランナ26内を通るた
め、次の充填時にはガスが分岐ランナ26内に入っている
ので、樹脂内にガスが混入する。これにより、成形品の
表面にシルバーストリークが発生してしまい、不良箇所
の有る成形品しか得られなかった。なお、比較例２にお
いて、その分岐ランナを加熱する加熱装置を停止し、当
該ランナをいわゆるコールドランナにして射出成形を行
ってみたところ、射出成形を繰り返す毎にガスの注入状
態が異なり、均一な成形品を得ることができなかった。

【００１８】なお、本発明は前述の各実施例に限定され
るものではなく、次に示すような変形などをも含むもの
である。すなわち、開閉手段としては、棒状の作動ピン
をその長手方向に移動可能に設けて補助ランナを開閉す
るものに限らず、図４に示されるように、回転軸と直交
する方向に穿設された貫通孔42を有する弁体43でもよ
く、要するに、注入ガスの流通を遮断可能な弁機構であ
れば、具体的な構造は適宜選択できる。

【００１９】また、補助ランナとしては、スプルー25の
両側に形成された分岐ランナ26に限らず、図５に示され
るように、スプルー25を中心にして放射状に広がる４本
の分岐ランナ28でもよい。

【００２０】さらに、成形品の内部のガスチャンネルと
しては、前記実施例で示した平面Ｈ字形状のものに限ら
ず、図５に示したように、平面「田」字形状のガスチャ
ンネル33でもよく、要するに、ガスチャンネルの形状
は、内部に形成されることにより、成形品の表面にヒケ
等が発生しなくなる形状であればよい。

【００２１】

【発明の効果】前述のように本発明によれば、大型薄肉
の成形品や固化しやすい樹脂製の成形品であっても、ヒ
ケやパーミエーション等の不良現象が生じることなく、
成形性の良好な射出成形を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１のS2−S2線における断面図である。

【図３】前記実施例の開閉手段を示す拡大された断面図
である。

【図４】本発明の変形例を示す拡大された断面図であ
る。

【図５】本発明の別の変形例を示す図２に相当する図で
ある。

【符号の説明】

20 金型 22 キャビティ 24 充填口 25 主ランナとしてのスプルー 26, 28 補助ランナとしての分岐ランナ 30 溶融樹脂 40 開閉手段としての作動ピン 43 開閉手段としての弁体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶融樹脂を充填するための充填口を内部の
   キャビティに連結させるコールドランナとしての主ラン
   ナと、この主ランナに連結されかつ枝分かれしたホット
   ランナとしての補助ランナと、この補助ランナを開閉す
   る開閉手段とを設けた金型を用い、前記主ランナおよび
   前記補助ランナの両方を通じて前記キャビティの内部に
   溶融樹脂を充填し、前記開閉手段を閉じてから、前記主
   ランナのみを通じてガスを前記溶融樹脂の内部に注入す
   ることを特徴とするガス射出成形方法。
2. 【請求項２】溶融樹脂を充填するための充填口を内部の
   キャビティに連結させるコールドランナとしての主ラン
   ナと、この主ランナに連結されかつ枝分かれしたホット
   ランナとしての補助ランナと、この補助ランナを開閉す
   る開閉手段とを備えていることを特徴とするガス射出成
   形金型。