JPH1119962A - 合成樹脂製品及びそれを成形する金型装置並びにその成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】合成樹脂製品の意匠面に外形収縮が生じないよ
うにする。 【解決手段】金型装置１３は、固定型１４と、その固定
型１４に対して接近離間可能な可動型１５とから構成さ
れている。両型１４，１５の成形面１４ａ，１５ａは互
いに対向して配置され、可動型１５が固定型１４に接近
したとき、両成形面１４ａ，１５ａによりキャビティ１
６が形成される。そして、可動型１４にはゲート１７が
形成され、そのゲート１７からは溶融された合成樹脂が
キャビティ１６内に射出されるようになっている。そし
て、キャビティ１６内には溶融した合成樹脂が充填され
た後、エア圧入針２２によりエアを圧入する。この圧入
により、合成樹脂製品１１内に中空部が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂製品及び
それを成形する金型装置並びにその成形方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、公園等において花壇の周囲に
沿って打ち込まれる擬木等の合成樹脂製品がある。合成
樹脂製品を成形するための金型装置は、固定型と、その
固定型に対して接近離間可能に設けられた可動型とから
構成されている。両型にはキャビティを構成する成形面
が形成されている。そして、ゲートを介してキャビティ
内に溶融された合成樹脂が充填される。充填された合成
樹脂が冷却硬化した後、固定型から可動型を離間する方
向へ移動させ、合成樹脂製品が取り出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、合成樹脂の
充填密度が均一でないため、冷却時に合成樹脂の収縮度
合に部分的な差を生じ、合成樹脂製品の意匠面の一部に
集中的な反り等の外形収縮を生じてしまう。従って、合
成樹脂製品の意匠面の外観品質が低下するという問題が
あった。

【０００４】又、キャビティ内に合成樹脂を高圧で充填
すると、残留応力による反り等の外形収縮の発生原因と
なると共に、型締め力が不足していると、両型の間から
合成樹脂が漏れ出て、合成樹脂製品の意匠面にバリが発
生してしまう。そのため、ボルトや高価な油圧シリンダ
等により型締め力を高めなければならず、結果として金
型装置の構造が複雑化するという問題がある。

【０００５】更に、外形収縮を抑制するために、合成樹
脂の溶融温度を上げ、その流動性を高めることも考えら
れるが、合成樹脂の温度を上げるのに伴い、気泡が多く
発生するようになる。そのため、合成樹脂が冷却硬化す
ると、合成樹脂製品の意匠面に気泡跡が残る。よって、
合成樹脂製品の意匠面がただれてしまい、外形収縮同様
に合成樹脂製品の意匠面の外観品質が低下するという問
題もある。

【０００６】この発明は、前記各問題点を解決するため
になされたものであり、第１の目的は、低い射出圧で合
成樹脂の流動性を高めることによって、合成樹脂製品の
意匠面に反り等の外形収縮を防止することにより、外観
品質の向上を図り、合成樹脂製品の負荷価値を高めるこ
とにある。又、第２の目的は、金型の構造が複雑化する
のを防止するのを防止することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ポリオレフィン系合成樹脂を粉砕し、それを加熱・
混練して射出成形する際に２〜１０ｋｇ／ｃｍ２ の気
体を圧入することにより、内部に中空部を形成したこと
を要旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、開閉可能な一対
の金型のキャビティ内に合成樹脂を充填して合成樹脂製
品を成形するようにした合成樹脂製品の金型装置におい
て、前記キャビティ内の合成樹脂に気体を圧入するため
の気体圧入手段をキャビティに対して進退可能に設けた
ことを要旨とする。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の金型装置において、気体圧入手段は、合成樹脂が射出
されるゲートの近傍においてキャビティ内に気体を圧入
するものであることを要旨とする。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項２又は請
求項３に記載の金型装置において、気体圧入手段は、筒
体と、その筒体内に設けられた心棒とを含み、筒体と心
棒との間には気体流通路が形成されていることを要旨と
する。

【００１１】請求項５に記載の発明は、一対の金型を閉
じて両金型間にキャビティを形成する工程と、そのキャ
ビティ内に合成樹脂を充填して合成樹脂製品を成形する
成形工程と、キャビティ内に充填された合成樹脂が硬化
する前に、気体圧入手段にて気体を合成樹脂内に圧入す
る気体圧入工程とを備えたことを要旨とする。

【００１２】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の合成樹脂製品の製造方法において、気体圧入工程で
は、金型のゲート付近において合成樹脂内に気体が圧入
されることを要旨とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図面に基づいて説明する。図１（ａ），（ｂ）に
示すように、一端が先細り円柱状をなす合成樹脂製品１
１は、合成樹脂としてのポリエチレンから構成されてい
る。合成樹脂製品１１の一端部には中空部１２が形成さ
れ、この中空部１２は合成樹脂製品１１の長手方向に沿
って延びている。

【００１４】次に、合成樹脂製品１１を製造するための
金型装置１３について説明する。図２，図３に示すよう
に、金型装置１３は固定型１４と可動型１５とから構成
され、可動型１５は固定型１４に対して接近離間可能に
なっている。両型１４，１５には一対の成形面１４ａ，
１５ａがそれぞれ形成され、それらにより、一対のキャ
ビティ１６が形成される。可動型１４及び両型１４，１
５間には各キャビティ１６に連通するゲート１７が形成
され、そのゲート１７からは溶融されたポリエチレンが
キャビティ１６内に射出される。

【００１５】図３，図９（ａ）〜（ｃ）に示すように、
前記固定型１４の両側面には一対のエアシリンダ１８が
ブラケット１９を介して取り付けられている。各エアシ
リンダ１８におけるロッド１８ａの先端には接続管２０
が固定され、各接続管２０にはエアを送るためのチュー
ブ２１がそれぞれ接続されている。各接続管２０の先端
にはエア圧入針２２がそれぞれ取り付けられ、各エア圧
入針２２は、固定型１４の上面に凹設された溝部１４ｂ
内に摺動可能に挿入されて、キャビティ１６に対して進
退可能であり、止め片２３により溝部１４ｂから逸脱し
ないようになっている。図２に示すように、エア圧入針
２２はゲート１７のキャビティ１６側開口に近接して配
置されている。エアシリンダ１８、接続管２０、エア圧
入針２２等により気体圧入手段が構成されている。

【００１６】そして、図９（ｂ）に示すように、エアシ
リンダ１８の駆動によりそのロッド１８ａが突出する
と、各エア圧入針２２の先端はキャビティ１６内に進入
する。一方、図９（ａ）に示すように、ロッド１８ａが
収縮すると、各エア圧入針２２の先端はキャビティ１６
内から後退する。

【００１７】図９（ｃ）に示すように、エア圧入針２２
は、筒体２４と、その筒体２４内に挿入された心棒２５
とから構成されている。この筒体２４と心棒２５との間
の隙間は、気体流通路としてのエア通路２６となってい
る。本実施形態において、エア通路２６の隙間の広さは
０．０５〜０．１０ｍｍとなっており、０．０８ｍｍが
最も好ましい。そして、エアは前記チューブ２１、接続
管２０を介してエア圧入針２２のエア通路２６から供給
されるようになっている。

【００１８】次に、上記の金型装置１３を用いた合成樹
脂製品１１の製造方法について説明する。図３に示すよ
うに、可動型１５を固定型１４に接近させて、両型１
４，１５を閉じると、合成樹脂製品１１を成形するため
のキャビティ１６が形成される。キャビティ１６が形成
された直後に、図４に示すように、エアシリンダ１８の
駆動により、そのロッド１８ａが突出され、エア圧入針
２２の先端がキャビティ１６内に進入される。そして、
この状態からゲート１７を介して溶融されたポリエチレ
ンを射出する。すると、図５に示すように、キャビティ
１６内には溶融したポリエチレンが充填される。図示し
ない検出器により、キャビティ１６全体にポリエチレン
が充填されたと検出されると、ポリエチレンの射出が停
止される。継いで、両型１４，１５の冷却が開始され
る。なお、エア圧入針２２におけるエア通路２６は僅か
な隙間であるため、エア通路２６内に溶融したポリエチ
レンが詰まるおそれはない。

【００１９】一方、ポリエチレンの充填途中にエア圧入
針２２の先端から２〜３ｋｇ／ｃｍ２ の圧力でもって
エアが圧入される。すると、エアによって樹脂の流動性
がよくなり、充填が完了した時に図６に示すように、ポ
リエチレン内に中空部１２が形成される。その後、図７
に示すように、ポリエチレンが完全に冷却硬化する前
に、エアシリンダ１８の駆動により、そのロッド１８ａ
が後退され、エア圧入針２２はキャビティ１６外に抜か
れる。このとき、ポリエチレンの柔軟性が残存している
ため、エア圧入針２２を抜くのに伴い、流動するポリエ
チレンがエア圧入針２２の後退に追従し、ポリエチレン
中に抜き跡が残ることはない。そして、図８に示すよう
に、ポリエチレンが冷却硬化した後、型開きされ、合成
樹脂製品１１が取り出される。

【００２０】次に、本実施形態から見い出せる効果を以
下に記載する。 ・キャビティ１６内に充填された合成樹脂が硬化する前
に、中空部１２を形成すべく、エア圧入針２２によりエ
アを合成樹脂内に圧入したため、合成樹脂の硬化に伴う
収縮分が中空部１２の内圧によって補償される。換言す
れば、合成樹脂の硬化に伴う収縮は、中空部１２が拡大
することによって吸収される。従って、合成樹脂製品１
１の意匠面に外形収縮が現れるのを防止できる。

【００２１】・合成樹脂製品１１内に中空部１２を設け
たため、合成樹脂の使用量を減らすことができる。よっ
て、合成樹脂製品１１の軽量化を図ることができるとと
もに、材料費を低減することができる。

【００２２】・合成樹脂製品１１に外形収縮が生じない
ため、キャビティ１６内に合成樹脂を高圧で射出して合
成樹脂の充填密度を高めなくてもよく、両金型１４，１
５の型締め力を高める必要がない。そのため、両金型１
４，１５の型締め力を高めるための型締め用のボルトや
高価な油圧シリンダ等が不要になる。従って、部品点数
を少なくできるとともに、両型１４，１５の構造が複雑
化するのを防止できる。

【００２３】・合成樹脂製品１１に外形収縮が生じない
ようにするために、合成樹脂製品１１を成形する際にお
いて、合成樹脂を高温にしてその流動性の向上を図らな
くてもよい。そのため、合成樹脂の温度上昇に伴い、同
合成樹脂に気泡が発生することがない。従って、成形さ
れる合成樹脂製品１１の意匠面に気泡跡が残らなくな
り、合成樹脂製品１１の意匠面の外観品質が低下するの
を防止することができる。

【００２４】・細長状の筒体２４内に心棒２５を設け、
それらの間に僅かな隙間からなるエア通路２６を形成し
たため、キャビティ１６内に溶融した合成樹脂が充填さ
れても、エア通路２６内にその合成樹脂が侵入するのを
確実に防止することができる。従って、簡単な構造にも
拘わらず、エア通路２６が目詰まりするのを防止でき
る。

【００２５】・キャビティ１６内に合成樹脂が充填され
た後、ゲート１７付近における合成樹脂にエアを圧入す
るようにした。即ち、ゲート１７付近の合成樹脂は他の
部分よりも柔軟性があるため、エア圧入針２２のエア通
路２６から低圧でエアを圧入することができる。

【００２６】・ゲート１７付近の合成樹脂は最後に硬化
するため、この部分での外形収縮がが生じ易いが、この
ゲート１７の付近でエアを圧入するため、外形収縮を確
実に防止できる。

【００２７】なお、前記実施形態は次のように構成して
もよい。 ・中空部１２内に不活性ガスを圧入すること。 ・ポリエチレンに換えて、例えばポリプロピレン等、他
のポリオレフィン系合成樹脂に変更すること。

【００２８】・各キャビティ１６の中央部付近又はゲー
ト１７の反対側に各エア圧入針２２を設け、合成樹脂製
品１１の一端部のみならず中央部又は他端部にも中空部
１２を形成すること。この構成によれば、合成樹脂製品
１１の意匠面に外形収縮がより一層生じにくくなる。

【００２９】・前記実施形態では、ポリエチレンの充填
途中に２〜３ｋｇ／ｃｍ２ の圧力でもってエアを圧入
したが、この数値に限定されることなく、２〜１０ｋｇ
／ｃｍ２ の範囲内であれば、任意の数値に変更しても
よい。

【００３０】次に、前記実施形態から把握できる請求項
以外の技術的思想について、それらの効果とともに記載
する。 ・気体圧入工程では、２〜１０ｋｇ／ｃｍ２ の圧力で
もって合成樹脂内に気体が圧入される請求項５又は請求
項６に記載の合成樹脂製品の製造方法。この方法によれ
ば、低い射出圧で合成樹脂の流動性を高められる。

【００３１】・気体圧入工程では、２〜３ｋｇ／ｃｍ２
の圧力でもって合成樹脂内に気体が圧入される請求項
５又は請求項６に記載の合成樹脂製品の製造方法。低い
射出圧で合成樹脂の流動性をより一層高められる。

【００３２】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明によれば、低い射出圧で合成樹脂の流動性を高められ
る。従って、合成樹脂製品の意匠面に反り等の外形収縮
を防止して、外観品質の向上を図ることができ、合成樹
脂製品の負荷価値を高めることができる。又、中空部に
より合成樹脂の使用量を減らすことができるので、合成
樹脂の軽量化を図ることができる。

【００３３】請求項２に記載の発明によれば、合成樹脂
内に気体を圧入するための気体圧入手段を設けたため、
両金型の型締め力を高めることなく合成樹脂の外形収縮
を防止できる。そのため、両金型の型締め力を高めるた
めの型締め用のボルトや油圧シリンダ等が必要ない。従
って、金型の構造が複雑化するのを防止できる。

【００３４】請求項３に記載の発明によれば、ゲートの
近傍に気体を圧入することにより、合成樹脂製品に外形
収縮が生じるのを確実に防止することができる。請求項
４に記載の発明によれば、気体流通路内に合成樹脂が侵
入するのを確実に防止することができるため、簡単な構
造にも拘わらず、気体流通路が詰まるのを防止できる。

【００３５】請求項５に記載の発明によれば、合成樹脂
内に気体を圧入することにより、合成樹脂の充填密度を
高めることができ、合成樹脂製品に外形収縮が生じるの
を防止することができる。

【００３６】請求項６に記載の発明によれば、キャビテ
ィ内に合成樹脂が充填された後において、ゲート付近に
おける合成樹脂の柔軟性が最も高いので、気体を低圧か
つ迅速に圧入することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は合成樹脂製品の一部切り欠き斜視図、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図。

【図２】金型装置の断面図。

【図３】図２のＹ−Ｙ断面図。

【図４】キャビティ内にエア圧入針を挿入した状態を示
す金型装置の断面図。

【図５】キャビティ内に合成樹脂を充填した状態を示す
金型装置の断面図。

【図６】合成樹脂にエアを圧入した状態を示す金型装置
の断面図。

【図７】キャビティ内からエア圧入針を抜いた状態を示
す金型装置の断面図。

【図８】金型装置を型開きした状態を示す金型装置の断
面図。

【図９】（ａ）はエア圧入針が後退した状態を示す平面
図、（ｂ）はエア圧入針が突出した状態を示す平面図、
（ｃ）はエア圧入針の断面図。

【符号の説明】 １１…合成樹脂製品、１２…中空部、１４…固定型、１
５…可動型、１６…キャビティ、１７…ゲート、１８…
エアシリンダ（気体圧入手段）、２０…接続管（気体圧
入手段）、２２…エア圧入針（気体圧入手段）、２４…
筒体、２５…心棒、２６…エア通路

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリオレフィン系合成樹脂を粉砕し、それ
   を加熱・混練して射出成形する際に２〜１０ｋｇ／ｃｍ
   ２ の気体を圧入することにより、内部に中空部を形成
   した合成樹脂製品。
2. 【請求項２】開閉可能な一対の金型のキャビティ内に合
   成樹脂を充填して合成樹脂製品を成形するようにした合
   成樹脂製品の金型装置において、 前記キャビティ内の合成樹脂に気体を圧入するための気
   体圧入手段をキャビティに対して進退可能に設けた合成
   樹脂製品の金型装置。
3. 【請求項３】気体圧入手段は、合成樹脂が射出されるゲ
   ートの近傍においてキャビティ内に気体を圧入するもの
   である請求項２に記載の金型装置。
4. 【請求項４】気体圧入手段は、筒体と、その筒体内に設
   けられた心棒とを含み、筒体と心棒との間には気体流通
   路が形成されている請求項２又は請求項３に記載の金型
   装置。
5. 【請求項５】一対の金型を閉じて両金型間にキャビティ
   を形成する工程と、 キャビティ内に合成樹脂を充填して合成樹脂製品を成形
   する成形工程と、 キャビティ内に充填された合成樹脂が硬化する前に、気
   体圧入手段にて気体を合成樹脂内に圧入する気体圧入工
   程とを備えた合成樹脂製品の製造方法。
6. 【請求項６】気体圧入工程では、金型のゲート付近にお
   いて合成樹脂内に気体が圧入される請求項５に記載の合
   成樹脂製品の製造方法。