樹脂成形用のゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法
【課題】ゴム型に生じる変形を抑制することができ、樹脂成形品の生産性を向上できる樹脂成形用のゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法を提供すること。
【解決手段】樹脂成形用のゴム型２は、所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂６を充填するキャビティ２２を形成してなるゴム製の成形型である。ゴム型２は、複数の分割型部２１を組み合わせてなると共に、分割型部２１同士が対面する分割面２０にキャビティ２２を形成してなる。ゴム型２の分割面２０には、ゴム型２を構成するゴムよりも硬度が高い材質からなるランナー用入子３が、着脱可能な状態で埋設してある。ランナー用入子３は、複数の分割入子部３１を組み合わせてなると共に、分割入子部３１同士が対面する合わせ面３０に、キャビティ２２内へ熱可塑性樹脂６を導くためのランナー３２を形成してなる。
【解決手段】樹脂成形用のゴム型２は、所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂６を充填するキャビティ２２を形成してなるゴム製の成形型である。ゴム型２は、複数の分割型部２１を組み合わせてなると共に、分割型部２１同士が対面する分割面２０にキャビティ２２を形成してなる。ゴム型２の分割面２０には、ゴム型２を構成するゴムよりも硬度が高い材質からなるランナー用入子３が、着脱可能な状態で埋設してある。ランナー用入子３は、複数の分割入子部３１を組み合わせてなると共に、分割入子部３１同士が対面する合わせ面３０に、キャビティ２２内へ熱可塑性樹脂６を導くためのランナー３２を形成してなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ゴム型内に熱可塑性樹脂を充填して樹脂成形品を得るためのゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂は、種々の成形方法によって、所定形状の成形品に成形している。結晶性、非晶性、あるいは溶融粘度の高低に応じて、更に成形品の形状に応じて射出成形、ブロー成形、押し出し成形、プレス成形等種々の成形方法が実用化されている。
例えば、特許文献１においては、ゴム製の成形型を用いて熱可塑性樹脂を成形する樹脂成形方法が開示されている。この樹脂成形方法においては、成形型内に熱可塑性樹脂を充填する際に、成形型の表面から熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射することにより、成形型に対して熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる。これにより、熱可塑性樹脂の温度が低下して、その粘度が増加することを防止している。
【０００３】
また、例えば、特許文献２においては、シリコーンゴム型を用いて熱可塑性樹脂の射出成形を行う樹脂成形方法が開示されている。この樹脂成形方法においては、液状の付加硬化型シリコーンゴム組成物を硬化させてシリコーンゴム型を成形し、このシリコーンゴム型をバックアップ体に据え付け、シリコーンゴム型内へ溶融した熱可塑性樹脂を射出成形している。これにより、表面精度及び表面光沢が良好な樹脂成形品を簡便に成形することができる。
【０００４】
しかしながら、上記従来の樹脂成形方法においては、樹脂成形品の生産性を向上させるための工夫はなされていない。すなわち、上記ゴム型（ゴム製の成形型又はシリコーンゴム型）は、金属製の金型に比べて、熱伝導率が低く、熱可塑性樹脂が充填されて高温に加熱された後には、冷却され難い。そのため、ゴム型内に充填した熱可塑性樹脂の冷却・固化に時間がかかり、ゴム型内に成形した樹脂成形品を取り出すまでに時間を要するため、生産性を向上させるためには十分ではなかった。
【０００５】
また、特に、樹脂成形品の形状に形成したキャビティ内へ熱可塑性樹脂を導くランナー（樹脂導入流路）は、熱可塑性樹脂が充填されるときの充填圧力が最も高く加わる部位であり、熱可塑性樹脂の充填流動が最後に完了する部位でもある。そのため、ランナーに充填された熱可塑性樹脂は、冷却され難い状態にあり、ランナーに充填された熱可塑性樹脂が冷却・固化するまで、ゴム型内から成形後の樹脂成形品を取り出すことができなかった。
キャビティ内における充填不良を解消し、表面精度に優れた樹脂成形品を成形するためには、熱可塑性樹脂の充填圧力を高くすることも考えられる。しかしながら、熱可塑性樹脂の充填圧力を高くすると、ゴム型であるために、特にランナーでの変形が大きくなり、場合によっては型外へ熱可塑性樹脂が漏洩するおそれがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３６７４７号公報
【特許文献２】特許第２９０６９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ゴム型に生じる変形を抑制することができ、樹脂成形品の生産性を向上させることができる樹脂成形用のゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂を充填するキャビティを形成してなるゴム製のゴム型であって、
該ゴム型は、複数の分割型部を組み合わせてなると共に、該分割型部同士が対面する分割面に上記キャビティを形成してなり、
上記ゴム型の上記分割面には、該ゴム型を構成するゴムよりも硬度が高い材質からなるランナー用入子が、着脱可能な状態で埋設してあり、
該ランナー用入子は、複数の分割入子部を組み合わせてなると共に、該分割入子部同士が対面する合わせ面に、上記キャビティ内へ上記熱可塑性樹脂を導くためのランナーを形成してなることを特徴とする樹脂成形用のゴム型にある（請求項１）。
【０００９】
本発明の樹脂成形用のゴム型は、ゴム型を構成するゴムよりも硬度が高い材質からなるランナー用入子に対してランナーを形成している。これにより、ゴム型におけるランナーの剛性を向上させることができ、キャビティへ熱可塑性樹脂を充填する際に、ランナーに生じる変形を抑制することができる。そのため、ゴム型における分割面から熱可塑性樹脂が漏洩してしまうことを防止することができる。また、ランナーに生じる変形を抑制できることにより、熱可塑性樹脂の充填圧力を適切に確保することができ、キャビティには、表面精度の優れた樹脂成形品を成形することができる。
【００１０】
また、ランナー用入子は、ゴム型の分割面（パーティング面）に、着脱可能な状態で埋設してある。これにより、キャビティ内に充填された熱可塑性樹脂が冷却・固化したときには、ランナー内に充填された熱可塑性樹脂が完全に冷却・固化する前であっても、ゴム型の分割型部同士を分離して、ランナー用入子が取り付いた状態の樹脂成形品をキャビティ内から取り出すことができる。
【００１１】
また、ランナー用入子は、複数の分割入子部を組み合わせてなると共に、分割入子部同士が対面する合わせ面に、ランナーを形成してなる。これにより、ゴム型から取り出した樹脂成形品に対して取り付いたランナー用入子は、このランナー用入子内に成形されるランナー成形物が完全に冷却・固化する前であっても、その分割入子部同士を分離して取り外すことができる。したがって、樹脂成形品の成形に要する時間を短縮することができ、その生産性を向上させることができる。
なお、ランナー成形物が完全に冷却・固化する前の状態であっても、ランナー成形物と、樹脂成形品との境界部分が冷却・固化していれば、樹脂成形品の表面に悪影響が生じないため、樹脂成形品に対してランナー成形物を切除することができる。
【００１２】
それ故、本発明の樹脂成形用のゴム型によれば、ゴム型に生じる変形を抑制することができ、樹脂成形品の生産性を向上させることができる。
【００１３】
第２の発明は、上記樹脂成形用のゴム型を用いた成形装置であって、
上記ランナーを介して上記キャビティ内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂を所定の圧力で射出する射出手段と、
上記ゴム型の上記分割面が開かないよう上記分割型部同士の型締めを行う型締め手段と、
上記ゴム型に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する電磁波発生手段とを有していることを特徴とするゴム型を用いた成形装置にある（請求項５）。
【００１４】
本発明のゴム型を用いた成形装置は、上記ゴム型の使用に適した成形装置である。そして、本発明においては、特に上記電磁波発生手段を用いることにより、ゴム型に比べてキャビティ内へ充填する熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、ゴム型に対する熱可塑性樹脂の充填性を向上させることができる。
また、樹脂成形品を成形する際には、型締め手段によって、ゴム型の分割面が開かないよう分割型部同士の型締めを行い、射出手段によって、ランナーを介してキャビティ内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂を所定の圧力で射出することができる。
【００１５】
それ故、本発明のゴム型を用いた成形装置によれば、ゴム型に生じる変形を抑制して、充填不良がほとんどない良好な樹脂成形品を得ることができ、樹脂成形品の生産性を向上させることができる。
【００１６】
また、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波により、ゴム型に比べて、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム型の表面に照射された０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波は、ゴム型に吸収される割合に比べて、ゴム型を透過して熱可塑性樹脂に吸収される割合が多いと考える。そのため、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波による光のエネルギーが熱可塑性樹脂に優先的に吸収されて、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができると考える。
【００１７】
第３の発明は、上記樹脂成形用のゴム型を用いた成形方法であって、
上記ゴム型に対して上記ランナー用入子を埋設しておき、
上記キャビティ内へ溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程と、該樹脂成形品を上記キャビティ内から取り出す取出工程とを行うに際し、
上記充填工程においては、上記ゴム型を介して上記熱可塑性樹脂に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して、該熱可塑性樹脂を加熱し、
上記取出工程においては、上記分割面を開けて上記樹脂成形品を取り出すと共に、上記合わせ面を開けて上記ランナー内に成形されるランナー成形物を取り出すことを特徴とするゴム型を用いた成形方法にある（請求項６）。
【００１８】
本発明のゴム型を用いた成形方法は、上記ゴム型の使用に適した成形方法である。そして、本発明においては、特に上記充填工程において、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波によって熱可塑性樹脂を加熱することにより、ゴム型に比べてキャビティ内へ充填する熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、ゴム型に対する熱可塑性樹脂の充填性を向上させることができる。
また、上記取出工程においては、ゴム型における分割面を開けて（複数の分割型部同士を分離して）、樹脂成形品を取り出すと共に、ランナー用入子における合わせ面を開けて（複数の分割入子部同士を分離して）、ランナー内に成形されるランナー成形物を取り出すことができる。
【００１９】
それ故、本発明のゴム型を用いた成形方法によれば、ゴム型に生じる変形を抑制して、充填不良がほとんどない良好な樹脂成形品を得ることができ、樹脂成形品の生産性を向上させることができる。
なお、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波により、ゴム型に比べて熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由は、上記第２の発明と同様に考える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
上述した第１〜第３の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記分割面に形成したキャビティとは、複数の分割型部に渡ってキャビティが形成されていることをいう。また、上記合わせ面に形成したランナーとは、合わせ面の面内において、ランナーを形成したことをいう。そして、ランナーの形成方向は、合わせ面の面方向に沿って形成することができる。
また、上記ランナー用入子は、その全体を上記ゴム型内に埋設することができ、その一部をゴム型内に埋設することもできる。
【００２１】
上記ゴム型に埋設した状態の上記ランナー用入子の上記合わせ面は、上記ゴム型における上記分割面に対して直交していることが好ましい（請求項２）。
この場合には、ゴム型にランナー用入子を埋設することによって、ゴム型の壁面を利用して、ランナー用入子における合わせ面が開かないように（分割入子部同士が分離しないように）することができる。そのため、ランナー用入子の型締めを容易に行うことができる。また、ゴム型の分割面が開かないように（分割型部同士が分離しないように）、ゴム型を保持することによって、ランナー用入子の型締めを行うことができる。
また、ランナー用入子における合わせ面が開かないように、ランナー用入子に別途型締め機構を設けることもできる。この型締め機構としては、例えば、一対の分割入子部に連続して斜めにピンを差し込む構成とすることができる。
【００２２】
また、上記ランナー用入子は、ガラス、陶磁器等のセラミックス、又は金属からなることが好ましい（請求項３）。
この場合には、ランナー用入子の剛性を簡単に高めることができる。また、ランナー用入子の熱伝導性を高めることができ、ランナー内に充填された熱可塑性樹脂の冷却時間を短縮することができる。
【００２３】
また、上記ゴム型は、透明又は半透明のシリコーンゴムからなり、上記ランナー用入子は、ガラスからなることが好ましい（請求項４）。
この場合には、特に、ゴム型を介して熱可塑性樹脂に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して、熱可塑性樹脂を加熱する際に、当該電磁波の多くを、ゴム型及びランナー用入子を透過させて、キャビティ内及びランナー内の熱可塑性樹脂に吸収させることが容易になる。
また、ゴム型に用いるシリコーンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格測定において２５〜８０であることが好ましい。
【００２４】
また、上記取出工程においては、上記樹脂成形品が冷却・固化した後、上記ランナー成形物が完全に冷却・固化する前の状態で、上記ゴム型の上記分割型部同士を分離して、上記ランナー用入子が取り付いた状態の上記樹脂成形品を取り出し、次いで、上記ランナー用入子の上記分割入子部同士を分離して、上記完全に冷却・固化する前の状態のランナー成形物を取り出すことができる（請求項７）。
この場合には、樹脂成形品の成形に要する時間を短縮することができ、その生産性をより向上させることができる。
【００２５】
また、第２、第３の発明において、上記ゴム型を介して上記熱可塑性樹脂に照射する電磁波としては、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波だけでなく、これ以外の領域の電磁波も含まれていてもよい。この場合において、ゴム型を介して熱可塑性樹脂に照射する電磁波又は透過電磁波は、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波を、これ以外の領域の電磁波よりも多く含むことが好ましい。
また、上記熱可塑性樹脂の加熱に、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波を用いる理由は、この波長の領域の電磁波は、ゴム型を透過し易い性質を有する一方、熱可塑性樹脂に吸収され易い性質を有するためである。
【００２６】
また、上記電磁波は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有していることが好ましい。この場合には、電磁波発生手段等の電磁波発生源として、出射する電磁波の波長に所定の分布特性を有するハロゲンヒータ、赤外線ランプ等を用いることができる。
【００２７】
また、上記熱可塑性樹脂は、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン−プロピレン−ジエン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）等のＡＢＳ系樹脂であることが好ましい。この場合には、上記電磁波により、ゴム型をほとんど加熱することなく上記ＡＢＳ系樹脂を選択的に加熱することができる。
【００２８】
また、上記熱可塑性樹脂は、非晶性熱可塑性樹脂であることが好ましい。
ところで、熱可塑性樹脂の冷却速度は比較的遅くすることが多い。そのため、冷却中に熱可塑性樹脂の結晶性が高くなることがあり、これによって、樹脂成形品の寸法精度が低下したり、樹脂成形品の耐衝撃性が低下したりすることがある。これに対し、熱可塑性樹脂を非晶性熱可塑性樹脂にしたことにより、上記樹脂成形品の寸法精度の低下及び耐衝撃性の低下等を防止することができる。
【００２９】
非晶性熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、スチレン・メタクリル酸メチル共重合体等のスチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン−プロピレン−ジエン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）、ＨＩＰＳ樹脂（ハイインパクトポリスチレン樹脂、特にブタジエンを含有するもの）、変性ポリフェニレンエーテル等のゴム変性熱可塑性樹脂、又はポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ＰＣ／ゴム変性熱可塑性樹脂アロイ等を用いることができる。その中でも、特にゴム変性熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【００３０】
また、上記熱可塑性樹脂は、ゴム変性熱可塑性樹脂とすることができ、ゴム変性熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ゴム質重合体の存在下にビニル系単量体をグラフト重合させた重合体を１種又は２種以上含むものが好ましい。
上記ゴム質重合体としては、特に限定されないが、ポリブタジエン、ブタジエン・スチレン共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、エチレン・ブテン−１共重合体、エチレン・ブテン−１・非共役ジエン共重合体、アクリルゴム、シリコーンゴム等が挙げられ、これらは１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３１】
また、上記ゴム質重合体としては、ポリブタジエン、ブタジエン・スチレン共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、アクリルゴムを用いることが好ましく、上記ゴム変性熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂等のＡＢＳ系樹脂を用いることがさらに好ましい。
【実施例】
【００３２】
以下に、本発明の樹脂成形用のゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の樹脂成形用のゴム型２は、図１、図２に示すごとく、所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂６を充填するキャビティ２２を形成してなるゴム製の成形型である。
このゴム型２は、複数の分割型部２１を組み合わせてなると共に、分割型部２１同士が対面する分割面（パーティング面）２０にキャビティ２２を形成してなる。また、ゴム型２の分割面２０には、ゴム型２を構成するゴムよりも硬度が高い材質からなるランナー用入子３が、着脱可能な状態で埋設してある。また、ランナー用入子３は、複数の分割入子部３１を組み合わせてなると共に、分割入子部３１同士が対面する合わせ面３０に、キャビティ２２内へ熱可塑性樹脂６を導くためのランナー３２を形成してなる（図５参照）。
【００３３】
以下に、本例の樹脂成形用のゴム型２、並びにこれを用いた成形装置１及び成形方法につき、図１〜図６を参照して詳説する。
本例においては、熱可塑性樹脂６として、非晶性熱可塑性樹脂であると共にゴム変性熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂を用いる。
また、本例のゴム型２は、透明又は半透明のシリコーンゴムからなる。このゴム型２は、成形する樹脂成形品６１のマスターモデル（手作りの現物等）を液状のシリコーンゴム内に配置し、このシリコーンゴムを硬化させ、硬化後のシリコーンゴムを切り開いて、このシリコーンゴムからマスターモデルを取り出すことによって作製することができる。
また、図１に示すごとく、本例のゴム型２は、１つの分割面２０を形成して２つの分割型部２１を組み合わせて形成した。これに対し、ゴム型２は、成形する樹脂成形品６１の形状が複雑な場合は、３つ以上の分割型部２１を組み合わせて形成することもできる。
【００３４】
本例の成形装置１は、ゴム型２に対して熱可塑性樹脂６の射出成形を行う。成形装置１は、図３に示すごとく、ランナー３２を介してキャビティ２２内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂６を所定の圧力で射出する射出シリンダー５２と、ゴム型２の分割面２０が開かないよう分割型部２１同士の型締めを行う型締め手段５１と、ゴム型２に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する電磁波発生手段４とを有している。本例においては、射出シリンダー５２からゴム型２内へ射出する溶融状態の熱可塑性樹脂６の圧力は、０．５〜５ＭＰａとする。
【００３５】
型締め手段５１は、一対の型締め用プレート５１１の間にゴム型２を配置し、加圧シリンダー等の加圧手段によって、一対の型締め用プレート５１１を介してゴム型２に加圧する構成とすることができる。なお、型締め用プレート５１１を電磁波発生手段４とゴム型２との間に配置する場合は、型締め用プレート５１１は、電磁波発生手段４による電磁波（特に近赤外線領域の電磁波）を透過させるために、透明又は半透明のガラス等から構成することができる。
また、図３において、電磁波発生手段４から出射する電磁波を矢印Ｘで示し、型締め手段５１による型締め力を矢印Ｆによって示す。
【００３６】
本例の電磁波発生手段４は、電磁波（光）の発生源４１と、この発生源４１による電磁波をゴム型２の方向へ導くリフレクタ（反射板）４２とを有している。本例の電磁波発生手段４としては、近赤外線領域内の約１．２μｍの付近に光強度のピークを有する近赤外線ハロゲンヒータを用いる。
【００３７】
また、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波（光）に対する吸光度（特定の波長の光に対する吸収強度を示す尺度）は、熱可塑性樹脂６として用いるＡＢＳ樹脂の方が、ゴム製のゴム型２として用いるシリコーンゴムよりも大きくなっている。なお、吸光度は、例えば、島津製作所製ＵＶ３１００を用いて測定することができる。
また、本例においては、溶融した状態の熱可塑性樹脂６をゴム型２のキャビティ２２内に注入し、ゴム型２に上記電磁波を照射することにより、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂６の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止して、樹脂成形品６１を得る。
【００３８】
図６は、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについて、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、各シリコーンゴムにおける光の透過率を示すグラフである。同図において、各シリコーンゴムは、２００〜２２００（ｎｍ）の間の波長の光を透過させることがわかる。そのため、この波長の領域である近赤外線（０．７８〜２μｍの波長領域の光）をシリコーンゴム製のゴム型２の表面に照射すると、当該近赤外線の多くを、ゴム型２を透過させて熱可塑性樹脂６に吸収させることができる。そして、ゴム型２に比べて熱可塑性樹脂６を選択的に加熱できることがわかる。
【００３９】
本例のランナー用入子３は、電磁波発生手段４から出射した電磁波を透過し易くするために、ガラスから構成している。図１、図２、図５に示すごとく、ランナー用入子３は、射出シリンダー５２の先端が係合する係合凹部３３と、この係合凹部３３からキャビティ２２に向けて形成したランナー３２とを形成してなる。そして、ランナー用入子３は、ランナー３２の形成方向に沿って合わせ面３０を形成して、２つの分割入子部３１に分割してある。また、ランナー３２は、その形成方向に直交する方向の流路断面積がキャビティ２２に向けて縮小している。
また、ランナー用入子３においては、キャビティ２２に対して射出シリンダー５２を近づけるよう、ランナー３２をできるだけ短く形成することが好ましい。
【００４０】
図１、図２に示すごとく、ランナー用入子３をゴム型２に埋設した状態においては、ランナー用入子３の合わせ面３０は、ゴム型２における分割面２０に対して直交している。すなわち、本例のランナー用入子３は、その合わせ面３０が、分割面２０に対して直交する状態でゴム型２に埋設されている。ランナー用入子３は、ゴム型２の分割面２０に形成した（一対の分割型部２１に渡って形成した）埋設用凹部２３内に嵌入されている。ゴム型２にランナー用入子３を埋設することによって、埋設用凹部２３の壁面を利用して、ランナー用入子３における合わせ面３０が開かないように（分割入子部３１同士が分離しないように）することができる。
【００４１】
次に、上記ゴム型２及び成形装置１を用いて、樹脂成形品６１を成形する方法及び本例における作用効果につき説明する。
まず、準備工程として、図２に示すごとく、埋設用凹部２３に対してランナー用入子３を埋設して、一対の分割型部２１を閉じてゴム型２の分割面２０を閉じる。そして、ゴム型２の分割面２０が開かないよう、一対の分割型部２１を対面させる方向に加圧する型締め手段５１によって型締めを行う（図３参照）。
次いで、充填工程として、図３に示すごとく、ランナー用入子３の係合凹部３３に射出シリンダー５２を係合し、射出シリンダー５２からランナー３２を介してキャビティ２２内へ溶融状態の熱可塑性樹脂６を射出する。そして、キャビティ２２及びランナー３２の全体に、熱可塑性樹脂６を充填する。
【００４２】
また、上記充填を行う際には、電磁波発生手段４によって、ゴム型２を介して熱可塑性樹脂６に、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射し、熱可塑性樹脂６を加熱する。このとき、ゴム型２に比べてキャビティ内へ充填する熱可塑性樹脂６を選択的に加熱することができ、熱可塑性樹脂６の温度を高く維持し、その溶融粘度が増加することを防止して、充填性を向上させることができる。
【００４３】
そして、ゴム型２を透明又は半透明のシリコーンゴムから形成し、ランナー用入子３をガラスから形成していることにより、電磁波発生手段４から出射した電磁波の多くを、ゴム型２及びランナー用入子３を透過させ、キャビティ２２内及びランナー３２内の熱可塑性樹脂６に吸収させることができる。
【００４４】
次いで、冷却工程として、キャビティ２２内の熱可塑性樹脂６を冷却して樹脂成形品６１を得る。このとき、型締め手段５１によってゴム型２の型締めを行った状態を維持して、自然冷却により、ゴム型２、並びにキャビティ２２内及びランナー３２内に充填した熱可塑性樹脂６を冷却する。
次いで、取出工程においては、図４に示すごとく、分割面２０を開けて樹脂成形品６１を取り出すと共に、図５に示すごとく、合わせ面３０を開けてランナー３２内に成形されるランナー成形物６２を取り出す。このとき、本例においては、樹脂成形品６１が冷却・固化した後、ランナー成形物６２が完全に冷却・固化する前の状態で、ゴム型２の分割型部２１同士を分離して、ランナー用入子３が取り付いた状態の樹脂成形品６１をキャビティ２２から取り出す（図４参照）。次いで、ランナー用入子３の分割入子部３１同士を分離して、完全に冷却・固化する前の状態のランナー成形物６２をランナー３２から取り出す（図５参照）。その後、樹脂成形品６１からランナー成形物６２を切除して、最終製品となる樹脂成形品６１を得ることができる。
【００４５】
本例の樹脂成形用のゴム型２は、ゴム型２を構成するゴムよりも硬度が高いガラスからなるランナー用入子３に対してランナー３２を形成している。これにより、ゴム型２におけるランナー用入子３１の剛性を向上させることができ、キャビティ２２へ熱可塑性樹脂６を充填する際に、ランナー３２に生じる変形を抑制することができる。そのため、ゴム型２における分割面２０及びランナー用入子３における合わせ面３０から熱可塑性樹脂６が漏洩してしまうことを防止することができる。また、ランナー３２に生じる変形を抑制できることにより、熱可塑性樹脂６の充填圧力を適切に確保することができ、キャビティ２２には、表面精度の優れた樹脂成形品６１を成形することができる。
【００４６】
また、ランナー用入子３の剛性を高くできることにより、ランナー３２の耐圧を高くすることができる。そして、キャビティ２２における流路断面積に対する長さの大きい場合、あるいは溶融粘度の高い熱可塑性樹脂を用いるような場合等の射出圧力が高くなる樹脂成形品６１にも対応することができる。
また、ランナー用入子３は、ゴム型２の分割面２０に、着脱可能な状態で埋設してある。これにより、上記のごとく、キャビティ２２内に充填された熱可塑性樹脂６が冷却・固化したときには、ランナー３２内に充填された熱可塑性樹脂６が完全に冷却・固化する前であっても、ゴム型２の分割型部２１同士を分離して、ランナー用入子３が取り付いた状態の樹脂成形品６１をキャビティ２２から取り出すことができる。
【００４７】
また、ランナー用入子３は、複数の分割入子部３１を組み合わせてなると共に、分割入子部３１同士が対面する合わせ面３０に、ランナー３２を形成してなる。これにより、上記のごとく、ゴム型２から取り出した樹脂成形品６１に対して取り付いたランナー用入子３は、このランナー用入子３内に成形されるランナー成形物６２が完全に冷却・固化する前であっても、その分割入子部３１同士を分離して取り外すことができる。したがって、樹脂成形品６１の成形に要する時間を短縮することができ、その生産性を向上させることができる。
なお、ランナー成形物６２が完全に冷却・固化する前の状態であっても、ランナー成形物６２と、樹脂成形品６１との境界部分が冷却・固化していれば、樹脂成形品６１の表面に悪影響が生じないため、樹脂成形品６１に対してランナー成形物６２を切除することができる。
【００４８】
それ故、本例の樹脂成形用のゴム型２、並びにこれを用いた成形装置１及び成形方法によれば、ゴム型２に生じる変形を抑制して、充填不良がほとんどない良好な樹脂成形品６１を得ることができ、樹脂成形品６１の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例における、樹脂成形用のゴム型を示す斜視図。
【図２】実施例における、樹脂成形用のゴム型を示す断面説明図。
【図３】実施例における、樹脂成形用のゴム型を用いた成形装置を示す断面説明図。
【図４】実施例における、ゴム型の分割面を開けて樹脂成形品を取り出す状態を示す側方説明図。
【図５】実施例における、ランナー用入子の合わせ面を開けてランナー成形物を取り出す状態を示す斜視図。
【図６】実施例において、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについての光の透過率を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５０】
１ 成形装置
２ ゴム型
２０ 分割面
２１ 分割型部
２２ キャビティ
３ ランナー用入子
３０ 合わせ面
３１ 分割入子部
３２ ランナー
４ 電磁波発生手段
５１ 型締め手段
５２ 注入ノズル
６ 熱可塑性樹脂
６１ 樹脂成形品
６２ ランナー成形物
【技術分野】
【０００１】
ゴム型内に熱可塑性樹脂を充填して樹脂成形品を得るためのゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂は、種々の成形方法によって、所定形状の成形品に成形している。結晶性、非晶性、あるいは溶融粘度の高低に応じて、更に成形品の形状に応じて射出成形、ブロー成形、押し出し成形、プレス成形等種々の成形方法が実用化されている。
例えば、特許文献１においては、ゴム製の成形型を用いて熱可塑性樹脂を成形する樹脂成形方法が開示されている。この樹脂成形方法においては、成形型内に熱可塑性樹脂を充填する際に、成形型の表面から熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射することにより、成形型に対して熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる。これにより、熱可塑性樹脂の温度が低下して、その粘度が増加することを防止している。
【０００３】
また、例えば、特許文献２においては、シリコーンゴム型を用いて熱可塑性樹脂の射出成形を行う樹脂成形方法が開示されている。この樹脂成形方法においては、液状の付加硬化型シリコーンゴム組成物を硬化させてシリコーンゴム型を成形し、このシリコーンゴム型をバックアップ体に据え付け、シリコーンゴム型内へ溶融した熱可塑性樹脂を射出成形している。これにより、表面精度及び表面光沢が良好な樹脂成形品を簡便に成形することができる。
【０００４】
しかしながら、上記従来の樹脂成形方法においては、樹脂成形品の生産性を向上させるための工夫はなされていない。すなわち、上記ゴム型（ゴム製の成形型又はシリコーンゴム型）は、金属製の金型に比べて、熱伝導率が低く、熱可塑性樹脂が充填されて高温に加熱された後には、冷却され難い。そのため、ゴム型内に充填した熱可塑性樹脂の冷却・固化に時間がかかり、ゴム型内に成形した樹脂成形品を取り出すまでに時間を要するため、生産性を向上させるためには十分ではなかった。
【０００５】
また、特に、樹脂成形品の形状に形成したキャビティ内へ熱可塑性樹脂を導くランナー（樹脂導入流路）は、熱可塑性樹脂が充填されるときの充填圧力が最も高く加わる部位であり、熱可塑性樹脂の充填流動が最後に完了する部位でもある。そのため、ランナーに充填された熱可塑性樹脂は、冷却され難い状態にあり、ランナーに充填された熱可塑性樹脂が冷却・固化するまで、ゴム型内から成形後の樹脂成形品を取り出すことができなかった。
キャビティ内における充填不良を解消し、表面精度に優れた樹脂成形品を成形するためには、熱可塑性樹脂の充填圧力を高くすることも考えられる。しかしながら、熱可塑性樹脂の充填圧力を高くすると、ゴム型であるために、特にランナーでの変形が大きくなり、場合によっては型外へ熱可塑性樹脂が漏洩するおそれがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３６７４７号公報
【特許文献２】特許第２９０６９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ゴム型に生じる変形を抑制することができ、樹脂成形品の生産性を向上させることができる樹脂成形用のゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂を充填するキャビティを形成してなるゴム製のゴム型であって、
該ゴム型は、複数の分割型部を組み合わせてなると共に、該分割型部同士が対面する分割面に上記キャビティを形成してなり、
上記ゴム型の上記分割面には、該ゴム型を構成するゴムよりも硬度が高い材質からなるランナー用入子が、着脱可能な状態で埋設してあり、
該ランナー用入子は、複数の分割入子部を組み合わせてなると共に、該分割入子部同士が対面する合わせ面に、上記キャビティ内へ上記熱可塑性樹脂を導くためのランナーを形成してなることを特徴とする樹脂成形用のゴム型にある（請求項１）。
【０００９】
本発明の樹脂成形用のゴム型は、ゴム型を構成するゴムよりも硬度が高い材質からなるランナー用入子に対してランナーを形成している。これにより、ゴム型におけるランナーの剛性を向上させることができ、キャビティへ熱可塑性樹脂を充填する際に、ランナーに生じる変形を抑制することができる。そのため、ゴム型における分割面から熱可塑性樹脂が漏洩してしまうことを防止することができる。また、ランナーに生じる変形を抑制できることにより、熱可塑性樹脂の充填圧力を適切に確保することができ、キャビティには、表面精度の優れた樹脂成形品を成形することができる。
【００１０】
また、ランナー用入子は、ゴム型の分割面（パーティング面）に、着脱可能な状態で埋設してある。これにより、キャビティ内に充填された熱可塑性樹脂が冷却・固化したときには、ランナー内に充填された熱可塑性樹脂が完全に冷却・固化する前であっても、ゴム型の分割型部同士を分離して、ランナー用入子が取り付いた状態の樹脂成形品をキャビティ内から取り出すことができる。
【００１１】
また、ランナー用入子は、複数の分割入子部を組み合わせてなると共に、分割入子部同士が対面する合わせ面に、ランナーを形成してなる。これにより、ゴム型から取り出した樹脂成形品に対して取り付いたランナー用入子は、このランナー用入子内に成形されるランナー成形物が完全に冷却・固化する前であっても、その分割入子部同士を分離して取り外すことができる。したがって、樹脂成形品の成形に要する時間を短縮することができ、その生産性を向上させることができる。
なお、ランナー成形物が完全に冷却・固化する前の状態であっても、ランナー成形物と、樹脂成形品との境界部分が冷却・固化していれば、樹脂成形品の表面に悪影響が生じないため、樹脂成形品に対してランナー成形物を切除することができる。
【００１２】
それ故、本発明の樹脂成形用のゴム型によれば、ゴム型に生じる変形を抑制することができ、樹脂成形品の生産性を向上させることができる。
【００１３】
第２の発明は、上記樹脂成形用のゴム型を用いた成形装置であって、
上記ランナーを介して上記キャビティ内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂を所定の圧力で射出する射出手段と、
上記ゴム型の上記分割面が開かないよう上記分割型部同士の型締めを行う型締め手段と、
上記ゴム型に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する電磁波発生手段とを有していることを特徴とするゴム型を用いた成形装置にある（請求項５）。
【００１４】
本発明のゴム型を用いた成形装置は、上記ゴム型の使用に適した成形装置である。そして、本発明においては、特に上記電磁波発生手段を用いることにより、ゴム型に比べてキャビティ内へ充填する熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、ゴム型に対する熱可塑性樹脂の充填性を向上させることができる。
また、樹脂成形品を成形する際には、型締め手段によって、ゴム型の分割面が開かないよう分割型部同士の型締めを行い、射出手段によって、ランナーを介してキャビティ内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂を所定の圧力で射出することができる。
【００１５】
それ故、本発明のゴム型を用いた成形装置によれば、ゴム型に生じる変形を抑制して、充填不良がほとんどない良好な樹脂成形品を得ることができ、樹脂成形品の生産性を向上させることができる。
【００１６】
また、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波により、ゴム型に比べて、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム型の表面に照射された０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波は、ゴム型に吸収される割合に比べて、ゴム型を透過して熱可塑性樹脂に吸収される割合が多いと考える。そのため、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波による光のエネルギーが熱可塑性樹脂に優先的に吸収されて、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができると考える。
【００１７】
第３の発明は、上記樹脂成形用のゴム型を用いた成形方法であって、
上記ゴム型に対して上記ランナー用入子を埋設しておき、
上記キャビティ内へ溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程と、該樹脂成形品を上記キャビティ内から取り出す取出工程とを行うに際し、
上記充填工程においては、上記ゴム型を介して上記熱可塑性樹脂に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して、該熱可塑性樹脂を加熱し、
上記取出工程においては、上記分割面を開けて上記樹脂成形品を取り出すと共に、上記合わせ面を開けて上記ランナー内に成形されるランナー成形物を取り出すことを特徴とするゴム型を用いた成形方法にある（請求項６）。
【００１８】
本発明のゴム型を用いた成形方法は、上記ゴム型の使用に適した成形方法である。そして、本発明においては、特に上記充填工程において、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波によって熱可塑性樹脂を加熱することにより、ゴム型に比べてキャビティ内へ充填する熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、ゴム型に対する熱可塑性樹脂の充填性を向上させることができる。
また、上記取出工程においては、ゴム型における分割面を開けて（複数の分割型部同士を分離して）、樹脂成形品を取り出すと共に、ランナー用入子における合わせ面を開けて（複数の分割入子部同士を分離して）、ランナー内に成形されるランナー成形物を取り出すことができる。
【００１９】
それ故、本発明のゴム型を用いた成形方法によれば、ゴム型に生じる変形を抑制して、充填不良がほとんどない良好な樹脂成形品を得ることができ、樹脂成形品の生産性を向上させることができる。
なお、上記０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波により、ゴム型に比べて熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由は、上記第２の発明と同様に考える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
上述した第１〜第３の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
第１の発明において、上記分割面に形成したキャビティとは、複数の分割型部に渡ってキャビティが形成されていることをいう。また、上記合わせ面に形成したランナーとは、合わせ面の面内において、ランナーを形成したことをいう。そして、ランナーの形成方向は、合わせ面の面方向に沿って形成することができる。
また、上記ランナー用入子は、その全体を上記ゴム型内に埋設することができ、その一部をゴム型内に埋設することもできる。
【００２１】
上記ゴム型に埋設した状態の上記ランナー用入子の上記合わせ面は、上記ゴム型における上記分割面に対して直交していることが好ましい（請求項２）。
この場合には、ゴム型にランナー用入子を埋設することによって、ゴム型の壁面を利用して、ランナー用入子における合わせ面が開かないように（分割入子部同士が分離しないように）することができる。そのため、ランナー用入子の型締めを容易に行うことができる。また、ゴム型の分割面が開かないように（分割型部同士が分離しないように）、ゴム型を保持することによって、ランナー用入子の型締めを行うことができる。
また、ランナー用入子における合わせ面が開かないように、ランナー用入子に別途型締め機構を設けることもできる。この型締め機構としては、例えば、一対の分割入子部に連続して斜めにピンを差し込む構成とすることができる。
【００２２】
また、上記ランナー用入子は、ガラス、陶磁器等のセラミックス、又は金属からなることが好ましい（請求項３）。
この場合には、ランナー用入子の剛性を簡単に高めることができる。また、ランナー用入子の熱伝導性を高めることができ、ランナー内に充填された熱可塑性樹脂の冷却時間を短縮することができる。
【００２３】
また、上記ゴム型は、透明又は半透明のシリコーンゴムからなり、上記ランナー用入子は、ガラスからなることが好ましい（請求項４）。
この場合には、特に、ゴム型を介して熱可塑性樹脂に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して、熱可塑性樹脂を加熱する際に、当該電磁波の多くを、ゴム型及びランナー用入子を透過させて、キャビティ内及びランナー内の熱可塑性樹脂に吸収させることが容易になる。
また、ゴム型に用いるシリコーンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格測定において２５〜８０であることが好ましい。
【００２４】
また、上記取出工程においては、上記樹脂成形品が冷却・固化した後、上記ランナー成形物が完全に冷却・固化する前の状態で、上記ゴム型の上記分割型部同士を分離して、上記ランナー用入子が取り付いた状態の上記樹脂成形品を取り出し、次いで、上記ランナー用入子の上記分割入子部同士を分離して、上記完全に冷却・固化する前の状態のランナー成形物を取り出すことができる（請求項７）。
この場合には、樹脂成形品の成形に要する時間を短縮することができ、その生産性をより向上させることができる。
【００２５】
また、第２、第３の発明において、上記ゴム型を介して上記熱可塑性樹脂に照射する電磁波としては、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波だけでなく、これ以外の領域の電磁波も含まれていてもよい。この場合において、ゴム型を介して熱可塑性樹脂に照射する電磁波又は透過電磁波は、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波を、これ以外の領域の電磁波よりも多く含むことが好ましい。
また、上記熱可塑性樹脂の加熱に、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波を用いる理由は、この波長の領域の電磁波は、ゴム型を透過し易い性質を有する一方、熱可塑性樹脂に吸収され易い性質を有するためである。
【００２６】
また、上記電磁波は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有していることが好ましい。この場合には、電磁波発生手段等の電磁波発生源として、出射する電磁波の波長に所定の分布特性を有するハロゲンヒータ、赤外線ランプ等を用いることができる。
【００２７】
また、上記熱可塑性樹脂は、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン−プロピレン−ジエン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）等のＡＢＳ系樹脂であることが好ましい。この場合には、上記電磁波により、ゴム型をほとんど加熱することなく上記ＡＢＳ系樹脂を選択的に加熱することができる。
【００２８】
また、上記熱可塑性樹脂は、非晶性熱可塑性樹脂であることが好ましい。
ところで、熱可塑性樹脂の冷却速度は比較的遅くすることが多い。そのため、冷却中に熱可塑性樹脂の結晶性が高くなることがあり、これによって、樹脂成形品の寸法精度が低下したり、樹脂成形品の耐衝撃性が低下したりすることがある。これに対し、熱可塑性樹脂を非晶性熱可塑性樹脂にしたことにより、上記樹脂成形品の寸法精度の低下及び耐衝撃性の低下等を防止することができる。
【００２９】
非晶性熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、スチレン・メタクリル酸メチル共重合体等のスチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン−プロピレン−ジエン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）、ＨＩＰＳ樹脂（ハイインパクトポリスチレン樹脂、特にブタジエンを含有するもの）、変性ポリフェニレンエーテル等のゴム変性熱可塑性樹脂、又はポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ＰＣ／ゴム変性熱可塑性樹脂アロイ等を用いることができる。その中でも、特にゴム変性熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【００３０】
また、上記熱可塑性樹脂は、ゴム変性熱可塑性樹脂とすることができ、ゴム変性熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ゴム質重合体の存在下にビニル系単量体をグラフト重合させた重合体を１種又は２種以上含むものが好ましい。
上記ゴム質重合体としては、特に限定されないが、ポリブタジエン、ブタジエン・スチレン共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、エチレン・ブテン−１共重合体、エチレン・ブテン−１・非共役ジエン共重合体、アクリルゴム、シリコーンゴム等が挙げられ、これらは１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３１】
また、上記ゴム質重合体としては、ポリブタジエン、ブタジエン・スチレン共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、アクリルゴムを用いることが好ましく、上記ゴム変性熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂等のＡＢＳ系樹脂を用いることがさらに好ましい。
【実施例】
【００３２】
以下に、本発明の樹脂成形用のゴム型、並びにこれを用いた成形装置及び成形方法にかかる実施例につき、図面を参照して説明する。
本例の樹脂成形用のゴム型２は、図１、図２に示すごとく、所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂６を充填するキャビティ２２を形成してなるゴム製の成形型である。
このゴム型２は、複数の分割型部２１を組み合わせてなると共に、分割型部２１同士が対面する分割面（パーティング面）２０にキャビティ２２を形成してなる。また、ゴム型２の分割面２０には、ゴム型２を構成するゴムよりも硬度が高い材質からなるランナー用入子３が、着脱可能な状態で埋設してある。また、ランナー用入子３は、複数の分割入子部３１を組み合わせてなると共に、分割入子部３１同士が対面する合わせ面３０に、キャビティ２２内へ熱可塑性樹脂６を導くためのランナー３２を形成してなる（図５参照）。
【００３３】
以下に、本例の樹脂成形用のゴム型２、並びにこれを用いた成形装置１及び成形方法につき、図１〜図６を参照して詳説する。
本例においては、熱可塑性樹脂６として、非晶性熱可塑性樹脂であると共にゴム変性熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂を用いる。
また、本例のゴム型２は、透明又は半透明のシリコーンゴムからなる。このゴム型２は、成形する樹脂成形品６１のマスターモデル（手作りの現物等）を液状のシリコーンゴム内に配置し、このシリコーンゴムを硬化させ、硬化後のシリコーンゴムを切り開いて、このシリコーンゴムからマスターモデルを取り出すことによって作製することができる。
また、図１に示すごとく、本例のゴム型２は、１つの分割面２０を形成して２つの分割型部２１を組み合わせて形成した。これに対し、ゴム型２は、成形する樹脂成形品６１の形状が複雑な場合は、３つ以上の分割型部２１を組み合わせて形成することもできる。
【００３４】
本例の成形装置１は、ゴム型２に対して熱可塑性樹脂６の射出成形を行う。成形装置１は、図３に示すごとく、ランナー３２を介してキャビティ２２内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂６を所定の圧力で射出する射出シリンダー５２と、ゴム型２の分割面２０が開かないよう分割型部２１同士の型締めを行う型締め手段５１と、ゴム型２に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する電磁波発生手段４とを有している。本例においては、射出シリンダー５２からゴム型２内へ射出する溶融状態の熱可塑性樹脂６の圧力は、０．５〜５ＭＰａとする。
【００３５】
型締め手段５１は、一対の型締め用プレート５１１の間にゴム型２を配置し、加圧シリンダー等の加圧手段によって、一対の型締め用プレート５１１を介してゴム型２に加圧する構成とすることができる。なお、型締め用プレート５１１を電磁波発生手段４とゴム型２との間に配置する場合は、型締め用プレート５１１は、電磁波発生手段４による電磁波（特に近赤外線領域の電磁波）を透過させるために、透明又は半透明のガラス等から構成することができる。
また、図３において、電磁波発生手段４から出射する電磁波を矢印Ｘで示し、型締め手段５１による型締め力を矢印Ｆによって示す。
【００３６】
本例の電磁波発生手段４は、電磁波（光）の発生源４１と、この発生源４１による電磁波をゴム型２の方向へ導くリフレクタ（反射板）４２とを有している。本例の電磁波発生手段４としては、近赤外線領域内の約１．２μｍの付近に光強度のピークを有する近赤外線ハロゲンヒータを用いる。
【００３７】
また、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波（光）に対する吸光度（特定の波長の光に対する吸収強度を示す尺度）は、熱可塑性樹脂６として用いるＡＢＳ樹脂の方が、ゴム製のゴム型２として用いるシリコーンゴムよりも大きくなっている。なお、吸光度は、例えば、島津製作所製ＵＶ３１００を用いて測定することができる。
また、本例においては、溶融した状態の熱可塑性樹脂６をゴム型２のキャビティ２２内に注入し、ゴム型２に上記電磁波を照射することにより、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂６の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止して、樹脂成形品６１を得る。
【００３８】
図６は、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについて、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、各シリコーンゴムにおける光の透過率を示すグラフである。同図において、各シリコーンゴムは、２００〜２２００（ｎｍ）の間の波長の光を透過させることがわかる。そのため、この波長の領域である近赤外線（０．７８〜２μｍの波長領域の光）をシリコーンゴム製のゴム型２の表面に照射すると、当該近赤外線の多くを、ゴム型２を透過させて熱可塑性樹脂６に吸収させることができる。そして、ゴム型２に比べて熱可塑性樹脂６を選択的に加熱できることがわかる。
【００３９】
本例のランナー用入子３は、電磁波発生手段４から出射した電磁波を透過し易くするために、ガラスから構成している。図１、図２、図５に示すごとく、ランナー用入子３は、射出シリンダー５２の先端が係合する係合凹部３３と、この係合凹部３３からキャビティ２２に向けて形成したランナー３２とを形成してなる。そして、ランナー用入子３は、ランナー３２の形成方向に沿って合わせ面３０を形成して、２つの分割入子部３１に分割してある。また、ランナー３２は、その形成方向に直交する方向の流路断面積がキャビティ２２に向けて縮小している。
また、ランナー用入子３においては、キャビティ２２に対して射出シリンダー５２を近づけるよう、ランナー３２をできるだけ短く形成することが好ましい。
【００４０】
図１、図２に示すごとく、ランナー用入子３をゴム型２に埋設した状態においては、ランナー用入子３の合わせ面３０は、ゴム型２における分割面２０に対して直交している。すなわち、本例のランナー用入子３は、その合わせ面３０が、分割面２０に対して直交する状態でゴム型２に埋設されている。ランナー用入子３は、ゴム型２の分割面２０に形成した（一対の分割型部２１に渡って形成した）埋設用凹部２３内に嵌入されている。ゴム型２にランナー用入子３を埋設することによって、埋設用凹部２３の壁面を利用して、ランナー用入子３における合わせ面３０が開かないように（分割入子部３１同士が分離しないように）することができる。
【００４１】
次に、上記ゴム型２及び成形装置１を用いて、樹脂成形品６１を成形する方法及び本例における作用効果につき説明する。
まず、準備工程として、図２に示すごとく、埋設用凹部２３に対してランナー用入子３を埋設して、一対の分割型部２１を閉じてゴム型２の分割面２０を閉じる。そして、ゴム型２の分割面２０が開かないよう、一対の分割型部２１を対面させる方向に加圧する型締め手段５１によって型締めを行う（図３参照）。
次いで、充填工程として、図３に示すごとく、ランナー用入子３の係合凹部３３に射出シリンダー５２を係合し、射出シリンダー５２からランナー３２を介してキャビティ２２内へ溶融状態の熱可塑性樹脂６を射出する。そして、キャビティ２２及びランナー３２の全体に、熱可塑性樹脂６を充填する。
【００４２】
また、上記充填を行う際には、電磁波発生手段４によって、ゴム型２を介して熱可塑性樹脂６に、０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射し、熱可塑性樹脂６を加熱する。このとき、ゴム型２に比べてキャビティ内へ充填する熱可塑性樹脂６を選択的に加熱することができ、熱可塑性樹脂６の温度を高く維持し、その溶融粘度が増加することを防止して、充填性を向上させることができる。
【００４３】
そして、ゴム型２を透明又は半透明のシリコーンゴムから形成し、ランナー用入子３をガラスから形成していることにより、電磁波発生手段４から出射した電磁波の多くを、ゴム型２及びランナー用入子３を透過させ、キャビティ２２内及びランナー３２内の熱可塑性樹脂６に吸収させることができる。
【００４４】
次いで、冷却工程として、キャビティ２２内の熱可塑性樹脂６を冷却して樹脂成形品６１を得る。このとき、型締め手段５１によってゴム型２の型締めを行った状態を維持して、自然冷却により、ゴム型２、並びにキャビティ２２内及びランナー３２内に充填した熱可塑性樹脂６を冷却する。
次いで、取出工程においては、図４に示すごとく、分割面２０を開けて樹脂成形品６１を取り出すと共に、図５に示すごとく、合わせ面３０を開けてランナー３２内に成形されるランナー成形物６２を取り出す。このとき、本例においては、樹脂成形品６１が冷却・固化した後、ランナー成形物６２が完全に冷却・固化する前の状態で、ゴム型２の分割型部２１同士を分離して、ランナー用入子３が取り付いた状態の樹脂成形品６１をキャビティ２２から取り出す（図４参照）。次いで、ランナー用入子３の分割入子部３１同士を分離して、完全に冷却・固化する前の状態のランナー成形物６２をランナー３２から取り出す（図５参照）。その後、樹脂成形品６１からランナー成形物６２を切除して、最終製品となる樹脂成形品６１を得ることができる。
【００４５】
本例の樹脂成形用のゴム型２は、ゴム型２を構成するゴムよりも硬度が高いガラスからなるランナー用入子３に対してランナー３２を形成している。これにより、ゴム型２におけるランナー用入子３１の剛性を向上させることができ、キャビティ２２へ熱可塑性樹脂６を充填する際に、ランナー３２に生じる変形を抑制することができる。そのため、ゴム型２における分割面２０及びランナー用入子３における合わせ面３０から熱可塑性樹脂６が漏洩してしまうことを防止することができる。また、ランナー３２に生じる変形を抑制できることにより、熱可塑性樹脂６の充填圧力を適切に確保することができ、キャビティ２２には、表面精度の優れた樹脂成形品６１を成形することができる。
【００４６】
また、ランナー用入子３の剛性を高くできることにより、ランナー３２の耐圧を高くすることができる。そして、キャビティ２２における流路断面積に対する長さの大きい場合、あるいは溶融粘度の高い熱可塑性樹脂を用いるような場合等の射出圧力が高くなる樹脂成形品６１にも対応することができる。
また、ランナー用入子３は、ゴム型２の分割面２０に、着脱可能な状態で埋設してある。これにより、上記のごとく、キャビティ２２内に充填された熱可塑性樹脂６が冷却・固化したときには、ランナー３２内に充填された熱可塑性樹脂６が完全に冷却・固化する前であっても、ゴム型２の分割型部２１同士を分離して、ランナー用入子３が取り付いた状態の樹脂成形品６１をキャビティ２２から取り出すことができる。
【００４７】
また、ランナー用入子３は、複数の分割入子部３１を組み合わせてなると共に、分割入子部３１同士が対面する合わせ面３０に、ランナー３２を形成してなる。これにより、上記のごとく、ゴム型２から取り出した樹脂成形品６１に対して取り付いたランナー用入子３は、このランナー用入子３内に成形されるランナー成形物６２が完全に冷却・固化する前であっても、その分割入子部３１同士を分離して取り外すことができる。したがって、樹脂成形品６１の成形に要する時間を短縮することができ、その生産性を向上させることができる。
なお、ランナー成形物６２が完全に冷却・固化する前の状態であっても、ランナー成形物６２と、樹脂成形品６１との境界部分が冷却・固化していれば、樹脂成形品６１の表面に悪影響が生じないため、樹脂成形品６１に対してランナー成形物６２を切除することができる。
【００４８】
それ故、本例の樹脂成形用のゴム型２、並びにこれを用いた成形装置１及び成形方法によれば、ゴム型２に生じる変形を抑制して、充填不良がほとんどない良好な樹脂成形品６１を得ることができ、樹脂成形品６１の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施例における、樹脂成形用のゴム型を示す斜視図。
【図２】実施例における、樹脂成形用のゴム型を示す断面説明図。
【図３】実施例における、樹脂成形用のゴム型を用いた成形装置を示す断面説明図。
【図４】実施例における、ゴム型の分割面を開けて樹脂成形品を取り出す状態を示す側方説明図。
【図５】実施例における、ランナー用入子の合わせ面を開けてランナー成形物を取り出す状態を示す斜視図。
【図６】実施例において、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについての光の透過率を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５０】
１ 成形装置
２ ゴム型
２０ 分割面
２１ 分割型部
２２ キャビティ
３ ランナー用入子
３０ 合わせ面
３１ 分割入子部
３２ ランナー
４ 電磁波発生手段
５１ 型締め手段
５２ 注入ノズル
６ 熱可塑性樹脂
６１ 樹脂成形品
６２ ランナー成形物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂を充填するキャビティを形成してなるゴム製のゴム型であって、
該ゴム型は、複数の分割型部を組み合わせてなると共に、該分割型部同士が対面する分割面に上記キャビティを形成してなり、
上記ゴム型の上記分割面には、該ゴム型を構成するゴムよりも硬度が高い材質からなるランナー用入子が、着脱可能な状態で埋設してあり、
該ランナー用入子は、複数の分割入子部を組み合わせてなると共に、該分割入子部同士が対面する合わせ面に、上記キャビティ内へ上記熱可塑性樹脂を導くためのランナーを形成してなることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項２】
請求項１において、上記ゴム型に埋設した状態の上記ランナー用入子の上記合わせ面は、上記ゴム型における上記分割面に対して直交していることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記ランナー用入子は、ガラス、陶磁器等のセラミックス、又は金属からなることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項４】
請求項１又は２において、上記ゴム型は、透明又は半透明のシリコーンゴムからなり、上記ランナー用入子は、ガラスからなることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂成形用のゴム型を用いた成形装置であって、
上記ランナーを介して上記キャビティ内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂を所定の圧力で射出する射出手段と、
上記ゴム型の上記分割面が開かないよう上記分割型部同士の型締めを行う型締め手段と、
上記ゴム型に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する電磁波発生手段とを有していることを特徴とするゴム型を用いた成形装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂成形用のゴム型を用いた成形方法であって、
上記ゴム型に対して上記ランナー用入子を埋設しておき、
上記キャビティ内へ溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程と、該樹脂成形品を上記キャビティ内から取り出す取出工程とを行うに際し、
上記充填工程においては、上記ゴム型を介して上記熱可塑性樹脂に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して、該熱可塑性樹脂を加熱し、
上記取出工程においては、上記分割面を開けて上記樹脂成形品を取り出すと共に、上記合わせ面を開けて上記ランナー内に成形されるランナー成形物を取り出すことを特徴とするゴム型を用いた成形方法。
【請求項７】
請求項６において、上記取出工程においては、上記樹脂成形品が冷却・固化した後、上記ランナー成形物が完全に冷却・固化する前の状態で、上記ゴム型の上記分割型部同士を分離して、上記ランナー用入子が取り付いた状態の上記樹脂成形品を取り出し、次いで、上記ランナー用入子の上記分割入子部同士を分離して、上記完全に冷却・固化する前の状態のランナー成形物を取り出すことを特徴とするゴム型を用いた成形方法。
【請求項１】
所定の圧力で溶融状態の熱可塑性樹脂を充填するキャビティを形成してなるゴム製のゴム型であって、
該ゴム型は、複数の分割型部を組み合わせてなると共に、該分割型部同士が対面する分割面に上記キャビティを形成してなり、
上記ゴム型の上記分割面には、該ゴム型を構成するゴムよりも硬度が高い材質からなるランナー用入子が、着脱可能な状態で埋設してあり、
該ランナー用入子は、複数の分割入子部を組み合わせてなると共に、該分割入子部同士が対面する合わせ面に、上記キャビティ内へ上記熱可塑性樹脂を導くためのランナーを形成してなることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項２】
請求項１において、上記ゴム型に埋設した状態の上記ランナー用入子の上記合わせ面は、上記ゴム型における上記分割面に対して直交していることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記ランナー用入子は、ガラス、陶磁器等のセラミックス、又は金属からなることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項４】
請求項１又は２において、上記ゴム型は、透明又は半透明のシリコーンゴムからなり、上記ランナー用入子は、ガラスからなることを特徴とする樹脂成形用のゴム型。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂成形用のゴム型を用いた成形装置であって、
上記ランナーを介して上記キャビティ内へ、溶融状態の熱可塑性樹脂を所定の圧力で射出する射出手段と、
上記ゴム型の上記分割面が開かないよう上記分割型部同士の型締めを行う型締め手段と、
上記ゴム型に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射する電磁波発生手段とを有していることを特徴とするゴム型を用いた成形装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の樹脂成形用のゴム型を用いた成形方法であって、
上記ゴム型に対して上記ランナー用入子を埋設しておき、
上記キャビティ内へ溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程と、該樹脂成形品を上記キャビティ内から取り出す取出工程とを行うに際し、
上記充填工程においては、上記ゴム型を介して上記熱可塑性樹脂に０．７８〜２μｍの波長領域を含む電磁波を照射して、該熱可塑性樹脂を加熱し、
上記取出工程においては、上記分割面を開けて上記樹脂成形品を取り出すと共に、上記合わせ面を開けて上記ランナー内に成形されるランナー成形物を取り出すことを特徴とするゴム型を用いた成形方法。
【請求項７】
請求項６において、上記取出工程においては、上記樹脂成形品が冷却・固化した後、上記ランナー成形物が完全に冷却・固化する前の状態で、上記ゴム型の上記分割型部同士を分離して、上記ランナー用入子が取り付いた状態の上記樹脂成形品を取り出し、次いで、上記ランナー用入子の上記分割入子部同士を分離して、上記完全に冷却・固化する前の状態のランナー成形物を取り出すことを特徴とするゴム型を用いた成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−１５４３６６（Ｐ２００９−１５４３６６Ａ）
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３３４２３２（Ｐ２００７−３３４２３２）
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（３９６０２１５７５）テクノポリマー株式会社 (278)
【出願人】（５９４０１４６３８）日本レックス株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月１６日（２００９．７．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２６日（２００７．１２．２６）
【出願人】（３９６０２１５７５）テクノポリマー株式会社 (278)
【出願人】（５９４０１４６３８）日本レックス株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]