説明

積層射出成形用金型

【課題】二次成形体の意匠面側にゲート跡を残すことがなく、また、成形品の立ち面の一次成形体と二次成形体の肉厚を安定して得ることができる積層射出成形用金型を提供すること。
【解決手段】一つの製品コア型と、製品意匠形状の異なる複数の製品キャビ型とを用い、一次型締後に一次成形用射出ユニットにより一次射出ゲートを介して一次成形体を射出成形し、所定の冷却保持時間の後に所定距離型開させ、次いで一次成形体を製品コア型に残したまま製品キャビ型を交換し、その後二次型締して新たな製品キャビティを形成し、該形成した製品キャビティへ二次射出用射出ユニットにより二次射出ゲートを介して一次成形体の表面側へ二次射出成形することによって、一次成形体に二次成形体を積層して一体化させた積層成形品を得る積層射出成形用金型であって、前記一次型締の状態で前記二次射出ゲートを塞ぐ突起物を一次成形キャビ面に設けた。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、樹脂を積層状態に射出成形して積層品を得る積層成形に用いる成形用の金型に関するもので、特に、2層目を成形するときにキャビ型を交換する積層射出成形用金型に関する。
【背景技術】
【0002】
一次成形と二次成形とによって樹脂を積層状態に射出成形して積層品を得る成形用金型は、例えば、特許文献1により開示されている。
この成形用金型は一組の固定型と可動型とにより構成され、一次成形後の二次成形に際して型開きと連動するスライドコアを用いることで、二次成形体の肉厚を部分的に大きくさせることができる。そして、金型への樹脂の供給は二重構造のノズルを用い、一次成形と二次成形の樹脂を固定型に設けた1点のゲートから順次キャビティ内に充填することで行われる。
この金型を用いて得られる成形品は、一次成形と二次成形を同一のゲートを用いて成形するので二次成形の際に一次成形層と二次成形層とが混じり合い、品質の良好な積層品の成形を行うことが難しく、又、二次成形体表面側となる意匠面にゲート跡が残る。そして、二次成形体の立ち面(型開き方向と交差する方向)の肉厚を全体的に大きくすることができないなどの問題がある。
【0003】
前記問題点を解決する積層成形用金型が、特許文献2により開示されている。この成形用金型は一組の固定型と可動型とにより構成され、キャビティ内に一次成形と二次成形の樹脂を別々に射出充填できるゲートを備え、一次成形体の厚みに相当する寸法だけ金型が開いた状態で、二次成形体の樹脂を射出するゲートの先端が可動金型側の表面と接し、一次成形体の樹脂のゲートへの進入を防止できる構成とされる。そして、一次成形体の樹脂が流動可能な状態で、さらに金型を開きながら一次成形体の樹脂と隣接する位置に二次成形体の樹脂の射出を開始し、成形品の厚み相当に開いたキャビティ内を満たすまで一次成形および二次成形の樹脂の射出を継続させることで、成形品を得る。
この金型を用いて得られる成形品は、一次成形体を貫通して二次成形体の裏面側から樹脂を供給するので、二次成形体の表面側となる意匠面にゲート跡が残ることがない。また、成形品の厚みの制御範囲が広いことから一次成形体と二次成形体の流れムラがなく、成形品の立ち面(型開き方向と交差する方向)の肉厚を全体的に大きくすることができる。
しかし、二層状態が成形品の末端まで保持できるような射出条件の調整が必要であり、成形品の立ち面(型開き方向と交差する方向)の一次成形体と二次成形体の肉厚を安定して得るには成形品の形状が制限されるという問題を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平3−053917号公報
【特許文献2】特開平9−085779号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記した一組の金型で構成され金型を開くことで二層目を成形する従来の積層成形用金型の問題点に鑑みてなされてもので、二次成形体の意匠面側にゲート跡を残すことがなく、また、成形品の立ち面(型開き方向と交差する方向)の一次成形体と二次成形体の肉厚を安定して得ることができる積層射出成形用金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の請求項1に記載の積層射出成形用金型は、一つの製品コア型と、製品意匠形状の異なる複数の製品キャビ型と、異なる溶融樹脂を計量して射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型及び前記製品キャビ型を固定し型開閉可能とする型締装置とを用い、一次型締後に一次成形用の射出ユニットにより一次射出ゲートを介して一次成形体を射出成形し、所定の冷却保持時間の後に所定距離型開させ、次いで一次成形体を製品コア型に残したまま製品キャビ型を交換し、その後二次型締して一次成形体の表面側の全体あるいは一部の面に新たな製品キャビティを形成し、該形成した製品キャビティへ二次成形用の射出ユニットにより二次射出ゲートを介して二次射出成形することによって、一次成形体の表面側に二次成形体を積層一体化させて積層成形品を得る積層射出成形用金型であって、前記一次型締の状態で前記二次射出ゲートを塞ぐ突起物を、前記製品キャビ型の一次成形キャビ面に設けたことを特徴とする。
【0007】
本発明の請求項2に記載の積層射出成形用金型は請求項1に記載の発明において、前記一次成形キャビ面に設けた突起物は、先端部が前記製品コア型の二次射出ゲートの開口部に当接する円錐形状としたことを特徴とする。
本発明の請求項3に記載の積層射出成形用金型は請求項1に記載の発明において、前記製品キャビ型のキャビ面に設けた突起物は、基部が円錐台であり、先端部が前記製品コア型の前記二次射出ゲートの開口部に挿通する円柱形状としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
一つの製品コア型と複数の製品キャビ型とを用い、二次射出ゲートを製品キャビ型の一次成形キャビ面に設けた突起物で塞いだ状態で一次成形を行って一次成形体を得、次いで製品キャビ型を交換して一次成形体の裏面側から一次成形体の表面側に二次成形体を形成することによって積層射出成形品を得る構成としたので、二次成形体の意匠面にゲートの痕跡が残ることがない。また、製品意匠形状の異なる一次成形体と二次成形体の製品キャビ型を有する構成としたので、成形品の立ち面(型開き方向と交差する方向)の一次成形体と二次成形体の肉厚を安定して得ることができる。
【0009】
突起物の形状を製品コア型の二次射出ゲートの開口部と当接する円錐形状としたので、一次成形体を成形した後に型開したとき成形品が製品コア型から剥離することがない。また、突起物の基部の形状が円錐台で、その先端部が前記製品コア型の前記二次射出ゲートの開口部に挿通する円柱形状では、一次成形体の厚みを可変させても二次射出を行うときの樹脂流路を確保することができる。
突起物は簡略な構造であり、金型のコストを上昇させることがない。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施の形態を示すもので、一次成形体を成形するときの金型の断面図である。
【図2】図1の金型により、二次成形体を成形するときの断面図である。
【図3】本発明の他の実施の形態を示すもので、一次成形体を成形するときの金型の断面図である。
【図4】図3の金型により、二次成形体を成形するときの断面図である。
【図5】先端部で製品コア型の二次射出ゲートの開口部と当接する円錐形状とした突起物の断面図である。
【図6】基部が円錐台であり、先端部を円柱形状とした突起物の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図1及び2は本発明の実施の形態を示し、積層射出成形品用金型10は図示しない成形装置の型締め機構の固定盤に取り付けられた製品コア型11と、同じく図示しない可動盤に係動して摺動自在に、且つ、成形装置の軸線を水平面、または垂直面として回転自在に配された中間盤12に取り付けられた製品意匠形状の異なる複数の製品キャビ型、即ち、一次成形用製品キャビ型13及び二次成形用製品キャビ型14とにより基本構成される。
図1は、製品コア型11と一次成形用製品キャビ型13とを型閉じした状態を示し、製品コア型11には、一次成形体15を成形するキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路16及び二次成形体17を成形するキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路18が設けられている。
符号20は、型開の状態で回転する中間盤12の回転中心であり、図1及び2においては紙面を水平面として回転する。
【0012】
製品コア型11の樹脂流路16、18の製品キャビ型面側には、一次射出ゲート21と二次射出ゲート22とが配されている。二次射出ゲート22の開口部は、一次成形用製品キャビ型13と製品コア型11が型閉じした状態で、一次成形用製品キャビ型13のキャビ面13aに設けた突起物23と接して二次射出ゲート22を塞ぎ、一次成形体15を成形するときに溶融樹脂が二次射出ゲート22側に漏れ出すことを防止する。
実施の形態において樹脂流路16、18はホットランナにより構成されることが好ましく、また、一次射出ゲート21及び二次射出ゲート22はホットチップ又はバルブゲート等を用いることが好ましい。そして、二次射出ゲート22は、型閉じした際に突起物23と干渉しない構成とした。
【0013】
一次成形用製品キャビ型13にはキャビ面13aが、二次成形用製品キャビ型14にはキャビ面14aが、それぞれ製品意匠形状を異にして形成されている。
図に示すように一次成形体15の成形に用いる一次成形用射出ユニット31と二次成形体17の成形に用いる二次成形用射出ユニット32から金型キャビティに溶融樹脂が供給される。いずれの射出ユニットも、スクリュ33、34が回転駆動することでバレル35、36内の樹脂成形材料を所定量加熱溶融して貯留し、所定量の溶融樹脂はスクリュ33、34の前進移動によってノズル37、38を介してキャビティ内に射出充填される構成である。
【0014】
図1は、製品コア型11と一次成形用製品キャビ型13とが型閉じされ、一次成形用射出ユニット31のスクリュ33が前進して一次成形体15が成形された状態を示している。前述したように、一次成形体15を成形するに際に二次射出ゲート22は突起物23により塞がれているので、射出充填された溶融樹脂が二次射出ユニット32側に逆流することがない。
図2は、一次成形体15を残した状態で製品コア型11と二次成形用製品キャビ型14とが型閉じされ、二次成形用射出ユニット32のスクリュ34が前進して二次成形体17が成形され、一次成形体15と積層一体化された状態を示している。突起物23により一次成形体15の二次射出ゲート22部には二次射出する溶融樹脂の通路孔が形成されるので、この孔を介して二次射出が行われる。このように、一次成形体15の裏面側から二次成形体17の溶融樹脂を射出充填する構成としたので、意匠面にゲート跡を生じさせることがない。
【0015】
図3及び4は本発明の他の実施の形態を示し、積層射出成形品用金型50は図示しない成形装置の型締め機構の固定盤に取り付けられた製品コア型51と、一次成形用製品キャビティと二次成形用製品キャビティの二つのキャビティ面52a、52bとを有するスライド型52とで基本構成される。スライド型52は図示しない成形装置の可動盤に設けられたスライド型52のスライド手段を有する中間盤53に取り付けられ、製品コア型51に対して接離自在となっている。
図3は製品コア型51とスライド型52の一次成形用製品キャビティが型閉じした状態を示し、製品コア型51には、一次成形体55となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路56及び二次成形体57となるキャビティに溶融樹脂を供給する通路となる樹脂流路58が設けられている。スライド型52は一次成形キャビティと二次成形キャビティを一体的に形成した構成としたが、それぞれを独立した型とし、型が連結されて一体となる構成であっても良い。
【0016】
製品コア型51の樹脂流路56、58の製品キャビ型面側には、一次射出ゲート61と二次射出ゲート62とが配されている。二次射出ゲート62の開口部は、スライド型52と製品コア型51が型閉じした状態で、一次成形キャビ面52aに設けた突起物63と接して二次射出ゲート62を塞ぎ、一次成形体55を成形するときに溶融樹脂が二次射出ゲート62側に漏れ出すことを防止する。
実施の形態において樹脂流路56、58はホットランナにより構成されることが好ましく、また、一次射出ゲート61及び二次射出ゲート62はホットチップ又はバルブゲート等を用いることが好ましい。そして、二次射出ゲート62は、型閉じした際に突起物63と干渉しない構成とした。
【0017】
図に示すように一次成形体55の成形に用いる一次成形用射出ユニット31と二次成形体57の成形に用いる一次成形用射出ユニット32から溶融樹脂が金型に供給される。いずれの射出ユニットも、スクリュ33、34が回転駆動することでバレル35、36内の樹脂成形材料を所定量加熱溶融して貯留し、所定量の溶融樹脂はスクリュ33、34の前進移動によってノズル37、38を介してキャビティ内に射出充填される構成である。
【0018】
図3は、製品コア型51とスライド型52の一次成形品製品キャビティとが型閉じされ、一次成形用射出ユニット31のスクリュ33が前進して一次成形体55が成形された状態を示している。前述したように、一次成形体55を成形するに際に二次射出ゲート62は突起物63により塞がれているので、射出充填された溶融樹脂が二次射出ユニット32側に逆流することがない。
図4は、製品コア型51とスライド型52の二次成形用製品キャビティとが型閉じされ、二次成形用射出ユニット32のスクリュ34が前進して二次成形体57が成形され、一次成形体55と積層一体化された状態を示している。突起物63により一次成形体55の二次射出ゲート22部には二次射出する溶融樹脂の通路孔が形成されるので、この孔を介して二次射出が行われる。このように、一次成形体55の裏面側から二次成形体57の溶融樹脂を射出充填する構成としたので、意匠面にゲート跡を生じさせることがない。
【0019】
図5に、図1及び2における一次成形用製品キャビ型13の一次成形キャビ面13aに設けた製品コア型11の二次射出ゲート22の開口部と当接する円錐形状とした突起物23の断面を示している。
図に示すように金型を型閉じした状態で突起物23の外周面が製品コア型11の二次射出ゲートの開口部に嵌挿されてゲートのエッジ部と接触することでゲートを塞ぎ、一次成形体15を成形するときに樹脂が二次射出ゲート22から漏れ出すことを防止する。また、一次成形体15が冷却固化した際に円錐台の突起物23により二次成形用の樹脂流路が形成される。二次成形用溶融樹脂はこの樹脂流路を介してキャビティ内に充填される。
【0020】
図6は、基部を円錐台とし、先端部を円柱形状とした突起物24の断面を示している。インロー構造を有する金型(押込み構造)を用い一次成形体15用の樹脂をキャビティ内に充填した後にキャビティを拡大して一次成形体15を発泡させる場合や、射出プレス成形方法により金型キャビティを拡大して成形品の厚みを厚くするように成形する場合、キャビ型が型開き方向に移動してもゲート部がゲート孔から開放されることがなく、二次ゲートからの溶融樹脂の漏れ出しを防ぐことができる構成とした。
製品コア型のゲート先端を突起物24の円柱部に挿通自在とする形態が好ましい。突起物23、24を図1及び2の積層成形用金型について説明したがこれに限らず、図3及び4に示すスライド型52を用いた積層成形用金型50においても適用することができる。
本発明において、突起物23、24、63を一次成形キャビ面と一体的に形成する構成としたが、別体として作成し金型キャビ面に着脱自在に設ける構成であっても良い。
【0021】
次に、本発明の実施の形態の図1及び2に示す金型を用いた成形方法について説明する。成形装置の可動盤の型開位置で中間盤12を回転駆動して一次成形用製品キャビ型13と製品コア型11とを対向させ、可動盤12を前進移動させ型締を行う。この状態で製品コア型11に設けた二次成形射出ゲート22は一次成形用製品キャビ型13の一次成形キャビ面に配した突起物23により塞がれる。一次成形用射出ユニット31には、予め所定の充填量に設定された溶融樹脂が貯留されており、スクリュ33を前進移動させ型閉じにより形成された一次成形用のキャビティに溶融樹脂を充填、一次成形体15を成形する。このとき二次成形射出ゲート22は突起物23により塞がれているので、ゲート側に溶融樹脂が漏れ出すことはない。所定の冷却時間の経過後に製品コア型11に一次成形体15を残したまま型開動作を行い、一次成形用製品キャビ型13を所定の型開位置に後退移動させる。そして、一次成形体15の二次射出ゲート22部には突起物23により樹脂流路が形成される。
【0022】
次いで、中間盤12を回転駆動して二次成形用キャビ型製品14が製品コア型11と対向する位置に移動させる。再び中間盤12を前進移動させ型締を行う。これにより、一次成形体15と二次成形用製品キャビ型14とにより二次成形体17のキャビティが形成させる。二次成形用射出ユニット32には、予め所定の充填量に設定された溶融樹脂が貯留されており、スクリュ34を前進移動させ型閉じにより形成された二次成形用のキャビティに溶融樹脂を充填、一次成形体15と二次成形体17が一体となった積層成形品を得る。所定の冷却時間の経過後に型開動作を行い、積層成形品を金型から取り出すことによって成形は完了する。前述した動作を繰り返すことで連続して積層成形を得ることができる。
【0023】
前述した金型では所定の型開位置一次成形用製品キャビ型13と二次成形用製品キャビ型14を中間盤の回転駆動により交換する構成としたが、図3及び4に示す金型を用いた成形方法では、所定の型開位置で中間盤53に設けたスライド機構により一次成形用キャビ面と二次成形用キャビ面とを交換することによって行ない、他の動作工程は同一である。
本発明の積層成形用金型及び成形方法を用いて得られる積層成形品は、一次成形体の裏面側から二次成形体を成形する構成としたので、二次成形体の意匠面にゲート跡が生じる事がない。また、一次成形体を成形するキャビ型と二次成形体を成形するキャビ型を交換して積層成形する構成としたので、成形品のたち面(型開方向と交差する方向)の製品肉厚や、型開方向の製品肉厚を自在に設定することができる。
【0024】
金型を型開方向に移動してキャビティを拡大して二層目を成形する従来の積層成形用の金型を用い、基材に剛性を有し、意匠面である表層に例えばエラストマー系の軟質樹脂を発泡させて、ソフト感を有する積層成形品の意匠面にゲート跡を残さないように成形するには、先に(一次成形)表層側を成形しその後基材側を成形することとなり、この場合、表層に二次成形の樹脂圧力の作用により変形等の成形不良が発生し、所望する積層成形品を得ることが難しい。
【0025】
しかしながら、本発明の積層成形用金型では、基材を一次成形しその後表層を二次成形するので、所望するソフト感を有し、且つ、表層にゲート痕のない積層成形品を得ることができる。また、本発明の積層成形用金型では、成形品の型開方向と型開方向と交差方向(成形品のたち面)の成形品の肉厚を自在に設定することができ、さらに、一次成形体と二次成形体の形状の組み合わせの自由度が高いので、積層成形品の形状の制約を小さくすることができる。
【符号の説明】
【0026】
10、50 積層成形用金型
11、51 製品コア型
12 中間盤
13 一次成形用製品キャビ型
13a、52a 一次成形キャビ面
14 二次成形用製品キャビ型
15、55 一次成形体
17、57 二次成形体
21、61 一次射出ゲート
22、62 二次射出ゲート
23、24、63 突起物
31 一次成形用射出ユニット
32 二次成形用射出ユニット
52 スライド型

【特許請求の範囲】
【請求項1】
一つの製品コア型と、製品意匠形状の異なる複数の製品キャビ型と、異なる溶融樹脂を計量して射出する複数の射出ユニットと、前記製品コア型及び前記製品キャビ型を固定し型開閉可能とする型締装置とを用い、一次型締後に一次成形用の射出ユニットにより一次射出ゲートを介して一次成形体を射出成形し、所定の冷却保持時間の後に所定距離型開させ、次いで一次成形体を製品コア型に残したまま製品キャビ型を交換し、その後二次型締して一次成形体の表面側の全体あるいは一部の面に新たな製品キャビティを形成し、該形成した製品キャビティへ二次成形用の射出ユニットにより二次射出ゲートを介して二次射出成形することによって、一次成形体の表面側に二次成形体を積層一体化させて積層成形品を得る積層射出成形用金型であって、
前記一次型締の状態で前記二次射出ゲートを塞ぐ突起物を、前記製品キャビ型の一次成形キャビ面に設けたことを特徴とする積層射出成形用金型。
【請求項2】
前記一次成形キャビ面に設けた突起物は、先端部が前記製品コア型の二次射出ゲートの開口部に当接する円錐形状としたことを特徴とする請求項1に記載の積層射出成形用金型。
【請求項3】
前記一次成形キャビ面に設けた突起物は、基部が円錐台であり、先端部が前記製品コア型の前記二次射出ゲートの開口部に挿通する円柱形状としたことを特徴とする請求項1に記載の積層射出成形用金型。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2011−46166(P2011−46166A)
【公開日】平成23年3月10日(2011.3.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−198439(P2009−198439)
【出願日】平成21年8月28日(2009.8.28)
【出願人】(300041192)宇部興産機械株式会社 (268)
【Fターム(参考)】