積層成形品の成形方法及び成形用金型
【課題】本発明は、金型構造が簡略化され、樹脂漏れが発生し難い積層成形品の成形方法及び積層成形に用いる金型を提供する。
【解決手段】２つのキャビティ面を有するスライド型を用いた１次成形及び２次成形におけるキャビティ内への溶融樹脂の充填が、固定型に設けた第１の樹脂流路を経由するととともに、可動型又は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われるものである。
【解決手段】２つのキャビティ面を有するスライド型を用いた１次成形及び２次成形におけるキャビティ内への溶融樹脂の充填が、固定型に設けた第１の樹脂流路を経由するととともに、可動型又は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライド金型を用いて１次成形と２次成形とによって樹脂を積層状態に射出成形して積層成形品を得る成形方法、及びこの成形方法に用いる成形用金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スライド金型を用いて１次成形と２次成形とによって樹脂を積層状態に射出成形して積層成形品を得る成形方法は、例えば特許文献１により提案されている。
この成形方法は、２個の第１及び第２の凹部が形成されたスライド金型を備えた固定型と、１個の凹部が形成された可動型とを使用する。１次の成形には、スライド金型の第１の凹部と可動型の凹部で形成されるキャビティに溶融樹脂を充填し、２次の成形には、１次成形品とスライド金型の第２の凹部とで形成されるキャビティに溶融樹脂を充填して積層成形品を得る方法である。
【０００３】
上記従来の積層成形品の成形方法に用いる金型には、１次成形及び２次成形用の射出ユニットそれぞれのノズルに連通する、固定型プレートを横切るように形成された固定型スプル孔と、該固定型スプル孔を介してスライド金型に形成されたスライド型スプル孔が設けられている。そして、このノズルに連通したスプル孔から１次成形用のキャビティと２次成形用キャビティに溶融樹脂が射出充填されて積層品が成形される構成となっている。
ところで、上記従来の金型を用いた積層品の成形方法では１次成形品にスプルを残した状態では２次成形することができないことから、スプルやランナが形成されない成形方法と金型構造が要求される。
【特許文献１】特開２０００−１４１４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スプルやランナが形成されない成形方法では、固定型スプル及びスライド型スプルにはホットランナやホットチップが設けられた金型を使用しなければならないので、積層成形品を得ようとすると金型構造が複雑となり価格的にも高価となる。更に、固定プレートに形成した固定型スプル孔を介してスライド型に形成したスライド型スプル孔に樹脂を供給する構成のため、樹脂のシールが困難で樹脂漏れが発生し易いといった問題があった。また、可動型にスライド金型を配した構成では２次成形の樹脂をキャビティに充填することが困難であった。
本発明の課題は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、金型構造が簡略化され、樹脂漏れが発生し難い積層成形品の成形方法及び積層成形に用いる金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の積層品の成形方法は、固定型及び可動型のいずれか一方に少なくとも２つのキャビティ面を有するスライド型を用いて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する成形方法であって、１次成形及び２次成形におけるキャビティ内への溶融樹脂の充填は、固定型に設けた第１の樹脂流路を経由するととともに、可動型又は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われることとした。
本発明の請求項２に記載の積層品の成形方法は、請求項１に記載の発明において、前記スライド型を固定型に配して、キャビティ面への溶融樹脂の充填は可動型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われることとした。
【０００６】
本発明の請求項３に記載の積層品の成形方法は、請求項１に記載の発明において、前記スライド型を可動型に配して、キャビティ面への溶融樹脂の充填は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われることとした。
本発明の請求項４に記載の積層品の成形方法は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、１次成形用及び２次成形用の射出ユニットを備えて、１次成形には１次成形用の射出ユニットを、２次成形には２次成形用射出ユニットを用いることとした。
【０００７】
本発明の請求項５に記載の積層品の成形方法は、請求項４に記載の発明において、前記１次成形用又は２次成形用の何れか一方の射出ユニットは、発泡剤が混合された溶融樹脂を用いることとした。
本発明の請求項６に記載の積層品の成形方法は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明において、前記固定型と可動型いずれか一方の金型に、所定の形状の表皮材をインサートして積層成形することとした。
【０００８】
本発明の請求項７に記載の積層品の成形用金型は、積層品のスライド型を備えて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する積層品の成形用金型であって、前記スライド型を備えた固定型と可動型とからなり、前記固定型には、キャビティ内に溶融樹脂を供給する第１の樹脂流路が形成され、前記可動型のパーティング面には、固定型に設けた前記第１の樹脂流路に連通する第２の樹脂流路が形成された構成とした。
本発明の請求項８に記載の積層品の成形用金型は、スライド型を備えて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する積層品の成形用金型であって、固定型と前記スライド型を備えた可動型とからなり、前記固定型には、キャビティ内に溶融樹脂を供給する第１の樹脂流路が形成されるとともに、前記固定型のパーティング面には、前記第１の樹脂流路に連通する第２の樹脂流路が形成された構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る積層品の成形方法は、１次成形及び２次成形におけるキャビティ内への溶融樹脂の充填は、固定型に設けた第１の樹脂流路を経由するととともに、前記前記可動型又は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行うようにした。固定型及び金型のパーティング面に樹脂流路が設けられたことにより、スライド金型にホットランナを設けることなくキャビティ内に溶融樹脂を充填することができる。
また、ゲートを成形品外表面の末端に配したので、成形品外表面にゲートの痕跡が残ることが無く、成形品意匠に制約を与えることがない、という効果を発現し得る。
【００１０】
更に、１次成形及び２次成形用の２つの射出ユニットを用いて成形するようにした。２つの射出ユニットが設けられたことにより、１次成形と２次成形で材質の異なる成形品や、着色した樹脂と透明の樹脂の成形品を得ることができる。
加えて、いずれか一方の射出ユニットに発泡剤を混合した樹脂を用いるようにした。発泡層を備え、ソフト感を有して軽量化され、断熱性や遮音性に優れた成形品が成形できる。
また、所定の形状の表皮材をキャビティ内にインサートして積層成形するようにした。表皮材をインサートすることにより、成形品表面が加飾され意匠性に優れた積層成形品を得ることができる。
【００１１】
本発明に係る積層品の成形用金型は、スライド型を固定型に備えて、固定型に第１の樹脂流路を、可動型パーティング面に第１樹脂流路に連通する第２の樹脂流路を設けた。固定型及び金型のパーティング面に樹脂流路が設けられたことにより、金型構造が簡略化され、金型のコストを低減することができる。また、スライド型を介して樹脂をキャビティに供給することが無いので、固定型とスライド型の間で樹脂漏れが発生することが無い。
更に、スライド型を可動型に備えて、固定型に第１の樹脂流路を、固定型パーティング面に第１樹脂流路に連通する第２の樹脂流路を設けた。固定型に第１及び第２の樹脂流路が設けられたことにより、金型構造が簡略化され、金型のコストを低減することができる。
また、溶融樹脂の流動長さが短縮されて成形材料を変更する場合にも、材料が少なく短時間で行うことができる。加えて、樹脂圧力損失の少ない積層成形が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の積層成形品の成形方法及び積層成形用の金型について実施の実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表わすものであるが、本発明は図面に示された情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は以下に記述される手段である。なお、以下の記載において、一般的な技術、公知の技術、汎用の技術は省略している。
【００１３】
先ず、本発明に係る積層成形品の成形方法について説明する。図１は、実施の形態の成形工程を示す図で、金型を断面図で模式的に示してある。図２は、図１（ｂ）のＸ−Ｘ及び、図１（ｄ）のＹ−Ｙで切断した断面図で、スライド金型の１次成形と２次成形の金型位置を示してある。図３は、他の実施形態の成形工程を示す図で、金型を断面図で模式的に示してある。以下、図１、図２及び図３を参酌しながら説明する。
【００１４】
図１の（ａ）は、実施の形態に係る金型が型開された状態を示し、前記金型は、可動金型１０と、固定金型２０とで基本構成され、スライド金型３０が、固定金型２０に摺動自在に配されている。可動金型１０は、図示しない成形機の可動盤に取付けられ、固定金型は、同じく図示しない成形機の固定盤に取付けられており、可動金型１０は固定金型２０に対して接離自在に型の開閉を行うことができる構成となっている。
固定金型２０に配されたスライド型３０は、図示しない駆動手段により型開状態において可動金型１０の開閉方向に対して垂直方向へ摺動することができる。
【００１５】
固定金型２０には、１次成形用及び２次成形用の第１の樹脂流路２１、２２がスライド型３０を回避するように形成されている。そして、第１の樹脂流路２１、２２のパーティング面側末端には、樹脂流路の開閉手段２３、２４が設けられている。
また、固定金型２０の固定盤取付け面側には、１次成形用及び２次成形用の射出ユニット４１、４２を備え、１次成形用の射出ユニット４１のノズル４３は第１の樹脂流路２１に、２次成形用の射出ユニット４２のノズル４４は第１の樹脂流路２２に、それぞれ溶融樹脂を供給する。
可動金型１０のパーティング面側１１には、１次成形用及び２次成形用の第２の樹脂流路１２、１３が形成されている。１次成形用のキャビティは、１次成形用の第２の樹脂流路１２を介して固定金型２０に形成された第１の樹脂流路２１と連通し、２次成形用のキャビティは、２次成形用の第２の樹脂流路１３を介して固定金型２０に形成された第１の樹脂流路２２と連通する構成となっている。
【００１６】
スライド金型３０は可動型１０と型閉されて、１次成形用キャビティを形成するキャビティ面３１と、図１の（ｃ）に示す２次成形用キャビティを形成するキャビティ面３２を備えている。また、スライド型３０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、１次成形用のキャビティが１次成形完了後に成形機軸芯に対して上昇方向に移動して２次成形を行う構成としたが、１次成形の後下降方向に移動する構成であっても良い。
スライド金型３０を駆動する手段には、流体圧シリンダを固定型２０に取付け、該流体圧シリンダのピストンロッドをスライド型３０に固着された構成や、ボールネジとボールナット等を電動機で駆動して回転運動を直線運動に変換する構成が好適に用いられる。
【００１７】
次に、図１の（ａ）〜（ｅ）により成形方法について説明する。図１の（ａ）は、可動型１０が型開きされ、スライド型３０が下方に駆動されて１次成形キャビティ面３１に設定された状態を示している。この状態では、樹脂流路の開閉手段２３、２４は閉じている。
図１の（ｂ）は、可動型１０が移動して型締され、可動型１０とスライド型３０との間で１次成形キャビティが形成され、そして、１次射出ユニット４１から所定量の溶融樹脂が射出充填された状態を示している。この時、樹脂流路の開閉手段２３は開かれており、溶融樹脂はノズル４３、第１の樹脂流路２１、樹脂流路の開閉手段２３を通って第２の樹脂流路１２から１次成形キャビティに充填される。これにより１次成形品５１を得る。
【００１８】
図１の（ｃ）は、樹脂流路の開閉手段２３が閉じられ、可動金型１０に１次成形品５１を残して型開され、スライド金型３０が上方に駆動されて２次成形キャビティ面３２が設定された状態を示している。
図１の（ｄ）は、１次成形品５１を残した可動金型１０が再び移動して型締され、１次成形品５１とスライド型３０との間で２次成形キャビティが形成され、そして、２次射出ユニット４２から所定量の溶融樹脂が射出充填された状態を示している。この時、樹脂流路の開閉手段２４は開かれており、溶融樹脂はノズル４４、第１の樹脂流路２２、樹脂流路の開閉手段２４を通って第２の樹脂流路１３から２次成形キャビティに充填される。これにより１次成形品の外周面に２次成形品５２が積層され、積層成形品５０が得られる。
【００１９】
図１の（ｄ）は、樹脂流路の開閉手段２４が閉じられ、可動金型１０が型開された状態を示している。積層成形品５０は、図示しない押出し手段により金型より取り出される。次いで、スライド型３０が１次成形の位置へ駆動されて移動し次サイクルを開始する。
本発明における第２の樹脂流路と、成形品キャビティとの交差部であるゲートの形状は図示しないが、タブゲート、フィルムゲート、ファンゲート等周知の形態を用いることができる。そして、第１の樹脂流路２１、２２はホットランナを用いることが好ましく、更に、樹脂流路の開閉手段２３、２４はバルブゲートやホットチップ等を用いることが好ましい。
【００２０】
図３により、他の実施の形態を説明する。図３の（ａ）は、実施の形態に係る金型が型開された状態を示し、前記金型は、可動金型６０と、固定金型７０とで基本構成され、スライド金型８０が、可動金型６０に摺動自在に配されている。可動金型６０は、図示しない成形機の可動盤に取付けられ、固定金型７０は、同じく図示しない成形機の固定盤に取付けられており、可動金型６０は固定金型７０に対して接離自在に型の開閉を行うことができる構成となっている。
可動金型６０に配されたスライド型８０は、図示しない駆動手段により型開状態において可動金型６０の開閉方向に対して垂直方向へ摺動することができる。
【００２１】
固定金型７０には、１次成形用及び２次成形用の第１の樹脂流路７１、７２が形成されている。そして、第１の樹脂流路７１、７２のパーティング面側末端には、樹脂流路の開閉手段７３、７４が設けられている。
また、固定金型７０の固定盤取付け面側には、１次成形用及び２次成形用の射出ユニット４１、４２を備え、１次成形用の射出ユニット４１のノズル４３は第１の樹脂流路７１に、２次成形用の射出ユニット４２のノズル４４は第１の樹脂流路７２に、それぞれ溶融樹脂を供給する。更に、固定金型７０のパーティング面側７５には、１次成形用及び２次成形用の第２の樹脂流路７６、７７が形成されている。
１次成形用のキャビティは、１次成形用の第２の樹脂流路７６を介して固定金型７０に形成された第１の樹脂流路７１と連通し、２次成形用のキャビティは、２次成形用の第２の樹脂流路７７を介して固定金型７０に形成された第１の樹脂流路７２と連通する構成となっている。
【００２２】
スライド金型８０は固定型７０と型閉されて、１次成形用キャビティを形成するキャビティ面８１と、図３（ｃ）に示す２次成形用キャビティを形成するキャビティ面８２を備えている。また、スライド型８０は、図２（ａ）及び（ｂ）で参考に示すように、１次成形用のキャビティが１次成形完了後に成形機軸心に対して上昇方向に移動して２次成形を行う構成としたが、１次成形の後下降方向に移動する構成であっても良い。
スライド金型８０を駆動する手段には、体圧シリンダを可動型６０に取付け、該流体圧シリンダのピストンロッドをスライド型８０に固着された構成や、ボールネジとボールナット等を電動機で駆動して回転運動を直線運動に変換する構成が好適に用いられる。
【００２３】
次に、図３の（ａ）〜（ｅ）により成形方法について説明する。図３の（ａ）は、可動型６０が型開きされ、スライド型８０が下方に駆動されて１次成形キャビティ面８１に設定された状態を示している。この状態では、樹脂流路の開閉手段７３、７４は閉じている。
図３の（ｂ）は、可動型６０が移動して型締され、固定型７０とスライド型８０との間で１次成形キャビティが形成され、そして、１次射出ユニット４１から所定量の溶融樹脂が射出充填された状態を示している。この時、樹脂流路の開閉手段７３は開かれており、溶融樹脂はノズル４３、第１の樹脂流路７１、樹脂流路の開閉手段７３を通って第２の樹脂流路７６から１次成形キャビティに充填される。これにより１次成形品５１を得る。
【００２４】
図３の（ｃ）は、樹脂流路の開閉手段７３が閉じられ、固定金型７０に１次成形品５１を残して型開され、スライド金型８０が上方に駆動されて２次成形キャビティ面８２が設定された状態を示している。
図３の（ｄ）は、可動金型１０が再び移動して型締され、１次成形品５１とスライド型８０との間で２次成形キャビティが形成され、そして、２次射出ユニット４２から所定量の溶融樹脂が射出充填された状態を示している。この時、樹脂流路の開閉手段７４は開かれており、溶融樹脂はノズル４４、第１の樹脂流路７２、樹脂流路の開閉手段７４を通って第２の樹脂流路７７から２次成形キャビティに充填される。これにより１次成形品の外周面に２次成形品５２が積層され、積層成形品５０が得られる。
【００２５】
図３の（ｄ）は、樹脂流路の開閉手段７４が閉じられ、可動金型６０が型開された状態を示している。積層成形品５０は、図示しない押出し手段により金型より取り出される。次いで、スライド型８０が１次成形の位置へ駆動されて移動し次サイクルを開始する。
本発明における第２の樹脂流路と成形品キャビティとの交差部であるゲートの形状は、図示しないが、タブゲート、フィルムゲート、ファンゲート等周知の形態を用いることができる。そして、第１の樹脂流路７１、７２はホットランナを用いることが好ましく、また、樹脂流路の開閉手段７３、７４はバルブゲートやホットチップ等を用いることが好ましい。
【００２６】
次いで、本発明の実施形態における発泡成形について説明する。１次成形用の射出ユニット４１又は２次成形用の射出ユニット４２のいずれか一方に発泡剤を混合して金型キャビティ内に射出充填することにより、発泡層を備え、ソフト感を有して軽量化され、断熱性や遮音性に優れた成形品を得ることができる。例えば、図１（ｂ）に示す１次成形用の射出ユニット４１から発泡剤を混合した溶融樹脂が１次成形キャビティ内に充填されると、基材が発泡層となった積層成形品５０が、また、図１の（ｄ）に示す２次成形ユニット４２から発泡剤を混合した溶融樹脂が２次成形キャビティ内に充填されると、表層が発泡層となった積層成形品５０が得られる。
そして、前記溶融樹脂に混合する発泡剤には、化学発泡剤や物理発泡剤が用いられる。発泡成形の形態は、キャビティ容積と同量の発泡剤を含む溶融樹脂を射出充填し、その後キャビティ容積を所定の量拡大して発泡させるフルショット法が好ましい。また、キャビティ内にガスを所定の圧力で充満させ、キャビティ容積と同量の発泡剤を含む溶融樹脂を射出充填するガスカウンタープレッシャー法を前記フルショット法に併用することは、発泡層の表面性を改善する点において更に好ましい。
【００２７】
さらに、本発明の実施形態における表皮材の積層成形について説明する。所定の形状の表皮材をキャビティ内にインサートして積層成形するようにした。表皮材をインサートすることにより、成形品表面が加飾され意匠性に優れた積層成形品を得ることができる。
例えば、図３の（ｃ）の１次成形品が成形されて型開の状態で、スライド型８０のキャビティ面８０に表皮材を周知の態様で取付け、可動型６０を移動して型締を行う。１次成形品と表皮材との間で形成される２次成形キャビティに、２次成形用射出ユニット４２から溶融樹脂を射出充填することで、表皮材で加飾された積層成形品が得られる。
そして、この表皮材の積層成形においても前述した発泡成形が用いられても良い。
【００２８】
上記説明した発明の実施形態においては、１次成形品５１と２次成形品５２の形状を相似形としたがこれに限るものではなく、成形品の肉厚に違いを持った形体であっても、さらには、成形品５０を箱型の容器状としたが、板状に積層された成形体であっても良い。
また、金型の構造はインロー部を有しない平押型としたが、インロー部を有する半押込型を用いることもできる。
【００２９】
以上説明したように、スライド金型を用いた従来の積層成形方法では、金型に１次成形品を残した状態でキャビティをスライドさせて変更することで積層成形品を得ることができたが、スライド金型内にホットランナを組み込み、固定型を介して溶融樹脂をキャビティ内に充填することから、金型構造が複雑、高価であり、樹脂漏れが発生し易いという問題があった。本発明による積層品の成形方法及び成形用金型は、スライド型に樹脂流路を設けず、固定型とパーティング面とに樹脂流路を設けて樹脂を充填することにより、上記問題を克服した。
そして、本発明の積層品の成型方法と成型用金型を用いて樹脂漏れすることなく積層成形品を成形することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態の成形工程を示す図で、金型を断面図で模式的に示した図である。
【図２】図１（ｂ）のＸ−Ｘ及び、図１（ｄ）のＹ−Ｙで切断した断面図で、スライド金型の１次成形と２次成形の金型位置を示した図である。
【図３】本発明の他の実施形態の成形工程を示す図で、金型を断面図で模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０、６０ 可動金型
１１、７５ パーティング面
１２、１３、７６、７７ 第２の樹脂流路
２０、７０ 固定金型
２１、２２、７１、７２ 第１の樹脂流路
２３、２４、７３、７４ 樹脂流路の開閉手段
３０、８０ スライド金型
３１、８１ １次成形キャビティ面
３２、８２ ２次成形キャビティ面
４１ １次成形用の射出ユニット
４２ ２次成形用の射出ユニット
４３、４４ ノズル
５０ 積層成形品
５１ １次成形品
５２ ２次成形品
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スライド金型を用いて１次成形と２次成形とによって樹脂を積層状態に射出成形して積層成形品を得る成形方法、及びこの成形方法に用いる成形用金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スライド金型を用いて１次成形と２次成形とによって樹脂を積層状態に射出成形して積層成形品を得る成形方法は、例えば特許文献１により提案されている。
この成形方法は、２個の第１及び第２の凹部が形成されたスライド金型を備えた固定型と、１個の凹部が形成された可動型とを使用する。１次の成形には、スライド金型の第１の凹部と可動型の凹部で形成されるキャビティに溶融樹脂を充填し、２次の成形には、１次成形品とスライド金型の第２の凹部とで形成されるキャビティに溶融樹脂を充填して積層成形品を得る方法である。
【０００３】
上記従来の積層成形品の成形方法に用いる金型には、１次成形及び２次成形用の射出ユニットそれぞれのノズルに連通する、固定型プレートを横切るように形成された固定型スプル孔と、該固定型スプル孔を介してスライド金型に形成されたスライド型スプル孔が設けられている。そして、このノズルに連通したスプル孔から１次成形用のキャビティと２次成形用キャビティに溶融樹脂が射出充填されて積層品が成形される構成となっている。
ところで、上記従来の金型を用いた積層品の成形方法では１次成形品にスプルを残した状態では２次成形することができないことから、スプルやランナが形成されない成形方法と金型構造が要求される。
【特許文献１】特開２０００−１４１４０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、スプルやランナが形成されない成形方法では、固定型スプル及びスライド型スプルにはホットランナやホットチップが設けられた金型を使用しなければならないので、積層成形品を得ようとすると金型構造が複雑となり価格的にも高価となる。更に、固定プレートに形成した固定型スプル孔を介してスライド型に形成したスライド型スプル孔に樹脂を供給する構成のため、樹脂のシールが困難で樹脂漏れが発生し易いといった問題があった。また、可動型にスライド金型を配した構成では２次成形の樹脂をキャビティに充填することが困難であった。
本発明の課題は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、金型構造が簡略化され、樹脂漏れが発生し難い積層成形品の成形方法及び積層成形に用いる金型を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に記載の積層品の成形方法は、固定型及び可動型のいずれか一方に少なくとも２つのキャビティ面を有するスライド型を用いて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する成形方法であって、１次成形及び２次成形におけるキャビティ内への溶融樹脂の充填は、固定型に設けた第１の樹脂流路を経由するととともに、可動型又は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われることとした。
本発明の請求項２に記載の積層品の成形方法は、請求項１に記載の発明において、前記スライド型を固定型に配して、キャビティ面への溶融樹脂の充填は可動型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われることとした。
【０００６】
本発明の請求項３に記載の積層品の成形方法は、請求項１に記載の発明において、前記スライド型を可動型に配して、キャビティ面への溶融樹脂の充填は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われることとした。
本発明の請求項４に記載の積層品の成形方法は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明において、１次成形用及び２次成形用の射出ユニットを備えて、１次成形には１次成形用の射出ユニットを、２次成形には２次成形用射出ユニットを用いることとした。
【０００７】
本発明の請求項５に記載の積層品の成形方法は、請求項４に記載の発明において、前記１次成形用又は２次成形用の何れか一方の射出ユニットは、発泡剤が混合された溶融樹脂を用いることとした。
本発明の請求項６に記載の積層品の成形方法は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明において、前記固定型と可動型いずれか一方の金型に、所定の形状の表皮材をインサートして積層成形することとした。
【０００８】
本発明の請求項７に記載の積層品の成形用金型は、積層品のスライド型を備えて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する積層品の成形用金型であって、前記スライド型を備えた固定型と可動型とからなり、前記固定型には、キャビティ内に溶融樹脂を供給する第１の樹脂流路が形成され、前記可動型のパーティング面には、固定型に設けた前記第１の樹脂流路に連通する第２の樹脂流路が形成された構成とした。
本発明の請求項８に記載の積層品の成形用金型は、スライド型を備えて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する積層品の成形用金型であって、固定型と前記スライド型を備えた可動型とからなり、前記固定型には、キャビティ内に溶融樹脂を供給する第１の樹脂流路が形成されるとともに、前記固定型のパーティング面には、前記第１の樹脂流路に連通する第２の樹脂流路が形成された構成とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る積層品の成形方法は、１次成形及び２次成形におけるキャビティ内への溶融樹脂の充填は、固定型に設けた第１の樹脂流路を経由するととともに、前記前記可動型又は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行うようにした。固定型及び金型のパーティング面に樹脂流路が設けられたことにより、スライド金型にホットランナを設けることなくキャビティ内に溶融樹脂を充填することができる。
また、ゲートを成形品外表面の末端に配したので、成形品外表面にゲートの痕跡が残ることが無く、成形品意匠に制約を与えることがない、という効果を発現し得る。
【００１０】
更に、１次成形及び２次成形用の２つの射出ユニットを用いて成形するようにした。２つの射出ユニットが設けられたことにより、１次成形と２次成形で材質の異なる成形品や、着色した樹脂と透明の樹脂の成形品を得ることができる。
加えて、いずれか一方の射出ユニットに発泡剤を混合した樹脂を用いるようにした。発泡層を備え、ソフト感を有して軽量化され、断熱性や遮音性に優れた成形品が成形できる。
また、所定の形状の表皮材をキャビティ内にインサートして積層成形するようにした。表皮材をインサートすることにより、成形品表面が加飾され意匠性に優れた積層成形品を得ることができる。
【００１１】
本発明に係る積層品の成形用金型は、スライド型を固定型に備えて、固定型に第１の樹脂流路を、可動型パーティング面に第１樹脂流路に連通する第２の樹脂流路を設けた。固定型及び金型のパーティング面に樹脂流路が設けられたことにより、金型構造が簡略化され、金型のコストを低減することができる。また、スライド型を介して樹脂をキャビティに供給することが無いので、固定型とスライド型の間で樹脂漏れが発生することが無い。
更に、スライド型を可動型に備えて、固定型に第１の樹脂流路を、固定型パーティング面に第１樹脂流路に連通する第２の樹脂流路を設けた。固定型に第１及び第２の樹脂流路が設けられたことにより、金型構造が簡略化され、金型のコストを低減することができる。
また、溶融樹脂の流動長さが短縮されて成形材料を変更する場合にも、材料が少なく短時間で行うことができる。加えて、樹脂圧力損失の少ない積層成形が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の積層成形品の成形方法及び積層成形用の金型について実施の実施の形態を説明するが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表わすものであるが、本発明は図面に示された情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は以下に記述される手段である。なお、以下の記載において、一般的な技術、公知の技術、汎用の技術は省略している。
【００１３】
先ず、本発明に係る積層成形品の成形方法について説明する。図１は、実施の形態の成形工程を示す図で、金型を断面図で模式的に示してある。図２は、図１（ｂ）のＸ−Ｘ及び、図１（ｄ）のＹ−Ｙで切断した断面図で、スライド金型の１次成形と２次成形の金型位置を示してある。図３は、他の実施形態の成形工程を示す図で、金型を断面図で模式的に示してある。以下、図１、図２及び図３を参酌しながら説明する。
【００１４】
図１の（ａ）は、実施の形態に係る金型が型開された状態を示し、前記金型は、可動金型１０と、固定金型２０とで基本構成され、スライド金型３０が、固定金型２０に摺動自在に配されている。可動金型１０は、図示しない成形機の可動盤に取付けられ、固定金型は、同じく図示しない成形機の固定盤に取付けられており、可動金型１０は固定金型２０に対して接離自在に型の開閉を行うことができる構成となっている。
固定金型２０に配されたスライド型３０は、図示しない駆動手段により型開状態において可動金型１０の開閉方向に対して垂直方向へ摺動することができる。
【００１５】
固定金型２０には、１次成形用及び２次成形用の第１の樹脂流路２１、２２がスライド型３０を回避するように形成されている。そして、第１の樹脂流路２１、２２のパーティング面側末端には、樹脂流路の開閉手段２３、２４が設けられている。
また、固定金型２０の固定盤取付け面側には、１次成形用及び２次成形用の射出ユニット４１、４２を備え、１次成形用の射出ユニット４１のノズル４３は第１の樹脂流路２１に、２次成形用の射出ユニット４２のノズル４４は第１の樹脂流路２２に、それぞれ溶融樹脂を供給する。
可動金型１０のパーティング面側１１には、１次成形用及び２次成形用の第２の樹脂流路１２、１３が形成されている。１次成形用のキャビティは、１次成形用の第２の樹脂流路１２を介して固定金型２０に形成された第１の樹脂流路２１と連通し、２次成形用のキャビティは、２次成形用の第２の樹脂流路１３を介して固定金型２０に形成された第１の樹脂流路２２と連通する構成となっている。
【００１６】
スライド金型３０は可動型１０と型閉されて、１次成形用キャビティを形成するキャビティ面３１と、図１の（ｃ）に示す２次成形用キャビティを形成するキャビティ面３２を備えている。また、スライド型３０は、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、１次成形用のキャビティが１次成形完了後に成形機軸芯に対して上昇方向に移動して２次成形を行う構成としたが、１次成形の後下降方向に移動する構成であっても良い。
スライド金型３０を駆動する手段には、流体圧シリンダを固定型２０に取付け、該流体圧シリンダのピストンロッドをスライド型３０に固着された構成や、ボールネジとボールナット等を電動機で駆動して回転運動を直線運動に変換する構成が好適に用いられる。
【００１７】
次に、図１の（ａ）〜（ｅ）により成形方法について説明する。図１の（ａ）は、可動型１０が型開きされ、スライド型３０が下方に駆動されて１次成形キャビティ面３１に設定された状態を示している。この状態では、樹脂流路の開閉手段２３、２４は閉じている。
図１の（ｂ）は、可動型１０が移動して型締され、可動型１０とスライド型３０との間で１次成形キャビティが形成され、そして、１次射出ユニット４１から所定量の溶融樹脂が射出充填された状態を示している。この時、樹脂流路の開閉手段２３は開かれており、溶融樹脂はノズル４３、第１の樹脂流路２１、樹脂流路の開閉手段２３を通って第２の樹脂流路１２から１次成形キャビティに充填される。これにより１次成形品５１を得る。
【００１８】
図１の（ｃ）は、樹脂流路の開閉手段２３が閉じられ、可動金型１０に１次成形品５１を残して型開され、スライド金型３０が上方に駆動されて２次成形キャビティ面３２が設定された状態を示している。
図１の（ｄ）は、１次成形品５１を残した可動金型１０が再び移動して型締され、１次成形品５１とスライド型３０との間で２次成形キャビティが形成され、そして、２次射出ユニット４２から所定量の溶融樹脂が射出充填された状態を示している。この時、樹脂流路の開閉手段２４は開かれており、溶融樹脂はノズル４４、第１の樹脂流路２２、樹脂流路の開閉手段２４を通って第２の樹脂流路１３から２次成形キャビティに充填される。これにより１次成形品の外周面に２次成形品５２が積層され、積層成形品５０が得られる。
【００１９】
図１の（ｄ）は、樹脂流路の開閉手段２４が閉じられ、可動金型１０が型開された状態を示している。積層成形品５０は、図示しない押出し手段により金型より取り出される。次いで、スライド型３０が１次成形の位置へ駆動されて移動し次サイクルを開始する。
本発明における第２の樹脂流路と、成形品キャビティとの交差部であるゲートの形状は図示しないが、タブゲート、フィルムゲート、ファンゲート等周知の形態を用いることができる。そして、第１の樹脂流路２１、２２はホットランナを用いることが好ましく、更に、樹脂流路の開閉手段２３、２４はバルブゲートやホットチップ等を用いることが好ましい。
【００２０】
図３により、他の実施の形態を説明する。図３の（ａ）は、実施の形態に係る金型が型開された状態を示し、前記金型は、可動金型６０と、固定金型７０とで基本構成され、スライド金型８０が、可動金型６０に摺動自在に配されている。可動金型６０は、図示しない成形機の可動盤に取付けられ、固定金型７０は、同じく図示しない成形機の固定盤に取付けられており、可動金型６０は固定金型７０に対して接離自在に型の開閉を行うことができる構成となっている。
可動金型６０に配されたスライド型８０は、図示しない駆動手段により型開状態において可動金型６０の開閉方向に対して垂直方向へ摺動することができる。
【００２１】
固定金型７０には、１次成形用及び２次成形用の第１の樹脂流路７１、７２が形成されている。そして、第１の樹脂流路７１、７２のパーティング面側末端には、樹脂流路の開閉手段７３、７４が設けられている。
また、固定金型７０の固定盤取付け面側には、１次成形用及び２次成形用の射出ユニット４１、４２を備え、１次成形用の射出ユニット４１のノズル４３は第１の樹脂流路７１に、２次成形用の射出ユニット４２のノズル４４は第１の樹脂流路７２に、それぞれ溶融樹脂を供給する。更に、固定金型７０のパーティング面側７５には、１次成形用及び２次成形用の第２の樹脂流路７６、７７が形成されている。
１次成形用のキャビティは、１次成形用の第２の樹脂流路７６を介して固定金型７０に形成された第１の樹脂流路７１と連通し、２次成形用のキャビティは、２次成形用の第２の樹脂流路７７を介して固定金型７０に形成された第１の樹脂流路７２と連通する構成となっている。
【００２２】
スライド金型８０は固定型７０と型閉されて、１次成形用キャビティを形成するキャビティ面８１と、図３（ｃ）に示す２次成形用キャビティを形成するキャビティ面８２を備えている。また、スライド型８０は、図２（ａ）及び（ｂ）で参考に示すように、１次成形用のキャビティが１次成形完了後に成形機軸心に対して上昇方向に移動して２次成形を行う構成としたが、１次成形の後下降方向に移動する構成であっても良い。
スライド金型８０を駆動する手段には、体圧シリンダを可動型６０に取付け、該流体圧シリンダのピストンロッドをスライド型８０に固着された構成や、ボールネジとボールナット等を電動機で駆動して回転運動を直線運動に変換する構成が好適に用いられる。
【００２３】
次に、図３の（ａ）〜（ｅ）により成形方法について説明する。図３の（ａ）は、可動型６０が型開きされ、スライド型８０が下方に駆動されて１次成形キャビティ面８１に設定された状態を示している。この状態では、樹脂流路の開閉手段７３、７４は閉じている。
図３の（ｂ）は、可動型６０が移動して型締され、固定型７０とスライド型８０との間で１次成形キャビティが形成され、そして、１次射出ユニット４１から所定量の溶融樹脂が射出充填された状態を示している。この時、樹脂流路の開閉手段７３は開かれており、溶融樹脂はノズル４３、第１の樹脂流路７１、樹脂流路の開閉手段７３を通って第２の樹脂流路７６から１次成形キャビティに充填される。これにより１次成形品５１を得る。
【００２４】
図３の（ｃ）は、樹脂流路の開閉手段７３が閉じられ、固定金型７０に１次成形品５１を残して型開され、スライド金型８０が上方に駆動されて２次成形キャビティ面８２が設定された状態を示している。
図３の（ｄ）は、可動金型１０が再び移動して型締され、１次成形品５１とスライド型８０との間で２次成形キャビティが形成され、そして、２次射出ユニット４２から所定量の溶融樹脂が射出充填された状態を示している。この時、樹脂流路の開閉手段７４は開かれており、溶融樹脂はノズル４４、第１の樹脂流路７２、樹脂流路の開閉手段７４を通って第２の樹脂流路７７から２次成形キャビティに充填される。これにより１次成形品の外周面に２次成形品５２が積層され、積層成形品５０が得られる。
【００２５】
図３の（ｄ）は、樹脂流路の開閉手段７４が閉じられ、可動金型６０が型開された状態を示している。積層成形品５０は、図示しない押出し手段により金型より取り出される。次いで、スライド型８０が１次成形の位置へ駆動されて移動し次サイクルを開始する。
本発明における第２の樹脂流路と成形品キャビティとの交差部であるゲートの形状は、図示しないが、タブゲート、フィルムゲート、ファンゲート等周知の形態を用いることができる。そして、第１の樹脂流路７１、７２はホットランナを用いることが好ましく、また、樹脂流路の開閉手段７３、７４はバルブゲートやホットチップ等を用いることが好ましい。
【００２６】
次いで、本発明の実施形態における発泡成形について説明する。１次成形用の射出ユニット４１又は２次成形用の射出ユニット４２のいずれか一方に発泡剤を混合して金型キャビティ内に射出充填することにより、発泡層を備え、ソフト感を有して軽量化され、断熱性や遮音性に優れた成形品を得ることができる。例えば、図１（ｂ）に示す１次成形用の射出ユニット４１から発泡剤を混合した溶融樹脂が１次成形キャビティ内に充填されると、基材が発泡層となった積層成形品５０が、また、図１の（ｄ）に示す２次成形ユニット４２から発泡剤を混合した溶融樹脂が２次成形キャビティ内に充填されると、表層が発泡層となった積層成形品５０が得られる。
そして、前記溶融樹脂に混合する発泡剤には、化学発泡剤や物理発泡剤が用いられる。発泡成形の形態は、キャビティ容積と同量の発泡剤を含む溶融樹脂を射出充填し、その後キャビティ容積を所定の量拡大して発泡させるフルショット法が好ましい。また、キャビティ内にガスを所定の圧力で充満させ、キャビティ容積と同量の発泡剤を含む溶融樹脂を射出充填するガスカウンタープレッシャー法を前記フルショット法に併用することは、発泡層の表面性を改善する点において更に好ましい。
【００２７】
さらに、本発明の実施形態における表皮材の積層成形について説明する。所定の形状の表皮材をキャビティ内にインサートして積層成形するようにした。表皮材をインサートすることにより、成形品表面が加飾され意匠性に優れた積層成形品を得ることができる。
例えば、図３の（ｃ）の１次成形品が成形されて型開の状態で、スライド型８０のキャビティ面８０に表皮材を周知の態様で取付け、可動型６０を移動して型締を行う。１次成形品と表皮材との間で形成される２次成形キャビティに、２次成形用射出ユニット４２から溶融樹脂を射出充填することで、表皮材で加飾された積層成形品が得られる。
そして、この表皮材の積層成形においても前述した発泡成形が用いられても良い。
【００２８】
上記説明した発明の実施形態においては、１次成形品５１と２次成形品５２の形状を相似形としたがこれに限るものではなく、成形品の肉厚に違いを持った形体であっても、さらには、成形品５０を箱型の容器状としたが、板状に積層された成形体であっても良い。
また、金型の構造はインロー部を有しない平押型としたが、インロー部を有する半押込型を用いることもできる。
【００２９】
以上説明したように、スライド金型を用いた従来の積層成形方法では、金型に１次成形品を残した状態でキャビティをスライドさせて変更することで積層成形品を得ることができたが、スライド金型内にホットランナを組み込み、固定型を介して溶融樹脂をキャビティ内に充填することから、金型構造が複雑、高価であり、樹脂漏れが発生し易いという問題があった。本発明による積層品の成形方法及び成形用金型は、スライド型に樹脂流路を設けず、固定型とパーティング面とに樹脂流路を設けて樹脂を充填することにより、上記問題を克服した。
そして、本発明の積層品の成型方法と成型用金型を用いて樹脂漏れすることなく積層成形品を成形することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態の成形工程を示す図で、金型を断面図で模式的に示した図である。
【図２】図１（ｂ）のＸ−Ｘ及び、図１（ｄ）のＹ−Ｙで切断した断面図で、スライド金型の１次成形と２次成形の金型位置を示した図である。
【図３】本発明の他の実施形態の成形工程を示す図で、金型を断面図で模式的に示した図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０、６０ 可動金型
１１、７５ パーティング面
１２、１３、７６、７７ 第２の樹脂流路
２０、７０ 固定金型
２１、２２、７１、７２ 第１の樹脂流路
２３、２４、７３、７４ 樹脂流路の開閉手段
３０、８０ スライド金型
３１、８１ １次成形キャビティ面
３２、８２ ２次成形キャビティ面
４１ １次成形用の射出ユニット
４２ ２次成形用の射出ユニット
４３、４４ ノズル
５０ 積層成形品
５１ １次成形品
５２ ２次成形品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型及び可動型のいずれか一方に少なくとも２つのキャビティ面を有するスライド型を用いて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する成形方法であって、
１次成形及び２次成形におけるキャビティ内への溶融樹脂の充填は、固定型に設けた第１の樹脂流路を経由するととともに、可動型又は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われる積層品の成形方法。
【請求項２】
前記スライド型を固定型に配して、キャビティ面への溶融樹脂の充填は可動型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われる請求項１に記載の積層品の成形方法。
【請求項３】
前記スライド型を可動型に配して、キャビティ面への溶融樹脂の充填は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われる請求項１に記載の積層品の成形方法。
【請求項４】
１次成形用及び２次成形用の射出ユニットを備えて、１次成形には１次成形用の射出ユニットを、２次成形には２次成形用射出ユニットを用いる請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の積層品の成形方法。
【請求項５】
前記１次成形用又は２次成形用の何れか一方の射出ユニットは、発泡剤が混合された溶融樹脂を用いる請求項４に記載の積層品の成形方法。
【請求項６】
前記固定型と可動型いずれか一方の金型に、所定の形状の表皮材をインサートして積層成形する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の積層品の成形方法。
【請求項７】
スライド型を備えて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する積層品の成形用金型であって、
前記スライド型を備えた固定型と可動型とからなり、
前記固定型には、キャビティ内に溶融樹脂を供給する第１の樹脂流路が形成され、
前記可動型のパーティング面には、固定型に設けた前記第１の樹脂流路に連通する第２の樹脂流路が形成された積層品の成形用金型。
【請求項８】
スライド型を備えて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する積層品の成形用金型であって、
固定型と前記スライド型を備えた可動型とからなり、
前記固定型には、キャビティ内に溶融樹脂を供給する第１の樹脂流路が形成されるとともに、
前記固定型のパーティング面には、前記第１の樹脂流路に連通する第２の樹脂流路が形成された積層品の成形用金型。
【請求項１】
固定型及び可動型のいずれか一方に少なくとも２つのキャビティ面を有するスライド型を用いて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する成形方法であって、
１次成形及び２次成形におけるキャビティ内への溶融樹脂の充填は、固定型に設けた第１の樹脂流路を経由するととともに、可動型又は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われる積層品の成形方法。
【請求項２】
前記スライド型を固定型に配して、キャビティ面への溶融樹脂の充填は可動型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われる請求項１に記載の積層品の成形方法。
【請求項３】
前記スライド型を可動型に配して、キャビティ面への溶融樹脂の充填は固定型のパーティング面に設けた第２の樹脂流路を介して行われる請求項１に記載の積層品の成形方法。
【請求項４】
１次成形用及び２次成形用の射出ユニットを備えて、１次成形には１次成形用の射出ユニットを、２次成形には２次成形用射出ユニットを用いる請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の積層品の成形方法。
【請求項５】
前記１次成形用又は２次成形用の何れか一方の射出ユニットは、発泡剤が混合された溶融樹脂を用いる請求項４に記載の積層品の成形方法。
【請求項６】
前記固定型と可動型いずれか一方の金型に、所定の形状の表皮材をインサートして積層成形する請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の積層品の成形方法。
【請求項７】
スライド型を備えて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する積層品の成形用金型であって、
前記スライド型を備えた固定型と可動型とからなり、
前記固定型には、キャビティ内に溶融樹脂を供給する第１の樹脂流路が形成され、
前記可動型のパーティング面には、固定型に設けた前記第１の樹脂流路に連通する第２の樹脂流路が形成された積層品の成形用金型。
【請求項８】
スライド型を備えて、１次成形と２次成形とによって積層品を成形する積層品の成形用金型であって、
固定型と前記スライド型を備えた可動型とからなり、
前記固定型には、キャビティ内に溶融樹脂を供給する第１の樹脂流路が形成されるとともに、
前記固定型のパーティング面には、前記第１の樹脂流路に連通する第２の樹脂流路が形成された積層品の成形用金型。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１０１５９５（Ｐ２００９−１０１５９５Ａ）
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２７５４５０（Ｐ２００７−２７５４５０）
【出願日】平成１９年１０月２３日（２００７．１０．２３）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２３日（２００７．１０．２３）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
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