開口部を有する射出成形品の製造方法と金型装置
【目的】 たとえば反応射出成形のように、粘性の低い成形材を用いて射出成形を行う場合でも、樹脂バリおよび成形不良部などが少ない良好な開口部を有する射出成形品を得るための射出成形品の製造方法と金型装置を提供すること。
【構成】 一方の第１金型２２のキャビティ内周面３２に、他方の第２金型２４のキャビティ内周面３６に圧接することが可能である弾力性を有するシール部材２８を、キャビティ内に充填される成形材の合流部にガス逃げ口３４を設けるように、装着する工程と、第１金型２２と第２金型２４とを組み合わせて、両金型の内部にシール部材２８が介在されたキャビティ２６を構成し、シール部材２８のガス逃げ口３４と反対方向から、キャビティ２６内部に成形材を充填して射出成形を行う工程と、成形材の硬化後に、第１金型２２と第２金型２４とを開き、上記シール部材２８に相当する開口部４１が形成された成形品４０を取り出す工程とを有する。
【構成】 一方の第１金型２２のキャビティ内周面３２に、他方の第２金型２４のキャビティ内周面３６に圧接することが可能である弾力性を有するシール部材２８を、キャビティ内に充填される成形材の合流部にガス逃げ口３４を設けるように、装着する工程と、第１金型２２と第２金型２４とを組み合わせて、両金型の内部にシール部材２８が介在されたキャビティ２６を構成し、シール部材２８のガス逃げ口３４と反対方向から、キャビティ２６内部に成形材を充填して射出成形を行う工程と、成形材の硬化後に、第１金型２２と第２金型２４とを開き、上記シール部材２８に相当する開口部４１が形成された成形品４０を取り出す工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、開口部を有する射出成形品の製造方法と金型装置に係り、さらに詳しくは、たとえば反応射出成形のように、粘性の低い成形材を用いて射出成形を行う場合でも、樹脂バリおよび成形不良部などが少ない良好な開口部を有する射出成形品を得るための射出成形品の製造方法と金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】射出成形は、金型間に形成されるキャビティ内に成形材を充填して硬化させることにより行われる。開口部を有する射出成形品を製造するには、従来では、たとえば凸状のコア用金型の一部に、開口部を形成するための突起を設け、その突起の先端面を、凹状のキャビティ用金型の内周面に接触させるか、バリが発生しない程度のクリアランスをもたせるかしてキャビティ内に成形材を充填して射出成形を行う。
【０００３】成形材の硬化後に、金型の型開きを行い、成形品を取り出せば、コア用金型に形成してある突起に対応する形状の開口部が形成された射出成形品が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような従来の射出成形方法では、例えば開口部形成用の突起の先端面とキャビティ内周面との僅かなクリアランスへ、キャビティ内に充填された成形材が入り込み、成形品の樹脂バリとなるおそれがあった。特に、反応射出成形のように、成形材としての反応原液の粘性が低い場合には、樹脂バリが発生しない開口部を有する反応射出成形品を得ることは困難であった。
【０００５】また、金型のキャビティ内を流動する成形材としての樹脂が、開口部を形成するための突起の両側を通り、突起の後流側で合流し、得られる成形品の開口部における樹脂合流部近傍で、金型内のエアーを巻き込み、泡となって残るという問題点を有している。
【０００６】また、特に大型の金型を用いる場合には、開口部を形成するための突起とキャビティ内周面とのクリアランスの精度、すなわち金型の加工精度を出すのが困難である。したがって、金型が高価になるという問題点を有している。このような不都合を解消するために、射出成形時には、開口部を形成せずに、射出成形後に、切削などで開口部を形成することも考えられる。ところが、このような方法では、開口部を加工するための作業が煩雑になると共に、加工時間が多大になるという問題点を有する。さらに、加工の後が残るので、射出成形により開口部を一体に成形する方法に比較し、仕上がり外観が劣るという問題点を有する。
【０００７】本発明は、このような実状に鑑みてなされ、たとえば反応射出成形のように、粘性の低い成形材を用いて射出成形を行う場合でも、樹脂バリおよび成形不良部などが少ない良好な開口部を有する射出成形品を得るための射出成形品の製造方法と金型装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の射出成形品の製造方法は、一方の第１金型のキャビティ内周面に、他方の第２金型のキャビティ内周面に圧接することが可能である弾力性を有するシール部材を、キャビティ内に充填される成形材の合流部にガス逃げ口を設けるように、装着する工程と、第１金型と第２金型とを組み合わせて、両金型の内部にシール部材が介在されたキャビティを構成し、シール部材のガス逃げ口と反対方向から、キャビティ内部に成形材を充填して射出成形を行う工程と、成形材の硬化後に、第１金型と第２金型とを開き、上記シール部材に相当する開口部が形成された成形品を取り出す工程とを有する。
【０００９】本発明の金型装置は、第１金型と、この第１金型に組み合わされてキャビティが内部に形成される第２金型と、これら第１金型および第２金型のいずれか一方の金型のキャビティ内周面に装着され、他方の金型のキャビティ内周面に圧接することが可能であり、キャビティ内に充填される成形材の合流部にガス逃げ口を有する弾力性を持つシール部材とを有し、上記シール部材に相当する部分に開口部が形成された射出成形品を製造することを特徴とする。
【００１０】
【作用】第１金型と第２金型とが閉じた状態では、キャビティ内に存在する弾力性を有するシール部材は、第１金型のキャビティ内周面と第２金型のキャビティ内周面との間で、隙間なく押しつぶされた状態となる。その状態でキャビティ内に成形材を充填すれば、成形材は、シール部材と両金型との間の隙間に入り込むことなく、シール部材の両側を流動し、シール部材の後流側で合流する。従来では、成形材が金型内のガスを巻き込み、合流部に相当する部分に泡となって成形品中に残存することとなった。しかしながら、本発明では、この合流部に相当する部分のシール部材に、ガス逃げ口を設けてあるので、流動する成形材中に含まれているガスが、ガス逃げ口へ押し出される。
【００１１】したがって、本発明では、反応射出成形のように、粘性の低い成形材を用いて射出成形を行う場合でも、開口部が形成される金型間隙間をシール部材がシールするので、不要隙間に成形材が入り込まず、シール部材によりシールされている部分に相当する開口部には、ほとんど樹脂バリが発生しない。また、成形材の合流部に相当する部分にガス逃げ口が設けてあるため、射出成形品中に泡が残ることもない。なお、ガス逃げ口に樹脂バリが生じることがあるが、この樹脂バリは、開口部全体に生じるわけではなく、常に一定箇所に生じるので、除去作業が容易である。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係る射出成形品の製造方法とそれに用いる金型装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る金型装置の要部断面図、図２は図１に示す金型装置の要部斜視図、図３は図１，２に示す金型装置を用いて射出成形を行って得られる射出成形品の一例を示す要部斜視図、図４は本発明の他の実施例に係る金型装置の要部斜視図、図５は本発明のさらにその他の実施例に係る金型装置の要部斜視図、図６は図５に示す実施例の変形例を示す要部断面図である。
【００１３】図１，２に示すように、本発明の一実施例に係る金型装置２０は、凸形状の第１金型２２と、凹形状の第２金型２４とを有している。これら金型２２，２４は、たとえば金属で構成される。凹形状の第２金型２４は、たとえば図示しない固定盤に対して固定してある。また、凸形状の第１金型２２は、たとえば図示しない移動盤に対して固定してある。移動盤は、固定盤に対して接近および離反移動可能であり、第１金型２２は、第２金型２４に対して型締めおよび型開き方向に移動可能となっている。
【００１４】第１金型２２と第２金型２４とが型締めされた状態では、金型内部にキャビティ２６が形成される。
【００１５】本実施例では、開口部を有する射出成形品を得るために、第１金型２２の凸部３０のキャビティ内周面３２に対して、弾力性を有するシール部材２８を接着してある。このシール部材２８は、平板状であり、その厚みは、第１金型２２のキャビティ内周面３２と第２金型２４のキャビティ内周面３６との間隔よりも厚く構成してあり、第１金型２２と第２金型２４とが組み合わされた状態で、両キャビティ内周面３２，３６間で潰され両者に隙間なく圧接するようになっている。
【００１６】このシール部材３４には、図２に示すように、キャビティ２６内に矢印Ａ方向から充填される原料としての成形材の合流部に、凹状のガス逃げ口３４を形成してある。凹状のガス逃げ口３４の大きさは、特に限定されないが、成形材の体積で５ｃｃ程度以上であれば十分である。
【００１７】シール部材２８の材質は、弾力性（復元性を含む広い概念で用いる）を有する材質であれば、特に限定されず、ゴム材あるいは発泡体で構成されるが、射出成形用の金型の一部として用いるため、射出成形に用いる成形材による溶解や膨潤がなく、耐熱性を有することが好ましい。特に、反応射出成形（ＲＩＭ）に用いる場合には、重合阻害が少ないこと、原料液に溶解、膨潤し難いこと、反応時にＲＩＭ材と融着し難いこと、および反応熱により溶融しない耐熱性を有することが必要である。
【００１８】具体的には、シール部材２８を構成する材質としては、たとえばスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などのジエン系ゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマーゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴムなどのオレフィン系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴム、またはこれらの発泡体、またはウレタンもしくはナイロンの発泡体などが例示される。特に、ＮＢＲ、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴムなどが好ましく、中でもフッ素ゴムが好ましい。
【００１９】シール部材２８を第１金型２２のキャビティ内周面３２に対して接着するための接着剤としては、金属およびゴムなどに対して接着性を有し、しかも耐熱性と型締め圧に耐える柔軟性を有する接着剤が用いられ、たとえばウレタン系、あるいはエポキシ系の接着剤が用いられる。より具体的には、フッ素樹脂用接着剤（「アラルダイトＡＤＳ−３０」、チバガイギー社製）などが用いられる。接着剤による接着を確実にするために、シール部材２８が接着されるキャビティ内周面３２は、エッチングなどにより接着前処理を施すことが好ましい。接着前処理剤としては、フッ素樹脂接着処理材（「テトラエッチ」、潤工社製）などが用いられる。なお、接着剤を用いずに、キャビティ内周面に溝などを設けるなどの手段により、シール部材２８を、いずれかの金型２２，２４のキャビティ内周面３２，３６に装着することも可能である。
【００２０】このような金型装置２０を用いた反応射出成形方法の一例を次に示す。まず、第１金型２２と第２金型２４とが型開きされた状態で、シール部材２８を第１金型２２のキャビティ内周面３２に対して接着する。次に、第１金型２２と第２金型２４とを型締めすれば、キャビティ２６内に存在する弾力性を有するシール部材２８は、第１金型２２のキャビティ内周面３２と第２金型２４のキャビティ内周面３６との間で、隙間なく押しつぶされた状態となる。その状態でキャビティ２６内に、成形材としての反応原液を充填して反応射出成形を行う。
【００２１】反応射出成形に使用される反応原液としては、ウレタン系、ウレア系、ナイロン系、エポキシ系、不飽和ポリエステル系、フェノール系および、ノルボルネン系などが挙げられ、一般的成形条件としては、反応原液温度は２０〜８０°Ｃ、金型温度は２０〜１５０°Ｃ、型締圧は０．１〜１０kg/cm2で、反応時間は１０秒から概ね１０分の範囲である。反応原液の粘性は、たとえば、５ｃｐｓ〜５０００ｃｐｓ程度である。かかる成形においては、補強材を予め金型内に設置しておき、その中に反応液を供給して重合させることにより強化ポリマー（成形品）を製造することができる。
【００２２】補強材としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、金属繊維、ポリプロピレン繊維、アルミコーティングガラス繊維、木綿、アクリル繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、アルミナ繊維などを挙げることができる。また、チタン酸カリウムや硫酸カルシウムなどのウィスカーも挙げることができる。さらに、これらの強化剤は、長繊維状またはチョップドストランド状のものをマット化したもの、布状に織ったもの、チョップ形状のままのものなど、種々の形状で使用することができる。これらの補強材は、その表面をシランカップリング材等のカップリング剤で処理したものが、樹脂との密着性を向上させる上で好ましい。配合量は、特に制限はないが、通常１０重量％以上、好ましくは２０〜６０重量％である。マット化したものを用いる場合は、開口部にマットがかからないように注意する。
【００２３】また、酸化防止剤、充填剤、顔料、着色剤、発泡剤、難燃剤、摺動付与剤、エラストマー、ジシクロペンタジエン系熱重合樹脂およびその水添物など種々の添加剤を配合することにより、得られるポリマーの特性を改質することができる。酸化防止剤としては、フェノール系、リン系、アミン系など各種のプラスチック・ゴム用酸化防止剤がある。充填剤にはミルドガラス、カーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、雲母などの無機質充填剤がある。エラストマーとしては、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）およびこれらの水素化物などがある。添加剤は、通常、予め反応液のいずれか一方または双方に混合しておく。
【００２４】このような反応射出成形の過程において、キャビティ２６内に充填された反応原液は、シール部材２８と両金型２２，２４との間の隙間に入り込むことなく、シール部材２８の両側を流動し、シール部材２８の後流側で合流する。従来では、反応原液が金型内のガスを巻き込み、合流部に相当する部分に泡となって成形品中に残存することとなった。しかしながら、本実施例では、この合流部に相当する部分のシール部材２８に、ガス逃げ口３４を設けてあるので、流動する反応原液中に含まれているガスが、ガス逃げ口３４へ押し出される。
【００２５】したがって、本実施例では、反応射出成形のように、粘性の低い成形材を用いて射出成形を行う場合でも、開口部が形成される金型間隙間をシール部材２８がシールするので、不要隙間に成形材が入り込まず、シール部材２８によりシールされている部分に相当する開口部には、ほとんど樹脂バリが発生しない。
【００２６】また、成形材の合流部に相当する部分にガス逃げ口３４が設けてあるため、射出成形品中に泡が残ることもない。なお、図３に示すように、得られる射出成形品４０の開口部４１におけるガス逃げ口に相当する部分に樹脂バリ４２が生じることがあるが、この樹脂バリ４２は、開口部４１の全体に生じるわけではなく、常に一定箇所に生じるので、除去作業が容易である。
【００２７】なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。例えば、図４に示すように、シール材１２８に形成されるガス逃げ口１３４ａ，１３４ｂを複数とすることもできる。その他の構成は、図１，２に示す実施例と同様であり、同様な作用効果を有する。
【００２８】また、図５に示すように、シール部材２２８をリング状とし、その一部に切欠き部を設け、切欠き部をガス逃げ口２３４とすることも可能である。その他の構成は、図１，２に示す実施例と同様であり、同様な作用効果を有する。
【００２９】また、図６に示すように、第２金型２４側のキャビティ内周面に、シール部材取り付け用溝部２００と、ガス逃げ用凹部２０２を設け、リング状のシール部材２２８をシール部材取り付け用溝部２００内に装着し、シール部材２２８のガス逃げ口２３４とガス逃げ用凹部２０２とを連通させるように構成することもできる。その他の構成は、図１，２に示す実施例と同様である。なお、キャビティ２２６の形状は、種々に改変することができる。
【００３０】以下に、本発明のさらに具体的な実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。なお、部や％などは、断わりのない限り重量基準である。
【００３１】〔実施例１〕フェノール系酸化防止材（商品名イルガノックス１０１０、チバガイギー社製）を２％含有させたモノマー混合物（すなわち、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）９０％とメチルテトラシクロドデセン１０％の混合物）を２つの容器に入れ、一方には、モノマー混合物１００部に対してジエチルアルミニウムクロイド（ＤＥＡＣ）を０．４部、ｎ−プロパノールを０．１５部、四塩化ケイ素を０．３６部、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（クレイトン１１７０、シェル社製）を６部添加した（Ａ液）。他方には、モノマー混合物１００部に対して、トリ（トリデシル）アンモニウムモリブデートを０．３部添加した（Ｂ液）。
【００３２】Ａ液およびＢ液をそれぞれギヤーポンプにて１対１の容積比となるようにパワーミキサーに送液し、次いで、凸状金型と凹状金型により形成した金型のキャビティ内に、金型温度７０°Ｃで注入し、金型装置内で３分間反応を行った。金型装置としては、図１，２に示すような金型装置を使用した。キャビティ内周面３２，３６間距離は、２．５ｍｍであり、シール部材２８の大きさは、１５０ｍｍ×３００ｍｍであり、その厚みは、３．０ｍｍであった。また、シール部材２８は、バイトン（フッ素ゴム）で構成され、このシール部材２８を金型の内周面３２に対して接着するための接着処理材として、フッ素樹脂接着処理材（「テトラエッチ」、潤工社製）を用い、接着剤として、フッ素樹脂用接着剤（「アラルダイトＡＤＳ−３０」、チバガイギー社製）を用いた。
【００３３】一連の操作は窒素雰囲気下で行った。なお、Ａ液およびＢ液のそれぞれの粘性は、３００ｃｐｓ、３００ｃｐｓであった。そして、図３に示すような開口部４１を有する反応射出成形品４０を得た。ガス逃げ口に相当する部分に樹脂バリ４２が形成された以外は、開口部４１に対して樹脂バリが発生せず、また、成形品中に気泡も観察されなかった。樹脂バリ４２はカッターで容易に除去することができた。
【００３４】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれば、反応射出成形のように、粘性の低い成形材を用いて射出成形を行う場合でも、開口部が形成される金型間隙間をシール部材がシールするので、不要隙間に成形材が入り込まず、シール部材によりシールされている部分に相当する開口部には、ほとんど樹脂バリが発生しない。また、成形材の合流部に相当する部分にガス逃げ口が設けてあるため、射出成形品中に泡が残ることもない。なお、ガス逃げ口に樹脂バリが生じることがあるが、この樹脂バリは、開口部全体に生じるわけではなく、常に一定箇所に生じるので、除去作業が容易である。さらに、本発明では、シール部材が金型間で押しつぶされることにより、開口部を形成するので、開口部を形成するために金型の精度を厳密に管理する必要はなく、金型が安価となり、特に大型の金型の場合に有利である。さらにまた、射出成形後に、開口部を形成する従来の方法に比較し、作業工程を短縮することができると共に、得られる射出成形品の開口部の仕上がり外観が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る金型装置の要部断面図である。
【図２】図１に示す金型装置の要部斜視図である。
【図３】図１，２に示す金型装置を用いて射出成形を行って得られる射出成形品の一例を示す要部斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る金型装置の要部斜視図である。
【図５】本発明のさらにその他の実施例に係る金型装置の要部斜視図である。
【図６】図５に示す実施例の変形例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
２０… 金型装置
２２… 第１金型
２４… 第２金型
２６… キャビティ
２８，１２８，２２８… シール部材
３０… 凸部
３２，３６… キャビティ内周面
３４，１３４ａ，１３４ｂ，２３４… ガス逃げ口
４０… 射出成形品
４１… 開口部
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、開口部を有する射出成形品の製造方法と金型装置に係り、さらに詳しくは、たとえば反応射出成形のように、粘性の低い成形材を用いて射出成形を行う場合でも、樹脂バリおよび成形不良部などが少ない良好な開口部を有する射出成形品を得るための射出成形品の製造方法と金型装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】射出成形は、金型間に形成されるキャビティ内に成形材を充填して硬化させることにより行われる。開口部を有する射出成形品を製造するには、従来では、たとえば凸状のコア用金型の一部に、開口部を形成するための突起を設け、その突起の先端面を、凹状のキャビティ用金型の内周面に接触させるか、バリが発生しない程度のクリアランスをもたせるかしてキャビティ内に成形材を充填して射出成形を行う。
【０００３】成形材の硬化後に、金型の型開きを行い、成形品を取り出せば、コア用金型に形成してある突起に対応する形状の開口部が形成された射出成形品が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような従来の射出成形方法では、例えば開口部形成用の突起の先端面とキャビティ内周面との僅かなクリアランスへ、キャビティ内に充填された成形材が入り込み、成形品の樹脂バリとなるおそれがあった。特に、反応射出成形のように、成形材としての反応原液の粘性が低い場合には、樹脂バリが発生しない開口部を有する反応射出成形品を得ることは困難であった。
【０００５】また、金型のキャビティ内を流動する成形材としての樹脂が、開口部を形成するための突起の両側を通り、突起の後流側で合流し、得られる成形品の開口部における樹脂合流部近傍で、金型内のエアーを巻き込み、泡となって残るという問題点を有している。
【０００６】また、特に大型の金型を用いる場合には、開口部を形成するための突起とキャビティ内周面とのクリアランスの精度、すなわち金型の加工精度を出すのが困難である。したがって、金型が高価になるという問題点を有している。このような不都合を解消するために、射出成形時には、開口部を形成せずに、射出成形後に、切削などで開口部を形成することも考えられる。ところが、このような方法では、開口部を加工するための作業が煩雑になると共に、加工時間が多大になるという問題点を有する。さらに、加工の後が残るので、射出成形により開口部を一体に成形する方法に比較し、仕上がり外観が劣るという問題点を有する。
【０００７】本発明は、このような実状に鑑みてなされ、たとえば反応射出成形のように、粘性の低い成形材を用いて射出成形を行う場合でも、樹脂バリおよび成形不良部などが少ない良好な開口部を有する射出成形品を得るための射出成形品の製造方法と金型装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、本発明の射出成形品の製造方法は、一方の第１金型のキャビティ内周面に、他方の第２金型のキャビティ内周面に圧接することが可能である弾力性を有するシール部材を、キャビティ内に充填される成形材の合流部にガス逃げ口を設けるように、装着する工程と、第１金型と第２金型とを組み合わせて、両金型の内部にシール部材が介在されたキャビティを構成し、シール部材のガス逃げ口と反対方向から、キャビティ内部に成形材を充填して射出成形を行う工程と、成形材の硬化後に、第１金型と第２金型とを開き、上記シール部材に相当する開口部が形成された成形品を取り出す工程とを有する。
【０００９】本発明の金型装置は、第１金型と、この第１金型に組み合わされてキャビティが内部に形成される第２金型と、これら第１金型および第２金型のいずれか一方の金型のキャビティ内周面に装着され、他方の金型のキャビティ内周面に圧接することが可能であり、キャビティ内に充填される成形材の合流部にガス逃げ口を有する弾力性を持つシール部材とを有し、上記シール部材に相当する部分に開口部が形成された射出成形品を製造することを特徴とする。
【００１０】
【作用】第１金型と第２金型とが閉じた状態では、キャビティ内に存在する弾力性を有するシール部材は、第１金型のキャビティ内周面と第２金型のキャビティ内周面との間で、隙間なく押しつぶされた状態となる。その状態でキャビティ内に成形材を充填すれば、成形材は、シール部材と両金型との間の隙間に入り込むことなく、シール部材の両側を流動し、シール部材の後流側で合流する。従来では、成形材が金型内のガスを巻き込み、合流部に相当する部分に泡となって成形品中に残存することとなった。しかしながら、本発明では、この合流部に相当する部分のシール部材に、ガス逃げ口を設けてあるので、流動する成形材中に含まれているガスが、ガス逃げ口へ押し出される。
【００１１】したがって、本発明では、反応射出成形のように、粘性の低い成形材を用いて射出成形を行う場合でも、開口部が形成される金型間隙間をシール部材がシールするので、不要隙間に成形材が入り込まず、シール部材によりシールされている部分に相当する開口部には、ほとんど樹脂バリが発生しない。また、成形材の合流部に相当する部分にガス逃げ口が設けてあるため、射出成形品中に泡が残ることもない。なお、ガス逃げ口に樹脂バリが生じることがあるが、この樹脂バリは、開口部全体に生じるわけではなく、常に一定箇所に生じるので、除去作業が容易である。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係る射出成形品の製造方法とそれに用いる金型装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の一実施例に係る金型装置の要部断面図、図２は図１に示す金型装置の要部斜視図、図３は図１，２に示す金型装置を用いて射出成形を行って得られる射出成形品の一例を示す要部斜視図、図４は本発明の他の実施例に係る金型装置の要部斜視図、図５は本発明のさらにその他の実施例に係る金型装置の要部斜視図、図６は図５に示す実施例の変形例を示す要部断面図である。
【００１３】図１，２に示すように、本発明の一実施例に係る金型装置２０は、凸形状の第１金型２２と、凹形状の第２金型２４とを有している。これら金型２２，２４は、たとえば金属で構成される。凹形状の第２金型２４は、たとえば図示しない固定盤に対して固定してある。また、凸形状の第１金型２２は、たとえば図示しない移動盤に対して固定してある。移動盤は、固定盤に対して接近および離反移動可能であり、第１金型２２は、第２金型２４に対して型締めおよび型開き方向に移動可能となっている。
【００１４】第１金型２２と第２金型２４とが型締めされた状態では、金型内部にキャビティ２６が形成される。
【００１５】本実施例では、開口部を有する射出成形品を得るために、第１金型２２の凸部３０のキャビティ内周面３２に対して、弾力性を有するシール部材２８を接着してある。このシール部材２８は、平板状であり、その厚みは、第１金型２２のキャビティ内周面３２と第２金型２４のキャビティ内周面３６との間隔よりも厚く構成してあり、第１金型２２と第２金型２４とが組み合わされた状態で、両キャビティ内周面３２，３６間で潰され両者に隙間なく圧接するようになっている。
【００１６】このシール部材３４には、図２に示すように、キャビティ２６内に矢印Ａ方向から充填される原料としての成形材の合流部に、凹状のガス逃げ口３４を形成してある。凹状のガス逃げ口３４の大きさは、特に限定されないが、成形材の体積で５ｃｃ程度以上であれば十分である。
【００１７】シール部材２８の材質は、弾力性（復元性を含む広い概念で用いる）を有する材質であれば、特に限定されず、ゴム材あるいは発泡体で構成されるが、射出成形用の金型の一部として用いるため、射出成形に用いる成形材による溶解や膨潤がなく、耐熱性を有することが好ましい。特に、反応射出成形（ＲＩＭ）に用いる場合には、重合阻害が少ないこと、原料液に溶解、膨潤し難いこと、反応時にＲＩＭ材と融着し難いこと、および反応熱により溶融しない耐熱性を有することが必要である。
【００１８】具体的には、シール部材２８を構成する材質としては、たとえばスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などのジエン系ゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマーゴム（ＥＰＤＭ）、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、フッ素ゴムなどのオレフィン系ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴム、またはこれらの発泡体、またはウレタンもしくはナイロンの発泡体などが例示される。特に、ＮＢＲ、アクリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ウレタンゴム、多硫化ゴムなどが好ましく、中でもフッ素ゴムが好ましい。
【００１９】シール部材２８を第１金型２２のキャビティ内周面３２に対して接着するための接着剤としては、金属およびゴムなどに対して接着性を有し、しかも耐熱性と型締め圧に耐える柔軟性を有する接着剤が用いられ、たとえばウレタン系、あるいはエポキシ系の接着剤が用いられる。より具体的には、フッ素樹脂用接着剤（「アラルダイトＡＤＳ−３０」、チバガイギー社製）などが用いられる。接着剤による接着を確実にするために、シール部材２８が接着されるキャビティ内周面３２は、エッチングなどにより接着前処理を施すことが好ましい。接着前処理剤としては、フッ素樹脂接着処理材（「テトラエッチ」、潤工社製）などが用いられる。なお、接着剤を用いずに、キャビティ内周面に溝などを設けるなどの手段により、シール部材２８を、いずれかの金型２２，２４のキャビティ内周面３２，３６に装着することも可能である。
【００２０】このような金型装置２０を用いた反応射出成形方法の一例を次に示す。まず、第１金型２２と第２金型２４とが型開きされた状態で、シール部材２８を第１金型２２のキャビティ内周面３２に対して接着する。次に、第１金型２２と第２金型２４とを型締めすれば、キャビティ２６内に存在する弾力性を有するシール部材２８は、第１金型２２のキャビティ内周面３２と第２金型２４のキャビティ内周面３６との間で、隙間なく押しつぶされた状態となる。その状態でキャビティ２６内に、成形材としての反応原液を充填して反応射出成形を行う。
【００２１】反応射出成形に使用される反応原液としては、ウレタン系、ウレア系、ナイロン系、エポキシ系、不飽和ポリエステル系、フェノール系および、ノルボルネン系などが挙げられ、一般的成形条件としては、反応原液温度は２０〜８０°Ｃ、金型温度は２０〜１５０°Ｃ、型締圧は０．１〜１０kg/cm2で、反応時間は１０秒から概ね１０分の範囲である。反応原液の粘性は、たとえば、５ｃｐｓ〜５０００ｃｐｓ程度である。かかる成形においては、補強材を予め金型内に設置しておき、その中に反応液を供給して重合させることにより強化ポリマー（成形品）を製造することができる。
【００２２】補強材としては、例えば、ガラス繊維、アラミド繊維、カーボン繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、金属繊維、ポリプロピレン繊維、アルミコーティングガラス繊維、木綿、アクリル繊維、ボロン繊維、シリコンカーバイド繊維、アルミナ繊維などを挙げることができる。また、チタン酸カリウムや硫酸カルシウムなどのウィスカーも挙げることができる。さらに、これらの強化剤は、長繊維状またはチョップドストランド状のものをマット化したもの、布状に織ったもの、チョップ形状のままのものなど、種々の形状で使用することができる。これらの補強材は、その表面をシランカップリング材等のカップリング剤で処理したものが、樹脂との密着性を向上させる上で好ましい。配合量は、特に制限はないが、通常１０重量％以上、好ましくは２０〜６０重量％である。マット化したものを用いる場合は、開口部にマットがかからないように注意する。
【００２３】また、酸化防止剤、充填剤、顔料、着色剤、発泡剤、難燃剤、摺動付与剤、エラストマー、ジシクロペンタジエン系熱重合樹脂およびその水添物など種々の添加剤を配合することにより、得られるポリマーの特性を改質することができる。酸化防止剤としては、フェノール系、リン系、アミン系など各種のプラスチック・ゴム用酸化防止剤がある。充填剤にはミルドガラス、カーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、雲母などの無機質充填剤がある。エラストマーとしては、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）およびこれらの水素化物などがある。添加剤は、通常、予め反応液のいずれか一方または双方に混合しておく。
【００２４】このような反応射出成形の過程において、キャビティ２６内に充填された反応原液は、シール部材２８と両金型２２，２４との間の隙間に入り込むことなく、シール部材２８の両側を流動し、シール部材２８の後流側で合流する。従来では、反応原液が金型内のガスを巻き込み、合流部に相当する部分に泡となって成形品中に残存することとなった。しかしながら、本実施例では、この合流部に相当する部分のシール部材２８に、ガス逃げ口３４を設けてあるので、流動する反応原液中に含まれているガスが、ガス逃げ口３４へ押し出される。
【００２５】したがって、本実施例では、反応射出成形のように、粘性の低い成形材を用いて射出成形を行う場合でも、開口部が形成される金型間隙間をシール部材２８がシールするので、不要隙間に成形材が入り込まず、シール部材２８によりシールされている部分に相当する開口部には、ほとんど樹脂バリが発生しない。
【００２６】また、成形材の合流部に相当する部分にガス逃げ口３４が設けてあるため、射出成形品中に泡が残ることもない。なお、図３に示すように、得られる射出成形品４０の開口部４１におけるガス逃げ口に相当する部分に樹脂バリ４２が生じることがあるが、この樹脂バリ４２は、開口部４１の全体に生じるわけではなく、常に一定箇所に生じるので、除去作業が容易である。
【００２７】なお、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。例えば、図４に示すように、シール材１２８に形成されるガス逃げ口１３４ａ，１３４ｂを複数とすることもできる。その他の構成は、図１，２に示す実施例と同様であり、同様な作用効果を有する。
【００２８】また、図５に示すように、シール部材２２８をリング状とし、その一部に切欠き部を設け、切欠き部をガス逃げ口２３４とすることも可能である。その他の構成は、図１，２に示す実施例と同様であり、同様な作用効果を有する。
【００２９】また、図６に示すように、第２金型２４側のキャビティ内周面に、シール部材取り付け用溝部２００と、ガス逃げ用凹部２０２を設け、リング状のシール部材２２８をシール部材取り付け用溝部２００内に装着し、シール部材２２８のガス逃げ口２３４とガス逃げ用凹部２０２とを連通させるように構成することもできる。その他の構成は、図１，２に示す実施例と同様である。なお、キャビティ２２６の形状は、種々に改変することができる。
【００３０】以下に、本発明のさらに具体的な実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定されるものではない。なお、部や％などは、断わりのない限り重量基準である。
【００３１】〔実施例１〕フェノール系酸化防止材（商品名イルガノックス１０１０、チバガイギー社製）を２％含有させたモノマー混合物（すなわち、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰ）９０％とメチルテトラシクロドデセン１０％の混合物）を２つの容器に入れ、一方には、モノマー混合物１００部に対してジエチルアルミニウムクロイド（ＤＥＡＣ）を０．４部、ｎ−プロパノールを０．１５部、四塩化ケイ素を０．３６部、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（クレイトン１１７０、シェル社製）を６部添加した（Ａ液）。他方には、モノマー混合物１００部に対して、トリ（トリデシル）アンモニウムモリブデートを０．３部添加した（Ｂ液）。
【００３２】Ａ液およびＢ液をそれぞれギヤーポンプにて１対１の容積比となるようにパワーミキサーに送液し、次いで、凸状金型と凹状金型により形成した金型のキャビティ内に、金型温度７０°Ｃで注入し、金型装置内で３分間反応を行った。金型装置としては、図１，２に示すような金型装置を使用した。キャビティ内周面３２，３６間距離は、２．５ｍｍであり、シール部材２８の大きさは、１５０ｍｍ×３００ｍｍであり、その厚みは、３．０ｍｍであった。また、シール部材２８は、バイトン（フッ素ゴム）で構成され、このシール部材２８を金型の内周面３２に対して接着するための接着処理材として、フッ素樹脂接着処理材（「テトラエッチ」、潤工社製）を用い、接着剤として、フッ素樹脂用接着剤（「アラルダイトＡＤＳ−３０」、チバガイギー社製）を用いた。
【００３３】一連の操作は窒素雰囲気下で行った。なお、Ａ液およびＢ液のそれぞれの粘性は、３００ｃｐｓ、３００ｃｐｓであった。そして、図３に示すような開口部４１を有する反応射出成形品４０を得た。ガス逃げ口に相当する部分に樹脂バリ４２が形成された以外は、開口部４１に対して樹脂バリが発生せず、また、成形品中に気泡も観察されなかった。樹脂バリ４２はカッターで容易に除去することができた。
【００３４】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれば、反応射出成形のように、粘性の低い成形材を用いて射出成形を行う場合でも、開口部が形成される金型間隙間をシール部材がシールするので、不要隙間に成形材が入り込まず、シール部材によりシールされている部分に相当する開口部には、ほとんど樹脂バリが発生しない。また、成形材の合流部に相当する部分にガス逃げ口が設けてあるため、射出成形品中に泡が残ることもない。なお、ガス逃げ口に樹脂バリが生じることがあるが、この樹脂バリは、開口部全体に生じるわけではなく、常に一定箇所に生じるので、除去作業が容易である。さらに、本発明では、シール部材が金型間で押しつぶされることにより、開口部を形成するので、開口部を形成するために金型の精度を厳密に管理する必要はなく、金型が安価となり、特に大型の金型の場合に有利である。さらにまた、射出成形後に、開口部を形成する従来の方法に比較し、作業工程を短縮することができると共に、得られる射出成形品の開口部の仕上がり外観が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る金型装置の要部断面図である。
【図２】図１に示す金型装置の要部斜視図である。
【図３】図１，２に示す金型装置を用いて射出成形を行って得られる射出成形品の一例を示す要部斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る金型装置の要部斜視図である。
【図５】本発明のさらにその他の実施例に係る金型装置の要部斜視図である。
【図６】図５に示す実施例の変形例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
２０… 金型装置
２２… 第１金型
２４… 第２金型
２６… キャビティ
２８，１２８，２２８… シール部材
３０… 凸部
３２，３６… キャビティ内周面
３４，１３４ａ，１３４ｂ，２３４… ガス逃げ口
４０… 射出成形品
４１… 開口部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一方の第１金型のキャビティ内周面に、他方の第２金型のキャビティ内周面に圧接することが可能である弾力性を有するシール部材を、キャビティ内に充填される成形材の合流部にガス逃げ口を設けるように、装着する工程と、第１金型と第２金型とを組み合わせて、両金型の内部にシール部材が介在されたキャビティを構成し、シール部材のガス逃げ口と反対方向から、キャビティ内部に成形材を充填して射出成形を行う工程と、成形材の硬化後に、第１金型と第２金型とを開き、上記シール部材に相当する開口部が形成された成形品を取り出す工程とを有する開口部を有する射出成形品の製造方法。
【請求項２】 上記射出成形が、反応射出成形である請求項１に記載の射出成形品の製造方法。
【請求項３】 第１金型と、この第１金型に組み合わされてキャビティが内部に形成される第２金型と、これら第１金型および第２金型のいずれか一方の金型のキャビティ内周面に装着され、他方の金型のキャビティ内周面に圧接することが可能であり、キャビティ内に充填される成形材の合流部にガス逃げ口を有する弾力性を持つシール部材とを有し、上記シール部材に相当する部分に開口部が形成された射出成形品を製造するための金型装置。
【請求項１】 一方の第１金型のキャビティ内周面に、他方の第２金型のキャビティ内周面に圧接することが可能である弾力性を有するシール部材を、キャビティ内に充填される成形材の合流部にガス逃げ口を設けるように、装着する工程と、第１金型と第２金型とを組み合わせて、両金型の内部にシール部材が介在されたキャビティを構成し、シール部材のガス逃げ口と反対方向から、キャビティ内部に成形材を充填して射出成形を行う工程と、成形材の硬化後に、第１金型と第２金型とを開き、上記シール部材に相当する開口部が形成された成形品を取り出す工程とを有する開口部を有する射出成形品の製造方法。
【請求項２】 上記射出成形が、反応射出成形である請求項１に記載の射出成形品の製造方法。
【請求項３】 第１金型と、この第１金型に組み合わされてキャビティが内部に形成される第２金型と、これら第１金型および第２金型のいずれか一方の金型のキャビティ内周面に装着され、他方の金型のキャビティ内周面に圧接することが可能であり、キャビティ内に充填される成形材の合流部にガス逃げ口を有する弾力性を持つシール部材とを有し、上記シール部材に相当する部分に開口部が形成された射出成形品を製造するための金型装置。
【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】特開平６−１１４８８８
【公開日】平成６年（１９９４）４月２６日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−２８５０９１
【出願日】平成４年（１９９２）９月３０日
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
【公開日】平成６年（１９９４）４月２６日
【国際特許分類】
【出願日】平成４年（１９９２）９月３０日
【出願人】（０００２２９１１７）日本ゼオン株式会社 (1,870)
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