JP4771812B2

JP4771812B2 - 射出成形体の成形方法、並びに射出成形装置

Info

Publication number: JP4771812B2
Application number: JP2006013211A
Authority: JP
Inventors: 雅洋成瀬
Original assignee: Daiwa Kasei Industry Co Ltd
Current assignee: Daiwa Kasei Industry Co Ltd
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: JP2007190871A

Description

本発明は、異なる種類の合成樹脂からなる部材同士が一体的に成形された射出成形体の成形方法、並びにそれを実現する射出成形装置に関する。

従来より、異なる種類の合成樹脂からなる部材同士が一体的に成形された射出成形体が実用に供されている。例えば、図４に示すホールプラグ６０は、柔軟性のある合成樹脂からなる皿状のシール部６２と、その裏面側に位置する、剛性のある合成樹脂からなる嵌合部６４とを備えており、自動車等のボデーにあけられた貫通孔などを密閉する用途に供されている。

このような射出成形体を成形するには、ターンテーブル式や直線往復式（特許文献１）に代表されるように、移動機構によって２つの固定型の間を移動可能な１つの可動型を構成し、それを順次移動させて各合成樹脂の射出を行うといった方法が通常用いられている。

特開２０００−９４４８８号公報特開２００２−１０３３７６号公報

しかしながら、上記のような射出成形方法では、２つの固定型、１つの可動型及びそれを移動させる移動機構が必要となるため、それを実現する装置が粗大なものとなってしまうといった問題がある。また、可動金型の型締め／型開き動作に加えて、２つの固定金型間の移動が必要なため、一つの製品が完成するまでに要する時間が長くなるといった問題もある。

また、特許文献２では、そのような移動機構を用いずに、金型の一つのキャビティに対して多種類の合成樹脂材を順次射出する技術が開示されているが、得られる製品において樹脂材同士の界面形状が安定しない等の問題がある。

本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、異なる種類の合成樹脂からなる部材同士が一体的に成形された射出成形体を良好かつ容易に得ることが可能な射出成形体の成形方法、並びにそれを実現する射出成形装置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・発明の効果

上記課題を解決するため、本発明の射出成形体の成形方法は、異なる種類の合成樹脂からなる部材同士が一体的に成形された射出成形体の成形方法であって、第一成形面を有する第一金型を壁体に圧接し、該第一成形面及び該壁体の壁面により構成されるキャビティ内に第一の合成樹脂を射出して第一部材を成形する第一射出工程と、前記第一金型と前記壁体との圧接を解除し、該第一金型側に前記第一部材を残しつつ、該壁体を退避させる壁体退避工程と、前記第一金型と第二成形面を有する第二金型とを型締めし、前記第一成形面及び該第二成形面により構成されるキャビティ内に第二の合成樹脂を射出して、第二部材を該キャビティ内の前記第一部材と一体的に成形する第二射出工程と、この順に行うことを特徴とする。

また、本発明の射出成形装置は、異なる種類の合成樹脂からなる部材同士が一体的に成形された射出成形体を得ることが可能な射出成形装置であって、第一成形面を有する第一金型と、第二形成面を有する第二金型と、壁体とを備え、さらに、前記第一金型を前記壁体に圧接した状態で、前記第一成形面及び該壁体の壁面により構成されるキャビティ内に第一の合成樹脂を射出して第一部材を成形するための第一射出ユニットと、前記第一金型と前記壁体との圧接を解除した状態で、該第一金型側に前記第一部材を残しつつ、該壁体を退避させるための壁体進退手段と、前記第一金型と前記第二金型とを型締めした状態で、前記第一成形面及び前記第二成形面により構成されるキャビティ内に第二の合成樹脂を射出して、第二部材を該キャビティ内の前記第一部材と一体的に成形するための第二射出ユニットと、を備えることを特徴とする。

上記本発明によると、射出成形体の一部となる第一部材の成形を第一金型及び壁体により行い、他の一部となる第二部材の成形を該第一金型及び第二金型により行う。すなわち、金型は一対で足り、壁体のみの移動で２つの部材を一体的に成形することができるので、装置の肥大化や成形時間の短縮を図ることが可能となる。また、第一成形体と第二成形体とは個別に成形されているため、界面形状が安定しない等の問題が生じることもない。

次に、上記の射出成形体の成形方法及び射出成形装置において、第一金型の壁体への圧接は、当該壁体を挟むように第一金型と第二金型とを型締めすることにより行うことができる。このように構成することで、第一金型の壁体への圧接を安定して行うことができるとともに、第一金型と第二金型との型締め／型開きの動作を利用して第一金型の壁体への圧接を行うことができるので、装置の肥大化や成形時間の短縮を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。図１は、射出成形装置１の構成を表した概略図である。この射出成形装置１は、大別して、金型１４を開閉するための型締ユニット１２と、それぞれ異なる種類の合成樹脂を射出するための第一射出ユニット４２及び第二射出ユニット２６、開いた状態の金型１４の間に壁体を介挿することが可能な壁体進退ユニット９によって構成されている。

まず、型締ユニット１２について説明する。金型１４は、第一金型１４ａと第二金型１４ｂとからなり、少なくとも一方が可動型とされる。本実施形態では、第一金型１４ａが可動型、第二金型１４ｂが固定型とされている。第二金型１４ｂは、フレーム１０のほぼ中間位置に配置されているプラテン１８に取り付けられている。第一金型１４ａは、ボールネジ２２の回転によって往復移動する型締プレート２０に取り付けられている。この型締プレート２０の移動によって、第一金型１４ａが第二金型１４ｂに接近して型締めされ、あるいは第二金型１４ｂから離間して型開きされる。すなわち、第一金型１４ａは、型締め及び型開きを行う一軸方向にのみ可動とされている。なお、ボールネジ２２は、例えば型締プレート２０の対角位置において１本ずつ計２本あり、それぞれの一端部に固定されているプーリ２４にモータ（図示せず）の回転が伝えられて互いに同期回転する。

次に、第一射出ユニット４２及び第二射出ユニット２６について説明する。本実施形態においては、後述するホールプラグ６０を成形するため、第一射出ユニット４２から射出される第一の合成樹脂Ｂとしてポリプロピレン（ＰＰ）を、第二射出ユニット２６から射出される第二の合成樹脂Ａとしてエラストマー樹脂を用いている。

第一射出ユニット４２のバレル４４は、型締プレート２０に装着されており、そのプランジャ４８の基端部は、ボールネジ５０の回転によって往復移動する射出プレート４６に固定されている。このバレル４４の内部には、プランジャ形式の可塑化機構５２から溶融状態のポリプロピレン樹脂材Ｂが供給される。この可塑化機構５２に対しては、上部のホッパー５４からチップ状の樹脂材料が投入される。

第二射出ユニット２６のバレル２８は、プラテン１８に装着されており、そのプランジャ３２の基端部は、ボールネジ３４の回転によって往復移動する射出プレート３０に固定されている。また、バレル２８の内部には、スクリュー形式の定量可塑化機構３８から一回につき一定量のエラストマー樹脂材Ａが溶融状態で供給されるようになっている。この定量可塑化機構３８に対しては、その上部のホッパー４０からチップ状の樹脂材料が投入される。

なお、両射出ユニット２６，４２におけるボールネジ３４，５０についても、例えば射出プレート３０，４６の対角位置において１本ずつ計２本あり、これらの一端部に固定されているプーリ３６，５１にモータ（図示せず）の回転が伝えられる。

また、両射出ユニット２６，４２におけるバレル２８，４４のうち、少なくともそれぞれの樹脂材Ａ，Ｂを受け入れる個所からノズル先端までの間は電気ヒータなどによって加熱される。これにより両射出ユニット２６，４２によってキャビティに充填されるまでの樹脂材Ａ，Ｂを溶融状態に保っている。

次に、壁体進退ユニットについて説明する。壁体９は、エアシリンダや油圧シリンダ等のアクチュエータ９５によって第一金型１４ａと第二金型１４ｂとの型締め方向と直交する方向にそれぞれ進退可能に構成された複数の壁部９１，９２からなる。そして、壁体９は、第一金型１４ａと第二金型１４ｂとの間に介挿可能で、且つ、これらの型締めによって後述のように挟まれる位置に配置されている。具体的には、壁体進退ユニットは、壁体９を構成する壁部９１，９２が、第二金型１４ｂの第二形成面８２を有している側に隣接する位置において開閉するように構成されている。

金型１４は、図２及び３の拡大図に示すように、第一射出ユニット４２におけるバレル４４の先端ノズルが第一金型１４ａを貫通してゲート１６ａを通じて第一成形面８１に連通しており、また同様に、第二射出ユニット２６におけるバレル２８の先端ノズルも第二金型１４ｂを貫通してゲート１６ｂを通じて第二成形面１６ｂに連通している。すなわち、両射出ユニット２６，４２はそれぞれ、キャビティに対し、樹脂材Ａ，Ｂを個別のゲート１６ａ，１６ｂを通じて直接に射出することができる。このようにキャビティに対して両射出ユニット２６，４２から個別のゲート１６ａ，１６ｂを通じて直接に樹脂材Ａ，Ｂを射出することにより、従来の射出成形におけるランナーやスプルを廃止できる。結果として、これらのランナーやスプルに充填されたままで固化する樹脂材の無駄な消費を避けることができ、かつこれを型開きの度に取り除く手間が不要となる。

以上の射出成形装置１の詳細な機能を、本発明の射出成形体の成形方法の一実施態様とともに説明する。図２及び３は、図１の射出成形装置１の第一金型１４ａ、第二金型１４ｂ及び壁体９１，９２の部分を拡大したものであり、成形工程を順に表す図である。

（第一射出工程）
まず、図２の工程１に示すように、第一金型１４ａの第一成形面８１を有する側を壁体９に圧接し、第一成形面８１及び壁体９の壁面によってキャビティＣ１を形成する。かかる第一金型１４ａの壁体９への圧接は、当該壁体９を挟むように第一金型１４ａと第二金型１４ｂとを型締めすることにより行われる。詳しくは、図１に示す型締ユニット１２の駆動制御により、型締プレート２０と第一金型１４ａとをプラテン１８に向かって移動させ、壁体９を第二金型１４ｂ側に押し付けることにより圧接を行う。なお、この型締プレート２０とともに第一射出ユニット４２も移動する。

そして、工程２に示すように、第一成形面８１及び壁体９の壁面によって構成されたキャビティＣ１内にＰＰ樹脂材Ｂを射出して第一部材６４を成形する。第一部材６４は、本実施形態では図４のホールプラグ６０の嵌合部６４となる。具体的には、図１に示す第一射出ユニット４２により、可塑化機構５２からバレル４４に供給された定量のＰＰ樹脂材Ｂをゲート１６ａからキャビティＣ１内に対して直接に射出する。

（壁体退避工程）
次に、所定の冷却工程を経た後、図２の工程３に示すように第一金型１４ａと壁体９との圧接を解除する。圧接の解除は、第一金型１４ａを型開きの方向に一定量移動、すなわち第一金型１４ａを型締プレート２０とともにプラテン１８から離れる方向に一定量移動させることによって行うことができる。また、型締ユニット１２により印加されている型締め力を単に抜くだけでもよい。なお、かかる圧接の解除に際しては、第一部材６４は、第一金型１４ａ側に保持されて、壁体９から剥離する。

そして、図１のアクチュエータ９５により壁体９を退避させる。壁体９の退避は、第一金型１４ａの該壁体９への圧接方向、すなわち型締め方向と直交する方向に行う。詳しくは、壁体９を構成する複数の壁部９１，９２は、第一金型１４ａと第二金型１４ｂの間からそれぞれ離隔する向きに退避する。すなわち、複数の壁部９１，９２は、第一金型１４ａと第二金型１４ｂの間で開閉するようにアクチュエータ９５によって移動可能に構成されている。

（第二射出工程）
次に、図３の工程４に示すように、第一金型１４ａを移動させて第二金型１４ｂと直接型締めさせる。これも上記と同様に、図１に示す型締ユニット１２の駆動制御により、型締プレート２０と第一金型１４ａとをプラテン１８に向かって移動させることで行う。第一金型１４ａと第二金型１４ｂとが型締めされることで、第一成形面８１及び第二金型１４ｂによりキャビティＣ２が構成される。なお、このキャビティＣ２内には、工程２にて成形された第一部材６４が第一金型１４ａ側に保持されている。

そして、工程５に示すように、第二射出ユニット２６により、その定量可塑化機構３８からバレル２８に供給された定量のエラストマー樹脂材Ａをゲート１６ａからキャビティＣ２内に直接に射出して、第二部材６２を第一部材６４と一体的に成形する。第二部材６２は、本実施形態では図４のホールプラグ６０のシール部６２となり、これによりキャビティＣ２内にて射出成形体（ホールプラグ）６０が形成される。

以上の射出成形が完了したら、所定の冷却工程を経た後、型締ユニット１２によって金型１４を型開きして、射出成形体６０を図示しないエジェクタピン等によって取り出す。この型開きの場合も、型締プレート２０とともに第一金型１４ａがプラテン１８から離れる方向に移動し、かつ射出ユニット４２も型締プレート２０とともに移動する。

図４に、上記成形方法により得られる射出成形体６０の一例の断面図を示す。これは自動車等のボデーにあけられた貫通孔などを密閉しておくためのホールプラグ６０であって、皿形状をしたシール部６２と、その裏面側に位置する嵌合部６４を備えている。ホールプラグ６０は、シール部６２が柔軟性のあるエラストマー樹脂により構成され、嵌合部６４が剛性のあるポリプロピレン（ＰＰ）により構成されている。そして、この嵌合部６４を対象となる孔に挿入することによりホールプラグ６０を保持させるとともに、シール部６２をボデー表面に密着させることで当該孔を密閉するのである。

射出成形装置の構成を表わす概略図射出成形装置を用いた製造工程を表す図図２に続く図射出成形装置により得られる射出成形体をあらわす図

符号の説明

１射出成形装置
１４金型
１４ａ第一金型（可動型）
１４ｂ第二金型（固定型）
８１第一成形面
８２第二成形面
４２第一射出ユニット
２６第二射出ユニット
９壁体
１２型締ユニット

Claims

異なる種類の合成樹脂からなる部材同士が一体的に成形された射出成形体の成形方法であって、
第一成形面を有する第一金型を壁体に圧接し、該第一成形面及び該壁体の壁面により構成されるキャビティ内に第一の合成樹脂を射出して第一部材を成形する第一射出工程と、
前記第一金型と前記壁体との圧接を解除し、該第一金型側に前記第一部材を残しつつ、該壁体を退避させる壁体退避工程と、
前記第一金型と第二成形面を有する第二金型とを型締めし、前記第一成形面及び該第二成形面により構成されるキャビティ内に第二の合成樹脂を射出して、第二部材を該キャビティ内の前記第一部材と一体的に成形する第二射出工程と、
をこの順に行うことを特徴とする射出成形体の成形方法。
前記第一射出工程において、前記第一金型の前記壁体への圧接は、当該壁体を挟むように前記第一金型と前記第二金型とを型締めすることにより行われることを特徴とする請求項１に記載の射出成形体の成形方法。
異なる種類の合成樹脂からなる部材同士が一体的に成形された射出成形体を得ることが可能な射出成形装置であって、
第一成形面を有する第一金型と、第二形成面を有する第二金型と、壁体とを備え、さらに、
前記第一金型を前記壁体に圧接した状態で、前記第一成形面及び該壁体の壁面により構成されるキャビティ内に第一の合成樹脂を射出して第一部材を成形するための第一射出ユニットと、
前記第一金型と前記壁体との圧接を解除した状態で、該第一金型側に前記第一部材を残しつつ、該壁体を退避させるための壁体進退手段と、
前記第一金型と前記第二金型とを型締めした状態で、前記第一成形面及び前記第二成形面により構成されるキャビティ内に第二の合成樹脂を射出して、第二部材を該キャビティ内の前記第一部材と一体的に成形するための第二射出ユニットと、
を備えることを特徴とする射出成形装置。
前記第一金型の前記壁体への圧接は、当該壁体を挟むように前記第一金型と前記第二金型とを型締めすることにより行われることを特徴とする請求項３に記載の射出成形装置。
前記第一金型及び前記第二金型の少なくとも一方が可動型とされ、且つ、型締め及び型開きを行う一軸方向にのみ可動であることを特徴とする請求項３または４に記載の射出成形装置。
前記第一金型が可動型であり、前記第二金型が固定型であることを特徴とする請求項５に記載の射出成形装置。
前記壁体は、前記第一金型の該壁体への圧接方向と直交する方向に退避することを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載の射出成形装置。
前記壁体は、前記第一金型と前記第二金型との型締め方向と直交する方向に退避することを特徴とする請求項３ないし７のいずれか１項に記載の射出成形装置。
前記壁体は、複数の壁部からなり、それぞれの壁部が前記第一金型と前記第二金型との間から離隔する向きに退避することを特徴とする請求項７または８に記載の射出成形装置。