JP4172418B2 - 注型成形金型装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱硬化性の樹脂を注入ノズルからキャビティに注入して成形する注型成形金型装置に関するものである。

一般に、熱硬化性の樹脂の注型成形金型装置は、注型成形金型のキャビティに注入部から樹脂を注入し、注型成形金型を加熱して樹脂を硬化させることにより成形されるが、樹脂が硬化するときに収縮量が大きいという特性から成形中にその収縮量を補うため注入部から加圧しながら樹脂を注入し続けるようになっている（例えば、特許文献１参照）。

ところで、このような原理で成形する注型成形金型装置で浴槽のような成形品を成形する従来の注型成形金型装置は、例えば、図７（ａ）に示すように注型成形金型１の上型１ａと下型１ｂとの間にキャビティ２を形成し、キャビティ２に樹脂６を注入する注入ノズル３をねじ込み等で着脱自在に装着してあり、ＭＭＡモノマーのような熱硬化性の樹脂６を装填した樹脂タンク４と注入ノズル３とを注入ホース５にて接続してある。図７（ａ）に示す型閉状態では上型１ａ及び下型１ｂが例えば５０℃に加熱されており、この状態から図７（ｂ）に示す注入・充填過程となって樹脂タンク４から約０．０８ＭＰａの注入圧をかけて樹脂６が注入され、樹脂６が注入ノズル３からキャビティ２内に充填される。次いで図７（ｃ）に示す保圧過程となって上型１ａ及び下型１ｂが例えば９５℃の温度に加熱されると共に樹脂タンク４からの注入圧を約０．４ＭＰａに上昇させる。このとき、保圧時における成形品収縮分（１１％）を補うために注入圧をかけ続ける。次いで図７（ｄ）に示すような保圧過程になるが、成形品７収縮分を補うために、注入圧をかけ続けるため、材料流動が停止し、最終的に硬化する部位は注入ノズル３となる。次いで図７（ｅ）に示すノズル取り外し過程となり、注入ノズル３と注入ホース５を切り離した後、注入ノズル３を回転させて成形品７及び注型成形金型１に対して注入ノズル３を切り離す。次いで図７（ｆ）に示す脱型過程となり、下型１ｂに対して上型１ａを上に開いて成形品７を取り出すようになっている。
特許第３３６７９０７号公報

上記のように成形して図８に示す浴槽のような成形品７を成形するのであるが、この成形品７を成形するときに成形品７の各部に熱電対を配置して温度変化を測定すると、図９のようになった。温度測定部としては浴槽のフランジ部分で注入ノズル３にて注入する注入口の部分に第１の熱電対８ａ、浴槽の長手方向の端部の側壁の部分に第２の熱電対８ｂ、浴槽の長手方向と平行な側壁部分に第３の熱電対８ｃ、浴槽の底壁に第４の熱電対８ｄを設け、各部の温度変化を測定したところ、第１の熱電対８ａで測定した注入口部分は図９の線ａのようになり、第２の熱電対８ｂで測定した部分は図９の線ｂのように、第３の熱電対８ｃで測定した部分は図９の線ｃのように、第４の熱電対８ｄで測定した部分は図９の線ｄのようになった。この結果より、最終硬化部位である注入口部は硬化開始から終了まで１３．２分かかり、成形品６の成形開始から成形終了まで４１．９分かかり、成形サイクルが長くなるという問題がある。

また成形終了後に脱型するとき、図１０（ａ）に示すようにブッシュ９に対して注入ノズル３を矢印のように回転させて図１０（ｂ）に示すように注入ノズル３を抜くが、注入ノズル３内まで樹脂６を硬化させないと、図１０（ｂ）に示すように成形品７に突起部１０が残ったりし、この部分が弊害となって成形品７の脱型不良が生じるという問題がある。また注入ノズル３内の樹脂６が未硬化の場合、成形品７の脱型後に樹脂が注型成形金型１内に侵入（垂れる）し、次の成形前に清掃する必要が生じるという問題がある。

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、成形サイクルを短縮でき、しかも脱型不良や成形前の清掃の必要が生じない注型成形金型装置を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明の注型成形金型装置は、注型成形金型１に設けたブッシュ９に注入ノズル３を挿入すると共に該注入ノズル３を注型成形金型１に対して着脱自在に装着し、該注入ノズル３から注型成形金型１のキャビティ２内に熱硬化性の樹脂６を注入し、該樹脂６を加熱硬化させて成形する際に樹脂６の硬化により収縮する量を補うために注入ノズル３から樹脂６を注入し続け、この後、注型成形金型１のキャビティ２内の樹脂６及び注入ノズル３内の樹脂６を硬化させた後、注入ノズル３を注型成形金型１に対して取り外すと共にブッシュ９から抜き、この後、脱型する注型成形金型装置において、注入ノズル３を加熱する加熱手段１１を設けたことを特徴とする。注入ノズル３に加熱手段１１を設けたことにより、注入ノズル３を加熱して成形品７の注入口部分７ａや注入ノズル３内の樹脂６の硬化を促進することができる。これにより注入口部分の硬化開始から硬化終了までの時間を短縮できて成形サイクルを短縮することができる。また成形品７の注入口部分７ａや注入ノズル３内の樹脂を完全に硬化させることができ、注入ノズル３を取り外した後の脱型時に脱型不良を発生しないと共に次の成形時に注型成形金型１の清掃を必要としない。

また加熱手段１１は注入ノズル３の周りに巻き付けたバンドヒータ１１ａであることを特徴とすることも好ましい。この場合、バンドヒータ１１ａを注入ノズル３の周りに巻き付けるだけの簡単な構造で注入ノズル３を加熱することができる。

また加熱手段１１は電磁誘導加熱装置１１ｂであることを特徴とすることも好ましい。この場合、注入ノズル３を電磁誘導加熱装置１１ｂで急速に加熱することができ、成形品７の注入口部分７ａや注入ノズル３内の樹脂６の硬化を一層促進することができる。

また注入ノズル３の先端が最も温度が高くなるように電磁誘導加熱装置１１ｂのコイルユニット１２を設けたことを特徴とすることも好ましい。この場合、注入ノズル３の先端の温度を最も高くすることにより成形品７の注入口部分や注入ノズル３の先端部内の樹脂の硬化を一層促進できる。

本発明は叙述の如く注入ノズルに加熱手段を設けたことにより、注入ノズルを加熱して成形品の注入口部分や注入ノズル内の樹脂の硬化を促進することができるものであって、注入口部分の硬化開始から硬化終了までの時間を短縮できて成形サイクルを短縮することができるという効果があり、また成形品の注入口部分や注入ノズル内の樹脂を完全に硬化させることができて注入ノズルを取り外した後の脱型時に脱型不良を発生しないと共に次の成形時に注型成形金型の清掃を必要としないという効果がある。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。注型成形金型装置の全体的な構造は背景技術で述べた図７（ａ）と同じ構造であり、全体的な成形の工程も図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）の通りであり、ここでは詳しい説明を省略する。図１に示すように注型成形金型１の注入ノズル３を装着する位置にはブッシュ９を装着してあり、このブッシュ９には注入ノズル３を挿通してあり、ねじ込み等で固定してある。

本発明では注入ノズル３に注入ノズル３を加熱する加熱手段１１を設けてあり、図１の例では加熱手段１１としてバンドヒータ１１ａを用いている。このバンドヒータ１１ａは注入ノズル３の周囲に巻くように装着されるものであって、ブッシュ９のフランジ９ａの外周に巻き付けてある。

熱硬化性の樹脂６を注入ノズル３から注型成形金型１のキャビティ２内に注入して浴槽のような成形品７を成形するとき図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の順に成形されるのであるが、このとき、バンドヒータ１１ａに通電されており、バンドヒータ１１ａにて加熱されている。バンドヒータ１１ａにて加熱することによりブッシュ９を介して注入ノズル３が加熱され、成形品７の注入口部分７ａや注入ノズル３内の樹脂６が加熱されて硬化が促進される。

このように成形を行うとき注入口部分７ａの温度変化を示すのが、図２のグラフであり、図２のグラフで符号ａに示す線はバンドヒータ１１ａがない場合の温度変化を示し、符号ｆで示す線はバンドヒータ１１ａで加熱した場合の温度変化を示す。この結果から、バンドヒータ１１ａがある場合、バンドヒータ１１ａがない場合に比べて注入口部分７ａの硬化開始から硬化終了までの時間が２．３分短くなり、成形サイクルの時間も２．３分短縮される。また成形品７の注入口部分７ａや注入ノズル３内の樹脂６が完全に硬化するために図７（ｅ）（ｆ）のように注入ノズル３を取り外して脱型するとき脱型不良を発生するおそれがないと共に次回の成形前に清掃したりする必要がなくなる。

また図３、図４は他の例を示すものである。本例の場合、加熱手段１１として電磁誘導加熱装置１１ｂを用いている。注入ノズル３の先端部がブッシュ９に挿通してあり、注入ノズル３の先端部の手前の外周には電磁誘導加熱装置１１ｂのコイルユニット１２を被嵌してあり、ボルト１３にて取り付けた押さえ板１４にて押さえてコイルユニット１２を取り付けてある。この電磁誘導加熱装置１１ｂをオンすると図３の矢印のように磁界が発生し、注入ノズル３の先端部が最も加熱されるようになっている。

熱硬化性の樹脂６を注入ノズル３から注型成形金型１のキャビティ２内に注入して浴槽のような成形品７を成形するとき図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）の順に成形されるのであるが、成形品７の注入口部分７ａが硬化を開始する頃から電磁誘導加熱装置１１ｂがオンされ、注入ノズル３が急激に加熱される。これにより成形品７の注入口部分７ａの樹脂や注入ノズル３内の樹脂６が急激に加熱されて硬化が促進される。

上記のように成形するとき図４（ａ）に示す注入ノズル３の先端の符号ｇに示す部分と注入ノズル３の先端手前の符号ｈに示す部分の温度変化を測定した結果を図５や図６のグラフに示す。図５は成形開始から成形終了まで電磁誘導加熱装置１１ｂをオフしたままのものであって、注入ノズル３の符号ｇに示す部分の温度変化を図５の線ｇに示し、注入ノズル３の符号ｈに示す部分の温度変化を図５の線ｈに示す。この場合、成形品７の注入口部分７ａが硬化を開始する３２分から１４分後に注入ノズル３を切り離したが、注入ノズル３内の樹脂６に未硬化の部分があった。図６は成形開始から３２分経過後に電磁誘導加熱装置１１ｂをオンし、加熱温度１１５℃で３．５分間加熱したものであって、注入ノズル３の符号ｇに示す部分の温度変化を図６の線ｇに示し、注入ノズル３の符号ｈに示す部分の温度変化を図６の線ｈに示す。この場合、電磁誘導加熱装置１１ｂのオンにより温度が急激に上昇して硬化が促進され、成形品７の注入口部分７ａが硬化を開始する３２分から６分後に注入ノズル３を切り離したが、注入ノズル３の樹脂６は完全に硬化していた。これにより電磁誘導加熱装置１１ｂによる加熱にて成形サイクルを８分以上短縮することが可能になる。また成形品７の注入口部分７ａや注入ノズル３内の樹脂６が完全に硬化するために図７（ｅ）（ｆ）のように注入ノズル３を取り外して脱型するとき脱型不良を発生するおそれがないと共に次回の成形前に清掃したりする必要がなくなる。

本発明の実施の形態の一例の要部を示す断面図である。 同上の注入口部の温度変化を説明するグラフである。 同上の他の例の要部を示す断面図である。 （ａ）は同上の注入ノズル部分の正面図、（ｂ）は同上のコイルユニットの斜視図である。 同上の電磁誘導加熱装置を常時オフした時の温度変化を説明するグラフである。 同上の電磁誘導加熱装置を途中でオンした時の温度変化を説明するグラフである。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）（ｆ）は注型成形金型装置で成形する過程を示す断面図である。 同上の成形時に成形品の各部の温度を測定する位置を説明する斜視図である。 同上の各部の温度変化を説明するグラフである。 （ａ）（ｂ）は注入ノズルを取り外す時の問題を示す断面図である。

符号の説明

１ 注型成形金型
２ キャビティ
３ 注入ノズル
６ 樹脂
７ 成形品
１１ 加熱手段
１１ａ バンドヒータ
１１ｂ 電磁誘導加熱装置

Claims (4)

1. 注型成形金型に設けたブッシュに注入ノズルを挿入すると共に該注入ノズルを注型成形金型に対して着脱自在に装着し、該注入ノズルから注型成形金型のキャビティ内に熱硬化性の樹脂を注入し、該樹脂を加熱硬化させて成形する際に樹脂の硬化により収縮する量を補うために注入ノズルから樹脂を注入し続け、この後、注型成形金型のキャビティ内の樹脂及び注入ノズル内の樹脂を硬化させた後、注入ノズルを注型成形金型に対して取り外すと共にブッシュから抜き、この後、脱型する注型成形金型装置において、注入ノズルを加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする注型成形金型装置。
2. 加熱手段は注入ノズルの周りに巻き付けたバンドヒータであることを特徴とする請求項１記載の注型成形金型装置。
3. 加熱手段は電磁誘導加熱装置であることを特徴とする請求項１記載の注型成形金型装置。
4. 注入ノズルの先端が最も温度が高くなるように電磁誘導加熱装置のコイルユニットを設けたことを特徴とする請求項３記載の注型成形金型装置。

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