JP4431441B2

JP4431441B2 - 射出成形法及び射出成形装置

Info

Publication number: JP4431441B2
Application number: JP2004157849A
Authority: JP
Inventors: 進斎藤
Original assignee: フィーサ株式会社
Priority date: 2004-05-27
Filing date: 2004-05-27
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2024-05-27
Also published as: JP2005335234A

Description

本発明はウエルドラインを抑制する射出成形法及び射出成形装置に関する。

熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂の射出成形装置において、固定型と可動型とからなる金型（モールド）のキャビティを効率よく短時間に加熱するためには、例えば、特許文献１に記載の技術が知られている。

特許文献１の技術は、成形品のヒズミ抑制を目的とするものであり、固定型と可動型の各々の周囲にＩＨコイルを配設することでキャビティの加熱を行っている。

また、キャビティの加熱ではなく、射出ノズルの先端部の周囲にＩＨコイルを配設して該先端部を加熱することで加圧ガス体の溶融樹脂内部への円滑な注入を目的とする技術が特許文献２に記載されている。

上記特許文献１及び２の技術は、本発明の対象とする成形品のウエルドライン抑制を目的とする技術ではなく、ウエルドライン抑制のためにＩＨコイルを用いる技術としては特許文献３が知られている。

この特許文献３の技術は、金型（モールド）中にＩＨコイルを埋設する構成を有している。本発明者の研究によれば、この特許文献３の構成では、充分な効果は得られていないことが判った。

特公平７−１０５４９号公報特許第２９４９７７９号公報特表平１１−５０２７８１号公報

そこで本発明の課題は、金型（モールド）を効率よく温度制御することでウエルドラインを効果的に抑制することのできる射出成形法及び射出成形装置を提供することにある。

上記課題を解決する本発明は下記構成を有する。

１．下記（１）、（２）又は（３）に示される射出成形法において、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように設けられた凹部の表面が波形であることを特徴とする射出成形法。
（１）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部を設け、該凹部の各々にＩＨコイルを配設して前記キャビティの加熱制御を行うと共に、
前記凹部を取り囲むように環状溝を設け、該環状溝の各々に冷媒路を配設して前記キャビティの冷却を行う構成。
（２）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部を設け、該凹部の各々にＩＨコイルを配設して前記キャビティの加熱制御を行うと共に、
前記凹部の各々に冷媒路を配設して前記キャビティの冷却を行う構成。
（３）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部を設け、該凹部の各々に冷媒路を配設して前記キャビティの冷却を行うと共に、
前記凹部を取り囲むように環状溝を設け、該環状溝の各々にＩＨコイルを配設して前記キャビティの加熱制御を行う構成。

２．樹脂の射出前に前記ＩＨコイルによってキャビティを昇温し、射出充填後に前記冷媒路の冷媒によってキャビティを冷却することを特徴とする上記１に記載の射出成形法。

３．射出前のキャビティを樹脂成形温度の６０〜９０％に昇温することを特徴とする上記２に記載の射出成形法。

４．樹脂の射出前に前記冷媒路の冷媒によってキャビティを冷却し、射出充填後に前記ＩＨコイルによってキャビティを加熱制御することを特徴とする上記１に記載の射出成形法。

５．下記（１）、（２）又は（３）に示される射出成形装置において、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように設けられた凹部の表面が波形であることを特徴とする射出成形装置。
（１）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部が設けられ、該凹部の各々にＩＨコイルが配設されていると共に、
前記凹部を取り囲むように環状溝が設けられ、該環状溝の各々に冷媒路が配設されている構成。
（２）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部が設けられ、該凹部の各々にＩＨコイルが配設されていると共に、
前記凹部の各々に冷媒路が配設されている構成。
（３）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部が設けられ、該凹部の各々に冷媒路が配設されていると共に、
前記凹部を取り囲むように環状溝が設けられ、該環状溝の各々にＩＨコイルが配設されている構成。

６．前記環状溝が波形又は上下若しくは下方に突き抜けた直線状であることを特徴とする上記５に記載の射出成形装置。

７．樹脂の射出前に前記ＩＨコイルによってキャビティが昇温され、射出充填後に前記冷媒路の冷媒によってキャビティが冷却される構成であることを特徴とする上記５又は６に記載の射出成形装置。

８．射出前のキャビティが樹脂成形温度の６０〜９０％に昇温される構成であることを特徴とする上記７に記載の射出成形装置。

９．樹脂の射出前に前記冷媒路の冷媒によってキャビティが冷却され、射出充填後に前記ＩＨコイルによってキャビティが加熱制御される構成であることを特徴とする上記５又は６に記載の射出成形装置。

請求項１及び６に示す本発明によれば、金型（モールド）のキャビティに対向する位置に相互に対向する凹部を設け、該凹部の各々にＩＨコイルを配設し、さらに、前記凹部を取り囲むように設けた環状溝の各々に冷媒路を配設、即ち、ＩＨコイル及び冷媒路を金型（モールド）に埋設するのではなく外装した構成を有してＩＨコイルと冷媒を併用してキャビティの加熱制御及び冷却を行うので、成形品のウエルドラインを効果的に抑制することができる。

請求項２及び７に示す本発明によれば、金型（モールド）のキャビティに対向する位置に相互に対向する凹部を設け、該凹部の各々に冷媒路を配設し、さらに、前記凹部を取り囲むように設けた環状溝の各々にＩＨコイルを配設、即ち、冷媒路及びＩＨコイルを金型（モールド）に埋設するのではなく外装した構成を有してＩＨコイルと冷媒を併用してキャビティの加熱制御及び冷却を行うので、成形品のウエルドラインを効果的に抑制することができる。

請求項８に示す本発明によれば、凹部の表面を波形としたので、該凹部の表面積を大とすることできるため熱効率が上がる。

請求項３及び９に示す本発明によれば、樹脂射出前にＩＨコイルによりキャビティを昇温し、射出充填後に冷媒によってキャビティを冷却するので、熱可塑性樹脂の射出成形において溶融樹脂のヒートショックが減少して流動性が良好となるので、成形品の光沢やウエルドライン等の表層の様々な模様を消去できるだけでなく、成形残留歪みが減少し強度増大が可能となる。

請求項４及び１０に示す本発明によれば、請求項３及び９の射出前のキャビティを樹脂成形温度の６０〜９０％に昇温するので、上記請求項３及び９による効果がより顕著となる。

請求項５及び１１に示す本発明によれば、樹脂射出前に冷媒によりキャビティを冷却し、射出充填後にＩＨコイルによってキャビティを加熱するので、熱硬化性樹脂の射出成形において溶融樹脂のヒートショックが減少して流動性が良好となり、成形品の光沢やウエルドライン等の表層の様々な模様を消去できるだけでなく、成形残留歪みが減少し強度増大が可能となる。

次に、添付の図面に従って本発明を更に詳細に説明する。
図１は本発明に係る射出成形装置の第１実施例を示す概略断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線概略横断面図、図３は本発明に係る射出成形装置の第２実施例を示す概略断面図、図４は図３の概略底面図である。

先ず、図１に基づき請求項１の（１）及び請求項５の（１）に示す本発明の第１実施例について説明する。

図１に示すように、本発明に係る射出成形装置は、固定型１１と可動型１２とからなり、キャビティ１３を有する金型（モールド）１と、該キャビティ１３に対向し、且つ相互に対向するように設けられた凹部１４・１５と、該凹部１４・１５の各々にＩＨコイル２が絶縁耐熱シート１８を介して配設されていると共に、前記凹部１４・１５を取り囲むように環状溝１６・１７が設けられ、該環状溝１６・１７の各々に冷媒路３が配設されている構成である。即ち、例えば、環状溝１６・１７の各々を囲むように遮蔽体１９を冠せることで冷媒路３が形成される。

ＩＨコイル２は、図２に示すようにキャビティ１３を囲むように巻き配設されている。

冷媒路３は、例えば、上記のように環状溝１６・１７に遮蔽体１９を冠せて形成されており、環状溝１６・１７の各々には、図２に示すように、少なくとも１つの冷媒路入口３１と冷媒路出口３２が設けられている。

樹脂の射出はバルブノズル４により行われる。バルブノズル４としては、公知公用のバルブノズルを特別の制限なく用いることができる。尚、本実施例では、バルブノズル４の先端のゲート部分がキャビティ１３に直結する態様であるが、該バルブノズル４の先端とキャビティ１３との間にランナーが存在していてもよいことは勿論である。尚また、樹脂の射出手段はバルブノズル４に限らず、この種の射出成形装置に用いられる公知公用の射出手段を特別の制限なく用いることができる。

射出する樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれも適用することができる。

熱可塑性樹脂の場合は、射出前に前記ＩＨコイル２によってキャビティ１３が昇温され、射出充填後に前記冷媒路３の冷媒によってキャビティ１３が冷却される。

射出前のキャビティ１３の昇温温度としては、射出される熱可塑性樹脂の成形温度の６０〜９０％であることが好ましい。

樹脂射出前にＩＨコイル２によりキャビティ１３を昇温し、射出充填後に冷媒によってキャビティ１３を冷却することによって、熱可塑性樹脂の射出成形において溶融樹脂のヒートショックが減少して流動性が良好となるので、成形品の光沢やウエルドライン等の表層の様々な模様を消去できるだけでなく、成形残留歪みが減少し強度増大が可能となる。特に、射出前のキャビティ１３を樹脂成形温度の６０〜９０％に昇温することで、上記効果はより顕著となる。

熱硬化性樹脂の場合は、射出前に前記冷媒路３の冷媒によってキャビティ１３が冷却され、射出充填後に前記ＩＨコイル２によってキャビティ１３が加熱制御される。

冷媒路３の冷媒による冷却温度としては限定的ではなく、一例として４５〜５５℃であり、ＩＨコイル２による加熱温度としては限定的でなく、一例として熱硬化樹脂の反応温度域である６０〜８０℃である。

樹脂射出前に冷媒路３の冷媒によりキャビティ１３を冷却し、射出充填後にＩＨコイル２によってキャビティ１３を加熱することによって、熱硬化性樹脂の射出成形において溶融樹脂のヒートショックが減少して流動性が良好となるので、成形品の光沢やウエルドライン等の表層の様々な模様を消去できるだけでなく、成形残留歪みが減少し強度増大が可能となる。

前記凹部１４・１５は、図１に示すように表面が波形である。凹部１４・１５の表面を波形とすることで、該凹部１４・１５の表面積を大とすることできるため熱効率が上がる。尚、金型１としては、固定型１１と可動型１２とからなる射出成形用金型であれば、公知公用のものを特別の制限なく用いることができる。

ＩＨコイル２としては、公知公用の高周波誘電加熱法によるＩＨコイルを用いることができる。

高周波誘電加熱法について説明する。
鉄を多く含む金属の周囲または近くにコイルを配設して、コイルに交流の電流が流れると磁力線が発生する。磁力線は金属を通過するが、交流は大きさや向きが絶えず変化するため、発生する磁力線も絶えず変化することになる。このように金属に磁力線の変化を与えると、電磁誘導作用によって渦電流が流れ鉄系金属は抵抗が大きいので熱くなる。電磁誘導作用とは、磁力線の変化がコイルに電気を誘導する働きをいう。本発明では、例えば、１５ＫＨｚ〜１００ＫＨｚを用いる。この高周波は鉄系金属加熱に適していて、効率がよく、急速に加熱が可能である。

冷媒路３の冷媒としては、圧縮エアや水等の公知公用の冷媒を用いることができる。また、冷媒路３は本実施例のような遮蔽体１９を環状溝１６・１７に冠せて形成された態様に限らず、例えば、環状溝１６・１７に冷媒を内包（通気、通液）する管を配設する態様とすることもできる。

尚、請求項２及び８に示される本発明における冷媒路３に用いられる冷媒としては、圧縮エアの如き気体であることが好ましい。

次に、図３及び図４に基づき請求項１の（３）及び請求項５の（３）に示す本発明の第２実施例について説明する。

図３に示すように、本発明に係る射出成形装置は、固定型１１と可動型１２とからなり、キャビティ１３を有する金型（モールド）１と、該キャビティ１３に対向し、且つ相互に対向するように設けられた凹部１４・１５と、該凹部１４・１５の各々に冷媒路３が配設されていると共に、前記凹部１４・１５を取り囲むように環状溝１６・１７が設けられ、該環状溝１６・１７の各々にＩＨコイル２が絶縁耐熱シート１８を介して配設されている構成である。３１は冷媒路入口、３２は冷媒路出口を示す。

第２実施例における環状溝１６・１７は、図３に示すように溝部分の端部が、固定型１１においては上方（図面上において上方向）に、可動型１２においては下方（図面上において下方向）に突き抜けた直線状となっている。従って、環状溝１６・１７に配設したＩＨコイル２のメンテナンス等（交換を含む）の際には、固定型１１のＩＨコイル２は上方向に、可動型１２のＩＨコイル２は下方向に各々容易に取り外すことができるのでメンテナンス性が高い。

冷媒路３は、図４に示すようにキャビティ１３を囲むように配設されており、該キャビティ１３及び冷媒路３を囲むようにＩＨコイル２が巻き配設されている。

即ち、上記第１実施例とは、基本的にはＩＨコイル２と冷媒路３の配設位置が入れ替わると共に環状溝１６・１７の形状が異なった構成となっている。かかる構成以外の各構成については上述した第１実施例と同様である。樹脂についても、第１実施例と同様、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂のいずれにも適用することができる。

本発明に係る射出成形装置の第１実施例を示す概略断面図図１のＩＩ−ＩＩ線概略横断面図本発明に係る射出成形装置の第２実施例を示す概略断面図図３の概略底面図

符号の説明

１金型（モールド）
１１固定型
１２可動型
１３キャビティ
１４・１５凹部
１６・１７環状溝
１８絶縁耐熱シート
１９遮蔽体
２ＩＨコイル
３冷媒路
３１冷媒路入口
３２冷媒路出口
４バルブノズル

Claims

下記（１）、（２）又は（３）に示される射出成形法において、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように設けられた凹部の表面が波形であることを特徴とする射出成形法。
（１）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部を設け、該凹部の各々にＩＨコイルを配設して前記キャビティの加熱制御を行うと共に、
前記凹部を取り囲むように環状溝を設け、該環状溝の各々に冷媒路を配設して前記キャビティの冷却を行う構成。
（２）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部を設け、該凹部の各々にＩＨコイルを配設して前記キャビティの加熱制御を行うと共に、
前記凹部の各々に冷媒路を配設して前記キャビティの冷却を行う構成。
（３）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部を設け、該凹部の各々に冷媒路を配設して前記キャビティの冷却を行うと共に、
前記凹部を取り囲むように環状溝を設け、該環状溝の各々にＩＨコイルを配設して前記キャビティの加熱制御を行う構成。
樹脂の射出前に前記ＩＨコイルによってキャビティを昇温し、射出充填後に前記冷媒路の冷媒によってキャビティを冷却することを特徴とする請求項１に記載の射出成形法。
射出前のキャビティを樹脂成形温度の６０〜９０％に昇温することを特徴とする請求項２に記載の射出成形法。
樹脂の射出前に前記冷媒路の冷媒によってキャビティを冷却し、射出充填後に前記ＩＨコイルによってキャビティを加熱制御することを特徴とする請求項１に記載の射出成形法。
下記（１）、（２）又は（３）に示される射出成形装置において、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように設けられた凹部の表面が波形であることを特徴とする射出成形装置。
（１）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部が設けられ、該凹部の各々にＩＨコイルが配設されていると共に、
前記凹部を取り囲むように環状溝が設けられ、該環状溝の各々に冷媒路が配設されている構成。
（２）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部が設けられ、該凹部の各々にＩＨコイルが配設されていると共に、
前記凹部の各々に冷媒路が配設されている構成。
（３）固定型と可動型とからなる金型（モールド）の各々に、
キャビティに対向し、且つ相互に対向するように凹部が設けられ、該凹部の各々に冷媒路が配設されていると共に、
前記凹部を取り囲むように環状溝が設けられ、該環状溝の各々にＩＨコイルが配設されている構成。
前記環状溝が波形又は上下若しくは下方に突き抜けた直線状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。
樹脂の射出前に前記ＩＨコイルによってキャビティが昇温され、射出充填後に前記冷媒路の冷媒によってキャビティが冷却される構成であることを特徴とする請求項５又は６に記載の射出成形装置。
射出前のキャビティが樹脂成形温度の６０〜９０％に昇温される構成であることを特徴とする請求項７に記載の射出成形装置。
樹脂の射出前に前記冷媒路の冷媒によってキャビティが冷却され、射出充填後に前記ＩＨコイルによってキャビティが加熱制御される構成であることを特徴とする請求項５又は６に記載の射出成形装置。