JPH01184114A - 部分薄肉樹脂成形品およびその射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は合成樹脂の射出成形品ならびにその成形方法に
関し、より具体的には、部分的に薄肉部を有する成形品
およびその射出成形方法に関する。

（従来の技術） 周知のように合成樹脂の成形には種々の方法があるが、
大量かつ高速成形に最も適した方法は、金型内に画成さ
れたキャビティへ溶融樹脂を射出することによって成形
を行なう射出成形法である。

この成形法では、成形品の形状に対応したキャビティの
設計自由度が大きいため、比較的複雑な形状の製品でも
容易に成形できるが、従来の射出成形法では、部分的に
薄肉部を有する製品においてその薄肉部の厚みに制限が
あった。

即ち、例えば化粧品のコンパクト容器では容器本体の中
央部を薄肉にして化粧品収納用の凹所を設けることが必
要であり、このような製品を射出成形するには従来、予
めキャビティを厚肉部の周縁部と薄肉部の中央部とを有
するものとして画成してから樹脂を射出していた。

しかしながらその場合、中央部の肉厚を周縁部よりもあ
る程度以上小さくすると、キャビティ周縁部に開口した
ゲート（所謂サイドゲート）から射出された樹脂は、ま
ず流動抵抗の小さい周縁部（厚肉部）を満たした後に薄
肉部である中央部に流入するため、ゲート位置と反対側
の樹脂合流点に所謂ウェルドラインが発生し、製品の外
観を損なうばかりでなくその部分の強度低下を来す。

更には、中央部の肉厚を極めて薄くしようとすると、樹
脂の充填時にキャビティ内の空気が最終的に中央部の１
ケ所に集中してしまい、その部分だけ樹脂が充填されず
に穴が生じる。すなわち、例えば第８図に示すように、
中央部が凹状の薄肉部３で周縁部が厚肉部２の成形品Ａ
において、第７図に示す湯道６を介して湯口５から射出
された樹脂は、流動抵抗の小さい周縁厚肉部２を満たし
た後、流動抵抗の大きい中央薄肉部３に流入する。

従って、薄肉部３に流入す乞時点での樹脂は、金型で冷
却されて流動性が低下しているのみならず、キャビティ
内の空気を包み込み、この空気は逃げ場を失って中央薄
肉部３に滞留し、この空気滞留部に樹脂が流入しない所
謂エアポケット４を生成する。また、この滞留空気は、
樹脂で圧縮され、樹脂を燃焼し、成形品表面に黒い焼跡
が発生する。

また、上記のエアポケット４を避けるために樹脂の射出
圧力を高めると、消費動力が増大すると共に、キャビテ
ィ内の空気を圧縮し、上記と同様の樹脂燃焼による成形
品表面の黒い焼跡を発生させる。

また、湯口を小さくしてキャビティ中央部に開口するピ
ンポイントゲートとした場合には、上詠した上うな問題
は解消される゛ものの、ゲート跡が成形品の中央に残る
といった外ｉ上の問題を伴う＝　　４　− たけてなく、樹脂が薄肉部から充填されるために射出圧
力の損失が過大となり、周縁部では粗充填となって樹脂
の収縮固化後に所謂「ヒケ」が生じる虞れが大きい。

従って、従来の射出成形法では肉厚部と比べて肉薄部の
厚みを余り大きく減することができず、例えば−膜内な
寸法のコンパクト容器の場合では凹所底面の厚みを周縁
部（肉厚部５１１ＩＩ１１の厚肉部）の２１５程度の約
２關以上として成形している。

このため、製品全体が嵩張ったものになってしまい、小
型化、軽量化の要請に充分応えることができなかった。

そこで、本発明者等は先に、薄肉部の厚みを肉厚部と比
べて大幅に減することのできる射出成形法及び装置□を
提案し八〇 この先提案゛に係るものは、雄型と雌型のいずれか一方
に成形品の薄肉部に対応した形状の摺動ブロックが配さ
゛れ゛た金型を用い、摺動ブロックを後退させた状態で
金型内に画成基れたキャビティ内に成形品の成形に必要
な量より多量の溶融樹脂をゲートから射出した後、樹脂
が固化する前に摺動ブロックをキャビティ内に前進させ
ることにより、キャビティと連通して画成された空所に
余剰量を排出しつつキャビティを樹脂で充満するととも
に薄肉部を成形するものである。

また、この空所に排出された樹脂は、キャビティ内の樹
脂が冷却固化して体積が収縮した際に、再度キャビティ
内に戻され、この収縮分を補充し、ヒケの発生の防止に
使用される。

（発明が解決しようとする課題） 上記のように先提案に係るものは、ヒケの発生防止、そ
の他従来の種々の問題は解決されるものの、摺動ブロッ
クがキャビティに前進された際に排出される余剰量の樹
脂を貯蔵しておくための空所が必要であり、金型の構造
が複雑であると共に、この余剰量分だけ樹脂のロスが発
生する等の問題を有する。

また、成形品自体の肉厚も厚く嵩張ったものであり、小
型軽量化を図ることができなかった。

本発明は、以上の諸点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、部分的に薄肉部を有する成形品を１
サイクルで成形するに当り、構造が単純な金型を用いる
ことができ、原料樹脂のロスが少なく、ヒケ発生が皆無
で、しかも製品品質の安定性と生産性を高めることので
きる射出成形法と、厚肉部に比べ薄肉部の肉厚が極めて
小さい射出成形品を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するための本発明に係る部分薄肉樹脂
成形品は、薄肉部と厚肉部を連続して一体に有する射出
成形品であって、該薄肉部の肉厚が０．８龍以下であり
、該厚肉部の肉厚が該薄肉部の肉厚の３倍以上である点
に特徴を有するものである。

また、上記第１の発明を製造するに有効な本発明に係る
部分薄肉樹脂成形品の射出成形方法は、雄型と雌型とを
有し、該雄型と該雌型のいずれか一方に成形品の肉薄部
に対応した形状の摺動ブロックが配された金型を用い、
該摺動ブロックを交替させた状態で該金型内に画成され
たキャビティに先ず、該キャビティ体積の２／３までの
量の溶融樹脂の一次射出を行った後、該摺動ブロックを
該キャビティ内に前進させることにより、溶融樹脂を圧
縮流延して薄肉部を成形品すると共に、該キャビティな
いの溶融樹脂占有率を該キャビティ体積の７０〜９０％
とし、次いで、該キャビティ内に内圧が加わるまで溶融
樹脂の二次射出を行うことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明は射出形成に一種の圧延工程を組込むと共に、溶
融樹脂の射出を一次、二次と二段階で行うものであって
、得ようとする形成品の薄肉部を溶融樹脂の一次射出と
金型内に配した摺動ブロックとにより形成するものであ
る。

先ず、摺動ブロックを後退させた状態でキャビティに、
該キャビティ体積の２／３までの量の溶融樹脂の一次射
出を、該キャビティに開口したゲートから行う。しかる
後、摺動ブロックをキャビティ内に前進させると、薄肉
部に対応する部分の樹脂が摺動ブロックの周辺へと押し
やられ、摺動ブロックが最前進位置に達すると、その前
端面とキャビティ底面との間で所定の薄肉部が形成され
る。そして、摺動ブロックの周辺へ押しやられた樹脂に
より、キャビティ体積の７０〜９０％が占有される。

ところで、溶融樹脂の一次射出量をキャビティ体積の２
／３までとするのは、これ以上の量とすると、摺動ブロ
ックの前進により押しやられる樹脂をキャビティ内で止
どめておくことができなくなり、先提案のように、キャ
ビティがら排除される樹脂を受ける空所が必要となるが
らである。なお、−吹射出量の下限値は、形成しようと
する薄肉部の大きさにより異なり、少くとも薄肉部の底
面が成形できる量とする必要がある。

また、摺動ブロックの前進により周辺へ押しやられる樹
脂のキャビティ内占有率をキャビティ体積の７０〜９０
％とするのは、９０％より多いと摺動ブロックが所定位
置まで前進できなくなり、薄肉部の肉厚にバラツキが発
生するばかりでなく、薄肉部の肉厚を充分薄くできなく
なり、肉厚。。

８關以下の薄肉部が得られなくなる。逆に７０％より少
ないと、樹脂の冷却固化が進み過ぎ、二次射出操作を困
難にする。また、７０〜９０％の範囲内であれば、−吹
射出量に若干のバラツキがあっても、摺動ブロックは容
易に所定位置まで前進でき、薄肉部の成形と、樹脂の押
しやりを確実に行うことができる。

上記のように摺動ブロックを所定位置まで前進させたな
ら、溶融樹脂の二次射出を行う。二次射出量は、キャビ
ティ内の残りの空間が埋まり、かつ溶融樹脂の冷却固化
に伴なう体積収縮を補充できるように、キャビティ内に
内圧が加わる程度の量とする。

このときの内圧は余り小さ過ぎると、上記の体積収縮分
を補うことができず、ヒケ発生の虞れがあり、逆に余り
大き過ぎても、内圧効果が飽和するのみならず、通常の
金型、射出装置では加えることができない。

上記の一次、二次の二段階射出により、先提案のような
空所を設けることなく、かつ樹脂の流動抵抗や射出圧力
の損失などの問題を生じることなく、薄肉部の厚みを充
分に減することが可能となる。

（実　施　例） 以下、本発明の好適な実施例につき添附図面を参照にし
て詳述する。

第１図〜第４図は本発明に係る成形方法の一実施例を工
程順に示しており、本実施例に使用される金型１は固定
側の雌型１１と移動側の雄型１２を含んでおり、これら
雌型１１と雄型１２の間に得ようとする成形品の形状に
対応したキャビティ１４が画成されている。

そして雌型１１には射出装置Ｚの先端半球状ノズル２３
を接続する半球状の凹所が設けられ、その凹所の底部に
はノズル２３の開口と適合するスプール１６が穿設され
、その先端は該スプール１６と直交方向に延長するラン
ナ１７に開口していて、このランナ１７とキャビティ１
４とは該キャビティ１４の周縁に開口する所謂サイドゲ
ート１８を介して連通している。

一方、キャビティ１４に面した雄型１２には、得ようと
する成形品の薄肉部に対応した形状２寸法を有する摺動
ブロック１３が、摺動ブロック１３の軸方向にスライド
可能に密嵌されており、このブロック１３の後端部（キ
ャビティ１４と反対側の端部）に油圧シリンダ３が取付
けられている。

そして、このシリンダ３の操作により摺動ブロック１３
がその軸方向に自在に摺動する。

なお、油圧シリンダ３は、成形機の突出装置をそのまま
利用することもできる。

また、上記の射出装置２は、外周面にバンドヒータ２２
が配設された加熱筒２１と、この加熱筒２１内に具備さ
れた射出量′２４とからなり、この射出量２４は、軸方
向に移動可能になっている。

そして、射出量２４の移動の案内は、射出量２４の摺動
によってもよいし、あるいは射出量２４の先端に螺旋溝
（図示省略）を切り、射出量２４を旋回させながら移動
させるようにしてもよい。懐者の場合は、溶融樹脂Ｂが
螺旋溝を通ってノズル２３側へ押出されるため、溶融樹
脂Ｂに攪拌効果が加わる。

上記した金型１．射出装置７．油圧シリンダ且を用いて
射出成形を行うには、先ず、第１図において、金型１を
閉じてから摺動ブロック１３を同図に示す後退位置にセ
ットする一方、バンドヒータ２２で加熱された加熱筒２
１内に溶融樹脂Ｂを充填し、かつ射出量２４を該溶融樹
脂Ｂ充填部まで移動させた射出装置Ｚを、そのノズル２
３の先端を雌型１１の凹所に嵌合させることにより、上
記の金型１に接続させる。

次いで、第２図に示すように、射出量２４を一定距離前
進させて溶融樹脂Ｂをノズル２３．スプール１６．ラン
ナ１７及びゲート１８を介してキャビティ１４内にこの
体積の２／３程度まで一次射出した後、射出量２４の前
進を停止する。

この射出量２４の停止と同時に、第３図に示すように、
油圧シリンダ３のピストンを摺動ブロック１３の先端部
に当接させて突出し、ブロック１３をキャビティ１４内
に前進させ、ブロック１３の前方に存在していた樹脂Ｂ
をブロック１３の周辺へ押しやりつつ、ブロック１３の
天面１５とキャビティ１４の底面との間に所定厚みの薄
肉部を画成する最前進位置まで摺動させる。摺動ブロッ
ク１３が最前進位置に達したときに、樹脂Ｂはキャビテ
ィ］４の体積の７０〜９０％を占有している。

摺動ブロック１３が最前進位置に到達すると同時に、第
４図において、射出量２４を上記の停止位置から前進さ
せ、溶融樹脂Ｂを一次射出の場合と同様ノズル２３．ス
プール１６．ランナ１７及びゲート１８を介してキャビ
ティ１４内に二次射出する。

これにより、摺動ブロック１３の最前進位置までの前進
時に空いていたキャビテイ１４内空間を完全に埋めるこ
とができるばかりでなく、樹脂Ｂの冷却固化に伴なう体
積収縮分を補うことができる。

また、二次射出後、キャビティ１４内の樹脂Ｂは急速に
冷却固化し、体積を収縮させる。この体積収縮によるヒ
ケ発生を防止するために、ゲート１８部の樹脂Ｂが冷却
固化してゲート１８部をシールするまで、射出量２４を
二次射出完了時の位置に停止させた状態におく。

ゲート１８部がシールされた後は、射出装置７を外し、
またキャビティ１４内の樹脂Ｂの冷却固化を待って金型
１を開き、成形品を取出せばよい。

以上の実施例において、−次射出一摺動ブロ・ツクの前
進→二次射出の各工程間の時間（以下、インターバル時
間）は実質的に零とし、瞬時に次工程に移行すること望
ましい。各工程の切替に手間がかかると、−次射出した
樹脂Ｂがキャビティ１４内で冷却固化してしまい、摺動
プロ・ツク１３の前進による薄肉部の形成が不充分とな
ったり、二次射出の際にランナ１７．ゲート１８部分で
樹脂Ｂが冷却され、粘性が高くなってキャビティ１４内
への樹脂Ｂの流入充填が阻害され、更にはキャビティ１
４内の内圧が不足してヒケ発生の要因となるからである
。

従って、射出量２４の一定距離の前進停止、あるいは射
出量２４と摺動ブロック１３との連動等をコンピュータ
により制御し、インターバル時間の実質的な零化を図る
のが良い。

第５図は本発明に係る成形方法の他の実施例を示し、本
例では２筒式の射出装置２′を用いている。

この２筒式射出装置２′は、バンドヒータ２２′を配設
した第１の加熱筒２１′と、バンドヒータ２２″を配設
した第２の加熱筒２１″との２筒を有し、各第１．第２
の加熱筒２１’、２１”はその先端で連結ブロックＣに
より一体的に連結され、該連結ブロックＣ中央にて１個
のノズル２３に連通している。

この２筒式射出装置２′を用いて射出成形を行うには、
先ず第１の加熱筒２１′、の射出量２４′を前進させて
一次射出を行い、射出量２４′の停止と同時に摺動ブロ
ック１３を前進させ、最前進位置に達すると同時に、第
２の加熱筒２１″の射出量２４″を前進させて二次射出
を行う。

従って、第１の加熱筒２１′には一次射出量分の樹脂Ｂ
を、また第２の加熱筒２１″には二次対出量分の樹脂Ｂ
を夫々充填しておくことにより射出量の移動量の制御が
容易になる。

すなわち、本実施例では、第１図〜第４図に示した例の
ように、−次射出時に射出量２４を一定距離で停止させ
るといった操作は不要となる。

第６図は本発明に係る成形方法の更に他の実施例を示し
、本例では第１図〜第４図に示した例で用いた射出装置
Ｚを２個用い、キャビティ１４の左右両側に夫々ゲート
１８．１８．ランチ１７゜１７、スプール１６．１６及
び射出装置Ｚの先端半球状ノズル２３接続用凹所を設け
た金型上を用いる。

本例では、第１の射出装置λＬで一次射出を、第２の射
出装置λ−で二次射出を行う。

従って、−次射出後に、−次射出時に使用したランナ１
７やゲート１８が冷却固化した樹脂でシールされても、
二次射出を行うのに何ら支障はなく、インターバル時間
を零化する必要はない。

第７図は以上の各実施例で形成された成形品の一例を示
し、この成形品Ａはキャビティ１４の周縁部で形成され
た厚肉周縁部２と、摺動ブロック１３の前進によって成
形された薄肉中央部３とからなり、中央部３は例えば化
粧品などを収納するための凹所７となる。化粧品のコン
パクト容器の場合、周縁部２は係止用突片や蝶番を設け
るために５　ｍｍ程度の厚みが必要となるが、その場合
でも本発明によれば中央部３の厚みを０．８ｍｍ以下に
形成することができるので、化粧料の収納量を維持した
まま製品全体の小型・軽量化が可能となる。

（発明の効果） 上述のように、本発明では溶融樹脂の射出を一次、二次
の二段階に分けて行い、この−次、二次射出の間で摺動
ブロックの前進により薄肉部を形成するようにしたので
、この摺動ブロックの前進で押しやられる樹脂はキャビ
ティ内で充分に受けとめられ、先提案のように押しやら
れる樹脂を受は入れるための空所をキャビティとは別個
に設けておく必要はない。

よって、金型の構造が単純化し、樹脂のロス分もなくな
り、生産コストが低置となる。

そして、本発明に係る成形品は薄肉部の厚みが０．８＋
ｎｍ以下に形成され、従来の射出成形品よりも薄肉部の
厚みが大幅に減少するため、製品の小型・軽量化や設計
自由度の向上などを可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を工程順に示す説明
図、第５図は本発明の他の実施例を示す説明図、第６図
は本発明の更に他の実施例を示す説明図、第７図は本発
明に係る形成品の一例を示す一部破断斜視図、第８図は
従来の成形品の欠陥を示す一部断面斜視図である。 １・・・・・・金　型　　　　　　２・・・・・・射出
装置１１・・・・・・雌　型　　　　　１２・・・・・
・雄　型１３・・・・・・摺動ブロック　　１４・・・
・・・キャビティ２１・・・・・・加熱筒

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）薄肉部と厚肉部を連続して一体に有する射出成形
   品であって、該薄肉部の肉厚が０．８ｍｍ以下であり、
   該厚肉部の肉厚が該薄肉部の肉厚の３倍以上であること
   を特徴とする部分薄肉樹脂成形品。 （２）前記厚肉部が前記薄肉部を囲繞してなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の部分薄肉樹脂成形
   品。 （３）雄型と雌型とを有し、該雄型と該雌型のいずれか
   一方に成形品の薄肉部に対応した形状の摺動ブロックが
   配された金型を用い、該摺動ブロックを後退させた状態
   で該金型内に画成されたキャビティに該キャビティ体積
   の２／３までの量の溶融樹脂の一次射出を行った後、該
   摺動ブロックを該キャビティ内に前進させることにより
   、溶融樹脂を圧縮流延して薄肉部を成形品すると共に、
   該キャビティ内の溶融樹脂占有率を該キャビティ体積の
   ７０〜９０％とし、次いで、該キャビティ内に内圧が加
   わるまで溶融樹脂の二次射出を行うことを特徴とする部
   分薄肉成形品の射出成形方法。 （４）加熱筒内部に軸方向に移動可能な射出棒を具備し
   た射出装置を用い、先ず、該射出棒を一定距離前進させ
   た後、その前進を停止させることにより溶融樹脂の一次
   射出を行い、次いで、該射出棒をその停止位置から更に
   前進させることにより溶融樹脂の二次射出を行うことを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の部分薄肉樹脂成
   形品の射出成形方法。（５）２個の加熱筒を有し、夫々
   の加熱筒内部に軸方向に移動可能な射出棒を具備した２
   筒式の射出装置を用い、いずれか一方の加熱筒の射出棒
   を該加熱筒先端まで前進させることにより溶融樹脂の一
   次射出を行い、他方の加熱筒の射出棒を該加熱筒先端ま
   で前進させることにより溶融樹脂の二次射出を行うこと
   を特徴とする特許請求の範囲第３項記載の部分薄肉樹脂
   成形品の射出成形方法。 （６）加熱筒内部に軸方向に移動可能な射出棒を具備し
   た射出装置を２個用い、一方の射出装置により溶融樹脂
   の一次射出を行い、他方の射出装置により溶融樹脂の二
   次射出を行うことを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の部分薄肉樹脂成形品の射出成形方法。