JPH04179512A - 合成樹脂製品用成形型 - 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】 Ａ１発明の目的 １　産業上の利用分野 本発明は合成樹脂製品用成形型に関する。

２　従来の技術 従来、この種成形型として、金属製型本体に、熱交換流
体を流すために縦横に延びる流通孔を形成したものが知
られている。

３　発明が解決しようとする課題 しかしながら前記のように構成すると、型本体と熱交換
流体との接触面積が狭いために熱交換効率が低（、その
結果成形作業開始までの待機時間および成形後の冷却時
間が長くなって作業能率が悪く、また成形型の表面温度
を変える、例えば射出成形において流動性の悪い成形材
料の場合、前記表面温度を高（したいといった要請があ
っても、それに応することができないという問題がある
。

本発明は前記問題を解決することのできる前記成形型を
提供することを目的とする。

Ｂ１発明の構成 １　課題を解決するための手段 本発明は、製品成形部の周囲に取付部を有する金属製成
形ブロックと、前記取付部裏面に重合されて前記製品成
形部との協働で熱交換流体用流通室を形成する断熱性箱
形支持ブロックとより構成したことを特徴とする。

２　　作　　　　　用 前記のように構成すると、製品成形部と熱交換流体との
接触面積が広くなるので熱交換効率が高く、その結果成
形作業開始までの待機時間および成形後の冷却時間を短
縮して作業能率を向上させることができ、また熱交換流
体の温度を変えることによって製品成形部の表面温度を
所望の温度に容易、且つ確実に制御することができる。

さらに合成樹脂製品（以下、製品という）の形状変更を
行う場合、成形ブロックを交換すると共に支持ブロック
としては先のものを使用することができる。

３実施例 第１〜第３図は本発明を適用した合成樹脂製品用射出成
形装置の第１例を示す。

その装置は、可動の東１成形型Ｍ□と固定の第２成形型
Ｍ２を備えている。

第１成形型Ｍ工は、熱伝導性の良好な金属、例えば機械
構造用炭素鋼（ＪＩＳ　　５５５Ｃ）、銅合金、アルミ
ニウム合金等より構成された成形ブロック１１と、その
成形ブロック１．と一体化された断熱性箱形支持ブロッ
ク２１とよりなる。成形ブロック１１は雄状製品成形部
３１と、その製品成形部３、の周囲にそれと一体に設け
られたフランジ状取付部４１とより構成され、この成形
ブロック１１は、鋳造法、ホビング加工、プレス加工、
粉、末冶金法等を適用して作製される。また支持ブロッ
ク２２は、図示しない型開閉装置に取付けられる取付板
５．およびその取付板５１の一面に固定された枠材６．
を有する箱形本体７１と、その箱形本体７．の内側面お
よび底面に沿い成形されて凹部８．を画するフックリー
ト製断熱層９、とより構成される。コンクリート材料と
しては、住友セメント社製、商品名スミセフイルコンＲ
プレミックスと水を５＝２の割合に混練したものが用い
られ、また断熱層９１内面には、必要に応じ前記材料が
適度に硬化した後防水用コーテイング材（トーレシリコ
ーン社製、商品名５Ｅ１９８０）を塗布することにより
防水処理が施される。た望し、この防水処理はコンクリ
ート材料中に防水剤を混合することにより行ってもよい
。

支持ブロック２２における凹部８．の開口端面は、成形
ブロック１１の取付部４．裏面に重合され、第１Ａ図に
示すように断熱層９１の複数箇所に埋設された雌ねじＷ
ＪｌＯ（図には１本のみ示す）に取付部４１および取付
板５１側よりボルト１１゜１２をそれぞれ螺合すること
によって成形ブロック１８と支持ブロック２２とが一体
に結合される。

これにより製品成形部３１と断熱層９１との協働で、加
熱および冷却用熱交換流体を流す流通室１３、が形成さ
れる。

製品成形部３１および取付部４．の一部に、流通室１３
２に臨む複数の凹溝１４．が形成され、各凹溝１４□の
底部は製品成形部３２の凸状成形面１５．および取付部
４１の表面近傍に位置する。

その結果、製品成形部３１においてはその厚内領域では
凹溝１４．が深く形成され、またそれよりも薄肉の領域
では凹溝１４．が浅く形成される。

これにより製品成形部３２全体を均一に加熱し、また均
一に冷却することができる。

支持ブロック２１の枠材６．および断熱層９１に、それ
らを貫通して流通室１３２に連通ずる導入孔１６□およ
び導出孔１７．が形成され、それら導入孔１６□および
導出孔１７□は接続管１８ｈ、１９１を介して温度調節
装置２０に接続される。

流通室１３１内において、成形ブロック１．裏面および
それと対向する断熱層９．内底面間に複数の製品成形部
用補強部材２１．が所定の間隔を以て介在される。各補
強部材２１．にボルト２３、が、取付板５１側から断熱
層９１内のカラー２２１を貫通して螺合され、これによ
り各補強部材２１、が断熱層９．に固定される。各カラ
ー２２１および各ボルト２３２は、取付板５１および枠
材６．を外枠として断熱層９１をコンクリート打ちによ
り成形する際、凹部８１を成形するための内枠保持部材
として機能する。

第２成形型Ｍ２は、前記同様に熱伝導性の良好な金属、
例えば機械構造用炭素鋼（ＪＩＳ　　５５５Ｃ）等より
構成された成形ブロックｌ、と、その成形ブロックｌ！
と一体化された断熱性箱形支持ブロック２オとよりなる
。成形ブロック１□は雌状製品成形部３１と、その製品
成形部３１の周囲にそれと一体に設けられたフランジ状
取付部４２とより構成され、この成形ブロック１２は前
記同様に鋳造法等を適用して作製される。また支持プロ
・１り２ｆは、図示しない装置フレームに取付けられる
取付板５．およびその取付板５２の一面に固定された枠
材６！を有する箱形本体７８と、その箱形本体７．の内
側面および底面に沿い成形されて凹部８．を画するコン
クリート製断熱層９ヨとより構成される。この断熱層９
８の構成は第１成形型Ｍ、の断熱層９．と同じである。

支持ブロック２！における凹部８１の開口端面は、成形
ブロックｌ！の取付部４２襄面に重合され、第１Ａ図に
示した第１成形型Ｍ１の場合と同様に断熱層９１の複数
箇所に埋設された雌ねじ筒に取付部４．および取付板５
．側よりボルトを螺合することによって成形ブロック１
２と支持ブロック２１とが一体に結合される。これによ
り製品成形部３８と断熱層９．との協働で、加熱および
冷却用熱交換流体を流す流通室１１が形成される。

製品成形部３１および取付部４２の一部に、流通室１３
１に臨む複数の凹溝１４．が形成され、各凹溝１４．の
底部は製品成形部３２の凹状成形面ｔＳＸおよび取付部
４オの表面近傍に位置する。

その結果、製品成形部３２においてはその厚肉領域では
凹溝１４！が深く形成され、またそれよりも薄肉の領域
では凹溝１４Ｘが浅（形成される。

これにより製品成形部３８全体を均一に加熱し、また均
一に冷却することができる。

支持ブロック２８の枠材６ヨおよび断熱層９゜に、それ
らを貫通して流通室１３２に連通する導入孔１６２およ
び導出孔１７２が形成され、それら導入孔１１３ｔおよ
び導出孔１７．は接続管１８ｚ、１９ｔを介して第１成
形型Ｍ１の接続管１８、．１９１、したがって温度調節
装置２０に接続される。

流通室１３２内において、成形プロアクｌ、裏面および
それと対向する断熱層９□内底面間に複数の製品成形部
用補強部材２１２が所定の間隔を以て介在される。各補
強部材２１□にボルト２３８が、取付板５．側から断熱
層９オ内のカラー２２８を貫通して螺合され、これによ
り各補強部材２１ｆｆｉが断熱層９２に固定される。各
カラー２２８および各ボルト２３オは前記同様に凹部８
ヨを成形するための内枠保持部材として機能する。

第２成形型Ｍ２にスブルーブ／ユ２４が取付けられ、そ
のスブルーブンユ２４のスプルー孔２５に射出シリンダ
２６の射出ノズル２７が連通している。第２成形型Ｍ２
にスプルー２８が形成され、そのスプルー２８の一端は
スプルー孔２５に連通し、また他端は取付部４１表面に
開口する。取付部４２の表面に凹溝２９が形成され、そ
の一端はスプルー２８に、また他端は凹状成形面１５．
の開口縁にそれぞれ達している。この凹溝２９は第１成
形型Ｍ１の取付部４４表面と協働してランナ及びゲート
３０（第２図）を形成する。

第１成形型Ｍ１は、その取付部４１より突出する複数の
ガイードピン３１（図には１本のみ示す）を有し、その
ガイドピン３１は第２成形型Ｍ、内に存するガイドブフ
シ、３２のガイド孔３３に摺動目在に嵌合される。

第１．第１Ｂ図に示すように第１成形型Ｍ、には、それ
の凸状成形面１５．に付着する製品を突出すための突出
し装置Ｅが次のように設けられる。

即ち、その装置Ｅは、加圧ガス用供給源としてのニアコ
ンプレッサ３４と、成形ブロック１□内に形成されて、
ニアコンプレッサ３４に接続される入口３５および凸状
成形面１５１に開口する複数の出口３６を備えたガス通
路３７と、ガス通路３７の各出口３６に装着された通気
性および耐熱性を有するプラグ３８とを備え、入口３５
およびコンプレッサ３４間には、入口３５側より切換弁
３９および圧力調節器４０が設けられる。

ガス通路３７は図には１本のみ示されているが、製品の
大きさ、形状等に応じて複数設けられる。

各プラグ３８は、直径１．５〜１５■、長さ２〜１５−
で、気孔の直径２０〜５００μｍ、気孔率４０〜８０％
の金属焼結体、フェノール樹脂製多孔質体、セラミック
ス製多孔質体等より構成され、外周面に雄ねじ４１を、
また外端面にドライバ等との工具係合溝４２をそれぞれ
有する。前記金属焼結体の構成材料としては、ＡＩ粉末
、Ａ１合金粉末、Ｃｕ合金粉末、Ｆｅ系合金粉末等が用
いられ、またセラミックスとしては５ＩＩＮ、％Ａ１．
０．等が用いられる。

ガス通路３７の各出口３６は、その出口３６に連なる孔
部４３よりも大径に形成されると共に内周面に雌ねじ４
４を有し、各出口３６に各プラグ３８が、その工具係合
溝４２を外側に向けて螺着され、各プラグ３８の内端面
は出口３６および孔部４３間の段付面４５に衝合する。

このように構成すると、プラグ３８に作用する製品成形
時の射出成形圧を段付面４５で支承し得るので、雄ねじ
部４１および雌ねじ４４の螺合部のみで前記成形圧を支
承する場合に比べてプラグ３８の耐久性を向上させるこ
とができる。

次に成形作業について説明する。

第１図に示すように、第１成形型Ｍ、を第２成形型Ｍ２
より後退させて型開きを行い、温度調節装置２０を作動
させて温度８０〜１２０℃の油状熱交換流体（例えば、
出光興産社製、商品名ダフニーサーミノク６８）を流量
６〜１００（１／５ｉｎ）の条件の下に各流通室１３１
，１３ｘに０５〜２０分間流し、各製品成形部３＋、３
２の表面温度を４０〜６０℃にする。また切換弁３９を
大気連通側に切換えて、ガス通路３７を大気に開放する
。

この場合、各製品成形部３１．３１の裏面全体および各
凹溝１４２、１４ｇ内面に熱交換流体力り接触するので
、熱交換効率が高く、その結果成形作業開始までの待機
時間を短縮することができる。

次いで、第２図に示すように第１成形型Ｍ、を第２成形
型Ｍ、に向は前進させて型閉めを行い、また温度調節装
置２０により熱交換流体の温度を２０〜６０℃に降下さ
せる。射出ノズル２７より加熱溶融された２００〜２４
０℃の耐衝撃性ポリスチレン樹脂（住友化学社製、商品
名５００ＨＭ）を、スプルー２８およびゲート３０を通
じて両製品成形部３１．３１により画されたキャビティ
Ｃに射出１次圧４００〜８００　ｋｇ／ｃｍ”で射出し
、次いで２次圧２００−５００　ｋｇ／ａｍ”を５〜１
０秒間加えた状態にて１０〜１５秒間冷却を行った。

前記射出成形過程では、成形材料の射出に伴いキ中ピテ
ィＣ内のエアがガス通路３７を通って外部に排出される
。これにより製品および成形面１５、．１５．間におけ
るエアの閉込めを防止することができるので、製品の形
状および寸法精度ならびに品質を確保する上に有益であ
る。この場合、ガス通路３７の各出口３６が通気性プラ
グ３８により閉鎖されているので、ガス通路３７に成形
材料が流入することはない。

また各製品成形部３１．３２　と熱交換流体との間の熱
交換効率が高いので、製品の冷却時間を前記のように短
縮することができる。

冷却後第１成形型Ｍ１を箪２成形型Ｍ２より後退させて
型開きを行う。第３図実線示のように製品Ｐは第１成形
型Ｍ工の凸状成形面】５．に付着しているので、切換弁
３９をエアコンブレｙす３４との連通側に切換えてニア
コンプレッサ３４より圧力１〜１５　ｋｇ／　ｃｓ”の
加圧エアをガス通路３７に供給する。これにより加圧エ
アが各プラグ３８を通じて凸状成形面１５１に噴出され
るので、その加圧エアの噴出圧により製品Ｐが鎖線示の
ように凸状成形面１５１よりスムーズに分離される。

この場合、離型時の抵抗がアンバランスな製品において
は、その製品全体が凸状成形面１５．より均等に離型し
得るように各ガス通路３７毎に加圧エアの噴出圧を圧力
調節器４０により調節する。

製品Ｐの離型を、製品成形部３２に形成された複数のビ
ン孔および各ビン孔に摺動自在に嵌合された突出しピノ
により行うようにすると、例えば各突出しピンの端部間
を流通室１３２内で一枚の連結板により連結し、また支
持ブロック２２の取付板５１に形成された貫通孔に突出
し用作動ンリンダのピストンロッドを貫通させてそのロ
ッド先端を連結板に連結するといった手段を講じなけれ
ばならないので、各ピン孔および各突出しピン間ならび
に貫通孔およびピストンロッド間にそれぞれシール部材
を設けなければならず、その上複数の突出しピンを必要
とすることもあって、構造が煩雑となり、また連結板が
熱交換流体の流れを妨げ、さらに製品成形部３１と各突
出しピンとの膨脹量および収縮量の差により各突出しピ
ンの作動が円滑に行われないといった問題を生じるが、
前記加圧エア式突出し装置によれば前記各種問題を全て
解決することができる。

第４図は本発明を適用した合成樹脂製品用射出成形装置
の第２例を示す。この例においては、第１および第２成
形ブロック１．．１．の製品成形部３ｚｉは相対向する
凹状成形面４６□、４６、を有し、それに応じて製品成
形部３１．３１には流通室１３１，１３２に臨み、且つ
各凹状成形面４６．，４６１と線対称の関係に凹部４７
．。

４７□が形成される。各凹状成形面４６．．４６、は球
面の一部をなし、したがって製品Ｐ、の中央部の肉厚が
最も厚く、外周部に向かうに従って肉厚が漸減する。一
方、各製品成形部３ｘ、３＊においては、凹部４７１，
４７ｘの中央部分の肉厚が最も薄く、外周部分に向かう
に従って肉厚が漸増する。

その他の構成は第１例と路間−であるから同一部分には
同一符号を付す。たりし、突出し装置、射出／リンダ等
は図に省略されている。

前記のように構成すると、製品Ｐ、の冷却をその全体に
亘って均一に、且つ迅速に行い、冷却時間を１０〜２０
秒間という短時間に設定しても、厚肉部において引けの
発生がな（、また全体におて反りのない健全な製品Ｐ、
を得ることができる。

第５図は本発明を適用した合成樹脂製品用射出成形装置
の第３例を示す。この例においては、雄状製品成形部３
２を有する第１成形型Ｍ１および雌伏製品成形部３１を
有する第２成形型Ｍ、がンエル状の薄肉（例えば、厚さ
３〜１０■）に形成される。

両流過室１３ｔ、１３２において、導入孔１６、．１６
．側の接続管１８．．１８□に第１開閉弁４８．．４９
ｉが介在され、また導出孔１７．。

１７、側の接続管１９１，１９ｔに第２開閉弁４８、．
４９．が介在される。また導入孔１６１゜１６ｇ側の接
続管１８ｚ、１８＊において、第１開閉弁４８．．４９
１の下流に加圧機構５０１゜５０□が接続される。各加
圧機構５０．，５０゜は、シリンダ５１と、そのシリン
ダ５１に摺動自在に嵌合されてシリンダ５１内を加圧室
Ｃ１および大気室Ｃ８に区画するピストン５２と、大気
室ｃ２に挿入されたピストンロッド５３をピストン５２
に連結した作動シリンダ（図示せず）とよりなり、両加
圧室Ｃ８は接続管５４１．５４！を介して接続管１ｓ、
、ｔｓ□、したがって流通室ｌａ１，１３＊にそれぞれ
接続される。

その他の構成は第１例と路間−であるから同一部分には
同一符号を付す。

次に第５図の射出成形装置による成形作業について説明
する。たマし、この成形作業においては両加圧機構５０
１．５０ｇを使用しない。

第１成形型Ｍ、を箪２成形型Ｍ８より後退させて型開き
を行い、また箪ｌ、第２開閉弁４８１゜４９ｍ　　；４
８＊、４９ｔを開くと共に温度調節装置２０を作動させ
て温度８０〜１２０℃の油状熱交換流体（例えば、出光
興産社製、商品名ダフニーサーミノク６８）を流量６〜
ｔｏｏ（１／■ｌｎ）の条件の下に各流通室ｔａ、、ｔ
ａ、に０５分間流し、各製品成形部３ｉ、３ｍの表面温
度が８０〜１００℃に達したとき、先ず第２開閉弁４ａ
ｇ、４９ｓを閉じ、次いで箪１開閉弁４８１゜４９、を
閉じて熱交換流体を流通室１３２．１３、内に密封する
。

この場合、各製品成形部３ｘ、３ｇが薄肉である上、そ
の裏面全体に熱交換流体が接触するので、熱交換効率が
高く、その結果成形作業開始までの待機時間を短縮する
ことができる。

次いで、第１成形型Ｍ１を第２成形型Ｍ２に向は前進さ
せて型閉めを行う。図示しない射出ノズルより加熱溶融
された２６０〜２８０”Ｃの変性ポリフェニレンエーテ
ル（旭化成工業社製、商品名３００Ｚ）を、図示しない
ランナおよびゲートを通じて両製品成形部３２．３２に
より画されたキャビティＣに射出１次圧６００−８００
　ｋｇ／ｃｍ’で射出し、次いで２次圧４００〜６００
　ｋｇ／ａｍ”を５〜ｌＯ秒間加えた。

その後第１．箪２開閉弁４８．，４９１　　；４８ｗ、
４９ｘを開き、２０〜４０”Ｃの熱交換流体を流量６〜
１００　（＋　／ｗｉｎ）の条件の下に各流通室１３１
．　１３２１ｍ１０〜２０秒間流し、製品Ｐ、の冷却を
行い、引続き型開き、離型を行った。

前記手法により得られた製品Ｐ！は肉厚のばらつきもな
く寸法精度の良いものであった。これは、キャビティＣ
への成形材料射出時、各流通室１３１．１３ヨに熱交換
流体を密封しておくので、この密封された熱交換流体の
バックアップ作用を得て射出成形圧による各製品成形部
３Ｉ、３１の撓みを防止することができるからである。

なお、前記密封状態にて、成形材料射出時それに合せて
各加圧機構５０．，５０□を作動し、流通室１３１．＋
３２内の圧力を射出成形圧と路間等に維持することもで
きる。

Ｃ９発明の効果 本発明によれば、製品成形部と熱交換流体との熱交換効
率を高めることができ、これにより成形作業能率を向上
させると共に成形材料に応じて製品成形部の表面温度を
制御して製品の成形作業を確実に行うことができる。そ
の上、製品の形状変更に際して支持ブロックとしては先
のものを使用し得るといった経済上の利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１〜第３図は射出成形装置の東】例を示し、第１図は
型開き時の縦断正面図、第１Ａ図は成形ブロックと支持
プｏ　、ｙりとの結合部を示す部分拡大断面図、第１Ｂ
図は第１図の部分拡大図、第２図は型閉め時の縦断正面
図、第３図は原型時の部分拡大図、第４．第５図は射出
成形装置の策２゜箪３例の縦断正面図である。 Ｍ、、Ｍ、・・・第１．第２成形型、１１，１．・・・
成形ブロック、２２．２２・・・支持ブロック、３１゜
３、・・・製品成形部、４．．４．・・・取付部、１３
２。 １３ヨ・・・流通室 特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代理人　弁理士
　　１）　中　　　隆　　秀外１名 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 製品成形部（３＿１、３＿２）の周囲に取付部（４＿１
   、４＿２）を有する金属製成形ブロック（１＿１、１＿
   ２）と、前記取付部（４＿１、４＿２）裏面に重合され
   て前記製品成形部（３＿１、３＿２）との協働で熱交換
   流体用流通室（１３＿１、１３＿２）を形成する断熱性
   箱形支持ブロック（２＿１、２＿２）とより構成したこ
   とを特徴とする合成樹脂製品用成形型。