JPH0710543B2

JPH0710543B2 - 直接ゲート射出成形装置及び成形方法

Info

Publication number: JPH0710543B2
Application number: JP23309290A
Authority: JP
Inventors: ディ．シャドロバート
Original assignee: Husky Injection Molding Systems Ltd
Current assignee: Husky Injection Molding Systems Ltd
Priority date: 1990-02-06
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1995-02-08
Anticipated expiration: 2010-02-08
Also published as: DE69022576T2; DE69022576D1; EP0440841B1; ES2079387T3; ATE128064T1; JPH04115920A; EP0440841A1

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、例えば、中空容器のような薄壁製品を射出成
形するための装置及びその方法（プロセス）に関する。

一実施例としては、例えば熱封フード容器、自動販売用
カップ及び飲料水用タンブラー等の比較的厚い縁部を有
する薄壁容器を射出成形する装置及びプロセスが開示さ
れている。

［従来の技術］肉厚縁部／薄肉縁部の製品の成形に関連した多くの問題
を克服するためになされた１つの方法として、射出ブロ
ー成形がある。トーマス（Thomas）の米国特許第4,540,
543号に薄壁容器を形成するための典型的なブロー成形
システムが示されている。

薄壁製品を形成するために用いられた他のやり方は、逐
次射出成形である。この方法では、第１のプラスチック
材料が、第１のゲートを介してキャビティに射出され
る、この後この材料が冷却され、第１のプラスチックを
固化させる。第１プラスチックの射出に引続いて、第２
のゲートを介して第２のプラスチック材料がキャビティ
に射出される。第２のプラスチックは、キャビティを満
たし、前に射出されたプラスチックと融合する。その
後、第２プラスチックが冷却され、融合ユニットを固化
させる。共にソレンレン（Sorenren）の特許である米国
特許第4,381,275号及び4,508,676号に、この方法が開示
されている。

比較的厚い縁部を持ち成形製品を形成するための別の方
法が、ボーマス（Bormuth）の米国特許第4,622,002号に
開示されている。これには、部品の端部に直接供給する
端部ゲートシステムを持つ分割キャビティ金型が示され
ている。

［発明が解決しようとする課題］比較的厚い縁部すなわちリムを有する薄壁容器等の成形
製品は、従来、容器の底部に直接ゲートされる熱ランナ
モールドを用いて射出成形によって生産されていた。製
品の縁部の厚さや構造によって、度々成形サイクル及び
側壁の最小厚さに制限が加えられる。幾つかの容器形式
においては、縁部が側壁よりもかなり厚くなっている。
代表例では、側壁厚さ0.15インチから0.20インチに対し
て縁部の厚さが0.30インチから0.40インチである部品底
部のゲートから非常に薄い側壁を介して樹脂が注入され
ねばならないときには、縁部を適切に固めたり、流し跡
を取除いたりすることが非常に困難となる。一般に、こ
の薄い区域を通してうくま流れるようにするには、樹脂
の温度を一層高温にする必要がある。このようなことを
行う結果として、容器の最も厚い部分すなわち縁部の冷
却に時間がかかるようになり、成形サイクルが遅くな
る。

肉厚縁部／薄肉側壁の製品の成形に関連した多くの問題
を克服するためになされた１つのやり方が、射出ブロー
成形である。

しかし、この吹出成形システムには幾つかの問題が残さ
れている。

射出ブロー成形は、特別の金型と高価な支持器具を必要
とする。さらに、樹脂を部品底部に射出するときに型分
離力を発生させる傾向があるという問題がある。これは
モールドコアの上部がポストとして作用するために起こ
る。モールドコアの上部に対抗する圧力下で樹脂が流れ
ると、モールドコアがモールドキャピティから離れる方
向に押される。部品底部の関連横断面モールド面積が比
較的大きいのでモールド分離力はかなり大きいものとな
る。

薄壁製品を形成するために用いられた他のやり方は、逐
次射出成形である。この方法では、第１のプラスチック
材料が、第１のゲートを介してキャビティに射出され
る。その後のこの材料が冷却され、第１のプラスチック
を固化させる。第１プラスチックの射出に引続いて、第
２のゲートを介して第２のプラスチック材料がキャビテ
ィに射出される。第２のプラスチックは、キャビティを
満たし、前に射出されたプラスチックと融合する。その
後、第２プラスチックが冷却され、融合ユニットを固化
させる。

逐次射出の目的は、第２プラスチック材料の射出によっ
て発生するコア断面の移動を防止することによって、冷
却された第１プラスチック材料にコア断面を安定化させ
ることにある。しかしながら、この方法でも、側面荷重
を完全には取除けなかった。また、第１及び第２プラス
チック財利用が融合する場所で溶着部を形成する問題が
あった。溶着線は、両方溶融端が同一の高温度であると
き最も強くなる。

ボーマス（Bormuth）の米国特許には、部品の端部に直
接供給する端部ゲートシステムを持つ分割キャビティ金
型が示されている。この装置の主な欠点は、縁部での樹
脂射出によって生ずるかなりの側面荷重によって、キャ
ビティ半部とコアとの整合性がとれなくなることであ
る。この側面力は、樹脂がキャビティを満たす前に、モ
ールドコアをモールドキャビティとの軸整合位置から移
動させるよう作用する。その結果、不等厚の側壁を持つ
製品が作られる。第２の欠点は、サイクル中にキャビテ
ィ半部の閉成動作を同期させるために、複雑な機構を取
らなければならず、ランナ系統は、ランナ軸がコア及び
機械軸に垂直になるように配置されなければならないこ
とである。これは、余分な構造及び経費を必要とする。
第３の欠点は、縁部の外周上にゲート痕跡が形成される
ことである。

従って、本発明の目的は、薄壁製品を形成するための射
出成形装置及びプロセスを提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、低射出力でかつ高速に製品
を形成できる射出成形装置及びプロセスを提供すること
にある。

本発明のさらに他の目的は、縁部の封止面すなわち縁部
の外周面上に実質的にゲート痕跡のない比較的厚い縁部
を有する薄壁プラスチック容器を形成する射出成形装置
及びプロセスを提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の第１の観点は、比較的厚い縁部を有する容器な
どの中空、薄壁プラスチック製品を直接縁部ゲート方式
で射出成形するたの装置及びプロセスに向けられてい
る。その装置は、モールドキャビティを形成している金
型壁を有する第１のモールド半部と、型閉じ位置におい
てモールドキャビティの中心位置にあって、モールドキ
ャビティと共にプラスチック製品の形状をなすキャビテ
ィ空間を形成する第２モールド半部を有する射出金型か
ら構成されている。その装置は、さらにモールドコアが
実質的にモールドキャビティ内で中心位置に維持される
ように、実質的にいかなる側面荷重も発生せずに流れや
すいプラスチックをキャビティ空間内に射出する手段を
含んでいる。モールドコアを実質的にモールドキャビテ
ィ内の中心位置に維持することによって、実質的に等厚
の側壁を有する製品を形成できる。

射出手段は、キャビティ空間の縁部に接する１個、２
個、またはそれ以上のゲートから構成され、そのゲート
を介して溶融プラスチックがキャビティ空間に導入され
る。このゲート方法は、金型のコア偏移特性を大幅に向
上させ画期的なものであることがわかった。初めに、プ
ラスチック材料を比較的厚い縁部すなわちリム部に充填
し、その後側壁部を介してプラスチック材料を流すこと
によって、コア及びキャビティの側面に対して実質的に
等しい力が作用する。これは、コア偏移の危険性を大幅
に低減させる。特に有効な実施例では、射出手段が、プ
ラスチック材料を内側からキャビティ空間に供給するよ
うに互いに180度間隔して配設された２個のゲートから
成る内側端ゲートを構成を有する。内側端ゲート方法
は、縁部封止面すなわち縁部外周面にゲート痕跡を与え
ないので望ましいやり方である。

本発明の射出成形プロセスは、モールドキャビティを形づくっている多数の壁を有する
第１のモールド半部、及びモールドコアから成る第２の
モールド半部から構成される射出金型を与えるステップ
と、上記モールドコアをモールドキャビティ内の中心位置に
動かし、モールドキャビティとともに、上記プラスチッ
ク製品の形状をなすキャビティ空間を形づくるステップ
と、大きな側面荷重を発生させることなく流れやすいプラス
チック材料を上記キャビティ空間内に射出するステップ
から成り、上記射出によって、上記モールドコアを上記モールドキ
ャビティ内で実質的に中心に維持し、上記成形製品に実
質的に等しい厚さの側壁を与える。また、上記射出ステ
ップは、上記比較的厚い縁部すなわちリム部を形成する
上記空間部に接して、プラスチック材料を流すための少
なくとも１個のゲートを与えるステップと、初めに上記
少なくとも１個のゲートを介してプラスチック材料を上
記空間に射出するステップから成る。

本発明の主な利点は、コア／キャビティ整合性や成形機
の軸に沿った従来の金型動作を犠牲にすることなく直接
縁部ゲート法を実行できることにある。コアは実質的に
キャビティ内で中心位置に維持されるので、部品すなわ
ち製品が最小のコア偏移で生産されうる。

本発明の第２の観点は、モールドキャビティ／コア部を
不整合させる大きな側面荷重を発生させずに薄壁プラス
チック容器を形成するための代替案にある。この代替装
置はめすのキャビティ部を形成する第１モールド部と、
おすのコア部を形成する第２モールド部と、型開き位置
と型閉じ位置の間で各部を移動させるための手段から構
成されている。型閉じ位置において、モールドコア部
は、実質的にモールドキャビティ部内の中心位置にあっ
て、モールドキャビティ部と共に、成形製品の形状をな
す空間を形成する。その空間は、側壁を形成する部分
と、その側壁部の中間部に沿って配設されたより厚い部
分である周囲に延びている領域を有する。この位置は、
さらに大きな側面荷重を発生させずかつモールドコア／
キャビティ整合を乱さずに、周囲に延びた領域の近傍に
ある空間内に溶融プラスチック材料を導入するための手
段を含んでいる。

特に有効な実施例においては、周囲に延びている領域が
側壁形成部のほぼ中間位置に設けられている。この領域
における局所的な肉厚の増加が、プラスチックが端部方
向に流入する前に、プラスチックが製品の回りを周回し
やすくしている。従って、側壁部にプラスチック材料が
均等に充填される。この方法は、プラスチック材料の有
効流路長が半分になるという点で縁部ゲート法よりも効
果がある。従って、薄壁製品がより効果的に生産されう
る。さらに、縁部ゲート法よりも低減された圧力で及び
／若しくはより高速に、空間部にプラスチック材料を充
填することができる。さらに、この方法の利点は、コア
構成が単純化されることである。

プラスチック導入手段は、周囲に延びた領域に互いに離
隔して配置された２個、３個又はそれ以上のゲートであ
る。側面力の発生を最小にするため、その領域の周囲に
ゲートを等間隔で配置するのが好ましい。

本発明のこの観点のプロセスは、めすのキャビティ部を形づくっている第１のモールド部
及びおすのキャビティ部を形づくっている第２のモール
ド部を有する射出成形機を与えるステップ、及び大きな側面荷重を発生させることなく溶融プラスチック
材料を上記周囲に延びている領域の近傍の上記空間内に
導入するステップから成り、上記おすのコア部は、上記
モールド部が型閉じ位置にあるとき上記めすのキャビテ
ィ部内で実質的に中心に位置し、かつ上記めすのキャビ
ティ部と共に上記製品の形状をなす空間を形成し、さら
に、上記空間は、側壁を形づくっている部分及び上記側
壁部分の２つの端部の中間に配置されたより厚い周囲に
延びている領域を有し、それによって上記モールドコア
部が上記モールドキャビティ部内で実質的に中心位置に
維持される。

特に有効な実施例においては、２個の離隔した部分から
溶融プラスチック材料が同時にかつ連続的に領域内に導
入される。

［作用］モールドコアを実質的にモールドキャビティ内の中心位
置に維持することによって、実質的に等厚の側壁を有す
る製品を形成できる。

射出手段は、キャビティ空間の縁部に接する１個、２個
又はそれ以上のゲートから構成され、そのゲートを介し
て溶融プラスチックがキャビティ空間に導入される。こ
のゲート方法は、金型のコア偏移特性を大幅に向上させ
る。初めに、比較的厚い縁部すなわちリム部を充填し、
その後側壁部を介してプラスチック材料を流入させるこ
とによって、コア及びキャビティの側面に対して実質的
に等しい力が作用する。これは、コア偏移の危険性を大
幅に低減させる。特に有効な実施例では、射出手段が、
内側からキャビティ空間に供給するように互いに180度
離隔して配設された２個のゲートから成る内側端ゲート
構成を有する。内側端ゲート方法は、縁部すなわち縁部
外周面にゲート痕跡を与えないので望ましいやり方であ
る。

特に有効な実施例においては、周囲に延びている領域が
側壁形成部のほぼ中間位置に設けられている。この領域
における局所的な肉厚の増加は、プラスチックが端部方
向に流入する前に、プラスチックが製品の回りを周回し
やすくしている。従って、側壁部にプラスチック材料が
均等に充填される。この方法は、プラスチック材料の有
効流路長が、半分になるという点で縁部ゲート法よりも
効果がある。従って、薄壁製品がより効果的に生産され
うる。さらに、縁部ゲート法よりも低減された圧力で及
び／若しくはより高速に、空間部にプラスチック材料を
充填することができる。さらに、この方法の利点は、コ
ア構成が単純化されることである。

［実施例］第１図を参照する。本発明に係る射出成形装置は、モー
ルド半部12及び16を有するモールドスタックから構成さ
れている。第１のモールド半部12は、壁部15によって形
づくられているモールドキャビティ14、及びゲートパッ
ド13から構成されている。第２のモールド半部16は、モ
ールドコア18から構成されている。モールド半部12及び
16を型開き及び型閉じ位置の間で移動させるために、図
示されていない適当な手段が設けられている。例えば、
モールド半部12は、図示されていない固定プラテンに締
結され、一方モールド半部16は、図示されていない可動
プラテンに締結されている。第１図に示されたスタック
は、型閉じ位置の状態にある。スタック装置は、さら
に、止めリング20と、軸線Ａ−Ａに沿ってモールド半部
を機械的に整合させるテーパ22を含んでいる。モールド
半部の整合をとることは、実質的に一定の厚さの側壁26
を有する製品24を製造するという観点から重要である。

型閉じの位置において、モールドコア18及びモールドキ
ャビティ14は、形成されるべき部品すなわち製品の形状
をなすキャビティ空間19を形づくっている。第２図は、
第１図の装置を用いて形成され得る１つの型の製品を示
している。製品24は底部28、側壁26及び比較的厚い端部
すなわち縁部30を有する。製品24の典型的な側壁の厚さ
は、約0.381mm（0.015インチ）から約0.508mm（0.020イ
ンチ）の範囲にある。また、典型的な端部の厚さは、約
0.762mm（0.030インチ）から約1.016mm（0.040インチ）
の範囲にある。

前述したように、第２図に示されたもののような製品
は、従来、容器底部に直接ゲートされる熱ランナモール
ドで射出成形して製造されていた。この方法の大きな欠
点は、縁部を適切に充填することが困難となること、及
びプラスチック材料を部品底部のゲートから非常に薄い
側壁を通して強制注入しなければならなく、流し跡を取
り除くことが困難となることである。縁部へ直接ゲート
することによって、この問題を効果的に壁けることがで
きる。

第１図及び第三図に示されているように、縁部30上の封
止34を形づくっているキャビティ空間の一部分に接して
設けられた２個のゲート32を用いて溶融プラスチックが
縁部に直接ゲートされる。第３図に示されているよう
に、各ゲート32は、封止面34を最大にするために、縁部
の外端部38にできるだけ近い位置に置かれる。各ゲート
32はおよそ180度離すのが良い。各ゲート32は溶融プラ
スチックを供給する熱ランナノズル36と連通している。
製品24が成形された後、ゲート痕跡を収容するため、キ
ャビティ空間が縁部の外端部38に隣接して局部的な減肉
縁部37を形成するように、モールドコア及びキャビティ
が構成される。作動中、プラスチック材料は、同時に２
個のゲート32を通して縁部に導入される。

プラスチックは比較的厚い環状縁部領域に供給されるの
で、プラスチックは比較的薄い側壁を充填する前に、最
初にコアを取巻く縁部周囲に流れ込む。プラスチックが
製品底部を形づくっているキャビティ空間部分に入って
行くと、キャビティ空間に空気がたまるようになる。そ
のキャビティ空間19内の空気を逃がすために、ベント44
がゲートパッド13に設けられている。

他の装置実施例と同様に、第１図の装置の持つ主な利点
の１つは、実質的に側面荷重をかけずに、キャビティ空
間にプラスチック材料を導入できることである。これ
は、プラスチック材料が均等に側壁に流れ込む前に、ま
ず縁部に流れこれを充填するためである。その結果、モ
ールドコア18は実質的にモールドキャビティ14内の中心
位置に保持される。本発明の装置によって製造された製
品24は、コア偏移が最小で、側壁の厚さは実質的に等厚
である。他の利点は、形開きを起こさせるような力が実
質的に存在しないということである。これはまた、プラ
スチック材料が、製品の底部や薄い側壁を充填する前
に、比較的小さい領域である環状の比較的厚い縁部に流
れるためである。これは、部品が底部中央のゲートで従
前のように充填される場合には存在するであろう射出圧
力を受ける突出流域がほとんど存在しないことを意味す
る。その結果、充填している間にモールドを形開きする
方向の力がより小さくなる。

キャビティ空間19がプラスチック材料で完全に充填され
た後、モールド半部を冷却することにより固化が始ま
る。モールド半部12及び16は、公知の適切な手段で冷却
される。好ましくは、適切な冷却液を冷却通路42を介し
て流すことによって、冷却を行う。縁部は製品の最も厚
い部分であり、ゲートに最も近いため最も高温であるの
で、冷却通路を縁部に近い位置に配設することによっ
て、縁部の冷却が効率的に行われるよう特別な注意が払
われている。

製品がモールドコア18上で固化されると、モールト半部
は型開き状態に持って行かれる。その後、次の方法で製
品が取出される。１個以上のベント44が図示されていな
い真空及び／若しくは空気源に接続されている。コア18
が型開き位置に動くと、ベント44を介して真空が引か
れ、部品をモールドキャビティに対抗する位置に保持す
る。必要な場合には、固定ベント43を介してコア上に空
気が吹き込まれ、部品を所定の位置に保持する助けを行
う。その後、ベント44を介して空気を吹込み、モールド
キャビティから部品を取出す。部品の取出しを助けるた
め、図示されていない空気源と連通している１個以上の
移動ベントすなわちベントピン100が設けられている。
金型が充分開いたとき、キャビティ板が進みベントピン
100を開かせ、部品の底部に大容量の空気を供給してキ
ャビティから部品を押出す。明らかに、この時点では負
の空気圧が切られている。

必要な場合には、製品24は両端からゲートすることによ
って製造される。第４図はこれを実施するためのスタッ
ク装置を示している。このやり方では、ゲート46が、製
品の底部を形づくっているキャビティ空間部分に接して
置かれている。キャビティ空間19から空気を取除くため
図示されていない適切なベント手段が設けられている。
製品24は、プラスチック材料をゲート32及び46を介して
キャビティ空間に同時に導入することによって形成され
る。封止面34すなわち縁部30の外側端38にゲート痕跡を
残さないことを望む場合、内側端ゲートは位置を用いた
ゲート方法が用いられる。第５図は、成形されるべき製
品の内側端48を形づくっているキャビティ空間19の一部
分に接する１個のゲート32を採用しているスタック配置
を示している。第７図に示されたようなゲート32によっ
て、初めプラスチック材料が内側端48に接する比較的厚
い縁部に射出される。射出されたプラスチック材料は、
縁部が充填された後に側壁に流入し、その後底部に流入
する。第６図は、型開きの間部品を保持し、金型が充分
解放された後部品を取出すためのベント系統を示してい
る。そのベント系統は、第１図のスタック装置において
用いられたものと同じものである。

第８図は、２個の内側端ゲート32を採用しているスタッ
ク装置を示している。２個の内側端ゲート32を用いると
き、それらのゲートを互いに約180度離して用いるのが
望ましい。第８図の装置では、初めに両方の内側のゲー
ト32からキャビティ空間の比較的厚い縁部にプラスチッ
ク材料が導入される。

第９図及び第11図は、本発明に係る他のスタック装置を
示している。第９図は封止面34を形づくっているキャビ
ティ空間の部分に接する１個のゲートの用い方を示して
いる。第10図は、縁部30の外側端38を形づくっているキ
ャビティ空間部分に接する１個のゲートの用い方を示し
ている。第11図は、縁部の外側端38を形づくっているキ
ャビティ各空間部分に接して約180度離れて配置された
２個のゲートの用い方を示している。

図は、種々のゲート配置にある１個又は２個のゲートの
用い方を示しているが、２個以上のゲートを用いても良
い事は明らかである。例えば、２個以上の内側端ゲート
が、第１図、第５図及び第９図のスタック装置において
採用できる。２個以上のゲートが使用されるとき、側面
荷重の発生を極力小さくするために、ゲートはキャビテ
ィ空間の周囲に実質的に等しく離して配設されるのが望
ましい。

本発明に係る装置及びプロセスを用いて形成される製品
は、熱封フード容器、自動販売容器用カップ及び飲料水
用タンブラーとして使用される。

前述の検討から理解されるように、ここに示された直接
縁部ゲート方法は、金型のコア偏移特性を改善する。各
ゲート方法は、初めにプラスチック材料が側壁に沿って
流入する前に比較的厚い縁部を充填し、その後、プラス
チック材料を側壁に沿って流入する前に比較的厚い縁部
を充填し、その後、プラスチック材料を側壁に沿って実
質的に均等に流す方法である。コア及びキャビティには
等しい力が加えられる。その結果、コアはモールドキャ
ビティ内で中心位置に維持される。いかなるコア偏移も
実質的に存在しないので、実質的に等厚の側壁を持つ製
品ができる。また、ここで採用された直接縁部ゲート方
法は、金型を型開きさせる傾向の力を大幅に低減する。
これは、力が作用する横断面領域、すなわち小さな環形
領域が大幅に減ぜられるためである。

第12図には、本発明に係る射出成形装置の代替実施例が
示されている。この装置は、モールド半部12及び16を有
するモールドスタックから構成されている。第１モール
ド半部12は、多数の壁15及びパッド13によって形づくら
れるめすのモールドキャビティ14から成る。第２モール
ド半部は、おすのモールドコア18から成る。図示されて
いない適切な手段が、モールド半部12及び16を型開き及
び型閉じ位置の間で移動させるために設けられている。
例えば、モールド半部12は、図示されていない固定プラ
テンに固定されており、一方モールド半部16は、図示さ
れていない可動プラテンに固定されている。第12図に示
されているスタックは、型閉じ位置の状態にある。スタ
ック装置は、さらに止めリング、及び軸線Ａ−Ａに沿っ
てモールド半部を機械的に整合させるためのテーパ（図
示されていない）を含んでいる。モールド半部の整合
は、実質的に等厚の側壁を有する製品を製造するという
点から重要である。

型閉じ位置において、モールドコア18は、実質的にモー
ルドキャビティ内における中心位置に維持される。ま
た、モールドコア18は、モールドキャビティと共に、形
成されるべき製品すなわち部品の形状をなす空間19を形
づくっている。第12図から明らかなように、空間19は、
縁部120、側壁部122、底部124、及び側壁部の厚さより
も大きな厚みを持つ局所領域126を有する。好ましい実
施例では、局所領域126は空間19の周囲に延びており、
側壁部122のほぼ中央に位置している。

溶融プラスチックは、ゲート32を用いて領域126中に直
接ゲートされる。溶融プラスチックは、同時に各ゲート
32を介して領域126及び空間19に導入される。溶融プラ
スチックは、空間19が充填されるまで全てのゲート32を
介して連続的に流入し続ける。

図では、２個のゲートが示されているが、必要なら２個
以上のゲートが使用できる。ゲートの配置間隔は、使用
されるゲート数によって決まる。また、望ましくない側
面荷重の発生を最少化するために、領域126の周囲に等
間隔で配置することが好ましい。従って、第２図に示さ
れたゲート32は、互いに約180度離されて配置されてい
る。各ゲート32は溶融プラスチックを供給する熱ランナ
ノズル36と連通している。

領域126に導入された溶融プラスチックは、領域126を周
回し、そこを急速充填する。領域126が充填されると、
プラスチック材料は縁部120及び底部124を形づくってい
る空間19の端部に同時にかつ外方向に流れる。このやり
方の利点は、次の点にある。樹脂の実効流路長が半分に
なるので、ゲートを縁部に設けるよりも一層薄い製品す
なわち部品が成形されうる。さらに、プラスチック材料
はより短い距離を進むので、空間19は高速に充填され、
充填時の圧力もより小さい。さらに、プラスチック材料
は全てのゲートによって同時にかつ連続的に流されプラ
スチック材料は同じ高温状態にあるので、モールド中に
発生される全ての溶着線は、最適強度になる。本発明の
やり方によって得られる他の利点は、薄い側壁122の充
填前に領域126を急速充填することによって、コア偏移
が最小化されることである。

プラスチックが、空間19の先端に向かって進むと、空気
がキャビティに捕獲される。パッド13内のベント44の様
な適切な空気ベントが、その様な空気を逃がすために設
けられている。縁部120内の空気は、ベント139及びベン
ト溝141を用いて、従来の方法でモールド半部間の分離
線に沿って抜出される。

上述したように、第13図及び第14図の他の装置実施例と
同様に第12図の装置にともなう主な利点の１つは、実質
的に側面荷重を発生させることなくプラスチックをキャ
ビティに導入できる点である。これは、プラスチックが
平衡状態で側壁に流入する前に領域126に流入し、先に
ここを充填するためである。その結果、モールドコア18
は実質的にモールドキャビティ14内で中心位置に保持さ
れる。モールドコア及びキャビティは、成形の間中実質
的に整合状態にあるので、製品すなわち部品は、実質的
に一定の厚さを持つ。さらに他の利点は、金型を型開き
させる傾向の力が実質的に存在しないことである。

プラスチックがキャビティ19を実質的に完全に満たした
後、モールド半部を冷却することによって固化が始ま
る。モールド半部12及び16を冷却するために公知の適切
な手段が使用されている。冷却通路を介して適切な冷却
液を流すことによって、冷却を行うのが好ましい。領域
126は製品の最も厚い部分であり、ゲートに最も接近し
ているため最も熱いので、できるだけその場所に近い所
に冷却通路を配置することによって効率的に冷却を行う
よう特別の注意が払われている。

モールドコア18上で製品が固化された後、モールド半部
は、型開き位置に動かされる。製品は次の方法で取出さ
れる。１個以上のベント44がパッド13内に設けられてい
る。ベント44は、図示されていない真空源及び空気源に
接続されている。コア18が型開き位置の方向に移動する
と、ベント44を通して真空引きがなされ、部品がモール
ドキャビティに対抗する位置に保持される。必要なら
ば、コア上の固定ベント43を介して空気が吹込まれ、製
品を所定の位置に維持する助けをする。モールドコア18
から製品を取り除くのを助けるために、ストッパリング
146が設けられている。ストッパリング146は、コアを取
り囲んでおり、コアから製品をはずすために公知の方法
でコアに対して相対移動する。

コア18が完全に型開き状態になると、真空引きが遮断さ
れ、ベント44を通して空気が流される。ベント44を流れ
る空気流は、製品をモールドキャビティから取出す働き
をする。製品取出しを助けるため、図示されていない空
気源と連通している１個以上の移動ベントすなわちベン
トピン100が設けられている。金型が完全に開かれたと
き、キャビティ板が動きベントピン100を開かせる。こ
れによって、製品の底部に多量の空気を供給せしめ、キ
ャビティから製品を押出す。この時点で、負の空気圧が
遮断される。

必要な場合には、ベント43、44及びベントピンは取除か
れても良い。このような場合、成形された製品の取出し
は、単にストッパリングを用いてなされる。

動作について説明する。モールド半部12及び16が型閉じ
位置に動かされる。その後、溶融プラスチックが、ゲー
ト32によって領域126に導入される。空間19が完全に充
填されるまで、溶融プラスチックが全てのゲートを介し
て同時にかつ連動して導入される。その後、プラスチッ
クが冷却され、固化される。固化が完了した後、モール
ド半部が開かれ、製造された製品すなわち部品が取出さ
れる。第12図のシステムは13ガロン又は５ガロンの容器
を作るために用いられるものである。

必要なら、第13図に示されているようにモールドコア半
部は、２つの部分18及び18′で形成される。これは、コ
ア構成を大いに単純化する。また、２個のコア半部に分
離して作られるので、ゲート32を少なくとも１個のコア
半部に非常に正確かつ簡単に組込むことができる。コア
半部18及び18′を接続するために、ボルト148の様な適
切な手段が設けられている。コア部分18及び18′間の適
切な整合を取るために、テーパＸが設けられている。

第14図は、上端62及び下端64で開口し、かつ縁部66を有
する製品すなわち部品60を形成するためのスタック装置
を示している。第14図に示されているように、この装置
は、モールドコア18″を持つ第１半部16″及びキャビテ
ィ分14″を持つ第２モールド半部を有する。モールドコ
ア18とモールトキャビティ14″は、テーパＹによって互
いに整合される。前に述べたように、プラスチックをキ
ャビティ19″に導くために２個のゲート32″が設けられ
ている。プラスチックを冷却するために通路42″の様な
適切な手段が設けられている。前述したが、モールドコ
アから固化した製品を取出すために、ストッパリング14
6″が設けられている。

内部ゲート方式が望ましいが、外部ゲートを備えるよう
にモールドキャビティを設計することもできる。その様
なシステムでは、領域126は空間19の外側部分の周囲に
延びるようなもののままであって、外部ゲートが厚い領
域の外端に接して配置される。この代替案は、成形され
た製品が滑らかな外面を持たせたい場合に有効である。
前述したように、本発明の装置及びプロセスを用いて形
成された製品は、熱封フード容器、自動販売機用カッ
プ、飲物用タンブラー及びその種のものに使用される。
前述の事項から明らかなように、ここに示された直接ゲ
ート方法は、モールドのコア偏移特性を改善できる。

［発明の効果］プラスチックが側壁部分に沿って流れる前に、ゲートは
まず比較的厚い領域を満たす。その後、実質的に等しい
力をコア及びキャビティに加えるようにして、側壁に沿
って実質的に等しく流入する。その結果、コアは実質的
にモールドキャビティ内で中心位置に維持される。コア
偏移が実質的に存在しないので、実質的に等厚の側壁を
持つ成形製品が作られる。また、ここで用いたゲート方
法は、モールドを型開きさせる傾向の力を大幅に低減さ
せる。

前述した目的、構成並びに効果を十分に満足させる直接
ゲート射出成形装置及びプロセスが本発明によって与え
られることは明らかである。本発明は特定の実施例との
関係で説明されたが、前述の事項を参照することにより
当業者にとって多くの代案、変形例があきらかである。
従って、本発明は、本発明の精神を逸脱しない範囲での
代案、変形例を包含する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、キャビティの縁部に供給する２個の熱トップ
ゲートがコア内に配置されているコア／キャビティスタ
ック装置を示す図である。第２図は、第１図の装置によって形成された製品を示す
図である。第３図は、第１図における熱トップゲート／縁部接触拡
大図である。第４図は、プラスチックをキャビティ空間に供給するた
めの３個の熱トップゲートを有するコア／キャビティス
タック装置を示す図である。第５図は、内側端ゲート構造を有するコア／キャビティ
スタック装置を示す図である。第６図は、第５図のスタック装置で用いられた取出しシ
ステムの拡大図である。第７図は、第５図のスタック位置において用いられたゲ
ート構造の拡大図である。第８図は、二重内側端ゲート構造を有するコア／キャビ
ティスタック装置を示す図である。第９図乃至第11図は、製品の縁部内に直接ゲートするた
めの種々のゲート構造を有するコア／キャビティスタッ
ク装置を示す図である。第12図は、モールドコア内に配置された２個のトップゲ
ートを有するコア／キャビティスタック装置の部分断面
図である。第13図は、コアが２つの部分から成る代替案のコア／キ
ャビティスタック装置を示す図である。第14図は、上部及び底部が開口している薄壁製品を形成
するためのさらに別のコア／キャビティスタック装置を
示す図である。第15図は、第14図の装置によって成形された製品を示す
図である。 12,16……モールド半部 13……ゲートパッド 14……モールドキャビティ 18……モールドコア 19……キャビティ空間 20……止めリング、22……テーパ 26……側壁、28……底部 30……縁部、32……ゲート 34……封止面 36……熱ランナノズル 42……冷却通路 44……ベント、100……ベントピン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】実質的に等しい薄壁、底部、及び比較的厚
い縁部を有する薄壁プラスチック製品を射出成形するた
めの装置であって、上記装置は、モールドキャビティを
形づくっている複数の壁部を有する第１のモールド半部
と、上記モールドキャビティと共に上記プラスチック製
品の形状をしたキャビティを形づくっているモールドコ
アから成る第２のモールド半部と実質的にいかなる側面
荷重も発生させずに上記モールドコアが上記モールドキ
ャビティ内で中心を保持するようにして、上記キャビテ
ィに流れやすいプラスチックを射出するための手段とか
ら構成され、上記射出手段は、上記縁部を形づくってい
る上記キャビティの一部分に隔離して配置された少なく
とも２個のゲートと、上記流れやすいプラスチックを該
ゲートに供給するために各ゲートと関係している熱ラン
ナノズルを有し、さらに上記ゲートは、プラスチックを
初めに上記縁部を形づくっている部分に射出することを
特徴とする直接ゲート射出成形装置。
【請求項２】上記モールドコア及び上記モールドキャビ
ティは、上記厚い縁部内に局所的な減肉領域を形づくっ
ており、容器が成形された後ゲート痕跡を収容するよう
になっていることを特徴とする請求項（１）記載の射出
成形装置。
【請求項３】上記各ゲートが上記縁部の外側端または内
側端または封止面を形づくっている上記キャビティの各
部に接して配置されていることを特徴とする請求項
（１）記載の射出形成装置。
【請求項４】上記射出手段が、上記縁部を形づくってい
る上記キャビティ空間の対抗する部分に接して配置され
た２個のゲートと、上記製品の上記底部を形づくってい
る上記キャビティの一部分に接して配置された第３のゲ
ートから構成されていることを特徴とする請求項（１）
記載の射出成形装置。
【請求項５】上記モールド半部を冷却し、それによって
プラスチックを固化するための手段、及び上記キャビテ
ィから空気を抜き出すための手段、及び上記モールドキ
ャビティから成形製品を取出すための手段を有し、上記
取出手段は、真空源及び空気源の双方と連通している少
なくとも１個のベントを有し、上記モールドコアが型開
き位置に動くとき、上記少なくとも１個のベントを介し
て上記真空源から負圧が印加されることによって上記製
品が上記モールドキャビティ内に保持され、上記コアが
型開き状態になったとき、上記少なくとも１個のベント
を介して上記空気源から空気を吸込むことによって上記
製品が取出されることを特徴とする請求項（１）記載の
射出成形装置。
【請求項６】上記取出手段は、さらに上記空気源と連通
している少なくとも１個のベントピンを有し、それによ
って、上記コアが上記型開き状態になったとき上記少な
くとも１個のベントピンが解放され、上記少なくとも１
個のベントピンを通して流れる空気によって、上記製品
の取出しを助けることを特徴とする請求項（１）記載の
射出成形装置。
【請求項７】比較的厚い縁部を有する薄壁プラスチック
製品を射出成形するための成形方法であって、上記成形
方法は、モールドキャビティを形づくっている多数の壁
を有する第１のモールド半部、及びモールドコアから成
る第２のモールド半部か構成される射出金型を与えるス
テップと、上記モールドコアをモールドキャビティ内の
中心位置に動かし、モールドキャビティと共に、上記プ
ラスチック製品の形状をなすキャビティ空間を形づくる
ステップと、大きな側面荷重を発生させることなく流れ
やすいプラスチック材料を上記キャビティ空間内に射出
するステップから成り、上記射出によって、上記モール
ドコアを上記モールドキャビティ内で実質的に中心に維
持し、上記成形製品に実質的に等しい側壁を持たせ、さ
らに、上記射出ステップは、プラスチック材料を上記キ
ャビティ空間内に射出するための２個のゲートを与える
ステップと、各ゲートを上記厚い縁部を形づくっている
上記キャビティ空間の夫々の位置に接して配置するステ
ップと、プラスチック材料を上記ゲートを介して上記キ
ャビティ空間内に実質的に同時に射出するステップから
成ることを特徴とする射出成形方法。
【請求項８】上記射出ステップは、さらに上記製品の底
部を形づくっている上記キャビティ空間の一部分に接し
て付加ゲートを与えるステップと、上記付加ゲートを介
してプラスチック材料を上記キャビティ空間に射出する
ステップを含んでいることを特徴とする請求項（７）記
載の射出成形方法。
【請求項９】さらに、上記縁部の外側端または内側端ま
たは封止面を形づくっている上記キャビティ空間の一部
分に接して上記各ゲートを配置するステップを含んでい
ることを特徴とする請求項（７）記載の射出成形方法。
【請求項１０】上記射出金型を与えるステップが、比較
的厚い縁部及び局所的に減肉された縁部を有するキャビ
ティ空間を形づくっているモールドコアとモールドキャ
ビティを与えるステップから成り、さらに、上記縁部の
封止面を最大化するために上記少なくとも１個のゲート
を上記局所的減肉部分に接して配置するステップを有す
ることを特徴とする請求項（７）記載の射出成形方法。
【請求項１１】さらに、上記キャビティ空間の上記プラ
スチック材料を固化して上記プラスチック製品を形成す
るために上記モールド半部を冷却するステップ、上記モ
ールド半部を型開き位置に移動せしめるステップ、およ
び上記取出ステップが、真空源と空気源に連通している
少なくとも１個のベント及び上記空気源と連通している
少なくとも１個のベントピンを与えるステップと、上記
金型が型開き位置に移動するとき上記少なくとも１個の
ベントを介して真空を与えることによって上記製品をモ
ールドキャビティに対向する位置に維持するステップ
と、上記少なくとも１個のベントピンを介して空気を吸
込み、上記モールドコアから上記製品を取出すステップ
から成ることを特徴とする請求項（７）記載の射出成形
方法。
【請求項１２】側壁を有する中空プラスチック製品を射
出成形するための装置であって、上記装置は、めすキャ
ビティ部を形づくっている第１のモールド部、おすコア
部を形づくっている第２のモールド部を有し、上記モー
ルド部が型開き位置と型閉じ位置の間で移動可能であ
り、大きな側壁荷重を発生させることなく、上記周囲に
延びている領域近傍のキャビティ空間内に溶融プラスチ
ック材料を導入する手段を有し、上記各部が上記閉じ位
置にあるときに上記モールドコア部は実質的に上記モー
ルドキャビティ部内の中心に位置付けられ、上記モール
ドキャビティ部と共に上記製品の形状をなす空間を形成
し、上記空間は、側壁の中間部に沿って設けられたより
厚い周囲に延びた領域を有し、上記導入手段が、上記周
囲に延びている領域の２つの対向する位置において、上
記溶融プラスチック材料を上記空間内に同時にかつ連続
的に導入する手段から成り、それによって上記モールド
コア部は、上記モールドキャビティ部内で実質的に中心
位置に維持されることを特徴とする射出成形装置。
【請求項１３】上記周囲に延びた領域が、上記側壁の中
間部に沿って設けられていることを特徴とする請求項
（12）に記載の射出成型装置。
【請求項１４】上記導入手段が、上記周囲に延びている
領域の位置部分に接してかつ互いに等間隔で配置された
少なくとも２個のゲートから成り、上記モールドコア及
びモールドキャビティ間の偏移を最小化するために、上
記領域部を除く上記空間の残部を充填する前に、上記ゲ
ートが溶融プラスチック材料で上記周囲に延びている領
域を実質的に充填することを特徴とする請求項（12）に
記載の射出成形装置。
【請求項１５】上記ゲートが上記空間の内側または外側
に接して配置されており、さらに熱ランナノズルと連通
していることを特徴とする請求項（14）に記載の射出成
形装置。
【請求項１６】上記おすのコア部が、２つの区域から構
成され、上記ゲートが少なくとも１個の上記区域に機械
的に組入れられていることを特徴とする請求項（14）に
記載の射出成形装置。
【請求項１７】さらに、改善された溶着部分を形成する
ように、上記空間が上記溶融プラスチックで完全に充填
された後に、上記空間内の上記溶融プラスチックを冷却
する手段、および上記製品の上記射出成形装置からの取
出手段、上記取出手段が、上記モールドコア部を取囲む
ストッパリングから成るか、または真空源及び空気源の
双方と連通している少なくとも１個のベントから成り、
上記モールドコア部が上記型開き位置に動くとき上記少
なくとも１個のベントを介して上記真空源から負圧を印
加することによって、上記製品を上記モールドキャビテ
ィ内に保持し、上記モールドコア部が上記型開き位置に
達したときに上記少なくとも１個のベントを介して上記
空気源から空気を吸込むことによって、上記製品を上記
モールドキャビティ部から取出すことを含んでいること
を特徴とする請求項（12）に記載の射出成形装置。
【請求項１８】めすのキャビティ部を形づくっている第
１のモールド部及びおすのキャビティ部を形づくってい
る第２のモールド部を有する射出成形機を与えるステッ
プ、及び大きな側面荷重を発生させることなく溶融プラ
スチック材料を上記周囲に延びている領域の近傍の上記
空間内に導入するステップから成り、上記おすのコア部
は、上記モールド部が型閉じ位置にあるとき上記めすの
キャビティ部内で実質的に中心に位置し、かつ上記めす
のキャビティ部と共に上記製品の形状をなす空間を形成
し、さらに、上記空間は、側壁を形づくっている部分及
び上記側壁形成部分の２つの端部の中間に配置されたよ
り厚い周囲に延びている領域を有し、上記導入ステップ
が、上記周囲に延びている領域の少なくとも２つの部分
において、上記溶融プラスチック材料を上記領域に同時
にかつ連続して導入するステップから成り、それによっ
て上記モールドコア部が上記モールドキャビティ部内で
実質的に中心を維持するための射出成形方法。
【請求項１９】上記導入ステップが、上記少なくとも２
つの部分の各々の位置で熱ランナノズルと連通している
ゲートを与えるステップと、上記モールドコア部と上記
モールドキャビティ部の間の偏移を最小にするように、
上記製品の上記側壁を形づくっている上記空間の上記領
域を除く部分を充填するまえに、上記周囲に延びている
領域を充填するよう、上記ゲートを介して溶融プラスチ
ック材料を射出するステップから成ることを特徴とする
請求項（18）に記載の射出成形方法。
【請求項２０】さらに、上記空間が上記溶融プラスチッ
クで完全に充填された後に、上記溶融プラスチックを冷
却するステップと、上記冷却ステップが完了した後に上
記成形機から上記製品を取出すステップと、上記取出ス
テップが、真空源と空気源の双方に連通している少なく
とも１個のベント及び上記空気源と連通している少なく
とも１個のベントピンを与えるステップと、上記モール
ドコアが型開き位置に移動するとき上記少なくとも１個
のベントを介して真空を加えることによって上記製品モ
ールドキャビティに対抗する位置に保持するステップ
と、上記少なくとも１個のベント及び上記少なくとも１
個のベントピンを介して空気を吹き込み、上記モールド
コアから上記製品を取出すステップとから成ることを有
することを特徴とする請求項（19）に記載の射出成形方
法。
【請求項２１】上記空間が上記溶融プラスチックで完全
に充填された後に、上記溶融プラスチックを冷却するス
テップと、上記冷却ステップが、完了した後に上記成形
機から上記製品を取出すステップと、上記モールドコア
部を実質的に取囲んでいるストリッパリングを与えるス
テップと、上記モールドコア部に関連して上記ストリッ
パリングを作動させ、上記モールドコアから成ることを
特徴とする請求項（19）に記載の射出成形方法。