JPH0733036B2

JPH0733036B2 - 成形用金型

Info

Publication number: JPH0733036B2
Application number: JP1251667A
Authority: JP
Inventors: 篤男松井; 穂伸窪田; 広一井原; 善幸佐藤
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 1989-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPH03112622A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は天然ゴム、合成ゴム等の成形に用いて好適な成
形用金型に関する。

〔従来技術及びその課題〕

ゴムを成形する成形機としては一般的なトランスファー
成形機や射出成形機をはじめ、特公昭42−8228号公報で
開示されるプリプラ式射出成形機等が知られている。

ところで、この種の成形機は、いずれも熱硬化性のゴム
原料を未加硫のまま可塑化し、この可塑化したゴムを高
温に加熱した金型キャビティに充填して加硫（硬化）さ
せるものであり、次のような解決すべき課題が存在し
た。

第一に、ゴム成形の場合、ゴム原料は射出装置の加熱シ
リンダ内において、通常60〜100℃程度で予備加熱さ
れ、可塑化したゴムは加熱シリンダ内のスクリュの前進
によってキャビティに射出充填される。しかし、一般に
未加硫で軟化状態のゴムは通常の合成樹脂と異なって流
動性が低いため、キャビティの内部に未充填部分を生じ
やすく、高出力の射出装置が必要となる。

第二に、ゴム（特に未加硫状態のゴム）は接着性が強
く、射出充填後、金型から成形品を取出す際における離
型が容易でない。

第三に、ランナ部等は成形品と共に加硫するため、再利
用することができず、無駄になってしまうとともに、取
出後にランナ部等を取除く工程も必要になる。

本発明はこのような従来技術に存在する課題を解決した
成形用金型の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る成形用金型Ｄキャビティ２に連通、望まし
くは複数位置に連通する材料通路3a、3b…の中途に折曲
部4a、4b…を設けるとともに、折曲部4a…とキャビティ
２間の材料保有通路5a、5b…の内部に進入退出し、材料
保有通路5a、5b…に存在するゴムＲをキャビティ２に圧
縮充填可能なプランジャ部7a、7b…及びこのプランジャ
部7a…を進退駆動する駆動部8a、8b…を有するプランジ
ャ装置6a、6b…と、材料通路3a、3b…の一部及びキャビ
ティ２の温度をゴムＲが加硫しない温度に設定する冷却
部９を設けてなることを特徴とする。なお、プランジャ
部7a…はそのストロークを選定し、キャビティ２の内部
に突出可能に構成する。

〔作用〕

本発明に係る成形用金型Ｄによれば、射出装置Ｊにより
金型Ｄに対して通常の射出成形が行われる。この場合、
ゴムＲの流動性は低いが、特に射出圧力を大きくする必
要はなく、また、キャビティ２の内部にゴムＲの未充填
部分が発生してもよい。

一方、射出装置Ｊによる射出充填が終了したなら、プラ
ンジャ装置6a…を作動させ、プランジャ部7a…を材料保
有通路5a…の中に進入させる。これにより材料保有通路
5a…に存在するゴムＲはキャビティ２の中に圧縮充填さ
れるとともに、キャビティ２内のゴムＲと材料保有通路
5a…側は切断される。この場合、ゴムＲに対するプラン
ジャ部7a…の当接面積は比較的小さく、かつキャビティ
に近いため未充填部分へのゴムＲの充填は低圧で行うこ
とができる。

なお、金型Ｄは冷却部９によって冷却されているため、
キャビティ２内のゴムＲは加硫せず、しかも、射出装置
Ｊにおける軟化状態に比べ、より固化した状態（未可塑
化状態）にある。

また、型開きの際には、型開動作に同調させてプランジ
ャ部7a…をキャビティ２の内部に突出させれば、固定側
型部からの離型を助けることができる。

〔実施例〕以下には、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基
づき詳細に説明する。

まず、本発明の理解を助けるため、射出成形機の概略構
成について第５図を参照して説明する。

射出成形機Ｍは射出装置Ｊと金型Ｄを備え、さらに射出
装置Ｊは前部の射出筒51と後部の射出シリンダ52の結合
体からなる。射出筒51は先端に金型Ｄに当接する射出ノ
ズル53を備え、外周部には温調用のウォータジャケット
54a、54b、54cと加熱用のヒータ55a、55b、55cを備え
る。また、射出筒51は内部にスクリュ56を進退動及び回
動自在に内蔵するとともに、スクリュ56の後部にリボン
状のゴム原料Roを供給する供給機構57を備える。一方、
射出シリンダ52には進退駆動用の射出ラム58を内蔵す
る。射出ラム58はスクリュ56の後端に結合し、かつ回転
駆動用のモータ59によって回転せしめられる。

次に、成形用金型Ｄについて第１図〜第４図を参照して
説明する。

成形用金型Ｄは固定側型部11と可動側型部21を備え、不
図示の型締シリンダによって型開閉される。

固定側型部11は固定側取付板12、シリンダブロック13、
コールドランナプレート14a、14b、断熱プレート15、固
定側型板16を備え、また、可動側型部21は可動側取付板
22、スペーサブロック23、受板24、可動側型板25を備え
る。固定側型板16と可動側型板25の当接面はパーティン
グラインＰとなり、キャビティ２が形成される。固定側
取付板12の外端面12aの中央位置には射出装置Ｊの射出
ノズル53が当接するノズル当接口17を配し、このノズル
当接口17とキャビティ２は通路部３を介して連通する。
通路部３はノズル当接口17から型開閉方向に延びた第一
ランナ部18と、この第一ランナ部18の先端から直角方向
四方に延び、さらにその先端から直角方向の延びた第二
ランナ部（材料通路）3a、3b、3c、3dからなり、第二ラ
ンナ部3a…の先端はゲート19a、19b…を介してキャビテ
ィ２に連通する。これにより、第二ランナ部3a…の中途
には折曲部4a、4b…を設けることができる。また、この
折曲部4a…とキャビティ２間は材料保有通路5a、5b…と
し、一定の容積をもたせる。なお、一般に、材料通路は
離型を容易にするとともに、成形品と一体に取出される
材料通路部分（ランナ部）は取除いて捨てるため、でき
るだけ細く形成することが望ましい。しかし、本発明で
は、後述のように成形品に付随する材料通路部分は無い
ため、第二ランナ部3a…とゲート19a…のような材料通
路の内径を可及的に大きくでき、流動性の低いゴムＲを
流し易くすることが可能である。

一方、シリンダブロック13には前記第二ランナ部3a…に
対応したプランジャ装置6a、6b…を配設する。一つのプ
ランジャ装置6aは圧縮用シリンダ20と突出し用シリンダ
21を同軸上に備え、圧縮用シリンダ20の内部には圧縮用
ピストン22を、突出し用シリンダ21の内部には突出し用
ピストン、即ち、プランジャ部7aをそれぞれ備える。こ
れにより、各シリンダ20、21、圧縮用ピストン22は駆動
部8aを構成する。また、各シリンダ20、21には一対の給
排油口20a、20b、21a、21bを備える。圧縮用ピストン22
の先端はプランジャ部7aに当接し、プランジャ部7aの先
端はコールドランナプレート14aを貫通して第二ランナ
部3aにおける折曲部4aに臨み、かつ前記材料保有通路5a
に対して進入退出可能に設ける。

なお、これらの位置関係は次のようになる。まず、プラ
ンジャ部7aが最後退位置に停止すればプランジャ部7aの
先端面は第二ランナ部3aの壁面に略一致し、その一部を
形成する（第１図）。この位置から、圧縮用ピストン22
を前進させ、最前進位置に停止すれば、プランジャ部7a
は折曲部4aとキャビティ２間の材料保有通路5aに進入
し、その先端面はキャビティ２の壁面に略一致する（第
２図）。一方、プランジャ部7aはこの位置からさらに前
進させることができ、プランジャ部7aが最前進位置に停
止すれば、その先端面はキャビティ２の内部に突出可能
となる（第３図）。なお、他のプランジャ装置6b…も同
様に構成する。

他方、キャビティ２及び第二ランナ部3a…を囲む位置に
は通水用の通水路27a…、27b…を形成し、キャビティ２
と第二ランナ部3a…を冷却（温調）する冷却部９を設け
る。なお、冷却部９による冷却温度は、キャビティ２と
第二ランナ部3a…において異なる。即ち、射出筒51の加
熱温度は100℃前後となるため、第二ランナ部3a…では6
0〜80℃程度に冷却し、キャビティ２では20℃以下に冷
却する。このため、第１図中、断熱プレート15の左側に
位置するキャビティ２側の通水路27a…と右側に位置す
る第二ランナ部3a…側の通水路27b…に通水する媒体温
度を異ならせている。

一方、可動側型部21にはキャビティ２の内部に臨むエジ
ェクタピン31…とこのエジェクタピン31…を進退せしめ
るエジェクタプレート32を配設する。

次に、射出成形機Ｍ（成形用金型Ｄ）を用いた射出成形
方法について説明する。

まず、金型Ｄの内部に設けた通水路27a…、27b…に通水
を行い、コールドランナプレート14a、14bは60〜80℃に
温調するとともに、キャビティ２は20℃以下に冷却す
る。また、プランジャ装置6a…におけるプランジャ部7a
…は最後退させておく。

射出装置Ｊではゴム原料Roを射出筒51の内部に供給し、
スクリュ56の回転により、ゴムＲを未加硫の状態で混練
しつつ可塑化し、計量を行う。そして、計量終了により
スクリュ56を前進させ、金型Ｄのキャビティ２に未加硫
のゴムＲを射出充填する。第１図にこの状態を示す。こ
の状態ではキャビティ２にゴムＲの未充填部分が存在す
る。

次に、プランジャ装置6a…における圧縮用シリンダ20…
のみを作動させ、圧縮用ピストン22を最前進位置まで前
進移動させる。これにより、プランジャ部7a…も前進移
動し、前記材料保有通路5a…に進入し、同通路5a…の中
のゴムＲをキャビティ２の中に圧縮充填する。第２図は
この状態を示す。この状態ではゴムＲがキャビティ２内
に完全に充填され、未充填部分は無くなる。

また、キャビティ２と材料通路3a…側のゴムＲは完全に
切断される。なお、材料保有通路5a…内のゴムＲがキャ
ビティ２内に全て充填された状態で成形品のゴム量が最
適となるように予め射出充填時の射出量を設定してお
く。また、金型Ｄは冷却部９によって冷却されているた
め、キャビティ２内のゴムＲは加硫せず、しかも射出装
置Ｊにおける軟化状態に比べ、より固化した状態（未可
塑化状態）にある。

次いで、金型Ｄの型開きを行い、未加硫の成形品を取出
す。この際、型開きと同時に突出し用シリンダ21…のみ
を作動させることにより、プランジャ部7a…を前進移動
させ、成形品を固定側型板16から離型せしめる。この場
合、上述したように金型Ｄ内のゴムＲは加硫しないた
め、射出充填後は時間を置かずに型開き可能である。ま
た、成形品は固化状態となっているため、型崩れするこ
となく容易かつ確実に取出可能である。

一方、取出した成形品は加熱槽に収容する。加熱槽には
金型Ｄから取出される成形品を順次ストックし、所定数
量（一又は二以上）の成形品を収容した後に、同時に加
熱処理し、加硫させる。この場合、加熱槽の内部は圧力
を付与しない無圧状態（自然状態）とする。また、加熱
のための熱媒体としては、水蒸気、熱風、高周波、溶融
した金属塩、高沸点の液体等を選択利用できる。

なお、未加硫の成形品には、未加硫の一次成形品を他の
金型にインサートした後、未加硫の他のゴムを射出成形
して得た二次成形品を含む。

また、二次成形品の場合には二次成形に用いた金型にヒ
ータを付設し、二次成形の金型によって加硫させること
も可能である。例えば、二次成形品に用いるゴムの種類
が一次成形品に比べ比較的流動性が低く、バリを生じに
くい場合であって、一次成形品をインサートした際に二
次成形を金型のパーティングラインに接しない場合等に
はバリの発生する虞れは無くなるため、生産性は悪くな
るが、バリ対策の面からは実施可能である。また、未加
硫の成形品（一次成形品）又は二次成形品を一旦金型か
ら取出した後は、他の金型内で加熱し、加硫させてもよ
い。この場合の金型は本来の金型としての使用ではな
く、金型を加熱槽として利用するものであり、金型のキ
ャビティには圧力を付加しない。

このような加硫処理方法により、比較的時間のかかる加
硫処理を行うに際し、多数の成形品を同時に一括処理で
きるため、全体の成形時間を大幅に短縮でき、コストダ
ウンと生産性向上を達成できる。また、加硫処理は金型
を使用しないため、高温加熱時において一時的に軟化し
てもバリ等の弊害は生ぜず、成形品の品質向上を図れる
とともに、バリ取り等の後処理工程が不要となる。

また、金型Ｄから取出した二以上の成形品を相接触させ
て加熱し、加硫させることにより、二以上の成形品を結
合することもできる。これにより、異なるゴムを用いた
複合製品、例えば表面に高硬度のゴムを使用し、内部に
高弾性のゴムを用いた製品の境界部分を、接着剤を用い
ることなしに化学的に接合でき、より強固に結合でき
る。なお、この場合、接触圧を大きくすると型崩れする
ため、各成形品が離れないように程度に押える。

以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこの
ような実施例に限定されるものではない。例えば、加硫
は金型の外部で行う場合を例示したが、金型自体を加熱
して金型内部で加硫させる通常の加硫処理方法でもよ
い。また、キャビティに連通する材料通路は任意の数量
（一又は二以上）でよいとともに、プランジャ装置は圧
縮用シリンダのみを設け、圧縮用ピストンを直接プラン
ジャ部として利用してもよい。その他、細部の構成、手
法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に
変更できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る成形用金型は、キャビティに
連通する材料通路の中途に折曲部を設けるとともに、折
曲部とキャビティ間における材料保有通路の内部に進入
退出し、材料保有通路の存在する未加硫のゴムをキャビ
ティに圧縮充填可能なプランジャ部及びこのプランジャ
部を進退駆動する駆動部を有するプランジャ装置と、材
料通路の少なくとも一部及びキャビティの温度を、ゴム
が加硫しない温度に設定する冷却部を設けてなるため、
次のような顕著な効果を奏する。

流動性の低い未加硫で軟化状態におけるゴム材料で
あっても、キャビティに対する未充填部分を生ずること
なく確実に充填を行うことができ、成形品質の向上に寄
与できる。

未充填部分に対してはプランジャ装置により補完的
に充填するため、射出装置による射出充填によって未充
填部分が発生してもよく、結果的に射出装置は小型化で
低出力のものでよい。

接着性の強い未加硫のゴムによる成形品であって、
しかもゲート切断が容易でない場合等にも、型開き時に
は成形品を固定側型部から確実に離型できる。

ランナ部等の材料通路内における材料は加硫しない
ので材料が無駄にならず、しかも、取除き加工等の後工
程も不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明に係る成形用金型のプランジャ部を最後
退させた状態を示す縦断側面図、第２図：同成形用金型の圧縮用ピストンを最前進させた
状態を示す縦断側面図、第３図：同成形用金型のプランジャ部を最前進させた状
態を示す縦断側面図、第４図：第３図中Ａ方向矢視図、第５図：本発明に係る成形用金型を備えた射出成形機の
一部縦断面図。尚図面中、 2:キャビティ 3a…：材料通路（第二ランナ部） 4a…：折曲部、5a…：材料保有通路 6a…：プランジャ装置 7a…：プランジャ部、8a…駆動部 9:冷却部、D:成形用金型 J:射出装置、R:ゴム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤善幸長野県埴科郡坂城町大字南条2110番地日精樹脂工業株式会社内 (56)参考文献特開昭49−17838（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】未加硫のゴムを成形するための成形用金型
において、キャビティに連通する材料通路の中途に折曲
部を設けるとともに、折曲部とキャビティ間における材
料保有通路の内部に進入退出し、材料保有通路に存在す
る未加硫のゴムをキャビティに圧縮充填可能なプランジ
ャ部及びこのプランジャ部を進退駆動する駆動部を有す
るプランジャ装置と、材料通路の少なくとも一部及びキ
ャビティの温度を、ゴムが加硫しない温度に設定する冷
却部を設けてなることを特徴とする成形用金型。
【請求項２】材料通路はキャビティに対して複数の位置
に設けるとともに、各材料通路に対してプランジャ装置
を設けたことを特徴とする請求項１記載の成形用金型。
【請求項３】プランジャ部はキャビティの内部に突出可
能なストロークを有することを特徴とする請求項１記載
の成形用金型。