JPH0735060B2

JPH0735060B2 - 発泡樹脂成形品の射出成形方法

Info

Publication number: JPH0735060B2
Application number: JP2286761A
Authority: JP
Inventors: 健次郎橋本; 重利柴田
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1990-10-23
Filing date: 1990-10-23
Publication date: 1995-04-19
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: JPH04163012A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は発泡樹脂成形品の射出成形方法に関するもの
で、より詳しくは予め計量した溶融樹脂を金型の複数個
のキャビティのうち１つのノズルを開放してこれに通じ
るキャビティ内にその必要量の80〜95％相当量充填し、
更に１つのキャビティ内に同様に充填することにより、
製品むらの発生を抑制せしめうる発泡樹脂成形品の射出
成形方法に関する。

［従来技術］従来の樹脂成形品の成形方法は、成形機につき一個の金
型が装着され、たとえ複数個の成形品を同時に成形する
場合でも、複数個のキャビティを有する一個の金型を使
用し、これら金型の成形品の外形に一致するキャビティ
内に樹脂材料をキャビティを満たすに十分の樹脂量を一
時にかつ高圧力にて充填していた。

［発明が解決しようとする課題］前述する従来の成形方法にあっては、金型のキャビティ
内に、あるいは金型の複数のキャビティ内に、同キャビ
ティを充填せしめるための樹脂材料わ高圧力のもとに同
時に充填せしめているため、作業毎に、あるいは各キャ
ビティ毎に充填される樹脂量が均一化されず、そのため
に成形品には品質上、特に重量面で製品むらが顕著に派
生する問題点があった。又高圧力をもって、金型キャビ
ティ部分を十分充たしうる量の樹脂を同時に充填するた
めに、金型には局部的な開型現象が発生し、このことは
成形品の品質むらにも繁るものであった。又金型の複数
のキャビティ部に同期的に樹脂を充填せしめる折には、
この樹脂充填量のばらつきに起因する製品むらは顕著な
ものがあった。

本発明は、このような諸点を総合的に検討考慮して提案
されたもので、金型の複数のキャビティ毎に規定量の樹
脂材料を充填し、製品重量のばらつきの小さい均質な発
泡樹脂成形品の成形方法を提供することを目的としたも
のである。

［課題を解決するための手段］この目的を達成させるために、本発明における発泡樹脂
成形品の射出成形方法は、シリンダー内に投入された合
成樹脂を、同シリンダーに内蔵されたスクリューの回転
かつ前後進動にて金型内へ射出する発泡樹脂成形品の射
出成形法において、予め金型のキャビティの全容量の80
〜95％に相当するように計量した発泡可能な溶融樹脂を
チェンバー内にプールした後、シリンダーヘッドより流
出する樹脂を、金型の各キャビティに連繋して、分岐す
る複数個のノズルのうち、１つのみ開放されたノズルか
ら該樹脂をキャビティの必要樹脂量の80〜95％相当量射
出し、しかる後射出圧を低下させるとともに前記ノズル
を閉鎖し、続いて他の１つのノズルを開放して前記同様
にキャビティ内に樹脂を充填し、これを順次繰り返して
なる発泡樹脂成形品の射出成形方法にある。

［作用］予め金型のキャビティの前記容量の80〜95％に相当する
ように計量した発泡可能な溶融樹脂をチェンバー内にプ
ールし、この樹脂をシリンダーヘッドから道路およびノ
ズルを経て金型の複数のキャビティへ供給する場合、金
型の各キャビティ毎に連結するノズルのうち、一つのノ
ズルのみを開いて射出量を規制して樹脂を金型のキャビ
ティ毎に順次注入することにより、各キャビティへの注
入量を正確にかつ略均一化せしめ、しかも前記チェンバ
ー内にプールした溶融樹脂を全て金型の個々のキャビテ
ィに振り分けて充填できる。

［実施例］つぎに、本発明に係る発泡樹脂成形品の射出成形方法を
図面を用いて具体的に説明する。

第１図は本発明の方法に用いる射出成形装置の概略縦断
面図で、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図である。

本発明の方法において用いる射出成形装置１は、射出成
形機溝部２と本機構部２の前方に連結した金型組立部３
から構成されている。該射出成形機溝２はその中心部に
熱可塑性樹脂投入用のホッパー４を後端寄りに付設した
円筒状で、その周囲部に加熱装置（図示省略）を設けた
シリンダー５が配され、該シリンダー５には例えばモー
ター、減速機などから構成された駆動装置６によって回
転し、さらにシリンダー５の後方部に配された油圧シリ
ンダー７の作動によって、シリンダー５内を前後進する
スクリュー８が内蔵されている。該シリンダー５の前方
側に位置するシリンダーヘッド部分には、溶融した発泡
性樹脂を一時溜めて置くためのチェンバー９が形成さ
れ、スクリュー８を回転前進させることにより、該チェ
ンバー９内にプールされた所定量の溶融樹脂をシリンダ
ーヘッドから射出する。

前記チェンバー９内にプールされる樹脂量は、予め金型
の複数個のキャビティの総容積から計量され、これに伴
いスクリュー８先端の後退停止位置が決定され、さらに
樹脂の射出速度はスクリュー８の移動速度により決めら
れる。

つぎに、金型組立て部３、シリンダーヘッド部に連接し
て、固定側プラテン10が配され、この固定側プラテン10
には内部に複数の樹脂導路11とノズル12を設けたマニー
ホールド13が面接状に組合されている。さらにこのマニ
ーホールド13の前面には金型15の型片15aが固着され、
マニーホールド13のノズル12と型片15aのスプール14と
を合致せしめる。一方他側の型片15bを固着せしめた可
動プラテン25は、油圧装置などにて型片15a側に移動
し、面接した一対の型片15a、15bによって、その間に成
形品の外形に一致する複数のキャビティ26を有する金型
15が組立てられる。

また、上記マニーホールド13部に設けたノズル12内には
それぞれニードル弁16が嵌入し、ニードル弁の後端に装
置されたノズル開閉用シリンダー17の作動により、該ニ
ードル弁16を前後進させ、これによってノズル12の開閉
操作を行なう。複数のノズル12の配設位置は、例えば図
示するように上下の２個所、あるいは中心部に一個、そ
の上下左右に４箇の計５個所というように、その個数、
配設位置は適宜選定することができる。

上記スクリュー８を前後進させる油圧シリンダー７およ
びニードル弁16わ前後進させるノズル開閉用シリンダー
17には、夫々これに連結した油圧回路19、20、20が配置
され、それぞれの油圧回路は、それぞれの油圧タンク
（図示省略）に連なっている。この回路中空型物には電
磁弁により油の流れ方向を変更せしめる制御バルブ21、
22、22が設けられ、射出成形作業はこれに直結した制御
盤23を中心に作動する。

前記成形装置１を作動するにあたっては、まず制御盤23
に組み込まれたコンピューターを用いて、予め射出樹脂
量、スクリュー８の後退停止位置、スクリュー８の前後
進速度などのデータを入力し、コンピューターに格納さ
れたプログラムをスタートさせる。この折、ノズル開閉
用シリンダー17および油圧シリンダー７に取り付けられ
たニードル弁16およびスクリュー８の前後進、停止は制
御盤22によりコントロールされる。

つぎに本発明に係る射出成形方法につき、その成形工程
を順わ追って説明する。

（Ａ）ホツパー４に発泡剤わ混入した熱可塑性樹脂を供
給すると、スクリュー８の回転と前進により、溶融した
樹脂は所定量チェンバー９内に未発泡の状態でプールさ
れる。

この場合プールされる樹脂量は金型の複数のキャビティ
の全容積の80〜95％、即ちキャビティの必要樹脂量の80
〜95％にほぼ等しいものであり、樹脂量検出センサーに
より計量され、制御盤23に組み込まれてコンピューター
に入力される。

即ち、第３図に示すようにチェンバー９内にプールされ
た発泡剤混入樹脂は、例えば４つのキャビティＡ、Ｂ、
Ｃ、Ｄに投入される樹脂量の合計になっているが、前記
４つのキャビティの全容積の80〜95％である。これは、
本発明では溶融樹脂が各キャビティ内で発泡するためで
あり、通常の発泡倍率は1.2〜1.5程度である。

もし、射出する樹脂量がキャビティの全容量（必要樹脂
量）の80％未満になると、樹脂をキャビティに充分に充
満できないことになり、成形品にはボイドやひけが発生
することになる。一方、射出する樹脂量がキャビティの
全容量（必要樹脂量）の95％を越えると、成形品の密度
が大きくなって予定の発泡倍率を有する成形品が得られ
なくなり、また金型が開いて隙間から樹脂が漏れてバリ
が発生する不具合が生じる。従って、予めキャビティの
全容量の80〜95％に相当する発泡可能な溶融樹脂をチェ
ンバーにプールしておくことが重要になってくる。

尚、この工程ではマニーホールド13のノズル12は制御バ
ルブ21、22をコントロールし、油圧回路19、19に流れる
油を調節して前進状態にあるニードル弁16により、すべ
て閉鎖されている。

（Ｂ）前進し、閉鎖状態にあるマニーホールド13の複数
のノズル12のうち、第一のニードル弁16を後退せしめ
て、ノズル12の一つを開放し、回転を停止しているスク
リュー８を予め入力させた所定の速度、位置まで前進さ
せ、金型15のキャビティ26の一つに樹脂を射出する。こ
の折樹脂の射出圧は100〜140kg/cm²で、射出量は金型キ
ャビティを充たす必要樹脂量の約80〜95％、好ましくは
90〜93％の範囲に制御される。

（Ｃ）続いて、制御バルブ21をコントールし、油圧回路
19に流れる油の速度を調整して、スクリュー８の前進速
度を前記工程（Ｂ）の時より小さくする。この場合の射
出圧は、前工程（Ｂ）の射出圧に対して1/5〜1/10であ
る。

（Ｄ）それと同時に制御バルブ22を切換て前記第一のニ
ードル弁16を前進させてノズル12を閉鎖し、これにより
このキャビティ内で発泡成形させる。

（Ｅ）続いて第二のニードル弁16を後退させて他のノズ
ル12を開放する。

（Ｆ）前記（Ｂ）〜（Ｄ）の工程を反復して金型の第二
のキャビティ26内に樹脂を射出する。ここに前述の
（Ａ）〜（Ｆ）工程における射出圧と時間との関係は第
４図のモデル図に示される。

（Ｇ）金型が冷却した後、他側の型片15bを取付けた可
動側プラテンを移動させて開型し、成形品を脱型する。

尚、本発明においては前記（Ｃ）と（Ｄ）の工程をぎや
くにしてもよい。また、マニーホールド13はシリンダー
５と同様にヒーター（図示省略）にて常に一定温度に加
熱されて、溶融樹脂が導路11あるいはノズル12内で冷却
固化しないよう配慮されている。

また、本発明において使用する熱可塑性樹脂は、例えば
ポリエチレン、ポプロピレン、ポリスチレン、ABS樹
脂、変性ポリフェニレンオキサイド、グラフト化ポリフ
エニレンエーテル、ポリアミドあるいはポリカーボネー
ト等の中から選ばれ、そして、本発明にあっては上記樹
脂を用いて発泡成形の製造に向けられる。

ここで使用される発泡剤は重炭酸ナトリウムと有機酸塩
との組合せ、Ｎ−ニトロソ基、ジアゾ基、ヒドラゾ基を
もった有機化合物、例えばアゾ．ジ．カーボンアミド、
ジニトロソペンタメチレンテトラミン、P,P′−オキシ
−ビス（ベンゼンスルホニル）ヒドラジド等がある。こ
の発泡剤の前記樹脂に対する添加量は0.1〜１重量％、
好ましくは0.3〜0.6重量％である。

つぎに、本発明に係る射出成形方法と従来の射出成形方
法との製品上での重量のばらつき面について調べた結果
を開示する。

［実施例１］第１図に示すように型締力1,000トンの金型に２つのキ
ャビティを設けた金型組立部を先端に備えた成形機を用
い、この成形機のホツパーからアゾ．ジ．カーボンアミ
ドを0.5重量％配合した比重1.1の変性ポリフェニレンオ
キサイドを投入してスクリュー内で未発泡のまま圧送し
てチエンバー内にプールする。尚、シリンダーの温度は
280℃に設定され、またチェンバー内にプールされた樹
脂は２つのキャビティの全容積の約90％に相当する量で
ある。

続いて、第一のキャビティのみを開放し、この中にこの
キャビティの容積分の90％に相当する樹脂を射出圧12Ok
g/cm²で充填した後、射出圧を2Okg/cm²に低下し同時に
ノズルを閉じ、続いて第二のキャビティのノズルを開放
して同様に樹脂を射出し成形した。得られた発泡樹脂成
形品は発泡倍率約1.34であった。このようにして得られ
た30個の成形品の重量に関する結果を第１表に示す。

尚、比較例として実施例１と同様の成形機及び材料を用
いるとともに、２つのノズルを開放して射出圧120kg/cm
²で第一及び第二のキャビティ内に同時に樹脂を射出成
形した。このようにして得られた30個の成形品の重量に
関する結果を第１表に示す。

［実施例２］第１図に示すように型締力1,000トンの金型に４つのキ
ャビティを設けた金型組立部を先端に備えた成形機を用
い、この成形機のホッパーからアゾ．ジ．カーボンアミ
ドを0.5重量％配合したアクリロニトリル−ブタジエン
−スチレン樹脂を投入してスクリュー内で未発泡のまま
圧送してチェンバー内にプールした。

この場合、シリンダーの温度は200℃に設定され、チェ
ンバー内にプールされた樹脂は４つのキャビティ容積の
約90％に相当する量である。

続いて、実施例１と同様の条件にて各キャビティごとに
キャビティ容積の90％に相当する樹脂を充填して成形し
た。

尚、比較例としては４つのキャビティをすべて開放して
チェンバーにプールされた溶融樹脂を一度に射出成形し
た。得られた30個の成形品の重量に関する結果は第２表
に示す。

以上の結果より、本発明の方法では各キャビティ内での
製品重量のばらつき、及び各キャビティ間での製品重量
のばらつきが小さくなり、均質な製品を得ることが出来
ることが判る。

［効果］以上のように、本発明方法では予め金型のキャビティの
全容量の80〜95％に相当するように計量した発泡可能な
溶融樹脂をチェンバー内にプールし、この樹脂を各キャ
ビティ毎に順次キャビティ容積の80〜95％相当量射出す
るものであり、同一条件で金型の各キャビティに樹脂を
射出することができ、成形された発泡成形品においては
同一キャビティ内での製品重量のばらつきはもちろん各
キャビティ間での製品重量のばらつきを小さくして均質
な製品を得ることが出来る効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するための射出成形装置の概略縦
断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ断面図、第３図は発泡
剤混入樹脂をプールしたチェンバーを示す図、そして第
４図は本発明の工程（Ａ）〜（Ｆ）における射出圧と時
間との関係を示すモデル図である。１……射出成形装置２……射出成形機構部３……金型組立部５……シリンダー８……スクリュー９……チェンバー 11……樹脂導路 12……ノズル 13……マニーホールド 15……金型 15a、15b……型片 16……ニードル弁 26……キャビティ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダー内に投入された合成樹脂を、同
シリンダーに内蔵されたスクリューの回転かつ前後進動
にて金型内へ射出する発泡樹脂成形品の射出成形法にお
いて、予め金型のキャビティの全容量の80〜95％に相当
するように計量した発泡可能な溶融樹脂をチェンバー内
にプールした後、シリンダーヘッドより流出する樹脂
を、金型の各キャビティに連繁して、分散する複数個の
ノズルのうち、１つのみ開放されたノズルから該樹脂を
キャビティの必要樹脂量の80〜95％相当量射出し、しか
る後射出圧を低下させるとともに前記ノズルを閉鎖し、
続いてさらに１つのノズルを開放して前記同様にキャビ
ティ内に樹脂を充填し、これを順次繰り返して全てのキ
ャビティ内に樹脂を充填してなることを特徴とする発泡
樹脂成形品の射出成形方法。