JP3556733B2

JP3556733B2 - Structure of gas injection part of mold used for hollow injection molding method

Info

Publication number: JP3556733B2
Application number: JP11405595A
Authority: JP
Inventors: 博之松本; 進今井; 義昌岩渕
Original assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Current assignee: Asahi Kasei Chemicals Corp
Priority date: 1995-04-17
Filing date: 1995-04-17
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: JPH08281693A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、金型内に突出したガス注入針から、型キャビティ内に圧入された溶融樹脂中にガスを注入することによって成形品に中空部を形成する中空射出成形法に関わり、特にこれに用いる金型のガス注入部の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、中空射出成形法として、金型に進退可能に設けられたガス注入針を前進させて型キャビティ内に差し込み、型キャビティ内に圧入された溶融樹脂中にガスを注入することによって、得られる成形品に中空部を形成する方法が知られている（特公昭４８−４１２６４号）。
【０００３】
また、ガス注入針を用いて型キャビティ内の溶融樹脂中にガスを注入するに際し、注入したガスが、ガス注入針と樹脂の界面を伝わって漏洩するのを防ぐための技術が開示されている（特開平４−２３２７０９号）。
【０００４】
即ち、特開平４−２３２７０９号では、金型のガス注入部の構造として、図９に示されるように、金型１０１内に形成された凹部１０４若しくは環状凸部（不図示）の中心部付近にガス注入針１０２を位置させたことにより、ガス注入針１０２の周囲に充填された樹脂がガス注入針１０２に向かって収縮するようにし、これによってガス注入針１０２と樹脂の界面の剥離を防止し、溶融樹脂内に必要なガス圧を確実に加えることができるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開平４−２３２７０９号のように、凹部１０４内、若しくは環状凸部（不図示）の内側にガス注入針１０２を位置させたことにより、通常の中空射出成形においては注入したガスの漏洩を防ぐことができるようになった。しかしながら、特に厚肉部に形成した凹部内や環状凸部の内側に突出させたガス注入針から、極めて高圧のガスを注入すると、図１０に示すように、凹部１０４に充填された樹脂が陥没してしまう場合があり、溶融樹脂内に必要なガス圧を加えることができず、良好な中空を形成できないこともあった。
【０００６】
本発明は上記の問題点に着目してなされたものであって、その目的とするところは、ガス注入針を用いて型キャビティ内の溶融樹脂中にガスを注入するに際し、特にガス注入針周囲の樹脂が陥没するのを防止し、効率良く確実に中空成形品が得られるようにすることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段及び作用】
このために本発明において講じられた手段を図１及び図２によって説明すると、請求項１の発明では、金型１内に突出状態で設けられたガス注入針２が、金型１内に形成された凹部４に位置し、該凹部４にはその周囲にリブ５が形成されていることを特徴とする中空射出成形法に用いる金型のガス注入部の構造としているものである。
【０００８】
また、請求項２の発明では、図４及び図７に示されるように、金型１内に突出状態で設けられたガス注入針２が、金型１内に形成された環状凸部６の内側に位置し、該環状凸部６にはその先端から付け根方向に延びた切欠部７が形成されており、前記切欠部７の深さが、前記環状凸部６の高さよりも小さいことを特徴とする中空射出成形法に用いる金型のガス注入部の構造としているものである。
【０００９】
本発明は、本発明者らが、図９に示したような凹部１０４に充填された樹脂が図１０の様に陥没してしまう原因を突き止めたことによってなされたもので、まずこの原因について説明する。
【００１０】
中空射出成形法は、先述したように、型キャビティ１０３内に圧入された溶融樹脂中にガスを注入することによって、得られる成形品に中空部を形成するものであるが、型キャビティ１０３内に圧入された溶融樹脂は、金型１０１の内壁面に接する部分から徐々に冷却され、ガスが注入される時点では図１０に示したようにある程度の厚みを有する固化層１１０が形成されている。そして、この固化層１１０の各部の厚みは、樹脂圧入時からの経過時間，型キャビティの形状，樹脂の種類，各種の温度パラメータ等に依存する。
【００１１】
ところで図９に示したように、金型１０１内に凹部１０４を形成し、この凹部１０４に突出させたガス注入針１０２からガスを注入して中空射出成形する場合、溶融樹脂層１１１が、ある程度の圧力を有していないと、ガスが固化層１１０を突き破って溶融樹脂１１１中に注入されることなく、凹部１０４内に充填された樹脂部分を含む固化層１１０が陥没する場合がある。
【００１２】
即ち、通常の中空射出成形法よりも、より一層高い初期圧力（ガス圧）が掛かることによって、凹部１０４内に充填された樹脂部分が陥没する場合があったものである。尚、このような陥没は、凹部１０４に限らず、先述した特開平４−２３２７０９号における環状凸部内に充填された樹脂においても上記と同様な理由から発生していた。
【００１３】
上記の陥没を防止するためには、型キャビティ内の少なくとも凹部１０４内に十分な樹脂を充填させるとともに、溶融樹脂層１１１の圧力を高くする必要がある。しかしこの場合には、高い中空容積を有する成形品を得ることが困難な場合がある。
【００１４】
そこで本発明者らは、上記凹部１０４内（若しくは環状凸部の領域）に充填された樹脂が固化することによって形成されるボス形状の剛性を高めることで、上記樹脂部分の陥没を防止する本発明に到達したのである。
【００１５】
即ち、図１及び図２に示したように凹部４を金型１内に形成する場合には、その周囲にリブ５を形成することによって、また、図４及び図７に示したように環状凸部６を金型１内に形成する場合には、所定の切欠部７を形成することによって、上記剛性を高めることができるものである。
【００１６】
【実施例】
以下に実施例をもって本発明を説明する。
【００１７】
図１及び図２は本発明の第一実施例を示したもので、金型１内には円柱の周囲４方向にリブ５を有する凹部４が形成されており、この凹部４の底面のほぼ中心に向かって進退可能にガス注入針２が設けられている。この場合、型キャビティ３に圧入された溶融樹脂が冷却固化すると、凹部４に充填された樹脂は凹部４の形状を反映して図３のようなボス形状となる。
【００１８】
即ち、図９に示した従来例の凹部１０４では、単なる円筒状のボス形状となるのに対し、本実施例では円筒状の周囲に４つのリブ５’を有するボス形状となる。そして、このリブ５’がボス形状の剛性を高めると共に、金型内壁面との密着性をも高めることによって、ガス注入時のボス形状の陥没が防止される。これにより、ガス漏れも発生せず、効率良く確実にガスを溶融樹脂中に注入することができる。
【００１９】
図１，図２に示される凹部４は、上述のように円柱の周囲４方向にリブ５を有するものであるが、凹部４の形状はこれに限定されるものではなく、上記作用効果を奏する形状であれば、例えば立方体，直方体，円錐台，楕円柱等の周囲に任意の形状のリブを適当数形成したものであっても良い。
【００２０】
図４及び図５は参考実施例を示したもので、金型１内には４方向に切欠部７を有する環状凸部６が形成されており、この環状凸部６の内側のほぼ中心に向かって進退可能にガス注入針２が設けられている。この場合、型キャビティ３に圧入された溶融樹脂が冷却固化すると、環状凸部６を含む領域に充填された樹脂は環状凸部６の形状を反映して図６のような成形品内に埋没したボス形状となる。
【００２１】
即ち、従来のように単なる円筒状の環状凸部を形成した場合には、単なる円筒状のボス形状となるのに対し、本参考実施例では円筒状の周囲に４つのリブ５”を有するボス形状となる。そして、このリブ５”がボス形状の剛性を高めることによって、ガス注入時のボス形状の陥没が防止される。これにより、ガス漏れも発生せず、効率良く確実にガスを溶融樹脂中に注入することができる。
【００２２】
図４，図５に示される環状凸部６は、上述のように円の４方向に切欠部７を有するものであるが、環状凸部６の形状はこれに限定されるものではなく、上記作用効果を奏する形状であれば、例えば正方形，長方形，楕円形等に任意の形状の切欠部を適当数形成したものであっても良い。
【００２３】
上記参考実施例のような切欠部７を有する環状凸部６（図５参照）によって形成されるボス形状（図６参照）によっても、ガス注入の際のボスの陥没を防止することができるものの、例えばＰＰ，ＰＥ，ＰＡ等の成形収縮率の大きい樹脂を用いると、リブ５”の収縮によって、ガス注入針と円筒状のボスとの間に隙間が生じる場合があり、この隙間からガス漏れが発生する場合がある。
【００２４】
そこで、更にこの問題を解消した本発明の第二実施例に係る環状凸部６を図７に示す。本実施例では、環状凸部６に設けた切欠部７の深さｈを環状凸部６の高さＨよりも小さく、即ち、切欠部７を金型の基部まで到達させずに環状凸部６の途中まで形成している。本実施例において形成されるボス形状では、図８に示されるように、ボスの開口側の端部がリブ５”と連結していないため、リブ５”が収縮しても、ボスの開口側の端部ではガス注入針との間に隙間が生じることがない。また、本実施例では、円筒状のボスの周囲に均等配置された複数のリブ５”が収縮することにより、逆にボスの開口側の端部がガス注入針を締め付けるように作用することにより、ガス漏れのより一層の防止がなされる。
【００２５】
上記の切欠部７の深さｈの寸法は、ボスの高剛性化による効果と、リブ５”の収縮による弊害の双方を考慮して決められ、一般に収縮率の大きい樹脂を用いる程大きくとる必要がある。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、金型内に形成された凹部若しくは環状凸部の中心部付近に挿入したガス注入針を用いて型キャビティ内の溶融樹脂中にガスを注入するに際し、ガス注入針周囲の冷却固化したボス形状の樹脂が陥没するのを防止することができる。このため、ボス形状の陥没によるガス漏れを防止でき、効率良く確実に形状的にも優れた中空成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例の説明図である。
【図２】本発明の第一実施例に係る金型内に形成した凹部を示す図である。
【図３】本発明の第一実施例に係るボス形状を示す図である。
【図４】本発明の第二実施例の説明図である。
【図５】参考実施例に係る金型内に形成した環状凸部を示す図である。
【図６】参考実施例に係るボス形状を示す図である。
【図７】本発明の第二実施例に係る金型内に形成した環状凸部を示す図である。
【図８】本発明の第二実施例に係るボス形状を示す図である。
【図９】従来例の説明図である。
【図１０】従来例におけるボス形状の陥没を説明するための図である。
【符号の説明】
１金型
２ガス注入針
３型キャビティ
４凹部
５，５’，５” リブ
６環状凸部
７切欠部
１０１金型
１０２ガス注入針
１０３型キャビティ
１０４凹部
１１０固化層
１１１溶融樹脂層[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a hollow injection molding method for forming a hollow portion in a molded product by injecting a gas into a molten resin press-fitted into a mold cavity from a gas injection needle protruding into a mold. The present invention relates to a structure of a gas injection portion of a mold used.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a hollow injection molding method, a gas injection needle provided to be able to advance and retreat in a mold is advanced and inserted into a mold cavity, and a gas is injected into a molten resin press-fitted into the mold cavity. There is known a method of forming a hollow portion in a molded article to be obtained (Japanese Patent Publication No. 48-41264).
[0003]
In addition, a technique for preventing the injected gas from leaking along the interface between the gas injection needle and the resin when injecting the gas into the molten resin in the mold cavity using the gas injection needle is disclosed. (JP-A-4-232709).
[0004]
That is, in Japanese Patent Laid-Open No. 232709/1992, as shown in FIG. 9, the structure of the gas injection portion of the mold is near the center of the concave portion 104 or the annular convex portion (not shown) formed in the mold 101. The resin filled around the gas injection needle 102 is contracted toward the gas injection needle 102 by positioning the gas injection needle 102 at the position, thereby preventing separation of the interface between the gas injection needle 102 and the resin. In addition, a required gas pressure can be reliably applied to the molten resin.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the gas injection needle 102 is located in the concave portion 104 or inside the annular convex portion (not shown) as in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-232709, leakage of the injected gas is caused in ordinary hollow injection molding. Can be prevented. However, when extremely high-pressure gas is injected from a gas injection needle protruding into a concave portion formed in a thick portion or the inside of an annular convex portion, the resin filled in the concave portion 104 is depressed as shown in FIG. In some cases, a necessary gas pressure cannot be applied to the molten resin, and a good hollow may not be formed.
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to use a gas injection needle to inject gas into the molten resin in the mold cavity, particularly around the gas injection needle. It is an object of the present invention to prevent the resin from being depressed and to obtain a hollow molded article efficiently and reliably.
[0007]
Means and Action for Solving the Problems
For this purpose, the measures taken in the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the invention of claim 1, the gas injection needle 2 provided in the mold 1 so as to protrude is formed in the mold 1. And a gas injection portion of a mold used in a hollow injection molding method, wherein a rib 5 is formed around the concave portion 4.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, as shown in FIGS. 4 and 7 , the gas injection needle 2 provided in the mold 1 in a protruding state is provided with the annular convex portion 6 formed in the mold 1. A notch 7 is formed on the inside of the annular convex portion 6 and extends in the direction of the base from the tip thereof. The depth of the notch 7 is smaller than the height of the annular convex portion 6. It has a structure of a gas injection part of a mold used for the hollow injection molding method, which is a characteristic feature.
[0009]
The present invention has been made by the present inventors by ascertaining the cause of the resin filled in the concave portion 104 as shown in FIG. 9 being depressed as shown in FIG. 10. First, the cause will be described. I do.
[0010]
In the hollow injection molding method, as described above, a hollow portion is formed in a molded article obtained by injecting a gas into a molten resin pressed into the mold cavity 103. The press-fitted molten resin is gradually cooled from the portion in contact with the inner wall surface of the mold 101, and when the gas is injected, a solidified layer 110 having a certain thickness is formed as shown in FIG. The thickness of each part of the solidified layer 110 depends on the elapsed time from the injection of the resin, the shape of the mold cavity, the type of the resin, various temperature parameters, and the like.
[0011]
By the way, as shown in FIG. 9, when a concave portion 104 is formed in a mold 101 and a gas is injected from a gas injection needle 102 protruding into the concave portion 104 to perform hollow injection molding, the molten resin layer 111 has a certain degree of melting. If the pressure does not have the pressure, the solidified layer 110 including the resin portion filled in the recess 104 may be depressed without the gas penetrating the solidified layer 110 and being injected into the molten resin 111.
[0012]
That is, the resin portion filled in the concave portion 104 may be depressed when a higher initial pressure (gas pressure) is applied than in a normal hollow injection molding method. Such depressions occur not only in the recesses 104 but also in the resin filled in the annular projections described in JP-A-4-232709 for the same reason as described above.
[0013]
In order to prevent the above-described depression, it is necessary to fill at least the concave portion 104 in the mold cavity with a sufficient resin and increase the pressure of the molten resin layer 111. However, in this case, it may be difficult to obtain a molded article having a high hollow volume.
[0014]
Accordingly, the present inventors have proposed a book for preventing the resin portion from sinking by increasing the rigidity of the boss shape formed by solidifying the resin filled in the concave portion 104 (or the region of the annular convex portion). The invention has been reached.
[0015]
That is, when forming the recess 4 as shown in FIGS. 1 and 2 in the mold 1, by forming a rib 5 on its periphery, and annular as shown in FIGS. 4 and 7 When the convex portion 6 is formed in the mold 1, the rigidity can be increased by forming a predetermined notch portion 7.
[0016]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
[0017]
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. In a mold 1, a concave portion 4 having a rib 5 in four directions around a cylinder is formed. A gas injection needle 2 is provided so as to be able to advance and retreat toward the center. In this case, when the molten resin press-fitted into the mold cavity 3 is cooled and solidified, the resin filled in the concave portion 4 has a boss shape as shown in FIG.
[0018]
That is, the concave portion 104 of the conventional example shown in FIG. 9 has a simple cylindrical boss shape, whereas the present embodiment has a boss shape having four ribs 5 'around the cylindrical shape. The ribs 5 ′ increase the rigidity of the boss shape and also enhance the adhesion to the inner wall surface of the mold, thereby preventing the boss shape from being collapsed during gas injection. Thereby, gas leakage does not occur, and gas can be efficiently and reliably injected into the molten resin.
[0019]
The concave portion 4 shown in FIGS. 1 and 2 has the ribs 5 in the four directions around the cylinder as described above, but the shape of the concave portion 4 is not limited to this, and has the above-described effects. As long as it has a shape, for example, an appropriate number of ribs of an arbitrary shape may be formed around a cube, a rectangular parallelepiped, a truncated cone, an elliptical column, or the like.
[0020]
FIGS. 4 and 5 show a reference embodiment . An annular convex portion 6 having cutouts 7 in four directions is formed in a mold 1. A gas injection needle 2 is provided so as to be able to move forward and backward. In this case, when the molten resin press-fitted into the mold cavity 3 is cooled and solidified, the resin filled in the region including the annular convex portion 6 is buried in a molded product as shown in FIG. Boss shape.
[0021]
In other words, when a simple cylindrical annular convex portion is formed as in the prior art, a simple cylindrical boss shape is obtained, whereas in the present embodiment , a boss having four ribs 5 ″ around the cylindrical shape is used. The rib 5 ″ increases the rigidity of the boss shape, thereby preventing the boss shape from being collapsed during gas injection. Thereby, gas leakage does not occur, and gas can be efficiently and reliably injected into the molten resin.
[0022]
The annular projection 6 shown in FIGS. 4 and 5 has the cutouts 7 in the four directions of the circle as described above, but the shape of the annular projection 6 is not limited to this. As long as it has a function and an effect, for example, it may be a square, a rectangle, an ellipse, or the like in which an appropriate number of notches are formed.
[0023]
Although the boss shape (see FIG. 6) formed by the annular convex portion 6 having the cutout portion 7 (see FIG. 5) as in the above-described embodiment can prevent the boss from being collapsed during gas injection, For example, when a resin having a large molding shrinkage such as PP, PE, PA or the like is used, a gap may be formed between the gas injection needle and the cylindrical boss due to the shrinkage of the rib 5 ″, and gas leakage may occur from this gap. May occur.
[0024]
Therefore, FIG. 7 shows an annular convex portion 6 according to a second embodiment of the present invention which further solves this problem. In this embodiment, the depth h of the notch 7 provided in the annular protrusion 6 is smaller than the height H of the annular protrusion 6, that is, the notch 7 does not reach the base of the mold, and the annular protrusion does not reach the base. 6 is formed halfway. In the boss shape formed in the present embodiment, as shown in FIG. 8, since the end on the opening side of the boss is not connected to the rib 5 ″, even if the rib 5 ″ contracts, the opening side of the boss is closed. There is no gap between the end and the gas injection needle. Further, in this embodiment, the plurality of ribs 5 ″ equally arranged around the cylindrical boss are contracted, and conversely, the end on the opening side of the boss acts to tighten the gas injection needle. Further, gas leakage is further prevented.
[0025]
The size of the depth h of the notch 7 is determined in consideration of both the effect of increasing the rigidity of the boss and the adverse effect of shrinking the rib 5 ″, and generally needs to be increased as the resin having a higher shrinkage rate is used. There is.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when injecting gas into the molten resin in the mold cavity using the gas injection needle inserted near the center of the concave portion or the annular convex portion formed in the mold. Further, it is possible to prevent the cooled and solidified boss-shaped resin around the gas injection needle from sinking. For this reason, gas leakage due to the depression of the boss shape can be prevented, and a hollow molded product excellent in shape can be obtained efficiently and reliably.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a concave portion formed in a mold according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a boss shape according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view showing an annular convex portion formed in a mold according to the reference example .
FIG. 6 is a diagram showing a boss shape according to the reference example .
FIG. 7 is a view showing an annular convex portion formed in a mold according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view showing a boss shape according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a conventional example.
FIG. 10 is a view for explaining depression of a boss shape in a conventional example.
[Explanation of symbols]
REFERENCE SIGNS LIST 1 mold 2 gas injection needle 3 mold cavity 4 concave portion 5, 5 ′, 5 ″ rib 6 annular convex portion 7 cutout portion 101 mold 102 gas injection needle 103 mold cavity 104 concave portion 110 solidified layer 111 molten resin layer

Claims

A hollow injection molding method characterized in that a gas injection needle provided in a protruding state in a mold is located in a recess formed in the mold, and a rib is formed around the recess in the recess. The structure of the gas injection part of the mold used.

A gas injection needle provided in the mold in a protruding state is located inside an annular convex portion formed in the mold, and the annular convex portion has a cutout portion extending from the tip thereof in a root direction. Wherein the depth of the notch is smaller than the height of the annular projection, wherein the gas injection portion of the mold used in the hollow injection molding method is provided.