【実施例1】
【0015】
図1〜
図4を参照して、メタリック樹脂成形枠体の成形用金型1は、固定側取付板3に取り付けられた固定側型板(キャビティ側金型)5と、可動側取付板35にスペーサブロック36を介して取り付けられた可動側型板(コア側金型)40とからなり、雌型である前記固定側型板(キャビティ側金型)5と、雄型である前記可動側型板(コア側金型)40が合わさって成型品空間部本体(キャビティ本体)14を形成する。これ等の雌型である前記固定側型板(キャビティ側金型)5と、雄型である前記可動側型板(コア側金型)40との接触面が、いわゆるランドエリア34と言われるところである。このランドエリア34は、制御部(図示せず)からの制御信号による型締め機構(図示せず)の作動により、型締め時に接合し、型開き時に離反する動作が行われる。
【0016】
前記固定側取付板3には、射出成形機の加熱シリンダ115用の中央穴3aや、図示されない型板取付ボルト穴3b等が設けてある。そして、前記固定側型板(キャビティ側金型)5において、ホットランナーブロック20が、前記固定側型板本体(キャビティ側金型本体)6と前記固定側取付板3とに挟持されて設けられている。この固定側型板5のホットランナーブロック20において、第1のヒータ26と第2のヒータ27により、ホットランナー24内に導入されるメタリック樹脂溶融材料123を、常に一定温度に制御可能とする。更に、ノズル部30の周囲に配置される第3のヒータにより、一定温度に制御されるメタリック樹脂溶融材料123を、スプルー部8を通過させ、スプルー部8の他端部から、これに接続するランナー部9、段付きランナー部10、ゲート部11、そして成形品空間部13の順に形成されている空間部の内に連続して充填させ得る。
【0017】
そして、前記固定側型板(キャビティ側金型)5のランドエリア34側において、スプルー部8を中心にして、以下、スプルー部8の他端部から、ランナー部9、段付きランナー部10、ゲート部11、そして成形品空間部13の順に外周方向に連設して刻設された窪みであるキャビティブロック7が形成されている。勿論、前記スプルー部8の一端部は、前記ホットランナーブロック20に設けられているノズル部30に接続されている。そして、型締め時に、キャビティブロック7の周辺の平坦面であるランドエリア34が、コア型47のコア部48の周辺の平坦面であるランドエリア34と互いに接合して、後述するように複数のガス抜きピン54と複数のガス抜き入れ駒57(これ等の各々複数のガス抜き部材)を適正の位置に配設されたコア部48に、所定の空間を保って成形品空間部13が覆設されて成形品空間部本体(キャビティ本体)14が形成される。重複するが、各々複数のガス抜き部材を適所に配置された、この成形品空間部本体(キャビティ本体)14によりメタリック樹脂成形枠体を形成するために、スプルー部8を中心にして、以下、スプルー部8の他端部から、ランナー部9、段付きランナー部10、ゲート部11、そして成形品部空間13の順に外周方向に連設して刻設された窪みであるキャビティブロック7の内に、射出成形機の加熱シリンダ115からのメタリック樹脂溶融材料123の充填が可能となる。
【0018】
図1,
図2を参照して、可動側取付板35にスペーサブロック36を介して取り付けられた可動側型板(コア側金型)40は、受け板(バックプレート)42と、この受け板(バックプレート)42のコア型嵌合凹部43に嵌め込まれるコア形47とからなる。前記受け板(バックプレート)42には、前記コア型嵌合凹部43の奥底面にガス抜き溝45が刻設されており、このガス抜き溝45の一方端部45aにおいて、後述する複数のガス抜きピン54の各頭部54aの各頭頂部と、複数のガス抜き入れ駒57の各頭部57aの各頭頂部に連設するように配置されており、そして、ガス抜き溝45の他方端部45bは、真空ポンプ(図示せず)に接続されている。
【0019】
そして、複数のガス抜きピン54(ここでは8本)と、複数のガス抜き入れ駒57(ここでは7個)の素材は、焼結金属等による微細な連通孔を有して空気やガスを容易に通す通気性金属製であり、例えば、ポーセラックスII(登録商標)製により好適に使用される。更に、複数のガス抜きピン54と複数のガス抜き入れ駒57の配置は、コンピュータ・シミュレーション技術による流動解析により、各々適正位置に配置(各々複数のガス抜き部材を適所に配置)され、メタリック樹脂成形枠体の成形時に、成形品空間部本体(キャビティ本体)14内に存在する空気や発生するガスのガス抜きを、前記真空ポンプ(図示せず)を使用して、所定の適正な吸引圧力により効果的に良好に行うことが可能である。勿論、複数のガス抜き入れ駒57同士の間の隙間からも、ガス抜き溝45の一方端部45aを介して、前記真空ポンプ(図示せず)により、メタリック樹脂成形枠体の成形時に、キャビティ本体14内に存在する空気や発生するガスを、所定の適正な吸引圧力により効果的に良好にガス抜きを行うことが可能である。
【0020】
図2、
図3を参照して、可動側型板40のコア型47において、コア型部材(コアブロック)47aに左方面側から右方面側に向けて、複数のガス抜きピン用段付き孔50(ここでは8か所)と、1か所の比較的大きな円弧状をなすガス抜き入れ駒用段付き孔52が刻設されており、そして、右方面側において、前記複数のガス抜きピン54と前記ガス抜き入れ駒用段付き孔52の先端部を挟むように凸状のコア部本体49が設けられている。詳述すれば、複数のガス抜きピン用段付き孔50の各々にガス抜きピン54が挿入され(ここでは8か所)、1か所の比較的大きな円弧状(ここでは、ほぼ円周の三分の一にわたる長さ)をなすガス抜き入れ駒用段付き孔52に、複数のガス抜き入れ駒57(ここでは7個)が連設して挿入されて、ガス抜きピン先端部54b及びガス抜き入れ駒先端部57bの両端部を挟むように凸状のコア部本体49が設けられていることにより、コア型部材47aの右方面側にコア部48が一体的に形成されている(
図3、
図4参照)。この一体的に形成されているコア部48の周辺の平坦面であるランドエリア34が、キャビティブロック7の周辺の平坦面であるランドエリア34と接合して、複数のガス抜きピン54と複数のガス抜き入れ駒57(これ等の各々複数のガス抜き部材)を適正の位置に配設された成形品空間部本体(キャビティ本体)14が形成される。すなわち、雄型である前記可動側型板(コア側金型)40のランドエリア34と、雌型である前記固定側型板(キャビティ側金型)5のランドエリア34とが接合して、複数のガス抜きピン54と複数のガス抜き入れ駒57(これ等の各々複数のガス抜き部材)を適正の位置に配設されて前記一体的に形成されているコア部48との間に所定の空間を保ってキャビティブロック7の一部を形成する成形品空間部13が覆設することにより成形品空間部本体(キャビティ本体)14が形成されることを含んで、ランドエリア34とキャビティブロック7により、スプルー部8に接続して、ランナー部9,段付きランナー部10に連設して複数のガス抜きピン54と複数のガス抜き入れ駒57(これ等の各々複数のガス抜き部材)を適正の位置に配設された成形品空間部本体(キャビティ本体)14が形成される。
【0021】
そして、射出成形機の加熱シリンダ115のバンドヒータ120にて、所定の一定温度に制御されたメタリック樹脂溶融材料123がスクリュ117によりノズル115aから押し出され、固定側型板5のホットランナーブロック20において、第1のヒータ26と、第2のヒータ27により、ホットランナー24内に導入されるメタリック樹脂溶融材料123を、常に所定の一定温度に制御可能とする。更に、ノズル部30周囲に配置される第3のヒータにより、所定の一定温度に制御されたホットランナー24内に導入されたメタリック樹脂溶融材料123が、スプルー部8、ランナー部9、段付きランナー部10、ゲート部11、そして複数のガス抜きピン54と複数のガス抜き入れ駒57(これ等の各々複数のガス抜き部材)を適正の位置に配設された成形品空間部本体(キャビティ本体)14の順にキャビティブロック7内に連続して充填される。そして、これらの空間内であるキャビティブロック7内にメタリック樹脂溶融材料123が充填されてから、前記真空ポンプ(図示せず)により、メタリック樹脂成形枠体の成形時に、キャビティ本体14内に存在する空気や発生するガスを、所定の適正な吸引圧力により効果的に良好にガス抜きを行う所定時間後にスプルー部8、ランナー部10、段付きランナー部10の付いたメタリック樹脂成形枠体が成形される(
図6、
図7参照)。
【0022】
ここで、メタリック樹脂溶融材料123が、スプルー部8、ランナー部9、段付きランナー部10、ゲート部11、そして成形品空間部13の順にキャビティブロック7内に連続して充填される場合に、段付きランナー部10において、ランナー部9の高さ(厚さ)から徐々に大きくなる高さ(厚さ)寸法の形状(表面が登り勾配の形状であり断面積が徐々に大きくなる形状)をとり、その後、頂上の平坦部(最大の高さ(厚さ)寸法の形状)を所定の長さに保ってから、次に、徐々に小さくなる高さ(厚さ)寸法の形状(表面が下り勾配の形状であり断面積が徐々に小さくなる形状)をとり、最終的に再びランナー部9と同一の高さ(厚さ)寸法の形状をとったゲート部11とし、これに連設して、複数のガス抜きピン54と複数のガス抜き入れ駒57(これ等の各々複数のガス抜き部材)を適正の位置に配設された成形品空間部本体(キャビティ本体)14とを備えたキャビティブロック7を形成して、この空間形状内にメタリック樹脂溶融材料123を導入充填させることにより、メタリック樹脂溶融材料の固形化防止とメタリック粒子の配向防止として役に立ち、適正なガス抜き動作と相俟って良好な成形品質の確保(メタリック粒子の配向による黒い線が無い良好な外観品質を持つこと)が可能である。
【0023】
本実施例1では、例えば、ランナー部9の肉厚を2.5 mmとし、段付きランナー部10の一定の高さの頂上の平坦部の長さを3mmとし、ゲート部11の高さを2.5 mmとした。段付きランナー部10の作用効果は、メタリック樹脂溶融材料の固形化やメタリック粒子の配向防止用として役立ち、良好な成形品質の確保が可能である(
図7参照)。
【0024】
図5を参照して、固定側型板(キャビティ側金型)5には、ガイドピンブッシュ用段付き孔15に嵌合されたガイドピンブッシュ32が設けられている。これに対応して、可動側型板(コア側型板)40にガイドピン用段付き孔77にガイドピン80が設けられており、前記固定側型板(キャビティ側金型)5と前記可動側型板(コア側金型)40との接触面が、ランドエリア34であり、このランドエリア34において、制御部(図示せず)からの制御信号による型締め機構(図示せず)の作動により、接合(型締め時)と離反(型開き時)の動作が安定して行われる。
【0025】
更に、固定側型板(キャビティ側金型)5には、突出し機構90が設けられている。この突出し機構90において、スプルロックピン103が、突出し板A92と突出し板B97に支持され、可動側型板(コア側型板)40にブッシュ70とスプルロックピン用孔69に案内支承されている。スプルロックピン103の先端部はZ字状形アンダーカット部104を備えており、型開き時にスプルー部8、ランナー部10の付いたメタリック樹脂成形枠体を固定側型板(キャビティ側金型)5から引き出した後で、スプルー部8、ランナー部9、段付きランナー部10の付いたメタリック樹脂成形枠体の自然落下が容易である。
突出しピン100が、突出し板A92と突出し板B97に支持され、可動側型板(コア側型板)40にブッシュ66と突出しピン用孔65に案内支承されている。型開き時に、突出しラム(図示せず、油圧又は空気圧により作動するラム)により、突出し板A92と突出し板B97の前進動作により、コア部48よりスプルー部8、ランナー部9,段付きランナー部10の付いたメタリック樹脂成形枠体を突き出して、自然落下させて
図6、
図7の形状で取り出すことが可能である。
リターンピン107が、突出し板A92と突出し板B97に支持され、可動側型板(コア側型板)40にブッシュ74とリターンピン用孔73に案内支承されている。このリターンピン107は、型締め時に、メタリック樹脂成形枠体の突出し機構90を元の位置に戻すために使用するピンである。すなわち、型締め時に、突出し板A92と突出し板B97に支持される、突出しピン100と、スプルロックピン103と、リターンピン107等の突出し機構90を、元の位置に戻すために使用される。
【0026】
図1、
図5、
図6、
図7を参照して、メタリック樹脂成形枠体の成型品部形状が円形枠体(スピーカーリング)140の成形動作から完成までの概要を説明する。先ず初めに、メタリック樹脂成形枠体の成形品のベース樹脂と、金属粒子(金属フレーク)、パール粒子、着色材、添加材の内のすべて又は何れか一つ以上を選択して、前記ベース樹脂に互いに所定量を用意して混練するために、メタリック樹脂成形枠体の原料として射出成形機のホッパ(何れも図示せず)内に投入する。次に、射出成形機の加熱シリンダ115のノズル115aの先端部が、固定側型板5のホットランナーブロック20のホットランナー入り口凹部(スプルーシート)22に当接する。次に、コア型47の右方平坦面(具体的には、
図4に示すコア型部材47aのコア部48の周辺部の平坦面)であるランドエリア34と、スプルー部8、ランナー部9、段付きランナー部10、ゲート部11、そして成形品空間部13の順に連続して刻設された窪みであるキャビティブロック7を備えた固定側型板本体(キャビティ側金型本体)6の左端面であるランドエリア34とが型締め機構により密着される。これにより、更に、スプルー部8の他端部から、ランナー部9、段付きランナー部10、ゲート部11、そして成形品空間部13がコア部48に覆設してなる成形品空間部本体(キャビティ本体)14の順に外周方向に連設して刻設された窪みであるキャビティブロック7の空間内に、射出成形機の加熱シリンダ115からのメタリック樹脂溶融材料123が、所定の温度と、所定の圧力と、所定の充填速度と、所定時間の間に所定保持圧力を維持して充填され、成形品空間部本体(キャビティ本体)14を形成する、複数のガス抜きピン54と複数のガス抜き入れ駒57(これ等の各々複数のガス抜き部材)を適正の位置に配設されてなるコア部48から、真空ポンプ(図示せず)により、メタリック樹脂成形枠体の成形時に、キャビティ本体14内に存在する空気や発生するガスを、所定の適正な吸引圧力により効果的に良好にガス抜きを行い、所定時間後に、型締め機構により型開きされてから、型開き時にスプルー部8、ランナー部9,段付きランナー部10の付いたメタリック樹脂成形枠体を固定側型板(キャビティ側金型)5から引き出した後で、スプルー部8、ランナー部9,段付きランナー部10の付いたメタリック樹脂成形枠体を自然落下させて、取り出す。
【0027】
ここで再度煩わしく重複して述べるが、メタリック樹脂溶融材料123が、スプルー部8、ランナー部9、段付きランナー部10、ゲート部11、そして成形品部空間13がコア部48に覆設してなる成形品空間部本体(キャビティ本体)14を備えて形成されるキャビティブロック7の空間内に充填されて、メタリック樹脂成形枠体の成形時に、キャビティ本体14内に存在する空気や発生するガスを、真空ポンプ(図示せず)により、所定の適正な吸引圧力により効果的に良好にガス抜きを行い、所定時間後にスプルー部8、ランナー部9,段付きランナー部10の付いたメタリック樹脂成形枠体が成形されて、スプルロックピン103及び突出しピン100の動作により、コア部48よりスプルー部8、ランナー部9,段付きランナー部10の付いたメタリック樹脂成形枠体を突き出して、金型から自然落下させて
図6、
図7の形状で取り出される。次に、ゲート部11の部位にて、プレス機130(図示せず)にセットした刃131により、キャビティブロック7により成形されたメタリック樹脂成形枠体の成形品部形状が円形枠体(スピーカーリング)140と、スプルー部8とランナー部9と段付きランナー部10の一体部分とに切断される。これ等の工程により、成形品空間部本体(キャビティ本体)14により成形されたメタリック樹脂成形枠体の成形品部形状が円形枠体(スピーカーリング)140の背面図(
図8)と、メタリック樹脂成形枠体の成形品部形状が円形枠体(スピーカーリング)140の正面図(
図9)で示される。
【実施例3】
【0030】
本発明の実施例3では、メタリック樹脂成形品のベース樹脂をPP樹脂、ABS樹脂、AES樹脂、の中の何れか一つとした。そして、金属粒子(金属フレーク)、パール粒子、着色材、添加材の内のすべて又は何れか一つ以上を選択して、前記ベース樹脂に互いに所定量を用意して混練するために、メタリック樹脂成形枠体の原料として射出成形機のホッパ(何れも図示せず)内に投入する。
【0031】
リング形状のメタリック樹脂成形品の射出成形条件として、
樹脂温度180℃〜290℃が好ましく、
樹脂を流す射出率30〜70cm
3/秒が好ましく、
金型内で樹脂を溶かすホットランナーノズル部30の温度は180℃〜260℃が好ましく、
固定金型側のホットランナー24の温度は35℃〜80℃が好ましく、
樹脂を金型に流す時間は4秒〜15秒/個が好ましく、
樹脂を固化させる時間を15秒〜60秒/個が好ましく、
樹脂を練る射出機のスクリュの回転数は40rpm〜95rpmが好ましく、
ガス抜きの圧力は0.5Mpa〜1.5Mpaが好ましい。
【0032】
メタリック樹脂成形品の射出する条件は、
PP樹脂の場合
樹脂温度は210℃前後であり、
樹脂を流す射出率は55cm
3/秒であり、
金型内で樹脂を溶かすホットランナーノズル30の温度は210℃前後であり、
金型固定側のホットランナー24の温度は50℃前後であり、
樹脂を金型に流す時間は10秒/個前後であり、
樹脂を固化させる時間は50秒/個前後であり、
樹脂を練る射出装置のスクリュの回転数は70rpmである。
【0033】
メタリック樹脂成形品の射出する条件は、
ABS樹脂又はAES樹脂の場合
樹脂温度は250℃前後であり、
樹脂を流す射出率は55cm
3/秒であり、
金型内で樹脂を溶かすホットランナーノズル30の温度は250℃前後であり、
金型固定側のホットランナー24の温度は65℃前後であり、
樹脂を金型に流す時間は12秒/個前後であり、
樹脂を固化させる時間は60秒/個前後であり、
樹脂を練る射出装置のスクリュの回転数は60rpmである。
【0034】
以上の実施例により、当該メタリック樹脂成形品の目視において、金属材料製及び塗装製と同等の光輝感とメタリック粒子の配向による黒い線が無い外観品質の良好なメタリック樹脂成形品が得られた。
【0035】
以上のことから、本発明の実施例によれば、自動車部品の金属材料製部品又は塗装製品を、金属材料製と同等の光輝感、メタリック粒子の配向による黒い線がない外観品質を持つ、当該メタリック樹脂の成形品に交換できるため、軽量化と低価格化を実現することができる。
【0036】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の範囲は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。