注射模塑成型体、注射模塑成型方法及注射模塑成型模具

摘要

本发明提供一种即使在成形容易引起拉丝现象的树脂时也能消除拉丝现象，而且能适用于没有贯通孔的成形体的注射模塑成型方法、该方法所使用的注射模塑成型模具以及通过该注射模塑成型得到的注射模塑成型体。一种利用针孔型浇口(9)通过注射模塑成型后的开模进行浇口切断的合成树脂的注射模塑成型体的注射模塑成型方法，从与熔融树脂的注射方向同轴设置的第一直浇道(6)，通过在该第一直浇道(6)的垂直方向上设置的横浇道(7)，经由在与熔融树脂的注射方向水平设置的第二直浇道(8)的顶端部形成的针孔型浇口(9)，从形成在平行于开模方向的腔室面上的该针孔型浇口(9)的浇口的口部(9a)将熔融树脂填充到该腔室(10)，冷却后利用开模进行浇口切断，在利用顶出杆(11)进行的顶出工序中取出腔室(10)内的注射模塑成型体。

说明书

技术领域

本发明涉及适合于使用了拉伸率高的滑动性合成树脂的场合的注 射模塑成型方法、注射模塑成型模具及注射模塑成型体。本发明特别 涉及电子照相装置中的由注射模塑成型体形成的导向部件。

背景技术

在复印机及激光打印机等的电子照相装置中，为了用热量使调色 剂熔融后定影在纸张上，在定影部将其加热到200℃左右的高温进行 定影。之后，利用排纸滚轮、排纸引导件(排纸凸起)将纸张排出。 然而随着近年来的高速化，逐渐变成了纸张及被定影的调色剂在高温 状态下通过排纸部的情况。为此，调色剂在半熔融状态下就与排纸滚 轮等构件接触的情况越来越多，对排纸滚轮有了耐热性和对调色剂的 非粘着性方面的要求。

以往，这种用于排纸滚轮、排纸引导件等构件的导向部件，使用 的是非粘着性优异的氟树脂制品。这样的氟树脂制品，已知的有，例 如，用结晶熔点在250℃以上、280～380℃的熔点处的粘度在1×10³～ 1×10⁶泊的范围的熔融氟树脂通过注射模塑成型制造的(参照专利文 献1及专利文献2)。

上述熔融氟树脂，其拉伸破坏伸长率大，即使在成形并冷却至常 温左右之后，当将模具开模，从浇口分离注射模塑成型体时，由于浇 口内的树脂与形成成形体的树脂在没有被完全切断的状态下被拉开， 所以会引起树脂像抽线那样伸长的“拉丝现象”。

为了避免这样的“拉丝现象”，在用注射模塑成型制造带孔的树脂 成形品时，已知有在模具内进行加工的注射模塑成型方法，即：把芯 棒设置成可在腔室内向轴向进退自如地驱动，将浇口部配置在所述芯 棒的中心轴的延长线上，在用被驱动的芯棒在成形体上形成贯通孔的 时候，用芯棒的顶端将浇口堵塞从而将浇口内树脂与成形体完全切断 (参照专利文献3)。除此之外，作为图像形成装置的纸张输送用转动 体的注射模塑成型模具，已知有采用针孔型浇口的注射模塑成型方法 (参照专利文献4)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平09-315615号公报

专利文献2：日本特开平10-254199号公报

专利文献3：日本特开平10-024455号公报

专利文献4：日本特开2003-231157号公报

发明内容

发明要解决的课题

即便是在采用可在模具内进行浇口切断的针孔型浇口或隧道式浇 口的情况下，也可能因其浇口位置而发生“拉丝现象”。为此，应该省 去后续工序中的浇口切断处理，即使特意采用针孔型浇口或隧道式浇 口制造注射模塑成型模具，但是如果不能省去后续工序的浇口处理， 用针孔型浇口、隧道式浇口这样昂贵的模具规格就可能变得毫无意义。

合成树脂的拉伸破坏伸长率在100％以上的时候，容易引起拉丝现 象。例如，使用四氟乙烯-全氟代烷基乙烯基醚共聚物(以下称作 “PFA”)、四氟乙烯-乙烯共聚物(以下称作“ETFE”)以及四氟乙烯 -六氟丙烯共聚物(以下称作“FEP”)那样的拉伸破坏伸长率在200％ 以上的合成树脂的时候，根据现有的像专利文献4那样的注射模塑成 型方法，可能无法消除拉丝现象。

此外，专利文献3的注射模塑成型方法，由于是在模具内进行浇 口切断的同时进行开孔加工，所以不能适用于没有贯通孔的成形体。

本发明就是针对这样的问题而做出的，其目的在于提供这样一种 注射模塑成型方法：即便是对容易引起拉丝现象的拉伸破坏伸长率在 100％以上的树脂进行成形加工的时候也能消除拉丝现象，而且，还能 适用于没有贯通孔的成形体的注射模塑成型方法，本发明的目的还在 于提供上述注射模塑成型方法所使用的注射模塑成型模具以及通过该 注射模塑成型得到的注射模塑成型体。

用于解决课题的技术手段

本发明的注射模塑成型体，是利用针孔型浇口进行注射模塑成型 后，通过开模进行浇口切断的合成树脂的注射模塑成型体，其特征在 于，该注射模塑成型体在与开模方向平行的成形体面亦即该成形体的 轴向的垂直面上具有浇口痕。其特征特别在于，上述注射模塑成型体 为电子照相装置的导向部件。

本发明的注射模塑成型体的特征在于，上述合成树脂为拉伸破坏 伸长率在100％以上的合成树脂，特别在于上述合成树脂是从PFA、 ETFE及FEP中选取的至少一种合成树脂。

本发明的注射模塑成型方法，是利用针孔型浇口通过注射模塑成 型后的开模进行浇口切断的合成树脂的注射模塑成型体的注射模塑成 型方法，上述注射模塑成型方法的特征在于，从与熔融树脂的注射方 向同轴设置的第一直浇道，通过在上述第一直浇道的垂直方向上设置 的横浇道，经由在与熔融树脂的注射方向水平设置的第二直浇道的顶 端部形成的针孔型浇口，从形成在平行于开模方向的腔室面上的该针 孔型浇口的浇口的口部向该腔室填充熔融树脂，冷却后，通过开模进 行浇口切断，在顶出工序中将上述腔室内的注射模塑成型体取出。

本发明的注射模塑成型模具是利用针孔型浇口通过注射模塑成型 后的开模进行浇口切断的合成树脂的注射模塑成型体的注射模塑成型 所使用的注射模塑成型模具，上述注射模塑成型模具为由固定侧安装 板、固定侧模板和可动侧模板组成的三板模具，上述固定侧安装板具 有与熔融树脂的注射方向同轴设置的第一直浇道，上述固定侧安装板 与上述固定侧模板之间具有与上述第一直浇道连通、在上述第一直浇 道的垂直方向上设置的横浇道，上述固定侧模板具有与上述横浇道连 通、与熔融树脂的注射方向水平设置的第二直浇道，上述注射模塑成 型模具的特征在于，上述可动侧模板具有与在上述第二直浇道的顶端 部形成的针孔型浇口连通的腔室，该腔室通过在平行于开模方向的腔 室面上形成的浇口的口部与上述针孔型浇口连通。

本发明的注射模塑成型体，是利用针孔型浇口通过注射模塑成型 后的开模进行浇口切断的合成树脂的注射模塑成型体，由于在平行于 开模方向的成形体面即该成形体的轴向的垂直面上具有浇口痕，所以 即使是在使用容易引起拉丝现象的拉伸破坏伸长率100％以上的合成 树脂的情况下，也能确实可靠地将浇口内的树脂与成形体切断，使之 成为消除了拉丝现象的注射模塑成型体。因此，不必在成型后的后续 工序中进行浇口处理，就能够制成高品质又抑制了制造成本的注射模 塑成型体。其结果是，本发明的注射模塑成型体特别适合于电子照相 装置的导向部件即纸张输送用滑动接触导向件、纸张输送用转动体。

此外，即使是在使用像PFA、ETFE、FEP这样的，拉伸破坏伸 长率超过200％的合成树脂的情况下，也能制成消除了拉丝现象的注 射模塑成型体。

本发明的注射模塑成型方法，是利用针孔型浇口通过注射模塑成 型后的开模进行浇口切断的合成树脂的注射模塑成型体的注射模塑成 型方法，从与熔融树脂的注射方向同轴设置的第一直浇道，通过在该 第一直浇道的垂直方向上设置的横浇道，经由在与熔融树脂的注射方 向水平设置的第二直浇道的顶端部形成的针孔型浇口，从形成在与开 模方向平行的腔室面上的该针孔型浇口的浇口的口部向该腔室中填充 熔融树脂，冷却后，通过开模进行浇口切断，在顶出工序取出腔室内 的注射模塑成型体，由于是上述这样的注射模塑成型方法，所以在对 容易引起拉丝现象的拉伸破坏伸长率在100％以上那样的树脂进行成 形的时候，能够将浇口内的树脂与成形体可靠地切断，消除拉丝现象。 此外，本发明的注射模塑成型方法具有对于没有贯通孔的成形体也能 适用的浇口切断性。

特别是，即使在使用像用通常的针孔型浇口会发生拉丝现象的 PFA、ETFE、FEP这样的、拉伸破坏伸长率超过200％的合成树脂的 情况下，也能将其作为不发生拉丝现象的注射模塑成型方法。为此， 不需要再利用后续加工进行残留在浇口部的毛刺的处理。

本发明的注射模塑成型模具，是利用针孔型浇口通过注射模塑成 型后的开模进行浇口切断的合成树脂的注射模塑成型体的注射模塑成 型所使用的模具，是由固定侧安装板、固定侧模板和可动侧模板组成 的三板模具，固定侧安装板具有与熔融树脂的注射方向同轴设置的第 一直浇道，固定侧安装板与固定侧模板之间具有与第一直浇道连通、 在该第一直浇道的垂直方向上设置的横浇道，固定侧模板具有与横浇 道连通、与熔融树脂的注射方向水平设置的第二直浇道，可动侧模板 具有与形成在第二直浇道的顶端部的针孔型浇口连通的腔室，该腔室 在与开模方向平行的腔室面上形成的浇口的口部与该针孔型浇口连 通，因此，用该注射模塑成型模具成形的成形体，即使是容易引起拉 丝现象的拉伸破坏伸长率在100％以上那样的树脂的成形体，也能将 浇口内的树脂与成形体可靠地切断，消除拉丝现象。此外，本发明的 注射模塑成型模具具有对于没有贯通孔的成形体也能适用的浇口切断 性。

附图说明

图1是用于表示作为本发明的注射模塑成型体之一例的电子照相 装置的导向部件即排纸滚轮的立体图及正面剖视图。

图2是用于表示本发明的注射模塑成型模具之一例的剖视图。

图3是用于表示本发明的注射模塑成型方法的工序的图。

图4是用于表示用现有的方法制造的排纸滚轮的立体图及正面剖 视图。

图5是用于表示现有的注射模塑成型模具的剖视图。

图6是用于表示现有的注射模塑成型方法的工序的图。

图7是用于表示现有的排纸凸起的正面图及侧视图。

图8是用于表示现有的注射模塑成型模具(采用隧道式浇口)的 剖视图。

具体实施方式

本发明的注射模塑成型体适合于电子照相装置的导向部件。作为 这种导向部件，可以举出，例如，排纸引导件、翻转板凸起(日文： フリッパーリブ)等纸张输送用滑动接触导向件，或者，例如，排纸 滚轮、中间引导件滚轮、踢出用滚轮等纸张输送用转动体。

基于图1，说明本发明的注射模塑成型体之一例，作为电子照相 装置的导向部件的排纸滚轮。图1(a)是排纸滚轮的立体图，图1(b) 是排纸滚轮的正面剖视图。如图1(a)、(b)所示，排纸滚轮1是具 有轴承孔1b和导向部1a的呈大致圆筒状的成形体。导向部1a的轴向 的形状，可以平行于轴心，或者，也可以是中间高的皇冠形状等等。 排纸滚轮1是利用针孔型浇口通过注射模塑成型后的开模进行浇口切 断的合成树脂的注射模塑成型体，在作为平行于开模方向的成形体面 的轴向的垂直面1c上具有浇口痕2。该注射模塑成型体(排纸滚轮1)， 使用三板模具、针孔型浇口，是在开模时进行浇口切断，而不是在将 成形体顶出时进行浇口切断的。此外，不包括像图8那样的，用隧道 式浇口成形的成形品。

垂直面1c是构成轴承孔1b的轴承部(中心圆筒部分)的外径面。 该垂直面1c，只要是在下文将叙述的注射模塑成型时利用开模进行浇 口切断的时候能够防止拉丝现象的范围内，相对于开模方向，可以是 不完全平行的、多少有点倾斜角度的大致平行的面(轴向的大致垂直 面)。具体而言，相对于开模方向(轴向)倾斜0°～5°左右亦可。

成为注射模塑成型材料的合成树脂，采用的是拉伸破坏伸长率在 100％以上的合成树脂，本发明能够针对具有如是特性的众所周知的树 脂防止拉丝现象。作为这种合成树脂，可以举出PFA、ETFE、FEP 等熔融氟树脂，氨基甲酸乙酯弹性体、聚酯弹性体、聚酰胺弹性体、 聚氯乙烯弹性体、聚丁二烯弹性体等热塑性弹性体，聚亚安酯树脂、 聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚醛树脂等。特别是，在将 注射模塑成型体用作电子照相装置的导向部件的情况下，由于与调色 剂的非粘着性优异，优选PFA、ETFE、FEP等材料。PFA、ETFE及 FEP虽然其拉伸破坏伸长率在200％以上，但是即便使用这些材料也 能显著地防止拉丝现象。另外，本发明中的“拉伸破坏伸长率”，是试 验件因拉伸载荷而发生断裂时的长度对非负载(拉伸载荷)的试验件 的长度(拉伸方向长度)的比值(％)，其根据ASTM中D638规定的 试验法测得。

上述合成树脂中可以混合纤维状强化剂、其他众所周知的填充材 料、添加剂。在将注射模塑成型体用作电子照相装置的导向部件的情 况下，为了得到排纸时所需的充分的强度，可以混合例如碳纤维、玻 璃纤维、硅酸钙晶须、碳酸钙晶须、硫酸钙晶须，硫酸镁晶须、硝酸 镁晶须等。

本发明的注射模塑成型体，其形状、大小没有特别限定，是与使 用目的相对应的滑动部件及其他的树脂制品。因此，其并不限于如图 1所示的圆筒状，也包括有轴部没有轴承孔的。此外，还包括板状的 和其他形状的。此外，如果是如图1所示的电子照相装置的导向部件， 其轴向长度及导向部直径，分别为数毫米～数十毫米左右。另外，如 果注射模塑成型体是电子照相装置的导向部件，则配置浇口时不宜在 导向部的表面上设置浇口痕。此外，如果是如图1所示具有轴承孔1b 的情况，则配置浇口时应注意不在轴承孔1b的表面上设浇口痕。

用于制得本发明的注射模塑成型体的注射模塑成型方法基本上包 括：将熔融状态的合成树脂从浇口向腔室内注射填充的工序；将注射 填充的合成树脂冷却固化的工序；通过将模具开模而进行浇口切断的 工序；通过用顶出杆将成形体从模具顶出进行脱模的工序。

基于图2、图3说明本发明的注射模塑成型模具。图2是用于成 形图1的排纸滚轮的注射模塑成型模具的剖视图。如图2、图3所示， 该注射模塑成型模具是由带有横浇道推出板5的固定侧安装板51、固 定侧模板4和可动侧模板3组成的三板结构的模具。熔融树脂的注射 方向与模具的开模方向A平行。固定侧安装板51上设有与熔融树脂 的注射方向同轴设置的第一直浇道6，横浇道推出板5与固定侧模板4 之间设有与第一直浇道6连通、在第一直浇道6的垂直方向上设置的 横浇道7，固定侧模板4上设有与横浇道7连通、与熔融树脂的注射 方向水平设置的第二直浇道8。可动侧模板3上设有与形成在第二直 浇道8的顶端部的针孔型浇口9连通的腔室10。该腔室10是在与开 模方向A平行的腔室面上形成的浇口的口部9a与针孔型浇口9连通 的。根据这一结构，如下文将叙述的那样，在进行模具内浇口切断时 不会发生拉丝现象。

如图2所示，在第二直浇道8的顶端部形成的针孔型浇口9(的 轴心)相对于第二直浇道8的轴心倾斜一个角度θ。浇口的口部9a 形成在与开模方向A平行的腔室面上，第二直浇道8大致平行于该腔 室面，将该腔室10和第二直浇道8连通起来的针孔型浇口9，不是像 以往那样在第二直浇道8的轴心上(参照图5)，而是必须使其倾斜。 倾斜角θ在30°～90°，优选在40°～80°。

基于图3说明本发明的注射模塑成型方法。图3(a)～(e)是用 于表示使用图2的注射模塑成型模具进行注射模塑成型体(排纸滚轮) 的成形的工序的图。该注射模塑成型方法是用于制造本发明的注射模 塑成型体的制造方法。

[图3(a)]

首先，由带有横浇道推出板5的固定侧安装板51、固定侧模板4 和可动侧模板3组成的三板结构的注射模塑成型模具，在合模的状态 下被调温至使用树脂的规定温度。另外，模具的详细结构同图2所示。

[图3(b)]

接下来，从图中未示出的喷嘴顶端把被加热至熔融状态的合成树 脂12以设定好的注射压力注射到模具内，于是，从与熔融树脂的注射 方向同轴设置的第一直浇道6，通过在第一直浇道6的垂直方向上设 置的横浇道7，经由与在熔融树脂的注射方向水平设置的第二直浇道8 的顶端部形成的针孔型浇口9，熔融树脂被填充的到腔室10中。这里， 针孔型浇口9的浇口的口部(参照图2)形成在与开模方向平行的腔 室面上。之后，在合模状态下经过一定时间的保压工序和冷却工序。

[图3(c)]

冷却工序后，通过开模将固定侧模板4与横浇道推出板5分开， 同时将可动侧模板3与固定侧模板4分开。在将可动侧模板3与固定 侧模板4分开时，在第二直浇道8的顶端部形成的针孔型浇口9处的 树脂因受到牵引发生断裂而实现浇口切断。由于针孔型浇口9的浇口 的口部(参照图2)形成得比第二直浇道8的顶端更细，在强度上最 弱，故该浇口的口部发生断裂。此时，由于针孔型浇口9将其浇口的 口部形成在与开模方向平行的腔室面上，浇口自身也形成在相对于第 二直浇道8的轴心呈例如30°～90°的倾斜角的范围内，所以不发生 拉丝现象即可进行浇口切断。该工序后的横浇道等部分处在粘贴在横 浇道推出板5上的状态，注射模塑成型体13成为被保持在可动侧模板 3的腔室10内的状态。

[图3(d)]、[图3(e)]

接下来，通过将横浇道推出板5与固定侧安装板51分开，粘贴在 横浇道推出板5上的横浇道等部分从模具上脱落下来，通过使可动侧 模板3的顶出杆11前行将注射模塑成型体13从腔室10内取出。之后， 顶出杆11沿轴向退缩，回归到顶出前的位置。在横浇道等部分和注射 模塑成型体被取出到模具外之后，可动侧模板3向固定侧安装板51 方向移动，固定侧安装板51(带有横浇道推出板5)、固定侧模板4 和可动侧模板3三板返回到合模状态(参照图3(a))，开始下一次的 注射模塑成型。

实施例

[实施例1]

用图2的注射模塑成型模具，按照图3的注射模塑成型方法制造 了合成树脂的注射模塑成型体，即电子照相装置的排纸滚轮。该排纸 滚轮的形状，是图1所示的形状，外径10mm、内径8mm、轴承孔径 3mm、轴承部外径5mm、全长13mm。此外，注射模塑成型模具的浇 口的口部口径为0.8mm，针孔型浇口相对于第二直浇道的轴心的倾斜 角θ为45°。使用的合成树脂为NTN精密树脂公司制PFA：维埃里 (日文：ベアリー)FE5000(拉伸破坏伸长率380％)。

在此条件下制造出来的排纸滚轮，具有如图1所示那样的浇口痕， 即便是使用了容易引起拉丝现象的拉伸破坏伸长率在200％以上的熔 融氟树脂，也确实可靠地将浇口内的树脂与成形体切断而没有发生拉 丝现象。

[比较例1]

用图5所示现有的模具，按照图6的注射模塑成型方法制造了合 成树脂的注射模塑成型体，即电子照相装置的排纸滚轮。这里，图5 所示的模具，是由带有横浇道推出板18的固定侧安装板、固定侧模板 17和可动侧模板16组成的三板结构的模具，仅针孔型浇口22的形态 与图2所示的模具不同。即，在固定侧安装板上设有与熔融树脂的注 射方向同轴设置的第一直浇道19，在横浇道推出板18(固定侧安装板) 与固定侧模板17之间设有与第一直浇道19连通、在第一直浇道19 的垂直方向上设置的横浇道20，在固定侧模板17上设有与横浇道20 连通、与熔融树脂的注射方向水平设置的第二直浇道21，在可动侧模 板16上设有与在第二直浇道21的顶端部形成在该第二直浇道的轴心 上的针孔型浇口22连通的腔室23。24是顶出杆。注射模塑成型工序 如图6(a)～(e)所示，除了针孔型浇口的形态之外，与图3(a)～ (e)的情况相同。此外，排纸滚轮的形状(浇口痕位置以外)、所用 的合成树脂均与实施例1相同。

在此条件下制造出来的排纸滚轮示于图4。图4(a)是该排纸滚 轮的立体图，图4(b)是该排纸滚轮的正面剖视图。如图4(a)、(b) 所示，在此条件下制造出来的排纸滚轮15，在进行浇口切断时发生了 拉丝现象(15a的部分)，外观不良。此外，成形后的排纸滚轮的外径 面上，凸起部分32的外周表面产生了褶皱。

[比较例2]

利用采用了隧道式浇口的图8的注射模塑成型模具，使用与实施 例1相同的树脂材料，制造了图7所示的形状的排纸凸起25。图7(a) 表示排纸凸起的正面图，图7(b)表示排纸凸起的侧视图。这里，图 8所示的模具是由可动侧模板27和固定侧模板26组成的二板结构的 模具。将熔融树脂从直浇道29经由隧道式浇口30填充到腔室28内， 在保压工序、冷却工序之后，开模、使可动侧模板27侧的顶出杆31 前行而将作为注射模塑成型体的排纸凸起从腔室28内取出。浇口切断 是在顶出排纸凸起的时候进行的。

在此条件下制造出来的排纸凸起，在浇口切断时发生了拉丝现象， 外观不良。

工业上的可应用性

本发明的注射模塑成型方法，在将诸如容易引起拉丝现象的拉伸 破坏伸长率在100％以上的树脂成形的时候，能够确实可靠地将浇口 内的树脂与成形体切断，消除拉丝现象，还能够适用于没有贯通孔的 成形体，因此能够应用于各种注射模塑成型体的制造。特别是能够很 好地适用于用拉伸破坏伸长率在200％以上的PFA、ETFE、FEP作为 材料的排纸引导件、翻转板凸起、排纸滚轮、中间引导件滚轮、踢出 用滚轮等电子照相装置的导向部件的制造。

附图标记说明

1排纸滚轮

2浇口痕

3可动侧模板

4固定侧模板

5横浇道推出板

51固定侧安装板

6第一直浇道

7横浇道

8第二直浇道

9针孔型浇口

10腔室

11顶出杆

12、14合成树脂

13、15注射模塑成型体(排纸滚轮)。