CN102639310A - 注射成型方法、成型品的制造方法以及注射成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种向形成于模具(3)内的模腔(2)注射树脂的注射成型方法，其具备：加热工序，将模具(3)中形成模腔(2)的模腔面(12a)的温度加热到树脂的热变形温度以上的温度；注射工序，在加热工序后，在模具(3)的模腔面(12a)的温度下降的过程中，向模腔(2)注射树脂。

Description

注射成型方法、成型品的制造方法以及注射成型装置

技术领域

本发明涉及注射成型方法、成型品的制造方法以及注射成型装置。

背景技术

目前，在模具内对树脂进行注射成型时，为了使模具的模腔的表面形状高精度地转印在树脂上而提高成型品的外观，正在研究各种各样的成型方法。例如，在专利文献1记载的塑料注射成型法(注射成型方法)中，在树脂材料具有非晶性的情况下，基于树脂的玻璃化转变温度来控制注射成型时的温度，在树脂材料具有结晶性的情况下，基于树脂的熔点来控制注射成型时的温度。

具体而言，在树脂材料具有非晶性的情况下，将与成型品接触的模具表面(模腔面)以2(℃/s)(每秒2度)以上的升温速度加热到树脂的玻璃化转变温度以上的给定温度，在树脂材料具有结晶性的情况下，以2(℃/s)(每秒2度)以上的升温速度将与成型品接触的模具表面(模腔面)加热到树脂的熔点以上的给定温度，接下来，在将模具表面的温度保持在该给定温度的状态下，将树脂填充到模具的模腔内，另外，在树脂填充后，以2(℃/s)以上的降温速度将模具表面冷却。

通过这样控制模具的温度，由于与现有相比，树脂与模具接触时的树脂温度的下降少，因此树脂的转印性提高。另外，由于树脂的粘度下降，因此与模具面接触的树脂表面容易变形，因此能够使按压而转印树脂时所必要的树脂内压降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-115013号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1所示的塑料注射成型方法中，存在如下问题，由于在将模具表面保持在给定的温度期间，树脂被注射到模腔内，因此树脂保持在热变形温度以上的高温的时间延长，容易在成型品上产生缩痕(ヒケ)。另一方面，为了抑制该缩痕，在保压工序中，提高压力或延长保压时间都是有效的，但有可能产生飞边(バリ)。

另外，在模具的加热过程中，为了迅速地将热容大的模具加热，因此将大量的热量供给至模具，因此模具大大地超过上述的给定温度而过冲(overshoot)。因此，被注射的树脂会与因过冲而接近熔融树脂温度的模具表面接触，这样一来与模具的接触实现的树脂温度的下降幅度变小。当树脂温度的下降幅度小时，树脂保持粘度低的高流动状态，有可能进入模具间的缝隙中，进而在成型品上产生飞边。

本发明是鉴于上述问题点而开发的，其目的在于，提供一种能够抑制在成型品上产生缩痕及飞边的注射成型方法、成型品的制造方法以及注射成型装置。

解决问题的方法

本发明的注射成型方法为向形成于模具内的模腔注射热塑性树脂的注射成型方法，其具备：加热工序，将所述模具中形成所述模腔的模腔面的温度加热至所述树脂的热变形温度以上的温度；注射工序，在所述加热工序之后，在所述模具的所述模腔面的温度下降的过程中，向所述模腔注射所述树脂。

另外，本发明的成型品的制造方法为向形成于模具内的模腔注射树脂而制造成型品的成型品的制造方法，其具备：加热工序，将所述模具中形成所述模腔的模腔面的温度加热至所述树脂的热变形温度以上的温度；注射工序，在所述加热工序之后，在所述模具的所述模腔面的温度下降的过程中，向所述模腔注射所述树脂。

根据该发明，在注射工序中，通过在模具的模腔面的温度下降的过程中向模腔注射树脂，与传统那样在模腔面的温度因上述的过冲而大大地超过能够得到高转印性的温度下限值的状态下进行注射的情况相比，由于在模腔面的温度低的状态(例如，比热变形温度高数十度的给定温度处的能够得到高转印性的温度下限值附近的温度)下注射树脂，因此与模腔面接触的树脂保持在热变形温度以上的温度即树脂进行收缩的高温度区域的时间缩短。因此，能够抑制在成型品上产生缩痕。

另外，由于在模腔面的温度下降的过程中向模腔注射树脂，因此与传统那样在模腔面的温度因上述的过冲而大大地超过能够得到高转印性的温度下限值的状态下进行注射的情况相比，与模腔面接触的树脂的温度下降。因此，与模腔面接触的树脂的温度进一步提前下降由此提高了树脂的粘度，从而能够抑制在成型品上产生飞边。

另外，在上述的注射成型方法中，在所述注射工序中，更优选在所述模具的所述模腔面的温度达到了所述树脂的热变形温度以上的给定温度时，向所述模腔注射所述树脂。

根据该发明，由于在高于热变形温度的温度下熔融的树脂，在过冲后的模具的温度达到了通过散热或冷却效应而开始下降以后的热变形温度以上的给定温度时进行注射，因此通过在模具温度的下降过程中，并且使保持能够得到高转印性的温度下限值附近的温度的流动性的树脂与模具的模腔面接触，能够可靠地在树脂上转印模具的模腔面的形状，并且能够防止成型品的缩痕及飞边。另外，在需要高转印性的区域为模腔面的一部分的情况下，也可以仅将该一部分加热到热变形温度以上。

另外，在上述的注射成型方法中，在所述注射工序中，更优选将所述树脂与所述模具的所述模腔面整体接触时的所述模腔面的温度设定为所述树脂的热变形温度以上。

根据该发明，由于在高于热变形温度的温度下熔融的树脂与模腔面接触之后即刻的温度为热变形温度以上的温度，因此能够使保持流动性的树脂与模具的模腔面接触而将遍及模腔面整体的形状可靠地转印于树脂，能够提高成型品的整体外观，并且能够在遍及成型品的整个面上防止缩痕及飞边。

另外，在上述的注射成型方法中，在树脂中含有强化纤维即纤维状填料等的情况下，优选将上述的热变形温度设为基质成分即树脂的热变形温度。

根据该发明，在成型品和模具的抵接面即成型品表面上，由于用于使树脂覆盖纤维状填料的表面的变形性、流动性以通常比含有纤维状填料的状态的热变形温度低的树脂单体的热变形温度为基准，因此能够较低地设定模具的加热目标温度，能够降低模具加热热容。更优选的是，上述的热变形温度为基质成分即树脂的热变形温度以上，且优选设定为含有纤维状填料的树脂原料的热变形温度以上。在这种情况下，通过加热到含有填料状态的热变形温度以上，即使是由难以变形的含有填料的树脂得到的成型品，也可以容易地变形，因此能够抑制残余应力及形变(歪み)。

另外，在上述的注射成型方法中，在所述注射工序中，更优选在所述树脂与所述模具的所述模腔面整体接触后，使所述模腔面的冷却速度增大。

根据该发明，能够将遍及模腔面整体的形状可靠地转印于树脂，能够缩短制造成型品所需要的时间。

另外，在上述的注射成型方法中，在所述注射工序中，更优选将所述模具的所述模腔面的冷却速度设定为1.0(℃/s)以上。

根据该发明，通过使树脂接触的模具的温度迅速下降，能够缩短树脂达到热变形温度以上的温度的时间，能够防止树脂粘着在模腔面上。

另外，在上述的注射成型方法中，更优选在多个点测定所述模具的模腔的温度，在所述加热工序后，在下述温度测定值中的任何温度测定值开始下降后，向所述模腔注射所述树脂，上述温度测定值为：所述多个点中的任一个温度测定值、或从所述多个点的温度测定值中选定且限定个数的全部的温度测定值、或所述多个点的全部的温度测定值。

另外，在上述的注射成型方法中，更优选在多个点测定所述模具的模腔的温度，在所述加热工序后，在下述温度测定值中的任何的平均值开始下降后，向所述模腔注射所述树脂，上述温度测定值为：所述多个点的温度测定值中选定且限定个数的全部的温度测定值、或所述多个点的全部的温度测定值。

另外，在上述的注射成型方法中，更优选对应于时间经过、测定所述模具的模腔面的温度，计算出相对于时间的所述模腔面的温度上升梯度值，在所述温度上升梯度值达到了给定值以下时，或者在从所述温度上升梯度值达到给定值以下时开始启动的定时器的定时时间结束时，开始注射。

另外，本发明的注射成型装置具备：内部形成有模腔且可开合的模具、向所述模具注射树脂的注射部、可将所述模具调节到给定温度的温度调节部、对形成所述模具的所述模腔的模腔面的温度进行测定的温度传感器、以及具有计测给定时间的定时器且基于所述温度传感器的温度控制所述注射部及所述温度调节部的控制部，所述控制部通过所述温度调节部，对所述模具进行加热，从而使所述温度传感器的温度达到所述树脂的热变形温度以上的温度，在对所述模具加热后，在通过所述定时器检测出或由所述温度传感器判定为从所述温度传感器的温度开始下降以后经过了从所述温度传感器的温度开始下降以后直到达到给定的温度所需要的给定时间时，通过所述注射部向所述模腔注射所述树脂。

通常，在对模具进行了加热以后，温度传感器的温度相对于温度传感器的温度开始下降后的经过时间而稳定地下降。因此，例如，通过事先进行预备试验等，求出温度传感器的温度相对于该经过时间的关系式。然后，通过基于测定而求出的关系式，计算出与注射树脂的温度对应的经过时间，设定定时器使得其在该经过时间向控制部发送信号。

通过这样设定，不是用温度传感器的温度而是用定时器测定的时间来检测出由注射部注射树脂的时刻。

另外，所述控制部也可以利用所述温度调节部，对所述模具进行加热，从而使所述温度传感器的温度达到所述树脂的热变形温度以上的温度，在不使用定时器而是通过所述控制部检测出所述温度传感器的温度开始下降以后并达到了给定温度时，通过所述注射部向所述模腔注射所述树脂。

发明效果

根据本发明的注射成型方法、成型品的制造方法以及注射成型装置，能够抑制在成型品上产生缩痕及飞边。

附图说明

图1是将本发明第一实施方式的注射成型装置的局部剖切后的侧面图。

图2是用于对利用了本发明第一实施方式的注射成型装置的注射成型方法的注射成型动作及模具的温度控制和模具的温度变化进行说明的图。

图3是表示在本发明第一实施方式的注射成型装置的模具的模腔内填充有树脂的状态的主要部分的剖面图。

图4是用于对利用了本发明第一实施方式的注射成型装置的注射成型方法的变形例的注射成型动作及模具的温度控制和模具的温度变化进行说明的图。

图5是将本发明第二实施方式的注射成型装置的局部剖切后的侧面图。

图6是实施例使用的模具的主要部分剖面图。

图7是表示实施例成型的成型品的形状的图。

符号说明

1、31注射成型装置

2模腔

3模具

5注射部

6温度调节部

7温度传感器

8、32控制部

11a、12a模腔面

33定时器

V2热变形温度

具体实施方式

(第一实施方式)

下面，参照图1~图4对本发明的注射成型装置的第一实施方式进行说明。

如图1所示，本实施方式的注射成型装置1具备：内部形成有模腔2且可开合的模具3、使模具3开合的开合部4、向模具3注射树脂的注射部5、可将模具3调节到给定温度的温度调节部6、测定模具3的温度的温度传感器7、基于温度传感器7的温度对开合部4、注射部5及温度调节部6进行控制的控制部8。

模具3具有固定模具11、安装于后述的移动装模板(die plate)15并沿图1所示的X方向移动的移动模具12。

移动模具12构成为，在沿X方向移动而与固定模具11抵接时，与固定模具11之间形成一定大小的上述的模腔2。即，固定模具11、移动模具12彼此相对的面即模腔面11a、模腔面12a成为形成模腔2的面。另外，就固定模具11、移动模具12而言，在其内部分别形成有用于使对模具11、12进行冷却及加热的冷却介质及加热介质(后述)流动的调温介质路径11b、调温介质路径12b。

开合部4具有基座13、固定于基座13的固定装模板14、以相对于固定装模板14沿X方向以相对方式配置的移动装模板15、固定于基座13且作为使移动装模板15沿X方向移动的机构的模具驱动电机16。另外，此时，使移动装模板15沿X方向移动的机构也可以换成液压缸。

固定模具11以与模腔面11a相对的方式固定于固定装模板14，移动模具12以与模腔面12a相对的方式固定于移动装模板15。

移动装模板15通过安装在固定于基座13的未图示的导轨上，能够准确地沿X方向移动。

注射部5具备：与固定模具11连接，且其具备：内部具有注射螺杆19的单元主体20、使注射螺杆19绕平行于X方向的轴线旋转的未图示的螺杆旋转电机、以及作为使螺杆沿X方向移动的机构的螺杆电机21。在单元主体20上连接有用于将待成型的树脂材料P1导入单元主体20内的料斗22。另外，此时，螺杆电机21和未图示的螺杆旋转电机既可以为电动驱动电机，也可以为液压驱动电机，两者均可，使螺杆沿X方向移动的机构也可以用液压缸来替换螺杆电机21。

在单元主体20上设有加热器等未图示的加热机构。投入到单元主体20内的材料P1通过该加热机构的加热和由螺杆旋转引起的材料P1的剪切发热，被加热至比该材料P1的热变形温度更高的给定的温度，通过由未图示的螺杆旋转电机驱动的注射螺杆19而塑化熔融。而且，在使注射螺杆19后退以后，在注射螺杆19的前方对材料P1进行计量。

温度调节部6是通过向模具11、12供给冷却介质及加热介质而将模具11、12冷却及加热至给定温度的装置。温度调节部6具备：分别将冷却介质的温度及加热介质的温度控制到一定温度的未图示的温度调节装置、对在各调温介质路径11b、12b内流动的介质的种类或温度进行切换并且对介质的流量进行调节的流量调节装置。

另外，在本实施方式中，固定模具11的模腔面11a及移动模具12的模腔面12a被调节为大致相等的温度。但是，在模腔面11a和模腔面12a的嵌合部不发生粘结磨损的程度的热膨胀量之差的范围内，例如，可以分别调节模腔面11a和模腔面12a至不同的温度，从而使热膨胀后的模腔面11a和模腔面12a的嵌合部的间隙(clearance)为0(mm)以上。

另外，也可以是模具11、12的调温介质路径11b、12b仅为供给冷却介质而使用，而模具11、12的加热可以通过电阻式加热器或电磁感应式加热器等供电加热器来进行。

在移动模具12的模腔面12a的附近配置有温度传感器7，能够测定模腔面12a的温度。

在控制部8上分别连接有模具驱动电机16、螺杆电机21、温度调节部6及温度传感器7。而且，控制部8能够检测温度传感器7测定到的温度。另外，在分别调节模腔面11a和模腔面12a为不同温度的情况下，优选在模腔面12a上配置温度传感器7，除此以外，还在模腔面11a的附近配置未图示的温度传感器，通过未图示的温度调节部，将模腔面11a的温度控制到与模腔面12a不同的温度。另外，配置于各模腔面的温度传感器不仅可以配置在一个位点，也可以配置在多个位点。

接着，对使用了如上所述构成的注射成型装置1的本实施方式的注射成型方法(成型品的制造方法)进行说明。该注射成型方法是交替地重复进行加热工序和注射工序的方法，所述加热工序，将移动模具12的模腔面12a的温度加热至树脂材料P1的热变形温度以上的温度；所述注射工序，在所述模腔面12a的温度下降的过程中，向模腔2注射熔融后的树脂材料P1。

另外，在下面的图2及图4的各图中，示出移动模具12的模腔面12a相对于经过时间的温度变化。各曲线图的横轴为经过时间，纵轴为由温度传感器7测定到的移动模具12的模腔面12a的温度。

如图2所示，将对移动模具12的模腔面12a进行冷却的冷却目标温度V3设定为比热变形温度V2充分低的温度(例如，相对于热变形温度V2低数十度左右的温度)。另外，同样地，将对模腔面12a进行加热的加热目标温度V5设定为比热变形温度V2充分高的温度(例如，相对于热变形温度V2高数十度左右的温度)。

另外，在本实施方式中，将冷却目标温度V3相对于热变形温度V2的温度差及加热目标温度V5相对于热变形温度V2的温度差分别设为数十度，但也可根据注射成型中使用的树脂的物性等，将这两个温度差设定为0(℃)以上的任意值。

控制部8在检测出由温度调节部6冷却的移动模具12的模腔面12a的温度达到了冷却目标温度V3的时刻T1，进行如下所述的加热工序。

首先，通过温度调节部6将在调温介质路径11b、12b流动的介质从冷却介质切换到加热介质，并且通过模具驱动电机16使移动模具12向X方向中远离固定模具11的方向移动，打开模具3。此时或之后，在从冷却介质切换到加热介质过程中，在从冷却介质的供给停止到加热介质的供给开始期间，也可以设置待机时间或利用压缩空气等实现的冷却介质的排出时间。然后，通过用未图示的顶出器(ejector)将已在模腔2内成型的成型品顶出并取出，另外，通过模具驱动电机16使移动模具12向固定模具11侧移动，使模具3闭合。

在模具11、12的加热开始即刻后，模具11、12的温度因模具11、12的热惯性等而持续下降，在时刻T2，达到最低温度V4，但其后开始上升。

然后，当在时刻T3检测出移动模具12的模腔面12a的温度达到了加热目标温度V5时，控制部8从加热工序移至注射工序。

接下来，在注射工序中，控制部8通过温度调节部6停止在调温介质路径11b、12b流动的介质即加热介质的供给。从加热介质向冷却介质的切换既可以在检测出模腔面12a的温度达到了加热目标温度V5时同时进行，也可以在模腔面12a的温度达到加热目标温度V5前，检测出达到了比加热目标温度V5低预定的温度程度的温度时进行。另外，也可以在比检测出模腔面12a的温度达到了加热目标温度V5的时刻延迟了给定时间以后进行，或者，在通过压缩空气等实现的加热介质的排出以后进行。模具11、12的温度通过模具11、12的热惯性等，即使过了时刻T3也会超过加热目标温度V5而持续上升(过冲)，在时刻T3和时刻T4之间，温度上升速度缓慢降低(模具的温度变化曲线的切线m和横轴所成的温度上升梯度d变小)，在时刻T4，达到最高温度V1，其后，模具11、12的温度开始下降。

然后，当在温度下降过程中且在时刻T5检测出模腔面12a的温度达到了加热目标温度V5时，控制部8通过螺杆电机21使注射螺杆19向X方向的固定模具11侧移动(前进)，将给定量的熔融后的材料P1注射到模腔2。于是，如图3所示，向模腔2填充材料P1，以使树脂材料P1与模具11、12的模腔面11a、12a接触。树脂材料P1与模腔面11a、12a的局部或整体接触可通过检测从注射部5注射的树脂的量达到了给定的树脂量即螺杆的移动量(前进量)达到了给定值来判断。另外，也可通过检测注射时的树脂的压力达到了给定的压力值来判断。

当控制部8结束向模腔2填充给定量的材料P1时，移至通过螺杆电机21将模腔2内的树脂的压力保持在高的状态一定时期即保压工序。

此时，模具11、12的温度随时间降低，如图2所示，当在时刻T6检测出模腔面12a的温度达到了冷却目标温度V3时，控制部8从注射工序移至加热工序，重复进行上述的加热工序所示的工序。另外，从注射工序移至加热工序既可以在检测出模腔面12a的温度达到了冷却目标温度V3时同时进行，也可以在模腔面12a的温度达到冷却目标温度V3前，检测出达到了比冷却目标温度V3低预定的温度程度的温度时进行。另外，也可以在比检测出模腔面12a的温度达到了冷却目标温度V3的时刻延迟了给定时间以后进行，或在通过压缩空气等实现的冷却介质的排出以后进行。

这样，通过交替重复进行加热工序和注射工序，连续地制造成型品。

另外，在传统的注射成型方法中，例如，如图2所示，由于在移动模具的模腔面的温度上升至加热目标温度V5的时刻T3，向模腔注射树脂，因此本实施方式中注射的时刻与传统方法相比，仅延迟了时刻T5和时刻T3的时间差。

但是，在本实施方式的注射成型方法及传统注射成型方法中的任一方法中，在一次成型循环中，对加热后的模具及熔融后的树脂冷却需要除去的热量的总和、以及加热时间及冷却开始的时刻不变，因此模腔面的温度曲线(加热速度及时间、冷却速度及时间)不因注射的时刻而变化，因此在一次成型循环中，实施本实施方式的方法所需要的时间与实施传统方法所需要的时间大致相等。

另外，在模具的温度因注射时的树脂剪切发热发生的热量而上升的情况下，也在冷却过程中进行注射，因此就模具因剪切发热而温度上升以后的最高温度而言，能够使在本发明的冷却过程中进行了注射时的模具及树脂的最高温度比在传统的模具温度上升过程中、在升温速度梯度在大过冲过程中进行了注射时的模具及树脂的最高温度低，因此在冷却时间的缩短上是有效的。

如上所述，根据本实施方式的注射成型装置1及注射成型方法，在注射工序中，通过在模具12的模腔面12a的温度下降的过程中向模腔2注射树脂材料P1，与传统那样在模腔面的温度因过冲而大大地超过能够得到高转印性的温度下限值的状态下进行注射的情况相比，可以使树脂保持在热变形温度V2以上的温度即树脂进行收缩的高温度区域的时间缩短，能够抑制在成型品上产生缩痕。

另外，由于在模腔面12a的温度下降的过程中向模腔2注射熔融后的树脂材料P1，因此被注射的材料P1受模腔面11a、12a的温度的影响，与传统那样在模腔面的温度因过冲而大大地超过了能够得到高转印性的温度下限值的状态下进行注射的情况相比，树脂的温度提前下降。因此，通过使与模腔面11a、12a接触的树脂的温度进一步下降而提高树脂的粘度，能够抑制在成型品上产生飞边。另外，由于树脂的温度提前下降，因此在对易水解的树脂及热稳定性差的树脂抑制热分解及变色等热劣化及水解方面也是有效的。

另外，在热变形温度V2以上的温度下熔融的树脂与温度为加热目标温度V5的模腔面12a接触时的温度为热变形温度V2以上的温度。因此，通过使保持流动性的树脂与移动模具12的模腔面12a接触，能够在树脂上可靠地转印模腔面12a的形状。

目前，有时在模具的模腔面的温度上升而达到加热目标温度时，向模腔注射熔融后的树脂。而且，在模具的温度上升的过程中，被控制为达到了给定温度的模具的温度往往暂时超过给定的温度而过冲。因此，被注射的树脂会与接近熔融树脂温度的模具的模腔表面接触，因此与模腔表面的接触引起的树脂温度的下降幅度变小。当树脂温度的下降幅度小时，树脂会保持粘度低的高流动状态，因此往往进入模具间的缝隙中并在成型品上产生飞边。

与此相对，在本实施方式的注射成型方法中，由于在模腔面12a的温度下降的过程中向模腔2注射树脂，因此与模腔面接触的树脂保持为热变形温度以上的温度，能够缩短处于高流动状态的时间，因此能够防止在成型品上产生飞边。

另外，在注射工序中，树脂材料P1与模具11、12的模腔面11a、12a整体接触时的模腔面11a、12a的温度会变为材料P1的热变形温度V2以上。这样一来，由于熔融后的树脂与模腔面11a、12a接触之后即刻的温度成为热变形温度V2以上的温度，因此能够使保持流动性的树脂与模具11、12的模腔面11a、12a接触而在树脂上可靠地转印遍及模腔面11a、12a整体的形状。

另外，在上述的注射成型方法中，如下所述，也可以对移动模具12的模腔面12a的温度进行种种控制。

例如，如图4所示，在注射工序中，也可以在树脂材料P1与模具11、12的模腔面11a、12a整体接触的时刻T7后，通过温度调节部6来实现模腔面11a、12a的冷却速度的增大。即，在这种情况下，控制部8通过利用温度调节部6使从时刻T7到时刻T6的第二冷却工序的供给到模具11、12的调温介质路径11b、12b的冷却介质的流量比从时刻T3到时刻T7的第一冷却工序的冷却介质的流量大等，使第二冷却工序的模腔面11a、12a的冷却速度比第一冷却工序大。

通过这样控制，能够在树脂上可靠地转印遍及模腔面11a、12a整体的形状，能够缩短制造成型品所需要的时间(从时刻T1到时刻T6)。

另外，在本实施方式中，在模腔面12a的温度下降的过程中模腔面12a的温度达到加热目标温度V5时，向模腔2注射熔融后的材料P1。但是，如果是模腔面12a的温度下降的过程，则不限制向模腔2进行注射的时刻，例如，边确认成型品的精加工状况，边将进行注射的时刻设定在从达到最高温度V1的时刻T4到达到最低温度V4的时刻T2期间的任意时刻，能够适当调节成型品的飞边及翘曲等。

另外，也可以对应于时间经过，通过温度传感器7测定模腔面12a的温度，由控制装置计算出模腔面12a的温度上升梯度d相对于时间的值即温度上升梯度值，并且在该温度上升梯度达到给定的梯度值以下时，判断为模腔面12a的温度上升达到了饱和状态，开始进行注射。为了可靠地得到本发明的效果，需要在模腔面12a的温度开始下降以后再开始注射，但在过冲小的模具规格的情况等下，即使在模腔面12a的温度上升程度充分小的状态下开始注射，也能够在实用上防止成型品的飞边及缩痕。即，在模腔面12a的温度上升梯度达到给定的梯度值以下时，就视为检测到了最高温度V1，由此，能够缩短制造成型品所需要的时间(循环时间或产出周期时间(takt time))。

(第二实施方式)

接着，对本发明的第二实施方式进行说明，在与第一实施方式相同的部位附带同一符号，省略其说明，仅对不同点进行说明。

如图5所示，本实施方式的注射成型装置31的控制部32除具有第一实施方式的控制部8的构成以外，还具有计测给定时间的定时器33。

定时器33从接收到信号的时刻计测所指示的时间，在经过了该时间以后，向控制部32发送通知经过了时间的信号。

另外，在下述中，在注射成型装置31按照图2所示的注射成型动作及模具的温度控制而动作的情况下进行说明。

在注射成型装置31中，由于稳定地重复进行加热工序及注射工序，因此在加热工序中，对模具11、12进行加热，然后在注射工序中，相对于从模具11、12的温度开始下降的时刻T4起的经过时间，模具11、12的温度稳定地按照一定的趋势下降。即，当用注射成型装置31进行成型时，移动模具12的模腔面12a的温度相对于从图2的时刻T4到时刻T6的时间的关系式是一定的曲线L。

因此，例如，通过事先进行上述注射成型装置31的预备试验，或进行成型品的试制，求出如曲线L所示的模腔面12a的温度变化相对于经过时间的关系式，将该关系式存储于控制部32。

接着，对使用了如上所述构成的注射成型装置31的本实施方式的注射成型方法进行说明。

使用者将使树脂注射到模腔2的温度V11设定为所期望的值，将该值从未图示的输入装置输入到控制部32。

如图2所示，控制部32从所存储的曲线L的关系式及温度V11求出时刻T11，进而，求出从时刻T4到时刻T11的时间ΔT12。

当接收到使注射成型装置31运转的指示时，控制部32在时刻T1开始加热工序。加热工序开始以后的注射成型装置31的动作与上述注射成型装置1的注射成型方法相同，仅控制部32对使材料P1注射到模腔2的时刻进行检测的方法不同。

即，在本实施方式中，当达到时刻T4且控制部32检测出移动模具12的模腔面12a的温度达到最高温度V1时，向定时器33发送与测定的时间ΔT12对应的信号和开始计测的信号。接收到信号的定时器33对从时刻T4起的经过时间进行测定，在从时刻T4起经过了时间ΔT12的时刻T11，向控制部32发送信号。

控制部32当由定时器33检测出从时刻T4起经过了时间ΔT12时，通过注射部5向模腔2注射熔融后的树脂材料P1。

如上所述，根据本实施方式的注射成型装置31及注射成型方法，与注射成型装置1同样，能够抑制在成型品上产生缩痕及飞边。

另外，不是用温度传感器7的温度而是用定时器33测定的时间就能够检测出由注射部5注射树脂的时刻，能够增加对注射成型装置31的注射时刻进行调节的方法。

另外，例如，在注射工序的模腔面12a的温度变化相对于经过时间的关系式因注射成型装置31周围的空气温度变化等而变化的情况下，也可以再次求出该关系式，并存储于控制部32。通过这样操作，能够提高进行注射的温度的精度。

另外，通过将由注射部5注射树脂的时刻设为移动模具12的模腔面12a的温度满足给定的条件，且定时器33测定的时间满足给定的条件时，能够使注射树脂的时刻更加稳定。

或者，也可以将定时器33设为在模具的加热过程中温度传感器7的温度达到了给定温度的时刻进行启动的定时器，通过该定时器33的定时时间结束(time up)，开始注射。

在加热过程中，由于模具的温度上升速度大(相对于时间，温度上升的斜率大)，因此即使在温度传感器的检测精度低的情况下，也能够在不会使上述模具的温度达到给定温度的时刻延迟的情况下进行检测，因此能够防止导致将过多的热量赋予模具，通过使温度过冲提前结束，可以缩短制造成型品所需要的时间。

或者，也可以将定时器33设为在模具的加热过程中从加热开始进行启动的定时器，或者设为从通过对模具的温度达到了给定的加热目标温度的情况进行检测等来在终止加热的时刻进行启动的定时器，通过该定时器33的定时时间结束，开始注射。

由于模具的温度开始下降的时刻是在模具的加热结束以后，因此在通过从加热开始进行启动的定时器33的定时时间结束来终止模具的加热的情况等下，通过以加热终止的时刻为基准，延迟注射的开始，能够可靠地在模具的加热终止后进行注射。特别是，通过对不具备温度传感器7的加热模具，利用事前试验中临时设置的温度传感器的模具加热过程的温度测定来测定模具的温度开始下降的时刻，以及通过模具的加热升温热分析等来掌握模具的温度开始下降的时刻，即使是不具备温度传感器的模具，也能够在模具的温度达到了最高温度时，或者在模具的温度开始下降后进行注射。

或者，也可以对应于时间经过、通过温度传感器7测定模腔面12a的温度，由控制装置计算出相对于时间的模腔面12a的温度上升梯度值，并且将从该温度上升梯度值达到了给定的梯度值以下时进行启动的定时器设为定时器33，通过该定时器33的定时时间结束，判断模腔面12a的温度上升达到了饱和状态，从而开始注射。

在温度传感器7的温度测定值混入了噪音等的情况下，即使实质的模腔温度不上下波动，也会导致测定温度值上下波动，特别是，在模腔面12a的温度在最高温度附近的温度的变化微小的时间带，有可能成为不能判断模腔面12a的温度是否开始下降的状态。但是，如果通过在从模腔面12a的温度上升梯度值达到了给定的梯度值以下时进行启动的定时器的定时时间结束时开始注射，则可忽略最高温度V1附近的噪音等的干扰，因此能够在假设模腔面12a的温度上升经过饱和状态且温度的下降开始的时刻稳定地开始进行注射。即，通过视为检测出了模腔面12a的温度上升梯度值达到了给定的梯度值以下，能够排除干扰的影响，从而稳定地制造成型品。

以上，参照附图对本发明的第一实施方式及第二实施方式进行了详细描述，但具体构成不局限于该实施方式，也包含不脱离本发明精神的范围的构成的变更等。

例如，在上述第一实施方式及第二实施方式中，在注射工序中，移动模具12的模腔面12a的冷却速度(图2及图4的表示模具的温度相对于时间的斜率的冷却速度)s也可以设定为1.0(℃/s)以上。

通过这样控制，能够使达到了高于热变形温度V2的温度的树脂与模腔面12a接触的时间缩短，通过树脂进入模腔表面的微小凹部实现的锚定效应等，能够防止树脂粘着(固着)于模腔面12a。

树脂是否粘着于模腔面通过树脂和模腔面的局部的温度及压力等条件来决定，不依赖于形成有模腔面的模具的厚度及形状。发明人等进行了深入的试验，发现，通过将冷却速度s设定为1.0(℃/s)以上而使上述的接触的时间缩短，能够防止树脂粘着于模腔面。

另外，在上述第一实施方式及第二实施方式中，用一个温度传感器7测定移动模具12的模腔面12a的温度。但是，也可以用多个温度传感器来测定模腔面12a的温度，且在由该多个温度传感器中的任一个温度传感器或从多个温度传感器中选定且限定个数的温度传感器或多个全部的温度传感器中的任意温度传感器测定的温度中通过散热或冷却效应而开始下降以后，或者，在由从多个温度传感器中选定且限定个数的温度传感器或多个全部的温度传感器中的任意温度传感器测定的温度的平均值通过散热或冷却效应而开始下降后，开始注射工序。也可以在由多个温度传感器中的任一个温度传感器或从多个温度传感器中选定且限定个数的温度传感器或多个全部的温度传感器中的任意温度传感器测定的温度达到了冷却目标温度V3以下时，或者，在由从多个温度传感器中选定且限定个数的温度传感器或全部的多个温度传感器中的任意温度传感器测定的温度中任何的温度的平均值达到了冷却目标温度V3以下时，开始进行加热工序。另外，也可以在由多个温度传感器中的任一个温度传感器或从多个温度传感器中选定且限定个数的温度传感器或多个全部的温度传感器中的任意温度传感器测定的温度达到了加热目标温度V5以上时，或者，在由从多个温度传感器中选定且限定了个数的温度传感器或多个全部的温度传感器中的任意温度传感器测定的温度的平均值达到了加热目标温度V5以上时，开始冷却工序。

另外，在上述第一实施方式及第二实施方式中，用一个温度传感器7测定移动模具12的模腔面12a的温度，但温度传感器7也可以基于固定模具11的模腔面11a的温度的测定结果进行上述的处理，另外，也可以基于移动模具12的模腔面12a和固定模具11的模腔面11a双方的温度的测定结果进行上述的处理。

通过这样控制，即使在模腔面11a、12a的温度因测定位置而不均匀的情况下，也能够使成型条件设定的自由度增大，从而提高成型性，所述成型条件，既能够在树脂上可靠地转印模具的模腔面的形状，又能够使成型品可靠地冷却。

实施例

接着，对利用第一实施方式的注射成型装置1进行树脂的成型试验的结果进行说明。图6表示的是本实施例使用的模具11、12。

在移动模具12的模腔面12a的附近配置有对模腔面12a进行加热的加热器36和对模腔面12a的温度进行测定的上述的温度传感器7。同样，在固定模具11的模腔面11a的附近配置有对模腔面11a进行加热的加热器37和对模腔面11a的温度进行测定的温度传感器38。

注射部5使用450MEII-50U(三菱重工塑料科技株式会社研制)。另外，注射螺杆19使用含有长纤维的树脂用型式的螺杆且外径为φ70mm的注射螺杆。

使用的树脂为含有30%的玻璃长纤维的聚丙烯树脂(Daicel Polymer株式会社研制)。另外，该树脂的基质成分即聚丙烯树脂的热变形温度为60(℃)(载荷：1.82MPa)，含有玻璃纤维的状态的热变形温度成为145℃(载荷：1.82MPa)。

作为温度调节部6的冷却介质，使用水。

在将模具11、12加热到一定的加热目标温度V5后，温度从加热目标温度V5过冲而再次下降，用注射部5以注射压力60(MPa)向达到加热目标温度V5的模具11、12的模腔2注射加热至250℃的树脂。其后，将树脂保持在53(MPa)的保持压力，并且以一定的冷却速度s将模具11、12冷却。成型后的成型品为试验用平板，将其形状表示在图7中。另外，成型品的重量为225g。

表1表示的是使加热目标温度V5变化为100、150、200(℃)、使冷却速度s变化为0.5、0.7、1.0、5.0(℃/s)时的成型品的飞边的发生状况。另外，发生成型品的飞边的部分是图6的固定模具11和移动模具12相互抵接的部分R。

[表1]

在表1中表示的加热目标温度V5和冷却温度s的组合中，以标有符号A的组合实施成型时，其成型品上不发生飞边。在以标有符号B的组合实施成型时，在其成型品上发生非常小的飞边。标有符号C的组合实施成型时，在其成型品上发生较小的飞边。在此，在从基准面突出的飞边的高度为0.2mm以上时，判断为发生了较小的飞边，在从基准面突出的飞边的高度低于0.2mm时，判断为发生了非常小的飞边。

另外，在本实施例中，在使加热目标温度V5和冷却速度s变化的任何成型条件中，都确认比传统那样在模腔面的温度达到了一定温度时进行注射的情况更能够抑制在成型品上产生飞边。

另外，加热目标温度V5为100、150、200(℃)时的过冲后的温度分别为110、156、204(℃)左右。

由表1的试验结果可知，当冷却速度s为1.0(℃/s)以上时，在加热目标温度V5为100、150、200(℃)中的任何情况下，在成型品上均不产生飞边。

另外可知，当冷却速度s为0.7(℃/s)以下时，会产生飞边，但在加热目标温度V5高(200(℃))时，其飞边的高度增高(易成为C)。

另外，虽然未示出试验结果，但也确认在加热目标温度V5为一定的情况下，即使在模具12的模腔面12a的温度下降的任何时刻注射树脂，成型品的飞边的产生状况也不变。

工业实用性

本发明涉及一种向形成于模具内的模腔注射树脂的注射成型方法，该注射成型方法具备：将模具中形成模腔的模腔面的温度加热至树脂的热变形温度以上的温度的加热工序；在加热工序后在模具的模腔面的温度下降的过程中向模腔注射树脂的注射工序。根据本发明，能够抑制在成型品上产生缩痕及飞边。

Claims (11)

1.一种注射成型方法，其向形成于模具内的模腔注射树脂，该方法具备：

加热工序，将所述模具中形成所述模腔的模腔面的温度加热至所述树脂的热变形温度以上的温度；和

注射工序，在所述加热工序后，在所述模具的所述模腔面的温度下降的过程中，向所述模腔注射所述树脂。

2.根据权利要求1所述的注射成型方法，其中，

在所述注射工序中，

在所述模具的所述模腔面的温度达到所述树脂的热变形温度以上的给定温度时，向所述模腔注射所述树脂。

3.根据权利要求1或2所述的注射成型方法，其中，

在所述注射工序中，

将所述树脂与所述模具的所述模腔面整体接触时的所述模腔面的温度设定为所述树脂的热变形温度以上。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的注射成型方法，其中，

所述树脂为含有纤维状填料的树脂，所述热变形温度为所述含有纤维状填料的树脂的基质成分即树脂的热变形温度。

5.根据权利要求3或4所述的注射成型方法，其中，

在所述注射工序中，

在所述树脂与所述模具的所述模腔面整体接触后，使所述模腔面的冷却速度增加。

6.根据权利要求1~5中任一项所述的注射成型方法，其中，

在所述注射工序中，

将所述模具的所述模腔面的冷却速度设定为1.0(℃/s)以上。

7.根据权利要求1~6中任一项所述的注射成型方法，其中，

在多个点测定所述模具的模腔的温度，在所述加热工序后，在下述温度测定值中的任何温度测定值开始下降后，向所述模腔注射所述树脂，所述温度测定值为：所述多个点中的任一个温度测定值、或从所述多个点的温度测定值中选定且限定个数的全部的温度测定值、或所述多个点的全部的温度测定值。

8.根据权利要求1~6中任一项所述的注射成型方法，其中，

在多个点测定所述模具的模腔的温度，在所述加热工序后，在下述温度测定值中的任何的平均值开始下降后，向所述模腔注射所述树脂，所述温度测定值为：从所述多个点的温度测定值中选定且限定个数的全部的温度测定值、或所述多个点的全部的温度测定值。

9.根据权利要求1~8中任一项所述的注射成型方法，其中，

对应于时间经过、测定所述模具的模腔面的温度，计算出相对于时间的所述模腔面的温度上升梯度值，在所述温度上升梯度值达到给定值以下时，或者在从所述温度上升梯度值达到给定值以下时开始启动的定时器的定时时间结束时，开始进行注射。

10.一种成型品的制造方法，其向形成于模具内的模腔注射树脂，制造成型品，该方法具备：

加热工序，将所述模具中形成所述模腔的模腔面的温度加热至所述树脂的热变形温度以上的温度；和

注射工序，在所述加热工序后，在所述模具的所述模腔面的温度下降的过程中，向所述模腔注射所述树脂。

11.一种注射成型装置，其具备：

内部形成有模腔且可开合的模具，

向所述模具注射树脂的注射部，

可将所述模具调节至给定温度的温度调节部，

对形成所述模具的所述模腔的模腔面的温度进行测定的温度传感器，以及

具有计测给定时间的定时器且基于所述温度传感器的温度控制所述注射部及所述温度调节部的控制部，

所述控制部通过所述温度调节部，对所述模具进行加热，从而使所述温度传感器的温度达到所述树脂的热变形温度以上的温度，

在对所述模具加热后，在通过所述定时器检测出从所述温度传感器的温度开始下降以后经过了给定时间时，通过所述注射部向所述模腔注射所述树脂。

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