JP2001277297A - 射出成形方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は射出量の安定、成形サイクルの短
縮、射出用駆動源容量の軽減および射出動作の高速化が
実現できるシャットオフピン内蔵の射出成形方法および
その装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 射出シリンダー３の先端に連結したノズ
ル４の内部に配設された摺動自在なシャットオフピン１
１により、ノズル４の先端の流路１０，１０ａが一体化
している結合部１０ｂを閉鎖し、計量およびスクリュー
１の水平前進移動にて射出シリンダー３におけるスクリ
ュー空間５内の溶融樹脂を圧縮し、シャットオフピン１
１の動作により前記結合部１０ｂを解放し溶融樹脂をキ
ャビティ９に充填した後、再度シャットオフピン１１に
より前記結合部１０ｂを閉鎖し、スクリュー１の水平動
作により保圧を行う構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は各種樹脂におけるシ
ャットオフピンの内蔵による射出成形方法およびその装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の各種樹脂における射出成形方法に
ついて図面を用いて説明する。図５〜図９は従来におけ
る射出成形方法を説明する概要工程図、図１０は同金型
内の溶融樹脂流動を説明する概念図である。

【０００３】図５〜図９において、２１は回転自在なス
クリューであり、射出シリンダー２３と射出シリンダー
２３の先端に連結したノズル２４のそれぞれ内に形成さ
れたスクリュー空間２５を摺動して前進後退自在に構成
されている。

【０００４】２２はスクリュー２１の先端に嵌め込まれ
た溶融樹脂の逆流防止リング、２７は射出シリンダー２
３の他端に注入孔が当接した固定側金型、２８は固定型
金型２７と対応する可動側金型、そして２９は成形品２
９ａを形成するところのキャビティである。

【０００５】また、射出シリンダー２３、ノズル２４の
外周には複数のバンドヒータ２６が巻回して装着されて
おり、射出シリンダー２３、ノズル２４、固定側金型２
７および可動側金型２８の所定箇所には温度制御のため
に温度検出用の熱電対（図示せず）が取付けられてい
る。

【０００６】次に射出成形方法について説明する。図５
は射出成形の計量工程、図６は同サックバック工程、図
７は同成形品取出し工程、図８は同射出工程そして図９
は同保圧工程を示す。

【０００７】まず、図５に示すようにスクリュー２１の
先端が所定の計量位置ａまで水平後退移動し、スクリュ
ー２１の左後方の注入口（図示せず）より必要とする溶
融樹脂を注入し、スクリュー２１を回転させてスクリュ
ー空間２５に溶融樹脂を充填した後、図６に示すように
スクリュー２１を所定のサックバックストロークｄ分後
退させて、スクリュー空間２５内に充填された溶融樹脂
のドローリングを抑制する。

【０００８】なお、計量工程、サックバック工程は前の
工程サイクルにおける成形品２９ａの冷却工程である。

【０００９】そして、図７に示すように可動側金型２８
が摺動移動して型開きした後、前の工程サイクルにおけ
る成形品２９ａを取出し、次に再度可動側金型２８を元
の位置に摺動移動して型閉め後、所定速度にてスクリュ
ー２１を所定の射出位置ｃに前進移動させ、図８に示す
ように溶融樹脂を金型内のキャビティ２９へ充填させ
る。

【００１０】その後、図９に示すように金型のキャビテ
ィ２９に充填された溶融樹脂に対して所定の圧力を一定
時間加えて保圧を行う。以上の工程を繰返すことによ
り、射出成形を行うのである。

【００１１】また、射出シリンダー２３、ノズル２４の
温度が成形樹脂材料の融点以上に設定されているのに対
して、金型の温度は融点以下に設定されている。すなわ
ち、図１０に示す射出工程において、キャビティ空間３
０を通過する溶融樹脂は金型表面３１に接触すると冷却
固化し、スキン層３２を金型表面３１の接触面より順次
生成しつつ、溶融樹脂はコア層３３を通過してキャビテ
ィ空間３０を充填する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の射出成形方法では、射出工程においてキャビティ空間
３０を通過する溶融樹脂は、金型表面３１に接触すると
冷却固化してスキン層３２を生成するため、射出時の高
速立上がりおよび射出速度の高速化を必要とする成形品
においては、その必要とする特性をスクリュー前進後退
用の駆動源容量に依存しており、射出成形装置が大型化
するという課題を有していた。

【００１３】また、スクリューの前進後退の制御におい
て射出工程は速度制御、保圧工程は圧力制御が必要であ
り、成形１サイクル中における動作制御方法の切換え、
高速応答特性などのバラツキのために射出量が変動し、
均一化が困難であるという課題を有するものであった。

【００１４】さらに、ドローリングを抑制するためにサ
ックバック工程を行っており、成形サイクルの短縮が困
難であるという課題を有していた。

【００１５】本発明は前記課題を解決しようとするもの
であり、射出量の安定均一化、成形サイクルの短縮が可
能で、射出用駆動源容量を軽減すると共に、射出時の高
速立上がりおよび射出速度の高速化が実現できるシャッ
トオフピン内蔵の射出成形方法およびその装置を提供す
ることを目的とするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明によるシャットオフピン内蔵の射出成形方法
は、射出シリンダーの先端に連結したノズル内部に摺動
自在に配設されたシャットオフピンによりノズルの先端
の流路を閉鎖し、成形用溶融樹脂の計量およびプランジ
ャー移動やスクリューの前進移動により射出シリンダー
内の前記溶融樹脂を圧縮し、次にノズル先端の流路を開
放して溶融樹脂を射出後、ノズル先端の流路を閉鎖しシ
ャットオフピンにより保圧を行う方法である。

【００１７】本発明によれば、成形サイクルの短縮、射
出用駆動源容量の軽減、射出動作の高速化が図れ、各種
の樹脂材料および成形品に対して最適条件で成形するこ
とが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、回転および水平移動自在なスクリューを内蔵した射
出シリンダーの先端に連結したノズル内に１あるいは複
数列配置され溶融樹脂を通過させる流路の先端部に摺動
自在に配設されたシャットオフピンにより流路先端を閉
鎖し、計量ならびにスクリュー前進で溶融樹脂を圧縮
し、次に流路先端を開放して溶融樹脂を射出した後、再
度流路先端を閉鎖しかつ、シャットオフピンにて保圧を
行う射出成形方法としたものであり、高速立上がりおよ
び高速成形が必要な成形品に対して射出量の安定均一
化、成形サイクルの短縮が可能になるという作用を奏す
る。

【００１９】本発明の請求項２に記載の発明は、スクリ
ューの前進にて射出シリンダー内の溶融樹脂を圧縮し、
溶融樹脂に蓄積された圧縮エネルギーにより溶融樹脂を
射出してなる請求項１に記載の射出成形方法であり、請
求項１に記載の作用に加えて射出用駆動源容量の軽減、
射出動作の高速化が可能になるという作用を奏する。

【００２０】本発明の請求項３に記載の発明は、スクリ
ュー空間を有する射出シリンダーの先端にノズルを設
け、上記射出シリンダー内に回転および水平移動自在な
スクリューを組込み、上記ノズル内に溶融樹脂を通過さ
せる流路を設けるとともにこの流路の先端部に流路の先
端を開閉するように摺動自在に配置されたシャットオフ
ピンと、ノズルの流路に連通するキャビティをもった金
型を配置してなる射出成形装置であり、高速で射出量の
安定した射出成形が行えることになる。

【００２１】本発明の請求項４に記載の発明は、ノズル
内における流路を複数に分割して配列してなる請求項３
に記載してなる射出成形装置としたものであり、ノズル
の小型化、圧縮あるいは射出圧力や時間の調整が容易に
なるという作用を奏する。

【００２２】本発明の請求項５に記載の発明は、プラン
ジャー移動にて射出シリンダー内の溶融樹脂を圧縮する
圧縮圧力を任意に設定自在としてなる請求項３に記載の
射出成形装置としたものであり、各種成形の射出条件を
最適に設定できるという作用を奏する。

【００２３】以下、本発明の一実施の形態について図面
を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態における
シャットオフピン内蔵の射出成形装置の要部断面図、図
２〜図４は同射出成形方法を説明する概要工程断面図で
ある。

【００２４】図１において４は金属材などでなる射出シ
リンダー３の片先端に連結した同じく金属材でなるノズ
ルであり、射出シリンダー３の内部の中心部にはスクリ
ュー１が回転かつ水平移動するスクリュー空間５が設け
られており、スクリュー空間５の先端はノズル４の中央
部に設けられた流路１０と、流路１０と対称に対応する
流路１０ａに分割される前の一体の先端と連結してい
る。

【００２５】７は超鋼材などでなる固定側金型、８は固
定側金型７と対応し同じく超鋼材でなる可動側金型、９
は固定側金型７、可動側金型８とで構成され成形品を形
成するキャビティであり、流路１０、流路１０ａが結合
一体化された先端に連結されている。

【００２６】計量工程により充填されたポリブチレンテ
レフタレート、ポリフェニレンスルフィドなどの熱可塑
性溶融樹脂を、スクリュー空間５の中に配設したスクリ
ュー１の回転により供給充填を行い、そしてスクリュー
１の水平前進移動により前記の溶融樹脂は前記流路１
０、１０ａを通過し、流路１０、流路１０ａが結合一体
化された先端を経由して、固定側金型７、可動側金型８
で構成される成形品を形成するキャビティ９へ射出され
るのである。

【００２７】また、前記先端のキャビティ９との結合部
１０ｂは内径を他よりやや小さくした段差構造であり、
その結合部１０ｂの内径と密接摺動する外径で鋼材など
でなるシャットオフピン１１が摺動自在に内蔵されてい
る。そして、シャットオフピン１１の一端には回動自在
なレバー１２の一端が連結されており、レバー１２の他
端には連結棒１３を介してシャットオフピン１１の摺動
水平移動駆動源であるシリンダー１４が結合されてい
る。

【００２８】すなわち、シリンダー１４の駆動により連
結棒１３が移動動作してレバー１２を回動すると、シャ
ットオフピン１１の先端が結合部１０ｂを摺動水平移動
してノズル４の先端の流路１０，１０ａを開放あるいは
閉鎖する。なお、スクリュー１およびシャットオフピン
１１はロードセル（図示せず）により樹脂圧の検出およ
び制御を可能としている。そしてなお、前記従来例と同
じく２は逆流防止リング、６はバンドヒータである。

【００２９】次に射出成形方法について図面を用いて説
明する。図２は計量工程あるいは保圧工程、図３は圧縮
工程あるいは成形品取出し工程そして図４は射出工程を
示しており、９ａは成形品である。

【００３０】スクリュー１が図２に示す所定の計量位置
ａまで水平後退移動し、スクリュー１の左後方の供給口
（図示せず）より溶融樹脂を供給し、スクリュー１の回
転によりスクリュー空間５および流路１０に溶融樹脂を
充填する計量工程を行う。計量工程中はシャットオフピ
ン１１をシリンダー１４の駆動による連結棒１３、レバ
ー１２の動作により、結合部１０ｂを閉鎖する状態と
し、前の成形サイクルにおける成形品９ａに規定時間所
定圧力を印加する保圧工程を行うのである。

【００３１】そして、前の成形サイクルにおける成形品
９ａの冷却工程（時間）を経て可動側金型８を摺動して
型開きした後、図３に示す成形品取出し工程を行うこと
により成形品９ａをキャビティ９より取出す。

【００３２】前記成形品取出し工程中は、シャットオフ
ピン１１は供給部１０ｂを閉鎖した状態を維持し、充填
された溶融樹脂が所定圧力に到達するまでスクリュー１
を水平前進移動させる圧縮工程を行う。

【００３３】圧縮工程により溶融樹脂はスクリュー空間
５および流路１０，１０ａの内にて内圧を高めた状態と
なり、スクリュー１の先端位置は図３に示すｂの位置と
なる。ただし、所要の圧縮圧力到達位置であるｂの位置
は、溶融樹脂の材質や粘度などにより変動するものであ
り、また流路数は最適な１路あるいは３路以上の複数に
分割配列するのである。

【００３４】そして、再度可動金型８が元の位置に摺動
移動し復帰して型閉めした後、シャットオフピン１１が
シリンダー１４の駆動により左方向に水平後退移動し
て、結合部１１ｂを解放し、溶融樹脂をキャビティ９内
へ充填させる図４に示す射出工程を行う。

【００３５】圧縮工程によりスクリュー空間５および流
路１０，１０ａ内で内圧を高められた溶融樹脂は、前記
のシャットオフピン１１の移動による結合部１０ｂの開
放により内圧を元に戻そうとするためにキャビティ９内
へ充填されるのである。

【００３６】それと同時にスクリュー１を所定の射出位
置である図４に示すｃの位置まで水平前進移動させ、再
びシャットオフピン１１をシリンダー１４の駆動により
右方向に移動して、結合部１０ｂを閉鎖し、スクリュー
１を図２に示すａの位置に後退させて保圧工程を行う。

【００３７】以上の工程を繰返すことにより射出成形が
行われるのである。なお、シャットオフピン内蔵の射出
成形方法は、インライン射出成型機のみでなく、プリプ
ランジャー射出成型機におけるプランジャー移動によ
り、射出シリンダー内の溶融樹脂を、圧縮圧力を任意か
つ最適に設定して圧縮することによっても対応できる。

【００３８】なおまた、溶融樹脂に蓄積された圧縮エネ
ルギーのみで射出する方法だけでなく、金型のキャビテ
ィ９内の充填量が大きい場合には溶融樹脂に蓄積された
圧縮エネルギーとスクリュー１の水平前進の移動力との
合力による方法も有効である。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によるシャットオフ
ピン内蔵の射出成形方法およびその装置によれば、樹脂
射出成形において射出量の安定、成形サイクルの短縮、
射出用駆動源の容量低減そして射出動作の高速化が可能
であり、射出条件を最適に設定できるという効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態におけるシャットオフピン
内蔵の射出成形装置の要部断面図

【図２】同射出成形方法の計量工程および保圧工程を説
明する概要工程断面図

【図３】同射出成形方法の圧縮工程および成形品取出し
工程を説明する概要工程断面図

【図４】同射出成形方法の射出工程を説明する概要工程
断面図

【図５】従来における射出成形方法の計量工程を説明す
る概要工程図

【図６】同射出成形方法のサックバック工程を説明する
概要工程図

【図７】同射出形成方法の成形品取出し工程を説明する
概要工程図

【図８】同射出成形方法の射出工程を説明する概要工程
図

【図９】同射出成形方法の保圧工程を説明する概要工程
図

【図１０】同金型内の溶融樹脂流動を説明する概念図

【符号の説明】

１ スクリュー ２ 逆流防止リング ３ 射出シリンダー ４ ノズル ５ スクリュー空間 ６ バンドヒータ ７ 固定側金型 ８ 可動側金型 ９ キャビティ ９ａ 成形品 １０，１０ａ 流路 １０ｂ 結合部 １１ シャットオフピン １２ レバー １３ 連結棒 １４ シリンダー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転および水平移動自在なスクリューを
   内蔵した射出シリンダーの先端に連結したノズル内に１
   あるいは複数列配置され溶融樹脂を通過させる流路の先
   端部に摺動自在に配設されたシャットオフピンにより流
   路先端を閉鎖し、計量ならびにスクリューの前進で溶融
   樹脂を圧縮し、次に流路先端を開放して溶融樹脂を射出
   した後、再度流路先端を閉鎖しかつ、シャットオフピン
   にて保圧を行う射出成形方法。
2. 【請求項２】 スクリューの前進にて射出シリンダー内
   の溶融樹脂を圧縮し、溶融樹脂に蓄積された圧縮エネル
   ギーにより溶融樹脂を射出する請求項１に記載の射出成
   形方法。
3. 【請求項３】 スクリュー空間を有する射出シリンダー
   の先端にノズルを設け、上記射出シリンダー内に回転お
   よび水平移動自在なスクリューを組込み、上記ノズル内
   に溶融樹脂を通過させる流路を設けるとともにこの流路
   の先端部に流路の先端を開閉するように摺動自在に配置
   されたシャットオフピンと、ノズルの流路に連通するキ
   ャビティをもった金型を配置してなる射出成形装置。
4. 【請求項４】 ノズル内における流路を複数に分割して
   配列してなる請求項３に記載の射出成形装置。
5. 【請求項５】 プランジャー移動にて射出シリンダー内
   の溶融樹脂を圧縮する圧縮圧力を任意に設定自在として
   なる請求項３に記載の射出成形装置。