JP2002240114A - 射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 射出成形方法における成形時間を短縮しなが
ら、脱型時の糸引き現象を十分に抑制する。 【解決手段】 射出成形機１の加熱シリンダ１０から成
形型２までの樹脂通路１３にシャットオフ弁３２を設
け、該シャットオフ弁３２よりも下流側の樹脂通路１３
に臨んでプランジャ２７を設ける。キャビティ５への樹
脂材料の充填の後に、シャットオフ弁３２を閉じかつプ
ランジャ２７を前進させて、該シャットオフ弁３２より
も下流側の樹脂通路１３からキャビティ５までの保圧を
開始する。前記シャットオフ弁３２を閉じた後に前記射
出スクリュ１１を後退させて、計量工程を開始し、該計
量工程の後期に、前記シャットオフ弁３２を閉じたまま
プランジャ２７を後退させて、該シャットオフ弁３２よ
りも下流側の樹脂通路１３からキャビティ５までを減圧
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、樹脂材料の計量、
射出充填及び保圧の各工程を連続的に行う射出成形方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、一般に、樹脂材料の射出成形
方法としては、材料の計量、射出充填及び保圧の各工程
が連続して順番に行われている。すなわち、まず、計量
工程では、成形機の加熱シリンダ内において射出スクリ
ュを回転させつつ、新しい材料を供給し、該射出スクリ
ュを所定位置まで後退させることにより、材料の計量を
行う。続いて、射出充填工程では射出スクリュを前進さ
せ、溶融状態の樹脂材料を加熱シリンダ内から押し出し
て成形型のキャビティへ射出し充填する。そして、保圧
工程では、該キャビティの樹脂材料を冷却して凝固させ
る間、射出スクリュをさらに前進させて材料の圧力状態
を維持するようにしている。

【０００３】このような従来の一般的な成形方法では、
保圧工程において材料の圧力状態を維持するために射出
スクリュを使用しているので、この保圧工程が完了する
までは次の成形サイクルの計量工程に移行することがで
きず、全体として成形時間の短縮が困難であった。

【０００４】これに対し、例えば特開平５−２６１７８
０号公報や特開平９−８５７９０号公報でそれぞれ提案
されているように、加熱シリンダから成形型のキャビテ
ィまでの樹脂通路に開閉弁を設け、その開閉弁の下流側
の樹脂通路に射出スクリュとは別に樹脂通路内の樹脂材
料を加圧する専用の保圧機構を設けたものがある。これ
ら提案例は、開閉弁を閉じて保圧機構を作動させること
によって該開閉弁よりも下流側の樹脂材料の圧力状態を
維持すると同時に、上流側では射出スクリュを後退さ
せ、つまり、保圧工程と計量工程とを並行して行えるよ
うにして、成形時間を短縮するものである。尚、前者の
提案例（特開平５−２６１７８０号）には、保圧機構を
金型に設けることが、また、後者の提案例（特開平９−
８５７９０号）には、保圧機構として成形機における加
熱シリンダからノズルまでの間の樹脂通路に油圧駆動の
プランジャを設けることが、それぞれ開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記の提案
例の射出成形方法においては、成形品を成形型から取り
外すとき（脱型時）に、成形機のノズルから溶融樹脂が
糸状になって出てくる糸引き現象が起こり、これによ
り、糸状の溶融樹脂が成形型及び成形品に付着してしま
いこれを成形型から除去するのに時間がかかるとともに
成形品が不良となる場合があるなどの問題がある。

【０００６】本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、射出成形方法の各
工程の手順に工夫を凝らし、成形時間を短縮しながら糸
引き現象を十分に抑制することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の解決手段では、保圧工程の開始と略同期し
て計量工程を開始し、この計量工程の後期に樹脂通路内
を減圧するようにした。

【０００８】具体的には、請求項１の発明では、成形型
と、該成形型に取り付けられる射出成形機とを備え、該
射出成形機のシリンダ内に収容した射出スクリュにより
前記シリンダ内の溶融樹脂材料を、該シリンダ内に連通
する成形型のキャビティへ射出し充填するようにした射
出成形方法を前提とする。前記シリンダからキャビティ
までの樹脂通路に開閉弁を設けるとともに該開閉弁より
も下流側の樹脂通路に臨んで駆動装置により進退させる
プランジャを設け、前記キャビティへの樹脂材料の充填
の後に、前記開閉弁を閉じかつプランジャを前進させ
て、該開閉弁よりも下流側の樹脂通路からキャビティま
での保圧を開始するとともに、該保圧工程の開始と略同
期して前記射出スクリュを後退させて、シリンダ内に新
たに供給される樹脂材料の計量を開始し、該計量工程の
後期に、前記開閉弁を閉じたままプランジャを後退させ
て、該開閉弁よりも下流側の樹脂通路からキャビティま
でを減圧する。

【０００９】前記の方法によれば、射出成形機のシリン
ダから成形型のキャビティまでの樹脂通路を開閉弁によ
って閉じて、該開閉弁の下流側のプランジャを前進させ
て保圧工程を行う一方、これと並行して上流側で射出ス
クリュによって計量工程を行うため成形時間を短縮でき
る。また、その計量工程後期に樹脂通路からキャビティ
までを減圧することで、脱型時の糸引き現象をなくして
成形工程の効率化と成形品の不良化防止ができる。さら
に、前記保圧工程と減圧工程との両方をプランジャの進
退によって行うことができるため、射出成形機を簡単な
構造かつ安価なものとすることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１１】図１は、本発明の実施形態に係る射出成形
機及び成形型の概略図を示し、１が射出成形機、２が成
形型である。成形型２は、第１成形型３と第２成形型４
とからなり、これら第１成形型３及び第２成形型４を型
締めした状態で、両者間に樹脂材料が充填されるキャビ
ティ５が形成され、この状態で射出成形機１が取り付け
られるようになっている。また、第１成形型３にはキャ
ビティ５に臨むように開口したダイレクトゲート６が設
けられ、このダイレクトゲート６が、後述する射出成形
機１側の樹脂通路と連通するようになっている。

【００１２】一方、射出成形機１は、１回の成形サイク
ルに用いる樹脂材料を溶融及び計量し、これを射出スク
リュにより押し出して、前記成形型２のダイレクトゲー
ト６からキャビティ５に射出し充填するものである。す
なわち、この射出成形機１には、円筒状の加熱シリンダ
１０内に射出スクリュ１１が同軸に位置するように設け
られており、該加熱シリンダ１０の上流側（図の左側）
には新しい樹脂材料を供給するためのホッパ１２が設け
られている。一方、加熱シリンダ１０の下流側の端部
は、下流側ほど縮径するテーパ状に形成され、その中央
部分には、加熱シリンダ１０の上流側の内径よりも小径
の樹脂通路１３を有する略円筒状の小径部１４が設けら
れている。該小径部１４の下流端側は、下流側ほど縮径
するテーパ状に形成されていて、該小径部１４の先端面
に開口するノズル１５が、この小径部１４内の樹脂通路
１３と前記第１成形型３のダイレクトゲート６とを連通
させるようになっている。

【００１３】また、前記射出スクリュ１１の上流側端部
には、該射出スクリュ１１と同軸に位置して上流側へ突
出するようにロッド１６が設けられている。さらに、前
記ロッド１６は図示しない駆動モータ及び進退駆動装置
に連結され、樹脂材料の計量工程では、ロッド１６（射
出スクリュ１１）は回転しながら後退し、また射出工程
では、回転されることなく前進するようになっている。

【００１４】また、加熱シリンダ１０の外周部には、長
さ方向の略中央部から下流端部まで、該加熱シリンダ１
０の外周部を覆うように複数の円筒状の加熱ヒータ２３
が互いに所定の間隔を空けて配設されている。

【００１５】前記射出成形機１側の樹脂通路１３の途中
には、この樹脂通路１３内からキャビティ５に亘る閉空
間の圧力を制御する圧力制御機構２５が設けられてい
る。この圧力制御機構２５は、樹脂通路１３の内周壁に
臨むように開口するシリンダ部２６と該シリンダ部２６
に内装されるプランジャ２７と該プランジャ２７を移動
させる油圧シリンダ装置２８（駆動装置）とからなる。
前記プランジャ２７は、前記シリンダ部２６の軸方向に
沿って摺動するようになっており、シリンダ部２６の内
径と略同径とされた円柱状のプランジャ部２９と該プラ
ンジャ部２９に同軸に取り付けられた軸部３０とを有し
ている。この軸部３０の外端部は前記油圧シリンダ装置
２８に連結されており、該油圧シリンダ装置２８は、制
御装置３１からの信号を受けて作動して、前記プランジ
ャ部２９を樹脂通路１３に対して前進及び後退させるよ
うになっている。前記プランジャ２７は、樹脂通路１３
の内周壁よりも該樹脂通路１３の内方へ前進しないよう
にされており、一方、後退した状態では、詳細は後述す
るが、プランジャ２７による保圧工程（２次保圧工程）
が十分に行える分量の溶融樹脂材料が貯留されるように
なっている。

【００１６】また、前記射出成形機１側の樹脂通路１３
において、圧力制御機構２５の上流側にはシャットオフ
弁３２（開閉弁）が設けられ、これにより、樹脂通路１
３を加熱シリンダ１０内と連通状態及び遮断状態に切り
換えるようにしている。このシャットオフ弁３２は、樹
脂通路１３の断面形状よりも若干、大きい板状の弁体３
３と、この弁体３３と一体的に設けられる回転軸３３ａ
とからなる。該回転軸３３ａは、樹脂通路１３の延びる
方向と直交するように配設され、両端部が前記小径部１
４に支持されており、図示しないアクチュエータにより
回動されるようになっている。そして、樹脂通路１３の
遮断状態（シャットオフ弁３２の閉状態）では、前記ア
クチュエータによって弁体３３の外周部を樹脂通路１３
の内周壁に当接させるように前記回転軸３３ａを回動さ
せる一方、連通状態（シャットオフ弁３２の開状態）で
は回転軸３３ａを略９０゜回動させて前記遮断状態にあ
る弁体３３を樹脂通路１３の延びる方向に向けるように
する。また、このシャットオフ弁３２のアクチュエータ
は、前記圧力制御機構２５の油圧シリンダ装置２８を制
御する制御装置３１からの信号を受けて作動するように
なっている。

【００１７】次に、前記射出成形機１を用いた射出成形
方法について、図２〜図４に基づいて説明する。尚、図
２は、本発明の成形方法及び従来の成形方法のそれぞれ
の工程を比較して示す説明図であり、図中のｔ０及びｔ
１は、それぞれ従来の成形方法及び本発明の成形方法に
おける１回の成形サイクルに要する時間を示している。

【００１８】まず、型締めした成形型２の第１成形型３
に対して射出成形機１を取り付け、射出成形機１側の樹
脂通路１３と第１成形型３側の樹脂通路であるダイレク
トゲート６とを連通させる。そして、初回の成形サイク
ルにおける樹脂材料の計量工程を開始するときには、前
記プランジャ２７のプランジャ部２９は後退させてお
き、前記シャットオフ弁３２は開状態としておく。この
計量工程においては、前記駆動モータによって射出スク
リュ１１を回転させるとともに前記進退駆動装置によっ
て射出スクリュ１１を後退させると、前記ホッパ１２内
の粒状の樹脂材料が加熱シリンダ１０内に落下して該加
熱シリンダ１０の下流側へと圧送されていく。このとき
に、前記加熱シリンダ１０のヒータ２３による加熱と射
出スクリュ１１の回転に伴う樹脂材料の剪断力により発
生する熱とにより次第に該樹脂材料が溶融していく。

【００１９】前記溶融状態となった樹脂材料は、前記圧
力制御機構２５のシリンダ部２６に貯留されるととも
に、射出スクリュ１１の下流側に溜まっていき、同時に
前記進退駆動装置によって射出スクリュ１１が上流側へ
徐々に移動（後退）していく。そして、該射出スクリュ
１１が所定の位置（Ｐ１）に達したところで前記駆動モ
ータ及び進退駆動装置を停止させて計量工程を完了する
（図３（ａ））。この射出スクリュ１１の後退位置によ
って、該射出スクリュ１１の下流側に溜める樹脂材料を
計量するようにしており、キャビティ５へ充填する樹脂
材料の量に対応する位置を前記Ｐ１としている。

【００２０】その後、射出工程に移行して、前記進退駆
動装置によりＰ１に位置する射出スクリュ１１を下流側
へ向かってＰ２の位置まで前進させて、前記加熱シリン
ダ１０内の下流側に溜まった溶融樹脂材料を前記キャビ
ティ５へ射出する。このときに、樹脂材料は、まず射出
成形機１側の樹脂通路１３を通って前記ノズル１５から
成形型２側のダイレクトゲート６を経てキャビティ５に
流入する。この射出工程が完了すると、成形型２の隅々
まで樹脂材料を行き渡らせるために、射出スクリュ１１
を下流側のＰ３の位置までさらに前進させて充填工程を
行うことにより、さらに樹脂材料がキャビティ５に流入
する（図３（ｂ））。ここまでの各工程に要する時間に
ついては、従来の成形方法の各工程に要する時間と同じ
である（図２）。

【００２１】前記充填工程が完了すると樹脂材料の圧力
状態を維持する保圧工程を開始する。すなわち、キャビ
ティ５からの樹脂材料の逆流を防止し、また、溶融状態
の樹脂材料が冷却により収縮した分量をキャビティ５に
補充して成形品の欠陥を防ぐようにしている。この保圧
工程は、１次保圧工程と２次保圧工程とからなり、１次
保圧工程は前記充填工程に連続して射出スクリュ１１を
下流側のＰ４の位置までさらに前進させて、前記した冷
却による収縮分に相当する樹脂材料をキャビティ５に新
たに流入させる（図３（ｃ））。

【００２２】一方、２次保圧工程は前記圧力制御機構２
５により行われる。すなわち、前記１次保圧工程が完了
したときに、前記制御装置３１は前記シャットオフ弁３
２のアクチュエータに対して該シャットオフ弁３２を閉
状態とさせる信号を出力し、樹脂通路１３が前記の如く
遮断状態とされる（図４（ａ））。その後、前記制御装
置３１は前記プランジャ２７の油圧シリンダ装置２８に
対し該プランジャ２７を前進させる信号を出力し、この
信号を受けた該油圧シリンダ装置２８がプランジャ２７
のプランジャ部２９を前進させて、該プランジャ部２９
の先端部と樹脂通路１３の内周壁とを大略同一面に位置
させる（図４（ｂ））。このことにより、前記シャット
オフ弁３２よりも下流側の樹脂通路１３からキャビティ
５までの樹脂材料に圧力が加えられて２次保圧工程に移
行する。

【００２３】また、前記樹脂通路１３をシャットオフ弁
３２により遮断状態としたときに、これと同期して前記
した初回の成形サイクルと同様に射出スクリュ１１を回
転させながら後退させ計量工程を開始するようにしてい
る（図４（ｃ））。すなわち、この実施形態では２次保
圧工程の開始と同期して計量工程を開始するようにして
おり、図２に示すように、従来の成形方法と比べて２次
保圧工程に要する時間ｔ２だけ早く計量工程を開始して
いる。

【００２４】そして、前記した２次保圧工程が完了する
と、射出スクリュ１１がＰ５まで後退して計量工程の後
期となるまでプランジャ２７及びシャットオフ弁３２は
２次保圧工程のときの状態としておき、該計量工程の後
期になると、前記制御装置３１は前記プランジャ２７の
油圧シリンダ装置２８に対し該プランジャ２７を後退さ
せる信号を出力する。この信号を受けた油圧シリンダ装
置２８が前記プランジャ２７を後退させることにより、
プランジャ部２９が後退し前記シャットオフ弁３２より
も下流側の樹脂通路１３からキャビティ５までの樹脂材
料に加わっている圧力が減圧されていき（図４
（ｄ））、プランジャ２７が完全に後退した状態になる
と減圧工程が完了する。

【００２５】そして、前記減圧工程の完了時期は、射出
スクリュ１１が図４（ｄ）に一点鎖線で示すＰ１まで後
退して前記計量工程が完了した時期と同時期としている
ため、計量工程と減圧工程とを同時に完了させることが
でき、減圧工程を設けたことによって成形時間が延長す
ることはない。また、減圧工程の完了時期と同時期に、
前記制御装置３１は前記シャットオフ弁３２のアクチュ
エータに対して該シャットオフ弁３２を開状態とする信
号を出力し、該シャットオフ弁３２よりも下流側の樹脂
通路１３が加熱シリンダ１０内と連通状態となり、次の
成形サイクルにおける射出工程に備える。また、この減
圧工程が完了すると成形型２の第１成形型３から射出成
形機１を取り外して、該第１成形型３及び第２成形型４
を型開きして成形品を取り外す（脱型する）。尚、この
場合、射出成形機１は、型開き時に第１成形型３に取り
付けた状態としておき、型開き後に第１成形型３から取
り外すようにしてもよい。

【００２６】したがって、この実施形態に係る射出成形
方法によると、射出成形機１側の樹脂通路１３をシャッ
トオフ弁３２によって遮断状態として、射出スクリュ１
１による計量工程とシャットオフ弁３２の下流側に設け
た圧力制御機構２５による２次保圧工程とを並行して行
うことができ、このことで成形時間をｔ２時間短縮でき
る（図２）。また、計量工程の後期にプランジャ２７を
後退させて、シャットオフ弁３２下流の樹脂通路１３の
樹脂材料に加わっている圧力を確実に減少させることが
でき、これにより、成形品の成形型２からの取り外しに
際して射出成形機１を成形型２から取り外したとき、あ
るいは、射出成形機１を第１成形型３に取り付けた状態
で型開きして成形型２から成形品を取り出したとき、溶
融樹脂がノズル１５から流出しにくくなるため、糸引き
現象が大幅に抑制され、糸状の溶融樹脂の成形型２及び
成形品への付着が防止できる。さらに、保圧工程と減圧
工程とを射出成形機１に設けたプランジャ２７の進退に
よって行うため、射出成形機１を簡単な構造かつ安価な
ものとすることができる。

【００２７】（他の実施形態）尚、本発明は前記実施形
態に限定されるものではなく、その他の種々の実施形態
を包含するものである。すなわち、前記実施形態では、
減圧工程の完了時期と計量工程の完了時期とを同時期と
しているが、これに限らず、例えば減圧工程の完了時期
を計量工程のそれよりも若干、早くしてもよく、また、
遅くしてもよい。

【００２８】また、前記実施形態では、射出成形を開始
するに際して、型締めした状態の成形型２の第１成形型
３に対して射出成形機１を取り付けるようにしたが、こ
れに限らず、型開きした状態の第１成形型３に対して射
出成形機１を取り付けるようにして射出工程を開始する
までに型締めしてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
係る射出成形方法によると、射出スクリュによる計量工
程とプランジャによる保圧工程と並行して行うことがで
き、これにより成形時間を短縮できる。また、計量工程
の後期に樹脂通路内を減圧することで、脱型時の糸引き
現象を大幅に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る射出成形機及び成形型
の概略断面図である。

【図２】各成形工程の手順を本発明の成形方法と従来の
成形方法とで比較した説明図である。

【図３】本発明の実施形態に係る射出成形方法の計量工
程から１次保圧工程までを示す説明図である。

【図４】本発明の実施形態に係る射出成形方法の２次保
圧工程から減圧工程までを示す説明図である。

【符号の説明】

１ 射出成形機 ２ 成形型 ５ キャビティ １０ 加熱シリンダ １１ 射出スクリュ １３ 樹脂通路 ２７ プランジャ ２８ 油圧シリンダ装置（駆動装置） ３２ シャットオフ弁（開閉弁）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 成形型と、該成形型に取り付けられる射
   出成形機とを備え、該射出成形機のシリンダ内に収容し
   た射出スクリュにより前記シリンダ内の溶融樹脂材料
   を、該シリンダ内に連通する成形型のキャビティへ射出
   し充填するようにした射出成形方法であって、 前記シリンダからキャビティまでの樹脂通路に開閉弁を
   設けるとともに、該開閉弁よりも下流側の樹脂通路に臨
   んで駆動装置により進退されるプランジャを設け、 前記キャビティへの樹脂材料の充填の後に、前記開閉弁
   を閉じかつプランジャを前進させて、該開閉弁よりも下
   流側の樹脂通路からキャビティまでの保圧を開始すると
   ともに、該保圧工程の開始と略同期して前記射出スクリ
   ュを後退させて、シリンダ内に新たに供給される樹脂材
   料の計量を開始し、該計量工程の後期に、前記開閉弁を
   閉じたままプランジャを後退させて、該開閉弁よりも下
   流側の樹脂通路からキャビティまでを減圧することを特
   徴とする射出成形方法。