JP2007076180A - 樹脂成形方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｔダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出する樹脂成形装置において、１ショットの中で金型上に吐出される溶融樹脂の性状の均一性を高める。
【解決手段】 射出装置１は、その吐出口にＴダイ５が設けられている。射出装置１からＴダイ５を介して金型上に溶融樹脂を吐出して型締めすることにより、樹脂製品が製造される。本発明の樹脂成形方法では、Ｔダイ５として、その内部の容積が、射出装置の１ショットで吐出される溶融樹脂の量と同等またはそれ以上であるＴダイ５が使用される。樹脂製品を製造する際、Ｔダイ５が、射出装置の射出周期以上の期間、その内部に溶融樹脂を保持し、その間に溶融樹脂の温度の均一性を高めた後で、金型上に溶融樹脂を吐出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂成形方法及び装置に係り、特に、種々の特徴を重視する樹脂成形品、例えば、光学成形品、板厚精度の高い平板成形品、色相等の外観を重視する成形品等を製造する際に適した樹脂成形方法及び装置に係る。

樹脂成形装置等の射出装置では、温度制御により任意の温度に保たれたバレルと、その中で回転するスクリュとを用いて樹脂を溶融し、スクリュの前進による射出動作で、一定量の溶融樹脂を金型上に吐出している。

射出装置の吐出口にＴダイを設け、このＴダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出する場合、射出装置の動作が計量及び射出の繰返しであることから、Ｔダイからの溶融樹脂の吐出も断続動作となる。この場合、Ｔダイから吐出される溶融樹脂の内、流れ方向に関して先端側の部分は、前回の射出動作の際にＴダイ内に残された樹脂であり、末端側の部分は、射出直前までにスクリュの計量動作によりバレル先端に蓄えられた樹脂となる。Ｔダイ内もバレル先端部も適切に加熱または保温されてはいるが、金型上に吐出される溶融樹脂の先端側と末端側で、その温度及び与えられた熱量に差が生ずる。従って、溶融樹脂は、その先端側と末端側で樹脂の粘度や性状が異なることとなる。

これにより、金型上に吐出された溶融樹脂の厚さや形状が、先端側と末端側で異なり、型締め時に溶融樹脂が均等に金型内に広がらず、成形品の厚さに影響が生じたり、先端部と末端部との境界に沿って成形品にスジが発生したり、先端側と末端側で成形品の強度が異なったり、色相等の外観が異なったりする場合がある。また、末端側の溶融樹脂がＴダイを通過する際に十分に加熱されずに、成形不良を引き起こす原因ともなる。

一方、押出機の先に、溶融樹脂を蓄え、一定量の溶融樹脂を断続的に押出す機構からなる計量・注入装置を接続した押出装置を用いて断続的に樹脂を吐出する場合にも、同様に、先端側と末端側で樹脂の温度差が生じて、種々の問題を引き起こす。

本発明は、以上のようなＴダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出する樹脂成形装置における問題点に鑑み成されたものである。本発明は、Ｔダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出する樹脂成形装置において、１ショットの中で金型上に吐出される溶融樹脂の温度を均一に保つことにより、溶融樹脂の先端側と末端側の間での粘度や性状などの変動を抑え、それによって、成形品の品質の向上を図ることにある。

本発明の樹脂成形方法は、
吐出口にＴダイが設けられた射出装置を用いて、射出装置からＴダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出して型締めすることにより樹脂製品を製造する樹脂成形方法において、
Ｔダイとして、その内部の容積が、射出装置の１ショットで送り込まれる溶融樹脂の量と同等またはそれ以上であるＴダイを使用し、
樹脂製品を製造する際、Ｔダイが、射出装置の射出周期以上の期間、その内部に溶融樹脂を保持した後、溶融樹脂を金型上に吐出すること、を特徴とする。

本発明の樹脂成形方法によれば、１ショットで射出される溶融樹脂の量と同等またはそれ以上の溶融樹脂を、Ｔダイ内に一旦、蓄えることにより、金型上に吐出される溶融樹脂の先端側と末端側でその温度を均一にすることができる。その結果、１ショットの中で金型上に吐出される溶融樹脂の粘度や性状が安定し、製造される製品の品質を向上させることができる。

また、本発明の樹脂成形装置は、
吐出口にＴダイが設けられた射出装置を用いて、射出装置からＴダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出して型締めすることにより樹脂製品を製造する樹脂成形装置において、
前記Ｔダイは、その内部の容積が、射出装置の１ショットで送り込まれる溶融樹脂の量と同等またはそれ以上の値となるように定められ、それにより、樹脂製品を製造する際、前記Ｔダイが、射出装置の射出周期以上の期間、その内部に溶融樹脂を保持した後、溶融樹脂を金型上に吐出するように構成されている、を特徴とする。

なお、上記の方法及び装置構成は、射出装置の代わりに押出装置を用いる場合にも、同様に適用することができる。

本発明の方法及び装置によれば、金型上に吐出される樹脂の性状の均一性が高まり、その結果として、成形品の精度の向上及び成形不良の低減を図ることができる。

図１に、本発明に基づく成形方法が適用される装置の概略構成の一例を示す。この装置１は、射出装置であって、図中、３はバレル、４はスクリュ、５はＴダイ、６はシャットオフバルブを表わす。

射出装置１の主要部は、バレル３、バレル３内に収容されたスクリュ４、バレル３の後端部近傍に接続されたホッパ２などから構成されている。この射出装置１では、吐出口にＴダイ５が設けられている。Ｔダイ５の内部には、マニホールド７及び樹脂吐出口８が形成され、バレル３の内腔とマニホールド７を結ぶ樹脂経路には、シャットオフバルブ６が設けられている。Ｔダイ５の先には、金型を備えた竪型締装置等の成形機（図示せず）が設けられている。

この射出装置では、Ｔダイ５は、その内部に形成されたマニホールド７のサイズが、射出装置５の１ショット分の溶融樹脂の量（即ち、製品を成形するのに必要な量）と同等あるいはそれ以上の容積を有するように設計されている。なお、マニホールド７だけでなく、樹脂吐出口８等を含めたＴダイ５の総容積が射出装置１の１ショットの溶融樹脂の量と同等となるよう設計しても良い。

次に、この装置を用いて成形を行う手順について説明する。
先ず、シャットオフバルブ６を閉じた状態で、バレル３内でスクリュ４を回転させて、原料樹脂をホッパ２からバレル３内に導入する。原料樹脂は、適切に加熱され保温されたバレル３内で、スクリュ４の回転に伴い搬送されつつ、加熱され、混練され、溶融される。溶融された樹脂は、スクリュ４の回転により、スクリュ４の前方に送り込まれる。スクリュ４の前方に蓄えられた溶融樹脂の圧力を受けて、スクリュ４が次第に後退する。所定量の溶融樹脂がスクリュ４の前方に蓄えられた後（即ち、計量された後）、シャットオフバルブ６を開くとともに、スクリュ４を前進させて、溶融樹脂をＴダイ５内に送り出す。

ここで、射出装置の初回のショットでは、Ｔダイ５内が空の状態であるので、溶融樹脂は、Ｔダイ５内に蓄えられるのみで、Ｔダイ５から金型上には吐出されない。この状態でシャットオフバルブ６が閉じられ、射出装置１が再び上記動作を行なう。射出装置１の第二回目の射出動作以降、Ｔダイ５内に一旦蓄えられ、射出装置１の射出周期以上の期間Ｔダイ５内に保持された溶融樹脂が、順次、金型上に吐出されて製品が成形される。

この装置において、Ｔダイ５のマニホールド７は、溶融樹脂を樹脂吐出口８より金型上に均一に吐出する目的と、１ショット内での溶融樹脂の熱量を均一にする目的の二つを、併せ持つことになる。このように、マニホールド７の容積を１ショットの樹脂量と同量かそれ以上にすることにより、吐出される溶融樹脂の先端側と末端側で溶融樹脂の温度を同一にすることが可能になる。

図２に、本発明に基づく成形方法が適用される装置の概略構成の他の例を示す。この装置は、押出装置である。

押出装置１２の主要部は、バレル３、バレル３内に収容されたスクリュ４、バレル３の後端部近傍に接続されたホッパ２などからなる押出機１０と、押出機１０の先に接続され、溶融樹脂を蓄え、一定量の溶融樹脂を断続的に押出す機構からなる計量・注入装置１１より構成されている。この押出装置１２では、吐出口にＴダイ５が設けられている。Ｔダイ５の内部には、マニホールド７及び樹脂吐出口８が形成されている。Ｔダイ５の先には、金型を備えた竪型締装置等の成形機（図示せず）が設けられている。

次に、この装置を用いて成形を行う工程について説明する。
先ず、バレル３内でスクリュ４を回転させて、原料樹脂をホッパ２から連続的にバレル３内に導入する。原料樹脂は、適切に加熱され保温されたバレル３内で、スクリュ４の回転に伴い搬送されつつ、加熱され、混練され、溶融される。溶融された樹脂は、スクリュ４の回転により、計量・注入装置１１に連続的に送り込まれる。溶融樹脂は、計量・注入装置１１に蓄えられ、計量・注入装置１１により、成形のサイクルにあわせて、１ショット分の溶融樹脂がＴダイ５に断続的に注入される。

ここで、計量・注入装置１１の初回のショットでは、Ｔダイ５内が空の状態であるので、溶融樹脂はＴダイ５内に蓄えられるのみで、Ｔダイ５から金型上には吐出されない。計量・注入装置１１は、成形のサイクルにあわせて、再び、溶融樹脂をＴダイ５に注入する。計量・注入装置の第二回目の注入動作以降、Ｔダイ５内に一旦蓄えられ、押出装置１２の注入周期以上の期間Ｔダイ５内に保持された溶融樹脂が、順次、金型上に吐出されて、製品が成形される。

なお、装置構成上は、押出機１０の吐出口に直接Ｔダイ５を設け、成形のサイクルにあわせて、スクリュを断続的に回転させて、溶融樹脂を断続的にＴダイ５内に押出すことも考えられる。

本発明に基づく射出装置の例を示す概略構成図。 本発明に基づく押出装置の例を示す概略構成図。

符号の説明

１・・・射出装置、２・・・ホッパ、３・・・バレル、４・・・スクリュ、５・・・Ｔダイ、６・・・シャットオフバルブ、７・・・マニホールド、８・・・樹脂吐出口、１０・・・押出機、１１計量・注入装置、１２・・・押出装置。

Claims (4)

1. 吐出口にＴダイが設けられた射出装置を用いて、射出装置からＴダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出して型締めすることにより樹脂製品を製造する樹脂成形方法において、
   Ｔダイとして、その内部の容積が、射出装置の１ショットで送り込まれる溶融樹脂の量と同等またはそれ以上であるＴダイを使用し、
   樹脂製品を製造する際、Ｔダイが、射出装置の射出周期以上の期間、その内部に溶融樹脂を保持した後、溶融樹脂を金型上に吐出すること、を特徴とする樹脂成形方法。
2. 吐出口にＴダイが設けられた射出装置を用いて、射出装置からＴダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出して型締めすることにより樹脂製品を製造する樹脂成形装置において、
   前記Ｔダイは、その内部の容積が、射出装置の１ショットで送り込まれる溶融樹脂の量と同等またはそれ以上の値となるように定められ、それにより、樹脂製品を製造する際、前記Ｔダイが、射出装置の射出周期以上の期間、その内部に溶融樹脂を保持した後、溶融樹脂を金型上に吐出するように構成されている、を特徴とする樹脂成形装置。
3. 吐出口にＴダイが設けられた押出装置を用いて、押出装置からＴダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出して型締めすることにより樹脂製品を製造する樹脂成形方法において、
   Ｔダイとして、その内部の容積が、押出装置の１ショットで送り込まれる溶融樹脂の量と同等またはそれ以上であるＴダイを使用し、
   樹脂製品を製造する際、Ｔダイが、押出装置の注入周期以上の期間、その内部に溶融樹脂を保持した後、溶融樹脂を金型上に吐出すること、を特徴とする樹脂成形方法。
4. 吐出口にＴダイが設けられた押出装置を用いて、押出装置からＴダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出して型締めすることにより樹脂製品を製造する樹脂成形装置において、
   前記Ｔダイは、その内部の容積が、押出装置の１ショットで送り込まれる溶融樹脂の量と同等またはそれ以上の値となるように定められ、それにより、樹脂製品を製造する際、前記Ｔダイが、押出装置の注入周期以上の期間、その内部に溶融樹脂を保持した後、溶融樹脂を金型上に吐出するように構成されている、を特徴とする樹成形装置。

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