JP2016175210A - Injection molding device - Google Patents

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Keisuke Nakayama
佳佑 中山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an injection molding device which, even when a thin molded article is injection molded, can prevent the occurrence of sinking and thinning while suppressing an overload on an injection device.SOLUTION: Since the ratio of the diameter φt of an injection port 21t to the inner diameter φb of a body part 21b of a nozzle 21 is in a range of 3:10 to 3:20, the pressure loss in the nozzle 21 due to a decrease in a cross section area can be reduced. Since a clearance Ga between a check ring 24 and a cylinder 22 is 50 μm or more and 100 μm or less, the pressure loss due to a back flow is reduced. Consequently, the filling performance of a resin is improved to enable filling of the resin into a cavity CA corresponding to a thin lens LP. At this time, the filling can be performed without excessively increasing the temperature of the resin and the temperature of molds 41, 42, so that molding can be performed without destroying the physical properties of the resin. In addition, the filling can be performed without excessively increasing the filling speed of a molten resin, so that loads applied to a servomotor and a screw 23 of an injection device 16, and the like can be reduced.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、光学部品その他の成形品を成形するための射出成形装置に関し、特にインライン型のスクリューを備える射出成形装置に関する。   The present invention relates to an injection molding apparatus for molding optical parts and other molded articles, and more particularly to an injection molding apparatus including an in-line type screw.

射出成形装置において、溶融樹脂の滞留や漏れを低減でき均一な混練が可能なことから、インラインスクリュー方式の射出計量機構を組み込んだ射出装置が広く多く用いられている。   In an injection molding apparatus, since the stagnation and leakage of molten resin can be reduced and uniform kneading is possible, an injection apparatus incorporating an in-line screw type injection metering mechanism is widely used.

近年における光学部品その他の製品の小型化の要求の高まりに伴って、射出成形による成形品の微小化及び薄肉化が進んでいる。成形品の薄肉化が進むほど溶融樹脂の射出に際して充填が困難になり、射出装置の充填能力が低い場合には充填不足による成形品のヒケや減肉といった不良が発生する。それらに対する解決策として、樹脂温度や型温度を上昇させ溶融樹脂の流動性を上げる、射出速度設定を上げ流速を上げるといった方法があるが、樹脂の物性によって樹脂温度の設定域が定義されており、また、射出速度は射出装置側の圧力制御に関わるためその調整には限界がある。   In recent years, with the increasing demand for miniaturization of optical components and other products, miniaturization and thinning of molded products by injection molding are progressing. The thinner the molded product, the more difficult it is to inject molten resin. When the filling capacity of the injection device is low, defects such as sink marks and thinning of the molded product due to insufficient filling occur. As a solution to these, there are methods such as increasing the resin temperature and mold temperature to increase the fluidity of the molten resin, increasing the injection speed setting and increasing the flow speed, but the resin temperature setting range is defined by the resin properties Also, since the injection speed is related to the pressure control on the injection device side, there is a limit to its adjustment.

なお、樹脂温度が許容範囲内であっても、溶融樹脂の温度を上げて粘性を低下させると、樹脂射出時のバックフローが増加し充填圧力の逃げ及びバラツキが増大するという問題がある。そのため、逆止リングを調整し溶融樹脂のバックフローを抑制することで充填の圧力逃げ・バラツキを軽減させることも一般的に知られている。   Even when the resin temperature is within the allowable range, if the temperature of the molten resin is raised to lower the viscosity, there is a problem that backflow at the time of resin injection increases and escape and variation of the filling pressure increase. For this reason, it is generally known to reduce the pressure escape and variation of the filling by adjusting the check ring and suppressing the back flow of the molten resin.

しかしながら、非常に薄肉の成形品の場合、逆止リングとシリンダーとの隙間を減らしバックフローを抑制することで充填圧力の逃げは低減可能であるが、圧力が逃げないことで射出装置のサーボやスクリューへの負荷も増加してしまうという問題が生じてしまう。サーボやスクリューへの負荷が高過ぎるとセンサーが圧力ピークを感知して停止してしまったり、状態によっては故障へとつながるおそれがある。特に充填工程から保圧工程への切り替えを圧力設定により制御している場合、上記のような圧力ピークを感知してしまうと設定通りの成形ができない、といった不具合も起こりうる。   However, in the case of a very thin molded product, the relief of the filling pressure can be reduced by reducing the clearance between the check ring and the cylinder and suppressing the backflow. The problem that the load to a screw also increases will arise. If the load on the servo or screw is too high, the sensor may stop when it detects a pressure peak, or it may lead to a failure depending on the condition. In particular, when the switching from the filling process to the pressure holding process is controlled by the pressure setting, there is a possibility that if the pressure peak as described above is detected, the molding cannot be performed as set.

なお、射出成形でなく押出成形用であるが、ノズル内径の調整によって溶融樹脂がノズルを通過する際に受ける抵抗を小さくし、射出能力が落ちないようにする技術が知られている(特許文献1)。   Although it is for extrusion molding rather than injection molding, a technique is known that reduces the resistance received when the molten resin passes through the nozzle by adjusting the nozzle inner diameter so that the injection capability does not decrease (Patent Document). 1).

しかしながら、非常に薄肉の成形品を射出成形する場合、上記のようなノズル内径の調整だけでは対応できない。特に、サーボ等への負荷が問題とならない程度に逆止リングとシリンダーとの隙間を減らし、サーボやスクリューへの負荷が大きくなりすぎない範囲で充填圧力の逃げを低減する場合、ノズルの先端形状によっては、ノズルとシリンダーとの接合部に過負荷がかかってしまい、ノズルが外れてしまうなどのおそれが生じる。   However, when a very thin molded product is injection-molded, it cannot be handled only by adjusting the nozzle inner diameter as described above. Especially when the clearance between the check ring and the cylinder is reduced to such an extent that the load on the servo does not become a problem, and the relief of the filling pressure is reduced within a range where the load on the servo and the screw does not become too large, the shape of the nozzle tip Depending on the case, an overload is applied to the joint between the nozzle and the cylinder, and the nozzle may come off.

特開2008−188772号公報JP 2008-188772 A

本発明は、上記背景技術の問題に鑑みてなされたものであり、薄肉の成形品を射出成形する場合であっても、射出装置への過負荷を抑制しつつヒケや減肉の発生を防止できる射出成形装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the background art, and even when a thin molded product is injection-molded, it prevents occurrence of sink marks and thinning while suppressing an overload to the injection device. An object of the present invention is to provide an injection molding apparatus that can be used.

上記目的を達成するため、本発明に係る射出成形装置は、先端にノズルを固定したシリンダーと、シリンダー内に収納されたスクリューと、スクリューのヘッド部に取り付けられた逆止リングとを有する射出装置を備える射出成形装置であって、ノズルの先端に形成された射出口の径とノズルの胴部の内径との比が3:10から3:20までの範囲にあり、逆止リングとシリンダーとの隙間量が50μm以上100μm以下である。   In order to achieve the above object, an injection molding apparatus according to the present invention includes a cylinder having a nozzle fixed to the tip, a screw housed in the cylinder, and a check ring attached to a head portion of the screw. The ratio of the diameter of the injection port formed at the tip of the nozzle and the inner diameter of the body of the nozzle is in the range from 3:10 to 3:20, and the check ring and cylinder The gap amount is 50 μm or more and 100 μm or less.

上記射出成形装置では、射出口の径とノズルの胴部の内径との比が3:10から3:20までの範囲にあるので、特に比が小さくなって差が開く側においてもノズル内の断面積減少による圧力損失を低減でき、逆止リングとシリンダーとの隙間量が50μm以上100μm以下であるので、特に隙間量の上限側においてもバックフローによる圧力損失が軽減される。これにより、樹脂の充填性能が向上し、薄肉の製品に対応するキャビティにも充填が可能となる。この際、樹脂の温度、金型の温度を過度に上昇させることなく充填が可能となるため、樹脂の物性を壊すことなく成形が可能となる。加えて、樹脂の温度上昇による樹脂焼け(黄変)又は黒ゴミの発生も防止できる。また、溶融樹脂の充填速度を過度に上昇させることなく充填が可能となるため、射出装置のサーボやスクリューにかかる負荷のほか、ノズルとシリンダー等との接続部にかかる負荷を軽減できる。   In the above injection molding apparatus, the ratio between the diameter of the injection port and the inner diameter of the nozzle body is in the range from 3:10 to 3:20. Since the pressure loss due to the reduction of the cross-sectional area can be reduced and the gap amount between the check ring and the cylinder is 50 μm or more and 100 μm or less, the pressure loss due to the backflow is reduced particularly on the upper limit side of the gap amount. As a result, the filling performance of the resin is improved, and the cavity corresponding to the thin product can be filled. At this time, the filling can be performed without excessively raising the temperature of the resin and the temperature of the mold, so that the molding can be performed without destroying the physical properties of the resin. In addition, it is possible to prevent the occurrence of resin burning (yellowing) or black dust due to the temperature rise of the resin. Further, since the filling can be performed without excessively increasing the filling speed of the molten resin, it is possible to reduce the load applied to the connection portion between the nozzle and the cylinder in addition to the load applied to the servo and screw of the injection apparatus.

本発明の具体的な側面では、上記射出成形装置において、ノズルの胴部の内径とシリンダーの内径との比が1:1から1:5までの範囲にある。この場合、ノズル内の断面積減少による圧力損失をより確実に低減することができる。   In a specific aspect of the present invention, in the injection molding apparatus, the ratio of the inner diameter of the body of the nozzle to the inner diameter of the cylinder is in the range of 1: 1 to 1: 5. In this case, the pressure loss due to the reduction of the cross-sectional area in the nozzle can be more reliably reduced.

本発明の別の側面では、シリンダーの内径は、25mm以下である。この場合、シリンダーは、比較的小型の成形品に対応するものとなる。   In another aspect of the invention, the inner diameter of the cylinder is 25 mm or less. In this case, the cylinder corresponds to a relatively small molded product.

本発明のさらに別の側面では、最薄部の厚みが0.2mm以下の薄肉の成形品に対応する型空間に樹脂の充填を行う。この場合、一般的にはキャビティへの充填が困難になって充填不足による成形品のヒケや減肉が発生しやすくなるが、上記のように射出口の径とノズルの胴部の内径との比、並びに逆止リングとシリンダーとの隙間量が適切に設定されているので、樹脂の物性を壊すことなく射出装置の負荷を増加させることなく成形品におけるヒケや減肉の発生を防止できる。   In still another aspect of the present invention, resin is filled into a mold space corresponding to a thin molded product having a thickness of the thinnest portion of 0.2 mm or less. In this case, in general, it becomes difficult to fill the cavity, and sink marks and thinning of the molded product due to insufficient filling tend to occur, but as described above, the diameter of the injection port and the inner diameter of the body of the nozzle Since the ratio and the gap amount between the check ring and the cylinder are appropriately set, it is possible to prevent the occurrence of sink marks and thinning in the molded product without destroying the physical properties of the resin and without increasing the load on the injection device.

第1実施形態に係る射出成形装置を実施するための成形装置を説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining the shaping | molding apparatus for implementing the injection molding apparatus which concerns on 1st Embodiment. 図1の成形装置の一部を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which a part of shaping | molding apparatus of FIG. 1 was expanded. 図1の成形装置によって形成される成形品の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the molded article formed with the shaping | molding apparatus of FIG.

以下、本発明の一実施形態に係る射出成形装置について、図面を参照しつつ具体的に説明する。   Hereinafter, an injection molding apparatus according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

図1を参照して、実施形態に係る射出成形装置を実施するための成形装置について説明する。成形装置100は、射出成形を行って成形品MPを作製する本体部分である射出成形機10と、成形装置100を構成する各部の動作を統括的に制御する制御装置30とを備える。   With reference to FIG. 1, the shaping | molding apparatus for implementing the injection molding apparatus which concerns on embodiment is demonstrated. The molding apparatus 100 includes an injection molding machine 10 that is a main body part that performs injection molding to produce a molded product MP, and a control device 30 that comprehensively controls the operation of each part of the molding apparatus 100.

射出成形機10は、横型の成形機であり、成形金型40と、固定盤11と、可動盤12と、開閉駆動装置15と、射出装置16とを備える。射出成形機10には、これに付随して金型温度調節機47等も設けられている。射出成形機10は、固定盤11と可動盤12との間に成形金型40を構成する第1金型41と第2金型42とを挟持して両金型41,42を型締めすることにより成形を可能にする。   The injection molding machine 10 is a horizontal molding machine and includes a molding die 40, a fixed platen 11, a movable platen 12, an opening / closing drive device 15, and an injection device 16. The injection molding machine 10 is also provided with a mold temperature controller 47 and the like. The injection molding machine 10 clamps both molds 41 and 42 by sandwiching a first mold 41 and a second mold 42 constituting the molding mold 40 between the fixed platen 11 and the movable platen 12. This enables molding.

支持フレーム14上に固定された固定盤11は、第1金型41を着脱可能に支持している。固定盤11には、後述するノズル21を通す開口11bが形成されている。   The fixed platen 11 fixed on the support frame 14 detachably supports the first mold 41. The fixed platen 11 is formed with an opening 11b through which a nozzle 21 described later is passed.

可動盤12は、リニアガイド15aによって固定盤11に対して進退移動可能に支持されている。可動盤12は、第2金型42を着脱可能に支持している。なお、可動盤12には、エジェクター駆動部45が組み付けられている。   The movable platen 12 is supported by the linear guide 15a so as to be movable back and forth with respect to the fixed platen 11. The movable platen 12 detachably supports the second mold 42. Note that an ejector driving unit 45 is assembled to the movable platen 12.

開閉駆動装置15は、型締め盤13に支持されており、リニアガイド15aと、動力伝達部15dと、アクチュエーター15eとを備える。動力伝達部15dは、制御装置30の制御下で動作するアクチュエーター15eからの駆動力を受けて伸縮する。これにより、固定盤11と可動盤12とを互いに近接又は離間させることができ、第1金型41と第2金型42との型締め又は型開きを行うことができる。   The opening / closing drive device 15 is supported by the mold clamping plate 13 and includes a linear guide 15a, a power transmission unit 15d, and an actuator 15e. The power transmission unit 15 d expands and contracts by receiving a driving force from an actuator 15 e that operates under the control of the control device 30. Thereby, the fixed platen 11 and the movable platen 12 can be brought close to or away from each other, and the first mold 41 and the second mold 42 can be clamped or opened.

射出装置16は、インラインスクリュー式の装置であり、フィード部16a、原料貯留部16b、駆動部16c等を備える。射出装置16は、制御装置30の制御下で適当なタイミングで動作するものであり、フィード部16aの先端に設けられた樹脂射出用のノズル21から温度及び充填圧力が制御された状態の溶融樹脂を所望のタイミングで射出することができる。この際、駆動部16cは、樹脂の混錬、計量、射出等を可能にすべく、これに内蔵された不図示のサーボ機構により、フィード部16a中に挿入されたスクリュー23(図2参照)を必要な速度で回転さ或いは前進等させることができる。   The injection device 16 is an inline screw type device and includes a feed unit 16a, a raw material storage unit 16b, a drive unit 16c, and the like. The injection device 16 operates at an appropriate timing under the control of the control device 30 and is a molten resin in which the temperature and the filling pressure are controlled from the resin injection nozzle 21 provided at the tip of the feed portion 16a. Can be injected at a desired timing. At this time, the drive unit 16c is provided with a screw 23 (see FIG. 2) inserted into the feed unit 16a by a servo mechanism (not shown) incorporated in the drive unit 16c so as to enable kneading, metering, injection and the like of the resin. Can be rotated or advanced at a required speed.

射出成形機10に付随して設けられた金型温度調節機47は、両金型41,42中に温度制御された熱媒体を循環させる。これにより、成形時に両金型41,42の温度を適切な温度に保つことができる。   A mold temperature controller 47 provided along with the injection molding machine 10 circulates a temperature-controlled heat medium in both molds 41 and 42. Thereby, the temperature of both metal mold | dies 41 and 42 can be kept at an appropriate temperature at the time of shaping | molding.

制御装置30は、開閉制御部31と、射出装置制御部32と、エジェクター制御部33とを備える。開閉制御部31は、アクチュエーター15eを動作させることによって両金型41,42の型閉じ、型締め、型開き等を可能にする。射出装置制御部32は、フィード部16a、駆動部16c等を適宜動作させることによって両金型41,42間に形成されたキャビティ中に所望の圧力で溶融樹脂を注入させる。エジェクター制御部33は、エジェクター駆動部45を動作させることによって型開き時に第2金型42に残る成形品MPを第2金型42内から押し出させて離型を行わせる。   The control device 30 includes an opening / closing control unit 31, an injection device control unit 32, and an ejector control unit 33. The opening / closing control unit 31 enables the molds 41 and 42 to be closed, clamped, opened, and the like by operating the actuator 15e. The injection device control unit 32 causes the molten resin to be injected at a desired pressure into the cavity formed between the molds 41 and 42 by appropriately operating the feed unit 16a, the drive unit 16c, and the like. The ejector control unit 33 operates the ejector driving unit 45 to push out the molded product MP remaining in the second mold 42 when the mold is opened from the second mold 42 to release the mold.

図2を参照して、成形金型40について説明する。成形金型40のうち固定側の第1金型41は、図1に示す固定盤11に固定される裏面側にノズル21の先端に対応する窪み形状を有するスプルーブッシュ又はノズルタッチ部41dが形成されている。ノズルタッチ部41dから第2金型42に面する表面側に向けては、スプルー41eが形成されている。一方、可動側の第2金型42は、図1に示す機構によってAB方向に往復移動可能になっている。この第2金型42を固定側の第1金型41に向けて移動させ、両金型41,42を型合わせ面PS1,PS2で型合わせして型締めすることにより、光学素子を成形するためのキャビティCVと、これにゲートを介して連通するランナーRUとが形成される。ランナーRUやスプルー41eは、キャビティCVに溶融樹脂を供給するための流路空間FCを構成する。   The molding die 40 will be described with reference to FIG. The first die 41 on the fixed side of the molding die 40 is formed with a sprue bush or nozzle touch part 41d having a hollow shape corresponding to the tip of the nozzle 21 on the back side fixed to the stationary platen 11 shown in FIG. Has been. A sprue 41e is formed from the nozzle touch part 41d toward the surface side facing the second mold 42. On the other hand, the movable second mold 42 can be reciprocated in the AB direction by the mechanism shown in FIG. The second mold 42 is moved toward the first mold 41 on the fixed side, the molds 41 and 42 are matched with the mold matching surfaces PS1 and PS2, and the mold is clamped to mold the optical element. A cavity CV for this purpose and a runner RU communicating with this via a gate are formed. The runner RU and the sprue 41e constitute a flow path space FC for supplying molten resin to the cavity CV.

第1金型41と第2金型42とに挟まれた空間であるキャビティCVは、成形品である光学素子の形状に対応するものとなっている。
図3に示すように、図1の全体としての成形品MPから切り出された部分的な成形品であるレンズLPは、プラスチック製で、光学的機能を有する光学的機能部としての中心部LPaと、中心部LPaから外径方向に延在する環状で平坦なフランジ部LPbとを備える。このレンズLPは、例えば光ピックアップ装置に組み込まれる対物レンズ、携帯電話、スマートフォン等に組み込まれる撮像レンズを構成する要素レンズ等である。中心部LPaとフランジ部LPbとの間は肉薄部PLcとなっている。肉薄部PLcにおいて、光軸OA方向の厚みが最も減少している最薄部は、0.2mm以下の厚みThを有するものとなっている。
A cavity CV that is a space between the first mold 41 and the second mold 42 corresponds to the shape of the optical element that is a molded product.
As shown in FIG. 3, a lens LP, which is a partial molded product cut out from the molded product MP as a whole in FIG. 1, is made of plastic and has a central portion LPa as an optical functional portion having an optical function. And an annular flat flange portion LPb extending in the outer diameter direction from the center portion LPa. The lens LP is, for example, an objective lens that is incorporated in an optical pickup device, an element lens that constitutes an imaging lens incorporated in a mobile phone, a smartphone, or the like. A thin portion PLc is formed between the center portion LPa and the flange portion LPb. In the thin portion PLc, the thinnest portion where the thickness in the direction of the optical axis OA is the smallest has a thickness Th of 0.2 mm or less.

図2に示すように、射出装置16において、フィード部16aは、先端に固定されたノズル21と、ノズル21の根元側を支持するシリンダー22と、シリンダー22内に収納されたスクリュー23と、スクリュー23のヘッド部23aに取り付けられた逆止リング24とを備える。ノズル21は、筒状で内部に流路21aを有し、先端部21bに細い射出口21tを有する。流路21aは、根元側で広くなっており、シリンダー22の内部空間22aに接続されている。シリンダー22は、一様な断面を有し、内部空間22aにスクリュー23を収納している。シリンダー22の先端部にはノズル21がネジ付けられている。シリンダー22の周囲には、温度センサーを付随させたヒーター25が配置されており、不図示の温度センサーの出力に基づいて内部空間22aに溜まった溶融樹脂の温度を所望の状態に保つ。スクリュー23は、ロッド状の部材であり、外周側面に螺旋状又はネジ山状の凸部23bが形成されている。スクリュー23に背圧をかけつつ回転させることによって、樹脂を先端側に送り込むことができる。スクリュー23をノズル21側に前進させることによって、射出口21tから所望の速度で溶融樹脂を射出させることができる。その後、スクリュー23に前進方向の圧を掛けけた状態を維持することで保圧が行われる。逆止リング24は、ヘッド部23aの後端から後方に延びる筒状の部材である。逆止リング24は、詳細な構造の説明を省略するが、スクリュー23が溶融樹脂を先端に送り込むように順方向に回転する際には、スクリュー23との間に流路を確保して溶融樹脂の計量を可能にし、スクリュー23が逆方向に回転すると、スクリュー23との間の流路を遮断して溶融樹脂の逆流を防止する。   As shown in FIG. 2, in the injection device 16, the feed unit 16 a includes a nozzle 21 fixed to the tip, a cylinder 22 that supports the base side of the nozzle 21, a screw 23 housed in the cylinder 22, and a screw And a check ring 24 attached to the head portion 23a. The nozzle 21 has a cylindrical shape, has a flow path 21a therein, and has a thin injection port 21t at the tip 21b. The flow path 21 a is wide at the root side and is connected to the internal space 22 a of the cylinder 22. The cylinder 22 has a uniform cross section and houses the screw 23 in the internal space 22a. A nozzle 21 is screwed to the tip of the cylinder 22. Around the cylinder 22, a heater 25 with a temperature sensor is disposed, and the temperature of the molten resin accumulated in the internal space 22a is maintained in a desired state based on the output of a temperature sensor (not shown). The screw 23 is a rod-shaped member, and a spiral or thread-like convex portion 23b is formed on the outer peripheral side surface. By rotating the screw 23 while applying back pressure, the resin can be fed to the tip side. By advancing the screw 23 toward the nozzle 21, the molten resin can be injected at a desired speed from the injection port 21t. Thereafter, the pressure holding is performed by maintaining the state in which the forward pressure is applied to the screw 23. The check ring 24 is a cylindrical member that extends rearward from the rear end of the head portion 23a. The detailed description of the check ring 24 is omitted, but when the screw 23 rotates in the forward direction so as to feed the molten resin to the tip, a flow path is secured between the screw 23 and the molten resin. When the screw 23 rotates in the reverse direction, the flow path between the screw 23 and the screw 23 is blocked to prevent the molten resin from flowing backward.

以下、フィード部16a内における樹脂流路の寸法について説明する。まず、シリンダー22の内径φcは、25mm以下である。シリンダー22内において、逆止リング24の外側面24pとシリンダー22の内径面22pとの隙間量Gaは、50μm以上100μm以下としている。ノズル21の胴部21bの内径φbについては、特に制限がないが、ノズル21の先端に形成された射出口21tの径φtとノズル21の胴部21bの内径φbとの比は、3:10から3:20までの範囲、すなわちφt/φbが0.3〜0.15の範囲となっている。さらに、ノズル21の胴部21bの内径φbと、シリンダー22の内径φcとの比は、1:1から1:5までの範囲、すなわちφb/φcが1〜0.2の範囲となっている。   Hereinafter, the dimension of the resin flow path in the feed part 16a will be described. First, the inner diameter φc of the cylinder 22 is 25 mm or less. In the cylinder 22, the gap Ga between the outer surface 24 p of the check ring 24 and the inner surface 22 p of the cylinder 22 is 50 μm or more and 100 μm or less. The inner diameter φb of the body 21b of the nozzle 21 is not particularly limited, but the ratio between the diameter φt of the injection port 21t formed at the tip of the nozzle 21 and the inner diameter φb of the body 21b of the nozzle 21 is 3:10. To 3:20, that is, φt / φb is in the range of 0.3 to 0.15. Furthermore, the ratio of the inner diameter φb of the body 21b of the nozzle 21 to the inner diameter φc of the cylinder 22 is in the range from 1: 1 to 1: 5, that is, φb / φc is in the range of 1 to 0.2. .

本実施形態の射出成形装置では、射出口21tの径φtとノズル21の胴部21bの内径φbとの比が3:10から3:20までの範囲にある(特に3:20又は0.15以上である)ので、ノズル21内の断面積減少による圧力損失を低減でき、逆止リング24とシリンダー22との隙間量Gaが50μm以上100μm以下である(特に100μm以下である)ので、バックフローによる圧力損失が軽減される。これにより、樹脂の充填性能が向上し、薄肉のレンズLPに対応するキャビティCVにも充填が可能となる。この際、樹脂の温度、金型41,42の温度を過度に上昇させることなく充填が可能となるため、樹脂の物性を壊すことなく成形が可能となる。また、溶融樹脂の充填速度を過度に上昇させることなく充填が可能となるため、射出装置16のサーボ機構やスクリュー23にかかる負荷やノズル21とシリンダー22先端との接続部にかかる負荷を軽減できる。なお、径φtと内径φbとの比を3:10又は0.3以下とすることにより、ノズル21内に十分な樹脂を溜めることができ、隙間量Gaを50μm以上とすることにより、逆止リング24の動作を確保することが容易になる。   In the injection molding apparatus of the present embodiment, the ratio of the diameter φt of the injection port 21t and the inner diameter φb of the body 21b of the nozzle 21 is in the range of 3:10 to 3:20 (particularly 3:20 or 0.15). Therefore, the pressure loss due to the reduction of the cross-sectional area in the nozzle 21 can be reduced, and the gap amount Ga between the check ring 24 and the cylinder 22 is 50 μm or more and 100 μm or less (particularly 100 μm or less). The pressure loss due to is reduced. As a result, the resin filling performance is improved, and the cavity CV corresponding to the thin lens LP can also be filled. At this time, the filling can be performed without excessively raising the temperature of the resin and the temperatures of the molds 41 and 42, so that molding can be performed without destroying the physical properties of the resin. Further, since the filling can be performed without excessively increasing the filling speed of the molten resin, the load applied to the servo mechanism of the injection device 16 and the screw 23 and the load applied to the connecting portion between the nozzle 21 and the tip of the cylinder 22 can be reduced. . By setting the ratio of the diameter φt and the inner diameter φb to 3:10 or 0.3 or less, sufficient resin can be accumulated in the nozzle 21, and by setting the gap amount Ga to 50 μm or more, a check is made. It becomes easy to ensure the operation of the ring 24.

以下、具体的な実施例について説明する。まず、ノズル21先端の射出口21tの径φtとノズル21の胴部21bの内径φbとの比を0.3(すなわち1.5:5)に設定し、シリンダーと逆止リングの隙間を50μmに設定して、樹脂温度や充填速度を変化させた実験を行った。樹脂として使用した材料は環状オレフィンコポリマー(具体的には三井化学製のAPEL(商標))であり、成形品としてのレンズの最薄部の厚みは0.11mmであった。なお、上記実験に際して、保圧は、まず7.4×10N/mで1秒、次いで6.4×10N/mで3秒、最後に0.98×10N/mで2秒とした。キャビティCV周辺の金型温度は130℃とした。溶融樹脂の充填後の冷却時間は、10秒とし、樹脂乾燥温度及び樹脂乾燥時間は、90℃及び12時間とし、シリンダー温度(すなわち樹脂温度)は、250〜280℃であった。第1の実験例の結果を以下の表1にまとめた。
〔表1〕

Figure 2016175210
以上の表1において、記号「◎」は、問題なく充填可能であることを意味し、記号「×」は、ヒケ、未充填等があって充填不可能であることを意味する。なお、成形結果が◎ということは、樹脂が有するエネルギーが成形機内部で滞留していないということであり、サーボ、スクリュー、並びに、ノズルとシリンダーとの接続部に掛る負荷が少ないと言える。以上の表1から明らかなように、広い樹脂温度及び充填時間の範囲内で成形可能であることがわかる。 Specific examples will be described below. First, the ratio of the diameter φt of the injection port 21t at the tip of the nozzle 21 to the inner diameter φb of the body 21b of the nozzle 21 is set to 0.3 (that is, 1.5: 5), and the clearance between the cylinder and the check ring is 50 μm. The experiment was conducted by changing the resin temperature and filling speed. The material used as the resin was a cyclic olefin copolymer (specifically, APEL (trademark) manufactured by Mitsui Chemicals), and the thickness of the thinnest part of the lens as a molded product was 0.11 mm. In the experiment, the holding pressure was 7.4 × 10 7 N / m 2 for 1 second, then 6.4 × 10 7 N / m 2 for 3 seconds, and finally 0.98 × 10 7 N / m. m 2 for 2 seconds. The mold temperature around the cavity CV was 130 ° C. The cooling time after filling with the molten resin was 10 seconds, the resin drying temperature and the resin drying time were 90 ° C. and 12 hours, and the cylinder temperature (that is, the resin temperature) was 250 to 280 ° C. The results of the first experimental example are summarized in Table 1 below.
[Table 1]
Figure 2016175210
In Table 1 above, the symbol “◎” means that filling is possible without any problem, and the symbol “x” means that there is a sink, unfilling, etc., and filling is impossible. In addition, the molding result “◎” means that the energy of the resin does not stay in the molding machine, and it can be said that the load applied to the connection portion between the servo, the screw, and the nozzle and the cylinder is small. As apparent from Table 1 above, it can be seen that molding is possible within a wide range of resin temperature and filling time.

次に、第2の実験例として、ノズル21先端の射出口21tの径φtとノズル21の胴部21bの内径φbとの比を0.15(すなわち1.5:10)に設定し、シリンダーと逆止リングの隙間を100μmに設定して、樹脂温度や充填速度を変化させた実験を行った。樹脂として使用した材料はAPELであり、成形品としてのレンズの最薄部の厚みは0.11mmであった。なお、上記第2の実験例の実験に際して、保圧、冷却時間、樹脂乾燥温度及び時間、シリンダー温度等は、第1の実験例の場合と同様とした。第2の実験例の結果を以下の表2にまとめた。
〔表2〕

Figure 2016175210
以上の表2から明らかなように、樹脂温度310℃及び充填時間0.06秒のピンポイント領域で成形可能であった。 Next, as a second experimental example, the ratio of the diameter φt of the injection port 21t at the tip of the nozzle 21 to the inner diameter φb of the body 21b of the nozzle 21 is set to 0.15 (that is, 1.5: 10), and the cylinder The gap between the check ring and the check ring was set to 100 μm, and the experiment was performed by changing the resin temperature and the filling speed. The material used as the resin was APEL, and the thickness of the thinnest part of the lens as a molded product was 0.11 mm. In the experiment of the second experimental example, the holding pressure, the cooling time, the resin drying temperature and time, the cylinder temperature, and the like were the same as in the first experimental example. The results of the second experimental example are summarized in Table 2 below.
[Table 2]
Figure 2016175210
As is apparent from Table 2 above, molding was possible in a pinpoint region with a resin temperature of 310 ° C. and a filling time of 0.06 seconds.

射出口21tの径(射出口径)φtとノズル21の胴部21bの内径(ノズル内径)φbとの組み合わせを適宜設定し、逆止リング24及びシリンダー22間の隙間量Gaとの寸法を変化させた実験を行った。径φtは1.5mm〜3.0mmの範囲で変化させ、内径φbは2.5mm〜10mmの範囲で変化させ、隙間量Gaは25〜100μmの範囲で変化させた。その他の条件は、上記第1の実験例の場合と同様とした。結果を以下の表3にまとめた。
〔表3〕

Figure 2016175210
以上の表3において、記号「◎」は、問題なく充填可能であることを意味し、記号「×」は、ヒケ、未充填等があって充填不可能であることを意味する。記号「○」は、ヒケが発生しないが、厚み0.11mm程度の最薄部を有する成形品では0.001〜0.002mm程度の減肉が発生するため、記号「◎」より充填性能が劣る領域であることを意味する。ただし、光学的には問題がない。記号「△」は、充填は可能であるが圧力損失が大きくヒケが発生する。 A combination of the diameter of the injection port 21t (injection port diameter) φt and the inner diameter (nozzle inner diameter) φb of the body 21b of the nozzle 21 is appropriately set, and the dimension between the check ring 24 and the gap amount Ga between the cylinder 22 is changed. Conducted experiments. The diameter φt was changed in the range of 1.5 mm to 3.0 mm, the inner diameter φb was changed in the range of 2.5 mm to 10 mm, and the gap amount Ga was changed in the range of 25 to 100 μm. Other conditions were the same as in the case of the first experimental example. The results are summarized in Table 3 below.
[Table 3]
Figure 2016175210
In Table 3 above, the symbol “◎” means that filling is possible without any problem, and the symbol “x” means that there is sink, unfilling, etc., and filling is impossible. The symbol “◯” does not cause sink marks, but the molded product having the thinnest portion having a thickness of about 0.11 mm causes a thinning of about 0.001 to 0.002 mm. It means an inferior area. However, there is no optical problem. The symbol “Δ” can be filled, but the pressure loss is large and sinking occurs.

ノズル21の胴部21bの内径(ノズル内径)φbと逆止リング24及びシリンダー22間の隙間量Gaとを適宜設定し、シリンダー22の内径φcの寸法を変化させた実験も行った。内径φbは5mm〜10mmの範囲で変化させ、隙間量Gaは25〜100μmの範囲で変化させ、内径φcは10mm〜50mmの範囲で変化させた。その他の条件は、上記第1の実験例又は表3の場合と同様とした。結果を以下の表4にまとめた。
〔表4〕

Figure 2016175210
以上の表4において、記号「◎」、「○」、「△」、「×」等の意味は、表3の場合と同様である。 An experiment was also conducted in which the inner diameter (nozzle inner diameter) φb of the body 21b of the nozzle 21 and the gap amount Ga between the check ring 24 and the cylinder 22 were appropriately set, and the size of the inner diameter φc of the cylinder 22 was changed. The inner diameter φb was changed in the range of 5 mm to 10 mm, the gap amount Ga was changed in the range of 25 to 100 μm, and the inner diameter φc was changed in the range of 10 mm to 50 mm. Other conditions were the same as those in the first experimental example or Table 3. The results are summarized in Table 4 below.
[Table 4]
Figure 2016175210
In Table 4 above, the meanings of symbols “◎”, “◯”, “Δ”, “x”, and the like are the same as those in Table 3.

以上実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態では、射出成形機10は、横型であるが、第1金型41と第2金型42とを上下に配置する竪型の成形機とすることができる。   Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in the above embodiment, the injection molding machine 10 is a horizontal type, but can be a vertical type molding machine in which the first mold 41 and the second mold 42 are arranged vertically.

また、上記実施形態において、第1金型41及び第2金型42の成型面(つまりキャビティCV)の形状を図3に例示する形状に対応するものとしているが、成型面の形状、大きさは、用途に応じて適宜変更することができる。   Moreover, in the said embodiment, although the shape of the molding surface (namely, cavity CV) of the 1st metal mold | die 41 and the 2nd metal mold | die 42 shall correspond to the shape illustrated in FIG. 3, the shape and magnitude | size of a molding surface Can be appropriately changed depending on the application.

10…射出成形機、 11…固定盤、 12…可動盤、 15…開閉駆動装置、 16…射出装置、 16a…フィード部、 16b…原料貯留部、 16c…駆動部、 21…ノズル、 21b…先端部、 21t…射出口、 21a…流路、 21b…胴部、 21t…射出口、 22…シリンダー、 22a…内部空間、 22p…内径面、 23…スクリュー、 23b…凸部、 23a…ヘッド部、 24…逆止リング、 24p…外側面、 25…ヒーター、 30…制御装置、 31…開閉制御部、 32…射出装置制御部、 40…成形金型、 41,42…金型、 41d…ノズルタッチ部、 47…金型温度調節機、 100…成形装置、 CV…キャビティ、 FC…流路空間、 LP…レンズ、 LPa…中心部、 LPb…フランジ部、 MP…成形品、 PLc…肉薄部、 PS1,PS2…型合わせ面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Injection molding machine, 11 ... Fixed board, 12 ... Movable board, 15 ... Opening / closing drive device, 16 ... Injection device, 16a ... Feed part, 16b ... Raw material storage part, 16c ... Drive part, 21 ... Nozzle, 21b ... Tip 21t ... injection port, 21a ... flow path, 21b ... body, 21t ... injection port, 22 ... cylinder, 22a ... internal space, 22p ... inner diameter surface, 23 ... screw, 23b ... convex part, 23a ... head part, 24 ... Check ring, 24p ... Outer surface, 25 ... Heater, 30 ... Control device, 31 ... Opening / closing control unit, 32 ... Injection device control unit, 40 ... Mold, 41, 42 ... Mold, 41d ... Nozzle touch , 47 ... Mold temperature controller, 100 ... Molding device, CV ... Cavity, FC ... Channel space, LP ... Lens, LPa ... Center part, LPb ... Flange part, P ... moldings, PLc ... the thin portion, PS1, PS2 ... die matching surface

Claims (4)

先端にノズルを固定したシリンダーと、前記シリンダー内に収納されたスクリューと、前記スクリューのヘッド部に取り付けられた逆止リングとを有する射出装置を備える射出成形装置であって、
前記ノズルの先端に形成された射出口の径と前記ノズルの胴部の内径との比が3:10から3:20までの範囲にあり、
前記逆止リングと前記シリンダーとの隙間量が50μm以上100μm以下であることを特徴とする射出成形装置。
An injection molding apparatus comprising an injection device having a cylinder having a nozzle fixed to a tip, a screw housed in the cylinder, and a check ring attached to a head portion of the screw,
The ratio of the diameter of the injection port formed at the tip of the nozzle and the inner diameter of the body of the nozzle is in the range from 3:10 to 3:20;
An injection molding apparatus, wherein a gap between the check ring and the cylinder is 50 μm or more and 100 μm or less.
前記ノズルの胴部の内径と前記シリンダーの内径との比が1:1から1:5までの範囲にあることを特徴とする請求項1に記載の射出成形装置。   2. The injection molding apparatus according to claim 1, wherein the ratio of the inner diameter of the body of the nozzle to the inner diameter of the cylinder is in the range of 1: 1 to 1: 5. 前記シリンダーの内径は、25mm以下であることを特徴とする請求項1及び2のいずれか一項に記載の射出成形装置。   The injection molding apparatus according to any one of claims 1 and 2, wherein an inner diameter of the cylinder is 25 mm or less. 最薄部の厚みが0.2mm以下の薄肉の成形品に対応する型空間に樹脂の充填を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の射出成形装置。   The injection molding apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a resin is filled into a mold space corresponding to a thin molded product having a thickness of 0.2 mm or less at the thinnest part.
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