JP2647515B2 - 射出成形方法 - Google Patents
射出成形方法Info
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- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/56—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding
- B29C45/561—Injection-compression moulding
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- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
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- B29C45/232—Feed stopping equipment comprising closing means disposed outside the nozzle
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- B29C45/77—Measuring, controlling or regulating of velocity or pressure of moulding material
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は寸法精度の高いプラスチック製品を低圧で成
形する低型締圧射出成形方法に関するものである。
形する低型締圧射出成形方法に関するものである。
（従来の技術） 従来の射出成形機は充填圧が50Mpa〜100Mpaと高いた
め、成形品の応力歪が大きく寸法安定性に欠けたり、金
型が高価、金型寿命が短い等の欠点があった。これを更
に詳しく説明するため、従来の射出成形機の成形時の負
荷曲線を第４図に示すと、曲線ａは射出圧力、曲線ｂは
金型キャビティ入口圧力、曲線ｃは金型キャビティ末端
圧力、曲線ｄは型締圧力である。第４図の曲線a,b,cか
ら明らかなように、射出圧、型内圧、型締圧共に高い圧
力が要求される。これは一般的に成形品のＬ（流動長）
/t（肉厚）が大きく、狭い金型キャビティ内を低い温度
の、従って粘度が高く流動抵抗の大きい溶融樹脂を、無
理に流すことから圧力ドロップが大きいためである。
め、成形品の応力歪が大きく寸法安定性に欠けたり、金
型が高価、金型寿命が短い等の欠点があった。これを更
に詳しく説明するため、従来の射出成形機の成形時の負
荷曲線を第４図に示すと、曲線ａは射出圧力、曲線ｂは
金型キャビティ入口圧力、曲線ｃは金型キャビティ末端
圧力、曲線ｄは型締圧力である。第４図の曲線a,b,cか
ら明らかなように、射出圧、型内圧、型締圧共に高い圧
力が要求される。これは一般的に成形品のＬ（流動長）
/t（肉厚）が大きく、狭い金型キャビティ内を低い温度
の、従って粘度が高く流動抵抗の大きい溶融樹脂を、無
理に流すことから圧力ドロップが大きいためである。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら曲線b,cで示す型内圧から分かるよう
に、前記従来の場合は型内圧、即ち金型キャビティの入
口と出口の圧力のアンバランスの程度が大きい。このた
め金型の応力歪も大きく、高剛性が要求されるため、金
型の寸法、重量は大きく、かつ高価であった。またプラ
スチックの成形では樹脂の冷却に伴う収縮分の補填が必
要であるが、射出成形ではゲートがシールされると圧力
が凍結され、有効圧がキャビティに作用しないため、型
内圧がアンバランスのまま冷却固化が進行し、成形品の
内部応力歪として凍結される。このため成形品の応力歪
が大きく、寸法安定性に欠けたり、ソリ、ヒケ等の不具
合が発生していた。また、圧力ドロップ等で無駄なエネ
ルギーが浪費されるため、エネルギー消費の面でも問題
があった。
に、前記従来の場合は型内圧、即ち金型キャビティの入
口と出口の圧力のアンバランスの程度が大きい。このた
め金型の応力歪も大きく、高剛性が要求されるため、金
型の寸法、重量は大きく、かつ高価であった。またプラ
スチックの成形では樹脂の冷却に伴う収縮分の補填が必
要であるが、射出成形ではゲートがシールされると圧力
が凍結され、有効圧がキャビティに作用しないため、型
内圧がアンバランスのまま冷却固化が進行し、成形品の
内部応力歪として凍結される。このため成形品の応力歪
が大きく、寸法安定性に欠けたり、ソリ、ヒケ等の不具
合が発生していた。また、圧力ドロップ等で無駄なエネ
ルギーが浪費されるため、エネルギー消費の面でも問題
があった。
従来から少量生産型として使用されているZAS（亜鉛
合金）金型は、型費が鉄鋼型（S55Cなど）と比べ、制作
費は約1/2と安い反面、硬度が低く、ヤング率が低いた
め変形し易く、成形時の圧力によりパーティング面が開
いてバリが発生し、金型が傷み易く、寿命が短いという
問題があった。この金型の変形を炭素鋼材と同程度に押
えれば、ZAS金型での量産も可能である。鋼材の変形は
ヤング率に比例することから、型内圧をヤング率比以下
に押えれば良く、従って第１表から明らかなように、充
填圧を20MPa以下に押えればZAS金型での量産ができる。
合金）金型は、型費が鉄鋼型（S55Cなど）と比べ、制作
費は約1/2と安い反面、硬度が低く、ヤング率が低いた
め変形し易く、成形時の圧力によりパーティング面が開
いてバリが発生し、金型が傷み易く、寿命が短いという
問題があった。この金型の変形を炭素鋼材と同程度に押
えれば、ZAS金型での量産も可能である。鋼材の変形は
ヤング率に比例することから、型内圧をヤング率比以下
に押えれば良く、従って第１表から明らかなように、充
填圧を20MPa以下に押えればZAS金型での量産ができる。
従来も特開昭58−167133号公報、特開昭60−21225号
公報、特開昭61−241114号公報において射出圧縮成形方
法、射出圧縮成形装置が提案されているが、これらもや
はり前記のような問題があった。
公報、特開昭61−241114号公報において射出圧縮成形方
法、射出圧縮成形装置が提案されているが、これらもや
はり前記のような問題があった。
本発明は前記の如く充填圧が鋼製金型に対するヤング
率比1/5、乃至最大型内圧力20MPa以下の低型締圧力成形
を実現し、金型の大幅なコストダウンを図ることを目的
とする射出成形方法を提供せんとするものである。
率比1/5、乃至最大型内圧力20MPa以下の低型締圧力成形
を実現し、金型の大幅なコストダウンを図ることを目的
とする射出成形方法を提供せんとするものである。
（課題を解決するための手段） このため本発明は、金型を若干開いて溶融樹脂を充填
し、射出後に型締力をかけて型内の樹脂を圧縮する射出
圧縮成形において、可塑化時にスクリュ可塑化部ヒータ
の温度増加、スクリュ背圧、スクリュ回転数増加等によ
り樹脂温度を上げ、射出充填時に樹脂流路断面積絞り手
段、射出速度増加等により剪断熱を発生させて溶融樹脂
の粘度を低下させ、この低粘度の樹脂を金型に充填して
成型し、型内圧を20Mpa以下としてなるもので、これを
課題解決のための手段とするものである。
し、射出後に型締力をかけて型内の樹脂を圧縮する射出
圧縮成形において、可塑化時にスクリュ可塑化部ヒータ
の温度増加、スクリュ背圧、スクリュ回転数増加等によ
り樹脂温度を上げ、射出充填時に樹脂流路断面積絞り手
段、射出速度増加等により剪断熱を発生させて溶融樹脂
の粘度を低下させ、この低粘度の樹脂を金型に充填して
成型し、型内圧を20Mpa以下としてなるもので、これを
課題解決のための手段とするものである。
（作用） 金型を若干開いて溶融樹脂を充填することにより、金
型キャビティ内を流動する樹脂圧力ドロップが減少する
ため、充填圧力が減少する。射出充填時、狭い樹脂通路
を高剪断速度下で樹脂を通過させると、樹脂の剪断発熱
により溶融樹脂の粘度が低下し、更に樹脂の可塑化温度
上昇手段により樹脂が高温度となって低粘度となった溶
融樹脂を金型に充填することができ、金型キャビティ内
での圧力ドロップ、ひいては充填圧力が減少する。次い
で充填完了後、移動金型で樹脂を押圧することにより、
ゲートシール後も金型キャビティに充填された樹脂に有
効な押圧力が作用するため、応力歪が低く、高密度の成
形品を得ることができる。
型キャビティ内を流動する樹脂圧力ドロップが減少する
ため、充填圧力が減少する。射出充填時、狭い樹脂通路
を高剪断速度下で樹脂を通過させると、樹脂の剪断発熱
により溶融樹脂の粘度が低下し、更に樹脂の可塑化温度
上昇手段により樹脂が高温度となって低粘度となった溶
融樹脂を金型に充填することができ、金型キャビティ内
での圧力ドロップ、ひいては充填圧力が減少する。次い
で充填完了後、移動金型で樹脂を押圧することにより、
ゲートシール後も金型キャビティに充填された樹脂に有
効な押圧力が作用するため、応力歪が低く、高密度の成
形品を得ることができる。
（実施例） 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明すると、第
１図は本発明を実施する射出成形機の要部断面図を示
す。図において１はスクリュで、シリンダ２、エンドキ
ャップ３、絞りノズル４で形成される閉塞された空間2a
に滑動自在に組み込まれている。原料樹脂はホッパ５に
供給されて、シリンダ２内に落下し、図示しないヒータ
による加熱と油圧モータ６によるスクリュ１の回転によ
り溶融可塑化され、スクリュ１の前方へ送られて溶融樹
脂７として貯留される。油圧モータ軸6aは射出ラム８の
内部でスプライン結合され、両者の間で一体回転する
が、軸方向へは自由に摺動できるようになっている。な
お、図中９はスクリュ１の位置センサ、10は電磁リリー
フ弁である。さてスクリュ１はコントローラ11の指令に
基づき、油圧源12からの圧油を電磁弁13、流量制御弁14
を介して、射出シリンダ15に送り込み、溶融樹脂７を金
型キャビティに充填する。
１図は本発明を実施する射出成形機の要部断面図を示
す。図において１はスクリュで、シリンダ２、エンドキ
ャップ３、絞りノズル４で形成される閉塞された空間2a
に滑動自在に組み込まれている。原料樹脂はホッパ５に
供給されて、シリンダ２内に落下し、図示しないヒータ
による加熱と油圧モータ６によるスクリュ１の回転によ
り溶融可塑化され、スクリュ１の前方へ送られて溶融樹
脂７として貯留される。油圧モータ軸6aは射出ラム８の
内部でスプライン結合され、両者の間で一体回転する
が、軸方向へは自由に摺動できるようになっている。な
お、図中９はスクリュ１の位置センサ、10は電磁リリー
フ弁である。さてスクリュ１はコントローラ11の指令に
基づき、油圧源12からの圧油を電磁弁13、流量制御弁14
を介して、射出シリンダ15に送り込み、溶融樹脂７を金
型キャビティに充填する。
前記絞りノズル４の詳細を第２図に示す。図において
20はノズル、21はニードルピン、22はバルブ本体でエン
ドキャップ３を介してシリンダ２に連結されている。ま
たニードルピン21は、連結金具24に枢着されたレバー23
と穴21aを介して結合されており、前記連結金具24を往
復動させる第１図に示す油圧シリンダ25により駆動され
る。油圧シリンダ25はブラケット26により、シリンダ２
に固定されている。27は位置センサで、油圧シリンダ25
のストローク位置、ひいてはニードルピン21の前進端乃
至後退端位置を検出する。なお、第２図の20aノズル
穴、20bは樹脂通路、22aも樹脂通路で円周上に設けられ
た複数個の穴で構成されている。また前記バルブ本体22
はエンドキャップ３にボルト28で取りつけられ、ノズル
20はバルブ本体22にねじこまれている。ニードルピン21
はバルブ本体22に摺動自在に嵌合し、その先端はノズル
20との間でスキマd1を形成し、後部において前記の如く
穴21aを介しレバー23と結合している。29は切換弁であ
り、コントローラ11の指令により油圧シリンダ25を往復
動してノズル穴20aを開閉する。即ち可塑化工程ではニ
ードルヒピン21を前進させてノズル穴20aを閉止して、
高温度にて可塑化した低粘度の樹脂のノズル穴20aから
流出するのを防ぎ、射出充填時は後退して全開を保つ。
20はノズル、21はニードルピン、22はバルブ本体でエン
ドキャップ３を介してシリンダ２に連結されている。ま
たニードルピン21は、連結金具24に枢着されたレバー23
と穴21aを介して結合されており、前記連結金具24を往
復動させる第１図に示す油圧シリンダ25により駆動され
る。油圧シリンダ25はブラケット26により、シリンダ２
に固定されている。27は位置センサで、油圧シリンダ25
のストローク位置、ひいてはニードルピン21の前進端乃
至後退端位置を検出する。なお、第２図の20aノズル
穴、20bは樹脂通路、22aも樹脂通路で円周上に設けられ
た複数個の穴で構成されている。また前記バルブ本体22
はエンドキャップ３にボルト28で取りつけられ、ノズル
20はバルブ本体22にねじこまれている。ニードルピン21
はバルブ本体22に摺動自在に嵌合し、その先端はノズル
20との間でスキマd1を形成し、後部において前記の如く
穴21aを介しレバー23と結合している。29は切換弁であ
り、コントローラ11の指令により油圧シリンダ25を往復
動してノズル穴20aを開閉する。即ち可塑化工程ではニ
ードルヒピン21を前進させてノズル穴20aを閉止して、
高温度にて可塑化した低粘度の樹脂のノズル穴20aから
流出するのを防ぎ、射出充填時は後退して全開を保つ。
また第１図において、移動盤31に固定された移動金型
32は型締シリンダ33により後退し、固定盤34に固定され
た固定金型35と係合することにより金型キャビティ36を
形成する。このキャビティ36は成形に際し、予め圧縮代
δを残して一次型締されるが、圧縮代δを正確に決定す
るために、楔形スペーサ37が駆動源38により移動金型32
と固定金型35の間に介在させられている。39は位置セン
サで楔形スペーサ37のストローク位置を検出してコント
ローラ11に信号を送り、楔形スペーサ37の動きをより正
確に制御する。また第３図に示す如く、楔形スペーサ37
の傾斜角αは金型のラップ代ｌの長短による圧縮代δの
微調整が行なえる。また楔形スペーサ37は固定金型35と
移動金型32との間に単数乃至複数個バランス良く配置さ
れている。なお、第１図の40は電磁切換弁、41は電磁リ
リーフ弁でコントローラ11の信号により油圧源12からの
圧油を型締シリンダ33に送り、その動作及び圧力を制御
するものである。
32は型締シリンダ33により後退し、固定盤34に固定され
た固定金型35と係合することにより金型キャビティ36を
形成する。このキャビティ36は成形に際し、予め圧縮代
δを残して一次型締されるが、圧縮代δを正確に決定す
るために、楔形スペーサ37が駆動源38により移動金型32
と固定金型35の間に介在させられている。39は位置セン
サで楔形スペーサ37のストローク位置を検出してコント
ローラ11に信号を送り、楔形スペーサ37の動きをより正
確に制御する。また第３図に示す如く、楔形スペーサ37
の傾斜角αは金型のラップ代ｌの長短による圧縮代δの
微調整が行なえる。また楔形スペーサ37は固定金型35と
移動金型32との間に単数乃至複数個バランス良く配置さ
れている。なお、第１図の40は電磁切換弁、41は電磁リ
リーフ弁でコントローラ11の信号により油圧源12からの
圧油を型締シリンダ33に送り、その動作及び圧力を制御
するものである。
ここで圧縮代δを含んだキャビティ36に、高温度に可
塑化された溶融樹脂７が、コントローラ11の信号により
スクリュ１の設定された位置まで高速で射出充填され
る。そしてこの際には、金型キャビティ入口圧力、即ち
充填圧が大幅に低減される。充填完了後、コントローラ
11から電磁切換弁40、電磁リリーフ弁41に信号を出し、
一次型締圧を降圧し、更に楔形スペーサ37を後退させた
後、サーボ弁29に信号を出し、絞りノズルのスキマd1を
閉鎖し、しかる後電磁切換弁40と電磁リリーフ弁41に信
号を送り、二次型締圧として所定の圧力で、所定の時間
金型キャビティ36を圧縮する。冷却固化後、移動金型32
を開き成形品を取り出す。
塑化された溶融樹脂７が、コントローラ11の信号により
スクリュ１の設定された位置まで高速で射出充填され
る。そしてこの際には、金型キャビティ入口圧力、即ち
充填圧が大幅に低減される。充填完了後、コントローラ
11から電磁切換弁40、電磁リリーフ弁41に信号を出し、
一次型締圧を降圧し、更に楔形スペーサ37を後退させた
後、サーボ弁29に信号を出し、絞りノズルのスキマd1を
閉鎖し、しかる後電磁切換弁40と電磁リリーフ弁41に信
号を送り、二次型締圧として所定の圧力で、所定の時間
金型キャビティ36を圧縮する。冷却固化後、移動金型32
を開き成形品を取り出す。
次に本発明を実施したテスト結果について説明する。
1.充填圧低減試験 （１） テスト条件 200φ円板金型を使用して、充填圧低減の感度分析試
験を実施した。
験を実施した。
（１） 試 験 機：射出機900/220MS （２） 金 型:200φ円板金型（第６図） ゲート寸法:0.3,0.7,1mm （ディスクゲート） 肉 厚:1,3mm （３） 樹 脂:ABSタフレックス210−ｗ （三菱モンサント社製） （４） 成形条件： 金型温度50,100,130℃ 樹脂温度210,250,290℃ 射出率50,100,200,500cm3/sec 200φ円板金型を使用し、成形条件を変えて、型内圧
２点（キャビティ入口、キャビティ末端）と樹脂流入温
度を測定した。ここで充填圧は充填完了時（末端圧力
０）のキャビティ入口圧力と定義する。
２点（キャビティ入口、キャビティ末端）と樹脂流入温
度を測定した。ここで充填圧は充填完了時（末端圧力
０）のキャビティ入口圧力と定義する。
（２） 試験結果 金型温度の感度は今回のテストでは有意差が認められ
なかった。ゲート寸法、成形品肉厚、樹脂温度、射出率
を説明変数に充填圧を特性値にとり、前項に示すそれぞ
れのテスト水準での結果を複合変数重回帰分析した。得
られた重回帰式を用いて、各説明変数の変化に対する特
性値を再計算することにより、充填圧力低減に及ぼす各
説明変数の感度を求めることができる。ゲート寸法、金
型肉厚、射出率の感度分析結果を第７図に示す。肉厚1m
m、ゲート寸法0.7mmを基準にし、この時の充填圧の実測
値50MPaを20MPaに低減するプロセスは次の通りである。
なかった。ゲート寸法、成形品肉厚、樹脂温度、射出率
を説明変数に充填圧を特性値にとり、前項に示すそれぞ
れのテスト水準での結果を複合変数重回帰分析した。得
られた重回帰式を用いて、各説明変数の変化に対する特
性値を再計算することにより、充填圧力低減に及ぼす各
説明変数の感度を求めることができる。ゲート寸法、金
型肉厚、射出率の感度分析結果を第７図に示す。肉厚1m
m、ゲート寸法0.7mmを基準にし、この時の充填圧の実測
値50MPaを20MPaに低減するプロセスは次の通りである。
第７図から明らかなように、（１）ゲート寸法を0.7m
mから0.2mmに絞って発熱させるとことにより、充填圧を
50MPaから20MPa（→）に低減できる。また（２）肉
厚を1mmから1.2mmに増加することにより、32MPaから22M
Pa（→）に低減できる（肉厚増分効果）。更に
（３）射出率を100cm3/secから300cm3/secに増加するこ
とにより、22MPaから17MPa（→）に低減できること
が分かる。即ち、20MPa以下となる。
mから0.2mmに絞って発熱させるとことにより、充填圧を
50MPaから20MPa（→）に低減できる。また（２）肉
厚を1mmから1.2mmに増加することにより、32MPaから22M
Pa（→）に低減できる（肉厚増分効果）。更に
（３）射出率を100cm3/secから300cm3/secに増加するこ
とにより、22MPaから17MPa（→）に低減できること
が分かる。即ち、20MPa以下となる。
以上の充填圧低減効果の内、（１）項と（３）項は溶
融樹脂のゲート通過時の剪断発熱による樹脂温度上昇効
果である。なお、前記（１）項は可塑化部の温度を上げ
て行っても同等の効果が得られる。
融樹脂のゲート通過時の剪断発熱による樹脂温度上昇効
果である。なお、前記（１）項は可塑化部の温度を上げ
て行っても同等の効果が得られる。
2.射出後の圧縮成形 第８図に使用樹脂ABSタフレックス−210のPvT曲線を
示す。射出成形の場合、樹脂温度210℃で充填して保持
圧50MPaで保持しても、ゲートシール後は有効圧が金型
キャビティに作用しないため、比容積はゲートシール時
間で決まり、第６図の例の場合1.032cm3/gである。
示す。射出成形の場合、樹脂温度210℃で充填して保持
圧50MPaで保持しても、ゲートシール後は有効圧が金型
キャビティに作用しないため、比容積はゲートシール時
間で決まり、第６図の例の場合1.032cm3/gである。
一方本発明の低圧充填後の圧縮成形では、熱変形温度
近くまでキャビティに有効圧が作用するため、圧縮圧が
例えば10MPaの低圧でも、耐熱ABSの熱変形温度100℃ま
で圧力を掛けたとすると、圧縮成形の最終時の比容積は
1.0cm3/gとなり、射出成形品以上の高密度の成形品が得
られる。
近くまでキャビティに有効圧が作用するため、圧縮圧が
例えば10MPaの低圧でも、耐熱ABSの熱変形温度100℃ま
で圧力を掛けたとすると、圧縮成形の最終時の比容積は
1.0cm3/gとなり、射出成形品以上の高密度の成形品が得
られる。
第９図及び第10図に第２実施例を示す。一般に高設定
温度で可塑化すると、シリンダ内で高温度に曝される時
間が長いため、酸化劣化が進行し、溶融樹脂の物性低下
を起こす虞れがある。これを防止するため、第９図では
第１図で示した射出成形装置に酸化劣化防止装置を付加
した例を示す。なお、第９図は基本的構成を示し、第１
図及び第２図と同一機能を果す部位は同一符号を付して
説明する。第10図は第９図における要部の詳細図で、ス
クリュ１の軸シール部51はスクリュフライト52と同一径
でストレート部を長く取っている。また気密性を保持す
るため、グランドパッキン53がパッキン押え54により、
図示しないボルトを介してシリンダ２に固着されてい
る。55,56はＯリングで、それぞれシリンダ２とホッパ
５間、及びホッパ５とホッパ蓋57間の気密性を保つため
に設けられている。58は窒素ガスボンベ、59はストップ
バルブ、60はガス用流量制御弁である。そしてこれは導
管61を介してホッパシリンダ62を貫通し、気密性を保っ
て窒素ガスを吹き出しノズル63と連結されている。窒素
ガス吹き出しノズル63はホッパ部64下のスクリュ１に若
干量のスキマｄをとる位置に設けられている。またスト
ップバルブ59は、窒素ガスボンベ58を取り換える時に使
用するもので、通常運転時は開のまま使用される。
温度で可塑化すると、シリンダ内で高温度に曝される時
間が長いため、酸化劣化が進行し、溶融樹脂の物性低下
を起こす虞れがある。これを防止するため、第９図では
第１図で示した射出成形装置に酸化劣化防止装置を付加
した例を示す。なお、第９図は基本的構成を示し、第１
図及び第２図と同一機能を果す部位は同一符号を付して
説明する。第10図は第９図における要部の詳細図で、ス
クリュ１の軸シール部51はスクリュフライト52と同一径
でストレート部を長く取っている。また気密性を保持す
るため、グランドパッキン53がパッキン押え54により、
図示しないボルトを介してシリンダ２に固着されてい
る。55,56はＯリングで、それぞれシリンダ２とホッパ
５間、及びホッパ５とホッパ蓋57間の気密性を保つため
に設けられている。58は窒素ガスボンベ、59はストップ
バルブ、60はガス用流量制御弁である。そしてこれは導
管61を介してホッパシリンダ62を貫通し、気密性を保っ
て窒素ガスを吹き出しノズル63と連結されている。窒素
ガス吹き出しノズル63はホッパ部64下のスクリュ１に若
干量のスキマｄをとる位置に設けられている。またスト
ップバルブ59は、窒素ガスボンベ58を取り換える時に使
用するもので、通常運転時は開のまま使用される。
連続成形時、コントローラ11の指令によりガス用流量
制御弁60を開いて、定量の窒素ガスをホッパ部64に流す
ことにより、ホッパ部64の空気を窒素ガスで追い出し
（置換し）、溶融樹脂の酸化劣化を防止する。
制御弁60を開いて、定量の窒素ガスをホッパ部64に流す
ことにより、ホッパ部64の空気を窒素ガスで追い出し
（置換し）、溶融樹脂の酸化劣化を防止する。
（発明の効果） 以上詳細に説明した如く本発明は構成されているの
で、金型キャビティ入口圧力は大幅に低下し、成形時の
負荷曲線は第５図（ｅは射出圧力、ｆは金型キャビティ
入口圧力、ｇは金型キャビティ流動末端圧力、ｈは型締
圧力）の通りとなり、金型キャビティ内の圧力ドロップ
ΔP2は従来のΔP1と比較すると、溶融樹脂の粘度低下に
より大幅に低減されている。またキャビティ入口と末端
の圧力のアンバランスも殆ど無くなっている。そして充
填完了後の移動金型（押圧手段）がキャビティ全体を所
定圧力ｈで押圧するとき、入口圧力ｆと流動末端圧力ｇ
の差が小さく、金型に無理な圧力のアンバランスが生じ
ない。そして前記入口と末端の平均圧力も低く、押圧力
は低圧でよくエネルギー消費が少なくて済む。以上のこ
とから、本発明によれば金型キャビティ入口圧力も、充
填後の押圧力も低い状態で成形できることになり、ZAS
金型で十分成形が可能である。
で、金型キャビティ入口圧力は大幅に低下し、成形時の
負荷曲線は第５図（ｅは射出圧力、ｆは金型キャビティ
入口圧力、ｇは金型キャビティ流動末端圧力、ｈは型締
圧力）の通りとなり、金型キャビティ内の圧力ドロップ
ΔP2は従来のΔP1と比較すると、溶融樹脂の粘度低下に
より大幅に低減されている。またキャビティ入口と末端
の圧力のアンバランスも殆ど無くなっている。そして充
填完了後の移動金型（押圧手段）がキャビティ全体を所
定圧力ｈで押圧するとき、入口圧力ｆと流動末端圧力ｇ
の差が小さく、金型に無理な圧力のアンバランスが生じ
ない。そして前記入口と末端の平均圧力も低く、押圧力
は低圧でよくエネルギー消費が少なくて済む。以上のこ
とから、本発明によれば金型キャビティ入口圧力も、充
填後の押圧力も低い状態で成形できることになり、ZAS
金型で十分成形が可能である。
また本発明は、射出充填時、金型を開いて射出充填す
ることによる金型肉厚増分効果、高温度可塑化による樹
脂温度増分効果、金型樹脂通路絞りの発熱による樹脂温
度増分効果、高速充填による樹脂温度増分効果により、
充填圧は50MPaから20MPa以下へと大幅低減が可能であ
る。また充填後の圧縮成形では、10MPaの低圧でも寸法
精度のよい成形品が得られ、型締力は従来より遥かに小
さくてよい。従って本発明によると、低充填圧成形及び
低型締圧成形が可能となり、従来から少量生産型として
使用されているZAS（亜鉛合金）での量産が可能とな
り、金型費も大幅に低減できる。更に低圧充填、低圧型
締により成形品１個当り消費するエネルギーは大幅に低
減でき、また低型締圧力でよいため、射出成形機の小型
化と小スペース化を図ることができる。
ることによる金型肉厚増分効果、高温度可塑化による樹
脂温度増分効果、金型樹脂通路絞りの発熱による樹脂温
度増分効果、高速充填による樹脂温度増分効果により、
充填圧は50MPaから20MPa以下へと大幅低減が可能であ
る。また充填後の圧縮成形では、10MPaの低圧でも寸法
精度のよい成形品が得られ、型締力は従来より遥かに小
さくてよい。従って本発明によると、低充填圧成形及び
低型締圧成形が可能となり、従来から少量生産型として
使用されているZAS（亜鉛合金）での量産が可能とな
り、金型費も大幅に低減できる。更に低圧充填、低圧型
締により成形品１個当り消費するエネルギーは大幅に低
減でき、また低型締圧力でよいため、射出成形機の小型
化と小スペース化を図ることができる。
以上の如く本発明は、安価な金型材を使用するため
に、射出時の型内圧を大幅に低減することを目指したも
のである。安価な金型材の例としては、亜鉛合金（ZA
S）があり、それを使用するためには型内圧を20MPa以下
にする必要がある。この型内圧を達成するためには、射
出圧縮や絞りノズルなどの単独手段では無理であり、本
発明のように射出圧縮、樹脂流路絞り、射出率アップ、
高温度可塑化などを組み合せて初めて可能となる。即
ち、単独の手段では安価な金型材を使用できないが、必
要な手段を組み合わせて型内圧を下げ、安価な金型材を
使用可能としたことに意義がある。
に、射出時の型内圧を大幅に低減することを目指したも
のである。安価な金型材の例としては、亜鉛合金（ZA
S）があり、それを使用するためには型内圧を20MPa以下
にする必要がある。この型内圧を達成するためには、射
出圧縮や絞りノズルなどの単独手段では無理であり、本
発明のように射出圧縮、樹脂流路絞り、射出率アップ、
高温度可塑化などを組み合せて初めて可能となる。即
ち、単独の手段では安価な金型材を使用できないが、必
要な手段を組み合わせて型内圧を下げ、安価な金型材を
使用可能としたことに意義がある。
第１図は本発明の第１実施例を示す射出成形機の断面と
配管を示す系統図、第２図及び第３図は夫々第１図にお
ける要部の断面図、第４図は従来の射出成形機における
負荷曲線図、第５図は本発明の成形機における負荷曲線
図、第６図は試験金型成形品の断面図、第７図は肉厚、
ゲート寸法、射出率の充填圧低減の感度特性曲線図、第
８図はABS樹脂のPvT曲線図、第９図は本発明の第２実施
例を示す射出成形機の断面と配管を示す系統図、第10図
は第９図における要部の断面図である。 図の主要部分の説明 １……スクリュ、２……シリンダ ４……絞りノズル、５……ホッパ 11……コントローラ、20……ノズル 21……ニードルピン、22……バルブ本体 27……位置センサ、32……移動金型 33……型締シリンダ、35……固定金型 36……キャビティ、37……楔形スペーサ 51……軸シール、53……グランドパッキン 58……窒素ガスボンベ
配管を示す系統図、第２図及び第３図は夫々第１図にお
ける要部の断面図、第４図は従来の射出成形機における
負荷曲線図、第５図は本発明の成形機における負荷曲線
図、第６図は試験金型成形品の断面図、第７図は肉厚、
ゲート寸法、射出率の充填圧低減の感度特性曲線図、第
８図はABS樹脂のPvT曲線図、第９図は本発明の第２実施
例を示す射出成形機の断面と配管を示す系統図、第10図
は第９図における要部の断面図である。 図の主要部分の説明 １……スクリュ、２……シリンダ ４……絞りノズル、５……ホッパ 11……コントローラ、20……ノズル 21……ニードルピン、22……バルブ本体 27……位置センサ、32……移動金型 33……型締シリンダ、35……固定金型 36……キャビティ、37……楔形スペーサ 51……軸シール、53……グランドパッキン 58……窒素ガスボンベ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鹿瀬 義雄 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番 地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作 所内 (72)発明者 久保田 浩司 愛知県名古屋市中村区岩塚町字高道１番 地 三菱重工業株式会社名古屋機器製作 所内 (56)参考文献 特開 平３−140222（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−242022（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−21225（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】金型を若干開いて溶融樹脂を充填し、射出
後に型締力をかけて型内の樹脂を圧縮する射出圧縮成形
において、可塑化時にスクリュ可塑化部ヒータの温度増
加、スクリュ背圧、スクリュ回転数増加等により樹脂温
度を上げ、射出充填時に樹脂流路断面積絞り手段、射出
速度増加等により剪断熱を発生させて溶融樹脂の粘度を
低下させ、この低粘度の樹脂を金型に充填して成形し、
型内圧を20Mpa以下としたことを特徴とする射出成形方
法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1278475A JP2647515B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 射出成形方法 |
| EP90250266A EP0425060B1 (en) | 1989-10-27 | 1990-10-18 | Process for injection molding and apparatus therefor |
| DE69021824T DE69021824T2 (de) | 1989-10-27 | 1990-10-18 | Verfahren zum Spritzgiessen und Vorrichtung dafür. |
| KR1019900017162A KR920009940B1 (ko) | 1989-10-27 | 1990-10-25 | 사출성형방법 및 장치 |
| US08/321,476 US5478520A (en) | 1989-10-27 | 1994-10-11 | Process for injection molding and apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1278475A JP2647515B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 射出成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03140224A JPH03140224A (ja) | 1991-06-14 |
| JP2647515B2 true JP2647515B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=17597846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1278475A Expired - Fee Related JP2647515B2 (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | 射出成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2647515B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03140222A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 射出成形方法及び装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6021225A (ja) * | 1983-07-15 | 1985-02-02 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | 射出圧縮成形方法 |
| JPS60242022A (ja) * | 1984-05-10 | 1985-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 射出装置 |
| JPH03140222A (ja) * | 1989-10-27 | 1991-06-14 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 射出成形方法及び装置 |
-
1989
- 1989-10-27 JP JP1278475A patent/JP2647515B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03140224A (ja) | 1991-06-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |