JP2838670B2 - 射出成形方法およびこれに用いる射出成形機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、厚肉部を有する樹
脂製品や、家電製品などのケースやハウジングならびに
精密機構部品等の薄肉部と厚肉部が混在するような複雑
な形状を呈する樹脂製品の成形において、そり、変形、
ひけ等の不具合を解消し、かつ冷却時間短縮によるハイ
サイクル化を達成する射出成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、樹脂製品の射出成形方法は、金
型を取付けた射出成形機を用いて、樹脂の可塑化工程、
射出工程、保圧工程、冷却工程、および成形品の取出工
程を一サイクルとして行われる。

【０００３】厚肉部を有する形状の樹脂製品の射出成形
においては、厚肉部表面にヒケが発生することや、保圧
工程および冷却工程に他の工程に比べて長い時間を要す
ること等が問題となる。この問題の対策として、金型内
に充填（フルショット）された後固化する前の樹脂に対
して、その厚肉部内に窒素ガス等の加圧ガスをガス注入
用のボイド挿入ピンを通して可動金型側から注入し、樹
脂が金型内全域に行き渡るように加圧する方法が提案お
よび実施されている。このように加圧ガスを厚肉部内に
注入する方法は、一般にガスインジェクションと呼ば
れ、例えば、特開平６−７９７５８号公報（以後、従来
例１と記す）に開示されている。このガスインジェクシ
ョンによれば、厚肉部内にて樹脂の代わりに加圧ガスが
入り込むので、厚肉部の肉厚が減少する。即ち、キャビ
ティ側の形状を維持した状態で厚肉部の実際上の厚肉状
態が解消される。そして、厚肉部の肉厚が減少する分、
冷却時間が短縮される。例えば、同じサイズおよび形状
の成形品を射出成形により得ようとする場合に、ガスイ
ンジェクションを用いれば、その冷却時間は、用いない
ときに比べて、およそ２０％の短縮が期待される。加え
て、ガスに接する厚肉部の樹脂がキャビティ側へ加圧さ
れるので、無理に保圧力を高くせずとも、厚肉部表面の
ヒケの問題は改善される。尚、加圧ガスが注入されると
き、厚肉部の樹脂は、その金型に接している表面側が冷
やされて粘度が高くなるため、加圧ガスは樹脂の内部に
保持され、表面側に突き抜けることはない。

【０００４】また、ガスインジェクションの他には、例
えば、特開平５−２６１７５０号公報（以後、従来例２
と記す）において、高圧ガスを用いずに水等の液体を用
いて中空の樹脂製品を成形する方法が開示されている。
従来例２では、金型キャビティ内にこれの容量よりも少
い量の溶融樹脂を射出し、この射出中または射出成形後
に、この樹脂内に水等の液体を圧入し、その膨脹力によ
り樹脂を加圧する射出成形方法が提案されている。換言
すれば、溶融樹脂を金型のキャビティ内容量と同量以上
金型内に充填してこの樹脂が金型のキャビティ内の隅々
にまでいきわたった所謂満杯状態にする工程を本発明で
は充填工程と呼ぶことからすれば、従来例２では、充填
工程の途中の時点、即ち、満杯状態の前に、この樹脂内
に水等の液体を圧入し、その膨脹力により樹脂を加圧す
る射出成形方法が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、家電製品な
どのケースやハウジング、あるいは、精密機構部品等を
樹脂製とする場合、その樹脂製品は、薄肉部（その肉厚
は、例えば１．０ｍｍ）および厚肉部（その肉厚は、例
えば２．５ｍｍ）が混在するような複雑な形状を呈して
いることが多いのが実情である。このため、前述のごと
く、厚肉部のみをを有する樹脂製品のみならず、薄肉部
および厚肉部が混在するような複雑な形状の樹脂製品の
射出成形においても、そり、変形、ひけ等の不具合を解
消すると共に、冷却時間短縮によるハイサイクル化を達
成することが要求される。

【０００６】これに対し、例えば、従来例１によって薄
肉部および厚肉部が混在するような複雑な形状の樹脂製
品を成形する場合、厚肉部とはいえ、比較的薄い肉厚で
あるため、加圧ガス注入用のボイド挿入ピンは、かなり
細い外径である必要がある。したがって、この細いボイ
ド挿入ピンの先端に、ピン内孔を開閉する弁機構を設け
ることは非常に困難である。そして、この弁機構を持た
ないボイド挿入ピンを厚肉部内にセットした後、加圧ガ
スを注入する前に、固化前の高温の樹脂が樹脂圧力によ
りボイド挿入ピンの先端付近に入り込み、目詰まりする
ことがある。よって、従来例１は、信頼性の点で問題が
ある。

【０００７】また、従来例１では、加圧ガスによる加圧
効果によりヒケ防止のために通常必要である保圧力より
も低い保圧力ですむものの、厚肉部に対する冷却効率が
改善されるわけではないので、冷却工程の短縮化は前述
のごとくおよそ２０％短縮が事実上限界であって、さら
なる短縮化を実現することはできない。よって、射出成
形工程全体の大きな短時間化は実現されていない。

【０００８】さらに、従来例１は、加圧ガスを注入しよ
うとする部分が、ある程度の肉厚を有していないと、安
定した射出成形が困難である。即ち、金型に接している
樹脂は冷やされる一方、加圧ガスに接する樹脂は加圧ガ
スによって特には冷却されないため、両者間では固化時
期が異なる。このため、厚肉部とはいえ、肉厚が比較的
薄い箇所に加圧ガスを注入する場合には、樹脂を挟む金
型と加圧ガスとの間隔が小さくなりやすく、樹脂表面付
近の浅い領域にて、固化時期が異なる樹脂が存在するこ
とになる。この結果、外観不良や強度不足といった成形
不良が生ずることがある。

【０００９】また、従来例１では高圧の加圧ガスを扱う
ため、使用する機器が比較的高価であるし、この方法を
実施する作業者は安全性確保という理由により法規合格
者が必要である場合もあり、実施上、不便であるという
問題点がある。

【００１０】一方、従来例２は、厚肉部のみを有する中
空の樹脂製品を成形するのであればひけ等の少ない比較
的良好な射出成形を行うことが可能であるものの、薄肉
部および厚肉部が混在するような複雑な形状の樹脂製品
の射出成形には不向きである。このことを図６を参照し
て説明する。図６は、薄肉部を有する樹脂製品の射出成
形における型内圧（図中、実線で示す）、射出圧力（図
中、破線で示す）、および従来例２による液体（水）注
入の膨脹圧力の最大値（図中、一点鎖線で示す）を示す
図である。図６を参照して、従来例２は、本発明でいう
充填工程の途中、即ち、金型のキャビティ内に樹脂が満
杯状態になる前に水等を注入するものである。このた
め、中空の樹脂製品（これには、基本的に、薄肉部が存
在しない）については、水の膨脹圧力（最大でも、２０
０〜３００Ｋｇｆ／ｃｍ² ）で所望する形状とすること
が可能である。ところが、家電製品などのケースやハウ
ジング等に前述のごとく存在する薄肉部については、最
大２００〜３００Ｋｇｆ／ｃｍ² 程度の水の膨脹圧力に
よっても、所望する形状に成形（転写成形）することは
不可能である。即ち、従来例２によって、薄肉部および
厚肉部が混在するような複雑な形状の樹脂製品を得よう
としても、厚肉部のみが所望形状となるに過ぎず、薄肉
部はショートショットとなり、薄肉部をも含む全体を所
望形状通りに成形することはできない。

【００１１】本発明の課題は、通常の樹脂製品がそうで
あるように、薄肉部と厚肉部が混在するような複雑な樹
脂製品を射出成形において、そり、変形、ひけ等の成形
不良を解消し、かつガスインジェクション等では達成で
きなかった大幅な冷却時間短縮によるハイサイクル化を
達成できる射出成形方法を提供することである。

【００１２】本発明の他の課題は、安全、合理的、低コ
ストに樹脂製品の成形を行える射出成形方法を提供する
ことである。

【００１３】本発明のさらに他の課題は、上記のような
射出成形方法を実現するための射出成形機を提供するこ
とである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、以下に
示す態様１〜５の射出成形方法、ならびに、態様６、７
の射出成形機が得られる。

【００１５】

【００１６】（１） 薄肉部と厚肉部とが混在するよう
な複雑な樹脂製品を射出成形するのに際し、金型のキャ
ビティ内を溶融した樹脂で満杯状態にする充填工程を有
し、前記充填工程では、前記金型内に溶融して樹脂を充
填後にこの樹脂を圧縮して前記薄肉部を転写成形により
形成し、さらに、前記充填工程が完了した後、該金型内
にて固化する前の樹脂の前記厚肉部に該樹脂の融点より
も低い沸点を持つ液体を所定時間注入する工程を有する
ことを特徴とする射出成形方法。

【００１７】（２） 前記液体を所定時間注入する工程
は、前記充填工程が完了した後、さらに充填した樹脂を
所定の保圧力値に保持する保圧工程へ切換えた後に行わ
れる態様１の射出成形方法。

【００１８】（３） 前記充填工程にて、前記金型内に
て樹脂が前記満杯状態になったときから所定時間だけ前
記保圧値よりも高い射出圧力値に保持する態様２の射出
成形方法。

【００１９】（４） 前記厚肉部に注入した前記液体の
うちの残存分を前記樹脂の外部へ吸引する工程を有する
態様１乃至３のいずれかの射出成形方法。

【００２０】（５） 前記厚肉部に先端が位置するよう
に前記金型内に配される液体注入部と、前記液体注入部
を通して前記液体を注入する液体注入装置とを有する態
様１乃至４のいずれかの射出成形方法に用いる射出成形
機。

【００２１】（６） 前記厚肉部に先端が位置するよう
に前記金型内に配される液体注入部と、前記液体注入部
を通して前記液体を注入可能な液体注入装置と、前記厚
肉部に注入された前記液体のうちの残存分を前記液体注
入部を通して前記樹脂の外部へ吸引可能な液体吸引装置
と、前記液体注入部と前記液体注入装置および前記液体
吸引装置とを接続するチューブに挿入配置され、該チュ
ーブにおける前記液体の流れについて注入モード、吸引
モード、および遮断モードに切り替える方向切替弁とを
有する態様４の射出成形方法に用いる射出成形機。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。

【００２３】［実施の形態１］図１は、本発明の実施の
形態１による射出成形方法に用いる射出成形機の要部を
示す概略図である。図１において、本射出成形機は、従
来例と同様に、図示しない本体フレームに固定された固
定プラテン３１と、図示しないタイバーに支持され、図
示しない型締機構により駆動されて固定プラテン３１に
対して接近離脱方向に可動な可動プラテン３２と、スク
リュを備えた図示しない加熱シリンダの先端のノズル３
３と、後述するイジェクトプレートを可動プラテン３２
とは独立して駆動するためのイジェクタロッド３４とを
有している。また、本射出成形機には、固定プラテン３
１に取り付けられる固定金型５１と、可動プラテン３２
に取り付けられる可動金型５２と、可動金型５２の背側
に配されるイジェクトプレート５３と、イジェクトプレ
ート５３に取り付けられ、可動金型５２を貫通して金型
内部へ達する複数のイジェクトピン５４（図中、２本の
み図示）とから成る金型５０が取り付けられている。

【００２４】図２（ａ）および（ｂ）は、図１に示す本
射出成形機の一部を示す図である。図１と図２（ａ）お
よび（ｂ）を併せ参照すると、本射出成形機は、イジェ
クトピン５４と同様にイジェクトプレート５３に取り付
けられて可動金型５２を貫通して金型内部へ達するスリ
ーブピン１２内を貫通して突出する液体注入部の一例と
してのニードル１１と、チューブ１３を介してニードル
１１に接続された液体注入装置２０とを有している。
尚、本発明におけるニードルは、図示した形態に限ら
ず、摺動ピン状、あるいは細い開閉バルブ状を呈してい
てもよい。

【００２５】図３は、液体注入装置２０を示す概略図で
ある。図３において、液体注入装置２０は、液体供給口
２１１ａおよび液体出力口２１２ａを持つ液体室２１ａ
と２つの油流出入口２１１ｂおよび２１２ｂを持つ油室
２１ｂとを備えるシリンダ２１と、シリンダ２１内にて
往復動可能なピストン２２と、油圧ポンプ２３と、可変
絞り弁２４と、リリーフ弁２５と、方向切替弁２６と、
ホッパ２７と、逆止弁２８とを有している。

【００２６】シリンダ２１内のピストン２２は、油圧ポ
ンプ２３により汲み上げられて可変絞り弁２４を通して
リリーフ弁２５および方向切替弁２６の切り替えにより
油室２１ｂ内に流出入する油の圧力によって駆動され
る。一方、液体室２１ａ内には、樹脂材の融点（例え
ば、樹脂材がポリアセタールの場合には１７０°Ｃ）よ
りも沸点の低い液体としての水２００がホッパ２７から
供給される。液体室２１ａ内の水２００は、ピストン２
２によって液体出力口２１２ａおよびチューブ１３を通
して金型内へ注入される。尚、本発明における液体は、
水に限られるものではなく、樹脂の融点よりも低い沸点
を持つ液体であればよい。特に、気化しやすく体積が大
きく膨脹するような液体が好ましい。発明者等の実験に
よれば、容易に得られる水によって、後述するように、
十分に有効な効果が得られることが分かった。尚、後述
する冷却効果が比較的低いものの、霧状の態様を呈する
液体を注入することも可能である。尚、本発明におい
て、樹脂の融点とは、固体の樹脂材が流動体となる温度
をいう。

【００２７】次に、図１ならびに図２（ａ）および
（ｂ）を参照して、本発明による射出成形方法を説明す
る。尚、以下の説明では、一成形サイクルに約１分間を
要するような規模で、かつ厚肉部を持つ成形品の射出成
形を例にする。

【００２８】まず、加熱シリンダ内に投入した樹脂を溶
融しながらスクリュで計量、混練し、溶融樹脂をスクリ
ュの前方に貯留する。

【００２９】一方、固定金型５１と可動金型５２とによ
り規定される金型内には、成形品の厚肉部に対応する位
置に先端が位置するようにニードル１１が配される。

【００３０】次に、油圧シリンダ機構によりスクリュを
前方、即ち、金型側へ移動させることにより、貯留され
た樹脂をノズル３３を通して金型内に充填する。この充
填により、樹脂が金型のキャビティ内にて満杯状態にな
ると、即ち、成形品部１００の充填が図１および図２
（ａ）に示すように完了すると、保圧工程に移行する。

【００３１】保圧工程中にて、固化する前の樹脂のうち
の成形品部１００の厚肉部内に、水２００を液体注入装
置２０によりニードル１１を通して注入する。注入され
た水２００は、約２秒後に気化する。ここで、１モル１
８ｇの水が大気中にて体積が２２．４リットルの気体に
なる原理から明らかなように、樹脂内に封じ込められた
状態で気化する水２００は数百気圧の圧力を生ずること
になる。よって、気化した水２００は、図２（ｂ）に示
すように所定の体積に拡がる。このように、樹脂内に注
入された水２００（液体）はいわば自ら気化および膨脹
するので、本発明において、液体を注入する際の圧力は
比較的低くとも十分であるといえる。図２（ｂ）中、符
号１００ａは、水２００により冷却されて固化した固化
層である。この冷却作用は、主に、水２００が気化する
際にこれに接する樹脂から熱が奪われることによる。し
たがって、冷却効果は大きい。尚、成形品部１００のう
ちの水２００に接する部分が冷却されるので、水２００
は成形品部１００内に乱拡散することはない。また、従
来の加圧ガスを用いる方法とは異なり、固化前の高温の
樹脂が樹脂圧力によりニードル１１先端の開口に入り込
んで目詰まりすることはない。これは、水２００等の液
体は加圧ガスに比べて同じ大きさの圧力（樹脂による圧
力）が印加されてもほとんど圧縮されない特性（非被圧
縮性）を有していること、ならびに、場所的に最もニー
ドル１１先端の開口に入り込む可能性が高い樹脂は水２
００自体に冷却されて粘度が上昇（流動性が低下）する
こと等に因る。しかしながら、ニードル１１の先端近傍
に逆止弁を設けることも可能である。

【００３２】ところで、樹脂内に水２００を多めに注入
してしまうと、全量が気化せずに成形品の空洞部に残存
することがある。成形品に水が残存することに問題があ
る場合には、水２００が気化した後に液体注入装置２０
のピストン２２を注入時と逆方向に駆動して残存した水
を吸引するように本発明による射出成形機を構成しても
よい。

【００３３】この後、冷却工程、成形品の取出工程を経
て、成形品が得られる。以上説明した本発明による射出
成形方法によれば、ヒケ防止のために要していた保圧工
程時間が短縮されることは勿論、厚肉部に対する冷却効
率が大きく改善されるので冷却工程も短縮され、射出成
形工程全体が短時間化される。また、厚肉部のうち、金
型（可動金型５２）に接している樹脂ならびに水２００
に接する樹脂の両方が冷却されるため、両者間の固化時
期は殆ど同じとなり、厚肉部の肉厚が比較的薄く、樹脂
を挟む金型と水２００との間隔が小さい場合であって
も、外観不良や強度不足といった成形不良は生じにく
い。即ち、樹脂の厚肉部がある程度の肉厚を有していな
くとも、安定した射出成形を実現できる。したがって、
本発明において液体を注入する箇所は、厚肉部に限られ
ない。また、樹脂のうちの成形品部１００の他にも、図
１中のスプルー１０１、あるいはランナー内に液体を注
入してもよい。例えば、スプルー１０１から水を１０〜
２０気圧程度の圧力で注入する場合、樹脂温度を比較的
高めに設定することによって、上述の成形品部１００に
注入する場合と同様の効果が得られることが、発明者等
の実験により分かった。ただし、ゲートが細い場合、即
ち、ゲートの樹脂進行方向に垂直な断面の面積が小さい
場合には、成形品部に液体を注入する方が、圧力印加効
果および冷却効果に優れる。

【００３４】また、本発明による射出成形方法では高圧
の加圧ガスを使用しないので、使用する機器は比較的安
価であるし、作業者が法規合格者等に限られることはな
い。

【００３５】尚、液体注入装置２０による水２００の水
圧を調整するために、金型内圧および水圧それぞれを検
出する圧力センサと、これら圧力センサの検出値に基づ
いて水圧を制御する制御部とを本射出成形機に設けても
よい。

【００３６】［実施の形態２］図４は、本発明の実施の
形態２による射出成形方法に用いる射出成形機の要部を
示す概略図である。尚、同図において、従来例と同一部
あるいは同様部には図１と同符号を付している。図４に
おいて、本射出成形機は、実施の形態１と同様に、固定
プラテン３１と、可動プラテン３２と、スクリュを備え
た図示しない加熱シリンダの先端のノズル３３と、イジ
ェクタロッド３４とを有している。また、本射出成形機
には、固定プラテン３１に取り付けられる固定金型５
１′と、可動プラテン３２に取り付けられる可動金型５
２′と、可動金型５２′の背側に配されるイジェクトプ
レート５３′と、イジェクトプレート５３′に取り付け
られ、可動金型５２′を貫通して金型内部へ達する複数
のイジェクトピン５４′（図中、１本のみ図示）とから
成る金型５０′が取り付けられている。金型５０′は、
１ショットで複数の樹脂製品（図中、１つのみ図示）を
得られるタイプである。

【００３７】本射出成形機はまた、イジェクトプレート
５３′に取り付けられ、可動金型５２′を経て金型５
０′内部へ達するスリーブピン６２と、スリーブピン６
２内を貫通して突出する液体注入部としてのニードル６
１と、複数のニードル６１が接続した配管６４と、配管
６４に接続したチューブ６３と、チューブ６３および配
管６４を介して複数のニードル６１に接続される方向切
替弁８０とを有している。方向切替弁８０にはまた、実
施の形態１にて説明した液体注入装置２０′と、後述す
る液体吸引装置７０とが接続されている。液体注入装置
２０′は、実施の形態１の液体注入装置２０（図３）か
ら方向切り替え弁２６等の液体吸引に関する構成を除い
た構成である。即ち、実施の形態２における液体注入装
置２０′、液体吸引装置７０、および方向切替弁８０の
組み合わせが、実施の形態１における液体注入装置２０
に相当する。

【００３８】さて、液体注入装置２０′は、実施の形態
１と同様に、樹脂材の融点よりも沸点の低い液体として
の水２００を金型内に注入する装置である。実施の形態
２においても、液体は水に限られるものではなく、樹脂
の融点よりも低い沸点を持つ液体であればよく、気化し
やすく体積が大きく膨脹するような液体が好ましい。

【００３９】図５は、本発明の実施の形態２による射出
成形方法の主な工程を示すフローチャート図である。以
下、図４および図５を参照して、実施の形態２による射
出成形方法を説明する。尚、実施の形態２においても一
成形サイクルに約１分間を要するような規模で、また薄
肉部と厚肉部３００′（図４）とが混在するような複雑
な樹脂製品の射出成形を例にする。ただし、図４におい
ては、図示の繁雑さを避けるために、薄肉部を具体的に
は図示していない。

【００４０】まず、加熱シリンダ内に投入した樹脂を溶
融しながらスクリュで計量、混練し、溶融樹脂をスクリ
ュの前方に貯留する。一方、固定金型５１′と可動金型
５２′とにより規定される金型５０′内には、成形品の
厚肉部に対応する位置に先端が位置するようにニードル
６１が配される。また、方向切替弁８０は、遮断モード
８１になっている。

【００４１】さて、ステップＳ１にて型締が完了する
と、油圧シリンダ機構によりスクリュを金型５０′側へ
移動させ、貯留された樹脂をノズル３３からスプルー３
０１、ランナー３０２を通して金型５０′内に充填（射
出）し始める（ステップＳ２）。このステップＳ２の際
に、本射出成形機の図示しない制御装置は、このときの
スクリュの位置を初期スクリュ位置Ｌ₀ としてメモリす
る。これ以後、制御装置は、スクリュ位置Ｌを検出す
る。

【００４２】ステップＳ３にて、制御装置は、（スクリ
ュ位置Ｌ−初期スクリュ位置Ｌ₀ ）、即ち、スクリュの
移動量が、樹脂が金型のキャビティ内の隅々にまでいき
わたった満杯状態に応じて予め設定してある満杯移動量
Ｌ_s 以上となったか否か、即ち、金型５０′内にて樹脂
が満杯状態となったか否かを判断し、満杯移動量Ｌ_s以
上であれば、ステップＳ４へ移行する。

【００４３】ステップＳ４にて、射出圧力を所定の期
間、所定値に保持する。この射出圧力の保持について
は、後に詳述する。この後、保圧切換、即ち、充填工程
から保圧工程へ切換える（ステップＳ５）。

【００４４】さらに、この時点で、方向切替弁８０を注
入モード８２に切り替え、液体注入装置２０′により、
保圧工程中にて固化する前の樹脂のうちの成形品部３０
０の厚肉部３００′内に、水２００をニードル６１を通
して注入を開始する（ステップＳ６）。これと共に、制
御部は、予め注入すべき量に応じて設定してある液体注
入時間の計時を開始する（ステップＳ７）。尚、液体注
入時間ではなく、液体の膨脹圧力を検出して予め注入す
べき量を注入するようにしてもよい。

【００４５】ここで、注入された水２００は、例えば約
２秒後に気化する。ここで、１モル１８ｇの水が大気中
にて体積が２２．４リットルの気体になる原理から明ら
かなように、樹脂内に封じ込められた状態で気化する水
２００は例えば２００〜３００Ｋｇｆ／ｃｍ² の圧力を
持つ所謂気泡となる。よって、気化した水２００は、図
４に示すように所定の体積に拡がる。このように、樹脂
内に注入された水２００（液体）はいわば自ら気化およ
び膨脹するので、本発明において、液体を注入する際の
圧力は比較的低くとも十分であるといえる。水２００が
気化する際にこれに接する樹脂から熱が直接奪われるの
で、冷却効果は大きい。

【００４６】液体注入時間が満了する（ステップＳ８）
と、方向切替弁８０を吸引モード８３に切換えて、バキ
ューム装置等により構成された液体吸引装置２０′によ
り、残存した水２００をニードル６１を通して吸引する
（ステップＳ９）。ただし、本実施の形態のごとく液体
として水を用いる場合には、通常、その殆どの量が気化
し、残存量は少ない。

【００４７】この後、冷却工程が満了し（ステップＳ１
０）、成形品の取出工程を経て（ステップＳ１１）、成
形品が得られる。

【００４８】ここで、前述したステップＳ４における射
出圧力の保持について説明する。ステップＳ３にて樹脂
が金型５０′内にて満杯状態となった時点では、樹脂中
の細かい気泡やクッション性、即ち、樹脂による吸収要
素のために、必要な射出圧力は高くはない。したがっ
て、満杯状態となった時点で射出圧力を大きく低下させ
ると、薄肉部等にまで樹脂が周り切らない可能性があ
る。よって、本発明では、樹脂が薄肉部をも含めて完全
に行き渡るまで、射出圧力を所定の圧力値に保持し、大
きく低下させない。ただし、射出圧力の保持を長い間行
うと、ヒケ、バリ、変形等の不具合が生じやすく、ま
た、高い型締め力をも要するので、射出圧力の保持時間
は、例えば、０．２秒程度（成形品部の形状や樹脂種等
により異なる）以下とし、ステップＳ５の保圧切換へ移
行（保圧の圧力値は、射出圧力の保持圧力よりも低い）
する。さて、保圧切換へ移行したのみでは、収縮の大き
な厚肉部３００′では、ヒケが発生しやすい。よって、
本実施の形態では、保圧切換後にステップＳ６にて液体
注入を開始する。ただし、本発明においては、液体注入
工程は、充填工程完了後であれば、保圧切換後に限定さ
れるものではない。

【００４９】以上説明した実施の形態２においても、厚
肉部３００′の実質的な肉厚が減少するのに加えて、厚
肉部３００′が気化熱により冷却されるので、ヒケ防止
のために従来要していた保圧工程時間を短縮することは
勿論、冷却工程をも短縮でき、射出成形工程全体が短時
間化される。例えば、前述のごとくガスインジェクショ
ン法では冷却時間を通常の射出成形より２０％短縮する
のが限界であったのに比して、本発明によれば、その要
旨以外をガスインジェクション法と同条件にした場合、
通常よりおよそ５０％の短縮化を達成できた。また、従
来のごとく、十分な保圧を行ってヒケを防止するために
スプルー３０１やランナー３０２を太い径とする必要が
ないため、その分冷却時間を短くできるし、樹脂材の無
駄使いを省ける。

【００５０】

【発明の効果】本発明による射出成形方法は、金型のキ
ャビティ内を溶融した樹脂で満杯状態にする充填工程が
完了した後、金型内にて固化する前の樹脂の所定部分に
樹脂の融点よりも低い沸点を持つ液体を所定時間注入す
る工程を有するため、この液体がいわば気化膨脹し、圧
力印加効果および冷却効果を奏する。これによって、通
常の樹脂製品がそうであるように、薄肉部と厚肉部とが
混在するような樹脂製品の成形において、そり、変形、
ひけ等の成形不良を解消し、かつガスインジェクション
等では達成できなかった大幅な冷却時間短縮によるハイ
サイクル化を達成できる。さらに、安全、合理的、低コ
ストに樹脂製品の成形を行える。

【００５１】また、本発明による射出成形機は、簡素か
つ安価な構成で上記射出成形方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による射出成形方法に用
いる射出成形機の要部を示す概略図である。

【図２】図１に示す射出成形機の一部を示す概略図であ
り、（ａ）は液体注入前、（ｂ）は液体注入後の状態で
ある。

【図３】図１に示す射出成形機の液体注入装置を示す概
略図である。

【図４】本発明の実施の形態２による射出成形方法に用
いる射出成形機の要部を示す概略図である。

【図５】本発明の実施の形態２による射出成形方法のフ
ローチャート図である。

【図６】液体を用いた射出成形方法において、液体の膨
脹圧力と射出圧力との対比を説明するための図である。

【符号の説明】

１１、６１ ニードル １２、６２ スリーブピン １３、６３ チューブ ２０、２０′ 液体注入装置 ２１ シリンダ ２１ａ 液体室 ２１ｂ 油室 ２２ ピストン ２３ 油圧ポンプ ２４ 可変絞り弁 ２５ リリーフ弁 ２６ 方向切替弁 ２７ ホッパ ２８ 逆止弁 ３１ 固定プラテン ３２ 可動プラテン ３３ ノズル ５０、５０′ 金型 ５１、５１′ 固定金型 ５２、５２′ 可動金型 ５３、５３′ イジェクトプレート ５４、５４′ イジェクトピン ８０ 方向切替弁 １００、３００ 成形品部 １０１、３０１ スプルー ２００ 水 ３００′ 厚肉部 ３０２ ランナー

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/84

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄肉部と厚肉部とが混在するような複雑
   な樹脂製品を射出成形するのに際し、金型のキャビティ
   内を溶融した樹脂で満杯状態にする充填工程を有し、前
   記充填工程では、前記金型内に溶融して樹脂を充填後に
   この樹脂を圧縮して前記薄肉部を転写成形により形成
   し、さらに、前記充填工程が完了した後、該金型内にて
   固化する前の樹脂の前記厚肉部に該樹脂の融点よりも低
   い沸点を持つ液体を所定時間注入する工程を有すること
   を特徴とする射出成形方法。
2. 【請求項２】 前記液体を所定時間注入する工程は、前
   記充填工程が完了した後、さらに充填した樹脂を所定の
   保圧力値に保持する保圧工程へ切換えた後に行われる請
   求項１に記載の射出成形方法。
3. 【請求項３】 前記充填工程にて、前記金型内にて樹脂
   が前記満杯状態になったときから所定時間だけ前記保圧
   値よりも高い射出圧力値に保持する請求項２に記載の射
   出成形方法。
4. 【請求項４】 前記厚肉部に注入した前記液体のうちの
   残存分を前記樹脂の外部へ吸引する工程を有する請求項
   １乃至３のいずれかに記載の射出成形方法。
5. 【請求項５】 前記厚肉部に先端が位置するように前記
   金型内に配される液体注入部と、前記液体注入部を通し
   て前記液体を注入する液体注入装置とを有する請求項１
   乃至４のいずれかに記載の射出成形方法に用いる射出成
   形機。
6. 【請求項６】 前記厚肉部に先端が位置するように前記
   金型内に配される液体注入部と、前記液体注入部を通し
   て前記液体を注入可能な液体注入装置と、前記厚肉部に
   注入された前記液体のうちの残存分を前記液体注入部を
   通して前記樹脂の外部へ吸引可能な液体吸引装置と、前
   記液体注入部と前記液体注入装置および前記液体吸引装
   置とを接続するチューブに挿入配置され、該チューブに
   おける前記液体の流れについて注入モード、吸引モー
   ド、および遮断モードに切り替える方向切替弁とを有す
   る請求項４に記載の射出成形方法に用いる射出成形機。