JP3270228B2 - 射出成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は射出成形方法の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形においては、材料樹脂の開発に
応じてその性能を成形品に発揮させるためには、成形方
法の改良も必要である。例えば、ポリマーアロイや、フ
ィラー及び繊維などで複合強化したもの等の各種の新規
な材料樹脂が開発されていても、従来の射出成形機にこ
れらの新規材料を用いて複雑な成形品を射出成形する
と、期待していた性能を満足できない場合が多く、例え
ば、成形品中におけるウェルド部の接着強度が弱い、
肉厚部でのひけ、ボイド、残留歪みの発生、繊維の
配向に基づく強度不足や成形収縮率の異方性に基づくソ
リ、等の問題が生じている。

【０００３】これらの問題点を解決する射出成形技術と
して、特公平４−３８９３号公報に開示される成形方法
が知られている。同公報の方法は、モールドキャビティ
内に射出・充填された溶融材料を、該キャビティ内で往
復動させて剪断し、次いで剪断を保持した状態で固化さ
せるものであるが、これを実施する装置構成としては、
金型と射出装置との間に、特定のユニット（マニホール
ド）を介在させ、このユニットを通じて溶融材料をモー
ルドキャビティに射出した後、このユニットに設けられ
た往復可能部材により、モールドキャビティ内で溶融材
料を往復動させるように構成されている。

【０００４】このような構成では、モールドキャビティ
内に射出された溶融樹脂は、往復動にて効率良く剪断さ
れ、繊維強化材料が混入されているものについてはその
繊維の配向を制御でき、またひけやボイドを解消できる
が、この往復動の間に溶融樹脂の冷却が進み、往復動に
伴って分層構造が生じ易く、これによって得られる成形
品には方向性が生じてしまうことになる。また上記ユニ
ットを介設しているので、溶融樹脂の射出路が延長され
てしまい、その延長射出路分の余分の溶融樹脂を要する
ことにもなり、また往復動の間にこのユニット内での溶
融樹脂の冷却も生じて射出路の詰まり等によるトラブル
も生じ易い。その上、構成部材が増えるので射出成形に
おけるメンテナンス上の問題もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記マニホ
ールドのような特別の付属部材を用いることなく簡単な
構成で、モールドキャビティ内に充填した溶融樹脂の温
度を均一にし、かつボイドやひけ等の生じない均質な成
形物を得る射出成形方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】かくして本願『請求項
１』にかかる発明によれば、『固定プレート(2b)と、固
定プレート(2b)に対して近接・離間可能に配置された可
動プレート(4b)と、各プレート(2b)(4b)の対向面にそれ
ぞれ配設され近接したときにモールドキャビティ(M)を
構成する１組の金型(1b)(3b)と、先端に射出ノズルを有
する加熱筒(1c)及び混練・射出用スクリュ(2c)を有して
固定プレート(2b)に近接・離間でき、該固定プレート(2
b)から固定側金型(1b)に穿設されたスプル(1b1)を通じ
てモールドキャビティ(M)に溶融樹脂(R)を射出する射出
装置(C)と、可動プレート(4b)の背面に取付けられ可動
プレート(4b)及び可動側金型(3b)を貫通してモールドキ
ャビティ(M)内へエジェクトピン(8b)を出没可能に作動
するエジェクトシリンダ(9b)とを備えた射出成形機(A)
にて射出成形する方法であって、予めエジェクトピン(8
b)を後退させた後、溶融樹脂(R)をモールドキャビティ
(M)内に射出し、次いでエジェクトピン(8b)及び混練・
射出用スクリュ(2c)を作動させてモールドキャビティ
(M)内と加熱筒(1c)との間で溶融樹脂(R)を往復動させる
ことを特徴とする射出成形方法』が提供される。

【０００７】本発明の射出成形方法において、モールド
キャビティ(M)内に射出充填された溶融樹脂(R)は、モー
ルドキャビティ(M)、スプル(1b1)及び加熱筒(1c)とを直
結した状態で、モールドキャビティ(M)と加熱筒(1c)と
の間を往復移動される。上記往復移動は、エジェクトピ
ン(8b)と混練・射出用スクリュ(2c)とによってなされ
る。なお、エジェクトピン(8b)の設定位置は、モールド
キャビティ(M)の形状によってウェルドの発生しやすい
位置が選択されるが、エジェクトピン(8b)とスクリュ(2
c)との往復駆動によって溶融樹脂(R)がモールドキャビ
ティ(M)内のすべての領域に充分行き渡る効果を及ぼす
位置が選択されることが好ましい。

【０００８】本発明の射出成形方法の実施には、モール
ド時においてエジェクトピンと混練・射出用スクリュと
を特別に作動させる以外は、エジェクトピンを具備した
当該分野で公知の射出成形装置を用いることができる。

【０００９】

【作用】本願『請求項１』にかかる発明によれば、固定
プレート(2b)に可動プレート(4b)が近接してこれらに対
向面に設けられた１対の金型(1b)(3b)によりモールドキ
ャビティ(M)が構成され、次いで可動プレート(4b)に設
けられたエジェクトシリンダ(9b)を駆動してエジェクト
ピン(8b)を若干後退させてエジェクトピン先端とモール
ドキャビティ(M)との間に所定の空間(E)を設けておき、
次いで固定プレート(2b)に射出ノズル(4c)の先端を当接
させ、混練・射出用スクリュ(2c)を前進駆動させて溶融
樹脂(R)を射出する。

【００１０】射出された溶融樹脂(R)は固定プレート(2
b)から固定側金型(1b)のスプル(1b1)を経てモールドキ
ャビティ(M)に充填される。所定量の溶融樹脂の射出が
完了すると、射出ノズル(4c)を固定プレート(2b)に当接
させたまま、エジェクトピン(8b)と混練・射出用スクリ
ュ(2c)とを同位の方向に往復動させる。これにより、射
出された溶融樹脂(R)は、モールドキャビティ(M)、スプ
ル(1b1)及び加熱筒(1c)を連通する領域内を往復移動さ
せられることとなる。この結果、モールドキャビティ
(M)及びスプル(1b1)の各壁面と接触して冷却された溶融
樹脂(R)は再び加熱筒(1c)内に戻されて所定の高温に暖
められ、この繰返しにより、モールドキャビティ(M)内
に充填される溶融樹脂(R)は均一な温度に保持できると
共に、往復動による撹拌効果も奏されてより均質な成形
物が得られることとなる。また、エジェクトピン(8b)と
混練・射出用スクリュ(2c)とを対向方向に移動させれ
ば、溶融樹脂(R)を加圧することもできる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図示実施例に従って詳述する
が、これによって本発明が限定されるものではない。 実施例１ 図１は本発明の射出成形方法を実施する射出成形装置の
一例の概略図である。同図において射出成形装置(A)
は、公知のトグル機構を有するものであって、金型部
(B)と射出部(C)と制御部(D)とから主として構成されて
いる。

【００１２】金型部(B)は、固定金型(1b)が設けられた
固定プレート(2b)と、該固定プレート(2b)の金型面に対
向する側に移動金型(3b)が設けられた移動プレート(4b)
と、該移動プレート(4b)を固定プレート(2b)に対して近
接・離間駆動するトグル機構(5b)及び駆動シリンダ(6b)
と、該トグル機構(5b)及び駆動シリンダ(6b)を固定する
テイルエンド(7b)とから主として構成されている。上記
固定プレート(2b)には、下記する射出部(C)の射出ノズ
ル(4c)を嵌入し得る通孔(2b1)が設けられており、固定
金型(1b)にはこの通孔(2b1)に対応してスプル(1b1)が穿
設されている。また、移動プレート(4b)の背面には、図
２に示すように、該移動プレート(4b)及び移動金型(3b)
を貫通して固定金型(1b)と移動金型(3b)にて構成される
モールドキャビティ内へエジェクトピン(8b)を出没可能
に作動するエジェクトシリンダ(9b)が取付けられてい
る。

【００１３】射出部(C)は、先端に射出ノズル(4c)を有
して樹脂を加熱・溶融する加熱筒(1c)と、該加熱筒(1c)
内で樹脂を混練し射出するスクリュ(2c)と、該スクリュ
(2c)を射出駆動する射出駆動部(3c)と、射出ノズル(4c)
を固定プレート(2b)の通孔(2b1)に嵌入当接させるタッ
チ機構(5c)から主として構成されている。

【００１４】制御部(D)は、トグル機構の駆動シリンダ
(6b)、タッチ機構(5c)、射出駆動部(3c)及びエジェクト
シリンダ(9b)を所定のタイミングで作動して、型締・タ
ッチ・射出・型開・成形品取出を所定のシークェンスで
実行する通常の射出作動部(1d)と、型締後のモールドキ
ャビティ内に射出充填された溶融樹脂を流動させるべ
く、エジェクトピン(8b)及びスクリュ(2c)を所定に往復
作動させるプログラムを、射出作動部(1d)の射出作動と
型開作動との間に適宜割込設定できる成形作動部(2d)と
から構成されている。

【００１５】以上のように構成された射出成形装置の作
動について図２〜４を参照して説明する。まず、トグル
機構(5b)及び駆動シリンダ(6b)を作動させて、移動金型
(3b)を固定金型(1b)に当接させて型締を行う。この状態
で、予めエジェクトシリンダ(9b)を作動して、エジェク
トピン(8b)を若干後退させて、モールドキャビティ(M)
とエジェクトピン先端との間に空所(E)を設けておく
（図２参照）。

【００１６】次いで、タッチ機構(5c)を作動させて加熱
筒(1c)先端の射出ノズル(4c)を固定プレート(2b)の通孔
(2b1)に嵌入当接させる。この状態で、射出駆動部(3c)
を作動してスクリュ(2c)を前進させ、溶融樹脂(R)を加
熱筒(1c)からスプル(1b1)を経てモールドキャビティ(M)
内に射出する。これによって、溶融樹脂(R)は、上記空
所(E)及びモールドキャビティ(M)内に充填される（図３
参照）。

【００１７】次いで、制御部(D)の成形作動部(2d)から
の指令により、エジェクトシリンダ(9b)とスクリュ(2c)
が同位の方向に共働して往復駆動される。これにより、
充填された溶融樹脂(R)の幾分かは、モールドキャビテ
ィ(M)からスプル(1b1)を経て加熱筒(1c)内に逆流し、加
熱筒内で再び加熱される（図４参照）。

【００１８】この作動を繰返すうち、加熱筒(1c)に逆流
して再び加熱された樹脂の再流入により、モールドキャ
ビティ(M)内で樹脂は効率良く撹拌されると共に、モー
ルドキャビティ壁やスプル壁に接触して冷却された溶融
樹脂への熱供給が促進され、モールドキャビティ内に充
填される溶融樹脂の温度が均一となる。

【００１９】この結果、モールドキャビティ(M)内の溶
融樹脂(R)は温度が均一にされかつ撹拌により均質に混
和されることとなり、この後冷却されて所定の成形物と
される際にボイドやひけ等が生じなくなり、高品質の成
形物に成形されて、型開後に取り出されることとなる。

【００２０】なお、本実施例では、成形作動部(2d)によ
りエジェクトピン(8b)及びスクリュ(2c)が同位に共働さ
れる作動について説明したが、これに限定されず、例え
ば対向方向に共働させてモールドキャビティ内での溶融
樹脂を加圧する作動を含めたものであってもよい。

【００２１】

【発明の効果】本発明の方法によれば、モールドキャビ
ティ内に一旦充填した溶融樹脂の幾分かを再び加熱筒に
戻すという作動を繰返すことができるので、モールドキ
ャビティ内での溶融樹脂の撹拌が促進されると共に、加
熱筒に戻される毎に溶融樹脂は再加熱されて温度均一化
が図られ、均質な成形物を得ることができる。また、温
度均一化に伴って熱歪みを防止でき、靭性を増大させか
つ異方性を押さえる等の諸物性を極めて良好に高めるこ
とができる。マニホールドのような特別な構成の部材を
用いることがないので溶融樹脂のムダがなく、また成形
物の形状によってはモールドキャビティに溶融樹脂の流
れ難い部分を有していても充分に溶融樹脂を行き渡らせ
ることができ、成形物でのボイドやひけを効果的に防止
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形方法を実施する射出成形装置
の一例の概略図

【図２】本発明の方法における溶融樹脂を充填する前の
モールドキャビティの状態を説明する要部拡大断面概略
図

【図３】本発明の方法における溶融樹脂をモールドキャ
ビティに充填したときの状態を説明する要部拡大断面概
略図

【図４】本発明の方法におけるモールドキャビティへの
溶融樹脂充填後に加熱筒内に樹脂を逆流させた状態を説
明する要部拡大断面概略図

【符号の説明】

(A)…射出成形装置 (B)…金型部 (C)…射出部 (D)…制御部 (1b)…固定金型 (1b1)…スプ
ル (2b)…固定プレート (2b1)…通孔 (3b)…移動金型 (4b)…移動プ
レート (5b)…トグル機構 (6b)…駆動シ
リンダ (7b)…テイルエンド (8b)…エジェ
クトピン (9b)…エジェクトシリンダ (1c)…加熱筒 (2c)…混練・
射出用スクリュ (3c)…射出駆動部 (4c)…射出ノ
ズル (5c)…タッチ機構 (1d)…射出作動部 (2d)…成形作
動部

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定プレートと、固定プレートに
   対して近接・離間可能に配置された可動プレートと、各
   プレートの対向面にそれぞれ配設され近接したときにモ
   ールドキャビティを構成する１組の金型と、先端に射出
   ノズルを有する加熱筒及び混練・射出用スクリュを有し
   て固定プレートに近接・離間でき、該固定プレートから
   固定側金型に穿設されたスプルを通じてモールドキャビ
   ティに溶融樹脂を射出する射出装置と、可動プレートの
   背面に取付けられ可動プレート及び可動側金型を貫通し
   てモールドキャビティ内へエジェクトピンを出没可能に
   作動するエジェクトシリンダとを備えた射出成形機にて
   射出成形する方法であって、 予めエジェクトピンを後退させた後、溶融樹脂をモール
   ドキャビティ内に射出し、次いでエジェクトピン及び混
   練・射出用スクリュを作動させてモールドキャビティ内
   と加熱筒との間で溶融樹脂を往復動させることを特徴と
   する射出成形方法。