JP4361459B2 - 射出成形方法及び射出成形機の金型温度調整装置 - Google Patents
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Description
金型のキャビティに樹脂が充填されるときのキャビティの充填圧力と射出成形機のシリンダ圧力との比が0.65〜0.85の条件でキャビティへの樹脂の充填と充填後シリンダの圧力を一定に保つ第1の保圧とを行った後、温度をゆっくり下げ、キャビティの充填圧力がキャビティに樹脂を充填したときの圧力の0.95〜1.20倍以上で且つ、該充填圧力と前記シリンダ圧力との比が0.50〜0.60であるようにシリンダ圧力を上げて該シリンダ圧力を少なくともキャビティ表面温度が樹脂のガラス転移温度以下になるまで一定に保つ第2の保圧とを行う射出成形方法。(例えば、特許文献2)
(1)第1の手段の射出成形機の射出成形方法は、金型キャビティを、充填する熱可塑性樹脂の熱変形温度(HDT)、若しくはガラス転移温度(Tg)以上の温度に加熱して射出充填成形する成形方法において、射出充填工程のとき、型締め後、金型キャビティの温度が上述の温度(HDT、又はTg)以上になっていることを確認して射出動作を開始し、射出スクリュが設定された充填完了位置に到達したこと、及び金型キャビティが所定温度に到達したことを検知確認して射出充填工程を完了し、保圧工程に切換え、保圧工程は設定保圧時間、及び/又は、設定金型キャビティ温度によって完了することを特徴とする。
(3)第3の手段の射出成形機の射出成形方法は、上記第1及び第2の手段の射出成形方法において、金型キャビティ面の複数箇所の温度を複数の温度センサで検出し、検出値が設定値に到達したか否かを、金型キャビティ面における温度センサの位置を考慮し、個別の温度センサの検出値、或いは複数の温度センサの平均検出値を選択して判定できることを特徴とする。
(5)第5の手段の射出成形機の射出成形方法は、上記第1の手段〜第4手段の射出成形方法において、金型温度が所定の設定温度に到達したら金型の樹脂入口のゲートバルブを閉じて冷却工程へ移行するようにしたことを特徴とする。
(9)第9の手段の射出成形機の金型温度調整装置は、上記第7及び第8の手段に記載する金型温度調整装置の金型の溶融樹脂供給通路に、ゲートバルブを設置し、上記第5の手段に記載する射出成形方法によって射出充填成形を行うことを特徴とする。
(11)第11の手段の射出成形機の金型温度調整装置は、上記第7〜第10の手段に記載する金型温度調整装置の外観面側金型の熱媒体通路に流れる熱媒体量を多段制御する熱媒体量制御手段を備え、上記第4に記載の方法で冷却水量を多段制御することを特徴とする。
請求項5及び請求項9に係わる発明は成形機の金型温度調整に、上記第5及び第9の手段を採用しているので、樹脂供給通路が閉じられ、成形品にひけが生じないようにする効果がある。
請求項6及び請求項10に係わる発明は成形機の金型温度調整に、上記第6及び第10の手段を採用し、非外観面側の金型温度を、外観面側のキャビティの下限温度(TL)以上で樹脂の熱変形温度HDT、又はガラス転移温度Tg以下の一定温度にしてあり、成形品の冷却中に金型は外観面側の温度と非外観面側の温度の温度差により、そりが低減し、外観面側の下限温度が非外観面側より低いことから、外観面側のスキン層が先にできるので、成形品外観面のひけを防止する効果がある。
供試体樹脂材料 :ABS
ガラス転移温度 :Tg=80〜90℃
ヒートサイクル :TL=60℃ TH=120〜130℃
成形品の主要寸法 :1270mm×740mm×30mm(薄型テレビ枠)
[成形テスト結果]
(1)充填完了を金型温度で制御せずに、スクリュ位置のみで制御する従来方法では、充填時にバリ、ひけが発生する欠陥が発生した。本発明による成形では、所定のスクリュストロークで充填完了して、スクリュを停止位置に保持し、Tg+α=105℃において保圧開始とした成形テストを実施したところ、充填時のバリ、ひけは見られなかった。
(2)保圧完了時のキャビティ温度の変化とバリ発生状況の比較(表1参照)
保圧完了時の温度Tbによってバリの発生状況が変化する。従って、キャビィティ温度をガラス転移温度の付近の温度90℃によって保圧完了することでバリの発生を防止することができた。
(3) 非外観面側の金型温度を変えて、成形品の外観面のひけとそりの比較(表2参照)
非外観面側の温度を外観面側の下限温度より上げることで、外観面側のスキン層が先に生成されるので、非外観面側のみが収縮して外観面のひけとそりを防止できる。なお、熱媒体は熱水の例を示したが、加熱油、水蒸気等の熱媒体を用いても同様の効果が有り、熱水に限定するものではない。
4 外観面側(意匠面側)金型
5 非外観面側(コア側)金型
10 射出ユニット
20 射出成形機制御装置
23 低温水タンク
24 高温水タンク
25 回収タンク
26 低温水ポンプ
28 高温水ポンプ
30 金型温度調整装置
38 温調器
45 金型温度制御部
46 画像表示手段
47 熱媒水温度・流量設定手段
57 流量調整弁
65 金型温度センサ
66 温調器温度センサ
Claims (11)
- 金型キャビティを、充填する熱可塑性樹脂の熱変形温度(HDT)、若しくはガラス転移温度(Tg)以上の温度に加熱して射出充填成形する成形方法において、射出充填工程のとき、型締め後、金型キャビティの温度が上述の温度(HDT、又はTg)以上になっていることを確認して射出動作を開始し、射出スクリュが設定された充填完了位置に到達したこと、及び金型キャビティが所定温度に到達したことを検知確認して射出充填工程を完了し、保圧工程に切換え、保圧工程は設定保圧時間、及び/又は、設定金型キャビティ温度によって完了することを特徴とする射出成形方法。
- 射出スクリュが設定された充填完了位置に到達した後、射出スクリュを停止させ、金型温度が予め設定された温度(熱変形温度HDT+α、またはガラス転移温度Tg+α)に到達するまで、射出スクリュ停止位置を保持することを特徴とする請求項1に記載の射出成形方法。
- 金型キャビティ面の複数箇所の温度を複数の温度センサで検出し、検出値が設定値に到達したか否かを、金型キャビティ面における温度センサの位置を考慮し、個別の温度センサの検出値、或いは複数の温度センサの平均検出値を選択して判定できることを特徴とする請求項1または2に記載の射出成形方法。
- 充填中は徐冷、保圧時は急冷になるように冷却水量を多段制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の射出成形方法。
- 金型温度が所定の設定温度に到達したら金型の樹脂入口のゲートバルブを閉じて冷却工程へ移行するようにしたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の射出成形方法。
- 金型キャビティの非外観面側のキャビティ面温度を、加熱冷却する外観面側のキャビティ面温度の下限温度(TL)以上で樹脂の熱変形温度(HDT)、若しくはガラス転移温度(Tg)以下の一定温度に調整するようにしたことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の射出成形方法。
- 金型に設けられた熱媒体通路に所定温度の高温熱媒体と低温熱媒体とを選択的に流すことによって該金型の温度制御を行う射出成形機の金型温度調整装置において、
金型キャビティ温度を熱可塑性樹脂の熱変形温度、若しくはガラス転移温度以上に加熱する温度制御手段と、金型キャビティ内面複数箇所の温度を検出する複数の温度センサと、温度センサで検出し、検出値が設定値に到達した場合の判定を、個別の温度センサの検出値か、或いは複数の温度センサの平均検出値かを選択する論理回路手段及び論理回路手段の選択に従って熱媒体の流れを切換制御する熱媒体切換手段とで構成され、上記請求項1に記載の方法により、射出充填成形することを特徴とする射出成形機の金型温度調整装置。 - 請求項7に記載する金型温度調整装置に射出スクリュのストローク位置の検出手段を備え、上記請求項2に記載する射出成形方法によって射出充填成形を行うことを特徴とする射出成形機の金型温度調整装置。
- 請求項7または8に記載する金型温度調整装置の金型の溶融樹脂供給通路にゲートバルブを設置し、上記請求項5に記載する射出成形方法によって射出充填成形を行うことを特徴とする射出成形機の金型温度調整装置。
- 請求項7〜9のいずれか一つに記載する金型温度調整装置の熱媒体配管から非外観面側の金型の熱媒体配管を分離し、該非外観面側の金型の熱媒体配管に専用の温調器を連結し、該温調器及び前記請求項7の金型温度調整装置を用いて請求項6に記載する方法により金型温度を制御して射出充填成形することを特徴とする射出成形機の金型温度調整装置。
- 請求項7〜10のいずれか一つに記載する金型温度調整装置の外観面側金型の熱媒体通路に流れる熱媒体量を多段制御する熱媒体量制御手段を備え、請求項4に記載の方法で冷却水量を多段制御することを特徴とする射出成形機の金型温度調整装置。
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