JPH03169526A - 射出成形方法及び金型装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ ［従来の技術］ この発明は偏平な成形品、特にコンパクトディスク、ビ
デオディスクなどλ９肉で成形粘度が要求される円盤状
の成形品の成形に適した割出成形方法とその金型装置に
関するものである。

［従来の技術］ 或形精度が要求されるコンパクトディスク等の射出成形
では、ギャビティ内に樹脂を充填づる際に、スクリュ前
進速度を多段に制御して充填８１脂の流動速度を制御し
ている。この多段制御は、溶融樹脂がスプルーからキャ
ビティ外周部分に到辻するまでの間の流れの変化に対応
させるためであつて、戒形状態が良好な製品の成形に欠
くことのできぬ要件とされている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これまでの多段制御は、キャビディのゲ
ート間隙が一定であるため、射出装Ｆ？のスクリュを多
段に制御して行なっており、またそのｄ１１１御の設定
値は、試打ちを繰り返し行なった粘果や流動解析結果を
踏まえて決定されることから、オールラウンド的な中間
値になり易く、例えばメルトフロントの速度を一定にす
るために、射出速度を上げようとしても、剣出装霞の能
力限界により上限値が制限されてしまい、成形品によっ
てはフローマークやシルバー、反りなどが発生し、複屈
折、重屡の不均一、転写等の製品評価値を達成すること
ができないことがある。

この允明（よ上記事情から考えられたものであって、そ
の目的は金型内においてゲート間隙を調整し、これによ
り金型に充填される溶融樹脂の流動速度を、自由に制御
することができる新たな割出成形方法と金型８置とを提
供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的によるこの允明の１つの特徴は、キレビティ中
央に位置する固定金型内の可動自で［なスプルーブッシ
ユと、そのスプルーブッシユに対設した可動金型内の１
袖方向に可動自在な弁軸との間の周辺部分によりキャビ
ティのゲートを形成し、そのゲートの間隙を上記スプル
ーブッシユまたは弁軸或はその両方を軸方向可動により
調整して、キャビティへの樹脂の流れを制御し、これに
より或形精度が優れた円盤状の成形品を成形りることに
ある。

またこの発明の他の特徴は、キャビティ中央に位置する
固定金型内のスプルーブッシユを備えた固定金型と、そ
のスプルーブッシユの対向位置に設けた可動金型とから
なり、かつキ１７ビティのゲートを個々にまたは相互に
軸方向に可動自在に設けた上記スプルーブッシユと弁軸
との間の周辺部分によりに形成した射出金型と、上記ス
プルーブッシユまたは弁軸或はその両方を進退移動する
駆動装置と、スプルーブッシユまたは弁軸の位置検出器
と、検出位置を設定位置に対しフィードバックして上記
駆動装置を作動し、スプルーブッシユまたは弁軸或いは
その両方を設定位置に可動してゲート間隙を設定間隙に
調整するサーボ位置制御装置とからなる射出或形金型装
置にある。

「作　用１ 上記構或において、弁軸またはスプルーブッシユあるい
はその両方が前進移動すると、その移動ｆｆｉに等しく
ゲート間隙が狭く形成され、溶融樹脂の射出速度が制御
される。

またゲート間隙がきわめて小さく制限された状態では、
射出樹脂の流動抵抗が増し、僅かなひ１出スクリュの前
進移動でも、射出シリンダ内のメルｌ・ゾーン側との間
に差圧が生じて、銅出スクリ１のチェッキバルブが閉鎖
作動する。

［実施例］ この実施例は、可動金型内の弁軸を軸方向に移動して、
ゲート間隙を調整する場合を具体的に説明するものであ
る。

図中１は割出金型で、互いに嵌合して円盤状のキ１ｌビ
ティ２を形成ずる固定金型３と可動金ｊ％’！　４とか
らなる。

上記固定金型３の中央部には、内端而がキャビティ３の
中央に臨むスプルーブッシユ５が嵌沖してある。また可
動金型４の中央部には、上記スプループツシュ５と同径
でポンチを兼ねる弁軸６が、該スプールプッシュ５に対
向位置させて軸方向に移動自在に嵌沖してあり、この弁
軸６とスプルーブッシユ５の間の周辺部分によって、キ
Ｖビティ中央部に位置づる円形のゲート７が形成されて
いる。

上記弁軸６の外端にはロードセル８を介して該弁軸６を
進退移動づる油圧駆！￥！ＩＩ装愉９のピストン１０が
接続してあり、そのｎ一ドレル８により弁軸６に作用づ
る樹脂圧を検出りることがでさるようにしてある。

また弁軸６は外端部に取付けた部拐１１を介して、金型
外部に設けたリニアエンコーダなどによる位置検出器１
２と接続され、常時電気的に検出された位置からゲート
間隙を知ることがて・きるようになっている。

この位置検出器１２と上記口ードセル８からの位置及び
圧力検出信号は、射出装置側からの指令信号を受入れる
サーボ増幅器１３に入力され、弁軸６の｛Ｑ．　ｉ？Ｔ
を設定位置に対しフィードバックしてサーボ弁１４に入
力し、上記油圧駆ａ装置９を作動して弁軸６を進退移動
し、ゲート間隙を設定間隙に調整することができるよう
になっている。

１５は射出シリンダで、メルトゾーン１６に計暴樹脂１
７の逆流を阻止するチェツキバルブ１８を有する用出ス
クリュ１９を有し、ノズルはＥ記スプルーブッシユ５の
外端にタッチしている。

２０はスリーブ、２１は突は１スリーブ、２２は弁軸６
に挿通したノックアウトビン、２３はスタンパ内周押え
である。

なお、図示の例はロードセル８により樹脂Ｈを検出して
いるが、キｔ／ビテイ２に鎖線にて示づように、樹脂圧
センＦｊ−２４を設けて圧力検出を行なってもよい。

また弁軸６の位置制御に油圧駆動装置９とナーボ弁１４
とを用いているが、駆動装首をボールネジ構造とし、こ
れをＡＣリーボモータにより駆動しても位置制御が行な
えるので、この発明では位ｉｔ制御を特に油圧駆動に限
定されるものではない。

次に上記射出金４゜１装置による剣山成形方法について
説明する。

まず射出開始前に、割出制０１＋装置側からの指令をサ
ーボ増幅器１３を介してサーボ弁１４に人力し、駆！７
Ｉ装置１９により弁＠６を設足位Ｒまで前進作動して、
ゲート間隙を小ざく制限りるか、またはＶＪ１鎖して流
動抵抗が生ずるようにする。またか軸の内端位置【よ常
時位置検出器によりａ１測ざれ、その計測値は１ナーボ
増幅器１３に入力されて設定値に対しフィードバックざ
れている。

かかる状態にて溶融樹脂の射出を開始すると、ゲート７
における流動低杭によって、用出初期のスクリュ１９の
僅かな前進移動であっても、スクリュ前方の計６１樹脂
の圧力がメルトゾーン側の樹脂圧よりも大きくなり、チ
ェツキバルブ１８の前後の樹脂圧に差Ｊ−ｒ．　ｈ＜発
生ずる。この差ｙモによりチェッキバルブ１８は閉じて
、計量樹脂がメルトゾーン側に逆流するのを阻止する。

また弁帖６に作用づる樹脂圧は、上記ロードセル８によ
り検出され、その検出値は上記サーボ増幅器１３に入力
ざれる。

樹脂圧が設定圧に達すると、指令によるサーボ弁１３の
働きで駆動装置９が後退作動し、弁＠６を設定位置まで
後退する。これに伴ないゲート７の間隙も後退槍に等し
く大きく形成されるから、スブル一部分の溶融樹脂はゲ
ート７からキャビティ２に流入づる。したがって後退姐
の制御によりキＰビティ２への溶融樹脂の流動速度を任
意に制御することができる。このとき弁軸６の周囲のエ
ッジにより樹脂は剪断発熱する。

またキャビテイ２への樹脂の流入により、弁軸６に作用
する樹脂圧は低減するが、充填量が増すと再び弁軸６に
樹脂圧が作用する。この樹脂圧が設定圧に達したことを
［コードセル８が検出すると上記サーボ制御により駆動
装置９が作動し、弁軸６が前進移動してゲート間隙を小
さくして行く。

これにより溶融樹脂の流れは制限され、キャビティ２の
樹脂に不当な樹脂圧が加わるのが防止される。最終的に
はゲート間隙を閉鎖して更に保圧し、その後に弁軸６を
利用してのゲート押し切り工程等に移行する９， 上記実施例では、キャビテイ内の樹脂圧に応じてゲート
７の間隙を多段に調整しているが、この調整は実施例を
省略したが、射出装置１５のスクリュ位置に応じて調整
してもよく、間隙調整も多段ではなく、必要に応じて連
続的に行なってもＪ：い。

またスプループツシュ側を可動してゲート間隙を調整す
る場合には、弁軸側に設けた駆！ＦＩＪ装Ｖ（、位置検
出器、ザーボ位置ル１１御装置等を同様な構或の下にス
プルーブッシユ側に設ける。必要ならｔヨその両方を相
対的に軸方向に可動して、ゲート間隙の調整を行なうこ
ともできる。

［発明の効果］ この発明は上述のように、キャビテイ中央部に形成した
ゲートの間隙を調整して、キＶビテイに充填される溶融
樹脂の流動速度を制＠つることから、以下のごとき効果
を奏する。

■　ゲート間隙を調整しての射出制御は、射出劇の多段
陪のプロセス！ＩＩ１御と併用することができ、これま
でゲートが固定的であったために、設定値が中間的なも
のに制限された従来の割出制御を、更に厳密なものとな
すことができ、射出装置の能力に左右されず自由に射出
速度を設定できるので、成形品に応じて最適な成形条件
が設定でき、コンパクトディスクのような薄肉で成形粘
度が要求ざれる成形品であっても、容易に製品評価値を
充分に達成し得る。

■　ゲートがスプルーブッシユと弁軸との聞の周辺部に
形成され、成形品の主なる部分を或形する部分に隣接し
ており、可動部の重栖も小さいことから、ゲート間隙の
調整による樹脂の流動制御が迅速に行なわれ、また短ス
トロークで実施されるので、高流動性樹脂の高速充填な
どにみられる或形品外周のパリの発生をも防止できる。

■　ゲート間隙を任意に調整できることから、樹脂の剪
断発熱により樹脂温の低下を防ぐこともでき、スキン層
の形成が均一化されてゲート中央部から外周にかけての
圧力勾配の発生も少なくてづむ。したがって、内部歪み
が少なく複屈折や転写など均−で良好な成形品が得られ
る。

またゲート間隙を大きくして低圧田山を行なうこともで
き、ゲート間隙と流動速度に起因しているフローマーク
などの発生をも防止し得る。

■　充填最終時にゲート間隙を小さく調整して成形品の
外Ｙ８部分をソフトランデンイグさせてスキン層を形成
することができ、流動速度を抑えてから充填の停止を行
ない、直に弁１＋ｈによるゲートの切断と成形品中央部
の打抜とを連続して行ない得るので、成形後の処置を速
かに行ｔｉい得る利点を有する。

■　スプルーブッシユと弁軸の両方をｒＴＪ　＋）Ｊ自
在に設けたときには、キャビテイ容積を金型相互の可動
により変更して割出圧縮成形を行なう場合でも、その両
方は金型と共に移動することばないので、ゲート間隙に
は影響がなく、金型の可動ごとにゲート間隙を調整して
ａ＋ｑ御を行なう必要がない。

■　弁軸を押し切りポンチに兼用する場合でも、弁軸の
断面積はスプルーブッシユの断面積と同じでよく、また
ゲートを形成する内端面の受圧面積はきわめて小さいこ
とから、弁軸のＩ’Ｎ動出力は小さくて済み、サーボ制
御も出力の小さいところで制御を行ない得るので、効率
や応答性がよく、駆動出力が小さいために安定性にも遷
れ、駆動装置を小型に設計できるので、コストの点でも
右利である。

■　射出初期にゲート間隙を小さくまたは閉鎖して、キ
ャビテイへの溶融樹脂の流入をル１１限できるので、射
出スクリュの僅かな前進移動でち訓吊樹脂の圧力が高く
なり、メルトゾーン側よりもスクリュ前方の樹脂圧が高
くなって、そこに差圧が発生することから、射出スクリ
ュの前進にに伴なうチェッキバルゾの閉作動が敏速かつ
確実に生ずる。したがって樹脂の充１ｉｆｆｌに過不足
がなく、肉薄な成形品をも粘度よく或形づることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図而はこの発明に係る射出成形方法を実施し１−１る射
出金型装置の１実施例を示すもので、第１図は断面図、
第２図は要部の拡大断而図、第３図（よグート制限時の
拡大断面図である。 １・・・・・・金型 ３・・・・・・固定金型 ５・・・・・・スプルーブッシユ ７・・・・・・ゲート ９・・・・・・油圧駆動装置 ２・・・・・・位置検出器 ４・・・・・・サーボ弁 ６・・・・・・メルトゾーン ８・・・・・・ヂエツキバルブ ２・・・・・・キＶビディ ４・・・・・・可動金型 ６・・・・・・弁ｉ１１＋ ８・・・・・・ロードヒル Ｑ・・・・・・ピス［一ン ３　・・・　・・・　１ナー　ボ　１曽輻器５・・・・
・・射出シリンダ ７・・・・・・計尾樹脂 ９・・・・・・射出スクリュ 第３ 図 ２１

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）キャビティ中央に位置する固定金型内のスプルー
   ブッシユと、そのスプルーブッシユに対設した可動金型
   内の弁軸との間の周辺部分により、キャビティのゲート
   を形成し、そのゲートの間隙を上記スプルーブッシュま
   たは弁軸或はその両方の軸方向可動により調整して、キ
   ャビティへの樹脂の流れを制御することを特徴と寸る射
   出成形方法。
2. （２）ゲート間隙はスプルーブッシュまたは弁軸或はそ
   の両方の軸方向可動により、連続的または段階的に調整
   されることを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。
3. （３）ゲート間隙は射出装置のスクリュ位置に相関して
   調整されることを特徴とする請求項１または２記載の射
   出成形方法。
4. （４）ゲート間隙はキャビティ内圧に相関して調整され
   ることを特徴とする請求項１または２記載の射出成形方
   法。
5. （５）ゲート間隙の調整によりキャビティへの樹脂の流
   れを制御して、円盤状の成形品を成形することを特徴と
   する請求項１記載の射出成形方法。
6. （６）内端面がキャビティの中央に臨むスプルーブッシ
   ユを備えた固定金型と、そのスプルーブッシュの対向位
   置に弁軸を軸方向に可動自在に設けた可動金型とからな
   り、キャビティのゲートを上記スプルーブッシユと弁軸
   との間の周辺部分により形成した射出金型と、上記弁軸
   の外端に位置して該弁軸を進退移動する駆動装置と、上
   記射出金型に設けられた弁軸の位置検出器と、弁軸の検
   出位置を設定位置に対しフィードバックして上記駆動装
   置を作動し、弁軸を設定位置に可動してゲート間隙を設
   定間隙に調整するサーボ位置制御装置とからなることを
   特徴とする射出成形金型装置。
7. （７）内端面がキャビティの中央に臨む軸方向に可動自
   在なスプルーブッシュを備えた固定金型と、そのスプル
   ーブッシュの対向位置に弁軸を設けた可動金型とからな
   り、キャビティのゲートを上記スプルーブッシュと弁軸
   との間の周辺部分により形成した射出金型と、上記スプ
   ルーブッシュを進退移動する駆動装置と、上記射出金型
   に設けられたスプルーブッシュの位置検出器と、スプル
   ーブッシユの検出位置を設定位置に対しフィードバック
   して上記駆動装置を作動し、スプルーブッシユを設定位
   置に可動してゲート間隙を設定間隙に調整するサーボ位
   置制御装置とからなることを特徴とする射出成形金型装
   置。
8. （８）射出金型は可動金型の移動によりキャビティ容積
   が可変する構成よりなることを特徴とする請求項６また
   は７記載の射出成形金型装置。