JPH06505926A - 改良保圧室式射出成形方法と装置 - 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】 改良保圧室式射出成形方法と装置 技術分野 本発明はプラスチック材料の射出成形、特に好ましくは各ショットの平均重量か らの変動が極端に小さいことが要求されている超精密品の射出成形のための改良 方法と装置に関する。

背景技術 先行技術によれば、プラスチック材料の射出成形装置はスクリュープランジャ式 の射出機と成形品が形成される金型キャビティを規定したモールド構成体を含ん で成る。このモールド構成体は成形品用の単一金型、或いは成形品用の主金型と ランナ用のコールドランナモールドから成り得る。コールドランナモールドに代 り、装置は単一金型と射出機の間にマニホールドと組合されたホットランナモー ルドを具備し得る。

ノズル流路はモールド構成体と射出機本体との間に最も単純な単一キャビティの 事例ではノズルによって、或いはホットランナモールド機構とノズルによって形 成される。

このような装置において、従来の射出成形法はニジヨツトサイクル毎にプラスチ ック材料を射出機本体内で加熱する間に可塑化し計量する工程； この熱可塑化材料をノズル流路を通じて、モールドキャビティに向けて加圧下で 射出する工程； モールド機構が冷却される間にこの熱射出材料を少くとも部分的にモールドキャ ビティ全体の中に加圧下で保持し、それによってキャビティ内に成形品を提供す ると共にこれを冷却する工程；及び モールド構成体が開いた後、モールドキャビティからこの冷却成形品を取り出す 工程を含んで成る。

例えば、上記基本工程を含む射出成形の具体的工程はこ＼に添付した表１或いは 表■に示されている。

成形品の品質に影響する重要なファクターの中で、前記材料保圧工程が最も決定 的に重要なものの１つであると認識されている。もしもこの工程が適切な態様で 実施されないならば、得られた成形品ではショートショットによる望ましくない ヒケ及び／或いはオーババッキングによる望ましくないパリが生ずる。

材料保圧工程の時間はモールドキャビティ内で成形品を冷却するに必要な時間に 依存している。

一定の金型冷却能力と一定のモールドキャビティ容積にあっては、肉薄成形品の 方がモールドキャビティからの取出すのに充分な冷却をするために要する時間は 肉厚成形品の場合より短い。この関係から、肉厚成形品は、射出工程と可塑計量 工程の各々が肉薄品の場合と同じであるが、材料保圧工程にはより長い時間を要 することになる。

先行技術によれば、材料保圧工程は、プランジャを具備した射出機を用い、射出 圧の後に、モールドキャビティとノズル流路の組合体の中の射出材料にモールド キャビティに対する外圧保圧をプランジ中によって作用させることによって行わ れる。この従来技術では、射出機によって作用させる外圧保圧を無段階圧力より むしろプランジ中の所定ストロークでステップする多段階圧力を形成するように 制御する。

これまでに発展した幾つかの理論はあるとはいえ、材料保圧の機能と作用効果が 未だ正確には判明していないが故に、粘弾性の可塑化材料に対し多段階外圧アプ ローチによる材料保圧工程に関し、これを改良する種々の試みがこれまで行われ ている。この従来式アプローチでは、当然のこととして所定ストローク位置で正 確にステップした多段階圧力になるように制御することには深刻な難しさがある 。それは、圧力の隣り合ステップ間の時間が０．０１秒のオーダで非常に短くし かも隣り合う圧力ステップにおけるストローク間の距離が０．１鵬のオーダで非 常に短いものであり、他方射出機本体のバレル内径がこのような小さなストロー ク差に較べ相対的に非常に大きいからである。このように状況下において、多段 圧力制御は手動操作に依存することは出来ない。それ故に、精密品用の、特にそ の小サイズ品用の最近の射出機は、全て制御パラメータ検出の高価な電子機器と の関連で高価なコンピュータを装備している。これに関連し、この種コンピュー タは可塑化計量工程と射出工程の制御にも使用される。射出工程では、多くの場 合、多段射出スピードに係わる多段階射出法も採用されている。

更に、１シぢシトサイクル中の材料保圧工程が完了した後に限り、次回のショッ トサイクルのための可塑化計量工程が実施されることに注意すべきである。これ は射出機自体の射出プランジャが材料保圧工程に必須的に関与しているからであ る。これは、可塑化計量工程で材料保圧工程の完了からモールド構成体が成形品 の取り出しのために開かれるときまでに要する時間を費すことが許容されること を意味している。

この時間は、ショットサイクル期間中で比較的短い、例えば１４．５０秒のショ ットサイクルにおいて、材料保圧工程に５．０９秒（３５％）を要するのに対し 、４．６秒（３４％）である。

ショットサイクル時間（１４，５０秒）は可塑化計量時間（４，６秒）、材料保 圧時間（５，０９秒）及びその他の工程（５，４１秒）の和である。

勿論、プラスチック射出成形産業において、より短いショットサイクル時間によ り精密品をより高い生産性で実現することの強い要望がある。この要望は、それ 故に、１方において、成形精密品の品質をなお良好に保ちながら材料保圧期間を 短くすることを強制する。これは、モールド冷却能力の改良だけでなく多段階の 保圧と射出圧及びこれらに関連したビストンストロークのコンピュータ制御を、 改良されたモールド冷却と調和するように一層の高精度を以って改良させるべき 原因となっており、その結果はコンピュータ制御それ自体がコンピュータ設備に 一層高い費用を伴う一段と高尚な或いは複雑なものにならざるを得ない。現時で は、次の言葉は決して誇張ではない。即ち、コンピュータの費用は射出機製造に 要する費用の大きな部分を占め、近年の機械製造が過去に用いられたコンピュー タ無装備で無段階圧と無段階射出スピードに係わる単純操作によって運転される オリジナルの単純射出機の費用に較べ非常に高価なものになった。これは当然に 成形品の製造に要する費用を一層高いものにしてしまう。

他方においては、製造コストを低減するために、ショットサイクル時間の短縮へ の種々の努力がこれまでこの業界で勿論行われている。このような短縮サイクル 時間は可塑化計量工程の時間を従前の環境下で短縮させることになる。しかし、 可塑化計量工程の短縮は増大した動力の供給と共に可塑速度や可塑化性能の増大 を要求し、その結果マシンコストとオペレーションコストの増大をきたすという 深刻な問題に直面することになる。

更に、射出機の増大可塑化能力が、スクリュープランジャによって高分子材料の 可塑化中にその高樹脂ポリマーのチェノを破断することによるプラスチック材料 損傷の原因となる。

これは成形品の劣化をもたらすことに注目すべきである。

更にまた、増大した可塑化能力は材料の一層高い温度による加熱を要求する。こ れは金型内の成形品の冷却に要する時間を引き延す結果となり、従ってこの高め られた加熱がショットサイクル時間の短縮の試みに反対するように働く。それ故 に、可塑化材料のこの品質低下と高められた加熱の組合せになることから、一層 高性能な射出機の製造コストの増大を無視したとしても、可塑化能力の増大には 限界が生じる。

この状況下において、本発明者は従来の技術におけるプラスチック材料の射出成 形方法と装置の改良と発展はその限界に近づいているか或いは達してしまってい ると認識している。

この観点から、本発明者は最近上述の問題に対処するべく改良した方法を発明し た。その詳細は英語国際出願ＰＣＴ／ＪＰ８９１０１０５２に記述されている。

これらの改良方法の内、実際に最も簡単であるが有益なものの１つは以下に要約 される。

この射出成形方法は、射出プランジャを内部に具備した本体及びノズルを含み且 つノズル流路を形成する本体からの延長体を有する射出機とキャビティを規定す るモールド構成体を用いる。モールド構成体は射出機本体の内部とモールドキャ ビティの間をノズル流路を介して連通ずるように、射出機と組合されている。

この方法は：毎回のショットサイクルで射出機本体内部で加熱される間にプラス チック材料を可塑化計量する工程；ノズル流路を通じてモールドキャビティに向 は加圧下で熱可塑化材料を射出する工程； モールド構成体が冷却される間に射出材料の少くとも１部をモールドキャビティ 全体の中で保圧して、それによりキャビティ内に成形品を提供し且つこれを固化 するための工程；及びモールド構成体が開いた後モールドキャビティから固化成 形品を取出す工程を含んで構成される。射出後であるが該材料保圧工程が実行さ れている間に該ノズル流路がその途中で射出機本体の内部とモールドキャビティ の間の連通が遮断される。

ホットランナモールドは前記ノズル流路の前部分を形成している。この材料保圧 工程は：第１には射出材料の全体に第１の保圧力を作用するように射出プランジ ャを用いて機動される射出機自体を用いるが；第２にはノズル流路遮断により分 離された射出材料の前部に第２の保圧力を作用させる弁手段を用いて実行される 。

第１保圧は動的射出圧に引続いた射出プランジャにより奏される無段階内静圧で ある、第２保圧は弁手段とゲートの間に弁手段と中空延長体によって規定された 保圧室を形成しているノズル流路の前部とモールドキャビティとの組合せから成 る固定閉空間に詰込まれた材料前部によって奏される無段階内静圧である。

この方法は、成形品を取出すためにモールド構成体を開く前、但しノズル流路遮 断の維持されている間に、流路前部分を拡張することによりその部分に残留して いる熱材料をサックバックする工程を含み、それによって熱材料を過剰詰込みか ら解放するようにしている。

成形品に後続したノズル流路に残留する熱材料の前端は金型を冷却することによ り固化される。固化した、即ち冷材料前端は、サックバック工程が完了した後、 但し次回ショットの直前に従来の先鋭（ポイント）熱発生手段を用いて一時的に 与えられる瞬間的な熱によって溶融される。

この方法によれば、ノズル流路遮断するや、次のショット、即ち射出のための可 塑化計量工程が射出機によって実行される。従って、可塑化計量工程は、最長限 第１射出直後からモールド構成体が第２の射出のために閉じられる時までの期間 に実質的に等しい相対的に長い期間に亘って相対的に低い速度で以って実施する ことが可能である。

これは、材料保圧工程が射出機に依存した従来式アプローチを用いた先行技術で は決して得られない本発明の最も有益な特徴の１つである。この有益な特徴は可 塑化計量工程の時間を引き延ばす、例えば１４．５９秒の固定ショットサイクル 時間中で３．５秒から８．５秒に延長でき、その効果として射出機を例えば従来 の射出機の約２１５（３，５／８．５）の低い可塑化速度で作動するように設計 することが出来るし、より小さい動力しか消費しないずっと小さいサイズの射出 機を採用することが出来るし、更にスクリュープランジャのＬ／Ｄ比をより大き くすることが出来る。更に、一定可塑化速度の射出機にあっては、ショットサイ クル時間が著しく減する、例えば従来サイクル時間の約６５％（９，５９／１４ ．５９）程度にまで減じることが出来る。

もう１つの重要な利益は内保圧を、特に第２材料保圧準工程において用いること によって達成される。この内保圧は、モールドキャビティ全体に保留される材料 の温度がモールド構成体の冷却により低下するに従って連続的且つ自動的に減じ られ、それによって冷成形品を形成するものである。

適当な値の初期内圧を選定すると、如何る保圧制御も用いずに局部的ヒケやパリ の無い成形品が得られる。

−ａ的に、これは、第２準工程が材料保圧工程の支配的部分を占めるが故に、保 圧制御のためのコンピュータを最早や必要としないことを意味している。更に、 第１準工程での保圧制御のためのコンピュータは最早や必要ではない。それは第 １準工程は非常に短いからである、換言すれば本発明が材料保圧工程を実施する のに射出機に実質的に依存していないからである。

こ−で云う「外圧」とは外部手段によって材料に奏される圧力を表し、他方「内 圧」とは材料それ自体によって奏される圧力を表す。この外圧を奏す外的手段は 、それによって閉じられしかもその移動により容積の変化する空間に収容された 材料に抗して圧力方向に移動するのに対し、内圧を奏する材料は固定閉空間に収 容されている。従って、外圧は材料温度が加熱や冷却によって変化することに関 係なく一定であるが、内圧は温度変化に従って変化させられる。

本発明者は、冒頭に述べた従来方法とは異なる新アプローチを用いた前記方法を 同定する都合上、弁手段と組合された上記ノズル流路前部を「材料保圧室」と名 付け、また前記方法を「材料保圧室と組合された射出成形システム」と名付けた 。

本発明者は上記方法が冒頭に述べた従来技術のものよりも長期操業において所定 の平均重量から変動量が小さい重量の精密品を製造するのに非常に有効であると いう事実を認識した。しかし、この有効な方法の実験と実施に照らし、本発明者 は保圧室を使用するこの方法の態様として、この保圧室をその容積がモールドキ ャビティの容積と実質的に同等である程度に設計するのが、その理由は明確では ないが、好ましいと認識した。

発明の開示 本発明の目的は、超精密品がコンピュータに実質的に依存しない単純な射出機を 用いた射出成形の長期ランにおいて、毎回ショットの平均重量からの変動値が著 しく減じられた超精密品が得られるように上記の線に沿って更に改良された射出 成形方法と装置を提供することにある。

本発明者は、弁手段を伴う保圧室に係わる上述の保圧室システムの更なる研究に より保圧室システムが射出材料に対し「均等化効果」を奏し、それと共にその他 重要な効果を以下に要約する通りに奏することを発見した。

１、内保圧室が固定された内容積を有している場合、油圧動力源を用いてモール ドキャビティに対して可塑計量材料に外圧を奏する射出プランジャによって生み 出される長期ラン中の成形品重量変動に及ぼす負の効果が、ノズル流路遮断によ り、即ち保圧室が射出機本体から遮断されることにより最少に抑えられると共に 、このノズル流路遮断が次のショット操作をこの遮断があるや直ちに開始出来る のであり、ショットサイクル率、即ち生産性を増大させる利益をもたらす。

２、　この保圧室の内容積を変化させ得る場合、重量変動への正の効果が射出材 料の「均等化効果」により更に奏される。

この効果は保圧室容積がモールドキャビティの容積に比して増大するに従って大 きくなるものである。しかし成形品の品質に及ぼす負の効果は保圧室容積が増大 するにつれ、成形すべき材料の加熱時間が増大することから、大きくなるもので ある。保圧室の１部を形成するノズルの軸方同動により保圧室容積を太き（した り小さくしたりするサックバック操作は保圧室中の射出材料の均等化に悪影響を 及ぼす、この負の効果は、本来の室容積全体に対する室増大分の比が太き（なる に従って大きくなる。

３、所定の、即ち最適な保圧室内容積の場合、保圧室の材料内圧をノズル流路遮 断が行われるや直ちに所定の低圧値に調節し、材料の過剰分を射出機系外に放出 させるというやり方で計量し、射出された材料を瞬間的に再針量することによっ て重量変動に及ぼす決定的な正の効果が得られる。

４、保圧室システムによれば、キャビティ容積に対する保圧室容積の比（Ｎ）が 均等化効果にとって重要である。この均等化は、長期ランにおいて平均（成形品 の重量平均Ｗ）からの毎回の変動（ΔＷ）が保圧室の無い場合（Ｎ＝Ｏ）におけ る最新の（Ｎ＋２）回のショットにおける仮想重量変動の平均レベルになるよう に、奏される。

この均等化の理論によれば、 ５、第１外保圧工程は保圧室が閉じることにより終了し、それに従って第２内保 圧工程が圧力（Ｐ）で開始される。この圧力値は保圧室容積比（Ｎ）に関係なく 成形品の所定平均重量に対し一定である。しかし、この第２内保圧工程が終ると サックバック工程が室容積比（Ｎ）との関係で次の関係にある圧力で以って開始 される。

但し、ＰＯＮはサックバック直前のキャビティ容積のＮ倍の容積を有する開保圧 室における最終内圧Ｐ　””　Ｐ　Ｍは関係圧室における保圧室が閉じた時点の 最終外圧、即ち開保圧室における保圧室が閉じた時点の初期内圧（Ｐ＝Ｐ、＝Ｐ 、・・・＝Ｐ　Ｎ　） ６、再計量システム（上記３項）によれば、射出圧力から減圧された圧力下の外 保圧工程がショットサイクル速度を減少させるために省略することが出来るし、 成形品の重量変動を著しく低下させ得る。

従って、本発明の一局面によれば上述の保圧室式射出成形を実施する次のように 改良された装置が提供される。即ち、上述の射出機は、保圧室の内容積がモール ドキャビティの容積に対し相対的に、成形品が長期ランにおいてノズル流路遮断 なしに成形された仮想の対応する成形品と比較して、平均重量からの変動の小さ い重量を有し得るように充分に大きく、しかし保圧室に累積された熱材料が保圧 室に残留する間に引き続く加熱によって損傷しないように充分に小さくなるよう に設計される。好ましくは、キャビティ容積に対する保圧室容積の比（Ｎ）はモ ールドキャビティのそれと略同等がそれより大きい。

装置は、中空延長体が前後の部品に分割されたサックバック機構を有している。

後部品はその前端にノズルを形成しており、このノズルの上流に弁手段を具備し ている。射出機はこの後部品を有する射出機本体を前部品に対し相対的に軸方向 に移動させる手段を具備している。前部品は後シリンダセクションとホットラン ナモールドに連結した前セフシランを有している。ノズルは後シリンダセフシラ ンに軸方向に挿入され得るボアピストンセクションを形成している。このボアピ ストンセクションとシリンダセクションはこの組合せにおいて、互いに軸方向に 当接して固定相対位置でノズルの軸方向前進動を止め、ノズルから材料の漏れる のを阻止する手段を形成している。シリンダセクションとボアピストンセクショ ンの組合せにより、ノズル流路遮断が維持されしかも成形品がモールドキャビテ ィから取出される前に、ノズル流路をモールド構成体に対し相対的に射出機の後 退勤によって軸方向に容積を拡張させ、閉空間に残留する熱材料をサックバック して加圧詰込みから解放することが出来る。

保圧室容積比（Ｎ）を種々の容積を有する色々な種類のキャビティの夫々に対し て所望レベルに調整させるために、前記軸方向当接シーリング手段は射出機本体 に対しストッパの軸方向相対位置を中空延長体の後部と協力して変化させ、それ によって保圧室の容積を所望レベルに調節するようにした、ボアピストンセクシ ョン或いはノズルに配設した斯＼るストッパを含んで成る。ノズルは射出機本体 に対し不動になるように設けられており、このストッパは内ネジ付きリング部材 を含んで成り、ノズルは部分的に外ネジが設けられている。

ノズルはリングストッパにネジ込まれることにより係合されている。

或いは、ストッパはノズルに固定されており、中空延長体後部が部分的に内ネジ を有する後局部と部分的に外ネジを有する前局部を形成したノズルに分割されて いるものでもよい。

このノズルは後局部にネジ込まれることにより係合している。

本発明のもう１つの局面は上述の装置を用いて超精密品を射出成形する方法を提 供する。この方法は、固定閉空間に各ショットで詰込まれた熱材料をこの材料の 過剰部分を線系外に放出することにより第２内保圧工程の終了する前に所定の量 値に調節することに特徴がある。

本発明によれば、固定閉空間に詰込まれた熱材料の上述の調節が追加の計量、即 ち再計量工程（射出前の計量に対して）によって行われる。この再計量工程は、 ノズル流路遮断するや、詰込み熱材料の内圧が所定値を越える場合に、この熱材 料の１部を射出機系外に放出させて内圧を所定値に調節することにより実行され 、それによりプラスチック製品は一定操作条件下の長期ランにおいて所定圧力と 実質的に等価或いは幾分低いレベルに相当する平均重量を有するものにモールド キャビティを備えた射出機系によって成形される。

好ましくは、射出工程は無段階操作条件の下にモールドキャビティに材料が無段 階外圧を奏するプランジ中で以って充填されるように実施する。射出外圧と材料 外保圧はこの両者で以って段階的操作条件の下での射出プランジャにより奏され る段階的外圧を構成することになる。上記圧力調節は、射出機系の外へ通じ、詰 込み材料の１部を排出するために弁手段の個所にノズル流路からの分岐を形成す るように設けられた局部流路と、この局部流路に組込まれたもので、ノズル流路 が遮断するや局部流路をノズル流路に開き；内圧が所定値を越えたときに局部流 路を外部へ開き；そして内圧が所定値に減圧されたときに局部流路を外部に対し 閉じるために設けた追加の弁手段との組合せを用いて実施される。

本発明のもう１つの局面によれば、本発明の上述の再計量システムは、材料保圧 工程がノズル流路遮断によって射出工程から切換えられた内保圧工程（第２）か ら成るように上述の第１外保圧工程を省略して使用してもよい、この場合、再計 量システムはノズル流路が遮断するや上述の所定値である低内圧へ初期内圧に等 しい最終射出圧からステップダウンするように操作される。第１外保圧の上記省 略は成形品の重量変動を減じることだけでなく、ショット期間が最大限第１外保 圧工程の時間分短縮されて生産性が高まることにおいても有益である。

本発明によれば、こ〜でいうプラスチックの「材料」は、純粋な可塑性樹脂材料 だけでなく、この純材料と金属又は非金属の粒子やファイバのような他の材料の 混合物を包含する。

図面の簡単な説明 第１図と第２図はモールド構成体を有するプラスチック材料を射出成形する保圧 室式装置であって、これに設けた第１例の再計量手段を含む二種の装置例を示す 部分断面図であり；第３図は第２再計量手段例を含むもう１つの装置例を示す部 分断面図であって、再計量機のピストンをピストン軸に関し左側の閉位置と右側 の開位置で示した再計量手段の拡大部分図を有しており； 第４図は第１例の再計量手段を含む第４装置例を示す部分断面平面図であって、 この第１再計量手段例の拡大部分図を有しており； 第５図は本発明の射出成形方法で適用される射出外圧、外保圧、及び内保圧を示 す定性的グラフであり；第６図は上記三種の圧力プロフィールを示す実際的グラ フであり； 第７図はキャビティ容積に対する保圧室容積比Ｎに依存して変化する保圧室中の 内保圧プロフィールを示す実際的グラフであり； 第８図は第６図に対応したものであるが、本発明の射出成形方法の１例に適用さ れる射出圧、外保圧及び内保圧を示す実際的グラフであり； 第９図は第６図に対応したものであるが、本発明の射出成形方法のもう１つの例 で適用される射出圧と内保圧を示す実際的グラフである。

発明を実施するための最良の形態 第１図と第２図は本発明に係る第１と第２の装置例を示している。第１図と第２ 図においてプラスチック材料の射出成形装置は従来のバレルタイプ射出機１とこ れに組合されたモールド構成体１０を有している。射出機１はサックバック操作 と射出操作のために軸方向に可動であり、スクリュープランジャ３を内部に有す るバレル２を形成する本体、プランジャ３に連結したピストンを具備した油圧ピ ストンシリンダ及びバレル２から前方へ延長した円筒延長体２０を含んで構成さ れている。この装置は更にマニホールドと組合されたホットランナモールド１２ を含んで成る。ホットランナモールド１２はエアスペーサ１３ａと固体スペーサ １３ｂを含む断熱状態でモールド構成体１０と組合されている。

円筒延長体２０はその前端でホットランナモールド１３と直接に接しているが、 モールド構成体１０にはその前端において固体断熱体１３ｃを介して連結されて いる。

モールド構成体１０は固定半型１１、可動半型１２を含んで構成されている。固 定半型１１はホットランナモールド１３に連結されている０両半型は冷却手段１ ４　、１５を有し、成形品のための少くとも１つのキャビティ１０ａを規定し、 このキャビティは少くとも１つのゲート１０ｂを有している。ゲート１０ｂは所 謂「スピア」と称されるような先鋭熱発生モジュール１６をその内部に有してお り、これによりゲートにある材料のコールド部分を１時的且つ瞬間的に加熱せし めサックバンク工程が完了した後にゲートが次のショットのためにキャビティへ 開くようにしである。

ホットランナモールド１３とこれに組合されたモジュール１６はランナレス成品 を成形することになる。

円筒延長体２０は三種の部品に、即ちホットランナモールド１２に連結された前 部品２１、前部品に軸方向に挿入された中間のピストン部品２２　（２２’　） 及び後部品２３　（２３’　）に分割されている。中間部品２２　（２２’　） は内部ヒートバイブ２７を内部に具備し、前と後の部品２１　、２３　（２３’ 　）は夫々バンドヒータを具備している。

ホットランナモールド１２と射出機１の円筒延長体は、この組合せにおいて、バ レル２の内部をキャビティゲー）１０ｂと連通させるノズル流路Ｙを規定した中 空延長体を形成している。

円筒延長体の後部品２３　（２３’　）には加熱手段２７を有するその後部セフ シランにおいて弁手段４ｏが装置されている。ノズル流路Ｙは弁手段４０とキャ ビティゲー）１０ａとの間に内保圧室Ｘを形成している。

円筒延長体の中間ピストン部品２２　（２２’　）はこ−では「ノズル」と称し 、このノズルは円筒本体２２ａと、前部品２１に対しその当接端面でストッパと して働き且つ熱材料の射出時に材料の漏れを防ぐシール手段として働くように設 けた環状フランジ２２ｂ　（２２’　ｂ）から成る。前部品２１に対しノズル２ ２（２２’　）の軸方向位置はフランジ２２ｂ　（２２’　ｂ）が前部品２１の 当接端面に対し当接したときに固定される。射出機１はノズル２２　（２２’　 ）と共に上記の位置から所定ストロークだけサックバックされる。

第１図に参照される第１例では、ノズル２２がバンドヒータ２６を有する後部品 ２３の前部セクションに連結されている。ノズル本体２２ａとフランジ２２ｂは 個別の片体である。ノズル本体２２ａにはその外周面に外ネジが部分的に形成さ れている。

フランジ２２ｂは内ネジ付きの軸方向貫通孔を有し、フランジがノズル本体２２ ａとネジ結合され、その軸方向位置をノズル本体２２ａ或いは円筒径部品２３に 対し変位出来るようになっている。ノズル本体２２ａは非ネジ前部を有し、前部 品２１に緊密に適合しているが、軸方向に滑動可能である。

円筒延長体２０の三種の部品２１　、２２　、２３を含む上記構成において、保 圧室Ｘはノズル本体２２ａに対しノズルフランジ２２ｂを相対的に回動すること により変化し得る内部容積を有している。この場合、射出機１自体は対応するス トロークだけ軸方向にシフトしなければならない。即ち、全キャビティ容積に対 する保圧室Ｘの比Ｎは所望値に変更することが出来る。

第２図を参照した本発明の第２例によれば、ノズル本体２２′ａはフランジ２２ ′ｂと一体物になっており、このノズル本体は一体フランジ２２′ｂによって前 、後部に分離された外面を有している。ノズル２２′の後面部は外ネジが付けら れている。バンドヒータ２６を有する円筒径部品２３′の前部セクションは内ネ ジが付けられていて、ノズル２２′とネジ結合出来るようになっている。この関 係から、保圧室Ｘの内容積、或いは保圧室容積比Ｎはノズル２２′自体の回動に より変化する。

この場合、射出機１自体は対応するストロークだけ軸方向にシフトされなければ ならない。

第１図と第２図において、弁手段４ｏは円筒径部品の後部セクションに装置した パルスモータ４１とモータ４１から垂直に延長した円形弁ロッド４２を含んで成 る。この後部セクレチンはノズル流路Ｙを横断する垂直円形孔３０を有している 。弁ロッド４２はこの垂直孔３０に回転可能に挿入されており、水平貫通孔４２ ａを有している。この孔４２ａは弁手段４０或いは弁ロッド４２が開位置にある とき、ノズル流路の１部を形成している。

弁ロッド４２はノズル流路遮断、即ちバレル２の連通に対し室閉鎖を、弁閉位置 において生み出す。

この装置は保圧室Ｘと組合された再計量手段を有している。

第１図と第２図において、本発明の再計量手段の１例は第１と第２の弁手段を有 している。第１弁手段は表面部に形成され、ノズル流路Ｙのレベルから弁ロッド の自由下端へ垂直に延長している溝４２ｂを具備した弁ロッド４２を含んで成る 。

この垂直溝４２ｂは弁ロッド４２の貫通孔４２ａに対し９０１の角位置にある。

溝４２ｂと円筒径部品２３　（２３’　）の垂直孔３０は、この組合において、 弁ロッド４２が閉位置にあるとき保圧室Ｘへ開いて保圧室内部と連通ずる垂直局 部流路を形成する。

垂直貫通孔３０はノズル流路の下の垂直方向の位置において絞られて、垂直溝４ ２ｂと連通ずる小径孔部３０ａを形成している。小径孔３０ａは弁ロッド４２の 自由下端の近傍の垂直方向位置に開口するように形成された出口流路３０ｂを有 している。

小径孔部３０ａに挿入されその内壁に滑動可能に適合したピストン５１を射出機 １が作動したとき、保圧室Ｘの材料に対し付勢するためのコイルスプリング５３ と組合されたピストンシリンダ５０が配設されている。出口流路３０ｂを有する 小径孔部３０ａとコイルスプリング５３を有するピストンシリンダは第２弁手段 を形成している。第２弁手段は、保圧室Ｘの材料が所定値より小さいときに閉じ られ、この値を越えているときに開かれる。第１弁手段は弁ロッド４２が開位置 にあるとき閉じられ、閉位置にあるときに開かれる。

表示ピン５６を有するハンドル５４とシリンダ５０に受容されたコイルスプリン グ５３と組合されたボルドーナツト構成体５５がコイルスプリング５３の強さを 調整するために設けられている。

ハンドル５４の回動により、上記圧力値が所望値に変えられ、この値は表示ピン ５７によってディスクタイプ目盛板５６に表示される。

出口流路３０ｂは加熱手段６１を備えた排出導管６０に通じている。この導管６ ０はタンク７０に開いている。

従って保圧室Ｘの材料の１部は、射出に引き続くノズル流路遮断が起きるや、閉 じられた保圧室Ｘの材料圧が所定値を越えておれば溝４２ｂ１出口流路３０ｂ及 び導管６０を通じてタンク７０へ放出され、関係圧室Ｘの材料圧が所定値に等し くなる。

即ち、スクリュープランジ３を具備したバレル２において一度計量され、射出さ れ、そして閉じられた保圧室Ｘに累積された材料が弁手段４０によるノズル流路 遮断、即ち保圧室閉鎖が起きるや所定圧力に対応する所定量に再計量され、材料 過剰部分が射出機系から放出される。

第３図は、第１図と第２図の装置に対応する装置に組込まれた、本発明の再計量 手段のもう１つの例である。

第３図において対応する弁ロッド４２は対応する貫通孔４２′ａと溝４２′ｂを 有している。溝４２′ｂは水平に延長する、即ち弁ロツド孔４２ａに平行するよ うに形成されている。対応する円筒後部品２３は対応する垂直孔３０′に開口し た水平出口孔３０′ａを有している。この出口孔３０’　ａは第１図と第２図の 垂直小径孔部分３０ａに対応する。対応するピストン−シリンダはコイルスプリ ング５３とピストン５１を有している。ピストン５１は出口孔３０′ａに侵入動 出来ないが、閉位置にあるときは出口孔３０’　ａの下端縁又は環状肩部に対し 円錐状自由端部において当接する。出口孔３０’　ａは対応する出口流路３０’ 　ｂに開口している。

水平溝４２′ｂ、水平孔４２′ａ及び水平出口孔３０’　ａは、弁ロッド４０が 閉位置にあるときに、出口孔３０’　ａが水平溝４２′ｂと連通ずるように、且 っ弁ロッド４ｏの水平孔がノズル流路の１部を形成するように弁ロッド４ｏが開 位置にあるときこの連通が遮断されるように設計される。

再計量手段の第１例と比較し、第３図に示す第２例は、第２弁手段の開位置と閉 位置の間のピストン５１’のストロークが短縮される点で有利である。

第４図は本発明の装置の第３例を示している。第４図において、装置は固定内容 積を有しているが同じ再計量手段を具備している対応する室Ｘを除き、第１図と 第２図のものと同じである。

本発明によれば、射出成形方法は従来式の可塑化計量工程、保圧工程及び従来式 のサックバック工程を含んで成る。

第１図、第２図、第３図或いは第４図に示すモールド構成体と組合せているがピ ストン−シリンダ５０を含む再計量手段を具備していないか或いは再計量手段の 操作を中止している保圧室式射出成形機を用いた本発明の１例によれば、保圧工 程は射出プランジャ３によって実行される外保圧工程とノズル流路遮断、即ち保 圧室の閉鎖により実行される内保圧工程から成る。ノズル流路遮断が為されるや 、直ちに次回のシッフト操作が、現シロット操作が継続している間に、開始され る。この継続しているシッット操作はサックバック工程、キャビティ１０ａの中 の成形品を引き続いて冷却する工程及び半金型ｉｉ　、　１２を型開きしてモー ルド構成体１０がら成形品を取出す工程を含んでいる。

第２保圧工程は、ノズル流路Ｙがバレル２とキャビティ１０ａとの連通を弁手段 ４０によって遮断することにより実行される。このノズル流路遮断、即ち保圧室 閉鎖は閉じられた保圧室Ｘとこｐ室とゲート１０ｂを介して通じているキャビテ ィ１０ａから成る閉空間を提供することになる。この閉空間には１回或いは複数 回に亘って射出された材料全体の１部が詰込まれてキャビテイ壁に対し内圧を奏 し、それにより内保圧が行われる。

内保圧自体は、成形品の重量変動に対して油圧ピストン−シリンダによる射出に よる負の影響がノズル流路遮断により直ちに断たれることになる点で有益である 。これに対しゲー）１０ｂにおける材料部分が固化して関係圧室の熱材料部分が キャビティ１０ａに詰込まれた材料から分離されるまで射出プランジャ３による 負の影響が続くならば、成形品重量の平均値からの変動（ΔＷ）は最大になる。

更に、保圧室がこの部室とキャビティから成る閉空間に詰込まれた材料に対し外 圧を作用する油圧ピストン−シリンダ機を具備しているならば、この油圧ピスト ン−シリンダ機自体は射出工程と第１保圧工程において射出シリンダによって外 圧を作用させるための別の油圧ピストン−シリンダに代ってキャビティ内で成形 されるべき材料に負の影響を及ぼす。

それ故、この仮想ケースでは弁手段によるノズル流路遮断は、シッットサイクル 速度、或いは生産性を高める点では有益であるとはいえ、重量変動の減少のため には役立たない。

更にＮの容積比を有する部室Ｘで以って内保圧することは、これが毎シッットの 成形品の重量変動（ΔＷ）を部室なしくＮ＝０）の仮想の操業における最近のＮ ＋２回のシッットの平均重量のレベル、即ち 実際、Ｎ＜１の比を有する部室ＸはＮ、＞１のものに比較し格別の均等化効果を 発揮しない。

射出工程と第１、第２保圧工程の好ましい圧力モードは第５図に示されているが 、この図には圧力は定性的に表示されている。

射出工程と第１の外保圧工程の両者の好ましい圧力は無段階圧力であるが、両者 の組合せは段階的圧力を構成している。

部室容積比が１の実験例によれば、これらの圧力が現実の態様で第６図に示され ている。

第２の保圧工程の内圧力は部室容積比Ｎが第７図に示すように変化する。第７図 において、Ｐ＋　、Ｐｚ　、Ｐｓ及びＰ工が同じ値であり、ノズル流路遮断が行 われたときに保圧室Ｘに詰込まれた材料の初期圧力を表している。換言すればこ れらの圧力は部室容積比Ｎが１．２．３及びＰＭの場合の第１の外保圧工程にお いて射出プランジャにより作用された部室Ｘの材料の最終圧力を夫々表している 。

第６図において、初期内圧Ｐ、（但しＮ＝１）が平均値下１と上限値ΔＰ０から ΔＰＬ１まで変動する偏差値ΔＰ、を有している。一般に、ΔＰＨはＮが増加す るにつれ減少する。

第１の外保圧工程は高射出外圧を保圧のための低外圧に切換えるために実施され る。しかし、第１の保圧工程の減じられた外圧が実質的に定常になるや第１の保 圧工程が終了し、そして第６図に示すようにノズル流路遮断によって第２の内保 圧工程に切換えられるように、この第１の保圧工程を短縮するのが好ましい、こ れは油圧ピストン−シリンダによる射出プランジ中作動による負の影響を最少に するものである。

好ましくは、本発明の方法は、第１図、第２図、第３図及び第４図に示すような 再計量手段を用いて線系外に過剰材料骨を放出しながら所定値Ｐ、に内圧を調節 するための瞬間的な再計量工程を更に含んで成る。

第１図、第２図、第３図或いは第４図に示す再計量手段を含む装置を用いた本発 明例の１つによれば、第１の外保圧工程、第２の内保圧工程及び瞬間再計量工程 を含む方法が下記の線に沿って実施される。

ノズル流路遮断があるときに作用している最終の外保圧に等しい初期の内保圧Ｐ は瞬間再計量工程により所定の低値Ｐ、。

にまで段階的に降下する。

実際の長期ランでは、所定値Ｐ、は所望の操業条件の下での射出機系の仮想或い はテストの長期ラン、但し局部流路が毎シッットにおいて外界から閉ざされてい る、斯−る長期ランにおいて閉鎖保圧室で作用する初期内圧（Ｐ）の平均値（Ｔ ）に等しくなるように決める。仮想最終外圧でもあるこの仮想圧Ｐは下限値Ｐｔ 　と上限値Ｐｂの範囲で変化する。更に操業条件の幾つかを変え、その他の操業 条件は仮想ランのもののままに実質的にすることにより、第２の保圧工程の実際 の初期圧Ｐ′が上限（″′Ｐ′″′十ΔＰ′、）と下限（Ｔ′−Δｐ’、）の範 囲でＰｌに等しい平均値Ｔ′で以って実質的に変動するようにする。

Ｎ＝２の場合の上記方法によれば、外保圧と内保圧が第８図に示すようなプロフ ィールを有している。この場合、内保圧の所定値Ｐ、はモールドキャビティを有 する射出機系によって成形されたプラスチック品の所望平均重量に相当する。

仮想初期内圧の平均値下は（Ｐ、＋Ｐｂ　）／２に実質的に等しいものにしてよ い、或いは、（”Ｆ　Ｐｔ　）は標準偏差σでよい、理論的に云えば、本発明の 瞬間再計量工程は、Ｐが毎シリンドで丁に調節されているので射出機の油圧ピス トン−シリンダにより作動される射出プランジャにより生じる外圧変動に関係な く、重量変動の無い（ΔＷ＝　０　）−同じ重量（Ｗ）を有する成形品を製造す ることになる。しかし、実際には、Ｐが上述のようにＰ、に調節されたとしても 毎ショットで重量変動（ΔＷ）は生じる。これは、超精密品を成形出来る程度に ΔＷを著しく減少させるとはいえ、事実である。

それは射出成形系にある種々の負の影響因子によるものである。これらの因子に は、モールド構成体１０の冷却、バレル２、射出機１の円筒延長体２０を含む中 空延長体及びホットランナモールド１３の加熱、並びに再計量の精度が含まれる 。なお、保圧室により奏される均等化効果を悪くする因子の１つは艷ツクバック 操作であり得る。これはサックバックストロークが再計量工程を実施しない場合 の本発明保圧室の中で増長するに従って重量変動が高まるためである。

再計量工程は適用されないが、部室容積比Ｎが２である場合には、均等化効果の お蔭で、Ｐ２は平均丁、であって、Ｎ＝１の場合のΔＰＩの変動よりも確実に小 さい変動値ΔＰ８を有する。従って、成形品の品質が満足するものである限り、 Ｎが１より増加している装置を使用することは高精密品を製造するのに有益であ る。

部室容積比Ｎが１より小さい場合には、成形品が同じ部室を有しているがノズル 流路遮断を行わないもので成形された仮想の対応品と比較すると、遮断を行うも のは実質的に変動値が減じる程度には均等化効果を発揮しない。

成形品の品質に関しては、本発明に係る再計量手段は無害である。これは本発明 の再計量手段やシステムが部室Ｘに供給された材料の如何る部分もその他の材料 部分より長期に滞留することを許さず、しかも毎回のシリンドにおいてこの材料 の１部が線系外に放出される間に、この材料がノズル流路を通って射出の、即ち シリンドの順番にキャビティに流入させられるからである。

これに関連して、もう１つの仮想の圧力調節システムがあり得る。即ちそのシス テムでは再計量工程は、所定のビストンストロークで以って所定レベルにノズル 流路遮断するや直ちに圧力を調節し、次いでこのストロークをそのまま固定維持 するように設けたピストン−シリンダを用いて、線系外に部室に供給された材料 の如何る部分も放出することなく実行される。この仮想ケースの場合、初期圧が 調節された後にビストンストロークが固定されるので、ピストンは材料に外圧を 作用させず、従って内保圧工程が実行されることになる。

それ故に、この仮想再計量システムは本発明のものと等価であるように見えるか も知れない、しかし、これは本発明とは全く異るものである。それは材料の１部 がノズル流路から分岐しているピストンの自由端の前の局部流路に滞留せざるを 得す、従ってこれが過大に加熱されて成形されるべき材料の品質を損うからであ る。それに対し、本発明によれば、ピストン自由端前の対応する材料部分は毎シ ョットでノズル流路遮断がされるや直ちに系外に放出される。

上記仮想ケースにおいて、毎シッット残留している材料部分が第２の内保圧工程 の終了した後、毎回分岐局部流路からノズル流路の中に戻されるのであるならば 、過大に加熱された材料部分による成品品質の低下というものは、完全ではない にしても、ある程度回避される。

しかしながらこの仮想ケースは毎ショットの材料過剰分が線系外に放出されずに 系内に保留されるので、決定的な欠陥となる。これは、射出機の固定された操作 条件の下での長期ランにおいて、毎シッットの過剰材料に相当する材料部分がシ ステム全体に累積されていくが故に定常状態での継続操業が出来なくなるためで ある。従ってこの仮想ケースは実施不能といえる。これに対し本発明の再計量シ ステムは、毎シッット成形品の品質の損傷を伴わずに重量変動を確実に著しく減 じながら、固定された操業条件の下での長期ランの安定した定常状態の射出機作 動を保証する。

タンク７０に溜められた放出材料は出発材料のために回収され得る「コールドラ ンナ」と等価なものである。従って、本発明の再計量システムに係る放出材料は 「コールド重量変動物」と称し得る。

実験によれば、このコールド重量変動物は排出導管６０から連続的に放出される が、この種のものはタンク７０を用いずに大気中に直接射出機系から放出しても 危険性のないことが確認されている。

再計量システムのお蔭で、成形品の重量変動を減じるために複雑高度な制御装置 を用いて射出プランジャの針量ストロークによる高度の主計量性能を発揮させる ことは射出機に最早や要求されない０本発明の再計量システムに低性能の主計量 システムを組合せると、これは再計量システムを伴わない従前の主計量システム と比較し重量変動を著しく減じる。

更に、再計量システムは、長期ランにおいてその中断毎に射出成形操業を安定化 させるに必要なセットアツプ時間を短縮させることが出来る点で有利である。

本発明の再計量システムはノズル流路遮断直後の間係圧室の初期圧を調節するや り方にのみに限定されたものではない。

ノズル流路遮断が起きた時点よりある時間遅らせて材料内圧に対しこの再計量シ ステムを適用することも出来る。これは、本発明の請求範囲に包含される。

本発明によれば、採用すべき射出機自体は油圧動力装置を有する従来式の射出機 だけでなく、電動モータ駆動装置や射射出機であってもよい。

再計量手段を含む第１図、第２図、第３図或いは第４図に示す装置を用いた本発 明のもう１つの実施例によれば、瞬間再計量工程を伴う射出成形方法は第９図に 示すように実施される（第５図と第６図の点線によっても示される）、即ち、第 １の外保圧工程（第５図と第６図に示す）は省略される。

射出工程はノズル流路遮断によって終了させられて、瞬間再計量工程が開始され 、最終射出圧に等しい初期内圧Ｐが再計量ピストン−シリンダ５０によって決定 される上述の値Ｐ。

（第８図）に相当する所望の内保圧値にステップダウンする。

射出工程に引続いてノズル流路遮断が起きるや、内保圧工程が再計量システムに よって段階的に降下した内保圧で以って開始されるが、この場合保圧室Ｘとキャ ビティ１０ａがら成る固定閉空間に詰込まれた材料は特定の過剰部分を確実に有 している。

最終射出圧力は第９図に示す所望値（丁、）に値ｐｓｂとＰＩＬの間の変動値（ ΔＰＩ）を伴う圧力値を有している。内圧（Ｐｌ）は最終射出圧の下限（Ｐｌｔ ）より充分に下位になるように決められる。これは保圧が射出圧変動に無関係に 毎ショット実質的に一定になることを意味している。

プランジャ３による材料射出と弁手段４０によるノズル流路遮断により固定閉空 間に詰込まれた材料の量は、第８図と第９図の第１と第２の真実雄側においては 、一定値に固定された材料の調節内圧Ｐ、に直接対応しているように見える。し かし実際には、両側のケースでこの対応に相違がある。即ち、両側の各々におけ る同じ固定閉空間に詰込まれた材料量は一定ではなく、毎シッット平均量に対す る量変動比が第１例では第２例のものより確実に大きい、この量変動比の相違は モールド構成体の冷却速度によって主に生じると考えられる。

冷却速度が非常に小さいならば、この相違は回避される。閉空間に詰込まれた材 料は第９図の第２例によれば、射出直後に線系外に材料の過剰量を放出して所定 の量値に調節されるが、この材料は第８図の第１例によれば射出工程に後続する 第１の外保圧工程の後で調節される。このタイミングの違いが量変動比の相違を 生み出すと考えられる。

この観点から、第９図の第２例は第８図の第１例と較べると、超精密品を射出成 形する場合に一層好ましい、更に、第２例は外保圧装置を射出機が具備すること は最早や必要ではな（、しかも成形品重量変動が第８図の第１例のレベルに抑え られている限り、シッット時間が第１例における第１の外保圧工程に要する時間 だけ最大限短縮することが出来る点で有益である。

本発明者は、モールド構成体を比較的高い一定冷却速度で以って冷却する場合に は、保圧室式方法を、第１例の保圧室式方法（第８図）のものよりも成形品の重 量変動を減じることが出来る均等化効果にのみ依存したものにする（再計量工程 を行わずに）ことも可能であろうと考える。

本発明の実験では、精密品としてＧＰＰＳのカセットケースをある程度変更を施 こした第４図のものに類慎する装置を用いて射出成形した。その結果、実際の操 業例と実験例の成品重量（Ｗ）の変動を比較すると以下の通りにであった。

１、　カセットケースの６個のキャビティを有するモールド構成体と組合せた、 再計量システムは具備していないが最新の高度な計量装置を具備した保圧室式射 出成形機を用いた実際の操業ランにおける、Ｎ＝１の場合（保圧室が６個のキャ ビティ容積に略相当している）： Ｙ＝８７．４４８、定常ショット状態の１００ショットσ＝０．１３０．１００ Ｘ　（σ／Ｔ）　＝０．１４９Ｒ＝０．４８８．１００ｘ　（Ｒ／Ｙ）　＝０． Σ坦λ　上記のものと同じカセットケースの４個のキャビティを有するモールド 構成体と組合せた、旧式の計量装置を具備した保圧室式射出成形装置を用いた実 験におけるＮ＝２の場合： 再計量システムを持たず、均等化効果にのみ依存し、且つ第１の外保圧工程と第 ２の内保圧工程を含む本発明方法の実験、但しＮ＝２では、 ￥＝５２．４８０　ｇ　、定常シッット状態の１００ショットσ＝０．０３７５ ｇ５１００Ｘ　（σ／Ｙ）　＝０．７１５Ｒ＝０．１７２　ｇ、１００Ｘ　（Ｒ ／Ｙ）　＝彰ｌ現３、上記実験２のものと同じ射出機とモールド構成体であるが 、第３図に示す再計量システムを具備したものを用いた実験ラン、但しＮ＝２： ｌ）第１の外保圧工程と第２の内保圧工程に瞬間再計量工程を組合せた本発明の 第１方法例（第８図）の実験によれば、Ｙ＝５２．５４６、定常ショット状態の １００シッットσ＝０．０２３．１００Ｘ　（σ／Ｙ）　＝０．０４３Ｒ＝０． １１５．１００ｘ　（Ｒ／’Ｙ）−月Ｗ生産速度（即ちｌショツト時間）はカセ ットケース４個取りで１２．６秒である。

２）外保圧工程を省略し、内保圧工程に瞬間再計量工程を組合せた本発明の第２ 方法例（第９図）の実験によれば、￥＝５２．５５８、定常シッット状態の１０ ０シッットσ＝０．０２０４．１００Ｘ　（σ／Ｙ）　＝０．０３９Ｒ＝０．０ ９４．１００Ｘ　（Ｒ／Ｙ）　−０，１７９生産速度はカセットケース４個取り で９．６秒である。

上記結果から明らかなように、本発明の再計量システムは、第８図、第９図の２ 種の例に関係な（超精密成形品を製造するのに非常に有益であり、第２例は成品 重量と生産性に関し第１例より有利である。

上記のことは、Ｎ＝１の実際操業とＮ＝２の実験操業に係る再計量工程のない上 記比較方法と実験方法が従来の非保圧室式方法に較べいづれも高い生産性で以っ て精密品を射出成形するのに非常に有利であるとはいえ、間違いのないところで ある。

更に上記２項の実験ランと上記１項の実際ランを比較すると、Ｎ−２の実験の方 法はＮ−１の実際の方法よりも均等化効果により重量変動を一層減じる点で有利 であるといえる。

へ へ 第２内保圧工程 国際調査報告　。、□７．。。ｎＪｎｌ’ｌ、。。

１ｍ　、　Ｎ＋　ＰＣＴ／ＪＰ　９０１００３００国際調査報告 ＰＣＴ／ＪＰ９０１００３００ Ｓ＾　３５０９３

Claims (46)

【特許請求の範囲】
1. １．射出プランジャを本体内部に具備し且つ本体から延長しているノズル流路を 形成した中空延長体を具備している斯ゝる本体を有する射出機にキャビティを規 定したモールド構成体が射出機本体内部とモールドキャビティの間をノズル流路 を介して連通させるように組合されている斯ゝる射出機とモールド構成体を用い た射出成形方法であって、毎回のショットサイルクで射出機本体内部で加熱され る間にプラスチック材料を可塑化計量する工程；ノズル流路を通じてモールドキ ャビティに向け加圧下で熱可塑化材料を射出する工程；モールド構成体が冷却さ れる間に射出材料の少くとも１部をモールドキャビティ全体の中で保圧して、そ れによりキャビティ内に成形品を提供し且つこれを固化するための工程；及びモ ールド構成体が開いた後モールドキャビティから固化成形品を取出す工程を含ん で構成され、射出後であるが該材料保圧工程が実行されている間に該ノズル流路 と組合された弁手段を用いて、該ノズル流路がその途中で射出機本体の内部とモ ールドキャビティの間の連通を遮断され、そして該ノズル流路遮断が行われるや いなや、該可塑化計量工程が次回ショット或いは次回射出のために射出機によっ て実行されるようにした方法であり、該材料保圧工程は当該弁手段を用いて、該 ノズル流路遮断により分離された全射出材料の前部分に、当該弁手段とゲートの 間で中空延長体と該弁手段により規定された内保圧室を形成するノズル流路前部 とモールドキャビティの組合せから成る固定閉空間に詰込まれた当該材料前部分 自体によって内保圧を作用させる工程を含んで成る、斯ゝる射出成形方法におい て、各ショットで該固定閉空間に詰込まれた熱材料が機系外に詰込材料の過剰部 分を放出することにより該内保圧工程の終了する前に所定量値に調節されるよう にしたことを特徴とする射出成形方法。
2. ２．詰込材料の量調節を行う追加の計量、即ち再計量を行う工程は、該ノズル流 路遮断が行われるや、或いはその後に、詰込材料の該内圧が所定値Ｐｒを越えて いるならば詰込熱材料の該過剰分を射出機系から放出して該内圧を該所定値に調 節することにより実行される、請求の範囲第１項の射出成形方法。
3. ３．該材料保圧工程は第２工程としての該内保圧工程が後続することになる第１ 工程を更に含んで成り、当該第１工程では射出プランジャによって全射出材料に 外保圧を作用させるように当該プランジャを以って作動される射出機自体を用い ている、請求の範囲第２項の射出成形方法。
4. ４．該内保圧は該ノズル流路遮断が起きたときに作用している最終外保圧に等し い初期値から該所定値に段階的に降下され；実際の長期ランにおいて、該所定値 Ｐｒは所望操作条件下で毎ショット該局部流路が外部に対し閉じられている射出 機による仮想ラン或いはテストランにおける閉空間で作用される下限Ｐｔと上限 Ｐｈの間で変動する初期内圧（Ｐ）の平均値（Ｐ）に等しくなるように定められ ；そしてある種の操作条件を実際に変更するがその他の操作条件は仮想ランの条 件のままにし、それによって第２の保圧工程の実際の初期内圧Ｐ′を上限とＰ或 いはそれより高い下限との範囲でＰｈ或いはそれより高い平均値で以って実質的 に変動するようにした、請求の範囲第３項の射出成形方法。
5. ５．初期内圧の該所定値が、モールドキャビティを伴う射出機によって成形され たプラスチック品の所望平均重量に実質的に対応している、請求の範囲第４項の 射出成形方法。
6. ６．初期内圧の平均値Ｐが（Ｐｔ＋Ｐｈ）／２に実質的に等しい、請求の範囲第 ５項の射出成形方法。
7. ７．（Ｐ−Ｐｔ）が標準偏差σである請求の範囲第６項の射出成形方法。
8. ８．該第１の外保圧工程を無段階操作条件の下で実行して、射出材料に無段階外 圧をプランジャが作用するようにした、請求の範囲第３項〜第７項のいづれか１ 項の射出成形方法。
9. ９．該射出工程を無段階操作条件の下で実行してモールドキャビティに無段階外 圧を奏するプランジャで材料を充填し、当該射出外圧と該材料保圧との組合せが 段階的操作条件下の射出プランジャにより奏される段階的外圧を構成するように した、請求の範囲第８項の射出成形方法。
10. １０．該変更操作条件は射出すべき可塑化材料の特定量を主計量し、そしてプラ ンジャによって該外圧を射出工程と第１の材料保圧工程の両者において作動させ る操作条件である、請求の範囲第９項の射出成形方法。
11. １１．該材料保圧工程が該ノズル流路遮断によって該射出工程から切換えられた 該内保圧工程から成り、この場合の該所定圧値Ｐｒはプランジャによって奏され る最終射出圧に等しい初期内圧の値から段階的に降下した内圧値である、請求の 範囲第２項の射出成形方法。
12. １２．該最終射出圧が内圧の該所定圧値Ｐｒより確実に高い値の下限を以って変 動する所望値になっている、請求の範囲第１１項の射出成形方法。
13. １３．該圧力調節は詰込材料の該過剰部分の放出のために射出機の外部に通じて おり且つ該弁手段にノズル流路からの分岐を形成している下記の作動をするよう に設けた局部流路と該局部流路に組込まれた追加の弁手段との組合体を用いて行 われ、当該組合体は：該ノズル流路遮断が生じるや該局部流路を該ノズル流路に 開き；内圧が該所定値を越えたときは該局部流路を外部に開き；そして内圧が該 所定値まで減じたら該局部流路を外部に対し閉じるように作動させる、請求の範 囲第３項〜第１１項のいづれか１項の射出成形方法。
14. １４．ホットランナモールドを該ノズル流路の前部を構成するように用いる、請 求の範囲第１３項の射出成形方法。
15. １５．成形品を取り出すためのモールド構成体の型開きの前であり且つ、該ノズ ル流路遮断の維持されている間に、該閉空間に残留する熱材料を閉空間の容積を 拡張し、それによって熱材料を過剰詰込みから開放するサックバック工程を更に 含んで成る、請求の範囲第１４項の射出成形方法。
16. １６．成形品に後続しているノズル流路に残留した熱材料の先端はゲートにおけ るモールド冷却によって固化され、当該固化したコールド材料前端が該サックバ ック工程が完了した後、次回のショット、即ち次回射出の直前に一時的に適用さ れる瞬間加熱により溶融される、請求の範囲第１５項の射出成形方法。
17. １７．モールドキャビティを次回ショットに向けて射出機本体の内部と連通させ るために該ノズル流路遮断を解除する、請求の範囲第１６項の射出成形方法。
18. １８．該第１の外保圧工程を外圧が実質的に定常化するや直ちに終了させる、請 求の範囲第１７項の射出成形方法。
19. １９．射出プランジャを本体内部に具備し且つ本体から延長しているノズル流路 を形成した中空延長体を具備している斯ゝる本体を有する射出機にキャビティを 規定したモールド構成体が射出機本体内部とモールドキャビティの間をノズル流 路を介して連通させるように組合されている斯ゝる射出機とモールド構成体を用 いた射出成形方法であって、毎回のショットサイルクで射出機本体内部で加熱さ れる間にプラスチック材料を可塑化計量する工程；ノズル流路を通じてモールド キャビティに向け加圧下で熱可塑化材料を射出する工程；モールド構成体が冷却 される間に射出材料の少くとも１部をモールドキャビティ全体の中で保圧して、 それによりキャビティ内に成形品を提供し且つこれを固化するための工程；及び モールド構成体が開いた後モールドキャビティから固化成形品を取出す工程を含 んで構成され、射出後であるが該材料保圧工程が実行されている間に該ノズル流 路と組合された弁手段を用いて、該ノズル流路がその途中で射出機本体の内部と モールドキャビティの間の連通を遮断され、そして該ノズル流路遮断が行われる やいなや、該可塑化計量工程が次回ショット或いは次回射出のために射出機によ って実行されるようにした方法であり、 該材料保圧工程は、第１には射出プランジャを以って射出材料全体に第１の外保 圧を奏するように作動する射出機自体を用いて実行されるが、第２には該ノズル 流路遮断により分離された全射出材料の前部分のみに第２の保圧を奏するように 該弁手段を用いて実行され、該第１保圧が射出圧に続いて射出プランジャにより 奏される外保圧であり、該第２保圧が該材料前部分、即ち該弁手段と該ゲート間 に中空延長体と該弁手段によって規定された内保圧室を構成するノズル流路の前 部とモールドキャビティとの組合体から成る固定閉空間に詰込まれた材料部分、 それ自体によって該ノズル流路遮断するや奏される内圧力である、斯ゝる射出成 形方法において、保圧室の内容積がキャビティの容積と略同等かそれより大きく 、成形品が該ノズル流路遮断はされないが同じ保圧室で以って成形された仮想の 成形品と較べ実質的に減小している変動を伴う平均重量を有するように射出材料 に均等化効果を確実に発揮させることを特徴とする射出成形方法。
20. ２０．該射出工程が無段階操作条件下で実行されて、無段階外圧を奏するプラン ジャで以ってモールドキャビティに材料を充填し、該射出外圧と該材料保圧がそ の組合せにおいては段階的操作条件下の射出プランジャによって奏される段階的 外圧力を構成するようにした、請求の範囲第１９項の射出成形方法。
21. ２１．該第１外保圧工程を外圧が実質的に定常状態になるや直ちに終了せしめ、 次いで該第２内保圧工程を実行するために該ノズル流路遮断を行う、請求の範囲 第２０項の射出成形方法。
22. ２２．少くとも１個のゲートを有する少くとも１個のキャビティを規定した半金 型を有するモールド構成体が組合されており、バレルを構成する本体とその内部 に射出プランジャを具備した油圧ピストン−シリンダ或いは電気的プランジャ駆 動手段とを有する射出機及びノズルを含み射出機から延長して射出機本体の内部 とモールドキャビティの間を連通するノズル流路を構成している中空延長体を含 んで成り、該射出機はこれと中空延長体が加熱されている間に射出機本体でプラ スチック材料を可塑化計量し、この熱材料をノズル流路を通じてモールドキャビ ティに射出し、加圧下で射出材料を全モールドキャビティ内で少くとも部分的に 保留するために設けられており、該半金型はモールド構成体を冷却する手段を具 備している、斯ゝる射出成形装置であって、更に該装置が該中空延長体とこれに 組込まれた弁手段とによって該弁手段と該ゲートの間に規定される保圧室を含ん で成り、該弁手段は射出機本体の内部とモールドキャビティの間の連通をノズル 流路上の途中で遮断するために設けられており、該保圧室と該モールド構成体は その組合せにおいてモールドキャビティとこれに通じた該保圧室の組合体の固定 閉空間を、該ノズル流路遮断により分離され該空間に詰込まれた状態の全射出材 料の前部分と共に提供し、それによって該詰込材料がそれ自体をモールドキャビ ティに対して付勢する内圧力を奏すようにした、斯ゝる射出成形装置において、 該中空延長体には該ノズル流路から分岐して射出機糸外部に通じている局部流路 が形成され、該局部流路には第２と第３の弁手段が組込まれており、該弁手段は 前記第１の弁手段が閉位置にあるときに局部流路の入口を開き、該第１弁手段が 開位置にあるときに当該入口を閉じるように設けられており、該第３弁手段は詰 込材料の内圧が所定値を越えたとき該局部流路を系外へ開き、該内圧が該所定値 より低いときは系外に対し該局部流路を閉じるように設けられており、内圧が所 定値を越えたときには該ノズル流路遮断されるや直ちに詰込材料の１部分を系外 に放出して内圧を該所定値に調節するようにした、ことを特徴とする射出成形装 置。
23. ２３．該第１弁手段は該中空延長体に回動可能に押入された円形ロッドを含んで 成り、該弁ロッドは該第１弁手段の開位置において該ノズル流路の１セクション を形成する貫通孔を有しており、該第２弁手段は該第１弁手段の閉位置において 該ノズルに対面する該弁ロッドの面部に形成された溝を含んで成り、該溝は該中 空延長体と共に該第３弁手段に開く該局部流路の前部セクションを規定している 、請求の範囲第２２項の射出成形装置。
24. ２４．該局部流路は該前部セクション、後部セクション及び両者間にある該第３ 弁手段を含んで成り、該第３弁手段は該所定圧力値で該詰込材料に対しピストン を付勢するための電動或いは弾性の手段と組合されたピストン−シリンダを含ん で成り、該前局部流路セクションは該シリンダの前端に開いた出口を有し、該後 局部流路セクションは該シリンダに開いた入口を有し、当該入口が該第３弁手段 の閉位置において該ピストンによって閉じられるようにした、請求の範囲第２３ 項の射出成形装置。
25. ２５．該中空延長体は該ノズル流路と交差する貫通孔を有し、当該貫通孔は大径 前部と小径後をその間に形成された肩部と共に形成するように絞られており、該 弁ロッドは該太径孔部に同動可能に押入され、該小径孔部は該シリンダを規定し ており、該弁ロッドの該溝と該大径孔部はその組合せにおいて該前局部流路セク ションを構成し、該ピストンは該詰込材料内圧が該所定値から減じられたときに 該弁ロッドの後端に対し当接するようにした、請求の範囲第２４項の射出成形装 置。
26. ２６．詰込材料に該第３弁手段によって奏される圧力を所定値に調節する手段が 配設されている、請求の範囲第２２項〜第２５項のいづれか１項の射出成形装置 。
27. ２７．該中空延長体が系外に該局部流路から放出されることになる詰込材料の過 剰部分を加熱する手段を具備し、該射出成形装置は放出材料を貯めるために該後 局部セクションに続いているタンクと組合されている、請求の範囲第２６項の射 出成形装置。
28. ２８．該シリンダは太径部室を形成する後部を有し、該ピストンはその後部にフ ランジを有し、該フランジが該大径部室に受容されており、該大径部室の後端に ネジ孔を有しており、該大径部室に受容されたネジ切りボルト状ロッド、及び該 両種のフランジの間に配位して両者に対して当接した該弾性手段を構成するコイ ルスプリングが設けられていて、該弾性手段により詰込材料に対して奏される圧 力を該シリンダに対し該ボルト状ロッドを相対的に回動して所定値に調節するよ うにした、請求の範囲第２７項の射出成形装置。
29. ２９．該第１弁手段は該中空延長体に対し該弁ロッドを相対的に回動させるパル スモータを含んで成り、これにより弁位置を閉位置から開位置或いはこの逆に変 位させるようにした、請求の範囲第２８項の射出成形装置。
30. ３０．該弁ロッド貫通孔は該弁ロッドが挿入された該弁手段貫通孔の軸に直角な 軸を有しており、当該弁ロッド孔軸が該弁ロッド溝に対し９０°或いはこれより 小さい角度に角偏位している、請求の範囲第２９項の射出成形装置。
31. ３１．該保圧室の内容積は、成形品が該ノズル流路遮断はされないが同じ保圧室 で以って成形された長期ランの仮想の成形品と較べ、これより実質的に減少した 変動を伴う平均重量を有するために射出材料に均等化効果を確実に奏する程に充 分大きく、但し該保圧室に累積した熱材料がそこに残留する間に引続いた加熱に よって損われない程に充分小さく定められている、請求の範囲第３０項の射出成 形装置。
32. ３２．該保圧室の内容積が該モールドキャビティのものと路同等或いはこれより 大きいものである、請求の範囲第３１項の射出成形装置。
33. ３３．該中空延長体が前、後部品に分割され、該後部品はその後端で該ノズルを 形成している該ノズルの上流に該第１弁手段を具備しており、該射出機はその本 体が該後部品に連結して該前部品に対し軸方向に移動するための手段を具備して おり、該前部品は後円筒セクションと該モールド構成体に連結した前セクション を有しており、該ノズルは該後円筒セクションに軸方向動可能に押入されたボア ピストンセクションを形成し、該ボアピストンセクションが該円筒セクションと の組合せにおいて互いに軸方向に当接して該ノズルの軸方向前進動を固定相対位 置で停止させ且つ該当接により生じたシール作用により該ノズルにおける材料漏 れを防ぐための手段を構成しており、該円筒セクションと該ボアピストンセクシ ョンのと組合体は、ノズル流路遮断が維持されている間、但し成形品がモールド キャビティから取り出される前に、該モールド構成体に対し射出機の相対的な後 進動によってノズル流路の容積を軸方向に拡張せしめるように働き、該閉空間に 残留する熱材料が加圧と詰込みから解除されるようにサックバックされる、請求 の範囲第３２項の射出成形装置。
34. ３４．該軸方向当接シール手段は、該ノズルのボアピストンセクションに設けた ストッパを含んで成り、該射出機本体に対する該ストッパの軸方向位置を該中空 延長体の該後部品と協働して変化させ、それにより該保圧室容積を所望レベルに 調節するようにした、請求の範囲第３３項の射出成形装置。
35. ３５．該ノズルは該射出機本体に対し不動であるように設けられており、該スト ッパは内ネジ付きリング部材から成り、該ノズルには部分的に外ネジが設けられ ていて、該ノズルが該リングストッパとネジ込みにより係合している、請求の範 囲第３４項の射出成形装置。
36. ３６．該ストッパが該ノズルに固定されていて、該中空延長体後部品が部分的な 内ネジ付きの後局部品と部分的に外ネジ付きの前局部品を形成する該ノズルとに 分割されており、該ノズルが該後局部品とネジ込みにより係合している、請求の 範囲第３４項の射出成形装置。
37. ３７．マニホールドと組合されたホットランナモールドが該中空延長体前部品の 前部セクションを構成するように設けられ、該ホットランナモールドはモールド 構成体を冷却させながら次回射出操作のために閉じる際に該モールドキャビティ の該ゲートにおいて材料を一時的に且つ瞬間的に加熱する手段を具備していて、 材料の該ゲート内の固化前部分を溶融させてモールドキャビティをノズル流路に 開口するようにした、請求の範囲第３５項の射出成形装置。
38. ３８．マニホールドと組合されたホットランナが該中空延長体前部品の該前部セ クションを構成するように設けられ、該ホットランナモールドはモールド構成体 を冷却させながら次回射出操作のために型閉めする際に該モールドキャビティの 該ゲートにおいて一時的且つ瞬間的に材料を加熱する手段を具備していて、材料 の該ゲート内の固化前部分を溶融させてモールドキャビティをノズル流路に開口 するようにした、請求の範囲第３６項の射出成形装置。
39. ３９．少くとも１個のゲートを有する少くとも１個のキャビティを規定した半金 型を有するモールド構成体が組合され、バレルを構成する本体とその内部に射出 プランジャを具備した油圧ピストン−シリンダ或いは電気的プランジャ駆動手段 とを有する射出機及びノズルを含み射出機から延長して射出機本体の内部とモー ルドキャビティの間を連通するノズル流路を構成している中空延長体を含んで成 り、射出機はこれと中空延長体が加熱されている間に射出機本体でプラスチック 材料を可塑化計量し、この熱材料をノズル流路を通じてモールドキャビティに射 出し、加圧下で射出材料を全モールドキャビティ内で少くとも部分的に保留する ために設けられており、該半金型はモールド構成体を冷却する手段を具備してい る射出成形装置であって、更に該装置は該中空延長体とこれに組込まれた弁手段 とによって該弁手段と該ゲートの間に規定される保圧室を含んで成り、該弁手段 は射出機本体の内部とモールドキャビティの間の連通をノズル流路上の途中で遮 断するために設けられており、該保圧室と該モールド構成体はその組合せにおい てモールドキャビティとこれに通じた該保圧室の組合体の固定閉空間を、該ノズ ル流路遮断により分離され該空間に詰込まれた状態の全射出材料の前部分と共に 提供し、それによって該詰込材料がそれ自体をモールドキャビティに対して付勢 する内圧力を奏すようにした、斯ゝる射出成形装置において、 保圧室の内容積が該キャビティのものと略同じかそれより大きいものであること を特徴とする射出成形装置。
40. ４０．該中空延長体は該ノズルを含み、該保圧室を軸方向に変化させて所定容積 サイズに固定するための円筒手段を構成している、請求の範囲第３９項の射出成 形装置。
41. ４１．該中空延長体が前、後部品に分割され、該後部品はその後端で該ノズルを 形成している該ノズルの上流に該第１弁手段を具備しており、該射出機はその本 体が該後部品に連結して該前部品に対し軸方向に移動するための手段を具備して おり、該前部品は後円筒セクションと該モールド構成体に連結した前セクション を有しており、該ノズルは該後円筒セクションに軸方向動可能に挿入されたボア ピストンセクションを形成し、該ボアピストンセクションが該円筒セクションと の組合せにおいて互いに軸方向に当接して該ノズルの軸方向前進動を固定相対位 置で停止させ且つ該当接により生じたシール作用により該ノズルにおける材料漏 れを防ぐための手段を構成しており、該円筒セクションと該ボアピストンセクシ ョンの組合体は、ノズル流路遮断が維持されている間、但し成形品がモールドキ ャビティから取り出される前に、該モールド構成体に対し射出機の相対的な後進 動によってノズル流路の容積を軸方向に拡張せしめるように働き、該閉空間に残 留する熱材料が加圧と詰込みから解除されるようにサックバックされる、請求の 範囲第４０項の射出成形装置。
42. ４２．該軸方向当接シール手段は、該ノズルのボアピストンセクションに設けた ストッパを含んで成り、該射出機本体に対する該ストッパの軸方向位置を該中空 延長体の該後部品と協働して変化させ、それにより該保圧室容積を所望レベルに 調節するようにした、請求の範囲第４１項の射出成形装置。
43. ４３．該ノズルは該射出機本体に対し不動であるように設けられており、該スト ッパは内ネジ付きリング部材から成り、該ノズルには部分的に外ネジが設けられ ていて、該ノズルが該リングストッパとネジ込みにより係合している、請求の範 囲第４２項の射出成形装置。
44. ４４．該ストッパが該ノズルに固定されていて、該中空延長体後部品が部分的な 内ネジ付きの後局部品と部分的に外ネジ付きの前局部品を形成する該ノズルとに 分割されており、該ノズルが該後局部品とネジ込みにより係合している、請求の 範囲第４３項の射出成形装置。
45. ４５．マニホールドと組合されたホットランナモールドが該中空延長体前部品の 前部セクションを構成するように設けられ、該ホットランナモールドはモールド 構成体を冷却させながら次回射出操作のために閉じる際に該モールドキャビティ の該ゲートにおいて材料を一時的に且つ瞬間的に加熱する手段を具備していて、 材料の該ゲート内の固化前部分を溶融させてモールドキャビティをノズル流路に 開口するようにした、請求の範囲第４４項の射出成形装置。
46. ４６．マニホールドと組合されたホットランナが該中空延長体前部品の該前部セ クションを構成するように設けられ、該ホットランナモールドはモールド構成体 を冷却させながら次回射出操作のために型閉めする際に該モールドキャビティの 該ゲートにおいて一時的且つ瞬間的に材料を加熱する手段を具備していて、材料 の該ゲート内の固化前部分を溶融させてモールドキャビティをノズル流路に開口 するようにした、請求の範囲第４５項の射出成形装置。