JPH0664016A - 樹脂成形条件制御装置および制御方法 - Google Patents
樹脂成形条件制御装置および制御方法Info
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- JPH0664016A JPH0664016A JP4223762A JP22376292A JPH0664016A JP H0664016 A JPH0664016 A JP H0664016A JP 4223762 A JP4223762 A JP 4223762A JP 22376292 A JP22376292 A JP 22376292A JP H0664016 A JPH0664016 A JP H0664016A
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- resin
- pressure
- glass transition
- transition temperature
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/56—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding
- B29C45/561—Injection-compression moulding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
- B29L2011/0016—Lenses
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】 成形中の樹脂に対して、３０〜２００kgf/cm
2の比較的低圧な第１の圧力、２００〜６００kgf/cm2の
比較的中圧な第２の圧力、および６００〜１４００kgf/
cm2の比較的高圧な第３の圧力を含む少なくとも３つの
異なる圧力を予め設定したパターンに従って作用させる
圧力制御手段と、金型のキャビティ表面温度を、使用樹
脂の常圧でのガラス転移温度よりも５〜２０度低い第１
の温度と前記比較的低圧な第１の圧力でのガラス転移温
度よりも１０〜６０度高い第２の温度の間で、予め設定
したパターンに従って昇降温可能な温度制御手段とを備
えたことを特徴とする樹脂成形条件制御装置及び之を用
いた制御方法。 【効果】 合理的な成形条件制御が可能になり、ひけ、
成形収縮および残留応力の小さい高精度な成形を最低限
のサイクルタイムで実現でき、特にプラスチックレンズ
のように高い形状精度が必要とされる場合有効である。
2の比較的低圧な第１の圧力、２００〜６００kgf/cm2の
比較的中圧な第２の圧力、および６００〜１４００kgf/
cm2の比較的高圧な第３の圧力を含む少なくとも３つの
異なる圧力を予め設定したパターンに従って作用させる
圧力制御手段と、金型のキャビティ表面温度を、使用樹
脂の常圧でのガラス転移温度よりも５〜２０度低い第１
の温度と前記比較的低圧な第１の圧力でのガラス転移温
度よりも１０〜６０度高い第２の温度の間で、予め設定
したパターンに従って昇降温可能な温度制御手段とを備
えたことを特徴とする樹脂成形条件制御装置及び之を用
いた制御方法。 【効果】 合理的な成形条件制御が可能になり、ひけ、
成形収縮および残留応力の小さい高精度な成形を最低限
のサイクルタイムで実現でき、特にプラスチックレンズ
のように高い形状精度が必要とされる場合有効である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は樹脂成形、特にプラスチ
ックレンズなど高精度を必要とする成形品に用いる樹脂
成形における金型の温度条件、樹脂への加圧条件を制御
する樹脂成形条件制御装置、および樹脂成形条件制御方
法に関する。
ックレンズなど高精度を必要とする成形品に用いる樹脂
成形における金型の温度条件、樹脂への加圧条件を制御
する樹脂成形条件制御装置、および樹脂成形条件制御方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、投射型テレビ受像装置、ビデオカ
メラ、ＣＤプレーヤ等、光学系を有する装置が普及する
中で、光学系の急激な需要の増加に応える量産性、コス
トメリット、軽量性、非球面による高い収差補正能力、
等を有するプラスチックレンズの実用化、普及が進んで
いる。
メラ、ＣＤプレーヤ等、光学系を有する装置が普及する
中で、光学系の急激な需要の増加に応える量産性、コス
トメリット、軽量性、非球面による高い収差補正能力、
等を有するプラスチックレンズの実用化、普及が進んで
いる。
【０００３】このようなプラスチックレンズにおいて
は、一般の樹脂成形品と比較して格段に高い形状精度を
求められ、これを実現する手段の１つとして、樹脂の冷
却がある程度進んだ後に、樹脂表層部温度を再度昇温す
る方法が提案されている（特公昭61-19220、特公平1-34
132）。
は、一般の樹脂成形品と比較して格段に高い形状精度を
求められ、これを実現する手段の１つとして、樹脂の冷
却がある程度進んだ後に、樹脂表層部温度を再度昇温す
る方法が提案されている（特公昭61-19220、特公平1-34
132）。
【０００４】この方法によれば、樹脂の冷却固化の速度
が部位によって大きく異なることに起因する不均一密度
分布を、樹脂表層の軟化、溶融による樹脂再配置によっ
て均一化することで、不均一収縮（いわゆるひけ）を低
減して高い形状精度を得ることが期待できる。
が部位によって大きく異なることに起因する不均一密度
分布を、樹脂表層の軟化、溶融による樹脂再配置によっ
て均一化することで、不均一収縮（いわゆるひけ）を低
減して高い形状精度を得ることが期待できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】我々の検討によれば、
前述の昇温の効果を充分に発揮するために、昇温を開始
する時点においては樹脂がほぼ固化を完了している必要
があり、また、昇温終了時には圧力分布の不均一を排除
できる程度に軟化、溶融している必要がある。
前述の昇温の効果を充分に発揮するために、昇温を開始
する時点においては樹脂がほぼ固化を完了している必要
があり、また、昇温終了時には圧力分布の不均一を排除
できる程度に軟化、溶融している必要がある。
【０００６】これらの条件を満たす温度は、使用する樹
脂の粘弾性特性の温度依存性によって定まり、樹脂によ
って差はあるが、前者についてはほぼガラス転移温度、
後者についてはガラス転移温度より１０〜６０度程度高
い温度と見積られる。
脂の粘弾性特性の温度依存性によって定まり、樹脂によ
って差はあるが、前者についてはほぼガラス転移温度、
後者についてはガラス転移温度より１０〜６０度程度高
い温度と見積られる。
【０００７】ただし、このガラス転移温度には圧力依存
性があり、圧力が高くなるほど高くなる。
性があり、圧力が高くなるほど高くなる。
【０００８】また、形状転写の完了は樹脂が液相から固
相への相変化を完了した時点、すなわちガラス転移温度
に達した時点であり、このときの比容積（ガラス転移比
容積）と常温、常圧での比容積の比が成形収縮率に帰着
すると考えられるが、樹脂には大きな圧縮性がありガラ
ス転移比容積、ひいては成形収縮率は付加圧力によって
大きく変化する。
相への相変化を完了した時点、すなわちガラス転移温度
に達した時点であり、このときの比容積（ガラス転移比
容積）と常温、常圧での比容積の比が成形収縮率に帰着
すると考えられるが、樹脂には大きな圧縮性がありガラ
ス転移比容積、ひいては成形収縮率は付加圧力によって
大きく変化する。
【０００９】このように、樹脂物性（粘弾性特性、比容
積）が圧力に強く依存するため、精密成形においては温
度条件制御と共に圧力条件制御が重要であり、しかもそ
れらは独立した要件ではなく相互干渉が存在するため、
温度条件と圧力条件を有機的に制御する成形条件制御が
必要である。
積）が圧力に強く依存するため、精密成形においては温
度条件制御と共に圧力条件制御が重要であり、しかもそ
れらは独立した要件ではなく相互干渉が存在するため、
温度条件と圧力条件を有機的に制御する成形条件制御が
必要である。
【００１０】しかるに、従来の技術においては、前記樹
脂物性の温度、圧力依存性、特にその相互干渉性に鑑み
た、有機的、かつ合理的な成形条件制御がなされていな
かった。
脂物性の温度、圧力依存性、特にその相互干渉性に鑑み
た、有機的、かつ合理的な成形条件制御がなされていな
かった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の樹脂成形条件制御装置は、成形中の樹脂
に対して、３０〜２００kgf/cm2の比較的低圧な第１の
圧力、２００〜６００kgf/cm2の比較的中圧な第２の圧
力、および６００〜１４００kgf/cm2の比較的高圧な第
３の圧力を含む少なくとも３つの異なる圧力を予め設定
したパターンに従って作用させる圧力制御手段と、金型
のキャビティ表面温度を、使用樹脂の常圧でのガラス転
移温度よりも５〜２０度低い第１の温度と前記比較的低
圧な第１の圧力でのガラス転移温度よりも１０〜６０度
高い第２の温度の間で、予め設定したパターンに従って
昇降温可能な温度制御手段とを備えるものである。
めに、本発明の樹脂成形条件制御装置は、成形中の樹脂
に対して、３０〜２００kgf/cm2の比較的低圧な第１の
圧力、２００〜６００kgf/cm2の比較的中圧な第２の圧
力、および６００〜１４００kgf/cm2の比較的高圧な第
３の圧力を含む少なくとも３つの異なる圧力を予め設定
したパターンに従って作用させる圧力制御手段と、金型
のキャビティ表面温度を、使用樹脂の常圧でのガラス転
移温度よりも５〜２０度低い第１の温度と前記比較的低
圧な第１の圧力でのガラス転移温度よりも１０〜６０度
高い第２の温度の間で、予め設定したパターンに従って
昇降温可能な温度制御手段とを備えるものである。
【００１２】また、本発明の樹脂成形条件制御方法は、
使用樹脂の常圧でのガラス転移温度よりも５〜２０度低
い温度に保持した金型内に樹脂を充填した後、樹脂を６
００〜１４００kgf/cm2の比較的高圧で加圧し、次いで
樹脂の全域がその加圧状態のもとでのガラス転移温度付
近にまで冷却された時点で樹脂への加圧を３０〜２００
kgf/cm2の比較的低圧にすると共に、それとほぼ連動し
て金型のキャビティ表面温度を前記比較的低圧な圧力で
のガラス転移温度よりも１０〜６０度高い温度に昇温を
開始し、さらにキャビティ表面のほぼ全域が前記比較的
低圧な圧力でのガラス転移温度よりも１０〜６０度高く
なって昇温が完了した時点で樹脂への加圧を２００〜６
００kgf/cm2の比較的中圧にすると共に、それとほぼ連
動して金型のキャビティ表面温度の降温を開始して製品
取り出し時には常圧でのガラス転移温度よりも５〜２０
度低い温度にするものである
使用樹脂の常圧でのガラス転移温度よりも５〜２０度低
い温度に保持した金型内に樹脂を充填した後、樹脂を６
００〜１４００kgf/cm2の比較的高圧で加圧し、次いで
樹脂の全域がその加圧状態のもとでのガラス転移温度付
近にまで冷却された時点で樹脂への加圧を３０〜２００
kgf/cm2の比較的低圧にすると共に、それとほぼ連動し
て金型のキャビティ表面温度を前記比較的低圧な圧力で
のガラス転移温度よりも１０〜６０度高い温度に昇温を
開始し、さらにキャビティ表面のほぼ全域が前記比較的
低圧な圧力でのガラス転移温度よりも１０〜６０度高く
なって昇温が完了した時点で樹脂への加圧を２００〜６
００kgf/cm2の比較的中圧にすると共に、それとほぼ連
動して金型のキャビティ表面温度の降温を開始して製品
取り出し時には常圧でのガラス転移温度よりも５〜２０
度低い温度にするものである
【００１３】
【作用】このような成形条件制御装置および成形条件制
御方法を用いれば、初期の冷却工程で高い圧力を与える
ことで樹脂のガラス転移温度を高くしてこの工程に続く
昇温工程を導入するために必要な固化状態を速やかに実
現することが出来、また、昇温工程での付加圧力を小さ
くすることで樹脂のガラス転移温度を低くして比較的低
い温度で所望の昇温効果を得ることが出来、さらに、こ
れに続く降温工程において比較的中圧にすることで比較
的小さな成形収縮率を小さな残留応力で実現でき、結果
として高い形状精度を、必要最低限の成形時間で得るこ
とを可能にする。
御方法を用いれば、初期の冷却工程で高い圧力を与える
ことで樹脂のガラス転移温度を高くしてこの工程に続く
昇温工程を導入するために必要な固化状態を速やかに実
現することが出来、また、昇温工程での付加圧力を小さ
くすることで樹脂のガラス転移温度を低くして比較的低
い温度で所望の昇温効果を得ることが出来、さらに、こ
れに続く降温工程において比較的中圧にすることで比較
的小さな成形収縮率を小さな残留応力で実現でき、結果
として高い形状精度を、必要最低限の成形時間で得るこ
とを可能にする。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の樹脂成形条件制御装置および
制御方法の一実施例について、図面を用いて説明する。
制御方法の一実施例について、図面を用いて説明する。
【００１５】図１は、本発明の樹脂成形条件制御装置を
アクリル樹脂に適用した一実施例を示す構成図である。
アクリル樹脂に適用した一実施例を示す構成図である。
【００１６】成形機の可動側プレート１を後退規制機構
（図示せず）によって規制し、固定側型板２と固定側金
型４ａの間に隙間ｄを生じさせると共に、型内シリンダ
３を作動させてパート面１０を閉じた状態で、射出ノズ
ル７から樹脂を射出し、スプル８、ランナ９を通じて固
定側金型４ａ、可動側金型４ｂ、固定側入れ子５ａおよ
び可動側入れ子５ｂによって構成したキャビティ６に導
入する。
（図示せず）によって規制し、固定側型板２と固定側金
型４ａの間に隙間ｄを生じさせると共に、型内シリンダ
３を作動させてパート面１０を閉じた状態で、射出ノズ
ル７から樹脂を射出し、スプル８、ランナ９を通じて固
定側金型４ａ、可動側金型４ｂ、固定側入れ子５ａおよ
び可動側入れ子５ｂによって構成したキャビティ６に導
入する。
【００１７】射出、保圧という充填過程を終了しゲート
シールを行った後は、コントローラ１１からの信号によ
って調整した油圧を油圧発生装置１２から供給して型締
めシリンダ１３を作動させ型締め力を発生させる。この
とき、固定側金型４ａと固定側入れ子５ａを摺動可能に
構成し、前述のように固定側型板８と固定側金型４ａの
間に隙間ｄを生じているのでキャビティ内の樹脂は容積
変化が可能であり、キャビティ内の樹脂に型締め力に応
じた圧力を有効に作用さることが出来、樹脂に３０〜２
００kgf/cm2の比較的低圧な第１の圧力、２００〜６０
０kgf/cm2の比較的中圧な第２の圧力、および６００〜
１４００kgf/cm2の比較的高圧な第３の圧力を含む任意
の圧力を予め設定したパターンに従って作用させること
を可能にする。
シールを行った後は、コントローラ１１からの信号によ
って調整した油圧を油圧発生装置１２から供給して型締
めシリンダ１３を作動させ型締め力を発生させる。この
とき、固定側金型４ａと固定側入れ子５ａを摺動可能に
構成し、前述のように固定側型板８と固定側金型４ａの
間に隙間ｄを生じているのでキャビティ内の樹脂は容積
変化が可能であり、キャビティ内の樹脂に型締め力に応
じた圧力を有効に作用さることが出来、樹脂に３０〜２
００kgf/cm2の比較的低圧な第１の圧力、２００〜６０
０kgf/cm2の比較的中圧な第２の圧力、および６００〜
１４００kgf/cm2の比較的高圧な第３の圧力を含む任意
の圧力を予め設定したパターンに従って作用させること
を可能にする。
【００１８】また、コントローラ１１からの信号で方向
制御弁Ｖ１，Ｖ２を操作して、熱媒体供給装置１４ａよ
り供給する９０度の熱媒体と、熱媒体供給装置１４ｂよ
り供給する１５０度の熱媒体を選択的に金型および入れ
子に設けた熱媒体路１５に供給することによって、金型
のキャビティ表面温度をアクリルの常圧でのガラス転移
温度１０５度よりも１５度低い９０度から４５度高い１
５０度の範囲で調整することが可能になる。
制御弁Ｖ１，Ｖ２を操作して、熱媒体供給装置１４ａよ
り供給する９０度の熱媒体と、熱媒体供給装置１４ｂよ
り供給する１５０度の熱媒体を選択的に金型および入れ
子に設けた熱媒体路１５に供給することによって、金型
のキャビティ表面温度をアクリルの常圧でのガラス転移
温度１０５度よりも１５度低い９０度から４５度高い１
５０度の範囲で調整することが可能になる。
【００１９】図２は、本発明の樹脂成形条件制御方法を
アクリル樹脂に適用した一実施例の温度制御パターンお
よび圧力制御パターン示すグラフであり、これは図１に
示した樹脂成形条件制御装置を用いて実現することが出
来る。
アクリル樹脂に適用した一実施例の温度制御パターンお
よび圧力制御パターン示すグラフであり、これは図１に
示した樹脂成形条件制御装置を用いて実現することが出
来る。
【００２０】図２（ａ）および（ｂ）において、横軸は
射出開始時点をｔ0として成形過程を示す時刻であり、
同図（ａ）の縦軸は温度で、実線は温度調節用の熱媒体
温度を、波線は金型のキャビティ表面温度を示し、同図
（ｂ）の縦軸は樹脂に付加する圧力を示す。
射出開始時点をｔ0として成形過程を示す時刻であり、
同図（ａ）の縦軸は温度で、実線は温度調節用の熱媒体
温度を、波線は金型のキャビティ表面温度を示し、同図
（ｂ）の縦軸は樹脂に付加する圧力を示す。
【００２１】まず射出開始時刻ｔ0において、図１の成
形機の可動側プレート１を後退規制機構（図示せず）に
よって規制し、固定側型板２と固定側金型４ａの間に隙
間ｄを生じさせると共に、型内シリンダ３を作動させて
パート面１０を閉じた状態にし、また、金型には前のサ
イクルの終段から引き続き温度Ｔ1＝９０度の熱媒体を
導入して温度Ｔ1に保持する。これは、図１に示した成
形条件制御装置においてコントローラ方向制御弁Ｖ1、
Ｖ2を操作することにより温度調節器１４ａ、熱媒体路
およびバルブＶ1、Ｖ2からなる閉ループを形成すること
で実現される。
形機の可動側プレート１を後退規制機構（図示せず）に
よって規制し、固定側型板２と固定側金型４ａの間に隙
間ｄを生じさせると共に、型内シリンダ３を作動させて
パート面１０を閉じた状態にし、また、金型には前のサ
イクルの終段から引き続き温度Ｔ1＝９０度の熱媒体を
導入して温度Ｔ1に保持する。これは、図１に示した成
形条件制御装置においてコントローラ方向制御弁Ｖ1、
Ｖ2を操作することにより温度調節器１４ａ、熱媒体路
およびバルブＶ1、Ｖ2からなる閉ループを形成すること
で実現される。
【００２２】この状態で射出ノズルから樹脂を射出しキ
ャビティ６に導入する。射出、および保圧という充填過
程では、型締めシリンダによる強制圧縮は行わず、樹脂
圧力は射出装置を源泉として与える。予めキャビティ容
積を隙間ｄにみあう分だけ拡大しているので、適正な量
の樹脂を充填するために特別に大きな圧力を必要とせ
ず、比較的小さな圧力Ｐ０＝２００kgf/cm2程度で充填
している。
ャビティ６に導入する。射出、および保圧という充填過
程では、型締めシリンダによる強制圧縮は行わず、樹脂
圧力は射出装置を源泉として与える。予めキャビティ容
積を隙間ｄにみあう分だけ拡大しているので、適正な量
の樹脂を充填するために特別に大きな圧力を必要とせ
ず、比較的小さな圧力Ｐ０＝２００kgf/cm2程度で充填
している。
【００２３】充填が完了した後時刻ｔ１でゲートシール
を行うと共に、コントローラ１１によって油圧発生装置
１２に信号を送り、型締めシリンダ１３を作動させて樹
脂を８００kgf/cm2の圧力で圧縮する。
を行うと共に、コントローラ１１によって油圧発生装置
１２に信号を送り、型締めシリンダ１３を作動させて樹
脂を８００kgf/cm2の圧力で圧縮する。
【００２４】このように、高い圧力を与えることでアク
リルのガラス転移温度は常圧における１０５度から１３
０程度にシフトし固化が促進され、より早い段階で樹脂
全域がほぼ固化状態になる。ただし、この状態は、樹脂
の部位によって冷却履歴が大きく異なることからおおき
な応力不均一を生じており、このまま取り出すと大きな
不均一収縮を生じてひけになる。
リルのガラス転移温度は常圧における１０５度から１３
０程度にシフトし固化が促進され、より早い段階で樹脂
全域がほぼ固化状態になる。ただし、この状態は、樹脂
の部位によって冷却履歴が大きく異なることからおおき
な応力不均一を生じており、このまま取り出すと大きな
不均一収縮を生じてひけになる。
【００２５】樹脂全域がほぼ固化状態になったとみなさ
れる時点ｔ２で方向制御弁Ｖ１，Ｖ２を操作して金型の
熱媒体路１５に導入する熱媒体を、熱媒体発生装置１４
ａから供給されるＴ１＝９０度の熱媒体から熱媒体発生
装置１４ｂから供給されるＴ２＝１５０度の熱媒体に切
り替えて、キャビティ表面の昇温を開始するとともに、
前述の手順で樹脂に付加する圧力を１００kgf/cm2に低
下させる。
れる時点ｔ２で方向制御弁Ｖ１，Ｖ２を操作して金型の
熱媒体路１５に導入する熱媒体を、熱媒体発生装置１４
ａから供給されるＴ１＝９０度の熱媒体から熱媒体発生
装置１４ｂから供給されるＴ２＝１５０度の熱媒体に切
り替えて、キャビティ表面の昇温を開始するとともに、
前述の手順で樹脂に付加する圧力を１００kgf/cm2に低
下させる。
【００２６】このように、低い圧力をあたえてアクリル
のガラス転移温度を常圧における１０５度に近い値まで
低下させることで、より早い段階で樹脂表層全域を軟
化、溶融することが出来る。樹脂表層の全域が軟化、溶
融した時点において、パスカルの原理によって均一な圧
力が作用して、ひけの要因となる前述の応力不均一を均
一化する。
のガラス転移温度を常圧における１０５度に近い値まで
低下させることで、より早い段階で樹脂表層全域を軟
化、溶融することが出来る。樹脂表層の全域が軟化、溶
融した時点において、パスカルの原理によって均一な圧
力が作用して、ひけの要因となる前述の応力不均一を均
一化する。
【００２７】樹脂表層全域が軟化、溶融したとみなされ
る時点ｔ３で金型の熱媒体路１５に導入する熱媒体を、
再び熱媒体発生装置１４ａから供給されるＴ１＝９０度
の熱媒体に切り替えてキャビティ表面の降温を開始する
と共に、樹脂に付加する圧力を５００kgf/cm2にする。
る時点ｔ３で金型の熱媒体路１５に導入する熱媒体を、
再び熱媒体発生装置１４ａから供給されるＴ１＝９０度
の熱媒体に切り替えてキャビティ表面の降温を開始する
と共に、樹脂に付加する圧力を５００kgf/cm2にする。
【００２８】樹脂が再び冷却されてガラス転移温度付近
になったときに形状が凍結されて、このときの比容積
と、常温常圧における比容積の比にもとづいて成形収縮
率が決定される。アクリルにおける粘弾性特性、比容積
の温度、圧力依存性を考慮すると、５００〜６００kgf/
cm2の加圧のもとで収縮率はほぼ零になり、金型形状に
忠実な製品形状が期待できる。また、圧力が過大である
と大きな内部歪を生じて樹脂物性の均一性、等方性をそ
こなうとともに後変形の要因にもなるので、特に精密成
形においては避けるべきである。
になったときに形状が凍結されて、このときの比容積
と、常温常圧における比容積の比にもとづいて成形収縮
率が決定される。アクリルにおける粘弾性特性、比容積
の温度、圧力依存性を考慮すると、５００〜６００kgf/
cm2の加圧のもとで収縮率はほぼ零になり、金型形状に
忠実な製品形状が期待できる。また、圧力が過大である
と大きな内部歪を生じて樹脂物性の均一性、等方性をそ
こなうとともに後変形の要因にもなるので、特に精密成
形においては避けるべきである。
【００２９】樹脂の全域が常圧でのガラス転移温度１０
５度よりも５〜１０度低い温度になって形状が安定した
とみなされる時点ｔ４で金型を開き、製品を取り出した
後、再び金型を閉じて次のサイクルに移行する。
５度よりも５〜１０度低い温度になって形状が安定した
とみなされる時点ｔ４で金型を開き、製品を取り出した
後、再び金型を閉じて次のサイクルに移行する。
【００３０】このような樹脂成形条件制御装置および制
御方法を用いると、初期冷却から昇温、降温という各工
程において樹脂物性に鑑みた適切な温度、圧力制御が可
能になる。
御方法を用いると、初期冷却から昇温、降温という各工
程において樹脂物性に鑑みた適切な温度、圧力制御が可
能になる。
【００３１】なお、アクリルに適用した本実施例におい
て、第１の熱媒体温度Ｔ１を９０度としたが、これは取
り出し時の樹脂温度の下限値をも規定するため、取り出
し後の形状安定を考慮すると、常圧におけるガラス転移
温度を上限として設定可能である。ただし、低すぎると
ガラス転移付近での均一性を損なって形状精度が悪くな
り、ガラス転移温度ぎりぎりの高温を用いると成形時間
が長くなるので、常圧でのガラス転移温度１０５度より
も２０〜５度低い８５〜１００度が適切である。
て、第１の熱媒体温度Ｔ１を９０度としたが、これは取
り出し時の樹脂温度の下限値をも規定するため、取り出
し後の形状安定を考慮すると、常圧におけるガラス転移
温度を上限として設定可能である。ただし、低すぎると
ガラス転移付近での均一性を損なって形状精度が悪くな
り、ガラス転移温度ぎりぎりの高温を用いると成形時間
が長くなるので、常圧でのガラス転移温度１０５度より
も２０〜５度低い８５〜１００度が適切である。
【００３２】また、第２の熱媒体温度Ｔ２を１５０度と
したが、昇温工程における付加圧力でのガラス転移温度
を下限として設定可能である。ただし、前記下限温度ぎ
りぎりに設定すると、樹脂表層全域を軟化させるために
長い時間を要し、また高すぎると過昇温となって後の降
温工程に長い時間を要すると共に再度固化する際の均一
性が悪くなりかえって形状が損なわれるので、付加圧力
でのガラス転移温度（本実施例の１００kgf/cm2におい
ては約１１０度）よりも１０〜６０度高い温度（同じ
く、１２０〜１８０度）が適切である。
したが、昇温工程における付加圧力でのガラス転移温度
を下限として設定可能である。ただし、前記下限温度ぎ
りぎりに設定すると、樹脂表層全域を軟化させるために
長い時間を要し、また高すぎると過昇温となって後の降
温工程に長い時間を要すると共に再度固化する際の均一
性が悪くなりかえって形状が損なわれるので、付加圧力
でのガラス転移温度（本実施例の１００kgf/cm2におい
ては約１１０度）よりも１０〜６０度高い温度（同じ
く、１２０〜１８０度）が適切である。
【００３３】さらに、本実施例においては昇温、降温の
ために熱媒体を用いたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、たとえば昇温手段として電熱ヒータ、誘導
加熱装置などを用いてもよい。
ために熱媒体を用いたが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、たとえば昇温手段として電熱ヒータ、誘導
加熱装置などを用いてもよい。
【００３４】また上述の所要温度は、樹脂としてアクリ
ルを用いた場合であって、異なる樹脂を用いた場合には
当然のことながら別の値となり、ガラス転移温度を起点
とした適正範囲も、粘弾性特性のガラス転移温度付近で
のカーブの様子によって僅かに異なる。ただし、我々の
検討によれば、前記適正範囲の違いは、ガラス転移温度
の絶対値の違いに比べて小さく、検討範囲の樹脂につい
て前記範囲で適用可能である。
ルを用いた場合であって、異なる樹脂を用いた場合には
当然のことながら別の値となり、ガラス転移温度を起点
とした適正範囲も、粘弾性特性のガラス転移温度付近で
のカーブの様子によって僅かに異なる。ただし、我々の
検討によれば、前記適正範囲の違いは、ガラス転移温度
の絶対値の違いに比べて小さく、検討範囲の樹脂につい
て前記範囲で適用可能である。
【００３５】樹脂に付加する圧力に関して、まず第１の
圧力Ｐ１を８００kgf/cm2としたが、これはガラス転移
温度を高くして固化を促進するという目的から６００kg
f/cm 2程度を下限としてで設定可能である。ただし、あ
まり高すぎると後の昇温過程で除去しきれないほどの内
部歪を生じ、また金型の構造設計上の問題（強度および
変形）も発生するので１４００kgf/cm2程度以下が適切
である。
圧力Ｐ１を８００kgf/cm2としたが、これはガラス転移
温度を高くして固化を促進するという目的から６００kg
f/cm 2程度を下限としてで設定可能である。ただし、あ
まり高すぎると後の昇温過程で除去しきれないほどの内
部歪を生じ、また金型の構造設計上の問題（強度および
変形）も発生するので１４００kgf/cm2程度以下が適切
である。
【００３６】第２の圧力Ｐ２を１００kgf/cm2とした
が、これは加圧によるガラス転移温度の上昇を防止し
て、樹脂を軟化、溶融するために必要な所要昇温温度あ
るいは所要昇温時間を短くする目的から２００kgf/cm2
程度を上限として設定可能である。ただし、余り低すぎ
ると金型形状の賦形が充分に行われないため、３０kgf/
cm 2程度以上が適切である。
が、これは加圧によるガラス転移温度の上昇を防止し
て、樹脂を軟化、溶融するために必要な所要昇温温度あ
るいは所要昇温時間を短くする目的から２００kgf/cm2
程度を上限として設定可能である。ただし、余り低すぎ
ると金型形状の賦形が充分に行われないため、３０kgf/
cm 2程度以上が適切である。
【００３７】第３の圧力Ｐ３を５００kgf/cm2としたの
は、アクリルのガラス転移温度付近の比容積が、この圧
力のもとでほぼ常温常圧の比容積と等しくなり、成形収
縮率がほぼ零になるためである。この圧力が高いほど残
留応力が大きくなる傾向にあるため６００kgf/cm2程度
を上限とするのが好ましく、また、特に均質性、等方性
が強く求められる光学レンズへの応用のような場合は、
この圧力Ｐ３を３００kgf/cm2程度に抑え、発生する成
形収縮についてはこれを予め金型形状に見込んでおくと
いった方法が考えられる。
は、アクリルのガラス転移温度付近の比容積が、この圧
力のもとでほぼ常温常圧の比容積と等しくなり、成形収
縮率がほぼ零になるためである。この圧力が高いほど残
留応力が大きくなる傾向にあるため６００kgf/cm2程度
を上限とするのが好ましく、また、特に均質性、等方性
が強く求められる光学レンズへの応用のような場合は、
この圧力Ｐ３を３００kgf/cm2程度に抑え、発生する成
形収縮についてはこれを予め金型形状に見込んでおくと
いった方法が考えられる。
【００３８】
【発明の効果】以上詳細に説明して明らかなように、本
発明の樹脂成形条件制御装置および制御方法によれば、
樹脂物性の温度、圧力依存性に鑑みた合理的な成形条件
制御が可能になり、ひけ、成形収縮および残留応力の小
さい高精度な成形を最低限のサイクルタイムで実現で
き、特にプラスチックレンズのように高い形状精度が必
要とされる場合有効である。
発明の樹脂成形条件制御装置および制御方法によれば、
樹脂物性の温度、圧力依存性に鑑みた合理的な成形条件
制御が可能になり、ひけ、成形収縮および残留応力の小
さい高精度な成形を最低限のサイクルタイムで実現で
き、特にプラスチックレンズのように高い形状精度が必
要とされる場合有効である。
【図１】本発明の樹脂成形条件制御装置の実施例の構成
を示す構成図
を示す構成図
【図２】（ａ）は、同実施例装置における温度制御パタ
ーン図 （ｂ）は、圧力制御パターン図
ーン図 （ｂ）は、圧力制御パターン図
１ 可動側プレート ２ 固定側型板 ３ 型内シリンダ ４ａ 固定側金型 ４ｂ 可動側金型 ５ａ 固定側入れ子 ５ｂ 可動側入れ子 ６ キャビティ ７ 射出ノズル ８ スプル ９ ランナ １０ パート面 １１ コントローラ １２ 油圧発生装置 １３ 型締めシリンダ １４ａ、１４ｂ 熱媒体供給装置 Ｖ1、Ｖ2 方向制御弁
Claims (2)
- 【請求項１】成形中の樹脂に対して、３０〜２００kgf/
cm2の比較的低圧な第１の圧力、２００〜６００kgf/cm2
の比較的中圧な第２の圧力、および６００〜１４００kg
f/cm2の比較的高圧な第３の圧力を含む少なくとも３つ
の異なる圧力を予め設定したパターンに従って作用させ
る圧力制御手段と、金型のキャビティ表面温度を、使用
樹脂の常圧でのガラス転移温度よりも５〜２０度低い第
１の温度と前記比較的低圧な第１の圧力でのガラス転移
温度よりも１０〜６０度高い第２の温度の間で、予め設
定したパターンに従って昇降温可能な温度制御手段とを
備えたことを特徴とする樹脂成形条件制御装置。 - 【請求項２】使用樹脂の常圧でのガラス転移温度よりも
５〜２０度低い温度に保持した金型内に樹脂を充填した
後、樹脂を６００〜１４００kgf/cm2の比較的高圧で加
圧し、次いで樹脂の全域がその加圧状態のもとでのガラ
ス転移温度付近にまで冷却された時点で樹脂への加圧を
３０〜２００kgf/cm2の比較的低圧にすると共に、それ
とほぼ連動して金型のキャビティ表面温度を前記比較的
低圧な圧力でのガラス転移温度よりも１０〜６０度高い
温度に昇温を開始し、さらにキャビティ表面のほぼ全域
が前記比較的低圧な圧力でのガラス転移温度よりも１０
〜６０度高くなって昇温が完了した時点で樹脂への加圧
を２００〜６００kgf/cm2の比較的中圧にすると共に、
それとほぼ連動して金型のキャビティ表面温度の降温を
開始して製品取り出し時には常圧でのガラス転移温度よ
りも５〜２０度低い温度にすることを特徴とする樹脂成
形条件制御方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223762A JPH0664016A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 樹脂成形条件制御装置および制御方法 |
| US08/104,560 US5399303A (en) | 1992-08-24 | 1993-08-11 | Method of controlling resin molding conditions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223762A JPH0664016A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 樹脂成形条件制御装置および制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0664016A true JPH0664016A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=16803318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4223762A Pending JPH0664016A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 樹脂成形条件制御装置および制御方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5399303A (ja) |
| JP (1) | JPH0664016A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001056505A (ja) * | 1999-06-11 | 2001-02-27 | Kuraray Co Ltd | 光学シート |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6170952B1 (en) | 1993-12-07 | 2001-01-09 | Neoptx, Inc. | Adherent corrective lenses and eyeglasses embodying the same |
| US5547619A (en) * | 1994-09-30 | 1996-08-20 | The Japan Steel Works, Ltd. | Toggle type injection molding process |
| US5840348A (en) * | 1995-09-15 | 1998-11-24 | Ultrapure Systems, Inc. | Automated carbon block molding machine and method |
| US6096576A (en) | 1997-09-02 | 2000-08-01 | Silicon Light Machines | Method of producing an electrical interface to an integrated circuit device having high density I/O count |
| US6287488B1 (en) * | 1998-02-02 | 2001-09-11 | Thomas J. Dougherty | Method for injection molding of high quality parts |
| US6290882B1 (en) | 1999-06-07 | 2001-09-18 | Galic Maus Ventures Llp | Reduced-knitline thermoplastic injection molding using multi-gated non-sequential-fill method and apparatus, with a heating phase and a cooling phase in each molding cycle |
| CN1254701C (zh) * | 1999-06-11 | 2006-05-03 | 可乐丽股份有限公司 | 光学片 |
| AUPR393001A0 (en) * | 2001-03-23 | 2001-04-26 | Sola International Holdings Ltd | Injection molding method |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0684031B2 (ja) * | 1984-08-16 | 1994-10-26 | 三菱マテリアル株式会社 | 射出成形方法 |
| US4836960A (en) * | 1987-10-05 | 1989-06-06 | Sola Usa, Inc. | Fabrication of thermoplastic optical components by injection/compression molding |
| JPH0729350B2 (ja) * | 1988-07-18 | 1995-04-05 | アイダエンジニアリング株式会社 | プレス加圧を伴う射出成形方法 |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP4223762A patent/JPH0664016A/ja active Pending
-
1993
- 1993-08-11 US US08/104,560 patent/US5399303A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001056505A (ja) * | 1999-06-11 | 2001-02-27 | Kuraray Co Ltd | 光学シート |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5399303A (en) | 1995-03-21 |
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