JPH07100336B2 - 厚肉製品成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は射出成形機の厚肉製品成形方法に係り、特に射
出工程における溶融材料の金型内への充填に際し、スク
リュを後退限から前進させるに当り、スクリュを回転さ
せながら前進させ、スクリュ回転を多段に変化させ、か
つ射出速度を多段に変化させるようプログラム可能な射
出成形機の厚肉製品の成形方法に関する。

〈従来技術〉 この種の厚肉製品成形方法は、スクリュの前進限でスク
リュを回転させ、溶融材料を金型内へ押出し、充満さ
せ、ショートストロークの射出（保圧）により、成形品
のヒケ防止および寸法精度の確保を行う方法、あるい
は、スクリュを計量限まで後退させ、その位置でスクリ
ュ回転を行い、射出量の不足分だけ金型内に材料を押出
した後、スクリュを前進させ射出充填を行う成形方法が
ある。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら前述の方法は、前者においてはスクリュ回
転による金型内への材料樹脂の充填速度が、スクリュの
前進による射出速度と比べ低く、金型内へ充填された材
料が低温度の金型壁面に触れ、流動性が悪くなる。その
ためウエルドマークやフローマークが発生する。これ等
のウエルドマーク等は型温度を高くしたり、スクリュ回
転を高くすれば材料の流動性は良くなり、ある程度改善
されるが、冷却時間が長くなって成形サイクルが延びる
こと、スクリュ回転を高くすれば、材料、特に塩ビ等の
ように熱分解しやすい樹脂はオーバーヒートのため熱劣
化してしまう。また、金型内を充満するのに時間が掛
り、保圧射出に移る際、ゲート付近の材料樹脂の固化が
進み、保圧射出が十分に金型キャビティの末端に働かな
いのでヒケが発生しやすいという欠点がある。

後者の場合は、スクリュ回転から射出動作（スクリュ前
進動作）に移る際、金型内に充填された材料樹脂の流れ
が一瞬止まる状態となって、その部分にフローマークが
発生し、レンズ等の成形ではレンズの光学特性が著しく
低下する。またスクリュが後退した位置で回転するた
め、実質的に有効スクリュ長が短くなり、吐出量の低下
および材料の溶融が不足するという不具合が発生する。
またスクリュ回転により金型内に注入（押出された）さ
れた材料樹脂は低速で入り込み、スキン層が厚くなって
いるところに、高温のスクリュ前進動作による射出速度
の速い材料樹脂が充填されるため、先のスクリュ回転に
より注入された材料樹脂との結合性が悪く、成形品の強
度不良の原因となる。

本発明の目的は前述のような従来方法にある欠点を取除
き、均質で光学特性の優れた肉厚製品を成形する方法を
提供することにある。

〈問題点を解決するための手段〉 前述の目的を達成するため本発明においては計量された
材料をキャビティ内に充填するべくスクリュを後退限か
ら前進させるに際し、スクリュを回転させながら前進さ
せ、前進スクリュの回転を多段に変化させるようにプロ
グラムが可能とし、充填工程中の射出速度も多段に変化
させるようにプログラム可能な射出成形機の厚肉製品成
形方法とした。

〈作用〉 前述のような成形方法としたので、ウエルドマークやフ
ローマークの発生が無く、均質で光学特性の優れた厚肉
製品が成形される。

〈実施例〉 次に第１図により本発明の１実施例を説明すると、１は
射出成形機を示し、加熱シリンダ２の内径部にスクリュ
３が挿入されており、射出シリンダ４により軸方向に射
出ストロークＳだけ進退するようになっている。また油
圧モータ５により回転可能となている。６は固定プレー
トで固定金型７が取付られている。８は移動プレートで
移動金型９が取付られており、型締シリンダ10により、
進退し、型締時には両金型７および９が当接し、キャビ
ティ11を形成するようになっている。12はスクリュの位
置を検出する位置検出装置でスクリュ３が射出ストロー
クＳを移動する間、常にその位置を検知するようになっ
ている。13ないし16は位置設定装置で射出ストロークＳ
間の任意の位置を設定することが出来、前記位置検出装
置12が検出した検出値と位置設定装置13ないし16に設定
した値とを比較器17ないし20が夫々比較し、検出値と設
定値が一致したとき、一致信号を発するようになってい
る。21a〜24a及び21b〜24bは夫々、射出速度、スクリュ
回転数を設定する設定器で任意の値に設定することが出
来るようになっている。従って、例えば射出ストローク
Ｓ中の位置設定装置13に設定した位置をスクリュ３が通
過したとき、設定器21aに設定したスクリュ移動速度
（射出速度）又は、21bに設定したスクリュ回転数とな
るようになっている。25a及び25bは信号切換装置で前記
設定器21a〜24a及び21b〜24bからの信号を切換え、後述
する電磁流量制御弁に作用させるもので、先に受けた信
号を次の信号が受け取るまでは発信し続けるようになっ
ている。26および27は電磁流量制御弁で、前者は射出シ
リンダ４へ作用する圧油の流量制御をするもので、スク
リュ３の射出速度を制御するようになっている。また後
者は油圧モータ４へ作用する圧油の流量を制御するもの
で、スクリュ３の回転数を制御するようになっている。

〈作用効果〉 前述のような構成となっているので、計量された材料樹
脂を射出すると同時にスクリュ回転を行い、スクリュ回
転によるキャビティ内へ材料の注入に加え、射出動作に
よる高速の材料充填が行われる。更に射出速度、スクリ
ュ回転数を多段にプログラム制御することが出来るので
成形品に適したキャビティ内の充填速度が得られ、当初
に掲げたウエルドマーク、フローマークが解消される。

ここで前述の実施例では、スクリュ回転数の設定、およ
び射出速度の設定は、４個所となっているが実施例のよ
うに４個所とは限らず、任意の数に設定することが出来
る。またスクリュの位置に変えて、時間で制御すること
も勿論可能である。

〈テスト〉 本発明による成形方法でテストした結果を下記に示す。
型締力650ton、最大射出量2000gの成形機により第２図
に示すような製品重量4000gの成形品を成形したところ
ウエルドマーク、フローマークの無い光学特性の一層優
れた厚肉製品が得られた。

なお、射出速度とスクリュ位置、スクリュ回転数とスク
リュ位置の関係は第３図に示すような関係となり、射出
ストロークＳをスクリュが前進する際、第２図に示す製
品の厚肉部（中）部分を充填するときはスクリュ回転数
を最大回転数の25％とし、スクリュL/Dが短かいので低
回転として材料への熱量を確保するようにした。次いで
厚肉部（大）および厚肉部の充填はスクリュ回転数を高
くし、高吐出量を写え、材料が充分にキャビティ内に行
き亘るようにする。次に、保圧切換位置となる手前で、
保圧位置の精度を良くするため、スクリュ回転数を低下
させるとともに、射出速度も低下させ慣性を小さくし
て、予め定められた保圧切換位置で充填から保圧に正確
に切換るようにした。

〈本発明の効果〉 本発明によれば下記のような効果が有る。

（１）金型キャビティの材料樹脂の充填速度が速く、か
つ速度が自由に設定が可能なため、複雑な形状の厚肉製
品もウエルドマークや、フローマークが無く成形不良が
解消される。

（２）金型キャビティ内の材料樹脂は、スクリュ回転に
よる注入と、射出による充填とによる樹脂の結合部がな
く、成形品は均質となり、強度上の不良が解消される。

（３）スクリュ回転数を高くする必要がなく、塩ビのよ
うな分解しやすい材料に対応が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による１実施例を示す図。第２図は本発
明の方法によりテスト成形した製品の図。第３図はテス
ト成形時の射出速度、スクリュ位置の関係を示すグラ
フ。 ３……スクリュ、４……射出シリンダ、５……油圧モー
タ、13〜16……位置設定装置、17〜20……比較器、21a
〜24a,21b〜24b……設定器、25a,25b……信号切換装
置、26,27……電磁流量制御弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】計量された材料をキャビティ内に充填する
   べくスクリュを後退位置から前進させるに際し、スクリ
   ュを回転させながら前進させるとともに、前記スクリュ
   の回転を多段に変化させ、かつ前進中のスクリュ速度
   （射出速度）をも多段に変化させるようにプログラム可
   能とした射出成形機の厚肉製品成形方法。