JPH08318547A - 射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ２頭の射出ユニットを有する射出成形機を用
いることにより、追加装置を必要とせず、射出ユニット
の簡単な動作制御のみで成形品のウェルドラインを強化
する射出成形方法を提供する。 【構成】 ２つの射出ユニット１０、２０を備えた射出
成形機と、各射出ユニット１０、２０に対応する位置に
それぞれゲート３４を介してキャビティ３５につながる
２つのスプルー３３を有する金型３０とを用い、各射出
ユニット１０、２０から溶融樹脂を射出する。溶融樹脂
を射出した後、冷却固化するまでの間に、各射出ユニッ
ト１０、２０の射出動作およびサックバック動作を、互
いに逆の動作となるように交互に繰り返す。キャビティ
３５内の溶融樹脂が冷却固化したら、固化した樹脂を金
型３０から取り出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１つのキャビティに対
して２つのスプルーを有する金型で射出成形する場合の
射出成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形において、溶融樹脂が金型のキ
ャビティの各部に十分に行き渡るようにするために、複
数のゲートを有する金型を用いることが行われている。
すなわち、例えば図３に示すように、キャビティ１３５
の両端部にゲート１３４が位置するように分岐したラン
ナー１３６を形成した金型１３０を用い、射出ユニット
１１０のノズル１１３から射出された溶融樹脂を、分岐
させてキャビティ１３５の両端部より充填している。

【０００３】上述のように１つのキャビティ１３５に対
して複数のゲート１３４を有する金型１３０で射出成形
すると、キャビティ１３０内において、各ゲート１３４
からの溶融樹脂の合流部にウェルドラインが発生する。
ウェルドラインは、成形品の外観上好ましくないばかり
でなく、成形品の強度を低下させることにもなる。特
に、樹脂に炭素繊維やガラス繊維等の強化材をさせた場
合には、強化材はウェルドラインに沿って一方向に配向
するので、ウェルドラインでの成形品の強度の低下は著
しい。そこで、このウェルドラインを強化する方法の一
例として、スコリム成形が知られている。

【０００４】ここで、スコリム成形について図４を参照
して説明する。図４は、スコリム成形装置の要部概略断
面図である。

【０００５】スコリム成形では、図４に示すように、金
型１７０と射出ユニット１５０との間に、追加装置であ
るスコリムユニット１６０が配置される。スコリムユニ
ット１６０は、溶融樹脂の通路として、射出ユニット１
５０のノズル１５３と接合する主通路１６１ａと、主通
路１６１ａから２つに分岐し、それぞれ金型１７０の各
ゲート１７４とつながる分岐通路１６１ｂとを有する。
また、分岐通路１６１ｂの中間部にはそれぞれピストン
１６２が配置され、各ピストン１６２を進退させること
で、それぞれの分岐通路１６１ｂ内の容積を変化させる
構造となっている。

【０００６】射出ユニット１５０から溶融樹脂を射出
後、各ピストン１６２を交互に進退させると、各分岐通
路１６１ｂの溶融樹脂が一方では前進し他方では後退す
るので、金型１７０のキャビティ１７５内の溶融樹脂は
強制的に揺動される。これにより、溶融樹脂の合流部で
の配向が乱れ、結果的にウェルドラインが強化される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スコリ
ム成形では、射出ユニットと金型の他にスコリムユニッ
トを必要とするが、このスコリムユニットは、１つのキ
ャビティに対してゲートが１つの金型による成形や、特
にウェルドラインの強化を図らなくてもよい成形では必
要のないものである。すなわちスコリムユニットは専用
機的な要素の強いもので、成形品の切替えの際には、金
型の他にスコリムユニットを着脱する作業も加わり、装
置の稼動率が低下してしまうという問題点があった。

【０００８】さらに、スコリムユニットを使用する場合
には射出成形機の動作に対応してスコリムユニットのシ
リンダ動作を制御しなければならないので、スコリム成
形が可能な射出成形機とするためにはスコリムユニット
の制御も考慮しなければならず、結果的に制御シーケン
スが複雑なものとなってしまう。

【０００９】そこで本発明は、２頭の射出ユニットを有
する射出成形機を用いることにより、追加装置を必要と
せず、射出ユニットの簡単な動作制御のみで成形品のウ
ェルドラインを強化することのできる射出成形方法を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の射出成形方法は、２つのスプルーを有するキャ
ビティが形成された金型に溶融樹脂を射出し、前記溶融
樹脂を冷却固化した後、前記冷却固化した樹脂を金型か
ら取り出す射出成形方法において、２頭の射出ユニット
が前記２つのスプルーの位置に対応して配設された射出
成形機を用い、前記２頭の射出ユニットから前記金型に
同時あるいは時間差をおいて溶融樹脂を射出し、前記溶
融樹脂の射出後から冷却固化するまでの間に、前記２頭
の射出ユニットの射出動作およびサックバック動作を、
互いに逆の動作となるように交互に繰返し行うことを特
徴とする。

【００１１】また、前記２頭の射出ユニットの射出動作
およびサックバック動作を、前記溶融樹脂が合流するタ
イミングから開始してもよいし、前記溶融樹脂として、
繊維状の強化材を含むものを用いてもよい。

【００１２】

【作用】上記のとおり構成された本発明の射出成形方法
では、各射出ユニットから金型に射出された溶融樹脂
は、それぞれ各スプルーを介してキャビティに充填され
る。次いで、溶融樹脂の射出後から冷却固化するまでの
間に、各射出ユニットの射出動作およびサックバック動
作を、互いに逆の動作となるように交互に繰り返すこと
で、キャビティに充填された溶融樹脂は強制的に揺動さ
れる。これにより、キャビティ内では、充填された溶融
樹脂の合流部付近において、溶融樹脂の配向が乱れる。
この状態で溶融樹脂は冷却されるので、溶融樹脂は配向
が乱れたまま冷却される。従って、冷却固化した樹脂を
金型から取り出すことにより、得られた成形品は、合流
部での強度が低下していない。上記各射出ユニットの射
出動作およびサックバック動作は、溶融樹脂が合流する
タイミングから開始すれば、より効果的に溶融樹脂の配
向が乱れる。

【００１３】特に、溶融樹脂として、繊維状の強化材を
含むものを用いた場合には、キャビティに充填された溶
融樹脂の謡動により、合流部において強化材は互いに絡
み合う状態で配向が乱れる。

【００１４】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１５】図１は、本発明の射出成形方法に用いられ
る射出成形機の要部および金型の一例の断面図である。

【００１６】図１に示すように、本実施例に用いられる
射出成形機は、スクリュ式のいわゆる２頭射出成形機と
呼ばれるもので、互いに平行に配置された第１の射出ユ
ニット１０および第２の射出ユニット２０を備えてい
る。第１の射出ユニット１０は、溶融樹脂の混練および
射出等を行うためのスクリュ１２が内蔵された加熱シリ
ンダ１１を有し、その先端にはノズル１３が取り付けら
れている。第２の射出ユニット２０も、第１の射出ユニ
ット１０と同様に、加熱シリンダ２１、スクリュ２２、
およびノズル２３を有する。各射出ユニット１０、２０
からは、ともに同じ樹脂が射出される。

【００１７】この射出成形機の詳細な構成については、
通常の２頭射出成形機と同様であるので、その説明は省
略する。また、ここでは射出手段としてスクリュを有す
る射出成形機を用いた例を示したが、これに限らず、射
出手段としてプランジャを有するプランジャ式の射出成
形機を用いてもよい。

【００１８】一方、金型３０は可動型３１と固定型３２
とからなり、固定型３２には、それぞれ各射出ユニット
１０、２０のノズル１３、２３の位置に対応して、各ノ
ズル１３、２３に接合されて先端がキャビティ３５に直
接つながるスプルー３３が設けられている。これら各ス
プルー３３の先端すなわちゲート３４は、それぞれキャ
ビティ３５の両端部に位置している。

【００１９】次に、本実施例の射出成形機の動作につい
て、図１および図２を参照しつつ説明する。図２は、図
１に示した射出ユニット１０、２０の、計量工程後の動
作の一例を説明するための図である。図２において、横
軸は時間の経過、縦軸はスクリュ１２、２２の位置を示
し、さらに、スクリュ１２、２２の位置については、ス
クリュ１２、２２が前進する方向を上向きで示してい
る。

【００２０】まず、金型３０を閉じた状態で、各射出ユ
ニット１０、２０の加熱シリンダ１１、２１内に樹脂を
供給し、スクリュ１２、２２の回転により、樹脂を混練
しつつ加熱シリンダ１１、２１の先端部に送る。これに
より樹脂は、加熱シリンダ１１、２１により加熱される
とともに混練作用により発生する熱により、溶融状態と
なる。加熱シリンダ１１、２１の先端部に溶融樹脂が送
られるにつれ、その反力によってスクリュ１２、２２が
後方に押し戻される。

【００２１】スクリュ１２、２２が所定の位置まで後退
したら、スクリュ１２、２２の回転を停止させる。これ
により、溶融樹脂の射出量が決められる（計量）。な
お、図２において、計量が終了した時点のスクリュ１
２、２２の位置を基準位置（０）とする。計量後、各射
出ユニット１０、２０のスクリュ１２、２２を前進さ
せ、それぞれが接合しているスプルー３３を介してキャ
ビティ３５内に溶融樹脂を同時に射出する。

【００２２】各射出ユニット１０、２０から射出された
溶融樹脂は、キャビティ３５の中央部付近で合流するこ
とになるが、その直前に、第１の射出ユニット１０のス
クリュ１２を、射出完了時の位置よりも後退した位置で
あるが基準位置よりも前進した位置まで後退させる（以
下、「弱射出」という。）すなわち、第１の射出ユニッ
ト１０による樹脂圧力を弱くする。それから所定時間ｔ
の経過後すなわち溶融樹脂が合流するタイミングで、第
１の射出ユニット１０のスクリュ１２の位置はそのまま
で、第２の射出ユニット２０のスクリュ２２を、基準位
置に対して後退させる（以下、「サックバック」とい
う）。このときの、第２の射出ユニット２０のスクリュ
２２の後退量は、第１の射出ユニット１０のスクリュ１
２の基準位置に対する前進量と等しい。

【００２３】次いで、第１の射出ユニット１０によりサ
ックバックを行うと同時に、第２の射出ユニット２０に
より弱射出を行い、以降、このサックバックと弱射出と
を交互に繰り返す。サックバックおよび弱射出の繰返し
回数は、成形に用いられる樹脂に応じて決める。なお、
上述した第１の射出ユニット１０の動作と第２の射出ユ
ニット２０の動作とは、逆にしても上述した作用には変
わりはない。

【００２４】このように、各射出ユニット１０、２０の
スクリュ１２、２２を交互に進退させることで、キャビ
ティ３５内の溶融樹脂が強制的に揺動される。従って、
溶融樹脂の配向が乱れ、どの位置においても成形品の強
度が均一な状態となる。特に、樹脂中にガラス繊維や炭
素繊維等の強化材を含む場合には、この強化材が溶融樹
脂の合流部において絡み合い、一方向に配向しなくなる
ので、合流部における強度の低下が防止される。すなわ
ち、金型３０のキャビティ３５内での溶融樹脂の挙動
は、従来のスコリム成形と同様であるが、本発明におい
ては、この溶融樹脂の挙動を２頭射出成形機の各射出ユ
ニット１０、２０の射出動作およびサックバック動作の
繰り返しにより与え ている。

【００２５】サックバックおよび弱射出を所定の回数だ
け繰り返したら、両射出ユニット１０、２０により保圧
を行う。保圧後、金型３０内の樹脂を冷却し、金型３０
を開いて成形品を取り出す。ゲート３４はキャビテ３５
ィの両端部に位置しているので、保圧はキャビティ３５
の両端部に作用し、その結果、成形品内の残留応力勾配
が少なく、そりの少ない成形品が得られる。

【００２６】以上説明したように、従来のスコリム成形
で用いられるスコリムユニットのような追加装置を使用
することなく、射出ユニット１０、２０の動作シーケン
スを変えるのみでウェルドラインの強化を図ることがで
きるので、追加装置の着脱作業が必要なく、しかも射出
成形機の制御および構造も簡単なものとなり、ひいては
成形品のコストダウンが達成される。

【００２７】また、２頭射出成形機は、動作モードを変
更するだけで、本実施例で説明した成形の他に、本来の
２頭射出成形機の動作による、２色成形、サンドイッチ
成形、あるいはツイン成形も可能である。加えて、２頭
射出成形機の動作を、第１の射出ユニット１０あるいは
第２の射出ユニット２０のいずれか一方のみとすれば、
図３に示したような１頭のみの標準成形も可能である。
従って、各種の射出成形に対して汎用性があり、射出成
形機を有効に活用することができるので、射出成形機の
稼動率も上る。

【００２８】本実施例では、金型３０への溶融樹脂の射
出を、２つの射出ユニット１０、２０で同時に行った例
を示したが、いずれか一方で射出を行い、時間差をおい
て他方で射出を行ってもよい。時間差をおいて溶融樹脂
を射出することにより、溶融樹脂の合流部の位置を制御
し、例えば、ウェルドラインの位置を目立たない位置に
もってくることができる。また、保圧についても、本実
施例では両射出ユニット１０、２０で行った例を示した
が、いずれか一方でのみ行ってもよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。

【００３０】本発明の射出成形方法は、２頭の射出ユニ
ットによる金型への溶融樹脂の射出後から冷却固化する
までの間に、各射出ユニットの射出動作およびサックバ
ック動作を、互いに逆の動作となるように交互に繰り返
すことで、キャビティ内の溶融樹脂の配向が乱れるの
で、溶融樹脂の合流部での成形品の強度の低下を防止す
ることができる。各射出ユニットの射出動作およびサッ
クバック動作は溶融樹脂が合流するタイミングから開始
すれば、より効果的に溶融樹脂の配向を乱すことができ
る。上述した効果は、溶融樹脂として、繊維状の強化材
を含むものを用いた場合に、特に顕著に表れる。

【００３１】また、この射出成形方法は、従来の２頭の
射出成形機と、各射出ユニットにつながるスプルーを有
する金型とを用い、射出成形機の動作制御を変えるだけ
で容易に実現することができる。さらに、この射出成形
方法の実施に用いられる射出成形機は、本発明の成形方
法のみならず他の成形にも使用可能で、汎用性もあるの
で、射出成形機の可動率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形方法に用いられる射出成形機
の要部および金型の一例の断面図である。

【図２】図１に示した射出ユニットの、計量工程後の動
作の一例を説明するための図である。

【図３】複数のゲートを有する金型を用いた従来の射出
成形方法を説明するための、金型および射出ユニットの
断面図である。

【図４】スコリム成形装置の要部概略断面図である。

【符号の説明】

１０ 第１の射出ユニット １１、２１ 加熱シリンダ １２、２２ スクリュ １３、２３ ノズル ２０ 第２の射出ユニット ３０ 金型 ３１ 固定型 ３２ 可動型 ３３ スプルー ３４ ゲート ３５ キャビティ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つのスプルー（３３、３３）を有する
   キャビティ（３５）が形成された金型（３０）に溶融樹
   脂を射出し、前記溶融樹脂を冷却固化した後、前記冷却
   固化した樹脂を金型（３０）から取り出す射出成形方法
   において、 ２頭の射出ユニット（１０、２０）が前記２つのスプル
   ー（３３、３３）の位置に対応して配設された射出成形
   機を用い、 前記２頭の射出ユニット（１０、２０）から前記金型に
   同時あるいは時間差をおいて溶融樹脂を射出し、 前記溶融樹脂の射出後から冷却固化するまでの間に、前
   記２頭の射出ユニット（１０、２０）の射出動作および
   サックバック動作を、互いに逆の動作となるように交互
   に繰返し行うことを特徴とする射出成形方法。
2. 【請求項２】 前記２頭の射出ユニット（１０、２０）
   の射出動作およびサックバック動作を、前記溶融樹脂が
   合流するタイミングから開始する請求項１に記載の射出
   成形方法。
3. 【請求項３】 前記溶融樹脂として、繊維状の強化材を
   含むものを用いる請求項１または２に記載の射出成形方
   法。