JPS63170013A - 精密射出圧縮成形機 - 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 最近プラスチックの射出成形で、レンズや光デイスク基
板などサブミクロン単位の厳しい形状精度が要求される
ものが作られる様になって来た。

本発明は、これら成形品の形状精度を向上させ得る射出
圧縮動作が可能な精密射出圧縮成形機に関するものであ
る。

従来の技術 従来は、精密成形品になればなる程、金型を高圧力で型
締めして、射出ノズル部より溶融樹脂を射出して金型内
が溶融樹脂で満された直後に更に金型が開かない程度の
保圧と呼ばれる高圧力を付与して、出来るだけ金型形状
に忠実な成形品を得ようとする成形法が一般的であった
。この場合、保圧力は型締め圧力以下に設定して金型が
開かない様な条件で成形を行う必要がある。

従ってこの方法では、射出圧力を高くして溶融状態で金
型内に存在する樹脂の比容積を、常温状態の比容積に近
づける程冷却時に発生する収縮率が小さくなり金型形状
に近い成形が可能となる。

発明が解決しようとする問題点 ところが、この条件を実際に達成しようとすれば金型や
成形機が機械的に歪んで変形しない様に剛性を高くしな
ければならず、巨大な金型や非常に大きな成形システム
になってしまうことが多かった。

問題点を解決するための手段 本発明によれば、従来例とは全く逆の発想に立つもので
、成形機のある意図した部分に剛性が小さく比較的小さ
な応力で弾性変形する部材を使用するもので、具体的に
は射出成形機のタイバーを射出圧力に負けて伸びる様に
設計するもので、射出工程中に金型の寸開きを行ない射
出完了後はただちにタイバーの伸びが回復して金型内の
溶融樹脂を圧縮し、金型に出来るだけ忠実な成形品を得
ようとするものである。

作用 ここで射出成形の各工程中のタイバーの挙動に関して順
を追って説明する。

通常の射出成形機は３〜４本のタイバーを有し、実際に
ダイプレートを完全に平行に取付けてすべてのタイバー
が一次型締め時に全く同じ伸びを生じさせることは難し
かった。

実施例 以下本発明の一実施例について、図面を用いて説明する
。

本発明の様に２段階の弾性率を有するタイバーを使えば
、−次型締めが第３図の応カー歪直線で弾性率の小さな
タイバーが伸びるａの領域で行なわれる。このためにた
とえ型締め時に４本のタイバーの伸びが各々異っていて
も、応力差いいかえれば圧縮圧力がそれ程大きく異るこ
とはなく比較的４本共均等の圧力を発生することができ
、その結果としてダイプレートの四隅に比較的均一な圧
力を作用させて型締めが出来る。

次に、金型内に樹脂が充てんされて金型がこの射出圧力
に負けて開く段階では、タイバーの応力や歪は共に第３
図すで示した領域に入り、今度は小さな伸びであっても
大きな応力を蓄えることが可能となる。

つまり、弾性率の大きなタイバーの方に蓄えられた伸び
のエネルギーが射出の完了時点から、キャビティーの圧
縮力として働く。

この圧縮力は射出工程完了後間髪を入れずに作用し変位
いいかえれば圧縮ストロークと共に圧力をタイバーの弾
性率で決る大きさで減じながらキャビティー内の樹脂に
圧縮力が作用する理想的な圧縮成形が達成される。

次に、本発明の構成を有する射出成形機を光デイスク基
板の成形に応用した場合の実施例を示す。

一般に成形機のダイプレートの平行度は余り期待できづ
いくら調整をしても数１０ミクロンの平行度のズレが生
じるのが一般的である。そのために射出完了後の圧縮動
作をタイバーの伸びで行なおうとする場合に、４本のタ
イバーがいずれも同じ長さだけ伸びて、その弾性回復に
よりタイバーの四隅に同じ大きさの圧縮力が作用する様
にしなければ金型を常に平行に保ちながら圧縮すること
はできない。

本発明はこの点に工夫を加え第１図に概念図で示した射
出成形機のタイバ一部分８を第２図に示した様に２重構
造とするものである。

まず、射出に先立ち一次型締めを行なうがこの場合の圧
力は油圧シリンダー１が作動し固定盤１゜と６にそれぞ
れ両端を固定された弾性率の小さいタイバー１２がΔＩ
Ｉだけ伸びて発注させる。この時点から今度は弾性率の
小さなタイバー１２の圧縮動作開始点調整器１４が弾性
率の大きなストッパー１５に接触する。

つまり射出工程に移る段階で射出ユニット９によりキャ
ビティー１６内に発生する高い圧力を弾性率の小さなタ
イバー１２と弾性率の大きなタイバー１１の２本で受け
ることになり、見かけ上の弾性率が太き（なる。

また、この弾性率の変曲点はタイバー１２とタイバー１
１にそれぞれに取り付けた圧縮動作開始点調整器１４と
ストッパー１５でギャップΔｌ、を調整することにより
自由に設定することができる。

次に、実際に直径１３０印、厚さ１．２寵の光デイスク
基板を成形する場合のタイバーの挙動を中心にして順次
説明する。

タイバー１２は１０トンの荷重で１００ミクロン伸びる
タイバーを使用し、第１次型締めを３トンで行なう。

この時点で成形機に取り付けた４本のタイバーの圧縮動
作開始調整器１４とストッパー１５はそれぞれΔ１．が
零になる様に設定しておく。つづいてノズル部より３２
０°Ｃの溶融ポリカーボネート樹脂を２４０ｋｇ／ｃｎ
ｔの圧力で射出して金型を３０ミクロン開かせる。

第４図では射出の２次圧力のために移動側金型４と固定
側金型５がΔＬ（実施例では３０ミクロン）開いた状態
を示している。

つまり、この状態は射出エネルギーがタイバー１１と１
２の伸びという形で蓄えられた訳である。

その後、ゲートシールが完了してキャビティー内で成形
したディスクの冷却が進行するにつれて、間髪を入れず
に移動金型４と固定金型５の間に圧縮力が作用して理想
的な成形が達成される。

その結果溝巾０．８ミクロン、溝深さ０．０１ミクロン
のスパイラル状の溝を有する光ディスクの複屈折率はデ
ィスクの記録領域で１２ｎｍ以下であり、溝深さも内周
から外周に亘って０．０９８〜０．０９９ミクロンでき
わめて転写性の良いディスク基板の成形が可能であった
。

発明の効果 以上述べた様に本発明のもっとも特徴とするところは見
かけ上の伸び弾性率が、ある一定の歪量を越えた時点か
ら急激に大きな弾性率に変化するタイバーを有すること
を特徴とする射出成形機に関するものである。

そのために、少々グイプレー　トや金型の平行度が悪く
てもキャビティーの平行度を保ちながらキャビティーに
圧縮力を作用させることが可能となり、光ディスクやレ
ンズの様にサブミクロン単位の精度が求められる精密成
形も可能となる。

また、タイバーの弾性率やその変曲点を自由に設定する
ことができるので、厚さや必要な収縮量が異る成形品で
あってもタイバー１１や工２の弾性率や太さを選ぶこと
により任意の圧縮力や金型開き量に対応できる。したが
って本発明の構造を有する射出成形機は構造がきわめて
単純で、複雑で高価な型締めのための油圧制御回路が必
要でないので信頼性の高い常に安定した成形が可能であ
る。

また成形機を構成する部材も鋼材に限るものではなく、
例えば、タイバー１２には弾性率が小さく弾性変形限界
値が大きいプラスチック材料を使用することも可能であ
る。

つまり、射出成形機のタイバーを中空構造として、その
中空部分に外側のパイプ状タイバーよりも弾性率の小さ
いもう一本の部材を組み込んだ２重構造としてタイバー
の伸びがある一定量を越えた時点から急激に大きな弾性
率に変化することを特徴としたタイバーを使用して成形
時に射出ユニット部より金型に伝達される高圧力エネル
ギーをタイバーの伸びという型で蓄えて、金型内の溶融
樹脂の冷却固化時の樹脂の冷却収縮に伴い圧縮力を作用
させる射出圧縮成形機は、レンズや光デイスク基板の様
にミクロン単位の成形精度が要求される精密成形にきわ
めて効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は射出成形機の概念図、第２図はタイバー構造の
詳細を示す構成図、第３図はタイバーの伸びと応力の関
係を示す説明図、第４図は射出の２次圧で金型が寸開き
した状態を示す構成図であり る。 １・・・・・・圧縮用モーター、２・・・・・・型締め
用スパイラル状ネジ、３・・・・・・可動グイプレート
、４・・・・・・可動側金型、５・・・・・・固定側金
型、６・・・・・・前方グイプレート、７・・・・・・
金型キャビティー、８・・・・・・タイバー、９・・・
・・・射出ノズル、１０・・・・・・後方固定盤、１１
・・・・・・弾性率の大きなタイバー、１２・・・・・
・弾性率の小さなタイバー、１３・・・・・・タイバー
−の自由端、１４・・・・・・内側圧縮動作開始点調整
器、１５・・・・・・ストッパー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 射出成形機のタイバーを中空構造として、その中空部分
   に外側のパイプ状タイバーよりも弾性率の小さいもう一
   本の部材を組み込んだ２重構造としてタイバーの伸びが
   ある一定量を越えた時点から急激に大きな弾性率に変化
   することを特徴としたタイバーを使用して、成形時に射
   出ユニット部より金型に伝達される高圧力エネルギーを
   タイバーの伸びという型で蓄えて、金型内の溶融樹脂の
   冷却固化時の樹脂の冷却収縮に伴い圧縮力を作用させる
   精密射出圧縮成形機。