WO2000059705A1

WO2000059705A1 - Procede de moulage par injection-compression et dispositif de moulage par injection-compression mettant en oeuvre ledit procede

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Publication number: WO2000059705A1
Application number: PCT/JP2000/001952
Authority: WO
Inventors: Akira Miyamoto; Masahiko Yamaki; Kenji Kuwahata; Hirofumi Zenko; Katsuyuki Morita; Hideto Ogasawara
Original assignee: Mitsui Chemicals, Inc.
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2000-10-12
Also published as: TW426599B; CN1297399A; EP1108520A1

Description

明細書射出圧縮成形方法及びその方法を実施する射出圧縮成形装置技術分野

本発明は、射出圧縮成形方法及びその方法を実施する装置に関し、特に、同一形状の成形品を複数個成形するいわゆる多数個取り射出圧縮成形方法及び装置に関する。技 *

プラスチック成形方法のひとつである射出成形では、成形機で溶融混練した高温の樹脂を金型内の成形空間（キヤビティ）に流し込み、金型内で冷却固化することにより、プラスチックを所定の形状に賦形する。

射出成形において、生産性をあげるために、一度に複数のキヤビティに樹脂を注入し、複数個の成形品をつくる多数個取りは一般的に行われている。このような多数個取りにおいて、各キヤビティに樹脂を充填する過程を、未充填品で観察したり、可視化した金型で観察すると、たとえ流路長を等しくしても、各キヤビティの充填時間にバラツキがあり、不均一充填となっている。

充填された樹脂は、金型により冷却される際に収縮するため、この収縮を補償するように、成形機によりさらに樹脂を充填し保圧をかける。多数個取りにおいては、各キヤビティに充填された樹脂量のバラツキにより、各キヤビティ間に圧力差が生じるため、収縮率が異なり、その結果、寸法精度の異なる成形品ができてしまう。

また、高い寸法精度を要求される C D— R D V D , D V D _ Rなどの光デイスク、あるいは J I S (日本工業規格） 2級以上の精密ギヤやコンプレッサ —バルブ、インペラ一などのプラスチック製高精度機械部品では、一般に射出圧縮成形が採用されている。これは、基本的には従来の射出成形機と同様であるが、金型に圧縮動作を付与することにより、成形品のひずみや転写性、光学特性などを向上させる方法である。

金型の圧縮方法としては、印籠型構造の金型を使用し、型締め圧により、可動側金型を制御し、圧縮圧を付加する全面圧縮タイプと、可動側に独立した加圧装置を装備し、金型内に具備した可動型金型部品によりキヤビティを加圧するコア圧縮タイプがある。

本発明は、主として後者の方法に好ましく適用できる。

而して、従来の射出圧縮成形においては、多数個取りをする場合においても、各キヤビティを同時に圧縮するため、充填の際に生じた不均一充填によるバラツキは解消されず、各成形品の精度にはバラツキが生じやすかつた。従って、射出圧縮成形による場合でも、上記のような高精度成形品については、現在も 1個取りが主流であり、 2個取り以上とすると、取り数が増えるにしたがい寸法精度が低下せざるを得ない状況にある。

多数個取りを目的とした射出圧縮成形金型の具体例としては、例えば日本の特開昭 6 1— 1 2 5 8 2 4号公報に記載のものが挙げられる。

その金型では、複数のキヤビティごとに設けた複数の可動入駒を共通に駆動する加圧シリンダに加えて、各可動入駒を個別に駆動する微調甩加圧シリンダを補助的に設け、各可動入駒を微調整駆動することにより、各キヤビティ間の格差をなくすこととしている。即ち、各キヤビティ内の圧力を樹脂だまりに設けた各々の圧力センサ一により検出し、それらの検出値に基づいて、各々の微調用加圧シリンダの加圧力を制御するようにしている。

しかしながら、それらの複数のキヤビティは、ゲートを通じて互いに連通しているため、各キヤビティを独立に加圧しても、充填の際に生じた不均一充填によるバラツキは完全には解消されず、各成形品の精度にバラツキが生じる。また、圧力の検出もキヤビティの外に設けた樹脂だまりの樹脂圧で行うため、キヤビティ内の圧力変化と若干のタイムラグがあり、迅速かつ正確な加圧が困難であるという問題もある。多数個取りを目的とした射出圧縮成形装置のもう一つの具体例としては、特開昭 6 1 _ 2 1 1 0 1 2号公報に記載のものが挙げられる。

その装置においては、前記特開昭 6 1 - 1 2 5 8 2 4号公報に記載の金型における可動入駒の独立微調整制御に加えて、ランナ部に圧力検出ピン及び両開型調整弁を取り付け、溶融樹脂の供給を、樹脂だまりの圧力に基づき調整するようにしている。

そのため、前記特開昭 6 1— 1 2 5 8 2 4号公報のものより更に機構が複雑になり、キヤビティ内の圧力変化とのタイムラグや、ランナ部の調整弁の制御動作による樹脂注入操作の遅れ等により、迅速かつ正確な作動が困難であるという問題がある。

これらの問題点を解決する装置として、特開平 6 - 2 0 8 7 3 4号公報に記載の発明が挙げられる。この発明は、金型の内圧を検出し、圧力が所定の値に達したときにスプルを封止して、所定の時間が経過した後、キヤビティを圧縮するものであり、それらの動作をキヤビティ毎に独立で行うことを提案している。この発明は、圧力の検出を突き出しスリーブの後端に設けた圧力センサーで行っている。この突き出しスリーブと、その内周に接触するゲートカット機構は両者共に摺動する。このため、長時間成形すると摺動抵抗が摩耗により経時変化し、その結果、圧力の検出値が変化することがある。

また、圧縮コアを個別に制御する多数個取り金型として、特開平 6— 3 0 4 9 8 1号公報に係わる発明が挙げられる。この発明は、複数のキヤビティの圧縮コアとゲートをカツトするカツトパンチを個別に制御するものである。しかし、この方法は、キヤビティ内の樹脂の状態を検出しておらず、圧縮コアと力ットパンチの制御を時間を基準として行っている。そのため、各キヤビティの最適条件を定めるのに多くの工数を要する。

また、 C D _ R、 D V D、 D V D— Rなどの光学特性の必要な成形品の場合、ゲート直前のランナー部で樹脂が合流すると、成形品の光学特性を損ねるといつた問題が発生する。発明の開示

本発明は、上記問題点を解決するためなされたものであり、その目的とするところは、従来の射出圧縮成形の欠点を解消し、高精度の成形品の多数個取りが迅速に効率よく行われ、光学特性を必要とする成形品についてもその光学特性を損ねることなく、装置の構成も簡易なもので済む射出圧縮成形方法及びその方法を実施する射出圧縮成形装置を提供することにある。

上記の目的は、

型を閉じたのち、型に設けた複数のキヤビティ内に、各キヤビティごとに設けられたホットランナーを通じて溶融樹脂を分流させて充填するステップと；各キヤビティ内の樹脂の充填状態を個別に検出し、所定の充填状態に達したときにゲートを完全に閉じる操作を、キヤビティごとに独立に行うステップと；キヤビティの可動型コアの先端をキヤビティ内に進出させ、キヤビティ内の圧力を所定値まで高める操作を、キヤビティごとに独立に行うステップと；一定の冷却時間経過後に成形品を取り出すステップと；

を順次遂行することを特徴とする射出圧縮成形方法によって達成できる。各キヤビティ内の樹脂の充填状態の検出は、例えば、各キヤビティ内の圧力を個別に検出することにより行なったり、或いは、各キヤビティ内における可動型コアの位置を個別に検出することにより行なうことが可能である。

なお、各可動型コアに予め所定の圧力をかけ、それらをパ一ティングライン側へ前進させておいた状態でキヤビティ内へ樹脂の充填を開始し、樹脂の充填に伴い上記圧力に杭して可動型コアが次第に後退し、これが所定位置に達したときゲートを完全に閉じるよう構成することが推奨される。

また、キヤビティ内へ規定量より多量の樹脂を充填した後、可動型コアをキャビティ内へ押し出してキヤビティ内の樹脂の一部をゲートを通じて逆流させ、その過程で可動型コアの先端が所定位置に達したときゲートを完全に閉じるよう構成することも推奨される。

ゲー卜の開閉は、ホットランナーとしてバルブゲ一ト型のものを用いた場合には、そのバルブによりゲートの開閉を行なうが、ホットランナーがバルブゲ一ト型でない場合には、キヤビティ內をゲ一トへ向けて進退するパンチにより行なうように構成することが推奨される。

また、本発明に係る上記の射出圧縮成形方法は、

型を閉じたとき複数のキヤビティが形成されるよう構成された可動側金型及び固定側金型と；

射出ノズルから押し出した溶融樹脂を分流させて上記複数のキヤビティに同時に充填するよう、固定側金型に各キヤビティごとに設けられる複数のホットランナーと；

先端がキヤビティ内に進出することにより、キヤビティ内に充填された溶融樹脂の圧力を高めるよう、可動側金型に各キヤビティごとに設けられる複数の可動型コアと；

各キヤビティ内の樹脂の充填状態を個別に検出するセンサーと；

型の開閉動作、射出ノズルからの溶融樹脂の供給動作、複数のゲートの開閉動作、可動型コアの進退動作を制御する制御装置と；

を備え、上記制御装置による制御が、

型を閉じ、各キヤビティにそれぞれのホットランナーから溶融樹脂を充填しつつ、上記センサーにより各キヤビティ内の樹脂の充填状態を個別に検出し、所定の充填状態に達したキヤビティについては、そのゲートを完全に閉じたのち、可動型コアをキヤビティ内に進出させ、キヤビティ内の圧力を所定値まで高める操作を各キヤビティごとに独立に行い、一定の冷却時間経過後に成形品を取り出す操作を順次遂行するよう構成されたこと；

を特徴とする射出圧縮成形装置によって好適に実施することができる。上記装置において、各キヤビティ内の樹脂の充填状態を検出するセンサーとしては、例えば、各キヤビティ内の圧力を検出する圧力センサーを用いたり、各キヤビティ内における可動型コアの位置を求めるセンサーを用いることができる。ホットランナーとしては、バルブゲート型ホットランナーを好適に用いることができる。

特に、良好な光学特性を必要とする成形品を成形する場合には、各バルブゲート型ホットランナーのゲート開閉部が、キヤビティに近接しておらず、ゲート開閉部とキヤビティの間に 1ショット分以上の溶融樹脂を溜めるよう構成されたバルブゲート型ホットランナーを用いることが推奨される。

バルブゲート型ではないホットランナーを用いる場合には、ゲートの開閉のため、キヤビティ內をゲ一トへ向けて進退するパンチを設けることが推奨される。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る射出圧縮成形方法を実施するための本発明に係る射出圧縮成形装置の一実施例の要部を、そのキヤビティに溶融樹脂を充填する第 1 段階の状態において示す概略断面図；

図 2は、その第 2段階を示す概略断面図；

図 3は、その第 3段階を示す概略断面図；

図 4は、本発明で用いるバルブゲ一ト型ホットランナーの第一実施例を示す断面図； - 図 5は、本発明で用いるバルブゲート型ホットランナーの第二実施例を示す断面図；

図 6は、図 1〜3に示す実施例に従って射出圧縮成形を行う場合のタイミングチヤ一トの一例；

図 7は、本発明に係る射出圧縮成形装置に備えられる制御装置の一例を示す説明図；

図 8は、本発明に係る射出圧縮成形方法を実施するための本発明に係る射出圧縮成形装置のもう一つの実施例の要部を、そのキヤビティに溶融樹脂を充填する第 1段階の状態において示す概略断面図；図 9は、その第 2段階を示す概略断面図；

図 1 0は、その第 3段階を示す概略断面図；

図 1 1は、図 8〜1 0に示す実施例に従って射出圧縮成形を行う場合のタイミングチヤ一トの一例；

図 1 2は、複数のキヤビティのうち任意の一つのキヤビティへの溶融樹脂の充填状態を、可動型コアの位置を求めることにより判別するように構成した実施例の要部を、溶融樹脂の充填過程に従って段階的に示す説明図；

図 1 3は、図 1 2に示す実施例に従って射出圧縮成形を行う場合のタイミングチヤートの一例；

図 1 4は、本発明を実施する場合における溶融樹脂の充填方法のより望ましい形態を示す説明図；

図 1 5は、図 1 4に示す実施例に従って射出圧縮成形を行う場合のタイミングチヤートの一例；

図 1 6は、本発明における各キヤビティ内の圧力変化を示すグラフ；図 1 7は、従来技術における各キヤビティ内の圧力変化を示すグラフ；である。発明を実施するための最良の形態 >

以下、図面を参照しっゝ本発明を具体的に説明する。

図 1ないし図 3に示す実施例において、 1 A， I Bはキヤビティ、 2は可動側金型、 3は固定側金型、 4は射出ノズル、 5 A， 5 Bはキヤビティ 1 A， 1 Bに対してそれぞれ設けた可動型コア、 6 A, 6 Bは可動型コアの後端に設けた圧力センサー、 7は金型装置全体の動作を制御する制御装置、 1 0 A， 1 0 Bはキヤビティ 1 A， 1 Bに対してそれぞれ設けたバルブゲート型ホットランナー（その具体的な二つの例を図 4及び図 5に示す。）である。

図 1ないし図 3に示した射出圧縮成形装置の特徴は、

( 1 ) キヤビティ 1 A , 1 B内に充填された溶融樹脂を各々独立に加圧するため、可動側金型 2に各々独立に制御できる可動型コア 5 A， 5 Bを設けたこと；

(2) キヤビティ 1 A， 1 B内への溶融樹脂の充填状態を個別に検出するため、可動型コア 5A， 5 Bの後端に、各キヤビティ 1 A， I B内の圧力を検知し得る圧力センサー 6 A， 6 Bを設けたこと；

(3) 各キヤビティへ溶融樹脂を注入する各々のランナーとして、樹脂が固化することなく分流するように、流れる樹脂の温度を制御しうる加熱手段を備えると共に、ゲ一トを完全に塞ぐことのできる二一ドル弁 1 3 A， 1 3 Bを備えたバルブゲート型ホットランナー 1 OA, 10 Bを用いたこと；

(4) 圧力センサー 6A, 6 Bにより各キヤビティ 1 A， I B内の圧力をそれぞれ独立に検出し、キヤビティ内の圧力が所定の圧力に達した段階で、そのキヤビティのバルブゲート型ホットランナー 10 A又は 10Bのゲートをニードル弁により独立に閉じて溶融樹脂の流れを堰き止め、さらに可動型コア 5 A 又は 5 Bを独立に押圧することにより、キヤビティ内の樹脂を均一に加圧するという一連の操作を自動的に行う制御装置 7を設けたこと；

等々である。

なお、本発明で用いるバルブゲート型ホットランナーとは、ノズル自体に、溶融樹脂の温度低下を防止するためのヒ^"タ一を設けると共に、ノズルゲ一トを開閉し得る二一ドル弁を備えたランナーを指すものであり、その第一実施例を図 4を参照しつつ説明する。

同図に示すバルブゲート型ホットランナー 10 A ( 10 B) は、ホットノズノレ 1 1、ヒータ一 1 2、ニードル弁 1 3、ァクチユエータ一 14、リミットバ — 1 5等々から構成される。ァクチユエ一ター 14は、ピストン 14 a、シリンダ一室 14 b、ピストンロッド 14 c等から成る。

溶融樹脂は、ホットノズル 1 1の入口 1 1 aから導入され、內孔 1 1 bを通過して、先端のゲ一ト 1 1 cからキヤビティ内へ注入、充填される。

この樹脂充填期間中は、ニードル弁 13の先端は、図 4に示すようにホットノズル 1 1内の位置 aに止まっているため、ゲ一ト 1 1 cは開口状態にあり、溶融樹脂は容易にキヤビティ内へ流出できる。

このようにして、溶融樹脂がキヤビティ内に所要の充填状態を満たすよう充填された後、ァクチユエータ一 1 4を作動させて、ニードル弁 1 3の先端をホットノズル 1 1の先端近傍の位置 bまで前進させることにより、ゲート 1 1 c を完全に閉鎖することができる。

なお、型が閉じている期間中は、ニードル弁 1 3の先端が位置 bを越えて前進しないように、図示した例においては、ピストンロッド 1 4 cの上端に取り付けたリミットバ一 1 5が、図では省略したストツバに阻止されて、二一ドル弁 1 3がそれ以上は前進（下降）しないようになっている。

また、図 5には、バルブゲート型ホットランナーの第二実施例が示されている。この実施例では、ゲート開閉部がキヤビティに近接しておらず、ゲート開閉部とキヤビティの間に少なくとも 1ショット分の溶融樹脂を加熱溶融状態に保って溜める得るようになっている。

このような形態のバルブゲート型ホットランナーであると、ゲート開閉部がキヤビティから離れており、内孔 1 1 bに溜めておいた 1ショット分以上の溶融樹脂がキヤビティ内に注入、充填されるので、ニードル弁 1 3による溶融樹脂の合流の影響を受けることなく、光学特性の必要な成形品を、その特性を損ねることなく成形できる。

図 1〜 3に示した射出圧縮成形装置を用いて本発明に係る射出圧縮成形方法を実施する場合のタイミングチャートの一例を図 6に示す。また、制御装置 7 の一例を図 7に示す。

なお、図 7中、 7 aは入力信号処理プロセッサ一、 7 1はそのプロセスカード、 7 2は 1 〇カ一ド、 7 bは制御用出力信号発信プロセッサー、 7 3はそのプロセスカード、 7 4は I / Oカードである。 6 A， 6 Bは前記圧力センサ —であり、 6 A ' , 6 B ' は後述する如く、別の位置に設けた圧力センサー、 6 Cは、図 1 2もしくは図 1 4に示す実施例において用いられる位置検出センサーである。また、 5 a , 5 bは、可動型コア 5 A， 5 Bを駆動するためのシリンダのサ一ボバルブ、 1 0 a , 1 0 bは、バルブゲート型ホットランナー 1 0 A, 1 0 Bのニードル弁 1 3 A, 1 3 Bを開閉駆動するためのバルブゲートシリンダのサーボバルブ、 9 a， 9 bは、図 8〜 1 0に示す実施例におけるノ、。ンチ 9 A， 9 Bを駆動するためのパンチシリンダのサーボバルブである。

而して、図 1〜 3に示した装置により射出圧縮成形を行う場合、射出成形機におレ、て溶融可塑化した樹脂を、射出ノズル 4から固定側金型 3内に形成した分流路 3 a， 3 bを通じて各バルブゲート型ホットランナー 1 0 A， 1 0 Bへ分流させ、各ランナーの先端のゲートを通じて各キヤビティ 1 A, 1 B内へ充填する（図 1参照）。

このとき射出前の段階で、可動側コア 5 A、 5 Bに予め所定の圧力 P 1をかけ可動側コア 5 A、 5 Bをパーテイングライン側に前進させておいた状態で、樹脂の充填を開始する。キヤビティ 1 A、 1 Bに次第に樹脂が充填され、キヤビティ内圧が上記 P 1以上になると、その圧力によって可動側コア 5 A、 5 B が次第に後退する。

各キヤビティ 1 A， 1 Bへ溶融樹脂が充分に充填されたか否かを判別するため、各キヤビティ 1 A， 1 B内の圧力を、それぞれのキヤビティについて設けた可動型コア 5 A， 5 Bの後端に設けた压カセンサー 6 A， 6 Bによって検出し、その出力を制御装置 7にもたらすようにする。

具体例を挙げると、圧力センサー 6 A, 6 Bは歪みゲージを使用したもので、キヤビティ内の樹脂圧力をコアの歪みとして検出し、その歪みを校正して圧力として検出する。成形品に圧力センサ一の跡がついてもよいものに関しては、図 1の 6 A' ， 6 B ' に示す位置に圧力センサーを設けた方がキヤビティ内の樹脂圧力を直接検出できるので好ましい。このときの圧力センサーは、歪みゲージよりも、水晶に力をかけた時に発生する電位を校正して圧力として検出する圧電素子の方が、取り付けスペースおよび精度上好ましい。

キヤビティ 1 A及び 1 Bがフルに充填され、圧力が上昇し、まず最初にキヤビティ 1 Aが所定の圧力に達したとすると、制御装置 7からキヤビティ 1 Aのバルブゲート型ホットランナ一 1 O Aの駆動装置（図 7のバルブゲートシリンダのサーボバルブ 1 0 a ) へ信号を送り、図 2に示すように、そのニードル弁 1 3 Aをゲート側へ移動させてゲートを完全に閉鎖する。

次に可動型コア 5 Aをキヤビティ 1 A内へ向けて前進させ、キヤビティ内の溶融樹脂を圧縮することによりキヤビティ内の圧力分布を均一にすると同時に、キヤビティ 1 A内の樹脂圧力が所定値に達するまで圧縮する。

次いで、キヤビティ 1 Bが所定の圧力に達すると、前記と同様に制御装置 7 からキヤビティ 1 Bのバルブゲート型ホットランナ一 1 0 Bの駆動装置（図 7 のバルブゲートシリンダのサーボバルブ 1 0 b ) へ信号を送り、図 3に示すように、そのニードル弁 1 3 Bをゲート側へ移動させてゲートを完全に閉鎖すると共に、可動型コア 5 Bをキヤビティ 1 B内へ向けて前進させ、キヤビティ内の溶融樹脂を圧縮することによりキヤビティ内の圧力分布を均一にすると同時に、キヤビティ 1 B内の樹脂圧力が所定値に達するまで圧縮する。

このときの可動型コア及びバルブゲート型ホットランナーを制御するための各検出値のスキャニングタイムは 2 m s e c以下である。好ましくは 1 m s e c以下、更に好ましくは 5 0 0 μ s e c以下である。

本発明においては、これらの操作を、各キヤビティ 1 A， I Bごとに独立して行なうため、キヤビティ 1 Aとキヤビティ 1 Bの間で生じる圧力の変化を同じ形とすることができる。

即ち、図 1 6には、キヤビティ 1 Aと 1 Bの圧力の変化が示してあり、このグラフに示すように、本発明によるときは、両キヤビティの最高圧力とその保持時間を同一にすることができる。このような一定時間の樹脂の加圧と、金型による樹脂の冷却により、樹脂が固化し、形状その他の特性にバラツキのない高精度の成形品を得ることができる。

これに対して、従来技術ではキヤビティ 1 A及び 1 Bを同時に圧縮するため、図 1 7に示すように、キヤビティ 1 Bの圧力はキヤビティ 1 Aの最高圧力に達することなく圧力低下し、そのため、成形後の収縮率がキヤビティ 1 Aの成形品より大きく、その結果、最終製品に寸法バラツキが生じる。

なお、図示した実施例は、 2個取りであるが、キヤビティの数と、これに応じてバルブゲ一ト型ホットランナー及び可動型コアの数を増やすことにより、さらに取り数を増やすことができる。

本発明によるときは、現在コア圧縮成形法により 1個取りで生産されている J I S 2級ギヤゃィンペラ一の 4個取りが可能となる。

また、現在全面圧縮成形法を適用して 1個取りで生産されている CD— R、 DVD, DVD— R等の光ディスクについても、本発明によるコア圧縮成形法を適用することにより、 2〜4個取りが可能となる。

次に、図 8〜 10に示した実施例について説明する。

この実施例が、図 1〜3に示した実施例と相違する点は、図 1〜3の実施例ではホットランナ一としてバルブゲート型のものを用いたのに対して、図 8〜 10の実施例では、バルブゲート型のものを用いることなく、ゲートを当該ゲ ―トへ向けて進退するパンチにより開閉するように構成した点である。

図 8〜1 0中、 1 0A, 1 08はキャビティ 1八， 1 Bに対してそれぞれ設けたホットランナー、 8A， 8 Bはキヤビティ 1 A， I Bに対して設けたゲ一ト、 9A, 9 Bはゲ一ト 8A, 8 Bを開閉するために設けたパンチであり、その他、図 1〜 3と同一の参照番号を付したものは、図 1〜3に示したものと同一又は同等の構成要素を示している。

図 8〜 10に示した射出圧縮成形装置を用いて本発明に係る射出圧縮成形方法を実施する場合のタイミングチヤ一トの一例を図 1 1に示す。

前記実施例の場合と同様に、まず、射出成形機において溶融可塑化した樹脂を、射出ノズル 4から固定側金型 3内に形成した分流路 3 a , 3 bを通じて各ホットランナー 10A， 10 Bへ分流させ、各ランナーの先端のゲート 8 A， 8 Bを通じて各キヤビティ 1 A， I B内へ充填する（図 8参照）。

各キヤビティ 1 A， 1 B内の圧力は、それぞれのキヤビティについて設けた可動型コア 5 A, 5 Bの後端に設けた圧力センサー 6 A， 6 Bによって検出し、その出力を制御装置 7にもたらすようにする。この場合、圧力センサ一の種類及び位置は、前記バルブゲートを用いる場合と同様である。

キヤビティ 1 A及び 1 Bがフルに充填され、圧力が上昇し、まず最初にキヤビティ 1 Aが所定の圧力に達したとすると、制御装置 7からキヤビティ 1 Aのパンチ 9 Aの駆動装置（図 7のパンチシリンダのサーボバルブ 9 a ) へ信号を送り、図 9に示すように、パンチ 9 Aをゲート 8 A側へ移動させてゲート 8 A を完全に閉鎖する。

次に可動型コア 5 Aをキヤビティ 1 A内へ向けて前進させ、キヤビティ内の溶融樹脂を圧縮することによりキヤビティ内の圧力分布を均一にすると同時に、キヤビティ 1 A內の樹脂圧力が所定値に達するまで圧縮する。

次いで、キヤビティ 1 Bが所定の圧力に達すると、前記と同様に制御装置 7 からキヤビティ 1 Bのパンチ 8 Aの駆動装置（図 7のパンチシリンダのサーボバルブ 9 b ) へ信号を送り、図 1 0に示すように、そのパンチ 9 Bをゲート 8 B側へ移動させてゲート 8 Bを完全に閉鎖すると共に、可動型コア 5 Bをキヤビティ 1 B内へ向けて前進させ、キヤビティ内の溶融樹脂を圧縮することによりキヤビティ内の圧力分布を均一にすると同時に、キヤビティ 1 B内の樹脂圧力が所定値に達するまで圧縮する。

このときの可動型コァ及びパンチを制御するための各検出値のスキャニングタイムは 2 m s e c以下である。好ましくは 1 m s e c以下、更に好ましくは 5 0 0 μ s e c以下である。

これらの操作は、各キヤビティ 1 A， 1 Bとも独立して行われるため、図 1 〜 3に示した実施例の場合と同様に、キヤビティ 1 Aとキヤビティ 1 Bの間で生じる圧力の変化を同じ形とすることができる。

而して、これまでの実施例においては、各キヤビティ内への樹脂の充填状態の適否を、キヤビティ内の圧力を個別に検出することにより判別するようにしたが、キヤビティ内の圧力は、金型内やその他の部位の汚染等によって経時的に変化することが多く、そのためキヤビティ内への樹脂の充填状態の判別手段として必ずしも好適ではない場合がある。

摺動部の後端に圧力センサーを設ける場合、その摺動抵抗が摩耗や潤滑油の影響で経時変化することにより、キヤビティ内の樹脂圧力の検出値が変化する。そのため、この方法は好適とはいえない場合が多い。圧力センサーをキヤビティに直接設ける場合は、成形品にセンサーの跡が付くこと、及び、センサーを設ける位置の僅かな違いから圧力の検出値が異なることがあり、好適ではない場合が多い。

そのような問題点を解決するため、図 1 2及び図 1 4に示す実施例では、各キヤビティ内における可動型コアの位置によりキヤビティ内への樹脂の充填状態を判別するように構成してある。

なお、図 1 2及び図 1 4では、 1つのキヤビティに対する樹脂の充填操作を段階的に示してあるが、複数のキヤビティについてそれぞれ個別、独立に同様の操作を行なうことは、前記実施例と同様であり、また、ホットランナーとしてバルブゲート型ホットランナーを用いる代わりに、図 8〜 1 0のようにパンチを用いてゲートの開閉を行なうことも可能である。

まず、図 1 2に示す実施例について説明する。

図中、 1 Aはキヤビティ、 2は可動側金型、 3は固定側金型、 P Lはパ一テイングライン、 5 Aは可動型コア、 1 0 Aはバルブゲート型ホットランナー、 1 3 Aはニードル弁である。

この実施例により射出圧縮成形を行うときのタイミングチヤ一トの一例を図 1 3に示す。射出前の段階で、図 1 2 (a ) に示すように、可動型コア 5 Aに予め所定の圧力 P 1をかけ可動型コア 5 Aをパーテイングライン P L側へ前進させておいた状態で、バルブゲート型ホットランナー 1 O Aからキヤビティ 1 A内へ樹脂の充填を開始する。

キヤビティ 1 A内に次第に樹脂が充填され、キヤビティ内圧力が上記圧力 P 1以上になると、その圧力によって可動型コア 5 Aが図 1 2 (b) に示すように次第に後退する。

可動型コア 5 Aが後退を続け、その先端 5 A— 1が図 1 2 (c ) に示す如く予め定めた所定の位置 Cに達したとき（即ち、キヤビティ内に成形品に必要な所定量の樹脂が充填されたとき）、これを検出し、バルブゲート型ホットランナー 1 O Aのニードル弁 1 3 Aを作動させてランナーゲートを閉じる。可動型コア 5 Aの先端 5 A— 1がキヤビティ内において上記所定位置 Cに達したことを検出するには、例えばキヤビティ外の所望の位置 C' でセンサー 6 Cにより可動型コア 5 Aの後端を検出したり、可動型コア 5 Aの駆動装置内の所望箇所で検出し、それらから可動型コアの先端位置を求めることが可能である。そのような位置検出センサーとしては、エンコーダー、リミットスィッチ等々、任意の公知の手段を利用できる。

このときの位置検出センサ一の分解能は 5 μ m以下である。好ましくは 1 μ m以下、更に好ましくは 0. 5 μ πι以下である。また、位置センサーの検出値のサンプリングタイムは 1 m s e c以下である。好ましくは 5 0 i s e c以下、更に好ましくは 2 5 m以下である。

このときの可動型コア及びバルブゲ一ト型ホットランナーを制御するための各検出値のスキャニングタイムは 2 m s e c以下である。好ましくは 1 m s e c以下、更に好ましくは 5 0 0 μ s e c以下である。

ゲートを閉じた後、圧縮成形を行なうべく、図 1 2 (d) に示すように可動型コア 5 Aに圧力 P 2をかけ、キヤビティ内の樹脂圧を高めた状態で、キヤビティ内の樹脂を冷却、固化させる。以上の操作を、各キヤビティごとに独立に行ない、すべてのキヤビティ内の樹脂が固化した時点で、型を開いて成形品を取り出す。

次に、図 1 4に示す実施例について説明する。このときのタイミングチヤ一トの一例を図 1 5に示す。

図 1 4 ( a ) に示すように、予め可動型コア 5 Aを、これが所定の樹脂充填量により後退する位置じよりも大きめの位置 Dまで後退させておく。これにより、図 1 4 ( b ) に示すように、キヤビティ内へ成形品に必要な規定量より多量の樹脂を充填する。

次いで、図 1 4 ( c ) に示すように、ゲートは開いたままの状態で、ホットランナーからの注入圧よりも高い圧力 P 3を可動型コア 5 Aに加えて可動型コァ 5 Aをキヤビティ内へ押し戻すことにより、キヤビティ内に充填された樹脂の一部をゲートを通じてホットランナー側へ逆流させる。この逆流操作により、キヤビティ内の圧力分布を均一化することができる。

また、キヤビティ内に樹脂を過剰充填すると過大な圧力が発生するので、樹脂を少な目に充填しておき、可動型コア 5 Aをキヤビティ内へ押し戻し、逆流させてもよレ、。

このようにして可動型コア 5 Aをキヤビティ内へ押し戻す過程で、図 1 4 ( d ) に示す如くキヤビティ内の樹脂が規定量に達した時点、即ち、可動型コアの先端が Cの位置に至った時点でこれを検出して、ニードル弁 1 3 Aを作動させてホットランナーのゲートを閉じる。

このとき、コア位置ではなく、キヤビティ内の圧力を検出し、ゲートを閉じる方法でもよレ、。

ゲートを閉じた後、圧縮成形を行なうべく、図 1 4 ( e ) に示すように可動型コア 5 Aに圧力 P 2をかけ、キヤビティ内の樹脂圧を高めた状態で、キヤビティ内の樹脂を冷却、固化させることは、これまでの実施例と同様である。以上の操作を、各キヤビティごとに独立に行ない、すべてのキヤビティ内の樹脂が固化した時点で、型を開いて成形品を取り出す。上記の如き構成を有する本発明によるときは、多数個取り成形品を精度よく成形できる。

制御方法の種類毎に、製品の重量バラツキに基づいて成形品の品質を評価すると以下のようになる。

1 ) X ：キヤビティ内の樹脂充填状態を検出しない方法（個別制御なし）。

2 ) 〇：キヤビティ内の圧力により充填状態を検出する方法（圧力に基づく個別制御）。

3 ) ◎：可動型コアの位置により樹脂充填状態を検出する方法（位置に基づく個別制御）。

X〉>〇>◎の順に成形品の密度等の特性のバラツキが大きい。キヤビティ内の圧力に基づいて樹脂の充填状態を検出して制御する方法が好ましい。可動型コアの位置を検出して制御する方法が更に好ましい。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものでなく、その目的の範囲内において上記の説明から当業者が容易に想到し得るすべての変更実施例を包摂するものである。産業上の利用可能性

以上の如く、本発明においては、キヤビティ內への樹脂の充填状態を個別に検出してゲートを個別に閉じ、キヤビティごとに独立に圧縮成形を行なうようにしたものであるから、ランナ一部の調整弁の制御動作による樹脂注入操作の遅れ等もなく、比較的簡単な装置で、高精度の成形品の多数個取りが迅速に効率よく行われ得る射出圧縮成形方法及び装置を提供できる。

Claims

請求の範囲

1. 型（2， 3) を閉じたのち、型に設けた複数のキヤビティ（1 A, 1 B) 内に、各キヤビティごとに設けられたホットランナー（1 0A, 1 0 B) を通じて溶融樹脂を分流させて充填するステップと；

各キヤビティ内の樹脂の充填状態を個別に検出し、所定の充填状態に達したときにゲ一トを完全に閉じる操作を、キヤビティごとに独立に行うステップと；

キヤビティの可動型コア（5 A, 5 B) の先端をキヤビティ内に進出させ、キヤビティ内の圧力を所定値まで高める操作を、キヤビティごとに独立に行うステップと；

一定の冷却時間経過後に成形品を取り出すステップと；

を順次遂行することを特徴とする射出圧縮成形方法。

2. 各可動型コア（5 A， 5 B) に予め所定の圧力（P 1 ) をかけ、それらをパーテイングライン（P L) 側へ前進させておいた状態でキヤビティ内へ樹脂の充填を開始し、樹脂の充填に伴い上記圧力（P 1 ) に抗して可動型コア（5 A， 5 B) が次第に後退し、これが所定位置（C) に達したときゲートを完全に閉じる請求項 1に記載の射出圧縮成形方法。

3. キヤビティ内へ規定量より多量の樹脂を充填した後、可動型コア（ 5 A, 5 B) をキヤビティ内へ押し出してキヤビティ内の樹脂の一部をゲートを通じて逆流させ、その過程で可動型コア（5 A, 5 B) が所定位置（C) に達したときゲートを完全に閉じる請求項 1に記載の射出圧縮成形方法。

4. 各キヤビティ内の樹脂の充填状態の検出を、各キヤビティ内の圧力を個別に検出することにより行なう請求項 1に記載の射出圧縮成形方法。

5. 各キヤビティ内の樹脂の充填状態の検出を、各キヤビティ内における可動型コア（5A， 5 B) の位置を個別に検出することにより行なう請求項 1に記載の射出圧縮成形方法。

6. ホットランナー（10A， 10 B) がバルブゲート型であり、そのバルブによりゲートの開閉を行なう請求項 1から 5までのいずれか一項に記載の射出圧縮成形方法。

7. ゲートの開閉を、キヤビティ内をゲートへ向けて進退するパンチ（ 9A, 9 B) により行なう請求項 1から 5までのいずれか一項に記載の射出圧縮成形方法。

8. 型を閉じたとき複数のキヤビティ（1 A， I B) が形成されるよう構成された可動側金型（2) 及び固定側金型（3) と；

射出ノズル（4) から押し出した溶融樹脂を分流させて上記複数のキャビティ（1 A， I B) に同時に充填するよう、固定側金型（3) に各キヤビティごとに設けられる複数のホットランナー（10A， 10 B) と；

先端がキヤビティ内に進出することにより、キヤビティ内に充填された溶融樹脂の圧力を高めるよう、可動側金型に各キヤビティごとに設けられる複数の可動型コア（5A， 5 B) と；

各キヤビティ内の樹脂の充填状態を個別に検出するセンサー（6A，

6 B, 6 C) と；

型の開閉動作、射出ノズルからの溶融樹脂の供給動作、複数のゲートの開閉動作、可動型コアの進退動作を制御する制御装置（7) と；を備え、上記制御装置（7) による制御が、

型（2， 3) を閉じ、各キヤビティ（1 A， I B) にそれぞれのホットランナー（1 0A， 1 O B) から溶融樹脂を充填しつつ、上記センサ一（6A， 6 B, 6 C) により各キヤビティ内の樹脂の充填状態を個別に検出し、所定の充填状態に達したキヤビティについては、そのゲートを完全に閉じたのち、可動型コア（5A, 5 B) をキヤビティ内に進出させ、キヤビティ内の圧力を所定値まで高める操作を各キヤビティごとに独立に行い、一定の冷却時間経過後に成形品を取り出す操作を順次遂行するよう構成されたこと；

を特徴とする射出圧縮成形装置。

9. 各キヤビティ内の樹脂の充填状態を検出するセンサーが、各キヤビティ內の圧力を検出する圧力センサー（6A， 6 B) である請求項 8に記載の射出圧縮成形装置。

10. 各キヤビティ内の樹脂の充填状態を検出するセンサーが、各キヤビティ内における可動型コア（5 A, 5 B) の位置を求めるセンサ一（6

C) である請求項 8に記載の射出圧縮成形装置。

11. ホットランナー（1 0A， 1 0 B) がバルブゲート型である請求項 8から 1 0までのいずれか一項に記載の射出圧縮成形装置。

12. バルブゲート型ホットランナーのゲート開閉部が、キヤビティに近接しておらず、ゲート開閉部とキヤビティの間に 1ショット分以上の溶融樹脂を溜めるよう構成された請求項 1 1に記載の射出圧縮成形装置。

13. ゲートの開閉のため、キヤビティ内をゲートへ向けて進退するパンチ（9A， 9 B) を設けた請求項 8から 10までのいずれか一項に記載の射出圧縮成形装置。