JP2003266480A

JP2003266480A - 射出成形方法

Info

Publication number: JP2003266480A
Application number: JP2002073123A
Authority: JP
Inventors: Kunio Yamamoto; 国雄山本; Atsushi Takeishi; 篤武石
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2002-03-15
Filing date: 2002-03-15
Publication date: 2003-09-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ガス通路を備えたキャビティに樹脂を射出す
る成形方法において、キャビティ内への樹脂の充填性に
優れた射出成形方法を提供する。【解決手段】キャビティ34に一側が連通するガス通路
83を可動型33に設ける。前記ガス通路83の他側に吸引手
段86を接続する。キャビティ34にスプルー41とランナー
71を通して溶融樹脂を充填する。型閉め前に吸引手段86
により吸引を行い、キャビティ34への溶融樹脂の充填前
にガス通路83を大気に開放する。吸引を行うことによ
り、キャビティ34付近及びスプルー41とランナー71が負
圧となり、さらに、溶融樹脂を充填する前にガス通路83
を大気に開放するため、溶融樹脂の充填圧力によりキャ
ビティ34内のガスがガス通路83から排出され、高速充填
であってもスムーズな充填を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂などの成形材
料を用いた射出成形方法に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】熱可塑性樹脂の射出成
形方法は、型締めした固定型と可動型との間に成形品キ
ャビティを形成し、この成形品キャビティに成形材料で
ある熱可塑性樹脂を溶融状態で充填し、冷却固化後に型
開きして成形品を離型するものであるが、薄肉部を有す
る成形品では、該当するキャビティの間隔も当然薄く形
成されるため、樹脂が充填され難いという問題がある。

【０００３】また、樹脂が充填される充填工程におい
て、成形品キャビティ内には空気などの気体が存在する
だけでなく、溶融樹脂に起因するガスが発生する。これ
ら溶融樹脂から発生するガス及び充填前の成形品キャビ
ティ内の空気は溶融樹脂により圧縮されて充填不良の原
因となるが、特に薄肉部においてはガスが逃げ難いため
に充填不良を起し易いという問題がある。

【０００４】そこで、キャビティにガス通路を設けると
共に、ガス通路に吸引手段を接続し、キャビティ内を負
圧に保つことにより、薄肉部に対応するキャビティ内の
樹脂の充填性を向上させる方法が知られているが、薄肉
部を有する成形品の成形においては、吸引手段による吸
引速度に比べて樹脂の速度の方が早いため、ガス抜きが
不充分になって充填不良を発生する場合がある。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決しよう
とするもので、ガス通路を備えたキャビティに樹脂を射
出する成形方法において、キャビティ内への樹脂の充填
性に優れた射出成形方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、型閉
め前に前記吸引手段により吸引を行い、前記キャビティ
への成形材料の充填前に前記ガス通路を大気に開放する
射出成形方法である。

【０００７】型開き状態の固定型と可動型とが型閉め工
程を開始し、その型閉めが終了する前に吸引手段がガス
通路の吸引を行うことにより、キャビティ付近及び材料
通路が負圧となり、さらに、成形材料を充填する前にガ
ス通路を大気に開放するため、成形材料の圧力によりキ
ャビティ内のガスがガス通路から排出され、高速充填で
あってもスムーズな充填を行うことができる。

【０００８】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
において、材料通路の反キャビティに接続した材料供給
装置を備え、この材料供給装置の材料供給開始とほぼ同
時に、前記吸引を停止すると共に前記ガス通路の他端を
大気に開放する射出成形方法である。

【０００９】これにより材料供給装置から成形材料がキ
ャビティに充填される前に、確実にガス通路の他側を大
気に開放することができる。

【００１０】また、請求項３の発明は、前記型閉め開始
とほぼ同時に前記吸引を行う射出成形方法である。

【００１１】これにより型閉め工程を短時間に行って
も、充填前のキャビティ付近を確実に負圧とすることが
できる。

【００１２】

【発明の実施形態】以下、本発明の第１実施形態につい
て、図１〜図７を参照しながら説明する。本実施形態
は、熱可塑性樹脂を成形材料とする射出成形に応用した
ものであり、図４に示すようなインラインスクリュー式
の射出成形機を用いるものである。図４において、１は
材料供給装置である加熱シリンダー装置である。この加
熱シリンダー装置１は、ほぼ円筒状のシリンダー本体２
を有している。このシリンダー本体２には、加熱用のヒ
ーター３が外周に設けられているとともに、ノズル４が
先端部（図示左部）に設けられている。また、シリンダ
ー本体２の後部上側にはホッパー５が設けられている。
そして、シリンダー本体２内には、スクリュー６が回転
自在にかつ軸方向（図示左右方向）に移動自在に収容さ
れている。このスクリュー６の後側には、油圧シリンダ
ー11のピストンロッド12が固定して連結してある。すな
わち、この油圧シリンダー11は、スクリュー６を軸方向
に駆動するものである。また、スクリュー６は、電動サ
ーボモーター13により回転駆動されるようになってい
る。このサーボモーター13からスクリュー６に回転を伝
達するために、ピストンロッド12の外周に固定されたス
プライン筒14に、回転伝達用のギヤ15がスプライン嵌合
してある。すなわち、ギヤ15は、スクリュー６に対して
回り止めされているが、軸方向へは自在に動けるように
なっている。

【００１３】また、21は直圧式の型締装置で、この型締
装置21は、固定側プラテン22および可動側プラテン23を
有している。この可動側プラテン23は、タイバー24に沿
って図示左右方向に移動自在になっており、油圧シリン
ダー25により型締用ラム26を介して駆動されるものであ
る。この油圧シリンダー25は、サーボ弁などからなる駆
動制御装置27により駆動が制御され、型締力を調整可能
になっている。そして、固定側プラテン22には、金型装
置31のうちの固定型32が取り付けられ、可動側プラテン
23には、同可動型33が取り付けられる。なお、前記型締
装置21および加熱シリンダー装置１は、コンピューター
などの制御装置101により総合的に制御されるようにな
っている。

【００１４】つぎに、金型装置31の構成を図１〜図３に
基づいて詳しく説明する。図１から図３において、太い
線のハッチングで示してあるのは樹脂である。一対の型
体である固定型32および可動型33は、可動側プラテン23
の移動により互いに開閉し、型閉時に相互間に成形品形
状のキャビティ34を形成するものである。なお、図７に
示すように、成形される成形品Ｐは、板状部201の周囲
に該板状部201より肉厚な枠部202を設け、前記板状部20
1の中央に薄肉部203を設けたものであり、薄肉部203の
厚さは０．４〜０．２５ミリ程度である。

【００１５】前記固定型32は、固定側プラテン22に取り
付けられる固定側取り付け板36と、この固定側取り付け
板36の可動型33側の面に固定された固定型本体部37とを
有する。また、固定側取り付け板36にはローケートリン
グ39およびスプルーブッシュ40が固定されている。この
スプルーブッシュ40は、加熱シリンダー装置１のノズル
４が接続されるもので、内部が材料通路であるスプルー
41になっており、固定型本体部37の貫通孔42を貫通して
可動型33側へ突出している。そして、固定型本体部37
は、型閉め時にキャビティ34を形成する。

【００１６】前記可動型33は、可動側プラテン23に取り
付けられる可動側取り付け板61と、この可動側取り付け
板61の固定型32側の面にスペーサーブロック62を介して
固定された可動型本体部63とを有する。

【００１７】そして、可動型本体部63の固定型32側の面
には、成形品Ｐに形状に対応した凹部64が形成され、こ
の凹部64が成形品Ｐの一側面、前記固定型本体部37の可
動型33の面が成形品Ｐの他側面を形成するものである。

【００１８】また、閉じた固定型本体部37と可動型本体
部63との間には、前記スプルー41をキャビティ34に連通
させる材料通路であるランナー71が形成され、このラン
ナー71が前記凹部64に連通している。

【００１９】さらに、前記可動側取り付け板61と可動型
本体部63との間には突き出し板76が型開閉方向へ移動可
能に支持されている。この突き出し板76には、ランナー
71内で固化した樹脂を突き出すランナー突き出しピン77
とが固定されている。

【００２０】前記可動型33には前記キャビティ34の前記
薄肉部203箇所に対応して、入れ子装着部81を形成し、
この入れ子装着部81に通気性金型材からなる入れ子82を
設け、この入れ子82の反キャビティ34側にガス通路83の
一側を連通して設け、このガス通路83の他側は可動型本
体部63の外周に開口し、この開口にはタップねじにより
接続ねじ部84が形成され、この接続ねじ部84に、ソレノ
イドなどを用いた切換弁を接続し、この切換弁85の一方
に真空ポンプなどの吸引手段86が接続すると共に、他方
を大気に開放する。尚、前記ガス通路83は可動型本体部
63の内部に形成され、一側を前記入れ子82を介してキャ
ビティ34に連通し、他側をキャビティ34以外の外部に連
通している。

【００２１】前記通気性金型材は、例えば低Ｃ、低Ｎ−
Ｃｒ系ステンレス鋼粉末を主原料とする原料を成形し、
この成形体を真空中または雰囲気ガス中で焼結し、得ら
れた焼結体を必要に応じ機械加工した後、前記焼結体を
窒素雰囲気中、８００〜１１００℃の温度範囲で加熱す
ることにより窒化してなり、全体に微細な連通気孔を有
する多孔質材などが用いられる。このような通気性金型
材からなるブロック状の入れ子82には、キャビティ側面
91以外の面に溝部92を形成し、この例では反キャビティ
面93に複数の溝部92が形成され、この溝部92は断面円形
であり、先端側は半球面94をなし、この半球面94とキャ
ビティ側面91との間に薄肉部95を形成する。例えば、前
記入れ子82の型開閉方向の厚さは１０ミリ程度であり、
前記溝部92の直径Ｄは前記厚さより小さい４〜６ミリ程
度であり、前記薄肉部95の厚さＳは1.5〜2.5ミリ程度で
あり、隣合う溝部92，92間の壁96の最小肉厚Ｔは前記直
径Ｄの２分の１より薄く形成されている。尚、入れ子82
の周壁96Ａの最小肉厚は前記最小肉厚Ｔより厚く形成さ
れている。また、前記溝部92及び半球面94は、放電加工
により形成することが好ましく、放電加工を用いること
により溝部92の内周面及び半球面94における通気性金型
材の目詰まりを防止することができる。

【００２２】以上のような構成の加熱シリンダー装置
１、型締装置21および金型装置31を用いて、コンピュー
ターなどの制御装置101により、以下に説明する工程が
行われる。

【００２３】加熱シリンダー装置１においては、可塑化
工程と射出工程とが繰り返し行われる。可塑化工程で
は、ホッパー５からシリンダー本体１内に供給された熱
可塑性樹脂が、ヒーター３による加熱とスクリュー６の
回転による混練とにより溶融して可塑化される。この可
塑化とともに、樹脂は、スクリュー６の回転によって前
方へ送られ、シリンダー本体１内の先端側に溜められて
いく。それに伴って、スクリュー６は樹脂の圧力により
後退する。なお、可塑化工程中も、油圧シリンダー11に
より、スクリュー６には前方への適当な背圧がかけられ
ている。スクリュー６が所定位置まで後退したことが検
出されると、油圧シリンダー11の駆動によりスクリュー
６が前進し、シリンダー本体１内の先端側の樹脂がノズ
ル４から射出され、金型装置31のスプルー41へ供給され
る。この場合、加熱シリンダー装置１は、スクリュー６
を前進する油圧シリンダー11の駆動開始を射出開始（材
料供給開始）の信号として前記制御手段101に出力す
る。スクリュー６が所定位置まで前進したことが検出さ
れると、あるいは、スクリュー６が前進限まで前進する
と、再び可塑化工程となる。

【００２４】型締装置21は、駆動制御装置27の制御によ
り固定型32と可動型32とを型閉する。型開き位置から型
閉め工程を開始すると、この型閉め開始の型閉め信号を
駆動制御装置27が前記制御装置101に出力し、その型閉
め信号により制御装置101は前記吸引手段86による吸引
を開始する。型閉め工程の開始後で、型閉め工程の終了
前又は終了後に、加熱シリンダー装置１が射出を開始
し、この材料供給開始の信号を制御手段101に出力する
と、制御手段101は前記吸引手段の吸引を停止すると共
に、切換弁85を切換えてガス通路83の他側を大気に開放
する。尚、型閉めとは、キャビティ34が開放された状態
から、固定型32と可動型33とが近付いていくことを示
し、型閉め完了とはキャビティ34が固定型32と可動型33
により塞がれた状態を示す。

【００２５】一方、射出開始により、加熱シリンダー装
置１からスプルー41へ樹脂を射出する。この樹脂は、ス
プルー41からランナー71を通ってキャビティ34内に充填
される。この場合、型閉め前にキャビティ34に連通する
ガス通路83が吸引手段86により吸引され、キャビティ34
付近，ランナー71及びスプルー41は負圧に保たれている
ため、加熱シリンダー装置１のノズル４から射出された
樹脂がスムーズにスプルー41，ランナー71を流れ、射出
とほぼ同時に切換弁85が切換わってガス通路83の他側を
大気に開放するため、射出された樹脂の圧力によりキャ
ビティ34内のガスが入れ子82を通って排出され、薄肉部
203に樹脂が確実に充填される。

【００２６】そして、キャビティ34において、樹脂は所
定の保圧工程を経て、該樹脂が十分に冷却して固化した
後、型締装置21により固定型32と可動型33とが型開され
る。それに伴い、キャビティ34内の樹脂すなわち成形品
Ｐとランナー71およびスプルー41内で固化した樹脂は、
まず固定型32から離れる。ついで、型締装置21側に設け
られた図示していない突き出しロッドが突き出し板76を
固定型32の方へ押すことにより、ランナー突き出しピン
77がランナー71およびスプルー41内で固化した樹脂を突
き出して可動型33から離型させるとともに、成形品突き
出しピンが成形品Ｐを突き出して可動型33から離型させ
る。さらに、ランナー71およびスプルー41内で固化した
樹脂および成形品Ｐが取り出された後、再び型閉めが行
われ、この型閉め開始の前に切換弁85は吸引手段86に連
通する方に切換わっており、型閉め信号と同時に吸引手
段86が駆動し、以上の工程が繰り返される。

【００２７】このように本実施形態では、請求項１に対
応して、互いに開閉し型閉時に相互間にキャビティ34を
形成する複数の型体たる固定型32及び可動型33と、１つ
の前記型体たる可動型33に設けられキャビティ34に一側
が連通するガス通路83と、このガス通路83の他側に接続
された吸引手段86とを備えた金型装置を用い、型開きし
た固定型32及び可動型33を型閉めする型閉め工程と、キ
ャビティ34に材料通路たるスプルー41とランナー71を通
して成形材料たる溶融樹脂を充填する充填工程とを備え
た射出成形方法において、型閉め前に吸引手段86により
吸引を行い、キャビティ34への溶融樹脂の充填前にガス
通路83を大気に開放するから、固定型32と可動型33とが
型閉め工程を開始し、型閉めが終了する前に吸引手段86
がガス通路83の吸引を行うことにより、キャビティ34付
近及び材料通路スプルー41とランナー71が負圧となり、
さらに、溶融樹脂を充填する前にガス通路83を大気に開
放するため、溶融樹脂の充填圧力によりキャビティ34内
のガスがガス通路83から排出され、高速充填であっても
スムーズな充填を行うことができ、薄肉部203を有する
成形品Ｐの成形が可能となる。

【００２８】また、このように本実施形態では、請求項
２に対応して、材料通路たるスプルー41の反キャビティ
34に接続した材料供給装置たる加熱シリンダー装置１を
備え、この加熱シリンダー装置１の材料供給開始とほぼ
同時に、吸引を停止すると共にガス通路83の他端を大気
に開放するから、加熱シリンダー装置１から溶融樹脂が
キャビティ34に充填される前に、確実にガス通路83の他
側を大気に開放することができ、これにより成形サイク
ルを短縮することができる。

【００２９】また、このように本実施形態では、請求項
３に対応して、型閉め開始とほぼ同時に前記吸引を行う
から、型閉め工程を短時間に行っても、充填前のキャビ
ティ付近を確実に負圧とすることができる。

【００３０】また、実施形態上の効果として、互いに開
閉し型閉時に相互間にキャビティ34を形成する複数の型
体たる固定型32及び可動型33と、１つの前記型体たる可
動型33に設けられキャビティ34内のガスを抜くガス通路
83と、キャビティ34に設けられガス通路83と連通する通
気性金型材たる入れ子82とを備え、キャビティ34内に樹
脂を充填して成形品を成形する成形用金型装置におい
て、入れ子82には、キャビティ側面91以外の面にガス通
路83に連通する溝部92を設け、この溝部92とキャビティ
側面91との間に薄肉部95を設けたから、成形時、固定型
32及び可動型33を型閉めして内部にキャビティ34を形成
し、このキャビティ34内に樹脂を充填する工程で、キャ
ビティ34内のガスが入れ子82を通ってガス通路83から排
気され、特に入れ子82においては、溝部92により薄肉部
95が形成されているから、通気性に優れたものとなり、
キャビティ34の薄肉部箇所においても樹脂の充填が良好
に行われる。また、樹脂が入れ子82に入り込んで目詰ま
りを発生しても、入れ子82のキャビティ側面91を洗浄
し、薄肉部95の目詰まりを解消すれば、通気性を再び確
保することができ、目詰まり解消を容易に行なうことが
できる。

【００３１】図８〜図９は本発明の第２実施形態を示
し、上記第１実施形態と同一部分に同一符号を付し、そ
の詳細な説明を省略して詳述すると、同図に示すよう
に、この例の入れ子82には、前記溝部92を所定の間隔Ｋ
で並べて列を形成し、かつ隣合う列の溝部92は間隔Ｋを
２分の１ずらして複数列の溝部92を設けたものであり、
通気性に優れると共に、目詰まりの発生を抑制すること
ができ、また、目詰まりが発生した場合も薄肉部95を洗
浄すれば通気性を確保することができる。

【００３２】図１０〜図１２は本発明の第３実施形態を
示し、上記第１実施形態と同一部分に同一符号を付し、
その詳細な説明を省略して詳述すると、この例の入れ子
82は、溝部92Ａの断面が、型開閉方向と交差方向に長い
長孔状に形成されており、溝部92Ａの先端は、湾曲面た
る半円面97が形成されており、この例の入れ子82におい
ても、通気性に優れると共に、目詰まりの発生を抑制す
ることができ、また、目詰まりが発生した場合も薄肉部
95を洗浄すれば通気性を確保することができる。

【００３３】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
材料供給装置は実施形態に示したものに限らず、各種の
ものを用いることができる。また、実施形態では、ガス
通路の一側を、通気性金型材からなる入れ子によりキャ
ビティに連通するようにしたが、キャビティに除くガス
抜き孔やスリットにより、ガス通路の一側をキャビティ
に連通するようにしてもよい。

【００３４】

【発明の効果】請求項１の発明は、型閉め前に前記吸引
手段により吸引を行い、前記キャビティへの成形材料の
充填前に前記ガス通路を大気に開放する射出成形方法で
あり、固定型と可動型とが型閉め工程を開始し、型閉め
が終了する前に吸引手段がガス通路の吸引を行うことに
より、キャビティ付近及び材料通路が負圧となり、さら
に、成形材料を充填する前にガス通路を大気に開放する
ため、成形材料の圧力によりキャビティ内のガスがガス
通路から排出され、高速充填であってもスムーズな充填
を行うことができる。

【００３５】また、請求項２の発明は、請求項１の発明
の効果に加えて、材料通路の反キャビティに接続した材
料供給装置を備え、この材料供給装置の材料供給開始と
ほぼ同時に、前記吸引を停止すると共に前記ガス通路の
他端を大気に開放する射出成形方法であり、材料供給装
置から成形材料がキャビティに充填される前に、確実に
ガス通路の他側を大気に開放することができる。

【００３６】また、請求項３の発明は、請求項１又はの
発明の効果に加えて、前記型閉め開始とほぼ同時に前記
吸引を行う射出成形方法であり、型閉め工程を短時間に
行っても、充填前のキャビティ付近を確実に負圧とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を示すキャビティ回りの
断面図である。

【図２】同上、型閉め状態における金型装置の断面図で
ある。

【図３】同上、型開き状態における可動型の断面図であ
る。

【図４】同上、一部を暗面にした装置全体の側面図であ
る。

【図５】同上、入れ子の平面図である。

【図６】同上、入れ子の断面図である。

【図７】同上、成形品の斜視図である。

【図８】本発明の第２実施形態を示す入れ子の平面図で
ある。

【図９】同上、図８のＡ−Ａ線断面図である。

【図１０】本発明の第３実施形態を示す入れ子の平面図
である。

【図１１】同上、図１０のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１２】同上、図１０のＣ−Ｃ線断面図である。

【符号の説明】

１加熱シリンダー装置（材料供給装置） 31 金型装置 32 固定型 33 可動型 34 キャビティ 41 スプール（材料通路） 71 ランナー（材料通路） 83 ガス通路 101 制御手段Ｐ成形品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F202 AM32 CA11 CB01 CK06 CK11 CP01 CP06 4F206 AM32 JA07 JL02 JM02 JM04 JN26 JQ03 JQ81

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに開閉し型閉時に相互間にキャビテ
ィを形成する複数の型体と、１つの前記型体に設けられ
前記キャビティに一側が連通するガス通路と、このガス
通路の他側に接続された吸引手段とを備えた金型装置を
用い、型開きした前記複数の型体を型閉めする型閉め工
程と、前記キャビティに材料通路を通して成形材料を充
填する充填工程とを備えた射出成形方法において、前記
型閉め前に前記吸引手段により吸引を行い、前記キャビ
ティへの成形材料の充填前に前記ガス通路を大気に開放
することを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】前記材料通路の反キャビティに接続した
材料供給装置を備え、この材料供給装置の材料供給開始
とほぼ同時に、前記吸引を停止すると共に前記ガス通路
の他端を大気に開放することを特徴とする請求項１記載
の射出成形方法。
【請求項３】前記型閉め開始とほぼ同時に前記吸引を
行うことを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形方
法。