JPH035108A - 射出圧縮成形法 - 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１ 本発明は、キャビティに充填された樹脂の冷却の際に、
キャビティの容積を収縮して樹脂を圧縮しながら成形す
る射出圧縮成形法に関するものである。

「従来の技術」 従来、この種の射出圧縮成形法としては、キャビティ内
に射出充填された樹脂を冷却する際に、所定の冷却時間
が経過するごとに、樹脂に加える圧力を順次切り換えて
成形する方法か知られている。

「発明か解決しようとする課題］ ところか、上記従来の射出圧縮成形法においては、冷却
時間にしたかって樹脂の圧力を切り換えているため、圧
力の変化に伴うキャビティ内の樹脂の比容積（または比
重量）が不明確であり、このため、樹脂かとのような体
積変化のもとに冷却されているをつかむことかできなか
った。

したがって、圧縮成形により、転写性のよい成形品や残
留応力の十分除去された成形品なとを得るためには、圧
力や該圧力の切換時間を種々変化さぜな（プれはならず
、良品を得るために多くの時間か必要となっていた。し
かも、金型かかわると樹脂の冷却時間も変化してしまう
ため、ある金！、（１７で良好な結果か得られたとして
も、その良好な結果を得た圧力および切換時間を他の金
型に応用することかできないという欠点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、良好
な成形品を短時間で得ることができ、しかもその際の技
術を他の金型に応用することのできる射出圧縮成形法を
提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、」二記目的を達成するため、金型のキャビテ
ィ内に樹脂を射出充填し、その後、冷却に伴う樹脂の収
縮量分をキャビティの容積を収縮することによって補い
、これによって前記樹脂に所定の圧力を加えながら成形
する射出圧縮成形法において、前記キャビティ内に充填
された樹脂の温度を測定して、この温度の変化に基づい
て樹脂の圧力を制御している。

［作用］ 本発明においては、樹脂の温度を測定し、この温度によ
って樹脂の圧力を制御するから、温度圧力から樹脂の比
容積が明確になる。すなわち、樹脂の状態は、比容積■
と圧力Ｐと温度′Ｆによって明らかになり、比容積■は
、圧力Ｐと６情度Ｔの関数で示される。実際には、樹脂
別に、比容積■と圧力Ｐと温度Ｔとの関係かＰ−Ｖ−Ｔ
線図として明らかになっているから、樹脂の温度Ｔと圧
力Ｐとが分かればＰ−Ｖ−Ｔ線図によって、樹脂の比容
積Ｖが明らかになる。このため、樹脂の温度に基づいて
該樹脂の圧力を切り換えることにより、樹脂の比容積を
所定の値に制御しながら成形することが可能になる。

したがって、樹脂の比容積を所定の値に制御しながら圧
縮成形を行なうことかできるから、良好な成形品を短時
間のうらに得ることができる。

［実施例］ 以下、第１図ないし第２図を参照して本発明の一実施例
を説明する。

第１図において、■は射出成形機のベット゛であり、こ
のベツド１」二には金型にの型開閉および型締を行なう
型締装置２が設置されいる。

型締装置２は、ベツド１上に固定された固定盤３と、こ
の固定盤３に対向してヘッド」二に移動日在に設けられ
た支持盤４と、この支持盤４と固定盤３とに掛７す渡さ
れた図示しないタイバーに滑動自在に支持されて、固定
盤３に接離する方向に移動可能な可動盤５と、支持盤４
に設けられた油圧シリンタロの駆動力を得て、可動盤５
を固定盤３に接離する方向に移動駆動するトグル装置７
とを備えたものである。そして、上記可動盤５には金型
を圧縮するための油圧シリンダ機構８か備えられている
。

油圧シリンダ機構８は、可動盤５に形成されたシリンダ
穴５ａに挿入されて先端が固定盤３に向けて突き出し自
在にされたピストンつと、このピストン９の先端に連結
され、可動盤５の固定盤３に対向する面から該固定盤３
に接離する方向に移動自在な圧縮板１０とを備えたもの
である。そして、ピストン９には、その軸方向の中央部
に作動油の圧力を受ける拡径部９ａか形成されており、
この拡径部９ａの左側のシリンダ穴５ａが突出側油室Ｉ
Ｊになっており、また該拡径部９ａ右側のシリンダ穴５
ａか戻し側部室１２になっている。これらの突出側油室
１１および戻し側ＡＪｊ室１２はサーボバルブ］３に接
続されている。

サーボバルブ］３は、４ボ一ト３位置に構成されたもの
であり、中立位置で、Δボート、１３ボート、Ｐボート
およびＴポートがそれぞれ閉塞され、スプールが図中右
側に移動された際に、ＰボートとＡポートとが連通され
るとともに、ＢポートとＴボートとが連通され、前記ス
プールか右側に移動するにしたかって、ＰボートからΔ
ボー１−へ連通ずる開口面積およびＢボートからＴボー
トへ連通ずる開口面積が徐々に増加するようになってい
る。また、上記スプールが左側に移動された際には、Ｐ
ボートとＢポートとが連通されるとともにＡポル１・と
Ｔボートとが連通され、該スプールか左側に移動するに
したがって、ＰボートからＢボートへ連通ずる開口面積
およびＡボートからＴボートへ連通ずる開口面積が徐々
に増加するようになっている。このサーボバルブ１３は
、Ａボートか油圧シリンダ機構８の戻し側４１１室１２
に接続され、Ｂボートか該油圧シリンダ機構８の突出側
浦室１１に接続され、■）ボー１−　ｈ＜　ｎｌｌ圧源
１４に接続され、′Ｉ゛ボートかタンク１５に接続され
ている。

また、サーボバルブ１３のＹ３ボートから突出側油室１
１に通しる管路１６には、突出側油室１１の近傍に管ｈ
１Ｍ　］　６内の圧力を検Ｚ１１する圧力セン＋１１１
７が設けられている。

また、金型には、固定金型に１か固定盤３に固定され、
可動金型に２か圧縮板１０に固定されており、固定金型
に１には凹部Ｋｌａか形成され、可動金型に２には上記
凹部Ｋｌａに挿入されるコア部に２ａが形成されている
。そして、−１−記凹部Ｋｌａとコア部に２ａとて閉塞
される空間が成形品を成形するためのキャビティＣとな
っている。また、固定金型に１には、キャビティＣの内
面に而に露出するセンサ部を有するｔｌｌ、？１度七ン
刃１８か設けられている。

まお、第１図において符号１９て示すものは、溶融した
樹脂をキャビティＣ内に射出するための加熱筒である。

一］−記→ノーポハルフ１３は第２図に示す制御装置に
よって制御されるようになっている。

この制御装置には、油圧シリンタ機構８の突出側７１ｊ
ｌ室１１の圧力を所定の値に設定するための第１の圧力
設定部２０ａないし第９の圧力設定部２０ｉを有する圧
力設定回路２１か設（′Ｊられでいる。

第］の圧力設定部２０ａないし第９の圧力設定部２０１
は、図示しない主制御装置から出力される指令値Ｓによ
って圧力か設定されるようになっている。そして、これ
らの第１の圧力設定部２０ａないし第９の圧力設定部２
０ｉは、それぞれ増幅器２２を介して第１のアナログス
イッチ２３ａないし第９のアナログスイッチ２３ｉに接
続されている。

これらの第１のアナログスイッチ２３ａないし第９のア
ナログスイッチ２３ｉは、制御端子へ制御信号か人力さ
れた際に、一方のスイッチ端子と他方のスイッチ端子と
を接続状Ｙルにし、制御端子への制御信号か断たれた際
に、一方のスイッチ６ｉＴｉ！子と他方のスイッチ端子
を切断状！ルに維持するちのである。そしＣ１これらの
第１のアナログスイッチ２３ａないし第９のアナログス
イッチ２３１は、それぞれ、一方のスイッチ端子か各増
幅器２２に接続され、それぞれの他方の端子か−・つに
結合されてサーボアンプ２４に接続されており、それぞ
れの制御端子には圧力切換信号２５が入力されるように
なっている。そして、各圧力切換信号２５は、温度設定
回路２６に設けられた第１の温度設定部２７ａないし第
９の温度設定部２７１からそれぞれ出力されるようにな
っており、」−記温度設定回路２６には、温度増幅器２
８を介して前記温度センサ１８か接続されている。

温度設定回路２６は、温度センサ１８で検知された樹脂
温度の実際値と、第１の温度設定部２７ａないし第９の
温度設定部２７１の設定温度とを比較して、前記実際値
か設定ｔ１１１Ａ度に達している温度設定部を−ったけ
選択し、その−・つの温度設定部から圧力切換信号２５
を発するようになっている。

第１のメ晶度設定部２７ａないし第９の温度設定部２７
１は、それぞれ主制御装置から出力される指令値Ｓによ
って温度か設定されるようになっている。

また、サーボアンプ２４には、＋ｉｉｉ記圧力上圧力セ
ンサ１フされた突出側油室１１側の実測圧力か入力され
るようになっている。

」−記のように構成された射出圧縮成形装置においては
、サーボバルブ１３のスプールを左側に切り換えること
によって、油圧源１７１から供給された作動油かサーボ
バルブ１３のＰボート、Ｂホトを通って油圧ンリンタ機
構８の突出倒曲室１１に流入し、これによってピストン
９か固定盤３　（ｉｌｌｌに移動する。そして、戻り側
浦室１２から作動油か吐出して、この吐出した作動Ａ１
１かサーボバルブ１３のΔボート、Ｔボートを）ｍって
タンク１５の流出する。このため、キャビティＣ内の樹
脂か圧縮されて、油圧ンリンタＲ構８の突出側／１１］
室１１内の圧力か上昇する。そうすると、圧力センづ１
７で測定される作動油の圧力か、第１の圧力段′）Ｌ部
２０ａないし第９の圧力設定部２０１のいずれかの設定
圧力に一致するようになる。このため、サーボアンプ２
４からサーボバルブ１３に出力される電流か小さくなっ
て、サーボバルブ１３のスプールが中立位置に戻るよう
になる。そしてまた、圧力センサ１７て検知する圧力が
小さくなると、サーボバルブ１３のスプールが右側に移
動して、突出側油室１１内の作動油の圧力を」二げるよ
うに作用する。

したがって、上記射出圧縮成形装置によれば、キャビテ
ィＣ内の樹脂の圧力を一定の圧力に精密に制御すること
ができる。

次に、上記のように構成された射出圧縮成形装置による
射出圧縮成形法を第３図、第４図を参照して説明する。

まず、第３図および第１表を参照して、射出圧縮成形法
の第１例を説明する。

以下余白 第１表 まず始めに、油圧ンリンタ６のロッドを伸ばし、トグル
装置７によって金型Ｋを閉した状態に固定する。たたし
、このときには、金型かやや開いた状態になるように、
支持盤４の位置を調整しておく。

１ そして、第１表に示す順序に従って圧縮成形を行なう。

まず、加熱筒１９から金型にのキャビティＣ内に樹脂を
射出充填する。そうすると、第３図に示すように、加熱
筒１内で溶融状態の樹脂がキャビティＣ内に充填され、
樹脂の圧力かＯＫｇ／ａｍ”のＡ曲線上の０点から７０
０　Ｋｇ／ｃｍ２の８曲線上の■点へ変化する。そして
、この■点でキャビティＣへの樹脂の充填が完了する。

次ぎに、■点から■点の保圧工程に移り、キャビティＣ
内の樹脂の圧力が７００　Ｋｇ／ａｍ２になるように、
加熱筒１９から樹脂を圧縮するための圧力が供給される
。そうすると、樹脂の圧力が７００Ｋｇ／ｃｍ２を維持
されなから、すなわち等圧圧縮状態で冷却される。そし
て、■点てゲートシールとなる。

■点のゲートシール以後は、金型にのケート部の樹脂が
固化して、加熱筒１９から樹脂を介して供給される圧力
かキャビティＣ内の樹脂に伝わらなくなる。このため、
０点以後は、加熱筒１９からの加圧を止めて冷却する。

そうすると、キャビティＣ内の樹脂が第３図中■点から
０点まで等比容積状態で冷却される。

そして０点で、温度センサ１８で検知された樹脂の温度
が第１の温度設定部２７ａの設定温度′「１に達する。

そうすると、第１の温度設定部２７ａから圧力切換信号
２５か出力されて第１のアナログスイッチ２３ａの制御
端子に入力され、第１の圧力設定部２０ａの設定圧力信
号Ｐ１が増幅器２２および第１のアナログスイッチ２３
ａを介してサーボアンプ２４に入力される。これにより
、サーボバルブ１３のスプールが図中左側に移動して、
油圧源１４から供給される作動油がサーボバルブ１３の
Ｐボート、Ｂポートを通って油圧シリンダ機構８の突出
側油室１１に供給される。

そしてサーボバルブ１３により、突出側油室１１内の圧
力が第１の圧力設定部２０ａの設定圧力Ｐｌに一致する
ように精密に制御されるようになる。

このため、キャビティＣ内の樹脂は、圧力Ｐｉのピスト
ン９の突出力によって圧縮され、第３図中■点から０点
へ等圧圧縮されながら冷却される。

そして、０点まで樹脂か冷却されて、該樹脂の温度か第
２の温度設定部２７ｂの設定温度Ｔ２に達すると、第１
の温度設定部２７ａの圧力切換信号２５か停止し、代わ
って第２の温度設定部２７ａから圧力切換信号２５か出
力されて、該圧力切換信号２５が第２のアリ−ログスイ
ッチ２３ｂの制御端子に入力される。そうすると、上記
と同様にして、突出側油室１１内の圧力が第２の圧力設
定部２０１）の設定圧力Ｐ２に一致するように制御され
る。このため、キャヒティＣ内の樹脂の圧力は、圧力Ｐ
２のピストン９の突出力によって圧縮され、第３図中■
点から■点へ等圧圧縮されなから冷却される。そして、
この例では、設定圧力Ｐ２を設定圧力Ｐ１より低く設定
しているので、■から■の曲線は■から■の曲線より圧
力ＯＫ　ｇ／　ｃｍ’ノＡ　曲線に近側いている。

さらに、■点では樹脂の高度が第３の温度設定部２３ｃ
の設定温度Ｔ　３に達し、」−記と同様にして、油圧シ
リンタ機構８の突出側／ｌＩＪ室１１の圧力か第３の圧
力設定部２０ｃの設定圧力Ｐ３に一致するように制御さ
れる。このため、キャヒティＣ内の樹脂は、圧力Ｐ３の
ピストン９の突出力によって圧縮され、第３図中■から
■に等圧圧縮されながら冷却される。この場合も、設定
圧力Ｐ３が設定圧力Ｐ２より低く股、定されており、■
から■の曲線は■から■の曲線より、圧縮ＯＫ　ｇ／　
ｃｍ’のＡ曲線に近付い−Ｃいる。

そして、この例の場合には、０点で樹脂の〆温度か第４
の温度設定部２７ｄの設定温度Ｔ４に達すると、サーボ
バルフ１３のスプールか左側に移動されて、樹脂の圧縮
かＱ　Ｋ　ｇ／　ｃｍ２になるように制御され、樹脂の
圧縮か完了する。

次いで、油圧シリンタロのピストンロットめて、トグル
装置７により可動盤５を左側に移動して型開を行なう。

そして、成形品を取り出す。

そうすると、成形品となった樹脂が大気中で自然冷却さ
れて、［相］から■に等圧収縮する。この■点ては、樹
脂は大気温度と等しくなり、安定状態になる。

なお、この例では、樹脂圧力か、■点から０点までは３
　０　０　Ｋｇ／ｃｍ２、０点から■点までは２０Ｑ　
Ｋ　ｇ／　ｃｍ２、■点から０点まてはｌ　Ｏ　Ｏ　Ｋ
ｇ／ｃｍ２に制御されている。

」二記のように構成された射出圧縮成形方法によれは、
キャビティＣに射出充填された樹脂の圧力を、該樹脂の
温度の変化に応じて切り換えているので、樹脂の状態を
Ｐ　−　Ｖ−Ｔ線図上の任意の位置に変化させながら成
形することができる。したがって、樹脂の圧力、比容積
を制御しなから圧縮成形することかできるから、転写性
のよい成形品や、内部応力の除去された成形品を短時間
で簡単に得ることかできる。

そして、この第１例の場合には、樹脂の圧力か徐々に大
気圧に近イ」＜ように制御されているので、内部応力の
極めて少ない成形品を得ることかできる。そして、この
例の圧力切換の形スルを、他の金型に適用することによ
って、他の金型においても、内部応力の少ない成形品を
得ることかできる。

次きに、第４図および第２表を参照して、射出６ 圧縮成形法の第２例を説明する。たたし、第４図におい
て、０点から０点までの成形については第３図と同様で
あるので、その説明を省略する。

この例では、第２の圧力設定部２０ｂの設定圧力Ｐ２が
第１の圧力設定部２０ａの設定圧力Ｐ１より大きく設定
されており、このため■から■の曲線の方か■点から０
点の曲線よりへ曲線から離れている。

同様にして、第２の圧力設定部２０ｂの設定圧力Ｐ２よ
り、第３の圧力設定部２０ｃの圧力の方か高く、この第
３の圧力設定部２０ｃの設定圧力Ｐ３より第４の圧力設
定部２０ｄの設定圧力Ｐ４の方が高く、・さらに第４の
圧力設定部２０（１の設定圧力Ｐ４より第５の圧力設定
部２０ｅの設定圧力Ｐ５の方か高く設定されている。し
たかって、０点から■点の曲線より■点から０点の曲線
の方かへ曲線から離れ、■点から０点の曲線より［相］
点から■点の曲線の方かへ曲線より肉１１れる。すなわ
ち、■点および０点で圧力か切り換えられるたひに、等
圧圧縮曲線の位置が圧力ＱＫＢ／ｃｍ２のＡ　＋１４１
線から離れる。

なお、この例では、樹脂圧力が、■点がら０点までは３
００　Ｋｇ／ａｍ２．０点から０点まては５゜ＯＫ　ｇ
／　ｃｍ’、０点から０点までは７００Ｋｇ／ｃｍ２、
［相］から■までは９００　Ｋｇ／ｃｍ２に制御されて
いる。

そして、０点では、ピストン９による圧縮か停止されて
、樹脂の圧力かＯＫ　ｇ／　ｃｍ２になり、Ａ　＋ＩＪ
Ｊ線」−に移動する。そして、樹脂は型開によって取り
出されて、大気温度まで等圧で冷却される。

上記のように構成された射出圧縮成形法によれば、樹脂
の圧力を漸次増加させことにより、肉厚の異なる成形品
の各肉厚の異なる位置の冷却状態に合わせて、樹脂の圧
縮力を制御することができる。

したがって、肉厚の異なる製品を成形する場合でも、ひ
け等の発生のない均一な製品を成形することかできる。

［発明の効果］ 以」−説明したように、本発明によれば、金型のキャビ
ティ内に樹脂を射出充填し、その後、冷却に伴う樹脂の
収縮量分をキャビティの容積を収縮することによって補
い、これによって前記樹脂に所定の圧力を加えながら成
形する射出圧縮成形法９ において、前記キャビティ内に充填された樹脂の温度を
測定して、この温度の変化に基づいて樹脂の圧ノＪを制
御しているので、樹脂の温度と圧力とからＰ　−Ｖ　−
”Ｉ”線図によって、樹脂の比容積を知ることができる
。

したがって、樹脂の比容積を所定の値に制御しながら圧
縮成形を行なうことができ、このため転写性や内部応力
の少ない成形品を短時間のうちに簡単に得ることができ
る。しかも、良好な成形品を得たときの樹脂の温度、圧
力、比容積の状態を他の金型に適用して成形することに
よって、他の金型においても同様に良好な結果を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示す図であっ
て、第１図は射出圧縮成形装置の概略構成図、第２図は
同射出圧縮成形装置の制御装置を示す回路図、第３図は
同射出圧縮成形装置における射出圧縮成形法の例を示す
図、第４図は同射出圧縮成形装置にお（プる射出圧縮成
形法の他の例を０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金型のキャビティ内に樹脂を射出充填し、その後、冷却
   に伴う樹脂の収縮量分をキャビティの容積を収縮するこ
   とによって補い、これによって前記樹脂に所定の圧力を
   加えながら成形する射出圧縮成形法において、前記キャ
   ビティ内に充填された樹脂の温度を測定して、この温度
   の変化に基づいて前記樹脂の圧力を制御することを特徴
   とする射出圧縮成形法。