JPH05253995A - 射出成形方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、射出成形方法およびその装置に関
し、ひけ等が発生するのを防止して均質な薄肉長尺の樹
脂成形品を得ることができる射出成形方法およびその装
置を提供することを目的としている。 【構成】バレル６内の樹脂材料の温度に基づいて射出速
度を制御するとともに、この射出速度および金型１の温
度に基づいて保圧力を制御している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形方法およびそ
の装置に関し、詳しくは、樹脂材料を金型のキャビティ
内に射出・充填した後、所定の圧力で保圧することによ
り樹脂成形品を成形する射出成形方法およびその装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、射出成形装置による射出成形に
は、金型のキャビティ内に樹脂材料を射出・充填させる
射出・充填工程と、この射出・充填工程後の冷却・固化
に伴う樹脂材料の体積変化を補い、樹脂成形品にひけ等
が発生するのを防止するためにそのキャビティ内の樹脂
材料に圧力を加えて保圧する保圧工程と、からなってい
る。

【０００３】特に保圧工程は、射出成形プロセス上非常
に重要なものであり、その中でもひけ等のない均質な成
形品を得るために金型温度と保圧力のバランスを取るこ
とが非常に重要な要素となっているため、従来から種々
の工夫がなされている。従来のこの種の射出成形方法と
しては、例えば、特開昭６３−１７８０２１号公報（以
下、第１従来例という）に記載されたようなものが知ら
れている。このものは、金型や樹脂材料の温度を検出
し、該金型等の温度に応じて保圧力を多段的に切換える
ことにより、金型等の温度に応じて最適な保圧力で樹脂
材料を保圧するようにしている（その他に特開平１−３
１６２４１号公報、特開平２−１１１５１８号公報およ
び特開平１−１４６７１９号公報参照）。

【０００４】また、その他の射出成形方法としては、例
えば、特開平３−６３１１７号公報（以下、第２従来例
という）に記載されたようなものがある。このものは、
ショットごとの保圧工程初期における金型キャビティへ
の樹脂流入量を演算し、該樹脂流入量が良品成形時の基
準流入量に一致するように設定保圧力を修正して保圧初
期以降の保圧工程の保圧力の制御を行なうようにしてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１従
来例に記載されたものにあっては、金型や樹脂材料の温
度を検出し、該金型等の温度に応じて保圧力を多段的に
切換えているため、樹脂成形品のひけ等が発生するのを
防止することができるが、このものは、薄肉長尺の樹脂
成形品を成形するものを対象にしたものではなく、薄肉
長尺の樹脂成形品を均質に成形することができるとは言
い難い。

【０００６】また、第２従来例に記載されたものにあっ
ては、ショットごとの保圧工程初期における金型キャビ
ティへの樹脂流入量に基づいて保圧力を設定しているた
め、流入量の大きい長尺の樹脂成形品に対しては高速で
キャビティに流れている樹脂材料の量を十分に管理する
ことができず、薄肉長尺の樹脂成形品を均質に成形する
ことができないという問題があった。すなわち、樹脂流
入量に基づいて保圧力を設定しても薄肉長尺の樹脂成形
品を十分に成形することができないのである。

【０００７】そこで本発明は、ひけ等が発生するのを防
止して均質な薄肉長尺の樹脂成形品を得ることができる
射出成形方法およびその装置を提供することを目的とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、金型のキャビティ内に樹脂
材料を射出、充填する射出・充填工程と、射出・充填後
に樹脂材料を保圧する保圧工程を有し、薄肉長尺の樹脂
成形品を成形する方法において、前記射出・充填工程で
は、樹脂温度に基づいて射出速度を設定することによ
り、所定の射出速度でキャビティ内に樹脂材料を射出・
充填し、前記保圧工程では、設定された射出速度および
予め検出した金型温度に基づいて樹脂材料の保圧力を設
定し、該設定された保圧力で樹脂材料を保圧すること特
徴としている。

【０００９】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るために、樹脂材料の長手方向に延在するキャビティお
よび該キャビティに連通するゲートを有する金型と、金
型のゲートに対向して設けられ、キャビティ内に樹脂材
料を射出、充填した後、該樹脂材料を保圧する圧力制御
に切換可能な射出成形機と、を備え、薄肉長尺の樹脂成
形品を成形する射出成形装置において、金型内に設けら
れ、該金型の温度を検出する金型温度検出手段と、射出
成形機に設けられ、該成形機内の樹脂材料の温度を検出
する樹脂温度検出手段と、金型温度検出手段および樹脂
温度検出手段から出力信号が入力され、該出力信号に基
づいて射出成形機の樹脂材料の射出速度および保圧力を
制御する制御手段と、を備えたことを特徴としている。

【００１０】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るために、金型温度検出手段が、少なくともキャビティ
のゲート近傍および該ゲートから最も離隔するキャビテ
ィ近傍の２箇所に設けられることを特徴としている。請
求項４記載の発明は、上記課題を解決するために、前記
成形品の長手方向長さを検出する検出手段を有し、前記
制御手段が、該検出手段の出力信号に基づいて樹脂材料
の射出速度および保圧力の微調整を行なうことを特徴と
している。

【００１１】

【作用】請求項１記載の発明では、射出・充填工程で、
樹脂温度に基づいて射出速度が設定されることにより、
所定の射出速度でキャビティ内に樹脂材料が射出され、
保圧工程では、設定された射出速度および予め検出した
金型温度に基づいて樹脂材料の保圧力が設定され、該設
定された保圧力で樹脂材料が保圧される。

【００１２】したがって、樹脂材料が十分な速度でキャ
ビティ内に射出・充填されるとともに、射出・充填後に
樹脂材料が射出速度および金型温度に応じた適切な圧力
で保圧される。この結果、ひけ等の発生が防止されて均
質な薄肉長尺の樹脂成形品が成形される。請求項２記載
の発明では、射出成形機内の樹脂材料の温度に基づいて
射出速度が制御されるとともに、この射出速度および金
型の温度に基づいて保圧力が制御される。したがって、
樹脂材料が十分な速度でキャビティ内に射出・充填され
るとともに、射出・充填後に樹脂材料が射出速度および
金型温度に応じた適切な圧力で保圧される。この結果、
ひけ等の発生が防止されて均質な薄肉長尺の樹脂成形品
が成形される。

【００１３】これに加えて、射出・充填作業で用いた射
出速度に基づいて保圧力が設定されているため、金型、
射出成形機および環境等が変化することによる誤差要因
が除去されて同一の射出成形機によって射出・充填作業
および保圧作業が連続して行なわれ、樹脂成形品の歩留
りが向上される。請求項３記載の発明では、少なくとも
キャビティのゲート近傍および該ゲートから最も離隔す
るキャビティ近傍の２箇所の金型温度が検出される。し
たがって、金型の長手方向の温度のばらつきが最小限に
抑えられつつ樹脂材料が保圧され、より一層均質な薄肉
長尺の樹脂成形品が成形される。また、金型温度検出手
段により金型の長手方向の温度のばらつきが大きいこと
が検出された場合には該検出情報によって成形品の品質
の変化を知ることができ、成形品の歩留りを向上させる
ことができる。

【００１４】請求項４記載の発明では、樹脂成形品の長
手方向長さに基づいて樹脂材料の射出速度および保圧力
の微調整が行なわれる。したがって、射出成形作業中に
金型に温度変化が発生じたり、あるいは射出成形機の作
動状態に変化が生じた場合に、樹脂成形品の長手方向長
さに応じて射出速度および保圧力が調整される。この結
果、樹脂成形品の品質が安定され、高品質な樹脂成形品
が成形される。

【００１５】また、実際の樹脂成形品の長手方向長さに
基づいて樹脂材料の射出速度および保圧力の微調整が行
なわれるので、全てを射出成形装置のデータで制御する
ものに比べて、すなわち、予め樹脂成形品の長手方向長
さが予測されて制御されるものに比べて制御の信頼性が
向上する。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
図１、２は請求項１記載の射出成形方法を達成するため
の射出成形装置および請求項２〜４記載の発明に係る射
出成形装置の一実施例を示す図である。まず、構成を説
明する。図１において、１は金型であり、該金型１は可
動側金型２と固定側金型３から構成され、内部にキャビ
ティ４が画成されている。このキャビティ４は長手方向
（図１中上下方向）に沿って長尺に延在しており、長手
方向と直交する方向の長さが短くなっている。したがっ
て、このキャビティ４によって成形される樹脂成形品は
薄肉長尺形状になる。固定側金型３にはゲート３ａが形
成されており、このゲート３ａは一端がキャビティ４に
連通するとともに他端が射出成形機５に連通している。

【００１７】射出成形機５は樹脂材料が充填されたバレ
ル６を有しており、このバレル６はゲート３ａ側に対向
して設けられ、内部にスクリュー７が挿入されている。
このスクリュー７は基端部がピストン８に連結してお
り、このピストン８は図示しない回転駆動部材に連結さ
れている。このため、スクリュー７は回転駆動部材によ
りピストン８と共に回転する。また、バレル６にはホッ
パ６ａが設けられており、バレル６内にはホッパ６ａか
ら樹脂材料が供給されるようになっている。

【００１８】また、ピストン８はシリンダ９内に挿入さ
れており、シリンダ９内はピストン８により一対の油圧
室８ａ、８ｂに画成されている。これら油圧室８ａ、８
ｂには油圧制御手段10からの作動油が流通するようにな
っており、この作動油の流通に応じてピストン８が図１
中左右方向に移動することによりスクリュー７はゲート
３ａに対して進退するようになっている。

【００１９】また、可動側金型２内には金型温度検出手
段としての２つのセンサ11ａ、11ｂが設けられており、
このセンサ11ａ、11ｂはキャビティ４のゲート３ａ近傍
および該ゲート３ａから最も離隔するキャビティ４近傍
の２箇所に設けら、それぞれ金型１の温度を検出し、該
検出情報を制御手段12に出力するようになっている。ま
た、バレル６内には樹脂温度検出手段としてのセンサ13
が設けられており、このセンサ13は樹脂材料の温度を検
出して制御手段12に信号を出力するようになっている。
また、制御手段12には検出手段としての測長器14からの
信号が入力するようになっており、この測長器14は矢印
方向に移動可能な位置センサ15を有し、樹脂成形品16の
長手方向長さを測定してこの測定結果を制御手段12に出
力する。

【００２０】制御手段12は内部にマイクロコンピュータ
を有し、センサ11ａ、11ｂ、13、測長器14からの出力信
号に基づいて油圧制御手段10に信号を出力するようにな
っており、油圧制御手段10は油圧室３ａ、３ｂに作動油
を流通させることにより、スクリュー７を作動して樹脂
材料の射出速度および保圧力を制御するようになってい
る。また、制御手段12は特に測長器14の出力信号に基づ
いて樹脂材料の射出速度および保圧力の微調整を行なう
ようになっている。

【００２１】次に、本実施例の射出成形方法について説
明する。まず、バレル６内の樹脂温度、金型１の温度お
よび形成される成形品16の長手方向長さをそれぞれセン
サ11ａ、11ｂ、13および測長機14で測定し、この測定結
果を制御手段12に出力する。樹脂温度は樹脂の流れ性、
すなわち粘性を知る上で非常に重要な情報である。ま
た、実際の成形品16の長手方向長さを検出することは、
樹脂材料の温度条件等が変化した場合にこの検出情報に
基づいて射出速度を補正する上で重要な情報であり、図
２(ａ)で実験で得られた長手方向長さと射出速度の関係
を示すように長手方向長さが長くなるにつれて射出速度
が大きくなるような関係にある。

【００２２】制御手段12はセンサ11ａ、11ｂおよび測長
器14の検出情報に基づいて油圧制御手段に信号を出力
し、油圧室８ａに作動油を供給してスクリュー７をゲー
ト３ａに向かって前進させることにより所定の射出速度
で樹脂材料をゲート３ａを介してキャビティ４内に射出
・充填させる。次いで、油圧室８ａの作動油圧を調整す
ることにより樹脂材料を保圧する。このときの制御手段
12はセンサ13、測長器14の検出情報および前記射出速度
に基づいて保圧力を制御するようになっている。また、
このときの成形品16の長さ方向と保圧力の関係は図２
(ｂ)に示すようになっており、保圧力は射出速度および
成形品16の長さに基づいて最適な値に設定される。この
結果、キャビティ４内の樹脂材料は十分な保圧力でパッ
キングされ、成形品16の長さに応じた薄肉長尺の樹脂成
形品が成形される。

【００２３】このように本実施例では、バレル６内の樹
脂材料の温度に基づいて射出速度を制御するとともに、
この射出速度および金型１の温度に基づいて保圧力を制
御しているため、樹脂材料を十分な速度でキャビティ４
内に射出・充填することができるとともに、射出・充填
後に樹脂材料を射出速度および金型温度に応じた適切な
圧力で保圧することができる。この結果、ひけ等が発生
するのを防止して均質な薄肉長尺の樹脂成形品を得るこ
とができる。

【００２４】これに加えて、射出・充填作業で用いた射
出速度に基づいて保圧力を設定しているため、金型１、
射出成形機５および環境等が変化することによる誤差要
因を除去して同一の射出成形機によって射出・充填作業
および保圧作業を連続して行なうことができ、樹脂成形
品の歩留りを向上させることができる。また、少なくと
もキャビティ４のゲート３ａ近傍および該ゲート３ａか
ら最も離隔する部分にセンサ11ａ、11ｂを設け、この部
分の金型１の温度を検出しているため、金型１の長手方
向の温度のばらつきを最小限に抑えつつ樹脂材料を保圧
することができ、より一層均質な薄肉長尺の樹脂成形品
を得ることができる。また、センサ11ａ、11により金型
の成形品の長手方向の温度のばらつきが大きいことが検
出された場合には該検出情報によって成形品の品質の変
化を知ることができ、成形品の歩留りを向上させること
ができる。

【００２５】また、樹脂成形品16の長手方向長さに基づ
いて樹脂材料の射出速度および保圧力の微調整を行なっ
ているため、射出成形作業中に金型１に温度変化が生じ
たり、あるいは射出成形機５の作動状態に変化が生じた
りした場合に、樹脂成形品16の長手方向長さに応じて射
出速度および保圧力を調整することができる。この結
果、樹脂成形品の品質を安定させることができ、高品質
な樹脂成形品を得ることができる。また、実際の樹脂成
形品の長手方向長さに基づいて樹脂材料の射出速度およ
び保圧力の微調整を行なっているため、全てを射出成形
装置のデータで制御するものに比べて、すなわち、予め
樹脂成形品の長手方向長さを予測して制御するものに比
べて制御の信頼性を向上させることができる。

【００２６】なお、本実施例では、可動側金型２のゲー
ト３ａ近傍と該ゲート３ａから最も離隔した部分にセン
サ11ａ、11ｂを設けているが、この11ａ、11ｂと共にセ
ンサ11ａ、11ｂ間に複数のセンサを設けても良い。この
ようにすれば、金型１の長手方向に沿って金型の温度を
検出することができ、金型の温度のばらつきを細かく抑
制することができる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、射出・充
填工程で、樹脂温度に基づいて射出速度を設定すること
により、所定の射出速度でキャビティ内に樹脂材料を射
出し、保圧工程では、設定された射出速度および予め検
出した金型温度に基づいて樹脂材料の保圧力を設定し、
該設定された保圧力で樹脂材料を保圧しているので、樹
脂材料を十分な速度でキャビティ内に射出・充填するこ
とができるとともに、射出・充填後に樹脂材料を射出速
度および金型温度に応じた適切な圧力で保圧することが
できる。この結果、ひけ等が発生するのを防止して均質
な薄肉長尺の樹脂成形品を得ることができる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、樹脂材料を
十分な速度でキャビティ内に射出・充填することができ
るとともに、射出・充填後に樹脂材料を射出速度および
金型温度に応じた適切な圧力で保圧することができる。
この結果、ひけ等の発生を防止することができ、均質な
薄肉長尺の樹脂成形品を成形することができる。これに
加えて、射出・充填作業で用いた射出速度に基づいて保
圧力を設定しているため、金型、射出成形機および環境
等が変化することによる誤差要因を除去して同一の射出
成形機によって射出・充填作業および保圧作業を連続し
て行なうことができ、樹脂成形品の歩留りを向上させる
ことができる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、金型の長手
方向の温度のばらつきを最小限に抑えつつ樹脂材料を保
圧することができ、より一層均質な薄肉長尺の樹脂成形
品を成形することができる。また、金型温度検出手段に
より金型の長手方向の温度のばらつきが大きいことが検
出された場合には、該検出情報によって成形品の品質の
変化を知ることができ、成形品の歩留りを向上させるこ
とができる。

【００３０】請求項４記載の発明によれば、射出成形作
業中に金型に温度変化が発生じたり、あるいは射出成形
機の作動状態に変化が生じた場合に、樹脂成形品の長手
方向長さに応じて射出速度および保圧力を調整すること
ができる。この結果、樹脂成形品の品質を安定させるこ
とができ、高品質な樹脂成形品を成形することができ
る。

【００３１】また、実際の樹脂成形品の長手方向長さに
基づいて樹脂材料の射出速度および保圧力の微調整を行
なっているので、全てを射出成形装置のデータで制御す
るものに比べて制御の信頼性を向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１〜４記載の発明に係る射出成形装置の
一実施例を示す図である。

【図２】(ａ)は成形品の長手方向長さと射出速度の関係
を示す図、(ｂ)は射出速度における成形品の長手方向長
さと射出速度の関係を示す図である。

【符号の説明】

１ 金型 ４ キャビティ ５ 射出成形機 11ａ、11ｂ センサ（金型温度検出手段） 12 制御手段 13 センサ（樹脂温度検出手段） 14 測長機（検出手段） 16 樹脂成形品

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡部 順 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 沢田 清孝 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型のキャビティ内に樹脂材料を射出、充
   填する射出・充填工程と、射出・充填後に樹脂材料を保
   圧する保圧工程を有し、薄肉長尺の樹脂成形品を成形す
   る方法において、前記射出・充填工程では、樹脂温度に
   基づいて射出速度を設定することにより、所定の射出速
   度でキャビティ内に樹脂材料を射出・充填し、前記保圧
   工程では、設定された射出速度および予め検出した金型
   温度に基づいて樹脂材料の保圧力を設定し、該設定され
   た保圧力で樹脂材料を保圧することを特徴とする射出成
   形方法。
2. 【請求項２】樹脂材料の長手方向に延在するキャビティ
   および該キャビティに連通するゲートを有する金型と、
   金型のゲートに対向して設けられ、キャビティ内に樹脂
   材料を射出、充填した後、該樹脂材料を保圧する圧力制
   御に切換可能な射出成形機と、を備え、薄肉長尺の樹脂
   成形品を成形する射出成形装置において、金型内に設け
   られ、該金型の温度を検出する金型温度検出手段と、射
   出成形機に設けられ、該成形機内の樹脂材料の温度を検
   出する樹脂温度検出手段と、金型温度検出手段および樹
   脂温度検出手段から出力信号が入力され、該出力信号に
   基づいて射出成形機の樹脂材料の射出速度および保圧力
   を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする射出
   成形装置。
3. 【請求項３】金型温度検出手段が、少なくともキャビテ
   ィのゲート近傍および該ゲートから最も離隔するキャビ
   ティ近傍の２箇所に設けられることを特徴とする請求項
   ２記載の射出成形装置。
4. 【請求項４】前記成形品の長手方向長さを検出する検出
   手段を有し、前記制御手段が、該検出手段の出力信号に
   基づいて樹脂材料の射出速度および保圧力の微調整を行
   なうことを特徴とする請求項２記載の射出成形装置。