JPH0788910A - 射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 射出充填した樹脂の圧抜きを行ってのち保圧
を行い、その保圧を背圧力により行うことにより、反り
発生のない成形品を効率良く成形する。 【構成】 スクリュの前進により樹脂をキャビティに射
出充填する。樹脂がキャビティに充満した時点の射出圧
力を０値に設定してキャビティ内の樹脂の圧抜きを行
う。しかるのちスクリュを回転して樹脂の計量を開始
し、計量時の背圧力により保圧を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、材料樹脂を計量後に
射出加熱筒内のスクリュの前進により金型内のキャビテ
ィに射出して、所要の成形品に成形する射出成形方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】射出加熱筒内に射出用のスクリュを備え
た射出装置による射出成形では、背圧力を加えながらス
クリュを回転して可塑化した樹脂を、射出加熱筒の先端
部内に蓄える計量工程を完了してから、計量した樹脂を
スクリュの前進により金型内のキャビティに充填する射
出工程に移行している。

【０００３】射出工程は、通常キャビティに樹脂を一次
圧により充填する工程と、二次圧により連続して行われ
る保圧工程とから成り立っており、一般的に充填工程は
速度の制御下にて行われるが、保圧工程は圧力制御によ
り行っている。これは充填圧力を直ちに除いて冷却に移
行すると、ゲートが冷却固化するまでの間、ゲートから
溶融状態の樹脂が逆流するので、これを防止すること
と、樹脂が固化する際に収縮するので、その収縮を補う
ためである。

【０００４】したがって、保圧はゲートの樹脂が固化し
た後は必要がないので、保圧時間はゲートが固化するま
での時間を対象に設定され、このため保圧時間は成形品
の設計寸法により異なり、ランナーやゲートが太く設計
された肉厚成形品では必然的に保圧時間が長く設定され
る。そして保圧時間が経過した後に樹脂の計量に移行し
ている。

【０００５】この計量時の背圧力は、溶融材料の前方移
動に伴うスクリュの後退に対する抵抗として、油圧によ
りスクリュにより加えられたものであり、背圧力が高い
とスクリュ後退速度が遅くなって可塑化能力が減少する
ので、通常は保圧力よりも低く設定されている。

【０００６】またキャビティの冷却工程は保圧完了から
計時しており、設定時間をタイムアップしたときに工程
完了として、キャビティの開放及び成形品の取出し等の
工程に移行している。この冷却時間は成形品の肉厚や形
状等により異なるが、一般的に計量時間よりも長い場合
が多い。しかし中には短くて済むものもあるが、過分に
冷却しても成形品には特に影響はないので、計量完了ま
で冷却を行って次の工程に移行している場合もある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この従来の成形方法に
従って樹脂の計量を行い、射出充填後に直ちに保圧に移
行すると、成形品に反りやひけ等が部分的に生ずること
がある。この現象は成形品の形状やキャビティゲートの
設計によりある程度は防止できるが、形状やゲートの設
計に制限を受ける成形品の場合には、これまで防止する
手段がなかった。

【０００８】そこで上記課題の解決として、本発明者ら
は、樹脂がキャビティに充満した時点の射出圧力を０値
に設定してキャビティ内の樹脂の圧抜きを行い、しかる
のち保圧を行うという成形方法を先に見い出した。この
新たな成形方法では成形工程を大幅に変更することな
く、成形品の部分的な反り等の発生を防止し得る利点を
有するが、従来にない圧抜き時間を要するため成形時間
がその分だけ長くかかるという新たな課題を有する。

【０００９】この発明は上記事情から考えられたもので
あって、その目的は、保圧工程と計量工程との複合化に
よって、射出開始から計量完了までに要する時間の短縮
及び冷却時間の計時開始時点の前送りを可能とし、これ
により射出工程に圧抜き時間をを要する成形方法であっ
ても、成形時間を短縮することができる射出成形方法を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
の特徴は、スクリュの前進により樹脂をキャビティに射
出充填し、充填完了後に保圧を行うにあたり、樹脂がキ
ャビティに充満した時点の射出圧力を０値に設定してキ
ャビティ内の樹脂の圧抜きを行い、しかるのちスクリュ
を回転して樹脂の計量を開始し、計量時の背圧力により
保圧を行うことにある。

【００１１】上記射出圧力の０値の設定時間は０．１乃
至１０秒の範囲で、その範囲時間は成形品の形状及び肉
厚分布、ゲート設計、キャビティ容積等を考慮して設定
され、また保圧は背圧力を複数段に制御して行われる。

【００１２】

【作 用】上記成形方法では、射出圧力の０値設定によ
り保圧に入る前、あるいは保圧の初期においてキャビテ
ィ内のエネルギーが一旦除去されるとともに、先に充填
された下流部の冷却が促進されてキャビティ内における
樹脂の流動可能領域が狭められる。

【００１３】そのような状態での保圧では、流動領域の
樹脂が所定圧力の下に固化することになり、その際のエ
ネルギーは流動可能領域が広い状態での保圧による固化
の場合に比べて小さく済み、成形品におけるエネルギー
は全体的に均衡して反りやひけの発生が生じ難くなる。

【００１４】また保圧と計量との複合化により、背圧力
が保圧力とし作用している間にも、スクリュの回転によ
り樹脂の計量が行われる。保圧力としての背圧力は通常
の背圧力よりも高く設定されているため、保圧中は可塑
化能力が通常の場合よりも小さくなるので、計量時間は
長目となるが、総体的には保圧後に計量開始する場合よ
りも時間は短くなる。

【００１５】また計量開始と同時に冷却を開始できるの
で、保圧完了時点で計時を開始した場合よりも計時開始
時点が前となり、前送りされた時間だけ計時が早く完了
するようになる。

【００１６】

【実施例】以下この発明を、図４に示す形状の成形品
（箱型コネクター）の射出成形を例として詳説する。ま
た射出成形には充填工程から保圧工程に直ちに移行する
場合と、充填工程−圧縮工程−保圧工程の順で移行する
場合とがある。しかし圧縮工程は保圧工程の一部として
含まれるので、全て保圧として説明する。

【００１７】上記成形品１を従来の射出成形方法により
成形すると、斜線で示す部分に反りが生ずる。この部分
はランナー２から分岐されたキャビティゲート３，３側
にて成形される薄肉の側板部４で、これまでの射出成形
手段では、除去困難とされている。

【００１８】この実施例でも、上記側板部４をゲート側
として樹脂の射出を行う。図２は、この実施例の実成形
時の成形機動作状態を、射出開始を起点として時間軸で
描いた波形データ図で、各工程に対応した射出速度、射
出圧力、型内圧力、背圧力の状態を示すものである。

【００１９】先ず速度制御による樹脂の射出充填を開始
する（図１参照）。射出充填に伴い樹脂がキャビティに
充満して図２に示すように型内圧力は上昇し、３．３se
c 後に型内圧力はピークに達する。キャビティ内では、
図３（Ａ）に示すように、流動フロント（下流側）の樹
脂の固化が進行しつつあり、その他はキャビティ面との
接触部分を除いて流動可能な状態にあって、キャビティ
内のエネルギーは下流側よりもゲートが位置する上流側
が高くなる。

【００２０】このような状態にある時点を充填完了とし
て保圧に直ちに移行すると、樹脂はそのエネルギーバラ
ンスのまま上流側まで固化することになり、またそのエ
ネルギーは反り発生レベルを大きく超えたえものとなる
ので、成形品に反りが生じやすくなる。成形品１が図４
に示すような形状の箱型コネクターの場合、斜線で示す
部分に反りが生ずる。この部分はランナー２から分岐さ
れたキャビティゲート３，３側にて成形される薄肉の側
板部４である。

【００２１】しかし、この実施例では型内圧力がピーク
に達した時点で射出圧力が０値になるように予め設定
し、それ以後は射出圧力がキャビティ内の樹脂に作用し
ないようにしてあることから、型内圧力は３sec 弱で０
値にまで低下する。その状態を３．３sec 程維持する
と、その間に型内圧力が均等化して、図３（Ｂ）に示す
ように、流動可能領域のエネルギーが反り発生レベルよ
りも小さく除去されると共に、下流側の固化も促進さ
れ、流動可能領域はさらに狭められる。

【００２２】次に上記時間の経過をもって射出工程の完
了とし、スクリュを回転して樹脂の計量行程に移行す
る。この計量工程では図１に示すように、先ず背圧力を
背圧一次圧として高く設定し、その背圧力を保圧力とし
て樹脂の計量と同時に保圧をも行う。保圧時間を経過し
た後は降圧して背圧二次圧とし、設定時間まで計量を継
続する。また計量開始と同時に冷却時間の計時開始す
る。

【００２３】上記背圧力による保圧力の昇圧に１．５se
c 程遅れて型内圧力は上昇する。この保圧ではエネルギ
ーは狭められた流動可能領域にのみ付与され、そのエネ
ルギーが反り発生レベルよりも大きくなっても、それは
図３（Ｃ）に示すように、全体から見てきわめて僅かな
領域となる。

【００２４】したがって、流動可能領域が広い状態での
保圧による固化の場合に比べて、キャビティ内のエネル
ギーは小さく済み、成形品におけるエネルギーは全体的
に均衡して反りやひけの発生が生じ難くなる。上記箱型
コネクター１では、解析の結果、低圧射出による歪みの
発生防止と相俟って、圧力分布のメリハリが顕著に表
れ、せん断応力、体積収縮率のなどは、体積収容率の最
終値が同じでも、せん断応力が少なく、反りは殆ど認め
られない。また保圧及び計量さらには冷却完了までに要
する時間も、保圧工程完了後に計量工程に移行する従来
法に場合に比べて短縮される。

【００２５】図５は従来方法の設定条件による成形を、
この発明により行った場合の総体的な時間差を示す比較
図である。これによれば従来方法よりも実施例の方が計
量時間が１．７４sec 長くかかる。これは保圧のために
背圧力を３００kg/cm²に設定したためで、それによる可
塑化能力の減少分だけ計量時間が必然的に長くなってい
る。しかし従来方法の保圧工程からの時間との比較では
逆に１．５６sec 短縮されている。また冷却時間は両方
とも同じであるが、計量開始時点の相違から実施例の方
が３．３sec （前送りした分）ほど早く完了する。

【００２６】したがって、計量完了の時点を成形工程完
了として型開工程に移行する場合には成形時間が１．５
６sec 短縮され、また冷却完了の時点を成形工程完了と
して型開工程に移行する場合には成形時間が３．３sec
短縮されることになる。この結果、圧抜きに時間を要し
てもその時間の相殺が可能となる。

【００２７】

【発明の効果】この発明は上述のように、樹脂がキャビ
ティに充満した時点でキャビティ内の樹脂の圧抜きを行
って、射出成形による成形品の反りやひけを防止したの
で、形状やゲートの設計に制限を受ける成形品であって
も反り等を発生させることなく成形を行うことができ、
また樹脂がキャビティに充満した時点で圧力が０値にな
るように設定して置くだけで、他に特別な手段を必要と
せず、これまでの射出成形機に採用できる利点を有す
る。

【００２８】また保圧を背圧力により行って保圧工程と
計量工程とを複合化したので、それにより圧抜き時間の
相殺ができ、しかも冷却時間の計時も前送りされるの
で、計量完了をもって成形工程完了とする場合、冷却完
了を成形工程の完了とする場合のいずれにおいても時間
が短縮する。

【００２９】さらにまた成形時間の短縮は、保圧工程と
計量工程とを複合化し、冷却計時開始点を前送りするだ
けで実施でき、特別な装置や複雑な成形操作をも必要と
しないので、経済的でもあるなどの利点を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明に係る射出成形方法の工程説明図で
ある。

【図２】 この発明による場合の成形機動作状態を描い
た波形データ図である。

【図３】 キャビティ内の樹脂に対するエネルギーの状
態を示す説明図である。

【図４】 従来方法による場合の反り発生部分を斜線で
示す成形品とランナーの斜視図である。

【図５】 この発明の実施例と従来方法による射出成形
による時間短縮の比較図である。

【符号の説明】

１ 成形品 ２ ランナー ３ キャビティゲート ４ 側板部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリュの前進により樹脂をキャビティ
   に射出充填し、充填完了後に保圧を行うにあたり、樹脂
   がキャビティに充満した時点の射出圧力を０値に設定し
   てキャビティ内の樹脂の圧抜きを行い、しかるのちスク
   リュを回転して樹脂の計量を開始し、計量時の背圧力に
   より保圧を行うことを特徴とする射出成形方法。