(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製品を成形するための金型内に形成されたキャビティに複数のゲートからあらかじめ定められた順位で溶融樹脂を射出注入し、先順位のゲートから前記キャビティに射出注入された溶融樹脂の流頭が後順位のゲートの位置に達した後に、該後順位のゲートから溶融樹脂を射出注入する射出成形方法において、
前記後順位のゲートからの溶融樹脂の射出注入を開始してから前記キャビティへの溶融樹脂の充填が完了するまでの間に、前記先順位のゲートからの射出注入を一時停止した後に前記先順位のゲートからの射出注入を再開する行程を少なくとも１回行い、前記後順位のゲートからの射出注入を停止して前記先順位のゲートから射出注入した状態を保持したまま、溶融樹脂の充填を完了させることを特徴とする射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、樹脂製品の射出成形方法に関し、特に自動車のバンパー等の比較的薄肉で大型な樹脂製品の成形に適した射出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、金型内に形成されたキャビティに複数のゲートから溶融樹脂を射出注入する射出成形方法としては、先順位のゲートから射出注入された溶融樹脂の流頭が後順位のゲートを通過した後に後順位のゲートから溶融樹脂を射出注入する方法が知られている。また、このような射出成形方法において、先順位のゲートからの溶融樹脂の充填がある程度進行したときに先順位のゲートを閉じて、後順位のゲートから溶融樹脂を射出注入することが知られている。これによれば、比較的低圧で溶融樹脂を射出注入してもキャビティの端末部にまで溶融樹脂を充填することができ、金型や溶融樹脂の射出装置等の負担の軽減を図ることができる。
【０００３】
しかしながら、このような従来の射出成形方法では、後順位のゲートに溶融樹脂の流頭が達した時点で先順位のゲートからの溶融樹脂の射出注入を停止するので、溶融樹脂の充填を完了したときには、先順位のゲート近傍のキャビティ内の溶融樹脂は冷却が進んでいるが、後順位のゲート近傍のキャビティ内の溶融樹脂は注入直後のため高温であり、製品の各部分に温度差が生じてしまうことになる。従って、製品全体の冷却が進むと、前記温度差により先順位のゲート近傍のキャビティ内の樹脂と後順位のゲート近傍のキャビティ内の樹脂の収縮率が異なってしまい、デフォームが発生するという不都合があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、射出成形方法の改良を目的とし、更に詳しくは複数のゲートからあらかじめ定められた順位に従って樹脂を射出注入する方法であって、デフォームの発生を防止する射出成形方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の射出成形方法は、樹脂製品を成形するための金型内に形成されたキャビティに複数のゲートからあらかじめ定められた順位で溶融樹脂を射出注入し、先順位のゲートから前記キャビティに射出注入された溶融樹脂の流頭が後順位のゲートの位置に達した後に、該後順位のゲートから溶融樹脂を射出注入する射出成形方法において、前記後順位のゲートからの溶融樹脂の射出注入を開始してから前記キャビティへの溶融樹脂の充填が完了するまでの間に、前記先順位のゲートからの射出注入を一時停止した後に前記先順位のゲートからの射出注入を再開する行程を少なくとも１回行い、前記後順位のゲートからの射出注入を停止して前記先順位のゲートから射出注入した状態を保持したまま、溶融樹脂の充填を完了させることを特徴とする。
【０００６】
本発明の射出成形方法によれば、先順位のゲートから前記キャビティに射出注入された溶融樹脂の流頭が後順位のゲートの位置に達した後に、該後順位のゲートから溶融樹脂を射出注入するので、後順位のゲートからの溶融樹脂は先順位からの溶融樹脂の内部に注入される。従って、流頭が複数発生することがなく、製品にウエルドマークの発生が防止される。
【０００７】
また、前記後順位のゲートからの溶融樹脂の射出注入を開始してから前記キャビティへの溶融樹脂の充填が完了するまでの間に、前記先順位のゲートからの射出注入を一時停止する。これにより、前記後順位のゲートから比較的低圧で溶融樹脂を射出注入してもキャビティ内に溶融樹脂を充填することが可能となる。
【０００８】
本発明の射出成形方法においては、前記後順位のゲートからの溶融樹脂の射出注入を開始してから前記キャビティへの溶融樹脂の充填が完了するまでの間に、前記先順位のゲートからの射出注入を一時停止した後に前記先順位のゲートからの射出注入を再開する行程を少なくとも１回行う。これによれば、まず前記先順位のゲートからの射出注入を一時停止するので、前記先順位のゲート近傍のキャビティ内の溶融樹脂の温度は徐々に低下していく。次に、前記キャビティへの溶融樹脂の充填が完了するまでの間に、前記先順位のゲートからの射出注入を再開させると、新たに射出注入された高温の溶融樹脂が前記先順位のゲート近傍のキャビティ内の溶融樹脂と混合することにより、前記先順位のゲート近傍のキャビティ内の溶融樹脂の温度が再度上昇して、前記後順位のゲート近傍のキャビティ内の溶融樹脂の温度に近づいていく。従って、樹脂製品の各部分における温度差が減少する。
【０００９】
次に、前記後順位のゲートからの射出注入を停止して前記先順位のゲートから射出注入した状態を保持したまま溶融樹脂の充填を完了させる。これにより、前記先順位のゲートを一時停止したときに冷却されていた溶融樹脂に再度高温の溶融樹脂が加わり、前記先順位のゲート近傍のキャビティ内の溶融樹脂の温度が上昇して充填が完了する。このように本願発明の射出成形方法では、後順位のゲートから射出注入した状態で溶融樹脂の充填を完了させた場合に比べて先順位及び後順位の各ゲート近傍のキャビティ内の溶融樹脂の温度差が少なくなる。
【００１０】
ところで、前記先順位のゲートからの射出注入を一時停止すると、前記後順位のゲートから射出注入された溶融樹脂が、前記先順位のゲート近傍に向かって進行する。ここで、その後に前記先順位のゲートからの射出注入を再開すると、前記先順位のゲート近傍に向かって進行してきた前記後順位のゲートから充填された溶融樹脂は、前記後順位のゲートの方向に向かって押し戻される。これにより、前記先順位のゲートから充填された溶融樹脂と前記後順位のゲートから充填された溶融樹脂との境界部分が混合されて、これらの溶融樹脂の境界面が不規則に変化して波状に形成される。
【００１１】
このように、本発明の射出成形方法によれば、キャビティ内に射出注入された溶融樹脂を冷却したときにも各部が均等に冷却されて凝固する。また、各順位のゲートから充填された溶融樹脂の境界面が不規則に変化して波状に形成される。従って、樹脂製品のデフォームの発生が防止される。
【００１２】
また、本発明の射出成形方法においては、前記先順位のゲートからの射出注入を一時停止した後に前記先順位のゲートからの射出注入を再開する行程を２回以上行っても良い。これによれば、樹脂製品の各部分における温度の調節をより細かく行うことができるので、樹脂製品の各部分における温度差をさらに減少させることができる。また、前記各順位のゲートから充填された溶融樹脂の境界面の波状の波形を多数形成できるので、前記各ゲートから充填された溶融樹脂の接触面積が増大する。従って、より樹脂製品のデフォームの発生が防止される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の射出成形方法の実施形態の一例を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態において使用する金型の要部の断面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図、図４は図１の金型による射出成形方法を説明するためのタイミングチャートである。
【００１４】
図１乃至図３を参照して、本実施形態の射出成形において使用する金型１は、例えば自動車のバンパー等の平板状の樹脂製品（図示せず）を成形するためのものであり、その上型２と下型３との間に、成形する樹脂製品と同形状のキャビティ４が形成され、さらにこのキャビティ４の側縁部にその長手方向に延在するランナー部５が薄膜状のフィルムゲート６を介して連通して設けられている。そして、上型２には、ランナー部５に連通する複数（本実施形態では３個）の樹脂注入孔７ａ，７ｂ，７ｃが設けられ、そのうちの一つの樹脂注入孔７ａは、ランナー部５の長手方向の中央部に連通し、残りの二つの樹脂注入孔７ｂ，７ｃは、樹脂注入孔７ａの両側に樹脂注入孔７ａから同じ間隔を存する箇所でランナー部５に連通している。
【００１５】
この場合、図２に示すように、ランナー部５には、各樹脂注入孔７ａ〜７ｃに対応する箇所でフィルムゲート６と反対側に張り出した張出部５ａ〜５ｃが設けられ、各樹脂注入孔７ａ〜７ｃは、それぞれ張出部５ａ〜５ｃを介してランナー部５に連通している。
【００１６】
尚、ランナー部５は、図２に示すようにフィルムゲート６よりも長く形成されている。また、各樹脂注入孔７ａ〜７ｃは、上型２に設けられている図示しないホットランナーを介して互いに連通されており、後述の射出成形に際しては、ホットランナーを介して各樹脂注入孔７ａ〜７ｃに加圧された溶融樹脂が分配・供給されるようになっている。
【００１７】
各樹脂注入孔７ａ〜７ｃには、図１及び図３に示すように、その内奥側から開口端に向かって移動自在なゲートピン８が挿通されている。図３では樹脂注入孔７ｂのゲートピン８を示したが、他の樹脂注入孔７ａ，７ｃについても同様である。
【００１８】
ゲートピン８は、図３に実線で示すようにその先端部が各樹脂注入孔７ａ〜７ｃの開口端近傍の内周面から離間した位置（開位置）と、同図仮想線示のようにその先端部の外周面が各樹脂注入孔７ａ〜７ｃの開口端近傍の内周面に摺接して樹脂注入孔７ａ〜７ｃを閉塞する位置（閉位置）との間で図示しないシリンダ等により上下に移動自在とされている。この場合、上記閉位置においては、ゲートピン８の先端は、各樹脂注入孔７ａ〜７ｃ内からランナー部５の張出部５ａ〜５ｃ内に若干突出するようになっている。
【００１９】
ランナー部５の樹脂注入孔７ｂ，７ｃに対応する箇所においては、図１及び図３に示すように、その箇所に溶融樹脂が流れてきたことを検知するためのセンサ９ｂ，９ｃが下型３に設けられている。
【００２０】
次に、かかる構成の金型１を用いた本実施形態の射出成形方法について説明する。以下に説明する射出成形において、樹脂注入孔７ａ〜７ｃのうち、中央の樹脂注入孔７ａは１番目に溶融樹脂の注入を行う先順位の樹脂注入孔であり、その両側の樹脂注入孔７ｂ，７ｃは２番目に溶融樹脂の注入を行う後順位の樹脂注入孔である。
【００２１】
本実施形態においては、射出成形を開始する前には、各樹脂注入孔７ａ〜７ｃのゲートピン８はいずれも図３の仮想線示のように閉位置に移動されており、各樹脂注入孔７ａ〜７ｃは閉じられている。そして、図４に示すように射出成形を開始するとき、即ち図４のｔ０において、先順位のゲートのゲートピン８が図３の実線示のように開位置に移動されて樹脂注入孔７ａが開けられる。
【００２２】
次いで、この状態で、各樹脂注入孔７ａ〜７ｃに加圧された溶融樹脂が上型２に設けられたホットランナー（図示せず）を介して分配・供給される。この時、先順位の樹脂注入孔７ａは開かれているので、樹脂注入孔７ａから張出部５ａを介してランナー部５に溶融樹脂が注入され、射出成形が開始される。この場合、図２に示すように樹脂注入孔７ａから注入される溶融樹脂Ａ１は、まず、ランナー部５を充填するようにその中央部から両端部側に向かってランナー部５を流れ、それに続いてランナー部５の略中央部を中心としてキャビティ４内に放射状に拡散していくようにランナー部５からフィルムゲート６を介してキャビティ４内に射出される。
【００２３】
上記のように樹脂注入孔７ａから注入される溶融樹脂Ａ１がランナー部５を流れる際には、溶融樹脂Ａ１はランナー部５の張出部５ｂ，５ｃにも流れ、また、張出部５ｂ，５ｃに侵入した溶融樹脂の一部は張出部５ｂ，５ｃから流出して、ランナー部５の端部側に向かって流れていく。
【００２４】
一方、樹脂注入孔７ａから注入される溶融樹脂Ａ１がランナー部５を流れて、その張出部５ｂ，５ｃに流入・充填すると、それが、センサ９ａ，９ｂにより検知される。そして、その検知に応じて、図４のｔ１に示すように樹脂注入孔７ｂ，７ｃのゲートピン８，８が開位置に移動されて樹脂注入孔７ｂ，７ｃが開かれる。
【００２５】
この時、図３に示すように、これらの樹脂注入孔７ｂ，７ｃから溶融樹脂Ａ２が先に注入された溶融樹脂Ａ１内に注入される。この場合、ランナー部５には、その張出部５ａ〜５ｃを含めて樹脂注入孔５からの溶融樹脂Ａ１がほぼ充填された状態であり、また、溶融樹脂Ａ１がランナー部５からフィルムゲート６を介してキャビティ４内に流入し始める段階であるので、樹脂注入孔７ｂ，７ｃから注入される溶融樹脂Ａ２は溶融樹脂Ａ１と融合しつつ、図２に破線の矢印で示すようにただちにフィルムゲート６を介してキャビティ４内に流入する。また、溶融樹脂Ａ１の流頭付近の温度は、ランナー部５内を流れることにより熱が吸収されて樹脂注入孔７ａ近傍よりも低温になっている。ここに、樹脂注入孔７ｂ，７ｃから高温の溶融樹脂Ａ２が注入されるので、溶融樹脂Ａ２が先に注入された溶融樹脂Ａ１と融合してその温度も上昇し、ランナー部５、フィルムゲート６及びキャビティ４内に充填された溶融樹脂Ａ１及びＡ２の温度が均一となる。
【００２６】
樹脂注入孔７ｂ，７ｃからの溶融樹脂Ａ２は、樹脂注入孔７ａからの溶融樹脂Ａ１の内部に注入されるので、それらの流頭同士が衝突するようなことはなく、それらの溶融樹脂Ａ１，Ａ２は円滑に融合し、その融合状態でフィルムゲート６を介してキャビティ４内に流入する。これにより、製品にウエルドマークが発生するのを防止することができる。
【００２７】
次に、樹脂注入孔７ｂ，７ｃから溶融樹脂Ａ２の射出注入を開始した直後に、図４のｔ１’に示すように樹脂注入孔７ａのゲートピン８が閉位置に移動されて樹脂注入孔７ａが閉じられる。これにより、樹脂注入孔７ａの近傍のランナー部５、フィルムゲート６及びキャビティ４内の溶融樹脂Ａ１は、徐々にその温度が低下していく。一方、樹脂注入孔７ｂ，７ｃからは溶融樹脂Ａ２が射出注入されているので、樹脂注入孔７ｂ，７ｃの近傍のランナー部５、フィルムゲート６及びキャビティ４内の溶融樹脂Ａ２は高温の状態となっている。
【００２８】
次に、一定時間経過後、図４のｔ２に示すように、樹脂注入孔７ａからの溶融樹脂Ａ１の射出注入が再開される。これにより、樹脂注入孔７ａの近傍のランナー部５、フィルムゲート６及びキャビティ４内の溶融樹脂Ａ１は、新たに射出注入された溶融樹脂Ａ１と混合されることにより徐々に温度が上昇していく。また、再度注入された溶融樹脂Ａ１は、最初に注入された溶融樹脂Ａ１及び樹脂注入孔７ｂ，７ｃから注入された溶融樹脂Ａ２と融合する。これにより、キャビティ４内の溶融樹脂Ａ１及びＡ２の温度差が解消される。また、樹脂注入孔７ａから新たに射出注入された溶融樹脂Ａ１が、樹脂注入孔７ａを閉じたときに樹脂注入孔７ａの方向に流入してきた溶融樹脂Ａ２を押し戻すので、当該溶融樹脂Ａ１及びＡ２の境界部分が混合されて、この境界面が不規則に変化して波状に形成される。
【００２９】
次に、樹脂注入孔７ａから溶融樹脂Ａ１の射出注入を再開した直後に、図４のｔ２’に示すように樹脂注入孔７ｂ，７ｃのゲートピン８，８が閉位置に移動されて樹脂注入孔７ｂ，７ｃが閉じられる。従って、樹脂注入孔７ｂ，７ｃの近傍のランナー部５、フィルムゲート６及びキャビティ４内の溶融樹脂Ａ２は、徐々にその温度が低下していく。一方、樹脂注入孔７ａからは溶融樹脂Ａ１が射出注入されているので、樹脂注入孔７ａの近傍のランナー部５、フィルムゲート６及びキャビティ４内の溶融樹脂Ａ１は徐々に高温になっていく。これにより、キャビティ４内の溶融樹脂Ａ１及びＡ２の温度差が解消される。
【００３０】
本実施形態においては、図４のｔ１からｔ２’における工程を、さらにもう１度繰り返して行っている。具体的には、ｔ３及びｔ３’において前記ｔ１及びｔ１’と同様の処理を行い、ｔ４及びｔ４’において前記ｔ２及びｔ２’と同様の処理を行う。これにより、溶融樹脂Ａ１及びＡ２の温度分布がさらに均一になる。また、溶融樹脂Ａ１とＡ２との境界部分が混合されて、これらの溶融樹脂の境界面が不規則に変化して多数の波状の波形が形成される。
【００３１】
そして、図４のｔ５に示すように、樹脂注入孔７ａから溶融樹脂Ａ１を射出注入し、樹脂注入孔７ｂ，７ｃのゲートピン８，８を閉じた状態で、樹脂注入孔７ａのゲートピン８を閉じてキャビティ４への溶融樹脂の充填を完了させる。このとき、樹脂注入孔７ｂ，７ｃの近傍のランナー部５、フィルムゲート６及びキャビティ４内の溶融樹脂Ａ２は、図４のｔ３からｔ４’の間に注入されたものであるため徐々に温度は下降している。
【００３２】
一方、樹脂注入孔７ａの近傍のランナー部５、フィルムゲート６及びキャビティ４内の溶融樹脂Ａ１は、図４のｔ３’からｔ４の間は樹脂注入孔７ａから溶融樹脂Ａ１が注入されていないため、ｔ４の時点では比較的低温の状態になっている。しかしながらｔ４からｔ５までの間に樹脂注入孔７ａから溶融樹脂Ａ１が注入されるので、徐々に温度が上昇する。従って、ランナー部５、フィルムゲート６及びキャビティ４内の溶融樹脂Ａ１及びＡ２の温度が相対的に接近するので、両者の温度差が減少する。
【００３３】
上記のようにして、キャビティ４内に溶融樹脂Ａ１，Ａ２が充填されると、金型１が冷却されてキャビティ４内の溶融樹脂が冷却・固化される。そして、この冷却後には、金型１の上型２及び下型３が型開きされ、キャビティ４内の固化した樹脂製品が取り出される。
【００３４】
本実施形態の射出成形方法によれば、キャビティ４内の溶融樹脂が冷却・固化される際の各部分の温度差が小さいため、溶融樹脂の温度差による収縮率の相違を抑えることができる。また、各樹脂注入孔から射出注入された溶融樹脂Ａ１とＡ２の境界部分には不規則な波状の波形が形成される。これにより、樹脂製品のデフォームを防止することができる。
【００３５】
また、先順位のゲート（各樹脂注入孔７ａ）を閉じて、後順位のゲート（各樹脂注入孔７ｂ，７ｃ）から溶融樹脂を射出注入することにより、比較的低圧で溶融樹脂を射出注入してもキャビティ４の端末部にまで溶融樹脂を充填することができる。これにより、射出成形装置等の設備の負担が軽減され、設備コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の射出成形方法のの実施形態の一例において使用する金型の要部の断面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
【図４】図１の金型による射出成形方法を説明するためのタイミングチャート。
【符号の説明】
１…金型４…キャビティ、５…ランナー部、６…フィルムゲート、７ａ〜７ｃ…樹脂注入孔、８…ゲートピン。
【図１】
0003710605.tif 000002
【図２】
0003710605.tif 000003
【図３】
0003710605.tif 000004
【図４】
0003710605.tif 000005