(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密閉された金型内における、樹脂の流動経路の金型内壁の薄表層部分を、射出直前に金型外部に設置された空気圧縮室内の空気を、プレッシャーの圧力で金型内に送り込み、金型内に断熱圧縮を発生させて瞬時に高温化し、続いて射出された樹脂の固化をふせぎ、樹脂の流動性を高めることを特徴とする射出成形方法
【請求項２】
空気圧縮室内のプレッシャーの運動量を、ＡＣサーボモータの有する制御機能を用いて、圧縮比率を任意に変更調節しうるようにした請求項１記載の射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックの射出成形の際の、特に薄肉成形用金型内での樹脂の固化及び流動に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂の射出成形において、成形機内における溶融した樹脂の温度は一般的に２００℃以上であり、それに対して金型の温度は１００℃以下のものが多い。従って、射出された樹脂が金型内の流動経路を進むにつれて、樹脂の表面が金型内壁で冷却され固化し流路を狭くし、流動性を悪化させ、種々の成形不良発生の原因となっている。特に薄肉成形の場合において成形の困難さを増している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本来ならば、射出成形前の金型温度は樹脂温度に近い方が射出成形において樹脂は固化しにくくなり、流動性は向上する。そして射出成形された後に金型を冷却し、樹脂を固化することが成形の順序である。しかしこの順序に従うと、成形サイクルが非常に長くなり、その経済性は全く損なわれる。従って、現状では予め冷却された金型に樹脂を射出している。
本発明は、成形サイクルを延ばさずに成形し、しかも特に薄肉成形時に問題になる、樹脂の流動性を劣化させることなく、樹脂を高速で金型に充填させ、前述の欠点を解決しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、射出直前の密閉された金型内部２ａ、２ｂと、金型外部に置かれた大気の圧縮室１０を耐圧及び耐熱ホース５で継ぎ、圧縮室内１０のプレッシャー８によって圧縮室内１０の大気を金型内に送りこんで圧縮し金型内に断熱圧縮を発生させて、金型の樹脂流動経路２ａ及びキャビティ２ｂの薄表層部分を、瞬時に２００℃以上に高温化し、問題を解決している。
【０００５】
【発明の実施の形態】
金型内の細小の空間２ａ、２ｂと金型外部の空気圧縮室１０を継ぐには、耐熱耐圧ホース５を用いて金型の接続口と圧縮室の接続口とを連通し、金型内接続口から金型内に穿った孔３ａ、自動バルブ３を経て金型内ランナー２ａの末端に通孔する。しかしランナ２ａの末端からは樹脂が射出されたとき、そこから圧縮空気の管路側３ａへ樹脂の逆流があってはならない。又、樹脂が射出されたと同時に金型内の圧縮空気が排気される弁４が必要である。更に、圧縮空気を製造する圧縮室１０には、プレッシャー８が作動中は圧縮室１０と大気を遮断する弁７が必要であり、プレッシャー８は圧縮動作の作動端で停止する機能が付加されていなければならない。又、圧縮室１０と大気を遮断する電磁バルブ７は金型内に樹脂が射出完了した時点でバルブ開になり、大気に開放される。
尚、圧縮される気体は、窒素ガスでもかまわない。
【０００６】
【実施例】
以下、添付図面に従って一実施例を説明する。図１は射出成形機の射出ノズルの先端１が金型２のノズル受面にタッチされ、射出直前の準備に入っている。２ａは樹脂が流動する経路、通称スプル、ランナ、ゲートであり、２ｂはキャビティ、２ｃはキャビティの端末に設けられたエアーベント（通気性焼結ベントを含む）であり、排気孔２ｄに継がれている。本発明の目的は、２ａ及び２ｂの壁面薄表層部分を断熱圧縮によって、瞬時に高温化することである。従って、金型の密室化は重要であり、排気孔２ｄは非通電時「閉」の電磁バルブ４によって閉ざされている。
【０００７】
図１における、圧縮室１０は、非通電時「開」の電磁バルブ７によって開放されているが、金型の型締め動作が終了した時点でリミットスイッチもしくは射出成形機の電気出力によって通電され「閉」の状態になり、圧縮室１０の密室化は完了する。
金型２と圧縮室１０は、耐圧耐熱ホース５によって継がれている。これら各電磁バルブ４、７及びプレッシャー８の動作順序は射出成形機の型締完了の出力信号から出発するが、型締完了をリミットスイッチからの検知で電気信号に代えてもかまわない。
【０００８】
装置を構成する機能部品の各動作順序を一覧表にして下記のように表記する。
0003552035.tif 000002
【０００９】
図１における、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ及び３ａ、５の総体積に対して、圧縮室１０の体積の比率は１対１０以上とする。これは断熱圧縮のポリトロープ曲線（機械工学便覧）から引用したもので、０℃の空気を瞬時に１／１０に圧縮すると気体温度は２００℃以上に上昇する。例えば２０℃の空気を１／１０に圧縮した場合の断熱圧縮のポリトロープ変化は、下記の数式によって算出される。
0003552035.tif 000003
しかし、断熱圧縮によって金型内を２９２℃にしても、熱は金型内壁から内部へ伝導し降温するので、金型内に断熱圧縮を発生させたら、間髪を入れず溶融樹脂を金型内に射出することが重要で、その時間差は０．１秒以下である。
又プレッシャー８の駆動源は、油圧及び電動モーターから選択できるが、上述の圧縮比１対１０を金型の大きさ及び空気の温度による圧縮比への変化に対応させるには、ＡＣサーボモーターの使用による制御を最適とする。
【００１０】
図２は、自動バルブ３（実用新案登録第３０６７７７５号）の明細を示す図面である。３は、射出された樹脂の流動圧によって、空気の管路２ａと３ａを自動的に遮断する自動弁で、３ａの管路を自動的に遮断密閉する。この３の働きで、ランナの樹脂流動長を最小限に止める。即ち、圧縮室から空気は３ａから３に入り、３ｃの両サイドの空間から２ａに入る。又、樹脂が射出されたとき、樹脂は２ａから３に入り、射出の圧力によって３ｃを後退させ、３の固定端面に当って３ｃは停止し、３ａへの樹脂の流入を遮断する。そして射出が完了し、金型が開き、スプル、ランナ、ゲートである２ａが金型から取り出されたとき、３と３ｃとの間を埋めた樹脂は、２ａに付属して型外に排除され、３ｂのコイルスプリングに押し戻されて３ｃは自動的に原点復帰する。かくして、圧縮空気の入路と樹脂の流失遮断は確保される。
【００１１】
本発明の一実施例は上述の如く、金型と圧縮室を耐圧耐熱ホース５で継ぎ、金型内２ａ、２ｂに断熱圧縮を発生させる方法である。
【００１２】
【発明の効果】
上述したように、金型内の樹脂流動経路２ａ、２ｂの内壁の薄表層部の温度を、射出する直前に金型内において断熱圧縮を発生させることによって、瞬時に溶融樹脂の温度近くに高めると、金型内２ａ、２ｂにおける樹脂の流動性は向上し、尚且つ、金型への転写性も向上するので、薄肉成形と分類される成形分野において、特にその効果はあらわれる。又、この方法で金型内の薄表層部分を瞬時に高温化しても、成形品の冷却時間に影響を与えることはない。そして、本発明による効果を容易ならしめる要因は、金型内２ａ、２ｂに圧縮室１０の空気を送り込むプレッシャー８のストローク操作の駆動源としてＡＣサーボモータを使用した場合、金型の大きさ及び空気の温度による圧縮比への変化に対応させるにはＡＣサーボモータの使用による制御を最適とすることである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の構成を示す断面図である。
【図２】
樹脂の流動を遮断する自動バルブの組立図である。
【符号の説明】
１    射出成形機のノズル先端部
２    金型の型板（固定側及び可動側）
２ａ  樹脂の流動経路（スプル、ランナ）
２ｂ  キャビティ
２ｃ  エアベント
２ｄ  排気孔
３    自動バルブ本体
３ａ  圧縮空気注入孔
３ｂ  コイルばね
３ｃ  スライド駒（樹脂遮断弁）
４    電磁弁
５    耐圧耐熱ホース
６    圧縮室ハウジング
７    電磁弁
８    プレッシャー
９    プレスロッド
１０  圧縮室
【図１】
0003552035.tif 000004
【図２】
0003552035.tif 000005