(57)【要約】環境低負荷材料のように成形性が悪い成形材を使用しても、立体的な形状を有し側壁が薄肉化された深底凹状の容器のような形状を有する成形品を短時間で成形することができるようにする。金型装置の型閉工程終了前に前記金型装置のキャビティ内への成形材の充填（てん）を開始し、前記型閉工程終了前に所定量の前記成形材の充填を完了し、前記型閉工程終了後に前記金型装置の型締工程を行い環境低負荷材料から成る成形品を成形する。
2004103682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）金型装置の型閉工程終了前に前記金型装置のキャビティ内への成形材の充填を開始し、
（ｂ）前記型閉工程終了前に所定量の前記成形材の充填を完了し、
（ｃ）前記型閉工程終了後に前記金型装置の型締工程を行い環境低負荷材料から成る成形品を成形することを特徴とする成形方法。
【請求項２】
前記成形材の充填は、射出装置のスクリュ位置又は成形材の充填時間を制御して前記キャビティ内に所定量の成形材を充填する請求項１に記載の成形方法。
【請求項３】
前記スクリュを前進させて前記所定量の成形材を充填し、該所定量の成形材の充填完了後に前記スクリュを後退させて保圧を調整し、前記キャビティ内の成形材の逆流量を制御する請求項１又は２に記載の成形方法。
【請求項４】
（ａ）パーティング面を備える固定金型と、
（ｂ）該固定金型のパーティング面に押し付けられて密着するパーティング面を備え、前記固定金型に対して前進する可動金型と、
（ｃ）前記パーティング面の一方に固定される基部及び突出部を備えるインサートリングと、
（ｄ）前記パーティング面の他方に形成され、前記インサートリングの突出部を収納するリング状の凹溝とを有し、
（ｅ）環境低負荷材料の成形に使用することを特徴とする成形用金型。
【請求項５】
請求項１〜３に記載の成形方法により成形された環境低負荷材料から成る成形品。
【請求項６】
射出成形機により成形された薄肉化された凹状の容器であり、肉厚が０．２〜１．０〔ｍｍ〕であり、環境低負荷材料から成ることを特徴とする成形品。
【請求項７】
（ａ）凹状の容器である環境低負荷材料から成る成形品であって、
（ｂ）前記容器のＬ／Ｔ（Ｌ：成形品におけるゲートからの成形材の流動長、Ｔ：成形品の肉厚）は、３０〜３００であることを特徴とする成形品。
【請求項８】
（ａ）金型装置の型閉工程終了前に、型閉状態において、前記金型装置の開閉方向に対してほぼ垂直な底部及び前記開閉方向に対して傾斜する薄肉化された側壁部を備えるキャビティ内への成形材の充填を開始し、
（ｂ）前記型閉工程終了前に、前記側壁部の少なくとも一部には前記成形材が充填されていない状態で、前記キャビティ内への所定量の成形材の充填を完了し、
（ｃ）前記型閉工程終了後に、前記金型装置の型締工程を行い環境低負荷材料から成る成形品を成形することを特徴とする成形方法。
【請求項９】
前記キャビティ内にラベルを装填して、インモールドラベル成形を行う請求項８に記載の成形方法。
【請求項１０】
（ａ）パーティング面を備える固定金型と、
（ｂ）該固定金型のパーティング面に押し付けられて密着するパーティング面を備え、前記固定金型との間に、型閉状態において、開閉方向に対してほぼ垂直な底部及び前記開閉方向に対して傾斜する薄肉化された側壁部を備えるキャビティを形成する可動金型と、
（ｃ）前記パーティング面の一方に配設されるリング状の突出部と、
（ｄ）前記パーティング面の他方に形成され、前記リング状の突出部を収納するリング状の凹溝とを有し、
（ｅ）環境低負荷材料の成形に使用することを特徴とする成形用金型。
【請求項１１】
（ａ）固定金型及び可動金型によって環境低負荷材料から成る成形品を成形するための金型装置を有し、
（ｂ）該金型装置は、前記成形品の外形を形成するキャビティを備え、
（ｃ）該キャビティは、前記固定金型と可動金型とが型閉されている状態において、前記金型装置の開閉方向に対してほぼ垂直な底部、及び、前記開閉方向に対して傾斜する薄肉化された側壁部を含むことを特徴とする成形機。
【請求項１２】
（ａ）金型装置によって環境低負荷材料を成形する成形機であって、
（ｂ）前記金型装置は、パーティング面を備える固定金型と、
（ｃ）該固定金型のパーティング面に押し付けられて密着するパーティング面を備え、前記固定金型に対して前進する可動金型と、
（ｄ）前記パーティング面の一方に配設されたリング状の突出部と、
（ｅ）前記パーティング面の他方に形成され、前記突出部を収納するリング状の凹溝とを備えることを特徴とする成形機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、成形方法、成形用金型、成形品及び成形機に関するものである。
【背景技術】  従来、射出成形機等の樹脂成形機においては、加熱シリンダ内において加熱され、溶融させられた樹脂を高圧で射出して金型装置のキャビティ内に充填（てん）し、該キャビティ内において樹脂を冷却し、固化させることによって成形品を成形するようになっている。そのために、前記金型装置は固定金型及び可動金型から成り、型締装置によって前記可動金型を進退させ、前記固定金型に対して接離させることによって、型開閉、すなわち、型閉、型締及び型開を行うことができるようになっている（例えば、特開平６−２９３０４３号公報参照。）。
ここで、型閉とは、金型を開いた状態から金型のパーティング面が接触するまでの状態で、型締とは、金型のパーティング面が接触した状態から金型に締付力を付与している状態をいう。
そして、成形品の変形を防止したり、樹脂の分子の配向を改善したり、残留応力を減少させたりするために、キャビティがわずかに拡大された状態で樹脂を充填し、その後、型締を行ってキャビティ内の樹脂を圧縮する射出圧縮成形方法が提案されている。該射出圧縮成形方法としては、大別してローリンクス法とマイクロモールド法とが知られている。
まず、ローリンクス法は、英国の金型メーカであるローリンクス社が１９６０年代に開発した方法であり、さらに、金型装置のパーティング面を開くことなくキャビティ内の樹脂を加圧し圧縮する方法と、金型装置のパーティング面を開いてキャビティ内の樹脂を加圧し圧縮する方法とに分かれている。そして、金型装置のパーティング面を開くことのない方法においては、溶融樹脂を射出してキャビティ内に充填した後に、拡大したキャビティを収縮させて樹脂を加圧し圧縮する。この場合、パーティング面の隙（すき）間に樹脂が漏れ出してバリが発生することを防止するために、油圧シリンダ装置やスプリングによって、パーティング面を互いに押し付け合うようになっている。
一方、金型装置のパーティング面を開いてキャビティ内の樹脂を加圧し圧縮する方法においては、可動金型を固定金型に対してわずかに後退させ、パーティング面がわずかに開いた状態で溶融樹脂を射出してキャビティ内に充填し、その後、可動金型を固定金型に対して前進させ、型閉及び型締を行って、キャビティ内の樹脂を加圧し圧縮する。
第２図は従来の成形方法において溶融樹脂をキャビティ内に充填する状態を示す図、第３図は従来の成形方法においてキャビティ内の樹脂を加圧し圧縮する状態を示す図である。
図において１０１は図示されない固定プラテンに取り付けられた固定金型、１０２は可動金型であり図示されない可動プラテンに取り付けられ、前記固定金型１０１に対して進退させられるようになっている。そして、該固定金型１０１と可動金型１０２との間にはキャビティ１０３が形成され、溶融樹脂１０６が充填されるようになっている。また、固定金型１０１には前記キャビティ１０３に連通するランナ１０４が形成され、図示されない射出装置の射出ノズルから射出された溶融樹脂１０６が、前記ランナ１０４を通ってキャビティ１０３内に充填される。
そして、溶融樹脂１０６が射出装置の射出ノズルから射出され、ランナ１０４を通ってキャビティ１０３内に充填される時には、第２図に示されるように、可動金型１０２が固定金型１０１に対してわずかに後退させられた位置にあり、金型装置のパーティング面が寸法ａだけ開いた状態となっている。そのため、キャビティ１０３はわずかに拡大され、該キャビティ１０３内に充填された溶融樹脂１０６は圧力がかかっていない状態となっている。なお、開いた状態のパーティング面から溶融樹脂１０６が漏れ出してバリが発生してしまうことのないように、前記固定金型１０１と可動金型１０２とがインロウ結合するように金型面が形成された、いわゆる、押切タイプの金型装置が採用される。
続いて、図示されない型締装置が作動して可動金型１０２を固定金型１０１に対して前進させ、拡大したキャビティ１０３を収縮させる。これにより、第３図に示されるように、型閉及び型締が行われ、キャビティ１０３内の溶融樹脂１０６が加圧され圧縮される。
また、マイクロモールド法においては、溶融樹脂をキャビティ内に射出する前に圧縮量を見込んで、あらかじめキャビティ容積を拡大しておき、溶融樹脂を射出してキャビティ内に充填した後、適切なタイミングで油圧シリンダ装置等によって可動金型や金型のコアを前進させ、拡大したキャビティを収縮させて溶融樹脂を加圧し圧縮する。
このように、ローリンクス法、マイクロモールド法等の射出圧縮成形法を使用することによって、溶融樹脂の内部における圧力分布が均等になり、樹脂の分子の配向が改善され、金型表面の転写性が向上し、樹脂のひけが防止され、成形品の残留応力が低減し、変形が防止される。そのため、射出圧縮成形方法は、精密部品、光学レンズ、導光板、コンパクトディスク、光ディスク、レーザディスク等の高い精度を要求される成形品の成形に使用される。
しかしながら、前記従来の射出圧縮成形方法は、ディスクのような平面的な形状を有する成形品の成形に適用するために開発されたものであり、底の深い容器のように立体的な形状を有する成形品の成形に使用することができなかった。
また、近年においては、省資源や環境問題の観点から、再資源化可能な材料、再使用可能な材料、生分解性材料のように環境に対する負荷の低い環境低負荷材料から成る成形品が求められている。例えば、紙、木材等を樹脂と含有させた成形材や生分解性樹脂のように環境低負荷材料を成形材として、容器、自動車部品等の各種成形品を成形することが要求されている。しかし、環境低負荷材料は、前記従来の射出圧縮成形方法において使用される樹脂のような成形材よりも流動性が低く、成形性が悪いので、成形が困難である。例えば、コップのように開口の径寸法に対して高さ寸法が大きい形状を有する底の深い容器の場合、側壁を薄肉化すると、キャビティ内における成形材の流路が狭くなるので、射出された成形材がキャビティ全体に十分に行き渡らず、不良品が発生してしまう。特に、成形性の悪い成形材の場合には、前記従来の射出圧縮成形方法を使用しても、前記薄肉化された側壁に対応するキャビティの部分を成形材が通過しないので、底の深い容器の成形が不可能となってしまう。
本発明は、前記従来の問題点を解決して、環境低負荷材料のように成形性が悪い成形材を使用しても、立体的な形状を有し側壁が薄肉化された深底凹状の容器のような形状を有する成形品を短時間で成形することができる成形方法、成形用金型、成形品及び成形機を提供することを目的とする。
【発明の開示】
そのために、本発明の成形方法においては、金型装置の型閉工程終了前に前記金型装置のキャビティ内への成形材の充填を開始し、前記型閉工程終了前に所定量の前記成形材の充填を完了し、前記型閉工程終了後に前記金型装置の型締工程を行い環境低負荷材料から成る成形品を成形する。
本発明の他の成形方法においては、さらに、前記成形材の充填は、射出装置のスクリュ位置又は成形材の充填時間を制御して前記キャビティ内に所定量の成形材を充填する。
本発明の更に他の成形方法においては、さらに、前記スクリュを前進させて前記所定量の成形材を充填し、該所定量の成形材の充填完了後に前記スクリュを後退させて保圧を調整し、前記キャビティ内の成形材の逆流量を制御する。
本発明の成形用金型においては、パーティング面を備える固定金型と、該固定金型のパーティング面に押し付けられて密着するパーティング面を備え、前記固定金型に対して前進する可動金型と、前記パーティング面の一方に固定される基部及び突出部を備えるインサートリングと、前記パーティング面の他方に形成され、前記インサートリングの突出部を収納するリング状の凹溝とを有し、環境低負荷材料の成形に使用する。
本発明の成形品においては、請求項１〜３に記載の成形方法により成形された環境低負荷材料から成る。
本発明の他の成形品においては、射出成形機により成形された薄肉化された凹状の容器であり、肉厚が０．２〜１．０〔ｍｍ〕であり、環境低負荷材料から成る。
本発明の更に他の成形品においては、凹状の容器である環境低負荷材料から成る成形品であって、前記容器のＬ／Ｔ（Ｌ：成形品におけるゲートからの成形材の流動長、Ｔ：成形品の肉厚）は、３０〜３００である。
本発明の更に他の成形方法においては、金型装置の型閉工程終了前に、型閉状態において、前記金型装置の開閉方向に対してほぼ垂直な底部及び前記開閉方向に対して傾斜する薄肉化された側壁部を備えるキャビティ内への成形材の充填を開始し、前記型閉工程終了前に、前記側壁部の少なくとも一部には前記成形材が充填されていない状態で、前記キャビティ内への所定量の成形材の充填を完了し、前記型閉工程終了後に、前記金型装置の型締工程を行い環境低負荷材料から成る成形品を成形する。
本発明の更に他の成形方法においては、さらに、前記キャビティ内にラベルを装填して、インモールドラベル成形を行う。
本発明の他の成形用金型においては、パーティング面を備える固定金型と、該固定金型のパーティング面に押し付けられて密着するパーティング面を備え、前記固定金型との間に、型閉状態において、開閉方向に対してほぼ垂直な底部及び前記開閉方向に対して傾斜する薄肉化された側壁部を備えるキャビティを形成する可動金型と、前記パーティング面の一方に配設されるリング状の突出部と、前記パーティング面の他方に形成され、前記リング状の突出部を収納するリング状の凹溝とを有し、環境低負荷材料の成形に使用する。
本発明の成形機においては、固定金型及び可動金型によって環境低負荷材料から成る成形品を成形するための金型装置を有し、該金型装置は、前記成形品の外形を形成するキャビティを備え、該キャビティは、前記固定金型と可動金型とが型閉されている状態において、前記金型装置の開閉方向に対してほぼ垂直な底部、及び、前記開閉方向に対して傾斜する薄肉化された側壁部を含む。
本発明の他の成形機においては、金型装置によって環境低負荷材料を成形する成形機であって、前記金型装置は、パーティング面を備える固定金型と、該固定金型のパーティング面に押し付けられて密着するパーティング面を備え、前記固定金型に対して前進する可動金型と、前記パーティング面の一方に配設されたリング状の突出部と、前記パーティング面の他方に形成され、前記突出部を収納するリング状の凹溝とを備える。
【図面の簡単な説明】  第１図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の構成を示す断面図、第２図は従来の成形方法において溶融樹脂をキャビティ内に充填する状態を示す図、第３図は従来の成形方法においてキャビティ内の樹脂を加圧し圧縮する状態を示す図、第４図は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の構成を示す概略図、第５図は本発明の第１の実施の形態における成形品の斜視図、第６図は本発明の第１の実施の形態における成形品の断面図、第７図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり型開された状態を示す第１の図、第８図本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図、第９図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり型閉された状態を示す図、第１０図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の型閉工程の動作を示す図、第１１図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり型開された状態を示す第２の図、第１２図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり成形品を取り出す状態を示す第１の図、第１３図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり成形品を取り出す状態を示す第２の図、第１４図は本発明の第１の実施の形態における成形機の第１の動作シーケンスを示す図、第１５図は本発明の第１の実施の形態における成形機の第２の動作シーケンスを示す図、第１６図は本発明の第１の実施の形態における成形機の第３の動作シーケンスを示す図、第１７図は本発明の第１の実施の形態における成形品の形状及び寸法を示す図、第１８図は本発明の第１の実施の形態における成形材の圧縮量と流動長及び成形品高さとの関係を示すグラフ、第１９図は本発明の第１の実施の形態における成形品の形状と従来の成形方法による成形品とを比較する第１の写真、第２０図は本発明の第１の実施の形態における射出圧力の変化を示すグラフと従来の成形方法における圧力の変化を示すグラフ、第２１図は本発明の第１の実施の形態における成形品の形状と従来の成形方法による成形品とを比較する第２の写真、第２２図は本発明の第２の実施の形態におけるラベルの斜視図、第２３図は本発明の第２の実施の形態における金型装置の断面図であり型開された状態を示す図、第２４図は本発明の第３の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図、第２５図は本発明の第４の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図、第２６図は本発明の第５の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図、第２７図は本発明の第６の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図、第２８図は本発明の第７の実施の形態における金型装置の断面図であり型閉された状態を示す図、第２９図は本発明の第７の実施の形態における金型装置の断面図であり型開された状態を示す図、第３０図は本発明の第８の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図、第３１図は本発明の第９の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図���ある。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明の方法は、各種の装置や用途に適用することができるものであるが、本実施の形態においては、説明の都合上、射出成形機に適用した場合について説明する。
第４図は本発明の第１の実施の形態における射出成形機の構成を示す概略図である。
図において、３０は射出装置であり、加熱シリンダ３１、該加熱シリンダ３１の前端に配設された射出ノズル３２、前記加熱シリンダ３１の内部に配設されたスクリュ３３、及び、前記加熱シリンダ３１に取り付けられた材料供給ホッパ３４を有する。ここで、前記スクリュ３３は、図示されない駆動手段によって、前記加熱シリンダ３１の内部において、回転させられ、かつ、進退（図における左右方向に移動）させられる。
ここで、射出成形機においては、加熱シリンダ３１内において加熱され、溶融させられた成形材を高圧で射出して後述される金型装置のキャビティ３７内に充填し、該キャビティ３７内において成形材を冷却し、固化させることによって成形品を成形するようになっている。この場合、前記スクリュ３３の進退は、図示されない制御装置によって制御されるが、本実施の形態においては、射出される成形材又はキャビティ３７内に充填される成形材の圧力、すなわち、成形材の充填圧が所定値となるようにスクリュ３３の進退を制御する複雑な圧力制御でなく、成形材の充填圧とは無関係に進退するスクリュ３３の位置を制御する簡単な位置制御が行われる。これにより、所定量の成形材がキャビティ３７内に充填される。ここで、前記所定量は、例えば、キャビティ３７の型閉状態における容積の約１００〜１５０〔％〕、望ましくは、約１２０〔％〕に相当する量である。なお、前記位置制御に代えて充填開始からの充填時間を制御する方法であってもよい。
本実施の形態における成形材は、再資源化可能な材料、再資源化しやすい材料、再使用可能な材料、再使用しやすい材料、バクテリア等の微生物によって分解される生分解性の材料、塩素等の環境に有害と考えられる物質をほとんど含まない材料等のように環境に対する負荷の低い材料としての環境低負荷材料である。ここで、該環境低負荷材料は、例えば、生分解性プラスチックとも称される生分解性樹脂のような生分解性材、紙、パルプ、木材等の植物性繊維を含む材料を樹脂と混合した植物性繊維含有材、土、タルク等の自然土石を含む材料と樹脂とを混合した土石含有材等である。また、前記環境低負荷材料は、生分解性材、植物性繊維含有材、土石含有材等の材料の中の複数を適宜混合したものであってもよい。なお、前記植物性繊維含有材及び土石含有材は、環境に対する負荷の観点から、樹脂の混合割合が低いもの、例えば、樹脂の混合割合が５０〔％〕未満のものであることが望ましいが、いかなるものであってもよい。
また、前記金型装置は固定金型２４及び可動金型２３から成り、型締装置によって前記可動金型２３を進退させ、前記固定金型２４に対して接離させることによって、型開閉、すなわち、型閉、型締及び型開を行うことができるようになっている。そして、前記型締装置は、固定金型２４を保持する固定プラテン２２及び可動金型２３を保持する可動プラテン２１を有し、該可動プラテン２１を進退させる油圧シリンダ装置１１を駆動することによって作動させられる。
そして、前記射出装置３０に対向して固定金型支持装置としての固定プラテン２２が配設される。該固定プラテン２２は、図示されない射出成形機のフレームに固定され、金型取付面に固定金型２４が取り付けられている。さらに、前記固定プラテン２２には、複数、例えば、四本のタイバー２７の一端が固定されている。
また、可動金型支持装置としての可動プラテン２１は前記固定プラテン２２と対向して配設され、前記タイバー２７に沿って進退自在に配設される。さらに、前記可動プラテン２１における前記固定プラテン２２と対向する金型取付面に前記可動金型２３が取り付けられる。
そして、前記可動プラテン２１の背面に対向して駆動源支持部材２６が、前記タイバー２７に位置調整可能に取り付けられる。ここで、前記駆動源支持部材２６の背面（図における左側面）には、射出成形機の型締装置の駆動源として、油圧シリンダ装置１１が取り付けられている。この場合、該油圧シリンダ装置１１は、ヘッド側油圧室１１ａ、ロッド側油圧室１１ｂ、ピストン１１ｃ及びロッド１１ｄを有する。ここで、前記ヘッド側油圧室１１ａ及びロッド側油圧室１１ｂは、前記ピストン１１ｃにおけるロッド１１ｄの反対側及びロッド１１ｄの側にそれぞれ配設される。また、前記ロッド１１ｄは、駆動源支持部材２６に形成された貫通孔（こう）に挿入され、その端部が前記可動プラテン２１に接続されている。
なお、本実施の形態において、型締装置及び該型締装置の駆動源はいかなるものであってもよく、例えば、型締装置は、第４図に示されるような直圧方式のものであってもよいし、トグルリンクを利用したトグル方式のものであってもよいし、リンク機構とシリンダ装置とを組み合わせた複合方式のものであってもよい。また、駆動源も第４図に示されるような油圧シリンダ装置であってもよいし、電動モータとボールねじとを組み合わせたものであってもよい。
第５図は本発明の第１の実施の形態における成形品の斜視図、第６図は本発明の第１の実施の形態における成形品の断面図である。
本実施の形態において、成形される成形品はいかなる形状のものであってもよいが、成形方法、成形用金型及び成形機は、第５図及び第６図に示されるように、立体的な形状を有し側壁が薄肉化された深底凹状の容器のような形状を有する成形品４１の成形に適用することができる点に特徴を有するものである。したがって、ここでは、立体的な形状を有し側壁が薄肉化された深底凹状の容器のような形状を有する成形品を成形する場合について説明する。
なお、立体的な形状を有し側壁が薄肉化された深底凹状の容器のような形状を有する成形品としては、ゼリー、プリン等の食料品の容器、カップ、コンテナ、容器のキャップ、中空成形（ブロー成形）に使用される予備成形品（パリソン又はプリフォーム）等である。また、前記成形品は、ラウドスピーカ（Ｌｏｕｄ  Ｓｐｅａｋｅｒ）に使用されるスピーカコーンであってもよいし、各種のカートリッジであってもよいし、植木鉢であってもよいし、いかなる種類のものであってもよい。そして、本実施の形態において成形される成形品は、例えば、深さが１０〔ｍｍ〕以上であり、側壁の厚さが０．２〜３〔ｍｍ〕程度のものであり、通常は、１〔ｍｍ〕前後のものである。
また、本実施の形態において成形される成形品の材質は環境低負荷材料であり、本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機は、環境低負荷材料である成形材による成形品を短時間に高精度で成形することができる点に特徴を有するものである。したがって、ここでは、環境低負荷材料から成る成形品を成形する場合について説明する。
第１図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の構成を示す断面図である。
図において、１２は可動プラテン２１の金型取付面に取り付けられた可動金型２３の金型コア、１３は該金型コア１２を取り付けるためのコア押板、及び、１４は該コア押板１３に取り付けられたストリッパプレートである。また、１５は固定プラテン２２の金型取付面に取り付けられた固定金型２４のキャビティ型板であり、１６は該キャビティ型板１５の内部に嵌（は）め込まれたゲートブロックである。そして、図に示されるように、型閉した状態において、前記金型コア１２及びストリッパプレート１４と、キャビティ型板１５及びゲートブロック１６との間に前記成形品４１の形状を有するキャビティ３７が形成される。
また、前記固定プラテン２２には、加熱シリンダ３１の前端に配設された射出ノズル３２（第４図）から射出された成形材の流通するスプルー等の成形材流路２８が形成され、ゲートブロック１６には、前記キャビティ３７の内部と成形材流路２８とを連通するゲート孔３９が形成されている。これにより、前記射出ノズル３２から射出された溶融成形材がキャビティ３７内に充填されるようになっている。なお、前記成形材流路２８はホットランナである。また、加熱装置を備えているホットランナであってもよい。
ここで、前記ストリッパプレート１４とキャビティ型板１５とが互いに接触する面、すなわち、可動金型２３及び固定金型２４のパーティング面には、インロウ結合するように、凹凸が形成されている。これにより、キャビティ３７内に充填された溶融成形材が前記パーティング面の隙間から漏れ出してバリが発生してしまうことが防止される。
さらに、キャビティ型板１５のパーティング面には、インサートリング１７が、ボルト、皿ねじ等の固定手段によって着脱自在に固定されている。そして、前記インサートリング１７は、キャビティ型板１５のパーティング面に固定される基部と前記ストリッパプレート１４のパーティング面に向かって突出する突出部とから成り、断面Ｌ字形状を有している。なお、前記キャビティ型板１５のパーティング面には、図に示されるように、溝が形成され、該溝に前記インサートリング１７の基部が収納されるようになっていることが望ましい。
また、前記ストリッパプレート１４のパーティング面には、リング状の凹溝であるインサートリング収納溝１８が形成され、図に示されるように、該インサートリング収納溝１８に前記インサートリング１７の突出部が嵌（かん）合するようになっている。そして、前記インサートリング１７及びインサートリング収納溝１８は、前記可動金型２３及び固定金型２４のパーティング面に形成された凹凸と同様に、キャビティ３７内に充填された溶融成形材が前記パーティング面の隙間から漏れ出してバリが発生してしまうことを防止する。
なお、前記ストリッパプレート１４のパーティング面にインサートリング１７を固定し、キャビティ型板１５のパーティング面にインサートリング収納溝１８を形成するようにしてもよい。
ここで、前記インサートリング１７は、ストリッパプレート１４及びキャビティ型板１５の材質よりも軟質の材質から成ることが望ましい。この場合、金型装置を長期間に亘り使用すると、前記ストリッパプレート１４及びキャビティ型板１５は摩耗せず、専らインサートリング１７が摩耗することとなるが、該インサートリング１７は、ボルト、皿ねじ等の固定手段によって着脱自在に固定されているので、容易に交換することができる。
そして、前記金型コア１２及びコア押板１３の内部には、一端がキャビティ３７に連通し、他端がコア押板１３の外壁に連通する加圧流体流路として機能するエジェクト用流路３５が形成される。該エジェクト用流路３５の前記他端は、コンプレッサ、アキュムレータ等の図示されない加圧流体供給源に接続され、該加圧流体供給源から供給される加圧空気等の加圧流体が、キャビティ３７内に供給されるようになっている。これにより、型開の際に成形品４１が金型コア１２に付着した場合であっても、前記エジェクト用流路３５を通して加圧流体を供給することによって、前記成形品４１を金型コア１２から取り外すことができる。
また、前記キャビティ型板１５及びゲートブロック１６の内部には、前記エジェクト用流路３５と同様に加圧流体流路として機能するベンチレーション用流路３６が形成されている。そして、前記加圧流体供給源から供給される加圧空気等の加圧流体が、ベンチレーション用流路３６を通ってキャビティ３７内に供給されるようになっているので、型開の際に成形品４１がキャビティ型板１５に付着した場合であっても、前記ベンチレーション用流路３６を通して加圧流体を供給することによって、前記成形品４１をキャビティ型板１５から取り外すことができる。
さらに、第１図においては、前記成形材流路２８にゲートピンとしてのバルブゲートピン３８が進入した状態が示されている。ここで、該バルブゲートピン３８は、その基部が固定プラテン２２の図示されない支持部材に取り付けられている駆動機構としての空圧シリンダ装置７３のピストン７２に取り付けられ、金型装置の開閉方向、すなわち、第１図における横方向に移動させられる。ここで、前記空圧シリンダ装置７３は、ピストン７２の両側にゲートピン側圧力室７３ａ及び反ゲートピン側圧力室７３ｂを備え、ゲートピン側管路７４ａ及び反ゲートピン側管路７４ｂを介して、前記ゲートピン側圧力室７３ａ及び反ゲートピン側圧力室７３ｂに供給される加圧流体としての加圧空気によって作動する。なお、該加圧空気は加圧流体供給源７８から、切替弁７７を介して、ゲートピン側圧力室７３ａ及び反ゲートピン側圧力室７３ｂに選択的に供給される。また、前記加圧流体供給源７８は、加圧空気に代えて加圧油等の他の加圧流体を供給するものであってもよい。さらに、前記加圧流体供給源７８は、エジェクト用流路３５に加圧流体を供給する加圧流体供給源と共通のものであってもよい。
なお、第１図に示される状態においては、バルブゲートピン３８の先端がゲート孔３９内に進入して該ゲート孔３９を閉塞（そく）し、空圧シリンダ装置７３は所定の力でバルブゲートピン３８をゲート孔３９の方向に押し付け続ける保圧状態となっている。一方、バルブゲートピン３８の先端は、キャビティ３７内の成形材の圧力によって、前記バルブゲートピン３８を空圧シリンダ装置７３の方向に押し付ける力を受けている。そして、前記反ゲートピン側管路７４ｂにはシーケンス弁７５及び逆止弁７６が接続されており、キャビティ３７内の成形材の圧力が所定値以上となり、ピストン７２を介して反ゲートピン側圧力室７３ｂ内の圧力が所定値以上となるとシーケンス弁７５を開放する。これにより、ピストン７２が移動し、バルブゲートピン３８が空圧シリンダ装置７３の方向に移動してゲート孔３９を開放する。
すなわち、キャビティ３７内の成形材は、圧力が所定値以上になると、バルブゲートピン３８をゲート孔３９の方向に押し付ける力に打ち勝って、バルブゲートピン３８を空圧シリンダ装置７３の方向に移動させる。これにより、バルブゲートピン３８がゲート孔３９を開放するので、成形材がキャビティ３７から成形材流路２８に漏れ出し、キャビティ３７内の成形材の圧力が低下する。そして、該成形材の圧力が所定値未満になると、バルブゲートピン３８をゲート孔３９の方向に押し付ける力が成形材の圧力に打ち勝つので、バルブゲートピン３８の先端がゲート孔３９を再び閉塞する。このように、前記バルブゲートピン３８は、キャビティ３７内の成形材の圧力を所定値未満に維持する定圧弁、又は、リリーフ弁として機能する。
しかし、キャビティ３７内の成形材の圧力が所定値以上にならない限り、バルブゲートピン３８の先端はゲート孔３９内に進入して該ゲート孔３９を閉塞した状態を維持する。そのため、キャビティ３７内に充填された溶融成形材は、加圧され圧縮されても、前記ゲート孔３９から成形材流路側に逆流することがない。
なお、前記バルブゲートピン３８を省略することもできる。例えば、前記成形材流路２８が、ホットランナでなくコールドランナであって、前記成形材流路２８内の溶融成形材が固化しやすい場合には、前記バルブゲートピン３８を省略しても、キャビティ３７内に充填された溶融成形材は、加圧され圧縮されても、前記ゲート孔３９からほとんど漏れ出すことがない。この場合、キャビティ３７内に溶融成形材を充填した後の保圧の設定値に応じて加熱シリンダ３１内のスクリュ３３が後退し、キャビティ３７内の成形材の圧力と保圧とがバランスする。そのため、保圧の設定値を調整することによって、溶融成形材がゲート孔３９から成形材流路２８側に逆流する量、すなわち、逆流量を制御することができる。つまり、保圧の設定値を高くすれば逆流量を少なくすることができ、保圧の設定値を低くすれば逆流量を多くすることができる。なお、前記成形材流路２８がコールドランナである場合に限らず、ホットランナである場合にも、バルブゲートピン３８を省略して、保圧を調整することによって逆流量を制御することができる。このように、バルブゲートピン３８を省略しても、保圧を適切に調整することによって、ゲート孔３９から成形材流路２８側に逆流する溶融成形材の量が微小となるように制御することができる。
次に、前記構成の成形機の動作について説明する。
第７図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり型開された状態を示す第１の図、第８図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図、第９図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり型閉された状態を示す図、第１０図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の型閉工程の動作を示す図、第１１図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり型開された状態を示す第２の図、第１２図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり成形品を取り出す状態を示す第１の図、第１３図は本発明の第１の実施の形態における金型装置の断面図であり成形品を取り出す状態を示す第２の図である。
まず、成形を開始する前には、油圧シリンダ装置１１のピストン１１ｃ及びロッド１１ｄが後退（第４図における左方向に移動）した状態になっているので、金型装置は、第７図に示されるように、型開された状態になっている。また、バルブゲートピン３８の先端がゲート孔３９内に進入して該ゲート孔３９を閉塞した状態になっている。
続いて、型閉工程が開始されると、前記油圧シリンダ装置１１が駆動してピストン１１ｃ及びロッド１１ｄが前進（第４図における右方向に移動）し、可動プラテン２１が前進させられる。これにより、可動金型２３が固定金型２４に接近する。そして、第８図に示されるように、ストリッパプレート１４のパーティング面とキャビティ型板１５のパーティング面との間隔が寸法ｂになった時点で、前記油圧シリンダ装置１１が停止し、型閉工程が一時中断される。ここで、前記寸法ｂは、成形材の圧縮量であり、成形品４１の側壁の肉厚の３〜１００倍程度であり、通常は、１〜１５〔ｍｍ〕程度の寸法である。なお、前記圧縮量は、成形品４１の側壁の肉厚及び成形材としての溶融成形材４２の粘度に基づいて決定される。ここで、前記成形品４１の肉厚が１．５〜３．０〔ｍｍ〕の場合、前記圧縮量を３〜１０倍とし、前記成形品４１の肉厚が０．２〜１．５〔ｍｍ〕の場合、前記圧縮量を１０〜１００倍とすることが望ましい。
そして、第８図に示されるように、ストリッパプレート１４のパーティング面とキャビティ型板１５のパーティング面とが開いた状態で、バルブゲートピン３８が空圧シリンダ装置７３の方向に移動し、すなわち、後退し、バルブゲートピン３８がゲート孔３９を開放する。続いて、加熱シリンダ３１の前端に配設された射出ノズル３２から射出された溶融成形材４２が、成形材流路２８を通って型開状態における金型コア１２とゲートブロック１６との間のキャビティ３７内に充填される。そして、所定量の溶融成形材４２がキャビティ３７内に充填されると、バルブゲートピン３８が前進して、該バルブゲートピン３８の先端がゲート孔３９に進入して該ゲート孔３９を閉塞する。
この場合、金型装置の開閉方向に対してほぼ垂直な底部のすべてには溶融成形材４２が充填されるが、金型装置の開閉方向に対して傾斜する側壁部のゲート孔３９から離れた部分には溶融成形材４２が充填されていない。すなわち、本実施の形態において、所定量の溶融成形材４２の充填完了時に、前記側壁部の少なくとも一部には溶融成形材４２が充填されていないようになっている。
ここで、第８図に示されるように前記底部の容積が比較的大きいので、前記溶融成形材４２は、金型コア１２とゲートブロック１６との間のキャビティ３７内において、主として前記底部に留まっている。また、型閉工程が一時中断される時間は極めて短くなっている。そのため、型閉工程が一時中断されている間、ストリッパプレート１４のパーティング面とキャビティ型板１５のパーティング面との間から外部に漏れ出すようなことがない。なお、型閉工程が一時中断される時間をできる限り短くするために、溶融成形材４２の充填速度をできる限り高くすることが望ましい。また、前記型閉工程での一時中断をなくしても良い。これにより、１ショットの成形時間を短縮することができ、成形機のスループットを向上させることができる。
続いて、前記油圧シリンダ装置１１が駆動を再開して可動金型２３が固定金型２４に向けて前進し、型閉工程が再開される。なお、前記溶融成形材４２の充填は、再開された型閉工程中に継続されていてもよい。また、再開された型閉工程は、溶融成形材４２を圧縮するコンプレッション工程である。これにより、溶融成形材４２の充填速度を高くすることができない場合であっても、１ショットの成形時間を短縮することができ、成形機のスループットを向上させることができる。
そして、型閉が行われることによって、金型コア１２とゲートブロック１６との間のキャビティ３７内において、主として前記底部に留まっていた溶融成形材４２は、該キャビティ３７が狭められるので、加圧されてキャビティ３７内を図における左方へ移動し、前記側壁部のゲート孔３９から離れた部分にも充填され、該キャビティ３７の全体に行き渡る。この場合、型閉によって、インサートリング１７の突出部がストリッパプレート１４のパーティング面に形成されたインサートリング収納溝１８に嵌合するので、前記溶融成形材４２は、インサートリング１７によって遮られ、可動金型２３及び固定金型２４のパーティング面の隙間から漏れ出すことがない。
続いて、型閉が終了した後も、前記油圧シリンダ装置１１によって可動金型２３が固定金型２４に押し付けられ、型締が行われる。なお、型締工程においては、ゲートブロック１６に形成されたゲート孔３９がバルブゲートピン３８によって塞（ふさ）がれている。このように、溶融成形材４２は、型締工程において圧縮されるので、キャビティ３７の全体に万遍なく行き渡るだけでなく、内部における圧力分布が均等になり、成形材の分子の配向が改善され、金型表面の転写性が向上し、成形材のひけが防止され、残留応力が低減し、変形が防止される。
ここで、可動金型２３が固定金型２４に向けて前進する型閉工程において、金型装置の開閉方向に対して傾斜する側壁部での溶融成形材４２の流れについて説明する。第１０図（ａ）には第９図と同様の図が示され、第１０図（ｂ）には第１０図（ａ）における円Ａで示される側壁部の部分が拡大されて示されている。型閉工程においては可動金型２３が固定金型２４に接近するので、金型コア１２の表面とキャビティ型板１５の表面とが相対的に接近する。
この場合、型閉工程の初期の段階において金型コア１２の表面は１２ａ−１で示される位置にある。なお、キャビティ型板１５の表面の位置は１５ａで示されている。なお、前記側壁部の金型装置の開閉方向に対する傾斜角はθである。また、型閉工程終了時において金型コア１２の表面は１２ａ−２で示される位置にまで移動する。これにより、型閉工程終了時における金型コア１２の表面とキャビティ型板１５の表面との間隔Ｔよりも、型閉工程の初期の段階における金型コア１２の表面とキャビティ型板１５の表面との間隔のほうがΔＴだけ広いことが分かる。なお、ΔＴは型閉のストロークＬにｓｉｎθを乗じた値である。例えば、θが４度である場合、Ｌが３〔ｍｍ〕であるとΔＴは０．２〔ｍｍ〕、Ｌが６〔ｍｍ〕であるとΔＴは０．４〔ｍｍ〕、Ｌが１０〔ｍｍ〕であるとΔＴは０．７〔ｍｍ〕、Ｌが１５〔ｍｍ〕であるとΔＴは１〔ｍｍ〕となる。
本実施の形態においては、前述されたように型閉工程終了前にキャビティ３７内への所定量の成形材の充填を完了するようになっているので、前記側壁部における金型コア１２の表面とキャビティ型板１５の表面との間隔が型閉工程終了時の間隔ＴよりもΔＴだけ広い時点で溶融成形材４２が流動することが分かる。そのため、側壁部が金型装置の開閉方向に対して傾斜している場合、前記側壁部における金型コア１２の表面とキャビティ型板１５の表面との間隔が狭くても、溶融成形材４２の流動が前記間隔が広い際に行われるので、溶融成形材４２はスムーズに流動し、側壁部の全体に充填される。したがって、第８図に示されるように、キャビティ３７内への所定量の成形材の充填が完了した時点で、前記側壁部のゲート孔３９から離れた部分に溶融成形材４２が充填されていなくても、型閉工程終了時には、前記側壁部のゲート孔３９から離れた部分にも第９図に示されるように、溶融成形材４２が充填される。
このように、側壁部が金型装置の開閉方向に対して傾斜しているので、くさび効果が発生して、溶融成形材４２がキャビティ３７の全体に万遍なく行き渡る。そのため、内部における圧力分布が均等になり、成形材の分子の配向が改善され、成形材の光学特性が向上し、金型表面の転写性が向上し、ウェルドラインが低減し、成形材のひけが防止され、残留応力が低減し、変形が防止される。
続いて、前記溶融成形材４２がある程度冷却されて固化し、成形品４１が形成されると、型開が行われ、第１１図に示されるように、可動金型２３と固定金型２４とが開いた状態となる。なお、型開が行われる直前には、ベンチレーション用流路３６から加圧流体がキャビティ３７内に供給される。
続いて、成形品４１の取り出しが行われるが、第１１図に示されるように、前記成形品４１が金型コア１２の外面に付着している場合、ストリッパプレート１４が金型コア１２に対して相対的に前進させられ、また、エジェクト用流路３５から加圧流体がキャビティ３７内に供給される。これにより、第１２図に示されるように、成形品４１は金型コア１２から離れて落下する。なお、落下することにより、成形品４１が損傷する恐れがある場合には、図示されない成形品取り出し機を使用して、成形品４１を落下させることなく、金型コア１２から取り外すこともできる。
また、第１３図に示されるように、前記成形品４１がキャビティ型板１５及びゲートブロック１６の内面に付着している場合、ベンチレーション用流路３６から加圧流体がキャビティ３７内に供給される。これにより、成形品４１は前記キャビティ型板１５及びゲートブロック１６の内面から離れて落下する。なお、図示されない成形品取り出し機を使用して、成形品４１を落下させることなく、キャビティ型板１５及びゲートブロック１６の内面から取り出すこともできる。
次に、成形機の動作シーケンスについて説明する。
第１４図は本発明の第１の実施の形態における成形機の第１の動作シーケンスを示す図、第１５図は本発明の第１の実施の形態における成形機の第２の動作シーケンスを示す図、第１６図は本発明の第１の実施の形態における成形機の第３の動作シーケンスを示す図である。
本実施の形態において、成形機の型締装置及び射出装置３０は、第１の動作シーケンスにおいて、第１４図に示されるように作動する。まず、第１４図（ａ）は、型締装置により可動金型２３に加えられる型締力の時間に対応した変化を示すものであり、横軸は時間を示し、縦軸は型締力の大きさを示している。また、第１４図（ｂ）は、可動金型２３の位置の時間に対応した変化を示すものであり、横軸は時間を示し、縦軸は可動金型２３の位置を示している。なお、前記縦軸は可動金型２３が前進するほど、すなわち、固定金型２４に接近するほど数値が小さくなるように示されている。そして、第１４図（ｃ）は、射出装置３０のスクリュ３３の位置の時間に対応した変化を示すものであり、横軸は時間を示し、縦軸はスクリュ３３の位置を示している。なお、該縦軸はスクリュ３３が前進するほど、すなわち、射出ノズル３２に接近するほど数値が小さくなるように示されている。また、第１４図（ａ）〜（ｃ）において、時間を示す横軸のスケールは共通である。
第１４図に示されるように、金型装置が型開された状態において、型閉工程が開始されると、型締装置により加えられる型締力が上昇し、可動金型２３が前進して固定金型２４に接近する。そして、可動金型２３が固定金型２４に所定の距離にまで接近した時点、すなわち、ストリッパプレート１４のパーティング面とキャビティ型板１５のパーティング面との間隔が寸法ｂになった時点で、型締装置の作動が一時停止して、可動金型２３の動きが一時停止する。
この時点において、空圧シリンダ装置７３が作動し、バルブゲートピン３８が空圧シリンダ装置７３の方向に移動させられる、すなわち、後退させられる。これにより、バルブゲートピン３８がゲート孔３９を開放する。そして、それまでスクリュ３３が回転して溶融成形材４２の計量工程を継続していた射出装置３０において、射出工程が開始され、スクリュ３３が前進させられる。これにより、射出ノズル３２から溶融成形材４２が射出され、キャビティ３７内への溶融成形材４２の充填が開始される。
この場合、前記スクリュ３３を前進させる動きは  図示されない制御装置によって制御されるが、射出ノズル３２から射出される溶融成形材４２又はキャビティ３７内に充填される溶融成形材４２の圧力が所定値となるようにスクリュ３３の進退を制御する複雑な圧力制御でなく、溶融成形材４２の圧力とは無関係に前進するスクリュ３３の位置を制御する簡単な位置制御が行われる。これにより、所定量の溶融成形材４２がキャビティ３７内に充填される。
一方、該溶融成形材４２の充填が継続されている間に、前記型締装置が作動を再開し、型閉工程が再開される。そして、型閉工程が継続されている間に、溶融成形材４２の充填が完了する。すなわち、前記キャビティ３７内へ、充填されるべきすべての量の溶融成形材４２が充填される。すると、空圧シリンダ装置７３が作動し、バルブゲートピン３８が前進して、該バルブゲートピン３８の先端がゲート孔３９に進入して該ゲート孔３９を閉塞する。なお、溶融成形材４２の充填が完了した後には、前記スクリュ３３はわずかに後退させられる。これにより、成形材流路２８内に残存する溶融成形材４２の量が減少するので、キャビティ３７内の溶融成形材４２の圧力が所定値以上となり、バルブゲートピン３８がゲート孔３９を開放し、溶融成形材４２がキャビティ３７から成形材流路２８に漏れ出した場合、漏れ出した溶融成形材４２は成形材流路２８内に収容される。
続いて、ストリッパプレート１４のパーティング面とキャビティ型板１５のパーティング面とが接触して型閉工程が完了して、型締装置は型締力を増大させる。そして、前記型閉工程により、キャビティ３７の容積が収縮され、該キャビティ３７内の溶融成形材４２が加圧され圧縮される。そのため、該溶融成形材４２はキャビティ３７の全体に行き渡り、キャビティ３７全体に溶融成形材４２が充填された状態となる。さらに、型閉工程の後の型締工程によっても、キャビティ３７内の溶融成形材４２が加圧され圧縮される。そのため、該溶融成形材４２はキャビティ３７の全体に万遍なく行き渡り、キャビティ３７内に溶融成形材４２が完全に充填された状態となる。この場合、可動金型２３はわずかに前進する。
そして、前記型締装置は増大させた型締力を維持し、高圧型締が行われる。なお、高圧型締において、可動金型２３は前進せず停止している。これにより、溶融成形材４２は、圧縮力を受けるので、内部における圧力分布が均等になり、成形材の分子の配向が改善され、成形材の光学特性が向上し、金型表面の転写性が向上し、ウェルドラインが低減し、成形材のひけが防止され、残留応力が低減し、変形が防止される。また、キャビティ３７内の溶融成形材４２の圧力が所定値以上になると、バルブゲートピン３８がゲート孔３９を開放し、溶融成形材４２がキャビティ３７から成形材流路２８に漏れ出すようになっているので、金型装置や型締装置が損傷することもない。
ここで、第１５図に示されるように、溶融成形材４２を型閉工程の一時停止中に充填する場合について第２の動作シーケンスで作動する。なお、第１５図（ａ）〜（ｃ）は、第１４図（ａ）〜（ｃ）と同様に、型締装置により可動金型２３に加えられる型締力の時間に対応した変化、可動金型２３の位置の時間に対応した変化、及び、射出装置３０のスクリュ３３の位置の時間に対応した変化をそれぞれ示している。
第２の動作シーケンスにおいて、型閉工程が開始されてから、可動金型２３の動きが一時停止し、キャビティ３７内への溶融成形材４２の充填が開始されるまでの動作は、第１４図に示される第１の動作シーケンスと同様である。しかし、第２の動作シーケンスにおいては、溶融成形材４２の充填が完了した時点で、バルブゲートピン３８の先端がゲート孔３９に進入して該ゲート孔３９が閉塞されるとともに、型締装置が作動を再開し、型閉工程が再開されるようになっている。
なお、型閉工程が完了した後の動作は、第１の動作シーケンスの場合と同様であるので、説明を省略する。
ここで、第１６図に示されるように、型閉工程中に一時停止を行わないで溶融成形材４２を充填する場合について第３の動作シーケンスで作動する。なお、第１６図（ａ）〜（ｃ）は、第１４図（ａ）〜（ｃ）と同様に、型締装置により可動金型２３に加えられる型締力の時間に対応した変化、可動金型２３の位置の時間に対応した変化、及び、射出装置３０のスクリュ３３の位置の時間に対応した変化をそれぞれ示している。
第３の動作シーケンスにおいて、型閉工程が開始されてから型閉工程が完了するまでの間、型閉工程を一時停止させないで行う。そして、型閉工程の間に、溶融成形材４２の充填を完了させ、溶融成形材４２の充填が完了すると、バルブゲートピン３８の先端がゲート孔３９に進入して該ゲート孔３９が閉塞される。
なお、型閉工程が完了した後の動作は、第１の動作シーケンスの場合と同様であるので、説明を省略する。
次に、実験結果について説明する。
第１７図は本発明の第１の実施の形態における成形品の形状及び寸法を示す図、第１８図は本発明の第１の実施の形態における成形材の圧縮量と流動長及び成形品高さとの関係を示すグラフである。
本発明の発明者は、本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機によって、第１７図に示されるような形状及び寸法を有する成形品４５を成形する実験を実施した。ここで、該成形品４５は、円形開口を有する底の深い容器である。なお、成形材は三井化学株式会社製のレイシア（Ｒ）であり、ＬＡＣＥＡ（Ｈ−１００Ｊ）という生分解性樹脂である。ここで、実験に使用された金型装置は、前記成形品４５の形状及び寸法に対応する形状のキャビティ３７を有するものであり、最大４０〔トン〕の型締力が加えられる。また、実験においては前記第２の動作シーケンスに従って射出成形機を動作させた。
そして、前記成形品４５を成形する場合に、成形材の圧縮量を変化させて成形した実験結果が第１８図に示されている。図において横軸は成形材の圧縮量〔ｍｍ〕であり、縦軸は成形材の流動長〔ｍｍ〕及び成形された成形品の高さ〔ｍｍ〕である。ここで、圧縮量は、キャビティ３７内への溶融成形材４２の充填が開始される時点、すなわち、可動金型２３の動きが一時停止している時点におけるストリッパプレート１４のパーティング面とキャビティ型板１５のパーティング面との距離である。また、流動長は、キャビティ３７内を溶融成形材４２が流動した距離の最大長であり、具体的には、第１図に示されるようなキャビティ３７の断面において、ゲート孔３９から最も奥（第１図における左側）にまで到達した溶融成形材４２の先端までの長さ寸法である。さらに、成形品の高さは、成形された成形品４５の高さ寸法である。
実験においては、前記成形材の圧縮量を変化させて成形し、その時の成形材の流動長及び成形された成形品４５の高さ寸法を計測してプロットし、第１８図に示されるようなグラフを作成した。該グラフから、圧縮量が小さいと、キャビティ３７内に充填された溶融成形材４２がキャビティ３７の奥にまで到達せず、成形品４５の高さ寸法が短くなってしまうことが分かる。そして、圧縮量を増加させると、前記溶融成形材４２がキャビティ３７のより奥にまで到達するようになり、前記圧縮量が１０〔ｍｍ〕以上となると、前記溶融成形材４２がキャビティ３７の最奥部、すなわち、インサートリング１７にまで到達する。また、成形品４５の高さ寸法も、圧縮量を増加させると増加し、前記圧縮量が１０〔ｍｍ〕以上となると、所定の高さ、すなわち、４９．５〔ｍｍ〕となることが分かる。なお、前記圧縮量が１２〔ｍｍ〕となった時に成形品４５にバリが発生したことが確認された。
このことから、圧縮量が少なすぎると、溶融成形材４２がキャビティ３７の狭隘（あい）部分を通過することができないので、キャビティ３７の最奥部に位置するインサートリング１７にまで到達することができないことが分かる。この場合、第１７図から分かるように、成形品４５の側壁部分の肉厚が０．３５〔ｍｍ〕なので、前記キャビティ３７の狭隘部分も０．３５〔ｍｍ〕程度の隙間しかない。そのため、圧縮量が少なすぎると計量分の成形材が射出されないのと、型閉工程により、キャビティ３７の容積がほとんど収縮されないので、該キャビティ３７内の溶融成形材４２が十分に加圧され圧縮されることがない。そのため、該溶融成形材４２はキャビティ３７の奥にまで到達することができなくなる。
また、圧縮量が多すぎると、溶融成形材４２がインサートリング１７の突出部とインサートリング収納溝１８との間に進入し、さらに、前記インサートリング１７の外側に位置するストリッパプレート１４のパーティング面とキャビティ型板１５のパーティング面との隙間に進入してしまうことが分かる。なお、前記インサートリング１７の形状を円形としたが、楕（だ）円又は多角形の形状であってもよい。
このように、第１７図に示されるような形状及び寸法を有する成形品４５を成形する場合には、圧縮量が１０〜１２〔ｍｍ〕程度、すなわち、成形品４５の側壁部分の肉厚の２９〜３４倍程度が適切であることが分かる。
なお、成形品４５の側壁部分の肉厚がより小さな値である場合、キャビティ３７において前記側壁部分に対応する狭隘部分の隙間もより狭くなり、溶融成形材４２が前記狭隘部分を通過するため必要な圧力はより大きくなる。したがって、成形品４５の側壁部分の肉厚が小さな値である場合、圧縮量は成形品４５の側壁部分の肉厚の１００倍程度までの数値が適切である。一方、成形品４５の側壁部分の肉厚が大きな値である場合、キャビティ３７において前記側壁部分に対応する狭隘部分の隙間が広くなり、溶融成形材４２が前記狭隘部分を通過するため必要な圧力は小さくなる。したがって、成形品４５の側壁部分の肉厚が大きな値である場合、圧縮量は成形品４５の側壁部分の肉厚の３倍程度の数値が適切である。このことから、圧縮量は、成形品４５の肉厚の３〜１００倍程度が適切であることが分かる。
次に、従来の技術との比較例について説明する。
第１９図は本発明の第１の実施の形態における成形品の形状と従来の成形方法による成形品とを比較する第１の写真、第２０図は本発明の第１の実施の形態における射出圧力の変化を示すグラフと従来の成形方法における圧力の変化を示すグラフ、第２１図は本発明の第１の実施の形態における成形品の形状と従来の成形方法による成形品とを比較する第２の写真である。
本発明の発明者は、成形材として生分解性樹脂を使用し、第１７図に示される成形品４５に近似した形状及び寸法を有する成形品を本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機によって成形するとともに、従来の成形方法、成形用金型及び成形機によって成形した。
第１９図において、最も右側に示されているのが本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機によって成形された成形品であり、最も左側に示されているのが従来の成形方法、成形用金型及び成形機によって成形された成形品である。なお、中央に示されているのは、本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機によって圧縮を行わずに固化された成形材であり、コンプレッション工程に入る前の成形材の形状を示すものである。
この場合、生分解性樹脂としてポリ乳酸をから成るものを使用した。具体的には、三井化学株式会社製のレイシア（Ｒ）であり、ＬＡＣＥＡ（Ｈ−１００Ｊ）という製品である。そして、本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機によって成形された成形品は、マーガリン容器であり、直径：１１０〔ｍｍ〕、高さ：５５〔ｍｍ〕、側壁部分の肉厚：０．４０〔ｍｍ〕、流動長／肉厚比としてのＬ／Ｔ：２５０である。この場合も、前記第２の動作シーケンスに従って射出成形機を動作させた。
そして、第１９図に示されるような成形品を成形する場合における射出成形機の射出圧力の時間的変化が第２０図に示されている。第２０図（ａ）は、本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機によって成形品を成形する場合における射出成形機の射出圧力の時間的変化を示し、第２０図（ｂ）は、従来の成形方法、成形用金型及び成形機によって成形品を成形する場合における射出成形機の射出圧力の時間的変化を示している。
第１９図及び第２０図から、従来の成形方法、成形用金型及び成形機によって成形品を成形する場合、射出圧力を相当に高圧（最高射出圧：１４９．６〔Ｍｐａ〕）にしても、完全な形状の成形品を得ることができないのに対して、本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機によって成形品を成形する場合、射出圧力が高圧（最高射出圧：２９．５〔Ｍｐａ〕）であっても、完全な形状の成形品を得ることができる、ということが分かる。
また、本発明の発明者は、成形材として植物性繊維を含む材料を樹脂と混合した植物性繊維含有材を使用し、他の成形品を本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機によって成形するとともに、従来の成形方法、成形用金型及び成形機によって成形した。
第２１図において、最も右側に示されているのが本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機によって成形された成形品であり、最も左側に示されているのが従来の成形方法、成形用金型及び成形機によって成形された成形品である。なお、中央に示されているのは、本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機によって圧縮を行わずに固化された成形材であり、コンプレッション工程に入る前の成形材の形状を示すものである。
この場合、植物性繊維含有材として紙リッチ材料、すなわち、紙と樹脂とを混合した材料であって、樹脂の割合が５０〔％〕未満であるものを成形材として使用した。なお、該成形材のＭＦＲ（メルトフローレート）は２．０である。そして、本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機によって成形された成形品は、デザートカップであり、直径：９０〔ｍｍ〕、高さ：５５〔ｍｍ〕、側壁部分の肉厚：０．６０〔ｍｍ〕、流動長／肉厚比としてのＬ／Ｔ：１３０である。この場合も、前記第２の動作シーケンスに従って射出成形機を動作させた。
第２１図から、成形材として植物性繊維含有材を使用した場合、従来の成形方法、成形用金型及び成形機では成形品を得ることができないのに対して、本実施の形態における成形方法、成形用金型及び成形機では、完全な形状の成形品を得ることができる、ということが分かる。
このように、本実施の形態においては、可動金型２３と固定金型２４のパーティング面が互いに離れた状態でキャビティ３７内に溶融成形材４２を充填し、その後、型閉及び型締を行うようになっている。
そのため、型閉によってキャビティ３７の容積が大きく収縮され、該キャビティ３７内の溶融成形材４２は、大きな圧力を受けるので、成形材が環境低負荷材料であっても、キャビティ３７において成形品４１、４５の側壁部分に対応する狭隘部分を通過して、キャビティ３７の奥にまで到達する。そして、溶融成形材４２はキャビティ３７の全体に万遍なく行き渡り、キャビティ３７内に溶融成形材４２が完全に充填された状態となる。さらに、溶融成形材４２は、圧縮力を受けるので、内部における圧力分布が均等になり、成形材の分子の配向が改善され、金型表面の転写性が向上し、成形材のひけが防止され、残留応力が低減し、変形が防止される。
したがって、立体的な形状を有し側壁が薄肉化された深底凹状の容器のような形状を有していても、成形性の悪い環境低負荷材料である成形材による成形品を短時間に高精度で成形することができる。
また、成形品におけるゲートからの成形材の流動長Ｌと成形品の肉厚Ｔとの流動長／肉厚比としてのＬ／Ｔを大きくすることができる。
本実施の形態においては、流動長／肉厚比としてのＬ／Ｔが、例えば、３０〜３００であっても、成形された成形品の圧力分布、成形材の分子の配向、成形材のひけ等が問題なく成形することができる。
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、前記第１の実施の形態と同じ構成を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
第２２図は本発明の第２の実施の形態におけるラベルの斜視図、第２３図は本発明の第２の実施の形態における金型装置の断面図であり型開された状態を示す図である。
本実施の形態においては、第２２図に示されるようなラベル４６、４７を前記成形品４１の成形と同時に貼（てん）着するインモールドラベリング（ｉｎ−ｍｏｌｄ−ｌａｂｅｌｉｎｇ）を行う。この場合、前記ラベル４６、４７には文字、模様等があらかじめ印刷され、ラベル４６は成形品４１の側壁と同様の曲面を有し、ラベル４７は成形品４１の底面と同様の形状を有するが、射出ノズル３２から射出された溶融成形材４２が通過する孔（あな）が形成されている。なお、前記ラベル４６、４７は、いずれか一方だけを使用してもよいが、ここでは、両方使用した場合について説明する。
そして、成形を開始する前に、第２３図に示されるように、型開された状態の金型装置内に前記ラベル４６、４７を配設する。この場合、ラベル４６はキャビティ型板１５の内面に配設され、ラベル４７はゲートブロック１６の金型コア１２との対向面に配設される。
本実施の形態においては、キャビティ型板１５及びゲートブロック１６の内部には、一端がキャビティ型板１５の内面及びゲートブロック１６の金型コア１２との対向面に連通し、他端がキャビティ型板１５の外壁に連通するラベル吸引用流路４８が形成されている。該ラベル吸引用流路４８の前記他端は、真空ポンプ等の図示されない吸引装置に接続され、ラベル吸引用流路４８の一端から空気を吸引するようになっている。これにより、第２３図に示されるように、ラベル４６はキャビティ型板１５の内面に吸引されて付着し、ラベル４７はゲートブロック１６の金型コア１２との対向面に吸引されて付着する。なお、前記ラベル吸引用流路４８は前記第１の実施の形態において説明したエジェクト用流路３５と兼用することもできる。
続いて、前記第１の実施の形態において説明したように、型閉、溶融成形材４２の充填、型締等が行われ、成形品４１が成形される。これにより、ラベル４６及びラベル４７が一体的に貼着された図示されない成形品４１を成形することができる。
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。なお、前記第１の実施の形態と同じ構成を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
第２４図は本発明の第３の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図である。
本実施の形態においては、可動金型２３のストリッパプレート１４のパーティング面にインサートリング１７の基部が、ボルト、皿ねじ等の固定手段によって着脱自在に固定されている。そして、前記インサートリング１７の突出部はキャビティ型板１５のパーティング面に向かって突出している。なお、前記ストリッパプレート１４のパーティング面には、図に示されるように、溝が形成され、該溝に前記インサートリング１７の基部が収納されるようになっていることが望ましい。
また、前記キャビティ型板１５のパーティング面には、リング状の凹溝であるインサートリング収納溝１８が形成され、図に示されるように、該インサートリング収納溝１８に前記インサートリング１７の突出部が嵌合するようになっている。そして、前記インサートリング１７及びインサートリング収納溝１８は、前記可動金型２３及び固定金型２４のパーティング面に形成された凹凸と同様に、キャビティ３７内に充填された溶融成形材４２が前記パーティング面の隙間から漏れ出してバリが発生してしまうことを防止するとともに、インサートリング１７の内周面で成形品の前記鍔（つば）の端面を規制する役目も有する。
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜第３の実施の形態と同じ構成を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
第２５図は本発明の第４の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図である。
本実施の形態においては、固定金型２４のキャビティ型板１５のパーティング面にリング状の突出部１７ａが一体的に形成されている。そして、前記リング状の突出部１７ａはストリッパプレート１４のパーティング面に向かって突出している。
また、前記ストリッパプレート１４のパーティング面には、リング状の凹溝であるリング収納溝１８が形成され、図に示されるように、該リング収納溝１８に前記リング状の突出部１７ａが嵌合するようになっている。そして、前記リング状の突出部１７ａ及びリング収納溝１８は、前記可動金型２３及び固定金型２４のパーティング面に形成された凹凸と同様に、キャビティ３７内に充填された溶融成形材４２が前記パーティング面の隙間から漏れ出してバリが発生してしまうことを防止するとともに、リング状の突出部１７ａの内周面で成形品の前記鍔の端面を規制する役目も有する。
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜第４の実施の形態と同じ構成を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
第２６図は本発明の第５の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図である。
本実施の形態においては、固定金型２４のキャビティ型板１５のパーティング面における外縁部に凸部１７ｂが一体的に形成されている。そして、該凸部１７ｂはストリッパプレート１４のパーティング面に向かって突出している。
また、該ストリッパプレート１４のパーティング面における外縁部には、凹部１８ａが形成され、図に示されるように、該凹部１８ａに前記凸部１７ｂが嵌合するようになっている。そして、前記凸部１７ｂ及び凹部１８ａは、インロウ結合するので、キャビティ３７内に充填された溶融成形材４２が前記パーティング面の隙間から漏れ出してバリが発生してしまうことを防止するとともに、凸部１７ｂの内周面で成形品の前記鍔の端面を規制する役目も有する。
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜第５の実施の形態と同じ構成を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
第２７図は本発明の第６の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図である。
本実施の形態においては、第２２図に示されるようなラベル４６、４７を前記成形品４１の成形と同時に貼着するインモールドラベリングを行う。この場合、前記ラベル４６、４７には文字、模様等があらかじめ印刷され、ラベル４６は成形品４１の側壁と同様の曲面を有し、ラベル４７は成形品４１の底面と同様の形状を有するが、射出ノズル３２から射出された溶融成形材４２が通過する孔が形成されている。なお、前記ラベル４６、４７は、いずれか一方だけを使用してもよいが、ここでは、両方使用した場合について説明する。
そして、成形を開始する前に、第２７図に示されるように、型開された状態の金型装置内に前記ラベル４６、４７を配設する。この場合、ラベル４６はキャビティ型板１５の内面に配設され、ラベル４７はゲートブロック１６の金型コア１２との対向面に配設される。
本実施の形態においては、コア押板１３とストリッパプレート１４との間にばね８１が配設され、前記コア押板１３とストリッパプレート１４との間隔を押し広げるようになっている。そして、前記ばね８１の付勢力によって、ストリッパプレート１４が固定金型２４の方向に移動させられるので、型閉行程の比較的早い段階において、第２７図に示されるように、前記ストリッパプレート１４のパーティング面がキャビティ型板１５のパーティング面に接近する。これにより、キャビティ３７内に装填されたラベル４６は、ストリッパプレート１４によってゲートブロック１６方向に押されるので、キャビティ型板１５の内面に吸引されて付着する。
なお、キャビティ型板１５及びゲートブロック１６の内部には、一端がキャビティ型板１５の内面及びゲートブロック１６の金型コア１２との対向面に連通し他端がキャビティ型板１５の外壁に連通するラベル吸引用流路が形成されていてもよい。この場合、該ラベル吸引用流路の他端は、真空ポンプ等の吸引装置に接続され、ラベル吸引用流路の一端から空気を吸引する。この場合、ラベル４６はキャビティ型板１５の内面に吸引されて付着し、ラベル４７はゲートブロック１６の金型コア１２との対向面に吸引されて付着する。
続いて、前記第２の実施の形態において説明したように、型閉、溶融成形材４２の充填、型締等が行われ、成形品４１が成形される。これにより、ラベル４６及びラベル４７が側壁及び底面に一体的に貼着された図示されない成形品４１を成形することができる。
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜第６の実施の形態と同じ構成を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
第２８図は本発明の第７の実施の形態における金型装置の断面図であり型閉された状態を示す図、第２９図は本発明の第７の実施の形態における金型装置の断面図であり型開された状態を示す図である。
本実施の形態においては、固定プラテン２２の金型取付面側にシリンダ装置８２が配設され、キャビティ型板１５を可動金型２３の方向に移動させることができるようになっている。ここで、前記シリンダ装置８２は、加圧空気又は加圧油によって作動させるものであり、固定プラテン２２の金型取付面側に取り付けられたシリンダユニット８２ｃ、該シリンダユニット８２ｃ内に配設されたピストン８２ａ、基部が該ピストン８２ａに固定され、先端がキャビティ型板１５に固定されたピストンロッド８２ｂを備える。そして、前記シリンダ装置８２が作動していない場合、第２８図に示されるように、キャビティ型板１５、ゲートブロック１６及び固定プラテン２２は互いに密着した状態になっている。
ここで、前記キャビティ型板１５及びゲートブロック１６におけるキャビティ３７を構成する面の互いに対向する位置には、アンダーカットとしての凹部１５ａ及び凹部１６ａが、それぞれ、形成されている。そのため、成形品４１には、第２４図に示されるように、金型装置の開閉方向に対して垂直な方向に突出するアンダーカットとしての凸部４１ａが形成される。
そして、第２８図に示されるように型閉され、続いて型締されて、溶融成形材４２がある程度冷却されて固化し、成形品４１が形成されると型開が行われる。この場合、前記シリンダ装置８２が作動し、第２９図に示されるように、キャビティ型板１５が可動金型２３の方向に移動させられる。そのため、前記キャビティ型板１５及びゲートブロック１６におけるキャビティ３７を構成する面の凹部１５ａ及び凹部１６ａの位置が、金型装置の開閉方向に関してずれるので、成形品４１の凸部４１ａは、成形品４１自体が弾性変形することによって、前記凹部１５ａ及び凹部１６ａに嵌まり込んだ状態から、滑らかに外れることができる。
このように、本実施の形態においては、キャビティ型板１５を金型装置の開閉方向に移動させることができるので、キャビティ型板１５及びゲートブロック１６におけるキャビティ３７を構成する面にアンダーカットが形成されている場合であっても、成形品４１に損傷を与えることなく、型開を行って成形品４１を取り出すことができる。
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜第７の実施の形態と同じ構成を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
第３０図は本発明の第８の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図である。
本実施の形態において、１２’は図示されない固定プラテンの金型取付面に取り付けられた固定金型２４の金型コア、１３’は該金型コア１２’を取り付けるためのコア押板、及び、１４’は該コア押板１３’に取り付けられたストリッパプレートである。また、１５’は図示されない可動プラテンの金型取付面に取り付けられた固定金型２４のキャビティ型板であり、１６’は該キャビティ型板１５’の内部に嵌め込まれたゲートブロックである。そして、図に示されるように、型閉した状態において、前記金型コア１２’及びストリッパプレート１４’と、キャビティ型板１５’及びゲートブロック１６’との間に成形品の形状を有するキャビティ３７’が形成される。また、金型コア１２’には、加熱装置８４を備えるホットランナ８３が配設されるランナ孔１２ａが形成される。ここで、前記加熱装置８４は、例えば、電気式ヒータから成り、成形材流路２８を流通する溶融成形材４２を加熱する。
そして、型閉行程においては、図示されない射出ノズルから射出された溶融成形材４２が、成形材流路２８を通って型閉行程途中の状態における金型コア１２’とゲートブロック１６’との間のキャビティ３７’内に充填される。そして、所定量の溶融成形材４２がキャビティ３７’内に充填されると、バルブゲートピン３８が前進して、第３０図に示されるように、バルブゲートピン３８の先端がゲート孔３９に進入して該ゲート孔３９を閉塞する。
この場合、金型装置の開閉方向に対してほぼ垂直な底部のすべてには溶融成形材４２が充填されるが、金型装置の開閉方向に対して傾斜する側壁部のゲート孔３９から離れた部分には溶融成形材４２が充填されていない。すなわち、所定量の溶融成形材４２の充填完了時に、前記側壁部の少なくとも一部には溶融成形材４２が充填されていないようになっている。
第３０図に示されるように、本実施の形態において、前記キャビティ３７’は、前記底部が可動プラテン寄り（図における左方）に位置し、側壁部のゲート孔３９から離れた部分は前記底部よりも固定プラテン寄り（図における右方）に位置している。そのため、前記ゲート孔３９は成形品である容器の底部における内側の面に対応する位置となる。これにより、前記容器の底部における外側の面は、ゲート孔３９の痕（こん）跡が残ることがなく、滑らかな面となるので、印刷等の方法によって模様のような装飾を施すことができる。
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。なお、前記第１〜第８の実施の形態と同じ構成を有するもの及び同じ動作については、その説明を省略する。
第３１図は本発明の第９の実施の形態における金型装置の断面図であり溶融成形材が充填される状態を示す図である。
本実施の形態においては、可動金型２３の金型コア１２における固定金型２４のゲートブロック１６と対向する面には、凸部１２ｂが一体的に形成され、該凸部１２ｂは前記ゲートブロック１６に向かって突出している。また、前記ゲートブロック１６における金型コア１２と対向する面には、凹部１６ｂが形成され、該凹部１６ｂに前記凸部１２ｂが嵌合するようになっている。なお、前記凸部１２ｂ及び凹部１６ｂの数は、単数であっても複数であってもよい。
これにより、成形品である容器の底部には、前記凸部１２ｂに対応する位置に貫通孔が形成される。そのため、本実施の形態は、植木鉢のように、底部に貫通孔を備える容器の成形に適している。
なお、前記の実施の形態においては、型締装置を油圧式で説明したが電動の型締装置の方が望ましい。また、可動プラテンが横方向（水平方向）に移動する横置型の射出成形機について説明したが、本発明の成形方法、成形用金型及び成形機は、可動プラテンが縦方向（垂直方向）に移動する縦置型の射出成形機にも適用することができる。さらに、本発明の成形方法、成形用金型及び成形機は、射出成形機の他に、ダイキャストマシーン、ＩＪ封止プレス等の成形機にも適用することができる。
また、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
例えば、本発明は、可動金型のパーティング面と固定金型のパーティング面とが互いに離れた状態でキャビティ内に成形材を充填し、成形品の肉厚の３〜１００倍に等しい圧縮量だけ前記可動金型を前進させ、該可動金型のパーティング面を前記固定金型のパーティング面に押し付けて前記成形品を成形することを特徴とする成形方法を含むものである。
また、前記成形品の肉厚が１．５〜３．０〔ｍｍ〕の場合、前記圧縮量を３〜１０倍とし、前記成形品の肉厚が０．２〜１．５〔ｍｍ〕の場合、前記圧縮量を１０〜１００倍とする前記成形方法を含むものである。
また、前記成形品は、側壁が薄肉化された深底凹状の容器形状を有する前記成形方法を含むものである。
また、前記圧縮量は、前記側壁の肉厚及び前記成形材の粘度に基づいて決定される前記成形方法を含むものである。
また、前記可動金型を前進させる際に、前記固定金型に形成されたゲート孔をゲートピンで塞ぐ前記成形方法を含むものである。
以上詳細に説明したように、本発明によれば、成形方法においては、金型装置の型閉工程終了前に前記金型装置のキャビティ内への成形材の充填を開始し、前記型閉工程終了前に所定量の前記成形材の充填を完了し、前記型閉工程終了後に前記金型装置の型締工程を行い環境低負荷材料から成る成形品を成形する。
この場合、型閉によってキャビティの容積が大きく収縮され、該キャビティ内の成形材は、大きな圧力を受けるので、成形性が悪くても、キャビティの奥にまで到達する。そして、成形材はキャビティの全体に万遍なく行き渡り、キャビティ内に成形材が完全に充填された状態となる。また、成形材は、圧縮力を受けるので、内部における圧力分布が均等になり、成形材の分子の配向が改善され、金型表面の転写性が向上し、成形材のひけが防止され、残留応力が低減し、変形が防止される。
したがって、立体的な形状を有し側壁が薄肉化された深底凹状の容器のような形状を有する成形品であっても、環境低負荷材料から成る成形品を短時間に高精度で成形することができる。
さらに、型閉工程終了前に所定量の成形材の充填を完了するので、成形材の充填圧を制御する必要がない。そのため、成形材の充填圧とは無関係に射出装置のスクリュ位置を制御することができ、射出装置の制御が容易になる。
他の成形方法においては、さらに、前記スクリュを前進させて前記所定量の成形材を充填し、該所定量の成形材の充填完了後に前記スクリュを後退させて保圧を調整し、前記キャビティ内の成形材の逆流量を制御する。
この場合、成形材流路内に残存する成形材の量が減少するので、キャビティ内の成形材の圧力が所定値以上となり、成形材がキャビティから成形材流路に漏れ出しても、漏れ出した成形材は成形材流路内に収容される。
成形用金型においては、パーティング面を備える固定金型と、該固定金型のパーティング面に押し付けられて密着するパーティング面を備え、前記固定金型に対して前進する可動金型と、前記パーティング面の一方に固定される基部及び突出部を備えるインサートリングと、前記パーティング面の他方に形成され、前記インサートリングの突出部を収納するリング状の凹溝とを有し、環境低負荷材料の成形に使用する。
この場合、キャビティ内に充填された溶融成形材が前記パーティング面の隙間から漏れ出すことがないので、バリが発生してしまうことがない。
成形品においては、前記成形方法により成形された。
この場合、内部における圧力分布が均等で、成形材の分子の配向が良好で、金型表面が良好に転写され、成形材のひけがなく、残留応力が低く、変形していない環境低負荷材料から成る成形品を得ることができる。
他の成形品においては、射出成形機により成形された薄肉化された凹状の容器であり、肉厚が０．２〜１．０〔ｍｍ〕であり、環境低負荷材料から成る。
この場合、薄肉化された高精度の容器を短時間で得ることができる。
更に他の成形品においては、凹状の容器である環境低負荷材料から成る成形品であって、前記容器のＬ／Ｔ（Ｌ：成形品におけるゲートからの成形材の流動長、Ｔ：成形品の肉厚）は、３０〜３００である。
この場合、立体的な形状を有し、薄肉化された高精度の容器を得ることができる。
成形方法においては、金型装置の型閉工程終了前に、型閉状態において、前記金型装置の開閉方向に対してほぼ垂直な底部及び前記開閉方向に対して傾斜する薄肉化された側壁部を備えるキャビティ内への成形材の充填を開始し、前記型閉工程終了前に、前記側壁部の少なくとも一部には前記成形材が充填されていない状態で、前記キャビティ内への所定量の成形材の充填を完了し、前記型閉工程終了後に、前記金型装置の型締工程を行い環境低負荷材料から成る成形品を成形する。
この場合、型閉によってキャビティの容積が大きく収縮され、該キャビティ内の成形材は、大きな圧力を受けるので、環境低負荷材料であっても、キャビティの奥にまで到達する。そして、側壁部が金型装置の開閉方向に対して傾斜しているので、くさび効果が発生して、成形材がキャビティの全体に万遍なく行き渡り、キャビティ内に成形材が完全に充填された状態となる。また、成形材は、圧縮力を受けるので、内部における圧力分布が均等になり、成形材の分子の配向が改善され、金型表面の転写性が向上し、成形材のひけが防止され、成形品の残留応力が低減し、変形が防止される。
したがって、立体的な形状を有し側壁が薄肉化された深底凹状の容器のような形状を有する成形品であっても、環境低負荷材料から成る成形品を短時間に高精度で成形することができる。
さらに、型閉工程終了前に所定量の成形材の充填を完了するので、成形材の充填圧を制御する必要がない。そのため、成形材の充填圧に無関係に射出装置のスクリュ位置を制御することができ、射出装置の制御が容易になる。
他の成形方法においては、さらに、前記キャビティ内にラベルを装填して、インモールドラベル成形を行う。
この場合、ラベルが一体的に貼着された成形品を容易に成形することができる。
他の成形用金型においては、パーティング面を備える固定金型と、該固定金型のパーティング面に押し付けられて密着するパーティング面を備え、前記固定金型との間に、型閉状態において、開閉方向に対してほぼ垂直な底部及び前記開閉方向に対して傾斜する薄肉化された側壁部を備えるキャビティを形成する可動金型と、前記パーティング面の一方に配設されるリング状の突出部と、前記パーティング面の他方に形成され、前記リング状の突出部を収納するリング状の凹溝とを有し、環境低負荷材料の成形に使用する。
この場合、キャビティ内に充填された溶融成形材が前記パーティング面の隙間から漏れ出すことがないので、バリが発生してしまうことがない。また、側壁部が金型装置の開閉方向に対して傾斜しているので、くさび効果が発生して、成形材がキャビティの全体に万遍なく行き渡り、キャビティ内に樹脂が完全に充填された状態となる。
【産業上の利用可能性】  この発明は、成形方法、成形用金型、成形品及び成形機に適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【国際調査報告】
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