JP2005280251A - 射出サンドイッチ成形方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 金型に二つの射出ユニットを接続してサンドイッチ成形品を製造する方法であって、コア用樹脂を射出するときに必要とされる圧力を低下させ、且つ、コア充填率を増大させることができる方法を提供する。
【解決手段】 固定金型5と移動金型6は、一方の型面に凹部7が他方の型面に凸部8が形成されている。凹部7に凸部8を嵌合させることによってその間にキャビティが形成され、且つ嵌合の深さを変えることができる。固定金型5に対する移動金型6の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂21の射出を開始する。次いで、キャビティ内へのコア用樹脂22の射出を開始した後、固定金型5に向けて移動金型6の前進動作を開始する。次いで、コア用樹脂22の射出を停止した後、移動金型6の前進動作を停止する。最後に、スキン用樹脂21の射出を停止する。
【選択図】 図1
【解決手段】 固定金型5と移動金型6は、一方の型面に凹部7が他方の型面に凸部8が形成されている。凹部7に凸部8を嵌合させることによってその間にキャビティが形成され、且つ嵌合の深さを変えることができる。固定金型5に対する移動金型6の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂21の射出を開始する。次いで、キャビティ内へのコア用樹脂22の射出を開始した後、固定金型5に向けて移動金型6の前進動作を開始する。次いで、コア用樹脂22の射出を停止した後、移動金型6の前進動作を停止する。最後に、スキン用樹脂21の射出を停止する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、金型に二つの射出ユニットを接続し、二種類の樹脂を用いて、一方の樹脂でスキン層を他方の樹脂でコア部を形成するサンドイッチ成形方法に係る。
サンドイッチ成形では、二種類の樹脂(樹脂の色のみが異なる場合を含む)を用いて、一方の樹脂(以下、コア用樹脂と呼ぶ)が他方の樹脂(以下、スキン用樹脂と呼ぶ)で覆われた成形品が製造される。
図8に、サンドイッチ成形の際に使用されるノズルの一例を示す。サンドイッチ成形用のノズル50には、中心に形成された孔状流路53と、この孔状流路53を取り囲むように同心状に形成された環状流路54が形成され、孔状流路53と環状流路54は、吐出口55の直前で合流している。環状流路54の上流側には主射出ユニット51が接続され、孔状流路53の上流側には副射出ユニット52が接続される。スキン用樹脂は、主射出ユニット51から供給され、環状流路54を通り、吐出口55から金型(図示せず)に送り込まれる。コア用樹脂は、副射出ユニット52から供給され、孔状流路53を通り、吐出口55から金型に送り込まれる。
図9に、上記の装置を用いてサンドイッチ成形を行う場合の、代表的な手順について説明する。先ず、図9(a)に示すように、第一工程としてスキン用樹脂21を射出する。次いで、図9(b)に示すように、第二工程としてコア用樹脂22をスキン用樹脂21と共に射出する(または、コア用樹脂22のみを射出する)。最後に、図7(c)に示すように、第三工程として再度スキン用樹脂21のみを射出して、成形品の表面全体をスキン用樹脂21で覆う。
ここで、第二工程で射出されるコア用樹脂22は、金型内で凝固し始めているスキン用樹脂21の内部の、まだ溶融状態を保っている部分に流れ込むことになる。この溶融部分は、凝固し始めたスキン層の分だけその厚さが小さくなっているので、第二工程における流動抵抗は、第一工程と比べて大きい。このため、第二工程では、第一工程よりも大きな圧力で射出することが必要になる。特に、第二工程でコア用樹脂22がスキン用樹脂21と同時に射出される場合には、コア用樹脂22がスキン用樹脂21の内側を流動することになるので、コア用樹脂22を、スキン用樹脂21の射出圧力より更に大きな圧力で射出する必要がある。
サンドイッチ成形では、成形品の肉厚が小さくなるに従って、必要な射出圧力が増大して行き、コア用樹脂の射出圧力を十分確保できないと、コア部の射出が阻害され、サンドイッチ成形のコア充填率が低下する。更に、肉厚が限界を超えて小さくなると、成形自体が不可能となる。
また、成形品のデザイン上、流路の中間部にヒンジなどの薄肉部があると、この部分でのスキン層の形成の影響を受け、これより下流部にコア用樹脂を流動させるために必要な圧力が上昇する。このため、コア用樹脂の射出圧力を十分確保できないと、コア部の射出が阻害され、サンドイッチ成形のコア充填率が低下する。
以上のような問題は、スキン層に溶融粘度の高い樹脂を使用した場合に顕著に現れ、そのため、サンドイッチ成形可能な成形品の肉厚の限界値が増大する。
本発明は、以上のような従来のサンドイッチ成形の際の問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、コア用樹脂を射出する段階で必要とされる圧力を低下させ、且つ、コア充填率を増大させることができるサンドイッチ成形方法を提供することにある。
本発明のサンドイッチ成形方法は、
金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を続けたまま、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、移動金型の前進動作を停止し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止すること、
を特徴とする。
金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を続けたまま、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、移動金型の前進動作を停止し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止すること、
を特徴とする。
上記のサンドイッチ成形方法によれば、コア用樹脂を射出する段階でのキャビティの厚さ方向寸法を、成形の最終段階でのキャビティの厚さ方向寸法(成形製品の厚さに対応している)よりも大きめに設定することができる。これによって、コア用樹脂を射出する段階で必要とされる圧力を低下させ、それに伴い、コア充填率を増大させることができる。
なお、上記の手順を一部変形した方法として、移動金型の前進動作を停止するタイミングを、コア用樹脂の射出を停止する前にすることもできる。更に、移動金型の前進動作を停止するタイミングを、スキン用樹脂の射出動作が終了した後にすることもできる。
更に、上記の手順を一部変形した方法として、移動金型の前進動作を開始するタイミングを、コア用樹脂の射出を停止した後にすることもできる。その場合には、移動金型の前進動作を停止するタイミングは、スキン用樹脂の射出動作が終了する前、または、スキン用樹脂の射出動作が終了した後になる。
更に、上記の手順を一部変形した方法として、コア用樹脂を射出している途中で、一時的にスキン用樹脂の射出を停止することもできる。
本発明のサンドイッチ成形方法によれば、コア用樹脂を射出する際に必要とされる圧力を低下させ、それに伴い、コア充填率を増大させることができる。
更に、本発明のサンドイッチ成形方法によれば、これまで困難であった薄肉製品のサンドイッチ成形や、コア部に高粘度樹脂を用いたサンドイッチ成形が可能になる。
本発明に基づくサンドイッチ成形方法の例について、図面を用いて説明する。
図1に、このサンドイッチ成形方法が適用される射出成形装置の概要を示す。この射出成形装置は、二つの射出ユニット1、2を備え、これら二つの射出ユニット1、2が共通のノズル3を介して一つの金型に接続される。金型は、固定金型5及び移動金型6から構成され、締付装置4に取り付けられる。この例では、固定金型5の型面に凹部7が形成され、移動金型6の型面に凸部8が形成されている。凹部7の内側に凸部8を嵌合させることによって、凹部7の底面と凸部8の先端面の間にキャビティが形成される。更に、この金型は、いわゆる射出圧縮成形で使用されるものと同様に、互いの嵌合面が、移動金型6の移動方向に対して平行に形成されている。このため、嵌合の深さを変えることによって、キャビティ部分の厚さ方向寸法を変えることができる。
図2に、この射出成形装置の制御系統の概要を示す。図3(a)及び(b)に、射出速度及びキャビティの厚さ方向寸法(以下、単にキャビティ間隔と呼ぶ)のタイミング・チャートの一例を示す。
サンドイッチ成形制御ユニット11が、サンドイッチ成形開始の指令信号を主射出ユニットコントローラ12に送ると、ここから、主射出ユニット駆動装置13に動作開始信号が送られ、スキン用樹脂の射出が速度d1で開始され、第一工程が始まる。
主射出ユニット駆動装置13から送られる主射出ユニットのスクリュ位置信号により、スクリュがコア用樹脂の射出開始の指定位置にまで達したことが検知されると、その検知信号が主射出ユニットコントローラ12からサンドイッチ成形制御ユニット11へ送られる。サンドイッチ成形制御ユニット11は、コア用樹脂の射出開始信号を副射出ユニットコントローラ14に送る。それにより、副射出ユニット駆動装置15が駆動されて、コア用樹脂の射出が速度eで開始され、第二工程が始まる。次いで、スキン用樹脂の射出速度がd2まで減速される。
この時点では、金型は最終の型締位置に対して、fだけキャビティ間隔が開いた状態であるので、金型のキャビティ内の流動抵抗が低減されており、スキン用樹脂及びコア用樹脂を、第一工程、第二工程とも余裕をもって射出することができる。
第二工程の途中で、サンドイッチ成形制御ユニット11がキャビティ間隔変更開始指令を型開閉コントローラ16に送ると、ここに設定されているプログラムにより、制御信号が型開閉駆動装置17に送られ、キャビティ間隔を減少させる動作が開始される。この例では最初は低速で、途中から速度を上げてキャビティ間隔を減少させている。この動作は、樹脂を製品の最終肉厚に成形すると同時に、流動抵抗が増加して射出の動作だけでは流動できなくなったコア用樹脂の流動を助け、更にキャビティ末端に向けてコア部を押し広げる役割を果たす。
スキン用樹脂の射出速度は、コア用樹脂の射出が終了する前に速度d3に変更するようプログラムされている。この速度d3による第三工程の射出動作は、成形品の全表面をスキン用樹脂で覆い、且つ次の成形サイクルでの第一工程で、スキン用樹脂にコア用樹脂が混入しないよう、ノズル内をクリーニングするための動作となる。
設定されたコア用樹脂の射出動作が完了すると、副射出ユニットコントローラ14が副射出ユニット駆動装置15を停止させ、次いで、サンドイッチ成形制御コントローラ11に完了信号を送る。
なお、この例では、スキン用樹脂の射出速度を、第二工程の開始直後に速度d2に減速させているが、射出されるコア用樹脂の流入により、表面部のスキン用樹脂が表面で広がる流動が停止することなく継続されれば、スキン用樹脂の射出を第二工程の中間で一時的に停止させても良い。
図4に、本発明のサンドイッチ成形を採用した場合の、コア用樹脂の充填状況を示す。ここに示した例は、肉厚1.2mmの円板を高粘度のポリエーテルイミド樹脂で成形した場合のもので、スキン層にバージン樹脂、コア部にリサイクル樹脂が使用されている。
最初、図4(a)に示すように、キャビティ間隔を1.6mmに調整して、射出動作を開始する。この時点では、キャビティ間隔が最終寸法と比べて広げられているので、コア用樹脂22がスムーズに充填される。なお、図4(a)に示されている樹脂の充填状態は、第二工程(図3)の途中でキャビティ間隔を減少させる動作を開始する直前の状態に相当している。この後、キャビティ間隔を減少させる動作を開始し、図4(b)に示すように、キャビティ間隔を最終寸法である1.2mmに向けて徐々に閉じて行く。なお、図4(b)に示されている樹脂の充填状態は、第3工程(図3)が終了した時点の状態に相当している。
このように、本発明のサンドイッチ成形方法によれば、コア用樹脂22が高い充填率で充填された成形製品を得ることができる。通常のサンドイッチ成形では、末端に行くに従ってコアの肉厚が薄くなるが、本発明のサンドイッチ成形方法によれば、キャビティ間隔を減少させてコア用樹脂をキャビティ末端に向けて流動させているため、コアの肉厚の均一性が改善される。
比較のため、図5に、上記と同じ製品寸法で且つ上記と同じ樹脂の組合せ用いて、キャビティ間隔を最終寸法で固定した状態のままサンドイッチ成形を行った場合の樹脂の充填状態を示す。この図から分かるように、この場合には、ゲートにごく近い部分だけにしかコア用樹脂22が充填されず、しかも、コア部の肉厚が末端に向かって急激に減少している。
図6(a)(b)に、本発明に基づくサンドイッチ成形方法の他の例を示す。この図は、先に図3(a)(b)に示したタイミング・チャートに対応するものである。この例では、移動金型の前進動作を停止するタイミングを、コア用樹脂の射出を停止してスキン樹脂のみを射出する工程(第三工程)に入る前にしている。
図7(a)(b)に、本発明に基づくサンドイッチ成形方法の他の例を示す。この図も、先に図3(a)(b)に示したタイミング・チャートに対応するものである。この例では、移動金型の前進動作を開始するタイミングを、コア用樹脂の射出を停止してスキン樹脂のみを射出する工程(第三工程)に入った後にしている。
更に、本発明に基づくサンドイッチ成形方法の変形例として、移動金型の前進動作を停止するタイミングを、第三工程でスキン用樹脂の射出を終了した後にすることもできる。
更に、本発明に基づくサンドイッチ成形方法の変形例として、先に述べたように、コア用樹脂を射出する工程(第二工程)の途中で、一時的にスキン用樹脂の射出を停止することもできる。
1・・・第一射出ユニット、2・・・第二射出ユニット、3・・・ノズル、4・・・型締装置、5・・・固定金型、6・・・移動金型、7・・・凹部、8・・・凸部、11…サンドイッチ成形制御ユニット、12…主射出ユニットコントローラ、13…主射出ユニット駆動装置、14…副射出ユニットコントローラ、15…副射出ユニット駆動装置、16…型開閉コントローラ、17…型開閉駆動装置、21…スキン用樹脂、22…コア用樹脂、50…サンドイッチ成形用ノズル、51…主射出ユニット、52…副射出ユニット、53…孔状流路、54…環状流路、55…吐出口。
Claims (10)
- 金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を続けたまま、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、移動金型の前進動作を停止し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止すること、
を特徴とするサンドイッチ成形方法。 - 金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を続けたまま、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、移動金型の前進動作を停止し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、スキン用樹脂の射出を停止すること、
を特徴とするサンドイッチ成形方法。 - 金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を続けたまま、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、スキン用樹脂の射出を停止し、
次いで、移動金型の前進動作を停止すること、
を特徴とするサンドイッチ成形方法。 - 金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を続けたまま、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、移動金型の前進動作を停止し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止すること、
を特徴とするサンドイッチ成形方法。 - 金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を続けたまま、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止し、
次いで、移動金型の前進動作を停止すること、
を特徴とするサンドイッチ成形方法。 - 金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止し、
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を再開し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、移動金型の前進動作を停止し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止すること、
を特徴とするサンドイッチ成形方法。 - 金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止し、
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、移動金型の前進動作を停止し、
次いで、スキン用樹脂の射出を再開し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、スキン用樹脂の射出を停止すること、
を特徴とするサンドイッチ成形方法。 - 金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止し、
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を再開し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、スキン用樹脂の射出を停止し、
次いで、移動金型の前進動作を停止すること、
を特徴とするサンドイッチ成形方法。 - 金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止し、
次いで、スキン用樹脂の射出を再開し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、移動金型の前進動作を停止し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止すること、
を特徴とするサンドイッチ成形方法。 - 金型に二つの射出ユニットを接続して、コア用樹脂がスキン用樹脂で覆われたサンドイッチ成形品を製造するための方法であって、
一方の型面に凹部が形成され、他方の型面に凸部が形成され、凹部に凸部を嵌合させることによって凹部の底面と凸部の先端面の間にキャビティが形成され、かつ、嵌合の深さを変えることができる固定金型と移動金型を使用して、
固定金型に対する移動金型の相対位置を第一の位置に置いて、キャビティ内へのスキン用樹脂の射出を開始し、
次いで、キャビティ内へのコア用樹脂の射出を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止し、
次いで、スキン用樹脂の射出を再開し、
次いで、コア用樹脂の射出を停止し
次いで、固定金型に向けて移動金型の前進動作を開始し、
次いで、スキン用樹脂の射出を停止し、
次いで、移動金型の前進動作を停止すること、
を特徴とするサンドイッチ成形方法。
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