JPS608021A - 圧縮成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ＩＪ　発明の技術分野 本発明は、圧縮成形方法に関し、詳しくは金型キャピテ
イ内の型内圧に基づいて圧縮力を調整するようにしたこ
とを特徴とするものである。

（２）従来技術とその問題点 成形材料、殊に溶融樹脂は、成形に伴なって大きな材料
収縮を生じる。この収縮を補償するために射出成形にお
いては、金型面では金型キャビティ寸法の修正、成形面
では保圧力による溶融樹脂の圧縮が行なわれている。後
者では、保圧によってゲート近傍での歪はダイレクトゲ
ートを除き回避されない。また、ゲート近傍では充分な
圧力であっても、溶融樹脂は時間とともに粘度が高くな
って流れ長さ方向に圧力降下を生じるので、キャピテイ
末端まで充分な圧力を作用させることができず、ひいて
は均一な型内圧を得ることができない。さらに、金型キ
ャビティ内の樹脂よシビンゲート等の部分での樹脂が早
く固化する金型構造においては、ゲートゾール後に保圧
力を作用できない欠点がある。上記のごとき欠点を解消
するためには、高生産性を有する射出成形とゲート一点
だ・けでになく成形品全体を同時に加圧する圧縮成形と
を組合せることが適切な方法といえる。

現在のところ圧縮成形、殊に射出圧縮成形は、圧縮力が
型締機構によるものと、型締機構以外の押出機構による
ものとに分類される。型締機構によるものとしては、例
えばローリンクス社で開発された０　１７ンクス法が知
られている。この方法は、低圧で型閉はせて射出圧力に
よって型開を生じさせ、充填後に高圧で型締させるもの
である。

これによれば、型開量は射出圧力などによって決１す、
型開量の正確な制御ができない欠点がある。

筐り、エンゲル社のトクル機構によるサンドインチプレ
ス方法が知られている。この方法は、トクル機構を完全
に伸ばしきらずに射出し、その後にトクル機構を伸ばし
て圧縮するものである。

また、最近、型開量を設定するために、機械的なストッ
パで可動型の動きを規制する構造のものが開発さ力、て
いる。

いずれの方法も充填状況に応じた圧縮量調整ができない
。その結果、充握不足の場合は充分な圧縮力を加えるこ
とができず、過充填の場合などにおいては、圧縮力によ
って金型の損傷を招来する危険がある。

さらに、押出機構によるものとしては、例えばマイクロ
モールデインク法が知られている。この方法は、金型内
に型締機構とは別に油圧シリンダを設け、この油圧シリ
ンダの力によって金型キャビティ内の樹脂を圧縮するも
のである。しかしながらこれにより、げ、射出圧力に対
抗するために大きな油圧シリンダを必要とするうえ、金
型構造の制約を受ける。しかも、型開量が射出圧力によ
って左右され、正確に型開量が制御できない欠点がある
。

ここで注意すべきことは、既に与えられている充填状況
は、ショット毎に均一ではなく、多少相違していること
である。溶融樹脂の収縮状況は、上記充填状況の影響を
受けるうえ、金型温度、圧縮機構の油圧等の成形条件に
左右される。しかも、こｈ、らの成形条件は、外乱の影
響を避けられず、７ヨツト毎に一定ではない。従って溶
融樹脂の収縮状況は一定になるとは言えない。このよう
な溶融樹脂の収縮状況を知らずして一定の圧縮力を付与
したとしても、成形品の高度な再現性は達成されない。

前述したいずれの圧縮機構においても圧縮力は一定に与
えられており、収縮状況に即応して圧縮力を調整する方
法が皆無である。

そこで問題となるのは、溶融樹脂の充填状況と収縮状況
とをいかなる観点から把握するかに尽きる。本件出願人
会社の代表者は、特開昭５２−１４６５８号公報に示す
ように、プラスチックスの状態関数から樹脂圧に着目し
、この樹脂圧を金型の樹脂通路部において連続的な型内
圧波形として把握することに成功している。この型内圧
波形は、金型の樹脂通路部に設けたセン丈−によって、
溶融樹脂の充填開始から保圧終了までの溶融樹脂の充填
状況と収縮状況として表わされる。これに対して、金型
キャビティにセン丈−を設けて検出される型内圧は、キ
ャビティに樹脂が充填されて初めて検出されるものであ
って、キャビティにおける溶融樹脂の充填状況と収縮状
況として表わされる。従って、収縮状況の変化はキャビ
ティの型内圧波形の変化として把握できることとなる。

（３）発明の目的 本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的とするところは、金型キャビティの型内圧を各シ
ョット毎に最適な状態に保持し、優り、た精度と品質の
成形品を連続して成形可能にする圧縮成形方法を提供す
ることにある。

（４）発明の特徴 本発明の特徴は、金型キャビティの型内圧を検出して予
め設定した型内圧波形に一致するように充填材料に対す
る圧縮力を調整し、各ショット毎に型内圧を最適な状態
にすることにある。

以下、本発明を図作に基づいて説明する。

（５）発明の一実施例 図面用」図は本発明を適用する射出圧縮成形装置を示す
概略図、第２図は型内圧に係わる圧縮力の調整制御系の
ブロック図、第３図は予め設定する型内圧波形を示す線
図である。

第１図に示す射出圧縮成形装置において、金型１は固定
型板２と可動型板３とを当接させることで内部にキャビ
ティ４を形成する。キャピテイ４には射出装置５の射出
機構６を作動させることでノズル７から射出ばれる樹脂
がスプルー８、ランナ１０、ビンゲート１１を経て注入
さり、る。固定型板２には圧力検知ビン１２を貫通状に
設けておシ、内端をランナ１０に露呈づせ、外端を樹脂
通路部としてのランチ部型内圧セン＋ｊ１３に当接させ
、ビン１２の運動によって樹脂通路部としてのランナ部
の型内圧を検出するようにしている。

一方、可動型板３は可動ダイプレート１４に保持され、
との可動ダイプレート１４を介して型締機構１５の型締
ラム１６によって固定型板２に向って押圧される。

可動型板３には圧力検知ビン１７が貫通状に設けられて
おシ、ビン１７の内端をキャビティ４内に露呈させ、外
端をダイプレート１４側の可動型板１８に設けたキャビ
ティ部型内圧セを予め設定した型内圧波形１と比較し、
射出機構６乃至型締機構１５を駆動する丈−ボ系に制御
信号をフィードバックする閉ループ制御システムである
。この閉ループ制御システム２ｏは、第２図にブロック
図で示すように、ランチ部型内圧セン丈１３からの型内
圧信号によって射出機構６を制御する射出制御部２０ａ
と、キャビティ部型内圧セン−！ｊ−１９からの型内圧
信号によって型締機構１５を制御する圧縮制御部２０ｂ
とで構成しており、双方の回路は基本的に同じ機能動作
を行なう。

射出制御部２０ａでは、樹脂がキャビティ４に射出注入
された時ランチ１０における型内圧Ｗａを検出し、増幅
器２１ａｉ経て比較器２２ａに入力すると同時に、型内
圧波形設定回路２３ａに予め設定された基準型内圧波形
Ｗａ’も比較器２２ａに与えられ、ここで前記検出型内
層へ基準型内圧波形Ｗａ’に比較し、差信号Ｅａを制御
器２４ａに出力する。制御器２４ａから増幅器２５ａを
経てサーボバルブ駆動機構２６ａに送る制御信号Ｍａは
丈−ボバルブの操作量に対応する。これによシサーボバ
ルブを操作し、油圧源２７ａから射出機構６のシリンダ
に所定量の油圧を加え、基準型内圧波形Ｗａ′に一致す
るように制御する。

一方、圧縮制御部２０ｂにおいて、樹脂が所定量充填で
れたキャビティ４の型内圧Ｗｂ′（ｉ１″センサ１９で
検出し、増幅器２１ｂを経て比較器２２ｂに送シ、ここ
で型内圧波形設定回路２３ｂに予め設定された基準型内
圧波形ｗｂ′と検出型内圧ｗｂ全比較し、それによる差
信号Ｅｂを制御器２４ｂに出力する。制御器２４ｂから
増幅器２５ｂを経て丈−ボバルブ駆動機構２６ｂに制御
信号Ｍｂを送り、これによってサーボバルブを操作し油
圧源２７ｂから型締機構１５のシリンダに所定量の油圧
を与えキャビティ内の樹脂に圧縮力を加える。

射出及び圧縮制御部２０ａ、２０ｂの夫々の型内圧波形
設定回路２３ａ、２３ｂに目標値として予め設定してお
く基準型内圧波形Ｗａ’　、　Ｗｂ’及び１　射出制御
乃至圧縮制御タイミンクは、予備成形を繰シ返し行ない
、設泪値に適った最良の成形品が得られた時の型内圧波
形を設定回路２３　ａ　、　２３ｂにプログラムする。

一例として得られた型内圧波形を時間−圧力（Ｔ−Ｐ）
関係で表わした第３図に就いて説明する。

ｔ１時間で樹脂を射出装ｗ５によって金型のキャビティ
４に充填すると、樹脂の流れ前面がランナ１０に到達し
て型内圧として検出され、ランナ１゜における充填状況
がランナ部の型トタ圧波形Ｗａ′の圧力上昇として示さ
り、る。充填過程においては、ランナ部で検出された型
内圧が型内圧波形Ｗａ’に一致するように射出機構６を
制御する。同様に、型内圧波形Ｗａ’は、キャビティ４
に樹脂が充満した時点をピーク圧点Ｐ１として示すので
、ピーク圧に到る手前の波形と一致するように閉ループ
制は、ピーク圧に到達する手前の波形だけでも良い。

これに対して、キャビティ部の型内圧波形Ｗｂ′は、樹
脂がキャビティ４に大部分充填された時点で初めて検出
され、その後急激に立上がってピーク圧点ｐｉまで到達
する。

その後、ｔ２時間でゲートシール点Ｐ２となるが、・ｔ
２時間においてはランチ部の型内圧波形Ｗ　ａ’に基づ
いて、射出機構６を調整する。

次に、キャビティ部の固化が始まるが、キャビティ４に
型締力乃至押出力を加えない限シ、樹脂硬化に伴なう収
縮によって圧力は、図中点線（Ｗ’）で示すように次第
に降下し、ひけ、歪みの原因になる。そこで、キャビテ
ィ内の樹脂に図示のように２５時間定常的な型内圧波形
ｗｂ’に従った型内圧が得られるように圧縮力を積極的
に付与する。

こうした特性の型内圧波形Ｗａ’　、　Ｗｂ’が予備成
形工程で得られたら夫々の設定回路２３ａ、２３ｂに予
め設定しておく。

上記一実施例において、ランチ部の型内圧波形Ｗ　ａ’
とキャビティ部の型内圧波形ｗｂ　とを組合せて閉ルー
プ制御したので、充填量を正確に設定できるうえ、充填
状況と収縮状況に即応して完全な成形を行なえる利点が
ある。

（６）発明の他の一実施例 上記一実施例ＩＣおいて、第３図に示すゲートシール点
Ｐ２までランチ部の型内圧波形Ｗａ’に基づいて制御し
たものを説明したが、ゲートシール点は任意に設定でき
る。例えば、強制ゲートシール機構を有する金型に対し
ては、ピーク圧点Ｐ１に到達後にキャビティ部の型内圧
波形ｗｂ’に基づいて圧縮力を調整することが可能であ
る。

この実施例によれば、ｔ２時間におけるゲートからの応
力集中を解消できるうえ、充填過程で起こるゲート近傍
の応力を樹脂硬化前に良好に分散可能である。

（７）発明の別の実施例 上記実施例において、キャビティ部の型内圧波形Ｗｂ′
に基づく圧縮力が定常的であるものを図示、説明したが
、これに限定されるものではない。樹脂の種類や金型構
造あるいは成形方法等に応じて、圧縮力はｔｌの圧力立
上シからｔ４の終シ迄任意に設定し制御することを妨げ
ない。

また、上記実施例において、キャビティへの樹脂の充填
が樹脂通路部の型内圧波形制御によるものを説明したが
、これに限定する趣旨ではない。

充填量が正確に行なわれる限シ、例えばトランスファ成
形及び圧縮成形等と組合せて実施可能である。

ζらに、成形材料としては、樹脂以外にも適用を妨げな
い。

（８）発明の効果 以上のように本発明によれば、金型キャビティの型内圧
を検出して予め設定した型内圧波形に一致するように、
充填材料に対する圧縮力を調整するものであるから、キ
ャビティに充填された材料の型内圧を各ショット毎に最
適な状態に維持して圧縮成形でき、優れた精度と品質の
成形品を連続して成形することが可能となる。

冑、キャビティ内の樹脂に対する圧縮力を型締によって
得るだけでなく、金型を構成する可動型板に圧縮のため
の押出機構を設け、これを閉ループ制御システムで作動
させても同様の効果がもたらされ、既存の射出成形機に
も適用できるため汎用性の点でも優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例として適用する射出圧縮成形
装置を示す概略図、第２図は閉ループ調整制御システム
のブロック図、第３図は基準型内圧波形を示す線図であ
る。 １・・・金型、４・・・金型キャビティ、２０・・・閉
ループ制御系。 特許出願人　株式会社テクノプラス 代理人弁理士　吉　１）芳　春

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１）　金型キャビティの型内圧を検出し、該型内圧の
   変ｆヒが予め設定した型内圧波形に一致するように金型
   キャビティ内の成形材料に対する圧縮力を調整するよう
   にしたことを特徴とする圧縮成形方法。 （２）検出した型内圧を予め設定した型内圧波形と比較
   して、閉ループ制御系で上記圧縮力の調整を行なうよう
   にした特許請求の範囲第１項記載の圧縮成形方法。 （３）予め設定する型内圧波形は任意である特許請求の
   範囲第１項記載の圧縮成形方法。 （４）型内圧波形に基づき制御される圧縮力が型締によ
   るものである特許請求の範囲第４項記載の圧縮成形方法
   。 （５）　型内圧波形に基づき制御される圧縮力が押出機
   構によるものである特許請求の範囲第１項記載の圧縮成
   形方法