成型方法、成型用模具、成型品及成型機的制作方法

專利名稱：成型方法、成型用模具、成型品及成型機的制作方法
技術領域：
本發明涉及成型方法、成型用模具、成型品及成型機。
背景技術：
以往，在注塑成型機等樹脂成型機中，以高壓射出在加熱缸內被加熱而熔融的樹脂填充到模具裝置的型腔內，在該型腔內冷卻固化樹脂從而成型成型品。因此，上述模具裝置包括定模和動模，由合模裝置使上述動模進退，與上述定模接觸或分離，通過這樣可以進行模具開閉，即進行閉模、合模和開模(參照例如專利文獻1)。
并且，為了使即使是形狀為立體形狀、側壁薄壁化的深底凹狀容器那樣形狀的成型品也能夠在短時間內成型，本發明的發明者們已經提出過如下成型方法在模具裝置閉模工序結束之前開始往上述模具裝置的型腔內填充樹脂，控制射出裝置的螺桿位置將預定量的樹脂填充到上述型腔內，在上述閉模工序結束之前完成上述預定量的樹脂的填充，在上述閉模工序結束之后進行上述模具裝置的合模工序，成型成型品。
由此，即使在不能提高熔融樹脂的填充速度的情況下，也能縮短一次注射成型的成型時間，能夠提高成型機的生產率。并且，由于熔融樹脂在合模工序中被壓縮，因此不僅能夠遍布整個型腔內，而且內部的壓力分布也均勻，改善樹脂分子的取向，提高模具表面的復制性，防止樹脂的收縮，降低殘留應力，防止變形。
但是，在上述以往的成型方法中，沒有充分考慮一次注射成型工序能夠同時成型多個成型品，即所謂使用多個型腔的成型用模具的情況。
一般情況下，在使用多型腔的成型用模具進行射出成型等時，必須均勻地分配填充到上述成型用模具中形成的多個型腔內的熔融樹脂。尤其是在用加熱裝置加熱射出的熔融樹脂流動的澆口等樹脂流道的熱流道的情況下，要均勻地分配填充的熔融樹脂很困難，在同一次注射成型工序中，有可能存在熔融樹脂漏出而產生毛刺的型腔和熔融樹脂不足而產生填充不足的型腔混在的情況。
專利文獻1日本特開平6-293043號公報發明內容本發明就是為了解決上述以往的問題，目的是要提供一種成型方法、成型用模具、成型品和成型機，其可通過控制開閉各型腔的澆口孔的澆口棒來適當地控制填充到各型腔內的成型材料的量，在一次注射成型工序中能夠同時成型多個高質量的成型品。
因此，在本發明的成型方法中，在模具裝置的閉模工序結束之前開始向上述模具裝置的多個型腔內填充成型材料；在上述閉模工序結束之前完成上述成型材料的填充；在上述閉模工序結束之后進行上述模具裝置的合模工序；控制填充到各型腔內的成型材料的量，并成型成型品。
在本發明的另一種成型方法中，在使進退于型腔內的壓模后退的狀態下，開始往模具裝置的多個型腔內填充成型材料；在閉模工序結束之前完成上述成型材料的填充；在上述閉模工序結束之后進行上述模具裝置的合模工序；使上述壓模進入各型腔內，控制填充的成型材料的量，并成型成型品。
在本發明的再其他的成型方法中，填充到各型腔內的成型材料的量由堵塞各型腔的澆口孔的澆口棒來控制。
在本發明的更其他的成型方法中，各澆口棒的控制通過獨立的壓力控制或速度控制來進行。
本發明的成型用模具具有具備分型面的定模；具備被擠壓并緊密貼合在該定模的分型面上的分型面、相對于上述定模前進的動模；上述定模與動模之間形成的多個型腔；具備固定在各型腔周圍的分型面的一個上的基部和突出部的嵌入環；形成在各型腔周圍的分型面的另一個上、收容上述嵌入環的突出部的環狀凹槽；堵塞各型腔的澆口孔的澆口棒；獨立控制各澆口棒的動作并控制填充到各型腔內的成型材料的量的驅動裝置。
在本發明的其他成型用模具中，上述驅動裝置獨立控制各澆口棒的動作，以使填充到各型腔內的成型材料的壓力在預定值以下。
在本發明的再其他的成型用模具中，上述澆口孔連通具備加熱裝置的成型材料的流道與型腔。
本發明的成型品由本實施形態中的成型方法成型。
本發明的另一種成型品為形狀不同、可以互相組合的多個成型品。
本發明的成型機，其由模具裝置成型成型品，上述模具裝置具有具備分型面的定模；具備被擠壓并緊密貼合在該定模的分型面上的分型面、相對于上述定模前進的動模；上述定模與動模之間形成的多個型腔；具備固定在各型腔周圍的分型面的一個上的基部和突出部的嵌入環；形成在各型腔周圍的分型面的另一個上、收容上述嵌入環的凸起部的環狀凹槽；堵塞各型腔的澆口孔的澆口棒；獨立控制各澆口棒的動作并控制填充到各型腔內的成型材料的量的驅動裝置。
在本發明的另一種成型機中，各澆口棒的控制通過獨立的壓力控制或速度控制進行。
發明的效果如果采用本發明，由于控制開閉各型腔的澆口孔的澆口棒，因此能夠適當控制填充到各型腔內的成型材料的量，在一次注射成型工序中能夠同時成型多個高品質的成型品。


圖1是表示本發明的第1實施形態的模具裝置中1個型腔周圍的結構的剖視圖。
圖2是表示本發明的第1實施形態的注塑成型機的結構的概略圖。
圖3是本發明的第1實施形態的成型品的立體圖。
圖4是本發明的第1實施形態的成型品的剖視圖。
圖5是本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，表示開始閉模的狀態的圖。
圖6是本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，表示填充了熔融樹脂的狀態的第1圖。
圖7是本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，表示填充了熔融樹脂的狀態的第2圖。
圖8是本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，表示閉模狀態的圖。
圖9是本發明的第1實施形態中澆口孔周邊的剖視圖，表示閥式澆口棒打開澆口孔的狀態的圖。
圖10是表示本發明的第1實施形態的模具裝置閉模工序的動作的圖。
圖11是本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，表示開模狀態的圖。
圖12是本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，表示取出了成型品的狀態的第1圖。
圖13是本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，表示取出了成型品的狀態的第2圖。
圖14是表示本發明的第2實施形態的第1成型品的圖。
圖15是表示本發明的第2實施形態的第2成型品的圖。
圖16是本發明的第2實施形態的第1、第2成型品構成的組合體的剖視圖。
圖17是表示本發明的第2實施形態的第1、第2成型品構成的組合體的圖，主要部分F的放大圖。
圖18是表示本發明的第3實施形態的模具裝置中1個型腔周圍的結構的剖視圖。
符號的說明17嵌入環 18嵌入環收容槽19壓模 23動模24定模 28樹脂流道37型腔 38閥式澆口棒39澆口孔 41成型品42熔融樹脂 43加熱裝置51第1成型品 52第2成型品73氣壓缸裝置具體實施方式
下面參照附圖詳細說明本發明的實施形態。另外，雖然本發明的成型方法可以用于各種裝置或用途，但為了便于說明，本實施形態說明用于注塑成型機時的情況。
圖2為表示本發明的第1實施形態的注塑成型機的結構的概略圖。
圖中，30為射出裝置，具有加熱缸31、配設在該加熱缸31前端的射出噴嘴32、配設在上述加熱缸31內部的螺桿33、以及安裝在上述加熱缸31上的材料供給料斗34。其中，上述螺桿33由圖中沒有示出的驅動裝置驅動，在上述加熱缸31的內部旋轉并進退(沿圖中左右方向移動)。
在注塑成型機中，在加熱缸31內被加熱、熔融的作為成型材料的樹脂以高壓射出，填充到模具裝置的型腔37中，樹脂在該型腔37內冷卻、固化，這樣成型成型品。另外，在本實施形態中，上述型腔37為多個，雖然其數量可以是任意個，但為了便于說明，說明上述型腔37為2個的模具裝置。此時，上述螺桿33的進退由圖中沒有示出的控制裝置控制，但在本實施形態中，為了使射出的樹脂或填充到型腔37內的樹脂的壓力、即樹脂的填充壓為預定值，并不進行控制螺桿33的進退的復雜的壓力控制，而是進行與樹脂的填充壓無關的控制進退的螺桿33的位置的簡單的位置控制。由此，將預定量的樹脂填充到型腔37內。這里，上述預定量為例如型腔37的閉模狀態的容積的約100％～150％，優選相當于約120％的量。另外，可以是控制填充開始后的填充時間取代上述位置控制的方法。
并且，上述模具裝置由定模24和動模23構成，用合模裝置使上述動模23進退，與上述定模24接觸或分離，通過這樣能夠進行開閉模，即進行閉模、合模和開模。并且，上述合模裝置具有保持定模24的固定臺板22及保持動模23的可動臺板21，通過驅動使該可動臺板21進退的液壓缸裝置11來進行動作。
并且，與上述射出裝置30相對地配設作為定模支持裝置的上述固定臺板22。該固定臺板22固定在圖中沒有示出的注塑成型機的框架上，定模24安裝在模具安裝面上。而且，上述固定臺板22上固定多根、例如4根連接桿27的一端。
并且，作為動模支持裝置的上述可動臺板21與上述固定臺板22相對配設，沿上述連接桿27進退自如地配設。而且，上述動模23安裝在上述可動臺板21的與上述固定臺板22相對的模具安裝面上。
并且，驅動源支持構件26與上述可動臺板21的背面(圖中左側面)相對地安裝在上述連接桿27上，位置可以調整。其中，上述驅動源支持構件26的背面(圖中左側面)安裝有液壓缸裝置11作為注塑成型機的合模裝置的驅動源。此時，該液壓缸裝置11具有前側液壓室11a、活塞桿側液壓室11b、活塞11c和活塞桿11d。其中，上述前側液壓室11a和活塞桿側液壓室11b分別配設在上述活塞11c的活塞桿11d的相反側和活塞桿11d一側。并且，該活塞桿11d插入驅動源支持構件26上形成的貫通孔中，其端部與上述可動臺板21相連。
另外，在本實施形態中，合模裝置和該合模裝置的驅動源可以是任何裝置，例如合模裝置可以是圖示那樣的直壓式裝置，也可以是使用了肘桿的肘節式，還可以是連接機構和壓力缸裝置組合的復合式。并且，驅動源也既可以是圖示那樣的液壓缸裝置，也可以是電動機與滾珠絲杠組合成的裝置。
圖3為本發明的第1實施形態的成型品的立體圖，圖4為本發明的第1實施形態的成型品的剖視圖。
在本實施形態中，成型的成型品可以是任意的形狀，成型方法、成型用模具和成型機的特征在于可以用于成型如圖3和圖4所示那樣的具有立體形狀、側壁薄壁化的深底凹狀容器的形狀的成型品41。因此，這里就成型具有立體形狀、側壁薄壁化的深底凹狀容器的形狀的成型品時的情況進行說明。
另外，作為具有立體形狀、側壁薄壁化的深底凹狀容器的形狀的成型品為果凍、嘌呤等食品的容器，杯子、集裝箱、容器的蓋，用于中空成型(吹塑成型)的半成型品(型坯或預型件)等。或者，上述成型品也可以是揚聲器(Loud Speaker)中使用的揚聲器紙盒、各種盒式磁盤、花盆，可以是任何一種成型品。并且，本實施形態中成型的成型品為例如深度在10mm以上，側壁厚度為0.2～3mm左右，通常為1mm左右的物件。
并且，本實施形態成型的成型品的材質可以是任何一種材質，本實施形態的成型方法、成型用模具、成型品和成型機的特征在于，能夠以高粘度的樹脂作為成型材料在短時間內高精度地成型成型品。因此，這里就用高粘度的樹脂成型成型品時的情況進行說明。另外，高粘度樹脂是指熱可塑性樹脂中熔融粘度在3600泊以上，或者熔融指數在30以下，或者數均分子量在24000以上的樹脂，例如PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PC(聚碳酸鹽)、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、HDPE(高密度聚乙烯)、AS(苯乙烯/丙烯腈)等。而且，本實施形態的成型材料可以是能再資源化的材料、容易再資源化的材料、可再利用的材料、容易再利用的材料、由細菌等微生物分解的生物分解性材料、幾乎不包含氯等對環境有害的物質的材料之類對環境負擔小的材料，即低環境負荷材料。這里，該低環境負荷材料為例如亦稱為生物分解性塑料的生物分解性樹脂之類的生物分解性材料，包含紙、紙漿、木材等植物性纖維的材料與樹脂混合的含植物性纖維材料，包含土、滑石等自然土石的材料與樹脂混合的含土石材料等。并且，上述低環境負荷材料也可以是生物分解性材料、含植物纖維材料、含土石材料等材料中某幾種材料的適當混合。另外，從對環境負荷的觀點來看，上述含植物性纖維材料和含土石材料中樹脂的混合比例低較好，優選例如樹脂的混合比例在50％以下，但可以是任何比例。
下面詳細說明模具裝置的結構。另外，在本實施形態中，模具裝置為具有多個型腔37的裝置，但各型腔37周圍的結構相同。因此就1個型腔37周圍的結構進行說明。
圖1為本發明第1實施形態的模具裝置1的一個型腔周圍的結構的剖視圖。
圖1中，12為安裝在可動臺板21的模具安裝面上的動模23的型芯，14為安裝在該型芯12上的脫模板。并且，45為安裝在固定臺板22的模具安裝面上的定模24的模具底板，44為安裝在該模具底板45上的澆道塊，15為安裝在該澆道塊44上的定模24的型腔模板，16為嵌入該型腔模板15內部的澆口塊。型芯12具有形成深底凹狀成型品41的內側側壁和內側底面的凸起部12a，型腔模板15具有形成成型品41的外側側壁的凹部15a，形成成型品41的邊緣下面，脫模板14形成成型品41的邊緣上面，澆口塊16形成成型品41的外側底面。并且，如圖1所示，在閉模的狀態下，上述型芯12和脫模板14與型腔模板15和澆口塊16之間形成具有上述成型品41的形狀的型腔37。
并且，上述澆道塊44上形成有配設在加熱缸31頂端的射出噴嘴32射出的樹脂流動的流道、作為澆道等成型材料的流道的樹脂流道28，澆口塊16上形成有連通上述型腔37的內部與樹脂流道28的澆口孔39。由此，從上述射出噴嘴32射出的熔融樹脂通過樹脂流道28和澆口孔39填充到型腔37內。另外，上述樹脂流道28為周圍安裝有電加熱器等加熱裝置43的熱流道。通過電線等能量供給線46給上述加熱裝置43提供加熱所必需的能量。
其中，為了進行榫接結合，上述脫模板14與型腔模板15互相接觸的面、即動模23和定模24的分型面上形成有凹凸。由此，能夠防止填充到型腔37內的熔融樹脂從上述分型面的縫隙之間漏出產生毛刺。
而且，型腔模板15的分型面上用螺栓、埋頭螺釘等固定零件裝卸自由地固定有嵌入環17。并且，上述嵌入環17由固定在型腔模板15的分型面上的根部和向上述脫模板14的分型面突出的突出部構成，截面為L字形狀。另外，最好是在上述型腔模板15的分型面上如圖1所示形成溝槽，上述嵌入環17的根部收容在該溝槽中。
并且，上述脫模板14的分型面上形成作為環狀凹槽的嵌入環收容槽18，如圖1所示那樣，上述嵌入環17的突出部嵌入該嵌入環收容槽18中。并且，上述嵌入環17和嵌入環收容槽18與上述動模23和定模24的分型面上形成的凹凸一樣，防止填充到型腔37內的熔融樹脂從上述分型面的縫隙中漏出產生毛刺。
另外，也可以將嵌入環17固定在上述脫模板14的分型面上，在型腔模板15的分型面上形成嵌入環收容槽18。
其中，上述嵌入環17優選用比脫模板14和型腔模板15的材質軟的材質形成。此時，當經過長時間使用模具裝置時，上述脫模板14和型腔模板15不磨損，只有嵌入環17磨損，但由于該嵌入環17用螺栓或埋頭螺釘等固定零件可以裝卸地固定著，因此容易更換。
并且，在上述型芯12的內部形成一端與型腔37連通、另一端與型芯12的外壁連通的起加壓流體流道的作用的噴射用流道35。該噴射用流道35的上述另一端與壓縮機、儲能器等圖中沒有示出的加壓流體供給源相連，從該加壓流體供給源供給的加壓空氣等加壓流體提供給型腔37內。由此，即使開模時成型品41附著在型芯12上，通過經由上述噴射用流道35提供加壓流體，也能夠從型芯12中取出上述成型品41。
并且，在上述型腔模板15和澆口塊16的內部形成有與上述噴射用流道35一樣起加壓流體流道的作用的通風用流道36。因此，由于從上述加壓流體供給源提供的加壓空氣等加壓流體通過通風用流道36提供給型腔37內，因此即使在開模時成型品41附著在型腔模板15上的情況下，通過經由上述通風用流道36提供加壓流體，也能夠從型腔模板15上取出上述成型品41。
而且，圖1表示作為澆口棒的閥式澆口棒38的頂端進入到上述澆口孔39中的狀態。其中，該閥式澆口棒38安裝在根部安裝于模具底板45上的作為驅動裝置的氣壓缸裝置73的活塞72上，沿模具裝置的開閉方向、即圖1的橫方向移動。另外，雖然也可以用液壓缸裝置、電動機等作為上述驅動裝置，但這里就使用由加壓空氣動作的氣壓缸裝置73時的情況進行說明。這里，該氣壓缸裝置73具備活塞72兩側的澆口棒側壓力室73a和澆口棒相反側壓力室73b，依靠通過澆口棒側管路74a和澆口棒相反側管路74b提供給上述澆口棒側壓力室73a和澆口棒相反側壓力室73b的作為加壓流體的加壓空氣動作。另外，在籠統說明上述澆口棒側壓力室73a和澆口棒相反側壓力室73b以及澆口棒側管路74a和澆口棒相反側管路74b時，分別稱為壓力室71和連接管路74。
上述加壓空氣從具備空氣壓縮機、儲能器等的加壓流體供給源81有選擇地提供給澆口棒側壓力室73a和澆口棒相反側壓力室73b。此時，從上述加壓流體供給源81提供的壓力為5～40(kgf/cm2)的加壓空氣通過供給管路82提供給方向控制閥86，通過該方向控制閥86切換流向上述澆口棒側管路74a和澆口棒相反側管路74b的方向。另外，從上述加壓流體供給源81到方向控制閥86的供給管路82中配設有過濾器83、壓力調節閥84、附屬在該壓力調節閥84上的壓力計84a和潤滑器85。并且，澆口棒側管路74a和澆口棒相反側管路74b上配設有速度控制閥88a和速度控制閥88b。而且，在上述方向控制閥86的排氣口上安裝有消音器87。另外，上述加壓流體供給源81也可以不是提供加壓空氣而是提供液壓油等其他加壓流體的裝置。并且，上述加壓流體供給源81也可以共用對噴射用流道35和通風用流道36提供加壓流體的加壓流體供給源。
另外，在圖1所示的狀態下，閥式澆口棒38的頂端進入澆口孔39內堵塞該澆口孔39，氣壓缸裝置73以預定的壓力沿澆口孔39的方向擠壓閥式澆口棒38并持續保持這種狀態。而閥式澆口棒38的頂端承受型腔37內的樹脂的壓力向氣壓缸裝置73的方向擠壓上述閥式澆口棒38的力。并且，上述澆口棒側管路74a上連接有溢流閥77a，當澆口棒側壓力室73a內的壓力達到預定值以上時，打開溢流閥77a。并且，上述澆口棒相反側管路74b上連接有溢流閥77b，當型腔37內樹脂的壓力達到作為預定值的允許值以上、通過活塞72使澆口棒相反側壓力室73b內的壓力達到預定的開放值以上時，溢流閥77b開放。由此，活塞72移動，閥式澆口棒38向氣壓缸裝置73的方向移動，開放澆口孔39。
即，型腔37內的樹脂的壓力達到允許值以上時，向澆口孔39的方向擠壓閥式澆口棒38的力大，使閥式澆口棒38向氣壓缸裝置73的方向移動。由此，閥式澆口棒38開放澆口孔39，因此樹脂從型腔37漏出到樹脂流道28中，使型腔37內樹脂的壓力下降。并且，當該樹脂壓力在允許值以下時，向澆口孔39的方向擠壓閥式澆口棒38的力大于樹脂的壓力，因此閥式澆口棒38的頂端再次堵塞澆口孔39。這樣，上述閥式澆口棒38起將型腔37內樹脂的壓力維持在允許值以下的定壓閥或溢流閥的作用。
但是，只要型腔37內樹脂的壓力不超過允許值，則閥式澆口棒38的頂端就進入澆口孔39內維持堵塞該澆口孔39的狀態。因此，填充到型腔37內的熔融樹脂即使被加壓或被壓縮也不會從上述澆口孔39漏出。
下面說明上述結構的成型機的動作。
圖5為本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，為表示開始閉模時的狀態的圖；圖6為本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，為表示填充了熔融樹脂的狀態的第1圖；圖7為本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，為表示填充了熔融樹脂的狀態的第2圖；圖8為本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，為表示閉模狀態的圖；圖9為本發明的第1實施形態中澆口周邊的剖視圖，為表示閥式澆口棒打開澆口孔的狀態的圖；圖10為表示本發明的第1實施形態中模具裝置閉模工序中的動作的圖；圖11為本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，為表示開模狀態的圖；圖12為本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，為表示取出了成型品的狀態的第1圖；圖13為本發明的第1實施形態的模具裝置的剖視圖，為表示取出了成型品的狀態的第2圖。
首先，在開始成型前，由于液壓缸裝置11的活塞11c和活塞桿11d處于后退(向圖2中的左方向移動)的狀態，因此模具裝置如圖5所示處于開模狀態。并且，閥式澆口棒38的頂端處于進入澆口孔39內堵塞該澆口孔39的狀態。
接著，開始閉模工序時，上述液壓缸裝置11驅動，使活塞11c和活塞桿11d前進(向圖2中的右方向移動)，可動臺板21前進。由此，動模23接近定模24。然后，如圖6所示，當脫模板14的分型面與型腔模板15的分型面之間的間隔為尺寸b時，上述液壓缸裝置11停止，暫時中斷閉模工序。其中，上述尺寸b為樹脂的壓縮量，為成型品41側壁壁厚的3～100倍左右，通常為1～15mm左右的尺寸。另外，上述壓縮量根據成型品41的側壁的壁厚和作為成型材料的熔融樹脂42的粘度決定。其中，當上述成型品41的壁厚為1.5～3.0mm時，上述壓縮量優選為3～10倍，當上述成型品41的壁厚為0.2～1.5mm時，上述壓縮量優選為10～100倍。
然后，如圖6所示，在脫模板14的分型面與型腔模板15的分型面打開的狀態下，閥式澆口棒38向氣壓缸裝置73的方向移動、即后退，閥式澆口棒38開放澆口孔39。接著，配設在加熱缸31頂端的射出噴嘴32射出的熔融樹脂42經過樹脂流道28填充到處于開模狀態的型芯12與澆口塊16之間的型腔37內。接著，當預定量的熔融樹脂42填充到型腔37內時，閥式澆口棒38前進，該閥式澆口棒38的頂端進入澆口孔39，堵塞該澆口孔39。
此時，與模具裝置的開閉方向近乎垂直的底部全部被熔融樹脂42填充，但與模具裝置的開閉方向傾斜的側壁部的離開澆口孔39的部分沒有填充到熔融樹脂42。即，在本實施形態中，預定量的熔融樹脂42填充結束時，上述側壁部的至少一部分沒有填充到熔融樹脂42。
這里，如圖6所示，由于上述底部的容積比較大，因此上述熔融樹脂42在型芯12與澆口塊16之間的型腔37內主要滯留在上述底部。并且，閉模工序暫時中斷的時間極短。因此，在閉模工序暫時中斷期間，不會從脫模板14的分型面與型腔模板15的分型面之間漏出到外部。另外，為了盡可能縮短閉模工序的暫時中斷時間，希望盡可能提高熔融樹脂42的填充速度。并且，也可以不暫時中斷上述閉模工序。由此，可以縮短1次注射成型的時間，能夠提高成型機的生產效率。
但是，由于本實施形態中的樹脂流道28為在周圍安裝了加熱裝置43的熱流道，因此難以均勻地分配填充到每個型腔37內的熔融樹脂42。因此如圖7所示，填充到模具裝置的一部分A的型腔37內的熔融樹脂42的量與填充到模具裝置的另一部分B的型腔37內的熔融樹脂42的量不等。在圖7所示的例中，填充到B部分的型腔37內的熔融樹脂42的量比填充到A部分的型腔37內的熔融樹脂42的量少。因此，在本實施形態中，為了使熔融樹脂42的填充量最少的型腔37內、即B部分的型腔37內也能夠填充到足夠量的熔融樹脂42，調整1次射出工序中從加熱缸31射出的熔融樹脂42的量。由此，B部分的型腔37內熔融樹脂42的量也不會不足。而熔融樹脂42的填充量最少的型腔37以外的型腔37、即A部分的型腔37內填充了過量的熔融樹脂42。由此，在A部分的型腔37內熔融樹脂42產生剩余。另外，在圖7中47為將型芯12安裝到可動臺板21的模具安裝面上的安裝部件。
接著，上述液壓缸裝置11再次開始驅動，使動模23向定模24前進，再次開始閉模工序。另外，上述熔融樹脂42的填充也可以在再次開始的閉模工序中繼續。并且，再次開始的閉模工序為壓縮熔融樹脂42的壓縮工序。由此，即使在不能提高熔融樹脂42的填充速度的情況下，也能縮短1次注射成型的時間，能夠提高成型機的生產效率。
并且，通過進行閉模工序，在型芯12與澆口塊16之間的型腔37內主要滯留在上述底部的熔融樹脂42由于該型腔37變窄，因此被加壓在型腔37內向圖7的左方移動，上述側壁部的離開澆口孔39的部分也被填充到，整個該型腔37被全部填充到。此時，通過閉模使嵌入環17的突出部與脫模板14的分型面上所形成的嵌入環收容槽18相嵌合，因此上述熔融樹脂42被嵌入環17阻擋，不會從動模23與定模24的分型面的間隙中漏出。
接著如圖8所示，在閉模結束后仍通過上述液壓缸裝置11將動模23擠壓在定模24上，進行合模。另外，在合模工序中，由圖1所示的加壓流體供給源81提供的加壓空氣通過澆口棒相反側管路74b提供給氣壓缸裝置73的澆口棒相反側壓力室73b。因此，活塞72向圖1的左方移動，閥式澆口棒38的頂端進入澆口塊16上所形成的澆口孔39內，該澆口孔39被閥式澆口棒38堵塞。這樣一來，由于熔融樹脂42在合模工序中被壓縮，因此不僅能夠遍布整個型腔37，內部的壓力分布也變得均勻，樹脂分子的取向得到了改善，模具表面的復制性提高，防止了樹脂的收縮，降低了殘留應力，防止了變形。
其中，在上述澆口孔39被閥式澆口棒38堵塞的狀態下，如圖7所示的A部分的型腔37那樣被填充了必要量以上的熔融樹脂42的型腔37內，該型腔37內的熔融樹脂42的壓力上升到必要以上。這樣一來，即使嵌入環17的突出部與脫模板14的分型面上形成的嵌入環收容槽18相嵌合，壓力過大的熔融樹脂42也有從動模23和定模24的分型面間的間隙中漏出的可能性。并且，還有可能損壞模具裝置的構成部件。
但是，在本實施形態中，如上所述，當澆口棒相反側壓力室73b內的壓力達到預定的開放值以上時，開放的溢流閥77b與澆口棒相反側管路74b相連。并且，閥式澆口棒38的頂端承受型腔37內的熔融樹脂42的壓力向氣壓缸裝置73的方向推擠上述閥式澆口棒38的力、即壓縮澆口棒相反側壓力室73b的力。因此，當型腔37內熔融樹脂42的壓力到達預定的允許值以上時，澆口棒相反側壓力室73b內的壓力達到預定的開放值以上，溢流閥77b開放。這樣一來，由于澆口棒相反側壓力室73b內的加壓空氣沿圖9中箭頭D所示的方向流出，因此活塞72向圖9的右方移動。于是，澆口孔39開放，熔融樹脂42如圖9箭頭C所示從型腔37漏出到樹脂流道28中，型腔37內熔融樹脂42的壓力降低。另外，當型腔37內熔融樹脂42的壓力在預定的允許值以下時，向澆口孔39的方向擠壓閥式澆口棒38的力大于熔融樹脂42的壓力，因此閥式澆口棒38的頂端再次堵塞澆口孔39。
這樣一來，由于閥式澆口棒38具有將型腔37內熔融樹脂42的壓力維持在預定的允許值以下的功能，因此熔融樹脂42的壓力不會過大，熔融樹脂42不會從動模23和定模24的分型面的間隙之間漏出，或者不會損壞模具裝置的構成部件。并且，A部分的型腔37內的剩余熔融樹脂42被壓回樹脂流道28內，逆流到加熱缸31一側。此時，也可以使該加熱缸31內的螺桿33稍微后退，即進行所謂松退。
下面說明各閥式澆口棒38的控制。首先，將熔融樹脂42填充到各型腔37內，檢查填充到各型腔37內的熔融樹脂42的量。此時的動作使各閥式澆口棒38從關閉狀態開始以相同的動作速度向打開方向動作，開始填充。接著，在填充結束的時刻，使各閥式澆口棒38以相同的動作速度變成關閉狀態。
并且，在填充開始時將熔融樹脂42的填充量少的型腔37一側的閥式澆口棒38的動作速度設定為高。由此，填充開始時閥式澆口棒38的動作速度快，進入型腔37內的熔融樹脂42的量變多。反之，在填充開始時將熔融樹脂42的填充量多的型腔37一側的閥式澆口棒38的速度設定為低。由此，填充開始時閥式澆口棒38的動作速度慢，進入型腔37內的熔融樹脂42的量變少。
并且，在填充結束時使各閥式澆口棒38變成關閉狀態時，使熔融樹脂42的填充量少的型腔37一側的閥式澆口棒38比填充量多的型腔37一側的閥式澆口棒38遲開始。由此，填充結束時閥式澆口棒38動作的時間變遲，填入型腔37內的熔融樹脂42的量變多。反之，使熔融樹脂42的填充量多的型腔37一側的閥式澆口棒38比填充量少的型腔37一側的閥式澆口棒38早開始。由此，填充結束時閥式澆口棒38的動作時間早，填入型腔37內的熔融樹脂42的量變少。或者，將熔融樹脂42的填充量少的型腔37一側的閥式澆口棒38的動作速度設定為低。由此，填充結束時閥式澆口棒38的動作速度慢，填入型腔37內的熔融樹脂42的量變多。反之，將熔融樹脂42的填充量多的型腔37一側的閥式澆口棒38的動作速度設定為高。由此，填充結束時閥式澆口棒38的動作速度快，填入型腔37內的熔融樹脂42的量變少。
并且，閉模工序中，將熔融樹脂42的填充量少的型腔37一側的閥式澆口棒38的動作壓力設定為高。由此，填充到型腔37內的熔融樹脂42不會流出澆口一側。反之，將熔融樹脂42的填充量多的型腔37一側的閥式澆口棒38的動作壓力設定為低。由此，填充到型腔37內的熔融樹脂42容易流出澆口側。
如前所述，在控制閥式澆口棒38的動作速度時，由速度控制閥88a、88b進行，上述閥式澆口棒38的動作壓力由溢流閥77a、77b進行調節。并且，各型腔37的閥式澆口棒38的動作速度和動作壓力單獨控制。
下面說明在動模23向定模24前進的閉模工序中，與模具裝置的開閉方向傾斜的側壁部中熔融樹脂42的流動。圖10(a)表示與圖8相同的圖，圖10(b)表示圖10(a)中用圓E表示的側壁部的放大圖。在閉模工序中，由于動模23接近定模24，因此型芯12的表面與型腔模板15的表面相對靠近。
此時，在閉模工序的初始階段，型芯12的表面位于用12a-1表示的位置。另外，型腔模板15表面的位置用15a表示。另外，上述側壁部與模具裝置的開閉方向的傾斜角為θ。并且，在閉模工序結束時，型芯12的表面移動到用12a-2表示的位置。由此，閉模工序初始階段型芯12的表面與型腔模板15的表面之間的間隔比閉模工序結束時型芯12的表面與型腔模板15的表面之間的間隔T寬ΔT。另外，ΔT為閉模的行程L乘以sinθ的值。例如，當θ為4°時，如果L為3mm，則ΔT為0.2mm；如果L為6mm，則ΔT為0.4mm；如果L為10mm，則ΔT為0.7mm；如果L為15mm，則ΔT為1mm。
在本實施形態中，由于如前所述在閉模工序結束之前完成往型腔37內填充預定量的樹脂，因此在上述側壁部的型芯12的表面與型腔模板15的表面之間的間隔比閉模工序結束時的間隔T寬ΔT時熔融樹脂42流動。因此，當側壁部與模具裝置的開閉方向傾斜時，即使上述側壁部的型芯12的表面與型腔模板15的表面之間的間隔變窄，熔融樹脂42的流動也在上述間隔寬時進行，因此熔融樹脂42順利地流動，填充到整個側壁部。因此如圖6所示，即使在往型腔37內填充完預定量的樹脂時，上述側壁部的離開澆口孔39的部分沒有填充到熔融樹脂42，在閉模工序結束時上述側壁部的離開澆口孔39的部分也如圖8所示那樣填充了熔融樹脂42。
這樣一來，由于側壁部與模具裝置的開閉方向傾斜，因此產生楔子效果，使熔融樹脂42遍布整個型腔37。因此，內部的壓力分布變得均勻，改善了樹脂分子的取向，提高了樹脂的光學特性，提高了模具表面的復制性，減少了融接線，防止了樹脂的收縮，降低了殘留應力，防止了變形。
接著，當上述熔融樹脂42被冷卻到一定程度固化，成型成型品41時，進行開模，如圖11所示，動模23與定模24處于打開狀態。另外，在即將進行開模之前，從通風用流道36往型腔37內提供加壓流體。
接著，取出成型品41，如圖11所示，當上述成型品41附著在型芯12的外面時，使脫模板14相對于型芯12前進，或者從噴射用流道35往型腔37內提供加壓流體。由此，如圖12所示，成型品41離開型芯12落下。另外，落下有可能損傷成型品41，使用圖中沒有示出的成型品取出機，可以不落下地從型芯12上取出成型品41。
并且，如圖13所示，在上述成型品41附著在型腔模板15和澆口塊16的里面的情況下，從通風用流道36往型腔37內提供加壓流體。由此，成型品41離開上述型腔模板15和澆口塊16的內面落下。另外，使用圖中沒有示出的成型品取出機，可以不落下地從型腔模板15和澆口塊16的內面取出成型品41。
這樣，在本實施形態中，在多個型腔37中，分別獨立地控制閥式澆口棒38開放澆口孔39或堵塞澆口孔39的動作。因此，在多個型腔的模具裝置中，各型腔37內熔融樹脂42的壓力控制在適當的值，由此，各型腔37內熔融樹脂42的量被控制在適當的值。即，能夠使填充到多個型腔37內的熔融樹脂42的量均勻。由此，任何一個型腔37中都不會產生熔融樹脂42漏出而產生毛刺或熔融樹脂42不足產生填充不足的情況，在一次注射成型工序中能夠同時成型多個高質量、均勻的成型品41。
另外，在本實施形態中，可以增大成型品中從澆口開始的樹脂的流動長度L與成型品的壁厚T的流動長度/壁厚比即L/T。
下面說明本發明的第2實施形態。另外，對于結構與第1實施形態相同的單元添加相同的附圖標記，其說明省略。并且，對于與上述第1實施形態相同的動作和效果，其說明也省略。
在本實施形態中，說明成型各型腔37中形狀互不相同的成型品時的情況。這里假設為在一次注射成型工序中同時成型通過互相組合而構成組合體的第1成型品和第2成型品。
圖14為表示本發明的第2實施形態的第1成型品的圖；圖15為表示本發明的第2實施形態的第2成型品的圖；圖16為本發明的第2實施形態的第1、第2成型品構成的組合體的剖視圖；圖17為表示本發明的第2實施形態的第1、第2成型品構成的組合體的圖，為主要部分F的放大圖。
在本實施形態中，在一個型腔37內成型如圖14(a)表示其正視圖、圖14(b)表示其剖視圖那樣的形狀為立體形狀、側壁薄壁化的深底凹狀容器那樣的形狀的、作為成型品的第1成型品51。而在另一個型腔37中成型如圖15(a)表示其正視圖、圖15(b)表示其剖視圖那樣的形狀為立體形狀、側壁薄壁化的深底凹狀容器那樣的形狀的、作為成型品的第2成型品52。該第2成型品52具有從內面突出的作為突起的加強筋53。另外，該加強筋53的形狀、尺寸、位置、數量等可以適當確定，但優選例如圖15(a)和圖15(b)所示那樣側壁與底壁的內面一體地成型。并且，可以在側壁或底壁的一部分上形成起空氣孔作用的貫通孔54。
并且，通過組合成型的上述第1成型品51和第2成型品52可以獲得圖16所示那樣的組合體55。此時，第1成型品51插入第2成型品52的內部，構成形狀為側壁和底壁為雙重結構的深底凹狀容器的形狀的組合體55。并且，圖17表示圖16中的主要部分F的放大圖，第1成型品51的側壁和底壁的外面與從第2成型品52的側壁和底壁的內面突出的加強筋53相抵接，第1成型品51的側壁和底壁的外面與第2成型品52的側壁和底壁的內面之間形成空間。
另外，上述組合體55具有將第1成型品51和第2成型品52互相接合起來的接合部56。在圖16所示的例子中，接合部56為分別在第1成型品51和第2成型品52開口周圍形成的凸緣部，通過熔接互相接觸的該凸緣部來形成上述接合部56。另外，該接合部56只要是第1成型品51與第2成型品52互相接觸的部位，可以形成在任何部位，例如，可以通過熔接第1成型品51的外面與第2成型品52的加強筋53相抵接的部位形成。而且，形成接合部56的接合方法也可以是熔接以外的接合方法，例如也可以是用粘接劑粘接。
本實施形態中的組合體55可以作為收容食品的容器、蓋等使用。由于第1成型品51的側壁和底壁的外面與第2成型品52的側壁和底壁的內面之間所形成的空間起隔熱層的作用，因此當收容的食品為高溫或低溫的食品時，能夠長時間地將上述食品的溫度維持在高溫或低溫。并且，在用手握持上述組合體55時，收容的食品的熱量或冷氣不會傳到手上，因此能夠防止燙傷或凍傷。而且，由于上述組合體55的側壁和底壁為雙重結構，因此即使第1成型品51或第2成型品52中的某個破損，收容的物品也不會漏出到外部。
而且，可以用不同的成型材料成型第1成型品51和第2成型品52。例如，通過用乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)之類氧透過量低的具有阻氣性的成型材料，用其他成型材料成型第2成型品52，能夠獲得具有阻氣性的容器、蓋等組合體55。此時，由于通過僅用價格比較高的具有阻氣性的成型材料成型第1成型品51就能獲得具有阻氣性的組合體55，因此能夠廉價地制作可以長時間地維持收容的食品等品質的容器、蓋等。并且，通過例如用強度高且具有耐氣候性的成型材料成型第2成型品52，用其他的成型材料成型第1成型品51，能夠獲得強度高且具有高耐氣候性的作為容器的組合體55。此時，由于通過僅用價格比較高且具有耐氣候性的成型材料成型第2成型品52就能夠獲得強度高且具有高耐氣候性的組合體55，因此能夠廉價地制作可以長時間在室外保存收容的油、潤滑脂、涂料等的容器。
下面說明本發明的第3實施形態。另外，對于結構與第1、第2實施形態的結構相同的單元添加相同的附圖標記，其說明省略。并且，對于與上述第1和第2實施形態相同的動作和效果，也省略其說明。
圖18為表示本發明的第3實施形態的模具裝置中1個型腔周圍的結構的剖視圖。
在圖18中，19為相對于動模23的型芯12可進退地安裝的壓模。該壓模19具有成型深底凹狀成型品41的內側側壁和內側底面的凸部19a。并且，如圖18所示，在閉模狀態下，型芯12和壓模19與型腔模板15和澆口塊16之間形成形狀為成型品41的形狀的型腔37。另外，上述壓模19由圖中沒有示出的驅動裝置驅動向箭頭G所示的方向移動、即進退。并且，在本實施形態中，型芯12上沒有安裝脫模板14。其他的結構與上述第1實施形態相同，因此省略其說明。
并且，在本實施形態中，在將熔融樹脂42填充到型腔37內以前使壓模19向圖18的左方向移動，使其后退，在使上述壓模19后退的狀態下開始往型腔37內填充熔融樹脂42。然后進行合模工序，使上述壓模19向圖18的右方向移動，前進。由此，型腔37內的熔融樹脂42被壓縮，剩余的熔融樹脂42通過開放的澆口孔39被壓回到樹脂流道28內。另外，其他的動作與上述第1實施形態相同，因此省略其說明。
這樣，在本實施形態中，分別在多個型腔37中使壓模19前進。因此，在多個型腔的模具裝置中各型腔37內熔融樹脂42的壓力被控制到適當的值，各型腔37內熔融樹脂42的量被控制在適當的值。由此，任何一個型腔37中都不會產生熔融樹脂42漏出產生毛刺或熔融樹脂42不足產生填充不足的情況，因此能夠在一次注射成型工序中同時成型多個高質量且均勻的成型品41。
另外，雖然在上述第1～第3實施形態中以液壓式裝置說明合模裝置，但優選電動的合模裝置。并且，雖然說明的是可動臺板沿橫方向(水平方向)移動的橫置型注塑成型機的情況，但本發明的成型方法、成型用模具、成型品和成型機也可以用于可動臺板沿縱向(垂直方向)移動的縱置型注塑成型機。而且，本發明的成型方法、成型用模具、成型品和成型機除了可以用于注塑成型機以外，還可以用于壓鑄機、IJ密封沖壓等成型機。
并且，本發明并不局限于上述實施形態，可以根據本發明的宗旨作種種變形，這些都不排除在本發明的范圍之外。
產業上的可利用性本發明可以用于成型方法、成型用模具、成型品和成型機。
權利要求
1.一種成型方法，其特征在于，(a)在模具裝置的閉模工序結束之前開始向上述模具裝置的多個型腔內填充成型材料；(b)在上述閉模工序結束之前完成上述成型材料的填充；(c)在上述閉模工序結束之后進行上述模具裝置的合模工序；(d)控制填充到各型腔內的成型材料的量，并成型成型品。
2.一種成型方法，其特征在于，(a)在使進退于型腔內的壓模后退的狀態下，開始往模具裝置的多個型腔內填充成型材料；(b)在閉模工序結束之前完成上述成型材料的填充；(c)在上述閉模工序結束之后進行上述模具裝置的合模工序；(d)使上述壓模進入各型腔內，控制填充的成型材料的量，并成型成型品。
3.如權利要求1或2所述的成型方法，其特征在于，填充到各型腔內的成型材料的量由堵塞各型腔的澆口孔的澆口棒來控制。
4.如權利要求3所述的成型方法，其特征在于，各澆口棒的控制通過獨立的壓力控制或速度控制來進行。
5.一種成型用模具，其特征在于，具有(a)具備分型面的定模；(b)具備被擠壓并緊密貼合在該定模的分型面上的分型面、相對于上述定模前進的動模；(c)上述定模與動模之間形成的多個型腔；(d)具備固定在各型腔周圍的分型面的一個上的基部和突出部的嵌入環；(e)形成在各型腔周圍的分型面的另一個上、收容上述嵌入環的突出部的環狀凹槽；(f)堵塞各型腔的澆口孔的澆口棒；(g)獨立控制各澆口棒的動作并控制填充到各型腔內的成型材料的量的驅動裝置。
6.如權利要求5所述的成型用模具，其特征在于，上述驅動裝置獨立地控制各澆口棒的動作，以使填充到各型腔內的成型材料的壓力在預定值以下。
7.如權利要求6所述的成型用模具，其特征在于，上述澆口孔連通具備加熱裝置的成型材料的流道與型腔。
8.一種成型品，其特征在于，其由權利要求1～4中任意一項所述的成型方法成型。
9.如權利要求8所述的成型品，其特征在于，其為形狀不同、可以互相組合的多個成型品。
10.一種成型機，其特征在于，(a)其由模具裝置成型成型品；上述模具裝置具有(b)具備分型面的定模；(c)具備被擠壓并緊密貼合在該定模的分型面上的分型面、相對于上述定模前進的動模；(d)上述定模與動模之間形成的多個型腔；(e)具備固定在各型腔周圍的分型面的一個上的基部和突出部的嵌入環；(f)形成在各型腔周圍的分型面的另一個上、收容上述嵌入環的突出部的環狀凹槽；(g)堵塞各型腔的澆口孔的澆口棒；(h)獨立控制各澆口棒的動作并控制填充到各型腔內的成型材料的量的驅動裝置。
11.如權利要求10所述的成型機，其特征在于，各澆口棒的控制通過獨立的壓力控制或速度控制來進行。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種能夠適當地控制填充到各型腔內的成型材料的量且在一次注射成型工序中能夠同時成型多個高品質的成型品的成型方法、成型用模具、成型品和成型機。在模具裝置的閉模工序結束之前開始向上述模具裝置的多個型腔內填充成型材料，在上述閉模工序結束之前完成上述成型材料的填充，在上述閉模工序結束之后進行上述模具裝置的合模工序，控制填充到各型腔內的成型材料的量并成型成型品。
文檔編號B29C45/70GK1845818SQ20048002519
公開日2006年10月11日 申請日期2004年8月20日 優先權日2003年9月3日
發明者瀧川直樹 申請人:住友重機械工業株式會社