注塑成型裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種注塑成型裝置，即使在對薄壁的成型品進行注塑成型的情況下，也能夠既抑制朝向射出裝置的過負載又防止縮痕、減薄的產生。由于射出口(21t)的直徑與噴嘴(21)的主體部(21c)的內徑之比處于從3：10到3：20的范圍，所以能夠減少由噴嘴(21)內的剖面積減少引起的壓力損失，并且由于止回環(24)與缸體(22)的徑向的空隙的長度(Ga)在50μm以上100μm以下，所以能夠減輕由回流引起的壓力損失。由此，樹脂的填充性能提高，從而也能夠填充于與薄壁的透鏡(PL)對應的型腔(CV)。
【專利說明】
注塑成型裝置
技術領域
[0001] 本發明設及用于使光學部件W及其他成型品成型的注塑成型裝置，特別是設及具 備內嵌式(inline)螺桿的注塑成型裝置。
【背景技術】
[0002] 在注塑成型裝置中，從能夠減少烙融樹脂的滯留、泄漏而能夠進行均勻的混合的 方面考慮，大多廣泛地使用有裝入了內嵌螺桿方式的射出計量機構的射出裝置。
[0003] 隨著近年來的光學部件W及其他產品的小型化的要求的提高，通過注塑成型而形 成的成型品的微細化W及薄壁化正不斷推進。成型品的薄壁化越進展則在烙融樹脂的注塑 時越難W進行填充，從而在射出裝置的填充能力較低的情況下產生由填充不足引起的成型 品的縮痕、減薄之類的不良。作為針對上述情況的解決策略，存在使樹脂溫度、模具溫度上 升而提高烙融樹脂的流動性、提高射出速度設定、提高流速之類的方法，但是由于由樹脂的 物理性定義了樹脂溫度的設定闊值，并且射出速度與射出裝置側的壓力控制有關，所W在 其調整中存在極限。
[0004] 此外，即使樹脂溫度在允許范圍內，若使烙融樹脂的溫度升高而使粘性降低，則也 存在樹脂注塑時的回流增加而使填充壓力的逃竄W及波動增大的問題。因此，一般也已知 通過調整止回環并抑制烙融樹脂的回流，從而減輕填充的壓力的逃竄/波動。
[0005] 然而，在為非常薄壁的成型品的情況下，雖然能夠通過減少止回環與缸體的空隙 并抑制回流來減少填充壓力的逃竄，但由于壓力不逃竄，從而也產生朝向射出裝置的伺服 機構、螺桿的負載增加的問題。若朝向伺服機構、螺桿的負載過高，則存在傳感器感知到壓 力峰值而停止或因狀態而導致故障的擔屯、。特別是在通過壓力設定來控制從填充工序朝向 保壓工序的切換的情況下，也有可能產生若感知到上述那樣的壓力峰值則無法實現如設定 那樣的成型之類的不良狀況。
[0006] 此外，公知有如下技術:雖然不是用于注塑成型而是用于擠壓成型，但通過噴嘴內 徑的調整，從而減小烙融樹脂通過噴嘴時受到的阻力并且不使注塑能力降低(專利文獻1)。
[0007] 然而，在對非常薄壁的成型品進行注塑成型的情況下，若僅通過上述那樣的噴嘴 內徑的調整則無法應對。特別是在W不使朝向伺服機構等的負載成為問題的程度減少止回 環與缸體的空隙、并W不使朝向伺服機構或螺桿的負載變得過大的范圍減少填充壓力的逃 竄的情況下，產生因噴嘴的前端形狀而導致對噴嘴與缸體的接合部施加過負載或導致噴嘴 脫落等擔屯、。
[000引專利文獻1:日本特開2008-188772號公報
【發明內容】
[0009]本發明是鑒于上述【背景技術】的問題而提出的，其目的在于提供一種即使在對薄壁 的成型品進行注塑成型的情況下，也能夠既抑制朝向射出裝置的過負載又防止縮痕、減薄 的產生的注塑成型裝置。
[0010] 為了實現上述目的，本發明所設及的注塑成型裝置具備射出裝置，該射出裝置具 有:在前端固定有噴嘴的缸體;收納在缸體內的螺桿；W及安裝于螺桿的頭部的止回環，在 上述注塑成型裝置中，形成于噴嘴的前端的射出口的直徑與噴嘴的主體部的內徑之比處于 從3:10到3:20的范圍，止回環與缸體的沿著徑向的空隙的長度在50ymW上lOOymW下。
[0011] 在上述注塑成型裝置中，由于射出口的直徑與噴嘴的主體部的內徑之比處于從3: 10到3:20的范圍，所W特別是即使在比例變小而產生差異的一側也能夠減少由噴嘴內的剖 面積減少引起的壓力損失，并且由于止回環與缸體的沿著徑向的空隙的長度在50皿W上 lOOymW下，所W特別是即使在空隙的長度的上限側也能夠減輕由回流引起的壓力損失。由 此，樹脂的填充性能提高，從而也能夠填充于與薄壁的產品對應的型腔。此時，能夠不使樹 脂的溫度、金屬模的溫度過度上升地進行填充，因此能夠不破壞樹脂的物理性地進行成型。 除此之外，也能夠防止由樹脂的溫度上升引起的樹脂燒傷(黃變)或者黑塵的產生。另外，能 夠不使烙融樹脂的填充速度過度上升地進行填充，因此除了能夠減輕施加于射出裝置的伺 服機構、螺桿的負載之外，還能夠減輕施加于噴嘴與缸體等的連接部的負載。
[0012] 在本發明的具體的方案中，在上述注塑成型裝置中，噴嘴的主體部的內徑與缸體 的內徑之比處于從1:1到1:5的范圍。在該情況下，能夠更加可靠地減少由噴嘴內的剖面積 減少引起的壓力損失。
[0013] 在本發明的另一方案中，缸體的內徑在25mm W下。在該情況下，缸體與比較小型的 成型品對應。
[0014] 在本發明的又一方案中，在與最薄部的厚度為0.2mmW下的薄壁的成型品對應的 模具空間進行樹脂的填充。在該情況下，一般朝向型腔的填充比較困難而容易產生由填充 不足引起的成型品的縮痕、減薄，但由于如上述那樣適當地設定射出口的直徑與噴嘴的主 體部的內徑之比、W及止回環與缸體的徑向的空隙的長度，所W能夠不破壞樹脂的物理性 且不增加射出裝置的負載而防止成型品的縮痕、減薄的產生。
【附圖說明】
[0015] 圖1是對用于實施實施方式所設及的注塑成型裝置的成型裝置進行說明的概念 圖。
[0016] 圖2是將圖1的成型裝置的一部分放大的剖視圖。
[0017] 圖3是表示由圖1的成型裝置形成的成型品的一個例子的剖視圖。
【具體實施方式】
[0018] W下，參照附圖對本發明的一實施方式所設及的注塑成型裝置進行具體的說明。
[0019] 參照圖1，對用于實施實施方式所設及的注塑成型裝置的成型裝置進行說明。成型 裝置100具備:進行注塑成型而制成成型品MP的作為主體部分的注塑成型機10; W及統一地 控制構成成型裝置100的各部的動作的控制裝置30。
[0020] 注塑成型機10是橫式成型機，其具備成型模具40、固定盤11、可動盤12、開閉驅動 裝置15、W及射出裝置16。在注塑成型機10也附帶設置有金屬模溫度調節機47等。注塑成型 機10在固定盤11與可動盤12之間夾持構成成型模具40的第一金屬模41與第二金屬模42,而 使兩金屬模41、42合模，從而能夠進行成型。
[0021] 固定在支承框14上的固定盤11將第一金屬模41支承為能夠拆裝。在固定盤11形成 有供后述噴嘴21通過的開口 1化。
[0022] 可動盤12被直線引導件15a支承為能夠相對于固定盤11進退移動。可動盤12將第 二金屬模42支承為能夠拆裝。此外，在可動盤12組裝有推頂器驅動部45。
[0023] 開閉驅動裝置15支承于合模盤13,其具備直線引導件15a、動力傳遞部15d、W及促 動器15e。動力傳遞部15d受到在控制裝置30的控制下執行動作的促動器15e的驅動力而伸 縮。由此，能夠使固定盤11與可動盤12相互接近或者分離，從而能夠進行第一金屬模41與第 二金屬模42的合模或者開模。
[0024] 射出裝置16是內嵌螺桿式的裝置，其具備進給部16a、原料存積部16b、驅動部16c 等。射出裝置16是在控制裝置30的控制下W適當的定時執行動作的裝置，其能夠從設置于 進給部16a的前端的樹脂射出用的噴嘴21，W希望的定時將控制了溫度W及填充壓力的狀 態下的烙融樹脂射出。此時，為了能夠實現樹脂的混合、計量、射出等，驅動部16c能夠利用 內置于它的未圖示的伺服機構，使插入于進給部16a中的螺桿23(參照圖2) W需要的速度旋 轉或者前進等。
[0025] 附帶設置于注塑成型機10的金屬模溫度調節機47使進行了溫度控制的熱介質在 兩金屬模41、42中循環。由此，能夠在成型時將兩金屬模41、42的溫度保持為適當的溫度。
[0026] 控制裝置30具備開閉控制部31、射出裝置控制部32、W及推頂器控制部33。開閉控 制部31通過使促動器15e執行動作從而能夠進行兩金屬模41、42的閉模、合模、開模等。射出 裝置控制部32通過使進給部16a、驅動部16c等適當地執行動作從而使烙融樹脂W希望的壓 力注入形成于兩金屬模41、42間的型腔中。推頂器控制部33通過使推頂器驅動部45執行動 作從而在開模時將殘留于第二金屬模42的成型品MP從第二金屬模42內壓出而進行脫模。
[0027] 參照圖2對成型模具40進行說明。成型模具40中的固定側的第一金屬模41在固定 于圖1所示的固定盤11的背面側形成有具有與噴嘴21的前端對應的凹陷形狀的誘道套或者 噴嘴接觸部41d。從噴嘴接觸部41d朝向面對第二金屬模42的表面側形成有主誘道41e。另一 方面，可動側的第二金屬模42能夠借助圖1所示的機構而沿AB方向往復移動。通過使該第二 金屬模42朝向固定側的第一金屬模41移動，并使兩金屬模41、42在合模面PS1、PS2對準而進 行合模，從而形成用于使光學元件成型的型腔CV、W及經由誘口而與它連通的分誘道RU。分 誘道RU、主誘道41e構成用于向型腔CV供給烙融樹脂的流路空間FC。
[0028] 第一金屬模41與第二金屬模42所夾的空間亦即型腔CV與作為成型品的光學元件 的形狀對應。
[0029] 如圖3所示，從圖1的作為整體的成型品MP切出的部分成型品亦即透鏡化為塑料 審IJ，其具備:具有光學的功能的作為光學功能部的中屯、部化a; W及從中屯、部化a朝向外徑方 向延伸的環狀且平坦的凸緣部化b。該透鏡化是構成攝像透鏡的單元透鏡等，上述攝像透鏡 例如裝入于在光拾取裝置裝入的物鏡、移動電話、智能手機等。中屯、部PLa與凸緣部化b之間 成為薄壁部化C。在薄壁部化C中，光軸0A方向的厚度最為減少的最薄部具有0.2mmW下的厚 度化。
[0030] 如圖2所示，在射出裝置16中，進給部16a具備：固定于前端的噴嘴21;支承噴嘴21 的根底側的缸體22;收納在缸體22內的螺桿23; W及安裝于螺桿23的頭部23a的止回環24。 噴嘴21呈筒狀且在內部具有流路21a，并在前端部2化具有纖細的射出口 21t。流路21a在根 底側變寬，并且與缸體22的內部空間22a連接。缸體22具有一致的剖面，并在內部空間22a收 納有螺桿23。在缸體22的前端部螺釘連接有噴嘴21。在缸體22的周圍配置有附帶有溫度傳 感器的加熱器25,基于未圖示的溫度傳感器的輸出而將存積于內部空間22a的烙融樹脂的 溫度保持為希望的狀態。螺桿23是桿狀部件，其在外周側面形成有螺旋狀或者螺紋牙狀的 凸部23b。通過邊對螺桿23施加背壓邊使其旋轉，從而能夠將樹脂送入前端側。通過使螺桿 23向噴嘴21側前進，能夠使烙融樹脂W希望的速度從射出口 21t射出。之后，通過維持對螺 桿23施加前進方向的壓力的狀態來進行保壓。止回環24是從頭部23a的后端向后方延伸的 筒狀的部件。對于止回環24而言，雖然省略了構造上的詳細說明，但是在螺桿23W將烙融樹 脂送入前端的方式朝向順時針方向旋轉時，止回環24能夠在與螺桿23之間確保流路而進行 烙融樹脂的計量，并且若螺桿23朝向相反方向旋轉，則止回環24切斷與螺桿23之間的流路 而防止烙融樹脂的逆流。
[0031] W下，對進給部16a內的樹脂流路的尺寸進行說明。首先，缸體22的內徑在25mm W下。在缸體22內，止回環24的外側面24p與缸體22的內徑面22p的徑向的空隙的長度Ga在 50ymW上lOOymW下。噴嘴21的主體部21c的內徑(pb雖沒有特別的限制，但形成于噴嘴21的 前端的射出口 21t的直徑tpt與噴嘴21的主體部21c的內徑fb之比在從3:10到3:20的范圍 內，即在0.3~0.15的范圍內。并且，噴嘴21的主體部21C的內徑(pb與缸體22的內徑 <PC之比在從1:巧Ijl :5的范圍內，即(pb/(pc在1~0.2的范圍內。此外，噴嘴21的樹脂流路構 成為從缸體22側依次具有：用于從缸體22與噴嘴21的主體部21c連起來的過渡部、內徑(pb 的流路、與噴嘴21的射出口 211連起來的過渡部、W及射出口 211。通常，噴嘴21的內徑是指 與射出口 21t連起來的過渡部的附近的流路(缸體側的流路)的內徑。在流路的大小非恒定 的情況下，能夠近似為噴嘴的中央的內徑。通常是在噴嘴內具有最長的流路長度的部分。另 夕h本說明書中的"直徑及"內徑"是指與樹脂注塑方向垂直的方向上的長度。
[0032] 在本實施方式的注塑成型裝置中，由于射出口 21t的直徑φ?與噴嘴21的主體部 21c的內徑φ?)之比處于從3:10到3:20的范圍(特別是3:20或者0.15W上），所W能夠減少由 噴嘴21內的剖面積減少引起的壓力損失，并且由于止回環24與缸體22的沿著徑向的空隙的 長度Ga在50ymW上lOOymW下(特別是lOOymW下），所W減輕由回流引起的壓力損失。由此， 樹脂的填充性能提高，從而也能夠填充于與薄壁的透鏡化對應的型腔CV。此時，能夠不使樹 脂的溫度、金屬模41、42的溫度過度上升地進行填充，因此能夠不破壞樹脂的物理性地進行 成型。另外，能夠不使烙融樹脂的填充速度過度上升地進行填充，因此能夠減輕施加于射出 裝置16的伺服機構或螺桿23的負載、施加于噴嘴21與缸體22前端的連接部的負載。此外，通 過使直徑(pt與內徑(pb之比為3:10或者0.3W下，從而能夠在噴嘴21內存積足夠的樹脂， 并且通過使空隙的長度Ga在50皿W上，從而容易地確保止回環24的動作。
[0033] W下，對具體的實施例進行說明。首先，進行了如下實驗:將噴嘴21前端的射出口 211的直徑抑與噴嘴21的主體部21C的內徑cpb之比設定為0.3 (即1.5:5)，并將缸體與止回 環的空隙設定為50μπι，從而使樹脂溫度、填充速度變化。作為樹脂來使用的材料為環締控共 聚物（具體而言為Ξ井化學制的ΑΡ化(商標）），并且作為成型品的透鏡的最薄部的厚度為 ο. 11mm。此外，在進行上述實驗時，對于保壓而言，首先W7.4 X 107N/m2保持1秒，接著w6.4 X107N/m2保持3秒，最后W〇.98X107N/m2保持2秒。型腔CV周邊的金屬模溫度為130°C。烙融 樹脂的填充后的冷卻時間為10秒，樹脂干燥溫度W及樹脂干燥時間為90°CW及12小時，缸 體溫度(即樹脂溫度)為250~280°C。將第一實驗例的結果總結于W下的表1。
[0034] 〔表1)
[0035] 〔表1)
[0036]
[0037] 在W上的表1中，符號"◎"意味著能夠毫無問題地進行填充，符號"X"意味著縮 痕、未填充等而無法進行填充。此外，成型結果為"◎"是指樹脂所具有的能量未在成型機內 部滯留，可W說施加于伺服機構、螺桿、W及噴嘴與缸體的連接部的負載較少。由W上的表1 可知，能夠在較寬的樹脂溫度W及填充時間的范圍內進行成型。
[003引接下來，作為第二實驗例，進行了如下實驗:將噴嘴21前端的射出口 21t的直徑(pt 與噴嘴21的主體部21c的內徑(pb之比設定為0.15(即1.5:10)，并將缸體與止回環的空隙設 定為100μπι，從而使樹脂溫度、填充速度變化。作為樹脂來使用的材料為APEL，作為成型品的 透鏡的最薄部的厚度為0.11mm。此外，在進行上述第二實驗例的實驗時，保壓、冷卻時間、樹 脂干燥溫度W及時間、缸體溫度等與第一實驗例的情況相同。將第二實驗例的結果總結于 W下的表2。
[0039] 〔表2)
[0040] 〔表2)
[0041]
[0042] 由W上的表2可知，能夠在樹脂溫度310°CW及填充時間0.06秒的精確測定區域內 進行成型。
[0043] 進行了如下實驗:適當地設定射出口21t的直徑(射出口直徑）φΙ與噴嘴21的主體 部21c的內徑(噴嘴內徑）(pb的組合，并使止回環24和缸體22間的徑向的空隙的長度Ga的尺 寸變化。使直徑聽在1.5mm~3.0mm的范圍內變化，使內徑<pb在2.5mm~10mm的范圍內變 化，并使空隙的長度Ga在25WI1~100μπι的范圍內變化。其他的條件與上述第一實驗例的情況 相同。將結果總結于W下的表3。
[0044] 〔表3)
[0045] 〔表3)
[0046]
[0047] 在W上的表3中，符號"◎"意味著能夠毫無問題地進行填充，符號"X"意味著縮 痕、未填充等而無法進行填充。符號意味著是如下區域:雖然未產生縮痕，但在具有厚 度為0.11mm左右的最薄部的成型品中產生0.001mm~0.002mm左右的減薄，因此填充性能比 符號"◎"差。但是，在光學上不存在問題。符號"Δ"意味著雖然能夠進行填充但壓力損失較 大并產生縮痕。
[004引也進行了如下實驗:適當地設定噴嘴21的主體部21c的內徑(噴嘴內徑）φ1)與止回 環24和缸體22間的空隙的長度Ga，并使缸體22的內徑(pc的尺寸變化。使內徑(pb在5mm~ 10mm的范圍內變化，使空隙的長度Ga在25WI1~1 ΟΟμπι的范圍內變化，并使內徑tpC在10mm~ 50mm的范圍內變化。其他的條件與上述第一實驗例或者表3的情況相同。將結果總結于W下 的表4。
[0049]〔表4)
[0化0]〔表4)
[0化1 ]
[0052] 在W上的表4中，符號"徑)"、?"、"Δ"、"X"等的意義與表3的情況相同。
[0053] 根據W上的實施方式對本發明進行了說明，但本發明并不限定于上述實施方式， 能夠進行各種變形。例如，在上述實施方式中，注塑成型機10為橫式，但也能夠形成為將第 一金屬模41與第二金屬模42上下配置的豎式成型機。
[0054]另外，在上述實施方式中，使第一金屬模41W及第二金屬模42的成型面（即型腔 CV)的形狀與圖3所例示的形狀對應，但也能夠根據用途來適當地變更成型面的形狀、大小。
【主權項】
1. 一種注塑成型裝置，其具備射出裝置，該射出裝置具有:在前端固定有噴嘴的缸體； 收納在所述缸體內的螺桿;以及安裝于所述螺桿的頭部的止回環， 所述注塑成型裝置的特征在于， 形成于所述噴嘴的前端的射出口的直徑與所述噴嘴的主體部的內徑之比處于從3:10 到3:20的范圍， 所述止回環與所述缸體的沿著徑向的空隙的長度在50μπι以上100μπι以下。2. 根據權利要求1所述的注塑成型裝置，其特征在于， 所述噴嘴的主體部的內徑與所述缸體的內徑之比處于從1:1到1:5的范圍。3. 根據權利要求1或2所述的注塑成型裝置，其特征在于， 所述缸體的內徑在25mm以下。4. 根據權利要求1~3中任一項所述的注塑成型裝置，其特征在于， 在與最薄部的厚度為〇.2_以下的薄壁的成型品對應的模具空間進行樹脂的填充。
【文檔編號】B29C45/03GK105984067SQ201610154628
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年3月17日
【發明人】中山佳佑
【申請人】柯尼卡美能達株式會社