樹脂成形品
【課題】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、樹脂による成形品を短時間で成形することができるようにする。
【解決手段】射出成形機によって成形された側壁が薄肉化された高粘度の樹脂から成る深底凹状の容器であり、深さが１０〔ｍｍ〕以上であり、かつ、側壁の肉厚が０．２〜０．３〔ｍｍ〕である樹脂成形品であって、前記高粘度の樹脂は、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂であるポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリメタクリル酸メチル、高密度ポリエチレン及びスチレン／アクリロニトリルのうちのいずれかより選択された樹脂である。
【解決手段】射出成形機によって成形された側壁が薄肉化された高粘度の樹脂から成る深底凹状の容器であり、深さが１０〔ｍｍ〕以上であり、かつ、側壁の肉厚が０．２〜０．３〔ｍｍ〕である樹脂成形品であって、前記高粘度の樹脂は、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂であるポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリメタクリル酸メチル、高密度ポリエチレン及びスチレン／アクリロニトリルのうちのいずれかより選択された樹脂である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、特許文献１参照。）。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
図２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、図３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。
【０００８】
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。
【０００９】
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、図２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。
【００１０】
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、図３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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【特許文献１】特開平６−２９３０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【００１４】
近年においては、樹脂製容器の重量低減に対する要求が厳しくなり、樹脂製容器の肉厚が薄くなる傾向にあるが、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樹脂の流路が狭くなるので、射出された溶融樹脂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、樹脂の粘性が高い場合、すなわち、高粘度の樹脂を使用した場合には、前記従来の射出圧縮成形方法を使用しても、溶融樹脂の流動性が低いために、前記薄肉化された側壁に対応するキャビティの部分を溶融樹脂が通過しないので、底の深い容器の成形が不可能となってしまう。
【００１５】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、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、樹脂による成形品を短時間で成形することができる樹脂成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そのために、本発明の樹脂成形品においては、射出成形機によって成形された側壁が薄肉化された高粘度の樹脂から成る深底凹状の容器であり、深さが１０〔ｍｍ〕以上であり、かつ、側壁の肉厚が０．２〜０．３〔ｍｍ〕である樹脂成形品であって、前記高粘度の樹脂は、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂であるポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリメタクリル酸メチル、高密度ポリエチレン及びスチレン／アクリロニトリルのうちのいずれかより選択された樹脂である。
【００１７】
本発明の他の樹脂成形品においては、さらに、前記容器のＬ／Ｔ（Ｌ：成形品におけるゲートからの樹脂の流動長、Ｔ：成形品の肉厚）は、前記高粘度の樹脂がポリエチレンテレフタレートである場合５０〜２５０であり、前記高粘度の樹脂が高密度ポリエチレンである場合７０〜３００である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、樹脂成形品においては、射出成形機によって成形された側壁が薄肉化された高粘度の樹脂から成る深底凹状の容器であり、深さが１０〔ｍｍ〕以上であり、かつ、側壁の肉厚が０．２〜０．３〔ｍｍ〕である樹脂成形品であって、前記高粘度の樹脂は、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂であるポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリメタクリル酸メチル、高密度ポリエチレン及びスチレン／アクリロニトリルのうちのいずれかより選択された樹脂である。
【００１９】
この場合、内部における圧力分布が均等で、樹脂の分子の配向が良好で、金型表面が良好に転写され、樹脂のひけがなく、残留応力が低く、変形していない樹脂成形品を得ることができる。また、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。
【００２０】
また、他の樹脂成形品においては、さらに、前記容器のＬ／Ｔ（Ｌ：成形品におけるゲートからの樹脂の流動長、Ｔ：成形品の肉厚）は、前記高粘度の樹脂がポリエチレンテレフタレートである場合５０〜２５０であり、前記高粘度の樹脂が高密度ポリエチレンである場合７０〜３００である。
【００２１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図４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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、溶融させられた樹脂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。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、射出される樹脂又はキャビティ３７内に充填される樹脂の圧力、すなわち、樹脂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、樹脂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、所定量の樹脂がキャビティ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、図４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、駆動源も図４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。
【００３１】
図５は本発明の第１の実施の形態における成形品の斜視図、図６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。
【００３２】
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、樹脂成形方法、樹脂成形用金型及び樹脂成形機は、図５及び６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。
【００３３】
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。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。
【００３４】
また、本実施の形態において成形される成形品の材質もいかなる材質であってもよいが、本実施の形態における樹脂成形方法、樹脂成形用金型及び樹脂成形機は、高粘度の樹脂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、高粘度の樹脂による成形品を成形する場合について説明する。なお、高粘度の樹脂とは、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂であり、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＡＳ（スチレン／アクリロニトリル）等である。
【００３５】
図１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。
【００３６】
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。
【００３７】
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（図４）から射出された樹脂の流通するスプルー等の樹脂流路２８が形成され、ゲートブロック１６には、前記キャビティ３７の内部と樹脂流路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樹脂がキャビティ３７内に充填されるようになっている。なお、前記樹脂流路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。
【００３８】
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樹脂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。
【００３９】
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。
【００４０】
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樹脂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。
【００４１】
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。
【００４２】
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（わた）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
さらに、図１においては、前記樹脂流路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、図１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。
【００４６】
なお、図１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内の樹脂の圧力によって、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内の樹脂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。
【００４７】
すなわち、キャビティ３７内の樹脂は、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、樹脂がキャビティ３７から樹脂流路２８に漏れ出し、キャビティ３７内の樹脂の圧力が低下する。そして、該樹脂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樹脂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内の樹脂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。
【００４８】
しかし、キャビティ３７内の樹脂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樹脂は、加圧され圧縮されても、前記ゲート孔３９から漏れ出すことがない。
【００４９】
次に、前記構成の成形機の動作について説明する。
【００５０】
図７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、図８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樹脂が充填される状態を示す図、図９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、図１０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、図１１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、図１２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、図１３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。
【００５１】
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（図４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、図７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。
【００５２】
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（図４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、図８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、樹脂の圧縮量であり、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の側壁の肉厚及び樹脂としての溶融樹脂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。
【００５３】
そして、図８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樹脂４２が、樹脂流路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、所定量の溶融樹脂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。
【００５４】
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樹脂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樹脂４２が充填されていない。すなわち、本実施の形態において、所定量の溶融樹脂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樹脂４２が充填されていないようになっている。
【００５５】
ここで、図８に示されるように前記底部の容積が比較的大きいので、前記溶融樹脂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、溶融樹脂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。
【００５６】
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、前記溶融樹脂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、溶融樹脂４２を圧縮するコンプレッション工程である。これにより、溶融樹脂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。
【００５７】
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樹脂４２は、前記キャビティ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、前記溶融樹脂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。
【００５８】
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、溶融樹脂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、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、残留応力が低減し、変形が防止される。
【００５９】
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樹脂４２の流れについて説明する。図１０（ａ）には図９と同様の図が示され、図１０（ｂ）には図１０（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。
【００６０】
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の表面との間隔の方が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。
【００６１】
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内への所定量の樹脂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樹脂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、溶融樹脂４２の流動が前記間隔が広い際に行われるので、溶融樹脂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、図８に示されるように、キャビティ３７内への所定量の樹脂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樹脂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図９に示されるように、溶融樹脂４２が充填される。
【００６２】
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、溶融樹脂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、樹脂の分子の配向が改善され、樹脂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、樹脂のひけが防止され、残留応力が低減し、変形が防止される。
【００６３】
続いて、前記溶融樹脂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、図１１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。
【００６４】
続いて、成形品４１の取り出しが行われるが、図１１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、図１２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。
【００６５】
また、図１３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。
【００６６】
次に、成形機の動作シーケンスについて説明する。
【００６７】
図１４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、図１５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、図１６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。
【００６８】
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、図１４に示されるように作動する。まず、図１４（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、図１４（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、図１４（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、図１４（ａ）〜（ｃ）において、時間を示す横軸のスケールは共通である。
【００６９】
図１４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。
【００７０】
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が回転して溶融樹脂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から溶融樹脂４２が射出され、キャビティ３７内への溶融樹脂４２の充填が開始される。
【００７１】
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樹脂４２又はキャビティ３７内に充填される溶融樹脂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、溶融樹脂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、所定量の溶融樹脂４２がキャビティ３７内に充填される。
【００７２】
一方、該溶融樹脂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、溶融樹脂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樹脂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、溶融樹脂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、樹脂流路２８内に残存する溶融樹脂４２の量が減少するので、キャビティ３７内の溶融樹脂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、溶融樹脂４２がキャビティ３７から樹脂流路２８に漏れ出した場合、漏れ出した溶融樹脂４２は樹脂流路２８内に収容される。
【００７３】
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内の溶融樹脂４２が加圧され圧縮される。そのため、該溶融樹脂４２はキャビティ３７の全体に行き渡り、キャビティ３７全体に溶融樹脂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内の溶融樹脂４２が加圧され圧縮される。そのため、該溶融樹脂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内に溶融樹脂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。
【００７４】
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、溶融樹脂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、樹脂の分子の配向が改善され、樹脂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、樹脂のひけが防止され、残留応力が低減し、変形が防止される。また、キャビティ３７内の溶融樹脂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、溶融樹脂４２がキャビティ３７から樹脂流路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。
【００７５】
ここで、図１５に示されるように、溶融樹脂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、図１５（ａ）〜（ｃ）は、図１４（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。
【００７６】
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内への溶融樹脂４２の充填が開始されるまでの動作は、図１４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、溶融樹脂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。
【００７７】
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。
【００７８】
ここで、図１６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樹脂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、図１６（ａ）〜（ｃ）は、図１４（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。
【００７９】
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、溶融樹脂４２の充填を完了させ、溶融樹脂４２の充填が完了すると、バルブケートピン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。
【００８０】
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。
【００８１】
次に、実験結果について説明する。
【００８２】
図１７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、図１８は本発明の第１の実施の形態における樹脂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。
【００８３】
本発明の発明者は、本実施の形態における樹脂成形方法、樹脂成形用金型及び樹脂成形機によって、図１７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り、樹脂はＨＤＰＥである。なお、該樹脂は、ＪＩＳ（Ｋ６９２２）に規定されたメルトインデクサーによる計測値としてのＭＦＲが０．０６〔ｇ／１０ｍｉｎ〕の粘度、すなわち、流動特性を有するものである。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。
【００８４】
そして、前記成形品４５を成形する場合に、樹脂の圧縮量を変化させて成形した実験結果が図１８に示されている。図において横軸は樹脂の圧縮量〔ｍｍ〕であり、縦軸は樹脂の流動長〔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内への溶融樹脂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内を溶融樹脂４２が流動した距離の最大長であり、具体的には、図１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（図１における左側）にまで到達した溶融樹脂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。
【００８５】
実験においては、前記樹脂の圧縮量を変化させて成形し、その時の樹脂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、図１８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樹脂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、前記溶融樹脂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８〔ｍｍ〕以上となると、前記溶融樹脂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８〔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１０〔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。
【００８６】
このことから、圧縮量が少なすぎると、溶融樹脂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、図１７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樹脂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内の溶融樹脂４２が十分に加圧され圧縮されることがない。そのため、該溶融樹脂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。
【００８７】
また、圧縮量が多すぎると、溶融樹脂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。
【００８８】
このように、図１７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８〜１０〔ｍｍ〕程度、すなわち、成形品４５の側壁部分の肉厚の２２〜２９倍程度が適切であることが分かる。
【００８９】
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、溶融樹脂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、溶融樹脂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。
【００９０】
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内に溶融樹脂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。
【００９１】
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内の溶融樹脂４２は、大きな圧力を受けるので、粘度が高くても、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、溶融樹脂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内に溶融樹脂４２が完全に充填された状態となる。さらに、溶融樹脂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、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、残留応力が低減し、変形が防止される。
【００９２】
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、高粘度の樹脂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。
【００９３】
また、成形品におけるゲートからの樹脂の流動長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。
【００９４】
従来では、流動長／肉厚比としてのＬ／Ｔは、例えば、ＧＰＰＳ（ポリスチレン）で約２００、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）で約２２０、ＰＰ（ポリプロピレン）で約２４０、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）で約１４０、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）で約１６０、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で約１００が限界であった。該限界での成形では、成形された成形品の圧力分布、樹脂の分子の配向、樹脂のひけ等が悪いという問題があった。従来では、一般に流動長／肉厚比としてのＬ／Ｔを、例えば、ＧＰＰＳ（ポリスチレン）で約１００、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）で約１１０、ＰＰ（ポリプロピレン）で約１２０、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）で約７０、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）で約８０、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で約５０までの範囲で成形していた。
【００９５】
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、ＧＰＰＳ（ポリスチレン）で１００〜４００、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）で１１０〜４００、ＰＰ（ポリプロピレン）で１２０〜４００、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）で７０〜３００、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）で８０〜３００、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で５０〜２５０であっても、成形された成形品の圧力分布、樹脂の分子の配向、樹脂のひけ等が問題なく成形することができる。特に、従来の成形方法では成形することができなかった流動長／肉厚比としてのＬ／Ｔが、例えば、ＧＰＰＳ（ポリスチレン）で２００〜４００、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）で２２０〜４００、ＰＰ（ポリプロピレン）で２４０〜４００、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）で１４０〜３００、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）で１６０〜３００、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で１００〜２５０であっても成形することができる。
【００９６】
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。
【００９７】
図１９は本発明の第２の実施の形態におけるラベルの斜視図、図２０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。
【００９８】
本実施の形態においては、図１９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樹脂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。
【００９９】
そして、成形を開始する前に、図２０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。
【０１００】
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、図２０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。
【０１０１】
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、溶融樹脂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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
図２１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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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樹脂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鍔（つば）の端面を規制する役目も有する。
【０１０６】
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。
【０１０７】
図２２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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１０８】
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、該リング状の突出部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。
【０１０９】
また、該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樹脂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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
図２３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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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樹脂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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
図２４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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１１６】
本実施の形態においては、図１９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（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樹脂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。
【０１１７】
そして、成形を開始する前に、図２４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。
【０１１８】
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、型閉工程の比較的早い段階において、図２４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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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、溶融樹脂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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
図２５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、図２６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。
【０１２３】
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、基部が前記ピストン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、図２５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。
【０１２４】
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、図２６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。
【０１２５】
そして、図２５に示されるように型閉され、続いて型締されて、溶融樹脂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、図２６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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
図２７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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１２９】
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、樹脂流路２８を流通する溶融樹脂４２を加熱する。
【０１３０】
そして、型閉工程においては、図示されない射出ノズルから射出された溶融樹脂４２が、樹脂流路２８を通って型閉工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、所定量の溶融樹脂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、図２７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。
【０１３１】
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樹脂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樹脂４２が充填されていない。すなわち、所定量の溶融樹脂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樹脂４２が充填されていないようになっている。
【０１３２】
図２７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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
図２８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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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、本発明の樹脂成形方法、樹脂成形用金型及び樹脂成形機は、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、本発明の樹脂成形方法、樹脂成形用金型及び樹脂成形機は、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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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高粘度の樹脂を充填し、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樹脂成形方法を含むものである。
【０１４０】
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倍とする前記樹脂成形方法を含むものである。
【０１４１】
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樹脂成形方法を含むものである。
【０１４２】
また、前記樹脂は、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂である前記樹脂成形方法を含むものである。
【０１４３】
また、前記圧縮量は、前記側壁の肉厚及び前記樹脂の粘度に基づいて決定される前記樹脂成形方法を含むものである。
【０１４４】
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樹脂成形方法を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】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２】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である。
【図３】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４】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５】本発明の第１の実施の形態における成形品の斜視図である。
【図６】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。
【図７】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の図である。
【図８】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図９】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である。
【図１０】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である。
【図１１】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の図である。
【図１２】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の図である。
【図１３】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。
【図１４】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である。
【図１５】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である。
【図１６】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。
【図１７】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である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態における樹脂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。
【図１９】本発明の第２の実施の形態におけるラベルの斜視図である。
【図２０】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。
【図２１】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図２２】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図２３】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図２４】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図２５】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である。
【図２６】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。
【図２７】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図２８】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１７ インサートリング
１８ インサートリング収納溝
２３ 可動金型
２４ 固定金型
３０ 射出装置
３３ スクリュ
３７ キャビティ
３８ バルブゲートピン
３９ ゲート孔
４１、４５ 成形品
４２ 溶融樹脂
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、特許文献１参照。）。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
図２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、図３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。
【０００８】
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。
【０００９】
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、図２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。
【００１０】
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、図３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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【特許文献１】特開平６−２９３０４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【００１４】
近年においては、樹脂製容器の重量低減に対する要求が厳しくなり、樹脂製容器の肉厚が薄くなる傾向にあるが、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樹脂の流路が狭くなるので、射出された溶融樹脂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、樹脂の粘性が高い場合、すなわち、高粘度の樹脂を使用した場合には、前記従来の射出圧縮成形方法を使用しても、溶融樹脂の流動性が低いために、前記薄肉化された側壁に対応するキャビティの部分を溶融樹脂が通過しないので、底の深い容器の成形が不可能となってしまう。
【００１５】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、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、樹脂による成形品を短時間で成形することができる樹脂成形品を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
そのために、本発明の樹脂成形品においては、射出成形機によって成形された側壁が薄肉化された高粘度の樹脂から成る深底凹状の容器であり、深さが１０〔ｍｍ〕以上であり、かつ、側壁の肉厚が０．２〜０．３〔ｍｍ〕である樹脂成形品であって、前記高粘度の樹脂は、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂であるポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリメタクリル酸メチル、高密度ポリエチレン及びスチレン／アクリロニトリルのうちのいずれかより選択された樹脂である。
【００１７】
本発明の他の樹脂成形品においては、さらに、前記容器のＬ／Ｔ（Ｌ：成形品におけるゲートからの樹脂の流動長、Ｔ：成形品の肉厚）は、前記高粘度の樹脂がポリエチレンテレフタレートである場合５０〜２５０であり、前記高粘度の樹脂が高密度ポリエチレンである場合７０〜３００である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、樹脂成形品においては、射出成形機によって成形された側壁が薄肉化された高粘度の樹脂から成る深底凹状の容器であり、深さが１０〔ｍｍ〕以上であり、かつ、側壁の肉厚が０．２〜０．３〔ｍｍ〕である樹脂成形品であって、前記高粘度の樹脂は、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂であるポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリメタクリル酸メチル、高密度ポリエチレン及びスチレン／アクリロニトリルのうちのいずれかより選択された樹脂である。
【００１９】
この場合、内部における圧力分布が均等で、樹脂の分子の配向が良好で、金型表面が良好に転写され、樹脂のひけがなく、残留応力が低く、変形していない樹脂成形品を得ることができる。また、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。
【００２０】
また、他の樹脂成形品においては、さらに、前記容器のＬ／Ｔ（Ｌ：成形品におけるゲートからの樹脂の流動長、Ｔ：成形品の肉厚）は、前記高粘度の樹脂がポリエチレンテレフタレートである場合５０〜２５０であり、前記高粘度の樹脂が高密度ポリエチレンである場合７０〜３００である。
【００２１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図４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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、溶融させられた樹脂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。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、射出される樹脂又はキャビティ３７内に充填される樹脂の圧力、すなわち、樹脂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、樹脂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、所定量の樹脂がキャビティ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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、図４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、駆動源も図４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。
【００３１】
図５は本発明の第１の実施の形態における成形品の斜視図、図６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。
【００３２】
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、樹脂成形方法、樹脂成形用金型及び樹脂成形機は、図５及び６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。
【００３３】
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。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。
【００３４】
また、本実施の形態において成形される成形品の材質もいかなる材質であってもよいが、本実施の形態における樹脂成形方法、樹脂成形用金型及び樹脂成形機は、高粘度の樹脂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、高粘度の樹脂による成形品を成形する場合について説明する。なお、高粘度の樹脂とは、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂であり、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネイト）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＡＳ（スチレン／アクリロニトリル）等である。
【００３５】
図１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。
【００３６】
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。
【００３７】
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（図４）から射出された樹脂の流通するスプルー等の樹脂流路２８が形成され、ゲートブロック１６には、前記キャビティ３７の内部と樹脂流路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樹脂がキャビティ３７内に充填されるようになっている。なお、前記樹脂流路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。
【００３８】
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樹脂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。
【００３９】
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。
【００４０】
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樹脂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。
【００４１】
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。
【００４２】
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（わた）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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
さらに、図１においては、前記樹脂流路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、図１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。
【００４６】
なお、図１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内の樹脂の圧力によって、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内の樹脂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。
【００４７】
すなわち、キャビティ３７内の樹脂は、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、樹脂がキャビティ３７から樹脂流路２８に漏れ出し、キャビティ３７内の樹脂の圧力が低下する。そして、該樹脂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樹脂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内の樹脂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。
【００４８】
しかし、キャビティ３７内の樹脂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樹脂は、加圧され圧縮されても、前記ゲート孔３９から漏れ出すことがない。
【００４９】
次に、前記構成の成形機の動作について説明する。
【００５０】
図７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、図８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樹脂が充填される状態を示す図、図９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、図１０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、図１１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、図１２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、図１３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。
【００５１】
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（図４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、図７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。
【００５２】
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（図４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、図８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、樹脂の圧縮量であり、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の側壁の肉厚及び樹脂としての溶融樹脂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。
【００５３】
そして、図８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樹脂４２が、樹脂流路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、所定量の溶融樹脂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。
【００５４】
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樹脂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樹脂４２が充填されていない。すなわち、本実施の形態において、所定量の溶融樹脂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樹脂４２が充填されていないようになっている。
【００５５】
ここで、図８に示されるように前記底部の容積が比較的大きいので、前記溶融樹脂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、溶融樹脂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。
【００５６】
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、前記溶融樹脂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、溶融樹脂４２を圧縮するコンプレッション工程である。これにより、溶融樹脂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。
【００５７】
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樹脂４２は、前記キャビティ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、前記溶融樹脂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。
【００５８】
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、溶融樹脂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、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、残留応力が低減し、変形が防止される。
【００５９】
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樹脂４２の流れについて説明する。図１０（ａ）には図９と同様の図が示され、図１０（ｂ）には図１０（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。
【００６０】
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の表面との間隔の方が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。
【００６１】
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内への所定量の樹脂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樹脂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、溶融樹脂４２の流動が前記間隔が広い際に行われるので、溶融樹脂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、図８に示されるように、キャビティ３７内への所定量の樹脂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樹脂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図９に示されるように、溶融樹脂４２が充填される。
【００６２】
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、溶融樹脂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、樹脂の分子の配向が改善され、樹脂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、樹脂のひけが防止され、残留応力が低減し、変形が防止される。
【００６３】
続いて、前記溶融樹脂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、図１１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。
【００６４】
続いて、成形品４１の取り出しが行われるが、図１１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、図１２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。
【００６５】
また、図１３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。
【００６６】
次に、成形機の動作シーケンスについて説明する。
【００６７】
図１４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、図１５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、図１６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。
【００６８】
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、図１４に示されるように作動する。まず、図１４（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、図１４（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、図１４（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、図１４（ａ）〜（ｃ）において、時間を示す横軸のスケールは共通である。
【００６９】
図１４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。
【００７０】
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が回転して溶融樹脂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から溶融樹脂４２が射出され、キャビティ３７内への溶融樹脂４２の充填が開始される。
【００７１】
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樹脂４２又はキャビティ３７内に充填される溶融樹脂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、溶融樹脂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、所定量の溶融樹脂４２がキャビティ３７内に充填される。
【００７２】
一方、該溶融樹脂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、溶融樹脂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樹脂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、溶融樹脂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、樹脂流路２８内に残存する溶融樹脂４２の量が減少するので、キャビティ３７内の溶融樹脂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、溶融樹脂４２がキャビティ３７から樹脂流路２８に漏れ出した場合、漏れ出した溶融樹脂４２は樹脂流路２８内に収容される。
【００７３】
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内の溶融樹脂４２が加圧され圧縮される。そのため、該溶融樹脂４２はキャビティ３７の全体に行き渡り、キャビティ３７全体に溶融樹脂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内の溶融樹脂４２が加圧され圧縮される。そのため、該溶融樹脂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内に溶融樹脂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。
【００７４】
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、溶融樹脂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、樹脂の分子の配向が改善され、樹脂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、樹脂のひけが防止され、残留応力が低減し、変形が防止される。また、キャビティ３７内の溶融樹脂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、溶融樹脂４２がキャビティ３７から樹脂流路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。
【００７５】
ここで、図１５に示されるように、溶融樹脂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、図１５（ａ）〜（ｃ）は、図１４（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。
【００７６】
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内への溶融樹脂４２の充填が開始されるまでの動作は、図１４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、溶融樹脂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。
【００７７】
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。
【００７８】
ここで、図１６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樹脂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、図１６（ａ）〜（ｃ）は、図１４（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。
【００７９】
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、溶融樹脂４２の充填を完了させ、溶融樹脂４２の充填が完了すると、バルブケートピン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。
【００８０】
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。
【００８１】
次に、実験結果について説明する。
【００８２】
図１７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、図１８は本発明の第１の実施の形態における樹脂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。
【００８３】
本発明の発明者は、本実施の形態における樹脂成形方法、樹脂成形用金型及び樹脂成形機によって、図１７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り、樹脂はＨＤＰＥである。なお、該樹脂は、ＪＩＳ（Ｋ６９２２）に規定されたメルトインデクサーによる計測値としてのＭＦＲが０．０６〔ｇ／１０ｍｉｎ〕の粘度、すなわち、流動特性を有するものである。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。
【００８４】
そして、前記成形品４５を成形する場合に、樹脂の圧縮量を変化させて成形した実験結果が図１８に示されている。図において横軸は樹脂の圧縮量〔ｍｍ〕であり、縦軸は樹脂の流動長〔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内への溶融樹脂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内を溶融樹脂４２が流動した距離の最大長であり、具体的には、図１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（図１における左側）にまで到達した溶融樹脂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。
【００８５】
実験においては、前記樹脂の圧縮量を変化させて成形し、その時の樹脂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、図１８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樹脂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、前記溶融樹脂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８〔ｍｍ〕以上となると、前記溶融樹脂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８〔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１０〔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。
【００８６】
このことから、圧縮量が少なすぎると、溶融樹脂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、図１７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樹脂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内の溶融樹脂４２が十分に加圧され圧縮されることがない。そのため、該溶融樹脂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。
【００８７】
また、圧縮量が多すぎると、溶融樹脂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。
【００８８】
このように、図１７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８〜１０〔ｍｍ〕程度、すなわち、成形品４５の側壁部分の肉厚の２２〜２９倍程度が適切であることが分かる。
【００８９】
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、溶融樹脂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、溶融樹脂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。
【００９０】
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内に溶融樹脂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。
【００９１】
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内の溶融樹脂４２は、大きな圧力を受けるので、粘度が高くても、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、溶融樹脂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内に溶融樹脂４２が完全に充填された状態となる。さらに、溶融樹脂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、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、残留応力が低減し、変形が防止される。
【００９２】
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、高粘度の樹脂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。
【００９３】
また、成形品におけるゲートからの樹脂の流動長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。
【００９４】
従来では、流動長／肉厚比としてのＬ／Ｔは、例えば、ＧＰＰＳ（ポリスチレン）で約２００、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）で約２２０、ＰＰ（ポリプロピレン）で約２４０、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）で約１４０、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）で約１６０、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で約１００が限界であった。該限界での成形では、成形された成形品の圧力分布、樹脂の分子の配向、樹脂のひけ等が悪いという問題があった。従来では、一般に流動長／肉厚比としてのＬ／Ｔを、例えば、ＧＰＰＳ（ポリスチレン）で約１００、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）で約１１０、ＰＰ（ポリプロピレン）で約１２０、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）で約７０、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）で約８０、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で約５０までの範囲で成形していた。
【００９５】
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、ＧＰＰＳ（ポリスチレン）で１００〜４００、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）で１１０〜４００、ＰＰ（ポリプロピレン）で１２０〜４００、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）で７０〜３００、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）で８０〜３００、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で５０〜２５０であっても、成形された成形品の圧力分布、樹脂の分子の配向、樹脂のひけ等が問題なく成形することができる。特に、従来の成形方法では成形することができなかった流動長／肉厚比としてのＬ／Ｔが、例えば、ＧＰＰＳ（ポリスチレン）で２００〜４００、ＨＩＰＳ（耐衝撃性ポリスチレン）で２２０〜４００、ＰＰ（ポリプロピレン）で２４０〜４００、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）で１４０〜３００、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）で１６０〜３００、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）で１００〜２５０であっても成形することができる。
【００９６】
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。
【００９７】
図１９は本発明の第２の実施の形態におけるラベルの斜視図、図２０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。
【００９８】
本実施の形態においては、図１９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樹脂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。
【００９９】
そして、成形を開始する前に、図２０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。
【０１００】
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、図２０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。
【０１０１】
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、溶融樹脂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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
図２１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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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樹脂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鍔（つば）の端面を規制する役目も有する。
【０１０６】
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。
【０１０７】
図２２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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１０８】
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、該リング状の突出部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。
【０１０９】
また、該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樹脂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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
図２３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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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樹脂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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
図２４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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１１６】
本実施の形態においては、図１９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（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樹脂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。
【０１１７】
そして、成形を開始する前に、図２４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。
【０１１８】
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、型閉工程の比較的早い段階において、図２４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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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、溶融樹脂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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
図２５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、図２６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。
【０１２３】
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、基部が前記ピストン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、図２５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。
【０１２４】
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、図２６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。
【０１２５】
そして、図２５に示されるように型閉され、続いて型締されて、溶融樹脂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、図２６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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
図２７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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１２９】
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、樹脂流路２８を流通する溶融樹脂４２を加熱する。
【０１３０】
そして、型閉工程においては、図示されない射出ノズルから射出された溶融樹脂４２が、樹脂流路２８を通って型閉工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、所定量の溶融樹脂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、図２７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。
【０１３１】
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樹脂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樹脂４２が充填されていない。すなわち、所定量の溶融樹脂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樹脂４２が充填されていないようになっている。
【０１３２】
図２７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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
図２８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樹脂が充填される状態を示す図である。
【０１３５】
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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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、本発明の樹脂成形方法、樹脂成形用金型及び樹脂成形機は、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、本発明の樹脂成形方法、樹脂成形用金型及び樹脂成形機は、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。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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高粘度の樹脂を充填し、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樹脂成形方法を含むものである。
【０１４０】
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倍とする前記樹脂成形方法を含むものである。
【０１４１】
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樹脂成形方法を含むものである。
【０１４２】
また、前記樹脂は、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂である前記樹脂成形方法を含むものである。
【０１４３】
また、前記圧縮量は、前記側壁の肉厚及び前記樹脂の粘度に基づいて決定される前記樹脂成形方法を含むものである。
【０１４４】
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樹脂成形方法を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１】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２】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である。
【図３】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４】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５】本発明の第１の実施の形態における成形品の斜視図である。
【図６】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。
【図７】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の図である。
【図８】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図９】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である。
【図１０】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である。
【図１１】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の図である。
【図１２】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の図である。
【図１３】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。
【図１４】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である。
【図１５】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である。
【図１６】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。
【図１７】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である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態における樹脂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。
【図１９】本発明の第２の実施の形態におけるラベルの斜視図である。
【図２０】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。
【図２１】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図２２】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図２３】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図２４】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図２５】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である。
【図２６】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。
【図２７】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【図２８】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樹脂が充填される状態を示す図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１７ インサートリング
１８ インサートリング収納溝
２３ 可動金型
２４ 固定金型
３０ 射出装置
３３ スクリュ
３７ キャビティ
３８ バルブゲートピン
３９ ゲート孔
４１、４５ 成形品
４２ 溶融樹脂
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）射出成形機によって成形された側壁が薄肉化された高粘度の樹脂から成る深底凹状の容器であり、深さが１０〔ｍｍ〕以上であり、かつ、側壁の肉厚が０．２〜０．３〔ｍｍ〕である樹脂成形品であって、
（ｂ）前記高粘度の樹脂は、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂であるポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリメタクリル酸メチル、高密度ポリエチレン及びスチレン／アクリロニトリルのうちのいずれかより選択された樹脂であることを特徴とする樹脂成形品。
【請求項２】
前記容器のＬ／Ｔ（Ｌ：成形品におけるゲートからの樹脂の流動長、Ｔ：成形品の肉厚）は、前記高粘度の樹脂がポリエチレンテレフタレートである場合５０〜２５０であり、前記高粘度の樹脂が高密度ポリエチレンである場合７０〜３００である請求項１に記載の樹脂成形品。
【請求項１】
（ａ）射出成形機によって成形された側壁が薄肉化された高粘度の樹脂から成る深底凹状の容器であり、深さが１０〔ｍｍ〕以上であり、かつ、側壁の肉厚が０．２〜０．３〔ｍｍ〕である樹脂成形品であって、
（ｂ）前記高粘度の樹脂は、熱可塑性樹脂の中で溶融粘度が３６００ポアズ以上、又は、メルトインデックスが３０以下、又は、数平均分子量が２４０００以上の樹脂であるポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ポリメタクリル酸メチル、高密度ポリエチレン及びスチレン／アクリロニトリルのうちのいずれかより選択された樹脂であることを特徴とする樹脂成形品。
【請求項２】
前記容器のＬ／Ｔ（Ｌ：成形品におけるゲートからの樹脂の流動長、Ｔ：成形品の肉厚）は、前記高粘度の樹脂がポリエチレンテレフタレートである場合５０〜２５０であり、前記高粘度の樹脂が高密度ポリエチレンである場合７０〜３００である請求項１に記載の樹脂成形品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２００８−２７９７８４（Ｐ２００８−２７９７８４Ａ）
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１５５３５（Ｐ２００８−２１５５３５）
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【分割の表示】特願２００２−３３８６８０（Ｐ２００２−３３８６８０）の分割
【原出願日】平成１４年１１月２２日（２００２．１１．２２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【出願人】（０００００６９０９）株式会社吉野工業所 (2,913)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月２０日（２００８．１１．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【分割の表示】特願２００２−３３８６８０（Ｐ２００２−３３８６８０）の分割
【原出願日】平成１４年１１月２２日（２００２．１１．２２）
【出願人】（０００００２１０７）住友重機械工業株式会社 (2,241)
【出願人】（０００００６９０９）株式会社吉野工業所 (2,913)
【Ｆターム（参考）】
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