[发明专利]射出成形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种射出成形方法(injection molding method)，使用具有计量功能的螺杆(screw)，将熔融成形材料注入至模具内。

背景技术

射出成形方法作为塑料成形(plastic molding)的代表性的方法而广为人知。在所述射出成形方法中，使用在加热筒(heating cylinder)内配置有螺杆的射出成形机、以及包含公模及母模的模具。在通常的射出成形方法中，依次执行计量步骤(也称为塑化计量步骤)、合模(mold clamping)步骤、射出填充步骤、保压及冷却步骤、以及脱模取出步骤。

在计量步骤中，将以塑料为主成分的成形材料供给至加热筒内。成形材料一边熔融，一边向筒前端输送，所述熔融是借由来自加热筒的加热与螺杆旋转形成的摩擦热而进行。所述熔融成形材料以不会自喷嘴流出的状态储存于筒前端。当熔融成形材料的储存量增加时，正在旋转的螺杆被向后方按压，而朝向与喷嘴相反的方向后退。从所述螺杆的后退位置起，对熔融成形材料的储存量进行测量。当螺杆返回到规定的后退位置为止时，螺杆的旋转停止，计量步骤结束。

其次，使公模与母模组合起来进行合模之后，将位于加热筒的前端的喷嘴连接于模具的浇口(gate)。保持着使螺杆的旋转停止的状态，向筒前端移动，由此以高压力将经熔融的成形材料射出填充至模具内的模腔(cavity)。保持着将喷嘴压抵至模具的浇口的状态而进行保压，以使得在所述射出填充后，模具内的熔融成形材料也保持为规定的压力。其后，对模具进行冷却，使成形品固化。最后，将模具分离成公模及母模，取出成形品。

在计量步骤中，将料斗(hopper)内的成形材料供给至加热筒。在所述料斗内，收纳超过一次射出成形所需的成形材料的充分量的成形材料，并将成形材料借由自重而依次供给至加热筒内。并且，结合螺杆的输送量将成形材料借由自重而从料斗供给至加热筒内，加热筒内借由成形材料而始终成为充满状态，这是通常被使用的供给方法(称为常规供给方法)。

供给至加热筒内的成形材料经熔融及搅拌，而形成为熔融成形材料，向筒前端的积液部输送。所述熔融成形材料借由截流喷嘴(shut-offnozzle)(装配有针(needle)状阀的喷嘴)等而被阻止从喷嘴前端泄漏，因此积存于积液部。根据所述熔融成形材料的储存情况，螺杆受到所述熔融成形材料的压力而后退。

当螺杆后退时，螺杆受到充满于加热筒前端的成形材料的压力而后退。在这里，螺杆的转数越高，在加热筒内的成形材料的输送量越大，因此螺杆从初始位置(前进位置)后退至特定位置为止的时间(计量时间)越短。另一方面，螺杆的转数越低，成形材料的输送量越小，因此计量时间越长。再者，当螺杆转数为固定时，将螺杆从后端侧受到的压力设定得越低，螺杆后退得越快，因此计量时间越短，将所述压力设定得越高，则计量时间越长。

在计量步骤中，当熔融成形材料与螺杆一起旋转(称为“共转”)时，无法将熔融成形材料搬送至积液。要想搬送熔融成形材料，必须通过熔融成形材料与筒内壁的摩擦，而使得熔融成形材料比螺杆的旋转更慢地旋转，或者不旋转(与螺杆的位置关系均会发生改变)。

但是，当熔融成形材料为高密度化或者摩擦大的材料时，在熔融成形材料被压抵至筒内壁时，会产生粘附于筒内壁上而难以移动的状态。其结果为存在如下情况：当螺杆要推动熔融成形材料时，无法克服粘附于筒内壁的熔融成形材料的阻力，螺杆自身后退(将其称为“螺钉脱出现象”)。其是以如下方式进行作用：粘附于筒内壁的熔融成形材料作为螺母(nut)发挥作用，而螺杆作为螺栓(bolt)发挥作用，而只有螺杆进行后退。

当熔融成形材料完全粘附于筒内壁时，螺杆因其阻力而后退，从而无法提高积液部的熔融成形材料的压力。但是，在通常进行的射出成形中，是以如下方式来选定螺杆的构造或成形条件，即，熔融成形材料借由与螺杆不产生“共转”的程度的适度的摩擦，不粘附于筒内壁而被搬送至下游。