JP2002192557A - 樹脂材料の供給装置 - Google Patents

樹脂材料の供給装置

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JP2002192557A
JP2002192557A JP2000391372A JP2000391372A JP2002192557A JP 2002192557 A JP2002192557 A JP 2002192557A JP 2000391372 A JP2000391372 A JP 2000391372A JP 2000391372 A JP2000391372 A JP 2000391372A JP 2002192557 A JP2002192557 A JP 2002192557A
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丘 甲斐
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Abstract

(57)【要約】 【課題】樹脂材料中に含まれる空気等による酸化、変
色、成形品中の気泡の発生等を抑えることのできる樹脂
材料の供給装置を提供する。 【解決手段】樹脂材料を貯蔵するための貯蔵部5から体
積V0の樹脂材料が供給される容積V1の第1の材料収
容室3aと、第1の材料収容室3aから体積V0の樹脂
材料を受け入れる容積V2の第2の材料収容室3bと、
第2の材料収容室3bから体積V0の樹脂材料を受け入
れるとともに、受け入れた樹脂材料を加熱筒2に供給す
る容積V3の第3の材料収容室3cとを具備し、樹脂材
料の体積V0と、第1の材料収容室の容積V1と、第2
の材料収容室の容積V2と、第3の材料収容室の容積V
3とが、V0≦V1≦V2≦V3の関係を満足するよう
に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は樹脂材料を加熱軟化
し、成形用型内に注入/射出して成形品形状を転写成形
する技術に係わり、特に、樹脂材料の酸化、成形品中へ
の気泡の巻き込みを防止する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】樹脂材料を加熱手段内で加熱軟化し、成
形用型内に注入/固化して成形品を成形する成形装置に
おいて、加熱手段に供給される樹脂材料は貯蔵手段(タ
ンク)から樹脂材料供給手段(ホッパ)に搬送される。
【0003】加熱手段(加熱筒)に供給された樹脂材料
は、加熱筒内で可塑化されるが、可塑化中に空気が混入
して、熱と加熱手段内の空気により酸化され、樹脂材料
の酸化による樹脂特性の劣化と、変色したり、成形品中
に気泡ができ不良品が発生する等の影響を受ける。
【0004】このような、樹脂材料の酸化/変色を避け
るために、この酸素による酸化防止手段として、ホッパ
室内の空気を真空ポンプで吸引して、ホッパ室内を真空
にする方法が特開平09−164527号公報に開示さ
れている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記の特開平09−1
64527号公報に記載の方法では、回転弁式樹脂材料
供給機において、回転弁体とハウジングの間の隙間に樹
脂が噛み込み、回転弁体の回転が停止することが懸念さ
れる。
【0006】加熱手段に樹脂材料を供給する供給手段内
の樹脂材料は、加熱手段への材料供給に従って樹脂材料
に含まれる空気による酸化の影響を受けたり、成形品中
に気泡ができ不良品が発生する等の影響を受ける。
【0007】特に、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、非晶質ポリオレフィン樹脂、非晶質ポリエステル樹
脂、環状ポリオレフィン樹脂、等の透明な樹脂材料を用
いて、成形品がレンズ、プリズム、回折格子、ミラー等
の光学部品の場合には、酸化、変色、気泡の存在は部品
の透光性等の光学性能、機能に大きな影響を及ぼす。
【0008】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、成形品の品質を成形条
件設定に応じた品質に保つようにすることである。
【0009】また、本発明の他の目的は、樹脂材料中に
含まれる空気等による酸化、変色、成形品中の気泡の発
生等を抑えることのできる樹脂材料の供給装置を提供す
ることである。
【0010】また、本発明の更に他の目的は、貯蔵工程
から加熱工程への材料供給工程で、空気による酸化を防
ぐこと、成形品中の気泡の発生を防ぐことによりそれ以
後の工程での酸化を防ぐこと、成形品中の気泡の発生を
防ぐことができる材料供給装置を提供することである。
【0011】また、本発明の更に他の目的は、樹脂材料
の酸化/変色、及び成形品中に気泡のない成形品を提供
することである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる樹脂材料の供給
装置は、樹脂材料を加熱溶融させるための加熱手段に樹
脂材料を供給するための樹脂材料の供給装置であって、
前記樹脂材料を貯蔵するための貯蔵部から体積V0の樹
脂材料が供給される容積V1の第1の材料収容室と、該
第1の材料収容室から前記体積V0の樹脂材料を受け入
れる容積V2の第2の材料収容室と、該第2の材料収容
室から前記体積V0の樹脂材料を受け入れるとともに、
受け入れた樹脂材料を前記加熱手段に供給する容積V3
の第3の材料収容室と、前記第1の材料収容室と前記第
2の材料収容室との間を開閉可能に仕切る第1のシャッ
タと、前記第2の材料収容室と前記第3の材料収容室と
の間を開閉可能に仕切る第2のシャッタとを具備し、前
記樹脂材料の体積V0と、前記第1の材料収容室の容積
V1と、前記第2の材料収容室の容積V2と、前記第3
の材料収容室の容積V3とが、V0≦V1≦V2≦V3
の関係を満足するように設定されていることを特徴とし
ている。
【0013】また、この発明に係わる樹脂材料の供給装
置において、前記第2の材料収容室と、前記第3の材料
収容室とを、同時に又は個々に真空排気するための排気
手段を更に具備することを特徴としている。
【0014】また、この発明に係わる樹脂材料の供給装
置において、前記排気手段は、30kPa以下に真空排
気することを特徴としている。
【0015】また、この発明に係わる樹脂材料の供給装
置において、前記第2の材料収容室に、空気ならびに不
活性ガスを供給するためのガス供給手段を更に具備する
ことを特徴としている。
【0016】また、この発明に係わる樹脂材料の供給装
置において、前記不活性ガスが窒素ガスであることを特
徴としている。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について説明する。
【0018】まず、一実施形態の概要について説明す
る。
【0019】本実施形態では、樹脂材料を加熱手段にて
加熱し、軟化した樹脂材料を成形用型手段に注入して成
形品を成形する成形装置の樹脂材料供給方法において、
前記加熱手段に樹脂材料を供給するホッパに複数の密閉
構造の開閉自在のシャッタを設け、それぞれを容積V1
の第1チャンバ、容積V2の第2チャンバ、容積V3の
第3チャンバに分離し、前記ホッパに供給する樹脂の容
積をV0としたときV0≦V1≦V2≦V3となるよう
する。
【0020】更に、前記第2チャンバ、第3チャンバ及
び加熱筒を同時に、若しくは、別個に真空排気する。
【0021】更に、前記第2チャンバに空気、ならびに
不活性ガスなどをリークできるようにリークバルブを設
け、不活性ガスを窒素ガスとする。
【0022】更に、第2チャンバおよび第3チャンバ、
および加熱筒を同時に、若しくは、別個に30kPa以
下に真空排気する。
【0023】また、本実施形態は、材料樹脂を加熱手段
にて加熱し、軟化した樹脂材料を成形用型手段に注入し
て成形した成形品であって、前記第2チャンバ、第3チ
ャンバ及び加熱筒を同時に、若しくは、別個に真空排気
して成形する。
【0024】上記実施形態により、樹脂材料としてアク
リル樹脂、ポリカーボネート樹脂、非晶質ポリオレフィ
ン樹脂、非晶質ポリエステル樹脂、環状ポリオレフィン
樹脂等を使用し、型のキャビティ形状を光学素子、例え
ば、レンズ、プリズム、回折格子等の光学素子部材を成
形する形状とする場合、透光性機能部材の成形加工での
酸化、変色、黄ばみ、気泡の存在を無くした光学素子を
提供することができる。
【0025】本実施形態に用いることのできる熱可塑性
樹脂としては、ナイロン6、ナイロン66等のポリアミ
ド樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフ
ィン樹脂、ポリメチルメタクリレートなどのアクリル樹
脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエ
ステル樹脂、特開平1−240517号公報、特公昭5
7−8815号公報などに示されているノルボルネン系
樹脂、特開昭63−234201号公報などに示されて
いるジシクロペンタジエンの開環重合によって得られる
樹脂、特開平02−310845号公報などに示されて
いる環状ポリオレフィン樹脂、特開平02−19160
2号公報などに示されている鎖状オレフィンと環状オレ
フィンの共重合樹脂、これらの混合物、これらの共重合
体、特に透明な光学樹脂として用いられるポリメチルメ
タクリレートなどのアクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリスチレン樹脂、ポリエステル樹脂、特開平1−
240517号公報、特公昭57−8815号公報など
に示されているノルボルネン系樹脂、特開昭63−23
4201号公報などに示されているジシクロペンタジエ
ンの開環重合によって得られる樹脂、特開平02−31
0845号公報などに示されている環状ポリオレフィン
樹脂、特開平02−191602号公報などに示されて
いる鎖状オレフィンと環状オレフィンの共重合樹脂など
の熱可塑性樹脂が挙げられる。
【0026】以下、図面を参照して一実施形態について
具体的に説明する。
【0027】図1は、本発明の一実施形態に係わる樹脂
材料の可塑化装置の構成を示す模式図である。
【0028】図1において、符号1はレンズ等の光学素
子形状のキャビティ1aを形成した型1bを備えた金型
である。
【0029】2は回転スクリュ2aを内蔵した加熱筒で
あり、その外周部に加熱用ヒータ2bが配置されてい
る。
【0030】2cは回転スクリュ2aの回転駆動用モー
タ、2dはスクリュ2aの前進/後退駆動用モータであ
る。
【0031】3は加熱筒2に樹脂材料を供給する材料供
給ホッパであり、材料供給ホッパ3の下端部は加熱筒2
の材料供給口に連結されており、更に、シャッター4a
とシャッター4bとにより、チャンバ3a、チャンバ3
b、チャンバ3cに分割されている。
【0032】5は樹脂材料を材料供給ホッパ3に供給す
る材料貯蔵部であり、シャッター4cを開くことによ
り、材料供給路5aを通じて、一定量の樹脂材料が送風
機6により、材料供給ホッパ3へ送られる。7は空気か
ら異物を除くフィルターである。
【0033】8はチャンバ3c内の樹脂の貯蔵量を検知
するレベルセンサである。
【0034】11a、11bは電磁式制御バルブであ
る。
【0035】13は、流通路12,12a,12bを通
じて、チャンバ3bとチャンバ3c内を排気する真空ポ
ンプである。
【0036】9は、シャッター4a,4b,4c、電磁
式制御バルブ11a,11b、レベルセンサ8、送風機
6を制御する材料供給制御部である。
【0037】なお、図2から図7は、材料供給の仕方、
真空脱気の仕方の手順を示す図である。
【0038】次に図1から図7を参照して、本装置の動
作について説明する。
【0039】初期状態として、真空ポンプ13により流
路12、12bを通じて、チャンバ3cと加熱筒2内は
真空脱気される(図2)。真空の程度としては、30k
Pa以下であることが望ましい。
【0040】加熱筒2内の温度が所定温度に達すると、
材料貯蔵部5から、チャンバ3aの容量(V1)と等し
いか、もしくは少ない、一定量(V0)の樹脂がチャン
バ3aへ送られる(図3)。
【0041】ついで、シャッタ4aが開きチャンバ3a
内の樹脂材料はすべて、チャンバ3aの容量(V1)と
等しいか、大きい容量(V2)のチャンバ3bへと送ら
れる(図4)。
【0042】シャッタ4aは閉じられ、電磁バルブ11
aが開き、チャンバ3b内は真空ポンプ13により、流
路12,12aを通じて真空脱気される(図5)。真空
の程度としては、30kPa以下であることが望まし
い。
【0043】ついで、シャッタ4bが開き、チャンバ3
b内の樹脂材料はすべて、チャンバ3bの容量(V2)
と等しいか、大きい容量(V3)のチャンバ3cへと送
られる(図6)。
【0044】つぎに、シャッタ4bは閉じられ、電磁バ
ルブ11bが開き、チャンバ3b内に、空気もしくは不
活性ガスが導入され、樹脂材料の供給の1サイクルは終
わる(図7)。
【0045】加熱筒2内の回転スクリュ2aは、回転駆
動用モータ2cにより回転して、加熱された樹脂材料を
溶融/混練操作する。
【0046】その後、加熱筒2内の溶融樹脂材料の計量
後に型1b内への射出/注入操作が実行され、保圧操
作、冷却操作後、成形品の取り出しが行われる。
【0047】チャンバ3c内の樹脂材料が加熱筒2内に
供給されると、チャンバ3c内の樹脂材料の保有量が減
少し、レベルセンサ8による検知動作が行われ、これに
より、材料供給部5からの樹脂材料の補給操作が実行さ
れる。
【0048】上記のように、チャンバ3a、チャンバ3
b、チャンバ3cの順に次第にチャンバの容積が大きく
なるようにすることにより、1つのチャンバから次のチ
ャンバに持ち込まれる酸素の量が次のチャンバの容積に
比べて少なくなり、且つ後のチャンバほど真空にしたと
きの酸素の拡散容積が大きくなるので、樹脂材料の真空
脱気の効果が大きくなる。従って、樹脂材料の酸化、変
色等、また成形品中の気泡の発生を防ぐことができる。
【0049】以上のように本実施形態は、掛脂材料を加
熱筒にて加熱し、軟化した樹脂材料を成形用型に注入し
て成形品を成形する成形装置の樹脂材料供給方法におい
て、前記加熱筒に樹脂材料を供給するホッパに複数の密
閉構造の開閉自在のシャッタを設け、それぞれを容積V
1の第1チャンバ、容積V2の第2チャンバ、容積V3
の第3チャンバに分離し、前記ホッパに供給する樹脂の
容積をV0としたとき、 V0≦V1≦V2≦V3 となるように成したことにより、樹脂材料の酸化、変色
等、また成形品中の気泡の発生を防ぐことができる。更
に、シャッタに樹脂材料が挟みこまれて作動不良になら
ない。
【0050】更に、前記第2チャンバ、第3チャンバ及
び加熱筒を同時に、若しくは、別個に真空排気するよう
に構成したことにより、樹脂材料の酸化、変色等、また
成形品中の気泡の発生を防ぐことができる。
【0051】第2チャンバに空気、ならびに不活性ガス
などをリークできるように構成したことにより、樹脂材
料の酸化、変色等、また成形品中の気泡の発生を防ぐこ
とができる。
【0052】さらに、不活性ガスを容易に入手できる窒
素ガスとすることにより、安価に樹脂材料の酸化、変色
等を防ぐことができる。
【0053】第2チャンバおよび第3チャンバ、および
加熱筒を同時に、若しくは、別個に30kPa以下に真
空排気するように構成したことにより、更に、樹脂材料
の酸化、変色等、また成形品中の気泡の発生を防ぐこと
ができる。
【0054】また、材料樹脂を加熱筒にて加熱し、軟化
した樹脂材料を成形用型に注入して成形した成形品であ
って、前記第2チャンバ、第3チャンバ及び加熱筒を同
時に、若しくは、別個に真空排気して成形することによ
り、樹脂材料の酸化、変色等、また成形品中の気泡の無
い成形品、特に光学素子部品の光学性能/品質の向上を
図ることができる。
【0055】材料樹脂を加熱筒にて加熱し、軟化した樹
脂材料を成形用型に注入して成形する成形装置であっ
て、前記第2チャンバ、第3チャンバおよび加熱筒を同
時に、若しくは、別個に真空排気する手段を備えること
により、樹脂材料の酸化、変色等、また成形品中の気泡
の発生を防ぐことができる。
【0056】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、樹
脂材料中に含まれる空気等による酸化、変色、成形品中
の気泡の発生等を抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係わる樹脂材料の可塑化
装置の構成を示す模式図である。
【図2】材料供給の仕方、真空脱気の仕方の手順を示す
図である。
【図3】材料供給の仕方、真空脱気の仕方の手順を示す
図である。
【図4】材料供給の仕方、真空脱気の仕方の手順を示す
図である。
【図5】材料供給の仕方、真空脱気の仕方の手順を示す
図である。
【図6】材料供給の仕方、真空脱気の仕方の手順を示す
図である。
【図7】材料供給の仕方、真空脱気の仕方の手順を示す
図である。
【符号の説明】
1 金型 2 加熱筒 3 ホッパ 4a,4b シャッタ 5 樹脂材料貯蔵部 6 送風機 7 フィルタ 8 レベルセンサー 9 制御部 11a,11b 電磁式制御バルブ 12 真空排気流路 13 真空ポンプ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂材料を加熱溶融させるための加熱手
    段に樹脂材料を供給するための樹脂材料の供給装置であ
    って、 前記樹脂材料を貯蔵するための貯蔵部から体積V0の樹
    脂材料が供給される容積V1の第1の材料収容室と、 該第1の材料収容室から前記体積V0の樹脂材料を受け
    入れる容積V2の第2の材料収容室と、 該第2の材料収容室から前記体積V0の樹脂材料を受け
    入れるとともに、受け入れた樹脂材料を前記加熱手段に
    供給する容積V3の第3の材料収容室と、 前記第1の材料収容室と前記第2の材料収容室との間を
    開閉可能に仕切る第1のシャッタと、 前記第2の材料収容室と前記第3の材料収容室との間を
    開閉可能に仕切る第2のシャッタとを具備し、 前記樹脂材料の体積V0と、前記第1の材料収容室の容
    積V1と、前記第2の材料収容室の容積V2と、前記第
    3の材料収容室の容積V3とが、V0≦V1≦V2≦V
    3の関係を満足するように設定されていることを特徴と
    する樹脂材料の供給装置。
  2. 【請求項2】 前記第2の材料収容室と、前記第3の材
    料収容室とを、同時に又は個々に真空排気するための排
    気手段を更に具備することを特徴とする請求項1に記載
    の樹脂材料の供給装置。
  3. 【請求項3】 前記排気手段は、30kPa以下に真空
    排気することを特徴とする請求項2に記載の樹脂材料の
    供給装置。
  4. 【請求項4】 前記第2の材料収容室に、空気ならびに
    不活性ガスを供給するためのガス供給手段を更に具備す
    ることを特徴とする請求項1に記載の樹脂材料の供給装
    置。
  5. 【請求項5】 前記不活性ガスが窒素ガスであることを
    特徴とする請求項4に記載の樹脂材料の供給装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006035846A (ja) * 2004-06-21 2006-02-09 Mamada Sangyo:Kk 射出成形装置および該射出成形装置を用いた樹脂材料の供給方法
JP2013230639A (ja) * 2012-05-01 2013-11-14 Japan Steel Works Ltd:The 射出成形機および成形材料の供給方法

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