JP2553334B2

JP2553334B2 - 樹脂成形装置

Info

Publication number: JP2553334B2
Application number: JP61185617A
Authority: JP
Inventors: 謙治土場
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-08-06
Filing date: 1986-08-06
Publication date: 1996-11-13
Anticipated expiration: 2011-11-13
Also published as: JPS6341108A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は樹脂成形装置における受熱面の有利な加熱
構造に関する。

［発明の背景］射出成形、押し出し成形及びブロー成形などによる熱
可塑性樹脂の成形においては、まず樹脂成形装置内にお
いて、熱可塑性樹脂を溶融するための加熱部が設けられ
る。またロール成形や真空成形などにおいては、ロール
面や型面を加熱して行う。ところでこのような各部の加
熱に際して、内蔵等されるヒータの輻射熱によって昇温
する必要がある。この昇温性能は成形サイクルに大きな
影響を及ぼす。ところが実際は受熱面における満足な昇
温性能が得られにくい。受熱面を成形する材料がまだ不
十分なためである。このため大電力で加熱する必要があ
り、電力コストが増大した。

特に、真空成形型の場合は、成形部の成形パターンが
凹凸になっており、この成形パターンの頂部と底部とで
は、被成形樹脂へ接触する時間に差が生じ、被成形樹脂
のうち最初に頂部と接触した部分の冷却が他の部分より
も早くなるので深絞りが困難になる。

また、中空型の場合、外形は製造上の都合で直方体な
どの単純な立体形状にすることが普通であるため、受熱
部である中空部周囲部分の外表面から成形部である中空
部内表面までの肉厚が不均一となる。特にコーナー部は
最も肉厚が大きくなるので昇温しにくくなり、成形部の
温度が不均一になるため、均一な成形を困難にする。

［発明の目的］本願は、樹脂を均一に加熱成形できる樹脂成形装置の
提供を目的とする。

［発明の概要］本発明の樹脂成形装置は、その受熱面の少なくとも一
部に赤外線吸収材層を成形してある。第１図は本発明に
かかる樹脂成形装置の受熱部１部分を原理的に示す模式
図である。

この受熱部１の熱源側表面は受熱面２をなす。さらに
受熱面２に対して赤外線吸収材層３が積層形成される。
赤外線吸収材層３はポリエステルフィルムなどのフィル
ムや受熱面２上に直接形成された表面処理層等からな
る。

表面処理としては塗装や各種材料のコーティングがあ
る。またコーティング層の形成には金属層の容射による
ものも含まれる。コーティング材料はメラニン樹脂など
各種の樹脂又は金属材料が受熱面２の構成材料との関係
で便宜選択される。但し赤外線吸収材層３の構成材料
は、受熱面２の構成材料と比較して相対的に赤外線の吸
収能が高いものであればよく、特定の材料に限定される
ものではない。このようにして構成した樹脂成形装置の
受熱部１に対して内部または外部のヒータ４から受熱面
２及び赤外線吸収材層３を加熱すると、ヒータ４の輻射
熱を赤外線吸収材層３が吸収し、受熱面２を加熱する。
したがって赤外線吸収材層３によりヒータ４単独の加熱
よりも著しく加熱効率がよくなり、昇温性能が向上す
る。

本願の第１発明は、この赤外線吸収材層３を真空成形
型に適用したものであり、真空成形型の受熱部表面に成
形パターンを形成して成形部とし、かつこの成形パター
ンの頂部表面に赤外線吸収材層３を設けてある。

このようにすると、成形パターンの頂部を先に昇温さ
せるので、真空成形時に頂部が他の部分よりも早く被成
形樹脂と接触して冷却されても、被成形樹脂全面が成形
パターンと接触する段階における頂部の温度は、他の部
分の温度とほぼ同程度になる。したがって、成形時にお
ける成形部の表面温度が均一化するので深絞りが可能に
なる。

本願の第２発明は赤外線吸収材層３を受熱部外表面の
コーナー部に適用したものである。本来、中空型は成形
面である中空部内表面と受熱部外表面間における肉厚が
不均一になり、特に、コーナー部における肉厚が大とな
るため、成形部全体の表面温度を均一化しにくい。しか
し、本願発明のように赤外線吸収材層３を受熱部外表面
のコーナー部に設ければ、コーナー部を優先的に昇温さ
せることができるので、成形部全体の温度が均一化して
均一な中空成形が可能になる。

第２図は受熱面をアルミニウム、鉄及びSUS合金の３
種の金属に変えた場合における、赤外線吸収材層の影響
を示すものである。これらはいずれも同一の条件で加熱
したものである。なお太い実線は赤外線吸収材層を併用
したものを、また細い実線は赤外線吸収材層を使用しな
い比較例を示す。これから明らかなように、いずれの金
属においても赤外線吸収材層を用いた方が、用いないも
のの約倍の昇温性能を示す。

第３図は受熱面として一定の厚さを有するアルミニウ
ム板を赤外線吸収材層を使用しないで加熱した場合（点
線示の曲線）と、２倍の板厚を有するアルミニウム板に
赤外線吸収材層を積層したものを加熱した場合（実線示
の曲線）とにおける昇温特性を相互に比較したグラフで
ある。これからも明らかなように後者の方が遥かに昇温
性能が優れている。これは赤外線吸収材層の貢献による
ことが明らかである。

第４図は金属板等からなる同一の受熱面に対して、赤
外線吸収材層を積層せず単独で使用した場合（点線示の
曲線）と、赤外線吸収材層を積層した場合（実線示の曲
線）とを形成し、これらを同一加熱条件（150Vキセノン
ランプ）でそれぞれ加熱し、相互に比較したグラフであ
る。これから明らかなように、赤外線吸収材層を使用し
たものの方が昇温速度が速い。なおこのグラフにおける
加熱条件はキセノンランプを使用したものであるが、他
の加熱方法を用いてもグラフの傾向は同様のものとな
る。

［発明の効果］本願各発明の樹脂成形装置は、いずれもその受熱部表
面の少なくとも一部に赤外線吸収材層を形成してある。
したがって、受熱部を適宜熱源により加熱したとき、受
熱部が吸収し切れない熱量までも赤外線吸収材層が吸収
する。

このため、熱源による直接加熱に加えて加熱昇温され
た赤外線吸収材層も受熱部を加熱する。したがって受熱
部の昇温性能が向上し、かつ加熱効率がよくなる。その
結果消費電力を節約することも可能となる。

このようにすると、成形パターンの頂部を先に昇温さ
せるので、真空成形時に頂部が他の部分よりも早く被成
形樹脂と接触して冷却されても、被成形樹脂の全面が成
形パターン全体へ接触する段階では、頂部の温度が他の
部分の温度とほぼ同程度になる。したがって、成形時に
おける成形部の表面温度が均一化するので深絞りが可能
になる。

本願の第２発明は赤外線吸収材層３を中空型外表面コ
ーナー部に適用したものである。本来、中空型は成形面
である中空部内表面と受熱部外表面間の肉厚が不均一に
なり、特に、コーナー部における肉厚が大となるので成
形部全体の表面温度を均一化しにくいところ、コーナー
部を優先的に昇温させることができるので、成形部全体
の温度を均一化して均一な中空成形が可能になる。

［参考例］第５図及び第６図に基づいて本願発明の赤外線吸収材
層を利用した各種成形装置の参考例を説明する。

（第１参考例）第５図はポリ塩化ビニールなどの混練りに使用される
ミキシングロールの輪切断面を示す。このミキシングロ
ール10は中心部にヒータ11が設けられ、その周囲を囲む
中空ドラム12の内側面に赤外線吸収材層13が形成されて
いる。中空ドラム12はアルミニウムからなり受熱部をな
す。

また赤外線吸収材層13は中空ドラム12の内側面に直接
形成されたメラニン塗装からなる。但し赤外線吸収材層
13の構成材料は、受熱面の構成材料に対して相対的に赤
外線の吸収能が高いものであればよく、特定の材料に限
定されるものではないことは前記のとおりであるから、
各種樹脂材料及びその他金属材料等適宜選択使用される
（以下の説明においても同様である）。

そこでヒータ11によって中空ドラム12を加熱すると、
赤外線吸収材層13の介在により急速かつ高温まで昇温
し、ポリ塩化ビニールなどの混練りを迅速かつ均一に行
うことができ、成形効率を向上できる。なおこのような
ロールの用途として他に加熱用ドラムや熱転写用ドラム
など多くのものがある。

（第２参考例）第６図は射出成形機におけるノズル20の輪切切断面で
ある。すなわちノズル本体21の周囲には赤外線吸収材層
22が形成され、さらにその周囲をバンドヒータ23が包囲
している。

そこで、バンドヒータ23により受熱部をなすノズル本
体21を加熱するとき、赤外線吸収材層22によって急速か
つ高温まで昇温するので、ノズル本体21中心部に形成さ
れている樹脂溶融部24内の樹脂を熱効率よく加熱でき
る。

したがって熱可塑性樹脂は勿論のこと、加熱と冷却を
反復する必要がある熱硬化性樹脂を射出成形する場合に
も好適である。なお類似の成形装置としてブロー成形機
や押し出し成形機におけるノズル部分がある。

［実施例］以下、第７図及び第８図に基づいて本願に係る実施例
を説明する。

（第１実施例）第７図は真空成形機における真空成形型30を示す。真
空成形型30は本願発明における受熱部をなし、FRPなど
の樹脂や木さらにはアルミニウムなどからなる。受熱面
である真空成形型30の表面には成形パターン31が形成さ
れ、その頂部には赤外線吸収材層32が形成される。

そこで真空成形型30上にポリ塩化ビニールなどの被成
形シート33を置き、その上からヒータ34によって、被成
形シート33を加熱する。その後真空成形型30を被成形シ
ート33の下面に突上げ、真空吸引して公知の真空成形を
行う。このとき成形パターン31はヒータ34の輻射熱で加
熱され高温となっているが、成形パターン31の頂部は赤
外線吸収材層32によってさらに高温となっている。そこ
で赤外線吸収材層32が最初に被成形シート33の下面に接
触しても、被成形シート33は冷却されにくく、被成形シ
ート33全面が成形パターン31と接触する段階では表面温
度が均一化するので、それだけ被成形シート33の延びを
大きくでき、深絞り成形が可能となる。

なお本願発明は本実施例におけるように必要部分に対
してのみ部分的に赤外線吸収材層を施すことができ、加
熱条件を部分的に変更可能である。

（第２実施例）第８図はポリ塩化ビニールなどの中空成形の際使用さ
れる中空成形型や、このようにして成形された中空品内
にポリウレタン樹脂を注入して発泡成形する場合におけ
る発泡型などの成形型に適用したものである。

すなわちアルミニウム等からなる成形型40は中空の成
形空間を囲む周囲の部分が受熱部をなす分割型として構
成される。したがって、成形部の肉厚、すなわち成形型
40の外表面から成形部の表面である中空部内面までの厚
さが不均一であるから成形部の温度も不均一になりがち
である。なかでも、コーナー部41がの肉厚が最も大きく
なりがちであり、この部分の温度が不均一になりやす
い。

ところが、本実施例では、最も加熱しにくい部分であ
るコーナー部41の周囲には部分的に赤外線吸収材層42が
積層されている。そこで成形型40を外部から加熱する
と、コーナー41部が赤外線吸収材層42によって他部より
も熱効率よく加熱される。その結果、内側の成形部全体
の温度が均一化するので、均一な中空成形が可能にな
り、中空成形品の品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理を示す展開図、第２図乃至第４図
は本発明における昇温特性を示すグラフである。第５図
は第１参考例における要部の断面図、第６図は第２参考
例における要部の断面図、第７図は第１実施例における
要部の断面図、第８図は第２の実施例における要部の断
面図である。（符合の説明）１・12・21・31・40……受熱部、２……受熱面、３・13
・22・32・42……赤外線吸収材層、４……ヒータ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】赤外線を輻射する熱源に対面する受熱部外
表面に成形部を設け、この成形部を含む受熱部を加熱す
るようにした樹脂成形装置において、成形部は受熱部外
表面に成形パターンを成形した真空成形用であり、かつ
この受熱部よりも赤外線吸収能が高い赤外線吸収材層を
成形パターンの頂部表面に成形したことを特徴とする樹
脂成形装置。
【請求項２】赤外線を輻射する熱源に対面する受熱部内
側に中空の成形部を設け、受熱部を加熱することにより
成形部を加熱するようにした樹脂成形装置において、中
空の成形空間を囲む受熱部の外表面コーナー部へ、受熱
部よりも赤外線吸収能が高い赤外線吸収材層を設けたこ
とを特徴とする樹脂成形装置。