JP3392638B2 - 射出成形方法 - Google Patents
射出成形方法Info
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- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/56—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using mould parts movable during or after injection, e.g. injection-compression moulding
- B29C45/568—Applying vibrations to the mould parts
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- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は射出成形方法に関
し、さらに詳しくは、成形品が大型の形状を有するもの
である場合に、収縮変形や複屈折が低減された成形品を
得ることのできる射出成形方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】射出成形方法は、様々な形状の成形品を
大量に正確に生産するのに適した成形方法であることか
ら、広く用いられているが、今日では、得られる樹脂成
形品の範囲も簡単な成形品にとどまらず、光学部品や精
密部品にまで拡がり、大きさもかなり大型のものまで要
求されるようになってきている。 【０００３】このような状況において、得ようとする成
形品が大型である場合、金型及びキャビティ部も大型の
ものを用いることになるが、その場合、キャビティ内に
溶融樹脂を充填する際、樹脂の流動がスムーズに行われ
ないために、樹脂温度の不均一が生じ、その結果、充填
された成形材料に充填ムラが生じ、均一な成形品を得る
ことが困難となるという問題があった。 【０００４】このような成形品における充填ムラを解消
する方法として、成形材料の流動性を向上させることを
目的とした種々の方法、とりわけ成形時に超音波振動を
利用する方法が提案されている。即ち、溶融樹脂を充填
する際に、金型に超音波振動を付与することにより、上
記問題を解消せんとするものである。例えば、金型にお
けるキャビティとランナとを連通するゲート部に円錐形
状のホーンを当接するように装着した方法（特公昭５７
−２０８８号公報）、キャビティを超音波振動用のホー
ンで構成したものを用いる方法（特開昭５８−１３４７
２２号公報）、キャビティ内に超音波振動装置を組み込
んだものを用いる方法（特開昭６１−２７０１３１号公
報）等が開示されている。 【０００５】しかしながら、これらの技術においては、
いずれも効率よく超音波振動を付与する手段として、金
型のある部分に集中して超音波振動を付与することを特
徴としており、そのため金型が複雑な構造をとらざるを
得ないという欠点がある。さらに偏ることなく流動性を
向上できるとも限らず、未だ十分な成果が得られていな
い。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
に鑑みなされたものであり、大型の射出成形品を得る場
合においても、複雑な構造の金型も必要とせず、しかも
効率的に流動性を向上でき、充填ムラの発生を防止し、
その結果、収縮変形や複屈折が低減された成形品を得る
ことのできる射出成形方法を提供することを目的とす
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するために、鋭意研究した結果、超音波振動を付
与しつつ行う射出成形法において、金型における大きさ
と付与する超音波振動の振動数（１波長）との関係を見
いだし、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、
成形材料を射出成形する方法において、キャビティの一
部が存在する円形の型開き面の相当直径（Ｄ）と、１波
長共振時の波長（λ）とが、 Ｄ＜０．６λ となるように、金型部及び必要に応じて金型部に配設さ
れるＬ−Ｌ変換体に超音波振動を付与しつつ成形するこ
とを特徴とする射出成形方法を提供するものである。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の射出成形方法を具
体的に説明する。 １．射出成形の範囲 本発明における射出成形方法は、多色成形方法、射出圧
縮成形方法等を含み、さらに、成形機からの流動状態ま
たはゴム様状態の成形材料を金型内に圧入し、所定の形
状に賦形した後、成形品を取り出す方法を採用する全て
の成形方法を含むものである。 ２．射出成形機 本発明においては、射出成形機としては特に制限はな
く、通常用いられるものが用いられる。 （１）金型の構成 金型の構成については特に制限はないが、固定金型と可
動金型とからなるものが一般に用いられる。固定金型と
しては、特に制限はなく、たとえばその形態として、中
心軸にスプルーを有する汎用のものを挙げることができ
る。また、可動金型としても、特に制限はなく、たとえ
ば、その形態として、前記固定金型とほぼ同心に当接し
て配設される汎用のものを挙げることができる。必要に
応じて、可動金型は後述するＬ−Ｌ変換体に配設され
る。金型の材質としては、金属、セラミックス、グラフ
ァイト等を挙げることができるが、超音波の伝達損失が
少ない材質、例えばチタン合金、ジュラルミン等を用い
ることが好ましい。 （２）成形後、成形品を取り出す際に開かれる、いわゆ
る型開き面のうち、キャビティの一部が存在する型開き
面の相当直径と、付与する超音波振動の１波長共振時の
波長との関係を見い出したことに本願の特徴がある。そ
れにより、キャビティ部を大きくとることを目的として
金型を大型化した場合においても、適切な周波数の超音
波振動を付与することにより、樹脂の流動性を向上で
き、充填ムラを解消することが可能となったものであ
る。 【０００９】即ち、キャビティの一部が存在する型開き
面の相当直径（Ｄ）と、１波長共振時の波長（λ）が、 Ｄ＜０.6λ となるように、金型部及び必要に応じて金型部に配設さ
れるＬ−Ｌ変換体に超音波振動を付与しつつ成形するこ
とを必要とする。 【００１０】ここで、相当直径（Ｄ）とは、 相当直径＝４×断面積／断面外周長 で表され、例えば、金型の型開き面が円形の場合は、直
径ということになる。 ３．超音波発振装置 （１）超音波発振器 超音波発振器は、共振体の共振周波数を予め超音波振動
子の追尾可能な周波数となるように設計、製作しておく
ことにより、成形機のノズルをスプルーに圧接させ、成
形材料をスプルーを介してキャビティに供給する場合の
刻々の負荷変動に対する共振周波数の変化に対し常に追
尾を行なうことが可能になり、また必要電力の供給も刻
々の変化に応じて必要量（最大出力以下）を供給するよ
うに設定することが可能になる。 【００１１】振動周波数 本発明において用いられる超音波振動の振動周波数は、
１［ＫＨｚ］〜１０［ＭＨｚ］が好ましく、成形時の材
料に超音波をきわめて有効に作用させるためには１０
［ＫＨｚ］〜１００［ＫＨｚ］がさらに好ましい。 振幅 本発明において用いられる超音波振動の振幅は、大きい
方がその効果を十分発揮できるため、金型の材質の疲労
度に合わせて設定するのが望ましい。 （２）Ｌ−Ｌ変換体 Ｌ−Ｌ変換体とは、超音波発振器からの振動の伝播方向
を９０度変換するものである。これにより、必ずしも、
超音波発振器を金型部とほぼ同心に当接して配設する必
要はなく、心方向に９０度曲がった位置に取付けること
が可能となることから、好ましく用いられる。 ４．超音波付与方法 （１）超音波付与により共振する部分 固定金型と可動金型とからなる金型部及び必要に応じて
可動金型に配設されるＬ−Ｌ変換体からなる共振体に、
前記超音波発振器から発振する所定の振動数の超音波を
付与する。これにより、該共振体はｎ波長（ｎ＝１／２
ｍ，ｍは正の整数）で共振する。 （２）共振のさせ方 超音波振動を最も効率よく金型部に伝播させるために
は、金型部とＬ−Ｌ変換体の接続部が共振の腹部と一致
することが望ましい。さらに、共振の腹部をキャビティ
の形成位置と一致させるのが望ましい。これにより、キ
ャビティ部の振動は大きくなり、注入される樹脂等の成
形材料と金型壁面との接触抵抗を最も効率よく低減させ
ることが可能となる。また、共振の節部を固定金型保持
部、可動金型保持部及び射出ユニットのノズル接触部と
一致させるように振動を与えることが好ましい。これに
より、固定金型保持部、可動金型保持部及び射出ユニッ
トのノズル接触部では振動を小さくすることができ、振
動伝播によるエネルギー損失を最小限に止めることがで
きる。そのためには、なるべく節数の少ないｎ＜３とす
ることが好ましい。 （３）超音波振動の付与 超音波振動を付与する時期及び時間については、特には
問わない。例えば、溶融した成形材料の金型への充填時
に付与する場合は、成形材料の流動性が向上することか
ら、成形品の金型接触面での転写性が良好となり、例え
ば、光磁気ディスクのような転写性が要求される成形品
を製造する場合に有利となる。また、充填後、保圧時の
みに超音波振動を付与する場合は、溶融した成形材料が
固化する際の配向が攪乱される結果、複屈折が低減でき
るという効果がある。さらに、充填及び保圧時共に超音
波振動を付与する場合は、成形品における残留歪みが低
減できる。 【００１２】一般に溶融した成形材料の金型への充填開
始後、成形材料が固化し終わるまでにおける任意の時
間、適宜選択し付与すればよい。かかる間に付与するこ
とにより、溶融した成形材料の流動性が向上し、充填ム
ラの発生を効率的に防ぐことができる。 （４）付与する超音波 付与する超音波については、前記した、キャビティの一
部が存在する型開き面の相当直径（Ｄ）と、１波長共振
時の波長（λ）が、 Ｄ＜０.6λ となるように、超音波振動を付与することが必要であ
る。ここで、１波長共振時の波長（λ）とは、超音波振
動を付与したとき、共振体全体が１つの波により振動し
ている状態における、その波の波長をいい、金型に用い
ている金属中での超音波の速度（m/sec)を、用いた超音
波の周波数 (sec-1) で除した値（m)で表される。よっ
て、ある金属製の金型を用いる場合、付与する超音波の
周波数によって、１波長共振時の波長（λ）が定まるこ
とになる。 【００１３】相当直径（Ｄ）が、０.6λで与えられる値
以上である場合、キャビティ面での振動にムラを生じ、
溶融樹脂にスムーズな流動性を与えることが困難にな
る。 ５．成形材料 本発明に用いられる成形材料としては、プラスチック等
の有機材料、無機高分子，セラミックス，金属，ガラス
等の無機材料、その他食料品およびそれらの混合材料等
の、成形時に若干の流動性を有する材料を挙げることが
できる。ここで、プラスチックとしては、たとえば、α
−オレフィン系樹脂（ポリエチレン，ポリプロピレン，
ポリスチレン，シンジオタクティクポリスチレン，塩化
ビニル樹脂，ポリブテン，超高分子量ポリエチレン，ポ
リメチルペンテン，アイオノマー，ポリブチレン等）、
ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボ
ネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、メタクリル系樹脂、
フッソ系樹脂、メタクリレート−ブタジエン−スチレン
系樹脂、アクリレート−アクリロニトリル−スチレン系
樹脂、アクリロニトリル−スチレン系樹脂、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン系樹脂、ポリアセタール
系樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニリデン、塩素
化ポリエチレン、エチレン−ビニルアセテート系樹脂、
ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アリル樹脂、フラ
ン樹脂、液晶性ポリマー、エポキシ樹脂、ポリブタジエ
ン樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ア
ミノ樹脂、スチレン−ブタジエン系エラストマー、ポリ
エステル系エラストマー、ポリエチレン系エラストマ
ー、ウレタン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマ
ー等を挙げることができる。 【００１４】 【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明する。 ［実施例１］図１に示すように、その中心軸部分にスプ
ルー５を有する、ジュラルミン７０７５からなる固定金
型３に、ジュラルミン７０７５からなる可動金型４をほ
ぼ同心に当接して配設した。この場合、固定金型３は、
固定金型固定板２によって、また、可動金型４は可動金
型保持部材１１によってそれぞれ固定されている。 【００１５】また、固定金型３の一端部と可動金型４の
一端部とによって、その形状が円形で、厚さが０.6 ｍ
ｍのキャビティ６を形成しており、該固定金型３の一端
部と可動金型４が接する面が可動金型４における型開き
面である。また、可動金型４の別の一端部にはＬ−Ｌ変
換体８が接続され、当Ｌ−Ｌ変換体８には超音波振動子
７（精電舎電子工業社製 ＳＯＮＯＰＥＴ１２００Ｂ；
基本周波数１９．１５ＫＨｚ）を接合した。 【００１６】また、可動金型固定板９に固定した突出し
ピン１２は、キャビティ６内で成形された成形品を突き
出して取り出すため、油圧シリンダー１１によって可動
に配設されている。また、成形機のノズル１が、固定金
型３のスプルー５の入口に当接して配設されている。こ
のような、射出成形装置に、成形材料としてポリカーボ
ネート（出光石油化学株式会社製 ＭＤ−１５００）を
用いて、以下の条件で射出成形を行い、成形品の外観及
び複屈折を測定した。 【００１７】 型締力 ５０［ｔｏｎ］ 射出圧力 １５００［Ｋｇｆ／ｃｍ2 ］ 樹脂温度 ３４０［℃］ 金型温度 １２０［℃］ 振幅 １０［μｍ］ 共振 図３に示す１.5波長共振 超音波振動の付与 溶融樹脂の充填開始直後から３０秒間 型開き面の相当直径（Ｄ） １３０［ｍｍ］ 金型に用いているジュラルミン７０７５での超音波の速度 ５２００［ｍ／ｓｅｃ］ 用いた超音波の周波数 １9.１5 ×１０3 ［Ｈｚ／ｓｅｃ］ この時、１波長共振時の波長（λ) は「λ＝金型に用い
ている金属中での超音波の速度（m/sec)／用いた超音波
の周波数 (sec-1) 」 より、λ≒２７０［ｍｍ］とな
り、型開き面の相当直径（Ｄ）＜０.6λ で表される関
係を満たしている。 【００１８】結果は、外観上、不良現象は認められなか
った。また、円板状の成形品において、円板の中心から
の距離が異なる７点の位置での複屈折を測定した。測定
結果を図４で示すが、いずれの位置でも複屈折は極めて
小さく、均一であり、充填ムラが殆んどなく良好な充填
が行われたことがわかる。 ［比較例１］実施例１において、型開き面の相当直径
（Ｄ）が１８０［ｍｍ］のものを用いた以外は、実施例
１と同様に成形を行った。この時、１波長共振時の波長
は、実施例１と同じく約２７０［ｍｍ］であるが、この
場合、型開き面の相当直径（Ｄ）＜０.6λ で表される
関係を満たしていない。 【００１９】結果は、外観上、不良現象は認められなか
ったが、円板状の成形品において、円板の中心からの距
離が異なる７点の位置での複屈折を測定したところ、図
４で示すように、いずれの位置でも複屈折は大きく、さ
らに、その値は各位置によって大きく差が生じており、
充填ムラによって均一な成形品が得られなかったことを
示している。 ［実施例２］キャビティ６に７０μm の凹部を有するマ
イクロプリズムスタンパーを取り付け、実施例１と同様
の条件で射出成形した。転写性について、その測定結果
を表１に示す。ここで、転写性は、「転写性＝成形品に
おける凸部の高さ（μm ）／キャビティ面における凹部
の高さ（７０μm ）×１００［％］」 で表され、キャ
ビティ面の２０箇所の平均値を用いたものである。 ［比較例２］実施例２において、型開き面の相当直径
（Ｄ）が１８０［ｍｍ］のものを用いた以外は、実施例
２と同様に成形を行い、同様に転写性について測定し
た。結果を表１に示す。 ［比較例３］実施例２において、型開き面の相当直径
（Ｄ）については、実施例２と同じく１３０［ｍｍ］の
ものを用いたが、充填時に超音波振動を一切付与しなか
った。実施例２と同様に成形を行い、同様に転写性につ
いて測定した。結果を第１表に示す。 【００２０】 【表１】 【００２１】 【発明の効果】本発明によって、大型の射出成形品を得
る場合においても、複雑な構造の金型も必要とせず、し
かも効率的に流動性を向上でき、充填ムラの発生を防止
し、その結果、収縮変形や複屈折が低減された成形品を
得ることのできる射出成形方法を提供される。
し、さらに詳しくは、成形品が大型の形状を有するもの
である場合に、収縮変形や複屈折が低減された成形品を
得ることのできる射出成形方法に関する。 【０００２】 【従来の技術】射出成形方法は、様々な形状の成形品を
大量に正確に生産するのに適した成形方法であることか
ら、広く用いられているが、今日では、得られる樹脂成
形品の範囲も簡単な成形品にとどまらず、光学部品や精
密部品にまで拡がり、大きさもかなり大型のものまで要
求されるようになってきている。 【０００３】このような状況において、得ようとする成
形品が大型である場合、金型及びキャビティ部も大型の
ものを用いることになるが、その場合、キャビティ内に
溶融樹脂を充填する際、樹脂の流動がスムーズに行われ
ないために、樹脂温度の不均一が生じ、その結果、充填
された成形材料に充填ムラが生じ、均一な成形品を得る
ことが困難となるという問題があった。 【０００４】このような成形品における充填ムラを解消
する方法として、成形材料の流動性を向上させることを
目的とした種々の方法、とりわけ成形時に超音波振動を
利用する方法が提案されている。即ち、溶融樹脂を充填
する際に、金型に超音波振動を付与することにより、上
記問題を解消せんとするものである。例えば、金型にお
けるキャビティとランナとを連通するゲート部に円錐形
状のホーンを当接するように装着した方法（特公昭５７
−２０８８号公報）、キャビティを超音波振動用のホー
ンで構成したものを用いる方法（特開昭５８−１３４７
２２号公報）、キャビティ内に超音波振動装置を組み込
んだものを用いる方法（特開昭６１−２７０１３１号公
報）等が開示されている。 【０００５】しかしながら、これらの技術においては、
いずれも効率よく超音波振動を付与する手段として、金
型のある部分に集中して超音波振動を付与することを特
徴としており、そのため金型が複雑な構造をとらざるを
得ないという欠点がある。さらに偏ることなく流動性を
向上できるとも限らず、未だ十分な成果が得られていな
い。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の問題
に鑑みなされたものであり、大型の射出成形品を得る場
合においても、複雑な構造の金型も必要とせず、しかも
効率的に流動性を向上でき、充填ムラの発生を防止し、
その結果、収縮変形や複屈折が低減された成形品を得る
ことのできる射出成形方法を提供することを目的とす
る。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記目的
を達成するために、鋭意研究した結果、超音波振動を付
与しつつ行う射出成形法において、金型における大きさ
と付与する超音波振動の振動数（１波長）との関係を見
いだし、本発明を完成するに至った。即ち、本発明は、
成形材料を射出成形する方法において、キャビティの一
部が存在する円形の型開き面の相当直径（Ｄ）と、１波
長共振時の波長（λ）とが、 Ｄ＜０．６λ となるように、金型部及び必要に応じて金型部に配設さ
れるＬ−Ｌ変換体に超音波振動を付与しつつ成形するこ
とを特徴とする射出成形方法を提供するものである。 【０００８】 【発明の実施の形態】以下、本発明の射出成形方法を具
体的に説明する。 １．射出成形の範囲 本発明における射出成形方法は、多色成形方法、射出圧
縮成形方法等を含み、さらに、成形機からの流動状態ま
たはゴム様状態の成形材料を金型内に圧入し、所定の形
状に賦形した後、成形品を取り出す方法を採用する全て
の成形方法を含むものである。 ２．射出成形機 本発明においては、射出成形機としては特に制限はな
く、通常用いられるものが用いられる。 （１）金型の構成 金型の構成については特に制限はないが、固定金型と可
動金型とからなるものが一般に用いられる。固定金型と
しては、特に制限はなく、たとえばその形態として、中
心軸にスプルーを有する汎用のものを挙げることができ
る。また、可動金型としても、特に制限はなく、たとえ
ば、その形態として、前記固定金型とほぼ同心に当接し
て配設される汎用のものを挙げることができる。必要に
応じて、可動金型は後述するＬ−Ｌ変換体に配設され
る。金型の材質としては、金属、セラミックス、グラフ
ァイト等を挙げることができるが、超音波の伝達損失が
少ない材質、例えばチタン合金、ジュラルミン等を用い
ることが好ましい。 （２）成形後、成形品を取り出す際に開かれる、いわゆ
る型開き面のうち、キャビティの一部が存在する型開き
面の相当直径と、付与する超音波振動の１波長共振時の
波長との関係を見い出したことに本願の特徴がある。そ
れにより、キャビティ部を大きくとることを目的として
金型を大型化した場合においても、適切な周波数の超音
波振動を付与することにより、樹脂の流動性を向上で
き、充填ムラを解消することが可能となったものであ
る。 【０００９】即ち、キャビティの一部が存在する型開き
面の相当直径（Ｄ）と、１波長共振時の波長（λ）が、 Ｄ＜０.6λ となるように、金型部及び必要に応じて金型部に配設さ
れるＬ−Ｌ変換体に超音波振動を付与しつつ成形するこ
とを必要とする。 【００１０】ここで、相当直径（Ｄ）とは、 相当直径＝４×断面積／断面外周長 で表され、例えば、金型の型開き面が円形の場合は、直
径ということになる。 ３．超音波発振装置 （１）超音波発振器 超音波発振器は、共振体の共振周波数を予め超音波振動
子の追尾可能な周波数となるように設計、製作しておく
ことにより、成形機のノズルをスプルーに圧接させ、成
形材料をスプルーを介してキャビティに供給する場合の
刻々の負荷変動に対する共振周波数の変化に対し常に追
尾を行なうことが可能になり、また必要電力の供給も刻
々の変化に応じて必要量（最大出力以下）を供給するよ
うに設定することが可能になる。 【００１１】振動周波数 本発明において用いられる超音波振動の振動周波数は、
１［ＫＨｚ］〜１０［ＭＨｚ］が好ましく、成形時の材
料に超音波をきわめて有効に作用させるためには１０
［ＫＨｚ］〜１００［ＫＨｚ］がさらに好ましい。 振幅 本発明において用いられる超音波振動の振幅は、大きい
方がその効果を十分発揮できるため、金型の材質の疲労
度に合わせて設定するのが望ましい。 （２）Ｌ−Ｌ変換体 Ｌ−Ｌ変換体とは、超音波発振器からの振動の伝播方向
を９０度変換するものである。これにより、必ずしも、
超音波発振器を金型部とほぼ同心に当接して配設する必
要はなく、心方向に９０度曲がった位置に取付けること
が可能となることから、好ましく用いられる。 ４．超音波付与方法 （１）超音波付与により共振する部分 固定金型と可動金型とからなる金型部及び必要に応じて
可動金型に配設されるＬ−Ｌ変換体からなる共振体に、
前記超音波発振器から発振する所定の振動数の超音波を
付与する。これにより、該共振体はｎ波長（ｎ＝１／２
ｍ，ｍは正の整数）で共振する。 （２）共振のさせ方 超音波振動を最も効率よく金型部に伝播させるために
は、金型部とＬ−Ｌ変換体の接続部が共振の腹部と一致
することが望ましい。さらに、共振の腹部をキャビティ
の形成位置と一致させるのが望ましい。これにより、キ
ャビティ部の振動は大きくなり、注入される樹脂等の成
形材料と金型壁面との接触抵抗を最も効率よく低減させ
ることが可能となる。また、共振の節部を固定金型保持
部、可動金型保持部及び射出ユニットのノズル接触部と
一致させるように振動を与えることが好ましい。これに
より、固定金型保持部、可動金型保持部及び射出ユニッ
トのノズル接触部では振動を小さくすることができ、振
動伝播によるエネルギー損失を最小限に止めることがで
きる。そのためには、なるべく節数の少ないｎ＜３とす
ることが好ましい。 （３）超音波振動の付与 超音波振動を付与する時期及び時間については、特には
問わない。例えば、溶融した成形材料の金型への充填時
に付与する場合は、成形材料の流動性が向上することか
ら、成形品の金型接触面での転写性が良好となり、例え
ば、光磁気ディスクのような転写性が要求される成形品
を製造する場合に有利となる。また、充填後、保圧時の
みに超音波振動を付与する場合は、溶融した成形材料が
固化する際の配向が攪乱される結果、複屈折が低減でき
るという効果がある。さらに、充填及び保圧時共に超音
波振動を付与する場合は、成形品における残留歪みが低
減できる。 【００１２】一般に溶融した成形材料の金型への充填開
始後、成形材料が固化し終わるまでにおける任意の時
間、適宜選択し付与すればよい。かかる間に付与するこ
とにより、溶融した成形材料の流動性が向上し、充填ム
ラの発生を効率的に防ぐことができる。 （４）付与する超音波 付与する超音波については、前記した、キャビティの一
部が存在する型開き面の相当直径（Ｄ）と、１波長共振
時の波長（λ）が、 Ｄ＜０.6λ となるように、超音波振動を付与することが必要であ
る。ここで、１波長共振時の波長（λ）とは、超音波振
動を付与したとき、共振体全体が１つの波により振動し
ている状態における、その波の波長をいい、金型に用い
ている金属中での超音波の速度（m/sec)を、用いた超音
波の周波数 (sec-1) で除した値（m)で表される。よっ
て、ある金属製の金型を用いる場合、付与する超音波の
周波数によって、１波長共振時の波長（λ）が定まるこ
とになる。 【００１３】相当直径（Ｄ）が、０.6λで与えられる値
以上である場合、キャビティ面での振動にムラを生じ、
溶融樹脂にスムーズな流動性を与えることが困難にな
る。 ５．成形材料 本発明に用いられる成形材料としては、プラスチック等
の有機材料、無機高分子，セラミックス，金属，ガラス
等の無機材料、その他食料品およびそれらの混合材料等
の、成形時に若干の流動性を有する材料を挙げることが
できる。ここで、プラスチックとしては、たとえば、α
−オレフィン系樹脂（ポリエチレン，ポリプロピレン，
ポリスチレン，シンジオタクティクポリスチレン，塩化
ビニル樹脂，ポリブテン，超高分子量ポリエチレン，ポ
リメチルペンテン，アイオノマー，ポリブチレン等）、
ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボ
ネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、メタクリル系樹脂、
フッソ系樹脂、メタクリレート−ブタジエン−スチレン
系樹脂、アクリレート−アクリロニトリル−スチレン系
樹脂、アクリロニトリル−スチレン系樹脂、アクリロニ
トリル−ブタジエン−スチレン系樹脂、ポリアセタール
系樹脂、セルロース系樹脂、ポリ塩化ビニリデン、塩素
化ポリエチレン、エチレン−ビニルアセテート系樹脂、
ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アリル樹脂、フラ
ン樹脂、液晶性ポリマー、エポキシ樹脂、ポリブタジエ
ン樹脂、シリコーン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ア
ミノ樹脂、スチレン−ブタジエン系エラストマー、ポリ
エステル系エラストマー、ポリエチレン系エラストマ
ー、ウレタン系エラストマー、塩化ビニル系エラストマ
ー等を挙げることができる。 【００１４】 【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに具体的
に説明する。 ［実施例１］図１に示すように、その中心軸部分にスプ
ルー５を有する、ジュラルミン７０７５からなる固定金
型３に、ジュラルミン７０７５からなる可動金型４をほ
ぼ同心に当接して配設した。この場合、固定金型３は、
固定金型固定板２によって、また、可動金型４は可動金
型保持部材１１によってそれぞれ固定されている。 【００１５】また、固定金型３の一端部と可動金型４の
一端部とによって、その形状が円形で、厚さが０.6 ｍ
ｍのキャビティ６を形成しており、該固定金型３の一端
部と可動金型４が接する面が可動金型４における型開き
面である。また、可動金型４の別の一端部にはＬ−Ｌ変
換体８が接続され、当Ｌ−Ｌ変換体８には超音波振動子
７（精電舎電子工業社製 ＳＯＮＯＰＥＴ１２００Ｂ；
基本周波数１９．１５ＫＨｚ）を接合した。 【００１６】また、可動金型固定板９に固定した突出し
ピン１２は、キャビティ６内で成形された成形品を突き
出して取り出すため、油圧シリンダー１１によって可動
に配設されている。また、成形機のノズル１が、固定金
型３のスプルー５の入口に当接して配設されている。こ
のような、射出成形装置に、成形材料としてポリカーボ
ネート（出光石油化学株式会社製 ＭＤ−１５００）を
用いて、以下の条件で射出成形を行い、成形品の外観及
び複屈折を測定した。 【００１７】 型締力 ５０［ｔｏｎ］ 射出圧力 １５００［Ｋｇｆ／ｃｍ2 ］ 樹脂温度 ３４０［℃］ 金型温度 １２０［℃］ 振幅 １０［μｍ］ 共振 図３に示す１.5波長共振 超音波振動の付与 溶融樹脂の充填開始直後から３０秒間 型開き面の相当直径（Ｄ） １３０［ｍｍ］ 金型に用いているジュラルミン７０７５での超音波の速度 ５２００［ｍ／ｓｅｃ］ 用いた超音波の周波数 １9.１5 ×１０3 ［Ｈｚ／ｓｅｃ］ この時、１波長共振時の波長（λ) は「λ＝金型に用い
ている金属中での超音波の速度（m/sec)／用いた超音波
の周波数 (sec-1) 」 より、λ≒２７０［ｍｍ］とな
り、型開き面の相当直径（Ｄ）＜０.6λ で表される関
係を満たしている。 【００１８】結果は、外観上、不良現象は認められなか
った。また、円板状の成形品において、円板の中心から
の距離が異なる７点の位置での複屈折を測定した。測定
結果を図４で示すが、いずれの位置でも複屈折は極めて
小さく、均一であり、充填ムラが殆んどなく良好な充填
が行われたことがわかる。 ［比較例１］実施例１において、型開き面の相当直径
（Ｄ）が１８０［ｍｍ］のものを用いた以外は、実施例
１と同様に成形を行った。この時、１波長共振時の波長
は、実施例１と同じく約２７０［ｍｍ］であるが、この
場合、型開き面の相当直径（Ｄ）＜０.6λ で表される
関係を満たしていない。 【００１９】結果は、外観上、不良現象は認められなか
ったが、円板状の成形品において、円板の中心からの距
離が異なる７点の位置での複屈折を測定したところ、図
４で示すように、いずれの位置でも複屈折は大きく、さ
らに、その値は各位置によって大きく差が生じており、
充填ムラによって均一な成形品が得られなかったことを
示している。 ［実施例２］キャビティ６に７０μm の凹部を有するマ
イクロプリズムスタンパーを取り付け、実施例１と同様
の条件で射出成形した。転写性について、その測定結果
を表１に示す。ここで、転写性は、「転写性＝成形品に
おける凸部の高さ（μm ）／キャビティ面における凹部
の高さ（７０μm ）×１００［％］」 で表され、キャ
ビティ面の２０箇所の平均値を用いたものである。 ［比較例２］実施例２において、型開き面の相当直径
（Ｄ）が１８０［ｍｍ］のものを用いた以外は、実施例
２と同様に成形を行い、同様に転写性について測定し
た。結果を表１に示す。 ［比較例３］実施例２において、型開き面の相当直径
（Ｄ）については、実施例２と同じく１３０［ｍｍ］の
ものを用いたが、充填時に超音波振動を一切付与しなか
った。実施例２と同様に成形を行い、同様に転写性につ
いて測定した。結果を第１表に示す。 【００２０】 【表１】 【００２１】 【発明の効果】本発明によって、大型の射出成形品を得
る場合においても、複雑な構造の金型も必要とせず、し
かも効率的に流動性を向上でき、充填ムラの発生を防止
し、その結果、収縮変形や複屈折が低減された成形品を
得ることのできる射出成形方法を提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例または比較例において用いた射出成形装
置を模式的に示す概略断面図である。 【図２】実施例または比較例における金型部及びＬ−Ｌ
変換体からなる共振体の共振状態（１.5波長共振）の状
態を模式的に示す説明図である。 【図３】実施例１及び比較例１において、円板状の成形
品における異なった位置での複屈折の値を示す図であ
る。 【符号の説明】 １ ノズル ２ 固定金型固定板 ３ 固定金型 ４ 可動金型 ５ スプルー ６ キャビティ ７ 超音波振動子 ８ Ｌ−Ｌ変換体 ９ 可動金型固定板 １０ 可動金型保持部材 １１ 油圧シリンダー １２ 突出しピン
置を模式的に示す概略断面図である。 【図２】実施例または比較例における金型部及びＬ−Ｌ
変換体からなる共振体の共振状態（１.5波長共振）の状
態を模式的に示す説明図である。 【図３】実施例１及び比較例１において、円板状の成形
品における異なった位置での複屈折の値を示す図であ
る。 【符号の説明】 １ ノズル ２ 固定金型固定板 ３ 固定金型 ４ 可動金型 ５ スプルー ６ キャビティ ７ 超音波振動子 ８ Ｌ−Ｌ変換体 ９ 可動金型固定板 １０ 可動金型保持部材 １１ 油圧シリンダー １２ 突出しピン
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(56)参考文献 特開 平３−213315（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−213319（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B29C 33/00 - 33/76
B29C 45/00 - 45/84
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 成形材料を射出成形する方法において、
キャビティの一部が存在する円形の型開き面の相当直径
（Ｄ）と、１波長共振時の波長（λ）とが、 Ｄ＜０．６λ となるように、金型部及び必要に応じて金型部に配設さ
れるＬ−Ｌ変換体に超音波振動を付与しつつ成形するこ
とを特徴とする射出成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15199896A JP3392638B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 射出成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15199896A JP3392638B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 射出成形方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10661A JPH10661A (ja) | 1998-01-06 |
| JP3392638B2 true JP3392638B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=15530839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15199896A Expired - Fee Related JP3392638B2 (ja) | 1996-06-13 | 1996-06-13 | 射出成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3392638B2 (ja) |
-
1996
- 1996-06-13 JP JP15199896A patent/JP3392638B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10661A (ja) | 1998-01-06 |
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