JP3448858B2 - 射出成形機における樹脂材供給装置 - Google Patents

射出成形機における樹脂材供給装置

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JP3448858B2
JP3448858B2 JP20934794A JP20934794A JP3448858B2 JP 3448858 B2 JP3448858 B2 JP 3448858B2 JP 20934794 A JP20934794 A JP 20934794A JP 20934794 A JP20934794 A JP 20934794A JP 3448858 B2 JP3448858 B2 JP 3448858B2
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勝男 遠藤
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  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばコンパクトディ
スク(CD)、ビデオディスク(VD)及び光磁気ディ
スク等の光学ディスクの製造工程において、その光学デ
ィスクの基板を成形する射出成形機に、原料としての樹
脂材を供給するための装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】現在、光学ディスクとしては、音声や画
像情報が記録されたコンパクトディスク(CD)、ビデ
オディスク(VD)等の他に、コンピュータ用記録媒体
としてデータの書き換えができる光磁気記録ディスク等
が知られている。
【0003】図3は光学ディスクシステムの一般的な概
略構成図であり、装置本体側は例えば波長780nm程度
の半導体レーザ光を発生するレーザ・ダイオード10
1、対物レンズ102、ハーフミラー103、ディタク
タ104を備え、光学ディスク110はポリカーボネイ
ト基板111上に記録膜112、反射膜113、保護膜
114を順次積層させた構造となっている。そして、回
転している光学ディスク110にレーザ・ダイオード1
01よりレーザ光を照射し、光学ディスク110上の記
録膜112に記録されている信号を読み取る、あるいは
信号を記録することにより情報データの再生あるいは保
存ができるものである。
【0004】図4は、従来におけるポリカーボネイト基
板111の成形システムを示す構成配置図である。図4
において、この成形システムでは、大きくは成形金型5
1と、この成形金型51内に樹脂材を加熱・溶融して供
給するための射出成形機52と、この射出成形機52に
樹脂材を供給するための樹脂材供給装置53とで構成さ
れている。
【0005】さらに詳述すると、射出成形機52は、金
型51内に通じるノズル54aを先端に有したシリンダ
ー54と、このシリンダー54内に配置されて樹脂材供
給装置53より供給された未溶融の細かい粒状をしたポ
リカーボネイト樹脂粒(ペレット)である樹脂材原料6
0aをノズル54a側に搬送するスクリュー55と、こ
のスクリュー55に前後方向(図4中の矢印C−D方
向)の移動と回転を付与可能なスクリュー駆動部56
と、シリンダー54内でノズル54a側に搬送される樹
脂材原料60aを加熱・溶融した樹脂材原料60bに変
えるためのヒーター57で構成されている。
【0006】樹脂材供給装置53は、上記樹脂材原料6
0aが貯蔵される乾燥タンク61と、乾燥タンク61か
ら搬送されてくる樹脂材原料60aを一時蓄えて射出成
形機52に供給するためのマシンホッパー62等で構成
されている。
【0007】乾燥タンク61は、樹脂材原料60aを十
分に乾燥させるためのタンクで、底面が中央に向かって
傾斜された筒状体として形成されており、その底面中央
には樹脂材原料60aを排出するための排出口63が形
成されている。また、この排出口63とマシンホッパー
62の上面に設けられた原料供給口64との間は、原料
輸送管75で接続されている。
【0008】原料輸送管75の中間には加圧ノズル65
が配設されており、この加圧ノズル65に高圧ガス供給
管66が取り付けられている。なお、この高圧ガス供給
管66の他端側には、その途中に電磁弁67と調整バル
ブ68を設けて、輸送流体である高圧ガス(本実施例で
はN2ガス)が供給されてくる図示せぬ加圧ガス供給部
に接続されている。そして、電磁弁67が開かれると高
圧ガスが加圧ノズル65を通ってマシンホッパー62内
に流され、このとき乾燥タンク61内から十分に乾燥さ
れた樹脂材原料60aが排出され、高圧ガスと共にマシ
ンホッパー62内に供給される。
【0009】マシンホッパー62は、底面が中央に向か
って傾斜された筒状体として形成されており、その底面
中央には樹脂材原料60aを排出するための排出口71
が形成されている。この排出口71は射出成形機52の
上部に通じて開口されている。また、マシンホッパー6
2の上部中間部分には、マシンホッパー62内に流入さ
れる高圧ガスを抜くための高圧ガス排気口69が設けら
れ、この高圧ガス排気口69に通常の一般排気(静圧で
マイナス数十mmAg)に直結されている高圧ガス排出管7
0が接続されている。さらに、マシンホッパー62の外
部には、このマシンホッパー62内に樹脂材原料60a
が一定量以上あるか否かを検出するためのセンサ72が
配設されている。
【0010】次に、この成形システムの動作を説明す
る。まず、センサ72でマシンホッパー62内の樹脂材
原料60aの量が監視され、所定量よりも少なくなった
ことが検出されると、輸送流体である高圧ガスを供給す
る電磁弁67が開かれる。すると、高圧ガスが加圧ノズ
ル65内に供給され、これがマシンホッパー62側に流
され、このとき乾燥タンク61から十分に乾燥された樹
脂材原料60aが排出され、高圧ガスと共にマシンホッ
パー62に供給される。そして、樹脂材原料60aはマ
シンホッパー62内に堆積され、高圧ガスはマシンホッ
パー62の高圧ガス排気口69から高圧ガス排出管70
を通って大気中等に排出される。
【0011】また、射出成形機52側では、スクリュー
55が回転されると、マシンホッパー62内の樹脂材原
料60aが排出口71よりシリンダー54内に順次取り
入れられる。このシリンダー54内に取り込まれた樹脂
材原料60aはノズル54a側に搬送され、その途中で
ヒーター57の熱により加熱・溶融され、さらにノズル
54aより金型51内に注入されて基板111(図3参
照)が成形される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の成形システムでの高圧ガス排気管70は、通常の一般
排気(静圧でマイナス数十mmAg)に直結された構造にな
っている。この構造では、輸送流体としての高圧ガスを
排気するには十分であるが、樹脂材原料60a内に混入
された金属粉や樹脂微粒粉等の異物を排除するには能力
的に不十分で、異物の回収率は十分とは言えなかった。
この異物等の混入は、樹脂材搬送システムの性格上避け
られない問題である。すなわち、樹脂材原料60aは乾
燥タンク61から射出成形機52に至るまで、金属製の
配管中を高速度で流動され、この時に配管壁と樹脂材原
料60a、または樹脂材原料60a同士のぶつかり合い
により、金属粉や樹脂微粒粉等の異物が発生することに
なるが、これが射出成形機52内に入り込み、基板11
1内に介在してしまうことになる。
【0013】しかしながら、光学ディスク基板におい
て、その品質には高度なものが求められる。例えば、複
屈折等の光学特性や、スキュー(反り)等の機械特性、
及び偏光、さらにはレーザー光の集光経路になる基板の
厚みにおいて、その異物の混入は記録・再生信号の欠落
を招き易い。したがって、この異物の混入はあってはな
らないことであるが、上述したように樹脂材搬送システ
ムの性格上避けられない問題である。一般的に、この異
物の大きさは、数十μm程度であり、信号記録ピット・
グルーブの大きさ(約1μm)からすれば、これらの異
物はその記録・再生上、致命的な欠陥となるものであ
り、無視できない問題である。さらに、この高圧ガス排
気管70から外部の水分がホッパー内に逆流して、高圧
ガス排気管70の内壁に粉塵を付着させたり、あるいは
成形基板や射出成形機等に流れ込んで悪影響を及ぼすと
言う問題点があった。
【0014】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は樹脂材内に混入された異物の回収
率を向上させて成形基板内への異物の混入を低下させる
ことができる射出成形機における樹脂材供給装置を提供
することにある。さらに、他の目的は、以下に説明する
内容の中で順次明らかにして行く。
【0015】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明にあ
っては、粒状の樹脂材原料を入れて乾燥させる乾燥タン
クと、前記乾燥タンクより送られてくる前記樹脂材原料
を一時蓄え、この蓄えた前記樹脂材原料を下部排出口よ
り射出成形機内に順次供給するマシンホッパーと、前記
樹脂乾燥タンクと前記マシンホッパーとの間の原料輸送
路内に連結して設けられ、前記原料輸送路内に高圧ガス
を導入して前記乾燥タンク内の前記樹脂材原料を前記高
圧ガスと共に前記マシンホッパー内に導入するための加
圧ノズル手段と、前記マシンホッパーの上部に設けられ
て前記マシンホッパー内に導入された前記高圧ガスを排
出させるための高圧ガス排出口とを備えた射出成形機に
おける樹脂材供給装置において、前記マシンホッパーの
下部に高圧ガス導入口を有するとともに、前記高圧ガス
導入口より高圧ガスを流入させて前記樹脂材原料内を通
し、前記マシンホッパー内の前記樹脂材原料中に混入さ
れている異物を浮遊させて前記高圧ガス排出口より排出
させて回収するための異物回収用高圧ガス導入手段と、
前記高圧ガス排出口に通じる排気路の途中に設けられ、
前記マシンホッパー内に導入された前記高圧ガスを前記
高圧ガス排出口を通して外部に強制排気するための吸引
ブロワーとを備えた構成とすることにより達成される。
【0016】
【作用】この構成によれば、マシンホッパーの下部に設
けられた高圧ガス導入口より導入される高圧ガスを樹脂
材原料内を通して、この樹脂材原料中に混入されている
異物をマシンホッパー内の上部に浮遊させ、これを吸引
ブロアによる強制排気により、高圧ガス排出口を通して
外部に排出することができる。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図1は、本発明の一実施例として示す
ポリカーボネイト基板の成形システムを示す構成配置図
である。このポリカーボネイト基板は、図3に示した光
学ディスクシステムで使用される光学ディスクを形成す
るための基板を一例としているものである。そして、図
1において、この成形システムでは、大きくは成形金型
1と、この成形金型1内に樹脂材を加熱・溶融して供給
するための射出成形機2と、この射出成形機2に樹脂材
を供給するための樹脂材供給装置3とで構成されてい
る。
【0018】さらに詳述すると、射出成形機2は、金型
1内に通じるノズル4aを先端に有したシリンダー4
と、このシリンダー4内に配置されて樹脂材供給装置3
より供給された未溶融の細かい粒状をしたポリカーボネ
イト樹脂粒(ペレット)である樹脂材原料10aをノズ
ル4a側に搬送するスクリュー5と、このスクリュー5
に前後方向(図1中の矢印A−B方向)の移動と回転を
付与可能なスクリュー駆動部6と、シリンダー4内でノ
ズル4a側に搬送される樹脂材原料10aを加熱して溶
融された樹脂材原料10bに変えるためのヒーター7で
構成されている。
【0019】樹脂材供給装置3は、上記樹脂材原料10
aが貯蔵される乾燥タンク11と、乾燥タンク11から
搬送されてくる樹脂材原料10aを一時蓄えて射出成形
機2に供給するためのマシンホッパー12等で構成され
ている。
【0020】乾燥タンク11は、樹脂材原料10aを十
分に乾燥させるためのタンクで、底面が中央に向かって
傾斜された筒状体として形成されており、その底面中央
には樹脂材原料10aを排出するための排出口13が形
成されている。また、この排出口13とマシンホッパー
12の上面に設けられた原料供給口14との間は、原料
輸送管25で接続されている。
【0021】原料輸送管25の中間には加圧ノズル15
が配設されており、この加圧ノズル15に高圧ガス供給
管16が取り付けられている。なお、この高圧ガス供給
管16の他端側には、その途中に電磁弁17と調整バル
ブ18を設けて、輸送流体である高圧ガス(本実施例で
はN2ガス)が供給されてくる図示せぬ加圧ガス供給部
に接続されている。そして、電磁弁17が開かれると高
圧ガスが加圧ノズル15を通ってマシンホッパー12内
に流され、このとき乾燥タンク11内から十分に乾燥さ
れた樹脂材原料10aが排出され、高圧ガスと共にマシ
ンホッパー12内に供給される。
【0022】マシンホッパー12は、底面が中央に向か
って傾斜された筒状体として形成されており、その底面
中央には樹脂材原料10aを排出するための排出口21
が形成されている。この排出口21は射出成形機2の上
部に通じて開口されている。また、排出口21の直ぐ上
の位置には、異物回収用高圧ガス導入管30の一端が接
続されて、マシンホッパー12内に開口されている。な
お、異物回収用高圧ガス導入管30の他端は、電磁弁1
7と調整バルブ18との間で高圧ガス供給管16に、こ
の高圧ガス供給管16内に開口された状態で接続され、
途中の位置にはパージ用電磁弁31が配設されている。
そして、加圧ガス供給部より高圧ガス供給管16に供給
されてくる高圧ガスの一部を異物回収用高圧ガス導入管
30内に取り入れ、この高圧ガスを排出口21の直ぐ上
側の位置よりマシンホッパー12内に導入させ、このマ
シンホッパー12内の樹脂材原料10a内に通して、こ
の樹脂材原料中に混入されている異物を浮遊させること
ができる構造になっている。なお、この異物回収用高圧
ガス導入管30より噴出される高圧ガスは、好ましくは
圧力3kgf/cm2程度か、これよりも若干大きく設定され
る。さらに、マシンホッパー12の上部中間部分には、
マシンホッパー12内に流入される高圧ガスを抜くため
の高圧ガス排気口19が設けられ、この高圧ガス排気口
19に高圧ガス排出管20が接続されているとともに、
マシンホッパー12の外部には、このマシンホッパー1
2内に樹脂材原料10aが一定量以上あるか否かを検出
するためのセンサ22が配設されている。
【0023】加えて、高圧ガス排出管20の途中には、
この高圧ガス排出管20内に排出された高圧ガス内に含
まれる水分が管壁内面に付着し、この管壁内面に異物が
付着するのを防止するための水分逆流防止弁32と、マ
シンホッパー12内に導入された高圧ガスや、マシンホ
ッパー12内に浮遊されている異物を高圧ガス排気口1
9を通して高圧ガス排出管20内に吸入させ、水分逆流
防止弁32内を通って大気側に(静圧−数千mmAg)程度
で強制排気するためのブロア33が配設されている。
【0024】図2は本発明の成形システムの要部構成に
おける動作制御手順の一例を示すフローチャートであ
る。そこで、このフローチャートと共に図1に示した成
形システム装置の動作を説明する。まず、センサ22で
マシンホッパー12内の樹脂材原料10aの量が監視さ
れ、所定量よりも少なくなった(マシンホッパー12が
空に近い状態になった)ことが検出されると(ステップ
S1)、高圧ガス排出管20中の水分逆流防止弁32が
開となるとともに(ステップS2)、輸送流体である高
圧ガスを供給するための電磁弁17が開かれる(ステッ
プS3)。すると、これにより高圧ガスが加圧ノズル1
5内に供給され、この高圧ガスがマシンホッパー12側
に流される。このとき乾燥タンク11から十分に乾燥さ
れた樹脂材原料10aが排出され、高圧ガスと共にマシ
ンホッパー12に供給される。そして、樹脂材原料10
aはマシンホッパー12内に堆積され、高圧ガスはマシ
ンホッパー12の高圧ガス排気口19から高圧ガス排出
管20を通って排出される。
【0025】また、マシンホッパー12内の樹脂材原料
10aが所定量に達すると(マシンホッパー12が満杯
に近い状態になる)、これがセンサ22により検出され
(ステップS4)、電磁弁17が閉じられて加圧ノズル
15への高圧ガスの供給が止められる。これによりマシ
ンホッパー12への樹脂材原料10aの供給も止められ
るとともに、逆にパージ用電磁弁31が開となる(ステ
ップS5)。すると、加圧ガス供給部より高圧ガス供給
管16に供給されてくる高圧ガスの一部が異物回収用高
圧ガス導入管30内に取り入れ、この高圧ガスが排出口
21の直ぐ上側の位置よりマシンホッパー12内に導入
され、このマシンホッパー12内の樹脂材原料10a内
を高圧ガスが通って、この樹脂材原料10a中に混入さ
れている異物を浮遊させる。そして、このマシンホッパ
ー12内に浮遊された異物は、吸引ブロア33による強
制吸引により高圧ガス排気口19より高圧ガス排出管2
0内に吸い込まれ、さらに外部へと強制的に排気され
る。また、一定時間が経過すると、パージ用電磁弁31
が閉じられて異物回収用高圧ガス導入管30からの高圧
ガスの供給が停止され(ステップS6)、続いて高圧ガ
ス排出管20中の水分逆流防止弁32が閉となる(ステ
ップS7)。
【0026】また、射出成形機2側では、スクリュー5
が回転されると、マシンホッパー12内の樹脂材原料1
0aが排出口21よりシリンダー4内に順次取り入れら
れる。このシリンダー4内に取り込まれた樹脂材原料1
0aはノズル4a側に搬送され、その途中でヒーター7
の熱により加熱・溶融され、さらにノズル4aより金型
1内に注入されて基板が成形される。
【0027】したがって、本実施例の成形システムの構
成によれば、マシンホッパー12の下部に設けられた異
物回収用高圧ガス導入管30より導入される高圧ガスを
樹脂材原料10a内に通して、この樹脂材原料10a中
に混入されている異物を浮遊させ、これを吸引ブロア3
3による強制排気により高圧ガス排出口19を通して外
部に排出することができるので、樹脂材原料10a内に
混入された異物の回収効果が向上し、成形基板内への異
物の混入を低下させることができる。これにより歩留ま
りを良くすることができる。また、射出成形機2内へ異
物が侵入したりマシンホッパー12の内壁に異物が付着
したりするのも少なくなり、これにより定期メンテナン
ス等の作業の簡略化が図れる。さらに、水分逆流防止弁
32を設けているので、高圧ガス排出管20内に排出さ
れた高圧ガス内に含まれる水分が管壁内面に付着し、こ
の管壁内面に異物が付着したり、あるいは樹脂材原料1
0aに水分が再付着したりするのを防止することができ
る。これにより、これに伴う射出成形機の立ち上げ時間
の短縮や成形基板の品質の安定化を図ることができる。
【0028】なお、上記実施例では、光学ディスクの基
板を作る場合について説明したが、光学ディスクの基板
に限ることなく一般的な基板を成形する場合に適用でき
るものである。また、成形基板もポリカーボネイト基板
の場合について説明したが、これに限ることなく、樹脂
材で形成される基板全般について適用できるものであ
る。
【0029】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
マシンホッパーの下部に設けられた異物回収用高圧ガス
導入管より導入される高圧ガスを樹脂材原料内を通し
て、この樹脂材原料中に混入されている異物を浮遊さ
せ、これを吸引ブロアによる強制排気により高圧ガス排
出口を通して外部に排出することができるので、樹脂材
原料内に混入された異物の回収効果を向上させることが
できるとともに、成形基板内への異物の混入を低下させ
て歩留まりを良くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例として示す基板の成形システ
ムの構成配置図である。
【図2】同上システムの要部構成における動作手順を示
すフローチャートである。
【図3】一般的な光学ディスクシステムの概略構成図で
ある。
【図4】従来におけるポリカーボネイト基板の成形シス
テムを示す構成配置図である。
【符号の説明】
2 射出成形機 3 樹脂材供給装置 10a 樹脂材原料 11 乾燥タンク 12 マシンホッパー 15 加圧ノズル 16 高圧ガス供給管 19 高圧ガス排気口 20 高圧ガス排出管 21 排出口 25 原料輸送管 30 異物回収用高圧ガス導入管 31 電磁弁(バルブ) 32 水分逆流防止弁 33 ブロア
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−64404(JP,A) 特開 昭62−83109(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/00 - 45/84 B29C 31/00 - 31/10

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒状の樹脂材原料を入れて乾燥させる乾
    燥タンクと、 前記乾燥タンクより送られてくる前記樹脂材原料を一時
    蓄え、この蓄えた前記樹脂材原料を下部排出口より射出
    成形機内に順次供給するマシンホッパーと、 前記樹脂乾燥タンクと前記マシンホッパーとの間の原料
    輸送路内に連結して設けられ、前記原料輸送路内に高圧
    ガスを導入して前記乾燥タンク内の前記樹脂材原料を前
    記高圧ガスと共に前記マシンホッパー内に導入するため
    の加圧ノズル手段と、 前記マシンホッパーの上部に設けられて前記マシンホッ
    パー内に導入された前記高圧ガスを排出させるための高
    圧ガス排出口とを備えた射出成形機における樹脂材供給
    装置において、 前記マシンホッパーの下部に高圧ガス導入口を有すると
    ともに、前記高圧ガス導入口より高圧ガスを流入させて
    前記樹脂材原料内を通し、前記マシンホッパー内の前記
    樹脂材原料中に混入されている異物を浮遊させて前記高
    圧ガス排出口より排出させて回収するための異物回収用
    高圧ガス導入手段と、 前記高圧ガス排出口に通じる排気路の途中に設けられ、
    前記マシンホッパー内に導入された前記高圧ガスを前記
    高圧ガス排出口を通して外部に強制排気するための吸引
    ブロワーとを備えたことを特徴とする射出成形機におけ
    る樹脂材供給装置。
  2. 【請求項2】前記高圧ガス排出口と前記吸引ブロワーと
    の間の前記排気路内に、水分逆流防止弁を設けた請求項
    1に記載の射出成形機における樹脂材供給装置。
  3. 【請求項3】 前記異物回収用高圧ガス導入手段は、前
    記加圧ノズル手段に通じる高圧ガス供給路の途中よりバ
    ルブを介して分岐されている請求項1または2に記載の
    射出成形機における樹脂材供給装置。
  4. 【請求項4】 粒状の樹脂材原料を入れて乾燥させる乾
    燥タンクと、 前記乾燥タンクより送られてくる前記樹脂材原料を一時
    蓄え、この蓄えた前記樹脂材原料を下部排出口より射出
    成形機内に順次供給するマシンホッパーと、 前記樹脂乾燥タンクと前記マシンホッパーとの間の原料
    輸送路内に連結して設けられ、前記原料輸送路内に高圧
    ガスを導入して前記乾燥タンク内の前記樹脂材原料を前
    記高圧ガスと共に前記マシンホッパー内に導入するため
    の加圧ノズル手段と、 前記マシンホッパーの上部に設けられて前記マシンホッ
    パー内に導入された前記高圧ガスを排出させるための高
    圧ガス排出口とを備えた光学ディスク基板成形用の射出
    成形機における樹脂材供給装置において、 前記マシンホッパーの下部に高圧ガス導入口を有すると
    ともに、前記高圧ガス導入口より高圧ガスを流入させて
    前記樹脂材原料内を通し、前記マシンホッパー内の前記
    樹脂材原料中に混入されている異物を浮遊させて前記高
    圧ガス排出口より排出させて回収するための異物回収用
    高圧ガス導入手段と、 前記高圧ガス排出口に通じる排気路の途中に設けられ、
    前記マシンホッパー内に導入された前記高圧ガスを前記
    高圧ガス排出口を通して外部に強制排気するための吸引
    ブロワーと、 前記高圧ガス排出口と前記吸引ブロワーとの間の前記排
    気路内に設けられた水分逆流防止弁とを備えたことを特
    徴とする射出成形機における樹脂材供給装置。
  5. 【請求項5】 前記異物回収用高圧ガス導入手段は、前
    記加圧ノズル手段に通じる高圧ガス供給路の途中よりバ
    ルブを介して分岐されている請求項4に記載の射出成形
    機における樹脂材供給装置。
  6. 【請求項6】 前記高圧ガスとして窒素ガスを用いた請
    求項4に記載の射出成形機における樹脂材供給装置。
JP20934794A 1994-08-11 1994-08-11 射出成形機における樹脂材供給装置 Expired - Fee Related JP3448858B2 (ja)

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