JP4252586B2 - 樹脂成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、熱可塑性樹脂から樹脂成形品を得る樹脂成形装置に関する。

熱可塑性樹脂は、種々の成形方法によって成形され、成形品とした後使用されている。結晶性、非晶性、あるいは溶融粘度の高低に応じて、更に成形品の形状に応じて射出成形、ブロー成形、押し出し成形、プレス成形等種々の成形方法が実用化されている。
ところで、熱可塑性樹脂の種類、成形品の形状によっては、成形中に熱可塑性樹脂の温度が低下することにより溶融粘度が高くなり、目的とする成形品を得ることが困難となることがある。そのため、これを改良するため、成形品を成形する成形型（金型）をヒーター等によって加熱する方法が知られている。

また、例えば、特許文献１の樹脂成形方法においては、溶融した熱可塑性樹脂をシリコーンゴムで作製した成形型のキャビティ内に射出し、次いで、この熱可塑性樹脂を冷却して射出成形品を得る方法が開示されている。そして、表面精度、表面光沢が良好な樹脂成形品を簡便に作製することを目的として、シリコーンゴム製の成形型の組成に工夫を行っている。

しかしながら、上記従来の樹脂成形方法においては、特に熱可塑性樹脂を充填するキャビティの端部等においては、成形する熱可塑性樹脂の温度が下がり、この熱可塑性樹脂の粘度が上昇する場合がある。この場合には、成形型のキャビティ内において、熱可塑性樹脂の充填不良が生じるおそれがある。
また、特許文献１においては、シリコーンゴムの耐熱温度は、例えば２００℃程度であり、樹脂の温度の低下を防ぐためにヒーター等の加熱温度を上げると、シリコーンゴム製の成形型が劣化し、この成形型により成形する成形品の表面外観が低下するおそれがある。

また、例えば、特許文献２の樹脂成形品の製造方法及びその装置においては、型枠に粒状あるいは粉状の金属骨材と熱可塑性樹脂とを投入して成形製品を得るに際し、金属骨材をスポット的に加熱することができる金属加熱手段を用いている。この製造方法においては、金属加熱手段から、マイクロ波あるいは電磁波等を型枠内の金属骨材に照射してこの金属骨材を発熱させ、この金属骨材の発熱を利用して型枠内の熱可塑性樹脂を軟化あるいは溶解させたのち、樹脂成形品を加圧成形している。

しかしながら、特許文献２の技術は、金属骨材を選択的に加熱する技術であり、熱可塑性樹脂自体を加熱することができる技術ではない。また、金属加熱手段によって、金属骨材の加熱を行う際には、型枠も同時に加熱されてしまう。そのため、型枠をあまり加熱することなく、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することはできない。

特開平７−１７８７５４号公報 特開平１０−１９３３７０号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、良好な樹脂成形品を得ることができる樹脂成形装置を提供しようとするものである。

第１の発明は、熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
波長が０．７８〜２μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段とを有しており、
上記キャビティは、複数の板形状空間を互いに交わるように連結した三次元形状の空間に形成してあり、上記各板形状空間には、その外形を形成する面方向と、該面方向に垂直な厚み方向とがあり、
上記電磁波発生手段は、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型を介して上記熱可塑性樹脂に上記電磁波を照射すると共に、上記各板形状空間における上記面方向に対して傾斜する方向又は垂直な方向から上記電磁波を照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置にある（請求項１）。

本発明の樹脂成形装置は、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を成形する装置であり、成形型に対して、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる装置である。すなわち、本発明の樹脂成形装置は、上記ゴム製の成形型と、上記ピーク波長が０．７８〜２μｍの電磁波（以下、近赤外線という場合がある。）を照射する電磁波発生手段とを有している。

そして、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際には、電磁波発生手段により、成形型を介して熱可塑性樹脂に上記近赤外線を照射する。このとき、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を大きく加熱することができる。これにより、キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型の温度よりも、キャビティ内における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。

さらに、本発明の成形型のキャビティは、単純な平面状の空間に形成してあるのではなく、上記面方向と上記厚み方向とを有する複数の板形状空間を交錯させて連結した三次元形状の空間に形成してある。そして、電磁波発生手段による近赤外線を照射するに当たり、この近赤外線を、板形状空間における面方向に対して平行な方向から照射すると、板形状空間における面方向の奥側（電磁波発生手段から離れた側）に上記近赤外線が照射されないおそれがある。

これに対し、本発明においては、キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際には、電磁波発生手段により、各板形状空間における面方向に対して傾斜する方向又は垂直な方向から上記近赤外線を照射する。これにより、キャビティを形成するすべての板形状空間の全体に、近赤外線を照射することができる。そのため、キャビティの全体における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。

それ故、本発明の樹脂成形装置によれば、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを防止して、良好な樹脂成形品を得ることができる。

また、上記近赤外線により、上記ゴム製の成形型に比べて、上記熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム製の成形型の表面に照射された上記近赤外線は、成形型の表面を反射又は成形型を透過する割合が多いのに対し、熱可塑性樹脂に吸収される割合が多いと考える。そのため、近赤外線による光のエネルギーが熱可塑性樹脂に優先的に吸収されて、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができると考える。

第２の発明は、熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、
該電磁波発生手段と上記成形型との間に配置し、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを有しており、
上記キャビティは、複数の板形状空間を互いに交わるように連結した三次元形状の空間に形成してあり、上記各板形状空間には、その外形を形成する面方向と、該面方向に垂直な厚み方向とがあり、
上記電磁波発生手段は、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型を介して上記熱可塑性樹脂に上記フィルターを透過させた後の透過電磁波を照射すると共に、上記各板形状空間における上記面方向に対して傾斜する方向又は垂直な方向から上記透過電磁波を照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置にある（請求項２）。

本発明の樹脂成形装置も、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を成形する装置であり、成形型に対して、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる装置である。すなわち、本発明の樹脂成形装置は、上記ゴム製の成形型と、上記波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを有している。

そして、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際には、電磁波発生手段から波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射し、フィルターを透過させた後の透過電磁波を、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射する。このとき、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を大きく加熱することができる。これにより、キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型の温度よりも、キャビティ内における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。

また、上記電磁波発生手段から出射された電磁波の中には、波長が２μｍを超える電磁波も含まれているが、フィルターにより、波長が２μｍを超える電磁波は、成形型にできるだけ照射させないようにすることができる。これにより、成形型のキャビティ内に充填された熱可塑性樹脂には、波長が２μｍ以下の近赤外線を効果的に照射させることができる。そのため、波長が２μｍ以下の近赤外線により、成形型をあまり加熱することなく、熱可塑性樹脂を効果的に加熱することができる。

さらに、本発明の成形型のキャビティも、単純な平面状の空間に形成してあるのではなく、上記面方向と上記厚み方向とを有する複数の板形状空間を交錯させて連結した三次元形状の空間に形成してある。そして、本発明においても、キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際には、電磁波発生手段により、各板形状空間における面方向に対して傾斜する方向又は垂直な方向から上記近赤外線を照射する。これにより、キャビティを形成するすべての板形状空間の全体に、波長が２μｍ以下の近赤外線を効果的に照射することができる。そのため、キャビティの全体における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。

それ故、本発明の樹脂成形装置によっても、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを防止して、良好な樹脂成形品を得ることができる。
なお、上記波長が２μｍ以下の近赤外線により、上記ゴム製の成形型に比べて、上記熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、上記第１の発明と同様に考える。

第３の発明は、熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
波長が０．０１〜１００ｍの電磁波を出射する電磁波発生手段とを有しており、
上記キャビティは、複数の板形状空間を互いに交わるように連結した三次元形状の空間に形成してあり、上記各板形状空間には、その外形を形成する面方向と、該面方向に垂直な厚み方向とがあり、
上記電磁波発生手段は、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型を介して上記熱可塑性樹脂に上記電磁波を照射すると共に、上記各板形状空間における上記面方向に対して傾斜する方向又は垂直な方向から上記電磁波を照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置にある（請求項３）。

本発明の樹脂成形装置も、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を成形する装置であり、成形型に対して、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる装置である。すなわち、本発明の樹脂成形装置は、上記ゴム製の成形型と、上記波長が０．０１〜１００ｍの電磁波（以下、マイクロ波又は高周波という。）を照射する電磁波発生手段とを有している。

そして、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際には、電磁波発生手段により、成形型を介して熱可塑性樹脂に上記マイクロ波又は高周波を照射する。このとき、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を大きく加熱することができる。これにより、キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型の温度よりも、キャビティ内における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。

さらに、本発明の成形型のキャビティも、単純な平面状の空間に形成してあるのではなく、上記面方向と上記厚み方向とを有する複数の板形状空間を交錯させて連結した三次元形状の空間に形成してある。そして、本発明においても、キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際には、電磁波発生手段により、各板形状空間における面方向に対して傾斜する方向又は垂直な方向から上記マイクロ波又は高周波を照射する。これにより、キャビティを形成するすべての板形状空間の全体に、上記マイクロ波又は高周波を照射することができる。そのため、キャビティの全体における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。

それ故、本発明の樹脂成形装置によっても、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを防止して、良好な樹脂成形品を得ることができる。

また、上記マイクロ波又は高周波により、上記ゴム製の成形型に比べて、上記熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム製の成形型の表面に上記マイクロ波又は高周波が照射されたときには、成形型及び熱可塑性樹脂には誘電加熱が行われ、これらにおいて生ずる誘電体損失によって、成形型及び熱可塑性樹脂が発熱して加熱される。そして、熱可塑性樹脂における誘電体損失が、ゴム製の成形型における誘電体損失よりも大きいことによって、熱可塑性樹脂を選択的（優先的）に加熱することができると考える。

上述した第１〜第３の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１〜第３の発明において、上記各板形状空間における上記面方向に対して傾斜する方向又は垂直な方向から上記電磁波を照射するとは、上記複数の板形状空間のうち、いずれかの板形状空間における面方向は、電磁波の照射方向に対して垂直な状態にあってもよいものの、残りの板形状空間における面方向は、電磁波の照射方向に対して傾斜する状態にあることをいう。
また、上記板形状空間は、平板状、曲板状の種々の形状に形成することができる。また、板形状空間の一部には、種々の突起状空間等が形成されていてもよい。

上記第１、第２の発明において、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に照射する電磁波としては、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波だけでなく、これ以外の領域の電磁波も含まれていてもよい。この場合において、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射する電磁波又は透過電磁波は、波長が０．７８〜２μｍの領域の電磁波を、これ以外の領域の電磁波よりも多く含むことが好ましい。
また、上記第１〜第３の発明において、上記電磁波発生手段等の電磁波発生源は、１個だけではなく、複数個用いることができる。また、上記成形型には、一方向からだけではなく、多方向から上記電磁波を照射させることができる。

また、上記第１、第２の発明において、上記電磁波発生手段は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を出射するものとすることが好ましい（請求項４）。この場合には、上記熱可塑性樹脂を一層効果的に加熱することができる。

また、上記第１〜第３の発明において、上記樹脂成形装置は、上記キャビティ内を真空状態にする真空手段を有しており、該真空手段により真空状態にした上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填するよう構成することが好ましい（請求項５）。この場合には、真空状態にしたキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填することにより、この熱可塑性樹脂をキャビティの全体に一層容易に行き渡らせることができる。
ここで、真空状態とは、絶対真空の状態のみを意味するのではなく、熱可塑性樹脂の充填が可能であれば、減圧状態も含めて真空状態という。

また、上記真空手段は、上記成形型を収容する圧力容器と、該圧力容器内の真空引きを行う真空ポンプとを有しており、上記成形型は、上記圧力容器内における載置台上に載置するよう構成し、上記成形型は、上記各板形状空間における上記面方向が上記電磁波発生手段による上記電磁波の照射方向に対して傾斜する状態又は垂直な状態を形成して、上記載置台上に載置するよう構成することが好ましい（請求項６）。

この場合には、電磁波発生手段により、各板形状空間における面方向に対して傾斜する方向又は垂直な方向から電磁波を照射する状態を容易に形成することができる。
また、真空手段を備えた樹脂成形装置を容易に構成することができ、載置台上に載置する成形型を取り替えることにより、種々の成形型において、種々の形状を有する樹脂成形品を成形することができる。
また、電磁波発生手段は、圧力容器の外部又は内部のいずれに配設することもできる。

また、上記電磁波発生手段は、上記圧力容器の外部における側方に配設してあり、上記圧力容器に形成した透明窓部を介して、上記成形型へ上記電磁波を照射するよう構成することができる（請求項７）。この場合には、電磁波発生手段の配設が容易であり、圧力容器をコンパクトに形成することができる。

また、上記成形型は、上記圧力容器内における載置台上に対面させる載置基準面を有しており、上記各板形状空間における上記面方向は、上記載置基準面に対して傾斜する状態又は垂直な状態に形成することができる（請求項８）。この場合には、成形型におけるキャビティを載置基準面に対して傾斜して形成することにより、各板形状空間における面方向に対して傾斜する方向から電磁波を照射する状態を容易に形成することができる。

また、上記電磁波発生手段は、上記載置台に載置した上記成形型の斜め側方から上記電磁波を照射するよう構成することができる（請求項９）。この場合には、電磁波発生手段による電磁波の照射方向を成形型に対して傾斜させることにより、各板形状空間における面方向に対して傾斜する方向から電磁波を照射する状態を容易に形成することができる。

また、上記載置台上に載置した上記成形型と、上記電磁波発生手段とを相対的に移動させて、上記各板形状空間における上記面方向に対して傾斜する方向から上記電磁波を照射するよう構成することもできる（請求項１０）。この場合には、圧力容器内における載置台又は電磁波発生手段の少なくとも一方を、移動可能に構成することにより、各板形状空間における面方向に対して傾斜する方向から電磁波を照射する状態を容易に形成することができる。

また、上記電磁波発生手段は、上記載置台上に載置した上記成形型に対する上記電磁波の照射方向を変化させるよう構成することができる（請求項１１）。この場合には、各板形状空間における面方向に対して傾斜する方向から電磁波を照射する状態を一層容易に形成することができる。

以下に、本発明の樹脂成形装置にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例の樹脂成形装置１は、図１、図２に示すごとく、熱可塑性樹脂３を充填するためのキャビティ２１を形成してなるゴム製の成形型２と、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を出射する電磁波発生手段４と、この電磁波発生手段４と成形型２との間に配置し、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルター５と、キャビティ２１内を真空状態にする真空手段６とを有している。

図１、図３に示すごとく、本例のキャビティ２１は、複数の板形状空間２１１を交錯させて連結した三次元形状の空間に形成してあり、各板形状空間２１１には、その外形を形成する面方向ｓと、この面方向ｓに垂直な厚み方向ｔとがある。そして、電磁波発生手段４は、キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際に、当該成形型２を介して熱可塑性樹脂３にフィルター５を透過させた後の透過電磁波を照射すると共に、各板形状空間２１１における面方向ｓに対して傾斜する方向から上記透過電磁波を照射するよう構成してある。なお、図１、図３において、電磁波の照射方向をＸで示す。また、図３は、成形型２におけるキャビティ２１の形成状態を説明する図である。

以下に、本例の樹脂成形装置１につき、図１〜図６と共に詳説する。
本例においては、熱可塑性樹脂３として、非晶性熱可塑性樹脂であると共にゴム変性熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）を用いる。
また、本例の成形型２は、シリコーンゴムからなり、このシリコーンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格測定において２５〜８０とした。この成形型２は、成形する樹脂成形品のマスターモデル（手作りの現物等）を液状のシリコーンゴム内に配置し、このシリコーンゴムを硬化させ、硬化後のシリコーンゴムからマスターモデルを取り出すことによって作製することができる。

また、波長が０．７８〜２μｍの電磁波（光）（以下に、近赤外線ということがある。）に対する吸光度（特定の波長の光に対する吸収強度を示す尺度）は、熱可塑性樹脂３として用いるＡＢＳ樹脂の方が、ゴム製の成形型２として用いるシリコーンゴムよりも大きくなっている。

図１に示すごとく、本例の電磁波発生手段４は、電磁波（光）の発生源４１と、この発生源４１による電磁波を成形型２の方向へ導くリフレクタ４２（反射板）とを有している。リフレクタ４２は、電磁波の発生源４１の後方（成形型２の配設方向とは反対側の方向）に配設してあり、曲面状の反射面４２１を有している。本例の電磁波発生手段４は、リフレクタ４２により、電磁波の発生源４１から出射された電磁波のほとんどを、成形型２及び圧力容器６１の方向へ導くよう構成してある。
また、本例の電磁波発生手段４としては、近赤外線ハロゲンヒータを用い、電磁波の発生源４１として、近赤外線領域内の約１．２μｍの付近に光強度のピークを有する近赤外線ハロゲンランプを用いた。

また、本例の樹脂成形装置１においては、溶融した状態の熱可塑性樹脂３を成形型２のキャビティ２１内に注入し、成形型２に上記近赤外線を照射することにより、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂３の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止して、樹脂成形品を得る。

図２に示すごとく、本例の真空手段６は、成形型２を収容する圧力容器６１と、この圧力容器６１内の真空引きを行う真空ポンプ６２とを有している。圧力容器６１内には、成形型２を載置するための載置台６１１が配設してあり、この載置台６１１は、昇降可能に構成してあり、成形型２の載置高さを調整することができるよう構成してある。また、載置台６１１における載置面６１２は、水平方向に形成してあり、成形型２を鉛直方向に支持するよう構成してある。

同図に示すごとく、本例の電磁波発生手段４は、圧力容器６１の外部における側方に配設してある。圧力容器６１において電磁波発生手段４と対向する部位（本例では圧力容器６１の側部）には、電磁波発生手段４から出射した電磁波を圧力容器６１内へ通過させるための透明窓部６１３が形成してある。そして、電磁波発生手段４から出射された電磁波は、透明窓部６１３を介して成形型２へ照射される。この透明窓部６１３は、圧力容器６１の側方の両面に形成してあり、電磁波発生手段４は、圧力容器６１の側方の両面に対向して配設してある。
本例においては、この圧力容器６１における透明窓部６１３を上記フィルター５によって構成している。本例のフィルター５は、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスである。

図２に示すごとく、本例の成形型２は、圧力容器６１内における載置台６１１上に対面させる載置基準面２０１を有している。また、成形型２は、直方体形状を有しており、一対のゴム型部２５同士の間に、熱可塑性樹脂３を充填するためのキャビティ２１を形成してなる。

また、図３に示すごとく、キャビティ２１のすべての板形状空間２１１における面方向ｓは、載置基準面２０１に対して傾斜する状態に形成してある。本例の板形状空間２１１は、キャビティ２１における最も大きな外形を形成するメイン板形状空間２１２と、このメイン板形状空間２１２と交錯する方向に形成した複数のサブ板形状空間２１３とを有している。本例の複数のサブ板形状空間２１３は、メイン板形状空間２１２に直交して連結してある。

また、図３に示すごとく、メイン板形状空間２１２は、成形型２の載置基準面２０１に直交する側面２０２に対して、４５°以内の傾斜角度θ１（より具体的には１〜３０°の範囲内の傾斜角度）を有して形成してあり、各サブ板形状空間２１３は、成形型２の載置基準面２０１に対して、４５°以内の傾斜角度θ２（より具体的には１〜３０°の範囲内の傾斜角度）を有して形成してある。

また、図４に示すごとく、上記各板形状空間２１１において、上記厚み方向ｔの厚み寸法は、上記面方向ｓにおける最小寸法よりも小さな寸法に形成してある。
また、本例のサブ板形状空間２１３は、メイン板形状空間２１２の面方向ｓに対して、複数の方向に面方向ｓを向けて形成してある。本例においては、メイン板形状空間２１２の面方向ｓにおける縦方向ｄに、厚み方向ｔを向けてメイン板形状空間２１２から立設した第１サブ板形状空間２１３Ａと、メイン板形状空間２１２の面方向ｓにおける横方向ｗに、厚み方向ｔを向けてメイン板形状空間２１２から立設した第２サブ板形状空間２１３Ｂとが形成されている。なお、図４は、成形型２におけるキャビティ２１の形成状態を説明する斜視図である。

同図に示すごとく、本例のキャビティ２１は、そのメイン板形状空間２１２を、載置基準面２０１（又は側面２０２）に対して複数の方向に傾斜させて形成してある。本例においては、メイン板形状空間２１２の面方向ｓは、２つの方向、すなわち水平方向を中心に回転させる方向Ｃ１と、鉛直方向を中心に回転させる方向Ｃ２とに傾けて形成してある。これに伴い、各サブ板形状空間２１３の面方向ｓも２つの方向に傾いて形成されている。
また、上記マスターモデルを斜めに傾けた状態で液状のシリコーンゴム内に配置して、このシリコーンゴムを硬化させることにより、容易に、載置基準面２０１に対して傾斜するキャビティ２１を形成することができる。

図１、図３に示すごとく、本例の電磁波発生手段４は、電磁波の照射方向Ｘが、圧力容器６１及び成形型２に対する水平方向になるよう設定してある。
本例のキャビティ２１は、メイン板形状空間２１２の面方向ｓを、電磁波発生手段４による電磁波の照射方向Ｘに傾斜させて形成してある。これにより、複数のサブ板形状空間２１３の面方向ｓも、上記照射方向Ｘに傾斜して形成してある。

こうして、本例の成形型２は、そのキャビティ２１を載置基準面２０１に対して傾斜して形成してあり、各板形状空間２１１における面方向ｓが、上記照射方向Ｘに対して傾斜する状態を形成して、載置台６１１上に載置される。
また、図１、図３に示すごとく、成形型２の上面側（載置基準面２０１とは反対側）には、キャビティ２１内へ溶融状態の熱可塑性樹脂３を注入するための注入部２２が形成してある。本例の注入部２２は、上記サブ板形状空間２１３に連通して形成してある。

本例の成形型２は、ゴム製であるため、成形後の樹脂成形品にいわゆるアンダーカット部（成形後の樹脂成形品をキャビティ２１内から取り出す際に成形型２に干渉する部分）が形成された場合でも、このアンダーカット部を弾性変形させながら成形後の樹脂成形品を取り出すことができる。そのため、ゴム型部２５同士が合わさって形成されるパーティングラインを任意に設定することができる。図５には、成形型２において、パーティングラインＬの形成位置を一対のゴム型部２５の側面方向における中間位置にした成形型２を示す。
また、同様の理由により、一対のゴム型部２５の型開き方向（開閉方向）を任意に設定することもできる。

次に、上記樹脂成形装置１を用いて、樹脂成形品を成形する方法につき詳説する。
本例においては、以下の真空工程、充填工程及び冷却取出工程を行って、熱可塑性樹脂３から樹脂成形品を得る。
樹脂成形品を成形するに当たっては、まず、図２に示すごとく、真空工程として、上記真空手段６によって上記圧力容器６１内の真空引きを行い、ゴム製の成形型２のキャビティ２１内を真空状態にする。

次いで、図２に示すごとく、充填工程として、上記成形型２の注入部２２から溶融状態の熱可塑性樹脂３を、キャビティ２１内へ注入する。
そして、キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を注入した後には、真空手段６による真空引きを停止すると共に、圧力容器６１を大気に開放して、圧力容器６１内を大気圧状態にする。これにより、キャビティ２１内に注入した熱可塑性樹脂３をキャビティ２１の各板形状空間２１１の全体に十分に行き渡らせる。

そして、本例においては、上記充填工程を行う際には、上記電磁波発生手段４から成形型２の表面に、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する近赤外線を照射する。このとき、本例の成形型２においては、電磁波発生手段４により、各板形状空間２１１における面方向ｓに対して傾斜する方向から上記近赤外線が照射される。
こうして、注入部２２からキャビティ２１内へ流下する熱可塑性樹脂３は、近赤外線によって、温度が低下することが抑制される。

また、キャビティ２１内を流動する熱可塑性樹脂３には、成形型２を介して近赤外線が照射される。そして、溶融状態の熱可塑性樹脂３は、近赤外線が照射されることによって、粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることが防止される。
また、キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際には、成形型２を構成するゴムと熱可塑性樹脂３との物性の違いにより、ゴム製の成形型２に比べて、熱可塑性樹脂３を大きく加熱することができる。そして、ゴム製の成形型２よりも高い温度に熱可塑性樹脂３を加熱することができる。

これにより、上記キャビティ２１内への熱可塑性樹脂３の充填が完了するまでの間において、成形型２の温度よりも、キャビティ２１内における熱可塑性樹脂３の温度を高く維持することができる。また、キャビティ２１内が真空状態になっていることにより、熱可塑性樹脂３をキャビティ２１の全体に十分に行き渡らせることができる。

その後、冷却取出工程として、キャビティ２１内の熱可塑性樹脂３を冷却して樹脂成形品を成形した後、成形型２を開いて、キャビティ２１内から成形後の樹脂成形品を取り出す。
また、本例においては、成形した樹脂成形品は、成形型２のキャビティ２１内において空冷することにより冷却した後、このキャビティ２１内から取り出す。このとき、上記のごとく熱可塑性樹脂３を選択的に加熱できることにより、成形型２の温度は、熱可塑性樹脂３の温度よりも低く維持することができる。そのため、樹脂成形品を冷却するために要する冷却時間を短縮することができる。
また、成形型２の温度を低く維持できることにより、成形型２の劣化を抑制することができ、成形型２の耐久性を向上させることができる。

また、電磁波発生手段４から出射された電磁波の中には、波長が２μｍを超える電磁波も含まれているが、上記フィルター５により、波長が２μｍを超える電磁波は、成形型２にできるだけ照射させないようにすることができる。これにより、成形型２のキャビティ２１内に充填された熱可塑性樹脂３には、波長が２μｍ以下の近赤外線を効果的に照射させることができる。そのため、波長が２μｍ以下の近赤外線により、成形型２をあまり加熱することなく、熱可塑性樹脂３を効果的に加熱することができる。

さらに、本例の成形型２のキャビティ２１は、単純な平面状の空間に形成してあるのではなく、上記面方向ｓと上記厚み方向ｔとを有する複数の板形状空間２１１を交錯させて連結した三次元形状の空間に形成してある。そして、本例においては、キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際には、電磁波発生手段４により、各板形状空間２１１における面方向ｓに対して傾斜する方向から上記近赤外線を照射する。これにより、キャビティ２１を形成するすべての板形状空間２１１の全体に、波長が２μｍ以下の近赤外線を効果的に照射することができる。そのため、キャビティ２１の全体における熱可塑性樹脂３の温度を高く維持することができる。

なお、本例においては、熱可塑性樹脂３としてＡＢＳ樹脂を用いた。熱可塑性樹脂３としては、これ以外にも、上記成形型２の表面に上記近赤外線を照射したときに、成形型２内に吸収されずに透過した近赤外線を吸収することができる熱可塑性樹脂３を用いることができる。

図６は、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについて、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、各シリコーンゴムにおける光の透過率を示すグラフである。同図において、各シリコーンゴムは、２００〜２２００（ｎｍ）の間の波長の光を透過させることがわかる。そのため、この波長の領域にある近赤外線をシリコーンゴム製の成形型２の表面に照射すると、当該近赤外線の多くを、成形型２を透過させて熱可塑性樹脂３に吸収させることができる。

それ故、本例の樹脂成形装置１によれば、ゴム製の成形型２に対してキャビティ２１内の熱可塑性樹脂３を選択的に加熱することができ、キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を十分に行き渡らせることができる。これにより、表面外観等に優れた良好な樹脂成形品を成形することができる。

また、本例の樹脂成形装置１においては、成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際には、熱可塑性樹脂３の自重を利用して、充填を行うことができる。そのため、熱可塑性樹脂３に大きな圧力が加わることがなく、成形した樹脂成形品において、残留歪がほとんど発生しない。そのため、樹脂成形品の耐薬品性、耐熱性等の特性を著しく向上させることができる。

なお、図示は省略するが、上記電磁波発生手段４としては、波長が０．０１〜１００ｍの電磁波（マイクロ波又は高周波）を照射するものを用いることもできる。この場合においても、成形型２に対して、熱可塑性樹脂３を選択的に加熱することができ、上記と同様の作用効果を得ることができる。

また、この場合において、ＡＢＳ樹脂からなる熱可塑性樹脂３の誘電力率（ｔａｎδ）は、シリコーンゴムからなる成形型２の誘電力率（ｔａｎδ）よりも大きい。これにより、マイクロ波又は高周波の照射により、成形型２及び熱可塑性樹脂３に誘電加熱を行う際に、誘電体損失を示す誘電力率が、成形型２に比べて熱可塑性樹脂３の方が大きいことにより、熱可塑性樹脂３を容易に選択的に加熱することができる。

（実施例２）
本例は、電磁波発生手段４による電磁波の照射方向Ｘを、成形型２のキャビティ２１の各板形状空間２１１における面方向ｓに対して傾斜する方向から照射するよう構成した種々の具体例を示す。

具体例の１つとして、図７に示すごとく、電磁波発生手段４は、載置台６１１に載置した成形型２の斜め側方から電磁波を照射するよう構成することができる。本例においては、圧力容器６１の側方の両面から電磁波を出射する電磁波発生手段４において、電磁波の発生源４１及びリフレクタ４２による電磁波の照射方向Ｘを、圧力容器６１の側方における透明窓部６１３に対して傾斜させた。この場合には、電磁波発生手段４による電磁波の照射方向Ｘを成形型２に対して傾斜させることにより、各板形状空間２１１における面方向ｓに対して傾斜する方向から電磁波を照射する状態を容易に形成することができる。

また、図８に示すごとく、樹脂成形装置１において、電磁波発生手段４は複数台用いることもでき、複数台の電磁波発生手段４における電磁波の発生源４１及びリフレクタ４２による電磁波の照射方向Ｘを互いに異ならせることもできる。この場合には、複数台の電磁波発生手段４により、成形型２に対して複数の方向から電磁波を照射することができ、成形型２のキャビティ２１における全体の板形状空間２１１に向けて一層容易に電磁波を到達させることができる。

また、他の具体例として、載置台６１１上に載置した成形型２と、電磁波発生手段４とを相対的に移動させて、各板形状空間２１１における面方向ｓに対して傾斜する方向から電磁波を照射するよう構成することもできる。より具体的には、図９に示すごとく、圧力容器６１の外部の側方の両面に対向配設した電磁波発生手段４による電磁波の照射方向Ｘを変更可能な状態に形成することができる。

この場合において、電磁波発生手段４は、電磁波の発生源４１とリフレクタ４２とを一体的に回動動作可能に構成することができ、また、リフレクタ４２のみを回動動作可能に構成することもできる。この場合には、電磁波の照射方向Ｘを任意に変化させることができ、成形型２のキャビティ２１における全体の板形状空間２１１に向けて一層容易に電磁波を到達させることができる。
本例においても、その他の構成は上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

実施例１における、成形型のキャビティに熱可塑性樹脂を充填した状態の樹脂成形装置を示す断面説明図。 実施例１における、成形型のキャビティに熱可塑性樹脂を充填する前の状態の樹脂成形装置を示す断面説明図。 実施例１における、成形型におけるキャビティの形成状態を示す説明図。 実施例１における、成形型におけるキャビティの形成状態を示す斜視説明図。 実施例１における、パーティングラインの異なる他の成形型を、開いた状態で示す説明図。 実施例１において、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについての光の透過率を示すグラフ。 実施例２における、樹脂成形装置を示す断面説明図。 実施例２における、他の樹脂成形装置を示す断面説明図。 実施例２における、他の樹脂成形装置を示す断面説明図。

符号の説明

１ 樹脂成形装置
２ 成形型
２０１ 載置基準面
２１ キャビティ
２１１ 板形状空間
３ 熱可塑性樹脂
４ 電磁波発生手段
５ フィルター
６ 真空手段
６１ 圧力容器
６１１ 載置台
６１３ 透明窓部
６２ 真空ポンプ
ｓ 面方向
ｔ 厚み方向
Ｘ 照射方向

Claims (11)

1. 熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
   波長が０．７８〜２μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段とを有しており、
   上記キャビティは、複数の板形状空間を互いに交わるように連結した三次元形状の空間に形成してあり、上記各板形状空間には、その外形を形成する面方向と、該面方向に垂直な厚み方向とがあり、
   上記電磁波発生手段は、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型を介して上記熱可塑性樹脂に上記電磁波を照射すると共に、上記各板形状空間における上記面方向に対して傾斜する方向又は垂直な方向から上記電磁波を照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
2. 熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
   波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、
   該電磁波発生手段と上記成形型との間に配置し、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを有しており、
   上記キャビティは、複数の板形状空間を互いに交わるように連結した三次元形状の空間に形成してあり、上記各板形状空間には、その外形を形成する面方向と、該面方向に垂直な厚み方向とがあり、
   上記電磁波発生手段は、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型を介して上記熱可塑性樹脂に上記フィルターを透過させた後の透過電磁波を照射すると共に、上記各板形状空間における上記面方向に対して傾斜する方向又は垂直な方向から上記透過電磁波を照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
3. 熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
   波長が０．０１〜１００ｍの電磁波を出射する電磁波発生手段とを有しており、
   上記キャビティは、複数の板形状空間を互いに交わるように連結した三次元形状の空間に形成してあり、上記各板形状空間には、その外形を形成する面方向と、該面方向に垂直な厚み方向とがあり、
   上記電磁波発生手段は、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型を介して上記熱可塑性樹脂に上記電磁波を照射すると共に、上記各板形状空間における上記面方向に対して傾斜する方向又は垂直な方向から上記電磁波を照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
4. 請求項１又は２において、上記電磁波発生手段は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を出射するものであることを特徴とする樹脂成形装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、上記樹脂成形装置は、上記キャビティ内を真空状態にする真空手段を有しており、該真空手段により真空状態にした上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
6. 請求項５において、上記真空手段は、上記成形型を収容する圧力容器と、該圧力容器内の真空引きを行う真空ポンプとを有しており、
   上記成形型は、上記圧力容器内における載置台上に載置するよう構成してあり、
   上記成形型は、上記各板形状空間における上記面方向が上記電磁波発生手段による上記電磁波の照射方向に対して傾斜する状態又は垂直な状態を形成して、上記載置台上に載置するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
7. 請求項６において、上記電磁波発生手段は、上記圧力容器の外部における側方に配設してあり、上記圧力容器に形成した透明窓部を介して、上記成形型へ上記電磁波を照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
8. 請求項６又は７において、上記成形型は、上記圧力容器内における載置台上に対面させる載置基準面を有しており、
   上記各板形状空間における上記面方向は、上記載置基準面に対して傾斜する状態又は垂直な状態に形成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
9. 請求項６〜８のいずれか一項において、上記電磁波発生手段は、上記載置台に載置した上記成形型の斜め側方から上記電磁波を照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
10. 請求項６〜９のいずれか一項において、上記載置台上に載置した上記成形型と、上記電磁波発生手段とを相対的に移動させて、上記各板形状空間における上記面方向に対して傾斜する方向から上記電磁波を照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
11. 請求項１０において、上記電磁波発生手段は、上記載置台上に載置した上記成形型に対する上記電磁波の照射方向を変化させるよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。

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