JP4825512B2

JP4825512B2 - 樹脂成形装置

Info

Publication number: JP4825512B2
Application number: JP2005368306A
Authority: JP
Inventors: 愛島岡; 雄介石井; 英晃橘田
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2005-12-21
Filing date: 2005-12-21
Publication date: 2011-11-30
Anticipated expiration: 2025-12-21
Also published as: JP2007168239A

Description

本発明は、樹脂成形装置に係り、例えば光学用途の成形品などの、特に外観や寸法精度が重視される樹脂成形品を製造する際に適した樹脂成形装置に係る。

射出装置または押出装置を用いて、金型上に溶融樹脂を吐出し、次いで型締めすることにより樹脂製品を製造する樹脂成形装置においては、ダイやノズルを介して、金型上に溶融樹脂を吐出している。

しかし、例えば、光学用途の成形品などの、特に外観や寸法精度が重視される平板状の樹脂製品を製造する場合は、吐出される溶融樹脂の量を正確にコントロールするとともに、その形状を安定させることが、重要になる。そこで、このような場合は、ダイやノズルではなく、溶融樹脂の吐出精度（流量，樹脂温度）を高めるために、内部にマニホールドを有するＴダイを介して、金型上に溶融樹脂を吐出することが行われている。

通常、Ｔダイは、主に、押出成形法によりシートやフィルムを連続して生産する場合に用いられ、Ｔダイの吐出口の形状は、細長い矩形形状となっている。その代表的な寸法は、横方向（水平方向）の寸法（幅）が約８００〜２０００ｍｍ程度、縦方向（垂直方向）の寸法（隙間の間隔）が約０．５〜１５ｍｍ程度であって、横方向の寸法が縦方向の寸法の約５０〜４０００倍程度である。

シートやフィルムなどの製造装置で用いられるＴダイは、種々の原料や様々なシート・フィルム厚さに対応できるように：
（ａ）樹脂流路の途中にチョークバーを設けて、横方向の流量を調節したり；
（ｂ）ダイリップの横方向にダイボルトを複数本配置し、フィルム・シートの横方向の形状が任意の形状となるよう、ダイボルトを個々に押し引きして、ダイリップの横方向の隙間を微調整している。

なお、特殊な例としては、特開平９−１３６３４３「フィルム成形方法」に見られるように、ネックイン現象の防止を目的として、両端の隙間を広げたものもある。

射出装置または押出装置を用いて、金型上に溶融樹脂を吐出する場合に用いられるＴダイの吐出口の形状も、細長い矩形形状であるが、その代表的な寸法は、横方向の寸法が約１００〜８００ｍｍ程度、縦方向の寸法が約２〜３０ｍｍ程度である。射出装置または押出装置を用いて、金型上に溶融樹脂を吐出する場合に用いられるＴダイは、横方向の寸法が短いので、ダイボルトを操作しても、横方向の隙間形状の変化がさほど得られず、また、Ｔダイ自体の構造を簡略化するために、ダイボルトの無い構造とする場合もある。

図２に、従来のＴダイを使用する樹脂成形装置の概要を示す。Ｔダイ３は、射出装置または押出装置（図示せず）の吐出口に設けられている。溶融樹脂５は、Ｔダイ３の吐出口４から、下金型２の上に吐出される。Ｔダイ３は、溶融樹脂５を吐出した後、上下の金型１，２の間から後方へ退避する。その後、上金型１と下金型２とを型締めして成形することにより、平板状の製品が得られる。

（従来技術の問題点）
Ｔダイの吐出口の形状が矩形形状の場合、以下の問題が生じていた：
（ａ）溶融樹脂を下金型の上に吐出した際、溶融樹脂と下金型との間に空気が巻き込まれ、型締めして成形する際に、その空気を排出できないことにより、溶融樹脂と下金型の間に空気を巻き込んだ部分と溶融樹脂と下金型が密着した部分との境界にスジまたはボイド等が発生し、成形された製品が不良品となってしまう；
（ｂ）溶融樹脂を下金型の上に吐出し、上金型と下金型とを型締めした際、溶融樹脂と上金型との間に空気が巻き込まれ、成形する際に、その空気を排出できないことにより、溶融樹脂と上金型の間に空気を巻き込んだ部分と溶融樹脂と上金型が密着した部分との境界にスジまたはボイド等が発生し、成形された製品が不良品となってしまう。
特開平９−１３６３４３号公報

本発明は、以上の様な従来の樹脂成形装置における問題に鑑み成されたもので、本発明の目的は、型締めして成形する際に、金型と溶融樹脂の間に空気が巻き込まれることを防止することができる樹脂成形装置を提供することある。

本発明の樹脂成形装置は、
吐出口にＴダイが設けられた射出装置または押出装置を用いて、Ｔダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出し、次いで型締めすることにより平板状の製品を製造する樹脂成形装置において、
前記Ｔダイの吐出口の形状は、横方向の寸法（幅）が縦方向の寸法（隙間の間隔）よりも大きく、下辺が下に凸の曲線で構成され、且つ、縦方向の寸法が両端部から中央部に向かって次第に増大するように構成されていることを特徴とする。

本発明の樹脂成形装置によれば、Ｔダイの吐出口の形状が上記のように構成されているので、Ｔダイから吐出された溶融樹脂は、最初にその下辺の横方向の中央部で下金型に接し、その後、接触部が中央部から両端部に向かって順に広がって行く。従って、溶融樹脂と下金型の間にある空気が、中央部から両端部に向かって円滑に排除され、溶融樹脂と下金型の間に空気が巻き込まれにくい。また、下金型の上に吐出された溶融樹脂は、その厚さが両端部から中央部に向かって次第に増大するような形状を有しているので、上下の金型の間で溶融樹脂を型締めして成形する際、上金型が最初に溶融樹脂の上辺の横方向の中央部に接し、その後、接触部が中央部から両端部に向かって順に広がって行く。従って、上金型と溶融樹脂の間にある空気が、中央部から両端部に向かって円滑に排除され、上金型と溶融樹脂の間に空気が巻き込まれにくい。

更に、本発明の樹脂成形装置によれば、型締めして成形する前の溶融樹脂の形状を、最終の製品形状（即ち、平板状）に近いものにすることができるので、溶融樹脂の移動量が最小限に抑えられ、その結果、製品の寸法精度及び形状精度を高めるとともに、外観不良などの欠陥の発生を防止することができる。

好ましくは、前記Ｔダイの吐出口の形状は、下辺が下に凸の曲線で構成されるとともに、上辺が上に凸の曲線で構成される。

例えば、前記Ｔダイの吐出口の形状は、横方向の寸法が横方向中央部における縦方向の寸法の３倍以上、４００倍以下であり、且つ、中央部の縦方向の寸法が両端部の縦方向の寸法の、１１０％以上、１５０％以下である。

なお、上記において、射出装置とは、加熱バレルとスクリュを備えた装置であって、加熱バレル内でスクリュを回転させて、加熱バレル内に樹脂を導入しながら混練、加熱及び溶融し、次いで所定量の溶融樹脂が加熱バレルの先端部に貯えられた後、加熱バレル内でスクリュを前進させて、加熱バレルの先端部から溶融樹脂を吐出する装置である。

また、押出装置とは、加熱バレルとスクリュを備え、加熱バレル内でスクリュを回転させて、加熱バレル内に樹脂を導入しながら混練、加熱及び溶融し、溶融した樹脂を連続的に送り出す押出機と、押出機の先に接続され、溶融樹脂を蓄え、一定量の溶融樹脂を断続的に押出す機構からなる計量・注入装置とにより構成されている。

また、本発明の樹脂成形装置によれば、スジやボイドなどの欠陥の発生を防止するとともに、製品の寸法精度及び形状精度を高めることができる。

図１に、本発明に基づく樹脂成形装置の概要を示す。図中、１は上金型、２は下金型、３はＴダイ、４はＴダイの吐出口である。

Ｔダイ３は、射出装置または押出装置（図示せず）の吐出口に設けられている。溶融樹脂５は、Ｔダイ３の吐出口４から、下金型２の上に吐出される。Ｔダイ３は、溶融樹脂５を吐出した後、上下の金型１、２の間から後方へ退避する。その後、上金型１と下金型２とを型締めして成形することにより、平板状の製品が得られる。

この例では、Ｔダイ３の吐出口４は、凸レンズ状の形状を備えている。即ち、両端部に当たる左辺及び右辺は直線で構成され、下辺は下に凸の曲線で構成され、上辺は上に凸の曲線で構成されている。

一例を挙げると、アクリル樹脂製の、幅が３５０ｍｍ、厚さが８ｍｍ、長さが２８０ｍｍの平板を製造する場合、Ｔダイの吐出口の形状は、幅が２５０ｍｍ、左辺及び右辺の厚さが１２ｍｍ、上下の辺の曲率半径が７８１３ｍｍであって、中央部の厚さが１４ｍｍである。

Ｔダイ３の吐出口４の形状を上記のように構成することによって、溶融樹脂５と下金型２の間にある空気、及び上金型１と溶融樹脂５の間にある空気が、中央部から両端部に向かって円滑に排除され、上下の金型と溶融樹脂の間に空気が巻き込まれにくい。これにより、本発明の樹脂成形装置によれば、スジやボイドなどの欠陥の発生を防止するとともに、製品の寸法精度及び形状精度を高めることができる。

本発明の樹脂成形装置の概要を示す図。従来の樹脂成形装置の概要を示す図。

符号の説明

１・・・上金型、２・・・下側金型、３・・・Ｔダイ、４・・・Ｔダイの吐出口、５・・・溶融樹脂。

Claims

吐出口にＴダイが設けられた射出装置または押出装置を用いて、Ｔダイを介して金型上に溶融樹脂を吐出し、次いで型締めすることにより平板状の製品を製造する樹脂成形装置において、
前記Ｔダイの吐出口の形状は、横方向の寸法が縦方向の寸法よりも大きく、下辺が下に凸の曲線で構成され、且つ、縦方向の寸法が両端部から中央部に向かって次第に増大するように構成されていることを特徴とする樹脂成形装置。
前記Ｔダイの吐出口の形状は、下辺が下に凸の曲線で構成され、且つ、上辺が上に凸の曲線で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形装置。
前記Ｔダイの吐出口の形状は、横方向の寸法が横方向中央部における縦方向の寸法の３倍以上、４００倍以下であり、且つ、中央部の縦方向の寸法が両端部の縦方向の寸法の、１１０％以上、１５０％以下であること、を特徴とする請求項１に記載の樹脂成形装置。