JPH0242049B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、原料樹脂を加熱し溶融状態にしてノ
ズルから型に注入した後、プレスして成形品を得
る樹脂プレス成形加工装置に関する。本発明にい
う樹脂の語は、単独の樹脂、複数の樹脂の混合組
成の樹脂、これらの樹脂を主体としセラミツク、
炭素、金属、金属化合物またはこれらの混合物の
所要量を混合したものを含めて意味する。

従来、樹脂の注型成形において、気泡が混入し
たり、歪みが生じたりする欠点があつた。このた
め射出成形において、ガスを抜く工夫、例えば金
型や加熱シリンダにベント（ガス抜き装置）を設
けるとか、エンプラの混練過程において充填材を
均一分散させるために加熱シリンダ内のスクリユ
ーを長くするとかの改良が行なわれているが充分
ではない。

又、従来通常の樹脂プレス成形加工装置は、加
熱シリンダ内でスクリユウの回転により原料樹脂
を撹拌混合しながら加熱し、溶融状態にしたもの
をピストン機構を有するシリンダ内に移送し、ピ
ストンの駆動により適量の溶融樹脂を該シリンダ
先端のノズルから型内に射出する構成からなり、
原料樹脂の溶融工程と射出工程とに別個のシリン
ダを必要とするため、構造が複雑且つ大形にな
り、特に射出ノズルと型との相対的に移動をノズ
ル側の移動によつて行なう場合には、移動装置の
構造が複雑となると共に、その移動を許容するた
めに装置の設置に大きな面積を要する。

叙上の問題点に鑑み、本発明は、長大なスクリ
ユウを内蔵する加熱リンダを不要として装置を小
形化すると共に、気泡の混入も防止し得る樹脂プ
レス成形加工装置の提供を目的として発明された
ものであり、シリンダ状で一端にノズルを有し該
ノズルを型に対向させて配置され内部に粉粒状の
原料樹脂が充填される容器と、該容器内の原料樹
脂に超音波振動を付与する超音波振動装置と、超
音波振動により加熱されて溶融状態にある上記容
器内の樹脂をピストンにより押圧して上記ノズル
から射出させる押圧装置と、上記容器と型との間
に相対的な移動を行なわせる移動装置と、該移動
装置を制御する数値制御装置とを具備することを
特徴とするものである。

次に、本発明を若干の実施例について図面に基
づいて説明する。第１図は、一実施例の一部拡大
正面断面図で、容器１０の内腔７に粉粒状の原料
樹脂Ｍを充填し、軸１３を下方に移動させてピス
トン９により所要圧力で押圧することによつて、
下部内腔６の排出口に連通する射出ノズル８から
溶融樹脂Ｐを型１の成形面２に射出する。射出前
に下部内腔６部分にホーン１２Ａ及び１２Ｂを挿
入して振動子１１Ａと１１Ｂにより超音波振動を
発生させ、超音波エネルギにより内部の原料樹脂
Ｍを加熱して溶融状態とする。又、図示はしてい
ないが、原料樹脂Ｍの加熱源として超音波振動子
１１Ａ及び１１Ｂだけでは不足するときは、容器
１０の上部内腔７部分にも超音波振動子を設けて
内部の原料樹脂Ｍを加熱する。又更に、必要に応
じて高周波マイクロウエーブによる誘電加熱を併
用しても良い。このようにして溶融状態となつた
所要の組成の樹脂がピストン９による加圧され、
ノズル８から射出されて、型１内に注入される。

容器１０にはＸ，Ｙ軸のネジ部５を付設し、こ
れに係合する軸Ｘ，Ｙをモータ４Ａ，４Ｂにより
駆動する。３は数値制御装置で、これによりモー
タ４Ａ，４Ｂを制御し、容器１０をＸ―Ｙ位置制
御し、型面２形状に応じた射出成形を行なう。図
示しないが、ピストン９に与える加圧制御を数値
制御装置３によつて調整し、ノズル８の注入位置
と押出し樹脂Ｐの量を制御することができる。

次に第２図について説明すると、容器１０内７
に原料樹脂Ｍを供給し、加圧ピストンを兼ねる超
音波振動子１１を有する加圧ホーン１２をＺ軸に
挿入する。１４Ａは原料MAを供給するホツパ、
１４Ｂは原料MBを供給するホツパで、各々シリ
ンダ１５Ａ，１５Ｂに設けられ、ピストン１６
Ａ，１６Ｂの押圧により容器内７に所要量の各原
料が供給される。１７Ａ，１７Ｂはピストン駆動
モータ、１８Ａ，１８Ｂが駆動軸である。容器先
端ノズル８から射出する溶融樹脂Ｐは型１の凹部
内面に射出成形されるが、型１は駆動台５に取付
られ、形状に応じたNC制御が行なわれる。NC
制御はNC制御装置３による信号によつてモータ
４Ａ，４Ｂを駆動し型１をＸ―Ｙ平面に位置出し
制御し、且つモータ４Ｃを駆動してＺ軸にホーン
１２を加圧して位置に対する溶融樹脂の射出量の
制御を行なう。

ホツパ１４Ａ，１４Ｂより供給する原料MA，
MBは成形体用途に応じ任意に選択し且つ任意の
量で配合する。ピストン１６Ａ，１６Ｂによつて
容器１０内に供給された原料Ｍはホーン１２の超
音波振動により撹拌混合され溶融体化される。加
熱には超音波振動に加え、必要に応じて高周波誘
電加熱が利用され、また容器及び振動ホーン１２
等を誘導加熱してもよく、加熱溶融された原料Ｍ
は超音波エネルギによりよく混練され、内部に溶
込んだ気体、ガス等が容易に排出され、良好な中
実溶融体を生成する。

こうして容器１０内で混合し加熱溶融し混練し
た溶融樹脂は、NC制御によるＺ軸モータ４Ｃの
駆動によりホーン１２を押圧されてノズル８から
押出される。この押出工程においても振動子１１
を作動させ、超音波振動を継続作用することによ
り、溶融樹脂を円滑に押出すと共に外部気体の混
入を防止して安全な射出を行なうことができる。

ノズル８の下方には所定形状の型１が設けら
れ、且つこの型１は駆動モータ４Ａ４ＢのNC制
御によりＸ軸、Ｙ軸の位置制御が行なわれる。ま
たＺ軸モータ４ＣもNC制御装置３によつて制御
される。したがつて型１はNC制御によつてノズ
ル８との間に相対位置出し制御が行なわれ、型の
内面２の各部形状に応じてノズル８が対向する毎
にモータ４Ｃが駆動されホーン１２を押出して所
定量の溶融樹脂Ｐを射出し型内２に供給し、この
NC制御による位置出しと射出量制御とを逐次進
め型１の面形状２に応じて適量の樹脂の供給を型
面全体に行ない、安定した良好な射出成形を行な
うことができる。このようなNC制御による位置
出しと供給量の制御、更に射出時の超音波付加に
より気泡等を含まない、また型内２の凹凸部に密
着する転写精度の高い良好な成形品を得ることが
できる。

前記の第１図、および第２図に示した実施例に
おいて、超音波振動は約15〜40KHzを適用した。
誘電加熱には2465MHzのマイクロ波を用いたが50
〜1MHz程度の低周波誘導加熱を併用することに
よつて良好な結果が得られた。

原料樹脂の粉末形状は、できるだけ微細で均一
な寸法であることが好ましい。加熱混合時に超音
波振動により表面活性化が進められ、混合と加熱
が均一に有効に進行する。このため振動エネルギ
ーを粉粒樹脂とその加熱体に均一に与えるように
することが重要である。容器の外壁側に設ける発
振器としては、超音波振動のほかに、補助的なも
のとして機械的振動を発生する所謂各種のバイブ
レーターを利用することができる。

実際に、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリア
セタール、ポリカーボネイト、ポリエチレンオキ
サイド、ポリブチレンフタレートまたはこれらの
混合粉体を用いて試験を実施したところでは、原
料樹脂が固体状態に於いても、或いは溶融状態に
於いても出力が一定で常に共振点が安定に保持さ
れるように、原料樹脂の相状態に応じて、超音波
振動装置に供給するエネルギを制御することが必
要である。そして、型に注入後プレスして成形す
るとき、ポリプロピレンまたはポリカーボネート
で普通の成形をする場合、樹脂CC（立方糎）当り
15W程度のエネルギーで成形することが可能であ
ることを確認した。プレス成形には樹脂型を用い
ることができる。

前記した方法を用いるのに、種々な複雑な要件
を必要とする場合がある。第１図及び第２図に示
したように、容器下部に設けたノズル８から通常
の方法で所定の普通の型内に注入して成形体を得
る場合は、特に困難なことはない。しかし組成に
特別な性質を与え、大量溶融し多数の小形成形体
を量産する場合には、作業環境上の配慮を要する
ことがある。

樹脂の種類によつては、均一混合をし、未溶融
体を含有して成形する場合もあるが、これらの場
合に、さらに良好な成形組成体を得るために、前
記のノズル８から出た樹脂を他の予備型に入れ、
成形冷却後に、さらに粉体を形成し、これを基体
樹脂として、それ自体または他の樹脂を加えて所
定の成形体を形成することができる。

以上述べた通り、本発明によれば、シリンダ状
で一端にノズルを有する容器機内に於いて、粉粒
状の原料樹脂を超音波エネルギにより加熱し、溶
融状態とした樹脂をピストンにより押圧してノズ
ルから噴出させるようにしたことにより、長大な
スクリユウを内蔵する加熱シリンダを不要として
装置を小形に構成することができ、型に対してノ
ズル側を移動させる場合でも移動装置が小形化さ
れることにより、装置の設置面積が小さくて済
む。又、本発明によれば、加熱源として超音波振
動を用いたことにより原料樹脂の加熱と共に撹拌
混合も能率良く良好に行なうことができ、又、原
料樹脂に対する加熱及び撹拌混合が超音波振動に
よつて行なわれるから、溶融樹脂内への気泡混入
が防止されると共に混入した気泡の排除も効率良
く行なわれ、又更に超音波振動を付与した状態で
溶融樹脂をノズルから噴出することにより、外部
気体の混入も防止して良好な成形品を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例の一部断面拡大正
面図。第２図は他の実施例である。 Ｍ，MA，MB……原料樹脂（粉）、１……型、
３……数値制御装置、４Ａ，４Ｂ，４Ｃ……モー
タ、８……ノズル、６，７……容器内腔、９……
ピストン、１０……容器、１１，１１Ａ，１１Ｂ
……振動子、１２，１２Ａ，１２Ｂ……ホーン、
１４Ａ，１４Ｂ……ホツパ、１６Ａ，１６Ｂ……
ピストン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 原料樹脂を加熱し溶融状態にしてノズルから
   型に注入した後、プレスして成形品を得る樹脂プ
   レス成形加工装置に於いて、シリンダ状で一端に
   ノズルを有し該ノズルを型に対向させて配置され
   内部に粉粒状の原料樹脂が充填される容器と、該
   容器内の原料樹脂に超音波振動を付与する超音波
   振動装置と、超音波振動により加熱されて溶融状
   態にある上記容器内の樹脂をピストンにより押圧
   して上記ノズルから噴出させる押圧装置と、上記
   容器と型との間に相対的な移動を行なわせる移動
   装置と、該移動装置を制御する数値制御装置とを
   具備することを特徴とする樹脂プレス成形加工装
   置。