JPH04156320A - 射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は特に樹脂と低融点金属を複合させた成形品を成
形するための射出成形方法及び射出成形機に関する。

〔従来技術及びその課題〕

一般に、コンピュータ等のディジタル信号を用いる電子
機器からは不要な電磁波が漏洩するため、外部ケース等
には本来のケーシング機能に加えて、電磁波シールド機
能が要求され、通常、このような電磁波シールド機能は
、外部ケース等に導電性をもたせることにより達成され
る。

従来、導電性を有する成形素材としては導電性プラスチ
ックが知られている。代表的な導電性プラスチックは、
多数の微細な金属ファイバーをプラスチック内に混在さ
せたものであり、成形品の成形は、予め、樹脂成形材料
に金属ファイバーを混入させたペレットを用意し、通常
の樹脂材料による成形と同様の成形工程を経て成形され
る。

しかし、この種の導電性プラスチックをはじめ、一般に
、導電性プラスチックによる成形品は、射出成形法によ
り、通常の樹脂成形と同様に成形できる利点があるもの
の、相互に接触し合う微細な金属ファイバーが導電性媒
体として機能するため、導電性を高めることができず、
十分な磁気ンールド効果を得れない難点があった。

一方、高い導電性を得るための素材としては金属材料が
最も優れているが、金属材料の場合、溶融時の流動性が
水に類似するため、射出成形法を利用できない難点があ
る。したがって、製造はダイキャスト成形法に頼らざる
を得ず、製造コストの」１昇、量産性の低下を強いられ
るとともに、ダイキャスト品にはパリを生じる。また、
素材の性質から成形品の軽量化が困難となり、さらに、
材料の高コスト化を招く難点があった。

本発明はこのような従来技術に存在する課題を解決した
もので、量産化、低コスト化、軽量化を図れ、しかも、
導電性の極めて高い成形品を得ることができる射出成形
方法及び射出成形機の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る射出成形方法は、インラインスクリュ式射
出装置２における加熱筒３の後部に設けた第一の材料供
給部４から第一の成形材料、例えば、樹脂材料Ｍ１を供
給し、かつ加熱筒３の中間部に設けた第二の材料供給部
５から第二の成形材料、例えば、低融点金属材料Ｍ２を
供給することにより、可塑化した樹脂材料Ｍ１に低融点
金属材料Ｍ２を混合させるようにした。そして、混合に
よる複合材料Ｍｍは従来と同様、計量工程により計量す
るとともに、計量した複合材料Ｍｍは射出工程により金
型Ｐに射出充填するようにしたことを特徴とする。この
場合、樹脂材料Ｍ１の供給量及び（又は）低融点金属材
料Ｍ２の供給量は混合比に対応して可変制御することが
望ましい。なお、第二の材料供給部５に供給する低融点
金属材料Ｍ２は、ペレット状態又は溶融状態のいずれで
あってもよい。

一方、本発明に係る射出成形機１は、射出装置２におけ
る加熱筒３の後部に、例えば、樹脂材料Ｍ１を供給する
第一の材料供給部４を設けるとともに、加熱筒３の中間
部に、例えば、低融点金属材料Ｍ２を供給する第二の材
料供給部５を設けて構成する。なお、射出成形機１には
樹脂材料Ｍ１の供給量及び（又は）低融点金属材料Ｍ２
の供給量を、混合比に対応して可変制御する制御装置７
を備えている。

〔作　　用〕

本発明に係る射出成形方法（射出成形機１）によれば、
まず、第一の成形材料である樹脂材料Ｍ１は、射出装置
２における加熱筒３の後部に設けた第一の材料供給部４
から加熱筒３内に供給される。そして、樹脂材料Ｍ１は
加熱筒３の内部で可塑化され、スクリュの回転に伴って
前方へ移送される。

可塑化された樹脂材料Ｍ１が加熱筒３の中間部に達すれ
ば、第二の材料供給部５から第二の成形材料である低融
点金属材料Ｍ２が加熱筒３内に供給され、樹脂材料Ｍ１
と混合する。

この場合、予め可塑化され、かつスクリュにより定速移
動する樹脂材料Ｍ１の中に、低融点金属材料Ｍ２が供給
されるため、低融点金属材料Ｍ２と樹脂材料Ｍ１は均一
に混合する。なお、仮に、樹脂材料Ｍ１と低融点金属材
料Ｍ２を予め混合し、この状態で両者を略同時に可塑化
しつつ移送させた場合には、両材料Ｍ１、Ｍ２における
物理的性質（粘性、流動性等）の相違によって、低融点
金属材料Ｍ２は先行して進み、樹脂材料Ｍ１は遅れて進
むため、両材料Ｍ１とＭ２は分離し、均一に混合しなく
なる。

一方、樹脂材料Ｍ１と低融点金属材料Ｍ２の混合により
、複合材料Ｍｍとなる。そして、複合材料Ｍｍはミキシ
ング（混線）されつつ加熱筒３の前部、即ち、スクリュ
の前方に移送され、計量される。また、計量された複合
材料Ｍｍはスクリュの前進により、金型Ｐ内に射出充填
される。このように、複合材料Ｍｍに対しては従来と同
様に、通常の成形サイクルによる成形工程が実行される
ことになる。

なお、樹脂材料Ｍ１の供給量及び（又は）低融点金属材
料Ｍ２の供給量は、制御装置７によって可変制御され、
両材料Ｍ１とＭ２の絶対量及び混合比が設定値となるよ
うに制御される。

〔実　施　例〕

以下には、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基
づき詳細に説明する。

まず、本発明に係る射出成形機１の構成について、第１
図及び第２図を参照して説明する。

射出成形機１はインラインスクリュ式射出装置２と、金
型Ｐを備える不図示の型締装置からなる。

射出装置２は内部にスクリュ１１を挿入した加熱筒３を
備え、加熱筒３の前端には射出ノズル１２を有するとと
もに、加熱筒３の後端にはスクリュ１１を回転及び前進
移動させるスクリュ駆動装置１３を備える。なお、同駆
動装置１３における１４はスクリュ回転用の駆動モータ
を示す。

また、加熱筒３の後部には第一の成形材料である樹脂材
料Ｍ１を供給する第一の材料供給部４を設ける。第一の
材料供給部４は樹脂材料Ｍ１のペレットを収容するホッ
パー１５と、ホッパー１５の落下口１５ｓに連通ずる水
平移送路１６と、水平移送路１６の内部に配したスクリ
ュロッド１７と、スクリュロッド１７を回転駆動する駆
動モー＝７− タユニツト１８と、水平移送路１６の先端口に連通し、
かつ加熱筒３の内部に連通する鉛直落下路１９を備えて
なる。よって、ホッパー１５から水平移送路１６に落下
した樹脂材料Ｍ１は、駆動モータユニット１８により回
転するスクリュロッド１７により移送されるとともに、
鉛直落下路１９を落下して加熱筒３の内部に供給される
。この場合、駆動モータユニット１８の回転数を制御す
れば、樹脂材料Ｍ１の供給量を可変制御できる。

他方、加熱筒３の中間部、望ましくは、略中央部には、
第二の成形材料である低融点金属材料Ｍ２を供給する第
二の材料供給部５を設ける。第二の材料供給部５も上記
材料供給部４と同一に構成する。即ち、低融点金属材料
Ｍ２のペレットを収容するホッパー２１と、ホッパー２
１の落下口２１ｓに連通ずる水平移送路２２と、水平移
送路２２の内部に配したスクリュロッド２３と、スクリ
ュロッド２３を回転駆動する駆動モータユニット２４と
、水平移送路２２の先端口に連通し、かつ加熱筒３の内
部に連通ずる鉛直落下路２５を備えて一８＝ なる。よって、ホッパー２１から水平移送路２２に落下
した低融点金属材料Ｍ２は、駆動モータユニット２４に
より回転するスクリュロッド２３により移送されるとと
もに、鉛直落下路２５を落下して加熱筒３の内部に供給
される。この場合、駆動モータユニット２４の回転数を
制御すれば、低　−融点金属材料Ｍ２の供給量を可変制
御できる。なお、ベント式射出成形機の場合、加熱筒３
の中間部に、溶融樹脂から発生する蒸気やガス成分を外
部に排出するベント孔を有するため、このベント孔を直
接利用して第二の材料供給部５を取付けることができる
。したがって、第二の材料供給部５における鉛直落下路
２５の上端を大気に連通させることにより、ベント孔の
機能を兼用させることができる。

さらにまた、射出装置２には駆動モータユニット１８．
２４及びスクリュ駆動装置１３の制御を司る制御装置７
を備える。第２図は制御装置７の主要部をブロック図で
示す。

制御装置７は樹脂材料Ｍ１の供給量及び低融点金属材料
Ｍ２の供給量に対して、その絶対量と混合比を可変制御
する機能を有する。制御装置７において、３１はスクリ
ュ駆動装置１３の駆動モータ１４における回転数の設定
値、３２は駆動モータユニット１８における回転数の設
定値、３３は駆動モータユニット２４における回転数の
設定値、３４は駆動モータ１４における回転数の実測値
、３５は駆動モータユニット１８における回転数の実測
値、３６は駆動モータユニット２４における回転数の実
測値、３７．３８．３９．４０は切換スイッチ、４１．
４２は減算器、４３は反転器、４４．４５は演算部、４
６は駆動モータ１４のモータ制御部、４７は駆動モータ
ユニット１８のモータ制御部、４８は駆動モータユニッ
ト２４のモータ制御部である。

次に、射出成形機１を用いた射出成形方法について、第
２図〜第４図を参照して説明する。

なお、射出装置２における加熱筒３は軸方向に大別して
第３図に示すゾーンに分けられる。即ち、第一の材料供
給部４と第二の材料供給部５間における樹脂可塑化ゾー
ンＺ１、加熱筒３の前部におけるミキシングゾーンＺ３
、ミキシングゾーンＺ３と第二の材料供給部５間におけ
る樹脂及び低融点金属可塑化ゾーンＺ２からなる。なお
、同図中、白抜矢印は材料の移動経路を示す。

まず、制御装置７において、切換スイッチ３７．３８．
３９をそれぞれｐ側に切換えれば、減算器４１により設
定値３１と実測値３４の偏差が得られ、この偏差を演算
部４４に付与し、さらに、モータ制御部４６を介してス
クリュ駆動装置１３を制御することにより、スクリュ駆
動装置１３における回転数が設定値３１に一致するよう
にフィードバック制御される。また、切換スイッチ３７
．３８．３９をそれぞれｑ側に切換えれば、同様に駆動
モータユニット１８における回転数が設定値３２に一致
するようにフィードバック制御される。

さらに、切換スイッチ４０をｒ側に切換えれば、駆動モ
ータユニット２４における回転数が設定値３３に一致す
るようにフィードバック制御される。

一方、切換スイッチ４０をＳ側に切換えれば、駆動モー
タユニット１８における回転数の実測値３４又は３５が
駆動モータユニット２４における設定値として作用し、
駆動モータユニット２４における回転数は駆動モータユ
ニット１８の回転数に連動して制御される。このように
制御されるため、予め樹脂材料Ｍ１と低融点金属材料Ｍ
２の供給量に対応する回転数を、設定値３２と３３とし
て設定しておけば、目標の供給量（絶対量）が供給され
、かつ目標の混合比が得られる。

なお、電磁波シールドを目的とした成形品は、例えば、
樹脂材料Ｍ１としてポリプロピレン、低融点金属材料Ｍ
２として錫を利用した場合、ポリプロピレン・錫の重量
比を約１：６として設定できる。この場合、体積比とし
ては略半々程度である。

次に、実際の成形工程について説明する。ホッパー１５
には樹脂材料Ｍ１のペレットを収容する。

樹脂材料Ｍ１としては熱可塑性樹脂であるポリプロピレ
ン樹脂、ＡＢＳ樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂
等の一般材料を適用できる。また、＝１２− 他方のホッパー２１には低融点金属材料Ｍ２のペレット
を収容する。低融点金属材料Ｍ２としては通常４００℃
以下の融点を有する、例えば、錫、ビスマス、鉛、カド
ミウム等の単体或はこれらの合金を適用できる。

まず、計量工程ではスクリュ１１が回転するとともに、
第一の材料供給部４からは樹脂材料Ｍ１−が加熱筒３の
内部に供給され、この供給量は設定値３２に一致する。

樹脂材料Ｍ１はスクリュ１１の回転に伴って樹脂可塑化
ゾーンＺ１を前方へ移送され、可塑化される。

また、加熱筒３の中間部まで移送された樹脂材料Ｍ１に
対しては、第二の材料供給部５から低融点金属材料Ｍ２
が供給され、低融点金属材料Ｍ２は可塑化された樹脂材
料Ｍ１に混合せしめられる。

この場合、第４図に示すように、スクリュ１１により一
定速度で移送される可塑化状態の樹脂材料Ｍ１に低融点
金属材料Ｍ２が供給されるため、低融点金属材料Ｍ２は
樹脂材料Ｍ１に確実に取込まれ、均一に混合した複合材
料Ｍｍとなる。

そして、複合材料Ｍｍは樹脂金属可塑化ゾーンＺ２を移
送され、可塑化されるとともに、ミキシングゾーンＺ３
でミキシングされる。これにより、溶融状態の複合材料
Ｍｍはスクリュ１１の前方に蓄積され、計量が行われる
。

複合材料Ｍｍは溶は合うことのない樹脂材料Ｍ１と低融
点金属材料Ｍ２の混合物てあり、各材料はそれぞれ連続
した状態で混合する。

他方、射出工程ではスクリュ１１が前進移動することに
より、計量された複合材料Ｍｍが射出ノズル１２から射
出され、金型Ｐに充填される。なお、低融点金属材料Ｍ
２に対して樹脂材料Ｍ１が混合するため、樹脂材料Ｍ１
の性質によって、単一の樹脂材料を用いた通常の樹脂成
形と同様に射出成形できる。

次に、変更実施例について、第５図〜第７図を参照して
説明する。

第５図及び第６図はいずれも第二の材料供給部５自体を
可塑化装置として構成したものであり、低融点金属材料
Ｍ２は加熱筒３の内部に供給される前に、予備的に可塑
化される。第５図は補助スクリュ５１を用いたスクリュ
方式であり、縦に設置した補助加熱筒５２に補助スクリ
ュ５１が挿入され、補助スクリュ５１は上端に設けた回
転駆動部５３により回転せしめられる。よって、ホッパ
ー５４から落下した低融点金属材料Ｍ２は補助加熱筒５
２の上部に供給され、これにより、低融点金属材料Ｍ２
は予備的に可塑化されるとともに、加熱筒３の内部に供
給される。この場合、補助スクリュ５１（回転駆動部５
３）の回転数を制御することにより、低融点金属材料Ｍ
２の供給量を可変制御できる。

一方、第６図はプランジャ６１を用いたプランジャ方式
であり、縦に設置した補助加熱筒６２の内部にプランジ
ャ６１が収納され、プランジャ６１は上端に設けた油圧
シリンダ等を用いた駆動部６３により進退移動せしめら
れる。よって、ホッパー６４から落下した低融点金属材
料Ｍ２は後退したプランジャ６１の前方に供給され、プ
ランジャ６１の前進により、可塑化された低融点金属材
料Ｍ２は加熱筒３の内部に供給される。この際、プラン
ジャ６１の位置制御を行うことにより、低融点金属材料
Ｍ２の供給量を可変制御できる。

第７図は第二の材料供給部５をプランジャ方式により構
成した場合の制御装置７を示す。基本的には第２図に示
した制御装置と同じである。第２図の場合にはスクリュ
駆動装置１３及び駆動モータユニット２４における回転
数を制御するが、第７図の場合はスクリュ１１及びプラ
ンジャ６１の位置を制御するようにした点が異なる。第
７図において、７１はスクリュ１１の位置に対する設定
値、７２はスクリュ１１の位置に対する実測値、７３は
プランジャ６１の位置に対する設定値、７４はプランジ
ャ６１の位置に対する実測値、７５は駆動部６３におけ
る油圧シリンダを制御するシリンダ制御部である。

なお、変更実施例を示す第５図〜第７図において、第１
−図及び第２図と同一部分に対しては同一符号を付し、
詳細な説明は省略した。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明はこのよ
うな実施例に限定されるものではない。

例えば、第二の成形材料として低融点金属材料を例示し
たが、第一の成形材料とは異なる樹脂材料である金属フ
ィラー、ガラスフィラー、木粉、炭酸カルシウム等の各
種材料を適用できる。また、スクリュとしては一軸タイ
ブを例示したが、二軸タイプでも勿論よい。その他、細
部の構成、形状、手法等において、本発明の要旨を逸脱
しない範囲で任意に変更できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る射出成形方法（射出成形機）
は加熱筒の後部に設けた第一の材料供給部から第一の成
形材料を供給し、かつ加熱筒の中間部に設けた第二の材
料供給部から第二の成形材料を供給することにより、可
塑化した第一の成形材料に第二の成形材料を混合させ、
混合による複合材料を計量するとともに、計量した複合
材料を金型に射出充填するようにしたため、次のような
顕著な効果を奏する。

■　金属材料は樹脂材料の内部に連続状態で混入するた
め、高度の導電性を得ることができ、以て、成形品も十
分な磁気シールド機能を発揮する。

■　金属材料に樹脂材料を混合するため、樹脂素材の性
質によって射出成形法による成形が可能となり、製造コ
ストの低減、量産性の向上を図れるとともに、製品に対
するパリの発生防止、怪事化及び材料コストの低減を達
成できる。

■　金属材料と樹脂材料の可塑化に際して、時差をもた
せ、かつインラインスクリュ式射出装置の移送原理を用
いて混合するため、両材料を均一に混合できる。

【図面の簡単な説明】

第１図１本発明に係る射出成形機の一部断面側面図、 第２図：同射出成形機における制御装置の主要部を示す
ブロック図、 第３図：同射出成形機におけるゾーンを明示する説明図
、 第４図工本発明に係る射出成形方法による低融点金属材
料の供給状態を示す拡大断面 図、 第５図：本発明の他の実施例に係る射出成形機における
第二の材料供給部の断面側面 図、 第６図工本発明の他の実施例に係る射出成形機における
第二の材料供給部の断面側面 図、 第７図：同射出成形機における制御装置の主要部を示す
ブロック図。 尚図面中、 １：射出成形機　　　　２．射出装置 ３：加熱筒　　　　　　４：第一の材料供給部５：第二
の材料供給部　７：制御装置 Ｍ１：樹脂材料ＭＩ　　　Ｍ２：低融点金属材料Ｍｍ：
複合材料　　　　Ｐ：金型 特許出願人　日精樹脂工業株式会社 代理人弁理士　下　　１）　　　茂 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕インラインスクリュ式射出装置における加熱筒の
   後部に設けた第一の材料供給部から第一の成形材料を供
   給し、かつ加熱筒の中間部に設けた第二の材料供給部か
   ら第二の成形材料を供給することにより、可塑化した第
   一の成形材料に第二の成形材料を混合させ、混合による
   複合材料を計量するとともに、計量した複合材料を金型
   に射出充填することを特徴とする射出成形方法。 〔２〕第一の成形材料の供給量及び（又は）第二の成形
   材料の供給量は混合比に対応して可変制御することを特
   徴とする請求項１記載の射出成形方法。 〔３〕第一の成形材料は樹脂材料であることを特徴とす
   る請求項１記載の射出成形方法。〔４〕第二の成形材料
   は低融点金属材料であることを特徴とする請求項１記載
   の射出成形方法。 〔５〕低融点金属材料はペレット状態で供給することを
   特徴とする請求項４記載の射出成形方法。 〔６〕低融点金属材料は溶融状態で供給することを特徴
   とする請求項４記載の射出成形方法。 〔７〕インラインスクリュ式射出装置における加熱筒の
   後部に、第一の成形材料を供給する第一の材料供給部を
   設けるとともに、加熱筒の中間部に、第二の成形材料を
   供給する第二の材料供給部を設けてなることを特徴とす
   る射出成形機。 〔８〕第一の成形材料の供給量及び（又は）第二の成形
   材料の供給量を、混合比に対応して可変制御する制御装
   置を備えることを特徴とする請求項７記載の射出成形機
   。 〔９〕第一の成形材料は樹脂材料であることを特徴とす
   る請求項７記載の射出成形機。 〔１０〕第二の成形材料は低融点金属材料であることを
   特徴とする請求項７記載の射出成形機。