JPH0587368B2

JPH0587368B2 -

Info

Publication number: JPH0587368B2
Application number: JP2282939A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Myahara
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 1990-10-19
Filing date: 1990-10-19
Publication date: 1993-12-16
Also published as: JPH04156320A

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に関する。

〔従来技術及びその課題〕

一般に、コンピユータ等のデイジタル信号を用
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
プラスチツクが知られている。代表的な導電性プ
ラスチツクは、多数の微細な金属フアイバーをプ
ラスチツ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アイバーを
混入させたペレツトを用意し、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ツクをはじ
め、一般に、導電性プラスチツクによる成形品
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
微細な金属フア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
気シールド効果を得れない難点があつた。

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。したがつて、製造はダ
イキヤスト成形法に頼らざるを得ず、製造コスト
の上昇、量産性の低下を強いられるとともに、ダ
イキヤスト品にはバリを生じる。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つた。

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
リユ式射出装置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Ｍ
２は、ペレツト状態又は溶融状態のいずれであつ
てもよい。

〔作用〕

本発明に係る射出成形方法によれば、まず、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、スクリユの回転に伴つて前方
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、かつスクリユによ
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）の相違によつて、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（混練）されつつ加熱筒３の
前部、即ち、スクリユの前方に移送され、計量さ
れる。また、計量された複合材料Mmはスクリユ
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によつて
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方法を実施できる
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ユ式射出装置
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は内部にスクリユ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
リユ１１を回転及び前進移動させるスクリユ駆動
装置１３を備える。なお、同駆動装置１３におけ
る１４はスクリユ回転用の駆動モータを示す。

また、加熱筒３の後部には樹脂材料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のペレツトを収容するホツ
パー１５と、ホツパー１５の落下口１５ｓに連通
する水平移送路１６と、水平移送路１６の内部に
配したスクリユロツド１７と、スクリユロツド１
７を回転駆動する駆動モータユニツト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
つて、ホツパー１５から水平移送路１６に落下し
た樹脂材料Ｍ１は、駆動モータユニツト１８によ
り回転するスクリユロツド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、駆動モータユニツ
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のペレツトを収容するホツパー２１と、
ホツパー２１の落下口２１ｓに連通する水平移送
路２２と、水平移送路２２の内部に配したスクリ
ユロツド２３と、スクリユロツド２３を回転駆動
する駆動モータユニツト２４と、水平移送路２２
の先端口に連通し、かつ加熱筒３の内部に連通す
る鉛直落下路２５を備えてなる。よつて、ホツパ
ー２１から水平移送路２２に落下した低融点金属
材料Ｍ２は、駆動モータユニツト２４により回転
するスクリユロツド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、駆動モータユニツト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
つて、第二の材料供給部５における鉛直落下路２
５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ツ
ト１８，２４及びスクリユ駆動装置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
主要部をブロツク図で示す。

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はスクリユ駆動装置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
タユニツト１８における回転数の設定値、３３は
駆動モータユニツト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は駆動モータユニツト１８における回転
数の実測値、３６は駆動モータユニツト２４にお
ける回転数の実測値、３７，３８，３９，４０は
切換スイツチ、４１，４２は減算器、４３は反転
器、４４，４５は演算部、４６は駆動モータ１４
のモータ制御部、４７は駆動モータユニツト１８
のモータ制御部、４８は駆動モータユニツト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、切換スイツチ３
７，３８，３９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を介してスクリユ駆動装置
１３を制御することにより、スクリユ駆動装置１
３における回転数が設定値３１に一致するように
フイードバツク制御される。また、切換スイツチ
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ツト１８における回転数が
設定値３２に一致するようにフイードバツク制御
される。さらに、切換スイツチ４０をｒ側に切換
えれば、駆動モータユニツト２４における回転数
が設定値３３に一致するようにフイードバツク制
御される。一方、切換スイツチ４０をｓ側に切換
えれば、駆動モータユニツト１８における回転数
の実測値３４又は３５が駆動モータユニツト２４
における設定値として作用し、駆動モータユニツ
ト２４における回転数は駆動モータユニツト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
Ｍ２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Ｍ２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。ホツ
パー１５には樹脂材料Ｍ１のペレツトを収容す
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、他方のホツパー２１には低融点金属材料Ｍ２
のペレツトを収容する。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ユ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はスクリユ１１
の回転に伴つ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、スクリユ１
１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はスクリユ１１の前
方に蓄積され、計量が行われる。

複合材料Mmは溶け合うことのない樹脂材料Ｍ
１と低融点金属材料Ｍ２の混合物であり、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ユ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Ｍ２に対して樹脂材料Ｍ１が
混合するため、樹脂材料Ｍ１の性質によつて、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自体を可塑性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
クリユ５１を用いてスクリユ方式であり、縦に設
置した補助加熱筒５２に補助スクリユ５１が挿入
され、補助スクリユ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。そして、ホツパ
ー５４から落下した低融点金属材料Ｍ２は補助加
熱筒５２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
クリユ５１（回転駆動部５３）の回転数を制御す
ることにより、低融点金属材料Ｍ２の供給量を可
変制御できる。

一方、第６図はプランジヤ６１を用いたプラン
ジヤ方式であり、縦に設置した補助加熱筒６２の
内部にプランジヤ６１が収納され、プランジヤ６
１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。よつて、ホツ
パー６４から落下した低融点金属材料Ｍ２は後退
したプランジヤ６１の前方に供給され、プランジ
ヤ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、
プランジヤ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をプランジヤ方式
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ユ駆動装置１３及び駆動モー
タユニツト２４における回転数を制御するが、第
７図の場合はスクリユ１１及びプランジヤ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はスクリユ１１の位置に対する設定
値、７２はスクリユ１１の位置に対する実測値、
７３はプランジヤ６１の位置に対する設定値、７
４はプランジヤ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、スクリユとしては一軸タイプを例示した
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は加熱
筒の後部に設けた第一の材料供給部から樹脂材料
を供給し、かつ加熱筒の中間部に設けた第二の材
料供給部から低融点金属材料を供給することによ
り、可塑化した樹脂材料に低融点金属材料を混合
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
材の性質によつ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、製品に対するバリの発生防止、
軽量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ユ式射出装置
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：本発明に係る射出成形方法を実施でき
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ツク
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：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：本発明に係る射出成形方法を実施で
きる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：本発明に係る
射出成形方法を実施できる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
を示すブロツク図。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、Ｍ
２：低融点金属材料、Mm：複合材料、Ｐ：金
型。

Claims

【特許請求の範囲】１インラインスクリユ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樹脂材料
を供給し、かつ加熱筒の中間部に設けた第二の材
料供給部から低融点金属材料を供給することによ
り、可塑化した樹脂材料に低融点金属材料を混合
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樹脂材料の供給量及び（又は）低融点金属材
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低融点金属材料はペレツト状態で供給するこ
とを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。４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１記載の射出成形方法。