JPH06328451A - 樹脂成形方法 - Google Patents
樹脂成形方法Info
- Publication number
- JPH06328451A JPH06328451A JP14116293A JP14116293A JPH06328451A JP H06328451 A JPH06328451 A JP H06328451A JP 14116293 A JP14116293 A JP 14116293A JP 14116293 A JP14116293 A JP 14116293A JP H06328451 A JPH06328451 A JP H06328451A
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- JP
- Japan
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- molding
- resin
- molding material
- horn
- ultrasonic
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- Pending
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- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 成形用金型の構成部に高周波（発振子）を
組み込んで成形材料を振動させ、その摩擦発熱で成形材
料を溶融させる樹脂成形方法。発振子を対向して又は
複数配置。発振子にプレス機能を持たせる。発振面
又は樹脂の接触面に硬質断熱部材を用いる。 【効果】 成形金型に高周波発振子を組み込むことで、
成形機自体を小型化・簡便化させ、成形材料を極めて容
易に溶融できる。
組み込んで成形材料を振動させ、その摩擦発熱で成形材
料を溶融させる樹脂成形方法。発振子を対向して又は
複数配置。発振子にプレス機能を持たせる。発振面
又は樹脂の接触面に硬質断熱部材を用いる。 【効果】 成形金型に高周波発振子を組み込むことで、
成形機自体を小型化・簡便化させ、成形材料を極めて容
易に溶融できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高精度小物物品又は部
品の成形方法の改良に関するものである。
品の成形方法の改良に関するものである。
【０００２】詳細には、本発明は、樹脂の溶融成形手段
として、成形用金型の構成部に高周波発振子を組み込む
ことによる樹脂成形方法に関するものである。
として、成形用金型の構成部に高周波発振子を組み込む
ことによる樹脂成形方法に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】従来、小物部品であっても射出成形やト
ランスファ成形等に代表されるように、温度調節された
高温の金型内に樹脂材料を注入して成形している。例え
ば、トランスファ成形によりギヤ等の小物部品を成形す
る場合には、成形材料をポットから金型上部に入れ、ヒ
ーターによる加熱などで予熱し加熱溶融してから、プラ
ンジャで樹脂通路から予熱された金型の中に溶融樹脂を
押し込むことにより、部品が成形されていた。
ランスファ成形等に代表されるように、温度調節された
高温の金型内に樹脂材料を注入して成形している。例え
ば、トランスファ成形によりギヤ等の小物部品を成形す
る場合には、成形材料をポットから金型上部に入れ、ヒ
ーターによる加熱などで予熱し加熱溶融してから、プラ
ンジャで樹脂通路から予熱された金型の中に溶融樹脂を
押し込むことにより、部品が成形されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来、このような成形
機は、高圧の型締力や温度制御が必要である。型締力に
ついては、平面度と加圧変形の防止のため、機構部が極
めて大型でかつ精密さを要求され、また油圧装置等の付
帯設備も必要でコスト高となる。
機は、高圧の型締力や温度制御が必要である。型締力に
ついては、平面度と加圧変形の防止のため、機構部が極
めて大型でかつ精密さを要求され、また油圧装置等の付
帯設備も必要でコスト高となる。
【０００５】従って、一般的には、取り扱い数の増加で
バランスを保っている。他方、温度制御の面において
も、熱源としてヒーター又は射出成形では加熱された水
やオイルによる循環加熱が一般的であり、これらのキャ
ビティの維持及び機構そのものでかなりコスト高を余儀
なくされている。
バランスを保っている。他方、温度制御の面において
も、熱源としてヒーター又は射出成形では加熱された水
やオイルによる循環加熱が一般的であり、これらのキャ
ビティの維持及び機構そのものでかなりコスト高を余儀
なくされている。
【０００６】一方、樹脂成形技術面において、特に熱硬
化性樹脂にあっては、材料の加熱履歴がその成形品質面
に大きく寄与する。一般的には均一に加熱し、均一に硬
化させることが望ましいが、従来方法においては、順次
加熱、順次硬化にならざるを得ず、その連鎖的収縮によ
り残留歪が残るといった問題もあった。
化性樹脂にあっては、材料の加熱履歴がその成形品質面
に大きく寄与する。一般的には均一に加熱し、均一に硬
化させることが望ましいが、従来方法においては、順次
加熱、順次硬化にならざるを得ず、その連鎖的収縮によ
り残留歪が残るといった問題もあった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
ついて種々検討した結果、小物部品を樹脂成形する成形
機を構成する金型に高周波発振子を組み込み、成形材料
を振動・摩擦発熱させることにより、成形機自体を小型
化・簡便化させ、成形材料を極めて容易に溶融できるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
ついて種々検討した結果、小物部品を樹脂成形する成形
機を構成する金型に高周波発振子を組み込み、成形材料
を振動・摩擦発熱させることにより、成形機自体を小型
化・簡便化させ、成形材料を極めて容易に溶融できるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】すなわち、本発明は： 成形用金型の構成部に高周波発振子を組み込むこと
により、成形材料を振動させ、その摩擦発熱で成形材料
を溶融させる、樹脂成形方法を提供する。また、 高周波発振子を対向して或いは複数個配置して構成
させた点にも特徴を有する。また、
により、成形材料を振動させ、その摩擦発熱で成形材料
を溶融させる、樹脂成形方法を提供する。また、 高周波発振子を対向して或いは複数個配置して構成
させた点にも特徴を有する。また、
【０００９】 対向する高周波発振子の両方又は何れ
かにプレス機能を持たせた点にも特徴を有する。また、 発振面に硬質断熱部材を用いる点にも特徴を有す
る。また、形方法。 成形用樹脂の接触面の一部又は全部を硬質断熱部材
で構成する点にも特徴を有する。更に、 樹脂計量誤差を吸収するために、等圧プランジャを
用いてホーン位置決め方式を決定する点にも特徴を有す
る。
かにプレス機能を持たせた点にも特徴を有する。また、 発振面に硬質断熱部材を用いる点にも特徴を有す
る。また、形方法。 成形用樹脂の接触面の一部又は全部を硬質断熱部材
で構成する点にも特徴を有する。更に、 樹脂計量誤差を吸収するために、等圧プランジャを
用いてホーン位置決め方式を決定する点にも特徴を有す
る。
【００１０】本発明を図面に基いて具体的に説明する。
図１は、本発明に従う、成形用金型に高周波発振子を組
み込んだ成形機の機構部を示す模式図である。図１にお
いて、１は超音波発振子（以下、ホーンという）、２は
機械的振動に変換する超音波コンバータ、３は超音波パ
ワーサプライ、４はキャビティブロック、５は受け型で
ある。
図１は、本発明に従う、成形用金型に高周波発振子を組
み込んだ成形機の機構部を示す模式図である。図１にお
いて、１は超音波発振子（以下、ホーンという）、２は
機械的振動に変換する超音波コンバータ、３は超音波パ
ワーサプライ、４はキャビティブロック、５は受け型で
ある。
【００１１】この受け型５とキャビティブロック４とが
組み合わされ、その隙間は成形材料６の加圧時に樹脂が
洩れず、かつガスが抜ける程度に構成されている。成形
材料（樹脂ペレット又は粉末）６は予めキャビティブロ
ック４、４の内に投入される。その後、ホーンを降下さ
せ、樹脂を押しつけてゆく。この時に、キャビティ４と
ホーン１との嵌合隙間は、上記受け型５とキャビティ４
との関係の場合と同様である。
組み合わされ、その隙間は成形材料６の加圧時に樹脂が
洩れず、かつガスが抜ける程度に構成されている。成形
材料（樹脂ペレット又は粉末）６は予めキャビティブロ
ック４、４の内に投入される。その後、ホーンを降下さ
せ、樹脂を押しつけてゆく。この時に、キャビティ４と
ホーン１との嵌合隙間は、上記受け型５とキャビティ４
との関係の場合と同様である。
【００１２】加圧により成形材料間の隙間を或る程度な
くする時点で、ホーン１より超音波を発振させる。これ
により、成形材料６に振動を与えて分子間摩擦をもたら
し、その結果、成形材料温度が高くなり、特に熱可塑性
樹脂では溶融し、熱硬化性樹脂では加熱硬化する。
くする時点で、ホーン１より超音波を発振させる。これ
により、成形材料６に振動を与えて分子間摩擦をもたら
し、その結果、成形材料温度が高くなり、特に熱可塑性
樹脂では溶融し、熱硬化性樹脂では加熱硬化する。
【００１３】本発明においては、小物部品などの成形品
の形状やボリュームによっては、ホーン（超音波発振
子）を対向させて、或いは複数配置することも重要であ
る。これは、成形材料に与える熱的履歴が各部分で出来
るだけ均一となることが、加熱硬化時の歪みを少なくす
る上で必要なことである。
の形状やボリュームによっては、ホーン（超音波発振
子）を対向させて、或いは複数配置することも重要であ
る。これは、成形材料に与える熱的履歴が各部分で出来
るだけ均一となることが、加熱硬化時の歪みを少なくす
る上で必要なことである。
【００１４】また、成形機の構成上、ホーン自体にプレ
ス機能を持たせるか或いは受け型５にプレス機能を持た
せるかは任意に選択できるが、ホーン側にプレス機能を
持たせる方がその利用性が高い。なお、樹脂接触面にあ
っては、溶融成形材料、すなわち溶融樹脂温度との温度
差が大きくなるため、成形材料の流動性が低下し、ウエ
ルドラインやボイドを発生し易い。
ス機能を持たせるか或いは受け型５にプレス機能を持た
せるかは任意に選択できるが、ホーン側にプレス機能を
持たせる方がその利用性が高い。なお、樹脂接触面にあ
っては、溶融成形材料、すなわち溶融樹脂温度との温度
差が大きくなるため、成形材料の流動性が低下し、ウエ
ルドラインやボイドを発生し易い。
【００１５】そのために、断熱性の高い材料を樹脂接触
面の金型、すなわちキャビティブロック４、受け型５に
用いると、適性な流動性が維持できるため有効である。
勿論、これはホーンの発振面においても同様に断熱性の
高い材料を用いることが好ましい。なお、本発明の方法
に適用される超音波モールドの具体的構成は、１９８０
年１月発行”プラスチックエージ”抜刷、「超音波プラ
スチックウエルダにみる最近の技術進歩”１〜４頁を応
用することにより容易に理解できる。
面の金型、すなわちキャビティブロック４、受け型５に
用いると、適性な流動性が維持できるため有効である。
勿論、これはホーンの発振面においても同様に断熱性の
高い材料を用いることが好ましい。なお、本発明の方法
に適用される超音波モールドの具体的構成は、１９８０
年１月発行”プラスチックエージ”抜刷、「超音波プラ
スチックウエルダにみる最近の技術進歩”１〜４頁を応
用することにより容易に理解できる。
【００１６】図２は、図１において予めキャビティブロ
ック内に投入された成形材料が上下ホーンの作用により
溶融成形され、ギヤ等の小物部品となる状態を示す断面
図である。図２において、４１ａ、４１ｂ：４２ａ、４
２ｂは成形されたギヤ等の小物部品１０４を上下で保持
するそれぞれ２つの上部キャビティブロック：２つの下
部キャビティブロックであり、１１、１２は成形材料を
上下から溶融硬化するそれぞれ上部ホーン、下部ホーン
である。
ック内に投入された成形材料が上下ホーンの作用により
溶融成形され、ギヤ等の小物部品となる状態を示す断面
図である。図２において、４１ａ、４１ｂ：４２ａ、４
２ｂは成形されたギヤ等の小物部品１０４を上下で保持
するそれぞれ２つの上部キャビティブロック：２つの下
部キャビティブロックであり、１１、１２は成形材料を
上下から溶融硬化するそれぞれ上部ホーン、下部ホーン
である。
【００１７】図３は、成形時に、ホーンとキャビティブ
ロックとの位置関係を側方から見た模式図である。図３
において、１１、１２は成形材料を上下から溶融硬化す
るそれぞれ上部ホーン、下部ホーンであり、４１、４２
は成形材料６（図示されていない）を保持する上部キャ
ビティブロック、下部キャビティブロックである。
ロックとの位置関係を側方から見た模式図である。図３
において、１１、１２は成形材料を上下から溶融硬化す
るそれぞれ上部ホーン、下部ホーンであり、４１、４２
は成形材料６（図示されていない）を保持する上部キャ
ビティブロック、下部キャビティブロックである。
【００１８】なお、計量誤差が問題となるようなケース
では、本発明によると、図４のように従来のトランスフ
ァ成形型の構造にすることも容易である利点もある。す
なわち、図４は、計量誤差が問題になるケースを示す模
式図である。図４において、１１、１２は成形材料６を
上下から溶融硬化するそれぞれ上部ホーン、下部ホーン
であり、４３は得られた製品１５を収めるキャビティで
あり、１３は両キャビティ４３を断熱する断熱スリーブ
であり、１４は成形材料６が流れるランナーである。
では、本発明によると、図４のように従来のトランスフ
ァ成形型の構造にすることも容易である利点もある。す
なわち、図４は、計量誤差が問題になるケースを示す模
式図である。図４において、１１、１２は成形材料６を
上下から溶融硬化するそれぞれ上部ホーン、下部ホーン
であり、４３は得られた製品１５を収めるキャビティで
あり、１３は両キャビティ４３を断熱する断熱スリーブ
であり、１４は成形材料６が流れるランナーである。
【００１９】図５は、成形材料としてエポキシ樹脂を用
いた場合の、時間−粘度曲線を示すグラフである。図５
において、（イ）線は本発明の方法による曲線であり、
この場合に均一加熱による急激な粘度低下と急激な硬化
作用がある。（ロ）線は従来のヒーター等を用いた場合
の曲線であり、加熱硬化ムラが出るために、全体の粘度
曲線は緩やかなカーブを描く。本発明の樹脂成形方法に
適用される成形機には、トランスファ成形機や射出成形
機などを挙げることができる。
いた場合の、時間−粘度曲線を示すグラフである。図５
において、（イ）線は本発明の方法による曲線であり、
この場合に均一加熱による急激な粘度低下と急激な硬化
作用がある。（ロ）線は従来のヒーター等を用いた場合
の曲線であり、加熱硬化ムラが出るために、全体の粘度
曲線は緩やかなカーブを描く。本発明の樹脂成形方法に
適用される成形機には、トランスファ成形機や射出成形
機などを挙げることができる。
【００２０】また、本発明の方法が適用できる成形材料
には、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂など任意の成形樹脂
が挙げられるが、小物部品の場合に、エポキシ樹脂が部
品の封止性、収縮性などの観点から好ましい。本発明は
上記の具体的態様により説明されるが、これらは本発明
の範囲を制限するものでない。
には、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂など任意の成形樹脂
が挙げられるが、小物部品の場合に、エポキシ樹脂が部
品の封止性、収縮性などの観点から好ましい。本発明は
上記の具体的態様により説明されるが、これらは本発明
の範囲を制限するものでない。
【００２１】
【作用】本発明においては、成形機の機構部がこのよう
な構造になっているから、成形材料の溶融は、超音波発
振子（ホーン）により与えられた機械的エネルギーによ
り摩擦を起こし、その発熱エネルギーにより行われるた
めに、ホーンの加振を中止すれば直ぐに冷却工程に移る
ことができる利点がある。
な構造になっているから、成形材料の溶融は、超音波発
振子（ホーン）により与えられた機械的エネルギーによ
り摩擦を起こし、その発熱エネルギーにより行われるた
めに、ホーンの加振を中止すれば直ぐに冷却工程に移る
ことができる利点がある。
【００２２】なお、熱可塑性樹脂については、通常若干
の時間をおいての取り出しが可能である。本発明におい
ては、金型そのものを加熱する必要がないこと（場合に
より、低温温調は必要である）による利点を生かせる。
の時間をおいての取り出しが可能である。本発明におい
ては、金型そのものを加熱する必要がないこと（場合に
より、低温温調は必要である）による利点を生かせる。
【００２３】このような技術分野としては、小物部品の
簡便成形品や、耐熱性の高くない部材のインサートモー
ルドなどを挙げることができる。また、熱硬化性樹脂に
おいては、均一加熱、均一硬化の作用があることから、
高精度部品の成形において残留歪みの極めて少ないそし
て金型との転写性の良好な成形品を得ることができる利
点もある。
簡便成形品や、耐熱性の高くない部材のインサートモー
ルドなどを挙げることができる。また、熱硬化性樹脂に
おいては、均一加熱、均一硬化の作用があることから、
高精度部品の成形において残留歪みの極めて少ないそし
て金型との転写性の良好な成形品を得ることができる利
点もある。
【００２４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明においては、
キャビティ内で直接に樹脂を発熱溶融させる樹脂成形方
法なので、成形材料供給装置、金型、金型温度調整装置
等の何れを取っても、極めて簡便なものとすることがで
きるので、樹脂成形の分野、特に小物部品の成形に適用
するとコストメリットが大きい。
キャビティ内で直接に樹脂を発熱溶融させる樹脂成形方
法なので、成形材料供給装置、金型、金型温度調整装置
等の何れを取っても、極めて簡便なものとすることがで
きるので、樹脂成形の分野、特に小物部品の成形に適用
するとコストメリットが大きい。
【図１】本発明に従う、成形用金型に高周波発振子を組
み込んだ成形機の機構部を示す模式図である。
み込んだ成形機の機構部を示す模式図である。
【図２】キャビティブロック内に投入された成形材料が
上下ホーンの作用により溶融成形され、ギヤ等の小物部
品となる状態を示す断面図である。
上下ホーンの作用により溶融成形され、ギヤ等の小物部
品となる状態を示す断面図である。
【図３】成形時に、ホーンとキャビティブロックとの位
置関係を側方から見た模式図である。
置関係を側方から見た模式図である。
【図４】計量誤差が問題になるケースを示す模式図であ
る。
る。
【図５】成形材料としてエポキシ樹脂を用いた場合の時
間−粘度曲線を表すグラフである。（イ）線は本発明の
方法による曲線であり、（ロ）線は従来のヒーター等を
用いた場合の曲線である。
間−粘度曲線を表すグラフである。（イ）線は本発明の
方法による曲線であり、（ロ）線は従来のヒーター等を
用いた場合の曲線である。
１ 超音波発振子（ホーン） ２ 機械的振動に変換する超音波コンバータ ３ 超音波パワーサプライ ４ キャビティ（ブロック） ５ 受け型 ６ 成形材料 １１ 上部ホーン １２ 下部ホーン １３ キャビティを断熱する断熱スリーブ １４ 成形材料が流れるランナー １５ 製品 ４１、４１ａ、４１ｂ 上部キャビティブロック ４２、４２ａ、４２ｂ 下部キャビティブロック ４３ 製品１５を収めるキャビティ １０４ ギヤ等の小物部品
Claims (5)
- 【請求項１】 成形用金型の構成部に高周波（超音波）
発振子を組み込むことにより、成形材料を振動させ、そ
の摩擦発熱で成形材料を溶融させることを特徴とする、
樹脂成形方法。 - 【請求項２】 高周波発振子を対向して或いは複数個配
置して構成させたことを特徴とする、請求項１記載の樹
脂成形方法。 - 【請求項３】 対向する高周波発振子の両方又は何れか
にプレス機能を持たせたことを特徴とする、請求項１記
載の樹脂成形方法。 - 【請求項４】 発振面に硬質断熱部材を用いることを特
徴とする、請求項１記載の樹脂成形方法。 - 【請求項５】 成形用樹脂の接触面の一部又は全部を硬
質断熱部材で構成することを特徴とする、請求項１記載
の樹脂成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14116293A JPH06328451A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 樹脂成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14116293A JPH06328451A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 樹脂成形方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06328451A true JPH06328451A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=15285581
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14116293A Pending JPH06328451A (ja) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | 樹脂成形方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06328451A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2009027569A1 (es) | 2007-08-09 | 2009-03-05 | Fundació Privada Ascamm | Dispositivo ultrasónico para moldeo de micropiezas de plástico |
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-
1993
- 1993-05-21 JP JP14116293A patent/JPH06328451A/ja active Pending
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