JPS6357211B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はガラス繊維を含む材料などを用いた成
形に好適なプラスチツク成形方法とその装置に関
するものである。

〔従来技術〕

ポリエステル樹脂にガラス繊維などを混合した
成形材料には、成形方法と成形品の用途等にした
がつて種々の組成、性状のものがあり、また成形
品の性能も異なる。すなわち、圧縮成形機には
SMC（Sheet Moulding Compound）と呼ばれる
シート状の成形材料が用いられるので、繊維長の
長いガラス繊維を使用することができ、その成形
品はすぐれた機械的性質を期待できる。しかしな
がらこの種の成形機では複雑な形状の製品や厚肉
製品を成形することがむつかしいばかりでなく、
１回の成形サイクルが長く能率が悪いという欠点
がある。また、射出成形機には乾式BMC（Bulk
Moulding Compound）と呼ばれるチツプ状の成
形材料が用いられ、圧縮成形機では成形できない
ような複雑な形状の製品を成形することができる
反面、成形加工中にガラス繊維が折損して成形品
の機械的強度が低下するという欠点がある。すな
わち、射出成形機の場合、ホツパ型の供給装置か
ら固底スリーブ内のスクリユへ送り込まれた樹脂
は、スクリユの回転によつてノズルから金型内へ
射出されるが、スクリユの先端部には射出中に材
料が逆流するのを防止するためのチエツクリング
やチエツクバルブが設けられているので、これが
材料に波動を与えてガラス繊維を折損させること
が多い。

そこでこの欠点を解消するものとして二重シリ
ンダと特殊な構造の逆転防止機構を設けた射出装
置が特開昭57−24228によつて提案されたが、こ
の装置は供給装置からスクリユへの供給箇所にお
いてスクリユとシリンダとでガラス繊維が折損し
易いばかりでなく、溝内での曲げや逆止防止弁部
での断面の縮小、拡大、射出ノズル部における断
面の縮小、ストツプ弁の開閉等によつてもガラス
繊維が折損するおそれがあつて満足した効果を期
待することができなかつた。

さらに、ガラス繊維を折損させないためにスク
リユを使用しないトランスフア成形機で成形する
ことも試みられているが、射出前における樹脂の
加熱に長時間を要し、サイクルタイムが長くなる
という致命的な欠点があつた。

〔発明の概要〕

本発明は以上のような点に鑑みなされたもの
で、供給シリンダから計量シリンダへ押込んだ樹
脂を供給シリンダと背圧のかかつた計量シリンダ
のプランジヤとの間で圧縮計量して樹脂の締切り
後計量シリンダのプランジヤでさらにこれを圧縮
し、圧縮済の樹脂を計量シリンダの移動と押出し
により誘電加熱装置へ移動させて予熱したのち金
型注入口へ供給して射出シリンダで金型内へ射出
するように構成することにより、ガラス繊維等の
折損を減少して成形品の品質向上を計るととも
に、射出用樹脂の予熱により成形サイクルを短縮
して作業性の向上を計つたプラスチツク成形方法
とその装置を提供するものである。以下、本発明
の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

〔実施例〕

第１図は本発明に係るプラスチツク成形方法を
説明するために示しかつ本発明に係るプラスチツ
ク成形装置の実施例を示す縦断面図である。図に
おいて、床面に固定されたベース１上には、図示
しないシリンダプラテンとの間を４個のタイロツ
ド２で連結された固定プラテン３が固定されてお
り、この固定プラテン３のシリンダプラテン側に
は、タイロツド２に沿つて移動自在な可動プラテ
ン４が固定プラテン３と金型装着面を対向させて
設けられている。両方のプラテン３，４の金型装
着面には、固定金型５と可動金型６とがそれぞれ
キヤビテイ面５ａ，６ａを対向させて装着されて
いる。７は固定金型５に固定された注入管であつ
てキヤビテイ面５ａに一端を開口されており、他
端は固定プラテン３を貫通して外部に開口されて
いる。なお、注入管７の固定プラテン３より外に
ある部分の上側には、樹脂のかたまりが入り得る
供給孔７ａが設けられている。

以上のように構成された本機の斜め上方には、
全体を符号８で示す材料供給装置が配設されてい
る。この材料供給装置８は円筒状に形成されて互
に平行する供給シリンダ９と油圧シリンダ１０と
を備えており、各シリンダ９，１０には、固定板
１１で一体的に固定されたプランジヤ１２とピス
トン１３とがそれぞれ往復動自在に嵌合されてい
る。１４は供給シリンダ９へ樹脂を投入する投入
シリンダであつて、供給シリンダ９の周面と直交
して開口接合されており、樹脂入口１５から供給
された樹脂を供給シリンダ９内へ押出す往復動自
在なプランジヤ１６を備えている。そしてプラン
ジヤ１２の上昇位置で投入シリンダ１４で供給シ
リンダ９に投入された樹脂の一例として示すガラ
ス繊維の樹脂を油圧シリンダ１０によるプランジ
ヤ１２の下降で圧縮するように構成されている。
供給シリンダ９の下端部は漏斗状に形成されてい
てその下端のフランジ部には、ガイド１７が固定
されており、これには駆動シリンダ１８が固定さ
れている。駆動シリンダ１８のピストンロツド１
９の作用端には、樹脂締切機構としての締切り弁
２０が平板状に形成されてガイド１７に摺動自在
に支持されており、駆動シリンダ１８のピストン
ロツド１９を進退させることにより締切り弁２０
が往復動して供給シリンダ９の下端開口部を開閉
するように構成されている。

全体を符号２１で示すものは計量シリンダであ
つて、プランジヤ２２のヘツドエンド２２ａを往
復動自在に嵌合させる駆動部２３と、この駆動部
２３の上端部で摺動自在に支持された計量部２４
とを備えており、計量部２４にはプランジヤ２２
のプランジヤヘツド２２ｂが往復動自在に係入さ
れている。また駆動部２３の周面には、油圧シリ
ンダ２５が固定されていてそのピストンロツド２
６の作用端は計量部２４に固定されており、ピス
トンロツド２６を進退させることにより、計量部
２４が供給シリンダ９の下端部といんろう状に係
合する位置と係合を解かれる位置との間で進退す
るように構成されている。そしてこの計量シリン
ダ２５は機体側の枢軸２７で回動自在に枢支され
ており、図に実線で示すように計量部２４を供給
シリンダ９に対向させる位置と、図に鎖線で示す
ように後述する誘電加熱装置２８に対向させる位
置とのいずれかを選択的に占めるように構成され
ている。こうすることにより、締切り弁２０が開
いた状態で供給シリンダ９のプランジヤ１２が前
進し樹脂を供給シリンダ９から計量部２４へ押込
むと、計量シリンダ２１側のプランジヤ２２に所
定の背圧が加えられていることにより、樹脂がプ
ランジヤ１２とプランジヤ２２との間で圧縮され
てプランジヤ２２の後退位置にしたがつた計量が
計量部内で行なわれる。また計量後、締切り弁２
０を閉じてプランジヤ２２を前進させると、樹脂
はプランジヤ２２と締切り弁２０との間でさらに
圧縮される。

前記誘電加熱装置２８は、平板状に形成された
上下一対の高周波電極２８ａ，２８ｂとの間に被
加熱体を位置させて高周波電流の作用で発熱させ
る従来周知の加熱装置であつて、この装置に対向
した計量シリンダ２１からは、プランジヤ２２の
前進によつて固形状の樹脂２９が下部電極２８ｂ
上へ押出されて予熱される。また下部電極２８ｂ
は図の手前側と紙背側との間で移動できるように
構成されており、予熱を終つた樹脂２９は下部電
極２８ｂの移動により支承から解放されて落下
し、前記注入管７に設けた供給孔７ａから注入管
７内へ供給されてその外周部に設けたヒータ３０
により加熱溶融される。３１は油圧によつて往復
動するプランジヤ３２を備えた射出シリンダであ
つて、プランジヤの頭部が注入管７内に係入され
ており、プランジヤ３２の前進によつて樹脂を金
型５，６のキヤビテイ内へ射出するように構成さ
れている。

以上のように構成された成形機による成形動作
を、ガラス繊維が混入された熱硬化性樹脂である
塊状BMCによる成形を例にとつて説明する。プ
ラテン３，４に金型５，６をそれぞれ装着して型
締を行なつたのち、油圧シリンダ１０のヘツドエ
ンド側に圧油を送入してピストン１３とプランジ
ヤ１２を上昇させる。また計量シリンダ２１は図
の実線位置によつて計量部が供給シリンダ９の下
端開口部と係合しており、締切り弁２０が開かれ
ている。この状態で樹脂入口１５から供給された
樹脂を投入シリンダ１４で供給シリンダ９内へ投
入し、油圧シリンダ１０によるプランジヤ１２の
下降によつてこの樹脂を射出シリンダ２１の計量
部２４内へ押込む。このとき射出シリンダ２１の
プランジヤ２２には所定の背圧がかけられている
ので、成形品の大きさに見合う樹脂量が計量部２
４に充填されると、プランジヤ２２の後退が停止
して計量が終了する。そこで締切り弁２０を閉じ
てプランジヤ２２を前進させると、樹脂はプラン
ジヤヘツド２２ｂと締切り弁２０との間でさらに
圧縮される。このようにして計量、圧縮が終る
と、油圧シリンダ２５のピストンロツド２６が後
退して計量部２４が供給シリンダ９の下端から離
間し、またプランジヤ２２もわずかに後退して樹
脂を管内に保持する。そこで図示しない駆動装置
で計量シリンダ２１を図の鎖線位置へ回動させて
誘電加熱装置２８に対向させ、プランジヤ２２の
前進により樹脂２９を下部電極２８ｂ上へ押出
す。そして樹脂２９は上下の電極２８ａ，２８ｂ
によつて予熱されるが、この場合、樹脂２９が計
量後さらに圧縮されているので粒子間にすき間が
なく電気が容易に流れて加熱が促進される。この
場合、使用される樹脂は熱硬化性樹脂であり、例
えば150〜160℃、１〜２分で硬化されるが、ここ
で例えば60℃で予熱しておけば、加熱された金型
５，６で硬化されるときの硬化時間が短縮される
とともに、樹脂が流れ易くなつて金型５，６への
注入がやり易くなる。予熱を終つた樹脂２９は、
下部電極２８ｂの移動によつて支承から解放され
供給孔７ａから注入管７内へ落下する。この場
合、樹脂２９が下部電極２８ｂとともに移動しな
いように図示しない部材により同方向への移動を
規制されている。注入管７内に落下した樹脂２９
はそのまま金型５，６内に射出されるか、ヒータ
３０によつてさらに予熱されて金型５，６内に射
出されるが、ヒータ３０を使用する場合は、予め
誘電加熱装置２８によつて予熱されているので、
ヒータ３０による予熱時間が短縮される。注入管
７内の樹脂２９は、射出シリンダ３１のプランジ
ヤ３２が前進することによつて金型５，６のキヤ
ビテイ内へ射出され、例えば160℃以上の加熱硬
化によつて成形品が得られる。成形品は型開き後
金型５，６から取り出される。なお、２回目から
は金型５，６内での樹脂の加熱硬化と成形品の取
出し、および型締め間に、次の樹脂の計量、圧
縮、予熱が行なわれる。

第２図ないし第７図は本発明における誘電加熱
装置の他の実施例を示し、第２図はその概略正面
図、第３図は別の実施例の概略正面図、第４図は
これら両実施例に適用されるローラ開閉機構の平
面図、第５図は第４図のＡ視正面図、第６図はさ
らに他の実施例の概略縦断面図、第７図は第６図
のBB断面図である。第２図に示す実施例におい
ては、第１図に示す実施例と同じように上下の電
極２８ａ，２８ｂが設けられている他に樹脂２９
は一対のローラ３３，３４によつて支承されてい
る。また第３図に示す実施例においては、下部電
極２８ｂが設けられておらず、ローラ３３，３４
が電極を兼ねている。そして第２図および第３図
に示すローラ３４には、機台側に固定されたモー
タ３５が直結されており、またローラ３３の軸端
部には機台側に固定された油圧シリンダ３６のピ
ストンロツド３７が連結されている。さらに両ロ
ーラ３３，３４は屈折自在なリンク３８，３９で
連結されており、また両ローラ３３，３４はギヤ
４０，４１，４２によつて駆動連結されている。
こうすることによりピストンロツド３７を図示の
ように前進させるとリンク３８，３９が屈折して
ギア４０，４１，４２が噛合うので、モータ３５
の回転によりローラ３３，３４が同方向に回転
し、これに支承された樹脂２９も回転して均一に
予熱される。予熱が終つたときは、油圧シリンダ
３６のピストンロツド３７を後退させることによ
り、リンク３８，３９が伸長してギア４０，４
１，４２の噛合が解かれると同時にローラ３３が
固定ローラ３４から離間し、樹脂２９が支承から
解放されて落下する。第２図に示す実施例の場合
にはローラ３３，３４の開放と同時に下部電極２
８ｂも移動させる。

第６図、第７図に示す他の実施例においては、
注入管７が固定プラテン３側の部分７ｂと射出シ
リンダ３１側の部分７ｃとで形成されており、注
入する樹脂２９やローラ３３，３４の長さよりも
幾分広い間隔を保つて配置されたこれらの部分７
ｂ，７ｃは、下側を互に部材７ｄによつて一体的
に連結されている。そして、両方の部分７ｂ，７
ｃ間にローラ３３，３４およびその上の樹脂２９
が下降して入り得るようになつている。すなわ
ち、上方の誘電加熱装置２８内で樹脂２９が予熱
されたら、誘電加熱装置２８を射出位置まで移動
させ、第６図に示すように、樹脂２９が注入管７
の両部分７ｂ，７ｃ間に入れば、プランジヤ３２
が前進して樹脂２９を注入管７の７ｂの部分に押
し込むとともに金型５，６内に射出する。樹脂２
９が注入管７の７ｂの部分内に入れられたのち
は、誘電加熱装置２８は元の位置に戻しておく。
そのとき上側の電極２８ａは第７図に矢印Ｃで示
すように真上に上げ、左右のローラ３３，３４は
第７図に矢印Ｄで示すように、左右に後退させた
のちに上に上げて、互に元の位置に戻す。このよ
うにすれば、誘電加熱装置内で予熱した樹脂を注
入管７内に移すときに落下させることなく静かに
移行させることができ、樹脂２９と注入管７を損
傷させることがなくてより実用的である。

なお本発明に係る成形機はガラス繊維等が混入
された樹脂による成形において特に効果を有する
ものであるが、ガラス繊維等の混入されない通常
の各種樹脂による成形も同様にして実施できるこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上の説明により明らかなように、本発明によ
ればプラスチツク成形方法とその装置において、
供給シリンダから計量シリンダへ押込んだ樹脂を
背圧のかかつた計量シリンダのプランジヤとの間
で圧縮計量して樹脂の締切り後計量シリンダのプ
ランジヤでさらにこれを圧縮し、圧縮済の樹脂を
計量シリンダの移動と押出しにより誘電加熱装置
へ移動させて予熱したのち金型注入口へ供給して
射出シリンダで金型内へ射出するように構成する
ことにより、樹脂の供給、圧縮、計量と樹脂の射
出とが別々の箇所で行なわれ、樹脂の移動径路が
直線状で断面形状の変化がないので、ガラス繊維
混入樹脂等による成形に際しガラス繊維の折損が
最小限度に抑えられるので、スクリユや逆転防止
機構等を設けた従来の装置と比較して成形品の機
械的性質、特に衝撃強度が大幅に向上し、原料の
性能を損なうことがない。また、計量シリンダへ
押込まれた樹脂が、背圧の加圧下で射出樹脂量に
したがつて後退した計量シリンダのプランジヤと
の間で圧縮、計量されるので、計量シリンダへの
充填状態が正確に制御され計量が正確に行なわれ
て計量精度が著しく向上する。さらに射出用の樹
脂が射出前に誘電加熱装置で急速に予熱されるの
で、加熱硬化時間ひいては成形サイクルが短縮さ
れて作業性が向上し、予熱前に樹脂を圧縮するこ
とにより予熱が効率よく均一に行なわれてさらに
予熱時間の短縮と成形品の品質向上を計ることが
できる。また誘電加熱装置において樹脂を回転さ
せながら支承するようにすれば、さらに予熱が均
一に行なわれ効率、品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るプラスチツク成形方法を
説明するために示しかつ本発明に係るプラスチツ
ク成形装置の実施例を示す縦断面図、第２図ない
し第７図は本発明における誘電加熱装置の他の実
施例を示し、第２図はその概要正面図、第３図は
別の実施例の概略正面図、第４図はこれら両実施
例に適用されるローラ開閉機構の平面図、第５図
は第４図のＡ視正面図、第６図はさらに他の実施
例の概略縦断面図、第７図は第６図のBB断面図
である。 ５，６……金型、７……注入管、７ａ……供給
孔、９……供給シリンダ、２０……締切り弁、２
１……計量シリンダ、２２……プランジヤ、２８
……誘電加熱装置、２８ａ，２８ｂ……電極、２
９……樹脂、３１……射出シリンダ、３２……プ
ランジヤ、３３，３４……ローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 供給シリンダに投入した樹脂を計量シリンダ
   に押込んで、これを背圧がかけられて所定位置ま
   で後退した計量シリンダのプランジヤとの間で圧
   縮、計量し、樹脂の押込み締切り後、計量シリン
   ダのプランジヤでさらに樹脂を圧縮したのち、計
   量シリンダを移動させて圧縮後の樹脂を誘電加熱
   装置内へ押出して予熱し、この樹脂を金型注入管
   へ供給して射出シリンダで金型内へ射出すること
   を特徴とするプラスチツク成形方法。 ２ 樹脂の受入口および押込用プランジヤを備え
   た供給シリンダと、高周波電極および開閉自在な
   樹脂支承部材を備えた誘電加熱装置と、前記供給
   シリンダ、誘電加熱装置のいずれかへ選択的に対
   向するよう移動自在に支持され樹脂の圧縮、計
   量、押出用プランジヤを備えた計量シリンダと、
   前記供給シリンダと計量シリンダとの間に配置さ
   れた開閉自在な樹脂締切り機構と、前記誘電加熱
   装置から供給される樹脂の受入口を有する金型用
   樹脂注入管へプランジヤ頭部を進退自在に係入さ
   せた射出シリンダとを設けたことを特徴とするプ
   ラスチツク成形装置。