(57)【要約】【課題】液状成形材料を硬化させる成形装置において、簡素な構成で成形材料の収縮分を補うことができ、かつ製品を形成する樹脂を均一なものとする。  【解決手段】固定金型２と移動金型３によって区画されたキャビティ空間７に供給する熱硬化性液状成形材料８ａを貯蔵する材料タンク４と、熱硬化性液状成形材料８ａを加圧してキャビティ空間７に供給するピストン５１等を備える。ピストン５１は、キャビティ空間７に熱硬化性液状成形材料８ａを充填する当初から硬化するまで、材料タンク４に貯蔵された熱硬化性液状成形材料８ａを加圧し続け、熱硬化性液状成形材料８ａが硬化した後、減圧する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状成形材料が充填されるキャビティ空間を区画する金型を備えた成形装置において、
前記キャビティ空間に供給する液状成形材料を貯蔵するための貯蔵手段と、この貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧して前記キャビティ空間に供給する加圧手段とをさらに備え、
前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、前記加圧手段が前記貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧し続けることを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記貯蔵手段に貯蔵されている液状成形材料を前記キャビティ空間に供給するノズルと、
前記ノズルに組み込まれ、該ノズルに対して移動することにより液状成形材料を封止する封止手段とをさらに備え、
前記ノズルは、その内部に前記封止手段の移動方向に対して非平行な封止面を有し、
前記封止手段は、前記ノズルの封止面と面接触して液状成形材料を封止することを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
前記封止手段は、その先端に円錐状の封止部を有するニードル弁であり、
前記ノズルの封止面は、前記ニードル弁の封止部に対応する弁座であり、
前記封止部と前記弁座との面接触により液状成形材料が封止されることを特徴とする請求項２に記載の成形装置。
【請求項４】
前記加圧手段は、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化した後、前記貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を減圧し、その後、前記封止手段が液状成形材料を封止することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の成形装置。
【請求項５】
前記液状成形材料は、熱硬化性樹脂の成形材料であり、
前記ノズルは、前記金型との間における熱交換を抑制するための断熱部材と、該ノズルを冷却するための冷却機構とを有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の成形装置。
【請求項６】
金型によって区画されたキャビティ空間に液状成形材料を充填して、金型内で液状成形材料を硬化させる成形方法において、
前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、前記金型の外部から液状成形材料を加圧しながら供給し続け、
前記キャビティ空間内に充填された液状成形材料が硬化した後、前記金型の外部から液状成形材料を減圧することを特徴とする成形方法。
【請求項７】
前記液状成形材料は、熱硬化性樹脂の成形材料であり、前記キャビティ空間に充填される前に１０゜Ｃ以上、４０゜Ｃ以下の温度範囲に保持され、前記温度範囲において、溶液粘度が１０Ｐａ・ｓ以上、１２０Ｐａ・ｓ以下の範囲にあることを特徴とする請求項６に記載の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品を製造するための成形装置及びそれに用いられる成形方法に関する。    
【背景技術】
【０００２】
従来から、樹脂成形品の製造においては、成形材料の硬化に伴う収縮により製品表面に意図しない凹部が生じたり、製品内部に気泡が生ずることを防止するため、種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、光学系部品の製造に関し、紫外線硬化成形材料を自重による圧力で加圧し、成形材料の硬化に伴う収縮を補填する技術が示されている。また、特許文献２には、成形材料の硬化に伴う収縮分を補うための液溜まり部が設けられた金型が開示されている。
【特許文献１】特開昭５５−１３９８７０号公報
【特許文献２】特開昭６１−１７１３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に示された技術においては、成形材料の充填時及び成形時の圧力は成形材料の自重による程度に留まるため、成形材料の収縮分を完全に補うことができない虞が生ずる。また、成形完了後に金型からノズルを離脱する際に閉じるコックから気泡が混入する虞が生ずる。また、徐々に硬化しながらコック内に滞留する成形材料の一部がキャビティ空間に充填されると、部分的に硬化程度の異なる樹脂によって製品が成形されること（いわゆる先入れ後出し状態）となり、製品を形成する樹脂の均一性を維持するのが困難となる。
【０００４】
一方、上記特許文献２に示された技術においては、金型の構造が複雑となり、製品の製造コストの高騰を招来する。また、キャビティ空間に適切な分量の成形材料を充填するために、成形材料を計量する構成が必要となり、成形装置の構成が複雑となる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、簡素な構成で成形材料の収縮分を補うことができ、かつ製品を形成する樹脂の均一性を維持することができる射出成形装置及び射出成形方法を提供することを目的とする。  
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、液状成形材料が充填されるキャビティ空間を区画する金型を備えた成形装置において、前記キャビティ空間に供給する液状成形材料を貯蔵するための貯蔵手段と、この貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧して前記キャビティ空間に供給する加圧手段とをさらに備え、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、前記加圧手段が前記貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧し続けることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の成形装置において、前記貯蔵手段に貯蔵されている液状成形材料を前記キャビティ空間に供給するノズルと、前記ノズルに組み込まれ、該ノズルに対して移動することにより液状成形材料を封止する封止手段とをさらに備え、前記ノズルは、その内部に前記封止手段の移動方向に対して非平行な封止面を有し、前記封止手段は、前記ノズルの封止面と面接触して液状成形材料を封止することを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２に記載の成形装置において、前記封止手段は、その先端に円錐状の封止部を有するニードル弁であり、前記ノズルの封止面は、前記ニードル弁の封止部に対応する弁座であり、前記封止部と前記弁座との面接触により液状成形材料が封止されることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載の成形装置において、前記加圧手段は、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化した後、前記貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を減圧し、その後、前記封止手段が液状成形材料を封止することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の成形装置において、前記液状成形材料は、熱硬化性樹脂の成形材料であり、前記ノズルは、前記金型との間における熱交換を抑制するための断熱部材と、該ノズルを冷却するための冷却機構とを有することを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、金型によって区画されたキャビティ空間に液状成形材料を射出して、金型内で液状成形材料を硬化させる成形方法において、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、前記金型の外部から液状成形材料を加圧しながら供給し続け、前記キャビティ空間内に充填された液状成形材料が硬化した後、前記金型の外部から液状成形材料を減圧することを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項６に記載の成形方法において、前記液状成形材料が、熱硬化性樹脂の成形材料であり、前記キャビティ空間に充填される前に１０゜Ｃ以上、４０゜Ｃ以下の温度範囲に保持され、前記温度範囲において、溶液粘度が１０Ｐａ・ｓ以上、１２０Ｐａ・ｓ以下の範囲にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、加圧手段が貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧し続けるので、金型内の液状成形材料の硬化による成形材料の収縮分を貯蔵手段から随時補うことができる。また、これにより、キャビティ空間には常に隙間なく適量の成形材料が充填されることとなるので、キャビティ空間に供給する成形材料を計量する構成が不要となり、成形装置の構成及び液状成形材料の流路を簡素化することができる。また、液状成形材料の流路の簡素化によって、液状成形材料が流路内に滞留する虞が少なくなり、成形材料の先入れ先出しを行うことができ、製品の品質を高めることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、封止手段と該封止手段の移動方向に対して非平行な封止面との面接触により液状成形材料を封止するので、封止手段と封止面との密着性を高めて封止手段の周辺から気泡が混入する虞を少なくすることができ、製品の品質を良好なものとすることができる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、ニードル弁の先端に形成されている円錐状の封止部と、これに対応する弁座との面接触により液状成形材料を封止する構成としているので、両者の面接触が解かれた際に加圧された液状成形材料が弁座の内面に沿ってキャビティ空間まで円滑に流入する。これにより、成形材料の一部が弁座の近傍に滞留する虞が少なくなり、製品の品質をさらに高めることができる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化した後、加圧手段が、貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を減圧するので、ノズル内の液状成形材料の一部が貯蔵手段に吸い上げられる。これにより、ノズル先端部における液状成形材料の液面がノズルの内方に引き込まれるので、ノズルの先端部から液状成形材料が漏洩することを防止できる。また、この状態で封止手段が液状成形材料を封止するので、ノズルの先端部からの液状成形材料の漏洩をより一層防止できる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、断熱部材及び冷却機構によってノズルの温度を低温に保つことができるので、ノズル内部における液状成形材料の硬化を抑制することができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、金型の外部から液状成形材料を加圧しながら供給し続けるので、金型内の液状成形材料の硬化による収縮分を随時補うことができる。また、これにより、キャビティ空間には常に隙間なく適量の成形材料が充填されることとなるので、キャビティ空間に供給する成形材料を計量する工程が不要となり、成形工程の簡素化を図ることができる。また、キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化した後、金型の外部から減圧された液状成形材料は大気圧によって押されるため、金型の表面等に液状成形材料が漏洩することを防止できる。
【００１９】
請求項７の発明によれば、液状成形材料が、熱硬化性樹脂の成形材料であり、前記キャビティ空間に充填される前に１０゜Ｃ以上、４０゜Ｃ以下の温度範囲に保持されることにより、液状成形材料の硬化を抑制することが容易となる。前記温度範囲において、液状成形材料の溶液粘度は、容易に流動する１０Ｐａ・ｓ以上、１２０Ｐａ・ｓ以下の範囲にあるため、金型のキャビテイ空間への液状成形材料の充填が容易となる。また、請求項１に記載の成形装置を用いる場合、貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料への加圧は均一加圧が容易となるため、金型内での液状成形材料の硬化に伴う収縮分を確実に補うことが容易となる。また、請求項３に記載の成形装置を用いる場合、ニードル弁での液状成形材料の封止が容易となる。更に、請求項４に記載の成形装置を用いる場合、金型のキャビテイ空間で液状成形材料が硬化した後、貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料の減圧により、材料流路及びノズル内の未硬化の液状成形材料の吸い上げが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施形態１）
本発明の一実施形態による射出成形装置について図１及び図２を参照して説明する。図１は射出成形装置の概略構成を示している。射出成形装置１は、固定金型２と、固定金型２に対して移動可能な移動金型３と、固定金型２及び移動金型３によって区画されるキャビティ空間７に供給する熱硬化性液状成形材料８ａを貯蔵する材料タンク（貯蔵手段）４と、材料タンク４に貯蔵された熱硬化性液状成形材料８ａを加圧してキャビティ空間７に供給する加圧機構（加圧手段）５と、加圧機構５によって加圧された熱硬化性液状成形材料８ａをキャビティ空間７に射出するためのノズル６等によって構成されている。
【００２１】
固定金型２は、固定金型本体２１と、ノズル６が当接されるスプールブッシュ２２とを有している。本実施形態においてスプールブッシュ２２は、ねじ２３によって固定金型本体２１に取り付けられているが、固定金型本体２１と一体的に形成されていてもよい。固定金型２及び移動金型３は、８０゜Ｃ〜２００゜Ｃ程度まで加熱され、キャビティ空間７に充填された熱硬化性液状成形材料８ａを硬化させて成形する。
【００２２】
材料タンク４に貯蔵されている熱硬化性液状成形材料８ａは、１０゜Ｃ以上、４０゜Ｃ以下、好ましくは、１５゜Ｃ以上、３５゜Ｃ以下の温度範囲に保持される。ここで熱硬化性液状成形材料８ａは、１０゜Ｃ以上、４０゜Ｃ以下の温度範囲における溶液粘度が１０Ｐａ・ｓ以上、１２０Ｐａ・ｓ以下、好ましくは、２０Ｐａ・ｓ以上、８０Ｐａ・ｓ以下の範囲にある液状成形材料である。保持温度が１０°Ｃより低い場合、液状成形材料の温度保持のための温度調節装置が過大となることがある。一方、保持温度が４０°Ｃより高い場合、液状成形材料の硬化の抑制が難しくなることがある。液状成形材料の溶液粘度が１０Ｐａ・ｓより低くなると、固定金型２と移動金型３とのシールが難しくなることがある。一方、液状成形材料の溶液粘度が１２０Ｐａ・ｓより高くなると、金型のキャビテイ空間７への液状成形材料の充填が難しくなることがあり、又、ニードル弁１１での液状成形材料の封止が難しくなることがある。
【００２３】
材料タンク４は、熱硬化性液状成形材料８ａを貯蔵し、ノズル６を支持するノズル支持部６１の上部に配置される。材料タンク４は、熱硬化性液状成形材料８ａが貯蔵可能な構造、材質で形成されていれば良いが、迅速かつ容易に交換可能な円筒状のカートリッジ型として構成され、随時交換される形態であることが好ましい。加圧機構５は、材料タンク４内に挿入され、熱硬化性液状成形材料８ａを加圧するピストン５１と、ピストン５１をその進退方向（図２矢印Ｃ１方向又は矢印Ｃ２方向）に駆動するピストン駆動部５２等を有している。
【００２４】
ノズル６は、ノズル支持部６１によって固定金型２に対して移動可能に支持されている。ノズル６の内部には、熱硬化性液状成形材料８ａをキャビティ空間７に供給するための材料流路６ａと、ノズル６を冷却するための冷却水路（冷却機構）６ｂが形成されている。冷却水路６ｂは、材料流路６ａの周辺に形成されており、冷却水が循環等されることにより、ノズル６が冷却される。また、ノズル６の先端部には、スプールブッシュ２２との間における熱交換を抑制するための断熱部材６２が装着されている。ノズル支持部６１には、材料タンク４から材料流路６ａに亘って連通された材料流路６１ａが形成されている。なお、熱硬化性液状成形材料８ａの圧力は、ノズル６等に設けられた圧力センサ（図示せず）によって適宜監視されピストン駆動部５２の動作にフィードバックされる。
【００２５】
以下、図１及び図２を参照して、射出成形装置１の動作及び射出成形装置１を用いた成形方法を説明する。図１に示す型開き状態から移動金型３が固定金型２の方向（矢印Ａ１方向）に移動され、固定金型２と移動金型３によってキャビティ空間７が区画される。その後、ノズル６が、ノズル支持部６１を介して固定金型２の方向（矢印Ｂ１方向）に移動され、スプールブッシュ２２と断熱部材６２とが密着され、ノズル６からキャビティ空間７に熱硬化性液状成形材料８ａを供給可能な状態となる。
【００２６】
そして、ピストン５１がピストン駆動部５２によって駆動されて図２中矢印Ｃ１方向に下降する。これに伴い材料タンク４に貯蔵されている熱硬化性液状成形材料８ａが加圧され、ノズル６を介してキャビティ空間７に流入する。こうしてキャビティ空間７に充填された熱硬化性液状成形材料８ａは、固定金型２及び移動金型３によって加熱され硬化して熱硬化性樹脂８ｂとなる。このとき、熱硬化性液状成形材料８ａは、硬化に伴い収縮し、徐々にその体積が減少する。本実施形態の射出成形装置１にあっては、キャビティ空間７に充填された熱硬化性液状成形材料８ａが硬化するまで、ピストン５が材料タンク４に貯蔵されている熱硬化性液状成形材料８ａを加圧し続け、保圧状態を維持する。従って、キャビティ空間７に充填された熱硬化性液状成形材料８ａの硬化による収縮分の材料が材料タンク４から随時補填されることとなる。また、ノズル６が、断熱部材６２によってスプールブッシュ２２から断熱され、冷却水路６ｂを循環等する冷却水によって冷却されているので、材料流路６ａ内の熱硬化性液状成形材料８ａの流動性は維持される。
【００２７】
キャビティ空間７に充填された熱硬化性液状成形材料８ａが硬化すると、ピストン５１がピストン駆動部５２によって駆動されて図２に示すように矢印Ｃ２方向に上昇する。これに伴い材料タンク４に貯蔵されている熱硬化性液状成形材料８ａが減圧される。この状態でノズル６が、ノズル支持部６１を介して矢印Ｂ２方向に移動され、固定金型２から離脱する。このとき、材料タンク４及び材料流路６ａ内の熱硬化性液状成形材料８ａが減圧されているので、材料流路６ａ内の熱硬化性液状成形材料８ａは大気圧によってノズル６の内方に押され、液面８１（図１参照）がノズル６の内方に移動する（サックバック）。これにより、ノズル６の先端から固定金型２に熱硬化性液状成形材料８ａが漏洩することを防止できる。この後、移動金型３が矢印Ａ２方向に移動して成形品が離型され、図１に示した待機状態に復帰する。
【００２８】
以上のように、本実施形態の射出成形装置１によれば、キャビティ空間７に充填された熱硬化性液状成形材料８ａが硬化するまで、ピストン５が材料タンク４に貯蔵された熱硬化性液状成形材料８ａを加圧し続けるので、金型内の熱硬化性液状成形材料８ａの硬化による成形材料の収縮分を材料タンク４から随時補うことができる。また、これにより、キャビティ空間７には常に隙間なく適量の成形材料が充填されることとなるので、キャビティ空間７に供給される成形材料を計量する構成が不要となり、装置の構成及び熱硬化性液状成形材料８ａの流路を簡素化することができる。また、熱硬化性液状成形材料８ａの流路の簡素化によって、熱硬化性液状成形材料８ａが流路内に滞留する虞が少なくなり、熱硬化性液状成形材料８ａの先入れ先出しを行うことができ、製品を形成する樹脂の硬化程度を均一なものとすることができる。また、キャビティ空間７に充填された熱硬化性液状成形材料８ａが硬化した後、ピストン５が移動して材料タンク４に貯蔵された熱硬化性液状成形材料８ａを減圧するので、ノズル６内の熱硬化性液状成形材料８ａの一部が材料タンク４に吸い上げられる。これにより、ノズル６の先端部における熱硬化性液状成形材料８ａの液面８１がノズル６の内方に引き込まれるので、ノズル６の先端部から熱硬化性液状成形材料８ａが漏洩することを防止できる。また、断熱部材６２及び冷却水路６ｂを循環等する冷却水によってノズル６の温度を低温に保つことができるので、ノズル６の内部における熱硬化性液状成形材料８ａの硬化を抑制することができる。また、熱硬化性液状成形材料８ａが、熱硬化性樹脂の成形材料であり、キャビティ空間７に充填される前に１０゜Ｃ以上、４０゜Ｃ以下の温度範囲に保持されることにより、熱硬化性液状成形材料８ａの硬化を抑制することが容易となる。前記温度範囲において、熱硬化性液状成形材料８ａの溶液粘度は、容易に流動する１２０Ｐａ・ｓ以下の範囲にあるため、キャビテイ空間７への熱硬化性液状成形材料８ａの充填が容易となる。また、材料タンク４に貯蔵された熱硬化性液状成形材料８ａへの加圧は均一加圧が容易となるため、キャビテイ空間７内での熱硬化性液状成形材料８ａの硬化に伴う収縮分を確実に補うことが容易となる。更に、キャビテイ空間７で熱硬化性液状成形材料８ａが硬化した後、材料タンク４に貯蔵された熱硬化性液状成形材料８ａを減圧したとき、ノズル支持部６１の材料流路６１ａ及びノズル６の材料流路６ａ内の未硬化の熱硬化性液状成形材料８ａの吸い上げが容易となる。
【００２９】
（実施形態２）
本発明の別の実施形態による射出成形装置について図３乃至図８を参照して説明する。射出成形装置１０は、固定金型２、移動金型３、材料タンク（貯蔵手段）４、加圧機構（加圧手段）５、ノズル６、ノズル支持部６１及びノズル６に組み込まれるニードル弁（封止手段）１１等によって構成されている。
【００３０】
ニードル弁１１は、その先端に円錐状のテーパー面（封止部）１１ａを有し、ノズル支持部６１の材料流路６１ａ及びノズル６の材料流路６ａに挿入されている。材料流路６１ａ及び材料流路６ａの内面とニードル弁１１との隙間から熱硬化性液状成形材料８ａが流入する。そのため、ニードル弁１１の外径は、材料流路６１ａ及び材料流路６ａの内径よりも小さく設定されている。ニードル弁１１は、弁駆動機構（図示せず）によって駆動され、軸方向（図４中矢印Ｄ１方向及び図７中矢印Ｄ２方向）に移動する。材料タンク４とニードル弁１１とは、水平方向にずらして配置されており、材料流路６１ａは、途中で屈曲されて材料タンク４とノズル６とを連通させる。また、ノズル支持部６１とニードル弁１１との摺動部には、断面がＵ字形状の封止部材６３が設けられている。封止部材６３は、蓋部材６４によってノズル支持部６１に固定されている。
【００３１】
ノズル６の材料流路６ａの先端部には、ニードル弁１１のテーパー面１１ａに対応し、テーパー面１１ａと面で接触するようにすり鉢状に形成されている弁座（封止面）６ｃが形成されている。テーパー面１１ａは、ニードル弁１１の先端に円錐状に形成されているので、ニードル弁１１が移動する矢印Ｄ１、Ｄ２方向に対して非平行に形成されている。これに伴い、テーパー面１１ａに対応する弁座６ｃも、ニードル弁１１が移動する矢印Ｄ１、Ｄ２方向に対して非平行に形成されている。ニードル弁１１が矢印Ｄ２方向に移動すると、テーパー面１１ａと弁座６ｃとが隙間なく面で接触し、熱硬化性液状成形材料８ａを封止する。これにより、デッド部を有することがあるバルブやコック等で熱硬化性液状成形材料８ａを封止する場合に比べて、気泡の混入、熱硬化性液状成形材料８ａの滞留等を抑制することができる。
【００３２】
以下、図３乃至図８を参照して、射出成形装置１０の動作及び射出成形装置１０を用いた成形方法を説明する。図３に示す型開き状態では、ニードル弁１１のテーパー面１１ａと弁座６ｃとの面接触によって、熱硬化性液状成形材料８ａが封止されている。この型開き状態から実施形態１の射出成形装置１と同様に、移動金型３が固定金型２の方向（矢印Ａ１方向）に移動され、その後、ノズル６が、ノズル支持部６１を介して固定金型２の方向（矢印Ｂ１方向）に移動される。これにより、スプールブッシュ２２と断熱部材６２とが密着され、ノズル６からキャビティ空間７に熱硬化性液状成形材料８ａを供給可能な状態となる。
【００３３】
そして、ピストン５１がピストン駆動部５２によって駆動されて図４に示すように矢印Ｃ１方向に下降する。これに伴い材料タンク４に貯蔵されている熱硬化性液状成形材料８ａが加圧される。この状態でニードル弁１１が矢印Ｄ１方向に移動して開放されると、熱硬化性液状成形材料８ａがノズル６を介してキャビティ空間７に流入する。こうしてキャビティ空間７に充填された熱硬化性液状成形材料８ａは、実施形態１の射出成形装置１と同様に、固定金型２及び移動金型３によって加熱され硬化する。その間、図５に示すように、ピストン５１は矢印Ｃ１方向に熱硬化性液状成形材料８ａを加圧し続け、熱硬化性液状成形材料８ａの硬化に伴う収縮分の成形材料が材料タンク４から随時補填される。
【００３４】
キャビティ空間７に充填された熱硬化性液状成形材料８ａが硬化して熱硬化性樹脂８ｂになると、ピストン５１がピストン駆動部５２によって駆動されて図６に示すように矢印Ｃ２方向に上昇し、材料タンク４に貯蔵されている熱硬化性液状成形材料８ａが減圧される。この状態でニードル弁１１が図７に示すように矢印Ｄ２方向に移動して、テーパー面１１ａと弁座６ｃとが再び面で接触し、熱硬化性液状成形材料８ａが封止される。その後、図８に示すように、ノズル６が、ノズル支持部６１を介して矢印Ｂ２方向に移動され、固定金型２から離脱する。このとき、熱硬化性成形材料８がニードル弁１１によって封止されているので、ノズル６の先端から固定金型２に熱硬化性液状成形材料８ａが漏洩することをより一層防止できる。さらにこの後、移動金型３が矢印Ａ２方向に移動して成形品が離型され、図３に示した待機状態に復帰する。
【００３５】
以上のように、本実施形態の射出成形装置１０によれば、実施形態１の射出成形装置１による効果に加え、テーパー面１１ａ及び弁座６ｃが、ニードル弁１１が移動する矢印Ｄ１、Ｄ２方向に対して非平行に形成され、両者の面接触により熱硬化性液状成形材料８ａを封止するので、ニードル弁１１の周辺から気泡が混入する虞が少なくなり、良好な製品を成形することができるようになる。また、ニードル弁１１の先端に形成されている円錐状のテーパー面１１ａと、これに対応する弁座６ｃとの面接触により熱硬化性液状成形材料８ａを封止する構成としているので、両者の面接触が解かれた際に加圧された熱硬化性液状成形材料８ａが弁座６ｃの内面に沿ってキャビティ空間７まで円滑に流入する。これにより、熱硬化性液状成形材料８ａの一部がノズル６内に滞留する虞が少なくなり、製品の品質をさらに高めることができる。ノズル６の先端部における熱硬化性液状成形材料８ａの液面８１がノズル６の内方に引き込まれた状態でニードル弁１１が熱硬化性液状成形材料８ａを封止するので、ノズル６の先端部からの熱硬化性液状成形材料８ａの漏洩をより一層防止できる。また、熱硬化性液状成形材料８ａの溶液粘度が１０Ｐａ・ｓ以上の範囲にあるため、ニードル弁１１による熱硬化性液状成形材料８ａの封止が容易となる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られることなく、少なくともキャビティ空間７に熱硬化性液状成形材料８ａを充填開始した当初から硬化するまで、加圧機構５が材料タンク４に貯蔵された熱硬化性液状成形材料８ａを加圧し続けるように構成されていればよい。また、本発明は、種々の変形が可能であり、射出成形装置及び射出成形方法に限られることなく、例えば、トランスファー成形や注型成形等の成形装置及び成形方法にも広く適用可能である。また、本実施形態に適用可能な液状成形材料としては、熱硬化性樹脂用の液状成形材料が好ましく使用されるが、これに限られることはない。適用可能な液状成形材料の具体例として、シリコーン、ウレタン、エポキシ、ジシクロペンタジエン、ピロリドン等が挙げられる。また、これら液状成形材料には、流動性を損なわない範囲で、シリカ、酸化チタン、酸化アルミ等のフィラー類が分散されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態１による射出成形装置の構成及び型開き状態（待機状態）を示す断面図。
【図２】同装置の成形状態を示す断面図。
【図３】本発明の実施形態２による射出成形装置の構成及び型開き状態（待機状態）を示す断面図。
【図４】同装置の型閉じ状態を示す断面図。
【図５】同装置の成形状態を示す断面図。
【図６】同装置の成形後の減圧状態を示す断面図。
【図７】同装置の成形後の封止状態を示す断面図。
【図８】同装置の型開き状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１    射出成形装置
２    固定金型
３    移動金型
４    材料タンク（貯蔵手段）
５    加圧機構（加圧手段）
６    ノズル
７    キャビティ空間
８    熱硬化性液状成形材料（液状成形材料）
１０    射出成形装置
１１    ニードル弁（封止手段）
【図１】
2010064457.tif 000003
【図２】
2010064457.tif 000004
【図３】
2010064457.tif 000005
【図４】
2010064457.tif 000006
【図５】
2010064457.tif 000007
【図６】
2010064457.tif 000008
【図７】
2010064457.tif 000009
【図８】
2010064457.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月25日(2009.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状成形材料が充填されるキャビティ空間を区画する金型を備えた成形装置において、
前記キャビティ空間に供給する液状成形材料を貯蔵するための貯蔵手段と、この貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧する加圧手段と、
前記加圧手段によって加圧された液状成形材料を前記キャビティ空間に供給するノズルと、
前記ノズルに組み込まれ、該ノズルに対して移動することにより液状成形材料を封止する封止手段とをさらに備え、
前記加圧手段は、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで前記貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧し続け、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化した後、前記貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を大気圧未満まで減圧し、その後、前記封止手段が液状成形材料を封止することを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記封止手段は、その先端に円錐状の封止部を有するニードル弁であり、
前記ノズルは、前記ニードル弁の封止部に対応する弁座を有し、
前記封止部と前記弁座との面接触により液状成形材料が封止されることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
金型によって区画されたキャビティ空間に液状成形材料を充填して、金型内で液状成形材料を硬化させる成形方法において、
前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、前記金型の外部から液状成形材料を加圧しながら供給し続け、
前記キャビティ空間内に充填された液状成形材料が硬化した後、前記金型の外部から供給し続けている液状成形材料を大気圧未満まで減圧し、
その後、前記液状成形材料を封止することを特徴とする成形方法。
【請求項４】
前記液状成形材料は、熱硬化性樹脂の成形材料であり、前記キャビティ空間に充填される前に１０゜Ｃ以上、４０゜Ｃ以下の温度範囲に保持され、前記温度範囲において、溶液粘度が１０Ｐａ・ｓ以上、１２０Ｐａ・ｓ以下の範囲にあることを特徴とする請求項３に記載の成形方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、液状成形材料が充填されるキャビティ空間を区画する金型を備えた成形装置において、前記キャビティ空間に供給する液状成形材料を貯蔵するための貯蔵手段と、この貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧する加圧手段と、前記加圧手段によって加圧された液状成形材料を前記キャビティ空間に供給するノズルと、前記ノズルに組み込まれ、該ノズルに対して移動することにより液状成形材料を封止する封止手段とをさらに備え、前記加圧手段は、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで前記貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧し続け、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化した後、前記貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を大気圧未満まで減圧し、その後、前記封止手段が液状成形材料を封止することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の成形装置において、前記封止手段は、その先端に円錐状の封止部を有するニードル弁であり、前記ノズルは、前記ニードル弁の封止部に対応する弁座を有し、前記封止部と前記弁座との面接触により液状成形材料が封止されることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項３の発明は、金型によって区画されたキャビティ空間に液状成形材料を充填して、金型内で液状成形材料を硬化させる成形方法において、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、前記金型の外部から液状成形材料を加圧しながら供給し続け、前記キャビティ空間内に充填された液状成形材料が硬化した後、前記金型の外部から供給し続けている液状成形材料を大気圧未満まで減圧し、その後、前記液状成形材料を封止することを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
請求項４の発明は、請求項３に記載の成形方法において、前記液状成形材料は、熱硬化性樹脂の成形材料であり、前記キャビティ空間に充填される前に１０゜Ｃ以上、４０゜Ｃ以下の温度範囲に保持され、前記温度範囲において、溶液粘度が１０Ｐａ・ｓ以上、１２０Ｐａ・ｓ以下の範囲にあることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項１の発明によれば、キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、加圧手段が貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧し続けるので、金型内の液状成形材料の硬化による成形材料の収縮分を貯蔵手段から随時補うことができる。また、これにより、キャビティ空間には常に隙間なく適量の成形材料が充填されることとなるので、キャビティ空間に供給する成形材料を計量する構成が不要となり、成形装置の構成及び液状成形材料の流路を簡素化することができる。また、液状成形材料の流路の簡素化によって、液状成形材料が流路内に滞留する虞が少なくなり、成形材料の先入れ先出しを行うことができ、製品の品質を高めることができる。また、キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化した後、加圧手段が、貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を減圧するので、ノズル内の液状成形材料の一部が貯蔵手段に吸い上げられる。これにより、ノズル先端部における液状成形材料の液面がノズルの内方に引き込まれるので、ノズルの先端部から液状成形材料が漏洩することを防止できる。また、この状態で封止手段が液状成形材料を封止するので、ノズルの先端部からの液状成形材料の漏洩をより一層防止できる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
請求項２の発明によれば、ニードル弁の先端に形成されている円錐状の封止部と、これに対応する弁座との面接触により液状成形材料を封止する構成としているので、両者の面接触が解かれた際に加圧された液状成形材料が弁座の内面に沿ってキャビティ空間まで円滑に流入する。これにより、成形材料の一部が弁座の近傍に滞留する虞が少なくなり、製品の品質をさらに高めることができる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項３の発明によれば、キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、金型の外部から液状成形材料を加圧しながら供給し続けるので、金型内の液状成形材料の硬化による収縮分を随時補うことができる。また、これにより、キャビティ空間には常に隙間なく適量の成形材料が充填されることとなるので、キャビティ空間に供給する成形材料を計量する工程が不要となり、成形工程の簡素化を図ることができる。また、キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化した後、金型の外部から減圧された液状成形材料は大気圧によって押されるため、金型の表面等に液状成形材料が漏洩することを防止できる。また、この状態で液状成形材料を封止するので、ノズルの先端部からの液状成形材料の漏洩をより一層防止できる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項４の発明によれば、液状成形材料が、熱硬化性樹脂の成形材料であり、前記キャ
ビティ空間に充填される前に１０゜Ｃ以上、４０゜Ｃ以下の温度範囲に保持されることに
より、液状成形材料の硬化を抑制することが容易となる。前記温度範囲において、液状成
形材料の溶液粘度は、容易に流動する１０Ｐａ・ｓ以上、１２０Ｐａ・ｓ以下の範囲にあ
るため、金型のキャビテイ空間への液状成形材料の充填が容易となる。また、請求項１に
記載の成形装置を用いる場合、貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料への加圧は均一加圧が
容易となるため、金型内での液状成形材料の硬化に伴う収縮分を確実に補うことが容易と
なる。また、請求項２に記載の成形装置を用いる場合、ニードル弁での液状成形材料の封
止が容易となる。更に、請求項１に記載の成形装置を用いる場合、金型のキャビテイ空間
で液状成形材料が硬化した後、貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料の減圧により、材料流
路及びノズル内の未硬化の液状成形材料の吸い上げが容易となる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】平成21年8月3日(2009.8.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液状成形材料が充填されるキャビティ空間を区画する金型を備えた成形装置において、
前記キャビティ空間に供給する液状成形材料を貯蔵するための貯蔵手段と、この貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧する加圧手段と、
前記加圧手段によって加圧された液状成形材料を前記キャビティ空間に供給するノズルと、
前記ノズルに組み込まれ、該ノズルに対して移動することにより液状成形材料を封止する封止手段とをさらに備え、
前記加圧手段は、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで前記貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧し続け、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化した後、ノズル内の液状成形材料の一部を前記貯蔵手段に吸い上げ、
その後、前記封止手段が液状成形材料を封止することを特徴とする成形装置。
【請求項２】
前記封止手段は、その先端に円錐状の封止部を有するニードル弁であり、
前記ノズルは、前記ニードル弁の封止部に対応する弁座を有し、
前記封止部と前記弁座との面接触により液状成形材料が封止されることを特徴とする請求項１に記載の成形装置。
【請求項３】
金型によって区画されたキャビティ空間に液状成形材料を充填して、金型内で液状成形材料を硬化させる成形方法において、
前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、前記金型の外部から液状成形材料を加圧しながら供給し続け、
前記キャビティ空間内に充填された液状成形材料が硬化した後、ノズル内の液状成形材料の一部を前記貯蔵手段に吸い上げ、
その後、前記液状成形材料を封止することを特徴とする成形方法。
【請求項４】
前記液状成形材料は、熱硬化性樹脂の成形材料であり、前記キャビティ空間に充填される前に１０゜Ｃ以上、４０゜Ｃ以下の温度範囲に保持され、前記温度範囲において、溶液粘度が１０Ｐａ・ｓ以上、１２０Ｐａ・ｓ以下の範囲にあることを特徴とする請求項３に記載の成形方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、液状成形材料が充填されるキャビティ空間を区画する金型を備えた成形装置において、前記キャビティ空間に供給する液状成形材料を貯蔵するための貯蔵手段と、この貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧する加圧手段と、前記加圧手段によって加圧された液状成形材料を前記キャビティ空間に供給するノズルと、前記ノズルに組み込まれ、該ノズルに対して移動することにより液状成形材料を封止する封止手段とをさらに備え、前記加圧手段は、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで前記貯蔵手段に貯蔵された液状成形材料を加圧し続け、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化した後、ノズル内の液状成形材料の一部を前記貯蔵手段に吸い上げ、その後、前記封止手段が液状成形材料を封止することを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項３の発明は、金型によって区画されたキャビティ空間に液状成形材料を充填して、金型内で液状成形材料を硬化させる成形方法において、前記キャビティ空間に充填された液状成形材料が硬化するまで、前記金型の外部から液状成形材料を加圧しながら供給し続け、前記キャビティ空間内に充填された液状成形材料が硬化した後、ノズル内の液状成形材料の一部を前記貯蔵手段に吸い上げ、その後、前記液状成形材料を封止することを特徴とする。