JPS60217122A - フローモールディング装置 - Google Patents

フローモールディング装置

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JPS60217122A
JPS60217122A JP7016784A JP7016784A JPS60217122A JP S60217122 A JPS60217122 A JP S60217122A JP 7016784 A JP7016784 A JP 7016784A JP 7016784 A JP7016784 A JP 7016784A JP S60217122 A JPS60217122 A JP S60217122A
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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】 本発明は全般的にフロラモールディング方法およびその
装置に関する。更に詳細には、本発明は高周波加熱を使
用して熱可塑性部品を成形するととに関する。本発明の
概念は厚さの不均一な部品を成形するのに特に適してい
る。
高周波加熱を利用したプラスチック部品の製造において
、そのパワー7アクタ(力率)に基づいてプラスチック
材料およびダイヤ72ムを選ぶことが普通である。この
よ5に、従来技術の一例において、α09のオーダのパ
ワーファクターを有する熱可塑性ポリ塩化ビニルが使用
されている。
ダイヤフラムはα01のオーダのパワーファクターを有
するシリコン:/公である。パワーファクターにおける
この9:1の差は、ダイヤフラムにおけるよりもプラス
チックにおいてかなり多くの熱が消費されることを意味
し、このことは好ましい。
しかしながらつ(られるプラスチックの厚さに差がある
とき、プラスチック内の熱の不均一な分布が生じ、%に
プラスチックの厚い部分において焼けた区域が発生する
という問題がある。
従って、本発明の目的はプラスチック部品および特にあ
らゆる部分でプラスチック部品に均一な熱が加えられる
全体が不均一な厚さのプラスチック部品を成形する改良
された方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、特に厚い区域において部品の焼け
を発生することなく不均一な厚さのプラスチック部品を
成形するための方法を提供することである。薄い部分に
おける熱可塑性材料が適切に流れるように十分に加熱さ
れていない間に厚い部分に焼けが発生するのは普通では
ない。
前述のおよび他の目的を達成するために、本発明は、粉
又はシート状のプラスチックでもよ(且つ最終的に仕上
げられた部品に成形される材料を受けるための空洞を有
するモールドを備えた7目ウモールド装置を提供する。
この装置および関連する方法は、特に、厚さの異なる部
分を有するプラスチック部品を成形するためのものであ
りかつ各部分全体にわたって部品のモールデング時に均
一な加熱を与える。モールドは、互いに隔てられかつ少
なくとも部分的に部品のためのモールドな形成する第1
および第2の電極によって限定されている。電極を横切
って電磁用熱湯を形成するだめの装置が設けられている
。プラスチック部品の少なくとも一つの表面を成形する
ための、好ましくはダイヤフラムのモールド材料(モー
ルド構造)が少なくとも一つの電極の上にある。プラス
チック材料、モールド材料および電極の間隔は厚さの異
なる部分全体にわたって電極の間で均一な容量を与える
ように選択される。一つの変形によれば容量は電極の対
向面をほぼ等しく隔て、かつプラスチック材料の誘電率
をモールド材料の誘電率にほぼ等しくすることKよって
保たれている。一つの例によれば、モールド材料すなわ
ちダイヤプラムはシリコンツムで良く且つ数パーセント
の高い誘電率の添加物が加えられてこのようにしてモー
ルド材料の全体の誘電率を等しくしかつこの誘電率をプ
ラスチック材料の誘電率に一致させてもよい。この本発
明によれば添加物はチタン酸カルシウム又は二酸化チタ
ンでよい。本発明の他の特徴によると、容量は電極の間
隔を変えて少な(とも一つの電極に適切な段部な与えて
部分間の容量に一致させることにより、保たれる。本発
明の更に別の特徴によれば、容量は例えば空気のような
第3の材料を含むことによって異なる部分全体にわたっ
て均一に保たれ、そこにおいて、電極は、電極に段部な
付けることなく且つプラスチック材料又はモールド材料
の誘電率を変えることなく、平行に保たれ得る。
本発明は、プラスチック二次元部品の厚みが不均一であ
っても、それを均熱で二次元部品をモールドする技術に
関するものである。例えば、ここに記載する技術は、異
なる厚みを有する靴底を形成する際に用いられることも
できる。
一般に用いられている装置は、頂部および底部電極と、
代表的にはシリコン・ラバからなるマスク・モールドと
、電極KRF加熱磁界を加える機器とからできている。
第1図は、本発明の原理を図示するために用いられる最
初の図面である。すなわち、プラスチックとモールド材
料との間で誘電率を実質的に等しくシ、プラスチック部
品の厚みに関係なくプラスチック部品を均等に加熱する
。
両材料に実質的に等しい誘電率を与えることによって、
プラスチック部品に消費された電力がその厚みの関数に
なる。例えば、部品の一区分が第1区分の厚みの2倍で
あるならば、第2区分は同様に2倍の電力を有し、厚み
の両領域においてプラスチック部品に等しい温度を生じ
させる。
第1図において、電極1および2は、プラスチック部品
を成形しかつ所定の誘電率を有する材料をそれらの間に
有している。第1図は、構成の一般的形体に関連した式
を展開する説明の目的で示されている。実際には、電気
的アナログの形体の第1図の構成は、コンデンサの電極
板を表す電極1および2と、成形されるべきプラスチッ
ク部品を表す材料Mとを有するコンデンサである。実際
に、ここで記載されているように、誘電率の整合は、第
2図に示す2つの別個の区分でコンデンサの整合と本質
的に等しくなる。
第1図において、下記のパラメータが定義される。
εγ=比誘電率 P、F、=約4 Q MH2における力率(または消費
係数) U=2つの電極間にボルトの単位で加えられるR−F、
電圧 Xc ” 材料M (1)キャノぞシタンス(オーム)
■=材料Mを流れる電流(アン被ア) F = R,F、エネルギ源の周波数(R2)a=2つ
の電極間の距離(インチ) C=材料Mの容f(7アラツド) S=電極面積(平方インチ) 電極1と2とにまたがって加えられるR、Fエネルギ源
による第1図の材料Mによって消費される熱は、下記の
式によって与えられる。
P=RI2 (1) オームの法則から ここで、R= P、 F、 xXo(3)なされうる1
つの仮定は、2つの電極の間にある第1図の材料Mが小
さいパワーファクタ(力率)を有しているということで
ある。例えば、材料がpvc(熱可塑性)である場合に
は、パワーファクターは0,09になる。シリコン・シ
バについては、パワーファクターは0.01かそれ以下
である。材料Mについてのそのパワーファクターおよび
式(3)から、インピーダンスの実数部分は虚数部分に
くらべて無視できることがわかる。すなわち、換言すれ
ば R2はX。よりもはるかに小さい。従って、式(2
)は下記のように書き直され5る。
■= −または X。
UXP、 F。
■=□ または、 (1)式および(4)式から次式が成立する。
(3)式および(5)式から次式が成立する。
xoの大きさは次式で与えられる。
次式が知られている。
ω=2πf(8) (7)式および(8)式を組み合わせて次式が得られる
。
第1図の2つの電極間の材料Vの静電容量、すなわちキ
ャパシタンスCは次式で示される。
(9)式および01式を組合わせて次式が得られる。
2.54 X 10−” (11) (6)式および01)式から次式が成立する。
消費された電力したがつ″′c1平方インチ当りの材料
によって受容された熱量は次式によって与えられる。
従って、1平方インチ当りかつ1インチの厚み当りの材
料によって受容された電力は次式によって与えられる。
第1図を参照していくつかの基本的な等式を確立したの
で、第1図と同様に間に材料AおよびBを配している電
極1および2を示す第2図を次に参照する。材料Aはポ
リ塩化ビニール(pva)とすることができ、また材料
Bはシリコンぜムとすることができる。材料Aあるいは
Bは本発明の教示するところに従って変えられて以下に
詳細に説明するように誘電率を均等にする基本的な構成
を有することができる。第2図はまた異ったサンドイッ
チ型断面に関連する2つの異った領域αおよびβを示し
ている。領域αにおいては材料Aは材料Bよりも厚く、
一方領域βにおいては材料Bは材料Aよりも厚い。材料
におけるこの違いは形成されている材料Aによって示さ
れるプラスチック部品の厚みにおける違いを示す。以下
の誘導の目的は、厚みは変化するが、両方の領域におい
ては立方インチ当り等しい電力消費が存在することを確
証することである。この等しい電力消費は、以下に好ま
しい実施例に従って説明するように1材料Aおよび材料
Bの間の誘電率を均等にすることによって提供される。
第2図には両方の領域における好適な寸法が示されてい
る。領域αにおいては材料Aの厚みはdAであり、一方
材料Bの厚みはdBである。領域βに関しては、材料A
の厚みはdA/であり、一方材料Bの厚みはds/であ
る。サンドイッチ領域αに関しては、両方の材料を通過
する電流は等しく従つて 工A”IB”工αである。
したがって、 PA=RAX(Iα)2 (+3 となる。
ここにおいて、RAは材料Aの抵抗である。この抵抗は
また次式で表すことができる。
領域αにおゆる電流工αは次式で表わされる。
00式に関して、全電気容量Oαの値は材料Aおよび材
料Bの電気容量の直列接続によって示される。
従って00式は周知の式である。また、各々の区域にお
ける電極面積Sは、両方の材料AおよびBK対して等し
いものと仮定することができる。
0〔式から電気容量OAおよびCBK対して次式を誘導
することができる。
(17A)式および(17B)式をQfD式に代入する
ことによって次式が得られる。
餞式を(15)式に代入することによって工αに関して
の次式が得られる。
(17A)式からのOA値を04式に代入して次式が得
られる。
ここで、式01及び式(イ)をもとの式α騰へ代入すれ
ば次式を得る。
従って、この式C20は、区域αについての材料Aに関
する電力、すなわちパワーの項を示す。aAをa’Aと
し、aBをaBとし、εrA、”ε’rA、εrB=ε
’rBであることを知れば、挾まれた区域βに対しても
ほぼ同様な式が得られ、次式のようになる。
導かれたこれらの式(2D、(2)から、第2図に示す
両区域において材料Aが受けるパワー間の比較を行なう
ことができる。区域αに関しては次式を適用そして、区
域βに関しては次式を適用する。
これらの2つの式の比は次のようになる。
例えば、−例として、材料Aを誘電率6を有するpvc
(ポリビニルクロライド)とすることができ、材料Bを
誘電率3のシリコンゴムとすることができる。更に、距
離aA、aIBtf%インチ(1nch )とし、距離
cl’A、 aBを% 1nchとすることができる。
PvCのための力率、すなわちパワーファクター(P、
F、 )は0.09であり、シリコンゴムのためのノ署
ワーフアクタ−は0.01でよい。そこで、これらの値
を式(ハ)に代入して計算すると次式を得る。
従って、主として、誘電率の異なる材料を使用している
ため、材料Aの厚さの値における差値を式(イ)に代入
することにより、区域αにおける厚い断面の平方インチ
(1nch )当りで消費するパワーは区域βにおける
薄い断面で消費するパワーの2倍以上であることが判ろ
う。
実際、式(ハ)から、比は厚さ及び誘電率の関数として
変化するのが判る。しかし、2つの材料A、Bが同じ誘
電率を有する場合にはεrA”εrB=ε1となり、式
(ハ)を次式のように書き直すことができる。
第2図に示すような2つの電極は平坦で平行だからdA
十dB:d’A+d’Bであり、それ放火式の関係とな
る。
従って、材料Aの厚さ1inch当りにおける区域αが
消費するパワーの比は、材料Bの厚さl 1nch当り
における区域βが消費するノ(ワーに等しい。
それ故、1方の区域から他方の区域への材料の厚さの変
化があっても、材料Aの熱効果、即ち材料Aに発生する
温度は同じである。換言すれば、区域αにおいて材料A
が消費するパワーは寸法dAに比例し、区域βにおいて
材料Aが消費するパワーは寸法d’Aに比例する。それ
故、モールド材料Bと材料Aとが同じ誘電率を有する限
り、材料Aの厚さに関係なく材料Aの温度は均一となる
。同様に、厚さの異なる部分があっても材料Bもその全
体に亘って均一な温度となる。しかし、材料Bが受ける
パワーと同様、材料Aが受けるパワーはその)ぞワーフ
アクタ−に比例する。それ故、一方の材料において消費
量が一様であっても、材料A。
Bの温度は実質上同じにならない。
式(5)、@を参照し、式(1)に関して説明した第2
図の例を考察すると、距離aA、 a’Aにおける差は
5ないし1の比内にあることが判る。与えられる合計の
−ぞワーも同じ比内にあり、従って正味の熱効果は何れ
かの区域α又はβにおいて同じである。
弐Qlについては、工αの説明のために先に述べたが、
貴重βについてもこれと同じ式を作ることができる。こ
れら2つの式の比は次のようになる。
材料A、 Bに対してεrA=εrB=εrであれば、
この比は−(unity)に等しくなる。従って、同じ
誘電率の材料を使った場合、材料A、Bの厚さが異なっ
ても区域α又はβにおいて流れる電流は同じKなる。同
様に、抵抗RA及びR/Aはこれらの区域の何れか一方
において同じであることが判る。
従って、区域α又はβにおいて温度は同じになる。
要約すれば、材料A又は材料Bにおいて消費される材料
1inch厚さ当りのパワーは、材料の厚さが変っても
同じである。次に、材料A、Bにおいて消費される材料
11nch厚さ当りのパワーは、これらの材料A、B間
では、パワーファクターの比だけ異なる。しかし、これ
らの材料の1つにおける消費量が同じである限り、パワ
ーファクターは制御用ノリl−夕ではなく、誘電率、特
に材料A、Bの誘電率の同等価が制御要素となる。
材料AおよびBの誘電率は多くのいろいろな方法で釣合
わせることができる。熱プラスチツク材料は種々の誘電
率を有することが知られており、また、例えばプラスチ
ゾルを使用した場合、溶媒を用いることなどによって誘
電率を変化させることができる。モールドを作る材料に
関する限り、多くの種々な材料の中から適当なものを選
択することができる。典型的なモールディング材料であ
るところのシリコンツムもまた、異なる誘電率を有する
様々なタイプのものがある。更に、例えばエポキシ樹脂
のような他の材料をフィシ−(filler’。
やポリウレタンとともに使用することもできる。
モールドおよび部品にされるプラスチックを利用する公
知のすべての技術においては、両者の誘電率を同じにす
るということをしていない。
とられるべき望ましい技法は、異なるコンパウンドまた
は物質を混合して、部品となる熱プラスチツク材料と同
じ誘電率となるようにモールディング材料を変えること
である。例えば誘電率が2.8ないし4.1のシリコン
ゴムから始めて(プラスチックは4.5ないし6.0の
誘電率であるとする)、適当な割合の、例えばチタン酸
カルシウム(3aTi O3や二酸化チタンTlO2の
ように高い誘電率を有する他の材料をシリコンゴムに混
合させることにより、所望の誘電率を得るようにしても
よい。モールド材料よりプラスチックの方の熱放散が大
きいことか望ましいので、シリコンゴムに添加する物質
としては低いパワーファクター、すなわち力率を有する
ものがよい。シリコンゴムに209gの割合でチタン酸
カルシウムを加えることKより、熱プラスチックの誘電
率と同じオーダーを得るのが好ましいことがわかった。
誘電率が熱プラスチックと等しくなるようにシリコンゴ
ムを変質させる場合の具体例について以下に述べる。
誘電率を等しくさせるためのもう一つの技法は、厚さの
異なるセクションに第3の材料を用いることである。各
セクションにおける誘電率を等しくさせるために、セク
ション毎に異なる材料を使用してもよい。これはすなわ
ち、材料の各セクションにおけるキャパシタンスを等し
くさせることによりプラスチック部品を通しての加熱状
態を等しくさせたい場合である。この技法の有利な点は
、モールド材料を変質させる必要がないことにあるが、
その反面、モール「とともに第6の材料を使用する必要
がある。
第3図は本発明のもう一つの実施例を示す。ここでは各
セクションαおよびβにおけるキャパシタンスを本質的
に等しくさせて加熱を均一化するために、電極の構成を
変えである。第2図に示した第1の実施例において2つ
のセクションの誘電率を等しくすることにより、これら
のセクションにおけるキャパシタンスを等しくする。例
えば式(17A)かられかるように、キャパシタンスは
誘電率に比例し且つ距離dVc反比例する。第2図に示
した第1の実施例において、電極間隔、すなわち距離d
は各セクションで同一であり、誘電率を均合わせたこと
によりキャパシタンスは等しくされた。第3図に示す構
成では、誘電率は変えないままとし、少なくとも一つの
セクションにおいて電極間隔を変えることによりキャパ
シタンスを等しくさせている。
第3図の実施例においては、各セクションαおよびβに
同じ値の電流を流すことにより、形成されるプラスチッ
ク材料であるところの材料Aを通しての加熱が均一とさ
れる。電極1および2に同じ値の電圧が加えられ、低い
力率の材料が使用されたとすると、式(2)は次のよう
に書き換えることができる。
I=−(至) c 式(至)かられかるように、加熱を均一にするためには
、セクションαおよびβのそれぞれにおいて同じキャパ
シタンスXcでなければならない(Cα=Cβ)。
第3図においてプラスチック材料Aの厚さは、第2図に
距離dAおよびdAで示した値と同じである。セクショ
ンαにおいてモールディング材料Bの寸法はdBであり
、セクションβにおいてモールディング材料の厚さは変
数Xで示される。変数Xは材料AおよびBの誘電率なら
びに第3図に示した寸法値を基礎にして計算することが
できる。
式(ISは次のように書き換えられる。
同様にしてCβは次のように導びかれる。
0α=Cβとおくと式Gυおよび0邊から次の関係が導
びかれる。
εAdB+εBdA=εAX+εBai ac式0濁か
られかるように1.2つの材料AおよびBの誘電率は定
められた公知の値として考えることができる。同様に、
ある部分によっては寸法dAおよびa’を公知と考える
こともできる。そこで値dBを定数として式αやを解(
と、変数Xすなわち厚さがめられる。Xをめる式は次の
通りである。
cAdB+EB(dA−d′A) X= 、<(社) dA 第3図および式(ロ)かられかるように、電極2は、次
の式によりめられる寸法Yの段を有している。
Y = dA + dB −(L’A −X (ト)第
2図および第3図に示した各実施例のうち、第2図に示
した第1の実施例の方が好ましい。なぜならば、第2図
におけるように誘電率を変える方が、第3図におけるよ
うに特殊な構成の電極を用いるよりも容易だからである
。特殊な構成の電極は、形成すべき部品が複雑な外形を
有している場合、その外形に適応するように様裏な寸法
の部分を備えていなければならないことになる。
第3図の実施例について注目されるべきことは、ピース
の寸法および誘電率に基いて厚さXが算定されて内側よ
りも外側に段を有する電極2を形成することである。こ
の方程式は十分に大きい厚さXを与える。更に、電極1
を電極20代りに変えるか、又は更に他の実施例では両
方の電極を変えることができる。これらの電極を変える
即ち第2図の実施例における誘電率を均等化する目的は
構造の各セクション、すなわち各部分において同じ容量
を維持することにある。もし、図示のように2つの部分
よりも大きい部分があると、全ての部分で容量の均等化
が行われる。
プラスチック部品は、例えば製品「インダソルEV−5
0−1としてインダストリアル・ツルベンツIncによ
って販売されている「ゾラスチソル」の如き液体ビニー
ルから作られている。これは、特に厚さが異なるときに
キャビティを充分に充填できるように液体の形態にある
のが好ましい。
好ましくは選択されたペースモールド材料はゼネラルエ
レクトリック社によって作られたシリコンゴムのRTV
−45である。このシリコンゴムはモールド工程に用い
られる高温度に充分耐えることができる。又、このシリ
コンゴムはマスターダイから2ツクアツゾすることがで
き且つプラスチック上で極めて細かい実質的に完全なイ
ンプリントを再生することができる。又、このシリコン
ゴムは0.01のオーダである極めて低いパワーファク
ター、すなわち力率を有し、このため高周波加熱の下で
きわめて大きな熱損失がない。又、シリコンツムは充分
な柔軟性を有し、プラスチック部品が逆角度を有すると
きでもシリコンゴムモールドから容易に取外すことがで
きる。
シリコンゴムに加えられるべき好ましい付加材料は純度
995%のチタン酸カルシウムCaTi O3である。
これは2ミクロン寸法のきわめて細かいパウダー形態で
得ることができる。チタン酸カルシウムは、特に、モー
ルド材料をマスターダイに容易に注入するようにシリコ
ンゴムの粘度を充分に大きくすることがないので用いら
れてきた。更に、チタン酸カルシウムは極めて高い誘電
率を有している。この熱プラスチックはシリコンゴムよ
り高い誘電率を有しているが通常大幅には高くないので
比較的低いノぞ−センテージのチタン酸カルシウムがシ
リコンゴムの誘電率を上げるため必要とされる。又、こ
の付加材料はシリコンゴムの力率より低い力率を有し、
この結果結合されたモールド材料はシリコンゴムが単独
で用いられたときほど加熱しない。
誘電率および力率の値は周波数および温度により変わる
。下記の表は誘電率の値とRFエネルギー源の周波数で
ある40MHzの周波数の力率の値を示す。これらのパ
ラメータは周囲温度の70Fから375Fの硬化温度に
プラスチックを加熱中の平均温度で示されている。
材 料 誘電率 力率 シリコンゴムRTV−454,040,01チタン酸カ
ルシウム 1675 0.00032Qa T 103 プラスチック 4.8 0.09 今、この作業はチタン酸カルシウムのパーセンテージX
を決定することであり、このチタン酸カルシウムはシリ
コンゴムに混合されてプラスチックKV −5Qの誘電
率である4、8に等しい誘電率を有する混合物を得るよ
うにする。これについては第4図の図表を参照されたい
。この第4図では寸法xがシリコンゴムのパーセンテー
ジを示し、寸法x−1がチタン酸カルシウムの量を示し
でいる。
式a〔から1平方インチ当りの容量が次の如く得られる
。
モールドの全体の等しい容量はパラメータC1によって
次の如く得られる。
この式は又次の如く表わすことができる。
プラスチックの1インチ厚み部分の容量は次の式によっ
て表わすことができる。
01=02とすることによって次式が得られる。
上式顛から未知数Xを解いてX=0.838゜1−x−
o、162として与えられた例題を算定することができ
る。
従って、モールド材料は、形成されるべきゾ2スチツク
部品の誘電率に等しい誘電率4.8を有するように体積
において83.8%のシリコンゴムと16.2%のチタ
ン酸カルシウムとから作られることが必要である。
上記誘導は体積に基いてなされたが同様の誘導を重量の
パーセンテージに基いても得ることができ、これは体積
を比較するより作業が容易である次式は体積パーセンチ
−2から重量パーセンテージに変更する際に有効である
。
(CaT103)(4+) 式(41)によりおよびシリコンラバーの比重が148
でかつチタン酸カルシウムの比重が1.68であること
から式(41)を解き、18重量%オーダのチタン酸カ
ルシウムが全混合体に追加され、混合体の残りが82重
量%のシリコンラバーであることがめられる。この観点
から第5図のグラフを参照すると追加されたチタン酸カ
ルシウムのパーセントおよび対応する誘電率を示す実験
に基づ(カーブが示されている。このカーブから18チ
オーダのパーセントにて誘電率が4.8チオーダである
ことがわかる。かくして理論的計算は第5図のグラフに
より例証された実験にもとづく計算と非常に正確に対応
する。
第6図は先に第2図にて述べたと同様な説明を示す。第
6図はシューソール20、高周波加熱装置で使用される
一対の電極およびモールディング材料22を示す。モー
ルディング材料22はチタン酸カルシウム約18%およ
び82%シリコンラバ+、RTV45の混合体から作ら
れている。第6図はまた2つのセクションαおよびβを
示している。この例においては単純化のため、セクショ
ンαにおいてはプラスチック部分が96fl(%インチ
)の厚さを有し、セクションβの厚さは3.2■第(3
)および(9)式から と表示することができる。
9、6 m (9Aインチ)プラスティゾルに関し式(
43を解いて抵抗R=124.55オームをめることが
できる。
6.4目(yインチ)モールディング材の抵抗をめる前
にノ臂ワーフアクタ−をめねばならない。
以下のことがわかっている。
ここでテーブルエよりεRTv=4.04および ここでテープ/I/Iよりε0aTi03 = 167
5式(41よりX=0.838をめることができ、かく
して上記の置換により以下がまる。
CRTvAンチ”=t083x10−”ファラッドそし
てCaTios /4ンチ”=232.21X10−1
2フアラツド。
また次のことがまる: 弐【りから異なった材料に対する抵抗が次のようにまる
: − Rrno1aAンチ2(640MH2):RRTv′イ
′チ2+ROaTi03か(してモールドのパワーファ
クタをめることができ、その値は0.00995であっ
て、これはRTV自身の)ぞワーフアクタより大幅に低
い。40MHgにおゆるにモールディング材の抵抗は式
63から9188オームと計算することができる。
この時点で以下をめることができる。
Rpla8t1801 + Rmold = ” ”7
4オーム (ハ)組合わせでのキャパシタンスは次の式
によって与えられる: 組合わせでのパワー7アクタは次の式によって与えられ
る: 組合わせのP、F、=RX27rxfxc=0.058
 (t’9組合わせでのりアクタンスは式(9)から導
かれた次式により与えられる: 組合わせのXc = 2306.6 phms (4G
4 Q MHzにて3,000ボルトのRF電圧が電極
間に加えられたと仮定するとモールドを通過する電流の
アンイア値は次式で与えられる: 式(4ηから、平方根内の第2項が実質的に第1項より
小さいことがわかり、従って下記の式を得ることができ
る。
I=U/Xc=3,000/2306.6=1.300
6A (41これらの両式(4n、 (41Gから両電
流値間の差は無視でき、よって式(僧の結果を使用する
ことに実質的誤差は発生しない。
断面部分すなわちセクションα内の%可塑物が受入れる
電力Pは下式で与えられる。
P=RI”=124.55X1.69=210.49ワ
ツト、41 器また断面部分すなわちセクションβで計
算すれば該部分β内の%耐可塑物が受入れる動力Pは下
式P=RI2=41.52X1.69=70゜17ワツ
ト名is+(第2表参照)このことから断面部分α内の
X吋厚可塑物が受入れる電力は断面部分β内のに吋厚可
塑物が受入れる電力の3倍であることが証明される。両
断面部分内に同一の比熱が提供されるとすれば断面部分
の内の可塑物の温度は断面部分β内の可塑物の温度と同
一となる。また断面部分αにおいてこの装置により伝達
される電力の大部分226ワツトは可塑物に対しその電
力の僅か7%だけ成形材料へ伝達されるようになること
がわかる。よってこの方法は非常に効率的な成形工程を
提供するものである。
第7図は、前述の第3図に示した本発明についての別の
技術を示す図である。この図では基部20、電極及び成
形材料22も同様に示している。
この場合成形材料は添加剤を含まないシリコンダムRT
V−45が好ましい。第7図において7x:=a+bで
ある。寸法Xに沿ったyの寸法は計算できる。ここで再
び2つの断面部分α、βにおける容量の等式を検討する
。断面部分αについてみると、式(IIからに対成形材
料の容量は3.63pFであると決定できる。%耐可塑
物の容量は2.875 pFであり、式aeからこれら
両者の組合わせから容量Cα= 1.604 pFが得
られる。断面部分βの容量は寸法X又はyの関数である
。断面部分βの容量は下記式で表わせる。
Cβ=7.8255/(8,625r+0.9073)
 (49A)CaとCaとを等しいとすると、この例に
おいてみられるXがx=0.46吋となることがわかる
。断面部分αにおいて、この電極間隔は、0.625吋
である。断面部分βにおいて、電極間隔は0.125吋
Kxを加えた値に等しくとのXは0.585に等しい。
よって電極寸法yは、この例では0.040吋と算出さ
れこれにより両断面部分α、βにおい、て均一な加熱効
果が得られる。
本発明の別の特徴によれば、電極間隔を変更するとと即
ち、可塑性材料又は成形材料の片方の合成を変えること
よりも、第3の材料をこの第3の材料の誘電率に依存す
る断面部分の一方へ含ませることができる。本発明のこ
の別の実施例を第8図に示す。この図では例えば第6図
において言及し図示した部品と同様の構成をなす部品を
示している。第8図において、第3の材料は参照符号C
で示す空気である。成形材料は符号A、 A’で示して
あり、可塑性物質はB、B/で示している。素材A′と
B′とは断面部分βにおいてみられるのでそのように示
している。第8図から、電極の間隔は該電極の何れか一
方におけるいくらかの移動を生じることもなしで一定を
なしていることがわかる。
次に両断面部分における容量について、面部分の可塑物
を均一に加熱するよう分析及び比較する。
この分析は、空気空間Cの厚みを示す第8図のXの関連
の計算を含むものである。
等式(1(1から下記のよ5に一般式が導びかれる。
ここでdは厚さく50)を1nchで示す。
下記の比誘電率もまた用いられる。
乾燥空気εr=1.oo06 RTV−45εr=4.05 EV−50εr = 4゜8 セクションαにおいては、等式を下記のように書き得る
。
セクションβにおいては、下記の二つの等式が適用され
る。
1nch20At +OBI となる。
セクションα及びβの両者に均熱な供与するためkは、
キャパシタンスは等しくされねばならず、従って、 従って 等式(ト)及び代入される数値から、Xに関して解答す
ることができ、x==o、o13“となる。
空気は成形材料よりも低い誘電率を有するので、空気通
路Cはより厚い合成樹脂の部分と結合するようKされる
。しかしながら空気の代りに別の材料、例えばチタン酸
カルシウムのようなものが用いられるならば、その時は
セクションβと一緒に第三の材料が用いられるであろう
が、セクションαについてはそうではない。
【図面の簡単な説明】
第1図は、一対の電極であって公知の誘電率の材料をそ
の間に有しているものの図表である。 第2図は、RF源と連結され二つの材料を有する電極対
であり、一つの材料が成形材料を形成し他の材料がなる
べくは部片を形成する合成樹脂材料とされるような電極
対を示す。 第3図は、成形装置の住換的構造であって、同様に合成
樹脂部片に均一な熱を供与するものを示す。 第4図は、誘電率を等しくするためにシリ;ンゴムに添
加されるチタン酸カルシウムの計算を補助する図表であ
る。 第5図は、誘電率とシリコンビムRTV−45の基底に
加えられるチタン酸カルシウムのパーセントとの比を示
す曲線である。 第6図は、第2図の図表と同様の図表であって、靴底構
造を用いるものを示す。 第7図は、靴底構造を示すもう一つの図表であって、第
3図に関して前に説明したものと同様の図表である。 第8図は、金型の異なる部分において均衡するキャパシ
タンスを有する第三の材料を用いる靴底のよ5な合成樹
脂構造を示すもう一つの図表である。 図百の浄書(内容に変更なし) eiK合1FCCtrTiOawSiFe)幻aナクン
Sガルシウム(CaTiDa)のΦ量Zムゆ8 手続補正書く方式) 昭和47年覇杵願第 707に7 号 し−ルド鉄−’IPL、v′方人 3、補正をする者 事件との関係 出 願 人 住所 え栴 クリアF・イ/コーポレーデヅド4、代理人

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 厚さの異なる二以上のセクションを有スるプラ
    スチック部品をモールドするに際し、各セクションの全
    体にわたり均一な加熱を与えるプラスチック部品のモー
    ルド装置であって、 相互に間隔をあけた第1及び第2の電極であって、少な
    (ともその一部分に、プラスチック部品を形成するモー
    ルドを画成する第1及び第2の電極: 上記電極を横断して電磁加熱湯を確立するための手段:
    そして、 上記プラスチック部品の一つの表面を形成するため、上
    記電極の少なくとも一方に隣接して配置されたモールド
    材料; を備えて構成されてなり、上記プラスチック材料、モー
    ルド材料及び電極間の距離が、上記厚さの異なるセクシ
    ョンの全体にわたって上記電極の間のキャパシタンスが
    一定となるように選択されてなるモールド装置。
  2. (2) !許請求の範囲第1項に記載のモールド装置に
    おいて、 上記キャノ(シタンスは、上記電極の向い合う表面の間
    隔を一定にし、且つ上記プラスチック材料の誘電率を上
    記モールド材料の誘電率とほぼ等しくすることにより、
    一定に維持されてなるモールド装置。
  3. (3)特許請求の範囲第2項に記載のモールド装置にお
    いて、 上記モールド材料は、シリコン2バーに高誘電率を有す
    るあるパーセントの添加剤を加え、それにより、誘電率
    を等しくしたシリコフラノζ−ダイアフラムを備えてな
    るモールド装置。
  4. (4)特許請求の範囲第3項に記載のモールド装置にお
    いて、 上記添加剤がチタン酸カルシウムであるようにされてな
    るモールド装置。
  5. (5) 特許請求の範囲第3項に記載のモールド装置に
    おいて、 上記添加剤が、二酸化チタンであるようにされてなるモ
    ールド装置。
  6. (6)特許請求の範囲第1項に記載のモールド装置にお
    いて、 キャパシタンスは、電極の間隔を変化させることによっ
    て均一に維持されてなるモールド装置。
  7. (7)特許請求の範囲第6項に記載のモールド装置にお
    いて、 式:εAd′B+εB”A=εAX+εB ”’Aは、
    電極の間隔の関係を表わし、各記号は、 εA=セクションαの誘電率 εB=セクションβの誘電率 旬=セクションαのプラスチックの厚さdB=セクショ
    ンαのモールドの厚さ alA==セクションβのプラスチックの厚さX=セク
    ションβのモールドの厚さ を示してなるモールド装置。
  8. (8)特許請求の範囲第1項に記載のモールド装置にお
    いて、上記キャパシタンスは、上記セクションの少なく
    とも1つと協働して第6の材料を用いることにより一定
    に維持されてなるモールド装置。
  9. (9) 厚さの異なる二以上のセクションを有するプラ
    スチック部品をモールドするに際し、各セクションの全
    体にわたり均一な加熱を与えるプラスチック部品のモー
    ルド方法であり【、 相互に間隔をあけた第1及び第2の電極であって、少な
    くともその一部分に、プラスチック部品を形成するそ−
    ルドを画成する第1及び第2の電極を提供する段階; 上記電極を横断して電磁加熱湯を確立する段階:そして
    、 上記プラスチック部品の一つの表面を形成するため上記
    電極の少なくとも一方に隣接してモールrを提供する段
    階; を備えて構成されてなり、上記プラスチック材料、モー
    ルド材料及び電極間の距離が、上記厚さの異なるセクシ
    ョンの全体にわたって上記電極の間のキャパシタンスが
    一定となるようにされてなるモールド方法。 0窃 特許請求の範囲第9項に記載のモールド方法にお
    いて、 上記キャノ(シタンスは、上記電極の向い合う表面の間
    隔を一定にし、且つ上記プラスチック材料の誘電率を上
    記モールド材料の誘電率とはば等しくすることにより、
    一定に維持するようにしてなるモールド方法。 (11特許請求の範囲第9項に記載のモールド方法にお
    いて、 上記キャパシタンスは、上記電極の間隔を変化させるこ
    とによって一定に維持されるようになされたモールド方
    法。 a3 特許請求の範囲第9項に記載のモールド方法にお
    いて、 上記キャパシタンスは、上記セクションの少なくとも1
    つと協働して第3の材料を用いることにより一定に維持
    されてなるモールド方法。
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