加工装置と処理装置及び処理方法と成形加工方法
【課題】 本発明は、繰り返し加工を行う成形機や加熱装置において、設備コストを大幅に向上させることがなく、成型物や膜に異物が混入することを防止することができる技術の提供を目的とする。
【解決手段】 本発明は、発熱部６を備えた加工装置Ｃであって、該発熱部６に対してその周囲からクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部２１を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 本発明は、発熱部６を備えた加工装置Ｃであって、該発熱部６に対してその周囲からクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部２１を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発熱部を具備する装置と処理方法において、環境雰囲気からの塵埃などの異物を加工物や製品に付着させてしまうことを防止できる装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
型開き自在な金型を用いて金型のキャビティに溶融樹脂材料を射出し、その射出された溶融樹脂材料を金型内で冷却し、固化させた後、金型を型開きして成形品を取り出して成形品を得るための射出成形機が知られている。この射出成形機は一般に、金型の型開きのための駆動機構と、金型に溶融樹脂を射出するための射出機構と、この射出機構に樹脂材料を供給するための供給機構を具備して構成されている。
この種の成形機において成形品の成形精度や品質が向上すると、成形品に塵埃等の微細な異物の混入が問題とされるようになり、成形機自体をクリーンルームに設置したり、成形機の設置箇所の天井にクリーンエア供給装置を設けて成形機の設置場所回りの空気のクリーン化を図るなどの対策がなされている。
【０００３】
また、成形機のクリーン化対策の一環として、金型と、前記金型を開閉する駆動部と、前記金型のキャビティに溶融材料を射出する射出部と、型開きした前記金型から成形品を取り出し前記金型の開閉に干渉しない位置に移動させ停滞させる空間を前記射出部が設けられている外部空間から隔離する隔壁と、前記隔壁の内部空気をクリーンエアで換気する換気部とを備えた構成の射出成形機が知られている。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−１１７９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記成形品に対する異物の混入を避ける目的で成形機の全体をクリーンルームに収容するという手段を採用すると、成形機を設置するために高価なクリーンルームを設ける必要が生じて設備コストが大幅に向上するという問題がある。また、射出成形自体は成形時に必然的に樹脂材料からなるバリや塵が発生する製造方法であるので、例え高清浄度のクリーンルームの内部で成形加工したとしても、加工に伴う発塵に起因するクリーン度の低下は避けられないものである。
また、前記特許文献１に開示されている射出成形機は、成形品に異物が入るというコンタミネーションをコントロールするために、射出成形機の金型を開閉するための駆動部が移動するための必要な空間部を確保できるように隔壁を設けて金型の主要部を隔壁で外界から隔離し、隔壁で覆った部分の空気をクリーンエアで置換する構成を採用している。
【０００５】
ところが、射出成形という製造方法は、溶融樹脂材料を射出成形するという作業を繰り返し多数回行って大量の成形品を製造する方法であり、１回の射出成形が終了した後、型開きして成形品を金型から成形品を取り出し、成形品の取り出し後に繰り返し同じような射出工程を施すものであり、この繰り返しの工程の間に、キャビティまわりに付着した溶融樹脂の残物や金型の開閉時に生じる塵埃や塵、成型物に付属するバリ等の分離物など、様々な異物が金型回りに必然的に生じるものである。従って成形機の金型周りの部分あるいはその下の基台や床の上には、先の成型物やバリ、塵埃等に起因する種々の異物が成形加工の度に付着するか、あるいは堆積することが一般的である。
【０００６】
これらの付着物や堆積物などの異物は、成形作業を繰り返すうちに空気中に舞い上がったり浮遊することがあり、金型周りに自然に存在するので、これらの異物については、例え成形機をクリーンルームに設置したとしても、繰り返し成形作業を行う間に必然的に発生し、成型物に混入してしまう問題がある。
【０００７】
また、成形機を設置した部屋の天井にクリーンエア供給部を設け、天井から金型周りにクリーンエアを吹き付けたとしても、金型自身が発熱体であり、発熱体からの熱の発生に伴って部屋内に上昇気流が生じていると、この上昇気流と先の天井からのクリーンエアの吹き出し方向が対向するので、発熱部まで満足にクリーンエアが到達せず、場合によっては上昇気流と下向きのクリーンエアとが衝突して金型周りに空気の乱流を発生させ、先の異物を舞い上がらせる原因となるか、あるいは、異物を金型に到達させてしまうという問題があった。また、クリーンエア供給部として高精度のエアフィルタを用いてクラス１００以下のクリーンエア（清浄空気）を天井部から下向きに金型に吹き付け得るように構成したとしても、金型の周囲に異物の堆積や付着物が生じていると、この異物が床から舞い上がるおそれがあり、成型物に対する異物の混入を防止するという目的達成には不足であった。
【０００８】
また、液晶表示装置の製造プロセスなどにおいて、絶縁膜や配向膜あるいはオーバーコート層やカラーフィルタ層などのように各種の成膜処理を施した基板を加熱して熱処理するための加熱装置（例えば焼成炉）は、一般に、本加熱温度よりも少し低い温度に設定した予熱ゾーンと、目的の加熱処理を目的の温度で施すための本加熱処理ゾーンと、本加熱処理ゾーンよりも若干低い温度とした冷却ゾーンとを区別して設け、被処理物である膜付きの基板を予熱ゾーンから本加熱処理ゾーンと冷却ゾーンに順番に送ることで加熱処理を行っているが、これらの加熱装置においても先の成形機と同様に、加熱装置の周囲や底部などに塵埃等の異物が存在していることがあり、これらの異物が場合によっては加熱処理中に基板上の膜に付着し、膜質を悪化させてしまう問題があった。
なお、これらの問題を解消するために加熱装置をクリーンルームに設置したのでは、設備が大掛かりとなり、設備コストの面で著しく不利になる問題がある。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであって、繰り返し加工を行う成形機や加熱装置において、クリーンルームへの設置などのように設備コストを大幅に向上させることがなく、成型物や膜に異物が混入することを防止することができる加工装置と処理装置の提供を目的とする。
また、本発明は、繰り返し加工を行う成形機や加熱装置などを用いて加工するか処理する方法において、クリーンルームへの設置などのように設備コストを大幅に向上させることがなく、成型物や膜に異物が混入することを防止することができる加工方法と処理方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の加工装置は、発熱部を備えた加工装置であって、該発熱部に対してその周囲からクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部を備えたことを特徴とする。
発熱部に対してその周囲からクリーンエアを供給することで、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。
本発明の加工装置は、前記発熱部の下側にクリーンエア供給部が設けられ、該クリーンエア供給部からのクリーンエアを前記発熱部に向かう上昇気流に沿って前記発熱部回りに供給自在としてなることを特徴とする。
クリーンエアを上昇気流に応じて発熱部に供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、発熱部周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。
【００１１】
本発明の加工装置は、基台部と、該基台部上に設けられた成形機とが具備され、該成形機が、金型を有して発熱がなされる発熱部と、前記金型に樹脂を注入するための注入機構とが具備され、前記発熱部の下側の基台部内に該発熱部に対してクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部が設けられたことを特徴とする。
クリーンエアを基台部側からの上昇気流に応じて発熱部に供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、発熱部周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。
【００１２】
本発明の加工装置は、前記発熱部の下側の基台部に前記クリーンエア供給部からのクリーンエアを通過させるための流通路が設けられ、該流通路の前記発熱部側の開口部からの上昇気流を利用して前記クリーンエアを前記発熱部回りに供給自在とされてなることを特徴とする。
クリーンエアを上昇気流に応じて発熱部に供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、発熱部周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。
【００１３】
本発明の加工装置は、前記発熱部の下側の基台部に前記クリーンエア供給部からのクリーンエアを通過させるための流通路が形成され、該流通路の前記発熱部側の部分に、該発熱部の下側に位置して該発熱部にクリーンエアを噴出させるための開口部と、前記発熱部の側方に位置して該発熱部の側方側にクリーンエアを吹き付けるための吹出口が形成されてなることを特徴とする。
開口部からのクリーンエアの上昇気流に加えて吹出口からのクリーンエアの上昇気流を発熱部周りに供給することで、発熱部を含めたその周囲のより広い範囲をクリーンエアで覆うことができ、発熱部における異物の混入をより確実に抑制できる。
【００１４】
本発明の処理装置は、被処理物に対して加熱処理を施すための発熱部を備えた処理装置であって、該発熱部に対してその下方からクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部を備え、前記発熱部に発生する上昇気流を利用して該発熱部の被処理物まわりにクリーンエアを供給自在としたことを特徴とする。
クリーンエアを上昇気流に応じて発熱部の被処理物周りに供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、被処理物周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における処理の支障となる異物の混入を抑制できる。
【００１５】
本発明の処理方法は、発熱部を具備してなる装置を用い、該発熱部の発熱時に発生する上昇気流を利用して前記発熱部にクリーンエアを供給し、前記発熱部及びその周囲をクリーンエアで覆いながら処理することを特徴とする。
本発明の成形加工方法は、樹脂を注入して成形するための金型を発熱部として有し、該金型にその周囲からクリーンエアを供給して該金型及びその周囲をクリーンエアで覆いながら金型に樹脂を注入して成形加工することを特徴とする。
これらの方法において、クリーンエアを上昇気流に応じて発熱部の被処理物周りに供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、被処理物周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における処理の支障となる異物の混入を抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発熱部に対してその周囲からクリーンエアを供給することで、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。また、本発明において、クリーンエアを上昇気流に応じて発熱部に供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、発熱部周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするために各構成要素の厚さや寸法等の比率などは適宜異ならせて示してある。
図１は、本発明を適用した射出成形装置の一実施形態を示す図であり、図２と図３はその射出成形装置の作動状態と射出成形装置要部での空気の流れを示すものである。
本実施の形態に係る（射出）成形装置Ｃは、図１に示すように、横長の基台部（架台部）１と、その基台部１の中央上部側に設置される金型本体部２と、該金型本体部２の左側に設置されて金型本体部２を動作させる金型開閉機構部３と、前記金型本体部２の右側に設置されて金型本体部２に樹脂材料を供給するための材料射出供給部（注入機構）５を主体として構成されている。
【００１８】
前記基台部１は、側壁１Ａ、１Ａと天井部１Ｂ、１Ｃと底壁１Ｄとを具備して横長の中空の箱状に構成され、図１に示す基台部１の左側上部に位置する天井部１Ｂの上側に、金型本体部２と金型開閉機構部３とが設置されている。
前記金型本体部２は、型開き自在な構成とされた金属ブロックから成る金型本体（発熱部）６を取付ベース７の側部側に備えたものであり、この図に示す例では金型本体６の周囲に案内ロッド８、８が設けられていて、これらの案内ロッド８、８に沿って移動自在に設けられた取付ベース７とともに金型本体６も左右に移動できるように構成されている。
先の取付ベース７は、その左側に設けられている油圧プレス機構９を主体とする金型開閉機構部３によって左右に移動自在に支持されたものであり、この形態の構造では図２に示すように取付ベース７はベース盤７Ａ、７Ｂの２つに分離可能とされ、一方のベース盤７Ａに２つ割り可能な金型本体６の一方の型６Ａが取り付けられ、他方のベース盤７Ｂに金型本体６の他方の型６Ｂが取り付けられ、ベース盤７Ａが案内ロッド８、８によって移動自在に支持され、更にベース盤７Ｂが他の案内ロッド４によって移動自在に支持され、ベース盤７Ａ、７Ｂを移動してそれらの位置を変えることにより型６Ａ、６Ｂを合わせてそれらの間に成形キャビティを形成したり、型６Ａ、６Ｂを分離して金型本体６を離型することができるように構成されている。
【００１９】
また、基台部１の上に、金型本体部２と金型開閉機構部３をそれらの左右側から挟むように側板１０、１０が設けられ、更に側板１０、１０の上部側であって金型開閉機構部３の上に位置するように天井板１１が設けられ、更に側板１０、１０の外側に、金型本体部２の側方と金型開閉機構部３の側方との間でスライド移動自在に扉体１２が設けられている。先の側板１０、１０の金型本体部２側の部分と、金型開閉機構部３側の部分には、個々に金型本体部２あるいは金型開閉機構部３をそれらの外側から視認できるような大きさの窓部１５、１６が形成され、先の扉体１２にも同様な窓部１７が形成されている。
なお、天井板１１は金型開閉機構部３の上方側に位置し、金型開閉機構部３の上部側のみを覆っていて、金型本体部２の上方側空間は開放されている。
【００２０】
次に、図１に示す基台部１の右側に設けられている天井部１Ｃの上には、先の金型本体部２に樹脂材料を射出成形するための材料射出供給部５が設けられているが、この材料射出供給部５は射出用のスクリュウ（図示略）を内蔵した射出部１８と、この射出部１８に樹脂材料を供給するためのホッパ１９と、射出部１８内のスクリュウを駆動するためのモータ部２０とを具備して成り、射出部１８の先端部側から前記金型本体６側に溶融状態の樹脂材料を射出することができるように構成されている。前記射出部１８の先端部側は、金型本体部２の右端部側に設置された取付盤（プラテン）１４に接続されていて、この取付盤１４に先のベース盤７Ｂが当接され、この状態でベース盤７Ｂに取り付けられている型６Ｂの成形キャビティに接続している射出口に先に説明した射出部１８の先端部が接続するように構成されている。
【００２１】
次に、前記金型本体６及び取付ベース７が位置している部分の下側に位置する天井部１Ｂには、中空の基台部１の内部空間に開口するとともに、金型本体６の幅と奥行きをカバーできる程度の大きさの矩形状の（金型本体６の平面形状よりも若干大きな矩形状の）開口部１Ｅ（図２Ｂ参照）が形成されている。
また、基台部１の内部空間は側壁１Ａ、１Ａと天井部１Ｂと底壁１Ｄとが区画する空気の流通路１Ｆとされており、基台部１の内部側であって、金型本体部２と金型開閉機構部３との境界部分の下側には、流通路１Ｆの途中部分を閉じるようにＨＥＰＡフィルタなどのエアーフィルタを備えたクリーンモジュール（クリーンエア供給部）２１が設置され、更に先の取付盤１４の下方に位置して流通路１Ｆを閉じる形の隔壁１Ｇが形成されていて、基台部１の流通路１Ｆを通過する空気をクリーンモジュール２１に通すことで清浄化したクリーンエア（清浄空気）を基台部１の開口部１Ｅから金型本体６に向けて上向きに噴出することができるように構成されている。
【００２２】
なお、基台部１の上部側において金型本体６の両側を挟むように設けられている側板１０、１０の基部側には、基台部１の側方側の外部空間に開口する吸入口２５、２５が形成され、この吸入口２５を介して基台部１の側方側の空気を吸入できるように構成されている。また、クリーンモジュール２１は、この形態では送風機を内蔵しており、この送風機からクリーンモジュール２１を介して基台部１の開口部１Ｅ側に流通路１Ｆを介して空気を送ることができるように構成されている。
ここで用いるクリーンモジュール２１は、クリーンモジュール２１に空気を通過させることで例えば０.５μｍ以上の粒径の異物が通過後の空気中に１００個以下存在する程度の高清浄化した空気にすることができる能力を有するエアーフィルタを有する構成とすることが好ましい。勿論、本発明ではこのようなクラス１００対応のエアーフィルタに限らず、更に高清浄度対応のクラス１０対応レベルのエアーフィルタを用いても良い。
【００２３】
図１、２に示す如く構成された成形装置Ｃにより射出成形を行うには、図３に示すようにベース盤７Ａ、７Ｂを接近させて型６Ａ、６Ｂを合わせた状態として型締めし、金型本体６の内部に形成されている成形キャビティに通じる射出口に対して射出部１８の先端部を接続しておく。この状態において、ホッパ１９から樹脂材料を加熱状態の射出部１８に供給するとともに射出部１８内のスクリュウを駆動して溶融状態の樹脂材料を射出部１８の先端部から金型本体６の成形キャビティに射出し、固化させて成形品を製造する。
また、射出成形が終了したならば、ベース盤７Ａを移動させてベース盤７Ａをベース盤７Ｂから離し、型６Ａ、６Ｂを離型する。この状態において型６Ａと型６Ｂを分離してそれらの間の空間部に成形品を露出させることができるので型から成形品を取り出すことができる。この成形品を取り出すには、ベース盤７Ａ、７Ｂに内蔵化した図示略のイジェクターピンなどを利用して成形品を突き出すことなどの操作により容易に取り出すことができる。
【００２４】
ところで、先の成形作業においては、基台部１の流通路１Ｆに図示略の送風機から空気を送り込み、クリーンモジュール２１で空気中の異物を除去し、クラス１０〜１００などのように清浄化したクリーンエアとしてから、そのクリーンエアを基台部１の開口部１Ｅから上向きに金型本体６に対して噴出させながら、成形作業と離型作業を行うものとする。この場合に送風機からクリーンモジュール２１を介して風速０.４〜１.０ｍ／秒程度の範囲の風速でクリーンエアが噴出するように風量調節を行うことが好ましい。
前記開口部１Ｅから上向きに噴出したクリーンエアは、金型本体６及びその周囲のベース盤７Ａ、７Ｂと案内ロッド４、８に吹き当たりながら上方に、かつ、金型本体６の両側に位置している側壁１２、１２の間の空間部を上方に移動する。従って金型本体６とその周囲の部分はクリーンエアに囲まれた状態で清浄な異物のない雰囲気を保つことができ、この環境で成形工程を行うことができる。従って金型本体６を用いて製造した成形品に対して成形時に塵埃等の異物を混入させてしまうおそれを少なくすることができる。
【００２５】
また、図２に示すようにベース盤７Ａ、７Ｂを離間して型６Ａ、６Ｂを離型した状態で成形品を取り出す場合、クリーンエアは図２の矢印で示すように分離した型６Ａ、６Ｂの間の空間部を通過して円滑に上向きに移動し、成形品の周囲をクリーンエアで包むことができるので、成形品を取り出す際にも成形品に塵埃等の異物を付着させてしまうおそれを少なくすることができる。この際上向きに流動するクリーンエアは分離した型６Ａ、６Ｂの間の空間部で風速が最大となるので、この部分に位置する成形品を流速の大きなクリーンエアで包み込むことができ、成形品をクリーンエアで確実に覆いながら取り出すことができる。
【００２６】
先の構成の成形装置Ｃであるならば、型６Ａ、６Ｂは溶融樹脂が射出されるので、射出する溶融樹脂の温度に応じて、必然的に加熱された状態となり、型６Ａ、６Ｂが発熱部となり、型６Ａ、６Ｂが発熱すると型６Ａ、６Ｂの周囲に空気の上昇気流が生じるが、先の開口部１Ｅから上向きにクリーンエアを流すことは、先の上昇気流と流れる方向を一致させることができるので、型６Ａ、６Ｂの周囲で上向きのクリーンエアに乱流を生じさせることなく型６Ａ、６Ｂの設置環境をクリーンエアで囲むことができる。このため、より効果的に型６Ａ、６Ｂ周りの空気を清浄化できるので成形品に異物を付着させてしまうおそれを防止できる。個々で仮にクリーンエアに乱流を生じるようであると、生じた乱流が金型本体６の周囲に存在する微粒子状の異物などを巻き込むおそれが生じるので、クリーンエアを供給している状態であっても乱流を生じないようにすることが好ましい。
先のクリーンエアを流す際の風速は、低すぎると型６Ａ、６Ｂをクリーンエアで囲むという効果が少なく、高すぎると金型の表面温度を低下させて成形不良を引き起こしたり、逆に異物の混入確率を高くするおそれがあるので、適度な範囲とすることが好ましい。
選択可能な望ましい風速の範囲としては、０.４ｍ／秒以上、１ｍ／秒以下の範囲、より好ましい範囲として０.６〜０.７ｍ／秒程度の範囲を例示することができる。
【００２７】
図４は本発明に係る成形装置の第２実施形態を示すもので、この第２実施形態の（射出）成形装置Ｄは、基台部１の側壁１Ａを図２、図３に示す構造の成形装置Ｃの場合よりも若干上広がり状に傾斜させて設け、側壁１Ａの内側に形成されている流通路１Ｈを横断面視逆台形状に形成し、基台部１の天井部１Ｂの両側部に流通路１Ｈに通じる吹出口２６を設けることで、先の流通路１Ｈを通過するクリーンエアを開口部１Ｅから金型本体６側に吹き付けるのに加えて、金型本体６の両側下方に位置する吹出口２６、２６からも吹き出すことができるように構成した装置である。本形態の成形装置Ｄの他の構成は先の第１実施形態の成形装置Ｃと同等である。
【００２８】
この形態の成形装置Ｄでは、開口部１Ｅからの上向きのクリーンエアの流れに加えて吹出口２６、２６からもクリーンエアの流れを出して金型本体６の側方側空間にクリーンエアを供給できるので、金型本体６での成形作業時に異物を混入してしまう問題を先の第１実施形態の成形装置Ｃよりもより効率的に抑制することができる。
【００２９】
図５と図６は本発明に係る成形装置の第３実施形態を示すもので、この第３実施形態の（射出）成形装置Ｅは、基台部１の側壁１Ａを図２、図３に示す構造の成形装置Ｃの場合よりも若干上広がり状に傾斜させて設け、側壁１Ａの内側に形成されている流通路１Ｈを横断面視逆台形状に形成し、基台部１の天井部１Ｂの両側部に流通路１Ｈに通じる吹出口２６を設けることで、先の流通路１Ｈを通過するクリーンエアを開口部１Ｅから吹き出す構成に加えて、吹出口２６、２６からも吹き出すことができるように構成するとともに、各吹出口２６の外側に設けられている吸入口２５を遮蔽部材２７で閉塞した構成の装置である。ここで遮蔽部材２７が塞ぐ吸入口２５とは、詳細にはプラテン１４の下側において基台部１との間に形成されている隙間の部分を含むものとする。本形態の成形装置Ｅの他の構成は先の第１実施形態の成形装置Ｃと同等である。
【００３０】
この形態の成形装置Ｅでは、開口部１Ｅからの上向きのクリーンエアの流れに加えて吹出口２６、２６からもクリーンエアの流れを出して金型本体６の側方側にクリーンエアを供給できるが、吸入口２５から外部の汚れた空気を吸引してしまうおそれが少ないので、金型本体６での成形作業時に異物を混入してしまう問題を先の第１実施形態の成形装置Ｃよりも効率的に抑制することができる。また、この形態では金型本体６の周囲に存在する吸入口２５を閉じていて、基台部１の外側の空気を金型本体６側に吸引する作用を防止できるので、金型本体６側への異物の混入を更に抑制できる。
【００３１】
図７は、図５と図６に示した形態の射出成形装置Ｅの場合の金型本体６まわりのクリーンエアの流れを示すが、このクリーンエアの流れを見ると、側板１０、１０と金型本体６の間の上部空間が開口されているので、この開口部分から外部の汚れた空気を引き込む可能性がある。
図８は、側板１０、１０の上部開口側からの空気の吸入を抑制する目的で一部を改良した第４実施形態の構成を示すもので、この形態の（射出）成形装置Ｆでは側板１０、１０の上端部に、金型本体６側に向かって水平に延出される形の板状のカバー部材２９、２９を設けている。
このカバー部材２９は金型本体６の上部側まで延出させてしまうと金型本体６の周囲を通過するクリーンエアの流れに影響を与えるか、クリーンエアの流れを部分的に阻止してしまうおそれがあるので、カバー部材２９の先端部がその下側の吹出口２６の真上位置よりも若干金型本体側に位置するような長さ程度とすることが好ましい。
【００３２】
このように、側板１０の上部側にカバー部材２９、２９を設けることで側板１０、１０の上部側からの空気の吸入を抑制することができるとともに、先の遮蔽部材２７、２７を設けることで、側板１０、１０の外側の汚れた空気を吸入してしまうおそれをできる限り少なくすることができる。
【００３３】
図１０は本発明を焼成炉（処理装置）に適用した一実施形態を示すもので、この例の焼成炉３０は、箱形の焼成炉本体３１を具備し、その一側にスリット状の入口部３２が、その他側にスリット状の出口部３３が形成され、焼成炉本体３１の内部が本焼成ゾーン３４、３５とそれらのゾーンよりも低温に保持される予熱ゾーン３６と冷却ゾーン３７とに区画されている。また、各ゾーン３４〜３６の上部には各ゾーン内部の空気を排出するための排気部３８が形成され、各ゾーン３４〜３６の下部には各ゾーンに空気を供給するための給気部３９が形成され、各給気部３９は１本のエアーダクト４０に接続され、各給気部３９の内部に先に説明した実施例のクリーンモジュール２１と同等のエアーフィルタが内蔵されていて、エアーダクト４０に空気を送り込むことで各給気部４０からクリーンエアを各ゾーン３４、３５、３６に個別に送ることができるように構成されている。なお、各給気部４０から各ゾーンに供給するクリーンエアは予め加温しておくことが好ましい。
【００３４】
前記構成の焼成炉３０においては、絶縁膜や配向膜あるいはオーバーコート層やカラーフィルタ層などのように各種の成膜処理を施した基板４１を焼成炉本体３１の入口部３２から焼成炉本体３１に投入し、予熱ゾーン３６で予備加熱し、本焼成ゾーン３４、３５において本焼成し、冷却ゾーン３７にて徐冷してから出口部３３から取り出すことで目的の加熱処理あるいは焼成処理を行うことができる。
これら各ゾーンにおける焼成処理において、各ゾーンに塵埃等の微細な異物などが存在していると、焼成中の膜に付着し、膜質を劣化させるか、次工程において欠陥発生の原因となる。
【００３５】
この点において図１０に示す構成の焼成炉３０であるならば、各ゾーン３６、３４、３５においてエアーフィルタを介したクリーンエアを供給して異物を少なくしているので、焼成処理中の被処理物４１の膜に異物を付着させてしまうことを防止できる。
また、焼成炉本体３０の各ゾーン３６、３４、３５においてクリーンエアは熱対流によって生じる上向きの排気流に沿って上向きに流動し、排気部３８から自然に排気されるので、必然的に焼成炉本体３１の内部は負圧となり、この焼成炉３０においても先の金型本体６の場合と同様にクリーンエアを各ゾーンの上昇気流に乗せて供給することができるので、各ゾーン内での乱流の発生を抑制することができ、乱流による異物巻き込みを防止することができ、被処理物４１に異物を付着させるおそれを少なくすることができる。
【実施例】
【００３６】
図１に示す成型装置において基台部の天井部に金型本体の真下に位置するように縦６０ｃｍ×横６０ｃｍの開口部を形成し、金型本体の中央上部位置に風速計を設置して金型本体の中央部を通過する上向きの風速を計測した。
この成型装置の金型本体の両側に位置する側板の間隔は１５０ｃｍ、取付ベース（プラテン）と金型開閉機構部の端部の間隔は２０ｃｍとした構成の成形装置を用いてクリーン度を測定する試験を行った。また、基台部の内部は縦６０ｃｍ、横１２０ｃｍの矩形状の流通路を形成し、金型開閉機構部の金型本体側の端部下方に流通路を閉じるようにＨＥＰＡフィルタ（松下精工株式会社製、ＢＶ−１００ＣＲＦ−Ｔ）を配置し、ＨＥＰＡフィルタの部分を介して流通路に０.４〜０.５ｍ／秒の風速でクリーンエアを流入させて、状態に応じたクリーン度を浮遊粒子密度計測装置を用いて測定した。なお、クリーンエアの流れを生じさせる以前の状態で金型本体中央上部のクリーン度を測定した結果は１００４６であった。
【００３７】
図２に示すように金型本体を型開きしてクリーン度を測定した結果は、クリーン度８５であり、金型本体の直下からクリーンエアの流れを生じさせることが有効であることは明らかとなった。
図３に示すように型を閉じた状態で測定したクリーン度は３６２２〜５３００を示し、型の開閉によりクリーン度が著しく低下していることが明らかとなったが、クリーンエアを供給する前の状態のクリーン度よりは各段に向上している。
図４に示すように成形機において基台部の側壁を傾斜させて基台部の天井部の両側部に流通路に通じる吹出口（幅１０ｃｍ、長さ５０ｃｍ）を設けた構造として図４に示すように型を閉じた状態で測定したクリーン度は３６８となり、先の例よりもクリーン度を著しく改善することができた。
【００３８】
図５、６に示すように成形機において基台部の側壁を傾斜させて基台部の天井部の両側部に流通路に通じる吹出口（幅１０ｃｍ、長さ５０ｃｍ）を設けた構造とするとともに、金型本体の両側の側板の下部側に遮蔽部材を配置して側板下部の外側からの空気の吸入を阻止した構成として、図６に示すように型を閉じた状態で測定したクリーン度は８０となり、先の例よりも更にクリーン度を改善することができた。
【００３９】
次に、実際に先の図５に示す構成の成形装置を用い、溶融させる樹脂材料としてシクロオレフィン系樹脂を用い、射出部の射出圧力１００ＭＰａ、射出温度３００℃にて射出成形試験を行ない、射出ショット数に対応した成形装置のクリーン度の変化を測定した。その結果を図１０に示す。
図１０に示す如く、クリーン度１００００を示す従来装置では２００ショット（２００回繰り返し成形）で不良が発生するようになった。これに対して本発明に係る成形装置を用いてクリーン度を３００とした成形装置では４０００ショットまで不良が発生せず、クリーン度を１００とした成形装置では１００００ショットまで不良が発生しなかった。
このことからも金型本体周りのクリーン度を向上させることで異物固着による欠陥不良を引き起こすことなく繰り返し射出成形ができることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は本発明に係る成形装置の第１の実施形態の全体構成を示すもので、図１Ａは側面図、図１Ｂは一部を略した平面図。
【図２】図２は同成形装置の作動状態を示すもので、図２Ａは型締め状態を示す側面略図、図２Ｂは型締め状態を示す部分断面略図。
【図３】図３は同成形装置の作動状態を示すもので、図２Ａは側面略図、図２Ｂは部分断面略図。
【図４】図４は本発明に係る成形装置の第２の実施形態の作動状態を示すもので、図４Ａは型締め状態を示す側面略図、図４Ｂは型締め状態を示す部分断面略図。
【図５】図５は本発明に係る成形装置の第３の実施形態の作動状態を示すもので、図５Ａは型締め状態を示す側面略図、図５Ｂは型締め状態を示す部分断面略図。
【図６】図６は本発明に係る成形装置の第３の実施形態の作動状態を示すもので、図６Ａは型開き状態を示す側面略図、図６Ｂは型開き状態を示す部分断面略図。
【図７】図７は成形装置におけるクリーンエアの送風方向の一例を示す図。
【図８】図８は本発明に係る成形装置の第５の実施形態の送風状態を示す図。
【図９】図９は本発明に係る加熱装置の一形態を示す構成略図。
【図１０】図１０は射出成形を行った際に射出ショット数に対応した成形装置のクリーン度の変化を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｃ、Ｄ、Ｅ…成形装置、１…基台部、１Ａ…側壁、１Ｂ、１Ｃ…天井部、１Ｅ…開口部、１Ｆ…流通路、２…金型本体部、３…金型開閉機構部、５…材料射出供給部（注入機構）、６…金型本体（発熱部）、２１…クリーンエア供給部、２６…吹出口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は発熱部を具備する装置と処理方法において、環境雰囲気からの塵埃などの異物を加工物や製品に付着させてしまうことを防止できる装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
型開き自在な金型を用いて金型のキャビティに溶融樹脂材料を射出し、その射出された溶融樹脂材料を金型内で冷却し、固化させた後、金型を型開きして成形品を取り出して成形品を得るための射出成形機が知られている。この射出成形機は一般に、金型の型開きのための駆動機構と、金型に溶融樹脂を射出するための射出機構と、この射出機構に樹脂材料を供給するための供給機構を具備して構成されている。
この種の成形機において成形品の成形精度や品質が向上すると、成形品に塵埃等の微細な異物の混入が問題とされるようになり、成形機自体をクリーンルームに設置したり、成形機の設置箇所の天井にクリーンエア供給装置を設けて成形機の設置場所回りの空気のクリーン化を図るなどの対策がなされている。
【０００３】
また、成形機のクリーン化対策の一環として、金型と、前記金型を開閉する駆動部と、前記金型のキャビティに溶融材料を射出する射出部と、型開きした前記金型から成形品を取り出し前記金型の開閉に干渉しない位置に移動させ停滞させる空間を前記射出部が設けられている外部空間から隔離する隔壁と、前記隔壁の内部空気をクリーンエアで換気する換気部とを備えた構成の射出成形機が知られている。（例えば特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００３−１１７９４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記成形品に対する異物の混入を避ける目的で成形機の全体をクリーンルームに収容するという手段を採用すると、成形機を設置するために高価なクリーンルームを設ける必要が生じて設備コストが大幅に向上するという問題がある。また、射出成形自体は成形時に必然的に樹脂材料からなるバリや塵が発生する製造方法であるので、例え高清浄度のクリーンルームの内部で成形加工したとしても、加工に伴う発塵に起因するクリーン度の低下は避けられないものである。
また、前記特許文献１に開示されている射出成形機は、成形品に異物が入るというコンタミネーションをコントロールするために、射出成形機の金型を開閉するための駆動部が移動するための必要な空間部を確保できるように隔壁を設けて金型の主要部を隔壁で外界から隔離し、隔壁で覆った部分の空気をクリーンエアで置換する構成を採用している。
【０００５】
ところが、射出成形という製造方法は、溶融樹脂材料を射出成形するという作業を繰り返し多数回行って大量の成形品を製造する方法であり、１回の射出成形が終了した後、型開きして成形品を金型から成形品を取り出し、成形品の取り出し後に繰り返し同じような射出工程を施すものであり、この繰り返しの工程の間に、キャビティまわりに付着した溶融樹脂の残物や金型の開閉時に生じる塵埃や塵、成型物に付属するバリ等の分離物など、様々な異物が金型回りに必然的に生じるものである。従って成形機の金型周りの部分あるいはその下の基台や床の上には、先の成型物やバリ、塵埃等に起因する種々の異物が成形加工の度に付着するか、あるいは堆積することが一般的である。
【０００６】
これらの付着物や堆積物などの異物は、成形作業を繰り返すうちに空気中に舞い上がったり浮遊することがあり、金型周りに自然に存在するので、これらの異物については、例え成形機をクリーンルームに設置したとしても、繰り返し成形作業を行う間に必然的に発生し、成型物に混入してしまう問題がある。
【０００７】
また、成形機を設置した部屋の天井にクリーンエア供給部を設け、天井から金型周りにクリーンエアを吹き付けたとしても、金型自身が発熱体であり、発熱体からの熱の発生に伴って部屋内に上昇気流が生じていると、この上昇気流と先の天井からのクリーンエアの吹き出し方向が対向するので、発熱部まで満足にクリーンエアが到達せず、場合によっては上昇気流と下向きのクリーンエアとが衝突して金型周りに空気の乱流を発生させ、先の異物を舞い上がらせる原因となるか、あるいは、異物を金型に到達させてしまうという問題があった。また、クリーンエア供給部として高精度のエアフィルタを用いてクラス１００以下のクリーンエア（清浄空気）を天井部から下向きに金型に吹き付け得るように構成したとしても、金型の周囲に異物の堆積や付着物が生じていると、この異物が床から舞い上がるおそれがあり、成型物に対する異物の混入を防止するという目的達成には不足であった。
【０００８】
また、液晶表示装置の製造プロセスなどにおいて、絶縁膜や配向膜あるいはオーバーコート層やカラーフィルタ層などのように各種の成膜処理を施した基板を加熱して熱処理するための加熱装置（例えば焼成炉）は、一般に、本加熱温度よりも少し低い温度に設定した予熱ゾーンと、目的の加熱処理を目的の温度で施すための本加熱処理ゾーンと、本加熱処理ゾーンよりも若干低い温度とした冷却ゾーンとを区別して設け、被処理物である膜付きの基板を予熱ゾーンから本加熱処理ゾーンと冷却ゾーンに順番に送ることで加熱処理を行っているが、これらの加熱装置においても先の成形機と同様に、加熱装置の周囲や底部などに塵埃等の異物が存在していることがあり、これらの異物が場合によっては加熱処理中に基板上の膜に付着し、膜質を悪化させてしまう問題があった。
なお、これらの問題を解消するために加熱装置をクリーンルームに設置したのでは、設備が大掛かりとなり、設備コストの面で著しく不利になる問題がある。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであって、繰り返し加工を行う成形機や加熱装置において、クリーンルームへの設置などのように設備コストを大幅に向上させることがなく、成型物や膜に異物が混入することを防止することができる加工装置と処理装置の提供を目的とする。
また、本発明は、繰り返し加工を行う成形機や加熱装置などを用いて加工するか処理する方法において、クリーンルームへの設置などのように設備コストを大幅に向上させることがなく、成型物や膜に異物が混入することを防止することができる加工方法と処理方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の加工装置は、発熱部を備えた加工装置であって、該発熱部に対してその周囲からクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部を備えたことを特徴とする。
発熱部に対してその周囲からクリーンエアを供給することで、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。
本発明の加工装置は、前記発熱部の下側にクリーンエア供給部が設けられ、該クリーンエア供給部からのクリーンエアを前記発熱部に向かう上昇気流に沿って前記発熱部回りに供給自在としてなることを特徴とする。
クリーンエアを上昇気流に応じて発熱部に供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、発熱部周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。
【００１１】
本発明の加工装置は、基台部と、該基台部上に設けられた成形機とが具備され、該成形機が、金型を有して発熱がなされる発熱部と、前記金型に樹脂を注入するための注入機構とが具備され、前記発熱部の下側の基台部内に該発熱部に対してクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部が設けられたことを特徴とする。
クリーンエアを基台部側からの上昇気流に応じて発熱部に供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、発熱部周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。
【００１２】
本発明の加工装置は、前記発熱部の下側の基台部に前記クリーンエア供給部からのクリーンエアを通過させるための流通路が設けられ、該流通路の前記発熱部側の開口部からの上昇気流を利用して前記クリーンエアを前記発熱部回りに供給自在とされてなることを特徴とする。
クリーンエアを上昇気流に応じて発熱部に供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、発熱部周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。
【００１３】
本発明の加工装置は、前記発熱部の下側の基台部に前記クリーンエア供給部からのクリーンエアを通過させるための流通路が形成され、該流通路の前記発熱部側の部分に、該発熱部の下側に位置して該発熱部にクリーンエアを噴出させるための開口部と、前記発熱部の側方に位置して該発熱部の側方側にクリーンエアを吹き付けるための吹出口が形成されてなることを特徴とする。
開口部からのクリーンエアの上昇気流に加えて吹出口からのクリーンエアの上昇気流を発熱部周りに供給することで、発熱部を含めたその周囲のより広い範囲をクリーンエアで覆うことができ、発熱部における異物の混入をより確実に抑制できる。
【００１４】
本発明の処理装置は、被処理物に対して加熱処理を施すための発熱部を備えた処理装置であって、該発熱部に対してその下方からクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部を備え、前記発熱部に発生する上昇気流を利用して該発熱部の被処理物まわりにクリーンエアを供給自在としたことを特徴とする。
クリーンエアを上昇気流に応じて発熱部の被処理物周りに供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、被処理物周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における処理の支障となる異物の混入を抑制できる。
【００１５】
本発明の処理方法は、発熱部を具備してなる装置を用い、該発熱部の発熱時に発生する上昇気流を利用して前記発熱部にクリーンエアを供給し、前記発熱部及びその周囲をクリーンエアで覆いながら処理することを特徴とする。
本発明の成形加工方法は、樹脂を注入して成形するための金型を発熱部として有し、該金型にその周囲からクリーンエアを供給して該金型及びその周囲をクリーンエアで覆いながら金型に樹脂を注入して成形加工することを特徴とする。
これらの方法において、クリーンエアを上昇気流に応じて発熱部の被処理物周りに供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、被処理物周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における処理の支障となる異物の混入を抑制できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発熱部に対してその周囲からクリーンエアを供給することで、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。また、本発明において、クリーンエアを上昇気流に応じて発熱部に供給することで、クリーンエアを上から下向きに吹き付ける場合に比較し、発熱部周りでの空気の乱流発生を抑制することができ、発熱部におけるクリーン度の低下を抑制でき、発熱部における成形作業の支障となる異物の混入を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするために各構成要素の厚さや寸法等の比率などは適宜異ならせて示してある。
図１は、本発明を適用した射出成形装置の一実施形態を示す図であり、図２と図３はその射出成形装置の作動状態と射出成形装置要部での空気の流れを示すものである。
本実施の形態に係る（射出）成形装置Ｃは、図１に示すように、横長の基台部（架台部）１と、その基台部１の中央上部側に設置される金型本体部２と、該金型本体部２の左側に設置されて金型本体部２を動作させる金型開閉機構部３と、前記金型本体部２の右側に設置されて金型本体部２に樹脂材料を供給するための材料射出供給部（注入機構）５を主体として構成されている。
【００１８】
前記基台部１は、側壁１Ａ、１Ａと天井部１Ｂ、１Ｃと底壁１Ｄとを具備して横長の中空の箱状に構成され、図１に示す基台部１の左側上部に位置する天井部１Ｂの上側に、金型本体部２と金型開閉機構部３とが設置されている。
前記金型本体部２は、型開き自在な構成とされた金属ブロックから成る金型本体（発熱部）６を取付ベース７の側部側に備えたものであり、この図に示す例では金型本体６の周囲に案内ロッド８、８が設けられていて、これらの案内ロッド８、８に沿って移動自在に設けられた取付ベース７とともに金型本体６も左右に移動できるように構成されている。
先の取付ベース７は、その左側に設けられている油圧プレス機構９を主体とする金型開閉機構部３によって左右に移動自在に支持されたものであり、この形態の構造では図２に示すように取付ベース７はベース盤７Ａ、７Ｂの２つに分離可能とされ、一方のベース盤７Ａに２つ割り可能な金型本体６の一方の型６Ａが取り付けられ、他方のベース盤７Ｂに金型本体６の他方の型６Ｂが取り付けられ、ベース盤７Ａが案内ロッド８、８によって移動自在に支持され、更にベース盤７Ｂが他の案内ロッド４によって移動自在に支持され、ベース盤７Ａ、７Ｂを移動してそれらの位置を変えることにより型６Ａ、６Ｂを合わせてそれらの間に成形キャビティを形成したり、型６Ａ、６Ｂを分離して金型本体６を離型することができるように構成されている。
【００１９】
また、基台部１の上に、金型本体部２と金型開閉機構部３をそれらの左右側から挟むように側板１０、１０が設けられ、更に側板１０、１０の上部側であって金型開閉機構部３の上に位置するように天井板１１が設けられ、更に側板１０、１０の外側に、金型本体部２の側方と金型開閉機構部３の側方との間でスライド移動自在に扉体１２が設けられている。先の側板１０、１０の金型本体部２側の部分と、金型開閉機構部３側の部分には、個々に金型本体部２あるいは金型開閉機構部３をそれらの外側から視認できるような大きさの窓部１５、１６が形成され、先の扉体１２にも同様な窓部１７が形成されている。
なお、天井板１１は金型開閉機構部３の上方側に位置し、金型開閉機構部３の上部側のみを覆っていて、金型本体部２の上方側空間は開放されている。
【００２０】
次に、図１に示す基台部１の右側に設けられている天井部１Ｃの上には、先の金型本体部２に樹脂材料を射出成形するための材料射出供給部５が設けられているが、この材料射出供給部５は射出用のスクリュウ（図示略）を内蔵した射出部１８と、この射出部１８に樹脂材料を供給するためのホッパ１９と、射出部１８内のスクリュウを駆動するためのモータ部２０とを具備して成り、射出部１８の先端部側から前記金型本体６側に溶融状態の樹脂材料を射出することができるように構成されている。前記射出部１８の先端部側は、金型本体部２の右端部側に設置された取付盤（プラテン）１４に接続されていて、この取付盤１４に先のベース盤７Ｂが当接され、この状態でベース盤７Ｂに取り付けられている型６Ｂの成形キャビティに接続している射出口に先に説明した射出部１８の先端部が接続するように構成されている。
【００２１】
次に、前記金型本体６及び取付ベース７が位置している部分の下側に位置する天井部１Ｂには、中空の基台部１の内部空間に開口するとともに、金型本体６の幅と奥行きをカバーできる程度の大きさの矩形状の（金型本体６の平面形状よりも若干大きな矩形状の）開口部１Ｅ（図２Ｂ参照）が形成されている。
また、基台部１の内部空間は側壁１Ａ、１Ａと天井部１Ｂと底壁１Ｄとが区画する空気の流通路１Ｆとされており、基台部１の内部側であって、金型本体部２と金型開閉機構部３との境界部分の下側には、流通路１Ｆの途中部分を閉じるようにＨＥＰＡフィルタなどのエアーフィルタを備えたクリーンモジュール（クリーンエア供給部）２１が設置され、更に先の取付盤１４の下方に位置して流通路１Ｆを閉じる形の隔壁１Ｇが形成されていて、基台部１の流通路１Ｆを通過する空気をクリーンモジュール２１に通すことで清浄化したクリーンエア（清浄空気）を基台部１の開口部１Ｅから金型本体６に向けて上向きに噴出することができるように構成されている。
【００２２】
なお、基台部１の上部側において金型本体６の両側を挟むように設けられている側板１０、１０の基部側には、基台部１の側方側の外部空間に開口する吸入口２５、２５が形成され、この吸入口２５を介して基台部１の側方側の空気を吸入できるように構成されている。また、クリーンモジュール２１は、この形態では送風機を内蔵しており、この送風機からクリーンモジュール２１を介して基台部１の開口部１Ｅ側に流通路１Ｆを介して空気を送ることができるように構成されている。
ここで用いるクリーンモジュール２１は、クリーンモジュール２１に空気を通過させることで例えば０.５μｍ以上の粒径の異物が通過後の空気中に１００個以下存在する程度の高清浄化した空気にすることができる能力を有するエアーフィルタを有する構成とすることが好ましい。勿論、本発明ではこのようなクラス１００対応のエアーフィルタに限らず、更に高清浄度対応のクラス１０対応レベルのエアーフィルタを用いても良い。
【００２３】
図１、２に示す如く構成された成形装置Ｃにより射出成形を行うには、図３に示すようにベース盤７Ａ、７Ｂを接近させて型６Ａ、６Ｂを合わせた状態として型締めし、金型本体６の内部に形成されている成形キャビティに通じる射出口に対して射出部１８の先端部を接続しておく。この状態において、ホッパ１９から樹脂材料を加熱状態の射出部１８に供給するとともに射出部１８内のスクリュウを駆動して溶融状態の樹脂材料を射出部１８の先端部から金型本体６の成形キャビティに射出し、固化させて成形品を製造する。
また、射出成形が終了したならば、ベース盤７Ａを移動させてベース盤７Ａをベース盤７Ｂから離し、型６Ａ、６Ｂを離型する。この状態において型６Ａと型６Ｂを分離してそれらの間の空間部に成形品を露出させることができるので型から成形品を取り出すことができる。この成形品を取り出すには、ベース盤７Ａ、７Ｂに内蔵化した図示略のイジェクターピンなどを利用して成形品を突き出すことなどの操作により容易に取り出すことができる。
【００２４】
ところで、先の成形作業においては、基台部１の流通路１Ｆに図示略の送風機から空気を送り込み、クリーンモジュール２１で空気中の異物を除去し、クラス１０〜１００などのように清浄化したクリーンエアとしてから、そのクリーンエアを基台部１の開口部１Ｅから上向きに金型本体６に対して噴出させながら、成形作業と離型作業を行うものとする。この場合に送風機からクリーンモジュール２１を介して風速０.４〜１.０ｍ／秒程度の範囲の風速でクリーンエアが噴出するように風量調節を行うことが好ましい。
前記開口部１Ｅから上向きに噴出したクリーンエアは、金型本体６及びその周囲のベース盤７Ａ、７Ｂと案内ロッド４、８に吹き当たりながら上方に、かつ、金型本体６の両側に位置している側壁１２、１２の間の空間部を上方に移動する。従って金型本体６とその周囲の部分はクリーンエアに囲まれた状態で清浄な異物のない雰囲気を保つことができ、この環境で成形工程を行うことができる。従って金型本体６を用いて製造した成形品に対して成形時に塵埃等の異物を混入させてしまうおそれを少なくすることができる。
【００２５】
また、図２に示すようにベース盤７Ａ、７Ｂを離間して型６Ａ、６Ｂを離型した状態で成形品を取り出す場合、クリーンエアは図２の矢印で示すように分離した型６Ａ、６Ｂの間の空間部を通過して円滑に上向きに移動し、成形品の周囲をクリーンエアで包むことができるので、成形品を取り出す際にも成形品に塵埃等の異物を付着させてしまうおそれを少なくすることができる。この際上向きに流動するクリーンエアは分離した型６Ａ、６Ｂの間の空間部で風速が最大となるので、この部分に位置する成形品を流速の大きなクリーンエアで包み込むことができ、成形品をクリーンエアで確実に覆いながら取り出すことができる。
【００２６】
先の構成の成形装置Ｃであるならば、型６Ａ、６Ｂは溶融樹脂が射出されるので、射出する溶融樹脂の温度に応じて、必然的に加熱された状態となり、型６Ａ、６Ｂが発熱部となり、型６Ａ、６Ｂが発熱すると型６Ａ、６Ｂの周囲に空気の上昇気流が生じるが、先の開口部１Ｅから上向きにクリーンエアを流すことは、先の上昇気流と流れる方向を一致させることができるので、型６Ａ、６Ｂの周囲で上向きのクリーンエアに乱流を生じさせることなく型６Ａ、６Ｂの設置環境をクリーンエアで囲むことができる。このため、より効果的に型６Ａ、６Ｂ周りの空気を清浄化できるので成形品に異物を付着させてしまうおそれを防止できる。個々で仮にクリーンエアに乱流を生じるようであると、生じた乱流が金型本体６の周囲に存在する微粒子状の異物などを巻き込むおそれが生じるので、クリーンエアを供給している状態であっても乱流を生じないようにすることが好ましい。
先のクリーンエアを流す際の風速は、低すぎると型６Ａ、６Ｂをクリーンエアで囲むという効果が少なく、高すぎると金型の表面温度を低下させて成形不良を引き起こしたり、逆に異物の混入確率を高くするおそれがあるので、適度な範囲とすることが好ましい。
選択可能な望ましい風速の範囲としては、０.４ｍ／秒以上、１ｍ／秒以下の範囲、より好ましい範囲として０.６〜０.７ｍ／秒程度の範囲を例示することができる。
【００２７】
図４は本発明に係る成形装置の第２実施形態を示すもので、この第２実施形態の（射出）成形装置Ｄは、基台部１の側壁１Ａを図２、図３に示す構造の成形装置Ｃの場合よりも若干上広がり状に傾斜させて設け、側壁１Ａの内側に形成されている流通路１Ｈを横断面視逆台形状に形成し、基台部１の天井部１Ｂの両側部に流通路１Ｈに通じる吹出口２６を設けることで、先の流通路１Ｈを通過するクリーンエアを開口部１Ｅから金型本体６側に吹き付けるのに加えて、金型本体６の両側下方に位置する吹出口２６、２６からも吹き出すことができるように構成した装置である。本形態の成形装置Ｄの他の構成は先の第１実施形態の成形装置Ｃと同等である。
【００２８】
この形態の成形装置Ｄでは、開口部１Ｅからの上向きのクリーンエアの流れに加えて吹出口２６、２６からもクリーンエアの流れを出して金型本体６の側方側空間にクリーンエアを供給できるので、金型本体６での成形作業時に異物を混入してしまう問題を先の第１実施形態の成形装置Ｃよりもより効率的に抑制することができる。
【００２９】
図５と図６は本発明に係る成形装置の第３実施形態を示すもので、この第３実施形態の（射出）成形装置Ｅは、基台部１の側壁１Ａを図２、図３に示す構造の成形装置Ｃの場合よりも若干上広がり状に傾斜させて設け、側壁１Ａの内側に形成されている流通路１Ｈを横断面視逆台形状に形成し、基台部１の天井部１Ｂの両側部に流通路１Ｈに通じる吹出口２６を設けることで、先の流通路１Ｈを通過するクリーンエアを開口部１Ｅから吹き出す構成に加えて、吹出口２６、２６からも吹き出すことができるように構成するとともに、各吹出口２６の外側に設けられている吸入口２５を遮蔽部材２７で閉塞した構成の装置である。ここで遮蔽部材２７が塞ぐ吸入口２５とは、詳細にはプラテン１４の下側において基台部１との間に形成されている隙間の部分を含むものとする。本形態の成形装置Ｅの他の構成は先の第１実施形態の成形装置Ｃと同等である。
【００３０】
この形態の成形装置Ｅでは、開口部１Ｅからの上向きのクリーンエアの流れに加えて吹出口２６、２６からもクリーンエアの流れを出して金型本体６の側方側にクリーンエアを供給できるが、吸入口２５から外部の汚れた空気を吸引してしまうおそれが少ないので、金型本体６での成形作業時に異物を混入してしまう問題を先の第１実施形態の成形装置Ｃよりも効率的に抑制することができる。また、この形態では金型本体６の周囲に存在する吸入口２５を閉じていて、基台部１の外側の空気を金型本体６側に吸引する作用を防止できるので、金型本体６側への異物の混入を更に抑制できる。
【００３１】
図７は、図５と図６に示した形態の射出成形装置Ｅの場合の金型本体６まわりのクリーンエアの流れを示すが、このクリーンエアの流れを見ると、側板１０、１０と金型本体６の間の上部空間が開口されているので、この開口部分から外部の汚れた空気を引き込む可能性がある。
図８は、側板１０、１０の上部開口側からの空気の吸入を抑制する目的で一部を改良した第４実施形態の構成を示すもので、この形態の（射出）成形装置Ｆでは側板１０、１０の上端部に、金型本体６側に向かって水平に延出される形の板状のカバー部材２９、２９を設けている。
このカバー部材２９は金型本体６の上部側まで延出させてしまうと金型本体６の周囲を通過するクリーンエアの流れに影響を与えるか、クリーンエアの流れを部分的に阻止してしまうおそれがあるので、カバー部材２９の先端部がその下側の吹出口２６の真上位置よりも若干金型本体側に位置するような長さ程度とすることが好ましい。
【００３２】
このように、側板１０の上部側にカバー部材２９、２９を設けることで側板１０、１０の上部側からの空気の吸入を抑制することができるとともに、先の遮蔽部材２７、２７を設けることで、側板１０、１０の外側の汚れた空気を吸入してしまうおそれをできる限り少なくすることができる。
【００３３】
図１０は本発明を焼成炉（処理装置）に適用した一実施形態を示すもので、この例の焼成炉３０は、箱形の焼成炉本体３１を具備し、その一側にスリット状の入口部３２が、その他側にスリット状の出口部３３が形成され、焼成炉本体３１の内部が本焼成ゾーン３４、３５とそれらのゾーンよりも低温に保持される予熱ゾーン３６と冷却ゾーン３７とに区画されている。また、各ゾーン３４〜３６の上部には各ゾーン内部の空気を排出するための排気部３８が形成され、各ゾーン３４〜３６の下部には各ゾーンに空気を供給するための給気部３９が形成され、各給気部３９は１本のエアーダクト４０に接続され、各給気部３９の内部に先に説明した実施例のクリーンモジュール２１と同等のエアーフィルタが内蔵されていて、エアーダクト４０に空気を送り込むことで各給気部４０からクリーンエアを各ゾーン３４、３５、３６に個別に送ることができるように構成されている。なお、各給気部４０から各ゾーンに供給するクリーンエアは予め加温しておくことが好ましい。
【００３４】
前記構成の焼成炉３０においては、絶縁膜や配向膜あるいはオーバーコート層やカラーフィルタ層などのように各種の成膜処理を施した基板４１を焼成炉本体３１の入口部３２から焼成炉本体３１に投入し、予熱ゾーン３６で予備加熱し、本焼成ゾーン３４、３５において本焼成し、冷却ゾーン３７にて徐冷してから出口部３３から取り出すことで目的の加熱処理あるいは焼成処理を行うことができる。
これら各ゾーンにおける焼成処理において、各ゾーンに塵埃等の微細な異物などが存在していると、焼成中の膜に付着し、膜質を劣化させるか、次工程において欠陥発生の原因となる。
【００３５】
この点において図１０に示す構成の焼成炉３０であるならば、各ゾーン３６、３４、３５においてエアーフィルタを介したクリーンエアを供給して異物を少なくしているので、焼成処理中の被処理物４１の膜に異物を付着させてしまうことを防止できる。
また、焼成炉本体３０の各ゾーン３６、３４、３５においてクリーンエアは熱対流によって生じる上向きの排気流に沿って上向きに流動し、排気部３８から自然に排気されるので、必然的に焼成炉本体３１の内部は負圧となり、この焼成炉３０においても先の金型本体６の場合と同様にクリーンエアを各ゾーンの上昇気流に乗せて供給することができるので、各ゾーン内での乱流の発生を抑制することができ、乱流による異物巻き込みを防止することができ、被処理物４１に異物を付着させるおそれを少なくすることができる。
【実施例】
【００３６】
図１に示す成型装置において基台部の天井部に金型本体の真下に位置するように縦６０ｃｍ×横６０ｃｍの開口部を形成し、金型本体の中央上部位置に風速計を設置して金型本体の中央部を通過する上向きの風速を計測した。
この成型装置の金型本体の両側に位置する側板の間隔は１５０ｃｍ、取付ベース（プラテン）と金型開閉機構部の端部の間隔は２０ｃｍとした構成の成形装置を用いてクリーン度を測定する試験を行った。また、基台部の内部は縦６０ｃｍ、横１２０ｃｍの矩形状の流通路を形成し、金型開閉機構部の金型本体側の端部下方に流通路を閉じるようにＨＥＰＡフィルタ（松下精工株式会社製、ＢＶ−１００ＣＲＦ−Ｔ）を配置し、ＨＥＰＡフィルタの部分を介して流通路に０.４〜０.５ｍ／秒の風速でクリーンエアを流入させて、状態に応じたクリーン度を浮遊粒子密度計測装置を用いて測定した。なお、クリーンエアの流れを生じさせる以前の状態で金型本体中央上部のクリーン度を測定した結果は１００４６であった。
【００３７】
図２に示すように金型本体を型開きしてクリーン度を測定した結果は、クリーン度８５であり、金型本体の直下からクリーンエアの流れを生じさせることが有効であることは明らかとなった。
図３に示すように型を閉じた状態で測定したクリーン度は３６２２〜５３００を示し、型の開閉によりクリーン度が著しく低下していることが明らかとなったが、クリーンエアを供給する前の状態のクリーン度よりは各段に向上している。
図４に示すように成形機において基台部の側壁を傾斜させて基台部の天井部の両側部に流通路に通じる吹出口（幅１０ｃｍ、長さ５０ｃｍ）を設けた構造として図４に示すように型を閉じた状態で測定したクリーン度は３６８となり、先の例よりもクリーン度を著しく改善することができた。
【００３８】
図５、６に示すように成形機において基台部の側壁を傾斜させて基台部の天井部の両側部に流通路に通じる吹出口（幅１０ｃｍ、長さ５０ｃｍ）を設けた構造とするとともに、金型本体の両側の側板の下部側に遮蔽部材を配置して側板下部の外側からの空気の吸入を阻止した構成として、図６に示すように型を閉じた状態で測定したクリーン度は８０となり、先の例よりも更にクリーン度を改善することができた。
【００３９】
次に、実際に先の図５に示す構成の成形装置を用い、溶融させる樹脂材料としてシクロオレフィン系樹脂を用い、射出部の射出圧力１００ＭＰａ、射出温度３００℃にて射出成形試験を行ない、射出ショット数に対応した成形装置のクリーン度の変化を測定した。その結果を図１０に示す。
図１０に示す如く、クリーン度１００００を示す従来装置では２００ショット（２００回繰り返し成形）で不良が発生するようになった。これに対して本発明に係る成形装置を用いてクリーン度を３００とした成形装置では４０００ショットまで不良が発生せず、クリーン度を１００とした成形装置では１００００ショットまで不良が発生しなかった。
このことからも金型本体周りのクリーン度を向上させることで異物固着による欠陥不良を引き起こすことなく繰り返し射出成形ができることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は本発明に係る成形装置の第１の実施形態の全体構成を示すもので、図１Ａは側面図、図１Ｂは一部を略した平面図。
【図２】図２は同成形装置の作動状態を示すもので、図２Ａは型締め状態を示す側面略図、図２Ｂは型締め状態を示す部分断面略図。
【図３】図３は同成形装置の作動状態を示すもので、図２Ａは側面略図、図２Ｂは部分断面略図。
【図４】図４は本発明に係る成形装置の第２の実施形態の作動状態を示すもので、図４Ａは型締め状態を示す側面略図、図４Ｂは型締め状態を示す部分断面略図。
【図５】図５は本発明に係る成形装置の第３の実施形態の作動状態を示すもので、図５Ａは型締め状態を示す側面略図、図５Ｂは型締め状態を示す部分断面略図。
【図６】図６は本発明に係る成形装置の第３の実施形態の作動状態を示すもので、図６Ａは型開き状態を示す側面略図、図６Ｂは型開き状態を示す部分断面略図。
【図７】図７は成形装置におけるクリーンエアの送風方向の一例を示す図。
【図８】図８は本発明に係る成形装置の第５の実施形態の送風状態を示す図。
【図９】図９は本発明に係る加熱装置の一形態を示す構成略図。
【図１０】図１０は射出成形を行った際に射出ショット数に対応した成形装置のクリーン度の変化を測定した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｃ、Ｄ、Ｅ…成形装置、１…基台部、１Ａ…側壁、１Ｂ、１Ｃ…天井部、１Ｅ…開口部、１Ｆ…流通路、２…金型本体部、３…金型開閉機構部、５…材料射出供給部（注入機構）、６…金型本体（発熱部）、２１…クリーンエア供給部、２６…吹出口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱部を備えた加工装置であって、該発熱部に対してその周囲からクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部を備えたことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記発熱部の下側にクリーンエア供給部が設けられ、該クリーンエア供給部からのクリーンエアを前記発熱部に向かう上昇気流に沿って前記発熱部回りに供給自在としてなることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
基台部と、該基台部上に設けられた成形機とが具備され、該成形機が、金型を有して発熱がなされる発熱部と、前記金型に樹脂を注入するための注入機構とが具備され、前記発熱部の下側の基台部内に該発熱部に対してクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部が設けられたことを特徴とする加工装置。
【請求項４】
前記発熱部の下側の基台部に前記クリーンエア供給部からのクリーンエアを通過させるための流通路が設けられ、該流通路の前記発熱部側の開口部からの上昇気流を利用して前記クリーンエアを前記発熱部回りに供給自在とされてなることを特徴とする請求項３に記載の加工装置。
【請求項５】
前記発熱部の下側の基台部に前記クリーンエア供給部からのクリーンエアを通過させるための流通路が形成され、該流通路の前記発熱部側の部分に、該発熱部の下側に位置して該発熱部にクリーンエアを噴出させるための開口部と、前記発熱部の側方に位置して該発熱部の側方側にクリーンエアを吹き付けるための吹出口が形成されてなることを特徴とする請求項３に記載の加工装置。
【請求項６】
被処理物に対して加熱処理を施すための発熱部を備えた処理装置であって、該発熱部に対してその下方からクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部を備え、前記発熱部に発生する上昇気流を利用して該発熱部の被処理物まわりにクリーンエアを供給自在としたことを特徴とする処理装置。
【請求項７】
発熱部を具備してなる装置を用い、該発熱部の発熱時に発生する上昇気流を利用して前記発熱部にクリーンエアを供給し、前記発熱部及びその周囲をクリーンエアで覆いながら処理することを特徴とする処理方法。
【請求項８】
樹脂を注入して成形するための金型を発熱部として有し、該金型にその周囲からクリーンエアを供給して該金型及びその周囲をクリーンエアで覆いながら金型に樹脂を注入して成形加工することを特徴とする成形加工方法。
【請求項１】
発熱部を備えた加工装置であって、該発熱部に対してその周囲からクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部を備えたことを特徴とする加工装置。
【請求項２】
前記発熱部の下側にクリーンエア供給部が設けられ、該クリーンエア供給部からのクリーンエアを前記発熱部に向かう上昇気流に沿って前記発熱部回りに供給自在としてなることを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
【請求項３】
基台部と、該基台部上に設けられた成形機とが具備され、該成形機が、金型を有して発熱がなされる発熱部と、前記金型に樹脂を注入するための注入機構とが具備され、前記発熱部の下側の基台部内に該発熱部に対してクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部が設けられたことを特徴とする加工装置。
【請求項４】
前記発熱部の下側の基台部に前記クリーンエア供給部からのクリーンエアを通過させるための流通路が設けられ、該流通路の前記発熱部側の開口部からの上昇気流を利用して前記クリーンエアを前記発熱部回りに供給自在とされてなることを特徴とする請求項３に記載の加工装置。
【請求項５】
前記発熱部の下側の基台部に前記クリーンエア供給部からのクリーンエアを通過させるための流通路が形成され、該流通路の前記発熱部側の部分に、該発熱部の下側に位置して該発熱部にクリーンエアを噴出させるための開口部と、前記発熱部の側方に位置して該発熱部の側方側にクリーンエアを吹き付けるための吹出口が形成されてなることを特徴とする請求項３に記載の加工装置。
【請求項６】
被処理物に対して加熱処理を施すための発熱部を備えた処理装置であって、該発熱部に対してその下方からクリーンエアを供給するためのクリーンエア供給部を備え、前記発熱部に発生する上昇気流を利用して該発熱部の被処理物まわりにクリーンエアを供給自在としたことを特徴とする処理装置。
【請求項７】
発熱部を具備してなる装置を用い、該発熱部の発熱時に発生する上昇気流を利用して前記発熱部にクリーンエアを供給し、前記発熱部及びその周囲をクリーンエアで覆いながら処理することを特徴とする処理方法。
【請求項８】
樹脂を注入して成形するための金型を発熱部として有し、該金型にその周囲からクリーンエアを供給して該金型及びその周囲をクリーンエアで覆いながら金型に樹脂を注入して成形加工することを特徴とする成形加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−１５３０１（Ｐ２００６−１５３０１Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９７９８４（Ｐ２００４−１９７９８４）
【出願日】平成１６年７月５日（２００４．７．５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月５日（２００４．７．５）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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