JP2002192583A

JP2002192583A - 射出成形装置及び射出成形方法

Info

Publication number: JP2002192583A
Application number: JP2000394820A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamaki; 宏山木
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2002-07-10

Abstract

(57)【要約】【課題】多量の二酸化炭素を低いガス圧にて定量的に
溶解させた溶融樹脂を用いて射出成形を行えるようにす
る。【解決手段】樹脂供給部３から先端に向かって順次、
フィード部、コンプレッション部、メタリング部を有す
るステージが直列に２回繰り返されるスクリュ２を備
え、先端側ステージのフィード部にガス供給源が接続さ
れ、しかも先端側ステージのフィード部におけるスクリ
ュフライトに切り欠きが形成された射出成形装置とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂の射
出成形装置及び射出成形方法に係わり、特に二酸化炭素
等のガスを溶解させて溶融粘度を低下させた熱可塑性樹
脂で成形を行う射出成形装置及び射出成形方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハンディパソコン、携帯電話等の
モバイル電子機器の筐体等は、益々薄肉、軽量化が要求
されている。一方、それらの取り扱い時や落下時の強度
も合わせて要求されている。その結果、強度が要求され
ない部分は極力薄肉軽量化することが必要となってい
る。

【０００３】一般的に、成形状態が良好な薄肉成形品を
得るために、射出速度を大きくする、射出直後の保圧を
大きくする、金型温度を高くする等の対策がとられてい
る。しかし、これらの対策だけでは、近年の薄肉軽量化
要請へ十分対応しにくくなってきている。

【０００４】ところで、熱可塑性樹脂の射出成形におい
て、溶融樹脂の流動性は、金型キャビティへの充填の容
易さを決めるだけではなく、充填後に十分な圧力がキャ
ビティ内、特に樹脂流動末端の薄肉部の樹脂へ伝わるか
どうかも左右するため、成形品の寸法精度、外観だけで
なく、金型表面の高度な転写にも影響を与え、樹脂の加
工性を決める重要な因子である。

【０００５】上記流動性を表す一つの指標として、溶融
樹脂の粘度がある。一般に、熱可塑性樹脂は溶融粘度が
高く、成形材料として流動性に劣る。このため、成形品
の光沢ムラ、ウェルドラインなどの外観不良や、金型表
面の微細形状の転写不良を起こしやすい。また、流動性
に劣る樹脂は、前記一般的な対策だけでは、薄肉の成形
品となるほど、キャビティの隅々にまで樹脂を完全に充
填しにくくなる。

【０００６】従来、熱可塑性樹脂の流動性を高める方法
として、二酸化炭素等のガスを溶解させる方法が知られ
ていると共に、二酸化炭素等のガスを溶解させて流動性
を高めた熱可塑性樹脂を用いた成形法が知られている。

【０００７】例えば、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃ
ｉ．，Ｖｏｌ．３０，２６３３（１９８５）等、多くの
文献に示されるように、二酸化炭素を樹脂に吸収させる
と、樹脂の可塑剤として働き、ガラス転移温度を低下さ
せることが知られている。また、特開平５−３１８５４
１号公報には、二酸化炭素や窒素等のガスを熱可塑性樹
脂中に含ませ、キャビティ内のガスを除去しながらキャ
ビティに充填することで、強度や外観低下のない成形品
を得る成形方法が示されている。

【０００８】一方、二酸化炭素を発泡剤とし、これを熱
可塑性樹脂に配合して、押出成形等により、セル径が極
めて小さい発泡体（一般に、マイクロセルラーフォーム
あるいはスーパーマイクロセルラーフォームと称され
る）を得る成形法が、ＵＳＰ５１５８９８６、ＷＯ８９
／００９１８、ＵＳＰ５３３４３５６、ＷＯ９８／３１
５２１等に紹介されている。一般に、セル径が小さくな
ると、発泡体の性能が向上するといわれている。

【０００９】また、特開平１０−２３０５２６号公報に
は、二酸化炭素を発泡剤とした射出成形により、マイク
ロセルラーストラクチュラルフォームを得ることについ
て述べられている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平５−３１８５４１号公報に記載の方法で、ガスとし
て二酸化炭素を用いた場合、溶融樹脂中に溶解させるこ
とができる二酸化炭素量が最大で約０．１８重量％と少
なく、十分な流動性向上効果が得にくい。このため、キ
ャビティ内を負圧にするための特殊な金型構造や真空ポ
ンプが必要となる等、十分な実用性が得にくい問題があ
る。

【００１１】一方、二酸化炭素を発泡剤として用いるこ
とは、前記マイクロセルラーフォームに限らず、押出発
泡成形では広く行われている。この押出発泡成形におい
ては、押出機で樹脂を十分に溶融、混練した後に、押出
機先端近くに設けたシリンダのガス供給穴から、ガスを
液化した後に定量ポンプで計量しながら、溶融樹脂中に
２０〜３０ＭＰａの高圧で圧入している。押出発泡成形
では、スクリュが連続的に回転されることから、液化ガ
スを一定量ずつ連続的に供給することで、溶融樹脂への
ガスの溶解量を一定に維持できる。

【００１２】しかしながら、射出成形の場合、混練り計
量時にはスクリュが回転されるが、射出時にはスクリュ
の回転が止まっており、スクリュが断続回転となる。こ
のため、射出成形においては、上記押出発泡成形におけ
るガスの供給のやり方では、溶融樹脂に定量的に二酸化
炭素を溶解させにくい問題がある。また、ガスを、液化
するような高圧で圧入しているため、設備的負担が大き
い問題もある。

【００１３】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、多量の二酸化炭素等のガスを低いガス圧に
て定量的に溶解させた溶融樹脂を用いて射出成形を行え
るようにすることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第１は、樹脂供給部から先端に向かって順
次、フィード部、コンプレッション部、メタリング部を
有するステージが直列に複数回繰り返されるスクリュを
備え、先端側ステージのフィード部にガス供給源が接続
された射出成形装置において、先端側ステージのフィー
ド部におけるスクリュフライトに切り欠きが形成されて
いることを特徴とする射出成形装置を提供するものであ
る。

【００１５】上記本発明の第１は、スクリュフライトに
形成された切り欠きの全面積が、先端側ステージのフィ
ード部におけるスクリュフライト全面積の１／５０〜１
／２であり、該切り欠きが先端側ステージのフィード部
におけるスクリュフライトに分散して設けられているこ
と、をその好ましい態様として含むものである。

【００１６】また、本発明の第２は、樹脂供給部から先
端に向かって順次、フィード部、コンプレッション部、
メタリング部を有するステージが直列に複数回繰り返さ
れるスクリュを備え、先端側ステージのフィード部にガ
ス供給源が接続された射出成形装置を用いた射出成形方
法において、先端側ステージのフィード部に、当該フィ
ード部に供給されたガスの空間を形成すると共に、該フ
ィード部内で溶融樹脂の一部を逆流させながらガスと溶
融樹脂を混練りすることでガスを溶解させた溶融樹脂を
射出することを特徴とする射出成形方法を提供するもの
である。

【００１７】上記本発明の第２は、先端側ステージのフ
ィード部内における溶融樹脂の一部の逆流を、該フィー
ド部のスクリュフライトに形成された切り欠きを介して
行うこと、及び、ガスが二酸化炭素であること、をその
好ましい態様として含むものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。

【００１９】本発明の装置及び方法で使用される熱可塑
性樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、
ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレ
ート、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、変成
ポリフェニレンエーテル樹脂、全芳香族ポリエステル、
ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエーテルイミ
ド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミド系樹脂、ポリ
サルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテ
ルケトン等を挙げることができる。これらは、単独若し
くは二種以上を混合したブレンド物として用いることが
できる。また、各種充填材や添加材を配合して用いるこ
ともできる。

【００２０】上記熱可塑性樹脂のうちのスチレン系樹脂
とは、スチレンを必須原料とするホモポリマー、コポリ
マー及びこれらのポリマーと他の樹脂より得られるポリ
マーブレンドであり、ポリスチレン又はＡＢＳ樹脂であ
ることが好ましい。また、ポリスチレンとは、スチレン
ホモポリマー、又は樹脂相中にゴムが分布したゴム強化
ポリスチレンである。

【００２１】ガスとして二酸化炭素を用いる場合、二酸
化炭素との親和性が高く、二酸化炭素の溶解度が高い熱
可塑性樹脂が好ましく、例えばポリエチレン、ポリプロ
ピレン、スチレン系樹脂、ポリアセタール、ポリカーボ
ネート、ポリフェニレンエーテル、変成ポリフェニレン
エーテル樹脂等が特に好ましい。また、リエチレンテレ
フタレート、ボリブチレンテレフタレート等も良好に使
用できる。

【００２２】本発明では、樹脂に配合する二酸化炭素等
のガスは良好な可塑剤として働くため、各種の難加工性
樹脂、例えば樹脂分子量が射出成形するには大きすぎる
熱可塑性樹脂、熱安定性が悪くて熱分解を起こし易い樹
脂、軟化温度が高くて著しく高温度にして成形する必要
がある樹脂、熱分解し易い難燃剤等の添加物を配合した
樹脂等についても、多量の二酸化炭素等を配合すること
により使用できる。

【００２３】本発明では一般の押出成形には使用される
が、射出成形するには流動性が悪い熱可塑性樹脂、射出
成形するには分子量が大きすぎる熱可塑性樹脂等につい
ても、上記と同様に、多量の二酸化炭素を配合すること
により良好に使用できる。

【００２４】本発明の装置又は方法で成形される射出成
形品は、一般の射出成形品であってもよいが、特に本発
明の装置及び方法は、薄肉成形品、同一成形品の中に厚
肉部と薄肉部を共に有する偏肉成形品、ゲートからの流
動距離が大きい成形品、各種発泡射出成形品等の成形に
適している。

【００２５】本発明で用いるガスとは、熱可塑性樹脂に
溶解させることで、当該樹脂の溶融粘度を低下させる可
塑剤の働きをなすもので、成形温度で気体となる物質で
ある。ガスとしては二酸化炭素が最も好ましい。二酸化
炭素は、溶融樹脂に対する溶解度が大きく、樹脂や金
型、成形機素材を劣化させないこと、成形する環境に対
し危険性がないこと、安価であること、また成形後に成
形品から速やかに揮発すること等の制約を満たしてお
り、最も好ましい物質である。また、この二酸化炭素
は、炭素数１〜５の飽和炭化水素やその一部の水素をフ
ッ素で置換したフロン、水、アルコール等の液体の蒸気
等と併用することもできる。

【００２６】二酸化炭素は、熱可塑性樹脂に良く溶解し
て良好な可塑剤になって熱可塑性樹脂の流動性を向上さ
せる。本発明において、溶融状態の熱可塑性樹脂に溶解
させる二酸化炭素量は、溶融樹脂の流動性を顕著に向上
させる上で、０．２重量％以上が好ましい。更に好まし
くは０．３重量％以上である。また、二酸化炭素の溶解
量の最大量は特に制限はないが、溶融樹脂中に二酸化炭
素を溶解させる手間や、溶解二酸化炭素量に対する溶融
樹脂の流動性向上効果から、実用的な二酸化炭素溶解量
は１０重量％以下で、より好ましくは７重量％以下であ
る。

【００２７】射出シリンダ中で溶融樹脂に溶解した二酸
化炭素等のガス量を直接測定することは難しいため、本
発明では、金型キャビティに発泡を押さえるに十分な圧
力のカウンターガス圧力をかけた状態で、二酸化炭素を
含む樹脂を用いて射出成形した成形直後における成形品
の重量と、成形品を、非晶性樹脂にあってはガラス転移
温度、結晶性樹脂にあっては融点よりも約３０℃低い熱
風乾燥機中に２４時間以上放置し、成形品中に含まれて
いた二酸化炭素量が放散して重量が一定になった成形品
の重量との差を、金型キャビティに射出する溶融樹脂中
の二酸化炭素溶解量とする。

【００２８】本発明は、成形運転時にスクリュが断続的
に回転される射出シリンダを備えた射出成形装置及び射
出成形方法に適用されるもので、この射出シリンダは、
一般に射出成形に使用されているインラインスクリュ式
射出成形機の射出シリンダの他に、スクリュプリプラ式
射出成形機の押出機を含むものとする。

【００２９】本発明は、スクリュが断続的に回転される
射出シリンダ内の溶融樹脂部分にガスを注入し、ガス溶
解量を制御する射出成形装置及び射出成形方法である。
すなわち、射出シリンダ内の溶融樹脂に所定の圧力でガ
スを注入し、混合撹拌することで所定のガス量を溶解さ
せ、このガスが溶解した溶融樹脂を用いて射出成形する
装置及び方法である。当然のことながら、ガスの溶解量
は、ガスの種類、樹脂の種類、樹脂の溶融温度、スクリ
ュ回転数等により異なるが、低いガス圧力で多量のガス
を溶解できることと、成形条件が変化してもガス溶解量
の変化が小さいことに本発明の特徴がある。

【００３０】本発明では、樹脂供給部から先端に向かっ
て順次、フィード部、コンプレッション部、メタリング
部を有するステージが直列に複数回繰り返されるスクリ
ュを備えた射出シリンダが用いられる。好ましくは、上
記ステージが直列に２回繰り返されるスクリュを備えた
射出シリンダ、すなわち、第１ステージ、第２ステージ
の２ステージタイプスクリュを備えた射出シリンダであ
る。以下、この２ステージタイプスクリュを備えた射出
シリンダを用いた場合を例に説明する。また、第１ステ
ージのフィード部、コンプレッション部、メタリング部
をそれぞれ第１フィード部、第１コンプレッション部、
第１メタリング部といい、第２ステージのフィード部、
コンプレッション部、メタリング部をそれぞれ第２フィ
ード部、第２コンプレッション部、第２メタリング部と
いう。

【００３１】本発明は、上記射出シリンダを用い、先端
側のステージ（第２ステージ）の第２フィード部を飢餓
状態とし、この第２フィード部内にガスを供給してガス
の空間を形成し、上記飢餓状態を維持できる範囲で溶融
樹脂の一部を逆流させながら混練し、ガスを溶融樹脂に
溶解させるものである。ここで、上記飢餓状態とは、後
端側から送られてくる溶融樹脂量に比して先端側へ送り
出す溶融樹脂量が多いことで、前後の溶融樹脂圧に比し
て溶融樹脂圧が低下したり、射出シリンダ内に溶融樹脂
が充満せずに隙間を生じる状態をいう。

【００３２】本発明においては、ガスを供給する第２フ
ィード部が飢餓状態となっていることから、高圧のガス
を使用しなくても、溶融樹脂中へ必要量のガスを注入す
ることができる。具体的には、５〜１５ＭＰａの圧力で
容易に多量のガスを注入することができる。従って、高
圧のガスを使用することによる設備的負担を軽減するこ
とができる。また、このガスの注入量は、ガスの圧力が
一定だとすると、どの程度の飢餓状態であるかによって
ほぼ定まることから、定量化を図りやすい。

【００３３】第２フィード部における飢餓状態は、第１
ステージから第２フィード部へ供給される溶融樹脂量
と、第２フィード部から先に送られる溶融樹脂量とのバ
ランスにより発生させることができる。すなわち、第１
ステージより第２フィード部へ供給される溶融樹脂量に
比して、第２フィード部から先に送られる溶融樹脂量を
多くすることで発生させることができる。具体的には、
第２フィード部のスクリュフライト深さを第１フィード
部に比して大きくしたり、第２フィード部をダブルフラ
イトとすること等、第２フィード部の溶融樹脂輸送量を
十分に大きくしたスクリュデザインとすることで、第２
フィード部における飢餓状態を発生させることができ
る。

【００３４】また、第１メタリング部と、第２フィード
部との間に樹脂流量制御部を設けることが好ましい。こ
の樹脂流量制御部は、溶融樹脂が前進する隙間を小さく
して、その流れを抑制する部分で、これを設けておく
と、第２フィード部における飢餓状態を発生させやすく
なると共に、第２フィード部に供給されるガスが第１メ
タリング部へ逆流するのを防止しやすくなる。

【００３５】本発明においては、上記飢餓状態でのガス
の注入に加え、第２フィード部内において、飢餓状態を
維持できる範囲で、溶融樹脂の一部を逆流させつつ混練
りを行う。この溶融樹脂の一部を逆流させることによ
り、溶融樹脂中に注入されたガスと接触する溶融樹脂面
を多くすることができ、溶融樹脂へのガスの溶解を促進
することができる。また、前後の溶融樹脂の混合を促進
することができるので、溶融樹脂の送り方向におけるガ
スの溶解量のむらを押さえることもできる。

【００３６】上記第２フィード部における上記一部の溶
融樹脂の逆流は、第２フィード部におけるスクリュフラ
イトに切り欠きを形成しておくことで発生させることが
できる。また、第２フィード部のスクリュの輸送量を十
分に大きくしておくことで、この溶融樹脂の逆流に拘わ
らず、前記飢餓状態を維持することができる。また、第
２フィード部における一部の溶融樹脂の逆流と同様の混
練り効果は、第２フィード部に混練用のピンを立てるこ
と等によっても得ることができる。

【００３７】第２フィード部におけるスクリュフライト
に、一部の溶融樹脂を逆流させる切り欠きを設け、溶融
樹脂へのガスの溶解を促進する場合、切り欠きの全面積
は、第２フィード部のスクリュフライト全面積の１／５
０〜１／２であり、且つこの切り欠きが第２フィード部
のスクリュフライトに分散して設けられていることが好
ましい。尚、上記切り欠きの面積とスクリュフライトの
面積は、スクリュの中心軸方向の投影面積をいう。

【００３８】更に本発明を図を用いて具体的に説明す
る。

【００３９】図１は、インラインスクリュ式射出成形機
の射出シリンダ１を用いた本発明に係る射出成形装置の
一例を示すもので、スクリュ２は、図２に示されるよう
に、樹脂供給部３（樹脂供給用のホッパ部）から先端に
向かって順次、フィード部、コンプレッション部、メタ
リング部をそれぞれ有する第１ステージと第２ステージ
とが直列された２ステージタイプのものとなっている。
このスクリュ２は、一般にベントタイプスクリュと称さ
れているものである。

【００４０】射出シリンダ１は、ほぼ中央部にベント部
を有するベント付シリンダであり、このベント部が、ガ
スを供給するためのガス注入口４となっている。このガ
ス注入口４は、使用するガスの供給源であるガス源に接
続されており、第２フィード部に対応する位置に設けら
れている。ガス源としては、例えば液化二酸化炭素を封
入したガスボンベ等を用いることができる。

【００４１】スクリュ２は、第１ステージから移送され
る溶融樹脂量が第２ステージで移送される溶融樹脂量よ
り少なくなるように設定されている。本例におけるスク
リュ２の第２フィード部は、図２に示されるように、溶
融樹脂の輸送量を大きくするためにピッチの大きなダブ
ルフライトとなっており、しかもスクリュフライトの深
さが第１フィード部に比して大きくなっている。これに
より、ガス注入口３が設けられた第２フィード部では、
溶融樹脂の輸送が飢餓状態となり、この飢餓状態によっ
て第２フィード部に生じる隙間（空間）にガス注入口３
より二酸化炭素等のガスが注入されるものとなってい
る。また、第２フィード部の溶融樹脂に生じる隙間に注
入したガスが第１ステージ側に逆流するのを防止するた
め、第１ステージの先端部には、樹脂流量制御部５が設
けられている。

【００４２】樹脂供給部３より供給された樹脂ペレット
は、適度なスクリュ背圧をかけた状態でスクリュ２を回
転させることによって、可塑化溶融されつつ射出シリン
ダ１の先端部へと移動して蓄積されることになる。スク
リュ背圧は、ガス注入口３より注入されたガスが溶融樹
脂中に総て溶解し、射出シリンダ１の先端部で発泡しな
いように設定される。スクリュ２の最前部には、この蓄
積された溶融樹脂の逆流を防止するための逆流防止リン
グ６が設けられている。

【００４３】射出シリンダ１の先端に設けられた射出ノ
ズル７は、適度なスクリュ背圧をかけてスクリュ２を回
転させても、樹脂のドュルーリングが生じないように、
開閉弁８を有するバルブノズルであることが好ましい。
図１に示される開閉弁８は、駆動シリンダ９によってレ
バー１０を傾動させることで、スクリュ２の中心軸方向
にスライド移動され、射出口１１を開閉するものとなっ
ている。

【００４４】図３及び図４に示されるように、スクリュ
２の第２フィード部のスクリュフライトには、第２フィ
ード部における飢餓状態を維持できる範囲で、溶融樹脂
の一部を逆流させ、ガス注入口４から溶融樹脂中に供給
されるガスの溶解を促進するための切り欠き１２が設け
られている。つまり、スクリュ２の第１ステージから第
２フィード部に供給された溶融樹脂は、第２フィード部
で、深いスクリュフライトとピッチの大きなダブルフラ
イトのため速く先方に送られるが、その一方で切り欠き
１２を介して溶融樹脂の一部が逆流することにより、十
分に混練が行われる。これにより、ガス注入口４から第
２フィード部に供給された二酸化炭素等のガスは、より
均一に分散され、溶融樹脂への溶解が促進されることに
なる。

【００４５】上記切り欠き１２の形状は、本例において
は半円形であるが、三角形や矩形であっても良い。切り
欠き１２の全面積は、前述したように、第２フィード部
のスクリュフライト全面積の１／５０〜１／２であるこ
とが好ましく、更に好ましくは１／２０〜１／３であ
る。また、切り欠き１２は、第２フィード部のスクリュ
フライト全体に分散して設けられていることが好まし
い。本例における切り欠き１２は、スクリュフライトの
螺旋方向に等間隔で設けられている。

【００４６】本発明は、多量の二酸化炭素を配合して流
動性を良くした樹脂の各種射出成形品、例えば薄肉成形
品、発泡成形品等の成形に使用することができる。

【００４７】

【実施例】以下に実施例及び比較例により本発明を更に
具体的に説明する。

【００４８】まず、実施例及び比較例で用いた材料及び
装置について説明する。

【００４９】（使用樹脂）ゴム補強ポリスチレン（ＨＩＰＳ）：Ａ＆Ｍスチレン製
「Ｈ８６７２」ポリメチルメタクリレート樹脂（ＰＭＭＡ）：旭化成工
業製「デルペット７０ＮＨＸ」

【００５０】（使用ガス）純度９９％以上の二酸化炭素

【００５１】（金型）成形品は厚み２ｍｍで、縦横各１
２０ｍｍ、６０ｍｍの長方形平板である。ゲートは幅３
ｍｍ、厚み２ｍｍで、ランド長さを３ｍｍとした。ラン
ナ断面は平均幅４ｍｍ、深さ４ｍｍのほぼ正方形であ
り、ランナ長さは１４０ｍｍ、スプルは平均直径４ｍ
ｍ、長さ５５ｍｍで、ノズルタッチ部の直径を３．５ｍ
ｍとした。

【００５２】（射出成形機）成形機は住友重機械工業製
「ＳＧ１２５Ｍ−ＨＰ」を使用した。射出シリンダ及び
スクリュ（Ｌ／Ｐ＝２３）は、図１〜図４で説明したも
のを用いた。シリンダ径は３２ｍｍ、スクリュフライト
の深さは、第１フィード部は３．８ｍｍ、第１メタリン
グ部は１．７ｍｍ、第２フィード部は７ｍｍ、第２メタ
リング部は１．９ｍｍである。第２フィード部はダブル
フライトである。切り欠きのあるスクリュと、切り欠き
のないスクリュの２種のスクリュを使用した。切り欠き
は、半径３ｍｍの半円形であり、一回転で４個の切り欠
きを等間隔で設けた。

【００５３】（射出シリンダ温度の設定）射出成形時の
射出シリンダの設定温度は、使用樹脂がゴム補強ポリス
チレンの場合２００℃、ポリメチルメタクリレート樹脂
の場合２４０℃とした。

【００５４】（可塑化樹脂中への二酸化炭素の溶解）供
給する二酸化炭素の圧力を、減圧弁で９ＭＰａに保ちつ
つ、第２フィード部内に注入した。二酸化炭素注入時の
スクリュ回転数は１５０ｒｐｍ、スクリュ背圧は１１Ｍ
Ｐａとした。

【００５５】（溶融樹脂中の溶解二酸化炭素量の測定）
金型への溶融樹脂充填途中での発泡を防止するために、
７ＭＰａの二酸化炭素によるカウンタプレッシャを加え
て射出成形を行い、しかも射出充填後十分な保圧をする
ことで気泡のない成形品を成形し、成形直後に成形品の
重量を測定した後、成形品を約２４時間大気中に放置
し、次に、８０℃の真空乾燥機中に４８時間放置した後
の成形品の重量を測定し、両重量の差を溶融樹脂中に含
まれていた二酸化炭素量とした。

【００５６】実施例１、比較例１ＨＩＰＳを用いて射出成形を行った。第２フィード部の
スクリュフライトに切り欠きのあるスクリュ（実施例
１）と切り欠きのないスクリュ（比較例１）の２種のス
クリュを使用し、それぞれ成形サイクルタイムを２６〜
１００秒の範囲で変えて成形を行った。

【００５７】得られた成形品から、溶融樹脂に溶解され
た二酸化炭素量を測定した。その結果を図５に示す。

【００５８】図５に示されるように、第２フィード部の
スクリュフライトに切り欠きのあるスクリュを用いた場
合、この切り欠きのないスクリュを用いた場合に比して
二酸化炭素の溶解量が１．５倍に増大し、より多量の二
酸化炭素を溶解させることができることが分かる。ま
た、第２フィード部のスクリュフライトに切り欠きのあ
るスクリュを用いた場合、この切り欠きのないスクリュ
を用いた場合に比して成形サイクルタイムの変動による
二酸化炭素溶解量の変動が少なく、より安定した成形を
行えることも分かる。

【００５９】実施例２、比較例２使用樹脂をＰＭＭＡに変えた他は実施例１及び比較例１
と同様にして、溶融樹脂中の溶解二酸化炭素量を測定し
た。第２フィード部のスクリュフライトに切り欠きのあ
るスクリュを用いた場合が実施例２、この切り欠きのな
いスクリュを用いた場合が比較例２である。

【００６０】結果を図６に示す。

【００６１】図６に示されるように、第２フィード部の
スクリュフライトに切り欠きのあるスクリュを用いた場
合、この切り欠きのないスクリュを用いた場合に比して
より多量の二酸化炭素を溶解させることができることが
分かる。また、第２フィード部のスクリュフライトに切
り欠きのあるスクリュを用いた場合、この切り欠きのな
いスクリュを用いた場合に比して成形サイクルタイムの
変動による二酸化炭素溶解量の変動が少なく、より安定
した成形を行えることも分かる。

【００６２】

【発明の効果】本発明は、以上説明したとおりのもので
あり、低い圧力のガスを用い、より多量のガスを溶融樹
脂に溶解させて射出成形を行うことができるもので、ガ
スを溶解させることで溶融樹脂の流動性を向上させて行
う射出成形や、溶解ガスを用いた発泡成形を効率よく行
うことができるものである。また、成形サイクルタイム
の変動に伴う溶解ガス量の変動を小さくすることができ
るので、安定した射出成形が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】インラインスクリュ式射出成形機の射出シリン
ダを用いた本発明に係る射出成形装置の一例を示す図で
ある。

【図２】図１に示されるスクリュの拡大図である。

【図３】図１に示されるスクリュの第２フィード部の拡
大図である。

【図４】図３におけるスクリュフライトに沿った断面図
である。

【図５】実施例１及び比較例１における成形サイクルタ
イムと二酸化炭素溶解量の関係を示すグラフである。

【図６】実施例２及び比較例２における成形サイクルタ
イムと二酸化炭素溶解量の関係を示すグラフである。

【符号の説明】１射出シリンダ２スクリュ３樹脂供給部４ガス注入口５樹脂流量制御部６逆流防止リング７射出ノズル８開閉弁９駆動シリンダ１０レバー１１射出口１２切り欠き

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂供給部から先端に向かって順次、フ
ィード部、コンプレッション部、メタリング部を有する
ステージが直列に複数回繰り返されるスクリュを備え、
先端側ステージのフィード部にガス供給源が接続された
射出成形装置において、先端側ステージのフィード部に
おけるスクリュフライトに切り欠きが形成されているこ
とを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】スクリュフライトに形成された切り欠き
の全面積が、先端側ステージのフィード部におけるスク
リュフライト全面積の１／５０〜１／２であり、該切り
欠きが先端側ステージのフィード部におけるスクリュフ
ライトに分散して設けられていることを特徴とする請求
項１に記載の射出成形装置。
【請求項３】樹脂供給部から先端に向かって順次、フ
ィード部、コンプレッション部、メタリング部を有する
ステージが直列に複数回繰り返されるスクリュを備え、
先端側ステージのフィード部にガス供給源が接続された
射出成形装置を用いた射出成形方法において、先端側ス
テージのフィード部に、当該フィード部に供給されたガ
スの空間を形成すると共に、該フィード部内で溶融樹脂
の一部を逆流させながらガスと溶融樹脂を混練りするこ
とでガスを溶解させた溶融樹脂を射出することを特徴と
する射出成形方法。
【請求項４】先端側ステージのフィード部内における
溶融樹脂の一部の逆流を、該フィード部のスクリュフラ
イトに形成された切り欠きを介して行うことを特徴とす
る請求項２に記載の射出成形方法。
【請求項５】ガスが二酸化炭素であることを特徴とす
る請求項２又は３に記載の射出成形方法。