JPH10329161A - ガス併用射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガス併用射出成形方法による外観不良発生防
止を容易な手段により完全なものとすることを目的とす
る。 【解決手段】 キャビティ４内の成形品の片面とそれに
対応するキャビティ面４ｂとの間に加圧ガスを圧入し
て、成形品の他面をそれに対応するキャビティ面４ａに
押し付けた状態で、成形品内部に加圧ガスを注入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形方法に関
するもので、更に詳しくは、キャビティ内に射出した樹
脂とキャビティ面との間への加圧ガスの圧入すると同時
に、樹脂の内部にも加圧ガスを注入することを伴うガス
併用射出成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、射出成形において、比較的厚肉
の成形品や部分的な厚肉部を有する成形品を成形する場
合、冷却に伴う樹脂の収縮によって、成形品の表面にひ
けと呼ばれる窪みを生じることが広く知られている。

【０００３】従来、最も一般的な上記ひけ防止策として
は、射出圧力を高めると共に射出時間を延長し、溶融樹
脂の供給圧を加えながらキャビティ内の樹脂をある程度
冷却する方法（樹脂加圧法）が知られている。

【０００４】しかしながら、上記の樹脂加圧法によるひ
け防止は、特開昭５０−７５２４７号公報に示されるよ
うに、成形品の肉厚等によって成形条件が異なるので、
成形作業が煩雑になると共に、高い樹脂圧を加えなけれ
ば十分なひけ防止を図れないので、パーティング面にバ
リを発生させる原因となり、このバリ除去の作業負担が
増大する問題がある。また、過度の樹脂圧を加えると、
成形品にソリが発生するといった寸法精度上の問題もで
てくる。更に、樹脂加圧法では、ゲート付近の厚肉部に
は圧力伝達が容易であるが、ゲート部から離れた厚肉部
には十分に圧力がかからず、厚肉部の位置によっては完
全にひけを解消することができないといったことが起こ
る。

【０００５】そこで、上記特開昭５０−７５２４７号公
報では、キャビティ内に溶融樹脂を射出した後、成形品
の片面側を弁体で突き上げて、成形品の片面側と、この
片面側を成形するコアとの間に空所を形成し、この空所
に加圧ガスを圧入して、成形品の他面をこれに対応する
キャビティ面に圧接させるガス併用射出成形方法を提案
している。つまりこのガス併用射出成形方法は、樹脂加
圧法における樹脂圧を加えない代わりに、成形品の所定
の片面側に形成した空所に圧入した加圧ガスの圧力によ
って、成形品の他面を対応するキャビティ面に押し付け
ることでひけを防止しようとするものであるが、この加
圧ガスの圧力による押し付けだけでは十分なひけ防止効
果が得にくい。

【０００６】また、部分的な厚肉部を有する成形品にお
けるひけの防止方法としては、厚肉部を構成する溶融樹
脂の内部に加圧ガスを導入して中空部を形成する、一般
にガスアシスト成形と呼ばれる方法が知られている。こ
の方法によると、厚肉部のひけは防止できるが、厚肉部
と薄肉部とのキャビティ面への押し付け力の差や、樹脂
内に加圧ガスが導入された後の二次転写等によって、厚
肉部が突出した側とは反対側の対応平坦面に光沢や艶の
むらをしばしば生じる。更に、この方法で結晶性樹脂を
成形した場合、厚肉部のみならず薄肉部にまで加圧ガス
が侵入し、外観上の不良を生じるといった問題がある。

【０００７】更に、特開平７−３１４４８３号公報に
は、加圧ガスを溶融樹脂の内部に導入した後に、所定の
キャビティ面と樹脂との間に加圧ガスを注入することが
開示されている。特にこの方法においては、最初に加圧
ガスを溶融樹脂中に導入していることから、上記ガスア
シスト成形と同様な光沢や艶むらを生じる。また、この
方法では、加圧ガスを内部に導入しにくい独立したボス
のような肉厚部の上部とキャビティ面間に加圧ガスを圧
入してキャビティ面への押し付けを図っているもので、
厚肉部内に注入した加圧ガスが厚肉部付近の薄肉部には
み出して外観不良を起こしやすいといった問題に対して
も何ら対策がとられていない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
ＯＡ機器や家庭電気器具の筐体、更には自動車部品等の
大型の成形品の需要が高まると共に、製品のコストダウ
ンのための成形品の薄肉化の要望も高まっている。薄肉
で大型の成形品の場合、強度維持のために、一般にリブ
やボスと称する補強部を設けるのが普通である。リブや
ボスは、肉厚であるほど補強効果が高く、更に樹脂を金
型内に容易に充填できる流動支援効果も得られる。

【０００９】しかしながら、厚肉のリブやボスを設ける
と、背面に突出したリブやボスに対応する成形品の表面
（意匠面）のひけ、光沢や艶むら等の外観上の問題が発
生しやすい。すなわち、近年需要が高まっている薄肉で
大型の成形品は、必要な強度維持のため厚肉のリブやボ
スを備えたものとなるが、このような厚肉のリブやボス
を設けた場合の外観不良発生防止技術がいずれも不十分
で、満足できる成形品が得にくいのが現状である。

【００１０】特に成形収縮率の大きい結晶性樹脂を一般
のガスアシスト成形を用いて成形すると、厚肉部のみな
らず薄肉部にまでガスが入り込み、このガスのはみ出し
が外観不良、強度上の問題等を起こしている。この課題
を解決する一つの手法として、薄肉部を結晶化させて固
化させた後に加圧ガスを注入する遅延ガス圧入法がある
が、ガス注入のタイミングが遅いと厚肉部も固化が進
み、中空部がうまくできなくなることから、成形条件幅
が狭いという問題がある。

【００１１】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、ガス併用射出成形方法やガスアシス
ト成形法による外観不良発生防止を容易な手段により完
全なものとすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、キャビティ
内の樹脂とキャビティ面の間に加圧ガスを圧入した状態
で、キャビティティ内に充填された溶融樹脂の内部にも
別の加圧ガス注入口から加圧ガスを注入して中空部を形
成することによって外観不良の発生を防止できることを
見出し、本発明を完成するに至ったものである。

【００１３】即ち、本発明は、厚肉部を有する成形品の
射出成形において、溶融樹脂をキャビティ内に射出し、
成形品の片面とそれに対応するキャビティ面との間に加
圧ガスを圧入して、成形品の他面をそれに対応するキャ
ビティ面に押し付けると共に、前記加圧ガスによって成
形品の他面がそれに対応するキャビティ面に押し付けら
れた状態で、成形品内部に加圧ガスを注入することを特
徴とするガス併用射出成形方法を提供するものである。

【００１４】上記本発明によれば、成形品の片面とそれ
に対応するキャビティ面との間に圧入された加圧ガスに
よって成形品の他面をそれに対応するキャビティ面へ押
し付けた状態で、成形品内、特に厚肉部内への加圧ガス
の注入が行われるので、厚肉部と薄肉部とのキャビティ
面への押し付け力の差や、樹脂内に加圧ガスが導入され
た後の二次転写が生じにくい。また、厚肉部内に注入し
た加圧ガスが薄肉部へはみ出しにくく、しかも成形品の
片面とそれに対応するキャビティ面との間に圧入された
加圧ガスと、成形品内へ注入した加圧ガスとの両者によ
ってひけを防止できるので、外観不良の発生防止が確実
となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、更に本発明を説明するが、
以下の説明において、成形品の片面とその対応するキャ
ビティ面との間へ圧入する加圧ガスを背面ガス、成形品
の厚肉部内へ注入する加圧ガスを内部ガスと称する。

【００１６】本発明における溶融樹脂の射出は、ショー
トショットでもフルショットでもよく、背面ガスの圧入
は、射出完了時を含むその前後のいずれの時点で開始し
てもよい。しかし、背面ガスの金型からの漏れを防止し
やすくする上で、フルショット若しくはキャビティの容
積に比して過量の溶融樹脂を射出した後に背面ガスの圧
入を行うことが好ましい。ここでキャビティ容積に比し
て過量の溶融樹脂とは、成形に使用する樹脂が、金型内
に射出充填直後の樹脂温度及び平均金型内圧力下におけ
る溶融樹脂の容積がキャビティ容積に比して大きいこと
をいい、好ましくは１０３容量％以上になる量である。

【００１７】また、内部ガスは、背面ガスを圧入した以
降に注入する。内部ガスの注入は、一般のガスアシスト
成形で行われている方法と同様の方法で行うことがで
き、射出成形機の射出ノズル内に内蔵されたガスノズル
から行っても、金型に設けたガス注入ニードルを用いて
成形品に直接注入するキャビティ注入法でもよい。

【００１８】本発明においては、成形品の片面に対応す
るキャビティ面がその一部に大気開放経路が開口して大
気に連通された開放領域面、成形品の他面に対応するキ
ャビティ面が大気との連通が遮断された閉鎖領域面とな
った金型を用い、閉鎖領域面となった成形品の他面に対
応するキャビティ面側より背面ガスを圧入することが好
ましい。大気開放経路は、キャビティ内に溶融樹脂が充
填される際に、キャビティ内の空気及び／又は溶融樹脂
から発生するガスをキャビティ外に放出する役割をなす
ものである。また、閉鎖領域面となったキャビティ面側
から背面ガスを圧入するのは、金型からの背面ガスの逃
げを防止しやすくするためである。

【００１９】大気開放経路は、金型のパーティング面に
残される隙間をそのまま用いたものであってもよいが、
この空気及び／又はガスの放出を円滑に行うことができ
るよう、金型のパーティング面に形成した溝として設け
ておくことが好ましい。また、成形品の他面に対応する
キャビティ面にも大気開放経路を開口させ、当該キャビ
ティ面も開放領域面としておき、上記空気及び／又はガ
スの放出をより確実に行うことができるようにすること
もできる。但し、この場合には、少なくとも成形品の他
面に対応するキャビティ面側に開口する大気開放経路
は、当該キャビティ面側から行われる背面ガスの圧入時
に閉鎖できるようにしておくことが好ましい。

【００２０】背面ガスの圧入は、所定のキャビティ面側
から行うことができれば特に圧入形態に制限はなく、後
述するように、専用通路を設けて行っても、エジェクタ
ピン回りを利用して行ってもよい。また、背面ガスの圧
入経路への溶融樹脂の侵入を防止するために、微細な通
孔を有する焼結金属を介して圧入することもできる。

【００２１】本発明における厚肉部とは、リブ、ボスの
ように突出した厚肉部分の他、肉厚が一定部分広い範囲
で変化したものも含む。

【００２２】本発明における結晶性樹脂とは、一般に結
晶性樹脂と称されるものであれば特に制限はない。

【００２３】本発明に用いることができる樹脂は、一般
に熱可塑性樹脂と称されるものであれば特に制限はな
い。例えば、ポリスチレンや、ハイインパクトポリスチ
レン、ミディアムインパクトポリスチレンのようなゴム
補強スチレン系樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重
合体（ＳＡＮ樹脂）、アクリロニトリル−ブチルアクリ
レートラバー−スチレン共重合体（ＡＡＳ樹脂）、アク
リロニトリル−エチレンプロピルラバー−スチレン共重
合体（ＡＥＳ）、アクリロニトリル−塩化ポリエチレン
−スチレン共重合体（ＡＣＳ）、ＡＢＳ樹脂（例えば、
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体、ア
クリロニトリル−ブタジエン−スチレン−アルファメチ
ルスチレン共重合体、アクリロニトリル−メチルメタク
リレート−ブタジエン−スチレン共重合体）等のスチレ
ン系樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等の
アクリル系樹脂、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高
密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）等のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化
ビニリデン等の塩化ビニル系樹脂、エチレン塩化ビニル
酢酸ビニル共重合体、エチレン塩化ビニル共重合体等の
塩化ビニル系共重合樹脂、ポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴＰ、ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート
（ＰＢＴＰ、ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂、ポリカ
ーボネート（ＰＣ）、変性ポリカーボネート等のポリカ
ーボネート系樹脂、ポリアミド６６、ポリアミド６、ポ
リアミド４６等のポリアミド系樹脂、ポリオキシメチレ
ンコポリマー、ポリオキシメチレンホモポリマー等のポ
リアセタール（ＰＯＭ）樹脂、その他のエンジニアリン
グ樹脂、スーパーエンジニアリング樹脂、例えば、ポリ
エーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（Ｐ
ＥＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリエーテル
ケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥ
ＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＳＵ）等の
他、セルロースアセテート（ＣＡ）、セルロースアセテ
ートブチレート（ＣＡＢ）、エチルセルロース（ＥＣ）
等のセルロース誘導体、液晶ポリマー、液晶アロマチッ
クポリエステル等の液晶系ポリマーが挙げられる。ま
た、熱可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）、熱
可塑性スチレンブタジエンエラストマー（ＴＳＢＣ）、
熱可塑性ポリオレフィンエラストマー（ＴＰＯ）、熱可
塑性ポリエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）、熱可塑性
塩化ビニルエラストマー（ＴＰＶＣ）、熱可塑性ポリア
ミドエラストマー（ＴＰＡＥ）等の熱可塑性エラストマ
ーを用いることもできる。本発明においては、本発明の
成形過程において上述のような熱可塑性樹脂を合成して
もよいし、一種もしくはそれ以上の上記熱可塑性樹脂の
ブレンド体を用いたり、充填材及び／又は添加材等を含
有させて用いてもよい。

【００２４】以下、図面を参照しながら更に説明する。

【００２５】図１は、本発明に用いる金型の一例を示す
断面図である。

【００２６】図示されるように、金型１は、固定側金型
２と移動側金型３とで構成され、両者間に、成形時に溶
融樹脂が充填されるキャビティ４が形成されている。

【００２７】固定側金型２側のパーティング面には溝が
形成されており、大気開放経路５を構成している。大気
開放経路５は、キャビティ４内で形成される成形品の片
面に対応するキャビティ面４ａに開口しており、このキ
ャビティ面４ａ側を大気に開放して、開放領域面として
いるものである。この大気開放経路５は、少なくともキ
ャビティ４への開口部若しくはその付近が、溶融樹脂が
キャビティ４内に射出充填される際に、樹脂を侵入させ
ることなく、キャビティ４内の空気や溶融樹脂から発生
するガスを金型１外に排出できる厚みを有しているもの
である。この厚みは、樹脂の種類や成形条件にもよる
が、一般的には１／２００ｍｍ以上１／１０ｍｍ以下で
あることが好ましく、より好ましくは１／１００ｍｍ以
上１／１０ｍｍ以下、更に好ましくは３／１００ｍｍ以
上７／１００ｍｍ以下である。

【００２８】一方、成形品の他面に対応するキャビティ
面４ｂ側は、大気につながるエジェクタピン６回りがＯ
リング７ａでシールされており、しかも大気開放経路５
の開口もなく、大気との連通が遮断された閉鎖領域面と
なっている。また、この閉鎖領域面となっているキャビ
ティ面４ｂ側には、ガス圧入ピン８が設けられている。
このガス圧入ピン８は、先端をキャビティ面４ｂからキ
ャビティ４内に臨ませて、移動側金型３に埋め込まれて
いるもので、バルブ９ａを介して加圧ガス源（図示され
ていない）に接続されたガス導入路１０ａから送られて
来る背面ガスを、移動側金型３との間に残された隙間を
介してキャビティ４へと供給するものである。尚、図中
７ｂは、金型構成部材の合わせ目からの背面ガスの逃げ
を防ぐためのＯリングである。

【００２９】図に示される金型１は、内側にリブを有す
るほぼ箱形の成形品を成形するためのもので、パーティ
ング面はこの箱形成形品の底面部外面に沿って位置して
おり、上記大気開放経路５は、箱形成形品の外面に対応
するキャビティ面４ａであって、箱形成形品の底面部に
対応する位置に開口している。大気開放経路５の開口位
置は、このような位置のみではなく、パーティング面の
位置に合わせて、図２や図３に示される位置とすること
もできる。

【００３０】図に示されるガス注入ニードル１２は、固
定側金型２に設けられ、先端をランナー内に臨ませたも
ので、バルブ９ｂを介して加圧ガス源（図示されていな
い）に接続されたガス導入路１０ｂから送られて来る内
部ガスを、ガス注入ニードル１２を介してランナー内か
ら成形品内部に供給するためのものである。

【００３１】図２においては、箱形成形品の側壁部の先
端にパーティング面が位置しており、大気開放経路５
は、箱形成形品の外面に対応するキャビティ面４ａであ
って、箱形成形品の側壁部の先端部に対応する位置に開
口している。また、背面ガスを圧入するためのガス圧入
ピン８は、箱形成形品の内面に対応するキャビティ面４
ｂ側に設けられている。

【００３２】図３においては、箱形成形品の側壁部の中
間部にパーティング面が位置しており、大気開放経路５
は、箱形成形品の外面に対応するキャビティ面４ａであ
って、箱形成形品の側壁部の中間部に対応する位置に開
口している。また、背面ガスを圧入するためのガス圧入
ピン８は、箱形成形品の内面に対応するキャビティ面４
ｂ側に設けられている。

【００３３】更に、図１に基づいて本発明の成形方法を
説明する。

【００３４】先ず、金型１を閉鎖した状態で、キャビテ
ィ４内に溶融樹脂を射出する。射出量は、前述のよう
に、キャビティ４の容積に比して過量の溶融樹脂とする
ことが好ましい。この時、キャビティ４内の空気や、溶
融樹脂から生じるガスは、溶融樹脂の充填と共に大気開
放経路５から放出されるので、樹脂とキャビティ面４
ａ，４ｂとの間に気泡が残留することが防止される。ま
た、この放出を確実にするために、ゲート１１から離れ
た位置に大気開放経路５を開口されておくことが好まし
い。

【００３５】上記溶融樹脂の射出完了前、完了時又は完
了後に、バルブ９ａを開いて背面ガスを加圧ガス源（図
示されていない）から金型１に設けたガス導入路１０ａ
へと供給する。背面ガスの圧入開始は、上記のように射
出完了前、完了時又は完了後のいずれでもよいが、好ま
しくは射出完了時又は完了直後である。

【００３６】背面ガスとしては、例えば空気、炭酸ガス
等でもよいが、窒素等の不活性ガスが好ましい。使用ガ
スの種類に関しては、背面ガスの圧力、成形材料、成形
条件等によって選択することが好ましい。背面ガスの圧
力は、使用樹脂の種類、成形品の形状、成形品の大きさ
等によっても相違するが、通常１０〜２５０ｋｇｆ／ｃ
ｍ² 、好ましくは４０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ² である。

【００３７】ガス導入路１０ａに供給された背面ガス
は、ガス圧入ピン８と移動側金型３間の隙間を通って、
閉鎖領域面となっているキャビティ面４ｂ側からキャビ
ティ４内に圧入される。この背面ガスは、キャビティ４
内の箱形成形品の内面と、キャビティ面４ｂとの間に圧
入され、これによって、箱形成形品の外面をそれに対応
するキャビティ面４ａへと押し付ける。そして、この背
面ガスによる押し付けによって、キャビティ面４ａ側の
成形品の面におけるひけの発生が抑制されると共に、キ
ャビティ面４ａ側の転写性が向上し、ヒケ、艶むら等に
よる外観不良の問題も低減する。更には成形品を金型１
より取り出すときの離型性も向上する。

【００３８】一方、上記背面ガスの圧入開始後に、バル
ブ９ｂを開いて内部ガスを加圧ガス源（図示されていな
い）から金型１に設けたガス導入路１０ｂへと供給す
る。内部ガスの圧入開始は、背面ガスの圧入後であれば
よいが、背面ガスが成形品の薄肉部に到達した後が好ま
しい。

【００３９】内部ガスとしては、例えば空気、炭酸ガス
等でもよいが、窒素等の不活性ガスが好ましい。使用ガ
スの種類に関しては、内部ガスの圧力、成形材料、成形
条件等によって選択することが好ましい。内部ガスの圧
力は、使用樹脂の種類、成形品の形状、成形品の大きさ
等によっても相違するが、通常５０〜３００ｋｇｆ／ｃ
ｍ² 、好ましくは７０〜２００ｋｇｆ／ｃｍ² である。

【００４０】ここでガス導入路１０ｂに供給された内部
ガスは、ガス注入ニードル１２を介して、まだ固化途上
にある成形品の内部に注入される。内部ガスは、キャビ
ティ４内の成形品内部、特に成形品の厚肉部内部に注入
される。厚肉部内部に注入された内部ガスは、いまだ固
化途上にある厚肉部における溶融樹脂を意匠面に内部か
ら押し付け、ひけを完全に防止する。しかし、ガス導入
路１０ａから圧入された背面ガスの押し付けによって、
薄肉部内部へのはみだしは発生しない。即ち、背面ガス
による成形品表面のキャビティ面４ａへのと押し付け
と、内部ガスによる厚肉部への中空部の形成との両者に
よって、ひけ防止と、光沢や艶むらの発生防止が図られ
ることになる。内部ガスを厚肉部を構成する樹脂中へ導
く条件は、溶融樹脂の射出圧力、加圧ガスの圧力、厚肉
部の形状や大きさ等によって相違することから、これら
を勘案して適切な条件を定めることにより行う。

【００４１】ガス注入ピン８と移動側金型３との隙間
は、図４（ａ），（ｂ）に示されるように、移動側金型
３に設ける孔１３を円形とすると共に、ガス圧入ピン８
の断面を円形ではなく、円形の一部を削り取った形状と
することで形成すると、容易に所望の幅ｓで形成できる
ので好ましい。特にこのガス圧入ピン８先端部回りの隙
間の幅ｓは、内部ガスがスムーズに通過でき、射出充填
時に溶融樹脂が侵入しない大きさとしておくことが好ま
しい。この隙間の幅ｓは、金型形状、これを設ける位
置、使用材料、成形条件等にもよるが、好ましくは１／
２００ｍｍ以上１／５ｍｍ以下、より好ましくは１／１
００ｍｍ以上１／１０ｍｍ以下、更に好ましくは１／２
０ｍｍ程度である。またガス圧入ピン８の先端部より根
本寄りの領域は、加圧ガスが滑らかに通過できるよう
に、隙間を形成するための切削量を大きくし、場合によ
っては溝状に切削しておくことが好ましい。

【００４２】ここで、キャビティ４内に導入された背面
ガスが有効に成形品の片面をキャビティ面４ａへと押し
付けるためには、キャビティ４内に圧入した背面ガスの
金型１外への漏洩を防止することが効果的である。この
ため、キャビティ面４ｂは外気との連通が遮断された閉
鎖領域面となっていることが好ましいものである。

【００４３】また、成形品内部に内部ガスを注入するた
めのガス注入ニードル１２は、通常のガスアシスト成形
に用いるものを使用することができる。該ガス注入ニー
ドル１２は、図示されるような製品部とならないスプル
ー、ランナーの途中でもよいが、キャビティ４内の成形
品の製品部となる部分に直接注入できるように設けても
よい。また、ガス注入ニードル１２を用いずに、溶融樹
脂を射出充填する射出ノズル内に尚蔵させたガスノズル
を介して注入してもよい。

【００４４】図５は、図１の金型１に溶融樹脂を充填し
た後に背面ガスを圧入した後に溶融樹脂内部に内部ガス
を圧入した時のリブ１４と側壁部１５付近の状態の概略
図である。ガス圧入ピン８回りの隙間から圧入された背
面ガスは、成形品をキャビティ面４ａに押し付けながら
リブ１４の根元に達する。この時、通常の成形でヒケが
発生しやすいリブ１４の位置に対応する反対面側は、圧
入された背面ガスによる押し付けによりヒケが防止され
る。また、溶融樹脂内に注入された内部ガスは厚肉部で
あるリブ１４内に注入され、そこに中空部１６を形成し
て、これによりひけの防止が完全に図られる。この中空
部１６によるひけ防止は、従来のガスアシスト成形と同
じであるが、別経路から導入された背面ガスがキャビテ
ィ面４ｂと溶融樹脂との間に達し、リブ１３周りにも存
在し、同時にリブ近傍１４’の位置に対応する反対面側
もキャビティ面４ａに押し付けられているので、従来の
ガスアシスト成形のように、当該リブ１４の位置に対応
する反対面側における光沢や艶むらの発生が防止される
ことになる。

【００４５】一方、背面ガスは、側壁部１５側にも進行
し、側壁部１５を矢印で示す方向に押し付け、結果とし
て成形品の側壁部１５はキャビティ面４ａに押し付けら
れる。一般に、背面ガスの圧力が高いほど漏洩を生じや
すいが、図５に示されるように、背面ガスの圧力が高い
ほど側壁部１５はキャビティ面４ａに強く押し付けら
れ、大気開放経路５（図１参照）が開口しているキャビ
ティ面４ａ側への加圧ガスの回り込みが阻止されること
になる。従って、箱形成形品の成形に本発明を適用する
と、背面ガスとして高圧ガスを用いても、ガスシールが
可能となるので好ましい。これは、溶融樹脂をキャビテ
ィ４に過量に充填することによって確実に得ることがで
きる。つまり、背面ガスがキャビティ面４ａ側に回り込
もうとした時に、樹脂が十分にキャビティ４内に充填さ
れていると、背面ガスが樹脂を押し除けてキャビティ面
４ａ側に回り込んでガス道を付けてしまうことが防止さ
れ、このような側壁部１５によるガスシールを確実に得
ることができる。

【００４６】また、背面ガスの圧入時に、成形品が冷却
されることで収縮し、金型形状によっては背面ガスが漏
洩する可能性もある。これを防止するためには、通常の
射出成形で用いられる程度の樹脂による保圧（以下樹脂
保圧と呼ぶ）を併用し、成形品の収縮分の樹脂の一部を
補ってもよい。ここでいう樹脂保圧とは、一般の射出成
形で用いられる程度の圧力であり、成形品にバリ、ソリ
が発生させない程度の圧力である。この樹脂保圧を併用
することによって、リブ、ボス等の厚肉部の肉厚をより
大きくとることが可能となり、製品設計の自由度を更に
広げることができる。しかし、樹脂保圧は、内部ガスの
成形品内部への注入を妨げることがある。その防止のた
めには、ガス注入ニードル１２の位置を、例えば成形品
の厚肉部又はその近傍とすることが好ましい。

【００４７】溶融樹脂とキャビティ面４ｂとの間への背
面ガスの圧入は、必ずしも図１に示すような移動側金型
３から行わなければならないものではない。固定側金型
２と移動側金型３のどちら側から背面ガスを導入するか
は、一般に金型１の形状に起因し、成形品意匠面が固定
側金型２側にある場合、背面ガスは図１に示すように移
動側金型３側から導入するのが簡便であり、逆に意匠面
が移動側金型３側にある場合、背面ガスは固定側金型２
側から導入する方が簡便である。

【００４８】即ち、本発明において、成形品は、背面ガ
スの圧入側であるキャビティ面４ｂとは反対側のキャビ
ティ面４ａに押し付けられるので、背面ガス圧入側の成
形品表面よりもこれとは反対側の成形品表面の仕上がり
状態が良好となる。従って、背面ガスの圧入は、成形品
の背面側（非意匠面側）から行うのが好ましい。

【００４９】このように背面ガスの圧入と内部ガスの注
入を行った後、必要に応じてこれらの加圧ガスを金型１
外に排出した後、成形品を金型１から取り出す。

【００５０】本発明は、背面側（非意匠面側）に部分的
に厚肉部が突出した成形品の成形に有効である。即ち、
キャビティ面４ｂ側にリブ、ボス等が突出した成形品の
成形に有効である。キャビティ面４ａ側の成形品表面で
ある成形品の意匠面に、リブやボス等に対応して発生し
やすいひけ、光沢や艶むらを防止でき、リブやボスの存
在による外観上の問題を解消することができる。ボスの
根元に背面ガスを圧入する場合は、ボスを形成するため
のコアピンから注入してもよい。

【００５１】特に、図６に示されるように、厚肉部の幅
をｗ、厚肉部の周辺における厚みをｔとした時に、ｗ≧
（３／５）ｔとなるような厚肉部を有する成形品に対し
て有効である。即ち、このような厚肉部を有する成形品
は、通常の射出成形ではひけの防止が困難であるが、本
発明によるとこれを確実に解消することができる。

【００５２】図７は、溶融樹脂とキャビティ面４ｂとの
間に背面ガスを圧入する場合に、ガス圧入ピン８を設け
ることなく、エジェクタピン６回りを利用してキャビテ
ィ４へ加圧ガスを供給できるようにした金型１の一例を
示すものである。

【００５３】更に説明すると、移動側金型３の後方に
は、突出したエジェクタピン６の後部及び突き出しプレ
ート１７を収容し、かつバルブ９ａを介して加圧ガス源
（図示されていない）に接続された密封室１８が形成さ
れている。この金型１では、キャビティ４内への背面ガ
スの圧入を、加圧ガス源から密封室１７に背面ガスを供
給し、移動側金型３とエジェクタピン６間の隙間を介し
て行うものとなっている。このようなガス圧入方式を用
いると、個々のエジェクタピン６回りをガスシールした
り、エジェクタボックス（密封室１８）に通じる入れ子
等があってもその継ぎ目のガスシールの必要がなくな
る。尚、７ｃ〜７ｅは密封室１８を形成するためのＯリ
ングである。

【００５４】

【実施例】

実施例１ 図８に示されるような、湾曲したハウジング形状で、主
要部厚み２．５ｍｍの成形品を成形した。内部ガスの注
入及び背面ガスの圧入とそのガスシールは、図１で説明
したものと同様とし、背面ガスの圧入位置Ｇは、各リブ
ａ〜ｇの間とした。また、一方のパーティング面の位置
は図中Ｈの位置で図２に示される形態のものとし、他方
のパーティング面の位置は図中Ｉの位置で図３に示され
る形態のものとした。

【００５５】ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇで示される各
リブの厚みは、それぞれ２．５ｍｍ、２．５ｍｍ、１．
５ｍｍ、３．７５ｍｍ、２．５ｍｍ、１．２５ｍｍ、
２．５ｍｍである。

【００５６】成形材料は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰ
Ｅ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ＡＢＳ樹脂とし、それ
ぞれを用いて、キャビティ容積に比して過量（１０３容
量％）の成形材料を射出した後、直ちに背面ガスを溶融
樹脂と金型との間に圧入し、更にその直後に溶融樹脂内
部に内部ガスを圧入することで成形品を成形した。それ
ぞれの成形条件を以下に示す。

【００５７】（Ａ）使用材料がＨＤＰＥの場合 シリンダー温度：２００℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 背面ガスの圧力：１２０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 内部ガスの圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００５８】（Ｂ）使用材料がＰＡの場合 シリンダー温度：２７０℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 背面ガスの圧力：１５０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 内部ガスの圧力：１５０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００５９】（Ｃ）使用材料がＡＢＳの場合 シリンダー温度：２４０℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 背面ガスの圧力：１５０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 内部ガスの圧力：１４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００６０】上記成形品外観は、肉眼にて判定し、更に
リブと反対側の意匠面のひけを測定した。測定結果を表
１に示す。また、各リブ部に形成された中空部１３の状
態を図９（ａ）に示す。

【００６１】表１からも明らかなように、本発明による
成形品は、外観が良好で、ひけのほとんどない成形品で
あった。従来、ひけの問題によって、厚肉のリブを設け
ることができなかったが、本発明によってそれが可能と
なった。また内部ガスを成形品内部に導入するガスアシ
スト成形品にみられるような、厚肉リブの裏に位置する
意匠面にみられる光沢むら、艶むらも肉眼ではほとんど
認められなかった。

【００６２】比較例１ 実施例１と同じ金型、同じ樹脂をそれぞれ用いて通常の
射出成形を行った。それぞれの成形条件を以下に示す。

【００６３】（Ａ’）使用材料がＨＤＰＥの場合 シリンダー温度：２００℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 樹脂保圧 ：４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００６４】（Ｂ’）使用材料がＰＡの場合 シリンダー温度：２７０℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 樹脂保圧 ：４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００６５】（Ｃ’）使用材料がＡＢＳの場合 シリンダー温度：２４０℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 樹脂保圧 ：４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００６６】上記成形品外観は、肉眼にて判定し、更に
リブと反対側の意匠面のひけを測定した。測定結果を表
１に示す。

【００６７】比較例２ 背面ガスの圧入は行わずに、内部ガスの注入のみを行っ
た。内部ガスの注入は、ランナー内に突出した中空ピン
を設けてそこからリブ内に圧入することで行った。その
他は、実施例１と同じ金型、同じ樹脂をそれぞれ用い
て、通常のガスアシスト成形を行った。それぞれの成形
条件を以下に示す。

【００６８】（Ａ’）使用材料がＨＤＰＥの場合 シリンダー温度：２００℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 加圧ガスの圧力：１２０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００６９】（Ｂ’）使用材料がＰＡの場合 シリンダー温度：２７０℃ 射出圧力 ：１５０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 加圧ガスの圧力：１５０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００７０】（Ｃ’）使用材料がＡＢＳの場合 シリンダー温度：２４０℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 加圧ガスの圧力：１５０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００７１】上記成形品を肉眼にて判定したところ、い
ずれの樹脂においてもリブの位置に対応する反対面側に
光沢若しくは艶のむらが観察された。また、リブ部分に
形成された中空部１６は、特に結晶性樹脂であるＨＤＰ
Ｅ、ＰＡの場合も図９（ｂ）に示されるように、実施例
１における中空部１６よりもかなり大きいものであっ
た。中空部１８が実施例１における中空部１６と同様な
大きさとなるよう、加圧ガスの圧力を下げたり、加圧ガ
ス圧入を溶融樹脂充填後数秒後の遅延時間をかけて成形
を行ったところ、加圧ガスがリブ全体に行きわたらず、
該リブの反対面側の成形品表面にひけを生じた。成形品
外観の判定結果を表１に示す。

【００７２】

【表１】

【００７３】実施例２ 図１０に示されるような、箱形ＯＡ機器ハウジング形状
で、主要部厚み２．０ｍｍの成形品を成形した。内部ガ
スの注入及び背面ガスの圧入とガスシールは、図１で説
明したものと同様とした。また、パーティング面の形態
は図２に示した形態とした。

【００７４】ｈ，ｉのリブの厚みは、それぞれ２ｍｍと
４ｍｍである。

【００７５】成形材料はポリアセタール（ＰＯＭ）と
し、キャビティ容積に比して過量（１０４容量％）の成
形材料を射出した後、まず溶融樹脂と金型内に背面ガス
を圧入し、次いで溶融樹脂内部に別経路から内部ガスを
注入することで成形品を成形した。成形条件を以下に示
す。

【００７６】 使用材料 ：ＰＯＭ シリンダー温度：２００℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 背面ガスの圧力：１５０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 内部ガスの圧力：１４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 上記成形品意匠面の外観の評価結果を表２に示す。

【００７７】比較例３ 実施例２と同じ金型、同じ樹脂をそれぞれ用いて通常の
射出成形を行った。成形条件を以下に示す。

【００７８】 使用材料 ：ＰＯＭ シリンダー温度：２００℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 上記成形品外観は、肉眼にて判定し、更にリブと反対側
の意匠面のひけを測定した。測定結果を表２に示す。

【００７９】比較例４ 背面ガスの圧入は行わずに、内部ガスの注入のみを行っ
た。内部ガスの注入は、ランナー内に突出した中空ピン
を設けてそこからリブ内に注入することで行った。その
他は、実施例２と同じ金型、同じ樹脂をそれぞれ用いて
通常のガスアシスト成形を行った。成形条件を以下に示
す。

【００８０】 使用材料 ：ＰＯＭ シリンダー温度：２００℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 内部ガスの圧力：１４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 上記成形品外観は、肉眼にて判定し、更にリブと反対側
の意匠面のひけを測定した。測定結果を表２に示す。

【００８１】

【表２】

【００８２】実施例３ 図１１に示されるような、箱形ＯＡ機器ハウジング形状
で、主要部厚み２．５ｍｍの成形品を成形した。内部ガ
スの注入及び背面ガスの圧入とガスシールは、図１で説
明したものと同様とした。また、パーティング面の形態
は図２に示した形態とした。

【００８３】ｈ，ｉのリブの厚みは、それぞれ２．５ｍ
ｍと４ｍｍで、ボスｊは外径１２ｍｍ、内径３ｍｍ、高
さ１０ｍｍの円筒形とした。

【００８４】成形材料はＨＩＰＳとし、キャビティ容積
に比して過量（１０４容量％）の成形材料を射出した
後、直ちに、溶融樹脂と金型キャビティとの間に背面ガ
スを圧入し、次いで厚肉リブｈ，ｉと厚肉ボスｊの溶融
樹脂の内部に内部ガスを注入することで成形品を成形し
た。この際、厚肉ボス樹脂内への内部ガスの注入は、ボ
ス内部の穴ｋを形成するコアピン部分にガスニードルを
設けて行った。成形条件を以下に示す。

【００８５】 使用材料 ：ＡＢＳ シリンダー温度：２４０℃ 射出圧力 ：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 背面ガスの圧力：１５０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 内部ガスの圧力：１４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力） 得られた成形品は、肉眼でひけは確認できず、光沢や艶
のむらもない良好なものであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる金型の一例を示す断面図であ
る。

【図２】大気開放経路の形成位置の他の例を示す断面概
略図である。

【図３】大気開放経路の形成位置の他の例を示す断面概
略図である。

【図４】ガス圧入ピン回りの拡大断面図である。

【図５】本発明におけるガスシール作用とひけ防止作用
の説明図である。

【図６】本発明を適用するに適した厚肉部の説明図であ
る。

【図７】本発明に用いる金型の他の例を示す断面図であ
る。

【図８】実施例１、比較例１及び２で成形した成形品の
概略図である。

【図９】実施例１及び比較例２で成形した成形品におけ
る中空部の状態を示す断面図である。

【図１０】実施例２、比較例３及び４で成形した成形品
の概略図である。

【図１１】実施例３で成形した成形品の概略図である。

【符号の説明】

１ 金型 ２ 固定側金型 ３ 移動側金型 ４ キャビティ ４ａ，４ｂ キャビティ面 ５ 大気開放経路 ６ エジェクタピン ７ａ〜７ｅ Ｏリング ８ ガス圧入ピン ９ａ，９ｂ バルブ １０ａ、１０ｂ ガス導入路 １１ ゲート １２ ガス注入ニードル １３ 孔 １４ リブ １４’ リブ近傍 １５ 側壁部 １６ 中空部 １７ 突き出しプレート １８ 密封室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚肉部を有する成形品の射出成形におい
   て、溶融樹脂をキャビティ内に射出し、成形品の片面と
   それに対応するキャビティ面との間に加圧ガスを圧入し
   て、成形品の他面をそれに対応するキャビティ面に押し
   付けると共に、前記加圧ガスによって成形品の他面がそ
   れに対応するキャビティ面に押し付けられた状態で、成
   形品内部に加圧ガスを注入することを特徴とするガス併
   用射出成形方法。
2. 【請求項２】 溶融樹脂が結晶性樹脂であることを特徴
   とする請求項１のガス併用射出成形方法。