(57)【要約】【課題】射出成形体の外観不良（トラシマ等）を抑制する射出成形方法を提供する。【解決手段】射出成形金型のキャビティ内にガスを導入して加圧した後、該キャビティ内に樹脂材料を射出して射出成形体を得る工程を有する射出成形方法。例えば、そのガスの酸素含有率は２１％以上であり、ガスを導入して加圧する際の圧力は０.１５ＭＰａ以上である。また、この射出成形方法により得られる成形体は発泡成形体ではなく、通常はソリッド射出成形体である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形金型のキャビティ内にガスを導入して加圧した後、該キャビティ内に樹脂材料を射出して射出成形体を得る工程を有する射出成形方法。
【請求項２】
ガスの酸素含有率が２１％以上であり、ガスを導入して加圧する際の圧力が０.１５ＭＰａ以上である請求項１に記載の射出成形方法。
【請求項３】
射出成形体がソリッド射出成形体である請求項１又は２に記載の射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形体の外観不良（トラシマ等）を抑制する射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の射出成形によって得られる製品には、その成形時にフローマークと呼ばれる外観不良が発生する場合がある。このフローマークには様々な態様があり、その態様の中には、例えばタイガーマーク、タイガーストライプ、トラシマと呼ばれる縞状の外観不良もある。そして、表面に塗装や加飾を施さない製品においては、そのような外観不良は致命的な問題となる。
【０００３】
例えばトラシマ等の外観不良について、たとえ成形条件を調整しても通常は外観不良の著しい改善効果が得られないので、使用する樹脂材料の組成を工夫して改善する必要がある。しかし、樹脂材料の組成の変更は煩雑であり、また組成の自由度が制限されることは製品に対する多様な物性要求に対応する為の組成調整の点からも好ましくない。
【０００４】
一方、通常の射出成形ではなく、発泡成形においてはカウンタープレッシャーにより発泡成形体の外観不良を抑制する方法が知られている。
【０００５】
特許文献１には、予めシール金型内を大気圧以上のエアーを用いて加圧（カウンタープレッシャー）し、加圧した状態を保持しつつ、発泡性を有する溶融混練樹脂を射出し、発泡成形する方法が記載されている。そして、この方法によれば発泡成形体の表面のシルバー・ストリークやスワール・マークの発生が回避されると説明されている。
【０００６】
特許文献２にも、予め金型内にカウンタープレッシャーをかける方法が記載されている。そして、この方法によればシルバーと呼ばれる外観不良が発生しにくく、また、加圧ガス体により発泡樹脂の表面上でのコア生成が抑えられ、成形品表面には未発泡状態のスキン層が形成され、外観品質の低下を抑制できると説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２７０９５１号公報
【特許文献２】特開２００５−２８８７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２は発泡成形に関するものであり、射出成形におけるトラシマ等の外観不良を改善する為の方法ではない。また、これらに記載されているカウンタープレッシャー法は、発泡により金型内が昇圧することを前提とし、コアバック等の発泡調整工程を有する発泡成形に対して適用する技術である。すなわち、このカウンタープレッシャー法は、そもそも発泡の必要が無い一般的な射出成形に対して適用することは何ら想定されていない。
【０００９】
そして本発明の目的は、射出成形体の外観不良（トラシマ等）を抑制する射出成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、射出成形金型のキャビティ内に樹脂材料を射出する前に、そのキャビティ内にガスを導入して加圧することが非常に有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の事項により特定される。
【００１１】
［１］射出成形金型のキャビティ内にガスを導入して加圧した後、該キャビティ内に樹脂材料を射出して射出成形体を得る工程を有する射出成形方法。
【００１２】
［２］ガスの酸素含有率が２１％以上であり、ガスを導入して加圧する際の圧力が０.１５ＭＰａ以上である［１］に記載の射出成形方法。
【００１３】
［３］射出成形体がソリッド射出成形体である［１］又は［２］に記載の射出成形方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、射出成形金型のキャビティ内に樹脂材料を射出する前に、そのキャビティ内にガスを導入して加圧するので、射出成形体の外観不良（トラシマ等）を抑制できる。その結果、必ずしも樹脂材料の組成を変更する必要は無く、組成の自由度は特に制限されない。また、事前に加圧すること以外は従来の成形条件と同様の条件で成形することも可能であり、外観不良を簡便な方法で抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例及び比較例において、光源照射角度２０°で測定した鏡面グロスを示すグラフである。
【図２】実施例及び比較例において、光源照射角度６０°で測定した鏡面グロスを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の射出成形方法は、射出成形金型のキャビティ内にガスを導入して加圧した後、そのキャビティ内に樹脂材料を射出して射出成形体を得る工程を有する方法である。
【００１７】
本発明に用いる射出成形金型は、キャビティ内にガスを導入して加圧することが可能な金型であれば良く、カウンタープレッシャー法に使用可能なことが知られている従来の各種金型を用いることができる。その金型は、例えば、導入ガスしたガスの漏れを抑制する為のシール構造を有することが好ましい。ガスを導入する為の配管の種類や位置は所望に応じて適宜決定すれば良い。また導入したガスは、射出成形完了後の型開きの段階で排出されても良いし、射出成形完了後であるが型開きの前に事前にキャビティから排出しても良い。
【００１８】
ガスを導入して加圧する際の圧力は特に限定されず、キャビティの形状やサイズ、樹脂材料の種類、成形条件などの諸項目に応じて適宜決定すれば良い。その圧力は、好ましくは０.１５ＭＰａ以上、より好ましくは０.２ＭＰａ以上、特に好ましくは０.４ＭＰａ以上である。
【００１９】
導入するガスの種類は特に限定されず、例えば、空気、Ｎ２、ＣＯ２等のガスを使用できる。特に、ガスの酸素含有率が２１％以上であること、すなわちガスとして空気を使用することが好ましい。
【００２０】
その他の射出成形条件は特に限定されず、従来の射出成形条件と同様の条件で実施することができる。例えば、成形時の金型温度は通常は３０〜５０℃であり、射出時間は通常は１〜５秒である。
【００２１】
本発明は射出成形方法であるから、特許文献１及び特許文献２に記載のような発泡成形とは異なる方法である。すなわち射出成形方法においては、樹脂材料を発泡させる必要はない。射出成形により得られる成形体は、通常、ソリッド射出成形体（発泡していない成形体）と言われている。そして発泡成形と射出成形では、成形時に流動する樹脂材料の挙動が大きく異なるので、フローマーク発生を抑制する技術として一方に有効な方法であっても必ずしも他方にも有用であると言うことはできない。
【００２２】
本発明に用いる樹脂材料の種類は特に限定されないが、通常は熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂組成物である。熱可塑性樹脂としては、例えば、プロピレン系重合体やエチレン系重合体等のオレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、アミド系樹脂、アクリル系樹脂、エーテル系樹脂、エステル系樹脂、塩化ビニル系樹脂が挙げられる。
【００２３】
熱可塑性樹脂組成物の種類は特に限定されないが、プロピレン系重合体を含む熱可塑性樹脂組成物が好ましい。プロピレン系重合体の具体例としては、ホモポリプロピレン、プロピレンとエチレンまたは他のα−オレフィン（炭素原子数４〜８）とのランダム共重合体もしくはブロック共重合体が挙げられる。ブロック共重合体は、まずプロピレンを重合し、次いでエチレンまたはα−オレフィンとプロピレンとを重合することにより製造できる。プロピレン系重合体を含む熱可塑性樹脂組成物は、必要に応じてプロピレン系重合体以外の重合体を含んでいても良い。
【００２４】
プロピレン系重合体としては、特にプロピレン・エチレンブロック共重合体が好ましい。プロピレン・エチレンブロック共重合体の２３℃・ｎ−デカン可溶分量は、好ましくは５質量％以上１５質量％以下、より好ましくは７質量％以上１３質量％以下である。この２３℃・ｎ−デカン可溶分量は、サンプル５ｇにｎ−デカン２００ｍｌを加え、１４５℃で３０分間加熱溶解し、その後３時間かけて２３℃まで冷却し、冷却後に溶解している成分の割合である。
【００２５】
プロピレン系重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは１０ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下である。
【００２６】
本発明においては、特に、樹脂成分としてポリプロピレン系重合体１００質量部に対して、エチレン・α−オレフィン共重合体やエチレン・α−オレフィン・ジエン共重合体等の共重合体１０質量部以上１００質量部未満と、顔料および／または無機充填材を所望量配合した樹脂組成物が好ましい。この樹脂組成物には、必要に応じて添加剤を添加しても良い。
【００２７】
エチレン・α−オレフィン共重合体を構成するα−オレフィンとしては、炭素原子数３〜１０のα−オレフィンが好ましい。その具体例としては、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテン等が挙げられる。エチレン・α−オレフィン共重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは０.５ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分未満、より好ましくは１.５ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分未満である。
【００２８】
エチレン・α−オレフィン・ジエン共重合体を構成するα−オレフィンとしては、炭素原子数３〜１０のα−オレフィンが好ましい。その具体例としては、プロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン、１−オクテンが挙げられる。また、ジエンの具体例としては、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−プロピリデン−２−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、５−ビニル−２−ノルボルネンが挙げられる。エチレン・α−オレフィン・ジエン共重合体のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、好ましくは０.４ｇ／１０分未満、より好ましくは０.０５／１０分以上０.３５ｇ／１０分以下である。
【００２９】
特に本発明は、顔料および／または無機充填材を配合した熱可塑性樹脂組成物の成形に非常に有用である。無機充填剤の種類は特に限定されず、公知の無機充填剤を使用できる。その具体例としては、タルク、クレー、炭酸カルシウム、マイカ、けい酸塩類、炭酸塩類、ガラス織維等が挙げられる。無機充填剤は１種単独で、あるいは２種以上組み合わせて使用できる。中でも、タルク、炭酸カルシウムが好ましく、タルクがより好ましい。タルクの平均粒径は、好ましくは１〜５μｍ、より好ましくは１〜３μｍである。無機充填剤は１種単独で用いても、２種以上を併用しても良い。無機充填剤の配合量は、樹脂成分（例えば、ポリプロピレンとエチレン・α−オレフィン共重合体やエチレン・α−オレフィン・ジエン共重合体等の共重合体）の合計１００質量部に対して、通常は０質量部以上４０質量部以下、好ましくは１質量部以上３０質量部以下、より好ましくは５質量部以上２５質量部以下である。
【００３０】
顔料の種類は特に限定されず、公知の顔料を使用できる。その具体例としては、金属の酸化物、硫化物、硫酸塩等の無機顔料；フタロシアニン系、キナクリドン系、ベンジジン系等の有機顔料等が挙げられる。顔料は１種単独で、あるいは２種以上組み合わせて使用できる。顔料の配合量は、樹脂成分（例えば、ポリプロピレンとエチレン・α−オレフィン共重合体やエチレン・α−オレフィン・ジエン共重合体等の共重合体）の合計１００質量部に対して、通常は０.０１質量部以上２質量部以下、好ましくは０.０５質量部以上２質量部以下である。
【００３１】
本発明に用いる樹脂組成物は、必要に応じて、酸化防止剤、耐光安定剤、脂肪酸金属塩、耐熱安定剤、帯電防止剤、耐候安定剤、老化防止剤、軟化剤、分散剤、充填剤、着色剤、滑剤等の添加剤を含有しても良い
【００３２】
以上説明した樹脂組成物は、樹脂成分および必要に応じて用いられる添加剤を、例えばバリーミキサー、単軸押出機、２軸押出機、高速２軸押出機等の混合装置により混合または溶融混練して得ることができる。
【実施例】
【００３３】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。
【００３４】
＜装置及び条件＞
実施例および比較例において用いた装置及び条件は以下の通りである。
・射出成形機：（宇部興産機械(株)製、MD850S-III型）
・金型：ドアトリム型(キャビティサイズ＝縦９４２ｍｍ、横４３２ｍｍ、厚さ２ｍｍ)
・ゲート：ダイレクトゲート  ４点
・シリンダ-温度＝２１０℃、金型温度＝４０℃
・射出時間＝２秒、保圧時間＝８秒、冷却時間＝４０秒
【００３５】
＜成形材料＞
実施例および比較例において用いた成形材料としては、特開２００９−０４６６９１号公報の実施例１の樹脂組成物を使用した。
【００３６】
＜実施例１＞
射出成形機のキャビティ内に空気（酸素含有率２１％）を導入して０.２ＭＰａに加圧（カウンタープレッシャー）した後、溶融状態の熱可塑性樹脂組成物をキャビティ内に射出し、ソリッド射出成形体を得た。
【００３７】
＜実施例２＞
ガス圧力を０.５ＭＰａに変更したこと以外は、実施例１と同様にしてソリッド射出成形体を得た。
【００３８】
＜比較例１＞
カウンタープレッシャーを行わなかったこと以外は、実施例１と同様にしてソリッド射出成形体を得た。
【００３９】
実施例及び比較例で得た各成形体に対して、以下の鏡面グロス測定（光源照射角度２０°及び６０°）を行った、結果を表１に示す。なお、図１及び２はその測定結果を示すグラフである。
【００４０】
［鏡面グロス測定］
ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１規格に準拠して鏡面グロス測定を行った。
【００４１】
この測定においては、成形体のゲート位置から端部方向に９０ｍｍ離れた箇所を測定位置［１］とし、そこからさらに端部方向を５ｍｍ間隔で区切って、合計７か所の測定位置［１］〜［７］の鏡面グロスを測定した。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１に示す結果から明らかなように、実施例１及び２では、測定位置［１］〜［７］の全てにおいてグロスが低く、トラシマ等の外観不良はほとんど発生しなかった。特に、実施例１よりもカウンタープレッシャー圧が高い実施例２においては、よりグロスが低かった。
【００４４】
一方、カウンタープレッシャーを行わなかった比較例１では、測定位置［１］〜［７］の全てにおいてグロスが高く、トラシマが観察された。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の射出成形方法は、従来から知られる様々な射出成形体を製造する為の方法として有用である。特に、自動車、家電製品、容器などに代表される日用雑貨の分野において表面に塗装や加飾を施されず、かつ高い意匠性の要求される部品を製造する為の方法として非常に有用である。
【図１】
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【図２】
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