(57)【要約】【課題】射出成形のプロセスを全体的に把握できるようにする。【解決手段】射出成形機４０及び金型５０を用いて材料１００樹脂を射出成形する際に発生するガスの分析する方法であって、射出成形機４０及び／又は金型５０において、射出成形機４０への樹脂供給段階から、金型５０からの成形品の取出段階までの間の、２箇所以上の位置において、発生ガスしたガスをそれぞれ捕集する工程と、前記２箇所以上の位置においてそれぞれ捕集したガスを、それぞれ定量的及び／又は定性的に分析する工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形機及び金型を用いて樹脂を射出成形する際に発生するガスの分析方法であって、
成形機及び／又は金型において、成形機への樹脂供給段階から、金型からの成形品取出段階までの間の、２箇所以上の位置において、発生ガスしたガスをそれぞれ捕集する工程と、
前記２箇所以上の位置においてそれぞれ捕集したガスを、それぞれ定量的及び／又は定性的に分析する工程と
を含む方法。
【請求項２】
前記２箇所以上の位置における付着物を分析する工程をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記分析する工程は、前記２箇所以上の位置でそれぞれ捕集したガスについて、経時的な変化を分析する請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
成形機及び金型を用いて樹脂を射出成形する際に発生するガスの分析装置であって、
成形機及び／又は金型において、成形機への樹脂供給段階から、金型からの成形品取出段階までの間の、２箇所以上の位置において、発生ガスしたガスをそれぞれ捕集する捕集手段を含む装置。
【請求項５】
前記捕集手段によって、前記２箇所以上の位置においてそれぞれ捕集したガスを、それぞれ定量的及び／又は定性的に分析する分析手段をさらに含む請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記分析手段は、ガスクロマトグラフィーである請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記捕集手段は、多孔質のトラップである請求項４から６のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形のプロセスにおいて発生するガスを分析するガス分析方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂組成物の射出成形においては、通常、樹脂を劣化させないように、加工温度は当該樹脂組成物のベースとなる樹脂の融点（または流動可能温度）から熱分解温度までの範囲内に設定されている。しかしながら、種々の要因によって成形機内で樹脂組成物が分解することがある。樹脂組成物の分解は、樹脂自体の劣化による物性低下の問題を引き起こすのみならず、分解ガスの発生による成形品の外観の悪化や加工性の低下等の種々の問題を生じさせる。従来、このような樹脂組成物の分解ガスを評価するためには、樹脂組成物自体をペレット等の状態で加熱して、発生するガスを分析するといった手法が用いられている。また、射出成形のプロセスにおける樹脂組成物の状態を評価するために、成形中に樹脂組成物から発生したガスを捕集又は分析する技術が提供されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、金型のキャビティに気体量測定器を接続して、金型に材料を注入して測定値を積算することが記載されている。特許文献２には、成形用金型内に充填された合成樹脂から発生するガスに含まれる揮発性物質量を測定することが記載されている。特許文献３には、成形機の材料供給部を通じて成形材料から発生するガス状物質を吸引することが記載されている。このように、従来のガスの捕集や分析は、金型に材料を注入する段階や成形機に材料を供給する段階など、ある一つの段階で行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−４０３９０号公報
【特許文献２】特開２０１１−２４７６８２号公報
【特許文献３】特開２０１０−２３２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
射出成形における樹脂の劣化を防止するために、成形機への材料投入から金型からの成形品の取出しまでのプロセスにおいて発生するガスを全体的に把握し、適切な対策を施すことが求められている。
【０００６】
本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、射出成形のプロセスにおいて発生するガスを全体的に把握できるようなガス分析方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するために、本出願に係るガス分析方法は、成形機及び金型を用いて樹脂を射出成形する際に発生するガスの分析方法であって、成形機及び／又は金型において、成形機への樹脂供給段階から、金型からの成形品取出段階までの間の、２箇所以上の位置において、発生したガスをそれぞれ捕集する工程と、２箇所以上の位置においてそれぞれ捕集したガスを、それぞれ定量的及び／又は定性的に分析する工程とを含む。
【０００８】
ガスを捕集する位置における付着物を分析する工程をさらに含んでもよい。分析する工程は、２箇所以上の位置でそれぞれ捕集したガスについて、経時的な変化を分析してもよい。さらに、ガスを捕集するそれぞれの位置において、連続成形時の発生ガスの経時的な変化を分析してもよい。
【０００９】
本出願に係るガス分析装置は、成形機及び金型を用いて樹脂を射出成形する際に発生するガスの分析装置であって、成形機及び／又は金型において、成形機への樹脂供給段階から、金型からの成形品取出段階までの間の、２箇所以上の位置において、発生したガスをそれぞれ捕集する捕集手段を含む。
【００１０】
捕集手段によって、２箇所以上の位置においてそれぞれ捕集したガスを、それぞれ定量的及び／又は定性的に分析する分析手段をさらに含んでもよい。分析手段は、ガスクロマトグラフィーでもよい。捕集手段は、バッグやボトル等の単純な容器を用いてもよいし、化学吸着あるいは多孔質や不織布のような物理吸着によるトラップを用いてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、射出成形のプロセスを全体的に把握して適切な対策を施すことにより、射出成形における樹脂の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態のガス分析装置の構成の例を示す図である。
【図２】ガス捕集容器の例を示す図である。
【図３】本実施の形態のガス分析方法の一連の工程を示すフローチャートである。
【図４】第１変形例のガス分析装置の構成を示す図である。
【図５】第２変形例のガス分析装置の構成を示す図である。
【図６】第３変形例のガス分析装置の構成を示す図である。
【図７】比較例のガス分析装置の構成を示す図である。
【図８】第１実施例の排出ガスの時間変化を示すグラフである。
【図９】第２実施例の排出ガスの時間変化を示すグラフである。
【図１０】第３実施例の排出ガスの時間変化を示すグラフである。
【図１１】第４実施例の金型に発生した付着物の重量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、ガス分析方法及び装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施の形態のガス分析装置の概略的な構成の例を示す図である。本実施の形態のガス分析装置は、本実施の形態の射出成形機４０及び金型５０に対応するように構成されている。
【００１４】
本実施の形態の射出成形機４０は、インラインスクリュー式であって、略水平方向に延びたシリンダ４１、シリンダ４１に内蔵されたスクリュ４６、及びスクリュ４６を回転駆動等する図示しない駆動機構を有している。シリンダ４１には、ホッパ４２、バンドヒータ４７、ガスベントノズル４３及びノズル４４が設けられている。ガスベントノズル４３には、シリンダ４１が延びた方向に複数のドーナツ状の円板４８が積層され、ガスを通して排出するための間隙が形成されている。
【００１５】
金型５０は、内部にキャビティ５３を有する固定された第１金型５１、及び第１金型５１に対応する可動の第２金型５２を有している。第１金型５１には、キャビティ５３の温度、圧力等を測定するセンサ５５が設けられている。なお、本明細書でいうキャビティ５３は、金型５０のゲートからスプルー、ランナーを経由して成形品本体部（狭義のキャビティ）までを含む領域全体を意味する。第２金型５２には、キャビティ５３からガスを排出する金型ベント５４が設けられている。金型ベント５４は、多孔質の材料又は細孔から形成されている。
【００１６】
射出成形機４０において、ホッパ４２に貯えられたペレット状の材料１００は、自重により落下してホッパ４２の直下にあるシリンダ４１に供給される。シリンダ４１は、バンドヒータ４７によって所定温度に加熱されている。シリンダ４１に供給された材料１００は、回転するスクリュ４６によって搬送されながら、バンドヒータ４７による加熱及びスクリュ４６の回転による剪断発熱によって溶融されつつスクリュ４６によって混練され、さらにスクリュ４６の前進によってノズル４４から射出されて金型５０に注入される。金型５０に注入された材料１００は、金型５０のキャビティ５３に充填され、固化された後で金型５０から成形品として取り出される。
【００１７】
ホッパ４２からシリンダ４１に供給された材料１００は、シリンダ４１内で溶融される際にガスを発生する。このガスは、ホッパ４２を介してシリンダ４１から排出される。ホッパ４２に排出されたホッパ排出ガスは、ホッパ４２から第１真空ポンプ３１に至る第１排気路２１を通って排気される。ホッパ４２から排出されるガスの成分によっては、ホッパ４２及び第１排気路２１には固形状の付着物が発生しうる。
【００１８】
ホッパ４２からのホッパ排出ガスの捕集には、「減圧可塑化」や「真空可塑化」といった呼称で市販されている各種のガス抜き装置を使用してもよい。このような装置としては、例えば、株式会社ハルナの「エコマック」、住友重機械工業株式会社の「ＡＬＦＩＮ  ＩＩ」、株式会社名機製作所の「バクメルタ」などが知られている。ホッパ排出ガスは、ホッパ４２からこのようなガス抜き装置を介して第１排気路２１に流してもよい。
【００１９】
ホッパ４２からシリンダ４１に供給された材料１００がシリンダ４１内で溶融される際に発生するガスは、ホッパ４２に代わって、シリンダ４１の後端部から捕集してもよい。例えば、シリンダ４１の後端部にベントが設けられている場合には、このようなベントを通じてガスが捕集されてもよい。
【００２０】
ホッパ４２から排出されたホッパ排出ガスを排気する第１排気路２１は、第１真空ポンプ３１に接続することに代わって、例えばシリンジを接続して吸引してもよく、ベンチュリ効果を利用した負圧で吸引してもよい。また、第１排気路２１は、真空や減圧により能動的に吸引することに代えて、排出されたものをそのまま受動的にトラップするようにしてもよい。シリンジを接続して吸引したり、ベンチュリ効果を移用した負圧で吸引したり、排出したものをそのまま受動的にトラップするようにした排気路については、これらの間で相互に入れ替えたり、真空ポンプを接続したり、組み合わせたりしてもよい。このような排気路の態様は、第１排気路２１の他の排気路についても同様である。
【００２１】
スクリュ４６によってシリンダ４１内を搬送される材料１００は、溶融混練時の熱によって次第にガスを発生する。このガスは、シリンダ４１においてノズル４４の上流側に設けられたガスベントノズル４３を介してシリンダ４１から排出される。ガスベントノズル４３から排出されたノズル排出ガスは、ガスベントノズル４３から第２真空ポンプ３２に至る第２排気路２２を通って排気される。ガスベントノズル４３から排出されるガスの成分によっては、ガスベントノズル４３及び第２排気路２２には固形状の付着物１０１が発生しうる。
【００２２】
射出成形機４０から射出されて金型５０に注入され、金型５０のキャビティ５３に充填された材料１００はゲート部やキャビティの薄肉部を通過する際の剪断発熱によってガスを発生する。このガスは、金型５０に形成された金型ベント５４を介してキャビティ５３から排出される。金型ベント５４から排出された金型排出ガスは、金型ベント５４から第３真空ポンプ３３に至る第３排気路２３を通って排気される。金型ベント５４から排出されるガスの成分によっては、金型ベント５４及び第３排気路２３には固形状の付着物１０１が発生しうる。
【００２３】
本実施の形態のガス分析装置は、本実施の形態の射出成形機４０及び金型５０に対応するものであって、射出成形機４０のホッパ４２から排出されたホッパ排出ガスを捕集するために、ホッパ排出ガスを流す第１排気路２１に設けたホッパ排出ガス捕集管１１を有していてもよい。ホッパ排出ガス捕集管１１は、第１排気路２１の先端に設けてもよいし、ホッパ４２から第１真空ポンプ３１に至る第１排気路２１の途中に設けてもよい。ホッパ排出ガス捕集管１１は、例えば、ガラス管であってもよいし、ガラス管内にガスを物理的あるいは化学的に吸着するような物質を充填したものでもよい。物理的に吸着する物質としては、例えば多孔質や不織布を用いてもよい。
【００２４】
また、ガス分析装置は、射出成形機４０のガスベントノズル４３から排出されたノズル排出ガスを捕集するために、ノズル排出ガスを流す第２排気路２２に設けたノズル排出ガス捕集管１２を有していてもよい。ノズル排出ガス捕集管１２も、例えば、ガラス管であってもよいし、ガラス管内にガスを物理的あるいは化学的に吸着するような物質を充填したものでもよい。物理的に吸着する物質としては、例えば多孔質や不織布を用いてもよい。
【００２５】
さらに、ガス分析装置は、金型５０の金型ベント５４から排出された金型排出ガスを捕集するために、金型排出ガスを流す第３排気路２３に設けた金型排出ガス捕集管１３を有していてもよい。金型排出ガス捕集管１３も、例えば、ガラス管であってもよいし、ガラス管内にガスを物理的あるいは化学的に吸着するような物質を充填したものでもよい。物理的に吸着する物質としては、例えば多孔質や不織布を用いてもよい。
【００２６】
図２は、ガス捕集容器の例を示す図である。本実施の形態のガス分析装置においては、ホッパ排出ガスを捕集するためのホッパ排出ガス捕集管１１、ノズル排出ガスを捕集するためのノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガスを捕集するための金型排出ガス捕集管１３を使用しているが、これらに変えて他のガス捕集容器を使用してもよい。
【００２７】
ガス捕集容器には、例えば、図２（ａ）に示すフッ化ビニール製ガス捕集袋、図２（ｂ）に示すコック付きアルミニウムバッグ及び図２（ｃ）に示すガラス製ガス採取容器のいずれかを使用してもよい。例えば、ホッパ排出ガス捕集管１１、ノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガス捕集管１３のいずれか一つ、複数又は全部をこれらのガス捕集容器のいずれかに換えてもよい。これらのガス捕集容器についても、ガス捕集管と同様に、ガスを物理的あるいは化学的に吸着するような物質を充填したものでもよい。
【００２８】
なお、図２（ｄ）には、本実施の形態で採用したガス捕集管をシリンジに取り付けた態様を示している。ガス捕集管は、シリンジ内に格納されたガスを流すことで、管内に充填された多孔質の物質にガスを吸着させて捕集してもよい。ガス捕集管は、図２（ａ）のガス捕集袋、図２（ｂ）のアルミニウムバッグ及び図２（ｃ）のガス採取容器と比べて、最も効率よくガスを捕集することができる。
【００２９】
本実施の形態のガス分析装置は、ホッパ排出ガス捕集管１１、ノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガス捕集管１３で捕集したガスを定性的及び／又は定量的に分析する分析装置を有している。分析装置は、公知のガス分析装置を用いることができ、例えばガスクロマトグラフィーであってもよく、イオンクロマトグラフィーであってもよく、フーリエ変換赤外分光装置（ＦＴ−ＩＲ）であってもよい。
【００３０】
さらに、ホッパ排出ガス捕集管１１、ノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガス捕集管１３それぞれに替えて、第１排気路２１、第２排気路２２、第３排気路２３のそれぞれを、各種分析装置に直接接続する方法も用いることができる。例えば、いわゆるガス検知管を用いた分析器具を各排気路に直接接続することで、発生ガスを成形現場で即時に測定することができる。ガス検知管としては、例えば株式会社ガステックなどから市販されているものを用いることができる。
【００３１】
なお、本実施の形態の射出成形機４０においては、ノズル排出ガスを排出するためにノズル４４の上流側にガスベントノズル４３を設けたが、ガスベントノズル４３に代えて、ガス排気路を有するシャットオフノズルを使用してもよい。
【００３２】
また、本実施の形態の金型５０においては、金型ベント５４から排出されたガスを捕集することに代わって、多孔質の駒を金型５０のキャビティ５３等の任意の箇所に設置したり、突出しピン自体を多孔質の材料で作成したりして、その背面からガスを捕集してもよい。また、パーティング部やスライド構造部、入れ駒等、金型を割ってある箇所ならどこでもその隙間からガスを捕集してもよい。さらに、ホットランナーのマニホールドやバルブにおいて、ガスベントノズルやシャットオフノズルと同様にガスを捕集してもよい。
【００３３】
図３は、本実施の形態のガス分析方法の一連の工程を示すフローチャートである。本実施の形態のガス分析方法は、本実施の形態のガス分析装置を用いて実施してもよい。最初のステップＳ１においては、射出成形機４０及び金型５０にガス捕集管を取り付け、射出成形機４０及び金型５０においてガスが排出される箇所からガスを捕集する。
【００３４】
本実施の形態においては、射出成形機４０のホッパ４２から排出されたホッパ排出ガスを捕集するために、ホッパ４２から第１真空ポンプ３１に至り、ホッパ４２から排出されたガスを流す第１排気路２１にホッパ排出ガス捕集管１１を設ける。ホッパ排出ガス捕集管１１には、第１排気路２１を流れるホッパ排出ガスの成分が捕集される。
【００３５】
また、射出成形機４０のガスベントノズル４３から排出されたノズル排出ガスを捕集するために、ガスベントノズル４３から第２真空ポンプ３２に至り、ガスベントノズル４３から排出されたガスを流す第２排気路２２にノズル排出ガス捕集管１２を設ける。ノズル排出ガス捕集管１２には、第２排気路２２を流れるノズル排出ガスの成分が捕集される。
【００３６】
さらに、金型５０の金型ベント５４から排出された金型排出ガスを捕集するために、金型ベント５４から第３真空ポンプ３３に至り、金型ベント５４から排出されたガスを流す第３排気路２３に金型排出ガス捕集管１３を設ける。金型排出ガス捕集管１３には、第３排気路２３を流れる金型排出ガスの成分が捕集される。
【００３７】
次のステップＳ２においては、ステップＳ１において射出成形機４０及び金型５０においてガスが排出される箇所から捕集したガスを分析する。第１排気路２１に設けられたホッパ排出ガス捕集管１１、第２排気路２２に設けられたノズル排出ガス捕集管１２及び第３排気路２３に設けられた金型排出ガス捕集管１３を取出し、それぞれのガス捕集管に捕集されたガスを定性的及び／又は定量的に分析する。なお、上述したように、ガス捕集管を介さず、ガス排気路に直接ガス検知管等のガス分析装置を取り付ける場合は、当該ガス分析装置により、ステップＳ１のガスの捕集も併せて行われる。
【００３８】
ガスの定性的及び／又は定量的な分析は、ガスクロマトグラフィー、イオンクロマトグラフィー、分散型赤外分光、フーリエ変換赤外分光（ＦＴ−ＩＲ）、近赤外分光（ＮＩＲＳ）、熱赤外分光（ＴＩＲ）、紫外可視分光（ＵＶ−Ｖｉｓ）、ラマン分光、旋光分析、蛍光分析、蛍光Ｘ線分析（ＸＲＦ）、核磁気共鳴（ＮＭＲ）、電子スピン共鳴（ＥＳＲ）、質量分析などの公知の分析手段によって実施してもよい。
【００３９】
また、ステップＳ２においては、射出成形機４０のホッパ４２及びガスベントノズル４３、金型ベント５４に発生した付着物１０１をそれぞれ捕集し、それぞれの付着物１０１を分析してもよい。付着物１０１は、ＦＴ−ＩＲなどの公知の分析手段によって定性的及び／又は定量的に分析してもよい。付着物１０１を捕集したガスと併せて分析することで、材料１００からの発生成分を全体として把握し、適切な対策を施してもよい。例えば、材料開発にフィードバックしてもよい。
【００４０】
ここで、ホッパ排出ガス捕集管１１、ノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガス捕集管１３を取出したり、ホッパ４２、ガスベントノズル４３及び金型ベント５４に発生した付着物１０１を捕集したりすることは、各捕集箇所において、例えば射出成形の１ショット目、１００ショット目、２００ショット目といったように、所定時間ごとに実施してもよいし、製造工程の一連のショットのバッチが終了してから実施してもよい。また、捕集したガスや付着物１０１は、上述のようにそれぞれの箇所について成分が時間的にどのように変化するかどうかを経時的に観察してもよいし、材料１００が成形工程を経るごとにどのような成分のガスや付着物１０１を発生するかどうか工程の進行に従って経時的に観察してもよい。さらに、捕集後のガスについて、一定時間放置した際の経時的な変化を観察してもよい。
【００４１】
本実施の形態のガス分析方法及び装置においては、射出成形機４０及び金型５０において、ホッパ４２から排出されたホッパ排出ガス、ガスベントノズル４３から排出されたベント排出ガス、及び金型ベント５４から排出された金型排出ガスを捕集して分析している。換言すると、ホッパ４２における材料１００のシリンダ４１への供給の工程、ノズル４４における材料１００の溶融及び剪断の工程、金型５０における材料１００の注入及び充填の工程において発生したガスをそれぞれ分析している。
【００４２】
本実施の形態のガス分析方法及び装置は、このような供給、溶融及び剪断、注入及び充填の各工程のみにおけるガスの捕集及び分析に限定されることはなく、射出成形機４０のホッパ４２における材料１００の供給の工程から金型５０からの成形品の取出しの工程までの２箇所以上の位置において発生したガスを捕集し、捕集したガスを分析するものであればよい。２箇所以上の位置は、材料１００の供給の工程から成形品の取出しの工程にまで至る一連の段階のいずれの箇所であってもよい。
【００４３】
このような一連の段階には、例えば、ホッパ４２からシリンダ４１へ材料１００を投入する供給工程、シリンダ４１の加熱とスクリュ４６による圧縮・剪断での発熱で材料１００を溶融する溶融・圧縮・剪断工程、溶融状態における材料１００の均質化のため混練しつつノズル４４側へ材料１００を送り込む搬送・混練工程、１ショット分の射出に必要な量の材料１００をシリンダ４１の先端（ノズル４４上流側）に溜める計量工程が含まれてもよい。ここで、溶融・圧縮・剪断工程をまとめて可塑化工程と称したり、供給工程から計量工程までも含めて可塑化工程と称したりしてもよい。
【００４４】
一連の段階には、計量した樹脂をノズル４４から金型５０内へ注入する射出工程、金型５０に充填した樹脂がシリンダ４１側へ逆流しないように、金型５０のゲート部が固化するまで材料１００を注入する向きに圧力を保持する保圧工程も含まれる。保圧工程においては、通常、射出で金型５０のキャビティ５３に８〜９割程度充填した時点で、射出による充填から圧力による充填に切り替えて、そのまま固化するまで保圧する。
【００４５】
一連の段階には、金型５０のゲート部で材料１００が固化すれば逆流はしないものの、成形品全体が固化していないと離型時に変形するおそれがあるため、成形品が固化するまで金型５０内で保持する冷却工程も含まれる。冷却工程において材料１００の固化を促すために、通常、金型５０には冷却水を循環させる温調回路などが設けられている。一般的には、この冷却工程の段階と同時にシリンダ４１側では次の射出ショットのための計量を行う。
【００４６】
一連の段階には、金型５０を開いて、突出しピンなどの機構により成形品を離型させる取出工程も含まれる。取出工程においては、吸盤や真空吸引機構などを持つロボットアームを用いて成形品を離形させる場合もある。なお、ガスの捕集及び分析を行う２箇所以上の位置は、材料１００の供給の工程から成形品の取出しの工程にまで至る一連の段階において、上記以外の所望の工程に適用してもよく、特定の工程中における２箇所以上の位置に適用してもよい。
【００４７】
（第１変形例）
図４は、第１変形例のガス分析装置を示す図である。第１変形例のガス分析装置は、第１変形例の射出成形機４０及び金型５０に対応するように構成されている。
【００４８】
第１変形例の射出成形機４０は、ホッパ４２にシャッタ４５が設けられてシリンダ４１内が真空又は窒素雰囲気に維持され、ホッパ４２からシリンダ４１に送られる材料１００の量がフィーダ４９によって制御される飢餓供給である点において本実施の形態の射出成形機４０と相違している。他の構成は、本実施の形態の射出成形機４０と同様である。第１変形例の射出成形機４０及び金型５０において、本実施の形態の射出成形機４０及び金型５０と対応する要素には同一の符号を付して対応関係を示すものとする。
【００４９】
射出成形機４０において、ホッパ４２に貯えられたペレット状の材料１００は、フィーダ４９によって送られ、所定の量が真空又は窒素雰囲気に保たれたシリンダ４１に供給される。シリンダ４１は、バンドヒータ４７によって所定温度に加熱されている。シリンダ４１に供給された材料１００は、回転するスクリュ４６によって搬送されながら、バンドヒータ４７による加熱及びスクリュ４６の回転による剪断発熱によって溶融されつつスクリュ４６によって混練され、さらにスクリュ４６の前進によってノズル４４から射出されて金型５０に注入される。金型５０に注入された材料１００は、金型５０のキャビティ５３に充填され、固化された後で金型５０から成形品として取り出される。
【００５０】
射出成形機４０のホッパ４２において、ホッパ排出ガスは、ホッパ４２に隣接して設けられたホッパ排出ガス捕集部１５によって捕集されている。ガスベントノズル４３から排出されたノズル排出ガスは、エア供給源３６からのエア流に合流点２８で合流する第２排気路２２によって排気されている。エア流との合流点２８においては、第２排気路２２からベンチュリ効果によってホッパ排出ガスを吸引してもよい。以下でも同様である。
【００５１】
第２排気路２２に設けられたノズル排出ガス捕集管１２にはラジエータ１９が取り付けられ、ノズル排出ガス捕集管１２を冷却している。金型５０においては、金型ベント５４から排出された金型排出ガスを流す第３排気路２３はシリンジ１４に接続され、金型排出ガスはシリンジ１４内に捕集されている。
【００５２】
第１変形例の射出成形機４０及び金型５０においては、本実施の形態のガス検出装置においてガスを捕集する捕集手段は、ホッパ排出ガスを捕集するホッパ排出ガス捕集部１５、ノズル排出ガスを捕集するノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガスを捕集するシリンジ１４によって構成してもよい。また、捕集したガスを定性的に及び／又は定量的に分析する分析手段には、図示しないガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手法を適用してもよい。
【００５３】
第１変形例の射出成形機４０及び金型５０においては、本実施の形態のガス検出方法におけるステップＳ１のガスの捕集の工程は、ホッパ排出ガス捕集部１５によってホッパ排出ガスを捕集し、ノズル排出ガス捕集管１２によってノズル排出ガスを捕集し、シリンジ１４によって金型排出ガスを捕集してもよい。また、ステップＳ２のガスの分析の工程は、ホッパ排出ガス捕集部１５、ノズル排出ガス捕集管１２及びシリンジ１４によってそれぞれ捕集されたガスについてガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段を用いて定性的及び／又は定量的に分析してもよい。また、ホッパ４２、ガスベントノズル４３及び金型ベント５４等で発生した付着物１０１をそれぞれ捕集して定性的及び／又は定量的に分析してもよい。
【００５４】
（第２変形例）
図５は、第２変形例のガス分析装置を示す図である。第２変形例のガス分析装置は、第２変形例の射出成形機４０及び金型５０に対応するように構成されている。
【００５５】
第２変形例の射出成形機４０は、ホッパ４２にシャッタ４５が設けられ、ホッパ４２からシリンダ４１に送られる材料１００の量がフィーダ４９によって制御される飢餓供給であり、シリンダ４１にガスを排出するためのシリンダベント３９が設けられている点において本実施の形態の射出成形機４０と相違している。他の構成は、本実施の形態の射出成形機４０と同様である。第２変形例の射出成形機４０及び金型５０において、本実施の形態の射出成形機４０及び金型５０と対応する要素には同一の符号を付して対応関係を示すものとする。
【００５６】
射出成形機４０において、ホッパ４２に貯えられたペレット状の材料１００は、フィーダ４９によって送られ、所定の量がシリンダ４１に供給される。シリンダ４１は、バンドヒータ４７によって所定温度に加熱されている。シリンダ４１に供給された材料１００は、回転するスクリュ４６によって搬送されながらバンドヒータ４７による加熱及びスクリュ４６の回転による剪断発熱によって溶融されつつスクリュ４６によって混練され、さらにスクリュ４６の前進によってノズル４４から射出されて金型５０に注入される。金型５０に注入された材料１００は、金型５０のキャビティ５３に充填され、固化された後で金型５０から成形品として取り出される。
【００５７】
射出成形機４０のホッパ４２において、ホッパ排出ガスは、ホッパ４２に隣接して設けられたホッパ排出ガス捕集部１５によって捕集されている。シリンダベント３９から排出されたガスは、図示しないシリンダ排出ガス捕集部１６によって捕集されている。ガスベントノズル４３から排出されたノズル排出ガスは、エア供給源３６からのエア流に合流点２８で合流する第２排気路２２によって排気されている。第２排気路２２に設けられたノズル排出ガス捕集管１２にはラジエータ１９が取り付けられ、ノズル排出ガス捕集管１２を冷却している。金型５０においては、金型ベント５４から排出された金型排出ガスを流す第３排気路２３はシリンジ１４に接続され、金型排出ガスはシリンジ１４内に捕集されている。
【００５８】
第２変形例の射出成形機４０及び金型５０においては、本実施の形態のガス検出装置においてガスを捕集する捕集手段は、ホッパ排出ガスを捕集するホッパ排出ガス捕集部１５、シリンダ排出ガスを捕集するシリンダ排出ガス捕集部１６、ノズル排出ガスを捕集するノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガスを捕集するシリンジ１４によって構成してもよい。また、捕集したガスを定性的に及び／又は定量的に分析する分析手段には、図示しないガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段を適用してもよい。
【００５９】
第２変形例の射出成形機４０及び金型５０においては、本実施の形態のガス分析方法におけるステップＳ１のガスの捕集の工程は、ホッパ排出ガス捕集部１５によってホッパ排出ガスを捕集し、シリンダ排出ガス捕集部１６によってシリンダ排出ガスを捕集し、ノズル排出ガス捕集管１２によってノズル排出ガスを捕集し、シリンジ１４によって金型排出ガスを捕集してもよい。また、ステップＳ２のガスの分析の工程は、ホッパ排出ガス捕集部１５、シリンダ排出ガス捕集部１６、ノズル排出ガス捕集管１２及びシリンジ１４によってそれぞれ捕集されたガスについてガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段を用いて定性的及び／又は定量的に分析してもよい。また、ホッパ４２、シリンダベント３９、ガスベントノズル４３及び金型ベント５４等で発生した付着物１０１をそれぞれ回収して定性的及び／又は定量的に分析してもよい。
【００６０】
なお、第２実施例の射出成形機４０に設けられたシリンダベント３９に代わって、シリンダ４１に発泡成形やガスアシスト成形でガスを注入するために用いたガス注入路をガス吸引路として用いてもよい。このガス注入路は、シリンダ４１の中心に管を配置したものであってもよい。
【００６１】
（第３変形例）
図６は、第３変形例のガス分析装置を示す図である。第３変形例のガス分析装置は、第３変形例の射出成形機４０及び金型５０に対応するように構成されている。
【００６２】
第３変形例の射出成形機４０は、プリプラ式であり、略水平方向に延びた第１シリンダ６１と、先端において第１シリンダ６１に連通するように、第１シリンダ６１に対して斜めに配置された第２シリンダ７１とを有している。
【００６３】
第１シリンダ６１には、第１シリンダ６１に内蔵されたプランジャ６２、プランジャ６２を前後等に駆動する図示しない駆動機構、バンドヒータ６３、ノズル６６の上流側にあって第１シリンダ６１内からガスを排出するガスベントノズル６５が設けられている。ガスベントノズル６５には、第１シリンダ６１の伸びる方向に複数のドーナツ状の円板６８が積層され、ガスを通す間隙が形成されている。第２シリンダ７１には、第２シリンダ７１に内蔵されたスクリュ７３、スクリュ７３を回転駆動等する図示しない駆動機構、ホッパ７２、バンドヒータ７４及び第２シリンダ７１内からガスを排出する第２シリンダベント７５が設けられている。ホッパ７２には、シリンダ４１の内部を窒素雰囲気等に維持するためのシャッタ７８と、ホッパ７２から第２シリンダ７１に所定量の材料１００を送るためのフィーダ７９が設けられている。
【００６４】
金型５０においては、金型ベント５４から排出された金型排出ガスを流す第３排気路２３はシリンジ１４に接続され、金型排出ガスはシリンジ１４内に捕集されている。他の構成は、本実施の形態の金型５０と同様であるため、同一の符号を用いて対応関係を明らかにする。
【００６５】
射出成形機４０において、第２シリンダ７１に設けられたホッパ７２に貯えられたペレット状の材料１００は、フィーダ７９によって送られ、所定の量が第２シリンダ７１に供給される。第２シリンダ７１は、バンドヒータ７４によって所定温度に加熱されている。第２シリンダ７１に供給された材料１００は、回転するスクリュ７３によって搬送されながらバンドヒータ７４による加熱及びスクリュ７３の回転による剪断発熱によって溶融されつつスクリュ７３によって混練され、連通孔６４を通じて第１シリンダ６１に供給される。第１シリンダ６１も、バンドヒータ６３によって所定温度に加熱されている。第１シリンダ６１内の溶融した材料１００は、プランジャ６２の前進によって射出されて金型５０に注入される。金型５０に注入された材料１００は、金型５０のキャビティ５３に充填され、固化された後で金型５０から成形品として取り出される。
【００６６】
第２シリンダ７１のホッパ７２において、ホッパ排出ガスは、ホッパ７２に隣接して設けられたホッパ排出ガス捕集部１５によって捕集されている。第２シリンダ７１の第２シリンダベント７５から排出されたガスは、図示しないシリンダ排出ガス捕集部１６によって捕集されている。第１シリンダ６１のガスベントノズル６５から排出されたノズル排出ガスは、エア供給源３６からのエア流に合流点２８で合流する第２排気路２２によって排気されている。第２排気路２２に設けられたノズル排出ガス捕集管１２にはラジエータ１９が取り付けられ、ノズル排出ガス捕集管１２を冷却している。金型５０においては、金型ベント５４から排出された金型排出ガスを流す第３排気路２３はシリンジ１４に接続され、金型排出ガスはシリンジ１４内に捕集されている。
【００６７】
第３変形例の射出成形機４０及び金型５０においては、本実施の形態のガス検出装置においてガスを捕集する捕集手段は、ホッパ排出ガスを捕集するホッパ排出ガス捕集部１５、シリンダ排出ガスを捕集するシリンダ排出ガス捕集部１６、ノズル排出ガスを捕集するノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガスを捕集するシリンジ１４によって構成してもよい。また、捕集したガスを定性的に及び／又は定量的に分析する分析手段には、図示しないガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段を適用してもよい。
【００６８】
第３変形例の射出成形機４０及び金型５０においては、本実施の形態のガス検出方法におけるステップＳ１のガスの捕集の工程は、ホッパ排出ガス捕集部１５によってホッパ排出ガスを捕集し、シリンダ排出ガス捕集部１６によってシリンダ排出ガスを捕集し、ノズル排出ガス捕集管１２によってノズル排出ガスを捕集し、シリンジ１４によって金型排出ガスを捕集してもよい。また、ステップＳ２のガスの分析の工程は、ホッパ排出ガス捕集部１５、シリンダ排出ガス捕集部１６、ノズル排出ガス捕集管１２及びシリンジ１４によってそれぞれ捕集されたガスについてガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段を用いて定性的及び／又は定量的に分析してもよい。また、ホッパ４２、シリンダベント３９、ガスベントノズル４３及び金型ベント５４等で発生した付着物１０１をそれぞれ定性的及び／又は定量的に分析してもよい。
【００６９】
（比較例）
図７は、比較例のガス分析装置を示す図である。比較例のガス分析装置は、本実施の形態の射出成形機４０に対応するように構成されている。比較例においては、射出成形機４０のガスベントノズル４３から排出したノズル排出ガスのみを分析している。
【００７０】
射出成形機４０のガスベントノズル４３から排出されたノズル排出ガスは、エア供給源３６からのエア流に合流点２８で合流する第２排気路２２によって排気されている。第２排気路２２に設けられたノズル排出ガス捕集管１２にはラジエータ１９が取り付けられ、ノズル排出ガス捕集管１２を冷却している。
【００７１】
比較例のガス分析装置においてガスを捕集する捕集手段は、ノズル排出ガスを捕集するノズル排出ガス捕集管１２のみによって構成されている。また、捕集したガスを定性的に及び／又は定量的に分析する分析手段には、図示しないガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段を適用してもよい。
【００７２】
比較例のガス分析方法は、ステップＳ１のガスの捕集の工程においてノズル排出ガス捕集管１２によってノズル排出ガスを捕集する。また、ステップＳ２のガスの分析の工程は、ノズル排出ガス捕集管１２によって捕集されたガスについてガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段を用いて定性的及び／又は定量的に分析してもよい。また、ガスベントノズル４３で発生した付着物１０１をそれぞれ捕集して定性的及び／又は定量的に分析してもよい。
【００７３】
比較例においては、射出成形のプロセスにおいてノズル排出ガスのみを分析している。したがって、射出成形のプロセスの全体を全体的に把握することや、材料開発にフィードバックしたり樹脂の劣化を防止したりするためにガス発生のメカニズムを明らかにする本実施の形態の構成とは異なっている。
【実施例】
【００７４】
実施例においては、本実施の形態のガス分析方法及び装置を実施した結果を説明する。実施例のガス分析方法は、図１に示したような本実施の形態の射出成形機４０及び金型５０に対応するものである。
【００７５】
（第１実施例）
第１実施例では、材料１００としてガラス繊維３０重量％充填のポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）を用いた。図１に示した射出成形機４０及び金型５０をシリンダ温度３１０℃にて所定時間にわたって稼働させた後で、ガス分析装置のホッパ排出ガス捕集管１１、ノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガス捕集管１３をそれぞれ取り出した。そして、これらの捕集管に捕集されたガスをガスクロマトグラフィーによって分析した。
【００７６】
図８は、第１実施例のガス分析の結果を示すグラフである。図中の曲線ａは、ホッパ排出ガス捕集管１１で捕集されたホッパ排出ガスに相当している。曲線ｂは、ノズル排出ガス捕集管１２で捕集されたノズル排出ガスに相当している。曲線ｃは、金型排出ガス捕集管１３で捕集された金型排出ガスに相当している。横軸の滞留時間（分）について、０分近くと１３分前後に出たノイズを除くと、ホッパ発生ガス及び金型排出ガスが検出されたが、ノズル排出ガスは検出されなかった。
【００７７】
このことから、ガラス繊維３０重量％充填のポリフェニルサルファイド（ＰＰＳ）を材料１００とする場合には、射出成形機４０のホッパ４２からシリンダ４１に材料１００を投入して溶融する工程、及び金型５０に溶融した材料１００を充填する工程において、それぞれ材料１００からガスが発生することが明らかになった。一方、ノズル４４から材料１００を射出する工程においては、材料１００からガスが発生しないことが明らかになった。
【００７８】
（第２実施例）
第２実施例では、材料１００として、ガラス繊維３０重量％充填のＰＰＳ、ガラス繊維３０重量％充填のポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、及び難燃剤を添加したガラス繊維３０重量％充填のＰＢＴを用いた。図１に示した射出成形機４０及び金型５０を所定時間にわたって稼働させた後で、ガス分析装置のホッパ排出ガス捕集管１１、ノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガス捕集管１３をそれぞれ取り出した。ここで、射出成形機４０においては、ＰＢＴの成形時はシリンダ温度２６０℃、ＰＰＳの成形時はシリンダ温度３１０℃として、材料１００を加熱した。そして、これらの捕集管に捕集されたガスをガスクロマトグラフィーによって分析した。
【００７９】
図９は、第２実施例のガス分析の結果を示すグラフである。図中の曲線ａは、材料１００のガラス繊維３０重量％充填のＰＢＴについて金型排出ガス捕集管１３で捕集した金型排出ガスに相当している。曲線ｂは、曲線ａと同じ材料についてノズル排出ガス捕集管１２で捕集されたノズル排出ガスに相当している。曲線ｃは、材料１００の難燃剤を添加したガラス繊維３０重量％充填のＰＢＴについて金型排出ガス捕集管１３で捕集した金型排出ガスに相当している。曲線ｄは、曲線ｃと同じ材料についてノズル排出ガス捕集管１２で捕集されたノズル排出ガスに相当している。曲線ｅは、材料１００のガラス繊維３０重量％充填のＰＰＳについてノズル排出ガス捕集管１２で捕集されたノズル排出ガスに相当している。
【００８０】
曲線ａ及びｂに見られるように、ガラス繊維３０重量％充填のＰＢＴを材料１００とする場合には、材料１００をシリンダ温度２６０℃で成形した場合、射出成形機４０のノズル４４から材料１００を射出する工程、及び金型５０に溶融した材料１００を充填する工程において、それぞれ材料１００からガスが発生することが明らかになった。
【００８１】
曲線ｃ及びｄに見られるように、難燃剤を添加したガラス繊維３０重量％充填のＰＢＴを材料１００とする場合には、材料１００を、曲線ａ及びｂの場合と同じくシリンダ温度２６０℃で成形した場合であっても、射出成形機４０のノズル４４から材料１００を射出する工程、及び金型５０に溶融した材料１００を充填する工程において、それぞれ材料１００から比較的大量のガスが発生することが明らかになった。
【００８２】
曲線ｅに見られるように、ガラス繊維３０重量％充填のＰＰＳを材料１００とする場合には、材料１００をシリンダ温度３１０℃で成形した場合、金型５０に溶融した材料１００を充填する工程において、材料１００から発生するガスはわずかであることが明らかになった。
【００８３】
ここで、材料１００から発生したガスの成分の大部分は材料１００が熱により分解したものであるため、射出成形機４０のノズル４４から材料１００を射出する工程、及び金型５０に溶融した材料１００を充填する工程のいずれにおいても、ガラス繊維３０重量％充填のＰＢＴよりも大量のガスを発生した難燃剤を添加したガラス繊維３０重量％充填のＰＢＴは比較的熱に弱いといってもよい。したがって、難燃剤を添加したガラス繊維３０重量％充填のＰＢＴは、シリンダ４１における滞留に弱いといってもよい。
【００８４】
（第３実施例）
第３実施例では、材料１００として、エラストマーを含むガラス繊維３０重量％充填のＰＰＳ、及びエラストマーを含まないガラス繊維３０重量％充填のＰＰＳを用いた。図１に示した射出成形機４０及び金型５０を所定時間にわたって稼働させた後で、ガス分析装置のホッパ排出ガス捕集管１１、ノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガス捕集管１３をそれぞれ取り出した。ここで、射出成形機４０においては、シリンダ温度を３１０℃として、材料１００を所定の温度に加熱した。そして、これらのガス捕集管に捕集されたガスをガスクロマトグラフィーによって分析した。
【００８５】
図１０は、第３実施例のガス分析の結果を示すグラフである。図中の曲線ａは、材料１００のエラストマーを含まないガラス繊維３０重量％充填のＰＰＳについてノズル排出ガス捕集管１２で捕集したノズル排出ガスに相当している。曲線ｂは、材料１００のエラストマーを含むガラス繊維３０重量％充填のＰＰＳについて同様に捕集したノズル排出ガスに相当している。曲線ｃは、材料１００のエラストマーを含まないガラス繊維３０重量％充填のＰＰＳについて金型排出ガス捕集管１３で捕集した金型排出ガスに、曲線ｄは、材料１００のエラストマーを含むガラス繊維３０重量％充填のＰＰＳについて同様に捕集した金型排出ガスに相当している。
【００８６】
材料１００のエラストマーを含まないガラス繊維３０重量％充填のＰＰＳのノズル排出ガス及び金型排出ガスにそれぞれ相当する曲線ａ及びｃ、材料１００のエラストマーを含むガラス繊維３０重量％充填のＰＰＳのノズル排出ガス及び金型排出ガスにそれぞれ相当する曲線ｂ及びｄを対比すると、エラストマーを含むＰＰＳの方が、発生するガスが多くなる傾向が明らかになった。すなわち、ＰＰＳに比較してエラストマーは耐熱性が低く、エラストマーを含むＰＰＳを射出成形する場合、エラストマーに由来するガスが発生しやすいことが明らかになった。
【００８７】
また、ノズル排出ガスの量はエラストマーの有無によらずほぼ同等であるのに対し、金型排出ガスの量はエラストマーを含むＰＰＳの方が顕著に多くなっていることから、エラストマーに由来するガスの発生しやすさは成形の段階によって傾向が異なることが確認された。すなわち、成形プロセスのある一つの段階でのみ発生ガス分析を行っていた従来の分析方法では、例えばこの第３実施例の材料１００を分析する際に、ノズル排出ガスのみを評価していても、エラストマーの有無による発生ガスの差を把握することができなかったのに対し、本明細書の分析方法を用いることで、金型排出ガスの発生量の差を把握できるようになることが明らかになった。
【００８８】
（第４実施例）
第４実施例では、材料１００として、ガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳ、及びガラス繊維と炭酸カルシウムを３３重量％ずつ添加したＰＰＳを用いた。図１に示した射出成形機４０及び金型５０をシリンダ温度３１０℃にて所定時間にわたって稼働させた後で、金型５０に発生した付着物１０１を捕集した。また、金型５０の金型ベント５４が閉塞するまでのショット数を測定した。さらに、ガス分析装置のホッパ排出ガス捕集管１１、ノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガス捕集管１３をそれぞれ取り出し、これらの捕集管に捕集されたガスをガスクロマトグラフィーによって分析した。
【００８９】
表１は、金型５０の金型ベント５４が閉塞するまでのショット数を示すグラフである。材料１００にガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳを用いた場合には、金型ベント５４は４５ショットで閉塞した。材料１００にガラス繊維と炭酸カルシウムを３３重量％ずつ添加したＰＰＳを用いた場合には、金型ベント５４は１０００ショット後にも閉塞することはなかった。
【００９０】
【表１】
2019181890.tif 000003
【００９１】
図１１は、金型に発生した付着物の重量を示すグラフである。図中の棒ａは材料１００にガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳを用いた場合に、金型５０のキャビティ５３に発生した付着物１０１の重量に相当している。図中の棒ｂは材料１００にガラス繊維と炭酸カルシウムを３３重量％ずつ添加したＰＰＳを用いた場合に、金型５０のキャビティ５３に発生した付着物１０１の重量に相当している。
【００９２】
ここで、材料１００にガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳを用いた場合の棒ａと、材料１００にガラス繊維と炭酸カルシウムを３３重量％ずつ添加しＰＰＳを用いた場合の棒ｂとを対比すると、１０００ショット後にも金型ベント５４が閉塞することがなかった材料１００にガラス繊維と炭酸カルシウムを３３重量％ずつ添加したＰＰＳを用いた場合の方が、金型ベント５４が早く閉塞した材料１００にガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳを用いた場合に比べ、金型キャビティ５３に発生した付着物１０１の重量が若干少ない結果となっていた。
【００９３】
表２は、材料１００として、ガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳを材料とした場合と、ガラス繊維と炭酸カルシウムを３３重量％ずつ添加したＰＰＳを用いた場合とについて、射出成形機４０及び金型５０をシリンダ温度３１０℃にて所定時間にわたって稼働させた後で、ホッパ排出ガス捕集管１１で捕集されたホッパ４２から排出されたホッパ排出ガス、ノズル排出ガス捕集管１２で捕集されたガスベントノズル４３から排出されたノズル排出ガス、及び金型排出ガス捕集管１３で捕集された金型ベント５４から排出された金型排出ガスの重量をそれぞれ示している。
【００９４】
【表２】
2019181890.tif 000004
【００９５】
表３は、材料１００として、ガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳを用いた場合と、ガラス繊維と炭酸カルシウムを３３重量％ずつ添加したＰＰＳを用いた場合とについて、ホッパ排出ガス捕集管１１で捕集されたホッパ４２から排出されたホッパ排出ガス、ノズル排出ガス捕集管１２で捕集されたガスベントノズル４３から排出されたノズル排出ガス、及び金型排出ガス捕集管１３で捕集された金型ベント５４から排出された金型排出ガスについて、それぞれガスクロマトグラフィーで分析した結果を示している。表３には、検出した主要な成分の重量を示している。
【００９６】
【表３】
2019181890.tif 000005
【００９７】
表３に示すように、材料１００にガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳを用いた場合には、成分の１−ブタノールに顕著な重量が認められた。一方、材料１００にガラス繊維と炭酸カルシウムを３３重量％ずつ添加したＰＰＳを用いた場合には、１−ブタノールは検出されなかった。このことから、１−ブタノールはエラストマーに由来するガスであると考えられる。ここで、１−ブタノールはＰＰＳの成形温度に近い自然発火温度を有するため、材料１００が１−ブタノールの含有量が多いエラストマーを添加したＰＰＳの場合にはガス焼けが起こりやすく、表１に示したように金型５０の金型ベント５４の閉塞が早くなっていることが推測された。
【００９８】
第４実施例においては、ガス分析装置のホッパ排出ガス捕集管１１、ノズル排出ガス捕集管１２及び金型排出ガス捕集管１３において、射出成形機４０のホッパ４２から排出されたホッパ排出ガス及びガスベントノズル４３から排出されたノズル排出ガス、金型５０の金型ベント５４から排出された金型排出ガスをそれぞれ捕集し、射出成形のプロセスを全体的に把握することによって金型ベント５４の閉塞の原因を明らかにすることができた。
【００９９】
なお、表２においてホッパ排出ガスの量はガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳの方が少ない結果となっている。ホッパ排出ガスは、シリンダ４１に供給した材料１００を溶融した際の発生ガスを測定している点で、樹脂組成物のペレットを加熱した際の発生ガスを測定する従来の分析手法に近い結果となるものと考えられる。すなわち、従来の分析手法の場合、ガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳの方が発生ガスは少なく有利という結果となるが、この結果は表１のベント閉塞の起こり易さとは逆の傾向となっている。
【０１００】
一方、表２において金型排出ガスの量はガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳの方が多く、これは表１のベント閉塞の起こり易さの傾向と一致している。すなわち、従来の分析手法では有利と考えられうるガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳが、実際の成形においては金型部での発生ガスが多く、ベント閉塞の点で不利になるという結果が示されている。したがって、本明細書の分析方法を用いることで、従来の発生ガスの分析方法では把握できなかった問題の原因を究明できる可能性があることが確認できた。
【０１０１】
さらに、図１１において金型キャビティ５３への付着物１０１の量は、表１においてベント閉塞が起こり易い結果となっていたガラス繊維３０重量％とエラストマーを添加したＰＰＳの方が、僅かながら多くなっていた。なお、その付着物１０１の量の差はさほど大きくなかったことから、第４実施例においては、金型キャビティ５３への付着物１０１の評価のみでは、材料１００の違いによるベント閉塞の起こり易さを予測することは困難な可能性もあるが、２箇所以上の位置における発生ガスの分析を行う本明細書の分析方法において、発生ガスを捕集する位置における付着物１０１の分析を合わせて行うことで、ベント閉塞の起こり易さについて、より精度よく把握できうるものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、射出成形機及び金型を用いて樹脂を成形するプロセスに利用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１１  ホッパ排出ガス捕集管
１２  ノズル排出ガス捕集管
１３  金型排出ガス捕集管
１５  ホッパ排出ガス捕集部
１６  シリンダ排出ガス捕集部
４０  射出成形機
４１  シリンダ
４２  ホッパ
４３  ガスベントノズル
４４  ノズル
４６  スクリュ
５０  金型
５４  金型ベント
１００  材料
１０１  付着物
【図１】
2019181890.tif 000006
【図２】
2019181890.tif 000007
【図３】
2019181890.tif 000008
【図４】
2019181890.tif 000009
【図５】
2019181890.tif 000010
【図６】
2019181890.tif 000011
【図７】
2019181890.tif 000012
【図８】
2019181890.tif 000013
【図９】
2019181890.tif 000014
【図１０】
2019181890.tif 000015
【図１１】
2019181890.tif 000016