(57)【要約】【課題】成形品を高効率で成形する方法を提供する。【解決手段】酸素濃度の低下雰囲気下でスクリュ１４を比較的高速で回転させて原料５を可塑化して得た溶融材料１５を金型１７へ射出充填する途中又はその後に、前記金型１７内の前記溶融材料１５の流路へ加圧ガスを注入して成形サイクル時間を短縮する。そして、前記可塑化に要する時間は、前記成形品の冷却時間の８０〜１２０％であるとともに、前記加圧ガスが注入される前記溶融材料１５の流路は、前記成形品２３のリブ２１又は厚肉部２２であって、その肉厚が１．６〜４ｍｍである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素濃度の低下雰囲気下でスクリュを比較的高速で回転させて原料を可塑化して得た溶融材料を金型へ射出充填する途中又はその後に、前記金型内の前記溶融材料の流路へ加圧ガスを注入して成形サイクル時間を短縮することを特徴とする射出成形機による成形品の成形方法。
【請求項２】
前記可塑化に要する時間は、前記成形品の成形時における冷却時間の８０〜１２０％である請求項１に記載の射出成形機による成形品の成形方法。
【請求項３】
前記加圧ガスが注入される前記溶融材料の流路は、前記成形品のリブ又は厚肉部に相当するキャビティ部であって、その肉厚が１．６〜４ｍｍである請求項１又は２に記載の射出成形機による成形品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素濃度の低下雰囲気での可塑化とガスアシスト成形により成形品を高効率で成形する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
酸素濃度の低下雰囲気での可塑化に関する従来技術は、例えば、特許文献１に開示されている。特許文献１は、メタクリル樹脂を射出成形するに際し、不活性ガスを９５％以上含む不活性ガス雰囲気下で加熱溶融するというものであって、その効果は炭化異物の量がきわめて低減できることにある。しかしながら、特許文献１には、可塑化時間が短縮できることに関する記載はない。
【０００３】
また、ガスアシスト成形に関する従来技術は、例えば、特許文献２に開示されている。特許文献２は、溶融した熱可塑性樹脂を型キヤビテイに射出注入し、次いで、加圧ガス体を注入して中空部構造を有する合成樹脂成形品を製造する方法において、厚肉部分を偏在させ、且つその厚肉部分はゲート部に連通している成形品を形成するように設計された型キヤビテイに溶融した熱可塑性樹脂を注入して当該樹脂を型キヤビテイに満たし、次いで、加圧ガスを注入し、ガス加圧下に合成樹脂成形品を型内で冷却、固化するというものであって、その効果は成形品に反りやひけが生じないことにある。しかしながら、特許文献２には、成形品の冷却時間が短縮できることに関する記載はない。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１２８０１９号公報
【特許文献２】特公平７−８８０２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した事情に鑑みなされたものであって、成形品を高効率で成形する方法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】
【０００６】
本発明は、酸素濃度の低下雰囲気下でスクリュを比較的高速で回転させて原料を可塑化して得た溶融材料を金型へ射出充填する途中又はその後に、前記金型内の前記溶融材料の流路へ加圧ガスを注入して成形サイクル時間を短縮する射出成形機による成形品の成形方法に関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の射出成形機による成形品の成形方法によれば、成形品を高効率で成形することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明を実施する射出成形機の概要を示すブロック図である。
【０００９】
射出成形機１は、射出装置２と、型締装置３と、それらを制御する制御装置４とからなる。射出装置２は、合成樹脂等の原料５をフィードスクリュ１０へシャッタ７，８を介して気密状態で供給する原料供給装置６と、原料供給装置６から供給された原料５を気密状態で加熱筒１４へフィード駆動装置９により調節搬送するフィードスクリュ１０と、フィードスクリュ１０の端部から落下搬送された原料５を加熱筒１４の先端部へ加熱筒１４の内壁と協働して溶融搬送するスクリュ１３と、スクリュ１３を前後進又は回転駆動するスクリュ駆動装置１２と、加熱筒１４の先端面に螺着したノズル１６と、原料供給装置６からフィードスクリュ１０を経由して加熱筒１４の内部に至る気密に保持された原料５の搬送空間を吸引・脱気して減圧（酸素濃度低化）する脱気装置１１とからなる。なお、フィードスクリュ１０は、必須のものではない。
【００１０】
型締装置３は、固定型１８及び可動型１９からなる金型１７と、可動型１９を開閉移動又は圧締駆動する型駆動装置２７と、固定型１８及び可動型１９の型合わせ面に形成されるキャビティ２３に開口するガス注入部２４と、ガス注入部２４へガスを圧送するガス供給装置２６とからなる。なお、ガス注入部２４はキャビティ２３に開口するように設けずに、固定型１８のノズル１６当接部からキャビティ２３に連通して設けられるスプル２０部か又は射出装置２のノズル１６部に開口するように設けてもよい。また、スプル２０部又はノズル１６部には、溶融材料１５の金型１７側から加熱筒１４側への逆流を防止する弁手段（図示せず）が設けられる。
【００１１】
次に、可塑化の工程について説明する。原料供給装置６に供給された原料５は、交互に開閉するシャッタ７，８で気密に保持されつつ所定量毎にフィードスクリュ１０に落下する。フィードスクリュ１０は、原料５を所定の速度でフィードスクリュ１０の先端部へ搬送する。スクリュ駆動装置１２で回転するスクリュ１３は、落下した原料５をスクリュ１３の先端方向へ搬送する。このとき、原料５は、外周が加熱温調されている加熱筒１４の内壁から熱量を受けつつ混錬されて、次第に溶融されてゆく。また、原料５は、スクリュ１３のリードと加熱筒１４の内壁面とに基づいて剪断力や摩擦力を受け、発熱する。この発熱により、原料５又はそれが溶融した溶融材料１５は局部的に高温となり、酸化し炭化していわゆる焼け現象が生ずる。そして、焼けは、スクリュ１３の回転速度が高速であるほど前記剪断力や摩擦力が大きくなるので、多く発生する。この焼けは、特には透明な原料で成形する成形品において、外観上や光学的に問題となる。そこで、焼けを防止するために、脱気装置１１を設けて加熱筒１４の内部の酸素濃度を低下させるのである。なお、酸素濃度の低下効果を増進させるために脱気した気密空間へ窒素等の不活性ガスを注入してもよい。
【００１２】
このように加熱筒１４内の酸素濃度を低下させることにより、可塑化中のスクリュ１３の回転速度を比較的高速にしても焼けが発生することがなく、原料５の可塑化に要する時間を短縮させることができる。例えば、直径７５ｍｍのスクリュ１３でＰＭＭＡ樹脂を大気中で２３０ｍｍの計量ストローク可塑化するとき、スクリュ１３の回転速度を６０ＲＰＭにすると焼けを生じたので、４０ＲＰＭで可塑化せざるを得ず、可塑化時間は６５秒であった。これに対し、酸素濃度の低下した雰囲気で、大気中での場合と同じ条件で可塑化した場合には、スクリュ１３の回転速度を１００ＲＰＭにしても焼けを生じることなく、４３秒で可塑化を行うことができた。このときの可塑化時間は、２２秒短縮されたのである。
【００１３】
上記の可塑化工程で得られた溶融材料１５はスクリュ１３の前方へ押出され加熱筒１４内前部のノズル１６とスクリュ１３先端部との間に成形品に応じた所定量が貯留される。そして、型駆動装置２７で圧締された金型１７の固定型１８にノズル１６が当接・押圧され、スクリュ駆動装置１２がスクリュ１３を前進駆動することにより、溶融材料１５はキャビティ２３へ射出充填される。この射出充填途中又は射出充填終了後、制御装置４はガス供給装置２６へ信号を出力して窒素ガス等をガス注入部２４へ圧送開始する。溶融材料１５は、キャビティ２３へ射出されたとき、成形品としてのリブ２１や厚肉部２２のような断面積の大きなキャビティ部分を優先して流動する。そして、そのリブ２１や厚肉部２２（肉厚１．６〜４ｍｍ）にガス注入部２４が設けられているので、注入加圧ガスはリブ２１や厚肉部２２へ容易に進入し中空部２５を形成する。その結果、キャビティ２３内において中空部２５を形成するキャビティ２３面の溶融材料１５や肉薄部の溶融材料１５の流動や加圧を促進させる。そのため、溶融材料１５のキャビティ２３表面との密着が強固となり、溶融材料１５の冷却が促進され、成形品の冷却時間は短縮される。例えば、型締力３４４５ＫＮの型締装置を有する射出成形機でＡＢＳ樹脂により５６０ｇの成形品（パネル）を成形するとき、ガスアシストではないソリッド成形の場合、射出保持圧時間を含む冷却時間は４２秒であった。これに対し、ガスアシスト成形で、ソリッド成形と同じ条件で成形した場合には、射出保持圧時間を含む冷却時間は３２秒であった。このときの成形サイクル時間は、射出保持圧時間を含む冷却時間以外の工程時間は同一であることから、ガスアシスト成形を採用することにより１０秒短縮されたのである。
【００１４】
ところで、可塑化工程は、成形品の冷却時間中に並行して実行するように制御装置４はシーケンス制御する。すなわち、多くの成形品では可塑化工程は冷却時間中に終了するが、容積の比較的大きな成形品の場合や原料等に起因してスクリュの回転速度を高速にすることが出来ない場合では可塑化時間が冷却時間を越えてしまう。したがって、可塑化時間と冷却時間のいずれの時間も、後工程に影響を及ぼし、成形サイクル時間短縮の障害となる。そこで、可塑化時間と冷却時間の双方を短縮することが、多くの種々な成形品を成形する射出成形機において、成形サイクル時間を短縮するための有効な手段となるのである。特に、可塑化時間が冷却時間の８０〜１２０％の範囲であるような成形品を成形する場合には、ガスアシスト成形による冷却時間の短縮分と酸素濃度の低下雰囲気での可塑化時間の短縮分が補完し合う点で効果的である。
【００１５】
この発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を実施する射出成形機の概要を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００１７】
１    射出成形機
２    射出装置
３    型締装置
４    制御装置
５    原料
６    原料供給装置
７，８    シャッタ
９    フィード駆動装置
１０  フィードスクリュ
１１  脱気装置
１２  スクリュ駆動装置
１３  スクリュ
１４  加熱筒
１５  溶融材料
１６  ノズル
１７  金型
１８  固定型
１９  可動型
２０  スプル
２１  リブ
２２  厚肉部
２３  キャビティ（成形品）
２４  ガス注入部
２５  中空部
２６  ガス供給装置
２７  型駆動装置
【図１】
2008207469.tif 000003