(57)【要約】【課題】金型のコアバックにより溶融樹脂の発泡を促進すると共に、パリソンの金型内壁に対する追従性の低下を抑制すること。【解決手段】  押し出し成形された非発泡性かつ伸縮性のある筒状成形体が金型のキャビティ内に配置されるよう金型を型締めする工程と、前記筒状成形体を前記キャビティ内で膨らませてブロー成形体を成形した状態で、前記キャビティの前記ブロー成形体内部に発泡性の溶融樹脂を射出する射出工程と、前記金型をコアバックさせて前記キャビティの容積を増大させながら前記溶融樹脂を前記ブロー成形体内部で発泡させる発泡工程と、を有し、前記発泡工程において、前記コアバックによる前記ブロー成形体の被延伸部分に近接する部位に充填される前記溶融樹脂の発泡圧を、他の部位に充填される前記溶融樹脂の発泡圧に比べて、高く設定することを特徴とする。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押し出し成形された非発泡性かつ伸縮性のある筒状成形体が金型のキャビティ内に配置されるよう金型を型締めする工程と、
前記筒状成形体を前記キャビティ内で膨らませてブロー成形体を成形した状態で、前記キャビティの前記ブロー成形体内部に発泡性の溶融樹脂を射出する射出工程と、
前記金型をコアバックさせて前記キャビティの容積を増大させながら前記溶融樹脂を前記ブロー成形体内部で発泡させる発泡工程と、
を有し、
前記発泡工程において、前記コアバックによる前記ブロー成形体の被延伸部分に近接する部位に充填される前記溶融樹脂の発泡圧を、他の部位に充填される前記溶融樹脂の発泡圧に比べて、高く設定することを特徴とする樹脂成形品の成形方法。
【請求項２】
前記射出工程では、前記溶融樹脂を射出する射出機内において、射出口側に存在する前記溶融樹脂に含有させる発泡剤の濃度を、他の部位に比べて、高く設定した状態で前記溶融樹脂を射出することを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項３】
前記射出工程では、前記溶融樹脂を射出する射出機内において、射出口側に存在する前記溶融樹脂に含有させる充填材の含有割合を、他の部位に比べて、低く設定した状態で前記溶融樹脂を射出することを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項４】
前記射出工程では、前記溶融樹脂を射出する射出機内において、射出口側に存在する前記溶融樹脂の固化温度を、他の部位に比べて、低く設定した状態で前記溶融樹脂を射出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項５】
前記射出工程では、前記溶融樹脂を射出する射出機内において、射出口側に、他の部位に比べて、発泡速度の速い前記溶融樹脂を存在させることにより、前記射出機内に異なる発泡速度を有する前記溶融樹脂を存在させた状態で該溶融樹脂を射出することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項６】
前記溶融樹脂には、物理発泡剤が含有されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項７】
前記物理発泡剤は、超臨界状態の流体であることを特徴とする請求項６に記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項８】
前記溶融樹脂を射出する射出機に前記溶融樹脂を供給する際に、当該溶融樹脂に発泡を促すための超臨界状態の流体を混入する工程を有し、
前記射出工程では、前記射出機内において、射出口側に存在する前記溶融樹脂の前記流体に対する溶解度を、他の部位に比べて、高く設定した状態で前記溶融樹脂を射出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項９】
前記溶融樹脂には、補強繊維が含有されていることを特徴とする請求項１、２、４乃至８のいずれか１項に記載の樹脂成形品の成形方法。
【請求項１０】
金型を型締め及び型開き動作させると共に、キャビティの容積を増大させるコアバック動作を行う金型可動機構と、
非発泡性かつ伸縮性のある筒状成形体を押し出し成形する押出成形機と、
型締め状態のキャビティ内で前記筒状成形体を膨らませてブロー成形体を成形した状態で、前記キャビティの前記ブロー成形体内部に発泡性の溶融樹脂を射出する射出機と、
前記コアバックによる前記キャビティの容積の増大に伴って延伸される前記ブロー成形体の被延伸部分に近接する部位に充填される前記溶融樹脂の発泡圧を他の部位に充填される前記溶融樹脂の発泡圧に比べて高く設定する圧力設定手段と、
を有することを特徴とする樹脂成形品の成形装置。
【請求項１１】
前記圧力設定手段は、前記射出機内において、射出口側に存在する前記溶融樹脂における発泡剤の濃度を、他の部位に比べて、高く設定することを特徴とする請求項１０に記載の樹脂成形品の成形装置。
【請求項１２】
前記圧力設定手段は、前記射出機内において、射出口側に存在する前記溶融樹脂における充填材の含有割合を、他の部位に比べて、低く設定することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の樹脂成形品の成形装置。
【請求項１３】
前記圧力設定手段は、前記射出機内において、射出口側に固化温度が、他の部位に比べて、低い前記溶融樹脂を配するように設定することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の樹脂成形品の成形装置。
【請求項１４】
前記圧力設定手段は、前記射出機内において、射出口側に発泡速度が、他の部位に比べて、速い前記溶融樹脂を配するように設定することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の樹脂成形品の成形装置。
【請求項１５】
前記射出機は、物理発泡剤を含有する前記溶融樹脂を射出することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の樹脂成形品の成形装置。
【請求項１６】
前記射出機は、前記物理発泡剤として超臨界状態の流体を含有する前記溶融樹脂を射出することを特徴とする請求項１５に記載の樹脂成形品の成形装置。
【請求項１７】
前記射出機は、前記射出機内に存在する前記溶融樹脂に発泡を促すための超臨界状態の流体を混入させる混入手段を備え、
前記圧力設定手段は、前記射出機内において、射出口側に前記溶融樹脂の前記流体に対する溶解度が、他の部位に比べて、高い前記溶融樹脂を配するように設定することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の樹脂成形品の成形装置。
【請求項１８】
前記射出機は、補強繊維を含有する前記溶融樹脂を射出することを特徴とする請求項１０、１１、１３乃至１７のいずれか１項に記載の樹脂成形品の成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品の成形技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の樹脂成形品の成形技術として、熱可塑性樹脂発泡層を有するパリソンをブロー成形してなる中空成形体の内部に熱可塑性樹脂発泡体片を充填して加熱することにより表皮付き発泡成形体を製造する方法が提案されている（例えば特許文献１）。この方法によれば、表面が平滑で、また、強度の高い成形品を生成することができる。
【０００３】
また、他の発泡成形体の成形技術として、金型内に発泡性の樹脂を充填し、金型をコアバックさせることにより金型内のキャビティの容積を増大させながら、樹脂の発泡を促進する方法が提案されている。この方法によれば、軽量で強度の高い成形品を生成することができる一方、表面の平滑性が劣るという課題がある。
【０００４】
そこで、上述した表皮付き発泡成形体の成形方法と金型のコアバックによる成形方法とを組み合わせることにより、表面が平滑で、軽量かつ強度の高い成形品を得ることが可能となる。
【特許文献１】特開２００４−２８４１４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、表皮付き発泡成形体を金型のコアバックにより発泡成形する場合、表皮材（パリソン）は、金型のコアバック前に、キャビティ内でブローされることにより金型内壁に密着する。これにより、パリソンは除々に冷却されるため、パリソンの延性は低下する。この状態で金型をコアバックした場合には、コアバックに伴って現れる金型内壁付近で、延性が低下したパリソンが延伸されることになるため緊張状態が高まる。このため、コアバックによる溶融樹脂の発泡が抑制されると共に、パリソンの金型内壁に対する追従性が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、金型のコアバックにより溶融樹脂の発泡を促進すると共に、パリソンの金型内壁に対する追従性の低下を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決し、目的を達成するため、請求項１に係る発明においては、押し出し成形された非発泡性かつ伸縮性のある筒状成形体が金型のキャビティ内に配置されるよう金型を型締めする工程と、前記筒状成形体を前記キャビティ内で膨らませてブロー成形体を成形した状態で、前記キャビティの前記ブロー成形体内部に発泡性の溶融樹脂を射出する射出工程と、前記金型をコアバックさせて前記キャビティの容積を増大させながら前記溶融樹脂を前記ブロー成形体内部で発泡させる発泡工程と、を有し、前記発泡工程において、前記コアバックによる前記ブロー成形体の被延伸部分に近接する部位に充填される前記溶融樹脂の発泡圧を、他の部位に充填される前記溶融樹脂の発泡圧に比べて、高く設定することを特徴とする樹脂成形品の成形方法が提供される。
【０００８】
また、請求項１０に係る発明においては、金型を型締め及び型開き動作させると共に、キャビティの容積を増大させるコアバック動作を行う金型可動機構と、非発泡性かつ伸縮性のある筒状成形体を押し出し成形する押出成形機と、型締め状態のキャビティ内で前記筒状成形体を膨らませてブロー成形体を成形した状態で、前記キャビティの前記ブロー成形体内部に発泡性の溶融樹脂を射出する射出機と、前記コアバックによる前記キャビティの容積の増大に伴って延伸される前記ブロー成形体の被延伸部分に近接する部位に充填される前記溶融樹脂の発泡圧を他の部位に充填される前記溶融樹脂の発泡圧に比べて高く設定する圧力設定手段と、を有することを特徴とする樹脂成形品の成形装置が提供される。
【０００９】
上記の請求項１及び請求項１０に係る発明によれば、前記溶融樹脂の発泡時に、前記コアバックによる前記ブロー成形体の被延伸部分に近接する部位に充填される溶融樹脂の発泡圧を、他の部位に充填される溶融樹脂の発泡圧に比べて高く設定するため、前記被延伸部分に近接する部位の前記溶融樹脂の発泡作用を促進することができる。これにより、該部位の発泡圧を高め、前記ブロー成形体の前記被延伸部分における延伸が促進されるため、該部位における延性低下を抑制することができる。従って、前記金型のコアバックにより前記溶融樹脂の発泡を促進すると共に、前記ブロー成形体の前記金型の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００１０】
請求項２及び請求項１１に係る発明においては、前記射出機内において、射出口側に存在する前記溶融樹脂における発泡剤の濃度を、他の部位に比べて、高く設定してもよい。この構成によれば、射出口側に存在する前記溶融樹脂に含有させる発泡剤の濃度を、他の部位に比べて、高く設定した状態で前記溶融樹脂が射出されるため、前記被延伸部分に近接する部位に発泡剤の濃度が、他の部位に比べて、高い前記溶融樹脂を配することができ、該部位の発泡を促進することができる。これにより、該部位の発泡圧を高め、前記ブロー成形体の前記被延伸部分における延伸を促進することができるため、前記ブロー成形体の前記金型の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００１１】
また、請求項３及び請求項１２に係る発明においては、前記射出機内において、射出口側に存在する前記溶融樹脂における充填材の含有割合を、他の部位に比べて、低く設定してもよい。この構成によれば、前記被延伸部分に近接する部位に充填材の含有割合が、他の部位に比べて、低い溶融樹脂が射出されるため、該部位に充填材の含有割合の低い前記溶融樹脂を配することができ、該部位における発泡を促進することができる。、これにより、該部位の発泡圧を高め、前記ブロー成形体の前記被延伸部分における延伸を促進することができるため、前記ブロー成形体の前記金型の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００１２】
また、請求項４及び請求項１３に係る発明においては、前記射出機内において、射出口側に固化温度が、他の部位に比べて、低い前記溶融樹脂を配するように設定してもよい。この構成によれば、前記被延伸部分に近接する部位に、他の部位に比べて、低い固化温度を有する溶融樹脂が先に射出されるため、該部位に、他の部位に比べて、低い固化温度を有する前記溶融樹脂を配することができる。これにより、該部位が固化することによる発泡の停止を遅らせることができる。従って、該部位の発泡圧を高め、前記ブロー成形体の前記被延伸部分における延伸を促進することができるため、前記ブロー成形体の前記金型の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００１３】
また、請求項５及び請求項１４に係る発明においては、前記射出機内において、射出口側に発泡速度が、他の部位に比べて、速い前記溶融樹脂を配するように設定してもよい。この構成によれば、前記被延伸部分に近接する部位に、他の部位に比べて、発泡速度の速い溶融樹脂が射出されるため、該部位における発泡を促進することができる。これにより、該部位の発泡圧を高め、前記ブロー成形体の前記被延伸部分における延伸を促進することができるため、前記ブロー成形体の前記金型の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００１４】
また、請求項６及び請求項１５に係る発明においては、前記発泡性の溶融樹脂には、物理発泡剤が含有されていてもよい。この構成によれば、樹脂成形品内部に微細発泡セルを形成することができ、当該樹脂成形品の強度を高めることができる。
【００１５】
また、請求項７及び請求項１６に係る発明においては、前記物理発泡剤は超臨界状態の流体であってもよい。この場合、より微細な発泡セルを形成することができる。
【００１６】
また、請求項８及び請求項１７に係る発明においては、前記射出機は、前記射出機内に存在する前記溶融樹脂に発泡を促すための超臨界状態の流体を混入させる混入手段を備え、前記射出機内において、射出口側に前記溶融樹脂の前記流体に対する溶解度が、他の部位に比べて、高い前記溶融樹脂を配するように設定してもよい。この構成によれば、前記金型における前記被延伸部分に近接する部位に、他の部位に比べて、前記流体に対する溶解度の高い溶融樹脂が射出されるため、該部位には前記流体が多く溶解された溶融樹脂が配されることとなり、該部位における発泡を促進することができる。これにより、該発泡圧を高め、前記ブロー成形体の前記被延伸部分における延伸を促進することができるため、前記ブロー成形体の前記金型の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００１７】
また、請求項９及び請求項１８に係る発明においては、前記発泡性の溶融樹脂には、補強繊維が含有されていてもよい。この構成によれば、前記発泡性の溶融樹脂に前記補強繊維を含有させるという簡便、容易な処理で、前記樹脂成形品の強度を向上することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、金型のコアバックにより溶融樹脂の発泡を促進すると共に、パリソンの金型内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
＜共通の全体構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形装置Ａの概略構成図である。射出成形装置Ａは、非発泡性かつ伸縮性のある筒状成形体であるパリソンＰを押出す押出機１０と、押出機１０の下方に配設された成形機２０と、を備える。
【００２０】
押出機１０は、パリソンＰを押し出し成形して型開き状態の金型のキャビティ間に垂下させる装置である。パリソンＰを構成する非発泡性の溶融樹脂としては、例えば、ポリプロピレンを挙げることができる。ここで、パリソンＰは、押出機１０によって押し出し成形された筒状成形体の状態と、その筒状成形体をキャビティ内で膨らませたブロー成形体の状態とを共に含むものである。
【００２１】
成形機２０は、金型部を構成する一組の金型２１、２２と、各金型２１を移動させる油圧アクチュエータ２３、２４と、を備える。金型２１は、方形の開口部を有する枠状の本体部２１ａと、本体部２１ａの開口部に挿入されたコア部２１ｂと、を備える。油圧アクチュエータ２３は、本体部２１ａとコア部２１ｂとをそれぞれ独立して移動可能に構成されている。金型を型締め又は型開きする際には、本体部２１ａ及びコア部２１ｂを共に前進又は後退させる。また、キャビティの容積を増大させるコアバック動作を行う際には、コア部２１ｂのみを後退させる。従って、油圧アクチュエータ２３、２４は、金型可動機構として機能する。
【００２２】
金型２２には、吹き込みノズル２５が挿脱可能に装着されている。吹き込みノズル２５は、不図示の駆動手段により移動可能に構成されており、金型２２の内方へ突出した吹き込み位置と、当該内方から離脱した退避位置とで移動される。吹き込みノズル２５は、圧縮気体の供給装置２６から供給される圧縮気体をパリソンＰ内に吹き込んで膨らませるためのノズルである。なお、供給装置２６は、例えばコンプレッサと、圧縮気体の送出・遮断等を切換える制御弁等から構成される。
【００２３】
金型２２には、発泡性の溶融樹脂を射出する射出機２７が装着されている。射出機２７は、射出口２７ｃ及び金型２２に形成された樹脂通路２２ａを介して、型締め状態のキャビティ内でパリソンＰを膨らませた状態で、パリソンＰ内に溶融樹脂を射出する。
【００２４】
射出機２７には、発泡剤供給装置２８が接続されている。発泡剤供給装置２８は、超臨界ガス発生装置２８ａと、ボンベ２８ｂとを備える。超臨界ガス発生装置２８は、ボンベ２８ｂに充填された炭酸ガスや窒素ガス等のガスを超臨界状態の不活性ガスに遷移させる装置である。超臨界ガス発生装置２８により発生した超臨界ガスは、発泡剤として射出機２７のスクリューシリンダ２７ｂ内に供給され、スクリューシリンダ２７ｂ内の溶融樹脂（例えば、ポリプロピレン）に溶解され、発泡性の溶融樹脂が生成される。
【００２５】
次に、射出成形装置Ａによる樹脂成形品の成形方法について、図２及び図３を参照して説明する。まず、図２（ａ）に示すように、押出機１０からパリソンＰを押し出し垂下させる。続いて、金型２１及び２２の型締めを行い、パリソンＰを金型２１及び２２により形成されるキャビティＣ内に配置する。
【００２６】
次に、図２（ｂ）に示すように、吹き込みノズル２５から圧縮気体を吹き出すことで、金型２１、２２内のキャビティＣにおいてパリソンＰを膨らませる。圧縮気体の吹込みにより、パリソンＰは金型２１及び２２の内壁面に密着するようにして膨らむ。
【００２７】
次に、図３（ａ）に示すように、射出機２７から発泡性の溶融樹脂Ｒを、樹脂通路２２ａを介して射出する。溶融樹脂Ｒの射出により、パリソンＰの一部が破れて穿孔され、膨らんだパリソンＰ内に溶融樹脂Ｒが充填される。
【００２８】
溶融樹脂Ｒの充填の際、吹き込みノズル２５を大気開放とすることでパリソンＰ内の空気が排出され、溶融樹脂Ｒの充填効率が高められる。なお、吹き込みノズル２５からパリソンＰ内の空気を吸引して溶融樹脂Ｒの充填効率を更に高めることもできる。続いて、吹き込みノズル２５を退避位置へ移動し、溶融樹脂Ｒの充填が完了すると、図３（ｃ）に示すように、コア部２１ｂをコアバックしてキャビティＣの空間を増大させる。これにより、溶融樹脂Ｒの発泡が促進される。しかし、コアバックを行う際には、パリソンＰのうち、コア部２１ｂのキャビティＣに面する面の周縁に隣接する部分Ｂ（被延伸部分）が金型への密着状態から剥離してしまうことがある。つまり、溶融樹脂の発泡作用により、この剥離した部分が再び本体部２１ａに密着しなければ、部分Ｂにおいて樹脂成形品の正規形状が得られないこととなる。この課題を解決する手段については、後述の実施形態の中で詳細に説明する。
【００２９】
＜溶融樹脂充填時の空気の他の排出例＞
上記の構成では、溶融樹脂Ｒの充填の際、パリソンＰ内部の空気の排出を吹き込みノズル２５により行なったが、パリソンＰを穿孔する穿孔装置を設ける構成も採用することができる。図４は穿孔装置３０を用いた例を示す説明図である。
【００３０】
図４（ａ）に示すように、本例の場合、金型２２には穿孔装置３０が装着されている。穿孔装置３０はピン３１ａが突出して設けられたピストン３１と、ピストン３１をスライドさせるアクチュエータ３２とを備える。金型２２にはピストン３１の摺動空間２２ｃと摺動空間２２ｃと金型２２の外部を連通させる連通路２２ｂが形成されている。また、摺動空間２２ｃに連通して金型２２の内壁面に開口した孔を有し、この孔にピン３１ａが挿入されてピン３１ａが金型２２の内方に突出している。
【００３１】
図４（ｂ）に示すように、吹き込みノズル２５から圧縮気体をパリソンＰ内に吹き込み、これを膨らませるとキャビティＣ内に突出したピン３１ａの存在によりパリソンＰの一部に孔が空けられる。
【００３２】
図４（ｃ）に示すように、アクチュエータ３２を作動してピストン３１を後退させると、パリソンＰの孔、ピン３１ａが挿入されていた孔２２ｄ、摺動空間２２ｃ並びに連通路２２ｂを流通経路として、パリソンＰ内の空気が金型２２の外部へ排出可能となる。しかして、射出機２７からパリソンＰ内へ溶融樹脂Ｒを充填すると、パリソンＰ内の空気が外部に排出されて充填効率を高められる。
【００３３】
＜溶融樹脂充填時のパリソンＰの他の穿孔例＞
上記の構成では、溶融樹脂Ｒの充填時に、その充填圧によりパリソンＰの一部を穿孔して、膨らんだパリソンＰ内に溶融樹脂Ｒを充填したが（図３（ａ）、パリソンＰを穿孔する穿孔装置を設ける構成も採用することができる。図５及び図６は穿孔装置４０を用いた例を示す説明図である。
【００３４】
図５（ａ）に示すように、本例の場合、金型２２には穿孔装置４０が装着されている。また、金型２２には貫通孔２２ｅと、貫通孔２２ｅと射出機２７とを連通させる樹脂通路２２ｆが形成されている。
【００３５】
穿孔装置４０は貫通孔２２ｅ内を摺動し、樹脂通路２２ｆを開閉するシャッタ部材４１と、シャッタ部材４１をスライドさせるアクチュエータ４２と、貫通孔２２ｅを開閉するシャッタ部材４３と、シャッタ部材４３をスライドさせるアクチュエータ４４と、を備える。
【００３６】
図５（ｂ）に示すように、吹き込みノズル２５から圧縮気体をパリソンＰ内に吹き込み、これを膨らませる際、シャッタ部材４１は樹脂通路２２ｆを閉鎖し、シャッタ部材４３は貫通孔２２ｅを閉鎖している。パリソンＰが膨らむと、図６（ａ）に示すように、その一部が貫通孔２２ｅに侵入して凸状の薄肉部Ｐ’が形成される。薄肉部Ｐ’は、パリソンＰが貫通孔２２ｅに侵入する際に延伸されて薄肉化して形成される。
【００３７】
この時、アクチュエータ４４を作動してシャッタ部材４３を降下させると、吹き込みノズル２５からの圧縮気体の圧力により、図６（ｂ）に示すように、薄肉部Ｐ’が破裂してパリソンＰが穿孔される。
【００３８】
その後、図５（ｃ）に示すように、アクチュエータ４２を作動してシャッタ部材４１を後退させて樹脂通路２２ｆを開放する（貫通孔２２ｅと連通状態とする）。続いて射出機２７から溶融樹脂Ｒを射出することで、パリソンＰ内に溶融樹脂Ｒを充填することができる。このように穿孔装置４０を用いることで、より確実にパリソンＰの一部を穿孔できる。
【００３９】
図７（ａ）は穿孔装置４０を用いた例の変形例を示す図である。同図の例では、金型２２にはその内方に突出した円筒部２２ｇが形成されている。また、金型２２には円筒部２２ｇ内から金型２２の外部へ通じる貫通孔２２ｅ’と、貫通孔２２ｅ’と射出機２７とを連通させる樹脂通路２２ｆ’が形成されている。貫通孔２２ｅ'内には樹脂通路２２ｆ’を開閉するシャッタ部材４１’と、シャッタ部材４１’を貫通孔２２ｅ’内でスライドさせるアクチュエータ４２’とが配設されている。
【００４０】
本例の場合、吹き込みノズル２５から圧縮気体をパリソンＰ内に吹き込み、これを膨らませる際、シャッタ部材４１’は樹脂通路２２ｆ’を閉鎖している。パリソンＰが膨らむと、図７（ａ）に示すように、その一部が円筒部２２ｇの存在により一旦凹状となって、円筒部２２ｇに侵入して凸状となった薄肉部Ｐ’が形成される。薄肉部Ｐ’は、パリソンＰが円筒部２２ｇに密着し、また、貫通孔２２ｅに侵入する際に延伸されて薄肉化して形成される。
【００４１】
この時、アクチュエータ４２’を作動してシャッタ部材４１’を後退させると、吹き込みノズル２５からの圧縮気体の圧力により、図７（ｂ）に示すように、薄肉部Ｐ’が破裂してパリソンＰが穿孔される。
【００４２】
なお、シャッタ部材４１’は、図７（ｃ）に示すように、その先端が尖ったシャッタ部材４１”として構成し、円筒部２２ｇからその先端が突出するように構成してもよい。この場合、薄肉部Ｐ”はシャッタ部材４１”の先端表面に密着して凹状に形成されることになる。シャッタ部材４１の先端が尖っており、かつ、金型２２の内方に突出していることから、薄肉部Ｐ”はより脆弱となって破れ易くなる。
【００４３】
＜第１の実施形態＞
図８は、第１の実施形態に係る射出成形装置Ａ−１の概略構成図である。前述した共通の全体構成と同一の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４４】
超臨界ガス発生装置２８は、スクリューシリンダ２７ｂ内の溶融樹脂への超臨界ガス（発泡剤）の供給量を調整する調整弁２８’を備えている。調整弁２８’は、スクリューシリンダ２７ｂから射出口２７ｃ側に溶融樹脂を供給する時間帯に応じて、超臨界ガスの供給量を任意に調整することができ、本実施形態では、射出口２７ｃ側に存在する溶融樹脂における超臨界ガスの濃度が、他の部位に比べて、高くなるように設定されている。従って、調整弁２８’は、コアバックによるキャビティＣの容積の増大に伴って延伸されるパリソンＰの被延伸部分に近接する部位（部分Ｂ）に充填される溶融樹脂の発泡圧を、他の部位に比べて、高く設定する圧力設定手段として機能する。
【００４５】
この構成によれば、溶融樹脂を射出する射出機２７’内における、射出口２７ｃ’側に存在する溶融樹脂に含有させる発泡剤の濃度を、他の部位に比べて、高く設定した状態で溶融樹脂がキャビティＣ内に射出されるため、部分Ｂの発泡を促進することができる。
【００４６】
本実施形態では、射出口２７ｃ’側に存在する溶融樹脂に含有させる発泡剤の濃度を、他の部位に比べて、高く設定した状態で溶融樹脂を射出するため、図３（ｃ）で示したように、部分Ｂに発泡剤の濃度の高い溶融樹脂を配することができる。これにより、部分Ｂの発泡が促進され、金型２１、２２のコアバック時においても、パリソンＰの金型への密着状態を維持することができる。従って、本実施形態によれば、パリソンＰの被延伸部分に近接する部位（部分Ｂ）に充填される溶融樹脂の発泡を促進することができる。これにより、この発泡圧を受けて、パリソンＰの被延伸部分の延伸が促進されるため、パリソンＰの金型２１、２２の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００４７】
なお、本実施形態では、溶融樹脂Ｒに混入される発泡剤として超臨界ガスを用いた例を説明したが、発泡剤はこれに限られず、他の種類の発泡剤でもよい。但し、化学発泡剤よりも物理発泡剤の方が中実樹脂成形品Ｘ内部に微細発泡セルを形成することができ、中実樹脂成形品Ｘの強度を高めることができる。また、物理発泡剤の中でも、本実施形態のように、超臨界状態の流体を用いることでより微細な発泡セルを形成することができる。
【００４８】
また、溶融樹脂Ｒとしては補強繊維（例えば、ガラス繊維やカーボン繊維等）を含有したものも採用できる。補強繊維を混入しておくことで、コアバック前に樹脂流動に基づいて、流動方向に沿って強制的に配向された補強繊維の内部応力がコアバックに伴って開放され、その配向が開放されて溶融樹脂Ｒの見かけ上の体積が増加し（スプリングバック現象）、溶融樹脂Ｒの発泡の促進を更に図ることができる。
【００４９】
〈変形例１〉
第１の実施形態では、１種類の超臨界ガスを用いて、その供給量を調整弁２８’で調整することで部分Ｂの発泡圧を調整したが、本変形例のように、溶融樹脂に対する溶解度の異なる２種類の超臨界ガスを溶融樹脂に供給後、部分Ｂと他の部位とにそれぞれ溶融樹脂を配置することで部分Ｂの発泡圧を調整してもよい。図９は、第１の実施形態の変形例１に係る射出成形装置Ａ−２の概略構成図である。金型２２には、樹脂通路２２ａ’、２２ａ”が設けられており、樹脂通路２２ａ’には射出機２７−１、樹脂通路２２ａ”には射出機２７−２が接続されている。また、射出機２７−１、２７−２にはそれぞれ超臨界ガス発生装置２８−１、２８−２が接続されている。超臨界ガス発生装置２８−１は、例えば、ＣＯ２ガスのような、溶融樹脂に対する溶解度の高い超臨界ガス（ガスＡ）をスクリューシリンダ２７ｂ内に供給する。一方、超臨界ガス発生装置２８−２は、例えば、Ｎ２ガスのような、溶融樹脂に対する溶解度の低い超臨界ガス（ガスＢ）をスクリューシリンダ内に供給する。
【００５０】
この構成によれば、射出機２７−１内には、ガスＡが溶解した溶融樹脂が存在し、射出機２７−２内には、ガスＢが溶解した溶融樹脂が存在することとなる。また、樹脂経路２２ａ’のキャビティＣ内への注入口は、溶融樹脂を部分Ｂに向けて射出できるような位置に配され、樹脂経路２２ａ”のキャビティＣ内への注入口は溶融樹脂を部分Ｂ以外に向けて射出するような位置に配される。従って、部分Ｂに超臨界ガス（ガスＡ）が単位体積当たりに多く溶解した溶融樹脂を配することができるため、部分Ｂの発泡を促進することができる。この発泡圧を受けて、パリソンＰの被延伸部分の延伸が促進されるため、パリソンＰの金型２１、２２の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００５１】
なお、本変形例では、金型２２に２台の射出機２７−１、２７−２を接続し、溶融樹脂に対する溶解度の異なる２種類の超臨界ガスを射出機２７−１、２７−２内の溶融樹脂に供給したが、金型２２には射出機を１台だけ接続し、２種類の超臨界ガスを時間差を設けて射出機内に供給する構成としてもよい。この構成によれば、溶融樹脂に対する溶解度の高い超臨界ガスを先に供給し、その後に溶融樹脂に対する溶解度が相対的に低い溶融樹脂を供給することで、本変形例と同様に、部分Ｂに超臨界ガスが単位体積当たりに多く溶解した溶融樹脂を配することができるため、部分Ｂの発泡を促進することができる。これにより、第１の実施形態と同様に、パリソンＰの金型２１、２２の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００５２】
〈変形例２〉
第１の実施形態では、スクリューシリンダ２７ｂ内の溶融樹脂への超臨界ガスの供給量を調整弁２８’で調整することで、部分Ｂの発泡圧を高く設定したが、図１０で示す射出成形装置Ａ―３のように、キャビティＣ内に射出された溶融樹脂の内、部分Ｂに直接、超臨界ガスを混入する構成としてもよい。これにより、簡易かつ確実に部分Ｂの発泡を促進することができる。これにより、第１の実施形態と同様に、パリソンＰの金型２１、２２の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００５３】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、超臨界ガスの供給量を調整弁２８’で調整することで、パリソンＰの被延伸部分に近接する部位（部分Ｂ）の発泡圧を調整したが、本実施形態では、溶融樹脂に対する充填材の含有割合の異なる、２種類の溶融樹脂を用いることで部分Ｂの発泡圧を調整する。調整弁２８’以外の構成は、第１の実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、説明を省略する。ここで、充填材とは、樹脂材料に含有させた物質であり、発泡核剤以外のものを言う。
【００５４】
図１１は、第２の実施形態に係る射出成形装置Ａ−４の概略構成図である。本実施形態の溶融樹脂は、樹脂材料としてポリプロピレン、充填材としてガラス繊維を用い、ガラス繊維のポリプロピレンに対する重量比率が異なる、２種類の材料を用いる。例えば、その比率が、９：１の材料Ａと７：３の材料Ｂとする。
【００５５】
充填材であるガラス繊維は、強度向上の目的で使用される材料であり、発泡性溶融樹脂の発泡を促進させる作用を持たない。従って、ガラス繊維の重量比率が高いと強度は向上するが、その分、ポリプロピレンの重量比率が低くなるため、発泡作用が低減することとなる。そこで、ガラス繊維の重量比率が低い材料（材料Ａ）を先に射出機２７内に投入し、その後、ガラス繊維の重量比率が高い材料（材料Ｂ）を射出機２７内に投入する。
【００５６】
この構成によれば、射出機２７内において、射出口２７ｃ側に存在する溶融樹脂に充填材を、他の部位に比べて、少なく充填することとなる。つまり、図１１で示すように、材料Ａが射出口２７ｃ側に配され、材料Ａよりも充填材の比率が高い材料（材料Ｂ）がその他の部位に配されることとなる。従って、部分Ｂには、充填材の重量比率が低い材料Ａからなる溶融樹脂が配されるため、部分Ｂの発泡を促進することができる。この発泡圧を受けて、パリソンＰの被延伸部分の延伸が促進されるため、パリソンＰの金型２１、２２の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００５７】
なお、本実施形態では、２種類の樹脂材料を用いているが、例えばポリプロピレンとガラス繊維との重量比率が８：２の材料を追加して用いることもできるため、３種類以上の樹脂材料を用いることもできる。
【００５８】
＜第３の実施形態＞
第２の実施形態では、溶融樹脂に対する充填材の含有割合の異なる、２種類の溶融樹脂を用いることで、パリソンＰの被延伸部分に近接する部位（部分Ｂ）の発泡圧を調整したが、本実施形態では、固化温度の異なる２種類の樹脂材料を用いることで部分Ｂの発泡圧を調整する。射出成形装置Ａ−４の構成は、第２の実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
２種類の樹脂材料として、本実施形態では、固化温度が１０８〜１２２℃である低密度ポリエチレン（材料Ａ）と、固化温度が１２７〜１３４℃である高密度ポリエチレン（材料Ｂ）を用いる。図１２は、ポリエチレンの温度変化を示す図である。横軸が時間ｔ、縦軸が温度Ｔとしている。高密度ポリエチレンは、時間ｔ１、温度Ｔ１で固化するのに対して、低密度ポリエチレンは、時間ｔ２、温度Ｔ２で固化する。すなわち、低密度ポリエチレンは、高密度ポリエチレンに比べて、固化するまでの時間が長いため、それだけ発泡作用が大きいと言える。従って、図９で示すように、射出機２７内において、射出口２７ｃ側に固化温度が、他の部位に比べて、低い溶融樹脂を配するように設定する。
【００６０】
この構成によれば、固化温度の低い溶融樹脂（材料Ａ）から先にキャビティＣ内に射出されるため、部分Ｂに固化温度の低い溶融樹脂（材料Ａ）を配することができる。これにより、溶融樹脂が金型側から冷却されても、固化温度に達するまでに時間を要するため、部分Ｂの発泡を促進することができる。この発泡圧を受けて、パリソンＰの被延伸部分の延伸が促進されるため、パリソンＰの金型２１、２２の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００６１】
＜第４の実施形態＞
第１の実施形態の変形例１では、溶融樹脂に対する溶解度の異なる２種類の超臨界ガスを溶融樹脂に供給後、部分Ｂと他の部位とにそれぞれ溶融樹脂を配置することでパリソンＰの被延伸部分に近接する部位（部分Ｂ）の発泡圧を調整したが、本実施形態では、溶融樹脂の超臨界ガスに対する溶解度の異なる２種類の溶融樹脂を部分Ｂと他の部分とにそれぞれ配置することで部分Ｂの発泡圧を調整する。射出成形装置Ａ−４の構成は、第２の実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６２】
２種類の樹脂材料として、本実施形態では、相対的に溶解度の高い樹脂材料（材料Ａ）と、相対的に溶解度の低い樹脂材料（材料Ｂ）とを用いる。つまり、材料Ａには、材料Ｂに比べて、超臨界ガスが多く溶解している。そこで、相対的に溶解度の高い樹脂材料（材料Ａ）を先に射出機２７内に投入し、その後、相対的に溶解度の低い樹脂材料（材料Ｂ）を射出機２７内に投入する。これにより、図１１で示すように、射出機２７内において、射出口２７ｃ側に溶融樹脂の超臨界ガスに対する溶解度が、他の部位に比べて、高い溶融樹脂を配することとなる。
【００６３】
この構成によれば、相対的に溶解度の高い樹脂材料（材料Ａ）からなる溶融樹脂から先にキャビティＣ内に射出されるため、部分Ｂに材料Ａからなる溶融樹脂を配することができる。従って、部分Ｂに超臨界ガスが多く溶け込んだ溶融樹脂が配されることになるため、部分Ｂの発泡を促進することができる。この発泡圧を受けて、パリソンＰの被延伸部分の延伸が促進されるため、パリソンＰの金型２１、２２の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【００６４】
＜第５の実施形態＞
第１の実施形態では、発泡剤供給装置２８に設けた調整弁２８’により、スクリューシリンダ２７ｂ内に存在する溶融樹脂への発泡剤（超臨界ガス）の供給量を調整することで、パリソンＰの被延伸部分に近接する部位（部分Ｂ）の発泡圧を調整したが、本実施形態では、発泡速度の異なる２種類の溶融樹脂を部分Ｂと他の部分とにそれぞれ配置することで部分Ｂの発泡圧を調整する。射出成形装置Ａ−４の構成は、第２の実施形態と同様であるため、同一の符号を付し、説明を省略する。
【００６５】
本実施形態では、ポリエチレンをベース材料として、ポリエチレンに発泡核剤を混入した樹脂材料（材料Ａ）と、ポリエチレンに発泡核剤を混入していない樹脂材料（材料Ｂ）と、を用いる。図１３は、材料Ａと材料Ｂの発泡速度を比較するための説明図である。横軸が時間ｔ、縦軸が発泡速度ｖとする。材料Ａは、時間ｔ１、発泡速度ｖ１で発泡速度が最高となるのに対して、材料Ｂは、時間ｔ２、発泡速度ｖ２で発泡速度が最高となる。ここで、ｔ１＜ｔ２であるため、溶融樹脂が射出機２７から射出されてから最高の発泡速度となるまでの時間が、材料Ａよりも材料Ｂの方が早い。すなわち、射出された溶融樹脂は、金型側から冷却されることによって温度が低下するため、この溶融樹脂の温度が固化温度に達する前に、発泡を終わらせることができる。よって、発泡核剤を混入したポリエチレン（材料Ａ）は、発泡核剤を混入していないポリエチレン（材料Ｂ）に比べて、発泡速度が速いと言える。従って、図１１で示すように、射出機２７内において、射出口２７ｃ側に発泡速度が、他の部位に比べて、速い溶融樹脂（材料Ａ）を配するように設定する。
【００６６】
この構成によれば、発泡速度の速い溶融樹脂（材料Ａ）から先にキャビティＣ内に射出されるため、部分Ｂに発泡速度の速い溶融樹脂（材料Ａ）を配することができる。これにより、溶融樹脂が金型側から冷却されても、固化温度に達するまでに余裕時間があるため、部分Ｂの発泡を促進することができる。この発泡圧を受けて、パリソンＰの被延伸部分の延伸が促進されるため、パリソンＰの金型２１、２２の内壁に対する追従性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形装置Ａの概略構成図である。
【図２】射出成形装置Ａによる樹脂成形品の成形手順を示す図であり、（ａ）は金型２１、２２間へのパリソンＰの垂下状態を示す図、（ｂ）はパリソンＰ内への圧縮気体の吹き込み状態を示す図である。
【図３】射出成形装置Ａによる樹脂成形品の成形手順を示す図であり、（ａ）は溶融樹脂Ｒの射出により、パリソンＰの一部が破れて穿孔される様子を示す図、（ｂ）は溶融樹脂ＲのパリソンＰ内への充填が完了した状態を示す図、（ｃ）は金型２１ｂのコアバックにより溶融樹脂が発泡する様子を示す図である。
【図４】穿孔装置３０を用いた例を示す説明図であり、（ａ）は金型２１、２２間にパリソンＰの垂下時における穿孔装置３０の状態を示す図、（ｂ）はパリソンＰ内への圧縮気体の吹き込み時における穿孔装置３０の状態を示す図、（ｃ）はパリソンＰ内への溶融樹脂の射出時における穿孔装置３０の状態を示す図である。
【図５】穿孔装置４０を用いた例を示す説明図であり、（ａ）は金型２１、２２間にパリソンＰの垂下時における穿孔装置４０の状態を示す図、（ｂ）はパリソンＰ内への圧縮気体の吹き込み時における穿孔装置４０の状態を示す図、（ｃ）はパリソンＰ内への溶融樹脂の射出時における穿孔装置４０の状態を示す図である。
【図６】穿孔装置４０を用いた例を示す説明図であり、（ａ）はパリソンＰ内への圧縮気体の吹き込み時における穿孔装置４０の状態を示す要部拡大図、（ｂ）は穿孔装置４０によりパリソンＰが穿孔される様子を示す要部拡大図である。
【図７】穿孔装置４０を用いた例の変形例を示す図であり、（ａ）はパリソンＰ内への圧縮気体の吹き込み時における穿孔装置４０の状態を示す要部拡大図、（ｂ）は穿孔装置４０によりパリソンＰが穿孔される様子を示す要部拡大図、（ｃ）はシャッタ部材４１”の変形例を示す要部拡大図である。
【図８】第１の実施形態に係る射出成形装置Ａ−１の概略構成図である。
【図９】第１の実施形態の変形例１に係る射出成形装置Ａ−２の概略構成図である。
【図１０】第１の実施形態の変形例２に係る射出成形装置Ａ−３の概略構成図である。
【図１１】第２乃至第５の実施形態に係る射出成形装置Ａ−４の概略構成図である。
【図１２】ポリエチレンの温度変化を示す図である。
【図１３】材料Ａと材料Ｂの発泡速度を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
Ａ  射出成形装置
Ｃ  キャビティ
Ｐ  パリソン
１０  押出機
２０  成形機
２１、２２  金型
２３、２４  油圧アクチュエータ
２７  射出機
２８  発泡剤供給装置
【図１】
2008173830.tif 000003
【図２】
2008173830.tif 000004
【図３】
2008173830.tif 000005
【図４】
2008173830.tif 000006
【図５】
2008173830.tif 000007
【図６】
2008173830.tif 000008
【図７】
2008173830.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図８】
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