(57)【要約】【課題】寸法精度が高く、表面外観に優れた偏肉樹脂成形品を、歩留まり良く提供する。【解決手段】二酸化炭素を溶解させた溶融熱可塑性樹脂を、金型合わせ面に連通しない金型キャビティ面にガス抜き部を有し、加圧ガスを満たした金型キャビティ内に射出し、上記ガス抜き部を溶融樹脂が通過すると同時或いは通過後に該ガス抜き部が連通するガス放出通路の圧力を開放して、上記ガス抜き部周辺に残存するガスを金型キャビティ外に排出する。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒素及び二酸化炭素の少なくとも一方を溶解させた溶融熱可塑性樹脂を、該溶融樹脂がフローフロントで発泡しない圧力以上にガスで加圧した金型キャビティ内に射出充填して樹脂成形品を成形する射出成形法であって、金型合わせ面に連通しない金型キャビティ面に、溶融樹脂は通過できないがガスは通過するガス抜き部を１箇所以上設け、該ガス抜き部をガス放出通路に連通させて、金型キャビティへの上記溶融樹脂の射出充填時に、該ガス抜き部を溶融樹脂が通過すると同時或いは通過後に上記ガス放出通路の圧力を開放してガス抜きを行うことを特徴とする熱可塑性樹脂の射出成形法。
【請求項２】
上記金型に、上記ガス抜き部を複数設け、各ガス抜き部を溶融樹脂が通過する順にガス抜きを行う請求項１に記載の射出成形法。
【請求項３】
上記樹脂成形品が薄肉部と厚肉部とを有する偏肉成形品であって、金型キャビティへの溶融樹脂の射出充填時に、該溶融樹脂の流動末端部が上記樹脂成形品の端部以外に位置する請求項１または２に記載の熱可塑性樹脂の射出成形法。
【請求項４】
上記熱可塑性樹脂が、メルトフローレートが１．５以下のポリカーボネート樹脂である請求項１〜３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂の射出成形法。
【請求項５】
上記樹脂成形品が車輌部品である請求項３または４に記載の熱可塑性樹脂の射出成形法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱可塑性樹脂成形品の射出成形法であり、溶融樹脂の金型キャビティへの充填を容易にし、金型表面状態を成形品表面に良好に転写し得る射出成形法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車部材などでは、高い寸法精度と取り扱い時の各種強度が要求される上に、構成部材として用いた熱可塑性樹脂成形品の薄肉軽量化が要求されてきている。その結果、強度が要求される部分は厚肉にする一方、強度を必要としない部分はできる限り薄肉にする偏肉デザインにより、強度と軽量化を両立させることが要求されている。このようなことから、成形時に、薄肉で流動距離の長い部分にも十分に樹脂を充填できる成形法が必要となるとともに、金型内のガスを樹脂充填後に素早く排出して、樹脂の流動性を確保する必要がある。
【０００３】
薄肉で流動距離の長い部分にも十分に樹脂を充填する方法として、樹脂の流動性を高めることが考えられる。熱可塑性樹脂の射出成形において、溶融樹脂の流動性は、金型キャビティへの充填の容易さを決めるだけではなく、充填後に十分な圧力がキャビティ内、特に樹脂流動末端の薄肉部の樹脂へ伝わるかどうかも左右するため、成形品の寸法精度にも影響を与え、樹脂の加工性を決める重要な因子である。
【０００４】
流動性を表す一つの指標として、溶融樹脂の粘度がある。熱可塑性樹脂は溶融粘度が高く、成形材料として流動性に劣る。このため、成形品の光沢ムラ、ウエルドラインなどの外観不良や、金型表面の微細形状の転写不良を起こしやすく、薄肉部には樹脂を完全に充填しにくいといった問題があった。特に粘度の高い樹脂、すなわちＭＩ（メルトインデックス）の小さい樹脂は、樹脂を完全に充填する事が困難であり、金型内の空気や樹脂からのガスを金型キャビティ外にスムーズに排出することが重要である。
【０００５】
従来、流動性を高めるための樹脂の改質手段には、次の３種があった。
【０００６】
第一は樹脂の分子量を低くする方法で、平均分子量を下げたり、分子量分布を広げ、特に低分子量成分を増したりするものであるが、流動性は増すものの衝撃強度や耐薬品性が低下するといった問題がある。
【０００７】
第二は分子中にコモノマーを導入する方法であるが、熱時剛性が低下する問題がある。
【０００８】
第三はミネラルオイルなどの低分子量の油状物質や、高級脂肪酸エステルなどの可塑剤を添加する方法であり、可塑剤により熱時剛性が低下したり、成形時に可塑剤が金型に付着して汚すなどの問題があった。
【０００９】
また、流動性を高める成形条件としては、樹脂温度や金型温度を高めることが効果的である。しかし、高い樹脂温度は樹脂自身や添加剤の熱分解を引き起こし、成形品強度の低下、樹脂劣化物による異物の発生、金型汚れ、変色などの問題が発生しやすくなり、また、金型温度を高くすると、型内の樹脂の冷却が遅くなり、成形サイクルタイムが長くなるといった問題があった。
【００１０】
非特許文献１など、多くの文献に示されるように、二酸化炭素を樹脂に吸収させると、該二酸化炭素が樹脂の可塑剤として働き、ガラス転移温度を低下させることが知られているが、樹脂の成形加工に広く応用されるには至っていない。例えば、特許文献１には、二酸化炭素や窒素などのガスを熱可塑性樹脂中に含ませ、キャビティ内のガスを除去しながらキャビティに充填することで熱可塑性樹脂の流動性を向上させ、強度や外観低下のない成形品を得る方法が示されている。しかしながら、この方法では、樹脂中に含まれるガスの量が少なく、十分な流動性向上効果を得ることが難しい。さらに、キャビティを大気圧もしくは減圧とするため、樹脂充填工程中にフローフロントで生じる発泡により成形品表面に外観不良も生じやすい。
【００１１】
発泡剤を含有する樹脂を用い、外観が良好でヒケやソリの少ない厚肉発泡成形品を得る手法として、特許文献２に示されるような、一般にカウンタプレッシャ成形法と呼ばれている成形法がある。これは発泡用のガスを含んだ溶融樹脂を圧縮空気を満たしたキャビティ中に射出し、次いでキャビティの圧縮空気を金型外に開放し、キャビティ内圧力を低く保って樹脂を冷却する成形法であり、樹脂充填時のフローフロントでの発泡を抑制することで成形品の表面には発泡模様がなく、内部のみ発泡した成形品を作る技術である。カウンタプレッシャ成形法は、溶融樹脂を非発泡状態でキャビティにほぼ満たした後、成形品表層よりも内側の溶融樹脂が冷却され、冷却に伴う体積収縮分が発泡するものである。このため、樹脂に発泡性を持たせる目的で樹脂中に含ませるガスの量は体積収縮を発泡で補える最低限とするのが基本的な考え方といえる。そのため、当該方法では、溶融樹脂の流動性を向上させるには至っていない。
【００１２】
【特許文献１】
特開平５−３１８５４１号公報
【特許文献２】
特公昭６２−１６１６６号公報
【非特許文献１】
ジャーナル・オブ・アプライド・ポリマー・サイエンス（Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｃｉｅｎｃｅ），第３０版，１９８５年，第２６３３頁
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、熱可塑性樹脂の射出成形法において、寸法精度が高く、表面外観に優れた樹脂成形品、特に薄肉部と厚肉部を有する偏肉成形品を、樹脂の物性を損なうことなく流動性を向上させて成形性を高め、歩留まり良く経済的に成形する方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、窒素及び二酸化炭素の少なくとも一方を溶解させた溶融熱可塑性樹脂を、該溶融樹脂がフローフロントで発泡しない圧力以上にガスで加圧した金型キャビティ内に射出充填して樹脂成形品を成形する射出成形法であって、金型合わせ面に連通しない金型キャビティ面に、溶融樹脂は通過できないがガスは通過するガス抜き部を１箇所以上設け、該ガス抜き部をガス放出通路に連通させて、金型キャビティへの上記溶融樹脂の射出充填時に、該ガス抜き部を溶融樹脂が通過すると同時或いは通過後に上記ガス放出通路の圧力を開放してガス抜きを行うことを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の成形法においては、熱可塑性樹脂に可塑剤として窒素及び二酸化炭素のいずれか一方或いは両方を溶解させて射出するため、該熱可塑性樹脂の粘度が十分に低くなっており、薄肉で流動距離の長い部分でも速やかに流動して先端部に達する。また、溶融した熱可塑性樹脂の射出充填時には、予め金型キャビティがガス加圧されている、即ちカウンタプレッシャ成形法を適用し、該樹脂の発泡を抑えて成形品表面への影響を防止している。さらに、薄肉部が固化するまで樹脂が発泡しないように圧力をかけているため、薄肉部は発泡することなく十分固化して気泡のない薄肉部が得られる。
【００１６】
尚、本発明でいうカウンタプレッシャ成形とは、樹脂充填工程中に溶融樹脂がフローフロントで発泡を生じない圧力以上に金型キャビティをガスで加圧状態にして樹脂を金型キャビティに射出する成形方法全体をさす。
【００１７】
さらに本発明では、金型合わせ面（以下、金型ＰＬ面と記す）に連通しない金型キャビティ面にガス放出通路に連通するガス抜き部を設け、金型キャビティへの溶融樹脂の充填時に、溶融樹脂が該ガス抜き部を通過すると同時或いは通過後に該ガス抜き部の連通するガス放出通路の圧力を開放する。その結果、該ガス抜き部周辺に残存するガスが金型キャビティ外へ排出され、該残存ガスによる樹脂成形品の外観不良が防止される。また、後述するように、上記ガス放出通路を大容量のガス溜部に連通させておくことにより、溶融樹脂の射出充填時に、金型キャビティ内のガスがガス抜き部を介して該ガス溜部に抜けて金型キャビティ内の圧力の上昇が抑えられ、該圧力上昇による溶融樹脂の流動性低下が防止される。
【００１８】
従って、本発明において金型に設けられる上記ガス抜き部はガスが残存しやすい箇所に設ける。特に、樹脂成形品が薄肉部と厚肉部を有する偏肉成形品の場合、金型キャビティへの溶融樹脂の射出充填時の該溶融樹脂の流動末端部が樹脂成形品の端部ではなく、薄肉部の面内に位置するため、該樹脂流動末端部にガスが残存しやすい。このような偏肉成形品を成形する場合には、流動解析にて予め流動末端部を予測し、該当する箇所にガス抜き部を設けておくことが好ましい。また、複数箇所にガスが残存するような場合には、該当する箇所にそれぞれガス抜き部を設け、溶融樹脂の通過に従って順次ガス抜きを行うことが好ましい。
【００１９】
本発明が好ましく適用される偏肉成形品とは、同一成形品の中に厚肉部と薄肉部を共に有する成形品であり、薄肉部の肉厚が２．０ｍｍ以下であり、さらには１．５ｍｍ以下の非常に薄い薄肉部を有し、厚肉部の肉厚が薄肉部の１．５倍以上の偏肉成形品であっても、良好に成形することができる。尚、ここに述べる厚肉部とは、板状あるいはリブ状のものや、成形品周囲に位置する側壁のような形状も含まれる。
【００２０】
本発明において、金型に設けられる上記ガス抜き部とは、溶融樹脂は通過できないがガスは通過する隙間を金型キャビティ面に設けたもので、具体的には該隙間の幅は０．１ｍｍ以下が好ましく、さらに好ましくは０．０５ｍｍ以下である。該ガス抜き部は金型ＰＬ面に連通しない金型キャビティ面に少なくとも１箇所設けられ、金型内のガス放出通路に連通されている。また、ガス放出通路は金型外のガス放出経路へと連通され、該ガス放出通路及びガス放出経路のいずれかは大気と通じた大気放出経路に通じているが、ガス抜き部を任意のタイミングで大気圧に開放できるように、上記ガス放出通路及びガス放出経路のいずれかに電磁弁等の開閉弁が備えられている。
【００２１】
また、ガス放出経路を金型キャビティ内に加圧ガスを導入するガス供給経路に連通させていても良い。
【００２２】
本発明においては、上記ガス抜き部以外に、金型ＰＬ面に連通するガス抜き部を別途設けても良い。
【００２３】
本発明の成形法で使用される熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル樹脂、芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミド系樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンなどの熱可塑性のプラスチック材料、及びこれらを一種または二種以上混合したブレンド物、これらに各種充填材を配合した物である。ここでいうスチレン系樹脂とは、スチレンを必須原料とするホモポリマー、コポリマー及びこれらのポリマーと他の樹脂より得られるポリマーブレンドであり、ポリスチレンまたはＡＢＳ樹脂であることが好ましい。また、ポリスチレンとは、スチレンホモポリマーまたは、樹脂相中にゴムが分布した、ゴム強化ポリスチレンである。
【００２４】
中でも、可塑剤として二酸化炭素を用いる場合には、二酸化炭素との親和性が高く、二酸化炭素の可塑化効果が高い熱可塑性樹脂が好ましく、スチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエーテル樹脂などが特に好ましい。特にポリカーボネートは二酸化炭素の可塑化効果が高いだけでなく、熱分解したときに二酸化炭素を生じることから、溶融樹脂に二酸化炭素が含まれると分解反応の平衡がずれ、分解反応速度が遅くなる利点もあり、本発明に最適である。
【００２５】
本発明では、各種の難加工性樹脂、例えば分子量が射出成形するには大きすぎる熱可塑性樹脂、熱安定性が悪く、熱分解を起こし易い樹脂、軟化温度が高く、著しく高温度にして成形する必要がある樹脂、熱分解し易い難燃剤などの添加物を配合した樹脂なども使用できる。
【００２６】
本発明では射出成形するには流動性が悪い熱可塑性樹脂、射出成形するには分子量が大きすぎる熱可塑性樹脂なども好ましく使用できる。特にメルトフローレートが１５以下、好ましくは１１以下のポリカーボネートが好ましい。ここで、メルトフローレートはＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に記載の方法で測定したもので、測定条件は、溶融温度３００℃、荷重１．２ｋｇであり、測定値の単位はｇ／１０ｍｉｎである。
【００２７】
一般に分子量が大きい程、成形品の耐化学薬品性、耐衝撃性などが良くなるが、成形時の流動性が悪くなり、射出成形が困難になる。特に流動性の良くないポリカーボネート樹脂などは、ガス抜きが悪いと流動性に悪影響を及ぼしやすく、充填が困難になったり、フローマークやウエルドラインなどによる外観不良等が発生することがある。
【００２８】
更にポリカーボネートのような耐熱性のある材料が良く用いられ、かつ軽量化が重要である車輌部品には特に偏肉設計によるガス溜まりや流動性不足による問題があり、本発明による方法が有効である。本発明で成形される偏肉成形品は型表面の再現性が良くなり、光沢度が向上し、ウエルドラインの目立ちが少なくなり、型表面のシャープエッジの再現性や、微細な型表面の凹凸の再現性も良くなる。
【００２９】
上記車輌部品としては、ヘッドランプやテールランプ及びそれらのカバーなどの強度と耐熱性、透明性が要求される部品が挙げられる。
【００３０】
本発明では、溶融樹脂の流動性を上げるために溶融樹脂に窒素ガス及び／または二酸化炭素を溶融させる。特に二酸化炭素は、溶融樹脂に対する溶解度が大きく、樹脂や金型、成形機素材を劣化させないこと、成形する環境に対し危険性がないこと、安価であること、また成形後に成形品から速やかに揮発することなどの制約を満たしている。
【００３１】
本発明で溶融状態の熱可塑性樹脂に溶解させる二酸化炭素量は０．２重量％以上である。流動性を顕著に向上させるには０．２重量％以上が必要であり、好ましくは０．３重量％以上である。また、二酸化炭素の溶解量の最大量は５重量％程度である。これは、二酸化炭素をむやみに増やそうとしても二酸化炭素を多量に樹脂に溶解することが難しくなることや、二酸化炭素の気化により樹脂が発泡しやすくなり、カウンタプレッシャ成形法により成形品表面の発泡模様発生を防止するとしても、必要な金型内のガス圧力（カウンタ圧力）が著しく高くなるためであり、好ましい二酸化炭素溶解量は５重量％以下で、より好ましくは３重量％以下である。
【００３２】
また、発泡を目的としたカウンタプレッシャ成形においては、二酸化炭素を発泡ガスに使う場合、重炭酸ナトリウム、クエン酸などの化学発泡剤を樹脂とともに可塑化し、発泡剤が熱分解して生じた二酸化炭素を溶融樹脂中に溶解させることがある。しかし、溶融粘度を低下させる目的で化学発泡剤を使用することは、可塑剤効果が二酸化炭素よりも少なく、樹脂から放散しにくい水の生成を伴うこと、粉末状の発泡剤分解物が樹脂中に残り、樹脂物性や成形品表面の平滑性を低下させること、発生するガス量に対し化学発泡剤が高価であることから、実用的とはいえない。
【００３３】
尚、金型キャビティに射出する溶融樹脂中の二酸化炭素量を直接測定することは難しいため、本発明では、二酸化炭素を含む樹脂を用いて射出成形した成形直後における成形品の重量と、該成形品を放置して、成形品中に含まれていた二酸化炭素が放散して一定になった後の重量との差を、金型キャビティに射出する溶融樹脂中の二酸化炭素量とする。
【００３４】
熱可塑性樹脂に二酸化炭素を溶解させる方法として、次の方法が好ましい。
【００３５】
成形機のシリンダ内で樹脂を可塑化するとき、または可塑化した樹脂に二酸化炭素を溶解させる方法で、成形機のホッパ付近を加圧二酸化炭素雰囲気にしたり、スクリュの中間部や先端、シリンダから可塑化樹脂に二酸化炭素を注入する。スクリュやシリンダの中間部から二酸化炭素を注入する場合には、注入部付近のスクリュ溝深さを深くして、樹脂圧力を低くすることが好ましい。
【００３６】
また、二酸化炭素を注入後、樹脂中に均一に溶解、分散させるため、スクリュにダルメージや混練ピンなどのミキシング機構を付けたり、樹脂流路にスタティックミキサを設けることが好ましい。射出成形機としては、インラインスクリュ方式でもスクリュプリプラ方式でも使用できるが、スクリュプリプラ方式は、樹脂を可塑化する押出し機部分のスクリュデザインや二酸化炭素の注入位置の変更が容易であることから、特に好ましい。
【００３７】
熱可塑性樹脂中の二酸化炭素は、熱可塑性樹脂が固化した後に成形品を大気中に放置すれば徐々に大気中に放散する。放散により成形品に気泡を生じることはなく、放散後の成形品の性能は本来熱可塑性樹脂が有するものと変わらない。
【００３８】
本発明ではあらかじめ金型キャビティを、樹脂充填中に溶融樹脂のフローフロントで発泡が起きない圧力以上にガスで加圧して、射出成形する。キャビティに封入するガス圧力は、成形品表面の発泡模様が消える最低圧力であれば良く、一工程に使用するガスの量を最小限に抑え、金型キャビティのシールやガス供給装置の構造を簡単にするためにもガス圧力は低い方が好ましい。ガス圧力が１５ＭＰａを超えると金型を開こうとする力が無視できなくなったり、金型キャビティのシールが難しくなるなどの問題が生じやすく、１５ＭＰａ以下が好ましく、さらに好ましくは１０ＭＰａ以下である。
【００３９】
金型キャビティに圧入するガスとして、空気や窒素をはじめとして、樹脂に対して不活性な各種ガスの単体或いは混合物が使用できるが、熱可塑性樹脂への溶解度の高い二酸化炭素、炭化水素及びその一部の水素をフッ素で置換したものなどが好ましく、二酸化炭素は金型表面状態の成形品への転写性を向上させる効果が高く、特に好ましい。樹脂に非晶性樹脂を用い、キャビティを二酸化炭素で加圧する場合、キャビティ内ガス圧力を高めた方が、良好な転写性が得られるため、高度な転写性が要求される場合には、成形機の型締め力や金型のシール性能に応じ、ガス圧力を高めることも良好に使用できる。金型キャビティ内のガスの、二酸化炭素含有量は高い方が好ましく、８０容量％以上が特に好ましい。
【００４０】
本発明ではガス加圧された金型キャビティに溶融熱可塑性樹脂を射出充填し、ガス抜き部を溶融樹脂が通過すると同時或いは通過後に該ガス抜き部が連通するガス放出通路の圧力を開放し、最終的に溶融樹脂の充填が終了した時点で金型キャビティの加圧ガスを全て開放し、その後、薄肉部が固化するまで樹脂が発泡しないように保圧をかけて成形する。上記ガス放出通路の圧力の開放のタイミングとしては、溶融樹脂の通過に正確に合わせることは容易でないため、金型キャビティへの溶融樹脂の充填が終了した時点で、キャビティ内の加圧ガスにかかる圧力を全て開放すればよい。また、溶融樹脂充填後の保圧方法としてはキャビティに溶融樹脂を補充する樹脂保圧、樹脂中や樹脂金型界面にガスなどの圧力流体を注入する方法、キャビティ体積を減少させる射出圧縮法などが挙げられる。
【００４１】
本発明の成形法を実施するための金型及びガス供給システムの構成例を図１〜図４を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらの図に示した形態に限定されるものではない。
【００４２】
図１は、炭酸ガスを加圧ガスに用いたときの装置概念図を示したもので、金型構造例として図２に金型全体の断面図を、図３に移動側断面図（図２のＡ−Ａ’断面図）を示す。
【００４３】
図１の装置は、二酸化炭素源１、二酸化炭素昇圧装置２、二酸化炭素供給装置３、金型４、ガス抜き装置５から構成されている。二酸化炭素源１としては、液化炭酸ガスボンベ６を用い、二酸化炭素昇圧装置２において二酸化炭素を圧縮機７にて昇圧した。一方、二酸化炭素供給装置３から金型５の間では炭酸ガスはガス化状態で、臨界温度を超える温度に保持されている。二酸化炭素供給装置３では、加熱器８で液化炭酸ガスがガス化され、減圧弁９を介してメインタンク１０、必要に応じてサブタンク（図示せず）を介して金型４内に導入される。ここで二酸化炭素源１、二酸化炭素昇圧装置２、二酸化炭素供給装置３と金型４は、供給路１１〜１３で連結されている。また、金型４とガス抜き装置５とは、ガス抜き路１４（前述のガス放出通路及びガス放出経路に相当する）で連結されている。上記各供給路１１〜１３及びガス抜き路１４には必要に応じて電磁開閉弁１５〜１９、リリーフ弁２０、メーター２１、逆止弁（図示せず）等を設置してガスの圧入を制御する。金型４に圧入された加圧ガスは、金型キャビティ２２内に充填される。金型キャビティ２２は加圧ガスが漏洩しないように必要箇所はＯリング２３でシールされる。また、溶融樹脂を金型キャビティ２２内に充填する際に、キャビティ内の圧力が急激に上がらないように、ガス抜き路１４に必要に応じてガス抜き補助タンク２４を設けるとさらに本発明の効果が上がる。
【００４４】
金型４は図２、図３に示すように、金型のキャビティ外周にはガス供給と開放のためのガス給排用隙間２５とガス流路溝２６、及びガス流路溝２６から金型外に通じる孔２７を設けてガス供給装置３と接続し、ガス流路溝２６の外周にガスシールのためにＰＬ面外周用Ｏリング２３を設け、キャビティを気密構造とする。また、突き出しピン２８はキャビティブロック２９とバックアッププレート３０間にＵパッキン３１を挿入してシールする。ガス抜き部は、流動解析にて予め流動末端部と予測した位置にガス抜きピン３２を挿入したものとし、金型内のガスを任意のタイミングで排出する。ガス抜きピン３２と金型との間は溶融樹脂は通過しないがガス体は通過できるように隙間（ガス抜き部）を形成しておく。図３中３３は、サイドゲート位置を示す。
【００４５】
図４に、ガス抜き部の構成例を示した。本例は、断面が円形の通路を金型に穿ち、該通路内にガス抜きピン３２が挿入されているが、該ガス抜きピン３２の金型キャビティ側先端を２面カットし、ガスが通過するための隙間３４が形成されている。また、該ガス抜きピン３２の後方をさらに削って該隙間３４を通過したガスが後方に抜けやすいように構成することが好ましい。隙間３４の幅ｔは、前述したように、溶融樹脂が通過できずガスが通過するように、０．１ｍｍ以下、好ましくは０．０５ｍｍ以下とする。
【００４６】
尚、図１では、ガス供給路１３とガス抜き路１４を別々に設けているが、ガス供給経路１３をガス抜き路１４に連結させ（図示せず）、ガス抜き路１４をガス供給路として利用しても良い。その際は、ＰＬ面のガス供給隙間２５、ガス流路溝２６、孔２７は、必ずしも設ける必要は無い。
【００４７】
上記装置を用いた射出成形工程を順次説明する。
【００４８】
先ず、図１の炭酸ガスボンベ６から供給された液化炭酸ガスは圧縮機７にて所定の圧力まで昇圧され、次いで加熱器８にてガス化され、必要に応じて減圧弁９を通して所定の圧力に設定してメインタンク１０に蓄えられる。加圧ガスは、メインタンク１０の下流にある供給用電磁弁１７を空け、金型キャビティ２２内へと圧入する。このとき所定の圧力（充填される樹脂のフローフロントで発泡しないカウンタ圧力）に金型キャビティ２２が到達するように電磁弁１８、１９は閉じておく。次いで、二酸化炭素を射出成形機シリンダ内で溶解させた（図示せず）溶融樹脂を金型キャビティ２２内に充填し、充填完了と同時に電磁弁１８を開放して、ガス抜きを行う。必要に応じて、同時に電磁弁１７を閉じて電磁弁１９を開放して供給路１３のガスも排出する。
【００４９】
【実施例】
（熱可塑性樹脂）
メルトフローレート１０のポリカーボネートを用い、使用前に１２０℃の除湿型乾燥機中で５時間、乾燥処理を施した。
【００５０】
（二酸化炭素）
二酸化炭素としては純度９９％以上の二酸化炭素を使用した。
【００５１】
（成形機）
成形機は住友重機械工業製「ＳＧ２６０」を使用した。成形機のスクリュシリンダはＬ／Ｄ２６のベントタイプとし、ベント部分を二酸化炭素で加圧できるようにし、供給する二酸化炭素の圧力を減圧弁で一定に保つことで、溶融樹脂に溶解する二酸化炭素量を制御した。可塑化から射出開始までの間、スクリュ背圧として、可塑化樹脂が発泡してスクリュが後退しない最低限の圧力を設定した。
【００５２】
（可塑化樹脂中への二酸化炭素の溶解）
成形機ベント部分の二酸化炭素供給圧力を１０ＭＰａとして、樹脂に二酸化炭素を溶解した。
【００５３】
（可塑化樹脂中の二酸化炭素量の測定）
樹脂に溶解した二酸化炭素量は、成形品の成形後の重量減少から求めた。具体的には、成形直後に成形品の重量を測定した後、成形品を約２４時間大気中に放置し、次に、１２０℃の真空乾燥機中に４８時間放置し、成形品中に含まれていた二酸化炭素が放散して一定になった成形品の重量を測定し、これらの差を溶融樹脂中に含まれていた二酸化炭素量とした。
【００５４】
（射出シリンダ温度の設定）
射出成形時のシリンダ設定温度は、ポリカーボネート３００℃とした。
【００５５】
（金型及びガス供給装置）
成形品形状は浅い箱状の形状であり、底面が縦横各２１０ｍｍ、３００ｍｍ、厚み１．５ｍｍであり、側面が４面共に高さ３０ｍｍ、４側面のうち２側面の厚みが２．５ｍｍ、他の２側面の厚みが３ｍｍである。金型及びガス供給装置の構造を図１に示す。尚、ガス抜き部においては、ガス抜きピン３２の先端１０ｍｍを２面カットし、先端１０ｍｍの位置から根元にかけては軸芯全体を１ｍｍ削って、金型に穿った通路との間に１ｍｍの隙間を形成した。また、キャビティ表面は鏡面とし、成形品側壁にサイドゲートを設けた。Ｕパッキン３１には日本バルカー工業製ＭＰＲシリーズを用いた。
【００５６】
二酸化炭素供給源１としては、液化炭酸ガスを充填したボンベ７を５０℃で保温して用いた。ガスは容器より加温器８を通り、減圧弁９にて所定圧力に調圧された後、約４０℃に保温された内容量１０００ｃｍ３のメインタンク１０に溜められる。金型キャビティ２２へのガス供給は、メインタンク１０の下流にある供給用電磁弁１７を開け、同時に開放用電磁弁１８、１９を閉じることで行われ、樹脂充填中はメインタンク１０とキャビティ２２はつながっている。樹脂充填が終了するとほぼ同時に、供給用電磁弁１７を閉じ、開放用電磁弁１８と１９を開けることでガスを金型外に開放する。
【００５７】
（実施例１）
ポリカーボネートに射出シリンダから可塑剤として二酸化炭素を供給し、金型表面温度８０℃の箱状金型で、加圧ガスとして二酸化炭素を用いたカウンタプレッシャ成形を行い、樹脂充填に必要な成形機シリンダ内樹脂圧力を測定した。尚、充填時間は１秒とした。カウンタ圧力７．０ＭＰａの場合、充填必要圧力は１３ＭＰａであった。樹脂充填後、金型キャビティ内のガスを開放し、さらにシリンダ内圧８ＭＰａで１秒間保圧し、その後該保圧を開放して３０秒間冷却した後に成形品を取り出した。得られた成形品には表面に発泡模様もなく、またショートショットによる充填不良やウエルドラインもなく、良好な成形品であった。また、射出成形後の成形品の重量減少から求めた可塑化溶融樹脂中の二酸化炭素量は２．０重量％であった。
【００５８】
（比較例１）
ポリカーボネートに可塑剤としての二酸化炭素を供給せずに、実施例１と同様に射出成形して、樹脂充填に必要な成形機シリンダ内樹脂圧力を測定した。可塑剤としての二酸化炭素を用いていないことから、樹脂の発泡を抑える必要がないため、カウンタ圧力なしとして、充填必要圧力を成形機の最大能力１４ＭＰａとしても実施例１と同じ時間で充填することはできず、樹脂充填に２〜３秒かけても、ショートショット成形品しか得られなかった。
【００５９】
（比較例２）
ガス抜き部の圧力を開放しない以外は実施例１と同様にして射出成形を行った。その結果、樹脂流動末端部付近のガス抜きが不十分でショートショット成形品しか得られなかった。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、流動性の良くないポリカーボネート材料による偏肉成形品の薄肉部分にも良好に溶融樹脂が充填され、表面転写性が良く、表面外観に優れ、寸法精度の高い偏肉成形品が歩留まり良く、容易に得られる。また、可塑剤として用いた二酸化炭素は成形後に大気中に放散し、樹脂の物性には影響を及ぼさないため、樹脂本来の強度が保持される。よって、薄肉、軽量化が要求される車輌部品のレンズ周り等、良好な樹脂成形品をより安価に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例で用いた金型及びガス供給システムの構成例を示す概略図である。
【図２】図１の金型全体の断面図である。
【図３】図１の金型の移動側断面図である。
【図４】図１の金型に設けたガス抜き部の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１  二酸化炭素源
２  二酸化炭素昇圧装置
３  二酸化炭素供給装置
４  金型
５  ガス抜き装置
６  液化炭酸ガスボンベ
７  圧縮機
８  加熱器
９  減圧弁
１０  メインタンク
１１〜１３  供給路
１４  ガス抜き路
１５〜１９  電磁開閉弁
２０  リリーフ弁
２１  メーター
２２  金型キャビティ
２３  Ｏリング
２４  ガス抜き補助タンク
２５  ガス給排隙間
２６  ガス流路溝
２７  孔
２８  突き出しピン
２９  キャビティブロック
３０  バックアッププレート
３１  Ｕパッキン
３２  ガス抜きピン
３３  樹脂ゲート
３４  隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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