(57)【要約】  本発明は、シリンダ内を所定の樹脂溶融温度及び減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出する射出成形方法に関する。射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように設定される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂ペレットを射出成形機のシリンダ内に供給して、金型及び／又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスを大気に放出して射出成形する射出成形方法において、前記射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライト頂点の上方約５ｍｍからフライト頂点の下方３ｍｍの範囲内に入れるように制御してなる射出成形方法。
【請求項２】
前記樹脂ペレットは、未乾燥状態の樹脂ペレットがシリンダ内に供給されることを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。
【請求項３】
前記フライト頂点の上方約５ｍｍからフライト頂点の下方３ｍｍの範囲内の堆積位置は、樹脂ペレットの供給口の下方近傍であることを特徴とする請求項１記載の射出成形方法。
【請求項４】
射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の樹脂溶融温度及び減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出してなる射出成形方法。 
【請求項５】
射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の樹脂溶融温度及び減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出し、樹脂のＤＳＣ曲線のガラス転移温度より高温側に熱量変曲点を備えるように射出成形を行うことを特徴とする射出成形方法。 
【請求項６】
射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の樹脂溶融温度及び減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出し、
樹脂のＤＳＣ曲線の約１００℃から吸熱反応の終了温度以降の示差熱の値が１００％に近づく温度の範囲における樹脂のＴＧ曲線における成形品の重量減量％がシリンダ内の減圧度；ゼロ時の重量減量％より少なくなるように射出成形を行うことを特徴とする射出成形方法。
【請求項７】
射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の樹脂溶融温度及び減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出し、
樹脂のＤＳＣ曲線の約１００℃からから約３００℃〜約５００℃の範囲における樹脂のＴＧ曲線における成形品の重量減量％がシリンダ内の減圧度；ゼロ時の重量減量％より少なくなるように射出成形を行うことを特徴とする射出成形方法。 
【請求項８】
射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の樹脂溶融温度及び減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出し、
成形品の表面の最大粗さ；約３．５μｍ以下、好ましくは約２．５μｍ以下となるように射出成形を行うことを特徴とする射出成形方法。 
【請求項９】
樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出してなる射出成形方法によるシリンダ内の樹脂溶融温度及び射出速度を、樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節なしに、かつ減圧なしに射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂を用いた射出成型方法によるシリンダ内の樹脂溶融温度及び射出速度より低く設定して射出成型してなる射出成形方法。
【請求項１０】
樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の減圧度に設定して射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出してなる射出成形方法であって、前記シリンダ内の樹脂溶融温度をノズルから射出される樹脂の温度より低い温度に設定してなる射出成形方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項記載の射出成形方法により成形された射出成型品。 
【請求項１２】
請求項１から１０のいずれか１項記載の射出成形方法により成形された射出成形品を二次加工してなる射出成型品。
【請求項１３】
真空遮断手段をペレット導入側に備え、射出成形機のシリンダ内にペレットを供給するためのペレット貯蔵体と、
前記射出成形機の前記シリンダ内へのペレットの堆積量をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように調整するためのペレット堆積量制御手段と、
前記シリンダ内へ供給されるペレットが通貨する第２区域を備える第２筒体と、該シリンダ内から排出される水分やガスが通貨する第１区域を備える第１筒体とを備える接蝕防止装置と、
前記接蝕防止装置のガス排気経路に接続された減圧装置と、
前記接蝕防止装置は、前記射出成形機のシリンダ内で溶融した際に発生する水分やガスと、前記射出成形機のノズルと対向する側から供給される気体と一諸に大気に排出するための排出口を備え、該排出口を前記減圧装置に配管を介して接続したことからなるペレット供給ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融中の樹脂を射出して成形する射出成形方法、及びその射出成型方法で作成された射出成型品、並びにペレット供給ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、射出成型機により成型される射出成型品は、高精度、薄厚、細寸法等が要求されている。しかし、射出成型機内で発生する溶融樹脂からのガス等の影響により高精度、薄厚、細寸法等の成型品を成型すること困難であると共に、成型できたとしても良品の歩留が悪く、しかも高品質の成型品が得られない等、また成形の際に生じたフラッシュ、表面コーティング後のくもり、金型表面に付着したガスの汚れを頻繁に除去する必要性にせまられて作業効率が悪い等の欠点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、ＰＭＭＡ樹脂、ＰＣ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ／ＡＢＳ樹脂等の樹脂を使用して、樹脂ペレットを射出成形して導光板、レンズ、電池ケース、携帯電話用外装、メモリカードを形成した際に生じたフラッシュ、表面コーティング後のくもり、金型の汚れ、転写不良、メッキ不良等による成形品の不良率を低減させる共に品質の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る射出成形方法は、樹脂ペレットを射出成形機のシリンダ内に供給して、金型及び／又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスを大気に放出して射出成形する射出成形方法において、射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライト頂点の上方約５ｍｍからフライト頂点の下方３ｍｍの範囲内に入れるように制御してなることを特徴とする。【０００５】
射出成形方法において、樹脂ペレットが未乾燥状態の樹脂ペレットがシリンダ内に供給されることを特徴とする。【０００６】
また、射出成形方法において、フライト頂点の上方約５ｍｍからフライト頂点の下方３ｍｍの範囲内の堆積位置が樹脂ペレットの供給口の下方近傍であることを特徴とする。【０００７】
本発明による射出成形方法は、射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の樹脂溶融温度及び減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出してなる。【０００８】
本発明による射出成形方法は、射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の樹脂溶融温度及び減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出し、樹脂のＤＳＣ曲線のガラス転移温度より高温側に熱量変曲点を備えるように射出成形を行う。【０００９】
本発明による射出成形方法は、射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の樹脂溶融温度及び減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出し、
樹脂のＤＳＣ曲線の約１００℃から吸熱反応の終了温度以降の示差熱の値が１００％に近づく温度の範囲における樹脂のＴＧ曲線における成形品の重量減量％がシリンダ内の減圧度；ゼロ時の重量減量％より少なくなるように射出成形を行う。【００１０】
本発明による射出成形方法は、射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の樹脂溶融温度及び減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出し、
樹脂のＤＳＣ曲線の約１００℃からから約３００℃〜約５００℃の範囲における樹脂のＴＧ曲線における成形品の重量減量％がシリンダ内の減圧度；ゼロ時の重量減量％より少なくなるように射出成形を行う。【００１１】
本発明による射出成形方法は、射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の樹脂溶融温度及び減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出し、
成形品の表面の最大粗さ；約３．５μｍ以下、好ましくは約２．５μｍ以下となるように射出成形を行う。【００１２】
本発明による射出成形方法は、樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出してなる射出成形方法によるシリンダ内の樹脂溶融温度及び射出速度を、樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節なしに、かつ減圧なしに射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂を用いた射出成型方法によるシリンダ内の樹脂溶融温度及び射出速度より低く設定して射出成型してなる。【００１３】
本発明による射出成形方法は、樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の減圧度に設定して射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出してなる射出成形方法であって、シリンダ内の樹脂溶融温度をノズルから射出される樹脂の温度より低い温度に設定してなる。【００１４】
本発明による射出成形方法により成形された射出成型機品にある。【００１５】
本発明による射出成形方法により成形された射出成形品を二次加工してなる射出成型品にある。【００１６】
本発明によるペレット供給ユニットは、真空遮断手段をペレット導入側に備え、射出成形機のシリンダ内にペレットを供給するためのペレット貯蔵体と、射出成形機のシリンダ内へのペレットの堆積量をスクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内になるように調整するためのペレット堆積量制御手段と、シリンダ内へ供給されるペレットが通貨する第２区域を備える第２筒体と、該シリンダ内から排出される水分やガスが通貨する第１区域を備える第１筒体とを備える接蝕防止装置と、接蝕防止装置のガス排気経路に接続された減圧装置と、接蝕防止装置は、射出成形機のシリンダ内で溶融した際に発生する水分やガスと、射出成形機のノズルと対向する側から供給される気体と一諸に大気に排出するための排出口を備え、該排出口を減圧装置に配管を介して接続したことからなる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、高精度、薄厚、細寸法等の成型品を高品質に、かつ高歩留に成型でき、しかも成型品の熱等による環境下や経年変化による変形を抑えることができ、透明性の改善し、また金型表面の汚れを防止できる等の効果を有する。【００１８】
本発明による樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節し、該シリンダ内を所定の減圧度に設定して金型及び又は射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂から排出される水分やガスをシリンダの外部から導入されるガスと共に大気に放出してなる射出成形方法は、従来の樹脂ペレットの射出成形機への供給量を調節なしに、かつ減圧なしに射出成形機のシリンダ内で溶融された樹脂を用いた射出成型方法に比べて以下のような効果を射出成型において有する。【００１９】
成形した樹脂から放出されるアウトガスの放出量が少ないためメッキや塗装等の二次加工品における不良率が低減する。【００２０】
射出成型機のノズルから射出される樹脂の温度が、従来の射出成型機から射出される温度に比べて３度から７度高くなるので、この温度分をシリンダ内で樹脂の溶融温度を下げることができ、よって透明の成形品において樹脂やけによる炭化物等の生成を低減でき、コンタミネーションを低減できる。【００２１】
射出成型機のノズルから射出されて金型に充填される樹脂の充填圧を従来の射出成型速度より３０％下げて、従来の成形方法に比べて２から３ｋｐａ/cm2低減できるため金型への充填度が向上し、コネクタ等の微細な複数本のピン形状においてピンの先端まで十分に充填することができ、ショート等の欠陥を防止できる。例えば、ＰＰＳ樹脂の場合、射出速度を１１０ｍｍ/sから約８０ｍｍ/ｓに下げることができる。【００２２】
本発明は、本発明の射出成型方法に基づいて、熱重量計で測定して得られるＤＳＣ曲線のガラス転移温度より高温側に熱量変曲点を備え、及び又は樹脂のＴＧ曲線における約１００℃から吸熱反応の終了温度以降示差熱の値が１００％に近づく温度の範囲における成形品の重量減量％がシリンダ内の減圧度；ゼロ時の重量減量％より少ない、及び又は成形品の表面の最大粗さ；約３．５μｍ以下、好ましくは約２．５μｍ以下である射出成型品、例えば射出成型機構部品、射出成型摺動部品、射出成型電子部品、射出成型光部品、射出成型医療部品、射出成型通信部品、射出成型半導体部品、射出成型自動車部品、射出成型情報部品を提供する。【００２３】
本発明の射出成形方法により成形された射出成形品の表面にメッキや塗装等の二次加工を施して作られる射出成型品を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１に係る射出成形システムを示す概略図である。
【図２】ペレットをスクリュに供給する構成を示す概略図である。
【図３】実施例２に係る射出成形システムを示す概略図である。
【図４】実施例２に係る射出成形方法で成形した成形品の熱重量分析結果を示すグラフ図である。
【図５】従来の射出成形方法で成形した成形品の熱重量分析結果を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００２５】
３１０      射出形成システム
３１２      第１ホッパー
３１４      第２ホッパー
３１６      真空遮断バルブ
３１７      ペレット供給機構
３１８      射出成形機
３２０      ペレット供給体
３２２      隙間
３２３      網体
３２４      フィルター
３２６      減圧装置（真空ポンプ）
３２８      検知装置
３３０      第１ペレット供給体
３３２      開口
３３３      射出孔
３３４      金型
３３５      第２ペレット供給体
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、発明を実施するための最良の形態を詳述する。
【実施例１】
【００２７】
実施例１において、樹脂は、射出成形機中に供給される前に所定の水分量になるまで予め乾燥炉で乾燥させた乾燥済み樹脂、射出成形機中に供給される前に予め乾燥炉で乾燥させていない未乾燥樹脂、又は使用済みの樹脂を所定の割合で混合したリサイクル樹脂を使用してもよい。【００２８】
樹脂ペレットをペレット供給経路体を介して射出成形機のシリンダ内に供給して最初の射出を行った後、この最初の射出から所定時間経過後に射出された樹脂パージの品質を検査して、該検査の結果良好な単位ショット当たりの最適な堆積量を特定する。この最適な堆積量でもって射出成形を行う。さらに、射出成形中に供給されたペレットの堆積量を検知して、ペレットの堆積量が常に最適な値を保つように検知情報に基づいてペレットの堆積量を制御する。また、単位ショット当たりのペレットの供給量、減圧度、ペレットの温度等の作動条件を制御して最適な作動条件を特定する。かくして、射出成形機のシリンダは常に単位ショット当たりの最適な堆積量を得る。【００２９】
射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライト頂点の上方約５ｍｍ（ｈ１）からフライト頂点の下方３ｍｍ（ｈ２）の範囲内に入れるように制御して射出成形される。すなわち、シリンダ内に供給されるペレットは、スクリュのフライト頂点の上方約５ｍｍからフライト頂点の下方３ｍｍの範囲内で、スクリュの互いに隣接するフライト間に堆積される。この複数のフライト間に堆積したペレットをもって単位ショット当たりの最適な堆積量が特定される。フライト頂点の上方約５ｍｍからフライト頂点の下方３ｍｍの範囲内の堆積位置は、少なくとも樹脂ペレットの供給口の下方近傍である。【００３０】
射出成形機内に供給される樹脂ペレットは、射出成形機のシリンダ内で溶融して発生する水分やガスと接触しないようにして射出成形に供給される。接触防止手段は、ガス排気経路体を減圧にする真空ポンプの吸込み力によって所定量のペレットの供給が妨げにならない構成を備える。接触防止手段は、射出成形機の射出側に対向するペレットの射出成形機への供給側、すなわち射出成形機のシリンダの供給帯域に設けられる。【００３１】
以下、実施例１を添付の図面に基づいて詳述する。
図１は、射出成形システムの概略図を示す。図１において、符号１１０は、射出成形システムである。符号１１２は、ナイロン等の樹脂ペレットを貯蔵する貯蔵タンクである。ペレットは、ペレット自動供給装置を構成する排風機１１４、オートローダ１１６、真空遮断バルブ１２０を介してペレット貯蔵体１２２に運ばれる。貯蔵タンク１１２とオートローダ１１６との間、並びに排風機１１４とオートローダ１１６との間を結ぶ搬送路にそれぞれ真空遮断バルブ１１８が、設けられる。ペレットが、オートローダ１１６に移動すると、真空遮断バルブ１１８は、閉じる。【００３２】
ペレットは、オートローダ１１６から真空遮断バルブ１２０を介してペレット貯蔵体１２２に運ばれる。オートローダ１１６は、ペレットの堆積の位置を検知するレベルセンサ１２１を備える。そして、ペレットが、オートローダ１１６からペレット貯蔵体１２２に運ばれると、真空遮断バルブ１２０は、閉じる。次に、樹脂ペレットは、ペレット貯蔵体１２２からペレット供給体１２４を介して射出成形機１２６に運ばれる。【００３３】
射出成形機１２６は、シリンダ内に供給されたペレットを溶融して、その一端に設けられた射出孔から溶融樹脂を射出してなる。射出成形機１２６は、ペレットをシリンダ内に供給して最初の射出を行い、そして最初の射出から所定時間経過後に射出された樹脂パージの品質を検査して得られた単位ショット当たりの最適な堆積量をもって射出を行う。【００３４】
ペレット供給体１２４は、ペレット供給調節装置１２８を備える。ペレット供給体１２４は、第１及び第２のペレット供給体１３０、１３２を備える。ペレット供給調節装置１２８により制御された量のペレットが、ペレット貯蔵体１２２からペレット供給体１２４へ供給される。【００３５】
ここで、ペレット供給体１２４は、射出成形機のシリンダの供給帯域に配設される。ペレット供給体１２４は、二重構造を備える。すなわち、ペレット供給体１２４は、透明なアクリル製の第１ペレット供給体１３０と第１ペレット供給体１３０内に収納される銅製の第２ペレット供給体１３２とを備える。第２ペレット供給体１３２の先端は、第１ペレット供給体の先端より射出成形機側のスクリュ１３１の近傍まで突出する。第２ペレット供給体１３２の先端は、射出成形機側のスクリュに近接して、すなわち、該先端とスクリュのフライト頂点との距離（ｈ）は約２０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下に設定される。【００３６】
射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュ１３１のフライト１３３の頂点の上方約５ｍｍ（ｈ１）からフライト頂点の下方３ｍｍ（ｈ２）の範囲内に入れるように制御して射出成形される。すなわち、図２に示すように、シリンダ内に供給されるペレットは、スクリュのフライト頂点の上方約５ｍｍからフライト頂点の下方３ｍｍの範囲内でスクリュの互いに隣接するフライト間に堆積される。この複数のフライト間に堆積したペレットをもって単位ショット当たりの最適な堆積量が特定される。フライト頂点の上方約５ｍｍからフライト頂点の下方３ｍｍの範囲内の堆積位置は、少なくとも樹脂ペレットの供給口の下方近傍である。【００３７】
上述した二重構造からなるペレット供給体１２４は、第１ペレット供給体１３０と第２ペレット供給体１３２から構成され、第１ペレット供給体１３０と第２ペレット供給体１３２とから接触防止装置１３４が構成される。そして、第１ペレット供給体１３０は、排気口を備える。排気口は、後述する減圧装置１３８に接続される。かくして、ペレットは、第２ペレット供給体１３２内を通過し、そして水分やガス等が第１ペレット供給体１３０と第２ペレット供給体１３２との間の空間１３５を通過する。【００３８】
ペレット供給調節装置１２８によるペレットの供給調節は、ペレットの射出成形機への供給量を可変し、又は供給量を一定として供給時間を可変し、又は供給をＯＦＦ−ＯＮ制御する。ペレット供給調節装置１２８は、モータを備える。そして、ペレット供給量調節によって、モータの回転数は可変される。又はモータの回転数を一定とし、モータの回転時間が可変（停止も含めて）される。又はモータの回転がＯＦＦ−ＯＮ制御される。なお、ペレット供給量は減圧度、ペレット温度によっても可変される。ペレットの供給量、すなわち、ペレット堆積量は、減圧度が高く、ペレット温度が高いほど多くなる。【００３９】
ペレット供給調節装置１２８は、回転軸棒と、所定のピッチを有する螺旋供給部と、他端に駆動モータとを備える。ペレット供給調節装置１２８の回転軸棒と螺旋供給部とは、ハウジング内に収納される。そして、後述する検知装置からの情報に基づいて駆動モータは制御される。ここで、モータに連結された回転軸棒の回転数を制御することにより、螺旋部供給部を通って運ばれるペレットの供給量が、調整される。なお、回転軸棒の形状及びピッチ、ネジの谷の深さ等は、使用するペレットのサイズ等によって適宜選択される。【００４０】
符号１５０、１５２は、検知装置、例えば位置センサである。検知装置１５０、１５２が、第２ペレット供給体１３２に取付られている。なお、好ましくは、検知装置は、第２ペレット供給体１３２の下方に設けられている。検知装置１５０は、スクリュのフライトの頂点上方約５ｍｍを超えて堆積した状態を検知する。【００４１】
そして、検知装置が作動すると、情報が、システム制御装置１５４に送られる。システム制御装置１５４は、この情報に基づいてペレットの堆積量を制御する信号をペレット供給調節装置へ送る。かくして、ペレット供給量調節装置１２８は、モータの回転数を調節してペレットの供給量を調節する、又はモータの回転数を一定として駆動時間を調節する、又はモータの駆動をＯＦＦ−ＯＮ制御する。また、システム制御装置１５４内の圧力制御装置１５６からの信号が排風機１１４に送られ、そして、貯蔵タンク１１２からのペレットの供給量が可変される。【００４２】
さらに、また、スクリュの駆動のバラツキを検知する駆動検知装置１５８が、スクリュの一端に設けられる。また、符号１６０は、射出成形機の射出成形チャンバ１６２内に設けられたスクリュの動き等の射出成形機を制御するための射出成形機制御装置である。射出成形機制御装置１６０の情報は、システム制御装置１５４に送られ、そして射出成形システム１１０の全体が制御される。【００４３】
射出成形機は、周囲にヒータ、一端に射出孔、かつスクリュを備える。スクリュは計量帯域、圧縮帯域及び供給帯域を有する。かくして、ペレットは、自己発熱を伴って均質な温度まで上昇する。圧縮帯域において、ペレットは溶融され、そして混練される。この作用によって、一定量の溶融した樹脂が、ノズル側へ送り出される。【００４４】
ファナック社製の５０トン射出成形機におけるノズルの対向側に設けられた大気供給側からの空気供給量は、約２００Ｎｌ／ｍｉｎ〜約３００Ｎｌ／ｍｉｎである。【００４５】
ペレット供給体から射出成形機の射出成形チャンバ内に供給されるペレットは、スクリュによって該チャンバ内を移動し、そして溶融の間にペレット中の水分やガスを排出する。ペレットから排出された水分やガスを含む気体は、減圧装置１３８を構成する真空ポンプにより射出成形機の外部に取り出される。減圧装置１３８は、第２ペレット供給体３３５の下端付近に取付られる。かくして、減圧装置１３８は、溶融ペレットから発生した水分やガスを吸い込み、そして水分やガスを大気に排気する。その時、射出成形チャンバ内、もしくは供給体内は、減圧状態、好ましくは約３００Ｔｏｒｒ以上に設定される。【００４６】
次に、射出成形機の射出口から射出された溶融樹脂は、前方に置かれる金型７０内に射出される。金型７０内で溶融樹脂は固まり、そして射出成形品が作られる。ここで、射出された樹脂中のガスや水分の大部分は、既に射出成形機中の溶融工程で除去されるが、樹脂中に一部残存するガスや水分が金型内に入る。水分やガスが金型の内面に付着することを防止するために金型は減圧装置１３８に接続される。なお、減圧装置は、射出成形機から排出される水分やガス及び又は金型から排出される水分やガスを強制的に排気する。【００４７】
なお、ペレット供給経路体１４０は、貯蔵タンク１１２からペレット貯蔵体１２２、ペレット供給調節装置１２８、第２ペレット供給体１３２までの経路により構成される。一方、ペレット排気経路体１７１は、射出成形機内で樹脂の溶融中に発生した水分やガスが射出成形機１２６内から第１ペレット供給体１３０、排ガス処理装置１６６を介して減圧装置１３８に至り、そして大気に排出されるまでの経路により構成される。また、ペレット排気経路体１７１は、金型１７０から減圧装置１３８に至り、そして大気に排出されるまでの経路により構成される。【００４８】
ここで、減圧装置として真空ポンプが使用される。真空ポンプは、射出成形機及び又は金型から排出される水分やガスを減圧下で取り出す。かくして、射出成形機及び又は金型からの水分やガスを減圧下で取り出す。【００４９】
以下、実施例１に係る作用を詳述する。
実施例１において、樹脂ペレットが射出成形機内に供給される。この際、ペレットの原料となる樹脂材料の種類、ペレット供給量、ペレット温度、さらには、射出成形機内の水分やガスを外部に排出する際の減圧度等の作動条件によって、良品が得られる単位ショット、例えば１ショット当りの射出量が異なる。すなわち、射出成形機のシリンダ内へ供給されるペレットの単位ショット当りの堆積量が異なる。 そこで、ある種類の樹脂材料からなるペレットを射出成形機のシリンダ内に供給して、ペレットの供給量、ペレットの温度、及び減圧度等の作動条件を制御して特定する。【００５０】
射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置をスクリュのフライト頂点の上方約５ｍｍからフライト頂点の下方３ｍｍの範囲内になるように制御してなる射出成形される。この複数のフライト間に堆積したペレットをもって単位ショット当たりの最適な堆積量が特定される。【００５１】
次に、この１ショット分の堆積されたペレットを使用して射出を行なう。そして、射出された樹脂パージの品質の検査もしくは評価を行なう。検査は、最初に射出された樹脂パージから所定時間、例えば２〜３分後に射出された樹脂パージによって行われる。この検査により、良品が得られたならば、ペレットの供給量等の作動条件が特定される。【００５２】
検査の結果、単位ショット分の最適な堆積量は、樹脂材料の種類、ペレットの供給量、ペレットの温度、及び減圧度等の作動条件の違いにより異なる。また、最適な作動条件は、樹脂材料の種類、ペレットの供給量、ペレットの温度、及び減圧度等の作動条件の少なくとも１つを可変することにより得られる。【００５３】
また、射出成形機のシリンダ内でペレットが溶融される際に、樹脂ペレット内から水分やガス等が排出される。本発明は、これら水分やガスを強制的に大気に放出する構成を備える。すなわち、これらの水分やガスは減圧下で大気に放出される。また、これら水分やガスは大気から導入される空気や不活性ガスと共に減圧下で大気に放出される。
【実施例２】
【００５４】
以下、実施例２を詳述するために添付の図面に基づいて説明する。図３は、射出成形システムの概略図を示す。該図において、符号３１０は、射出成形システムである。ペレットは、ペレット自動供給装置を構成する排風機、オートローダ、真空遮断バルブを介して第１及び第２ホッパー３１２、３１４に運ばれる。第１及び第２ホッパー３１２、３１４との間には真空遮断バルブ３１６が配設されている。かくして、第２ホッパー３１４のペレットが所定の位置以下になると、真空遮断バルブ３１６が開き第１ホッパー内３１２のペレットが第２ホッパー３１４に供給される。【００５５】
次に、ペレットは、第２ホッパー３１４からペレット供給機構３１７を通して射出成形機３１８のシリンダ内に運ばれる。ペレット供給機構３１７は、スクリュ及び該スクリュを回転するためのモータを備える。ペレット供給機構３１７は、シリンダ内に延出するペレット供給筒に連通される。かくして、ペレット供給機構３１７により制御された量のペレットが、第２ホッパー３１４からペレット供給筒を通ってシリンダ内に供給される。第１及び第２ホッパー３１２、３１４からペレット供給体３２０までをペレット供給経路体と定義する。ペレット供給機構３１７によるペレットの供給調節は、ペレットの射出成形機への供給量を可変し、又は供給量を一定として供給時間を可変し、又は供給をＯＦＦ−ＯＮする。そして、ペレット供給量調節によって、モータの回転数は可変される。又はモータの回転数を一定とし、モータの回転時間が可変（停止も含めて）される。又はモータの回転がＯＦＦ−ＯＮする。【００５６】
ペレット供給体３２０は、射出成形機のシリンダの供給帯域に形成されている開口内に配設される。ペレット供給体３２０は、ステンレス製である。そして、ペレット供給体３２０と開口との間には隙間３２２が設けられている。ペレット供給体３２０の先端は、射出成形機内のスクリュの近傍まで突出する。すなわち、該供給筒の先端とスクリュのフライト先端との距離は約１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍに設けられる。【００５７】
ペレットは、第１及び第２ホッパーからペレット供給機構３１７を通してペレット供給体３２０からシリンダ内に供給される。シリンダ内に入ったペレットは、スクリュの回転駆動により先端のノズル側に送り込まれる。ここで、ペレットは溶融される。ペレットが溶融されると、溶融過程で水分やガス等が排出される。この水分やガスは、ペレット供給体３２０の外側の隙間３２２を通過する。なお、隙間内に網体３２３が設けられている。この網体は、シリンダ内で溶融したペレットから排出される水分やガス等を通過して外部へ排出するが、一方落下供給されるペレットの粉体や破片の外部への通過を阻止する。【００５８】
シリンダ内で溶融した際にペレットから排出される水分やガスはペレット供給体３２０内を落下するペレットと接することなしに隙間３２２を通って大気に排出される。そして、隙間３２２は、排気口に連通する。排気口は、フィルター３２４を介して減圧装置である真空ポンプ３２６に接続される。【００５９】
符号３２８は、検知装置、例えば位置センサである。検知装置３２８が、ペレット供給体３２０に取付られている。検知装置３２８は、ペレット供給体３２０のできるだけスクリュの近傍に設けられることが好ましい。ペレット供給体３２０に取付られたセンサ３２８は、高温のガス等に雰囲気に晒されて感度が悪くなる可能性がある。そこで、センサを耐熱ガラス内に入れて直接に高温のガス等に雰囲気に晒されることを防止する。【００６０】
検知装置３２８は、シリンダ内スクリュのフライトの先端との距離；約１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍの位置に設けられる。また、検知装置３２８は、ウォータジャケットに取付てもよい。この場合でも、前記距離は、約１ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍに設定される。また、センサはシリンダ外壁のウォータジャケットに取り付けてもよい。【００６１】
検知装置３２８は、ペレットがシリンダ内から溢れ出てペレット供給筒内に入りこんでくる状態を検知する。検知装置が作動すると、情報が、システム制御装置に送られる。システム制御装置は、この情報に基づいてペレットの堆積量を制御する信号をペレット供給機構へ送る。【００６２】
ペレットのシリンダ内における堆積量は、センサの設置位置、すなわち前記距離によって制御することもできる。この場合も上述したように、まず射出成形機のシリンダ内を減圧にして樹脂ペレットをシリンダ内に供給して樹脂ペレットをシリンダ内に堆積させる。そして、該堆積量が、センサの設置位置によって制御される。従って、シリンダ内に供給される堆積したペレットとシリンダ内壁との間には常に所定の空間が維持される。【００６３】
射出成形機のシリンダ内に供給される樹脂ペレットの堆積位置は、樹脂ペレットの供給口の下方近傍でスクリュ２３１のフライト２３３の頂点上方約５ｍｍから下方３ｍｍの範囲内にある（図２参照）。【００６４】
射出成形機は、周囲にヒータ、一端に射出孔３３３、かつスクリュを備える。スクリュは計量帯域、圧縮帯域及び供給帯域を有する。ヒータはシリンダ内に複数の温度域を形成する。温度域は、３つの域に通常設けられているが、さらに温度域を細分化してヒータを配設してもよい。かくして、ペレットは、自己発熱を伴って均質な温度まで上昇する。圧縮帯域において、ペレットは溶融され、そして混練される。この作用によって、一定量の溶融した樹脂が、ノズル側へ送り出される。【００６５】
射出成形機の他端から大気の空気又は不活性ガスを導入する。気体供給手段は射出成形機のシリンダの射出孔３３３と対向した他端側に設けられた開口３３２である。なお、空気等の導入口は、該他端側以外に上述したヒータの加熱帯域に設けてもよい。シリンダ内に導入される気体は空気の他に、不活性気体でもよい。さらに、好ましくは、気体は加熱される。この気体供給手段は、大気中のゴミやちり等をシリンダ内に入れないようにするためにフィルターを設けることが好ましい。気体供給手段は射出成形機のシリンダの射出孔と対向した他端側以外にシリンダの任意の位置、例えばシリンダのヒータ配置位置に設けてもよい。【００６６】
ペレット供給体から射出成形機の射出成形チャンバ内に供給されるペレットは、スクリュによって該チャンバ内を移動し、そして溶融の間にペレット中の水分やガスを排出する。ペレットから排出された水分やガスを含む気体は、減圧装置３２６を構成する真空ポンプにより射出成形機の外部に取り出される。減圧装置３２６は、ペレット供給体３２０の下端付近に取付られる。かくして、減圧装置３２６は、溶融ペレットから発生した水分やガスを吸い込み、そして水分やガスを大気に排気する。かくして、射出成形チャンバ内からペレット供給体を通して真空ポンプまでの経路によりガス排気経路が形成される。そして、該ガス排気経路は、減圧状態下に置かれる。【００６７】
ここで、ペレット供給体３２０は、射出成形機のシリンダの供給帯域に配設される。該ペレット供給体３２０は、二重構造を備える。すなわち、ペレット供給体３２０は、透明なアクリル製の第１ペレット供給体３３０と第１ペレット供給体３３０内に収納される銅製の第２ペレット供給体３３５を備える。第２ペレット供給体３３５の先端は、第１ペレット供給体の先端より射出成形機側のスクリュの近傍まで突出する。第２ペレット供給体３３５の先端は、射出成形機側のスクリュに近接して、すなわち、該先端とスクリュとの距離は約２０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下に設けられる。【００６８】
かくして、ペレットは、第２ペレット供給体３３５を通過し、そして水分やガス等が第１ペレット供給体３３０と第２ペレット供給体３３５との間の空間を通過する。【００６９】
すなわち、上昇する水分やガスが通る第１区域と落下するペレットが通る第２区域とを分離する。そして、水分やガスが通る第１区域は、減圧装置に接続される。第２区域を形成する部材の長さは、第１区域を形成する部材の長さより長い。これにより、確実に接触が防止できると共に確実に特定量のペレットが射出成形機中に供給される。【００７０】
かくして、第１ペレット供給体３３０と第１ペレット供給体３３０内に収納される第２ペレット供給体３３５とから接触防止装置が、構成される。そして、第２ペレット供給体３３５は、排気口を備える。排気口は、後述する減圧装置３２６に接続される。なお、該ペレット供給体３２０は、ペレットの供給通路と排ガス通路とを二重構造にして構成されているが、ペレットの供給通路と排ガス通路とを別々に構成して、それぞれ射出成形機のシリンダの供給帯域に配設してもよい。【００７１】
次に、射出成形機の射出口から射出された溶融樹脂は、前方に置かれる金型３３４内に射出される。金型３３４内で溶融樹脂は固まり、そして射出成形品が作られる。ここで、射出された樹脂中のガスや水分の大部分は、既に射出成形機中の溶融工程で除去されるが、樹脂中に一部残存するガスや水分が金型内に入る。水分やガスが金型の内面に付着することを防止するために金型は減圧装置３２６に接続してもよい。なお、減圧装置は、射出成形機から排出される水分やガス及び又は金型から排出される水分やガスを強制的に排気する。【００７２】
上述したようにペレット供給経路体は、貯蔵タンクから第１及び第２ホッパー３１２，３１４、ペレット供給機構３１７、ペレット供給体３２０までの経路により構成される。一方、ガス排気経路体は、射出成形機シリンダ内で樹脂の溶融中に発生した水分やガスの通る通路、ペレット供給筒の外側の隙間３２２を介して減圧装置３２６に至り、そして大気に排出されるまでの経路により構成される。【００７３】
減圧装置として真空ポンプが使用される。真空ポンプは、射出成形が行われている間駆動し、所定の減圧度に維持される。該射出成形方法では、射出成形の間中シリンダ内に外部から空気が導入されているため真空ポンプの駆動を停止すると所定の減圧度に維持されない。従って、真空ポンプは、射出成形が行われている間駆動し続けなければならない。【００７４】
樹脂として、アミドイミド樹脂；ＡＩポリマーＭＳ−７Ｋ（三菱ガス化学社製）とポリフェニルサルファイド樹脂とのアロイを使用し、この樹脂を予め乾燥することなしに射出成形機内に供給して射出成形を行なった。射出成形の条件は、以下の通りである。この樹脂を予め乾燥して射出成形することも可能である。なお、上記アミドイミド樹脂とポリフェニルサルファイド樹脂とは射出成形機に導入する前に混合処理を行った。成形品の試料量は９．７８４ｍｇである。【００７５】
上記樹脂を使用して射出成形する条件は、以下の通である。射出成型機のシリンダの保圧は約１００キロパスカル／ｃｍ２、シリンダ内の設定温度は、ゾーン１；３３５℃、ゾーン２；３２０℃、ゾーン３；３１０℃、さらにノズルの設定温度；３４５℃、金型；１２０℃である。シリンダ内への樹脂供給量は、１．０ｇ／ｍｉｎから７．０ｇ／ｍｉｎである。シリンダ内への外部からの空気供給量は、２００Ｎｌ／ｍｉｎから３００Ｎｌ／ｍｉｎである。射出成形機のシリンダ内の減圧度は、５０キロパスカル以上、好ましくは７０キロパスカル以上、さらに好ましくは８０キロパスカルから９５キロパスカルである。そして、８０キロパスカルから９５キロパスカル以上に減圧することにより、シリンダ内の酸素量が低減する。【００７６】
上記のようにシリンダ内を減圧にし、さらにペレット適量供給及びシリンダ内外部空気導入を備える射出成形システム及び射出成形方法により成形した射出成形品の熱重量計で測定して得られるＤＳＣ曲線及びＴＧ曲線を図４に示す。該図のＤＳＣ曲線において、該成形品のガラス転移温度；ＴＧ点は２８２．８６℃である。ガラス転移温度；ＴＧ点より約２００℃の高温側の約３９４．０４℃で熱量変異点；Ｘ点を有する。一方、シリンダ内の減圧度；ゼロ時にし、さらに上述したペレット適量供給、及びシリンダ内外部空気導入を備えない公知の射出成型方法を使用して成型した成型品の該曲線を図５に示す。該曲線において、該熱量変異点より分解終了温度まで熱量変異点；Ｘ点は有しない。【００７７】
また、図４のＴＧ曲線の曲線において、ＴＧ曲線における約１００℃から吸熱反応の終了温度以降示差熱の値が１００％に近づく温度；約４８５．３２度の範囲における成形品の重量減量％は、約５．７９５％であった。一方、図５において、ＴＧ曲線における約１００℃から吸熱反応の終了温度以降示差熱の値が１００％に近づく温度；約４８５．１２度の範囲における成形品の重量減量％は、約６．７６２％であった。【００７８】
かくして、上記本発明による射出成形法と従来の射出成形法との比較において、本発明による射出成型方法によれば、ＴＧ曲線における約１００℃から吸熱反応の終了温度以降示差熱の値が１００％に近づく温度範囲内で成形品の重量減量％が少ない。このことは成形品内に存在する低重合化合物、低沸点物等が少ないことを証している。すなわち、シリンダ内で樹脂が溶融中に発生する上記物質を従来方法より多くシリンダの外に排出させ溶融樹脂中に残存させないことが証明された。【００７９】
ここで、射出成形は、上述した射出成形システムを使用して単位時間当たりのペレットの供給量を調節し、かつ射出成形機のシリンダ内で樹脂ペレットの溶融した際に発生するガスをシリンダの外へ排出させるようにシリンダ内へ空気を導入すると共に、該シリンダ内を所定の溶融温度及び減圧度に設定しておこなった。上記ガスは、高分子製造工程で生起するモノマー、ダイマー、オリゴマー等の未重合成分及び添加物質を備える。一方、従来の射出成形方法は、シリンダ内に樹脂を供給する際に、樹脂の供給量制御、シリンダ内への外部空気の導入、シリンダ内の減圧を組み合わせて行っていない方法を言う。【００８０】
このように該シリンダ内を所定の溶融温度及び減圧度に設定して射出成形することにより、シリンダ内の減圧状態で溶融された樹脂から排出されるガスがシリンダの外部に排出される。ここで、溶融温度の設定は樹脂毎に設定される。このように、本発明ではシリンダ内の減圧状態で溶融された樹脂から排出されるガスをシリンダの外部に排出する機構を採用しており、これは上述した樹脂の種類に特定されることではなく、全ての樹脂に適用できる。【００８１】
ここで、使用した熱重量計は、機種名；ＤＴＧ６０（島津製作所製）であり、測定条件は、以下の通りである。試料約；１０．４１ｍｇ、加速温度；１０．００℃／ｍｉｎ、ホール温度；４９０℃、ホール時間；ゼロｍｉｎ、雰囲気ガス；空気、ガス流量；ゼロｍｌ／ｍｉｎ。【００８２】
さらに、上述した樹脂材を使用して本発明に係る射出成型方法により成型した成型品の表面粗さにおいて、該成形品のＸ地点でのＲｚ；約０．３３７μｍ、Ｒｙ；約２．５５０μｍ、Ｒｘ；１．４２０μｍであり、一方、通常の射出成形で成形した成形品の表面粗さにおいて、同じＸ地点でのＲｚ；約０．６４４μｍ、Ｒｙ；約３．８６０μｍ、Ｒｘ；約１．６０４μｍであった。ここで、Ｒｚは、最小二乗法による平均値、Ｒｙは、最大粗さ、Ｒｘは、最大粗さから１０番目までの平均である。測定装置は、キーエンス製の超深度形状測定顕微鏡ＶＫ−８５００を使用した。【００８３】
かくして、本発明と従来の射出成形により成形された成形品の最大粗さＲｙと前者の最大粗さとの差は、約１．３１０μｍであり、本発明の方法により高低差で約４０％改善されていることを示している。このことは金型表面に近いところまで溶融樹脂が均一に到達していることを示し、よって金型形状に対する転写性に優れていることが立証された。【００８４】
樹脂は上述した樹脂に限らずに、各種熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、さらにはナイロン、ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ＡＢＳ、メタクリル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイド、変形ポリフェニレンエーテル、液晶ポリマー、フッ素樹脂等の樹脂、さらにこれら樹脂とのアロイ、さらにまたこれら樹脂とガラス繊維又は炭素又はナノカーボンチューブ等の混合樹脂材などが適用可能である。【００８５】
射出成形工程において、射出成型機のノズルから射出される樹脂の温度が、従来の射出成型機から射出される温度に比べて３度から７度高くなるので、この温度分をシリンダ内で樹脂の溶融温度を下げることができ、よって透明の成形品において樹脂やけによる炭化物等の生成を低減でき、コンタミネーションを低減できる。【００８６】
射出成型機のノズルから射出されて金型に充填される樹脂の充填圧を従来の射出成型速度より３０％下げて、従来の成形方法に比べて２から３ｋｐａ/cm2低減できるため金型への充填度が向上し、コネクタ等の微細な複数本のピン形状においてピンの先端まで十分に充填することができ、ショート等の欠陥を防止できる。例えば、ＰＰＳ樹脂の場合、射出速度を１１０ｍｍ/sから約８０ｍｍ/ｓに下げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
射出成型機構部品、射出成型摺動部品、射出成型電子部品、射出成型光部品、射出成型医療部品、射出成型通信部品、射出成型半導体部品、射出成型自動車部品、射出成型情報部品にも適用できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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