(57)【要約】【技術課題】射出成形品の表面着色と改質を効率的に行うと共に表面に斑を生じさせたり、成形品の中間管理を行う必要のない改質方法を提供する。【解決手段】同一の金型内に樹脂成形品の成形を目的とする成形用キャビティ１１と前記成形品の表面着色又は改質を行なうことを目的とする改質用キャビティ１２との２つのキャビティを形成し、先ず前記成形用キャビティ１１を用いて樹脂成形品を成形し、次に型開きを行ってこの成形した成形品を前記改質用キャビティ１２側に移動し、次に型締めを行って再び前記成形用キャビティ１１内に樹脂を充填して成形品を成形するのと同時に、前記改質用キャビティ１２内に表面着色又は改質用の混合気体を注入して成形品の表面改質を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の金型内に樹脂成形品の成形を目的とする成形用キャビティと前記成形品の表面着色又は改質を行なうことを目的とする改質用キャビティを形成し、先ず前記成形用キャビティを用いて樹脂成形品を成形し、次に型開きを行ってこの成形した成形品を前記改質用キャビティ側に移動し、次に型締めを行って再び前記成形用キャビティ内に樹脂を充填して成形品を成形するのと同時に、前記改質用キャビティ内に表面着色又は（及び）改質用の混合気体を注入して成形品の表面改質を行うことを特徴とする樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法。
【請求項２】
前記混合気体が、二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素に着色剤又はコーティング材又は帯電防止剤又は有機質粉体又は無機質粉体又は導電性粉体又は反応性モノマー等の一種又は複数種類を混合した混合気体であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法。
【請求項３】
前記成形用キャビティで成形品を成形する成形工程、次の工程で前記成形品を改質用キャビティに移動して表面を着色又は（及び）改質する改質工程を連続的に繰り返して行なうことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法。
【請求項４】
前記成形用キャビティで成形した成形品を、改質用キャビティに移動する手段として、型開きした可動側金型に成形品を保持させたまま、この可動側金型を回転又はスライドさせて成形品を改質用キャビティ側に移動することを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法。
【請求項５】
前記改質用キャビティ内において、成形品の背面に間隙を形成し、この間隙を利用して混合気体を成形品の背面側にも注入して成形品の両面着色又は（及び）改質を行うことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法。
【請求項６】
前記成形用キャビティで成形した成形品を、改質用キャビティ側に移動する手段として、型開きして成形用キャビティ内の成形品を吸盤で保持し、この保持した成形品を改質用キャビティ側に展回してセットするアーム方式から成る自動機を用いることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法。
【請求項７】
前記改質用キャビティが、同一金型内に少なくても一つ以上存在することを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法。
【請求項８】
前記同一金型内に改質用キャビティを複数形成し、この複数の改質用キャビティ内に段階的に成形品を移動させて成形品の表面を複数回着色又は（及び）改質を行なうことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法。
【請求項９】
前記改質用キャビティにおいて、着色又は改質後の成形品を、型締めのまま改質用キャビティ内において可視面側壁面に押圧することにより転写性を高めることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法。
【請求項１０】
前記改質用キャビティの周囲であって、型締め面にシール機構を取り付けることにより、注入された混合気体が外部へ漏出しないように構成した金型を用いて着色又は（及び）改質を行うことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック射出成形品の成形及びこの成形品の表面を着色又は（及び）改質する方法に関するもので、更に詳しくは、効率的に樹脂成形品の表面を着色したり、改質したりする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック成形品の表面を着色又は改質する方法として、バッチと呼ばれる高圧容器内に成形品を入れ、超臨界二酸化炭素と着色剤又は改質剤を混合させた混合気体をバッチ内に注入することにより、成形品の表面改質を行っている。例えば、特開２００３−３４１１０２公報には超臨界二酸化炭素を用いた着色（染色）方法が開示されている。この公知例の着色方法は、事前に成形したプラスチックレンズをバッチ内に入れ、次にこのバッチ内に染料（着色料）を混合させた超臨界二酸化炭素を導入して成形品の表面を着色するという方法である。
【０００３】
しかし、この方法の場合、被着色対象であるプラスチックレンズは成形装置で成形してから別の場所に設置されたバッチ内に移動する必要があるため、次の様な問題がある。
１．プラスチックレンズを成形装置からバッチ側に移動するのに時間が必要である。
２．移動する時、プラスチックレンズにキズがついたり、埃が付着して製品の表面に斑    が生じ、品質的に問題が生じる。
３．成形したプラスチックレンズをバッチに入れる前に、一旦保管する中間在庫の管理が必要である。
【特許文献１】特開２００２−３４１１０２公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の第１の目的は、成形した成形品を各装置間において移動する必要のない樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法を提供することである。
更に、第２の目的は、斑が発生したりしない、高品質の着色又は改質が可能な樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法を提供することである。
更に、第３の目的は、中間在庫の管理を必要としない樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法において、同一の金型内に樹脂成形品の成形を目的とする成形用キャビティと前記成形品の表面着色又は改質を行なうことを目的とする改質用キャビティを形成し、先ず前記成形用キャビティを用いて樹脂成形品を成形し、次に型開きを行ってこの成形した成形品を前記改質用キャビティ側に移動し、次に型締めを行って再び前記成形用キャビティ内に樹脂を充填して成形品を成形するのと同時に、前記改質用キャビティ内に表面着色又は（及び）改質用の混合気体を注入して成形品の表面改質を行うことを特徴とするものである。
この発明によると、同一金型内に成形を目的とする成形用キャビティと成形品の着色又は表面改質を行なうことを目的とする改質用キャビティを有しているため、成形と表面改質を同時に行えるので、効率的な作業ができる。
【０００６】
更に、請求項２に記載の発明おいては、請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法において、前記混合気体が、二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素に着色剤又はコーティング材又は帯電防止剤又は有機質粉体又は無機質粉体又は導電性粉体又は反応性モノマー等の一種又は複数種類を混合した混合気体であることを特徴とするものである。
この発明によると、目的に適合した混合気体を注入することにより、例えば、成形品の表面を着色したり、または成形品に帯電防止性を付与したりすることができる。
【０００７】
更に、請求項３に記載の発明おいては、請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法において、前記成形用キャビティで成形品を成形する成形工程、次の工程で前記成形品を改質用キャビティに移動して表面を着色又は（及び）改質する改質工程を連続的に繰り返して行なうことを特徴とするものである。
この発明によると、同一金型内における成形用キャビティで成形品を成形し、次にその成形品を同一金型内の改質用キャビティへ移動させるので、成形品は金型内を移動するのみであり、金型から外に出ることがないので、キズや埃が付着することなく高品質な成形製品を得ることができると共に、中間在庫の管理を行う必要がない。
【０００８】
更に、請求項４に記載の発明においては、請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法において、前記成形用キャビティで成形した成形品を、改質用キャビティに移動する手段として、型開きした可動側金型に成形品を保持させたまま、この可動側金型を回転又はスライドさせて成形品を改質用キャビティ側に移動することを特徴とするものである。
この発明によると、改質用キャビティが同一金型内に複数形成されていることにより、着色用のキャビティと表面改質用のキャビティをそれぞれ専用にすることができ、成形用キャビティとの組合せにより、汎用性の高い樹脂成形品の着色又は表面改質方法を得ることができる。
【０００９】
更に、請求項５に記載の発明においては、前記改質用キャビティ内において、前記改質用キャビティ内において、成形品の背面に間隙を形成し、この間隙を利用して混合気体を成形品の背面側にも注入して成形品の両面着色又は（及び）改質を行うことを特徴とするものである。
この発明によると、成形全体の表面改質ができる。
【００１０】
更に、請求項６に記載の発明においては、請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法において、前記成形用キャビティで成形した成形品を、改質用キャビティ側に移動する手段として、型開きして成形用キャビティ内の成形品を吸盤で保持し、この保持した成形品を改質用キャビティ側に展回してセットするアーム方式から成る自動機を用いることを特徴とするものである。
この発明により、金型側に成形品を移動させるための機構を組み込む必要がなくなるため、金型の構造を簡単化できる。
【００１１】
更に、請求項７に記載の発明においては、請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法において、前記改質用キャビティが、同一金型内に少なくても一つ以上存在することを特徴とするものである。
この発明によると、改質用キャビティを複数設けたことにより、同一金型内で表面改質した後着色したり、着色後表面改質したり、改質を複合させたりすることができる。
【００１２】
更に、請求項８に記載の発明においては、請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法において、前記同一金型内に改質用キャビティを複数形成し、この複数の改質用キャビティ内に段階的に成形品を移動させて成形品の表面を複数回着色又は（及び）改質を行なうことを特徴とするものである。
この発明によると、成形品の表面に重ね着色を行ったり、改質を繰り返すことにより、より改質効果を高めることができる。
【００１３】
更に、請求項９に記載の発明においては、前記改質用キャビティにおいて、着色又は改質後の成形品を、型締めのまま改質用キャビティ内において可視面側壁面に押圧することにより転写性を高めることを特徴とするものである。
この発明によると、成形品の表面が軟化した状態でキャビティ面に押し付けられるので転写性がさらに向上する。
【００１４】
更に、請求項１０に記載の発明においては、請求項１に記載の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法において、前記改質用キャビティの周囲であって、型締め面にシール機構を取り付けることにより、注入された混合気体が外部へ漏出しないように構成した金型を用いて着色又は（及び）改質を行うことを特徴とするものである。
この発明によると、混合気体の漏洩を抑えて混合気体圧の安定を図ることができると共に混合気体の消耗を抑制することができる。
【００１５】
［作用］
本発明の樹脂成形品の射出成形及び表面改質方法は、1つの金型内に成形用キャビティと改質用キャビティとの両方を備えた金型を用いるので、同時に成形と表面改質を行なうことが出来る。また、改質用キャビティを複数備えることにより、複合した表面改質を１つの金型内において行うことができる。
混合気体は、二酸化炭素又は超臨界二酸化炭素に着色剤又は改質剤を混合して得られた気体であることから、二酸化炭素が成形品の表面を軟化させ、着色剤又は改質剤がこの軟化した成形品の表面に浸透し、成形品の表面に着色浸透層又は改質浸透層を形成する。この着色又は改質浸透層は、着色剤又は、改質剤の混合比率又は浸透深さ等により自由に変更して、着色濃度、改質度を制御することができる。この着色又は改質は、一度で終わっても良いが、１つの金型内に複数の改質用キャビティを備えておくことにより、同一剤又は、別剤を用いて２度又は３度以上の重ね着色又は複合した表面改質を行うこともできる。
【発明の効果】
【００１６】
同一の金型内に射出成形を行なう成形用キャビティと、成形品の着色又は表面改質を行なう改質用キャビティを形成し、前記成形用キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し、保圧、冷却して成形品を成形すると同時に、前記成形用キャビティで成形した成形品を前記改質用キャビティ内へ移動し、更に、二酸化炭素炭素又は超臨界二酸化炭素に着色剤又は改質剤を混合した混合気体を前記改質用キャビティ内へ注入することにより、混合気体の浸透層を成形品の表面に形成できる。この結果、次の効果を奏する。
【００１７】
１．射出成形と着色又は（及び）改質を同時に行なうことができるので、作業時間を大    幅に短縮できる。
２．成形から着色改質工程において、金型の外に成形品が出ないので、キズや汚れ等の    斑の無い、高品質の製品を得ることができる。
３．改質用キャビティを複数設けることにより、表面改質を重ねて行なうことが可能で    ある。
４．１つの金型内において、成形品を改質用キャビティ側に移動し、同時に成形と改質    を行い、然もこれを連続して行うため、中間在庫管理が一切不要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明が実施される成形品の材質となる熱可塑性樹脂は、例えばスチレン系樹脂、(例えば、ポリスチレン、ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体等)、ABS樹脂、ポリスチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン樹脂、エチレン−エチルアクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリブテン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、飽和ポリエステル樹脂（例えば、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等）、生分解性ポリエステル樹脂（例えば、ポリ乳酸のようなヒドロキシカルボン酸縮合物、ポリブチレンサクシネートのようなジオールとジカルボン酸の縮合物等）ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー等の１種または２種以上の混合物、さらに無機物や有機物の各種充填材が混合された樹脂が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂中では、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリプロピレンが好ましい。
【００１９】
また、本発明における、着色料、又は表面改質剤との混合に用いるガス体は、樹脂表面に溶解するガスであれば、その種類を問わないが、もっとも溶解性の高い二酸化炭素または超臨界状態の二酸化炭素が望ましい。
また、本発明で用いる着色剤、又は改質材は、樹脂表面を着色、耐摩耗性、導電性、硬度、輝度、コーティング、分光特性、帯電防止効果などの機能性を付与する有機質粉体、無機質粉体、導電性粉体、帯電防止剤あるいは反応性モノマーであれば、その種類を問わない。具体的には、樹脂表面を着色し、分光特性を付与する染料として、ニトロ染料、メチン染料、キノリン染料、アミノナフトキノン染料、クマリン染料、好ましくはアントラキノン染料、トリシアノビニル染料、アゾ染料、ジニトロジフェニルアミンなどの有機質粉体、およびそれらの組み合わせからなる群、更にはシルバーホワイト、アイボリーブラック、ピーチブラック、ランプブラック、カーボンブラックなどの無機質粉体、およびそれらの組み合わせからなる群などが挙げられる。
【００２０】
また、樹脂表面を改質し、高輝度、および耐摩耗性や表面硬度を付与する改質剤として、雲母チタン、酸化チタン、金粉、炭酸カルシウムなどの無機質粉体、またはフッ素粒子などが挙げられる。また、樹脂表面を被膜して、導電性を付与する表面改質剤として、亜鉛末、銀粉、ニッケル粉、マイカ又はセリサイト等の無機粉体を良導電性金属で被覆した粉体、およびそれらの組み合わせからなる群などが挙げられる。
また、樹脂表面と結合や架橋反応を起し、表面に弾性的性質や耐薬品性や様々な機能を発現する改質剤として、タンパク質、ポリペプチド、ヌクレオチド、薬剤、またはアクリル酸、エチレン、スチレン、イソブチルビニルエーテル、酢酸メチル、塩化ビニル、プロピレン、アミノ酸エステル、ポリフェノール、シリコーンなどの反応性モノマー、およびそれらの組み合わせからなる群などが挙げられる。
【００２１】
また、帯電防止剤としては、水溶性界面活性剤、ポリオキシアルキレンエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ソルビタン脂肪酸エステル、中純度モノグリセライドステアリン系、ポリエチレングリコールジステアレート、およびそれらの組み合わせからなる群などが挙げられる。
また、改質剤として、前記有機質粉体と無機質粉体、帯電防止剤のいずれかとの組み合わせからなる群を用いてもよい。以下に、本発明の実施例、比較例を、図面を用いて詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではなく、また、これら実施例の組み合わせであってもよい。
【実施例１】
【００２２】
実施例１では請求項１から請求項４及び請求項１０に対応する実施例として、同一の金型内に成形用キャビティと改質用キャビティとを備えた金型を用いて同時に成形品の射出成形と表面改質を行う方法について説明する。
図１は金型と混合気体発生装置の説明図、図２は射出成形と表面改質方法の工程説明図、図３は本実施例で表面改質された成形品の説明図で（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である。
【００２３】
まず、図１に基づいて金型を説明すると、固定盤１の正面には、固定側型板２を取り付け、この固定側型板２の正面には固定側金型３を取り付ける。そして、固定側金型３の正面には、成形キャビティ用凹部４及び改質キャビティ用凹部５を形成し、この凹部５を取り囲むようにＯリング６を取り付ける。
一方、可動盤７の正面には、可動側金型８を取り付け、この可動側金型８の正面には回転金型８ａを取り付ける。そして、回転金型８ａの正面には、前記固定側金型３の凹部４、５と対向する位置に成形キャビティ用凸部９と改質キャビティ用凸部１０を形成し、型締めした際にキャビティ成形用凹部４及び改質キャビティ用凹部５と凸部９、１０とにより成形用キャビティ１１と改質用キャビティ１２が形成されるようになっている。
【００２４】
１３は混合気体発生装置であって、この装置１３は、二酸化炭素ボンベ１４と着色剤又は（及び）改質剤と二酸化炭素を混合する混合気体発生装置１５から成り、この装置１３で製造された混合気体は、混合気体注入ライン１６から注入制御弁１７及び注入口１６ａを経由して改質キャビティ１２内に注入される。
１８は前記改質用キャビティ１２内から混合気体を外部に排出するための排出ラインであって、１９は排出制御弁である。
【００２５】
２０、２０ａは可動側金型８において、改質用キャビティ１２内の成形品を突き出すための２段エジェクターピン、２０ｂは回転金型８ａ内に設けられた成形用キャビティ側１１のエジェクターピン、２１は可動盤７の正面に組み付けられたエジェクタープレートである。
上記金型において、回転金型８ａは、モータ２４、ウォームギャー２５により１８０°回転し、成形用キャビティ１１内の成形品を改質用キャビティ１２側に移動させることができる。２２はゲート、２３はスプルーである。
【００２６】
図２〜図９を用いて成形品の射出成形及び表面改質方法の工程を説明する。
本実施例で成形し表面改質対象製品は、図３に示すような直径３０ｍｍ、厚さ３ｍｍの皿板状である。
射出成形機は、型締め圧力２２０tの成形機(日本製鋼所株式会社製：J220E2-P-2M)を用いた。有機質粉体として、成形品を着色する目的のためアゾ分散染料(紀和化学工業株式会社：Kiwalon Red)を用いて行った。樹脂には、ポリスチレン(東洋スチレン株式会社：H350)を用いた。
【００２７】
また、混合気体発生装置１３にて二酸化炭素と有機質アゾ分散染料の混合気体を圧力１８ＭＰａに設定した。
成形条件として、樹脂の温度を２４０℃、射出圧５１ＭＰａ、充填時間0.７ｓｅｃ、に設定し、更に、加圧熱水により、６０℃に設定した金型(材質ＮＡＣ、入れ子型)から成る成形用キャビティ１１内に樹脂を充填するようにした。
【００２８】
先ず、図２に示すように、可動盤７の前進により固定側金型３と回転金型８ａを型締めする。
次に、図３に示すように、成形用キャビティ１１へスプルー２３からゲート２２を経由して溶融樹脂を充填し、保圧、冷却により図１０に示す成形品の成形を行なう。
次に、この成形完了後、図４に示すように一旦、型開きを行なう。
次に、図５に示すように、可動側金型８の正面に取り付けた回転金型８ａを、モータ２４により１８０°回転して、成形キャビティ用凸部９に残った成形品Ａを改質用キャビティ１２側へ移動させる。
次に、図６に示すように、再び型締めを行う。
【００２９】
その後、図７に示すように、改質用キャビティ１２内に注入制御弁１７を開いて混合気体注入ライン１６を経由して注入口１６ａから、混合気体を３０秒間注入する。図７では改質用キャビティ１２へ注入した混合気体を太く描いているが実際は数ミクロンである。改質用キャビティ１２の周囲にはＯリング６が設けられているため、混合気体は改質用キャビティ１２外に漏れることはない。この状態で改質用キャビティ１２内の成形品Ａの表面に混合気体の浸透層が形成され、表面着色又は改質が行われる。一方成形用キャビティ１１内には、改質用キャビティ１２内に混合気体の注入が行われている間に、溶融樹脂が前記（Ｂ）と同じ条件で充填し、成形品Ｂを得る。
【００３０】
次に、図８に示すように、改質用キャビティ１２では混合気体を３０秒注入し終え、排出制御弁１９を開き、改質用キャビティ１２内の混合気体を排出完了し、かつ、成形用キャビティ１１においても成形過程が冷却まで終了し、条件が合ったとき、図９に示すように型開きを行い、エジェクターピン２０ａにより着色又は改質された成形品Ａを取り出すと共に、モータ２４により回転金型８ａを１８０°回転させて成形品Ｂを成形用キャビティ１１から改質用キャビティ１２へ移動させる。そして、図５の状態に戻る。以下、この工程を繰り返して成形と着色を行う。
得られた着色又は改質済み成形品Ａは、それぞれ図１０に示す成形品の評価部を、目視で評価(斑なし○、斑あり×)、粗さ測定機で表面の粗さ測定(Raの値で評価。値が大きければ粗い)、成形サイクル時間で各々を評価した。その結果を表１に表す。
【００３１】
〔比較例１〕
比較例として従来の様に成形用金型と着色および改質用のバッチ（高圧容器）を用意し、樹脂成形品の表面改質方法を行なった。
射出成形における樹脂材料、成形条件、及び、高圧容器における着色条件等については実施例１と同一である。
先ず、金型で成形した成形品を成形し、次に金型から成形品を取り出してバッチに入れ、前記の条件と同じ条件で着色を行った。その結果、染色斑、表面の粗さに関しては、実施例１での結果と変わりはなかった。サイクル時間に関しては、表１に示すように、実施例１より６５ｓｅｃほど成形着色にかかる時間を要した。比較例１の評価を表1に表す。
【実施例２】
【００３２】
実施例２では、請求項７及び請求項８に記載した成形品の射出成形及び表面着色又は改質方法を説明する。
図１１は本実施例に用いる固定側金型３を回転金型８ａ側から見た正面図である。回転金型８ａ及び固定側金型３以外は実施例１と同じである。
固定側金型３には、ゲート２２を具備した１つの成形用凹部４と２つの改質用凹部５、５ａが形成されており、一方の回転金型８ａには凹部４、５、５ａに対応した凸部が計３箇所形成されている。
【００３３】
成形の目的は、射出成形で成形品を得たあと、着色を行い、次に帯電防止処理（表面改質）を行なうことにある。
成形方法は、先ず、金型を閉じてから成形用キャビティ１１内に溶融樹脂を充填させ、成形をした後金型を一端開いて回転金型８ａを１２０°回転させ、再度型締めを行なった後改質用キャビティ１２で着色を行なうとともに、成形用キャビティ１１に溶融樹脂を充填して成形を行う。
【００３４】
その後、再度型開きを行ない、回転金型８ａを１２０°回転させた後、再度型締めして別の改質用キャビティ１２で二回目の表面改質（帯電防止加工）を行い、先の改質用キャビティ１２では次の成形品の1回目の着色を行い、成形用キャビティ１１では溶融樹脂を充填させて次の成形品の成形を行う。以上の成形と改質工程を同時に、順次繰り返して行なうことにより着色と帯電防止処理（表面改質）を行った成形品を得ることができる。本実施例２の評価を表1に表す。
【００３５】
〔比較例２〕
実施例２の中で、着色及び表面改質する方法として、同一金型内に二つ以上の改質用キャビティ１２を設けたが、比較例２では、金型とは別に改質用のバッチ（高圧容器）を二つ用意した。
射出成形における樹脂材料、成形条件、及び、高圧容器における表面改質条件等については実施例２と同一である。
【００３６】
先ず、金型で成形した成形品を１番目のバッチに入れ、実施例２と同じ条件で着色を行い、次に着色した成形品を２番目のバッチに入れ、実施例２と同じ条件で帯電防止加工を行なった。
その結果、着色斑、表面の粗さ及び帯電防止処理効果に関しては、実施例２での結果と変わりがなかった。サイクル時間に関しては、表１に示したように、実施例２より１７５ｓｅｃほど多くの時間を要した。比較例２の評価を表1に表す。
【実施例３】
【００３７】
実施例３として請求項９に記載した成形品の射出成形及び表面改質方法を説明する。
図１２（Ａ）（Ｂ）は改質用キャビティ１２付近の拡大断面図であって、図１２（Ａ）は改質用キャビティ１２内において、混合気体を注入後、エジェクターピン２０ａにより成形品Ａを改質キャビティ１２の可視面側壁面に押し付けている説明図、図１２（Ｂ）は金型を開いてエジェクターピン２０、２０ａにより成形品Ａを離型させている説明図である。
【００３８】
成形方法を説明すると、実施例１における成形、成形品の移動、型開き、型締め、表面改質かつ成形までは図２〜図７と同様に行なう。その後に、図１２（Ａ）に示す様にエジェクターピン２０ａを微小動かし、成形品Ａを改質用キャビティ１２の可視面側壁面に押し付ける。その結果、可視面側壁面は予め鏡面仕上げを施しているため軟化している混合気体の浸透層へ転写される。その後、排出制御弁１９を開き、改質用キャビティ１２内の混合気体を排出完了し、かつ、成形用キャビティ１１において成形過程が冷却まで終了し、この条件が合ったとき、図１２（Ｂ）に示す様に、型開きを行い、着色された成形品Ａを取り出す。次に、図５に示す様に回転金型を回転させて次工程へ移る。
【００３９】
その結果、成形品の表面粗さが改善され滑らかな表面を持つ成形品Ａを得ることができた。実施例３の評価を表1に表す。
本実施例の成形品の場合、実施例１の成形品に比較して表面の粗さに改善が見られた。
【実施例４】
【００４０】
実施例１から実施例３では、可動側金型８に回転金型８ａを取り付けた金型を用いた例を紹介したが、実施例４においては、請求項４に記載した可動側金型８の表面にスライド金型８ｂを取り付けて成形品を移動させて行う成形品の射出成形及び表面改質方法を説明する。
図１３は本実施例に用いる金型の説明図、図１４〜図２４は射出成形と表面改質方法の工程説明図である。
【００４１】
図１３に基づいてスライド金型を説明すると、固定盤１には、固定側型板（払い出し板）２と成形用凹部４及びこの成形用凹部４を間にしてその上下に改質用凹部５、５ａを形成した固定側金型３が取り付けられている。一方の可動盤７には、成形用凸部９及び成形用凸部１０を形成したスライド金型８ｂと、このスライド金型８ｂを摺動自在に保持するための可動側金型８、スライド金型８ｂを上下させるため可動側金型８の天面に組み込まれたシリンダー２７、更にエジェクタプレート２１及びエジェクターピン２０、２０ｂ及びスライド金型８ｂ内のエジェクターピン２０ａ、２０ｃよりなるエジェクター機構とが取り付けられている。
【００４２】
また、改質用キャビティ１２の機密性を得るため、固定側金型３において改質用キャビティ１２の周囲にはＯリング６が設けられている。
その他、図１に示した符号と同一の符号は図１と同一構造部分を指しているので、重複を避けるために、その説明は省略する。
上記図１３に示した金型構造以外は実施例１と同一の条件で射出成形及び表面改質を行なった。
【００４３】
まず、図１３に示した様に金型を開いた状態から、図１４の様に金型を閉じ、成形用キャビティ１１に溶融樹脂を充填させ、冷却して成形品Ａを得る。次に図１５に示すように、金型を開いた後、図１６で示すようにシリンダー２７によりスライド金型８ｂを上端まで上昇させる。次に、可動盤７を前進させて型締めすると図１７の様に改質用キャビティ１２ａへ事前に成形された成形品Ａが収まる。また、改質用キャビティ１２ａの下側には成形用キャビティ１１が形成される。
各キャビティが形成されたら図１８に示す様に改質用キャビティ１２ａへは混合気体を注入して表面を着色し、同時に成形用キャビティ１１には溶融樹脂を充填して成形を行ない成形品Ｂを得る。着色工程及び成形工程が完了すると図１９に示す様に金型を開きエジェクターピン２０ｂ、２０ｃを前進させて着色された成形品Ａを離型させる（図２０）。
【００４４】
次に、図２１の如く、シリンダー２７によりスライド金型８ｂを下端まで降下させてから、型締めを行なう。その結果、成形品Ｂは改質用キャビティ１２内に収納されると同時に上側には成形用キャビティ１１が形成される（図２２）。
そして、図２３に示す様に改質用キャビティ１２へ混合気体を注入して成形品Ｂを着色すると共に、成形用キャビティ１１に溶融樹脂を注入して成形品Ｃを得る。着色工程及び成形工程が完了すると、図２４に示す様に金型を開きエジェクターピン２０、２０ａを前進させて着色された成形品Ｂを離型させる。
この様に、スライド金型８ｂの上下動を繰り返すことにより成形工程と着色工程を同時に行なうことができる。
実施例４の評価を表1に表す。
【実施例５】
【００４５】
実施例５では、請求項５に記載した改質用キャビティ１２中にエジェクターピン２０ａ、２０ｃにより成形品を微小突出して成形品の両面を改質（着色）する成形品の射出成形及び両面改質（着色）方法を説明する。金型の構造は実施例４の金型構造と基本的に同一であるが、異なる部位はスライド金型８ａと可動側金型８である。
図２５は本実施例に用いた金型の説明図、図２６〜図３６は射出成形と改質方法の工程説明図である。
【００４６】
図２５を基に金型について説明すると、スライド金型８ｂにおいては、エジェクターピン２０ａ、２０ｃの台座底面において外側に向かって薄肉となる傾斜面２９、２９ａが形成されており、スライド金型８ｂへ装着する時は、傾斜面２９、２９ａが外側を向くように取り付ける。更に、エジェクターピン２０ａ、２０ｃの側面にはＯリング３０を装着して改質用キャビティ１２、１２ａからの混合気体の漏れを防いでいる。他の構造は実施例４に記載した内容と同一である。
【００４７】
可動側金型８においては、スライド金型８ｂが移動する距離に相当する長さの薄肉部３１を形成し、薄肉部３１の両端にはエジエクターピン２０ａ、２０ｃの台座底面の傾斜面２９、２９ａの角度と同一である傾斜面３２、３２ａを形成している。
更に傾斜面３２、３２ａには、エジェクターピン２０、２０ｂのガイドとして貫通孔３３、３３ａが形成されている。
【００４８】
図２６〜図３６を基に本実施例の射出成形と表面改質方法の工程について説明する。
まず、図２５に示す様に金型を開いた状態から図２６の様に金型を閉じ成形用キャビティ１１内に溶融樹脂を充填させ冷却し、成形品Ａを得る。次に図２７に示すように、金型を開いた後、図２８に示すように、シリンダー２７によりスライド金型８ｂを上端まで上昇させる。上端付近に移動すると薄肉部３１の傾斜面３２ａとエジェクターピン２０ｃの台座底面の傾斜面２９ａとの関係でエジェクターピン２０ｃは微小突出され、成形品Ａは成形用凸部９から離れる。
【００４９】
次に、可動盤７を前進させて型締めすると図２９の様に改質用キャビティ１２ａへ事前に成形された成形品Ａが収まるようになる。また、改質用キャビティ１２ａの下側には成形用キャビティ１１が形成される。
各キャビティ１１、１２ａが形成されたら、図３０に示す様に改質用キャビティ１２ａへは混合気体を注入して表面着色する。成形品Ａは成形用凸部９から離れているため成形品Ａの両面に混合気体が行き渡り、両面着色が行われる。同時に成形用キャビティ１１では溶融樹脂を充填して成形を行ない、成形品Ｂを得る。着色工程及び成形工程が完了すると図３１、３２に示す様に金型を開きエジェクターピン２０ｂ、２０ｃを前進させて着色された成形品Ａを離型させる。
【００５０】
次に、図３３の如く、シリンダー２７によりスライド金型８ｂを下端まで降下させると上端に移動した時と同様に、薄肉部３１の傾斜面３２とエジェクターピン２０ａの台座底面の傾斜面２９との関係でエジェクターピン２０ａは微小突出され、成形品Ｂは成形用凸部９から離れ、図３４の様に型締めすると改質用キャビティ１２の空間に成形品Ｂが位置するので、図３５の如く混合気体を注入すると成形品Ｂの両面が着色されると同時に、成形用キャビティ１１には溶融樹脂が充填され、成形品Ｃが得られる。
【００５１】
次に、図３６に示す様に金型を開き、成形品Ｂを取り出すとともに、スライド金型８ｂを上昇させて図２８に示す工程に移る。
この様に、スライド金型８ｂの上下動を繰り返すことにより成形工程と両面着色工程を同時に行なうことができる。
実施例５の評価を表１に表す。
【実施例６】
【００５２】
実施例６では、請求項６に記載した、自動機で成形品を移動する実施例を図１に示した金型を用いて紹介する。
自動機は取り出しロボット（株式会社ユーシン精機製ＭＯＤＥＬ：ＲＡ２-α-４００)を用いた。取り出しロボットの昇降アームの先端に組み込んだ作業板には、エアーによる吸盤を成形用キャビティと改質用キャビティとの間隔で吸盤Ａ、吸盤Ｂと２個取り付けた。吸盤制御回路には、各々の吸盤を個別に動作させるようにプログラムしている。
【００５３】
先ず、成形用キャビティで成形を完了すると、金型を開き、固定側金型３と可動側金型８との間に昇降アームを延長させエジェクター機構により成形品を、成形用キャビティ１１を成す凸部９から離型させ吸盤Ａで保持した。次に、改質用キャビティ１２を成す凸部１０へ取り出しロボットを展回し、保持した成形品を凸部１０へはめ込んだ後、昇降アームを収縮して退避させ再度金型を閉じた。
【００５４】
成形用キャビティ１１で成形、改質用キャビティ１２で改質を行なった後、金型を開き昇降アームを金型間に伸ばし、吸盤Ａで改質済み成形品、吸盤Ｂで成形済み成形品をそれぞれ保持した。次に、吸盤Ｂの成形品を改質用キャビティ１２の凸部１０へ展回し、凸部１０へはめ込んだ。
はめ込み終了後昇降アームを金型外に移動させ、吸盤Ａの改質済み成形品を包装作業場所へ運んだ。
この様に、取り出しロボットの動作を繰り返すことにより、同一金型内で樹脂成形品の移動と、射出成形及び表面改質が可能になる。
【００５５】
【表１】
2007223069.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明を実施するための成形及び改質用金型装置と混合気体発生装置の説明図
【図２】実施例１の工程説明図
【図３】実施例１の工程説明図
【図４】実施例１の工程説明図
【図５】実施例１の工程説明図
【図６】実施例１の工程説明図
【図７】実施例１の工程説明図
【図８】実施例１の工程説明図
【図９】実施例１の工程説明図
【図１０】成形及び改質された成形品の説明図
【図１１】１ヶの成形用キャビティと（凹部）２ヶの改質キャビティ（凹部）を有する固定側金型の説明図
【図１２】（Ａ）（Ｂ）は成形品の再密着により転写性を向上させる実施例２の説明図
【図１３】スライド移動式金型の説明図
【図１４】スライド式金型の成形及び改質工程の説明図
【図１５】スライド式金型の成形及び改質工程の説明図
【図１６】スライド式金型の成形及び改質工程の説明図
【図１７】スライド式金型の成形及び改質工程の説明図
【図１８】スライド式金型の成形及び改質工程の説明図
【図１９】スライド式金型の成形及び改質工程の説明図
【図２０】スライド式金型の成形及び改質工程の説明図
【図２１】スライド式金型の成形及び改質工程の説明図
【図２２】スライド式金型の成形及び改質工程の説明図
【図２３】スライド式金型の成形及び改質工程の説明図
【図２４】スライド式金型の成形及び改質工程の説明図
【図２５】両面改質用金型の説明図
【図２６】実施例５の成形及び改質工程の説明図
【図２７】実施例５の成形及び改質工程の説明図
【図２８】実施例５の成形及び改質工程の説明図
【図２９】実施例５の成形及び改質工程の説明図
【図３０】実施例５の成形及び改質工程の説明図
【図３１】実施例５の成形及び改質工程の説明図
【図３２】実施例５の成形及び改質工程の説明図
【図３３】実施例５の成形及び改質工程の説明図
【図３４】実施例５の成形及び改質工程の説明図
【図３５】実施例５の成形及び改質工程の説明図
【図３６】実施例５の成形及び改質工程の説明図
【符号の説明】
【００５７】
１  固定盤
３  固定側金型
７  可動盤
８  可動側金型
１１  成形用キャビティ
１２  改質用キャビティ
１３  混合気体発生装置
２７  シリンダー
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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