(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂及び植物性材料を含む成形材料の射出成形後、金型の構成材料の腐食、及び、これに伴って金型の内壁に形成される錆の発生を抑制し、外観性に優れた樹脂成形品を製造する方法を提供する。【解決手段】本発明は、射出成形により樹脂成形品を製造する方法であって、熱可塑性樹脂及び植物性材料を含む原料を、不活性ガスの雰囲気中で溶融混練する溶融混練工程と、溶融混練工程により得られた溶融樹脂を、不活性ガスの雰囲気とした金型のキャビティに供給し成形する成形工程とを、順次、備えることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形により樹脂成形品を製造する方法において、
熱可塑性樹脂及び植物性材料を含む原料を、不活性ガスの雰囲気中で溶融混練する溶融混練工程と、
前記溶融混練工程により得られた溶融樹脂を、不活性ガスの雰囲気とした金型のキャビティに供給し成形する成形工程と、
を、順次、備えることを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
前記金型が、前記溶融樹脂を前記キャビティに供給するための原料導入孔と、前記キャビティに前記不活性ガスを供給するための第１通気孔と、前記キャビティから前記不活性ガスを排出するための第２通気孔と、を備え、
前記原料導入孔、前記第１通気孔及び前記第２通気孔は、前記キャビティにおいて、前記原料導入孔の開口部と前記第２通気孔の開口部との距離が、前記原料導入孔の開口部と前記第１通気孔の開口部との距離と同じか又はそれよりも長くなるように配設されており、
前記成形工程において、前記第１通気孔から前記キャビティに前記不活性ガスを供給して、前記キャビティを前記不活性ガスで満たした後、前記溶融樹脂を前記原料導入孔から前記キャビティに供給すると同時に、前記キャビティから前記第２通気孔を介して前記不活性ガスを排出する請求項１に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項３】
前記金型が、可動型及び固定型を備え、前記キャビティが、前記可動型及び前記固定型の型閉時に前記樹脂成形品の形状を与えるものであり、
前記可動型が、前記第１通気孔及び前記第２通気孔を備え、
前記固定型が、前記原料導入孔を備える請求項２に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項４】
前記原料における前記熱可塑性樹脂及び前記植物性材料の含有割合が、両者の合計を１００質量％とした場合に、それぞれ、５〜９９質量％及び１〜９５質量％である請求項１乃至３のいずれか一項に記載の樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形により、熱可塑性樹脂及び植物性材料を含む樹脂成形品を製造する方法に関し、更に詳しくは、熱可塑性樹脂及び植物性材料を含む成形材料を連続的に供給して成形品を製造する射出成形において、金型の内壁における腐食又は錆の発生を抑制しつつ効率よく樹脂成形品を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂を含む樹脂成形品は、汎用であり、フィルム、シート等を除く、例えば、バルク状成形品の多くは、鉄製又は鉄を主とする金型を用いた射出成形により製造されている。このような成形品を製造する際には、金型の内壁に、予め、防錆処理を施しておいたり、離型剤を塗布しておいたりすることがある。しかしながら、射出成形による製造を繰り返すと、金型の内壁に、成形材料に含まれていた水分が原因となって錆が形成されることが知られている。金型における錆は、歩留まりの低下、更には、製造コストの上昇を招くこととなる。
近年、成形材料として、植物性材料と、熱可塑性樹脂とを含有する熱可塑性樹脂組成物も広く用いられるようになってきた（特許文献１参照）。また、車両用の樹脂部品を製造するために、成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有し、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献できるとして、ケナフを用い、その微細粉（線状繊維体）を含む熱可塑性樹脂組成物を射出成形に供することも行われている（特許文献２参照）。射出成形では、成形材料の加熱により調製した溶融物を用いるため、ケナフのような植物性材料を含む熱可塑性樹脂組成物（成形材料）の場合には、植物性材料に含まれる物質が溶融時に熱分解されて、酢酸、蟻酸等が生成することが知られている。これらの酸成分は、金属の腐食を引き起こすので、キャビティに残存すると、金型の内壁に、錆を形成する。従って、成形品の製造を繰り返すと、不良品の発生が早まることとなる。また、熱可塑性樹脂組成物（成形材料）の溶融物に、酸素等が含まれる場合にも、金型に錆を引き起こすことがある。
【０００３】
植物性材料を含む熱可塑性樹脂組成物を用いた場合における上記不具合を抑制するために、下記の手段が考えられる。
（１）植物性材料が熱分解されにくい温度（例えば、１８０℃以下）で溶融物の調製及び成形（低温成形）を行う
（２）耐腐食性金属からなる金型を用いる
（３）耐腐食性皮膜を内壁に形成させた金型を用いる
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−６９３０３号公報
【特許文献２】特開２００９−２２７８０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記手段（１）の場合、成形性が低下し、比較的小さな成形品しか製造できないという問題がある。また、低温成形のために、射出機、ホットランナー及び金型での温度制御が必要となるため、専用の設備を要し、コスト的にも不利となる。
上記手段（２）の場合、耐腐食性金属として、ステンレス鋼を用いることができるが、熱伝導率が、鉄のそれよりも低いため、金型の温度調整が難しくなるだけでなく、成形に必要なサイクル時間が延びてしまう。また、鉄よりも鋼材コスト及び加工コストが高く、数多くの形状に対応するにはコスト的にも不利である。
上記手段（３）の場合、耐腐食性皮膜として、硬質クロム、窒化クロム、窒化チタン等からなるものとすることができるが、複雑なキャビティ形状に対して、均一な皮膜を形成することが困難である。また、形成される皮膜の耐摩耗性を考慮すると、高い頻度での再コーティングが必要となる。
従って、これらの手段では、金型における腐食又は錆の発生が抑制されるものの、製造コストが高騰する等、全ての問題点を解決するものではない。
【０００６】
本発明の課題は、射出成形により、熱可塑性樹脂及び植物性材料を含む樹脂成形品を連続的に製造する方法において、金型の構成材料の腐食、及び、これに伴って金型の内壁に形成される錆の発生を抑制し、外観性に優れた樹脂成形品を製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、射出成形により樹脂成形品を製造する方法において、熱可塑性樹脂及び植物性材料を含む原料を、不活性ガスの雰囲気中で溶融混練する溶融混練工程と、溶融混練工程により得られた溶融樹脂を、不活性ガスの雰囲気とした金型のキャビティに供給し成形する成形工程とを、順次、備えることを特徴とする樹脂成形品の製造方法である。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１の樹脂成形品の製造方法において、金型が、溶融樹脂をキャビティに供給するための原料導入孔と、キャビティに不活性ガスを供給するための第１通気孔と、キャビティから不活性ガスを排出するための第２通気孔とを備え、原料導入孔、第１通気孔及び第２通気孔は、キャビティにおいて、原料導入孔の開口部と第２通気孔の開口部との距離が、原料導入孔の開口部と第１通気孔の開口部との距離と同じか又はそれよりも長くなるように配設されており、成形工程において、第１通気孔からキャビティに不活性ガスを供給して、キャビティを不活性ガスで満たした後、溶融樹脂を原料導入孔からキャビティに供給すると同時に、キャビティから第２通気孔を介して不活性ガスを排出することを要旨とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項２の樹脂成形品の製造方法において、金型が、可動型及び固定型を備え、キャビティが、可動型及び固定型の型閉時に樹脂成形品の形状を与えるものであり、可動型が、第１通気孔及び第２通気孔を備え、固定型が、原料導入孔を備えることを要旨とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一項の樹脂成形品の製造方法において、原料における熱可塑性樹脂及び植物性材料の含有割合が、両者の合計を１００質量％とした場合に、それぞれ、５〜９９質量％及び１〜９５質量％であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
金型のキャビティを特定の雰囲気にすることなく、大気雰囲気とした従来の方法において、植物性材料を含む熱可塑性樹脂組成物を、鉄を含む金型を用いた射出成形による連続製造に供すると、植物性材料に由来して発生する酸成分は、鉄（ＩＩ）イオンを形成させ、その後、酸素の存在下にて、Ｆｅ（ＯＨ）２、そして、Ｆｅ（ＯＨ）３を生成させるので、樹脂成形品製造の早い段階で、金型の内壁を腐食させ、錆の形成を招いていた。これに伴って、金型のメンテナンスや、その他の対策を高頻度で講じざるを得ず歩留まりが低下し、製造コストが上昇することとなっていた。本発明によれば、これらの不具合を抑制することができ、キャビティの形状を如実に反映し、外観性に優れた樹脂成形品の大量生産が可能である。また、不活性ガスにより熱可塑性樹脂の酸化及び植物性材料の酸化を抑制することができるので、酸化による樹脂成形品表面のガス焼け等も抑制され、結果として、外観性に優れた樹脂成形品を得ることができる。更に、熱可塑性樹脂が高い温度で空気に触れた場合には、得られる樹脂成形品が黄変する場合があるが、これを抑制することもできる。本発明者らは、これらの効果について、植物性材料を用いたことによる酸成分の生成は不可避であるものの、不活性ガスの雰囲気中で調製された、酸素の含有率の低い溶融樹脂が、そのまま射出成形に供され、キャビティを形成する金型の内壁において、酸成分と酸素との接触が回避されたためであると推測している。
特に、金型が、溶融樹脂をキャビティに供給するための原料導入孔と、キャビティに不活性ガスを供給するための第１通気孔と、キャビティから不活性ガスを排出するための第２通気孔とを備え、原料導入孔、第１通気孔及び第２通気孔は、キャビティにおいて、原料導入孔の開口部と第２通気孔の開口部との距離が、原料導入孔の開口部と第１通気孔の開口部との距離と同じか又はそれよりも長くなるように配設されており、成形工程において、第１通気孔からキャビティに不活性ガスを供給して、キャビティを不活性ガスで満たした後、溶融樹脂を原料導入孔からキャビティに供給すると同時に、キャビティから第２通気孔を介して不活性ガスを排出する場合、キャビティに不活性ガスのガスだまりが形成されにくく、成形不良が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
以下において、本発明による典型的な実施形態の非限定的な例を挙げ、言及された複数の図面を参照しつつ、詳細な記述にて更に説明するが、同様の参照符号は図面のいくつかの図を通して同様の部品を示す。
【図１】可動型及び固定型を備える金型の一例を示す図であり、（Ａ）は、固定型に面している可動型のキャビティ側内表面を示す平面図であり、（Ｂ）は、可動型及び固定型が型閉状態の金型を示す側方断面図である。
【図２】図１の金型を用いて得られ、図３の製造工程により得られる樹脂成形品を示す模式的斜視図である。
【図３】図２の樹脂成形品の製造工程を説明する側方断面図である。
【図４】可動型及び固定型を備える金型の他の例であって、可動型及び固定型が型開状態の金型を示す側方断面図である。
【図５】図４の金型を用いて得られる樹脂成形品を示す模式的斜視図である。
【図６】〔実施例〕において用いた、射出成形前の金型を構成する固定型の内壁の一例を示す画像である。
【図７】実施例１において、樹脂成形品を３０個製造した後の、固定型の内壁を示す画像である。
【図８】実施例１において、樹脂成形品を６０個製造した後の、固定型の内壁を示す画像である。
【図９】比較例１において、樹脂成形品を３０個製造した後の、固定型の内壁を示す画像である。
【図１０】比較例１において、樹脂成形品を６０個製造した後の、固定型の内壁を示す画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
【００１４】
本発明に係る溶融混練工程は、熱可塑性樹脂及び植物性材料を含む原料を、不活性ガスの雰囲気中で溶融混練する工程である。この「原料」は、構成成分の混合物（粉体混合物等）であってよいし、一体化物（造粒物等）であってもよい。
【００１５】
上記熱可塑性樹脂は、特に限定されず、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、非変性物及び変性物のいずれでもよい。変性物の場合、酸変性、アミノ変性、シリコーン変性、エポキシ変性等とすることができる。また、上記熱可塑性樹脂は、単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１６】
上記熱可塑性樹脂が非変性物及び変性物からなる場合、これらの使用量の割合は、両者の合計を１００質量％とした場合に、それぞれ、好ましくは９０〜９９．５質量％及び０．５〜１０質量％、より好ましくは９２〜９８質量％及び２〜８質量％、更に好ましくは９５〜９７質量％及び３〜５質量％である。
【００１７】
本発明において、好ましい熱可塑性樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン又はその変性物である。ポリオレフィンとしては、ポリプロピレンが特に好ましく、変性物としては、酸変性ポリプロピレンが特に好ましい。
【００１８】
上記熱可塑性樹脂の流動性能を示すメルトフローレート（ＭＦＲ）は、必ずしも、植物性材料を併含する溶融物のＭＦＲと同じであるとは限らないが、成形加工性の観点から、好ましくは１０〜１５０ｇ／１０分、より好ましくは２０〜１００ｇ／１０分、更に好ましくは２５〜８０ｇ／１０分である。尚、このＭＦＲは、ＪＩＳ  Ｋ７２１０に基づき、荷重２．１６ｋｇ、温度２３０℃の条件で測定されたものである。
【００１９】
一方、上記植物性材料は、植物に由来するものであれば、特に限定されず、幹、茎、枝、葉、根、花びら等をそのまま用いてよいし、これらを、熱処理、乾燥処理、粉砕処理等により加工したものであってもよい。
【００２０】
本発明において、好ましい植物性材料は、ケナフ、ジュート麻、マニラ麻、サイザル麻、雁皮、三椏、楮、バナナ、パイナップル、ココヤシ、トウモロコシ、サトウキビ、バガス、ヤシ、パピルス、葦、エスパルト、サバイグラス、麦、稲、竹、針葉樹（杉、檜等）、広葉樹、綿花等に由来する線状繊維体である。特に好ましくは、木質茎を有し、成長が極めて早い一年草であり、優れた二酸化炭素吸収性を有し、大気中の二酸化炭素量の削減、森林資源の有効利用等に貢献するアオイ科植物であるケナフに由来する線状繊維体（ケナフ繊維）である。このケナフとしては、学名におけるｈｉｂｉｓｃｕｓ  ｃａｎｎａｂｉｎｕｓ及びｈｉｂｉｓｃｕｓ  ｓａｂｄａｒｉｆｆａ等、並びに通称名における紅麻、キューバケナフ、洋麻、タイケナフ、メスタ、ビムリ、アンバリ麻、ボンベイ麻、ローゼル等が挙げられる。
【００２１】
上記植物性材料として、線状繊維体を用いる場合の繊維長及び繊維径は、特に限定されない。得られる樹脂成形品の機械特性の観点から、繊維長（Ｌ）と繊維径（Ｄ）との比（Ｌ／Ｄ）が２〜１００００の範囲にある線状繊維体を主として用いることが好ましい。また、繊維長（Ｌ）は、好ましくは０．０１〜５ｍｍであり、繊維径（Ｄ）は、好ましくは１０〜１５０μｍである。これら繊維長（Ｌ）及び繊維径（Ｄ）は、光学顕微鏡（マイクロスコープ）等を用いて、２点間距離測定にて算出した値である。
更に、線状繊維体の平均繊維長及び平均繊維径も、特に限定されないが、熱可塑性樹脂との混合が容易であり、熱可塑性樹脂とからなる混練物の成形加工性に優れ、得られる樹脂成形品の機械特性に優れることから、平均繊維長は、好ましくは０．５〜５ｍｍである。この平均繊維長は、無作為に選出した線状繊維体の繊維長を、光学顕微鏡（マイクロスコープ）を用い、２点間距離測定にて、合計２００本について測定した平均値である。一方、平均繊維径は、好ましくは１５〜１００μｍである。この平均繊維径は、無作為に選出した線状繊維体の繊維径を、光学顕微鏡（マイクロスコープ）を用い、２点間距離測定にて、合計２００本について測定した平均値である。
【００２２】
溶融混練工程で用いる原料を構成する熱可塑性樹脂及び植物性材料の含有割合は、得られる樹脂成形品の機械特性の観点から、両者の合計を１００質量％とした場合に、それぞれ、好ましくは５〜９９質量％及び１〜９５質量％、より好ましくは１０〜９０質量％及び１０〜９０質量％、更に好ましくは２０〜７０質量％及び３０〜８０質量％、特に好ましくは３０〜６０質量％及び４０〜７０質量％である。
【００２３】
溶融混練工程で用いる原料は、熱可塑性樹脂及び植物性材料以外に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤、難燃剤、充填剤、抗菌剤、防腐剤、着色剤等の他の成分を含んでもよい。
【００２４】
上記のように、溶融混練に供する原料は、構成成分の混合物及び一体化物のいずれでもよい。後者の場合、例えば、熱可塑性樹脂、植物性材料等を溶融混練した後、小型成形品（ペレット等）に成形したものや、大型成形品を得た後、裁断、粉砕等を行って小片としたもの、等とすることができる。植物性材料は、水を含むことがあり、一体化物は、混合物に比べて、含水率のばらつきが小さいので、安定した組成及び品質を有する樹脂成形品をより効率的に得ることができる。また、上記のような小サイズの一体化物を用いると、含水率を一定の範囲に設定しやすく、取り扱い等の観点からも、溶融混練工程及び成形工程をより円滑に進めることができる。
尚、溶融混練に供する原料の含水率は、特に限定されないが、好ましくは０〜０．５質量％、より好ましくは０〜０．３質量％、更に好ましくは０〜０．２質量％である。尚、溶融混練工程において、含水率が０．５質量％を超えて高い原料を用いても、不活性ガスの雰囲気中で溶融混練が行われることから、得られる混練物における含水率及び酸素含有率を低下させることはできるが、樹脂成形品の安定製造の観点から、原料の含水率の上限は、２質量％である。
【００２５】
本発明に係る溶融混練工程では、上記原料が、不活性ガスの雰囲気中で溶融混練される。不活性ガスは、それ自身で、あるいは、他の不可避成分との共存により、金型を構成する材料の酸化、腐食等を引き起こすものでなければ、特に限定されない。具体例としては、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等が挙げられるが、窒素ガスが好ましく用いられる。
【００２６】
溶融混練工程において、原料は、通常、熱可塑性樹脂の融点以上の温度で溶融混練される。このとき、不活性ガスを満たした密閉条件下で溶融混練する方法、及び、不活性ガスを連続的に導入しながら溶融混練する方法のいずれでもよい。
【００２７】
溶融混練工程により得られる混練物の含水率は、原料の含水率に対して、通常、０．２〜０．５％であり、成形工程で用いる混練物（溶融樹脂）の含水率は、好ましくは０〜０．５質量％、より好ましくは０〜０．３質量％、更に好ましくは０〜０．２質量％である。
【００２８】
本発明に係る成形工程は、溶融樹脂を、不活性ガスで満たされた金型のキャビティに供給する工程である。この成形工程において、キャビティに導入される不活性ガスの種類は、溶融混練工程において用いた不活性ガスと同一であってよいし、異なってもよい。また、金型の温度は、通常、溶融樹脂に含まれる熱可塑性樹脂の種類等により選択され、特に限定されないが、好ましくは２０℃〜８０℃、より好ましくは３０℃〜６０℃である。
【００２９】
成形工程において、不活性ガスで満たされた金型のキャビティに供給される溶融樹脂の温度は、それに含まれる熱可塑性樹脂の種類により選択されるが、好ましくは、（熱可塑性樹脂の融点の最高温度＋５）℃〜（熱可塑性樹脂の融点の最高温度＋４０）℃、より好ましくは、（熱可塑性樹脂の融点の最高温度＋５）℃〜（熱可塑性樹脂の融点の最高温度＋１０）℃である。
【００３０】
成形工程において、金型のキャビティは、不活性ガスを置換するように、溶融樹脂で満たされる。そして、金型が冷却されて、溶融樹脂が瞬時に固化し、その後、脱型して樹脂成形品が得られる。
射出成形は、通常、樹脂成形品を連続的に製造する方法であり、本発明では、金型のキャビティへの不活性ガスの供給、キャビティへの溶融樹脂の供給、及び、脱型の各操作を繰り返すことにより、金型の構成材料の腐食、及び、これに伴って金型の内壁に形成される錆の発生を抑制し、外観性に優れた樹脂成形品を製造することができる。
【００３１】
次に、本発明において用いる製造装置について、説明する。
本発明の樹脂成形品の製造方法において、溶融混練工程及び成形工程は、いずれも不活性ガスの雰囲気中で行われるため、樹脂成形品の製造装置は、これらの工程を、少なくとも不活性ガスを利用する密閉条件で進めるための構成を備える。このような製造装置は、例えば、外部から不活性ガスを導入することができ、原料と不活性ガスとを溶融混練する溶融樹脂調製手段と、不活性ガスをキャビティに供給する経路、及び、これと別の経路であって、キャビティから不活性ガスを排出する経路、更に、溶融樹脂調製手段から、水や酸素の含有が抑制された溶融樹脂をキャビティに供給する経路を備える金型とを備えるものである。そして、金型のキャビティに溶融樹脂を供給する手段、金型の温度を調整する手段、金型を型締めする手段等を、更に備えることができ、これら他の手段は、公知の装置等を適用することができる。
【００３２】
本発明において、好ましい金型は、鉄を含む金型であって、溶融樹脂をキャビティに供給するための原料導入孔と、キャビティに不活性ガスを供給するための第１通気孔と、キャビティから不活性ガスを排出するための第２通気孔とを備えるものである。射出成形で用いられる金型は、通常、可動型及び固定型を備える。本発明では、上記の原料導入孔、第１通気孔及び第２通気孔は、可動型及び固定型のいずれに形成されていてもよいが、原料導入孔が固定型に、第１通気孔及び第２通気孔が可動型に、それぞれ、形成された金型を用いることが特に好ましい（図１及び図４参照）。
原料導入孔、第１通気孔及び第２通気孔の各孔径は、特に限定されないが、これらの関係は、成形性の観点から、通常、原料導入孔の孔径＞第２通気孔の孔径≧第１通気孔の孔径である。
【００３３】
可動型及び固定型を備える好ましい金型の構造は、図１（又は図３）及び図４に例示される。図１（又は図３）の金型５により、図２の樹脂成形品５０を製造することができ、図４の金型５により、図５の樹脂成形品６０を製造することができる。図１（又は図３）及び図４のいずれの場合も、原料導入孔２２が固定型２０に、第１通気孔１３及び第２通気孔１６が可動型１０に、それぞれ、形成されている。
図１（又は図３）及び図４に示すように、型閉状態の金型において、原料導入孔２２の開口部（ゲート）２４と第２通気孔１６の開口部１８との距離が、原料導入孔２２の開口部（ゲート）２４と第１通気孔１３の開口部１５との距離と同じか又はそれよりも長くなるように、原料導入孔２２、第１通気孔１３及び第２通気孔１６が配設されていると、溶融樹脂が供給された際に、キャビティ３０に不活性ガスのガスだまりが形成されにくくなる。また、原料導入孔２２から溶融樹脂が供給された際に、第１通気孔１３の開口部（に配設されたガス弁）１５をシールするため、充填された不活性ガスの圧力による圧力損失はなく、成形不良が抑制される。
【００３４】
図２で示される樹脂成形品５０の製造に用いる金型５を示す図１において、（Ａ）は、可動型１０のキャビティ側内表面を示す平面図であり、（Ｂ）は、可動型１０及び固定型２０が型閉状態の金型５を示す側方断面図である。
可動型１０は、固定型２０に面する側に、図２の樹脂成形品５０の形状と同じキャビティを形成する凹部１１を備える。そして、この凹部１１の内表面に、第１通気孔１３の開口部１５及び第２通気孔１６の開口部１８が形成されており、キャビティ３０に不活性ガスを充満させる、不活性ガスを導入若しくは排出する等のために、各開口部に弁（ガス弁）を配設しておいてもよい。
一方、固定型２０は、可動型１０に面する側が平坦になっており、可動型１０に面する側に、溶融樹脂調製手段１から溶融樹脂をキャビティ３０に供給するための原料導入孔２２を備える。そして、図１（Ｂ）に示すように、原料導入孔２２は、可動型１０及び固定型２０を型閉状態とした場合に、キャビティ３０における原料導入孔２２の開口部（ゲート）２４と第２通気孔１６の開口部１８との距離が、原料導入孔２２の開口部（ゲート）２４と第１通気孔１３の開口部１５との距離よりも長くなるような位置に形成されている。この態様の場合、及び、キャビティ３０における原料導入孔２２の開口部（ゲート）２４と第２通気孔１６の開口部１８との距離が、原料導入孔２２の開口部（ゲート）２４と第１通気孔１３の開口部１５との距離と同じとなるような位置に形成されている場合には、キャビティ３０に不活性ガスのガスだまりが形成されにくく、溶融樹脂を供給した後における成形不良が抑制される。
【００３５】
また、図５で示される樹脂成形品６０の製造に用いる金型５を示す図４は、可動型１０及び固定型２０が型開状態の金型を示す側方断面図である。
可動型１０は、固定型２０に面する側に、型閉により、図５の樹脂成形品６０の形状を与えるキャビティを形成する凹部１１を備える。そして、この凹部１１の内表面に、第１通気孔１３の開口部１５及び第２通気孔１６の開口部１８が形成されている。この場合も、キャビティ３０に不活性ガスを充満させる、不活性ガスを導入若しくは排出する等のために、各開口部に弁（ガス弁）を配設しておいてもよい。
一方、固定型２０は、可動型１０に面する側に、可動型１０の凹部１１に突き出すような凸部２６を有し、凸部２６ではない可動型１０側の面に、溶融樹脂調製手段１から溶融樹脂をキャビティ３０に供給するための原料導入孔２２を備える。そして、この場合も、図４に示すように、原料導入孔２２は、可動型１０及び固定型２０を型閉状態とした場合に、キャビティ３０における原料導入孔２２の開口部（ゲート）２４と第２通気孔１６の開口部１８との距離が、原料導入孔２２の開口部（ゲート）２４と第１通気孔１３の開口部１５との距離よりも長くなるような位置に形成されている。これにより、図１の金型５を用いた場合と同じ効果を得ることができる。
【００３６】
以下、図３を用いて、溶融樹脂調製手段１と、図１の金型５とを備える製造装置による、図２で表される樹脂成形品の製造方法について説明する（図３参照）。
図３における（１）は、図１（Ｂ）において可動型１０及び固定型２０が型閉状態である場合の金型５を型開状態としたことを示す図である。初めに、（２）に示すように、可動型１０及び固定型２０を型閉状態としたところで、第１通気孔１３を利用して、不活性ガスをキャビティ３０に供給し、キャビティ３０において、第１通気孔１３の開口部（に配設された弁）１５及び第２通気孔１６の開口部（に配設された弁）１８を閉じる。その後、（３）に示すように、原料導入孔２２を利用して、溶融樹脂調製手段１から溶融樹脂をキャビティ３０に供給する。その際に、第２通気孔１６の開口部（に配設された弁）１８を開き、溶融樹脂の供給と同時に、キャビティ３０に満たされていた不活性ガスを排出する。次いで、（４）に示すように、金型を冷却して、キャビティ３０の溶融樹脂を固化した後、型開して、樹脂成形品５０を得る。この後、（１）の状態に戻って、同じ操作を繰り返して、連続製造に供される。尚、樹脂成形品５０を回収した後、キャビティ３０を形成していた金型の内壁には、植物性材料に由来する酸成分が付着、残存している場合がある。（４）で型開した直後の金型に余熱があるので、金型の内壁が大気に触れる時間が長くなると、特に、酸成分の付着部において錆が発生しやすくなる。従って、樹脂成形品の連続製造において、本発明の効果を高めるためには、（４）、（２）、（３）の工程を迅速に進めることが好ましい。特に、（４）から（２）の工程を迅速に進めることにより、金型の内壁における溶融樹脂の接触部が、大気中の酸素と接触することを抑制することができるので、好ましい。
【００３７】
本発明によれば、金型の内壁における腐食又は錆の発生を抑制しつつ、外観性に優れた樹脂成形品を効率よく製造することができる。従来、キャビティを特定の雰囲気としない場合には、金型の内壁は、植物性材料に由来する酸成分によって、錆の発生による赤褐色への変化と内壁における凹凸形成が顕著であったが、本発明の方法は、同様に酸成分が生成するにも関わらず、赤褐色への変化ではなく、樹脂やけのような灰色〜黒色への変化のみであり、金型のメンテナンスも容易である。そして、本発明の方法は、樹脂成形品を連続製造した後、金型のメンテナンスを行うまでに製造される、良好な外観性を有する樹脂成形品の個数を、不活性ガスを用いない場合に比べて、好ましくは２倍以上、より好ましくは４倍以上とすることができる。
【実施例】
【００３８】
以下、具体例を示し、本発明について、更に詳しく説明する。
はじめに、実施例及び比較例で用いた射出成形用原料と、樹脂成形品の製造装置とを示す。
【００３９】
１．射出成形用原料
インドネシア産、ベトナム産及びバングラディッシュ産ケナフ繊維を、有限会社吉工製粉砕機「ＲＣ２５０」（メッシュ：φ２ｍｍ）にて切断した。その後、切断されたケナフ短繊維（繊維長：２ｍｍ）、サンアロマー株式会社製ポリプロピレン「ＶＭ９７０Ｘ」、及び、三菱化学株式会社製酸変性ポリプロピレン「モディック  Ｐ９０８」を、各々、２００ｇ、２９２．５ｇ及び７．５ｇ（質量比で、４０：５８．５：１．５）の量比で、ＷＯ２００４−０７６０４４号に記載された混合粉砕装置の混合室（容積：５Ｌ）に投入し、混合羽根の回転数を２７００ｒｐｍにて混合し、羽根にかかる負荷（トルク）が上昇し、トルクピークに到達してから５秒経過後を終点として混合を停止し、混合樹脂中にケナフ短繊維が分散した熱可塑性樹脂組成物からなる塊状物を排出させた。次いで、この塊状物を、株式会社松井製作所製圧延ローラー装置にて圧延し、厚さ４ｍｍの樹脂板とした。その後、この樹脂板を、株式会社ホーライ製粉砕機「Ｚ１０−４２０」（メッシュ：φ５ｍｍ）にて粉砕した。
次に、得られた粉砕物を乾燥機により１１０℃で４時間乾燥させ、吸湿しないように樹脂製の容器内で密封した。これを室温まで冷却し、エーアンドデイ社製加熱水分計「ＭＸ−５０」により含水率を測定し、含水率が０．５質量％となるように、加水及び混合を行った。そして、室温下で３日間養生させ、容器中の粉砕物間で含水率がばらつかないようにした（含水率実測値：０．４９〜０．５０質量％）。尚、この含水率０．５質量％は、鉄製の金型に錆が発生しやすい条件である。その後、水分が蒸発しないように、水分調整粉砕物を樹脂製の容器に密封保存し、これを射出成形用原料とした。
【００４０】
２．樹脂成形品の製造装置
溶融樹脂調製手段１と、いずれも、鉄製である可動型１０及び固定型２０を備える金型とを配設した、住友重機械工業株式会社製射出成形機「ＳＥ１００ＤＵ」を用いて、図２に示される、上下に貫通孔を有する樹脂成形品５０を製造した。
溶融樹脂調製手段１は、窒素ガスの雰囲気中で射出成形用原料を溶融混練するホッパーである。ホッパーで得られた溶融樹脂は、射出機を利用して、シリンダー及びノズルを介し、更に、金型５の固定型２０に形成されている原料導入孔（孔径：５ｍｍ）２２を介して、キャビティ３０に供給されるようになっている。
また、金型５は、図１（Ｂ）又は図３に示すように、凹部１１を有する可動型１０及び固定型２０を備え、型閉時にキャビティ３０が形成される金型である。そして、図１（Ａ）又は図３に示すように、可動型１０は、キャビティ３０に窒素ガスを導入するための第１通気孔（孔径：４ｍｍ）１３と、キャビティ３０から窒素ガスを排出するための第２通気孔（孔径：４ｍｍ）１６とを備え、キャビティ３０の内壁面に沿って、第１通気孔１３及び第２通気孔１６の両方には開閉可能なガス弁（それぞれ、１５及び１８）が配設されている。更に、上記のように、固定型２０は、溶融樹脂調製手段（ホッパー）１からの溶融樹脂をキャビティ３０に供給するための原料導入孔２２を備える。
実施例において、窒素ガスで満たしたキャビティ３０に、溶融樹脂を供給するが、このとき、図３の可動型１０における第１通気孔１３の外側開口部を、図示していない株式会社フクハラ製窒素ガス発生装置「Ｎ２ＳＣ４−１０」と連結させた。また、溶融樹脂を調製するためのホッパー１にも、図示していない株式会社フクハラ製窒素ガス発生装置「Ｎ２ＳＣ４−１０」を連結させた。比較例は、窒素ガスを使用しない実験例であり、溶融樹脂を導入する前に、キャビティ３０を大気雰囲気とした。
【００４１】
３．樹脂成形品の製造
実施例１
射出成形機のホッパー１に、純度９９．９９％の窒素ガスを導入して、充満させた後、射出成形用原料を供給して、２００℃で溶融混練した。一方、図３（１）に示す可動型１０及び固定型２０を型閉状態とした後、金型を加熱して４０℃に調節した。そして、第１通気孔１３を利用し、ガス弁１５及び１８（図１参照）を開放状態として、キャビティ３０に窒素ガスを一定時間供給した後、ガス弁１５及び１８を閉じて、キャビティ３０に純度９９．９９％の窒素ガスを充満させた（図３（２）参照）。
次いで、ガス弁１８を開き、その１秒後に、ホッパー１から、固定型２０の原料導入孔２２を介して、溶融樹脂をキャビティ３０に供給した。このとき、同時に、キャビティ３０に満たされていた窒素ガスをガス弁１８から排出した（図３（３）参照）。その後、可動型１０及び固定型２０を型開状態として、樹脂成形品５０を得た（図３（４）参照）。そして、可動型１０及び固定型２０の型開と同時にガス弁１５を開けて、キャビティ３０に窒素ガスを供給し始め、上記操作を連続して、溶融樹脂の射出成形を６０回（６０ショット）行った。
【００４２】
製造開始から、３０個及び６０個の樹脂成形品を得た直後に、固定型２０の内壁におけるキャビティ３０の対応部（溶融樹脂の接触部）を、目視及び写真撮影により観察した。その画像を、それぞれ、図７及び図８に示す（尚、図６は、製造前における固定型２０の内壁の画像である）。これらの図において、溶融樹脂の接触部に樹脂やけのような痕跡が見られ、図７では矢印の部分が灰色であり、図８では矢印の部分が黒色であった。
【００４３】
比較例１
キャビティ３０に純度９９．９９％の窒素ガスを導入するのではなく、可動型１０及び固定型２０の型開の際に、キャビティ３０に、自然に空気が入るようにした以外は、実施例１と同様にして、連続的に射出成形を行い、６０個の樹脂成形品５０を得た。製造初期の樹脂成形品の外観性は良好であったが、１０個目あたりから、表面の凹凸が顕著となった。
【００４４】
製造開始から、３０個及び６０個の樹脂成形品を得た直後に、固定型２０の内壁におけるキャビティ３０の対応部（溶融樹脂の接触部）を、目視及び写真撮影により観察した。その画像を、それぞれ、図９及び図１０に示す。これらの図において、溶融樹脂の接触部に錆が見られ、図９では矢印の部分が薄い赤褐色であり、図１０では矢印の部分が暗褐色であった。
【００４５】
前述の例は単に説明を目的とするものでしかなく、本発明を限定するものと解釈されるものではない。本発明を典型的な実施形態の例を挙げて説明したが、本発明の記述及び図示において使用された文言は、限定的な文言ではなく、説明的及び例示的なものであると理解される。ここで詳述したように、その形態において本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、添付の特許請求の範囲内で変更が可能である。ここでは、本発明の詳述に特定の構造、材料及び実施例を参照したが、本発明をここにおける開示事項に限定することを意図するものではなく、むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲内における、機能的に同等の構造、方法、使用の全てに及ぶものとする。
【００４６】
本発明は、上記で詳述した実施形態に限定されず、本発明の請求項に示した範囲で様々な変形又は変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明によれば、樹脂成形品の製造後、金型の内壁における錆の発生を抑制しつつ、サイズを問わず、外観性に優れたものを連続して製造することができるため、車両、鉄道、船舶、航空機、建築物、家具等の分野における内装材、外装材、構造材等の製造において広く用いることができる。特に、自動車分野においては、内装材、外装材、エンジン関係部品、インストルメントパネル等の製造に好適であり、具体的には、ドア基材、パッケージトレー、ピラーガーニッシュ、スイッチベース、クオーターパネル、アームレストの芯材、ドアトリム、シート構造材、シートバックボード、天井材、コンソールボックス、ダッシュボード、インストルメントパネル、デッキトリム、バンパー、スポイラー、カウリング、エアクリーナーケースキャップ、エアクリーナー容器等の製造に用いることができる。また、建築物、家具等においては、ドア、机、椅子、棚、箪笥等の表装材、構造材等の製造に好適である。更には、包装体、トレー等の収容体、保護用部材、パーティション部材及び家電製品の筐体等の製造にも用いることができる。
【符号の説明】
【００４８】
１：溶融樹脂調製手段（ホッパー）、５：金型、１０：可動型、１１：凹部、１２：凸部１３：第１通気孔、１５：開口部又はガス弁、１６：第２連通孔、１８：開口部又はガス弁、２０：固定型、２２：原料導入孔、２４：開口部（ゲート）、２６：凸部、３０：キャビティ、３５：不活性ガス充填部、４０：溶融樹脂充填部、５０：樹脂成形品、６０：樹脂成形品
【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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