JP2000289063A

JP2000289063A - ガス加圧射出成形方法

Info

Publication number: JP2000289063A
Application number: JP11098430A
Authority: JP
Inventors: Kazuharu Yasuda; 和治安田; Hideki Naruse; 秀樹成瀬
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-10-17

Abstract

(57)【要約】【課題】低圧のガスを用いて、ガス加圧射出成形方法
によるひけ防止を完全なものとする。【解決手段】溶融樹脂の流動末端部を含む金型キャビ
ティの周縁部に大気開放経路３が開口して大気に連通さ
れた金型１を用い、金型キャビティ２内のガスを大気開
放経路３から抜きながら該金型キャビティ２内に溶融樹
脂を射出充填し、次いで加圧ガスを成形品裏面側に対応
する金型面２ｂと樹脂との間に圧入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形方法に関
するもので、更に詳しくは、金型キャビティ内に射出し
た樹脂と金型面との間への加圧ガスの圧入を伴うガス加
圧射出成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、射出成形において、比較的厚肉
の成形品や部分的な厚肉部を有する成形品を成形する場
合、冷却に伴う樹脂の収縮によって、成形品の表面にひ
けと呼ばれる窪みを生じることが広く知られている。

【０００３】従来、最も一般的な上記ひけ防止策として
は、射出圧力を高めると共に射出時間を延長し、溶融樹
脂の供給圧を加えながら金型キャビティ内の樹脂をある
程度冷却する方法（樹脂加圧法）が知られている。

【０００４】しかしながら、上記の樹脂加圧法によるひ
け防止は、特開昭５０−７５２４７号公報に示されるよ
うに、成形品の肉厚等によって成形条件が異なるので、
成形作業が煩雑になると共に、高い樹脂圧を加えなけれ
ば十分なひけ防止を図れないので、金型パーティング面
にバリを発生させる原因となり、このバリ除去の作業負
担が増大する問題がある。また、過度の樹脂圧を加える
と、成形品にソリが発生するといった寸法精度上の問題
もでてくる。更に、樹脂加圧法では、ゲート付近の厚肉
部には圧力伝達が容易であるが、ゲート部から離れた厚
肉部には十分に圧力がかからず、厚肉部の位置によって
は完全にひけを解消することができないといったことが
起こる。

【０００５】そこで、上記特開昭５０−７５２４７号公
報では、金型キャビティ内に溶融樹脂を射出した後、成
形品の片面側を弁体で突き上げて、成形品の片面側と、
この片面側を成形するコアとの間に空所を形成し、この
空所に加圧ガスを圧入して、成形品の他面をこれに対応
する金型面に圧接させるガス加圧射出成形方法を提案し
ている。

【０００６】このガス加圧射出成形方法は、樹脂加圧法
における樹脂圧を加えない代わりに加圧ガスの圧入を行
い、加圧ガスの圧入によってひけの発生防止を図ってい
るものである。特に、加圧ガスを成形品の所定の片面側
に圧入できるようにするため、加圧ガスの圧入に先立っ
て空所を形成する必要上、このガス加圧射出成形方法に
おける金型キャビティへの溶融樹脂の射出は、せいぜい
金型キャビティ内を丁度満たす程度の量であり、このガ
ス併用射出成形方法では、金型転写性が十分ではなく、
ひけ防止も不十分である。

【０００７】また、特表平４−５０１０９０号公報に
は、金型キャビティの容積より少ない容積の溶融樹脂、
具体的には金型キャビティの容積の９０〜９５容積％の
溶融樹脂を射出した後、金型キャビティ内に残された空
所に加圧ガスを圧入するガス併用射出成形方法が記載さ
れている。

【０００８】このガス併用射出成形方法も、前記のガス
加圧射出成形方法と基本的には同様で、金型キャビティ
に対して十分な量の溶融樹脂を射出するものではないと
共に、圧入した加圧ガスが金型パーティング面から逃げ
やすく、ひけ防止効果に劣るものでしかない。

【０００９】更には、Ｗ０９３／１４９１８号明細書に
は、ガス加圧射出成形方法において、圧力効率を高める
ために、金型パーティング面からのガスの漏洩を防止す
る密封構造の金型を使用すると共に、例えば先細りの三
角形状をした堰を金型キャビティ内に設けた金型を用い
る方法が開示されている。

【００１０】しかしながら、このガス加圧射出成形方法
は、ひけ防止効果の十分な向上には至っていない反面、
密封構造の金型とするために装置的負担が大きく、更に
は射出時に金型キャビティ内の空気が樹脂と金型キャビ
ティ面との間に閉じ込められてしまうという問題も生じ
ている。

【００１１】また、ＷＯ９６−０２３７９号明細書に
は、金型パーティング面にもシール材を施した密封構造
の金型を用い、金型容積に比して特定量（金型キャビテ
ィ容量と金型キャビティに充填された溶融樹脂が室温に
まで冷却する際の収縮に従って樹脂が示す容積との差の
３０〜９０％に相当する量）の過剰の樹脂を充填した
後、溶融樹脂塊の片面と金型面との間に加圧ガスを注入
し、該溶融樹脂塊の他面を金型面に押圧して成形する方
法が開示されている。

【００１２】しかしながら、この方法では、例えばエジ
ェクタピンまでガスシールできる密封室を設ける必要が
あり、装置的負担が大きいといった問題や、金型内の空
気やガスを金型キャビティ内から密封室等に追いやるた
めに、比較的大きな過剰量の樹脂を充填したり高圧で樹
脂を充填することが必要となるという問題がある。

【００１３】即ち、従来のガス加圧射出成形方法におい
ては、加圧ガスの漏洩防止のためにでき得るだけ金型を
密封構造にしようとする傾向にある。

【００１４】また、特開平１０−１５６８６１号公報で
は、厚肉部を有する成形品の射出成形において、金型キ
ャビティ内の空気を大気開放経路から抜きながら溶融樹
脂を金型内に充填し、その後加圧ガスを溶融樹脂と金型
面との間に圧入する方法が開示されているが、ガス抜き
の位置に関する詳細な開示がなく、ガス抜きが不十分な
場合、ひけを押さえるためにより高圧の加圧ガスが必要
となる問題がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
ＯＡ機器や家庭電気器具の筐体、更には自動車部品等の
大型の成形品の需要が高まると共に、製品のコストダウ
ンのための成形品の薄肉化の要望も高まっている。薄肉
で大型の成形品の場合、強度維持のために、一般にリブ
やボスと称する補強部を設けるのが普通である。リブや
ボスは、肉厚ほど補強効果が高く、しかも樹脂を金型内
に容易に充填できるようにする流動支援効果も得られ
る。

【００１６】しかしながら、厚肉のリブやボスを設ける
と、リブやボスに対応する成形品の表面（意匠面）がひ
け、外観上の問題が発生しやすい。即ち、近年需要が高
まっている薄肉で大型の成形品は、必要な強度維持のた
め厚肉のリブやボスを備えたものとなるが、このような
厚肉のリブやボスを設けた場合のひけ防止技術がいずれ
も不十分で、満足できる成形品が得にくいのが現状であ
る。

【００１７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、できる限り低圧のガスを用いて、ガ
ス加圧射出成形方法によるひけ防止を完全なものとする
ことを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、厚肉部を有する成形品の射出成形におい
て、溶融樹脂の流動末端部を含む金型キャビティの周縁
部に大気開放経路が開口して大気に連通された金型を用
い、金型キャビティ内のガスを大気開放経路から抜きな
がら該金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、次い
で加圧ガスを成形品裏面側に対応する金型面と樹脂との
間に圧入して、該金型キャビティ内の樹脂を成形品裏面
側から、成形品表面側に対応する金型面に押圧して成形
することを特徴とするガス加圧射出成形方法を提供する
ものである。

【００１９】また、本発明は、上記ガス加圧射出成形方
法において、大気開放経路が金型キャビティの全周に開
口していることと、加圧ガスの圧力が５０ｋｇｆ／ｃｍ
² 以下であることをその好ましい態様として含むもので
ある。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明において、大気開放経路
は、金型キャビティ内に溶融樹脂が充填される際に、金
型キャビティ内の空気及び／又は溶融樹脂から発生する
ガスを金型キャビティ外に放出する役割をなすものであ
る。大気開放経路は、金型キャビティ内の空気及び／又
はガスの放出を円滑に行うことができるよう、溶融樹脂
の流動末端部付近を含む金型キャビティの周縁部に開口
している。この大気開放経路は、断面積の大きな大気連
通溝や大気連通孔を介して大気に連通されていることが
好ましく、また金型キャビティの全周に開口しているこ
とが好ましい。

【００２１】本発明における流動末端部とは、金型内へ
溶融樹脂が最後に充填される部分であり、ガスがたまり
やすい部分である。本発明では溶融樹脂が金型キャビテ
ィに射出されたときに、金型キャビティ中の空気や溶融
樹脂からのガスを型外にスムーズに大気開放経路から追
い出しながら充填されて行くが、該溶融樹脂が最後に金
型に到達する流動末端部に大気開放経路が設置されてい
るため、型内のガスを完全に型外へ排出できる。すなわ
ち、本発明での流動末端部とは、金型キャビティ内の空
気等のガスが溶融樹脂の充填完了時に金型内にたまりや
すい部分である。金型の構造や樹脂ゲートの数によって
は、このようなガスのたまりやすい場所は、複数箇所存
在する場合があり、このような場合には、それぞれの場
所に大気開放経路を設けた方が効果的である。

【００２２】本発明は、上述のようなガス抜けがかなり
良い金型を用い、樹脂充填時に金型内の空気や溶融樹脂
から発生するガスをスムーズに型外に排出しながら、溶
融樹脂を金型の隅々にまで充分に充填し、溶融樹脂で満
たされた金型内の溶融樹脂と金型面間に加圧ガスを圧入
するとう、これまでにはない方法を提供するものであ
る。本発明によれば、使用する加圧ガスが５０ｋｇｆ／
ｃｍ² 以下の比較的低圧の場合でも、顕著なヒケ防止効
果を得ることができ、表面外観の優れた成形品を得るこ
とができる。

【００２３】加圧ガス圧入時のガスシール性を得るに
は、金型キャビティを充分に満たす量の溶融樹脂を充填
することが必要であり、金型容積に比して過量な溶融樹
脂を充填することが好ましい。溶融樹脂の充填量は、射
出充填される時の樹脂温度・圧力において金型容積に対
して充分な量、即ち完全に金型キャビティを満たす量を
僅かに越える量でもヒケ防止等の効果は得られるが、更
にガスシール性を上げ、ヒケ防止を完全なものとするに
は、成形品形状にもよるが、好ましくは金型キャビティ
容積に対して１０１容量％以上、更に好ましくは１０３
容量％以上である。

【００２４】加圧ガスの圧入には、射出時に溶融樹脂が
入り込まないが加圧ガスが通ることのできる程度の隙間
を形成するピンや、焼結体、ポペット機構を有する弁体
等が利用できるが、特に本発明では、金型キャビティ容
積に比して過量の溶融樹脂を金型内に充填するため、樹
脂圧力が高くなることから、上記隙間を形成する固定ピ
ンを用いた方法が最も適する。また、固定ピンとして、
加圧ガス圧入時には動かないエジェクタピン回りを利用
することもできる。

【００２５】本発明の方法においては、溶融樹脂の射出
によって金型キャビティ内に溶融樹脂を充填した後、引
き続き樹脂の供給圧による金型内の加圧（樹脂保圧）を
行なうと、更に加圧ガスの金型外への漏洩防止に効果が
ある。

【００２６】ところで、従来の加圧ガスを溶融樹脂内に
注入するガスアシストインジェクションでは、加圧ガス
をスムーズに注入するために樹脂保圧を併用することは
殆ど行われていない。また溶融樹脂と金型面の間に加圧
ガスを圧入する従来のガス加圧射出成形法においても、
加圧ガスを金型内にスムーズに充填するために樹脂保圧
は使われていない。

【００２７】しかしながら、本発明者等は、樹脂保圧を
併用することによって、加圧ガスの圧入によるランナ
ー、ノズル部への樹脂の逆流を防止でき、これによって
ゲート部付近の不必要な樹脂の収縮による加圧ガスの金
型外への漏洩を効果的に防止できることを見出した。ま
た、加圧ガスの圧入による厚肉部（例えばリブ、ボス
等）の根元の絞り込み（以下スクイーズと称す）量を樹
脂保圧の併用によって制御できることを見出した。更に
は、樹脂保圧と加圧ガスによる押し付けを併用すること
で、成形品全体を均一に金型に押し付けることができ、
成形品に不要な残留応力が残りにくく、通常成形で問題
となるソリ等の発生も防止できることを見出した。

【００２８】樹脂保圧は、通常のコールドランナーの金
型を用いても、ホットランナーの金型を用いても効果が
ある。ホットランナーの場合、一般にバルブゲートと呼
ばれるホットランナーゲート部に開閉機能を有する弁体
を有するものを用いると、加圧ガスのホットランナー部
への侵入を防止できると同時に、樹脂の逆流も防止でき
るので好ましい。

【００２９】本発明における金型温度は、使用する樹脂
の通常の金型温度とすることもできるが、更に高外観
で、ヒケの全くない成形品を成形するには、通常の射出
成形で用いられる金型温度よりも高めに設定したほうが
好ましい。

【００３０】例えば、少なくとも成形品の裏面（非意匠
面）に対応する金型面の温度Ｔ１（℃）が、成形材料の
ビカット軟化点Ｖ（℃）に対して下記（Ｉ）式を満たす
ように保った状態で、溶融樹脂を金型キャビティ内に射
出し、成形品の裏面に対応する金型面側から、溶融樹脂
と金型面との間に加圧ガスを圧入し、この加圧ガスにて
成形品の表面（意匠面）をそれに対応する金型面に押さ
え付けることが好ましい。

【００３１】Ｖ−３０＜Ｔ１＜Ｖ−１５ ……（Ｉ）

【００３２】尚、成形材料のビカット軟化温度Ｖは、試
験法ＡＳＴＭ・Ｄ１５２５に基づいて測定される値であ
る。

【００３３】本発明に用いることができる樹脂は、一般
に熱可塑性樹脂と称されるものであれば特に制限はな
い。例えば、ポリスチレンや、ハイインパクトポリスチ
レン、ミディアムインパクトポリスチレンのようなゴム
補強スチレン系樹脂、スチレン−アクリロニトリル共重
合体（ＳＡＮ樹脂）、アクリロニトリル−ブチルアクリ
レートラバー−スチレン共重合体（ＡＡＳ樹脂）、アク
リロニトリル−エチレンプロピルラバー−スチレン共重
合体（ＡＥＳ）、アクリロニトリル−塩化ポリエチレン
−スチレン共重合体（ＡＣＳ）、ＡＢＳ樹脂（例えば、
アクリロニトリル−ブタジエン−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−アルファメチ
ルスチレン共重合体、アクリロニトリル−メチルメタク
リレート−ブタジエン−スチレン共重合体）等のスチレ
ン系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル樹脂（ｍ−ＰＰ
Ｅ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等のアク
リル系樹脂、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度
ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等
のオレフィン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリ
デン等の塩化ビニル系樹脂、エチレン塩化ビニル酢酸ビ
ニル共重合体、エチレン塩化ビニル共重合体等の塩化ビ
ニル系共重合樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
ＴＰ、ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ
Ｐ、ＰＢＴ）等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネー
ト（ＰＣ）、変性ポリカーボネート等のポリカーボネー
ト系樹脂、ポリアミド６６、ポリアミド６、ポリアミド
４６等のポリアミド系樹脂。ポリオキシメチレンコポリ
マー、ポリオキシメチレンホモポリマー等のポリアセタ
ール（ＰＯＭ）樹脂、その他のエンジニアリング樹脂、
スーパーエンジニアリング樹脂、例えば、ポリエーテル
スルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、
熱可塑性ポリイミド（ＴＰＩ）、ポリエーテルケトン
（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥ
Ｋ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＳＵ）等の他、
セルロースアセテート（ＣＡ）、セルロースアセテート
ブチレート（ＣＡＢ）、エチルセルロース（ＥＣ）等の
セルロース誘導体、液晶ポリマー、液晶アロマチックポ
リエステル等の液晶系ポリマーが挙げられる。また、熱
可塑性ポリウレタンエラストマー（ＴＰＵ）、熱可塑性
スチレンブタジエンエラストマー（ＴＳＢＣ）、熱可塑
性ポリオレフィンエラストマー（ＴＰＯ）、熱可塑性ポ
リエステルエラストマー（ＴＰＥＥ）、熱可塑性塩化ビ
ニルエラストマー（ＴＰＶＣ）、熱可塑性ポリアミドエ
ラストマー（ＴＰＡＥ）等の熱可塑性エラストマーを用
いることもできる。本発明においては、本発明の成形過
程において上述のような熱可塑性樹脂を合成してもよい
し、一種もしくはそれ以上の上記熱可塑性樹脂のブレン
ド体を用いたり、充填材及び／又は添加材等を含有させ
て用いてもよい。

【００３４】以下、図面を参照しながら更に説明する。

【００３５】図１は、本発明に用いる金型の一例を示す
断面図である。

【００３６】図示されるように、金型１は、固定側金型
１ａと移動側金型１ｂとで構成され、両者間に、スプル
ー４及びゲート５を介して溶融樹脂が充填される金型キ
ャビティ２が形成されている。本例の金型１は、内側に
リブを有するほぼ箱形の成形品を成形するためのもの
で、固定側金型１ａ側の金型面２ａが成形品の外面（表
面）に対応する凹状のキャビティ面、移動側金型１ｂの
金型面２ｂが成形品の内面（裏面）に対応する凸状のコ
ア面となっている。

【００３７】溶融樹脂の流動末端部を含む金型キャビテ
ィ２周縁部には、金型１外に連通した大気開放経路３が
開口している。具体的には、箱形の成形品の側壁部上端
部の表面側に対応する位置で、ゲート５から離れた位置
に開口している。この大気開放経路３は、金型キャビテ
ィ２に臨む金型パーティング面に隙間を形成することに
よって設けられている。本例における大気開放経路３
は、金型キャビティ２に臨む金型パーティング面の固定
側金型１ａ側を若干窪ませておくことによって形成され
ている。

【００３８】この大気開放経路３は、少なくとも金型キ
ャビティ２への開口部若しくはその付近が、溶融樹脂が
金型キャビティ２内に射出充填される際に、樹脂を侵入
させることなく、金型キャビティ２内の空気や溶融樹脂
から発生するガスを金型１外に排出できる厚みを有して
いるものである。この厚みは、樹脂の種類や成形条件に
もよるが、一般的には１／２００ｍｍ以上１／１０ｍｍ
以下であることが好ましく、より好ましくは１／１００
ｍｍ以上１／１０ｍｍ以下、更に好ましくは３／１００
ｍｍ以上７／１００ｍｍ以下である。大気開放経路３を
金型キャビティ２の周縁部の一部に設ける場合、その幅
に特別な制限はないが、１ｍｍから２０ｍｍ程度までが
金型構造上適しており、更に好ましくは、３ｍｍから１
０ｍｍの範囲である。更に、大気開放経路３の厚みを、
金型キャビティ２側から金型１の外側に向かって段階的
に変化させておくこともできる。例えば、大気開放経路
３の金型キャビティ２側を深さ３／１００ｍｍ、幅３ｍ
ｍとし、その外側を深さ１／１０ｍｍ、幅３ｍｍとする
こともできる。

【００３９】大気開放経路３は、そのままの厚みで大気
と導通していてもよいが、ガス抜けを良くするために、
大気開放経路３の厚みよりも深さ又は径が大きな大気連
通溝１１や大気連通孔１２を介して大気に連通されてい
ることが好ましい。大気連通溝１１は大気開放経路３の
外側に位置して大気開放経路３と連通しており、大気連
通孔１２はこの大気連通溝１１を金型１外へ連通させる
ものとなっている。大気連通溝１１の深さとしては１ｍ
ｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。また、大気
連通孔１２の径も１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが
好ましい。

【００４０】一方、成形品の裏面に対応する金型面２ｂ
側は、大気につながるエジェクタピン６回りがＯリング
７ａでシールされており、しかも大気開放経路３の開口
もないものとなっている。また、この金型面２ｂ側に
は、ガス注入ピン８が設けられている。このガス注入ピ
ン８は、先端を金型面２ｂから金型キャビティ２内に臨
ませて、移動側金型１ｂに埋め込まれているもので、バ
ルブ９ａを介して加圧ガス源（図示されていない）に接
続されたガス導入路１０から送られて来る加圧ガスを、
移動側金型１ｂとの間に残された隙間を介して金型キャ
ビティ２へと供給するものである。尚、図中７ｂは、金
型構成部材の合わせ目からの加圧ガスの逃げを防ぐため
のＯリングである。

【００４１】図１に示される金型１においては、金型キ
ャビティ２の図中右側の周縁部にのみ大気開放経路３が
開口しているが、図２及び図３に示されるように、大気
開放経路３は金型キャビティ２の全周に開口させておく
ことが好ましい。金型キャビティ２の全周に大気開放経
路３を開口させておくことで、溶融樹脂の射出充填時
に、金型キャビティ２内の空気及びガスをより一層排出
しやすくなる。この場合、大気開放経路３を外気に連通
させるための大気連通溝１１も、大気開放経路３の外側
全周に設けておくことが好ましい。

【００４２】尚、図２及び図３において図１と同じ符号
は図１と同じ部材又は部位を示すものである。

【００４３】次に、図１に基づいて本発明の成形方法を
説明する。

【００４４】先ず、金型１を閉鎖した状態で、金型キャ
ビティ２内に溶融樹脂をスプル−４を通じて射出する、
この時、金型キャビティ２内の空気や、溶融樹脂から生
じるガスは、溶融樹脂の充填と共に大気開放経路３から
放出されるので、樹脂と金型２ａとの間に気泡が残留す
ることが防止される。また、この放出を確実にするため
に、ゲート５から離れた位置である流動末端部を含む位
置に大気開放経路３が開口されている。

【００４５】上記溶融樹脂の射出充填後、直ちにバルブ
９を開いて加圧ガスを加圧ガス源（図示されていない）
から金型１に設けたガス導入路１０へと供給する。

【００４６】加圧ガスとしては、例えば窒素、炭酸ガス
等でもよいが、経済性の面で空気が好ましい。使用ガス
の種類に関しては、加圧ガスの圧力、成形材料、成形条
件等によって選択することが好ましい。加圧ガスの圧力
は、使用樹脂の種類、成形品の形状、成形品の大きさ等
によっても相違するが、通常５〜２５０ｋｇｆ／ｃｍ
² 、好ましくは１５〜４９ｋｇｆ／ｃｍ² である。

【００４７】ガス導入路１０に供給された加圧ガスは、
ガス注入ピン８と移動側金型３間の隙間を通って、成形
品の内面（裏面）に対応する金型面２ｂ側から金型キャ
ビティ２内に圧入される。この加圧ガスは、金型キャビ
ティ２内の箱形成形品の内面と、金型面２ｂとの間に圧
入され、これによって、箱形成形品の外面（表面）をそ
れに対応する金型面２ａへと押し付ける。そして、この
加圧ガスによる押し付けによって、金型面２ａ側の成形
品の外面におけるひけの発生が抑制されると共に、金型
面２ａ側の転写性が向上し、ヒケ、艶むら等による外観
不良の問題も低減し、更には成形品を金型１より取り出
すときの離型性も向上する。

【００４８】ガス注入ピン８と移動側金型１ｂとの隙間
は、図４に示されるように、移動側金型１ｂに設ける挿
入孔１３を円形とすると共に、ガス注入ピン８の断面を
円形ではなく、円形の一部を削り取った形状とすること
で形成すると、容易に所望の幅ｓで形成できるので好ま
しい。特にこのガス注入ピン８の先端部回りの隙間の幅
ｓは、加圧ガスがスムーズに通過でき、射出充填時に溶
融樹脂が侵入しない大きさとしておくことが好ましい。
この隙間の幅ｓは、金型形状、これを設ける位置、使用
材料、成形条件等にもよるが、好ましくは１／２００ｍ
ｍ以上１／５ｍｍ以下、より好ましくは１／１００ｍｍ
以上１／１０ｍｍ以下、更に好ましくは１／２０ｍｍ程
度である。また、ガス注入ピン８の先端部より根本寄り
の領域は、加圧ガスが滑らかに通過できるように、隙間
を形成するための切削量を大きくし、場合によっては溝
状に切削しておくことが好ましい。

【００４９】ここで、金型キャビティ２内に導入された
加圧ガスによる圧力が有効に成形品の表面を金型面２ａ
へと押し付けるように作用すためには、金型キャビティ
２内に圧入した加圧ガスの金型１外への漏洩を防止する
ことが効果的である。

【００５０】図５は、図１の金型１に溶融樹脂を過量に
充填した後に金型キャビティ２内に加圧ガスを圧入した
時の成形品のリブ１４と側壁部１５付近の状態の概略図
である。ガス注入ピン８回りの隙間から注入された加圧
ガスは、成形品の表面を金型面２ａに押し付けながらリ
ブ１４の根元に達する。この時、通常の成形でヒケが発
生しやすいリブ１４の位置に対応する反対面側は、圧入
された加圧ガスによる押し付けによりヒケが防止され
る。

【００５１】また、加圧ガス注入時に、成形品が冷却さ
れることで収縮し、金型形状によっては加圧ガスが漏洩
する可能性もある。これを防止するためには、通常の射
出成形で用いられる程度の樹脂保圧を併用し、成形品の
収縮分の樹脂の一部を補うことが好ましい。ここでいう
樹脂保圧とは、一般の射出成形で用いられる程度、ある
いはそれ以下の圧力であり、成形品にバリを発生させな
い程度の圧力である。この樹脂保圧を併用することによ
って、リブ、ボス等の厚肉部の肉厚を、樹脂保圧を併用
しない場合に比べてより大きくとることが可能となり、
強度を維持しやすくなって、製品設計の自由度を更に広
げることができる。

【００５２】加圧ガスの圧入は、必ずしも図１に示すよ
うな移動側金型１ｂから行わなければならないものでは
ない。固定側金型１ａと移動側金型１ｂのどちら側から
ガスを導入するかは、一般に金型１の形状に起因し、成
形品表面が固定側金型１ａ側にある場合、加圧ガスは図
１に示すように移動側金型１ｂ側から導入するのが簡便
であり、逆に成形品表面が移動側金型１ｂ側にある場
合、加圧ガスは固定側金型１ａ側から導入する方が簡便
である。

【００５３】即ち、本発明において、加圧ガスの圧入側
である金型面２ｂとは反対側の金型面２ａに成形品は押
し付けられるので、加圧ガス圧入側の成形品の面よりも
これとは反対側の成形品の面の仕上がり状態が良好とな
る。従って、加圧ガスの圧入は成形品の裏面側（非意匠
面側）から行うのが好ましい。

【００５４】このように加圧ガスの圧入を行った後、必
要に応じて加圧ガスを金型１外に排出し、その後成形品
を金型１から取り出す。

【００５５】本発明は、裏面側（非意匠面側）に部分的
に厚肉部が突出した成形品の成形に有効である。即ち、
金型面２ｂ側にリブ、ボス等が突出した成形品の成形に
有効である。金型面２ａ側の成形品表面である成形品の
意匠面にリブやボス等に対応して発生しやすいひけ、光
沢や艶むらを防止でき、リブやボスの存在による外観上
の問題を解消することができる。

【００５６】特に、図６に示されるように、厚肉部の幅
をｗ、厚肉部の周辺における厚みをｔとした時に、ｗ≧
（３／５）ｔとなるような厚肉部を有する成形品に対し
て有効である。即ち、このような厚肉部を有する成形品
は、通常の射出成形ではひけの防止が困難であるが、本
発明によるとこれを確実に解消することができる。

【００５７】

【実施例】実施例１図７に示されるような箱形ハウジング形状で、主要部厚
み２．０ｍｍの成形品を成形した。加圧ガスの注入とそ
のガスシールは、図１で説明したものと同様とし、ガス
注入位置は、各リブｋ〜ｏの間とした。また、大気開放
経路は、図２及び図３に示されるように、金型キャビテ
ィの全周に設けた。

【００５８】ｋ、ｌ、ｍ、ｎ，ｏで示される各リブの厚
みは、それぞれ３．０ｍｍ、４．０ｍｍ、２．０ｍｍ、
３．０ｍｍ、４．０ｍｍである。

【００５９】成形材料は、ビッカット軟化温度１０１℃
のハイインパクトポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ビカット
軟化温度１０４℃のＡＢＳ樹脂とし、それぞれを用い
て、金型キャビティ容積に比して過量（１０１容量％）
の成形材料を射出した後、直ちに加圧ガスを圧入するこ
とで成形品を成形した。それぞれの成形条件を下記に示
す。

【００６０】（Ａ）使用材料：ＨＩＰＳ・シリンダー温度：２００℃ ・金型温度：７２℃ ・射出圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・樹脂保圧：１０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・加圧ガスの圧力：４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００６１】（Ｂ）使用材料：ＡＢＳ・シリンダー温度：２３０℃ ・金型温度：７５℃ ・射出圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・樹脂保圧：１０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・加圧ガスの圧力：４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００６２】得られた成形品の反りを肉眼にて判定し、
更にリブｌ（肉厚４．０ｍｍ）と反対側の表面のひけを
表面粗さ計（ミツトヨ製「ＳＵＲＦＴＥＳＴ５００」）
で測定した。結果を表１に示す。

【００６３】比較例１実施例１と同じ金型、同じ樹脂をそれぞれ用いて、加圧
ガスの圧入を行わない通常の射出成形を行った。それぞ
れの成形条件を下記に示す。

【００６４】（Ａ）使用材料：ＨＩＰＳ・シリンダー温度：２００℃ ・金型温度：７０℃ ・射出圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・樹脂保圧：４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００６５】（Ｂ）使用材料：ＡＢＳ・シリンダー温度：２３０℃ ・金型温度：７５℃ ・射出圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・樹脂保圧：４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００６６】得られた成形品の反りを肉眼にて判定し、
更にリブｌ（肉厚４．０ｍｍ）と反対側の表面のひけを
実施例１と同様にして測定した。結果を表１に示す。

【００６７】比較例２実施例１と同じ金型、同じ樹脂を
それぞれ用いてガス加圧射出成形を行った。但し、図２
及び図３に示される孔１２を総て閉鎖して成形を行っ
た。それぞれの成形条件を下記に示す。

【００６８】（Ａ）使用材料：ＨＩＰＳ・シリンダー温度：２００℃ ・金型温度：７０℃ ・射出圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・樹脂保圧：１０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・加圧ガスの圧力：４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００６９】（Ｂ）使用材料：ＡＢＳ・シリンダー温度：２３０℃ ・金型温度：７５℃ ・射出圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・樹脂保圧：１０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・加圧ガスの圧力：４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）

【００７０】得られた成形品の反りを肉眼にて判定し、
更にリブｌ（肉厚４．０ｍｍ）と反対側の表面のひけを
実施例１と同様にして測定した。結果を表１に示す。

【００７１】

【表１】

【００７２】表１の結果より、本発明による成形品は、
外観が良好で、ひけのほとんどない成形品であることが
分かる。従来、ひけが発生するために厚肉のリブを設け
ることができなかったが、本発明によればそれが可能と
なる。また、加圧ガスを成形品内部に導入するガスアシ
スト成形品にみられるような、厚肉のリブの反対側に位
置する表面にみられる光沢むら、艶むらも肉眼ではほと
んど認められなかった。

【００７３】実施例２図８〜図１１に示されるような、主要部厚み２．０ｍｍ
の電気冷蔵庫用扉の外装パネルを成形した。図８は成形
品を前面部の裏面側から見た時の斜視図で、図９は成形
品を前面部の表面側から見た場合の斜視図である。ま
た、図１０は成形品の裏面側の平面図で、図１１は図１
０におけるＡ−Ａ´断面図である。

【００７４】成形品の寸法は、縦３５０ｍｍ、横６３０
ｍｍ、側壁の中央部の高さ５０ｍｍとした。成形品は、
図８に示すように、肉厚４ｍｍのリブｐを有している。
成形品の四方の側壁部と前面部の肉厚は２ｍｍとした。
また、ゲート位置ｇから厚肉リブｐに至る経路には、溶
融樹脂の流動支援のために、４×４ｍｍの厚肉部ｑを設
けた。

【００７５】ゲート位置ｇは側壁部の中央とし、加圧ガ
スの注入とそのガスシールは、図１で説明したものと同
様とし、ガス注入位置は、図１０に示すＧ１〜Ｇ４とし
た（図８、図９では省略）。また、金型パーティング面
の位置と大気開放経路を含むガス抜き形態は図２、図３
に示されるものとした。

【００７６】金型の冷却には冷媒に水を用いる通常の温
調機（温度調節機）を使用した。金型のキャビティ面、
コア面の温度の実測値を下記に示す。また、成形材料と
してはＡＢＳ樹脂を用い、金型キャビティ容積に比して
過量（１００．５容量％）の成形材料をゲート５から射
出充填した後、直ちに加圧ガスを圧入することで成形品
を成形した。加圧ガスの圧入時には樹脂保圧を併用し、
できた成形品は１０１容量％であった。成形条件の詳細
を下記に示す。

【００７７】・シリンダー温度：２３０℃ ・射出圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・樹脂保圧：５ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・加圧ガスの圧力：１５ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・金型温度（キャビティ面／コア面）：７５℃／７４℃

【００７８】得られた成形品の反りを肉眼にて判定し、
更に成形品のリブｐに対する表面側のひけを実施例１と
同様にして測定した。結果を表２に示す。

【００７９】比較例３実施例２と同じ金型、同じ樹脂をそれぞれ用いて通常の
射出成形を行った。それぞれの成形条件を下記に示す。

【００８０】・シリンダー温度：２３０℃ ・射出圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・樹脂保圧：４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・金型温度（キャビティ面／コア面）：７５℃／７４℃

【００８１】得られた成形品のソリを肉眼にて判定し、
更に成形品のリブｐに対する表面側の表面凹凸を実施例
１と同様にして測定した。結果を表２に示す。

【００８２】

【表２】

【００８３】表２の結果より、通常成形では表面に大き
なひけが発生することが分かる。一方、本発明による成
形品は外観が良好で、ひけのない成形品である。従来、
ひけが発生するために厚肉のリブを設けることができな
かったが、本発明によればそれが可能となる。また、加
圧ガスを成形品内部に導入するガスアシスト成形品にみ
られるような、厚肉のリブの反対側に位置する表面にみ
られる光沢むら、艶むらも肉眼ではほとんど認められな
かった。

【００８４】更に、耐薬品性に関しても、本発明による
成形品は通常成形品に比べ良好な結果が得られた。これ
は、通常成形品が大きな樹脂保圧による残留歪みが大き
かったのに対して、低圧成形による本発明品には残留歪
みが小さかったためと考えられる。即ち、これまでの成
形品に比べ前面部は薄肉化されたが、部分的に厚肉のリ
ブｐを設けることにより、金型内での樹脂の流動性が増
し、また高い樹脂保圧をかける必要がないために、前面
部が厚肉の従来の成形品の成形よりも低圧成形が可能と
なった。

【００８５】実施例３図１２〜図１４に示されるような、主要部厚み１．８ｍ
ｍの電気冷蔵庫用扉の外装パネルを作成した。図１２は
成形品を前面部の裏面側から見た時の斜視図で、図１３
は成形品の裏面側の平面図で、図１４は図１３における
Ａ−Ａ´断面図である。

【００８６】成形品の寸法は、縦３５０ｍｍ、横６３０
ｍｍ、側壁の中央部の高さ５０ｍｍとした。成形品は、
図１２及び図１３に示すように、側壁部の基部に沿った
リブｐを有している。成形品の四方の側壁部の肉厚は２
ｍｍとした。リブｐは側壁部の下部を厚肉化したもの
で、側壁部とリブｐとの肉厚の和は５ｍｍとした。即
ち、側壁部の肉厚２ｍｍに更に３ｍｍの肉厚を付与して
リブｐとした。また、ゲート位置ｇからリブｐに至る経
路には、溶融樹脂の流動支援のために、３×３ｍｍの厚
肉部ｑを設けた。

【００８７】加圧ガスの注入とそのガスシールは図１で
説明したものと同様とし、ガス注入位置は図１３に示す
Ｇ１とした（図１２では省略）。また、金型パーティン
グ面の位置と大気開放経路の形態は図２、図３に示され
るものとした。

【００８８】金型の冷却には冷媒に水を用いる通常の温
調機（温度調節機）を使用した。金型のキャビティ面、
コア面の温度の実測値を下記に示す。成形材料は、ＡＢ
Ｓ樹脂を用い、金型キャビティ容積に比して過量（１０
１容量％）の成形材料をゲート位置ｇより射出充填した
後、直ちに加圧ガスをガス注入位置Ｇ１より圧入するこ
とで成形品を成形した。加圧ガスの圧入時に樹脂保圧は
併用しなかった。

【００８９】・シリンダー温度：２３０℃ ・射出圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・樹脂保圧：０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・加圧ガスの圧力：２０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・金型温度（キャビティ面／コア面）：７５℃／７４℃

【００９０】得られた成形品のソリを肉眼にて判定し、
更に成形品のリブｐに対する表面側の表面凹凸を実施例
１と同様にして測定した。結果を表３に示す。

【００９１】比較例４実施例３と同じ金型、同じ樹脂をそれぞれ用いて通常の
射出成形を行った。成形条件を下記に示す。

【００９２】・シリンダー温度：２３０℃ ・射出圧力：１００ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・樹脂保圧：４０ｋｇ／ｃｍ² （ゲージ圧力）・金型温度（キャビティ面／コア面）：７５℃／７４℃

【００９３】得られた成形品のソリを肉眼にて判定し、
更に成形品のリブｐに対する表面側の表面凹凸を実施例
１と同様にして測定した。結果を表３に示す。

【００９４】

【表３】

【００９５】表３の結果より、本発明による成形品は外
観が良好で、ひけのほとんどない成形品であることが分
かる。従来、ひけが発生するために厚肉のリブを設ける
ことができなかったが、本発明によればそれが可能とな
る。また、加圧ガスを成形品内部に導入するガスアシス
ト成形品にみられるような、厚肉のリブの反対側に位置
する表面にみられる光沢むら、艶むらも肉眼ではほとん
ど認められなかった。更に、耐薬品性に関しても、本発
明による成形品は通常成形品に比べ良好な結果得られ
た。

【００９６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、ひ
け、艶ムラのない極めて外観特性の優れた射出成形品が
得られるばかりか、取り扱いが容易な５０ｋｇｆ／ｃｍ
² 以下の加圧ガスの使用で成形することができ、このよ
うな圧力の加圧ガスを用いることで、反りがなく耐薬品
性にも優れた成形品を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いる金型の一例を示す断面図であ
る。

【図２】大気開放経路の他の例を示す断面概略図であ
る。

【図３】図２に示される金型キャビティ回りの平面図で
ある。

【図４】ガス注入ピン回りの拡大断面図である。

【図５】本発明におけるガスシール作用とひけ防止作用
の説明図である。

【図６】本発明を適用するに適した厚肉部の説明図であ
る。

【図７】実施例１、比較例１、２で成形した成形品の概
略斜視図である。

【図８】実施例２、比較例３で成形した成形品を前面部
の裏面側から見た斜視図である。

【図９】実施例２、比較例３で成形した成形品を前面部
の表面側から見た斜視図である。

【図１０】実施例２、比較例３で成形した成形品の裏面
側の平面図である。

【図１１】図１０におけるＡ−Ａ´断面図である。

【図１２】実施例３、比較例４で成形した成形品を前面
部の裏面側から見た斜視図である。

【図１３】実施例３、比較例４で成形した成形品の裏面
側の平面図である。

【図１４】図１３におけるＡ−Ａ´断面図である。

【符号の説明】

１金型１ａ固定側金型１ｂ移動側金型２金型キャビティ２ａ成形品表面を形成する金型面２ｂ成形品裏面を形成する金型面３大気開放経路４スプルー５ゲート６エジェクタピン７ａ〜７ｂＯリング８ガス注入ピン９バルブ１０ガス導入路１１大気連通溝１２大気連通孔１３挿入孔１４リブ１５側壁部ｇゲート位置Ｇ１〜Ｇ４ガス注入位置ｋ〜ｐリブｑ厚肉部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F202 AA13 AG28 AH56 AM34 CA11 CB01 CK83 CP05 4F206 AA13 AG28 AH56 AM34 JA07 JN27 JQ81

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚肉部を有する成形品の射出成形におい
て、溶融樹脂の流動末端部を含む金型キャビティの周縁
部に大気開放経路が開口して大気に連通された金型を用
い、金型キャビティ内のガスを大気開放経路から抜きな
がら該金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、次い
で加圧ガスを成形品裏面側に対応する金型面と樹脂との
間に圧入して、該金型キャビティ内の樹脂を成形品裏面
側から、成形品表面側に対応する金型面に押圧して成形
することを特徴とするガス加圧射出成形方法。
【請求項２】大気開放経路が金型キャビティの全周に
開口していることを特徴とする請求項１のガス加圧射出
成形方法。
【請求項３】加圧ガスの圧力が５０ｋｇｆ／ｃｍ² 以
下であることを特徴とする請求項１又は２に記載のガス
加圧射出成形方法。