JP2001088176A

JP2001088176A - 成形装置、及び、成形装置における強制掃気方法

Info

Publication number: JP2001088176A
Application number: JP26969299A
Authority: JP
Inventors: Shinji Kiboushi; 眞治木坊子; Tokiaki Iwakiri; 常昭岩切; Kiyoji Takagi; 喜代次高木; Saburo Aonuma; 三郎青沼; Takayuki Watanabe; 高行渡邊
Original assignee: SATAKO KK; Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Current assignee: SATAKO KK; Mitsubishi Engineering Plastics Corp
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2001-04-03
Anticipated expiration: 2019-09-24
Also published as: JP3898858B2

Abstract

(57)【要約】【課題】外観品質が良好で、炭化や黒点、異物等が無い
成形品を、溶融熱可塑性樹脂中の必要な添加剤の添加量
を低減させることなく成形することができる成形装置を
提供する。【解決手段】熱可塑性樹脂用の成形装置は、（Ａ）加熱
シリンダー１０、（Ｂ）加熱シリンダー１０に内蔵され
たスクリュー１５、（Ｃ）加熱シリンダー１０に取り付
けられ、加熱シリンダー内に熱可塑性樹脂を供給するた
めのホッパー２０、（Ｄ）スクリュー１５の駆動を制御
するために、スクリューの後端部に取り付けられたスク
リュー駆動装置１８、（Ｅ）不活性ガス源３０、並び
に、（Ｆ）不活性ガス源３０からの不活性ガスを加熱シ
リンダー１０内に導入するための配管３２を備え、配管
３２は、ホッパー２０が取り付けられた加熱シリンダー
１０の部位よりもスクリュー駆動装置側の加熱シリンダ
ーの部分１２，１３に取り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成形装置、及び、
成形装置における強制掃気方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリカーボネート樹脂は、透明性、高強
度、耐衝撃性等の優れた特性により、自動車用ヘッドラ
ンプのレンズ、オートバイの風防、コンパクトディスク
（ＣＤ）や光磁気ディスク（ＭＯ）、医療器カバー等に
用いられている。そして、かかる用途における要求品質
は高く、優れた外観、高い透明性、耐熱性や、優れた耐
候性等が望まれている。

【０００３】上述の用途に用いるためのポリカーボネー
ト樹脂には、抗酸化剤等の熱安定剤の他、耐候性付与の
ための紫外線吸収剤等の耐候剤、帯電防止性能向上のた
めの帯電防止剤、難燃化のための難燃剤等を配合する必
要がある。然るに、ポリカーボネート樹脂の可塑化、溶
融時に、これらの添加剤から生じる不必要なガス成分
（水蒸気を含む）や、溶融したポリカーボネート樹脂中
から発生した水蒸気に起因して、成形品の表面に銀色に
光るスジである銀条痕（シルバーストリーク）等のフロ
ーマークが出現し、外観不良となる場合が多々ある。

【０００４】また、可塑化、溶融時に酸素が存在する
と、スクリューや加熱シリンダーを構成する金属材料、
あるいは、スクリューや加熱シリンダーの表面に形成さ
れたメッキ層に含まれる金属が触媒的に作用して、溶融
したポリカーボネート樹脂が酸化や炭化し、黒点等のコ
ンタミネーションが発生し、成形品に不良が生じる。特
に、休日等で成形を長期間に亙り停止し、再び、加熱シ
リンダーを加熱し、再稼働したときに、これら不良が顕
著に発生する。

【０００５】通常、熱可塑性樹脂の成形には、先端に樹
脂導出部を備えた加熱シリンダー、加熱シリンダーに内
蔵されたスクリュー、加熱シリンダーに取り付けられ、
加熱シリンダー内に熱可塑性樹脂を供給するためのホッ
パー、並びに、スクリューを回動、移動させるために、
スクリューの後端部に取り付けられたスクリュー駆動装
置を備えた成形装置が用いられる。尚、スクリュー駆動
装置側の加熱シリンダーの部分を、便宜上、加熱シリン
ダーの後端部と呼ぶ。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述した問題点を解決
するための手段として、不活性ガスをホッパーに導入す
る方法が、例えば、特許公報第２７９７４６８号公報
（光ディスク基盤の成形方法）、特開平４−１２８０１
９号公報（メタクリル樹脂の射出成形方法）、特開平４
−１７３３１２号公報（ポリカーボネート樹脂製光学素
子の成形方法）、特開平７−１４８７８５号公報（射出
成形機）、特開平８−５７９１８号公報（プラスチック
樹脂可塑化部での黒点異物発生防止方法及び装置）から
公知である。これらの公報に開示された技術において
は、コンタミネーションに起因した成形品の不良低減の
ために、ホッパーを密閉構造として、ホッパーに不活性
ガス（例えば、窒素ガス）を導入する。

【０００７】しかしながら、スクリュー駆動装置とスク
リューを連結する部位である加熱シリンダーの後端部
は、通常の成形装置においては、密閉構造となっておら
ず、大気に対して解放状態にある。それ故、これらの公
報に開示された技術を適用して上述の問題を解決するた
めにホッパーへ不活性ガスを導入しても、加熱シリンダ
ーの後端部から不活性ガスが濾洩し、安定した不活性ガ
スの導入ができないといった問題がある。

【０００８】また、連続して成形を行う場合、原料とな
る熱可塑性樹脂のペレットをホッパーに搬入する必要が
ある。そのために、通常、ホッパー内を負圧とし、熱可
塑性樹脂貯蔵部から配管を経由してホッパー内に熱可塑
性樹脂のペレットを気流搬入する。ところで、ホッパー
内を負圧としたとき、ホッパーに導入された不活性ガス
はホッパーから系外に排出されてしまい、ホッパー内の
不活性ガス濃度が不安定となる。しかも、このとき、加
熱シリンダー内の圧力は大気圧よりも低くなり、たと
え、不活性ガスをホッパーに導入していても、加熱シリ
ンダーの後端部から空気（酸素）が加熱シリンダー内に
流入するといった問題も生じる。

【０００９】また、発生ガスの多い熱可塑性樹脂を成形
した場合、発生したガスが加熱シリンダーの後端部から
外部に漏出する場合もあり、この場合、スクリューと加
熱シリンダーとの間の空隙内でガスが急冷され、加熱シ
リンダーの後端部において堆積物が生成するといった問
題もある。更には、かかる堆積物が、スクリューの回動
や前後動によって、加熱シリンダー内の溶融熱可塑性樹
脂に混入し、成形品に異物として混入する虞がある。

【００１０】上述の問題点を解決するための別の手段と
して、スクリューを内蔵した加熱シリンダーの一部に複
数の開口部を設け、かかる開口部にバルブゲートを配設
し、バルブゲートから不活性ガスを加熱シリンダー内に
導入する方法が、特開平１０−２０２７０９号公報（射
出成形機における加熱筒内の強制換気システム）に開示
されている。

【００１１】しかしながら、この特許公開公報に開示さ
れた技術は、高価なベント式成形装置を必要とし、更に
は、複雑な制御が必要なこと等の問題があり、工業生産
的には非常に大きな設備投資となる。しかも、開口部に
滞留し焼けた溶融熱可塑性樹脂が成形品に異物として混
入する虞がある。

【００１２】一方、不活性ガスを用いずに、上述の問題
点を解決する手段として、真空装置を用いる方法が、例
えば、特開平２−２５２５１３号公報（低圧脱気可塑化
装置）、特公平７−１０２５９６号公報（スクリュー式
射出成形機のベント機構）、特開平４−２３８０１１号
公報（射出成形機）、特許公報第第２６４０７１５号
（未乾燥のポリエチレンテレフタレートの射出成形方
法）、特開平８−５７９１７号公報（樹脂焼け防止用真
空可塑化装置）、特開平９−１５５８６７号公報（成形
機のペレット供給装置）、特開平９−１６４５２７号公
報（成形機の樹脂材料供給装置）に提案されている。

【００１３】これらの公報に開示された方法は、上述の
問題点を解決するため、無酸素状態で熱可塑性樹脂を可
塑化する方法である。しかしながら、より無酸素状態で
可塑化するためには、高い真空度が必要とされ、真空度
が高ければ高いほど、成形品に対する要求物性を満足さ
せるために付与した必要な添加剤（抗酸化剤、紫外線吸
収剤等の耐候剤、帯電防止剤、難燃剤等）までが溶融熱
可塑性樹脂中から真空装置によって吸引され、その効果
を失うという問題がある。前述したように、種々の要求
性能を満足させるために、熱可塑性樹脂には或る一定量
の添加剤を添加することが必須である。然るに、これら
の公報に開示された技術では、熱可塑性樹脂に要求され
る性能を満足しつつ、フローマーク発生や異物、黒点等
のコンタミネーション発生の低減することは困難であ
る。

【００１４】尚、以上に説明した問題点である熱安定剤、耐候剤、帯電防止剤、難燃剤等が配合さ
れた樹脂の可塑化、溶融時に、これらの添加剤から生じ
る不必要なガス成分や、溶融した樹脂中から発生した水
蒸気に起因して、成形品の表面に銀条痕等のフローマー
クが出現するといった現象可塑化、溶融時に酸素が存在すると、溶融した樹脂
が酸化や炭化し、黒点等のコンタミネーションが発生
し、成形品に不良が生じるといった現象発生ガスの多い熱可塑性樹脂を成形した場合、発生
したガスが加熱シリンダーの後端部から外部に漏出した
り、加熱シリンダーの後端部において堆積物が生成し、
成形品に異物として混入するといった現象成形品に対する要求物性を満足させるために付与し
た必要な添加剤が溶融熱可塑性樹脂中から系外に排出さ
れるといった現象は、ポリカーボネート樹脂以外の熱可塑性樹脂において
も発生する現象である。

【００１５】従って、本発明の目的は、熱可塑性樹脂を
可塑化、溶融したとき、溶融熱可塑性樹脂から発生する
不必要なガスを効率的に、且つ、確実に加熱シリンダー
から排出し、また、酸化による炭化や黒点、異物等のコ
ンタミネーションの発生を確実に防止でき、更には、溶
融熱可塑性樹脂中の必要な添加剤の添加量を低減させな
い成形装置、並びに、成形装置における強制掃気方法を
提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の熱可塑性樹脂用の成形装置は、（Ａ）先端
に樹脂導出部を備えた加熱シリンダー、（Ｂ）該加熱シ
リンダーに内蔵されたスクリュー、（Ｃ）加熱シリンダ
ーに取り付けられ、加熱シリンダー内に熱可塑性樹脂を
供給するためのホッパー、（Ｄ）スクリューの駆動を制
御するために、スクリューの後端部に取り付けられたス
クリュー駆動装置、（Ｅ）不活性ガス源、並びに、
（Ｆ）不活性ガス源からの不活性ガスを加熱シリンダー
内に導入するための配管、を備え、該配管は、ホッパー
が取り付けられた加熱シリンダーの部位よりもスクリュ
ー駆動装置側の加熱シリンダーの部分に取り付けられて
いることを特徴とする。尚、加熱シリンダーは、加熱筒
あるいはバレルと呼ばれる場合がある。

【００１７】本発明の熱可塑性樹脂用の成形装置におい
ては、配管は、スクリュー駆動装置側の加熱シリンダー
の最後端若しくはその近傍に取り付けられている構成と
することが好ましい。また、配管の途中には、加熱シリ
ンダー内に導入される不活性ガスの流量や圧力を一定と
するために、圧力制御弁及び圧力センサーが配設されて
いる構成とすることが望ましい。

【００１８】ホッパー内の圧力の変化に起因して加熱シ
リンダー内に導入される不活性ガスの流量や圧力が変化
する場合があるので、上述の各種の構成を含む本発明の
熱可塑性樹脂用の成形装置においては、ホッパー内の圧
力を検出するための第２の圧力センサーを更に備えてい
ることが好ましい。

【００１９】上述の各種の構成を含む本発明の熱可塑性
樹脂用の成形装置においては、不活性ガスは、不活性ガ
ス源から、配管、加熱シリンダー、ホッパーを経由して
系外へと流れることが望ましい。この場合、不活性ガス
が流れる加熱シリンダーの部分は気密にされていること
が好ましい。但し、不活性ガスが流れる加熱シリンダー
の部分は厳密に気密にされている必要は無く、不活性ガ
スが流れる加熱シリンダーの部分における不活性ガスの
圧力がほぼ一定に保たれるならば、不活性ガスが流れる
加熱シリンダーの部分から若干の不活性ガスの漏出があ
っても差し支えない。また、この場合、ホッパー内に熱
可塑性樹脂が充填され、ホッパーが取り付けられた加熱
シリンダーの部位から加熱シリンダーの樹脂導出部近傍
までの加熱シリンダーとスクリューとの間の空隙内で熱
可塑性樹脂が可塑化された状態において、不活性ガスが
流れる加熱シリンダーの部分の圧力は大気圧よりも高い
ことが好ましい。不活性ガスが流れる加熱シリンダーの
部分の圧力は、例えば、大気圧よりも２×１０³Ｐａ
（０．０２ｋｇｆ／ｃｍ²）程度、あるいはそれ以上高
いことが好ましい。

【００２０】上記の目的を達成するための成形装置の強
制掃気方法は、（Ａ）先端に樹脂導出部を備えた加熱シ
リンダー、（Ｂ）該加熱シリンダーに内蔵されたスクリ
ュー、（Ｃ）加熱シリンダーに取り付けられ、加熱シリ
ンダー内に熱可塑性樹脂を供給するためのホッパー、
（Ｄ）スクリューの駆動を制御するために、スクリュー
の後端部に取り付けられたスクリュー駆動装置、（Ｅ）
不活性ガス源、並びに、（Ｆ）ホッパーが取り付けられ
た加熱シリンダーの部位よりもスクリュー駆動装置側の
加熱シリンダーの部分に取り付けられ、不活性ガス源か
らの不活性ガスを加熱シリンダー内に導入するための配
管、を備えた熱可塑性樹脂用の成形装置の強制掃気方法
であって、ホッパー内に熱可塑性樹脂を充填し、ホッパ
ーが取り付けられた加熱シリンダーの部位から加熱シリ
ンダーの樹脂導出部近傍までの加熱シリンダーとスクリ
ューとの間の空隙内において熱可塑性樹脂を可塑化した
状態にて、不活性ガスを、不活性ガス源から、配管、加
熱シリンダー、ホッパーを経由して系外へと流すことを
特徴とする。

【００２１】尚、「加熱シリンダーとスクリューとの間
の空隙内において熱可塑性樹脂を可塑化した状態」に
は、加熱シリンダーとスクリューとの間の空隙内におい
て熱可塑性樹脂を加熱した状態、溶融した状態も含まれ
る。

【００２２】本発明の成形装置の強制掃気方法において
は、配管は、スクリュー駆動装置側の加熱シリンダーの
最後端若しくはその近傍に取り付けられていることが好
ましい。

【００２３】また、本発明の成形装置の強制掃気方法に
おいては、配管の途中に圧力制御弁及び圧力センサーが
配設されており、圧力センサーにて検出された不活性ガ
スの圧力に基づき圧力制御弁を制御し、以て、不活性ガ
スの流量を制御することが、加熱シリンダー内に導入さ
れる不活性ガスの流量や圧力を一定とするといった観点
から望ましい。この場合、ホッパー内の圧力の変化に起
因して加熱シリンダー内に導入される不活性ガスの流量
や圧力が変化する場合があるので、ホッパー内の圧力を
検出するための第２の圧力センサーが配設されており、
配管の途中に配設された圧力センサー及び第２の圧力セ
ンサーにて検出された不活性ガスの圧力に基づき圧力制
御弁を制御し、以て、不活性ガスの流量を制御すること
が好ましい。

【００２４】各種の態様を含む本発明の成形装置の強制
掃気方法においては、不活性ガスが流れる加熱シリンダ
ーの部分は気密にされていることが望ましい。但し、不
活性ガスが流れる加熱シリンダーの部分は厳密に気密に
されている必要は無く、不活性ガスが流れる加熱シリン
ダーの部分における不活性ガスの圧力がほぼ一定に保た
れるならば、不活性ガスが流れる加熱シリンダーの部分
から若干の不活性ガスの漏出があっても差し支えない。

【００２５】また、各種の態様を含む本発明の成形装置
の強制掃気方法においては、不活性ガスが流れる加熱シ
リンダーの部分の圧力は大気圧よりも高いことが好まし
い。不活性ガスが流れる加熱シリンダーの部分の圧力
は、例えば、大気圧よりも２×１０³Ｐａ（０．０２ｋ
ｇｆ／ｃｍ²）程度、あるいは、それ以上高いことが好
ましい。

【００２６】更には、各種の態様を含む本発明の成形装
置の強制掃気方法においては、加熱シリンダーとスクリ
ューとの間の空隙内において可塑化された熱可塑性樹脂
から発生したガスが、加熱シリンダー内を流れる不活性
ガスと共に系外に排出される形態とすることが好まし
い。

【００２７】本発明にて用いられ不活性ガスとして、ヘ
リウムガス、アルゴンガスを挙げることもできるが、窒
素ガスを用いることが経済面から好ましい。不活性ガス
として窒素ガスを用いる場合、不活性ガス源として市販
の窒素ガスボンベ等を挙げることができるが、ボンベ等
の交換が煩雑であること、及び経済面から、低コストで
簡便な不活性ガス源として、分離膜方式若しくはＰＳＡ
方式の窒素ガス発生装置とすることが望ましい。

【００２８】本発明において使用可能な熱可塑性樹脂
は、特に制約はなく、ポリオレフィン樹脂、ポリスチレ
ン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＰＶＣ樹脂、メタアク
リル樹脂、含フッ素樹脂等で例示される、所謂汎用プラ
スチックスはもとより、ポリカーボネート樹脂、ナイロ
ン樹脂、飽和ポリエステル樹脂、ポリアクリレート樹
脂、ポリアセタール樹脂、ポリスルホン樹脂、変性ポリ
フェニレンエーテル樹脂等で例示されるエンジニアリン
グプラスチックスを挙げることができる。所望に応じ
て、これらの樹脂に、繊維強化材、フィラー、抗酸化剤
等の熱安定剤、耐候性付与のための紫外線吸収剤等の耐
候剤、帯電防止性能向上のための帯電防止剤、難燃化の
ための難燃剤等を配合した材料も使用できる。

【００２９】本発明の成形装置あるいは成形装置におけ
る強制掃気方法における成形装置として、射出成形装置
若しくは押出し成形装置を挙げることができる。尚、ス
クリュー駆動装置によってスクリューの駆動が制御され
るが、成形装置として射出成形装置を用いる場合、スク
リューはスクリュー駆動装置によって回動させられ、且
つ、移動させられる。また、成形装置として押出し成形
装置を用いる場合、スクリューはスクリュー駆動装置に
よって回動させられ、あるいは又、回動させられ、且
つ、移動させられる。

【００３０】射出成形装置として、例えば、通常のイン
ラインスクリュー方式の射出成形装置を用いることがで
き、高価な特別なベント付き射出成形装置を用いること
は不要である。使用する成形装置によっては、スクリュ
ー駆動装置とスクリューを連結する加熱シリンダーの後
端部を密閉構造とし、例えば密閉部分に不活性ガスを導
入できるような改造が必要とされる。また、成形装置と
して、スクリュー・プリプラ方式の射出成形装置を挙げ
ることもできる。このスクリュー・プリプラ方式の射出
成形装置は、熱可塑性樹脂の予備可塑化にスクリュー方
式の押出し装置を用いた射出成形装置である。熱可塑性
樹脂はプリプラ用加熱シリンダー内で可塑化、溶融され
る。プリプラ用加熱シリンダーの樹脂導出部は、射出用
プランジャーを備えた射出用加熱シリンダーの先端部と
逆止弁を介して連通している。本発明の成形装置あるい
は成形装置における強制掃気方法を、かかるプリプラ用
加熱シリンダーに適用すればよい。

【００３１】押出し成形装置として、単軸や二軸、多軸
の押出し成形装置を挙げることができるし、多段押出し
成形装置を挙げることもできる。多段押出し成形装置の
場合、熱可塑性樹脂が供給される第１段押出し成形機に
対して本発明の成形装置あるいは成形装置における強制
掃気方法を適用すればよい。

【００３２】例えば、成形装置としてインラインスクリ
ュー方式の射出成形装置を用いる場合、加熱シリンダー
は、先端の樹脂導出部側から、計量ゾーン、圧縮ゾー
ン、供給ゾーンに分類され、ホッパーが供給ゾーンに取
り付けられている。この場合には、例えば、供給ゾーン
のスクリュー駆動装置側の後端部に配管を取り付ければ
よい。

【００３３】加熱シリンダー、スクリュー、ホッパー、
スクリュー駆動装置の形式、構造、構成は、本質的に任
意であり、公知の加熱シリンダー、スクリュー、ホッパ
ー、スクリュー駆動装置を用いることができる。連続し
て成形を行う場合、原料となる熱可塑性樹脂のペレット
をホッパーに搬入する必要があるが、かかる搬入方式も
任意の方式とすることができる。例えば、ホッパー内を
負圧とし、熱可塑性樹脂貯蔵部から配管を経由してホッ
パー内に熱可塑性樹脂のペレットを気流搬入する方式と
することができる。

【００３４】本発明においては、不活性ガスを、不活性
ガス源から、配管、加熱シリンダー、ホッパーを経由し
て系外へと流すので、加熱シリンダー内で熱可塑性樹脂
を可塑化、溶融したとき、溶融熱可塑性樹脂から発生す
る不必要なガスを効率的に、且つ、確実に加熱シリンダ
ー外へ導き出すことができる。また、加熱シリンダー内
の雰囲気中に酸素ガスが含まれない状態とすることがで
きるので、酸化による炭化や黒点、異物等のコンタミネ
ーションの発生を確実に防止することができる。しか
も、溶融熱可塑性樹脂中の必要な添加剤の添加量が低減
することもない。

【００３５】

【実施例】以下、図面を参照して、実施例に基づき本発
明を説明する。

【００３６】実施例においては、図１に概念図を示すイ
ンラインスクリュー方式の射出成形装置を用いた。この
射出成形装置は、先端に樹脂導出部１１を備えた加熱シ
リンダー１０、加熱シリンダー１０に内蔵されたスクリ
ュー１５、加熱シリンダー１０に取り付けられ、加熱シ
リンダー１０内に熱可塑性樹脂のペレット４０を供給す
るためのホッパー２０、及び、スクリュー１５の後端部
１６に取り付けられたスクリュー駆動装置１８から構成
されている。尚、加熱シリンダー１０に配設されたスク
リュー１５は、樹脂を可塑化、溶融すると同時にプラン
ジャの作用も有する形式のインラインスクリュー方式で
ある。スクリュー１５は、スクリュー駆動装置１８によ
って回動及び図の左右に移動させられる。加熱シリンダ
ー１０の外周には図示しないヒータ（図示せず）が取り
付けられており、加熱シリンダー１０とスクリュー１５
との間の空隙１７に存在する熱可塑性樹脂を可塑化、溶
融することができる。

【００３７】熱可塑性樹脂のペレット４０が熱可塑性樹
脂貯蔵部から配管（図示せず）及び搬入部２１を介して
ホッパー２０内に気流搬入される。具体的には、ホッパ
ー２０に設けられた排気部２２の下流に、例えばブロア
ー（図示せず）を配設し、ブロアーの作動によってホッ
パー２０内を負圧とし、熱可塑性樹脂貯蔵部から配管及
び搬入部２１を介してホッパー２０内に熱可塑性樹脂の
ペレットを気流搬入すればよい。尚、このような熱可塑
性樹脂のペレット４０の搬送機構を、以下、負圧供給式
ローダーと呼ぶ。但し、熱可塑性樹脂貯蔵部からホッパ
ー２０への熱可塑性樹脂の搬入方式は、任意の方式とす
ることができる。

【００３８】ホッパー２０から加熱シリンダー１０に搬
入された熱可塑性樹脂のペレット４０は、加熱シリンダ
ー１０、スクリュー１５によって加熱、可塑化、溶融、
計量される。スクリュー駆動装置１８の作動によってス
クリュー１５が前方に押し出され、加熱シリンダー１０
内の溶融熱可塑性樹脂４１に圧力が加わる結果、加熱シ
リンダー１０内の溶融熱可塑性樹脂４１は、樹脂導出部
１１から、逆流制御弁や樹脂流路及びゲート部を経由し
て、金型に設けられたキャビティに射出される。尚、逆
流制御弁や樹脂流路、ゲート部、キャビティの図示は省
略した。溶融熱可塑性樹脂４１は、ホッパー２０が取り
付けられた加熱シリンダー１０の部位から加熱シリンダ
ー１０の樹脂導出部１１までの加熱シリンダー１０とス
クリュー１５との間の空隙１７内に充填されているが、
図１には、その内の一部分のみを示した。

【００３９】スクリュー駆動装置１８側の加熱シリンダ
ー１０の部分である加熱シリンダー１０の後端部１２に
は、かかる後端部１２を気密構造とするための気密用部
材１３が取り付けられており、気密用部材１３とスクリ
ュー１５との間を気密にするためのシール部材１４が気
密用部材１３に取り付けられている。これによって、不
活性ガス（例えば、純度約９９．９９％の窒素ガス）が
流れる加熱シリンダー１０の部分の気密状態を保持する
ことができる。尚、加熱シリンダー１０それ自体が気密
性を有している場合には、気密用部材やシール部材は不
要である。図１に、不活性ガスの流れを矢印で示した。

【００４０】成形装置は、更に、不活性ガス源３０であ
るＰＳＡ方式の窒素ガス発生装置、及び、不活性ガス源
３０からの不活性ガスを加熱シリンダー１０内に導入す
るための配管３２を備えている。配管３２は、ホッパー
２０が取り付けられた加熱シリンダー１０の部位よりも
スクリュー駆動装置側の加熱シリンダー１０の部分、よ
り具体的には、気密用部材１３に取り付けられている。
尚、配管３２を、スクリュー駆動装置側の加熱シリンダ
ー１０の後端部１２に取り付けてもよい。配管３２の途
中には、圧力制御弁３３及び圧力センサー３４が配設さ
れている。また、ホッパー２０内の圧力を検出するため
に、ホッパー２０には第２の圧力センサー３５が取り付
けられている。圧力制御弁３３及び圧力センサー３４，
３５は周知の方式、構造、構成のものを使用することが
できる。圧力センサー３４，３５の出力は、圧力制御装
置３１に送られ、圧力制御装置３１の出力によって、圧
力制御弁３３及び不活性ガス源３０の作動が制御され
る。

【００４１】このような構成により、不活性ガスは、不
活性ガス源３０から、配管３２、加熱シリンダー１０、
ホッパー２０の排気部２２を経由して系外へと流れる。
即ち、ホッパー２０内に熱可塑性樹脂のペレット４０を
充填し、ホッパー２０が取り付けられた加熱シリンダー
１０の部位から加熱シリンダー１０の樹脂導出部１１近
傍までの加熱シリンダー１０とスクリュー１５との間の
空隙１７内において熱可塑性樹脂を可塑化した状態に
て、不活性ガスを、不活性ガス源３０から、配管３２、
加熱シリンダー１０、ホッパー２０を経由して系外へと
流す。

【００４２】この状態で、不活性ガスが流れる加熱シリ
ンダーの部分（具体的には、後端部１２）の圧力は、例
えば、大気圧よりも２×１０³Ｐａ（０．０２ｋｇｆ／
ｃｍ²）程度高い。尚、後端部１２における不活性ガス
の圧力あるいは圧力変化は、圧力センサー３４によって
検出することができ、かかる圧力の検出結果に基づき、
圧力制御装置３１を介して圧力制御弁３３を制御し、不
活性ガスの流量を制御することができる。また、熱可塑
性樹脂のペレット４０をホッパー２０に気流搬入する
際、ホッパー２０内は負圧となる。その結果、不活性ガ
ス源３０から、配管３２、加熱シリンダー１０、ホッパ
ー２０を経由して系外に流れる不活性ガスに変化が生じ
る。かかるホッパー２０内の圧力変化を第２の圧力セン
サー３５で検出し、しかも、圧力センサー３４によって
後端部１２における不活性ガスの圧力を検出し、かかる
圧力の検出結果に基づき、圧力制御装置３１を介して圧
力制御弁３３及び不活性ガス源３０を制御し、不活性ガ
スの流量を制御することができる。これによって、ホッ
パー２０内の圧力が変化しても、不活性ガス源３０か
ら、配管３２、加熱シリンダー１０、ホッパー２０を経
由して系外へと流れる不活性ガスを出来る限り一定とす
ることができる。

【００４３】また、加熱シリンダー１０とスクリュー１
５との間の空隙１７内において可塑化、溶融した熱可塑
性樹脂４１から発生したガスは、加熱シリンダー１０内
を流れる不活性ガスと共にホッパー２０を経由して排気
部２２から系外に排出される。

【００４４】実施例に用いた金型（図示せず）から得ら
れる成形品を、自動車用ヘッドライトのレンズとした。
成形品の平均厚さは約３．５ｍｍである。金型は、成形
品を１つ成形するような金型とした。また、金型の型締
め力を３５０トンとした。

【００４５】事前に、加熱シリンダー１０からスクリュ
ー１５を抜いて、残存樹脂が無いようにスクリュー１５
及び加熱シリンダー１０内部の清掃を行った。熱可塑性
樹脂として、ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリ
ングプラスチックス株式会社製、商品名：ユーピロンＭ
Ｌ３００アイスグレード、耐候剤入り）を用いた。そし
て、予め、１２０゜Ｃで５時間以上予備乾燥した熱可塑
性樹脂のペレット４０をホッパー２０へ搬入した。負圧
供給式ローダーは、ホッパー２０内の熱可塑性樹脂のペ
レット４０が成形に伴い減少すれば、一定レベルまで自
動搬入する機能を有している。

【００４６】ホッパー２０に気流搬入された熱可塑性樹
脂のペレット４０を加熱シリンダー１０に供給し、加熱
シリンダー１０内で樹脂温度２８０゜Ｃにて可塑化、溶
融した。金型を型締めした後、射出圧力７．８×１０⁷
Ｐａ（８００ｋｇｆ／ｃｍ²）にて溶融熱可塑性樹脂を
加熱シリンダー１０から金型のキャビティへと射出し
た。射出完了後、保圧を３０秒間行い、次いで、キャビ
ティ内の樹脂を３０秒間冷却した後、金型を型開きし、
成形品を金型から取り出した。以上の成形操作を連続し
て行った。

【００４７】試験を、第１週目の月曜日から第５週目の
月曜日まで行った。月曜日の朝から金曜日の夕方まで
は、午前８時に加熱シリンダーの昇温を開始し、１時間
かけて加熱シリンダー１０内の樹脂温度を２８０゜Ｃと
した。そして、午前９時から成形操作を連続して行っ
た。尚、成形開始時には１０ショット、パージを行っ
た。成形操作時、加熱シリンダー１０内の樹脂温度を２
８０゜Ｃに保持した。午後５時に成形操作を終了した。
その後、加熱シリンダー１０から熱可塑性樹脂を除去す
ることなく、直ちに、加熱シリンダー１０内の樹脂温度
の降温を開始し、加熱シリンダー１０内の樹脂温度が１
８０゜Ｃとなった後、その温度を翌朝の午前８時まで保
持した。金曜日には、午後５時に成形操作を終了した
後、加熱シリンダー１０から熱可塑性樹脂を除去するこ
となく、直ちに、加熱シリンダー１０内の樹脂温度の降
温を開始し、加熱シリンダー１０内の樹脂温度が１８０
゜Ｃとなった後、その温度を翌週の月曜日の午前８時ま
で保持した。

【００４８】試験期間中、ホッパー２０内に熱可塑性樹
脂のペレット４０を充填し、ホッパー４０が取り付けら
れた加熱シリンダー１０の部位から加熱シリンダー１０
の樹脂導出部１１の近傍までの加熱シリンダー１０とス
クリュー１５との間の空隙１７内において熱可塑性樹脂
を可塑化した状態（加熱した状態）にて、不活性ガス
（純度約９９．９９％の窒素ガス）を、不活性ガス源３
０から、配管３２、加熱シリンダー１０、ホッパー２０
を経由して排気部２２から系外へと、試験期間中、継続
して流し続けた。不活性ガスが流れる加熱シリンダーの
部分（具体的には、後端部１２）の圧力を、大気圧より
も２×１０³Ｐａ（０．０２ｋｇｆ／ｃｍ²）程度高い値
に維持した。

【００４９】第５週目の月曜日の午後５時まで、以上の
操作を繰り返したが、成形品に黄変、黒点等のコンタミ
ネーションや異物の混入は認められず、その表面に銀条
痕等のフローマークが出現するといった現象も認められ
ず、本発明の効果が認められた。また、ポリカーボネー
ト樹脂から成る成形品中の耐候剤の含有量を化学分析に
より定量したが、その含有量に異常は認められなかっ
た。

【００５０】（比較例）不活性ガスを加熱シリンダー１
０に導入することなく、実施例と同じ操作を繰り返し
た。その結果、成形開始の翌日から成形品に黄変が認め
られ、成形品に黒点、異物が僅かながら確認された。次
週の月曜日、成形操作の開始直後から、成形品に黒点、
異物が多数認められ、成形を継続したが、成形品に黒
点、異物が発生し続けたため、成形操作を中止した。

【００５１】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれに限定されるものではない。実
施例にて説明した成形装置や使用した材料、成形条件は
例示であり、適宜変更することができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明においては、加熱シリンダー内で
熱可塑性樹脂を可塑化、溶融したとき、溶融熱可塑性樹
脂から発生する不必要なガスを効率的に、且つ、確実に
不活性ガスと共に加熱シリンダー外へ導き出すことがで
きるので、成形品の表面に銀条痕等のフローマークが成
形品の表面に出現する現象の発生、成形品に異物が混入
するといった現象の発生を抑制することができる。ま
た、加熱シリンダー内の雰囲気中に酸素ガスが含まれな
い状態とすることができるので、酸化による炭化や黒
点、異物等のコンタミネーションの発生を確実に防止す
ることができる。特に、成形操作を終了し、長時間、比
較的低い温度に加熱シリンダー内の熱可塑性樹脂を保持
し、その後、成形操作を再開するとき、炭化や黒点、異
物等のコンタミネーションが成形品に発生し易いが、こ
のようなコンタミネーションの発生を確実に抑制するこ
とが可能となる。しかも、溶融熱可塑性樹脂中の必要な
添加剤の添加量が低減することがない。また、成形装置
を気密化するための費用は左程のものではない。

【００５３】以上の結果として、安定した成形サイクル
を得ることができ、成形品の成形コストの低減、成形収
率の向上を図ることができるばかりか、優れた外観品質
を有する成形品を成形することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成形装置の一例を示す概念図である。

【符号の説明】

１０・・・加熱シリンダー、１１・・・樹脂導出部、１
２・・・加熱シリンダーの後端部、１３・・・気密用部
材、１４・・・シール部材、１５・・・スクリュー、１
６・・・スクリューの後端部、１７・・・空隙、１８・
・・スクリュー駆動装置、２０・・・ホッパー、２１・
・・搬入部、２２・・・排気部、３０・・・不活性ガス
源、３１・・・圧力制御装置、３２・・・配管、３３・
・・圧力制御弁、３４・・・圧力センサー、３５・・・
第２の圧力センサー、４０・・・熱可塑性樹脂のペレッ
ト、４１・・・溶融熱可塑性樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩切常昭神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社技術センター内 (72)発明者高木喜代次神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社技術センター内 (72)発明者青沼三郎東京都品川区東大井６丁目４番５号株式会社サタコ内 (72)発明者渡邊高行東京都品川区東大井６丁目４番５号株式会社サタコ内Ｆターム(参考） 4F206 AA28 AC01 AH75 AL01 AL05 AL17 AL21 AP027 JA07 JD03 JF02 JF06 JF12 JF47 JL02 JM01 JP11 JQ46 JT02 4F207 AA28 AC01 AH75 AL01 AL05 AL17 AL21 AP02 KA01 KA17 KF12 KK43 KK90 KL01 KL31 KL41 KM03 KM13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】（Ａ）先端に樹脂導出部を備えた加熱シリ
ンダー、（Ｂ）該加熱シリンダーに内蔵されたスクリュー、（Ｃ）加熱シリンダーに取り付けられ、加熱シリンダー
内に熱可塑性樹脂を供給するためのホッパー、（Ｄ）スクリューの駆動を制御するために、スクリュー
の後端部に取り付けられたスクリュー駆動装置、（Ｅ）不活性ガス源、並びに、（Ｆ）不活性ガス源からの不活性ガスを加熱シリンダー
内に導入するための配管、を備え、該配管は、ホッパーが取り付けられた加熱シリンダーの
部位よりもスクリュー駆動装置側の加熱シリンダーの部
分に取り付けられていることを特徴とする熱可塑性樹脂
用の成形装置。
【請求項２】配管は、スクリュー駆動装置側の加熱シリ
ンダーの最後端若しくはその近傍に取り付けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂用の成
形装置。
【請求項３】配管の途中には、圧力制御弁及び圧力セン
サーが配設されていることを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載の成形装置。
【請求項４】ホッパー内の圧力を検出するための第２の
圧力センサーを更に備えていることを特徴とする請求項
１乃至請求項３のいずれか１項に記載の成形装置。
【請求項５】不活性ガスは、不活性ガス源から、配管、
加熱シリンダー、ホッパーを経由して系外へと流れるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に
記載の成形装置。
【請求項６】不活性ガスが流れる加熱シリンダーの部分
は気密にされていることを特徴とする請求項５に記載の
成形装置。
【請求項７】ホッパー内に熱可塑性樹脂が充填され、ホ
ッパーが取り付けられた加熱シリンダーの部位から加熱
シリンダーの樹脂導出部近傍までの加熱シリンダーとス
クリューとの間の空隙内で熱可塑性樹脂が可塑化された
状態において、不活性ガスが流れる加熱シリンダーの部
分の圧力は大気圧よりも高いことを特徴とする請求項５
に記載の成形装置。
【請求項８】射出成形装置若しくは押出し成形装置であ
ることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１
項に記載の成形装置。
【請求項９】（Ａ）先端に樹脂導出部を備えた加熱シリ
ンダー、（Ｂ）該加熱シリンダーに内蔵されたスクリュー、（Ｃ）加熱シリンダーに取り付けられ、加熱シリンダー
内に熱可塑性樹脂を供給するためのホッパー、（Ｄ）スクリューの駆動を制御するために、スクリュー
の後端部に取り付けられたスクリュー駆動装置、（Ｅ）不活性ガス源、並びに、（Ｆ）ホッパーが取り付けられた加熱シリンダーの部位
よりもスクリュー駆動装置側の加熱シリンダーの部分に
取り付けられ、不活性ガス源からの不活性ガスを加熱シ
リンダー内に導入するための配管、を備えた熱可塑性樹
脂用の成形装置の強制掃気方法であって、ホッパー内に熱可塑性樹脂を充填し、ホッパーが取り付
けられた加熱シリンダーの部位から加熱シリンダーの樹
脂導出部近傍までの加熱シリンダーとスクリューとの間
の空隙内において熱可塑性樹脂を可塑化した状態にて、
不活性ガスを、不活性ガス源から、配管、加熱シリンダ
ー、ホッパーを経由して系外へと流すことを特徴とする
成形装置における強制掃気方法。
【請求項１０】配管は、スクリュー駆動装置側の加熱シ
リンダーの最後端若しくはその近傍に取り付けられてい
ることを特徴とする請求項９に記載の熱可塑性樹脂用の
成形装置における強制掃気方法。
【請求項１１】配管の途中には圧力制御弁及び圧力セン
サーが配設されており、圧力センサーにて検出された不活性ガスの圧力に基づき
圧力制御弁を制御し、以て、不活性ガスの流量を制御す
ることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の成
形装置における強制掃気方法。
【請求項１２】ホッパー内の圧力を検出するための第２
の圧力センサーが配設されており、配管の途中に配設された圧力センサー及び第２の圧力セ
ンサーにて検出された不活性ガスの圧力に基づき圧力制
御弁を制御し、以て、不活性ガスの流量を制御すること
を特徴とする請求項１１に記載の成形装置における強制
掃気方法。
【請求項１３】不活性ガスが流れる加熱シリンダーの部
分は気密にされていることを特徴とする請求項９乃至請
求項１２のいずれか１項に記載の成形装置における強制
掃気方法。
【請求項１４】不活性ガスが流れる加熱シリンダーの部
分の圧力は大気圧よりも高いことを特徴とする請求項９
乃至請求項１３のいずれか１項に記載の成形装置におけ
る強制掃気方法。
【請求項１５】加熱シリンダーとスクリューとの間の空
隙内において可塑化された熱可塑性樹脂から発生したガ
スは、加熱シリンダー内を流れる不活性ガスと共に系外
に排出されることを特徴とする請求項９乃至請求項１４
のいずれか１項に記載の成形装置における強制掃気方
法。
【請求項１６】成形装置は、射出成形装置若しくは押出
し成形装置であることを特徴とする請求項９乃至請求項
１５のいずれか１項に記載の成形装置における強制掃気
方法。