JP2002036280A

JP2002036280A - 偏肉成形品の射出成形法

Info

Publication number: JP2002036280A
Application number: JP2000220006A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamaki; 宏山木
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2000-07-21
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2002-02-05

Abstract

(57)【要約】【課題】厚肉部と薄肉部とを有する熱可塑性樹脂偏肉
成形品の成形方法において、樹脂の物性を損なうことな
く流動性を向上して成形性を高め、表面外観及び寸法精
度に優れた成形品を歩留まり良く成形する。【解決手段】可塑剤として二酸化炭素を０．２重量％
以上溶解させた溶融熱可塑性樹脂を、予めガス加圧して
フローフロントにおける発泡を抑えた金型キャビティ内
に射出充填し、薄肉部が固化するまで保圧した後、圧力
を開放して厚肉部内部の樹脂を発泡させ、該厚肉部にお
ける体積収縮によるヒケの発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄肉部と厚肉部を有
する熱可塑性樹脂偏肉成形品の射出成形法であり、樹脂
の金型キャビティへの充填を容易にし、金型表面状態を
成形品表面に良好に転写した偏肉成形品の成形法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハンディパソコン、携帯電話等の
モバイル電子機器の筐体などだけではなく、一般電子機
器においても構成部材として用いた熱可塑性樹脂成形品
の薄肉軽量化が要求されてきている。特に複写機等のシ
ャーシ部や内部機構部品などは、高い寸法精度と取り扱
い時の各種強度が要求される上に、薄肉軽量化が要求さ
れている。その結果、強度が要求される部分は厚肉のリ
ブで補強する一方、強度を必要としない部分はできる限
り薄肉にする偏肉デザインにより、強度と軽量化を両立
させることが要求されている。このようなことから、成
形時に、薄肉で流動距離の長い部分にも十分に樹脂を充
填できる成形法が必要となる。

【０００３】薄肉で流動距離の長い部分にも十分に樹脂
を充填する方法として、樹脂の流動性を高めることが考
えられる。熱可塑性樹脂の射出成形において、溶融樹脂
の流動性は、金型キャビティへの充填の容易さを決める
だけではなく、充填後に十分な圧力がキャビティ内、特
に樹脂流動末端の薄肉部の樹脂へ伝わるかどうかも左右
するため、成形品の寸法精度にも影響を与え、樹脂の加
工性を決める重要な因子である。

【０００４】流動性を表す一つの指標として、溶融樹脂
の粘度がある。熱可塑性樹脂は溶融粘度が高く、成形材
料として流動性に劣る。このため、成形品の光沢ムラ、
ウエルドラインなどの外観不良や、金型表面の微細形状
の転写不良を起こしやすく、薄肉部には樹脂を完全に充
填しにくいといった問題があった。

【０００５】従来、流動性を高めるための樹脂の改質手
段には、次の３種があった。

【０００６】第一は樹脂の分子量を低くする方法で、平
均分子量を下げたり、分子量分布を広げ、特に低分子量
成分を増したりするものであるが、流動性は増すものの
衝撃強度や耐薬品性が低下するといった問題がある。

【０００７】第二は分子中にコモノマーを導入する方法
であるが、熱時剛性が低下する問題がある。

【０００８】第三はミネラルオイルなどの低分子量の油
状物質や、高級脂肪酸エステルなどの可塑剤を添加する
方法であり、可塑剤により熱時剛性が低下したり、成形
時に可塑剤が金型に付着して汚すなどの問題があった。

【０００９】また、流動性を高める成形条件としては、
樹脂温度や金型温度を高めることが効果的である。しか
し、高い樹脂温度は樹脂自身や添加剤の熱分解を引き起
こし、成形品強度の低下、樹脂劣化物による異物の発
生、金型汚れ、変色などの問題が発生しやすくなり、ま
た、金型温度を高くすると、型内の樹脂の冷却が遅くな
り、成形サイクルタイムが長くなるといった問題があっ
た。

【００１０】一方、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃ
ｉ．，Ｖｏｌ．３０，２６３３（１９８５）など、多く
の文献に示されるように、二酸化炭素を樹脂に吸収させ
ると、該二酸化炭素が樹脂の可塑剤として働き、ガラス
転移温度を低下させることが知られているが、樹脂の成
形加工に広く応用されるには至ってはいない。例えば、
特開平５−３１８５４１号公報には、二酸化炭素や窒素
などのガスを熱可塑性樹脂中に含ませ、キャビティ内の
ガスを除去しながらキャビティに充填することで、熱可
塑性樹脂の流動性を向上させ、強度や外観低下のない成
形品を得る方法が示されている。しかしながら、この方
法では、樹脂中に含まれるガスの量が少なく、十分な流
動性向上効果を得ることが難しい。さらに、キャビティ
を大気圧もしくは減圧とするため、樹脂充填工程中にフ
ローフロントで生じる発泡により成形品表面に外観不良
も生じやすい。

【００１１】発泡剤を含有する樹脂を用い、外観が良好
でヒケやソリの少ない厚肉発泡成形品を得る手法とし
て、特公昭６２−１６１６６号公報に示されるような、
一般にカウンタプレッシャ成形法と呼ばれている成形法
がある。これは発泡用のガスを含んだ溶融樹脂を圧縮空
気を満たしたキャビティ中に射出し、次いでキャビティ
の圧縮空気を金型外に開放し、キャビティ内圧力を低く
保って樹脂を冷却する成形法であり、樹脂充填時のフロ
ーフロントでの発泡を抑制することで成形品の表面には
発泡模様がなく、内部のみ発泡した成形品を作る技術で
ある。カウンタプレッシャ成形法は、溶融樹脂を非発泡
状態でキャビティにほぼ満たした後、成形品表層よりも
内側の溶融樹脂が冷却され、冷却に伴う体積収縮分が発
泡するものである。このため、樹脂に発泡性を持たせる
目的で樹脂中に含ませるガスの量は体積収縮を発泡で補
える最低限とするのが基本的な考え方といえる。そのた
め、当該方法では、溶融樹脂の流動性を向上させるには
至っていない。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、熱可
塑性樹脂の射出成形法において、寸法精度が高く、表面
外観に優れた偏肉成形品を、樹脂の物性を損なうことな
く、溶融樹脂の流動性を向上させて成形性を高め、歩留
まり良く経済的に成形する方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、気泡のない薄
肉部と気泡を有する厚肉部とを有する偏肉成形品の射出
成形法であって、二酸化炭素を０．２重量％以上溶解さ
せた溶融熱可塑性樹脂を、フローフロントで発泡しない
圧力以上にガスで加圧した金型キャビティ内に射出し、
薄肉部の樹脂が固化するまで樹脂が発泡しない圧力以上
に樹脂を加圧し、その後、厚肉部の樹脂が発泡する圧力
まで樹脂にかけた圧力を開放し、成形することを特徴と
する偏肉成形品の射出成形法である。

【００１４】上記本発明は、上記薄肉部の肉厚が１．５
ｍｍ以下で、厚肉部の肉厚が該薄肉部の２倍以上である
こと、金型キャビティを加圧するガスが二酸化炭素であ
ること、熱可塑性樹脂に溶解させる二酸化炭素量が０．
２重量％以上、５重量％以下であること、を好ましい態
様として含むものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の成形法においては、熱可
塑性樹脂に可塑剤として二酸化炭素を０．２重量％以上
溶解して射出するため、該熱可塑性樹脂の粘度が十分に
低くなっており、薄肉で流動距離の長い部分でも速やか
に流動して先端部に達する。また、溶融した熱可塑性樹
脂の射出充填時には、予め金型キャビティがガス加圧さ
れている、即ちカウンタプレッシャ成形法を適用し、該
樹脂の発泡を抑えて成形品表面への影響を防止してい
る。さらに、薄肉部が固化するまで樹脂が発泡しないよ
うに圧力をかけているため、薄肉部は発泡することなく
十分固化して気泡のない薄肉部が得られる。また、薄肉
部が固化した後に圧力を開放して、厚肉部の樹脂を発泡
させることにより、冷却に伴う体積収縮による厚肉部の
ヒケの発生が防止される。また、圧力が開放された時点
で厚肉部の表面層は十分に固化しているため、厚肉部の
内部でのみ発泡が生じ、表面に影響することはない。

【００１６】本発明でいうカウンタプレッシャ成形と
は、樹脂充填工程中に溶融樹脂がフローフロントで発泡
を生じない圧力以上に金型キャビティをガスで加圧状態
にして、樹脂を金型キャビティに射出する成形方法全体
をさす。

【００１７】本発明において成形する偏肉成形品とは、
同一成形品の中に厚肉部と薄肉部を共に有する成形品で
あり、好ましくは薄肉部の肉厚が１．５ｍｍ以下であ
り、厚肉部の肉厚が薄肉部の２倍以上の偏肉成形品であ
り、更に好ましくは薄肉部が１．３ｍｍ以下であり、厚
肉部が４ｍｍ以上である。ここに述べる肉厚は、板状あ
るいはリブ状であればその肉厚であり、ボス等の円柱状
であればその直径である。

【００１８】本発明で成形される成形品の薄肉部には気
泡がなく、厚肉部には気泡を有する。ここに述べる気泡
とは、成形品断面を肉眼で見て気泡が観察されるかどう
かであらわす。本発明の成形品の厚肉部には気泡が多数
観察される。特に薄肉成形品に厚肉リブ、厚肉ボスを立
てた場合には、その付け根部分に多数の気泡が観察され
る。

【００１９】本発明の成形法で使用される熱可塑性樹脂
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、
アクリル樹脂、スチレン系樹脂、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、ポリアリレー
ト、ポリフェニレンエーテル、変性ポリフェニレンエー
テル樹脂、芳香族ポリエステル、ポリアセタール、ポリ
カーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサル
フォン、ポリアミド系樹脂、ポリサルフォン、ポリエー
テルエーテルケトン、ポリエーテルケトンなどの熱可塑
性のプラスチック材料、及びこれらを一種または二種以
上混合したブレンド物、これらに各種充填材を配合した
物である。ここでいうスチレン系樹脂とは、スチレンを
必須原料とするホモポリマー、コポリマー及びこれらの
ポリマーと他の樹脂より得られるポリマーブレンドであ
り、ポリスチレンまたはＡＢＳ樹脂であることが好まし
い。また、ポリスチレンとは、スチレンホモポリマーま
たは、樹脂相中にゴムが分布した、ゴム強化ポリスチレ
ンである。

【００２０】中でも、二酸化炭素との親和性が高く、二
酸化炭素の可塑化効果が高い熱可塑性樹脂が好ましく、
スチレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンエ
ーテル、変性ポリフェニレンエーテル樹脂などが特に好
ましい。特にポリカーボネートは二酸化炭素の可塑化効
果が高いだけでなく、熱分解したときに二酸化炭素を生
じることから、溶融樹脂に二酸化炭素が含まれると分解
反応の平衡がずれ、分解反応速度が遅くなる利点もあ
り、本発明に最適である。

【００２１】本発明では、各種の難加工性樹脂、例えば
分子量が射出成形するには大きすぎる熱可塑性樹脂、熱
安定性が悪く、熱分解を起こし易い樹脂、軟化温度が高
く、著しく高温度にして成形する必要がある樹脂、熱分
解し易い難燃剤などの添加物を配合した樹脂なども使用
できる。

【００２２】本発明では一般の押出成形には使用される
が、射出成形するには流動性が悪い熱可塑性樹脂、射出
成形するには分子量が大きすぎる熱可塑性樹脂なども好
ましく使用できる。これらの例として、次の各熱可塑性
樹脂がある。

【００２３】（１）メルトフローレートが１．０以下、
好ましくは０．５以下のアクリル樹脂。（２）メルトフローレートが１．５以下、好ましくは
１．０以下のポリスチレン。（３）メルトフローレートが２．０以下、好ましくは
１．５以下のゴム強化ポリスチレン。（４）メルトフローレートが３．０以下、好ましくは
２．５以下のＡＢＳ樹脂。（５）メルトフローレートが
６．０以下、好ましくは５．０以下のポリカーボネー
ト。（６）ポリフェニレンエーテル、あるいはポリフェニレ
ンエーテルが６０重量％以上、好ましくは７０重量％以
上含まれる変性ポリフェニレンエーテル樹脂。（７）メルトフローレートが５．０以下、好ましくは
３．０以下のポリアセタール。（８）メルトフローレートが５．０以下、好ましくは
３．０以下のポリエチレン。（９）メルトフローレートが５．０以下、好ましくは
３．０以下のポリプロピレン。（１０）易熱分解性難燃剤を配合した熱可塑性樹脂。

【００２４】ここで、メルトフローレートはＪＩＳＫ
７２１０に記載の測定法で測定した値であり、測定条件
は各樹脂に一般に使用されている該ＪＩＳ記載の測定条
件であり、アクリル樹脂は条件１５で、ポリスチレンと
ゴム強化ポリスチレンは条件８で、ＡＢＳ樹脂は条件１
１で、ポリカーボネートは条件２０で、ポリアセタール
とポリエチレンは条件４で、ポリプロピレンは条件１４
でそれぞれ測定した値であり、単位はｇ／１０分であ
る。

【００２５】一般に分子量が大きい程、成形品の耐化学
薬品性、耐衝撃性などが良くなるが、成形時の流動性が
悪くなり、射出成形が困難になる。押出成形には射出成
形ほど高い流動性が必要とされないため、分子量の大き
な重合体が一般に使用されており、本発明ではこれらの
押出成形に使用され、射出成形には使用されない高分子
量の重合体も使用できる。

【００２６】射出成形するには軟化温度が高すぎる熱可
塑性樹脂の例として、ポリフェニレンエーテル、あるい
はポリフェニレンエーテルとポリスチレンもしくはゴム
強化ポリスチレンの重量混合比が１００：０〜６０：４
０の変性ポリフェニレンエーテル樹脂があげられる。ポ
リフェニレンエーテルは成形性が悪く、一般にポリスチ
レンもしくはゴム強化ポリスチレンを４０重量％を超え
る量で配合して使用されている。ところが、本発明の成
形法によれば、ゴム強化ポリスチレンの配合量が４０重
量％以下でも使用可能である。

【００２７】また、軟化温度が高い、分解温度が低いな
ど溶融樹脂が十分な流動性を持つまで加熱すると、分解
したり、劣化して物性低下を起こす樹脂に対しても、本
発明は有効で、低い樹脂温度で高い流動性を得ることが
できる。一般には、熱可塑性樹脂が非晶性熱可塑性樹脂
の場合、溶融温度が二酸化炭素を含まない熱可塑性樹脂
のガラス転移温度＋１５０℃以下の温度、熱可塑性樹脂
が結晶性熱可塑性樹脂の場合、溶融温度が二酸化炭素を
含まない熱可塑性樹脂の融点＋１００℃以下の温度で成
形することが可能である。

【００２８】熱可塑性樹脂に配合して溶融粘度を低下さ
せる可塑剤として本発明で用いた二酸化炭素は、溶融樹
脂に対する溶解度が大きく、樹脂や金型、成形機素材を
劣化させないこと、成形する環境に対し危険性がないこ
と、安価であること、また成形後に成形品から速やかに
揮発することなどの制約を満たしている。

【００２９】金型キャビティに射出する溶融樹脂中の二
酸化炭素量を直接測定することは難しいため、本発明で
は、二酸化炭素を含む樹脂を用いて射出成形した成形直
後における成形品の重量と、該成形品を放置して、成形
品中に含まれていた二酸化炭素が放散して一定になった
後の重量との差を、金型キャビティに射出する溶融樹脂
中の二酸化炭素量とする。

【００３０】本発明で溶融状態の熱可塑性樹脂に溶解さ
せる二酸化炭素量は０．２重量％以上である。流動性を
顕著に向上させるには０．２重量％以上が必要であり、
好ましくは０．３重量％以上である。また、二酸化炭素
の溶解量の最大量は５重量％程度である。これは、二酸
化炭素をむやみに増やそうとしても二酸化炭素を多量に
樹脂に溶解することが難しくなることや、二酸化炭素の
気化により樹脂が発泡しやすくなり、カウンタプレッシ
ャ成形法により成形品表面の発泡模様発生を防止すると
しても、必要な金型内のガス圧力（カウンタ圧力）が著
しく高くなるためであり、好ましい二酸化炭素溶解量は
５重量％以下で、より好ましくは３重量％以下である。

【００３１】また、発泡を目的としたカウンタプレッシ
ャ成形においては、二酸化炭素を発泡ガスに使う場合、
重炭酸ナトリウム、クエン酸などの化学発泡剤を樹脂と
ともに可塑化し、発泡剤が熱分解して生じた二酸化炭素
を溶融樹脂中に溶解させることがある。しかし、溶融粘
度を低下させる目的で化学発泡剤を使用することは、可
塑剤効果が二酸化炭素よりも少なく、樹脂から放散しに
くい水の生成を伴うこと、粉末状の発泡剤分解物が樹脂
中に残り、樹脂物性や成形品表面の平滑性を低下させる
こと、発生するガス量に対し化学発泡剤が高価であるこ
とから、実用的とはいえない。

【００３２】熱可塑性樹脂に二酸化炭素を溶解させる方
法として、本発明においては、次の二つの方法が好まし
い。

【００３３】一つは、あらかじめ粒状や粉状の樹脂を二
酸化炭素雰囲気中に置き、二酸化炭素を吸収させて、成
形機に供給する方法で、二酸化炭素の圧力や雰囲気温
度、吸収させる時間により吸収量が決まる。この方法で
は、可塑化時に樹脂が加熱されるに従って樹脂中の二酸
化炭素の一部が揮散するため、溶融樹脂中の二酸化炭素
量はあらかじめ吸収させた量よりも少なくなる。このた
め、成形機のホッパなど樹脂の供給経路も加圧二酸化炭
素雰囲気にすることが望ましい。

【００３４】他の方法は、成形機のシリンダ内で樹脂を
可塑化するとき、または可塑化した樹脂に二酸化炭素を
溶解させる方法で、成形機のホッパ付近を加圧二酸化炭
素雰囲気にしたり、スクリュの中間部や先端、シリンダ
から可塑化樹脂に二酸化炭素を注入する。スクリュやシ
リンダの中間部から二酸化炭素を注入する場合には、注
入部付近のスクリュ溝深さを深くして、樹脂圧力を低く
することが好ましい。また、二酸化炭素を注入後、樹脂
中に均一に溶解、分散させるため、スクリュにダルメー
ジや混練ピンなどのミキシング機構を付けたり、樹脂流
路にスタティックミキサを設けることが好ましい。射出
成形機としては、インラインスクリュ方式でもスクリュ
プリプラ方式でも使用できるが、スクリュプリプラ方式
は、樹脂を可塑化する押出し機部分のスクリュデザイン
や二酸化炭素の注入位置の変更が容易であることから、
特に好ましい。

【００３５】熱可塑性樹脂中の二酸化炭素は、熱可塑性
樹脂が固化した後に成形品を大気中に放置すれば徐々に
大気中に放散する。放散により成形品に気泡を生じるこ
とはなく、放散後の成形品の性能は本来熱可塑性樹脂が
有するものと変わらない。

【００３６】本発明ではあらかじめ金型キャビティを、
樹脂充填中に溶融樹脂のフローフロントで発泡が起きな
い圧力以上にガスで加圧して、射出成形する。キャビテ
ィに封入するガス圧力は、成形品表面の発泡模様が消え
る最低圧力であれば良く、一工程に使用するガスの量を
最小限に抑え、金型キャビティのシールやガス供給装置
の構造を簡単にするためにもガス圧力は低い方が好まし
い。ガス圧力が１５ＭＰａを超えると金型を開こうとす
る力が無視できなくなったり、金型キャビティのシール
が難しくなるなどの問題が生じやすく、１５ＭＰａ以下
が好ましく、更に好ましくは１０ＭＰａ以下である。

【００３７】金型キャビティに圧入するガスとして、空
気や窒素をはじめとして、樹脂に対して不活性な各種ガ
スの単体或いは混合物が使用できるが、熱可塑性樹脂へ
の溶解度の高い二酸化炭素、炭化水素及びその一部の水
素をフッ素で置換したものなどが好ましく、二酸化炭素
は金型表面状態の成形品への転写性を向上させる効果が
高く、特に好ましい。樹脂に非晶性樹脂を用い、キャビ
ティを二酸化炭素で加圧する場合、特開平１０−１２８
７８３号公報、特開平１１−２４５２５６号公報に示し
たように、キャビティ内ガス圧力を高めた方が、良好な
転写性が得られるため、高度な転写性が要求される場合
には、成形機の型締め力や金型のシール性能に応じ、ガ
ス圧力を高めることも良好に使用できる。金型キャビテ
ィ内のガスの、二酸化炭素含有量は高い方が好ましく、
８０容量％以上が特に好ましい。

【００３８】本発明ではガス加圧された金型キャビティ
に溶融熱可塑性樹脂を射出充填した後、金型キャビティ
の加圧ガスを開放し、薄肉部が固化するまで樹脂が発泡
しないように保圧をかけて成形する。保圧方法としては
キャビティに溶融樹脂を補充する樹脂保圧、樹脂中や樹
脂金型界面にガスなどの圧力流体を注入する方法、キャ
ビティ体積を減少させる射出圧縮法などが挙げられる。

【００３９】本発明で良好に成形される成形品は、弱電
機器、電子機器、事務機器などのハウジング、各種自動
車部品、各種日用品、などの熱可塑性樹脂射出成形品で
ある。ハンディパソコン、携帯電話等のモバイル電子機
器の、局部的に厚肉部を有する薄肉筐体などの用途で
は、成形が容易になり、成形品の品質が向上したり、軽
量化、製品デザインの自由度の増大等が期待できる。本
発明で成形されるこれらの偏肉成形品は型表面の再現性
が良くなり、光沢度が向上し、ウエルドラインの目立ち
が少なくなり、型表面のシャープエッジの再現性や、微
細な型表面の凹凸の再現性も良くなる。

【００４０】

【実施例】（熱可塑性樹脂）ポリカーボネート（帝人化
成製「パンライトＬ１２２５」）、ゴム強化ポリスチ
レン（Ａ＆Ｍスチレン製「Ａ＆Ｍポリスチレン４９
２」）、変性ポリフェニレンエーテル樹脂（ポリフェニ
レンエーテル８０重量％とポリスチレン２０重量％のブ
レンド物）で、いずれも成形前はペレット状である。ポ
リカーボネートについては、使用前に１３０℃の除湿型
乾燥機中で５時間、乾燥処理を施した。

【００４１】（二酸化炭素）二酸化炭素としては純度９
９％以上の二酸化炭素を使用した。

【００４２】（成形機）成形機は住友重機械工業製「Ｓ
Ｇ１２５Ｍ−ＨＰ」を使用した。成形機のスクリュシリ
ンダはＬ／Ｐ２３のベントタイプとし、ベント部分を二
酸化炭素で加圧できるようにし、供給する二酸化炭素の
圧力を減圧弁で一定に保つことで、溶融樹脂に溶解する
二酸化炭素量を制御する。可塑化から射出開始までの
間、スクリュ背圧として、可塑化樹脂が発泡してスクリ
ュが後退しない最低限の圧力を設定する。

【００４３】（可塑化樹脂中への二酸化炭素の溶解）成
形機ベント部分の二酸化炭素供給圧力を１０ＭＰａとし
て、樹脂に二酸化炭素を溶解した。

【００４４】（可塑化樹脂中の二酸化炭素量の測定）樹
脂に溶解した二酸化炭素量は、成形品の成形後の重量減
少から求めた。つまり、成形直後に成形品の重量を測定
した後、成形品を約２４時間大気中に放置し、次に、ゴ
ム強化ポリスチレンは８０℃、他は１２０℃の真空乾燥
機中に４８時間放置し、成形品中に含まれていた二酸化
炭素が放散して一定になった成形品の重量を測定し、こ
れらの差を溶融樹脂中に含まれていた二酸化炭素量とし
た。

【００４５】（射出シリンダ温度の設定）射出成形時の
シリンダ設定温度は、ポリカーボネート３００℃、ゴム
強化ポリスチレン２００℃、変性ポリフェニレンエーテ
ル樹脂３２０℃とした。

【００４６】（金型及びガス供給装置）成形品形状は浅
い箱状の形状であり、底面が縦横各１００ｍｍ、厚み
１．３ｍｍであり、側面が４面共に高さ２０ｍｍ、４側
面のうち２側面の厚みが２ｍｍ、他の２側面の厚みが３
ｍｍである。成形品の箱の底面には厚み４．５ｍｍ、高
さ１５ｍｍのリブと、直径６ｍｍ、高さ１５ｍｍのボス
が立てられている。

【００４７】金型及びガス供給装置の構造を図１に示
す。キャビティ表面は鏡面とし、成形品中心に直径５ｍ
ｍのダイレクトゲート１を設けた。金型のキャビティ外
周にはガス供給と開放のための深さ０．０５ｍｍのベン
トスリット３とベント４、及びベント４から金型外に通
じる穴５を設けてカウンタガス供給装置と接続し、ベン
トスリットと穴の外周にガスシールのためにＯリング６
を設け、キャビティを気密構造とした。

【００４８】また、ガス供給装置においては、液化炭酸
ガスを充填したボンベ７を５０℃で保温しガス供給源と
して用いた。ガスは容器より加温器８を通り、減圧弁９
にて所定圧力に調圧された後、約４０℃に保温された内
容量２００ｃｍ³のガス溜１０に溜められる。金型キャ
ビティへのガス供給は、ガス溜の下流にある供給用電磁
弁１１を開け、同時に開放用電磁弁１２を閉じることで
行われ、樹脂充填中はガス溜とキャビティはつながって
いる。樹脂充填が終了するとほぼ同時に、供給用電磁弁
１１を閉じ、開放用電磁弁１２を開けることでガスを金
型外に開放する。

【００４９】（実施例１）ポリカーボネートに射出シリ
ンダから可塑剤として二酸化炭素を供給し、金型表面温
度８０℃の箱状金型で、加圧ガスとして二酸化炭素を用
いたカウンタプレッシャ成形を行い、樹脂充填に必要な
成形機シリンダ内樹脂圧力を測定した。尚、充填時間は
１秒とした。カウンタ圧力７．０ＭＰａの場合、充填必
要圧力は２５０ＭＰａであった。樹脂充填後、シリンダ
内圧２２０ＭＰａで１秒間保圧し、その後該保圧を開放
して２０秒間冷却した後に成形品を取り出した。得られ
た成形品には表面に発泡模様もなく、またリブやボスの
付け根の反対面にはヒケもなく、良好な成形品であっ
た。また、成形品を切断して断面を観察したところ、底
面の薄肉部には気泡が肉眼では観察されず、側面の厚肉
部、及びリブとボスの厚肉部には成形品中心部に気泡が
多数観察された。また、射出成形後の成形品の重量減少
から求めた可塑化溶融樹脂中の二酸化炭素量は１．５重
量％であった。

【００５０】（実施例２）ゴム強化ポリスチレンに射出
シリンダから可塑剤として二酸化炭素を供給し、金型表
面温度４０℃の箱状金型で、加圧ガスとして二酸化炭素
を用いたカウンタプレッシャ成形を行い、樹脂充填に必
要な成形機シリンダ内樹脂圧力を測定した。尚、充填時
間は１秒とした。カウンタ圧力７．０ＭＰａにおいて、
充填必要圧力は１５０ＭＰａであった。樹脂充填後、シ
リンダ内圧１２０ＭＰａで１秒間保圧し、その後該保圧
を開放して２０秒間冷却した後に成形品を取り出した。
成形品は、表面に発泡模様がなく、またリブやボスの付
け根の反対面にはヒケもなく、良好な成形品であった。
また、成形品を切断して断面を観察したところ、底面の
薄肉部には気泡が肉眼では観察されず、側面の厚肉部、
及びリブやボスの厚肉部には成形品中心部に気泡が多数
観察された。また射出成形後の成形品の重量減少から求
めた可塑化溶融樹脂中の二酸化炭素量は２．１重量％で
あった。

【００５１】（実施例３）変性ポリフェニレンエーテル
樹脂に射出シリンダから可塑剤として二酸化炭素を供給
し、金型表面温度９０℃の箱状金型で、加圧ガスとして
二酸化炭素を用いたカウンタプレッシャ成形を行い、樹
脂充填に必要な成形機シリンダ内樹脂圧力を測定した。
尚、充填時間は１秒とした。カウンタ圧力７．０ＭＰａ
において、充填必要圧力は２６０ＭＰａであった。樹脂
充填後、シリンダ内圧２３０ＭＰａで１秒間保圧し、そ
の後該保圧を開放して２０秒間冷却した後に成形品を取
り出した。成形品は、表面に発泡模様がなく、またリブ
やボスの付け根の反対面にはヒケもなく、良好な成形品
であった。また、成形品を切断して断面を観察したとこ
ろ、底面の薄肉部には気泡が肉眼では観察されず、側面
の厚肉部、及びリブやボスの厚肉部には成形品中心部に
気泡が多数観察された。また射出成形後の成形品の重量
減少から求めた可塑化溶融樹脂中の二酸化炭素量は１．
７重量％であった。

【００５２】（比較例１）ポリカーボネートに可塑剤と
しての二酸化炭素を供給せずに、実施例１と同様に射出
成形して、樹脂充填に必要な成形機シリンダ内樹脂圧力
を測定した。可塑剤としての二酸化炭素を用いていない
ことから、樹脂の発泡を抑える必要がないため、カウン
タ圧力なしとして、充填必要圧力を成形機の最大能力２
８０ＭＰａとしても実施例１と同じ時間で充填すること
はできず、樹脂充填に２〜３秒かけても、直径約８０ｍ
ｍ円盤状のショートショット成形品しか得られなかっ
た。

【００５３】（比較例２）ゴム強化ポリスチレンに可塑
剤としての二酸化炭素を供給せずに、実施例２と同様に
射出成形して、樹脂充填に必要な成形機シリンダ内樹脂
圧力を測定した。二酸化炭素を供給していないため、カ
ウンタ圧力なしとして、充填必要圧力は２２０ＭＰａで
あった。シリンダ内圧２００ＭＰａで５秒間保圧し、成
形した成形品の外観は、厚肉リブや厚肉ボスの付け根の
裏面側には見苦しいヒケがあり、外周部には艶ムラが発
生した。

【００５４】（比較例３）変性ポリフェニレンエーテル
樹脂に可塑剤としての二酸化炭素を供給せずに、実施例
３と同様に射出成形して、樹脂充填に必要な成形機シリ
ンダ内樹脂圧力を測定した。二酸化炭素を供給していな
いため、カウンタ圧力なしとして、充填必要圧力を成形
機の最大能力２８０ＭＰａとしても樹脂を充填すること
はできず、樹脂充填に２〜３秒かけても、直径約６０ｍ
ｍ円盤状のショートショット成形品しか得られなかっ
た。

【００５５】

【発明の効果】本発明によれば、流動性の良い状態で薄
肉で流動距離の長い部分にも良好に溶融樹脂が充填さ
れ、且つ、厚肉部は二酸化炭素の発泡を利用してヒケが
防止されているため、表面転写性が良く、表面外観に優
れ、寸法精度の高い偏肉成形品が歩留まり良く、容易に
得られる。また、可塑剤として用いた二酸化炭素は成形
後に大気中に放散し、樹脂の物性には影響を及ぼさない
ため、樹脂本来の強度が保持される。よって、薄肉、軽
量化が要求されるモバイル電子機器のハウジング等とし
て、良好な樹脂成形品をより安価に提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例で用いた金型及びガス供給装置
の構成を示す概略図である。

【符号の説明】

１ダイレクトゲート２スプルー３ベントスリット４ベント５ベントから金型外に通じる穴６Ｏリング７液化二酸化炭素を充填したボンベ８加温器９減圧弁１０ガス溜１１供給用電磁弁１２開放用電磁弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】気泡のない薄肉部と気泡を有する厚肉部
とを有する偏肉成形品の射出成形法であって、二酸化炭
素を０．２重量％以上溶解させた溶融熱可塑性樹脂を、
フローフロントで発泡しない圧力以上にガスで加圧した
金型キャビティ内に射出し、薄肉部の樹脂が固化するま
で樹脂が発泡しない圧力以上に樹脂を加圧し、その後、
厚肉部の樹脂が発泡する圧力まで樹脂にかけた圧力を開
放し、成形することを特徴とする偏肉成形品の射出成形
法。
【請求項２】上記薄肉部の肉厚が１．５ｍｍ以下で、
厚肉部の肉厚が該薄肉部の２倍以上である請求項１に記
載の偏肉成形品の射出成形法。
【請求項３】金型キャビティを加圧するガスが二酸化
炭素である請求項１または２に記載の偏肉成形品の射出
成形法。
【請求項４】熱可塑性樹脂に溶解させる二酸化炭素量
が０．２重量％以上、５重量％以下である請求項１〜３
のいずれかに記載の偏肉成形品の射出成形法。