JP2003320556A - Surface modifying injection molding method - Google Patents

Surface modifying injection molding method

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JP2003320556A
JP2003320556A JP2002129507A JP2002129507A JP2003320556A JP 2003320556 A JP2003320556 A JP 2003320556A JP 2002129507 A JP2002129507 A JP 2002129507A JP 2002129507 A JP2002129507 A JP 2002129507A JP 2003320556 A JP2003320556 A JP 2003320556A
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JP
Japan
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resin
gas
mold cavity
injection molding
modifier
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JP2002129507A
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Japanese (ja)
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Masahiro Oshima
正裕 大嶋
Kazuharu Yasuda
和治 安田
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Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1701Component parts, details or accessories; Auxiliary operations using a particular environment during moulding, e.g. moisture-free or dust-free
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/1703Introducing an auxiliary fluid into the mould
    • B29C45/174Applying a pressurised fluid to the outer surface of the injected material inside the mould cavity, e.g. for preventing shrinkage marks

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a novel injection molding method enabling modification of the surface of a molded article at the same time with injection molding and to efficiently and inexpensively manufacture the molded article of which the surface portion alone is so modified as to have necessary properties, without using a resin mixed with a modifier beforehand. <P>SOLUTION: The modifier is dissolved or dispersed in a pressure gas having solubility to a molten resin to be injected. The gas is poured into a mold cavity and then the molten resin is injected thereinto. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、成形品表面の改質
を成形と同時に行うことができる表面改質射出成形法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a surface-modified injection molding method capable of modifying the surface of a molded article simultaneously with molding.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば成形品の着色は、予め着色
材料を混合した溶融樹脂を用いて射出成形を行うか、成
形品に塗装を施すことで行われている。また、成形品へ
の帯電防止性の付与や電磁波シールド性の付与なども、
帯電防止材料や電磁波シールド材料を予め混合した溶融
樹脂を用いて射出成形を行うか、得られた成形品に帯電
防止材料を塗布したり、金属系の塗装を施すことなどで
行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a molded product is colored by injection molding using a molten resin mixed with a coloring material in advance or by painting the molded product. In addition, imparting antistatic properties and electromagnetic wave shielding properties to molded products,
It is performed by injection molding using a molten resin in which an antistatic material or an electromagnetic wave shielding material is premixed, or by applying an antistatic material to the obtained molded product or by applying a metallic coating.

【0003】一方、熱可塑性樹脂を用いた成形におい
て、該樹脂への溶解度が、樹脂の固化温度において空気
及び/又は窒素の2倍以上であるガス体を用い、このガ
ス体を注入した金型キャビティに溶融樹脂を射出して成
形を行うことが知られている(特開平10―12878
3号公報)。また、金型キャビティ内にガス体を充填し
ておく方法としては、カウンタープレッシャー法とよば
れる、発泡成形における成形体表面の外観改良を目的と
した方法もある。
On the other hand, in molding using a thermoplastic resin, a gas body whose solubility in the resin is at least twice that of air and / or nitrogen at the solidification temperature of the resin is used, and a mold into which this gas body is injected is used. It is known to inject a molten resin into a cavity for molding (Japanese Patent Laid-Open No. 10-12878).
3 gazette). In addition, as a method for filling the mold cavity with a gas body, there is a method called a counter pressure method for improving the appearance of the surface of the molded body in foam molding.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の着色、帯電防止性や電磁波シールド性の付与など
は、これらの改質に必要な改質材を予め溶融樹脂に混合
して施す場合、使用樹脂全体に改質材を混合することに
なるので、改質材の消費量が多くなるだけでなく、改質
材の種類によっては、添加量が多くなると成形品の物性
が低下しやすくなる問題がある。また、成形品に後から
塗装を施す場合、上記使用樹脂全体に添加する場合に比
して改質材の消費量は少なくて済むが、製造工程数が増
え、コストが高くなる問題がある。
However, the above-mentioned conventional coloring, imparting antistatic property and electromagnetic wave shielding property, etc. are used when a modifying agent necessary for modifying these is mixed in advance with a molten resin. Since the modifier is mixed with the entire resin, not only will the consumption of the modifier increase, but depending on the type of modifier, the physical properties of the molded product will tend to deteriorate as the amount added increases. There is. Further, when the molded product is later coated, the consumption of the modifier is smaller than that when it is added to the entire resin used, but there is a problem that the number of manufacturing steps increases and the cost increases.

【0005】一方、樹脂への溶解度の高いガス体を金型
キャビティに注入して行う従来の射出成形法は、金型キ
ャビティ内に注入された溶融樹脂の表面にガス体を溶解
させて固化温度を下げ、金型表面転写性を向上させよう
とするものである。
On the other hand, in a conventional injection molding method in which a gas body having a high solubility in a resin is injected into a mold cavity, the gas body is melted on the surface of the molten resin injected into the mold cavity to set the solidification temperature. To lower the mold surface transfer property.

【0006】更に説明すると、一般の射出成形において
は、熱伝導性が金属材料などに比べて著しく低い高分子
材料である樹脂材料を短時間で冷却・固化するために、
通常、金型の温度は成形樹脂の固化温度よりも十分に低
い温度に保たれる。しかしながら、樹脂の固化温度より
も金型温度が低く設定されていることにより、樹脂流動
先端部(フローフロント)付近で金型に接触した樹脂
は、急激に冷却され粘度が高くなると共に、金型キャビ
ティに樹脂が満たされる前に、金型表面に低い圧力で押
しつけられた状態で固化するため、金型表面状態を高度
に成形品表面に転写することが困難となる。
To further explain, in general injection molding, in order to cool and solidify a resin material which is a polymer material whose thermal conductivity is significantly lower than that of a metal material, in a short time,
Usually, the mold temperature is kept sufficiently lower than the solidification temperature of the molding resin. However, since the mold temperature is set lower than the solidification temperature of the resin, the resin that comes into contact with the mold near the resin flow front end (flow front) is rapidly cooled and the viscosity increases, and Before the cavity is filled with resin, it solidifies while being pressed against the mold surface with a low pressure, so that it becomes difficult to transfer the mold surface state to the surface of the molded article to a high degree.

【0007】これらの課題を解決するために、前記特開
平10―128783号公報では、樹脂に対する溶解性
に優れた炭酸ガスを金型キャビティに充填しておくこと
によって、樹脂充填工程中の樹脂の固化や粘度上昇を防
止しようとしたものである。射出成形では、樹脂は金型
キャビティ内を常に層流で流れ、冷却された金型壁面に
接触するとその界面に固化層が形成され、後から充填さ
れる樹脂はその固化層の内側を流動して前進し、樹脂流
動先端部(フローフロント)に達してから金型壁面に向
かうファウンテンフローとよばれる流動挙動を一般に示
す。金型キャビティを二酸化炭素のような樹脂に溶解し
やすい特定ガス体で満たしてから溶融樹脂を金型キャビ
ティ内に充填すると、上記ファウンテンフローによって
金型キャビティ内のガス体が成形品の表皮層に溶解する
と考えられる。この成形品の表皮層に溶解したガス体は
可塑剤として作用し、樹脂表面のみ固化温度を低下させ
たり、樹脂の溶融粘度を低下させ、結果として成形品の
金型表面転写性を著しく改良することができるようにな
る。
In order to solve these problems, in Japanese Patent Laid-Open No. 10-128783, the mold cavity is filled with carbon dioxide gas having excellent solubility in the resin, so that the resin in the resin filling step is It is intended to prevent solidification and increase in viscosity. In injection molding, the resin always flows in a laminar flow in the mold cavity, and when it contacts the cooled mold wall surface, a solidified layer is formed at its interface, and the resin filled later flows inside the solidified layer. In general, a flow behavior called a fountain flow that advances toward a resin flow front end (flow front) and reaches a mold wall surface is shown. When the mold cavity is filled with a specific gas that is easily dissolved in resin such as carbon dioxide and then the molten resin is filled in the mold cavity, the gas body in the mold cavity becomes the skin layer of the molded product due to the fountain flow. It is thought to dissolve. The gas body dissolved in the skin layer of this molded article acts as a plasticizer, lowering the solidification temperature only on the resin surface or lowering the melt viscosity of the resin, resulting in a marked improvement in the mold surface transferability of the molded article. Will be able to.

【0008】上記のように、樹脂への溶解度の高いガス
体を金型キャビティに注入して行う従来の射出成形法
は、金型キャビティ内にガス体を予め充填しておく方法
ではあるが、得られる成形品の表面を改質しようとする
ものではない。
As described above, the conventional injection molding method of injecting a gas body having a high solubility in resin into the mold cavity is a method of pre-filling the mold body with the gas body. It is not intended to modify the surface of the obtained molded product.

【0009】また、カウンタープレッシャー法は、発泡
剤や水分を含有する発泡性樹脂の射出成形において、発
泡ガスによる成形品表面のスワールマーク等の表面不良
を防止するため、予め不活性ガス体を金型内に充填され
る材料が樹脂充填時に発泡できない圧力で充填しておく
方法である。この方法では、樹脂表面が酸化劣化や改質
しないような不活性なガス、すなわち窒素、空気、二酸
化炭素が選択され、中でも経済的な圧縮空気が用いられ
ている。
In the counter pressure method, in order to prevent surface defects such as swirl marks on the surface of the molded product due to foaming gas in the injection molding of a foaming resin containing a foaming agent and water, an inert gas body is previously charged with gold. This is a method in which the material to be filled in the mold is filled with a pressure that prevents foaming when filling the resin. In this method, an inert gas that does not cause oxidative deterioration or modification of the resin surface, that is, nitrogen, air, or carbon dioxide is selected, and economical compressed air is used among them.

【0010】上記のように、従来のカウンタープレッシ
ャー法も、金型キャビティ内にガス体を予め充填してお
く方法ではあるが、得られる成形品の表面を改質しよう
とするものではない。
As described above, the conventional counter pressure method is also a method of preliminarily filling the mold cavity with a gas, but it is not intended to modify the surface of the obtained molded product.

【0011】本発明は、射出成形と同時に成形品の表面
を改質できる新たな射出成形方法を提供し、予め改質材
を混合した樹脂を用いることなく、表面部分のみを必要
な性状に改質した成形品を効率よく安価に製造できるよ
うにすることを目的とする。
The present invention provides a new injection molding method capable of modifying the surface of a molded product at the same time as injection molding, and only the surface portion is modified to a required property without using a resin mixed with a modifying material in advance. It is an object of the present invention to enable a quality molded product to be efficiently and inexpensively manufactured.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、射出する溶融
樹脂に対して溶解性を有する加圧ガスを、改質材のキャ
リア及び改質促進材料として利用するもので、射出する
溶融樹脂に対して溶解性を有する加圧ガスを用い、改質
材を溶解又は分散させた該加圧ガスを金型キャビティ内
に注入し、次いで該金型キャビティ内に溶融樹脂を射出
することにより、改質材により表面改質が施された成形
品を得ることを特徴とする表面改質射出成形法を提供す
るものである。
According to the present invention, a pressurized gas having a solubility in a molten resin to be injected is used as a carrier of a reforming agent and a reforming accelerating material. In contrast, a pressurized gas having solubility is used, the pressurized gas in which the modifier is dissolved or dispersed is injected into the mold cavity, and then a molten resin is injected into the mold cavity. The present invention provides a surface-modified injection molding method, which is characterized in that a molded product surface-modified with a quality material is obtained.

【0013】上記本発明は、加圧ガスを超臨界流体とし
て金型キャビティ内に注入すること、加圧ガスが二酸化
炭素であること、加圧ガスに溶解又は分散させた改質材
が、着色材料、帯電防止材料、電磁波シールド材料又は
耐候材料であること、加圧ガスに溶解又は分散させた改
質材が樹脂材料であること、加圧ガスに溶解又は分散さ
せた改質材が無機材料であること、をその好ましい態様
として含むものである。
In the above invention, the pressurized gas is injected as a supercritical fluid into the mold cavity, the pressurized gas is carbon dioxide, and the modifier dissolved or dispersed in the pressurized gas is colored. Material, antistatic material, electromagnetic wave shielding material or weather resistant material, modifying material dissolved or dispersed in pressurized gas is a resin material, modified material dissolved or dispersed in pressurized gas is an inorganic material Is included as a preferred embodiment.

【0014】尚、本発明において改質とは、物理的性質
を変えること及び化学的性質を変えることの他、色を変
えること(着色)をも含むものである。
The modification in the present invention includes not only changing the physical properties and chemical properties but also changing the color (coloring).

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明で射出成形材料として使用
される樹脂は、一般の射出成形で使用する熱可塑性樹脂
である。具体例としては、ポリスチレンやゴム補強ポリ
スチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体(SA
N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(AE
S)、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)、変性ポリフェニレン
エーテル(m−PPE)等のスチレン系樹脂、ポリメチ
ルメタクリレート(PMMA)などのアクリル系樹脂、
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)などのオレフィ
ン系樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどの
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などの塩化ビニル系
共重合樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PETP、
PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBTP、P
BT)など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などのポリカーボネー
ト系樹脂、ポリアミド66、ポリアミド6、ポリアミド
46など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などのポリア
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(PE
I)、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)などの
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)
などのセルロース誘導体、液晶ポリマー、液晶アロマチ
ックポリエステルなど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(TSB
C)、熱可塑性ポリオレフィンエラストマー(TP
O)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPE
E)、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)などの熱
可塑性エラストマーを用いることもできる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The resin used as an injection molding material in the present invention is a thermoplastic resin used in general injection molding. Specific examples include polystyrene, rubber-reinforced polystyrene, and styrene-acrylonitrile copolymer (SA
N resin), acrylonitrile-butyl acrylate rubber-styrene copolymer (AAS resin), acrylonitrile-ethylene propyl rubber-styrene copolymer (AE
S), acrylonitrile-polyethylene chloride-styrene copolymer (ACS), ABS resin (for example, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene-alphamethylstyrene copolymer, acrylonitrile-methylmethacrylate-).
Styrene resins such as butadiene-styrene copolymer), modified polyphenylene ether (m-PPE), acrylic resins such as polymethylmethacrylate (PMMA),
Olefin resin such as low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), vinyl chloride resin such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, ethylene vinyl chloride vinyl acetate copolymer, ethylene vinyl chloride Vinyl chloride copolymer resin such as copolymer, polyethylene terephthalate (PET,
PET), polybutylene terephthalate (PBTP, P
Polyester resin such as BT), polycarbonate (PC), polycarbonate resin such as modified polycarbonate, polyamide resin such as polyamide 66, polyamide 6, polyamide 46, polyacetal (POM) such as polyoxymethylene copolymer and polyoxymethylene homopolymer ) Resins, other engineering resins, super engineering resins such as polyether sulfone (PES), polyether imide (PE)
I), thermoplastic polyimide (TPI), polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEE)
K), polyphenylene sulfide (PSU), etc., as well as cellulose acetate (CA), cellulose acetate butyrate (CAB), ethyl cellulose (EC)
Examples thereof include liquid crystal polymers such as cellulose derivatives, liquid crystal polymers, and liquid crystal aromatic polyesters.
In addition, thermoplastic polyurethane elastomer (TPU),
Thermoplastic styrene butadiene elastomer (TSB
C), thermoplastic polyolefin elastomer (TP
O), thermoplastic polyester elastomer (TPE
E), thermoplastic vinyl chloride elastomer (TPVC),
A thermoplastic elastomer such as a thermoplastic polyamide elastomer (TPAE) can also be used.

【0016】本発明で射出成形材料として使用する樹脂
は、上記熱可塑性樹脂の一種を用いるほか、上記熱可塑
性樹脂の二種以上のブレンド体を用いたり、ガラス繊維
のような充填材及び/又は添加材等を含有させたもので
も良い。
The resin used as an injection molding material in the present invention may be one of the above-mentioned thermoplastic resins, a blend of two or more of the above-mentioned thermoplastic resins, a filler such as glass fiber and / or a filler. It may contain an additive material or the like.

【0017】本発明で加圧ガスとして用いるガスとして
は、射出する溶融樹脂に対して溶解性を有するガスが用
いられる。ガスは、射出する溶融樹脂に対する溶解度が
高いものが好ましく、具体的には、使用する樹脂に対す
る溶解度が、当該樹脂の固化温度において窒素の2倍以
上であるものが好ましい。具体的には、二酸化炭素、メ
タン、エタン、プロパンなどの炭化水素及びその一部の
水素をフッ素などで置換したフロンなどであり、使用す
る樹脂により最適な物が選択される。この中で二酸化炭
素は安全性、価格、取り扱い易さ、環境に対する影響の
点で最も良好に使用できる。
As the gas used as the pressurized gas in the present invention, a gas having a solubility in the injected molten resin is used. The gas preferably has a high solubility in the molten resin to be injected, and specifically, a gas having a solubility in the resin to be used that is twice or more that of nitrogen at the solidification temperature of the resin is preferable. Specifically, it is a hydrocarbon such as carbon dioxide, methane, ethane, or propane, and a chlorofluorocarbon in which a part of hydrogen is replaced with fluorine, and an optimum one is selected depending on the resin used. Among them, carbon dioxide can be best used in terms of safety, price, handling, and environmental impact.

【0018】上記樹脂の固化温度は、非結晶性樹脂では
ガラス転移温度、結晶性樹脂では結晶化開始温度をい
う。非相溶系ポリマーアロイにおいては、海島構造の海
を構成する樹脂のガラス転移温度又は結晶化開始温度で
ある。ここで、結晶性樹脂の結晶化開始温度は、示差熱
量計を用いて樹脂を成形時の温度まで加熱して溶融させ
た後、20℃/分の速度で冷却し、樹脂の結晶化による
発熱が最初に認められる温度をいう。
The solidification temperature of the above resin means a glass transition temperature for an amorphous resin and a crystallization start temperature for a crystalline resin. In the incompatible polymer alloy, it is the glass transition temperature or the crystallization start temperature of the resin forming the sea of the sea-island structure. Here, the crystallization start temperature of the crystalline resin is determined by heating the resin to a temperature at the time of molding using a differential calorimeter to melt the resin, and then cooling at a rate of 20 ° C./min to generate heat due to crystallization of the resin. Refers to the temperature that is first observed.

【0019】本発明において、溶融樹脂の射出に先立っ
て金型キャビテイに注入される加圧ガスは、後述する改
質材が溶解又は分散されて金型キャビティに注入される
もので、改質材のキャリアとしての働きの他、金型キャ
ビティ内に射出された溶融樹脂の表面に溶解することに
より、溶解又は分散されている改質材を樹脂表面に取り
込まれやすくし、表面改質を促進する働きをなす。
In the present invention, the pressurized gas which is injected into the mold cavity prior to the injection of the molten resin is the one in which the modifying agent described later is dissolved or dispersed and is injected into the mold cavity. In addition to acting as a carrier for the molten resin, it dissolves on the surface of the molten resin injected into the mold cavity to facilitate the incorporation of the dissolved or dispersed modifier into the resin surface, thus promoting surface modification. Play a role.

【0020】金型キャビティに圧入する加圧ガスの圧力
は、高い圧力ほど金型内に充填される樹脂表面に多く吸
収され、加圧ガスに溶解又は分散した改質材も同時に多
く樹脂の表面に取り込ませることができる。従って、得
られる成形体表面を高度に改質するためには、加圧ガス
の圧力が高いことが好ましい。しかし、圧力が高すぎる
と、加圧ガスを充填するための金型キャビティのシール
が困難となったり、金型キャビティに注入された加圧ガ
スの圧力による金型を開こうとする力が無視できなくな
ったりするため、20MPa以下が実用的であり、好ま
しくは15MPa以下、更に好ましくは10MPa以下
である。ガス圧は、低いほど設備的な簡便性、経済性が
高いので、必要な表面改質が得られる範囲で低い圧力に
押さえることが好ましい。加圧ガスの圧力が低すぎる
と、加圧ガスが樹脂表面に溶解しにくくなり、成形品表
面の改質度が低下しやすくなることから、ガス圧の下限
は、使用樹脂へのガスの溶解度にもよるが、使用樹脂の
固化温度において、平衡状態で0.1重量%樹脂に溶解
する圧力であり、好ましくは0.5重量%溶解する圧
力、更に好ましくは2重量%樹脂に溶解する圧力であ
る。
The higher the pressure of the pressurized gas pressed into the mold cavity is, the more the surface of the resin filled in the mold is absorbed, and the more the modifier is dissolved or dispersed in the pressurized gas, the surface of the resin. Can be taken into account. Therefore, in order to highly modify the surface of the obtained molded body, it is preferable that the pressure of the pressurized gas is high. However, if the pressure is too high, it will be difficult to seal the mold cavity for filling the pressurized gas, and the force of the pressurized gas injected into the mold cavity to open the mold will be ignored. Since it becomes impossible to do so, 20 MPa or less is practical, preferably 15 MPa or less, more preferably 10 MPa or less. The lower the gas pressure, the more convenient and economical the facility is. Therefore, it is preferable to keep the gas pressure as low as possible within the range where the required surface modification can be obtained. If the pressure of the pressurized gas is too low, it will be difficult for the pressurized gas to dissolve on the resin surface, and the degree of modification of the surface of the molded product will easily decrease.Therefore, the lower limit of gas pressure is the solubility of the gas in the resin used. Depending on the solidification temperature of the resin used, the pressure is a pressure at which 0.1 wt% resin is dissolved at equilibrium, preferably a pressure at which 0.5 wt% is dissolved, and more preferably a pressure at which 2 wt% resin is dissolved. Is.

【0021】改質材は、加圧ガスに溶解させておいても
分散させておいてもよいが、改質材を加圧ガスに溶解さ
せる場合、溶解量が顕著に現れるガス圧と温度が好まし
い。すなわち、改質材が使用ガスの超臨界状態の時に大
きな溶解度を示す場合は、加圧ガスは超臨界状態となる
圧力と温度以上であることが好ましい。加圧ガスとして
二酸化炭素を用いる場合は、二酸化炭素が超臨界状態と
なる31℃、73atm(7.4MPa)以上であるこ
とが好ましい。
The modifier may be dissolved or dispersed in the pressurized gas. However, when the modifier is dissolved in the pressurized gas, the gas pressure and temperature at which the amount of dissolved material appears remarkably becomes large. preferable. That is, when the modifier exhibits a large solubility when the used gas is in the supercritical state, it is preferable that the pressurized gas has a pressure and temperature higher than the supercritical state. When carbon dioxide is used as the pressurized gas, it is preferable that the carbon dioxide is in a supercritical state at 31 ° C. and 73 atm (7.4 MPa) or higher.

【0022】加圧ガスを金型キャビティに圧入するに際
しては、加圧ガスを金型キャビティ内に圧入する前に金
型キャビティ内に存在する空気は、真空ポンプで吸引し
たり、圧入ガスで置換することが好ましい。ただし、加
圧ガスの圧力が高い場合は、金型キャビティに残存する
空気を無視することができる。
When pressurizing the pressurizing gas into the mold cavity, the air existing in the mold cavity before pressurizing the pressurizing gas into the mold cavity is sucked with a vacuum pump or replaced with the pressurizing gas. Preferably. However, when the pressure of the pressurized gas is high, the air remaining in the mold cavity can be ignored.

【0023】改質材が溶解又は分散した加圧ガスの注入
時には、金型キャビティはシールされており、注入した
加圧ガスの漏れを抑制することが好ましいが、加圧ガス
が注入された金型キャビティへ溶融樹脂を射出充填した
後は、金型キャビティから残留する加圧ガスを放出し、
射出された溶融樹脂を金型キャビティ面に十分押し付け
られるようにすることが好ましい。溶融樹脂の射出充填
後の加圧ガスの放出は、金型キャビティに通じる放出路
のバルブを開き、金型キャビティを大気に開放すること
によって行うことができる。また、上記加圧ガスの放出
と共に、金型キャビティ内の溶融樹脂に樹脂保圧を加
え、成形品表面が固化するまで金型キャビティ内の樹脂
を金型キャビティ面に押し付ける十分な圧力を与えるこ
とが望ましい。
When the pressurized gas in which the modifier is dissolved or dispersed is injected, the mold cavity is sealed and it is preferable to suppress the leakage of the injected pressurized gas. After injecting the molten resin into the mold cavity, release the pressurized gas remaining from the mold cavity,
It is preferable that the injected molten resin can be sufficiently pressed against the mold cavity surface. The release of the pressurized gas after the injection filling of the molten resin can be performed by opening the valve of the release path leading to the mold cavity and opening the mold cavity to the atmosphere. In addition to releasing the above pressurized gas, a resin holding pressure is applied to the molten resin in the mold cavity to give sufficient pressure to press the resin in the mold cavity against the mold cavity surface until the surface of the molded product is solidified. Is desirable.

【0024】樹脂表層に取り込まれた改質材は、表皮層
の固化により、表皮層に定着され、樹脂に溶解したガス
体は、樹脂の成形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。結果として、改質材が成形品表面
に残り、表面改質が成された成形体を得ることができ
る。
The modifier incorporated into the surface layer of the resin is fixed on the surface layer due to the solidification of the surface layer, and the gas body dissolved in the resin gradually becomes air if the molded product is left in the air after molding of the resin. Dissipate in. As a result, the modifier remains on the surface of the molded article, and a surface-modified molded article can be obtained.

【0025】改質材を溶解又は分散させたガス体を金型
キャビティに供給、排出する装置、ガス配管及び金型
は、ガス体の液化を防ぐための対策をとることが望まし
い。ガス体は、好ましくは超臨界状態となるガス圧、温
度に設定することが更に好ましい。ガス体の液化防止の
方法としては、ガスを加温することが有効である。ガス
体の加熱は、加温器等により所定の温度に設定すること
が望ましく、ガス体の流路や金型の温度もガス体の臨界
温度以上に設定することが好ましい。
It is desirable to take measures to prevent the liquefaction of the gas body in the device for supplying and discharging the gas body in which the modifier is dissolved or dispersed in the mold cavity, the gas pipe and the mold. It is more preferable that the gas body is set to a gas pressure and a temperature at which it is preferably in a supercritical state. As a method for preventing the liquefaction of the gas body, it is effective to heat the gas. The heating of the gas body is preferably set to a predetermined temperature with a warmer or the like, and the temperature of the flow path of the gas body or the mold is also preferably set to the critical temperature of the gas body or higher.

【0026】金型キャビティ内に加圧ガスを充満させや
すくするためには、カウンタープレッシャー法で用いら
れる気密金型を利用することが好ましい。この気密金型
は、パーティング面や各プレート間がOリングでシール
されており、金型キャビティに連通する突き出しピンな
どの可動ピンの周囲もOリングでシールされて、金型キ
ャビティが密閉されており、金型キャビティ内からの加
圧ガスの逃げを防止することができる。また、突き出し
ピン周囲の隙間からのガス漏れ防止には、突き出しプレ
ート全体を覆ってシールするエジェクタボックスを設け
たものもある。
In order to easily fill the mold cavity with the pressurized gas, it is preferable to use an airtight mold used in the counter pressure method. In this airtight mold, the parting surface and the space between the plates are sealed by O-rings, and the periphery of the movable pins such as the protruding pins that communicate with the mold cavity are also sealed by the O-rings to seal the mold cavity. Therefore, escape of the pressurized gas from the mold cavity can be prevented. Further, in order to prevent gas leakage from the gap around the protrusion pin, there is also a device provided with an ejector box which covers and seals the entire protrusion plate.

【0027】改質材を含んだガス体は、一般に金型キャ
ビティのガス抜きに用いられる箇所から金型キャビティ
に容易に注入することができる。具体的には、金型キャ
ビティ外周のパーティング面に設けたスリット、金型入
れ子や突き出しピンの隙間、金型キャビティ面に設けた
固定ピンと金型との隙間、多孔質焼結体でできた入れ
子、金型キャビティ面に設置した可動式のポペット弁な
どを介して容易に注入することができる。
The gas body containing the modifier can be easily injected into the mold cavity from a location generally used for degassing the mold cavity. Specifically, slits provided on the parting surface on the outer periphery of the mold cavity, gaps between mold inserts and protruding pins, gaps between fixed pins provided on the mold cavity surface and the mold, and porous sintered body It can be easily injected through a nest, a movable poppet valve installed on the mold cavity surface, and the like.

【0028】また、改質材を金型キャビティに同伴する
ガス体は、単体で用いても良いが、改質材の溶解量、分
散性を上げるために、混合体を用いることもできる。具
体例としては、ガス体として二酸化炭素を用いる場合
に、二酸化炭素を溶解しやすい液体の気化物及び/又は
霧状粒子を含ませることができる。ここでの液体とは、
二酸化炭素の溶解量が大きく、沸点が金型温度以上で、
樹脂に溶解性のある液体で、例えば水、アセトン、メチ
ルエチルケトンなどのケトン類、エチルアルコールなど
のアルコール類や種々の極性溶剤などが使用できる。
Further, the gas body for accommodating the modifier in the mold cavity may be used alone, but a mixture may be used in order to increase the amount of the modifier dissolved and the dispersibility. As a specific example, when carbon dioxide is used as the gas body, a liquid vaporized substance and / or atomized particles that easily dissolve carbon dioxide can be included. The liquid here is
The amount of dissolved carbon dioxide is large, the boiling point is above the mold temperature,
It is a liquid that is soluble in a resin, and for example, water, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, alcohols such as ethyl alcohol, and various polar solvents can be used.

【0029】本発明で使用される改質材としては、成形
品表面を着色する着色材料(染料、顔料)、帯電防止材
料、電磁波シールド特性を有する導電体、樹脂材料、無
機材料、耐候性材料などが挙げられる。これらの改質材
は、単体又は混合物として用いることができる。
Examples of the modifier used in the present invention include coloring materials (dye, pigment) for coloring the surface of molded articles, antistatic materials, electric conductors having electromagnetic wave shielding properties, resin materials, inorganic materials, weather resistant materials. And so on. These modifiers can be used alone or as a mixture.

【0030】着色材料としては、染料と顔料が挙げられ
る。染料としては一般的に使用できるものであれば特に
制限はなく、アゾ染料、アントラキノン染料、インジゴ
及びチオ、インジゴ系染料、可溶化バット染料、硫化染
料、フタロシアニン染料、ニトロ及びニトロソ染料、ア
クリジン染料、アジン染料、アゾメチン染料、ポリメチ
ン染料、ジおよびトリアリルメタン染料などが挙げられ
る。顔料も特に制限はなく、無機顔料、有機顔料いずれ
も用いることができる。無機顔料は、チタン白(酸化チ
タン)、黄鉛(クロム黄)、弁柄などが代表例として挙
げられる。
Examples of coloring materials include dyes and pigments. The dye is not particularly limited as long as it can be generally used, azo dye, anthraquinone dye, indigo and thio, indigo dye, solubilizing vat dye, sulfur dye, phthalocyanine dye, nitro and nitroso dye, acridine dye, Examples include azine dyes, azomethine dyes, polymethine dyes, di- and triallylmethane dyes. The pigment is not particularly limited, either an inorganic pigment or an organic pigment can be used. Typical examples of the inorganic pigments include titanium white (titanium oxide), yellow lead (chrome yellow), and red iron oxide.

【0031】帯電防止材料としては、界面活性剤、カー
ボンブラック、ポリマーアロイ系の材料などが挙げられ
る。界面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル、N,N−ビス(2−ヒ
ドロキシエチル)アルキルアミン、N−2−ヒドロキシ
エチル−N−2−ヒドロキシアルキルアミン、ポリオキ
シエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキ
ルアミン脂肪酸エステル、アルキルジエタノールアマイ
ド等の非イオン系界面活性剤、アルキルスルホン酸塩、
アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルホスフェート
などのアニオン系界面活性剤、テトラアルキルアンモニ
ウム塩、トリアルキルベンゼンアンモニウム塩などのカ
チオン系界面活性剤、アルキルベタイン、アルキルイミ
ダゾリウムベタインなどの両性界面活性剤などが用いら
れる。また、高分子型帯電防止剤としては、ポリエチレ
ンオキシド、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテ
ルアミドイミド、エチレンオキシド/エピクロヒドリン
共重合体、メトキシポリエチレングリコート(メタ)ア
クリレート共重合体などのポリエーテル系高分子型帯電
防止剤、第4級アンモニウム塩含有(メタ)アクリレー
ト共重合体、第4級アンモニウム塩基含有マレイミド共
重合体などの第4級アンモニウム塩系高分子型耐電防止
剤、ポリスチレンスルホン酸ソーダなどが挙げられる。
これらの高分子型帯電防止剤を導電性ポリマーをプラス
チックに練り込んだ永久帯電防止性樹脂を改質材として
用いることもできる。
Examples of the antistatic material include surfactants, carbon black and polymer alloy materials. As the surfactant, glycerin fatty acid ester,
Polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, N, N-bis (2-hydroxyethyl) alkylamine, N-2-hydroxyethyl-N-2-hydroxyalkylamine, polyoxyethylenealkylamine, polyoxy Nonionic surfactants such as ethylene alkyl amine fatty acid ester, alkyl diethanol amide, alkyl sulfonate,
Anionic surfactants such as alkylbenzene sulfonate and alkyl phosphate, cationic surfactants such as tetraalkylammonium salt and trialkylbenzeneammonium salt, and amphoteric surfactants such as alkylbetaine and alkylimidazolium betaine are used. Further, as the polymer type antistatic agent, polyether type polymer type such as polyethylene oxide, polyether ester amide, polyether amide imide, ethylene oxide / epiclohydrin copolymer, methoxy polyethylene glycol (meth) acrylate copolymer, etc. Antistatic agents, quaternary ammonium salt-based (meth) acrylate copolymers, quaternary ammonium salt-based polymer type antistatic agents such as quaternary ammonium salt group-containing maleimide copolymers, and polystyrene sulfonate. To be
A permanent antistatic resin obtained by kneading a conductive polymer with a plastic of any of these high molecular type antistatic agents can also be used as a modifier.

【0032】電磁波シールド材料としては、銀、ニッケ
ル、カーボン、銅などの導電性材料の単体又は混合物、
導電性材料の単体又は混合物を各種樹脂と混練した導電
性塗料を用いることができる。導電性材料の形状として
は、粉末状、繊維状、フレーク状、微粒子状のものなど
が用いられるが、高圧ガス中でに均一に分散又は溶解し
やすい形態が好ましい。分散性、溶解性を上げるため、
必要に応じて導電性材料の一部または表面を改質してお
くこともできる。また、超臨界炭酸ガスに溶解可能な有
機金属錯体を用いて樹脂表面に溶融させ、その後熱処理
にて有機物を遊離させても良い。
As the electromagnetic wave shielding material, a simple substance or a mixture of conductive materials such as silver, nickel, carbon and copper,
A conductive paint obtained by kneading a simple substance or a mixture of conductive materials with various resins can be used. The conductive material may be in the form of powder, fibers, flakes, fine particles, or the like, but it is preferable that it is easily dispersed or dissolved uniformly in high-pressure gas. To improve dispersibility and solubility,
If necessary, a part or surface of the conductive material can be modified. Alternatively, an organic metal complex that can be dissolved in supercritical carbon dioxide may be used to melt the resin on the resin surface, and then the organic matter may be released by heat treatment.

【0033】改質材として樹脂材料を用いる場合、成形
体を構成する樹脂よりも表面硬度、耐候性、摺動性など
の機能が優れる材料を用いることにより、成形体の表面
を改質して当該表面の機能を向上させることができる。
When a resin material is used as the modifier, the surface of the molded product is modified by using a material having functions such as surface hardness, weather resistance and slidability which are superior to those of the resin forming the molded product. The function of the surface can be improved.

【0034】耐候材料としては、一般的な老化防止剤や
紫外線吸収剤などが使用できる。老化防止剤としては、
耐熱性、酸化防止等の目的で使用されるアルドール−α
−ナフチルアミン、フェニル−β−ナフチルアミン、フ
ェニル−α−ナフチルアミン、オクチル化ジフェニルア
ミン、1,2−ジヒドロ−2,2,4−トリメチル・キ
ノリン、フェニル・シクロヘキシル−P−フェニレンジ
アミン、2,6−ジ−t−ブチル−P−クレゾール、
2,5−ジ−t−アミン・ハイドロキノン、2−2'−
メチレン−ビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノ−
ル)、2−2'−メチレン−ビス(4−エチル−6−t
−ブチルフェノ−ル)、4−4'−チオビス−(6−t
−ブチル−m−クレゾール)、チオ尿素誘導体、2−メ
ルカプトベンゾイミダゾール、アルキル化アリールホー
スファイトなどが用いられる。
As the weather resistant material, a general anti-aging agent or ultraviolet absorber can be used. As an anti-aging agent,
Aldol-α used for heat resistance and antioxidant
-Naphthylamine, phenyl-β-naphthylamine, phenyl-α-naphthylamine, octylated diphenylamine, 1,2-dihydro-2,2,4-trimethylquinoline, phenylcyclohexyl-P-phenylenediamine, 2,6-di- t-butyl-P-cresol,
2,5-di-t-amine hydroquinone, 2-2'-
Methylene-bis (4-methyl-6-t-butylpheno-
2-2'-methylene-bis (4-ethyl-6-t)
-Butylphenol), 4-4'-thiobis- (6-t
-Butyl-m-cresol), thiourea derivative, 2-mercaptobenzimidazole, alkylated aryl horse phyte and the like are used.

【0035】改質材は、単体で用いても良いが、成形体
表面との相溶性を上げるための相溶化剤やエントレーナ
ーと共に用いたり、複数種類の改質剤を混合して用いた
り、他の改質材をシリカなどの微粒子状の改質材に表面
に被覆又は付着処理して複合化した改質材を用いても良
い。
Although the modifier may be used alone, it may be used together with a compatibilizer or an entrainer for increasing the compatibility with the surface of the molded product, or may be used by mixing a plurality of modifiers. It is also possible to use a modifier obtained by coating the surface of another modifier with a particulate modifier such as silica or by adhering it to form a composite.

【0036】本発明の成形法を図1及び図2に基づいて
更に具体的に説明する。
The molding method of the present invention will be described more specifically with reference to FIGS. 1 and 2.

【0037】図1は加圧ガスとして二酸化炭素を用いる
場合の加圧ガス供給装置の一例を示す概念図、図2〜図
5は金型構造例を示すもので、図2は金型全体の断面
図、図3は図2におけるA−A断面図、図4は図2にお
けるI部分の拡大図、図5は図2におけるII部分の拡
大図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a pressurized gas supply device when carbon dioxide is used as a pressurized gas, FIGS. 2 to 5 show examples of the mold structure, and FIG. 2 shows the entire mold. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA in FIG. 2, FIG. 4 is an enlarged view of portion I in FIG. 2, and FIG. 5 is an enlarged view of portion II in FIG.

【0038】図1において、1は液化二酸化炭素ボン
ベ、2は昇圧装置、3は加熱器、4はメインタンク、5
は改質材混合装置、6は金型である。
In FIG. 1, 1 is a liquefied carbon dioxide cylinder, 2 is a booster, 3 is a heater, 4 is a main tank, 5
Is a modifier mixing device, and 6 is a mold.

【0039】液化二酸化炭素ボンベ1と昇圧装置2は、
電磁開閉弁7を介して接続されている。電磁開閉弁7を
開放すると、液化二酸化炭素は、液化二酸化炭素ボンベ
1から液体のまま昇圧装置2に供給され、昇圧装置2に
おいて液体状態で昇圧されるようになっている。
The liquefied carbon dioxide cylinder 1 and the booster 2 are
It is connected via an electromagnetic on-off valve 7. When the electromagnetic opening / closing valve 7 is opened, the liquefied carbon dioxide is supplied from the liquefied carbon dioxide cylinder 1 as a liquid to the pressure increasing device 2 and is increased in pressure in the liquid state in the pressure increasing device 2.

【0040】昇圧装置2には、電磁開閉弁8を介して加
熱器3が接続されており、電磁開閉弁8を開放すると、
昇圧装置2で昇圧された液化二酸化炭素が加熱器3に送
られ、ガス化される。この加熱器3以降の二酸化炭素は
ガス化状態に維持されるもので、加熱器3以降は臨界温
度を超える温度に保持されている。
A heater 3 is connected to the booster 2 via an electromagnetic opening / closing valve 8. When the electromagnetic opening / closing valve 8 is opened,
The liquefied carbon dioxide pressurized by the pressure booster 2 is sent to the heater 3 and gasified. The carbon dioxide after the heater 3 is maintained in a gasified state, and the temperature after the heater 3 is maintained at a temperature exceeding the critical temperature.

【0041】加熱器8でガス化された二酸化炭素は、減
圧弁9を介してメインタンク4(必要に応じてサブタン
クを設けることもできる。)に貯留される。このメイン
タンク4内の圧力は、リリーフ弁10及び圧力メーター
11などによって管理できるようになっている。
The carbon dioxide gasified by the heater 8 is stored in the main tank 4 (a sub tank can be provided if necessary) via the pressure reducing valve 9. The pressure in the main tank 4 can be controlled by the relief valve 10 and the pressure meter 11.

【0042】メインタンク4は、電磁開閉弁12を介し
て改質材混合装置5に接続されており、改質材混合装置
5は、電磁開閉弁13を介して金型6に接続されてい
る。メインタンク4に貯留された二酸化炭素ガスは、電
磁開閉弁12,13を開放することにより、改質材混合
装置5において改質材が溶解又は分散され、金型6に供
給されるものとなっている。
The main tank 4 is connected to a reforming material mixing device 5 via an electromagnetic opening / closing valve 12, and the reforming material mixing device 5 is connected to a mold 6 via an electromagnetic opening / closing valve 13. . The carbon dioxide gas stored in the main tank 4 is supplied to the mold 6 by opening or closing the electromagnetic opening / closing valves 12 and 13 so that the modifying material is dissolved or dispersed in the modifying material mixing device 5. ing.

【0043】尚、14は改質材混合装置5内を大気に開
放するための電磁開閉弁、15は改質材混合装置5と電
磁開閉弁13間に接続されたリリーフ弁である。
Reference numeral 14 is an electromagnetic on-off valve for opening the interior of the reforming material mixing device 5 to the atmosphere, and 15 is a relief valve connected between the reforming material mixing device 5 and the electromagnetic on-off valve 13.

【0044】上記図1の加圧ガス供給装置においては、
メインタンク4と金型6間に設けられた改質材混合装置
5で、二酸化炭素ガスへの改質材の溶解又は分散が行わ
れるものとなっているが、改質材の供給は、他の箇所で
行うこともできる。
In the pressurized gas supply device shown in FIG. 1,
The modifier mixing device 5 provided between the main tank 4 and the mold 6 dissolves or disperses the modifier in the carbon dioxide gas. It can also be done at.

【0045】金型6は、図2〜図4に示されるように、
金型キャビティ16の外周にガス供給と排出のためのガ
ス給排用隙間17(実施例で用いた金型は深さ0.05
mm)を有し、このガス給排用隙間17は、その外周側
に位置するガス流路溝18につながっている。また、こ
のガス流路溝18には金型6外に通じるガス流路孔19
が連結されており、このガス流路孔19を介して図1で
説明した加圧ガス供給装置に接続されている。
The mold 6 is, as shown in FIGS.
A gas supply / discharge gap 17 for supplying and discharging gas is provided on the outer periphery of the mold cavity 16 (the mold used in the embodiment has a depth of 0.05).
mm), and the gas supply / discharge gap 17 is connected to the gas flow channel groove 18 located on the outer peripheral side thereof. Further, in the gas flow channel groove 18, a gas flow channel hole 19 communicating with the outside of the mold 6 is provided.
Are connected to each other, and are connected to the pressurized gas supply device described in FIG. 1 through the gas passage holes 19.

【0046】上記ガス流路溝18の外側には、金型キャ
ビティ16を含む内側をシールするためのOリング20
が設けられており、金型6のパーティング面からの加圧
ガスの漏れが防止できるようになっている。また、突き
出しピン21周囲の隙間は、キャビティブロック22と
バックアッププレート23間に挿入されたUパッキン2
4によってシールされている。このUパッキン24とし
ては、日本バルカー工業製「MPR」シリーズを用いる
ことができる。
An O-ring 20 for sealing the inside including the mold cavity 16 is provided outside the gas flow channel groove 18.
Is provided to prevent the pressurized gas from leaking from the parting surface of the mold 6. In addition, the clearance around the protrusion pin 21 has a U packing 2 inserted between the cavity block 22 and the backup plate 23.
Sealed by 4. As the U packing 24, "MPR" series manufactured by Nippon Bulker Industries, Ltd. can be used.

【0047】一方、突き出しピン21周囲の隙間から、
キャビティブロック22とバックアッププレート23間
の隙間を介しての漏れを防止するために、キャビティブ
ロック22とバックアッププレート23間にOリング2
5が介在されている。前記ガス流路孔19は、金型6外
に通じる孔28は、突き出しピン21周囲の隙間と、キ
ャビティブロック22とバックアッププレート23間の
隙間とに入り込んだ加圧ガスを排出できるよう、上記O
リング25の内側で、キャビティブロック22とバック
アッププレート23間の隙間にも通じている。
On the other hand, from the gap around the protrusion pin 21,
In order to prevent leakage through the gap between the cavity block 22 and the backup plate 23, the O-ring 2 is provided between the cavity block 22 and the backup plate 23.
5 is interposed. The gas passage hole 19 has a hole 28 that communicates with the outside of the mold 6 so that the pressurized gas entering the gap around the protrusion pin 21 and the gap between the cavity block 22 and the backup plate 23 can be discharged.
Inside the ring 25, it also communicates with the gap between the cavity block 22 and the backup plate 23.

【0048】本発明による射出成形方法を順次説明す
る。
The injection molding method according to the present invention will be sequentially described.

【0049】まず、図1の液化二酸化炭素ボンベ1から
液化二酸化炭素を昇圧装置2に供給し、昇圧装置2にて
所定の圧力まで昇圧する。次いで、昇圧された液化二酸
化炭素を加熱器3にてガス化し、減圧弁9で所定の圧力
に調整した後、メインタンク4に蓄える。
First, liquefied carbon dioxide is supplied from the liquefied carbon dioxide cylinder 1 of FIG. 1 to the pressure increasing device 2, and the pressure increasing device 2 increases the pressure to a predetermined pressure. Next, the pressurized liquefied carbon dioxide is gasified by the heater 3, adjusted to a predetermined pressure by the pressure reducing valve 9, and then stored in the main tank 4.

【0050】上記のようにして、加圧二酸化炭素の準備
を整えた後、メインタンク4の下流にある電磁開閉弁1
2を開け、改質材混合装置5へと加圧二酸化炭素を圧入
し、改質材を加圧二酸化炭素に溶解又は分散させ、電磁
開閉弁13を開いて、改質材が溶解又は分散した加圧二
酸化炭素を金型キャビティ16内へと圧入する。
After preparing the pressurized carbon dioxide as described above, the electromagnetic on-off valve 1 located downstream of the main tank 4
2 is opened, pressurized carbon dioxide is pressed into the modifier mixing device 5, the modifier is dissolved or dispersed in the pressurized carbon dioxide, the electromagnetic opening / closing valve 13 is opened, and the modifier is dissolved or dispersed. Pressurized carbon dioxide is pressed into the mold cavity 16.

【0051】改質材は、予め多量に改質材混合装置5に
充填しておいても良いが、加圧二酸化炭素の供給の都
度、適量を改質材混合装置5に供給できるようにしてお
くと、加圧二酸化炭素に溶解又は分散させる改質材の量
を制御しやすいことから好ましい。
A large amount of the modifier may be filled in the modifier mixing device 5 in advance, but an appropriate amount can be supplied to the modifier mixing device 5 each time the pressurized carbon dioxide is supplied. This is preferable because the amount of the modifier to be dissolved or dispersed in the pressurized carbon dioxide can be easily controlled.

【0052】金型キャビテイ16内に圧入された加圧二
酸化炭素は、前記のように、金型キャビティ16がOリ
ング20,25及びUパッキン24でシールされている
ことから、金型キャビティ16内を所定の圧力で満た
し、これに溶解又は分散している改質材も金型キャビテ
ィ16内に留められる。
The pressurized carbon dioxide press-fitted into the mold cavity 16 is inside the mold cavity 16 because the mold cavity 16 is sealed by the O-rings 20 and 25 and the U packing 24 as described above. Is also filled with a predetermined pressure, and the modifying material dissolved or dispersed therein is also retained in the mold cavity 16.

【0053】上記状態で、金型キャビティ16内に溶融
樹脂を射出充填する。この射出充填に伴い、金型キャビ
ティ16内を流動する溶融樹脂の表面に加圧二酸化炭素
が溶け込むと共に、これに溶解又は分散している改質材
も溶融樹脂の表面に取り込まれて表面層を改質する。
In the above state, the mold cavity 16 is filled with the molten resin by injection. Along with this injection filling, pressurized carbon dioxide dissolves in the surface of the molten resin flowing in the mold cavity 16, and the modifier dissolved or dispersed therein is also taken in by the surface of the molten resin to form a surface layer. Reform.

【0054】溶融樹脂の射出充填後は、電磁開閉弁13
を閉じ、その下流側に設けられた余剰ガス取り出し用の
電磁開閉弁(図示されていない)を開放し、金型キャビ
ティ16内、及び各隙間に侵入している余剰の二酸化炭
素を外気に放出するか、所定の回収タンクに回収する。
また、この余剰二酸化炭素の取り出しと共に、金型キャ
ビティ16内に樹脂保圧を加えることにより、良好な型
再現性を得ることができる。
After injection and filling of the molten resin, the electromagnetic on-off valve 13
Closed, and the electromagnetic shut-off valve (not shown) for taking out excess gas provided on the downstream side is opened to release excess carbon dioxide in the mold cavity 16 and each gap to the outside air. Or collect in a specified collection tank.
In addition, good mold reproducibility can be obtained by applying resin holding pressure in the mold cavity 16 together with taking out this excess carbon dioxide.

【0055】上記のようにして得られる成形品は、表層
に改質材が溶解又は埋設され、これによって表面が改質
されたものとなる。
The molded article obtained as described above has the surface modified by dissolving or burying the modifier in the surface layer.

【0056】[0056]

【実施例】以下に実施例を用いて本発明を更に具体的に
説明する。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0057】射出成形に使用した樹脂は、ゴム補強ポリ
スチレン(A&M社製、ポリスチレン8672)であ
る。加圧ガスのガス体としては、純度99%以上の二酸
化炭素を使用した。また、改質材としては、赤色染料で
ある分子量408.51、化学式C26244O、融点
120℃のオイルレッドO(アルドリッチ社製、品番1
9,819−6)を用いた。
The resin used for injection molding is rubber-reinforced polystyrene (A & M, polystyrene 8672). Carbon dioxide having a purity of 99% or more was used as the gas body of the pressurized gas. As a modifier, a red dye having a molecular weight of 408.51, a chemical formula of C 26 H 24 N 4 O, and a melting point of 120 ° C. Oil Red O (manufactured by Aldrich, product number 1)
9,819-6) was used.

【0058】成形機としては、住友重機械工業社製、S
G125Mを使用した。また、金型温度は、60℃、射
出シリンダーは先端を220℃に温度設定した。
As the molding machine, S manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.
G125M was used. The mold temperature was set to 60 ° C, and the tip of the injection cylinder was set to 220 ° C.

【0059】成形品は、厚み2mm、縦120mm、横
60mmの平板とした。
The molded product was a flat plate having a thickness of 2 mm, a length of 120 mm and a width of 60 mm.

【0060】本実施例では、改質材混合装置として、高
圧ガス容器を用いた。この高圧ガス容器内に上記オイル
レッドOの粉体を包み込んだ脱脂綿を挿入し、二酸化炭
素を通過させることで、二酸化炭素に上記オイルレッド
Oを溶解させた。
In this example, a high pressure gas container was used as the modifier mixing device. The absorbent cotton in which the powder of Oil Red O was wrapped was inserted into this high-pressure gas container, and carbon dioxide was passed through to dissolve the oil red O in carbon dioxide.

【0061】次に、射出成形工程を説明する。Next, the injection molding process will be described.

【0062】まず、射出成形機の射出シリンダを前進さ
せ、金型に射出成形シリンダ先端のノズルを押しつけ
(ノズルタッチ)、金型キャビティ内が気密状態となる
ようにした。
First, the injection cylinder of the injection molding machine was moved forward, and the nozzle at the tip of the injection molding cylinder was pressed against the mold (nozzle touch) so that the inside of the mold cavity became airtight.

【0063】次いで、昇圧した二酸化炭素を50℃に加
熱した後に、8.5MPaに減圧し、メインタンクを介
して上記改質材混合装置を通過させ、オイルレッドOを
同伴した二酸化炭素を金型キャビティに圧入した。金型
キャビティへの二酸化炭素の圧入は、金型キャビティ内
が8.5MPaに到達するように行った。
Next, after heating the pressurized carbon dioxide to 50 ° C., the pressure was reduced to 8.5 MPa, and the carbon dioxide accompanied by oil red O was passed through the modifier mixing device through the main tank. Pressed into the cavity. The carbon dioxide was pressed into the mold cavity so that the inside of the mold cavity reached 8.5 MPa.

【0064】二酸化炭素の圧入後、金型キャビティ内に
樹脂温度220℃に設定した溶融樹脂を充填し、樹脂保
圧を与えると同時に金型内の二酸化炭素を金型外に解放
し、冷却固化後、成形品を取り出した。
After the carbon dioxide was pressed in, the mold cavity was filled with a molten resin whose resin temperature was set at 220 ° C., and the resin holding pressure was given, and at the same time, the carbon dioxide in the mold was released outside the mold to be cooled and solidified. After that, the molded product was taken out.

【0065】得られた成形品は、表面が赤色に着色され
たものであった。
The surface of the obtained molded product was colored red.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】加圧ガスとして二酸化炭素を用いる場合の加圧
ガス供給装置の一例を示す概念図である。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a pressurized gas supply device when carbon dioxide is used as a pressurized gas.

【図2】金型全体の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the entire mold.

【図3】図2におけるA−A断面図である。3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【図4】図2におけるI部分の拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a portion I in FIG.

【図5】図2におけるII部分の拡大図である。5 is an enlarged view of a portion II in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液化二酸化炭素ボンベ 2 昇圧装置 3 加熱器 4 メインタンク 5 改質材混合装置 6 金型 7 電磁開閉弁 8 電磁開閉弁 9 減圧弁 10 リリーフ弁 11 メーター 12 電磁開閉弁 13 電磁開閉弁 14 電磁開閉弁 15 リリーフ弁 16 金型キャビティ 17 ガス給排用隙間 18 ガス流路溝 19 ガス流路孔 20 Oリング 21 突き出しピン 22 キャビティブロック 23 バックアッププレート 24 Uパッキン 25 Oリング 1 Liquefied carbon dioxide cylinder 2 booster 3 heater 4 main tank 5 modifier mixing device 6 mold 7 solenoid valve 8 solenoid valve 9 Pressure reducing valve 10 relief valve 11 meters 12 solenoid valve 13 solenoid valve 14 solenoid valve 15 relief valve 16 mold cavity 17 Gas supply / discharge gap 18 gas flow channels 19 Gas channel hole 20 O-ring 21 protruding pin 22 Cavity block 23 Backup plate 24 U packing 25 O-ring

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Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 射出する溶融樹脂に対して溶解性を有す
る加圧ガスを用い、改質材を溶解又は分散させた該加圧
ガスを金型キャビティ内に注入し、次いで該金型キャビ
ティ内に溶融樹脂を射出することにより、改質材により
表面改質が施された成形品を得ることを特徴とする表面
改質射出成形法。
1. A pressurizing gas having a solubility to an injected molten resin is used, the pressurizing gas in which a modifier is dissolved or dispersed is injected into a mold cavity, and then inside the mold cavity. A surface-modified injection molding method, characterized in that a molded product whose surface is modified by a modifier is obtained by injecting a molten resin into the surface.
【請求項2】 加圧ガスを超臨界流体として金型キャビ
ティ内に注入することを特徴とする請求項1に記載の表
面改質射出成形法。
2. The surface modified injection molding method according to claim 1, wherein a pressurized gas is injected as a supercritical fluid into the mold cavity.
【請求項3】 加圧ガスが二酸化炭素であることを特徴
とする請求項1又は2に記載の表面改質射出成形法。
3. The surface-modified injection molding method according to claim 1, wherein the pressurized gas is carbon dioxide.
【請求項4】 加圧ガスに溶解又は分散させた改質材
が、着色材料、帯電防止材料、電磁波シールド材料又は
耐候材料であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か1項に記載の表面改質射出成形法。
4. The modifying material dissolved or dispersed in a pressurized gas is a coloring material, an antistatic material, an electromagnetic wave shielding material or a weather resistant material, according to any one of claims 1 to 3. The surface-modified injection molding method described.
【請求項5】 加圧ガスに溶解又は分散させた改質材が
樹脂材料であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か1項に記載の表面改質射出成形法。
5. The surface modification injection molding method according to claim 1, wherein the modifying material dissolved or dispersed in the pressurized gas is a resin material.
【請求項6】 加圧ガスに溶解又は分散させた改質材が
無機材料であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
か1項に記載の表面改質射出成形法。
6. The surface-modified injection molding method according to claim 1, wherein the modifying material dissolved or dispersed in the pressurized gas is an inorganic material.
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