JP3672381B2 - 成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料樹脂と添加助剤を混合した成形品を得るにあたり、コンパウンド工程を経ることなく、添加材として添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物を、射出成形段階で直接射出成形機に、原料樹脂に対して一定割合で供給することによる成形品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、射出成形による成形品製造において、添加材として用いる添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物を予め原料樹脂と混合してペレット化(コンパウンド工程と呼ばれる)した添加助剤配合ペレットを用いずに成形品を得る方法として、樹脂の計量時点でホッパー口より原料樹脂とともに一定割合の添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物を、別に用意され機械的に制御された装置を用いて供給し成形品を得ることが知られている(特開昭61−12315号公報、特開平3−199021号公報等)。
【0003】
ところで、これらの方法では、成形機の計量開始(すなわちスクリュー後退開始)信号を得て添加助剤供給装置が起動し、予め定めておいた一定時間の間、連続的あるいは間欠的に一定割合の添加助剤を供給するか、あるいは計量開始信号を得て添加助剤供給装置が起動し計量完了(すなわちスクリュー後退停止)信号を得て添加助剤供給装置が停止し、この間連続的あるいは間欠的に一定割合の添加助剤を供給するものであった。このため、射出時(すなわちスクリュー前進時)にはホッパー口より原料樹脂のみが射出成形機のスクリュー部に補給されるのみであるため、添加助剤の供給がなされないという欠点があった。
【0004】
更に詳しく述べると、添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物は、計量開始信号、すなわちスクリューの後退信号を開始点として、自動計量装置等により連続的あるいは間欠的に定量を計量し供給されているが、いずれの装置においても計量時、すなわちスクリューの後退時期にのみ添加助剤を供給するものであった。したがって、供給された原料樹脂と添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物は、スクリューの回転によりスクリュー溝で混合、可塑化されながらシリンダー先端の樹脂溜まりに移送されて、ホッパー口よりノズル方向に添加剤配合樹脂が満たされ、射出の準備が行われる。つぎにスクリューをシリンダー先端まで前進させ、射出を行うことになるが、このとき、計量時に空となったモーター方向のスクリュー溝に、ホッパー口から樹脂が補給される。
【0005】
しかしながら、これまでの計量供給装置等では、射出中にスクリュー溝に補給される原料樹脂の量は無視されており、射出の間は添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物の供給は行われていなかった。このため添加助剤の供給量の不足が生じ、成形品内で添加助剤量が少ない部分が発生し、結果的に添加助剤が不均一に分散する等の問題が生じていた。
特に大型の成形品を成形する場合には射出時(スクリューの前進時)にスクリュー溝の空となる容量が大きく、たとえば添加助剤として着色剤を用いると着色ムラなどの不良の原因となって問題が生じるものであった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のように射出時には添加材の供給がなく原料樹脂のみしか補給されないという欠点を除き、計量時のほかに射出時においても添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物を一定割合で供給する成形品の製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、原料樹脂に添加材として添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物を加えて射出成形するに当たり、添加材を射出成形機内に定量供給する方法において、射出時においても添加材を原料樹脂に対し一定割合で定量供給する成形品の製造方法である。
また本発明は、樹脂の計量時には射出成形機の計量開始信号を得て開始し、計量完了信号により終了すること、また射出時には射出成形機の射出開始信号を得て開始し、空となったスクリューがシリンダー内をポッパー口からノズル方向に移動する距離から原料樹脂の補給量を算定し、必要量の添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物を成形機内に定量供給し、射出完了信号により終了することにより添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物を定量供給する成形品の製造方法である。
【0008】
なお、本発明における添加助剤としては、着色剤、安定剤、帯電防止剤、難燃剤、耐候剤、充填剤などが挙げられる。また、本発明におけるマスターバッチ樹脂組成物とは、これらの添加助剤を熱可塑性樹脂中に高濃度に分散させたものをいう。また、この熱可塑性樹脂は原料樹脂と同じでも異なっていてもよい。
これらの添加材は、1種以上を組み合わせて使用しても良く、この場合添加助剤のままで使用するものとマスターバッチ樹脂組成物として使用するものを組み合わせて使用することも出来る。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法に使用出来る装置の一具体例を示した図1〜図4を用いて、本発明を説明する。
図1に射出完了の状態を示すが、射出の動作は成形機のシリンダー1内の図の右方向に位置していたスクリュー2がシリンダー1内を図の左方向に移動し、シリンダー1の先端まで到達して射出を完了するものである。
【0010】
次に、計量開始信号により図2に示すようにスクリュー2は矢印の方向に回転しながらシリンダー1内を図の右方向に後退し始め、このときホッパー3より原料樹脂4が供給されるとともに、計量装置5より添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物6が一定割合でホッパー口7を介して同時に供給される。
【0011】
計量時の添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物の計量供給開始は、上記したように成形機の計量開始信号を計量装置に結合された信号線8を介して、計量装置を制御し添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物の供給を開始する。
【0012】
図3に原料樹脂4および添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物6の計量が完了した状態を示すが、計量動作により供給された原料樹脂4と添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物6はスクリュー2の回転・後退により混合・可塑化されてシリンダー先端の樹脂溜まり9に輸送され、スクリュー2の停止により計量完了となる。このときにホッパー口7より図の右側部分の樹脂未充填部10にあるシリンダー1内には原料樹脂4および添加助剤6は充填されておらず、スクリュー溝は空の状態となっている。
【0013】
図4に射出の途中の状態を示しているが、計量の完了によりシリンダー1内を図の右側まで移動していたスクリュー2が射出開始信号を得て、矢印で示すように図の左方向に移動し、図には示していないが成形金型内に樹脂を輸送し、成形品を製造する。
【0014】
このとき図3に示した、ホッパー口7より図の右側部分10にあった空のスクリュー溝にホッパー口7を介して、原料樹脂が補給されるが、このとき原料樹脂に対して一定割合の添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物が射出開始信号を得て供給開始される。
【0015】
射出時の添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物の計量供給は、上記したように成形機の射出開始信号を計量装置に結合された信号線11を介して、計量装置を制御し添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物を供給することによって行われる。
この場合の添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物の供給は、連続的に行われても間欠的に行われても良い。また、その供給は定重量的であっても定容量的に行われても良い。供給が連続的である場合は、供給の停止は一定時間を経ると停止するか、あるいは射出完了信号により停止する。
【0016】
【実施例】
以下に、本発明の添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物を一定割合で供給して成形品を製造する方法の一実施例を説明する。なお以下の説明において部は重量部を表す。
【0017】
実施例1
原料樹脂(電気化学工業社製TX−100)100部に対して、添加助剤として粒状カラー(ホーランド カラー製ホルコバッチ スモーク4752/93/HSM)を0.5部の比率で、計量時(スクリューの後退時)に一定速度で供給し、また射出時には原料樹脂の補給量として算出された5gに対応する粒状カラー0.025gを一定速度で供給して成形品を得た。
実施例2
樹脂(電気化学工業社製TX−100)100部に対し、添加助剤として実施例1と同じ粒状カラー5部を配合し、押出機を用いて混練してマスターバッチ樹脂組成物を作成した。更に、原料樹脂(電気化学工業社製TX−100)100部に対して、このマスターバッチ樹脂組成物2部の比率で、計量時(スクリューの後退時)に一定速度で供給し、また射出時には原料樹脂の補給量として算出された5gに対応するマスターバッチ樹脂組成物量0.1gを一定速度で供給して成形品を得た。
【0018】
比較例1
射出時は添加助剤を添加しないことを除いては実施例1と同様に実施した。
比較例2
射出時はマスターバッチ樹脂組成物を添加しないことを除いては実施例2と同様に実施した。
【0019】
上記の実施例及び比較例において、成形条件は下記の通り。
成形機:川口鉄工社製K−125、
スクリュー:フルフライトタイプ、
ノズル:東レエンジニアリング製TMW−16−06(静止混合型)、
シリンダー温度:230℃、
金型温度:40℃、
射出圧力:最小充填圧+5kg/cm2 、
射出速度:50%
また、評価に使用した成形品の形状は、縦350mm、横100mm、厚さ2mmであり、重量(スプルー部、ランナー部を含む)100gの成形品を射出成形したものである。なお、射出された樹脂の流動方向を縦方向と表す。
成形品の評価は、成形品の中心部をゲート側から先端部に向かい縦方向に45mm:A、110mm:B、175mm:C、240mm:D、305mm:Eの各位置における色差(L*、a*、b*、△E*)および全光線透過率を、それぞれスガ試験機株式会社製SM−5−IS−2B、日本電色工業株式会社製NDH−20Dの装置により測定を行い、その結果を表1に示した。なお、色差はカラー着色を行わない原料樹脂を用いた成形品を基準として測定した。
【0020】
【表1】
【0021】
本実施例に示すように、比較例と比べて、本発明の方法により成形品の全領域に渡り均一な色差値と全光線透過性を示す成形品を得ることができる。
【0022】
【発明の効果】
本発明の成形品の製造方法は、従来の計量供給方法による製造方法に比べて、次のような利点を有している。
射出成形機の樹脂計量時に、添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物を計量して原料樹脂とともに成形機に供給する以外に、射出時にも成形機内に供給される原料樹脂の量に応じた添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物を一定割合で計量供給し、射出成形の期間中、常に安定した配合比率で原料樹脂と添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物が供給され、配合比率が安定した、均一性の高い成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 射出完了時点の成形機の状態
【図2】 計量開始時の成形機の状態
【図3】 計量完了時の成形機の状態
【図4】 射出途中の成形機の状態
【符号の説明】
1;シリンダー
2;スクリュー
3;原料樹脂ホッパー
4;原料樹脂
5;計量供給装置
6;添加助剤またはマスターバッチ樹脂組成物
7;ホッパー口
8;信号線(計量開始信号入力)
9;樹脂溜まり
10;樹脂未充填部
11;信号線(射出開始信号入力)
Claims (3)
- ホッパー口より、原料樹脂に添加材を加えて射出成形するに当たり、添加材をインラインスクリュー式の射出成形機内に定量供給する方法において、添加剤の計量を、原料樹脂の計量時には射出成形機の計量開始信号を得て開始し、計量完了信号により終了すること、また射出時には射出成形機の射出開始信号を得て開始し、射出完了信号によりまたは一定時間を経て終了し、射出時においても添加材を原料樹脂に対し一定割合で定量供給することを特徴とする成形品の製造方法。
- 添加材がマスターバッチ樹脂組成物であることを特徴とする請求項1記載の成形品の製造方法。
- 添加材が添加助剤であることを特徴とする請求項1記載の成形品の製造方法。
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