JP3966837B2 - 加圧ガス導入装置、及び、中空部を有する成形品の射出成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、加圧ガス導入装置、及び、かかる加圧ガス導入装置を使用した中空部を有する成形品の射出成形方法に関する。

射出成形法に基づき、金型に設けられたキャビティ内に射出された溶融樹脂内に加圧ガスを導入して、中空部を有する成形品を製造する従来の方法（以下、ガスインジェクション法と呼ぶ場合がある）において、キャビティ内に射出された溶融樹脂内に加圧ガスを導入する方法として、次の２つの方法が知られている。

第１の方法にあっては、ピストン及び一定容量を有するシリンダーから成るピストン式コンプレッサーを使用して、１回の射出成形に必要なガス量（圧力と容積）を予めシリンダー内で計量する。射出成形に際しては、予めシリンダー内で計量して蓄えておいたガスを、シリンダー内のピストンの移動によって圧縮しながらキャビティ内の溶融樹脂内に導入して、成形品の内部に中空部を形成する。その後、ピストン位置をそのままの状態に保持して、中空部内部のガス圧力を保持する。このような方法を、以下、計量方式と呼ぶ。かかる計量方式が、例えば、特開昭６０−２４９１３号公報に開示されている。

第２の方法にあっては、ガス源のガスを圧縮器で予め高圧に昇圧して、大容量の圧力容器に蓄えておき、射出成形に際しては、圧力容器の吐出側に設置された吐出弁や圧力調整弁等を介して、圧力容器内のガスをキャビティ内の溶融樹脂内に導入する。このような方法を、以下、定圧方式と呼ぶ。かかる定圧方式は、例えば、特開平１−１２８８１４号公報に開示されている。

特開昭６０−２４９１３号 特開平１−１２８８１４号

しかしながら、上記の従来技術は、以下の問題点を有している。

（１）計量方式の問題点
（１−１）シリンダーの容積は一定である。それ故、成形品の中空部の容積が大きい場合、最大ガス量を計量したとしても、所望の中空部の形成に必要とされるガス圧力を発生することができない場合がある。このような場合、品質良好なる成形品を得ることができない。
（１−２）溶融樹脂内に導入すべきガス量が多い場合、計量時、シリンダーに供給すべきガスの圧力を高める必要がある。しかしながら、多くの場合、ガス源としてガスボンベを使用するので、ガスボンベの消費効率が悪化する。即ち、ガスボンベの圧力が低下した場合には、それ以上ガスボンベを使用することができない。
（１−３）成形品に形成すべき中空部の容積が大きい場合、シリンダーの容積を大きくし、溶融樹脂内へ導入すべきガス量を多くする必要がある。それ故、中空部の容積に依存して、異なる能力のガス圧縮装置を用意しなければならないことがある。
（１−４）成形品に形成すべき中空部の容積が小さい場合、計量したガスの一部が無駄になり、経済性を悪化させる。
（１−５）１回の圧縮工程でガスを昇圧するため、圧縮比が大きくなる。従って、ピストン径、シリンダー内径、ピストンストロークを、１回の射出成形に必要な大きさに設計する必要がある。その結果、ガス圧縮装置の大型化をもたらし、高圧ガスのシール構造が複雑になり、しかも、ガス圧縮装置の製作費が高額になる。また、ピストンを作動させるための消費するエネルギーが大きい。

（２） 定圧方式の問題点
（２−１）圧力容器内のガスの圧力を、キャビティ内の溶融樹脂に負荷するガスの圧力より高圧にする必要があるため、エネルギー効率が悪い。
（２−２）圧力容器内のガス圧力が常時高圧に保持されるため、圧力容器の爆発の危険性がある。
（２−３）キャビティ内の溶融樹脂内へガスを導入した後、形成された中空部からガスが外部に漏れ出した場合、圧力容器内の大量のガスが金型周辺に漂い、作業員への危険が危惧される。また、ガスインジェクション法では、通常、ガスとして窒素ガスが用いられる。それ故、作業雰囲気の窒素ガス濃度が急激に上昇した場合、作業員に対し酸欠状態を引き起こす危険性がある。
（２−４）安定して、一定量のガスをキャビティ内の溶融樹脂中に導入することが、困難な場合が多い。

従って、本発明の目的は、金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を有する成形品を成形するに際して、中空部の形成のために必要とされる一定体積の加圧ガスを確実に導入することを可能にし、しかも、簡素な構造を有する加圧ガス導入装置、並びに、かかる加圧ガス導入装置を使用した中空部を有する成形品の射出成形方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る加圧ガス導入装置は、金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、該キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を有する成形品を成形する射出成形方法において使用される加圧ガス導入装置であって、
（Ａ）加圧ガス供給源と、
（Ｂ）複数の計量タンクと、
（Ｃ）該加圧ガス供給源から各計量タンクに加圧ガスを供給するための第１加圧ガス供給路と、
（Ｄ）第１加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス供給弁と、
（Ｅ）各計量タンクから前記キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入するための第２加圧ガス供給路と、
（Ｆ）各第２加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス排出制御弁、
から構成され、
成形品に中空部を形成するために必要とされる加圧ガス量に基づき計量タンクの組合せを決定し、かかる決定に基づき各第２加圧ガス供給路に配置された加圧ガス排出制御弁の開閉を制御することを特徴とする。

本発明の第１の態様に係る加圧ガス導入装置においては、第１加圧ガス供給路の途中に、更に、各計量タンク毎に圧力調整弁が配置されている構成とすることができ、これによって、キャビティ内の溶融樹脂内に導入すべき加圧ガスの圧力の最適化を図ることができるし、加圧ガスの効率的な使用を図ることができる。即ち、例えば、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入する初期段階においては、或る計量タンクを用いて高圧の加圧ガスを導入し、初期段階が経過した後、他の計量タンクを用いて比較的低圧の加圧ガスを導入するといった構成を採用することができる。

本発明の第１の態様に係る加圧ガス導入装置においては、加圧ガス供給弁と加圧ガス供給源との間の第１加圧ガス供給路に、計量タンクの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンクが配置されている構成とすることができ、これによって、各計量タンクへの加圧ガスの供給を一層安定化することができる。そして、この場合、加圧ガス蓄積タンクと計量タンクとの間の第１加圧ガス供給路の途中に、更に、各計量タンク毎に圧力調整弁が配置されている構成とすることもできる。これによって、キャビティ内の溶融樹脂内に導入すべき加圧ガスの圧力の最適化を図ることができるし、加圧ガスの効率的な使用を図ることができる。即ち、例えば、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入する初期段階においては、或る計量タンクを用いて高圧の加圧ガスを導入し、初期段階が経過した後、他の計量タンクを用いて比較的低圧の加圧ガスを導入するといった構成を採用することができる。

これらの各種の形態を含む本発明の第１の態様に係る加圧ガス導入装置においては、各第２加圧ガス供給路の途中に、更に、各計量タンク毎に流量調整弁が配置されている構成とすることができる。これによって、キャビティ内の溶融樹脂内に導入すべき加圧ガスの導入速度の最適化を図ることができる。即ち、例えば、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入する初期段階においては、或る計量タンクを用いて低速にて加圧ガスを導入し、初期段階が経過した後、他の計量タンクを用いて比較的高速にて加圧ガスを導入するといった構成を採用することができる。

これらの各種の形態を含む本発明の第１の態様に係る加圧ガス導入装置においては、加圧ガス排出制御弁と加圧ガス供給弁とは、同時に開状態とはならない構成を採用することが望ましい。これによって、各計量タンクに、所定圧力の加圧ガスを確実に供給することができる。

これらの各種の形態を含む本発明の第１の態様に係る加圧ガス導入装置においては、各加圧ガス排出制御弁は、同時に開状態となってもよいし、同時には開状態とならなくともよい（即ち、各加圧ガス排出制御弁を、順次、開状態とする）。要は、各計量タンクの容積、各計量タンク内の加圧ガス圧力、形成すべき中空部の容積等に基づき、どのような構成とするかを決定すればよい。

上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る加圧ガス導入装置は、金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、該キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を有する成形品を成形する射出成形方法において使用される加圧ガス導入装置であって、
（Ａ）加圧ガス供給源と、
（Ｂ）複数の計量タンクと、
（Ｃ）該加圧ガス供給源に接続された第１加圧ガス供給路と、
（Ｄ）該第１加圧ガス供給路の末端に接続され、該加圧ガス供給源から各計量タンクに加圧ガスを供給するための第２加圧ガス供給路と、
（Ｅ）該第１加圧ガス供給路の末端に接続され、該第２加圧ガス供給路と連通し、各計量タンクから前記キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入するための第３加圧ガス供給路と、
（Ｆ）第１加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス供給弁と、
（Ｇ）各第２加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス供給・排出制御弁と、
（Ｈ）第３加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス排出弁、
から構成され、
成形品に中空部を形成するために必要とされる加圧ガス量に基づき計量タンクの組合せを決定し、かかる決定に基づき各第２加圧ガス供給路に配置された加圧ガス供給・排出制御弁の開閉を制御することを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る加圧ガス導入装置においては、加圧ガス供給弁と加圧ガス供給源との間の第１加圧ガス供給路に、計量タンクの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンクが配置されている構成とすることができ、これによって、各計量タンクへの加圧ガスの供給を一層安定化することができる。

上記の形態を含む本発明の第２の態様に係る加圧ガス導入装置においては、第２加圧ガス供給路の途中に、更に、各計量タンク毎に圧力調整弁が配置されている構成とすることもできる。これによって、キャビティ内の溶融樹脂内に導入すべき加圧ガスの圧力の最適化を図ることができるし、加圧ガスの効率的な使用を図ることができる。即ち、例えば、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入する初期段階においては、或る計量タンクを用いて高圧の加圧ガスを導入し、初期段階が経過した後、他の計量タンクを用いて比較的低圧の加圧ガスを導入するといった構成を採用することができる。あるいは又、各第２加圧ガス供給路の途中に、更に、各計量タンク毎に流量調整弁が配置されている構成とすることができる。これによって、キャビティ内の溶融樹脂内に導入すべき加圧ガスの導入速度の最適化を図ることができる。即ち、例えば、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入する初期段階においては、或る計量タンクを用いて低速にて加圧ガスを導入し、初期段階が経過した後、他の計量タンクを用いて比較的高速にて加圧ガスを導入するといった構成を採用することができる。

上記の形態を含む本発明の第２の態様に係る加圧ガス導入装置においては、加圧ガス供給弁を開状態とするとき、加圧ガス排出弁は閉状態にある構成を採用することが望ましい。これによって、各計量タンクに、所定圧力の加圧ガスを確実に供給することができる。

これらの各種の形態を含む本発明の第２の態様に係る加圧ガス導入装置においては、各加圧ガス供給・排出制御弁は、同時に開状態となってもよいし、各加圧ガス供給・排出制御弁は、同時には開状態とならなくともよい（即ち、各加圧ガス供給・排出制御弁を、順次、開状態とする）。要は、各計量タンクの容積、各計量タンク内の加圧ガス圧力、形成すべき中空部の容積等に基づき、どのような構成とするかを決定すればよい。

上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る中空部を有する成形品の射出成形方法は、金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、該キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を有する成形品を成形する射出成形方法であって、
（Ａ）加圧ガス供給源と、
（Ｂ）複数の計量タンクと、
（Ｃ）該加圧ガス供給源から各計量タンクに加圧ガスを供給するための第１加圧ガス供給路と、
（Ｄ）第１加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス供給弁と、
（Ｅ）各計量タンクから前記キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入するための第２加圧ガス供給路と、
（Ｆ）各第２加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス排出制御弁、
から構成された加圧ガス導入装置を使用し、
成形品に中空部を形成するために必要とされる加圧ガス量に基づき計量タンクの組合せを予め決定しておき、
加圧ガス排出制御弁を閉状態とし、加圧ガス供給弁を開状態として、該組合わされた各計量タンクに加圧ガスを供給した後、加圧ガス供給弁を閉状態とし、
金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、
前記決定に基づき各第２加圧ガス供給路に配置された加圧ガス排出制御弁を開状態として、該キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を形成することを特徴とする。

本発明の第１の態様に係る中空部を有する成形品の射出成形方法（以下、本発明の第１の態様に係る射出成形方法と呼ぶ）においては、各加圧ガス排出制御弁を同時に開状態としてもよいし、各加圧ガス排出制御弁を同時には開状態としなくともよい（即ち、各加圧ガス排出制御弁を、順次、開状態とする）。要は、各計量タンクの容積、各計量タンク内の加圧ガス圧力、形成すべき中空部の容積等に基づき、どのような構成とするかを決定すればよい。

上記の各種の形態を含む本発明の第１の態様に係る射出成形方法においては、第１加圧ガス供給路の途中に、更に、各計量タンク毎に圧力調整弁が配置されている加圧ガス導入装置を使用することができる。

あるいは又、加圧ガス供給弁と加圧ガス供給源との間の第１加圧ガス供給路に、計量タンクの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンクが配置されている加圧ガス導入装置を使用することができる。そして、この場合、加圧ガス蓄積タンクと計量タンクとの間の第１加圧ガス供給路の途中に、更に、各計量タンク毎に圧力調整弁が配置されている加圧ガス導入装置を使用することができる。

更には、各第２加圧ガス供給路の途中に、更に、各計量タンク毎に流量調整弁が配置されている加圧ガス導入装置を使用することもできる。

上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る中空部を有する成形品の射出成形方法は、金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、該キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を有する成形品を成形する射出成形方法であって、
（Ａ）加圧ガス供給源と、
（Ｂ）複数の計量タンクと、
（Ｃ）該加圧ガス供給源に接続された第１加圧ガス供給路と、
（Ｄ）該第１加圧ガス供給路の末端に接続され、該加圧ガス供給源から各計量タンクに加圧ガスを供給するための第２加圧ガス供給路と、
（Ｅ）該第１加圧ガス供給路の末端に接続され、該第２加圧ガス供給路と連通し、各計量タンクから前記キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入するための第３加圧ガス供給路と、
（Ｆ）第１加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス供給弁と、
（Ｇ）各第２加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス供給・排出制御弁と、
（Ｈ）第３加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス排出弁、
から構成された加圧ガス導入装置を使用し、
成形品に中空部を形成するために必要とされる加圧ガス量に基づき計量タンクの組合せを予め決定しておき、
加圧ガス排出弁を閉状態とし、加圧ガス供給・排出制御弁及び加圧ガス供給弁を開状態として、該組合わされた各計量タンクに加圧ガスを供給した後、加圧ガス供給・排出制御弁及び加圧ガス供給弁を閉状態とし、
金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、
前記決定に基づき各第２加圧ガス供給路に配置された加圧ガス供給・排出制御弁を開状態とし、且つ、加圧ガス排出弁を開状態として、該キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を形成することを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る中空部を有する成形品の射出成形方法（以下、本発明の第２の態様に係る射出成形方法と呼ぶ）においては、各加圧ガス供給・排出制御弁を、同時に開状態としてもよいし、各加圧ガス供給・排出制御弁を同時には開状態としなくともよい（即ち、各加圧ガス供給・排出制御弁を、順次、開状態とする）。要は、各計量タンクの容積、各計量タンク内の加圧ガス圧力、形成すべき中空部の容積等に基づき、どのような構成とするかを決定すればよい。

上記の各種の形態を含む本発明の第２の態様に係る射出成形方法においては、加圧ガス供給弁と加圧ガス供給源との間の第１加圧ガス供給路に、計量タンクの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンクが配置されている加圧ガス導入装置を使用することができる。そして、この場合、第２加圧ガス供給路の途中に、更に、各計量タンク毎に圧力調整弁が配置されている加圧ガス導入装置を使用することができる。更には、各第２加圧ガス供給路の途中に、更に、各計量タンク毎に流量調整弁が配置されている加圧ガス導入装置を使用することができる。

本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る加圧ガス導入装置、あるいは又、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る射出成形方法にあっては、加圧ガスとして、常温でガス状の物質を使用することができるし、高圧下で液化したガスも使用可能である。具体的には、加圧窒素ガス、加圧二酸化炭素ガス、加圧空気、加圧ヘリウムガスを例示することができる。

本発明の第１の態様に係る加圧ガス導入装置、あるいは又、本発明の第１の態様に係る射出成形方法にあっては、計量タンクの数をＮ（Ｎ≧２）としたとき、加圧ガス供給源（あるいは加圧ガス蓄積タンク）と計量タンクとを結ぶ第１加圧ガス供給路の数をＮとしてもよいし、加圧ガス供給源（あるいは加圧ガス蓄積タンク）から１本の第１加圧ガス供給路を延ばし、途中でＮ本の第１加圧ガス供給路に分岐させてもよい。加圧ガス供給弁や圧力調整弁は、前者の場合、Ｎ本の第１加圧ガス供給路に配置すればよいし、後者の場合、分岐したＮ本の第１加圧ガス供給路に配置すればよい。あるいは又、後者の場合、加圧ガス供給弁を分岐前の１本の第１加圧ガス供給路に配置してもよい。Ｎ本の第２加圧ガス供給路は、Ｎ個の計量タンクから延び、１本の第２加圧ガス供給路に纏められ、加圧ガス導入ノズルに接続される。加圧ガス導入ノズルは、金型に配置されている。加圧ガス導入ノズルは、キャビティに開口していてもよいし、ゲート部に開口していてもよいし、射出成形機に備えられた射出用シリンダーとキャビティとを結ぶ樹脂流路に開口していてもよいし、射出用シリンダーの先端部に開口していてもよい。加圧ガス排出制御弁は、Ｎ個の計量タンクから延びるＮ本の第２加圧ガス供給路に配置されていてもよいし、場合によっては、纏められた１本の第２加圧ガス供給路に配置されていてもよい。

本発明の第２の態様に係る加圧ガス導入装置、あるいは又、本発明の第２の態様に係る射出成形方法にあっては、第１加圧ガス供給路の末端に接続された第２加圧ガス供給路の数をＮ本としてもよいし、第１加圧ガス供給路の末端に接続された第２加圧ガス供給路の数を１本とし、途中でＮ本の第２加圧ガス供給路に分岐させてもよい。加圧ガス供給・排出制御弁や圧力調整弁、流量調整弁は、前者の場合、Ｎ本の第２加圧ガス供給路に配置すればよいし、後者の場合、分岐したＮ本の第２加圧ガス供給路に配置すればよい。第１加圧ガス供給路の末端に接続された第３加圧ガス供給路の数は１本とすることが、構成の簡素化といった観点から好ましい。第３加圧ガス供給路は加圧ガス導入ノズルに接続される。加圧ガス導入ノズルは、金型に配置されている。加圧ガス導入ノズルは、キャビティに開口していてもよいし、ゲート部に開口していてもよいし、射出成形機に備えられた射出用シリンダーとキャビティとを結ぶ樹脂流路に開口していてもよいし、射出用シリンダーの先端部に開口していてもよい。

計量タンクの容積、数（Ｎ）は、形成すべき中空部の容積に基づき、適宜、決定すればよい。各計量タンクの容積（Ｖ）は同じであってもよいし、異なっていてもよい。後者の場合、最も容積の小さい計量タンクの容積をＶ₀としたとき、第ｎ番目（ｎ＝２，３・・・，Ｎ）の計量タンクの容積Ｖ_nは、２^(n-1)Ｖ₀を満足することが、構成の簡素化といった観点から好ましいが、これに限定するものではない。

本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る射出成形方法にあっては、金型に設けられたキャビティ内に射出する溶融樹脂の量は、キャビティを完全に満たす量であってもよいし（所謂、フルショット法の採用）、キャビティを完全には満たさない量であってもよい（所謂、ショートショット法の採用）。キャビティ内の溶融樹脂内への加圧ガスの導入開始の時点は、キャビティ内への溶融樹脂の射出中であってもよいし、射出完了と同時であってもよいし、射出完了から一定時間経過後であってもよい。

金型、加圧ガス供給源、加圧ガス蓄積タンク、計量タンク、第１加圧ガス供給路、第２加圧ガス供給路、第３加圧ガス供給路、加圧ガス供給弁、加圧ガス排出制御弁、加圧ガス供給・排出制御弁、加圧ガス排出弁、圧力調整弁、流量調整弁は、周知の構成、構造とすることができる。また、加圧ガス供給弁、加圧ガス排出制御弁、加圧ガス供給・排出制御弁、加圧ガス排出弁、圧力調整弁、流量調整弁の制御も、周知の制御装置を用いればよい。

本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る射出成形方法での使用に適した樹脂として、結晶性熱可塑性樹脂や非晶性熱可塑性樹脂を挙げることができ、具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；ポリオキシメチレン（ポリアセタール，ＰＯＭ）樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂；メタクリル系樹脂；ポリカーボネート樹脂；変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルイミド樹脂；ポリアミドイミド樹脂；ポリイミド系樹脂；ポリエーテルケトン樹脂；ポリエーテルエーテルケトン樹脂；ポリエステルカーボネート樹脂；液晶ポリマーを例示することができる。

更には、ポリマーアロイ材料から成る熱可塑性樹脂を用いることができる。ここで、ポリマーアロイ材料は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたもの、又は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂を化学的に結合させたブロック共重合体若しくはグラフト共重合体から成る。ポリマーアロイ材料は、単独の熱可塑性樹脂のそれぞれが有する特有な性能を合わせ持つことができる高機能材料として広く使用されている。少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料を構成する熱可塑性樹脂として、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂；ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；メタクリル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；変性ＰＰＥ樹脂；ポリブチレンテレフタレート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂；ポリオキシメチレン樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリイミド樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリエーテルケトン樹脂；ポリエーテルエーテルケトン樹脂；ポリエステルカーボネート樹脂を挙げることができる。２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂とＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイ材料を例示することができる。尚、このような樹脂の組合せを、ポリカーボネート樹脂／ＡＢＳ樹脂と表記する。以下においても同様である。更に、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂／ＰＥＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＨＩＰＳ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミド系樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミドＭＸＤ６樹脂、ポリオキシメチレン樹脂／ポリウレタン樹脂、ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂を例示することができる。

尚、以上に説明した各種の熱可塑性樹脂に、添加剤や、充填剤、強化剤を加えることもできる。

尚、添加剤として、可塑剤；安定剤；酸化防止剤：紫外線吸収剤；ニッケルビス（オクチルフェニル）サルファイド等の有機ニッケル化合物、ヒンダードアミン系化合物等の紫外線安定剤；帯電防止剤；難燃剤；バイナジン、プリベントール、チアベンダゾール等の防かび剤；流動パラフィン、ポリエチレンワックス、脂肪酸アマイド等の滑剤；ＡＤＣＡ等の有機発泡剤；透明核剤；有機顔料、無機顔料といった各種の着色剤；架橋剤；アクリルグラフトポリマー、ＭＢＳ等の耐衝撃強化剤を挙げることができる。

可塑剤として、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、フタル酸−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジシクロヘキシル等のフタル酸類；リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリクレシル、リン酸トリフェニル等のリン酸エステル類；オレイン酸ブチル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸−ｎ−ヘキシン、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル等の脂肪酸塩基エステル類；ジエチレングリコールジベンゾエート等のアルコールエステル類；クエン酸アセチルトリエチル、マレイン酸ジブチル等のオキシ酸エステル類；トリメリット系可塑剤；ポリエステル系可塑剤；エポキシ系；塩化パラフィン系可塑剤を挙げることができる。

安定剤として、ジ−ｎ−オクチルスズ化合物、ジ−ｎ−ブチルスズ化合物、ジメチルスズ化合物等の有機スズ系安定剤；三塩基性硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、ケイ酸鉛等の鉛化合物系安定剤；カドミウム石けん、鉛石けん、亜鉛石けん等の金属石けん系安定剤；リン酸トリスノニル；リン酸トリスノニルフェニル等を挙げることができる。

酸化防止剤として、ジブチルクレゾール、ブチルヒドロキシアニソール等のフェノール系酸化防止剤；メチレンビス（メチルブチルフェノール）、チオビス（メチルブチルフェノール）等のビスフェノール系酸化防止剤；トリス（メチルヒドロキシブチルフェニル）ブタン、トコフェノール等のポリフェノール系酸化防止剤；ジミリスチルチオジプロピオネート等の有機イオウ化合物；トリス（モノ／ジノニルフェニル）ホスファイト等の有機リン化合物を挙げることができる。

紫外線吸収剤として、サリチル酸フェニル、サリチル酸ブチルフェニル等のサリチル酸系紫外線吸収剤；ジヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤；（ヒドロキシメチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；アクリル酸エチルヘキシルシアノジフェノニル等のシアノアクリレート系紫外線吸収剤を挙げることができる。

帯電防止剤として、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）アルキルフェニルエーテル等の非イオン界面活性剤系帯電防止剤；アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩等の陰イオン界面活性剤系帯電防止剤；第４級アンモニウムクロライド等の陽イオン界面活性剤系帯電防止剤；両性系界面活性剤；電導性樹脂を挙げることができる。

難燃剤として、テトラブロモビスフェノールＡ、ポリブロモビフェノール、ビス（ヒドロキシジブロモフェニル）プロパン、塩化パラフィン等のハロゲン系難燃剤；リン酸アンモニウム、リン酸トリクレジル等のリン系難燃剤；三酸化アンチモン；赤リン；酸化スズ等を挙げることができる。

また、充填剤、強化剤として、無機系材料；ステンレス鋼繊維、高強度アモルファス金属繊維、ステンレス箔、スチール箔、銅箔等の金属系材料；高分子ポリエチレン繊維、高強力ポリアレート繊維、パラ系全芳香族ポリアミド繊維、アラミド繊維、ＰＥＥＫ繊維、ＰＥＩ繊維、ＰＰＳ繊維、フッ素樹脂繊維、フェノール樹脂繊維、ビニロン繊維、ポリアセタール繊維等の有機系材料；粉系を挙げることができる。

無機系の充填剤、強化剤として、ガラス繊維、ガラス長繊維、石英ガラス繊維等のガラス系材料；ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、グラファイトウィスカ等の炭素系材料；炭化ケイ素繊維、炭化ケイ素連続繊維、炭化ケイ素ウィスカ、炭化ケイ素ウィスカシート等の炭化ケイ素系材料；ボロン繊維といったボロン系材料；Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ繊維といったＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系材料；チタン酸カリウム繊維、チタン酸カリウムウィスカ、チタン酸カリウム系導電性ウィスカ等のチタン酸カリウム系材料；窒化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウィスカシート等の窒化ケイ素系材料；硫酸カルシウムウィスカといった硫酸カルシウム系材料を挙げることができる。

粉系の充填剤、強化剤として、マイカフレーク、マイカ粉、シラスバルーン、シリカ微粉、タルク粉、水酸化アルミニウム粉、水酸化マグネシウム粉末、マグネシウムシリケート粉末、硫酸カルシウム微粉、球状中空ガラス粉、金属化粉、高純度合成シリカ微粉、二硫化タングステン粉末、タングステンカーバイト粉、ジルコニア微粉、ジルコニア系微粉末、部分安定化ジルコニア粉末、アルミナ-ジルコニア複合粉末、複合金属粉末、鉄粉、アルミニウム粉、モリブデン金属粉、タングステン粉、窒化アルミニウム粉末、ナイロン微粒子粉、シリコーン樹脂微粉末、スピネル粉末、アモルファス合金粉末、アルミフレーク、ガラスフレークを挙げることができる。

本発明においては、Ｎ個の計量タンクを用い、成形品に中空部を形成するために必要とされる加圧ガス量に基づき計量タンクの組合せを決定し、かかる決定に基づき加圧ガスの溶融樹脂内への導入を制御するので、加圧ガス導入装置の構成、構造が簡素であるにも拘わらず、中空部の形成のために必要とされる一定体積の加圧ガスを確実に導入することが可能となる。

本発明においては、加圧ガス導入装置の構成、構造が簡素であるにも拘わらず、成形品における中空部の形成のために必要とされる一定体積の加圧ガスを、キャビティ内の溶融樹脂中に確実に導入することが可能となる。また、ガスの消費量も最小限で済み、経済的である。更には、成形品の中空部の容積の大小に拘わらず、加圧ガス導入装置を含む１台の射出成形装置で各種の成形品を成形することが可能となる。また、計量方式のようにシリンダーから成るピストン式コンプレッサーを使用することが無いので、保守も容易であるし、消費エネルギーも少ない。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、成形品における中空部の形成のために必要とされる一定体積の加圧ガスをキャビティ内の溶融樹脂中に確実に導入することを可能とし、しかも、成形品の中空部の容積の大小に拘わらず加圧ガス導入装置を含む１台の射出成形装置で各種の成形品を成形することを可能とする、構成、構造が簡素な加圧ガス導入装置を達成することができる。

実施例１は、本発明の第１の態様に係る加圧ガス導入装置及び射出成形方法に関する。実施例１の加圧ガス導入装置の概念図を、図１に示す。

この加圧ガス導入装置は、図示しない金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を有する成形品を成形する射出成形方法において使用される加圧ガス導入装置である。

そして、
（Ａ）加圧ガス供給源１０と、
（Ｂ）複数の計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと、
（Ｃ）加圧ガス供給源１０から各計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに加圧ガス（具体的には、加圧窒素ガス）を供給するための第１加圧ガス供給路３０と、
（Ｄ）第１加圧ガス供給路３０の途中に配置された加圧ガス供給弁３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃと、
（Ｅ）各計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからキャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入するための第２加圧ガス供給路３２と、
（Ｆ）各第２加圧ガス供給路３２の途中に配置された加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ、
から構成されている。尚、実施例１にあっては、計量タンクの数を３個としたが、これに限定するものではない。

実施例１にあっては、加圧ガス供給源１０から１本の第１加圧ガス供給路３０を延ばし、途中で３本の第１加圧ガス供給路３０に分岐させている。加圧ガス供給弁３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃは、分岐した３本の第１加圧ガス供給路３０に配置されている。加圧ガス供給源１０から延びる１本の第１加圧ガス供給路３０の途中に逆止弁１１が配置されている。３本の第２加圧ガス供給路３２が、３個の計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃから延び、１本の第２加圧ガス供給路３２に纏められ、加圧ガス導入ノズル（図示せず）に接続されている。加圧ガス導入ノズルは、金型に配置され、キャビティに開口している。加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃは、３個の計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃから延びる３本の第２加圧ガス供給路３２に配置されている。尚、各第２加圧ガス供給路３２に、必要に応じて逆止弁を配置しておくことが、加圧ガスの計量タンクへの逆流を防止するといった観点から好ましい。以下に説明する実施例２、実施例４〜実施例７においても同様である。

最も容積の小さい計量タンク２０Ａの容積をＶ₀（＝５０ｃｍ³）としたとき、第ｎ番目（ｎ＝２，３）の計量タンクの容積Ｖ_nを、２^(n-1)Ｖ₀とした。

実施例１の加圧ガス導入装置にあっては、成形品に中空部を形成するために必要とされる加圧ガス量に基づき計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの組合せを決定し、かかる決定に基づき各第２加圧ガス供給路３２に配置された加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの開閉を制御する。

以下、図２の（Ａ）、（Ｂ）及び図３の（Ａ）、（Ｂ）を参照して、実施例１の射出成形方法を説明するが、高い圧力の加圧ガスを蓄えた状態の計量タンクには、クロスハッチングを付し、低い圧力の加圧ガスを蓄えた状態の計量タンクには、単なるハッチングを付し、使用していない計量タンクにはハッチングを付していない。尚、射出成形方法を説明する他の図においても同様である。

実施例１にあっては、成形品（体積１５０ｃｍ³）に中空部（体積４０ｃｍ³）を形成し、且つ、ひけの無い外観が良好な成形品を得るために必要とされる加圧ガス量に基づき計量タンクの組合せを予め決定しておく。具体的には、計量タンク２０Ａ及び計量タンク２０Ｂを使用する。

［工程−１００］
そして、図２の（Ａ）に示すように、加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを閉状態とし、加圧ガス供給弁３１Ａ，３１Ｂを開状態として（計量タンク２０は使用しないので、加圧ガス供給弁３１Ｃは閉状態である）、組合わされた各計量タンク２０Ａ，２０Ｂに加圧ガスを供給する。供給完了後、加圧ガス供給弁３１Ａ，３１Ｂを閉状態とする（図２の（Ｂ）参照）。計量タンク２０Ａ，２０Ｂ内の加圧ガス（加圧窒素ガス）の圧力を１×１０⁷Ｐａ（１００ｋｇｆ／ｃｍ²）とした。

［工程−１１０］
この状態で、金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出する。射出条件を、以下の表１に例示する。尚、樹脂として、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製の変性ポリフェニレンエーテル樹脂（商品名：ユピエースＡＨ４０）を使用した。

［表１］
樹脂温度：２７０゜Ｃ
金型温度：８０゜Ｃ
射出時間：６．０秒
射出量 ：約１１０ｃｍ³

［工程−１２０］
溶融樹脂の射出完了と同時に、先の決定に基づき、各第２加圧ガス供給路３２に配置された加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂを開状態とする。尚、各加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂを同時に開状態とする。この状態を、図３の（Ａ）に示す。これによって、計量タンク２０Ａ，２０Ｂに蓄えられていた加圧ガスが、第２加圧ガス供給路３２及び加圧ガス導入ノズルを介して、キャビティ内の溶融樹脂内に導入され、中空部が形成される。

［工程−１３０］
溶融樹脂の射出開始から３０秒後に、各加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂを閉状態とし（図３の（Ｂ）参照）、溶融樹脂の射出開始から３５秒後に、中空部内の加圧ガスを大気中に放出し、溶融樹脂の射出開始から６０秒後に、型開きして金型から成形品を取り出した。成形品には、所望の中空部が形成されていた。尚、中空部内の加圧ガスを大気中に放出するためには、例えば、加圧ガス導入ノズルを後退させて、キャビティ内の樹脂と加圧ガス導入ノズルとの間に隙間を設ければよい。

実施例２は、実施例１の変形である。実施例１においては、［工程−１２０］において各加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂを同時に開状態としたが、実施例２においては、各加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂを、同時には開状態としない。即ち、各加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂを、順次、開状態とする。具体的には、溶融樹脂の射出完了と同時に、先の決定に基づき、先ず、第２加圧ガス供給路３２に配置された加圧ガス排出制御弁３３Ａを開状態とする（図４の（Ａ）参照）。加圧ガス排出制御弁３３Ａを開状態としてから、５秒経過後に、第２加圧ガス供給路３２に配置された加圧ガス排出制御弁３３Ｂを開状態とする（図４の（Ｂ）参照）。こうして、順次、加圧ガスをキャビティ内の溶融樹脂内に導入することによって、大量の加圧ガスを同時に導入する場合と比較して、加圧ガス導入ノズル近傍の溶融樹脂を吹き飛ばすことなく、安定した加圧ガスの導入を行うことが可能となる。

実施例３も、実施例１の変形である。実施例１においては、［工程−１３０］において、中空部内の加圧ガスを大気中に放出した。一方、実施例３にあっては、中空部内の加圧ガスを、計量タンク２０Ｃに回収する。具体的には、溶融樹脂の射出開始から２５秒後に、加圧ガス排出制御弁３３Ｃを開状態とし、キャビティ内の樹脂の内部に形成された中空部における加圧ガスを計量タンク２０Ｃに回収する。加圧ガス排出制御弁３３Ｃを開状態とする前、及び、開状態とした後の状態を、それぞれ、図５の（Ａ）、（Ｂ）に示す。そして、溶融樹脂の射出開始から３０秒後に、各加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを閉状態とし（図６参照）、溶融樹脂の射出開始から３１秒後に、中空部内の加圧ガスを大気中に放出し、溶融樹脂の射出開始から６０秒後に、型開きして金型から成形品を取り出した。成形品には、所望の中空部が形成されていた。尚、計量タンク２０Ｃ内の加圧ガスは、図示しない回収ラインを介して、加圧ガス供給源１０に送ればよい。

実施例４も、実施例１の変形である。図７に示すように、実施例４にあっても、加圧ガス供給源１０から１本の第１加圧ガス供給路３０を延ばし、途中で３本の第１加圧ガス供給路３０に分岐させている。そして、加圧ガス供給弁１２を分岐前の１本の第１加圧ガス供給路３０に配置している。更には、分岐された３本の第１加圧ガス供給路３０に、逆止弁３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃが配置されている。加圧ガス導入装置のその他の構成は、実施例１と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

以下、図８の（Ａ）、（Ｂ）及び図９の（Ａ）、（Ｂ）を参照して、実施例４の射出成形方法を説明する。

実施例４にあっては、実施例１と同じ成形品を成形する。従って、計量タンク２０Ａ及び計量タンク２０Ｂを使用する。

［工程−４００］
図８の（Ａ）に示すように、加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを閉状態とし、加圧ガス供給弁１２を開状態として、組合わされた各計量タンク２０Ａ，２０Ｂに加圧ガスを供給する。尚、本来は使用しない計量タンク２０Ｃにも加圧ガスが供給される。供給完了後、加圧ガス供給弁１２を閉状態とする（図８の（Ｂ）参照）。計量タンク２０Ａ，２０Ｂ内の加圧ガスの圧力は、実施例１と同様である。

［工程−４１０］
この状態で、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出する。

［工程−４２０］
溶融樹脂の射出完了と同時に、先の決定に基づき、各第２加圧ガス供給路３２に配置された加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂを開状態とする。尚、各加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂを同時に開状態とする。この状態を、図９の（Ａ）に示す。これによって、計量タンク２０Ａ，２０Ｂに蓄えられていた加圧ガスが、第２加圧ガス供給路３２及び加圧ガス導入ノズルを介して、キャビティ内の溶融樹脂内に導入され、中空部が形成される。尚、実施例２と同様に、各加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂを同時には開状態としなくともよい。即ち、各加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂを、順次、開状態としてもよい。

［工程−４３０］
その後、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、各加圧ガス排出制御弁３３Ａ，３３Ｂを閉状態とし（図９の（Ｂ）参照）、中空部内の加圧ガスを大気中に放出し、型開きして金型から成形品を取り出した。成形品には、所望の中空部が形成されていた。

実施例５も、実施例１の変形である。図１０に示すように、実施例５においては、加圧ガス供給弁３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃと加圧ガス供給源１０との間（より具体的には、逆止弁１１と加圧ガス供給源１０との間）の第１加圧ガス供給路３０に、計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンク１３が配置されている。

あるいは又、実施例４の変形とすることもできる。即ち、図１１に示すように、加圧ガス供給弁１２と加圧ガス供給源１０との間の第１加圧ガス供給路３０に、計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンク１３が配置されている構成とすることもできる。

この点を除き、加圧ガス導入装置のその他の構成は、実施例１あるいは実施例４と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、射出成形方法も、実施例１あるいは実施例４、更には、実施例２あるいは実施例３と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

実施例６も、実施例１の変形である。実施例６においては、図１２の（Ａ）に示すように、３本の第１加圧ガス供給路３０の途中に、更に、各計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ毎に圧力調整弁３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃが配置されている。

あるいは又、実施例４の変形とすることもできる。即ち、図１２の（Ｂ）に示すように、３本の第１加圧ガス供給路３０の途中に、更に、各計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ毎に圧力調整弁３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃが配置されている構成とすることもできる。

このように圧力調整弁３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃを配置することによって、キャビティ内の溶融樹脂内に導入すべき加圧ガスの圧力の最適化を図ることができるし、加圧ガスの効率的な使用を図ることができる。即ち、例えば、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入する初期段階においては、或る計量タンクを用いて高圧の加圧ガスを導入し、初期段階が経過した後、他の計量タンクを用いて比較的低圧の加圧ガスを導入するといった構成を採用することができる。

尚、図１３に示すように、加圧ガス供給弁３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃと加圧ガス供給源１０との間（より具体的には、逆止弁１１と加圧ガス供給源１０との間）の第１加圧ガス供給路３０に、計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンク１３が配置されている構成とすることもできるし、図１４に示すように、加圧ガス供給弁１２と加圧ガス供給源１０との間の第１加圧ガス供給路３０に、計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンク１３が配置されている構成とすることもできる。

加圧ガス導入装置のその他の構成は、実施例１あるいは実施例４と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、射出成形方法も、実施例１あるいは実施例４、更には、実施例２あるいは実施例３と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

実施例７も、実施例１の変形である。図１５の（Ａ）に示すように、実施例７においては、各第２加圧ガス供給路３２の途中に、更に、各計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ毎に流量調整弁３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃが配置されている。これによって、キャビティ内の溶融樹脂内に導入すべき加圧ガスの導入速度の最適化を図ることができる。即ち、例えば、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入する初期段階においては、或る計量タンクを用いて低速にて加圧ガスを導入し、初期段階が経過した後、他の計量タンクを用いて比較的高速にて加圧ガスを導入するといった構成を採用することができる。

あるいは又、図１５の（Ｂ）に示すように、実施例４の変形とすることもできる。

加圧ガス導入装置のその他の構成は、実施例１あるいは実施例４と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、射出成形方法も、実施例１あるいは実施例４、更には、実施例２あるいは実施例３と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

また、実施例５にて説明した加圧ガス蓄積タンク１３を配置した構成とすることもできるし、実施例６にて説明した圧力調整弁３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃを実施例７に適用することもできる。

実施例８は、本発明の第２の態様に係る加圧ガス導入装置及び射出成形方法に関する。実施例８の加圧ガス導入装置の概念図を、図１６に示す。

この加圧ガス導入装置は、図示しない金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を有する成形品を成形する射出成形方法において使用される加圧ガス導入装置である。

そして、
（Ａ）加圧ガス供給源１０と、
（Ｂ）複数の計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃと、
（Ｃ）加圧ガス供給源１０に接続された第１加圧ガス供給路４０と、
（Ｄ）第１加圧ガス供給路４０の末端４１に接続され、加圧ガス供給源１０から各計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃに加圧ガス（具体的には、加圧窒素ガス）を供給するための第２加圧ガス供給路４２と、
（Ｅ）第１加圧ガス供給路４０の末端４１に接続され、第２加圧ガス供給路４２と連通し、各計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからキャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入するための第３加圧ガス供給路４４と、
（Ｆ）第１加圧ガス供給路４０の途中に配置された加圧ガス供給弁１５と、
（Ｇ）各第２加圧ガス供給路４２の途中に配置された加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃと、
（Ｈ）第３加圧ガス供給路４４の途中に配置された加圧ガス排出弁４５、
から構成されている。尚、実施例８にあっては、計量タンクの数を３個としたが、これに限定するものではない。

実施例８にあっては、第１加圧ガス供給路４０の末端４１に接続された第２加圧ガス供給路４２の数を１本とし、途中で３本の第２加圧ガス供給路４２に分岐させている。加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃは、分岐した３本の第２加圧ガス供給路４２に配置されている。第１加圧ガス供給路４０の末端４１に接続された第３加圧ガス供給路４４の数は１本である。第３加圧ガス供給路４４は加圧ガス導入ノズル（図示せず）に接続されている。加圧ガス導入ノズルは、金型に配置され、キャビティに開口している。また、加圧ガス供給源１０と加圧ガス供給弁１５との間の第１加圧ガス供給路４０に、逆止弁１４が配置されている。

計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの容積、成形品の形状、大きさ、体積、中空部の体積を実施例１と同じとした。

実施例８の加圧ガス導入装置にあっても、成形品に中空部を形成するために必要とされる加圧ガス量に基づき計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの組合せを決定し、かかる決定に基づき各第２加圧ガス供給路４２に配置された加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃの開閉を制御する。実施例８にあっては、具体的には、計量タンク２０Ａ及び計量タンク２０Ｂを使用する。

以下、図１７の（Ａ）、（Ｂ）及び図１８の（Ａ）、（Ｂ）を参照して、実施例８の射出成形方法を説明する。

［工程−８００］
図１７の（Ａ）に示すように、加圧ガス排出弁４５を閉状態とし、加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂ及び加圧ガス供給弁１５を開状態として、組合わされた各計量タンク２０Ａ，２０Ｂに加圧ガスを供給する。供給完了後、加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂ及び加圧ガス供給弁１５を閉状態とする（図１７の（Ｂ）参照）。計量タンク２０Ａ，２０Ｂ内の加圧ガスの圧力を実施例１と同じとした。

［工程−８１０］
この状態で、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出する。

［工程−８２０］
溶融樹脂の射出完了と同時に、先の決定に基づき各第２加圧ガス供給路４２に配置された加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂを開状態とし、且つ、第３加圧ガス供給路４４に配置された加圧ガス排出弁４５を開状態とする。尚、各加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂを同時に開状態とする。この状態を、図１８の（Ａ）に示す。これによって、計量タンク２０Ａ，２０Ｂに蓄えられていた加圧ガスが、第２加圧ガス供給路４２、第３加圧ガス供給路４４及び加圧ガス導入ノズルを介して、キャビティ内の溶融樹脂内に導入され、中空部が形成される。

［工程−８３０］
その後、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、各加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂ及び加圧ガス排出弁４５を閉状態とし（図１８の（Ｂ）参照）、中空部内の加圧ガスを大気中に放出し、型開きして金型から成形品を取り出した。成形品には、所望の中空部が形成されていた。

実施例９は、実施例８の変形である。実施例８においては、［工程−８２０］において各加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂを同時に開状態としたが、実施例９においては、各加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂを、同時には開状態としない。即ち、各加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂを、順次、開状態とする。具体的には、溶融樹脂の射出完了と同時に、先の決定に基づき、先ず、第２加圧ガス供給路４２に配置された加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａを開状態とし、且つ、第３加圧ガス供給路４４に配置された加圧ガス排出弁４５を開状態とする（図１９の（Ａ）参照）。加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａを開状態としてから、５秒経過後に、第２加圧ガス供給路４２に配置された加圧ガス供給・排出制御弁４３Ｂを開状態とする（図１９の（Ｂ）参照）。これによって、実施例２において説明したと同様の効果を得ることができる。

実施例１０も、実施例８の変形である。実施例８においては、［工程−８３０］において、中空部内の加圧ガスを大気中に放出した。一方、実施例１０にあっては、中空部内の加圧ガスを、計量タンク２０Ｃに回収する。具体的には、溶融樹脂の射出開始から２５秒後に、加圧ガス供給・排出制御弁４３Ｃを開状態とし、キャビティ内の樹脂の内部に形成された中空部における加圧ガスを計量タンク２０Ｃに回収する。加圧ガス供給・排出制御弁４３Ｃを開状態とする前、及び、開状態とした後の状態を、それぞれ、図２０の（Ａ）、（Ｂ）に示す。そして、溶融樹脂の射出開始から３０秒後に、各加圧ガス供給・排出制御弁４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを閉状態とし（図２１参照）、溶融樹脂の射出開始から３１秒後に、中空部内の加圧ガスを大気中に放出し、溶融樹脂の射出開始から６０秒後に、型開きして金型から成形品を取り出した。成形品には、所望の中空部が形成されていた。尚、計量タンク２０Ｃ内の加圧ガスは、図示しない回収ラインを介して、加圧ガス供給源１０に送ればよい。

実施例１１も、実施例８の変形である。図２２に示すように、実施例１１においては、加圧ガス供給弁１５と加圧ガス供給源１０との間（より具体的には、逆止弁１４と加圧ガス供給源１０との間）の第１加圧ガス供給路４０に、計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンク１３が配置されている。

この点を除き、加圧ガス導入装置のその他の構成は、実施例８と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、射出成形方法も、実施例８あるいは実施例９、実施例１０と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

実施例１２も、実施例８の変形である。実施例１２においては、図２３に示すように、３本の第２加圧ガス供給路４２の途中に、更に、各計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ毎に圧力調整弁４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃが配置されている。

このように圧力調整弁４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃを配置することによって、キャビティ内の溶融樹脂内に導入すべき加圧ガスの圧力の最適化を図ることができるし、加圧ガスの効率的な使用を図ることができる。即ち、例えば、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入する初期段階においては、或る計量タンクを用いて高圧の加圧ガスを導入し、初期段階が経過した後、他の計量タンクを用いて比較的低圧の加圧ガスを導入するといった構成を採用することができる。

尚、図２４に示すように、加圧ガス供給弁１５と加圧ガス供給源１０との間（より具体的には、逆止弁１４と加圧ガス供給源１０との間）の第１加圧ガス供給路４０に、計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンク１３が配置されている構成とすることもできる。

加圧ガス導入装置のその他の構成は、実施例８と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、射出成形方法も、実施例８〜実施例１０と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

実施例１３も、実施例８の変形である。図２５に示すように、実施例１３においては、各第２加圧ガス供給路４２の途中に、更に、各計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ毎に流量調整弁４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃが配置されている。これによって、キャビティ内の溶融樹脂内に導入すべき加圧ガスの導入速度の最適化を図ることができる。即ち、例えば、キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入する初期段階においては、或る計量タンクを用いて低速にて加圧ガスを導入し、初期段階が経過した後、他の計量タンクを用いて比較的高速にて加圧ガスを導入するといった構成を採用することができる。

加圧ガス導入装置のその他の構成は、実施例８と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、射出成形方法も、実施例８〜実施例１０と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

また、実施例１１にて説明した加圧ガス蓄積タンク１３を配置した構成とすることもできる。更には、実施例１２にて説明したと同様に、３本の第２加圧ガス供給路４２の途中に、各計量タンク２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ毎に圧力調整弁４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃを配置してもよい。

以上、本発明を、実施例に基づき説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例にて説明した加圧ガス導入装置の構造、実施例にて使用した熱可塑性樹脂、射出成形条件、成形品の大きさ等は例示であり、適宜変更することができる。実施例においては、１台の加圧ガス導入装置で１つの金型に加圧ガスを供給する構成を説明したが、このような構成に限定されるものではない。図２６には、１台の加圧ガス導入装置で複数（図示した例では２つ）の金型に加圧ガスを供給する構成を示す。尚、図２６には、実施例１の加圧ガス導入装置を示したが、他の実施例における加圧ガス導入装置を適用することができることは云うまでもない。

図１は、実施例１の加圧ガス導入装置の概念図である。 図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図２の（Ｂ）に引き続き、実施例１の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例３の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図６は、図５の（Ｂ）に引き続き、実施例３の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図７は、実施例４の加圧ガス導入装置の概念図である。 図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例４の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図８の（Ｂ）に引き続き、実施例４の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図１０は、実施例５の加圧ガス導入装置の概念図である。 図１１は、実施例５の加圧ガス導入装置の変形例の概念図である。 図１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例６の加圧ガス導入装置の概念図である。 図１３は、実施例６の加圧ガス導入装置の変形例の概念図である。 図１４は、実施例６の加圧ガス導入装置の別の変形例の概念図である。 図１５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例７の加圧ガス導入装置の概念図である。 図１６は、実施例８の加圧ガス導入装置の概念図である。 図１７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例８の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図１８の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図１７の（Ｂ）に引き続き、実施例８の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図１９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例９の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図２０の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１０の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図２１は、図２０の（Ｂ）に引き続き、実施例１０の射出成形方法を説明するための加圧ガス導入装置の概念図である。 図２２は、実施例１１の加圧ガス導入装置の概念図である。 図２３は、実施例１２の加圧ガス導入装置の概念図である。 図２４は、実施例１２の加圧ガス導入装置の変形例の概念図である。 図２５は、実施例１３の加圧ガス導入装置の概念図である。 図２６は、１台の加圧ガス導入装置で複数（図示した例では２つ）の金型に加圧ガスを供給する構成を示す概念図である。

符号の説明

１０・・・加圧ガス供給源、１１・・・逆止弁、１２・・・加圧ガス供給弁、１３・・・加圧ガス蓄積タンク、１４・・・逆止弁、１５・・・加圧ガス供給弁、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ・・・計量タンク、３０・・・第１加圧ガス供給路、３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ・・・加圧ガス供給弁、３２・・・第２加圧ガス供給路、３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ・・・加圧ガス排出制御弁、３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ・・・逆止弁、３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ・・・圧力調整弁、３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ・・・流量調整弁、４０・・・第１加圧ガス供給路、４１・・・第１加圧ガス供給路の末端、４２・・・第２加圧ガス供給路、４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ・・・加圧ガス供給・排出制御弁、４４・・・第３加圧ガス供給路、４５・・・加圧ガス排出弁、４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ・・・圧力調整弁、４７Ａ，４７Ｂ，４７Ｃ・・・流量調整弁

Claims (19)

1. 金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、該キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を有する成形品を成形する射出成形方法であって、
   （Ａ）加圧ガス供給源と、
   （Ｂ）複数の計量タンクと、
   （Ｃ）該加圧ガス供給源から各計量タンクに加圧ガスを供給するための第１加圧ガス供給路と、
   （Ｄ）第１加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス供給弁と、
   （Ｅ）各計量タンクから前記キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入するための第２加圧ガス供給路と、
   （Ｆ）各第２加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス排出制御弁、
   から構成された加圧ガス導入装置を使用し、
   成形品に中空部を形成するために必要とされる加圧ガス量に基づき計量タンクの組合せを予め決定しておき、
   加圧ガス排出制御弁を閉状態とし、加圧ガス供給弁を開状態として、該組合わされた各計量タンクに加圧ガスを供給した後、加圧ガス供給弁を閉状態とし、
   金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、
   前記決定に基づき各第２加圧ガス供給路に配置された加圧ガス排出制御弁を開状態として、該キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を形成することを特徴とする、中空部を有する成形品の射出成形方法。
2. 複数の計量タンクのそれぞれの容積が異なっていることを特徴とする請求項１に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
3. 計量タンクの数をＮ、最も容積の小さい計量タンクの容積をＶ ₀ としたとき、第ｎ番目（ｎ＝２，３・・・，Ｎ）の計量タンクの容積Ｖ _n は、２ ^(n-1) Ｖ ₀ を満足することを特徴とする請求項２に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
4. 各加圧ガス排出制御弁を同時に開状態とす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項に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
5. 各加圧ガス排出制御弁を、同時には開状態としないことを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
6. 第１加圧ガス供給路の途中には、更に、各計量タンク毎に圧力調整弁が配置されている加圧ガス導入装置を使用することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
7. 加圧ガス供給弁と加圧ガス供給源との間の第１加圧ガス供給路には、計量タンクの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンクが配置されている加圧ガス導入装置を使用することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
8. 加圧ガス蓄積タンクと計量タンクとの間の第１加圧ガス供給路の途中には、更に、各計量タンク毎に圧力調整弁が配置されている加圧ガス導入装置を使用することを特徴とする請求項７に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
9. 各第２加圧ガス供給路の途中には、更に、各計量タンク毎に流量調整弁が配置されている加圧ガス導入装置を使用することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
10. 加圧ガスは、加圧窒素ガス、加圧二酸化炭素ガス、又は、加圧空気であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
11. 金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、該キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を有する成形品を成形する射出成形方法であって、
    （Ａ）加圧ガス供給源と、
    （Ｂ）複数の計量タンクと、
    （Ｃ）該加圧ガス供給源に接続された第１加圧ガス供給路と、
    （Ｄ）該第１加圧ガス供給路の末端に接続され、該加圧ガス供給源から各計量タンクに加圧ガスを供給するための第２加圧ガス供給路と、
    （Ｅ）該第１加圧ガス供給路の末端に接続され、該第２加圧ガス供給路と連通し、各計量タンクから前記キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入するための第３加圧ガス供給路と、
    （Ｆ）第１加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス供給弁と、
    （Ｇ）各第２加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス供給・排出制御弁と、
    （Ｈ）第３加圧ガス供給路の途中に配置された加圧ガス排出弁、
    から構成された加圧ガス導入装置を使用し、
    成形品に中空部を形成するために必要とされる加圧ガス量に基づき計量タンクの組合せを予め決定しておき、
    加圧ガス排出弁を閉状態とし、加圧ガス供給・排出制御弁及び加圧ガス供給弁を開状態として、該組合わされた各計量タンクに加圧ガスを供給した後、加圧ガス供給・排出制御弁及び加圧ガス供給弁を閉状態とし、
    金型に設けられたキャビティ内に溶融樹脂を射出し、
    前記決定に基づき各第２加圧ガス供給路に配置された加圧ガス供給・排出制御弁を開状態とし、且つ、加圧ガス排出弁を開状態として、該キャビティ内の溶融樹脂内に加圧ガスを導入して中空部を形成することを特徴とする、中空部を有する成形品の射出成形方法。
12. 複数の計量タンクのそれぞれの容積が異なっていることを特徴とする請求項１１に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
13. 計量タンクの数をＮ、最も容積の小さい計量タンクの容積をＶ ₀ としたとき、第ｎ番目（ｎ＝２，３・・・，Ｎ）の計量タンクの容積Ｖ _n は、２ ^(n-1) Ｖ ₀ を満足することを特徴とする請求項１２に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
14. 各加圧ガス供給・排出制御弁を、同時に開状態とすることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
15. 各加圧ガス供給・排出制御弁を、同時には開状態としないことを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
16. 加圧ガス供給弁と加圧ガス供給源との間の第１加圧ガス供給路には、計量タンクの合計容量よりも大きな容量を有する加圧ガス蓄積タンクが配置されている加圧ガス導入装置を使用することを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
17. 第２加圧ガス供給路の途中には、更に、各計量タンク毎に圧力調整弁が配置されている加圧ガス導入装置を使用することを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
18. 各第２加圧ガス供給路の途中には、更に、各計量タンク毎に流量調整弁が配置されている加圧ガス導入装置を使用することを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。
19. 加圧ガスは、加圧窒素ガス、加圧二酸化炭素ガス、又は、加圧空気であることを特徴とする請求項１１乃至請求項１８のいずれか１項に記載の中空部を有する成形品の射出成形方法。

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