JP4223236B2

JP4223236B2 - ガス含浸樹脂の射出装置および射出成形方法

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Publication number: JP4223236B2
Application number: JP2002181109A
Authority: JP
Inventors: 慶亮成瀬; 伊津雄竹部; 浩孝岡本; 健三福森
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2002-06-21
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2009-02-12
Anticipated expiration: 2022-06-21
Also published as: JP2004025465A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可塑化して溶融・混練した溶融樹脂に二酸化炭素等の不活性ガスを含浸させたガス含浸樹脂を金型に射出する射出成形技術に関するものであり、特に、溶融樹脂にガスを比較的低圧で安定して含浸させることのできる新規な構成の射出装置とその成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
成形品の軽量化と原料樹脂の削減あるいは断熱機能や衝撃吸収機能を付与するために、成形品の内部に気泡を形成させる発泡成形は従来から実施されていた。従来の発泡成形は化学発泡法と称されるものが一般的であり、これは原料樹脂に化学発泡剤を適量混合し原料樹脂の溶融・混練に伴って化学発泡剤を発泡させて溶融樹脂に気泡を含有させるものである。しかしながら、化学発泡剤は有機系発泡剤が多くを占めるため、人体や環境に対する安全性や悪影響等に関する問題の他、爆発的な分解や発火の恐れがあり取り扱いに注意を要するものがある。
【０００３】
そのため、近年、上記化学発泡法に替えて二酸化炭素や窒素ガスなどの不活性ガスを溶融樹脂中に含浸させることによって、微細発泡構造の成形品を得るようにしたガス含浸樹脂の射出成形方法が研究されている。この成形方法によれば、ガス含浸樹脂はガスの含浸しない溶融樹脂に比較してその流動性が良好となるため、より低い溶融温度のガス含浸樹脂によって比較的低い圧力で射出充填が可能となるため、肉薄の成形品やそりの少ない成形品の射出成形ができるようになる。
【０００４】
ところで、上記のようなガス含浸樹脂の射出成形を行うに際しては、溶融樹脂に多量の不活性ガスを速やかに含浸させる必要があることから、不活性ガスを高温高圧による超臨界状態として溶融樹脂に接触させることが試みられており、そのための射出装置が、例えば米国特許第５１５８９８６号公報等に開示されている。この米国特許に開示された射出装置は、先端にノズル部を備えた加熱筒に対してスクリュを中心軸回りに回転可能にかつ軸方向に移動可能に挿入配置させて、前記加熱筒の後部に設けた材料供給口から供給した樹脂材料を前記スクリュの回転によって前方に送って加熱溶融させつつ、スクリュを軸方向後方へ変位させてスクリュ前方に溶融樹脂を貯留するようになっているとともに、加熱筒の先端部近くに不活性ガスの供給口が設けられており、この供給口から不活性ガスを加熱筒内に供給して、加熱筒内の先端部分に貯留された溶融樹脂に接触させて含浸させた後、スクリュを軸方向前方に移動させて樹脂材料をノズル部から射出するようになっている。
【０００５】
ところが、上記のような従来構造の射出装置においては、インラインスクリュ式射出装置を基本構造としており、樹脂材料の加熱溶融，計量および射出といった一連の射出工程に際して、加熱筒内に挿入配置されたスクリュが軸方向に往復変位されるために、加熱筒の所定位置に開口形成された不活性ガスの供給口のスクリュに対する相対位置が変化してしまうことが避けられない。そして、そのために、加熱筒内を導かれる溶融樹脂材料に対する、加熱筒内に吐出される不活性ガスの接触状態が時間毎に変化してしまうこととなり、溶融樹脂材料に対する不活性ガスの含浸状態を十分に安定して得ることが難しい場合があった。
【０００６】
そこで、特開２００１−２６９９６３に開示されるように、スクリュ装置とプランジャ装置を併せ備えた予備可塑化式構造を採用し、スクリュ装置の可塑化シリンダ内からプランジャ装置に至るまでの樹脂通路に、溶融樹脂の流路形状が時間的に変化せずに定常的な樹脂流動が生ずる領域を形成し、かかる領域にガス注入口を開口して、不活性ガスを注入するようにした。
【０００７】
しかしながら、かかる予備可塑化式構造の射出装置においても、ガス供給路は溶融樹脂の通路に設けられており、溶融樹脂は相当な圧力を有しているため、溶融樹脂にガスを含浸させるためにはガスの圧力は溶融樹脂の圧力を越える高圧にして供給しなければならない。スクリュ装置に減圧部を設け減圧部からガスを供給するようにすればガスの圧力は比較的低圧で供給できるようにはなるが、依然として次のような問題が残る。
【０００８】
すなわち、ガスを安定して供給するには供給するガスの圧力とガスが供給される部分の溶融樹脂の圧力との差圧が常に一定であることが要求される。ところが、ガスの圧力は略一定であるが、溶融樹脂の圧力は溶融状態に応じて変化するのであり、その要因は次の通りである。可塑化中に不活性ガスを含浸させた溶融樹脂は接続樹脂通路を通じて射出シリンダに流入しプランジャを後退させる。そのときプランジャは所定の後退力で制御されているが、ガスが供給される部分からプランジャ前方付近まで流動する溶融樹脂の流動距離は長く、成形品の容積に応じて計量するプランジャの後退量によっても流動距離が変動し、さらにガスが含浸されたガス含浸樹脂は圧縮性が大きくしかもガスの量によって圧縮性が変化するので、ガスが供給される部分からプランジャ前方付近までの間に存在するガス含浸樹脂の圧力は変動するのである。そのため、プランジャが所定の後退力で定常に制御されているにも拘わらず、ガスが供給される部分の溶融樹脂の圧力は変動してガスの供給量が変動するのである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、上記のような従来の技術における問題を解決するために提案されたものであって、その解決課題とするところは、供給されるガスのガス供給圧力とガスが含浸したガス含浸樹脂圧力との差圧を常に一定に制御して、予備可塑化式の射出装置であって計量の大きさが変化しても、ガスが安定かつ均一に含有されたガス含浸樹脂を生成して、気泡が均一に分散した発泡成形品を成形することができる新規な構造を有するガス含浸樹脂の射出装置とそれによる射出成形方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１の発明は、ガスを供給しながら原料樹脂を溶融し混練して溶融樹脂をガス含浸樹脂となす可塑化手段と、前記可塑化手段から押出されたガス含浸樹脂が移送される通路と、前記通路に連通され前記移送されたガス含浸樹脂を所定量計量して金型に射出する射出手段とからなるガス含浸樹脂の射出装置において、前記可塑化手段は、軸方向に移動不可能にかつ回転自在に嵌挿されたスクリュと、可塑化途中で溶融樹脂圧力が減圧する減圧部と、前記減圧部へ所定の圧力に減圧したガスを供給するガス供給口と、前記減圧部よりガス含浸樹脂の下流側でガス含浸樹脂圧力を検出する樹脂圧力センサとを有し、前記射出手段は、前記ガス含浸樹脂を後退制御により所定量計量するとともに前進駆動により射出するプランジャと、前記ガス含浸樹脂圧力が目標値と一致するように前記プランジャをフィードバック制御する制御装置を有することを特徴とするガス含浸樹脂の射出装置に係る。
【００１１】
請求項２の発明は、ガスを供給しながら原料樹脂を溶融し混練して溶融樹脂をガス含浸樹脂となす可塑化手段と、前記可塑化手段から押出されたガス含浸樹脂が移送される通路と、前記通路に連通され前記移送されたガス含浸樹脂を所定量計量して金型に射出する射出手段とからなるガス含浸樹脂の射出装置において、前記可塑化手段は、軸方向に移動不可能にかつ回転自在に嵌挿されたスクリュと、可塑化途中で溶融樹脂圧力が減圧する減圧部と、前記減圧部へ所定の圧力に減圧したガスを供給するガス供給口と、前記減圧部のガス供給圧力を検出するガス圧力センサと、前記減圧部よりガス含浸樹脂の下流側でガス含浸樹脂圧力を検出する樹脂圧力センサとを有し、前記射出手段は、前記ガス含浸樹脂を後退制御により所定量計量するとともに前進駆動により射出するプランジャと、前記ガス供給圧力と前記ガス含浸樹脂圧力との差圧が目標値と一致するように前記プランジャをフィードバック制御する制御装置を有することを特徴とするガス含浸樹脂の射出装置に係る。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項２において、樹脂圧力センサをスクリュの２段部におけるコンプレッションゾーンに設けたことを特徴とするガス含浸樹脂の射出装置に係る。
【００１３】
さらに、請求項４の発明は、可塑化手段はガスを供給しながら原料樹脂を溶融し混練して溶融樹脂をガス含浸樹脂となし、射出手段は前記可塑化手段から連通された通路を介して押出されたガス含浸樹脂を所定量計量して金型に射出する射出成形方法において、前記可塑化手段は軸方向に移動不可能かつ回転自在なスクリュによって原料樹脂を可塑化中に溶融樹脂を減圧部で減圧させ、前記減圧部に所定圧力に減圧したガスを供給し、溶融樹脂にガスを含浸させ、ガス含浸樹脂を生成するためさらに混練して押出し、前記射出手段は前記ガス含浸樹脂をプランジャの後退制御により所定量計量するとともに前進駆動により射出し、制御装置は前記減圧部よりガス含浸樹脂の下流側におけるガス含浸樹脂圧力、もしくは前記減圧部のガス供給圧力とガス含浸樹脂圧力との差圧が目標値と一致するように前記射出手段の前記プランジャをフィードバック制御することを特徴とするガス含浸樹脂の射出成形方法に係る。
【００１４】
またさらに、請求項５の発明は、請求項４において、ガス含浸樹脂を金型に射出する前に、前記可塑化手段と前記通路とを連通または遮断する第１の開閉弁および前記射出手段のノズルの内部通路を開閉する第２の開閉弁を閉鎖して射出手段でガス含浸樹脂を圧縮することを特徴とする射出成形方法に係る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図面に基づいてこの発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は可塑化手段と射出手段からなる射出装置を制御系統図とともに示す縦断面図であり、図２は可塑化手段の縦部分断面図であり、図３は射出成形するときの射出装置の作動を説明する流れ図であり、図４は射出手段のアクチュエータにおけるサーボ制御を説明するブロック図である。
【００１６】
図１に示すこの発明の射出装置は可塑化手段１０と射出手段３０からなり、可塑化手段１０は射出手段３０の上面に載置され、射出手段３０は架台５３の上面に軸方向に摺動自在に設けられ、架台５３は射出成形機の本体基部である基台５０の上面に取付けられている。基台５０には射出装置の他射出装置のノズル３７が前進して当接する金型５２が取付けられた固定盤５１と前記固定盤５１を含む型締装置（図示しない）が取付けられている。
【００１７】
可塑化手段１０は、ホッパ１４に投入された原料樹脂を第１の加熱筒１１とスクリュ１２により溶融・混練する押出機である。第１の加熱筒１１は鋼製の筒状体であり、その外周には原料樹脂を溶融させるヒータ７０が捲着され、その内孔にはスクリュ１２が軸方向に移動不可能にかつ回転自在に嵌挿されている。第１の加熱筒１１の基部は縮径されハウジング１３の貫通孔に挿通されてナット７１で固着される。ハウジング１３の第１の加熱筒１１の基部が挿通された貫通孔７２の上方には、第１の加熱筒１１の基部に設けた孔７３と連通する貫通孔７４が穿孔され、さらにその貫通孔７４に連通してホッパ１４が設けられている。ホッパ１４に投入された原料樹脂は前記貫通孔７４，７３を自然落下してスクリュ１２の基部に供給される。
【００１８】
スクリュ１２の延長された軸は、ハウジング１３の後部端面に固着したモータ１５の軸と連結され、油圧モータや電気モータであるモータ１５の回転により駆動される。スクリュ１２は、図２に詳細を示すように、いわゆるベント式射出装置に用いられる２段式のスクリュであり、１段部２５と２段部２８からなる。１段部２５は、原料樹脂および溶融樹脂を搬送する連続したフライト７５を有し、基部から２段部２８に向けた下流方向に、溝深さが深いフィードゾーン、溝深さが漸次浅くなるコンプレッションゾーンおよび溝深さが浅いメータリングゾーンに分割されて形成される。フィードゾーン、コンプレッションゾーンおよびメータリングゾーンそれぞれの長さの配分と溝深さは、原料樹脂に応じて種々選択される。１段部２５において、原料樹脂はフィードゾーンで固体輸送され、コンプレッションゾーンでは半溶融から溶融状態に移行し、メータリングゾーンで完全に溶融され溶融樹脂となる。１段部２５の最下流部で２段部２８との境界部には、フライトがなく第１の加熱筒１１の内孔壁との間隙がメータリングゾーンの溝深さより小さい部材が設けてあり、溶融樹脂に対して堰のように作用する。
【００１９】
２段部２８は、１段部２５で生成した溶融樹脂に不活性ガスを供給し混練して含浸させガス含浸樹脂とするためのものであり、図１に示すように全領域を混練部２７のようにしてもよいが、図２に示すように、上流部に混練部２７を設け下流部はフライト７６と、第１の加熱筒１１におけるものと同様のコンプレッションゾーンを有するように構成することが、ガスの安定した含浸のために効果的である。混練部２７はフィードゾーンと同程度の溝深さを有し、コンプレッションゾーンのフライト７６よりも小さいピッチであってフライト７６の外周に多数の切欠を設けたようなフライトを有する。２段部２８の最上流部は減圧部２６であり、減圧部２６近傍の第１の加熱筒１１の内孔壁にはガス供給口１６が穿孔され開口している。１段部２５で生成されコンプレッションゾーンで加圧された溶融樹脂は２段部２８に流入すると、スクリュ１２の溝深さが急激に増加して溶融樹脂の流路容積が増大するため溶融樹脂の圧力は減圧される。
【００２０】
ガス供給口１６にはガスボンベ１９から減圧弁１７とガス調整弁１８を介して管路が接続され、減圧弁１７で所定の圧力に減圧された二酸化炭素や窒素等の不活性ガスが供給される。ガス調整弁１８とガス供給口１６との間の管路にはガス圧力センサ２１が設けられ、ガス圧力センサ２１は減圧部２６に供給されるガス供給圧力を検出して制御装置４２へその信号を伝送する。
【００２１】
減圧部２６では、減圧された溶融樹脂にガス供給口１６から供給されたガスが充分に接触し、混練部２７では、溶融樹脂にガスが含浸しつつ混練してガス含浸樹脂が生成される。ガス含浸樹脂は混練部２７に続くコンプレッションゾーンでさらに圧縮されつつ混練される。２段部２８の減圧部２６より下流側の第１の加熱筒１１の内孔壁には樹脂圧力センサ２０が設けられ、ガス含浸樹脂圧力を検出してその信号を制御装置４２に伝送する。樹脂圧力センサ２０の取付位置は、図２におけるセンサ取付穴２９のように混練部２７であってもよく、また、第１の加熱筒１１に続く通路２４であってもよい。すなわち、樹脂圧力センサ２０は減圧部２６からガス含浸樹脂の下流側の任意の位置に設けられ、その位置は原料樹脂やガスの種類あるいは制御性に応じて適宜選択される。ただし、減圧部２６またはセンサ取付穴２９に樹脂圧力センサ２０を設けたときは、樹脂圧力センサ２０はガスの圧力の影響を受ける恐れがあり、樹脂圧力センサ２０は２段部２８のコンプレッションゾーンに設けることが安定した圧力検出のために好ましい。この場合、検出される圧力は減圧部２６の溶融樹脂の圧力より若干高いがその差は一定とみなされるので問題とはならない。
【００２２】
第１の加熱筒１１の内孔先端部は、スクリュ１２の先端部と同じ尖り先形状に縮径されて第１の開閉弁２２に連通されている。第１の開閉弁２２は第１の加熱筒１１の内孔と通路２４とを連通または遮断に択一的に選択操作する。第１の開閉弁２２のスプルはシリンダ２３で往復駆動される。シリンダ２３がスプルを引くと第１の加熱筒１１の内孔と通路２４とが連通して、モータ１５がスクリュ１２を回転駆動しているとき、ガス含浸樹脂は押出されて通路２４に流動する。
【００２３】
通路２４はガス含浸樹脂を溶融・保温された状態で可塑化手段１０から射出手段３０へ移送させるため、ヒータ７７で温調された複数の部材を組合わせて連通路を形成している。
【００２４】
射出手段３０は可塑化手段１０から移送されたガス含浸樹脂を、プランジャ３２を後退制御することにより所定量計量した後プランジャ３２を前進駆動させて、計量したガス含浸樹脂を金型５２に射出充填する。第２の加熱筒３１は３００ＭＰａ程度の射出圧力に耐え得るような肉厚の筒形状体であり、その外周にはガス含浸樹脂を溶融状態で保温させるためのヒータ７８が捲着され、その内孔にはプランジャ３２が往復動自在に嵌挿される。第２の加熱筒３１の基部はハウジング３３の前端面に固着され、プランジャ３２の延長された軸はロッド３６に固着され、ハウジング３３の後端面にはシリンダ３４が固着されている。シリンダ３４はロッド３６とそれに固着したピストン３５を往復動自在かつ液密に嵌挿する。
【００２５】
ピストン３５で分割形成されたシリンダ３４内の二つの油圧室にはサーボ弁４１の出口ポートがそれぞれ接続され、油圧源４０の圧油を制御装置４２の制御信号に基づいてサーボ弁４１により制御することで、射出充填速度、射出保持圧力および可塑化時のガス含浸樹脂圧力を制御する。なお、プランジャ３２のアクチュエータとしてシリンダ３４、ピストン３５およびサーボ弁４１等による油圧式のものを例示したが、アクチュエータは油圧式ではなくサーボモータとボールネジ等を使用した機械式のものでもよく、制御信号に基づいて忠実に速度制御や位置決め制御が実行可能なものであれば適宜他の機構を採用し得る。
【００２６】
第２の加熱筒３１のプランジャ３２の前方空間には通路２４が連通し、この空間にガス含浸樹脂が蓄積される。この空間を有する第２の加熱筒３１の前端面には第２の開閉弁３８が設けられている。第２の開閉弁３８はその先に設けたノズル３７と一体になったニードル弁式の公知の弁であり、シリンダ３９の往復駆動力をリンク等で変換して駆動されるニードル弁がノズル３７の先端孔内部を往復移動して内部通路を開閉するものである。
【００２７】
制御装置４２は射出成形機において、シーケンス制御や、モータ、サーボ弁、シリンダ、調整弁、サーボモータ等のアクチュエータの速度制御、力制御または位置決め制御や、加熱筒等の温度制御などを実行する。制御装置４２はマイクロプロセッサに基づいた公知の構成を有し、液晶の表示器からなる表示部、表示部の表面に設けたタッチパネルからなる設定部、ＲＡＭ・ＲＯＭからなる記憶部、センサ等の信号を入力する入力部およびアクチュエータへ信号を出力する出力部を含む。
【００２８】
次にこの射出装置により射出成形する際の作動を図３及び図４に基づいて説明する。まず、ホッパ１４に投入した原料樹脂を可塑化するため、第２の開閉弁３８が閉鎖される（Ｓ１）。Ｓ１は前の成形サイクルで射出充填が終了後に予め実行されることもある。そして、第１の開閉弁２２が開放される（Ｓ２）とともに、制御装置４２で設定された所定値によりモータ１５が回転駆動されてスクリュ１２を回転させる（Ｓ３）。さらに、制御装置４２で設定された所定値によりガス調整弁１８が所定量開放されて（Ｓ４）、可塑化中所定量のガスがガスボンベ１９からガス供給口１６に供給される。ガス調整弁１８は開閉弁を所定の時間周期で開閉するものであるが、開度が電気信号により可変となるような弁を採用してもよい。また、前記所定の時間周期や開度の電気信号を可塑化の行程中に所定のプログラムに従って変化させ、ガスの供給量を可塑化の行程中に変化させるようにしてもよい。
【００２９】
スクリュ１２の回転に伴い原料樹脂は１段部２５において溶融樹脂になり、２段部２８の減圧部２６に流入して減圧される。２段部２８において、減圧された溶融樹脂は、ガス供給口１６から供給されるガスを含浸しつつ混練されてガス含浸樹脂となる。ガス供給圧力はガス圧力センサ２１で検出され、ガス含浸樹脂圧力は樹脂圧力センサ２０で検出され、両者は制御装置４２において減算演算されてその差圧６７は目標値６０と比較演算される。ここで、ガス圧力センサ２１は必ずしも必要としないことがある。ガス圧力センサ２１が不要の場合とは、減圧弁１７で一定に制御されているガス供給圧力が、ガス供給口１６から溶融樹脂にガスを供給中であっても変動しないときである。このとき、前記減算演算において、ガス供給圧力は常数として処理され、ガス含浸樹脂圧力のみが目標値６０と比較演算される。
【００３０】
Ｓ５およびＳ６には、制御装置４２が実行する前記演算と制御方法が示される。すなわち制御装置４２は、ガス圧力センサ２１より入力するガス供給圧力から、樹脂圧力センサ２０より入力するガス含浸樹脂圧力を減算して、その差圧６７が制御装置４２に予め設定した目標値６０と一致するように、プランジャ３２のアクチュエータ６６であるピストン３５とそれを駆動するサーボ弁４１をフィードバック制御する。Ｓ５で演算結果が一致しないときはＳ６においてアクチュエータ６６でピストン３５を制御してプランジャ３２を演算結果の正負とその量に応じて前後に移動させるが、ガス含浸樹脂が押出されてガス含浸樹脂圧力は上昇するから、プランジャ３２は相対的には後退する。
【００３１】
図４には上記したフィードバック制御の実施形態をブロック図で示す。このフィードバック制御は制御装置４２において記憶装置に格納されたプログラムに基づきマイクロプロセッサが演算処理してソフトウエアで実行されるが、ハードウエアで構成してもよい。制御装置４２は、可塑化手段１０で検出されたガス供給圧力とガス含浸樹脂圧力からそれらの差圧６７を求め、６１において目標値６０と突合わせた後、ＰＩＤ演算部６２で比例、積分および微分演算処理をして制御量を求める。制御量は電流・電力制御部６４でアクチュエータ６６に適合する電流となるように変換されるとともに、６３において制御量と制御信号６５とを突合わせて定電流制御される。制御信号６５はアクチュエータ６６を駆動して射出手段３０のプランジャ３２を制御する。
【００３２】
前記Ｓ５およびＳ６の制御によれば、ガス供給口１６でのガス供給圧力は略一定であるから、プランジャ３２は樹脂圧力センサ２０で検出するガス含浸樹脂圧力が目標値６０と一致するようにガス含浸樹脂を吸引して後退するように制御されるのである。このような実施の形態である一実施例では、原料樹脂にポリプロピレンを用い、ガスが二酸化炭素であるとき、ガスの圧力は６．５ＭＰａとし、目標値６０を０．５ＭＰａとした。このとき、樹脂圧力センサ２０におけるガス含浸樹脂圧力は６ＭＰａに制御されており、良好なガス含浸状態が得られ、それを射出充填した成形品は気泡が均一に分散した良品となった。なお、樹脂圧力センサ２０をセンサ取付穴２９の位置に設けて制御したときには、ガス含浸樹脂圧力は前記の例よりも低くなり、それに応じて目標値６０はより大きくなることは当然である。
【００３３】
つづいて、Ｓ５においてガス供給圧力とガス含浸樹脂圧力との差圧６７が目標値６０に一致したときには、Ｓ７に進み、後退移動するプランジャ３２の位置が、次の成形サイクルのための成形品の容積に相当する計量の所定値の位置に到達したかどうかを比較演算し、到達していなければ再びＳ５に戻ってフィードバック制御を続ける。前記Ｓ７での比較演算の結果プランジャ３２が計量位置に到達していれば、モータ１５の回転を停止させスクリュ１２の回転を停止させて可塑化を終了させる（Ｓ８）。それとともに、第１の開閉弁２２を閉鎖させる（Ｓ９）。
【００３４】
以上で可塑化の一連の行程は終了し、第２の加熱筒３１のプランジャ３２前方の内孔と通路２４にはガス含浸樹脂が充満して蓄積されたが、このガス含浸樹脂の圧力は樹脂圧力センサ２０で検出された圧力かそれより僅か高い圧力であり、ガスを充分含浸させるには低い場合がある。そこで、Ｓ１０に示すように、ガス含浸樹脂を射出充填する前に、プランジャ３２を前進方向に駆動してガス含浸樹脂を圧縮する。これにより蓄積されたガス含浸樹脂の圧力が上昇して、ガスがより含浸しやすくなる。このＳ１０は必要に応じて実行するものであり、省略されてもよい。
【００３５】
射出充填開始するまでの間、アクチュエータ６６をサーボロックや停止位置決め制御等の状態にして、プランジャ３２を停止させ、所定の位置で保持させる（Ｓ１１）。この制御により、ガス含浸樹脂圧力によりプランジャ３２が後退させられることを防止するとともに、ガス含浸樹脂圧力の低下が防止できる。
【００３６】
そして、可塑化中に金型５２内で冷却されていた成形品は金型５２を開いて取出され、次の成形サイクルのために再び金型５２が閉鎖されて、ノズル３７が金型５２に当接し、第２の開閉弁３８が開放した後アクチュエータ６６がプランジャ３２を前進駆動してガス含浸樹脂を金型５２に射出充填する（Ｓ１２）。
【００３７】
この発明は以上説明した実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を付加して実施することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上図示し説明したように、請求項１の発明は、減圧部から供給されるガス供給圧力が一定で安定しているとき、ガス含浸樹脂圧力が目標値と一致するようにプランジャ３２を制御するので、計量に伴ってガス含浸樹脂の量が変動したりガス含浸樹脂の圧縮性が変化して、ガスが供給される部分からプランジャ前方付近までの間に存在するガス含浸樹脂の圧力が変動しても、ガスが供給される部分の溶融樹脂の圧力は一定に保たれてガスは比較的低圧で安定して供給される。
【００３９】
請求項２の発明は、ガス供給圧力とガス含浸樹脂圧力との差圧が目標値と一致するようにプランジャ３２を制御するので、計量に伴ってガス含浸樹脂の量が変動するかガス含浸樹脂の圧縮性が変化して、ガスが供給される部分からプランジャ前方付近までの間に存在するガス含浸樹脂の圧力が変動したり、ガス供給圧力が変動しても、ガス供給圧力とガスが供給される部分の圧力との圧力差が一定に保たれてガスは比較的低圧で安定して供給される。
【００４０】
請求項３の発明は、樹脂圧力センサをスクリュの２段部におけるコンプレッションゾーンに設けたので、本来検出すべきガスが供給される部分の溶融樹脂の圧力と同等な圧力を安定して検出可能とする。
【００４１】
請求項４の発明は、ガス供給圧力とガス含浸樹脂圧力との差圧またはガス含浸樹脂圧力が目標値と一致するようにプランジャ３２を制御するので、計量に伴ってガス含浸樹脂の量が変動するかガス含浸樹脂の圧縮性が変化して、ガスが供給される部分からプランジャ前方付近までの間に存在するガス含浸樹脂の圧力が変動したり、ガス供給圧力が変動しても、ガス供給圧力とガスが供給される部分の圧力との圧力差が一定に保たれガスの供給量が安定するため、比較的低いガス供給圧力のもとでガスの含浸が均一となったガス含浸樹脂が得られ、気泡が均一な成形品を安定して成形することができる。
【００４２】
請求項５の発明は、比較的低いガス供給圧力で含浸させたガス含浸樹脂を射出充填前に圧縮して圧力を上昇させるので、ガスがより含浸しやすい状態となってより均一な気泡を有する成形品を継続的に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】可塑化手段と射出手段からなる射出装置を制御系統図とともに示す縦断面図である。
【図２】可塑化手段の縦部分断面図である。
【図３】射出成形するときの射出装置の作動を説明する流れ図である。
【図４】射出手段のアクチュエータにおけるサーボ制御を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１０可塑化手段
１１第１の加熱筒
１２スクリュ
１６ガス供給口
２０樹脂圧力センサ
２１ガス圧力センサ
２２第１の開閉弁
２４通路
２５１段部
２６減圧部
２８２段部
３０射出手段
３１第２の加熱筒
３２プランジャ
３５ピストン
３８第２の開閉弁
２３，３４，３９シリンダ
４１サーボ弁
４２制御装置
５２金型
６６アクチュエータ

Claims

ガスを供給しながら原料樹脂を溶融し混練して溶融樹脂をガス含浸樹脂となす可塑化手段と、前記可塑化手段から押出されたガス含浸樹脂が移送される通路と、前記通路に連通され前記移送されたガス含浸樹脂を所定量計量して金型に射出する射出手段とからなるガス含浸樹脂の射出装置において、
前記可塑化手段は、軸方向に移動不可能にかつ回転自在に嵌挿されたスクリュと、可塑化途中で溶融樹脂圧力が減圧する減圧部と、前記減圧部へ所定の圧力に減圧したガスを供給するガス供給口と、前記減圧部よりガス含浸樹脂の下流側でガス含浸樹脂圧力を検出する樹脂圧力センサとを有し、
前記射出手段は、前記ガス含浸樹脂を後退制御により所定量計量するとともに前進駆動により射出するプランジャと、前記ガス含浸樹脂圧力が目標値と一致するように前記プランジャをフィードバック制御する制御装置を有する
ことを特徴とするガス含浸樹脂の射出装置。
ガスを供給しながら原料樹脂を溶融し混練して溶融樹脂をガス含浸樹脂となす可塑化手段と、前記可塑化手段から押出されたガス含浸樹脂が移送される通路と、前記通路に連通され前記移送されたガス含浸樹脂を所定量計量して金型に射出する射出手段とからなるガス含浸樹脂の射出装置において、
前記可塑化手段は、軸方向に移動不可能にかつ回転自在に嵌挿されたスクリュと、可塑化途中で溶融樹脂圧力が減圧する減圧部と、前記減圧部へ所定の圧力に減圧したガスを供給するガス供給口と、前記減圧部のガス供給圧力を検出するガス圧力センサと、前記減圧部よりガス含浸樹脂の下流側でガス含浸樹脂圧力を検出する樹脂圧力センサとを有し、
前記射出手段は、前記ガス含浸樹脂を後退制御により所定量計量するとともに前進駆動により射出するプランジャと、前記ガス供給圧力と前記ガス含浸樹脂圧力との差圧が目標値と一致するように前記プランジャをフィードバック制御する制御装置を有する
ことを特徴とするガス含浸樹脂の射出装置。
前記樹脂圧力センサをスクリュの２段部におけるコンプレッションゾーンに設けたことを特徴とする請求項２に記載のガス含浸樹脂の射出装置。
可塑化手段はガスを供給しながら原料樹脂を溶融し混練して溶融樹脂をガス含浸樹脂となし、射出手段は前記可塑化手段から連通された通路を介して押出されたガス含浸樹脂を所定量計量して金型に射出する射出成形方法において、
前記可塑化手段は軸方向に移動不可能かつ回転自在なスクリュによって原料樹脂を可塑化中に溶融樹脂を減圧部で減圧させ、前記減圧部に所定圧力に減圧したガスを供給し、溶融樹脂にガスを含浸させ、ガス含浸樹脂を生成するためさらに混練して押出し、前記射出手段は前記ガス含浸樹脂をプランジャの後退制御により所定量計量するとともに前進駆動により射出し、制御装置は前記減圧部よりガス含浸樹脂の下流側におけるガス含浸樹脂圧力、もしくは前記減圧部のガス供給圧力とガス含浸樹脂圧力との差圧が目標値と一致するように前記射出手段の前記プランジャをフィードバック制御することを特徴とするガス含浸樹脂の射出成形方法。
ガス含浸樹脂を金型に射出する前に、前記可塑化手段と前記通路とを連通または遮断する第１の開閉弁および前記射出手段のノズルの内部通路を開閉する第２の開閉弁を閉鎖して射出手段でガス含浸樹脂を圧縮することを特徴とする請求項４に記載のガス含浸樹脂の射出成形方法。