JP4758732B2 - 超臨界流体を用いた熱可塑性樹脂の射出成形方法 - Google Patents

Description

本発明は熱可塑性樹脂の射出成形方法に関し、特に、超臨界流体を溶融樹脂に浸透させて熱可塑性樹脂を射出成形する方法に関する。

近年、超臨界流体を溶媒として利用する研究が盛んである。超臨界流体は、表面張力ゼロであり気体並みの拡散性を有するだけでなく、液体に近い密度を有するため、溶媒としての機能も併せ持つ。このような超臨界流体の物性を利用した技術の一つとして、超臨界流体を用いた新規なプラスチックの無電解メッキ法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。この超臨界流体を用いた無電解メッキ法は、次に説明するような従来のプラスチックの無電解メッキ膜の形成技術における問題点を克服するためになされたものである。

無電解メッキ法は、プラスチック構造体よりなる電子機器の表面に金属導電膜を形成する手段として広く利用されている。従来のプラスチックの無電解メッキプロセスは材料などにより多少異なるが、一般的に、樹脂成形、成形体の脱脂、エッチング、中和及び湿潤化、触媒付与、触媒活性化、及び無電解メッキの各工程を経たプロセスからなる。上記無電解メッキプロセスのうち、エッチング工程では、クロム酸溶液やアルカリ金属水酸化物溶液などを用いるが、これらエッチング液は中和等の後処理が必要なため、コスト高の要因となっている。また、エッチング工程では、毒性の高いエッチャントを用いるので、その取り扱いの問題がある。欧州では、電気・電子製品に含まれる特定有害化学物質を規制するＲｏＨＳ（Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electric equipment）指令が制定され、２００６年７月１日以降欧州市場に投入される新しい電気・電子機器には六価クロム等が含まれていないことを材料・部品供給メーカーも保証しなくてはならない。このような状況より、環境負荷が大きい従来のプラスチックの無電解メッキプロセスは代替技術への移行が必須課題となっている。

上記エッチング工程を含む無電解メッキプロセスに対して、非特許文献１に記載された方法では、有機金属錯体を超臨界二酸化炭素に溶解させ、この超臨界二酸化炭素を各種ポリマーに接触させることにより、ポリマー表面に有機金属錯体を浸透させることができる。次いで、有機金属錯体が浸透したポリマーを加熱や化学還元処理する等によって還元することにより金属微粒子を析出させる。これにより、ポリマー表面全体に無電解メッキも可能になる。このプロセスによれば、廃液処理が不要で、表面粗さが良好なプラスチックが得られると言われている。

また、従来、超臨界流体を利用し且つ工業化されている射出成形プロセスとして発泡成形がある（例えば、特許文献１参照）。このプロセスでは、発泡剤として、従来の化学発泡剤量でなくＮ_２やＣＯ_２の不活性ガスを用いられ、不活性ガスは超臨界状態にて溶融樹脂と混錬される。この混錬工程は、可塑化シリンダー内のスクリューを用いて樹脂材料を可塑計量する際に、可塑化溶融される樹脂材料とＮ_２やＣＯ_２の超臨界流体とをスクリューにて攪拌しながら行われる。

特許２６２５５７６公報 堀照夫著「超臨界流体の最新応用技術」株式会社エヌ・ティー・エス出版、ｐ．２５０−２５５（２００４）

上記非特許文献１に開示されている超臨界流体を用いた無電解メッキ法は、バッチ処理であるので、工業化する上では連続生産が困難である。また、ポリマーの表面を超臨界二酸化炭素等によって軟化させ、超臨界流体および改質材料である金属錯体をポリマー内部に浸透させるため、成形品が軟化し、その形状を維持することが困難となる場合があった。

また、従来の発泡成形等においては、可塑化シリンダー内部にて超臨界流体を溶融樹脂に浸透させる際に、溶融樹脂全体に浸透させることはできるが、射出成形品の一部に浸透させることは困難であった。また、従来の発泡成形等においては、溶融樹脂の可塑化計量後のスクリュー位置は、通常の射出成形と同様、予め定められたスクリュー位置にて停止させるものであった。そして、停止したスクリュー位置は固定しつつ、スクリュー前進側への背圧を一定圧力に保持することにより、溶融樹脂内圧を制御する手法をとっている。そのため、溶融樹脂内部から超臨界流体が分離して、それにより溶融樹脂の内圧が背圧よりも低下した場合には対処できないという問題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の第１の目的は、超臨界流体を溶媒に用いたプラスチックの表面改質方法を射出成形プロセスに適用することであり、特に、超臨界流体を用いて熱可塑性樹脂に金属錯体を浸透させて表面改質を行うプロセス、すなわち、クリーンな無電解メッキの前処理プロセスを射出成形プロセスに適用することである。また、本発明の第２の目的は、射出成形機の可塑化シリンダー内の溶融樹脂に超臨界流体を部分的に安定して浸透させることのできる新規なプロセスを提供することである。

本発明の第１の態様に従えば、金型と、スクリューを有し且つ該スクリューにより熱可塑性樹脂の溶融樹脂を該金型内に射出する可塑化シリンダーとを備えた射出成形機を用いた射出成形方法であって、上記可塑化シリンダー内の上記溶融樹脂の充填量を計量することと、上記計量終了時の上記スクリューの位置から、上記スクリューを回転させることなく所定距離後退させるとともに、上記可塑化シリンダー内の上記溶融樹脂に超臨界流体を導入することと、上記溶融樹脂の圧力を検出することと、上記圧力に基づいて上記スクリューの射出開始位置を決定することを含み、上記溶融樹脂の圧力と上記金型内の圧力との差圧が１〜１０ＭＰaである射出成形方法が提供される。

本発明の射出成形方法では、溶融樹脂の可塑化計量後にスクリューを回転させることなく一定の距離だけ後退させる（サックバック）ことにより、スクリューの先端部よりキャビティ側の溶融樹脂の密度および内圧が低下するので、該内圧が低下した溶融樹脂内部に超臨界流体を導入することができる。すなわち、サックバックと同時に超臨界流体の導入を行うことができる。それゆえ、超臨界流体の導入部近傍を中心にして、溶融樹脂の一部に超臨界流体を導入することもできる。なお、本発明の射出成形方法では、可塑化シリンダー内の超臨界流体を導入する箇所は、可塑化完了後におけるスクリューの先端部より前方（キャビティ側）であれば任意である。次いで、溶融樹脂の圧力を検出して、その圧力をフィードバックしてスクリューの位置を制御し射出開始位置を決定する。すなわち、本発明の射出成形方法では、超臨界流体を溶融樹脂に導入した後、溶融樹脂の圧力に基づいてスクリューの射出開始位置を決定するので、溶融樹脂の圧力を所定の圧力で安定させた状態で射出することができる。それゆえ、溶融樹脂内部から超臨界流体が分離することを抑制しつつ射出成形することができる。

なお、溶融樹脂の圧力に基づいてスクリューの射出開始位置を決定する方法には、直接、超臨界流体が導入された溶融樹脂が充填されている可塑性シリンダー内の領域の内壁にかかる圧力（樹脂内圧）を検出してスクリューの射出開始位置を決定するだけでなく、溶融樹脂の圧力を間接的に検出して、その検出された圧力に基づいてスクリューの射出開始位置を決定することも含まれる。例えば、樹脂内圧とスクリューにかかる圧力（背圧）との関係を予め調べておき、スクリューにかかる圧力が所定の圧力になるように制御（背圧制御）して、スクリューの射出開始位置を決定しても良いし、また、樹脂内圧と金型内部の圧力との差圧に基づいてスクリューの射出開始位置を決定しても良い。また、上記間接的に検出された溶融樹脂の圧力及び直接検出した溶融樹脂の圧力の両方に基づいてスクリューの射出開始位置を決定しても良い。

本発明の射出成形方法における溶融樹脂の圧力に基づいてスクリューの射出開始位置を決定する方法としては、以下のような方法が好ましい。

第１の方法としては、まず、サックバックと同時に可塑化シリンダー内に超臨界流体を導入した後、溶融樹脂の圧力を検出しながら（フィードバック制御しながら）スクリューを前進させて溶融樹脂を加圧して超臨界流体の導入部近傍を中心にして溶融樹脂の一部に超臨界流体を浸透させる。次いで、検出される溶融樹脂の圧力が所定の値となれば、スクリューを停止し、その停止位置を射出開始位置とする。この方法では、スクリューを前進させて溶融樹脂を加圧するので、従来の方法に比べて樹脂内圧は安定し、超臨界流体と溶融樹脂の分離を抑制しながら、超臨界流体を溶融樹脂に安定に浸透させることができる。

第２の方法としては、可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力と金型内部の圧力との差圧を考慮してシリンダーの射出開始位置を決定しても良い。本発明者らの検証実験によると、射出充填直前の可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力と金型内部の圧力との差圧が大きすぎると、成形品の発泡を抑制することが困難となり、逆に差圧が小さすぎると、金型内に樹脂を充填することが困難となることが分かった。それゆえ、より良好な表面性を有する（発泡等のない）成形品を得るためには、可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力と金型内部の圧力との差圧を適当な値にすることが好ましい。例えば、射出成形時に、金型内にカウンタープレッシャーを与えた場合には、可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力と金型内部の圧力との差圧を１〜１０ＭＰａ、より好ましくは１〜５ＭＰａにすることが好ましい。

上記第２の方法では、超臨界流体を溶融樹脂に浸透させる際には、高い樹脂圧力で短時間に浸透させることが生産性向上の観点から望ましいが、射出充填前における可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力は極力低くすることが望ましい。カウンタープレッシャーを金型に与える場合には、可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力を低くすることにより、カウンタープレッシャーの圧力も低下させることができ、金型のシール機構への負担を少なくすることができる。また、射出充填前における可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力を極力低くすることにより、カウンタープレッシャーを用いなくても、可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力と金型内部の圧力との差圧を所定の値にすることができる。一方、超臨界流体を溶融樹脂に浸透させる際には、高い樹脂圧力で短時間に浸透させることが生産性向上の観点から望ましい。

そこで、第２の方法で超臨界流体を浸透させた後、溶融樹脂を減圧して射出開始位置を決定する方法としては、次のような方法が好ましい。超臨界流体を浸透させた後、スクリューを逆回転させること等により溶融樹脂の圧力を低下させ、溶融樹脂圧力が所定の値（可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力と金型内部の圧力との差圧が所定の値）となれば、シリンダーを停止し、その位置を射出開始位置とする。また、別の方法としては、可塑化計量を途中で一旦停止し、その状態で超臨界流体を高圧条件にて浸透させ、その後、可塑化計量を低背圧にて再開することにより溶融樹脂の圧力を低下させ、射出開始位置までスクリューを移動させる。上述のような方法を用いると、射出充填直前に可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力を低圧状態にして、可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力と金型内部の圧力との差圧を小さくすることができる。このような状態で溶融樹脂を射出すると表面性の優れた成形品を成形することができる。

上述のように、本発明の射出成形方法における溶融樹脂の圧力に基づいてスクリューの射出開始位置を決定する方法として、第１の方法を用いた場合には、超臨界流体を導入した後加圧して溶融樹脂の圧力が所定の値になった際にスクリューを停止し、その位置が射出開始位置となる。一方、第２の方法では、第１の方法と同様に超臨界流体を導入した後加圧して溶融樹脂の圧力が所定の値になった際にスクリューを停止し、その後、溶融樹脂が所定の圧力に減圧されるように、スクリューを制御して射出開始位置を決定している。本発明者らの観察によると、可塑化シリンダー内に導入された超臨界流体は溶融樹脂から分離したり、溶融樹脂中に超臨界流体が不均一に存在しているため、超臨界流体が導入された樹脂内圧は常に一定ではなく、ばらつくことが分かった。それゆえ、上記第１及び第２の方法のいずれにおいても、超臨界流体を加圧した際のスクリューの停止位置は毎ショット異なることが多くなる。すなわち、第１及び第２の方法のいずれにおいても、射出開始位置が毎ショット異なり、スクリューの計量完了位置とも異なる場合が多くなる。

本発明の射出成形方法では、さらに、上記スクリューを上記射出開始位置から前進させて上記溶融樹脂を上記金型内に射出することと含み、この際、上記スクリューの移動をストローク制御することが好ましい。

本発明の射出成形方法においては、上述のように、スクリューの射出開始位置が毎ショット変化する可能性があるので、スクリューを射出開始位置からさらに前進させて溶融樹脂をキャビティに射出充填する際には、スクリューの移動距離をストローク制御することが望ましい。すなわち、一次射出充填時には、スクリューの移動速度を多段に切り替えて制御するが、それを従来の位置制御（スクリューを射出開始位置から所定の位置まで移動させる制御方法）ではなく、移動ストロークで制御する（スクリューを射出開始位置から所定の距離だけ移動させる制御方法）。これにより、射出開始位置が変動しても一次充填量を一定にすることができる。

本発明の射出成形方法では、上記超臨界流体に機能性材料が含まれていることが好ましい。機能性材料が含まれた超臨界流体を浸透させた溶融樹脂を射出成形することによって、樹脂（成形品）の少なくとも一部（表面または内部）を機能性材料により改質することができる。

なお、超臨界流体に溶解もしくは分散させる機能性材料としては、超臨界二酸化炭素等の超臨界流体に溶解もしくは分散させることのできる材料であれば任意のものを用い得る。例えば、機能性材料として染料を用いた場合には、熱可塑性樹脂の表面あるいは内部を染色できる。機能性材料としてポリアルキルグリコールを用いた場合には、熱可塑性樹脂を親水化処理することができる。機能性材料としてシリコンオイルやフッソ系化合物を用いた場合には、熱可塑性樹脂を疎水化処理することができる。また、機能性材料として金属錯体や金属アルコキシドを用いた場合には、熱可塑性樹脂に金属微粒子を含有させることができる。

本発明の射出成形方法では、上記超臨界流体が上記可塑化シリンダー内の上記溶融樹脂のフローフロント部に導入されることが好ましい。なお、本明細書でいう「上記可塑化シリンダー内の上記溶融樹脂のフローフロント部」とは、可塑化シリンダー内の溶融樹脂が充填された領域のうち、ノズル先端側の金型導入部近傍の領域のことであり、射出成形時に、金型内部（キャビティ）に初期に導入される溶融樹脂の領域である。

超臨界流体およびそれに溶解もしくは分散している機能性材料を、可塑化シリンダー内の溶融樹脂のフローフロント部に浸透させることにより、成形品表面の少なくとも一部を機能性材料により改質することができる。フローフロント部は射出成形時に、金型内に初期に導入される溶融樹脂部分であり、キャビティ内に１次充填される際には、ファウンテンフロー効果によりフローフロント部の溶融樹脂が金型表面に配向するので、その結果、成形品表面にはスキン層（機能性材料を含んだ溶融樹脂の層）が形成される。従って、可塑化計量され、金型導入部であるノズル先端とスクリューの間に滞留した溶融樹脂の金型導入部近傍（フローフロント部）に、機能性材料を含んだ超臨界流体を浸透させるだけで、機能性材料が表面に偏析した成形品を製造することができる。

本発明の射出成形方法では、上記機能性材料が金属微粒子であることが好ましい。金属錯体等を前躯体として、金属微粒子を熱可塑性樹脂内に偏析させることで、低熱膨張化等の効果が得られ、熱可塑性樹脂を無機材料の性質に近づけることができる。また、熱可塑性樹脂表面に金属微粒子を偏析させることにより、該金属微粒子をメッキ膜の触媒核とすることができる。それゆえ、熱可塑性樹脂表面に金属微粒子を偏析させた場合には、無電解メッキ法により熱可塑性樹脂表面に金属膜を形成することができる。また、本発明の射出成形方法では、超臨界流体に溶解および分散させた熱的に不安定な金属前駆体を高温の可塑化シリンダーに導入するので、短時間で容易に金属錯体を熱還元させ金属微粒子に変質させることができる。

なお、本発明の射出成形方法に用い得る金属錯体は任意であるが、例えば、ビス（シクロペンタジエニル）ニッケル、ビス（アセチルアセトナト）パラジウム（ＩＩ）、ジメチル（シクロオクタジエニル）プラチナ（ＩＩ）、ヘキサフルオロアセチルアセトナトパラジウム（ＩＩ）、ヘキサフルオロアセチルアセトナトヒドレート銅（ＩＩ）、ヘキサフルオロアセチルアセトナトプラチナ（ＩＩ）、ヘキサフルオロアセチルアセトナト（トリメチルホスフィン）銀（Ｉ）、ジメチル（ヘプタフルオロオクタネジオネート）銀（ＡｇＦＯＤ）等が用い得る。

本発明の射出成形方法では、上記溶融樹脂を上記金型内に射出する際に、所定のカウンタープッレシャー、保圧及び型締め圧のいずれかを上記金型内に与えることを含むことが好ましい。超臨界流体の浸透した溶融樹脂に超臨界流体を導入した後、樹脂内部に浸透していた超臨界流体をガス化放出させながら溶融樹脂を金型内に射出充填させる際、カウンタープレッシャー、保圧もしくは型締め圧等を金型内に与えることにより樹脂内圧の急減圧を抑制することができ、成形品の表面及び内部の発泡を抑制することができる。また、本発明の射出成形方法では、さらに、上記溶融樹脂が上記金型内に充填された後、上記溶融樹脂に保圧を与えることを含むことが好ましい。溶融樹脂を金型内部に充填した後、溶融樹脂に保圧を与えることにより、成形品の発泡を抑制することができる。表面改質時等、必要な量の超臨界流体を一部の溶融樹脂に浸透させておくことで、容易に非発泡の成形体を成形することが可能となる。

また、本発明の射出成形方法では、上記溶融樹脂を上記金型内に射出する際に、樹脂内圧を減圧して、成形品の少なくとも一部を発泡させても良い。射出成形品のコア部分にのみ、超臨界流体を浸透させることにより表面性に優れた内部発泡体を射出成形することができる。

本発明の射出成形方法では、超臨界流体を浸透させる熱可塑性樹脂としては任意のものが用い得るが、例えば、ポリエステル系等の合成繊維、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、アモルファスポリオレフィン、ポリエーテルイミド、ポリエチレンテレフタレート、ＡＢＳ系樹脂、ポリアミドイミド、ポリ乳酸、ナイロン樹脂等の熱可塑性樹脂及びそれら複合材料を用いることできる。また、ガラス繊維、カーボン繊維、ナノカーボン等、各種無機フィラー等を混練させた樹脂材料を用いることもできる。

本発明の射出成形方法で使用し得る超臨界流体としては、超臨界状態にある空気、ＣＯ、ＣＯ_２、Ｏ_２、Ｎ_２、Ｈ_２Ｏ、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、メタノール、エチルアルコール、アセトン、ジエチルエーテル等が用い得る。Ｎ_２の臨界温度は−１４７℃、臨界圧力は３４気圧であり、Ｈ_２Ｏの臨界温度は３７４℃、臨界圧力は２１８気圧であるのに対して、ＣＯ_２の臨界温度は３１℃、臨界圧力は７３気圧であり、ｎ−ヘキサンと同等の溶解度を有する。また、ＣＯ_２は種々の熱可塑性樹脂材料への可塑剤として働き、射出成形や押し出し成形で実績が多い。このような観点から、本発明の射出成形方法で使用し得る超臨界流体としては、ＣＯ_２が特に望ましい。また、上記列挙した超臨界流体は、１種単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。

本発明の第２の態様に従えば、 熱可塑性樹脂上にメッキ膜を形成する方法であって、第１の態様に従う射出成形方法により、表面に金属微粒子が偏析した熱可塑性樹脂を形成することと、上記熱可塑性樹脂の金属微粒子が偏析した表面上に、無電解メッキ法によりメッキ膜を形成することとを含むメッキ膜の形成方法が提供される。

上述のように、本発明の射出成形方法では、金属錯体を含んだ超臨界流体を溶融樹脂のフローフロント部に浸透させることにより、熱可塑性樹脂（成形品）の表面に金属微粒子をメッキ膜の触媒核として偏析させることができるので、その熱可塑性樹脂の表面に無電解メッキ法により金属膜を容易に形成することができる。それゆえ、本発明のメッキ膜の形成方法では、射出成形と同時に複雑な形状の成形品表面に無電解メッキ法によりメッキ膜を形成することができる。

なお、本発明者らは、上述した本発明の射出成形方法で成形品の表面全体に無電解メッキの触媒核である金属微粒子を偏析させた場合、金属微粒子が島状に偏析し、成形品面内では導電性を有さない状態で金属微粒子を偏析させることができることが分かった。それゆえ、本発明の射出成形方法を用いて成形品表面に金属微粒子が偏析させた後、成形品表面に無電解メッキ法でメッキ膜を形成する場合に、成形品の任意の箇所をマスキングすることにより、成形品上に容易にメッキ膜による平面および立体的な電気配線を形成することができる。マスキングの方法は任意であるが、例えば、フォトリソグラフィーを用いたレジストパターン、スクリーン印刷やインクジェット法によるインクパターン、マスキングテープ等を用いてマスキングすることが可能である。

本発明の射出成形方法によれば、溶融樹脂の少なくとも一部に超臨界流体を導入した後、可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力を検出し、その圧力に基づいてスクリューの射出開始位置を決定するので、従来の方法に比べて樹脂内圧を安定させた状態で溶融樹脂を射出することができる。それゆえ、超臨界流体と溶融樹脂の分離を抑制しながら、超臨界流体を溶融樹脂に部分的に安定して浸透させることができる。

また、本発明の射出成形方法において、機能性材料として金属錯体を用いた場合には、金属錯体を含んだ超臨界流体を溶融樹脂のフローフロント部に浸透させることにより、熱可塑性樹脂（成形品）の表面に金属微粒子をメッキ膜の各触媒として偏析させることができる。それゆえ、この場合、本発明の射出成形方法は、特に、クリーンな無電解メッキの前処理プロセスとして適用することができる。

以下、本発明の射出成形方法及びそれを用いたメッキ膜の形成方法の実施例および参考例を図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。

[参考例１]
参考例１では、金属錯体を含有した超臨界流体を溶融樹脂のフローフロント部に浸透させ、その溶融樹脂を射出成形して熱可塑性樹脂の表面にメッキ膜の核触媒となる金属微粒子を偏析させた。そして、その成形品の表面に無電解メッキ法によりメッキ膜を形成した。なお、本参考例では、超臨界流体として超臨界二酸化炭素（超臨界状態にある二酸化炭素）を用いた。超臨界二酸化炭素に溶解する金属錯体としてはヘキサフルオロアセチルアセトナトパラジウム（ＩＩ）金属錯体を用いた。また、熱可塑性樹脂としてはガラス繊維１０％入りのポリカーボネートを用いた。

［プラスチック射出成形装置］
参考例１で用いたプラスチック射出成形装置の概略構成を図１に示した。この例で用いたプラスチック射出成形装置は、図１に示すように、射出成形機部２０１と、超臨界流体発生装置部２０２とから構成される。

射出成形機部２０１は、図１に示すように、主に、溶融樹脂を射出する可塑性シリンダー２３と、可動プラテン２５と、可動プラテン２５に取り付けられた可動金型１５と、固定プラテン２４と、固定プラテン２４に取り付けられた固定金型１４とから構成される。金型２２内では、固定金型１４および可動金型１５が突き当たることにより、中心にスプール１２を有する円盤形状のキャビティ１９が形成される。また、この例の射出成形機部２０１では、図示しない電動トグル型締め機構に連動して、可動プラテン２５および可動金型１５が図面上で左右方向に開閉する構造となっている。また、可塑化シリンダー２３内のフローフロント部の側部には、図１に示すように、ガス導入機構７を設けた。その他の構造は、従来の射出成形機と同様の構造となっている。

超臨界流体発生装置部２０２は、図１に示すように、主に、二酸化炭素ボンベ４と、フィルター２０と、公知のシリンジポンプ２台からなる連続フローシステム１（ＩＳＣＯ社製Ｅ−２６０）と、金属錯体を超臨界流体に溶解する溶解槽２とから構成され、各構成要素は配管３０により繋がれている。また、溶解槽２は、図１に示すように、自動バルブ３を介して、射出成形機部２０１のガス導入機構７に繋がれている。

［射出成形方法］
まず、超臨界二酸化炭素の生成及び金属錯体の溶解方法について説明する。二酸化炭素ボンベ４に蓄えられた５〜７ＭＰａの液化二酸化炭素が、フィルター２０を介して連続フローシステム１に導入される。そして、連続フォローシステム１内のシリンジポンプの少なくとも１台では、導入された二酸化炭素に対して、所定圧力（１０ＭＰａ）で常時昇圧および圧力保持がなされ、超臨界二酸化炭素が生成される。そして、連続フォローシステム１で生成された超臨界二酸化炭素は常時溶解槽２に導入される。４０℃に昇温された溶解槽２には金属錯体であるヘキサフルオロアセチルアセトナトパラジウム（ＩＩ）金属錯体が過飽和になるように仕込まれており、連続フローシステム１から導入された超臨界二酸化炭素に常時、金属錯体が飽和溶解している。この際、溶解槽２の圧力計１６は１０ＭＰａに表示されている。

次に、本参考例の熱可塑性樹脂の射出成形方法について、図１〜８を用いて説明する。なお、図２〜５は、図１中の破線Ａで囲まれた領域の拡大図であり、溶融樹脂を金型内のキャビティに射出する直前までのスクリューの動作及び超臨界二酸化炭素の導入の工程を説明するための図である。一方、図６〜８は、射出成形機部２０１の拡大図であり、溶融樹脂を金型内のキャビティに射出して成形する際に超臨界二酸化炭素に含まれた機能性材料（金属錯体）が成形品の表面に偏析する様子を示した図である。

まず、従来と同様に、次のようにして樹脂材料を可塑化した。可塑化シリンダー２３はバンドヒーター１１によって３００℃に昇温されており、樹脂材料となるペレット（不図示）は乾燥機（不図示）にて乾燥脱水された後、ホッパーおよび導入口１７を経て可塑化シリンダー２３内に供給される。樹脂ペレットは従来の射出成形の可塑化と同様に、スクリュー６の回転によりスクリュー溝内部を通り可塑化されながらスクリュー６の前方方向（キャビティ側）に溶融しながら押し出される。そして、スクリュー６の前方に押し出された可塑化溶融樹脂により、樹脂の内圧が上昇し、スクリュー６が後退して計量が開始される。この際、可塑化シリンダー２３のノズル先端１３はシャットオフピン５により樹脂漏れがないように閉鎖されている。なお、シャフトピン５はエアー駆動ピストン１０の力により駆動される。また、本参考例の射出成形機部２０１においては、図２に示すように、ガス導入機構７と対向する位置に樹脂圧力センサー１８を設け、この樹脂圧力センサー１８により樹脂導入直下の樹脂内圧を計測した。

次に、溶融樹脂の可塑化が完了した後、ガス注入機構７により超臨界二酸化炭素を次のようにして導入した。なお、図２の状態は、前回の射出成形が終了した時点の状態であり、可塑化シリンダー２３の内部には溶融樹脂１０３が充填された状態となっている。また、図２の状態では、ガス注入機構７のシールピストン１００により、超臨界二酸化炭素１０４と溶融樹脂１０３との界面が遮断されている。なお、前回の射出完了した後、スクリュー６の先端は、図２に示すように、最前進位置ａまで到達しているものとする。

ここで、ガス注入機構７の動作原理について説明する。ガス注入機構７のシールピストン１００の先端は、ガス注入機構７内部の超臨界二酸化炭素１０４の圧力Ｐ１と、樹脂圧力センサー１８で計測している溶融樹脂１０３の内圧Ｐ２との差圧（Ｐ１−Ｐ２）が５ＭＰａ以下であるときに、バネ１０１の弾性力及び樹脂圧力Ｐ２によって、図２に示すように超臨界二酸化炭素１０４と溶融樹脂１０３との界面を遮断する位置に配置されている。これにより、ガス注入機構７内部と可塑化シリンダー２３内部が遮断されている。そして、ガス導入機構７内部の超臨界二酸化炭素の圧力Ｐ１が樹脂内圧Ｐ２よりも十分高くなり、Ｐ１−Ｐ２≧５ＭＰａとなったときにシールピストン１００が下降する（図２中では樹脂圧力センサー１８側に移動し）。これにより、シールが開放されて圧力の高い超臨界二酸化炭素１０４が溶融樹脂１０３側へ流動および浸透する仕組みとなっている。

次に、図３に示すように、スクリュー６を回転させ溶融樹脂を可塑化計量しながら、スクリュー６の先端を計量完了位置ｂに到達させた。本参考例では、スクリュー６の前回の射出完了位置ａが１±０．５ｍｍであり、スクリュー６の計量完了位置ｂが２０ｍｍであった。次いで、図４中の矢印ａ１に示すように、スクリュー６を２５ｍｍの位置ｃまでサックバックさせた（スクリュー６を回転させずに後退させた）。このサックバックにより、樹脂圧力センサー１８で計測される樹脂圧力は、１０ＭＰａから７ＭＰａに減圧された。

また、このサックバックの動作と同時に、図１中の超臨界流体発生装置部２０２の自動バルブ３を開放し、溶解槽２から金属錯体が溶解した超臨界二酸化炭素１０４をガス導入機構７を介して、可塑化シリンダー２３内部に導入した（図４中の矢印ａ２）。この際、図４に示すように、ガス導入機構７のシールピストン１００が下降し、真空状態になったエリアに超臨界二酸化炭素１０４が導入される。なお、超臨界二酸化炭素１０４導入時には、圧力計８が１０ＭＰａを示すように昇圧された。また、圧力が過度に上昇しないように安全弁９は２０ＭＰａで作動するように調整されている。

次に、図５に示すように、樹脂圧力センサー１８のモニター値が１２ＭＰａになるように、スクリュー６を背圧制御する図示しないロードセルモーターをフィードバックして、スクリュー６を前進させ（図５中の矢印ａ３）、可塑化シリンダー２３内部を加圧した。次いで、樹脂圧力センサー１８のモニター値が１２ＭＰａ±０．５ＭＰａとなった時点でスクリュー６を停止し、その位置を射出開始位置とした。この例では、スクリュー６先端の射出開始位置ｄは１９．５±０．２ｍｍであった。樹脂圧力のフィードバック制御は１分間行った。

射出開始位置にスクリュー６が停止した状態の射出成形機部２０１の全体の様子を示したのが図６であるが、この状態では、図６に示すように、可塑化シリンダー２３内部に充填されている溶融樹脂は、超臨界二酸化炭素がほとんど浸透していない溶融樹脂１０３と、金属錯体（機能性材料）を含有した超臨界二酸化炭素が多く浸透した溶融樹脂１０５とにマクロ的に分離して滞留している。本参考例では、図６に示すように、シャットオフノズル近傍に超臨界二酸化炭素の導入位置（ガス導入機構７）を設けているので、溶融樹脂のフローフロント部に多くの超臨界二酸化炭素を滞留させることができる。また、本参考例では、超臨界二酸化炭素に溶解させる機能性材料（改質材料）としては、熱的に不安定で１５０℃にて完全分解する金属錯体を用いたので、超臨界二酸化炭素に溶解した金属錯体は溶融樹脂内にて自己分解して金属微粒子になっていると予想される。

次いで、以下のようにして、溶融樹脂をキャビティ１９に射出した。まず、図７に示すように、エアー駆動ピストン１０の駆動力によって、シャットオフピン５を開き、それと同時に、スクリュー６をストローク制御によって矢印ａ４方向に前進させて溶融樹脂の一次充填を行った。キャビティ１９内への充填開始時には、溶融樹脂のフローフロント部に超臨界二酸化炭素および金属微粒子の浸透層１０５が流動しながら、超臨界二酸化炭素が一部ガス化し放出される。この際、フローフロント部の溶融樹脂はファウンテンフロー効果により金型表面に引き伸ばされながら充填されスキン層を形成する。一方、その後に充填される超臨界二酸化炭素がほとんど浸透していない溶融樹脂１０３層は、成形品のコア層としてキャビティ１９に充填される。なお、溶融樹脂の充填時には、フローフロント部の溶融樹脂から放出されるガスが成形品表面を悪化させる場合があるので、予めカウンタープレッシャーとして低圧の二酸化炭素等をキャビティ内に充填させておき、射出と同時に排気させる方法を採用しても良い。また、カウンタープレッシャーの代わりに、キャビティに保圧または型締め圧を与えても良い。いずれの場合にも成形品の発泡を抑制することができる。

上述のようにして溶融樹脂の１次充填完了時におけるキャビティ１９の様子を模式的に示したのが図８である。成形品表面には超臨界二酸化炭素や金属微粒子が浸透および分散した樹脂の固化層が支配的になるので、表面改質された成形品が射出成形できる。また、この例では充填後に、キャビティに保圧を与えて樹脂のヒケ（成形品表面に発生する窪み）を補完した。それにより発泡のない透明成形体が射出成形により得ることができた。上述のようにして、この例では、熱可塑性樹脂の射出成形と表面改質とを同時に行った。

本参考例にて射出成形した成形品をＸＰＳにて表面分析したところ、Ｐｄが２．０ａｔ％（原子％）と多く検出された。また、成形品中心部を同様に分析したところ、Ｐｄの検出量は０．１ａｔ％（原子％）であり、ほとんど存在しないことがわかった。すなわち、本参考例の射出成形方法では、成形品の表面部のみに機能性材料（金属微粒子）を偏析させることができた。

次に、上記射出成形方法で成形された成形品を無電解Ｎｉメッキ液（奥野製薬製 ニコロンＤＫ）に浸漬し、成形品表面にＮｉ膜（メッキ膜）を形成したところ、全面光沢のあるＮｉ膜が均一に形成された。加速環境試験後によりメッキ膜の密着性を調べたところ、十分良好な密着力が得られた。

[参考例２]
参考例２では、溶融樹脂をキャビティに射出充填完了した直後に、可動金型を０．１ｍｍ後退させた。すなわち、溶融樹脂の射出充填完了後にキャビティに保圧を与えて樹脂を補完する工程を行わなかった。それ以外は、参考例１と同様にして射出成形を行った。本参考例において得られた成形品は内部発泡していたが、参考例１と同様に成形品の表面に無電解メッキ膜を形成することができた。また、参考例１と同様にしてメッキ膜の密着性を調べたところ、参考例１と同様に十分良好な密着力が得られた。

[実施例１]
実施例１では、溶融樹脂を金型内のキャビティに射出する際に、可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力と金型内のキャビティの圧力との差圧を小さくするために、キャビティにカウンタープレッシャーを与えて射出成形を行った。

［プラスチック射出成形装置］
まず、この例で用いたプラスチック射出成形装置について説明する。この例で用いたプラスチック射出成形装置の概略構成を図９に示した。この例で用いたプラスチック射出成形装置は、図９に示すように、射出成形機部２０１と、超臨界流体発生装置部２０２と、カウンタープレッシャー導入装置部２０３とから構成される。

射出成形機部２０１には、図９に示すように、固定金型１４の可動金型１５と接する表面にシール機構１４ａを設け、キャビティ１９が密閉構造となるようにした。また、可動金型１５には、図９に示すように、キャビティ１９とカウンタープレッシャー導入装置部２０３とを繋ぐ導入路１５ａを設けた。キャビティ１９にカウンタープレッシャーを与える際、この導入路１５ａを介して、二酸化炭素がキャビティ１９内に導入される。射出成形機部２０１のその他の構成は、参考例１の射出成形機部２０１と同じとした（図１参照）。また、この例では、成形品の転写性を評価をするために、固定金型１４のキャビティ１９側の表面に線幅１μｍ、深さ１μｍの微細パターンを形成した。なお、この例では、超臨界流体発生装置部２０２の構成は参考例１と同じ構成とした。

カウンタープレッシャー導入装置部２０３は、図９に示すように、主に、ブースターポンプ３６と、バッファータンク３５とから構成され、それらは配管により繋がれている。そして、その配管には、カウンタープレッシャー用の二酸化炭素の導入および排出を制御するための減圧弁３８及びバルブ３３，３４が所定の位置に設けられている。また、カウンタープレッシャー導入装置部２０３では、図９に示すように、ブースターポンプ３６はフィルター２０を介して二酸化炭素ボンベ４と流通しており、バッファータンク３５は、バルブ３３及び可動金型１５の導入路１５ａを介してキャビティ１９と流通している。

［射出成形方法］
次に、この例の射出成形方法を説明する。最初に、次のようにして、カウンタープレッシャー用の二酸化炭素を生成した。なお、カウンタープレッシャー用のガスとしては、不活性ガスであれば任意のものを用いることができ、二酸化炭素以外では、窒素、空気等の不活性ガスが用い得る。まず、二酸化炭素ボンベ４からブースターポンプ３６に二酸化炭素を供給し、ブースターポンプ３６にて二酸化炭素を昇圧して、カウンタープレッシャー用の加圧二酸化炭素を生成した。次いで、減圧弁３８を介して加圧二酸化炭素をバッファータンク３５に貯蔵した。この際、圧力計３７の表示が６ＭＰａになるように二酸化炭素を減圧してバッファータンク３５に貯蔵した。

次に、参考例１と同様にして、溶解槽２から１０ＭＰａの金属錯体が溶解した超臨界二酸化炭素１０４を、ガス導入機構７を介して可塑化シリンダー２３内部に導入した。次いで、スクリュー６にかかる圧力を検出するロードセルモーター（不図示）によって、樹脂圧力を制御した。具体的には、樹脂圧力が２５ＭＰａになるように、スクリュー６を前進させ（図５中の矢印ａ３）、可塑化シリンダー２３内部を加圧した。この際、スクリュー６先端の停止位置ｄは１９．５±０．２ｍｍであった。このスクリュー６の加圧工程により、超臨界二酸化炭素を溶融樹脂に浸透させた。この例のように、超臨界流体を溶融樹脂に浸透させる際に、溶融樹脂の圧力をスクリュー６の圧力制御により高圧にすると、短時間で超臨界流体を溶融樹脂に浸透させることができる。この例では、スクリュー６の加圧による超臨界二酸化炭素の浸透時間は、樹脂圧力が高いため著しく短縮され約５秒であった。

次に、スクリュー６を逆回転して溶融樹脂の圧力を８ＭＰａまで減圧し、ポジションロックした。この際のスクリュー６の先端位置を射出開始位置とした。ただし、この例では、スクリュー６の射出開始位置は、溶融樹脂の上記加圧工程におけるスクリュー６の停止位置（１９．５±０．２ｍｍ）と同じであった。

次に、金型２２を閉鎖して密閉されたキャビティ１９を形成した。次いで、カウンタープレッシャー導入装置部２０３のバルブ３３を開き、６Ｍａのカウンタープレッシャー用の二酸化炭素を導入路１５ａを介してキャビティ１９に導入した。次いで、参考例１と同様な方法で溶融樹脂（圧力８ＭＰａ）をキャビティ１９に射出充填した。この際、バルブ３４を開き、キャビティ１９中の二酸化炭素を排気しながら溶融樹脂をキャビティ１９に充填した。すなわち、この例では、射出充填前における可塑化シリンダー２３内の溶融樹脂の圧力とカウンタープレッシャーとの差圧を２ＭＰａ（８ＭＰａ−６ＭＰａ）として射出成形を行った。その後、参考例１と同様にして、成形品を金型から取り出した。

上述のように、射出充填前における溶融樹脂の圧力を減圧すると、可塑化シリンダー２３内の溶融樹脂の圧力とキャビティ１９内の圧力との差圧を小さくすることができるので、射出充填時における溶融樹脂内の超臨界流体の急減圧および体積膨張による発泡を抑制できる。それゆえ、この例の射出成形方法では、表面性の優れた（発泡等のない）成形品を成形することができる。なお、超臨界流体が溶融樹脂に浸透した後は、機能性材料が樹脂内部に分散しているので射出充填時の樹脂圧力は超臨界流体の臨界圧力以下でもよい。

次に、上記射出成形方法で成形された成形品に対して、参考例１と同様にして成形品の表面にメッキ膜を形成した。その結果、参考例１と同様に密着力の優れた成形品が得られた。また、この例では、成形品のパターン転写性も評価した。その結果、成形品表面のパターンの転写率（（成形品の溝高さ）/（金型の溝深さ）×１００）は１００％であり、良好な転写が確保できた。

さらに、この例では、射出充填前における可塑化シリンダー２３内の溶融樹脂の圧力とカウンタープレッシャーとの差圧を３ＭＰａ、４ＭＰａ及び５ＭＰａと変化させて、上記方法と同様にして射出成形を行った。更に、比較のため、スクリュー６の逆回転動作を行わずに、すなわち、超臨界二酸化炭素を溶融樹脂に浸透させた後、溶融樹脂の圧力を減圧せずに射出成形した場合（差圧＝２５ＭＰａ−６ＭＰａ=１９ＭＰａ）についても、上記評価実験を行った。その結果、成形品表面のパターンの転写率は、差圧が３ＭＰａ、４ＭＰａ、５ＭＰａ及び１９ＭＰａの場合に、それぞれ９９％、９５％、９０％及び０〜１０％であった。この結果から、差圧が小さいほど転写率が高く、特に、差圧が５ＭＰａ以下の場合は、成形品表面のパターンの転写率が９０％以上となり、非常に優れた転写性能が得られた。

なお、差圧１９ＭＰａで射出成形した成形品の表面は、一部発泡が確認され、これにより、転写性が劣化していることが分かった。これは、充填前の溶融樹脂内の圧力がキャビティ１９内の圧力より非常に高いため、溶融樹脂がキャビティ１９に射出された際に、樹脂内部に浸透した超臨界流体がキャビティ内で急激に膨張してガス化したためであると考えられる。

また、ここでは示さなかったが、本発明者らが、さらに差圧を変化させて射出成形を行った結果、差圧を１０ＭＰａ以下とすることにより、成形品表面のパターンの転写率が８０％以上となり、良好な転写性能が得られた。ただし、差圧を１ＭＰａ未満にしたところ、溶融樹脂をキャビティ内に射出することが困難となった。

[実施例２]
実施例２では、実施例１と同様に充填前における可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力とキャビティ内の圧力との差圧を考慮して射出成形を行った。ただし、この例では、キャビティにカウンタープレッシャーを与えず、射出充填前における可塑化シリンダー内の溶融樹脂の圧力を極力低くすることにより差圧を調整して射出成形を行った。

［射出成形方法］
この例の射出成形方法は次の通りである。ただし、この例では、参考例１と同様の装置（図１参照）を用いて、熱可塑性樹脂の表面改質及び射出成形を行った。

まず、参考例１と同様にして溶融樹脂を可塑化計量し、溶融樹脂が所望の充填量になる前に、可塑化計量を一旦停止させた（第一の可塑化計量）。この例では、参考例１の可塑化計量完了位置である２０ｍｍより１０ｍｍ短い、１０ｍｍの位置（第一の可塑化計量位置）でスクリュー６を停止し、計量を一旦停止した。

次いで、スクリュー６をサックバックして１５ｍｍの位置まで後退させると同時に、溶解槽２から１０ＭＰａの金属錯体が溶解した超臨界二酸化炭素１０４を、ガス導入機構７を介して可塑化シリンダー２３内部に導入した。次いで、スクリュー６を前進させ、可塑化シリンダー２３内部を加圧した。この際、スクリュー６にかかる圧力を検出するロードセルモーター（不図示）によって、溶融樹脂の圧力をフィードバック制御し、２５ＭＰａとなるように制御した。次いで、溶融樹脂の圧力が２５ＭＰａとなれば、スクリュー６の移動を停止した。この際のスクリュー６先端の停止位置ｄは１０．５±０．２ｍｍであった。この溶融樹脂の加圧工程により、超臨界二酸化炭素１０４を溶融樹脂に浸透させた。この際の超臨界二酸化炭素の加圧浸透時間は４秒とした。

次に、スクリュー６を回転させながら樹脂を追加で可塑化溶融させ、可塑化シリンダー２３内に溶融樹脂を充填した（第二の可塑化計量）。すなわち、溶融樹脂の計量を再開した。そして、スクリュー６を所定の位置（第二の可塑化計量完了位置）で停止させた。この際、スクリュー６は、ストローク制御により停止させた。具体的には、スクリュー６の停止位置を、超臨界流体を浸透させた際のスクリュー６の停止位置（１０ｍｍ）から１０ｍｍ後退した位置２０．５±０．５ｍｍにスクリュー６を停止させ、この停止位置を射出開始位置とした。なお、この際、スクリュー６の背圧制御は３ＭＰａで行った。この工程により、可塑化シリンダー２３内の溶融樹脂の圧力を３ＭＰａに低下させた（可塑化シリンダー２３内の溶融樹脂の圧力とキャビティ１９内の圧力との差圧を小さくした）。

次に、参考例１と同様にして、上記射出開始位置からスクリュー６をストローク制御により前進させ、キャビティ１９内に溶融樹脂を射出充填した。そして、溶融樹脂の射出成形後、参考例１と同様にして、金型２２から成形品を取り出した。

上述の方法で得られた成形品を調べたところ、参考例１と同様に表面性の良好な（発泡やヒケのない）成形品を得ることができた。この結果から、この例のように、射出充填時の溶融樹脂の圧力を低くすることにより、参考例１のように射出充填後に金型に保圧を加えなくても、参考例１と同様の表面性の優れた成形品を得ることができることが分かった。

上述のように、この例の射出成形方法では、可塑化計量を一旦中断して、その状態で溶融樹脂を加圧して超臨界流体を短時間で浸透させた後、さらに、可塑化計量を減圧条件にて継続することにより溶融樹脂の圧力を低下させて射出成形する。この場合、金属錯体等の改質材料は溶融樹脂中に短時間にて拡散しているので、その後、溶融樹脂を減圧しても、改質材料の混練の均一性が悪化することは少ない。また、この例の方法では、超臨界流体の密度が小さくなるので、低圧雰囲気の金型内に射出充填しても超臨界流体の急減圧による発泡が抑制できる。

次に、上記射出成形方法で成形された成形品に対して、参考例１と同様にして成形品の表面にメッキ膜を形成した。この例で作製した成形品では、参考例１と同様に、密着力の優れた無電解メッキ膜を形成することができた。

[参考例３]
この例では、上記参考例１の射出成形法で成形された成形品の表面に所定のパターンでメッキ膜を形成する方法について説明する。

まず、参考例１と同様にして成形品を成形した後、成形品の表面に線幅１ｍｍのマスキングテープを貼り付け、マスクを形成した。その後、参考例１と同様にして無電解メッキ処理を行いメッキ膜を形成した。次いで、マスキングテープを除去した。この結果、成形品表面のマスキングテープを貼った領域以外の領域にメッキ膜を形成することができた。

上記方法で形成した成形品に対して、メッキ膜が形成された領域及びマスキングテープを貼った領域（メッキ膜が形成されていない領域）の導電性を調べた。その結果、メッキ膜が形成された領域内では導電性を示したが、マスキングテープを貼った領域では導電性を示さなかった。これは、次の理由によるものと考えられる。

本発明者らが、この例の射出成形法で成形された成形品（メッキ膜を形成する前の成形品）の表面における金属微粒子（改質材料）の偏析分布を調べたところ、金属微粒子は島状に分布しており、成形品面内では導電性を有さない状態で金属微粒子が分布していることが分かった。このため、マスキングテープを貼った領域では、金属微粒子が島状に偏析しているため導電性を示さなかったものと考えられる。上記結果から、本発明の射出成形方法を用いて金属微粒子を成形品の表面に偏析させ、その成形品表面に無電解メッキ法でメッキ膜を形成する場合には、成形品の任意の箇所をマスキングすることにより、成形品上にメッキ膜による平面および立体的な電気配線を容易に形成することができることが分かった。

［比較例１］
比較例１では、サックバック後、樹脂圧力センサー１８によって計測される樹脂圧力をフィードバックせずに、可塑化完了位置の所定位置まで各ショット任意の圧力でスクリュー位置を戻す制御方法でスクリュー６の移動制御を行い、射出開始位置までスクリュー６を前進させて射出充填した。それ以外は、参考例１と同様にして射出成形を行いメッキ膜を形成した。その結果、比較例１で作製された成形品では、成形品の外周端部と一部表面とに気泡や樹脂の飛散した紛体が確認された。また、比較例１では、熱可塑性樹脂を多数成形し、全ての成形品に対して熱可塑性樹脂に浸透している機能性材料（金属微粒子）の密度を調べたところ、成形品に浸透している機能性材料の密度が成形品内の場所によりばらつき、また、成形品内における機能性材料に密度分布が成形品毎に異なっていた。すなわち、比較例１の方法では、所望の表面改質された成形品を安定して作製することができなかった。これは、比較例１では、樹脂圧力センサー１８によって計測される樹脂圧力をフィードバックせずにスクリュー６の射出開始位置まで前進させたことにより、可塑性シリンダー内部の溶融樹脂圧力をスクリュー押し付け圧力によって均一化することができず、溶融樹脂から超臨界二酸化炭素が分離したためであると考えられる。

上記参考例１では、発泡のない成形品を作製するための射出成形方法を説明したが、内部発泡した成形品を作製する際にも上記射出成形方法を用いることができる。その場合には、溶融樹脂をキャビティに射出する際に、樹脂内圧を低下させることにより、成形品の一部（特に内部）を発泡させることができる。

本発明の射出成形方法では、射出成形機の可塑化シリンダー内の溶融樹脂に超臨界流体を部分的に安定して浸透させることのできる。また、機能性材料を含んだ超臨界流体を溶融樹脂のフローフロント部に浸透させた場合には、その溶融樹脂をキャにティに射出するだけで、成形品の表面に機能性材料を偏析させて表面改質することができる。それゆえ、本発明の射出成形方法は、超臨界流体を溶媒に用いた熱可塑性樹脂の表面改質方法と射出成形プロセスとを同時に行う方法として好適である。特に、機能性材料として、金属錯体を用いた場合には、クリーンな無電解メッキの前処理プロセスと射出成形プロセスとを同時に行うことができるのでより好適である。

図１は、参考例１の射出成形方法で用いた装置の概略構成図である。 図２は、図１中の破線で囲まれた部分Ａの拡大図であり、超臨界流体を可塑化シリンダー内に導入する方法を説明するための図である。 図３は、図１中の破線で囲まれた部分Ａの拡大図であり、超臨界流体を可塑化シリンダー内に導入する方法を説明するための図である。 図４は、図１中の破線で囲まれた部分Ａの拡大図であり、超臨界流体を可塑化シリンダー内に導入する方法を説明するための図である。 図５は、図１中の破線で囲まれた部分Ａの拡大図であり、超臨界流体を可塑化シリンダー内に導入する方法を説明するための図である。 図６は、参考例１で用いた装置の射出成形機部の拡大図であり、溶融樹脂をキャビティに射出する方法を説明するための図である。 図７は、参考例１で用いた装置の射出成形機部の拡大図であり、溶融樹脂をキャビティに射出する方法を説明するための図である。 図８は、参考例１で用いた装置の射出成形機部の拡大図であり、溶融樹脂をキャビティに射出する方法を説明するための図である。 図９は、実施例１の射出成形方法で用いた装置の概略構成図である。

６ スクリュー
７ ガス注入機構
１８ 樹脂圧力センサー
１９ キャビティ
２２ 金型
２３ 可塑化シリンダー
１０３ 溶融樹脂
１０４ 超臨界流体
１０５ 超臨界流体及び機能性材料が浸透した溶融樹脂

Claims (13)

1. 金型と、スクリューを有し且つ該スクリューにより熱可塑性樹脂の溶融樹脂を該金型内に射出する可塑化シリンダーとを備えた射出成形機を用いた射出成形方法であって、
   上記可塑化シリンダー内の上記溶融樹脂の充填量を計量することと、
   上記計量終了時の上記スクリューの位置から、上記スクリューを回転させることなく所定距離後退させるとともに、上記可塑化シリンダー内の上記溶融樹脂に超臨界流体を導入することと、
   上記溶融樹脂の圧力を検出することと、
   上記圧力に基づいて上記スクリューの射出開始位置を決定することを含み、
   上記溶融樹脂の圧力と上記金型内の圧力との差圧が１〜１０ＭＰaである射出成形方法。
2. 上記溶融樹脂の圧力と上記金型内の圧力との差圧が１〜５ＭＰaである請求項１に記載の射出成形方法。
3. 上記スクリューの射出開始位置を決定することが、上記スクリューを前進させて上記溶融樹脂を加圧することを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形方法。
4. 上記スクリューの射出開始位置を決定することが、さらに、上記溶融樹脂を加圧した後、当該溶融樹脂を減圧することを含むことを特徴とする請求項３に記載の射出成形方法。
5. 上記スクリューの上記射出開始位置が、上記計量終了時の上記スクリューの位置と異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の射出成形方法。
6. さらに、上記スクリューを上記射出開始位置から前進させて上記溶融樹脂を上記金型内に射出することと含み、この際、上記スクリューの移動をストローク制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の射出成形方法。
7. 上記溶融樹脂を上記金型内に射出する際に、所定のカウンタープレッシャー、保圧及び型締め圧のいずれかを上記金型内に与えることを含むことを特徴とする請求項６に記載の射出成形方法。
8. さらに、上記溶融樹脂が上記金型内に充填された後、上記溶融樹脂に保圧を与えることを含む請求項６または７に記載の射出成形方法。
9. 上記溶融樹脂を上記金型内に射出する際に、樹脂内圧を減圧して、成形品の少なくとも一部を発泡させることを特徴とする請求項６に記載の射出成形方法。
10. 上記超臨界流体に機能性材料が含まれていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の射出成形方法。
11. 上記超臨界流体が上記可塑化シリンダー内の上記溶融樹脂のフローフロント部に導入されることを特徴とする請求項１０に記載の射出成形方法。
12. 上記機能性材料が金属微粒子であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の射出成形方法。
13. 熱可塑性樹脂上にメッキ膜を形成する方法であって、
    上記請求項１２に記載の射出成形方法により、表面に金属微粒子が偏析した熱可塑性樹脂を形成することと、
    上記熱可塑性樹脂の金属微粒子が偏析した表面上に、無電解メッキ法によりメッキ膜を形成することとを含むメッキ膜の形成方法。

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