JPH0857886A

JPH0857886A - ガス注入射出成形方法およびその装置

Info

Publication number: JPH0857886A
Application number: JP19831094A
Authority: JP
Inventors: Takayoshi Tanaka; 隆義田中
Original assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1994-08-23
Publication date: 1996-03-05

Abstract

(57)【要約】【目的】射出成形の生産性を低下させることなく、品質
の良好な成形品が得られるガス注入射出成形方法および
その装置の提供。【構成】金型に溶融樹脂を充填する樹脂充填工程を開始
した後に、供給圧力Ｐ_Lのガスを注入する第１のガス注
入工程と、ガスの注入を停止した状態で前記溶融樹脂内
の高圧ガスを膨張させる膨張工程と、供給圧力Ｐ_Hのガ
スを注入する第２のガス注入工程とを順次行い、かつ、
供給圧力Ｐ_L＜供給圧力Ｐ_Hとする。これにより、第１
のガス注入工程開始時には、比較的低圧であることか
ら、ガスがガスノズルの出口近傍で急激に膨張せず、溶
融樹脂を蜘蛛の巣状にする等の不具合が生じなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明はガス注入射出成形方法に係り、自
動車のサイドモール、バンパー、ダッシュボード、ホイ
ールキャップ、および、ドアパネル等、あるいは、家電
製品のケーシング、および、テレビ受信機のバックカバ
ー等の外観品質の要求される樹脂製品の製造に利用でき
る。

【０００２】

【背景技術】従来より、軽量にして高剛性な成形品が得
られる射出成形方法として、ガス注入射出成形方法が知
られている。このようなガス注入射出成形方法では、金
型のキャビティの内面に溝状のガスチャンネル案内部を
設けておき、この金型に溶融樹脂を充填するとともに、
金型に充填された溶融樹脂内に高圧ガスを注入しながら
射出成形を行う。このガス注入射出成形方法によれば、
前記ガスチャンネル案内部に充填された溶融樹脂が厚肉
となるため、内部に高圧ガスが通り易く、このガスチャ
ンネル案内部に沿って高圧ガスの通路である中空のガス
チャンネルが形成される。このガスチャンネル内の高圧
ガスにより、溶融樹脂が金型のキャビティの内面に密着
し、成形品の表面に「ひけ」等の不具合の発生が防止さ
れるという保圧効果が得られる。このため、成形品の適
所にリブ状のガスチャンネルを形成すれば、軽量であり
ながら充分な強度および剛性を有するうえ、外観が良好
な成形品が得られる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガス注入射出成形方法では、溶融樹脂の内部に最初から
高圧ガスを注入するので、中空となるべきでない薄肉の
一般部に高圧ガスが流入して中空となり、一般部を形成
する樹脂の厚さが著しく薄くなって成形品の強度が低下
するという問題がある。また、金型に充填する際に高圧
で押し出される溶融樹脂が内部に流入しないように、高
圧ガスを噴射するガスノズルは内径が小さくなってい
る。このため、溶融樹脂の内部に最初から高圧ガスを注
入すると、未だ溶融樹脂が柔らかい状態にあるので、ガ
スノズルを出た高圧ガスは、ガスノズルの出口近傍で急
激に膨張し、ガスノズルの出口近傍に存在する溶融樹脂
を蜘蛛の巣状にしてしまう。

【０００４】ガスノズルの出口近傍の溶融樹脂が蜘蛛の
巣状になると、中空部内のガスを外部に排出する際に、
蜘蛛の巣状の樹脂がガスの流通を妨げる流通抵抗となっ
たり、ガスの排出を詰まらせるものとなったりするの
で、脱型時におけるガスの排出が順調に行われず、射出
成形の生産性を低下させるという問題がある。これらの
問題を解決するために、金型に設けるガスチャンネル案
内部の断面積を拡大し、ガスチャンネル案内部内の溶融
樹脂の流動を容易にし、低圧のガスでガスチャンネルを
形成可能にすることが考えられる。しかし、ガスチャン
ネル案内部の断面積を拡大すると、ガスチャンネル案内
部を流れる溶融樹脂がガスチャンネル案内部以外を流れ
る溶融樹脂よりも速く移動し、ガスチャンネル案内部を
流れる溶融樹脂が先に金型の端部まで到達して逆流する
ので、ガスチャンネル案内部以外を流れる溶融樹脂と衝
突し、この衝突によりウェルドマークを発生させるとい
う問題が生じる。

【０００５】本発明の目的は、射出成形の生産性を低下
させることなく、品質の良好な成形品が得られるガス注
入射出成形方法およびその装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、金
型に溶融樹脂を充填する樹脂充填工程を開始した後に、
前記金型に充填した溶融樹脂の内部に高圧ガスを注入し
て射出成形を行うガス注入射出成形方法であって、ガス
注入工程を二回以上に分けて行うとともに、最初に行わ
れる第１のガス注入工程と、その次に行われる第２のガ
ス注入工程との間に、ガスの注入を停止した状態で前記
溶融樹脂内の高圧ガスを膨張させる膨張工程を設けたこ
とを特徴とする。

【０００７】本発明の第２発明は、前記第１発明と同様
に、金型に溶融樹脂を充填する樹脂充填工程を開始した
後に、前記金型に充填した前記溶融樹脂の内部に高圧ガ
スを注入して射出成形を行うガス注入射出成形方法であ
って、前記高圧ガスを前記溶融樹脂の内部に注入するに
あたり、ガス注入の開始時には、注入する高圧ガスの供
給圧力を所定の初期値にしておき、途中で前記高圧ガス
の供給圧力を上昇させ、ガス注入の完了時には前記高圧
ガスの供給圧力が前記初期値よりも高圧となった所定の
最終値に到達していることを特徴とする。

【０００８】本発明の第３発明は、金型に溶融樹脂を充
填するとともに、前記金型に充填した前記溶融樹脂の内
部に高圧ガスを注入して射出成形を行うガス注入射出成
形装置であって、前記高圧ガスの供給を停止可能である
とともに、前記ガスの供給圧力を少なくとも第１の圧力
値およびこの第１の圧力値よりも高圧の第２の圧力値の
二段階に切替可能な供給圧力切替手段と、この供給圧力
切替手段に対してガス供給の開始および停止を指令する
制御信号ならびに前記供給圧力を第１の圧力値から第２
の圧力値に切り替えることを指令する切替信号を出力す
る制御手段とを備えていることを特徴とする。

【０００９】以上において、前記第１発明および第２発
明は、組み合わせて行うことが望ましい。すなわち、前
記第１発明のガス注入射出成形方法において、前記第１
のガス注入工程での高圧ガスの供給圧力よりも、前記第
２のガス注入工程での高圧ガスの供給圧力の方を高圧に
することが望ましい。

【００１０】

【作用】このような本発明の第１発明では、ガスの注入
開始からガスの注入停止までの時間を極めて短時間にす
れば、ガスノズルを出た高圧ガスの容量が抑えられ、当
該ガスの圧力エネルギーが抑制される。この圧力エネル
ギーの抑制により、ガスノズルを出た高圧ガスは、ガス
ノズルの出口近傍で急激に膨張することがなくなり、ガ
スチャンネル案内部の断面積を拡大しなくとも、ガスノ
ズルの出口近傍に存在する溶融樹脂を蜘蛛の巣状にする
ことがなく、中空部内のガスを排出する際には何ら支障
が生じない。また、本発明の第２発明では、ガスの注入
開始時には、溶融樹脂の内部に最初から比較的低圧のガ
スを注入することが可能となるので、ガスノズルを出た
ガスがガスノズルの出口近傍で急激に膨張することがな
く、ガスノズルの出口近傍に存在する溶融樹脂を蜘蛛の
巣状にすることがなくなり、前記第１発明と同様に、中
空部内のガスを排出する際には何ら支障が生じない。さ
らに、本発明の第３発明では、供給圧力切替手段によ
り、ガス注入工程を途中で停止することが可能となるう
え、最初はガスの供給圧力を比較的低圧にしてガスを注
入することが可能となるので、前記第１発明および第２
発明の両方を実現することが可能となり、これらにより
前記目的が達成される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１には、本実施例のガス注入射出成形機１の
要部が示されている。このガス注入射出成形機１は、溶
融樹脂３を射出する射出装置10と、金型２の型締めを行
う型締装置20と、高圧ガスを供給するガス供給装置30と
を有するものである。射出装置10は、筒状のバレル11
と、このバレル11の内部で溶融樹脂３を混練するスクリ
ュー12を設けたものである。バレル11の先端にはノズル
13が設けられている。ノズル13の内部には、溶融樹脂３
の内部に高圧ガスを注入する吹き込み管14が挿入されて
いる。この吹き込み管14には、ガス供給装置30から窒素
ガス等の不活性ガスが供給されるようになっている。な
お、溶融樹脂３の内部にガスを注入する吹き込み管14等
のガス注入口は、前述のようにノズル13の内部に設ける
ことができる他、金型２のスプルやキャビティ等に設け
ることもできる。

【００１２】型締装置20は、金型２を固定側ダイプレー
ト21および移動側ダイプレート22の間に挟み、図示しな
い油圧シリンダ装置等で移動側ダイプレート22を押圧す
ることにより金型２の型締めを行うものである。固定側
ダイプレート21には、射出装置10のノズル13を受けるブ
ッシュ23が設けられている。ブッシュ23の中心部分に
は、固定側ダイプレート21を貫通する貫通孔24が設けら
れている。金型２は、図中右側のコア部2Aと、左側のキ
ャビティ部2Bとに分割されたものである。キャビティ部
2Bには、薄肉成形品を成形するための凹部であるキャビ
ティ2Cが形成されている。コア部2Aには、溶融樹脂３の
通路であるスプル2Dが形成されている。スプル2Dは、固
定側ダイプレート21の貫通孔24を介して射出装置10のノ
ズル13と連通するようになっている。なお、キャビティ
2Cの成形面には、図示しない溝状のガスチャンネル案内
部が形成され、ガスチャンネル案内部以外の部分は、溶
融樹脂３を薄肉に形成する薄肉形成部となっている。

【００１３】ガス供給装置30は、ボンベから取り出した
ガスを圧縮して増圧する増圧器31と、溶融樹脂３に注入
する高圧ガスの供給を停止できるように構成されるとと
もに、前記高圧ガスの供給圧力を少なくとも第１の圧力
値およびこの第１の圧力値よりも高圧の第２の圧力値の
二段階に切替可能な供給圧力切替手段としての供給圧力
切替装置32と、この供給圧力切替装置32を制御する制御
手段としての制御装置33とを備えたものである。増圧器
31は、図示しない大口径シリンダ装置および小口径シリ
ンダ装置を有するものである。大口径シリンダ装置に
は、高圧の駆動エアーが供給され、この駆動エアーで内
部のピストンを往復駆動する。大口径シリンダ装置のピ
ストンは、小口径シリンダ装置のピストンと連結されて
おり、これらのピストンを前記駆動エアーで駆動するこ
とにより、小口径シリンダ装置の内部に導入されたガス
が増圧されるようになっている。なお、増圧機31には、
当該増圧機31で高圧に昇圧したガスを蓄積する図示しな
いリザーバタンクが備えられている。増圧機31は、前記
リザーバタンク内のガスの圧力が所定圧力に達すると自
動停止するとともに、当該ガスの圧力が所定の下限設定
圧力まで低下すると自動起動するように制御されてい
る。これにより、所定圧力のガスが常時供給可能となっ
ている。また、増圧機31のガス吐出口には、制御装置33
からの起動指令信号により開閉する図示しない開閉バル
ブが設けられている。この開閉バルブを開けることによ
り、増圧機31からのガス供給が開始され、開閉バルブの
閉じることにより、増圧機31からのガス供給が停止する
ようになっている。

【００１４】制御装置33は、デジタルシーケンサ等から
構成されたものであり、本発明に基づいて製作された制
御シーケンスプログラムを記憶している。制御装置33の
制御シーケンスプログラムは、射出装置10から送信され
る起動信号を受信すると起動されるようになっている。
この制御シーケンスプログラムの起動により、制御装置
33は、前述の開閉バルブに対して起動指令信号を、供給
圧力切替装置32に対してガス供給の開始および停止を指
令する制御信号と、ガスの供給圧力を低圧から高圧に切
り替えることを指令する切替信号とを、所定のタイミン
グで送信するようになっている。

【００１５】供給圧力切替装置32は、図２に示されるよ
うに、配管34A 〜34C の途中に設けた複数の電磁弁35A
〜35C で、ガス供給の開始および停止、ならびに、ガス
の供給圧力の切替を行うものである。配管34A は、増圧
器31と射出装置10のノズル13とを接続する主管であり、
電磁弁35A の開閉によりガス供給の開始および停止が行
えるようになっている。配管34B は、主管である配管34
A 内の圧力を逃がすことにより、ノズル13に供給するガ
スの圧力を減圧するものである。これにより、電磁弁35
B を開いた状態で電磁弁35A を開けば、配管34A から
は、増圧器31が供給する圧力よりも低い第１の圧力値と
なったガスが供給可能となっている。一方、電磁弁35B
を閉じた状態で電磁弁35A を開くことにより、配管34A
からは、増圧器31から供給される圧力と同じ、すなわ
ち、第１の圧力値よりも高圧の第２の圧力値となったガ
スが供給可能となっている。配管34B には、電磁弁35B
の他に手動式の絞り弁36が設けられている。絞り弁36の
開度を調整することにより、第１の圧力値が任意の値に
調節できるようになっている。配管34C は、金型２の内
部に充填された溶融樹脂３の内部に注入したガスを排気
する排気管である。配管34C に設けられた電磁弁35C の
開閉により排気の開始・停止が可能となっている。この
ような供給圧力切替装置32は、制御装置33からの制御信
号および切替信号により、各電磁弁35A 〜35C が、表１
に示されるように、駆動され、ガス供給の開始・停止の
動作や、第１の圧力値から第２の圧力値へのガス供給圧
の切替が可能となっている。

【００１６】

【表１】

【００１７】このような本実施例では、次のような手順
でガス注入射出成形が行われる。まず、射出装置10の起
動により、溶融樹脂３を充填する樹脂充填工程が開始さ
れ、金型２に所定量の溶融樹脂３が充填される。この溶
融樹脂３の充填完了直後に、溶融樹脂３内にガスを注入
する第１のガス注入工程が開始される。第１のガス注入
工程では、供給圧力切替装置32の電磁弁35A 〜35C のう
ち電磁弁35A, 35Bが開き、図３に示されるように、第１
の圧力値である供給圧力Ｐ_Lにされた高圧ガスが溶融樹
脂３内に注入される。この際、高圧ガスは、比較的低圧
の供給圧力Ｐ_Lとなっているので、ノズル13の出口近傍
で急激に膨張することがなく、ノズル13の出口近傍に存
在する溶融樹脂３を蜘蛛の巣状にすることがない。第１
のガス注入工程の開始から所定時間Ｔ₁秒間が経過した
後に、電磁弁35A,35Bが閉じて高圧ガスの注入が停止さ
れ、これにより第１のガス注入工程が終了し、次の膨張
工程が開始される。

【００１８】膨張工程では、高圧ガスの注入を停止した
状態で、溶融樹脂３に注入された高圧ガスを膨張させ、
ノズル13の出口近傍に中空部を形成する。これにより、
次の第２のガス注入工程の開始時には、適度な大きさの
中空部がノズル13の出口近傍に形成され、ノズル13の出
口近傍には、蜘蛛の巣状になる可能性のある溶融樹脂３
が移動して存在しないこととなる。膨張工程は、開始か
ら所定時間Ｔ₂秒間が経過した後に完了し、その後に第
２のガス注入工程が開始される。第２のガス注入工程で
は、供給圧力切替装置32の電磁弁35A 〜35C のうち電磁
弁35A のみが開き、第１のガス注入工程における供給圧
力Ｐ_Lよりも高圧の第２の圧力値である供給圧力Ｐ_Hに
された高圧ガスが供給圧力切替装置32から溶融樹脂３内
に注入される。この第２のガス注入工程における供給圧
力Ｐ_Hの高圧ガスは、金型２のガスチャンネル案内部に
沿って溶融樹脂３の内部を前進し、膨張工程で形成した
中空部をガスチャンネル案内部の端部まで拡張してガス
チャンネルを完成させる。なお、所定容積のガスチャン
ネルが形成するのに充分な量のガスが溶融樹脂３内に注
入されるように、第２のガス注入工程は、予め設定され
た所定時間Ｔ₃秒間だけ継続される。

【００１９】ガスチャンネルが完成すると、ガスチャン
ネル内のガス圧力は、供給圧力Ｐ_Hに達し、ガス圧力が
供給圧力Ｐ_Hに達した時点で、第２のガス注入工程は完
了する。そして、ガス圧力を供給圧力Ｐ_Hに維持したま
ま、次の保圧・冷却工程が開始される。保圧・冷却工程
では、ガスチャンネル内の高圧ガスの圧力を保持した状
態で所定時間Ｔ₄が経過するまで溶融樹脂３を冷却す
る。ガスチャンネル内の高圧ガスは、溶融樹脂３の内部
から溶融樹脂３を金型２のキャビティ2Cの内面に向かっ
て押圧するので、得られる成形品の表面には「ひけ」が
発生しない。開始から所定時間Ｔ₄が経過した後に、保
圧・冷却工程は完了され、次の脱ガス・脱型工程が開始
される。脱ガス・脱型工程では、供給圧力切替装置32の
電磁弁35A 〜35C のうち電磁弁35C のみが開き、ガスチ
ャンネル内の高圧ガスが外部に排気される。この排気が
完了した後、金型２を開けて成形品を取り出し、これに
より、脱ガス・脱型工程を完了する。以上において、第
１のガス注入工程にかける時間Ｔ₁は、０．５〜１．０
秒間の範囲で設定でき、膨張工程にかける時間Ｔ₂は、
３．０〜１０秒間の範囲で設定でき、第２のガス注入工
程にかける時間Ｔ₃は、注入するガスの圧力にもよる
が、一般的に１．０〜５．０秒間の範囲で設定でき、保
圧・冷却工程にかける時間Ｔ₄は、１．０〜３０秒間の
範囲で設定することができる。

【００２０】前述のような本実施例によれば次のような
効果がある。すなわち、比較的低圧の高圧ガスを溶融樹
脂３内に注入する第１のガス注入工程と、比較的高圧の
高圧ガスを溶融樹脂３内に注入する第２のガス注入工程
との間に、ガスの注入を停止する膨張工程を行うように
したので、第１のガス注入工程では、低圧にしたことに
より溶融樹脂３の厚肉部分の外側にある薄肉部分である
一般部にガスが流入することがなく、第２のガス注入工
程では、膨張工程で溶融樹脂３の冷却固化がある程度進
んでいるので、高圧で注入しても高圧ガスが溶融樹脂３
の厚肉部分以外の部分に流出することがなくなり、これ
により、成形品の強度低下を未然に防止でき、成形品の
品質を向上できる。

【００２１】また、第１のガス注入工程で比較的低圧の
高圧ガスを溶融樹脂３内に注入し、膨張工程で溶融樹脂
３内に注入したガスを膨張させ、これによりノズル13の
出口近傍に適度な大きさの中空部を形成したので、第２
のガス注入工程で第１のガス注入工程のときよりも高圧
の高圧ガスを注入しても、ノズル13の出口近傍の中空部
が高圧ガスの勢いを緩衝し、溶融樹脂３が蜘蛛の巣状に
なることがない。このため、脱ガス・脱型工程におい
て、ノズル13の出口近傍が詰まることや、ガスの流通の
抵抗となるものが生じることがなく、ガスチャンネルの
内部のガスを容易に排気でき、ガスの排出が順調に行わ
れるようになり、射出成形の生産性を良好とできる。

【００２２】さらに、第２のガス注入工程において充分
高圧となったガスでガスチャンネルを最終的に成形する
ので、金型２に設けたガスチャンネル案内部の断面積が
小さくとも、ガスチャンネルを確実に成形でき、これに
よりガスチャンネル案内部の断面積を大きくする必要が
なく、ガスチャンネル案内部の断面積を拡大することに
より発生するウェルドマークが生じるおそれがなく、こ
の点からも成形品の品質を良好なものとできる。

【００２３】また、ガス供給装置30に設けた供給圧力切
替装置32により、高圧ガスの供給を停止可能とするとと
もに、その供給圧力Ｐ_Lからこの供給圧力Ｐ_Lよりも高
圧の供給圧力Ｐ_Hに切替可能とし、第１のガス注入工
程、膨張工程、および、第２のガス注入工程を所定の順
序で確実に行えるようにしたので、ガス注入射出成形機
１本体を大改造することなく、前述の効果を比較的容易
に実現できる。

【００２４】さらに、電磁弁35B および絞り弁36が設け
られた配管34B により、ノズル13に高圧ガスを供給する
配管34A 内の圧力を逃がすようにし、簡単な機構で供給
圧力Ｐ_Hよりも低圧の供給圧力Ｐ_Lを発生することがで
きるようにしたので、供給圧力切替装置32を耐久性およ
び信頼性の高いものとできる。

【００２５】次に、本発明の効果を具体的な実験例に基
づいて説明する。〔実験例〕本実験例は、本発明に基づいてガス注入射出
成形を行う実験である。本実験例では、第１のガス注入
工程での高圧ガスの供給圧力Ｐ_L、膨張工程にかける時
間Ｔ₂、第２のガス注入工程での高圧ガスの供給圧力Ｐ
_H、および、溶融樹脂の温度ｔ₁のうちいずれかが異な
る実験例１〜５を行う。実験例１〜５は、供給圧力
Ｐ_L、時間Ｔ₂、供給圧力Ｐ_H、および、溶融樹脂の温
度ｔ₁の各々が、表２に示されるように、設定されてい
る。

【００２６】

【表２】

【００２７】また、実験例１〜５においては、保圧・冷
却工程にかける時間Ｔ₄および金型温度ｔ₂は、すべて
共通の値が採用され、時間Ｔ₄および金型温度ｔ₂は、
それぞれ３．０秒間および３０℃に設定されている。さ
らに、実験例１〜５では、原料樹脂としてポリプロピレ
ン〔MI 20g／10分,230℃,2.16kgf〕を用い、形状および
寸法が同一の成形品を成形する。成形品としては、図４
に示されるように、細長い帯状の一般部4Aの中心線に沿
って厚肉部4Bを形成した成形品４が採用される。成形品
４の寸法は、幅Ｗが５０mm、長さＬが１３００mm、一般
部4Aの厚さτが２．０mm、および、厚肉部4Bの高さＨが
５．０ｍｍとなっている。〔比較例〕本比較例は、前記実験例と比較するために、
膨張工程を省略するとともに高圧ガスの供給圧力を一定
に保ってガス射出成形を行う実験例である。本比較例で
は、高圧ガスの供給圧力Ｐ、保圧・冷却工程にかける時
間Ｔ₄、および、溶融樹脂の温度ｔ₁のうちいずれかが
異なる比較例１〜４を行う。比較例１〜４は、供給圧力
Ｐ、時間Ｔ₄、および、温度ｔ₁の各々が、表３に示さ
れるように、設定されている。

【００２８】

【表３】

【００２９】また、比較例１〜４では、前記実験例１〜
５と同様に、金型温度ｔ₂が３０℃に設定され、かつ、
前記実験例１〜５と同一の成形品４の成形を行う。

【００３０】〔実験結果〕実験結果は以下の通りであ
る。なお、表２，３の最右欄には、結果の概略を一言で
述べてある。すなわち、実験例１では、一般部4Aの内部
にガスチャンネルが若干形成され、成形品４の強度が若
干低下していた。実験例２〜４では、図５に示されるよ
うに、成形品４の厚肉部4Bのみにガスチャンネル4Cが形
成され、一般部4Aの内部には中空部が生じておらず、充
分な強度を有する成形品４が得られた。また、成形品４
の表面には「ひけ」等の不具合が見られず、外観につい
ても良好であった。さらに、成形品４のノズル13の出口
近傍の部分は、図６に示されるように、溶融樹脂３が蜘
蛛の巣状となって固化しておらず、漏斗状の通路部4Dが
きれいに形成されている。この漏斗状の通路部4Dにより
脱圧時の排気が順調に行え、短時間で排気することがで
きた。実験例５では、表面に若干「ひけ」が生じ、外観
が若干損なわれた。

【００３１】これらのことから、膨張工程にかける時間
Ｔ₂が短いと、溶融樹脂３の冷却・固化が不十分である
ために、第２のガス注入工程でガスを注入することによ
り、一般部4Aの内部に多少のガスチャンネルが形成され
ることが判る。また、膨張工程にかける時間Ｔ₂が長い
と、溶融樹脂３の冷却・固化が進行し、溶融樹脂３が固
くなり過ぎるため、溶融樹脂３をキャビティ2Cの表面に
密着するのにさらに大きな力が必要となり、溶融樹脂３
内に注入した高圧ガスによる保圧効果が低下し、表面に
「ひけ」等の不具合が発生することが判る。なお、第２
のガス注入工程で注入するガスの供給圧力Ｐ_Hは、８〜
１５ＭＰａの範囲内に設定しておけば、その設定値を変
更しても、成形品４の外観および強度には、あまり影響
を与えないことが判った。

【００３２】このような実験例１〜５に対し、比較例１
では、高圧ガスの供給圧力Ｐが低すぎたため、保圧効果
が得られず、表面に「ひけ」が生じ、成形品４の外観が
著しく損なわれた。比較例２では、最初から高圧ガスを
溶融樹脂３の内部に注入するので、高圧ガスがノズル13
の出口近傍で急激に膨張し、成形品４のノズル13の出口
近傍には、図７に示されるように、溶融樹脂３が蜘蛛の
巣状に固化した流通抵抗部4Eが形成された。この流通抵
抗部4Eは、脱圧時の排気を阻害するので、脱ガス・脱型
工程を長引かせ、生産性を低下させる原因となる。比較
例３では、最初から高圧ガスを注入するので、比較例２
と同様に、蜘蛛の巣状の流通抵抗部がノズル13の出口近
傍に形成された。比較例３の流通抵抗部は、脱圧時に詰
まって脱ガスを困難とし、生産性を著しく低下させる原
因となった。また、比較例３では、図８に示されるよう
に、ガスチャンネル4Cが成形品４の厚肉部4Bだけでなく
一般部4Aの内部にも拡がり、成形品４の強度が低下し
た。比較例４では、溶融樹脂３の温度を下げることによ
り、溶融樹脂３の流動性を低下させ、蜘蛛の巣状の流通
抵抗部の発生と、ガスチャンネル4Cの一般部4Aへの拡大
とを防止しようとした。しかし、その効果はなく、比較
例３と同様に、蜘蛛の巣状の流通抵抗部が形成されると
ともに、ガスチャンネル4Cが一般部4Aにも拡がった。こ
のため、脱圧時の排気が阻害され、生産性が低下するう
え、一般部4Aの内部にも拡がったガスチャンネル4Cによ
り成形品４の強度が低下した。

【００３３】なお、本発明は前述の一実施例に限定され
るものではなく、次に示すような変形などをも含むもの
である。すなわち、供給圧力切替手段としては、射出装
置10のノズル13に高圧ガスを供給する配管34A の圧力を
逃がす配管34B に設けられた絞り弁36を有する供給圧力
切替装置32に限らず、口径の小さい配管34B を配管34A
に接続し、絞り弁36の代わりに配管34B 自体で流通抵抗
を確保したものでもよく、あるいは、図９に示されるよ
うに、高圧ガスを供給するための配管41A とは別に、低
圧ガスを供給するための配管41B を設け、この配管41B
に設けた減圧弁42で増圧器31から供給される高圧ガスを
減圧するようにした供給圧力切替装置40でもよい。な
お、供給圧力切替装置32の電磁弁35A 〜35C は、電動弁
や空気式あるいは油圧式の操作器で駆動されるバルブ等
と置き換えてもよい。

【００３４】さらに、圧力の供給手順としては、第２の
ガス注入工程よりも低圧のガスを注入する第１のガス注
入工程を含んで構成される手順に限らず、図１０に示さ
れるように、第２のガス注入工程と同じ高圧ガスを瞬間
的に注入する第１のガス注入工程を含んで構成されるも
のでもよい。このようにしても、ガスの注入時間が極め
て短時間であることから、注入される高圧ガスの圧力エ
ネルギーが抑制され、ノズルを出たガスがノズルの出口
近傍で急激に膨張することがなく、前記実施例と同様の
作用・効果が得られる。

【００３５】また、圧力の供給手順としては、二つのガ
ス注入工程の間にガスの注入を停止する膨張工程を設け
たものに限らず、図１１に示されるように、膨張工程を
省略し、最初は低圧にしてガスの供給圧力を開始し、途
中でガスの注入を停止することなく、徐々にガスの供給
圧力を上昇させるガス注入工程を一回のみ行う圧力の供
給手順でもよい。このようにしても、溶融樹脂の内部に
は、最初比較的低圧のガスが注入されるので、ノズルを
出たガスがノズルの出口近傍で急激に膨張することがな
く、前記実施例と同様の作用・効果を得ることができ
る。

【００３６】さらに、ガスの注入工程は、樹脂充填工程
の完了前に開始してもよく、樹脂充填工程の開始後であ
れば、適宜なタイミングで開始することができる。ま
た、成形品としては、略面状のものに限らず、箱状のも
のや容器状のものでもよく、要するに薄肉であればよ
い。

【００３７】

【発明の効果】前述のように本発明によれば、射出成形
の生産性を低下させることなく、品質の良好な成形品を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のガス注入射出成形機の全体
を示す概略構成図である。

【図２】前記実施例の供給圧力切替手段を示す配管図で
ある。

【図３】前記実施例の各工程におけるガスの供給圧力を
示すグラフである。

【図４】本発明の実験例の成形品を示す斜視図である。

【図５】本発明の実験例２〜４の実験結果を示す断面図
である。

【図６】本発明の実験例２〜４の実験結果を示す断面図
である。

【図７】本発明の比較例２の実験結果を示す断面図であ
る。

【図８】本発明の比較例４の実験結果を示す断面図であ
る。

【図９】本発明の供給圧力切替手段の変形例を示す図２
と同様の図である。

【図１０】本発明の変形例におけるガスの供給圧力の変
化を示すグラフである。

【図１１】本発明の異なる変形例におけるガスの供給圧
力の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１ガス注入射出成形装置２金型３溶融樹脂４成形品 32, 40 供給圧力切替手段としての供給圧力切替装置 33 制御手段としての制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金型に溶融樹脂を充填する樹脂充填工程を
開始した後に、前記金型に充填した溶融樹脂の内部に高
圧ガスを注入して射出成形を行うガス注入射出成形方法
であって、ガス注入工程を二回以上に分けて行うととも
に、最初に行われる第１のガス注入工程と、その次に行
われる第２のガス注入工程との間に、ガスの注入を停止
した状態で前記溶融樹脂内の高圧ガスを膨張させる膨張
工程を設けたことを特徴とするガス注入射出成形方法。
【請求項２】金型に溶融樹脂を充填する樹脂充填工程を
開始した後に、前記金型に充填した前記溶融樹脂の内部
に高圧ガスを注入して射出成形を行うガス注入射出成形
方法であって、前記高圧ガスを前記溶融樹脂の内部に注
入するにあたり、ガス注入の開始時には、注入する高圧
ガスの供給圧力を所定の初期値にしておき、途中で前記
高圧ガスの供給圧力を上昇させ、ガス注入の完了時には
前記高圧ガスの供給圧力が前記初期値よりも高圧となっ
た所定の最終値に到達していることを特徴とするガス注
入射出成形方法。
【請求項３】請求項１に記載のガス射出成形方法におい
て、前記第１のガス注入工程での高圧ガスの供給圧力よ
りも、前記第２のガス注入工程での高圧ガスの供給圧力
の方が高圧であることを特徴とするガス注入射出成形方
法。
【請求項４】金型に溶融樹脂を充填するとともに、前記
金型に充填した前記溶融樹脂の内部に高圧ガスを注入し
て射出成形を行うガス注入射出成形装置であって、前記
高圧ガスの供給を停止可能であるとともに、前記ガスの
供給圧力を少なくとも第１の圧力値およびこの第１の圧
力値よりも高圧の第２の圧力値の二段階に切替可能な供
給圧力切替手段と、この供給圧力切替手段に対してガス
供給の開始および停止を指令する制御信号ならびに前記
供給圧力を第１の圧力値から第２の圧力値に切り替える
ことを指令する切替信号を出力する制御手段とを備えて
いることを特徴とするガス注入射出成形装置。