WO1989000489A1 - Injection molding method - Google Patents

Description

明 細 射出成形方法 技術分野

本発明 は発泡樹脂成形品 の射出成形方法 に 関 す る 背景技術

従来既知の射出成形機 は 、 例 え ば 、 熱可塑性プラ ス チ ッ ク 原料或い は熱硬化性の樹脂 な どの射出成形材料 （ 以 下単 に 樹脂 と い う ） を ス ク リ ュ （ 及び 又 はプ ラ ン ジ ャ ） を備えた加熱シ リ ン ダで溶か し て射出 す る射 出機構 と 、 金型を高圧で締め付け る型締め機構 、 こ れ ら を 自 動 的 に 動 かす制御機構 よ り 成 り 、 樹脂 を ホ ツ バか ら 加熱シ リ ン ダ内 へ落下せ し め 、 可塑化 、 混練 し 、 こ の加熱溶融 し た 樹脂を ス ク リ ュ を前進さ せ て金型内 に 高圧で注入 （ 射出 ） し て 、 冷却 固化 し た 後 、 離型す る こ と で成形品 を得る構 成 に なっ て い る 。

と こ ろで 、 加熱溶融 し た 樹脂が金型内 に 射出 さ れる と 、 第 4 図 に示す よ う に 、 金型表面 に 近 い 溶融樹脂 （ 成形品 の外部の樹脂層 ） 1 は急冷さ れ 、 金型 内部 に あ る溶融樹 脂 （ 成形品 の 内部の樹脂層 ） 2 は 除冷 さ れ て 、 樹脂の収 縮が起 こ る 。

—方 、 第 5 図 に示す よ う に 、 射出圧力 3 は 、 一般的 な 成形例 で は射 出 開始直後 が最も 高 く 、 樹脂充頌 完了時 (保圧切 り 換え時 ） に激減させる 。 かたや 、 金型内圧 4 ば、 樹脂充填完了直後において は非常に高い にも拘わ ら ず成形品取 り 出 し時点 （冷却完了時 ） では極めて低く な る。 つ ま り 、 金型内の溶融樹脂は、 射出開始直後の髙ぃ 射出圧力で圧縮されて金型内圧 4 が増加するが、 樹脂が 冷える に従がい収縮 し 、 金型内圧 4 が低下する といつ た 非常に複雜な変化 （ 挙動 ） をする。

この よ う に 、 溶融樹脂は射出成形される段階で、 前記 の よ う な複雜な挙動に起因する金型内密度の差、 所謂成 形収縮が起こる。 この溶融樹脂の成形収縮に よっ て成形 品不良の中でも 、 発生頻度が最も高い と言われているひ けが発生する 。

第 6 図 は このひけの発生原理を説明するための断面図 である 。 第 6 図 において 、 5 はひけ、 6 は成形品の外部 の急冷さ れた樹脂部で第 4 図に示す金型表面に近い溶融 樹脂 1 の温度変化を呈する部分である 。 7 は同 じ く 成形 品の内部 （ 厚肉部の内部 〉 の徐冷された樹脂部で第 4 図 に示す金型内部にある溶融樹脂 （ 成形品の内部の樹脂層 ） 2 の温度変化を呈する部分である 。 ひけ 5 は、 この徐冷 さ れた樹脂部 7 が急冷された樹脂部 6 を引っ張る こ と に よ り 発生する 。

上記ひけ は 、 要するに上述 した よ う に溶融樹脂の非常 に複雑な挙動 に起因する成形収縮に よるも のであるか ら 、 除去する こ と が極めて困難な不良である 、 とされている 。

これを防ぐ為、 従来よ り 例えば、 射出圧力 を大き く し て 射出用 の加熱シ リ ンダ溻度を下げて 成形す る と共に 、 十分 に保圧を かける 手段 、 ま た は スプル ， ラ ン ナ ， 特 に ゲ ー ト 径を大き く す る手段 、 あ る い は成形品 と金型設計 の段階で ひけ の 出 に く い 設計 に す る手段等種々 の手段 が 採 ら れて いる 。

し か し なが ら 、 いずれの手段も技術的困難を伴 う と共 に厄介な制御手段が必要であっ て 、 満足の い く 有効 な ひ け 防止の手段 と は言いが た い も のであっ た 。

尚 、 ひけ 防止の手段 と は直接関連性 は な い が 、 樹脂 に 発泡剤 を加え 、 例 え ば ウ レ タ ン フ ォ ー ムや発 ^ポ リ ェ チ レ ン な ど 、 スポン ジ状のプラ ス チッ ク 成形品 を作る成形 方法は既知で あ る 。 こ の方法 に よ る 時 は 、 発泡時 の空気 圧力 に よ っ て ひけ の発生 は 防止さ れる が 、 表面層 ま で発 泡 し て いる ので 、 外観が汚 く な る と いっ た 問題 が あ る 。

ま た 、 始め に 表皮層 に な る樹脂 を圧入 し 、 後 か ら 内部 樹脂 （ 発泡剤入 り ） を圧入する所謂サ ン ド イ ッ チ成形法 も 既知で あ る が 、 こ の方法 に よ る 時は 、 成形機を 2 台必 要 と す るな ど構造が複雜で 、 かつ 単純形状の厚肉成形品 に 限定 さ れる と い っ た 問題が あ る 。

そ こ で 、 本発明 は 、 過大な射 出圧力及び保圧力 を かけ る な どの従来手段 と は全 く 異な る斬新な手段 に よ り 、 ひ け の発生 を 防止で き 、 かつ 成形品 の外観 を綺麗 に 仕上げ る こ と ので き る発泡樹脂成形品 の射出成形方法 を 提供す る こ と を 目 的 と する 。 発明の開示

上記の目 的を達成するため に 、 本発明 に よれば、 所要 温度および所要保持時間で発泡する発泡剤を溶融樹脂に 混入 して金型内に注入 し 、 成形品の表面を形成する金型 内面に接する冷却速度の速い溶融樹脂部分を発泡せ しめ るこ とな く 成形品の内部を形成する冷却速度の遅い溶融 樹脂部分のみを発泡せ しめる よ う に し た こ とを特徴 とす る射出成形方法が提供される 。

金型に充塡 し た発泡剤を混入 し た溶融樹脂は冷 IS固化 する工程において第 4 図に示すよう に 、 金型内面に近い 溶融樹脂 （ 成形品の表面の樹脂暦 ） 1 は急冷され、 この 急冷さ れた樹脂温度では、 混入されて いる発泡剤 は発泡 し ない。 従っ て 、 この部分では発泡剤は発泡 しない ま ま 樹脂が固化する 。 その結果、 成形品表面つ ま り 外観の綺 麗な し かも強度も低下 し ない成形品が得ら れる 。

かたや 、 第 4 図 に示すよう に 、 金型内部にある溶融樹 脂 （ 成形品の内部の樹脂層 ） 2 は徐冷され温度が下が り に く い状態にある 。 つ ま り この部分の樹脂溫度は前記金 型表面近傍の樹脂温度よ り高く 維持される 。 こ の髙ぃ樹 脂温度で発泡剤が反応 し て発泡する 。 こ の発泡時の発泡 圧力 に よっ て金型内の溶融樹脂は内部か ら膨張さ せ ら れ る 。 こ の膨張に よ り 樹脂の冷却時の収縮に よるひけの発 生を防止する こ と が可能 となる 。 図面の簡単な説明 第 1 図 は本発明 の射出成形方法を実施す る射出成形機 の第 1 実施例 の概要を示す正 断面図 、 第 2 図 は本発明 の 射出成形方法 に 使用 す る発泡剤 の一例 を示す 断面図 、 第 3 図 は本発明を実施する射出成形機の第 2 実施例 の概要 を示す正 断面図 、 第 4 図 は金型内 の溶融樹脂の 温度変化 を示すグラ フ 、 第 5 図 は射出後の射出圧力 と金型内圧の 変化を示すグラ フ 、 第 6 図 は従来の射出成形方法 に お け る ひけ の発生原理を説明 する た め の 断面図 、 第 7 図 は本 発明 を実施す る射出成形機の第 3 実施例の概要を示す正 断面図 、 第 8 図 は加熱シ リ ン ダ内 と 金型内 の温度変化を 示 す関係図 、 第 9 図 は本発明 を実施す る射出成形機の第 4 実施例 の概要を示す正面図 、 第 Ί 0 図 は射出充塡 ♦ 冷 却 工程 に お け る樹脂お よ び発泡剤 の 温度経過を示す 関係 図 、 第 1 Ί 図 は温度依存に よ る加熱分解ガ ス 曲線図 、 第 1 2 図 は 時間依存 に よ る加熱分解ガス 曲線図で あ る 。 発 明 を実施す るた め の最良 の形態

第 1 図 は本発明 を実施す る射出成形機の第 1 実施例 の 概要を示す正面図で 、 図 中 、 1 0 は樹脂供給用 の ホ ツバ 、 1 1 は ス ク リ ュ を備え た 射出用 の加熱 シ リ ンダ 、 1 2 は 固定盤 、 1 3 は 固定金型 、 1 4 は可動金型 、 1 5 は可動 盤 、 1 6 は ェ ジ ェ ク タ ピ ン 、 1 7 は ス プル 、 1 8 は ラ ン ナ 、 1 9 は金型キ ヤ ビ テ ィ で あっ て 、 こ れ ら 既知 の各要 素か ら 成形機本体が構成 さ れて い る 。

こ の実施例 に お い て 適用 す る射出成形機 は 、 前記成形 機本休部分 に 、 発泡剤供給用 の ホッパ 2 0 と 、 発泡剤押 し 出 し ス ク リ ュ 2 1 と 、 この ス ク リ ュ 2 1 の先端部 よ り 可動金型 1 4 の一部を貫通 し ェジェ ク タ ピ ン 1 6 の挿入 穴 に連通する よ う 垂直に設けた発泡剤混入用通路 2 2 と 、 こ の通路 2 2 に連通せ し め て 設け た発泡剤の攛拌用空気 送入管 2 3 と 、 前記ス ク リ ュ 2 Ί を回転駆動する モ ー タ 2 4 と か ら成る発泡剤混入機構を付設 し た構造の も ので あ る 。

ま た 、 前記発泡剤 と して は 、 金型キヤ ビ ティ 1 9 内 の 溶融樹脂の冷 HI速度の差 に よ り 、 つ ま り 冷却速度の速い 部分の樹脂温度 （ 急冷さ れた溶融樹脂 1 の混度 ） で は発 泡する こ と が な く 、 冷却速度の遅い部分の樹脂温度 （ 徐 冷さ れた溶融樹脂 2 の温度 ） で発泡する よ う に 、 発泡反 応 に 差を付与 し た発泡剤 を用 い る 。

具体的 に は 、 例 えば 、 第 2 図 に示す よ う に 、 熱を あ る 時間 ， あ る 温度以上加 え る と 、 つ ま り あ る特定温度 （ 冷 速度の遅い部位の樹脂温度 ） 以上で特定時間加熱さ れ る と 溶融す る コ ー テ ィ ング剤 3 0 で 、 発泡物質 3 1 ( 例 え ばァゾジ カ ルボ ン酸ア ミ ド或い は重曹 ） を被覆 し て顆 粒状 に 固め た発泡剤 3 2 、 あ る い は発泡剤そ のも の が髙 温 （ 冷却速度の遅い部位の樹脂温度 ） 状態でない と発泡 反応 し ないも の （ 例 えば ヒ ド ラ ゾジ カ ルポ ン ア ミ ド ） な ど を用 いる 。

こ の実施例で は 、 発泡剤 と し て 第 2 図 の コ ーテ ングさ れた発泡剤 3 2 を用 い る こ と と す る 。 次 に こ の実施例 に お け る射 出成形の操作 に つ い て 説明 す る 。

第 1 図 に おいて 、 ま ず発泡温度 よ り は るか に低 く 温度 設定 さ れて い る 固定金型 1 3 と 可 動金型 1 4 と を型締め し た後 、 ェジェ ク タ ピン 1 6 を後退させ発泡剤混入用通 路 2 2 を スプル 1 7 及びラ ン ナ 1 8 に導通 さ せ る 。 次い でモ ー タ 2 4 を回転駆動せ し め る 。 する と 、 発泡剤押 し 出 し ス ク リ ュ 2 1 が 回転 し 、 ホ ッパ 2 0 内の コ ー テ ィ ン グさ れた発泡剤 3 2 が混入用通路 2 2 を絰て 可動金型 1 4 に 落下 し 、 スプル ー 1 7 及びラ ン ナ 1 8 を経て 金型キ ャ ビティ 1 9 内 に送 り 込 ま れる 。 こ の と き コ ー テ ィ ン グ さ れ た発泡剤 3 2 を前記通路 2 2 よ り 可動金型 1 4 内 に ス ム ーズ に送 り 込む と共 に 、 発泡剤 3 2 の滞留 を 防止す る た め に 、 攪拌用空気送入管 2 3 か ら 通路 2 2 を経て 金 型キ ヤ ビ テ ィ 1 9 内 へ空気を送 り 込み 、 コ ー テ ィ ングさ れ た 発泡剤 3 2 を攪拌せ し め る 。 そ の後、 図示 す る よ う に 、 スプルー 1 7 と通路 2 2 と の連通を たつ よ う に ェ ジ ェ ク タ 1 6 を前進 さ せ 、 さ ら に 、 加熱シ リ ン ダ 1 1 で溶 融さ れた樹脂を金型キ ヤ ビテ ィ 1 9 内 に圧入 す る 。 こ の 場合 、 樹脂 は複雜な挙動 で移動 し 、 発泡剤 を ま き込 み混 合す る 。

以後従来の一般的方法 に 従っ て 、 金型キ ヤ ビ テ ィ 1 9 内 の コ ー テ ィ ングさ れ た 発泡剤 3 2 の 混入 さ れ た 溶融樹 脂を冷却 固化 し た 後 、 離型す る 。

前記冷 ίΠ 固化の 工程 に お い て 、 金型キ ヤ ビ テ ィ 1 9 の 表面に近い溶融樹脂は、 第 4 図の実線 1 で示すよう に急 冷されるので 、 第 2 図の発泡物質 3 1 をコ ーティ ング し た コ ーティ ング剤 3 0 を溶融する に至 らず、 発泡剤 3 2 は発泡反応 し ない ま ま樹脂と一体に固化する 。 従っ て 、 成形品の外観は非発泡樹脂 と周様に綺麗に保持され、 か つ強度も低下する こ とがない。 かたや金型キヤ ビティ 1 9 の内部の溶融樹脂は、 第 4 図の破線 2で示す通 り 、 徐 冷されるか ら 温度が下がり に く いので、 第 2 図のコ ーテ イ ング剤 3 0 を溶融する。 これに よ り発泡物質 3 1 が反 応 して発泡剤 3 2 が発泡する 。 この発泡時の発泡圧力 に よって第 6 図 に示すよ う に 、 通常の非発泡樹脂の成形時 に生 じる先に固化 し たが内部の樹脂の冷 £Π に よる収縮に よって引込ま れるひけ 5 つ ま り成形品の表面にでる急冷 された樹脂部 6 のへ こみを無く する 。

第 3 図は、 本発明を実施する射出成形搽の第 2実施例 の要部の概要を示す正断面図である。

この実施例で用いる射出成形機は、 第 1 図 と同様のス ク リ ュを備えた射出用の加熱シ リ ンダ 1 1 、 固定盤 1 2 、 固定金型 1 3 、 可動金型 1 4 、 可動盤 1 5 、 ェジェク タ ピン 1 6 、 スプル 1 7 、 ラ ンナ 1 8 及び金型キヤ ビティ 1 9 等既知の各要素か ら成る成形機本体に 、 発泡剤供給 用のホッパ 4 0 と 、 発泡剤押 し 出 しス ク リ ュ 4 Ί と 、 固 定金型 1 3 の一部を貫通 しスプル 1 7 に連通するよ う垂 直に設け た発泡剤混入用 ピス ト ン 4 2 と 、 前記スク リ ュ 4 1 の先端部よ り発泡剤混入用 ピス ト ン 4 2 に連通せ し め て設け た発泡剤混入用 通路 4 3 と 、 前記ス ク リ ュ 4 1 を 回転駆動する モ ー タ （ 図示せず 〉 と か ら 成る発泡剤混 入機構を付設 し た構造の も の で あ る 。

こ の実施例 に お い て は 、 ま ず発泡剤混入用 ピス ト ン 4 2を後退せ し め て 、 ホッパ 4 0か ら 例 え ば第 2図 の コ ー テ ィ ングさ れた発泡剤 3 2を送 り 、 前記 ピス ト ン 4 2を 前進さ せ な が ら加熱シ リ ンダ 1 1 よ り 溶融樹脂 を射出 し 、 溶融樹脂 に 前記 コ ー ティ ングさ れた 発泡剤 3 2を混入 さ せる よ に し た ち ので あ る 。

つ ま り こ の実施倒で は 、 溶融樹脂の射出 と発泡剤 の供 給を周軸上で行ない 、 こ の周軸上 （ スプル 1 7 ) を流れ る溶融樹脂 に コ ー ティ ングさ れた発泡剤 3 2を垂直方向 か ら 直接混入 し て い る 。

か よ う に し て 、 コ ー テ ィ ン グさ れた発泡剤 3 2が混入 さ れ た 溶融樹脂 は金型キ ヤ ビテ ィ 1 9 に 注入 さ れ、 そ の 後 は第 1 図 の場合 と同様の作用 · 効果を発揮す る 。

第 7図 は本発明 を実施す る射出成形機の第 4実施例を 示 し 、 ス ク リ ュ 1 0 1 を備え た 射 出用 の加熱シ リ ンダ 1 0 2 、 ノ ズル 1 0 3 、 固定盤 1 0 4 、 固定金型 1 0 5 、 可動金型 1 0 6、 スプル 1 0 7 、 ヒ ー タ 1 0 8 、 ラ ンナ 1 0 9 、 ゲ ー 卜 1 1 0、 キ ヤ ビ テ ィ 1 1 1 等の既知 の各 要素か ら 成形機本体が構成さ れて い る 。

そ し て 、 前記成形機本休部分 に 、 加熱 シ リ ン ダ 1 0 2 に 風を送っ て 周 シ リ ン ダ 1 0 2内 の 剪断発熱量を吸収す る冷 31用 ブ ロ ア 一 風路 1 1 2 と 、 成形材料 と し て の樹脂 1 1 3 及び発泡剤 3 2 供給用 のホッパ 1 1 5 とか ら成る 構成が付設さ れている。

ま た 、 前記発泡剤 3 2 と して は、 加熱シ リ ンダ 1 0 2 内での可塑中 に は樹脂 1 1 3 は溶けるが、 発泡剤 3 2 は 発泡反応 しないよう な樹脂 1 1 3 の融点よ り高い沸点を 有する発泡剤 3 2 を用 いる こ と に よ り 、 ま た 、 キヤ ビテ ィ 1 1 1 内の溶融樹脂の冷却速度の差に よ り 、 つ ま り冷 卸速度の速い部分の樹脂温度 （ 急冷された溶融樹脂の温 度 ） では発泡するこ とがな く 、 冷却速度の遅い部分の樹 脂温度 （ 徐冷された溶融樹脂の温度 ） で発泡する よ う に 、 発泡反応を生起するための所要温度及び所要保持時間を 調製 し た発泡剤 3 2 を用いる 。

そ して 、 具体的に は、 例えば、 第 2 図に示すよ う に 、 熱をある時間 、 ある温度以上加える と 、 つ ま り ある特定 温度 （ 冷却速度の遅い部位の樹脂温度 ） 以上で特定時間 加熱さ れる と溶融 し 、 成形材料 と周 じ材料であるが、 分 子量を多 く し 、 成形材料よ り 融点を必要温度上げたプラ スチッ ク材か らなる コ ーティ ング剤 3 0 で発泡物質 3 1 ( 例えばァゾジカルボ ン酸ア ミ ド或いは重曹 ） を被覆 し て顆粒状に固めた発泡剤 3 2 を用 いる 。

次に本実施例 における射出成形の操作について説明す る 。 まず固定金型 1 0 5 と可動金型 1 0 6 と を型締め し た後、 ホッパ 1 1 5 から樹脂 1 1 3 と コ ーティ ングさ れ た発泡剤 3 2 を送り 、 加熱シ リ ンダ 1 0 2 内でスク リ ュ 1 0 1 の回転に よ り 混練分散 し 、 ノ ズル 1 0 3 よ り 溶融 樹脂 を射出 し 、 溶融樹脂 に コ ー テ ィ ングさ れ た 発泡剤 3 2 を混入さ せる よ う に し た も ので あ る 。

そ し て 、 コ ー テ ィ ング さ れ た発泡剤 3 2 が混入 さ れた 溶融樹脂 はキ ヤ ビテ ィ 1 1 1 内 に圧入さ れ 、 以後従来の 一般的方法 に従っ て 、 キヤ ビ テ ィ 1 1 1 内 の コ ー テ ィ ン グさ れた発泡剤 3 2 の混入さ れた 溶融樹脂を冷却 固化 し た後 、 離型す る 。

次 に 、 第 8 図 に 加熱シ リ ンダー 内 と金型内 の溫度変化 を示す 。

尚 、 第 8 図中の符号 J は コ ー テ ィ ン グ材 の融点を示 し K は成形材料の融点を示 し 、 L は発泡剤の 沸点を示 し て い る 。

ま た第 8 図 中 の符号 I は ス ク リ ュ 1 内部の混度変化頜 域を示 し 、 符号 II は ノ ズル 3 通過時の 温度変化領域を示 し 、 符号 ]]! はスプル 7 通過 時の温度変化頜域を示 し 、 符 号 IV は ラ ン ナ 9 通過時の 温度変化 ^域を示 し 、 符号 V は ゲ ー 卜 1 0 通遏時の温度変化頜域を示 し 、 符号 VI は成形 品充塡中及び収縮過程で の 温度変化領域を示 し て い る 。

さ ら に 、 実線 VI は金型表皮 に近い成形材料の温度変化 を示 し 、 破線 Iは コ ー テ ィ ン グ材内部の発泡す る 限界点 で の温度変化を示 し 、 一点鎖線 IX は成形品 内部 の成形材 料の 温度変化を示 し て い る 。

前記冷却 固化の 工程 に お い て 、 加熱シ リ ンダ 1 0 2 内 の ス ク リ ュ 1 0 1 内 部で は 、 成形材料 と し て の樹脂 1 1 3 の融点が K で あ る こ と か ら 樹脂 1 1 3 は溶け る が 、 コ 一ティ ング剤 3 0 、 発泡物質 3 1 はブ ロ ア 一風路 1 1 2 に風を送って剪断発熱量を吸収されて いるため 、 領域 I の如 く 反応温度に は達していない 。 金型内 に溶融樹脂 と 発泡剤 との混練されたものを射出する こ と に よ り 、 ノズ ル 1 0 3 を通過する と領域 II の如 く 温度が上が り 、 スプ ル 1 0 7 通過時の混度変化は領域 BI とな り 、 ランナ 1 0 9 通過時の温度変化は領域 IV とな り 、 ゲー ト 1 1 0通過 時の温度変化は領域 V となり 、 さ ら に金型内の製品部へ の充填及び製品部充嫫後の温度変化は領域 VI となる。

即ち 、 金型に近い部分では実線 VIの如き温度変化を し 、 ひけの原因 となる金型内の製品内部の徐冷部では一点鎖 線 IXの如き温度変化をする こ とにな り 、 ま た 、 発泡剤 3 2 のコ ーティ ング剤 3 0 が溶けて反応する熱仕事垦の限 界線と して破線 VIの如き温度変化をするこ と にな り 、 従 つ て 、 破線 VI以上の一点鎖線 IXでは発泡反応を生 じ、 一 方、 破線 " 以下の実線 VIでは発泡反応を生 じないこ と に なる。 つ ま り 、 発泡剤の沸点 L 以上での熱仕事量は、 金 型表皮近く で は面積 A ' P B ' とな り発泡せず、 一方内 部では面積 A ' P C ' とな り発泡する こ と になる 。

このよ う に 、 金型内の製品部への充塡中ま た は直後ま で は非発泡状態で成形できるため、 薄肉部ゃ凸部の複雑 形状品を成形でき 、 しかも外観の奇麗な成形品を得る こ とがでさる 。

ま た 、 ゲー 卜 シール後に樹脂の徐冷部が急冷部を引張 つ てひけが'発生するの を防ぐ手段 と し て 、 ゲー ト 1 1 0 を広 く し た り 、 射 出圧力 を上げて いる こ と か ら 、 ひけが 少な く な り 、 ゾ^; リ 、 ゾ リ も少な く な る 。

さ ら に 、 局部のみの発泡の た め 、 通常発泡 よ り サイ ク ルタ イ ムが大幅に短縮す る こ と がで き る 。

尚 、 本実施倒で は成形材 1 1 3 と コ ー ティ ングさ れた 発泡剤 3 2 と がそ れぞれ別々 に ホ ッパ 1 1 5 内 に入れ ら れる こ と に な る が 、 発泡剤 3 2 が成形材 1 1 3 に 混入さ れる よ う に し て も よ い 。

第 9 図 は本発明 を実施する射 出成形機の第 4 実施例 を 示す概要図 で 、 図 中 、 2 0 1 は射出用 の加熟シ リ ンダ、 2 0 2 は ス ク リ ュ 、 2 0 3 は ノ ズル 、 2 0 4 はスプル 、 2 0 5 は ラ ン ナ 、 2 0 6 はゲ ー 卜 、 2 0 7 は金型 の 製品 部で あっ て 、 こ れ ら各要素か ら 成形機本体が構成さ れて い る 。

そ し て 前記成形機本体部分 に 、 成形材料 と し て の樹脂 及び発泡剤供給用 の ホッパ 2 0 8 が付設 さ れて い る 。

ま た 、 前記発泡剤 と し て は 、 金型の製品部 2 0 7 の溶 融樹脂 の冷却速度の差 に よ り 、 つ ま り 冷 速度の速 い 部 分の樹脂濁度 （ 急冷 さ れた 溶融樹脂の S度 ） で は発泡す る こ と が な く 、 冷 速度の遅い部分 の樹脂温度 （ 徐冷さ れた 溶融樹脂 の温度 ） で発泡す る よ う に 、 発泡反応を生 起 す る た め の所要溫度及び所要保持時間 を 調整 し た発泡 剤を用 い る 。

具体 的 に は 、 例 え ば発泡剤そ の も の が髙温 （ 冷却速度 の遅い部位 の樹脂温度 ） 状態で な い と 発 泡反応 し な い も の （ 例えば分解溫度 2 4 5 の ヒ ドラゾジカルポンア ミ ドゃ分解温度 205での ァゾジカルポ ンア ミ ド ） な どを 用 いる 。

次に この実施例における射出成形の操作について説明 する。

第 9図において 、 まず、 金型の製品部を型締め した後、 ホッパ 2 08から成形材料 （ ペ レツ 卜 ） と発泡剤を送り 、 加熱シ リ ンダ 20 1 内でスク リ ュ 20 2の回 ¾に よ り混 練 し 、 ノ ズル 203よ り 溶融樹脂 と発泡剤を射出する よ う に したものである。

そ して 、 発泡剤が混入された溶融樹脂は図示 しないキ ャ ビティ 内 に圧入され、 以後従来の一般的方法に従っ て 、 図示 しないキヤ ビティ 内の発泡剤の混入された溶融樹脂 を冷却固化 し た後、 離型する 。

尚 、 第 9図中符号 I ' はス ク リ ュ供給部領域を示 し 、 符号 ]！ ' はス ク リ ュ圧縮部領域を示 し 、 符号 HI ' はス ク リ ュ計量部頜域を示 し 、 符号 IV' はノ ズル領域を示 し 、 さ ら に符号 V' はスプル領域、 符号 VI' はラ ンナ及び第 2スプル領域、 符号 I' はゲー 卜領域、 符号 は金型 の製品部領域をそれぞれ示 し て いる 。

ま た 、 第 Ί Ο図中の符号 I ' , H ' , I ' , IV' ,

V ' , m ' , vi' , νΐ' は樹脂及び発泡剤の温度経過を 第 9図の各同一符号領域に対応 して示 したものであ り 、 符号 IX ' は発泡領域を示 し 、 符号 ' は発泡剤分解温度 を示 し 、 符号 し ' は発泡に要する時間を示 している 。 第 1 1 図 は湿度依存 に よ る加熱分解ガス 曲線 を示 し て お り 、 符号 A , B , Cは化学構造そ の物 を変え る こ と に よ る差を示 し 、 A , A 2 , A 3 は例 え ば尿素系 の助剤 を混入す る こ と に よ る微調整の差を示 し 、 周様 に B ^j , B o , B ₃ 及び C^ . C^ . C s も助剤混入 に よ る差を そ れぞれ示 し て い る 。 ま た 符号 Mは完全発泡 に 至っ た点 を示 し て いる 。

第 1 2図は異つ た 発泡剤 X , Υ , Zに おけ る 時間依存 に よ る加熱分解ガス 曲線を示 し 、 こ れ に よ り 発泡 に 要す る時藺 を調整でき る こ と を示 し て いる 。

前記冷 固化の 工程 に お い て 、 加熱シ リ ンダ 2 0 1 の ス ク リ ュ 20 2内で は第 2の領域 I ' , I ' , I ' に示 す よ う に 、 発泡剤 の分解温度 K ' よ り 低いので 、 発泡 に 至 ら ず 、 金型内 に射 出 す る と 、 剪断発熟 に よ り 樹脂温度 及び発泡温度が上昇す る が 、 第 1 2図 に 示す如 く 発泡 に 至る ま で に 時間を要する た め 、 製品部 2 0 7へ の充壙直 後 ま で は発泡せず 、 発泡 に 要す る 時間 し ' 経過後 に 、 金 型内部の徐冷領域で は第 1 0図 の発泡領域 ' で の み発 泡す る こ と に な る 。

即 ち 、 第 1 0図破線で示す よ う に 金型表面 に 近い部分 の薄肉部で は急冷 さ れ る の で 、 発泡剤 を溶融 す る に 至 ら ず 、 発泡剤 は発泡反応 し な い ま ま 樹脂 と 一体 に 固化 し 、 従っ て 、 成形品 の外観 は 非発泡樹脂 と 周様 に 奇麗 に 保持 さ れ 、 かつ 強度も低下 す る こ と が な い 。 一方 、 厚肉部の 徐冷領域で は第 1 0図 の発泡領域 IX' の如 く 、 徐冷 さ れ るため溫度が下が り に く いので発泡剤が溶融 し発泡する こ とになる。 この発泡時の発泡圧力 に よっ て 、 通常の非 発泡樹脂の成形時に生 じる先に固化 した内部の樹脂の冷 却に よる収縮に よっ て引込ま れるひけを発生 し に く く す るほか、 金型への充唭圧力も小さ く できるので、 パ リ や ゾ リ も低減するこ とができる。 産業上の利用可能性

本発明に よれば外観が奇麗で しかも強度も低下 しない 発泡樹脂成形品が得ら れる 。 又従来のよ う な過大な射出 圧力 （ 保圧 ） をかける こ とな く ひけの発生を防止する こ とができる こ とか ら樹脂を過大な型内圧になるよう に充 嫫する必要もな く な りパ リ の発生を低減できる。 従っ て 小形部品 に多い精密部品成形に有利である と共に小形機 か ら大型機ま で適用できる利点があ り 、 透明製品、 容器 等の全薄肉製品以外の射出成形、 封止成形等に応用 し得 る 。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 所要温度お よ び所要保持時間 で発泡す る発泡剤 ( 3 2 ) を溶融樹脂 に 混入 し て金型 （ 1 9 , 1 1 , 2 0 7 ) 内 に 注入 し 、 成形品の表面を形成す る金型内面 に 接す る冷却速度の速い溶融樹脂部分 を発泡せ し める こ と な く 、 成形品 の内 部を形成す る冷 速度の遅い溶融樹脂 部分の みを発泡せ し め る よ う に し た こ と を特徴 と す る 出成形方法 。

2. 前記発泡剤 は溶融樹脂が金型 （ 1 9 ) 内 に 注入 さ れる 直前 に 溶融樹脂 に混入 さ れる こ と を特徴 と す る 請 求の範囲第 Ί 項記載の射出成形方法 。

3. 前記発泡剤 （ 3 2 ) は発泡物質 （ 3 1 ) を コ一 テ ィ ング剤 （ 3 0 ) に よ り 被覆 し た 二重構造で あ る こ と を特徴 と す る 請求の範囲第 2 項記載の射出成形方法 。

4. 前記発泡剤 （ 3 2 〉 の発泡物質 （ 3 1 ) は ァ ゾ ジ カ ルポ ン 酸 ア ミ ド か ら 成る こ と を特徴 と す る 請求の範 囲第 3項記載の射出成形方法 。

5. 前記発泡剤 （ 3 2 ) の発泡物質 （ 3 1 ) は重曹 か ら 成る こ と を特徴 と す る請求の範囲第 3項記載の射出 成形方法 。

6. 前記発泡剤 は ヒ ド ラ ゾジ カ ルボ ン ア ミ ド か ら 成 る こ と を特徴 と す る 請求の 範 H第 2項記載 の 射出成形方 法 。

7. 樹脂 を加熱シ リ ン ダ （ 1 0 2 , 2 0 1 〉 を通 し て可塑化せ し める前に発泡剤 （ 3 2 ) を樹脂に混入せ し * め加熱シ リ ンダ内で発泡剤を発泡反能を生起せ し める こ とな く 溶融樹脂に混練分散させる こ とを特微 とする請求 の範囲第 Ί 項記載の射出成形方法。

8. 前記発泡剤 （ 3 2 ) は樹脂の融点よ り 髙ぃ沸点 を有する発泡物質 （ 3 1 ) を樹脂の融点よ り高い融点を 有する コ ーティ ング剤 （ 3 0 ) で被 ¾ し た二重構造であ るこ とを特徴とする請求の範囲第 7項記載の射出成形方 法。

9. 前記発泡剤 （ 3 2 ) の発泡物質 （ 3 1 ) はァゾ ジカルボ ン酸ア ミ ドか ら成る こ と を特徴とする請求の範 囲第 8項記載の射出成形方法。

10. 前記発泡剤 （ 3 2 ) の発泡物質 （ 3 1 ) は重曹 か ら成る こ とを特徴 とする請求の範囲第 8項記載の射出 成形方法。

11. 前記発泡剤 は分解温度 2 4 5 の ヒ ドラゾジ カ ルポ ン ア ミ ドから成る こ と を特徴と する請求の範囲第 7 項記載の射出成形法。

12. 前記発泡剤は分解温度 2 0 5 °Cのァゾジ力ルポ ン ア ミ ドか ら成る こ とを特徴 とする請求の範 IS第 7項記 載の射出成形法。