WO2015045677A1

WO2015045677A1 - 透明樹脂成形品の射出成形装置および射出成形方法

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Publication number: WO2015045677A1
Application number: PCT/JP2014/071698
Authority: WO
Inventors: 別所　正博; 直元石川; 恒憲種村
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2014-08-20
Publication date: 2015-04-02
Also published as: US10589448B2; JP2015066874A; US20160263797A1; US20180229409A1; JP6309235B2; US10759098B2

Abstract

　気泡、ウェルドライン、ヒケ等の欠陥の発生を防止し、透明樹脂成型品の歩留りを向上させて製造コストダウンを図る。透明樹脂成形品の射出成形装置（２Ａ）は、透明樹脂成形品を射出成形するための成形型（３）と、この成形型（３）の周縁部に設けられ、成形型（３）の内部に樹脂材料（Ｒ）を射出する入口となるゲート（５）とを具備しており、成形型（３）の厚み寸法（Ｔａ）が１５～２５ｍｍの範囲のものにおいて、ゲート（５）の直径寸法（Ｄ）と成形型（３）の厚み寸法（Ｔａ）との比率が１：６～１：３の範囲内に設定されている。

Description

透明樹脂成形品の射出成形装置および射出成形方法

　本発明は、透明樹脂成形品の射出成形装置および射出成形方法に関するものである。

　透明樹脂成形品の射出成形方法として、下記の特許文献１，２に開示されているものが知られている。
　特許文献１に開示されている透明樹脂部材の製造方法は、同文献の図２～図４に示されるように、凸形状を有するポリカーボネート製の中間成形品２を、この中間成形品２の外観形状と同じ形状のキャビィティ面６０ａ，６１ａを持つ下型６０および上型６１からなる成形型６の内部に配置して型締めし、中間成形品２とキャビィティ面６０ａ，６１ａとの間の空隙に透明なアクリル樹脂を流し込み、これによってポリカーボネート製の中間成形品２の両面にアクリル樹脂が積層されたキャノピー１を成形するものである。

　また、特許文献２に開示されているコンタクトレンズ材の製造方法は、同文献の図８，図９に示されるように、コンタクトレンズ材を製造するための第１の樹脂型、第２の樹脂型を射出成形し、成形された第１の樹脂型、第２の樹脂型のいずれか一方にコンタクトレンズ材成形用材料を供給し、第１の樹脂型と第２の樹脂型を型合わせすることにより、コンタクトレンズ成形キャビテイを形成し、該キャビテイに充填された成形材料を成形することにより、目的とするコンタクトレンズ材を得るものである。

特開平７－２４８６８号公報再公表特許第０１／０１５８８３号

　透明樹脂成形品の射出成形時における課題として、
Ａ．気泡の混入
Ｂ．複数のゲート（射出孔）から成形型内に射出された樹脂同士が型内で隣接する際におけるウェルドライン（湯ざかい）の発生
Ｃ．樹脂材料の硬化時に体積が縮小することによるヒケ（凹み）の発生
が挙げられる。

　特許文献１，２における透明樹脂成形品の製造方法は、いずれも成形品の厚さが１ｍｍ以下～８ｍｍ程度と比較的薄く、大きさも小さいものを成形する方法であるため、上記Ａ～Ｃの課題は発生しにくいので大きな問題となりにくい。しかし、航空機のキャノピーのように、厚さが２０ｍｍ程度ある厚肉で大型の透明樹脂成形品の場合は上記課題Ａ～Ｃが顕著になる。

　即ち、図１６に示すように、ゲート１０１から成形型１０２内に樹脂材料Ｒが射出される際に、ゲート１０１の直径寸法Ｘに対して成形型１０２の厚み寸法Ｙが大きいために、射出された樹脂材料Ｒが成形型の内部に線状に押し出され、そのまま落下して積み上がってしまい、これによって多量の気泡が混入してしまう。

　また、航空機のキャノピーを樹脂成形する場合、従来では図１７に示すように、成形型１０２を横倒しの姿勢に保ち、その最上部にゲート１０１を形成するか、あるいは図１８に示すように、成形型１０２の前後両端にゲート１０１を形成して樹脂材料Ｒを射出する。ところが、このような位置から成形型１０２の内部に樹脂材料Ｒを射出すると、成形型１０２の内部空間が広いために、ゲート１０１から射出された樹脂材料Ｒが成形型１０２の内壁に付着せずに落下し、図１６の場合と同様に線状に押し出されて積み上がり、多量の気泡が混入してしまう。

　さらに、全長が３ｍ以上にも及ぶキャノピーの成形型１０２には、単一のゲートのみから樹脂材料Ｒを射出するのは容量的に困難なので、図１９に示すように複数のゲート１０１（多点ゲート）を設けて樹脂材料Ｒを射出することになる。しかし、このような多点ゲート１０１から樹脂材料Ｒを射出すると、成形型１０２の内部で各ゲート１０１から射出された樹脂材料Ｒが互いに接する境界面（湯ざかい）が可視的に残存する、所謂ウェルドラインＷが発生してしまう。このウェルドラインＷは光学歪みを伴うため、航空機のキャノピーにおいては重大な欠陥となる。

　また、一般に、樹脂材料は、硬化する際に体積が減少するため、樹脂成形品の表面が凹む、所謂ヒケと呼ばれる欠陥が発生しやすい。これは厚肉な成形品において顕著になる。ヒケは透明な成形品においては光学歪みの原因になるため、航空機のキャノピーの場合には成形品の表裏を研磨してヒケを消去する必要が生じ、この研磨作業が成形品の製造コストを上昇させる原因となっている。

　本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、気泡、ウェルドライン、ヒケ等の欠陥の発生を防止し、透明樹脂成型品の歩留りを向上させて製造コストダウンを図ることのできる透明樹脂成形品の射出成形装置および射出成形方法を提供することを目的とする。

　上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。

　即ち、本発明の第１の態様に係る透明樹脂成形品の射出成形装置は、透明樹脂成形品を射出成形するための成形型と、前記成形型の周縁部に設けられ、前記成形型の内部に樹脂材料を射出する入口となるゲートと、を具備したものであって、前記成形型の厚み寸法が１５～２５ｍｍの範囲のものにおいて、前記ゲートの直径寸法と前記成形型の厚み寸法との比率が１：６～１：３の範囲内に設定されている。

　また、本発明の第１の態様に係る透明樹脂成形品の射出成形方法は、透明樹脂成形品を射出成形するための成形型と、前記成形型の周縁部に設けられ、前記成形型の内部に樹脂材料を射出する入口となるゲートと、を使用する射出成形方法であって、前記成形型の厚み寸法が１５～２５ｍｍの範囲のものにおいて、前記ゲートの直径寸法と前記成形型の厚み寸法との比率を１：６～１：３の範囲内に設定して射出成型する。

　上記の射出成形装置および射出成形方法によれば、ゲートの直径寸法と成形型の厚み寸法との比率が適正化されるため、ゲートから成形型の内部に射出された樹脂材料が成形型の内部に線状に押し出されて積み上がってしまうことがなく、射出された樹脂材料は成形型の内部をファウンテンフロー状に流れる。このため、樹脂材料に気泡が混入しなくなり、気泡の混入による欠陥の発生を防止して成形品の歩留りを向上させ、製造コストダウンを図ることができる。

　また、本発明の第２の態様に係る透明樹脂成形品の射出成形装置は、凹形状の透明樹脂成形品を射出成形するための成形型と、前記成形型の内部に樹脂材料を射出する入口となるゲートと、を具備したものであって、前記ゲートは前記成形型の周縁部に設けられ、前記成形型は、その凹形状の開放面の角度が、前記ゲートが前記成形型の下部に位置するように保たれ、前記ゲートによって前記成形型の内部の下部から上方に向かって樹脂材料が射出される。

　また、本発明の第２の態様に係る透明樹脂成形品の射出成形方法は、凹形状の透明樹脂成形品を射出成形するための成形型と、前記成形型の内部に樹脂材料を射出する入口となるゲートと、を使用する射出成形方法であって、前記成形型を、その凹形状の開放面が略鉛直となる姿勢に保ち、前記開放面の周縁部の下部に前記ゲートを設け、このゲートによって前記成形型の内部の下部から上方に向かって樹脂材料を射出する。

　上記の射出成形装置および射出成形方法によれば、成形型の下部に位置するゲートから樹脂材料が成形型の内部に射出され、樹脂材料が成形型の内部を上方に向かって充填されてゆく。このため、ゲートから成形型の内部に射出される樹脂材料が、線状に押し出されて成形型の底部に落下して積み上がってしまうようなことがなく、成形品に気泡が混入する欠陥の発生を防止することができる。

　上記構成の射出成形装置において、前記成形型の前記開放面の少なくとも下側の縁部に沿って、前記成形型の厚み寸法よりも大きな内幅を持つ樹脂材料プールを並設し、この樹脂材料プールと、前記成形型の下側の縁部との間を長手方向に沿って連続的に連通させ、前記樹脂材料プールの長手方向に沿って前記ゲートを複数箇所に設けてもよい。

　同じく、上記構成の射出成形方法において、前記成形型の前記開放面の少なくとも下側の縁部に沿って、前記成形型の厚み寸法よりも大きな内幅を持つ樹脂材料プールを並設し、この樹脂材料プールと、前記成形型の下側の縁部との間を長手方向に沿って連続的に連通させるとともに、前記樹脂材料プールの長手方向に沿って前記ゲートを複数箇所に設け、前記複数のゲートから前記樹脂材料プールの内部に射出した前記樹脂材料を、前記樹脂材料プールの内部で流動および混合させてから前記成形型の内部に充填するようにしてもよい。

　上記の射出成形装置および射出成形方法によれば、成形型の下部に、成形型の厚み寸法よりも大きな内幅を持つ樹脂材料プールが形成され、この樹脂材料プールに複数個所設けられたゲートから樹脂材料が射出される。複数のゲートから樹脂材料プールの内部に射出された樹脂材料は、まず樹脂材料プールの内部で流通することにより、互いに混ざり合う。そして、混ざり合った樹脂材料が樹脂材料プールから成形型の下側の縁部に沿って幅広く射出される。このため、複数のゲート（多点ゲート）から射出された樹脂材料が、成形型の内部で境界面（ウェルドライン）を形成するといった欠陥の発生を防止することができる。

　さらに、上記の射出成形装置および射出成形方法において、前記成形型の前記開放面の下側の縁部と前記樹脂材料プールの内部とを接続する接続通路の通路幅を、前記成形型の凹形状の断面アーチ長さが長くなるにつれて大きくするのが好ましい。

　上記の射出成形装置および射出成形方法によれば、樹脂材料プールから成形型に樹脂が射出される際に、成形型の凹形状の断面アーチ長さが長い位置では多くの樹脂材料が射出され、断面アーチ長さが短い位置では少ない樹脂材料が射出される。これにより、凹形状の一端から他端まで樹脂材料が充填される速度が成形型の全域に亘って均等になる。このため、成形型の内部で樹脂材料の到着速度に差が発生することに起因する境界面（ウェルドライン）の生成といった欠陥の発生を防止することができる。

　また、本発明の第３の態様に係る透明樹脂成形品の射出成形装置は、凹形状の透明樹脂成形品を射出成形するための成形型を備えたものであって、前記成形型は、第１の外型と第１の内型との間で前記透明樹脂成形品の板厚方向中間部から外表面までの外側部分を射出成形する外側部分成形型と、第２の外型と第２の内型との間で前記透明樹脂成形品の板厚方向中間部から内表面までの内側部分を射出成形する内側部分成形型と、を備え、前記第１の外型と前記第２の内型とは型合わせ可能であり、前記外側部分成形型の射出成形後に前記第１の内型を取り外された前記第１の外型と、前記内側部分成形型の射出成形後に前記第２の外型を取り外された前記第２の内型とが型合わせされた状態で、前記外側部分と前記内側部分との間に樹脂材料を射出可能な射出空間が形成される。

　同じく、本発明の第３の態様に係る透明樹脂成形品の射出成形方法は、凹形状の透明樹脂成形品を射出成形するための方法であって、前記透明樹脂成形品の板厚方向中間部から外表面までの外側部分を、第１の外型と第１の内型との間に射出成形する一次射出工程と、前記外側部分の射出成形後に前記第１の外型を残して前記第１の内型を取り外し、前記外側部分の前記内周面にヒケを誘発させる一次硬化工程と、前記透明樹脂成形品の板厚方向中間部から内表面までの内側部分を、第２の外型と第２の内型との間に射出成形する二次射出工程と、前記内側部分の射出成形後に前記第２の内型を残して前記第２の外型を取り外し、前記内側部分の前記外周面にヒケを誘発させる二次硬化工程と、前記一次硬化工程後の前記第１の外型と前記二次硬化工程後の前記第２の内型とを型合わせして前記外側部分と前記内側部分との間に形成される射出空間に樹脂材料を射出する三次射出工程と、を備えてなる。

　上記の射出成形装置および射出成形方法によれば、外側部分成形型の第１の外型と第１の内型とによって凹形状の透明樹脂成形品の板厚方向中間部から外表面までの外側部分が射出成形される（一次射出工程）。また、内側部分成形型の第２の外型と第２の内型とによって凹形状の透明樹脂成形品の板厚方向中間部から内表面までの内側部分が射出成形される（二次射出工程）。

　そして、外側部分の成形後に第１の内型を取り外すことにより、外側部分の内周面にヒケを誘発させ（一次硬化工程）、内側部分の成形後に第２の外型を取り外すことにより、内側部分の外周面にヒケを誘発させる（二次硬化工程）。その後、外側部分を成形した第１の外型と、内側部分を成形した第２の内型とを型合わせし、外側部分と内側部分との間（射出空間）に樹脂材料を射出する（三次射出工程）。

　このように、外側部分の内周面と、内側部分の外周面とにヒケを誘発させてから、これら両面の間に樹脂材料を射出することにより、凹形状の透明樹脂成形品の表裏面にヒケが発生する欠陥を確実に防止することができる。

　以上のように、本発明に係る透明樹脂成形品の射出成形装置および射出成形方法によれば、気泡、ウェルドライン、ヒケ等の欠陥の発生を防止し、透明樹脂成型品の歩留りを向上させて製造コストダウンを図ることができる。

透明樹脂成形品の一例を示す航空機のキャノピーの斜視図である。キャノピーの射出成形装置（成形型）の側面図である。図２のIII-III線に沿う射出成形装置の縦断面図である。図３のIV部を拡大して本発明の第１実施形態を示す縦断面図である。本発明の第２実施形態を示す射出成形装置の側面図である。図５のVI-VI線に沿う射出成形装置の縦断面図である。本発明の第３実施形態を示す射出成形装置の平面図である。図７のVIII矢視による射出成形装置の側面図である。図８のIX-IX線に沿う射出成形装置の縦断面図である。第３実施形態の作用を示す射出成形装置の平面図である。本発明の第４実施形態を示す射出成形装置の平面図である。（ａ），（ｂ）は、それぞれ図１１のXIIa-XIIa線、XIIb-XIIb線に沿う射出成形装置の縦断面図である。（ａ），（ｂ）は、それぞれ第４実施形態の作用を示す射出成形装置の縦断面図である。第４実施形態の作用を示す射出成形装置の平面図である。本発明の第５実施形態を示し、（ａ）は一次射出工程、（ｂ）は一次硬化工程、（ｃ）は二次射出工程、（ｄ）は二次硬化工程、（ｅ）は三次射出工程、（ｆ）は完成品の縦断面をそれぞれ示す図である。従来の技術の問題点を示す射出成形装置の縦断面図である。従来の技術の問題点を示す射出成形装置の側面図である。従来の技術の問題点を示す射出成形装置の側面図である。従来の技術の問題点を示す射出成形品の平面図である。

　以下に、本発明に係る透明樹脂成形品の射出成形装置および射出成形方法の複数の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

　図１は、透明樹脂成形品の一例を示す航空機のキャノピーの斜視図である。このキャノピー１は、前後方向に沿って長く延び、上方に向かって凸となる凹形状（椀形状）であり、その全長が例えば３ｍ以上の大型な樹脂成形品である。キャノピー１はアクリルやポリカーボネート等に透明樹脂材料によって一体に射出成形され、その厚みが１５～２５ｍｍの範囲に設定されている。

［第１実施形態］
　図２は、本発明の第１実施形態に係るキャノピー１の射出成形装置２Ａ（成形型３）の側面図であり、図３は図２のIII-III線に沿う縦断面図である。なお、これらの図は、成形型３の内部空間だけを概念的に示したものである。成形型３は、その凹形状の開放面４（図３参照）が略鉛直となる横倒しの姿勢に保たれている。

　射出成形装置２Ａは、成形型３と、この成形型３の内部に樹脂材料を射出する入口となるゲート５とを備えている。ゲート５は、例えば成形型３の周縁部の最上部に１箇所設けられている。このゲート５から射出された樹脂材料が成形型３の内部に充填され、硬化することによってキャノピー１が成形される。

　図４は、図３のIV部を拡大して成形型３とゲート５の接続部を示した縦断面図である。前述のように、成形型３の厚み寸法Ｔａは１５～２５ｍｍの範囲に設定されている。これに対してゲート５の直径寸法Ｄは、厚み寸法Ｔａとの比率が１：６～１：３の範囲内となるように設定するのが好ましい。例えば、厚み寸法Ｔａが２０ｍｍである場合は、直径寸法Ｄを３．３ｍｍ～６．７ｍｍの範囲とするのが好ましい。

　発明者らの実験では、ゲート５の直径寸法Ｄと成形型３の厚み寸法Ｔａとの比率が１：３の時に、ＤとＴａとの比率が適正化されて最も良好な射出成形が行えることが確認された。即ち、ゲート５から成形型３の内部に射出された樹脂材料が、図１６に示す従来のように線状に押し出されて成形型３の底部に落下して積み上がってしまうことがなくなり、成形型３の内部をファウンテンフロー状に流れるようになって、樹脂材料に気泡が混入しなくなる。しかし、ＤがＴａに対して１：３よりも大きくなってしまうと、樹脂材料の流動性が低下し、成形型３への樹脂材料の充填不良が発生する虞がある。

　以上のように、この射出成形装置２Ａおよび射出成形方法によれば、ゲート５の直径寸法Ｄと成形型３の厚み寸法Ｔａとの比率を１：６～１：３の範囲内に設定することにより、気泡の混入による欠陥の発生を防止して成形品であるキャノピー１の歩留りを向上させ、製造コストダウンを図ることができる。

［第２実施形態］
　図５は、本発明の第２実施形態を示す射出成形装置２Ｂ（成形型３）の側面図であり、図６は図５のVI-VI線に沿う縦断面図である。この射出成形装置２Ｂにおいても、成形型３は、その凹形状の開放面４（図６参照）が略鉛直となる横倒しの姿勢に保たれている。

　この成形型３に樹脂材料を射出するゲート５は、成形型３の周縁部の最下部に１箇所設けられている。このゲート５によって成形型３の内部の最下部から上方に向かって樹脂材料Ｒが射出されるようになっている。

　この射出成形装置２Ｂによれば、成形型３の最下部に位置するゲート５から樹脂材料Ｒが成形型３の内部に射出され、樹脂材料Ｒが成形型３の内部を最下部から上方に向かって充填されてゆく。このため、ゲート５から成形型３の内部に射出された樹脂材料Ｒが、図１７、図１８に示す従来のように線状に押し出されてそのまま落下し、成形型３の底部に積み上がってしまうようなことがない。したがって、成形品に気泡が混入する欠陥を防止することができる。

　なお、成形型３の開放面４は必ずしも厳密に鉛直である必要はなく、ゲート５が成形型３の最下部に位置し、ここから射出された樹脂材料Ｒが、成形型３の内部で垂れることなく、成形型３の内部に下方から順次充填されていく角度であればよい。

［第３実施形態］
　図７は、本発明の第３実施形態を示す射出成形装置２Ｃ（成形型３）の平面図であり、図８は図７のVIII矢視による側面図、図９は図８のIX-IX線に沿う縦断面図である。この射出成形装置２Ｃにおいても、成形型３は、その凹形状の開放面４（図９参照）が略鉛直となる横倒しの姿勢に保たれているが、必ずしも略鉛直出なくてもよく、下記のゲート５が成形型３の最下部に位置する角度であればよい。

　この射出成形装置２Ｃでは、成形型３の上下両側の縁部に沿って樹脂材料プール７，８が並設されている。これらの樹脂材料プール７，８は、図９に示すように、それぞれ成形型３の厚み寸法Ｔａよりも大きな内幅Ｔｂ，Ｔｃを持っている。なお、各樹脂材料プール７，８は、成形型３の外周形状に合わせて湾曲しているが、直線状に形成してもよい。

　上下の樹脂材料プール７，８と、成形型３の上下両側の縁部との間は、それぞれ接続通路９，１０で接続されている。図９に示すように、各接続通路９，１０の通路幅Ｔｄ，Ｔｅの大きさは、樹脂材料プール７，８の内幅Ｔｂ，Ｔｃよりも小さくなっている。また、接続通路９，１０の通路幅Ｔｄ，Ｔｅと、成形型３の厚み寸法Ｔａとの比率は、第１実施形態の射出成形装置２Ａにおけるゲート５の直径寸法Ｄと成形型３の厚み寸法Ｔａとの比率のように、１：６～１：３の範囲内に設定するのが好ましい。例えば、成形型３の厚み寸法Ｔａが２０ｍｍである場合は、通路幅Ｔｄ，Ｔｅの直径寸法Ｄを３．３ｍｍ～６．７ｍｍの範囲とする。

　これらの接続通路９，１０により、成形型３の上下両側の縁部と樹脂材料プール７，８の内部とが長手方向に沿って連続的に接続されている。言い換えると、接続通路９，１０は、成形型３の縁部と樹脂材料プール７，８との間を接続する狭いスリット状の通路である。そして、下側の樹脂材料プール８に、その長手方向に沿って複数（例えば４点）のゲート５が設けられている。

　このように構成された射出成形装置２Ｃにおいて、複数のゲート５から樹脂材料プール８の内部に射出された樹脂材料Ｒは、図８に示すように、まず樹脂材料プール８の内部で合流し、相互に流通することにより、互いに混ざり合う。そして、図１０にも示すように、混ざり合った樹脂材料Ｒが、幅の狭いスリット状の接続通路１０を通ることにより面状に押し出され、成形型３の下側の縁部に沿って幅広く一斉に射出される。成形型３の内部に行き渡った樹脂材料Ｒの余剰分は、接続通路９を通って樹脂材料プール７に流出する。

　このように、風数の複数のゲート５（多点ゲート）から射出された樹脂材料Ｒが、樹脂材料プール８の内部で一旦合流してからスリット状の接続通路１０を通って面状になって成形型３の下側の縁部から充填されるため、樹脂材料Ｒが成形型３の内部で境界面（ウェルドライン）を形成することがない。したがって、成形品にウェルドラインができる欠陥を効果的に防止することができる。

［第４実施形態］
　図１１は、本発明の第４実施形態を示す射出成形装置２Ｄ（成形型３）の平面図であり、図１２（ａ），（ｂ）は、それぞれ図１１のXIIa-XIIa線、XIIb-XIIb線に沿う縦断面図である。この射出成形装置２Ｄは、第３実施形態の射出成形装置２Ｃとほぼ同じ構成であるが、その接続通路９，１０の通路幅Ｔｆが、成形型３の凹形状の断面アーチ長さＬ（図１２参照）が長くなるにつれて大きくなるように設定されている。即ち、接続通路９，１０は、成形型３の前後方向の中間部では通路幅Ｔｆが大きく、前後方向の両端部に行くにしたがって通路幅Ｔｆが小さくなるテーパー状のスリットになっている。

　この射出成形装置２Ｄにおいて、複数のゲート５から樹脂材料プール８の内部に射出された樹脂材料Ｒは、第３実施形態の射出成形装置２Ｃと同じく、樹脂材料プール８の内部で合流してから接続通路１０を通って成形型３の内部に射出される。

　その際に、図１３および図１４に示すように、成形型３の凹形状の断面アーチ長さＬが長い位置（長手方向中央部付近）では樹脂材料Ｒの射出量が多くなり、断面アーチ長さＬが短い位置（長手方向両端部付近）では樹脂材料Ｒの射出量が少なくなる。

　これにより、成形型３の凹形状の一端から他端まで樹脂材料Ｒが充填される速度が成形型３の長さ方向の全長に亘って均等になる。このため、成形型３の内部で樹脂材料Ｒの到着速度に差が発生することに起因する境界面（ウェルドライン）の生成を防止することができる。

［第５実施形態］
　図１５（ａ）～図１５（ｆ）は、本発明の第５実施形態を示す射出成形装置２Ｅの縦断面図である。この射出成形装置２Ｅは、前述したキャノピー１（図１５（ｆ）参照）のような凹形状の透明樹脂成形品を射出成形するための成形型１３を備えている。

　成形型１３は、外側部分成形型１４と内側部分成形型１５とを備えている。外側部分成形型１４は、キャノピー１の板厚方向中間部から外表面までの外側部分１ａを射出成形する型であり、内側部分成形型１５は、キャノピー１の板厚方向中間部から内表面までの内側部分１ｂを射出成形する型である。

　外側部分成形型１４は、第１の外型１４ａと第１の内型１４ｂとを備えており、内側部分成形型１５は、第２の外型１５ａと第２の内型１５ｂとを備えている。そして、第１の外型１４ａと第２の内型１５ｂとは型合わせ可能である（図１５（ｅ）参照）。

　この射出成形装置２Ｅによってキャノピー１を射出成形する手順は次の通りである。

　まず、図１５（ａ）に示すように、外側部分成形型１４の第１の外型１４ａと第１の内型１４ｂとの間に樹脂材料Ｒを射出してキャノピー１の外側部分１ａを射出成形する（一次射出工程Ｐ１）。

　次に、図１５（ｂ）に示すように、第１の外型１４ａを残して第１の内型１４ｂを取り外し、外側部分１ａの内周面にヒケＺ（凹み）を誘発させる（一次硬化工程Ｐ２）。即ち、射出成形された外側部分１ａの外周面は、第１の外型１４ａに接しているために急速に冷却されてヒケが生じないが、外側部分１ａの内周面は、第１の内型１４ｂを取り外されることにより空気に保温され、冷却が遅れるためにヒケＺが発生する。

　また、上記の外側部分１ａの射出成型と平行して、図１５（ｃ）に示すように、内側部分成形型１５の第２の外型１５ａと第２の内型１５ｂとの間に樹脂材料Ｒを射出してキャノピー１の内側部分１ｂを射出成形する（二次射出工程Ｐ３）。

　次に、図１５（ｄ）に示すように、第２の内型１５ｂを残して第２の外型１５ａを取り外し、内側部分１ｂの外周面にヒケＺ（凹み）を誘発させる（二次硬化工程Ｐ４）。即ち、射出成形された内側部分１ｂの内周面は、第２の内型１５ｂに接しているために急速に冷却されてヒケが生じないが、内側部分１ｂの外周面は、第２の外型１５ａを取り外されることにより空気に保温され、冷却が遅れるためにヒケＺが発生する。

　次に、図１５（ｅ）に示すように、第１の内型１４ｂを取り外された第１の外型１４ａと、第２の外型１５ａを取り外された第２の内型１５ｂとを型合わせする。この時、外側部分１ａと内側部分１ｂとの間に射出空間１６が形成される。そして、この射出空間１６に樹脂材料Ｒを射出し（三次射出工程Ｐ５）、キャノピー１が完成する（図１５（ｆ）参照）。

　このような射出成形装置２Ｅおよび射出成形方法によれば、外側部分１ａの内周面と、内側部分１ｂの外周面とにヒケＺを誘発させてから、これら両面の間に樹脂材料Ｒを射出することにより、キャノピー１の表裏面にヒケが発生する欠陥を確実に防止することができる。したがって、従来必要とされていた、キャノピー１の成形後にヒケを消去する研磨工程を省くことができ、これによって多大な製造コストダウンと品質向上に貢献することができる。

　なお、一次射出工程～三次射出工程で射出する樹脂材料Ｒの材質は、必ずしも同じ材質でなくてもよい。これら各射出工程Ｐ１，Ｐ３，Ｐ５で射出する樹脂材料Ｒの材質や特性等を異ならせることにより、キャノピー１の強度特性や光学歪みを抑制する性能等を任意に設定することができる。

　以上のように、本発明に係る透明樹脂成形品の射出成形装置２Ａ～２Ｅおよび射出成形方法によれば、気泡、ウェルドライン、ヒケ等の欠陥の発生を防止し、透明樹脂成型品の歩留りを向上させて製造コストダウンを図ることができる。

　なお、本発明は、上記の第１～第５実施形態の構成のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更や改良を加えることができ、このように変更や改良を加えた実施形態も本発明の権利範囲に含まれるものとする。

１　キャノピー（凹形状の透明樹脂成形品）
１ａ　外側部分
１ｂ　内側部分
２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ　射出成形装置
３，１３　成形型
４　開放面
５　ゲート
７，８　樹脂材料プール
９，１０　接続通路
１４　外側部分成形型
１４ａ　第１の外型
１４ｂ　第１の内型
１５　内側部分成形型
１５ａ　第２の外型
１５ｂ　第２の内型
１６　射出空間
Ｄ　ゲートの直径寸法
Ｌ　成形型の凹形状の断面アーチ長さ
Ｐ１　一次射出工程
Ｐ２　一次硬化工程
Ｐ３　二次射出工程
Ｐ４　二次硬化工程
Ｐ５　三次射出工程
Ｒ　樹脂材料
Ｔａ　成形型の厚み寸法
Ｔｂ，Ｔｃ　樹脂材料プールの内幅
Ｔｄ，Ｔｅ，Ｔｆ　接続通路の通路幅

Claims

　透明樹脂成形品を射出成形するための成形型と、
　前記成形型の周縁部に設けられ、前記成形型の内部に樹脂材料を射出する入口となるゲートと、
を具備した透明樹脂成形品の射出成形装置であって、
　前記成形型の厚み寸法が１５～２５ｍｍの範囲のものにおいて、前記ゲートの直径寸法と前記成形型の厚み寸法との比率が１：６～１：３の範囲内に設定された透明樹脂成形品の射出成形装置。
　凹形状の透明樹脂成形品を射出成形するための成形型と、
　前記成形型の内部に樹脂材料を射出する入口となるゲートと、
を具備した透明樹脂成形品の射出成形装置であって、
　前記ゲートは前記成形型の周縁部に設けられ、
　前記成形型は、その凹形状の開放面の角度が、前記ゲートが前記成形型の下部に位置するように保たれ、
　前記ゲートによって前記成形型の内部の下部から上方に向かって樹脂材料が射出される透明樹脂成形品の射出成形装置。
　前記成形型の前記開放面の少なくとも下側の縁部に沿って、前記成形型の厚み寸法よりも大きな内幅を持つ樹脂材料プールを並設し、この樹脂材料プールと、前記成形型の下側の縁部との間を長手方向に沿って連続的に連通させ、前記樹脂材料プールの長手方向に沿って前記ゲートを複数箇所に設けた請求項２に記載の透明樹脂成形品の射出成形装置。
　前記成形型の前記開放面の下側の縁部と前記樹脂材料プールの内部とを接続する接続通路の通路幅が、前記成形型の凹形状の断面アーチ長さが長くなるにつれて大きくなっている請求項３に記載の透明樹脂成形品の射出成形装置。
　凹形状の透明樹脂成形品を射出成形するための成形型を備えた透明樹脂成形品の射出成形装置であって、
　前記成形型は、
　第１の外型と第１の内型との間で前記透明樹脂成形品の板厚方向中間部から外表面までの外側部分を射出成形する外側部分成形型と、
　第２の外型と第２の内型との間で前記透明樹脂成形品の板厚方向中間部から内表面までの内側部分を射出成形する内側部分成形型と、
を備え、
　前記第１の外型と前記第２の内型とは型合わせ可能であり、
　前記外側部分成形型の射出成形後に前記第１の内型を取り外された前記第１の外型と、前記内側部分成形型の射出成形後に前記第２の外型を取り外された前記第２の内型とが型合わせされた状態で、前記外側部分と前記内側部分との間に樹脂材料を射出可能な射出空間が形成される透明樹脂成形品の射出成形装置。
　透明樹脂成形品を射出成形するための成形型と、
　前記成形型の周縁部に設けられ、前記成形型の内部に樹脂材料を射出する入口となるゲートと、
を使用する透明樹脂成形品の射出成形方法であって、
　前記成形型の厚み寸法が１５～２５ｍｍの範囲のものにおいて、前記ゲートの直径寸法と前記成形型の厚み寸法との比率を１：６～１：３の範囲内に設定して射出成型する透明樹脂成形品の射出成形方法。
　凹形状の透明樹脂成形品を射出成形するための成形型と、
　前記成形型の内部に樹脂材料を射出する入口となるゲートと、
を使用する透明樹脂成形品の射出成形方法であって、
　前記成形型を、その凹形状の開放面が略鉛直となる姿勢に保ち、
　前記開放面の周縁部の下部に前記ゲートを設け、このゲートによって前記成形型の内部の下部から上方に向かって樹脂材料を射出する透明樹脂成形品の射出成形方法。
　前記成形型の前記開放面の少なくとも下側の縁部に沿って、前記成形型の厚み寸法よりも大きな内幅を持つ樹脂材料プールを並設し、この樹脂材料プールと、前記成形型の下側の縁部との間を長手方向に沿って連続的に連通させるとともに、
　前記樹脂材料プールの長手方向に沿って前記ゲートを複数箇所に設け、
　前記複数のゲートから前記樹脂材料プールの内部に射出した前記樹脂材料を、前記樹脂材料プールの内部で流動および混合させてから前記成形型の内部に充填する請求項７に記載の透明樹脂成形品の射出成形方法。
　前記成形型の前記開放面の下側の縁部と前記樹脂材料プールの内部とを接続する接続通路の通路幅を、前記成形型の凹形状の断面アーチ長さが長い位置では大きくし、前記断面アーチ長さが短い位置では小さくした請求項８に記載の透明樹脂成形品の射出成形方法。
　凹形状の透明樹脂成形品を射出成形するための射出成形方法であって、
　前記透明樹脂成形品の板厚方向中間部から外表面までの外側部分を、第１の外型と第１の内型との間に射出成形する一次射出工程と、
　前記外側部分の射出成形後に前記第１の外型を残して前記第１の内型を取り外し、前記外側部分の前記内周面にヒケを誘発させる一次硬化工程と、
　前記透明樹脂成形品の板厚方向中間部から内表面までの内側部分を、第２の外型と第２の内型との間に射出成形する二次射出工程と、
　前記内側部分の射出成形後に前記第２の内型を残して前記第２の外型を取り外し、前記内側部分の前記外周面にヒケを誘発させる二次硬化工程と、
　前記一次硬化工程後の前記第１の外型と前記二次硬化工程後の前記第２の内型とを型合わせして前記外側部分と前記内側部分との間に形成される射出空間に樹脂材料を射出する三次射出工程と、
を備えてなる透明樹脂成形品の射出成形方法。