射出成形品の成形方法
【課題】容易な方法で成形品にヒケが発生することを確実に防止することができ、しかも、成形サイクルが長くなることのなく、成形品の表面に汚染が発生する虞の無い、射出成形品の成形方法を提供する。
【解決手段】射出成形品の成形方法は、固定金型部１１、可動金型部１２、キャビティ１３、溶融樹脂射出部１４を備えた金型組立体１０を使用し、キャビティ１３３内に溶融樹脂射出部１４から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、型開きを行って金型組立体１０から成形品を取り出し、その後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させる。
【解決手段】射出成形品の成形方法は、固定金型部１１、可動金型部１２、キャビティ１３、溶融樹脂射出部１４を備えた金型組立体１０を使用し、キャビティ１３３内に溶融樹脂射出部１４から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、型開きを行って金型組立体１０から成形品を取り出し、その後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形品の成形方法に関し、より詳しくは、熱可塑性樹脂から成る成形品におけるヒケの発生を防止し得る射出成形品の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定金型部、可動金型部、固定金型部と可動金型部とを型締めすることによって形成されるキャビティ、及び、キャビティに開口した溶融樹脂射出部を備えた金型組立体を使用し、キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きして金型組立体から成形品を取り出す射出成形品の成形方法が、熱可塑性樹脂の成形品の成形のために屡々採用されている。
【０００３】
ところで、熱可塑性樹脂から成る成形品において、肉厚が変化した部分が存在すると、係る部分に対応する成形品の表面にヒケが発生する。ヒケは、キャビティ内において、成形品の肉厚部分の内部（例えば、ほぼ中心部）に相当する熱可塑性樹脂の部分が固化して収縮する前に、溶融樹脂射出部（ゲート部）内の熱可塑性樹脂が固化してしまい、キャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の供給が不足することによって発生する。例えば、成形品のボス部やリブ部には、ヒケが発生し易い。
【０００４】
ヒケの発生を防ぐ方法として、溶融樹脂射出部の断面形状を大きくする方法を挙げることができるが、このような方法では、溶融樹脂射出部が固化するまでに長時間を要し、成形サイクルが長くなるという問題が生じる。
【０００５】
このような成形サイクルが長くなるという問題を解決するために、特開２００１−１２１５４２には、肉厚が４ｍｍ以上である成形品の所望部分を成形する金型部分３及び所望部分に近接する近接部分を成形する金型部分４から成り、金型部分３の材質の熱伝導率を金型部分の材質の熱伝導率よりも高くすること、金型部分３の冷却温度を金型部分４の冷却温度よりも低くすること、金型部分４の少なくとも一部に保温手段を設けること、金型部分４の少なくとも一部に加熱手段を設けること、又は、近接部分に樹脂溜まりを設けることにより、成形金型内で所望部分を近接部分よりも速く冷却し、冷却中に近接部分から所望部分へ樹脂を移動させて所望部分におけるボイドの発生を抑制する技術が開示されている。
【０００６】
特開２００１−１２１５４２においては、成形金型内で所望部分を近接部分よりも速く冷却するために、例えば冷却手段１３が使用されるが、この冷却手段１３として、金型の内部又は外面を冷却する公知の手段が使用可能であり、具体的には、冷却された媒体を金型の内部又は外面に通過させる方法、ペルチエ効果により電子的に冷却する方法が挙げられている。更には、媒体として、水、塩化カルシウム水溶液、アンモニアのような無機液体若しくは加圧液体；ポリエチレングリコール、シリコーンオイル、動物油、植物油のような有機液体；水蒸気、空気のような気体等が挙げられている。
【０００７】
また、特開２００２−１８８５５には、肉厚が４ｍｍ以上である成形品を成形品の内部の樹脂が固化する前に成形金型から取り出した後、所望部分をその近接部分よりも速く冷却するか、近接部分を保温手段により保温して、近接部分から所望部分へ樹脂を移動させて所望部分におけるボイドの発生を抑制する技術が開示されている。
【０００８】
特開２００２−１８８５５においても、所望部分をその近接部分よりも速く冷却するために、例えば冷却手段１３が使用されるが、この冷却手段１３として、金型３’を使用しない場合には、所望部分を例えば冷風、冷水等の冷媒と接触させてもよく、これも冷却手段に相当するとされている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１２１５４２
【特許文献２】特開２００２−１８８５５
【特許文献３】特開２００２−２２４５９２
【特許文献４】特開平１１−２９２０１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、これらの特許公開公報に開示された技術にあっては、冷却手段１３の構成、構造が複雑であるといった問題があるし、間接的に成形品を冷却するので、冷却効率が余り高くないといった問題もある。更には、所望部分を例えば冷風、冷水等の冷媒と接触させる形態も開示されているが、冷風、冷水等の冷媒では成形品を冷却するのに時間がかかるといった問題がある。また、冷水で成形品を冷却する場合、成形品の表面が冷水によって汚染される虞があり、特に、塗装やメッキを施す成形品においては、成形品表面の汚染は大きな問題となる。
【００１１】
従って、本発明の目的は、容易な方法で成形品にヒケが発生することを確実に防止することができ、しかも、成形サイクルが長くなることのなく、成形品の表面に汚染が発生する虞の無い、射出成形品の成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の射出成形品の成形方法は、
固定金型部、可動金型部、固定金型部と可動金型部とを型締めすることによって形成されるキャビティ、及び、キャビティに開口した溶融樹脂射出部を備えた金型組立体を使用し、
キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きして金型組立体から成形品を取り出す射出成形品の成形方法であって、
金型組立体から成形品を取り出した後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を冷却、固化させる工程を含むことを特徴とする。尚、この本発明の射出成形品の成形方法を、便宜上、本発明の第１の態様に係る射出成形品の成形方法と呼ぶ。
【００１３】
本発明の射出成形品の成形方法にあっては、
金型組立体は、キャビティに連通した加圧流体導入部を更に備え、
溶融樹脂射出部からのキャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の射出を開始した後、射出完了と同時、あるいは、射出完了後、加圧流体導入部を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入し、以て、成形品の内部に中空部を形成する形態とすることができる。尚、この本発明の射出成形品の成形方法を、便宜上、本発明の第２の態様に係る射出成形品の成形方法と呼ぶ。
【００１４】
本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る射出成形品の成形方法にあっては、成形品の表面に、液滴状の液体窒素を吹き付けることが好ましく、この場合、液滴状の液体窒素はミスト状であることが望ましく、より具体的には、液滴状の液体窒素の平均直径は０．１ｍｍ以下、好ましくは０．０１ｍｍ以下であることが望ましい。このように、液体窒素を液滴状あるいはミスト状とすることで、液体窒素を成形品の表面に効果的に付着させることができ、成形品の表面温度を効果的に低下させることができる。
【００１５】
成形品の表面の温度が低下すると液体窒素と成形品との間の熱交換効率が低下し、液体窒素が無駄となるので、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る射出成形品の成形方法にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付ける構成とすることが好ましい。そして、この場合、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開することが好ましく、更には、この場合、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持する構成とすることができる。そして、これらの好ましい構成にあっては、成形品の表面温度測定は、成形品と非接触状態で温度を測定する温度測定装置（具体的には、例えば、赤外線温度センサー）、あるいは又、成形品と接触状態で温度を測定する温度測定装置（例えば、成形品の表面に接触させた熱電対）を用いて行うことが好ましい。
【００１６】
以上の好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る射出成形品の成形方法（以下、これらを総称して、単に本発明と呼ぶ場合がある）にあっては、固定金型部、可動金型部は、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金等の周知の金属材料から作製することができる。また、溶融樹脂射出部を、公知の如何なる形式のゲート部から構成することができ、具体的には、例えば、ダイレクトゲート構造、サイドゲート構造、ジャンプゲート構造、ピンポイントゲート構造、トンネルゲート構造、リングゲート構造、ファンゲート構造、ディスクゲート構造、フラッシュゲート構造、タブゲート構造、フィルムゲート構造を例示することができる。尚、固定金型部には溶融樹脂流路が設けられており、この溶融樹脂流路の構造として、スプルーとコールドランナーの組合せ、あるいは又、ホットランナーを挙げることができる。更には、固定金型部は金型組立体に備えられた固定金型部取付板（固定プラテン）に金型アダプターを介して取り付けられており、可動金型部は金型組立体に備えられた可動金型部取付板（可動プラテン）に取り付けられている。そして、可動金型部取付板（可動プラテン）は、例えば、型締め用油圧シリンダー内の油圧ピストンの作動によってタイバー上を平行移動できる構造となっており、油圧ピストンの作動によって、固定金型部と可動金型部とは型締めされあるいは型開きされる。
【００１７】
加圧流体導入部は、例えば、配管を介して加圧流体源に接続されている。加圧流体は、常温及び常圧で気体の物質であり、使用する熱可塑性樹脂と反応や混合しないものが望ましい。具体的には、窒素ガス、空気、炭酸ガス、ヘリウム等が挙げられるが、安全性及び経済性を考慮すると、窒素ガスやヘリウムガスが好ましい。加圧流体導入部は、その先端部が、キャビティに開口している構成とすることもできるし、キャビティ内に位置する構成とすることもできるし、溶融樹脂射出部内に開口している構成とすることもできる。尚、前二者の場合、加圧流体導入部は、可動金型部に配設されていてもよいし、固定金型部に配設されていてもよいし、可動金型部及び固定金型部に配設されていてもよい。
【００１８】
成形品の表面への液体窒素の吹き付け、特に、液滴状の液体窒素の吹き付けには、特開２００２−２２４５９２に開示されたノズルである、ノズル本体から成る外筒と、ノズルチップとを備え、内筒の中空部を液体流路とすると共に内筒と外筒の間を環状の気体流路とし、気体流路に旋回部材を介設して気体を旋回させながら外筒先端の気体噴射口から噴射させるようにし、且つ、内筒先端を外筒より僅かに突出させて、内筒先端の液体噴射口より噴射する液体に、旋回して噴射される気体を外部混合して噴霧させる構成としたノズルを用いることができる。あるいは又、特開平１１−２９２０１８に開示されたノズル組立体を用いることができる。ここで、このノズル組立体は、下端に細孔を有する噴霧ノズル、噴霧ノズルの外周部を囲繞し、細孔下方部が開口している大気パージ用のパージフード、パージフード内の空間部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給管連結手段を有し、パージフード内の空間部に乾燥ガスを供給することにより、少なくとも細孔出口端を乾燥ガスでパージできるように構成されている。但し、液滴状の液体窒素の吹き付けのための噴霧ノズルは、これらの特許公開公報に開示された噴霧ノズルに限定されるものではない。
【００１９】
本発明にあっては、中実構造の成形品を成形する場合、キャビティ内に射出すべき溶融熱可塑性樹脂の量は、キャビティを完全に充填する量とする。一方、中空部を有する成形品を成形する場合、キャビティ内に射出すべき溶融熱可塑性樹脂の量は、キャビティを完全に充填する量であってもよいし、キャビティを完全には充填しない量であってもよい。
【００２０】
熱可塑性樹脂として、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；ポリオキシメチレン（ポリアセタール，ＰＯＭ）樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂等の結晶性熱可塑性樹脂を挙げることができる。また、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂；メタクリル樹脂；ポリカーボネート樹脂（直鎖状のポリカーボネート樹脂及び主鎖に分岐を有するポリカーボネート樹脂を含む）；変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルイミド樹脂；ポリアミドイミド樹脂；エラストマー等の非晶性熱可塑性樹脂を挙げることができる。
【００２１】
非晶性熱可塑性樹脂においては、ガラス転移温度Ｔgを前後して熱可塑性樹脂の固化又は軟化が生じる。一方、結晶性熱可塑性樹脂においては、ガラス転移温度Ｔgを前後して分子鎖のミクロな運動が停止し、ガラス転移温度Ｔgを境に不連続に弾性率が変化する。熱可塑性樹脂の弾性率が高くなるガラス転移温度Ｔg以下に成形品表面を冷却、保持することは、成形品における冷却に伴う収縮に起因したヒケを、内部の歪み、真空ボイドや中空部に変えるのに有効である。
【００２２】
更には、ポリマーアロイ材料から成る熱可塑性樹脂を用いることができる。ここで、ポリマーアロイ材料は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたもの、又は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂を化学的に結合させたブロック共重合体若しくはグラフト共重合体から成る。ポリマーアロイ材料は、単独の熱可塑性樹脂のそれぞれが有する特有な性能を合わせ持つことができる高機能材料として広く使用されている。少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料を構成する熱可塑性樹脂として、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂；ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；メタクリル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；変性ＰＰＥ樹脂；ポリブチレンテレフタレート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂；ポリオキシメチレン樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリイミド樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリエーテルケトン樹脂；ポリエーテルエーテルケトン樹脂；ポリエステルカーボネート樹脂を挙げることができる。２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂とＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイ材料を例示することができる。尚、このような樹脂の組合せを、ポリカーボネート樹脂／ＡＢＳ樹脂と表記する。以下においても同様である。更に、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂／ＰＥＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＨＩＰＳ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミド系樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミドＭＸＤ６樹脂、ポリオキシメチレン樹脂／ポリウレタン樹脂、ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂を例示することができる。
【００２３】
尚、以上に説明した各種の熱可塑性樹脂に、添加剤や、充填剤、強化剤を加えることもできる。
【００２４】
添加剤として、可塑剤；安定剤；酸化防止剤：紫外線吸収剤；ニッケルビス（オクチルフェニル）サルファイド等の有機ニッケル化合物、ヒンダードアミン系化合物等の紫外線安定剤；帯電防止剤；難燃剤；バイナジン、プリベントール、チアベンダゾール等の防かび剤；流動パラフィン、ポリエチレンワックス、脂肪酸アマイド等の滑剤；ＡＤＣＡ等の有機発泡剤；透明核剤；有機顔料、無機顔料といった各種の着色剤；架橋剤；アクリルグラフトポリマー、ＭＢＳ等の耐衝撃強化剤を挙げることができる。
【００２５】
可塑剤として、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、フタル酸−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジシクロヘキシル等のフタル酸類；リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリクレシル、リン酸トリフェニル等のリン酸エステル類；オレイン酸ブチル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸−ｎ−ヘキシン、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル等の脂肪酸塩基エステル類；ジエチレングリコールジベンゾエート等のアルコールエステル類；クエン酸アセチルトリエチル、マレイン酸ジブチル等のオキシ酸エステル類；トリメリット系可塑剤；ポリエステル系可塑剤；エポキシ系可塑剤；塩化パラフィン系可塑剤を挙げることができる。
【００２６】
安定剤として、ジ−ｎ−オクチルスズ化合物、ジ−ｎ−ブチルスズ化合物、ジメチルスズ化合物等の有機スズ系安定剤；三塩基性硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、ケイ酸鉛等の鉛化合物系安定剤；カドミウム石けん、鉛石けん、亜鉛石けん等の金属石けん系安定剤；リン酸トリスノニル；リン酸トリスノニルフェニル等を挙げることができる。
【００２７】
酸化防止剤として、ジブチルクレゾール、ブチルヒドロキシアニソール等のフェノール系酸化防止剤；メチレンビス（メチルブチルフェノール）、チオビス（メチルブチルフェノール）等のビスフェノール系酸化防止剤；トリス（メチルヒドロキシブチルフェニル）ブタン、トコフェノール等のポリフェノール系酸化防止剤；ジミリスチルチオジプロピオネート等の有機イオウ化合物；トリス（モノ／ジノニルフェニル）ホスファイト等の有機リン化合物を挙げることができる。
【００２８】
紫外線吸収剤として、サリチル酸フェニル、サリチル酸ブチルフェニル等のサリチル酸系紫外線吸収剤；ジヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤；（ヒドロキシメチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；アクリル酸エチルヘキシルシアノジフェノニル等のシアノアクリレート系紫外線吸収剤を挙げることができる。
【００２９】
帯電防止剤として、ポリ（オキシエチレン）アルキルアミン、ポリ（オキシエチレン）アルキルフェニルエーテル等の非イオン界面活性剤系帯電防止剤；アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩等の陰イオン界面活性剤系帯電防止剤；第４級アンモニウムクロライド等の陽イオン界面活性剤系帯電防止剤；両性系界面活性剤；電導性樹脂を挙げることができる。
【００３０】
難燃剤として、テトラブロモビスフェノールＡ、ポリブロモビフェノール、ビス（ヒドロキシジブロモフェニル）プロパン、塩化パラフィン等のハロゲン系難燃剤；リン酸アンモニウム、リン酸トリクレジル等のリン系難燃剤；三酸化アンチモン；赤リン；酸化スズ等を挙げることができる。
【００３１】
また、充填剤、強化剤として、無機系材料；ステンレス鋼繊維、高強度アモルファス金属繊維、ステンレス箔、スチール箔、銅箔等の金属系材料；高分子ポリエチレン繊維、高強力ポリアレート繊維、パラ系全芳香族ポリアミド繊維、アラミド繊維、ＰＥＥＫ繊維、ＰＥＩ繊維、ＰＰＳ繊維、フッ素樹脂繊維、フェノール樹脂繊維、ビニロン繊維、ポリアセタール繊維等の有機系材料；粉系材料を挙げることができる。
【００３２】
無機系の充填剤、強化剤として、ガラス繊維、ガラス長繊維、石英ガラス繊維等のガラス系材料；ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、グラファイトウィスカ等の炭素系材料；炭化ケイ素繊維、炭化ケイ素連続繊維、炭化ケイ素ウィスカ、炭化ケイ素ウィスカシート等の炭化ケイ素系材料；ボロン繊維といったボロン系材料；Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ繊維といったＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系材料；チタン酸カリウム繊維、チタン酸カリウムウィスカ、チタン酸カリウム系導電性ウィスカ等のチタン酸カリウム系材料；窒化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウィスカシート等の窒化ケイ素系材料；硫酸カルシウムウィスカといった硫酸カルシウム系材料を挙げることができる。
【００３３】
粉系の充填剤、強化剤として、マイカフレーク、マイカ粉、シラスバルーン、シリカ微粉、タルク粉、水酸化アルミニウム粉、水酸化マグネシウム粉末、マグネシウムシリケート粉末、硫酸カルシウム微粉、球状中空ガラス粉、金属化粉、高純度合成シリカ微粉、二硫化タングステン粉末、タングステンカーバイト粉、ジルコニア微粉、ジルコニア系微粉末、部分安定化ジルコニア粉末、アルミナ−ジルコニア複合粉末、複合金属粉末、鉄粉、アルミニウム粉、モリブデン金属粉、タングステン粉、窒化アルミニウム粉末、ナイロン微粒子粉、シリコーン樹脂微粉末、スピネル粉末、アモルファス合金粉末、アルミフレーク、ガラスフレークを挙げることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明にあっては、金型組立体から成形品を取り出した後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を冷却、固化させるので、容易な方法で成形品にヒケが発生することを確実に防止することができる。それ故、成形品の曲がり部分の強度の低下防止や、複雑な表面を持つ部分の精度を保持することができる。しかも、成形サイクルが長くなることはない。また、液体窒素は、常温で容易に揮発するし、毒性の無い、不活性な流体であり、蒸発しても残渣が残らない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００３６】
実施例１は、本発明の第１の態様に係る射出成形品の成形方法に関する。金型組立体及び液体窒素噴霧装置の概念図を、図１の（Ａ）及び図１の（Ｂ）に示す。
【００３７】
実施例１の金型組立体１０は、固定金型部１１、可動金型部１２、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めすることによって形成されるキャビティ１３、及び、キャビティ１３に開口した溶融樹脂射出部（ゲート部）１４を備えている。溶融樹脂射出部１４は、固定金型部１１内に設けられた溶融樹脂流路１５を介して射出用シリンダー１６と連通しており、サイドゲート構造を有する。
【００３８】
また、液体窒素噴霧装置２０は、液体窒素供給源２１、液体窒素供給源２１に配管２３を介して接続された噴霧弁２２、噴霧弁２２に配管２４を介して接続された噴霧ノズル２５、温度測定装置２６、温度測定装置２６を移動させるための移動手段２７、並びに、噴霧弁２２、温度測定装置２６及び移動手段２７の動作等を制御する制御装置２８から構成されている。
【００３９】
実施例１においては、成形品の表面に、液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付ける。また、温度測定装置２６を、成形品と非接触状態で温度を測定する温度測定装置（具体的には、例えば、赤外線温度センサー）、あるいは又、成形品と接触状態で温度を測定する温度測定装置（例えば、成形品の表面に接触させた熱電対）とする。更には、熱可塑性樹脂として、ガラス転移温度Ｔgが１５０゜Ｃのポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ユーピロンＳ３０００）を用いる。
【００４０】
実施例１にあっては、成形品は、中実構造であり、自動車のアウターハンドルから成る。実施例１における金型組立体は、成形品２個取りの構成である。但し、図面では、金型組立体において成形品を１つ成形するように図示している。
【００４１】
以下、実施例１の射出成形品の成形方法を説明する。
【００４２】
実施例１の射出成形品の成形方法にあっては、先ず、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めし、射出用シリンダー１６で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路１５を介して溶融樹脂射出部１４からキャビティ１３内に射出した。射出条件を、以下の表１に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ１３を完全に充填する量とした。
【００４３】
［表１］
金型温度： ８０゜Ｃ
樹脂温度：２８０゜Ｃ
射出時間： ６秒
【００４４】
射出完了後、６０秒間、５×１０7Ｐａの圧力で保圧を行い、その後、２０秒間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後（より具体的には、射出開始から８８秒が経過した後）、成形品の表面に、液体窒素噴霧装置２０を用いて液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを６０秒間、連続的に継続して行った。
【００４５】
具体的には、制御装置２８の制御下、移動手段２７を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置２６を配置し、液体窒素供給源２１から配管２３、噴霧弁２２、配管２４を介して噴霧ノズル２５から成形品に液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置２６によって常に測定されている。
【００４６】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、８５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−１０゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１２０秒が経過した時点で１２０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は１２０゜Ｃを超えることはなかった。
【００４７】
即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【００４８】
比較のために、実施例１と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例１と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で８５゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから６０秒が経過した時点で１６０゜Ｃとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔgである１５０゜Ｃを超えてしまった。そして、この比較例１における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。
【実施例２】
【００４９】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例１においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例２にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを１０秒間行い、次の１０秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を１サイクルとし、６サイクルを実行した。
【００５０】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、８５゜Ｃであったものが、最終サイクルの実行中において、即ち、１１０秒が経過した時点で、−１５゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１８０秒が経過した時点で１１５゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は１１５゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例２においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例３】
【００５１】
実施例３は、実施例２の変形である。実施例３にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度（具体的には、実施例３にあっては、１２０゜Ｃ）以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例３にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、８５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付けを５回、実行した後（具体的には、液体窒素の吹き付け開始から１３２秒が経過した時点で）、−１９゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１８２秒が経過した時点で１１０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は１１０゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例３においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例４】
【００５２】
実施例４は、実施例１の変形である。実施例４にあっては、実施例１と異なり、熱可塑性樹脂として、ガラス転移温度Ｔgが１０２゜Ｃ、ガラス繊維３０重量％添加のポリアミドＭＸＤ６樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製レニー１００２Ｆ）を用いる。
【００５３】
以下、実施例４の射出成形品の成形方法を説明する。
【００５４】
実施例４の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めし、射出用シリンダー１６で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路１５を介して溶融樹脂射出部１４からキャビティ１３内に射出した。射出条件を、以下の表２に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ１３を完全に充填する量とした。
【００５５】
［表２］
金型温度：１３０゜Ｃ
樹脂温度：２７０゜Ｃ
射出時間： ６秒
【００５６】
射出完了後、６０秒間、５×１０7Ｐａの圧力で保圧を行い、その後、２０秒間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後（より具体的には、射出開始から８６秒が経過した後）、成形品の表面に、液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを８０秒間、連続的に継続して行った。
【００５７】
具体的には、制御装置２８の制御下、移動手段２７を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置２６を配置し、液体窒素供給源２１から配管２３、噴霧弁２２、配管２４を介して噴霧ノズル２５から成形品に液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置２６によって常に測定されている。
【００５８】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−１０゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１４０秒が経過した時点で９０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は９０゜Ｃを超えることはなかった。
【００５９】
即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【００６０】
比較のために、実施例４と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例４と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で１３５゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから６０秒が経過した時点で１７０゜Ｃとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔgである１０２゜Ｃを超えてしまった。そして、この比較例４における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。
【実施例５】
【００６１】
実施例５は、実施例４の変形である。実施例４においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例５にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを１０秒間行い、次の１０秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を１サイクルとし、８サイクルを実行した。
【００６２】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、最終サイクルの実行中において、即ち、１５０秒が経過した時点で、−１５゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から２１０秒が経過した時点で８５゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は８５゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例５においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例６】
【００６３】
実施例６は、実施例５の変形である。実施例６にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度（具体的には、実施例６にあっては、９０゜Ｃ）以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例６にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付けを７回、実行した後（具体的には、液体窒素の吹き付け開始から１６５秒が経過した時点で）、−１５゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から２２５秒が経過した時点で８０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は８０゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例６においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例７】
【００６４】
実施例７は、実施例１の変形であり、本発明の第２の態様に係る射出成形品の成形方法に関する。実施例１〜実施例６においては、中実構造を有する成形品を成形した。一方、実施例７、あるいは、後述する実施例８〜実施例１３にあっては、中空部を有する成形品を成形する。
【００６５】
金型組立体の概念図を図２に示すように、実施例７における金型組立体１０Ａは、キャビティに連通した加圧流体導入部を更に備えている。尚、加圧流体導入部は、具体的には、加圧流体導入ノズル３３から構成されており、この加圧流体導入ノズル３３は、加圧流体導入ノズル３３を移動させるための移動手段（図示せず）に取り付けられている。加圧流体導入ノズル３３は、配管３２を介して加圧流体源３１に接続されている。加圧流体導入ノズル３３は、可動金型部１２に配設されており、キャビティ１３に開口している。加圧流体は窒素ガスから成る。
【００６６】
液体窒素噴霧装置の構成、構造は、図１の（Ｂ）に示した実施例１における液体窒素噴霧装置２０の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００６７】
実施例１と同様に、実施例７においても、成形品の表面に、液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付ける。また、温度測定装置２６を、成形品と非接触状態で温度を測定する温度測定装置（具体的には、例えば、赤外線温度センサー）、あるいは又、成形品と接触状態で温度を測定する温度測定装置（例えば、成形品の表面に接触させた熱電対）とする。更には、熱可塑性樹脂として、実施例１と同じガラス転移温度Ｔgが１５０゜Ｃのポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ユーピロンＳ３０００）を用いる。
【００６８】
実施例７にあっては、成形品は、中空部を有し、自動車用のドアハンドルから成る。実施例７における金型組立体は、成形品２個取りの構成である。但し、図面では、金型組立体において成形品を１つ成形するように図示している。
【００６９】
以下、実施例７の射出成形品の成形方法を説明する。
【００７０】
実施例７の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めし、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル３３を前進端に位置させることで、加圧流体導入ノズル３３の先端部をキャビティ１３内に配置した。そして、射出用シリンダー１６で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路１５を介して溶融樹脂射出部１４からキャビティ１３内に射出した。射出条件を、以下の表３に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ１３を体積ベースで７５％、充填する量とした。
【００７１】
［表３］
金型温度： ８０゜Ｃ
樹脂温度：２８０゜Ｃ
射出時間： ６秒
【００７２】
射出開始から６．５秒後、加圧流体導入部である加圧流体導入ノズル３３を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体である窒素ガス（圧力：１×１０7Ｐａ）を導入し、成形品の内部に中空部を形成した。
【００７３】
そして、射出開始から６０秒間、加圧流体を導入し続け、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル３３を後進端に位置させることで、成形品の内部に形成された中空部内の加圧流体を大気中に開放した。その後、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後（より具体的には、射出開始から４５秒が経過した後）、成形品の表面に、液体窒素噴霧装置２０を用いて液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを６０秒間、連続的に継続して行った。
【００７４】
具体的には、制御装置２８の制御下、移動手段２７を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置２６を配置し、液体窒素供給源２１から配管２３、噴霧弁２２、配管２４を介して噴霧ノズル２５から成形品に液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置２６によって常に測定されている。
【００７５】
２つの成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、約１５０゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付け完了時（即ち、液体窒素の吹き付け開始時から６０秒が経過した時点で）約５２゜Ｃ、約−２゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から２００秒が経過した時点で約１２５゜Ｃ、約１０５゜Ｃとなった。実施例７における２つの成形品の表面温度の測定結果を、図３に、「白四角印」及び「黒四角印」で示す。
【００７６】
即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。ヒケ量の測定結果を図４に示す。
【００７７】
比較のために、実施例７と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例７と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で約１５０゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから１００秒が経過した時点で約１８０゜Ｃとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔgである１５０゜Ｃを超えてしまった。そして、この比較例７における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。比較例７の成形品の表面温度の測定結果を、図３に、「白丸印」及び「黒丸印」で示す。また、ヒケ量の測定結果を図４に示す。
【実施例８】
【００７８】
実施例８は、実施例７の変形である。実施例７においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例８にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを１０秒間行い、次の１０秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を１サイクルとし、６サイクルを実行した。
【００７９】
２つの成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、約１５０゜Ｃであったものが、最終サイクルの実行中において、即ち、１１０秒が経過した時点で、２つの成形品共、約−１０゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１７０秒が経過した時点で約７５゜Ｃ、約６０゜Ｃとなった。このように実施例８においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。２つの成形品の表面温度の測定結果を、図３に、「白三角印」及び「黒三角印」で示す。また、ヒケ量の測定結果を図４に示す。
【実施例９】
【００８０】
実施例９は、実施例７及び実施例８の変形である。実施例７及び実施例８においては、射出開始から４５秒が経過した後、液滴状の液体窒素の吹き付けを開始した。一方、実施例９にあっては、射出開始から７０秒が経過した後、液滴状の液体窒素の吹き付けを開始した。その他の条件は、実施例７及び実施例８と同じである。尚、射出開始から７０秒が経過した後に液滴状の液体窒素の吹き付けを開始したことを除き、その他の条件を実施例７と同じとした実施例９を、実施例９Ａと呼び、射出開始から７０秒が経過した後に液滴状の液体窒素の吹き付けを開始したことを除き、その他の条件を実施例８と同じとした実施例９を、実施例９Ｂと呼ぶ。
【００８１】
また、比較例９Ａとして、実施例９と同様に、射出開始から７０秒間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。更には、比較例９Ｂとして、実施例９と同様に、但し、射出開始から１２０秒間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。
【００８２】
これらの射出成形方法を実行し、金型組立体から成形品を取り出した後の成形品の表面温度を測定した結果を、図５に、「白四角印」（実施例９Ａ）、「白三角印」及び「黒三角印」（実施例９Ｂ）、「白丸印」及び「黒丸印」（比較例９Ａ）、並びに、「白菱形印」（比較例９Ｂ）で示す。また、ヒケ量の測定結果を図６及び図７に示す。
【００８３】
実施例９にあっても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【００８４】
尚、比較例９Ｂに見られるように、射出開始から１２０秒も経過すると、成形品の表面温度がガラス転移温度Ｔg以下となるので、金型組立体から成形品を取り出した後にあっても、ヒケの発生は微小である。但し、成形サイクルが長くなることが大きな問題である。
【実施例１０】
【００８５】
実施例１０は、実施例８の変形である。実施例１０にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度（具体的には、実施例１０にあっては、１２０゜Ｃ）以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例１０にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１５０゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付けを５回、実行した後（具体的には、液体窒素の吹き付け開始から１３２秒が経過した時点で）、−１０゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１９２秒が経過した時点で１００゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は１００゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例１０においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例１１】
【００８６】
実施例１１は、実施例７の変形である。実施例１１にあっては、実施例７と異なり、熱可塑性樹脂として、実施例４と同じ熱可塑性樹脂（具体的には、ガラス転移温度Ｔgが１０２゜Ｃ、ガラス繊維３０重量％添加のポリアミドＭＸＤ６樹脂，三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製レニー１００２Ｆ）を用いる。
【００８７】
以下、実施例１１の射出成形品の成形方法を説明する。
【００８８】
実施例１１の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めし、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル３３を前進端に位置させることで、加圧流体導入ノズル３３の先端部をキャビティ１３内に配置した。そして、射出用シリンダー１６で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路１５を介して溶融樹脂射出部１４からキャビティ１３内に射出した。射出条件を、以下の表４に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ１３を体積ベースで７５％、充填する量とした。
【００８９】
［表４］
金型温度：１３０゜Ｃ
樹脂温度：２７０゜Ｃ
射出時間： ６秒
【００９０】
射出開始から６．５秒後、加圧流体導入部である加圧流体導入ノズル３３を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体である窒素ガス（圧力：１×１０7Ｐａ）を導入し、成形品の内部に中空部を形成した。
【００９１】
そして、射出開始から６０秒間、加圧流体を導入し続け、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル３３を後進端に位置させることで、成形品の内部に形成された中空部内の加圧流体を大気中に開放した。その後、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後（より具体的には、射出開始から８６秒が経過した後）、成形品の表面に、液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを６０秒間、連続的に継続して行った。
【００９２】
具体的には、制御装置２８の制御下、移動手段２７を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置２６を配置し、液体窒素供給源２１から配管２３、噴霧弁２２、配管２４を介して噴霧ノズル２５から成形品に液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置２６によって常に測定されている。
【００９３】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−１０゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１２０秒が経過した時点で９０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は９０゜Ｃを超えることはなかった。
【００９４】
即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【００９５】
比較のために、実施例１１と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例１１と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で１３５゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから６０秒が経過した時点で１８０゜Ｃとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔgである１０２゜Ｃを超えてしまい、この比較例１１における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。
【実施例１２】
【００９６】
実施例１２は、実施例１１の変形である。実施例１１においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例１２にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを１０秒間行い、次の１０秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を１サイクルとし、７サイクルを実行した。
【００９７】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、最終サイクルの実行中において、−１５゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１９０秒が経過した時点で８５゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は８５゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例１２においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例１３】
【００９８】
実施例１３は、実施例１２の変形である。実施例１３にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度（具体的には、実施例１３にあっては、９０゜Ｃ）以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例１３にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付けを７回、実行した後（具体的には、液体窒素の吹き付け開始から１６５秒が経過した時点で）、−１５゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から２２５秒が経過した時点で８０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は８０゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例１３においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例１４】
【００９９】
実施例１４は、実施例１の変形である。実施例１４にあっては、実施例１と異なり、熱可塑性樹脂として、結晶性熱可塑性樹脂（具体的には、溶融温度Ｔcが１６６゜Ｃ、ガラス転移温度Ｔgが−９０゜Ｃのポリアセタール樹脂，三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製Ｆ２０−０３）を用いる。
【０１００】
以下、実施例１４の射出成形品の成形方法を説明する。
【０１０１】
実施例１４の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めし、射出用シリンダー１６で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路１５を介して溶融樹脂射出部１４からキャビティ１３内に射出した。射出条件を、以下の表５に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ１３を完全に充填する量とした。
【０１０２】
［表５］
金型温度： ６０゜Ｃ
樹脂温度：１９０゜Ｃ
射出時間： ６秒
【０１０３】
射出完了後、６０秒間、５×１０7Ｐａの圧力で保圧を行い、その後、２０秒間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後（より具体的には、射出開始から８６秒が経過した後）、成形品の表面に、液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを８０秒間、連続的に継続して行った。
【０１０４】
具体的には、制御装置２８の制御下、移動手段２７を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置２６を配置し、液体窒素供給源２１から配管２３、噴霧弁２２、配管２４を介して噴霧ノズル２５から成形品に液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置２６によって常に測定されている。
【０１０５】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、７０゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−１００゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１４０秒が経過した時点で雰囲気温度である２４゜Ｃとなった。
【０１０６】
即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する結晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【０１０７】
比較のために、実施例１４と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例１４と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を水中（５゜Ｃ）に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で７０゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから６０秒が経過した時点で５゜Ｃとなった。この比較例にあっては、成形品の表面にヒケが発生していた。また、成形品を水中から取り出し、乾燥したところ、成形品表面に水分の残渣が残った。
【０１０８】
更には、比較のために、実施例１４と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例１４と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を空気中に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で７０゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから６０秒が経過した時点で１１５゜Ｃとなった。この比較例にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。
【０１０９】
以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した金型組立体や液体窒素噴霧装置の構成、構造、実施例にて使用した熱可塑性樹脂、射出成形条件等は例示であり、適宜変更することができる。実施例７〜実施例１３においては、加圧流体注入ノズル３３を可動金型部１２に配設したが、固定金型部１１に配設することもできるし、固定金型部１１と可動金型部１２の両方に配設することもできる。
【０１１０】
場合によっては、キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きした後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させ、次いで、金型組立体から成形品を取り出すといった方法を採用してもよい。また、液体窒素の代わりに、粉末状のドライアイスや液体二酸化炭素を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】図１の（Ａ）は、実施例１における金型組立体の概念図であり、図１の（Ｂ）は、実施例１における液体窒素噴霧装置の概念図である。
【図２】図２は、実施例７における金型組立体の概念図である。
【図３】図３は、実施例７、実施例８及び比較例７における成形品の表面温度の測定結果を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例７、実施例８及び比較例７における成形品のヒケ量の測定結果を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例９Ａ、実施例９Ｂ、比較例９Ａ及び比較例９Ｂにおける成形品の表面温度の測定結果を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例９Ａ、実施例９Ｂ及び比較例９Ａにおける成形品のヒケ量の測定結果を示すグラフである。
【図７】図７は、比較例９Ｂにおける成形品のヒケ量の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１２】
１０・・・金型組立体、１１・・・固定金型部、１２・・・可動金型部、１３・・・キャビティ、１４・・・溶融樹脂射出部（ゲート部）、１５・・・溶融樹脂流路、１６・・・射出用シリンダー、２０・・・液体窒素噴霧装置、２１・・・液体窒素供給源、２２・・・噴霧弁、２３，２４・・・配管、２５・・・噴霧ノズル、２６・・・温度測定装置、２７・・・移動手段、２８・・・制御装置、３１・・・加圧流体源、３２・・・配管、３３・・・加圧流体導入ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形品の成形方法に関し、より詳しくは、熱可塑性樹脂から成る成形品におけるヒケの発生を防止し得る射出成形品の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固定金型部、可動金型部、固定金型部と可動金型部とを型締めすることによって形成されるキャビティ、及び、キャビティに開口した溶融樹脂射出部を備えた金型組立体を使用し、キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きして金型組立体から成形品を取り出す射出成形品の成形方法が、熱可塑性樹脂の成形品の成形のために屡々採用されている。
【０００３】
ところで、熱可塑性樹脂から成る成形品において、肉厚が変化した部分が存在すると、係る部分に対応する成形品の表面にヒケが発生する。ヒケは、キャビティ内において、成形品の肉厚部分の内部（例えば、ほぼ中心部）に相当する熱可塑性樹脂の部分が固化して収縮する前に、溶融樹脂射出部（ゲート部）内の熱可塑性樹脂が固化してしまい、キャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の供給が不足することによって発生する。例えば、成形品のボス部やリブ部には、ヒケが発生し易い。
【０００４】
ヒケの発生を防ぐ方法として、溶融樹脂射出部の断面形状を大きくする方法を挙げることができるが、このような方法では、溶融樹脂射出部が固化するまでに長時間を要し、成形サイクルが長くなるという問題が生じる。
【０００５】
このような成形サイクルが長くなるという問題を解決するために、特開２００１−１２１５４２には、肉厚が４ｍｍ以上である成形品の所望部分を成形する金型部分３及び所望部分に近接する近接部分を成形する金型部分４から成り、金型部分３の材質の熱伝導率を金型部分の材質の熱伝導率よりも高くすること、金型部分３の冷却温度を金型部分４の冷却温度よりも低くすること、金型部分４の少なくとも一部に保温手段を設けること、金型部分４の少なくとも一部に加熱手段を設けること、又は、近接部分に樹脂溜まりを設けることにより、成形金型内で所望部分を近接部分よりも速く冷却し、冷却中に近接部分から所望部分へ樹脂を移動させて所望部分におけるボイドの発生を抑制する技術が開示されている。
【０００６】
特開２００１−１２１５４２においては、成形金型内で所望部分を近接部分よりも速く冷却するために、例えば冷却手段１３が使用されるが、この冷却手段１３として、金型の内部又は外面を冷却する公知の手段が使用可能であり、具体的には、冷却された媒体を金型の内部又は外面に通過させる方法、ペルチエ効果により電子的に冷却する方法が挙げられている。更には、媒体として、水、塩化カルシウム水溶液、アンモニアのような無機液体若しくは加圧液体；ポリエチレングリコール、シリコーンオイル、動物油、植物油のような有機液体；水蒸気、空気のような気体等が挙げられている。
【０００７】
また、特開２００２−１８８５５には、肉厚が４ｍｍ以上である成形品を成形品の内部の樹脂が固化する前に成形金型から取り出した後、所望部分をその近接部分よりも速く冷却するか、近接部分を保温手段により保温して、近接部分から所望部分へ樹脂を移動させて所望部分におけるボイドの発生を抑制する技術が開示されている。
【０００８】
特開２００２−１８８５５においても、所望部分をその近接部分よりも速く冷却するために、例えば冷却手段１３が使用されるが、この冷却手段１３として、金型３’を使用しない場合には、所望部分を例えば冷風、冷水等の冷媒と接触させてもよく、これも冷却手段に相当するとされている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１２１５４２
【特許文献２】特開２００２−１８８５５
【特許文献３】特開２００２−２２４５９２
【特許文献４】特開平１１−２９２０１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、これらの特許公開公報に開示された技術にあっては、冷却手段１３の構成、構造が複雑であるといった問題があるし、間接的に成形品を冷却するので、冷却効率が余り高くないといった問題もある。更には、所望部分を例えば冷風、冷水等の冷媒と接触させる形態も開示されているが、冷風、冷水等の冷媒では成形品を冷却するのに時間がかかるといった問題がある。また、冷水で成形品を冷却する場合、成形品の表面が冷水によって汚染される虞があり、特に、塗装やメッキを施す成形品においては、成形品表面の汚染は大きな問題となる。
【００１１】
従って、本発明の目的は、容易な方法で成形品にヒケが発生することを確実に防止することができ、しかも、成形サイクルが長くなることのなく、成形品の表面に汚染が発生する虞の無い、射出成形品の成形方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の射出成形品の成形方法は、
固定金型部、可動金型部、固定金型部と可動金型部とを型締めすることによって形成されるキャビティ、及び、キャビティに開口した溶融樹脂射出部を備えた金型組立体を使用し、
キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きして金型組立体から成形品を取り出す射出成形品の成形方法であって、
金型組立体から成形品を取り出した後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を冷却、固化させる工程を含むことを特徴とする。尚、この本発明の射出成形品の成形方法を、便宜上、本発明の第１の態様に係る射出成形品の成形方法と呼ぶ。
【００１３】
本発明の射出成形品の成形方法にあっては、
金型組立体は、キャビティに連通した加圧流体導入部を更に備え、
溶融樹脂射出部からのキャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の射出を開始した後、射出完了と同時、あるいは、射出完了後、加圧流体導入部を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入し、以て、成形品の内部に中空部を形成する形態とすることができる。尚、この本発明の射出成形品の成形方法を、便宜上、本発明の第２の態様に係る射出成形品の成形方法と呼ぶ。
【００１４】
本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る射出成形品の成形方法にあっては、成形品の表面に、液滴状の液体窒素を吹き付けることが好ましく、この場合、液滴状の液体窒素はミスト状であることが望ましく、より具体的には、液滴状の液体窒素の平均直径は０．１ｍｍ以下、好ましくは０．０１ｍｍ以下であることが望ましい。このように、液体窒素を液滴状あるいはミスト状とすることで、液体窒素を成形品の表面に効果的に付着させることができ、成形品の表面温度を効果的に低下させることができる。
【００１５】
成形品の表面の温度が低下すると液体窒素と成形品との間の熱交換効率が低下し、液体窒素が無駄となるので、上記の好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る射出成形品の成形方法にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付ける構成とすることが好ましい。そして、この場合、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開することが好ましく、更には、この場合、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持する構成とすることができる。そして、これらの好ましい構成にあっては、成形品の表面温度測定は、成形品と非接触状態で温度を測定する温度測定装置（具体的には、例えば、赤外線温度センサー）、あるいは又、成形品と接触状態で温度を測定する温度測定装置（例えば、成形品の表面に接触させた熱電対）を用いて行うことが好ましい。
【００１６】
以上の好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る射出成形品の成形方法（以下、これらを総称して、単に本発明と呼ぶ場合がある）にあっては、固定金型部、可動金型部は、炭素鋼、ステンレス鋼、アルミニウム合金、銅合金等の周知の金属材料から作製することができる。また、溶融樹脂射出部を、公知の如何なる形式のゲート部から構成することができ、具体的には、例えば、ダイレクトゲート構造、サイドゲート構造、ジャンプゲート構造、ピンポイントゲート構造、トンネルゲート構造、リングゲート構造、ファンゲート構造、ディスクゲート構造、フラッシュゲート構造、タブゲート構造、フィルムゲート構造を例示することができる。尚、固定金型部には溶融樹脂流路が設けられており、この溶融樹脂流路の構造として、スプルーとコールドランナーの組合せ、あるいは又、ホットランナーを挙げることができる。更には、固定金型部は金型組立体に備えられた固定金型部取付板（固定プラテン）に金型アダプターを介して取り付けられており、可動金型部は金型組立体に備えられた可動金型部取付板（可動プラテン）に取り付けられている。そして、可動金型部取付板（可動プラテン）は、例えば、型締め用油圧シリンダー内の油圧ピストンの作動によってタイバー上を平行移動できる構造となっており、油圧ピストンの作動によって、固定金型部と可動金型部とは型締めされあるいは型開きされる。
【００１７】
加圧流体導入部は、例えば、配管を介して加圧流体源に接続されている。加圧流体は、常温及び常圧で気体の物質であり、使用する熱可塑性樹脂と反応や混合しないものが望ましい。具体的には、窒素ガス、空気、炭酸ガス、ヘリウム等が挙げられるが、安全性及び経済性を考慮すると、窒素ガスやヘリウムガスが好ましい。加圧流体導入部は、その先端部が、キャビティに開口している構成とすることもできるし、キャビティ内に位置する構成とすることもできるし、溶融樹脂射出部内に開口している構成とすることもできる。尚、前二者の場合、加圧流体導入部は、可動金型部に配設されていてもよいし、固定金型部に配設されていてもよいし、可動金型部及び固定金型部に配設されていてもよい。
【００１８】
成形品の表面への液体窒素の吹き付け、特に、液滴状の液体窒素の吹き付けには、特開２００２−２２４５９２に開示されたノズルである、ノズル本体から成る外筒と、ノズルチップとを備え、内筒の中空部を液体流路とすると共に内筒と外筒の間を環状の気体流路とし、気体流路に旋回部材を介設して気体を旋回させながら外筒先端の気体噴射口から噴射させるようにし、且つ、内筒先端を外筒より僅かに突出させて、内筒先端の液体噴射口より噴射する液体に、旋回して噴射される気体を外部混合して噴霧させる構成としたノズルを用いることができる。あるいは又、特開平１１−２９２０１８に開示されたノズル組立体を用いることができる。ここで、このノズル組立体は、下端に細孔を有する噴霧ノズル、噴霧ノズルの外周部を囲繞し、細孔下方部が開口している大気パージ用のパージフード、パージフード内の空間部に乾燥ガスを供給する乾燥ガス供給管連結手段を有し、パージフード内の空間部に乾燥ガスを供給することにより、少なくとも細孔出口端を乾燥ガスでパージできるように構成されている。但し、液滴状の液体窒素の吹き付けのための噴霧ノズルは、これらの特許公開公報に開示された噴霧ノズルに限定されるものではない。
【００１９】
本発明にあっては、中実構造の成形品を成形する場合、キャビティ内に射出すべき溶融熱可塑性樹脂の量は、キャビティを完全に充填する量とする。一方、中空部を有する成形品を成形する場合、キャビティ内に射出すべき溶融熱可塑性樹脂の量は、キャビティを完全に充填する量であってもよいし、キャビティを完全には充填しない量であってもよい。
【００２０】
熱可塑性樹脂として、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；ポリオキシメチレン（ポリアセタール，ＰＯＭ）樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂等の結晶性熱可塑性樹脂を挙げることができる。また、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂；メタクリル樹脂；ポリカーボネート樹脂（直鎖状のポリカーボネート樹脂及び主鎖に分岐を有するポリカーボネート樹脂を含む）；変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルイミド樹脂；ポリアミドイミド樹脂；エラストマー等の非晶性熱可塑性樹脂を挙げることができる。
【００２１】
非晶性熱可塑性樹脂においては、ガラス転移温度Ｔgを前後して熱可塑性樹脂の固化又は軟化が生じる。一方、結晶性熱可塑性樹脂においては、ガラス転移温度Ｔgを前後して分子鎖のミクロな運動が停止し、ガラス転移温度Ｔgを境に不連続に弾性率が変化する。熱可塑性樹脂の弾性率が高くなるガラス転移温度Ｔg以下に成形品表面を冷却、保持することは、成形品における冷却に伴う収縮に起因したヒケを、内部の歪み、真空ボイドや中空部に変えるのに有効である。
【００２２】
更には、ポリマーアロイ材料から成る熱可塑性樹脂を用いることができる。ここで、ポリマーアロイ材料は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたもの、又は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂を化学的に結合させたブロック共重合体若しくはグラフト共重合体から成る。ポリマーアロイ材料は、単独の熱可塑性樹脂のそれぞれが有する特有な性能を合わせ持つことができる高機能材料として広く使用されている。少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料を構成する熱可塑性樹脂として、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂；ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；メタクリル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；変性ＰＰＥ樹脂；ポリブチレンテレフタレート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂；ポリオキシメチレン樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリイミド樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリエーテルケトン樹脂；ポリエーテルエーテルケトン樹脂；ポリエステルカーボネート樹脂を挙げることができる。２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂とＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイ材料を例示することができる。尚、このような樹脂の組合せを、ポリカーボネート樹脂／ＡＢＳ樹脂と表記する。以下においても同様である。更に、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂／ＰＥＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＨＩＰＳ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミド系樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミドＭＸＤ６樹脂、ポリオキシメチレン樹脂／ポリウレタン樹脂、ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂を例示することができる。
【００２３】
尚、以上に説明した各種の熱可塑性樹脂に、添加剤や、充填剤、強化剤を加えることもできる。
【００２４】
添加剤として、可塑剤；安定剤；酸化防止剤：紫外線吸収剤；ニッケルビス（オクチルフェニル）サルファイド等の有機ニッケル化合物、ヒンダードアミン系化合物等の紫外線安定剤；帯電防止剤；難燃剤；バイナジン、プリベントール、チアベンダゾール等の防かび剤；流動パラフィン、ポリエチレンワックス、脂肪酸アマイド等の滑剤；ＡＤＣＡ等の有機発泡剤；透明核剤；有機顔料、無機顔料といった各種の着色剤；架橋剤；アクリルグラフトポリマー、ＭＢＳ等の耐衝撃強化剤を挙げることができる。
【００２５】
可塑剤として、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−ｎ−ブチル、フタル酸−２−エチルヘキシル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ブチルベンジル、フタル酸ジシクロヘキシル等のフタル酸類；リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリクレシル、リン酸トリフェニル等のリン酸エステル類；オレイン酸ブチル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸−ｎ−ヘキシン、アジピン酸ジ−２−エチルヘキシル等の脂肪酸塩基エステル類；ジエチレングリコールジベンゾエート等のアルコールエステル類；クエン酸アセチルトリエチル、マレイン酸ジブチル等のオキシ酸エステル類；トリメリット系可塑剤；ポリエステル系可塑剤；エポキシ系可塑剤；塩化パラフィン系可塑剤を挙げることができる。
【００２６】
安定剤として、ジ−ｎ−オクチルスズ化合物、ジ−ｎ−ブチルスズ化合物、ジメチルスズ化合物等の有機スズ系安定剤；三塩基性硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛、ケイ酸鉛等の鉛化合物系安定剤；カドミウム石けん、鉛石けん、亜鉛石けん等の金属石けん系安定剤；リン酸トリスノニル；リン酸トリスノニルフェニル等を挙げることができる。
【００２７】
酸化防止剤として、ジブチルクレゾール、ブチルヒドロキシアニソール等のフェノール系酸化防止剤；メチレンビス（メチルブチルフェノール）、チオビス（メチルブチルフェノール）等のビスフェノール系酸化防止剤；トリス（メチルヒドロキシブチルフェニル）ブタン、トコフェノール等のポリフェノール系酸化防止剤；ジミリスチルチオジプロピオネート等の有機イオウ化合物；トリス（モノ／ジノニルフェニル）ホスファイト等の有機リン化合物を挙げることができる。
【００２８】
紫外線吸収剤として、サリチル酸フェニル、サリチル酸ブチルフェニル等のサリチル酸系紫外線吸収剤；ジヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系紫外線吸収剤；（ヒドロキシメチルフェニル）ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤；アクリル酸エチルヘキシルシアノジフェノニル等のシアノアクリレート系紫外線吸収剤を挙げることができる。
【００２９】
帯電防止剤として、ポリ（オキシエチレン）アルキルアミン、ポリ（オキシエチレン）アルキルフェニルエーテル等の非イオン界面活性剤系帯電防止剤；アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルリン酸塩等の陰イオン界面活性剤系帯電防止剤；第４級アンモニウムクロライド等の陽イオン界面活性剤系帯電防止剤；両性系界面活性剤；電導性樹脂を挙げることができる。
【００３０】
難燃剤として、テトラブロモビスフェノールＡ、ポリブロモビフェノール、ビス（ヒドロキシジブロモフェニル）プロパン、塩化パラフィン等のハロゲン系難燃剤；リン酸アンモニウム、リン酸トリクレジル等のリン系難燃剤；三酸化アンチモン；赤リン；酸化スズ等を挙げることができる。
【００３１】
また、充填剤、強化剤として、無機系材料；ステンレス鋼繊維、高強度アモルファス金属繊維、ステンレス箔、スチール箔、銅箔等の金属系材料；高分子ポリエチレン繊維、高強力ポリアレート繊維、パラ系全芳香族ポリアミド繊維、アラミド繊維、ＰＥＥＫ繊維、ＰＥＩ繊維、ＰＰＳ繊維、フッ素樹脂繊維、フェノール樹脂繊維、ビニロン繊維、ポリアセタール繊維等の有機系材料；粉系材料を挙げることができる。
【００３２】
無機系の充填剤、強化剤として、ガラス繊維、ガラス長繊維、石英ガラス繊維等のガラス系材料；ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、グラファイトウィスカ等の炭素系材料；炭化ケイ素繊維、炭化ケイ素連続繊維、炭化ケイ素ウィスカ、炭化ケイ素ウィスカシート等の炭化ケイ素系材料；ボロン繊維といったボロン系材料；Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ繊維といったＳｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ系材料；チタン酸カリウム繊維、チタン酸カリウムウィスカ、チタン酸カリウム系導電性ウィスカ等のチタン酸カリウム系材料；窒化ケイ素ウィスカ、窒化ケイ素ウィスカシート等の窒化ケイ素系材料；硫酸カルシウムウィスカといった硫酸カルシウム系材料を挙げることができる。
【００３３】
粉系の充填剤、強化剤として、マイカフレーク、マイカ粉、シラスバルーン、シリカ微粉、タルク粉、水酸化アルミニウム粉、水酸化マグネシウム粉末、マグネシウムシリケート粉末、硫酸カルシウム微粉、球状中空ガラス粉、金属化粉、高純度合成シリカ微粉、二硫化タングステン粉末、タングステンカーバイト粉、ジルコニア微粉、ジルコニア系微粉末、部分安定化ジルコニア粉末、アルミナ−ジルコニア複合粉末、複合金属粉末、鉄粉、アルミニウム粉、モリブデン金属粉、タングステン粉、窒化アルミニウム粉末、ナイロン微粒子粉、シリコーン樹脂微粉末、スピネル粉末、アモルファス合金粉末、アルミフレーク、ガラスフレークを挙げることができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明にあっては、金型組立体から成形品を取り出した後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を冷却、固化させるので、容易な方法で成形品にヒケが発生することを確実に防止することができる。それ故、成形品の曲がり部分の強度の低下防止や、複雑な表面を持つ部分の精度を保持することができる。しかも、成形サイクルが長くなることはない。また、液体窒素は、常温で容易に揮発するし、毒性の無い、不活性な流体であり、蒸発しても残渣が残らない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００３６】
実施例１は、本発明の第１の態様に係る射出成形品の成形方法に関する。金型組立体及び液体窒素噴霧装置の概念図を、図１の（Ａ）及び図１の（Ｂ）に示す。
【００３７】
実施例１の金型組立体１０は、固定金型部１１、可動金型部１２、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めすることによって形成されるキャビティ１３、及び、キャビティ１３に開口した溶融樹脂射出部（ゲート部）１４を備えている。溶融樹脂射出部１４は、固定金型部１１内に設けられた溶融樹脂流路１５を介して射出用シリンダー１６と連通しており、サイドゲート構造を有する。
【００３８】
また、液体窒素噴霧装置２０は、液体窒素供給源２１、液体窒素供給源２１に配管２３を介して接続された噴霧弁２２、噴霧弁２２に配管２４を介して接続された噴霧ノズル２５、温度測定装置２６、温度測定装置２６を移動させるための移動手段２７、並びに、噴霧弁２２、温度測定装置２６及び移動手段２７の動作等を制御する制御装置２８から構成されている。
【００３９】
実施例１においては、成形品の表面に、液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付ける。また、温度測定装置２６を、成形品と非接触状態で温度を測定する温度測定装置（具体的には、例えば、赤外線温度センサー）、あるいは又、成形品と接触状態で温度を測定する温度測定装置（例えば、成形品の表面に接触させた熱電対）とする。更には、熱可塑性樹脂として、ガラス転移温度Ｔgが１５０゜Ｃのポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ユーピロンＳ３０００）を用いる。
【００４０】
実施例１にあっては、成形品は、中実構造であり、自動車のアウターハンドルから成る。実施例１における金型組立体は、成形品２個取りの構成である。但し、図面では、金型組立体において成形品を１つ成形するように図示している。
【００４１】
以下、実施例１の射出成形品の成形方法を説明する。
【００４２】
実施例１の射出成形品の成形方法にあっては、先ず、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めし、射出用シリンダー１６で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路１５を介して溶融樹脂射出部１４からキャビティ１３内に射出した。射出条件を、以下の表１に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ１３を完全に充填する量とした。
【００４３】
［表１］
金型温度： ８０゜Ｃ
樹脂温度：２８０゜Ｃ
射出時間： ６秒
【００４４】
射出完了後、６０秒間、５×１０7Ｐａの圧力で保圧を行い、その後、２０秒間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後（より具体的には、射出開始から８８秒が経過した後）、成形品の表面に、液体窒素噴霧装置２０を用いて液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを６０秒間、連続的に継続して行った。
【００４５】
具体的には、制御装置２８の制御下、移動手段２７を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置２６を配置し、液体窒素供給源２１から配管２３、噴霧弁２２、配管２４を介して噴霧ノズル２５から成形品に液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置２６によって常に測定されている。
【００４６】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、８５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−１０゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１２０秒が経過した時点で１２０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は１２０゜Ｃを超えることはなかった。
【００４７】
即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【００４８】
比較のために、実施例１と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例１と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で８５゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから６０秒が経過した時点で１６０゜Ｃとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔgである１５０゜Ｃを超えてしまった。そして、この比較例１における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。
【実施例２】
【００４９】
実施例２は、実施例１の変形である。実施例１においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例２にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを１０秒間行い、次の１０秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を１サイクルとし、６サイクルを実行した。
【００５０】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、８５゜Ｃであったものが、最終サイクルの実行中において、即ち、１１０秒が経過した時点で、−１５゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１８０秒が経過した時点で１１５゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は１１５゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例２においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例３】
【００５１】
実施例３は、実施例２の変形である。実施例３にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度（具体的には、実施例３にあっては、１２０゜Ｃ）以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例３にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、８５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付けを５回、実行した後（具体的には、液体窒素の吹き付け開始から１３２秒が経過した時点で）、−１９゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１８２秒が経過した時点で１１０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は１１０゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例３においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例４】
【００５２】
実施例４は、実施例１の変形である。実施例４にあっては、実施例１と異なり、熱可塑性樹脂として、ガラス転移温度Ｔgが１０２゜Ｃ、ガラス繊維３０重量％添加のポリアミドＭＸＤ６樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製レニー１００２Ｆ）を用いる。
【００５３】
以下、実施例４の射出成形品の成形方法を説明する。
【００５４】
実施例４の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めし、射出用シリンダー１６で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路１５を介して溶融樹脂射出部１４からキャビティ１３内に射出した。射出条件を、以下の表２に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ１３を完全に充填する量とした。
【００５５】
［表２］
金型温度：１３０゜Ｃ
樹脂温度：２７０゜Ｃ
射出時間： ６秒
【００５６】
射出完了後、６０秒間、５×１０7Ｐａの圧力で保圧を行い、その後、２０秒間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後（より具体的には、射出開始から８６秒が経過した後）、成形品の表面に、液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを８０秒間、連続的に継続して行った。
【００５７】
具体的には、制御装置２８の制御下、移動手段２７を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置２６を配置し、液体窒素供給源２１から配管２３、噴霧弁２２、配管２４を介して噴霧ノズル２５から成形品に液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置２６によって常に測定されている。
【００５８】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−１０゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１４０秒が経過した時点で９０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は９０゜Ｃを超えることはなかった。
【００５９】
即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【００６０】
比較のために、実施例４と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例４と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で１３５゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから６０秒が経過した時点で１７０゜Ｃとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔgである１０２゜Ｃを超えてしまった。そして、この比較例４における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。
【実施例５】
【００６１】
実施例５は、実施例４の変形である。実施例４においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例５にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを１０秒間行い、次の１０秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を１サイクルとし、８サイクルを実行した。
【００６２】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、最終サイクルの実行中において、即ち、１５０秒が経過した時点で、−１５゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から２１０秒が経過した時点で８５゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は８５゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例５においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例６】
【００６３】
実施例６は、実施例５の変形である。実施例６にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度（具体的には、実施例６にあっては、９０゜Ｃ）以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例６にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付けを７回、実行した後（具体的には、液体窒素の吹き付け開始から１６５秒が経過した時点で）、−１５゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から２２５秒が経過した時点で８０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は８０゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例６においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例７】
【００６４】
実施例７は、実施例１の変形であり、本発明の第２の態様に係る射出成形品の成形方法に関する。実施例１〜実施例６においては、中実構造を有する成形品を成形した。一方、実施例７、あるいは、後述する実施例８〜実施例１３にあっては、中空部を有する成形品を成形する。
【００６５】
金型組立体の概念図を図２に示すように、実施例７における金型組立体１０Ａは、キャビティに連通した加圧流体導入部を更に備えている。尚、加圧流体導入部は、具体的には、加圧流体導入ノズル３３から構成されており、この加圧流体導入ノズル３３は、加圧流体導入ノズル３３を移動させるための移動手段（図示せず）に取り付けられている。加圧流体導入ノズル３３は、配管３２を介して加圧流体源３１に接続されている。加圧流体導入ノズル３３は、可動金型部１２に配設されており、キャビティ１３に開口している。加圧流体は窒素ガスから成る。
【００６６】
液体窒素噴霧装置の構成、構造は、図１の（Ｂ）に示した実施例１における液体窒素噴霧装置２０の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００６７】
実施例１と同様に、実施例７においても、成形品の表面に、液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付ける。また、温度測定装置２６を、成形品と非接触状態で温度を測定する温度測定装置（具体的には、例えば、赤外線温度センサー）、あるいは又、成形品と接触状態で温度を測定する温度測定装置（例えば、成形品の表面に接触させた熱電対）とする。更には、熱可塑性樹脂として、実施例１と同じガラス転移温度Ｔgが１５０゜Ｃのポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ユーピロンＳ３０００）を用いる。
【００６８】
実施例７にあっては、成形品は、中空部を有し、自動車用のドアハンドルから成る。実施例７における金型組立体は、成形品２個取りの構成である。但し、図面では、金型組立体において成形品を１つ成形するように図示している。
【００６９】
以下、実施例７の射出成形品の成形方法を説明する。
【００７０】
実施例７の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めし、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル３３を前進端に位置させることで、加圧流体導入ノズル３３の先端部をキャビティ１３内に配置した。そして、射出用シリンダー１６で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路１５を介して溶融樹脂射出部１４からキャビティ１３内に射出した。射出条件を、以下の表３に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ１３を体積ベースで７５％、充填する量とした。
【００７１】
［表３］
金型温度： ８０゜Ｃ
樹脂温度：２８０゜Ｃ
射出時間： ６秒
【００７２】
射出開始から６．５秒後、加圧流体導入部である加圧流体導入ノズル３３を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体である窒素ガス（圧力：１×１０7Ｐａ）を導入し、成形品の内部に中空部を形成した。
【００７３】
そして、射出開始から６０秒間、加圧流体を導入し続け、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル３３を後進端に位置させることで、成形品の内部に形成された中空部内の加圧流体を大気中に開放した。その後、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後（より具体的には、射出開始から４５秒が経過した後）、成形品の表面に、液体窒素噴霧装置２０を用いて液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを６０秒間、連続的に継続して行った。
【００７４】
具体的には、制御装置２８の制御下、移動手段２７を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置２６を配置し、液体窒素供給源２１から配管２３、噴霧弁２２、配管２４を介して噴霧ノズル２５から成形品に液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置２６によって常に測定されている。
【００７５】
２つの成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、約１５０゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付け完了時（即ち、液体窒素の吹き付け開始時から６０秒が経過した時点で）約５２゜Ｃ、約−２゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から２００秒が経過した時点で約１２５゜Ｃ、約１０５゜Ｃとなった。実施例７における２つの成形品の表面温度の測定結果を、図３に、「白四角印」及び「黒四角印」で示す。
【００７６】
即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。ヒケ量の測定結果を図４に示す。
【００７７】
比較のために、実施例７と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例７と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で約１５０゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから１００秒が経過した時点で約１８０゜Ｃとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔgである１５０゜Ｃを超えてしまった。そして、この比較例７における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。比較例７の成形品の表面温度の測定結果を、図３に、「白丸印」及び「黒丸印」で示す。また、ヒケ量の測定結果を図４に示す。
【実施例８】
【００７８】
実施例８は、実施例７の変形である。実施例７においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例８にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを１０秒間行い、次の１０秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を１サイクルとし、６サイクルを実行した。
【００７９】
２つの成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、約１５０゜Ｃであったものが、最終サイクルの実行中において、即ち、１１０秒が経過した時点で、２つの成形品共、約−１０゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１７０秒が経過した時点で約７５゜Ｃ、約６０゜Ｃとなった。このように実施例８においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。２つの成形品の表面温度の測定結果を、図３に、「白三角印」及び「黒三角印」で示す。また、ヒケ量の測定結果を図４に示す。
【実施例９】
【００８０】
実施例９は、実施例７及び実施例８の変形である。実施例７及び実施例８においては、射出開始から４５秒が経過した後、液滴状の液体窒素の吹き付けを開始した。一方、実施例９にあっては、射出開始から７０秒が経過した後、液滴状の液体窒素の吹き付けを開始した。その他の条件は、実施例７及び実施例８と同じである。尚、射出開始から７０秒が経過した後に液滴状の液体窒素の吹き付けを開始したことを除き、その他の条件を実施例７と同じとした実施例９を、実施例９Ａと呼び、射出開始から７０秒が経過した後に液滴状の液体窒素の吹き付けを開始したことを除き、その他の条件を実施例８と同じとした実施例９を、実施例９Ｂと呼ぶ。
【００８１】
また、比較例９Ａとして、実施例９と同様に、射出開始から７０秒間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。更には、比較例９Ｂとして、実施例９と同様に、但し、射出開始から１２０秒間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。
【００８２】
これらの射出成形方法を実行し、金型組立体から成形品を取り出した後の成形品の表面温度を測定した結果を、図５に、「白四角印」（実施例９Ａ）、「白三角印」及び「黒三角印」（実施例９Ｂ）、「白丸印」及び「黒丸印」（比較例９Ａ）、並びに、「白菱形印」（比較例９Ｂ）で示す。また、ヒケ量の測定結果を図６及び図７に示す。
【００８３】
実施例９にあっても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【００８４】
尚、比較例９Ｂに見られるように、射出開始から１２０秒も経過すると、成形品の表面温度がガラス転移温度Ｔg以下となるので、金型組立体から成形品を取り出した後にあっても、ヒケの発生は微小である。但し、成形サイクルが長くなることが大きな問題である。
【実施例１０】
【００８５】
実施例１０は、実施例８の変形である。実施例１０にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度（具体的には、実施例１０にあっては、１２０゜Ｃ）以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例１０にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１５０゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付けを５回、実行した後（具体的には、液体窒素の吹き付け開始から１３２秒が経過した時点で）、−１０゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１９２秒が経過した時点で１００゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は１００゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例１０においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例１１】
【００８６】
実施例１１は、実施例７の変形である。実施例１１にあっては、実施例７と異なり、熱可塑性樹脂として、実施例４と同じ熱可塑性樹脂（具体的には、ガラス転移温度Ｔgが１０２゜Ｃ、ガラス繊維３０重量％添加のポリアミドＭＸＤ６樹脂，三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製レニー１００２Ｆ）を用いる。
【００８７】
以下、実施例１１の射出成形品の成形方法を説明する。
【００８８】
実施例１１の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めし、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル３３を前進端に位置させることで、加圧流体導入ノズル３３の先端部をキャビティ１３内に配置した。そして、射出用シリンダー１６で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路１５を介して溶融樹脂射出部１４からキャビティ１３内に射出した。射出条件を、以下の表４に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ１３を体積ベースで７５％、充填する量とした。
【００８９】
［表４］
金型温度：１３０゜Ｃ
樹脂温度：２７０゜Ｃ
射出時間： ６秒
【００９０】
射出開始から６．５秒後、加圧流体導入部である加圧流体導入ノズル３３を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体である窒素ガス（圧力：１×１０7Ｐａ）を導入し、成形品の内部に中空部を形成した。
【００９１】
そして、射出開始から６０秒間、加圧流体を導入し続け、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、図示しない移動手段を作動させて加圧流体導入ノズル３３を後進端に位置させることで、成形品の内部に形成された中空部内の加圧流体を大気中に開放した。その後、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後（より具体的には、射出開始から８６秒が経過した後）、成形品の表面に、液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを６０秒間、連続的に継続して行った。
【００９２】
具体的には、制御装置２８の制御下、移動手段２７を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置２６を配置し、液体窒素供給源２１から配管２３、噴霧弁２２、配管２４を介して噴霧ノズル２５から成形品に液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置２６によって常に測定されている。
【００９３】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−１０゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１２０秒が経過した時点で９０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は９０゜Ｃを超えることはなかった。
【００９４】
即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【００９５】
比較のために、実施例１１と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例１１と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を室内に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で１３５゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから６０秒が経過した時点で１８０゜Ｃとなり、熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔgである１０２゜Ｃを超えてしまい、この比較例１１における成形品にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。
【実施例１２】
【００９６】
実施例１２は、実施例１１の変形である。実施例１１においては、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを連続的に継続して行った。一方、実施例１２にあっては、成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けた。具体的には、金型組立体から成形品を取り出した後、液体窒素の吹き付けを１０秒間行い、次の１０秒間は液体窒素の吹き付けを停止するといった操作を１サイクルとし、７サイクルを実行した。
【００９７】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、最終サイクルの実行中において、−１５゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１９０秒が経過した時点で８５゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は８５゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例１２においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例１３】
【００９８】
実施例１３は、実施例１２の変形である。実施例１３にあっては、液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度（具体的には、実施例１３にあっては、９０゜Ｃ）以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開する。実施例１３にあっては、成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、１３５゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付けを７回、実行した後（具体的には、液体窒素の吹き付け開始から１６５秒が経過した時点で）、−１５゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から２２５秒が経過した時点で８０゜Ｃとなった。尚、成形品の表面温度は８０゜Ｃを超えることはなかった。このように実施例１３においても、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【実施例１４】
【００９９】
実施例１４は、実施例１の変形である。実施例１４にあっては、実施例１と異なり、熱可塑性樹脂として、結晶性熱可塑性樹脂（具体的には、溶融温度Ｔcが１６６゜Ｃ、ガラス転移温度Ｔgが−９０゜Ｃのポリアセタール樹脂，三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製Ｆ２０−０３）を用いる。
【０１００】
以下、実施例１４の射出成形品の成形方法を説明する。
【０１０１】
実施例１４の射出成形品の成形方法にあっても、先ず、固定金型部１１と可動金型部１２とを型締めし、射出用シリンダー１６で可塑化、溶融、計量した溶融熱可塑性樹脂を、溶融樹脂流路１５を介して溶融樹脂射出部１４からキャビティ１３内に射出した。射出条件を、以下の表５に例示する。溶融熱可塑性樹脂の射出量は、キャビティ１３を完全に充填する量とした。
【０１０２】
［表５］
金型温度： ６０゜Ｃ
樹脂温度：１９０゜Ｃ
射出時間： ６秒
【０１０３】
射出完了後、６０秒間、５×１０7Ｐａの圧力で保圧を行い、その後、２０秒間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後（より具体的には、射出開始から８６秒が経過した後）、成形品の表面に、液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を冷却、固化させた。より具体的には、液体窒素の吹き付けを８０秒間、連続的に継続して行った。
【０１０４】
具体的には、制御装置２８の制御下、移動手段２７を作動させることで、金型組立体から取り出された成形品の近傍に温度測定装置２６を配置し、液体窒素供給源２１から配管２３、噴霧弁２２、配管２４を介して噴霧ノズル２５から成形品に液滴状の液体窒素（平均直径：０．１ｍｍ以下）を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させた。成形品の表面温度は、温度測定装置２６によって常に測定されている。
【０１０５】
成形品の表面温度は、液体窒素の吹き付け開始時、７０゜Ｃであったものが、液体窒素の吹き付け完了時、−１００゜Ｃとなった。その後、液体窒素の吹き付け開始時から１４０秒が経過した時点で雰囲気温度である２４゜Ｃとなった。
【０１０６】
即ち、金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する結晶性熱可塑性樹脂のガラス転移温度Ｔg以下に保持したので、成形品の表面のヒケ発生は微小であった。
【０１０７】
比較のために、実施例１４と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例１４と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を水中（５゜Ｃ）に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で７０゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから６０秒が経過した時点で５゜Ｃとなった。この比較例にあっては、成形品の表面にヒケが発生していた。また、成形品を水中から取り出し、乾燥したところ、成形品表面に水分の残渣が残った。
【０１０８】
更には、比較のために、実施例１４と同様の条件にて溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３に射出し、実施例１４と同じ時間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部１１及び可動金型部１２を型開きして金型組立体から成形品を取り出した。そして、その後、成形品を空気中に放置した。成形品の表面温度は、金型組立体から取り出した時点で７０゜Ｃであったものが、金型組立体からの取り出しから６０秒が経過した時点で１１５゜Ｃとなった。この比較例にあっては、成形品の表面に著しいヒケが発生していた。
【０１０９】
以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例にて説明した金型組立体や液体窒素噴霧装置の構成、構造、実施例にて使用した熱可塑性樹脂、射出成形条件等は例示であり、適宜変更することができる。実施例７〜実施例１３においては、加圧流体注入ノズル３３を可動金型部１２に配設したが、固定金型部１１に配設することもできるし、固定金型部１１と可動金型部１２の両方に配設することもできる。
【０１１０】
場合によっては、キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きした後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を更に冷却、固化させ、次いで、金型組立体から成形品を取り出すといった方法を採用してもよい。また、液体窒素の代わりに、粉末状のドライアイスや液体二酸化炭素を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】図１の（Ａ）は、実施例１における金型組立体の概念図であり、図１の（Ｂ）は、実施例１における液体窒素噴霧装置の概念図である。
【図２】図２は、実施例７における金型組立体の概念図である。
【図３】図３は、実施例７、実施例８及び比較例７における成形品の表面温度の測定結果を示すグラフである。
【図４】図４は、実施例７、実施例８及び比較例７における成形品のヒケ量の測定結果を示すグラフである。
【図５】図５は、実施例９Ａ、実施例９Ｂ、比較例９Ａ及び比較例９Ｂにおける成形品の表面温度の測定結果を示すグラフである。
【図６】図６は、実施例９Ａ、実施例９Ｂ及び比較例９Ａにおける成形品のヒケ量の測定結果を示すグラフである。
【図７】図７は、比較例９Ｂにおける成形品のヒケ量の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１２】
１０・・・金型組立体、１１・・・固定金型部、１２・・・可動金型部、１３・・・キャビティ、１４・・・溶融樹脂射出部（ゲート部）、１５・・・溶融樹脂流路、１６・・・射出用シリンダー、２０・・・液体窒素噴霧装置、２１・・・液体窒素供給源、２２・・・噴霧弁、２３，２４・・・配管、２５・・・噴霧ノズル、２６・・・温度測定装置、２７・・・移動手段、２８・・・制御装置、３１・・・加圧流体源、３２・・・配管、３３・・・加圧流体導入ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型部、可動金型部、固定金型部と可動金型部とを型締めすることによって形成されるキャビティ、及び、キャビティに開口した溶融樹脂射出部を備えた金型組立体を使用し、
キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きして金型組立体から成形品を取り出す射出成形品の成形方法であって、
金型組立体から成形品を取り出した後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を冷却、固化させる工程を含むことを特徴とする射出成形品の成形方法。
【請求項２】
金型組立体は、キャビティに連通した加圧流体導入部を更に備え、
溶融樹脂射出部からのキャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の射出を開始した後、射出完了と同時、あるいは、射出完了後、加圧流体導入部を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入し、以て、成形品の内部に中空部を形成することを特徴とする請求項１に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項３】
成形品の表面に、液滴状の液体窒素を吹き付けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項４】
液滴状の液体窒素の平均直径は０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項５】
成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項６】
液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開することを特徴とする請求項５に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項７】
金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度以下に保持することを特徴とする請求項６に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項８】
成形品の表面温度測定は、成形品と非接触状態又は接触状態で温度を測定する温度測定装置を用いて行うことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項１】
固定金型部、可動金型部、固定金型部と可動金型部とを型締めすることによって形成されるキャビティ、及び、キャビティに開口した溶融樹脂射出部を備えた金型組立体を使用し、
キャビティ内に溶融樹脂射出部から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化し、次いで、固定金型部及び可動金型部を型開きして金型組立体から成形品を取り出す射出成形品の成形方法であって、
金型組立体から成形品を取り出した後、成形品の表面に液体窒素を吹き付け、成形品を冷却、固化させる工程を含むことを特徴とする射出成形品の成形方法。
【請求項２】
金型組立体は、キャビティに連通した加圧流体導入部を更に備え、
溶融樹脂射出部からのキャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の射出を開始した後、射出完了と同時、あるいは、射出完了後、加圧流体導入部を介してキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の内部に加圧流体を導入し、以て、成形品の内部に中空部を形成することを特徴とする請求項１に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項３】
成形品の表面に、液滴状の液体窒素を吹き付けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項４】
液滴状の液体窒素の平均直径は０．１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項５】
成形品の表面に、間欠的に液体窒素を吹き付けることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項６】
液体窒素の吹き付けを停止しているときに成形品の表面温度を測定し、成形品の表面温度が所定の温度以上となったとき、液体窒素の吹き付けを再開することを特徴とする請求項５に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項７】
金型組立体から成形品を取り出し、成形品の表面への液体窒素の吹き付けを開始した後にあっては、成形品の表面温度を、成形品を構成する熱可塑性樹脂のガラス転移温度以下に保持することを特徴とする請求項６に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項８】
成形品の表面温度測定は、成形品と非接触状態又は接触状態で温度を測定する温度測定装置を用いて行うことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の射出成形品の成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１５９８０６（Ｐ２００６−１５９８０６Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５７６４４（Ｐ２００４−３５７６４４）
【出願日】平成１６年１２月１０日（２００４．１２．１０）
【出願人】（５９４１３７５７９）三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 (609)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１０日（２００４．１２．１０）
【出願人】（５９４１３７５７９）三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 (609)
【Ｆターム（参考）】
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