射出成形方法及び射出成形装置
【課題】プリプラ式射出成形装置を用いて、次ショットの際の樹脂混じりが殆どない二層構造の樹脂成形品を成形する射出成形方法を提供する。
【解決手段】樹脂原料３０ｂ，４０ｂを可塑化溶融する可塑化装置３，４と、溶融樹脂３ｂ，４ｂを金型６内に射出する射出装置ＩＵが独立して設けられたプリプラ式射出成形装置ＩＭＤにおいて、第一の可塑化装置３の第一樹脂流路３ａが射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに接続されていると共に、第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａが、第一の可塑化装置３よりも射出ノズル５側に接続されており、規定量の第二の溶融樹脂４ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出して充填したのち、第一の溶融樹脂３ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出して充填し、射出シリンダ１内の第一の溶融樹脂３ｂと第二の溶融樹脂４ｂを、射出プランジャ２によって一度に金型６内に射出する構成とする。
【解決手段】樹脂原料３０ｂ，４０ｂを可塑化溶融する可塑化装置３，４と、溶融樹脂３ｂ，４ｂを金型６内に射出する射出装置ＩＵが独立して設けられたプリプラ式射出成形装置ＩＭＤにおいて、第一の可塑化装置３の第一樹脂流路３ａが射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに接続されていると共に、第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａが、第一の可塑化装置３よりも射出ノズル５側に接続されており、規定量の第二の溶融樹脂４ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出して充填したのち、第一の溶融樹脂３ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出して充填し、射出シリンダ１内の第一の溶融樹脂３ｂと第二の溶融樹脂４ｂを、射出プランジャ２によって一度に金型６内に射出する構成とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂原料を別に設けた可塑化装置で可塑化し、これを射出プランジャへと送り込んだのち、射出プランジャを前進させて射出するプリプラ式射出成形装置を用いて、二層構造の樹脂成形品を成形する射出成形方法及び射出成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インラインスクリュー方式の第一射出ユニットと第二射出ユニットを有する射出成形装置を用いて、多層構造の樹脂成形品を成形する方法が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、射出プランジャを有するプリプラ式射出成形装置においても、新たな射出ユニット（プランジャ方式、或いは、インラインスクリュー方式）を追加することで、上記インラインスクリュー方式の射出成形装置と同様に、多層構造の樹脂成形品を成形することができる。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のように、インラインスクリュー方式の第一射出ユニットとインラインスクリュー方式の第二射出ユニットを組み合わせた射出成形装置、或いは、インラインスクリュー方式の射出ユニットとプランジャ方式の射出プランジャを組み合わせた射出成形装置は、射出するタイミングや射出圧の制御などが複雑になってしまうと共に、機械が大型化してしまうという問題があった。また、インラインスクリュー方式の射出成形装置は、スクリュー先端部に取り付けられるチェック弁機能を有した逆流防止装置の構造的な要因により、精密成形には不利になるという問題もある。
【０００５】
一方、射出プランジャを有する射出装置に、射出装置を持たない可塑化装置を接続したプリプラ式射出成形装置で、多層構造の樹脂成形品を成形する方法もある（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２７６０５１号公報
【特許文献２】特開平０８−２８１７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２のようなプリプラ式射出成形装置は、射出プランジャに射出装置を持たない可塑化装置を接続しているため、ノズルクリーニングができず、次ショットの際に可塑化装置から送り出される溶融樹脂と射出装置の樹脂流路内に残存している溶融樹脂とが混ざってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、射出プランジャを有する射出装置に、射出装置を持たない可塑化装置を接続したシンプル且つコンパクトな構造のプリプラ式射出成形装置を用いているにも拘わらず、次ショットの際の樹脂混じりが殆どない射出成形方法及び射出成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る射出成形方法は、樹脂原料を可塑化溶融する可塑化装置と、該装置で可塑化された溶融樹脂を射出シリンダ内に充填し、射出プランジャによって金型内に射出する射出装置とがそれぞれ独立して設けられたプリプラ式射出成形装置において、第一の樹脂原料を可塑化溶融する第一の可塑化装置の第一樹脂流路が射出シリンダの合流樹脂流路に接続されていると共に、第二の樹脂原料を可塑化溶融する第二の可塑化装置の第二樹脂流路が、第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続されており、第二の可塑化装置で可塑化溶融された規定量の第二の溶融樹脂を射出シリンダの合流樹脂流路に送り出して充填したのち、第一の溶融樹脂を射出シリンダの合流樹脂流路に送り出して充填し、射出シリンダ内の第一の溶融樹脂と第二の溶融樹脂を、射出プランジャによって一度に金型内に射出することを特徴とするものである。
【００１０】
次に、本発明の射出成形装置は、樹脂原料を可塑化溶融する可塑化装置と、該装置で可塑化された溶融樹脂を射出シリンダ内に充填し、射出プランジャによって金型内に射出する射出装置とがそれぞれ独立して設けられたプリプラ式射出成形装置であって、第一の樹脂原料を可塑化溶融する第一の可塑化装置の第一樹脂流路が射出シリンダの合流樹脂流路に接続されていると共に、第二の樹脂原料を可塑化溶融する第二の可塑化装置の第二樹脂流路が、第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の射出成形装置においては、第二の可塑化装置の第二樹脂流路の接続箇所が、射出ノズルの直近であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の射出成形方法は、可塑化装置と射出装置とが独立したシンプル且つコンパクトなプリプラ式射出成形装置を用いるので、装置の設置場所を選ばず、精密な二層構造の樹脂成形品を成形することができる。この射出成形方法に用いるプリプラ式射出成形装置は、第二の樹脂原料を可塑化溶融する第二の可塑化装置の第二樹脂流路が、第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続されているので、第二の可塑化装置で可塑化溶融された第二の溶融樹脂を射出シリンダの合流樹脂流路に送り出すと、合流樹脂流路内に残っている第一の溶融樹脂が、その送り出された第二の溶融樹脂によって射出プランジャ側に押し戻されることになって、第二の溶融樹脂は射出シリンダ内の先端部（射出ノズル側）に充填されることになると共に、第一の溶融樹脂は射出シリンダ内の射出プランジャ側に充填されることになる。従って、第二の溶融樹脂と第一の溶融樹脂との境界が明確になって、合流樹脂流路内に残存している第一の溶融樹脂と第二の可塑化装置から送り出された第二の溶融樹脂とが混ざることが殆どなくなるので、その後、第一の溶融樹脂を合流樹脂流路に充填して金型内に射出しても、二種類の溶融樹脂の混じりが殆どない二層の樹脂成形品を得ることができる。このようにして樹脂成形品を成形すると、第二の溶融樹脂が樹脂成形品の表面層を形成し、第一の溶融樹脂が樹脂成形品のコア層を形成することになる。
【００１３】
次に、本発明の射出成形装置は、第二の可塑化装置の第二樹脂流路を第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続することで、シンプルでコンパクトな構造のプリプラ式射出成形装置であるにも拘わらず、次ショットの際の樹脂混じりが殆どない二層構造の樹脂成形品を成形することができる。また、射出装置を持たない第一の可塑化装置と第二の可塑化装置を用いているので、射出は一度だけで済み、射出するタイミングや射出圧などの複雑な制御も不要となる。更に、既存のプリプラ式射出成形装置が存在する場合には、その装置の合流樹脂流路に第二の可塑化装置の第二樹脂流路を接続するという簡単な改良で、上記のような樹脂混じりが殆どない二層構造の樹脂成形品を形成できる射出成形装置を得ることができる。
【００１４】
特に、第二の可塑化装置の第二樹脂流路の接続箇所が、射出ノズルの直近である射出成形装置は、第二の溶融樹脂を送り出した際に、合流樹脂流路内に残存している第一の溶融樹脂の略全部が、第二の溶融樹脂によって射出プランジャ側に押し戻されるので、二種類の溶融樹脂が混ざることが殆どなくなる。これにより、第二の溶融樹脂によって形成される二層構造の樹脂成形品の表面層に第一の溶融樹脂が混ざることが殆どなくなり、高品質な二層構造の樹脂成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形方法に用いる射出成形装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る射出成形方法を示す説明図である。
【図３】同射出成形方法を示す説明図である。
【図４】同射出成形方法を示す説明図である。
【図５】同射出成形方法を示す説明図である。
【図６】同射出成形方法を示す説明図である。
【図７】同射出成形方法を示す説明図である。
【図８】同射出成形方法によって二層構造の樹脂成形品が成形される過程を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。
【００１７】
本発明の射出成形方法は、図１に示す射出成形装置ＩＭＤ（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いて二層構造の樹脂成形品を成形するものである。この射出成形装置ＩＭＤは、第一の樹脂原料３０ｂを可塑化溶融して第一の溶融樹脂３ｂにする可塑化装置３と、第二の樹脂原料４０ｂを可塑化溶融して第二の溶融樹脂４ｂにする可塑化装置４と、該装置３，４で可塑化された溶融樹脂３ｂ，４ｂを射出シリンダ１内に充填し、射出プランジャ２によって金型６内に射出する射出装置ＩＵ（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）とがそれぞれ独立して設けられたプリプラ方式の射出成形装置ＩＭＤであって、第一の可塑化装置３の第一樹脂流路３ａが射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに接続されていると共に、第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａが、第一の可塑化装置３よりも射出ノズル５側の合流樹脂流路１ａに接続されている。
尚、ここでいう「第一の樹脂原料３０ｂ」、「第二の樹脂原料４０ｂ」とは、粉状又は粒状の、直径が数ｍｍ〜数ｃｍ程度の固体を指し、主として熱可塑性樹脂（本実施形態ではポリプロピレン）が用いられる。
また、「第一の溶融樹脂３ｂ」、「第二の溶融樹脂４ｂ」とは、上記「第一の樹脂原料３０ｂ」、「第二の樹脂原料４０ｂ」を、ガラス転移温度以上又は融点以上に保持することにより流動性を有する状態にしたものをいう。
更に、「樹脂成形品」とは、上記「第一の溶融樹脂３ｂ」、「第二の溶融樹脂４ｂ」を金型６内で冷却して凝固させることにより所定の形状に成形された物品をいう。
【００１８】
上記射出装置ＩＵは、可塑化された溶融樹脂３ｂ，４ｂを射出する装置であって、図１に示すように、射出シリンダ１、射出プランジャ２、シリンダピストン７を具備している。
【００１９】
射出シリンダ１は略円筒形状の部材であり、図１に示すように、その内部には、可塑化装置３，４で可塑化された溶融樹脂３ｂ，４ｂが送り込まれる合流樹脂流路１ａが形成されている。また、その先端部には、射出シリンダ１に送り込まれた溶融樹脂３ｂ，４ｂを射出するための射出口である射出ノズル５が形成されている。
【００２０】
射出プランジャ２は、図１に示すように、射出シリンダ１の基端部から射出シリンダ１の内部空間１ｂに挿入される略円柱形状の部材であって、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａ及び内部空間１ｂに送り込まれた可塑化された溶融樹脂３ｂ，４ｂを押し出して射出ノズル５から射出するためのものである。
【００２１】
シリンダピストン７は、射出装置ＩＵの動力源であって、このシリンダピストン７が前後方向に動くことによって射出プランジャ２を射出シリンダ１に沿って前後方向に摺動させて、溶融樹脂３ｂ，４ｂを金型６内に射出するようになっている。
【００２２】
上記射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに接続される第一の可塑化装置３は、図１に示すように、粉状又は粒状の第一の樹脂原料３０ｂを可塑化して溶融樹脂３ｂとし、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出すための装置であって、スクリュー３ｃ、ホッパー３ｄを具備している。その内部には、第一の可塑化装置３で可塑化された第一の溶融樹脂３ｂを合流樹脂流路１ａに供給するための第一樹脂流路３ａが形成されており、この第一樹脂流路３ａは、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａの基端部（射出プランジャ２の直近）に接続されている。
【００２３】
スクリュー３ｃは、図１に示すように、第一の可塑化装置３の基端部からその内部空間に挿入される部材であって、その外周面には、第一の可塑化装置３の内部空間の内周面に略当接する螺旋状の羽根が形成されている。
【００２４】
また、ホッパー３ｄは、図１に示すように、第一の可塑化装置３の内部空間に粉状又は粒状の第一の樹脂原料３０ｂを供給するための漏斗状の部材であって、その上面には開口部が形成されていると共に、ホッパー３ｄの下端部は、第一の可塑化装置３の内部空間に連通接続されている。このホッパー３ｄ上面の開口部から粉状又は粒状の第一の樹脂原料３０ｂを投入すると、第一の樹脂原料３０ｂは第一の可塑化装置３の内部空間へと移動する。第一の可塑化装置３の内部空間は、第一の樹脂原料３０ｂが可塑化溶融する温度に設定されており、更にスクリュー３ｃを回転させることで、第一の可塑化装置３の内部空間に移動した第一の樹脂原料３０ｂに熱エネルギーと機械的なエネルギー（摩擦力、剪断力）が付与されて、第一の樹脂原料３０ｂの温度が上昇して溶融（可塑化）すると共に、均一な材料となるように練られながら第一の溶融樹脂３ｂとなる。
【００２５】
第二の可塑化装置４も、図１に示すように、粉状又は粒状の第二の樹脂原料４０ｂを可塑化して溶融樹脂４ｂとし、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出すための装置であって、上記第一の可塑化装置３と同様の、スクリュー４ｃ、ホッパー４ｄを具備している。そして、その内部には、第二の可塑化装置４で可塑化された第二の溶融樹脂４ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに供給するための第二樹脂流路４ａが形成されており、この第二樹脂流路４ａは、合流樹脂流路１ａの先端部（射出ノズル５の直近）に接続されている。
【００２６】
本発明の射出成形方法は、上記構成の射出成形装置ＩＭＤを用いて二層構造の樹脂成形品を成形するものである。即ち、まず、第二の可塑化装置４に連通接続されているホッパー４ｄに第二の樹脂原料４０ｂを投入すると共に、第一の可塑化装置３に連通接続されているホッパー３ｄにも第一樹脂原料３０ｂを投入し、スクリュー３ｃ，４ｃを回転させることで、樹脂原料３０ｂ，４０ｂを可塑化して溶融樹脂３ｂ，４ｂとする。
尚、ここでは図示していないが、射出シリンダ１の先端部に形成された射出ノズル５には、金型６が嵌合されている。
【００２７】
次いで、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａと第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａの接続箇所に設けられた開閉弁４ｅを開放し、図２に示すように、規定量の第二の溶融樹脂４ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出す。この際、射出プランジャ２で背圧（射出ノズル５側へ向かって所定の圧力を負荷する）をかけながら送り出すことで、射出シリンダ１に充填される溶融樹脂４ｂの密度が均一なものとなり、それによって品質の安定した樹脂成形品が得られる。このように、規定量の第二の溶融樹脂４ｂの充填作業が完了したら、開閉弁４ｅを閉じて、第二樹脂流路４ａと合流樹脂流路１ａとの連絡流路を遮断する。
【００２８】
上記のように、規定量の第二の溶融樹脂４ｂを充填すると、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａと第一の可塑化装置３の第一樹脂流路３ａの接続箇所に設けた開閉弁３ｅを開放して、図３に示すように、第一の溶融樹脂３ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出す。この際も、上記と同様に、射出プランジャ２で背圧（射出ノズル５側へ向かって所定の圧力を負荷する）をかけながら溶融樹脂３ｂを送り出すようにする。合流樹脂流路１ａには、既に規定量の第二の溶融樹脂４ｂが充填されているので、第一の溶融樹脂３ｂが第二の溶融樹脂４ｂの端部よりも射出ノズル５側に充填されることなく、第二の溶融樹脂４ｂの端部を境目に第一の溶融樹脂３ｂの流れが射出シリンダ１の基端部側へと変わり、射出シリンダ１の内部空間１ｂに充填されていく。
【００２９】
上記のように、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａ内及び内部空間１ｂに、第一の溶融樹脂３ｂ及び第二の溶融樹脂４ｂを充填すると、射出ノズル５に設けられた開閉弁５ｅを開放すると共に、射出プランジャ２を射出シリンダ１の先端部に向かって押し込むことにより可塑化された溶融樹脂３ｂ，４ｂを金型６内に射出し、金型６内の内部空間に充填する。このとき、図８の（ａ）に示すように、まず、射出シリンダ１の先端側に充填された第二の溶融樹脂３ｂが金型６内に充填されていく。次いで、図８の（ｂ）に示すように、射出シリンダ１の基端部（射出プランジャ２側）に充填された第一の溶融樹脂３ｂが金型６内に射出されて、先に金型６内に充填されている第二の溶融樹脂４ｂを金型６の内周面に向って押し広げながら金型６の中心に充填される。このようにして射出が完了すると、開閉弁５ｅを閉じて金型６を射出シリンダ１から取り外す。そして、溶融樹脂３ｂ，４ｂが凝固すれば、第二の溶融樹脂４ｂが表面層を形成すると共に第一の溶融樹脂３ｂがコア層を形成した、樹脂混じりが殆どない二層構造の樹脂成形品が成形される。
【００３０】
上記のように、１回目の射出（ファーストショット）が完了すると、図４に示すように、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａ及び射出シリンダ１の内部空間１ｂには第一の溶融樹脂３ｂが残存している。ここで、本発明の射出成形方法に用いる射出成形装置ＩＭＤは、第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａが、第一の可塑化装置３よりも射出ノズル５側の合流樹脂流路１ａに接続されているので、図４に示す合流樹脂流路１ａ内及び射出シリンダ１の内部空間１ｂに第一の溶融樹脂３ｂが残存している状態からでも、第二の溶融樹脂４ｂを送り出すと、図５に示すように、合流樹脂流路１ａ内及び射出シリンダ１の内部空間１ｂに残っている第一の溶融樹脂３ｂを第二の溶融樹脂４ｂが射出プランジャ２側（射出シリンダ１の内部空間１ｂ側）に押し戻しながら充填されていく（射出プランジャ２は送り出された第二の溶融樹脂４ｂの容積分だけ後退する）。しかしながら、本発明の射出成形方法に用いる射出成形装置ＩＭＤは、シンプル且つコンパクトなプリプラ式射出成形装置であるので、第一の溶融樹脂３ｂと第二の溶融樹脂４ｂをそれぞれ独立して射出することができない。このため、ノズルクリーニングができず、合流樹脂流路１ａ内に第一の溶融樹脂３ｂが残存している状態から第二の溶融樹脂４ｂを送り出したとしても、合流樹脂流路１ａと第二樹脂流路４ａとの接続箇所から射出ノズル５までの間の合流樹脂流路１ａ内には第一の溶融樹脂３ｂが残されてしまう。このように、合流樹脂流路１ａ内に第一の溶融樹脂３ｂが残されてしまうと、次ショットの際に、金型６内で表面層を形成する第二の溶融樹脂４ｂと混ざってしまい、第一と第二の溶融樹脂３ｂ，４ｂが混ざった表面層を有する二層構造の樹脂成形品が得られてしまうことになる。この二種類の樹脂３ｂ，４ｂ混じりを最小限に抑えるため、本発明の射出成形装置ＩＭＤは、図１等に示すように、合流樹脂流路１ａと第二樹脂流路４ａとの接続箇所を、射出ノズル５の直近としている。
【００３１】
そして、図６に示すように、規定量の第二の溶融樹脂４ｂを合流樹脂流路１ａに送り出すと、射出プランジャ２はその送り出された第二の溶融樹脂４ｂの容積分だけ更に後退し、その後、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａと第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａの接続箇所に設けた開閉弁４ｅを閉じると共に、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａと第一の可塑化装置３の第一樹脂流路３ａの接続箇所に設けられた開閉弁３ｅを開放し、第一の溶融樹脂３ｂを射出シリンダ１に送り出す。このように、第一の溶融樹脂３ｂを合流樹脂流路１ａに送り出すと、第一の溶融樹脂３ｂが、既に充填されている第二の溶融樹脂４ｂを射出ノズル５側に押し出そうとする力が働くが、合流樹脂流路１ａと第二樹脂流路４ａの接続箇所の開閉弁４ｅ及び射出ノズル５側の開閉弁５ｅは閉じられているので、第二の溶融樹脂４ｂが逆流することはなく、第二の溶融樹脂４ｂが壁のような役割を果たして、第一の溶融樹脂３ｂがそれより先に充填されるのが防止され、図７に示すように、第一の溶融樹脂３ｂは射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａの先端側に充填されることなく、射出シリンダ１の内部空間１ｂに充填されることになる（射出プランジャ２は、その送り出された第一の溶融樹脂３ｂの容積分だけ射出プランジャ２は更に後退する）。このように、合流樹脂流路１ａ内に残存している第一の溶融樹脂３ｂを、第二の溶融樹脂４ｂを送り出すことで射出プランジャ２側に押し戻したのち第一の溶融樹脂３ｂを充填することで、第二の溶融樹脂４ｂと第一の溶融樹脂３ｂの境界が明確となると共に、溶融樹脂３ｂ，４ｂが合流樹脂流路１ａ内及び射出シリンダ１の内部空間１ｂに常に充填されている状態となるので、その後、前述したように射出シリンダ１内の第一の溶融樹脂３ｂと第二の溶融樹脂４ｂを一度に金型６内に射出しても、射出プランジャ２によって背圧をかけながら溶融樹脂３ｂ，４ｂが送り出されるので、溶融樹脂３ｂ，４ｂの樹脂密度が一定に保たれて、樹脂混じりが殆どない安定した品質の二層構造の樹脂成形品を成形することができる。
【００３２】
尚、本実施形態では、射出シリンダ１内に溶融樹脂３ｂ，４ｂが一切充填されていないまっさらな状態で、第二の溶融樹脂４ｂから先に充填して、一回目の射出（ファーストショット）を行う態様を詳述したが、射出シリンダ１内に第一の溶融樹脂３ｂを充填させてからスタートする態様もある。即ち、射出ノズル５に金型６を取り付けない状態で、第一の溶融樹脂３ｂを合流樹脂流路１ａに送り出して充填し、その状態で射出プランジャ２を前進させて射出する（フリーショット）。フリーショットが完了すると、前述した図４に示す状態、即ち、合流樹脂流路１ａ内に第一の溶融樹脂３ｂが残存している状態となり、その後は、前述したように、第二の溶融樹脂４ｂを送り出して合流樹脂流路１ａ内に残存している第一の溶融樹脂３ｂを射出シリンダ１側に押し戻して（図５）、次いで第一の溶融樹脂３ｂを送り出して射出シリンダ１内に充填し（図６、図７）、最後に射出プランジャ２を前進させて射出することで、前述した実施形態と同様に、樹脂混じりが殆どない二層構造の樹脂成形品を成形することができる。特に、この実施形態は、フリーショットで第一の溶融樹脂３ｂを合流樹脂流路１ａ内に充填してからスタートするものであり、常に溶融樹脂３ｂ，４ｂが合流樹脂流路１ａや射出シリンダ１の内部空間１ｂに充填された状態で、射出プランジャ２によって背圧をかけながら溶融樹脂３ｂ，４ｂを送り出すことができるので、合流樹脂流路１ａ内が空っぽの状態からスタートするよりも、溶融樹脂３ｂ，４ｂの密度を一定に保つことができ、最初から安定して品質の良い樹脂成形品を得ることができる好ましい形態といえる。
【００３３】
以上の説明から明らかなように、本発明の射出成形方法及び射出成形装置ＩＭＤは、可塑化装置３，４と射出装置ＩＵとが独立したシンプル且つコンパクトなプリプラ式の射出成形装置ＩＭＤを用いるので、設置場所の確保が容易で、精密な二層構造の樹脂成形品を成形することができる。また、射出装置ＩＵを持たない第一の可塑化装置３と第二の可塑化装置４を用いることで、射出は一度だけで済み、射出するタイミングや射出圧などの複雑な制御も不要となる。しかも、この際に用いる射出成形装置ＩＭＤは、第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａが、第一の可塑化装置３よりも射出ノズル５側（射出ノズル５の直近）に接続されているので、第二の溶融樹脂４ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出すと、合流樹脂流路１ａ内に残っている第一の溶融樹脂３ｂが、その送り出された第二の溶融樹脂４ｂによって射出プランジャ２側に押し戻されて、合流樹脂流路１ａ内に残存している第一の溶融樹脂３ｂと第二の溶融樹脂４ｂとが混ざることが殆どなくなるので、二種類の溶融樹脂３ｂ，４ｂの混じりが殆どない二層の樹脂成形品を得ることができる。このような優れた作用効果を奏する射出成形装置ＩＭＤは、可塑化装置を１つ有する既存のプリプラ式射出成形装置に、別の可塑化装置を、既存の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続するという簡単な改良で得ることができる。
【００３４】
更に、本発明の射出成形装置ＩＭＤは、上記実施形態のように、第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａが第一の可塑化装置３よりも射出ノズル５側に接続されていれば図１に示すような形状に限定されるものではなく、例えば、第二樹脂流路４ａを合流樹脂流路１ａの中心に挿入して、第二樹脂流路４ａの先端開口を射出ノズル５直近（開閉弁５ｅ直近）まで延設した射出成形装置ＩＭＤでもよい。この場合、第二樹脂流路４ａの先端開口から送り出される第二の溶融樹脂４ｂは、第二樹脂流路４ａの中心軸を中心として放射状に逆流するため、第二樹脂流路４ａの先端開口形状を先窄まりの台形状にすると、スムーズに第一の溶融樹脂３ｂを射出シリンダ１内に押し戻すことができる。また、射出ノズル５直近の開閉弁５ｅをニードル弁とすることもでき、その場合は、ニードル弁の周囲に第二樹脂流路４ａを円環状に形成し、その先端開口を射出ノズル５直近まで延設することで対応することができる。
【符号の説明】
【００３５】
ＩＭＤ 射出成形装置
ＩＵ 射出装置
１ 射出シリンダ
１ａ 合流樹脂流路
１ｂ 射出シリンダの内部空間
２ 射出プランジャ
３ 第一の可塑化装置
３ａ 第一樹脂流路
３ｂ 第一の溶融樹脂
３０ｂ 第一の樹脂原料
３ｃ スクリュー
３ｄ ホッパー
３ｅ 開閉弁
４ 第二の可塑化装置
４ａ 第二樹脂流路
４ｂ 第二の溶融樹脂
４０ｂ 第二の樹脂原料
４ｃ スクリュー
４ｄ ホッパー
４ｅ 開閉弁
５ 射出ノズル
５ｅ 開閉弁
６ 金型
７ シリンダピストン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂原料を別に設けた可塑化装置で可塑化し、これを射出プランジャへと送り込んだのち、射出プランジャを前進させて射出するプリプラ式射出成形装置を用いて、二層構造の樹脂成形品を成形する射出成形方法及び射出成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インラインスクリュー方式の第一射出ユニットと第二射出ユニットを有する射出成形装置を用いて、多層構造の樹脂成形品を成形する方法が知られている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、射出プランジャを有するプリプラ式射出成形装置においても、新たな射出ユニット（プランジャ方式、或いは、インラインスクリュー方式）を追加することで、上記インラインスクリュー方式の射出成形装置と同様に、多層構造の樹脂成形品を成形することができる。
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のように、インラインスクリュー方式の第一射出ユニットとインラインスクリュー方式の第二射出ユニットを組み合わせた射出成形装置、或いは、インラインスクリュー方式の射出ユニットとプランジャ方式の射出プランジャを組み合わせた射出成形装置は、射出するタイミングや射出圧の制御などが複雑になってしまうと共に、機械が大型化してしまうという問題があった。また、インラインスクリュー方式の射出成形装置は、スクリュー先端部に取り付けられるチェック弁機能を有した逆流防止装置の構造的な要因により、精密成形には不利になるという問題もある。
【０００５】
一方、射出プランジャを有する射出装置に、射出装置を持たない可塑化装置を接続したプリプラ式射出成形装置で、多層構造の樹脂成形品を成形する方法もある（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２７６０５１号公報
【特許文献２】特開平０８−２８１７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献２のようなプリプラ式射出成形装置は、射出プランジャに射出装置を持たない可塑化装置を接続しているため、ノズルクリーニングができず、次ショットの際に可塑化装置から送り出される溶融樹脂と射出装置の樹脂流路内に残存している溶融樹脂とが混ざってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたもので、その解決しようとする課題は、射出プランジャを有する射出装置に、射出装置を持たない可塑化装置を接続したシンプル且つコンパクトな構造のプリプラ式射出成形装置を用いているにも拘わらず、次ショットの際の樹脂混じりが殆どない射出成形方法及び射出成形装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明に係る射出成形方法は、樹脂原料を可塑化溶融する可塑化装置と、該装置で可塑化された溶融樹脂を射出シリンダ内に充填し、射出プランジャによって金型内に射出する射出装置とがそれぞれ独立して設けられたプリプラ式射出成形装置において、第一の樹脂原料を可塑化溶融する第一の可塑化装置の第一樹脂流路が射出シリンダの合流樹脂流路に接続されていると共に、第二の樹脂原料を可塑化溶融する第二の可塑化装置の第二樹脂流路が、第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続されており、第二の可塑化装置で可塑化溶融された規定量の第二の溶融樹脂を射出シリンダの合流樹脂流路に送り出して充填したのち、第一の溶融樹脂を射出シリンダの合流樹脂流路に送り出して充填し、射出シリンダ内の第一の溶融樹脂と第二の溶融樹脂を、射出プランジャによって一度に金型内に射出することを特徴とするものである。
【００１０】
次に、本発明の射出成形装置は、樹脂原料を可塑化溶融する可塑化装置と、該装置で可塑化された溶融樹脂を射出シリンダ内に充填し、射出プランジャによって金型内に射出する射出装置とがそれぞれ独立して設けられたプリプラ式射出成形装置であって、第一の樹脂原料を可塑化溶融する第一の可塑化装置の第一樹脂流路が射出シリンダの合流樹脂流路に接続されていると共に、第二の樹脂原料を可塑化溶融する第二の可塑化装置の第二樹脂流路が、第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の射出成形装置においては、第二の可塑化装置の第二樹脂流路の接続箇所が、射出ノズルの直近であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の射出成形方法は、可塑化装置と射出装置とが独立したシンプル且つコンパクトなプリプラ式射出成形装置を用いるので、装置の設置場所を選ばず、精密な二層構造の樹脂成形品を成形することができる。この射出成形方法に用いるプリプラ式射出成形装置は、第二の樹脂原料を可塑化溶融する第二の可塑化装置の第二樹脂流路が、第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続されているので、第二の可塑化装置で可塑化溶融された第二の溶融樹脂を射出シリンダの合流樹脂流路に送り出すと、合流樹脂流路内に残っている第一の溶融樹脂が、その送り出された第二の溶融樹脂によって射出プランジャ側に押し戻されることになって、第二の溶融樹脂は射出シリンダ内の先端部（射出ノズル側）に充填されることになると共に、第一の溶融樹脂は射出シリンダ内の射出プランジャ側に充填されることになる。従って、第二の溶融樹脂と第一の溶融樹脂との境界が明確になって、合流樹脂流路内に残存している第一の溶融樹脂と第二の可塑化装置から送り出された第二の溶融樹脂とが混ざることが殆どなくなるので、その後、第一の溶融樹脂を合流樹脂流路に充填して金型内に射出しても、二種類の溶融樹脂の混じりが殆どない二層の樹脂成形品を得ることができる。このようにして樹脂成形品を成形すると、第二の溶融樹脂が樹脂成形品の表面層を形成し、第一の溶融樹脂が樹脂成形品のコア層を形成することになる。
【００１３】
次に、本発明の射出成形装置は、第二の可塑化装置の第二樹脂流路を第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続することで、シンプルでコンパクトな構造のプリプラ式射出成形装置であるにも拘わらず、次ショットの際の樹脂混じりが殆どない二層構造の樹脂成形品を成形することができる。また、射出装置を持たない第一の可塑化装置と第二の可塑化装置を用いているので、射出は一度だけで済み、射出するタイミングや射出圧などの複雑な制御も不要となる。更に、既存のプリプラ式射出成形装置が存在する場合には、その装置の合流樹脂流路に第二の可塑化装置の第二樹脂流路を接続するという簡単な改良で、上記のような樹脂混じりが殆どない二層構造の樹脂成形品を形成できる射出成形装置を得ることができる。
【００１４】
特に、第二の可塑化装置の第二樹脂流路の接続箇所が、射出ノズルの直近である射出成形装置は、第二の溶融樹脂を送り出した際に、合流樹脂流路内に残存している第一の溶融樹脂の略全部が、第二の溶融樹脂によって射出プランジャ側に押し戻されるので、二種類の溶融樹脂が混ざることが殆どなくなる。これにより、第二の溶融樹脂によって形成される二層構造の樹脂成形品の表面層に第一の溶融樹脂が混ざることが殆どなくなり、高品質な二層構造の樹脂成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る射出成形方法に用いる射出成形装置を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る射出成形方法を示す説明図である。
【図３】同射出成形方法を示す説明図である。
【図４】同射出成形方法を示す説明図である。
【図５】同射出成形方法を示す説明図である。
【図６】同射出成形方法を示す説明図である。
【図７】同射出成形方法を示す説明図である。
【図８】同射出成形方法によって二層構造の樹脂成形品が成形される過程を示す説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。
【００１７】
本発明の射出成形方法は、図１に示す射出成形装置ＩＭＤ（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）を用いて二層構造の樹脂成形品を成形するものである。この射出成形装置ＩＭＤは、第一の樹脂原料３０ｂを可塑化溶融して第一の溶融樹脂３ｂにする可塑化装置３と、第二の樹脂原料４０ｂを可塑化溶融して第二の溶融樹脂４ｂにする可塑化装置４と、該装置３，４で可塑化された溶融樹脂３ｂ，４ｂを射出シリンダ１内に充填し、射出プランジャ２によって金型６内に射出する射出装置ＩＵ（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）とがそれぞれ独立して設けられたプリプラ方式の射出成形装置ＩＭＤであって、第一の可塑化装置３の第一樹脂流路３ａが射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに接続されていると共に、第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａが、第一の可塑化装置３よりも射出ノズル５側の合流樹脂流路１ａに接続されている。
尚、ここでいう「第一の樹脂原料３０ｂ」、「第二の樹脂原料４０ｂ」とは、粉状又は粒状の、直径が数ｍｍ〜数ｃｍ程度の固体を指し、主として熱可塑性樹脂（本実施形態ではポリプロピレン）が用いられる。
また、「第一の溶融樹脂３ｂ」、「第二の溶融樹脂４ｂ」とは、上記「第一の樹脂原料３０ｂ」、「第二の樹脂原料４０ｂ」を、ガラス転移温度以上又は融点以上に保持することにより流動性を有する状態にしたものをいう。
更に、「樹脂成形品」とは、上記「第一の溶融樹脂３ｂ」、「第二の溶融樹脂４ｂ」を金型６内で冷却して凝固させることにより所定の形状に成形された物品をいう。
【００１８】
上記射出装置ＩＵは、可塑化された溶融樹脂３ｂ，４ｂを射出する装置であって、図１に示すように、射出シリンダ１、射出プランジャ２、シリンダピストン７を具備している。
【００１９】
射出シリンダ１は略円筒形状の部材であり、図１に示すように、その内部には、可塑化装置３，４で可塑化された溶融樹脂３ｂ，４ｂが送り込まれる合流樹脂流路１ａが形成されている。また、その先端部には、射出シリンダ１に送り込まれた溶融樹脂３ｂ，４ｂを射出するための射出口である射出ノズル５が形成されている。
【００２０】
射出プランジャ２は、図１に示すように、射出シリンダ１の基端部から射出シリンダ１の内部空間１ｂに挿入される略円柱形状の部材であって、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａ及び内部空間１ｂに送り込まれた可塑化された溶融樹脂３ｂ，４ｂを押し出して射出ノズル５から射出するためのものである。
【００２１】
シリンダピストン７は、射出装置ＩＵの動力源であって、このシリンダピストン７が前後方向に動くことによって射出プランジャ２を射出シリンダ１に沿って前後方向に摺動させて、溶融樹脂３ｂ，４ｂを金型６内に射出するようになっている。
【００２２】
上記射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに接続される第一の可塑化装置３は、図１に示すように、粉状又は粒状の第一の樹脂原料３０ｂを可塑化して溶融樹脂３ｂとし、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出すための装置であって、スクリュー３ｃ、ホッパー３ｄを具備している。その内部には、第一の可塑化装置３で可塑化された第一の溶融樹脂３ｂを合流樹脂流路１ａに供給するための第一樹脂流路３ａが形成されており、この第一樹脂流路３ａは、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａの基端部（射出プランジャ２の直近）に接続されている。
【００２３】
スクリュー３ｃは、図１に示すように、第一の可塑化装置３の基端部からその内部空間に挿入される部材であって、その外周面には、第一の可塑化装置３の内部空間の内周面に略当接する螺旋状の羽根が形成されている。
【００２４】
また、ホッパー３ｄは、図１に示すように、第一の可塑化装置３の内部空間に粉状又は粒状の第一の樹脂原料３０ｂを供給するための漏斗状の部材であって、その上面には開口部が形成されていると共に、ホッパー３ｄの下端部は、第一の可塑化装置３の内部空間に連通接続されている。このホッパー３ｄ上面の開口部から粉状又は粒状の第一の樹脂原料３０ｂを投入すると、第一の樹脂原料３０ｂは第一の可塑化装置３の内部空間へと移動する。第一の可塑化装置３の内部空間は、第一の樹脂原料３０ｂが可塑化溶融する温度に設定されており、更にスクリュー３ｃを回転させることで、第一の可塑化装置３の内部空間に移動した第一の樹脂原料３０ｂに熱エネルギーと機械的なエネルギー（摩擦力、剪断力）が付与されて、第一の樹脂原料３０ｂの温度が上昇して溶融（可塑化）すると共に、均一な材料となるように練られながら第一の溶融樹脂３ｂとなる。
【００２５】
第二の可塑化装置４も、図１に示すように、粉状又は粒状の第二の樹脂原料４０ｂを可塑化して溶融樹脂４ｂとし、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出すための装置であって、上記第一の可塑化装置３と同様の、スクリュー４ｃ、ホッパー４ｄを具備している。そして、その内部には、第二の可塑化装置４で可塑化された第二の溶融樹脂４ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに供給するための第二樹脂流路４ａが形成されており、この第二樹脂流路４ａは、合流樹脂流路１ａの先端部（射出ノズル５の直近）に接続されている。
【００２６】
本発明の射出成形方法は、上記構成の射出成形装置ＩＭＤを用いて二層構造の樹脂成形品を成形するものである。即ち、まず、第二の可塑化装置４に連通接続されているホッパー４ｄに第二の樹脂原料４０ｂを投入すると共に、第一の可塑化装置３に連通接続されているホッパー３ｄにも第一樹脂原料３０ｂを投入し、スクリュー３ｃ，４ｃを回転させることで、樹脂原料３０ｂ，４０ｂを可塑化して溶融樹脂３ｂ，４ｂとする。
尚、ここでは図示していないが、射出シリンダ１の先端部に形成された射出ノズル５には、金型６が嵌合されている。
【００２７】
次いで、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａと第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａの接続箇所に設けられた開閉弁４ｅを開放し、図２に示すように、規定量の第二の溶融樹脂４ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出す。この際、射出プランジャ２で背圧（射出ノズル５側へ向かって所定の圧力を負荷する）をかけながら送り出すことで、射出シリンダ１に充填される溶融樹脂４ｂの密度が均一なものとなり、それによって品質の安定した樹脂成形品が得られる。このように、規定量の第二の溶融樹脂４ｂの充填作業が完了したら、開閉弁４ｅを閉じて、第二樹脂流路４ａと合流樹脂流路１ａとの連絡流路を遮断する。
【００２８】
上記のように、規定量の第二の溶融樹脂４ｂを充填すると、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａと第一の可塑化装置３の第一樹脂流路３ａの接続箇所に設けた開閉弁３ｅを開放して、図３に示すように、第一の溶融樹脂３ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出す。この際も、上記と同様に、射出プランジャ２で背圧（射出ノズル５側へ向かって所定の圧力を負荷する）をかけながら溶融樹脂３ｂを送り出すようにする。合流樹脂流路１ａには、既に規定量の第二の溶融樹脂４ｂが充填されているので、第一の溶融樹脂３ｂが第二の溶融樹脂４ｂの端部よりも射出ノズル５側に充填されることなく、第二の溶融樹脂４ｂの端部を境目に第一の溶融樹脂３ｂの流れが射出シリンダ１の基端部側へと変わり、射出シリンダ１の内部空間１ｂに充填されていく。
【００２９】
上記のように、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａ内及び内部空間１ｂに、第一の溶融樹脂３ｂ及び第二の溶融樹脂４ｂを充填すると、射出ノズル５に設けられた開閉弁５ｅを開放すると共に、射出プランジャ２を射出シリンダ１の先端部に向かって押し込むことにより可塑化された溶融樹脂３ｂ，４ｂを金型６内に射出し、金型６内の内部空間に充填する。このとき、図８の（ａ）に示すように、まず、射出シリンダ１の先端側に充填された第二の溶融樹脂３ｂが金型６内に充填されていく。次いで、図８の（ｂ）に示すように、射出シリンダ１の基端部（射出プランジャ２側）に充填された第一の溶融樹脂３ｂが金型６内に射出されて、先に金型６内に充填されている第二の溶融樹脂４ｂを金型６の内周面に向って押し広げながら金型６の中心に充填される。このようにして射出が完了すると、開閉弁５ｅを閉じて金型６を射出シリンダ１から取り外す。そして、溶融樹脂３ｂ，４ｂが凝固すれば、第二の溶融樹脂４ｂが表面層を形成すると共に第一の溶融樹脂３ｂがコア層を形成した、樹脂混じりが殆どない二層構造の樹脂成形品が成形される。
【００３０】
上記のように、１回目の射出（ファーストショット）が完了すると、図４に示すように、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａ及び射出シリンダ１の内部空間１ｂには第一の溶融樹脂３ｂが残存している。ここで、本発明の射出成形方法に用いる射出成形装置ＩＭＤは、第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａが、第一の可塑化装置３よりも射出ノズル５側の合流樹脂流路１ａに接続されているので、図４に示す合流樹脂流路１ａ内及び射出シリンダ１の内部空間１ｂに第一の溶融樹脂３ｂが残存している状態からでも、第二の溶融樹脂４ｂを送り出すと、図５に示すように、合流樹脂流路１ａ内及び射出シリンダ１の内部空間１ｂに残っている第一の溶融樹脂３ｂを第二の溶融樹脂４ｂが射出プランジャ２側（射出シリンダ１の内部空間１ｂ側）に押し戻しながら充填されていく（射出プランジャ２は送り出された第二の溶融樹脂４ｂの容積分だけ後退する）。しかしながら、本発明の射出成形方法に用いる射出成形装置ＩＭＤは、シンプル且つコンパクトなプリプラ式射出成形装置であるので、第一の溶融樹脂３ｂと第二の溶融樹脂４ｂをそれぞれ独立して射出することができない。このため、ノズルクリーニングができず、合流樹脂流路１ａ内に第一の溶融樹脂３ｂが残存している状態から第二の溶融樹脂４ｂを送り出したとしても、合流樹脂流路１ａと第二樹脂流路４ａとの接続箇所から射出ノズル５までの間の合流樹脂流路１ａ内には第一の溶融樹脂３ｂが残されてしまう。このように、合流樹脂流路１ａ内に第一の溶融樹脂３ｂが残されてしまうと、次ショットの際に、金型６内で表面層を形成する第二の溶融樹脂４ｂと混ざってしまい、第一と第二の溶融樹脂３ｂ，４ｂが混ざった表面層を有する二層構造の樹脂成形品が得られてしまうことになる。この二種類の樹脂３ｂ，４ｂ混じりを最小限に抑えるため、本発明の射出成形装置ＩＭＤは、図１等に示すように、合流樹脂流路１ａと第二樹脂流路４ａとの接続箇所を、射出ノズル５の直近としている。
【００３１】
そして、図６に示すように、規定量の第二の溶融樹脂４ｂを合流樹脂流路１ａに送り出すと、射出プランジャ２はその送り出された第二の溶融樹脂４ｂの容積分だけ更に後退し、その後、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａと第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａの接続箇所に設けた開閉弁４ｅを閉じると共に、射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａと第一の可塑化装置３の第一樹脂流路３ａの接続箇所に設けられた開閉弁３ｅを開放し、第一の溶融樹脂３ｂを射出シリンダ１に送り出す。このように、第一の溶融樹脂３ｂを合流樹脂流路１ａに送り出すと、第一の溶融樹脂３ｂが、既に充填されている第二の溶融樹脂４ｂを射出ノズル５側に押し出そうとする力が働くが、合流樹脂流路１ａと第二樹脂流路４ａの接続箇所の開閉弁４ｅ及び射出ノズル５側の開閉弁５ｅは閉じられているので、第二の溶融樹脂４ｂが逆流することはなく、第二の溶融樹脂４ｂが壁のような役割を果たして、第一の溶融樹脂３ｂがそれより先に充填されるのが防止され、図７に示すように、第一の溶融樹脂３ｂは射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａの先端側に充填されることなく、射出シリンダ１の内部空間１ｂに充填されることになる（射出プランジャ２は、その送り出された第一の溶融樹脂３ｂの容積分だけ射出プランジャ２は更に後退する）。このように、合流樹脂流路１ａ内に残存している第一の溶融樹脂３ｂを、第二の溶融樹脂４ｂを送り出すことで射出プランジャ２側に押し戻したのち第一の溶融樹脂３ｂを充填することで、第二の溶融樹脂４ｂと第一の溶融樹脂３ｂの境界が明確となると共に、溶融樹脂３ｂ，４ｂが合流樹脂流路１ａ内及び射出シリンダ１の内部空間１ｂに常に充填されている状態となるので、その後、前述したように射出シリンダ１内の第一の溶融樹脂３ｂと第二の溶融樹脂４ｂを一度に金型６内に射出しても、射出プランジャ２によって背圧をかけながら溶融樹脂３ｂ，４ｂが送り出されるので、溶融樹脂３ｂ，４ｂの樹脂密度が一定に保たれて、樹脂混じりが殆どない安定した品質の二層構造の樹脂成形品を成形することができる。
【００３２】
尚、本実施形態では、射出シリンダ１内に溶融樹脂３ｂ，４ｂが一切充填されていないまっさらな状態で、第二の溶融樹脂４ｂから先に充填して、一回目の射出（ファーストショット）を行う態様を詳述したが、射出シリンダ１内に第一の溶融樹脂３ｂを充填させてからスタートする態様もある。即ち、射出ノズル５に金型６を取り付けない状態で、第一の溶融樹脂３ｂを合流樹脂流路１ａに送り出して充填し、その状態で射出プランジャ２を前進させて射出する（フリーショット）。フリーショットが完了すると、前述した図４に示す状態、即ち、合流樹脂流路１ａ内に第一の溶融樹脂３ｂが残存している状態となり、その後は、前述したように、第二の溶融樹脂４ｂを送り出して合流樹脂流路１ａ内に残存している第一の溶融樹脂３ｂを射出シリンダ１側に押し戻して（図５）、次いで第一の溶融樹脂３ｂを送り出して射出シリンダ１内に充填し（図６、図７）、最後に射出プランジャ２を前進させて射出することで、前述した実施形態と同様に、樹脂混じりが殆どない二層構造の樹脂成形品を成形することができる。特に、この実施形態は、フリーショットで第一の溶融樹脂３ｂを合流樹脂流路１ａ内に充填してからスタートするものであり、常に溶融樹脂３ｂ，４ｂが合流樹脂流路１ａや射出シリンダ１の内部空間１ｂに充填された状態で、射出プランジャ２によって背圧をかけながら溶融樹脂３ｂ，４ｂを送り出すことができるので、合流樹脂流路１ａ内が空っぽの状態からスタートするよりも、溶融樹脂３ｂ，４ｂの密度を一定に保つことができ、最初から安定して品質の良い樹脂成形品を得ることができる好ましい形態といえる。
【００３３】
以上の説明から明らかなように、本発明の射出成形方法及び射出成形装置ＩＭＤは、可塑化装置３，４と射出装置ＩＵとが独立したシンプル且つコンパクトなプリプラ式の射出成形装置ＩＭＤを用いるので、設置場所の確保が容易で、精密な二層構造の樹脂成形品を成形することができる。また、射出装置ＩＵを持たない第一の可塑化装置３と第二の可塑化装置４を用いることで、射出は一度だけで済み、射出するタイミングや射出圧などの複雑な制御も不要となる。しかも、この際に用いる射出成形装置ＩＭＤは、第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａが、第一の可塑化装置３よりも射出ノズル５側（射出ノズル５の直近）に接続されているので、第二の溶融樹脂４ｂを射出シリンダ１の合流樹脂流路１ａに送り出すと、合流樹脂流路１ａ内に残っている第一の溶融樹脂３ｂが、その送り出された第二の溶融樹脂４ｂによって射出プランジャ２側に押し戻されて、合流樹脂流路１ａ内に残存している第一の溶融樹脂３ｂと第二の溶融樹脂４ｂとが混ざることが殆どなくなるので、二種類の溶融樹脂３ｂ，４ｂの混じりが殆どない二層の樹脂成形品を得ることができる。このような優れた作用効果を奏する射出成形装置ＩＭＤは、可塑化装置を１つ有する既存のプリプラ式射出成形装置に、別の可塑化装置を、既存の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続するという簡単な改良で得ることができる。
【００３４】
更に、本発明の射出成形装置ＩＭＤは、上記実施形態のように、第二の可塑化装置４の第二樹脂流路４ａが第一の可塑化装置３よりも射出ノズル５側に接続されていれば図１に示すような形状に限定されるものではなく、例えば、第二樹脂流路４ａを合流樹脂流路１ａの中心に挿入して、第二樹脂流路４ａの先端開口を射出ノズル５直近（開閉弁５ｅ直近）まで延設した射出成形装置ＩＭＤでもよい。この場合、第二樹脂流路４ａの先端開口から送り出される第二の溶融樹脂４ｂは、第二樹脂流路４ａの中心軸を中心として放射状に逆流するため、第二樹脂流路４ａの先端開口形状を先窄まりの台形状にすると、スムーズに第一の溶融樹脂３ｂを射出シリンダ１内に押し戻すことができる。また、射出ノズル５直近の開閉弁５ｅをニードル弁とすることもでき、その場合は、ニードル弁の周囲に第二樹脂流路４ａを円環状に形成し、その先端開口を射出ノズル５直近まで延設することで対応することができる。
【符号の説明】
【００３５】
ＩＭＤ 射出成形装置
ＩＵ 射出装置
１ 射出シリンダ
１ａ 合流樹脂流路
１ｂ 射出シリンダの内部空間
２ 射出プランジャ
３ 第一の可塑化装置
３ａ 第一樹脂流路
３ｂ 第一の溶融樹脂
３０ｂ 第一の樹脂原料
３ｃ スクリュー
３ｄ ホッパー
３ｅ 開閉弁
４ 第二の可塑化装置
４ａ 第二樹脂流路
４ｂ 第二の溶融樹脂
４０ｂ 第二の樹脂原料
４ｃ スクリュー
４ｄ ホッパー
４ｅ 開閉弁
５ 射出ノズル
５ｅ 開閉弁
６ 金型
７ シリンダピストン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂原料を可塑化溶融する可塑化装置と、該装置で可塑化された溶融樹脂を射出シリンダ内に充填し、射出プランジャによって金型内に射出する射出装置とがそれぞれ独立して設けられたプリプラ式射出成形装置において、
第一の樹脂原料を可塑化溶融する第一の可塑化装置の第一樹脂流路が射出シリンダの合流樹脂流路に接続されていると共に、第二の樹脂原料を可塑化溶融する第二の可塑化装置の第二樹脂流路が、第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続されており、
第二の可塑化装置で可塑化溶融された規定量の第二の溶融樹脂を射出シリンダの合流樹脂流路に送り出して充填したのち、第一の溶融樹脂を射出シリンダの合流樹脂流路に送り出して充填し、射出シリンダ内の第一の溶融樹脂と第二の溶融樹脂を、射出プランジャによって一度に金型内に射出することを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
樹脂原料を可塑化溶融する可塑化装置と、該装置で可塑化された溶融樹脂を射出シリンダ内に充填し、射出プランジャによって金型内に射出する射出装置とがそれぞれ独立して設けられたプリプラ式射出成形装置であって、
第一の樹脂原料を可塑化溶融する第一の可塑化装置の第一樹脂流路が射出シリンダの合流樹脂流路に接続されていると共に、第二の樹脂原料を可塑化溶融する第二の可塑化装置の第二樹脂流路が、第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続されていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
第二の可塑化装置の第二樹脂流路の接続箇所が、射出ノズルの直近であることを特徴とする請求項２に記載の射出成形装置。
【請求項１】
樹脂原料を可塑化溶融する可塑化装置と、該装置で可塑化された溶融樹脂を射出シリンダ内に充填し、射出プランジャによって金型内に射出する射出装置とがそれぞれ独立して設けられたプリプラ式射出成形装置において、
第一の樹脂原料を可塑化溶融する第一の可塑化装置の第一樹脂流路が射出シリンダの合流樹脂流路に接続されていると共に、第二の樹脂原料を可塑化溶融する第二の可塑化装置の第二樹脂流路が、第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続されており、
第二の可塑化装置で可塑化溶融された規定量の第二の溶融樹脂を射出シリンダの合流樹脂流路に送り出して充填したのち、第一の溶融樹脂を射出シリンダの合流樹脂流路に送り出して充填し、射出シリンダ内の第一の溶融樹脂と第二の溶融樹脂を、射出プランジャによって一度に金型内に射出することを特徴とする射出成形方法。
【請求項２】
樹脂原料を可塑化溶融する可塑化装置と、該装置で可塑化された溶融樹脂を射出シリンダ内に充填し、射出プランジャによって金型内に射出する射出装置とがそれぞれ独立して設けられたプリプラ式射出成形装置であって、
第一の樹脂原料を可塑化溶融する第一の可塑化装置の第一樹脂流路が射出シリンダの合流樹脂流路に接続されていると共に、第二の樹脂原料を可塑化溶融する第二の可塑化装置の第二樹脂流路が、第一の可塑化装置よりも射出ノズル側に接続されていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項３】
第二の可塑化装置の第二樹脂流路の接続箇所が、射出ノズルの直近であることを特徴とする請求項２に記載の射出成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−１１６０４７（Ｐ２０１２−１１６０４７Ａ）
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６６４５８（Ｐ２０１０−２６６４５８）
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００１０８７１９）タキロン株式会社 (421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月２１日（２０１２．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月３０日（２０１０．１１．３０）
【出願人】（０００１０８７１９）タキロン株式会社 (421)
【Ｆターム（参考）】
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