樹脂成形方法及び樹脂成形装置
【課題】ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、良好な樹脂成形品を得ることができる樹脂成形方法及び樹脂成形装置を提供すること。
【解決手段】ゴム製の成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填し、この熱可塑性樹脂３を冷却して樹脂成形品を得る樹脂成形方法及び樹脂成形装置１である。キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際に、電磁波照射装置４を用い、成形型２の表面から熱可塑性樹脂３にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射することにより、成形型２に対して熱可塑性樹脂３を選択的に加熱する。
【解決手段】ゴム製の成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填し、この熱可塑性樹脂３を冷却して樹脂成形品を得る樹脂成形方法及び樹脂成形装置１である。キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際に、電磁波照射装置４を用い、成形型２の表面から熱可塑性樹脂３にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射することにより、成形型２に対して熱可塑性樹脂３を選択的に加熱する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂から樹脂成形品を得る樹脂成形方法及び樹脂成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂は、種々の成形方法によって成形され、成形品とした後使用されている。結晶性、非晶性、あるいは溶融粘度の高低に応じて、更に成形品の形状に応じて射出成形、ブロー成形、押し出し成形、プレス成形等種々の成形方法が実用化されている。
ところで、熱可塑性樹脂の種類、成形品の形状によっては、成形中に熱可塑性樹脂の温度が低下することにより溶融粘度が高くなり、目的とする成形品を得ることが困難となることがある。そのため、これを改良するため、成形品を成形する成形型（金型）をヒーター等によって加熱する方法が知られている。
【０００３】
また、例えば、特許文献１の樹脂成形方法においては、溶融した熱可塑性樹脂をシリコーンゴムで作製した成形型のキャビティ内に射出し、次いで、この熱可塑性樹脂を冷却して射出成形品を得る方法が開示されている。そして、表面精度、表面光沢が良好な樹脂成形品を簡便に作製することを目的として、シリコーンゴム製の成形型の組成に工夫を行っている。
【０００４】
しかしながら、上記従来の樹脂成形方法においては、特に熱可塑性樹脂を充填するキャビティの端部等においては、成形する熱可塑性樹脂の温度が下がり、この熱可塑性樹脂の粘度が上昇する場合がある。この場合には、成形型のキャビティ内において、熱可塑性樹脂の充填不良が生じるおそれがある。
また、特許文献１においては、シリコーンゴムの耐熱温度は、例えば２００℃程度であり、樹脂の温度の低下を防ぐためにヒーター等の加熱温度を上げると、シリコーンゴム製の成形型が劣化し、この成形型により成形する成形品の表面外観が低下するおそれがある。
【０００５】
また、例えば、特許文献２の樹脂成形品の製造方法及びその装置においては、型枠に粒状あるいは粉状の金属骨材と熱可塑性樹脂とを投入して成形製品を得るに際し、金属骨材をスポット的に加熱することができる金属加熱手段を用いている。この製造方法においては、金属加熱手段から、マイクロ波あるいは電磁波等を型枠内の金属骨材に照射してこの金属骨材を発熱させ、この金属骨材の発熱を利用して型枠内の熱可塑性樹脂を軟化あるいは溶解させたのち、樹脂成形品を加圧成形している。
【０００６】
しかしながら、特許文献２の技術は、金属骨材を選択的に加熱する技術であり、熱可塑性樹脂自体を加熱することができる技術ではない。また、金属加熱手段によって、金属骨材の加熱を行う際には、型枠も同時に加熱されてしまう。そのため、型枠をあまり加熱することなく、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することはできない。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１７８７５４号公報
【特許文献２】特開平１０−１９３３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、良好な樹脂成形品を得ることができる樹脂成形方法及び樹脂成形装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し、該熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る樹脂成形方法であって、
上記キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射することを特徴とする樹脂成形方法にある（請求項１）。
【００１０】
本発明の樹脂成形方法は、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を成形するに当たり、成形型に対して、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる方法である。
すなわち、樹脂成形品を成形するに当たっては、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する。そして、この充填の際に、成形型の表面側から熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波（以下、近赤外線という。）を照射する。このとき、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を大きく加熱することができる。
【００１１】
これにより、上記キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型の温度よりも、キャビティ内における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。
それ故、本発明の樹脂成形方法によれば、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを防止して、良好な樹脂成形品を得ることができる。
【００１２】
上記ピーク波長とは、成形型及び熱可塑性樹脂に照射する電磁波において、電磁波強度のピーク値を示す波長のことをいう。
また、上記近赤外線により、上記ゴム製の成形型に比べて、上記熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム製の成形型の表面に照射された上記近赤外線は、成形型の表面を反射又は成形型を透過する割合が多いのに対し、熱可塑性樹脂に吸収される割合が多いと考える。そのため、近赤外線による光のエネルギーが熱可塑性樹脂に優先的に吸収されて、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができると考える。
【００１３】
第２の発明は、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し、該熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る樹脂成形方法であって、
上記キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂に波長が０．０１〜１００ｍの電磁波を照射することを特徴とする樹脂成形方法にある（請求項３）。
【００１４】
本発明の樹脂成形方法もまた、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を成形するに当たり、成形型に対して、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる方法である。
すなわち、樹脂成形品を成形するに当たっては、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する。そして、この充填の際に、成形型の表面から熱可塑性樹脂に波長が０．０１〜１００ｍの電磁波（以下、マイクロ波又は高周波という。）を照射する。このとき、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を大きく加熱することができる。
【００１５】
これにより、上記キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型の温度よりも、キャビティ内における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。
それ故、本発明の樹脂成形方法によっても、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを防止して、良好な樹脂成形品を得ることができる。
【００１６】
また、上記マイクロ波又は高周波により、上記ゴム製の成形型に比べて、上記熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム製の成形型の表面に上記マイクロ波又は高周波が照射されたときには、成形型及び熱可塑性樹脂には誘電加熱が行われ、これらにおいて生ずる誘電体損失によって、成形型及び熱可塑性樹脂が発熱して加熱される。そして、熱可塑性樹脂における誘電体損失が、ゴム製の成形型における誘電体損失よりも大きいことによって、熱可塑性樹脂を選択的（優先的）に加熱することができると考える。
【００１７】
第３の発明は、熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射する電磁波照射装置とを有していることを特徴とする樹脂成形装置にある（請求項９）。
【００１８】
本発明の樹脂成形装置は、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を成形する装置であり、成形型に対して、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる装置である。
すなわち、本発明の樹脂成形装置は、上記ゴム製の成形型と、上記ピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波（以下、近赤外線という。）を照射する電磁波照射装置とを有している。そして、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際には、電磁波照射装置により、成形型の表面から熱可塑性樹脂に上記近赤外線を照射する。このとき、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を大きく加熱することができる。
【００１９】
これにより、上記キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型の温度よりも、キャビティ内における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。
それ故、本発明の樹脂成形装置によれば、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを防止して、良好な樹脂成形品を得ることができる。
なお、上記近赤外線により、上記ゴム製の成形型に比べて、上記熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、上記第１の発明と同様に考える。
【００２０】
第４の発明は、熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂に波長が０．０１〜１００ｍの電磁波を照射する電磁波照射装置とを有していることを特徴とする樹脂成形装置にある（請求項１０）。
【００２１】
本発明の樹脂成形装置もまた、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を成形する装置であり、成形型に対して、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる装置である。
すなわち、本発明の樹脂成形装置は、上記ゴム製の成形型と、上記波長が０．０１〜１００ｍの電磁波（以下、マイクロ波又は高周波という。）を照射する電磁波照射装置とを有している。そして、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際には、電磁波照射装置により、成形型の表面から熱可塑性樹脂に上記マイクロ波又は高周波を照射する。このとき、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を大きく加熱することができる。
【００２２】
これにより、上記キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型の温度よりも、キャビティ内における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。
それ故、本発明の樹脂成形装置によっても、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを防止して、良好な樹脂成形品を得ることができる。
なお、上記マイクロ波又は高周波により、上記ゴム製の成形型に比べて、上記熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、上記第２の発明と同様に考える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
上述した第１〜第４の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１の発明において、上記熱可塑性樹脂の吸光度は、上記ゴム製の成形型の吸光度よりも大きいことが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記近赤外線の照射により、上記ゴム製の成形型及び熱可塑性樹脂を加熱する際に、熱可塑性樹脂を容易に選択的に加熱することができる。また、吸光度は、例えば、島津製作所製ＵＶ３１００を用いて測定することができる。
【００２４】
また、上記第２の発明において、上記熱可塑性樹脂の誘電力率（ｔａｎδ）は、上記ゴム製の成形型の誘電力率（ｔａｎδ）よりも大きいことが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記マイクロ波又は高周波の照射により、上記ゴム製の成形型及び熱可塑性樹脂に誘電加熱を行う際に、誘電体損失を示す誘電力率が、成形型に比べて熱可塑性樹脂の方が大きいことにより、熱可塑性樹脂を容易に選択的に加熱することができる。
【００２５】
なお、熱可塑性樹脂の誘電力率及び成形型を構成するゴムの誘電力率は、一般に、温度又は電磁波（マイクロ波又は高周波）の波長等により異なる。この場合において、上記誘電力率とは、成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際に、例えば、成形型の温度と溶融状態の熱可塑性樹脂の温度とが異なり、それぞれ温度が変化する場合においても、温度変化の全体を通じて、熱可塑性樹脂の誘電力率が成形型の誘電力率よりも大きい状態のことをいう。
【００２６】
また、上記第１、第２の発明において、上記熱可塑性樹脂は、溶融した状態で上記成形型のキャビティ内に注入し、上記成形型に上記電磁波を照射することにより、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することが好ましい（請求項５）。
上記溶融した状態の熱可塑性樹脂を、成形型のキャビティ内に注入することにより、熱可塑性樹脂を成形型よりも高い温度に維持することが容易である。また、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することにより、熱可塑性樹脂の溶融粘度の増加を抑制して、成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを一層容易に防止することができる。
【００２７】
また、温度に対する熱可塑性樹脂の溶融粘度の関係が予めわかっている場合には、上記成形型に電磁波を照射することにより、熱可塑性樹脂の温度が、溶融粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になるときの温度よりも低くなることを防止して、キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填することができる。
なお、上記キャビティ内において溶融した状態の熱可塑性樹脂の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になると、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じるおそれがある。
【００２８】
また、上記熱可塑性樹脂は、非晶性熱可塑性樹脂であることが好ましい（請求項６）。
ところで、上記第１の発明においては、熱可塑性樹脂の冷却速度を比較的遅くすることが多い。そのため、冷却中に熱可塑性樹脂の結晶性が高くなることがあり、これによって、樹脂成形品の寸法精度が低下したり、樹脂成形品の耐衝撃性が低下したりすることがある。これに対し、熱可塑性樹脂を非晶性熱可塑性樹脂にしたことにより、上記樹脂成形品の寸法精度の低下及び耐衝撃性の低下等を防止することができる。
【００２９】
非晶性熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、スチレン・メタクリル酸メチル共重合体等のスチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）等のゴム変性熱可塑性樹脂、又はポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ＰＣ／ゴム変性熱可塑性樹脂アロイ等を用いることができる。その中でも、特にゴム変性熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、ＡＢＳ樹脂を用いることがさらに好ましい。
【００３０】
また、上記熱可塑性樹脂は、ゴム変性熱可塑性樹脂であることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記電磁波により、ゴム製の成形型に対して熱可塑性樹脂を選択的に加熱することが一層容易である。
【００３１】
ゴム変性熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、スチレン・メタクリル酸メチル共重合体等のスチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）等を用いることができる。その中でも、特にＡＢＳ樹脂を用いることが好ましい。
【００３２】
また、上記成形型は、シリコーンゴムからなることが好ましい（請求項８）。
この場合には、成形型の作製が容易であると共に、上記電磁波により、成形型をほとんど加熱することなく熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる。
また、シリコーンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格測定において２５〜８０であることが好ましい。
【実施例】
【００３３】
以下に、本発明の樹脂成形方法及び樹脂成形装置にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例の樹脂成形方法は、図１に示すごとく、ゴム製の成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填し、この熱可塑性樹脂３を冷却して樹脂成形品を得る方法である。また、本例の樹脂成形方法は、樹脂成形品を成形するに当たり、成形型２に対して、熱可塑性樹脂３を選択的に加熱することができる方法である。
【００３４】
具体的には、同図に示すごとく、本例においては、キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際に、成形型２の表面から熱可塑性樹脂３にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波（以下、近赤外線という。）を照射することにより、成形型２に対して熱可塑性樹脂３を選択的に加熱する。また、本例においては、上記ゴム製の成形型２と、上記近赤外線を照射する電磁波照射装置４とを有する樹脂成形装置１を用いる。
ここで、上記ピーク波長とは、電磁波照射装置４により成形型２及び熱可塑性樹脂３に照射する電磁波において、電磁波強度のピーク値を示す波長のことをいう。
【００３５】
以下に、本例の樹脂成形方法及び樹脂成形装置１につき、図１と共に詳説する。
本例においては、熱可塑性樹脂３として、非晶性熱可塑性樹脂であると共にゴム変性熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂を用いる。
また、本例の成形型２は、シリコーンゴムからなる。この成形型２は、成形する樹脂成形品のマスターモデル（手作りの現物等）を液状のシリコーンゴム内に配置し、このシリコーンゴムを硬化させ、硬化後のシリコーンゴムからマスターモデルを取り出すことによって作製することができる。
【００３６】
本例の電磁波照射装置４としては、近赤外線領域内の約１．２μｍの付近に光強度のピークを有する近赤外線ハロゲンヒータを用いる。
また、本例においては、溶融した状態の熱可塑性樹脂３を成形型２のキャビティ２１内に注入し、成形型２に上記近赤外線を照射することにより、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂３の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止して、樹脂成形品を得る。
【００３７】
本例の樹脂成形品を成形するに当たっては、シリコーンゴム製の成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３としてのＡＢＳ樹脂を充填する。そして、この充填の際に、上記電磁波照射装置４を用いて、成形型２の表面から熱可塑性樹脂３に上記近赤外線を照射する。このとき、成形型２を構成するシリコーンゴムとＡＢＳ樹脂との物性の違いにより、成形型２に比べて、ＡＢＳ樹脂を大きく加熱することができる。
【００３８】
これにより、上記キャビティ２１内へのＡＢＳ樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型２の温度よりも、キャビティ２１内におけるＡＢＳ樹脂の温度を高く維持することができる。
それ故、本例の樹脂成形方法及び樹脂成形装置１によれば、シリコーンゴム製の成形型２に対してＡＢＳ樹脂を選択的に加熱することができ、成形型２のキャビティ２１内にＡＢＳ樹脂を十分に行き渡らせることができる。これにより、表面外観等に優れた良好な樹脂成形品を成形することができる。
【００３９】
また、本例においては、成形した樹脂成形品は、成形型２のキャビティ２１内において空冷することにより冷却した後、このキャビティ２１内から取り出す。このとき、上記のごとく熱可塑性樹脂３を選択的に加熱できることにより、成形型２の温度は、熱可塑性樹脂３の温度よりも低く維持することができる。そのため、樹脂成形品を冷却するために要する冷却時間を短縮することができる。
また、成形型２の温度を低く維持することができることにより、成形型２の劣化を抑制することができ、成形型２の耐久性を向上させることができる。
【００４０】
なお、本例においては、熱可塑性樹脂３としてＡＢＳ樹脂を用いた。熱可塑性樹脂３としては、これ以外にも、上記成形型２の表面に上記近赤外線を照射したときに、成形型２内に吸収されずに透過した近赤外線を吸収することができる熱可塑性樹脂３を用いることができる。
【００４１】
図２は、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについて、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、各シリコーンゴムにおける光の透過率を示すグラフである。同図において、各シリコーンゴムは、２００〜２２００（ｎｍ）の間の波長の光を透過させることがわかる。そのため、この波長の領域である近赤外線をシリコーンゴム製の成形型２の表面に照射すると、当該近赤外線の多くを、成形型２を透過させて熱可塑性樹脂３に吸収させることができる。
【００４２】
また、上記電磁波照射装置４としては、上記ピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波（近赤外線）を照射するもの以外にも、波長が０．０１〜１００ｍの電磁波（マイクロ波又は高周波）を照射するものを用いることもできる。この場合においても、成形型２に対して、熱可塑性樹脂３を選択的に加熱することができ、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００４３】
（確認試験１）
本確認試験１においては、上記実施例１に示した樹脂成形方法及び樹脂成形装置１による優れた作用効果の確認試験を行った。
本確認試験１においては、電磁波照射装置４としては、近赤外線ハロゲンヒータ（ウシオ電機製スポットヒータユニット ＵＬ−ＳＨ−０１、定格電圧１００Ｖ、消費電力５００Ｗ、光強度のピーク波長；約１．２μｍ）を用いた。また、成形型２内に注入する前の熱可塑性樹脂３の可塑化を行うために、射出成形機（新潟鐵工所製ＮＮ３０Ｂ）を用いた。また、成形型２の温度及び熱可塑性樹脂３の温度を測定するために、熱電対モニターを用いた。
【００４４】
また、図３に示すごとく、上記近赤外線ハロゲンヒータは、照射する光線を絞って集中させるスポット照射タイプのものであり、出射位置からの光線の焦点距離Ｘ１が７５ｍｍのものである。本例では、光線の出射位置から成形型２の表面までの距離Ｘ２を２２５ｍｍとし、光線をクロスさせて成形型２に照射した。
【００４５】
そして、熱可塑性樹脂３及び成形型２として、以下の４つの発明品１〜４を用いて、電磁波照射装置４からピーク波長が約１．２μｍの近赤外線を、成形型２の表面に照射し、熱電対モニターを用いて、成形型２の温度と、成形型２のキャビティ２１内に充填した熱可塑性樹脂３の温度を測定した。
また、本確認試験１においては、射出成形機から溶融状態（約２５０℃）の熱可塑性樹脂３を、室温（約２５℃）の成形型２内に注入した。そして、この成形型２に電磁波照射装置４から上記近赤外線を照射し、３分経過時の成形型２の温度及び熱可塑性樹脂３の温度を測定した。なお、近赤外線の照射中に熱可塑性樹脂３の温度が２５０℃になったときには、照射を中止し、そのときの成形型２の温度を測定した。
【００４６】
発明品１〜４の熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、次のようにした。
（発明品１） 熱可塑性樹脂３；黒色不透明のＡＢＳ樹脂、成形型２；近赤外線を照射する側の表面からキャビティ２１までの厚みＴが１２ｍｍである透明のシリコーンゴム。
（発明品２） 熱可塑性樹脂３；黒色不透明のＡＢＳ樹脂、成形型２；上記厚みＴが２５ｍｍである透明のシリコーンゴム。
【００４７】
（発明品３） 熱可塑性樹脂３；黒色不透明のＡＢＳ樹脂、成形型２；上記厚みＴが１２ｍｍである半透明のシリコーンゴム。
（発明品４） 熱可塑性樹脂３；透明のＡＢＳ樹脂、成形型２；上記厚みＴが１２ｍｍである透明のシリコーンゴム。
また、発明品１〜４のシリコーンゴムとしては、ＪＩＳ−Ａ硬度が４０である信越シリコーン製のものを用いた。
【００４８】
また、比較のために、上記近赤外線を照射する電磁波照射装置４の代わりに、遠赤外線を照射する遠赤外線ハロゲンヒータ（ウシオ電機製ＱＩＲ１００Ｖ ６００ＷＹＤ、定格電圧１００Ｖ、消費電力６００Ｗ、光強度のピーク波長；約２．５μｍ）を用いた比較品１、２についても、発明品１〜４と同様に上記測定を行った。
（比較品１） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品１と同じ。
（比較品２） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品２と同じ。
上記測定を行った結果を、表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
同表において、近赤外線を照射した発明品１〜４については、熱可塑性樹脂３の温度が２３５〜２５０℃になったのに対して、成形型２の温度は１７０〜１８０℃までしか上昇しなかった。これに対し、比較品１、２については、熱可塑性樹脂３の温度が２００〜２０５℃になったのに対して、成形型２の温度が２２０℃まで上昇してしまった。
なお、成形型２のキャビティ２１内に注入した直後の熱可塑性樹脂３の温度は、成形型２によって冷やされて１５０〜１８０℃まで下降した。
【００５１】
上記結果より、シリコーンゴム製の成形型２の表面に近赤外線を照射すること（発明品１〜４）により、成形型２に対して、熱可塑性樹脂３を選択的に加熱できることがわかった。
なお、シリコーンゴム製の成形型２が常温から１７０〜１８０℃まで上昇した理由は、成形型２が、そのキャビティ２１内に充填した熱可塑性樹脂３から熱伝達によって熱エネルギーを受け取ったため、及び成形型２が近赤外線の一部を吸収して温度上昇したためであると考える。
【００５２】
（確認試験２）
本確認試験２においては、上記電磁波照射装置４として、上記波長０．４〜２μｍの電磁波（近赤外線）を照射する近赤外線ハロゲンヒータを用いる代わりに、波長が１ｍ（３００ＭＨｚ）〜１００ｍ（３ＭＨｚ）の電磁波（高周波）を照射する高周波発生装置を用い、次の発明品５〜８について上記確認試験１と同様の測定を行った。
【００５３】
また、本確認試験２及び後述する確認試験３において、ＡＢＳ樹脂（黒色不透明及び透明のいずれも）の誘電力率（ｔａｎδ）は、シリコーンゴム（透明及び半透明のいずれも）の誘電力率（ｔａｎδ）よりも大きい。
参考として、例えば、波長１００ｍ（周波数１ＭＨｚ）においては、ＡＢＳ樹脂の誘電力率は、０．００８〜０．１４程度であり、シリコーンゴムの誘電力率は、０．００２〜０．００５程度である。
【００５４】
ここで、ＡＢＳ樹脂の誘電力率及びシリコーンゴムの誘電力率は、温度又は電磁波（マイクロ波又は高周波）の波長等により異なる。
この場合において、上記誘電力率とは、成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際に、例えば、成形型２の温度と溶融状態の熱可塑性樹脂３の温度とが異なり、それぞれ温度が変化する場合においても、温度変化の全体を通じて、熱可塑性樹脂３の誘電力率が成形型２の誘電力率よりも大きい状態のことをいう。
【００５５】
すなわち、上記熱可塑性樹脂３の誘電力率が成形型２の誘電力率よりも大きい状態とは、例えば、電磁波照射装置４により電磁波の照射をしながら、成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する過程において、熱可塑性樹脂３の温度が１６０℃から２４０℃に変化し、成形型２の温度が常温（２５℃）から１７０℃に変化した場合においては、１６０℃〜２４０℃における熱可塑性樹脂３の誘電力率が、２５℃〜１７０℃における成形型２の誘電力率よりも大きいことを示す。
【００５６】
（発明品５） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品１と同じ。
（発明品６） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品２と同じ。
（発明品７） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品３と同じ。
（発明品８） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品４と同じ。
【００５７】
本確認試験２の高周波発生装置としては、電磁波強度のピーク波長が８０ＭＨｚ（３．７５ｍ）である精電社製のものを用いた。また、高周波を照射する際の高周波発生装置の出力は、１ｋＷとした。本確認試験２においても、その他の試験構成及び試験方法等は上記確認試験１と同じである。
本確認試験２において、熱可塑性樹脂３の温度及び成形型２の温度について、測定を行った結果を、表２に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】
同表において、近赤外線を照射した発明品５〜８については、熱可塑性樹脂３の温度がすべて２５０℃になったのに対して、成形型２の温度は１２０〜１３０℃までしか上昇しなかった。
このことより、シリコーンゴム製の成形型２の表面に高周波を照射すること（発明品５〜８）により、成形型２に対して、熱可塑性樹脂３を選択的に加熱できることがわかった。
なお、シリコーンゴム製の成形型２が常温から１２０〜１３０℃まで上昇した理由は、上記確認試験１と同様に考える。
【００６０】
（確認試験３）
本確認試験３においては、上記電磁波照射装置４として、波長が０．０１ｍ（３００００ＭＨｚ）〜１ｍ（３００ＭＨｚ）の電磁波（マイクロ波）を照射するマイクロ波オーブンを用い、次の発明品９〜１３について上記確認試験１と同様の測定を行った。
本確認試験３の高周波発生装置としては、電磁波強度のピーク波長が２４５０ＭＨｚ（０．１２ｍ）である精電社製のものを用いた。
【００６１】
（発明品９） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品１と同じであり、マイクロ波オーブンの出力を０．５ｋＷとした。
（発明品１０） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品９と同じであり、マイクロ波オーブンの出力を１ｋＷとした。
（発明品１１） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品２と同じであり、マイクロ波オーブンの出力を１ｋＷとした。
（発明品１２） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品４と同じであり、マイクロ波オーブンの出力を０．５ｋＷとした。
（発明品１３） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品４と同じであり、マイクロ波オーブンの出力を１ｋＷとした。
【００６２】
本確認試験３においても、その他の試験構成及び試験方法等は上記確認試験１と同じである。
本確認試験３において、熱可塑性樹脂３の温度及び成形型２の温度について、測定を行った結果を、表３に示す。
【００６３】
【表３】
【００６４】
同表において、近赤外線を照射した発明品９〜１３については、熱可塑性樹脂３の温度がすべて２５０℃になったのに対して、成形型２の温度は１１０〜１２５℃までしか上昇しなかった。
このことより、シリコーンゴム製の成形型２の表面にマイクロ波を照射すること（発明品９〜１３）により、成形型２に対して、熱可塑性樹脂３を選択的に加熱できることがわかった。
なお、シリコーンゴム製の成形型２が常温から１１０〜１２５℃まで上昇した理由は、上記確認試験１と同様に考える。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例における樹脂成形装置を示す説明図。
【図２】実施例において、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについての光の透過率を示すグラフ。
【図３】確認試験１〜３において用いた樹脂成形装置を示す説明図。
【符号の説明】
【００６６】
１ 樹脂成形装置
２ 成形型
２１ キャビティ
３ 熱可塑性樹脂
４ 電磁波照射装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂から樹脂成形品を得る樹脂成形方法及び樹脂成形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂は、種々の成形方法によって成形され、成形品とした後使用されている。結晶性、非晶性、あるいは溶融粘度の高低に応じて、更に成形品の形状に応じて射出成形、ブロー成形、押し出し成形、プレス成形等種々の成形方法が実用化されている。
ところで、熱可塑性樹脂の種類、成形品の形状によっては、成形中に熱可塑性樹脂の温度が低下することにより溶融粘度が高くなり、目的とする成形品を得ることが困難となることがある。そのため、これを改良するため、成形品を成形する成形型（金型）をヒーター等によって加熱する方法が知られている。
【０００３】
また、例えば、特許文献１の樹脂成形方法においては、溶融した熱可塑性樹脂をシリコーンゴムで作製した成形型のキャビティ内に射出し、次いで、この熱可塑性樹脂を冷却して射出成形品を得る方法が開示されている。そして、表面精度、表面光沢が良好な樹脂成形品を簡便に作製することを目的として、シリコーンゴム製の成形型の組成に工夫を行っている。
【０００４】
しかしながら、上記従来の樹脂成形方法においては、特に熱可塑性樹脂を充填するキャビティの端部等においては、成形する熱可塑性樹脂の温度が下がり、この熱可塑性樹脂の粘度が上昇する場合がある。この場合には、成形型のキャビティ内において、熱可塑性樹脂の充填不良が生じるおそれがある。
また、特許文献１においては、シリコーンゴムの耐熱温度は、例えば２００℃程度であり、樹脂の温度の低下を防ぐためにヒーター等の加熱温度を上げると、シリコーンゴム製の成形型が劣化し、この成形型により成形する成形品の表面外観が低下するおそれがある。
【０００５】
また、例えば、特許文献２の樹脂成形品の製造方法及びその装置においては、型枠に粒状あるいは粉状の金属骨材と熱可塑性樹脂とを投入して成形製品を得るに際し、金属骨材をスポット的に加熱することができる金属加熱手段を用いている。この製造方法においては、金属加熱手段から、マイクロ波あるいは電磁波等を型枠内の金属骨材に照射してこの金属骨材を発熱させ、この金属骨材の発熱を利用して型枠内の熱可塑性樹脂を軟化あるいは溶解させたのち、樹脂成形品を加圧成形している。
【０００６】
しかしながら、特許文献２の技術は、金属骨材を選択的に加熱する技術であり、熱可塑性樹脂自体を加熱することができる技術ではない。また、金属加熱手段によって、金属骨材の加熱を行う際には、型枠も同時に加熱されてしまう。そのため、型枠をあまり加熱することなく、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することはできない。
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１７８７５４号公報
【特許文献２】特開平１０−１９３３７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、良好な樹脂成形品を得ることができる樹脂成形方法及び樹脂成形装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し、該熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る樹脂成形方法であって、
上記キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射することを特徴とする樹脂成形方法にある（請求項１）。
【００１０】
本発明の樹脂成形方法は、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を成形するに当たり、成形型に対して、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる方法である。
すなわち、樹脂成形品を成形するに当たっては、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する。そして、この充填の際に、成形型の表面側から熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波（以下、近赤外線という。）を照射する。このとき、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を大きく加熱することができる。
【００１１】
これにより、上記キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型の温度よりも、キャビティ内における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。
それ故、本発明の樹脂成形方法によれば、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを防止して、良好な樹脂成形品を得ることができる。
【００１２】
上記ピーク波長とは、成形型及び熱可塑性樹脂に照射する電磁波において、電磁波強度のピーク値を示す波長のことをいう。
また、上記近赤外線により、上記ゴム製の成形型に比べて、上記熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム製の成形型の表面に照射された上記近赤外線は、成形型の表面を反射又は成形型を透過する割合が多いのに対し、熱可塑性樹脂に吸収される割合が多いと考える。そのため、近赤外線による光のエネルギーが熱可塑性樹脂に優先的に吸収されて、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができると考える。
【００１３】
第２の発明は、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し、該熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る樹脂成形方法であって、
上記キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂に波長が０．０１〜１００ｍの電磁波を照射することを特徴とする樹脂成形方法にある（請求項３）。
【００１４】
本発明の樹脂成形方法もまた、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を成形するに当たり、成形型に対して、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる方法である。
すなわち、樹脂成形品を成形するに当たっては、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する。そして、この充填の際に、成形型の表面から熱可塑性樹脂に波長が０．０１〜１００ｍの電磁波（以下、マイクロ波又は高周波という。）を照射する。このとき、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を大きく加熱することができる。
【００１５】
これにより、上記キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型の温度よりも、キャビティ内における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。
それ故、本発明の樹脂成形方法によっても、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを防止して、良好な樹脂成形品を得ることができる。
【００１６】
また、上記マイクロ波又は高周波により、上記ゴム製の成形型に比べて、上記熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、以下のように考える。
すなわち、ゴム製の成形型の表面に上記マイクロ波又は高周波が照射されたときには、成形型及び熱可塑性樹脂には誘電加熱が行われ、これらにおいて生ずる誘電体損失によって、成形型及び熱可塑性樹脂が発熱して加熱される。そして、熱可塑性樹脂における誘電体損失が、ゴム製の成形型における誘電体損失よりも大きいことによって、熱可塑性樹脂を選択的（優先的）に加熱することができると考える。
【００１７】
第３の発明は、熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射する電磁波照射装置とを有していることを特徴とする樹脂成形装置にある（請求項９）。
【００１８】
本発明の樹脂成形装置は、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を成形する装置であり、成形型に対して、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる装置である。
すなわち、本発明の樹脂成形装置は、上記ゴム製の成形型と、上記ピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波（以下、近赤外線という。）を照射する電磁波照射装置とを有している。そして、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際には、電磁波照射装置により、成形型の表面から熱可塑性樹脂に上記近赤外線を照射する。このとき、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を大きく加熱することができる。
【００１９】
これにより、上記キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型の温度よりも、キャビティ内における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。
それ故、本発明の樹脂成形装置によれば、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを防止して、良好な樹脂成形品を得ることができる。
なお、上記近赤外線により、上記ゴム製の成形型に比べて、上記熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、上記第１の発明と同様に考える。
【００２０】
第４の発明は、熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂に波長が０．０１〜１００ｍの電磁波を照射する電磁波照射装置とを有していることを特徴とする樹脂成形装置にある（請求項１０）。
【００２１】
本発明の樹脂成形装置もまた、ゴム製の成形型を用いて、熱可塑性樹脂からなる樹脂成形品を成形する装置であり、成形型に対して、熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる装置である。
すなわち、本発明の樹脂成形装置は、上記ゴム製の成形型と、上記波長が０．０１〜１００ｍの電磁波（以下、マイクロ波又は高周波という。）を照射する電磁波照射装置とを有している。そして、ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際には、電磁波照射装置により、成形型の表面から熱可塑性樹脂に上記マイクロ波又は高周波を照射する。このとき、成形型を構成するゴムと熱可塑性樹脂との物性の違いにより、ゴム製の成形型に比べて、熱可塑性樹脂を大きく加熱することができる。
【００２２】
これにより、上記キャビティ内への熱可塑性樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型の温度よりも、キャビティ内における熱可塑性樹脂の温度を高く維持することができる。
それ故、本発明の樹脂成形装置によっても、ゴム製の成形型に対してキャビティ内の熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができ、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを防止して、良好な樹脂成形品を得ることができる。
なお、上記マイクロ波又は高周波により、上記ゴム製の成形型に比べて、上記熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる理由としては、上記第２の発明と同様に考える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
上述した第１〜第４の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１の発明において、上記熱可塑性樹脂の吸光度は、上記ゴム製の成形型の吸光度よりも大きいことが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記近赤外線の照射により、上記ゴム製の成形型及び熱可塑性樹脂を加熱する際に、熱可塑性樹脂を容易に選択的に加熱することができる。また、吸光度は、例えば、島津製作所製ＵＶ３１００を用いて測定することができる。
【００２４】
また、上記第２の発明において、上記熱可塑性樹脂の誘電力率（ｔａｎδ）は、上記ゴム製の成形型の誘電力率（ｔａｎδ）よりも大きいことが好ましい（請求項４）。
この場合には、上記マイクロ波又は高周波の照射により、上記ゴム製の成形型及び熱可塑性樹脂に誘電加熱を行う際に、誘電体損失を示す誘電力率が、成形型に比べて熱可塑性樹脂の方が大きいことにより、熱可塑性樹脂を容易に選択的に加熱することができる。
【００２５】
なお、熱可塑性樹脂の誘電力率及び成形型を構成するゴムの誘電力率は、一般に、温度又は電磁波（マイクロ波又は高周波）の波長等により異なる。この場合において、上記誘電力率とは、成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際に、例えば、成形型の温度と溶融状態の熱可塑性樹脂の温度とが異なり、それぞれ温度が変化する場合においても、温度変化の全体を通じて、熱可塑性樹脂の誘電力率が成形型の誘電力率よりも大きい状態のことをいう。
【００２６】
また、上記第１、第２の発明において、上記熱可塑性樹脂は、溶融した状態で上記成形型のキャビティ内に注入し、上記成形型に上記電磁波を照射することにより、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することが好ましい（請求項５）。
上記溶融した状態の熱可塑性樹脂を、成形型のキャビティ内に注入することにより、熱可塑性樹脂を成形型よりも高い温度に維持することが容易である。また、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することにより、熱可塑性樹脂の溶融粘度の増加を抑制して、成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じることを一層容易に防止することができる。
【００２７】
また、温度に対する熱可塑性樹脂の溶融粘度の関係が予めわかっている場合には、上記成形型に電磁波を照射することにより、熱可塑性樹脂の温度が、溶融粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になるときの温度よりも低くなることを防止して、キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填することができる。
なお、上記キャビティ内において溶融した状態の熱可塑性樹脂の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になると、キャビティ内に熱可塑性樹脂の充填不良が生じるおそれがある。
【００２８】
また、上記熱可塑性樹脂は、非晶性熱可塑性樹脂であることが好ましい（請求項６）。
ところで、上記第１の発明においては、熱可塑性樹脂の冷却速度を比較的遅くすることが多い。そのため、冷却中に熱可塑性樹脂の結晶性が高くなることがあり、これによって、樹脂成形品の寸法精度が低下したり、樹脂成形品の耐衝撃性が低下したりすることがある。これに対し、熱可塑性樹脂を非晶性熱可塑性樹脂にしたことにより、上記樹脂成形品の寸法精度の低下及び耐衝撃性の低下等を防止することができる。
【００２９】
非晶性熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、スチレン・メタクリル酸メチル共重合体等のスチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）等のゴム変性熱可塑性樹脂、又はポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ＰＣ／ゴム変性熱可塑性樹脂アロイ等を用いることができる。その中でも、特にゴム変性熱可塑性樹脂を用いることが好ましく、ＡＢＳ樹脂を用いることがさらに好ましい。
【００３０】
また、上記熱可塑性樹脂は、ゴム変性熱可塑性樹脂であることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記電磁波により、ゴム製の成形型に対して熱可塑性樹脂を選択的に加熱することが一層容易である。
【００３１】
ゴム変性熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン・アクリロニトリル共重合体、スチレン・無水マレイン酸共重合体、スチレン・メタクリル酸メチル共重合体等のスチレン系樹脂、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂）、ＡＥＳ樹脂（アクリロニトリル・エチレン・スチレン樹脂）、ＡＳＡ樹脂（アクリレート・スチレン・アクリロニトリル樹脂）等を用いることができる。その中でも、特にＡＢＳ樹脂を用いることが好ましい。
【００３２】
また、上記成形型は、シリコーンゴムからなることが好ましい（請求項８）。
この場合には、成形型の作製が容易であると共に、上記電磁波により、成形型をほとんど加熱することなく熱可塑性樹脂を選択的に加熱することができる。
また、シリコーンゴムの硬度は、ＪＩＳ−Ａ規格測定において２５〜８０であることが好ましい。
【実施例】
【００３３】
以下に、本発明の樹脂成形方法及び樹脂成形装置にかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例の樹脂成形方法は、図１に示すごとく、ゴム製の成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填し、この熱可塑性樹脂３を冷却して樹脂成形品を得る方法である。また、本例の樹脂成形方法は、樹脂成形品を成形するに当たり、成形型２に対して、熱可塑性樹脂３を選択的に加熱することができる方法である。
【００３４】
具体的には、同図に示すごとく、本例においては、キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際に、成形型２の表面から熱可塑性樹脂３にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波（以下、近赤外線という。）を照射することにより、成形型２に対して熱可塑性樹脂３を選択的に加熱する。また、本例においては、上記ゴム製の成形型２と、上記近赤外線を照射する電磁波照射装置４とを有する樹脂成形装置１を用いる。
ここで、上記ピーク波長とは、電磁波照射装置４により成形型２及び熱可塑性樹脂３に照射する電磁波において、電磁波強度のピーク値を示す波長のことをいう。
【００３５】
以下に、本例の樹脂成形方法及び樹脂成形装置１につき、図１と共に詳説する。
本例においては、熱可塑性樹脂３として、非晶性熱可塑性樹脂であると共にゴム変性熱可塑性樹脂であるＡＢＳ樹脂を用いる。
また、本例の成形型２は、シリコーンゴムからなる。この成形型２は、成形する樹脂成形品のマスターモデル（手作りの現物等）を液状のシリコーンゴム内に配置し、このシリコーンゴムを硬化させ、硬化後のシリコーンゴムからマスターモデルを取り出すことによって作製することができる。
【００３６】
本例の電磁波照射装置４としては、近赤外線領域内の約１．２μｍの付近に光強度のピークを有する近赤外線ハロゲンヒータを用いる。
また、本例においては、溶融した状態の熱可塑性樹脂３を成形型２のキャビティ２１内に注入し、成形型２に上記近赤外線を照射することにより、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂３の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止して、樹脂成形品を得る。
【００３７】
本例の樹脂成形品を成形するに当たっては、シリコーンゴム製の成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３としてのＡＢＳ樹脂を充填する。そして、この充填の際に、上記電磁波照射装置４を用いて、成形型２の表面から熱可塑性樹脂３に上記近赤外線を照射する。このとき、成形型２を構成するシリコーンゴムとＡＢＳ樹脂との物性の違いにより、成形型２に比べて、ＡＢＳ樹脂を大きく加熱することができる。
【００３８】
これにより、上記キャビティ２１内へのＡＢＳ樹脂の充填が完了するまでの間において、成形型２の温度よりも、キャビティ２１内におけるＡＢＳ樹脂の温度を高く維持することができる。
それ故、本例の樹脂成形方法及び樹脂成形装置１によれば、シリコーンゴム製の成形型２に対してＡＢＳ樹脂を選択的に加熱することができ、成形型２のキャビティ２１内にＡＢＳ樹脂を十分に行き渡らせることができる。これにより、表面外観等に優れた良好な樹脂成形品を成形することができる。
【００３９】
また、本例においては、成形した樹脂成形品は、成形型２のキャビティ２１内において空冷することにより冷却した後、このキャビティ２１内から取り出す。このとき、上記のごとく熱可塑性樹脂３を選択的に加熱できることにより、成形型２の温度は、熱可塑性樹脂３の温度よりも低く維持することができる。そのため、樹脂成形品を冷却するために要する冷却時間を短縮することができる。
また、成形型２の温度を低く維持することができることにより、成形型２の劣化を抑制することができ、成形型２の耐久性を向上させることができる。
【００４０】
なお、本例においては、熱可塑性樹脂３としてＡＢＳ樹脂を用いた。熱可塑性樹脂３としては、これ以外にも、上記成形型２の表面に上記近赤外線を照射したときに、成形型２内に吸収されずに透過した近赤外線を吸収することができる熱可塑性樹脂３を用いることができる。
【００４１】
図２は、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについて、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、各シリコーンゴムにおける光の透過率を示すグラフである。同図において、各シリコーンゴムは、２００〜２２００（ｎｍ）の間の波長の光を透過させることがわかる。そのため、この波長の領域である近赤外線をシリコーンゴム製の成形型２の表面に照射すると、当該近赤外線の多くを、成形型２を透過させて熱可塑性樹脂３に吸収させることができる。
【００４２】
また、上記電磁波照射装置４としては、上記ピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波（近赤外線）を照射するもの以外にも、波長が０．０１〜１００ｍの電磁波（マイクロ波又は高周波）を照射するものを用いることもできる。この場合においても、成形型２に対して、熱可塑性樹脂３を選択的に加熱することができ、上記と同様の作用効果を得ることができる。
【００４３】
（確認試験１）
本確認試験１においては、上記実施例１に示した樹脂成形方法及び樹脂成形装置１による優れた作用効果の確認試験を行った。
本確認試験１においては、電磁波照射装置４としては、近赤外線ハロゲンヒータ（ウシオ電機製スポットヒータユニット ＵＬ−ＳＨ−０１、定格電圧１００Ｖ、消費電力５００Ｗ、光強度のピーク波長；約１．２μｍ）を用いた。また、成形型２内に注入する前の熱可塑性樹脂３の可塑化を行うために、射出成形機（新潟鐵工所製ＮＮ３０Ｂ）を用いた。また、成形型２の温度及び熱可塑性樹脂３の温度を測定するために、熱電対モニターを用いた。
【００４４】
また、図３に示すごとく、上記近赤外線ハロゲンヒータは、照射する光線を絞って集中させるスポット照射タイプのものであり、出射位置からの光線の焦点距離Ｘ１が７５ｍｍのものである。本例では、光線の出射位置から成形型２の表面までの距離Ｘ２を２２５ｍｍとし、光線をクロスさせて成形型２に照射した。
【００４５】
そして、熱可塑性樹脂３及び成形型２として、以下の４つの発明品１〜４を用いて、電磁波照射装置４からピーク波長が約１．２μｍの近赤外線を、成形型２の表面に照射し、熱電対モニターを用いて、成形型２の温度と、成形型２のキャビティ２１内に充填した熱可塑性樹脂３の温度を測定した。
また、本確認試験１においては、射出成形機から溶融状態（約２５０℃）の熱可塑性樹脂３を、室温（約２５℃）の成形型２内に注入した。そして、この成形型２に電磁波照射装置４から上記近赤外線を照射し、３分経過時の成形型２の温度及び熱可塑性樹脂３の温度を測定した。なお、近赤外線の照射中に熱可塑性樹脂３の温度が２５０℃になったときには、照射を中止し、そのときの成形型２の温度を測定した。
【００４６】
発明品１〜４の熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、次のようにした。
（発明品１） 熱可塑性樹脂３；黒色不透明のＡＢＳ樹脂、成形型２；近赤外線を照射する側の表面からキャビティ２１までの厚みＴが１２ｍｍである透明のシリコーンゴム。
（発明品２） 熱可塑性樹脂３；黒色不透明のＡＢＳ樹脂、成形型２；上記厚みＴが２５ｍｍである透明のシリコーンゴム。
【００４７】
（発明品３） 熱可塑性樹脂３；黒色不透明のＡＢＳ樹脂、成形型２；上記厚みＴが１２ｍｍである半透明のシリコーンゴム。
（発明品４） 熱可塑性樹脂３；透明のＡＢＳ樹脂、成形型２；上記厚みＴが１２ｍｍである透明のシリコーンゴム。
また、発明品１〜４のシリコーンゴムとしては、ＪＩＳ−Ａ硬度が４０である信越シリコーン製のものを用いた。
【００４８】
また、比較のために、上記近赤外線を照射する電磁波照射装置４の代わりに、遠赤外線を照射する遠赤外線ハロゲンヒータ（ウシオ電機製ＱＩＲ１００Ｖ ６００ＷＹＤ、定格電圧１００Ｖ、消費電力６００Ｗ、光強度のピーク波長；約２．５μｍ）を用いた比較品１、２についても、発明品１〜４と同様に上記測定を行った。
（比較品１） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品１と同じ。
（比較品２） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品２と同じ。
上記測定を行った結果を、表１に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】
同表において、近赤外線を照射した発明品１〜４については、熱可塑性樹脂３の温度が２３５〜２５０℃になったのに対して、成形型２の温度は１７０〜１８０℃までしか上昇しなかった。これに対し、比較品１、２については、熱可塑性樹脂３の温度が２００〜２０５℃になったのに対して、成形型２の温度が２２０℃まで上昇してしまった。
なお、成形型２のキャビティ２１内に注入した直後の熱可塑性樹脂３の温度は、成形型２によって冷やされて１５０〜１８０℃まで下降した。
【００５１】
上記結果より、シリコーンゴム製の成形型２の表面に近赤外線を照射すること（発明品１〜４）により、成形型２に対して、熱可塑性樹脂３を選択的に加熱できることがわかった。
なお、シリコーンゴム製の成形型２が常温から１７０〜１８０℃まで上昇した理由は、成形型２が、そのキャビティ２１内に充填した熱可塑性樹脂３から熱伝達によって熱エネルギーを受け取ったため、及び成形型２が近赤外線の一部を吸収して温度上昇したためであると考える。
【００５２】
（確認試験２）
本確認試験２においては、上記電磁波照射装置４として、上記波長０．４〜２μｍの電磁波（近赤外線）を照射する近赤外線ハロゲンヒータを用いる代わりに、波長が１ｍ（３００ＭＨｚ）〜１００ｍ（３ＭＨｚ）の電磁波（高周波）を照射する高周波発生装置を用い、次の発明品５〜８について上記確認試験１と同様の測定を行った。
【００５３】
また、本確認試験２及び後述する確認試験３において、ＡＢＳ樹脂（黒色不透明及び透明のいずれも）の誘電力率（ｔａｎδ）は、シリコーンゴム（透明及び半透明のいずれも）の誘電力率（ｔａｎδ）よりも大きい。
参考として、例えば、波長１００ｍ（周波数１ＭＨｚ）においては、ＡＢＳ樹脂の誘電力率は、０．００８〜０．１４程度であり、シリコーンゴムの誘電力率は、０．００２〜０．００５程度である。
【００５４】
ここで、ＡＢＳ樹脂の誘電力率及びシリコーンゴムの誘電力率は、温度又は電磁波（マイクロ波又は高周波）の波長等により異なる。
この場合において、上記誘電力率とは、成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際に、例えば、成形型２の温度と溶融状態の熱可塑性樹脂３の温度とが異なり、それぞれ温度が変化する場合においても、温度変化の全体を通じて、熱可塑性樹脂３の誘電力率が成形型２の誘電力率よりも大きい状態のことをいう。
【００５５】
すなわち、上記熱可塑性樹脂３の誘電力率が成形型２の誘電力率よりも大きい状態とは、例えば、電磁波照射装置４により電磁波の照射をしながら、成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する過程において、熱可塑性樹脂３の温度が１６０℃から２４０℃に変化し、成形型２の温度が常温（２５℃）から１７０℃に変化した場合においては、１６０℃〜２４０℃における熱可塑性樹脂３の誘電力率が、２５℃〜１７０℃における成形型２の誘電力率よりも大きいことを示す。
【００５６】
（発明品５） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品１と同じ。
（発明品６） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品２と同じ。
（発明品７） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品３と同じ。
（発明品８） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品４と同じ。
【００５７】
本確認試験２の高周波発生装置としては、電磁波強度のピーク波長が８０ＭＨｚ（３．７５ｍ）である精電社製のものを用いた。また、高周波を照射する際の高周波発生装置の出力は、１ｋＷとした。本確認試験２においても、その他の試験構成及び試験方法等は上記確認試験１と同じである。
本確認試験２において、熱可塑性樹脂３の温度及び成形型２の温度について、測定を行った結果を、表２に示す。
【００５８】
【表２】
【００５９】
同表において、近赤外線を照射した発明品５〜８については、熱可塑性樹脂３の温度がすべて２５０℃になったのに対して、成形型２の温度は１２０〜１３０℃までしか上昇しなかった。
このことより、シリコーンゴム製の成形型２の表面に高周波を照射すること（発明品５〜８）により、成形型２に対して、熱可塑性樹脂３を選択的に加熱できることがわかった。
なお、シリコーンゴム製の成形型２が常温から１２０〜１３０℃まで上昇した理由は、上記確認試験１と同様に考える。
【００６０】
（確認試験３）
本確認試験３においては、上記電磁波照射装置４として、波長が０．０１ｍ（３００００ＭＨｚ）〜１ｍ（３００ＭＨｚ）の電磁波（マイクロ波）を照射するマイクロ波オーブンを用い、次の発明品９〜１３について上記確認試験１と同様の測定を行った。
本確認試験３の高周波発生装置としては、電磁波強度のピーク波長が２４５０ＭＨｚ（０．１２ｍ）である精電社製のものを用いた。
【００６１】
（発明品９） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品１と同じであり、マイクロ波オーブンの出力を０．５ｋＷとした。
（発明品１０） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品９と同じであり、マイクロ波オーブンの出力を１ｋＷとした。
（発明品１１） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品２と同じであり、マイクロ波オーブンの出力を１ｋＷとした。
（発明品１２） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品４と同じであり、マイクロ波オーブンの出力を０．５ｋＷとした。
（発明品１３） 熱可塑性樹脂３及び成形型２の構成は、上記発明品４と同じであり、マイクロ波オーブンの出力を１ｋＷとした。
【００６２】
本確認試験３においても、その他の試験構成及び試験方法等は上記確認試験１と同じである。
本確認試験３において、熱可塑性樹脂３の温度及び成形型２の温度について、測定を行った結果を、表３に示す。
【００６３】
【表３】
【００６４】
同表において、近赤外線を照射した発明品９〜１３については、熱可塑性樹脂３の温度がすべて２５０℃になったのに対して、成形型２の温度は１１０〜１２５℃までしか上昇しなかった。
このことより、シリコーンゴム製の成形型２の表面にマイクロ波を照射すること（発明品９〜１３）により、成形型２に対して、熱可塑性樹脂３を選択的に加熱できることがわかった。
なお、シリコーンゴム製の成形型２が常温から１１０〜１２５℃まで上昇した理由は、上記確認試験１と同様に考える。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例における樹脂成形装置を示す説明図。
【図２】実施例において、横軸に波長（ｎｍ）をとり、縦軸に光の透過率（％）をとって、透明のシリコーンゴムと半透明のシリコーンゴムについての光の透過率を示すグラフ。
【図３】確認試験１〜３において用いた樹脂成形装置を示す説明図。
【符号の説明】
【００６６】
１ 樹脂成形装置
２ 成形型
２１ キャビティ
３ 熱可塑性樹脂
４ 電磁波照射装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し、該熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る樹脂成形方法であって、
上記キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射することを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項２】
請求項１において、上記熱可塑性樹脂の吸光度は、上記ゴム製の成形型の吸光度よりも大きいことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項３】
ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し、該熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る樹脂成形方法であって、
上記キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂に波長が０．０１〜１００ｍの電磁波を照射することを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項４】
請求項３において、上記熱可塑性樹脂の誘電力率（ｔａｎδ）は、上記ゴム製の成形型の誘電力率（ｔａｎδ）よりも大きいことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記熱可塑性樹脂は、溶融した状態で上記成形型のキャビティ内に注入し、
上記成形型に上記電磁波を照射することにより、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記熱可塑性樹脂は、非晶性熱可塑性樹脂であることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記熱可塑性樹脂は、ゴム変性熱可塑性樹脂であることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記成形型は、シリコーンゴムからなることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項９】
熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射する電磁波照射装置とを有していることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項１０】
熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂に波長が０．０１〜１００ｍの電磁波を照射する電磁波照射装置とを有していることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項１】
ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し、該熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る樹脂成形方法であって、
上記キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射することを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項２】
請求項１において、上記熱可塑性樹脂の吸光度は、上記ゴム製の成形型の吸光度よりも大きいことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項３】
ゴム製の成形型のキャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し、該熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る樹脂成形方法であって、
上記キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂に波長が０．０１〜１００ｍの電磁波を照射することを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項４】
請求項３において、上記熱可塑性樹脂の誘電力率（ｔａｎδ）は、上記ゴム製の成形型の誘電力率（ｔａｎδ）よりも大きいことを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項において、上記熱可塑性樹脂は、溶融した状態で上記成形型のキャビティ内に注入し、
上記成形型に上記電磁波を照射することにより、上記溶融した状態の熱可塑性樹脂の粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記熱可塑性樹脂は、非晶性熱可塑性樹脂であることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記熱可塑性樹脂は、ゴム変性熱可塑性樹脂であることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記成形型は、シリコーンゴムからなることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項９】
熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂にピーク波長が０．４〜２μｍの電磁波を照射する電磁波照射装置とを有していることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項１０】
熱可塑性樹脂を充填するためのキャビティを形成してなるゴム製の成形型と、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型の表面から上記熱可塑性樹脂に波長が０．０１〜１００ｍの電磁波を照射する電磁波照射装置とを有していることを特徴とする樹脂成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１３６７４７（Ｐ２００７−１３６７４７Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３０６７２（Ｐ２００５−３３０６７２）
【出願日】平成１７年１１月１５日（２００５．１１．１５）
【出願人】（３９６０２１５７５）テクノポリマー株式会社 (278)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１５日（２００５．１１．１５）
【出願人】（３９６０２１５７５）テクノポリマー株式会社 (278)
【Ｆターム（参考）】
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