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を充填する際には、波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段４と、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルター５とを用いる。電磁波発生手段４から出射させた電磁波をフィルター５を透過させ、フィルター５を透過させた後の透過電磁波を、成形型２を介して熱可塑性樹脂３に照射して、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を充填する際には、波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段４と、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルター５とを用いる。電磁波発生手段４から出射させた電磁波をフィルター５を透過させ、フィルター５を透過させた後の透過電磁波を、成形型２を介して熱可塑性樹脂３に照射して、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は、波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを用い、上記電磁波発生手段から出射させた上記電磁波を上記フィルターを透過させ、該フィルターを透過させた後の透過電磁波を、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に照射して、該熱可塑性樹脂を加熱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、この充填の際には、電磁波発生手段から波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射し、フィルターを透過させた後の透過電磁波を、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射する。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。
また、上記電磁波発生手段から出射された電磁波の中には、波長が２μｍを超える電磁波も含まれているが、フィルターを用いたことにより、波長が２μｍを超える電磁波は、成形型にできるだけ照射させないようにすることができる。これにより、成形型のキャビティ内に充填された熱可塑性樹脂には、波長が２μｍ以下の近赤外線を効果的に照射させることができる。そのため、波長が２μｍ以下の近赤外線により、成形型をあまり加熱することなく、熱可塑性樹脂を効果的に加熱することができる。
【００１２】
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。
【００１３】
また、上記波長が２μｍ以下の近赤外線により、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波長が２μｍ以下の近赤外線は、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、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。
【００１４】
第２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、
波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、
該電磁波発生手段と上記成形型との間に配置し、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを有しており、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際には、上記電磁波発生手段から出射させた上記電磁波を上記フィルターを透過させ、該フィルターを透過させた後の透過電磁波を、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置にある（請求項１０）。
【００１５】
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、上記波長が０．７８〜４μｍの電磁波を照射する電磁波発生手段と、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを有している。
【００１６】
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、電磁波発生手段から波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射し、フィルターを透過させた後の透過電磁波を、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射する。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。
【００１７】
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。
また、上記電磁波発生手段から出射された電磁波の中には、波長が２μｍを超える電磁波も含まれているが、フィルターにより、波長が２μｍを超える電磁波は、成形型にできるだけ照射させないようにすることができる。これにより、成形型のキャビティ内に充填された熱可塑性樹脂には、波長が２μｍ以下の近赤外線を効果的に照射させることができる。そのため、波長が２μｍ以下の近赤外線により、成形型をあまり加熱することなく、熱可塑性樹脂を効果的に加熱することができる。
【００１８】
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、上記波長が２μｍ以下の近赤外線により、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
上述した第１、第２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、第２の発明において、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に照射する電磁波としては、波長が０．７８〜４μｍの領域の電磁波だけでなく、これ以外の領域の電磁波も含まれていてもよい。この場合において、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射する電磁波は、波長が０．７８〜４μｍの領域の電磁波を、これ以外の領域の電磁波よりも多く含むことが好ましい。
また、上記電磁波発生手段等の電磁波発生源は、１個だけではなく、複数個用いることができる。また、上記成形型には、一方向からだけではなく、多方向から上記電磁波を照射させることができる。
【００２０】
上記第１、第２の発明において、上記フィルターは、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスであることが好ましい（請求項２、１１）。
また、フィルターとしては、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる性質を有するものであれば、石英ガラス以外のものにすることもできる。例えば、フィルターとしては、石英ガラス以外にも、多孔質ガラス（例えば、バイコール（登録商標）ガラスがある。）、珪ホウ酸ガラス（例えば、パイレックス（登録商標）ガラスがある。）等を用いることができる。
【００２１】
上記第１の発明において、上記充填工程においては、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を用いることが好ましい（請求項３）。また、上記第２の発明において、上記電磁波発生手段は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を出射するものであることが好ましい（請求項１２）。
これらの場合には、波長が２μｍ以下の近赤外線により、熱可塑性樹脂を一層効果的に加熱することができる。
【００２２】
上記第１の発明において、上記充填工程においては、上記成形型よりも高い温度に上記熱可塑性樹脂を加熱することが好ましい（請求項４）。
この場合には、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効果的に防止することができる。
【００２３】
また、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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、上記キャビティ内における溶融状態の熱可塑性樹脂の粘度は、できるだけ小さくすることが好ましい。すなわち、成形型に電磁波を照射することにより、熱可塑性樹脂の粘度が、１０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することがより好ましく、特に５００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することがより好ましい。
【００２６】
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。
【００２７】
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−プロピレン−ジエン・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。
【００２８】
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。
【００２９】
ゴム変性熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ゴム質重合体の存在下にビニル系単量体をグラフト重合させた重合体を１種又は２種以上含むものが好ましい。
上記ゴム質重合体としては、特に限定されないが、ポリブタジエン、ブタジエン・スチレン共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、エチレン・ブテン−１共重合体、エチレン・ブテン−１・非共役ジエン共重合体、アクリルゴム、シリコーンゴム等が挙げられ、これらは１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３０】
また、上記ゴム質重合体としては、ポリブタジエン、ブタジエン・スチレン共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、アクリルゴムを用いることが好ましく、上記ゴム変性熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ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さらに好ましい。
【００３１】
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、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。
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。
【００３２】
また、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９）。
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。
【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を充填する際には、波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段４と、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルター５とを備えた樹脂成形装置１を用いる。そして、電磁波発生手段４から出射させた電磁波をフィルター５を透過させ、このフィルター５を透過させた後の透過電磁波を、成形型２を介して熱可塑性樹脂３に照射して、成形型２に対して熱可塑性樹脂３を選択的に加熱する。
【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３であると共にゴム変性熱可塑性樹脂３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。
また、波長が０．７８〜２μｍの電磁波（光）に対する吸光度（特定の波長の光に対する吸収強度を示す尺度）は、熱可塑性樹脂３として用いるＡＢＳ樹脂の方が、ゴム製の成形型２として用いるシリコーンゴムよりも大きくなっている。
【００３６】
本例の電磁波発生手段４としては、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、本例のフィルター５は、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスである。
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に波長が２μｍ以下の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、この充填の際には、電磁波発生手段４から０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を出射し、フィルター５を透過させた後の透過電磁波を、成形型２を介して熱可塑性樹脂３に照射する。このとき、成形型２を構成するゴムと熱可塑性樹脂３との物性の違いにより、ゴム製の成形型２に比べて、熱可塑性樹脂３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内への熱可塑性樹脂３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内における熱可塑性樹脂３の温度を高く維持することができる。
また、上記電磁波発生手段から出射された電磁波の中には、波長が２μｍを超える電磁波も含まれているものの、フィルター５を用いたことにより、波長が２μｍを超える電磁波は、成形型２にできるだけ照射させないようにすることができる。これにより、成形型２のキャビティ２１内に充填された熱可塑性樹脂３には、波長が２μｍ以下の近赤外線を効果的に照射させることができる。そのため、波長が２μｍ以下の近赤外線により、成形型２をあまり加熱することなく、熱可塑性樹脂３を効果的に加熱することができる。
【００３９】
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に対して熱可塑性樹脂３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内に熱可塑性樹脂３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。
【００４０】
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。
【００４１】
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の表面に上記電磁波を照射したときに、成形型２内に吸収され難い波長の電磁波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。
【００４２】
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、この波長の領域にある電磁波をシリコーンゴム製の成形型２の表面に照射すると、当該電磁波の多くを、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。
【００４３】
（確認試験）
本確認試験においては、上記実施例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。
本確認試験においては、以下の発明品１〜５について、図３に示すごとく、上記電磁波発生手段４からフィルター５及び成形型２を介して熱可塑性樹脂３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。
【００４４】
発明品１〜５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；電磁波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。
【００４５】
（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。
（発明品５） 熱可塑性樹脂３及び成形型２は発明品１に同じ。
また、発明品１〜５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。
【００４６】
また、本確認試験においては、電磁波発生手段４としては、発明品１〜４については、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、発明品５については、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。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。
【００４７】
また、上記フィルター５としては、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスを用いた。本例の石英ガラスとしては、信越石英株式会社製ＨＯＭＯＳＩＬ（商品名）を用い、その厚みは８ｍｍとした。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。
【００４８】
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。
【００４９】
また、本確認試験においては、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、電磁波発生手段４からフィルター５を介して成形型２に上記電磁波を照射し、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、電磁波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。
【００５０】
また、比較のために、上記フィルター５を用いずに、上記遠赤外線ハロゲンヒータを用いた比較品１、２についても、発明品１〜５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。
【００５１】
【表１】
【００５２】
同表において、上記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の温度がすべて２５０℃になったのに対して、成形型２の温度は１５０〜１７０℃までしか上昇しなかった。また、発明品５については、熱可塑性樹脂３の温度が２３５℃になったのに対して、成形型２の温度は１８０℃までしか上昇しなかった。これらに対し、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。
【００５３】
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。
上記結果より、シリコーンゴム製の成形型２の表面にフィルター５を介して電磁波を照射すること（発明品１〜５）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。
【００５４】
また、発明品１〜４は、発明品５に比べて熱可塑性樹脂３の温度が急激に上昇することがわかった。これにより、成形型２に照射する電磁波のほとんどを、波長が２μ以下の近赤外線とすることにより、熱可塑性樹脂３を一層効果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１５０〜１８０℃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。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【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】確認試験において用いた樹脂成形装置を示す説明図。
【符号の説明】
【００５６】
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 電磁波発生手段
５ フィルター
【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は、波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを用い、上記電磁波発生手段から出射させた上記電磁波を上記フィルターを透過させ、該フィルターを透過させた後の透過電磁波を、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に照射して、該熱可塑性樹脂を加熱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、この充填の際には、電磁波発生手段から波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射し、フィルターを透過させた後の透過電磁波を、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射する。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。
また、上記電磁波発生手段から出射された電磁波の中には、波長が２μｍを超える電磁波も含まれているが、フィルターを用いたことにより、波長が２μｍを超える電磁波は、成形型にできるだけ照射させないようにすることができる。これにより、成形型のキャビティ内に充填された熱可塑性樹脂には、波長が２μｍ以下の近赤外線を効果的に照射させることができる。そのため、波長が２μｍ以下の近赤外線により、成形型をあまり加熱することなく、熱可塑性樹脂を効果的に加熱することができる。
【００１２】
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。
【００１３】
また、上記波長が２μｍ以下の近赤外線により、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波長が２μｍ以下の近赤外線は、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、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。
【００１４】
第２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、
波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、
該電磁波発生手段と上記成形型との間に配置し、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを有しており、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際には、上記電磁波発生手段から出射させた上記電磁波を上記フィルターを透過させ、該フィルターを透過させた後の透過電磁波を、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置にある（請求項１０）。
【００１５】
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、上記波長が０．７８〜４μｍの電磁波を照射する電磁波発生手段と、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを有している。
【００１６】
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、電磁波発生手段から波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射し、フィルターを透過させた後の透過電磁波を、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射する。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。
【００１７】
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。
また、上記電磁波発生手段から出射された電磁波の中には、波長が２μｍを超える電磁波も含まれているが、フィルターにより、波長が２μｍを超える電磁波は、成形型にできるだけ照射させないようにすることができる。これにより、成形型のキャビティ内に充填された熱可塑性樹脂には、波長が２μｍ以下の近赤外線を効果的に照射させることができる。そのため、波長が２μｍ以下の近赤外線により、成形型をあまり加熱することなく、熱可塑性樹脂を効果的に加熱することができる。
【００１８】
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、上記波長が２μｍ以下の近赤外線により、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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
上述した第１、第２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、第２の発明において、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に照射する電磁波としては、波長が０．７８〜４μｍの領域の電磁波だけでなく、これ以外の領域の電磁波も含まれていてもよい。この場合において、成形型を介して熱可塑性樹脂に照射する電磁波は、波長が０．７８〜４μｍの領域の電磁波を、これ以外の領域の電磁波よりも多く含むことが好ましい。
また、上記電磁波発生手段等の電磁波発生源は、１個だけではなく、複数個用いることができる。また、上記成形型には、一方向からだけではなく、多方向から上記電磁波を照射させることができる。
【００２０】
上記第１、第２の発明において、上記フィルターは、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスであることが好ましい（請求項２、１１）。
また、フィルターとしては、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる性質を有するものであれば、石英ガラス以外のものにすることもできる。例えば、フィルターとしては、石英ガラス以外にも、多孔質ガラス（例えば、バイコール（登録商標）ガラスがある。）、珪ホウ酸ガラス（例えば、パイレックス（登録商標）ガラスがある。）等を用いることができる。
【００２１】
上記第１の発明において、上記充填工程においては、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を用いることが好ましい（請求項３）。また、上記第２の発明において、上記電磁波発生手段は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を出射するものであることが好ましい（請求項１２）。
これらの場合には、波長が２μｍ以下の近赤外線により、熱可塑性樹脂を一層効果的に加熱することができる。
【００２２】
上記第１の発明において、上記充填工程においては、上記成形型よりも高い温度に上記熱可塑性樹脂を加熱することが好ましい（請求項４）。
この場合には、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効果的に防止することができる。
【００２３】
また、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。
【００２４】
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。
【００２５】
また、上記キャビティ内における溶融状態の熱可塑性樹脂の粘度は、できるだけ小さくすることが好ましい。すなわち、成形型に電磁波を照射することにより、熱可塑性樹脂の粘度が、１０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することがより好ましく、特に５００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することがより好ましい。
【００２６】
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。
【００２７】
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−プロピレン−ジエン・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。
【００２８】
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。
【００２９】
ゴム変性熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、ゴム質重合体の存在下にビニル系単量体をグラフト重合させた重合体を１種又は２種以上含むものが好ましい。
上記ゴム質重合体としては、特に限定されないが、ポリブタジエン、ブタジエン・スチレン共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、エチレン・ブテン−１共重合体、エチレン・ブテン−１・非共役ジエン共重合体、アクリルゴム、シリコーンゴム等が挙げられ、これらは１種単独で、又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３０】
また、上記ゴム質重合体としては、ポリブタジエン、ブタジエン・スチレン共重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合体、アクリルゴムを用いることが好ましく、上記ゴム変性熱可塑性樹脂としては、例えば、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ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さらに好ましい。
【００３１】
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、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。
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。
【００３２】
また、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９）。
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。
【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を充填する際には、波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段４と、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルター５とを備えた樹脂成形装置１を用いる。そして、電磁波発生手段４から出射させた電磁波をフィルター５を透過させ、このフィルター５を透過させた後の透過電磁波を、成形型２を介して熱可塑性樹脂３に照射して、成形型２に対して熱可塑性樹脂３を選択的に加熱する。
【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３であると共にゴム変性熱可塑性樹脂３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。
また、波長が０．７８〜２μｍの電磁波（光）に対する吸光度（特定の波長の光に対する吸収強度を示す尺度）は、熱可塑性樹脂３として用いるＡＢＳ樹脂の方が、ゴム製の成形型２として用いるシリコーンゴムよりも大きくなっている。
【００３６】
本例の電磁波発生手段４としては、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、本例のフィルター５は、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスである。
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に波長が２μｍ以下の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、この充填の際には、電磁波発生手段４から０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を出射し、フィルター５を透過させた後の透過電磁波を、成形型２を介して熱可塑性樹脂３に照射する。このとき、成形型２を構成するゴムと熱可塑性樹脂３との物性の違いにより、ゴム製の成形型２に比べて、熱可塑性樹脂３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内への熱可塑性樹脂３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内における熱可塑性樹脂３の温度を高く維持することができる。
また、上記電磁波発生手段から出射された電磁波の中には、波長が２μｍを超える電磁波も含まれているものの、フィルター５を用いたことにより、波長が２μｍを超える電磁波は、成形型２にできるだけ照射させないようにすることができる。これにより、成形型２のキャビティ２１内に充填された熱可塑性樹脂３には、波長が２μｍ以下の近赤外線を効果的に照射させることができる。そのため、波長が２μｍ以下の近赤外線により、成形型２をあまり加熱することなく、熱可塑性樹脂３を効果的に加熱することができる。
【００３９】
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に対して熱可塑性樹脂３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内に熱可塑性樹脂３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。
【００４０】
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。
【００４１】
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の表面に上記電磁波を照射したときに、成形型２内に吸収され難い波長の電磁波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。
【００４２】
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、この波長の領域にある電磁波をシリコーンゴム製の成形型２の表面に照射すると、当該電磁波の多くを、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。
【００４３】
（確認試験）
本確認試験においては、上記実施例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。
本確認試験においては、以下の発明品１〜５について、図３に示すごとく、上記電磁波発生手段４からフィルター５及び成形型２を介して熱可塑性樹脂３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。
【００４４】
発明品１〜５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；電磁波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。
【００４５】
（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。
（発明品５） 熱可塑性樹脂３及び成形型２は発明品１に同じ。
また、発明品１〜５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。
【００４６】
また、本確認試験においては、電磁波発生手段４としては、発明品１〜４については、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、発明品５については、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。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。
【００４７】
また、上記フィルター５としては、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスを用いた。本例の石英ガラスとしては、信越石英株式会社製ＨＯＭＯＳＩＬ（商品名）を用い、その厚みは８ｍｍとした。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。
【００４８】
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。
【００４９】
また、本確認試験においては、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、電磁波発生手段４からフィルター５を介して成形型２に上記電磁波を照射し、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、電磁波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。
【００５０】
また、比較のために、上記フィルター５を用いずに、上記遠赤外線ハロゲンヒータを用いた比較品１、２についても、発明品１〜５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。
【００５１】
【表１】
【００５２】
同表において、上記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の温度がすべて２５０℃になったのに対して、成形型２の温度は１５０〜１７０℃までしか上昇しなかった。また、発明品５については、熱可塑性樹脂３の温度が２３５℃になったのに対して、成形型２の温度は１８０℃までしか上昇しなかった。これらに対し、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。
【００５３】
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。
上記結果より、シリコーンゴム製の成形型２の表面にフィルター５を介して電磁波を照射すること（発明品１〜５）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。
【００５４】
また、発明品１〜４は、発明品５に比べて熱可塑性樹脂３の温度が急激に上昇することがわかった。これにより、成形型２に照射する電磁波のほとんどを、波長が２μ以下の近赤外線とすることにより、熱可塑性樹脂３を一層効果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１５０〜１８０℃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。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【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】確認試験において用いた樹脂成形装置を示す説明図。
【符号の説明】
【００５６】
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 電磁波発生手段
５ フィルター
【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は、波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを用い、上記電磁波発生手段から出射させた上記電磁波を上記フィルターを透過させ、該フィルターを透過させた後の透過電磁波を、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に照射して、該熱可塑性樹脂を加熱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、上記フィルターは、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスであることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記電磁波発生手段は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を出射するものであることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記透過電磁波により、上記成形型よりも高い温度に上記熱可塑性樹脂を加熱する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】
請求項１〜８のいずれか一項において、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、
波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、
該電磁波発生手段と上記成形型との間に配置し、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを有しており、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際には、上記電磁波発生手段から出射させた上記電磁波を上記フィルターを透過させ、該フィルターを透過させた後の透過電磁波を、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項１１】
請求項１０において、上記フィルターは、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスであることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において、上記電磁波発生手段は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を出射するものであ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は、波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを用い、上記電磁波発生手段から出射させた上記電磁波を上記フィルターを透過させ、該フィルターを透過させた後の透過電磁波を、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に照射して、該熱可塑性樹脂を加熱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、上記フィルターは、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスであることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記電磁波発生手段は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を出射するものであることを特徴とする樹脂成形方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項において、上記透過電磁波により、上記成形型よりも高い温度に上記熱可塑性樹脂を加熱する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】
請求項１〜８のいずれか一項において、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、
波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、
該電磁波発生手段と上記成形型との間に配置し、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させるフィルターとを有しており、
上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際には、上記電磁波発生手段から出射させた上記電磁波を上記フィルターを透過させ、該フィルターを透過させた後の透過電磁波を、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に照射するよう構成してあることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項１１】
請求項１０において、上記フィルターは、波長が２μｍを超える電磁波の透過量を減少させる石英ガラスであることを特徴とする樹脂成形装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１において、上記電磁波発生手段は、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波を出射するものであ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２００７−２１６４４６（Ｐ２００７−２１６４４６Ａ）
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３７６７４（Ｐ２００６−３７６７４）
【出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【出願人】（３９６０２１５７５）テクノポリマー株式会社 (278)
【出願人】（５９４０１４６３８）日本レックス株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月３０日（２００７．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１５日（２００６．２．１５）
【出願人】（３９６０２１５７５）テクノポリマー株式会社 (278)
【出願人】（５９４０１４６３８）日本レックス株式会社 (19)
【Ｆターム（参考）】
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