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】キャビティ２１を形成してなるゴム製の成形型２と、キャビティ２１内を真空状態にする真空手段６１と、波長が０．７８〜２μｍの電磁波（近赤外線）を照射する電磁波発生手段４とを有する樹脂成形装置１を用いる。ゴム製の成形型２のキャビティ２１内を真空状態にする真空工程と、真空状態のキャビティ２１内に溶融状態の熱可塑性樹脂３を充填する充填工程と、キャビティ２１内の熱可塑性樹脂３を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを行う。充填工程においては、成形型２を介して熱可塑性樹脂３に近赤外線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】キャビティ２１を形成してなるゴム製の成形型２と、キャビティ２１内を真空状態にする真空手段６１と、波長が０．７８〜２μｍの電磁波（近赤外線）を照射する電磁波発生手段４とを有する樹脂成形装置１を用いる。ゴム製の成形型２のキャビティ２１内を真空状態にする真空工程と、真空状態のキャビティ２１内に溶融状態の熱可塑性樹脂３を充填する充填工程と、キャビティ２１内の熱可塑性樹脂３を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを行う。充填工程においては、成形型２を介して熱可塑性樹脂３に近赤外線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、成形中に溶融状態の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。
なお、例えば、特許文献３には、真空注型法により、熱可塑性樹脂の充填成形を行う方法が開示されている。
【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
【特許文献３】特開２００２−５９４６８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を真空状態にする真空工程と、
上記真空状態のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、
上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを含み、
上記充填工程においては、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に波長が０．７８〜２μｍの電磁波を照射し、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真空注型法により成形する際に、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、まず、真空工程として、ゴム製の成形型のキャビティ内を真空状態にする。次いで、充填工程として、真空状態のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する。そして、この充填の際に、波長が０．７８〜２μｍの電磁波（以下、近赤外線という場合がある。）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、キャビティ内が真空状態になっていることにより、熱可塑性樹脂をキャビティの全体に十分に行き渡らせることができる。
その後、冷却工程として、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る。
【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。
【００１４】
第２の発明は、ゴム製の成形型のキャビティ内を真空状態にする真空工程と、
上記真空状態のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、
上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを含み、
上記充填工程においては、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２）。
【００１５】
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真空注型法により成形する際に、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、まず、真空工程及び充填工程を行う。そして、この充填工程の際に、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。
【００１６】
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、キャビティ内が真空状態になっていることにより、熱可塑性樹脂をキャビティの全体に十分に行き渡らせることができる。
その後、冷却工程として、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る。
【００１７】
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を超える電磁波を、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。
なお、上記波長が２μｍ以下の近赤外線により、ゴム製の成形型に比べて、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。
【００１９】
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、
上記キャビティ内を真空状態にする真空手段と、
波長が０．７８〜２μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段とを有しており、
上記真空手段により真空状態にした上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型を介して上記熱可塑性樹脂に上記電磁波を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１３）。
【００２０】
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真空注型法により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、上記真空手段と、上記波長が０．７８〜２μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段とを有している。
【００２１】
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、上記近赤外線を、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。
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。
【００２２】
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、ゴム製の成形型に比べて、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。
【００２３】
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、
上記キャビティ内を真空状態にする真空手段と、
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、
上記真空手段により真空状態にした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１４）。
【００２４】
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真空注型法により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、上記真空手段と、上記波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、上記フィルターとを有している。
【００２５】
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。
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、上記波長が２μｍ以下の近赤外線により、ゴム製の成形型に比べて、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】
【００２８】
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〜第４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０．７８〜２μｍ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又は透過電磁波は、波長が０．７８〜２μｍ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。
【００２９】
上記第１〜第４の発明において、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。
また、上記真空状態とは、絶対真空の状態である必要はなく、大気圧よりも圧力が低い状態とすることができる。
【００３０】
上記第２、第４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とすることができる（請求項３、１５）。
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。
【００３１】
上記第１、第２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４）。また、上記第３、第４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１６）。
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。
【００３２】
上記第１、第２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５）。
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。
【００３３】
また、上記第１、第２の発明において、上記充填工程においては、上記成形型に上記電磁波を照射することにより、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が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することが好ましい（請求項６）。
この場合には、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、上記充填工程において、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。
【００３６】
また、上記第１、第２の発明においては、上記成形型は、減圧及び増圧が可能な圧力容器内に配置しておき、上記真空工程においては、上記圧力容器内を減圧して、上記キャビティ内を真空状態にし、上記充填工程においては、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を注入した後、上記圧力容器内を上記真空状態から増圧することが好ましい（請求項７）。また、上記第３、第４の発明においては、上記成形型は、減圧及び増圧が可能な圧力容器内に配置してあり、該圧力容器内は、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂の注入を行う前には上記真空手段により真空状態に減圧し、上記注入を行った後には大気圧以上の圧力状態に増圧するよう構成してあることが好ましい（請求項１７）。
【００３７】
これらの場合には、真空状態のキャビティ内に溶融状態の熱可塑性樹脂を注入した後には、圧力容器内を増圧することにより、キャビティ内に注入した熱可塑性樹脂をキャビティ内の狭い隙間等の全体に十分に行き渡らせることができる。
また、上記第１〜第４の発明において、上記圧力容器内に成形型を配置した場合には、上記電磁波発生手段等の電磁波発生源は、圧力容器内又は圧力容器外のいずれに配置してもよい。特に、電磁波発生源は、圧力容器外に配置することが好ましい。この場合には、発熱した電磁波発生源を効率よく冷却することができる。
【００３８】
また、上記第２、第４の発明において、電磁波発生源を、圧力容器外に配置する場合には、上記フィルターは、圧力容器内又は圧力容器外のいずれに配置してもよい。また、フィルターは、圧力容器を構成する壁として配置することもできる。特に、この場合には、フィルターは、電磁波を圧力容器内へ入射させるための窓として、当該圧力容器を構成する壁に配置することができる。
【００３９】
また、上記第１、第２の発明において、上記キャビティ内に充填する前の上記熱可塑性樹脂は、上記キャビティを充填する容量以上に形成した樹脂固形体であり、上記キャビティ内には、上記樹脂固形体を溶融させた熱可塑性樹脂を、該熱可塑性樹脂の自重を利用して充填することが好ましい（請求項８）。
ところで、ゴム製の成形型におけるキャビティ内に、熱可塑性樹脂のペレットを溶融させて注入するときには、キャビティ内にペレット同士の間の空気等の気体が混入するおそれがある。これに対し、キャビティ内に上記樹脂固形体を溶融させて充填することにより、キャビティ内に上記気体が混入してしまうことを防止することができる。
【００４０】
また、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ことにより、大きな射出圧力（例えば１０〜５０ＭＰａ）を加えることなく、熱可塑性樹脂の自重を利用して、キャビティ内にこの熱可塑性樹脂の充填を行うことができる。
また、上記樹脂固形体を溶融させた熱可塑性樹脂は、この熱可塑性樹脂を上方から押さえるプッシャーの自重も利用して、キャビティ内に充填することができる。
【００４１】
また、上記第１、第２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。
【００４２】
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１０）。
ところで、上記第１、第２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。
【００４３】
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。
【００４４】
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１１）。
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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１２）。
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。
【００４８】
また、上記第３、第４の発明において、上記キャビティ内に充填する前の上記熱可塑性樹脂は、上記キャビティを充填する容量以上に形成した樹脂固形体であり、上記樹脂成形装置は、上記樹脂固形体を保持して加熱する加熱保持容器を有しており、該加熱保持容器内から半溶融状態の樹脂固形体を上記キャビティの上部に設けた樹脂受入部内へ挿入配置するよう構成してあることが好ましい（請求項１８）。
【００４９】
この場合には、キャビティを充填する容量以上に形成した樹脂固形体を、半溶融状態にした後、キャビティの上部に設けた樹脂受入部内へ挿入配置することにより、この樹脂受入部内には、空気等の不要な気体がほとんど混入しない状態で熱可塑性樹脂を受け入れることができる。そのため、この熱可塑性樹脂を上記樹脂受入部からキャビティ内に注入することにより、キャビティ内に不要な気体が混入してしまうことを効果的に防止することができる。
なお、上記樹脂固形体は、上記キャビティの全体を充填できる容量であればよく、例えば、キャビティの容量の１〜１．５倍の容量に形成することができる。
【００５０】
また、上記樹脂固形体は、底部と該底部から環状に立設した側壁部とによる中空形状を有しており、上記加熱保持容器は、上記側壁部の外周を加熱する外周ヒータと、上記側壁部の内周を加熱する内周ヒータとを有していることが好ましい（請求項１９）。
この場合には、加熱保持容器において、樹脂固形体を効果的に加熱することができ、迅速に半溶融状態にすることができる。
【実施例】
【００５１】
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。
（実施例１）
本例の樹脂成形方法は、図１〜図３に示すごとく、ゴム製の成形型２のキャビティ２１内に真空注型法によって熱可塑性樹脂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。
【００５２】
具体的には、同図に示すごとく、本例においては、ゴム製の成形型２のキャビティ２１内を真空状態にする真空工程と、真空状態のキャビティ２１内に溶融状態の熱可塑性樹脂３を充填する充填工程と、キャビティ２１内の熱可塑性樹脂３を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを行う。そして、充填工程においては、成形型２を介して熱可塑性樹脂３に０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する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。なお、本例においては、上記電磁波により、成形型２よりも高い温度に熱可塑性樹脂３を加熱する。
【００５３】
また、本例においては、図１に示すごとく、上記キャビティ２１を形成してなるゴム製の成形型２と、キャビティ２１内を真空状態にする真空手段６１と、上記近赤外線を照射する電磁波発生手段４とを有する樹脂成形装置１を用いる。
【００５４】
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〜図５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。
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。
【００５５】
図１に示すごとく、本例の電磁波発生手段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。
また、同図に示すごとく、本例の成形型２は、減圧及び増圧が可能な圧力容器６２内に配置してある。本例の圧力容器６２は、真空注型を行うための容器である。また、上記真空手段６１は、圧力容器６２に配設した真空ポンプであり、圧力容器６２内の真空引きを行うよう構成してある。
【００５６】
図４に示すごとく、本例の熱可塑性樹脂３は、キャビティ２１内に充填する前の初期状態においては、キャビティ２１の全体を充填する容量に形成した樹脂固形体３１である。この樹脂固形体３１は、底部３１１とこの底部３１１から環状に立設した側壁部３１２とによる中空形状を有している。
また、図１に示すごとく、成形型２におけるキャビティ２１の上部には、熱可塑性樹脂３を挿入配置するための樹脂受入部２２が形成してある。そして、成形型２においては、樹脂受入部２２の下部とキャビティ２１の上部とが、注入ゲート２３によって連結してある。
【００５７】
また、図１に示すごとく、本例の樹脂成形装置１は、樹脂固形体３１を保持して加熱する加熱保持容器７を有している。この加熱保持容器７は、樹脂固形体３１を挿入するための中空穴７１１を形成してなる容器外周部７１と、中空穴７１１内をスライド可能な容器スライド部７２とを有している。容器スライド部７２は、中空穴７１１と略同一の直径に形成した荷重部７２１と、この荷重部７２１から突出形成し、中空穴７１１内に挿入配置した樹脂固形体３１の側壁部３１２内に配置する突出ピン部７２２とを有している。
容器外周部７１には、樹脂固形体３１の側壁部３１２の外周を加熱する外周ヒータ７３が配設してあり、容器スライド部７２の突出ピン部７２２には、樹脂固形体３１の側壁部３１２の内周を加熱する内周ヒータ７４が配設してある。
【００５８】
上記樹脂固形体３１を用いることにより、キャビティ２１内に空気等の不要な気体が混入してしまうことを容易に防止することができる。また、樹脂固形体３１を上記中空形状に形成し、外周ヒータ７３及び内周ヒータ７４を用いることにより、樹脂固形体３１をできるだけ均一に加熱することができる。
【００５９】
また、図４に示すごとく、上記樹脂固形体３１は、その底部３１１に、テーパ形状を有して突出する突起部３１３を有している。この突起部３１３は、断面円形状を有しており、底部３１１の先端に向けて縮径して形成されている。
また、図１に示すごとく、上記樹脂受入部２２の底部３１１には、樹脂固形体３１の突起部３１３のテーパ形状に沿った絞り部２２１が形成してある。そして、図２に示すごとく、半溶融状態の樹脂固形体３１を、その突起部３１３を下方に向けて樹脂受入部２２内に落下させたときには、樹脂固形体３１の突起部３１３が、絞り部２２１によって樹脂受入部２２の中心へ導かれる。これにより、半溶融状態の樹脂固形体３１を、位置決めを行った状態で安定して樹脂受入部２２内に挿入配置することができる。
【００６０】
本例の加熱保持容器７は、上下が反転するよう構成してあり、図１に示すごとく、突出ピン部７２２が上方を向いた樹脂受入状態７０１と、図２に示すごとく、突出ピン部７２２が下方を向いた樹脂払出状態７０２とを形成するよう構成してある。
加熱保持容器７は、図１に示すごとく、樹脂受入状態７０１においては、樹脂固形体３１を保持し、この樹脂固形体３１を外周ヒータ７３及び内周ヒータ７４によって加熱して、半溶融状態にするよう構成してある。一方、加熱保持容器７は、図２に示すごとく、樹脂払出状態７０２においては、半溶融状態の樹脂固形体３１を、キャビティ２１の上部に設けた樹脂受入部２２内に落下させるよう構成してある。
【００６１】
また、図３に示すごとく、本例の成形型２においては、加熱保持容器７から半溶融状態の熱可塑性樹脂３を受け取った後、熱可塑性樹脂３を、その自重を利用してキャビティ２１内に充填することができる。また、加熱保持容器７は、半溶融状態の樹脂固形体３１を樹脂受入部２２内に落下させた後には、再び樹脂受入状態７０１に反転し、容器スライド部７２における荷重部７２１によって、樹脂受入部２２内の溶融状態の樹脂固形体３１を下方へ押さえることができる。
【００６２】
次に、上記樹脂成形装置１を用いて、樹脂成形品を成形する方法につき詳説する。
本例においては、以下の真空工程、予備加熱工程、充填工程及び冷却取出工程を行って、熱可塑性樹脂３から樹脂成形品を得る。
樹脂成形品を成形するに当たっては、まず、図１に示すごとく、真空工程として、上記真空手段６１によって上記圧力容器６２内の真空引きを行い、ゴム製の成形型２のキャビティ２１内を真空状態にする。
次いで、同図に示すごとく、予備加熱工程として、熱可塑性樹脂３としての樹脂固形体３１を樹脂受入状態７０１にある加熱保持容器７内に挿入配置し、外周ヒータ７３及び内周ヒータ７４によって樹脂固形体３１を加熱して溶融状態にする。
また、予備加熱工程においては、上記電磁波発生手段４を用いて、成形型２に設けた樹脂受入部２２を予備加熱しておくこともできる。
【００６３】
次いで、図２に示すごとく、充填工程として、加熱保持容器７を樹脂払出状態７０２に反転させ、加熱保持容器７内の半溶融状態の樹脂固形体３１（熱可塑性樹脂３）を、成形型２に設けた樹脂受入部２２内へ落下させる。
そして、図３に示すごとく、樹脂受入部２２内に配置された熱可塑性樹脂３は、その自重によって、上記注入ゲート２３を介してキャビティ２１内に流下する。また、このとき、加熱保持容器７を上記樹脂受入状態７０１に再び反転させ、上記容器スライド部７２における荷重部７２１によって熱可塑性樹脂３に対して荷重を加えることができる。
【００６４】
また、キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を注入した後には、真空手段６１による真空引きを停止すると共に、圧力容器６２を大気に開放して、圧力容器６２内を大気圧状態にする。これにより、キャビティ２１内に注入した熱可塑性樹脂３をキャビティ２１内の狭い隙間等の全体に十分に行き渡らせる。
こうして、真空状態のキャビティ２１内に、溶融状態の熱可塑性樹脂３を充填する。
【００６５】
本例においては、上記予備加熱工程及び充填工程を行う際には、上記電磁波発生手段４から成形型２の表面に、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波の照射を継続する。
そして、樹脂受入部２２からキャビティ２１内に流下する熱可塑性樹脂３は、近赤外線によって、温度が低下することが抑制される。
【００６６】
また、キャビティ２１内を流動する熱可塑性樹脂３には、成形型２を介して近赤外線が照射される。そして、溶融状態の熱可塑性樹脂３は、近赤外線が照射されることによって、粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることが防止される。
また、キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際には、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。
【００６７】
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、キャビティ２１内が真空状態になっていることにより、熱可塑性樹脂３をキャビティ２１の全体に十分に行き渡らせることができる。
【００６８】
その後、冷却取出工程として、キャビティ２１内の熱可塑性樹脂３を冷却して樹脂成形品を成形した後、成形型２を開いて、キャビティ２１内から成形後の樹脂成形品を取り出す。
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。
【００６９】
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。
【００７０】
図５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。
【００７１】
それ故、本例の樹脂成形方法によれば、ゴム製の成形型２に対してキャビティ２１内の熱可塑性樹脂３を選択的に加熱することができ、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。
【００７２】
また、本例の樹脂成形方法においては、上記のごとく、成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際には、熱可塑性樹脂３の自重及び上記荷重部７２１の自重を利用して、充填を行うことができる。そのため、熱可塑性樹脂３に大きな圧力が加わることがなく、成形した樹脂成形品において、残留歪がほとんど発生しない。そのため、樹脂成形品の耐薬品性、耐熱性等の特性を著しく向上させることができる。
【００７３】
また、本例の樹脂成形方法においては、弾性変形が可能なゴム製の成形型２を用いている。そのため、成形型２において、いわゆるアンダーカット形状（成形後の樹脂成形品を取り出す際に成形型２の一部に干渉する形状）がある場合でも、このアンダーカット形状の部分を弾性変形させながら、無理やり成形後の樹脂成形品を取り出すことができる。これにより、アンダーカット形状を有する成形型２においては、いわゆるスライド機構を設ける必要がなく、その構造を簡単にすることができる。
【００７４】
（実施例２）
本例の樹脂成形装置１は、図６に示すごとく、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電磁波発生手段４Ａ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とを有して構成してある。このフィルター５は、電磁波発生手段４Ａにおける電磁波の出射位置と成形型２との間に配設してある。本例のフィルター５は、スペーサ５１を介して成形型２の表面に配置してある。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。
本例の樹脂成形装置１におけるその他の構成は、上記実施例１と同様である。
【００７５】
本例の充填工程を行う際には、電磁波発生手段４Ａから上記電磁波を出射し、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。
ところで、上記０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波の中には、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。
【００７６】
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。また、本例の樹脂成形方法におけるその他の工程については、上記実施例１と同様である。
本例においても、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００７７】
（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、電磁波発生手段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。
【００７８】
また、図７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。
【００７９】
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、電磁波発生手段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に電磁波発生手段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。
【００８０】
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。
【００８１】
（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。
【００８２】
また、比較のために、上記近赤外線を照射する電磁波発生手段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。
【００８３】
【表１】
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
（確認試験２）
本確認試験においては、上記実施例２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５〜９について、上記電磁波発生手段４Ａ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。
【００８７】
発明品５〜９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５） 熱可塑性樹脂３及び成形型２は発明品１に同じ。
（発明品６） 熱可塑性樹脂３及び成形型２は発明品２に同じ。
（発明品７） 熱可塑性樹脂３及び成形型２は発明品３に同じ。
（発明品８） 熱可塑性樹脂３及び成形型２は発明品４に同じ。
（発明品９） 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５〜９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。
【００８８】
また、本確認試験においては、発明品５〜８については、電磁波発生手段４として、上記確認試験１と同じ近赤外線ハロゲンヒータを用いた。また、発明品９については、電磁波発生手段４として、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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
上記測定を行った結果を、表２に示す。
【００９１】
【表２】
【００９２】
同表において、上記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１５０〜１７０℃までしか上昇しなかった。また、発明品９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。
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５〜９）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。
【００９３】
また、発明品５〜８は、発明品９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】
【００９４】
【図１】実施例１における、成形型内に熱可塑性樹脂の充填を行う前の樹脂成形装置を示す説明図。
【図２】実施例１における、樹脂固形体を成形型に設けた樹脂受入部内に落下させた状態の樹脂成形装置を示す説明図。
【図３】実施例１における、成形型内に熱可塑性樹脂の充填を行っている状態の樹脂成形装置を示す説明図。
【図４】実施例１における、樹脂固形体を示す斜視図。
【図５】実施例１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６】実施例２における、成形型内に熱可塑性樹脂の充填を行っている状態の樹脂成形装置を示す説明図。
【図７】確認試験１において用いた樹脂成形装置を示す説明図。
【符号の説明】
【００９５】
１ 樹脂成形装置
２ 成形型
２１ キャビティ
２２ 樹脂受入部
３ 熱可塑性樹脂
３１ 樹脂固形体
４ 電磁波発生手段
５ フィルター
６１ 真空手段
６２ 圧力容器
７ 加熱保持容器
７３ 外周ヒータ
７４ 内周ヒータ
【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、成形中に溶融状態の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。
なお、例えば、特許文献３には、真空注型法により、熱可塑性樹脂の充填成形を行う方法が開示されている。
【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
【特許文献３】特開２００２−５９４６８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を真空状態にする真空工程と、
上記真空状態のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、
上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを含み、
上記充填工程においては、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に波長が０．７８〜２μｍの電磁波を照射し、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真空注型法により成形する際に、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、まず、真空工程として、ゴム製の成形型のキャビティ内を真空状態にする。次いで、充填工程として、真空状態のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する。そして、この充填の際に、波長が０．７８〜２μｍの電磁波（以下、近赤外線という場合がある。）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、キャビティ内が真空状態になっていることにより、熱可塑性樹脂をキャビティの全体に十分に行き渡らせることができる。
その後、冷却工程として、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る。
【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。
【００１４】
第２の発明は、ゴム製の成形型のキャビティ内を真空状態にする真空工程と、
上記真空状態のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、
上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを含み、
上記充填工程においては、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２）。
【００１５】
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真空注型法により成形する際に、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、まず、真空工程及び充填工程を行う。そして、この充填工程の際に、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。
【００１６】
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、キャビティ内が真空状態になっていることにより、熱可塑性樹脂をキャビティの全体に十分に行き渡らせることができる。
その後、冷却工程として、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る。
【００１７】
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を超える電磁波を、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。
なお、上記波長が２μｍ以下の近赤外線により、ゴム製の成形型に比べて、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。
【００１９】
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、
上記キャビティ内を真空状態にする真空手段と、
波長が０．７８〜２μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段とを有しており、
上記真空手段により真空状態にした上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型を介して上記熱可塑性樹脂に上記電磁波を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１３）。
【００２０】
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真空注型法により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、上記真空手段と、上記波長が０．７８〜２μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段とを有している。
【００２１】
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、上記近赤外線を、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。
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。
【００２２】
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、ゴム製の成形型に比べて、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。
【００２３】
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、
上記キャビティ内を真空状態にする真空手段と、
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、
上記真空手段により真空状態にした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１４）。
【００２４】
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真空注型法により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、上記真空手段と、上記波長が０．７８〜４μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段と、上記フィルターとを有している。
【００２５】
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。
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、上記波長が２μｍ以下の近赤外線により、ゴム製の成形型に比べて、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】
【００２８】
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〜第４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０．７８〜２μｍ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又は透過電磁波は、波長が０．７８〜２μｍ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。
【００２９】
上記第１〜第４の発明において、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。
また、上記真空状態とは、絶対真空の状態である必要はなく、大気圧よりも圧力が低い状態とすることができる。
【００３０】
上記第２、第４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とすることができる（請求項３、１５）。
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。
【００３１】
上記第１、第２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４）。また、上記第３、第４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１６）。
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。
【００３２】
上記第１、第２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５）。
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。
【００３３】
また、上記第１、第２の発明において、上記充填工程においては、上記成形型に上記電磁波を照射することにより、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が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることを防止することが好ましい（請求項６）。
この場合には、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。
【００３４】
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。
【００３５】
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、上記充填工程において、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。
【００３６】
また、上記第１、第２の発明においては、上記成形型は、減圧及び増圧が可能な圧力容器内に配置しておき、上記真空工程においては、上記圧力容器内を減圧して、上記キャビティ内を真空状態にし、上記充填工程においては、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を注入した後、上記圧力容器内を上記真空状態から増圧することが好ましい（請求項７）。また、上記第３、第４の発明においては、上記成形型は、減圧及び増圧が可能な圧力容器内に配置してあり、該圧力容器内は、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂の注入を行う前には上記真空手段により真空状態に減圧し、上記注入を行った後には大気圧以上の圧力状態に増圧するよう構成してあることが好ましい（請求項１７）。
【００３７】
これらの場合には、真空状態のキャビティ内に溶融状態の熱可塑性樹脂を注入した後には、圧力容器内を増圧することにより、キャビティ内に注入した熱可塑性樹脂をキャビティ内の狭い隙間等の全体に十分に行き渡らせることができる。
また、上記第１〜第４の発明において、上記圧力容器内に成形型を配置した場合には、上記電磁波発生手段等の電磁波発生源は、圧力容器内又は圧力容器外のいずれに配置してもよい。特に、電磁波発生源は、圧力容器外に配置することが好ましい。この場合には、発熱した電磁波発生源を効率よく冷却することができる。
【００３８】
また、上記第２、第４の発明において、電磁波発生源を、圧力容器外に配置する場合には、上記フィルターは、圧力容器内又は圧力容器外のいずれに配置してもよい。また、フィルターは、圧力容器を構成する壁として配置することもできる。特に、この場合には、フィルターは、電磁波を圧力容器内へ入射させるための窓として、当該圧力容器を構成する壁に配置することができる。
【００３９】
また、上記第１、第２の発明において、上記キャビティ内に充填する前の上記熱可塑性樹脂は、上記キャビティを充填する容量以上に形成した樹脂固形体であり、上記キャビティ内には、上記樹脂固形体を溶融させた熱可塑性樹脂を、該熱可塑性樹脂の自重を利用して充填することが好ましい（請求項８）。
ところで、ゴム製の成形型におけるキャビティ内に、熱可塑性樹脂のペレットを溶融させて注入するときには、キャビティ内にペレット同士の間の空気等の気体が混入するおそれがある。これに対し、キャビティ内に上記樹脂固形体を溶融させて充填することにより、キャビティ内に上記気体が混入してしまうことを防止することができる。
【００４０】
また、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ことにより、大きな射出圧力（例えば１０〜５０ＭＰａ）を加えることなく、熱可塑性樹脂の自重を利用して、キャビティ内にこの熱可塑性樹脂の充填を行うことができる。
また、上記樹脂固形体を溶融させた熱可塑性樹脂は、この熱可塑性樹脂を上方から押さえるプッシャーの自重も利用して、キャビティ内に充填することができる。
【００４１】
また、上記第１、第２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。
【００４２】
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１０）。
ところで、上記第１、第２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。
【００４３】
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。
【００４４】
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１１）。
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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１２）。
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。
【００４８】
また、上記第３、第４の発明において、上記キャビティ内に充填する前の上記熱可塑性樹脂は、上記キャビティを充填する容量以上に形成した樹脂固形体であり、上記樹脂成形装置は、上記樹脂固形体を保持して加熱する加熱保持容器を有しており、該加熱保持容器内から半溶融状態の樹脂固形体を上記キャビティの上部に設けた樹脂受入部内へ挿入配置するよう構成してあることが好ましい（請求項１８）。
【００４９】
この場合には、キャビティを充填する容量以上に形成した樹脂固形体を、半溶融状態にした後、キャビティの上部に設けた樹脂受入部内へ挿入配置することにより、この樹脂受入部内には、空気等の不要な気体がほとんど混入しない状態で熱可塑性樹脂を受け入れることができる。そのため、この熱可塑性樹脂を上記樹脂受入部からキャビティ内に注入することにより、キャビティ内に不要な気体が混入してしまうことを効果的に防止することができる。
なお、上記樹脂固形体は、上記キャビティの全体を充填できる容量であればよく、例えば、キャビティの容量の１〜１．５倍の容量に形成することができる。
【００５０】
また、上記樹脂固形体は、底部と該底部から環状に立設した側壁部とによる中空形状を有しており、上記加熱保持容器は、上記側壁部の外周を加熱する外周ヒータと、上記側壁部の内周を加熱する内周ヒータとを有していることが好ましい（請求項１９）。
この場合には、加熱保持容器において、樹脂固形体を効果的に加熱することができ、迅速に半溶融状態にすることができる。
【実施例】
【００５１】
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。
（実施例１）
本例の樹脂成形方法は、図１〜図３に示すごとく、ゴム製の成形型２のキャビティ２１内に真空注型法によって熱可塑性樹脂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。
【００５２】
具体的には、同図に示すごとく、本例においては、ゴム製の成形型２のキャビティ２１内を真空状態にする真空工程と、真空状態のキャビティ２１内に溶融状態の熱可塑性樹脂３を充填する充填工程と、キャビティ２１内の熱可塑性樹脂３を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを行う。そして、充填工程においては、成形型２を介して熱可塑性樹脂３に０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する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。なお、本例においては、上記電磁波により、成形型２よりも高い温度に熱可塑性樹脂３を加熱する。
【００５３】
また、本例においては、図１に示すごとく、上記キャビティ２１を形成してなるゴム製の成形型２と、キャビティ２１内を真空状態にする真空手段６１と、上記近赤外線を照射する電磁波発生手段４とを有する樹脂成形装置１を用いる。
【００５４】
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〜図５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。
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。
【００５５】
図１に示すごとく、本例の電磁波発生手段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。
また、同図に示すごとく、本例の成形型２は、減圧及び増圧が可能な圧力容器６２内に配置してある。本例の圧力容器６２は、真空注型を行うための容器である。また、上記真空手段６１は、圧力容器６２に配設した真空ポンプであり、圧力容器６２内の真空引きを行うよう構成してある。
【００５６】
図４に示すごとく、本例の熱可塑性樹脂３は、キャビティ２１内に充填する前の初期状態においては、キャビティ２１の全体を充填する容量に形成した樹脂固形体３１である。この樹脂固形体３１は、底部３１１とこの底部３１１から環状に立設した側壁部３１２とによる中空形状を有している。
また、図１に示すごとく、成形型２におけるキャビティ２１の上部には、熱可塑性樹脂３を挿入配置するための樹脂受入部２２が形成してある。そして、成形型２においては、樹脂受入部２２の下部とキャビティ２１の上部とが、注入ゲート２３によって連結してある。
【００５７】
また、図１に示すごとく、本例の樹脂成形装置１は、樹脂固形体３１を保持して加熱する加熱保持容器７を有している。この加熱保持容器７は、樹脂固形体３１を挿入するための中空穴７１１を形成してなる容器外周部７１と、中空穴７１１内をスライド可能な容器スライド部７２とを有している。容器スライド部７２は、中空穴７１１と略同一の直径に形成した荷重部７２１と、この荷重部７２１から突出形成し、中空穴７１１内に挿入配置した樹脂固形体３１の側壁部３１２内に配置する突出ピン部７２２とを有している。
容器外周部７１には、樹脂固形体３１の側壁部３１２の外周を加熱する外周ヒータ７３が配設してあり、容器スライド部７２の突出ピン部７２２には、樹脂固形体３１の側壁部３１２の内周を加熱する内周ヒータ７４が配設してある。
【００５８】
上記樹脂固形体３１を用いることにより、キャビティ２１内に空気等の不要な気体が混入してしまうことを容易に防止することができる。また、樹脂固形体３１を上記中空形状に形成し、外周ヒータ７３及び内周ヒータ７４を用いることにより、樹脂固形体３１をできるだけ均一に加熱することができる。
【００５９】
また、図４に示すごとく、上記樹脂固形体３１は、その底部３１１に、テーパ形状を有して突出する突起部３１３を有している。この突起部３１３は、断面円形状を有しており、底部３１１の先端に向けて縮径して形成されている。
また、図１に示すごとく、上記樹脂受入部２２の底部３１１には、樹脂固形体３１の突起部３１３のテーパ形状に沿った絞り部２２１が形成してある。そして、図２に示すごとく、半溶融状態の樹脂固形体３１を、その突起部３１３を下方に向けて樹脂受入部２２内に落下させたときには、樹脂固形体３１の突起部３１３が、絞り部２２１によって樹脂受入部２２の中心へ導かれる。これにより、半溶融状態の樹脂固形体３１を、位置決めを行った状態で安定して樹脂受入部２２内に挿入配置することができる。
【００６０】
本例の加熱保持容器７は、上下が反転するよう構成してあり、図１に示すごとく、突出ピン部７２２が上方を向いた樹脂受入状態７０１と、図２に示すごとく、突出ピン部７２２が下方を向いた樹脂払出状態７０２とを形成するよう構成してある。
加熱保持容器７は、図１に示すごとく、樹脂受入状態７０１においては、樹脂固形体３１を保持し、この樹脂固形体３１を外周ヒータ７３及び内周ヒータ７４によって加熱して、半溶融状態にするよう構成してある。一方、加熱保持容器７は、図２に示すごとく、樹脂払出状態７０２においては、半溶融状態の樹脂固形体３１を、キャビティ２１の上部に設けた樹脂受入部２２内に落下させるよう構成してある。
【００６１】
また、図３に示すごとく、本例の成形型２においては、加熱保持容器７から半溶融状態の熱可塑性樹脂３を受け取った後、熱可塑性樹脂３を、その自重を利用してキャビティ２１内に充填することができる。また、加熱保持容器７は、半溶融状態の樹脂固形体３１を樹脂受入部２２内に落下させた後には、再び樹脂受入状態７０１に反転し、容器スライド部７２における荷重部７２１によって、樹脂受入部２２内の溶融状態の樹脂固形体３１を下方へ押さえることができる。
【００６２】
次に、上記樹脂成形装置１を用いて、樹脂成形品を成形する方法につき詳説する。
本例においては、以下の真空工程、予備加熱工程、充填工程及び冷却取出工程を行って、熱可塑性樹脂３から樹脂成形品を得る。
樹脂成形品を成形するに当たっては、まず、図１に示すごとく、真空工程として、上記真空手段６１によって上記圧力容器６２内の真空引きを行い、ゴム製の成形型２のキャビティ２１内を真空状態にする。
次いで、同図に示すごとく、予備加熱工程として、熱可塑性樹脂３としての樹脂固形体３１を樹脂受入状態７０１にある加熱保持容器７内に挿入配置し、外周ヒータ７３及び内周ヒータ７４によって樹脂固形体３１を加熱して溶融状態にする。
また、予備加熱工程においては、上記電磁波発生手段４を用いて、成形型２に設けた樹脂受入部２２を予備加熱しておくこともできる。
【００６３】
次いで、図２に示すごとく、充填工程として、加熱保持容器７を樹脂払出状態７０２に反転させ、加熱保持容器７内の半溶融状態の樹脂固形体３１（熱可塑性樹脂３）を、成形型２に設けた樹脂受入部２２内へ落下させる。
そして、図３に示すごとく、樹脂受入部２２内に配置された熱可塑性樹脂３は、その自重によって、上記注入ゲート２３を介してキャビティ２１内に流下する。また、このとき、加熱保持容器７を上記樹脂受入状態７０１に再び反転させ、上記容器スライド部７２における荷重部７２１によって熱可塑性樹脂３に対して荷重を加えることができる。
【００６４】
また、キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を注入した後には、真空手段６１による真空引きを停止すると共に、圧力容器６２を大気に開放して、圧力容器６２内を大気圧状態にする。これにより、キャビティ２１内に注入した熱可塑性樹脂３をキャビティ２１内の狭い隙間等の全体に十分に行き渡らせる。
こうして、真空状態のキャビティ２１内に、溶融状態の熱可塑性樹脂３を充填する。
【００６５】
本例においては、上記予備加熱工程及び充填工程を行う際には、上記電磁波発生手段４から成形型２の表面に、０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波の照射を継続する。
そして、樹脂受入部２２からキャビティ２１内に流下する熱可塑性樹脂３は、近赤外線によって、温度が低下することが抑制される。
【００６６】
また、キャビティ２１内を流動する熱可塑性樹脂３には、成形型２を介して近赤外線が照射される。そして、溶融状態の熱可塑性樹脂３は、近赤外線が照射されることによって、粘度が５０００Ｐｏｉｓｅ以上になることが防止される。
また、キャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際には、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。
【００６７】
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、キャビティ２１内が真空状態になっていることにより、熱可塑性樹脂３をキャビティ２１の全体に十分に行き渡らせることができる。
【００６８】
その後、冷却取出工程として、キャビティ２１内の熱可塑性樹脂３を冷却して樹脂成形品を成形した後、成形型２を開いて、キャビティ２１内から成形後の樹脂成形品を取り出す。
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。
【００６９】
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。
【００７０】
図５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。
【００７１】
それ故、本例の樹脂成形方法によれば、ゴム製の成形型２に対してキャビティ２１内の熱可塑性樹脂３を選択的に加熱することができ、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。
【００７２】
また、本例の樹脂成形方法においては、上記のごとく、成形型２のキャビティ２１内に熱可塑性樹脂３を充填する際には、熱可塑性樹脂３の自重及び上記荷重部７２１の自重を利用して、充填を行うことができる。そのため、熱可塑性樹脂３に大きな圧力が加わることがなく、成形した樹脂成形品において、残留歪がほとんど発生しない。そのため、樹脂成形品の耐薬品性、耐熱性等の特性を著しく向上させることができる。
【００７３】
また、本例の樹脂成形方法においては、弾性変形が可能なゴム製の成形型２を用いている。そのため、成形型２において、いわゆるアンダーカット形状（成形後の樹脂成形品を取り出す際に成形型２の一部に干渉する形状）がある場合でも、このアンダーカット形状の部分を弾性変形させながら、無理やり成形後の樹脂成形品を取り出すことができる。これにより、アンダーカット形状を有する成形型２においては、いわゆるスライド機構を設ける必要がなく、その構造を簡単にすることができる。
【００７４】
（実施例２）
本例の樹脂成形装置１は、図６に示すごとく、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電磁波発生手段４Ａ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とを有して構成してある。このフィルター５は、電磁波発生手段４Ａにおける電磁波の出射位置と成形型２との間に配設してある。本例のフィルター５は、スペーサ５１を介して成形型２の表面に配置してある。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。
本例の樹脂成形装置１におけるその他の構成は、上記実施例１と同様である。
【００７５】
本例の充填工程を行う際には、電磁波発生手段４Ａから上記電磁波を出射し、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。
ところで、上記０．７８〜２μｍの波長領域に強度のピークを有する電磁波の中には、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。
【００７６】
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。また、本例の樹脂成形方法におけるその他の工程については、上記実施例１と同様である。
本例においても、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００７７】
（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、電磁波発生手段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。
【００７８】
また、図７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。
【００７９】
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、電磁波発生手段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に電磁波発生手段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。
【００８０】
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。
【００８１】
（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。
【００８２】
また、比較のために、上記近赤外線を照射する電磁波発生手段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。
【００８３】
【表１】
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
（確認試験２）
本確認試験においては、上記実施例２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５〜９について、上記電磁波発生手段４Ａ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。
【００８７】
発明品５〜９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５） 熱可塑性樹脂３及び成形型２は発明品１に同じ。
（発明品６） 熱可塑性樹脂３及び成形型２は発明品２に同じ。
（発明品７） 熱可塑性樹脂３及び成形型２は発明品３に同じ。
（発明品８） 熱可塑性樹脂３及び成形型２は発明品４に同じ。
（発明品９） 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５〜９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。
【００８８】
また、本確認試験においては、発明品５〜８については、電磁波発生手段４として、上記確認試験１と同じ近赤外線ハロゲンヒータを用いた。また、発明品９については、電磁波発生手段４として、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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
上記測定を行った結果を、表２に示す。
【００９１】
【表２】
【００９２】
同表において、上記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１５０〜１７０℃までしか上昇しなかった。また、発明品９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。
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５〜９）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。
【００９３】
また、発明品５〜８は、発明品９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】
【００９４】
【図１】実施例１における、成形型内に熱可塑性樹脂の充填を行う前の樹脂成形装置を示す説明図。
【図２】実施例１における、樹脂固形体を成形型に設けた樹脂受入部内に落下させた状態の樹脂成形装置を示す説明図。
【図３】実施例１における、成形型内に熱可塑性樹脂の充填を行っている状態の樹脂成形装置を示す説明図。
【図４】実施例１における、樹脂固形体を示す斜視図。
【図５】実施例１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６】実施例２における、成形型内に熱可塑性樹脂の充填を行っている状態の樹脂成形装置を示す説明図。
【図７】確認試験１において用いた樹脂成形装置を示す説明図。
【符号の説明】
【００９５】
１ 樹脂成形装置
２ 成形型
２１ キャビティ
２２ 樹脂受入部
３ 熱可塑性樹脂
３１ 樹脂固形体
４ 電磁波発生手段
５ フィルター
６１ 真空手段
６２ 圧力容器
７ 加熱保持容器
７３ 外周ヒータ
７４ 内周ヒータ
【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を真空状態にする真空工程と、
上記真空状態のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、
上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを含み、
上記充填工程においては、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に波長が０．７８〜２μｍの電磁波を照射し、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】
ゴム製の成形型のキャビティ内を真空状態にする真空工程と、
上記真空状態のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、
上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを含み、
上記充填工程においては、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３】
請求項２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４】
請求項１〜３のいずれか一項において、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、上記充填工程においては、上記成形型に上記電磁波を照射することにより、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７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記成形型は、減圧及び増圧が可能な圧力容器内に配置しておき、
上記真空工程においては、上記圧力容器内を減圧して、上記キャビティ内を真空状態にし、上記充填工程においては、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を注入した後、上記圧力容器内を上記真空状態から増圧す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、上記キャビティ内に充填する前の上記熱可塑性樹脂は、上記キャビティを充填する容量以上に形成した樹脂固形体であり、
上記キャビティ内には、上記樹脂固形体を溶融させた熱可塑性樹脂を、該熱可塑性樹脂の自重を利用して充填す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】
請求項１〜９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１１】
請求項１〜１０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１２】
請求項１〜１１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１３】
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、
上記キャビティ内を真空状態にする真空手段と、
波長が０．７８〜２μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段とを有しており、
上記真空手段により真空状態にした上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型を介して上記熱可塑性樹脂に上記電磁波を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１４】
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、
上記キャビティ内を真空状態にする真空手段と、
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、
上記真空手段により真空状態にした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１５】
請求項１４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１６】
請求項１３〜１５のいずれか一項において、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１７】
請求項１３〜１６のいずれか一項において、上記成形型は、減圧及び増圧が可能な圧力容器内に配置してあり、
該圧力容器内は、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂の注入を行う前には上記真空手段により真空状態に減圧し、上記注入を行った後には大気圧以上の圧力状態に増圧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１８】
請求項１３〜１７のいずれか一項において、上記キャビティ内に充填する前の上記熱可塑性樹脂は、上記キャビティを充填する容量以上に形成した樹脂固形体であり、
上記樹脂成形装置は、上記樹脂固形体を保持して加熱する加熱保持容器を有しており、該加熱保持容器内から半溶融状態の樹脂固形体を上記キャビティの上部に設けた樹脂受入部内へ挿入配置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１９】
請求項１８において、上記樹脂固形体は、底部と該底部から環状に立設した側壁部とによる中空形状を有しており、
上記加熱保持容器は、上記側壁部の外周を加熱する外周ヒータと、上記側壁部の内周を加熱する内周ヒータ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を真空状態にする真空工程と、
上記真空状態のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、
上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを含み、
上記充填工程においては、上記成形型を介して上記熱可塑性樹脂に波長が０．７８〜２μｍの電磁波を照射し、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】
ゴム製の成形型のキャビティ内を真空状態にする真空工程と、
上記真空状態のキャビティ内に、溶融状態の熱可塑性樹脂を充填する充填工程と、
上記キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却して樹脂成形品を得る冷却工程とを含み、
上記充填工程においては、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３】
請求項２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４】
請求項１〜３のいずれか一項において、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、上記充填工程においては、上記成形型に上記電磁波を照射することにより、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７】
請求項１〜６のいずれか一項において、上記成形型は、減圧及び増圧が可能な圧力容器内に配置しておき、
上記真空工程においては、上記圧力容器内を減圧して、上記キャビティ内を真空状態にし、上記充填工程においては、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を注入した後、上記圧力容器内を上記真空状態から増圧す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、上記キャビティ内に充填する前の上記熱可塑性樹脂は、上記キャビティを充填する容量以上に形成した樹脂固形体であり、
上記キャビティ内には、上記樹脂固形体を溶融させた熱可塑性樹脂を、該熱可塑性樹脂の自重を利用して充填す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】
請求項１〜９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１１】
請求項１〜１０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１２】
請求項１〜１１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１３】
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、
上記キャビティ内を真空状態にする真空手段と、
波長が０．７８〜２μｍの電磁波を出射する電磁波発生手段とを有しており、
上記真空手段により真空状態にした上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂を充填する際に、当該成形型を介して上記熱可塑性樹脂に上記電磁波を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１４】
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、
上記キャビティ内を真空状態にする真空手段と、
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、
上記真空手段により真空状態にした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１５】
請求項１４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１６】
請求項１３〜１５のいずれか一項において、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１７】
請求項１３〜１６のいずれか一項において、上記成形型は、減圧及び増圧が可能な圧力容器内に配置してあり、
該圧力容器内は、上記キャビティ内に上記熱可塑性樹脂の注入を行う前には上記真空手段により真空状態に減圧し、上記注入を行った後には大気圧以上の圧力状態に増圧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１８】
請求項１３〜１７のいずれか一項において、上記キャビティ内に充填する前の上記熱可塑性樹脂は、上記キャビティを充填する容量以上に形成した樹脂固形体であり、
上記樹脂成形装置は、上記樹脂固形体を保持して加熱する加熱保持容器を有しており、該加熱保持容器内から半溶融状態の樹脂固形体を上記キャビティの上部に設けた樹脂受入部内へ挿入配置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１９】
請求項１８において、上記樹脂固形体は、底部と該底部から環状に立設した側壁部とによる中空形状を有しており、
上記加熱保持容器は、上記側壁部の外周を加熱する外周ヒータと、上記側壁部の内周を加熱する内周ヒータ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２００７−２１６４４７（Ｐ２００７−２１６４４７Ａ）
【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２００６−３７６７５（Ｐ２００６−３７６７５）
【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)
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【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)
【出願人】（０００１０２２１２）ウシオ電機株式会社 (1,414)
【Ｆターム（参考）】
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