JP2001062862A - 非晶性熱可塑性樹脂の射出成形法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非晶性熱可塑性樹脂の射出成形において、樹
脂の物性低下、樹脂充填工程途中での発泡による成形品
の表面外観の低下、さらには生産性の低下を生じさせる
ことなく、溶融樹脂の粘度を低減して流動性を高めると
共に、樹脂充填工程中の樹脂の固化や粘度上昇を防止
し、金型表面状態を高度に成形品に転写できるようにす
る。 【解決手段】 あらかじめ金型キャビティを二酸化炭素
で加圧状態にした後に、二酸化炭素を溶解させた溶融樹
脂を金型キャビティに射出充填し、金型キャビティ内に
充填された溶融樹脂の冷却を、射出充填中に金型キャビ
ティ内の二酸化炭素が溶融樹脂表面に溶解することで低
下する溶融樹脂表面のガラス転移温度以上でかつ溶融樹
脂中心部のガラス転移温度未満の金型表面温度で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非晶性熱可塑性樹
脂の射出成形法に関し、さらに詳しくは、樹脂の金型キ
ャビティへの充填を容易にし、金型表面状態を成形品表
面に高度に転写することができる非晶性熱可塑性樹脂の
射出成形法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂の射出成形において、通
常、樹脂は金型キャビティに充填するのに充分な流動性
を持つ温度まで加熱、溶融し成形される。溶融樹脂の流
動性は、金型キャビティへの充填の容易さを決めるだけ
ではなく、充填後に十分な圧力が金型キャビティ内の樹
脂へ伝わるかどうかも左右するため、成形品の寸法精
度、外観だけでなく、金型表面の微細情報の高度な転写
にも影響を与え、樹脂の加工性を決める重要な因子であ
る。流動性を表す一つの指標として、溶融樹脂の粘度が
あるが、一般に、非晶性熱可塑性樹脂は溶融粘度が高
く、成形材料として流動性に劣るといえる。

【０００３】一方、金型の温度は成形樹脂のガラス転移
温度よりも十分に低い温度に保たれる。これは、熱伝導
性が著しく低い樹脂素材を、短時間で溶融状態から、成
形品として取り出せる温度にまで冷却するために必要な
ことである。また、金型表面状態を高度に成形品に転写
するには、粘度が低い状態の樹脂を高い圧力で金型に押
し付ける必要がある。

【０００４】しかし、樹脂のガラス転移温度よりも金型
温度が低いと、樹脂充填と樹脂の固化が同時に進行する
ことになり、フローフロント付近で金型に接触した樹脂
は、急激に冷却されて粘度が高くなると共に、金型表面
に低い圧力で押し付けられた状態で固化するため、金型
表面状態を高度に成形品に転写することは困難となる。
このため通常の射出成形では、光沢ムラ、ウェルドライ
ン、フローマーク、ジェッティングなどの外観不良や、
光ディスク等の精密成形品では微細なピットの転写不良
を起こしやすく、薄肉部品ではショートショットを起こ
すといった問題がある。

【０００５】樹脂の成形を容易にし、金型表面の転写性
を高めるには、溶融樹脂の粘度を低減して流動性を高め
る共に、樹脂充填工程中の樹脂の固化を防止したり、こ
れを最小限にとどめることが必要となる。

【０００６】従来、流動性を高めるための樹脂の改質手
段には次の３種があるが、それぞれ改質に伴う問題を有
する。

【０００７】第一は樹脂の分子量を低くする方法で、平
均分子量を下げたり、分子量分布を広げ、特に低分子量
成分を増したりするものであるが、流動性は増すものの
衝撃強度や耐薬品性が低下するといった問題がある。

【０００８】第二は分子中にコモノマを導入する方法で
あるが、熱時剛性が低下する問題がある。

【０００９】第三はミネラルオイルなどの低分子量の油
状物質や高級脂肪酸エステルなどの可塑剤を添加する方
法であるが、可塑剤により熱時剛性が低下したり、成形
時に可塑剤が金型に付着して汚すなどの問題がある。

【００１０】また、流動性を高める成形条件としては、
樹脂温度や金型温度を高めることが効果的である。しか
し、高い樹脂温度は樹脂自身や添加剤の熱分解を引き起
こし、成形品強度の低下、樹脂劣化物による異物の発
生、金型の汚れ、変色などの問題が発生しやすくなり、
また、金型温度を高くすると、型内の樹脂の冷却が遅く
なり、成形サイクルタイムが長くなるといった問題があ
る。

【００１１】一方、樹脂充填工程中の樹脂の固化を抑制
して金型表面転写性を高める手段としては、これまで種
々の方法が提案されており、例えば、次のような方法が
ある。

【００１２】１．金型に熱媒と冷媒を交互に流して金型
表面の加熱、冷却を繰り返す方法（“Ｐｌａｓｔｉｃ・
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”ＶＯＬ．３４（Ｊｕｎｅ），１
５０（１９８８））。

【００１３】２．成形直前に高周波誘導加熱で金型表面
を選択的に加熱する方法（ＵＳＰ４４３９４９２号明細
書）。

【００１４】３．金型表面に絶縁層と導電層を設け、導
電層に通電して加熱する方法（“Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．
Ｓｃｉ．”Ｖｏｌ．３４（１１），８９４（１９９
４））。

【００１５】４．金型表面を輻射加熱する方法（「合成
樹脂」Ｖｏｌ．４２（１），４８（１９９６））。

【００１６】５．金型表面を断熱層で被覆し、成形樹脂
自身の熱で金型表面を加熱しつつ成形する断熱層被覆法
（ＵＳＰ５３６２２２６号明細書、ＷＯ９７／０４９３
８号明細書）。

【００１７】これらはいずれも射出成形時に金型表面を
加熱しつつ成形する方法で、射出された溶融樹脂が金型
表面に押し付けられる時に金型表面が該樹脂のガラス転
移温度以上に加熱されていることにより金型表面転写性
を良くする成形法である。

【００１８】本発明は、これら従来の樹脂流動性や金型
表面転写性の改良方法とは全く異なる手法により、その
目的を達成する方法であり、従来技術とは異なる新しい
考え方により著しい効果を得る方法を発見し、本発明に
至ったものである。

【００１９】ところで、“Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．
Ｓｃｉ．”Ｖｏｌ．３０，２６３３（１９８５）など、
多くの文献に示されるように、二酸化炭素を樹脂に吸収
させると、二酸化炭素が樹脂の可塑剤として働き、樹脂
のガラス転移温度を低下させることが知られているが、
樹脂の成形加工に広く応用されるに至ってはいない。わ
ずかな応用事例として、特開平５−３１８５４１号公報
に、二酸化炭素や窒素などのガスを熱可塑性樹脂中に含
ませ、金型キャビティ内のガスを除去しながら金型キャ
ビティに充填することで、熱可塑性樹脂の流動性を向上
させ、強度や外観低下のない成形品を得る方法が示され
ている。

【００２０】しかしながら、この方法では、ガスに二酸
化炭素を使用した場合、樹脂中に含まれる二酸化炭素は
最大でも約０．１８重量％と少なく、十分な流動性向上
効果を得ることは難しいといえる。また、金型キャビテ
ィを大気圧もしくは減圧とするため、樹脂充填行程中に
フローフロントで生じる発泡により成形品表面に外観不
良も生じやすい問題がある。

【００２１】ドイツ特許４３１４８６９号明細書には、
生体吸収性のポリエステルに高圧容器内で超臨界状態の
二酸化炭素や炭化水素などを溶解させてガラス転移温度
を低下させ、５０℃程度の低温で樹脂を成形する方法が
開示されている。この方法は高圧容器内で実施する圧縮
成形であり、ガスの吸収により樹脂のガラス転移温度を
低下させて流動性を高めているものの、金型表面温度を
低下した樹脂表面のガラス転移温度以上に保って樹脂充
填工程を行うものではなく、射出成形の樹脂充填工程途
中で、金型表面に接した樹脂表面が固化することに基づ
く転写不良を防止する効果はない。

【００２２】一方、発泡剤を含有する樹脂を用い、外観
がきれいでヒケやソリの少ない厚肉発泡成形品を得る手
法として、特公昭６２−１６１６６号公報に示されるよ
うな、一般にカウンタプレッシャ成形法と呼ばれている
成形法がある。これは発泡用のガスを含んだ溶融樹脂を
圧縮空気で加圧された金型キャビティ中に射出し、次い
で金型キャビティの圧縮空気を金型外に開放し、金型キ
ャビティ内の圧力を低く保って樹脂を冷却する成形法で
あり、樹脂充填時のフローフロントでの発泡を抑制する
ことで成形品表面の発泡模様の発生を防止し、内部のみ
発泡した成形品を作る技術である。

【００２３】上記カウンタプレッシャ成形法は、溶融樹
脂を非発泡状態で金型キャビティにほぼ満たした後、成
形品表層よりも内側の溶融樹脂が冷却され、冷却に伴う
体積収縮分が発泡するものである。このため、樹脂に発
泡性を持たせる目的で樹脂中に含ませるガスの量は体積
収縮を発泡で補える最低限とするのが基本的な考え方と
いえる。一般には樹脂中のガス量も通常、窒素で０．１
重量％未満、二酸化炭素で０．１５重量％未満であり、
特公昭６２−１６１６６号公報の実施例では、樹脂中の
窒素ガス量は０．０１〜０．１５重量％程度と推定さ
れ、流動性を向上させることができるものではない。

【００２４】特開昭６２−２３１７１５号公報には、水
分含有ポリマーアロイの射出成形にカウンタプレッシャ
法を用いて成形する方法が示されており、金型キャビテ
ィを予備加圧するガスとして空気、窒素、二酸化炭素等
の不活性ガスがあげられているが、本発明の考え方を何
ら示唆するものではない。

【００２５】さらに特開昭６１−２１３１１１号公報に
は、二種のモノマーを混合して射出する反応射出成形に
ついて、金型キャビティを大気圧の二酸化炭素で置換し
た後に成形を行うことで、樹脂充填時に樹脂中にエアが
巻き込まれて発生するボイドを減少させる方法が示され
ている。しかし、二種以上のモノマーを混合した原料の
温度よりも金型温度の方が高い反応射出成形と、本発明
の熱可塑性樹脂の射出成形とは分野が全く異なり、樹脂
充填工程中の樹脂の固化に起因した金型表面転写性不良
を改良する手法を開示するものではない。

【００２６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、非晶
性熱可塑性樹脂の射出成形において、樹脂の物性低下、
樹脂充填工程途中での発泡による成形品の表面外観の低
下、さらには生産性の低下を生じさせることなく、溶融
樹脂の粘度を低減して流動性を高めると共に、樹脂充填
工程中の樹脂の固化や粘度上昇を防止し、金型表面状態
を高度に成形品に転写することができる経済的な方法を
提供することにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明者らは検討の結果、従来考えられていた金型表面
を加熱することにより金型表面転写性を改良する手法と
は全く異なる方法により、金型表面状態が成形品に高度
に転写できることを見出して本発明を完成するに至っ
た。

【００２８】すなわち本発明は、非晶性熱可塑性樹脂の
射出成形において、あらかじめ金型キャビティを溶融樹
脂のフローフロントで発泡が起きない圧力以上に二酸化
炭素で加圧状態にした後に、二酸化炭素を０．１重量％
以上溶解させた溶融樹脂を金型キャビティに射出充填
し、金型キャビティ内に充填された溶融樹脂の冷却を、
射出充填中に金型キャビティ内の二酸化炭素が溶融樹脂
表面に溶解することで低下する溶融樹脂表面のガラス転
移温度以上でかつ溶融樹脂中心部のガラス転移温度未満
の金型表面温度で行うことを特徴とする非晶性熱可塑性
樹脂の射出成形法を提供するものである。

【００２９】また、上記本発明は、金型表面温度をＴｍ
（℃）、樹脂固有ののガラス転移温度をＴｇ₀（℃）、
溶融樹脂中の二酸化炭素溶解量をＣ（重量％）、金型キ
ャビティ内の二酸化炭素の圧力をＰ（ＭＰａ）とした
時、 Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）−５≧Ｔｍ≧Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）
−（５×Ｐ）−３５ を満足するようにＴｍを設定すること、さらには、 Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）−５≧Ｔｍ≧Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）
−（５×Ｐ）−２０ を満足するようにＴｍを設定すること、をその好ましい
態様として含むものである。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００３１】前記課題を解決するため本発明者らは検討
の結果、特定量の二酸化炭素を溶融樹脂に溶解させてお
くと、成形時には二酸化炭素が可塑剤として機能し、成
形後には成形品が変形することなく二酸化炭素が大気中
に放散するため、樹脂性能を変えることなく溶融樹脂の
粘度を低減し、成形を容易にできることを見出した。ま
た従来、金型表面の転写を阻害すると考えられていた金
型キャビティ内のガスに着目し、二酸化炭素など特定の
ガスを比較的高い圧力で金型キャビティに存在させ、金
型キャビティ表面温度を適切に設定することで、充填工
程中の樹脂の固化を抑制できることを見出した。

【００３２】金型キャビティを特定のガス雰囲気にする
ことで、充填工程中の樹脂の固化が抑制されるメカニズ
ムは次のように考えられる。

【００３３】射出成形では、樹脂は金型キャビティ内を
常に層流で流れ、冷却された金型表面に接触するとその
界面に固化層が形成され、後から充填される樹脂はその
固化層の内側を流動して前進し、フローフロントに達し
てから金型表面に向かうファウンテンフローと呼ばれる
流動をする。

【００３４】金型キャビティを二酸化炭素などの特定の
ガスを用い、適度なガス圧力で満たしてから樹脂を充填
すると、ガスは流動樹脂のフローフロントで吸収された
り、金型表面と樹脂の界面に入り込んで樹脂表面層に溶
解する。樹脂に溶解したガスは可塑剤として作用し、樹
脂表面だけガラス転移温度を選択的に低下させたり樹脂
の溶融粘度を下げる。薄い樹脂表面層だけガラス転移温
度が下がり、この低下したガラス転移温度が金型表面温
度以下となれば、樹脂充填工程中の固化が起きず、成形
品の金型表面転写性を著しく改良することができること
になる。樹脂表面層に溶解したガスは、時間の経過と共
に樹脂内部に拡散し、これに伴って樹脂表面層のガラス
転移温度はほぼ中心部のガラス転移温度まで上昇する。
このため、金型表面温度が射出充填された溶融樹脂中心
部のガラス転移温度未満であれば、通常の樹脂冷却時間
内で表面層および中心部を固化させて製品として取り出
すことが可能となる。

【００３５】この結果、樹脂充填工程中に金型表面に接
する樹脂表面のガラス転移温度を低下させつつ成形し、
金型表面温度を、ガスの可塑剤効果により低下する樹脂
のガラス転移温度に合わせた適切な温度に設定すること
で、高度な金型表面転写性と高い生産性を両立すること
が可能となる。

【００３６】（Ａ）本発明で用いる樹脂 本発明で使用される樹脂は、ガスが溶解することでガラ
ス転移温度が固有のガラス転移温度より大きく低下する
樹脂で、ガラス転移温度で固化する一般の非晶性熱可塑
性樹脂である。具体的には、例えばポリ塩化ビニル、ア
クリル樹脂、スチレン系樹脂、ポリアリレート、ポリフ
ェニレンエーテル、変成ポリフェニレンエーテル樹脂、
ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエーテル
サルフォン、ポリサルフォンなどの熱可塑性のプラスチ
ック材料、これらを複数種混合したブレンド物、これら
を主成分とするポリマーアロイ、これらに各種充填材を
配合したものを挙げることができる。

【００３７】ここでいうスチレン系樹脂とは、スチレン
を必須原料とするホモポリマー、コポリマーおよびこれ
らのポリマーと他の樹脂より得られるポリマーブレンド
であり、ポリスチレンまたはＡＢＳ樹脂であることが好
ましい。また、ポリスチレンとは、スチレンホモポリマ
ーまたは樹脂相中にゴムが分布したゴム強化ポリスチレ
ンである。

【００３８】樹脂としては、二酸化炭素が溶解すること
で高い可塑剤効果が得られるものが好ましく、例えばス
チレン系樹脂、ポリカーボネート、ポリフェニレンエー
テル、変成ポリフェニレンエーテル樹脂などが特に好ま
しい。特にポリカーボネートは二酸化炭素の可塑剤効果
が高いだけでなく、熱分解したときに二酸化炭素を生じ
ることから、溶融樹脂に二酸化炭素が含まれると分解反
応の平衡がずれ、分解反応速度が遅くなる利点もあり、
本発明に最適である。また、ポリプロピレンと変成ポリ
フェニレンエーテル樹脂のアロイなど、一部の結晶性樹
脂をベースにした樹脂についても本発明を利用すること
で高い効果を得られる場合がある。

【００３９】本発明では、各種の難加工性樹脂、例えば
樹脂の分子量が高く、射出成形するには流動性が低す
ぎ、押出成形や圧縮成形しかできない樹脂、熱安定性が
悪く、熱分解を起こし易い樹脂、軟化温度が高く、著し
く高温度にして成形する必要がある樹脂、熱分解し易い
難燃剤などの添加物を配合した樹脂などが良好に使用で
きる。

【００４０】本発明に述べる樹脂のガラス転移温度に
は、二酸化炭素を人為的に溶解させることによって低下
したガラス転移温度と、二酸化炭素の人為的な溶解前の
当該樹脂固有のガラス転移温度とがある。また、非相溶
系ポリマーアロイにおけるガラス転移温度は、海島構造
の海を構成する非晶性熱可塑性樹脂についてのガラス転
移温度をいう。

【００４１】（Ｂ）本発明で溶融樹脂中に溶解させる可
塑剤およびその溶解法 溶融樹脂に溶解させて溶融粘度を低下させる可塑剤とし
て本発明では二酸化炭素を使用するが、溶融樹脂に対す
る溶解度が大きく、樹脂や金型、成形機素材を劣化させ
ないこと、成形する環境に対し危険性がないこと、安価
であること、また成形後に成形品から速やかに揮発する
ことなどの制約を満たすものであれば、場合によっては
炭素数１〜５の飽和炭化水素およびその一部の水素をフ
ッ素で置換したフロンや、水、アルコールなどの液体を
併用することができ、これらの２種以上の混合物を併用
することもできる。

【００４２】本発明で溶融樹脂に溶解させる二酸化炭素
量は０．1重量％以上で、流動性を顕著に向上させるに
は０．２重量％以上が必要である。また、二酸化炭素の
溶解量の最大量は５重量％程度である。二酸化炭素をむ
やみに増やしても二酸化炭素の気化により樹脂が発泡し
やすくなり、カウンタプレッシャ成形法により成形品表
面の発泡模様発生を防止するとしても、必要な金型内の
ガス圧力（カウンタ圧力）が著しく高くなる。このた
め、二酸化炭素溶解量の上限は５重量％以下であること
が好ましく、より好ましくは４重量％以下である。二酸
化炭素量は０．1重量％未満であっても、溶融樹脂の酸
化や分解を防止する上では有効である。

【００４３】金型キャビティに射出する溶融樹脂中の二
酸化炭素量を直接測定することは難しいため、本発明で
は、二酸化炭素を含む樹脂を用いて射出成形した成形直
後における成形品の重量と、成形品を固有のガラス転移
温度よりも約３０℃低い熱風乾燥機中に２４時間以上放
置し、成形品中に含まれていた二酸化炭素量が放散して
一定になった成形品の重量の差を、金型キャビティに射
出する溶融樹脂中の二酸化炭素量とした。なお、この測
定法で得られる二酸化炭素量は、二酸化炭素を用いたカ
ウンタプレッシャ成形を適用してもしなくてもほぼ同じ
であり、二酸化炭素を用いたカウンタプレッシャ成形を
適用したか否かによる差は無視できる。

【００４４】樹脂に二酸化炭素を溶解させる方法として
は、次の二つの方法が好ましい。

【００４５】一つは、あらかじめ粒状や粉状の樹脂を二
酸化炭素雰囲気中に置き、二酸化炭素を吸収させてから
成形機に供給する方法で、二酸化炭素の圧力や雰囲気温
度、吸収させる時間により吸収量が決まる。この方法で
は、可塑化時に樹脂が加熱されるに従って樹脂中の二酸
化炭素の一部が揮散するため、溶融樹脂中の二酸化炭素
量はあらかじめ吸収させた量よりも少なくなる。このた
め、成形機のホッパなど、樹脂の供給経路も二酸化炭素
雰囲気にすることが望ましい。この際、ホッパを二酸化
炭素で加圧すると、可塑化時に樹脂が発泡して樹脂供給
が阻害されるのを防止することもできる。

【００４６】もう一つの方法は、成形機のシリンダ内で
樹脂を可塑化するとき、または可塑化した樹脂に二酸化
炭素を溶解させる方法で、成形機のホッパ付近を二酸化
炭素雰囲気にしたり、スクリュの中間部、先端、または
シリンダから可塑化樹脂に二酸化炭素を注入する方法で
ある。スクリュやシリンダの中間部から二酸化炭素を注
入する場合には、ベントタイプスクリュのベント部分の
ように、ガス注入部付近のスクリュ溝の深さを深くして
樹脂圧力を低くし、樹脂移送を飢餓状態にすることが好
ましい。また、二酸化炭素を注入後、樹脂中に均一に溶
解、分散させるため、スクリュにダルメージや混練ピン
などのミキシング機構を付けたり、樹脂流路にスタティ
ックミキサを設けることもできる。射出成形機として
は、インラインスクリュ方式でもスクリュプリプラ方式
でも使用できるが、スクリュプリプラ方式は、樹脂を可
塑化する押出機部分のスクリュデザインや二酸化炭素の
注入位置の変更が容易であることから、特に好ましい。

【００４７】一般の発泡成形では、二酸化炭素を発泡ガ
スとして使う場合、重炭酸ナトリウム、クエン酸などの
化学発泡剤を樹脂と共に可塑化し、発泡剤が熱分解して
生じた二酸化炭素を溶融樹脂中に溶解させることがあ
る。しかし、溶融粘度を低下させる目的で化学発泡剤を
使用することは、可塑剤効果が二酸化炭素よりも少な
く、樹脂から放散しにくい水の生成を伴うこと、粉末状
の発泡剤分解物が樹脂中に残り、樹脂の物性や成形品表
面の平滑性を低下させること、発生するガス量に対し化
学発泡剤が高価であることから、実用的とはいえない。

【００４８】（Ｃ）本発明で金型キャビティに充填する
ガス 金型キャビティに充填するガスは、樹脂充填工程中に樹
脂表面に吸収されて、金型表面に接する樹脂表面のガラ
ス転移温度を大きく低下させるものである。本発明では
二酸化炭素を使用するが、ガスの熱可塑性樹脂への溶解
度が大きく、樹脂の可塑化効果を有するガスであって、
樹脂を劣化させないこと、金型や成形する環境に対し危
険性がないこと、安価であることなどの制約を満たすも
のであれば併用することができる。例えばエタンなどの
炭化水素を併用したり、これらの２種以上を混合して併
用することもできる。樹脂への溶解度が空気や窒素程度
のガスでは、従来から知られるように、金型キャビティ
中で金型表面の転写を阻害するだけであり、使用するこ
とはできない。二酸化炭素は安全性、価格、取り扱いや
すさ等の点で最も良好に使用できるだけでなく、樹脂に
良く溶解して可塑剤となり、樹脂のガラス転移温度を低
下させる効果も大きい。

【００４９】（Ｄ）本発明における金型表面温度の設定 本発明においては、樹脂充填工程中の固化を防止し、成
形品の金型表面転写性を改良できるようにする上で、金
型キャビティ内に充填された溶融樹脂の冷却を、射出充
填中に金型キャビティ内の二酸化炭素が溶融樹脂表面に
溶解することで低下する溶融樹脂表面のガラス転移温度
以上でかつ溶融樹脂中心部のガラス転移温度未満の金型
表面温度で行うことが必要である。前述したように、金
型キャビティに充填された二酸化炭素は、樹脂充填工程
中に樹脂表面に吸収されて、金型表面に接する樹脂表面
のガラス転移温度を大きく低下させるが、その後この樹
脂表面に吸収された二酸化炭素は短時間で樹脂内に分散
し、これによって表面のガラス転移温度はほぼ樹脂中心
部のガラス転移温度まで上昇する。従って、金型表面温
度を上記の温度に設定しておくと、樹脂充填工程中での
樹脂表面の固化を防止できると共に、通常の射出成形と
同様の冷却時間での成形品の取り出しが可能となるもの
である。

【００５０】さらに、本発明における好ましい金型表面
温度の設定について説明する。

【００５１】図１〜図４は各種文献に記載の報告を示し
たものである。すなわち、図１は、「成形加工‘９６」
（ＪＳＰＰ’９６・Ｔｅｃｈ．Ｐａｐｅｒｓ），２７
９，（１９９６）より、図２は、“Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏ
ｌｙｍ．Ｓｃｉ．”Ｖｏｌ．３０，４０１９（１９８
５）より、図３と図４は、“Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙ
ｍ．Ｓｃｉ．”Ｖｏｌ．３０，２６３３（１９８５）か
らそれぞれ引用した図である。さらに説明すると、図１
はポリスチレンへの二酸化炭素の溶解度を示す図、図２
はポリスチレンへの二酸化炭素溶解によるガラス転移温
度（Ｔｇ）の低下量を示す図、図３はポリメチルメタク
リレートおよびポリフッ化ビニリデンポリマーアロイへ
の二酸化炭素の溶解量と、二酸化炭素溶解によるガラス
転移温度（Ｔｇ）の低下量を示す図、図４は二酸化炭素
圧力と各樹脂の二酸化炭素溶解によるガラス転移温度
（Ｔｇ）の低下量をまとめて示した図である。

【００５２】溶融樹脂の粘度を低下させるために樹脂に
二酸化炭素を溶解させると、二酸化炭素の可塑剤効果に
より樹脂のガラス転移温度は低下する。二酸化炭素の吸
収量とガラス転移温度の低下量は、図２、図３に示すよ
うにほぼ比例する。ここで、樹脂の比重を約１、樹脂固
有のガラス転移温度をＴｇ₀とすれば、樹脂中の二酸化
炭素溶解量がＣ重量％のとき、二酸化炭素が溶解するこ
とで低下した樹脂のガラス転移温度はＴｇ₀−（１０×
Ｃ）（℃）で表される。

【００５３】一方、樹脂充填工程中、金型キャビティに
封入する二酸化炭素のガス圧力が高いほど、多量の二酸
化炭素が樹脂表面に溶解するため、より表面のガラス転
移温度は低くなり、低い金型温度でも樹脂充填工程中の
固化を防止できることになる。実用的には、要求する金
型表面転写性の程度、樹脂やガスの種類、金型温度等か
ら必要なガス圧力が決まり、高い溶解性を持つガスを使
用し、金型温度を高く設定すれば低いガス圧力で十分な
転写性を得ることができる。この時、ガス圧力、平衡状
態で樹脂に溶解するガス量、ガラス転移温度の低下量は
それぞれほぼ比例することから、金型キャビティ内のガ
ス圧力と樹脂表面層のガラス転移温度の低下量も比例す
ることになる。

【００５４】金型キャビティに封入する二酸化炭素のガ
ス圧力をＰ（ＭＰａ）とすれば、平衡状態における樹脂
表層のガラス転移温度の低下量は、図４より約１５×Ｐ
（℃）となる。しかし、実際の成形においては、ガス吸
収時間が短く、樹脂に吸収されたガスは樹脂内部に拡散
するため、樹脂表層はガスを平衡状態まで吸収すること
はなく、樹脂表層のガラス転移温度の低下量は樹脂の種
類や温度により変わるが、概ね５×Ｐ（℃）である。こ
のため、金型表面温度ＴｍをＴｇ₀−（１０×Ｃ）−
（５×Ｐ）（℃）以上に設定すれば、樹脂充填工程中の
固化を抑制もしくは防止することができ、成形品の金型
表面転写性を改良することが可能となる。

【００５５】ところで、現実には、金型表面温度の下限
は、Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）−（５×Ｐ）（℃）よりも３
５℃程度低くても、金型表面転写性は向上する。これは
溶融樹脂からの熱によって金型が加熱され、５〜１０℃
程度金型表面温度が高くなることや現実のガラス転移温
度の低下が、Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）−（５×Ｐ）（℃）
よりもさらに約２５℃程度低い温度にまで達しているる
ためと考えられる。従って、金型表面温度の下限は、Ｔ
ｇ₀−（１０×Ｃ）−（５×Ｐ）−３５（℃）であるこ
とが好ましいといえる。また、金型表面温度の上限は、
樹脂から金型への熱移動の必要性から、Ｔｇ₀−（１０
×Ｃ）−５（℃）程度が好ましいといえる。

【００５６】上記金型表面温度の下限と上限に基づき、
通常の成形以上に良好な金型表面転写性を得ることを考
えると、金型表面温度を、Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）−（５
×Ｐ）−３５（℃）以上、Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）−５
（℃）以下の範囲に設定することが好ましく、特に樹脂
充填工程中の固化を完全に防止して高度な金型表面転写
性を得るためには、Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）−（５×Ｐ）
−２０（℃）以上、Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）−５（℃）以
下とすることが好ましい。

【００５７】また、「成形加工」Ｖｏｌ．２（６）５０
５（１９９０）に示されるように、金型表面温度の一方
を樹脂固有のガラス転移温度以上とし、他方を樹脂固有
のガラス転移温度以下にした場合、樹脂収縮による成形
品表面のヒケは、金型表面温度の低い側に発生すること
が知られている。この現象は、本発明においても同じで
あり、成形品の裏面など一方の面あるいは一部の面につ
いて、高い金型表面転写性が要求されず、リブやボスな
どの厚肉形状部が存在する場合、高い転写性を要求され
ない側の金型表面温度のみ、樹脂充填工程中に低下した
樹脂表層のガラス転移温度が金型表面温度よりも下がる
ことのないＴｇ₀−（１０×Ｃ）−（５×Ｐ）−３５
（℃）以下にすると、反対側の高い金型表面転写性を要
求される面にヒケを生じにくくなる。

【００５８】（Ｅ）本発明における金型キャビティ内の
ガス圧力の設定 金型キャビティ内のガス圧力の下限は、二酸化炭素を溶
解した溶融樹脂が樹脂充填工程中にフローフロントで発
泡しない圧力であり、溶融樹脂中の二酸化炭素量、樹脂
温度、樹脂の充填速度などにより決まる。

【００５９】また、圧力の上限は、特に限定はないが、
あまりに高圧になると金型を開こうとする力が無視でき
なくなったり、金型のシールが難しくなるなどの問題が
生じやすいことから、１５ＭＰａ以下が実用的である。
ガス圧力は１工程に使用するガスの量を最小限に押さ
え、金型のシールやガス供給装置の構造を簡単にするた
めに、要求する効果が得られる範囲で低い方が好まし
い。

【００６０】型閉時に金型内に残る空気は、型締め中や
型締め完了後に、金型キャビティに充填するガス（二酸
化炭素）で置換した方が好ましいが、金型キャビティに
充填する二酸化炭素のガス圧力が１ＭＰａを超えるよう
な場合、空気の影響は無視できる場合が多い。

【００６１】（Ｆ）本発明におけるその他の好ましい条
件について 予め金型キャビティ内に充填された二酸化炭素は、溶融
樹脂の射出充填に伴って、その金型キャビティへの供給
口から供給経路へと押し出すことなどで、金型キャビテ
ィ外へ押し出すことができることが好ましい。また、樹
脂の射出充填後（金型キャビティ内を溶融樹脂で満たし
た後）、金型キャビティ外へ押し出した二酸化炭素のガ
ス圧を開放して大気圧とすることが好ましい。

【００６２】樹脂の射出充填後は、金型表面状態を成形
品に転写するため、成形品表面が固化するまで、金型キ
ャビティ内の樹脂に十分な圧力を与えることが望まし
い。特に、金型表面にある点状の凹み形状を転写する場
合には、凹み内部に二酸化炭素が残留しても、このガス
圧力に対抗して樹脂を金型表面の凹み内に押し付けるこ
とができるよう、通常の成形よりも高い圧力を金型キャ
ビティ内の樹脂に与えることが望ましい。

【００６３】金型表面状態が樹脂表面に転写され固化し
た後は、二種の方法で成形品のヒケやソリを防止するこ
とができる。

【００６４】第一の方法は、一般の保圧工程のように樹
脂の冷却に伴う体積収縮収縮分を樹脂やガスで補った
り、射出圧縮成形法などのように金型キャビティ容積を
減少させる方法である。この場合は成形品内部にボイド
が発生することが少なく、透明性を要求される部品など
に適する。

【００６５】第二の方法は、溶融樹脂中に含まれる二酸
化炭素による樹脂の発泡性を利用するもので、金型キャ
ビティ内の樹脂圧力を樹脂の発泡圧力以下に低減させる
ことで成形品中心部を発泡させる方法である。具体的に
は、上記の保圧を行わずに放置し、冷却に伴う樹脂の収
縮により樹脂圧力を低減させたり、積極的に樹脂圧力を
低減させるために、成形機のサックバック動作などによ
り一部の溶融樹脂を金型キャビティ外に排出したり、金
型を所定量開く、もしくは金型キャビティを構成する金
型の一部を後退させて、金型キャビティ容積を増すこと
で樹脂圧力を低減する。成形品中心部を発泡させる場合
には、成形品の表面が固化した後に、できるだけ早く金
型キャビティ内の樹脂圧力を開放することが望ましく、
発泡溶融樹脂中の二酸化炭素量が多く、溶融部分の温度
が高いほど樹脂の発泡性は高くなり、発泡倍率を高める
ことができる。

【００６６】樹脂中に溶解した二酸化炭素は、樹脂の成
形後に成形品を大気中に放置すれば徐々に大気中に放散
する。この放散により成形品に気泡を生じることはな
く、放散後の成形品の機械的性能は通常の成形法で作っ
たものと同等である。樹脂中の二酸化炭素を早く除く必
要がある場合には、大気中もしくは減圧下で、成形品を
熱変形が起きない程度の温度まで加熱することが好まし
い。

【００６７】

【実施例】以下に実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。

【００６８】（１）使用樹脂 射出成形に使用した樹脂は、ゴム補強ポリスチレン（Ｈ
ＩＰＳ、旭化成工業製「スタイロン４９２」）、メタク
リル樹脂（ＰＭＭＡ、旭化成工業製「デルペット８０Ｎ
Ｈ」）、スチレン・ブタジエンブロックポリマー（ＳＢ
ｂｌｏｃｋ、旭化成工業製「アサフレックス８１０」）
で、成形品表面の欠陥が見やすいように黒色に着色した
ものとした。

【００６９】（２）ガラス転移温度Ｔｇの測定法 各樹脂のＴｇ測定にはＤＳＣ（パーキンエルマー製ＰＹ
ＲＩＳ１）を用い、１０℃／分で昇温したときの温度変
化に対する比熱の変曲点をＴｇとした。各樹脂の固有の
ガラス転移温度Ｔｇ₀は、ＨＩＰＳが１０２℃、ＰＭＭ
Ａが１１４℃、ＳＢｂｌｏｃｋが１０４℃であった。

【００７０】（３）使用ガス ガスとしては純度９９％以上の二酸化炭素を使用した。

【００７１】（４）使用成形装置 使用成形装置の概要を図５に示す。使用成形装置は、射
出成形機１と、金型２およびシリンダ３のベント部分４
とに二酸化炭素を供給するためのガス供給装置５とから
なる。射出成形機１としては住友重機械工業製ＳＧ１２
５Ｍ−ＨＰを使用した。射出成形機１のシリンダ３はＬ
／Ｄ＝２３のベントタイプとし、ベント部分４を二酸化
炭素で加圧できるよう、ガス供給装置５を接続した。ま
た、ベント部分４に供給する二酸化炭素の圧力を減圧弁
で一定に保つことで、シリンダ３内の溶融樹脂に溶解す
る二酸化炭素量を制御した。可塑化から射出開始までの
間、スクリュ背圧として、可塑化樹脂が発泡してスクリ
ュが後退しない最低限の圧力を設定した。また、ホッパ
部分６にはスクリュへの樹脂供給量を制御するためのフ
ィーダを設け、ベント部分４の樹脂移送が常に飢餓状態
になるようにした。

【００７２】（５）樹脂中への二酸化炭素の溶解法 ＨＩＰＳについては、成形機ベント部分の二酸化炭素供
給圧力を０、７、１３ＭＰａの三通りとし、３種類の二
酸化炭素濃度の樹脂に対し評価を行った。ＰＭＭＡにつ
いては、成形機ベント部分の二酸化炭素供給圧力を０、
９ＭＰａ、ＳＢｂｌｏｃｋについては、成形機ベント部
分の二酸化炭素供給圧力を０、７ＭＰａの二通りとし、
２種類の二酸化炭素濃度の樹脂に対し評価を行った。

【００７３】（６）樹脂中の二酸化炭素の測定法 樹脂に溶解した二酸化炭素量は、成形品の成形後の重量
減少から求めた。つまり、成形直後に成形品の重量を測
定した後、成形品を約２４時間大気中に放置し、次に、
ＨＩＰＳ、ＳＢｂｌｏｃｋについては７０℃、ＰＭＭＡ
については８０℃の真空燥機中に４８時間放置し、成形
品中に含まれていた二酸化炭素量が放散して一定になっ
た成形品の重量を測定し、これらの差を溶融樹脂中に含
まれていた二酸化炭素量とした。

【００７４】（７）シリンダ温度の設定 シリンダ温度の設定は、ＨＩＰＳ、ＳＢｂｌｏｃｋにつ
いては２１０℃、ＰＭＭＡについては２２０℃とした。

【００７５】（８）使用金型 成形品は、厚み２ｍｍで縦横各１２０ｍｍ、６０ｍｍの
長方形平板で、中央に直径１０ｍｍの丸穴があり、樹脂
充填末端部付近に幅、高さとも３ｍｍ、長さ２０ｍｍの
リブが設けてある形状とした。金型表面は、固定側を表
面粗さＲａが５μmの梨地とした。ゲートは幅３ｍｍ、
厚み２ｍｍで、ランド長さを３ｍｍとした。ランナ断面
は平均幅４ｍｍ、深さ４ｍｍのほぼ正方形であり、ラン
ナ長さは１４０ｍｍ、スプルは平均直径４ｍｍ、長さ５
５ｍｍで、ノズルタッチ部の直径を３．５ｍｍとした。

【００７６】金型２の概要を図６に示す。金型キャビテ
ィ７の外周には、二酸化炭素の供給と排出のための隙間
８と流路溝９を設け、樹脂最終充填部付近の流路溝９に
連なる孔１０を介してガス供給装置５（図５および図７
参照）と接続した。また、金型キャビティ７に通じる金
型２の間隙をシールして金型キャビティ７を気密構造と
するために、パーティング部、スプルやランナ周り、突
き出しピン１１周りなどにそれぞれＯリング１２を設け
た。

【００７７】（９）使用ガス供給装置 ガス供給装置５の概要を図７に示す。ガス供給装置５
は、液化炭酸ガスを充填した容器１３を５０℃で保温
し、これをガス供給源として用いた。供給される二酸化
炭素は、容器１３より加温器１４に入り、減圧弁１５で
所定圧力に調圧された後、約４０℃に保温された内容量
１００ｃｍ³のガス溜１６に溜められる。金型キャビテ
ィ１へのガス供給は、ガス溜１６の下流にある供給用電
磁弁１７を開け、同時に開放用電磁弁１８を閉じること
で行われ、樹脂充填中はガス溜１６と金型キャビティ１
はつながっている。樹脂充填が終了するとほぼ同時に、
供給用電磁弁１７を閉じ、開放用電磁弁１８を開けるこ
とで二酸化炭素を系外に開放する。なお、１９はリリー
フ弁である。

【００７８】（実施例１）射出成形は、各樹脂に対し金
型表面温度を３０〜９０℃の範囲で１０℃きざみで変
え、各温度において金型キャビティ内の二酸化炭素圧力
を０〜１１ＭＰａの範囲で１Ｍｐａきざみで変えて満た
した後、樹脂を充填時間０．６秒で充填し、保圧はフル
ショット位置からスクリュが保圧時間中にフルショット
ストロークの約５％前進する圧力として５秒間保持し、
２０秒間冷却した後成形品を取り出した。金型キャビテ
ィに満たした二酸化炭素は、樹脂充填完了と同時に大気
中に開放した。

【００７９】樹脂充填時に二酸化炭素を吸収して低下す
る樹脂表層部のガラス転移温度は直接測定できないた
め、上記の成形において金型表面状態がほぼ完全に成形
品に転写され外観不良がなくなる最低の金型温度を樹脂
表層部のガラス転移温度とした。実際には、各金型表面
温度において、成形品の梨地部分に生じたウェルドライ
ンおよび周囲の光沢ムラを評価し、目視ではウェルドラ
インが見えず５００倍のレーザー顕微鏡でも幅０．５μ
m程度のウェルドラインしか確認されず、光沢ムラもほ
とんどない状態（良状態）を得るに最低の金型キャビテ
ィ内二酸化炭素圧力Ｐ１（ＭＰａ）、および目視、レー
ザー顕微鏡のいずれでもウェルドラインが見えず、光沢
ムラも全くない状態（優状態）が得られる最低の金型キ
ャビティ内二酸化炭素圧力Ｐ２（ＭＰａ）を求めた。こ
こでは、金型キャビティ内二酸化炭素圧力条件の粗さか
ら、Ｐ１、Ｐ２ともに最大±０．５ＭＰａの誤差を含
む。

【００８０】金型キャビティ内の二酸化炭素による樹脂
表面層のガラス転移温度の低下量は、ＤＳＣから求めた
二酸化炭素を含まない樹脂固有のガラス転移温度から、
各二酸化炭素濃度Ｃ（重量％）におけるガラス転移温度
の低下量である１０×Ｃ（℃）を引いた値と、金型表面
温度の差であるとした。

【００８１】また、射出成形機のシリンダ中で樹脂中に
溶解した二酸化炭素による樹脂の流動性向上効果は、樹
脂を０．６秒で金型キャビティに充填するのに必要なシ
リンダ内樹脂圧力を測定することで評価した。

【００８２】例えば、二酸化炭素を含まないＨＩＰＳ
は、金型表面温度５０℃では、金型キャビティを６ＭＰ
ａ以上の二酸化炭素にすることで「良状態」となる。こ
のとき、６ＭＰａがＰ１であり、６ＭＰａの二酸化炭素
によるガラス転移温度の低下量は、ＨＩＰＳ固有のガラ
ス転移温度である１０２℃から、金型表面温度５０℃を
引いた５２℃である。また、１．８重量％の二酸化炭素
を含むＨＩＰＳでは、金型キャビティの二酸化炭素圧力
が３ＭＰａ以上のとき「良状態」となる。このとき、
ＨＩＰＳのガラス転移温度は、１．８重量％の二酸化炭
素による低下分である１０×１．８＝１８℃を引いて、
１０２−１８＝８４℃となる。そこで、Ｐ１である３Ｍ
Ｐａの二酸化炭素によるガラス転移温度の低下量は、
１．８重量％の二酸化炭素によって低下したガラス転移
温度である８４℃から金型温度５０℃を引いた３４℃で
ある。

【００８３】ＨＩＰＳについて、金型表面温度と、射出
充填される樹脂中の二酸化炭素濃度と、これらに応じて
必要となるＰ１とＰ２との関係を表１に示す。

【００８４】

【表１】

【００８５】ＰＭＭＡについて、金型表面温度と、射出
充填される樹脂中の二酸化炭素濃度と、これらに応じて
必要となるＰ１とＰ２との関係を表２に示す。

【００８６】

【表２】

【００８７】ＳＢｂｌｏｃｋについて、金型表面温度
と、射出充填される樹脂中の二酸化炭素濃度と、これら
に応じて必要となるＰ１とＰ２との関係を表３に示す。

【００８８】

【表３】

【００８９】ＨＩＰＳ、ＰＭＭＡ、ＳＢｂｌｏｃｋの各
樹脂について、予め溶解させた二酸化炭素の量と、これ
によって低下した各樹脂のガラス転移温度Ｔｇと、予め
二酸化炭素を溶解させた各樹脂を用いた場合のＰ１と樹
脂表面層のガラス転移温度低下量（Ｔｇ−Ｔｍ）との関
係を表４に示す。また、Ｐ１と（Ｔｇ−Ｔｍ）の関係を
図８に示す。

【００９０】

【表４】

【００９１】ＨＩＰＳ、ＰＭＭＡ、ＳＢｂｌｏｃｋの各
樹脂について、予め溶解させた二酸化炭素の量と、予め
二酸化炭素を溶解させた各樹脂を用いた場合のＰ２と樹
脂表面層のガラス転移温度低下量（Ｔｇ−Ｔｍ）との関
係を表５に示す。また、Ｐ２と（Ｔｇ−Ｔｍ）の関係を
図９に示す。

【００９２】

【表５】

【００９３】表４、表５、図５、図６に示すように、Ｐ
１、Ｐ２に対するガラス転移温度の低下量は、各種の樹
脂に対しほぼ一定といえる。また、人為的に二酸化炭素
を溶解させていない樹脂固有のガラス転移温度をＴｇ₀
とすると、表４、図５から、Ｔｇ₀−Ｔｍ≦（１０×
Ｃ）＋（５×Ｐ）＋３５、つまり、Ｔｍ≧Ｔｇ₀−（１
０×Ｃ）−（５×Ｐ）−３５であれば、各種の樹脂につ
いて、金型表面転写性のほぼ良好な成形品が得られると
いえる。さらに、表５、図６から、Ｔｇ₀−Ｔｍ≦（１
０×Ｃ）＋（５×Ｐ）＋２０、つまり、Ｔｍ≧Ｔｇ₀−
（１０×Ｃ）−（５×Ｐ）−２０であれば、さらに金型
表面転写性の良好な成形品が得られるといえる。

【００９４】ＨＩＰＳについて、予め樹脂中に溶解させ
た二酸化炭素の有無と、金型キャビティ内の二酸化炭素
圧力の変動と、樹脂充填に必要な充填圧力（０．６秒で
金型キャビティを満たすに必要なシリンダ内の樹脂圧）
との関係を表６に示す。樹脂中の二酸化炭素量は０また
は１．８重量％であり、金型表面温度は６０℃である。
また、表６における充填圧力低減率は、樹脂中の二酸化
炭素量が０重量％の時に比して１．８重量％の二酸化炭
素を溶解させたときに低減された充填圧力の割合を示
す。

【００９５】

【表６】

【００９６】表６に示すように、金型キャビティ内の二
酸化炭素圧力によらず、樹脂中の１．８重量％の二酸化
炭素量により、約２６％と大幅な充填圧力の低下が見ら
れた。

【００９７】（実施例２）ＨＩＰＳを用い、金型表面温
度５０℃において、シリンダのベント部分の二酸化炭素
圧力を、シリンダ設定温度１９０℃のとき６ＭＰａ、シ
リンダ設定温度２３０℃のとき８ＭＰａとし、樹脂中の
二酸化炭素濃度をほぼ１．８重量％とした以外は実施例
１と同様にして、Ｐ１、Ｐ２を求めた。

【００９８】ＨＩＰＳについて、シリンダ設定温度とＰ
１、Ｐ２との関係を表７に示す。

【００９９】

【表７】

【０１００】表７に示すように、Ｐ１、Ｐ２は溶融樹脂
の温度によらず、ほぼ一定といえる。シリンダ設定温度
１９０℃においてＰ１がわずかに高いのは、樹脂の温度
が低くなって粘度が増したために、同一の保圧では金型
キャビティ内の樹脂圧力が低下し、金型表面状態を樹脂
に転写しにくくなったためと考えられる。

【０１０１】

【発明の効果】本発明によれば、従来の射出成形法の問
題であった、樹脂の流動性や金型表面転写性が大幅に改
善されるために、次のような効果が期待される。

【０１０２】（１）樹脂の流動性改良により、高分子量
の樹脂など、物性は優れるものの成形が難しかった樹脂
や、熱安定性が低く高い樹脂温度で成形することが困難
な難燃剤を含む樹脂などの成形が容易となるため、樹脂
部品設計時の樹脂選択肢や、樹脂開発時の材料選択の自
由度が増すだけでなく、従来からの樹脂を用いる場合で
あっても、高い樹脂流動性が要求される光ディスク、液
晶表示バックライト用の導光板、ハンディパソコンの薄
肉筐体などの用途で、成形品品質を向上させたり、製品
デザインの自由度を増すことが可能となる。

【０１０３】（２）金型表面転写性の改良によって、経
済的に金型表面状態を高度に成形品に転写することが可
能となるため、従来、成形品の外観が悪い場合にやむを
えず施されていた塗装などの後工程が不要になり、部品
の大幅なコストダウンができる。また、微細な金型表面
状態を成形品に均一に転写することができないために、
射出成形に比べ生産性の低いプレス成形で成形していた
平面レンズなどの生産に利用することで、その生産性を
著しく高めるとが可能であると共に、このような新たな
射出成形の用途分野の創造を期待できる。

【０１０４】（３）本発明の成形法で良好に成形される
成形品には、光学機器部品、弱電機器、電子機器、事務
機器等のハウジング、各種自動車部品、各種日用品、等
の樹脂射出成形品があげられる。特に本発明は、多点ゲ
ートで射出成形され、その結果ウエルドラインが多数発
生する電子機器、電気機器、事務機器のハウジングなど
や、艶消し状成形品、パターンしぼ成形品の外観向上に
適する。また、透明な合成樹脂を用いて成形したレンチ
キュラーレンズ、フレネルレンズ等のレンズ、光ディス
ク等の記録用ディスク、液晶表示部品である導光板、拡
散板等の各種光学部品の射出成形品にも好適である。本
発明により成形されるこれらの成形品は、金型表面の再
現性が良くなり、光沢度の向上、ウエルドラインによる
外観不良の減少、型表面のシャープエッジの再現性向
上、微細な型表面凹凸の再現性向上などが得られるだけ
でなく、樹脂充填工程時に発生する成形品表面付近の内
部ひずみが低減され、複屈折の減少、耐薬品性の向上、
配合したゴムの配向低減によるメッキ性能向上などの効
果も得られる。

【０１０５】（４）金型キャビティ内に高圧のガスを封
入することで、樹脂充填工程時に発生するメルトフロン
トからのガスの発生が抑制されるため、金型汚れが減少
したり、成形品の離型力が低減するなどの効果も期待さ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポリスチレンへの二酸化炭素の溶解量を示す図
である。

【図２】ポリスチレンへの二酸化炭素溶解によるガラス
転移温度（Ｔｇ）の低下量を示す図である。

【図３】ＰＭＭＡ／ＰＶＦ２系ポリマーアロイへの二酸
化炭素の溶解量を示す図である。

【図４】各樹脂への二酸化炭素溶解によるガラス転移温
度（Ｔｇ）の低下量を示す図である。

【図５】実施例で用いた成形装置の概要を示す図であ
る。

【図６】実施例で用いた金型の概要を示す図である。

【図７】実施例で用いたガス供給装置の概要を示す図で
ある。

【図８】本発明の実施例１の結果を示す図である。

【図９】本発明の実施例１の結果を示す図である。

【符号の説明】

１ 射出成形機 ２ 金型 ３ シリンダ ４ ベント部分 ５ ガス供給装置 ６ ホッパ部分 ７ 金型キャビティ ８ 隙間 ９ 流路溝 １０ 孔 １１ 突き出しピン １２ Ｏリング １３ 容器 １４ 加温器 １５ 減圧弁 １６ ガス溜 １７ 供給用電磁弁 １８ 開放用電磁弁 １９ リリーフ弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F202 AA13 AA21 AB16 AH17 AH42 AH74 AH79 AM36 CA11 CB01 CN05 4F206 AA13 AA21 AB16 AH17 AH42 AH74 AH79 AM36 JA07 JF02 JF46 JL02 JM04 JM05 JN27 JN43 JQ81

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非晶性熱可塑性樹脂の射出成形におい
   て、あらかじめ金型キャビティを溶融樹脂のフローフロ
   ントで発泡が起きない圧力以上に二酸化炭素で加圧状態
   にした後に、二酸化炭素を０．１重量％以上溶解させた
   溶融樹脂を金型キャビティに射出充填し、金型キャビテ
   ィ内に充填された溶融樹脂の冷却を、射出充填中に金型
   キャビティ内の二酸化炭素が溶融樹脂表面に溶解するこ
   とで低下する溶融樹脂表面のガラス転移温度以上でかつ
   溶融樹脂中心部のガラス転移温度未満の金型表面温度で
   行うことを特徴とする非晶性熱可塑性樹脂の射出成形
   法。
2. 【請求項２】 金型表面温度をＴｍ（℃）、樹脂固有の
   ガラス転移温度をＴｇ₀（℃）、溶融樹脂中の二酸化炭
   素溶解量をＣ（重量％）、金型キャビティ内の二酸化炭
   素の圧力をＰ（ＭＰａ）とした時、 Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）−５≧Ｔｍ≧Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）
   −（５×Ｐ）−３５ を満足するようにＴｍを設定することを特徴とする請求
   項１に記載の非晶性熱可塑性樹脂の射出成形法。
3. 【請求項３】 金型表面温度をＴｍ（℃）、樹脂固有の
   ガラス転移温度をＴｇ₀（℃）、溶融樹脂中の二酸化炭
   素溶解量をＣ（重量％）、金型キャビティ内の二酸化炭
   素の圧力をＰ（ＭＰａ）とした時、 Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）−５≧Ｔｍ≧Ｔｇ₀−（１０×Ｃ）
   −（５×Ｐ）−２０ を満足するようにＴｍを設定することを特徴とする請求
   項１に記載の非晶性熱可塑性樹脂の射出成形法。