JP2003170461A

JP2003170461A - 薄肉成形品とその射出成形方法

Info

Publication number: JP2003170461A
Application number: JP2001375839A
Authority: JP
Inventors: Norihiko Furuya; 紀彦古谷; Masato Kuramitsu; 匡人倉光
Original assignee: Asahi Kasei Corp
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 2001-12-10
Filing date: 2001-12-10
Publication date: 2003-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】最小厚さが０．５ｍｍ以下である薄肉成形品
自体の設計の自由度を損なわず、熱可塑性樹脂の平均分
子量、樹脂組成の制限や、金型構造を複雑にすることな
く、射出成形時の樹脂温度、射出速度を必要以上に高く
することなく、薄肉成形品の寸法精度、生産性を向上さ
せる。具体的には、金型キャビティへの充填が容易であ
り、かつ、金型から取り出す時の変形を少なくすること
によって、二次電池の筐体、記憶媒体などに代表される
薄肉成形品の生産性を向上させる。【解決手段】少なくとも最小肉厚が０．５ｍｍ以下で
ある部分を有する非晶性樹脂組成物による薄肉成形品で
あって、かつ、溶融状態にある該非晶性樹脂組成物と大
気圧以上に加圧された二酸化炭素の混合物を、該非晶性
樹脂の熱変形温度より２０℃以上低い温度に調節された
金型キャビティへ充填することにより得られるものであ
ることを特徴とする薄肉成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、最小厚さが０．５
ｍｍ以下である部分を有する非晶性樹脂組成物による薄
肉成形品とその射出成形方法に関する。さらに詳しく
は、最小厚さが０．５ｍｍ以下である部分を有する非晶
性樹脂組成物による二次電池の筐体、記憶媒体の筐体と
その射出成形方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、非晶性樹脂組成物に限らず、多く
の熱可塑性樹脂による成形品は、射出成形法により製造
される。しかし、二次電池の筐体、記憶媒体の筐体な
ど、最小厚さが０．５ｍｍ以下、特に０．２ｍｍ以下で
ある部分を有する射出成形品は、用いられる非晶性樹脂
組成物の溶融粘度が高いこと、金型キャビティへ充填さ
れた後の温度低下により非晶性樹脂組成物の粘度が高く
なることなどによって、未充填部分を残さないように金
型キャビティへ非晶性樹脂組成物を充填することは困難
である。

【０００３】未充填部分を残さないように金型キャビテ
ィへ非晶性樹脂組成物を充填するためには、射出成形時
の非晶性樹脂組成物の温度を高くする、金型キャビティ
へ充填する際の射出速度を高くする、金型温度を高くす
ることなど、成形条件を調整することにより対応されて
きた。しかし、射出成形時の非晶性樹脂組成物の温度を
高くすることは、非晶性樹脂組成物の熱分解を促進する
原因となる。このため、非晶性樹脂組成物の変質、分解
ガスの発生、分解ガスが金型キャビティに固着しモール
ド・デポジットとなる、成形品表面にシルバー（銀条
痕）と呼ばれる外観不良を発生させるなどの不具合の発
生原因となるため、温度を高く範囲には限界がある。ま
た、非晶性樹脂組成物の温度が高い場合には、冷却時に
発生する体積収縮量が大きくなるため、得られた成形品
にヒケなどの不良が発生することが懸念される。

【０００４】金型キャビティへ充填する際の射出速度を
高くする方法は、射出成形機の特殊装備が必要であり、
射出速度、充填量などの精度が高いレベルで要求され
る。また、高速射出された非晶性樹脂組成物はせん断発
熱を起こし、これも熱分解の原因となる。また、射出速
度を高くする方法は、射出速度に比例して金型キャビテ
ィへの充填圧力が高くなることが一般的である。また、
非晶性樹脂組成物を金型キャビティへ充填後、充填され
た非晶性樹脂組成物をさらに加圧保持する工程（以下
「保圧」という）を有する場合、薄肉成形品では高い保
圧力が必要とされることが多い。

【０００５】高速射出、高い保圧力といった、金型キャ
ビティへの充填条件で射出成形された成形品は、高圧力
下で冷却固化する。高圧下で冷却固化した非晶性樹脂組
成物は、その成形品内部に歪みを多く残留させる結果と
なる。この成形品に残留する成形歪みは、「残留歪み」
ともいわれる。この残留歪みは成形後、徐々に緩和する
が、これは、成形品の変形、収縮によることが多い。従
って、残留歪みが残りにくい成形方法、成形条件により
射出成形されることが好ましいといえる。

【０００６】金型温度を高くする方法では、金型キャビ
ティ面の温度を均等に、安定させることが困難であるほ
か、金型キャビティへ充填された非晶性樹脂組成物の冷
却に要する時間が長くなるため、生産性に問題が生じる
ことが懸念される。金型キャビティから成形品を取り出
す際、エジェクター・ピンにより成形品を金型キャビテ
ィから突き出す（押出す）が、このとき非晶性樹脂組成
物の冷却が不十分であると、突き出し変形を起こし、結
果的に成形品が反ってしまう。また、金型温度が用いら
れる非晶性樹脂組成物の熱変形温度より高い温度である
場合には、成形品が固化しにくい。このため、突き出し
時にエジェクター・ピンが成形品に食い込むことがあ
り、突き出しできないことが考えられる。

【０００７】一方、金型設計面では、ゲート点数を増や
すことにより、金型キャビティ内への樹脂の充填が容易
になる。しかし、二次電池の筐体、記憶媒体の筐体など
の射出成形品では、ウエルド部が発生することによる衝
撃強度の低下が懸念されるほか、ゲート部が多いことに
よって外観が損なわれることがあり、好ましいとは言い
難い。使用される非晶性樹脂組成物についても、最適化
することが考えられる。例えば、非晶性樹脂組成物の分
子量を小さくすることにより高い流動性を確保し、流動
末端部分まで均一な圧力が伝達しやすいようにすること
である。

【０００８】しかし、一般的に分子量の小さい非晶性樹
脂組成物は、靭性、耐衝撃性が低下するほか、繰り返し
荷重などによる疲労に対する寿命も短くなる傾向にある
ため、筐体に求められる製品強度を確保することが難し
い。従って、非晶性樹脂組成物の分子量を調整すること
によって、流動性と製品強度を両立させることは困難で
あるといえる。従って、最小肉厚が０．５ｍｍ以下であ
る部分を有する薄肉成形品の製造方法においては、その
射出成形時に、非晶性樹脂組成物の温度、射出速度、金
型温度を必要以上に高くすることなく、必要最小限のゲ
ート点数である金型を用いながら、未充填部分が発生し
にくく、不良率の少ない射出成形法の確立が待たれてい
た。

【０００９】一方、Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃ
ｉ．，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、樹脂の可塑剤として働き、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
用されるには至っていない。また、ＷＯ９８／５２７３
４号公報には、熱可塑性樹脂の射出成形において、二酸
化炭素を０．２重量％以上溶解して粘度を低下させた溶
融樹脂を、あらかじめ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などのガスにより加圧
状態に保った金型キャビティに充填する方法が示され、
型表面の再現性、光沢度の向上、ウエルドラインが目立
たなくなる、型表面のシャープ・エッジの再現性、微細
な型表面の凹凸の再現性などに対して効果的であること
が記載されている。しかし、熱可塑性樹脂に二酸化炭素
を効率的に溶解させる方法、溶解条件を開示するには至
っていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、最小厚さが
０．５ｍｍ以下である薄肉成形品自体の設計の自由度を
損なわず、熱可塑性樹脂の平均分子量、樹脂組成の制限
や、金型構造を複雑にすることなく、射出成形時の樹脂
温度、射出速度を必要以上に高くすることなく、薄肉成
形品の寸法精度、生産性を向上させることを課題とす
る。具体的には、本発明は、金型キャビティへの充填が
容易であるため、二次電池の筐体、記憶媒体などに代表
される薄肉成形品の寸法精度、生産性を向上させること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、最小厚さが
０．５ｍｍ以下である薄肉成形品自体の設計の自由度を
損なわず、熱可塑性樹脂の平均分子量、樹脂組成の制限
や、金型構造を複雑にすることなく、射出成形時の樹脂
温度、射出速度を必要以上に高くすることなく、薄肉成
形品の寸法精度、生産性を向上させることを可能とすべ
く、検討した。その結果、溶融状態にある該非晶性樹脂
組成物と大気圧以上に加圧された二酸化炭素の混合物を
金型キャビティへ充填することにより得られるものであ
ることを特徴とする薄肉成形品が、薄肉成形品の生産性
を向上させることを可能とすることを見いだし、本発明
を完成するに至った。

【００１２】即ち、本発明は、１．薄肉成形品が、少なくとも最小肉厚が０．５ｍｍ以
下である部分を有する非晶性樹脂組成物による薄肉成形
品であって、かつ、溶融状態にある該非晶性樹脂組成物
と大気圧以上に加圧された二酸化炭素の混合物を、該非
晶性樹脂の熱変形温度より２０℃以上低い温度に調節さ
れた金型キャビティへ充填することにより得られるもの
であることを特徴とする薄肉成形品、２．溶融状態にある該非晶性樹脂組成物と大気圧以上、
７ＭＰａ以下に加圧された二酸化炭素の混合物を金型キ
ャビティへ充填することにより得られるものであること
を特徴とする上記１に記載の薄肉成形品、

【００１３】３．最小肉厚が０．２ｍｍ以下である部分
を有することを特徴とする上記１または２に記載の薄肉
成形品、４．薄肉成形品が、二次電池の筐体であることを特徴と
する上記１から３のいずれかに記載の薄肉成形品、５．薄肉成形品が、記憶媒体の筐体であることを特徴と
する上記１から３のいずれかに記載の薄肉成形品、６．非晶性樹脂組成物が、少なくともポリフェニレンエ
ーテル成分を含む変性ポリフェニレンエーテル系樹脂で
あることを特徴とする上記１から５のいずれかに記載の
非晶性樹脂組成物による薄肉成形品、

【００１４】７．非晶性樹脂組成物が、少なくともポリ
カーボネート成分を含むポリカーボネート系樹脂である
ことを特徴とする上記１から５のいずれかに記載の非晶
性樹脂組成物による薄肉成形品、８．薄肉成形品が、内部に発泡部分を有し、かつ、表層
部には実質的に発泡していない非発泡層を有することを
特徴とする上記１から７のいずれかに記載の薄肉成形
品。９．薄肉成形品の見かけ比重が、非晶性樹脂組成物の有
する比重の９５〜９９．５％であることを特徴とする上
記１から８のいずれかに記載の非晶性樹脂組成物による
薄肉成形品、

【００１５】１０．その射出成形方法が、成形機の加熱
筒内において、溶融状態にある非晶性樹脂組成物と大気
圧以上に加圧された二酸化炭素を混合させた後、該非晶
性樹脂の熱変形温度より２０℃以上低い温度に調節され
た金型キャビティへ充填することによって、薄肉成形品
を得ることを特徴とする上記１に記載の薄肉成形品の射
出成形方法、１１．その射出成形方法が、成形機の加熱筒内におい
て、溶融状態にある非晶性樹脂組成物と大気圧以上、７
ＭＰａ以下に加圧された二酸化炭素を混合させた後、該
非晶性樹脂の熱変形温度より２０℃以上低い温度に調節
された金型キャビティへ充填することによって、薄肉成
形品を得ることを特徴とする上記１または２に記載の薄
肉成形品の射出成形方法、

【００１６】１２．非晶性樹脂組成物と二酸化炭素の混
合物を、大気圧以上、１５ＭＰａ以下に調節または保持
された金型キャビティへ充填することによって、薄肉成
形品を得ることを特徴とする上記１０または１１に記載
の薄肉成形品の射出成形方法、１３．非晶性樹脂組成物と二酸化炭素との混合物を金型
キャビティへ充填した後、充填圧の３０％以上である圧
力により樹脂を加圧保持する工程を有することによっ
て、薄肉成形品を得ることを特徴とする、上記１０から
１２のいずれかに記載の薄肉成形品の射出成形方法、に
関する。

【００１７】本発明について、以下具体的に説明する。
本発明による薄肉成形品とは、少なくとも最小肉厚が
０．５ｍｍ以下である部分を有する射出成形品であり、
特に最小肉厚が０．２ｍｍ以下である部分を有する射出
成形品を指すものである。具体的な薄肉成形品として
は、二次電池の筐体、記憶媒体の筐体などを挙げること
ができる。上記、二次電池とは、蓄電池とも呼ばれ、放
電した後、充電することにより繰り返し使用できる電池
を指す。

【００１８】具体的には、電気機器、電子機器に用いら
れる二次電池であり、特に携帯型の電気機器、電子機器
に用いられる二次電池であって、「電池パック」、「バ
ッテリー・パック」とも呼ばれ、例えば、携帯電話、ノ
ート型パソコン、電子手帳、ビデオカメラ、デジタル・
カメラ、スチル・カメラ、各種オーディオ機器などに用
いられる充電可能な電池、バッテリー、バッテリー・パ
ックなどが挙げられる。

【００１９】また、記憶媒体とは、ＩＣチップ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭなど、主に電子情報を記憶する機能を有する
記憶媒体を指すものであり、これら、電子情報の内容、
記憶方法、記憶容量は限定されるものではない。特に携
帯しやすいように小型化、薄型化された記憶媒体が好ま
しく、これらは「メモリー・スティック」、「スマート
・メディア」などとも呼ばれ、具体的には、ＦＤ、ＭＯ
などのほか、ＩＣカード、携帯電話、パソコン、電子手
帳、ビデオカメラ、デジタル・カメラ、スチル・カメ
ラ、各種オーディオ機器などの記憶媒体が挙げられる。

【００２０】本発明において筐体とは、製品の外装部品
を指すものであり、単体、またはケース部と蓋部など、
複数の部品から構成されてもよく、その形状は限定され
るものではない。また、内部には製品強度を向上させ
る、樹脂の流動支援などを目的としたリブなどを設ける
ことや、内蔵される各部品の位置決め、固定、固着など
を目的とした凸形状を設けることが可能である。また、
筐体の外部と内部は密閉されている必要はなく、電気エ
ネルギー、電子情報などを授受するための端子窓が設け
られていることが実用的であり、好ましい形状といえ
る。

【００２１】本発明において、非晶性樹脂組成物とは、
加熱すると軟化して可塑性を示し、冷却すると固化する
特徴を有する熱可塑性樹脂を主成分とした樹脂組成物の
うち、結晶状態をとりえないか、結晶化しても結晶化度
が極めて低い熱可塑性樹脂成分を含む樹脂組成物を指す
ものである。さらに詳しくは、アモルファス、アモルフ
ァス・ポリマーとも呼ばれることもあり、原子または分
子が三次元的に規則正しい空間格子をとらずに、それら
が全く不規則に集合した固体状態で、無定形とも呼ばれ
る。無定形状態には、ガラス状態とゴム状態があり、ガ
ラス転移点（Ｔｇ）以下では硬いガラス状を示すが、Ｔ
ｇ以上では軟らかいゴム状を示す特徴を有する。

【００２２】具体的には、ポリスチレン（以下「ＰＳ」
と略す）系樹脂、ポリフェニレンエーテル（以下「ＰＰ
Ｅ」と略す）系樹脂、ＰＰＥ系樹脂を他の樹脂とブレン
ド、または、グラフト重合させて変性させた変性ＰＰＥ
系樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重
合体（以下「ＡＢＳ系樹脂」と略す）、アクリロニトリ
ル・スチレン共重合体（以下「ＡＳ系樹脂」と略す）、
ポリカーボネート（以下「ＰＣ」と略す）系樹脂、メタ
クリル（以下「ＰＭＭＡ」と略す）系樹脂などが考えら
れる。

【００２３】また、本発明における非晶性樹脂組成物
は、２種類以上の熱可塑性樹脂が物理的、化学的に混合
された複合樹脂材料であるポリマー・アロイであっても
よい。例えば、ＰＣ系樹脂とＡＢＳ系樹脂によるＰＣ／
ＡＢＳ系ポリマー・アロイ、ポリアミド系樹脂とＰＰＥ
系樹脂によるＰＡ／ＰＰＥ系ポリマー・アロイ、ポリプ
ロピレン系樹脂とＰＰＥ系樹脂によるＰＰ／ＰＰＥ系ポ
リマー・アロイなどである。

【００２４】本発明による薄肉成形品が二次電池の筐体
である場合には、二次電池に用いられる電解液による劣
化が少ないこと、耐熱温度が高いこと、非ハロゲン系難
燃剤による難燃化が容易であること、軽量化のため比重
が小さいことが好ましい。一方、本発明による薄肉成形
品が記憶媒体の筐体である場合には、寸法精度が高いこ
と、湿度や温度による寸法変化が小さいこと、耐熱温度
が高いこと、非ハロゲン系難燃剤による難燃化が容易で
あること、軽量化のため比重が小さいことが好ましい。

【００２５】これらの要求特性を考慮すると、本発明に
よる薄肉成形品に用いられる非晶性樹脂組成物は、ＰＰ
Ｅ系樹脂、変性ＰＰＥ系樹脂、ＰＣ系樹脂、ＰＣ／ＡＢ
Ｓ系ポリマー・アロイであることが好ましいといえる。
本発明に用いられる非晶性樹脂組成物には、比重、強度
を付与する、寸法精度を確保することなどを目的とし
て、無機系または有機系の充填剤を添加することができ
る。

【００２６】比重付与剤としては、硫酸バリウム、ベン
ガラ、タングステン粉など、無機系である塩、酸化物、
金属粉などが考えられる。また、強度付与剤としては、
ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、チタ
ン酸カリウム、アスベスト、炭化ケイ素、セラミック、
窒化ケイ素、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、カオリ
ン、クレー、パイロフィライト、ベントナイト、セリサ
イト、ゼオライト、マイカ、雲母、ネフェリンシナイ
ト、タルク、アタルパルジャイト、ウオラストナイト、
スラグ繊維、フェライト、ケイ素、カルシウム、炭酸カ
ルシウム、炭酸マグネシウム、ドロマイト、酸化亜鉛、
石膏、ガラスビーズ、ガラスパウダー、ガラスバルー
ン、石英、石英ガラス、アルミナなどが考えられる。

【００２７】これら無機系または有機系の充填剤の形状
は限定されるものではなく、繊維状、板状、球状などが
任意に選択できる。また、上記の無機系または有機系の
充填剤は、２種類以上を併用することも可能である。ま
た、必要に応じて、シラン系、チタン系などのカップリ
ング剤で、予備処理して使用することができる。本発明
の非晶性樹脂組成物に添加される無機系または有機系の
充填剤の添加量は限定されるものではないが、該非晶性
樹脂組成物の比重を調整する、剛性を向上させる、寸法
精度を確保する、反りなどの変形を抑制するなど、添加
剤を添加することによる効果を十分に得るためには、５
重量％以上の添加量が好ましく、１０重量％以上の添加
量であることがさらに好ましい。

【００２８】本発明において無機系または有機系充填剤
の添加量とは、添加される無機物充填剤が１種類の場合
にはその添加量を指し、２種類以上の場合にはそれらの
総添加量を指す。また、無機系または有機系充填剤の添
加量は、樹脂成分、無機系または有機系充填剤、その他
の添加剤の総量を１００重量％としたときの割合を指す
ものである。本発明における非晶性樹脂組成物には、通
常使用する添加剤、例えば、酸化防止剤、難燃化剤、離
型剤、滑剤、耐熱安定剤、耐候性安定剤、防錆剤、充填
剤、着色剤、抗菌剤、防カビ剤などを必要に応じて、１
種類以上添加することができる。

【００２９】また、その他の添加剤として、炭素繊維、
金属繊維、黒鉛のうちの１種類以上を選択することによ
り非晶性樹脂の電気抵抗値を下げることができる。これ
は、埃などの小さな粉体が、熱可塑性樹脂による成形品
に静電気によって付着することを防止できるため、好適
である。本発明における非晶性樹脂組成物による薄肉成
形品は、溶融状態にある非晶性樹脂組成物と大気圧以上
に加圧された二酸化炭素との混合物を金型キャビティへ
充填することを特徴とするが、これは、非晶性樹脂組成
物に二酸化炭素を混合させることにより、非晶性樹脂組
成物を金型キャビティへ充填する際、その流動距離が大
きくなるためである。

【００３０】これは、溶融状態の非晶性樹脂組成物と二
酸化炭素を混合させることによって、二酸化炭素が非晶
性樹脂組成物の可塑剤として効率よく分散するためと想
像される。この結果、樹脂温度を高くする必要がないの
で、非晶性樹脂組成物の熱分解、劣化などの心配がない
ほか、金型温度を必要以上に高くする必要がないため好
ましいといえる。上記に示した通り、本発明における非
晶性樹脂組成物による薄肉成形品は、溶融状態にある非
晶性樹脂組成物と大気圧以上に加圧された二酸化炭素と
の混合物を金型キャビティへ充填することによって、必
要以上に樹脂温度を高くせずに、流動距離を大きくする
ことができるので、低い充填圧で金型キャビティへ非晶
性樹脂組成物を充填することができる。従って、得られ
た成形品には残留歪みが残りにくいため成形後に発生す
る反りなどが低減され、また、未充填部分が残りにくい
ため連続成形時における不良の発生率が低く、生産性が
向上すると思われる。

【００３１】本発明において、非晶性樹脂組成物による
薄肉成形品は、溶融状態にある非晶性樹脂組成物と大気
圧以上に加圧された二酸化炭素の混合物を金型キャビテ
ィへ充填することを特徴とするが、大気圧以下である
と、溶融状態にある熱可塑性樹脂と二酸化炭素とを混合
させることによる効果を得ることが困難であるため、好
ましくない。また、その方法としては、射出成形機の加
熱筒内で溶融状態の非晶性樹脂に混合させる方法、成形
機のノズル部から溶融状態の非晶性樹脂に混合させる方
法、金型と成形機のノズルの間に二酸化炭素の供給のた
めの設備を設け溶融状態の非晶性樹脂に混合させる方
法、予め溶融状態にある非晶性樹脂組成物に二酸化炭素
を混合した状態で樹脂ペレットを造粒したものを用いて
射出成形する方法などが考えられる。

【００３２】二酸化炭素が非晶性樹脂組成物に均一かつ
短時間で分散しやすいこと、混合量の調整が容易である
こと、成形前の段取りが煩雑でないことを考慮すると、
射出成形機の加熱筒内、成形機のノズル部、成形機のノ
ズル部と金型の間のいずれかの位置に、二酸化炭素供給
のための設備を設けることにより、溶融状態の非晶性樹
脂組成物に二酸化炭素を混合させる方法が好ましい。ま
た、二酸化炭素は、非晶性樹脂組成物と混合した場合、
その混合量に応じて、非晶性樹脂組成物のＴｇ、熱変形
温度を下げる作用があることが知られている。

【００３３】非晶性樹脂組成物による成形品は、金型キ
ャビティ内において熱変形温度以下まで冷却した後、成
形品を取り出す必要がある。このとき、冷却が不十分で
あると、エジェクター・ピンなどにより成形品を金型キ
ャビティから突き出す（押し出す）際に、容易に変形し
てしまう。このため、金型キャビティ内で熱変形温度よ
り低温になるまで冷却する必要があるが、熱変形温度が
低い非晶性樹脂組成物は、これに長い時間を要する。

【００３４】従って、非晶性樹脂組成物と二酸化炭素を
混合させることによる熱変形温度の低下は、できるだけ
抑えることが好ましい。具体的には、非晶性樹脂組成物
に混合する二酸化炭素の圧力が７ＭＰａを越えると、熱
変形温度が低下することによって、射出成形時の冷却時
間不足などの影響が大きくなる。このため、非晶性樹脂
組成物に混合する二酸化炭素の圧力は７ＭＰａ以下であ
ることが好ましい。

【００３５】本発明において、非晶性樹脂組成物と二酸
化炭素を混合させることによって、二酸化炭素は非晶性
樹脂に溶解または吸収されるが、その溶解量または吸収
量は限定されるものではない。非晶性樹脂組成物を金型
キャビティへ充填する際の流動性を向上させ、充填圧の
上昇を抑えることが可能となるために必要な溶解量また
は吸収量は０．２重量％以上であり、０．４重量％以上
であることがさらに好ましい。

【００３６】二酸化炭素の溶解量または吸収量が０．２
重量％未満である場合には、二酸化炭素を溶解または吸
収させたことによる流動性向上効果を得ることが難し
く、十分な寸法精度と寸法安定性を得ることは困難とな
るため好ましくない。また溶解量または吸収量の測定
は、以下の方法により行うものとする。（１）成形直後に薄肉成形品の重量を測定する（Ｍ１と
する）。（２）上記薄肉成形品を１００℃に保温された熱風乾燥
機中に４８時間以上放置し、二酸化炭素を放散させた
後、熱風乾燥機から取り出し、再度、重量を測定する
（Ｍ２とする）。（３）二酸化炭素溶解量または吸収量（重量％）を、
（Ｍ１−Ｍ２）÷Ｍ２×１００から算出する。

【００３７】本発明において非晶性樹脂組成物の熱変形
温度とは、ＡＳＴＭ規格「Ｄ６４８」に従い、荷重１．
８２ＭＰａにおける荷重たわみ温度を指す。本発明にお
いて金型キャビティの温度とは、金型本体を温度調節す
る際に金型温度調節機と金型を循環する媒体の温度を指
すものである。この媒体は流体であって金型温度を調節
しやすければ制限されるものではないが、水または、金
型温度調節用に調整された油類を用いることが一般的で
ある。

【００３８】本発明において金型キャビティの温度は、
用いられる非晶性樹脂組成物の熱変形温度より２０℃以
上低い温度に調節されていることを特徴とする。金型キ
ャビティの温度がこの範囲にあることにより、金型キャ
ビティに充填された非晶性樹脂組成物と大気圧以上に加
圧された二酸化炭素の混合物が、短時間で冷却・固化す
ることにより、得られた成形品を金型キャビティからエ
ジェクター・ピンなどにより突き出す際の変形量を小さ
く抑えることができる。

【００３９】金型キャビティの温度が上記に示した範囲
より高い場合には、突き出し時に発生する変形を起こし
やすい。また、冷却過程における体積収縮量が大きいこ
とにより、成形収縮率が大きくなるほか、収縮に起因す
る反りの発生が懸念される。本発明における非晶性樹脂
組成物による薄肉成形品には、内部、特に周辺の肉厚と
比較して厚肉である部分に発泡部分を有することが好ま
しい。該発泡部分は、金型キャビティ内で非晶性樹脂組
成物が冷却、固化し、体積収縮を起こす際に、非晶性樹
脂組成物中に溶解または吸収している二酸化炭素が、適
度に発泡することにより形成されると想像される。

【００４０】該発泡部分が薄肉成形品の比較的厚肉であ
る部分の内部に形成されることにより、該非晶性樹脂組
成物の体積収縮分が薄肉成形品の内部から補われ、該薄
肉成形品の表面にヒケなど、成形後に発生する不具合の
発生が抑制される。このことにより、部分的に厚肉部を
有する成形品への応用が可能となり、製品デザインの自
由度が増すことが期待できる。また、該発泡部分は、非
晶性樹脂組成物に発泡剤を添加することにより得られる
ものとは異なるものである。

【００４１】また、該非発泡層の厚さは、保圧力、保圧
時間により調整できる。保圧力が高いほど、また、保圧
時間が長いほど、該非発泡層は厚くなる傾向にある。し
かし、保圧力が高すぎる場合、保圧時間が長すぎる場合
には、金型キャビティ内で非晶性樹脂組成物が冷却、固
化する際に、該非晶性樹脂組成物中に溶解している二酸
化炭素が、成形品内部に発泡部分を形成しにくく、成形
品表面にヒケを生じる恐れがある。

【００４２】ここで発泡部分とは、非晶性樹脂組成物に
よる薄肉成形品の任意断面を光学顕微鏡などにより１０
〜２０倍に拡大、観察した際に、発泡によるボイドまた
は、白化現象が確認される部分を指し、非発泡層とは発
泡によるボイドまたは、白化現象が確認されない部分を
指す。本発明において、非晶性樹脂組成物による薄肉成
形品のみかけ比重は限定されるものではないが、該非晶
性樹脂組成物による薄肉成形品の見かけ比重が、該結晶
性樹脂組成物の有する比重の９５〜９９．５％の範囲に
あることが好ましい。

【００４３】該非晶性樹脂組成物による薄肉成形品の見
かけ比重が、該非晶性樹脂組成物の比重の９５％未満で
あるということは、該薄肉成形品において発泡部分が占
める割合が大きすぎることを意味し、該薄肉成形品の強
度低下が無視できないため、好ましくない。また、該見
かけ比重が、該非晶性樹脂組成物の比重の９９．５％を
超える場合には、非晶性樹脂組成物による薄肉成形品内
部に発泡部分が十分に形成されていないことを意味し、
該薄肉成形品の表面にヒケが発生するなど、内部の発泡
部分が効果的に存在していないと思われる。

【００４４】本発明における非晶性樹脂組成物による薄
肉成形品の見かけ比重が、用いられる非晶性樹脂組成物
が有する比重の９５〜９９．５％の範囲であることは、
薄肉成形品の内部が適度に発泡部分が存在する見かけ比
重の範囲であると考えられ、９６〜９９．５％の範囲で
あることがさらに好ましく、９８〜９９．５％の範囲で
あることが最も好ましい。本発明において、見かけ比重
とは非晶性樹脂組成物による薄肉成形品の比重であっ
て、該薄肉成形品全体の比重もしくは、該薄肉成形品の
発泡部分と実質的に発泡していない部分が混在している
任意の部分の比重を指す。また、非晶性樹脂組成物の比
重とは、樹脂ペレットの比重を指すものである。

【００４５】本発明において非晶性樹脂組成物の射出成
形方法とは、通常行われている熱可塑性樹脂の成形加工
方法であって、最も一般的である通常の射出成形法のほ
か、中空射出成形法、ガスアシスト成形法、ブロー成形
法、射出・圧縮成形法などが含まれる。本発明の非晶性
樹脂組成物による薄肉成形品の射出成形方法において
は、非晶性樹脂組成物と二酸化炭素の混合物を金型キャ
ビティへ充填する際、二酸化炭素の溶解量または吸収量
が一定値以上である場合には、薄肉成形品の表面に発泡
模様が発生する恐れがある。

【００４６】薄肉成形品の表面に発泡模様が発生するこ
とを抑えるためには、加圧ガスによって金型キャビティ
内が、該非晶性樹脂組成物のフローフロントで発泡が発
生しない圧力以上に調節または保持されていることが好
ましい。該加圧ガスの圧力は、非晶性樹脂組成物による
薄肉成形品の表面に発泡模様が発生しない最低圧力であ
ればよい。成形サイクル中に使用するガスの量を最小限
に抑えるため、金型キャビティのシールやガス供給装置
の構造を簡略化するためにもガス圧は低い方が好まし
い。

【００４７】ガス圧が１５ＭＰａを超えると、ガス圧に
より金型が開く恐れがあるほか、金型キャビティのシー
ルが困難になるなどの問題が生じやすい。従って、金型
キャビティを加圧するガスの圧力は、大気圧以上、１５
ＭＰａ以下であることが好ましく、さらに好ましくは大
気圧以上であって、非晶性樹脂組成物に混合させる二酸
化炭素の圧力以下の範囲にあることである。また、金型
キャビティを加圧ガスによって金型キャビティ内が、該
非晶性樹脂組成物のフローフロントで発泡が発生しない
圧力以上に調節または保持されていることにより、ゲー
ト部近傍に発生することの多い、ジェッティングと呼ば
れる非晶性樹脂組成物の流動の乱れが起因となる外観不
良が抑えられる効果もあるため好ましい。

【００４８】本発明において、二酸化炭素を溶解または
吸収させた非晶性樹脂組成物を金型キャビティへ充填す
る際には、該金型キャビティは大気圧以上、１５ＭＰａ
以下に調節または保持されていることが好ましいが、樹
脂充填開始後から、少なくとも冷却工程完了までの間、
好ましくは保圧工程完了までの間、さらに好ましくは保
圧工程開始までの間に、金型キャビティ内の圧力を開放
することが好ましい。この際、金型キャビティ内を一定
圧力に調節または保持するガスは、非晶性樹脂組成物に
対して不活性な各種ガスの単体あるいは混合物が使用で
きる。非晶性樹脂組成物への溶解度が高い二酸化炭素、
炭化水素およびその一部水素をフッ素で置換したガスな
どが好ましい。また、比較的安価に純度の高いガスが得
られやすい点を考慮すると窒素ガスによる実施も可能で
ある。

【００４９】一方、本発明において充填圧とは、溶融状
態の非晶性樹脂組成物を金型キャビティへ充填する際に
生じる樹脂圧を指す。具体的には、インライン・スクリ
ュー式射出成形機ではスクリュー位置、プリプラ式射出
成形機ではプランジャー位置が、計量位置からＶ−Ｐ切
り替え位置まで移動した際に生じる樹脂圧の最高値を指
す。通常の射出成形法では、非晶性樹脂組成物を金型キ
ャビティへ充填した後、さらにキャビティ内の非晶性樹
脂組成物を加圧保持する工程を有する。この工程を「保
圧工程」、その圧力の程度を「保圧力」というが、本発
明による非晶性樹脂組成物の射出成形方法においては、
該非晶性樹脂組成物を金型キャビティへ充填した後、充
填圧の３０％以上に相当する圧力により、金型キャビテ
ィ内の非晶性樹脂組成物を加圧保持することが好まし
い。

【００５０】本発明において、保圧力が充填圧の３０％
未満であると、成形品表層に形成される非発泡層の厚さ
が薄くなり、任意断面において発泡部分の占める割合が
大きくなるため、機械的強度の低下が懸念される。溶融
状態にある非晶性樹脂組成物と大気圧以上に加圧された
二酸化炭素との混合物を金型キャビティへ充填すること
により得られる薄肉成形品が、その表層部分に適度の厚
さを持つ非発泡層を形成しつつ、内部に適度な発泡部分
を有するためには、その射出成形工程における保圧力の
好ましい範囲は、充填圧に対して３０％以上の範囲であ
ることであり、さらに好ましくは４０％以上の範囲であ
ることであり、最も好ましくは、５０％以上の範囲にあ
ることである。また、保圧時間は限定されるものではな
いが、極端に保圧時間が短い場合には、金型キャビティ
へ充填する以前に非晶性樹脂組成物に混合させた二酸化
炭素が膨張することにより、成形品に膨れ現象が発生す
る恐れがあるため好ましくない。

【００５１】

【発明の実施の形態】以下、実施例によって本発明を具
体的に説明するが、本発明は以下に限定されるものでは
ない。射出成形に使用した非晶性樹脂組成物は、ＰＣ／
ＡＢＳ系ポリマー・アロイ（日本ジーイープラスチック
（株）社製「サイコロイＭＣ５４００」）、同ポリマ
ー・アロイ（帝人化成（株）社製「マルチロンＴＮ-
３８１３ＢＷ」）、変性ＰＰＥ系樹脂（旭化成（株）社
製「ザイロン３４０Ｖ」）であり、いずれも成形前は
ペレット状である。成形機は、（株）ソディックプラ
ステック社製「ＴＵＰＡＲＬＴＲ５０Ｓ２」を使用し
た。

【００５２】

【実施例１〜５】図１に示した形状である二次電池筐体
モデル成形品を成形できる金型を用意した。成形品の肉
厚は均一であり、０．２ｍｍである。金型に設けられた
ゲートの点数は、図１に示した通り、二次電池筐体モデ
ル成形品の側面に設けた１点とした。成形機の加熱筒の
温度は２６０℃に設定し、また、媒体温度を６０、６
５、７０℃とすることによって金型の温度調節を行っ
た。

【００５３】「サイコロイＭＣ５４００」を用いて、
４．２〜６．８ＭＰａの範囲における任意の圧力に調節
した二酸化炭素を、成形機の加熱筒中央部に設けられた
ガス供給部から、加熱筒内部の溶融状態にある非晶性樹
脂組成物に供給することにより混合させた後、金型キャ
ビティへ充填することにより図１に示した二次電池筐体
モデル成形品を得た。成形時の充填圧は、射出時の充填
圧を成形機のモニター画面で読み取った値とし、保圧は
この充填圧の７０％に相当する値とした。保圧時間は３
秒、冷却時間は１０秒とした。成形品の変形量は、三次
元測定機「ミツトヨ（株）社製ＡＥ１２２」と測定プ
ログラム「同社製Ｇｅｏｐａｋ４００」を用いて多
点平面度測定法に従い測定した。測定箇所は図１の３に
示した箇所である。射出成形時の充填圧、成形品の変形
量の測定結果を表１に示す。

【００５４】

【比較例１、２】成形機の加熱筒の温度は２８０、３０
０℃に設定し、また、媒体温度を９５℃とすることによ
って金型の温度調節を行い、実施例１〜５と同様の金型
を用いて、成形機の加熱筒中央部に設けられたガス供給
部からの二酸化炭素を供給せず、通常の射出成形法と同
様の工程により、金型キャビティへ充填することによ
り、図１に示した二次電池筐体モデル成形品を得ること
を試みたが、未充填部分を残さないように金型キャビテ
ィへ樹脂を充填することはできなかった。

【００５５】

【比較例３】成形機の加熱筒の温度は２６０℃に設定
し、また、媒体温度を９０℃とすることによって金型の
温度調節を行い、実施例１〜５と同様の金型を用いて、
５．８ＭＰａに調節した二酸化炭素を成形機の加熱筒中
央部に設けられたガス供給部から、加熱筒内部の溶融状
態にある非晶性樹脂組成物に供給することにより混合さ
せた後、金型キャビティへ充填することにより図１に示
した二次電池筐体モデル成形品を得た。射出成形時の充
填圧、成形品の変形量の測定結果を表１に示す。

【００５６】

【実施例６〜８】図２に示した形状であるＩＣカードモ
デル成形品を成形できる金型を用意した。成形品の基準
肉厚は０．８５ｍｍであり、成形品中央部には、肉厚が
０．１５ｍｍである薄肉部分を設けてある。金型に設け
られたゲートの点数は、図２に示した通りＩＣカードモ
デル成形品の側面に設けた１点とした。また、成形機の
加熱筒の温度は３００、３２０℃とし、また、金型の温
度調節は媒体温度を７０、７５℃とすることによって行
った。

【００５７】「ザイロン３４０Ｖ」を用いて、４．８
ＭＰａに調節した二酸化炭素を、成形機の加熱筒中央部
に設けられたガス供給部から、加熱筒内部の溶融状態に
ある非晶性樹脂組成物に供給することにより混合させた
後、金型キャビティへ充填することにより図２に示した
ＩＣカードモデル成形品を得た。金型キャビティに未充
填部分が残らないように非晶性樹脂組成物と二酸化炭素
の混合物を充填することにより目的の形状を得ることと
し、保圧工程は省略した。また、冷却時間は８秒とし
た。

【００５８】成形時の充填圧は、射出時の充填圧を成形
機のモニター画面で読み取った値とした。成形後３日
間、温度２３℃、湿度５０％ＲＨに調節された恒温・恒
湿室において状態調節を行い、図３に示した変形量測定
治具を用いて、変形量を測定した。この変形量測定治具
は、０．９０ｍｍから０．０５ｍｍごとに１．４０ｍｍ
までの隙間を有する治具を用意し、得られた成形品が、
その自重によりこの隙間を通過する最小の幅を測定し
た。その最小の幅と成形品の厚さ０．８５ｍｍとの差を
算出することによって、その成形品の変形量とした。射
出成形時の充填圧の測定結果、得られた成形品の変形量
の測定結果を表１に示す。

【００５９】

【実施例９、１０】実施例６〜８と同様、図２に示した
形状であるＩＣカードモデル成形品を成形できる金型を
用意した。また、成形機の加熱筒の温度は２６０℃と
し、また、金型の温度調節は媒体温度を６５、７０℃と
することによって行った。「マルチロンＴＮ−３８１
３ＢＷ」を用いて、６．８ＭＰａに調節した二酸化炭素
を成形機の加熱筒中央部に設けられたガス供給部から加
熱筒内部の溶融状態にある非晶性樹脂組成物に供給する
ことにより混合させた後、金型キャビティへ充填するこ
とにより図２に示したＩＣカードモデル成形品を得た。
金型キャビティに未充填部分が残らないように非晶性樹
脂組成物と二酸化炭素の混合物を充填することにより目
的の形状を得ることとし、保圧工程は省略した。また、
冷却時間は８秒とした。実施例６〜８と同様に、成形時
の充填圧、成形品の変形量を測定した。測定結果を表２
に示す。

【００６０】

【比較例４】実施例６〜８と同様、図２に示した形状で
あるＩＣカードモデル成形品を成形できる金型を用意し
た。また、成形機の加熱筒の温度は３２０℃とし、ま
た、金型の温度調節は媒体温度を８５℃とすることによ
って行った。「ザイロン３４０Ｖ」を用いて、４．８
ＭＰａに調節した二酸化炭素を、成形機の加熱筒中央部
に設けられたガス供給部から、加熱筒内部の溶融状態に
ある非晶性樹脂組成物に供給することにより混合させた
後、金型キャビティへ充填することにより図２に示した
ＩＣカードモデル成形品を得た。金型キャビティに未充
填部分が残らないように非晶性樹脂組成物と二酸化炭素
の混合物を充填することにより目的の形状を得ることと
し、保圧工程は省略した。また、冷却時間は８秒とし
た。実施例６〜８と同様に、成形時の充填圧、成形品の
変形量を測定した。測定結果を表２に示す。

【００６１】

【比較例５】実施例６〜８と同様、図２に示した形状で
あるＩＣカードモデル成形品を成形できる金型を用意し
た。また、成形機の加熱筒の温度は２６０℃とし、ま
た、金型の温度調節は媒体温度を８５℃とすることによ
って行った。「マルチロンＴＮ―３８１３ＢＷ」を用
いて、成形機の加熱筒中央部に設けられたガス供給部か
ら二酸化炭素を供給することを行わない通常の射出成形
方法と同様の工程により、図２に示したＩＣカードモデ
ル成形品を得ようと試みたが、未充填部分を残さないよ
うに金型キャビティへ樹脂を充填することはできなかっ
た。

【００６２】

【比較例６】実施例６〜８と同様、図２に示した形状で
あるＩＣカードモデル成形品を成形できる金型を用意し
た。また、成形機の加熱筒の温度は２６０℃とし、ま
た、金型の温度調節は媒体温度を８０℃とすることによ
って行った。「マルチロンＴＮ−３８１３ＢＷ」を用
いて、６．８ＭＰａに調節した二酸化炭素を、成形機の
加熱筒中央部に設けられたガス供給部から、加熱筒内部
の溶融状態にある非晶性樹脂組成物に供給することによ
り混合させた後、金型キャビティへ充填することにより
図２に示したＩＣカードモデル成形品を得た。金型キャ
ビティに未充填部分が残らないように非晶性樹脂組成物
と二酸化炭素の混合物を充填することにより目的の形状
を得ることとし、保圧工程は省略した。また、冷却時間
は８秒とした。実施例６〜８と同様に、成形時の充填
圧、成形品の変形量を測定した。測定結果を表２に示
す。

【００６３】

【表１】

【００６４】

【表２】

【００６５】

【発明の効果】本発明は、最小厚さが０．５ｍｍ以下で
ある薄肉成形品自体の設計の自由度を損なわず、熱可塑
性樹脂の平均分子量、樹脂組成の制限や、金型構造を複
雑にすることなく、射出成形時の樹脂温度、射出速度を
必要以上に高くすることなく、薄肉成形品の寸法精度、
生産性を向上させることを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】二次電池筐体モデル成形品の模式図

【図２】ＩＣカードモデル成形品の模式図

【図３】変形量測定治具の模式図

【符号の説明】

１二次電池筐体モデル成形品２ゲート３変形量測定面４ＩＣカードモデル成形品５薄肉部６変形量測定治具７隙間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｃ０８Ｌ 101:00 Ｆターム(参考） 4F074 AA13 AA70 AA77 BA32 CA26 CC04Y CC32Y CC34 CC34Y DA19 DA22 DA24 DA47 4F202 AB18 AR03 AR06 CA11 CB01 CK11 CN01 CN05 4F206 AA28 AA32 AB07 AB15 AG20 AG21 AH42 AM34 AM35 AR02 AR065 JA04 JA07 JE30 JF04 JF06 JF46 JL02 JN16 JN27 JN43 JQ81 5H011 AA00 BB03 CC02 DD03 KK00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】薄肉成形品が、少なくとも最小肉厚が
０．５ｍｍ以下である部分を有する非晶性樹脂組成物に
よる薄肉成形品であって、かつ、溶融状態にある該非晶
性樹脂組成物と大気圧以上に加圧された二酸化炭素の混
合物を、該非晶性樹脂の熱変形温度より２０℃以上低い
温度に調節された金型キャビティへ充填することにより
得られるものであることを特徴とする薄肉成形品。
【請求項２】溶融状態にある該非晶性樹脂組成物と大
気圧以上、７ＭＰａ以下に加圧された二酸化炭素の混合
物を金型キャビティへ充填することにより得られるもの
であることを特徴とする請求項１に記載の薄肉成形品。
【請求項３】最小肉厚が０．２ｍｍ以下である部分を
有することを特徴とする請求項１または２に記載の薄肉
成形品
【請求項４】薄肉成形品が、二次電池の筐体であるこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の薄肉
成形品。
【請求項５】薄肉成形品が、記憶媒体の筐体であるこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の薄肉
成形品。
【請求項６】非晶性樹脂組成物が、少なくともポリフ
ェニレンエーテル成分を含む変性ポリフェニレンエーテ
ル系樹脂であることを特徴とする請求項１から５のいず
れかに記載の非晶性樹脂組成物による薄肉成形品。
【請求項７】非晶性樹脂組成物が、少なくともポリカ
ーボネート成分を含むポリカーボネート系樹脂であるこ
とを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の非晶
性樹脂組成物による薄肉成形品。
【請求項８】薄肉成形品が、内部に発泡部分を有し、
かつ、表層部には実質的に発泡していない非発泡層を有
することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載
の薄肉成形品。
【請求項９】薄肉成形品の見かけ比重が、非晶性樹脂
組成物の有する比重の９５〜９９．５％であることを特
徴とする請求項１から８のいずれかに記載の非晶性樹脂
組成物による薄肉成形品。
【請求項１０】その射出成形方法が、成形機の加熱筒
内において、溶融状態にある非晶性樹脂組成物と大気圧
以上に加圧された二酸化炭素を混合させた後、該非晶性
樹脂の熱変形温度より２０℃以上低い温度に調節された
金型キャビティへ充填することによって、薄肉成形品を
得ることを特徴とする請求項１に記載の薄肉成形品の射
出成形方法。
【請求項１１】その射出成形方法が、成形機の加熱筒
内において、溶融状態にある非晶性樹脂組成物と大気圧
以上、７ＭＰａ以下に加圧された二酸化炭素を混合させ
た後、該非晶性樹脂の熱変形温度より２０℃以上低い温
度に調節された金型キャビティへ充填することによっ
て、薄肉成形品を得ることを特徴とする請求項１または
２に記載の薄肉成形品の射出成形方法。
【請求項１２】非晶性樹脂組成物と二酸化炭素の混合
物を、大気圧以上、１５ＭＰａ以下に調節または保持さ
れた金型キャビティへ充填することによって、薄肉成形
品を得ることを特徴とする請求項１０または１１に記載
の薄肉成形品の射出成形方法。
【請求項１３】非晶性樹脂組成物と二酸化炭素との混
合物を金型キャビティへ充填した後、充填圧の３０％以
上である圧力により樹脂を加圧保持する工程を有するこ
とによって、薄肉成形品を得ることを特徴とする、請求
項１０から１２のいずれかに記載の薄肉成形品の射出成
形方法。