特開 2025-32976 樹脂成形体と、その製造方法、及び製造装置。溶融樹脂の流動性の向上付与の手段。

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025032976

(43)【公開日】2025-03-12

(54)【発明の名称】樹脂成形体と、その製造方法、及び製造装置。溶融樹脂の流動性の向上付与の手段。

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/57 20060101AFI20250305BHJP

【ＦＩ】

B29C45/57

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024124611

(22)【出願日】2024-07-31

(31)【優先権主張番号】P 2023138230

(32)【優先日】2023-08-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＱＲコード

２．ｉＰｈｏｎｅ

(71)【出願人】

【識別番号】711008836

【氏名又は名称】鈴木 康公

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 康公

【テーマコード（参考）】

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F206AA28

4F206AB02

4F206JA07

4F206JL02

4F206JM04

4F206JM05

4F206JM13

4F206JN11

4F206JN21

4F206JN27

4F206JQ26

4F206JQ81

(57)【要約】      （修正有）

【課題】本発明はエステル構造を含む樹脂の発泡成形に於いて物性の低下がなく／少なく、表面が綺麗で、平滑な発泡成形品を製造する手段を提供する。
【解決手段】成形機加熱筒内に熱可塑性樹脂を主成分とする成形材料を投入して、前記成形材料を溶融混練(可塑化、計量を含む。)する工程に於いて、前記成形材料の溶融混練の段階で、加熱筒内の成形樹脂に、液体を入れて、前記液体は加熱筒の温度、溶融樹脂の温度で、前記液体は気化して蒸気となり、前記液体の蒸気は、スクリュー回転などの物理的な力によって、加圧溶解、又／及び微分散させ、該溶融樹脂の流動性を上げる工程と、前記流動性を向上させた前記溶融樹脂を、キャビティ内に充填する工程とからなる樹脂成形品の製造方法。
【選択図】図１５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形機加熱筒内に熱可塑性樹脂を主成分とする成形材料を投入して、前記成形材料を溶融混練(可塑化、計量を含む。)する工程に於いて、
前記成形材料の溶融混練の段階で、加熱筒内の成形樹脂に、液体を入れて、
前記液体は加熱筒の温度、溶融樹脂の温度で、前記液体は気化して蒸気となり、
前記液体の蒸気は、スクリュー回転などの物理的な力によって、加圧溶解、又／及び微分散させ、該溶融樹脂の流動性を上げる工程と、
前記流動性を向上させた前記溶融樹脂を、キャビティ内に充填する工程とからなる樹脂成形品の製造方法。

【請求項2】

前記請求項１に於いて、キャビティ内に充填された該溶融樹脂に、溶融樹脂の充填の途中、充填後に、成形機スクリューを用いて樹脂保圧を掛けて、
キャビティ内に充填された溶融樹脂の密度を高める工程とからなる樹脂成形品の製造方法。

【請求項3】

前記請求項１、又は／及び前記請求項２に於いて、キャビティ内に充填された該溶融樹脂の内部(中に、内側に、)に、大気圧以上の大なる圧力のガスをノズル、又は／及びスプール・ランナー、又は／及び直接キャビティ内に充填された溶融樹脂の中に注入して、
前記ガスの圧力によって、成形品の内部から、溶融樹脂を加圧して、樹脂の密度を高める工程とからなる樹脂成形品の製造方法。

【請求項4】

前記請求項１、又は／及び前記請求項２に於いて、キャビティ内に充填された該溶融樹脂の外部(樹脂と金型との隙間、外に、外側に、)に、大気圧以上の大なる圧力のガスを入れて、
前記ガスの圧力によって、成形品の外部から、溶融樹脂を加圧して、金型への転写性を高める工程、樹脂の密度を高める工程とからなる樹脂成形品の製造方法。

【請求項5】

前記請求項１、又は／及び請求項４に於いて、シール金型を用い、予め金型内を大気圧以上に加圧した気体を用いて、気体によって加圧をした中に、
液体によって流動性を高めた溶融樹脂を充填する前記請求項１、又は／及び請求項４記載の成形品の製造方法。

【請求項6】

前記請求項３於いて、シール金型を用い、予め金型内を大気圧以上に加圧したキャビティ内に、液体を用いて流動性を高めた樹脂を充填する請求項３記載の中空成形品の製造方法。

【請求項7】

前記請求項４於いて、シール金型を用い、予め金型内を大気圧以上に加圧したキャビティ内に、液体を用いて流動性を高めた樹脂を充填する請求項４記載の圧空成形品の製造方法。

【請求項8】

加熱溶融した加熱筒内へは、液体に、必要に応じて気体も入れて加熱筒内の溶融樹脂の流動性を高める。

【請求項9】

液体を注入して、加熱筒内の溶融樹脂の溶融粘度を下げ、流動性を向上させる工程と、
前記液体によって粘度が下げられ、流動性が向上した前記溶融樹脂中に、別に設けた注入口から気体を注入する工程とからなる。
本発明で使用する溶融混錬のスクリューは、加熱筒の設けた液体を注入する口の後方に逆流防止のリングを設けた樹脂に液体、続いて気体を注入する溶融混練用のスクリュー。

【請求項10】

前記請求項１、乃至請求項９の何れかで使用する熱可塑性樹脂は、無機物、又は／及び有機物の樹脂添加剤が配合されている熱可塑性樹脂を主成分とした成形用加工用の成形材料。

【請求項11】

前記請求項１、乃至請求項９の何れかの加工法、成形材料を用いて成形加工された樹脂成形品。

【請求項12】

前記請求項１、乃至請求項９の何れかの加工法、成形材料を用いて成形加工を行う際に使用する金型装置。

【請求項13】

前記請求項１、乃至請求項９の何れかの加工法、成形材料を用いて成形加工を行う際に使用する成形装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、２３℃でそれに掛かる圧力が１気圧、所謂ＮＰＴの雰囲気で、性状が気体(ガス)又は／及び(;本発明に於いて「又は／及び」は「少なくとも一つ以上」と読み替えも出来る。)、液体又は／及び、固体の発泡剤を用いて発泡成形を行う樹脂の射出発泡成形加工に於(お)いて、
金型構造が２枚型の構造、又は３枚型以上の構造の何れかで、キャビティ内に発泡性樹脂を充填させ、モールド・バック、又は／及びコア・バックして発泡倍率の高い発泡成形品を得る手段を提供する。「気体状、気状」とは気体の状態を言い、「液体状、液状」とは性状が液体を言い、「固体の状態」とは固体である事を示し、何れもＮＰＴに於ける性状を示す。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、樹脂(プラスチック)と発泡剤とからなる成形材料をインサートが配置された型内に未充填部を残してショート・ショットし、発泡剤の発泡による膨張力で未充填部を充填する発泡成形方法が記載されている。樹脂は、母材樹脂と、母材樹脂と同種で母材樹脂より低分子量の低分子量樹脂とからなる。
特許文献２には、発泡成形に於いて表面に発生するスワール・マーク{(発泡縞模様)略号は「ＳＭ」}を抑える手段のガス・カウンター・プレッシャー(略号は「ＧＣＰ」)法と、その金型構造が説明され、Ｕ字形状のＯリング、加重式Ｏリングの使用が記載されている。
特許文献４には、液体を用いた発泡成形は記載され、十分な説明がなされているが、ＰＣ、ＰＣ系樹脂のポリマーアロイの発泡成形に用いる有用な発泡剤は水だけである事(こと)と、起泡核剤を用いての発泡セルの微細化は、実施例など(等)を用いて具体的には示されていない。
特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７には、エジェクターピンを荷重式Ｏリングを用いてシールする手段は記載されているが、スライド・コアの為の傾斜ピンを入子などを用い固定し、そ(其)の入子をボルトで更に固定して、傾斜コアのロットを荷重式Ｏリングでシールする具体的な手段は記載されていない。
特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７には、モールド・バック、コア・バックを用いての発泡倍率を高める手段の説明はあるが、３枚型以上の構造の金型ではＰＬを先に開かなければ発泡倍率を高める事は出来ない。ＰＬにバネなどを用いて、配置して強制的にＰＬが先に開く事が必要な構造の記載はされていない。又先にストリッパー・プレートを開き、ピンゲートをカットしてから、ＰＬを開きモールド・バック、コア・バックを実施(実行)する場合にストリッパー・プレートにも、そしてＰＬにもバネなどを入れＰＬも一定量(距離)を金型後退が可能な金型構造は示されていない。
特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７には、エジェクター・プレートを２セット用い、押出す軸体であるエジェクターピンを配置するプレートと、流体加圧前に後退する外筒が配されたエジェクター・プレートを持つ金型構造は、圧空成形での金型装置として示されている。圧空成形では成形品の中にガスが入りとダメ(Ｎｏ Ｇｏｏｄ)で、金型と樹脂との隙間に加圧流体が入る様(よう)に、流体加圧前に外筒を後退させ、空間を作り、その中に加圧流体を入れる事で加圧流体の圧力が分散され中空とならない事は示されているが、加圧流体を成形品の中に入れ、中空部を作り、中空部の中から加圧する所謂中空成形で、十分加圧後に、中空部内部の加圧流体は不要、残圧を完全になくす目的で、ガス注入ピン(内部に中空部を形成させる流体加圧ピン、流体加圧の用いるピン)を後退させ、一気に排気する事で残圧をなくす手段は、中空成形での課題である膨れが簡単に、然も確実に解決する事は示されていない。
三菱ガス化学(株)の中空成形ではシンプレスノズルと言う油圧シリンダーを持たせたガス注入のノズルの構造(シンプレスノズル)が示されているが、油圧シリンダーが邪魔になって所望する場所での、ガス注入が出来ない。或いは複数の場所からのガス注入が必要な場合には、金型のエジェクターピンの設置が、前記が油圧シリンダーを持たせたガス注入ノズルが邪魔になって制約が大きい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平０８－１０３９１９号公報

【特許文献2】特開平１１－２１６７４８号公報

【特許文献3】国際公開第２００３／０２６３５７号公報

【特許文献4】国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／０６２６１１号公報

【特許文献5】国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／０６９２１６号公報

【特許文献6】国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０１６／０８６３８０号公報

【特許文献7】国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０２０／１５５３６号公報

【発明の開示】

【0004】

(発明が解決しようとする課題)
本発明の課題は、高い発泡倍率の発泡成形品を得るには、キャビティに発泡性樹脂を充填後にモールド・バック、コア・バックをして、キャビティを開ける必要がある。
(課題を解決するための手段)

【0005】

モールド・バック、コア・バックをした時に金型のＰＬを強制的に開ける機構(先型開機構、金型開機構、型開機構)を、金型に組み込んだ。

【発明の構成、作用、効果】

【0006】

(構成)
記記載の第１発明は、成形機加熱筒内に樹脂を入れて、樹脂を溶融(加熱して融かす、)工程、溶融された樹脂(スクリューの溶融ゾーンの樹脂)に、圧縮され溶融樹脂の密度が上げられた樹脂(スクリューの圧縮ゾーンの樹脂)に、温度が２３℃、圧力が１気圧(ａｔｍ、７６ｍｍＨｇ、１０１３ヘクトパスカル)の状態で液体を示す物質を、溶融樹脂の容量に対して、容量制御した量を入れ(加熱筒に注入し、)、加熱用の温度、樹脂の温度のよって気化させ、その蒸気(気体)を、スクリューの回転の力のよって溶融樹脂の中に加圧溶解させて、又は／及び微分散をさせると、溶融樹脂が粘度は下がり、流動性は向上する。
流動性が向上した溶融樹脂はキャビティ内への充填時の流動抵抗が下がり成形加工が容易(低い圧力で充填が出来る。)になる。液体を気化させた気体によって粘度が下げられ、流動性が向上された溶融樹脂を、スクリューにクッションの量を持たせてキャビティ内に充填(充填の後に樹脂保圧が掛けられる様にクッション量を持たせる。)し、充填後にスクリューを用いた樹脂保圧を掛けて、発泡層を、発泡セルを潰し、溶融樹脂の密度を高める。液体を用いるが、液体は特許文献４などで示した様に発泡剤として作用するので、発泡させない、発泡層を持たない、発泡層を、発泡セルをのない成形品を得るには樹脂保圧を用いる事は有効、それ以外には圧力の高いＧＣＰ、中空成形、圧空成形によっても発泡層を、発泡セルを潰され、発泡性ガス、、液体などは成形品の外に押し出される。この様にして得られた成形品は液体を用いないで成形した成形品とは重量の差は殆どない。流動性が上げられるので、樹脂保圧の伝達が十分でである。場合はより液体を用いない場合より重くなる場合もある。この様の重量は樹脂保圧によって変化する。

【0007】

場合によっては液体に、必要に応じて気体も併用して流動性は高めても良い。従来の射出発泡成形の成形(キャビティ内への充填)条件は、油圧機の場合は、保圧を用いないのでスクリューは前進端の一杯まで押し切るのが一般的であった。必要に応じて、充填時の反作用{キャビティ内に充填された溶融樹脂の圧力(反力)でスクリューが戻される。}を避ける為に押し切った後０.５秒程度の短い時間で、弱い保圧を掛けて、その場で一旦スクリューを止めて、キャビティ内への溶融樹脂の充填量を安定させ、発泡を安定にさせる。
電動機ではＶＰ切り替え位置まで押し切り、その後に必要に応じて、前記スクリューを一旦止めて、充填量を安定させる。本発明では油圧機、電動機何れもスクリューを押し切らずに、従来の一般成形と同様に十分なクッション量、例えば製品重量の２０％程度を設けて、キャビティ内に前記液体、気体を含む溶融樹脂を充填した後に、十分な圧力と時間との樹脂保圧を掛け、例えば外観の欠点であるヒケなどをなくす目的に液体を用いる事は、従来から射出発泡成形とに大きな違い(差違)がある。別言をすれば本発明は液体などを用いて流動性を大きく向上させ、溶融樹脂の粘度を下げた樹脂を用いての一般成形の加工である。
前記液体を用いて溶融樹脂の流動性を高める事を示したがそれ以外に、金型の表面、即ち溶融樹脂と接する面(意匠面の固定側に限らず、非意匠面の可動側にも、)に、細かなシボ加工、或いはＴｉＮ、ＣｒＮ、ＷＣ、ＤＬＣなどのセラミックコーティングを施すだけでも流動性は伸びるので、前記液体、気体を用いる事と同時に行えば、相乗効果によって更に流動性は向上する。ノズルは洟垂れ防止を目的にシャット・オフ・ノズルを用いる事が好ましい。液体を加熱筒に入れる事を説明したが、ノズルに液体を注入する口を設け、溶融樹脂を射出の段階で液体を注入して、加圧溶融、微分散させて溶融樹脂の流動性を高める事も出来る。

【0008】

(発泡成形と一般成形との違い。)
熱可塑性樹脂を加熱筒内で加熱溶融すると溶融され流動性を持った状態になる。今これを「溶融状態」、或いは「流動性を持った、或いは持たせた状態」、「流動可能な状態」、「加熱溶融され、流動性を持った、或いは持たせた状態」などと言う。加熱筒内ではこの溶融状態の樹脂は加熱筒内では背圧などが掛かっているので、溶融樹脂の密度は幾分かは高くなっている。この加熱筒内の溶融樹脂をキャビティ内に射出(充填)始めると、キャビティ内に充填された溶融状態の樹脂は、充填の途中では溶融状態の樹脂に掛る、例えば加熱筒内での背圧、充填圧などの圧力は解放される。このまま溶融状態の樹脂をキャビティ一杯(;キャビティの体積と、溶融樹脂との体積とを同じにしたとすると、)に充填をして、そのままキャビティ内で冷却・固化させると、前記溶融状態の樹脂は、冷却され、固化した段階で、その体積はＡＢＳなどのスチレン系樹脂では約５％程度、ＰＰなどのオレフィン系樹脂では約１０％前後減少する。これが成形収縮であり、成形収縮の結果、成形品には「ヒケ」と呼ばれる外観の不具合が発生する。このヒケをなくし、表面が綺麗で、平滑なヒケが目立たない、ヒケがない成形品を得るには、一般的には樹脂保圧と言う、成形機のスクリューを用いて、キャビティ内に充填された以上の量(;体積収縮相当分の量、例えばＡＢＳでは５％以上を、)の溶融樹脂を充填し、樹脂の密度を上げて、このヒケのなくす工程(;これを「樹脂保圧」の工程)を行う。当然保圧の圧力は高い方が樹脂の密度が上がりヒケなどは少なくなるが、ＰＬなどにバリが張る。樹脂保圧を掛けるとゲート近傍の樹脂の密度は高く、流動末端の樹脂の密度は低くなる。樹脂保圧の圧力を上げればこの差は大きく、結果成形品の内部応力が大きくなるので、成形品の反り・変形が大きくなる。以前発明者は自動車部品で１００ＭＰａもの高圧の樹脂保圧を用いた量産を見学した。ここまで圧力を上げないとリブなどの起因するヒケをなくす事は出来ない成形品もある。

【0009】

ならばゲート近傍と、流動末端との保圧効果を出来るだけ少なくするには樹脂の溶融温度を高めれば、流動性は上がる(向上する)ので保圧効果は流動末端にまで及ぶが、溶融樹脂の温度を上げると溶融状態の時の樹脂の密度はもっと低くなるので、結果ヒケは溶融樹脂の温度を上げる前の成形品と比べてもっと大きくなってしまう。又冷却・固化に要する時間が長くなるので、生産性は低下する。

【0010】

ならば樹脂温度を上げないで樹脂の流動性を高める手段として、後述する様に流動支援剤、流動改良剤、低分子に樹脂などを用いて樹脂の改良・改質を行なうが、この場合には、前記樹脂への添加剤を用いる事での樹脂単価のアップは避けられず、又添加剤などでの樹脂の改良・改質を行った結果、樹脂の物理的な、化学的な性質が低下するので、成形品の強度が低下する。

【0011】

(液体を用いての樹脂の流動性の向上の手段。)
発明者は、前に出願した液体を用いた発泡成形(;特許文献４などの国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／０６２６１１号公報) に技術内容に於いて、特許文献４に示す様に液体を発泡剤として用いる発泡成形ではなく、加熱筒内の溶融段階の樹脂、溶融樹脂の中に、揮発性の、気化性の、低沸点の液体を入れれば、前記液体は流動性向上剤として大きく作用する。溶融樹脂の温度を上げなくても、又添加剤などを用いなくても、溶融樹脂の流動性が大きく向上する事を見出した。然も前記液体は保圧を用いる事で、それ程高い圧力の保圧用いなくても、一般の成形時の保圧の圧力程度によって成形品の外に搾り出す事が出来る事を見出した。液体を用いる事で溶融温度を高めた際の前記課題、添加剤などを用いた際の経済的な課題、物性低下などの課題を解決した。

【0012】

特許文献４などにも液体を用いて発泡性を付与した射出成形加工で樹脂保圧の記載がある。これはキャビティ内に充填した発泡性樹脂の圧力によってスクリューが戻される危険性がある。キャビティ内に充填した発泡性樹脂の反作用｛;キャビティ内に充填された発泡性樹脂の力(;充填された発泡性樹脂の発泡力、発泡性樹脂がスクリュー内の戻ろうとする反力など、)によって、｝スクリューが戻されると、発泡成形品の重量のバラツキが大きくなり、結果ショート・モールド、オーバー・パックなどが生じる。発泡成形の場合はキャビティ一杯に発泡性樹脂の充填を完了(;充填圧、一時圧完了の段階)させた後、従来用いる樹脂保圧の３０％程度、０.５秒程度の保圧を掛けると、スクリューは戻されないので、重量の安定した発泡成形品が得られる。本発明の様に一般成形と同様な高圧で、数秒、場合によっては数十秒の保圧を掛ければ液体のよって形成した発泡セはが潰(つぶ)れる。潰す事が目的なので、高圧(;樹脂の密度が上がる様な圧力)で、長い時間｛;樹脂保圧の作用・効果をキャビティ内の溶融樹脂に十分に伝達(作用)させる。｝行う。即ち保圧の目的と工程とに差違があり、此処に特許文献４などと本発明と差違である。本発明は液体と言う発泡剤を用いるが発泡成形させない事が特色である。特許文献４などではスクリューは前進端打ち切ると言っているが、本発明では充填の後樹脂保圧を掛けるのでクッション量を残しての充填をしている。

【0013】

特許文献４などではガス・カンター・プレッシャー法(ＧＣＰ法、或いは単に「ＧＣＰ」と言う。)の記載がある。これは発泡成形に於けるスワール・マークをなくし表面が綺麗で、平滑な発泡成形品を得る事(;手段、工程)が述べられている。本発明でも溶融樹脂の流動性向上を目的にした事で、液体に起因するスワール・マーク{;液体を用いた事でのシルバー(銀条)とも言える。これは後述する無乾燥のＡＢＳの場合とも似ている。)をなくし、表面に液体、及びその他の理由によるシルバーのない、表面が綺麗で、平滑な一般成形品を得るにはＧＣＰを用いる必要がある。この場合のＧＣＰの圧力によって内部発泡セルを潰ししても構わないので特許文献４、特許文献５などの実施例の１ＭＰａよりもっと高くても構わない。圧空成形を併用する場合は、樹脂と金型との隙間に入れた高圧の気体で発泡セルは潰れ、ソリッド(発泡層を持たない。)になる。故に本発明のＧＣＰと、特許文献４乃至特許文献７で示したＧＣＰの工程、目的、及び作用・効果のも本発明とは差違がある。然しレイン・ドロップ現象回避の為にシボ加工を施す事の目的(;ＧＣＰの気体の巻き込み)は同じである

【0014】

液体によって流動性が高められれば、保圧の圧力は下げられ、成形品の内部応力は少なくなる。結果反り・変形の少ないが内部には発泡層を持たない、有さない一般の成形品が得られる。液体によって流動性が高められれば樹脂保圧(;スプール・ランナー、ゲートを介しての、)は下げられるので、ゲート近傍と、流動末端との保圧効果の差(;伝達される保圧の圧力の違い。)は小さくなる。結果ゲート近傍のＰＬ、他のＰＬなどでのバリの発生は少なくなる。
液体を用い流動性を高めた樹脂では、キャビティ内への充填の抵抗が下がる。樹脂保圧も下げられるので、結果型締(閉)め力は下げられる。よって型締め力の小さな成形機で大きな成形品の加工が出来るので省エネルギーになる。

【0015】

上述した様に溶融樹脂中の液体は流動性向上の役目を終えれば(キャビティ内への溶融樹脂の充填が完了すれば、)樹脂保圧によって液体は搾り出され、成形品への残留はない。この様にして得られた一般成形品の強度は流動性向上の改質をしない場合の一般の樹脂を用いての一般成形品との強度の差はない。反対にそれ以上に樹脂の密度が高められるので強度の高い成形品も得られる。
これも特許文献４などの発泡成形との差違である。発泡成形の内部の発泡セルは実際に内部に発生させたヒケである。別言すれば発泡成形とはヒケを内部に移動させる成形法である。ＡＢＳ、ＨＩＰＳなどの発泡成形品に於いて、表面のスワール・マークがある場合は衝撃強度は６０％乃至７０％程度も低下する。ＧＣＰ(ガス・カンター・プレッシャー法)を用いて表面にスキン層を形成させた場合でも３０％程度衝撃強度は低下する。この様に液体を用いて発泡残渣が成形品の中残ららない発泡成形でも、発泡成形であるので、保圧を用いない分の軽量化(５ｗｔ.％の重量減)だけでも、物性の低下は著しい。樹脂保圧を用いた一般成形品と、流動性を液体を用いて高め、樹脂保圧を用いた発泡成形ではない、内部に発泡セルを有しない一般成形品とした成形品の強度は略同じである。これが本発明の液体を用いての流動性の向上の発明であり、特許文献４などとのこれ等(ら)の差違を発明者は本発明の新規性、進歩性を主張する。尚加熱筒内に注入して加熱筒内の溶融樹脂の流動性を上げる液体は、一種類でも良い。数種類のモノを混ぜ合わせても良い。

【0016】

液体だけでなく、気体を併用しても良い(本発明で気体を併用する場合は「液体に、必要に応じて気体を併用して」、「液体に、必要に応じて気体を用いる」、或いは簡単に「液体、及び気体」などと、液体に気体の併用が可能な事を本発明では主張するのでこの様に表現する。)。此処で溶融混錬の「段階」とは、成形材料が加熱筒に設けたヒーターなどの熱によって、溶融を開始する段階、例えば半分程度が溶融した段階、略溶融した段階、完全に溶融した段階の何れかを示す。「キャビティ内に充填する工程」とは、前記溶融樹脂をキャビティ(成形空間)内に充填する工程を言い、充填の開始、又は例えばキャビティ体積の８０％程度を充填した段階、又は略充填が完了した段階、又は充填が完了した(例えば射出成形機では一次圧の完了など。)段階の何れかを示す。

【0017】

「樹脂の密度を上げる工程」とは一般的にはキャビティ内に溶融樹脂を充填の後に、スクリューを用いて樹脂保圧を掛ける事と、それ以外に大気圧以上の気体を用いて溶融樹脂の内部から加圧する手段の中空成形と、樹脂と金型との隙間に前記気体を入れて、樹脂の外部から、外側から加圧する圧空成形と、成形機の型締めの機構を用いての圧縮成形などがある。場合によってはこれ等を併用しても良い。

【0018】

発明者はこの樹脂保圧を安定させる為に、キャビティ内への溶融樹脂の充填の時間設定は、充填(一時圧)の時間(ｔ１)と、樹脂保圧(二次圧、三次圧・・など)の時間(ｔ２)とが其々独立をして、別々に設定が出来る仕様(プログラムの、)の成形機と、ｔ＝ｔ１＋ｔ２と、ｔ１、ｔ２の合計時間を制御する仕様の成形機とがある。保圧の作用・効果を毎(ショット)回安定させるには前記ｔ１、ｔ２其々が別々に設定が出来る事が好ましい。勿論ｔ＝ｔ１＋ｔ２の合計の時間制御の場合でも実施は可能である。

【0019】

(作用・効果)
樹脂の流動性が高まるので、キャビティ内への充填の抵抗は少なくなる。保圧効果も高められるので一般成形よりも低い圧力のキャビティ内への充填、樹脂保圧が可能、液体、気体などを用いない一般成形時の保圧効果より優れ、低い保圧でもヒケは少なく、ＰＬなどのバリの発生は少なくなる。然も樹脂保圧の圧力の設定は低いので、得られる成形品は反り・変形は一般の成形品に比べて少ない。
充填抵抗が少なくなるので、樹脂保圧を下げる事が出来るので、型締め力は下げられ、結果型締め力の小さな(小型の)射出成形機で、投影面積の大きな成形品の加工が出来る。加工費の低減、省エネルギーなどの効果を奏す。スーパーエンプラ、無機フィラー含有した成形材料など流動性の低い成形樹脂に液体に、必要に応じて気体を用いて流動性を向上させた溶融樹脂では、成形条件の設定の巾が広がり成形加工が容易になる。

【0020】

(構成)
前記請求項２記載の第２発明は、液体などを用いて流動性を高めた溶融樹脂をキャビティ内に充填して、続いて樹脂保圧を掛けて樹脂の密度を高める工程を示している。

【0021】

(作用・効果)
前記請求項２記載の第２発明は、液体などを用いて粘度が下げられ、流動性が高められた溶融樹脂を、キャビティ内に充填し、前記溶融樹脂の流動性は、溶融温度を上げなくても、液体などによって高められているので、充填の後樹脂保圧を掛ける際に、樹脂保圧の伝達の作用が高まり、樹脂保圧の作用・効果は流動性を高めない場合に比べて高くなる。
ヒケをなくす目的で必要以上の樹脂保圧を用いると、反り変形の大きな成形品になる。高い保圧を用いるとＰＬにはバリの発生は多くなり金型の寿命を縮めてしまう。高い樹脂保圧を用いると、当然な事高い型締め力が必要であるので、より大きな成形機が必要になり経済的ではない。流動性を高めた樹脂を用いて加工された成形品は上記の加害が解決される。

【0022】

(構成)
前記記載の第３発明は、前記記載の第１発明の液体によって、必要に応じて気体も併用して、流動性が高められたキャビティ内に充填された溶融樹脂の中に、大なる圧力のガスを成形品に内部に入れてガスによって成形品の内部に中空部を作り、内部中空部から加圧する。更に同時に外部からの樹脂保圧とで、該溶融樹脂を加圧する場合もある。必要に応じて圧空成形も併用する。

【0023】

(作用・効果)
前記記載の第３発明は、中空成形品の製造を示した。中空成形の場合に、溶融樹脂の粘度が下がる(;流動性が向上する。流動性の高い溶融樹脂では、)と、注入するガスの圧力は下げられ、結果内部応力は低くなるので、反り・変形の少ない寸法精度の高い中空成形品が得られる。

【0024】

(構成)
前記記載の第４発明は、前記記載の第１発明の液体によって、必要に応じて気体も併用して、流動性が高められたキャビティ内に充填された溶融樹脂と、金型との隙間に、大なる圧力のガスを入れて、溶融樹脂の外部からガスによって加圧して樹脂の密度を高める。其の際に樹脂保圧も、中空成形も必要に於いては併用する。

【0025】

(作用・効果)
前記記載の第４発明は、圧空成形品の製造を示した。圧空成形の場合に、溶融樹脂の粘度が下がると、樹脂と金型の隙間には大なる圧力のガスは容易に入り込む。又キャビティ内の溶融樹脂の一方(一般には非衣装面の可動側になる。)から、他方の化粧面(一般に固定側になる。)への大なる圧力を持つガスの圧縮(圧空)の作用・効果が高くなるので金型への転写性は高まる。流動性の高い溶融樹脂を用いた場合は、圧空成形のガスの圧力が下げられるので、結果反り・変形の少ない圧空成形品が得られる。更に樹脂保圧も併用する事で転写性は更に向上する。必要に応じて中空成形を用いる場合もある。

【0026】

(構成)
請求項５記載の第５発明は、前記請求項１、乃至請求項４記載のこれ等の発明に、シール金型を用いて金型内を大気圧以上の圧気(与圧)をした中(;ＧＣＰの工程を付与して)に、液体に、必要に応じて気体も併用して流動性を高めた溶融樹脂を充填する。

【0027】

(作用・効果)
請求項５第５発明は、前記請求項１、乃至請求項４記載のこれ等の発明に、シール金型を用いて予め金型内を大気圧以上の圧気(与圧)をした、ＧＣＰの工程を用いた中に、液体に、必要に応じて気体も併用して流動性を高めた溶融樹脂を充填するので、液体が気化した蒸気、気体に起因するスワール・マーク(発泡縞模様)のない表面が綺麗で、平滑な一般の加工を行った成形品、中空成形品、圧空成形品が得られる。ＧＣＰは溶融樹脂の流動性が高い場合、低圧のＧＣＰ(;金型内の加圧、与圧)でもスワール・マークがより少ない、ない成形品の加工が可能になる。

【0028】

(構成)
請求項９記載の第９発明は、成形機加熱筒に設けたホッパーに近い側の注入口から先に液体を入れて、液体が気化した蒸気によって溶融樹脂の粘度が下げられ、前記液体の蒸気を含む溶融樹脂の中に、続いて別の注入口から気体を注入する。この順番は射出成形に限定されずに押出し成形機でも実施出来る。スクリューで液体の蒸気、気体がホッパー側に逃げてしまう事を防ぐ目的で、後部{液体を注入する注入口の後方、ホッパー側に、逃げる(リークする。)}に、逆流防止のリング(逆止弁)を設けたモノで、この構造は射出成形機のスクリューに限定されず、押出形機のスクリューでも実施は可能である。

【0029】

(作用・効果)
請求項９記載の第９発明は、加熱筒内の溶融樹脂に対して、初めに液体を注入して、気化した液体の蒸気は溶融樹脂の溶融粘度を下げる。この粘度の下がった溶融樹脂の中に気体を入れる。先に液体を入れる場合に比べて、溶融樹脂の粘度が下がっているので気体は容易に入り込み、粘度が低いので背圧によって、スクリューの回転の力によって気体は容易に溶融樹脂中に溶解し、又は微分散する。

【0030】

前記請求項９では、後方に逆流防止リングを設け、発泡性ガスが後方のホッパーから逃げる(リーク)させない事を示した。逆流防止のリングは、計量し可塑化された溶融樹脂はスクリューの前部に送り込まれ、射出の準備をする。発泡成形の場合は液体、気体、固体の何れかの発泡剤を用いて発泡性を付与(付加)しているので、この発泡力によって、再びスクリュー側に戻らない様(;計量中は背圧が掛かっているので戻る心配はないが、計量が完了し、充填開始の前、加熱筒の前に溜められている時は、発泡力によってスクリューへと戻る心配がある。)に、又射出時にスクリュー側にバックフローしない様にスクリューの後方とは別に、スクリューヘッド後部にも逆流防止のリングを設ける。このスクリューヘッド後部の逆流防止リングは可塑化、計量の最終の段階で、一旦スクリューを止めて、逆回転させて逆流防止のリングを完全に閉する事が望ましい。

【0031】

(作用・効果)
スクリューの後部に逆流防止のリング２３９、２４０を設ける事で、計量・可塑化の段階で加熱筒内に入れられ、加熱筒の温度、溶融樹脂の温度によって気化した前記液体の蒸気がホッパーに逃げていかないので、発泡力が安定する。特に気体の場合はホッパーに逃げて行き易いので、本逆止防止のリングは設けた方が良(よ)い。液体の場合は圧縮ゾーンで液体を入れるので、この圧縮ゾーンでは樹脂は溶融され、スクリューに巻き付いているので、このスクリューに巻き付いた溶融樹脂が前記逆流防止のリング２３９、２４０の働きをする。この逆流防止リングを設けても一向に構わない。本発明で気体と液体とを併用する場合は先に液体を注入しから気体を注入する。

【0032】

計量完了と同時に、少し遅延時間を取って、スクリューを少し逆回転させて前部の逆流防止のリング２３５を閉めると、スクリュー側に、前記液体、気体、固体の何れかによって発泡性を付与された、溶融樹脂が逆流しないので、成形品の重量が安定する。樹脂保圧の効果が安定するなどの作用・効果を奏する事は上述した。。

【0033】

(構成)
請求項１０では、樹脂の物性の向上を目的に無機物、及び有機物のフィラー、パウダー、バルク(例えば紙パルプ、紙片など、)などの前記樹脂添加物が配合された成形用樹脂を成形しただけでは、前記樹脂添加物は成形品の表面に浮き出て、外観要求される成形品、部品では使用に耐えない。
流動性の高い樹脂に前記樹脂添加物を入れた場合は流動性の低い樹脂を使用した場合に比べ無機物、有機物は沈み込んでいる事を確認している。
液体に、必要に応じて気体も併用して流動性を向上させる事で、前記樹脂添加物の表面の浮きは抑える事が出来る。更にＧＣＰを行なう(付加する)事で、前記樹脂添加物を成形品の中に抑え込み、表面には前記樹脂添加物の浮きがない、綺麗で、平滑な成形品が得られる。これは液体で、又は／及び気体で溶融樹脂の流動性を高めた結果で、溶融樹脂の流動性を高める事で、ＧＣを付加する事で前記樹脂添加物を沈めると言う新たな作用・効果を発見した。前記樹脂添加物は起泡核剤として作用しているので、ＧＣＰによって無機物、有機物は沈み込む。
液体に、必要に応じて気体も用いる事によっての流動性の向上と、ＧＣＰとの相乗効果で成形品の表面は前記樹脂添加物の浮きのない、綺麗で、平滑な成形品になる。

【0034】

(作用・効果)
液体に、必要に応じて気体も溶融樹脂の中に入れる事は、溶融樹脂の流動性が高めるので、流動性の高い樹脂を用いた場合ＧＣＰの効果が増し、前記樹脂添加物の浮きがない事は上述した。発明者はタルク２０ｗｔ.％入りのＰＰを用いて、発泡剤にエタノールを１.５ｗｔ.％、乃至(から、～)２.５ｗｔ.％の範囲内で用い、ＧＣＰを実施しない場合には、一般成形の場合よりは少ないが、それでも成形品表面にはタルクの浮きは確認された。圧力１ＭＰａのエアー用いたＧＣＰの場合はタルクの浮きは一切なく、表面は綺麗で、平滑であった。タルクの含有量を４０ｗｔ.％、６０ｗｔ.％と高めたがＧＣＰ効果は十分あり、何れの場合もタルクの浮きは一切ない。硝子繊維５０ｗｔ.％含有のポリアミドでは、液体に市水を１ｗｔ.％用いた結果、やはり液体の流動性の向上と、ＧＣＰとで硝子繊維の表面の浮きの改善は認められた。

【0035】

前記樹脂添加物が十分に沈み込んだ成形品では塗膜の付着性は良くなり、ＳＳＴ(塩水噴霧試験)２４０時間でも前記樹脂添加物が表面のある事に起因する塗膜のブリスターなどの発生はない。

【0036】

この様に液体を、必要に応じて気体を併用して流動性を高め、ＧＣＰを用いての成形加工性の改善は大きな作用・効果がある事は確認出来た。

【0037】

同じ樹脂を用いて流動性が高い場合(;液体のよって流動性を高めていない樹脂)ではスワール・マークをなくし、表面が綺麗で、平滑な一般の成形品の、或いは発泡成形品を得る場合のＧＣＰの圧力に対し、エタノール、プロパノールを２ｗｔ.％程度用いて流動性を高めた場合はＧＣＰの圧力が大きく下げられる事を確認した。ＧＣＰは一般成形でのシルバー、発泡成形でのスワール・マークを抑えるには有効であるが、キャビティ内への溶融樹脂への充填の際には樹脂の変色・焼けの原因になるので邪魔モノ、よってＧＣＰの圧力は低い方が良い。

【0038】

発明者は従来の射出成形機(押出し成形機でも可。)のスクリューヘッドと、スクリュー本体の間にダルメージ形状の高混練部品を別に加工し組み込んだ。それによってスクリューは長く(Ｌ／Ｄは大きくなる。)なるので、より液体を、必要に応じて気体を併用には都合が良い。然しそのままでは加熱筒には治まらないのは自明、発明者はノズルヘッドと加熱筒との間に、前記ダルメージ分が収(おさ)まる長さのスペーサー(;加熱筒を延長する部品、)を加工して、組み付けた。このスペーサーに穴を開けて其処から液体、気体を入れる事も出来るので、わざわざ加熱筒に穴加工の必要はない。
この様にスクリューの先端部にダルメージを組み込む事で、従来スクリューの一部にダルメージを組み込んだスクリューでは高混練、高圧縮による樹脂の変色・焼けが懸念されたが、スクリューの前部に組み込んだ事でこれらの問題をなくす事が出来る。

【0039】

保圧を掛けて発泡セルをなくす事が本発明の主たる内容の一つである。この場合に一般成形品の重量に対して液体、必要に応じて気体を用いた場合の重量の減少(Ｗｉｇｈｔ ＬＯＳＳ)は５ｗｔ.％以内が好ましい。この５ｗｔ.％は９４ＵＬの規格を参考とした。

【0040】

前記請求項に記載の「樹脂成形品」とは、熱可塑性樹脂と、これ等の熱可塑性樹脂に無機物、有機物などの強化剤、その他添加剤などを含有する熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂を用いた成形加工品。
「前記金型装置」とは本発明に記載したＧＣＰを実施する為のシール金型、中空成形金型、圧空成形金型を言う。
「成形装置」とは本発明に記載した射出成形機、押出し成形機、及び中空成形、圧空正期に使用する、窒素ガスの分離装置、ガスの圧縮装置、ガスの注入装置、ＧＣＰ装置などを言う。

【0041】

【発明を実施するための形態】

【0042】

(用語の定義)
まず、本発明に於いて用いる用語を定義する。
「工程」とは作業の流れ、プロセスを示す言葉で、一つの工程は複数の作業、手順から成り立っており、一般的には大きな枠組みを示す。別言すれば工程とは物事、仕事の進行や手順を段階的に分けて行く事を示す言葉で、ある目標を達成する為に必要な一連の作業を順番に行う過程である。又「工程」は仕事の順序、進み具合に意味も持つ。工程の「工」はものを作り出す仕事を示し、「程」は道(みち)のり、道筋(すじ)を示している。

【0043】

「金型キャビティ」とは、射出成形、ブロック成形、又は注型(形)成形に於いて、発泡性を持たせた樹脂、又は／及び非発泡性の樹脂で満たされる空間を言う。又「キャビティ内」とは、金型キャビティの内部、空間、又は体積を言う。
「キャビティ」とは「金型空間」と同義語である。実際は射出成形加工に於いて第１型(一般的には固定側の金型を示す。)と、第二型(一般的には可動側の金型を示す。)とが合わさると、第１型と、第２型とで画定される空間が出来る。この空間が「キャビティ」で発泡性樹脂、又は／及び非発泡性樹脂を充填する空間を示し、単に「キャビティ」と言う場合もある。押し出す軸体とは、主には第２型に設けられるエジェクターピンを示すが、それ以外にはスライド・コアの傾斜ピン、キッカーピンなども含まれる。

【0044】

本発明は、上記例示された射出成形以外にはダイの工夫によってはシート押出し(押し出し、押出)成形、異形押出し成形、ブロー成形などでも実施は可能である。

【0045】

「射出」とは、金型キャビティ内に発泡性を持たせた樹脂、又は／及び非発泡性の樹脂を充填する事、注入する事、又はその工程(プロセス)を言う。
「押出し」とは、加熱溶融された発泡性樹脂を、又は／及び非発泡性樹脂をダイを通じて連続的に押出し成形を行う事である。
非発泡性樹脂と、発泡性樹脂とを押出し機ノズル内で混ぜ合わせ(ミックスして、ミックスドとも言う。)、発泡性を付与する手段、又新保 實方式の様に押出し機ノズル内で液体を、必要に応じて気体を加熱溶融された樹脂に混ぜ合わせ発泡性を付与する手段も含まれる。勿論の事新保 實方式は射出発泡成形でも有効な手段である。

【0046】

「ブロー」とはパリソンの金型内に入れ、パリソンの中からエアー(空気)などの気体を用いて加圧して成形をする技法を言う。パリソンを発泡性樹脂とすると、発泡性樹脂を用いたブロー成形となる。

【0047】

「充填」とは、射出成形、ブロック成形などの加工に於いて、金型キャビティ内に発泡性を持たせた樹脂、又は／及び非発泡性の樹脂を満たす事を言う。金型キャビティ内の体積よりも少ない量の充填は、ショート・ショット、又はショート・モールドと、同等な量の充填は、フル・ショット、又はフル・パックと、体積よりも多い量の充填は、オーバー・ショット、又はオーバー・パックと言う。ヒケを少なくする、又は転写性を向上(アップ、ＵＰ、Ｕｐ、)するため、フル・ショット後に成形機加熱筒から樹脂の保圧をかける場合は、保圧を使用した事を本発明では明示する。ブロック成形の場合の非加圧、加圧の区分けは、充填後は非加圧、充填後に加圧などと加圧の有無を明示する。「加圧」とは樹脂に大気圧以上に加圧した流体を作用させる事を言う。

【0048】

「加熱筒内の樹脂」とは、加熱溶融前のペレット、バルク、パウダーなど固体(固形)の状態、可塑化途中の段階、可塑化が完了して溶融状態にある熱可塑性樹脂を言う。

【0049】

「発泡剤」の性状は、気体(ガス)、液体(リキッド)、固体(ソリッド)の何れもがあり、大きくは物理発泡剤、化学発泡剤に分類され、其々(それぞれ、各各、各々)無機系、有機系の物(モノ)がある。ガスは窒素ガス、炭酸ガス(二酸化炭素、ＣＯ_２)、ヘリウム、アルゴンなどの希ガスに代表される不活性ガス、水素などの可燃性ガスが上げられ、これ等は単独で、又は混合ガス(混合した流体)として使用する。液体の発泡剤はＮＴＰ{Natural Temperature Pressure，Natural Temperature and Pressure，Normal Temperature Pressure，Normal Temperature and Pressure＝温度が２３℃、圧力が１気圧(１ａｔｍ、７６０ｍｍＨｇ)}で性状が液体である物質を言い、エタノール(ＥｔＯＨ)、プロパノール(本発明では主にイソプロパノール、ｉｓｏ－ＰｒＯＨ)に代表される１価のアルコール、２価以上のアルコール類、エーテル類、エステル類、ケトン類などと、蒸留水、イオン交換水、市水(水道水)、井戸水などの気化性の物質、これ等の物質を溶媒とした重曹水、クエン酸ナトリウム水などと、加圧と冷却とで液化させた液化炭酸ガス(液体の二酸化炭素)などを言う。固体は化学発泡剤の無機系の熱分解型では炭酸水素塩、炭酸塩、亜硝酸塩、水素化合物、カルボン酸、カルボン酸塩などがある。アドバンセル(商品名)などのミクロバルーン(マクロバルーン、マイクロバルーン)、構造水を含む硫酸銅{硫酸銅５水和物、(今は「結晶水」の概念ではなく「水和物」と言う。)を持っているので、勿論この５モルの構造水も加熱筒内で、加熱筒の温度、加熱溶融された溶融樹脂の温度で気化し、水蒸気は発泡性ガスとして作用する。}、水中に浸漬して含水させたシリカゲル、ＡＢＳを水中に長い時間、例えば６時間程度浸漬し、遠心分離などで表面の水分を除去し、含水させたモノ(ＡＢＳ)、ＡＢＳと同様にＰＣを、及びＰＣ系樹脂(この場合はＰＣ／ＡＢＳとした。)を水中に浸漬し、含水させたモノも水分が、前記構造水と同様に加熱筒内で気化し発泡剤として機能するので発泡剤として使用出来る。これ等は水の場合を例示したが、水に限らずアルコールなどの有機溶剤でもよ (良)い。極端な例ではあるが、白米を水の中に浸漬して含水させたモノも発泡剤として使用出来る。勿論固体の炭酸ガス(ドライアイス)は固体の発泡剤である。ドライアイスの場合はペレットと混ぜ合わせてホッパー内に入れ、加熱筒内に入れると、ドライアイスは直ぐに気化して気化した炭酸ガスはホッパーから抜け出るので、可塑化、計量時にホッパーに栓(例えばバックメルターなど)を為て炭酸ガスが逃げない工夫をする。別には加熱筒に穴を開けて溶融樹脂中に、フィードスクリューなどの機構を用い定量して、一定量を安定して投入させる手段が好ましい。

【0050】

無機系の熱分解型の発泡剤には上述した様に炭酸水素ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素リチウム(Ｌｉ)に代表される炭酸水素塩、炭酸塩などが例示され、有機系の熱分解型の発泡剤にはアゾ化合物、ヒドラジン誘導体、セミカルバジド化合物、アジ化合物、ニトロソ化合物、トリアゾール化合物などがあり、反応型ではイソシアネート化合物がある。ＡＤＣＡ{アゾ・ジ(ダイ)・カルボン酸アミド}、ＨＤＣＡ(ヒドロ・ジ・カルボン酸アミド)、アゾ・ジ・カルボキシレート(ＡＤＣＡのＢａ塩)、ＨＤＣＡのＢａ塩、ＤＰＴ(ジ・ニトロソ・ペンタメチレンテトラミン)、ＯＢＳＨ{Ｐ－Ｐ’－オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジッド)}、ＡＩＢＮ(アゾ・ビス・イソブチロ・ニトリル)〕などがあ(上、挙)げられる。発泡剤、発泡成形の詳細は、株式会社技術情報協会１９９３年８月発行の各種高分子と発泡成形技術に記載されている。
炭酸塩、炭酸水素塩(アルカリ金属、又はアルカリ土類金属)の場合は当量(塩基性の炭酸塩、或いは炭酸水素塩との中和反応)の、弱酸性のクエン酸、クエン酸１水素２ナトリウムなどの弱酸性の物質とを併用する場合もある。

【0051】

液体を発泡剤として熱可塑性樹脂に用いる場合、成形品の重量(ｗｔ.)に対して最適な容量(ｖｏｌ.)を測定(計量)して、加熱筒内の熱可塑性樹脂に一気に、或いは連続して注入し、加熱筒と加熱筒内の温度、加熱筒内の溶融した熱可塑性樹脂の温度、又は／及びノズルの温度、又は／及び金型の温度によって気化して、又は／及び熱分解して、又は／及び化学反応をさせて、又は熱を必要としないで分解、又は／及び化学反応させて発泡成形に有用(有効)な発泡性ガスを発生させる。注入する液体の温度は常温であるが、必要に応じては加温して、気化までの時間を短くする場合もある。液体の圧力を加熱筒内に注入可能な圧力より更に高め、沸点を高め注入する場合もある。

【0052】

発生させた気体は、加熱筒内の熱可塑性樹脂中に計量の段階の物理的な力、充填の場合の物理的な力で溶融樹脂中に微分散又は／及び加圧溶解させ、加熱筒内の熱可塑性樹脂は、発泡性を有する熱可塑性樹脂となる。これを金型キャビティ内に充填して、発泡構造を有する成形品を製造する事が出来る。別言(述)すると、「発泡成形」とは、加熱筒内の樹脂に対して、発泡性ガスを分散又は／及び溶解(加圧溶解を含む。)などさせて発泡性を付与した樹脂を金型に充填して発泡構造体を得る事、及びその工程を言う。尚(なお)押出しの場合は金型ではなくダイである。

【0053】

「溶融樹脂への発泡性の付与」とは、気体{ガス(例えば窒素ガス)}の場合は大きな塊の発泡性ガス(窒素ガス)をスクリューの回転の力で分散し、背圧の圧力で加圧溶融、又は／及び溶融樹脂中に微分散させる事を言う。液体の場合は加熱筒内の温度、溶融樹脂の温度などによって、気化、熱分解などをして、発泡性ガスが発生し、発泡性ガスをスクリューの回転の力で分散し、背圧の圧力で加圧溶融、又は／及び溶(融)樹脂中に微分散させる事を言う。固体の発泡剤の場合は、化学反応によって発生した発泡性ガスをスクリューの回転の力で分散し、背圧の圧力で加圧溶融、又は／及び溶融樹脂中に微分散させる事を言う。ミクロ(マクロ、マイクロ)バルーンの場合も発生した発泡性ガスをスクリューの回転の力で分散し、背圧の圧力で加圧溶融、又は／及び溶融樹脂中に微分散させる事を言う。スクリューの回転トルクは高く、回転数も高い方が望ましい。背圧を高くすると混練性が上がり発泡性ガスの分散性は高くなる。ノズルに気体の発泡剤の注入口、液体の発泡剤の注入口、加熱溶融された発泡性を持たせた樹脂と非発泡性の樹脂とを混ぜ合わせる場合も含まれる。必要に応じてスクリューにダルメージなどを持たせても良(よ)い。

【0054】

液体の注入口はスクリューヘッドは含まずにスクリューの先端部から２Ｄ(;スクリューの直径の２倍の位置。)乃至６Ｄ(;スクリューの直径の６倍の位置。)程度の位置が好ましいが、それ以外の２Ｄ以下でも、反対に６Ｄよりも後ろでも液体を注入して、加熱筒内の溶融樹脂に発泡性の付与が出来る。又樹脂と液体との組み合わせによっては、ノズルに注入口を設けて射出時に液体を注入すれば、射出の圧力によって溶融樹脂中に入り込み、溶融樹脂に発泡性を付与する。この場合にはミキシングノズルなどを設け、ミキシングノズルの後部から液体を入れると良い(第５３実施形態)。

【0055】

「起泡」とは、外部からの圧力、例えばＧＣＰ(;アウターＧＣＰ)、背圧、射出圧力などの力によって発泡性ガスが抑えられた状態(樹脂中に圧縮され体積が小さく微分散した状態又は／及び加圧溶解された状態)から、外部からの圧力が少なくなり、又はなくなり、樹脂中の発泡性ガスの体積が増す事、又は／及び加圧溶解されていた発泡性ガスが気体になる事を言う。又「起泡」には、発泡性を持たせた熱可塑性樹脂が加熱筒から押出しされて発泡する場合、又は液体、又は固体の発泡剤の気化、熱分解、化学反応によって発泡性ガスが発生する工程も「起泡」と言う。

【0056】

「発泡」とは、発泡性ガスを溶融状態の熱可塑性樹脂中に微分散又は／及び加圧溶解させ、圧力を下げる事で、熱可塑性樹脂の内部、又は／及び表面で発泡セルが形成させる事{表面に発生した発泡セル(泡)がスワール・マークである。}を言う。熱硬化性樹脂の場合は、発泡剤を加熱する事で、発泡剤が気化、熱分解、化学反応して、発泡性ガスを発生し、熱硬化性樹脂の内部、又は／及び表面で発泡セルを形成させる事を言う。この様に発泡によって内部、又は外部に発泡層を持った成形品を発泡成形品又は発泡構造体と言う。

【0057】

「発泡性樹脂」とは、発泡成形に有用な発泡性ガスを微分散させた、又は／及び加圧溶解させた溶融状態の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を言う。別言すると、「発泡性樹脂」とは、気体の発泡剤、液体の発泡剤、固体の発泡剤を含んだ熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を言う。本発明では「溶融状態の発泡性を持たせた熱可塑性樹脂」、「発泡剤含有の熱可塑性樹脂、又は発泡剤含有の熱硬化性樹脂」と発泡性を持たせた事、気体の発泡剤、液体の発泡剤、固体の発泡剤を含有する事など樹脂の状態を出来るだけ正確に記す。尚発泡剤は性状が液体と、固体との併用、気体と固体との併用、気体だけでも書類を数種類使用しても良い。液体の場合はアルコールと水との混合物などでも良い。

【0058】

「発泡成形品」とは、発泡性を持たせた熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を成形加工した、内部に不連続な発泡セル(Ｃｅｌｌ)を持っている樹脂成形品を言う。発泡セルは、そのセルの大きさの平均が５,０００μｍ{ミクロン(μ)、マイクロメーター(μｍ)}以下である。本発明では、発泡性樹脂を用いた中空成形で、中空部分と発泡セルとが混在する場合も発泡成形品とする。

【0059】

「併用」とは、それだけでなく、別のモノととも(共)に用いる事、組み合わせる事を言う。例えば成形加工法の１つでも効果があるが、別の方法との併用も可能で、相乗効果を求めたり、一方又は／及び両方の効果の向上が期待出来る。発泡剤も、単独ではなく数種類を併用する事もある。液体、気体、固体の発泡剤を併用する事もある。

【0060】

「発泡助剤」とは、発泡剤の分解温度を下げたり、発泡剤に分解を促進させる目的で使用する物質を言う。有機系発泡剤の発泡助剤は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、金属石鹸、尿素(ＡＤＣＡの分解温度を下げる作用・効果がある。)、亜鉛華などが上られ、炭酸塩、炭酸水素塩の分解に用いる無機系、有機系(例えばクエン酸、クエン酸１水素ナトリウムなど)の酸も発泡助剤であるとも言える。然しＰＣ系樹脂の場合は分解の危険性があるので、其々の物質の添加による物性の低下を事前に確認をする。特に塩基性酸化物(金属酸化物の別言)のＣａＯ、ＢａＯ、Ｃｓ_２ＯなどはＰＣ系樹脂のＰＣを分解する危険性が大きい。

【0061】

(ＰＣ系樹脂用の起泡核剤、発泡核剤)
「起泡(発泡)核剤、気泡核剤」とは、微細な発泡セルを形成させる目的で、成形予定の樹脂、発泡剤に混ぜ合わせる物質である。起泡核剤は溶融樹脂と起泡核剤との比熱の差を利用して、溶融樹脂と起泡核剤との境界に小さなヒケ(空間)が作られ、そのヒケを核として発泡が開始(そのヒケ＝小さな空間に発泡性ガスを集め、発泡ガスが集まり、起泡が始まるスタートの起点)とされ、発泡セルが形成される。この様に起泡核剤は温度差{(比熱の違い。昇温の速度の違い。冷却速度の違い。)、(起泡核剤は加熱され周りの溶融樹脂よりも温度が高くなる場合など、反対に低くなる場合などである。)}を利用して発泡セルを微細化する作用・効果を齎す。起泡核剤を例示すると、アルミニウム(Ａｌ)、チタン(Ｔｉ)、ニッケル(Ｎｉ)、コバルト(Ｃｏ)、鉄(Ｆｅ)、銅(Ｃｕ)、銀(Ａｇ)、Ｗ(タングシテン)、Ｃｒ(クロム)などの金属粉、シリコン(Ｓｉ)、ゲルマニウム(Ｇｅ)などの非金属粉、及びこれ等の酸化物、窒化物、炭化物などがある。

【0062】

それ以外には難燃剤も起泡核剤になり、起泡核剤としての作用・効果を齎(もたら)す。臭素化エポキシなどの代表されるハロゲン系難燃剤、リン酸系難燃剤、例えばトリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジルジ２，６－キシレニルホスフェート、非(ノン)ハロゲンリン酸エステル{ＤＡＩＧＵＡＲＤ-１０００(商品名)}に代表される非ハロゲンリン酸エステル、芳香族縮合リン酸エステル{ＣＲ－７３３５(商品名)}、芳香族縮合リン酸エステル{ＣＲ－７４１(商品名)}、芳香族縮合リン酸エステル{ＰＸ－２００(商品名)}に代表される非ハロゲン系リン酸エステル、トリス(クロロプロピル)ホスフェート{ＴＭＣＰＰ(商品名)}、トリス(トリブリモネオペンチル)ホスフェート{ＣＲ－９００(商品名)}に代表される含ハロゲンリン酸エステル、{ＣＲ－５０４Ｌ(商品名)}、{ＣＲ－５７０(商品名)}、{ＤＡＩＧＵＡＲＤ-５４０(商品名)}に代表される含ハロゲン縮合リン酸エステル、{ＤＡＩＧＵＡＲＤ-５８０(商品名)}、{ＤＡＩＧＵＡＲＤ-８８０(商品名)}、{ＤＡＩＧＵＡＲＤ-８５０(商品名)}に代表される非ハロゲン縮合リン酸エステルなどが上げられる。

【0063】

又上記難燃剤と併用する、ポリテトラフルオロエチレン(４フッ化) (略号:ＰＴＦＥ)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(略号:ＰＦＡ)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体(４.６フッ化)(略号:ＦＥＰ)、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体(略号:ＥＴＦＥ)、ポリビニリデンフルオライド(２フッ化) (略号:ＰＶＤＦ)、ポリクロロトリフルオロエチレン(３フッ化) (略号:ＰＣＴＦＥ)、クロロトリフルオエチレン・エチレン共重合体(略号:ＥＣＴＦＥ)などのフッ素含有の樹脂の微粒子も起泡核剤として作用する。粒径がナノレベルの金属粒子も起泡核剤として作用する。

【0064】

例えば水を発泡剤に用いた場合で、ＡＳとＡＢＳとではＡＳに比べてＡＢＳの方が発泡セルは小さくなる。ＰＳとＨＩＰＳではＡＢＳ同様にＨＩＰＳの方が発泡セルは小さくなる。これは樹脂中に配合されているブタジエンにアクリロニトリルとスチレンとをグラフト共重合させたゴム(グラフトゴム)がＡＳの海に島に様に点在する海島構造を持ち、このグラフトゴムが起泡核剤の作用をした。
ＰＣ単体でなくＰＣ／ＡＢＳの方が発泡セルは小さくなる事が確認されている。これは同じく互いのポリマーの比熱が異(違)なり界面、境界領域で微細な収縮が生じた結果、起泡核剤としての作用・効果を奏した。上記起泡核剤は単独でも使用も可能、必要に応じて２種類以上混ぜ合わせても良い。

【0065】

ＰＣ樹脂の発泡成形に有用な発泡剤は気体の窒素ガス、炭酸ガスに代表される気体を計量中に加熱筒に注入し加熱筒内の可塑化溶融された溶融樹脂に発泡性を付与させる、前記気体と同様に水を加熱筒内に入れ、加熱筒の熱(熱エネルギー、温度)、加熱溶融された溶融樹脂の熱(熱エネルギー、温度)の両方、又は何れかによって気化させ、加熱筒内の溶融樹脂中に微分散させ発泡性を付与する。
尚起泡核剤は単独での使用と、２種類以上を混ぜ合わせ使用する場合がある事は上述した。

【0066】

ＰＣ系樹脂の場合起泡核剤がＰＣ系樹脂の分解を促進させる触媒として作用する物、起泡核剤自らがＰＣ系樹脂を分解してしまう場合がある。特にＰＣ樹脂の発泡に水を用いる場合ＰＣ系樹脂を加水分解させない物質が選ばれる。

【0067】

ＰＣ系樹脂の発泡成形に於(お)ける有用な起泡核剤は、ＰＣを分解し物性低下をしない事から酸化銀、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、及び炭化ケイ素などの例えば光拡散剤などが例示される。本発明の起泡核剤に於ける成分の含有比率は、発明者らが鋭意検討を重ねた結果、酸化アルミニウムが４０〜６０重量部、酸化銀が２０〜４０重量部、二酸化ケイ素が１〜１０重量部、炭化ケイ素が１〜１０重量部である事が好ましい。酸化銀以外の成分の粒子径は、ＰＣ系樹脂に配合させるために、３０μｍ以下である事が好ましい。３０μｍを超えると、樹脂に均一に分散する事が出来ず、又十分な光拡散効果が得られないため好ましくない。より好ましくは、１００ｎｍ〜１０μｍである。これ等の成分は市販のモノを使用しても、任意の粒子径に合成しても良い。又粒子径が大きいモノを粉砕しても良い。合成方法は特に限定されるモノではない。

【0068】

酸化銀はＰＣ系樹脂用の起泡核剤としては有用で酸化銀の代わりにＣｕ_２Ｏ、ＺｎＯ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、Ｖ_２Ｏ_３、Ｖ_２Ｏ_５、酸化タングステン、ＦｅＯ、Ｆｅ_２Ｏ_３、酸化マンガン、酸化クロム、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化Ｉｎ、インジューム(Ｉｎ)ティン(Ｔｉ)オキサイド、酸化Ｇｅ、酸化錫、酸化鉛、コランダム、カーボランダム、Ａｌ_２Ｏ_３・ＭｇＯ(スピネル)、ＷＣ(タングステンカーバイト)、ＴｉＮ(窒化チタン)、ＣｒＮ(窒化クロム)なども有望である。

【0069】

一方例えば、炭酸カルシウム(Ｃａ)、炭酸マグネシウム(Ｍｇ)、炭酸バリウム(Ｂａ)などの炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウムなどの硫酸塩、有機酸のアルカリ金属塩、特にクエン酸２水素１ナトリウム塩、クエン酸２水素１カリウム塩などは有効な起泡核剤の作用をするがＰＣの分解が懸念される。ヘリカルＤ(白石カルシウム製のＣａ含有の無機フィラーである。)も起泡核剤の作用をする。上記の発泡助剤のステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、金属石鹸なども起泡核剤として作用はする。硝子繊維、硝子ビーズ、炭素繊維、ケッチェンブラック、アセチレンブラックなどの炭素の粉体、カーボンナノチューブ(ＣＮＴ)なども起泡核剤の作用を持つ。更には金属の粉体でも良い。足立新産業(株)のナノマテリアルも起泡核剤になる。樹脂の添加剤、例えば顔料なども起泡核剤として作用する。

【0070】

{起泡核剤の粒子径(粒径)}
起泡核剤の粒径は微細であれば、樹脂中に均一に分散し、発泡セルを、発泡セルの大きさを均一にする事が出来る。使用する起泡核剤によって異なるが、一般的には２５０μｍ (マイクロメーター、ミクロン)以下、好ましくは１００μｍ以下、均一な分散を考慮すれば５０μｍ以下が好ましい。更に微細な１００ｎｍ(ナノメーター)から１０μｍ程度が良い。

【0071】

(起泡核剤の使用)
使用する起泡核剤は一種類(単一)でも良いが、２種類以上を混ぜ合わせて使用(複合使用)しても良い。粒径も単一でも良いが、単一の場合でも粒径の異なる物を使用しても良い。複合使用の場合には其々の起泡核剤の粒径は同じ物でも、異なる物を使用しても良い。

【0072】

(起泡核剤のマスター・バッチ)
ＰＣ系樹脂の発泡成形で使用する有用な起泡核剤は金属の酸化物、金属の炭化物などがあり、これ等の起泡核剤は、樹脂中に混ぜ合わせ(分散をさせて)使用するが、液体の発泡剤ならば、この液体に混ぜ合わせて使用する。発泡予定の樹脂のペレットの中に濃度(起泡核剤の含有量)の高いモノを製造し、マスター・バッチとして使用しても良い。起泡核剤が数種類に及ぶ場合は其々の単体(本発明では一種類の物質の意味)で起泡核剤のマスター・バッチ化して於いて、発泡成形予定の樹脂のペレットに其々の単体の起泡核剤のマスター・バッチを混ぜ合わせ使用する事もある。加熱溶融混錬(例えば押出し機を用いた溶融混錬、ペレタイザーを用いたペレット化する手段。)して起泡核剤のマスター・バッチを製造しても良いが、ＰＣＴ／ＪＰ２０２０／１５５３６に記載の発泡予定の樹脂のペレットの表面に担持する方法でも起泡核剤のマスター・バッチ製造は出来る。

【0073】

「混合比」とは、例えば起泡核剤のマスター・バッチの重量(ｗｔ.)、又は容量(ｖｏｌ.)、体積(ｖｏｌ.)を１とし、成形予定の樹脂の重量、又は容量との比で表す。発泡成形予定の樹脂中(一般的には重量を用いる。)に含まれる起泡核剤のマスター・バッチの割合(重量の割合)で表す。例えば、樹脂に対して２ｗｔ.(重量)％、２ｖｏｌ.(容量、体積)％などである。２:１００(或いは１:５０、或いは１／５０)、又は２ｗｔ.％、２ｖｏｌ.％などと表現する。液体発泡剤を使用する場合も同様、樹脂の重量(ｗｔ.)又は体積に対しての容量(ｖｏｌ.)とする。

【0074】

(起泡核剤の添加量)
起泡核剤の添加量は、樹脂の物性に影響を与えない範囲内で、物性の低下が許容出来る範囲内で添加出来る。添加量は添加予定の発泡をさせる樹脂によって異なり、又発泡を付与する発泡性ガス(例えば窒素ガス、炭酸ガス其々を単独で使用する場合、其々の発泡性ガス、例えば窒素ガス、一酸化炭素、炭酸ガス、水蒸気などを混ぜ合わせ複合ガスとする場合とがある。)によって決められる。
発泡予定の樹脂に対する起泡核剤の配合量は、樹脂１００重量部に対して起泡核剤を０.００１から１０重量部である。起泡核剤の配合量が０.００１重量部未満では発泡セルの粒径が大きくなる。反対に起泡核剤の添加量が多いと発泡セルが微細になり、発泡力が大きくなるので、ＧＣＰで表面に発生するスワール・マークをなくし、表面が綺麗で、平滑な外観の発泡成形品を得るには、一般に使用する気体の種類と圧力(発明者は、経済的な事と、発泡成形の容易さを考慮して圧力が１.４ＭＰａのエアーとしている。)を変更する。ＧＣＰの圧力を高めればスワール・マークを抑える事は可能、エアーではなく炭酸ガスを用いれば、金型内に充填された発泡性を付与した溶融樹脂の流動先端に炭酸ガスは溶け込み、スワール・マークが少なくなる。参考であるが炭酸ガスを用いたＧＣＰは非発泡性の樹脂の場合も表面は綺麗になる。硝子繊維など複合材も硝子繊維を沈み込ませる作用・効果を持つ。

【0075】

〔ポリカーボネート系樹脂、ポリ炭酸エステル{ポリカーボネート(ＰＣ)}〕
本発明で使用するＰＣに付(つ)いて説明する。ＰＣはビスフェノールＡとホスゲン、若しくはジ(ダイ)フェニルカーボネートを原料として製造されるポリ炭酸エステルである。塩化カルボニルを用いる場合は界面縮重合でポリマー化される。ジフェニルカーボネートを用いる場合はエステル交換による重合で合成される。ＰＣは特に限定されず、公知の樹脂を何れも使用出来る。例えば芳香族ジヒドロキシ化合物とホスゲン又は炭酸ジエステルとを溶融法又は溶液法で反応させて得られる樹脂が使用出来る。芳香族ジヒドロキシ化合物の代表的な例として、２,２−ビス(４−ヒドロキシフェニル)プロパン(＝ビスフェノールＡ)、１,１−ビス(４−ヒドロキシフェニル)エタン、１,１−ビス(４−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、２,２−ビス(４−ヒドロキシ−３,５−ジメチルフェニル)プロパン、２,２−ビス(４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル)プロパン、ビス(４−ヒドロキシフェニル)サルファイド(スルフィド、Sulfide)、ビス(４−ヒドロキシフェニル)スルホン(スルフォン)などが上げられる。これ等の中でも特にビスフェノールＡが好ましく、汎用されている。本発明では、汎用のＰＣであるビスフェノールＡ系のＰＣ以外にも、他の２価フェノール類を用いて製造したＰＣを使用する事が可能である。

【0076】

更に、以下に示す様な３価以上のフェノール化合物を混合使用しても良い。３価以上のフェノールとしては、フロログルシン、４,６−ジメチル−２,４,６−トリ−(４−ヒドロキシフェニル)−ヘプテン、２,４,６−ジメチル−２,４,６−トリ−(４−ヒドロキシフェニル)−ヘプタン、１,３,５−トリ−(４−ヒドロキシフェニル)−ベンゾール、１,１,１−トリ−(４−ヒドロキシフェニル)−エタン及び２,２−ビス−〔４,４−(４,４・−ジヒドロキシジフェニル)−シクロヘキシル〕−プロパンなどが上げられる。

【0077】

本発明で使用されるＰＣの粘度平均分子量は、１,０００〜１００,０００である。より好ましくは１０,０００〜５０,０００であり、か(掛)かるＰＣを製造するに際し、分子量調節剤、触媒などを必要に応じて使用する事が出来る。ＰＣ系樹脂は、単独で用いても良く、２種以上を適宜混合して使用しても良い。

【0078】

(ＰＣ系樹脂組成物の製造に付いて)
本発明の起泡核剤を混合したＰＣ系樹脂組成物の製造に当たっては、その製造方法は特に限定されるものではないが、本発明の樹脂組成物の好ましい製造方法は、二軸押出し機の如き多軸押出し機を用いて各成分を溶融混練する方法である。二軸押出し機の代表的な例としては、ＺＳＫ(ＷｅｒｎｅｒアンドＰｆｌｅｉｄｅｒｅｒ社製、商品名)を上げる事が出来る。同様のタイプの具体例としてはＴＥＸ{(株)日本製鋼所製、商品名}、ＴＥＭ{東芝機械(株)製、商品名}、ＫＴＸ{(株)神戸製鋼所製、商品名}などを上げる事が出来る。その他、ＦＣＭ(Ｆａｒｒｅｌ社製、商品名)、Ｋｏ−Ｋｎｅａｄｅｒ(Ｂｕｓｓ社製、商品名)、及びＤＳＭ(Ｋｒａｕｓｓ−Ｍａｆｆｅｉ社製、商品名)などの溶融混練機も具体例として上げる事が出来る。

【0079】

(ＰＣ系樹脂の発泡の目的と意味)
ＰＣは衝撃強度に於いて肉厚依存性が大きい樹脂である。例えばソリッド(一般、一般の)成形品で肉厚が５ｍｍ、６ｍｍの厚い成形品の衝撃強度はＡＢＳよりも低い。然し肉厚を薄く１ｍｍ、２ｍｍとすると衝撃強度は極端に高くなる。０.２ｍｍのＰＣを積層すれば大きな衝撃を加えても割れない事は確認されている。ならばＰＣの物性に影響を与えない水を発泡剤に用いて発泡させ、モールド・バック、コア・バックなどの拡張コアをさせ、発泡倍率を高め表面及び内部に肉厚の薄いＰＣの発泡セルを形成させれば衝撃強度が十分にあるＰＣの発泡構造体を得る事が出来る。これが本発明で述べているＰＣ、及びＰＣを主成分とする樹脂の発泡成形の意味で目的である。ＰＣは他の樹脂例えばＡＢＳとのポリマーアロイが多用されているが、この場合も同じ様にＡＢＳ中でＰＣは薄い層を持つのでＰＣ／ＡＢＳを、又ＰＣ／ＰＳ、ＰＣ／ＨＩＰＳなどの発泡成形に水を発泡剤に用いる事は可能である。

【0080】

(ＰＣ系樹脂の発泡倍率を上げる手段)
発泡剤に水を用い、成形機加熱筒内で発泡性を付与した樹脂をキャビティに充填する。充填後に予め定めた距離だけ金型を後退(一般的には可動側の金型を後退させる事である。別言をすればＰＬを予め定められた距離を開く事である。)させる。以下詳細なプロセスを示す。金型が閉められ、キャビティに発泡性樹脂が充填される。充填と同時に、或いは充填から少し時間を遅延させて、予め定められた距離だけ金型を開く。この時に発泡性樹脂の発泡力によって成形品は拡張する。別に内部を中空(;インナーＧＣＰ){発泡性樹脂を用いた中空成形で、高圧の窒素ガスなどを成形機のノズルから、又は／及びランナーから、又は／及び成形品へ直接流体(例えば圧力を高めた気体、又は圧力を高めた液体、加熱水蒸気など)を注入して、}にしてその内部に流体の力で拡張させる場合{特に図１１、図１２、図１３、図１４に示すコア・バックは、ＰＬが縦見切りなので、金型を大きく開けてもバリ発生は少ない。然し体積を２倍、５倍、１０倍と発泡倍率を極端に大きくすると、発泡力だけでは、金型への転写性は乏しく、そのままでコア・バックをさせると金型から成形品は離れてしまい(しまうので)、}、結果型再現性は低下する。結果高倍率を持つ発泡成形品は得られない。アウターＧＣＰを適用した発泡成形では更に型再現性は低下するので表面が綺麗で、平滑な高い発泡倍率の発泡成形品は得られない。この課題を解決する手段に発明者は発泡性樹脂を用いた中空成形(;インナーＧＣＰ)も実施し、型再現性が十分得られる事を確認した。又アウターＧＣＰを用い、発泡性樹脂に中空成形(;インナーＧＣＰ)を行いモールド・バック、コア・バックすれば表面が綺麗で、平滑な高発泡倍率の発泡成形品が得られる事も確認をした。冷却・固化が完了し、成形品の内部に加圧流体(「高圧流体」、「圧縮流体」とも言う。一般的には大気圧以上に圧縮された、圧力を高めた気体を用いるが、液体でも構わない。気体の場合は主には空気(エアー)、窒素、炭酸ガス単体か複合ガスである。液体の場合は主には水であるが、例えば４０℃、５０℃、９０℃と、そして１００℃でも圧力が高いので液体を保ちながら可能、この様に温度をと高めて使用する場合もある。)を注入した場合は加圧流体を排気して、内部の圧力で膨れ、バースト(破裂)が発生しない圧力まで下げて、金型を開いて発泡成形品を取り出す。この時に３枚型構造の金型では予めＰＬが一定の距離開かれていれば、そのままＰＬを開けてもストリッパー・プレートが開かず、スプール・ランナーは払えないので、金型にはＰＬが先に開けられても、ストリッパー・プレートも後で開く機構を組み込む必要がある。
尚このモールド・バック、コア・バックをコントロールするソフトは外部にシーケンサー(ＰＬＣ、ＰＬＣを用いたコントローラーボックス)を用い、成形機と信号の交換を行い実施する以外に、成形機に組み込んであるＰＬＣ(成形機の金型開閉、射出などを行うプログラムが書き込まれたＰＬＣ)にこれ等の動作をさせるソフトを付加{書き込んで於(お)く。}させる事も出来る。

【0081】

本発明の起泡核剤及びＰＣ系樹脂の押出し機への供給方法は特に限定されないが、以下の方法が代表的に例示される。
(１)本発明の起泡核剤及びＰＣ系樹脂を独立して押出し機中に供給する方法。
(２)本発明の起泡核剤及びＰＣ系樹脂添加剤をスーパーミキサーなどの混合機を用いて予備混合した後、押出し機に供給する方法。

【0082】

上記の方法に限らず、起泡核剤を原料のＰＣに任意量混合した後、樹脂を製造しても良い。ＰＣ系樹脂組成物の製造方法は何ら限定されるものではない。本発明の起泡核剤を含有したＰＣ系樹脂組成物は、押出し成形により各種異形押出し成形品、シート、及びフィルムなどの形での発泡成形にも使用する事が出来る。更に特定の延伸操作をかける事により熱収縮チューブとして成形する事も可能である。
更には回転成形やブロー成形により成形品とする事も出来る。難燃性を有するＰＣ系樹脂組成物(難燃剤、難燃助剤を添加して難燃性を持たせた樹脂)、硝子繊維などのミネラルを添加して剛性などを高めた樹脂の成形品でも実施は可能である。この成形品には、塗装、鍍金などの各種表面処理を行う事も可能である。

【0083】

ＰＣ系樹脂の中でＰＣを主成分とするポリマーアロイ、ポリマーブレンドはＰＣ／ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)、ＰＣ／ＰＢＴ(ポリブチレンテレフタレート)、ＰＣ／ＡＢＳ(ブタジエンにアクリル・ニトリルとスチレンとをグラフト共重合させたアクリル・ニトリル・スチレン・グラフト三元共重合体と、ＡＳ(アクリル・ニトリルとスチレンとの共重合体)}、ＰＣ／ＡＥＳ、ＰＣ／ＡＡＳ、ＰＣ／ＡＳＡ、ＰＣ／ＰＳ(ポリスチレン)、ＰＣ／ＰＰ(ポリプロピレン、ポリメチル化ビニル)、ＰＣ／ＰＥ(ポリエチレン、ポリ水素化ビニル)、ＰＣ／塩化ビニル(ポリ塩化ビニル、ＰＶＣ)、ＰＣ／ＰＰＯなどの発泡成形では、起泡核剤の選定を誤ると本来のＰＣの物性が発揮されない。
ＰＣ系樹脂の発泡成形に有用な発泡剤は水であるが、ＰＣを主成分としたポリマーアロイ、ポリマーブレンドでＰＥＴ、ＰＢＴを含む場合はＰＥＴなどのエステル系樹脂は分解し物性が著しく下がる。ポリアミド(ＰＡ)の場合は加水分解は殆どしない。

【0084】

「相溶性」とは、熱可塑性樹脂の場合に其々の樹脂が加熱溶融の段階で分子レベルで混ざり合う性質を言い、例えばＡＢＳに対しての、ＡＳは相溶性がある、ＰＰＯ(ポリフェニレンオキサイド)、ＰＰＥ(ポリフェニレンエーテル)にはＰＳ(ポリスチレン)、ＨＩＰＳ(ハイインパクトポリスチレン)が相溶する。本発明でＰＰＯとＰＰＥとは同物質として取り扱い、「ＰＰＯ」とする。ＨＩＰＳ又は／及びＰＳ、その他ＰＰ、ＡＢＳ、ＰＡを用いて変性、変成(混ぜ合わせてブレンドポリマー、ポリマーアロイとした。)ＰＰＯを変成－ＰＰＯ、変性－ＰＰＯ、ｍ－ＰＰＯと言う。

【0085】

「相容性」とは、相溶せず一方の樹脂中に他方の樹脂が分散し、海島構造、又はその他の構造を示す場合で、例えばＡＢＳ中のＢゴム{ブタジエンゴムにアクリロ・ニトリル(シアン化ビニル)とスチレン(フェニル化ビニル)とをグラフト共重合させた重合体(高分子)}はＡＳに対して相容性を示す。相溶、相容する場合は物性低下はない、或いは少ない。

【0086】

{相容(溶)化剤}
ＰＣを主成分とするＰＣ／ＰＥＴ、ＰＣ／ＰＢＴ、ＰＣ／ＡＳ、ＰＣ／ＡＢＳ、ＰＣ／ＰＳ、ＰＣ／ＨＩＰＳなどのポリマーアロイ、ポリマーブレンドを製造する場合、必要に応じて相容(溶)化剤を使用する。これ等に使用する相容(溶)化剤を例示すると日本油脂などから販売されている。相容(溶)化剤の添加量が少ないと、十分に相容(溶)しないので樹脂の物理的な性質、化学的な性質が十分に発揮出来ない。多い場合は物性の低下が著しいので、添加量はＰＣの重量に対して物性への影響が少ない範囲内である事が望ましい。

【0087】

(塗装適正)
ＰＣ系樹脂成形品の場合内部応力(内部の歪)が大きいと、塗料の溶剤(シンナー)によってマイクロクラックが入りＰＣの高い衝撃強度が発揮されない。本発明の発泡成形では、射出成形の場合は保圧を使用しない押し切り(打ち切り)の成形であるので、内部応力の存在は少ない。このままで塗装を施しても高い保圧を掛(か)け、内部応力の大きい成形品よりクラック発生による物性低下は少ない。更に２時間程度アニールをして、内部応力を除去すれば更にマイクロクラックによる物性低下(割れなど)は軽減される。

【0088】

(ＰＣ系樹脂の発泡成形の実施の形態)
ＰＣ系樹脂の発泡成形を実施するに当たり後述の比較例１(使用した発泡剤は炭酸水素ナトリウム)、比較例２(使用した発泡剤はＡＤＣＡ)、比較例３(使用した発泡剤はエタノール)で明らかな様にＰＣの発泡成形では全くＰＣとしての特性(衝撃強度が高い事＝容易には割れない事)が発揮されない。然し実施例１に示した様に発泡剤を水(化学名は「酸化水素、一酸化二水素」、化学式は「Ｈ_２Ｏ」)を使用すればＰＣの物性低下は少ない事を確認した。

【0089】

(アウターＧＣＰ)
発泡剤に水を用いて、文献ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／０６２６１１の図１と図４、図５記載の液体の注入装置、加熱筒に設けた注入口で射出成形機加熱筒内に水を注入し発泡成形を実施した。発泡成形品の表面は発泡剤の水に起因するスワール・マークが発生する。文献ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／０６２６１１の図２０、乃至(ないし、から、カラ。～)図２２のノズルと、図２３、図２５記載のＧＣＰ用にシールがなされたシール金型、図２４記載のＧＣＰ装置を用いて、１.４ＭＰａのエアーを用いＧＣＰを行ったところ、表面のスワール・マークはなく綺麗で、平滑なスキン層を持ち、内部は微細な発泡層を持つ発泡成形品の生産が可能な事を確認した。

【0090】

(アンダーカットの処理)
成形品には図１７、図１８に示す様にアンダーカット(でっぱり部)形状を持つ場合は、スライド・コア(外側スライド・コア方式)、傾斜コア方式(傾斜ピン)、油圧、空圧、ラックアンドピニオン、ボールねじ(ネジ)などを用いた機械式のスライドを使用する。
図１７は符番５７がアンダーカット部分、符番５８の矢印がスライド方向である。この場合はアンギュラ・ピンを用い、金型の開閉とスライドの開閉とを連動させる事でアンダーカットの処理(アンダーカット形状を持つ成形品の加工)は可能である。スライドの移動量はアンギュラピンの角度のよって決まるので、スライドが下がり過ぎない様に止めるスライド・ストッパーなどの部品を新たに設ける場合もある。
符番５７で示すアンダーカット部(図１７では穴としている。)が長い場合は油圧などを用いたスライド・コアを用いる。符番５５は製品の断面(キャビティの断面)を示し、６１は金型のＰＬ(パーティング面、パーティング部分、可動側の金型と固定側の金型とが合わさる面、固定側の金型と可動側の金型とが合わさり画定される空間が「キャビティ」である。)である。

【0091】

図１８の場合の符番５９のアンダーカットの処理は傾斜コア方式が主である。尚符番６０はスライドの方向を示している。符番５６は製品の断面を示し、符番６１は金型のＰＬである。

【0092】

(シール金型)
先に本発明で用いる発泡成形で表面に発生するスワール・マークをなくし表面が平滑な発泡成形品を得る有効な手段であるＧＣＰの為のシール金型の構造を説明する。金型をシールする手段は、シール金型の構造は、エジェクター機構をスペーサーブロックで囲い込むタイプ(金型構造)と、エジェクターピン其々をＬ字形状の、Ｕ字形状の加重式Ｏリング、Ｕ字(凹)形状のＯリングでシールするタイプ(金型構造)の２通りがある。
図１９スペーサーブロック(符番７４)を日本語のカタカナの「ロ」字の様な一体の構造にして、中にエジェクター機構を収めてシールする仕様でエジェクター・ボックスを用いたシール金型の構造である。符番６２はスプール・ブッシュで、符番６４のＯリングでシールされている。符番６３は固定(キャビ)側の取付板で、固定側の型板(符番１０４)との間にはＯリング６５が組み込まれシールされている。符番８９キャビティを形成するは固定側の入子、符番６１はＰＬで、ＰＬには符番６９のＯリングが配置(設けられて)されている。符番５５、符番５６は溶融樹脂が充填されるキャビティである。符番７０は可動(コア)側の型板で、符番９２の入子が組み込まれている。入子はボルト(図示せず。)などで固定されている。符番９２の入子の隙間(合わさった面)からもキャビティ内の圧気の加圧流体の入りと出は行われる。符番８７は受板(受け板)である。符番７２は可動側の型板(符番７０)と符番８７との間をシールするＯリング、符番７３は符番８７と符番７４(エジェクター機構を囲い込みシールする為に日本語カタカナの「ロ」字の形の加工したスペーサーブロック)との隙間をシールするＯリング、これによって符番７５のエジェクター・ボックス構造(シール目的でエジェクター機構を空間でを囲い込んだ金型構造)が出来上がる。エジェクターピンは、エジェクター・ボックスによってシールされているので、符番６７のエジェクターピン其々のシールは必要ない。符番７６はエジェクターピンを固定するエジェクター・プレート(上)で、符番７７はエジェクターピンを固定するエジェクター・プレート(下)である。符番８０は可動側の取付板、符番７９は符番８０と符番７４との隙間に設けられたＯリングである。符番８２はエジェクター・ロットの穴で、金型が閉じられエジェクター・プレートがリターンピン(図示せず。)などによって後退した時にシールする様に符番７７の底には符番８１で示すＯリングが組み込まれている。

【0093】

符番６４、符番６５、符番６９、符番７２、符番７３、符番７９、符番８１のＯリングは市販の物でその材質はＮＢＲ(ニトリル・ブタジエン・ラバー)、シリコンゴム、ウレタンゴムなどを用いる。これ等Ｏリングは溝を掘り(ほり、彫り)溝の中にはめ込んで使用するが、符番６９と符番８１とのＯリングは金型の開の時、成形品押出しの時にＯリングを固定している面が離れ、結果Ｏリングが溝から出てしまう危険性があるので、発明者は符番６９、符番８１の溝はテーパーエンドミルを用いて蟻溝(断面で上の方が底より狭くなっている形状)として、プレート(板)が離れてもＯリングが溝から離れない様に工夫した。

【0094】

次に金型内を圧気{主には大気以上に圧縮したエアーを用いるが、場合によっては窒素ガス、炭酸ガス、或いはこれ等を混合した気体などを用いる。}する為の気体回路を説明する。符番８８は固定側の入子の底に圧気(ガス、広義の加圧流体)を入れ、固定側の入子(符番８９)と符番１０４(固定側の型板)の隙間(図示せず。)からキャビティ５５、５６内を圧気する回路で発明者はこれをＬ_３(固定側からのキャビティ内への圧気)と称している。キャビティ内に発泡性樹脂、又は非発泡性樹脂の充填の途中、充填完了後、充填完了してから一定時間経過した後、同じ回路を通じて金型内の圧気は大気中に排気される。符番６６の矢印は金型内の圧気流れを示す矢印で、同じ回路で金型内の圧気と排気とが行われる事を示す為に、始め(始点)と終わり(終点)とが共に矢印として図示した。符番９０はＰＬからキャビティ５５、符番５６を圧気する回路で、符番９１は加圧流体(例えば気体)の流れ方向を示している。符番９０、符番９１をＬ_２と称しＰＬからのキャビティへの圧気し、排気する加圧流体(例えば気体)回路である。符番９５は符番７４に穴を開け、符番７５のエジェクター・ボックス内を圧気し、排気する圧気流体(気体)回路である。符番９６はエジェクター・ボックス内の圧気流体(気体)の流れを示す矢印(Ｌ_３と同じく始点、終点も矢印で表示している。)である。エジェクター・ボックス内を圧気するとエジェクター・ボックス内の例えば気体(圧気)はエジェクターピンの隙間、入子の隙間を通じてキャビティ(符番５５、符番５６)内を圧気する、本発明ではこれをＬ_１と称する。溶融樹脂の充填後にエジェクター・ボックス内を排気すると、エジェクター・ボックス内の圧力が下がり、結果キャビティ内の圧力が下がる。

【0095】

エジェクター・ボックス構造はシールの手段は簡単で、シール効果も高いが、エジェクター・ボックスはキャビティに比べて体積が大きく、エジェクター・ボックス構造でシールした金型を圧気するには多量の圧気の為のエアーを必要とし、然も圧気に時間が掛かるので、圧気に掛かるエアー費用、圧気に掛かる時間が余分で、結果成形サイクルが長くなるなどの経済的問題がある。

【0096】

図２０は図１９の課題を解決するエジェクターピンをシールする手段を説明する。図１９と、図２０との違(異、ちがい)いは符番７４は「ロ」字形状でエジェクター機構を囲い込んでいるが、エジェクターピンを符番１０３の加重式Ｏリングでシールするので符番１０５のスペーサーブロックは通常の形状の物で構わない。結果符番７９、符番８１のＯリングが必要はない。符番９３は可動側入子の底、エジェクターピンの隙間を通じてキャビティ５５,５６を圧気する。符番９４は圧気、排気の流体(気体)の流れを示す矢印で、図１９のＬ_１に相当する。符番１０１は符番１０３をはめ込み固定するシールプレートである。シールプレート１０１に直接溝を掘り込み符番１０３を埋め込んでも、符番１０３を埋め込む為に入子にして良い。図２４で示す傾斜ピンのシールは符番１０３の加重式Ｏリングを傾斜ピンと軸心を合わせ平行に設けなければならないので、入子にする方が良い。符番１０２は受板８７とシールプレート１０１との隙間に組み込まれたＯリングである。可動側は大きく異なるが、ＰＬと固定側のシールなどは図１９と、図２０との違いは大きくはない。

【0097】

図２１は図１７で示す符番５７のアンダーカット形状をスライド・コアで処理する際の金型構造を示している。符番６９はＰＬのＯリングで、符番９７のガイドピン、又はガイドポストで符番６９の外に設ける。符番９８は符番５５,符番５６内を圧気する為にＰＬに設けられた流体(気体)の回路、符番１８４は符番９０Ｌ_２の圧気回路の圧気を吹き出す口で、図２２で示す様に符番９８と繋がり符番９０とも繋がっている。符番９９は符番９８の圧気と排気との流れを示す矢印である。符番６８はスライド・コア、符番７８はアンギュラピンが入り込む穴である。符番６８のスライド・コアは必ず符番６９のＰＬのＯリング内に収めなければシール出来ない。スライドの合わせ面(スライドのＰＬ面)にも符番６９同様に製品形状の外側をＯリングでシール(図示せず)をする必要がある。図２１は図１９、図２０のキャビティを正面から覗き込んだ図である。

【0098】

図２２は図１９、図２０のキャビティの断面の図で、符番１８４はＬ_２回路、符番９８は金型のＰＬに設けたＬ_２の流体(気体)回路(溝)で断面の形状は、発明者は例えば巾(幅、はば、ハバ)は５ｍｍから１０ｍｍ程度、深さは１ｍｍから３ｍｍ程度としている。符番１００はベントで、キャビティの５５,５６へ圧気をする、そして排気をする回路で、全周に設けるのではなく、櫛型の様に一定の間隔{２０ｍｍから５０ｍｍのピッチ間隔)}を取って設ける。巾は５ｍｍから１０ｍｍ程度、深さは溶融樹脂によって変わるが、ＰＰの様に流動性の高い樹脂はバリ発生の危険性を鑑み０.０３ｍｍ程度、ＡＢＳでは０.０５ｍｍ～０.１ｍｍ程度、変性ＰＰＯ、ＰＣなどは流動性が大きくないのでバリ発生の危険性が少なく０.１ｍｍ以上でも構わない。

【0099】

図２３は符番５９のアンダーカットを処理する手段(型構造)を示している。この様な形状の場合は傾斜コアを用いる。符番１０７が傾斜コアである。符番７０の可動側型板を含む可動側が後退、符番６１のＰＬが開かれる。成形機に設けられたエジェクター・ロット(図示せず。)が押される事で符番７７、符番７８によって構成されているエジェクター・プレート(突出板)が前に押されると、符番７０のエジェクターピン、符番１０８のシャフトも矢印(符番１０９、符番１１０)の様に押し出される。結果符番５６内に充填された樹脂(冷却・固化が完了した成形品。)は押し出される。符番１０７の傾斜コアは符番１１１の矢印の方向(図２３では金型の開閉方向とは直角方向、)に動く。傾斜コア１０７に対して成形品は符番１１２の様に動いた事になり、符番５９のアンダーカットは金型から抜けるので成形品は取り出せる。
図２３は荷重式Ｏリング１０３、１０６はキャビティに向かって配置されているが、反対方向にすれば、キャビティ内を真空(大気圧以下の減圧にする意味)にして成形をする金型構造にする事が出来る。

【0100】

図２４は傾斜コアが複数本あって、其々が近くで交差(クロス)している場合加重式Ｏリングが１枚のシールプレートだけで十分シールするのが困難な場合、シールプレートを複数枚(図２４では符番１０１と符番１１６の２枚使用を図示している。)を使用する事でシールが可能になる。

【0101】

アウターＧＣＰに於いて金型(キャビティ、成形空間)内を「加圧する。」、「圧気する。」。「ＧＣＰ加圧する」、「ＧＣＰ圧気する。」、「ＧＣＰを掛ける。」などは溶融樹脂の充填の前に金型内の圧力を予め気体を用いて高めて於(お)く事と同義語である。又「排気する。」。「ＧＣＰ排気する」などは溶融樹脂の充填の途中、充填完了後に金型内を加圧した気体を大気中に排気し、金型内の圧力を下げ、発泡をさせる事と同義語である。真空引きをする事もある。

【0102】

(中空成形)
エジェクターピン(図２７)とエジェクター・スリーブ・ピン(図２８)からなる加圧流体注入ピン(図２９)を用いて非発泡性樹脂の中空成形を行う場合の問題点は、成形品内の加圧流体の排気の速度である。注入は元々高い圧力で、キャビティ内の溶融樹脂の中に入れるので、注入の圧力は一定、注入速度はそれ程問題にはならない。排気の場合は図２７、図２８、図２９に示す様に狭い隙間(０.０１ｍｍ～０.０８ｍｍ程度)を通じて符番１２２に中空部内の加圧流体を排気しなくてはならず、排気が進むと成形品内の中空部の圧力が下がり排気しにくくなり、排気速度が遅くなる。中空部内の加圧流体の排気が十分に、完全に行われず金型を開くと中空部内部の残圧によって成形品の膨れ、バーストのトラブルになる。この問題を図２５は符番１１７と符番１１８からなるエジェクター・プレート(Ｂ)を配置した金型を使用する。樹脂の充填の前に段付きのエジェクター・ロットによってエジェクター・プレート(Ｂ)は前進をさせて於いて非発泡性樹脂、発泡性樹脂を充填させる。樹脂の充填の途中、充填完了後に符番１２１から加圧流体を入れ、符番１２０(図２７と図２８とで組み上げた、)に加圧流体注入ピンを通じて成形品内を中空にする。中空後に中空成形装置の排気弁を開き中空内に入れた加圧流体を排気し、圧力が下がった事を見計らいエジェクター・プレート(Ｂ)を後退{;エジェクター・ロットを下げる事で可能。エジェクター・プレート(Ｂ)にはバネ、ガス・スプリングなどは仕込まれ、エジェクター・ロットを下げれば、前記バネなどの力でエジェクター・プレート(Ｂ)は強制的に下がる仕組みになっている。}させ、加圧流体注入ピン１２０先端部が成形品の加圧流体注入ピン先端部を囲う符番１２３のボス(加圧流体を溶融樹脂内に導く事が目的で設けてある。)から離れ、空間が出来るので、一気に排気される。図２５で符番６７エジェクターピンはエジェクター・プレート(Ｂ)を貫いている。

【0103】

発泡性樹脂を用いて発泡倍率の高い発泡成形品、樹脂の剛性が低い熱可塑性エラストマーの場合に有効な手段である。２倍、３倍、５倍など、更にはそれ以上の高い発泡倍率の発泡成形を成形する場合、液体、気体、固体の発泡剤(単独でも或いは複合使用でも構わない。)を用いて発泡性を付与した発泡性樹脂をキャビティ内に充填して、内部を中空とする。中空部に圧力を加えたままでモールド・バック、コア・バックさせ中空部の加圧流体を排気して、加圧流体加圧ピンを後退{エジェクター・プレート(Ｂ)を後退させる。}させると中空部内の圧力が一気に下がり内部に向かって発泡が始まる。
図１１、図１２の様にモールド・バックの場合の発泡倍率は２倍程度でないとバリ発生の危険性がある。図１３、図１４に示すコア・バックの場合はバリ発生の危険性はない。尚アウターＧＣＰを使用しても良い。

【0104】

(中空成形での膨れ、バーストなど不具合の回避の手段)
キャビティへの溶融樹脂の充填が開始(射出開始信号が出力)され、充填の途中、又は充填完了後直ぐに、或いは予め定められた遅延時間の経過後に、中空成形装置の注入弁を開けて、溶融樹脂内の中空を開始にする。予め定められた注入弁を開ける時間(本発明では「注入時間」と言う。)完了後に中空内に加圧流体を閉じ込める。これを本発明では「保持時間」と言う。保持時間完了後に中空成形装置の排気弁を開け中空部内の加圧流体を大気中に排気する。別に設けた排気開始をスタート(トリガー)としたタイマーのタイムアップ後にエジェクター・プレート(Ｂ)を後退させ中空内の加圧流体に起因する膨れ・バーストが発生しないまで下げた後、冷却・固化の完了後に金型を開けて成形品を取り出す。図２５の金型は、ＧＣＰ仕様のシール金型を示しているが、非発泡性樹脂を用いた中空成形の場合はシールの必要はなく、図３６に示す様にＰＬなどをシールする必要はない。勿論図２５の金型を用いてＧＣＰを用いないなら、金型の機能は図３６と変わらない。

【0105】

(圧空成形)
モールド・バック、コア・バックをするとその段階で金型から離れ型再現性が低下するので内部から加圧(中空成形にして、)し金型に十分に密着させた状態でモールド・バック、コア・バックをさせる。それとは別に溶融樹脂と金型との隙間に加圧流体を入れて加圧流体の圧力で流体加圧面の反対面に加圧しながらモールド・バック、コア・バックさせる手段を用いても型再現性の高い非発泡性樹脂を用いた、或いは発泡性樹脂を用いた成形品が得られる。尚中空成形と圧空成形とを併用しても構わない。この場合に中空成形を形成させる加圧流体の圧力(本発明では「Ｈ圧力」と言う。)と、圧空成形を実施する加圧流体の圧力(本発明では「Ｐ圧力」と言う。)とがＰ圧力＞Ｈ圧力の場合と、Ｐ圧力＝Ｈ圧力の場合と、Ｐ圧力＜Ｈ圧力の場合とがあり、其々の場合で中空部形成の大きさが変わる。この中空成形と圧空成形とを併用すると中空成形だけでは難しかったＰＰの中空成形品での中空部の大きさの制御(コントロール)が可能となる。

【0106】

(圧空成形の金型構造)
図２６に圧空成形に用いる金型構造を示した。符番１２５は加圧流体加圧ピン(図３２)でエジェクターピン(図３０)とエジェクター・スリーブ(図３１)の追加工で作られる。加圧流体加圧ピンは使用する圧力が高いので、エジェクターの間に設け、加圧流体を入れるとエジェクターの強度、エジェクター・プレートを組み上げているボルトの強度が持たない事が想定されるので、発明者は符番８０の可動側取付板に符番１３３に板を設け、成形機のダイプレート(図示せず。)とスペーサーブロック１０５とで押さえ込んで十分な強度で固定、加圧流体の圧力を受圧しても耐えられる構造にした。符番１２７は荷重式Ｏリングで符番１２５と符番１２７との隙間をシールしている。符番１２８は符番１２７を設置(固定)する為のシールプレートで必要に応じて符番８７と符番１０１の間に符番１０２のＯリングを設ける。符番１２９エジェクター・プレート(上)と符番１３０エジェクター・プレート(下)に符番１２６(これもエジェクター・スリーブの追加工品である。)を収める。符番１２９と符番１３０とからなるエジェクター・プレート(Ｃ)は、符番１３０の矢印で示す様にエジェクター・ロットによって動く。樹脂の充填前にエジェクター・プレート(Ｃ)は前進した状態で、符番５５，５６内に樹脂が充填され充填完了後直ぐに、或いは少し遅延をしてエジェクター・プレート(Ｃ)を後退させると、符番１２６も後退し、符番１３５に小さな空間が作られる。この空間に符番１３２から加圧流体を入れ、加圧流体は符番１２５の外筒と芯体(内芯)との隙間を通り符番１３５達し、樹脂と金型との隙間に入り込み樹脂を加圧流体の圧力で加圧する。エジェクター・プレート(Ｃ)を後退させるのは上述した様に空間を作り圧力を分散させ樹脂の中に張り込んで中空とならない工夫である。圧空成形で中空とならなければこの機構設けなくても良い。図示していないが、符番１３５の先端部に、必要に応じてはその周りにも、更に圧空を行う面にシボ加工を施す事で、中空とならずに樹脂と金型との隙間に入り込んでシボによって楔効果を発揮させる工夫もされている。
圧空成形に用いる加圧流体の装置は中空成形の物を流用可能(元々同じ装置で中空成形と、圧空成形とが実施出来る。この装置を金型ではなく加熱筒の圧縮ゾーンに加圧(圧力は加熱筒内の溶融樹脂の圧力より高くして、)した窒素ガス、炭酸ガスを入れればミューセル(商品名？)、ＡＭＯＴＥＣ{アモテック(商品名？)}の実施も容易、この場合のプログラムも成形機のＰＬＣに書き込んで於けば良い。)である。

【0107】

(モールド・バック、コア・バック、アウターＧＣＰ、インナーＧＣＰ)
本発明では図２６のシール金型を用い予め金型内を与圧するＧＣＰを正確にはアウターＧＣＰと称し、発泡性樹脂を用いた中空成形をインナー・ＧＣＰと称する。インナーＧＣＰを用いると、コア・バック(モールド・バックではバリの問題、中に入れた加圧流体の外部への漏れ出しも問題などで実施は難しい。)を行う事で、キャビティの拡張を大きく出来て、モールド・バックより更に発泡倍率の高い発泡成形品が得られる。
インナーＧＣＰを用いてのモールド・バック、コア・バックを行う場合は前記溶融樹脂の中に加圧流体の注入開始と同時に、或いは注入が開始され時間経過した後、或いは注入弁が閉じられ、中空成形(この場合はインナーＧＣＰの事)のプログラムが保持時間となった時、或いは保持時間の途中、或いは保持時間が完了し排気弁が開き排気が開始された時の何れかのタイミングでモールド・バック、コア・バックを開始する。

【0108】

(ＧＣＰ)
前記中空成形とモールド・バック、コア・バックとにＧＣＰのプログラムを行う事で表面にスワール・マークがない表面が綺麗で、平滑な発泡倍率の大きな発泡成形品が作れる。ＧＣＰは金型が閉じられた事をＧＣＰ装置に指令を発し金型(図２５などで示したシール金型で、キャビティを含む金型全体を、)内を与圧する。与圧された状態で、発泡性を付与した発泡性樹脂をキャビティ内へ充填させる。充填の途中、或いは充填完了直後、充填完了後にＧＣＰ装置の圧気弁を閉じ、排気弁を開けて金型内の圧気を排気する。

【0109】

前記中空成形と、圧空成形と、モールド・バック、コア・バックとＧＣＰとの装置を動かす成形のプログラムは別にコントローラー(ＰＬＣが組み込まれている。)を設けて、成形機からコントローラーに指令をする信号を取り出しコントローラーに指令する。又コントローラーから成形機への信号を出力するなど互いの交換(互いの信号で動作する事の意味。)するのが一般的であるが、元々成形機はＰＬＣ(シーケンサー)を持っているのでそのＰＬＣの中でこれ等中空成形と、圧空成形と、ＧＣＰと、モールド・バックと、コア・バック及び液体の発泡剤を用いる場合は液体の注入装置へ計量開始の信号を送り加熱筒内への注入の開始、注入時間のタイムアップによる液体注入の中止、或いは計量完了による液体注入の中止、予め計量中に液体注入の位置を設定、その位置をスクリューが通過すれば液体注入の開始、予め設定した液体注入停止の位置をスクリューが通過すれば液体の注入を停止するなどのプログラムを書き込んで於けば厄介な信号の取り出し、外部のコントローラーなどと行う必要はない。
ホッパー内窒素封止(ホッパー内へ窒素ガスを入れ変色、焼けなどを防止する手段。)でも計量開始でホッパー内へ窒素ガスの注入を開始、計量停止で窒素ガスを停止するなどのプログラムを書き込んでも良い。成形機の画面上のスイッチの切り替えでホッパー内へ連続をして窒素ガスを入れても良い。計量開始で窒素封止開始、計量完了で窒素ガス封止などと計量と関係させて断続的な注入を行う事もある。

【0110】

本発明で説明した加圧された気体、加圧された液体に例示される加圧流体を用いた成形法は、ＧＣＰ装置、中空成形装置、圧空成形装置、液体の注入機などを制御する場合、成形機の制御パネル内のＰＬＣ(シーケンサー)に其々のプログラムを書き込み其々の装置を動かす場合と、これ等の装置を動かす目的で別に外部に設置したコントローラーの中のＰＬＣにプログラムを書き込み成形機の間で信号の交換を行い、これ等装置を動かす場合とがある。以下其々の場合を詳細に説明する。

【0111】

(液体の、必要に応じて気体の注入)
(成形機のＰＬＣに書き込む場合)
気体、又は／及び液体を加熱筒内に注入して可塑化の段階の溶融樹脂に発泡性を付与させる為に成形機のソフトを説明する。初めに成形機のＰＬＣのソフトに書き込むプログラムは、計量が開始され、０秒から一定に時間を経過した段階(遅延時間は任意に設定可能とする。)で外部に設けらえた液体、又は／及び気体の注入装置(図３５)の弁(符番１６１)を開け成形機加熱筒内の圧縮ゾーンの例えば初めの場所に注入される。液体は加熱筒の温度、溶融樹脂の温度で気化し、計量中の背圧、加熱筒内の溶融樹脂に掛かる圧力で加熱筒内の溶融された溶融樹脂内に加圧溶解、微分散される。気体(窒素ガス、炭酸ガスなど)はそのままで溶融樹脂内に加圧溶解、微分散される。

【0112】

注入の停止は、予め設定した任意に位置をスクリューが通過した事で注入を停止する。或いは予め注入を開始するスタートの時間を定め、注入の開始をゼロスタートとして、タイムアップ(終了)すれば注入を停止する。
注入の量は一定でも良いが、スクリューの回転数が変化すれば、当然可塑化される樹脂の量が変わるので、必要に応じて注入量(プランジャー・ポンプの吐出量)はスクリューの回転数と同期させる場合もある。

【0113】

(外部のコントローラーの場合)
成形機のＰＬＣに気体、又は／及び液体を注入するプログラムを書き込まず、外部コントローラーを用いて実施する場合成形機とコントローラーとの信号を交換する。射出成形機は計量を開始した事を外部のコントローラーに信号を送信する。信号を受けたコントローラーは予め０秒から一定の遅延時間を任意に設定し、タイムアップのよって気体、又は／及び液体を加熱筒内へ注入を開始する。停止は成形機で任意に設定された停止位置をスクリューが通過した時点で、コントローラーへ信号を出力、その信号を受けてコントローラーは気体、又は／及び液体注入を停止する。この停止信号でプログラムはリセットされる。

【0114】

時間制御による注入の制御は注入開始の信号を受けたコントローラーは任意に設定可能なタイマーを持ち、任意の注入時間を設定し、注入時間のタイムアップ後に注入を停止する。
スクリューの回転数との同期はスクリューの回転数を連続信号としてコントローラーに出力し、その信号を受けてコントローラーは気体、又は／及び液体の注入装置を制御し注入量を変化させる。

【0115】

注入量の制御は液体の場合は、非圧縮性の物質(圧力による体積の変化量は少ない。)プランジャー・ポンプのピストンを押す速度、例えばラックピニオン機構のモーター、サーボモーターの回転数などを変化させれば容易に可能、気体の場合は圧縮性物質(圧力による体積の変化量は大きい。)なので自動開閉可能なニードル弁などを用いて注入量を制御する。注入機を複数使用する場合もあり成形機からの信号の出力と入力とを受ける事が出来る様に、コントローラーは注入機の台数分プログラムを設置する。

【0116】

(ＧＣＰでの圧気)
(成形機のＰＬＣに書き込む場合)
図３４はＧＣＰ措置の概要を示す模式図である。符番１５１が圧気弁、符番１５４が排気弁である。成形機にＧＣＰのプログラムを書きこむ場合は型締め完了信号を受けて０秒から任意に設定した時間経過後に符番１５１を開けシール金型内を大気圧以上の圧力で圧気(与圧)する。金型内を圧気する時間は任意に設定したタイマーを用い、タイムアップ後に成形機はキャビティ内に発泡性樹脂、又は非発泡性樹脂の充填を開始する。金型内の圧気の圧力センサーを用いて測定し、予め設定した圧力に達すれば充填を開始する場合もある。

【0117】

(ＧＣＰでの圧気)
(外部のコントローラーの場合)
成形機のＰＬＣにはＧＣＰのプログラムを書き込まず、外部コントローラーを用いて図３４に示すＧＣＰ装置を制御する場合、成形機は型締め完了信号を外部コントローラーに出力する。この信号を受けてコントローラーは、ＧＣＰ装置に符番１５１を開け金型内を圧気させる。コントローラーに予め定めた金型内の圧気時間のタイムアップ後にコントローラーは成形機へ射出開始の信号を出力し、この信号を受けて成形機はキャビティ内に溶融樹脂の充填を開始する。又は金型に設けた圧気の圧力を監視する圧力センサーが、予め設定した圧力に達した事をコントローラーが確認させればコントローラーは成形機に射出開始の信号を出力、その信号を受けて成形機は充填を開始する場合もある。

【0118】

(ＧＣＰの排気)
(成形機のＰＬＣに書き込む場合)
金型内の圧気は充填の途中(スクリューの任意位置で、)、又は充填完了後、充填完了後に一定時間経過した後に排気する其々の場合がある。成形機の場合はＰＬＣにスクリュー位置、又は０秒から任意に設定した時間経過後に排気弁１５４を開け金型内の圧気を排気する。

【0119】

(ＧＣＰの排気)
(外部のコントローラーの場合)
成形機内のＰＬＣではなく、別に外部コントローラーで排気する場合、成形機からはコントローラーに排気信号を出力する。充填途中の排気は任意に設定した位置をスクリューが通過した時にコントローラーに排気の信号を出力、射出完了後の排気の場合は射出完了(一時圧完了、又は二次圧完了)信号を出力する。この信号を受けてコントローラーは内部のタイマーが起動させ、０秒から任意に設定した時間経過後に排気弁１５４を開け排気する。

【0120】

{モールド・バック、コア・バック(金型後退)}
(成形機のＰＬＣに書き込む場合)
圧気の排気開始、排気途中、排気完了後０秒から任意に設定した時間経過後の何れかで金型(主には可動側の金型)を任意に設定した距離だけ後退させ発泡倍率を高める。成形機のＰＬＣを用いる場合は、選択した排気開始、排気途中、排気完了後０秒から任意に設定した時間経過後の何れかで実施する。圧力で動作を行う場合は、金型の設けた圧力計が予め設定した圧力(設定した排気圧に、)に達した時に金型後退を開始する。

【0121】

{モールド・バック、コア・バック(金型後退)}
(外部のコントローラーを用いた場合)
外部のコントローラーを用いた場合は、排気開始させれば直ぐに成形機へ金型後退の信号を出力、金型後退させる(排気開始と同時に金型後退)。又は排気開始からタイマーがスタートし、タイマーがタイムアップすれば成形機へ金型後退の信号を出力、金型後退させる(排気途中の金型後退)。コントローラーの排気開始からタイマーがスタートし、排気が十分完了すれば成形機へ金型後退の信号を出力、金型後退させる(排気完了後の金型後退)場合がある。コントローラーにタイマーを持たせずに成形機ＰＬＣにタイマーを持たせる事も想定出来る。この場合は排気タイマーの開始の信号を出力する。圧力をモニターして金型後退させるには設定した圧力まで圧気が下がった時に成形機へ金型後退の信号を成形機に出力、その信号を受けて０秒から任意に設定した時間経過後に金型後退させる。

【0122】

前記ＧＣＰ装置を制御するプログラムは１台の場合を例示したが、複数台(Ｌ_１、Ｌ_２、Ｌ_３:Ｌ_１＝可動側の入子の下の空間、又はエジェクター・ボックスなどの空間、Ｌ_２＝キャビティ、Ｌ_３＝固定側の入子の下の空間)用いる場合はその台数分だけ成形機のＰＬＣの場合も、コントローラーの場合も金型内の圧気と排気とのプログラムを準備する。１台のＧＣＰ装置でＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３を排気する場合もある。圧力計を用いて圧気、排気を行う場合は主にキャビティの圧力とするがそれ以外でも構わない。尚金型後退はキャビティの体積を増し、発泡倍率を上げる手段である。

【0123】

(中空成形での加圧流体注入と、保持と、排気)
(成形機のＰＬＣに書き込む場合)
中空成形(インナーＧＣＰも含む。)は図３５に示す図の装置を用いてキャビティへ発泡性樹脂、又は非発泡性の樹脂の充填途中、又は充填完了後に、例えば符番１２０の加圧流体注入ピンを用いてキャビティ内の溶融樹脂の中に大気圧以上の圧力の気体(使用する例えば空気、窒素ガス、炭酸ガスなど)を入れて内部を中空とする成形法、高圧(大なる圧力)に加圧された液体(加温水など)を入れて内部を中空とする成形法である。成形機のＰＬＣに書き込む中空成形のプログラムは予め任意に設定した位置をスクリューが通過した時に符番１６１加圧流体注入弁を開け加圧流体注入する場合(充填途中の加圧流体注入、充填中の加圧流体注入)と、充填完了直ぐに、又は０秒から任意に設定した時間経過後に加圧流体注入する場合(充填完了後の加圧流体注入)とがある。注入の圧力は符番１６５のレギュレーターを用いて設定する。注入は任意に時間設定(「注入時間」と言う。)をする。注入時間完了後注入弁１６１は閉じ、金型内へ加圧流体を閉じ込める時間(「保持時間」と言う。)を任意に設定する。保持時間完了後に排気弁１６３を開け中空内の加圧流体を大気中に排気する。中空成形で加圧流体の圧力を変動させる事は少ないが、例えば初めに高圧で注入し、一旦注入の加圧流体の圧力を下げ、再び上げるなど注入する加圧流体圧力のプロファイルを描かせる場合は注入する加圧流体の圧力を測定し、その圧力を成形機のＰＬＣにフィードバックして、符番１６５を自動圧力調整が可能なニードル式のレギュレーター(圧力調整弁)を用い注入圧力のコントロールをする。

【0124】

符番１２０の後退は、大気放出の開始(タイマーのカウントがスタート)の時点、又はカウント開始から一定時間(この時間も任意に時間設定可能)経過した後、成形機は符番１１７、符番１１８からなるエジェクター・プレート(Ｂ)を後退させると、符番１２０も後退するので、中空部内の加圧流体は完全に排気され、残圧は残らず、金型を開けても膨れ、バーストの問題は解決する。尚次の樹脂の充填の前には必ず符番１２０は前進端にする必要がある。

【0125】

(中空成形での加圧流体注入と、保持と、排気)
(外部のコントローラーの場合)
外部コントローラーを用い、図３５装置を運転する場合は、この装置を制御するコントローラーを別に設け、成形機からは信号の出力、入力を行い、コントローラーとインタフェースを取って図３５の装置を動作させ中空成形をする。
加圧流体注入のタイミングは樹脂の充填の途中と、充填完了後であり、充填途中の場合は予め任意に定めた位置をスクリューが通過した時点で、成形機はコントローラーに加圧流体注入の指令の信号を出力する。コントローラーはこの信号を受けて符番１６１の注入弁を開け、溶融樹脂内に加圧流体の注入を開始する。加圧流体注入の時間はコントローラー内に設けたタイマーで設定され、タイムアップ後に符番１６１の弁は閉じられ、中空内へ加圧流体を閉じ込める。これを発明者は「保持時間」と称する。保持時間の長さは任意に設定可能なコントローラー内のＰＬＣに設けられたタイマーによって設定される。保持タイマーのタイムアップ後に符番１６３の弁を開け中空内部の加圧流体を大気中に排気する。排気する時間(「解放時間」、「排気時間」などと言う。)は前記ＰＬＣ内にタイマーを設け、任意に時間設定を可能とした。大気放出の開始(タイマーのカウントがスタート)の時点、又はカウント開始から一定時間(この時間も任意に時間設定可能)経過した後、又は大気放出のタイマーのカウントが終了した時点で成形機にエジェクター・プレート後退信号を送信し、その信号を受け成形機は符番１１７、符番１１８からなるエジェクター・プレート(Ｂ)を後退させると、符番１２０も後退するので、中空部内の加圧流体は完全に排気され、残圧は残らず、金型を開けても膨れ、バーストの問題は解決する。尚次の樹脂の充填の前には必ず符番１２０は前進端にする必要がある。

【0126】

(圧空成形)
(成形機のＰＬＣに書き込む場合)
中空成形は加圧流体をキャビティ内に充填された樹脂の中に注入する。圧空成形はキャビティ内に充填された溶融樹脂と金型との隙間に入れ込み加圧流体の圧力(力)で反対面への転写性向上を図る。
使用する装置は図３５を使用し、金型は図２６を使用する。加圧流体を噴出させる時期は中空成形と同様に充填の途中、充填完了後、充填完了後少し時間経過後の何れか{図３５の装置を複数用いる場合は台数分のプログラムを準備し其々最良の加圧の時期(タイミング)を設定する。}であり、その後の保持時間、排気時間の設定は中空成形と略同じプログラムである。

【0127】

圧空成形は金型温度を高くすると冷却・固化の速度が遅くなるので加圧流体による転写効果は高くなるが、この場合に加圧流体が樹脂と金型との隙間に入らず溶融樹脂の中(内)に入ってしまい中空成形となる事を避ける目的で、樹脂の充填の途中、充填完了後の加圧流体噴出前に符番１２６を後退(符番１２９と符番１３０からなるエジェクター・プレート(Ｃ)を後退させる。)させ、加圧流体噴出の部分に小空間を作り、その中に加圧流体を噴出させる場合がある。符番１２６後退の時期はキャビティ内に溶融樹脂が充填され、０秒から一定に時間を経過した段階(時間は任意に設定可能とする。)とする。この動作は成形機内のＰＬＣに書き込まれたプログラムによって動作する。

【0128】

(圧空成形)
(外部のコントローラーの場合)
圧空成形を成形機のＰＬＣにプログラムを書き込まず外部コントローラーを使用する場合は、前記中空成形の場合と略同様である。符番１２６の後退は、成形機からコントローラーへ後退の信号を発し、コントローラー内のタイマーが起動０秒から一定に時間を経過した後に後退させる。前記タイマーがタイムアップした後に符番１６１を開き圧空成形を開始する。圧空の時間を経過した後弁１６１は閉じ、一旦加圧流体を閉じ込め保持して、保持タイマーが完了すれば排気タイマーカウント開始と共に符番１６３の排気弁を開け加圧流体を大気中に放出する。加圧流体放出が完了(大気放出のタイムアップ完了)すればコントローラーは成形機に対して金型開の許可信号を送り、成形機はこの信号を受け、冷却時間の完了などの諸条件が整えば金型を開き成形品を取りだす。成形機は金型開の信号などをコントローラーに送りコントローラーのプログラムをリセットさせる。尚次の樹脂の充填の前には必ず符番１２６が前進端にする必要がある。

【0129】

(手動)
液体の注入、停止、１５１の弁の開、１５４の弁の開、１６１の弁の開、１６３の弁開など一連の動作は手動で行う必要があるので、成形機のＰＬＣに、及び外部のコントローラーを使用する場合には外部コントローラーに手動のスイッチを設ける。
外部のコントローラーを設ける場合、成形機のＰＬＣと外部コントローラーのＰＬＣとで信号の交換を行う必要があり、互いのプログラムが複雑になる。成形機のＰＬＣにこれ等液体に、必要に応じて気体も用いる事での注入、ＧＣＰ、中空成形、圧空成形などのプログラムを書き込んだ方が簡単に済み経済的である。更にこれ等のプログラムを複合動作として実施する場合は信号の交換が複雑なので、外部コントローラーを用いるより、成形機のＰＬＣを用いる事を推奨する。

【0130】

以下には比較例、実施例と実施形態を用いて説明をする。

【比較例１】

【0131】

直鎖状芳香族ＰＣ系樹脂{帝人化成(株)製、パンライト−Ｌ１２２５ＷＰ}、色はナチュラルカラー(透明)を予め８０℃で２時間の脱湿関乾燥を行ったペレットに、無機系の化学発泡剤の重曹{(炭酸水素ナトリウム、重炭酸曹達、ＮａＨＣＯ_３)は原末なので性状は白色の粉末}を０.７ｗｔ.％混ぜ合わせ、図１、図２に示す製品形状(天肉の板厚は２ｍｍ)金型を、東洋機械金属(株)製の１８０トン(Ｔｏｎ)の射出成形機で、ＧＣＰなしの発泡成形を行った。成形時の金型の表面温度は固定(キャビ)側、可動(コア)側ともに約４５℃、溶融樹脂温度は２６０℃である。保圧を用いずに射出成形機にスクリューは前進端の打ち切り、ややショート・モールド気味{形状の欠け(ショート・モールド、ショート・ショット)などはなし。}で射出成形加工して、発泡剤に重曹を用いた発泡成形品を得た。
得られた発泡成形品の表面はＧＣＰを実施していないのでスワール・マークが発生している。強度を確認する目的で、成形品を床に置き、上からゆっくりと体重が７５ｋｇの者が全体重を掛けて荷重した結果、本来のＰＣの強度は全くなく、海老煎餅の様に脆い事が確認され、重曹を発泡剤に用いたＰＣの発泡成形品は通常の使用に耐えない。ＰＣの発泡成形には、発泡剤の重曹は不向きである。

【比較例２】

【0132】

比較例２は前記比較例１に於いて用いた発泡剤の重曹を、有機系化学発泡剤のＡＤＣＡ(原末なので性状は黄色の粉末)に変更した。添加量は重曹の０.７ｗｔ.％の半分の０.３５ｗｔ.％とした。その他使用した金型、射出成形機、成形条件は同じである。得られた成形品を比較例１と同様に荷重して強度を確認したが、比較例１と同様に強度はなく、ＡＤＣＡを発泡剤に用いたＰＣ成形品は通常のＰＣ成形品の様な使用に耐えない。ＰＣの発泡成形には、発泡剤のＡＤＣＡは不向きである。

【比較例３】

【0133】

文献ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／０６２６１１の図１記載の液体の注入装置、加熱筒に設けた注入口(ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／０６２６１１の図４、図５に記載)を用い、加熱筒内のスクリューの圧縮ゾーンの初めに、成形品重量(１回の計量値)に対して１.５ｗｔ.％のエタノール(化学式はＣ_２Ｈ_５ＯＨ)を計量開始から計量の終了までの間に一定量を連続的に注入して、可塑化された溶融樹脂にエタノールを用いて発泡性を付与(加熱筒内で気化させエタノール蒸気を計量中の溶融混錬をした溶融樹脂中に加圧溶解、及び又は微分散をさせた。)し、前記比較例１、比較例２と同様にして発泡成形品を得た。比較例１と同様に荷重を掛け強度を確認したが、前記比較例１、比較例２と同様に強度はなく、エタノールを発泡剤に用いたＰＣの発泡成形品は使用に耐えない。ＰＣの発泡成形には、発泡剤のエタノールは不向きである。エタノールの代(替、か)わりにイソ(ｉｓｏ)プロパノール(Ｃ_３Ｈ_７ＯＨ)でも同様でＰＣの発泡成形品の生産にはアルコールは使用には不向きである。

【0134】

前記エタノール(ＥｔＯＨ)、イソプロパノール(ＩＰＡ)を用いたＡＢＳの発泡成形品、ｍ－ＰＰＯ(ＰＳ、又はＨＩＰＳ変性の物、ＰＡ変性の物、ＰＰ変性の物)、ＰＰの発泡成形品、６ナイロンの発泡成形品では前記ＰＣの様に物性低下は殆ど見られない。加熱筒内で超臨界状態となった、エタノール、ＩＰＡの蒸気がアタックして、結果ＰＣの分子構造が変わり(低分子化して、)物性低下が生じたと推測した。同様な理由でＰＥＴ、ＰＢＴを用いたエタノール、ＩＰＡの発泡成形でも物性低下は著しい。

【比較例４】

【0135】

前記比較例１、比較例２、比較例３はＧＣＰを掛けていない(用いていない)ので、何れの発泡成形品の表面はスワール・マークが発生している。文献ＰＣＴ／ＪＰ２０１５／０６２６１１の図２０、乃至図２２のノズルと、図２３、図２５記載のＧＣＰ用にシールがなされたシール金型、図２４記載のＧＣＰ装置を用いＧＣＰを掛けた(使用した気体はレシプロタイプのコンプレッサーで圧縮した１.４ＭＰａのエアーである。本発明では図２０、図２１に示すシ－ル金型と、図１５のＧＣＰ装置。)発泡成形を行い、表面のスワール・マークのない綺麗で、平滑なスキン層を、内部は微細な発泡セル(発泡層)を持つ発泡成形品を得たが、比較例１、比較例２、比較例３と同様に強度を確認をした結果、比較例１,比較例２、比較例３同様に強度低下は著しい。

【実施例0136】

前記比較例１、乃至比較例４からＰＣ系樹脂の発泡剤を模索する中、未乾燥のＰＣ〔直鎖状芳香族ＰＣ系樹脂{帝人化成(株)製、パンライト−Ｌ１２２５ＷＰ}〕樹脂ペレット(吸水率は０.１ｗｔ.％程度)を比較例１で発泡剤の重曹を使用せずそのままで成形加工を行った結果、樹脂中の水分(元々吸湿していた水分)の起因した数個のボイドが、スプール・ランナーと、成形品に発生した。然しこの未乾燥のＰＣを用いた成形品は強度低下は起きていなかった。この事から発明者はＰＣの発泡成形には、水が使用出来るのではないかとの仮説を立て、予備実験の結果から水の可能性・有効性を見出し、鋭意研究を行い、ＰＣ系樹脂、広くはエステル系の樹脂の発泡成形には水が有効との事象を確認、本発明の完成に至った。

【0137】

比較例３に於いてエタノールの代わりに０.５ｗｔ.％の水(蒸留水、イオン交換水、水道水、市水)を用い発泡成形を行った結果、図３に示す様に発泡セルは数ｍｍ(ミリメートル)と大きいが水を発泡剤として用いた場合は、エタノールの様には物性低下はなく、荷重しても割れはなく、ＰＣの発泡成形品としての物性は十分に維持し、ＰＣ成形品として十分に使用可能な発泡成形品を得るには水は有効な発泡剤である。

【実施例0138】

(起泡核剤)
直鎖状芳香族ＰＣ系樹脂{帝人化成(株)製、パンライト−Ｌ１２２５ＷＰ}１００重量部に対し、酸化アルミニウム５重量部をタンブラーを用いて均一に混合し、掛かる混合物をベント式二軸押出し機に投入してペレット状樹脂組成物を製造し起泡核剤の酸化アルミニウム５重量部含有のマスター・バッチのＡ００１とした。

【0139】

同様に酸化アルミニウムの代わりに酸化銀を５重量部含有の起泡核剤のマスター・バッチＢ００１を製造した。

【0140】

同様に酸化アルミニウムの代わりに二酸化ケイ素を５重量部含有の起泡核剤のマスター・バッチＣ００１を製造した。

【0141】

同様に酸化アルミニウムの代わりに炭化ケイ素を５重量部含有の起泡核剤のマスター・バッチＤ００１を製造した。