JP2002205319A

JP2002205319A - 熱可塑性樹脂成形品の成形装置

Info

Publication number: JP2002205319A
Application number: JP2001003780A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Shimura; 吏士志村; Hitoshi Kawachi; 斉河内; Hiroyuki Hirano; 博之平野
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-01-11
Filing date: 2001-01-11
Publication date: 2002-07-23
Anticipated expiration: 2021-01-11
Also published as: WO2002055282A1; KR20020077524A; EP1393879A4; CN100369733C; EP1393879A1; KR100832819B1; DE60219306D1; JP3425559B2; EP1393879B1; CA2403376A1; DE60219306T2; US6652254B2; CN1455725A; US20030044480A1

Abstract

(57)【要約】【課題】スクリューの全長を既存の成形機のシリンダ
ーがそのまま使用できる長さに保持しておいて、ガス含
浸工程を実現することができる成形装置を提供する。【解決手段】ガス含浸工程に用いられるスクリュー3
が、上流側に位置し、かつ樹脂を溶融状態にするための
樹脂溶融部分Cと、樹脂溶融部分Cの下流側に連なり、か
つ樹脂圧力をガス供給口5の不活性ガス圧力より低くす
るための溶融樹脂未充満化部分Eと、溶融樹脂未充満化
部分Eの下流側に連なり、かつ不活性ガスを供給して溶
融樹脂に含浸させるためのガス含浸部分Dとから構成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂成形
品、特に熱可塑性樹脂発泡成形品、または溶融粘度が高
く溶融成形が困難な熱可塑性樹脂の成形品の製造方法に
用いる成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂発泡成形品を射出成形によ
って得る方法として、化学発泡剤を用いて熱可塑性樹脂
発泡成形品を得る方法（化学発泡）と、フロン、ブタ
ン、ペンタン等のガスを直接樹脂に供給し溶解させるこ
とにより発泡剤として使用する方法（物理発泡）とがあ
る。近年、衛生面や環境面の配慮から、二酸化炭素、窒
素といった不活性ガスを用いた物理発泡により熱可塑性
樹脂発泡成形品を製造するというニーズが高まってい
る。

【０００３】このような中、不活性ガスを用いて熱可塑
性樹脂発泡成形品を製造する方法の検討が多くなされて
いる（例えば特開平１０−２３０５２８号）。

【０００４】しかしながら、従来の製造方法の多くは、
如何に微細な気泡径の発泡成形品を製造するかを課題と
しているため、設備が非常に複雑になりかつ複数の装置
が必要とされている。すなわち、物理発泡を実現する為
には、熱可塑性樹脂を溶融状態にし、そこに不活性ガス
を供給して、溶融樹脂に混合し含浸させるガス含浸工程
において、特別の設計をしたシリンダー、スクリュー、
制御装置を用いる必要があった。このような設備は、新
規に装置を製作するか、既存の装置を大幅に改造する必
要があり、いずれにしても、コストが高くなるという問
題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の問題点に鑑み、二酸化炭素、窒素などの不活
性ガスを比較的低圧で熱可塑性溶融樹脂に安定的かつ連
続的に供給し、スクリューの全長を既存の成形機のシリ
ンダーがそのまま使用できる長さに保持しておいて、ガ
ス含浸工程を実現することができる成形装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、如何に微
細な気泡径の発泡成形品を製造するのかという観点では
なく、如何に二酸化炭素、窒素といった不活性ガスを用
いた物理発泡を簡単にかつ低コストで実現するかという
観点で検討を行った。そして、熱可塑性樹脂を溶融状態
にし、そこに不活性ガスを供給して、溶融樹脂に混合し
含浸させる機能をすべてスクリューに持たせることによ
り、既存の射出成形のシリンダー、制御装置等をそのま
ま利用し、物理発泡を簡単にかつ低コストで実現させ
た。

【０００７】本発明の熱可塑性樹脂成形品の成形装置
は、成形機のシリンダー内にてスクリュー回転によって
溶融状態になった熱可塑性樹脂にガス供給口から不活性
ガスを供給して含浸させるガス含浸工程と、得られたガ
ス含浸溶融樹脂から発泡成形品を得る成形工程とを含む
熱可塑樹脂成形品の成形方法の実施に使用される装置で
あって、ガス含浸工程に用いられるスクリューが、上流
側に位置し、かつ樹脂を溶融状態にするための樹脂溶融
部分と、樹脂溶融部分の下流側に連なり、かつ樹脂圧力
をガス供給口の不活性ガス圧力より低くするための溶融
樹脂未充満化部分と、溶融樹脂未充満化部分の下流側に
連なり、かつ不活性ガスを供給して溶融樹脂に含浸させ
るためのガス含浸部分とから構成されていることを特徴
とするものである。

【０００８】ここで、スクリューの溶融樹脂未充満化部
分とは、スクリューの径を小さくするかまたはピッチを
増加することによって形成される部分である。溶融樹脂
未充満化部分を設けることにより、スクリューフライト
とシリンダーとスクリューとによって囲まれる空間は増
大され、これによって、この空間内の樹脂圧力をガス供
給口におけるガス圧力よりも低くすることができる。溶
融樹脂未充満化部分の範囲は、樹脂溶融部分の下流端か
ら、これより下流側においてスクリューフライトとシリ
ンダーとスクリューとによって囲まれる空間が最大にな
る位置までである。溶融樹脂未充満化部分の下流側に連
なるガス含浸部分では、スクリューフライトとシリンダ
ーとスクリューとによって囲まれる空間が溶融樹脂未充
満化部分に比べて減少することから、未充満であった溶
融樹脂が徐々に充満状態となっていく。こうして、ガス
含浸部分には、図４に示すように、上流側の溶融樹脂未
充満状態と下流側の溶融樹脂充満状態との２つの状態が
存在することになる。スクリューがこのような溶融樹脂
未充満化部分を有するため、上記の空間で、溶融樹脂の
未充満状態が形成される。また、その状態の箇所にガス
供給口が設けられていることで、必要量の不活性ガスが
溶融樹脂に安定的に供給される。

【０００９】従来装置のスクリューの先端にガス含浸部
分を付加しようとすると、付加部分の分だけスクリュー
全長が長くなり、既存の成形機のシリンダーを利用でき
なくなるが、本発明によると、上述のような構成をとる
ことにより、スクリューの全長を既存の成形機のシリン
ダーが使用できる長さに保持したまま、ガス含浸工程を
実現することができる。

【００１０】上記の製造装置において、スクリュー上流
端部にガス導入路が設けられ、ガス導入路に連通するガ
ス供給路がスクリュー内部に長さ方向に貫通状に設けら
れ、ガス供給口がガス含浸部分に設けられて、ガス供給
路を介してガス導入路に連通してなることが好ましい。
このようにすると、既存のシリンダーのガス導入口、ガ
ス供給路およびガス供給口を改造する必要がなく、既存
のシリンダーをほとんど変更無しに使用することができ
る。

【００１１】また、スクリューの樹脂溶融部分が、上流
側にあってスクリュー軸径が小径の粉体輸送部位と、下
流側にあってスクリュー軸径が大径の溶融樹脂輸送部位
と、両部位の間にあってスクリュー軸径が下流側に徐々
に大きくなる圧縮溶融部位とからなり、スクリューの各
部位及び各部分の長さが、シリンダー径（Ｄ）に対し、粉体輸送部位の長さＬ₁＝５Ｄ〜１０Ｄ、圧縮溶融部位の長さＬ₂＝３Ｄ〜６Ｄ、溶融樹脂輸送部位の長さＬ₃＝１Ｄ〜４Ｄ、溶融樹脂未充満化部分の長さＬ₄＝０．１Ｄ〜２Ｄ、ガス含浸部分の長さＬ₅＝４Ｄ〜１０Ｄなる関係を有す
ることが好ましい。このようにすると、樹脂の可塑化に
不活性ガスの可塑化効果を付加することができ、ガス含
浸部分においては、積極的に不活性ガスが溶融樹脂に含
浸されると共に、不活性ガスの可塑化効果で樹脂の可塑
化がいっそう促進される。不活性ガスの可塑化効果と
は、図３に示すように、樹脂の分子鎖の間に不活性ガス
（図では二酸化炭素）の分子が溶け込むことにより、分
子鎖の間を広げ、結果として、分子鎖の自由体積を大き
くし、実質的に熱による可塑化と同じように可塑化作用
が発現する現象をいう。

【００１２】粉体輸送部位の長さＬ₁を５Ｄ〜１０Ｄ
（最適値は８Ｄ）としたのは、樹脂溶融部分を設計する
際に粉体輸送部位が計量ストロークにより減少すること
を考慮したためであり、Ｌ₁が５Ｄよりも小さいと、安
定的にホッパーから未溶融のペレット又は粉体の樹脂を
輸送することができなくなり、Ｌ₁が１０Ｄよりも大き
いと、スクリューの全長が増加し、既存のシリンダーを
利用することが困難になる。

【００１３】圧縮溶融部位の長さＬ₂を３Ｄ〜６Ｄ（最
適値は４Ｄ）としたのは、Ｌ₂が３Ｄよりも小さいと、
十分な溶融状態が得られず、Ｌ₂が６Ｄよりも大きい
と、スクリューの全長が増加するためである。

【００１４】溶融樹脂輸送部位の長さＬ₃を１Ｄ〜４Ｄ
（最適値は２Ｄ）としたのは、Ｌ₃が１Ｄよりも小さい
と、不活性ガスのホッパー側へのリークが防止できず、
Ｌ₃が４Ｄよりも大きいと、スクリューの全長が増加す
るためである。一般的には、溶融樹脂輸送部位下流端で
の樹脂圧の変動を抑えかつ溶融を促進するために、Ｌ₃
は大きいほど好ましいが、本発明では、溶融樹脂輸送部
位下流端における不活性ガスのホッパー側へのリークが
防止できればよく、Ｌ₃が４Ｄ以下でも、十分に性能を
満たすことができる。

【００１５】溶融樹脂未充満化部分は、溶融樹脂未充満
状態を形成し、安定的に不活性ガスを供給することが目
的であり、その長さＬ₄が２Ｄ以下（好ましくは１Ｄ以
下）でも、十分に性能を満たすことができる。Ｌ₄が２
Ｄよりも大きいと、スクリューの全長が増加する。

【００１６】ガス含浸部分は、溶融樹脂未充満化部分の
下流端から徐々にスクリュー軸径が増加するテーパー部
位と、それより下流側でスクリュー軸径が一定の円柱部
位とからなり、テーパー部位の長さ（Ｌ₆）がシリンダ
ー径（Ｄ）に対し、Ｌ₆＝０．５Ｄ〜３Ｄなる関係を有
することが好ましい。樹脂溶融部分（スクリューフライ
トとシリンダーとスクリューとによって囲まれる空間が
最小）から溶融樹脂未充満化部分（同空間が最大）に送
り込まれた溶融樹脂は、スクリューフライトとシリンダ
ーとスクリューとによって囲まれる空間が溶融樹脂未充
満化部分より減少するテーパー部位を経て、同空間が樹
脂溶融部分の空間より大きい円柱部位に送られる。これ
により、ガス含浸部分の溶融樹脂は、テーパー部位およ
び円柱部位下流部での未充満状態と、円柱部位上流部で
の充満状態との２つの状態を有することになる。溶融樹
脂に２つの状態を持たせる理由は、溶融樹脂未充満状態
でガスの安定供給を実現し、溶融樹脂充満状態でノズル
へのリークによるガスの吹き出しを防止する為である。

【００１７】ガス含浸部分の長さＬ₅は、４Ｄ〜１０Ｄ
（最適値は７Ｄ）であることが好ましい。Ｌ₅が４Ｄよ
りも小さいと、ノズルへのガスのリークによるガスの吹
き出しを防止することができず、Ｌ₅が１０Ｄよりも大
きいと、スクリューの全長が増加する。また、溶融樹脂
未充満状態と溶融樹脂充満状態を安定させるためには、
テーパー部位の長さＬ₆が０．５以上３Ｄ以下であるこ
とが好ましい。

【００１８】上記のようなスクリューデザインとするこ
とにより、熱可塑性樹脂を溶融状態にし、そこに不活性
ガスを供給して、溶融樹脂に混合し含浸させる機能をす
べてスクリューに持たせることができ、しかも、スクリ
ュー全長を短く設計できるので、既存の射出成形のシリ
ンダー、制御装置を利用し、上記機能を有したスクリュ
ーを使用することで、物理発泡を簡単にかつ低コストで
実現できる。

【００１９】なお、本発明の成形装置は、射出成形用に
限られるものではなく、押出成形、ブロー成形、射出ブ
ロー、フィルム成形等にも使用できる。

【００２０】本発明に使用される熱可塑性樹脂は特に限
定されないが、たとえば、溶融粘度が高いため溶融成形
が困難な樹脂、熱分解し易い樹脂、低沸点の添加剤もし
くは熱分解し易い添加剤を含有する難成形樹脂などが挙
げられる。

【００２１】溶融粘度が高いため溶融成形が困難な樹脂
としては、例えば、超高分子量ポリエチレン、超高重合
度ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリ
イミドなどのエンジニアリングプラスチック用の樹脂が
挙げられる。

【００２２】熱分解し易い樹脂としては、ポリ乳酸、ポ
リヒドロキシブチレート等の生分解性樹脂や、高塩素化
度ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリルなどが挙げら
れる。

【００２３】本発明で用いられる不活性ガスは、樹脂に
対して非反応性で、樹脂を劣化させるなどの悪影響を樹
脂に与えないものであれば特に限定されないが、例えば
二酸化炭素、窒素、アルゴン、ネオン、ヘリウム、酸素
等の無機系ガス、フロン、低分子量の炭化水素などの有
機系ガスが挙げられる。

【００２４】これらのうち、環境に与える悪影響が低
く、そしてガスの回収が必要でない点で無機系ガスが好
ましく、難成形樹脂に対する溶解度が高く、樹脂の溶融
効果が大きく、そして直接大気中に放出してもほとんど
害がないという観点から、二酸化炭素がより好ましい。
なお、不活性ガスは、単独で用いても良く、あるいは２
種類以上のガスを併用してもよい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照しつつ詳しく説明する。

【００２６】実施例１図面は本発明に係る成形装置の１つの実施の形態を示す
ものである。

【００２７】成形装置(A)は、熱可塑性樹脂の射出成形
に使用されるもので、図１および図２に示すように、射
出成形機(1)と、これにガスを送るガス注入装置(B)とか
らなる。射出成形機(1)は、シリンダー(2)と、その内部
に配されたスクリュー(3)とから主に構成されている。

【００２８】シリンダー(2)内のスクリュー(3)は、上流
側に位置し、かつ回転によって樹脂を溶融状態にするた
めの樹脂溶融部分(C)と、樹脂溶融部分(C)の下流側に連
なり、かつ樹脂圧力をガス供給口(5)の不活性ガス圧力
より低くするための溶融樹脂未充満化部分(E)と、溶融
樹脂未充満化部分(E)の下流側に連なり、かつ不活性ガ
スを供給して溶融樹脂に含浸させるためのガス含浸部分
(D)とを具備する。

【００２９】樹脂溶融部分(C)は、上流側にあってスク
リュー軸径が小径の粉体輸送部位(21)と、粉体輸送部位
(21)の下流側に連なりスクリュー軸径が下流側に徐々に
大きくなる圧縮溶融部位(22)と、圧縮溶融部位(22)の下
流側に連なりスクリュー軸径が大径の溶融樹脂輸送部位
(23)とからなる。

【００３０】溶融樹脂未充満化部分(E)は、スクリュー
(3)の軸径をその前後のスクリュー軸径より小さくする
ことにより、スクリューフライト(9)とシリンダー(2)と
スクリュー(3)とによって囲まれる空間を増大させた部
分である。樹脂溶融部分(C)でのシリンダー内空間から
溶融樹脂未充満化部分(E)でのシリンダー内空間に送り
込まれた溶融樹脂は、溶融樹脂未充満化部分(E)でのシ
リンダー内空間において未充満状態となり、結果とし
て、溶融樹脂未充満化部分(E)でのシリンダー内空間に
おける樹脂圧力がガス供給口(5)におけるガス圧力より
も低くなる。溶融樹脂未充満化部分(E)の範囲は、図２
中にＬ₄で示す部分、すなわち、樹脂溶融部分(C)の下流
端からこれより下流側においてスクリューフライト(9)
とシリンダー(2)とスクリュー(3)とによって囲まれる空
間が最大になる位置（ガス含浸部分(D)の上流端）まで
である。

【００３１】ガス含浸部分(D)は、溶融樹脂未充満化部
分(E)の下流端から徐々にスクリュー軸径が増加するテ
ーパー部位(24)と、それより下流側でスクリュー軸径が
一定の円柱部位(25)とからなる。ガス供給口(5)は、図
２に示すように、ガス含浸部分(D)の円柱部位(25)の上
流端部に設けられている。

【００３２】樹脂溶融部分(C)（スクリューフライト(9)
とシリンダー(2)とスクリュー(3)とによって囲まれる空
間が最小）から溶融樹脂未充満化部分(E)（同空間が最
大）に送り込まれた溶融樹脂は、スクリューフライト
(9)とシリンダー(2)とスクリュー(3)とによって囲まれ
る空間が溶融樹脂未充満化部分(E)より減少するテーパ
ー部位(24)を経て、同空間が樹脂溶融部分(C)の空間よ
り大きい円柱部位(25)に送られる。これにより、ガス含
浸部分(D)の溶融樹脂は、図４に示すように、テーパー
部位(24)および円柱部位(25)下流部の未充満状態と、円
柱部位(25)上流部の充満状態との２つの状態を有するこ
とになる。溶融樹脂にこれら２つの状態を持たせること
により、未充満状態の溶融樹脂にガスが安定供給され、
充満状態の溶融樹脂によってノズルへのリークによるガ
スの吹き出しが防止される。

【００３３】樹脂溶融部分(C)の下流端部およびガス含
浸部分(D)の下流端部には、シールのためのチェックリ
ング(26)(27)が設けられている。これにより、ガスの上
流側へのリークは、チェックリング(26)と溶融輸送部位
(23)の溶融樹脂とによって防止され、ガスの下流側への
リークは、ガス含浸部分(D)の充満状態の溶融樹脂とチ
ェックリング(27)とによって防止される。

【００３４】スクリュー(3)は、駆動モータ(13)で回転
され、かつ、前後進させられる。スクリュー(3)は、図
２に示すように、樹脂溶融部分(C)に比べガス含浸部分
(D)において大きなピッチでスクリューフライト(9)を有
する。スクリュー(3)は、このように形成されているの
で、樹脂溶融部分(C)に比べガス含浸部分(D)にて溶融樹
脂を約１．２倍多く、すなわち速く送ることができる。
なお、背圧とスクリュー回転数の設定により調整できる
場合は、必ずしもピッチ数を変える必要はない。

【００３５】スクリュー(3)の上流端部にはガス導入路
(11)が設けられ、ガス導入路(11)に連通するガス供給路
(6)がスクリュー内部に長さ方向に貫通状に設けられ、
ガス供給口(5)が、ガス供給路(6)を介してガス導入路(1
1)に連通している。ガス供給路(6)上においてガス供給
口(5)寄りに、ガス供給口(5)からガス供給路(6)への溶
融樹脂の入り込みを防ぐ逆流防止弁(7)が設けられてい
る。ガス導入路(11)にはガス導入管(16)を介してガス注
入装置(B)が接続されている。ガス導入管(16)はガス導
入路(11)を覆うシールボックス(12)に接続され、シール
ボックス(12)内の密閉空間がガス導入路(11)に連通して
いる。

【００３６】ガス含浸部分(D)において、ガス供給路(6)
のガス出口端は、テーパー部位(24)の下流端部にてスク
リュー(3)の円柱部表面に到達し、かつ隣合うスクリュ
ーフライト(9)間の下流側スクリューフライト寄りに位
置する。この出口端に、スクリュー(3)表面より突き出
たピン型のノズル(10)が接続されている。こうして、ガ
ス供給口(5)は、ガス含浸部分(D)の上流端部にてスクリ
ュー(3)表面より突き出た突口状に形成されている。ガ
ス供給口(5)の内径は約１．５ｍｍである。

【００３７】上記構成の射出成形装置(A)において、原
料樹脂はホッパー(17)から原料供給口(15)を経てシリン
ダー(2)内へ供給され、原料樹脂はスクリュー(3)の回転
によって溶融混練されながらシリンダー(2)の先端方向
へ送られる。溶融混練された樹脂は圧力開放部、すなわ
ち、ガス含浸部分(D)へ送られる。

【００３８】一方、ガス注入装置(B)を出た二酸化炭素
は、導入管(16)を経てシールボックス(12)内に入り、ガ
ス導入路(11)、ガス供給路(6)および逆流防止弁(7)を経
て突口状のガス供給口(5)に到達する。そして、同ガス
は、ここからガス含浸部分(D)の上流端部に供給され
る。この結果、ガス含浸部分(D)を下流側へ送られる溶
融樹脂にガスが含浸させられる。ガス供給口(5)は、ス
クリュー(3)表面より突き出た突口状に形成されている
ので、溶融樹脂で覆われることはなく、また、溶融樹脂
未充満化部分(E)の存在により、未充満状態となった溶
融樹脂の樹脂圧力がガス供給口(5)におけるガス圧力よ
りも低くなっていることから、ガス供給が溶融樹脂によ
って妨げられることがなく、ガスは比較的低圧で溶融樹
脂に含浸させられる。

【００３９】シリンダー(2)の先端に溶融樹脂が続けて
送られて来るに伴って、スクリュー(3)は送られた樹脂
量に応じて徐々に後退し、シリンダー(2)の先端計量部
にて所定量の溶融樹脂を計量する。

【００４０】このようにして、計量が終了したガス含浸
溶融樹脂は射出成形機(1)の先端のノズル(4)より射出金
型内に射出され、発泡成形品が得られる。

【００４１】射出金型(30)は、例えば、図５に示すよう
に、固定型(31)および移動型(32)よりなり、円盤状のキ
ャビティ(33)と、キャビティ(33)から外方にのびる円錐
状ノズルタッチ(34)と、ノズルタッチ(34)の先端に設け
られて射出成形機(1)の先端(4)に突き合わせられるゲー
ト(35)とを有している。

【００４２】以上のように構成された射出成形装置(A)
を用いた成形方法によれば、短時間で均一に溶融樹脂中
にガスを含浸させることができ、その結果、高い生産性
をもって、均質で微細な発泡成形体を提供することがで
きる。

【００４３】実施例１のより具体的な寸法を挙げると、
スクリューは、径がφ６０ｍｍ、ピッチが６０ｍｍであ
り、シリンダー径をＤとして、粉体輸送部位の長さＬ₁
＝８Ｄ、圧縮溶融部位の長さＬ₂＝４Ｄ、溶融樹脂輸送
部位の長さＬ₃＝２Ｄ、溶融樹脂未充満化部分の長さＬ₄
＝１Ｄ、ガス含浸部分の長さＬ₅＝７Ｄ、テーパー部位
の長さＬ₆＝１Ｄである。熱可塑性樹脂としては、日本
ポリケム社製ポリプロピレン（グレード：ノバテックＰ
ＰＭＡ２）を用い、不活性ガスとしては二酸化炭素を用
いた。また、計量樹脂は、厚み６ｍｍでφ２００ｍｍの
図５に示したキャビティ(33)の容量の１／２だけの量を
溜めた。

【００４４】そして、まず、ガス供給口(5)の圧力にお
いてパージを行い、状態を観察した。また、その後、二
酸化炭素が添加された熱可塑性樹脂をノズルタッチ(34)
からキャビティ(33)内に充填し、１２０秒間冷却した後
に金型(30)を開いて、熱可塑性樹脂を取り出し、得られ
た熱可塑性樹脂発泡成形品の発泡状態を観察した。これ
らの観察結果を表１に示す。

【００４５】実施例２熱可塑性樹脂として、電気化学社製ＡＢＳ（グレード：
デンカＡＢＳＣＬ３０１Ｑ）を用いた以外は実施例１
のものと同じとし、同様の観察を行った。観察結果を表
１に示す。

【００４６】実施例３熱可塑性樹脂として、日本ポリケム社製ポリエチレン
（グレード：ノバテックＨＤＨＪ３８１）を用いた以外
は実施例１のものと同じとし、同様の観察を行った。観
察結果を表１に示す。

【００４７】実施例４スクリューデザインを下記のように変更し、それ以外は
実施例１のものと同じとした。すなわち、スクリューの
径は変えずに、長さについては、粉体輸送部位の長さＬ
₁＝８Ｄ、圧縮溶融部位の長さＬ₂＝５Ｄ、溶融樹脂輸送
部位の長さＬ₃＝３Ｄ、溶融樹脂未充満化部分の長さＬ₄
＝１Ｄ、ガス含浸部分の長さＬ₅＝５Ｄ、テーパー部位
の長さＬ₆＝２．５Ｄとし、同様の観察を行った。これ
らの観察結果も表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】性能評価試験結果表１から分かるように、実施例１、実施例２、実施例３
および実施例４のすべてにおいて、ホッパーおよびノズ
ルからガスが噴出することなく、二酸化炭素を含浸した
溶融樹脂を作ることができた。また、そのガス含浸溶融
樹脂を用いて、発泡状態が良好（ボイド、す等の不良が
発生しない）で、気泡径が均一な熱可塑性樹脂発泡成形
品を製造することができた。

【００５０】

【発明の効果】本発明の熱可塑性樹脂成形品の成形装置
によれば、スクリューの全長を既存の成形機のシリンダ
ーがそのまま使用できる長さに保持しておいて、比較的
低圧で安定して連続的にガスを供給して溶融樹脂に含浸
させることができ、物理発泡による熱可塑性樹脂発泡成
形品の製造を行うためのガス含浸工程を安価に実現する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係る熱可塑性樹脂成形品の成
形装置の１つの実施形態を示す切欠側面図である。

【図２】図２は、成形装置の射出成形機の全体概要を示
す切欠側面図である。

【図３】図３は、不活性ガスによる熱可塑性樹脂の可塑
化効果のイメージ図である。

【図４】図４は、ガス含浸部分の樹脂未充満および充満
状態を示す拡大側面図である。

【図５】図５は、本発明に係る熱可塑性樹脂成形品の成
形装置で使用される金型の一実施形態を示す図で、
（ａ）は縦断面、（ｂ）は横断面を示している。

【符号の説明】

(A) ：射出成形装置 (B) ：ガス注入装置 (C) ：樹脂溶融部分 (D) ：ガス含浸部分 (E) ：溶融樹脂未充満化部分 (1) ：射出成形機 (2) ：シリンダー (3) ：スクリュー (5) ：ガス供給口 (6) ：ガス供給路 (11)：ガス導入路 (21)：粉体輸送部位 (22)：圧縮溶融部位 (23)：溶融樹脂輸送部位 (24)：テーパー部位 (25)：円柱部位

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形機のシリンダー内にてスクリュー回
転によって溶融状態になった熱可塑性樹脂にガス供給口
から不活性ガスを供給して含浸させるガス含浸工程と、
得られたガス含浸溶融樹脂から発泡成形品を得る成形工
程とを含む熱可塑樹脂成形品の成形方法の実施に使用さ
れる装置であって、ガス含浸工程に用いられるスクリューが、上流側に位置
し、かつ樹脂を溶融状態にするための樹脂溶融部分と、
樹脂溶融部分の下流側に連なり、かつ樹脂圧力をガス供
給口の不活性ガス圧力より低くするための溶融樹脂未充
満化部分と、溶融樹脂未充満化部分の下流側に連なり、
かつ不活性ガスを供給して溶融樹脂に含浸させるための
ガス含浸部分とから構成されていることを特徴とする熱
可塑性樹脂成形品の成形装置。
【請求項２】スクリュー上流端部にガス導入路が設け
られ、ガス導入路に連通するガス供給路がスクリュー内
部に長さ方向に貫通状に設けられ、ガス供給口がガス含
浸部分に設けられて、ガス供給路を介してガス導入路に
連通してなる、請求項１記載の熱可塑性樹脂成形品の成
形装置。
【請求項３】スクリューの樹脂溶融部分が、上流側に
あってスクリュー軸径が小径の粉体輸送部位と、粉体輸
送部位の下流側に連なりスクリュー軸径が下流側に徐々
に大きくなる圧縮溶融部位と、圧縮溶融部位の下流側に
連なりスクリュー軸径が大径の溶融樹脂輸送部位とから
なり、スクリューの各部位及び各部分の長さが、シリン
ダー径（Ｄ）に対し、粉体輸送部位の長さＬ₁＝５Ｄ〜１０Ｄ、圧縮溶融部位の長さＬ₂＝３Ｄ〜６Ｄ、溶融樹脂輸送部位の長さＬ₃＝１Ｄ〜４Ｄ、溶融樹脂未充満化部分の長さＬ₄＝０．１Ｄ〜２Ｄ、ガス含浸部分の長さＬ₅＝４Ｄ〜１０Ｄなる関係を有す
ることを特徴とする請求項１または２記載の熱可塑性樹
脂成形品の成形装置。
【請求項４】ガス含浸部分は、溶融樹脂未充満化部分
の下流端から徐々にスクリュー軸径が増加するテーパー
部位と、それより下流側でスクリュー軸径が一定の円柱
部位とからなり、テーパー部位の長さ（Ｌ₆）がシリン
ダー径（Ｄ）に対し、Ｌ₆＝０．５Ｄ〜３Ｄなる関係を有する請求項３に記載
の熱可塑性樹脂成形品の成形装置。