JP2005205898A - 射出成形方法、成形品、及び、射出成形装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 二酸化炭素等の超臨界流体を溶媒に用い射出成形等の樹脂成形時に表面改質する射出成形方法において、より樹脂表面の高機能化を達成するプロセスを提案すること。
【解決手段】 この熱可塑性樹脂の射出成形方法は、溶質を含む超臨界流体により熱可塑性樹脂の表面を改質して樹脂成形を行う射出成形方法であって、熱可塑性樹脂の表面と成形金型の金型キャビティとの間にスペースが形成されるように金型キャビティ内に熱可塑性樹脂を注入するステップと、溶質を含む超臨界流体をスペース内に導入するステップと、溶質を含む超臨界流体をスペース外に排出するステップとを有する。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る射出成形方法を実現する金型及び射出成形装置の要部構成の概略を示すブロック図である。超臨界二酸化炭素とそれに溶解した溶質とを金型キャビティ9における射出充填後の樹脂表面に導入する方法は任意である。この実施の形態においては、リザーブタンク11に一度充填した超臨界二酸化炭素と溶質とを電磁弁で駆動する自動バルブV−5の開放動作により樹脂表面に導入した。超臨界二酸化炭素及び溶質の固定金型16への導入は、超臨界流体導入部としての固定金型16の導入口5より行った。
本発明の実施の形態2においては、超臨界流体としての超臨界二酸化炭素と溶質を流動させ樹脂表面に溶質を浸透させた直後、還元剤容器8にて超臨界二酸化炭素に溶解させた還元剤を樹脂と金型との間のスペースに流動させた。それ以外については実施の形態1と同様に射出成形を行った。
本実施の形態3においては、図2にその要部構成の概略ブロックを示す射出成形装置及び金型を用い、実施の形態1、2と同様に表面改質成形を行った。この実施の形態3においては、溶質として使用する金属錯体の還元効率を向上させるために高温状態で樹脂表面に接触させる不活性ガスとして窒素を用いた。超臨界流体として超臨界二酸化炭素を用いる場合には、溶質を抽出してしまう虞があるため不活性ガスとして窒素を用いるのが望ましいが、もちろん窒素以外にも二酸化炭素、ヘリウム等の種々のガスを適用することができる。
次に、本発明に係る樹脂に浸透させるために超臨界流体に含まれた溶質の余剰分を金型内より回収及びリサイクルして連続使用できるプロセスを実現する成形金型及び成形装置について、図面を用いて説明する。図3は、この成形金型及び成形装置の要部構成の概略を示すブロック図である。本実施の形態4においては、成形装置は公知の射出成形装置であり、型締め、射出ともに全電動式である。
図5は、本発明の実施の形態5に係る表面改質方法を実現する金型及び成形装置の要部構成の概略を示すブロック図である。この実施の形態5においては、図5に示す成形装置を用いて上記実施の形態4の場合と同様に射出成形を行った。この成形装置においては、複数の回収槽10A〜10Cが並列に連結されており、独立にバルブV−3A〜V−3Fを用いて動作させることができる。これにより、実施の形態4のように、回収槽における超臨界二酸化炭素への溶質の再溶解に要する時間によって成形サイクルが延長してしまうことがなく、より成形のスループットを向上させることができた。
2…エントレーナタンク
3…エントレーナポンプ
4…攪拌槽
5…導入口(超臨界流体導入部)
6…排出口(超臨界流体排出部)
7…逆止弁
7’…封止弁
8…還元剤容器
8’加熱容器
9…金型キャビティ
10…回収槽,10A〜10C…回収槽(超臨界流体回収装置)
11…リザーブタンク
12…焼結フィルター
13…逆止弁
14…可塑化シリンダー(樹脂注入部)
15…スプール
16…固定金型
17…可動金型
18…固定プラテン
19…可動プラテン
20…逆止弁
21…逆止弁
23…ホッパ
RV−1,RV−2…減圧弁
V−1,V−2,V−3,V−4,V−6,V−7,V−8…バルブ
V−5…自動バルブ
Claims (11)
- 溶質を含む超臨界流体により熱可塑性樹脂の表面を改質して樹脂成形を行う射出成形方法であって、
前記熱可塑性樹脂の表面と成形金型の金型キャビティとの間にスペースが形成されるように前記金型キャビティ内に前記熱可塑性樹脂を注入するステップと、
前記溶質を含む超臨界流体を前記スペース内に導入するステップと、
前記溶質を含む超臨界流体を前記スペース外に排出するステップとを有することを特徴とする射出成形方法。 - 前記溶質が、有機金属錯体であることを特徴とする請求項1に記載の表面改質方法。
- 前記スペースに前記熱可塑性樹脂を充填するステップをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の射出成形方法。
- 有機金属錯体を含む超臨界流体により熱可塑性樹脂の表面を改質して樹脂成形を行う射出成形方法であって、
前記熱可塑性樹脂の表面と成形金型の金型キャビティとの間にスペースが形成されるように前記金型キャビティ内に前記熱可塑性樹脂を注入するステップと、
前記有機金属錯体を含む超臨界流体を前記スペース内に導入するステップと、
前記有機金属錯体の還元温度以上の温度とされた不活性ガスを前記スペース内に導入するステップを有することを特徴とする射出成形方法。 - 前記不活性ガスが窒素であることを特徴とする請求項4に記載の射出成形方法。
- 有機金属錯体を含む超臨界流体により熱可塑性樹脂の表面を改質して樹脂成形を行う射出成形方法であって、
前記熱可塑性樹脂の表面と成形金型の金型キャビティとの間にスペースが形成されるように前記金型キャビティ内に前記熱可塑性樹脂を注入するステップと、
前記有機金属錯体を含む超臨界流体を前記スペース内に導入するステップと、
前記有機金属錯体を還元するための還元剤を含む超臨界流体を前記スペース内に導入するステップを有することを特徴とする射出成形方法。 - 請求項1、4,6のうちいずれか1項に記載の射出成形方法において、
前記金型キャビティ内に熱可塑性樹脂を注入するステップは、
成形金型に前記熱可塑性樹脂を充填するステップと、
前記熱可塑性樹脂を充填した後に金型を移動させることにより前記熱可塑性樹脂の表面と成形金型の金型キャビティとの間にスペースを形成するステップを含むことを特徴とする射出成形方法。 - 請求項2、4,6のうちいずれか1項に記載の射出成形方法により成形された成形
品であって、溶質を含む超臨界流体により表面を改質した個所に、メッキによる金属膜を形成したことを特徴とする成形品。 - 成形金型の金型キャビティ内に熱可塑性樹脂の表面と前記金型キャビティとの間にスペースが形成されるように前記熱可塑性樹脂を注入する樹脂注入部と、
溶質を含む超臨界流体を前記スペース内に導入する超臨界流体導入部と、
前記溶質を含む超臨界流体を前記スペース外に排出する超臨界流体排出部とを有することを特徴とする熱可塑性樹脂の射出成形装置。 - 成形金型の金型キャビティ内に熱可塑性樹脂を注入する樹脂注入部と、
前記熱可塑性樹脂の表面と成形金型の金型キャビティとの間にスペースを形成するために金型を移動させる金型制御部と、
溶質を含む超臨界流体を前記スペース内に導入する超臨界流体導入部と、
前記溶質を含む超臨界流体を前記スペース外に排出する超臨界流体排出部とを有することを特徴とする熱可塑性樹脂の射出成形装置。 - 前記スペースが、前記熱可塑性樹脂表面の一部分に相当する位置に選択的に形成されていることを特徴とする請求項9または請求項10に記載の射出成形装置。
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