JP6310422B2 - 射出成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形品の製造方法に関する。

反応性ホットメルト樹脂に代表される化学反応（湿気）により硬化する樹脂材料を使用する射出成形が知られている。この射出成形では気泡不良に対する対策案が提案されている。特許文献１には、タンク内のプラスチック液状成分中に空気を微細な気泡として混入することが開示され、その気体（空気）混入率は、タンク内の空気の圧力を制御して行うことが記載されている。気体混入率が高すぎる場合にはタンク内の空気を減圧することで制御している。特許文献２には、反応射出成形の金型を振動させることで、金型内に注入された成形材料中の気泡を追い出すことが記載されている。金型を振動させることで成形中の気泡を金型キャビティの途中に留ることなく逃すことができ、反応射出成形における気泡の残留を確実に防止し、製品欠陥となる問題を改善することが記載されている。特許文献３には、反応射出成形法において、成形キャビティ内の残存気体を吸引除去するための吸気口を設けたことが記載されている。

特開昭６１−２４４１４号公報 特開平６−２７０１８５号公報 特開平７−２３２３４３号公報

タンク内に蓄えた溶融樹脂をタンク内の気体を高圧にすることでタンクに備えたノズルより射出して金型に充填する射出成形では、溶融樹脂に高圧にした気体の一部が溶け込むため、射出成形品の内部に気泡が発生する問題が生じる。

本発明は、射出成形品の内部に気泡が入る不良を低減する射出成形品の製造方法を提供することにある。

本発明の上記の課題は、下記の手段によって達成される。
（１）タンク内に貯蔵された溶融樹脂を、気体の圧力を利用して該溶融樹脂の液面を圧して前記タンクに配されたノズルから射出成形する射出成形品の製造方法であって、
前記タンク内の前記気体と前記溶融樹脂との界面から前記ノズルの入口までの、製造開始時に最小限必要な距離をａ、
射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂の液面降下距離をｄｌ、
射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂中の気体拡散距離をｄｇ、
射出成形工程のサイクル数をｎとして、
（（ｄｌ＋ｄｇ）×ｎ）＜ａ
なる式を満たし、
射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂中の気体拡散距離ｄｇが［溶融樹脂中における気体の拡散速度ｖ］×［１サイクル中の射出工程にかかる時間ｔ］で表され、
更に、前記溶融樹脂中における前記気体の拡散速度をｖ、前記タンク内に入れた前記溶融樹脂の前記ノズルの入口から前記溶融樹脂の気液界面までの最短距離をａ、前記気体に射出時と同等の圧力をかけた状態にして射出成形したときに、射出成形品中に一定量の気泡が現れるまでの時間をｔｄとすると、
ｖ＝ａ／ｔｄ
なる式を満たし、
前記溶融樹脂の深さ方向に前記タンクの断面積が一定であり、前記射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂の液面降下距離ｄｌが［１サイクルに減少する溶融樹脂の体積］／［溶融樹脂の液面の面積］で表される
射出成形品の製造方法。
（２）前記射出成形において、（（ｄｌ＋ｄｇ）×ｎ）＝ａになったとき、又はなる前に、前記タンク内に新たな溶融樹脂を供給する（１）に記載の射出成形品の製造方法。
（３）前記タンクは内部の温度を一定温度に保つ恒温槽からなり、前記溶融樹脂の温度を一定に維持することで前記溶融樹脂を一定の溶融状態に保つ（１）又は（２）に記載の射出成形品の製造方法。
（４）前記溶融樹脂が湿気で硬化する湿気硬化型ホットメルト樹脂であり、前記気体が湿気を含まない気体である（１）〜（３）のいずれか１項に記載の射出成形品の製造方法。
（５）前記気体は、窒素、二酸化炭素、または希ガスである（１）〜（４）のいずれか１項に記載の射出成形品の製造方法。
（６）前記射出成形は前記ノズルから前記溶融樹脂が充填される金型内に電線を挿入して溶融樹脂を充填するインサート成形である（１）〜（５）のいずれか１項に記載の射出成形品の製造方法。

本発明によれば、気泡不良となる気泡を発生する気体を拡散した溶融樹脂がノズルから射出される前までに射出成形を停止することができるので、射出成形品に気泡不良となる気泡が入る製品不良を低減できる。

本発明の射出成形品の製造方法を実施する射出成形装置の好ましい一形態を示した装置構成図であり、タンクは断面図で示してある。 射出成形品の製造方法におけるタンク内の気体圧力変動図である。 射出品の密度と溶融樹脂のタンク内放置時間との関係図である。 タンク内の窒素の気圧が０．０５ＭＰａの減圧下および０．７５ＭＰａの高圧下で所定時間放置した後に射出した射出品の表面を示した図面代用写真である。 本発明の射出成形品の製造方法を実施する複数（２個）の金型を用いた場合の好ましい一形態を示した要部平面図であり、（ａ）は第１金型が射出工程の場合であり、（ｂ）は第２金型が射出工程の場合を示した図面である。 本発明の製造方法でインサート成形された自動車用電線の一例を示した斜視図である。

本発明に係る射出成形品の製造方法を実施する射出成形品の製造装置の好ましい一実施形態について、図１を参照して説明する。
図１に示すように、射出成形品の製造装置１０は、溶融樹脂５１を貯蔵するタンク１１、タンク１１の底面側側面に設けたノズル１２、タンク１１内に溶融樹脂５１を供給する樹脂供給部１３、およびタンク１１内に気体５３を圧送する気体供給部１４を有する。
タンク１１は、タンク内の溶融樹脂５１を一定の温度に維持する恒温槽を用いることが好ましい。タンク１１に恒温槽を用いることで、溶融樹脂５１の温度、粘性が一定の状態に維持されるので、射出成形時の溶融樹脂５１の射出量、射出状態を一定に保つことができる。またタンク１１は、溶融樹脂５１の深さ方向に同一断面を有する形状を有することが好ましい。このようなタンク形状とすることで、１回ごとの射出量が一定であれば溶融樹脂５１を射出した回数に比例して溶融樹脂５１の液面が低下するようになる。

ノズル１２は、タンク１１内の溶融樹脂５１を金型２１の内部に射出するもので、金型２１の入口（例えば、スプルーブッシュ）に接続するようになっている。ノズル１２には、金型２１への溶融樹脂５１の供給および停止を行う仕切弁１６を備えている。

樹脂供給部１３は、溶融樹脂５１を溶融状態でタンク１１内に供給するものである。例えば、溶融樹脂５１を所定温度の溶融状態に保って貯蔵する溶融樹脂貯蔵部３１と、溶融樹脂貯蔵部３１からタンク１１の上部に設けられた供給口１５とを結ぶ供給路３２と、供給路３２に配された仕切弁３３とを有する。溶融樹脂貯蔵部３１に貯蔵される溶融樹脂はタンク１１内の溶融樹脂５１と同温度に設定されていることが好ましい。これによって、新たな溶融樹脂５１をタンク１１内に供給してもタンク１１内の溶融樹脂５１の温度低下が防げる。なお、タンク１１に溶融樹脂５１を供給する際に温度低下がある場合には、その温度低下分を考慮して溶融樹脂貯蔵部３１に貯蔵される溶融樹脂の温度を高めに設定することも好ましい。このように溶融樹脂の温度を制御するために、溶融樹脂貯蔵部３１は温度制御手段を有することが好ましい。

気体供給部１４は、タンク１１の上部（天井部）に接続された配管４１を有し、配管４１には圧力調整弁４２を介して気体５３を高圧に貯蔵する気体貯蔵タンク４３が接続されている。気体貯蔵タンク４３内の気体５３の圧力は、溶融樹脂５１を射出する時のタンク１１内の気体５３の圧力よりも高く設定されている。圧力調整弁４２を調整することで、タンク１１内の気体５３の圧力を調整する。
さらにタンク１１の上部には、タンク１１内の気体５３の圧力を低下させるために、配管４４、減圧弁４５等を介して減圧ポンプ４６が接続されている。

タンク１１内の気体５３の圧力を調整する手段は上記した構成に限定されることはなく、タンク１１内の気体５３の圧力が制御される手段であれば、いかなる構成であってもよい。またタンク１１内への溶融樹脂５１を供給する手段は上記した構成に限定されることはなく、タンク１１内に溶融樹脂５１が供給される手段であれば、いかなる構成であってもよい。

次に上記射出成形品の製造装置１０の動作について説明する。
タンク１１内の溶融樹脂５１を金型２１内に射出するには、ノズル１２に金型２１を接続してからタンク１１内の気体５３の圧力を高めて仕切弁１６を開ける。そして金型２１内に溶融樹脂５１が充填された時点で仕切弁１６を閉める。その後、ノズル１２から金型２１を外し、金型２１を冷却する。

タンク１１内に溶融樹脂５１を供給するには、仕切弁３３を開けて溶融樹脂貯蔵部３１から供給路３１を通してタンク１１の供給口１５より溶融樹脂５１を供給する。タンク１１内の溶融樹脂５１の量が所定に量になった時点で仕切弁３３を閉じて、溶融樹脂５１の供給を停止する。

タンク１１内への気体５３の供給は、仕切弁３３、減圧弁４５を閉じ、圧力調整弁４２を開けて、気体貯蔵タンク４３内に貯蔵されている高圧の気体５３を、配管４１を通してタンク１１内に供給する。その際、圧力調整弁４２によりタンク１１内の気体５３の圧力は所望の圧力に調整される。

タンク１１内の気体５３の圧力を減じる場合には、仕切弁３３、圧力調整弁４２を閉じて、減圧ポンプ４６を駆動するとともに減圧弁４５を開けて配管４４を通してタンク１１内の気体５３を排出することで、気体５３の圧力を所望の圧力まで減じる。
溶融樹脂５１の金型２１内への射出は、仕切弁１６を開けてノズル１２を通して行う。射出時は、タンク１１内の気体５３は高圧状態にしておく。そのため、仕切弁３３、圧力調整弁４２は閉じておき、圧力調整弁４２によりタンク１１内の気体５３の圧力を所望の圧力に保持する。そして金型２１内に溶融樹脂５１が充填された時点で仕切弁１６を閉じる。

以下に、本発明の射出成形品の製造方法の好ましい一実施形態を説明する。
本製造方法は、前述の射出成形品の製造装置１０を用いる。射出成形工程は一般に、型締め工程、射出工程、冷却工程、型開き工程、取り出し工程の順に行われ、本射出成形品の製造方法においても同様である。

図１に示すように、仕切弁１６を閉じた状態で、型締めされた金型２１の入口（例えばスプールブッシュ）をノズル１２に接続する。そしてノズル１２より溶融樹脂５１を射出する射出工程を行う。射出工程は、圧力調整弁４２を調整することでタンク１１内の気体５３の圧力を溶融樹脂５１が射出される所望の圧力まで高め、仕切弁１６を開けてタンク１１内からノズル１２を通して溶融樹脂５１を金型２１内部に注入する。この時の気体５３の圧力は、溶融樹脂５１の粘度、ノズル１２の口径にもより適宜選択される。溶融樹脂５１が金型２１を充填するに足る規定量だけ射出された後、仕切弁１６を閉じる。このとき、減圧ポンプ４６を駆動するとともに減圧弁４５を開けて配管４４を通してタンク１１内の気体５３を排出することで、気体５３の圧力を溶融樹脂５１中への拡散が抑制される所望の圧力まで減じることが好ましい。そしてノズル１２から金型２１を離し、金型２１は、冷却工程、型開き工程、取り出し工程を経て、再び型締め工程に入る。

この製造方法では、射出工程時にはタンク１１内の気圧を例えば０．７５ＭＰａと高くして、それ以外の工程時にはタンク１１内の気圧を例えば０．０５ＭＰａと低くする。すなわち、図２に示すように気体圧力を変動させて射出成形を繰り返し行う。
図２に示す気体圧力の変動条件は、一例として、以下のように設定されている。
溶融樹脂：ヘンケルジャパン株式会社製ＭＡＣＲＯＰＬＡＳＴ（登録商標）ＱＲ３４６０（商品名）
気体：窒素、
気体の圧力：高圧時は０．７５ＭＰａ、低圧時は０．０５ＭＰａ、
型締力：１４７０Ｎ（１５０ｋｇｆ）、
射出時間：６０秒、
冷却時間：６０秒、
金型温度：２０℃（金型内に冷却水を循環）、
タンク内温度（溶融樹脂温度）：１３０℃、
である。射出時間には、射出工程にかかる時間の他に型締め工程の時間も含む。冷却時間は、射出工程にかかる時間以外の時間であり、冷却工程および型開き工程、取り出し工程にかかる時間を含む。

射出工程は、タンク１１内に貯蔵された溶融樹脂５１を、気体５３の圧力を利用して該溶融樹脂５１の液面５１Ｓを圧してタンク１１に配されたノズル１２から型締めされている金型２１内に射出する。タンク１１内の気体５３と溶融樹脂５１との界面、すなわち液面５１ｓからノズル１２の入口（ノズル１２の入口断面の中心）までの、製造開始時に最小限必要な距離をａとする。以下、この距離を最短距離ともいう。また射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂５１の液面降下距離をｄｌとし、射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂５１中の気体拡散距離をｄｇとする。さらに、射出成形工程のサイクル数をｎとすると、
（（ｄｌ＋ｄｇ）×ｎ）＜ａ （１）
なる式を満たすように、最短距離ａが設定される。すなわち、タンク１１内に入れる溶融樹脂５１の量が決定される。

タンク１１は、溶融樹脂５１の深さ方向にタンク１１の断面積が一定となっている。したがって、射出成形工程の１サイクル当たりの溶融樹脂５１の液面降下距離ｄｌは、サイクル数ｎに比例する。また、射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂５１の液面降下距離ｄｌが［１サイクルに減少する溶融樹脂の体積］／［溶融樹脂の液面の面積］で表される。なお、１サイクルに減少する溶融樹脂の体積とは、射出に使用した溶融樹脂の体積である。より厳密には、溶融樹脂５１中に拡散した気体５３による溶融樹脂５１の膨潤を考慮にいれるならば、［射出に使用した溶融樹脂の体積］−［気体の拡散により膨潤した溶融樹脂の体積］になる。しかし、１サイクル当たりの溶融樹脂の射出量に比較して、溶融樹脂中の気体の拡散量が気泡を発生させるような量ではないので膨潤量が少ないと推定されるため、膨潤量は無視する。
さらに、射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂５１中の気体５３の拡散距離をｄｇとすると、ｄｇは、［溶融樹脂中における気体の拡散速度ｖ］×［１サイクル中の射出工程にかかる時間ｔ］で表される。

上記の溶融樹脂５１中における気体５３の拡散速度ｖは、単に溶融樹脂５１中を気体５３が拡散していく速度ではなく、溶融樹脂５１中の深さ方向の一定の距離（例えば、上記最短距離ａ）を気泡が発生するような濃度の気体が拡散していく速度をいう。実際的には、気体５３に射出時と同等の圧力をかけた状態にして溶融樹脂を射出したときに、一定量の気泡を生じた射出成形品が現れるまでの時間をｔｄとすると、
ｖ＝ａ／ｔｄ （２）
なる式で表される。
このように溶融樹脂５１中の気体５３の拡散速度ｖがわかれば、気体５１の拡散距離ｄｇは容易に求められる。

上記一定量の気泡とは、射出成形品が気泡不良と判定される気泡数をいう。その気泡数は、射出成形品の表面の３ｍｍ×２ｍｍの範囲を拡大倍率１００００倍にした顕微鏡観察において、気泡に外接する円に換算して直径０．１ｍｍ以上の気泡の個数で判定する。顕微鏡には株式会社キーエンス製マイクロスコープを用いた。気泡の個数が、２０個以上認められた場合を気泡不良と判定し、２０個未満の場合は良品と判定する。

上記拡散速度ｖは、予め、溶融樹脂５１の種類ごとに実験によって求めておく。はじめにタンク１１内に溶融樹脂５１を入れる。その量は、１サイクルの射出成形で使用する溶融樹脂の体積に対して十分な量の体積とする。例えば、１回の射出成形で使用する溶融樹脂量の１０００倍以上とすることが好ましい。その溶融樹脂５１の液面５１ｓとノズル１２との最短距離は上記のａである。このような量の溶融樹脂５１がタンク１１内に入っていれば、数サイクルで使用する溶融樹脂量は無視できるので、射出成形によるタンク１１内の溶融樹脂の液面降下は無視できるレベルとなる。タンク１１内に気体５３を供給し、０．７５ＭＰａの高圧にする。そして、高圧にしてから６０分ごとに射出成形を行い、気体５３を高圧にしてから射出成形品に気泡が発生するようになるまでの時間を調べる。その時間をｔｄとして、上記（２）式のｖ＝ａ／ｔｄで拡散速度を求める。

拡散速度ｖを簡易的に求めると以下のようになる。溶融樹脂５１に、例えば、１液反応型ウレタン系ホットメルト接着剤であるヘンケルジャパン株式会社製ＭＡＣＲＯＰＬＡＳＴ（登録商標）ＱＲ３４６０（商品名）を用いた。その樹脂を溶融状態にしてタンク１１内に最短距離ａ＝３０ｃｍとなるように入れた。この量の溶融樹脂５１であれば、液面降下の影響は無視できるレベルである。溶融樹脂５１の温度を１３０℃とした。気体５３には窒素を用い、タンク１１内の気圧が０．７５ＭＰａになるように気体５３の圧力を調整し、その圧力を保持した。そして６０分ごとに射出成形を行った結果、時間ｔｄ＝１２０分後に射出成形品に気泡不良となる気泡が発生するのが確認できた。この時間に基づいて、拡散速度Ｖ＝ａ／ｔｄ＝３０ｃｍ／１２０ｍｉｎ＝０．２５ｃｍ／ｍｉｎを得た。

タンク１１内の溶融樹脂５１は、溶融樹脂５１の液面がノズル１２の入口に達したときに、気泡を発生するような気体濃度になっておらず、その状態で溶融樹脂５１を使い切るのが理想的である。このようにすれば、気泡発生は確実に防止できる。そこで、どの時点で気泡発生になるのかを調べた。
まずタンク１１内に溶融樹脂５１を最短距離ａ＝１０ｃｍだけ入れた。溶融樹脂５１には、ヘンケルジャパン株式会社製ＭＡＣＲＯＰＬＡＳＴ（登録商標）ＱＲ３４６０（商品名）を用い、気体５３には窒素を用いた。そしてタンク１１内の気体５３の圧力が０．７５ＭＰａの場合には７２時間放置し、０．０５ＭＰａの場合には２８時間放置し、その間の溶融樹脂５１の射出品の密度を調べた。なお、気体５３を０．０５ＭＰａにして放置した場合、射出時のみ気体の圧力を０．７５ＭＰａに高めた。密度は、メトラートレド株式会社製の上皿電子天秤を用いた水中置換法により測定して求めた。その結果を図３に示す。

図３に示すように、気体５３の圧力が０．０５ＭＰａの場合、射出品の密度変化はほとんどなかった。これは、溶融樹脂５１中に気体５３がほとんど拡散していないことを示している。これに対し、気体５３の圧力が０．７５ＭＰａの場合、射出品の密度は保持時間の経過とともに減少することがわかった。このことから、溶融樹脂５１中の気体５３の濃度は、ノズル入口付近において、保持時間とともに高くなることがわかる。また、０．７５ＭＰａの場合、溶融樹脂５１中に常に一定量の気体５３が連続的に拡散している。そして、溶融樹脂５１に対する気体５３の溶解度に達するまで気体５３が溶融樹脂５１中に溶解する。したがって、ノズル入口付近の溶融樹脂５１中の気体５３の拡散量も時間の経過とともに増加し、ある時点で、気泡を発生する拡散量になる。

タンク１１内において気体を０．０５ＭＰａに保持したと場合と、気体を０．７５ＭＰａに保持した場合について、所定時間が経過したときに溶融樹脂を射出して得た射出品中の気泡発生状態を調べた。図４に示すように、気体５３を０．０５ＭＰａに保持した溶融樹脂５１の射出品には、０時間から２８時間経過した射出品に気泡不良と判定される気泡の発生が見られなかった。これに対し、気体５３を０．７５ＭＰａに保持した溶融樹脂５１の射出品には、０時間から６時間経過した射出品には気泡不良と判定される気泡の発生はみられなかった。しかし２４時間以上経過した射出品から気泡不良と判定される気泡の発生が見られた。写真中、丸く写されている部分が気泡である。
したがって、気泡不良が発生する前に射出成形工程でタンク１１内の溶融樹脂５１を使い切ることが好ましい。上記の場合であれば、６時間を超えるまでに溶融樹脂５１を使い切ることが好ましい。
なお、気体濃度は溶融樹脂５１の液面ほど高くなっている。気体５３の拡散は気体濃度の低い方に向かって進むため、溶融樹脂５１の深さ方向に向かって気体濃度が低くなる気体５３の濃度勾配ができ、時間の経過とともに気体濃度が高くなる。溶融樹脂５１内に気体５３が拡散されている間は、溶融樹脂５１内の気体濃度の上昇は続き、気体の溶解度が飽和状態になるまで気体が拡散される。

これに対して、前述の図２に示すように、溶融樹脂５１にヘンケルジャパン株式会社製ＭＡＣＲＯＰＬＡＳＴ（登録商標）ＱＲ３４６０（商品名）を用い、溶融樹脂５１の液面とノズル１２との最短距離ａは６０ｃｍとする。また気体５３に窒素を用い、気圧が高い状態（０．７５ＭＰａ）の射出工程（射出時間）と、気圧が低い状態（０．０５ＭＰａ）の射出工程以外の工程とを繰り返し行う。この場合に、気体５３の気圧が低い状態では溶融樹脂５１中に気体５３が拡散しないため、気圧が高い状態（０．７５ＭＰａ）の合計時間が６時間以内ならば、成形品に気泡が発生しない。また、タンク１１内の溶融樹脂５１は６時間で使い切ることが好ましい。

本発明の射出成形品の製造方法によれば、ｎサイクルの射出成形を行うに当たって、上記（１）式を満たすように、タンク１１内に溶融樹脂５１が満たされていれば、ｎサイクルの射出成形では射出成形品に気泡が入ることが防げる。これによって、射出成形品の気泡不良を抑えることができる。
言い換えれば、上記の射出成形品の製造方法により製造された射出成形品は、気泡を含まないものとなる。したがって、成形品の表面に気泡が出ることもないので表面欠陥の製品不良となることもない。また、成形品の内部に気泡が入ることもないので、気泡部分が応力集中箇所となり、製品の強度を低下させることもない。したがって、上記射出成形品は設計通りの強度を得ることができる。

上記製造方法では、射出成形工程において、（（ｄｌ＋ｄｇ）×ｎ）＝ａになったとき、又はなる前に、タンク１１内に新たな溶融樹脂を供給することが好ましい。新たな溶融樹脂の供給方法は前述したとおりである。
このように、タンク１１内に新たな溶融樹脂を供給することで、タンク１１内の気体５３を含んだ溶融樹脂５１の気体の濃度が薄められる。これによって、気泡が発生し始める濃度以下の溶融樹脂がノズル１２に供給されるようになり、気泡が発生するような気体濃度の溶融樹脂がノズル入口に達するのが防止される。したがって、ノズル１２から射出された溶融樹脂５１によって成形された射出成形品に気泡が発生するのが防止される。

上記の射出成形品の製造方法は、ノズル１２から溶融樹脂５１が充填される金型２１内に電線、コネクタ、電気・電子基板、各種電気・電子素子等を挿入した状態で溶融樹脂５１を充填するインサート成形に適用することが好ましい。

溶融樹脂５１は、反応型ホットメルト樹脂であり、例えば湿気で硬化する湿気硬化型ホットメルト樹脂、紫外線硬化型ホットメルト樹脂、熱可塑性ホットメルト樹脂等が挙げられる。湿気硬化型ホットメルト樹脂としては、１液湿気硬化型ウレタン系ホットメルト接着剤、１液湿気硬化型オレフィン系ホットメルト接着剤、１液湿気硬化型シリコン系ホットメルト接着剤等が挙げられる。紫外線硬化型ホットメルト樹脂としては、紫外線硬化型ウレタン系ホットメルト接着剤、紫外線硬化型エポキシ系ホットメルト接着剤等が挙げられる。熱可塑性ホットメルト樹脂としては、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂等が挙げられる。

気体５３は、湿気を含まない、窒素、二酸化炭素、または希ガスが好ましく、溶融樹脂５１中への拡散や環境保護の観点から、より好ましくは窒素、希ガスであり、扱い易さやコストの観点からさらに好ましくは窒素である。したがって、溶融樹脂５１が湿気硬化型ホットメルト樹脂であっても、タンク１１内において気体５３と接触する溶融樹脂５１の液面が硬化することはない。

本発明の射出成形品の製造方法では、射出成形用の１個のノズルに対して、前述したように１個の金型を対応させる場合と、後述するように複数個（例えば２個）の金型を対応させる場合がある。
射出成形は、一般に、型締め工程、射出工程、冷却工程、型開き工程、取り出し工程の順に行われ、その順で各工程が繰り返される。そのため、一つのノズル１２に対して一つの金型２１を用いて射出成形するよりも、一つのノズル１２に対して複数の金型を用いて射出成形するほうが製造効率を高められる。例えば、二つの金型の場合、一方の金型が射出工程のときは、他方の金型は射出工程以外の工程を行い、他方の金型が射出工程のときは一方の金型は射出工程以外の工程を行うことで、連続的に射出工程を行うことができるようになる。

以下、１個のノズルに２個の金型を対応させる場合について具体的に説明する。
図５に示すように、第１金型２１Ａと第２金型２１Ｂのそれぞれの入口（例えば、スプルーブッシュ）が、ノズル１２に交互に接続するようになっている。ノズル１２へのそれぞれの金型の接続タイミングを以下に説明する。なお、以下の説明では図５と併せて前述の図１も参照されたい。
図５（ａ）に示すように、仕切弁１６を閉じた状態で、型締めされた第１金型２１Ａをノズル１２に接続する。そしてノズル１２より溶融樹脂を射出する射出工程を行う。射出工程は、仕切弁１６を開放してタンク１１内からノズル１２を通して溶融樹脂５１を第１金型２１Ａ内部に注入する。溶融樹脂５１が規定量だけ射出された後、仕切弁１６を閉じる。ノズル１２から第１金型２１Ａを離して第１位置２１ａに移動させる。
そして図５（ｂ）に示すように、第１金型２１Ａは第１位置２１ａに移動し、第２金型２１Ｂを第１金型２１Ａが配されていた位置に移動する。第１金型２１Ａは、冷却工程、型開き工程、取り出し工程を経て、再び型締め工程に入る。一方、仕切弁１６が閉じられた状態で、ノズル１２には第１金型２１Ａに替わり型締めされた第２金型２１Ｂが接続される。その後、第２金型２１Ｂに対して射出工程を行う。この射出工程は、仕切弁１６を開放してタンク１１内からノズル１２を通して溶融樹脂５１を第２金型２１Ｂ内部に注入する。溶融樹脂５１が規定量だけ射出された後、仕切弁１６を閉じる。ノズル１２から第２金型２１Ｂを離して第２位置２１ｂに移動させる。

そして前述の図５（ａ）に示すように、第２金型２１Ｂは第２位置２１ｂに移動し、第１金型２１Ａを第２金型２１Ｂが配されていた位置に再び移動する。第２金型２１Ｂは、冷却工程、型開き工程、取り出し工程を経て、再び型締め工程に入る。このようにして、第１金型２１Ａと第２金型２１Ｂとを交互に用いて射出成形を行う。このため、タンク１１内の気体５３には常に射出成形時の高圧がかけられている。
すなわち、第１金型２１Ａは、射出工程時にノズル１２に接続され、冷却工程等のその他の工程ではノズル１２の接続から離れるように矢印方向に移動する。そして第２金型２１Ｂは、第１金型２１Ａと連動して、射出工程時にノズル１２に接続され、冷却工程等のその他の工程ではノズル１２の接続から離れるように矢印方向に移動する。この動作によって、ノズル１２には第１金型２１Ａと第２金型２１Ｂとが交互に接続されて、連続的に射出工程が行えるようになっているので、製造効率が高められる。

上記説明では、２個の金型を用いた場合を説明したが、３個以上の金型を用いることもできる。例えば、射出工程以外の工程が射出工程よりもかなり長い時間を要する場合に有効となる。例えば、射出工程が時間Δｔ１かかり、射出工程以外の工程が２Δｔ１かかる場合には３個の金型を用い、射出工程以外の工程が３Δｔ１かかる場合には４個の金型を用いることができる。つまり射出工程以外の工程が射出工程よりもｎ倍の時間がかかる場合にはｎ＋１個の金型を用いることができる。ｎは自然数とする。また射出工程以外の工程には金型の移動時間も含む。

上記射出成形品の製造方法における気体による置換は、湿気を含まない気体を用いることで、溶融樹脂と水分とが反応しての反応性の樹脂材料の劣化防止の目的で行われる。例えば、封止目的で樹脂（反応性ホットメルト）により自動車用電線をインサートモールドする製造方法などが挙げられる。その製造方法によって得られた自動車用電線の一例を図６に示す。図６に示すように、電線６１と端子６２との接続部分を被覆する樹脂６３がインサートモールドで形成される。樹脂６３には、例えば１液反応型ウレタン系ホットメルト接着剤、紫外線効果型ホットメルト樹脂、熱可塑性樹脂等を用いる。このような接着剤としては、例えばヘンケルジャパン株式会社製ＭＡＣＲＯＰＬＡＳＴ（登録商標）ＱＲ３４６０（商品名）、横浜ゴム株式会社製ポリエステル系ホットメルト型封止材ＭＭ−７０（商品名）、東洋紡株式会社製バイロショット（登録商標）ＧＭ−９５５−ＲＫ２０（商品名）等が挙げられる。従来品では、成形後の成形品からの気体の抜けにくさの懸念から、樹脂６３の厚さが２ｍｍ以内であった。しかし封止目的などでは２ｍｍを超える厚さが必要となる。この場合は本発明のような製造方法を採用することで、成形品内に含まれる気体を低減し、気泡の発生を抑えることができるので、厚みのある成形品を製造するのには効果的である。

１０ 射出成形品の製造装置
１１ タンク
１２ ノズル
１３ 樹脂供給部
１４ 気体供給部
１５ 供給口
１６ 仕切弁
２１ 金型
２１Ａ 第１金型
２１ａ 位置
２１Ｂ 第２金型
３１ 溶融樹脂貯蔵部
３２ 供給路
３３ 仕切弁
４１ 配管
４２ 圧力調整弁
４３ 気体貯蔵タンク
４４ 配管
４５ 減圧弁
４６ 減圧ポンプ
５１ 溶融樹脂
５１Ｓ 液面
５３ 気体
ａ 製造開始時に最小限必要な距離（最短距離）
ｄｌ 液面降下距離
ｄｇ 気体拡散距離

Claims (6)

1. タンク内に貯蔵された溶融樹脂を、気体の圧力を利用して該溶融樹脂の液面を圧して前記タンクに配されたノズルから射出成形する射出成形品の製造方法であって、
   前記タンク内の前記気体と前記溶融樹脂との界面から前記ノズルの入口までの、製造開始時に最小限必要な距離をａ、
   射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂の液面降下距離をｄｌ、
   射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂中の気体拡散距離をｄｇ、
   射出成形工程のサイクル数をｎとして、
   （（ｄｌ＋ｄｇ）×ｎ）＜ａ
   なる式を満たし、
   射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂中の気体拡散距離ｄｇが［溶融樹脂中における気体の拡散速度ｖ］×［１サイクル中の射出工程にかかる時間ｔ］で表され、
   更に、前記溶融樹脂中における前記気体の拡散速度をｖ、前記タンク内に入れた前記溶融樹脂の前記ノズルの入口から前記溶融樹脂の気液界面までの最短距離をａ、前記気体に射出時と同等の圧力をかけた状態にして射出成形したときに、射出成形品中に一定量の気泡が現れるまでの時間をｔｄとすると、
   ｖ＝ａ／ｔｄ
   なる式を満たし、
   前記溶融樹脂の深さ方向に前記タンクの断面積が一定であり、前記射出成形工程１サイクル当たりの溶融樹脂の液面降下距離ｄｌが［１サイクルに減少する溶融樹脂の体積］／［溶融樹脂の液面の面積］で表される
   射出成形品の製造方法。
2. 前記射出成形において、（（ｄｌ＋ｄｇ）×ｎ）＝ａになったとき、又はなる前に、前記タンク内に新たな溶融樹脂を供給する請求項１記載の射出成形品の製造方法。
3. 前記タンクは内部の温度を一定温度に保つ恒温槽からなり、前記溶融樹脂の温度を一定に維持することで前記溶融樹脂を一定の溶融状態に保つ請求項１又は２に記載の射出成形品の製造方法。
4. 前記溶融樹脂が湿気で硬化する湿気硬化型ホットメルト樹脂であり、前記気体が湿気を含まない気体である請求項１〜３のいずれか１項に記載の射出成形品の製造方法。
5. 前記気体は、窒素、二酸化炭素、または希ガスである請求項１〜４のいずれか１項に記載の射出成形品の製造方法。
6. 前記射出成形は前記ノズルから前記溶融樹脂が充填される金型内に電線を挿入して溶融樹脂を充填するインサート成形である請求項１〜５のいずれか１項に記載の射出成形品の製造方法。