WO2012176900A1 - 射出成形方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

射出成形装置は、樹脂を溶融して溶融樹脂を得るとともに該溶融樹脂を射出する射出機１０３２と、溶融樹脂の流動通路であるホットランナ１０２０と、ホットランナ１０２０の一部に設けられ溶融樹脂を射出機１０３２内での溶融時の温度よりも高温にするための昇温部１０４０と、を備える。

Description

射出成形方法及びその装置

　本発明は、型内に形成されたキャビティに溶融樹脂を充填することで成形品を得る射出成形方法及び射出成形装置に関する。

　射出成形は、射出機から射出された溶融樹脂を、型内に形成されたキャビティに供給し、その後、該溶融樹脂を冷却硬化して成形品を得る一手法として周知である。

　射出成形においては、射出機にて樹脂が溶融され、これにより得られた溶融樹脂は、前記射出機から射出された後、ホットランナを流通する。溶融樹脂は、さらに、型に形成されるスプルーやゲート等を経由して、キャビティの一部をなす製品部に導入される。キャビティの直前（上流側）には、例えば、特許文献１に記載されるようにノズルが配設され、溶融樹脂がノズルから導出されてキャビティに供給されることもある。

　ホットランナの温度は、例えば、２００℃～２２０℃程度に保持され、一方、型の温度は略常温である。従って、キャビティに射出された溶融樹脂は該キャビティの形状に沿って変形し（すなわち、成形され）、さらに、熱が奪取されることに伴って降温することによって硬化して成形品となる。

　このような射出成形において、製品コストの低廉化を図るべく樹脂の使用量を低減することや、ＣＯ２発生量の低減のために軽量な成形品を得ることを目的とし、厚み方向寸法（肉厚）が小さい薄肉物を作製することが試みられる。しかしながら、この場合、肉厚が大きな厚肉物を成形するときと射出条件を同一とすると、溶融樹脂の流動距離が短くなることがある。

　このような事態が生じると、例えば、製品部の端部に溶融樹脂が到達しなくなる。すなわち、充填不良が起こり、このため、当該部位が欠落したり、いわゆるデフォームが発生したりした不良成形品が作製されてしまう。

　この不具合を回避するべく、溶融樹脂の射出圧力を大きくすることが想起される。この場合、溶融樹脂に対する押圧力が大きくなるので、該溶融樹脂の流動距離が大きくなると期待されるからである。しかしながら、溶融樹脂の射出圧力を大きくすると、パーティング面、特にゲート近傍でバリが発生し易くなる。そこで、型締め圧力を大きくし、バリが発生するような間隙を可及的に低減することも考えられるが、大きな型締め圧力を得るためには、可動型を変位させて型締め・型開きを行う変位機構として大型のものや高出力のものが必要である。このため、射出成形装置が大型化するとともに、重量も大となってしまう。また、そのような変位機構は概して高価であるため、設備投資が高騰する。

　以上の観点から、特許文献２では、薄肉部を有する樹脂成形品を安価な設備コストで成形するべく、型内に第１及び第２の樹脂通路を形成し、第１の樹脂通路から製品部に導入される溶融樹脂が薄肉部を形成する部位を通過した後、第２の樹脂通路に設けた弁を開き、該第２の樹脂通路から、製品部中の未充填部位に対して溶融樹脂を供給することが提案されている。

　特許文献２記載の従来技術では、弁を開くタイミング、換言すれば、第２の樹脂通路から溶融樹脂を供給するタイミングを制御装置に記憶させるべく、溶融樹脂の射出を開始してからの経過時間と、製品部内における溶融樹脂の到達位置との関係を、試験を繰り返すことで予め求めておく必要がある。従って、煩雑であり、また、試験の実施のために長時間を要する。

　特許文献２の段落［００２７］に記載されるように、製品部に検出手段を設け、この検出手段で溶融樹脂が所定の位置を通過したことを検出することも考えられるが、この場合、検出手段の位置に応じて溶融樹脂の射出圧力を変更しなければならない。

　そこで、射出機での樹脂の溶融温度を高温に設定することで溶融樹脂の温度を上昇させるとともに粘度を低下させ、ホットランナで高温・低粘度状態を維持した後、該溶融樹脂をキャビティに導入することも考えられる。しかしながら、本発明者の鋭意検討によれば、この場合、溶融樹脂が物性変化を起こすことに起因して、強度が十分ではない成形品が得られることが多々ある。

　しかも、特許文献２に開示された射出成形装置は、製品部に溶融樹脂を導入するゲートが複数個存在する、いわゆる多点ゲートのものであるが、このためにウェルドラインが形成されるので、成形品の外観品質が低下する。加えて、バルブゲートを複数個設置しなければならないので、金型費が増大する。

日本国　特開平１１－１０５０７９号公報 日本国　特開２００３－１５４５６２号公報

　本発明の実施の形態は、製品部の全体にわたって溶融樹脂を充填させることが可能であり、射出成形装置が大型化することや大重量化すること、さらには設備投資が高騰することを回避することが可能であり、十分な強度を示す成形品を得ることが可能であり、成形品を得るためのサイクルタイムを短くすることが可能であり、又は、型開きを行う際に成形品が脱落することを回避することが可能である、射出成形方法及び射出成形装置、に関する。

第１の実施の形態に係る射出成形装置の要部概略縦断面図である。 図１の射出成形装置の別部位の要部概略縦断面図である。 直管内を流動する流動物の温度ムラを模式的に示した概略側面断面図である。 スタティックミキサ内の流動物の流動状態を模式的に示した概略断面側面図である。 射出成形を行った後に昇温部に溶融樹脂が残留した状態を示す要部概略縦断面図である。 昇温部に残留した溶融樹脂が、新たに射出された溶融樹脂によって昇温部から押し出された状態を示す要部概略縦断面図である。 昇温部に残留した溶融樹脂が、図６からさらに押し出された状態を示す要部概略縦断面図である。 昇温部に残留した溶融樹脂が、図７からさらに押し出され、スラッグウェルに貯留された状態を示す要部概略縦断面図である。 スラッグウェルに貯留された残留溶融樹脂の一部が、スラッグウェルから押し出されてランナに導入された状態を示す要部概略縦断面図である。 残留溶融樹脂の一部が、図９からさらに押し出されてランナを流動している状態を示す要部概略縦断面図である。 残留溶融樹脂の一部が、図１０からさらに押し出されてランナを流動している状態を示す要部概略縦断面図である。 残留溶融樹脂の一部が、図１１からさらに押し出されてランナを流動した後、スキン層を形成して残留した状態を示す要部概略縦断面図である。 新たに射出された溶融樹脂のみが製品部に導入された状態を示す要部概略縦断面図である。 第２の実施の形態に係る射出成形装置の要部概略縦断面図である。 図１４に示す通路開閉部が、スプルーの入口側の開口を開放した状態を示す要部概略縦断面図である。 通路開閉部を構成する弁部材を、撹拌部に挿通することなく設けた射出成形装置の要部概略縦断面図である。 通路開閉部を構成する弁部材を、撹拌部の長手方向に対して傾斜するように設けた射出成形装置の要部概略縦断面図である。 図１７に示す射出成形装置が開状態にあるときの弁部材の先端近傍を示す要部拡大図である。 図１７に示す射出成形装置が閉状態にあるときの弁部材の先端近傍を示す要部拡大図である。 弁部材の先端が図１８及び図１９とは別形状であるときの開状態を示す要部拡大図である。 弁部材の先端が図１８及び図１９とは別形状であるときの閉状態を示す要部拡大図である。 撹拌部の撹拌翼の接合部位を避けるようにして弁部材を通した射出成形装置の要部概略縦断面図である。 撹拌部の撹拌翼の接合部位を避けるようにして弁部材を通した、図９とは別の構成の射出成形装置の要部概略縦断面図である。 通路開閉部を可動型に設けた射出成形装置の要部概略縦断面図である。 図２４に示す通路開閉部が、スプルーの入口側の開口を開放した状態を示す要部概略縦断面図である。 図２４とは別の構成の通路開閉部を可動型に設けた射出成形装置の要部概略縦断面図である。 図２６に示す通路開閉部が、スプルーの入口側の開口を開放した状態を示す要部概略縦断面図である。 昇温部の下流側流動通路を開放・閉塞可能な射出成形装置の要部概略縦断面図である。 昇温部及び通路開閉部を複数個設けた射出成形装置の要部概略縦断面図である。 弁棒（弁部材）を管部材に挿入して撹拌部の挿通孔に通した射出成形装置の要部概略縦断面図である。

　実施の形態に係る射出成形装置および射出成形方法について、添付の図面を参照して詳細に説明する。

　図１は、第１の実施の形態に係る射出成形装置１０１０の要部概略縦断面図である。この射出成形装置１０１０は、固定型１０１２と、図示しない変位機構の作用下に固定型１０１２に対して接近又は離間する可動型１０１４とを備える。

　固定型１０１２には、第１ホットランナ１０１６が形成された第１ホットランナブロック１０１８が付設される。なお、第１ホットランナブロック１０１８の下流側には、第２ホットランナ１０２０が形成された第２ホットランナブロック１０２２が設けられる。

　第１ホットランナブロック１０１８には、タッチピース１０２４が設けられている。タッチピース１０２４には導入孔１０３０が貫通形成され、この導入孔１０３０の開口には、射出機１０３２の射出ノズル１０３４が着座する。

　第１ホットランナ１０１６は、前記導入孔１０３０に連通する。また、第２ホットランナ１０２０は、第１ホットランナ１０１６に連通する連通路１０３６と、該連通路１０３６から放射状に分岐した複数個の分岐路１０３８とからなる。なお、図１においては、複数個の分岐路１０３８中、互いに略１８０°離間した２個を示している。

　分岐路１０３８は、第２ホットランナ１０２０の末端部としての昇温部１０４０を経た後、さらに、糸引き防止部１０４２、スプルー１０４４、ランナ１０４６及びゲート１０４８（図２参照）を介して、製品部１０５０に連通する。

　第１ホットランナ１０１６及び第２ホットランナ１０２０の近傍には、図示しないヒータ等の加熱装置が設けられている。このため、第１ホットランナ１０１６及び第２ホットランナ１０２０を流動する溶融樹脂は、例えば、２００℃～２２０℃の間の所定温度に保たれる。

　第２ホットランナ１０２０には、ホットノズル１０５２（図１参照）を介して分岐路１０３８に連なるようにして、昇温部１０４０が設けられる。

　第１の実施の形態において、昇温部１０４０は、スタティックミキサ１０５４の外周壁に第１バンドヒータ１０５６が巻回されることで構成されている。スタティックミキサ１０５４の小径な端部１０５５はネジ部であり、このネジ部は、前記ホットノズル１０５２の端部に設けられたネジ部に螺合されている。

　スタティックミキサ１０５４は、周知の通り、内部にミキシングブレード１０５８が設けられた管部材である。スタティックミキサ１０５４内を流通する溶融樹脂は、ミキシングブレード１０５８を通過する際、該ミキシングブレード１０５８の形状に沿って移動する。この移動により、溶融樹脂が撹拌される。このことから諒解されるように、スタティックミキサ１０５４は、動力が不要な撹拌部である。

　スタティックミキサ１０５４の外周壁に巻回された第１バンドヒータ１０５６は、該外周壁を介してミキシングブレード１０５８に熱を伝達する。従って、ミキシングブレード１０５８を通過する溶融樹脂にも熱が伝達され、また、ミキシングブレード１０５８の形状によっては剪断発熱が生じ、その結果、溶融樹脂の温度が上昇する。すなわち、昇温部１０４０は、該昇温部１０４０を流通する溶融樹脂の温度を上昇させるためのものである。なお、昇温部１０４０の温度は、第１熱電対１０６０を介して測定された値に応じて制御される。

　昇温部１０４０には、糸引き防止部１０４２が連なる。この糸引き防止部１０４２は、管部材１０６２と、該管部材１０６２の外周壁に巻回された第２バンドヒータ１０６４と、管部材１０６２の内部に収容された糸引き防止リング１０６６とを有する。

　スタティックミキサ１０５４の端部には、軸線方向に沿って陥没したネジ付段部１０７０が形成されている。一方、管部材１０６２は、小径部１０７２、大径部１０７４をスタティックミキサ１０５４に近接する側からこの順序で有し、スタティックミキサ１０５４に最近接する小径部１０７２が前記ネジ付段部１０７０に挿入されている。小径部１０７２にはネジ部が形成され、このネジ部は、ネジ付段部１０７０のネジ部に螺合される。

　また、小径部１０７２の外周壁にはリング形状の断熱部材１０７８が外嵌され、この断熱部材１０７８により、スタティックミキサ１０５４と管部材１０６２との熱的遮断が図られている。すなわち、スタティックミキサ１０５４の熱が管部材１０６２に伝達されることが抑制される。

　前記第２バンドヒータ１０６４は、管部材１０６２の大径部１０７４の外周壁に巻回されている。ここで、大径部１０７４には第２熱電対１０８０が接触している。第１バンドヒータ１０５６、第２バンドヒータ１０６４、第１熱電対１０６０及び第２熱電対１０８０は、図示しない制御回路に電気的に接続されており、従って、第１バンドヒータ１０５６及び第２バンドヒータ１０６４の発熱量は、第１熱電対１０６０及び第２熱電対１０８０によって検出される昇温部１０４０及び糸引き防止部１０４２の温度に対応して、制御回路の制御作用下に調節される。後述するように、糸引き防止部１０４２の温度は、昇温部１０４０に比して低温に設定される。

　管部材１０６２には、大径部１０７４に収容凹部１０８２が形成される。前記糸引き防止リング１０６６は、この収容凹部１０８２に収容されている。なお、糸引き防止リング１０６６は、溶融樹脂の射出成形において広汎に使用されている当業者に周知のものであり、従って、その詳細な説明は省略する。

　収容凹部１０８２には、スプルー１０４４が形成されたノズルチップ１０８４も収容される。なお、ノズルチップ１０８４の外径は略一定であるが、該ノズルチップ１０８４の内部に形成されたスプルー１０４４は、管部材１０６２に近接する側（上流側）の端部から離間する側（下流側）の端部に向かってテーパー状に拡径している。

　可動型１０１４には、スプルー１０４４の軸線方向に沿って延在するスラッグウェル１０８６が形成される。このスラッグウェル１０８６の容積と、スプルー１０４４、ランナ１０４６及びゲート１０４８の各容積との総和は、スタティックミキサ１０５４の容積に比して大きく設定される。従って、スタティックミキサ１０５４に残留した溶融樹脂は、次回の射出成形時、その全量がスプルー１０４４、スラッグウェル１０８６、ランナ１０４６及びゲート１０４８でスキン層となる。

　スラッグウェル１０８６には、ランナ１０４６が連通する。ここで、ランナ１０４６の軸線方向は、スプルー１０４４の軸線方向に対して略直交している。このため、スプルー１０４４から導出された溶融樹脂の流動方向は、ランナ１０４６によって変換される。

　ランナ１０４６の下流には、図２に示すように、該ランナ１０４６に連通するゲート１０４８と、該ゲート１０４８を介してランナ１０４６に連通する製品部１０５０とが形成される。上記したように、製品部１０５０は、固定型１０１２と可動型１０１４との合わせ面に位置している。

　図１及び図２においては、理解を容易にするために昇温部１０４０やスプルー１０４４、ランナ１０４６等を拡大して示しているが、図１及び図２の縮尺は実際の寸法に対応するものではない。例えば、スタティックミキサ１０５４の軸線方向寸法（長さ）は、実際には、分岐路１０３８及び第２ホットランナ１０２０に比して著しく小さく設定される。すなわち、スタティックミキサ１０５４における溶融樹脂の流動距離は、分岐路１０３８及び第２ホットランナ１０２０における溶融樹脂の流動距離に比して小さい。

　第１の実施の形態に係る射出成形装置１０１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、該射出成形装置１０１０にて実施される射出成形方法との関係で説明する。

　射出成形を行うに際しては、先ず、図示しない前記変位機構の作用下に可動型１０１４を固定型１０１２に向けて変位させ、型締めを行う。その前又は後に、射出機１０３２内にて所定の温度で樹脂を溶融し、溶融樹脂を得る。

　次に、射出機１０３２の射出ノズル１０３４から溶融樹脂を射出する。射出された溶融樹脂は、タッチピース１０２４に形成された導入孔１０３０を経由して第１ホットランナ１０１６に到達し、その後、第２ホットランナ１０２０の連通路１０３６を経て分岐路１０３８に至る。溶融樹脂は、複数個の分岐路１０３８の各々に沿ってさらに流動する。

　上記したように第１ホットランナ１０１６及び第２ホットランナ１０２０は、図示しない加熱装置（ヒータ等）によって加熱されており、このため、溶融樹脂は、溶融時の温度に略保持された状態で、第１ホットランナ１０１６及び第２ホットランナ１０２０を流動する。勿論、この温度は、溶融樹脂が冷却硬化して成形品となったときに十分な強度を確保し得る温度である。

　溶融温度ないし保持温度は、溶融樹脂の種類に応じて設定されるが、概ね２００℃～２２０℃の間、一層好適には２０５℃～２１５℃の間である。

　第２ホットランナ１０２０の分岐路１０３８を流動した溶融樹脂は、ホットノズル１０５２から、昇温部１０４０を構成するスタティックミキサ１０５４の内部に導出される。ここで、スタティックミキサ１０５４には、該スタティックミキサ１０５４内が射出機１０３２における溶融時の温度に比して高温となるように、第１バンドヒータ１０５６からの熱が伝達される。従って、ミキシングブレード１０５８を通過する溶融樹脂にも熱が伝達され、その結果、溶融樹脂は、射出機１０３２内で溶融したとき、ないし分岐路１０３８を流動したときの温度に比して高温となり、これに伴って粘度が低下する。

　なお、スタティックミキサ１０５４の設定温度は、射出機１０３２内の溶融温度に比して１０℃～１５０℃程度高温が好適であり、２０℃～１００℃程度高温が一層好適である。この程度の温度であれば、強度が不十分な成形品が作製されることが回避される。

　溶融樹脂は、ミキシングブレード１０５８を通過する際に剪断力を受けることに伴って熱を帯びる。すなわち、ミキシングブレード１０５８を通過することのみでも溶融樹脂の温度が上昇する。この温度上昇幅が十分であれば、スタティックミキサ１０５４の設定温度を、射出機１０３２内の溶融温度と同一にしてもよい。

　射出機１０３２内での溶融温度を、樹脂の溶融に必要最低限に設定するとともに、昇温部１０４０の温度を、溶融樹脂が製品部１０５０の全体に充填されるに必要な粘度にし得る必要最低限に設定することにより、射出成形装置１０１０の電力消費量を抑制することができる。

　ここで、昇温部１０４０に単純な直管１０９０が配置されている場合（図３参照）、実際には、直管１０９０の内部に温度ムラが生じる。すなわち、内周壁に近い箇所では温度が高く、直径中心近傍では温度が低くなる。このため、直管１０９０内を流動する溶融樹脂にも温度ムラが生じるので、直管１０９０内の場所に関わらず溶融樹脂の粘度を均等にすることが容易でなくなる懸念がある。

　これに対し、スタティックミキサ１０５４を設けた実施の形態においては、図４に示すように、溶融樹脂がミキシングブレード１０５８を通過することに伴って、内周壁に近い溶融樹脂が直径中心に向かって移動するとともに、直径中心に近い溶融樹脂が内周壁に向かって移動する。このため、熱源である第１バンドヒータ１０５６に近接して比較的高温となった溶融樹脂と、第１バンドヒータ１０５６から離間して比較的低温である溶融樹脂とが連続的に混じり合いながらスタティックミキサ１０５４を流動していくことになる。従って、溶融樹脂に温度ムラが生じることが回避され、その結果、部位に関わらず温度が略均等な、換言すれば、粘度が略一様な溶融樹脂が得られる。

　しかも、出発材料が、例えば、マスターバッチ材料やメタリック原着材料であっても、スタティックミキサ１０５４の撹拌によって十分に分散されるので、外観品質に優れた成形品を得ることができる。また、初回の射出成形を行った後、色や出発材料の種類を変更して第２回の射出成形を行う際、初回の射出成形時に射出された溶融樹脂が残留して新たに射出された溶融樹脂に混入したとしても、両溶融樹脂がスタティックミキサ１０５４によって十分に撹拌されるため、例えば、残留した溶融樹脂に起因する筋状の外観不良等が成形品に発生し難い。このため、不良品の発生数を低減することができる。

　加えて、スタティックミキサ１０５４を採用する場合、撹拌を行うための動力を設ける必要がない。このため、射出成形装置１０１０の構成が複雑となることが回避されるとともに、金型投資が高騰することが回避される。また、消費電力が多くなることもない。

　昇温部１０４０を通過した溶融樹脂は、糸引き防止部１０４２に導入される。この糸引き防止部１０４２は、昇温部１０４０に比して５０℃～１００℃、典型的には約８０℃程度低温に設定される。しかしながら、管部材１０６２の長さはスタティックミキサ１０５４に比して著しく小さく、また、管部材１０６２にミキシングブレード１０５８が存在しないので、糸引き防止部１０４２を流動する溶融樹脂は、ほとんど温度降下を起こすことなく糸引き防止リング１０６６からスプルー１０４４に導出される。

　溶融樹脂は、スプルー１０４４を通過した後、ランナ１０４６及びゲート１０４８（図２参照）を経て製品部１０５０に導入される。ここで、上記したように、溶融樹脂は昇温部１０４０によって昇温されることで粘度が低下している。従って、流動距離が大きくなり、このため、製品部１０５０に薄肉部を形成する部位が存在する場合であっても、溶融樹脂は、該部位を容易に通過して製品部１０５０の端部まで到達する。

　製品部１０５０は、通常、略常温となるように温度調整されている。従って、製品部１０５０に導入された溶融樹脂は、熱が奪取されることに伴って冷却硬化する。これにより、成形品が得られるに至る。

　溶融樹脂は、昇温部１０４０に導入される前、冷却硬化して成形品となったときに十分な強度を確保し得る温度に保持されて第２ホットランナ１０２０、連通路１０３６及び分岐路１０３８を流動する。その後、昇温部１０４０を通過するが、この際の流通時間は短い。換言すれば、溶融樹脂が、射出機１０３２内での溶融時よりも高温となっている時間は短い。このため、溶融樹脂が物性変化を起こすことが回避されるので、十分な強度を示す成形品を得ることができる。しかも、溶融樹脂が製品部１０５０の端部まで到達して冷却硬化しているので、該成形品に欠陥が発生することが回避される。

　また、溶融樹脂の射出圧力を大きくする必要がないので、バリが発生することを回避するべく型締め圧力を大きくする必要もない。従って、型締め・型開きを行う変位機構（油圧シリンダ等）は小型のもので十分である。このため、射出成形装置１０１０が大型化することや、大重量化することが回避される。また、高価な変位機構が不要であるので、設備投資が高騰することも回避される。

　しかも、実施の形態では、多点ゲートを採用していないので、ウェルドラインが形成される懸念が払拭される。加えて、昇温部１０４０の温度を制御すればよいので、射出条件を設定するための試験を繰り返し行う必要がないという利点も得られる。

　前記変位機構の作用下に可動型１０１４を固定型１０１２から離間させて型開きを行えば、成形品を露呈させることができる。成形品は、例えば、ノックアウトピン（図示せず）によって押し出され、射出成形装置１０１０から離間する。

　成形品には、スプルー１０４４、ランナ１０４６及びゲート１０４８に残留して冷却硬化した樹脂が製品部位に一体的に連結したものとして得られる。このような部位は成形品の製品部位から切断され、例えば、次回の射出成形の出発原料とするべく粉砕される。

　ここで、実施の形態では、糸引き防止部１０４２を設けるようにしている。糸引き防止部１０４２に溶融樹脂が残留した場合、この溶融樹脂は、糸引き防止部１０４２に長時間残留したことによって、昇温部１０４０を通過したときよりも低温となっている。上記したように、糸引き防止部１０４２が昇温部１０４０に比して低温に設定されているからである。また、断熱部材１０７８によってスタティックミキサ１０５４の熱が管部材１０６２に伝達されることが抑制されていることも、糸引き防止部１０４２を昇温部１０４０に比して低温に保つことに寄与する。

　このように温度が低下した溶融樹脂は、粘度が十分に低下している。しかも、糸引き防止部１０４２には、糸引き防止リング１０６６が設けられている。以上のことが相俟って、型開きの際に糸引きが発生することが防止される。

　以上の射出成形を行った後は、図５に示すように、昇温部１０４０に溶融樹脂が残留することがある。この残留溶融樹脂は、次回の射出成形時に、図６に示すように、第２ホットランナ１０２０及び分岐路１０３８を通過して昇温部１０４０に到達した新たな溶融樹脂によってスプルー１０４４に押し出される。なお、残留溶融樹脂と新たに射出された溶融樹脂との区別を明確にするべく、各々の参照符号を１１００、１１０２とするとともに、互いに相違するハッチングを付す。

　残留溶融樹脂１１００は、後述するファウンテンフローによって一部がスプルー１０４４の内周壁に付着する。一方、残部は、図７に示すようにランナ１０４６側に向かって押し出され、その結果、図８に示すようにスラッグウェル１０８６及びランナ１０４６に貯留される。すなわち、スラッグウェル１０８６は、押し出された残留溶融樹脂１１００を受ける。

　新たな溶融樹脂１１０２は、図９～図１２に示すように、残留溶融樹脂１１００の中央近傍を押圧しながらさらに流動する。すなわち、残留溶融樹脂１１００に、中央からランナ１０４６の壁面に向かう流れ（ファウンテンフロー）が生じる。

　ファウンテンフローによってランナ１０４６の壁面に接触した残留溶融樹脂１１００は、該壁面に熱が奪取される。壁面近傍の残留溶融樹脂１１００は、これにより冷却硬化し、スキン層として壁面に付着する。スプルー１０４４、ランナ１０４６、スラッグウェル１０８６及びゲート１０４８の各容積の総和が、スタティックミキサ１０５４の容積に比して大きく設定されているので、スキン層の形成は、最大でもゲート１０４８で終了する。なお、図１２においては、残留溶融樹脂１１００の壁面への付着がゲート１０４８の上流側で終了した場合を示している。このため、図１３から諒解されるように、残留溶融樹脂１１００が次回の射出成形時に製品部１０５０に導入されることが回避される。

　残留溶融樹脂１１００は、前回の射出成形が終了してから次回の射出成形が開始されるまで高温の昇温部１０４０に残留していたものであるので、これを製品部１０５０に導入した場合、強度が十分でない成形品が作製される懸念がある。しかしながら、実施の形態では、残留溶融樹脂１１００をスラッグウェル１０８６に一時的に受け、新たな溶融樹脂１１０２が流動するときにファウンテンフローを生じさせてスプルー１０４４やランナ１０４６の壁面に付着したスキン層とするようにしているので、残留溶融樹脂１１００が製品部１０５０に導入されることが回避される。このため、強度が十分でない成形品が作製される懸念が払拭される。

　スキン層は、ランナ１０４６に残留した新たな溶融樹脂１１０２が冷却硬化した際にこの硬化物と一体化する。上記と同様に、型開きが行われた後、該硬化物は成形品の製品部位から切断される。

　図１４は、第２の実施の形態に係る射出成形装置１０の要部概略縦断面図である。この射出成形装置１０は、固定型１２と、図示しない変位機構の作用下に固定型１２に対して接近又は離間する可動型１４とを備える。固定型１２と可動型１４とにより、ランナ１６を含むキャビティが形成される。

　固定型１２には、第１ホットランナ１８が形成されたホットランナブロック２０が付設される。なお、ホットランナブロック２０の下流側には、第２ホットランナ２２が形成されたホットランナマニホールド２４が設けられる。

　ホットランナブロック２０には、タッチピース２６が設けられている。このタッチピース２６には導入孔２８が貫通形成され、この導入孔２８の開口には、射出機３０の射出ノズル３２が着座する。

　第１ホットランナ１８は、前記導入孔２８に連通する。また、第２ホットランナ２２は、第１ホットランナ１８に連通する案内路３４と、該案内路３４から放射状に分岐した複数個の分岐路３６とを含む。なお、図１４においては、複数個の分岐路３６中、互いに略１８０°離間した２個を示している。

　第２ホットランナ２２は、さらに、ホットノズル３８に設けられた連通路４０と、末端部としての昇温部４２とを有する。すなわち、分岐路３６は、連通路４０を介して昇温部４２に連通する。換言すれば、連通路４０は昇温部４２の上流側流動通路である。

　第１ホットランナ１８、分岐路３６及び連通路４０の近傍には、図示しないヒータ等の加熱装置が設けられている。このため、第１ホットランナ１８、分岐路３６及び連通路４０を流動する溶融樹脂は、例えば、２００℃～２２０℃の間の所定温度に保たれる。

　第２の実施の形態において、昇温部４２は、スタティックミキサ４４の外周壁にバンドヒータ４６が巻回されることで構成されている。スタティックミキサ４４のホットノズル３８に臨む側の端部の内壁はネジ部であり、このネジ部は、前記ホットノズル３８のスタティックミキサ４４を臨む端部の外壁に設けられたネジ部に螺合されている。

　スタティックミキサ４４は、周知の通り、内部にミキシングブレード４８が設けられた管部材である。スタティックミキサ４４内を流通する溶融樹脂は、ミキシングブレード４８を通過する際、該ミキシングブレード４８の形状に沿って移動する。この移動により、溶融樹脂が撹拌される。このことから諒解されるように、スタティックミキサ４４は、動力が不要な撹拌部である。

　スタティックミキサ４４の外周壁に巻回されたバンドヒータ４６は、該外周壁を介してミキシングブレード４８に熱を伝達する。従って、ミキシングブレード４８を通過する溶融樹脂にも熱が伝達される。また、ミキシングブレード４８の形状によっては剪断発熱が生じる。従って、溶融樹脂の温度が上昇する。すなわち、昇温部４２は、該昇温部４２を流通する溶融樹脂の温度を上昇させるためのものである。なお、バンドヒータ４６の温度、ひいては昇温部４２の温度は、図示しない熱電対を介して測定された値に応じて制御される。

　スタティックミキサ４４の下流側には、スプルー５０が形成されたノズルチップ５２が配設される。昇温部４２を通過した溶融樹脂は、スプルー５０を経由して、キャビティの一部である前記ランナ１６に導入される。すなわち、スプルー５０は、昇温部４２の下流側流動通路である。なお、スプルー５０は、昇温部４２に近接する側（上流側）の端部から可動型１４に近接する側（下流側）の端部に向かってテーパー状に拡径している。

　以上の構成において、ホットランナブロック２０又はホットランナマニホールド２４には、通路開閉部を構成する油圧シリンダ５４（変位機構）が設けられる。すなわち、該油圧シリンダ５４は、ホットランナブロック２０又はホットランナマニホールド２４を介して固定型１２に支持される。又は、固定型１２に油圧シリンダ５４を直接設けるようにしてもよい。

　油圧シリンダ５４のピストンロッド５６の先端には、カップリング５８を介して、該油圧シリンダ５４とともに通路開閉部を構成する弁棒６０（弁部材）が連結される。この弁棒６０は、ホットランナマニホールド２４に設けられた軸受６２によって支持され、且つ分岐路３６内に挿入されている。弁棒６０は、さらに、ホットノズル３８の連通路４０及び昇温部４２を超えるように延在している。

　その一方で、ミキシングブレード４８には、スタティックミキサ４４の中心軸に沿って複数個の挿通孔が形成されており、弁棒６０は、全ての挿通孔に通されてノズルチップ５２の内部に進入している。

　スプルー５０において、昇温部４２に臨む側の開口の寸法は、弁棒６０の先端部の寸法に略等しい。このため、弁棒６０の先端は、前記開口を閉塞することが可能である。勿論、弁棒６０が図１４における右方に後退動作したときには、開口が開放される（図１５参照）。すなわち、開口近傍の内壁は弁座として機能する。

　可動型１４には、前記キャビティの一部をなすランナ１６及び図示しないゲートが形成される。製品を得るための製品部は、該ゲートの下流に設けられる。すなわち、スプルー５０は、ランナ１６及び前記ゲートを介して前記製品部に連通する。

　ここで、ランナ１６の軸線方向は、スプルー５０の軸線方向に対して略直交している。このため、スプルー５０から導出された溶融樹脂の流動方向は、ランナ１６によって変換される。

　図１４及び図１５においては、理解を容易にするために昇温部４２やスプルー５０、ランナ１６等を拡大して示しているが、図１４及び図１５の縮尺は実際の寸法に対応するものではない。例えば、スタティックミキサ４４の軸線方向寸法（長さ）は、実際には、第１ホットランナ１８及び分岐路３６等に比して著しく小さく設定される。勿論、弁棒６０の長さ方向寸法も同様である。すなわち、スタティックミキサ４４における溶融樹脂の流動距離は、第１ホットランナ１８及び分岐路３６における溶融樹脂の流動距離に比して小さい。従って、昇温部４２の内部に滞留する溶融樹脂の量は少ない。

　実施の形態に係る射出成形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、該射出成形装置１０にて実施される射出成形方法との関係で説明する。

　射出成形を行うに際しては、先ず、図示しない前記変位機構の作用下に可動型１４を固定型１２に向けて変位させ、型締めを行う。その前又は後に、射出機３０内にて所定の温度で樹脂を溶融し、溶融樹脂を得る。

　次に、油圧シリンダ５４を付勢してピストンロッド５６を後退させることにより、図１５に示すように、弁部材を右方に後退動作させて弁棒６０を開口近傍の内壁（弁座）から離間させる。これによりスプルー５０が開放され、導入孔２８が、第１ホットランナ１８、第２ホットランナ２２（案内路３４、分岐路３６及び昇温部４２）、スプルー５０、ランナ１６を介して前記キャビティに連通する。

　このようにして導入孔２８からキャビティまでを連通させるとともに、射出機３０の射出ノズル３２から溶融樹脂を射出する。射出された溶融樹脂は、タッチピース２６に形成された導入孔２８を経由して第１ホットランナ１８に到達し、その後、第２ホットランナ２２の案内路３４を経て分岐路３６に至る。溶融樹脂は、複数個の分岐路３６の各々に沿ってさらに流動する。

　上記したように第１ホットランナ１８及び第２ホットランナ２２は、図示しない加熱装置（ヒータ等）によって加熱されており、このため、溶融樹脂は、溶融時の温度に略保持された状態で、第１ホットランナ１８及び第２ホットランナ２２を流動する。勿論、この温度は、溶融樹脂が冷却硬化して成形品となったときに十分な強度を確保し得る温度である。

　溶融温度ないし保持温度は、溶融樹脂の種類に応じて設定されるが、概ね２００℃～２２０℃の間、一層好適には２０５℃～２１５℃の間である。

　第２ホットランナ２２の分岐路３６を流動した溶融樹脂は、ホットノズル３８の連通路４０から、昇温部４２を構成するスタティックミキサ４４の内部に導出される。ここで、スタティックミキサ４４には、該スタティックミキサ４４内が射出機３０における溶融時の温度に比して高温となるように、バンドヒータ４６からの熱が伝達される。また、溶融樹脂がミキシングブレード４８を通過する際には剪断発熱が発生する。このような熱が、ミキシングブレード４８を通過する溶融樹脂に伝達される。その結果、溶融樹脂は、射出機３０内で溶融したとき、ないし分岐路３６を流動したときの温度に比して高温となり、これに伴って粘度が低下する。

　なお、スタティックミキサ４４の設定温度は、射出機３０内の溶融温度に比して１０℃～１５０℃程度高温が好適であり、２０℃～１００℃程度高温が一層好適である。この程度の温度であれば、強度が不十分な成形品が作製されることが回避される。

　溶融樹脂は、ミキシングブレード４８を通過する際に剪断力を受けることに伴って熱を帯びる。すなわち、ミキシングブレード４８を通過することのみでも溶融樹脂の温度が上昇する。この温度上昇幅が十分であれば、スタティックミキサ４４の設定温度を、射出機３０内の溶融温度と同一にしてもよい。

　射出機３０内での溶融温度を、樹脂の溶融に必要最低限に設定するとともに、昇温部４２の温度を、溶融樹脂が製品部の全体に充填されるに必要な粘度にし得る必要最低限に設定することにより、射出成形装置１０の電力消費量を抑制することができる。

　スタティックミキサ４４を設けた実施の形態においては、溶融樹脂がミキシングブレード４８を通過することに伴って、内周壁に近い溶融樹脂が直径中心に向かって移動するとともに、直径中心に近い溶融樹脂が内周壁に向かって移動する。このため、熱源であるバンドヒータ４６に近接して比較的高温となった溶融樹脂と、バンドヒータ４６から離間して比較的低温である溶融樹脂とが連続的に混じり合いながらスタティックミキサ４４を流動していくことになる。従って、溶融樹脂に温度ムラが生じることが回避され、その結果、部位に関わらず温度が略均等な、換言すれば、粘度が略一様な溶融樹脂が得られる。

　しかも、溶融樹脂を得るための材料が、例えば、マスターバッチ材料やメタリック原着材料であっても、スタティックミキサ４４の撹拌によって十分に分散されるので、外観品質に優れた成形品を得ることができる。また、初回の射出成形を行った後、色や材料の種類を変更して第２回の射出成形を行う際、初回の射出成形時に射出された溶融樹脂が残留して新たに射出された溶融樹脂に混入したとしても、両溶融樹脂がスタティックミキサ４４によって十分に撹拌されるため、例えば、残留した溶融樹脂に起因する筋状の外観不良等が成形品に発生し難い。このため、不良品の発生数を低減することができる。

　加えて、スタティックミキサ４４を採用する場合、撹拌を行うための動力を設ける必要がない。このため、射出成形装置１０の構成が複雑となることが回避されるとともに、金型投資が高騰することが回避される。また、消費電力が多くなることもない。

　昇温部４２を通過した溶融樹脂は、スプルー５０を通過した後、ランナ１６及び図示しないゲートを経て製品部に導入される。ランナ１６に導入された溶融樹脂は、上記したように昇温部４２によって昇温されることで粘度が十分に低下している。また、昇温によって溶融樹脂の温度が比較的高温となっているので、該溶融樹脂の熱が可動型１４によって奪取されたとしてもなお、その温度が降下し難い。従って、溶融樹脂の流動距離が大きくなり、このため、製品部に薄肉部を形成する部位が存在する場合であっても、溶融樹脂は、該部位を容易に通過して製品部の端部まで到達する。すなわち、溶融樹脂がキャビティ全体に密充填される。

　溶融樹脂が射出されて所定の時間が経過すると、油圧シリンダ５４が付勢されてピストンロッド５６が右方に前進動作する。これに追従して弁棒６０も右方に前進動作し、その先端が開口近傍の内壁（弁座）に着座する。すなわち、スプルー５０が閉塞された状態となる。

　製品部は、通常、略常温となるように温度調整されている。従って、製品部に導入された溶融樹脂の熱が奪取される。また、スプルー５０が閉塞されているので、キャビティに充填された溶融樹脂と、昇温部４２に存在する溶融樹脂とが互いに遮断されている。このため、昇温部４２に存在する溶融樹脂の熱が、キャビティに充填された溶融樹脂に伝達されることが防止される。

　以上のような理由から、キャビティに充填された溶融樹脂が効率よく冷却硬化して成形品となる。すなわち、実施の形態によれば、溶融樹脂の射出を開始してから成形品を得るまでのサイクルタイムを短くすることができる。

　溶融樹脂は、昇温部４２に導入される前、冷却硬化して成形品となったときに十分な強度を確保し得る温度に保持されて第１ホットランナ１８、案内路３４及び分岐路３６を流動する。その後、昇温部４２を通過するが、この際の流通時間は短い。換言すれば、溶融樹脂が、射出機３０内での溶融時よりも高温となっている時間は短い。このため、溶融樹脂が物性変化を起こすことが回避されるので、十分な強度を示す成形品を得ることができる。しかも、溶融樹脂が製品部の端部まで到達して冷却硬化しているので、該成形品に欠陥が発生することが回避される。

　また、溶融樹脂の射出圧力を大きくする必要がないので、バリが発生することを回避するべく型締め圧力を大きくする必要もない。従って、型締め・型開きを行う変位機構（油圧シリンダ等）は小型のもので十分である。このため、射出成形装置１０が大型化することや、大重量化することが回避される。また、高価な変位機構が不要であるので、設備投資が高騰することも回避される。

　しかも、実施の形態では、多点ゲートを採用していないので、ウェルドラインが形成される懸念が払拭される。加えて、昇温部４２の温度を制御すればよいので、射出条件を設定するための試験を繰り返し行う必要がないという利点も得られる。

　前記変位機構の作用下に可動型１４を固定型１２から離間させて型開きを行えば、成形品を露呈させることができる。成形品は、例えば、ノックアウトピン（図示せず）によって押し出され、射出成形装置１０から離間する。

　成形品は、スプルー５０、ランナ１６及びゲートに残留して冷却硬化した樹脂が製品部位に一体的に連結したものとして得られる。このような部位は成形品の製品部位から切断され、例えば、次回の射出成形の出発原料とするべく粉砕される。

　昇温部４２に残留した溶融樹脂は、バンドヒータ４６によって保温される。しかも、キャビティに充填された溶融樹脂と遮断されているので、該溶融樹脂によって熱が奪取されることが防止される。従って、昇温部４２に残留した溶融樹脂は溶融状態を維持し、次回の射出成形が行われる際に上記と同様にしてキャビティに充填される。

　従って、次回の射出成形において、昇温部４２に残留した溶融樹脂の硬化片が異物となって成形品に混入することが回避される。このため、欠陥が発生することが抑制された美観に優れる成形品が得られる。勿論、上記と同様にバリが発生することも回避される。すなわち、弁棒６０によってスプルー５０を開放・閉塞するようにしたことに伴って、成形品の品質に影響が及ぶことはない。

　ところで、ミキシングブレード４８は、周知の通り、複数個の撹拌翼７０同士がロウ付けによって接合されたものである。互いの接合部位は、直径方向中心である。すなわち、上記した実施の形態では、弁棒６０を通すための挿通孔が接合部位に形成されている。このような場合、溶融樹脂の射出圧力が著しく大きいときには、ミキシングブレード４８が変形する懸念がある。

　このような懸念がある場合には、例えば、図１６に示すように、昇温部４２とノズルチップ５２との間に迂回ブロック７２を設ければよい。該迂回ブロック７２は、位置決めピン７４を介して固定型１２に支持すればよい。なお、図１６中の参照符号７６、７８、８０は、それぞれ、位置決めリング、位置決めピン及びサポートブロックを示す。この場合、軸受６２は迂回ブロック７２に設けられる。

　迂回ブロック７２には、連通路としての連絡通路８２が形成される。この連絡通路８２の長手方向は、スタティックミキサ４４の長手方向に対し、所定の角度で傾斜するようにして交わる。一方、弁棒６０は、スタティックミキサ４４の長手方向に対して平行に延在する。換言すれば、弁棒６０とスタティックミキサ４４は、互いに平行の位置関係にある。

　この場合、昇温部４２とスプルー５０が互いに離間しているものの、両者の間に連絡通路８２が存在するので、該連絡通路８２を介して昇温部４２とスプルー５０が連通される。これにより、上記と同様にして溶融樹脂をキャビティに充填することができる。

　又は、図１７に示すように、弁棒６０を、スタティックミキサ４４の長手方向に対して傾斜する方向に延在するようにしてもよい。この場合、軸受６２は、例えば、スタティックミキサ４４の外壁に設けることができる。この場合、図１８及び図１９に示すように、スプルー５０の入口側の開口の内壁を、傾斜して延在する弁棒６０の先端が着座及び離間可能な形状とすればよい。

　ここで、図１８及び図１９は、弁棒６０の先端が略半球面であるときを示しているが、図２０及び図２１に示すように円錐台形状であるときも同様に、スプルー５０の入口側の開口の内壁の形状を、弁棒６０の先端の形状に合わせればよい。

　さらに、図２２に示すように、撹拌翼７０同士の接合部位（直径方向中心）を避けるようにして挿通孔を形成するようにしてもよい。この場合、ホットノズル３８の連通路４０をクランク状又はレデューサ状として傾斜させ、該連通路４０の出口の軸中心（直径方向中心）と、スタティックミキサ４４の軸中心（直径方向中心）とを合致させるとともに、スプルー５０の軸中心を、スタティックミキサ４４の軸中心からオフセットした位置に設ければよい。又は、図２３に示すように、ホットノズル３８の連通路４０を、該ホットノズル３８の軸中心からオフセットした位置に設けるようにしてもよい。

　このようにして、該連通路４０の出口の軸中心と、昇温部４２の軸中心とを合致させることにより、連通路４０から昇温部４２に至るまでの間で溶融樹脂が滞留することを回避することができる。

　以上の実施の形態は、固定型１２に通路開閉部を設ける場合を例示して説明したが、通路開閉部を可動型１４に設けるようにしてもよい。

　例えば、図２４に示す実施の形態では、モータ９０、回転軸９２、ピニオンギア９４、ラック９６を有する変位機構が可動型１４に設けられている。なお、回転軸９２と可動型１４の間にはベアリング９８が介装される。

　ラック９６の先端には、カップリング５８を介して弁棒６０が連結される。この弁棒６０の先端は、スプルー５０の入口側の開口近傍の内壁に対して着座又は離間する。すなわち、射出成形が行われるときには、前記モータ９０が付勢され、これにより回転軸９２が回転動作を開始する。これに追従して該回転軸９２に設けられたピニオンギア９４が回転すると、ピニオンギア９４に噛合したラック９６が後退動作する。その結果、図２５に示すように、弁棒６０が左方に変位してその先端がスプルー５０の入口側の開口の内壁から離間する。従って、上記と同様に、導入孔２８からキャビティに至るまでが連通する。

　この状態で、溶融樹脂が供給される。溶融樹脂は、昇温部４２を通過し、ランナ１６を介して製品部に充填される。この充填が終了すると、前記モータ９０が再付勢されてラック９６が前進動作する。これに追従して弁棒６０が右方に変位し、その先端が、図２４と同様にスプルー５０の入口側の開口を閉塞する。その後、溶融樹脂が冷却硬化し、弁棒６０が進入した状態の成形品が得られる。

　このようにして成形品が得られた後、型開きが行われる。この際、後退した弁棒６０によって成形品が支持される。従って、成形品が型から脱落する懸念が払拭される。この時点では、成形品は、可動型１４に固着している。

　型開きの後、図示しないエジェクタピンが動作し、成形品を押し出して可動型１４から離間させる。また、必要に応じて前記モータ９０が再付勢され、弁棒６０が右方に変位する。すなわち、成形品が弁棒６０に支持された状態が保たれ、成形品が脱落することが回避される。

　成形品が弁棒６０から取り外された後、エジェクタピン及び弁棒６０が左方に変位し、元の位置に戻る。成形品において、弁棒６０が通っていた箇所は貫通孔となっているが、この箇所は、近傍を含めて切断し、再使用するようにしてもよい。

　なお、成形品が脱落する懸念がない場合には、弁棒６０を右方に変位させることなく、エジェクタピンのみを動作させて成形品を可動型１４から離間させればよい。弁棒６０は、この時点で左方に変位させ、元の位置に戻るようにしてもよい。

　図２６に示すように、変位機構を、油圧シリンダ１００のピストンロッド１０２に設けられた第１カム部材１０４と、第２カム部材１０６とを含むようにして構成するようにしてもよい。すなわち、第１カム部材１０４には、ピストンロッド１０２の長手方向に対して傾斜する方向に延在する凸状カム部１０８が設けられ、一方、第２カム部材１０６には、前記凸状カム部１０８が係合する凹状カム部１１０が設けられる。勿論、凸状カム部１０８は、凹状カム部１１０に対して摺動自在に係合する。

　この場合、弁棒６０は、第２カム部材１０６の先端に設けられたカップリング５８を介して該第２カム部材１０６に連結される。該弁棒６０の先端は、上記と同様に、スプルー５０の入口側の開口近傍の内壁に対して着座又は離間する。すなわち、射出成形が行われるときには、前記油圧シリンダ１００が付勢され、これによりピストンロッド１０２が下降する。この際、凸状カム部１０８が凹状カム部１１０に対して摺動自在に係合しているため、第２カム部材１０６が左方に変位する。その結果、図２７に示すように、弁棒６０が左方に変位してその先端がスプルー５０の入口側の開口近傍の内壁から離間する。従って、上記と同様に、導入孔２８からキャビティに至るまでが連通する。

　この状態で、溶融樹脂が供給される。溶融樹脂は、昇温部４２を通過し、ランナ１６を介して製品部に充填される。この充填が終了すると、油圧シリンダ１００が再付勢される。これによりピストンロッド１０２が上昇すると、凸状カム部１０８と凹状カム部１１０の相互作用下に、第２カム部材１０６が右方に変位する。これに追従して弁棒６０が右方に変位し、その先端が、図２６と同様にスプルー５０の入口側の開口を閉塞する。その後、溶融樹脂が冷却硬化し、弁棒６０が進入した状態の成形品が得られる。

　以下、図２４及び図２５に示す実施の形態と同様の動作が営まれる。すなわち、型開きが行われた後、エジェクタピンの作用下に成形品を押し出して可動型１４から離間させる。この際、必要に応じて前記油圧シリンダ１００が再付勢され、弁棒６０が右方に変位する。勿論、成形品が脱落する懸念がない場合には、弁棒６０を右方に変位させることなく、エジェクタピンのみを動作させて成形品を可動型１４から離間させればよい。弁棒６０は、この時点で左方に変位させ、元の位置に戻るようにしてもよい。

　成形品が弁棒６０から取り外された後、エジェクタピン及び弁棒６０が左方に変位し、元の位置に戻る。弁棒６０が通っていた箇所は有底穴又は貫通孔となっているが、この箇所は、近傍を含めて切断するようにしてもよい。

　以上とは別に、図２８に示すように、昇温部４２の下流側流動通路である連通路４０を開放・閉塞するようにしてもよい。この場合、ホットノズル３８の連通路４０は、分岐路３６に臨む入口（上流側）の開口がレデューサ状に絞られている。弁棒６０は、この絞られた開口近傍の内壁に対して着座・離間する。

　さらに、図２９に示すように、昇温部４２及び通路開閉部を複数個設けるようにしてもよい。この場合において、例えば、ランナ１６及び製品部が下方の製品部に向かうにつれて拡開しているとき等には、油圧シリンダ５４を、上方に位置するものから下方に位置するものの順序で逐次的に付勢するようにシーケンス制御を行えばよい。

　すなわち、この場合、最上の油圧シリンダ５４が付勢されて弁棒６０がスプルー５０の入口側の開口を開放し、これにより最上のスプルー５０からのみ溶融樹脂がランナ１６に導入される。次に、中央の油圧シリンダ５４が付勢されて弁棒６０がスプルー５０の入口側の開口を開放し、これにより、最上及び中央の各スプルー５０の双方から溶融樹脂がランナ１６に導入される。

　最後に、最下の油圧シリンダ５４が付勢されて弁棒６０がスプルー５０の入口側の開口を開放する。これにより、最上、中央及び最下のスプルー５０の全てから溶融樹脂がランナ１６に導入される。

　このように、昇温部４２及び通路開閉部を複数個、各々の充填量を補い合うように設置することにより、ランナ１６及び製品部が幅広である場合であっても、射出圧力や型締め力を過度に大きくすることなく溶融樹脂をキャビティに供給することができるという利点や、ウェルドのない外観品質に優れた成形品が得られるという利点がある。

　なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは勿論である。

　例えば、この実施の形態では、スタティックミキサ１０５４、４４にバンドヒータ１０５６、４６を巻回することで昇温部１０４０、４２を構成するようにしているが、スタティックミキサ１０５４、４４にコイル型ヒータやカートリッジヒータを埋設して昇温部１０４０、４２を構成するようにしてもよい。

　また、撹拌部はスタティックミキサ１０５４、４４に特に限定されるものではなく、例えば、動力によって回転動作するスクリュであってもよい。

　撹拌部は必須ではなく、例えば、直径が小さいために温度ムラ幅が小さい直管を昇温部１０４０、４２に用いる場合等では、撹拌部を省略するようにしてもよい。

　さらに、油圧シリンダ５４、１００に代替してエアシリンダを採用し得ることはいうまでもない。

　さらに、昇温部１０４０の残留溶融樹脂１１００を、スプルー１０４４、ランナ１０４６及びゲート１０４８でスキン層にし得る場合には、スラッグウェル１０８６を設ける必要は特にない。

　そして、糸引き防止部１０４２には、例えば、管部材１０６２に放熱リングを外嵌する等、放熱を促進する部材をさらに設けるようにしてもよい。

　さらにまた、図３０に示すように、ミキシングブレード４８に形成した挿通孔に対し、パイプ１２０（管部材）を通すようにしてもよい。この場合、該パイプ１２０の貫通孔に弁棒６０を通すようにすればよい。すなわち、弁棒６０は、パイプ１２０の貫通孔を介して挿通孔に通される。

　この場合においても、ミキシングブレード４８が変形することを回避することができる。

　上記の実施の形態によれば、型内に形成された製品部に溶融樹脂を充填することで成形品を得る射出成形方法は、樹脂を射出機１０３２、３０にて溶融して得た溶融樹脂を、該射出機１０３２、３０から射出する工程と、ホットランナ１０２０、２２を流動する溶融樹脂を、ホットランナ１０２０、２２の一部に設けられた昇温部１０４０、４２に通過させることによって温度上昇させ、射出機１０３２、３０内での溶融時の温度よりも高温とする工程と、昇温部１０４０、４２を通過した溶融樹脂を製品部に導入する工程と、を有してもよい。

　また、上記の実施の形態によれば、型内に形成された製品部に溶融樹脂を充填することで成形品を得る射出成形装置は、樹脂を溶融して溶融樹脂を得るとともに、該溶融樹脂を射出する射出機１０３２、３０と、溶融樹脂の流動通路であるホットランナ１０２０、２２と、ホットランナ１０２０、２２の一部に設けられ溶融樹脂を射出機１０３２、３０内での溶融時の温度よりも高温とするための昇温部１０４０、４２と、を有してもよい。

　この方法および装置では、ホットランナを流動する溶融樹脂を昇温部に通過させて温度上昇させ、射出機内での溶融時の温度よりも高温とするとともに粘度を低下させるようにしている。このため、溶融樹脂の流動距離を大きくすることができる。

　すなわち、例えば、製品部に薄肉部を形成する部位が存在する場合であっても、溶融樹脂の温度が高いために金型から熱を奪取され難いので、溶融樹脂が低粘度のまま該部位を容易に通過し、該製品部の端部まで到達する。このため、欠陥が発生することが回避された成形品を得ることができる。

　しかも、成形機での樹脂の溶融温度を高く設定した場合に比べて溶融樹脂が高温に保持される時間が短いので、溶融樹脂が物性変化を起こすことに起因して成形品が脆化することや、ガスの発生によって成形品の外観に不具合を生じさせることも回避される。すなわち、得られた成形品は、十分な強度を示す。

　また、成形品の強度を確保するには昇温部の温度と高温に保持される時間を制御すれば、多点ゲートのように試験を繰り返して射出条件を最適化する必要もない。加えて、多点ゲートを採用する必要が特にないので、ウェルドラインが発生する懸念が払拭される。しかも、金型費が増大することもない。

　さらに、この場合、溶融樹脂の流動距離を大きくするべく溶融樹脂の射出圧力を大きくする必要がない。このため、射出圧力を大きくすることに伴ってバリが発生することを回避するべく型締め圧力を大きくする必要がない。

　以上のような理由から、射出成形装置が大型化することや、大重量化することを回避することが図れる。また、小型の変位機構は、大型のものに比して概して安価であるため、設備投資が高騰することも回避される。

　上記の方法は、昇温部１０４０、４２を流動する溶融樹脂を撹拌部１０５４、４４によって撹拌する工程、を更に有してもよい。また、上記の装置は、昇温部１０４０、４２を流動する溶融樹脂を撹拌する撹拌部１０５４、４４、を有してもよい。
　この撹拌により、溶融樹脂に温度ムラが生じることが回避される。従って、溶融樹脂の温度、ひいては粘度が略一様となる。これにより、溶融樹脂に高粘度な部位が形成されることが回避されるので、該溶融樹脂の流動距離を大きくすることが容易となる。

　撹拌部は、スタティックミキサ１０５４、４４を備えてもよい。
　スタティックミキサで撹拌を行うに際しては動力を必要としないので、例えば、射出成形を行う際の消費電力が上昇することが回避される。また、スタティックミキサの形状や構造により、溶融樹脂に付与される熱の伝達と剪断力を調整することができる。このため、スタティックミキサを通過する溶融樹脂の昇温の度合いを制御することができる。さらに、溶融樹脂への剪断力を制御することができるので、射出機の射出圧力を小さくすることが可能となることから、射出機の負担を軽減することができる。

　上記の方法は、昇温部１０４０を通過した溶融樹脂を、糸引き防止部１０４２に通過させる工程、を更に有してもよい。また、上記の装置は、昇温部１０４０の下流側に設けられた糸引き防止部１０４２、を更に有してもよい。
　糸引き防止部によって、昇温部の熱が成形品に伝達されることが防止されるので、型開き時に糸引きが生じることを回避し得る。

　１回の射出成形が終了した後、昇温部に溶融樹脂が残留することがある。この残留溶融樹脂は、次回の射出成形が行われるまで昇温部に残留するので、温度が上昇した状態を維持する。このため、残留溶融樹脂が物性変化を起こすことが懸念される。物性変化を起こした残留溶融樹脂が、次回の射出成形時に製品部に導入されると、強度が十分でない成形品や、外観品質が良好でない成形品等が得られる可能性がある。

　この懸念を払拭するべく、昇温部から製品部に至るまでの流動通路の距離を大きくすることが考えられる。残留溶融樹脂は、新たに射出された溶融樹脂によって押し出される際にファウンテンフローを起こし、流動通路の壁面にスキン層として付着するので、流動通路の距離が大きくなれば、残留溶融樹脂の全量がスキン層となる。このため、残留溶融樹脂が製品部に導入されることが防止されるからである。しかしながら、この場合、射出成形装置が大型化してしまう。

　そこで、上記の方法は、前回の射出時に昇温部１０４０に残留した溶融樹脂１０００を、次回の射出時に昇温部１０４０の下流側に設けられたスラッグウェル１０８６で受ける工程、を更に有してもよい。また、上記の装置は、昇温部１０４０の下流側に設けられたスラッグウェル１０８６、を更に有してもよい。
　スラッグウェル１０８６によって、流動通路の距離を大きくすることなく、残留溶融樹脂の全量を昇温部から製品部に至るまでの流動通路でスキン層とすることができる。従って、射出成形装置が大型化することがない。

　また、上記の装置は、昇温部４２の上流側流動通路４０又は下流側流動通路５０を開放又は閉塞する通路開閉部６０、を更に有してもよい。

　この装置では、例えば、昇温部の下流側流動通路を閉塞する場合、射出成形の際、この閉塞によって、昇温部に残留した溶融樹脂と、キャビティに充填された溶融樹脂とが遮断される。従って、昇温部またはその上流側に残留した溶融樹脂から、キャビティに充填された溶融樹脂に熱が伝達することが阻害される。このためにキャビティに充填された溶融樹脂が効率よく冷却されるので、成形品を得るまでのサイクルタイムが短くなる。

　上記の装置において、通路開閉部は、例えば、いわゆるバルブゲートとして構成してもよい。すなわち、この場合、通路開閉部は、上流側流動通路４０又は下流側流動通路５０を開放又は閉塞する弁部材６０と、弁部材を変位させる変位機構５４、９０、１００と、を有する。

　上記の装置において、昇温部４２を流動する溶融樹脂を撹拌するための撹拌部４４を設けてもよい。この撹拌により、溶融樹脂に温度ムラが生じることが回避される。従って、溶融樹脂の温度、ひいては粘度が略一様となる。これにより、溶融樹脂に高粘度な部位が形成されることが回避されるので、該溶融樹脂の流動距離を大きくすることが容易となる。

　上記の装置において、弁部材６０は、撹拌部４４の長手方向に対して平行方向に延在してもよく、撹拌部４４の入口又は出口と上流側流動通路又は下流側流動通路とを連通し且つ撹拌部の長手方向に対して傾斜した連通路８２が設けられてもよい。
　この構造によれば、弁部材は撹拌部に干渉しない。

　上記の装置において、弁部材６０が、撹拌部の長手方向に対して傾斜する方向に延在してもよい。

　また、上記の装置において、撹拌部４４は撹拌翼７０を備えてもよく、撹拌翼７０に挿通孔が形成され弁部材６０が挿通孔に通されてもよい。

　上記の装置において、挿通孔が、撹拌翼７０同士の接合部以外の部位に形成されてもよい。
　撹拌翼は、複数個が互いに接合されることが一般的であるが、接合部に前記挿通孔を形成すると、接合強度が低下する。挿通孔が撹拌翼７０同士の接合部以外の部位に形成されていれば、射出圧力が過度に大きくても、撹拌翼が変形しない。

　上記の装置において、撹拌部４４は、その中心軸が上流側流動通路又は下流側流動通路の中心軸に対してオフセットした位置に設けられてもよい。

　上記の装置において、挿通孔に管部材１２０が挿入され、弁部材６０が管部材１２０の貫通孔を介して挿通孔に通されてもよい。
　この構造によれば、撹拌翼が変形することを回避することができる。

　上記の装置において、変位機構５４が固定型１２に設置され、弁部材６０が下流側流動通路５０を開放又は閉塞してもよい。
　この構造によれば、昇温部の溶融樹脂と、キャビティの溶融樹脂とが遮断されるようになるので、キャビティの溶融樹脂を効率よく冷却して成形品を得るサイクルタイムを短縮することが容易となる。

　上記の装置において、変位機構９０、１００が可動型１４に設置され、弁部材６０が下流側流動通路５０を開放又は閉塞してもよい。
　この構造によれば、型開きを行った際に成形品が弁部材によって支持される。従って、成形品が脱落することが回避される。

　上記の装置において、昇温部４２及び通路開閉部６０が複数個設けられてもよい。
　この構造によれば、ホットランナが分岐する場合であっても、上記した効果が得られる。

　上記の装置は、複数個の通路開閉部６０が個別に動作することによって、複数個の昇温部４２の各々から溶融樹脂が個別にキャビティに供給されるように構成されてもよい。
　この構造によれば、例えば、キャビティに幅広の部位があるとき、複数個の通路開閉部を、各々の充填量を補い合うように設置することによって、該部位に溶融樹脂を密充填させることができる。

１０１０…射出成形装置
１０１２…固定型
１０１４…可動型
１０１６、１０２０…ホットランナ
１０３２…射出機
１０３４…射出ノズル
１０４０…昇温部
１０４２…糸引き防止部
１０４４…スプルー
１０４６…ランナ
１０４８…ゲート
１０５０…製品部
１０５４…スタティックミキサ
１０５６、１０６４…バンドヒータ
１０５８…ミキシングブレード
１０６２…管部材
１０６６…糸引き防止リング
１０７８…断熱部材
１０８６…スラッグウェル
１１００…残留溶融樹脂
１１０２…新たに射出された溶融樹脂
１０…射出成形装置
１２…固定型
１４…可動型
１６…ランナ
１８…第１ホットランナ
２２…第２ホットランナ
３０…射出機
３２…射出ノズル
３４…案内路
３６…分岐路
３８…ホットノズル
４０…連通路
４２…昇温部
４４…スタティックミキサ
４６…バンドヒータ
４８…ミキシングブレード
５０…スプルー
５２…ノズルチップ
５４、１００…油圧シリンダ
５６、１０２…ピストンロッド
６０…弁棒
７０…撹拌翼
７２…迂回ブロック
８２…連絡通路
９０…モータ
９２…回転軸
９４…ピニオンギア
９６…ラック
１０４…第１カム部材
１０６…第２カム部材
１０８…凸状カム部
１１０…凹状カム部
１２０…パイプ

Claims (21)

1. 　型内に形成された製品部に溶融樹脂を充填することで成形品を得る射出成形方法であって、
   　樹脂を射出機（１０３２、３０）にて溶融して得た溶融樹脂を、該射出機（１０３２、３０）から射出する工程と、
   　ホットランナ（１０２０、２２）を流動する前記溶融樹脂を、前記ホットランナ（１０２０、２２）の一部に設けられた昇温部（１０４０、４２）に通過させることによって温度上昇させ、前記射出機（１０３２、３０）内での溶融時の温度よりも高温とする工程と、
   　前記昇温部（１０４０、４２）を通過した前記溶融樹脂を、前記製品部に導入する工程と、
   　を有する、射出成形方法。
2. 　更に、前記昇温部（１０４０、４２）を流動する前記溶融樹脂を撹拌部（１０５４、４４）によって撹拌する工程、
   　を有する、請求項１に記載の射出成形方法。
3. 　更に、前記昇温部（１０４０）を通過した前記溶融樹脂を、糸引き防止部（１０４２）に通過させる工程、
   　を有する、請求項１に記載の射出成形方法。
4. 　更に、前回の射出時に前記昇温部（１０４０）に残留した前記溶融樹脂（１０００）を、次回の射出時に前記昇温部（１０４０）の下流側に設けられたスラッグウェル（１０８６）で受ける工程、
   　を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載の射出成形方法。
5. 　型内に形成された製品部に溶融樹脂を充填することで成形品を得る射出成形装置であって、
   　樹脂を溶融して溶融樹脂を得るとともに、該溶融樹脂を射出する射出機（１０３２、３０）と、
   　前記溶融樹脂の流動通路であるホットランナ（１０２０、２２）と、
   　前記ホットランナ（１０２０、２２）の一部に設けられ、前記溶融樹脂を、前記射出機（１０３２、３０）内での溶融時の温度よりも高温とするための昇温部（１０４０、４２）と、
   　を有する、射出成形装置。
6. 　更に、前記昇温部（１０４０、４２）を流動する前記溶融樹脂を撹拌する撹拌部（１０５４、４４）、を有する、請求項５に記載の射出成形装置。
7. 　前記撹拌部は、スタティックミキサ（１０５４、４４）を有する、請求項６に記載の射出成形装置。
8. 　更に、前記昇温部（１０４０）の下流側に設けられた糸引き防止部（１０４２）、を有する、請求項５に記載の射出成形装置。
9. 　更に、前記昇温部（１０４０）の下流側に設けられたスラッグウェル（１０８６）、を有する、請求項５～８のいずれか１項に記載の射出成形装置。
10. 　更に、前記昇温部（４２）の上流側流動通路（４０）又は下流側流動通路（５０）を開放又は閉塞する通路開閉部（６０）、を有する、請求項５に記載の射出成形装置。
11. 　前記通路開閉部は、前記上流側流動通路（４０）又は前記下流側流動通路（５０）を開放又は閉塞する弁部材（６０）と、前記弁部材を変位させる変位機構（５４、９０、１００）と、を有する、請求項１０に記載の射出成形装置。
12. 　更に、前記昇温部（４２）を流動する前記溶融樹脂を撹拌する撹拌部（４４）、を有し、
    　前記弁部材（６０）は、前記撹拌部（４４）の長手方向に対して平行方向に延在し、
    　前記撹拌部（４４）の入口又は出口と、前記上流側流動通路又は前記下流側流動通路とを連通し且つ前記撹拌部の長手方向に対して傾斜した連通路（８２）が設けられる、
    　請求項１１に記載の射出成形装置。
13. 　更に、前記昇温部（４２）を流動する前記溶融樹脂を撹拌する撹拌部（４４）、を有し、
    　前記弁部材（６０）が、前記撹拌部の長手方向に対して傾斜する方向に延在する、請求項１１に記載の射出成形装置。
14. 　更に、前記昇温部（４２）を流動する前記溶融樹脂を撹拌する撹拌翼（７０）を具備する撹拌部（４４）、を有し、
    　前記撹拌翼（７０）に挿通孔が形成され、
    　前記弁部材（６０）が前記挿通孔に通されている、
    　請求項１１に記載の射出成形装置。
15. 　前記挿通孔が、前記撹拌翼（７０）同士の接合部以外の部位に形成されている、請求項１４に記載の射出成形装置。
16. 　前記撹拌部（４４）は、その中心軸が前記上流側流動通路又は前記下流側流動通路の中心軸に対してオフセットした位置に設けられる、請求項１５に記載の射出成形装置。
17. 　前記挿通孔に管部材（１２０）が挿入され、
    　前記弁部材（６０）が前記管部材（１２０）の貫通孔を介して前記挿通孔に通されている、
    　請求項１４に記載の射出成形装置。
18. 　前記変位機構（５４）が固定型（１２）に設置され、
    　前記弁部材（６０）が前記下流側流動通路（５０）を開放又は閉塞する、
    　請求項１１に記載の射出成形装置。
19. 　前記変位機構（９０、１００）が可動型（１４）に設置され、
    　前記弁部材（６０）が前記下流側流動通路（５０）を開放又は閉塞する、
    　請求項１１に記載の射出成形装置。
20. 　前記昇温部（４２）及び前記通路開閉部（６０）を複数個有する、請求項１０～１９に記載の射出成形装置。
21. 　前記複数個の通路開閉部（６０）が個別に動作することによって、前記複数個の昇温部（４２）の各々から前記溶融樹脂が個別に前記キャビティに供給されるように構成された、請求項２０に記載の射出成形装置。

Images