(57)【要約】【課題】成形品の形状やデザインに依らず、樹脂の冷却に伴う収縮による成形品の外観不具合を抑制でき、しかも生産性を向上できる樹脂成形品の製造方法の提供。【解決手段】磁性体金属を含むフィラー２が混入された成形樹脂材料１を加熱によって可塑化させた状態で金型１０内側のキャビティ１１に充填する充填工程と、充填工程の終了とともに開始されキャビティ１１内の成形樹脂材料を冷却、固化させる冷却固化工程とを有し、キャビティ１１内の成形樹脂材料が未固化状態であるときにキャビティ外側に配置されている電磁石１２から成形樹脂材料中のフィラー２の磁性体金属に磁気吸引力を作用させる樹脂成形品の製造方法を提供する。【選択図】図１
2020124823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体金属を含むフィラーが混入された成形樹脂材料を加熱によって可塑化させた状態で金型内側のキャビティに充填する充填工程と、前記充填工程の終了とともに開始され前記キャビティ内の前記成形樹脂材料を冷却、固化させる冷却固化工程とを有し、
前記キャビティ内の前記成形樹脂材料が未固化状態であるときに前記キャビティの外側に配置されている電磁石に通電して磁場を発生させ前記成形樹脂材料中の前記フィラーの前記磁性体金属に磁気吸引力を作用させる樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
磁性体金属を含むフィラーが混入された成形樹脂材料を加熱によって可塑化させた状態で金型内側のキャビティに充填する充填工程と、前記充填工程にて前記キャビティ内に充填された前記成形樹脂材料に保持圧を加えながら冷却しかつ前記成形樹脂材料の可塑化状態を保つ保圧工程と、前記保圧工程の終了とともに開始され前記キャビティ内の前記成形樹脂材料を冷却、固化させる冷却固化工程とを有し、
前記キャビティ内の前記成形樹脂材料が未固化状態であるときに前記キャビティの外側に配置されている電磁石に通電して磁場を発生させ前記成形樹脂材料中の前記フィラーの前記磁性体金属に磁気吸引力を作用させる樹脂成形品の製造方法。
【請求項３】
前記充填工程に使用する前記成形樹脂材料中の前記フィラーの寸法及び成形条件について、前記充填工程の開始から前記冷却固化工程の完了までにおける前記フィラーの折れ発生の有無に対応して、前記樹脂成形品中の前記フィラーが、重量平均繊維長が２５〜２００μｍ、前記フィラーの断面最大径に基づいて把握される数平均繊維径が０．０５〜４０μｍ、かつ前記重量平均繊維長と前記数平均繊維径とのアスペクト比が５〜５００を満たす条件を予め把握しておき、前記条件を適用して前記充填工程の開始から前記冷却固化工程の完了までを実行する請求項１または２に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項４】
前記成形樹脂材料における前記フィラーの混入量は５〜５０質量％である請求項１〜３のいずれか１項に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項５】
前記フィラーは、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼から選択されるいずれか１つによって形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項６】
前記電磁石は、前記キャビティ内面における前記樹脂成形品の意匠面を形成する意匠面形成面を介して前記キャビティとは逆の側に配置されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型のキャビティ内への可塑化した樹脂の充填（射出成形等）による樹脂成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な熱可塑性樹脂材料の射出成形では、可塑化した樹脂材料を射出成形機を使用して金型内の製品形状部分に充填し、金型内の樹脂を射出成形機からの樹脂の後充填等によって保持圧を加えながら冷却し固化させる保圧工程を実施し、金型から、製品形状となった成形品を取り出す。保圧工程は、冷却に伴う樹脂の収縮による外観不具合の抑制に有効とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３１５９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のような熱可塑性樹脂材料の射出成形では、保圧工程での保持圧の効果を出す為、加圧時間の確保が必要となり、生産性向上の妨げになっていた。また、成形品の形状やデザインによっては保持圧力を加えても効果を得られず、収縮して外観不具合となる場合があるため、成形品のデザインの制約要因となっていた。
【０００５】
本発明の態様が解決しようとする課題は、成形品の形状やデザインに依らず、樹脂の冷却に伴う収縮による成形品の外観不具合を抑制でき、しかも生産性を向上できる樹脂成形品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明では以下の態様を提供する。
第１の態様の樹脂成形品の製造方法は、磁性体金属を含むフィラーが混入された成形樹脂材料を加熱によって可塑化させた状態で金型内側のキャビティに充填する充填工程と、前記充填工程の終了とともに開始され前記キャビティ内の前記成形樹脂材料を冷却、固化させる冷却固化工程とを有し、前記キャビティ内の前記成形樹脂材料が未固化状態であるときに前記キャビティの外側に配置されている電磁石に通電して磁場を発生させ前記成形樹脂材料中の前記フィラーの前記磁性体金属に磁気吸引力を作用させる。
第２の態様の樹脂成形品の製造方法は、磁性体金属を含むフィラーが混入された成形樹脂材料を加熱によって可塑化させた状態で金型内側のキャビティに充填する充填工程と、前記充填工程にて前記キャビティ内に充填された前記成形樹脂材料に保持圧を加えながら冷却しかつ前記成形樹脂材料の可塑化状態を保つ保圧工程と、前記保圧工程の終了とともに開始され前記キャビティ内の前記成形樹脂材料を冷却、固化させる冷却固化工程とを有し、前記キャビティ内の前記成形樹脂材料が未固化状態であるときに前記キャビティの外側に配置されている電磁石に通電して磁場を発生させ前記成形樹脂材料中の前記フィラーの前記磁性体金属に磁気吸引力を作用させる。
前記充填工程に使用する前記成形樹脂材料中の前記フィラーの寸法及び成形条件について、前記充填工程の開始から前記冷却固化工程の完了までにおける前記フィラーの折れ発生の有無に対応して、前記樹脂成形品中の前記フィラーが、重量平均繊維長が２５〜２００μｍ、前記フィラーの断面最大径に基づいて把握される数平均繊維径が０．０５〜４０μｍ、かつ前記重量平均繊維長と前記数平均繊維径とのアスペクト比が５〜５００を満たす条件を予め把握しておき、前記条件を適用して前記充填工程の開始から前記冷却固化工程の完了までを実行しても良い。
前記成形樹脂材料における前記フィラーの混入量は５〜５０質量％であっても良い。
前記フィラーは、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼から選択されるいずれか１以上によって形成されていても良い。
前記電磁石は、前記キャビティ内面における前記樹脂成形品の意匠面を形成する意匠面形成面を介して前記キャビティとは逆の側に配置されていても良い。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の態様に係る樹脂成形品の製造方法によれば、金型内側のキャビティに可塑化状態で流入させた成形樹脂材料中のフィラーにキャビティ外側に配置された電磁石の磁気吸引力を作用させることで、キャビティ内の成形樹脂材料に電磁石に向かう方向の変位力を与えて、成形樹脂材料をキャビティ内面に密着させることができる。
その結果、この樹脂成形品の製造方法では、保圧工程を省略、あるいは保圧工程での加圧時間を短縮しても、キャビティ内の成形樹脂材料をキャビティと電磁石との間に位置するキャビティ内面に密着させることができ、樹脂の冷却に伴う収縮による成形品の外観不具合を抑制できる。しかも、この樹脂成形品の製造方法では、成形品の形状やデザインに依らず、キャビティ内の成形樹脂材料をキャビティ内面に密着させることが可能であるため、成形品のデザインの自由度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の１実施形態に係る樹脂成形品の製造方法の一例を説明する図であり、この製造方法に使用する射出成形機についてその金型のキャビティ全体に可塑化状態の成形樹脂材料を充填した状態を示す部分正断面図である。
【図２】図１の樹脂成形品の製造方法に使用する金属繊維フィラーの断面形状を例示する図であり、（ａ）は円形、（ｂ）は楕円形、（ｃ）は矩形、（ｄ）は図２（ａ）〜（ｃ）のいずれにも該当しない異形、を示す。
【図３】図１の射出成形機の別実施形態を示す図であり、金型のキャビティ型の複数箇所に電磁石を配置した構造の一例を示す部分正断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、側面が多数の窪みの形成によって粗面化された金属繊維フィラーの例を示す図であり、（ａ）は窪みが有底穴状、（ｂ）は窪みが溝状の例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る樹脂成形品の製造方法について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、ここで説明する実施形態（第１実施形態）の樹脂成形品の製造方法は、射出成形機１００を用いた樹脂成形品の射出成形に適用されるものである。
【００１０】
図１に示すように、射出成形機１００は、金型１０と、射出装置４０と、型締め装置５０と、金型温度調節装置６０と、金型１０に組み込まれた電磁石１２への通電を制御する制御装置７０とを有している。
【００１１】
図１に示すように、金型１０は、キャビティ型２０と、型締め装置５０によってキャビティ型２０に対して開閉動されるコア型３０とを有する。
キャビティ型２０には樹脂成形品を成形するための成形用凹部２１が形成されている。
図１のキャビティ型２０の成形用凹部２１の内底面２２（以下、成形用凹部内底面、とも言う）は、樹脂成形品の意匠面を形成する意匠面形成面とされている。
【００１２】
コア型３０には、樹脂成形品の意匠面とは反対の裏面側の成形のための裏側成形面３１が形成されている。
コア型３０の裏側成形面３１は、コア型３０をキャビティ型２０に閉じ合わせたときに、キャビティ型２０の成形用凹部２１内面との間に、樹脂成形品を形成する成形樹脂材料１が充填される領域（樹脂成形領域）であるキャビティ１１を確保する。コア型３０の裏側成形面３１は、コア型３０をキャビティ型２０に閉じ合わせた型締め状態の金型１０においてキャビティ１１を介してキャビティ型２０の成形用凹部内底面２２とは反対の側に位置する。
【００１３】
図１に示すように、金型１０のキャビティ１１は、キャビティ型２０の成形用凹部２１の開口部（コア型３０側開口部）をキャビティ型２０に閉じ合わせたコア型３０によって塞いで確保される。
コア型３０の裏側成形面３１は、キャビティ型２０に閉じ合わせたコア型３０におけるキャビティ１１に臨む面である。成形用凹部内底面２２及び裏側成形面３１はそれぞれキャビティ１１内面の一部である。
【００１４】
射出装置４０は、固体樹脂材料を加熱して可塑化した成形樹脂材料１を金型１０のキャビティ型２０に形成されたランナー、スプールといった材料導入路を介して型締め状態の金型１０のキャビティ１１に射出する。
射出装置４０はスクリューインラインタイプのものを採用している。但し、射出装置４０は、プランジャータイプ、プリプラタイプも採用可能である。
【００１５】
型締め装置５０は、コア型３０を、支持部材等によって支持されたキャビティ型２０に向かって進退動（開閉動）させて開閉させる。
【００１６】
図１に示すように、金型温度調節装置６０は、キャビティ型２０、コア型３０のそれぞれに対応して設けられている。以下、キャビティ型２０に設けられた金型温度調節装置６０を第１温度調節装置６１、コア型３０に設けられた金型温度調節装置６０を第２温度調節装置６２、とも言う。
【００１７】
第１温度調節装置６１は、キャビティ型２０に組み込まれた配管６１ａと、配管６１ａの両端が接続された加熱循環装置６１ｂとを有する。加熱循環装置６１ｂは、熱水、油等の加熱用流体を加熱して配管６１ａにその一端から送給する。第１温度調節装置６１は、配管６１ａのキャビティ型２０内に位置する部分を介してその内側を流れる加熱用流体によってキャビティ型２０を加熱する。加熱循環装置６１ｂは、配管６１ａの他端から流入した加熱用液体を加熱して配管６１ａにその一端から送給する。
【００１８】
第２温度調節装置６２は、コア型３０に組み込まれた配管６２ａと、配管６２ａの両端が接続された加熱循環装置６２ｂとを有する。加熱循環装置６２ｂは、熱水、油等の加熱用流体を加熱して配管６２ａにその一端から送給する。第２温度調節装置６２は、配管６１ａのコア型３０内に位置する部分を介してその内側を流れる加熱用流体によってコア型３０を加熱する。加熱循環装置６２ｂは、配管６２ａの他端から流入した加熱用液体を加熱して配管６２ａにその一端から送給する。
【００１９】
図１では、第１温度調節装置６１の配管６１ａのキャビティ型２０内における配設部分の理解を容易にするため、この配設部分における送給側部分６１ｃに比べて戻り側部分６１ｄをキャビティ１１から離間させて図示している。
また、図１では、第２温度調節装置６２の配管６１ａのコア型３０内における配設部分の理解を容易にするため、この配設部分における送給側部分６２ｃに比べて戻り側部分６２ｄをキャビティ１１から離間させて図示している。
実際の金型１０において、第１温度調節装置６１の配管６１ａのキャビティ型２０内における配設部分、及び第２温度調節装置６２の配管６１ａのコア型３０内における配設部分、は、その全体をキャビティ１１内面から概ね一定の距離に配設した構成を好適に採用できる。
【００２０】
図１に示すように、電磁石１２は、金型１０のキャビティ型２０に設けられている。
図１の電磁石１２はキャビティ型２０に組み込まれている。但し、電磁石１２は、キャビティ型２０の外側に配置しても良い。
【００２１】
図１に示すように、電磁石１２には、電磁石１２への通電を制御する制御装置７０（通電制御装置）が電気的に接続されている。制御装置７０は電源と接続されており、電磁石１２へ通電可能、かつ電磁石１２への通電をオンオフ制御可能である。
電磁石１２は、通電によって、型締め状態の金型１０のキャビティ１１全体を含む領域に磁場を発生させる。
【００２２】
図１に示すように、ここで説明する実施形態の樹脂成形品の製造方法では、熱可塑性樹脂である成形樹脂に金属繊維であるフィラー２（金属繊維フィラー）が混入された成形樹脂材料１を用いて樹脂成形品を成形する。
フィラー２は磁性体金属によって形成されている。
フィラー２を形成する磁性体金属は強磁性体金属である。強磁性体金属は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル又はこれらの合金、フェライト、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼など、外部の磁場により磁石になりやすい金属を指す。フィラー２は、一種または複数種類の強磁性体金属によって形成されたものを採用可能である。フィラー２は、例えば、鉄、コバルト、ニッケル又はこれらの合金、フェライト、マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼から選択される１または複数によって形成されたものを採用できる。
【００２３】
マルテンサイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、析出硬化系ステンレス鋼は鉄等に比べて耐食性に優れるため、錆の発生によって成形品の美観に影響を与えることを抑えることができ、成形樹脂材料１に混入するフィラー２の形成材料として好適である。
【００２４】
フィラー２のその長手方向に垂直の断面形状は、例えば円形（図２（ａ）参照）である。但し、フィラー２の断面形状は、円形に限らず、楕円形（図２（ｂ）参照）や矩形（図２（ｃ）参照）も採用可能であり、これらに該当しない異形（図２（ｄ）参照）も採用可能である。
本明細書ではフィラー２の太さについて後述の「断面最大径」を採用する。
図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、断面最大径φＭは、フィラー２の断面全体を収容可能な最小円の直径を指す。
【００２５】
樹脂成形品の製造方法の一例は、射出装置４０から型締め状態の金型１０のキャビティ１１に、加熱して可塑化した成形樹脂材料１を射出、充填する充填工程と、キャビティ１１内の成形樹脂材料１を冷却、固化させる冷却固化工程とを有する。但し、この樹脂成形品の製造方法は保圧工程を有していない。
また、この樹脂成形品の製造方法では、冷却固化工程の完了後に、型締め装置５０の動作によってコア型３０をキャビティ型２０から離間させて型開きし、キャビティ１１から樹脂成形品を取り出す。
【００２６】
成形樹脂材料１の熱可塑性樹脂は、非晶性、結晶性のいずれも採用可能である。
非晶性熱可塑性樹脂は、例えば、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、アクリロニトリル−エチレンプロピレンゴム−スチレン（ＡＥＳ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）樹脂等が挙げられる。
結晶性熱可塑性樹脂は、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリアミド（ＰＡ）樹脂等が挙げられる。
成形樹脂材料１に使用する熱可塑性樹脂は、１種であってもよく、２種以上の混合物であってもよい。
【００２７】
この樹脂成形品の製造方法では、第１温度調節装置６１および第２温度調節装置６２によって、金型温度（キャビティ型２０及びコア型３０の温度）を、成形樹脂材料１を構成する樹脂の転移温度よりも低く設定した温度（設定温度）に保ったまま、充填工程、冷却固化工程、型開きを行なう。
金型温度は、成形樹脂材料１を構成する樹脂が非晶性熱可塑性樹脂である場合は、ガラス転移温度よりも低い温度（例えば１０〜３０℃低い温度）に設定する。
金型温度は、成形樹脂材料１を構成する樹脂が結晶性熱可塑性樹脂である場合は、結晶融点よりも低い温度（例えば１０〜１００℃低い温度）に設定する。
成形樹脂材料１を構成する樹脂が２種以上の混合物である場合は、金型温度は、成形樹脂材料１の構成樹脂のガラス転移温度及び結晶化温度のうち最も低い温度よりも低い温度に設定する。
【００２８】
充填工程では、射出装置４０から、加熱によって可塑化した成形樹脂材料１を型締め状態の金型１０のキャビティ１１内へ射出充填する。
成形樹脂材料１は、その構成樹脂のガラス転移温度及び結晶化温度のうち最も高い温度よりも高温に加熱して可塑化した状態で射出装置４０から金型１０のキャビティ１１内へ射出して充填する。
【００２９】
非晶性熱可塑性樹脂のみによって構成された成形樹脂材料１は、射出装置４０から金型１０のキャビティ１１内へ、ガラス転移温度よりも高温に加熱して可塑化した状態で射出する。
結晶性熱可塑性樹脂のみによって構成された成形樹脂材料１は、射出装置４０から金型１０のキャビティ１１内へ、結晶融点よりも高温に加熱して可塑化した状態で射出する。
【００３０】
可塑化させた状態の成形樹脂材料１を、以下、可塑化樹脂材料、とも言う。また、以下、可塑化樹脂材料にも符号１を付して説明する。
【００３１】
金型１０のキャビティ１１内に充填された可塑化樹脂材料１は、金型１０への熱エネルギの移動により、時間の経過とともに冷却されていく。
この樹脂成形品の製造方法において、冷却固化工程は、充填工程の終了後も金型１０の型締め状態を維持したままキャビティ１１内の可塑化樹脂材料１１の冷却を継続し、固化させていくことを指す。
この樹脂成形品の製造方法において、冷却固化工程は、充填工程の終了とともに開始され、金型１０の型開きまで継続する。本明細書において、冷却固化工程は金型１０の型開きによって完了するものとして扱う。
【００３２】
この樹脂成形品の製造方法では、金型温度の設定等によって、充填工程の開始後、冷却固化工程の開始から予め設定した時間長さの範囲（以下、可塑性維持時間、とも言う）までは金型１０のキャビティ１１内の可塑化樹脂材料１全体の可塑性が確保され、かつ可塑化樹脂材料１が可塑性維持時間の経過後の冷却進行によって冷却固化工程の終了までに固化するようにして可塑化樹脂材料１の成形を行なう。
可塑性維持時間の長さは、例えば、冷却固化工程の工程時間（充填工程の終了から型開きまでの時間長さ）の半分以下であるが、これに限定されず適宜変更可能である。
【００３３】
この樹脂成形品の製造方法では、制御装置７０が、充填工程の途中から冷却固化工程の可塑性維持時間の終了までの時間範囲に、電磁石１２に通電して磁場を発生させ金型１０のキャビティ１１内の可塑化樹脂材料１中のフィラー２を磁気吸引する。
電磁石１２の通電による磁場発生は、充填工程の途中から冷却固化工程の可塑性維持時間の終了までの時間範囲に、例えば０．５〜１０秒の時間長さ（磁場発生時間）で１または複数回実行する。この樹脂成形品の製造方法では、電磁石１２の通電による磁場発生の度に、可塑化樹脂材料１中のフィラー２を磁気吸引する。
また、電磁石１２の通電による磁場発生は、充填工程の途中から冷却固化工程の可塑性維持時間の終了までの時間範囲全体にわたって連続的に実施しても良い。
【００３４】
本実施形態の樹脂成形品の製造方法では、電磁石１２に通電して磁場を発生させ金型１０のキャビティ１１内の可塑化樹脂材料１中のフィラー２を磁気吸引することで、キャビティ１１内の可塑化樹脂材料１に電磁石１２に向かう方向の変位力を作用させることができる。
可塑化樹脂材料１中のフィラー２は、電磁石１２からの磁気吸引力が作用しても、可塑化樹脂材料１によって変位が抑えられる。その結果、金型１０のキャビティ１１内の可塑化樹脂材料１は、フィラー２に作用させた電磁石１２の磁気吸引力によって電磁石１２方向へ引き寄せられ、キャビティ１１内面におけるキャビティ１１と電磁石１２との間に位置する部分（吸引樹脂受け部）に密着される。
金型１０のキャビティ１１内の可塑化樹脂材料１を、フィラー２に作用させた電磁石１２の磁気吸引力によってキャビティ１１内面における吸引樹脂受け部に密着させることを、以下、成形材料密着処理、とも言う。
【００３５】
図１の金型１０において電磁石１２は、キャビティ型２０の成形用凹部内底面２２を介してキャビティ１１とは逆側に配置されている。図１の金型１０において、キャビティ型２０の成形用凹部内底面２２は吸引樹脂受け部の役割を果たす。
図１の金型１０では、電磁石１２に通電して磁場を発生させキャビティ１１内の可塑化樹脂材料１中のフィラー２を磁気吸引することで、可塑化樹脂材料１をキャビティ型２０の成形用凹部内底面２２に密着させることができる。
【００３６】
冷却固化工程の完了によって得られた樹脂成形品は、成形樹脂中に混入されたフィラー２が重量平均繊維長２５〜２００μｍ、フィラー２の断面最大径から把握される数平均繊維径である数平均断面最大径が０．０５〜４０μｍ、かつ重量平均繊維長と数平均断面最大径とのアスペクト比（重量平均繊維長を数平均断面最大径で除した値。以下、単に「平均アスペクト比」とも言う）が５〜５００を満たす構成であることが好ましい。
成形樹脂材料１全体に占めるフィラー２の混入量（以下、単に、混入量、とも言う）は５〜５０質量％であることが好ましい。
なお、重量平均繊維長はサンプリングした１００本以上（例えば２００本）のフィラー２の長さから把握される数値、数平均断面最大径はサンプリングした１００本以上（例えば２００本）のフィラー２の断面最大径から把握される数値を採用する。
【００３７】
本発明者は、成形樹脂材料（フィラー２を含む）を用いた種々の樹脂成形品を試作した結果から、成形した樹脂成形品中のフィラー２が、重量平均繊維長２５〜２００μｍ、数平均断面最大径０．０５〜４０μｍ、平均アスペクト比５〜５００であれば、成形材料密着処理にて可塑化樹脂材料１をキャビティ型２０の成形用凹部内底面２２に密着させることができ、成形品の外観不具合抑制の効果を充分に得られることを把握した。
【００３８】
ところで、樹脂成形品を成形するための充填工程の開始から冷却固化工程の完了までの一連の工程（以下、射出成形工程、とも言う）においては、成形樹脂材料１中のフィラー２に折れが生じ得る。
充填工程に使用する成形樹脂に混入した数平均断面最大径０．０５〜４０μｍのフィラー２は、その平均アスペクト比、可塑化樹脂材料１の成形条件（例えば、射出装置４０における可塑化樹脂材料１の加熱温度、射出装置４０から金型１０のキャビティ１１への可塑化樹脂材料１の射出速度、射出圧、金型温度）によっては、樹脂成形品を成形する射出成形工程において、一部または全数に折れを生じて重量平均繊維長が減少することがある。但し、フィラー２は、平均アスペクト比や成形条件によっては射出成形工程にて折れが生じないこともある。
なお、本明細書において、樹脂成形品の成形過程（射出成形工程）における成形樹脂材料中のフィラー２の数平均断面最大径は変動しないものとして扱う。
【００３９】
樹脂成形品を成形する射出成形工程におけるフィラー２の折れは充填工程にて発生しやすい。
また、可塑化樹脂材料１中のフィラー２は、冷却固化工程における可塑化樹脂材料１の冷却に伴う収縮（可塑化樹脂材料１が冷却固化した成形樹脂材料の冷却に伴う収縮も含む。以下同）によっても折れを生じ得る。但し、冷却固化工程では、充填工程に比べてフィラー２の折れ本数が格段に少なかったり、充填工程にてフィラー２の折れが発生しても冷却固化工程でのフィラー２の折れが無いということも有り得る。
【００４０】
充填工程に使用する成形樹脂材料１の成形樹脂に混入するフィラー２の断面最大径は、成形する樹脂成形品におけるフィラー２の断面最大径と同じである。
樹脂成形品を製造は、例えば、樹脂成形品の試作データの多数サンプリングやトライアンドエラー等によって、充填工程に使用する成形樹脂材料１に混入するフィラー２の重量平均繊維長と混入量、及び成形条件（例えば、射出装置４０における可塑化樹脂材料１の加熱温度、射出装置４０から金型１０のキャビティ１１への可塑化樹脂材料１の射出速度、射出圧、金型温度）について、樹脂成形品中のフィラー２が重量平均繊維長２５〜２００μｍ、数平均断面最大径０．０５〜４０μｍ、かつ平均アスペクト比５〜５００を満たす条件（値）を予め把握しておき、この把握した条件にて樹脂成形品を成形する。
【００４１】
可塑化樹脂材料１の成形条件について、射出装置４０から金型１０のキャビティ１１への可塑化樹脂材料１の射出速度は８０〜２００ｍｍ／秒の範囲で調整することが好ましい。射出装置４０から金型１０のキャビティ１１への可塑化樹脂材料１の射出圧は射出装置４０において８０〜２００ｍｍ／秒の射出速度を満足可能な値に設定する。
金型温度は、成形樹脂材料１の成形樹脂のガラス転移温度及び結晶化温度よりも低い温度で調整する。
スクリューインラインタイプの射出装置４０を用いる場合、射出装置４０のスクリュー回転数は５０〜１００ｍｉｎ−１とすることが好適である。
【００４２】
樹脂成形品を成形する射出成形工程においてフィラー２の折れが生じない場合は、充填工程にて、フィラー２が重量平均繊維長２５〜２００μｍ、数平均断面最大径０．０５〜４０μｍ、かつ平均アスペクト比５〜５００を満たすように混入された成形樹脂材料１を使用する。
射出成形工程においてフィラー２の折れが生じる場合は、充填工程に使用する成形樹脂材料１は、重量平均繊維長が樹脂成形品中におけるフィラー２の重量平均繊維長（目標範囲）に比べて長いフィラー２が混入されたものを用いる。この場合、充填工程に使用する成形樹脂材料１は、フィラー２が、重量平均繊維長３５〜３００μｍ、数平均断面最大径０．０５〜４０μｍ、かつ平均アスペクト比７．５〜７００の状態で混入されたものを用いることが好適である。
【００４３】
以下、成形樹脂材料１中のフィラー２の寸法に係る重量平均繊維長、数平均断面最大径、平均アスペクトをフィラー寸法条件、充填工程に使用する成形樹脂材料１の成形樹脂に混入するフィラー２のフィラー寸法条件を、フィラー初期寸法条件、とも言う。
樹脂成形品中のフィラー２が重量平均繊維長２５〜２００μｍ、数平均断面最大径０．０５〜４０μｍ、かつ平均アスペクト比５〜５００を満たすフィラー初期寸法条件、充填工程に使用する成形樹脂材料１におけるフィラー２の混入量、及び成形条件は、射出成形工程におけるフィラー２の折れ発生の有無に応じて区分けして把握される。
樹脂成形品の製造では、樹脂成形品中におけるフィラー２の重量平均繊維長（目標範囲）、数平均断面最大径、平均アスペクト比（目標範囲）、混入量に応じて予め把握しておいたフィラー初期寸法条件、混入量、および成形条件を適用して射出成形工程を実行して樹脂成形品を得る。
【００４４】
フィラー２は、数平均断面最大径が０．０５μｍに満たないと、成形材料密着処理にて曲がりやすく、電磁石１２の磁気吸引力を成形樹脂に効率良く作用させることが難しくなる。可塑か樹脂材料１中のフィラー２は成形材料密着処理にて電磁石１２の磁気吸引力によって曲がるとき、電磁石１２から作用した磁気吸引力の少なくとも一部をフィラー２自体の曲げ変形のエネルギーとして吸収する。数平均断面最大径が０．０５μｍに満たないフィラー２は数平均断面最大径が０．０５μｍ以上のフィラー２に比べて成形材料密着処理にて曲がりやすく、電磁石１２の磁気吸引力をフィラー２自体の曲げ変形エネルギーとして吸収しやすい。
数平均断面最大径が０．０５μｍに満たないフィラー２は、強度不足のため、成形材料密着処理にて電磁石１２の磁気吸引力によって曲げ応力、せん断応力等の局所的応力集中を生じて折れる可能性もあり、電磁石１２から作用した磁気吸引力の一部を折れる際の破壊エネルギーとして吸収してしまう可能性がある。
【００４５】
数平均断面最大径が０．０５μｍに満たないフィラー２は、強度不足のため、充填工程の開始から冷却固化工程の完了までの一連の工程（射出成形工程）において折れて多数の細片に分かれてしまい、重量平均繊維長２５〜２００μｍ、平均アスペクト比５〜５００の安定確保が容易でない。また、数平均断面最大径が０．０５μｍに満たないフィラー２は製造、入手が容易でなく高価であるため、樹脂成形品の量産化、コスト抑制の点で現実的でない。
可塑化樹脂材料１は、フィラー２の数平均断面最大径が４０μｍを超えると、フィラー２がキャビティ１１内面の細かい凹部への成形樹脂の流入に影響を与えやすくなり、成形品の成形精度担保の点で不利である。
【００４６】
可塑化樹脂材料１中のフィラー２は、数平均断面最大径が０．０５μｍ以上であれば、数平均断面最大径が０．０５μｍ未満の場合に比べて充填工程での折れを少なく抑えることができる。また、フィラー２は、数平均断面最大径が０．０５μｍ以上であれば、数平均断面最大径が０．０５μｍに満たない場合に比べて曲がりにくく、かつ、成形材料密着処理での折れを防止できる。また、可塑化樹脂材料１中のフィラー２は、数平均断面最大径が４０μｍ以下であれば、キャビティ１１内面の細かい凹部への成形樹脂の流入に影響を与えにくい。
このため、フィラー２の数平均断面最大径は０．０５〜４０μｍであることが好ましい。
【００４７】
フィラー２の重量平均繊維長は、射出成形工程において可塑化状態の成形樹脂との接触面積を確保して成形材料密着処理にて電磁石１２の磁気吸引力を成形樹脂に効率良く作用させる点で、樹脂成形品において２５μｍ以上確保されていることが好ましい。また、フィラー２は、樹脂成形品において重量平均繊維長が２００μｍを超えると、成形品表面に存在する細かい凹凸の成形精度や表面粗さに影響を与えやすくなってくる。
成形材料密着処理でのフィラー２の折れが生じる可能性、及び冷却固化工程での樹脂収縮によってフィラー２の折れが生じる可能性から、樹脂成形品中のフィラー２の重量平均繊維長が２５μｍ以上であれば、成形材料密着処理の実施前には可塑化樹脂材料１中のフィラー２には２５μｍ以上の重量平均繊維長が確保されている。
本発明者は、樹脂成形品の試作結果から、樹脂成形品におけるフィラー２の重量平均繊維長は２５〜２００μｍが好ましいことを把握した。
【００４８】
また、本発明者は、樹脂成形品の試作結果から、樹脂成形品におけるフィラー２の平均アスペクト比は５〜５００が好ましいことを把握した。
成形材料密着処理でのフィラー２の折れが生じる可能性、及び冷却固化工程での樹脂収縮によってフィラー２の折れが生じる可能性から、樹脂成形品中のフィラー２の平均アスペクト比が５以上であれば、成形材料密着処理の実施前の可塑化樹脂材料１中のフィラー２には５以上の平均アスペクト比が確保されている。
可塑化樹脂材料１に分散混入されたフィラー２は、平均アスペクト比が５以上（５〜５００）であれば、平均アスペクト比が５未満である場合に比べて成形材料密着処理にて成形樹脂材料１の広範囲に電磁石１２の磁気吸引力を作用させる点で有利である。
また、可塑化樹脂材料１中のフィラー２は、平均アスペクト比が５００超であると射出成形工程での折れが生じやすくなる。また、フィラー２は平均アスペクト比が５００超であると成形材料密着処理での曲げが生じやすく、電磁石１２の磁気吸引力を成形樹脂に効率良く作用させることが難しくなる。
【００４９】
可塑化樹脂材料１中のフィラー２は、平均アスペクト比が５００超であると、充填工程での可塑化樹脂材料１の流動や、冷却固化工程での可塑化樹脂材料１の冷却に伴う収縮によって折れが生じやすくなる。
フィラー２の平均アスペクト比が５００超であると、可塑化樹脂材料１の流動や、冷却固化工程での可塑化樹脂材料１の冷却に伴う収縮によって、フィラー２長手方向において成形樹脂から作用する力の方向が互いに異なる部分間での曲げやせん断等の局所的応力集中が発生しやすく、この局所的応力集中により折れが発生しやすくなるものと考えられる。
【００５０】
このため、射出成形工程における折れを考慮する場合、充填工程に使用する成形樹脂材料１のフィラー２の平均アスペクト比は５００以下とすることが好ましい。充填工程に使用する成形樹脂材料１のフィラー２の平均アスペクト比が５００以下であれば、平均アスペクト比が５００超の場合に比べて、成形樹脂材料１を樹脂成形品の射出成形に用いたときのフィラー２の折れ発生を少なく抑えることができる。
【００５１】
成形樹脂材料１全体に占めるフィラー２の混入量が５質量％未満であると、電磁石１２の磁気吸引力をフィラー２に作用させることによる可塑化樹脂材料１のキャビティ１１内面への密着効果が充分に得られない。成形樹脂材料１におけるフィラー２の混入量が多いほど電磁石１２の磁気吸引力を可塑化樹脂材料１に作用させやすくなるが、混入量の増大が可塑化樹脂材料１の流動性に影響を与え成形精度に影響を与えるようになる。また、成形樹脂材料１におけるフィラー２の混入量が５０質量％を超えると樹脂成形品の表面粗さが増大しやすくなり、樹脂成形品の外観（美観）を悪化させる。
このため、成形樹脂材料１全体に占めるフィラー２の混入量は５〜５０質量％であることが好ましい。
【００５２】
本実施形態の樹脂成形品の製造方法において、充填工程にて金型１０のキャビティ１１内に充填された可塑化樹脂材料１は、冷却固化工程の可塑性維持時間の終了まで可塑化状態（未固化状態）を保っている。このため、充填工程の途中から冷却固化工程の可塑性維持時間の終了までの時間範囲に、電磁石１２に通電して磁場を発生させキャビティ１１内の可塑化樹脂材料１中のフィラー２を磁気吸引すれば、可塑化樹脂材料１を電磁石１２方向へ引き寄せてキャビティ１１内面の吸引樹脂受け部に密着させることができる。
【００５３】
充填工程にて金型１０のキャビティ１１に充填された可塑化樹脂材料１は、キャビティ１１に充填された直後から金型１０を型開きしてキャビティ１１から取り出すまで、金型１０内にて冷却されながら収縮する。
この樹脂成形品の製造方法では、キャビティ１１内の可塑化樹脂材料１をキャビティ型２０の意匠面形成面（具体的には成形用凹部内底面２２）に密着させることができる反面、コア型３０の裏側成形面３１と可塑化樹脂材料１との間には隙間が形成されることを許容する。このため、この実施形態の樹脂成形品の製造方法では、キャビティ１１内の可塑化樹脂材料１の冷却に伴う収縮の影響（ヒケ等）を樹脂成形品の裏面側に集中させ、樹脂成形品の意匠面に可塑化樹脂材料１の冷却に伴う収縮が影響（ヒケの発生等）を与えることを回避できる。
【００５４】
その結果、この樹脂成形品の製造方法によれば、金型１０のキャビティ１１内に充填した可塑化樹脂材料１を加圧した状態を予め設定した長さの時間（加圧時間）維持する保圧工程を有していなくても、可塑化樹脂材料１の冷却に伴う収縮による成形品の外観不具合を抑制できる。
また、この樹脂成形品の製造方法は、保圧工程を有していないため、保圧工程を有する製造方法に比べて樹脂成形品の成形（製造）の所要時間を短縮でき、樹脂成形品の生産性を向上できる。
【００５５】
しかも、この樹脂成形品の製造方法では、金型１０のキャビティ１１形状に応じて電磁石１２の配置位置を設定できる。例えば、キャビティ１１に狭隘な凹所が存在するとき、電磁石１２を金型１０のキャビティ１１外側におけるキャビティ１１の凹所に対応する位置に配置すれば、キャビティ１１のその凹所に位置する内面を吸引樹脂受け部とすることが可能である。その結果、電磁石１２の磁場発生によってキャビティ１１の凹所内面に可塑化樹脂材料１を密着させる成形樹脂密着処理を行なうことができる。
このため、本実施形態の樹脂成形品の製造方法では、樹脂成形品の形状やデザインに依らず、樹脂の冷却に伴う収縮による成形品の外観不具合を抑制でき、成形品のデザインの自由度を高めることができる。
【００５６】
なお、本実施形態の樹脂成形品の製造方法において、電磁石１２の通電による磁場発生は、充填工程の途中から冷却固化工程の可塑性維持時間の終了までの時間範囲以外に追加実施しても良い。電磁石１２の通電による磁場発生は、例えば、充填工程の最初から行なっても良い。また、電磁石１２の通電による磁場発生は、冷却固化工程における可塑性維持時間の終了後の実施を追加しても良い。
【００５７】
樹脂成形品の製造方法は、充填工程と、冷却固化工程との間に、金型１０のキャビティ１１内に充填した可塑化樹脂材料１を加圧した状態を予め設定した時間長さの加圧時間だけ維持する保圧工程を有する構成（第２実施形態）も採用可能である。
この樹脂成形品の製造方法は、上述の保圧工程を有していない実施形態（第１実施形態）の製造方法との対比で、保圧工程を有する点が異なる。
冷却固化工程においては、上述の保圧工程を有していない第１実施形態と同様に可塑性維持時間が確保される。
【００５８】
第２実施形態の樹脂成形品の製造方法では、充填工程の途中から保圧工程を経て冷却固化工程の可塑性維持時間の終了に至るまでの時間範囲において、電磁石１２に通電して磁場を発生させ可塑化樹脂材料１中のフィラー２を磁気吸引し未固化状態の可塑化樹脂材料１をキャビティ１１内面の吸引樹脂受け部に密着させる成形材料密着処理を行なう。
なお、第２実施形態の樹脂成形品の製造方法においても、電磁石１２の通電による磁場発生は、充填工程の最初から行なっても良く、冷却固化工程における可塑性維持時間の終了後の実施を追加しても良い。
【００５９】
第２実施形態の樹脂成形品の製造方法によれば、成形材料密着処理の実施によって、成形品の形状やデザインに依らず、樹脂の冷却に伴う収縮による成形品の外観不具合を抑制できる。また、その結果、成形品のデザインの自由度を高めることができる。
【００６０】
第２実施形態の樹脂成形品の製造方法では、充填工程の途中から保圧工程を経て冷却固化工程の可塑性維持時間の終了に至るまでの時間範囲において成形材料密着処理を実施することで、保圧工程の工程時間を短縮することができる。この製造方法は、保圧工程を有し且つ成形材料密着処理を実施しない樹脂成形品の製造方法に比べて、充填工程の開始から冷却固化工程の終了（金型の型開き）までの所要時間を短縮できるため、樹脂成形品の生産性を向上できる。
【００６１】
以上、本発明を最良の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の最良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改変が可能である。
【００６２】
図３に示すように、電磁石１２は、キャビティ型２０における成形用凹部内底面２２を介して成形用凹部２１の逆側のみならず、成形用凹部２１の成形用凹部内底面２２以外の内面にも対応して成形用凹部２１内面を介して成形用凹部２１の逆側の位置に適宜配置可能である。図３に示すキャビティ型２０に設けられた複数の電磁石１２はそれぞれ制御装置７０に電気的に接続されている。
金型１０は、例えば、電磁石１２をキャビティ型２０における成形用凹部２１内面を介して成形用凹部２１の逆側の複数箇所に配置して、成形用凹部２１内面全体を吸引樹脂受け部とした構成も採用可能である。成形用凹部２１内面全体を吸引樹脂受け部とした構成は、成形用凹部２１内面全体を樹脂成形品の意匠面を形成する意匠面形成面とすることが可能である。
【００６３】
金型は、コア型３０に電磁石１２を設けて、コア型３０の裏側成形面３１に確保した吸引樹脂受け部を意匠面形成面とした構成も採用可能である。
【００６４】
フィラー２は、可塑化樹脂材料１中での変位抵抗を高めるために、例えば図４（ａ）、（ｂ）に示すように、その側面を微細な窪み２ａ、２ｂが多数形成された粗面とした構成も採用可能である。
図４（ａ）に示すフィラー２側面の窪み２ａは、フィラー２側面から僅かに窪む有底穴状に形成されている。この窪み２ａは、例えば、サンドブラスト、エッチング等により形成される。
図４（ｂ）に示すフィラー２側面の窪み２ｂは、フィラー２側面から僅かに窪む溝状に形成されている。この窪み２ｂは、例えば、フィラー２のサンドペーパーとの接触、切削工具との接触等により形成される。
【００６５】
フィラーは、磁性体金属からなる金属繊維の側面に熱硬化性樹脂によって形成された突部が点在配置されている構成や、金属繊維側面に設けられた熱硬化性樹脂被膜に穴、溝等の窪みが形成されている構成等も採用可能である。
熱硬化性樹脂によって形成された突部や、穴、溝等の窪みが形成された熱硬化性樹脂被膜は、可塑化樹脂材料１中でのフィラーの変位抵抗を高めて、電磁石１２からの磁気吸引力を可塑化樹脂材料１に作用させやすくする役割を果たす。
【符号の説明】
【００６６】
１…成形樹脂材料、２…フィラー（金属繊維フィラー）、２ａ、２ｂ…窪み、１０…金型、１１…キャビティ、１２…電磁石、２０…キャビティ型、２１…成形用凹部、２２…吸引樹脂受け部、意匠面形成面（成形用凹部の内底面）、３０…コア型、３１…裏側成形面、４０…射出装置、５０…型締め装置、６０…金型温度調節装置、６１…第１温度調節装置、６１ａ…配管、６１ｂ…加熱循環装置、６１ｃ…送給側部分、６１ｄ…戻り側部分、６２…第２温度調節装置、６２ａ…配管、６２ｂ…加熱循環装置、６２ｃ…送給側部分、６２ｄ…戻り側部分、７０…制御装置（通電制御装置）、１００…射出成形機、φＭ…断面最大径。
【図１】
2020124823.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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