(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティと、溶融樹脂射出部と、加圧流体導入部とを備え、
溶融樹脂射出部からキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂内に、加圧流体導入部から加圧流体を導入し、以て、中空部を有する射出成形品を成形するための射出成形用の金型であって、
キャビティを構成する金型のキャビティ面の少なくとも一部分には、射出成形品の表面にシボを形成するためのシボ加工が施されており、
該キャビティ面に施されたシボ加工の深さを、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂が加圧流体によって流動する方向に沿って、順次、深くすることを特徴とする射出成形用の金型。
【請求項２】
キャビティと、溶融樹脂射出部と、加圧流体導入部とを備え、
溶融樹脂射出部からキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂内に、加圧流体導入部から加圧流体を導入し、以て、中空部を有する射出成形品を成形するための射出成形用の金型であって、
キャビティを構成する金型のキャビティ面の少なくとも一部分には、射出成形品の表面にシボを形成するためのシボ加工が施されており、
加圧流体導入部は、溶融樹脂射出部内若しくは溶融樹脂射出部の近傍に配設され、
キャビティ面に施されたシボ加工の深さを、溶融樹脂射出部から離れるに従い、順次、深くすることを特徴とする射出成形用の金型。
【請求項３】
キャビティと、溶融樹脂射出部と、加圧流体導入部とを備え、
溶融樹脂射出部からキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂内に、加圧流体導入部から加圧流体を導入し、以て、中空部を有する射出成形品を成形するための射出成形用の金型であって、
キャビティを構成する金型のキャビティ面の少なくとも一部分には、射出成形品の表面にシボを形成するためのシボ加工が施されており、
キャビティ内に射出される溶融熱可塑性樹脂の量は、キャビティを完全には満たさない量であり、
溶融熱可塑性樹脂の射出完了後、加圧流体導入部から加圧流体を導入し、
溶融熱可塑性樹脂の射出完了時点で溶融熱可塑性樹脂と接していないキャビティ面の部分に施されたシボ加工の深さを、溶融熱可塑性樹脂の射出完了時点で溶融熱可塑性樹脂と接するキャビティ面の部分に施されたシボ加工の深さよりも深くすることを特徴とする射出成形用の金型。
【請求項４】
キャビティの長さは１ｍ乃至２．５ｍの範囲にあり、溶融樹脂射出部はキャビティの端部に位置することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の射出成形用の金型。
【請求項５】
キャビティ面に施されたシボ加工の深さＲzは、１×１０-6ｍ乃至１×１０-4ｍの範囲にあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の射出成形用の金型。
【請求項６】
キャビティと、溶融樹脂射出部と、加圧流体導入部とを備え、キャビティを構成する金型のキャビティ面の少なくとも一部分には、射出成形品の表面にシボを形成するためのシボ加工が施されており、該キャビティ面に施されたシボ加工の深さを、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂が加圧流体によって流動する方向に沿って、順次、深くした射出成形用の金型を用い、
溶融樹脂射出部からキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂内に、加圧流体導入部から加圧流体を導入し、以て、表面にシボが形成され、且つ、中空部を有する射出成形品を成形することを特徴とする射出成形品の成形方法。
【請求項７】
キャビティと、溶融樹脂射出部と、加圧流体導入部とを備え、加圧流体導入部は、溶融樹脂射出部内若しくは溶融樹脂射出部の近傍に配設され、キャビティを構成する金型のキャビティ面の少なくとも一部分には、射出成形品の表面にシボを形成するためのシボ加工が施されており、該キャビティ面に施されたシボ加工の深さを、溶融樹脂射出部から離れるに従い、順次、深くした射出成形用の金型を用い、
溶融樹脂射出部からキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂内に、加圧流体導入部から加圧流体を導入し、以て、表面にシボが形成され、且つ、中空部を有する射出成形品を成形することを特徴とする射出成形品の成形方法。
【請求項８】
キャビティと、溶融樹脂射出部と、加圧流体導入部とを備え、キャビティを構成する金型のキャビティ面の少なくとも一部分には、射出成形品の表面にシボを形成するためのシボ加工が施されており、溶融熱可塑性樹脂の射出完了時点で溶融熱可塑性樹脂と接していないキャビティ面の部分に施されたシボ加工の深さを、溶融熱可塑性樹脂の射出完了時点で溶融熱可塑性樹脂と接するキャビティ面の部分に施されたシボ加工の深さよりも深くした射出成形用の金型を用い、
キャビティを完全には満たさない量の溶融熱可塑性樹脂の溶融樹脂射出部からキャビティ内への射出が完了した後、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂内に、加圧流体導入部から加圧流体を導入し、以て、表面にシボが形成され、且つ、中空部を有する射出成形品を成形することを特徴とする射出成形品の成形方法。
【請求項９】
キャビティの長さは１ｍ乃至２．５ｍの範囲にあり、溶融樹脂射出部はキャビティの端部に位置することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の射出成形品の成形方法。
【請求項１０】
キャビティ面に施されたシボ加工の深さＲzは、１×１０-6ｍ乃至１×１０-4ｍの範囲にあることを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載の射出成形品の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面にシボが形成され、且つ、中空部を有する射出成形品の成形方法、及びかかる射出成形品の製造に適した射出成形用の金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
中空部を有する射出成形品の製品化が、近年、急速に普及している。中空部を有する射出成形品の成形には、キャビティと、溶融樹脂射出部と、加圧流体導入部とを備えた射出成形用の金型を用いる。そして、溶融樹脂射出部からキャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を射出中に若しくは射出完了後に、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂内に加圧流体導入部から加圧流体を導入することによって、射出成形品を成形する。このような射出成形法は、キャビティ内を溶融熱可塑性樹脂で完全に満たす所謂フルショット射出成形法と、キャビティ内を溶融熱可塑性樹脂で完全には満たさない所謂ショートショット射出成形法とに分類される。ショートショット射出成形法により、例えば、大きな中空率を有する中空部が形成された、取っ手、レバーや紙押さえローラー等のパイプ形状の射出成形品を成形することができる。尚、射出成形品の表面にシボを形成する場合には、キャビティを構成する金型のキャビティ面の必要な部分（意匠面と呼ぶ場合がある）にシボ加工を施しておく。即ち、金型の意匠面に、例えば細かい凹凸を形成しておく。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ショートショット射出成形法において、キャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の射出の初期段階にあっては、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂と金型との間の熱交換は十分進行しておらず、溶融熱可塑性樹脂は比較的高い温度に保持されているので、溶融熱可塑性樹脂の粘性は低い。しかも、粘性を有する溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に充填するために、射出成形機の射出ラムによる溶融熱可塑性樹脂の充填圧力は高い。従って、キャビティ内への射出直後の溶融熱可塑性樹脂は金型のキャビティ面に強く押し付けられる。その結果、溶融樹脂射出部近傍に位置する射出成形品の部分の表面へのキャビティ面の転写性は良好となる。即ち、金型のキャビティ面に施されたシボ加工の部分が、かかる射出成形品の部分の表面に良好に転写される。ところが、溶融熱可塑性樹脂の射出中に若しくは射出完了後に導入された加圧流体によって溶融熱可塑性樹脂がキャビティ内を流動する結果得られた射出成形品の部分は、熱可塑性樹脂の固化が或る程度進行した時点で形成されるが故に、かかる射出成形品の部分の表面へのキャビティ面の転写性は余り良くない。即ち、金型のキャビティ面に施されたシボ加工の部分が、かかる射出成形品の部分の表面に余り良く転写されず、シボ斑が目立つ状態となる。
【０００４】
以上のように、溶融熱可塑性樹脂の射出時期と加圧流体の導入時期との差によって、射出成形品の表面へのキャビティ面の転写性に相違が生じ、その結果、射出成形品の製品価値を著しく損なう場合がある。特に、この転写性の相違は、意匠面にシボを有する射出成形品であって、しかも、長さが長い射出成形品の場合、顕著に発生する。従来、このような転写性の相違に対処するために以下の対策がとられているが、射出成形品の生産に難渋しているのが実状である。
【０００５】
溶融熱可塑性樹脂内に導入すべき加圧流体の圧力を増加させれば、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂が金型のキャビティ面に強く押し付けられる結果、転写性は向上する。しかしながら、熱可塑性樹脂内に形成された中空部内に残存する加圧流体の回収方法が煩雑であり、回収設備の設置に伴い射出成形品の生産コストが増加する。また、溶融熱可塑性樹脂内から発生する分解ガスの除去が煩雑等の理由から、金型を開ける前に熱可塑性樹脂内に形成された中空部を大気と連通させる場合がある。然るに、大気と連通させるが故に、加圧流体の圧力増加に伴い、加圧流体の消費量が増す結果、射出成形品の生産コストの増加につながる。
【０００６】
熱可塑性樹脂の溶融温度を高くすると転写性は向上するが、熱可塑性樹脂の熱劣化によって銀条（シルバーあるいは銀線とも呼ばれる）等の外観不良が発生する。また、金型温度を上げても転写性は向上するが、溶融熱可塑性樹脂の固化時間が長くなり、成形サイクルが延びる結果、生産性を著しく損なう。
【０００７】
従って、本発明の目的は、加圧流体の圧力を増加させたり、熱可塑性樹脂の溶融温度を高くしたり、あるいは又、金型温度を上げる必要がなく、溶融熱可塑性樹脂の射出時期と加圧流体の導入時期との差によっても射出成形品の表面へのシボの形成状態に相違が生じ難く、更には、長さが長い射出成形品においてもその表面にシボを出来る限り均一に形成することを可能にする射出成形方法、及びかかる射出成形方法の実施に適した射出成形用の金型を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の射出成形用の金型は、キャビティと、溶融樹脂射出部と、加圧流体導入部とを備え、溶融樹脂射出部からキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂内に、加圧流体導入部から加圧流体を導入し、以て、中空部を有する射出成形品を成形するための射出成形用の金型である。そして、キャビティを構成する金型のキャビティ面の少なくとも一部分には、射出成形品の表面にシボを形成するためのシボ加工が施されており、該キャビティ面に施されたシボ加工の深さをキャビティ面の位置によって変化させることを特徴とする。
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の射出成形品の成形方法は、キャビティと、溶融樹脂射出部と、加圧流体導入部とを備え、キャビティを構成する金型のキャビティ面の少なくとも一部分には、射出成形品の表面にシボを形成するためのシボ加工が施されており、該キャビティ面に施されたシボ加工の深さをキャビティ面の位置によって変化させた射出成形用の金型を用い、
溶融樹脂射出部からキャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂内に、加圧流体導入部から加圧流体を導入し、以て、表面にシボが形成され、且つ、中空部を有する射出成形品を成形することを特徴とする。
【００１０】
本発明の射出成形用の金型若しくは射出成形品の成形方法におけるキャビティ面に施されたシボ加工の深さＲzは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１−１９８２の規定に基づき測定した値であり、十点平均粗さである。
【００１１】
本発明の射出成形用の金型若しくは射出成形品の成形方法においては、キャビティ内に射出される溶融熱可塑性樹脂の量がキャビティを完全には満たさない量である、所謂ショートショット射出成形法を採用することができるし、あるいは又、オーバーフローキャビティを設けた金型を用いたフルショット射出成形法（即ち、キャビティと連通したオーバーフローキャビティを金型は備え、キャビティ内を溶融熱可塑性樹脂で完全に満たした後、かかる溶融熱可塑性樹脂内に加圧流体を導入することによって押し除けられた溶融熱可塑性樹脂がオーバーフローキャビティに流入するようなフルショット射出成形法）を採用することもできる。
【００１２】
本発明の射出成形用の金型若しくは射出成形品の成形方法においては、キャビティ面の位置によってシボ加工の深さＲzを変化させるが、このシボ加工の深さＲzは、連続的に徐々に変化させてもよいし、段階的（ステップ状）に変化させてもよい。更には、段階的（ステップ状）に変化させる場合、或る段階におけるシボ加工の深さＲzを連続的に徐々に変化させてもよい。
【００１３】
本発明の射出成形用の金型若しくは射出成形品の成形方法は、表面に形成されるシボを出来る限り均一化する必要がある特に長さが長い射出成形品を成形する場合に適する。従って、キャビティ面に施されたシボ加工の深さＲzを、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂が加圧流体によって流動する方向に沿って、順次、深くすることが好ましい。尚、溶融熱可塑性樹脂が流動する方向とは、溶融熱可塑性樹脂全体が流動する方向を意味する。深さＲzは、連続的に徐々に深くしてもよいし、段階的（ステップ状）に深くしてもよいし、後者の場合には、或る段階におけるシボ加工の深さＲzを連続的に徐々に深くしてもよい。尚、キャビティ面に施されたシボ加工の深さが最も浅いキャビティ面の領域におけるシボ加工の深さＲzの平均値をＲL、キャビティ面に施されたシボ加工の深さが最も深いキャビティ面の領域におけるシボ加工の深さＲzの平均値をＲHとしたとき、シボ加工の深さの変化割合（ＲH／ＲL）は、成形すべき射出成形品に依存するが、１．０５乃至５０、好ましくは１．１乃至３０であることが望ましい。
【００１４】
金型に設けるべき加圧流体導入部及び溶融樹脂射出部の数は１以上であれば、幾つであってもよい。また、加圧流体導入部及び溶融樹脂射出部のそれぞれの位置関係は本質的には任意であり、加圧流体導入部を、溶融樹脂射出部内に配設し、若しくは溶融樹脂射出部の近傍に配設し、あるいは又、溶融樹脂射出部から離れた位置に配設してもよいが、加圧流体導入部を溶融樹脂射出部内若しくは溶融樹脂射出部の近傍に配設し、キャビティ面に施されたシボ加工の深さＲzを、溶融樹脂射出部から離れるに従い、順次、深くすることが好ましい。深さＲzは、連続的に徐々に深くしてもよいし、段階的（ステップ状）に深くしてもよいし、後者の場合には、或る段階におけるシボ加工の深さＲzを連続的に徐々に深くしてもよい。尚、シボ加工の深さの変化割合（ＲH／ＲL）は、成形すべき射出成形品に依存するが、１．０５乃至５０、好ましくは１．１乃至３０であることが望ましい。
【００１５】
尚、ショートショット射出成形法を採用する場合、▲１▼溶融熱可塑性樹脂の射出完了後（射出完了と同時を含む）、加圧流体導入部から加圧流体を導入し、溶融熱可塑性樹脂の射出完了時点で溶融熱可塑性樹脂と接していないキャビティ面の部分に施されたシボ加工の深さＲzの平均値Ｒ2を、溶融熱可塑性樹脂の射出完了時点で溶融熱可塑性樹脂と接するキャビティ面の部分に施されたシボ加工の深さＲzの平均値Ｒ1よりも深くすることが好ましい。あるいは又、▲２▼溶融熱可塑性樹脂の射出中に加圧流体導入部から加圧流体を導入し、溶融熱可塑性樹脂の射出完了時点で溶融熱可塑性樹脂と接していないキャビティ面の部分に施されたシボ加工の深さＲzの平均値Ｒ2を、溶融熱可塑性樹脂の射出完了時点で溶融熱可塑性樹脂と接するキャビティ面の部分に施されたシボ加工の深さＲzの平均値Ｒ1よりも深くすることが好ましい。あるいは又、▲３▼溶融熱可塑性樹脂の射出中に加圧流体導入部から加圧流体を導入し、加圧流体の導入開始時点で溶融熱可塑性樹脂と接していないキャビティ面の部分に施されたシボ加工の深さＲzの平均値Ｒ2を、加圧流体の導入開始時点で溶融熱可塑性樹脂と接するキャビティ面の部分に施されたシボ加工の深さＲzの平均値Ｒ1よりも深くすることが好ましい。深さＲzは、連続的に徐々に深くしてもよいし、段階的（ステップ状）に深くしてもよいし、後者の場合には、或る段階におけるシボ加工の深さＲzを連続的に徐々に深くしてもよい。尚、シボ加工の深さの変化（Ｒ2／Ｒ1）に関しては、成形すべき射出成形品に依存するが、１．０５乃至５０、好ましくは１．１乃至３０であることが望ましい。実際の射出成形品の成形においては、溶融熱可塑性樹脂と接していないキャビティ面の部分と、溶融熱可塑性樹脂と接するキャビティ面の部分とを厳密に区分することは困難な場合があり、シボ加工の深さ平均値Ｒ2のキャビティ面の部分に若干溶融熱可塑性樹脂が接する場合も生じ得るし、シボ加工の深さ平均値Ｒ1のキャビティ面の部分の全てが溶融熱可塑性樹脂とは接していない場合も生じ得る。従って、溶融熱可塑性樹脂と接していないキャビティ面の部分と、溶融熱可塑性樹脂と接するキャビティ面の部分との境界は、射出すべき溶融熱可塑性樹脂の体積とキャビティの体積から計算で求める。尚、▲１▼、▲２▼あるいは▲３▼の態様においては、キャビティ内に最初の溶融熱可塑性樹脂が射出される領域である溶融樹脂射出部の近傍のキャビティの部分を構成するキャビティ面におけるシボ加工の深さＲzの平均値Ｒ0を、シボ加工の深さ平均値Ｒ1よりも浅くすることが好ましく、（Ｒ0／Ｒ1）に関しては、成形すべき射出成形品に依存するが、０．５乃至０．９５であることが望ましい。キャビティ内に最初の溶融熱可塑性樹脂が射出されるとは、キャビティ内に射出すべき溶融熱可塑性樹脂の量の５％乃至３０％の溶融熱可塑性樹脂がキャビティ内に射出された状態を意味する。ここで、▲１▼、▲２▼あるいは▲３▼の何れの態様を採用するかは、成形すべき射出成形品の形状、大きさ等に依存して、試験等を行い、適宜決定すればよい。
【００１６】
本発明の射出成形用の金型若しくは射出成形品の成形方法において、射出成形品の形状は本質的には任意であるが、本発明の射出成形用の金型若しくは射出成形品の成形方法の適用に特に適した射出成形品は、細長い射出成形品である。このような形状の射出成形品においては、その長さが１ｍ乃至２．５ｍの範囲にあることが好ましい。このような射出成形品を成形する場合、キャビティの長さは１ｍ乃至２．５ｍの範囲とする必要がある。更には、金型における溶融樹脂射出部の配設位置は本質的には任意であるが、溶融樹脂射出部をキャビティの端部に位置させることが、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の流れの観点から、好ましい。
【００１７】
本発明の射出成形用の金型若しくは射出成形品の成形方法においては、キャビティ面に施されたシボ加工の深さＲzは、１×１０-6ｍ乃至１×１０-4ｍの範囲にあることが好ましい。尚、Ｒzの範囲には、上述したＲH，ＲL，Ｒ0，Ｒ1，Ｒ2の全てが包含される。
【００１８】
本発明において使用に適した熱可塑性樹脂としては、ポリスチレン樹脂、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂（ＡＢＳ樹脂）、ＡＥＳ樹脂、アクリルニトリル−スチレン共重合体樹脂（ＡＳ樹脂）、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエステル系樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂やポリブチレンテレフタレート樹脂）、変性ポリフェニレンオキシド樹脂（例えば、変性ポリフェニレンエーテル樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ＰＯＭ樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂といったポリオレフィン系樹脂、ポリアミドＭＸＤ６樹脂といったポリアミド系樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエステルカーボネート樹脂、液晶ポリマー、エラストマー等の熱可塑性樹脂、あるいは又、これらの混合物やこれらの樹脂の２種類以上から成るアロイ樹脂組成物を例示することができる。尚、所望に応じて、これらの樹脂に、繊維強化材、フィラー、安定剤等を配合した材料も使用できる。
【００１９】
本発明において使用に適した加圧流体としては、常温・常圧下でガス状あるいは液状の流体であって、溶融熱可塑性樹脂内への注入時、溶融熱可塑性樹脂と反応したり混合しないものが望ましい。具体的には、窒素ガス、炭酸ガス、空気、ヘリウムガス等、常温でガス状の物質、水等の液体、高圧下で液化したガスを使用することができるが、中でも、窒素ガスやヘリウムガス等の不活性ガスが好ましい。更には、加圧流体として、発泡性樹脂、繊維強化樹脂材料等を使用することもできる。尚、この場合には、中空部に発泡性樹脂、繊維強化樹脂材料等が充填されるが、このような構造も、本発明においては中空部という概念に含める。
【００２０】
本発明の射出成形品の成形方法を実施するにあたって、キャビティ内に射出される溶融熱可塑性樹脂の量、温度、圧力あるいは射出速度、導入すべき加圧流体の量、圧力あるいは速度、金型の冷却時間等、種々の条件は、使用する熱可塑性樹脂の種類、金型の形状等に依存して、適宜選択、制御する必要があり、一義的に定めることはできない。
【００２１】
本発明におけるシボとは、射出成形品の表面に形成された明細な模様の窪み又は突起を指し、「梨地」、「皮シボ」、「バンパーシボ」等を包含する。シボの模様（デザイン）としては、皮、織布、木目、砂目を例示することができる。シボ加工が施された金型のキャビティ面は、キャビティを構成する金型のキャビティ面の一部分（所謂、意匠面）であってもよいし、キャビティ面の全面であってもよく、成形すべき射出成形品に要求されるシボの形成位置に依存する。
【００２２】
シボ加工の方法は公知の方法とすることができる。即ち、エッチングによるシボ加工であってもよいし、ブラストによるシボ加工であってもよい。エッチングによるシボ加工の場合、例えば金型を先ず脱脂し、一次マスキングを施した後、酸処理を行う。次いで、感光性樹脂を金型のキャビティ面に塗布し、乾燥・加熱処理を感光性樹脂に施した後、感光性樹脂を露光・現像し、感光性樹脂に更に熱処理を施す。次いで、二次マスキング処理を施し、かかるパターニングされた感光性樹脂をエッチング用マスクとして、金型のキャビティ面にエッチング処理を施した後、エッチング用マスクを除去する。エッチングを複数回行う必要がある場合には、酸処理の工程からエッチング用マスクの除去工程までを必要な回数だけ繰り返す。その後、エッチング仕上げを行い、マスキングを除去し、サンドブラスト仕上げを行う。キャビティ面に施されたシボ加工の深さをキャビティ面の位置によって変化させるためには、例えばエッチングの回数をキャビティ面の位置によって変えればよく、あるいは又、エッチング条件をキャビティ面の位置によって変えればよい。一方、ブラストによるシボ加工の場合、アルミナ質研磨材や炭化ケイ素質研磨材、ガラスビーズ等から成る鋭角形状の研磨材や球形の研磨材を圧縮空気や遠心力を利用して高速で金型のキャビティ面に噴射し、その衝撃によってキャビティ面に微細な凹凸模様を刻むサンドブラストやショットブラスト法により、物理的に金型のキャビティ面に梨地加工を施せばよい。
【００２３】
本発明においては、キャビティ面に施されたシボ加工の深さをキャビティ面の位置によって変化させる。これによって、溶融熱可塑性樹脂の射出時期と加圧流体の導入時期との差によって射出成形品の表面へのキャビティ面の転写性に相違が生じても、射出成形品の表面へのシボの形成状態に相違が生じ難くなる。即ち、射出成形品の表面に均一にシボを形成することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【００２５】
図１の（Ａ）に模式的な断面図を示すような、全長１．９５ｍの長尺物の射出成形品が得られるキャビティ１３を有する射出成形用の金型１０を用いた。図１の（Ａ）の線Ｂ−Ｂに沿って射出成形品を切断したときの模式的な断面図を図１の（Ｂ）に示す。射出成形用の金型１０は、固定金型部１１と可動金型部１２から構成されている。尚、図１の（Ａ）は、金型を型締めした状態を示す。金型１０には、キャビティ１３と、溶融樹脂射出部（樹脂ゲート部）１４と、加圧流体導入装置１５とが備えられている。尚、実施例における金型においては、加圧流体導入装置１５は、溶融樹脂射出部１４の近傍に配設されている。
【００２６】
加圧流体導入装置１５の先端部には、図示しない逆止弁が配設されており、キャビティ１３内に射出された溶融熱可塑性樹脂が加圧流体導入装置１５の先端部内に流入しない構造となっている。尚、加圧流体導入装置１５の先端部が、加圧流体導入部に相当する。また、加圧流体導入装置１５は、図示しない加圧流体源に配管を介して接続されている。また、加圧流体導入装置１５は、例えば油圧シリンダから成る図示しない移動手段によって、図面の上下方向に移動可能であり、移動手段の作動によって、加圧流体導入装置１５の先端部はキャビティ１３と連通し、あるいは連通を止められる。
【００２７】
キャビティ１３を構成する金型のキャビティ面１６の一部分には、射出成形品の表面にシボを形成するためのシボ加工が施されている。このキャビティ面１６に施されたシボ加工の深さをキャビティ面１６の位置によって変化させている。図１の（Ｃ）にキャビティ面等を線図で表す。具体的には、キャビティ１３内に最初の溶融熱可塑性樹脂が射出される領域である溶融樹脂射出部１４の近傍のキャビティの部分１３Ａを構成するキャビティ面１６Ａにおいては、シボ加工の深さ（Ｒ0）を、Ｒz＝３５μｍとした。尚、このキャビティの部分１３Ａにおいては、溶融熱可塑性樹脂の充填圧力は高く、溶融熱可塑性樹脂の粘度は低く、射出成形品の表面へのキャビティ面１６Ａの転写性は極めて優れる。一方、溶融熱可塑性樹脂の射出完了時点で溶融熱可塑性樹脂と接するキャビティ面の部分１６Ｂに施されたシボ加工の深さ（Ｒ1）を、Ｒz＝４０μｍとした。尚、かかるキャビティ面の部分１６Ｂによって、キャビティの部分１３Ｂが構成される。更には、溶融熱可塑性樹脂の射出完了時点で溶融熱可塑性樹脂と接していないキャビティ面の部分１６Ｃに施されたシボ加工の深さを、Ｒz＝４５μｍとした。ここで、かかるキャビティ面の部分１６Ｃによって、キャビティの部分１３Ｃが構成される。尚、射出成形品の模式的な断面図である図１の（Ｂ）に示すように、射出成形品２１の表面２１Ａにはシボが形成されており、表面２１Ｂにはシボは形成されていない。このような射出成形品２１の表面２１Ａ，２１Ｂを形成するために、図１の（Ｃ）に示すように、キャビティ面の部分１６Ｄにはシボ加工が施されていない。
【００２８】
実施例においては、射出成形法として所謂ショートショット射出成形法を採用した。即ち、キャビティ１３内に射出される溶融熱可塑性樹脂２０の量を、キャビティ１３を完全には満たさない量とした。そして、図１の（Ａ）に示す型締め状態の金型１０のキャビティ１３内に、溶融樹脂射出部１４から溶融熱可塑性樹脂２０を射出した。実施例においては、熱可塑性樹脂として、ポリカーボネート樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製、商品名：ユーピロンＭＢ４３０５ＨＵ黒色）を使用した。尚、熱可塑性樹脂は、図示しない射出成形機のシリンダー内で樹脂温度２８０゜Ｃにて可塑化、溶融した。また、射出圧力を１５００ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ、金型温度を７０゜Ｃとした。溶融熱可塑性樹脂２０のキャビティ１３内への射出開始直後の状態を、図２の（Ａ）に模式的な断面図にて示す。
【００２９】
溶融熱可塑性樹脂の射出完了後、直ちに射出動作を停止させた。この状態を、図２の（Ｂ）に模式的な断面図にて示す。それと同時に、最終保持圧力が３５ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇとなるような圧縮窒素ガスから成る加圧流体を、加圧流体導入装置１５の先端部である加圧流体導入部からキャビティ１３内の溶融熱可塑性樹脂２０内に導入した。加圧流体の溶融熱可塑性樹脂２０内への導入中の状態を、図３の（Ａ）に模式的な断面図にて示す。加圧流体の導入後、１００秒間、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却した後（図３の（Ｂ）参照）、射出成形品２１の内部に形成された中空部２２内の加圧流体を大気に解放するために、図示しない移動手段によって加圧流体導入装置１５を後退させ、加圧流体導入装置１５の先端部を金型１０から離した。その後、金型１０の型開きを行い、射出成形品２１を金型１０から取り出した。得られた射出成形品は、外観上、シボ斑が目立たない優れた外観品質を有していた。
【００３０】
（比較例）
比較例として、キャビティを構成する金型のキャビティ面に、射出成形品の表面にシボを形成するためのシボ加工が施されているが、このキャビティ面に施されたシボ加工の深さを３５μｍ一定とした射出成形用の金型を用いた。それ以外の金型の構造は実施例と同様であり、実施例と同じ熱可塑性樹脂を用い、実施例と同一条件にて射出成形を行った。得られた射出成形品の表面を観察すると、前述したように、転写性の相違から、射出成形品の表面にはシボ斑が目立っていた。
【００３１】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。実施例にて用いた金型の構造、シボ加工の深さ、射出成形条件、使用熱可塑性樹脂、射出成形品の大きさ、外観形状、断面形状は例示であり、適宜変更することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明により、表面に均一にシボが形成され、外観品質に優れた射出成形品を生産性を損なわずに得ることができる。本発明により、特に長さが長い射出成形品の表面に均一にシボを確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の射出成形用の金型の型締め状態を示す模式的な断面図、射出成形品の模式的な断面図、及び金型のキャビティ面等の線図である。
【図２】溶融熱可塑性樹脂のキャビティ内への射出開始直後の状態、及び、溶融熱可塑性樹脂の射出完了後の状態を示す金型等の模式的な断面図である。
【図３】加圧流体をキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂内へ導入中の状態、及び、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却した後の状態を示す金型等の模式的な断面図である。
【符号の説明】
１０・・・金型
１１・・・固定金型部
１２・・・可動金型部
１３・・・キャビティ
１４・・・溶融樹脂射出部（樹脂ゲート部）
１５・・・加圧流体導入装置
１６・・・金型のキャビティ面
２０・・・溶融熱可塑性樹脂
２１・・・射出成形品
２２・・・中空部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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