(57)【要約】【課題】ＰＰを用いた場合でも意匠面にヒケや転写ムラが生じたり、変形が生じたりする等の不具合を抑制し、小さいエネルギーロスで、薄肉の射出成形品でも安定して成形を行えるようにする。【解決手段】意匠面金型１１０及び非意匠面金型１１２を型締めして金型キャビティ１１４が形成され、意匠面金型１１０が、金型キャビティ１１４に面する多孔質部１１８と、多孔質部１１８を覆うように設けられた非多孔質部１２０と、を有し、非多孔質部１２０に多孔質部１１８に通じる減圧部１２２が設けられた射出成形用金型１００。射出成形用金型１００を用いて、キャビティ形成面１１０ａ，１１２ａの温度を特定の範囲に調節し、減圧部１２２内を樹脂組成物の射出充填の完了後５秒以上、冷却完了時までの範囲で減圧し、かつ樹脂組成物の射出充填の完了後７秒以内に樹脂圧力を負圧に到達させる、樹脂の射出成形方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の意匠面金型及び非意匠面金型を有し、
前記意匠面金型及び非意匠面金型が型締めされて、それら内部に、溶融した樹脂組成物を射出充填して成形する金型キャビティが形成され、
前記意匠面金型が、前記金型キャビティに面する多孔質部と、該多孔質部を覆うように設けられた非多孔質部と、を有し、
前記非多孔質部に前記多孔質部に通じる減圧部が設けられている、射出成形用金型。
【請求項２】
請求項１に記載の射出成形用金型を用いた樹脂の射出成形方法であって、
射出充填前の前記意匠面金型及び前記非意匠面金型のキャビティ形成面の温度を６５〜１２０℃とし、
射出充填前の前記意匠面金型のキャビティ形成面の温度を前記非意匠面金型のキャビティ形成面の温度よりも５〜５０℃高くし、
前記減圧部内を樹脂組成物の射出充填の完了後５秒以上、冷却完了時までの範囲で減圧し、
かつ樹脂組成物の射出充填の完了後７秒以内に樹脂圧力を負圧に到達させることを特徴とする樹脂の射出成形方法。
【請求項３】
前記樹脂組成物がポリプロピレンを含有する、請求項２に記載の樹脂の射出成形方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の樹脂の射出成形方法により成形された射出成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形用金型、樹脂の射出成形方法及び射出成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製品としては、ポリオレフィン樹脂（ポリプロピレン（ＰＰ）等。）、ポリスチレン樹脂（耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）等。）、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂等の樹脂を射出成形した射出成形品が広く用いられている。このような射出成形品は、例えば、射出成形品の意匠面側を形成する意匠面金型と、非意匠面側を形成する非意匠面金型を型締めすることで内部に金型キャビティが形成される射出成形用金型を用いて、該金型キャビティ内に樹脂を射出充填して成形することで得られる。
【０００３】
射出成形品の表面には、金型キャビティ内に射出充填した樹脂の体積収縮の影響によって、ヒケと呼ばれる凹みが形成されることがある。また、意匠面金型のキャビティ形成面にシボ加工等を施して射出成形品の意匠面にシボ等を転写する場合、樹脂の体積収縮の影響により転写ムラが生じることがある。
結晶性樹脂であるＰＰは結晶化による体積収縮が大きい。ヒケの発生を抑制するために、ガス注入により非意匠面側の圧力を高める、断熱金型を用いる等の対策も試みられているが、ＰＰを用いた射出成形品でヒケを抑制することは特に難易度が高い。
【０００４】
また、例えば自動車内装品等においては、板状部の非意匠面（裏面）側に、製品としての剛性、構造強度等を付与するためのリブ、あるいは取り付けのためのクリップやボス等（以下、「リブ等」という。）を設けた射出成形品が用いられている。板状部の非意匠面側にリブ等を設ける場合、成形中に板状部におけるリブ等と接続した部分の樹脂がリブ等側に引き寄せられやすく、リブ等を設けた部分の意匠面にヒケや転写ムラが発生しやすい。
さらに、自動車内装品等では軽量化、省エネルギーを目的として、射出成形品の薄肉化が進められている。薄肉の射出成形品では、リブ等を設けた部分と設けない部分の肉厚比が大きく、ヒケの発生が助長される。また、薄肉の射出成形品では、エジェクターピンによる脱型時に、リブの抜き抵抗によって製品に変形が生じやすくなる問題もある。
【０００５】
ヒケの発生を抑制する射出成形方法としては、例えば、射出成形用金型のキャビティ形成面を樹脂のガラス転移温度以上の温度に保持した状態で射出成形を行う方法が提案されている（特許文献１）。
ＰＰを用いた射出成形においては、射出成形用金型のキャビティ形成面の温度を４０℃程度にすることが一般的である。また、ＰＰのガラス転移温度は−２０℃であることが知られている。すなわち、一般的なＰＰの射出成形の条件は特許文献１に記載の条件に合致する。しかし、このような条件でＰＰの射出成形を行っても意匠面でのヒケの発生を抑制できないことは周知の事実である。
【０００６】
一方、２点以上のゲートを持った射出成形用金型を用いる場合や、額縁形状の射出成形品を成形する場合では、ウェルドの発生を抑制することが困難である。ウェルドの発生を抑制する対策としては、射出成形用金型の温度を樹脂の射出充填前に上昇させ、射出充填後に低下させる高速ヒートアンドクール成形が知られている。しかし、高速ヒートアンドクール成形はエネルギーのロスが非常に大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
本発明は、ＰＰを用いた場合でも意匠面にヒケや転写ムラが生じたり、変形が生じたりする等の不具合を抑制でき、エネルギーロスが小さく、薄肉の射出成形品でも安定して成形できる射出成形用金型、及び樹脂の射出成形方法を提供する。また、本発明は、前記樹脂の射出成形方法により得られる高品質な樹脂の射出成形品を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の射出成形用金型は、一対の意匠面金型及び非意匠面金型を有し、前記意匠面金型及び非意匠面金型が型締めされて、それら内部に、溶融した樹脂組成物を射出充填して成形する金型キャビティが形成され、前記意匠面金型が、前記金型キャビティに面する多孔質部と、該多孔質部を覆うように設けられた非多孔質部と、を有し、前記非多孔質部に前記多孔質部に通じる減圧部が設けられている。
【００１０】
本発明の樹脂の射出成形方法は、本発明の射出成形用金型を用いて、射出充填前の前記意匠面金型及び前記非意匠面金型のキャビティ形成面の温度を６５〜１２０℃とし、射出充填前の前記意匠面金型のキャビティ形成面の温度を前記非意匠面金型のキャビティ形成面の温度よりも５〜５０℃高くし、前記減圧部内を樹脂組成物の射出充填の完了後５秒以上、冷却完了時までの範囲で減圧し、かつ樹脂組成物の射出充填の完了後７秒以内に樹脂圧力を負圧に到達させることを特徴とする方法である。
【００１１】
また、本発明の樹脂の射出成形方法は、前記樹脂組成物がポリプロピレンを含有してもよい。
【００１２】
本発明の射出成形品は、本発明の射出成形方法により成形された射出成形品である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の射出成形用金型を用いれば、ＰＰを用いた場合でも意匠面にヒケや転写ムラが生じたり、変形が生じたりする等の不具合を抑制でき、エネルギーロスが小さく、薄肉の射出成形品でも安定して成形できる。
本発明の樹脂の射出成形方法によれば、ＰＰを用いた場合でも意匠面にヒケや転写ムラが生じたり、変形が生じたりする等の不具合を抑制でき、エネルギーロスが小さく、薄肉の射出成形品でも安定して成形できる。
本発明の射出成形品は、ＰＰを用いた場合でも意匠面にヒケや転写ムラが生じたり、変形が生じたりする等の不具合が抑制され、高品質である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の射出成形用金型の一例を示した断面図である。
【図２】図１の射出成形用金型を用いて射出成形品を製造する様子を示した断面図である。
【図３】図２における射出成形品のリブ近傍を拡大した拡大断面図である。
【図４】従来の方法で射出成形品を製造する様子の一例を示した拡大断面図である。
【図５】本発明の射出成形用金型の他の例を示した断面図である。
【図６】本発明の射出成形用金型の他の例を示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
＜射出成形用金型＞
以下、本発明の射出成形用金型の一例について、図１に基づいて説明する。
射出成形用金型１００（以下、「金型１００」という。）は、図１に示すように、射出成形品の意匠面側を形成するための意匠面金型１１０と、射出成形品の非意匠面側を形成するための非意匠面金型１１２と、を有している。非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａには、射出成形品の非意匠面側のリブを形成するための複数の凹部（図１では簡素化して２つの凹部１１６，１１６を示している。）が形成されている。金型１００では、意匠面金型１１０と非意匠面金型１１２を型締めすることで金型キャビティ１１４が形成される。
金型キャビティ１１４は、板状部と、該板状部における非意匠面側から垂直に延びる複数のリブと、を有する射出成形品と相補的な形状になっている。
【００１６】
意匠面金型１１０は、金型キャビティ１１４に面する部分に設けられた多孔質部１１８と、多孔質部１１８を覆うように設けられた非多孔質部１２０と、を有している。
この例の意匠面金型１１０では、多孔質部１１８における非意匠面金型１１２側にキャビティ形成面１１０ａが形成されている。すなわち、意匠面金型１１０における金型キャビティ１１４に面する部分は全て多孔質部１１８となっている。
非多孔質部１２０は、多孔質部１１８におけるキャビティ形成面１１０ａ及びＰＬ面１１８ａ以外の部分を覆うように設けられている。
【００１７】
非多孔質部１２０には、多孔質部１１８におけるキャビティ形成面１１０ａと反対側に通じる減圧部１２２が形成されている。減圧部１２２は、真空ポンプ等の減圧手段と接続されている。
金型１００では、意匠面金型１１０と非意匠面金型１１２とを型締めした状態で減圧部１２２内を減圧することで、金型キャビティ１１４内の樹脂組成物が多孔質部１１８側に吸引され、該樹脂組成物が意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａに密着するようになっている。
また、非意匠面金型１１２には、射出成形後に射出成形品を押し出して脱型するためのエジェクターピン１２４，１２４が設けられている。
【００１８】
多孔質部１１８の材質としては、減圧部１２２内が減圧された際に、金型キャビティ１１４内の樹脂組成物が多孔質部１１８内に侵入せず、該樹脂組成物が多孔質部１１８側に引き付けられるものであればよく、微細な小孔が無数に形成された金属が好ましい。多孔質部１１８の材質の具体例としては、例えば、市販のポーラスアルミ等が挙げられる。
非多孔質部１２０の材質としては、射出成形用金型に通常用いられるものが使用できる。
【００１９】
意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａの単位面積あたりの表面積は、非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａの単位面積あたりの表面積よりも大きくなっていることが好ましい。これにより、金型キャビティ１１４内に充填した樹脂組成物と意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａとの接触面積が、該樹脂組成物と非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａとの接触面積よりも大きくなる。そのため、樹脂組成物が意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａに密着しやすくなる。その結果、ヒケが射出成形品の非意匠面側に集中しやすくなり、より射出成形品の意匠面にヒケ等の不具合が発生し難くなる。
意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａの単位面積あたりの表面積を、非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａの単位面積あたりの表面積よりも大きくする方法としては、加工容易性の点から、シボ加工や梨地加工が好ましい。
【００２０】
（作用効果）
金型１００では、金型キャビティ１１４内に樹脂組成物を射出充填した際に、減圧部１２２内を減圧することで、金型キャビティ１１４内の樹脂組成物を意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａに吸引して密着した状態を維持することができる。これにより、射出成形中に樹脂組成物が体積収縮する際に、樹脂組成物と意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａとの間に隙間ができることが抑制され、樹脂組成物と非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａとの間に集中して隙間が形成される。そのため、ヒケが射出成形品の非意匠面側に集まり、意匠面にヒケ、転写ムラ等の不具合が発生することが抑制される。射出成形品の非意匠面は、通常消費者等の目に触れる面ではないので、非意匠面側でヒケが発生する量が増えても製品としては全く問題がない。
また、金型１００を用いて、非意匠面側に集中してヒケを発生させることで、金型キャビティ１１４内で形成される射出成形品のリブが、凹部１１６にあまり密着しなくなる。そのため、エジェクターピン１２４によって射出成形品を脱型する際のリブの抜き抵抗が小さくなることで、薄肉の射出成形品でも変形が生じ難くなる。
さらに、金型１００を用いた射出成形では、金型１００を繰り返し加熱したり冷却したりする必要がなく、エネルギーロスも小さくできる。
【００２１】
なお、本発明の射出成形用金型は、前記した金型１００には限定されない。
例えば、本発明の射出成形用金型は、図５に例示した射出成形用金型１００Ａ（以下、「金型１００Ａ」）であってもよい。
金型１００Ａは、意匠面金型１１０における金型キャビティ１１４に面する部分のうちの一部分のみに多孔質部１１８Ａが設けられ、多孔質部１１８Ａのキャビティ形成面となる面を除く部分を覆うように非多孔質部１２０Ａが設けられている以外は、金型１００と同様の射出成形用金型である。図５における図１と同じ部分は便宜上、同符号を付して説明を省略する。
【００２２】
金型１００Ａにおいても、金型キャビティ１１４内に樹脂組成物を射出充填した際に、減圧部１２２内を減圧することで、金型キャビティ１１４内の樹脂組成物を意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａに吸引して密着した状態で維持することができる。そのため、金型１００の場合と同様の理由で、意匠面にヒケ、転写ムラ等の不具合が発生することが抑制される。
このように、意匠面金型のキャビティ形成面の一部分を多孔質部で形成する態様の場合でも、該多孔質部は、金型キャビティ内で成形される射出成形品の意匠面と接するように設けることが好ましい。
【００２３】
また、本発明の射出成形用金型は、図６に例示した射出成形用金型１００Ｂ（以下、「金型１００Ｂ」という。）であってもよい。
金型１００Ｂは、意匠面金型１１０の非多孔質部１２０に、多孔質部１１８におけるキャビティ形成面と反対側の面以外の面に通じるように減圧部１２２Ｂが形成されている以外は、金型１００と同様の射出成形用金型である。図６における図１と同じ部分は便宜上、同符号を付して説明を省略する。
【００２４】
金型１００Ｂにおいても、金型キャビティ１１４内に樹脂組成物を射出充填した際に、減圧部１２２Ｂ内を減圧することで、金型キャビティ１１４内の樹脂組成物を意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａに吸引して密着した状態で維持することができる。そのため、金型１００の場合と同様の理由で、意匠面にヒケ、転写ムラ等の不具合が発生することが抑制される。
本発明では、射出成形品の意匠面にヒケ等の不具合が発生することをより抑制しやすい点から、減圧部は、金型１００のように、多孔質部におけるキャビティ形成面と反対側の面に通じるように形成されていることが好ましい。
【００２５】
＜樹脂の射出成形方法＞
以下、本発明の樹脂の射出成形方法の一例として、金型１００を用いた樹脂の射出成形方法について説明する。金型１００を用いた樹脂の射出成形方法としては、例えば、下記の射出充填工程、成形工程及び脱型工程を有する方法が挙げられる。
射出充填工程：図１に示すように意匠面金型１１０と非意匠面金型１１２を型締めして形成した金型キャビティ１１４内に、溶融した樹脂組成物を射出充填する工程。
成形工程：減圧部１２２内を前記樹脂組成物の射出充填の完了後５秒以上、冷却完了時までの範囲で減圧し、かつ前記樹脂組成物の射出充填の完了後７秒以内に樹脂圧力を負圧に到達させ、図２に示すように、射出成形品１０を得る工程。
脱型工程：意匠面金型１１０と非意匠面金型１１２を開き、成形された射出成形品１０を脱型する工程。
【００２６】
（樹脂組成物）
本発明で使用する樹脂組成物に含まれる樹脂成分としては、射出成形に通常用いられる樹脂を用いることができ、例えば、ＰＰ等のポリオレフィン樹脂、ＨＩＰＳ等のポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
本発明の樹脂の射出成形方法は、結晶性樹脂であるＰＰを用いても射出成形品にヒケ、転写ムラ等の不具合が生じることを抑制できるため、樹脂組成物がＰＰを含む場合に特に有効である。
本発明においてＰＰとは、プロピレンの単独重合体に加えて、プロピレンと、少量のエチレン等のα−オレフィンとの共重合体も含むものとする。
【００２７】
樹脂組成物には、ゴム成分が含有されていてもよい。樹脂組成物がゴム成分を含むことで、樹脂組成物の体積収縮が小さくなり、射出成形品にヒケ等の不具合がより生じ難くなる。
ゴム成分としては、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）等が挙げられる。
【００２８】
また、樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲であれば、前記した樹脂成分及びゴム成分以外の他の成分が含有されていてもよい。他の成分としては、例えば、タルク、ガラス繊維等の補強材や、着色するための顔料、劣化を防止するための老化防止剤等が挙げられる。
【００２９】
（射出充填工程）
射出充填工程では、意匠面金型１１０と非意匠面金型１１２で形成される金型キャビティ１１４内に、溶融した樹脂組成物を射出充填する。
樹脂組成物の射出充填前における意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａの温度Ｔ１と、非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａの温度Ｔ２は、６５〜１２０℃である。
意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａの温度Ｔ１は、７５〜１１８℃が好ましく、８０〜１１５℃が特に好ましい。前記温度Ｔ１が下限値以上であれば、射出成形品１０の意匠面１０ａにヒケが発生することを抑制しやすい。また、前記温度Ｔ１が上限値以下であれば、脱型の際に射出成形品１０が変形することを抑制しやすい。
【００３０】
樹脂組成物の射出充填前における意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａの温度Ｔ１は、非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａの温度Ｔ２よりも５〜５０℃高くしておく。すなわち、温度Ｔ１と温度Ｔ２の差（Ｔ１−Ｔ２）は、＋５〜＋５０℃である。射出充填する前の温度Ｔ１と温度Ｔ２を前記条件とすることで、得られる射出成形品の意匠面にヒケが発生することが抑制される。このような効果が得られる要因は以下のように考えられる。
【００３１】
特にＰＰを含有する樹脂組成物を用いて薄肉の射出成形品を製造する場合、温度Ｔ１と温度Ｔ２を同じ温度とする従来の方法では、図４に示すように、得られる射出成形品２１０の意匠面２１０ａ側や非意匠面２１０ｂ側にヒケが発生しやすい。なお、図４に例示した金型２００は、多孔質部及び減圧部を有さない意匠面金型１３０を有する以外は金型１００と同じである。
これに対して、意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａの温度Ｔ１よりも非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａの温度Ｔ２を低くすると、金型キャビティ１１４内に射出充填された樹脂組成物は、意匠面金型１１０側に比べて非意匠面金型１１２側が速く冷却される。これにより、金型キャビティ１１４内においては、樹脂組成物の体積収縮により非意匠面金型１１２と樹脂組成物の間で隙間が発生しやすくなる。その結果、金型キャビティ１１４内での体積収縮による樹脂組成物の形状変化が、非意匠面金型１１２側から意匠面金型１１０側に向かって縮まるように起こりやすくなると考えられる。以上のことから、図３に示すように、体積収縮によって生じるヒケ等が射出成形品１０の非意匠面１０ｂ側に集中し、射出成形品１０の意匠面１０ａ側にヒケ等が生じることが抑制される。
【００３２】
さらに、意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａの温度Ｔ１及び非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａの温度Ｔ２が６５〜１２０℃とされると、通常の射出成形に比べて樹脂の冷却が遅くなる。そのため、成形中に樹脂組成物が意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａに密着した状態が長時間維持される。これにより、ヒケ等が射出成形品１０の非意匠面１０ｂ側に集中し、射出成形品１０の意匠面１０ａ側にヒケ等が生じることが抑制される。また、得られる射出成形品のウェルド外観も向上する。
【００３３】
温度Ｔ１と温度Ｔ２の差（Ｔ１−Ｔ２）は、＋５〜＋５０℃であり、＋５〜＋３０℃が好ましく、＋５〜＋２０℃が特に好ましい。前記差（Ｔ１−Ｔ２）が下限値以上であれば、射出成形品１０の意匠面１０ａにヒケ等の不具合が発生することを抑制しやすい。前記差（Ｔ１−Ｔ２）が上限値以下であれば、ＰＰを用いた場合でも非意匠面金型１１２側でＰＰの結晶化が急速に進行しすぎることを抑制しやすい。これにより、樹脂組成物が非意匠面金型１１２側から意匠面金型１１０側に向かって縮まってヒケが非意匠面側に集中しやすくなり、意匠面にヒケが発生することを抑制しやすくなる。
【００３４】
非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａの温度Ｔ２は、意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａの温度Ｔ１に応じて、６５〜１２０℃の範囲内で前記差（Ｔ１−Ｔ２）が＋５〜＋５０℃となるように設定する。
【００３５】
意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａの温度Ｔ１と非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａの温度Ｔ２を制御する態様は、特に限定されない。例えば、意匠面金型１１０と非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１０ａ，１１２ａの近傍のみを加熱して制御してもよい。また、意匠面金型１１０と非意匠面金型１１２を全体的に加熱して温度Ｔ１と温度Ｔ２を制御してもよい。また、加熱方法も特に限定されず、公知の加熱方法を制限なく採用できる。
【００３６】
射出充填する樹脂組成物の温度は、用いる樹脂の種類等に応じて適宜設定すればよく、１８０〜２４０℃が好ましい。
また、樹脂組成物の射出充填時間は、０．１〜１０秒が好ましい。射出充填時間とは、射出充填の開始から完了までの時間である。
【００３７】
（成形工程）
成形工程では、減圧部１２２内を樹脂組成物の射出充填の完了後５秒以上、冷却完了時までの範囲で減圧し、かつ樹脂組成物の射出充填の完了後７秒以内に金型内の樹脂圧力を負圧に到達させて成形を行う。
これにより、金型キャビティ内の樹脂組成物が意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａに吸引されて密着した状態で維持され、非意匠面側のスキン層が発達する前に樹脂組成物の非意匠面金型１１２側が自由表面となる。そのため、樹脂組成物が体積収縮する際に樹脂組成物と意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａとの間に隙間ができることが抑制され、樹脂組成物と非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａとの間に集中して隙間が形成される。よって、ヒケが射出成形品の非意匠面側に集まり、意匠面にヒケ等の不具合が発生することが抑制される。
成形工程における前記した状態は、樹脂の種類や組成、キャビティ形成面の形状に寄らず安定して作り出すことが可能である。
【００３８】
樹脂組成物の射出充填の完了から減圧部１２２内を減圧している時間ｔ１は、５秒以上であり、７秒以上が好ましい。また、減圧部１２２内の減圧は、冷却完了時までとする。前記時間ｔ１が下限値以上であれば、射出成形品の意匠面にヒケ等の不具合が生じることを抑制しやすい。また、冷却が完了した後も減圧部１２２内の減圧を続けると、成形品が意匠面金型に密着したままとなり、金型を開いた時の変形要因となる。
なお、冷却完了時とは、意匠面金型と非意匠面金型とを型開きする時点を意味する。
減圧部１２２内の減圧は、前記時間ｔ１が５秒以上であれば、樹脂組成物の射出充填前から行っていてもよく、樹脂組成物の射出充填の完了と同時に開始してもよい。
【００３９】
射出充填の完了から樹脂圧力が負圧に到達するまでの時間ｔ２は、７秒以内であり、５秒以内が好ましく、３秒以内がより好ましい。時間ｔ２が短いほど、得られる射出成形品の意匠面にヒケ等の不具合が発生することを抑制しやすい。
なお、本発明において、樹脂圧力が負圧に到達するとは、射出充填の完了後に樹脂圧力が０になったときを意味するものとする。
【００４０】
前記時間ｔ２は、意匠面金型１１０と非意匠面金型１１２の型締力の調節、樹脂組成物の射出充填量の調節、微小な型開動作等によって樹脂組成物の樹脂圧力を制御することで所望の範囲に調節することができる。
なかでも、意匠面金型１１０と非意匠面金型１１２の型締力を調節して樹脂組成物の樹脂圧力を制御することで時間ｔ２を調節することが好ましい。特に製品の厚みが薄い場合においては、金型キャビティ内に溶融樹脂を充填するのに必要な圧力が高くなり、射出充填が完了した直後の樹脂圧力が高くなる。それに加え、樹脂組成物の厚み方向の収縮量も小さくなるため、樹脂組成物の充填量の制御だけでは所定時間内に樹脂圧力を負圧に到達させることが困難となる場合がある。このような場合においても、型締力により樹脂圧力を制御することで、時間ｔ２を所望の時間内にすることが可能となるため、好都合である。
【００４１】
意匠面金型１１０と非意匠面金型１１２の型締力を調節する場合、樹脂組成物の射出充填の完了後に、意匠面金型１１０及び非意匠面金型１１２の型締力（単位：Ｎ）を、金型キャビティ１１４の製品投影面積（単位：ｍｍ２）に圧力１〜２０ＭＰａを乗じた値まで低下させて樹脂圧力が負圧に到達することを補佐することが好ましい。また、前記製品投影面積に圧力１〜１０ＭＰａを乗じた値まで低下させて樹脂圧力が負圧に到達することを補佐することがより好ましい。
また、型締力を低下させた後の樹脂圧力が２０ＭＰａ以下であれば、その後の樹脂の冷却収縮による圧力低下だけで、所望の時間内に確実に樹脂圧力を負圧に到達させることが容易になる。また、型締力を低下させた後の樹脂圧力が１ＭＰａ以上であれば、樹脂圧力が不均一になって、局部的に降圧動作により樹脂圧力が負圧に到達することを抑制しやすい。これにより、確実に非意匠面側に隙間を発生させることが容易になり、意匠面側に隙間が発生してヒケ等の不具合が生じることを抑制しやすい。
前記製品投影面積は、金型キャビティ１１４内の射出成形品１０を意匠面金型１１０又は非意匠面金型１１２に投影したときの面積、すなわち金型キャビティ１１４内の射出成形品１０を、意匠面金型１１０側又は非意匠面金型１１２側から見たときの面積である。
【００４２】
樹脂組成物の射出充填が完了する前の意匠面金型１１０及び非意匠面金型１１２の型締力（単位：Ｎ）は、特に限定されず、金型キャビティ１１４の製品投影面積（単位：ｍｍ２）に圧力２０〜４０ＭＰａを乗じた値が好ましい。
【００４３】
成形工程における意匠面金型１１０のキャビティ形成面１１０ａの温度Ｔ１と非意匠面金型１１２のキャビティ形成面１１２ａの温度Ｔ２は、射出充填工程における条件を満たす範囲であれば変化させてもよいが、エネルギーロスを低減する観点から、射出充填工程時の温度のままで維持させることが好ましい。
【００４４】
（脱型工程）
成形工程の後、意匠面金型１１０と非意匠面金型１１２を開き、エジェクターピン１２４によって射出成形品１０を押し出して脱型する。
【００４５】
前述したように、従来の射出成形方法では、結晶性樹脂であるＰＰを用いると、射出成形品の意匠面にヒケ等の不具合が発生することが避けられなかった。また、板状部の非意匠面側にリブ等を設けた射出成形品を製造する場合、図４に示すようにリブ２１４の大部分が凹部１１６に密着するため、リブ２１４の抜き抵抗が大きくなる。そのため、エジェクターピン１２４による脱型の際に射出成形品２１０の板状部２１２が変形することがあった。
【００４６】
これに対し、本発明の樹脂の射出成形方法にあっては、射出成形品に発生するヒケを非意匠面側に集めることで、樹脂組成物にＰＰを用いる場合でも、射出成形品の意匠面にヒケ等の不具合が発生することを充分に抑制できる。また、樹脂組成物が意匠面金型のキャビティ形成面に密着した状態で成形されるため、射出成形品の意匠面にシボ等を転写する場合でも転写ムラが生じることを抑制でき、高品質な射出成形品が得られる。射出成形品の非意匠面は、通常消費者等の目に触れる面ではないので、非意匠面側でヒケが発生する量が増えても製品としては全く問題がない。
また、本発明では非意匠面側でヒケが多く発生するので、例えば図３に示すように、金型キャビティ１１４内のリブ１４があまり凹部１１６に密着しない。そのため、エジェクターピンによる脱型時のリブ１４の抜き抵抗が小さく、薄肉の板状部１２を有する射出成形品１０であっても変形が生じ難い。
さらに、本発明では、金型を繰り返し加熱したり冷却したりする必要がなく、意匠面金型及び非意匠面金型のキャビティ形成面の温度を６５℃以上とするので、小さなエネルギーロスでウェルドの発生を抑制することも可能である。また、この場合、高温の金型で成形を行うため、通常の射出成形と比べて樹脂組成物の射出充填が容易になる。そのため、意匠面金型と非意匠面金型の型締力をより小さくでき、また薄肉の射出成形品を得ることも容易になる。
また、本発明では、射出充填完了後、樹脂組成物の流動が可能な時間内に樹脂圧力が０に到達するため、成形中に圧力分布が生じることが抑制され、ソリの小さな射出成形品が得られる。
【００４７】
なお、本発明の樹脂の射出成形方法は、前記した金型１００を用いる方法には限定されない。例えば、金型１１０Ａ、金型１００Ｂ等の他の態様の本発明の射出成形用金型を用いる方法であってもよい。
【００４８】
＜射出成形品＞
本発明の射出成形品は、本発明の樹脂の射出成形方法で得られ、意匠面と非意匠面を有する。
本発明の射出成形品の用途としては、自動車のピラー等の自動車内装品、洗濯機の天板等の家電製品、トイレの便座カバー等の住宅設備用品等が挙げられる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。
［実施例１］
樹脂組成物としてポリプロピレンを使用し、図１に例示した金型１００により、肉厚１．５ｍｍのピラー形状の射出成形品の製造を行った。凹部は、リブの板状部側の端部の厚みが１．５ｍｍ、先端部の厚みが１．２ｍｍとなるように設計した。
樹脂組成物の射出充填前における意匠面金型のキャビティ形成面の温度Ｔ１を１００℃、非意匠面金型のキャビティ形成面の温度Ｔ２を９５℃とし、差（Ｔ１−Ｔ２）を５℃とした。前記温度Ｔ１と温度Ｔ２は、射出充填直前の温度を接触式表面温度測定器により測定した。樹脂組成物を射出充填する際のバレル温度は２００℃とし、射出充填時間を３．１秒とした。
また、射出充填前の、意匠面金型と非意匠面金型の型締力（単位：Ｎ）を、金型キャビティの製品投影面積（単位：ｍｍ２）に圧力３０ＭＰａを乗じた値とした。そして、射出充填完了後に、意匠面金型と非意匠面金型の型締力（単位：Ｎ）を、金型キャビティの製品投影面積に圧力５ＭＰａを乗じた値まで低下させることで樹脂圧力を負圧に到達させ、時間ｔ２を４．２秒とした。樹脂圧力は金型に取り付けた樹脂圧力センサー（日本キスラー社製直圧式圧力センサー）により測定し、射出充填完了から樹脂圧力が０に到達したときまでの時間を時間ｔ２とした。
また、樹脂組成物の射出充填の完了時から減圧部内を減圧している時間ｔ１は１５秒とした。また、樹脂組成物の射出充填の完了時から型開きする時点までの冷却時間は１５秒とした。
【００５０】
［実施例２〜４］
意匠面金型と非意匠面金型のキャビティ形成面の温度Ｔ１、Ｔ２、時間ｔ１及び時間ｔ２を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして射出成形品を得た。
【００５１】
［比較例１〜５］
意匠面金型と非意匠面金型のキャビティ形成面の温度Ｔ１、Ｔ２、時間ｔ１及び時間ｔ２を表１に示すように変更した以外は、実施例１と同様にして射出成形品を得た。
【００５２】
［意匠面の評価］
各例で得られた射出成形品のリブ上（意匠面におけるリブが形成された領域）のヒケの程度を以下の基準で評価した。
「Ａ」：ヒケが見られない。
「Ｂ」：ごくわずかにヒケが見られるが、ほとんど目立たず製品として問題ない。
「Ｃ」：多少のヒケが見られるが、あまり目立たず製品として問題ない。
「Ｄ」：目立つヒケが見られる。
【００５３】
［変形の評価］
各例で得られた射出成形品の変形の有無を評価した。
【００５４】
各例における温度Ｔ１、Ｔ２、時間ｔ１、ｔ２、冷却時間、並びに意匠面のヒケ及び変形の評価を表１に示す。
【００５５】
【表１】
2014104680.tif 000003
【００５６】
表１に示すように、実施例１のリブ上のヒケ評価はＡとなり、まったくヒケが観察されなかった。また、実施例２では意匠面金型のキャビティ形成面の温度Ｔ１を８０℃、非意匠面金型のキャビティ形成面の温度Ｔ２を７５℃とした以外は実施例１と同様に成形した。このときリブ上のヒケ程度は評価Ｂとなり、ヒケ低減効果が確認できた。また、実施例４では温度Ｔ１を１００℃、温度Ｔ２を６５℃とした以外は実施例１と同様に成形したところ、リブ上のヒケ程度は評価Ｃとなり、ヒケ低減効果が確認できた。一方、比較例１では温度Ｔ１を１００℃、温度Ｔ２を５０℃とした以外は実施例１と同様に成形したところ、リブ上のヒケ程度は評価Ｄとなり、ヒケ低減効果を確認できなかった。同様に、比較例２においても温度Ｔ１を６５℃、温度Ｔ２を６０℃とした以外は実施例１と同様に成形したところ、リブ上のヒケ程度は評価Ｄとなり、ヒケ低減効果を確認できなかった。
【００５７】
実施例３では樹脂組成物の射出充填の完了時から減圧部内を減圧している時間ｔ１を５秒とした以外は実施例１と同様に成形したところ、リブ上のヒケ程度は評価Ｃとなり、ヒケ低減効果が確認できた。一方比較例３では樹脂組成物の射出充填の完了時から減圧部内を減圧している時間ｔ１を４秒とした以外は実施例１と同様に成形したところ、リブ上のヒケ程度は評価Ｄとなり、ヒケ低減効果を確認できなかった。
【００５８】
比較例４では樹脂組成物の射出充填完了から樹脂圧力が負圧に到達する時間ｔ２を８秒となるようにした以外は実施例１と同様に成形したところ、リブ上のヒケ程度は評価Ｄとなり、ヒケ低減効果を確認できなかった。
【００５９】
比較例５では樹脂組成物の射出充填の完了時から減圧部内を減圧している時間ｔ１を、冷却時間の１５秒より長い２０秒とした以外は実施例１と同様に成形したところ、リブ上のヒケ程度は評価Ａとなり、ヒケ低減効果は確認できた。しかしながら、製品取り出しのための型開動作時まで減圧状態であったため、成形品がキャビティに密着したままとなり、型開時に大きく変形した。
【符号の説明】
【００６０】
１０  射出成形品
１０ａ  意匠面
１０ｂ  非意匠面
１２  板状部
１４  リブ
１００，１００Ａ，１００Ｂ  射出成形用金型
１１０  意匠面金型
１１２  非意匠面金型
１１０ａ，１１２ａ  キャビティ形成面
１１４  金型キャビティ
１１６  凹部
１１８，１１８Ａ  多孔質部
１２０，１２０Ａ  非多孔質部
１２２，１２２Ｂ  減圧部
１２４  エジェクターピン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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