(57)【要約】【課題】ボイドの発生を防いで優れた外観性を有し、作業効率よくかつ安定して製造可能な樹脂注入成形品を提供する。【解決手段】上下金型によって製造される樹脂注入成形品であって、該上下金型には成形品の裏面側に細長形態の厚肉部１が隆起するようにキャビティ加工されるとともに、上記キャビティの細長厚肉部形成部の基端は樹脂注入口７に向けて設けられ、他端は注入口７からの距離ｄが遠い末端部に向けて設けられ、上記上下金型を用いて加圧注入方式により製造されてなる樹脂注入成形品Ａ。【選択図】図１
2011152663.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下金型によって製造される樹脂注入成形品であって、該上下金型には成形品の裏面側に細長形態の厚肉部が隆起するようにキャビティ加工されるとともに、上記キャビティの細長厚肉部形成部の基端は樹脂注入口に向けて設けられ、他端は注入口からの距離が遠い末端部に向けて設けられ、上記上下金型を用いて加圧注入方式により製造されてなる樹脂注入成形品。
【請求項２】
ボウル部と立ち上げガード部とを一体成形してなる加圧注入方式による樹脂注入成形品であって、上記ボウル部の立ち上がり壁部裏面に細長形態の厚肉部が設けられてなる請求項１に記載の樹脂注入成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は樹脂注入成形品に関し、さらに詳しくは、洗面ボウル、浴槽、キッチン用シンク等、金型成形により製造される樹脂注入成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱硬化性樹脂等の合成樹脂を金型に注入して成形し、上記した洗面ボウル、浴槽、キッチン用シンク等の成型品を製造することが行われている。このとき、熱硬化性樹脂等を主成分とする成形材料は下金型と上金型との間に形成される製品肉厚に対応したキャビティに加圧して注入される。
【０００３】
このとき、製品の外面側（表面側）の金型温度は高温度とし、裏面側の金型温度は低温度とし、キャビティに充填された成形材料が製品の外面側から硬化が進むように製品肉厚の幅方向に温度勾配を設けて、温度設定がなされている。
【０００４】
本願図３（ａ）は製品外面側の金型を下金型５１として高温度に設定し、上金型５２を裏面側として低温度に設定し、製品肉厚ｔに対応するキャビティに成形材料４を加圧注入した状態を模式的に示す断面図である。このとき、成形材料４は下金型５１との接触面から硬化が進行し、緻密な外観性に優れた製品表面を形成する。
【０００５】
ここで、硬化反応が進行すると成形材料４は収縮して裏面側に空間Ｓが生じる。本願図３（ｂ）は成形材料４が収縮して裏面側に空間Ｓが生じた状態を模式的に示す断面図である。上記空間Ｓが生じても、本願図３（ｂ）に示すように、成形材料４は紙面の右方から加圧注入されて矢印（←）で示すように上記空間Ｓを埋めるべく流れる。
【０００６】
一方、硬化が進行中の半硬化成形材料４１は、さらに硬化反応が進んで一部の半硬化成形材料４１は流路の途中で硬化し、製品肉厚ｔまで達し流路を塞ぐことがある。本願図３（ｃ）は完全硬化成形材料４２が成形材料４の流路を塞いだ状態を模式的に示す断面図である。本願図３（ｃ）に示す状態で成形を終了して上金型５２と下金型５１とを分割すると、成形品の裏面側にボイド３が発生する。
【０００７】
本願図４は、上記ボイド３の発生の機構を説明する説明図である。本願図４においては、樹脂注入成形品として洗面ボウルを製造する場合、上下金型によって逆さまの形態の洗面ボウルに形づくられたキャビティに成形材料４を注入する例が示されている。
【０００８】
成形材料４として、例えば、熱硬化性のポリエステル樹脂を主原料として用いる場合、本願図４に示すように、図示しない原料樹脂タンクからポリエステル樹脂を注入ノズル６へ圧入し、注入口７から上記キャビティへ注入する。注入された成形材料４は本願図４に点線で示すようにキャビティ内を流れてキャビティを充填していく。
【０００９】
ここで、本願図４において、注入口７からの距離ｄが大となる程、成形材料４の流れが悪くなってボイド３が発生し易くなる。また、成形材料４が中間で硬化したとき、流路の閉塞部８で成形材料４の流れが悪くなりボイド３が発生する。なお、図中、符号９はボウル部の排水用の開口部を示す。
【００１０】
上記ボイド３の発生は外観性を劣ったものとするとともに、ボイド３の部分で強度も低下し、またシャープなボイドのエッジで作業者が負傷するおそれがある。そこで、成形品の裏面側にボイド３が発生しない製品が求められ、従来、種々の技術が提案されている。
【００１１】
例えば、特開２００１−１２１５４２号公報には、成形品中の所望部分におけるボイドの発生を抑制する成型金型が開示されている。
【００１２】
すなわち、上記公報の図１に記載のように、肉厚が４ｍｍ以上である成形品の所望部分を成形する金型部分および該所望部分に近接する近接部分を成形する金型部分とからなっており、所望部分を成形する金型部分の材質の熱伝導率を所望部分に近接する近接部分を成形する金型部分の材質の熱伝導率よりも高くしたり、金型部分の冷却温度に差異を設けたり、金型部分の少なくとも一部に保温手段を設けたり、金型部分の少なくとも一部に加熱手段を設けたりすることが行われ、又、近接部分に樹脂溜まりを設けることにより、成形金型内で所望部分を近接部分よりも速く冷却し、冷却中に近接部分の樹脂溜まりから所望部分へ樹脂を移動させることが行われ、所望部分におけるボイドの発生を抑制することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−１２１５４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のボイド抑制成形金型および成形方法は、金型としてＳ５５ＣやＳＣＭ等の特殊鋼、ベリリウム銅、アルミニウム合金等の高価な金属を用いなければならず、コスト的に有利なものとはいえない。また、冷媒を用いた冷却操作や保温操作も必要となり、行程が繁雑となって必ずしも作業効率よく成形品を製造することができるものとはいえない。
【００１５】
本願発明は、上記背景技術に鑑みてなしたものであり、その目的はボイドの発生を防ぐとともに、優れた外観性を有し、作業効率よくかつ安定して製造可能な樹脂注入成形品を提供することである。ここで樹脂注入成形品とは金型内に樹脂を注入成形する際に金型内の樹脂が硬化する際の体積減少を補うために樹脂を継続して加圧注入し（加圧注入方式）、成形して得られる樹脂注入成形品を意味するものであり、かかる樹脂注入成形において、ボイドの発生を防いだ樹脂注入成形品を得たものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するために、本願請求項１に記載の発明に係る樹脂注入成形品は、上下金型によって製造される樹脂注入成形品であって、該上下金型には成形品の裏面側に細長形態の厚肉部が隆起するようにキャビティ加工されるとともに、上記キャビティの細長形態の厚肉部の基端は樹脂注入口に向けて設けられ、他端は注入口からの距離が遠い末端部に向けて設けられ、上記上下金型を用いて加圧注入方式により製造されてなることを特徴としている。
【００１７】
本願請求項２に記載の発明に係る樹脂注入成形品は、ボウル部と立ち上げガード部とを一体成形してなる加圧注入方式による樹脂注入成形品であって、上記ボウル部の立ち上がり壁部裏面に細長形態の厚肉部が設けられてなることを特徴とする請求項１記載の樹脂注入成形品である。
【発明の効果】
【００１８】
本願請求項１記載の発明に係る樹脂注入成形品においては、上下金型に成形品の裏面側に細長形態の厚肉部が隆起するようにキャビティが加工されているため、樹脂注入時に上記厚肉部を形成するキャビティの空間が図３（ａ）の仮想線で示すように樹脂溜まりとして機能し、樹脂溜まりで一旦滞留した成形材料は体積が大きいために硬化が遅れ後から注入されてくる成形材料によって押し出される。このようにして成形材料が樹脂流路を流れるため、閉塞したり、途中で硬化する恐れが少なく、成形品の端部まで送り込まれ、製品裏面にボイドのない外観性に優れた製品を得ることができる。
【００１９】
本願請求項２記載の発明に係る樹脂注入成形品においては、ボウル部と立ち上げガード部とを一体成形してなり、上記ボウル部の立ち上がり壁部裏面に細長形態の厚肉部が設けられているため、この厚肉部がリブを構成してボウル部をしっかりと補強し、例えば、強度に優れた洗面ボウルを製造することができる。また、ボイドが実質的に存在しないため手作業による補修作業が不要となって作業効率が向上し、優れた品質の樹脂注入成形品を安定して製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）は本願発明の第１実施形態を示す斜視説明図、（ｂ）は図１（ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面説明図。
【図２】（ａ）は本願発明の第２実施形態を示す斜視説明図、（ｂ）は図２（ａ）におけるＹ−Ｙ線に沿う断面説明図。
【図３】（ａ）は製品肉厚に対応するキャビティに成形材料を加圧注入した状態を模式的に示す断面図、（ｂ）は成形材料が収縮して裏面側に空間が生じた状態を模式的に示す断面図、（ｃ）は完全硬化成形材料が成形材料の流路を塞いだ状態を模式的に示す断面図。
【図４】ボイドの発生機構を説明する説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本願発明に係る樹脂注入成形品の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施形態においては、上金型と下金型との間にボウル部と立ち上げガード部とが一体とされた洗面ボウルを逆さまに形づくるようにキャビティを設け、加圧注入して製造する方式を例にとって説明する。また、成形材料としては熱硬化性ポリエステル樹脂を主成分とするものを用い、この成形材料を原料樹脂タンクから流動状態で注入ノズルに送り込み、金型装置の注入口からキャビティに圧入される形態について述べる。
【００２２】
図１（ａ）は本願発明の第１実施形態を示す斜視説明図である。図１（ａ）に示すように、図外上金型と下金型との間に洗面ボウルＡを逆さまに形づくるとともに、洗面ボウルＡの裏面側に２か所の細長形態の厚肉部１が隆起するようにキャビティが設けられている。
【００２３】
ここで、図１（ａ）において注入口７から加圧注入された成形材料は、成形品の裏面側に細長形態の厚肉部１を形成するように上金型に凹設された２か所の樹脂溜まりに溜められて滞留する。ここで、上記細長形態の樹脂溜まりは基端部を注入口７に向け、他端は注入口７から遠い方に向けて設けられている。
【００２４】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。成形材料は加熱によって高温の下金型に接する製品の表面となる側から硬化が始まり、キャビティの隙間が製品の肉厚ｔとなる。ここで、本願図３（ｂ）に示したように、硬化反応が進行すると成形材料は収縮して低温の上金型との間に空間が生じるが、本実施形態においては、細長形態の厚肉部となる２個の空間が上金型に設けられているため、厚肉部の高さｈ１に相当する空間が樹脂溜まりとなる。
【００２５】
すなわち、注入口７から圧入された成形材料は２か所の樹脂溜まりで一旦滞留する。この樹脂溜まりにおける樹脂は体積が大きいために硬化が遅くなり、流動性を保持している。このために後から注入されてくる成形材料によって押し出され、樹脂流路を塞いだり、途中で硬化することが少なく洗面ボウルＡの端部まで送り込まれる。このようにして、製品裏面にボイドのない洗面ボウルＡを得ることができる。
【００２６】
なお、図１（ａ）に示すように、洗面ボウルＡの立ち上がり壁部の裏面に細長形態の厚肉部１と、洗面ボウルＡの立ち上げガード部の裏面に同じく厚肉部１が隆起して形成されているが、これらは製品を補強するリブとしても機能する。
【００２７】
図２（ａ）は本願発明の第２実施形態を示す斜視説明図である。図２（ａ）に示すように、洗面ボウルＢは図外上金型と下金型との間に洗面ボウルＢを逆さまに形づくるようにキャビティを設けるとともに、樹脂流路の途中まで細長形態の厚肉部２が隆起するように金型加工されている。
【００２８】
すなわち、図２（ａ）に示すように、注入口７から洗面ボウルＢの裏面側の樹脂流路の途中までと、立ち上げガード部の裏面側の樹脂流路の途中までとに枝分かれするように金型加工されて、製品である洗面ボウルＢの裏面側には図２（ａ）に示すように、細長形態の厚肉部２が隆起して形成される。
【００２９】
図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＹ−Ｙ線に沿う断面図である。第１実施形態と同様に、成形材料は加熱によって高温の下金型に接する製品の表面となる側から硬化が始まり、キャビティの隙間が製品の肉厚ｔとなる。そして、本願図３（ｂ）に示したように、硬化反応が進行すると成形材料は収縮して低温の上金型との間に空間が生じるが、本実施形態においては、細長形態の厚肉部となる空間が上金型に設けられているため、厚肉部の高さｈ２に相当する空間が樹脂溜まりとなる。
【００３０】
すなわち、注入口７から圧入された成形材料は略Ｖ字形に設けられた樹脂溜まりで一旦滞留する。この時、樹脂溜まりの成形材料は体積が大きいために硬化に時間がかかり、流動性を保持しているために後から注入されてくる成形材料によって押し出され、樹脂流路を塞いだり、途中で硬化することなく洗面ボウルＢの端部まで送り込まれる。このようにして、製品裏面にボイドのない洗面ボウルＢを得ることができる。また、図２（ａ）に示すように、洗面ボウルＢの裏面には、略Ｖ字形の細長形態の厚肉部２が隆起して形成されるが、これらは製品を補強するリブとしても機能する。
【００３１】
上記樹脂注入成形品の成形材料として用いられる熱硬化性樹脂としては、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、熱硬化型アクリル樹脂の単独あるいは、これらの２種類以上の混合系をあげることができる。通常、上記熱硬化性樹脂を主剤とし、これに硬化促進剤、充填剤等の各種添加剤を混合して用いられる。
【００３２】
ポリエステル樹脂としては、熱硬化性のものとして無水マレイン酸のような不飽和二塩基酸および無水フタル酸のような飽和二塩基酸とグリコール類とを縮合反応させて合成され、分子内に不飽和結合とエステル結合を有するものである。また通常、この樹脂には架橋剤としてスチレンモノマー、アクリルモノマー等が配合されていて、いわゆる、不飽和ポリエステル樹脂と称されるものを用いるが、その形態を特に限定されるものではない。
【００３３】
ビニルエステル樹脂としては、ビスフェノール型ビニルエステル樹脂あるいはノボラック型ビニルエステル樹脂あるいはその両方を混合して用いることができる。ここで、ビスフェノール型ビニルエステル樹脂としては、ビスフェノール型エポキシ樹脂と酸との付加反応物であって、いずれも両末端のみに反応性不飽和基を有するものである。また、ビスフェノール型エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡ型、ビスフェノールＡＤ型、ビスフェノールＳ型、ビスフェノールＦ型等の各種のものを用いることができる。また通常、このビニルエステル樹脂には架橋剤としてスチレンモノマー、アクリルモノマー等が配合されているものであるが、その形態を特に限定されるものではない。
【００３４】
熱硬化型アクリル樹脂としては、通常熱硬化型として、メチルメタアクリレートモノマーあるいは、多官能のアクリルモノマーあるいはプレポリマー、あるいはポリマーのそれぞれ２種以上の混合物で構成されたアクリルシロップと称されるものを用いるが、その形態を特に限定されるものではない。
【００３５】
成形金型としては、コアを構成する下金型とこの下金型を覆う上金型とが用いられ、上金型と下金型との間にキャビティを設けるともに、製品を形づくるキャビティ内に上記した成形材料を充填、加熱し、硬化反応終了後に下金型と上金型とを分割して製品、例えば洗面ボウルや人造大理石浴槽を得ることができる。
【００３６】
なお、第１実施形態においては２個の細長形態の厚肉部１が設けられているが、１個でもよく、また３個以上の複数個を設けてもよい。また、第２実施形態においては樹脂流路の途中まで略Ｖ字形の細長形態の厚肉部２が設けられているが、これに限られずに３本以上に枝分かれした形態としてもよい。このように本願発明に係る樹脂注入成形品は、設計変更自在であり、特許請求の範囲を逸脱しない限り、いずれの場合も本願発明の技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００３７】
Ａ      本願発明の第１実施形態を示す洗面ボウル
Ｂ      本願発明の第２実施形態を示す洗面ボウル
Ｓ      成形材料が収縮して生じる空間
ｄ      注入口からの距離
ｔ      製品肉厚
ｈ１    第１実施形態における厚肉部の高さ
ｈ２    第２実施形態における厚肉部の高さ
１      第１実施形態における細長形態の厚肉部
２      第２実施形態における細長形態の厚肉部
３      ボイド
４      成形材料
４１    半硬化成形材料
４２    完全硬化成形材料
５１    下金型
５２    上金型
６      注入ノズル
７      注入口
８      閉塞部
９      排水用開口部
【図１】
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【図２】
2011152663.tif 000004
【図３】
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【図４】
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