(57)【要約】【課題】製造が容易であり、かつ、デザイン性の高い樹脂成形品およびその製造方法を提供する。【解決手段】射出装置１０にあるホッパ１１より樹脂材料を投入する工程と、スクリュシリンダ１２内でヒーター１３により樹脂材料を加熱して溶融する工程と、スクリュシリンダ１２の先端のノズル１４より、金型２１へ向けて溶融した樹脂材料を押し出す工程と、ノズル１４と接する位置にある金型２１のゲート２３を介して、金型２１のキャビティに溶融した樹脂材料を注入する工程と、金型２１内で樹脂材料を固化させる工程と、を備える樹脂成形品の製造方法において、ホッパ１１に投入する樹脂材料は、ガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットであることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出装置にあるホッパよりガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットからなる樹脂材料を投入する工程と、
スクリュシリンダ内でヒーターにより前記樹脂材料を加熱して溶融する工程と、
前記スクリュシリンダの先端のノズルより、金型へ向けて溶融した前記樹脂材料を押し出す工程と、
前記ノズルと接する位置にある金型のゲートを介して、該金型のキャビティに溶融した前記樹脂材料を注入する工程と、
前記金型内で前記樹脂材料を固化させる工程と、
を備えることを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
前記射出装置は、複数の前記ホッパ、複数の前記スクリュシリンダ、複数の前記ノズルを備え、
前記投入する工程は、少なくとも１つの前記ホッパより前記ガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットを投入し、
前記押し出す工程は、それぞれの前記ホッパに投入され溶融した樹脂材料を前記スクリュシリンダを介してそれぞれ異なる前記ノズルから押し出し、
前記注入する工程は、所定の順番で押し出した溶融した前記樹脂材料を、それぞれの前記ノズルと前記金型のゲートが接するときに注入することを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項３】
前記注入する工程は、前記ノズルと接する前記金型の複数のゲートから前記樹脂材料を注入することを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成形品の製造方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の製造方法で製造した樹脂成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形品およびその製造方法に関する。より詳しくは、ガラス繊維を添加した樹脂成形品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの電気製品において、その筺体に使用されている熱可塑性樹脂はできるだけ厚みを薄くして、小型化や軽量化などが求められる。また外観部分に使用するので、美しさが求められる。
【０００３】
例えば、特許文献１に、ガラスフレーク顔料を含むポリプロピレン樹脂組成物を原料として、射出成形し、全く新たな意匠効果を発揮する樹脂成形品を成形する技術が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、真空成形や射出成形による一体成形が可能で、優れた金属光沢と耐衝撃性を備える光輝性樹脂成形品が記載されている。その技術は、金属で被覆された光輝性ガラスフレークと熱可塑性樹脂とを含有する樹脂組成物で構成される光輝性層を有する方法である。
【０００５】
特許文献３には、表面外観に深み感や、三次元的な模様（シルク調）を形成できる熱可塑性樹脂の成形品が記載されている。その技術は、ガラス繊維やガラスフレーク、パール顔料やメタリック顔料、金属被覆のガラスフレークを熱可塑性樹脂に配合する方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１５８８５８号公報
【特許文献２】特開２００４−５０７８６号公報
【特許文献３】国際公開第２００２／６２９００号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
関連する技術において、成形品は、全体が一様な模様となる。熱可塑性樹脂に混合する材料、例えば、ガラスフレークやパール粉末などにより、光沢を持たせたり、ラメを施したり、模様を施すことは可能であるが、面全体が同じ模様となり、その面の中で特徴付けることは難しいという問題があった。
【０００８】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、製造が容易であり、かつ、デザイン性の高い樹脂成形品およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点にかかる樹脂成形品の製造方法は、
射出装置にあるホッパよりガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットからなる樹脂材料を投入する工程と、
スクリュシリンダ内でヒーターにより前記樹脂材料を加熱して溶融する工程と、
前記スクリュシリンダの先端のノズルより、金型へ向けて溶融した前記樹脂材料を押し出す工程と、
前記ノズルと接する位置にある金型のゲートを介して、該金型のキャビティに溶融した前記樹脂材料を注入する工程と、
前記金型内で前記樹脂材料を固化させる工程と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の観点にかかる樹脂成形品は、
第１の観点にかかる樹脂成形品の製造方法で製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、製造が容易であり、かつ、デザイン性の高い樹脂成形品が成形できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る樹脂成形品の成形に用いる射出成形機の一例を示す構成概略図である。
【図２】金型の一例を示す構成概略図である。
【図３】樹脂成形品の模様を示す平面図である。
【図４】樹脂成形品の模様を示す平面図である。
【図５】樹脂成形品の模様を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態の変形例に係る樹脂成形品の成形に用いる射出成形機の一例を示す構成概略図である。
【図７】樹脂成形品の模様を示す平面図である。
【図８】樹脂成形品の模様を示す平面図である。
【図９】樹脂成形品の模様を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る樹脂成形品の成形に用いる射出成形機の一例を示す構成概略図である。
【００１４】
射出成形機１００は、射出装置１０と、金型部２０と、型締装置３０を備える。
【００１５】
射出装置１０は、ホッパ１１と、スクリュシリンダ１２と、ヒーター１３と、ノズル１４を備える。ホッパ１１は、樹脂材料を入れる場所である。スクリュシリンダ１２は、油圧モータ（図示せず）などを用いて回転させ、樹脂の移送、圧縮、混練、溶融、計量動作を含む可塑化動作を主に行う。ヒーター１３は、材料を可塑化するために加熱する。ヒーター１３は、スクリュシリンダ１２の周辺部を囲うように配置される。ノズル１４は、スクリュシリンダ１２の先端に取り付けてあり、金型部２０に密着させて、金型への樹脂の注入を行う。
【００１６】
図２は、金型の一例を示す構成概略図である。金型部２０は、金型２１と、キャビティ２２と、ゲート２３と、エジェクタ２４と、固定盤２５と、可動盤２６を備える。キャビティ２２は、金型２１の空洞部であり、樹脂が注入される。ゲート２３は、ノズル１４に密着されて、樹脂が注入されるときの注入口である。エジェクタ２４は、固化して成形を終えた製品を、金型２１より突き出す装置である。固定盤２５は、金型２１の固定側を取付可能な盤である。可動盤２６は、金型の可動側を取付可能な盤である。
【００１７】
型締装置３０は、トグル３１を備える。金型開閉や型締の動作をさせる装置であり、可動盤２６との間のリンク機構により、力を拡大することができる。
【００１８】
射出成形機１００を用いて、樹脂成形品の製造方法について説明する。
【００１９】
まず、射出装置１０のホッパ１１へ樹脂材料を投入する。樹脂材料は、スクリュシリンダ１２を介してノズル１４より押し出される。このとき、ヒーター１３により樹脂材料は加熱され溶融し、また、充分に混合され、溶融した樹脂が用意される。
【００２０】
射出装置１０の位置を調整し、ノズル１４の先端を、金型部２０のゲート２３に接し、密着させる。ノズル１４から、溶融した樹脂を、ゲート２３から、キャビティ２２内に注入することができる。注入した溶融した樹脂を金型２１内でそのまま固化させた後、樹脂成形品を金型２１よりエジェクタ２４で取り外して、一連の工程を終える。
【００２１】
射出装置１０から金型部２０へ溶融した樹脂を注入する前に、型締装置３０を作動させる。金型２１を高圧型締とすることで、樹脂成形品のバリ発生を防止するためである。
【００２２】
ホッパ１１へ投入する樹脂材料は、ガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットを所定の割合で用いる。
【００２３】
熱可塑性樹脂ペレットは、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、アクリルまたはメタクリル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの熱可塑性樹脂のペレットを用いる。
【００２４】
ガラス片含有材料のガラス片は、ガラス繊維やガラスフレークなどを用いる。ガラス繊維は、直径５μｍ〜１００μｍで、長さが０．１ｍｍ〜１０ｍｍの大きさである。ガラスフレークは、粒径が５μｍ〜１００００μｍの大きさである。
【００２５】
熱可塑性樹脂ペレットに対してガラス片の比率が１〜８０％となるように混合する。
【００２６】
ガラス片は、無色ガラスの他、着色ガラスを用いることができる。ソーダ石灰ガラスなどのガラス原料に、コバルト、クロム、銅などの金属の金属酸化物（硫化物や塩化物の場合もある）を加えて得る。金属イオンを用いるほか、非金属イオンや、金属コロイドにより着色することが可能で、また、ガラスの溶融条件によっても、異なる色を付けることができる。例えば、（マンガンと銅、コバルト）の組合せで紫色、（コバルト、銅）の組合せで青、（金、銅、コバルト、セレンとカドミウム）の組合せで赤、などである。
【００２７】
さらに、ガラス片は、無色ガラスと着色ガラスを組み合わせたり、着色ガラスの色を複数用いてもよい。また、複数の色のガラス片に、パール粉末や、チタンや銀などで金属コーティングしたガラスフレークなどの光沢片を組み合わせてもよい。これらを含めて、ガラス片含有材料という。この場合、熱可塑性樹脂ペレットに対して、光沢片を含むガラス片含有材料の比率が１〜８０％となるように混合する。
【００２８】
図３および図４は、樹脂成形品の模様を示す平面図である。図中の矢印の先端は、ゲート２３による樹脂注入箇所を示す。図中の太線は、ガラス片含有材料を示す。
【００２９】
ゲート２３の位置は、通常、均等に樹脂の注入が行えるように、キャビティ２２位置の中央部近くに備える。本実施の形態にかかる射出成形機１００では、まず、図３に示すように、ゲート２３位置をキャビティ２２の端部近くに備える。
【００３０】
関連する技術に係る熱可塑性樹脂を用いた場合、図３のように、面全体が一様な模様となる。無模様の他、光沢があったり、ラメが施されている場合も、特徴的な模様ではなく、一様な模様となる。
【００３１】
本発明の技術に係るガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットを用いて図３と同様の条件で樹脂の注入を行った場合、樹脂の種類によっては、図３のように、面全体を一様な模様とすることができる。また、ゲート２３の方向を変えて樹脂注入向きを変化させたり、ゲート２３の大きさを変えて樹脂注入量を変化させたり、用いるガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットの選択する材料の組合せやそのときの混合比などにより、図４のように波打った模様を施すことができる。あらかじめ、原料の流量を事前に流量解析を行った結果を踏まえて調整をしておく。
【００３２】
図５は、樹脂成形品の模様を示す平面図である。図４ではゲート２３は１カ所であったが、図５ではゲート２３を４カ所にして、樹脂成形した場合の例を示す。複数のゲートを備えるとき、各々のゲートから樹脂の注入を同時に行うことで、図に示すように、対称的な模様を形成することができる。
【００３３】
ゲート２３を４カ所にする方法は、例えば、ノズル１４側（樹脂が入る側）のゲート２３は孔が１つであるが、金型２１（樹脂を出す側）のゲート２３を孔が４つとなるように、ゲート２３形状を変形させる方法である。他に、ゲート２３そのものを４つ形成する。この場合、対応するノズル１４も４つ形成する必要がある。ノズル１４先端がゲート２３に密着した状態で、各ゲートから樹脂の注入を行うことができればよく、その方法は問わない。
【００３４】
図６は、本発明の実施の形態の変形例に係る樹脂成形品の成形に用いる射出成形機の一例を示す構成概略図である。変形例に係る射出成形機１００の基本的な構造は、図１の射出成形機１００と同じである。
【００３５】
射出成形機１０１は、射出装置１０ａ、金型部２０、型締装置３０を備える。
【００３６】
射出装置１０ａは、ホッパ１１ａとホッパ１１ｂ、スクリュシリンダ１２ａとスクリュシリンダ１２ｂ、ヒーター１３と、ノズル１４ａとノズル１４ｂを備える。ホッパ１１ａ、スクリュシリンダ１２ａ、ノズル１４ａは連続して接続されており、ホッパ１１ｂ、スクリュシリンダ１２ｂ、ノズル１４ｂも同様に連続して接続されている。２つのノズル１４ａ、１４ｂの位置は、樹脂注入の際に、ノズル１４a、１４ｂ先端がゲート２３に密着できるように備える。
【００３７】
ホッパ１１ａにはガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットを投入し、ホッパ１１ｂには熱可塑性樹脂ペレットのみを注入するなどして、樹脂成形品の模様を付けるための材料と、基礎となる部分の材料と、のように、材料を選択して投入することができる。
【００３８】
射出成形機１０１では、ホッパ１１、スクリュシリンダ１２、ノズル１４から構成される連続した機構を２つ備えているが、複数あればよい。また、ホッパ１１に投入する樹脂についても、少なくとも１つのホッパについてガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットを投入ずればよく、その他のホッパ１１については、熱可塑性樹脂ペレットのみでもよく、ガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットであってもよい。
【００３９】
複数のノズル１４に対して１つのゲート２３を備えた場合を例にあげているが、ノズル１４と同じ数のゲート２３を射出成形機１０１に備えるように構成してもよい。ノズル１４は、ホッパ１１からスクリュシリンダ１２を介した部分にあり、ホッパ１１に投入した材料からなる樹脂を押し出す部分である。ノズル１４はゲート２３に密着した状態で樹脂注入を行う必要があり、ノズル１４とゲート２３の数が同数であり、かつ、ノズル１４に対応する位置にゲート２３が形成されていることで、容易に密着させることができる。また、ノズル１４とゲート２３の数を同数とすることで、キャビティ２２内に注入する樹脂の種類と樹脂注入位置関係が明確となる。その結果、任意の模様の形成が行いやすくなる。
【００４０】
図７および図８は、樹脂成形品の模様を示す平面図である。基礎となる部分の樹脂を注入しながら、模様を付けるための樹脂の注入を行うことで、図示した模様を描くことが可能である。ガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットからなる模様を付けるための樹脂の注入速度を、熱可塑性樹脂ペレットからなる基礎となる樹脂の注入速度より早くすることで、また、注入する量や角度により、さまざまな模様を描くことができる。あらかじめ、原料の流量を事前に流量解析を行った結果を踏まえて調整をしておく。
【００４１】
図９は、樹脂成形品の模様を示す平面図である。熱可塑性樹脂ペレットからなる基礎となる樹脂を１種類、ガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットからなる模様を付けるための樹脂を２種類の合計３種類の樹脂となるように用意した場合である。２つのゲートを用意し、各々のゲートから同時に、基礎となる樹脂と模様を付けるための樹脂を金型へ向けて注入する。または、熱可塑性樹脂ペレットからなる基礎となる樹脂と、ガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットからなる模様を付けるための樹脂をそれぞれ１種類用意する。基礎となる樹脂と模様を付けるための樹脂をそれぞれ半量ずつ、２つの用意したゲートから同時に金型へ向けて注入する。図７、図８と同様に、模様を付けるための樹脂の注入速度を基礎となる樹脂の注入速度より早くするなどして、模様を形成する。
【００４２】
以上説明したように、本実施の形態によれば、製造が容易であり、かつ、デザイン性の高い樹脂成形品およびその製造方法を提供することができる。
【００４３】
本実施の形態に係る樹脂成形品を用いることで、美しい加飾表現を施すことができるので、その結果、成形品の表面に、塗装など施す必要がなく、環境およびコストに対する優位性を確保することが可能となる。
【００４４】
また、関連する技術の射出成形機を用いても、用いるガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットの材料の種類およびその組合せ、その混合比により、容易に多種多様な模様を施すことができる。
【００４５】
さらに、射出成形機のゲートから樹脂を注入する速度や注入角度、ゲート数を変えることにより、異なる模様を形成することができる。樹脂を溶融する温度の変化によっても、溶融した樹脂の物理物性、例えば粘性などは異なるので、異なる模様を形成することができる。さらに、射出成形機のホッパ数を増やし、模様を付けるための樹脂の種類を増やすことも可能である。
【００４６】
上述した例は一例であり、射出成形機の機能と樹脂の選択のいずれも任意に設定可能であり、多種多様な模様を施すことが可能となる。
【００４７】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
【００４８】
（付記１）射出装置にあるホッパよりガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットからなる樹脂材料を投入する工程と、スクリュシリンダ内でヒーターにより前記樹脂材料を加熱して溶融する工程と、前記スクリュシリンダの先端のノズルより、金型へ向けて溶融した前記樹脂材料を押し出す工程と、前記ノズルと接する位置にある金型のゲートを介して、該金型のキャビティに溶融した前記樹脂材料を注入する工程と、前記金型内で前記樹脂材料を固化させる工程と、
を備えることを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【００４９】
（付記２）前記射出装置は、複数の前記ホッパ、複数の前記スクリュシリンダ、複数の前記ノズルを備え、前記投入する工程は、少なくとも１つの前記ホッパより前記ガラス片含有材料と熱可塑性樹脂ペレットを投入し、前記押し出す工程は、それぞれの前記ホッパに投入され溶融した樹脂材料を前記スクリュシリンダを介してそれぞれ異なる前記ノズルから押し出し、前記注入する工程は、所定の順番で押し出した溶融した前記樹脂材料を、それぞれの前記ノズルと前記金型のゲートが接するときに注入することを特徴とする付記１に記載の樹脂成形品の製造方法。
【００５０】
（付記３）前記注入する工程は、前記ノズルと接する前記金型の複数のゲートから前記樹脂材料を注入することを特徴とする付記１または２に記載の樹脂成形品の製造方法。
【００５１】
（付記４）付記１ないし３のいずれかに記載の製造方法で製造した樹脂成形品。
【符号の説明】
【００５２】
１０、１０ａ  射出装置
１１、１１ａ、１１ｂ  ホッパ
１２、１２ａ、１２ｂ  スクリュシリンダ
１３    ヒーター
１４、１４ａ、１４ｂ  ノズル
２０    金型部
２１    金型
２２    キャビティ
２３    ゲート
２４    エジェクタ
２５    固定盤
２６    可動盤
３０    型締装置
３１    トグル
１００、１０１    射出成形機
【図１】
2011178119.tif 000003
【図２】
2011178119.tif 000004
【図３】
2011178119.tif 000005
【図４】
2011178119.tif 000006
【図５】
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【図６】
2011178119.tif 000008
【図７】
2011178119.tif 000009
【図８】
2011178119.tif 000010
【図９】
2011178119.tif 000011