(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リブを備えた成形品を成形可能な注型成形金型を用いた成形品の製造方法であって、成形キャビティと温度調節手段を有し、該成形キャビティは前記成形品の外形と略同一形状の空間を有し、該注型成形金型の一部を押圧すると成形キャビティを加圧可能であり、該温度調節手段は成形キャビティにおける成形品の表面と裏面とリブのそれぞれに独立して設けられ各々相当する位置の温度を個別に独立して調節可能な注型成形金型を用いて、前記成形キャビティに合成樹脂を注入し、成形キャビティ内にある合成樹脂を加圧し、成形キャビティにおける成形品のリブに相当する位置を、裏面に相当する位置よりも高温に、かつ、表面となる合成樹脂と同時に加熱して、リブとなる合成樹脂を硬化させることを特徴とする成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、注型成形金型、並びに成形品の製造方法に関し、さらに詳細には、リブを備えた成形品を成形可能な注型成形金型、並びに成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂製の浴槽やキッチンカウンタ等の大型の成形品において、強度を増すことを目的として、成形品の一部に畝状の隆起部であるリブを設けることが知られている。リブを備えた成形品は、例えば、図３（ａ）〜（ｄ）の順番で示す製造方法で成形される。なお、図３（ａ）〜（ｄ）において、注型成形金型１０１、並びに硬化前の合成樹脂１１０については、説明の都合上、ハッチングを省略し、硬化した箇所を表現する手段としてハッチングを用いている。
【０００３】
図３（ａ）に示す注型成形金型１０１では、表面型１０３と裏面型１０２が合わさって形成された成形キャビティ１０４に、合成樹脂１１０が充填される。そして、表面型１０３を高温で加熱し、成形品１３０の表面１３１側から硬化させる。一方、裏面型１０２は、成形品１３０の裏面１３２側が硬化しない程度の低温に維持する。この時、表面型１０３は図示しないエアバッグ装置で裏面型１０２側に押圧されており、成形キャビティ１０４に充填された合成樹脂１１０にも均等に成形圧力が加わっている。これは、硬化時に生じる合成樹脂１１０の硬化収縮成分（熱応力）を、未硬化の裏面１３２側の合成樹脂１１０に加わっている成形圧力で補うことにより、成形不良が生じることを防ぐためである。
【０００４】
図３（ｂ）では、図３（ａ）で示した表面型１０３の加熱に加え、裏面型１０２も高温で加熱し、成形品１３０の裏面１３２側とリブ１３３も硬化させる。その結果、図３（ｃ）に示すように、リブ１３３において中心部１２０以外の周囲１２１が先に硬化してしまう。換言すれば、リブ１３３の中心部１２０は未硬化の状態である。これは、リブ１３３が厚肉であり、熱が伝わり難いためである。この状態では、合成樹脂１１０に加わっていた成形圧力が、硬化した周囲１２１によって遮断されてしまい、中心部１２０に届かない。
【０００５】
そのため、図３（ｄ）に示すように、成形圧力が加わらない中心部１２０が硬化すると、硬化収縮によってリブ１３３の表面に、ヒケ１４０と呼ばれるへこみや窪みが生じてしまう。このように、リブ１３３（厚肉部）を有する成形品１３０の成形では、注型成形金型１０１の温度管理が難しく、不具合が出難い成形条件を見つけることに手間が掛かる。
【０００６】
特許文献１には、厚肉部を有する樹脂成形品の成形方法が開示されている。特許文献１に開示された厚肉部を有する樹脂成形品の成形方法では、厚肉部を成形する成形キャビティ内に、占有部材と呼ばれる芯部材を置くことで、樹脂充填空間を低減し、厚肉部の硬化収縮を低減できるとされている。つまり、厚肉部にいわゆる上げ底部材を仕込むことで、見た目は厚肉部としながらも、実際に硬化させる樹脂量を薄肉部と同等としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平７−１１７０６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、特許文献１に記載された成形方法では、厚肉部を成形する成形キャビティ内に置いた占有部材が、樹脂を流し込んだ際に位置ズレを起こすことや転倒することが懸念される。位置がズレた占有部材や転倒した占有部材では、狙った通りの薄肉部を形成することができず、ヒケが生じる恐れがある。
【０００９】
そこで、本発明は、リブを備えた成形品であってもリブに発生するヒケを抑制可能な注型成形金型、並びに成形品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】
【００１０】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、リブを備えた成形品を成形可能な注型成形金型を用いた成形品の製造方法において、成形キャビティと温度調節手段を有し、該成形キャビティは前記成形品の外形と略同一形状の空間を有し、該注型成形金型の一部を押圧すると成形キャビティを加圧可能であり、該温度調節手段は成形キャビティにおける成形品の表面と裏面とリブのそれぞれに独立して設けられ相当する位置の温度を個別に独立して調節可能な注型成形金型を用いて、前記成形キャビティに合成樹脂を注入し、成形キャビティ内にある合成樹脂を加圧し、成形キャビティにおける成形品のリブに相当する位置を、裏面に相当する位置よりも高温に、かつ、表面となる合成樹脂と同時に加熱して、リブとなる合成樹脂を硬化させることを特徴とする成形品の製造方法である。
【００１１】
本発明で採用する注型成形金型は、成形キャビティにおける成形品の表面と裏面とリブのそれぞれに相当する位置の温度を個別に独立して調節可能な温度調節手段が、成形品の表面と裏面とリブのそれぞれに独立して設けられている。つまり、成形品の表面と裏面とリブを硬化させるタイミングを、それぞれ制御可能である。例えば、厚肉部のリブを先に加熱して硬化させる。この時、成形キャビティ内の合成樹脂は、加圧して成形圧力が印加された状態とし、裏面は低温としておく。つまり、リブを裏面よりも先に硬化させることで、リブに生じる硬化収縮成分を、未硬化の樹脂に加わっている成形圧力によって補うことができる。その結果、リブにヒケが生じることを抑制できる。
【００１３】
本発明で採用する成形品の製造方法は、前述で示したヒケを防止できる手順例を具体的な製造方法としたものである。本成形品の製造方法では、リブに相当する位置の温度を、裏面に相当する位置よりも高温とすることを条件としている。そのため、リブとなる合成樹脂と同時に表面となる合成樹脂も加熱して硬化させた場合、リブと表面の間に位置する裏面を未硬化とすることで、両側に生じる熱応力を逃がすことができる。すなわち、成形品の硬化に掛かる時間を短縮可能であり、リブを備えた成形品の製造に好適である。ここで、表面、裏面の用語は特定の部分を示すものではなく、一方、他方の意味である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、リブを備えた成形品であってもリブに発生するヒケを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る注型成形金型を示す断面図である。
【図２】本発明の成形品の製造方法を示す断面図であり、（ａ）は表面型と裏面型のリブ近傍を加熱した状態、（ｂ）は裏面型における成形品の裏面側も加熱した状態、（ｃ）は成形品が硬化した状態である。
【図３】従来の成形品の製造方法を示す断面図であり、（ａ）は表面型を高温に加熱した状態、（ｂ）は裏面型も高温に加熱した状態、（ｃ）は未硬化の樹脂層がリブの中心部に残った状態、（ｄ）はリブの表面にヒケが生じた状態である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の注型成形金型、並びに成形品の製造方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明は、実施形態の理解を容易にするためのものであり、これによって、本発明が制限して理解されるべきではない。
【００１７】
図１に示す注型成形金型１は、裏面型２と表面型３を有している。図１において、裏面型２、表面型３は、説明の都合上、ハッチングの図示を省略している。裏面型２と表面型３の間には、成形キャビティ４が形成されている。成形キャビティ４は、裏面型２と表面型３とが合わさって形成される空間であり、後述する成形品３０を成形可能なものである。裏面型２と表面型３は、成形キャビティ４側に電鋳層８，９をそれぞれ有している。電鋳層８，９は、ニッケルで構成することが好ましく、電鋳層８，９以外の裏面型２と表面型３については、断熱層としてＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）で構成することが好ましい。
【００１８】
表面型３の表面６は、成形品３０の表面３１に相当する位置である。一方、裏面型２の底面５は、成形品３０の裏面３２に相当する位置である。
【００１９】
さらに、底面５の一部には凹部７が設けられている。凹部７は溝形状であり、成形品３０のリブ３３に相当する位置である。リブ３３は、底面５の延長線上に位置する根元Ｎから先端側にかけて先細りとなっている。なお、リブ３３の根元Ｎの幅Ｗは、成形品３０の厚みに相当する成形キャビティ４の厚みＨよりも小さいことが好ましい。これは、一般的に、成形品にリブを設けるとヒケが発生し易いという経験則に基づくものである。
【００２０】
注型成形金型１は、温度調節手段１０を内蔵している。温度調節手段１０は、表面側温度調節手段１１と、裏面側温度調節手段１２と、リブ側温度調節手段１３との３系統に区分されている。表面側温度調節手段１１は、表面型３の表面６の近傍に位置しており、成形品３０の表面３１に相当する位置の温度を制御可能である。裏面側温度調節手段１２は、裏面型２の底面５の近傍に位置しており、成形品３０の裏面３２に相当する位置の温度を制御可能である。リブ側温度調節手段１３は、裏面型２の凹部７の近傍に位置しており、成形品３０のリブ３３に相当する位置の温度を制御可能である。
【００２１】
温度調節手段１０は配管１５を有しており、図示しないポンプと加熱装置で配管１５内に流す流体の温度を調節することで、注型成形金型１の温度を制御可能である。裏面側温度調節手段１２並びにリブ側温度調節手段１３において、リブ３３の根元Ｎの近傍については、根元Ｎから所定の距離Ｘだけ空けて、配管１５を設けることが好ましい。これは、成形時において、リブ３３の根元Ｎ側が先に硬化してしまい、未硬化の部分がリブ３３内に残留してしまうことを防止するためである。距離Ｘは、１５〜３０ｍｍ程度であることが好ましい。また、配管１５の直径Ａは、５〜１５ｍｍ程度であることが好ましい。
【００２２】
異なった実施形態として、裏面側温度調節手段１２を分岐し流量調節手段を設けた配管をリブ３３の根元に設け（図示せず）、成形条件変更、材料変更等に対応せしめて流量調整を行うことは望ましいことである。そして、成形条件変更、材料変更に対応せしめて流量調整を行うために温度調節する配管は他の配管より径の小さい配管を設置することが望ましい。
【００２３】
なお、配管１５は、銅で構成することが好ましく、電鋳層８，９にはんだ等で接合することが好ましい。
【００２４】
つぎに、本発明の実施形態に係る成形品３０の製造方法について、図２（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図２（ａ）〜（ｃ）において、裏面型２、表面型３、合成樹脂２０は、説明の都合上、ハッチングの図示を省略している。なお、合成樹脂２０については、硬化した箇所を表現する手段としてハッチングを用いている。
【００２５】
図２（ａ）では、成形キャビティ４内に合成樹脂２０が充填されている。表面型３は、図示しないエアバッグ装置で裏面型２側に押圧されている。換言すれば、成形キャビティ４内に充填された合成樹脂２０には、成形圧力が印加されている。この状態において、表面側温度調節手段１１とリブ側温度調節手段１３を用いて、表面型３と裏面型２とをそれぞれ高温に加熱している。つまり、成形品３０の表面３１に相当する位置とリブ３３に相当する位置が高温に加熱されて、成形品３０の表面３１となる合成樹脂２０と、リブ３３となる合成樹脂２０の硬化が始まる。
【００２６】
一方、裏面側温度調節手段１２は、合成樹脂２０が硬化しない程度の低温に維持されている。つまり、成形品３０の裏面３２となる合成樹脂２０は未硬化の状態である。その結果、成形品３０の表面３１側とリブ３３側が硬化し、表面３１側とリブ３３側に生じた硬化収縮成分が、未硬化の裏面３２側の合成樹脂２０に印加されている成形圧力で補われる。そして、図２（ｂ）の状態に至る。
【００２７】
図２（ｂ）では、表面側温度調節手段１１とリブ側温度調節手段１３に加えて、裏面側温度調節手段１２も高温に加熱している。つまり、成形品３０の表面３１側とリブ３３側に加えて、裏面３２となる合成樹脂２０の硬化を進めている。すなわち、リブ３３は、中心部に未硬化の部分を残すことなく硬化され、裏面３２側の硬化された箇所と一体化されている。
【００２８】
そして、未硬化の合成樹脂２０は、成形キャビティ４内の略中央部に略水平に位置している。この時、成形品３０の表面３１側と裏面３２側の硬化された箇所は、未だつながっていない。そのため、未硬化の合成樹脂２０は、表面３１側と裏面３２側に生じた硬化収縮成分を成形キャビティ４内に加わる成形圧力で補いながら徐々に硬化し、図２（ｃ）に示す通り、リブ３３にヒケ等の不具合のない成形品３０が完成する。
【００２９】
以上の通り、本発明の実施形態に係る注型成形金型１、並びに成形品３０の製造方法によれば、裏面３２にリブ３３を備えた成形品３０であっても、リブ３３にヒケ等の不具合が生じることを抑制できた。
【００３０】
上記した実施形態では、温度調節手段１０は配管１５を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、配管１５の代わりに電熱ヒーター等の電熱機器で加熱しても構わない。
【符号の説明】
【００３１】
１    注型成形金型
４    成形キャビティ
１０    温度調節手段
２０    合成樹脂
３０    成形品
３１    表面
３２    裏面
３３    リブ
【図１】
0005796157.tif 000002
【図２】
0005796157.tif 000003
【図３】
0005796157.tif 000004