(57)【要約】【課題】外観が良好で、結晶化度が均一で、バリ発生が少ないポリフェニレンサルファイド成形品を得る。【解決手段】成形品の意匠面側の金型表面温度を１２５℃以上とし、裏側の金型表面温度を１１０℃以下にして、ポリフェニレンサルファイドを成形する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形品の意匠面側（表側）の金型表面温度を１２５℃以上、裏側の金型表面温度を１１０℃以下に、それぞれ維持して、ポリフェニレンサルファイドの充填開始から充填終了までを行う成形方法。
【請求項２】
型締めと射出の同時複合動作を行なうことを特徴とする請求項１に記載の成形方法。
【請求項３】
成形品が孔が設けられていてもよい板状である請求項１又は２に記載の成形方法。
【請求項４】
ポリフェニレンサルファイド成形品（１）の意匠面側（表側）を成形する金型（１１）、及び該金型（１１）の表面温度を１２５℃以上にするための温度調節手段（２）、並びに、成形品（１）の裏側を成形する金型（１２）、及び該裏側の金型の表面温度を１１０℃以下にするための温度調節手段（３）からなる成形金型。
【請求項５】
金型キャビティの周囲に断熱構造（７）を有する請求項４に記載の成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリフェニレンサルファイドの成形方法及び成形用金型に関し、詳しくは、成形品の表面の外観確保、結晶化度の均質化と共に、バリ発生を抑制する成形方法及び成形用金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）は、融点約２９０℃、ガラス転移温度約８８℃の耐熱性樹脂であり、連続使用温度は、フィルムでは１７０℃以上、ガラス繊維や炭酸カルシウムなどが配合された成形品では約２４０℃に達する。
ＰＰＳは、耐熱性が高く、流動性が良く、成形収縮率が小さいことから、薄肉成形、精密成形に適し、電気・電子部品、自動車部品、精密機械部品などに使用されている。しかし、ＰＰＳには成形時にバリが発生し易いという問題がある。
【０００３】
一般にＰＰＳ成形時のバリ対策として、金型合わせ面の精度アップによる隙間を低減する方法や、金型温度を結晶化の進まない４０〜１００℃の低温として成形する方法等が用いられる。
金型合わせ面の隙間を低減することには制限があり、近年のバリ抑制要求への対応が難しい。
また、金型温度を上記結晶化の進まない低温として成形することは、バリ発生を劇的におさえ、極めて有効な手段ではあるが、成形品表面外観の悪化や成形品が環境温度に曝されたときの表面外観変化、寸法変化等の問題があり、外観を重要視する分野への適用が困難であった。
【０００４】
特開平１−９３２０９号公報には、結晶性樹脂材料を使用して、雄金型又は雌金型のうち、一方を結晶化度の再結晶点温度よりも低く、他方を再結晶点温度よりも高くしてケースを作成し、同様にして対となるケースを作成し、両ケースの低温成形面側の間に電子部品を支持したフレームを挟み、両ケースを融着して、電子部品を含む筐体の成形方法が開示されている。（例えば特許文献１参照。）。しかし、ポリフェニレンサルファイドの再結晶点温度（Ｔｇ）は８０℃であり、従来は、一方を８０℃よりも低く、他方を８０〜１００℃、高くとも１２０℃程度で成形しており、このような温度では、結晶化度がまだ変化を続けている段階にある。
特開平８−８０５５３号公報には、キャビティ端部に入れ子が設けられ、入れ子が局部冷却されることにより、ポリプロピレンやＡＢＳ樹脂の成形時に、バリやガス焼けが発生しない射出成形金型が開示されている（例えば特許文献２参照。）。
しかし、従来の技術では、ＰＰＳを使用して成形品の表面の外観を良好にすること、表面の結晶化度の均質化を図ることと、バリ発生を抑えることを、同時に達成することは困難であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１−９３２０９号公報（請求項２、および第３頁左下欄下から６行〜右下欄５行）
【特許文献２】
特開平８−８０５５３号公報（請求項１、段落番号００１０、および図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ＰＰＳ射出成形品の外観を確保し、表面の結晶化度を均質にすると共に、金型パーティングライン（ＰＬと略すこともある）等のバリ発生を抑制する成形法及び成形用金型を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、ポリフェニレンサルファイドを射出成形する際に、意匠面となる成形品表面の金型表面温度を１２５℃以上とし、裏側の金型表面温度を１１０℃以下にし、さらに射出タイミングと型温変化のタイミングの調整を行うことによって、意匠面の外観および成形品の均一な結晶化度を確保するとともに、バリの発生を劇的に抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち本発明の第１は、成形品の意匠面側（表側）の金型表面温度を１２５℃以上、裏側の金型表面温度を１１０℃以下に、それぞれ維持して、ポリフェニレンサルファイドの充填開始から充填終了までを行う成形方法を提供する。
本発明の第２は、型締めと射出の同時複合動作を行なうことを特徴とする本発明の第１に記載の成形方法を提供する。
本発明の第３は、成形品が孔が設けられていてもよい板状である本発明の第１又は２に記載の成形方法を提供する。
本発明の第４は、ポリフェニレンサルファイド成形品（１）の意匠面側（表側）を成形する金型（１１）、及び該金型（１１）の表面温度を１２５℃以上にするための温度調節手段（２）、並びに、成形品（１）の裏側を成形する金型（１２）、及び該裏側の金型の表面温度を１１０℃以下にするための温度調節手段（３）からなる成形金型を提供する。
本発明の第５は、金型キャビティの周囲に断熱構造（７）を有する本発明の第４に記載の成形金型を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図を使用して説明する。
図１は、本発明を示すＰＰＳ製の平板状成形品１の一例であり、図２はその射出成形金型の要部断面図である。
図１において、成形終了時では、スプルーおよびランナー１’が付いた状態で型から突き出されるが、製品としてはこの部分は削除される。
図２の例では、高温側の意匠面（例えば固定側）を形成する金型１１と低温側の裏面（例えば可動側）を形成する金型１２を、それぞれ独立に温度調節できるように、金型内にそれぞれ高温側温度調節手段２および低温側温度調節手段３が設けられ、両金型のパーティングライン１３の直近にそれぞれ高温側温度測定手段４および低温側温度測定手段５が設けられている。
高温側温度調節手段２としては、ヒーター、熱媒などが挙げられ、加熱効率が良いので棒ヒーターが好ましい。
低温側温度調節手段３としては、水、油、スチーム等の熱媒、ヒーターなどが挙げられ、冷却効率が良く、金型温度が均一になるので水が好ましい。
温度測定手段としては、熱電対、赤外線温度計などが挙げられる。
温度測定手段で検出された温度は、例えば、比例・積分制御等ができる電子回路を介して温度調節手段にフィードバックすることにより、金型を所定の温度に維持し易くなる。
金型の周囲を断熱材で囲う等して、金型に断熱構造を設けてもよい。このような断熱構造とすることにより、金型の熱伝導率を低下させたり、熱容量を小さくできるので、金型の温度変化を小さくすることができる。なお、図２では、２個所にバリ長さ測定用ギャップ（幅５ｍｍ、深さ２０μｍ）６を設けてある。
【００１０】
図３は、押しボタン用の孔を有する携帯電話の筐体面を模して作成された成形品の一例であり、図４はその金型の要部断面図である。
図４の例では、孔を設けるために高温側金型１１に突起が設けられ、突起の先端面は低温側金型１２のキャビティ面に突き当てられる（本発明では該先端面を突き当て面という）。図４の例では、バリ長さ測定用ギャップは設けていないが、比較的バリ抑制の困難な突き当て面のバリ改善効果を評価することができる。
【００１１】
成形品の裏面を形成させるための低温側の金型表面温度は、１１０℃以下、好ましくは８０〜１１０℃であり、さらに好ましくは１００〜１１０℃である。低温側の金型表面温度が、上記温度範囲超であるとバリ発生が著しくなって好ましくない。
成形品の表面を形成させるための高温側の金型表面温度は、ポリフェニレンサルファイドの均一な結晶化を完了して外観を良くするためには、１２５℃以上、好ましくは１２５〜１５０℃であり、さらに好ましくは１２５〜１３０℃である。高温側の金型表面温度が、上記温度範囲未満であると結晶化が不十分であったり、結晶化度の均一化が低かったり、寸法精度に悪影響を与え、熱処理等による意匠面側の外観が悪くなって好ましくない。
【００１２】
樹脂の充填のタイミングは、図５に示すように、両金型表面温度の変化を測定しながら調整される。図５では、例えば、意匠面側の高温側金型表面温度は１５０℃に、裏面側の低温側金型表面温度は１００℃に設定され、型締めを行う。両金型の接触と共に両金型の温度は変化し始め、低温側金型表面温度は上昇し、高温側金型表面温度は低下する。
樹脂の充填開始は、両金型表面温度が上記設定温度に到達すれば、型締め完了直後であっても、型締め完了前１秒以内、好ましくは０．３秒以内であってもよい。樹脂の充填中においても、両金型の温度は上記と同様な変化を続ける。
本発明では、充填のタイミングは、型締め後充填を開始してもよいが、型締めと射出の同時複合動作を行なうことによって、より正確な温度コントロールを可能とする。同時複合動作とは、型締め完了前に射出工程を開始し、充填完了前に型締めを完了することをいう。樹脂の充填タイミングをこのようにコントロールすることによって、より正確な金型温度差を維持できる。
樹脂の充填終了後、必要に応じて保圧充填を行った後、冷却工程に入る。冷却工程では、さらに上記と同様な変化を続けるが、型開きして成形品を取り出す時点では、それぞれの温度でほぼ一定になる。
【００１３】
本発明の成形方法では、充填終了時点まで、意匠面側の金型表面温度を１２０℃超、好ましくは１２５℃以上、裏側の金型表面温度を１１０℃以下、好ましくは１００℃以下に保つ。
また、充填終了時点まで、金型パーティングライン及び必要に応じて設けられる金型内突当て面の表面温度の差を１０〜３０℃に保つ。
【００１４】
本発明で使用するＰＰＳの種類、分子量、溶融粘度などには特に制限はなく、直鎖型、架橋型、半架橋型などの重合方法により得られたものが使用できる。
ＰＰＳには、樹脂添加剤、充填剤、強化繊維などが配合されてもよい。
【００１５】
本発明において、成形方法としては、射出成形、押出成形、フープ成形、ブロー成形、圧縮成形、射出圧縮成形、注型成形等が挙げられる。
【００１６】
本発明により得られる成形品は、好ましくは板状であり、成形品の厚みは０．１〜２０ｍｍ、好ましくは０．１〜２ｍｍである。成形品には、押しボタン用や表示用の孔や窓等（孔と代表して言う）が設けられていてもよく、特に携帯電話、携帯情報端末などの筐体に用いられる。
【００１７】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、本実施例では、万能投影機を使用しバリ長さを測定した。また、意匠面外観の評価として、中心線平均表面粗さＲａ（ＪＩＳ  Ｂ０６０１に基づく）、及び結晶化度の均質化の目安としてアニール（１００℃×２時間）前後の寸法変化を測定した。
【００１８】
［実施例１］
ＰＰＳとしてフォートロンＴＭ１１４０Ａ１（ポリプラスチックス（株）製）を使用して、図２に示す構造の金型を用いて射出成形品を得た。
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【００１９】
［比較例１］
金型温度設定を固定側、可動側ともに１５０℃（ヒーター温調）とした以外は実施例１と同様に成形した。
【００２０】
［比較例２］
金型温度設定を固定側、可動側ともに１００℃（水温調）とした以外は実施例１と同様に成形した。
上記試験結果を纏めて表１に示す。
【００２１】
【表１】
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【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、意匠面の表面外観を良くすること、寸法精度に影響を与える結晶化度が均一にできること、及びバリが抑制されることが同時に解決される。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明に係る成形品の一例の上面図である。
（ｂ）本発明に係る成形品の一例の断面図である。
【図２】（ａ）本発明に係る金型の一例の縦断面図である。
（ｂ）本発明に係る金型の一例のＰＬ面断面図である。
【図３】（ａ）本発明に係る孔あき成形品の一例の上面図である。
（ｂ）本発明に係る孔あき成形品の一例の断面図である。
【図４】（ａ）本発明に係る金型の一例の縦断面図である。
（ｂ）本発明に係る金型の一例のＰＬ面断面図である。
【図５】本発明の成形方法に係る金型温度と成形タイミングの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
１  成形品
１’スプルーおよびランナー
２  （高温側）温度調節手段
３  （低温側）温度調節手段
４  （高温側）温度測定手段
５  （低温側）温度測定手段
６  バリ測定用ギャップ
９  孔
１０  金型キャビティ
１１  意匠面側（表側）金型
１２  裏側金型
１３  金型パーティングライン（ＰＬ）
【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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