(57)【要約】【課題】フランジ部を有した浴槽を、射出成形割金型を用いて、熱可塑性樹脂で製造する際に、肉質が均一で樹脂の配向も現れがたい製造方法を提供する。【解決手段】本体部にフランジ部を設けた浴槽の底面、フランジ部の裏面に相当する部分より、成形キャビティ内に通じる複数のゲートを形成した射出成形割金型を準備しておき、この射出形成割金型の上記キャビティ内に、上記複数ゲートを通じて、熱可塑性樹脂を主成分として含んだ樹脂成形材料を充填させ、該射出成形割金型を圧縮保持した後、固化させることによって、フランジ部を有する浴槽を、樹脂成形品として製造する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部にフランジ部を設けた浴槽の底面、フランジ部の裏面に相当する部分より、成形キャビティ内に通じる複数のゲートを形成した射出成形割金型を準備し、
この射出形成割金型の上記キャビティ内に、上記複数ゲートを通じて、熱可塑性樹脂を主成分として含んだ樹脂成形材料を充填させ、該射出成形割金型を圧縮保持した後、固化させることによって、フランジ部を有する浴槽を、樹脂成形品として製造することを特徴とする樹脂製浴槽の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
上記射出成形割金型は、複数に分岐させた樹脂流路の先端にゲートを設けており、上記樹脂流路内の樹脂成形材料は、成形工程中は加熱溶融された状態に保持されていることを特徴とする樹脂製浴槽の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記射出成形割金型に上記ゲートを通じて樹脂成形材料を注入する際には、上記成形キャビティに所定の間隔が形成されるように、上記射出成形割金型をわずかに開いた状態に保持することを特徴とする樹脂製浴槽の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のゲートを形成した射出成形割金型を使用して樹脂製浴槽を製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、樹脂製浴槽の製造方法には、ＦＲＰ（ガラス繊維強化熱硬化性樹脂）を使用した直圧成形法、熱硬化性アクリル樹脂を使用した注型成形法、ＦＲＰバックアップのアクリルフィルムを使用した真空成形法などがある。また、熱可塑性樹脂を使用した、限定されたサイズでの横締めの横射出成形方法もある。
しかしながら、ＦＲＰあるいは熱硬化性樹脂を使用する方法は、リサイクルがしにくいという問題と、有害大気汚染物質である揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含むという問題がある。また、製造サイクルが長く生産性が非常に低く、歩留まりも低いという問題もある。
一方、熱可塑性樹脂の横射出成形方法は高い射出成形圧力が必要であり、そのため高い型締め圧力を有した射出成形機が必要となるが、浴槽は大きく立ち面があるため、射出成形機による製造は困難である。
【０００３】
このような問題を解決する樹脂製浴槽の製造方法として、射出と圧縮を組み合わせた射出圧縮方式を採用したものがある。次の特許文献には、凹凸両金型からなる射出成形割金型を使用し、ゲートを通じて樹脂成形材料を金型内に注入した後、射出成形割金型を圧縮保持する方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−１６１５７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、この種の製造方法では、立ち面の高い浴槽の場合、ゲートが１つしかないため樹脂材料は均一に充填されない。特に、立ち面が４５０ｍｍ以上の浴槽であれば、底面に２、３のゲートを設けても、この問題は解決できない。また、ゲートが複数あっても、設置場所を選ばないと、樹脂成形材料の配向や、ウェルドラインが発生しやすく、クラックを生じたり、厚さが不均一になるなどの問題もあった。
また、流動性をよくするために、樹脂に可塑剤を添加、あるいは無機充填剤の調整を行う方法も採られているが、物性面に支障をきたすことがあった。
本発明は、以上のような各種の問題を解決すべく提案されたもので、その目的は、フランジ部を有した浴槽を、射出成形割金型を用いて熱可塑性樹脂で製造する際に、肉質が均一で樹脂成形材料の配向の生じがたい製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の樹脂製浴槽の製造方法は、本体部にフランジ部を設けた浴槽の底面、フランジ部の裏面に相当する部分より、成形キャビティ内に通じる複数のゲートを形成した射出成形割金型を準備しておき、この射出形成割金型の上記キャビティ内に、上記複数ゲートを通じて、熱可塑性樹脂を主成分として含んだ樹脂成形材料を充填させ、該射出成形割金型を圧縮保持した後、固化させることによって、フランジ部を有する浴槽を、樹脂成形品として製造することを特徴としている。
このような本発明方法は、フランジ部を有した浴槽を、熱可塑性樹脂で射出成形して製造する場合に、射出成形割金型に形成すべき複数のゲートの位置を特定することで、樹脂材料の配向（樹脂材料内に混入されている補強繊維などが樹脂材料の流動方向に並ぶためにクラックが生じやすく、強度に不均一が生じる）や、ウェルドラインが生じにくく、厚みが均一な成形品を得ることができ、到達したものである。
【０００６】
請求項２では、請求項１において、上記射出成形割金型は、複数に分岐させた樹脂流路の先端にゲートを設けており、上記樹脂流路内の樹脂成形材料は、成形工程中は加熱溶融された状態に保持されていることを特徴としている。
この製造方法は、いわゆるホットランナー射出成形金型を用いて効率良く製造する方法であり、スプルー、ランナー部分をヒータで加熱し、その部分の樹脂を常時加熱溶融状態にして、成形金型からは樹脂成形品のみが排出されるようになっている。
さらに、請求項３では、請求項１または２において、上記射出成形割金型に上記ゲートを通じて樹脂成形材料を注入する際には、上記成形キャビティに所定の間隔が形成されるように、上記射出成形割金型をわずかに開いた状態に保持しており、これによって、樹脂材料の注入をより低い圧力で行えるようにして、射出成形割金型の成形キャビティ内には、樹脂材料をより均一に充填させるようにしている。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の樹脂製浴槽の製造方法は、浴槽の底面とフランジ部とに、それぞれの裏面より通じる複数のゲートを形成した、いわゆる多点ゲート型の射出成形割金型を使用し、圧縮して浴槽を製造するものである。
樹脂成形材料が、底面とフランジ部分に分割されて、それぞれに対応して設けたゲートを通じて注入されるようになっているため、樹脂材料の流動性がよくなり、流動距離も短くなり、成形品の厚さを均一にすることができる。その結果、樹脂製浴槽の生産性、歩留まりを高めることができる。
成形金型にゲートを設ける位置は、浴槽の底面、フランジ部のそれぞれについて、樹脂材料の流動距離が短くなるように、左右、前後においてバランスさせることが望ましく、そのようなものでは、後述する実験結果からも明らかなように、良好な成形品が得られている。
【０００８】
請求項２では、複数のゲートは、樹脂流路を複数に分枝させるようにしたホットランナーマニホールド方式を採用しているので、注入された樹脂の流動距離が短くなり、そのため、温度低下による溶融粘度上昇を抑えることもでき、金型内での樹脂の流動性、充填性をよくすることができる。
【０００９】
請求項３では、所定の間隔が形成されるように射出成形割金型を開いた状態で、ゲートを通じて樹脂成形材料を、成形キャビティ内に充填するようにしているので、樹脂成形材料を低圧で注入でき、また樹脂材料の配向や、強いウェルドラインが生じないようにして、クラックやボイド、肉質の不均一さを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は射出成形割金型による製造方法を示す概念図、図２は、成形品である浴槽の一例を示す図である。
射出成形割金型Ｍは凹金型Ｍａ（移動型）と凸金型Ｍｂ（固定型）からなり、両者を合わせることで、成形品の形状に応じた成形キャビティＣが構成される。
この例では、成形品である、本体部の周囲にフランジ部を設けた浴槽（図２）に応じた形状の成形キャビティＣが形成されている。なお、凹金型Ｍａを固定型、凸金型Ｍｂを移動型として使用してもよい。
【００１２】
凹金型Ｍａは、側面に材料の注入口Ｅが形成されており、注入口ＥにはランナーＲとなる樹脂流路が複数に分岐して複数のゲートＧ、Ｇ、・・・が形成されている。つまり、ホットランナーマニホールド方式のゲートを構成している。
そして、これら複数のゲートＧは、成形キャビティＣの成形品である浴槽の底面Ａとフランジ部Ｂに通じるように形成されている。
【００１３】
ゲートＧは、そこに樹脂材料Ｐの注入を許容、禁止するためのバルブを設けた制限ゲートにすれば、残留応力を少なくし、クラックの発生を防止する点で望ましいが、そのようなバルブを設けない非制限ゲートとして構成してもよい。
前者の場合、バルブは射出のタイミングに合わせてゲートを開くので、スプルー、ランナーの排出がなく、成形品となる浴槽のみが排出され、後者の場合は、スプルーから直接、成形キャビティに樹脂材料が充填されるので、射出圧力の損失も少なくなる。
【００１４】
射出成形割金型Ｍに充填される樹脂成形材料Ｐは、熱可塑性樹脂を主成分とし、必要に応じて、ガラス繊維などの補強材を混合させたり、ガラスマットなどの表面材を含ませる。
成形方法は、射出成形と圧縮成形を組み合わせた射出圧縮方式が採用され、以下に、その手順を説明する。
両金型Ｍａ、Ｍｂを位置合わせして成形キャビティＣを形成した後、両金型Ｍａ、Ｍｂ間に所定の間隔Ｃａが生じるように、わずかに開き、その状態で予め加熱溶融された樹脂成形材料Ｐを注入口Ｅから注入する。
すると、樹脂成形材料Ｐは注入口ＥからランナーＲ内を移動し、それぞれの分枝流路の先端に形成されたゲートＧに達し、ゲートＧを通じて成形キャビティＣ内に充填される（図１（ａ））。
従って、ゲートＧがバルブゲートであれば、加熱され溶融された状態でランナーＲまで注入された樹脂材料は、バルブが一斉に開いて、成形キャビティＣに充填され、その後、凹金型Ｍａを下側方向に移動させて圧縮し、凸金型Ｍｂと凹金型Ｍａを所定時間閉じて、樹脂材料Ｐを金型内に充満させて、表面材Ｓと接触させて一体化する（図１（ｂ））。
そして、所定時間圧縮保持した後、金型Ｍを冷却し固化してから、金型Ｍを開けば、表面材Ｓを一体的に含ませた成形品である浴槽が取り出される。
【００１５】
本発明では、以上のような手順で樹脂成形品を製造する際、浴槽の底面とフランジ部とに相当する部分のそれぞれの裏面に、複数のゲートＧを設けた、多点ゲート型の射出成形割金型Ｍを採用しているため、樹脂成形材料Ｐの流動性、充填性がよくなり、成形品である浴槽にクラックがなく、厚みを均一にすることができる。
特に、前述したようなホットランナーマニホールド方式を採用すれば、注入された樹脂の流動距離が短くなるため、温度低下による溶融粘度上昇を抑えることができ、金型内での樹脂の流動性、充填性をさらによくすることができる。
また、樹脂材料を注入する際には、金型に空隙間隔を生じるように、成形割金型をやや開いた状態に保持すれば、樹脂成形材料Ｐを低圧で注入することができる。さらに、樹脂材料の前述したような配向や、強いウェルドラインも生じにくい構造にでき、成形品にクラックやボイド、肉質の不均一さを防止するのには極めて有効である。
【００１６】
図３は、成形品である浴槽と、ゲートとの位置関係を示す図である。
この図では浴槽は裏面を示しており、○印がゲート位置の例を示している。
フランジ部Ａには５点、底面Ｂには４点のゲートの射出口を、それぞれの裏面側に設けていることを示している。○に付した番号は、後述する図３の実験結果表のゲート位置番号に対応したものである。
図例のように底面、フランジ部にそれぞれ２個以上のゲートを設けた場合、樹脂の分流、配向によるウェルドラインを形成することがある。ウェルドラインが多数できると、外観が悪くなり、また強度や物性も悪くなる。
【００１７】
図４は、番号を付した９箇所のゲート位置候補の中から、任意の位置のゲートを選択して、成形品を製造した実験例を示している。
製造実験の成形品サイズはＬ１１００ｍｍ×Ｗ７１５ｍｍ×Ｈ５６０ｍｍ、樹脂成形材料には、非強化タイプＰＢＴ樹脂（２５０℃溶融粘度０．２５ＫＰａ）を使用した。
成形条件は、成形プレス１５００トン、金型温度８０℃、シリンダー温度２４５℃、ホットランナーゲート温度２６０℃、射出圧力３９ＭＰａ、冷却時間９０秒、材料射出時の金型間隔５ｍｍ、とした。
実験例として、ゲート位置、ゲート数の異なる金型を採用した。
なお、実験例３は、材料射出時の成形キャビティに空隙を設けたもので、他の条件は実験例１と同じとした。
【００１８】
図４に示した実験結果を考察すると、ゲート位置を底面、フランジ部のそれぞれに、左、右に振り分けて２点とする実験例１、底面に４点、フランジ部に２点とする実験例２は、樹脂材料の充填性、ウェルドラインについては問題はなかった。
成形キャビティに空隙を生じさせずに、樹脂材料を充填させた実験例３は、充填性はよいがウェルドラインが強く出た。
また、ゲート数を少なくした実験例４、５は充填性の劣った結果となった。
以上より、底面、フランジ部のそれぞれにゲートを均等に振り分けて設ければ、金型の成形キャビティ内への充填性がよくなり、成形品の肉圧を均一にできることが確認された。
また、成形金型に間隔を生じるように、成形金型をわずかに開いた状態で、樹脂材料を充填すれば、樹脂材料の注入も低圧でスムーズに行うことができ、ウェルドラインの発生を抑止するのに効果的であることもわかった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の浴槽の製造方法を示す概念図である。（ａ）は材料射出時を示しており、（ｂ）は圧縮時を示している。
【図２】本発明の製造方法によって製造される浴槽の概念図である。
【図３】成形品である浴槽と、複数ゲートの位置関係を示す浴槽底面図である。
【図４】実験例の結果を示す実験例比較表である。
【符号の説明】
【００２０】
Ｍ      射出成形割金型
Ｍａ      凹金型
Ｍｂ      凸金型
Ａ      浴槽（成形品）の底部
Ｂ      浴槽（成形品）のフランジ部
Ｃ      成形キャビティ
Ｃａ    間隔
Ｅ      注入口
Ｇ      ゲート
Ｒ      ランナー
Ｓ      表面材
Ｐ      樹脂成形材料
【図１】
2005271457.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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