(57)【要約】【課題】  金型自体に特別な加工を施すことなく、成形される樹脂製品の表面を所定の面粗度に仕上げることのできる樹脂製品の製造方法を提供することである。【解決手段】  雌型プレートのキャビティ１２と雄型プレートのコア１３とで型締めされる空間部に加熱溶融した成形樹脂１８を射出注入することによって、所定形状の樹脂体（カップ体）２１を成形する樹脂製品の製造方法において、前記キャビティ１２とコア１３との間に所定の面粗度を有した熱可塑性のシート部材１４を挟んで型締めし、前記シート部材１４とキャビティ１２とで形成される空間部内に加熱溶融した成形樹脂１８を射出注入し、冷却して固化させた後に、成形されたカップ体２１を取り出し、このカップ体２１の表面に密着されているシート部材１４を剥離することによって、前記カップ体２１の面粗度を前記シート部材１４の面粗度に合わせて成形した。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌型プレートのキャビティと雄型プレートのコアとで型締めされる空間部に加熱溶融した成形樹脂を射出注入することによって、所定形状の樹脂体を成形する樹脂製品の製造方法において、
前記コアの表面に密着可能な熱可塑性のシート部材を配置し、このシート部材と前記キャビティとによって形成される空間部に前記成形樹脂を射出注入させることを特徴とする樹脂製品の製造方法。
【請求項２】
雌型プレートのキャビティと雄型プレートのコアとで型締めされる空間部に加熱溶融した成形樹脂を射出注入することによって、所定形状の樹脂体を成形する樹脂製品の製造方法において、
前記キャビティとコアとの間に所定の面粗度を有した熱可塑性のシート部材を挟んで型締めし、前記シート部材とキャビティとで形成される空間部内に加熱溶融した成形樹脂を射出注入し、冷却して固化させた後に、成形された樹脂製品を取り出し、この樹脂製品の表面に密着されているシート部材を剥離することによって、前記樹脂製品の面粗度を前記シート部材の面粗度に合わせて成形する樹脂製品の製造方法。
【請求項３】
前記シート部材は、前記空間部に射出注入される成形樹脂の熱によって軟化され、射出する際の圧力によって、前記コアの表面に密着する請求項１又は２記載の樹脂製品の製造方法。
【請求項４】
前記シート部材は、前記成形樹脂より低い熱変形温度を有する請求項３記載の樹脂製品の製造方法。
【請求項５】
前記シート部材は、ポリイミドフィルムである請求項１乃至４のいずれかに記載の樹脂製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形を用いた各種形状の樹脂製品の製造方法に関し、特に、表面を所定の面粗度に仕上げるための樹脂製品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形は、おもにプラスチック製品を形成する際の代表的な方法であり、電気製品の部品や日用品などの製造に多く用いられている。このような射出成形は、従来、次に示すような工程を経て行われている。最初に、製品の原型となる雌型プレート（キャビティ）１２及び雄型プレート（コア）１３からなる金型１１を製作する（図７）。そして、前記キャビティ１２とコア１３とを型締めして、製品の原型となる空間部１７を形成する（図８）。次に、前記空間部１７内に溶融させた成形樹脂１８を射出注入する（図９）。そして、前記成形樹脂を冷却して固化させた後、コア１３を引き上げ、成形された樹脂製品１８ａを取り出す（図１０）。なお、成形樹脂を射出注入する射出成形機は、前記キャビティ１２とコア１３とを型締めする型締ユニットと、前記キャビティ１２内に溶融させた成形樹脂１８を射出させるための射出ユニットとで構成されている。
【０００３】
前記キャビティ１２及びコア１３は、同一の樹脂製品を大量生産するため、繰り返し使用に対しても変形に耐え得る金属材料が用いられる。このため、上記工程を経て形成される樹脂製品の表面は、前記キャビティ１２及びコア１３の金属面がそのまま転写されたような面粗度を有して形成されることになる。したがって、前記樹脂製品１８ａの面粗度は、使用するキャビティ１２とコア１３の表面加工精度に依存することとなる。
【０００４】
一方、上記射出成形によって、表面にデザイン性を持たせた装飾品等を形成する場合にあっては、特許文献１に示されているように、キャビティやコアの表面に凹凸模様やシボ模様などを施したメッキ層を新たに設けることによって行われている。
【特許文献１】特開平９−１２３１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記示したように、成形される樹脂製品の表面を設定された面粗度やデザイン模様にして仕上げる場合は、キャビティやコアからなる金型を製作する際に、その表面を研磨したり、前述したようなメッキ層を別途設けたりしなければならない。このため、金型の設計や製作に多くの工数や時間がかかり、製品コストが高くなるといった問題がある。
【０００６】
また、図１１に示すように、前記キャビティ１２やコア１３に表面加工を施しても、繰り返し使用することで、コア１３の表面１３ａの精度が荒くなったり、ごみ等の不純物が付着したりして僅かな凹凸が生じる場合がある。このような凹凸が前記表面１３ａに生じたまま射出成形を行なうと、成形された樹脂製品１８ａの表面にも凹凸がそのまま転写されてしまうこととなる。これを防止するには、前記コア１３のメンテナンス回数を多くしなければならず、それにかかる費用や工数も増えるといった問題がある。
【０００７】
また、外形形状は同じでも、面粗度の異なった樹脂製品を多種類製造する場合は、それに応じて前記キャビティやコアを用意しなければならないため、製造効率が悪くなるといった問題も有していた。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、金型自体に特別な加工を施すことなく、成形される樹脂製品の表面を所定の面粗度に仕上げることのできる樹脂製品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の樹脂製品の製造方法は、雌型プレートのキャビティと雄型プレートのコアとで型締めされる空間部に加熱溶融した成形樹脂を射出注入することによって、所定形状の樹脂体を成形する樹脂製品の製造方法において、前記コアの表面に密着可能な熱可塑性のシート部材を配置し、このシート部材と前記キャビティとによって形成される空間部に前記成形樹脂を射出注入させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の樹脂製品の製造方法は、雌型プレートのキャビティと雄型プレートのコアとで型締めされる空間部に加熱溶融した成形樹脂を射出注入することによって、所定形状の樹脂体を成形する樹脂製品の製造方法において、前記キャビティとコアとの間に所定の面粗度を有した熱可塑性のシート部材を挟んで型締めし、前記シート部材とキャビティとで形成される空間部内に加熱溶融した成形樹脂を射出注入し、冷却して固化させた後に、成形された樹脂製品を取り出し、この樹脂製品の表面に密着されているシート部材を剥離することによって、前記樹脂製品の面粗度を前記シート部材の面粗度に合わせて成形することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る樹脂製品の製造方法によれば、キャビティとコアとで型締めされる金型の空間部に所定の面粗度を有したシート部材を挟んだ状態で樹脂成形させるため、前記キャビティやコア自体に直接表面加工を施す必要がない。このため、樹脂製品の表面仕上げを行なうための工数や金型の製作コストを低く抑えることができる。また、前記シート部材を交換するだけで樹脂製品の表面を所定の面粗度になるように成形することができる。
【００１２】
また、前記シート部材の熱変形温度が成形樹脂の樹脂温度より低いため、キャビティとコアとで形成される空間内に成形樹脂を射出注入させたときに、最初にシート部材が軟化してコアの表面に隙間なく密着し、その後しばらくして成形樹脂が固化する。このように、成形樹脂を射出して所定形状の樹脂製品に成形すると同時に、その樹脂製品の表面を所定の面粗度に仕上げることができる。
【００１３】
また、前記コアは、密着されたシート部材が保護膜となるので、樹脂成形する際の磨耗や劣化を有効に防止して、長期に亘って繰り返し使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る樹脂製品の製造方法の実施形態を詳細に説明する。ここで、図１は製造の流れを示す工程図、図２乃至図６は図１に示した各工程に対応した製造過程を金型の断面図で示したものである。なお、本実施形態では、高輝度発光型の発光ダイオード（ＬＥＤ）やＬＥＤランプに使用される反射用のカップ体を形成する場合の製造方法について説明する。このカップ体は、図６に示されるように、中心部に上面から下面に向かって貫通するすり鉢状の凹部が設けられた円筒体である。また、光を均一に反射させるために、前記凹部面は、面粗度が極力小さくなるような平滑面に仕上げられる。
【００１５】
本実施形態における樹脂製品の製造手順を図１に示す。最初に樹脂製品を形成するための土台となるキャビティとコアとからなる金型を製作する（ａ１）。次に前記キャビティとコアとの間に熱可塑性のシート部材を載置する（ａ２）。次に前記シート部材をコアによって、前記キャビティ内に押し込みながら挿入する（ａ３）。そして、前記キャビティとシート部材とでできる空間部内に成形樹脂を注入する（ａ４）。その後、注入した成形樹脂を冷却して固化させる（ａ５）。最後に、前記コアをキャビティ内から引き上げ（ａ６）、形成された樹脂製品の表面からシート部材を剥離する（ａ７）。
【００１６】
図２は、図６に示したようなカップ体２１を製造する場合の金型の構成を示したものであり、雌型プレート（キャビティ）１２と雄型プレート（コア）１３からなる金型１１と、前記キャビティ１２とコア１３との間に介在させる所定の面粗度を有した熱可塑性のシート部材１４と、前記キャビティ１２内に成形樹脂を射出注入する射出成形機（図示せず）が用いられる。なお、前記射出成形機は、従来の一般的な構成のもので、前記金型１１を型締めする型締ユニット及び成形樹脂を注入する射出ユニットとで構成されている。
【００１７】
前記キャビティ１２には、前記カップ体２１の円筒形状の外形部を形成するための凹部１５と、外部から成形樹脂を注入させる注入部（ランナ）１９が形成され、コア１３には、前記カップ体２１の反射面（凹部）を形成するための凸部１６が形成されている。前記シート部材１４は、前記キャビティ１２内に注入させる成形樹脂の成形温度よりも低い熱変形温度（Ｔｇ）を有するポリイミドフィルムが使用される。このポリイミドフィルムは、加熱によって軟化するため、任意の形状に成形が容易であり、また、それを冷却すれば固化する特性を有している。
【００１８】
次に、図２乃至図６に基づいて製造工程を順に説明する。最初に、カップ体２１の形状に合わせて製作されたキャビティ１２と、コア１３とを位置決めして対向配置させると共に、前記キャビティ１２の上に熱可塑性のシート部材１４を載置する（図２）。次に、前記シート部材１４を凹部１５内に押し出すようにしながら、コア１３をキャビティ１２に向けて移動する（図３）。このとき、前記シート部材１４は、キャビティ１２の内周縁部を基点として撓みながら凸部１６の表面に沿って延ばされる。前記キャビティ１２とコア１３とを完全に型締めしてカップ体２１の製品部となる空間部１７を形成する（図４）。次に、射出成形機のノズル２０をランナ１９に挿入して、溶融させた成形樹脂１８を空間部１７内に射出注入する（図５）。この成形樹脂１８は、成形時の樹脂加熱温度が３１０〜３２０℃のポリフタルアミドや液晶ポリマなどが使用される。成形樹脂１８の注入によって、コア１３の凸部１６に沿って撓んだシート部材１４が軟化して収縮し、さらに、注入する際の射出圧力によって前記凸部１６の面形状に沿って隙間なく密着させる。そして、前記空間部１７を成形樹脂１８で完全に満たした後、冷却して固化させた後、前記コア１３をキャビティ１２から離間させ、成形されたカップ体２１を取り出す。その際、カップ体２１の表面に密着されているシート部材１４を剥離する（図６）。なお、前記シート部材１４の剥離を容易にするため、予めコア１３やキャビティ１２の表面に離型剤を塗布しておくのが好ましい。
【００１９】
以上の工程を経て形成されたカップ体２１は、すり鉢状の斜面２２がシート部材１４の表面をそのまま転写されたものとなる。本実施形態で使用したシート部材１４にポリイミドフィルムを使用しているため、面粗度Ｒａ＝２０ｎｍ以下の平滑面に形成することができる。また、このような面粗度は、面粗度の異なるフィルムを適宜選択して使用したり、前記シート部材１４に密着させるコア１３の表面に面粗度の異なるシートや成形樹脂を挟んだりすることによって自由に設定することが可能となる。これによって、外形形状は同じであっても、必要に応じた様々な面粗度を備えたカップ体２１を量産することができる。
【００２０】
なお、本発明に係る樹脂製品の製造方法は、キャビティ及びコアで構成される金型に様々な面粗度を有するシート部材をインサートする工程を追加するだけであるので、従来の射出成形で用いられる金型や射出成形機がそのまま使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る樹脂製品の製造方法の流れを示す工程図である。
【図２】本発明の製造方法で使用される金型の断面図である。
【図３】コアをキャビティに向けて移動させた状態の金型の断面図である。
【図４】コアとキャビティとを型締めした状態の金型の断面図である。
【図５】空間部に成形樹脂を満たした状態の金型の断面図である。
【図６】成形された樹脂製品の取り出し方法を示す説明図である。
【図７】従来の樹脂製品の製造方法において使用される金型の断面図である。
【図８】従来の金型におけるコアとキャビティとの型締め状態を示す断面図である。
【図９】図８の金型内に成形樹脂を射出注入して満たしたときの断面図である。
【図１０】上記従来の製造方法によって成形された樹脂製品の断面図である。
【図１１】コアの表面に細かい凹凸を有した金型によって製造される樹脂製品の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１  金型
１２  キャビティ
１３  コア
１４  シート部材
１５  凹部
１６  凸部
１７  空間部
１８  成形樹脂
１８ａ  樹脂製品
１９  ランナ
２０  ノズル
２１  カップ体
２２  斜面
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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