(57)【要約】      （修正有）【課題】外観良好な成形体を成形するための製造方法を提供する。【解決手段】以下の工程（１）〜（６）を全て含むことを特徴とする熱可塑性樹脂成形体の製造方法。（１）少なくとも一方の金型キャビティ面の一部または全面を、外部加熱手段により加熱する工程（２）遅くとも工程（１）で加熱完了した時点から、工程（４）で一対の金型間に融状熱可塑性樹脂の供給を開始する時点までの間、工程（１）において外部加熱手段により加熱した金型キャビティ部を含むように、金型キャビティ面を保温手段により保温する工程（３）一対の金型を型締めする工程（４）一対の金型間に、金型に設けられた樹脂供給口を通じて溶融状熱可塑性樹脂を供給する工程（５）両金型を冷却する工程（６）型開きして、熱可塑性樹脂成形体を取り出す工程【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌雄一対の金型間に、該金型に設けられた樹脂供給口を通じて溶融状熱可塑性樹脂を供給し、冷却して熱可塑性樹脂成形体を製造する方法であって、以下の工程（１）〜（６）を全て含むことを特徴とする熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
（１）少なくとも一方の金型キャビティ面の一部または全面を、外部加熱手段により加熱する工程
（２）遅くとも工程（１）で加熱完了した時点から、工程（４）で一対の金型間に融状熱可塑性樹脂の供給を開始する時点までの間、工程（１）において外部加熱手段により加熱した金型キャビティ部を含むように、金型キャビティ面を保温手段により保温する工程
（３）一対の金型を型締めする工程
（４）一対の金型間に、金型に設けられた樹脂供給口を通じて溶融状熱可塑性樹脂を供給する工程
（５）両金型を冷却する工程
（６）型開きして、熱可塑性樹脂成形体を取り出す工程
【請求項２】
外部加熱手段が高周波誘導加熱可能な加熱コイルであることを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法
【請求項３】
保温手段が、温風の吹付けであることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法
【請求項４】
溶融状熱可塑性樹脂を複数の樹脂供給口から供給することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
【請求項５】
外部加熱手段により、金型キャビティ面の一部を加熱することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
【請求項６】
雌雄一対の金型間に溶融状熱可塑性樹脂を供給開始する時点における金型キャビティ面の温度が、熱可塑性樹脂成形体を構成する熱可塑性樹脂の荷重たわみ温度以上であることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
【請求項７】
雌雄一対の金型間に溶融状熱可塑性樹脂を供給しながら、または供給完了後に、さらに型締めすることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の熱可塑性樹脂成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は熱可塑性樹脂成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂成形体は、経済性、軽量性、良好な賦形性から自動車の内装部品や外装部品、家電製品、住設関連製品などの広い分野で使用されている。
このような熱可塑性樹脂成形体は、射出成形や圧縮成形などの成形方法により製造できることが知られている。しかしながら、前記した方法によって開口部があるような複雑な形状の成形体を製造する場合や、成形体成形時に複数の樹脂供給ゲートを使用する場合には、得られる成形体にウエルドなどの外観不良が発生することがあった
【０００３】
前記した成形体の外観不良を解決する方法として、成形体の製造に用いる一対の金型のキャビティ面を予め外部加熱手段（高周波誘導加熱）で加熱しておき、その後、該金型間に溶融状樹脂を供給し、冷却して成形体を製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公昭５８−４０５０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１に開示された方法では、金型キャビティ面を高周波誘導加熱した後、加熱コイルを金型外に退避させ、金型キャビティを閉じて溶融樹脂を供給することになるため、加熱してから溶融樹脂を供給するまでに時間を要し、その間に温度低下が生じてしまうという問題がある。このため、事前に温度低下を見込んだ温度にまで加熱しておくことになるため、加熱時間が長くなってしまう。
本発明は、金型キャビティを外部加熱手段により加熱する場合であっても、溶融樹脂を供給するまでの間の温度低下を抑制することができるため、成形サイクルを必要以上に長くすることなく、外観良好な成形体を成形するための製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
すなわち本発明は、雌雄一対の金型間に、該金型に設けられた樹脂供給口を通じて溶融状熱可塑性樹脂を供給し、冷却して熱可塑性樹脂成形体を製造する方法において、少なくとも一方の金型キャビティ面の一部または全面を予め外部加熱手段により加熱し、遅くとも加熱完了時点から、雌雄一対の金型間に溶融状熱可塑性樹脂を供給開始するまでの間、外部加熱手段により加熱した金型キャビティ部を含むように保温手段により保温することを特徴とする熱可塑性樹脂成形体の製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の熱可塑性樹脂成形体の製造方法によれば、外観良好な熱可塑性樹脂成形体を、短い成形サイクルで効率よく製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の方法により製造される熱可塑性樹脂成形体の一例を示したものである。熱可塑性樹脂成形体の大きさや形状には特に制限はないが、本発明の製造方法は、複数の樹脂供給口が必要となる大型成形体や図４に示すような開口部（３）を有するウエルドの発生しやすい熱可塑性樹脂成形体の製造に好適である。本発明の製造方法により得られる熱可塑性樹脂成形体の表面の全体または一部には、各種シボ模様や柄模様等の凹凸模様が施されていてもよい。凹凸の溝深さは通常１０μｍ以上５００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以上２００μｍ以下である。
図６は図１の熱可塑性樹脂成形体を製造する金型の断面図を示したものであり、雌型（４）および雄型（５）の雌雄一対からなり、雄型（５）には溶融状熱可塑性樹脂を供給するための樹脂供給口（６）（７）が設けられており、溶融樹脂供給通路（８）を通じてキャビティ内に溶融状熱可塑性樹脂が供給される。この樹脂供給口の設置場所や数は、成形品の形状や大きさによって適宜決定されるが、本発明の製造方法は複数の樹脂供給口を用いた場合に好ましく適用できる。
また、雌型（４）には、温風発生装置（図示せず）に接続されたノズル（９）が設けられている。ノズル（９）の配置場所、配置数は金型キャビティ面に効率よく温風が吹付けられるような配置、数であれば特に限定されることはない。
雌雄金型の材質は、高周波誘導加熱が効率よく行えるように、磁性材料であることが好ましい。
この雌雄一対の金型は、いずれか一方の金型がプレス装置（図示せず）の固定盤に固定され、他方の金型が可動盤に固定されており、駆動装置により可動盤が固定盤方向に移動して型締めが行なわれる。この駆動装置は油圧であっても電動であっても構わない。
【０００８】
本発明で用いる雌雄一対の金型には、加熱手段が設けられている。例えば加熱手段（１０）と加熱手段を搬送する搬送手段（１１）とからなり、外部から加熱手段（１０）を雌雄金型間に挿入させ（図７）、更に加熱手段（１０）を意匠面側の金型キャビティ面に近づけて（図８）、金型キャビティ面を加熱できるようになっている。外部加熱手段は電気ヒーターや高周波誘導加熱による加熱コイル等、加熱できる手段を備えたものであれば特に限定されないが、高周波誘導加熱可能な加熱コイルは金型キャビティ表面を短時間で加熱でき、成形サイクルを短くできることから好ましく適用できる。使用する加熱コイルは、銅管を金型キャビティの加熱部位と同じ形状とすることが好ましい。
【０００９】
以下、図６に示す金型および加熱手段として高周波誘導加熱可能な加熱コイルを備えた加熱装置を用いて、図１に示す熱可塑性樹脂成形体を製造する方法を説明する。
図７、８は雄雌金型間に外部から加熱コイルを挿入し、加熱コイルを雌型のキャビティ表面に近づけて加熱しているところを示している。加熱する場所は、キャビティ面全面であっても一部であっても構わないが、部分的に加熱する方がコスト、サイクルの面で好ましい。キャビティ面の一部を部分的に加熱する場合には、加熱コイルで加熱を行わない以外は同じ金型を用いて同じ条件で熱可塑性樹脂成形体を製造した場合に、得られる熱可塑性樹脂成形体の意匠面側にウエルドやシルバーストリーク、フローマーク等の不良が発生する部位と接する金型キャビティ部位を含むように加熱することが好ましい。例えば図１に示す熱可塑性樹脂成形体の場合は、図２に示すように樹脂供給部（２）が２ヶ所あるため、それぞれの樹脂供給部から供給された溶融状熱可塑性樹脂が合流する中間部付近においてウエルド（Ａ）の発生が予想される。このため、少なくともウエルド（Ａ）の発生が予想される図３のＣ部と接する金型キャビティ部位を含むように加熱することが好ましい。また、図４に示す熱可塑性樹脂成形体の場合は、樹脂供給部（２）から供給された樹脂が開口部（３）で分離し、その下流部で分離した溶融状熱可塑性樹脂が合流するため、合流部付近においてウエルド（Ｂ）の発生が予想される。このため、少なくともウエルド（Ｂ）の発生が予想される図５のＤ部と接する金型キャビティ部位を含むように加熱することが好ましい。
【００１０】
加熱コイルでの加熱時間は、金型キャビティ表面の温度が所定の温度に達する時間とする。所定の温度は適宜設定すればよく、加熱コイルを金型外に退避させた後、雌雄金型を閉じて、金型間に溶融状熱可塑性樹脂を供給する時点において、加熱部の温度が加熱前の温度よりも２０℃以上高い温度であることが好ましく、本発明で得られる熱可塑性樹脂成形体を構成する熱可塑性樹脂の荷重たわみ温度以上であることがより好ましい。荷重たわみ温度はＪＩＳ  Ｋ７１９１−２のＢ法に従い、測定される温度である。
金型キャビティ面を部分的に加熱する場合は、加熱コイルで加熱された部分と、加熱されていない部分とで温度差が生じてしまう。この温度差が大きすぎると熱可塑性樹脂成形体の表面に光沢ムラ等の不良が発生することがあるため、できるだけ温度差を小さくすることが好ましい。金型キャビティ面の温度勾配を小さくするために、金型キャビティ面のうち加熱しない部分の温度を高くしておくことも有効であり、外部加熱手段により加熱する前の金型温度を５０℃以上にしておくことが好ましく、６０℃以上にしておくことがより好ましい。
【００１１】
予め加熱コイルにより金型キャビティ面を加熱しても、加熱コイルを退避させ、金型を閉じて溶融状熱可塑性樹脂を供給するまでの間に、金型キャビティ面の温度が低下してしまう。このため、金型キャビティ面を加熱コイルで加熱完了した時点から溶融状熱可塑性樹脂を供給開始するまでの間、加熱コイルにより加熱した金型キャビティ面を含むように保温手段により保温を行う。保温の方法は加熱した金型キャビティ面の温度を維持または温度低下を抑制できる手段であれば特に限定されないが、金型キャビティ面への温風吹付けによる保温がコストの面から好ましい。図９では、雌型に設けられたノズルから温風を吹付け、雌型キャビティ面の温度低下を抑制している。吹付ける温風の温度は、加熱コイルで加熱した温度以上であることが好ましい。温風の吹付けを開始するタイミングは加熱コイルでの加熱前からでも加熱完了時点からでもよいが、少なくとも加熱完了時点に吹付けを開始することが必要である。また、温風の吹付けを終了するタイミングは、溶融状熱可塑性樹脂を供給開始する時点までが好ましい。これにより、加熱コイルでの金型キャビティ面の初期の加熱温度を低く設定できるので、加熱時間を短くすることができ、サイクル短縮につなげることができる。
【００１２】
工程（３）は、一対の金型を型締めする工程であり、工程（４）は、一対の金型間に、金型に設けられた樹脂供給口を通じて溶融状熱可塑性樹脂を供給する工程である。工程（３）の間、および工程（４）で溶融状熱可塑性樹脂を供給開始する時点までは、工程（２）は継続して実施される。
図１０は工程（４）に相当する図であり、雌型（４）と雄型（５）との間に溶融樹脂供給通路（８）を通じて樹脂供給口（６）および樹脂供給口（７）から溶融状熱可塑性樹脂（１２）を供給開始した状態を示している。溶融状熱可塑性樹脂を供給開始するときの雌雄金型のキャビティクリアランスは通常成形体厚みとほぼ同等でよいが、成形体の用途や製品形状、大きさ等により成形体厚みよりも小さなキャビティクリアランスで供給開始してもよいし、成形体厚みよりも大きなキャビティクリアランスで供給開始してもよい。成形体厚みよりも大きなキャビティクリアランスで溶融状熱可塑性樹脂を供給開始した場合には、樹脂を供給しながら、または供給完了後にさらに型締めを行う。樹脂の供給完了後に型締めを行う場合は、供給完了後速やかに型締めを開始することが好ましい。
樹脂供給口（６）および樹脂供給口（７）から供給された溶融状熱可塑性樹脂は金型キャビティ内を流動し、図１１のようにそれぞれの樹脂供給口の中間点付近（Ｅ）で合流する。この溶融状熱可塑性樹脂の合流部付近の金型キャビティ面は予め加熱コイルで加熱されているために冷却が遅れ、ウエルドや光沢ムラ等の外観不良を目立ちにくくすることができる。
尚、図では縦方向に型締めする例を示しているが、型締め方向は縦方向であっても横方向であってもよい。
【００１３】
工程（５）で両金型を冷却した後、工程（６）では型開きして、熱可塑性樹脂成形体を取り出す。図１２は雌雄金型を開いて成形品を取り出すところを示したものであり、図１に示すウエルドや光沢ムラ等の不良がない外観良好な熱可塑性樹脂成形体を得ることができる。
【００１４】
本発明の方法に用いられる熱可塑性樹脂としては、圧縮成形、射出成形、押出成形などで通常使用される樹脂がそのまま適用される。
このような樹脂としては、たとえばポリプロピレン、ポリエチレン、アクリロニトリルースチレンーブタジエンブロック共重合体、ポリスチレン、ナイロンなどのポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、スチレンーブタジエンブロック共重合体などの一般的な熱可塑性樹脂、ＥＰＭやＥＰＤＭなどの熱可塑性エラストマー、これらの混合物、あるいはこれらを用いたポリマーアロイ等があげられる。
【００１５】
また、これらの熱可塑性樹脂には必要に応じて通常使用されるガラス繊維、各種の無機もしくは有機フィラーなどの充填材が含有されていてもよく、もちろん通常使用される各種の顔料、滑材、帯電防止剤、安定剤などの各種添加材が配合されていてもよい。
【００１６】
また、前記熱可塑性樹脂は発泡剤を含有していてもよい。発泡剤としては、熱可塑性樹脂の発泡体を製造する際に使用されている公知の化学発泡剤を使用することができる。具体的には、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム等の無機系発泡剤、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン等のニトロソ化合物、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホン−３，３’−ジスルホニルヒドラジド等のスルホニルヒドラジド類、ｐ−トルエンスルホニルセミカルバジド等の発泡剤が使用可能である。必要に応じてサリチル酸、尿素ならびにこれらを含む発泡助剤を添加することは好適な態様である。
【００１７】
発泡剤の種類は、使用する熱可塑性樹脂の溶融温度や目的とする発泡倍率等を考慮して選択される。またその添加量は、目的とする成形品の強度、密度等を考慮して調整されるが、一般的に樹脂１００重量部に対して０．１〜５重量部である。
また、化学発泡剤の他、液状またはガス状の二酸化炭素および／または窒素等を直接溶融樹脂中に圧入してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の方法により製造された熱可塑性樹脂成形体の一例を平面図で示したものである。
【図２】本発明の方法により製造された熱可塑性樹脂成形体の一例を平面図で示したものである。
【図３】本発明の方法により製造された熱可塑性樹脂成形体の一例を平面図で示したものである。
【図４】本発明の方法により製造された熱可塑性樹脂成形体の他の一例を平面図で示したものである。
【図５】本発明の方法により製造された熱可塑性樹脂成形体の他の一例を平面図で示したものである。
【図６】本発明の方法に使用する金型の一例を断面図で示したものである。
【図７】本発明の製造工程を金型断面の概略図で示したものである。
【図８】本発明の製造工程を金型断面の概略図で示したものである。
【図９】本発明の製造工程を金型断面の概略図で示したものである。
【図１０】本発明の製造工程を金型断面の概略図で示したものである。
【図１１】本発明の製造工程を金型断面の概略図で示したものである。
【図１２】本発明の製造工程を金型断面の概略図で示したものである。
【符号の説明】
【００１９】
１：熱可塑性樹脂成形体
２：樹脂供給部
３：開口部
４：雌型
５：雄型
６：樹脂供給口
７：樹脂供給口
８：溶融樹脂供給通路
９：ノズル
１０：加熱手段
１１：搬送装置
１２：溶融状熱可塑性樹脂
【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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【図１２】
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