(57)【要約】【課題】薄肉板状の成型品を高い歩留まりで製造する。【解決手段】成形型内の直方体形状のキャビティ５に、キャビティ６と直接接続されたゲート５から材料物質を注入して、板状の成型品１を作成する。ゲート６は、キャビティ５よりも大きな容積を有しているとともに、材料物質の注入方向と直交する断面における断面積がキャビティ５に近づくにつれて連続的に減少する断面積漸減部１１を有し、断面積漸減部１１はキャビティ５に直接接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形型内の直方体形状のキャビティに、前記キャビティと直接接続されたゲートから材料物質を注入して、板状の成型品を作成するステップを有し、
前記ゲートは、前記キャビティよりも大きな容積を有しているとともに、前記材料物質の注入方向と直交する断面における断面積が前記キャビティに近づくにつれて連続的に減少する断面積漸減部を有し、前記断面積漸減部は前記キャビティに直接接続されている、成型品の製造方法。
【請求項２】
前記ゲートは、前記注入方向と直交する断面における断面積が一定である断面積一定部を有し、
前記断面積一定部は、前記注入方向における前記断面積漸減部の上流側で前記断面積漸減部と直接接続されており、前記断面積漸減部の前記注入方向の長さが前記断面積一定部の前記注入方向の長さより大きい、請求項１に記載の成型品の製造方法。
【請求項３】
前記断面積漸減部は、
前記断面積一定部に接続され、前記キャビティに近づくにつれて幅が連続的に減少する幅漸減部と、
前記幅漸減部及び前記キャビティに接続され、前記キャビティに近づくにつれて幅が連続的に増加し、前記キャビティとの接続部で前記キャビティの幅と一致する幅漸増部と、を有している、請求項２に記載の成型品の製造方法。
【請求項４】
前記成型品を作成するステップの前に、前記ゲートを研磨するステップを有している、請求項１から３のいずれか１項に記載の成型品の製造方法。
【請求項５】
成形型内の直方体形状の第１のキャビティに、前記第１のキャビティと直接接続された第１のゲートから第１の材料物質を注入して、板状の中間成型品を作成するステップと、
前記中間成型品の厚さ方向に該中間成型品と隣接して、成形型内に直方体形状の第２のキャビティを形成するステップと、
前記第２のキャビティに、前記第２のキャビティと直接接続された第２のゲートから第２の材料物質を注入して、２層構造の成型品を作成するステップと、を有し、
前記第２のゲートは、前記第２のキャビティよりも大きな容積を有しているとともに、前記第２の材料物質の注入方向と直交する断面における断面積が前記第２のキャビティに近づくにつれて連続的に減少する断面積漸減部を有し、前記断面積漸減部は前記第２のキャビティに直接接続されている、成型品の製造方法。
【請求項６】
前記第２のゲートは、前記注入方向と直交する断面における断面積が一定である断面積一定部を有し、
前記断面積一定部は、前記注入方向における前記断面積漸減部の上流側で前記断面積漸減部と直接接続されており、前記断面積漸減部の前記注入方向の長さが前記断面積一定部の前記注入方向の長さより大きい、請求項５に記載の成型品の製造方法。
【請求項７】
前記断面積漸減部は、
前記断面積一定部に接続され、前記第２のキャビティに近づくにつれて幅が連続的に減少する幅漸減部と、
前記幅漸減部及び前記第２のキャビティに接続され、前記第２のキャビティに近づくにつれて幅が連続的に増加し、前記第２のキャビティとの接続部で前記第２のキャビティの幅と一致する幅漸増部と、を有している、請求項６に記載の成型品の製造方法。
【請求項８】
前記第２のゲートは、前記第１のゲートよりも大きな容積を有している、請求項５から７のいずれか１項に記載の成型品の製造方法。
【請求項９】
前記成型品を作成するステップの前に、前記第２のゲートを研磨するステップを有する、請求項５から８のいずれか１項に記載の成型品の製造方法。
【請求項１０】
前記成型品は携帯用電子機器の筺体である、請求項１から９のいずれか１項に記載の成型品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成型品の製造方法に関し、特に薄肉板状の樹脂成型品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、液晶高分子から薄肉平板を射出成型によって製造する技術が記載されている。キャビティにはキャビティとほぼ同じ幅のフィルムゲートが接続され、フィルムゲートは肉厚部に接続されている。肉厚部は複数本のランナに接続されている。材料物質はランナから供給され、厚肉部及びフィルムゲートを通ってキャビティに注入される。フィルムゲートはキャビティに向かって徐々に厚さ（内空高さ）が減少している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−４０３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来から携帯電話などの小型の電子機器において、さらなる軽量化、薄肉化のために筺体の厚さを低減する努力が行われている。そのためには、キャビティに材料物質を均一に充填することが必要となる。特許文献１に記載の技術では、薄肉化のためにキャビティの内空高さを減少させると、それに応じてフィルムゲートの内空高さも減少させる必要が生じる。このため、フィルムゲート自体の圧力損失が増加し、材料物質の流動性が悪化し、その結果、内空高さの減少したキャビティに効率的に材料物質を充填することが困難となり、歩留まりの低下を招く。
【０００５】
本発明は薄肉板状の成型品を高い歩留まりで製造することのできる成型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】
【０００６】
本発明の一実施態様に係る成型品の製造方法は、成形型内の直方体形状のキャビティに、キャビティと直接接続されたゲートから材料物質を注入して、板状の成型品を作成するステップを有している。ゲートは、キャビティよりも大きな容積を有しているとともに、材料物質の注入方向と直交する断面における断面積がキャビティに近づくにつれて連続的に減少する断面積漸減部を有し、断面積漸減部はキャビティに直接接続されている。
【０００７】
本発明の他の実施態様に係る成型品の製造方法は、成形型内の直方体形状の第１のキャビティに、第１のキャビティと直接接続された第１のゲートから第１の材料物質を注入して、板状の中間成型品を作成するステップと、中間成型品の厚さ方向に中間成型品と隣接して、成形型内に直方体形状の第２のキャビティを形成するステップと、第２のキャビティに、第２のキャビティと直接接続された第２のゲートから第２の材料物質を注入して、２層構造の成型品を作成するステップと、を有している。第２のゲートは、第２のキャビティよりも大きな容積を有しているとともに、第２の材料物質の注入方向と直交する断面における断面積が第２のキャビティに近づくにつれて連続的に減少する断面積漸減部を有し、断面積漸減部は第２のキャビティに直接接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、薄肉板状の成型品を高い歩留まりで製造することのできる成型品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ステップ１における中間成型品の作成方法を示す模式図である。
【図２】ステップ２，３における樹脂成型品の作成方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の成型品の製造方法は、薄肉板状の樹脂成型品の製造に好適に適用することができ、特に携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末、電子書籍端末などの携帯用電子機器の樹脂成型品、具体的にはこれらの機器の筺体に特に好適に適用することができる。本発明は雑貨等における薄肉板状の樹脂成型品の製造にも用いることができる。
【００１１】
本発明はさらに、２種類の材料物質を２層構造に成型したいわゆる２色成型に好適に適用することができる。２色成型は筺体の割れと傷つきに同時に対処することが可能な技術である。筺体を単一材料で成型する場合、例えば、傷つきが生じにくくするためにアクリル（ＰＭＭＡ）樹脂を使うと割れが生じ易くなり、割れが生じにくくするためにポリカーボネート（ＰＣ）樹脂を使うと傷つきが生じ易くなる。そこで、ポリカーボネート樹脂を下層とし、アクリル樹脂を上層とする２色成型を用いることで、２つの要求を同時に満たす筺体を作成することができる。しかし、各層の成型厚さは樹脂の流動性から制約があり、一般に２色成型では成型品の総厚さが増加する傾向にある。本発明では、筺体の割れと傷つきに同時に対処できるだけでなく、成型品の総厚さの増加を抑えることもできる。以下では樹脂の２色成型の場合を例に、本発明の実施形態を説明する。
【００１２】
（ステップ１）成形型内の直方体形状の第１のキャビティ５に、第１のキャビティ５と直接接続された第１のゲート６から第１の樹脂Ｒ１（第１の材料物質）を注入して、板状の中間成型品１を作成する。
【００１３】
図１はステップ１における中間成型品１の製造方法を示している。同図（ａ），（ｃ）は横断面図を、同図（ｂ）は平面図をそれぞれ示している。図１（ａ），（ｂ）を参照すると、中間成型品１を製造するための成形型２は第１の上型３と下型４を備えており、これらを密着させることで、成形型２の内部に中間成型品１の形状とほぼ一致する第１のキャビティ５が形成される。第１のキャビティ５の形状は特に限定されないが、薄肉の板状の成型品を製造するため略直方体の形状となっていることが望ましい。
【００１４】
成形型２の内部には第１のキャビティ５に接続された第１のゲート６が形成されている。第１のゲート６は下型４を貫通して延びる第１の樹脂供給配管８に接続されており、第１の樹脂供給配管８を通る第１の樹脂Ｒ１は第１のゲート６を経由して、第１のキャビティ５に供給される。第１の樹脂供給配管８は、第１の上型３を貫通して第１のゲート６に接続されてもよい。第１のゲート６は、第１のキャビティ５の容積Ｖ２よりも大きな容積Ｖ１を有している。第１のキャビティ５及び第１のゲート６は、本実施形態では、第１の上型３の、下型４との対向面９に形成された凹部であるが、下型４の、第１の上型３との対向面９に形成された凹部であってもよく、第１の上型３と下型４とを跨ぐ空洞部であってもよい。
【００１５】
第１のゲート６は、第１の断面積一定部１０と第１の断面積漸減部１１とから構成されている。第１の断面積一定部１０は、第１の樹脂Ｒ１の注入方向Ｄ１と直交する断面における断面積Ｓ１が一定である。第１の断面積漸減部１１は、第１の樹脂Ｒ１の注入方向Ｄ１と直交する断面における断面積Ｓ２が、第１のキャビティ５に近づくにつれて連続的に減少している。第１の断面積一定部１０及び第１の断面積漸減部１１の、第１の樹脂Ｒ１の注入方向Ｄ１と直交する断面は、本実施形態では矩形形状であるが、これに限らず、半円形状、半楕円形状、円形形状、楕円形状、台形形状などの任意の形状とすることができる。
【００１６】
第１の断面積漸減部１１は、第１のキャビティ５及び第１の断面積一定部１０に直接接続されている。第１の断面積一定部１０は、第１の樹脂Ｒ１の注入方向Ｄ１における第１の断面積漸減部１１の上流側で、第１の断面積漸減部１１と直接接続されている。第１の断面積漸減部１１の第１の樹脂Ｒ１の注入方向Ｄ１の長さＬ１は、第１の断面積一定部１０の第１の樹脂Ｒ１の注入方向Ｄ１の長さＬ２より大きい。
【００１７】
第１の断面積漸減部１１は、第１のキャビティ５に近づくにつれて幅Ｗ１が連続的に減少する第１の幅漸減部１２と、第１の幅漸減部１２及び第１のキャビティ５に接続され、第１のキャビティ５に近づくにつれて幅Ｗ２が連続的に増加する第１の幅漸増部１３と、を有している。
【００１８】
第１の幅漸減部１２では、内空高さＨ１と幅Ｗ１の両方が、第１のキャビティ５に近づくにつれて減少している。本明細書において「幅」は、樹脂の注入方向と直交する断面における長辺の寸法であり、「内空高さ」は、樹脂の注入方向と直交する断面における短辺の寸法である。
【００１９】
第１の幅漸増部１３では、幅Ｗ２が第１のキャビティ５に近づくにつれて増加しているが、内空高さＨ２は、第１のキャビティ５に近づくにつれて減少している。このため、第１の樹脂Ｒ１の注入方向Ｄ１と直交する断面における第１の幅漸増部１３の断面積Ｓ２は、第１のキャビティ５に近づくにつれて連続的に減少している。第１の幅漸増部１３の幅Ｗ２は、第１のキャビティ５との接続部７では、第１のキャビティ５の幅Ｗ３と一致している。
【００２０】
以上説明した成形型２において、図１（ｃ）に示すように、第１の樹脂供給配管８から第１の樹脂Ｒ１を供給し、第１のゲート６を経由して、第１のキャビティ５に第１の樹脂Ｒ１を注入して、板状の中間成型品１を作成する。
【００２１】
（ステップ２）中間成型品１の厚さ方向（第１のキャビティ５の内空高さＨ３の方向）に中間成型品１と隣接して、直方体形状の第２のキャビティ２５を形成する。図２はステップ２，３における樹脂成型品の製造方法を示している。同図（ａ），（ｃ）は横断面図を、同図（ｂ）は平面図をそれぞれ示している。
【００２２】
具体的には、中間成型品１が固化した後に第１の上型３を外し、第１のゲート６に充填されて固化している第１の樹脂Ｒ１を切断して除去する。次に、凹部の内空高さが第１の上型３より大きい第２の上型２３を下型４の上にセットし、第２の上型２３と下型４とを密着させて第２のキャビティ２５を形成する。図２（ａ）はこのときの状態を示している。第２のキャビティ２５の形状は特に限定されないが、第１のキャビティ５と同様、略直方体形状であることが望ましい。
【００２３】
成形型２２の内部には第２のキャビティ２５に接続された第２のゲート２６が形成されている。第２のゲート２６は下型４を貫通して延びる第２の樹脂供給配管２８に接続されており、第２の樹脂供給配管２８を通る第２の樹脂Ｒ２（第２の材料物質）は第２のゲート２６を経由して、第２のキャビティ２５に供給される。第２の樹脂供給配管２８は、第２の上型２３を貫通して第２のゲート２６に接続されてもよい。第２のゲート２６は、第２のキャビティ２５の容積Ｖ４よりも大きな容積Ｖ３を有している。第２のゲート２６の容積Ｖ３は第１のゲート６の容積Ｖ１よりも大きいことが望ましいが、第１のゲート６の容積Ｖ１と同じであってもよく、第１のゲート６の容積Ｖ１より小さくてもよい。
【００２４】
第２のゲート２６は第２の断面積一定部３０と第２の断面積漸減部３１とから構成されている。第２の断面積一定部３０は、第２の樹脂Ｒ２の注入方向Ｄ２と直交する断面における断面積Ｓ３が一定である。第２の断面積漸減部３１は、第２の樹脂Ｒ２の注入方向Ｄ２と直交する断面における断面積Ｓ４が、第２のキャビティ２５に近づくにつれて連続的に減少している。第２の断面積一定部３０及び第２の断面積漸減部３１の第２の樹脂Ｒ２の注入方向Ｄ２と直交する断面は、本実施形態では矩形形状であるが、これに限らず、中間成形品１の形状に沿った任意の形状とすることができる。
【００２５】
第２の断面積漸減部３１は、第２のキャビティ２５及び第２の断面積一定部３０に直接接続されている。第２の断面積一定部３０は、第２の樹脂Ｒ２の注入方向Ｄ２における第２の断面積漸減部３１の上流側で第２の断面積漸減部３１と直接接続されている。第２の断面積漸減部３１の第２の樹脂Ｒ２の注入方向Ｄ２の長さＬ３は、第２の断面積一定部３０の第２の樹脂Ｒ２の注入方向Ｄ２の長さＬ４より大きい。
【００２６】
第２の断面積漸減部３１は、第２のキャビティ２５に近づくにつれて幅Ｗ４が連続的に減少する第２の幅漸減部３２と、第２の幅漸減部３２及び第２のキャビティ２５に接続され、第２のキャビティ２５に近づくにつれて幅Ｗ５が連続的に増加する第２の幅漸増部３３と、を有している。
【００２７】
第２の幅漸減部３２では、内空高さＨ４と幅Ｗ４の両方が、第２のキャビティ２５に近づくにつれて減少している。第２の幅漸増部３３では、幅Ｗ５が第２のキャビティ２５に近づくにつれて増加しているが、内空高さＨ５は、第２のキャビティ２５に近づくにつれて減少している。このため、第２の樹脂Ｒ２の注入方向Ｄ２と直交する断面における第２の幅漸増部３３の断面積Ｓ４は、第２のキャビティ２５に近づくにつれて連続的に減少している。第２の幅漸増部３３の幅Ｗ５は、第２のキャビティ２５との接続部２７では、第２のキャビティ２５の幅Ｗ６と一致している。第２の幅漸増部３３の第２のキャビティ２５との接続部２７における内空高さＨ５が第２のキャビティ２５の内空高さＨ６に一致するように、必要に応じて、三角形断面の中子３４を設置してもよい。
【００２８】
（ステップ３）図２（ｃ）に示すように、第２のキャビティ２５に、第２のキャビティ２５と直接接続された第２のゲート２６から第２の樹脂Ｒ２を第２のゲート２６から注入し、中間成形品１の上に第２の層２１を作成する。第１の樹脂Ｒ１の再溶融を防止するため、第２の樹脂Ｒ２の融点は第１の樹脂Ｒ１の融点より低いことが望ましい。その後、第２の層２１が固化した後に第２の上型２３を外し、第２のゲート２６に充填されて固化された第２の樹脂Ｒ２を切断して除去する。以上によって、中間成形品１と第２の層２１とからなる２層構造の樹脂成型品３５を作成することができる。
【００２９】
このような樹脂成型品の製造方法によれば、第１及び第２のゲート６，２６は、それぞれ第１及び第２キャビティ５，２５よりも大きな容積を有しているため、必要な容積の樹脂の全てを収容することができる。加圧して樹脂を注入するときは、ほとんどの樹脂がいったん第１及び第２のゲート６，２６に蓄積され、その後第１及び第２のキャビティ５，２５に一気に注入される。このため、樹脂の流動性が高まり、狭いキャビティ、特に内空高さの小さいキャビティにも効率的に樹脂を充填することができる。具体的には、ゲートが狭小であると、キャビティへの注入は直ちに開始されるものの、ゲート自体の圧力損失が大きくなり、充填圧力のロスが大きい。これに対して、本発明では、加圧されてからしばらくの間はゲート６，２６への樹脂の蓄積が続き、ゲートが樹脂で充填されゲートの圧力が高まった時点でキャビティ５，２５への注入が一気に始まる。このため、ゲート６，２６での圧力損失は非常に小さく、より大きな充填圧力をキャビティ５，２５に掛けることができる。
【００３０】
断面積漸減部１１，３１では、樹脂注入方向Ｄ１，Ｄ２と直交する断面における断面積がキャビティ５，２５に近づくにつれて連続的に減少する。このため、樹脂の流動速度が徐々に上がっていくが、圧力損失が小さいため、充填圧力のロスを抑えることができる。圧力損失をさらに抑えるため、樹脂成型品を作成するステップ３の前に、第２のゲート２６、及び必要に応じて第１のゲート６の壁面の少なくとも一部を研磨することが好ましい。
【００３１】
特に、第２のキャビティ２６の内空高さＨ６が第１のキャビティ６の内空高さＨ３より小さい場合、従来は第２の樹脂Ｒ２を薄肉で成型することが困難であった。例えば、比較的厚肉のポリカーボネート樹脂を下層とし、比較的薄肉のアクリル樹脂を上層とする２色成型を行う場合、ポリカーボネート樹脂の厚さは、樹脂の流動性の制約から０．８ｍｍ程度が限界であり、アクリル樹脂の厚さは、同様の理由から０．７ｍｍ程度が限界であった。すなわち、従来の製造方法では１．５ｍｍ程度が限界であった。
【００３２】
これに対して本願発明を適用したところ、ポリカーボネート樹脂の下層を厚さ０．７ｍｍで、アクリル樹脂の上層を厚さ０．１ｍｍで成型し、総厚さ０．８ｍｍの２色成型品を作成することができた。
【００３３】
成型品の材料は上述したアクリル樹脂及びポリカーボネート樹脂に限定されず、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂（ＡＢＳ）、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ゴムなどの成型可能な材料を適宜組み合わせて使うことができる。
【００３４】
本発明は２色成型に特に好適に適用できるが、単一材料を用いた成型や３種類以上の材料で３層以上の層構成を備えた樹脂成型品の製造にも適用することができる。単一材料を用いる場合は上述したステップ１を実行するだけで樹脂成型品を作成することができる。すなわち、ステップ１で作成された中間成型品が樹脂成型品となる。３層以上の層構成を備えた樹脂成型品を作成する場合は、ステップ２，３を必要回数繰り返せばよい。
【符号の説明】
【００３５】
１  中間成型品
２，２２  成形型
５  第１のキャビティ
６  第１のゲート
１０  第１の断面積一定部
１１  第１の断面積漸減部
１２  第１の幅漸減部
１３  第１の幅漸増部
２１  第２の層
２５  第２のキャビティ
２６  第２のゲート
３０  第２の断面積一定部
３１  第２の断面積漸減部
３２  第２の幅漸減部
３３  第２の幅漸増部
３５  樹脂成型品
【図１】
2013180472.tif 000003
【図２】
2013180472.tif 000004