(57)【要約】      （修正有）【課題】成形体のリングマークや光沢ムラ、転写ムラ等の不良の発生を抑制し、外観良好な成形体を製造する方法を提供する。【解決手段】キャビティを形成するキャビティ面を有する一対の金型を、型締め方向のキャビティクリアランスが所定位置となるまで型締めを行う第一型締め工程と、前記金型を開きながら前記キャビティに熱可塑性樹脂を供給する供給工程と、前記熱可塑性樹脂の供給が完了するまでに、前記金型の型締めを行う第二型締め工程を有する成形体の製造方法であって、前記供給工程は少なくとも、前記金型の型開き速度を所定速度Ｖ１とする第一供給工程と、この第一供給工程よりも遅い速度Ｖ２で前記金型の型開きを行う第二供給工程と、を有するものとする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを形成するキャビティ面を有する一対の金型を、型締め方向のキャビティクリアランスが所定位置となるまで型締めを行う第一型締め工程と、
前記金型を開きながら前記キャビティに熱可塑性樹脂を供給する供給工程と、
前記熱可塑性樹脂の供給が完了するまでに、前記金型の型締めを行う第二型締め工程を有する成形体の製造方法であって、
前記供給工程は少なくとも、前記金型の型開き速度を所定速度とする第一供給工程と、この第一供給工程よりも遅い速度で前記金型の型開きを行う第二供給工程と、を有することを特徴とする成形体の製造方法。
【請求項２】
前記第一供給工程の型開き速度（Ｖ1）と、前記第二供給工程の型開き速度（Ｖ2）と、の比（Ｖ1／Ｖ2）は１．５〜１０である請求項１に記載の成形体の製造方法。
【請求項３】
前記第一供給工程の型開き速度は、１ｍｍ／ｓｅｃ以上、１０ｍｍ／ｓｅｃ以下である請求項１又は２に記載の成形体の製造方法。
【請求項４】
前記第二供給工程の型開き速度は、０．５ｍｍ／ｓｅｃ以上、５ｍｍ／ｓｅｃ以下である請求項１から３いずれかに記載の成形体の製造方法。
【請求項５】
前記第二型締め工程の型締め速度は、３０ｍｍ／ｓｅｃを超え、３００ｍｍ／ｓｅｃ以下である請求項１から４いずれかに記載の成形体の製造方法。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂の供給速度は、６００ｃｃ／ｓｅｃ以上である請求項１から５のいずれかに記載の成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂からなる成形体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱可塑性樹脂からなる成形体は、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、住設関連製品等の分野で幅広く使用されている。
【０００３】
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。例えば、閉鎖状態にある雌雄金型間に溶融状熱可塑性樹脂を供給しながら、キャビティクリアランスが所定の値に達するまで金型を開いた後、型締めを行うことにより成形品を製造する方法が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−１３８２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の方法によれば、低圧力で外観の良好な成形品を得ることができるが、成形条件によっては得られる成形体に形成されるリングマークの発生の抑制や、光沢ムラや転写ムラの発生の抑制については改良が求められている。
以上の課題に鑑み、本発明は、成形体のリングマークや光沢ムラ、転写ムラ等の不良の発生を抑制し、外観良好な成形体を製造する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】
【０００５】
本発明者らは、以下のような構成を採用することにより本発明の目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には以下のようなものを提供する。
【０００６】
即ち、本発明はキャビティを形成するキャビティ面を有する一対の金型を、型締め方向のキャビティクリアランスが所定位置となるまで型締めを行う第一型締め工程と、前記金型を開きながら前記キャビティに熱可塑性樹脂を供給する供給工程と、前記熱可塑性樹脂の供給が完了するまでに、前記金型の型締めを行う第二型締め工程を有する成形体の製造方法であって、前記供給工程は少なくとも、前記金型の型開き速度を所定速度とする第一供給工程と、この第一供給工程よりも遅い速度で前記金型の型開きを行う第二供給工程と、を有することを特徴とする成形体の製造方法を提供するものである。
なお、本明細書における「型締め」とは、所定寸法のキャビティが各金型のキャビティ面により形成されるまで一対の金型を相対的に接近させること、又は、形成されたキャビティの寸法が変化しないように金型を保持することをいう。そして「金型を開く」とは、一対の金型を相対的に離隔させることをいう。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、得られる成形体のリングマークや光沢ムラ、転写ムラ等の不良の発生を抑制し、外観良好な成形体を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係る成形体の製造方法は、第一型締め工程と、供給工程、及び第二型締め工程と、を有する。以下、図を用いて詳細に説明する。なお、同じ符号は同じ部材を示し、その説明を省略する。
【０００９】
〔金型〕
まず、本発明に係る成形体の製造方法において使用する金型について説明する。金型は、通常の射出成形やプレス成形に用いられる金型であれば、その形状は特に限定されるものではない。
【００１０】
図１は本発明で好ましく使用される金型を示した図である。金型１０は、雌型２０及び雄型３０の雌雄一対からなり、雌型２０と雄型３０を閉じた状態で、その内部にキャビティ４０が形成される。
【００１１】
雄型３０は、キャビティ４０を形成するキャビティ面３１と反対側の面には、当該キャビティ面３１を加熱又は冷却するための複数の温度調節通路３１０が形成され、この温度調節通路３１０には、熱交換媒体供給装置（図示せず）が接続されている。そしてそのキャビティ面３１には、溶融状熱可塑性樹脂をキャビティ４０内に供給するための樹脂供給ゲート３２０が少なくとも１つ設けられている。この樹脂供給ゲート３２０は、雄型３０に形成された樹脂供給通路３２に連通している。また、樹脂供給通路３２には、熱可塑性樹脂を溶融し所定量だけ射出することのできる射出装置５０の射出ノズルが接続されることで、キャビティ４０内に溶融状熱可塑性樹脂を供給することができる。
【００１２】
同様に雌型２０は、キャビティ４０を形成するキャビティ面２１と反対側の面には、当該キャビティ面２１を加熱又は冷却するための複数の温度調節通路２２０が形成され、この温度調節通路２２０には、熱交換媒体供給装置（図示せず）が接続されている。
【００１３】
以上の雌型２０及び雄型３０からなる一対の金型１０は、雄型３０をプレス装置（図示せず）の固定盤に固定し、雌型２０を可動盤に固定し、駆動装置により可動盤を固定盤の方向に移動することで型締めをすることができる。なお、雌型２０を固定盤に固定し、雄型３０を可動盤に固定してもよく、また、固定盤を可動盤に変更して、雌型２０及び雄型３０を双方とも可動できるようにしてもよい。
【００１４】
〔第一型締め工程〕
次いで、本発明に係る成形体の製造方法について説明する。第一型締め工程は、この金型を型締め方向のキャビティクリアランスが所定位置まで型締めを行う工程である。ここで、本発明でいう所定位置とは、図３のＣ1又は図４のＣ7に示すように、後述する第一供給工程の金型キャビティクリアランス（Ｃ2又はＣ8）と同等か、それよりも小さいクリアランスであれば、特に制限はない。
図１において、雄型３０はプレス装置（図示せず）の固定盤に固定され、他方が可動盤に固定され、駆動装置により可動盤が固定盤方向に移動して型締めを行う。駆動装置としては、油圧駆動装置、電動駆動装置が挙げられるが、電動駆動装置が好ましく使用される。油圧駆動装置を用いた場合、油が圧縮される影響により、応答性が悪くなり、設定通りの型締め速度が出ない場合や、型締め直前で速度の低下が起こる場合がある。電動駆動装置を用いると、応答性が向上し、型締め速度を精度よく制御でき、容易に高速化することができる。
【００１５】
〔供給工程〕
次いで、型締めされた金型を開きながらキャビティに溶融状の熱可塑性樹脂を供給する。熱可塑性樹脂の供給方法は、通常行われている供給方法を用いてもよい。例えば、図２に示されるように、雌雄一対の金型１０で形成するキャビティ４０内に、雄型３０に形成された樹脂供給通路３２を介して、樹脂供給ゲート３２０から溶融状の熱可塑性樹脂５１を供給していく方法が挙げられる。
【００１６】
本発明において、供給工程は少なくとも、金型の型開き速度を所定速度とする第一供給工程と、この第一供給工程よりも遅い速度で金型の型開きを行う第二供給工程と、を有する。このように金型の型開き速度を異なるものとすることにより、溶融状の熱可塑性樹脂が金型キャビティ表面を流動する時の流動速度の変化を小さくすることが可能となり、金型キャビティ表面の転写状態の差を小さくすることができる。その結果、成形体のリングマークや光沢ムラ、転写ムラ等の不良の発生を抑制し、外観良好な成形体を提供することが可能となる。
第二供給工程の型開き速度（Ｖ2）は、第一供給工程の型開き速度（Ｖ1）よりも遅い速度であれば特に制限はないが、Ｖ1とＶ2の比（Ｖ1／Ｖ2）が１．５〜１０であることがより好ましく、２〜６であることがさらに好ましい。Ｖ1とＶ2の比（Ｖ1／Ｖ2）を上述の範囲とすることにより、型開きを停止させた際に熱可塑性樹脂の流動速度の変化を適切な範囲にすることが可能となる。その結果、成形体にリングマークや光沢ムラ、転写ムラが発生してしまうことを防止することが可能となる。
本発明における「型開き速度Ｖ1及びＶ2」は、プレス装置の可動盤の位置を連続的に監視し、その移動量と移動に要する時間から、単位時間当りの変化量を算出した値を用いている。
【００１７】
Ｖ1は１ｍｍ／ｓｅｃ以上、１０ｍｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましく、２ｍｍ／ｓｅｃ以上、８ｍｍ／ｓｅｃ以下であることがより好ましい。一方、Ｖ2は０．５ｍｍ／ｓｅｃ以上、５ｍｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ／ｓｅｃ以上、３ｍｍ／ｓｅｃ以下であることがより好ましい。
Ｖ1を１ｍｍ／ｓｅｃ以上とすることにより、型開きに要する時間が長くなりすぎて必要な位置（図３のＣ3又は図４のＣ9）まで型開きするまでに樹脂供給が終了してしまうことを防止することが可能となる。また、Ｖ1を１０ｍｍ／ｓｅｃ以下とすることにより、型開きが停止した時の流動速度の変化が大きくなり、リングマークや光沢ムラ、転写ムラが発生してしまうことを防止することが可能となる。
また、Ｖ2を０．５ｍｍ／ｓｅｃ以上とすることにより、型開きに要する時間が長くなりすぎ、必要な位置（図３のＣ4又は図４のＣ10）まで型開きするまでに樹脂供給が終了してしまうことを防止することが可能となる。また、Ｖ2を５ｍｍ／ｓｅｃ以下とすることにより、型開きが停止した時の流動速度の変化が大きくなり、リングマークや光沢ムラ、転写ムラが発生してしまうことを防止することが可能となる。
【００１８】
溶融状の熱可塑性樹脂を供給開始するとき（第一供給工程）の金型キャビティクリアランス（Ｃ2）は、０．５ｍｍ以上、６ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以上、５ｍｍ以下がより好ましい。キャビティクリアランスを０．５ｍｍ以上とすることにより、射出時の圧力を低く保つことが可能となる。また、６ｍｍ以下とすることにより、成形体の外観を良好に保つことが可能となる。
なお、第一型締め工程と供給工程の間の時間は、特に制限はないが、成形サイクルの関係上できるだけ短い時間であることが好ましい。
【００１９】
第一供給工程から第二供給工程に切り替えるタイミングは特に制限されるものではないが、金型キャビティクリアランスの最大値（Ｃ4）の６０％〜９５％程度のキャビティクリアランス（Ｃ3）となる位置であることが好ましい（図３参照）。
また、第二供給工程後に、型開き速度を更に遅くした第三供給工程や第四供給工程等を設けてもよい。
【００２０】
なお、溶融状の熱可塑性樹脂の供給は、供給速度が遅くなれば金型キャビティ表面を流動する時の流動速度が遅くなり、型締め時の流動速度との差が大きくなるため、金型表面の転写状態の差が大きくなって転写ムラが発生してしまうことがある。このため、溶融状熱可塑性樹脂の供給速度は６００ｃｃ／ｓｅｃ以上であることが好ましく、８００ｃｃ／ｓｅｃ以上であることがより好ましい。また、溶融状熱可塑性樹脂の供給速度は途中で変更してもよい。
本発明における溶融状熱可塑性樹脂の「供給速度」とは、射出装置から射出される樹脂容量と、その射出時間から、算出された単位時間当りの射出容量をいう。
【００２１】
〔第二型締め工程〕
金型キャビティクリアランスの最大値（Ｃ4）に達した後は型開きを停止し、熱可塑性樹脂の供給を継続する（図３参照）。その後、溶融状熱可塑性樹脂の供給が完了する前に、型締めを開始し、溶融状熱可塑性樹脂の供給が完了した（Ｃ5）後に型締めを完了する（Ｃ6）。
熱可塑性樹脂の供給が完了する前に型締めを開始することで、溶融状熱可塑性樹脂の流動を停止させることなく、賦形を行うことができ、リングマークの発生を防止できる。また、溶融状熱可塑性樹脂の供給が完了後に型締めを完了することで、低圧での樹脂供給が可能となる。型締めを開始するタイミングは溶融状熱可塑性樹脂の供給が完了する前であれば特に制限はない。
雌雄金型を型締めする時の型締め速度（Ｖ3）は、特に制限はないが、その最大値が３０ｍｍ／ｓｅｃを超え、３００ｍｍ／ｓｅｃ以下であることが好ましい。３０ｍｍ／ｓｅｃを超えることにより、型締めに要する力を小さくすることが可能となる。また、３００ｍｍ／ｓｅｃ以下とすることにより型締め時に金型に係る衝撃を小さくすることが可能となる。
【００２２】
なお、型締め速度は、その最大値が３０ｍｍ／ｓｅｃを超え、３００ｍｍ／ｓｅｃ以下であれば途中で変更してもよい。例えば図４に示すように、溶融状熱可塑性樹脂を供給開始し、所定の金型キャビティクリアランス（図４のＣ10参照）になった後、溶融状熱可塑性樹脂が供給完了する前に型締め速度（図４のＶ6参照）で型締めを開始し、その後（図４のＣ11参照）、型締め速度を速くして（図４のＶ7参照）型締めを行ってもよい。この時も、金型キャビティ表面を流動する流動速度の差を、できるだけ小さくし、かつ、低圧で成形するために、型締め速度（図４のＶ6参照）よりも型締め速度（図４のＶ7参照）を速くするのが好ましい。なお、図３及び図４において、型締め速度Ｖ1〜Ｖ7は、それぞれのキャビティクリアランスを結ぶ直線の傾きを示す。
【００２３】
〔冷却工程〕
本発明では、上記第二型締め工程後に供給された熱可塑性樹脂を冷却する冷却工程を有していてもよい。
各キャビティ面２１、３１の具体的な冷却方法としては、図１に記載の雌型２０内に設けられた温度調節通路２２０及び雄型３０内に形成された温度調節通路３１０内に、例えば水のような冷却媒体を流通させて、キャビティ面２１、３１をそれぞれ冷却する方法が挙げられる。
なお、冷却時間としては、成形体を取り出したときに、変形しない温度となっていることが好ましい。具体的には、１秒〜６０秒であることが好ましく、１秒〜４０秒であることがより好ましい。冷却時間を上記の範囲とすることにより生産性の低下を防止することが可能となる。
【００２４】
上記のような工程を経た後は装置の可動盤を動かし、キャビティを開き、中から得られた成形体を取り出す。
以上の工程により本発明に係る成形体を得ることが可能となる。
なお、図では１、２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。
【００２５】
ここで、本発明に係る製造方法において使用可能な熱可塑性樹脂としては、圧縮成形、射出成形、押出成形等で通常使用される熱可塑性樹脂が挙げられる。このような樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエンブロック共重合体、ポリスチレン、ナイロン等のポリアミド、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−ブタジエンブロック共重合体等の一般的な熱可塑性樹脂、エチレン・プロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤＭ）等の熱可塑性エラストマー、これらの混合物、及びこれらを用いたポリマーアロイ等が挙げられる。
【００２６】
また、これらの熱可塑性樹脂は、必要に応じて通常使用される無機、有機フィラー等の充填材等を含有していてもよい。また、通常使用される各種の顔料、滑材、帯電防止剤、安定剤等の各種添加剤を含有していてもよい。
【００２７】
本発明に係る方法により得られた成形体は、自動車のドアトリムやインストルメントパネル等の内装部品や外装部品、家電製品の内外装部品、浴室パネルやフロア等の住設関連部品等に好適に用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る成形体の製造方法で好ましく使用される金型の断面を示した図である。
【図２】本発明に係る成形体の製造方法における供給工程を示した図である。
【図３】供給工程において、金型キャビティクリアランスと供給時間との関係を示した図である。
【図４】供給工程において、金型キャビティクリアランスと供給時間との関係を示した図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０    金型
２０    雌型
２１、３１    キャビティ面
３０    雄型
３２    樹脂供給通路
２２０、３１０    温度調節通路
３２０    樹脂供給ゲート
４０    キャビティ
５０    射出装置
５１    熱可塑性樹脂
【図１】
2009233910.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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