(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエルド部を有する合成樹脂射出成形品に於いて、射出成形品表面のウエルドラインのへこみが２μｍ以下であり、射出成形品表面は光沢度が３０％以下の艶消し面であり、射出成形品表面の一般部、ウエルド部、樹脂流動端部が均一な艶消し面であり、該艶消し面は鉛筆引っかき試験の２Ｂ以下の硬度で目立つ傷がつかない耐擦傷性を有する艶消し状合成樹脂射出成形品。
【請求項２】
合成樹脂がスチレン系合成樹脂である請求の範囲１に記載の射出成形品。
【請求項３】
ウエルドラインのへこみが１μｍ以下であり、光沢度が２０％以下である請求の範囲１又は２に記載の合成樹脂射出成形品。
【請求項４】
射出成形品表面が凸部と凹部を有するしぼ形状であり、該凸部と凹部のうちの少なくとも一方の表面が請求の範囲１〜３のいずれか１つに記載の艶消し面である合成樹脂射出成形品。
【請求項５】
艶消し面である凸部の面積が鏡面状である凹部の面積より大きい形状である請求の範囲４に記載の合成樹脂射出成形品。
【請求項６】
金属からなる主金型の金型キャビティを構成する成形品表面側の型壁面が、０．０５〜１．０ｍｍ厚の耐熱性重合体からなる断熱層で被覆され、型の最表面が微細凹凸状である断熱層被覆金型を用いて射出成形する請求の範囲１〜５のいずれか１つに記載の成形品の成形法。
【請求項７】
型の最表面の微細凹凸がＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で測定した中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜１０μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１〜１００μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で１〜１００μｍ、局部的山頂の平均間隔（Ｓ）で０．０１〜０．５ｍｍである断熱層被覆金型を用いて射出成形する請求の範囲６に記載の成形法。
【請求項８】
型の最表面の微細凹凸がＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で測定した中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．５〜５μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で５〜５０μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で５〜５０μｍ、局部的山頂の平均間隔で０．０３〜０．３ｍｍである断熱層被覆金型を用いて射出成形する請求の範囲６に記載の成形法。
【請求項９】
５〜５０重量％の微粉末を配合した耐熱性重合体からなる断熱材を断熱層表面に塗布して形成した微細凹凸表面の断熱層被覆金型を用いて射出成形する請求の範囲６〜８のいずれか１つに記載の成形法。
【請求項１０】
微粉末が平均粒径で０．００１〜５０μｍの無機物微粉末である請求の範囲９に記載の成形法。
【請求項１１】
無機物が酸化珪素である請求の範囲１０に記載の成形法。
【請求項１２】
断熱層表面をサンドブラスト加工して凹凸状にし、次いで該凹凸表面の凹部に耐熱性重合体を流し込み凹凸度を調節して形成した微細凹凸表面の断熱層被覆金型を用いて射出成形する請求の範囲６〜８のいずれか１つに記載の成形法。
【請求項１３】
断熱層表面に、該断熱層の厚みの１／５以下の薄肉金属層があり、該薄肉金属層の表面が、型の最表面の微細凹凸がＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で測定した中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜１０μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１〜１００μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で１〜１００μｍ、局部的山頂の平均間隔（Ｓ）で０．０１〜０．５ｍｍである断熱層被覆金型で射出成形する請求の範囲６〜１２のいずれか１つに記載の成形法。
【請求項１４】
断熱層表面に、該断熱層の厚みの１／５以下の薄肉金属層があり、該薄肉金属層の表面が、型の最表面の微細凹凸がＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で測定した中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．５〜５μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で５〜５０μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で５〜５０μｍ、局部的山頂の平均間隔（Ｓ）で０．０３〜０．３ｍｍである断熱層被覆金型で射出成形する請求の範囲６〜１２のいずれか１つに記載の成形法。
【請求項１５】
断熱層表面に、該断熱層の厚みの１／５以下の薄肉金属層があり、該金属層は凸部と凹部を有するしぼ部であり、該凸部と凹部のうち少なくとも一方が型の最表面の微細凹凸がＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で測定した中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜１０μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１〜１００μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で１〜１００μｍ、局部的山頂の平均間隔（Ｓ）で０．０１〜０．５ｍｍである断熱層被覆金型で射出成形する請求の範囲６〜１４のいずれか１つに記載の成形法。
【請求項１６】
断熱層表面に、該断熱層の厚みの１／５以下の薄肉金属層があり、該金属層は凸部と凹部を有するしぼ部であり、該凸部と凹部のうち少なくとも一方が型の最表面の微細凹凸がＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で測定した中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．５〜５μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で５〜５０μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で５〜５０μｍ、局部的山頂の平均間隔（Ｓ）で０．０３〜０．３ｍｍである断熱層被覆金型で射出成形する請求の範囲６〜１４のいずれか１つに記載の成形法。
【請求項１７】
しぼ面の凹部が占める面積は凸部が占める面積より大きく、凸部の表面が光沢面であり、凹部の表面がＪＩＳ  Ｂ０６０１で測定した中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜１０μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１〜１００μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で１〜１００μｍ、局部的山頂の平均間隔（Ｓ）で０．０１〜０．５ｍｍである請求の範囲１５又は１６に記載の成形法。
【請求項１８】
しぼ面の凹部が占める面積は凸部が占める面積より大きく、凸部の表面が光沢面であり、凹部の表面がＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で測定した中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．５〜５μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で５〜５０μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で５〜５０μｍ、局部的山頂の平均間隔（Ｓ）で０．０３〜０．３ｍｍである請求の範囲１５又は１６に記載の成形法。
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は艶消し状表面を有する合成樹脂射出成形品及びその成形法に関する。
〔背景技術〕
艶消し状表面を有する合成樹脂射出成形品は、一般に微細凹凸状表面を有する金属金型を用いて射出成形されている。しかし、この方法で得られる射出成形品は、一般に金型の微細凹凸状表面が十分に再現されないか、及び／又はウエルドライン、フローマーク等の見苦しい跡が目立つ等の欠点が指摘されており、改良が求められている。
成形条件でこれ等の外観不良を改良することが行われている。各種成形条件の中で最も大きな影響のあるのは金型温度であり、金型温度を高くする程好ましい。しかし、金型温度を高くすると、可塑化された樹脂の冷却固化に必要な冷却時間が長くなり成形能率が下がる。
このため、金型温度を高くすることなく型表面の再現性を良くし、又金型温度を高くしても必要な冷却時間が長くならない方法が要求されている。金型に加熱用、冷却用の孔をそれぞれとりつけておき、熱媒、冷媒を交互に流して金型の加熱、冷却を繰り返す方法も行われているが、この方法は熱の消費量も多く、冷却時間が長くなる。
金型キャビティを形成する型壁面を熱伝導率の小さい物質で被覆することにより金型表面再現性を良くする方法は、米国特許第３，５４４，５１８号明細書で射出成形について開示されている。
更に、米国特許第４，９１９，３８８号明細書には金属金型の金型キャビティを構成する型壁面に、表面凹凸状の断熱層を被覆した金型が記載されている。しかし、この断熱層の表面凹凸の形状、成形した成形品の表面状態、作用効果等についての記載はほとんどない。
本発明の目的は、均一な艶消し表面を有し、ウエルドライン等の目立ちを少くし、且つ生産性良く成形した射出成形品及びその成形法を提供するものである。
金属製金型の型キャビティを構成する金型表面を艶消し状にする方法は、これまで一般にサンドブラスト法により型表面を粗面化する方法がもっぱら用いられている。断熱層被覆金型においても、断熱層からなる型表面を粗面化して艶消し状にするにはまずサンドブラスト法が考えられる。我々は断熱層被覆金型表面をサンドブラスト処理して艶消し状にして合成樹脂の射出成形を行ったところ、型表面は均一な艶消し状であるにもかかわらず、射出成形品は均一な艶消し状にならないことを発見した。すなわち、一般の金属金型の艶消し表面金型で成形すると現れる見苦しいウエルドラインのへこみは無くなるが、射出成形品のウエルド部と一般部、及び／又は一般部と樹脂流動端部が不均一な艶消し面になるという特異な不良現象が顕著に現れ、更にウエルド部あるいは樹脂流動端部の艶消し面は爪で容易に傷がつき易い成形品になることがわかった。
本発明は、ウエルドラインの目立ち低減、均一な艶消し面、耐擦傷性の改良等を達成した、優れた外観を有する射出成形品、及びその成形法を提供するものである。
〔発明の開示〕
すなわち本発明は、ウエルド部を有する合成樹脂射出成形品に於いて、射出成形品表面のウエルドラインのへこみが２μｍ以下であり、射出成形品表面は光沢度が３０％以下の艶消し面であり、射出成形品表面の一般部、ウエルド部、樹脂流動端部が均一な艶消し面であり、該艶消し面は鉛筆引っかき試験の２Ｂ以下の硬度で目立つ傷がつかない耐擦傷性を有する艶消し状合成樹脂射出成形品である。
更に本発明は、合成樹脂がスチレン系合成樹脂である上記の射出成形品である。
更に本発明は、ウエルドラインのへこみが１μｍ以下であり、光沢度が２０％以下である上記の合成樹脂射出成形品である。
更に本発明は、射出成形品表面が凸部と凹部を有するしぼ形状であり、該凸部と凹部のうちの少なくとも一方の表面が上記に示す艶消し面である合成樹脂射出成形品である。
更に本発明は、艶消し面である凸部の面積が鏡面状である凹部の面積より大きい形状である上記の合成樹脂射出成形品である。
更に本発明は、金属からなる主金型の金型キャビティを構成する成形品表面側の型壁面が、０．０５〜１．０ｍｍ厚の耐熱性重合体からなる断熱層で被覆され、型の最表面が微細凹凸状である断熱層被覆金型を用いて射出成形する上記の成形品の成形法である。
更に本発明は、型の最表面の微細凹凸がＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で測定した中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜１０μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１〜１００μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で１〜１００μｍ、局部的山頂の平均間隔（Ｓ）で０．０１〜０．５ｍｍである断熱層被覆金型を用いて射出成形する上記の成形法である。
更に本発明は、断熱層表面の微細凹凸が中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．５〜５μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で５〜５０μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で５〜５０μｍ、局部的山頂の平均間隔（Ｓ）で０．０３〜０．３ｍｍである断熱層被覆金型を用いて射出成形する上記の成形法である。
更に本発明は、５〜５０重量％の微粉末を配合した耐熱性重合体からなる断熱材を金型最表面の断熱層表面に塗布して形成した微細凹凸表面の断熱層被覆金型を用いて射出成形する上記の成形法である。
更に本発明は、微粉末が平均粒径で０．００１〜５０μｍの無機物微粉末である上記の成形法である。
更に本発明は、無機物が酸化珪素である上記の成形法である。
更に本発明は、断熱層表面をサンドブラスト加工して凹凸状にし、次いで該凹凸表面の凹部に耐熱性重合体を流し込み凹凸度を調節して形成した微細凹凸表面の断熱層被覆金型を用いて射出成形する上記の成形法である。
更に本発明は、断熱層表面に、該断熱層厚みの１／５以下の薄肉金属層があり、該薄肉金属層の表面が上記に示す微細凹凸形状である断熱層被覆金型で射出成形する上記の成形法である。
更に本発明は、断熱層表面に該断熱層厚みの１／５以下の薄肉金属層があり、該金属層は凸部と凹部を有するしぼ状であり、該凸部と凹部のうちの少なくとも一方が上記に示す微細凹凸状である、断熱層被覆金型を用いて射出成形する上記の成形法である。
更に本発明は、しぼ面の凹部が占める面積は凸部が占める面積より大きく、凹部の表面が上記に示す微細凹凸状であり、凸部の表面が光沢面である、断熱層被覆金型を用いて射出成形する成形法である。
以下に本発明について詳しく説明する。
本発明に使用できる合成樹脂は一般の射出成形に使用できる熱可塑性樹脂である。例えば、ポリスチレン、ゴム強化ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリル共重合体、ポリフェニレンエーテル／スチレン系樹脂のブレンド、スチレン−メチルメタクリレート共重合体、スチレン−アクリロニトリル−塩素化ポリエチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂、等のスチレン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂、塩化ビニール重合体又はその共重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステル等の一般に射出成形に使用される熱可塑性樹脂である。合成樹脂には、１〜６０％の樹脂強化物が含有されていることが好ましい。樹脂強化物としては、各種ゴム、ガラス繊維、カーボン繊維などの各種繊維、タルク、炭酸カルシウム、カオリン等の無機粉末などが挙げられる。
特に良好に使用できるのはスチレン系樹脂であり、特に良好に使用できるのはゴム強化スチレン系樹脂である。ここに述べるゴム強化スチレン系合成樹脂とは、樹脂相中にゴム相が島状に分布した、ゴム強化ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ＡＡＳ樹脂、ＭＢＳ樹脂などをいう。ゴム強化ポリスチレンは、スチレンを主体とした重合体の樹脂相中にポリブタジエン、ＳＢＲなどのゴム相が島状に分散している樹脂である。ＡＢＳ樹脂は、スチレンとアクリロニトリルを主体とした共重合体の樹脂相中に、ポリブタジエン、ＳＢＲなどのゴム相が島状に分散している樹脂である。ＡＡＳ樹脂は、スチレンとアクリロニトリルを主体とした共重合体の樹脂相中に、アクリルゴムのゴム相が島状に分散している樹脂であり、ＭＢＳ樹脂は、スチレンとメチルメタアクリレートを主体とした共重合体からなる樹脂相中にゴムが島状に分散している樹脂である。更に、これ等の樹脂を主体としたブレンド物なども本発明に使用することができる。例えば、ポリフェニレンエーテルを配合したゴム強化ポリスチレン樹脂などは良好に使用できる。本発明で成形されるこれらの樹脂の射出成形品は、性能と経済性のバランスが極めて良く、弱電機器、電子機器、事務機器等のハウジング、各種日用品、各種工業部品等として好適に使用される。
本発明の射出成形品は、射出成形時に流動樹脂が会合して融着する、いわゆるウエルドライン部が形成される成形品であり、１点ゲートの成形品、多点ゲートの成形品のいずれでも良い。本発明の成形品は弱電機器、電子機器、事務機器等のハウジング等が代表的成形品であり、これらの成形品は一般に多点ゲートで成形され、多点ゲートの成形品が特に好ましい。ここに述べる多点ゲートとは、１つの金型キャビティに２個以上のゲートを有するもので、好ましくは２〜１０個のゲートを有する。１点ゲートでも、成形品に穴が多数あり、成形品にウエルドライン部が発生する様な成形品の場合には、本発明の良好な対象となる。
本発明に述べる射出成形品表面のウエルド部とは、ウエルドライン部をはさんだ領域を示す。又、樹脂流動端部とは型キャビティで射出樹脂が最後に充填される部分を示す。一般部とは成形品表面からウエルド部と樹脂流動端部を除いた一般の部分を示す。
本発明の射出成形品は成形品表面の光沢度が３０％以下、好ましくは２０％以下、更に好ましくは１０％以下の艶消し面を有し、該成形品の一般部、ウエルド部、樹脂流動端部は均一な艶消し面を有し、ウエルドラインのへこみは２μｍ以下、好ましくは１．５μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以下で、ウエルドラインの目立ちがほとんどない状態である。本発明の成形品表面は一般部、ウエルド部、樹脂流動端部を含めた全体が均一な艶消し面である。光沢度の測定は、ＪＩＳ  Ｋ７１０５、反射角度６０度で行う。艶消し面が均一な艶消し面を有するとは、肉眼で見て均一な艶消し面であることを示し、一般的には艶消し面の濃淡の差が光沢度で０．５％以下、更に好ましくは０．３％以下であることを示す。ウエルドラインのへこみの測定はウエルド部の断面を顕微鏡で観察して測定できる。すなわち、ウエルドライン付近の断面写真を撮り、該断面写真の成形品表面に接線をひき、該接線とウエルドラインのへこみの底との距離を測定し、それをウエルドラインのへこみとする。
一般に金型表面を艶消し状にする方法としてもっぱら使用されているサンドブラスト法で、断熱層表面を微細凹凸表面とした断熱層被覆金型で普通に射出成形を行うと、射出成形品の光沢はウエルド部と一般部、及び／又は一般部と樹脂流動端部で異なり、均一な艶消し面となり難い。本発明はこの点を改良し、均一な艶消し面を有し、ウエルドのへこみを小さくしてウエルドラインの目立ちを実質的になくした成形品である。本発明では射出成形品表面を均一艶消し面とし、且つ、ウエルドラインの目立ちを無くすことにより、これまで成形後に射出成形品に塗装を行って使用されている各種弱電機器、電子機器、事務機器等のハウジング等を無塗装で使用できる。
本発明の合成樹脂射出成形品の艶消し面は鉛筆引っかき試験の２Ｂ以下の硬度、好ましくはＢ以下の硬度で目立つ傷がつかない耐擦傷性をする。爪に対する耐擦傷性があることが更に好ましい。鉛筆引っかき試験はＪＩＳ  Ｋ  ５４０１に準じて測定する。目立つ傷とは肉眼で容易にわかる傷である。
本発明の合成樹脂射出成形品は、革しぼ状、木目しぼ状等のしぼ状表面のものも含まれる。この場合、しぼの凸部と凹部の少なくとも一方が本発明の艶消し面である。凸部と凹部の一方を艶消し面とし他方を光沢面とすると、しぼ形状がよく目立ち、特に好ましい外観となる。艶消し面である凸部の面積の合計が光沢面である凹部の面積の合計より大きい形状であることが特に好ましい。
本発明に述べる主金型材質の金属とは、鉄又は鉄を主成分とする各種鋼材、アルミニウム又はアルミニウムを主成分とする合金、ＺＡＳ等の亜鉛合金、ベリリウム−銅合金等の一般に合成樹脂の成形に使用されている金属金型を包含する。特に鋼材が良好に使用できる。
本発明で断熱層に用いる耐熱性重合体には、ガラス転移温度が１００℃以上、好ましくは１５０℃以上、及び／又は融点が２３０℃以上、好ましくは２５０℃以上の耐熱性重合体が良好に使用できる。又、該耐熱性重合体の破断伸度は５％以上の靭性のある重合体が好ましく、更に好ましくは１０％以上である。破断伸度の測定法はＡＳＴＭＤ６３８に準じて行い、測定時の引っ張り速度は５ｍｍ／分である。
本発明で断熱層として良好に使用できる重合体は、主鎖に芳香環を有する耐熱性重合体であり、有機溶剤に溶解する各種非結晶性耐熱重合体、各種ポリイミド、変性エポキシ樹脂硬化物、及びこれらの混合物等が良好に使用できる。
非結晶性耐熱重合体としては、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリルスルホン、ポリアリレート等であり、特にポリスルホン、ポリエーテルスルホンが良好に使用できる。
ポリイミドは各種あるが、直鎖型高分子量ポリイミドや、一部架橋型のポリイミドが使用できる。熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、塗布後に加熱してイミド環を形成するポリイミド等が良好に使用できる。一般に直鎖型高分子量ポリイミドは破断伸度が大きく、耐久性に優れており、特に良好に使用できる。
射出成形は複雑な形状の成形品を一度の成形で得られるところに経済的価値がある。この複雑な金型表面を耐熱性重合体で被覆し、且つ強固に密着させるには、耐熱性重合体溶液、耐熱性重合体前駆体溶液、耐熱性重合体のモノマーあるいは半硬化物等を塗布し、次いで加熱して耐熱性重合体層を形成させることが最も好ましい。従って、本発明の耐熱性重合体、あるいは耐熱性重合体前駆体等は溶剤に溶解できること等により低粘度流体にできることが好ましい。
可とう性が付与さえたエポキシ樹脂硬化物、シリコーン系樹脂、メラミン系樹脂等も同様に良好に使用できる。特に可とう性が付与された変性エポキシ樹脂硬化物は良好に使用できる。例えば、ポリアミド変性エポキシ樹脂硬化物、エポキシ樹脂とポリエーテルイミドの配合物の硬化物からなるポリマーアロイ、エポキシ樹脂とポリエーテルスルホンの配合物の硬化物からなるポリマーアロイ等は良好に使用できる。
断熱層の厚みは０．０５ｍｍから１．０ｍｍの極めて狭い範囲で適度に選択される。好ましくは０．０８ｍｍから０．７ｍｍ、更に好ましくは０．１〜０．５ｍｍ、最も好ましくは０．１５〜０．４５ｍｍである。主金型温度は射出成形される合成樹脂の軟化温度より１０℃低い温度以下、好ましくは８０℃以下、更に好ましくは６５℃以下で室温以上に冷却されて成形される。
射出成形では金型温度と成形サイクルタイムは密接に関連している。すなわち、射出成形において、金型温度（Ｔｄ）と金型内必要冷却時間（θ）の関係は理論的には次式で示される。
θ＝−（Ｄ２／２πα）・１ｎ［（π／４）｛（Ｔx−Ｔd）／（Ｔc−Ｔd）｝］
θ  ：冷却時間（ｓｅｃ）
Ｄ  ：成形品の最大肉厚（ｃｍ）
Ｔc ：シリンダー温度（℃）
Ｔx ：成形品の軟化温度（℃）
α  ：樹脂の熱拡散率
Ｔd ：金型温度（℃）
冷却時間（θ）は、成形品肉厚（Ｄ）の２乗に比例し、（Ｔｘ−Ｔｄ）値の関数である。すなわち、合成樹脂の軟化温度から金型の温度を減じた値の関数である。この値が小さいときは、この値の変動が冷却時間に大きな変動を与えるが、この値が大きくなると冷却時間に与える変動が小さくなる。
主金型に断熱層を被覆することは、成形品肉厚を厚くして、冷却時間を長くする方向と同様の働きをするが、一方、金型温度を下げると冷却時間を短くする方向へ働く。断熱層の厚みは薄肉で外観改良ができることが成形サイクルタイムの面からは好ましい。本発明では断熱層厚みが０．０５〜１．０ｍｍ、好ましくは０．０８〜０．７ｍｍ、更に好ましくは０．１〜０．５ｍｍ、最も好ましくは０．１５〜０．４５ｍｍの極めて狭い範囲が外観改良と成形セイクルタイムのバランス上良好である。
金属からなる主金型表面を断熱層で被覆し、その表面に射出された加熱樹脂が接触すると、型表面は樹脂の熱を受けて昇温する。断熱層の熱伝導率が小さいほど、また、断熱層が厚いほど型表面温度は高くなる。
本発明では、射出された合成樹脂が８０℃以下に冷却された型表面に接触してから、少なくとも０．５秒の間の大部分の間で、型表面温度が射出された合成樹脂の軟化温度以上の状態で射出成形されることが好ましい。型表面に断熱層が無い場合には、合成樹脂が型表面に接すると直ちに、すなわち、０．１秒も経過しないうちに型表面温度は主金型温度とほぼ同一温度となるが、型表面を断熱層で被覆することで０．５秒の間の大部分の間、型表面を軟化温度以上の状態にすることができる。
射出成形時の型表面温度の変化は、合成樹脂、主金型、断熱層の温度、比熱、熱伝導率、密度、結晶化潜熱等から計算できる。例えば、ＡＤＩＮＡ及びＡＤＩＮＡＴ（マサチューセッツ工科大学で開発されたソフトウェア）等を用い、非線形有限要素法による非定常熱伝導解析により計算できる。
本発明に述べる金型の最表面の微細凹凸状表面とは、いわゆる艶消し状表面と云われている凹凸表面の中の一部の選定された凹凸表面であり、本発明の均一艶消し表面の合成樹脂射出成形品をもたらす表面である。金型の最表面の表面粗度はＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で測定された中心線平均粗さ（Ｒａ）で０．１〜１０μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で１〜１００μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で１〜１００μｍ、局部的山頂の平均間隔（Ｓ）で０．０１〜０．５ｍｍの中から選定された表面である。更に好ましくは、Ｒａで０．５〜５μｍ、Ｒｍａｘで５〜５０μｍ、Ｒｚで５〜５０μｍ、Ｓで０．０３〜０．３ｍｍの中から選定された微細な表面凹凸である。表面粗度測定時の基準長さは２．５ｍｍを用いる。
局部的山頂の平均間隔（Ｓ）は局部的山頂間の平均値である。その凸部の両隣に凹部がある場合、凸部の頂点を局部的山頂という。ただし、隣り合う局部的山頂の距離（横方向）が、基準長さの１％に満たない場合または両隣の凹部の深さが最大高さ（Ｒｍａｘ）の１０％に満たない場合は、その点は局部点山頂とはみなさない。
加熱可塑化された合成樹脂が、一般に射出成形に使用されている冷却された金属金型に射出されると、合成樹脂は型壁面に接触すると直ちにその接触面から冷却が始まる。そして直ちに型壁面上に該合成樹脂の固化層が形成され、その固化層の厚みは時間の経過とともに厚くなってゆく。この固化層の厚みは、合成樹脂の温度、合成樹脂の軟化温度、合成樹脂の熱伝導率、合成樹脂の結晶化潜熱、金型の温度、金型の熱伝導率等により異なるが、一般には合成樹脂が金型に接触して数マイクロ秒から数十マイクロ秒後には固化層が形成され、そしてその固化層は時間経過と共に厚くなってゆくと考えられる。この様な一般の射出成形では、合成樹脂に型表面を再現させるに必要な射出圧力が加わる時には、型壁面に接触した合成樹脂の表層には既に薄い固化層が形成されていると考えられる。この様な状態で合成樹脂に型表面再現性を良くするには、薄い固化層の樹脂表面を型壁面に押し付けて金型表面を再現させる必要があり、かなりの高圧力をかける必要がある。従って、一般の射出成形では、射出圧力が高くかかるゲート付近の型表面再現性が良く、射出圧力が低くかかる樹脂流動端部の型表面再現性が一般に悪くなる。
これに対して、金属金型表面を断熱層で被覆した金型を用いて射出成形を行うと、断熱層は射出された合成樹脂で加熱され温度上昇が起こり、それから冷却が始まる。適度な厚みの断熱層で被覆した型壁面に接触した合成樹脂は接触してから数百マイクロ秒の間、合成樹脂の軟化温度以上の状態に保たれており、その間は固化層は形成されず、その後固化層が形成され始める。従って、断熱層被覆金型を使用した場合、型表面に未だ固化層が形成されていない状態で型壁面の合成樹脂に型表面を再現させるに必要な圧力を加えることが可能になる。この様な状態を取り得るのは次の時である。すなわち、合成樹脂温度が高い、合成樹脂の軟化温度が低い、金型温度が高い、断熱層がある一定以上の適度な厚さである、合成樹脂が金型に接触してからできるだけ早くある一定以上の圧力が合成樹脂にかかる等の時である。このうち、前の３項目は成形品の必要性能、生産性、コスト等から自由に選択できず、後の２項目を選択することが好ましい。型表面に未だ固化層が形成されていない状態で、型壁面に押し付ける圧力が樹脂にかかれば、極めて型表面再現性が良くなり、更に、型壁面に押し付ける樹脂圧力が若干低くても良好な型表面表現性が極めて良くなる。
断熱層被覆金型で成形された本発明のウエルドライン部を有する射出成形品では、ウエルド部、及び／又は樹脂流動端部に、合成樹脂が金型に接触してから短い間に合成樹脂に高圧力がかかり、この結果ウエルド部、及び／又は樹脂流動端部の型表面再現性は極めて良くなる。一方、ウエルド部と樹脂流動端部を除いた一般部では合成樹脂に徐々に圧力がかかり、この結果、ウエルド部、及び／又は樹脂流動端部と一般部の外観は不均一になる。この現象は断熱層被覆金型を使用するときに顕著に現れる特有の現象であり、この現象は我々が本発明で発見した現象であり、これを均一化することが要求される。本発明では樹脂流動端部、ウエルド部、一般部のいずれもが均一な外観を有する成形品を提供する。
本発明では断熱層表面に薄層の金属層が存在する場合も本発明に含まれる。すなわち、断熱層表面に断熱層の厚みよりも大幅に薄肉の金属層を被覆した場合には、金属金型を断熱層で被覆した効果は保持される。最表面の金属層の厚みは断熱層被覆の効果が保持できる範囲の薄さが必要であり、一般に断熱層厚みの１／５以下、好ましくは１／７以下、更に好ましくは１／７以下で１／１００以上であり、更に、金属層厚みの絶対値は好ましくは１〜５０μｍ、更に好ましくは２〜３０μｍの範囲から選択される。本発明では、断熱層表面が適度な微細凹凸表面であり、その表面に該微細凹凸を再現する薄肉金属層が存在する場合が好ましい。しかし、断熱層表面は平滑であり、その表面に適度な凹凸表面の薄肉金属層が存在する場合も含まれる。本発明に述べる金属層の厚みは金属層厚みの平均値で示す。
断熱層表面の薄肉金属層に用いられる金属は、一般に金属メッキや金属熔射に用いられる金属であり、例えばクロム、ニッケル、銅、亜鉛等、及びこれら金属を主体とする合金である。
本発明の金属層は種々の方法で被覆できるが、メッキにより良好に被覆される。ここに述べるメッキは化学メッキと電解メッキである。一般には次の工程のいくつかを経てメッキされる。すなわち、まず断熱層に接して化学メッキが行われる。
前処理（バリ取り、樹脂）→化学腐食（酸やアルカリによる化学エッチング：表面を適度な凹凸にする）→中和→感受性化処理（合成樹脂表面に還元力のある金属塩を吸着させて活性化を効果あらしめる）→活性化処理（触媒作用を有する貴金属を樹脂表面に付与）→化学ニッケルメッキ→電解ニッケルメッキ、電解クロムメッキ等（詳細は「プラスチックのメッキ」呂茂辰著、昭４９年、日刊工業新聞社刊等を参照）。
化学メッキは、金属イオンを還元剤により金属に還元析出させるものである。一般的に化学メッキは次の条件を満たすことが必要である。（１）メッキ液を調整したままの状態で還元剤が自己分解をせずに安定であること。（２）還元反応後の生成物が沈殿を生じないこと。（３）析出速度がｐＨ、液温度により制御できること等が上げられる。化学ニッケルメッキでは還元剤に次亜燐酸、水素化ホウ酸等が使用され、特に次亜燐酸が良好に使用される。上記の条件を満たすためには、化学メッキ液中に主成分（金属塩、還元剤）以外に補助成分（ｐＨ調整剤、緩衝剤、促進剤、安定剤、等）が加えられる。
本発明の断熱層に良く密着する化学ニッケルメッキ層は燐を１重量％以上、５重量％未満を含有することが好ましく、更に好ましくは２重量％以上、５重量％未満含有する。
本発明で良好に使用できる化学ニッケルメッキでは、還元剤として次亜燐酸が各種補助成分と共に使用され、結果的に形成されるニッケルメッキには燐が含有される。本発明に述べる断熱層被覆金型では、化学ニッケルメッキ層が断熱層にしっかりと密着させることが必要であり、そのために断熱層に直接に接する化学ニッケルメッキの初期はメッキ液の温度を下げ、ｐＨを調節することによりメッキ速度を低下させて行い、形成するメッキ粒子を小さくして行い、断熱層表面の微細凹凸の内部まで均一にニッケルが入り込むことが極めて好ましい。一定厚みのメッキ層が形成された後は、メッキ速度を上げて効率良くメッキを行う。この結果、低温、低速度でメッキを行うことにより、断熱層に接するニッケルメッキ層は燐を１重量％以上で５重量％未満、好ましくは２重量％以上で５重量％未満を含有するニッケルメッキ層になり、その上のメッキ層は電解ニッケルメッキ層、電解クロムメッキ層、燐を５〜１８重量％含有する化学ニッケルメッキ層等から選択される１層以上になる。断熱層表面に燐含量が多い化学ニッケルメッキ、特に燐を８重量％以上含有する化学ニッケルメッキを直接行うと、形成するニッケル粒子が大きくなり、メッキ層の密着力が低くなりやすい。
本発明は射出成形品表面の光沢度が３０％以下の艶消し面であるが、成形品表面の一部分がこの艶消し面である場合も含まれる。成形品表面が革しぼ状、木目しぼ状等のしぼ状の場合、該しぼの凸部、あるいは凹部の一方が艶消し面であり、他方が光沢面である場合も本発明に含まれる。この様にするとしぼ面が良く目立ち、非常に好ましい。このしぼ状表面では、凸部あるいは凹部のうちの面積の大きい方が艶消し面であることが好ましく、更に好ましくは、凸部の面積が大きくて、艶消し面である場合である。
本発明のしぼ表面の射出成形品を成形する好ましい成形法は、断熱層表面に金属層を被覆し、該金属層を酸エッチングによりしぼ状とした金型を用いて成形することである。金属層は酸エッチングされ易い金属層と、酸エッチングされ難い金属層を適度に組み合わせて使用することが好ましい。酸エッチングされ難い金属層の例としては、燐を８重量％以上含有する化学ニッケルメッキ、硫黄含量が０．０００５重量％以下の電解ニッケルメッキ、電解クロムメッキ等である。酸エッチングされ易い金属層の例としては、燐含量が５重量％未満の化学ニッケルメッキ、硫黄含量が０．００５重量％以上の電解ニッケルメッキ等である。この酸エッチングされ易い金属層をエッチング加工でしぼ状にすることは容易に実施できる。更にエッチング加工後のしぼ状にした金属層の最表面に耐食性に優れた金属層、例えば電解クロムメッキ、燐含量が８重量％以上の化学ニッケルメッキ等を更に被覆して、金属層の耐食性を向上させることは良好にできる。しぼ金型の金属層の好ましい組み合わせの具体例を次に示す。
（１）化学ニッケルメッキ（燐含量は１〜５重量％）→電解ニッケルメッキ（硫黄含量は０．０００５重量％以下）→電解ニッケルメッキ（硫黄含量は０．００５〜０．５％）→（酸エッチングによるしぼ化）→化学ニッケルメッキ（燐含量は８〜１８％）又は電解クロムメッキ。
（２）化学ニッケルメッキ（燐を１〜５重量％含有）→電解ニッケルメッキ（硫黄を０．００５〜０．５重量％含有）→電解銅メッキ→（酸エッチングによるしぼ化）→化学ニッケルメッキ（燐を８〜１８重量％含有）又は電解クロムメッキ。
（３）化学ニッケルメッキ（燐を１〜５重量％含有）→化学ニッケルメッキ（燐を５〜１８重量％含有）→電解ニッケルメッキ（硫黄を０．００５〜０．５重量％含有）→（酸エッチングによるしぼ化）→化学ニッケルメッキ（燐を８〜１８重量％含有）又は電解クロムメッキ。
本発明で特に好ましいのは、上記の（１）と（２）である。
化学ニッケルメッキの酸エッチング性はニッケルメッキの燐含量により異なるが、Ｋｏｎｒａｄ  Ｐａｒｋｅｒ，  Ｐｌａｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｆｉｎｉｓｈｉｎｇ，  Ｍａｒｃｈ，  ２９〜３３（１９９２）や、Ｒｏｎａｌｄ  Ｄｕｎｋａｎ，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ＥＮ’９３，２７（１９９３）等で示されている様に化学ニッケルメッキの耐酸性は燐含量が９重量％を越えると急速に耐蝕性が大きくなる。一般に耐蝕性ニッケルとは燐が８〜９重量％以上の化学ニッケルを示す。
【図面の簡単な説明】
第１図は鋼鉄製の主金型に、加熱された合成樹脂が接触した時の金型壁面付近の温度分布の変化（計算値）を示すグラフである。
第２図は鋼鉄製の主金型の型表面に０．１ｍｍのポリイミドを被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した時の金型壁面付近の温度分布の変化（計算値）を示すグラフである。
第３図は鋼鉄製の主金型の型表面に０．５ｍｍのポリイミドを被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した時の金型壁面付近の温度分布の変化（計算値）を示すグラフである。
第４図は鋼鉄製の主金型の型表面に０．３ｍｍのポリイミドを被覆し、更にその表面に０．０２ｍｍのニッケルを被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した時の合成樹脂表面（合成樹脂表面と金型表面の界面）の温度変化（計算値）を示すグラフである。
第５図は鋼鉄製の主金型の型表面に０．３ｍｍのポリイミドを被覆し、更にその表面に０．１ｍｍのニッケルを被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した時の合成樹脂表面（合成樹脂表面と金型表面の界面）の温度変化（計算値）を示すグラフである。
第６図は鋼鉄製の主金型の型表面に０．１５ｍｍのポリイミドを被覆し、更にその表面に０．０２ｍｍのニッケルを被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した時の合成樹脂表面（合成樹脂表面と金型表面の界面）の温度変化（計算値）を示すグラフである。
第７図は鋼鉄製の主金型の型表面に０．１５ｍｍのポリイミドを被覆し、更にその表面に０．１ｍｍのニッケルを被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した時の合成樹脂表面（合成樹脂表面と金型表面の界面）の温度変化（計算値）を示すグラフである。
第８図は鋼鉄製の主金型の型表面に０．３ｍｍのポリイミドを被覆し、更にその表面に０．０００５ｍｍ、０．０２ｍｍ、０．１ｍｍの各厚みのニッケルを被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した時の合成樹脂表面（合成樹脂表面と金型表面の界面）の温度変化（計算値）を示すグラフである。
第９図は鋼鉄製の主金型の型表面に０．１５ｍｍのポリイミドを被覆し、更にその表面に０．０００５ｍｍ、０．０２ｍｍ、０．１ｍｍの各厚みのニッケルを被覆した金型に、加熱された合成樹脂が接触した時の合成樹脂表面（合成樹脂表面と金型表面の界面）の温度変化（計算値）を示すグラフである。
第１０図は射出成形品の一例を示す斜視図である。
第１１図は第１０図に示す射出成形品の説明図である。
第１２図は射出成形時の型壁面にかかる樹脂圧力の経時変化を示すグラフである。
第１３図は射出成形された合成樹脂が型表面の微細凹凸へ充填される様子をモデル的に示す説明図である。
第１４図は本発明の成形品を成形する金型の断面図を示す。
第１５図は本発明の成形品を成形する金型の断面図を示す。
第１６図は実施例１における金型と成形品の表面凹凸パターンを示すグラフである。
第１７図比較例２における金型と成形品の表面凹凸パターンを示すグラフである。
第１８図は実施例２における成形品の表面凹凸パターンを示すグラフである。
第１９図は実施例２における成形品の表面凹凸パターンを示すグラフである。
〔発明を実施するための最良の形態〕
本発明を図面を用いて説明する。
第１図、第２図及び第３図は主金型温度を５０℃、ゴム強化ポリスチレンの温度が２４０℃で射出成形されたときの金型壁面付近の温度分布の変化の計算値を示してる。図中の各曲線の数値は加熱された合成樹脂が冷却された金型壁に接触してからの時間（秒）を示している。加熱された合成樹脂は壁壁面に接触して、急速に冷却され、一方、型表面は加熱された合成樹脂から熱を受けて昇温する。図に示すように、金型表面を断熱層（ポリイミド）で被覆すると（第２図及び第３図）、合成樹脂と接触する断熱層表面の温度上昇は大きくなり、温度低下速度も小さくなる。
断熱層で被覆されると合成樹脂が金型壁に接触してからの時間が短いほど、型表面温度は高くなり、断熱層被覆により金型温度を大巾に上昇させたのと同等の効果が得られる。
第４図、第５図、第６図、第７図、第８図及び第９図は、鋼鉄からなる主金型の表面にポリイミド層、更にその表面にニッケル層が被覆された金型と、比較としてポリイミド層のみが被覆された金型を用い、主金型の温度を５０℃に設定し、該金型でゴム強化ポリスチレン樹脂の温度が２４０℃で射出成形した時の、該樹脂が金型最表面に接触してからの樹脂表面の温度（これは樹脂表面とニッケル表面の界面の温度、あるいは樹脂表面とポリイミド表面の界面の温度である）の経時変化を示す。
第４図はポリイミド（以後、図ではＰＩを示す）層の厚みを０．３０ｍｍ、ニッケル（以後、図ではＮｉで示す）層の厚みを０．０２ｍｍにした場合の樹脂表面温度の経時変化を示す。図中で実線はポリイミド層とニッケル層を被覆した場合であり、破線はポリイミド層のみを被覆した場合である。ポリイミドのみを被覆した場合には、樹脂表面温度は時間経過とともに低下するのに対して、ポリイミド層とニッケル層を被覆した場合には、一旦温度が大きく低下した後に再び上昇してから次第に低下する。これは表層のニッケルの熱容量が大きいために樹脂の熱がニッケル層に吸収されて低下するものである。従って、ニッケル層の厚みが大きくなる程、一旦低下する温度幅は大きくなり、再び上昇する温度も低くなる。
第５図はニッケル層の厚みを０．１ｍｍと厚くした場合であり、ニッケル層が厚くなると一旦低下する温度幅は大きく、再び上昇する温度も低くなる。
第６図と第７図は、第４図と第５図の場合と同様の層構成でポリイミド層の厚みを０．１５ｍｍとした場合を示す。ポリイミド層の厚みが０．１５ｍｍの場合でも第４図、第５図と同様な傾向がみられる。
第８図と第９図は、第４図〜第７図の結果をまとめて示したものである。第８図と第９図から、断熱層の上にニッケル層を被覆した金型の場合には、ニッケル層の厚みが０．１ｍｍになると、一旦低下した表面温度が再び上昇する温度は低くなり、射出成形時の型表面再現性が悪くなることが推定できる。ニッケル層の厚みが０．０２ｍｍの場合には樹脂表面温度は一旦低下しても急速に回復し、その温度も高いために、射出成形時の型表面再現性は良好である。これらのことから、型表面再現性を良くするには断熱層表面に被覆する金属層の厚みには限界があり、金属層厚みは断熱層厚みの１／５以下、好ましくは１／７以下、更に好ましくは１／７以下で１／１００以上であり、更に金属層厚みの絶対値は好ましくは１〜５０μｍ、更に好ましくは３〜３０μｍの範囲から選択される。
第１０図及び第１１図に示す射出成形品の例で更に詳しく説明する。第１０図に於いて、ゲート１から射出された合成樹脂は穴部２をまわって流動し、ウエルド部で合体し、ウエルドライン３を形成する。第１１図に於いて、微細凹凸表面を有する断熱層を被覆した金型で射出成形すると、成形品表面には断熱層の微細凹凸表面が転写される。しかし、一般に艶消し化に使用されるサンドブラスト法で微細凹凸化した断熱層被覆金型で射出成形すると、成形品４のウエルド部から樹脂流動端部にかけての領域（以後、図面を使用した説明ではウエルド部５と略称する）の微細凹凸度は大きくなり、黒着色樹脂で成形すると、ウエルド部５は黒っぽくなり、一般部６は白っぽくなり、本発明に述べる均一な光沢度の成形品にはならないことを発見した。この原因は明確ではないが、次の様に推定している。その原因を第１２図と第１３図で説明する。
第１１図に示す成形品の射出成形で、ウエルド部５と一般部６の型壁面にかかる圧力をモデル的に第１２図に示す。第１２図に於いて、成形品の一般部６にかかる圧力は曲線７となり、ウエルド部５にかかる圧力は曲線８となる。曲線９はゲート部にかかる圧力である。すなわち、一般部６にかかる圧力は射出時間の経過に応じて徐々に上昇するのに対し、ウエルド部５にかかる圧力は合成樹脂が型壁面に接触すると同時に高圧力がかかる。
第２図に示す様に、加熱された合成樹脂が断熱層の型壁面に接して断熱層表面を加熱し、そして直ちに冷却が始まる。第２図では型表面は０．５２秒後には１００℃以下に低下しており、型表面に接する合成樹脂も低下する。型表面をより良く再現するには加熱された合成樹脂が型壁面に接すると同時に樹脂に高圧力がかかること、すなわち、型壁面と合成樹脂の表層部が高温である間に樹脂に高圧力がかかることが必要である。第１２図に示す様に、ウエルド部は合成樹脂が型壁面に接すると同時に樹脂に高圧力がかかり、型壁面の微細凹凸がより正確に再現される。
第１３図でこの経過をモデル的に説明する。型壁面は１３−１に示す微細凹凸形状の断熱層１０よりなる。この金型で射出成形を行うと成形品の一般部では合成樹脂１１が型壁面に接触してから徐々に樹脂圧力が上昇するため、圧力上昇中に型壁面と樹脂の表層部が冷却し、型壁面の微細凹凸の奥まで入り込めない（１３−２）。これに対して、成形品のウエルド部では合成樹脂１１が型壁面に接触すると同時に樹脂圧力が上昇するため、合成樹脂は型の微細凹凸の奥まで入り込める（１３−３）。この結果、ウエルド部５では一般部６に比較して成形品の表面凹凸がより大きくなり、黒着色合成樹脂ではウエルド部が黒っぽくなり、均一な艶消し状態にならない。
この様な現象は断熱層被覆金型を用いて射出成形した場合の固有の問題であり、本発明はこの不良現象を改良した成形品を提供する。本発明はウエルド部と一般部の艶消し面が均一な光沢度を有する成形品である。成形品のウエルド部と一般部の表面凹凸を均一にするため、断熱層表面の微細凹凸に適度な凹凸度を選択する必要がある。本発明を第１０図及び第１１図に示す単純な形状の成形品で説明したが、弱電機器のハウジング等は多点ゲートで成形される複雑な形状をしており、この様な複雑な形状の成形品では一般部とウエルド部の艶消し度の差の他に、ウエルドラインをはさんで左右で艶消し度に差が生ずる場合が多い。ウエルドラインをはさんで左右に差が生ずるのは、左右の樹脂の流動速度に差がある場合である。流動速度が速い側の樹脂は型壁面に接触してから速く樹脂圧力がかかり、遅い側の樹脂は型壁面に接触してから遅く樹脂圧力がかかり、左右で型表面再現性に差が生じやすい。本発明はこの様な場合に特に有効である。
第１４図と第１５図は本発明の成形品を成形する金型の断面を示し、断熱層表面に薄肉金属層が存在する場合である。
第１４図に於いて、金属からなる主金型１３の表面に微細凹凸表面を有する断熱層１４があり、更にその表面に薄肉の金属層１５があり、該金属層１５の厚みＢは断熱層１４の厚みＡより大幅に薄く、ＢはＡの１／５以下、好ましくは１／７以下、更に好ましくは１／７以下で１／１００以上であり、更に金属層の厚みの絶対値は好ましくは１〜５０μｍ、更に好ましくは３〜３０μｍの範囲から選択される。金属層が薄肉であれば、第４図〜９で説明した如く、型表面に加熱樹脂が接触直後には型表面温度は一時的に低下するが直ちに上昇し、型表面再現性を付与できる。薄肉金属層１５の表面は断熱層表面の微細凹凸を再現していることが好ましく、これは断熱層表面に金属の化学メッキを薄肉に行うことによりできる。しかし、本発明では断熱層表面が平滑で、その表面に適度な微細凹凸状の薄肉金属層がある場合も含まれる。
第１５図は第１４図に示す金属層が革しぼ状、木目しぼ状等のしぼ状の場合である。すなわち、金属層は金型の凹部を形成する微細凹凸表面の薄肉金属層１５と、凸部を形成する若干肉厚の金属層１６よりなり、凹部の面積の合計は凸部の面積の合計より大きいことが好ましい。凹部の金属層の厚みＢは断熱層厚みＡの１／５以下が必要であり、好ましくは１／７以下である。凸部金属層の厚みは凸部と凹部の金属層厚みの平均値が断熱層厚みの１／５以下、好ましくは１／７以下の範囲で選択される。しかし、凸部の金属層の厚みＣは断熱層厚みＡの１／３程度以下が好ましい。
本発明の成形品を成形する断熱層被覆金型は、種々の方法でつくることができる。断熱層への厳選されたサンドブラスト及びその後加工、又は、微粉末を配合した断熱材塗料の塗布は、本発明に最も良好に使用できる。
艶消し状表面をつくるにはサンドブラスト法が一般的である。断熱層の微細凹凸表面はサンドブラスト法等により形成できる。形成される凹凸の大きさは吹きつける砂粒の大きさ、砂粒の材質、吹きつけ空気圧（吹きつけ速度）、吹きつけ時間により調節される。しかし、単にごく普通のサンドブラスト法で微細凹凸としただけでは、本発明が目指すウエルド部と一般部を均一艶消し面にすることは困難である。本発明の成形品は適度に選択された凹凸形状の型表面を使用することにより得られる。例えば、第１３図の１３−４に示す様に、サンドブラストで形成した微細凹凸の凹部の底に耐熱性重合体の溶液を適量流し込んで加熱することにより、凹部の底に断熱材１２を適度に入れて凹部の深さを調節した断熱層被覆金型を用いて成形することにより一般部とウエルド部を均一な艶消し面とすることができる。本発明に述べる、凹凸表面の凹部に耐熱性重合体を流し込み凹部度を調節するとは、このことを云う。また、極めて限定された粒径、粒形のセラミック等を用いてサンドブラスト処理をする方法、あるいはこれに別種のサンドブラスト処理を組み合わせる方法等で本発明に適した凹凸状の断熱層被覆金型を得ることもできる。
しかし、本発明で最も良好に使用できる微細凹凸状表面の断熱層は、５〜５０重量％の微粉末を配合した耐熱性重合体からなる断熱材を断熱層最表面に塗布して形成される。微粉末としては、粒径が０．００１〜３００μｍの、酸化珪素、炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン等無機微粉末が使用できる。粒径が極めて小さい０．００１〜０．１μｍの酸化珪素微粉末（「アエロジル」等の商品名で市販されている微粉末等）、あるいは平均粒径が０．１〜５０μｍ程度の酸化珪素微粒子（東芝シリコン（株）製の「トスパール」、東レ（株）製の「トレフィル」等）、タルク等の無機粉末は特に良好に使用できる。これらの微粉末を断熱材塗料、例えばポリイミド前駆体溶液等の塗料に好ましくは固形分比で５〜５０重量％、更に好ましくは１０〜４０重量％配合することにより良好な塗料とすることができる。これを断熱層表面に塗布することにより本発明に使用できる良好な微細凹凸表面断熱層被覆金型が得られる。
無機微粉末として最も良好に使用できる「アエロジル」（日本アエロジル（株）製）は、純度の高い酸化珪素（ＳｉＯ2）からなり、比表面積が５０〜４００ｍ2／ｇ程度の微粒子がつくられている。個々の粒子は球形をしており、その表面にはシラノールグループが存在している。このシラノールグループは他の粒子のシラノールグループと水素結合による相互作用を起こして、三次元的な網の目構造を形成する。撹拌したり振動したりするとこの網の目構造が分解し、粘度減少が起こる。静止状態では粒子の網の目構造が再び生成し、粘度は上がる。ポリイミド前駆体溶液等の断熱材塗料に「アエロジル」を５〜５０重量％配合し、主金型表面あるいは断熱層表面にスプレー塗装すると、該配合塗料はスプレー塗布時には低粘度になって塗装ができ、金型表面に付着すると高粘度になり、且つ、適度な微細凹凸表面を形成する。アエロジル配合断熱層が断熱層全体を形成していてもよいが、断熱層の最表面に存在すれば良く、一般には断熱層の最表面の３〜３０μｍ程度の厚みをこのアエロジル配合断熱層とする。この微細凹凸表面が本発明の成形品を成形する微細凹凸表面断熱層金型として極めて好ましいことがわかった。「トスパール」、「トレフィル」等の商品名で市販されている酸化珪素の微粒子は粒径のそろった物、粒径分布の広い物等各種あり、それらを適度に組み合わせて断熱材に配合することにより、各種の表面凹凸状の断熱層が得られる。
更に、アエロジル等の酸化珪素等の微粒子や微粉末を配合した断熱材が断熱層の最表面を形成すると、断熱層が傷つきにくくなる効果も顕著に現れる。
本発明ではこの様にしてつくられた断熱層被覆金型を用いて成形することにより、均一な艶消し面を有し、ウエルドラインの目立ちがない本発明の射出成形品を得る。
実施例
次の金型、物質等を使用する。
・主金型：鋼材（Ｓ５５Ｃ）でつくられ、第１０図に示す成形品の型キャビティを有する。成形品サイズは、１００ｍｍ×１００ｍｍで厚みは２ｍｍであり、中央に３０ｍｍ×３０ｍｍの穴が空いている。ゲートは第１０図に示す様にサイドゲートである。型表面は鏡面状である。この主金型の型キャビティを形成する入れ子を８個用意し、各入れ子表面に各種の表面処理を行う。８個のうちの７個には硬質クロムメッキがされている。
・表面微細凹凸状化主金型：クロムメッキされていない主金型表面をサンドブラスト処理により艶消し状表面とする。艶消し状表面は（株）日本エッチングのＮＯ．ＮＨ１００８（吹き付けエアー圧３．７ｋｇ／ｃｍ2）を用いる。
・ポリイミド前駆体及び硬化後のポリイミド：直鎖型高分子量ポリイミド前駆体溶液「トレニース＃３０００」（東レ（株）製）。硬化後のポリイミドの性能は、Ｔｇが３００℃、熱伝導率が０．０００５ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃、破断伸度が４０％。
・ポリイミド被覆金型：クロムメッキされた主金型に、該主金型との密着力が良いプライマー（カルボニル基が多いポリイミド前駆体溶液）を薄層に塗布し、次いでポリイミド前駆体溶液を塗布→１６０℃に加熱して部分イミド化、を１０回繰り返し、最後に２９０℃まで加熱して、１００％イミド化して型表面をポリイミド被覆し、該表面を鏡面状に研磨して、１５０μｍ厚のポリイミド被覆金型をつくる。
・表面微細凹凸状化ポリイミド被覆金型（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）：
・（Ａ）：ポリイミド被覆金型表面をサンドブラスト処理を行い艶消し状表面化する。マット化は（株）日本エッチングのＮＯ．ＮＨ１００８（吹き付けエアー圧１．８ｋｇ／ｃｍ2）を行う。
・（Ｂ）：表面微細凹凸状化ポリイミド被覆金型（Ａ）表面にポリイミド溶液を塗布し（ポリイミド固形分として５μｍ厚に塗布）、次いで２９０℃に加熱硬化し、ポリイミド表面の凹部深さを調節する。型表面の表面粗度は、Ｒａが１．０μｍ、Ｒｍａｘが１６μｍ、Ｒｚが１０μｍ、Ｓが０．０６５ｍｍである。
・（Ｃ）：ポリイミド前駆体溶液に「アエロジル＃１００」（日本アエロジル（株）製）を、固形分に対して３０重量％配合してタンブラーに入れ、撹拌効果を十分にするためガラスビーズを入れて混合し、アエロジル配合ポリイミド前駆体溶液をつくる。ポリイミド被覆金型表面に該アエロジル配合ポリイミド前駆体溶液をスプレー塗布し、次いで２９０℃に加熱して、平均厚みで１５μｍのアエロジル配合ポリイミド層を最表面に形成し、アエロジル凝集体により形成された微細凹凸表面とする。型表面の表面粗度は、Ｒａが１．２μｍ、Ｒｍａｘが８．８μｍ、Ｒｚが７．５μｍ、Ｓが０．１１３ｍｍである。
・（Ｄ）：（Ｃ）に示した方法に於いて、タンブラーでの撹拌はガラスビーズなしで行い、更に＃１００のステンレスメッシュで濾過してアエロジル配合ポリイミド前駆体溶液をつくり、それ以外は（Ｃ）と同様に行い、微細凹凸表面とする。型表面の表面粗度は、Ｒａが３．６μｍ、Ｒｍａｘが２２μｍ、Ｒｚが２０μｍ、Ｓが０．１４ｍｍである。
・（Ｅ）：（Ｃ）金型製作時の２９０℃加熱を行う前の金型表面に、感光性ポリイミド「パイメル」（旭化成工業（株）製、商品名）を塗布して、固体で２０μｍ厚の感光性ポリイミド層を形成し、次いで、しぼ状マスキングフィルム貼り付け、紫外線露光、溶剤洗浄による未架橋ポリイミドの除去、２９０℃加熱キュアによりイミド化を行い、型表面の凹部が微細凹凸状、凸部が平滑状のしぼ状表面微細凹凸状化ポリイミド被覆金型をうる。凹部の面積の合計は凸部の面積の合計より大きく、約２倍である。型表面の凹部の表面粗度は金型（Ｃ）の表面粗度とほぼ同一である。
・表面微細凹凸状化された薄肉金属層被覆金型（Ｘ）、（Ｙ）、（Ｚ）：
・（Ｘ）：（Ｃ）金型製作時に、アエロジル配合ポリイミドを塗布後、炭酸カルシウム微粉末を配合したポリイミド前駆体溶液を塗布して、最表面が３〜１０μｍ厚の炭酸カルシウム粉末配合ポリイミド層である、表面微細凹凸状化ポリイミド被覆金型をつくる。この型表面を、酸溶液によるエッチング処理を行って微細な凹凸にし、次いで化学ニッケルメッキを３μｍ厚に行い、第１４図に示す微細凹凸状化薄肉金属層被覆金型とする。化学ニッケルメッキは燐含量が３〜４重量％の断熱層に密着した０．５μｍ厚の層と、その上の燐含量が５〜７重量％の１．５μｍ厚の層からなる。化学ニッケルメッキは（Ｃ）金型表面の微細凹凸を良好に再現しており、型表面の表面粗度は金型（Ｃ）の表面粗度とほぼ同一である。第１４図のＡは１６５μｍ、Ｂは３μｍである。
・（Ｙ）：（Ｃ）金型製作時に、アエロジル配合ポリイミドを塗布後、炭酸カルシウム微粉末を配合したポリイミド前駆体溶液を塗布して、最表面が３〜１０μｍ厚の炭酸カルシウム粉末配合ポリイミド層である、表面微細凹凸状化ポリイミド被覆金型をつくる。この型表面を、酸溶液によるエッチング処理を行って微細な凹凸にし、次いで燐含量が３〜４重量％の化学ニッケルメッキを０．５μｍ厚に行い、第１４図に示す微細凹凸状化薄肉金属層被覆金型とする。この金型の表面に、硫黄含量が０．０００５重量％の電解ニッケルメッキを２μｍの厚みに行い、更にその上に硫黄含量が０．００５重量％の電解ニッケルメッキを１５μｍの厚みに行い、合計で１７．５μｍ厚のニッケル層を形成する。このニッケル表面に、感光性樹脂の塗布、しぼ状マスキングフィルム貼り付け、紫外線露光、溶剤洗浄による未架橋感光性樹脂の除去、酸溶液による電解ニッケル層のエッチング処理を行いしぼ状表面とする。該しぼ状表面の凸部表面を研磨して光沢面にした後、更にその表面に２μｍ厚の化学ニッケルメッキ（燐含量は８重量％）を行い金属層に耐食性を付与し、第１５図に示すしぼ状の金属層被覆金型とする。第１５図のＡは１６５μｍ、Ｂは４．５μｍ、Ｃは１５μｍである。金型表面の凸部は光沢面であり、凹部は艶消し面である。凹部の面積の合計は凸部の面積の合計より大きく、約２倍である。型表面の凹部の表面粗度は金型（Ｃ）の表面粗度とほぼ同一である。
・（Ｚ）：（Ｙ）金型に示す方法で、燐含量が３〜４重量％の化学ニッケルメッキを０．５μｍ厚に行い、第１４図に示す微細凹凸状化薄肉金属層被覆金型とする。この金型の表面に電解ニッケルメッキ（硫黄含量が０．００５重量％）を２μｍ厚に行い、更にその上に電解銅メッキを１３μｍ厚に被覆し、合計で１５．５μｍ厚の金属層を形成する。この電解銅表面に、感光性樹脂の塗布、しぼ状マスキングフィルム貼り付け、紫外線露光、溶剤洗浄による未架橋感光性樹脂の除去、酸養液による電解ニッケル層のエッチング処理を行いしぼ状表面とする。該しぼ状表面の凸部表面を研磨して光沢面にした後、更にその表面に２μｍ厚の電解クロムメッキを行い金属層に耐蝕性を付与し、第１５図に示すしぼ状の金属層被覆金型とする。第１５図のＡは１６５μｍ、Ｂは４．５μｍ、Ｃは１５μｍである。金型表面の凸部は光沢面であり、凹部は艶消し面である。凹部の面積の合計は凸部の面積の合計より大きく、約２倍である。金型表面の凹部の表面粗度は金型（Ｃ）の表面粗度とほぼ同一である。
・射出成形される合成樹脂：旭化成ポリスチレン４９２（旭化成工業（株）製）黒着色品。ビカット軟化温度は１０５℃。
・射出成形条件：合成樹脂温度２３０℃、主金型温度５０℃で射出成形
・表面凹凸パターンの測定：（株）東京精密の表面粗さ形状測定器「サーフコム５７０Ａ」で測定。
［実施例１］
表面微細凹凸状化ポリイミド被覆金型（Ｂ）を用いて射出成形する。成形品の一般部とウエルド部の艶消し度は均一で、光沢度は５％であり、鉛筆引っ掻き試験のＢ硬度で目立つ傷がつかない。ウエルドラインのへこみは１μｍ以下で、ウエルドラインの目立ちはなく、良好な均一艶消し射出成形品を得る。第１６図に表面凹凸パターンを示す。金型の表面凹凸パターンを１６−１に、成形品の一般部の表面凹凸パターンを１６−２に、成形品のウエルド部の表面凹凸パターンを１６−３に示す。いずれもほぼ同等の表面凹凸度を有し、その表面粗度は金型（Ｂ）の表面粗度とほぼ同一である。
［比較例１］
表面微細凹凸状化主金型を用いて射出成形する。断熱層が被覆されていない該金型を用いると成形品には見苦しいウエルドラインが目立ち、該ウエルドラインのへこみは５μｍである。
［比較例２］
表面微細凹凸状化ポリイミド被覆金型（Ａ）を用いて射出成形する。成形品のウエルドラインのへこみは１μｍ以下でウエルドラインの目立ちはないが、一般部とウエルド部５（ウエルド部から樹脂流動端部にかけての領域）の艶消し度には差があり、均一な艶消し状成形品にならない。すなわち、ウエルド部５が黒っぽく、一般部６が白っぽい。第１７図に表面凹凸パターンを示す。ポリイミド被覆金型の表面凹凸パターンを１７−１に、成形品の一般部の表面凹凸パターンを１７−２に、成形品のウエルド部５の表面凹凸パターンを１７−３に示す。成形品の一般部とウエルド部５では表面凹凸パターンが明らかに異なる。ウエルド部５の艶消し表面は鉛筆引っ掻き試験の２Ｂ硬度で目立つ傷がつく。
［実施例２］
表面微細凹凸状化ポリイミド被覆金型（Ｃ）と（Ｄ）を用いて射出成形する。成形品の一般部とウエルド部の艶消し度は均一で、光沢度は（Ｃ）の一般部とウエルド部で共に２％、（Ｄ）の一般部とウエルド部で共に１１％である。ウエルドラインのへこみは共に１μｍ以下でウエルドラインの目立ちはない。鉛筆引っ掻き試験のＢ硬度で共に目立つ傷はつかない、良好な均一艶消し射出成形品を得る。第１８図と第１９図に金型（Ｃ）と金型（Ｄ）で成形した成形品の表面凹凸パターンを示す。その表面粗度は金型（Ｃ）と金型（Ｄ）の表面粗度とほぼ同一であり、金型（Ｃ）の成形品の表面粗度はＲａが１．２μｍ、Ｒｍａｘが８．４μｍ、Ｒｚが７．０μｍ、Ｓが０．１３μｍであり、金型（Ｄ）の成形品の表面粗度はＲａが３．０μｍ、Ｒｍａｘが２８μｍ、Ｒｚが１８μｍ、Ｓが０．１９ｍｍである。
［実施例３］
しぼ状のポリイミド被覆金型（Ｅ）を用いて射出成形して、凸部が艶消し状、凹部が光沢上のしぼ状成形品を得る。凸部は光沢度が２％であり、鉛筆引っ掻き試験のＢで目立つ傷がつかない。成形品の一般部とウエルド部の艶消し度は均一である。ウエルドラインのへこみは１μｍ以下でほとんど目立たない。成形品の凸部の表面粗度は金型（Ｅ）の凹部の表面粗度とほぼ同一である。
［実施例４］
微細凹部状の薄肉金属層を最表面に有するポリイミド被覆金型（Ｘ）を用いて射出成形する。成形品の一般部とウエルド部の艶消し度は均一で、光沢度は一般部とウエルド部で共に２％であり、鉛筆引っ掻き試験のＢで目立つ傷がつかない。ウエルドラインのへこみは１μｍ以下でほとんど目立たない。成形品の表面粗度は金型（Ｘ）の表面粗度とほぼ同一である。
［実施例５］
しぼ状の薄肉金属層を最表面に有するポリイミド被覆金型（Ｙ）を用いて射出成形して、凸部が艶消し状、凹部が光沢状のしぼ状成形品を得る。凸部は光沢度が２％であり、鉛筆引っ掻き試験のＢで目立つ傷がつかない。成形品の一般部とウエルド部の艶消し度は均一である。ウエルドラインのへこみは１μｍ以下でほとんど目立たない。成形品の凸部の表面粗度は金型（Ｙ）の凹部の表面粗度とほぼ同一である。
［実施例６］
しぼ状の薄肉金属層を最表面に有するポリイミド被覆金型（Ｚ）を用いて射出成形して、凸部が艶消し状、凹部が光沢状のしぼ状成形品を得る。凸部は光沢度が２％であり、鉛筆引っ掻き試験のＢで目立つ傷がつかない。成形品の一般部とウエルド部の艶消し度は均一である。ウエルドラインのへこみは１μｍ以下でほとんど目立たない。成形品の凸部の表面粗度は金型（Ｚ）の凹部の表面粗度とほぼ同一である。
〔産業上の利用可能性〕
本発明によりウエルドラインの目立ちが少ない、良好な艶消し状射出成形が得られる。これまでこの様な成形品は、成形された成形品を艶消し塗装して生産されてきた。しかし、近年、塗料の溶剤の蒸発による環境破壊が大きな社会問題になっており、また、生産コストの削減が求められている。本成形品により成形後の塗装を省略して実用できる成形品が得られ、その経済的効果は甚大である。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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