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特開2022-161569射出発泡成形体および射出発泡成形体を成形する成形金型
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  • 特開-射出発泡成形体および射出発泡成形体を成形する成形金型 図1
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022161569
(43)【公開日】2022-10-21
(54)【発明の名称】射出発泡成形体および射出発泡成形体を成形する成形金型
(51)【国際特許分類】
   B29C 44/58 20060101AFI20221014BHJP
   B29C 44/00 20060101ALI20221014BHJP
   B29C 33/42 20060101ALI20221014BHJP
   B29C 45/00 20060101ALI20221014BHJP
【FI】
B29C44/58
B29C44/00 D
B29C33/42
B29C45/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021066483
(22)【出願日】2021-04-09
(71)【出願人】
【識別番号】308031108
【氏名又は名称】内浜化成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000394
【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】麻川 正博
(72)【発明者】
【氏名】鍜治 史朗
【テーマコード(参考)】
4F202
4F206
4F214
【Fターム(参考)】
4F202AB02
4F202AG20
4F202AR02
4F202AR13
4F202AR17
4F202CA11
4F202CB01
4F202CK12
4F206AB02
4F206AG20
4F206AR02
4F206AR13
4F206AR17
4F206JA04
4F206JN27
4F206JQ81
4F214AB02
4F214AG20
4F214AR02
4F214AR13
4F214AR17
4F214UA08
4F214UB01
4F214UC03
4F214UL27
4F214UM81
(57)【要約】
【課題】簡素な製造工程で射出発泡成形しても、射出発泡成形後に行った塗装の意匠面の塗装外観品質を良好にできる射出発泡成形体、およびこの射出発泡成形体を成形する成形金型を提供すること。
【解決手段】意匠面5aを有する射出発泡成形体5において、意匠面5aの表面粗さの数値は、0.5~1.2μmとなるように設定されている。また、意匠面5aを有する射出発泡成形体5を成形する成形金型1において、意匠面5aを形成する金型内面30の表面粗さの数値は、3~10μmとなるように設定されている。
【選択図】図5
【特許請求の範囲】
【請求項1】
意匠面を有する射出発泡成形体であって、
前記意匠面の表面粗さの数値は、0.5~1.2μmである射出発泡成形体。
【請求項2】
請求項1に記載の射出発泡成形体であって、
射出発泡成形時の発泡樹脂材料の粘度は、500~1500Pa・Sの範囲内である射出発泡成形体。
【請求項3】
請求項1~2のいずれか1項に記載の射出発泡成形体であって、
射出前のキャビティ内ガス圧力は0.3~0.8MPaである射出成形発泡体。
【請求項4】
請求項1~3のいずれか1項に記載の射出発泡成形体であって、
発泡セルサイズの大きさは、直径0.3mm以下である射出発泡成形体。
【請求項5】
意匠面を有する射出発泡成形体を成形する成形金型であって、
前記意匠面を形成する金型内面の表面粗さの数値は、3~10μmである成形金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、射出発泡成形体および射出発泡成形体を成形する成形金型に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、射出発泡成形によって射出発泡成形体(樹脂基材)を成形する技術が知られている。この射出発泡成形時に、例えば、発泡ガスの発泡圧力より高圧なエアーを成形金型の内部に注入する技術が既に知られている。これにより、射出発泡成形体の意匠面に生じる品質悪化(発泡ガスの気泡による凹凸が意匠面に生じることにともなう品質悪化)を抑制できる。なお、下記特許文献1には、成形された射出発泡成形体の表面に型内塗装によって皮膜を作ることで、塗装外観品質が良好な意匠面を有する射出発泡成形体の製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002-234050号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述した特許文献1の技術では、射出発泡成形体を成形する成形工程と、型内塗装によって皮膜を作る皮膜工程の2工程を必要としていた。そのため、簡素な製造工程で射出発泡成形しても(2工程も必要とすることなく)、塗装後の意匠面の塗装外観品質を良好することが求められていた。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、本発明が解決しようとする課題は、簡素な製造工程で射出発泡成形しても、射出発泡成形後に行った塗装の意匠面の塗装外観品質を良好にできる射出発泡成形体、およびこの射出発泡成形体を成形する成形金型を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の1つの特徴によると、意匠面を有する射出発泡成形体であって、意匠面の表面粗さの数値は、0.5~1.2μmである。
【0007】
そのため、射出発泡成形体の意匠面の成形後に行った塗装の塗装肌レベル値であるW1値を45以下にできる。したがって、この射出発泡成形体の意匠面の成形後に行った塗装の外観品質を良好にできる。また、特許文献1の技術で説明したような皮膜を作る皮膜工程を必要としない。そのため、簡素な製造工程(皮膜工程を必要とすることなく成形工程のみの製造工程)で射出発泡成形しても、射出発泡成形後に行った塗装の意匠面の塗装外観品質を良好にできる。
【0008】
本開示の他の特徴によると、射出発泡成形時の溶融した発泡樹脂材料の粘度は、500~1500Pa・Sの範囲内である。
【0009】
そのため、この粘度が500Pa・S未満の場合、金型内面の微細な凹凸に発泡樹脂材料が入り込み、発泡樹脂材料の発泡ガス若しくは(又は)キャビティ内ガスによる残留ガスが抜け難くなる。さらに、発泡樹脂材料が柔らかいため、発泡セル同士がくっついてしまう。1つのセルサイズが大きくなることで、射出発泡成形体の物性低下が発生するため、発泡セルサイズは微細が好ましい。一方、この粘度が1500Pa・Sを超える場合、発泡樹脂材料が固く発泡セルが出来づらくなる。すなわち、この粘度を範囲内に維持することにより、金型内面の微細な凹凸による転写性を制御でき、射出発泡成形体の安定した表面粗さを維持できる。
【0010】
本開示の他の特徴によると、射出前のキャビティ内ガス圧力は0.3~0.8MPaで
ある。
【0011】
そのため、通常のカウンタープレッシャー成形法よりも低圧なガスをキャビティに注入することより、射出発泡材料の発泡を必要以上発生させないようにできる。0.3MPa以下だと、発泡樹脂材料の表面が発泡しシルバーが発生する。0.8MPa以上だと、高圧ガス専用のコンプレッサー等設備が必要となるため、通常のコンプレッサーが使用できる0.3~0.8MPaの範囲が好ましい。低圧なガスは空気を圧縮した物や、窒素ガス、酸素ガス等発泡成形に使用する一般的なガスを適宜使用する。
【0012】
本開示の他の特徴によると、発泡セルサイズの大きさは、直径0.3mm以下である。
【0013】
そのため、射出発泡成形体の発泡セルサイズの大きさが直径0.3mmを超えるものよりセルサイズが安定し、物性低下が発生しにくい。さらに、成形後に通常塗装を行った後、乾燥する際の温度変化による発泡セルの膨張により、塗膜に与える影響が少ない。
【0014】
本開示の他の特徴によると、意匠面を有する射出発泡成形体を成形する成形金型であって、意匠面を形成する金型内面の表面粗さの数値は、3~10μmである。
【0015】
そのため、この成形金型によって出来上がる射出発泡成形体の意匠面の表面粗さの数値が、0.5~1.2μmとなる。金型内面の表面粗さの数値が3μm以下だと射出発泡成形時のガス抜けがしずらく、射出発泡成形体の意匠面にアバタによる凹凸が生じてしまう。10μm以上だと射出発泡成形品に金型内面の凹凸が転写されすぎて意匠面の凹凸が深くなり、成形後の塗装の塗膜に悪影響を生じてしまう。したがって、この意匠面にアバタによる凹凸を生じさせることなく、また、金型内面の凹凸によってできる射出発泡成形品の意匠面の凹凸が深くならずに、結果として、射出発泡成形後に塗装を行った後の塗装外観品質を良好にできる。また、特許文献1の技術で説明したような皮膜を作る皮膜工程を必要としない。そのため、簡素な製造工程(皮膜工程を必要とすることなく成形工程のみの製造工程)で射出発泡成形しても、射出発泡成形後に行った塗装の意匠面の塗装外観品質を良好にできる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
図1】実施形態に係る成形金型の縦断面模式図である。
図2図1の成形金型による射出発泡成形の工程を説明する図である。
図3図2の次の工程を説明する図である。
図4図3の次の工程を説明する図である。
図5】射出発泡成形体の意匠面の表面粗さの数値と塗装肌レベル値との関係を示す図である。
図6】成形金型の金型内面の表面粗さの数値と射出発泡成形体の意匠面の表面粗さの数値との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、実施形態を、図1~6を用いて説明する。まず、図1~2を参照して、実施形態に係る成形金型1を説明する。この成形金型1は、上下に対を成す第1金型2と第2金型3を備えている(図1参照)。第1金型2と第2金型3は、駆動装置(図示しない)によって相対的に型締め型開き可能に構成されている。成形金型1には、第1金型2と第2金型3を型締めすると、所望する樹脂製品7を成形するためのキャビティ4が形成されている(図2参照)。
【0018】
第2金型3には、キャビティ4に発泡樹脂材料(図示しない)を注入するためのゲート(図示しない)が形成されている。また、第2金型3には、キャビティ4に0.3~0.8MPaのガスを注入するための弁(図示しない、以後ガス注入弁)が形成されている。射出発泡成形時の発泡樹脂材料の粘度は、500~1500Pa・Sの範囲内となるように設定されている。なお、ガス注入弁は第2金型3に設置せずに成形金型1から独立していても良い。
【0019】
なお、この粘度が500Pa・S未満の場合、後述する金型内面30の微細な凹凸に発泡樹脂材料が入り込みガスによる気泡が抜け難くなる。さらに、発泡樹脂材料が柔らかいため、発泡セル同士がくっついてしまう。1つのセルサイズが大きくなることで、物性低下が発生するため、発泡セルサイズは微細(0.3mm以下)が好ましい。一方、この粘度が1500Pa・Sを超える場合、発泡樹脂材料が固く発泡セルが出来づらくなる。すなわち、この粘度を変えることによって金型内面30の微細な凹凸による転写性を制御できる。
【0020】
第2金型3の金型内面30(射出発泡成形体5の意匠面5aを形成するキャビティ内面)には、微細な凹凸(図示しない)が形成されている。この微細な凹凸、すなわち、金型内面30の表面粗さの数値は、3~10μmとなるように設定されている。なお、ガス注入孔且つ排出孔(図示しない、以後ガス注入・排出孔)として、成形金型1の外周シール面に発泡樹脂材料が入り込まない0.03mm程度の微細な溝を設け、型内にガス注入及び型外に排出する。製品の箱ボス等のアンダーカット部を処理するための傾斜スライドの隙間、または、成形後製品を突き出すための突き出しピン、直上げ駒の隙間からもガス注入・排出孔として使用して良い。ガス注入・排出孔はガス注入弁且つガス排出弁(図示しない)と繋がっている。成形金型1は、このように構成されている。
【0021】
次に、図1~6を参照して、樹脂製品7を成形する工程および作用効果を説明する。まず、図1に示す状態から、第1金型2と第2金型3を型締めする作業を行う(図2参照)。次に、図2に示す状態において、型締めによって形成されるキャビティ4に0.3~0.8MPaのガスをガス注入弁を開いてガス注入・排出孔に注入する。発泡樹脂材料をゲートからキャビティ4に充填する作業を行う。その際にガス注入・排出孔は、ガス注入弁を閉じ、ガス排出弁を開き、ガス注入機能から排出機能に切り替わる。
【0022】
次に、キャビティ4に発泡樹脂材料が充填されながら自然発泡されていくが、キャビティ4に充填されている0.3~0.8MPaのガスが発泡樹脂材料の表面を圧迫するので、発泡樹脂材料の表面は自然発泡されずにキャビティ4に充填されていく。通常の金型ならば金型内面30は平滑なので、0.3~0.8MPaのガス、又は(もしくは、)樹脂で発泡されたガスが、金型内面30と発泡樹脂材料に挟まれて残り、射出発泡成形体の意匠面にアバタによる凹凸をつけるのだが、金型内面30の微細な凹凸によりガスが発泡樹脂材料と金型内面30が直ぐに挟まれずに、ガス注入・排出孔に誘導され排出される。それにより射出発泡成形体5の意匠面5aの表面粗さが安定する。次に、注入した発泡樹脂材料を冷却固化させる作業を行う。これにより、射出発泡成形体5(樹脂基材)が出来上がる(図3参照)。
【0023】
出来上がる射出発泡成形体5の意匠面5aには、金型内面30の微細な凹凸による凹凸(図示しない)が転写される。この場合、金型内面30の表面粗さの数値が、3~10μmとなるように設定されているため、意匠面5aの表面粗さの数値が、0.5~1.2μmの射出発泡成形体5が出来上がる。
【0024】
そのため、アバタによる凹凸が射出発泡成形体5の意匠面5aに生じることを抑制できる。次に、図3に示す状態から、第1金型2と第2金型3を型開きして、射出発泡成形体5を取り出す作業を行う。取り出された射出発泡成形体5は、意匠面5aに所定の塗装が施されて樹脂製品7となる(図4参照)。これら一連の作業によって、樹脂製品7を成形できる。
【0025】
上述した成形の工程にて成形した射出発泡成形体5の意匠面5aに所定の塗装が施された後に、BYK-Gardner GmbH社製「ウェーブスキャン-T」を用いて、W1値を測定して仕上がり外観を評価すると、W1値が45以下になり外観品質が良好と判断される。ここで、W1値は、塗膜の肌のうねり(ラウンド)を評価する指標であり、この値が低い程、仕上がり外観が良好であることを示す。
【0026】
このW1値が高い値を示す場合は、(例えば、W1値が45を超える)自動車の外装部品としては肌感が悪くなり、美感が損なわれた品質になる。図5において、グラフの破線部分がアバタによる凹凸を示している。
【0027】
このようにW1値を45以下にするためには、発泡成形体5の意匠面5aの表面粗さの数値を0.5~1.2μmにする必要がある(図5参照)。そのために、図6に示すように、成形金型1の第2金型3の金型内面30の表面粗さの数値を3~10μmにする必要がある。したがって、上述したように、微細な凹凸による金型内面30の表面粗さの数値を3~10μmとなるように設定しておくと、発泡成形体5の意匠面5aの成形後に行った塗装の外観品質を良好にできる。
【0028】
実施形態に係る射出発泡成形体5は、上述したように構成されている。この構成によれば、射出発泡成形体5は、意匠面5aを有している。この意匠面5aの表面粗さの数値は、0.5~1.2μmである。そのため、この射出発泡成形体5の意匠面5aの成形後に行った塗装の塗装肌レベル値であるW1値を45以下にできる。したがって、この射出発泡成形体5の意匠面5aの成形後に行った塗装の外観品質を良好にできる。また、特許文献1の技術で説明したような皮膜を作る皮膜工程を必要としない。そのため、簡素な製造工程(皮膜工程を必要とすることなく成形工程のみの製造工程)で射出発泡成形しても、射出発泡成形後に行った塗装の意匠面7aの塗装外観品質を良好にできる。
【0029】
また、この構成によれば、射出発泡成形時の発泡樹脂材料の粘度は、500~1500Pa・Sの範囲内である。そのため、この粘度が500Pa・S未満の場合、金型内面30の微細な凹凸に発泡樹脂材料が入り込みガスによる気泡が抜け難くなる。さらに、発泡樹脂材料が柔らかいため、発泡セル同士がくっついてしまう。1つのセルサイズが大きくなることで、物性低下が発生するため、発泡セルサイズは微細が好ましい。一方、この粘度が1500Pa・Sを超える場合、発泡樹脂材料が固く発泡セルが出来づらくなる。すなわち、この粘度を変えることによって金型内面30の微細な凹凸による転写性を制御できる。
【0030】
また、この構成によれば、射出前のキャビティ内ガス圧力は0.3~0.8MPaで
ある。
【0031】
そのため、通常のカウンタープレッシャー成形法よりも低圧なガスをキャビティに注入することより、射出発泡材料の発泡を必要以上発生させないようにできる。0.3MPa以下だと、発泡樹脂材料の表面が発泡しシルバーが発生する。0.8MPa以上だと、高圧ガス専用のコンプレッサー等設備が必要となるため、通常のコンプレッサーが使用できる0.3~0.8MPaの範囲が好ましい。
【0032】
また、この構成によれば、発泡セルサイズの大きさは、直径0.3mm以下である。
【0033】
そのため、射出発泡成形体の発泡セルサイズの大きさが直径0.3mmを超えるものよりセルサイズが安定し、物性低下が発生しにくい。さらに、成形後に通常塗装を行った後、乾燥する際の温度変化による発泡セルの膨張により、塗膜に与える影響が少ない。
【0034】
また、この構成によれば、第2金型3の金型内面30(射出発泡成形体5の意匠面5aを形成するキャビティ内面)には、微細な凹凸(いずれも図示しない)が形成されている。この微細な凹凸による金型内面30の表面粗さの数値は、3~10μmとなるように設定されている。そのため、この成形金型1によって出来上がる射出発泡成形体5の意匠面5aの表面粗さの数値が、0.5~1.2μmとなる。したがって、上述した射出発泡成形体5の説明と同様に、射出発泡成形体5の意匠面5aの成形後に行った塗装の外観品質を良好にできる。結果として、意匠面7aの肌感を良好にできる。また、特許文献1の技術で説明したような皮膜を作る皮膜工程を必要としない。そのため、簡素な製造工程(皮膜工程を必要とすることなく成形工程のみの製造工程)で射出発泡成形しても、射出発泡成形後に行った塗装の意匠面7aの塗装外観品質を良好にできる。
【符号の説明】
【0035】
1 成形金型
5 射出発泡成形体
5a 意匠面
7 樹脂製品(塗装後)
7a 意匠面(塗装後)
図1
図2
図3
図4
図5
図6