CN103052480A - 成形用模具及其制造方法以及使光泽度一致的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够成形减低了光泽的成形品的成形用模具及其制造方法,提供一种能够使以不同合成树脂等材料成形的成形品表面的光泽一致的使成形品光泽度一致的方法以及成形用模具及其制造方法。本发明的成形用模具(10)的光泽调整粒状体(20)隔着间隔附着于模具的模具面(12)上,所述光泽调整粒状体(20)包含形状保持固定基材50~80重量份、扩散反射面形成芯材30~80重量份以及粗糙度强调材料5~10重量份;所述模具的模具面(12)各自独立地附加有光泽调整粒状体(20)而形成光泽调整凸部(28),使得利用模具成形的成形体的表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面,并将具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部(28)形成为在模具面上的覆盖率为40~80%的比率。

Description

成形用模具及其制造方法以及使光泽度一致的方法
技术领域
本发明涉及成形用模具及其制造方法以及使成形品的光泽度一致的方法,特别地涉及,例如在制作树脂成形品的情况下所使用的、用于执行树脂成形的成形用模具及其制造方法以及使成形品的光泽度一致的方法,所述树脂成形品在表面上具有为了提高制品的外观设计而准备了成形面的纹理图案(皮状图案、皮肤图案或木纹图案、梨皮图案、叶脉图案、鳞状图案、大理石图案、发纹图案、几何学图案、研磨图案、涂装图案等)。
背景技术
以往,通过基于蚀刻加工的梨皮图案或喷砂加工,使模具的模具面粗糙来进行降低光泽处理。另外,在这样仍不充分的情况下,以往对成形品进行了兼具掩藏外观不良的功能的涂装。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本特开2007-160637号公报
发明内容
(发明所要解决的课题)
一般而言,合成树脂成形品优选为具有高级感且不易看出外观不良的成形品,优选为有助于此的减低了光泽的成形品。另外,汽车内装用合成树脂成形品、特别是车窗周围的仪表板等优选为减低了光泽而能够防止车窗反射的合成树脂成形品。
另外,还有希望使利用不同的合成树脂等材料而成形的成形品的表面光泽一致的要求。
因此,本发明的目的在于提供能够成形减低了光泽的成形品的成形用模具及其制造方法。
本发明的另一个目的在于提供能够使利用不同的合成树脂等材料而成形的成形品的表面光泽一致的、使成形品光泽度一致的方法以及成形用模具及其制造方法。
(解决课题的措施)
本发明的权利要求1的一种成形用模具是这样一种成形用模具,其中:
光泽调整粒状体隔着间隔附着于模具的模具面上,所述光泽调整粒状体包含形状保持固定基材50~80重量份、扩散反射面形成芯材30~80重量份、以及及粗糙度强调材料5~10重量份;
所述模具的模具面隔着间隔且各自独立地附加有光泽调整粒状体而形成光泽调整凸部,使得在模具的附着了所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体的表面形成为镜面反射小或形成为扩散反射表面;以及
具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部被形成为在模具面的覆盖率为40~80%的比率。
本发明的权利要求2的一种成形用模具是这样一种成形用模具,其中:
光泽调整粒状体隔着间隔附着于模具的模具面上,所述光泽调整粒状体包含形状保持固定基材50~80重量份、扩散反射面形成芯材30~80重量份、以及粗糙度强调材料5~10重量份;
所述模具的模具面隔着间隔且各自独立地附加有光泽调整粒状体而形成光泽调整凸部,使得在模具的附着了所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体的表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射表面;
光泽调整粒状体利用形状保持固定基材而形成了具有耐成形的强度并具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部,所述光泽调整凸部形成有由多面体构成的异形体并且利用粗糙度强调材料和/或扩散反射面形成芯材而形成了比所述异形体更突出的微细突部,所述多面体包含大致钟状体、大致吊钟状体、大致圆盘状体和大致骰子状体以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状体、大致半扁球状体和大致半长球状体、截角立方体、立方八面体和扭棱立方体。
本发明的权利要求3的成形用模具是如权利要求1或2所述的成形用模具,其中,所述形状保持固定基材为热固性塑料,所述扩散反射面形成芯材为具有随机形状的陶瓷粉,所述粗糙度强调材料为无机纤维。
本发明的权利要求4的成形用模具是如权利要求1~3的任一项所述的成形用模具,其中,所述粗糙度强调材料为玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维以及钛酸钾纤维中的一种,纤维的长度为5~20μm;所述扩散反射面形成芯材的粒径为0.1~20μm。
本发明的权利要求5的成形用模具是如权利要求1~4的任一项所述的成形用模具,其中,所述光泽调整粒状体的粒径为1.0~100μm,高度为5~30μm。
本发明的权利要求6的成形用模具是如权利要求1~5的任一项所述的成形用模具,其中,所述光泽调整粒状体是将复合材料喷涂固化而形成的,所述复合材料是以30~90重量份的稀释溶剂将50~80重量份的合成树脂、30~80重量份的陶瓷粉以及5~10重量份的无机纤维稀释而成的。
本发明的权利要求7的成形用模具是如权利要求1~6的任一项所述的成形用模具,其中,所述模具的表面在除具有微细且不规则凹凸面的光泽调整凸部以外的区域、即在各光泽调整粒状体之间呈现模具的模具面的凹凸状图案。
本发明的权利要求8的成形用模具的制造方法包含以下步骤:
(1)凹凸状图案加工步骤,其执行将凹凸状图案形成于成形用模具上的加工;
(2)复合材料混合步骤,其将50~80重量份的形状保持固定基材、30~80重量份的扩散反射面形成芯材、5~10重量份的粗糙度强调材料以及30~90重量份的溶剂混合;
(3)喷涂步骤,其利用压缩空气将所述复合材料以雾状喷涂于模具的模具面上,使得在模具面的覆盖率成为40~80%的比率;以及
(4)局部附着步骤,其以100~150℃将喷涂于模具的模具面上的复合材料加热并固化,并以在模具面上的覆盖率为40%~80%的比率来附加具有微细且不规则凹凸面的光泽调整粒状体;
其中,所述模具的模具面以使得在模具的附着了所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射表面的方式附加有光泽调整粒状体,并且以在模具面的覆盖率为40%~80%的比率形成有具有微细且不规则凹凸面的光泽调整凸部。
本发明的权利要求9的成形用模具的制造方法是如权利要求8所述的成形用模具的制造方法,其中,所述形状保持固定基材为热固性塑料,所述扩散反射面形成芯材为具有随机形状的陶瓷粉,所述粗糙度强调材料为无机纤维。
本发明的权利要求10的的成形用模具的制造方法是如权利要求8或9所述的成形用模具的制造方法,其中,所述粗糙度强调材料为玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维以及钛酸钾纤维中的一种,纤维的长度为5~20μm;所述扩散反射面形成芯材的粒径为0.1~20μm。
本发明的权利要求11的成形用模具的制造方法是如权利要求8~10的任一项所述的成形用模具的制造方法,其中,所述光泽调整粒状体的粒径为1.0~100μm,高度为5~30μm。
本发明的权利要求12的成形用模具是这样一种成形用模具,其中,光泽调整粒状体隔着间隔附着于模具的模具面上,所述光泽调整粒状体包含合成树脂50~80重量份、陶瓷粉30~80重量份、以及无机纤维5~10重量份;
所述模具的模具面附加有光泽调整粒状体,使得在模具的附着有所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体的表面与其它成形体的表面的光泽度一致和/或协调,并且以在模具面的覆盖率为40%~80%的比率而形成了具有微细且不规则凹凸面的光泽调整凸部。
本发明的权利要求13的成形用模具是如权利要求12所述的成形用模具,其中,所述形状保持固定基材为热固性塑料,所述扩散反射面形成芯材为具有随机形状的陶瓷粉,所述粗糙度强调材料为无机纤维。
本发明的权利要求14的成形用模具是如权利要求12或13所述的成形用模具,其中,所述粗糙度强调材料为玻璃纤维、碳纤维以及碳化硅纤维中的一种,纤维的长度为5~20μm;所述扩散反射面形成芯材的粒径为0.1~20μm。
本发明的权利要求15的成形用模具是如权利要求12~14的任一项所述的成形用模具,其中,所述光泽调整粒状体的粒径为1.0~100μm,高度为5~30μm。
本发明第16项的成形用模具的制造方法包含以下步骤:
(1)凹凸状图案加工步骤,其执进行将凹凸状图案形成于成形用模具上的加工;
(2)复合材料混合步骤,其将包含50~80重量份的形状保持固定基材、30~80重量份的扩散反射面形成芯材、5~10重量份的粗糙度强调材料以及30~90重量份的溶剂的复合材料混合;
(3)喷涂步骤,其为了使要形成微细且不规则的凹凸的第一成形体表面的光泽度与作为对比的其它第二成形体表面的光泽度一致和/或协调,利用压缩空气将所述复合材料以雾状喷涂于模具的模具面上而使得在模具面的覆盖率成为40~80%的比率,使得第一成形体或第二成形体的一方或双方的光泽度降低;及
(4)附着步骤,其以100~150℃将喷涂于模具的模具面上的复合材料加热并固化,并且以使在模具面的覆盖率为40%~80%的比率来附加光泽调整粒状体;
其中,利用上述步骤形成的所述模具的模具面附加有光泽调整粒状体,使得在模具的附着有所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的第一成形体的表面与相邻的其它第二成形体的表面的光泽度一致和/或协调,并且以在模具面的覆盖率为40%~80%的比率形成了具有微细且不规则凹凸面的光泽调整凸部。
本发明的权利要求17的成形用模具的制造方法是如权利要求16所述的成形用模具的制造方法,其中,用以成形第一成形体的模具的模具面是利用模具的附着有所述光泽调整粒状体的模具面构成的,所述第一成形体是利用与构成所述第二成形体的树脂不同种类的非结晶性树脂或结晶性树脂,以与利用结晶性树脂或非结晶性树脂成形的第二成形体的表面的光泽度一致和/或协调的方式而成形的。
本发明的权利要求18的成形用模具的制造方法是如权利要求16或17所述的成形用模具的制造方法,其中,所述形状保持固定基材为热固性塑料,所述扩散反射面形成芯材为具有随机形状的陶瓷粉,所述粗糙度强调材料为无机纤维。
本发明的权利要求19的成形用模具的制造方法是如权利要求16~18的任一项所述的成形用模具的制造方法,其中,所述粗糙度强调材料为玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维以及钛酸钾纤维中的一种,纤维的长度为5~20μm;所述扩散反射面形成芯材的粒径为0.1~20μm。
本发明的权利要求20的成形用模具的制造方法是如权利要求16~19的任一项所述的成形用模具的制造方法,其中,所述光泽调整粒状体的粒径为1.0~100μm,高度为5~30μm。
本发明的权利要求21的合成树脂成形品是利用下述成形用模具而成形的合成树脂成形品,所述成形用模具为,光泽调整粒状体隔着间隔附着于模具的模具面上,所述光泽调整粒状体包含形状保持固定基材50~80重量份、扩散反射面形成芯材30~80重量份、以及粗糙度强调材料5~10重量份;
所述模具的模具面附加有光泽调整粒状体,使得在模具的附着有所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射表面,所述光泽调整粒状体隔着间隔且各自独立,并且以在模具面的覆盖率为40~80%的比率,形成了具有微细且不规则凹凸面的光泽调整凸部;
所述合成树脂成形品形成有将所述成形用模具的具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部反转了的、具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凹部;
所述光泽调整凹部由以多面体状构成的异形凹部形成,且形成有比所述异形凹部的表面更凹陷的细微凹部,形成为镜面反射少或成为扩散反射的表面,所述多面体状包含大致钟状、大致吊钟状、大致圆盘状和大致骰子状以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状、大致半扁球状和大致半长球状、截角立方体状、立方八面体状和扭棱立方体状。
本发明的权利要求22的合成树脂成形品是利用下述成形用模具成形的合成树脂成形品,所述成形用模具为,光泽调整粒状体隔着间隔附着于模具的模具面上,所述光泽调整粒状体包含形状保持固定基材50~80重量份、扩散反射面形成芯材30~80重量份、以及粗糙度强调材料5~10重量份;
所述模具的模具面附加有光泽调整粒状体,所述光泽调整粒状体隔着间隔且各自独立地,使得在模具的附着有所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体的表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射表面;
光泽调整粒状体利用由形状保持固定基材而形成了具有耐成形的强度并具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部,并且利用粗糙度强调材料和/或扩散反射面形成芯材而形成了比所述异形体更突出的微细突部,其中,所述光泽调整凸部形成有以多面体构成的异形体,所述多面体包含大致钟状体、大致吊钟状体、大致圆盘状体和大致骰子状体以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状体、大致半扁球状体和大致半长球状体、截角立方体、立方八面体以及扭棱立方体;
所述合成树脂成形品形成有将所述成形用模具的具有微细且不规则凹凸面的光泽调整凸部反转的、具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凹部;
所述光泽调整凹部形成有以多面体状构成的异形凹部,并形成有比所述异形凹部的表面更凹陷的细微凹部,而形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面,所述多面体状包含大致钟状、大致吊钟状、大致圆盘状和大致骰子状以及球体、椭圆体、以与茧形球面相交的平面切割的大致半球状、大致半扁球状和大致半长球状、截角立方体状、立方八面体状以及扭棱立方体状。
本发明的权利要求23的合成树脂成形品是如权利要求21或22所述的合成树脂成形品,其中,所述形状保持固定基材为热固性塑料,所述扩散反射面形成芯材为具有随机形状的陶瓷粉,所述粗糙度强调材料为无机纤维。
本发明的权利要求24的合成树脂成形品是如权利要求21~23的任一项所述的合成树脂成形品,其中,形成于成形品的表面并具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凹部形成有与所述扩散反射面形成材和/或所述粗糙度强调材料的端部的形状相对应的凹面。
本发明的权利要求25的合成树脂成形品是如权利要求21~24的任一项所述的合成树脂成形品,其中,所述成形用模具的表面在除具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部以外的区域中呈现出作为模具的基础面(基底面)的表面的凹凸状图案;
所述成形体的表面在除具有所述微细且不规则的凹凸面的光泽调整凹部以外的区域中形成有将所述成形用模具的凹凸状图案反转了的凹凸状图案。
本发明的权利要求26的使成形品光泽度一致的方法包含以下步骤:
(1)喷涂步骤,其利用压缩空气将复合材料以雾状喷涂于模具的模具面上,使得在模具面的覆盖率成为40~80%的比率,所述复合材料是将50~80重量份的形状保持固定基材、30~80重量份的扩散反射面形成芯材、5~10重量份的粗糙度强调材料以及30~90重量份的溶剂混合而成的;
(2)附着步骤,其为了使要形成微细且不规则的凹凸的第一成形体的表面的光泽度与作为对比的由不同种类的合成树脂构成的其它的成形体的表面的光泽度一致和/或协调,将粒状体以在模具面的覆盖率成为40~80%的比率的方式附着在模具面上,使得所述成形体的一方或双方的光泽度降低;
所述方法还包含以下步骤:
覆盖模具基础数据取得步骤,其针对改变了粒状体的覆盖比率的模具的模具面,测量光泽度;
成形品基础数据取得步骤,其针对利用改变了粒状体的覆盖比率的模具,由不同种类的合成树脂所成形的成形品,测量光泽度;以及
确认步骤,其确认由不同种类的合成树脂所成形的成形品的光泽度是否为目标光泽度、以及各自的光泽度是否协调。
(发明的效果)
权利要求1~11的发明所涉及的成形用模具可以成形光泽(光泽度)低的成形品,而与成形树脂的种类无关。
另外,由于不会对原来的成形用模具的模具面的纹理造成损伤,容易进行用于调整光泽的施工。
即使在不再需要的情况下,由于附着在成形用模具的模具面上的粒状体的粘接面积小,因此能够通过喷砂而容易地剥离。
可以在成形用模具的模具面上获得现有的加工所无法获得的复杂的凹凸。
权利要求12~20的发明所涉及的成形用模具可以成形光泽(光泽度)低的成形品,而与成形树脂的种类无关;利用这种成形用模具成形的成形品的表面的光泽(光泽度)低,可以使利用不同种类的树脂成形的成形品的光泽(光泽度)一致。
关于权利要求21~26的发明所涉及的合成树脂成形品,如果光入射于合成树脂成形品的表面,则入射光在光泽调整凹部的微细凹凸面上反射而成为扩散光。入射光由于漫反射的原因,到达观察者的眼睛的反射光变少。由于在成形品的表面上形成了大量的如上所述的“在内表面上具有微细凹凸面的光泽调整部”,所以合成树脂成形品整体的光泽度低。
本发明的所述目的、其它目的、特征及优点,将由参照图面进行的以下用以实施发明的最佳形态的说明来使的变得更加清楚。
附图说明
图1为本发明的一个实施方式的成形用模具的截面示意图。
图2为模具的模具面的扩大截面示意图。
图3A为粒状体的扩大截面示意图。
图3B为粒状体的扩大截面示意图。
图3C为粒状体的扩大截面示意图。
图3D为粒状体的扩大截面示意图。
图3E为粒状体的扩大截面示意图。
图3F为粒状体的扩大截面示意图。
图3G为粒状体的扩大截面示意图。
图3H为粒状体的扩大截面示意图。
图4为粒状体的扩大立体示意图。
图5为利用本发明的模具成形的成形品的扩大截面示意图。
图6为于本发明的模具以及使用所述模具成形的成形品的截面示意图,其中(A)为模具表面的图,(B)为成形品表面的图。
(附图标记说明)
10…模具12…模具面20…粒状体22…合成树脂24…陶瓷粉
26…无机纤维28…光泽调整凸部110…合成树脂成形品112…光泽调整凹部
具体实施方式
(关于模具及其制造方法)
图1为本发明的一个实施方式的成形用模具10的截面示意图。
关于本发明的成形用模具10,粒状体20各自独立地且隔着间隔附着于模具10的模具面12上,所述粒状体20包含50~80重量份的作为保持粒状体形状的形状保持固定基材的例如合成树脂22、30~80重量份的作为用以形成扩散反射面的扩散反射面形成芯材的例如陶瓷粉24、以及5~10重量份的作为强调粒子粗糙度的粗糙度强调材料的例如无机纤维26。
所述模具10的模具面12附加有粒状体20,使得在模具10的附着有所述粒状体20的模具面12上成形了的成形体表面形成为镜面反射少或成为扩散反射的表面,且将由所述粒状体20构成的微细且具有不规则的凹凸面的光泽调整凸部28形成为在模具面12的覆盖率成为40~80%的比率。
粒状体20是将复合材料喷涂并固化于模具10的模具面12上而形成的,所述复合材料是以30~90重量份的稀释溶剂将50~80重量份的合成树脂22、30~80重量份的陶瓷粉24以及5~10重量份的无机纤维26稀释而成的。
用以调整光泽的粒状体20构成具有耐成形的强度并具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部28;所述光泽调整凸部28利用形状保持固定基材而形成以多面体(参照图3H)构成的异形体,并且利用粗糙度强调材料和/或扩散反射面形成芯材而形成了比所述异形体更突出的微细突部,其中,所述多面体包含大致钟状体(参照图3A)、大致吊钟状体(参照图3B)、大致圆盘状体(参照图3C)和大致骰子状体(参照图3D)以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状体(参照图3E)、大致半扁球状体(参照图3F)和大致半长球状体(参照图3G)、截角立方体、立方八面体和扭棱立方体。
关于本发明的成形用模具10,作为基础面(基底面)的模具面12并非镜面,而是在上面形成有凹凸状图案。
例如,在成形用模具10的模具面12上,利用蚀刻而成形了皮状纹理、梨皮纹理、几何学纹理等的凹凸状图案。
利用具有凹凸状的模具面12的模具10,成形品的表面可被赋予与模具10的模具面12相对应的表面形状。表面形状根据这种凹凸面的形状而被称为皮状纹理、梨皮纹理、几何学纹理等。
所谓皮状纹理指的是可在皮革表面上看到的皱纹图案,作为实施了皮状纹理的制品,有汽车的内装等,例如可赋形于转向把手、扶手储物箱、仪表面板、汽车仪表板以及车侧护条等成形品上。
所谓梨皮纹理指的是可在梨的表面看到的微小的凹凸,作为实施了梨皮纹理的制品,有家电制品的外装等,例如可赋形于电视、冷气机面板格栅、冰箱面板以及洗衣机面板等成形品上。
模具10的模具面12也可以利用蚀刻加工以外的方法而被实施凹凸状图案,例如,也可以形成基于雕刻或机械加工、或者研磨痕等的粗糙的研磨面、平面研磨面、发纹图案等。另外,模具10的模具面12也有局部未被实施凹凸状图案、例如存在镜面的情况。
作为用于模具10的金属,不仅有预硬钢、硬化钢、析出硬化钢、不锈钢等钢材,还有锌合金、铝合金、铍铜合金等非铁金属。另外,模具10也可以使用碳、陶瓷等,但本发明并不限于这些。
对于模具10的模具面12,在实施皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理等纹理等的凹凸状图案的加工后,实施喷砂处理。纹理包括皮状图案、皮肤图案或木纹图案、梨皮图案、叶脉图案、鳞状图案、大理石图案、发纹图案、几何学图案、研磨图案、涂装图案等。
模具10的模具面12通过利用喷砂处理而形成的凹凸形状所造成的锚定效应,复合材料的合成树脂22的粘接性提高。
再者,通过执行喷砂处理,可以去除模具10的模具面12表面的残存的氧化物,进行施工面的调整。
另外,作为模具10的表面处理,也可以采用电晕放电、紫外线照射、放射线照射等。通过这些处理,可以谋求粘接性的提高等。
合成树脂22用于将构成光泽调整凸部28的粒状体20成形并将粒状体20粘接在模具10的模具面12表面上,并且构成粒状体20的形状保持固定基材。
作为用于复合材料的合成树脂22,要求有耐热性、脱模性、与模具10的模具面12的粘接性、耐磨性等。作为耐热性,优选的是在至少150℃下不会熔融的材料。作为耐磨性,优选对注塑成形时的树脂、例如聚丙烯树脂、ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)等的熔融物的流具有充分的耐受力的材料。例如,优选为,在基于合成树脂的成形、例如注塑成形时,能够耐受1000次注塑以上的成形的材料。这是因为,在制造成形品时,会利用同一模具10来制造大量的成形品的缘故。
关于合成树脂22的拉伸强度,从能够耐受成形时受到的来自熔融树脂的压力的观点出发,优选为30~120MPa,而从耐久性以及在不需要时剥离的容易度的观点出发,优选为50~70MPa。
关于合成树脂22的硬化温度,从防止因加温造成的模具10变形的观点出发,优选为70~200℃,而从生产性的观点出发,优选为80~150℃。
为了使合成树脂22固化,通过将模具10以200℃以下的温度加热,可以消除模具10变形的担忧。因此,必须选择硬化温度尽量低的合成树脂。如果选择硬化温度低的合成树脂,则可在由低融点金属材料形成的模具10上附加用于调整光泽的粒状体20。
作为适合于这些的合成树脂22,有以下的材料。
热塑性塑料,有作为结晶性塑料的聚缩醛树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、氟树脂。
热塑性塑料,有作为非结晶性塑料的ABS树脂、AS树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚氯乙烯树脂。
热固性塑料,有环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、聚酯树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、酚树脂。
其它则有聚胺酯树脂、硅树脂、苯二甲酸类树脂、苯乙烯类树脂、纤维素类树脂、醋酸乙烯树脂。
用于复合材料的树脂可以使用选自这些合成树脂22中的一种或组合了它们的树脂。
优选的是,环氧树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂、氟树脂或它们的混合物。
作为环氧树脂者,有双酚A型、使用了酚醛树脂的、使用了环戊二烯或环己烯衍生物的等。作为聚酰亚胺树脂,有聚胺基双马来酰亚胺、双马来酰亚胺-三氮杂苯树脂等。
作为聚酰胺酰亚胺树脂,有从偏苯三酸、苯均四酸合成的材料等。作为氟树脂,有聚四氟乙烯、氟化乙烯-丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯等。
陶瓷粉24构成用于形成扩散反射面的扩散反射面形成芯材,所述扩散反射面将使用模具10成形的合成树脂成形品110的表面上的入射光朝各个方向进行光扩散不是镜面反射。陶瓷粉24使构成光泽调整凸部28的粒状体20的表面复杂,具有增大表面积、增大表面粗糙度以及增大表面凹凸的功能。
再者,陶瓷粉24还具有提高形状保持固定基材(合成树脂22)的硬度,调整喷涂时的粘度的作用。
作为陶瓷粉24的材料,可以使用例如刚铝石(氧化铝,Al2O3)、二氧化钛(TiO2)等的粉末体,但也可以进一步混合中空玻璃珠。
关于陶瓷粉24的粒径,为了不对模具面上已加工完成的纹理图案等的凹凸状图案产生影响,优选为0.1~20μm,更优选为10~15μm。如果陶瓷粉24的混合比例为30重量份以下,则合成树脂22会滴垂而无法在模具10的模具面12上形成粒状体20。
陶瓷粉24使用随机形状的材料而非均一的球形的,通过配合陶瓷粉24,在使用模具10并进行基于合成树脂22的成形时,可以形成具有反转了陶瓷粉24的表面形状的随机形状的成形品的表面。
陶瓷粉24作为用于喷涂并使复合材料形成为粒状的芯材,并且提高其粘度而使粒状体20对模具10的模具面12的粘接性提高。
陶瓷粉24在构成形状保持固定基材的合成树脂22为透明的情况下,具有将所述合成树脂22着色,使形成粒状体20的复合材料的喷涂量可目视的功能。
无机纤维26是为了形成扩散反射面,为了使粒状体20的粗糙度显著而含有的,所述扩散反射面将入射于使用模具10成形的合成树脂成形品110的表面的入射光朝着各个方向进行光扩散而不是镜面反射。
构成粗糙度强调材料的无机纤维26为玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维、钛酸钾纤维中的一种,纤维的长度为5~20μm。
通过配合有无机纤维26,不仅构成形状保持固定基材的合成树脂22的强度提高,而且构成光泽调整凸部28的粒状体20会形成凹凸不平的复杂的面。
通过配合有无机纤维26,在使用模具10来成形基于合成树脂的合成树脂成形品110时,合成树脂成形品110形成了反转了粒状体20的表面形状的光泽调整凹部112,而可形成凹凸不平的复杂的表面。
无机纤维26的、从构成形状保持固定基材的合成树脂22的固化了部位突出的部位,必须具有如下的耐弯折性能:在使用所述模具10进行合成树脂的成形加工时,几乎不会发生因用于成形的树脂的流动而弯折的情况。
关于无机纤维26的平均纤维长度,从保持高刚性、耐冲击性的观点出发,优选为5~20μm,而为了防止成形时纤维剥离,优选为10~20μm。
在此,作为无机纤维26,可以举出玻璃纤维、碳纤维、碳化硅(SiC)纤维、钛酸钾(K2O·8TiO2)等。这些举出的无机纤维26既可以以单体来使用,也可以按一定的比率复合来使用。
无机纤维26必须具有在混合用于形成粒状体20的复合材料时以及在成形时不易折断的强度。无机纤维26也有合成树脂22的加强材料的作用。与陶瓷粉24同样地,在合成树脂22为透明的情况下,还具有将合成树脂着色,使形成粒状体20的复合材料的喷涂量可目视的功能。
这种成形用模具10的制作是通过,使将包含合成树脂22、陶瓷粉24和无机纤维26的材料混合并用溶剂(30~90重量份)稀释而成的复合材料成为适当的粘度,并利用喷涂法来进行的,所述模具10的制作是通过用由复合材料构成的粒状体20来覆盖所述模具10的模具面12而进行的。
由溶剂稀释了的状态有分散(胶状等)状态或溶解状态。
合成树脂22为液状或粘度高的膏状(油灰状),并利用稀释溶剂而被稀释成适合于喷涂的状态。
稀释溶剂可使用挥发慢的有机溶剂,例如纤维素溶剂、环己烷等。
复合材料在常温时的物理性质如下:
拉伸强度:40~70MPa
压缩强度:140~180MPa
弯曲强度:100~130MPa
冲击强度:4~7KJ/m2
硬度:90~120HRM
另外,关于复合材料的拉伸强度和硬度,如果将混合了无机纤维26的情况与未混合的情况相比较,则混合了的情况提高了约10%左右。
作为用复合材料覆盖模具10的模具面12的方法,喷涂复合材料的方法是合适的,但并不限于此。从生产性的观点出发,优选为喷涂法。这是由于能够将粒状体20的粒径等制成最合适的缘故。
利用喷涂法而被喷涂为雾状的粒状体20因稀释溶剂的表面张力而固定,并附着于模具10的基础面(基底面)上。
利用喷涂法而被喷涂为雾状的粒状体20的粒径为1.0~100μm,优选的粒径为10~80μm。
与模具10模具面12的接基底部分的粒径为1.0~100μm,并且为了确保粘接强度,优选为比粒状体20的高度更长的粒径。
在直径小于1.0μm的情况下,接基底面积过小,粒状体20无法耐受成形。
若直径超过100μm,则有对纹理形状等的凹凸状图案产生影响的危险性。
如果粒径为1~50μm,则不会有将纹理等的凹凸状图案完全掩埋的情况。
粒状体20具有5μm~30μm的高度,优选的高度为5~20μm。
关于粒状体20的高度,通过将其设为比接基底面积低,可以减低基于模具10的成形时在粒状体20上施加的剪切力,不但可以使粒状体20不易剥离,而且如果高度为5~20μm,则不会发生将纹理等的凹凸状图案完全掩埋的情况。
在粒状体20的高度高的状况下,在打开所述模具10的注塑成形时因成形用合成树脂的流动所造成的负担变大。为了使外观设计优良,并将成形时的负荷抑制到极限,优选为使粒状体20的高度为30μm。
喷涂法是通过使用喷枪,以喷涂压力1~7kg/cm2的范围,来喷涂混合了复合材料的溶液而执行的。与喷涂面的距离为约5~40cm。
所喷涂的粒状的复合材料在将模具10的模具面12以150℃加热后,在150℃下保持2小时,使喷涂于模具面12上的颗粒硬化,于是,由复合材料构成的粒状体20附加在模具面12上。此时,构成复合材料的合成树脂22所含的有机溶剂挥发,粒状体20的高度变低。
粒状体20的陶瓷粉24和无机纤维26从固化了的合成树脂22的外表面突出,而构成具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部28。
固化了的粒状体20为各自独立的构造体,在相邻的粒状体20之间具有适当的间隔,并且成点状散开为斑点状。
另外,也有相邻的粒状体20与粒状体20被所含的无机纤维26连接起来的情况。
喷涂为粒状的粒状体20优选为以占模具10的模具面12的模具面面积的40~80%的比率来形成,而从将粒状体20以相同的状态在模具面12上施工的观点出发,优选为50~70%。
在粒状体20所占的比率小于40%的情况下,光泽度(光泽)的降低效果(光泽值(光泽度)的降低效果)低。
如果粒状体20所占的比率大于80%,则模具10的模具面12会被粒状体20所掩埋,无法期待光泽度(光泽)的降低效果(光泽值(光泽度)的降低效果)。
独立的粒状体20之间的间隔为0.1~500μm。独立的粒状体20之间的间隔与模具10的模具面12的接基底部份的粒径相比,既有窄的部份也有宽的部份。
由粒状体20构成的光泽调整凸部28是粒状的,因此不仅没有从模具10的模具面12剥离的忧虑,而且可以获得反映出暴露出的模具10的模具面12的基础面(基底面)状态的成形品。
关于模具10的模具面12基础面(基底面),例如,与进行了喷砂处理的基础面的倾斜度缓的情况相对,由粒状体20构成的光泽调整凸部28的表面为陡峭的倾斜。但是,模具10的模具面12的基础面(基底面)上,与凹凸状图案的起伏(表面的凹凸不平)的高度相比,由粒状体20构成的光泽调整凸部28的高度较低,因此,与由粒状体20构成的光泽调整凸部28的凹凸相比,模具10的模具面12的凹凸状图案对成形品的外表面的成形时造成的影响更大。
这些粒状体20形成于芯型和腔型这两者的模具10上,但是在重视制品面的外观设计的情况下,也可以仅在腔型的模具10的模具面12上形成粒状体20。
其次,就成形用模具10的制造方法进行说明。
本发明的成形用模具10的制造方法包含以下步骤:
(1)凹凸状图案加工步骤,执行在成形用模具10上形成凹凸状图案的加工;
(2)表面处理步骤,用喷吵来进行模具10的模具面12的表面处理;
(3)复合材料混合步骤,将复合材料混合并搅拌,所述复合材料包含50~80重量份的构成形状保持固定基材的合成树脂22、30~80重量份的构成扩散反射面形成芯材的陶瓷粉24、5~10重量份的构成粗糙度强调材料的无机纤维26和30~90重量份的溶剂;
(4)喷涂步骤,利用喷枪,并利用压缩空气将所述复合材料以雾状喷涂在模具10的模具面12上;
(5)附着步骤,将喷涂在模具10的模具面12上的复合材料以100~150℃加热并固化,以在模具面12上的覆盖率为40%~80%的比率来附加具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整粒状体20。
光泽调整粒状体20构成具有耐成形的强度并具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部28,所述光泽调整凸部28利用形状保持固定基材而形成由多面体构成的异形体,并且利用粗糙度强调材料和/或扩散反射面形成芯材而形成了比所述异形体更突出的微细突部,所述多面体包含大致钟状体、大致吊钟状体、大致圆盘状体和大致骰子状体以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状体、大致半扁球状体和大致半长球状体、截角立方体、立方八面体以及扭棱立方体。
光泽调整凸部28具有微细且不规则的凹凸面,所述凹凸面具有耐成形的强度并形成有比所述异形体更突出的微细突部,光泽调整凸部28利用形状保持固定基材而形成由多面体构成的异形体,并且利用粗糙度强调材料和/或扩散反射面形成芯材而了比所述异形体更突出的微细突部,所述多面体包含大致钟状体、大致吊钟状体、大致圆盘状体和大致骰子状体以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球体、大致半扁球状体和大致半长球状体、截角立方体、立方八面体以及扭棱立方体。
关于所述模具的模具面,将光泽调整粒状体各自独立地且隔着间隔来附加而形成光泽调整凸部,使得成形在模具的附着有所述光泽调整粒状体的模具面上的成形体的表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面。
通过这种模具10的制造方法而成形的模具10的模具面12附加有粒状体20,使得成形在模具的附着有所述粒状体20的模具面12上的成形体的表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面,且所述模具10的模具面12以在模具面12的覆盖率为40~80%的比率形成有由粒状体20构成的具有微细且不规则凹凸面的光泽调整凸部28。
为了使这种的粒状体20附着于模具10的模具面12的表面上并形成具有凹凸面的光泽调整凸部28,首先,在模具10的模具面12的基础面(基底面)上形成凹凸状图案,为此,对模具面12实施纹理加工等形成凹凸状图案的加工。
然后,对成形模具的进行了纹理加工的模具面12进行脱脂/清洗。
在形成皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理等凹凸状图案的加工后,用喷砂等进行模具10的模具面12的表面处理。
关于所使用的喷砂的粒度,为了不破坏在模具面上加工了的纹理的凹凸状图案,优选标号为#80~220,而从降低光泽度(光泽)效果的观点出发,更优选为#100~150。
关于玻璃珠的粒度,为了不破坏在模具面上加工了的纹理的凹凸状图案,优选标号为G#80~400,更优选为G#80~200。
关于喷射的材料,不仅有砂材/玻璃珠分别为单体的情况,也可以适当地混合来喷射。
另外,通过执行喷砂处理,可以去除模具10的模具面12的模具表面的残存的氧化物,进行施工面的调整。
喷砂加工是从喷砂装置(未图示)的喷嘴使喷射材料喷出并喷涂于模具基材的表面,利用喷射材料对模具基材的表面进行冲击,在所述模具基材的表面上形成凹凸的加工。
喷砂装置是这样一种装置:利用空气、氮气等加压气体将喷射材料从喷嘴喷出,并喷涂在载置于台上的模具基材的表面上,来进行所述表面加工。
喷射材料优选为由树脂、玻璃、金属、陶瓷等构成的球形或多角形等的有角的粒子,尤其优选有角的粒子。例如,可以举出玻璃珠、氧化锆粒子、钢砂、氧化铝粒子、氧化硅粒子等。
另外,喷射材料的平均粒径优选为1~1000μm,更优选为5~600μm。进而,更加优选为60~80μm。
喷射材料的粒子1个的重量优选为0.002~8mg。
模具基材可以是树脂、陶瓷或金属,例如铝、铜、不锈钢等。
为了在模具10的模具面12的基础面(基底面)上形成凹凸状图案,可以对模具10的基材进行激光加工,或可以进行精密铸造加工。
将包含50~80重量份的构成形状保持固定基材的合成树脂22、30~80重量份的构成扩散反射面形成芯材的陶瓷粉24、5~10重量份的构成粗糙度强调材料的无机纤维26以及30~90重量份的溶剂的复合材料混合并搅拌,并利用喷枪将搅拌了的复合材料以粒径的高度成为5~30μm的方式喷涂在进行了喷砂加工的模具10的模具面12上。然后,为了将通过喷涂复合材料而成的粒子固化,以100~150℃将模具10烘焙2~3小时。
从喷枪喷出的复合材料在附着于模具面12上时其溶剂成分挥发,变成粘性非常高的状态,因此,复合材料不会滴落,而可以在模具10的模具面12上以粒状形成光泽调整凸部28。由粒状体20构成的光泽调整凸部28在加热固化步骤的升温中粘度降低,而会遍及模具10的模具面12的基础面(基底面)的粘接面的凹凸的细微部分。
由于与粒状体20的凹凸相比,模具面12的凹凸的影响更大,所以粒状体20按如下构成:
粒径:1.0~100μm优选10~80μm
高度:5~30μm优选5~20μm
覆盖率:40~80%优选50~70%
在模具10的模具面12的表面、即在基础面(基底面)的被加工面的凹凸状图案上,进一步存在粒状体20,并且在粒状体20与粒状体20之间存在模具面12的基础面(基底面)的露出部份,据此,模具10的模具面12的基础面(基底面)的凹凸状图案和由粒状体20造成的凹凸不平会对光泽值(光泽度)施加很大的影响。
如此成形了的模具10的模具面12以在成形于附着有所述粒状体20的模具10的模具面12上的成形体的表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面的方式附加有粒状体20,所述模具10的模具面12形成为由粒状体20构成的具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部28在模具面12上的覆盖率为40~80%的比率。
特别地,由于无机纤维26的末端从固化了的合成树脂22的表面向外突出,所以形成了更不规则的凹凸面。
关于所述模具10的表面,在由粒状体20构成的、具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部28以外的区域中,呈现出所形成的纹理图案等的凹凸状图案。
(关于成形品及其制造方法)
下面,就使用作为上述实施方式的模具10来制造成形品的制造方法进行说明,所述成形品是利用公知的注塑成形法而得到的基于合成树脂材料的光泽少的成形品。
作为用于成形合成树脂成形品的合成树脂材料,例如有如下材料:
热塑性塑料,有作为结晶塑料的聚缩醛树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、氟树脂等。
另外,热塑性塑料,有作为非结晶塑料的ABS树脂、AS树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚氯乙烯树脂等。
利用本发明的成形用模具10成形的合成树脂成形品110,如图5所示,形成有具有将模具10的模具面12反转了的、微细且不规则的凹凸面的光泽调整凹部112,从而形成镜面反射少的表面。
所述光泽调整凹部112形成了由多面体状构成的异形凹部,并且形成有比所述异形凹部的表面更凹陷的细微凹部,所述多面体状包含大致钟状、大致吊钟状、大致圆盘状和大致骰子状以及球体、椭圆体、以与茧形球面相交的平面切割的大致半球状、大致半扁球状和大致半长球状、截角立方体状、立方八面体状以及扭棱立方体状。
首先,就为了用合成树脂来成形成形品而使用的模具10及其制造方法进行说明。
模具10的模具面12如果在皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理等的纹理加工后实施喷砂处理,一般而言,模具10的模具面12的表面会形成一样的凹凸状图案,且粗糙度也相同。例如,使用粒度标号为#100的喷射材料来实施喷砂处理,可以预测光泽(Gs(60°))值会降低0.2左右。
然而,在使用实施了喷砂处理的模具10,并利用合成树脂材料注塑成形时,成形品的光泽值不一定为预测的值。据认为这可能是,即便观察到在金属制的模具10的表面上形成了一样的凹凸状图案,但在使用所述模具10成形时的合成树脂材料的流动性不良等原因造成的。
本发明的用于降低成形品的光泽(光泽度)的所述模具10及其制造方法特别适用于使由不同种类的合成树脂所成形的复合构件相邻并连接起来而形成了一个构造体的复合结构体,所述复合结构体例如是汽车的扶手储物箱、车门面板等内装部件、电子设备壳体等。
首先,就使成形品的光泽(光泽度)调整为作为目标的光泽(光泽度)的方法进行说明。
首先,准备实施了皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的纹理加工的测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具),并利用同一粒度标号(例如#100~150)的喷射材料,在同一条件下对每个测试板实施喷砂加工。
然后,使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60),按照JIS Z8741标准测量皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的每个测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具)的模具面的光泽值(Gs(60°)的光泽度)(模具测量步骤)。
以所述模具测量步骤所得的测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具)的各自的光泽值(Gs(60°)的光泽度)为基准数据(模具基础数据取得步骤)。
其次,准备实施了皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的表面纹理加工的测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具),并利用同一粒度标号(例如#100~150)的喷射材料,在同一条件下对每个测试板进行喷砂加工。
以使喷涂而成的粒子高度成为5~30μm的方式,将复合材料喷涂在测试板(d:皮状纹理模具、e:几何学纹理模具、f:梨皮纹理模具)上,然后将喷涂后的模具10在100~150℃下烘焙2~3小时,所述复合材料包含50~80重量份的合成树脂22、30~80重量份的陶瓷粉24以及5~10重量份的无机纤维26。光泽调整凸部28各自独立地且隔着间隔地附着在测试板(d:皮状纹理模具、e:几何学纹理模具、f:梨皮纹理模具)的表面上,所述光泽调整凸部28是使由所喷涂的复合材料的粒子构成的粒状体20固化而成的。
使粒状体20的覆盖比率为20%、60%、95%,使粒状体20的粒径和高度为如下所示,并使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60),按照JIS Z8741标准测量了下述各个测试板的模具面12的光泽值(Gs(60°)的光泽度)。
d-1:皮状纹理,覆盖率20%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
d-2:皮状纹理,覆盖率60%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
d-3:皮状纹理,覆盖率95%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
e-1:几何学纹理,覆盖率20%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
e-2:几何学纹理,覆盖率60%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
e-3:几何学纹理,覆盖率95%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
f-1:梨皮纹理,覆盖率20%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
f-2:梨皮纹理,覆盖率60%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
f-3:梨皮纹理,覆盖率95%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
将d-1~3、e-1~3、f-1~3的测试板的每个的光泽值(Gs(60°)的光泽度)作为基准数据(局部涂布模具基础数据取得步骤)。
接着,使用所述测试板a、b、c、d-1~3、e-1~3及f-1~3,利用不同种类的合成树脂材料、例如聚丙烯(PP)(X)、ABS树脂(Y)、聚苯乙烯(PS)(Z)并基于同一条件来注塑成形。
使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60),按照JIS Z8741标准对基于各个测试板的各种合成树脂的成形品进行测量。基于所述测量结果,将各种成形品的每个的光泽值(Gs(60°)的光泽度)作为基准数据(成形品基础数据取得步骤)。
其次,将测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具)的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的模具基础数据以及测试板(d:皮状纹理模具、e:几何学纹理模具、f:梨皮纹理模具)的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的覆盖模具基础数据与成形品的光泽值(Gs(60°))的成形品基础数据进行对比,确认成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)是否与根据测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具、d:皮状纹理模具、e:几何学纹理模具、f:梨皮纹理模具)光泽值(Gs(60°)的光泽度)而预测的光泽值(Gs(60°)的光泽度)相近似(确认步骤)。
在本实施例中,在未附着粒状体20的模具a、b、c中,模具的光泽值(Gs(60°)的光泽度)与成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)存在差距的情况散见于各处。
另一方面,在附着了粒状体20的模具d-1~3、e-1~3以及f-1~3中,成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)与模具的光泽值(Gs(60°)的光泽度)为大致相同值,或者成形品的光泽(光泽)显示为与模具的光泽(光泽)值相近的值。
判明了,基于粒状体20的覆盖率为60%的测试板(d-2、e-2、f-2)的成形品具有与基于不同种类的合成树脂材料(X)、(Y)、(Z)的成形品的任何一种都比较相近的光泽值(Gs(60°))。
当在粒状体20的覆盖率为60%的附近,存在作为目标的成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)时、例如覆盖率50%和70%的覆盖率是作为目标的光泽值(Gs(60°)的光泽度)时,可以以使实际附着于模具10的模具面12的粒状体20的覆盖率升降的方式来修正复合材料的喷涂量,按照被修正的复合材料的量进行复合材料的喷涂加工,来获得作为目标的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的成形品(修正步骤)。
这样,以作为目标的光泽值(Gs(60°)的光泽度)为基准,来修正附着于多数个模具10的模具面12上的粒状体20的覆盖率,使基于合成树脂材料的成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)协调。
为了使利用合成树脂成形的成形品的光泽度(光泽)的值(光泽度)降低而使用的模具10是将粒状体20隔着间隔附着在模具10的模具面12上,所述粒状体20包含50~80重量份的作为形状保持固定基材的合成树脂22、30~80重量份的作为扩散反射面形成芯材的陶瓷粉24以及5~10重量份的作为粗糙度强调材料的无机纤维26;所述模具10的模具面12附加有粒状体20,使得在模具10的附着有所述粒状体20的模具面12上成形的成形体的表面降低和/或协调,并且是以具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部28在模具面12上的覆盖率为40~80%的比率而形成的。
光泽调整凸部28具有形成有比所述异形体更突出的微细突部并具有耐成形的强度的微细且不规则的凹凸面,所述光泽调整凸部28利用形状保持固定基材形成了由以多面体构成的异形体,并利用粗糙度强调材料和/或扩散反射面形成芯材而形成了比所述异形体更突出的微细突部,所述所述多面体包含大致钟状体、大致吊钟状体、大致圆盘状体和大致骰子状体以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状体、大致半扁球状体和大致半长球状体、截角立方体、立方八面体以及扭棱立方体。
用于使利用合成树脂材料成形的成形品的光泽(光泽度)降低或协调的方法的成形用模具10是通过包含下述步骤的制造方法形成的:
(1)凹凸状图案加工步骤:在成形用模具10上进行表面纹理加工等的凹凸状图案加工;
(2)表面处理步骤:利用喷砂等进行模具10的模具面12的表面处理;
(3)复合材料混合步骤:将复合材料混合并搅拌,所述复合材料包含50~80重量份的作为形状保持固定基材的合成树脂22、30~80重量份的作为扩散反射面形成芯材的陶瓷粉24、5~10重量份的作为粗糙度强调材料的无机纤维26以及30~90重量份的溶剂;
(4)喷涂步骤:为了使要形成微细且不规则的凹凸的第一成形体表面的光泽度与作为对比的另一个第二成形体的表面的光泽度一致和/或协调,利用压缩空气,以使在模具面的覆盖率成为40~80%的比率的方式,将所述复合材料以雾状喷涂在模具10的模具面12上,使得第一成形体或第二成形体中的一方或双方的光泽度降低;以及
(5)附着步骤:将喷涂在模具10的模具面12上的复合材料在100~150℃下加热固化,以在模具面10上的覆盖率为40%~80%的比率附加粒状体20。
利用所述成形用模具10并以合成树脂材料来成形第一成形体和第二成形体,所述第一成形体和第二成形体是用于将多个成形体相连接而形成一个构造体的复合构件。
第一成形体和第二成形体利用光泽调整凹部112来降低光泽度(光泽)的值(光泽度),使光泽度(光泽)的值(光泽度)协调;所述光泽调整凹部112具有将模具10的模具面12的具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部28反转了的微细且不规则的凹凸面。
所述光泽调整凹部112形成有由多面体状构成的异形凹部,并且形成有比所述异形凹部的表面更凹陷的微细凹部,所述多面体状包含大致钟状、大致吊钟状、大致圆盘状和大致骰子状以及球体、椭圆体、以与茧形球面相交的平面切割的大致半球状、大致半扁球状和大致半长球状、截角立方体状、立方八面体状以及扭棱立方体状。
如果光入射于合成树脂成形品110的表面,则入射光在光泽调整凹部112的内表面的微细凹凸面上反射,而成为朝各种方向反射的扩散光。入射光由于发生漫反射,所以到达观察者眼睛的反射光变少。由于在成形品的表面上形成有大量的如上所述在内表面上具有微细凹凸面的光泽调整凹部112,所以合成树脂成形品110整体的光泽降低。
由于成形品的表面呈现无光泽的表面性状,所以无需对这种成形品进行进一步的涂装。因而,由于不需要涂装,所以利用所述模具10形成的成形品不含涂料成分等,也容易回收。
(关于模具的实施例)
下面,就本发明的模具的实施例进行说明。
[实施例1]
实施例1:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上进行皮状纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料。
1.喷砂加工是以以下2个条件进行的。
[表面处理1]
(1)模具基材:S50C(X200mm×Y100mm×Z10mm)
(2)喷砂条件:
喷射材料:刚铝石(alundum)(粒度标号#150,平均粒径:76μm)
喷嘴与模具基材的距离:50mm
喷嘴与模具基材的角度:8°
压缩空气压力:0.5MPa
(3)表面为#400研磨表面加工。
[表面处理2]
(1)模具基材:S50C(X200mm×Y100mm×Z10mm)
(2)喷砂条件:
喷射材料:刚铝石(以2:1的比例混合了粒度标号#150和粒度标号G200的材料,平均粒径:76μm)
喷嘴与模具基材的距离:50mm
喷嘴与模具基材的角度:8°
压缩空气压力:0.5MPa
(3)表面为#400研磨表面加工。
2.复合材料:
是将:
60重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
55重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
30重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
实施例2~4的复合材料如下:
关于实施例2:
合成树脂:聚酰亚胺树脂60重量份;
陶瓷粉:氧化铝55重量份;
无机纤维:碳化硅纤维9重量份;以及
溶剂:环己酮30重量份
关于实施例3
合成树脂:氟树脂60重量份;
陶瓷粉:氧化锆55重量份;
无机纤维:碳9重量份;以及
溶剂:环己酮30重量份
关于实施例4
合成树脂:聚酰胺酰亚胺树脂60重量份;
陶瓷粉:氧化锆55重量份;
无机纤维:碳9重量份;以及
溶剂:环己酮30重量份
[实施例5]
(1)实施例5:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上进行皮状纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料。
1.喷砂加工的条件与实施例1相同。
2.复合材料:
是将:
70重量份的合成树脂(环氧树脂,为液状或粘度高的膏状)、
65重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
65重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
[实施例6]
实施例6:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上进行皮状纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料。
1.复合材料:
是将:
57.5重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
42.5重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
6.3重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
45重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
[实施例7]
实施例7:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上进行皮状纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料。
1.复合材料:
是将:
50重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
80重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
10重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
90重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
[实施例8]
实施例8:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上进行皮状纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料。
1.复合材料:
是将:
80重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
30重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
5重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
30重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
[实施例9]
实施例9:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上进行皮状纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料。
1.复合材料:
是将:
72.5重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
67.5重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
75重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
[实施例10]
实施例10:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上进行皮纹纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料。
1.复合材料:
是将:
65重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
55重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
5重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
75重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
[实施例11]
实施例11:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上进行皮状纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料。
1.复合材料:
是将:
75重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
65重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
10重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
85重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
[实施例12]
实施例12:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上进行皮状纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料。
1.复合材料:
是将:
70重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
65重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(钛酸钾纤维)、以及
30重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
[实施例13]
实施例13:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上进行皮状纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料。
1.复合材料:
是将:
70重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
65重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(钛酸钾纤维)、以及
80重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
[比较例]
比较例1:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上进行皮状纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料。
1.喷砂加工的条件与实施例1相同。
2.复合材料:
合成树脂:环氧树脂60重量份;
陶瓷粉:氧化铝95重量份;
无机纤维:碳化硅纤维15重量份;以及
溶剂:纤维素溶剂10重量份
比较例2~8的复合材料如下:
关于比较例2:
合成树脂:聚酰亚胺树脂60重量份;
陶瓷粉:氧化铝95重量份;
无机纤维:碳化硅纤维15重量份;以及
溶剂:环己酮10重量份
关于比较例3:
合成树脂:氟树脂60重量份;
陶瓷粉:氧化锆95重量份;
无机纤维:碳15重量份;以及
溶剂:环己酮10重量份
关于比较例4:
合成树脂:聚酰胺酰亚胺树脂60重量份;
陶瓷粉:氧化锆95重量份;
无机纤维:碳15重量份;以及
溶剂:环己酮10重量份
关于比较例5:
合成树脂:环氧树脂60重量份;
陶瓷粉:氧化铝20重量份;
无机纤维:碳化硅2重量份;以及
溶剂:环己酮90重量份
关于比较例6:
合成树脂:聚酰亚胺树脂60重量份;
陶瓷粉:氧化铝20重量份;
无机纤维:碳化硅2重量份;以及
溶剂:环己酮90重量份
针对比较例7:
合成树脂:氟树脂60重量份;
陶瓷粉:氧化锆20重量份;
无机纤维:碳2重量份;以及
溶剂:环己酮90重量份
关于比较例8:
合成树脂:聚酰胺酰亚胺树脂60重量份;
陶瓷粉:氧化锆20重量份;
无机纤维:碳2重量份;以及
溶剂:环己酮90重量份
喷枪的调整:
喷涂粒子的粒径1.0~100μm
喷涂时喷枪的位置:与模具面12(喷涂面)的距离为10~30cm
利用喷枪喷涂而形成于模具面上的粒子由稀释溶剂的表面张力而固定,附着在模具10的模具面12的基础面(基底面)上。
利用喷枪喷涂而形成于模具面上的粒子具有与粒状体20以及光泽调整凸部28相似的形状,其形状如下:
粒径:1.0~100μm
高度:5~30μm
优选地,粒径为10~20μm,高度为10~20μm。
(1)基于复合材料的粒子(粒状体20)的附着状态的评价
适当地调整喷枪并喷涂,使得基于所喷涂的复合材料的粒子(粒状体20)的粒径最大为100μm左右,并通过目视评价粒子(粒状体20)的附着状况。在各实施例中,能够形成粒状体20,并且可以无不均匀地喷涂。
在比较例1~8中,则或者未能形成粒状体20,或者无法无不均匀地喷涂。
关于复合材料的配合比例和喷涂的状态:
实施例1~9、12:○
实施例10、11、13:◎
比较例1~4:×
比较例5~8:×
◎表示附着状态极好。
○表示附着状态良好。
×表示附着状态不良。
基于喷涂在模具面12上的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)在模具面12上的覆盖比率为40~80%。
覆盖比率是使喷涂的复合材料固化后,将模具面12放大到200倍来观察而计算出的每单位面积中光泽调整凸部28所占面积的比率。
接着,在以150℃(加热的温度条件)将模具10的模具面12加热后,在150℃下保持2小时,使基于喷涂在模具面12上的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)固化,使粒状体20附着在模具面12上。
加热的温度条件
(i)复合材料(形状保持固定基材为环氧树脂)
实施例1、5、6、7、8、9、10、11、12和13,比较例1和5:
150℃
(ii)复合材料(形状保持固定基材为氟树脂)
实施例3,比较例3和7:
200℃
(iii)复合材料(形状保持固定基材为聚酰胺酰亚胺树脂)
实施例4,比较例2、4、6和8:
200℃
光泽调整粒状体20构成具有耐成形的强度且具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部28;所述光泽调整凸部28利用保持状固定基材而形成由多面体构成的异形体,并且利用粗糙度强调材料和/或扩散反射面形成芯材而形成了比所述异形体更突出的微细突部,所述多面体包含大致钟状体、大致吊钟状体、大致圆盘状体和大致骰子状体以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状体、大致半扁球状体和大致半长球状体、截角立方体、立方八面体以及扭棱立方体。
以如下方式进行了如上所述地附着在模具面12上的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)以及使用本模具10成形的成形品的评价。
(2)基于复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)的附着状态的评价
适当地调整喷枪,使得基于所喷涂的复合材料的粒子(光泽调整凸部28)的粒径最大为100μm左右,并通过目视来评价喷涂固化而成的粒子(光泽调整凸部28)的附着状况。在各实施例中,能够形成光泽调整凸部28,并且可以进行无不均匀的喷涂。
在比较例1~8中,或者未能形成光泽调整凸部28,或者无法进行无不均匀的喷涂。
关于复合材料的配合比例和喷涂的状态:
实施例1~9、12:○
实施例10、11、13:◎
比较例1~4:×
比较例5~8:×
◎表示附着状态极好。
○表示附着状态良好。
×表示附着状态不良。
(3)使基于所喷涂的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)固化后,测量所形成的光泽调整凸部28的直径和高度。测量是利用东京精密制造的表面粗糙度形状量测机Surfcom130A(JIS82)来进行的。
光泽调整凸部28的直径和高度:
实施例1:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例2:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例3:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例4:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例5:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例6:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例7:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例8:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例9:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例10:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例11:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例12:直径10~80μm,高度5~20μm
实施例13:直径10~80μm,高度5~20μm
(4)光泽值(光泽度)的评价(其一)
使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNIGLOSS60GM-60),按照JIS Z8741标准测量了使用所述模具10并利用公知的注塑成形法得到的基于聚丙烯(PP)和ABS树脂的成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)。Gs(60°)指的是测量角度为60度的镜面光泽(度)。
镜面光泽度是按照JIS Z8741-1997“镜面光泽度-测量方法”所规定的测量方法,以下述的方法测量的。即,使用符合上述规格的镜面光泽度测量装置,以入射角θ=60°的条件测量表面的反射率。其次,将这种测量值换算成以基准面的光泽度为100时的百分率数,作为光泽度来表示。作为基准面者,使用的是黑色玻璃基准面,所述黑色玻璃基准面的由上述规格所规定的折射率在整个可见波长范围上为恒定值1.567;并且规定,当入射角θ=60°时,以镜面反射率10%为光泽度100。使用具有若进行测量则会自动地进行上述换算并输出镜面光泽度的功能的镜面光泽度测量装置即柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60),在入射角θ=60°的条件下,以N=5测量样品表面各部,并取平均值作为样品表面的镜面光泽度。
其结果示于表1(光泽(Gs(60°)的值的比较)中。
其结果,光泽(Gs(60°))的值为1.3。
使用所述实施加工前的模具10成形的成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)为1.8。
可知通过实施上述加工,成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)降低了约0.5而与纹理图案的种类无关。
[表1]
Figure BDA00002800799700331
(5)光泽值(光泽度)的评价(其二)
利用喷枪将实施例1~5的复合材料喷涂在尺寸为长100mm、宽150mm的模具10的模具面12(S50C的测试板)上,形成光泽调整凸部28。
空气压力为约5个大气压。喷枪与加工面(模具面12)的距离为约10~30cm(大多为20cm)。
调整喷枪使得所喷涂的复合材料的合成树脂的最大粒径为100μm左右,并使覆盖比率阶段性地变化。测量使用实施前的测试板成形的成形品和在实施后成形的成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度),并计算出光泽(Gs(60°))值的变化。
光泽值(Gs(60°)的光泽度)是使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60),按照JISZ8741标准测量的。
成形是利用既存的注塑成形方法进行的,成形树脂为PP树脂。
其结果示于表2(实施前后的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的变化)中。
在覆盖比率为40~80%的情况下,光泽(光泽)降低效果(光泽值(光泽度))的降低效果显著。如果覆盖比率小,则模具面的凹凸会变少,而如果覆盖比率大,则配合的陶瓷粉、无机纤维等会掩埋在合成树脂中,光泽度(光泽)的降低(降低光泽度)会变得困难。
[表2]
Figure BDA00002800799700341
(6)强度的评价(其一)
为了对所形成的基于所喷涂的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)的粘接强度进行研究,利用既存的注塑成形方法进行100次的聚丙烯(PP)的成形,并观察基于所形成的粒子的光泽调整凸部28有无剥落。无论哪一个都没有发现光泽调整凸部28的剥落。
其结果示于表3(用各复合材料形成的光泽调整凸部28的大小(实施例1~4))中。
[表3]
关于实施例1~5,利用复合材料,使所形成的光泽调整凸部28的大小和覆盖比率阶段性地改变,并利用既存的注塑成形方法将PP树脂进行1万次的成形,观察所形成的光泽调整凸部28有无剥落。结果示于表4(基于所形成的光泽调整凸部28的大小和覆盖比率的接着强度)中。可知,如果所形成的光泽调整凸部28大到一定程度以上,则容易剥落。
[表4]
Figure BDA00002800799700351
(7)耐久性的评价
为了确认利用本加工的光泽降低效果能持续多久,调查了基于成形次数的光泽(Gs(60°))值的变化。
光泽测量是使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60),按照JIS Z8741标准测量的;并调查了光泽值(Gs(60°)的光泽度)的变化。
使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60)并按照JIS Z8741标准,对使用实施例1~5的模具10进行公知的注塑成形的、实施作业前的成形品和第约1万、第约2万、第约3万、第约4万和第约5万次成形的成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)进行了测量。
成形材料为聚丙烯(PP)。
测量结果示于表5。
实施作业前的光泽值(光泽度)为1.8,而实施本加工后光泽值(光泽度)变为1.3。
即便在约5万次成形后,也与约1万次成形后的光泽值并无变化。
判明了,基于现有的蚀刻梨皮、喷砂等的消除光泽的处理如果进行数万次成形则成形品的光泽会上升,必须再次进行消除光泽的加工,但在本发明的模具10的情况下则无需进行再加工。
[表5]
Figure BDA00002800799700361
(关于成形品的实施例)
下面,就使用所述模具来制造降低和/或调整亮度和光泽(光泽度)的成形品的实施例进行说明。
[实施例14]
以按照JIS Z8741标准测量的光泽值(Gs(60°)的光泽度)1.3作为相邻并连接的复合构件即第一成形体和第二成形体的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的基准值。
以用于成形第一成形体的模具作为复合构件例1,并以用于成形第二成形体的模具作为复合构件例2。
复合构件例1:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上利用公知的蚀刻加工进行皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的加工后、实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料(实施例1、5~13的复合材料)。
复合材料(实施例1的复合材料):
是将:
60重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
55重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
30重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
基于喷枪的实施例1、5~13的复合材料的喷涂是以使直径为1~50μm、高度为5~20μm的光泽调整凸部28的覆盖率成为20%和60%的方式,进行使粒状体附着的加工。
其次,在将模具10的模具面12以150℃加热后,在150℃下保持2小时,使基于喷涂在模具面12上的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)固化,而使粒状体20附着于模具面12上。
复合构件例2:针对在合成树脂(ABS树脂)的注塑成形用模具的模具面上,利用公知的蚀刻加工进行皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的加工后,实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料(实施例1、5~13的复合材料)。
复合材料(实施例1的复合材料):
是将:
60重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
55重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
30重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
基于喷枪的实施例1、5~13的复合材料的喷涂是以使直径为1~50μm、高度为5~20μm的光泽调整凸部28的覆盖率成为20%及60%的方式,进行使粒状体附着的加工。
其次,在将模具10的模具面12以150℃加热后,在150℃下保持2小时,使基于喷涂在模具面12上的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)固化,而使粒状体20附着于模具面12上。
测量了利用公知的注塑成形法从各个模具10获得的PP和ABS的各成形品的两个部位处的光泽值(Gs(60°)的光泽度)。
光泽值(Gs(60°)的光泽度)是使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60),按照JIS Z8741标准测量的。
各个测量结果示于表6-1(光泽值(Gs(60°)的光泽度)的比较)中。通过实施本加工,实施前的成形品光泽值(Gs(60°)的光泽度)降低了约0.5~1.0左右,而与实施前的光泽值(Gs(60°)的光泽度)无关。
[表6-1]
Figure BDA00002800799700381
[实施例15]
将按照JIS Z8741标准测量的光泽值(Gs(60°)的光泽度)1.3作为相邻并连接的复合构件即第一成形体和第二成形体的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的基准值。
以用于成形第一成形体的模具作为复合构件例3,以用于成形第二成形体的模具作为复合构件例4。
复合构件例3:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上,利用公知的蚀刻加工进行了皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的加工后,实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料(实施例1、5~13的复合材料)。
复合材料(实施例1的复合材料):
是将:
60重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
55重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
30重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
基于喷枪的实施例1、5~13的复合材料的喷涂是以使直径为1~50μm、高度为5~20μm的光泽调整凸部28的覆盖率成为20%和60%的方式,进行使粒状体附着的加工。
其次,在将模具10的模具面12以150℃加热后,在150℃下保持2小时,使基于喷涂于模具面12上的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)固化,使粒状体20附着于模具面12上。
复合构件例4:针对在合成树脂(聚苯乙烯(PS))的注塑成形用模具的模具面上,利用公知的蚀刻加工进行了皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的加工后,实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料(实施例1、5~13的复合材料)。
复合材料(实施例1的复合材料):
是将:
60重量份的合成树脂(环氧树脂,液状或粘度高的膏状)、
55重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
30重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
基于喷枪的实施例1、5~13的复合材料的喷涂是以使直径为1~50μm、高度为5~20μm的光泽调整凸部28的覆盖率成为20%和60%的方式,进行使粒状体附着的加工。
其次,在将模具10的模具面12以150℃加热后,在150℃下保持2小时,使基于喷涂在模具面12上的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)固化,使粒状体20附着于模具面12上。
测量了利用公知的注塑成形法从各个模具10获得的PP和ABS的各成形品的两个部位处的光泽值(Gs(60°)的光泽度)。光泽值(Gs(60°)的光泽度)是使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60),按照JIS Z8741标准测量的。
各个测量结果示于表6-2(光泽值(Gs(60°)的光泽度)的比较)中。通过实施本加工,实施前的成形品光泽值(Gs(60°)的光泽度)降低了约0.5~1.0左右,而与实施前的光泽值(Gs(60°)的光泽度)无关。
[表6-2]
Figure BDA00002800799700401
(关于使光泽度一致的方法)
下面,就使利用不同的合成树脂材料成形的两种以上的成形品的光泽(光泽度)一致的方法、以及用于使得与利用不同的合成树脂材料成形的成形品的光泽(光泽度)一致的模具10及其制造方法进行说明。
模具10的模具面12如果在皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理等的纹理加工等的形成凹凸状图案的加工后实施喷砂处理,则一般而言,模具10的模具面12的表面会形成一样的凹凸状图案,且粗糙度也相同。例如,如果使用粒度标号#100的喷射材料来实施喷砂处理,则可以预测光泽(Gs(60°))值会降低0.2左右。
然而,在使用实施了喷砂处理的模具10并利用合成树脂材料进行注塑成形时,成形品的光泽值并不一定为预测值。据认为这可能是因即便看上去在金属制的模具10的表面形成了一样的凹凸,但在使用该模具10成形时的合成树脂流动不佳等原因造成的。
例如,汽车的内装零件是将许多合成树脂材料的成形品组合而构成的,因此,期望的是即便组合了不同种类的合成树脂材的成形品也能够得到统一的视觉感受。于是,用于成形合成树脂材料的成形品的模具以下为与所述期望相对应的模具。
本发明的使成形品的光泽(光泽度)一致的方法以及这种模具10及其制造方法特别适用于将由不同种类的合成树脂成形了的复合构件相邻并连接起来而形成为一个结构体的复合构成体,所述复合构成体例如有汽车的扶手储物箱、车门面板等的内装部件、电子设备的壳体等。
首先,就使成形品的光泽(光泽度)一致的方法进行说明。
首先,准备实施了皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的表面纹理加工的测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具),并用同一粒度标号(例如#100~150)的喷射材料以同一条件对各个测试板进行喷砂加工。
使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60),按照JIS Z8741标准对皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的各个测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具)的模具面的光泽值(Gs(60~)的光泽度)进行了测量(模具测量步骤)。
将在所述模具测量步骤中得到的测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具)的每个的光泽度的值(Gs(60°)的光泽度)作为基准数据(模具基础数据取得步骤)。
其次,准备实施了皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的表面纹理加工的测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具),并使用同一粒度标号(例如#100~150)的喷射材料以同一条件对各个测试板实施喷砂加工。
对于测试板(d:皮状纹理模具、e:几何学纹理模具、f:梨皮纹理模具),以使喷涂而成的粒子的高度成为5~30μm的方式,喷涂包含50~80重量份的合成树脂22、30~80重量份的陶瓷粉24以及5~10重量份的无机纤维26的复合材料后,将喷涂加工了的模具10在100~150℃下烘焙2~3小时。由喷涂加工了的复合材料的粒子构成的粒状体20固化而成的光泽调整凸部28隔着间隔各自独立地附着在测试板(d:皮状纹理模具、e:几何学纹理模具、f:梨皮纹理模具)的表面上。
使粒状体20的覆盖比率为20%、60%和95%,使粒状体20的粒径和高度如下列所示,并使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60),按照JIS Z8741标准测量了下述各测试板的模具面12的光泽值(Gs(60°)的光泽度)。
d-1:皮状纹理,覆盖率20%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
d-2:皮状纹理,覆盖率60%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
d-3:皮状纹理,覆盖率95%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
e-1:几何学纹理,覆盖率20%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
e-2:几何学纹理,覆盖率60%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
e-3:几何学纹理,覆盖率95%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
f-1:梨皮纹理,覆盖率20%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
f-1:梨皮纹理,覆盖率60%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
f-1:梨皮纹理,覆盖率95%,粒径:1.0~100μm,高度:5~30μm
将d-1~3、e-1~3、f-1~3的测试板的每个的光泽值(Gs(60°)的光泽度)作为基准数据(局部涂布模具基础数据取得步骤)。
接下来,使用所述测试板a、b、c、d-1~3、e-1~3和f-1~3,基于同一条件用不同种类的合成树脂材料、例如聚丙烯(PP)(X)、ABS树脂(Y)、聚苯乙烯(PS)(Z)来注塑成形。
使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60),按照JIS Z8741标准对基于各测试板制成的各种合成树脂的成形品进行了测量。根据上述测量结果,将各种成形品的每个的光泽值(Gs(60°)的光泽度)作为基准数据(成形品基础数据取得步骤)。
接着,将测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具)的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的模具基础数据以及测试板(d:皮状纹理模具、e:几何学纹理模具、f:梨皮纹理模具)的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的覆盖模具基础数据与成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的成形品基础数据进行对比,确认成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)是否为与根据测试板(a:皮状纹理模具、b:几何学纹理模具、c:梨皮纹理模具、d:皮状纹理模具、e:几何学纹理模具、f:梨皮纹理模具)的光泽值(Gs(60°)的光泽度)而预测的光泽值(Gs(60°)的光泽度)接近的值(确认步骤)。
在本实施例中,在未附着粒状体20的模具a、b、c上,模具的光泽值(Gs(60°)的光泽度)与成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)有差距的散见于各处。
另一方面,在附着了粒状体20的模具d-1~3、e-1~3、f-1~3上,成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)与模具的光泽值(Gs(60°)的光泽度)为大致相同的值,或者成形品的光泽(光泽)呈现与模具的光泽度(光泽)相近的值。
判明了,基于粒状体20的覆盖率为60%的测试板(d-2、e-2、f-2)成形品的光泽值(Gs(60°))与基于不同种类的合成树脂材料(X)、(Y)、(Z)的成形品的任何一个都比较相近。
再者,使基于不同种类的合成树脂材料(X)、(Y)、(Z)的成形品相邻并组合,并验证了基于视觉感受的一致度后,判明了呈现出比较相近的光泽。
当在粒状体20的覆盖率为60%的附近存在着作为目标的成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)时,例如,在覆盖率50%和70%的覆盖率是作为目标的光泽值(Gs(60°)的光泽度)时,可以以使实际附着在模具10的模具面12上的粒状体20的覆盖率升降的方式来修正复合材料的喷涂量,然后,按照修正的复合材料的量进行复合材料的喷涂加工,来获得作为目标的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的成形品(修正步骤)。
为了将用于基于不同种类的合成树脂材料的成形的、利用不同的两种以上的模具10而成形了的成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)调整成与作为目标的光泽值(Gs(60°)的光泽度)一致,可以对两种模具10或一方的模具10的模具面12的粒状体20的覆盖率进行修正,使之接近作为目标的光泽值(Gs(60°)的光泽度)(修正步骤)。
这样,以作为目标的光泽值(Gs(60°)的光泽度)为基准,对附着在多个模具10的模具面12上的粒状体20的覆盖率进行修正,使基于不同种类的合成树脂材料的成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)一致或协调。
为了使与基于不同的合成树脂材料的成形品的光泽(光泽)值(光泽度)一致而使用的模具10在模具10的模具面12上隔着间隔附着有粒状体20,所述粒状体20包含50~80重量份的作为形状保持固定基材的合成树脂22、30~80重量份的作为扩散反射面形成芯材的陶瓷粉24以及5~10重量份的作为粗糙度强调材料的无机纤维26;所述模具10的模具面12附加有粒状体20,使得成形在附着有所述粒状体20的模具10的模具面12上的成形体的表面与其它的成形体表面的光泽度一致和/或协调,并且所述模具10的模具面12以在模具面12上的覆盖率为40~80%的比率形成了具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部28。
光泽调整凸部28具有微细且不规则的凹凸面,所述凹凸面具有耐成形的强度;所述光泽调整凸部28利用形状保持固定基材而形成了由多面体构成的异形体,并利用粗糙度强调材料和/或扩散反射面形成芯材而形成了比所述异形体更突出的微细突部,所述多面体包含大致钟状体、大致吊钟状体、大致圆盘状体和大致骰子状体以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状体、大致半扁球状体和大致半长球状体、截角立方体、立方八面体以及扭棱立方体。
在使光泽(光泽度)与由不同的合成树脂材料成形的成形品的一致或协调的方法中所使用的成形用模具10是通过包含下述步骤的制造方法形成的:
(1)凹凸状图案加工步骤:在成形用模具10上形成表面纹理加工等的凹凸状图案;
(2)表面处理步骤:利用喷砂等对模具10的模具面12的表面进行处理;
(3)复合材料混合步骤:将包含50~80重量份的作为形状保持固定基材的合成树脂22、30~80重量份的作为扩散反射面形成芯材的陶瓷粉24、5~10重量份的作为粗糙度强调材料的无机纤维26以及30~90重量份的溶剂的复合材料混合并搅拌复合材料;
(4)喷涂步骤:为了使要形成微细且不规则的凹凸的第一成形体的表面的光泽度与作为对比的其它第二成形体的表面的光泽度一致和/或协调,利用压缩空气,在模具10的模具面12上,以使在模具面上的覆盖率为40~80%的比率的方式将所述复合材料喷涂为雾状,使得第一成形体或第二成形体中的一方或双方的光泽度降低;以及
(5)附着步骤:使喷涂在模具10的模具面12上的复合材料以100~150℃加热固化,以在模具面10上的覆盖率为40%~80%的比率来附加粒状体20。
用于形成相邻并形成一个结构体的由不同种类的合成树脂材料形成的、第一成形体和作为复合部件的第二成形体的所述两个或多个模具10的模具面12被构成为使得所成形的第一成形体的表面与第二成形体者的表面的光泽度一致或协调,即,成形于附着有所述粒状体20的模具10的模具面12上的第一成形体的表面与作为复合构件的第二成形体的表面的光泽度一致或协调,所述第二成形体是用为了与第一成形体相邻并形成一个结构体、由不同种类的合成树脂材料形成的。
所述两个或多个模具10的模具面12以在模具面12上的覆盖率为40~80%的比率附加了粒状体20,并将由所述粒状体20构成的具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部28形成为在模具面12的覆盖率为40~80%的比率;于是,使利用所述两个或多个模具10的模具面12而形成的第一成形体的光泽(光泽度)与第二成形体的光泽(光泽度)一致或协调。
例如,用于成形所述第一成形体的第一模具10的模具面12构成用于以与构成所述第二成形体的合成树脂材料不同种类的热塑性塑料的非结晶性树脂或结晶性树脂所成形的第一成形体的模具10的模具面12,所述第一模具10的模具面12是以与热塑性塑料的结晶性树脂或非结晶性树脂所成形的第二成形体的表面的光泽度一致和/或协调的方式、利用附着有所述粒状体20的模具10的模具面12而构成的。
利用所述成形用第一模具10来成形第一成形体,所述第一成形体是用与构成第二成形体的合成树脂材料不同种类的合成树脂材料,用于与第二成形体相邻并连接而形成一个结构造体的复合构件。
另一方面,用于成形所述第二成形体的第二模具10的模具面12构成用于以与构成所述第一成形体的合成树脂材料不同种类的热塑性塑料的非结晶性树脂或结晶性树脂所成形的第二成形体的模具10的模具面12,所述第二模具10的模具面12是以与热塑性塑料的结晶性树脂或非结晶性树脂所成形的第一成形体的表面的光泽度一致和/或协调的方式、利用附着有所述粒状体20的模具10的模具面12而构成的。
利用所述成形用第二模具10来成形第二成形体,所述第二成形体是用与构成第一成形体的合成树脂材料不同种类的合成树脂材料,用于与第一成形体相邻并连接而形成一个结构体的复合构件。
于是,利用将模具10的模具面12的具有微细不规则的凹凸面的光泽调整凸部28反转了的、具有微细且不规则的凹凸面光泽调整凹部112,第一成形体的光泽度(光泽)的值(光泽度)降低,而与光泽度(光泽)的值(光泽度)降低了的第二成形体的光泽度(光泽)的值(光泽度)一致或协调。
[实施例16]
将按照JIS Z8741标准测量的光泽值(Gs(60°)的光泽度)数值1.3作为相邻并连接的复合构件即第一成形体和第二成形体的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的基准值。
将用于成形第一成形体的模具作为复合构件例1,将用于成形第二成形体的模具作为复合构件例2。
复合构件例1:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上,利用公知的蚀刻加工实施皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料(实施例1、5~13的复合材料)。
复合材料(实施例1的复合材料):
是将:
60重量份的合成树脂(环氧树脂)、
55重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
30重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
基于喷枪的实施例1、5~13的复合材料的喷涂是以使直径为1~50μm、高度为5~20μm的光泽调整凸部28的覆盖率成为20%和60%的方式,进行使粒状体附着的加工。
其次,在将模具10的模具面12以150℃加热后,在150℃下保持2小时,使基于喷涂在模具面12上的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)固化,使粒状体20附着于模具面12上。
复合构件例2:针对在合成树脂(ABS树脂)的注塑成形用模具的模具面上,利用公知的蚀刻加工实施皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的加工后实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料(实施例1、5~13的复合材料)。
复合材料(实施例1的复合材料):
是将:
60重量份的合成树脂(环氧树脂)、
55重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
30重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
基于喷枪的实施例1、5~13的复合材料的喷涂是以使直径为1~50μm、高度为5~20μm的光泽调整凸部28的覆盖率成为20%和60%的方式进行的使粒状体附着的加工。
其次,在将模具10的模具面12以150℃加热后,在150℃下保持2小时,使基于喷涂在模具面12上的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)固化,使粒状体20附着于模具面12上。
对使用上述的复合构件例1和复合构件例2并利用公知的注塑成形法获得的聚丙烯(PP)和ABS树脂成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度))进行了测量。各个测量结果示于表7(覆盖比率与光泽值(Gs(60°)的光泽度)的比较)中。
与公知的表面纹理加工的种类无关地,在复合材料的覆盖比率小的情况下,聚丙烯(PP)与ABS树脂的光泽值(Gs(60°)的光泽度)之间很大的差距,但在覆盖比率为60%的情况下,两个成形品的光泽值(Gs(60°)的光泽度)则显示出相同的值。
[表7]
Figure BDA00002800799700471
[实施例17]
将按照JIS Z8741测量出的光泽值(Gs(60°)的光泽度)1.3做相邻并连接的复合构件即第一成形体和第二成形体的光泽值(Gs(60°)的光泽度)的基准值。
用于成形第一成形体的模具采用复合构件例3,用于成形第二成形体的模具采用复合构件例4。
复合构件例3:针对在合成树脂(聚丙烯)的注塑成形用模具的模具面上利用公知的蚀刻加工实施皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的加工后,实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料(实施例1、5~13的复合材料)。
复合材料(实施例1的复合材料):
是将:
60重量份的合成树脂(环氧树脂)、
55重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
30重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
使用喷枪的实施例1、5~13的复合材料的喷涂以使直径为1~50μm、高度为5~20μm的光泽调整凸部28的覆盖率成为20%和60%的方式进行了使粒状体附着的加工。
其次,在将模具10的模具面12以150℃加热后,在150℃下保持2小时,使基于喷涂在模具面12上的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)固化,使粒状体20附着于模具面12上。
复合构件例4:针对利用公知的蚀刻加工在合成树脂(聚苯乙烯(PS))的注塑成形用模具的模具面上实施了皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理的加工后,实施了喷砂加工的模具,使用喷枪,在气压为约5个大气压且与喷涂面(模具面)的距离为约10~30cm(大多为约20cm)下喷涂下述的复合材料(实施例1、5~13的复合材料)。
复合材料(实施例1的复合材料):
是将:
60重量份的合成树脂(环氧树脂)、
55重量份的陶瓷粉(氧化铝粉)、
9重量份的无机纤维(碳化硅纤维)、以及
30重量份的溶剂(纤维素溶剂)
搅拌并混合,并用溶剂稀释为分散状态或溶解状态的复合材料。
使用喷枪的实施例1、5~13的复合材料的喷涂以使直径为1~50μm、高度为5~20μm的光泽调整凸部28的覆盖率成为20%和60%的方式进行了使粒状体附着的加工。
其次,在将模具10的模具面12以150℃加热后,在150℃下保持2小时,使基于喷涂在模具面12上的复合材料的粒子(形成粒状体20和光泽调整凸部28)固化,使粒状体20附着于模具面12上。
使用将实施例1的复合材料加工成为直径为1~50μm、高度为5~20μm的光泽调整凸部28的覆盖率为20%、60%和95%的模具10并使用公知的成形方法用PP树脂进行第一成形体的成形;另外,为了成形成为复合构件的第二成形体,用ABS树脂和聚苯乙烯(PS)进行第二成形体的成形,将对所得的第一成形品(PP树脂)和第二成形品(ABS树脂、聚苯乙烯(PS))的光泽值(Gs(60°)的光泽度)进行测量的结果示于表8(覆盖比率与光泽值(Gs(60°)的光泽度)的比较)中。覆盖比率为60%的光泽值(Gs(60°)的光泽度)显示出相同的值。而覆盖比率大或覆盖比率小的光泽值(Gs(60°)的光泽度)不一致。
[表8]
Figure BDA00002800799700481
对于基于公知的蚀刻加工、喷砂加工而完成了表面纹理加工的模具10,调整实施例1、5~13的复合材料,以使直径为1~50μm、高度为5~20μm的光泽调整凸部28的覆盖率成为60%的方式进行了喷涂加工。基材的纹理为皮状纹理、几何学纹理、梨皮纹理。
对于利用公知的注塑成形法从各个模具10获得的PP、ABS和PS的各个成形品测量了两个部位处的光泽值(Gs(60°)的光泽度)。光泽值(Gs(60°)的光泽度)是使用柯尼卡美能达公司制的光泽度计(商品名称:UNI GLOSS60GM-60)并按照JISZ8741标准测量的。
PP成形品和ABS成形品的测量结果示于表9-1(光泽值(Gs(60°)的光泽度)的比较)中。
[表9-1]
Figure BDA00002800799700491
PP成形品和PS成形品的测量结果示于表9-2(光泽值(Gs(60°)的光泽度)的比较)中。
[表9-2]
Figure BDA00002800799700501
通过实施本加工,实施前的成形品光泽值(Gs(60°)的光泽度)降低了约0.5~1.0左右,而与实施前的光泽值(Gs(60°)的光泽度)无关。只要事先将实施前的光泽值(Gs(60°)的光泽度)调整为相同程度,则可以使实施后的光泽值(Gs(60°)的光泽度)一致。
作为构成复合构成体的不同种类的合成树脂材料,例如有下列材料。
成形第一成形体的热塑性塑料有作为结晶性塑料的聚缩醛树脂、聚酰胺树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、氟树脂等。
成形第二成形体的热塑性塑料有作为非结晶塑料的ABS树脂、AS树脂、丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、聚氯乙烯树脂等。
汽车内装部件,尤其是仪表板(仪表面板)及其部件以及支柱等的车窗的周边必须防止车窗反射,因此,要求依照JIS Z8741标准测量的光泽值(Gs(60°)的光泽度)为1.3以下程度的合成树脂成形品110。
对于现有的基于蚀刻的梨皮加工、喷砂加工来说,必须在模具10的模具面12的整个面上实现所要求的光泽值(Gs(60°)的光泽度)、并且持续地维持这种光泽值(Gs(60°)的光泽度)是非常困难的。
由于随着成形次数的增加光泽值(Gs(60°)的光泽度)上升,所以以往是对成形品进行涂装来实现所要求的光泽值(Gs(60°)的光泽度)。
另外,在基于蚀刻的降低光泽加工中,要利用ABS树脂和聚丙烯(PP)实现同等程度的光泽的值(Gs(60°)的光泽度)是不可能的。但是,如果利用上述模具10来成形,则可以利用聚丙烯(PP)、ABS树脂以及聚苯乙烯(PS)实现同等的光泽值(Gs(60°)的光泽度)。
使光泽度一致的方法达成如下的优异效果。
成形品的光泽由形成在成形品上的凹凸所确定。因此,是否能够使形成在模具上的复杂且微细的凹凸反转而成形在成形品上成为决定所得的成形品的光泽的因素。
因此,为了使基于不同种类的材料的成形品之间的光泽一致,并非取决于成形材料,而必须形成能够使凹凸同样地反转成形的为最适合的材料/最适合的尺寸/最适合的间隔的光泽调整粒状体。光泽调整粒状体的粒子的大小取决于材料的配合、喷涂等条件。
使用现有的蚀刻加工、喷砂加工等难以形成本发明中规定的复杂且微细的凹凸面是。就算能够形成,如果成形材料不同的话,也无法将所述凹凸同样地反转成形(会产生擦伤/白化)。
再者,这种树脂成形用模具的内面中的最表面形成为微细凹凸形状,因此,可以将在注塑成形时产生的气体、空气等从凹凸之间引导至排气孔。另外,无处可逃的气体、空气等会被引导到凹凸的空隙中。据此,熔融树脂的流动性不会受到气体、空气等的妨碍,而可以将形成在模具上的复杂且微细的凹凸反转成形。
利用粒状体20的微细凹凸,可以在树脂表面上形成梨皮状的图案,而可以获得具有无光泽表面的树脂成形品。这样,通过使用这种树脂成形用模具,可以获得具有缺乏光泽的表面的树脂成形品。
一般而言,在使用树脂成形用模具进行了注塑成形时,例如,即使对模具10的模具面12进行喷砂等加工而消除了光泽,但气体等会附着在模具10的模具面12上而使光泽提高的情况很多。但是,在使用本发明的成形用模具10进行了注塑成形等时,可以成形长期地维持初期的光泽值(光泽度)而没有光泽提高的情况的成形品。

Claims (26)

1.一种成形用模具,其中,
光泽调整粒状体隔着间隔附着在模具的模具面上,所述光泽调整粒状体包含形状保持固定基材50~80重量份、扩散反射面形成芯材30~80重量份、以及粗糙度强调材料5~10重量份;
所述模具的模具面隔着间隔且各自独立地附加有光泽调整粒状体而形成光泽调整凸部,使得在模具的附着了所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面;以及
具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部被形成为在模具面上的覆盖率为40~80%的比率。
2.一种成形用模具,其中,
光泽调整粒状体隔着间隔附着于模具的模具面上,所述光泽调整粒状体包含形状保持固定基材50~80重量份、扩散反射面形成芯材30~80重量份、以及粗糙度强调材料5~10重量份;
所述模具的模具面隔着间隔且各自独立地附加有光泽调整粒状体而形成光泽调整凸部,使得在模具的附着了所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体的表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面;以及
光泽调整粒状体利用形状保持固定基材而形成了具有耐成形的强度并具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部,所述光泽调整凸部形成了由多面体构成的异形体,并且利用粗糙度强调材料和/或扩散反射面形成芯材而形成了比所述异形体更突出的微细突部,所述多面体包含大致钟状体、大致吊钟状体、大致圆盘状体和大致骰子状体以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状体、大致半扁球状体和大致半长球状体、截角立方体、立方八面体以及扭棱立方体。
3.如权利要求1或2所述的成形用模具,其中,所述形状保持固定基材为热固性塑料,所述扩散反射面形成芯材为具有随机形状的陶瓷粉,所述粗糙度强调材料为无机纤维。
4.如权利要求1~3的任一项所述的成形用模具,其中,所述粗糙度强调材料为玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维以及钛酸钾纤维中的一种,纤维的长度为5~20μm;所述扩散反射面形成芯材的粒径为0.1~20μm。
5.如权利要求1~4的任一项所述的成形用模具,其中,所述光泽调整粒状体的粒径为1.0~100μm,高度为5~30μm。
6.如权利要求1~5的任一项所述的成形用模具,其中,所述光泽调整粒状体是将复合材料喷涂固化而形成的,所述复合材料是以30~90重量份的稀释溶剂将50~80重量份的合成树脂、30~80重量份的陶瓷粉以及5~10重量份的无机纤维稀释而成的。
7.如权利要求1~6的任一项所述的成形用模具,其中,所述模具的表面在除具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部以外的区域、即在各光泽调整粒状体之间呈现模具的模具面的凹凸状图案。
8.一种成形用模具的制造方法,包含以下步骤:
(1)凹凸状图案加工步骤,其执行将凹凸状图案形成于成形用模具上的加工;
(2)复合材料混合步骤,其将50~80重量份的形状保持固定基材、30~80重量份的扩散反射面形成芯材、5~10重量份的粗糙度强调材料以及30~90重量份的溶剂混合;
(3)喷涂步骤:其利用压缩空气将所述复合材料以雾状喷涂在模具的模具面上,使得在模具面上的覆盖率成为40~80%的比率;以及
(4)局部附着步骤:其以100~150℃将喷涂在模具的模具面上的复合材料加热并固化,并以在模具面上的覆盖率为40%~80%的比率来附加具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整粒状体;
其中,所述模具的模具面以使得在模具的附着了所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体的表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面的方式附加有光泽调整粒状体,并且以在模具面上的覆盖率为40%~80%的比率形成有具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部。
9.如权利要求8所述的成形用模具的制造方法,其中,所述形状保持固定基材为热固性塑料,所述扩散反射面形成芯材为具有随机形状的陶瓷粉,所述粗糙度强调材料为无机纤维。
10.如权利要求8或9所述的成形用模具的制造方法,其中,所述粗糙度强调材料为玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维以及钛酸钾纤维中的一种,纤维的长度为5~20μm;所述扩散反射面形成芯材的粒径为0.1~20μm。
11.如权利要求8~10的任一项所述的成形用模具的制造方法,其中,所述光泽调整粒状体的粒径为1.0~100μm,高度为5~30μm。
12.一种成形用模具,其中,
光泽调整粒状体隔着间隔附着于模具的模具面上,所述光泽调整粒状体包含合成树脂50~80重量份、陶瓷粉30~80重量份以及无机纤维5~10重量份;
所述模具的模具面附加有光泽调整粒状体,使得在模具的附着了所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体表面与其它成形体表面的光泽度一致和/或协调,并且以在模具面上的覆盖率为40%~80%的比率形成了具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部。
13.如权利要求12所述的成形用模具,其中,所述形状保持固定基材为热固性塑料,所述扩散反射面形成芯材为具有随机形状的陶瓷粉,所述粗糙度强调材料为无机纤维。
14.如权利要求12或13所述的成形用模具,其中,所述粗糙度强调材料的玻璃纤维、碳纤维以及碳化硅纤维中的一种,纤维的长度为5~20μm;所述扩散反射面形成芯材的粒径为0.1~20μm。
15.如权利要求12~14的任一项所述的成形用模具,其中,所述光泽调整粒状体的粒径为1.0~100μm,高度为5~30μm。
16.一种成形用模具的制造方法,包含以下步骤:
(1)凹凸状图案加工步骤,其执行将凹凸状图案形成于成形用模具上的加工;
(2)复合材料混合步骤,其将包含50~80重量份的形状保持固定基材、30~80重量份的扩散反射面形成芯材、5~10重量份的粗糙度强调材料以及30~90重量份的溶剂的复合材料混合;
(3)喷涂步骤,其为了使要形成微细且不规则的凹凸的第一成形体的表面的光泽度与作为对比的其它第二成形体表面的光泽度一致和/或协调,利用压缩空气将所述复合材料以雾状喷涂于模具的模具面上而使得在模具面上的覆盖率成为40~80%的比率,使得第一成形体或第二成形体的一方或双方的光泽度降低;以及
(4)附着步骤,其以100~150℃将喷涂在模具的模具面上的复合材料加热并固化,并且以使在模具面上的覆盖率为40%~80%的比率来附加光泽调整粒状体;
其中,利用上述步骤形成的所述模具的模具面附加有光泽调整粒状体,使得在模具的附着有所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的第一成形体的表面与相邻的其它第二成形体的表面的光泽度一致和/或协调,并且以在模具面上的覆盖率为40%~80%的比率形成了具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部。
17.如权利要求16所述的成形用模具的制造方法,其中,用于成形第一成形体的模具的模具面是利用模具的附着有所述光泽调整粒状体的模具面构成的,其中所述第一成形体是利用与构成所述第二成形体的树脂不同种类的非结晶性树脂或结晶性树脂,以与利用结晶性树脂或非结晶性树脂成形的第二成形体的表面的光泽度一致和/或协调的方式成形的。
18.如权利要求16或17所述的成形用模具的制造方法,其中,所述形状保持固定基材为热固性塑料,所述扩散反射面形成芯材为具有随机形状的陶瓷粉,所述粗糙度强调材料为无机纤维。
19.如权利要求16~18的任一项所述的成形用模具的制造方法,其中,所述粗糙度强调材料为玻璃纤维、碳纤维、碳化硅纤维以及钛酸钾纤维中的一种,纤维的长度为5~20μm;所述扩散反射面形成芯材的粒径为0.1~20μm。
20.如权利要求16~19的任一项所述的成形用模具的制造方法,其中,所述光泽调整粒状体的粒径为1.0~100μm,高度为5~30μm。
21.一种合成树脂成形品,是利用下述成形用模具而成形的,所述成形用模具为:
光泽调整粒状体隔着间隔附着于模具的模具面上,所述光泽调整粒状体包含形状保持固定基材50~80重量份、扩散反射面形成芯材30~80重量份以及粗糙度强调材料5~10重量份;
所述模具的模具面附加有光泽调整粒状体,使得在模具的附着有所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面,所述光泽调整粒状体隔着间隔且各自独立,并且以在模具面上的覆盖率为40~80%的比率而形成了具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部;
其中,所述合成树脂成形品形成有将所述模具的具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凹部反转了的、具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凹部;
所述光泽调整凹部由以多面体状构成的异形凹部形成,且形成有比所述异形凹部的表面更凹陷的细微凹部,而形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面,所述多面体状包含大致钟状、大致吊钟状、大致圆盘状和大致骰子状以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状、大致半扁球状和大致半长球状、截角立方体状、立方八面体状以及扭棱立方体状。
22.一种合成树脂成形品,是利用下述成形用模具而成形的,所述成形用模具为:
光泽调整粒状体隔着间隔附着于模具的模具面上,所述光泽调整粒状体包含形状保持固定基材50~80重量份、扩散反射面形成芯材30~80重量份以及粗糙度强调材料5~10重量份;
所述模具的模具面附加有光泽调整粒状体,所述光泽调整粒状体隔着间隔且各自独立,使得在模具的附着有所述光泽调整粒状体的模具面上成形了的成形体的表面形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面;
光泽调整粒状体利用形状保持固定基材而形成了具有耐成形的强度并具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部,并利用粗糙度强调材料和/或扩散反射面形成芯材而形成了比所述异形体更突出的微细突部,所述光泽调整凸部形成由以多面体构成的异形体,所述多面体包含大致钟状体、大致吊钟状体、大致圆盘状体和大致骰子状体以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状体、大致半扁球状体和大致半长球状体、截角立方体、立方八面体以及扭棱立方体;
其中,所述合成树脂成形品形成有将所述成形用模具的具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部反转的、具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凹部;
所述光泽调整凹部形成有以多面体状构成的异形凹部,并形成有比所述异形凹部的表面更凹陷的细微凹部,而形成为镜面反射少或形成为扩散反射的表面,所述多面体状包含大致钟状、大致吊钟状、大致圆盘状和大致骰子状以及由与球体、椭圆体、茧形球面相交的平面切割的大致半球状、大致半扁球状和大致半长球状、截角立方体状、立方八面体状以及扭棱立方体状。
23.如权利要求21或22所述的合成树脂成形品,其中,所述形状保持固定基材为热固性塑料,所述扩散反射面形成芯材为具有随机形状的陶瓷粉,所述粗糙度强调材料为无机纤维。
24.如权利要求21~23的任一项所述的合成树脂成形品,其中,形成于成形品的表面上并具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凹部形成有与所述扩散反射面形成材和/或所述粗糙度强调材料的端部的形状相对应的凹面。
25.如权利要求21~24的任一项所述的合成树脂成形品,其中,所述成形用模具的表面在除具有微细且不规则的凹凸面的光泽调整凸部以外的区域中呈现出作为模具的基础面(基底面)的表面的凹凸状图案;
所述成形体的表面在除具有所述微细且不规则的凹凸面的光泽调整凹部以外的区域中形成有将所述成形用模具的凹凸状图案反转了的凹凸状图案。
26.一种使成形品光泽度一致的方法,包含以下步骤:
(1)喷涂步骤,其利用压缩空气将复合材料以雾状喷涂于模具的模具面上,使得在模具面上的覆盖率成为40~80%的比率,所述复合材料是将50~80重量份的形状保持固定基材、30~80重量份的扩散反射面形成芯材、5~10重量份的粗糙度强调材料以及30~90重量份的溶剂混合而成的;
(2)附着步骤,其为了使要形成微细且不规则的凹凸的第一成形体的表面的光泽度与作为对比的由不同种类的合成树脂构成的其它成形体表面的光泽度一致和/或协调,将粒状体以在模具面上的覆盖率成为40~80%的比率的方式附加在模具面上,使得所述成形体的一方或双方的光泽度降低;
所述方法还包含以下步骤:
覆盖模具基础数据取得步骤,其针对改变了粒状体的覆盖比率的模具的模具面,测量光泽度;
成形品基础数据取得步骤,其针对利用改变了粒状体的覆盖比率的模具并由不同种类的合成树脂所成形的成形品,测量光泽度;以及
确认步骤,其确认由不同种类的合成树脂所成形的成形品的光泽度是否为目标光泽度、以及各自的光泽度是否协调。
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