CN104185544A - 注射成型产品及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

该注射成型品(10)上形成有通过热膨胀胶囊(50)的热膨胀而形成的不规则的不规则形成部(20)。该注射成型品(10)具有：高度膨胀部(30)，该高度膨胀部(30)在注射成型品(10)的厚度方向上形成在不规则形成部(20)的表面侧处，并且热膨胀胶囊(50)在该高度膨胀部(30)中热膨胀；以及主体部(40)，该主体部(40)是在厚度方向上与高度膨胀部(30)邻接的部分，并且热膨胀胶囊(50)在该主体部(40)中实质上不热膨胀。高度膨胀部(30)的厚度最多是注射成型品(10)在不规则形成部(20)中的厚度的一半，并且高度膨胀部(30)的聚合物材料(45)和主体部(40)的聚合物材料(45)是相同的聚合物材料。

Description

注射成型产品及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种通过使用聚合物材料形成的注射成型产品及其制造方法。特别地，本发明涉及一种通过使用混合有热膨胀胶囊并且因为物品的表面上形成细小的凹凸而呈现出织物状外观的聚合物材料形成的注射成型产品以及该注射成型产品的制造方法。
本申请基于2012年4月2日提交的日本专利申请No.2012-084327并且要求其优先权，该专利申请的全部内容通过引用并入此处。
背景技术
已知通过注射成型具有聚合物材料和混合在聚合物材料中的多个热膨胀胶囊的成型材料形成的成型产品。已知这样的成型产品：在成型产品的表面上发生热膨胀后，通过由于热膨胀胶囊的热膨胀或者热膨胀胶囊在热膨胀之后的爆裂而在该成型产品的表面上形成凹凸来对外观质量实现了良好的改进，从而对成型产品的表面赋予织物状外观。
例如，在专利文献1中描述了在具有热塑性树脂和混合在热塑性树脂中的微球膨胀剂的复合物的表面产生凹凸的成型产品。在专利文献2中描述了具有由聚氨酯树脂等制成的硬层和一体化到该硬层上并且通过使不起泡的小珠起泡而混合有气泡的表面层的内装部件。在专利文献3中描述了由于胶囊在其表面上破裂而具有凹凸的装饰体。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP-A-2003-260727
专利文献2：JP-A-H07-314466
专利文献3：JP-A-2002-146087
发明内容
技术问题
然而，在上述专利文献1中描述的技术中，混合在复合物中的所有微球膨胀剂都在模具收缩步骤中热膨胀。由于该原因，整个成型产品的密度将降低，并且整个成型产品的刚性将降低。此外，在填充模具的复合物的表面固化之前打开模具，或者在复合物的表面上产生凹凸之后关闭模具。由于该原因，需要使成型产品的形状成为容易打开和关闭模具的形状。这限制了成型产品的形状。
此外，在专利文献2中描述的技术中，表面层一体化到硬层上。由于该原因，存在表面层可能由于在使硬层成型期间产生的热或压力而发生变形或者表面层可能从硬层脱落、并且成型产品的外观可能变差的担心。此外，为了形成该表面层，需要制备预先分布有不起泡小珠的涂层，并且成型产品的制造过程复杂化。
为了解决上述问题，已经做出了本发明，并且本发明的目的是提供一种注射成型产品及其制造方法，该注射成型产品抑制成型产品的刚性降低并且由于在成型产品的表面上形成凹凸而外观质量良好。
解决问题的方案
为了实现上述目的而构造的本发明的注射成型产品是一种由包括聚合物材料和混合在所述聚合物材料中的多个热膨胀胶囊的成型材料注射成型的注射成型产品。
具体地，在所述注射成型产品的表面的至少一部分形成凹凸形成部，该凹凸形成部具有通过所述热膨胀胶囊的热膨胀而形成的凹凸。所述注射成型产品包括：高度膨胀部，该高度膨胀部在所述注射成型产品的厚度方向上形成于所述凹凸形成部的表面侧处，并且所述热膨胀胶囊在该高度膨胀部中热膨胀；以及主体部，该主体部是在所述厚度方向上与所述高度膨胀部邻接的部分，并且所述热膨胀胶囊在该主体部中实质上不热膨胀。所述高度膨胀部的厚度是所述注射成型产品在所述凹凸形成部中的厚度的一半以下，并且所述高度膨胀部的聚合物材料和所述主体部的聚合物材料是相同的聚合物材料。
顺便提及，该描述中的“热膨胀胶囊实质上不热膨胀”是包括热膨胀胶囊不热膨胀的情况和热膨胀胶囊稍许热膨胀的情况(即，在热膨胀之前和之后包含在主体部中的大多数热膨胀胶囊的粒径增大20％以下的情况)的术语。
由于具有该构造的本发明的注射成型产品包括热膨胀胶囊在其中热膨胀的高度膨胀部和热膨胀胶囊在其中实质上不热膨胀的主体部，并且凹凸形成部形成于注射成型产品的表面(高度膨胀部的表面)，所以能够得到良好的外观质量。
此外，高度膨胀部和主体部由相同的聚合物材料(通常是热塑性树脂)成型，并且凹凸形成在与主体部一体地成型的高度膨胀部的表面上，而不与主体部分离地形成表面层。由于该原因，主体部和高度膨胀部不剥落，并且能够防止注射成型产品的外观不良。
此外，热膨胀胶囊热在其中膨胀的高度膨胀部的厚度是注射成型产品在凹凸形成部中的厚度的一半以下，并且热膨胀胶囊在作为另一个部分的主体部中实质上不热膨胀。由于该原因，与当主体部的热膨胀胶囊热膨胀时相比，能够使注射成型产品的密度的降低，并且能够抑制注射成型产品的刚性降低。
根据在此公开的注射成型产品的优选方面，所述凹凸形成部局部地形成于所述注射成型产品的所述表面。
根据该构造，由于能够通过使用凹凸形成部将要求的字符、要求的图案等形成于注射成型产品的表面上，所以能够提供设计特性良好的注射成型产品。
根据在此公开的注射成型产品的优选方面，当所述注射成型产品安装在预定部分上时，所述凹凸形成部是能够视觉识别的，并且所述凹凸形成部形成于对所述注射成型产品的所述表面形成的设计面的至少一部分。
根据该构造，由于能够通过使用凹凸形成部将要求的字符、要求的图案等形成于能够视觉识别的注射成型产品的表面上，所以能够提供设计特性良好的注射成型产品。
根据在此公开的注射成型产品的优选方面，凹凸形成部包括：第一凹凸部；以及第二凹凸部，与所述第一凹凸部相比，该第二凹凸部具有较低的凹凸程度。
根据该构造，由于能够通过使用由于凹凸程度的差别导致的深浅(或者光亮度)将要求的字符、要求的图案等形成于注射成型产品的表面上，所以能够提供设计特性良好的注射成型产品。
根据在此公开的注射成型产品的优选方面，包含在所述主体部中的所述热膨胀胶囊的平均粒径小于50μm，并且包含在所述高度膨胀部内的所述热膨胀胶囊的平均粒径是50μm以上。
根据该构造，由于热膨胀胶囊在主体部中实质上不热膨胀，所以密度的降低小。相比之下，由于热膨胀胶囊在高度膨胀部中热膨胀，所以在高度膨胀部的表面上形成凹凸，并且外观质量良好。
根据在此公开的注射成型产品的优选方面，在所述高度膨胀部的表面中，JIS B0601:2001中规定的粗糙度曲线的最大截面高度Rt是30μm以上并且小于200μm。
根据该构造，由于优选方面的凹凸形成于注射成型产品的表面上，所以外观质量良好。
根据在此公开的注射成型产品的优选方面，所述注射成型产品是能够装接到车辆内的预定部分的车辆内装设备，当安装在所述预定部分上时，所述注射成型产品包括暴露于所述车辆的内部的至少一个设计面，并且所述注射成型产品具有形成于所述设计面的至少一部分的所述凹凸形成部。
根据该构造，对设计面赋予织物状外观，并且能够将外观质量良好的注射成型产品用作车辆内装设备。
此外，为了实现上述目的，在本发明中，提供了一种用于制造注射成型产品的方法，该注射成型产品包含聚合物材料和多个热膨胀胶囊，并且具有通过所述热膨胀胶囊的热膨胀而在该注射成型产品的表面处形成的凹凸。具体地说，该方法包括：填充步骤，该填充步骤将具有所述聚合物材料和混合在该聚合物材料中的所述热膨胀胶囊的成型材料注入并且填充到形成有具有预定形状的型腔的注射模具内；成型步骤，该成型步骤使填充的所述成型材料冷却并固化以使注射成型体成型；取出步骤，该取出步骤从所述注射模具取出被冷却并固化的所述注射成型体；以及加热步骤，加热步骤将取出的所述注射成型体的所述表面的至少一部分加热，并且使包含在从所述注射成型体的所述表面到该注射成型体的厚度的一半以下的该厚度的预定部分中的所述热膨胀胶囊热膨胀，其中，在所述注射成型产品的所述表面的至少一部分形成凹凸形成部，该凹凸形成部具有通过所述热膨胀胶囊的热膨胀而形成的所述凹凸。
在具有该构造的本发明的注射成型产品的制造方法中，在加热步骤中，通过加热注射成型体的表面的至少一部分，并且使存在于注射成型体的表面侧处的热膨胀胶囊热膨胀，凹凸形成部形成于注射成型体的表面的至少一部分。由于该原因，不需要为了分别形成表面层而制备涂层、材料等，并且能够制造表面具有凹凸的注射成型产品。此外，由于在热膨胀胶囊不热膨胀的部分(主体部)中密度的降低小，所以能够抑制注射成型产品的刚性降低。
此外，由于在将注射成型体冷却和固化，并且从注射模具取出之后，凹凸形成部直接形成于注射成型体的表面上，所以，当分别形成表面层时，不会发生由于注射成型期间的热或者压力引起的例如表面层变形和表面层从主体部剥落的缺陷。
此外，由于热膨胀胶囊在注射模具内部不热膨胀，所以当使注射成型体成型时，在需要使用使热膨胀胶囊热膨胀的特殊注射模具的情况下，能够使用通用注射模具。
根据在此公开的方法的优选方面，在所述加热步骤之前，所述注射成型体的所述表面由热屏蔽件局部地覆盖，并且通过在所述加热步骤中加热未被所述热屏蔽件覆盖而露出的部分，所述凹凸形成部形成于所述注射成型体的所述表面。
根据该构造，由于能够将要求的字符、要求的图案等形成于注射成型体的表面上，所以能够制造设计特性良好的注射成型产品。
根据在此公开的方法的优选方面，在所述加热步骤中，在去除所述热屏蔽件之后，通过进一步加热所述注射成型体的所述表面，使形成于预先利用所述热屏蔽件覆盖的部分的所述凹凸形成部的凹凸程度与形成于未利用所述热屏蔽件覆盖的部分的凹凸形成部的凹凸程度互相不同。
根据该构造，能够使用因为凹凸程度的差别导致的深浅将要求的字符等形成于注射成型体的表面上。由于该原因，能够制造设计特性良好的注射成型产品。
根据在此公开的方法的优选方面，在所述加热步骤中，在加热所述注射成型体的所述表面之后，通过利用热屏蔽件局部地覆盖所述注射成型体的所述表面，并且进一步加热未被所述热屏蔽件覆盖而露出的所述部分，使形成于利用所述热屏蔽件覆盖的部分的凹凸形成部的凹凸程度与形成于不被所述热屏蔽件覆盖的部分的凹凸形成部的凹凸程度互相不同。
根据该构造，使用因为凹凸程度的差别导致的深浅，能够将要求的字符等形成于注射成型体的表面上。由于该原因，能够制造设计特性良好的注射成型产品。
根据在此公开的方法的优选方面，在所述加热步骤中，通过使用辐射热来进行所述注射成型体的加热。
根据该构造，能够通过局部地加热注射成型体的表面来使热膨胀胶囊热膨胀。由于该原因，与加热整个注射成型体的情况相比，能够使注射成型体的变形小。此外，由于能够任意选择要加热的区域，所以能够局部地形成凹凸。
根据在此公开的方法的优选方面，通过使用近红外线辐照装置产生所述辐射热。
根据该构造，通过使用简单设备，能够加热注射成型体的表面的至少一个区域，并且能够使热膨胀胶囊热膨胀。
附图说明
图1是示意性地示出根据本发明的实施例的注射成型产品的外观的透视图。
图2是沿着图1中的线II-II截取的截面图。
图3是沿着图2中的线III-III截取的截面图。
图4是示出用于使根据本发明的实施例的注射成型体成型的注射模具的截面图。
图5是沿着图4中的线V-V截取的截面图。
图6是示出用于制造根据本发明的实施例的注射成型产品的方法的加热步骤的透视图。
图7是示意性地示出根据本发明的另一个实施例的注射成型产品的外观的透视图。
图8是沿着图7中的线VIII-VIII截取的截面图。
图9是示出用于制造根据本发明的另一个实施例的注射成型产品的方法的加热步骤的透视图。
图10是示意性地示出根据本发明的另一个实施例的注射成型产品的外观的透视图。
图11是沿着图10中的线XI-XI截取的截面图。
参考标记列表
10：注射成型产品
15：设计面
18：开口
20：凹凸形成部
30：高度膨胀部
40：主体部
45：聚合物材料
50：热膨胀胶囊
52：外壳
54：封装物质
55：成型材料
60：注射成型体
70：近红外线辐照装置(加热装置)
72：带式输送机
74：带
76：近红外线
80：注射模具
82：定模
84：动模
86：定位环
88：注口
90：注口衬套
92：注口
94：浇口
96：型腔
110：注射成型产品
115：设计面
120：凹凸形成部
125：平滑部
130：高度膨胀部
140：主体部
150：热膨胀胶囊
160：热屏蔽件
165：露出部
210：注射成型产品
215：设计面
220：凹凸形成部
222：第一凹凸部
224：第二凹凸部
230：高度膨胀部
235：膨胀部
240：主体部
250：热膨胀胶囊
具体实施方式
下面将描述本发明的优选实施例。此外，能够基于传统技术将本说明书特别提到的内容之外的并且用于实施本发明所要求的事项理解为本领域技术人员的设计事项。能够基于在本说明书和附图中公开的内容以及该技术领域内的技术常识来实施本发明。
这里公开的注射成型产品是由混合了聚合物材料和热膨胀胶囊(即，具有通过加热而膨胀的特性的胶囊)的成型材料注射成型的典型的注射成型产品。在注射成型产品中，具有通过热膨胀胶囊的热膨胀而形成的凹凸的凹凸形成部形成在注射成型产品的表面的至少一部分。
首先，将描述用于根据本发明的实施例的注射成型产品的材料。
<1.聚合物材料>
这里公开的用于注射成型产品的聚合物材料用作使上述热膨胀胶囊分散的基体(用作基料的主要材料)。作为聚合物材料，能够使用过去已经用于注射成型产品的材料，而没有特殊限制。例如，能够使用各种热塑性树脂和橡胶。例如，热塑性树脂包括：诸如聚乙烯和聚丙烯这样的聚烯烃系树脂；诸如聚苯乙烯和丙烯腈苯乙烯丁二烯树脂(ABS)这样的苯乙烯系树脂；氯乙烯树脂等。此外，还能够使用热塑性弹性体。例如，热塑性弹性体包括诸如苯乙烯系弹性体、烯烃系弹性体、酯系弹性体、聚酰胺系弹性体、氯乙烯系弹性体以及聚氨酯系弹性体这样的各种热塑性弹性体。例如，在这里公开的注射成型产品中，热塑性弹性体优选地用作聚合物材料。
<2.热膨胀胶囊>
用于在这里公开的注射成型产品的的热膨胀胶囊典型地构造为颗粒，在该颗粒中，通过加热而增加占据体积的封装物质(通常是气体、固体或者是通过加热而蒸发(气化)的液体)包含在由热塑性树脂制成的外壳内。例如，构成热膨胀胶囊的外壳的材料包括热塑性树脂，诸如聚偏二氯乙烯、偏二氯乙烯丙烯腈共聚物、聚丙烯腈、丙烯腈系共聚物、诸如聚甲基丙烯酸甲酯这样的丙烯酸类(共)聚物、以及聚氯乙烯。此外，例如，通过热膨胀胶囊封装的物质(膨胀剂)包括诸如正戊烷、正己烷、正丁烷、异丁烷以及异戊烷这样的低沸点碳氢化合物。封装物质并不局限于低沸点碳氢化合物，并且例如，除了空气和二氧化碳之外，诸如氮气和氩气的惰性气体(在液化状态下能够获得一些或者全部)也能够作为封装物质。如果对这样的热膨胀胶囊加热，则构成热膨胀胶囊的外壳的热塑性树脂软化，并且容纳在外壳内部的上述封装物质的体积膨胀(即，上述封装物质用作膨胀剂)，从而使热膨胀胶囊热膨胀。此外，在外壳的局部或整体伸展超过膨胀的极限时，热膨胀胶囊可能破裂。因为这种胶囊的膨胀或者胶囊在膨胀之后的破裂而在装饰部的表面上形成细小的凹凸。
在这里公开的热膨胀胶囊在热膨胀之前的形状不受限制。例如，能够采用各种形状，诸如大致球形、纺锤形、不确定形状和筒状。从热膨胀胶囊的分散性和热膨胀之后的装饰性效果的角度来看，热膨胀胶囊优选地具有大致球形。热膨胀胶囊在热膨胀之前的平均粒径是大约15μm以上且40μm以下。此外，热膨胀胶囊在热膨胀之后的平均粒径是大约50μm以上。
此外，上述平均粒径是热膨胀胶囊的粒径的平均值。通过利用光学显微镜或者电子显微镜(例如，透射电子显微镜或者扫描电子显微镜)观察，能够容易地测量该平均粒径。例如，通过从要在下面描述的注射成型产品中的高度膨胀部的截面和主体部的截面上分别随机提取预定数量(例如，约40个)的热膨胀胶囊、并且通过上述使用光学显微镜等的观察来提取的各热膨胀胶囊的最长直径作为粒径来测量平均粒径。然后，将从高度膨胀部测量的各热膨胀胶囊的粒径的平均值定义为包含在高度膨胀部中的热膨胀胶囊的平均粒径(热膨胀之后的平均粒径)。此外，将从主体部测量的热膨胀胶囊的粒径的平均值定义为包含在主体部中的热膨胀胶囊的平均粒径。
优选地使用的热膨胀胶囊的市售产品(包括以母粒状态市售的产品)包括：Sekisui Chemical Co.,Ltd制造的商品名称“ADVANCELL(注册商标)”、Akzo Nobel N.V.制造的商品名称“EXPANCELMICROSPHERE(商标)”、Matsumoto Yushi-Seiyaku Co.Ltd.制造的商品名称“MATSUMOTO MICROSPHERE(注册商标)”、DainichiseikaColor&Chemicals Mfg.Co.,Ltd.制造的商品名称“DIEFORM(注册商标)”等。
如果需要，除了上述聚合物材料和热膨胀胶囊之外，还能够使成型材料含有各种配合剂。这样的配合剂的实例包括粉状和/或者纤维状的固体填充材料。该固体填充材料的实例包括：陶瓷粉(包括无机化合物粉，诸如滑石粉：下面同样适用)、炭粉(例如，炭黑)、木粉、陶瓷纤维、碳纤维等。使用填充材料时的消耗量(含量)可能根据要使用的填充材料的类型和注射成型产品的应用而不同。典型地，优选地以大致全部成型材料的1质量％至60质量％的比例来掺和填充材料。否则，可以使用实质上不含有填充材料的复合物的成型材料。如果需要，能够使该成型材料含有作为任意成分的除了上述固体填充材料之外的各种补充剂(添加剂)。补充剂包括：抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、塑化剂、润滑剂、着色剂(色素、染料)、阻燃剂、弥散剂、抗菌剂、抗静电剂等。
在下文中将参考附图具体描述本发明的注射成型产品的优选实施例(第一实施例)。图1是示意性地示出作为能够装接到汽车(车辆)内的预定部分的车辆内装设备的注射成型产品10的外观的透视图。图2是沿着图1中的线II-II截取的截面图，并且是注射成型产品10的截面图。图3是沿着图2中的线III-III截取的截面图，并且是示出在注射成型产品10的厚度方向上形成的凹凸形成部20的高度膨胀部30和主体部40的截面图。
如图1和2所示，以一个底面打开的箱状来成型根据该实施例的注射成型产品10。具有通过热膨胀胶囊50(参见图3)的热膨胀形成的凹凸的凹凸形成部20形成在注射成型产品10的表面的至少一部分。注射成型产品10安装在汽车内的预定部分上，从而阻挡注射成型产品10的开口18(在下文中假定安装在汽车上)。当安装在汽车上时，注射成型产品10包括至少一个暴露到汽车的内部的设计面15。根据该实施例的注射成型产品10包括一个设计面15。凹凸形成部20在整个设计面15上形成。
如图3所示，注射成型产品10包括：高度膨胀部30，该高度膨胀部30在注射成型产品10的厚度方向上形成于凹凸形成部20的表面侧处，并且热膨胀胶囊50在该高度膨胀部30中热膨胀；以及主体部40，该主体部40是在厚度方向上与高度膨胀部30邻接的部分，并且热膨胀胶囊50在该主体部40中实质上不热膨胀。在包含在主体部40中的热膨胀胶囊50中，因为封装物质54的体积实质上不膨胀，所以热膨胀胶囊50的粒径相对小，并且外壳52实质上不伸展。包含在主体部40内的热膨胀胶囊50的平均粒径小于50μm(例如，大约15μm以上且50μm以下)。另一方面，在包含在高度膨胀部30中的热膨胀胶囊50中，封装物质54的体积膨胀，并且外壳52伸展。由于该原因，热膨胀胶囊50的粒径大于包含在主体部40中的热膨胀胶囊50的粒径。包含在高度膨胀部30中的热膨胀胶囊的平均粒径是50μm以上(例如，大约50μm以上且150μm以下)。当平均粒径远小于50μm时，存在热膨胀部30的表面的凹凸可能小并且不容易看到织物色调的担心。根据该构造，在高度膨胀部30的表面上形成良好的凹凸，并且抑制了密度的降低，并且能够在主体部40中保证注射成型产品10的刚性。此外，已经破裂的热膨胀胶囊50可能存在于高度膨胀部30中。
在根据该实施例的注射成型产品10中，构成高度膨胀部30的聚合物材料45和构成主体部40的聚合物材料45是相同的聚合物材料。高度膨胀部30和主体部40一体地成型。如图3所示，高度膨胀部30的厚度T1是注射成型产品10在凹凸形成部20中的厚度T2的一半以下(例如，三分之一以下)。通过使高度膨胀部30在凹凸形成部20中的比例小并且使主体部40在凹凸形成部20中的比例大，实现期望的设计面，并且能够抑制注射成型产品10在凹凸形成部20中的密度降低。这样能够使注射成型产品10的刚性保持高。这里，高度膨胀部30的厚度T1优选地是100μm以上(例如，100μm至600μm)。当高度膨胀部30的厚度T1小于100μm时，包含在热膨胀部30中并且已经热膨胀的热膨胀胶囊50的数量太小。因此，存在高度膨胀部30的表面的凹凸变小并且不容易看到外观的织物色调的担心。
在高度膨胀部30的表面中，JIS B0601:2001中规定的粗糙度曲线的最大截面高度Rt优选地是30μm以上且200μm以下。当Rt小于30μm时，存在凹凸难以形成在高度膨胀部30的表面(即，注射成型产品10的表面)上并且凹凸可能几乎平滑的担心。另一方面，当Rt大于200μm时，存在形成在高度膨胀部30的表面(即，注射成型产品10的表面)上的凹凸可能变得太大并且可能降低外观质量的担心。此外，在高度膨胀部30的表面中，JIS B0601:2001中规定的粗糙度曲线的算术平均粗糙度Ra优选地是7μm以上且25μm以下(例如，8μm以上且22μm以下)。此外，在高度膨胀部30的表面中，JIS B0601:2001中规定的粗糙度曲线的最高粗糙度Rz优选地是40μm以上且140μm以下(例如，43μm以上且132μm以下)。此外，在高度膨胀部30的表面中，JIS B0601:2001中规定的粗糙度曲线的最大峰值高度Rp优选地是25μm以上且65μm以下(例如，27μm以上且63μm以下)。此外，在高度膨胀部30的表面中，JIS B0601:2001中规定的粗糙度曲线的十点平均粗糙度Rzjis优选地是30μm以上且95μm以下(例如，32μm以上且93μm以下)。此外，在高度膨胀部30的表面中，JISB0601:2001中规定的粗糙度曲线要素的平均长度RSm优选地是1050μm以上且1500μm以下(例如，1080μm以上且1482μm以下)。另外，能够通过使用例如Tokyo Seimitsu Co.,Ltd制造的商品名称“SURFCOM 1400D(注册商标)”来测量高度膨胀部30的表面中的上述各参数。这里，通过对注射成型体60的主体部40执行将在稍后描述的加热步骤，实现诸如上述Rt这样的值。
接着，将参考图4至6具体描述用于制造本发明的注射成型产品的方法的优选实施例。图4是示出用于使根据本发明的第一实施例的注射成型体60成型的注射模具80的截面图。图5是沿着图4中的线V-V截取的截面图，并且是注射成型体60的截面图。图6是示出用于制造根据第一实施例的注射成型产品10的方法的加热步骤的透视图。
如图4所示，根据该实施例的注射模具80包括一对能够打开/闭合的模具82和84。该对模具82和84由固定式的定模82和能够移动式的动模84构成，并且具有通过模具闭合而形成在其中的成型腔。注射模具80的定模82具有：定位环86，该定位环86用于插入注射成型装置的喷嘴(未示出)；以及注口衬套90，该注口衬套90具有形成于内的注口88。当模具闭合时，注射模具80的定模82和定模84的内表面(分割面)通常由注口92、浇口94以及型腔96形成。
为了生产根据该实施例的注射成型产品10，首先，制备混合了上述聚合物材料45和上述热膨胀胶囊50的成型材料55。执行将制备的成型材料55注入并且填充到形成有预定形状的型腔96的注射模具80内的填充步骤。即，通过将加热并且熔融的液体成型材料55经由注口88和92从浇口94注入到型腔96内来填充型腔96。尽管未特别限制，但是当成型材料55的总量是100质量％时，按质量计算，包含在成型材料55中的热膨胀胶囊50的质量比能够是大约0.1质量％至10质量％。
这里，包含在成型材料55中的热膨胀胶囊50具有比成型材料55的注射成型温度(通常为150℃至250℃)低的软化温度(膨胀开始温度：通常为160℃至180℃)。
接着，执行使填充成型材料55冷却并且固化从而使注射成型体60成型的步骤。即，通过冷却并且固化注入到型腔96内的成型材料55(典型地，冷却并且固化聚合物材料45)，在型腔96中使注射成型体60成型。此外，对填充到型腔96内的成型材料55施加内部压力。由于该原因，由于该原因，如果动模84在冷却和固化之前打开并且释放施加到成型材料55的压力，成型材料55中的热膨胀胶囊50热膨胀。然而，在该实施例中，由于在对成型材料55施加内部压力的状态下冷却并且固化成型材料55，所以实质上防止了热膨胀胶囊50的热膨胀。
接着，执行取出将冷却并且固化的注射成型体60从注射模具80取出的步骤。即，通过打开动模84来取出形成于型腔96内的注射成型体60。如图5所示，取出的注射成型体60仅包括热膨胀胶囊50实质上不热膨胀的主体部40。
接着，执行加热取出的注射成型体60的表面的至少一部分，并且使包含在从注射成型体60的表面到注射成型体60的厚度的一半以下的预定部分中的热膨胀胶囊50热膨胀的加热步骤。即，如图6所示，注射成型体60放置在包括加热装置70的带式输送机72的带74上，并且加热注射成型体60的表面。优选地，通过使用辐射热来加热注射成型体60的表面。加热装置70的优选实例包括近红外线辐照装置70，该近红外线辐照装置70能够将近红外线76产生的放射热放射到注射成型体60的表面。注射成型体60通过带式输送机72而在图6的箭头X1的方向上移动，并且注射成型体60的表面由近红外线辐照装置70利用近红外线76辐照并且加热。此时，将注射成型体60的表面加热到使包含在主体部40中的热膨胀胶囊50热膨胀的温度以上，并且使注射成型体60的表面温度高。因此，热膨胀胶囊50热膨胀，聚合物材料45热变形，并且在注射成型体60的表面的至少一部分中，能够形成具有通过热膨胀胶囊50的热膨胀而形成的凹凸的凹凸形成部20。如上所述，能够制造注射成型产品10，具有通过热膨胀胶囊50的热膨胀而形成的凹凸的凹凸形成部20形成到该注射成型产品10的表面的至少一部分。
在注射成型体60的表面加热期间，注射成型体60的表面温度优选地是使得热膨胀胶囊50热膨胀的温度。例如，注射成型体60的表面温度能够是大约80℃到大约230℃。如果注射成型体60的温度变高，则热膨胀胶囊50的热膨胀大。结果，高度膨胀部30的表面中的诸如上述Rt这样的参数变大。此外，当表面温度远高于230℃时，聚合物材料45发生热分解，并且诸如Rt这样的参数变小。因此，存在不能容易地看到外观的织物色调的担心。
通过适当调节注射成型体60的表面温度或者加热时间，能够确定距离该注射成型体60的表面的厚度(深度)，在该厚度(深度)下，包含在注射成型体60中的热膨胀胶囊50应该热膨胀。在热膨胀胶囊50热膨胀的高度膨胀部30中，因为被外壳52围绕的空间的占据体积变大，所以密度将显著降低。因此，当考虑到保证注射成型产品10的刚性时，优选地以使得包含在离开注射成型体60的表面的具有注射成型体60的厚度的一半以下的厚度的部分，即，在注射成型体60的厚度方向上比注射成型体60的中心更朝着表面侧的部分中的热膨胀胶囊50热膨胀的温度或时间加热注射成型体60。
此外，加热注射成型体60的表面的加热装置70并不局限于近红外线辐照装置。例如，加热装置包括：燃烧器，该燃烧器对注射成型体60的表面吹焰；热鼓风加热器，该热鼓风加热器对该表面鼓热风；高频加热器，该高频加热器使用高频；激光辐照装置；中等红外线辐照装置等。此外，在该实施例中，通过固定近红外线辐照装置70并且移动注射成型体60而利用近红外线76辐照注射成型体60的表面。然而，可以固定注射成型体60并且可以移动近红外线辐照装置70，或者注射成型体60和近红外线辐照装置70二者可以相对于彼此移动。
此外，如图6所示，根据该实施例的加热装置70以等于注射成型体60的宽度的宽度直线地辐照近红外线76。然而，可以以比注射成型体60的宽度宽或窄的宽度辐照近红外线76，或者点辐照近红外线76。当辐照范围比注射成型体60的宽度窄时，能够通过在使加热装置70和注射成型体60中的至少任意一个在两个以上的方向上移动的同时加热注射成型体60的表面来将预定图案描绘在注射成型体60的表面上。例如，当点辐照近红外线76时，能够使类似雕刻图案的设计表现在注射成型体60的表面上。
在根据该实施例的注射成型产品10中，包含在高度膨胀部30中的热膨胀胶囊50热膨胀。因此，基于热膨胀胶囊50的凹凸形成部20形成于注射成型产品10的表面(高度膨胀部30的表面)上。因此，包括细小凹凸的织物状外观形成于注射成型产品10的表面上。此外，高度膨胀部30和主体部40由相同的聚合物材料45成型，并且高度膨胀部30和主体部40一体地成型。由于该原因，主体部40和高度膨胀部30不剥落，并且能够防止注射成型产品10的外观不良。此外，热膨胀胶囊50热膨胀的高度膨胀部30的厚度是注射成型产品10在凹凸形成部20中的厚度的一半以下，并且热膨胀胶囊50在作为另一个部分的主体部40中实质上不膨胀。由于该原因，能够实现注射成型产品10的外观质量的保证和注射成型产品10的刚性的保证。
在上述第一实施例中，凹凸形成部20在注射成型产品10的整个设计面15上形成。然而，本发明并不局限于此。在下文中，作为第二实施例，将描述对注射成型产品的设计面局部地形成凹凸形成部的情况。图7是示意性地示出作为装接到汽车(车辆)内的预定部分的车辆内装设备的注射成型产品110的外观的透视图。图8是沿着图7中的线VIII-VIII截取的截面图。
如图7所示，根据该实施例的注射成型产品110包括设计面115。凹凸形成部120局部地形成于注射成型产品110的表面，即，设计面115上。如图8所示，注射成型产品110具有：高度膨胀部130，该高度膨胀部130在注射成型产品110的厚度方向上形成于凹凸形成部120的表面侧处，并且热膨胀胶囊150在该高度膨胀部130中热膨胀；以及主体部140，该主体部140是在厚度方向上与高度膨胀部130邻接的部分，并且热膨胀胶囊150在该主体部中实质上不热膨胀。此外，在作为设计面115和不形成凹凸形成部120的部分的平滑部125中，在厚度方向上，注射成型产品100在整个注射成型产品110上具有主体部140。因为凹凸形成部120的外观质量良好，并且通过使用凹凸形成部120将要求的字符形成于注射成型产品110的表面(设计面115)上，所以根据该实施例的注射成型产品110成为设计特性良好的注射成型产品110。
接着，将参考图9描述根据第二实施例的注射成型产品110的制造方法的优选实例。图9是示出根据第二实施例的注射成型产品110的制造方法的加热步骤的透视图。此外，由于直到将冷却并且固化的注射成型体60从注射模具80取出的取出步骤为止的步骤与第一实施例的步骤相同，所以省略其描述。
在根据该实施例的制造方法的加热步骤中，如图9所示，将注射成型体60放置在包括加热装置70的带式输送机72的带74上，并且加热注射成型体60的表面。在加热注射成型体60的表面之前，注射成型体60的表面由热屏蔽件160局部覆盖。热屏蔽件160可以是通过局部地切除热屏蔽件160而形成要求的字符、要求的图案等的热屏蔽件160。如果热被屏蔽并且热不经由热屏蔽件160传递到注射成型体60，则热屏蔽件160不受特别限制。例如，优选由具有为250℃以上的熔点的材料成型的热屏蔽件。当将近红外线辐照装置70用作加热装置时，例如，热屏蔽件包括不允许近红外线76通过那里传播并且熔点为250℃以上的不锈钢。此外，可以根据加热方法适当选择要使用的热屏蔽件160的材料。例如，当使用近红外线时，优选反射近红外线的材料，并且当使用火焰时，优选具有高不燃性的材料。
由热屏蔽件160局部地覆盖的注射成型体60通过带式输送机72而在图9的箭头X2的方向上移动，并且通过近红外线辐照装置70利用近红外线76辐照并且加热未被热屏蔽件160覆盖而露出的注射成型体60的露出部165。因此，具有通过热膨胀胶囊150的热膨胀而形成的凹凸的凹凸形成部120(参见图8)能够形成于注射成型体60的露出部165。如上所述，能够制造注射成型产品110，具有通过热膨胀胶囊150的热膨胀而形成的凹凸的凹凸形成部120局部地形成在该注射成型产品110中。此外，由于在加热步骤中不加热注射成型产品110的表面的由热屏蔽件160覆盖的部分，所以该部分实质上不形成有凹凸，并且处于实质上平滑状态。
接着，作为第三实施例，将描述具有凹凸程度根据位置变化的凹凸的凹凸形成部形成于注射成型产品的设计面中的情况。图10是示意性地示出作为能够装接到汽车(车辆)内的预定部分的车辆内装设备的注射成型产品210的外观的透视图。图11是沿着图10中的线XI-XI截取的截面图。
如图10所示，根据该实施例的注射成型产品210包括一个设计面215。凹凸形成部220形成于注射成型产品210的表面，即，整个设计面215上。凹凸形成部220具有：第一凹凸部222，该第一凹凸部222具有较高的凹凸程度；以及第二凹凸部224，与第一凹凸部222相比，该第二凹凸部224具有较低的凹凸程度。
如图11所示，注射成型产品210包括：高度膨胀部230，该高度膨胀部230在注射成型产品210的厚度方向上形成于凹凸形成部220的第一凹凸部222的表面侧处，并且热膨胀胶囊250在该高度膨胀部230中热膨胀；以及主体部240，该主体部240是在厚度方向上与高度膨胀部230邻接的部分，并且热膨胀胶囊250在该主体部240中实质上不热膨胀。此外，注射成型产品210包括：膨胀部235，该膨胀部235在注射成型产品210的厚度方向上形成于凹凸形成部220的第二凹凸部224的表面侧上，并且热膨胀胶囊250在该膨胀部235中热膨胀；以及主体部240，该主体部240是在厚度方向上与膨胀部235邻接的部分，并且热膨胀胶囊250在该主体部240中实质上不热膨胀。在高度膨胀部230中，与膨胀部235的热膨胀相比，热膨胀胶囊250的热膨胀大。因此，与形成在膨胀部235的表面上的凹凸相比，使形成在高度膨胀部230的表面上的凹凸大。因为凹凸形成部220的外观质量良好，并且使用因为第一凹凸部222与第二凹凸部224之间的凹凸程度之间的差别导致的深浅(光亮度)将要求的字符形成于注射成型产品210的表面(设计面215)上，所以根据该实施例的注射成型产品210成为设计特性良好的注射成型产品210。
能够如下制造根据第三实施例的注射成型产品210。例如，利用来自近红外线辐照装置70的近红外线76辐照并且加热注射成型体60的表面(参见图6)。此时，通过调节近红外线76的加热时间、表面温度等来调节热膨胀胶囊250的热膨胀程度。这样在注射成型体60的表面上形成第二凹凸部224。接着，利用热屏蔽件160(参见图9)局部地覆盖加热之后的注射成型体60的表面(即，形成第二凹凸部224的部分)，并且进一步加热未被热屏蔽件160覆盖而露出的部分(即，第一凹凸部222)。因此，包含未被热屏蔽件160覆盖而露出的部分中的热膨胀胶囊250进一步热膨胀，并且形成具有比第二凹凸部224的凹凸大的凹凸的第一凹凸部222。如上所述，能够制造注射成型产品210，具有带有相互不同的凹凸程度的第一凹凸部222和第二凹凸部224的凹凸形成部220形成在该注射成型产品210中。
可选择地，作为另一种方法，首先，利用热屏蔽件160(参见图9)局部地覆盖注射成型体60的表面。利用来自近红外线辐照装置70的近红外线76辐照并且加热未被热屏蔽件160覆盖而露出的注射成型体60的露出部165(参见图9)。因此，具有通过热膨胀胶囊250的热膨胀而形成的凹凸的凹凸形成部220能够形成于注射成型体60的露出部165。接着，在去除热屏蔽件160之后，进一步加热形成有凹凸形成部220的注射成型体60的表面。因此，包含在凹凸形成部220中的热膨胀胶囊250进一步热膨胀，并且形成第一凹凸部222。同时，在第一次加热中包含在由热屏蔽件预先覆盖的部分中的热膨胀胶囊250也热膨胀，并且形成第二凹凸部224。因此，形成于预先由热屏蔽件160覆盖的部分中的第二凹凸部224(凹凸形成部220)与形成于在第一次加热中未被热屏蔽件160覆盖的部分中的第一凹凸部222(凹凸形成部220)的凹凸程度不同。如上所述，能够制造注射成型产品210，具有带有互相不同的凹凸程度的第一凹凸部222和第二凹凸部224的凹凸形成部220形成在该注射成型产品210中。
尽管下面将描述根据本发明的实例，但是并不意在将本发明局限于这些特定实例所示的情况。
制备成型材料，在该成型材料中，混合了95质量％的作为聚合物材料的由Riken Technos Corporation制造并且是苯乙烯热塑性弹性体的商品名称“ACTYMER(注册商标)”与5质量％的作为热膨胀胶囊的由Sekisui Chemical Co.,Ltd制造的商品名称“ADVANCELL(注册商标)”。通过将上面制备的成型材料填充到注射模具中、并且冷却和固化成型材料来使注射成型体成型。在成型的注射成型体的表面中，JISB0601:2001规定的粗糙度曲线的最大截面高度Rt是4.5μm。
接着，将由HYBEC CORP.制造的商品名称“HYL25-14”用作近红外装置，将上面成型的注射成型体放置在带式输送机上，并且加热注射成型体的表面。近红外装置的焦距(参见图6中的符号h)是25mm。在带式输送机的速度为36cm/min并且注射成型体的表面温度为143℃的条件下，通过加热注射成型体从而使热膨胀胶囊热膨胀来制造具有凹凸形成部的根据实例1的注射成型产品，该凹凸形成部上具有凹凸。此时，根据实例1的注射成型产品的上述最大截面高度Rt是93.3μm。此外，高度膨胀部的厚度T1是500μm，并且大约是注射成型产品在凹凸形成部中的厚度T2的四分之一。
此外，制造根据实例2的注射成型产品。除了带式输送机的速度是72cm/min之外，与实例1相同地制造根据实例2的注射成型产品。此时，根据实例2的注射成型产品的上述最大截面高度Rt是69.9μm。此外，高度膨胀部的厚度T1是300μm，并且大约是注射成型产品在凹凸形成部中的厚度T2的七分之一。
尽管上面已经通过参考附图具体描述了本发明的特定实例，但是这些实例仅是说明性的，并且不限制权利要求书。上面示出的特定实例的各种修改和变化包含在权利要求书中描述的技术中。
例如，在上述第三实施例中，虽然形成了具有带有相互不同的凹凸程度的第一凹凸部和第二凹凸部的凹凸形成部，但是可以形成具有互相不同的凹凸程度的三个以上的凹凸部的凹凸形成部。
此外，在上述第一实施例至第三实施例中，已经描述了作为能够装接到车辆内的预定部分的车辆内装设备的注射成型产品。然而，根据本发明的注射成型产品的应用并不局限于此。优选地，根据本发明的注射成型产品能够用作表面要求织物状外观或者无光泽外观的商品。例如，该注射成型产品能够用作摩托车等的装饰部、或者诸如房屋或者楼房这样的建筑物的内部设备或者家具。此外，注射成型产品还能够用作家电产品的装饰、诸如文具和玩具这样的日用品或者诸如轮椅这样的护理商品。

Claims (13)

1.一种注射成型产品，该注射成型产品由包含聚合物材料和混合在该聚合物材料中的多个热膨胀胶囊的成型材料注射成型，
其中，在所述注射成型产品的表面的至少一部分形成凹凸形成部，该凹凸形成部具有通过所述热膨胀胶囊的热膨胀而形成的凹凸，
其中，所述注射成型产品包括：高度膨胀部，该高度膨胀部在所述注射成型产品的厚度方向上形成于所述凹凸形成部的表面侧处，并且所述热膨胀胶囊在该高度膨胀部中热膨胀；以及主体部，该主体部是在所述厚度方向上与所述高度膨胀部邻接的部分，并且所述热膨胀胶囊在该主体部中实质上不热膨胀，
其中，所述高度膨胀部的厚度是所述注射成型产品在所述凹凸形成部中的厚度的一半以下，并且
其中，所述高度膨胀部的聚合物材料和所述主体部的聚合物材料是相同的聚合物材料。
2.根据权利要求1所述的注射成型产品，
其中，所述凹凸形成部局部地形成于所述注射成型产品的所述表面。
3.根据权利要求2所述的注射成型产品，
其中，当所述注射成型产品安装在预定部分上时，所述凹凸形成部是能够视觉识别的，并且所述凹凸形成部形成于在所述注射成型产品的所述表面形成的设计面的至少一部分处。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的注射成型产品，
其中，所述凹凸形成部包括：第一凹凸部；和第二凹凸部，与所述第一凹凸部相比，该第二凹凸部具有较低的凹凸程度。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的注射成型产品，
其中，包含在所述主体部中的所述热膨胀胶囊的平均粒径小于50μm，并且包含在所述高度膨胀部内的所述热膨胀胶囊的平均粒径是50μm以上。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的注射成型产品，
其中，在所述高度膨胀部的表面中，JIS B0601:2001中规定的粗糙度曲线的最大截面高度Rt是30μm以上并且小于200μm。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的注射成型产品，
其中，所述注射成型产品是能够装接到车辆内的预定部分的车辆内装设备，当安装在所述预定部分上时，所述注射成型产品包括暴露于所述车辆的内部的至少一个设计面，并且所述注射成型产品具有形成于所述设计面的至少一部分的所述凹凸形成部。
8.一种用于制造注射成型产品的方法，该注射成型产品包含聚合物材料和多个热膨胀胶囊，并且具有通过所述热膨胀胶囊的热膨胀而在该注射成型产品的表面处形成的凹凸，所述方法包括：
填充步骤，该填充步骤将具有所述聚合物材料和混合在该聚合物材料中的所述热膨胀胶囊的成型材料注入并且填充到形成有具有预定形状的型腔的注射模具内；
成型步骤，该成型步骤使填充的所述成型材料冷却并固化以使注射成型体成型；
取出步骤，该取出步骤从所述注射模具取出被冷却并固化的所述注射成型体；以及
加热步骤，加热步骤将取出的所述注射成型体的所述表面的至少一部分加热，并且使包含在从所述注射成型体的所述表面到该注射成型体的厚度的一半以下的该厚度的预定部分中的所述热膨胀胶囊热膨胀，
其中，在所述注射成型产品的所述表面的至少一部分形成凹凸形成部，该凹凸形成部具有通过所述热膨胀胶囊的热膨胀而形成的所述凹凸。
9.根据权利要求8所述的制造方法，
其中，在所述加热步骤之前，所述注射成型体的所述表面由热屏蔽件局部地覆盖，并且通过在所述加热步骤中加热未被所述热屏蔽件覆盖而露出的部分，使所述凹凸形成部局部地形成于所述注射成型体的所述表面。
10.根据权利要求9所述的制造方法，
其中，在所述加热步骤中，在去除所述热屏蔽件之后，通过进一步加热所述注射成型体的所述表面，使得形成于预先利用所述热屏蔽件覆盖的部分的所述凹凸形成部的凹凸程度与形成于未利用所述热屏蔽件覆盖的部分的凹凸形成部的凹凸程度互相不同。
11.根据权利要求8所述的制造方法，
其中，在所述加热步骤中，在加热了所述注射成型体的所述表面之后，通过利用热屏蔽件局部地覆盖所述注射成型体的所述表面，并且进一步加热未被所述热屏蔽件覆盖而露出的所述部分，使得形成于利用所述热屏蔽件覆盖的部分的凹凸形成部的凹凸程度与形成于未被所述热屏蔽件覆盖的部分的凹凸形成部的凹凸程度互相不同。
12.根据权利要求8至11中的任意一项所述的制造方法，
其中，在所述加热步骤中，通过使用辐射热来进行所述注射成型体的加热。
13.根据权利要求12所述的制造方法，
其中，通过使用近红外线辐照装置产生所述辐射热。
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