JP2002192575A - メタリック調樹脂成形体の製造方法、メタリック調樹脂成形体及び射出成形用金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 メタリック顔料を含む樹脂の射出成形によ
り、樹脂の流れ模様による色ムラ等の外観ムラのない、
意匠性、美観に優れ、高級感のある、商品価値の高いメ
タリック調樹脂成形体を提供する。 【解決手段】 メタリック顔料を含む樹脂を金型内に射
出して、製品外面となる前面と、該前面の裏面に相当す
る後面とを有するメタリック調樹脂成形体を製造するに
当たり、該前面を成形するための第１の面１０Ａと、該
後面を成形するための第２の面１０Ｂとを有する射出成
形用金型であって、該第２の面１０Ｂに多数の凹部１１
又は凸部を形成した金型を用い、後面に多数の凸部又は
凹部を成形時に形成したメタリック調樹脂成形体を製造
する。この凹部１１又は凸部の存在によりメタリック顔
料の配向や分散が成形体の全体にわたって不均一化さ
れ、ウェルドライン部分でのメタリック顔料の配向の乱
れや分散不良が目立たなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、メタリック顔料を
含む樹脂を射出成形してメタリック調樹脂成形体を製造
するための方法、メタリック調樹脂成形体及び射出成形
用金型に係り、特に、成形体の全体に亘ってメタリック
顔料の配向や分散を不均一とすることにより、樹脂の流
れ模様による部分的なメタリック顔料の配向の乱れや分
散不良を目立たなくしたメタリック調樹脂成形体の製造
方法、メタリック調樹脂成形体及び射出成形用金型に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、電気、ＯＡ等の分野で用いられ
る樹脂成形品には、意匠性の多様化、美観の向上等を目
的として、樹脂材料に顔料や染料を配合することにより
各種の色に着色することが行われている。特に、近年で
は、より一層の意匠性、美観の向上、更には高級感の付
与を目的として、金属光沢を有するメタリック調の樹脂
成形品が提供され、各分野で広く採用されている。

【０００３】このメタリック調の樹脂成形品は、メタリ
ック顔料、即ち、金属光沢を有するアルミニウム粉、マ
イカ、銅粉、真鍮粉、或いはガラス粉に金属被覆を施し
たもの等を樹脂中に混練したものを成形することにより
製造されている。例えば、メタリック顔料としてアルミ
ニウム粉末を混練した樹脂成形品であれば銀色のメタリ
ック色調が、また、銅粉末を混練した樹脂成形品であれ
ば金色のメタリック色調が得られる。このようなメタリ
ック調樹脂成形品は、メタリック顔料の表面での光の反
射により光輝感を得ることから、光の反射面としての平
滑面を有する偏平形状（フレーク状ないし鱗片状）のメ
タリック顔料であれば、特に良好なメタリック色調を得
ることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】メタリック顔料を混練
した樹脂を用いて射出成形によりメタリック調樹脂成形
品を製造する場合、射出成形用金型内に樹脂の流動経路
にピンや埋込金具のような挿入物が存在する場合や、金
型内で２以上の流動樹脂がある角度で合流し、流動樹脂
の先端が不完全な融合状態となる場合に、これらの部分
に合流ライン等の不均一部分を生じ、得られる成形品表
面にウェルドラインと呼ばれる線状のマークを発生させ
て製品の外観、更には商品としての価値を低下させる結
果となる。

【０００５】即ち、例えば、図３に示すような射出成形
用金型において、キャビティ１の両端の射出ゲート１
Ａ，１Ｂから樹脂を射出した場合、キャビティ１のゲー
ト１Ａと１Ｂの中間地点において、矢印Ｒの方向に流動
する樹脂の先端が合流し、この部分にウェルドラインマ
ークＵが表われる。このような射出成形により、偏平形
状のメタリック顔料を混練した樹脂を用いて成形を行っ
た場合には、樹脂の流動方向に偏平形状のメタリック顔
料が配向するため、図４に示す如く、２つの樹脂流が合
流するウェルドラインマークＵの近傍において、メタリ
ック顔料Ｍは樹脂の流動方向Ｒと交叉する方向に配向す
るようになる。また、このウェルドラインマークＵの近
傍にあっては、メタリック顔料の分散不良でメタリック
顔料の存在密度がその他の部分に比べて著しく低減す
る。このため、得られる成形品は、ウェルドラインマー
クＵの近傍以外ではメタリック顔料が成形品の板面に沿
って均等に配向しているにもかかわらず、ウェルドライ
ンマークＵの近傍の領域（図３のＳの部分）ではメタリ
ック顔料Ｍの配向方向が板面に交叉する方向となる上
に、その分散状態も不均一となる。メタリック顔料によ
るメタリック色調や光輝感は、偏平形状のメタリック顔
料の偏平表面での反射光や密度に起因するため、このよ
うにメタリック顔料の配向方向が異なり、また、存在密
度が低下した領域Ｓでは、その他の領域と同様のメタリ
ック色調や光輝感を得ることはできず、この部分で美観
を著しく損なうことになる。

【０００６】このような樹脂流の合流部分がある成形品
に限らず、肉厚が変化する部分等で、樹脂の流動速度に
差が発生するような成形品の場合には、その流動速度の
差に起因してメタリック顔料の配向に乱れが生じること
などにより、外観ムラが発生する。

【０００７】メタリック顔料として、偏平形状ではな
く、球形のメタリック顔料を用いることにより、メタリ
ック顔料の配向の差に起因する外観ムラはある程度防止
されるが、この場合においても樹脂の流動の不均一性に
より、キャビティ内でのメタリック顔料の分散状態が不
均一となり、これにより、やはり外観不良が発生する。

【０００８】このため、従来においてはメタリック顔料
を用いた樹脂成形品は、その用途等が限られており、特
に高品質が要求される場合には、成形後、金属系顔料等
による塗装を施すことで外観を維持しているのが現状で
ある。

【０００９】しかし、成形品に対して塗装を施すこと
は、製造工数の増加によるコストアップを招くことか
ら、成形により色調ムラ等の外観ムラのないメタリック
調樹脂成形品を安価に得る技術の開発が望まれている。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点を解決し、メ
タリック顔料を含む樹脂の射出成形により、樹脂の流れ
模様による色ムラ等の外観ムラのない、意匠性、美観に
優れ、高級感のある、商品価値の高いメタリック調樹脂
成形体を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明のメタリック調樹
脂成形体の製造方法は、メタリック顔料を含む樹脂を金
型内に射出してメタリック調樹脂成形体を製造する方法
であって、該メタリック調樹脂成形体は、製品外面とな
る前面と、該前面の裏面に相当する後面とを有してお
り、該金型内面は、該前面を成形するための第１の面
と、該後面を成形するための第２の面とを有する射出成
形方法において、該第２の面に多数の凹部又は凸部を形
成したことを特徴とする。

【００１２】本発明のメタリック調樹脂成形体は、メタ
リック顔料を含む樹脂を射出成形してなるメタリック調
樹脂成形体であって、該メタリック調樹脂成形体は、製
品外面となる前面と、該前面の裏面に相当する後面とを
有してなるメタリック調樹脂成形体において、該後面に
多数の凹部又は凸部が成形時に形成されていることを特
徴とする。

【００１３】本発明の射出成形用金型は、メタリック顔
料を含む樹脂を射出してメタリック調樹脂成形体を製造
するための射出成形用金型において、該メタリック調樹
脂成形体は、製品外面となる前面と、該前面の裏面に相
当する後面とを有しており、該金型内面は、該前面を成
形するための第１の面と、該後面を成形するための第２
の面とを有する射出成形用金型において、該第２の面に
多数の凹部又は凸部が設けられていることを特徴とす
る。

【００１４】本発明で用いる射出成形金型は、製品の外
面となる前面の裏面に相当する後面を形成するための面
に多数の凹部又は凸部が形成されているため、金型のキ
ャビティ内に射出された樹脂は、キャビティ内を流動す
る過程で、この凹部に入り込んだり、凸部に衝突したり
することで、その流動方向が変えられる。このため、樹
脂中のメタリック顔料の配向や分散状態も成形体の全面
にわたって不均一なものとなる。従来においては、ウェ
ルドライン近傍のみにおけるメタリック顔料の配向の乱
れや分散不良が、その他の部分のメタリック顔料の配向
や分散が均一であるために相対的に非常に目立つものと
なり、色調ムラ、外観ムラが発生していたが、本発明で
は、成形体の全体に亘ってメタリック顔料の配向や分散
を不均一とすることにより、部分的なメタリック顔料の
配向の乱れや分散不良を目立たなくし、これにより色調
ムラ、外観ムラの問題を解消する。

【００１５】なお、本発明において、製品の外面となる
前面とは、所謂「有効面」と称される面であり、平面に
限らず曲面をも包含する。

【００１６】従って、本発明に係る成形体の形状は平板
状に限らず、箱状、曲板状、枠状等様々な形状を採用し
得る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【００１８】図１（ａ）は本発明の実施の形態に係る射
出成形用金型のキャビティを示す斜視図であり、図１
（ｂ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【００１９】図１において、１０は射出成形用金型のキ
ャビティを示す。この射出成形用金型は、得られるメタ
リック調樹脂成形体の製品外面となる前面を成形するた
めの第１の面（以下、「第１成形面」と称す。）１０Ａ
と、製品外面の裏面に相当する後面を成形するための第
２の面（以下「第２成形面」と称す。）１０Ｂとを有
し、この第２成形面１０Ｂに多数の凹部１１が形成さ
れ、従って得られる成形体は後面にこの凹部１１に起因
する凸部が形成されたものとなる。

【００２０】なお、１２Ａ，１２Ｂは射出ゲートであ
る。

【００２１】このような射出成形用金型であれば、ゲー
ト１２Ａ，１２Ｂから射出された樹脂がキャビティ１０
内を流動する際に、図１（ｂ）の矢印Ｒ’に示す如く、
凹部１１に入り込むことにより、樹脂の流れに乱れが生
じ、樹脂流が開放、収束を繰り返すことにより、偏平形
状のメタリック顔料はキャビティ１０内の全体にわたっ
て均等に若干不規則的な配向状態となる。また、その分
散状態もキャビティ１０内の全体にわたって若干不均一
となる。このため従来のようにウェルドラインの部分の
メタリック顔料の配向の乱れや分散不良が目立たなくな
り、全体的な外観が良好なものとなる。

【００２２】このような凹部の大きさ、形成個数には特
に制限はないが、この凹部の寸法が過度に小さいと凹部
を設けたことによる本発明の効果が得られず、逆に凹部
が過度に大きいと、凹部により形成される成形体後面の
凸部が成形体の寸法や物性に影響を及ぼすようになる。
凹部の寸法は、成形体の寸法や凹部の形成密度や、凹部
の形状等によっても異なるが、成形体の厚さ（キャビテ
ィ１０の厚さ）Ｄに対する凹部１１の深さｄの割合ｄ／
Ｄが０．０５〜０．９５であることが好ましく、更に
０．１〜０．９、特に０．２〜０．８であることが好ま
しい。この値が０．０５未満では本発明による効果を十
分に得ることができず、０．９５を超えると凹部内に樹
脂が充填されにくくなり、また、成形体表面にヒケが発
生するおそれがある。

【００２３】また、凹部の面積についても特に制限はな
いが、例えば平面視形状が円形の凹部の場合、１個当た
りの凹部の径が、成形体の厚さに対して２０〜３００％
であることが好ましく、特に４０〜２００％、とりわけ
６０〜１５０％であることが好ましい。１個当たりの径
が、成形体の厚さに対して２０％未満であっても、また
３００％を超えても本発明の効果が少ない。

【００２４】また、このような凹部の形成個数が少な過
ぎても多過ぎても本発明による効果が十分に得られない
ことから、上述のような寸法の凹部をその合計面積の割
合が成形体の本発明を実施しようとする部位、即ち、前
述の有効面の後面の面積Ｓに対して２０〜８０％、即
ち、Ｓ_１×Ｍ／Ｓ＝２０〜８０％（Ｍは凹部の個数、Ｓ
_１は１個当たりの凹部の面積）となるように形成するの
が好ましく、特に３０〜７０％、とりわけ４０〜６０％
となるように形成するのが好ましい。

【００２５】なお、図１では、第２成形面に凹部１１を
形成した射出成形用金型のキャビティを示したが、凹部
の代りに凸部を設けても良く、凹部と凸部を設けても良
い。

【００２６】図２は第２成形面１０Ｂに凸部１３を形成
した射出成形用金型を示す断面図であり、このような射
出成形用金型であっても、射出ゲート１２Ａ，１２Ｂ
（１２Ａは図示せず）から射出された樹脂は、凸部１３
に衝突してその流動方向に乱れが生じ、樹脂流が開放、
収束を繰り返すことにより、偏平形状のメタリック顔料
はキャビティ１０内の全体にわたって均等に若干不規則
的な配向状態となる。また、その分散状態もキャビティ
１０内の全体にわたって若干不均一となる。このため従
来のようにウェルドラインの部分のメタリック顔料の配
向の乱れや分散不良が目立たなくなり、全体的な外観が
良好なものとなる。

【００２７】このような凸部の大きさ、形成個数にも特
に制限はないが、この凸部の寸法が過度に小さいと凸部
を設けたことによる本発明の効果が得られず、逆に凸部
が過度に大きいと、凸部により形成される成形体後面の
凹部が成形体の寸法や物性に影響を及ぼすようになる。
凸部の寸法は、成形体の寸法や凸部の形成密度や、凸部
の形状等によっても異なるが、成形体の厚さ（キャビテ
ィ１０の厚さ）Ｄに対する凸部１１の高さｈの割合ｈ／
Ｄが０．０５以上であることが好ましく、より好ましく
は０．１〜２．０、特に好ましくは０．２〜１．０であ
る。この値が０．０５未満では本発明による効果を十分
に得ることができず、２．０を超えると成形体表面にヒ
ケが発生するおそれがある。

【００２８】また、凸部の面積についても特に制限はな
いが、例えば平面視形状が円形の凸部の場合、１個当た
りの凸部の径が、成形体の厚さに対して２０〜３００％
であることが好ましく、特に４０〜２００％、とりわけ
６０〜１５０％であることが好ましい。１個当たりの径
が、成形体の厚さに対して２０％未満であっても、また
３００％を超えても本発明の効果が少ない。

【００２９】また、このような凸部の形成個数が少な過
ぎても多過ぎても本発明による効果が十分に得られない
ことから、上述のような寸法の凸部をその合計面積の割
合が成形体の本発明を実施しようとする部位、即ち、前
述の有効面の後面の面積Ｓに対して２０〜８０％、即
ち、Ｓ_２×Ｍ／Ｓ＝２０〜８０％（Ｍは凸部の個数、Ｓ
_２は１個当たりの凸部の面積）となるように形成するの
が好ましく、特に３０〜７０％、とりわけ４０〜６０％
となるように形成するのが好ましい。

【００３０】なお、本発明において、射出成形用金型に
形成する凹部及び凸部の形状には特に制限はなく、図１
に示す円柱形状（平面視形状が円形）の他、角柱形状、
円錐又は三角錐形状等の各種の形状を採用することがで
き、またその配置にも特に制限はない。メタリック顔料
の配向や分散状態を、成形体の全体にわたって均等に不
均一なものとするためには、凹部や凸部は第２成形面に
均等に配置するのが好ましい。

【００３１】この凹部及び凸部は、上述のような寸法を
有する独立したものの他、微細な凹凸面、即ち、樹脂流
に抵抗を付与することで流動方向を変化させるような粗
面であっても良い。

【００３２】なお、本発明の成形材料となる樹脂として
は、射出成形が可能な樹脂であれば良く特に制限はな
い。具体的には、ＰＣ樹脂、ＰＡ樹脂、ＰＢＴ樹脂、Ｐ
ＯＭ樹脂、ＰＰＥ樹脂、ＰＥＴ樹脂等の所謂、エンジニ
アリングプラスチック、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ
Ａ樹脂、ＨＩＰＳ樹脂、ＡＳ樹脂等のスチレン系樹脂、
ＰＰ樹脂、ＰＥ樹脂等の汎用プラスチックなどの熱可塑
性樹脂、及びこれらを主成分とする各種の樹脂組成物を
用いることができる。

【００３３】また、このような樹脂に混練するメタリッ
ク顔料としても特に制限はなく、アルミニウム箔やガラ
スフレークに金属被覆を施した等の偏平形状のメタリッ
ク顔料の他、ウェルド外観を改良するために使用されて
いる球状のアルミニウム顔料、パール調メタリック顔料
用のマイカ粉、ブロンズ色調を得るための銅、真鍮粉、
その他ガラス等の無機物の多面体粒子に金属をメッキや
スパッタリングで被覆したものなどが挙げられる。上記
の無機物の多面体粒子としてはガラス、ガラスの薄膜を
粉砕したもの、あるいは金属などが挙げられる。金属と
しては、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｓｎ、
Ｐｂ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｗ、Ａｕ、Ｔｉ、Ｓ
ｂ、Ｓｉ、Ｐｔ、Ｍｇ等が挙げられ、これらから選ばれ
た少なくとも１種からなる金属、あるいはこれらのアロ
イ、酸化物、窒化物、硫化物等の化合物及びこれらの混
合物からなるものを用いることができる。

【００３４】このように、メタリック顔料は、金属、又
は金属化合物そのものであったり、あるいはガラスやマ
イカなどに金属、金属化合物をメッキ、蒸着、その他の
方法で付着させたものである。また金属面の保護のため
に脂肪酸等の有機物で被覆したり酸化チタン、シリカ等
で覆ったりしたものも含まれ、用いるメタリック顔料に
よって最終メタリック調樹脂成形体に得られる色調が異
なるため、所望の色調に応じて適宜選択使用される。ま
た、通常、樹脂に配合される、メタリック顔料でない既
存の着色剤と、これらのメタリック顔料とを組み合わ
せ、それぞれの種類、量を適宜調整することによって、
所望の色調にすることも可能である。

【００３５】樹脂成分に混合するメタリック顔料の形状
には特に制限はないが、例えばできるだけ球状にする、
できるだけ大きな粒径にするなど形状や大きさを選択し
て、メタリック顔料が配向の方向性を有さないものにす
ることにより、より一層外観ムラ等を防ぐことができる
点において好ましい。

【００３６】メタリック顔料は例えば偏平形状の場合、
平均粒径１０〜１０００μｍで、径／厚さ比が１／１０
０〜１／１５程度のものが好ましく、球状の場合には平
均粒径１０〜５００μｍ程度のものが好ましい。

【００３７】このようなメタリック顔料の混合割合が過
度に多いと成形不良を引き起こし易く、逆に過度に少な
いとメタリック顔料による十分な色調が得られないこと
から、メタリック顔料の配合量は樹脂１００重量部に対
して０．００１〜１０重量部とするのが好ましい。

【００３８】なお、本発明において射出成形自体は常法
に従って行うことができ、射出成形用金型を閉じた状態
で射出ゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出し、樹
脂の充填終了後、所定時間保圧した後、冷却硬化させ、
その後金型を開いて成形体を取り出せば良い。

【００３９】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に
説明する。

【００４０】実施例１ 図１に示す如く、金型の第２成形面に凹部を形成し、得
られる成形体の裏面側にこの凹部に起因する凸部を形成
するようにした金型を用いて、射出成形によりメタリッ
ク調樹脂成形品の製造を行った。

【００４１】金型のキャビティは長さＬ＝９０ｍｍ、幅
Ｗ＝５５ｍｍ、厚さＤ＝２ｍｍであり、第２成形面に形
成された凹部は、直径Ｒ＝２ｍｍ、深さｄ＝０．７ｍｍ
の円柱状である。この凹部は金型の第２成形面に８０
個、均等配置で形成した。

【００４２】この金型のキャビティ内に両端の射出ゲー
トからメタリック顔料を混練した樹脂を射出して、常法
に従って射出成形を行った。

【００４３】なお、樹脂としては、ＡＢＳ樹脂（宇部サ
イコン（株）製商品名「ＴＪ３Ｇ」）を用い、この樹脂
１００重量部にメタリック顔料としてアルミニウム粉
（平均粒径５０μｍ，平均厚み６μｍ）を０．１重量部
配合して成形材料とした。

【００４４】比較のため、凹部を形成していないこと以
外は全く同一形状の金型を用いて、同様に射出成形を行
った。

【００４５】得られた成形体について外観を観察したと
ころ、金型にークが発生し、このウェルドライン近傍の
領域でアルミニウム箔の配向が乱れることにより、この
部分でアルミニウム箔による銀色色調及び光輝性が大き
く凹部のない場合には成形体の長さ方向のほぼ中心部分
にウェルドラインマ損われていた。しかし、この領域以
外の部分は、アルミニウム箔が板面に沿って均一に配向
し、非常に良好な銀色色調と光輝性が得られるため、こ
の外観の差異が大きい結果、成形体の全体を見た場合、
色ムラ、外観ムラが激しく、製品とすることができなか
った。

【００４６】これに対して、凹部を設けた金型で射出成
形を行って得られた成形体の製品外観となる面は、全面
的にアルミニウム箔の配向に若干の乱れが生じていた。
このため、ウェルドライン部分もその他の部分もほぼ均
等な配向となり、成形体の外面は色調ムラ、外観ムラの
ない著しく意匠性、美観に優れるものであった。

【００４７】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、メ
タリック顔料を含む樹脂の射出成形により、樹脂の流れ
模様による色ムラ等の外観ムラのない、意匠性、美観に
優れ、高級感のある、商品価値の高いメタリック調樹脂
成形体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は実施の形態に係る射出成形用金型
のキャビティを示す斜視図であり、図１（ｂ）は図１
（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【図２】別の実施の形態に係る射出成形用金型のキャビ
ティを示す断面図である。

【図３】従来の射出成形用金型のキャビティを示す斜視
図である。

【図４】図３の射出成形用金型におけるウェルドライン
近傍のメタリック顔料の配向を示す模式図である。

【符号の説明】 １ キャビティ １Ａ，１Ｂ 射出ゲート １０ キャビティ １０Ａ 第１成形面 １０Ｂ 第２成形面 １１ 凹部 １２Ａ，１２Ｂ 射出ゲート １３ 凸部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メタリック顔料を含む樹脂を金型内に射
   出してメタリック調樹脂成形体を製造する方法であっ
   て、 該メタリック調樹脂成形体は、製品外面となる前面と、
   該前面の裏面に相当する後面とを有しており、 該金型内面は、該前面を成形するための第１の面と、該
   後面を成形するための第２の面とを有する射出成形方法
   において、 該第２の面に多数の凹部又は凸部を形成したことを特徴
   とするメタリック調樹脂成形体の製造方法。
2. 【請求項２】 メタリック顔料を含む樹脂を射出成形し
   てなるメタリック調樹脂成形体であって、 該メタリック調樹脂成形体は、製品外面となる前面と、
   該前面の裏面に相当する後面とを有してなるメタリック
   調樹脂成形体において、 該後面に多数の凹部又は凸部が成形時に形成されている
   ことを特徴とするメタリック調樹脂成形体。
3. 【請求項３】 メタリック顔料を含む樹脂を射出成形し
   てメタリック調樹脂成形体を製造するための射出成形用
   金型において、 該メタリック調樹脂成形体は、製品外面となる前面と、
   該前面の裏面に相当する後面とを有しており、 該金型内面は、該前面を成形するための第１の面と、該
   後面を成形するための第２の面とを有する射出成形用金
   型において、 該第２の面に多数の凹部又は凸部が設けられていること
   を特徴とする射出成形用金型。