JP2013086470A - 成形金型の製造方法およびその成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】合成樹脂製の成形品のリブの裏側の意匠面にテカリが目立たない成形金型の製造方法およびその成形品を提供する。
【解決手段】一方の面にシボが形成されて意匠面となり、その裏面にリブが形成される合成樹脂製の成形品の成形金型３の製造方法である。キャビティ壁面３０にシボに対応する凹部３１と凸部３２がエッチング加工により形成され、次に、凹部３１と凸部３２の表面に中凹凸３３がサンドブラスト加工により形成され、次に、凸部３２の表面に小凹凸３４がブラッシング加工により形成される。また、この成形金型３により製造され、山部および谷部と、山部の表面に形成される中凹凸と、谷部の表面に形成される小凹凸と、で形成されるシボを有する成形品である。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形金型の製造方法およびその成形品に関するものである。

従来より、浴室の床パンや浴槽等の水廻り部材には、合成樹脂の成形品が利用されている（例えば特許文献１参照）。成形品１は、図６に示すように、意匠面となる一方の面１１に、滑り止め性を付与するシボ２が形成され、前記一方の面１１の裏面１２に、補強のためあるいは脚部となるリブ１３が形成されるものである。シボ２は、山部２１および谷部２２と、この山部２１および谷部２２の表面に形成される微小な凹凸２３と、で形成されるものである。

この成形品１の成形金型（単に金型３という）の製作にあたっては、まず、図５（ｂ）に示すように、金型３のキャビティ壁面にエッチング加工等により、成形品１の山部２１および谷部２２に対応するシボパターンが形成される。シボパターンは、金型３のキャビティ壁面から凹んで成形品１の山部２１となる凹部３１と、金型３のキャビティ壁面の凹部３１が形成されておらず成形品１の谷部２２となる凸部３２と、からなる。そして、図５（ｃ）に示すように、サンドブラスト加工等により、微小な凹凸２３に対応する微小な凹凸３３が凹部３１および凸部３２の全面に形成される。

特開２００３−２０６５５８号公報

この金型３の製造方法にあっては、成形ショット数が多くなると、金型３の微小な凹凸３３が摩耗することにより、図７に示すように、一方の面１１の一部にテカリ７が発生する。これは、図８に示すように、リブ１３形成用のキャビティ３６が位置する近傍３７のキャビティ内の成形材料６の流れが速く、リブ１３形成用のキャビティ３６と対向するキャビティ壁面３８の凸部３２上の微小な凹凸３３の摩耗が他の部分と比べて大きい。そして、金型３の微小な凹凸３３が摩耗した部分では成形品１に微小な凹凸２３が形成されず、より平坦に近くなりテカリ７となって目立つものである。そのため、成形品１のリブ１３の裏側において、リブ１３に沿った筋状のテカリ７が目立ち、成形品１の意匠性が著しく低下するものであった。

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、合成樹脂製の成形品のリブの裏側の意匠面にテカリが目立たない成形金型の製造方法およびその成形品を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、一方の面にシボが形成されて意匠面となり、前記一方の面の裏面にリブが形成される合成樹脂製の成形品の成形金型の製造方法であって、前記成形金型の前記一方の面が形成されるキャビティ壁面に前記シボに対応する凹部と凸部がエッチング加工により形成され、次に、前記凹部と前記凸部の表面に前記凹部と前記凸部よりも小さい中凹凸がサンドブラスト加工により形成され、次に、前記凸部の表面に前記中凹凸よりも小さい小凹凸がブラッシング加工により形成されることを特徴とするものである。

また、前記ブラッシング加工にて用いられる毛の先端の径が前記凹部の最大長さよりも太いものが用いられることが好ましい。

また、本発明の成形品は、請求項１または２記載の成形金型の製造方法により製造される成形品であって、山部および谷部と、前記山部の表面に形成される前記山部および前記谷部よりも微小な中凹凸と、前記谷部の表面に形成される前記中凹凸よりも微小な小凹凸と、で形成される前記シボを有することを特徴とするものである。

本発明にあっては、合成樹脂製の成形品のリブの裏側の意匠面にテカリが目立たず、成形品の意匠性が著しく低下するのが抑えられる。

（ａ）（ｂ）は本発明の成形金型の製造方法の一実施形態における、小凹凸の形成過程を説明する要部断面図である。 同上のブラッシング加工において用いられるブラシの側面図である。 同上のブラッシング加工後の金型の表面の一部拡大図である。 同上において製造される成形品を示し、（ａ）は要部断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は同上において、凹部、凸部、中凹凸の形成過程を説明する要部断面図であり、（ｄ）は硬質クロムメッキを施す場合の要部断面図である。 従来の成形金型で製造された成形品を示し、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は要部拡大断面図である。 同上において摩耗した成形金型で製造された成形品の斜視図である。 同上における成形金型の要部断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図１乃至図５に基いて説明する。

成形品１は、図４（ａ）に示すように、合成樹脂で成形され、一方の面１１がシボ２を有する意匠面となり、一方の面１１の裏面１２にリブ１３が形成されるものである。本実施形態における成形品１は、上面がシボ２を有する意匠面となり下面がリブ１３を有する裏面１２となる、浴室の床パンや浴槽等の水廻り部材であるが、特に水廻り部材に限定されず、また、一方の面１１と裏面１２の向きも特に限定されないものである。なお、図４中の成形品１の上下は、便宜上、使用時の上下と逆に描かれている。

また本実施形態では、シボ２は意匠面に滑り止め性を付与するために形成されるとともに、リブ１３は補強のために形成されるものであるが、目的は特に限定されないものである。例えば、シボ２が親水性を付与するために形成され、リブ１３が脚部をなすために形成されるものであってもよい。

シボ２は、図４（ｂ）に示すように、山部２１および谷部２２と、この山部２１の表面に形成される、山部２１および谷部２２よりも微小な凹凸２３（以下、中凹凸２３という）と、この谷部２２の表面に形成される、中凹凸２３よりも更に微小な凹凸２４（以下、小凹凸２４という）と、で形成されるものである。本実施形態では、山部２１の頂部から谷部２２の底部までの深さＤ１が３０〜１５０μｍ程度となるように形成される。また、中凹凸２３の頂部から谷部２２の底部までの深さＤ２が１〜２０μｍ程度となるように形成される。なお、前記数値は一例であり特にこの範囲に限定されるものではない。

以下、この成形品１の成形のための成形金型３（以下、単に金型３という）における、シボ２に対応する凹部３１、凸部３２、微小な凹凸３３（以下、中凹凸３３という）、更に微小な凹凸３４（以下、小凹凸３４という）の形成方法について説明する。

まず、金型３のキャビティ壁面のうち、一方の面１１が形成されるキャビティ壁面３０に、エッチング加工により、成形品１の山部２１および谷部２２に対応するシボパターンが形成される。これにあたり、図５（ａ）に示すように、一方の面１１が形成されるキャビティ壁面３０のうち、成形品１の谷部２２に対応する箇所にマスキング剤４が塗布されてマスキングされ、山部２１に対応する箇所のみが露出する状態とされる。本実施形態では、山部２１に対応する部分は、正面視において閉曲線で囲まれ（図３の凹部３１参照）、その囲まれた部分の最大の長さＷ１が１００〜４００μｍとなるように形成される。なお、全ての山部２１に対応する部分の最大の長さＷ１が１００〜４００μｍの範囲内に収まらなくてもよく、概ね９０〜９５％程が前記範囲内に収まればよいものとする。そして、図５（ｂ）に示すように、金型３が酸に浸漬されて露出した部分が酸で溶解され、溶解される部分の深さＤ３が上記Ｄ１と同じ３０〜１５０μｍ程度となるように溶解時間が調整される。溶解後、マスキング剤４が除去される。これにより、金型３が溶解されて成形品１の山部２１が形成される凹部３１が形成され、キャビティ壁面３０の溶解されなかった部分が成形品１の谷部２２が形成される凸部３２となる。なお、全ての深さＤ３が３０〜１５０μｍの範囲内に収まる必要はない。なお、凹部３１と凸部３２の形成は、エッチング加工に限定されないものである。

次に、図５（ｃ）に示すように、サンドブラスト加工により、成形品１の中凹凸２３に対応する、凹部３１と凸部３２よりも小さい中凹凸３３が形成される。この中凹凸３３の深さＤ４が上記Ｄ２と同じ１〜２０μｍ程度となるように、処理条件が設定される。前記処理条件としては、研削材の具体的な材質や粒度（番手）、ブラストガンとキャビティ壁面３０との距離や角度、圧縮空気圧等が挙げられるが、これらは適宜設計される事項である。なお、全ての中凹凸３３の深さＤ４が１〜２０μｍの範囲内に収まる必要はない。

さらに本実施形態では、図５（ｄ）に示すように、凹部３１と凸部３２の表面全体に硬質クロムメッキが施されるが、硬質クロムメッキが施されなくてもよい。図５（ｄ）中の符号３９は硬質クロムのメッキ層である。

そして、金型３の凸部３２に形成されている中凹凸３３が緩やかにされるための加工が施されるものである。

これは、ブラシ５が用いられるブラッシング加工により行われる。ブラシ５は、図２に示すように、毛５０が多数束ねられる毛束部５１と、毛束部５１を保持する保持部５２とで構成される。毛５０は、本実施形態ではナイロンで形成され、その径φＷ２（図１（ａ）参照）が５００〜８００μｍとなるものである。なお、径φＷ２は５００〜８００μｍに限定されないとともに、上記最大の長さＷ１も１００〜４００μｍに限定されず、Ｗ１＜Ｗ２の関係を満たすものであればよい。また、毛５０の材質もナイロンに限定されない。

ブラッシング加工は、図１（ａ）に示すように、ブラシ５の毛５０の先端がキャビティ壁面３０に当接するが、毛５０の先端の径φＷ２が凹部３１の最大の長さＷ１よりも大きいため、毛５０の先端は凹部３１内には入り込まない。これにより、毛５０の先端は、凸部３２の表面にのみ当接し、凹部３１の表面には当接しない。そして、モータ等の回転手段（不図示）により、毛５０の先端が凸部３２の表面を擦って移動し、凸部３２の表面に形成されている中凹凸３３の凸部の一部３５が除去されて、上記中凹凸３３よりも更に微小な小凹凸３４が形成される。この小凹凸３４の深さＤ５（図１（ｃ）参照）が０．２〜１０μｍ程度となるように、ブラッシング加工の処理条件が設定される。前記処理条件は適宜設計される事項であり、毛５０の材質（主に硬度）、毛５０が金型３を擦る速度および時間、毛５０の金型３への押し当て力、等が挙げられる。なお、全ての小凹凸３４の深さＤ５が０．２〜１０μｍの範囲内に収まる必要はなく、概ね９０〜９５％程が範囲内に収まればよいものとする。

上記の金型３が使用されることにより、上記のような図４に示す成形品１が成形される。金型３には、裏面１２が形成される部分にリブ１３形成用のキャビティ（図８の符号３６参照）が形成されており、裏面１２にリブ１３が形成される。

上記の金型３が使用されることで、成形品１は、全ての谷部２２に小凹凸２４が形成され、全ての山部２１に中凹凸２３が形成される。これにより、意匠面のシボ２全体に亘って僅かなテカリが万遍なく発生するため、成形品１のリブ１３の裏側にのみリブ１３に沿った筋状のテカリ７が目立ってしまうことがなく、意匠性が低下するのが抑えられる。

また従来においては、筋状のテカリ７が目立つようになると、その度に金型３の表面の補修が行われ、補修は、エッチング加工、サンドブラスト加工、さらにメッキを必要とするため、多大な費用と補修期間を必要としていた。本発明にあっては、そのような補修が殆ど必要なく、多大な費用や期間を要しないものである。特に、成形材料（図８の符号６参照）にガラス繊維等のフィラーが含有されている場合、その効果が顕著である。

また、成形品１に小凹凸２４が形成されることでシボ２による滑り止め性を有し、さらに、中凹凸２３よりも水垢が残り難く除去され易い。

１ 成形品
１１ 意匠面
１２ 裏面
１３ リブ
２ シボ
２１ 山部
２２ 谷部
２３ 中凹凸
２４ 小凹凸
３ 金型
３０ キャビティ壁面
３１ 凹部
３２ 凸部
３３ 中凹凸
３４ 小凹凸
３６ リブ形成用のキャビティ
３９ 硬質クロムのメッキ層
４ マスキング剤
５ ブラシ
５０ 毛
６ 成形材料

Claims (3)

1. 一方の面にシボが形成されて意匠面となり、前記一方の面の裏面にリブが形成される合成樹脂製の成形品の成形金型の製造方法であって、前記成形金型の前記一方の面が形成されるキャビティ壁面に前記シボに対応する凹部と凸部がエッチング加工により形成され、次に、前記凹部と前記凸部の表面に前記凹部と前記凸部よりも小さい中凹凸がサンドブラスト加工により形成され、次に、前記凸部の表面に前記中凹凸よりも小さい小凹凸がブラッシング加工により形成されることを特徴とする成形金型の製造方法。
2. 前記ブラッシング加工にて用いられる毛の先端の径が前記凹部の最大長さよりも太いものが用いられることを特徴とする請求項１記載の成形金型の製造方法。
3. 請求項１または２記載の成形金型の製造方法により製造される成形品であって、山部および谷部と、前記山部の表面に形成される前記山部および前記谷部よりも微小な中凹凸と、前記谷部の表面に形成される前記中凹凸よりも微小な小凹凸と、で形成される前記シボを有することを特徴とする成形品。

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