JP2017047610A

JP2017047610A - 樹脂成形品の製造方法

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Publication number: JP2017047610A
Application number: JP2015172743A
Authority: JP
Inventors: 亮太喜多; Ryota Kita; 武史池村; Takeshi Ikemura; 裕也田中; Yuya Tanaka
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2015-09-02
Filing date: 2015-09-02
Publication date: 2017-03-09

Abstract

【課題】従来技術に比べて流れ模様のバラつきが少なく、流れ模様の再現性に優れた樹脂成形品の生産性を高め、しかも簡便に樹脂成形品を得ることができる製造方法を提供すること。
【解決手段】樹脂成形品１の柄用の第１の樹脂組成物２と、この第１の樹脂組成物とは色調が異なり樹脂成形品のベース色を呈する第２の樹脂組成物３とを金型４に供給し、流れ柄を有する樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法において、金型の上型４ａおよび４ｂの少なくとも一方の内面４ｃに、第１の樹脂組成物の供給位置５を光照射によって指示したまま、指示された供給位置に第１の樹脂組成物を供給した後に、金型の上型と下型を閉め、金型に設けられた注入口４ｄから第２の樹脂組成物を供給し、金型の内部において第１の樹脂組成物および第２の樹脂組成物を流動させて硬化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形品の製造方法に関する。

従来より、人造大理石等のマーブル調の柄を有する樹脂成形品は、その高い意匠性からキッチンカウンター、洗面カウンター、洗面ボウル、浴槽等に広く使用されている。特に、流れ柄と呼ばれる、異なる色調の流線模様を有する樹脂成形品は、その独特の風合いによる高級感から高い評価を得ている。

このような流れ柄を有する樹脂成形品は、通常、異なる色調の樹脂組成物を順次または同時に金型に供給し、加熱成形することで製造されている。

これまでにも、その製造方法については様々な工夫、改善が試みられている。例えば、樹脂成形品のベース色を呈するベース用樹脂組成物を金型に供給し、加熱成形に際し、または加熱成形後に、金型に取り付けられた複数の注入装置から、互いに異なる色の柄用樹脂組成物を注入し、柄用樹脂組成物による流れ模様を有する樹脂成形品を製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載された方法では、まず、図３（Ａ）に示すように、樹脂成形品の基体となるベース用樹脂組成物３１を金型に供給する。次いで、図３（Ｂ）に示すように複数の注入装置３２から柄用樹脂組成物３３を注入する。柄用樹脂組成物３３の注入に際しては、金型の上型３４と下型３５とを微小間隔だけ開けた状態で注入する方法や、上型３４と下型３５を開くことなく高圧で注入する方法がとられる。この特許文献１に記載された方法によれば、加熱成形と同一工程で樹脂成形品に流れ模様を付与することができるとされている。

また、ベース用樹脂組成物によって柄用樹脂組成物を引きずりこみながら、金型内にベース用樹脂組成物と柄用樹脂組成物を同時に供給し、成形する方法も提案されている（特許文献２参照）。特許文献２に記載された方法では、図４（Ａ）に示すような樹脂供給装置が用いられる。この装置では、ホッパー４１の下部にスリット状開口４２が設けられ、スリット状開口４２に連続するように滑走部４３が設けられている。滑走部４３のスリット状開口４２寄りの部分には、平面視円形であって、かつ滑走部４３を貫通する複数の透過凹部４４が所定間隔で設けられている。このようなホッパー４１の滑走部４３の上面にあらかじめ柄用樹脂組成物４５を線状に塗り付けた状態で、ホッパー４１内部に収容した液状のベース用樹脂組成物４６をスリット状開口４２から流出させる。このとき、図４（Ｂ）に示すように、滑走部４３の表面において、まず透過凹部４４に向かうベース用樹脂組成物４６の流れが生じ、この流れに引きずり込まれるようにして柄用樹脂組成物４５が透過凹部４４に向かって流れ込む。特許文献２に記載された方法によれば、樹脂成形品に明瞭な流れ模様を再現性よく形成できるとされている。

特開平４−２２９２１４号公報特開平８−１１８３７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された方法では、金型の上型３４と下型３５とをわずかなりとも開いてしまうと、柄用樹脂組成物３３の注入時に金型の内部に空気が入り込むことで樹脂成形品の意匠面に気泡が生じたり、加熱成形後に樹脂成形品の端縁部にバリが形成される等して、製品の外観の低下を招くおそれがあった。また、上型３４と下型３５を開くことなく高圧で柄用樹脂組成物３３を注入する場合、専用の設備を設ける必要があり、製造コストの低減が難しかった。

また特許文献２に記載された方法では、柄用樹脂組成物４５を補充する際には、滑走４３部の上面を清掃し、柄用樹脂組成物４５を塗りつけなおさなければならず、必ずしも生産性に優れているとはいい難い。

本発明は、以上のとおりの事情を鑑みてなされたものであり、従来技術に比べて流れ模様のバラつきが少なく、流れ模様の再現性に優れた樹脂成形品の生産性を高め、しかも簡便に樹脂成形品を得ることができる製造方法を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明の樹脂成形品の製造方法は、樹脂成形品の柄用の第１の樹脂組成物と、この第１の樹脂組成物とは色調が異なり前記樹脂成形品のベース色を呈する第２の樹脂組成物とを金型に供給し、流れ柄を有する樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法において、あらかじめ前記金型の上型および下型の少なくとも一方の内面に、前記第１の樹脂組成物の供給位置を光照射によって指示したまま、前記指示された供給位置に前記第１の樹脂組成物を供給した後に、前記金型の前記上型と下型を閉め、前記金型に設けられた注入口から前記第２の樹脂組成物を供給し、前記金型の内部において前記第１の樹脂組成物および前記第２の樹脂組成物を流動させて硬化させることを特徴とする。

本発明の樹脂成形品の製造方法によれば、従来技術に比べて流れ模様のバラつきが少なく、流れ模様の再現性に優れた樹脂成形品の生産性を高め、しかも簡便に樹脂成形品を得ることができる。

本発明の樹脂成形品の製造方法の一実施形態を示した工程斜視図である。図１の（Ｂ）（Ｃ）の概略断面図である。（Ａ）（Ｂ）は、従来の流れ模様を有する樹脂成形品を製造する方法を示した工程断面図である。（Ａ）（Ｂ）は、従来の流れ模様を有する樹脂成形品を製造する方法におけるホッパーの概略斜視図と、作動要部の断面図である。

本発明の樹脂成形品の製造方法について、図面に基づいて以下に詳述する。

図１は、本発明の樹脂成形品の製造方法の一実施形態を示した工程斜視図である。図２は、図１の（Ｂ）（Ｃ）の概略断面図である。

樹脂成形品１の製造方法は、樹脂成形品１の柄用の第１の樹脂組成物２と、この第１の樹脂組成物２とは色調が異なり樹脂成形品１のベース色を呈する第２の樹脂組成物３とを金型４に供給し、流れ柄を有する樹脂成形品１を製造する樹脂成形品１の製造方法において、図１の工程（Ａ）に示すように、あらかじめ金型４の上型４ａおよび下型４ｂの少なくとも一方の内面４ｃに、第１の樹脂組成物２の供給位置５を光照射によって指示したまま、工程（Ｂ）に示すように、指示された供給位置５に第１の樹脂組成物２を供給した後に、金型４の上型４ａと下型４ｂを閉め、工程（Ｃ）に示すように、金型４に設けられた注入口４ｄから第２の樹脂組成物３を供給し、工程（Ｄ）に示すように、金型４の内部において第１の樹脂組成物２および第２の樹脂組成物３を流動させて硬化させることを特徴とする。

第１の樹脂組成物２の供給位置５の指示が、プロジェクター６により投射される光照射によるものであることが好ましい。

第１の樹脂組成物２は、第２の樹脂組成物３よりも粘度が高いものであることが好ましい。

すなわち、樹脂成形品１の製造方法は、樹脂成形品１の柄用の第１の樹脂組成物２と、この第１の樹脂組成物２と色調が異なる樹脂成形品のベース色を呈する第２の樹脂組成物３とを金型４に供給し、流れ柄を有する樹脂成形品１を製造することを前提としている。

その上で、図１および図２に示すように、樹脂成形品１の製造方法では、金型４の上型４ａおよび下型４ｂの少なくとも一方の内面４ｃに、第１の樹脂組成物２の供給位置５を光照射によって指示したまま、指示された供給位置５に第１の樹脂組成物２を供給した後に、金型４の上型４ａと下型４ｂを閉め、金型４に設けられた注入口４ｄから第２の樹脂組成物３を供給している。

金型４は、上記のとおり、上型４ａと下型４ｂとを備えている。本実施形態においては、第１の樹脂組成物２の供給位置５は、下型４ｂの内面４ｃに光照射によって指示されている。本実施形態においては、上型４ａの側面に１つまたは複数の供給口４ｄが設けられており、これらの供給口４ｄは上型４ａと下型４ｂを閉めた際に形成されるキャビティに達する貫通孔である。また、本実施形態においては、上型４ａには樹脂供給路７が備えられ、樹脂供給路７は図中には示していない第２の樹脂組成物３の貯留容器と供給口４ｄとを連通している。このような樹脂供給路７を通じて、金型４内に第２の樹脂組成物３が供給される。

第１の樹脂組成物２の供給位置５の指示としては、例えば、レーザーポインターやプロジェクター等により投射される光照射によるものであることが例示されるが、特に、第１の樹脂組成物２の供給位置５を複数同時に指示できることからプロジェクター６を用いることが好ましい。

プロジェクター６は、例えば、樹脂成形品製造装置の設置された部屋の天井面に設置され、前記樹脂成形品製造装置の金型４の上型４ａおよび下型４ｂの少なくとも一方の内面４ｃに、第１の樹脂組成物２の供給位置５を照射することができる。

第１の樹脂組成物２の供給位置５については、あらかじめ試作品を作製することにより、所望の流れ模様が形成される供給位置を決定しておくことが好ましく考慮される。

プロジェクター６としては、例えば、ＣＲＴ方式プロジェクターのほか、ＬＣＤ方式プロジェクター、ＬＣｏＳ方式プロジェクターやＤＬＰ方式プロジェクター等の液晶プロジェクター等が例示されるが、設置コストやメンテナンス性を考慮すると液晶プロジェクターを用いることが好ましい。

このような樹脂成形品１の製造方法では、あらかじめ第１の樹脂組成物２と第２の樹脂組成物３を調製しておくが、これらの樹脂組成物の主剤となる樹脂は共通であってもよいし、別異の樹脂を主剤として用いてもよい。

第１の樹脂組成物２および第２の樹脂組成物３の主剤となる樹脂は、通常樹脂成形品に用いられている熱硬化性樹脂であれば、特に限定されない。例えば、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂およびアクリル樹脂等の熱硬化性樹脂を単独または２種類以上を併用したものが例示される。このような熱硬化性樹脂を主剤とする第１の樹脂組成物２および第２の樹脂組成物３には、必要に応じて、充填剤や硬化剤等を添加することができる。

充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、ガラスパウダー、シリカ、水酸化アルミニウム等が例示される、これらは、単独または２種類以上を併用することができる。充填剤の配合量は、例えば、熱硬化性樹脂１００質量部に対して１００質量部〜３００質量部の範囲が例示される。充填剤の配合量が上記の範囲内であれば、樹脂成形品１の耐衝撃強度、耐熱性等を確保することができる。

硬化剤としては、例えば、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、１，１，３，３−テトラメチルブチルパーオキシ２−エチルヘキサノエートやｔ−ヘキシルパーオキシ２−エチルヘキサノエート等の有機過酸化物等が例示される。硬化剤の選択は、樹脂成形品１の成形温度によって半減期温度の値に基づいて行うことができる。また、硬化剤の配合量は、熱硬化性樹脂の種類によって設定することができる。例えば、熱硬化性樹脂としてビニルエステル樹脂を使用する場合、硬化剤の配合量は、熱硬化性樹脂１００質量部に対して０．５質量部〜５質量部の範囲が好ましく例示される。

また、第１の樹脂組成物２および第２の樹脂組成物３には、金型４の内部において流動して流れ柄が形成されるのを阻害しない程度において、低収縮剤、離型剤、紫外線吸収剤、光安定剤等を必要に応じて添加することができる。

第１の樹脂組成物２および第２の樹脂組成物３の色は、製造する樹脂成形品１の色等に応じて着色することが可能であり、第１の樹脂組成物２は、第２の樹脂組成物３と色調が異なるものとする。例えば、第１の樹脂組成物２に染料、顔料、着色用のトナー等の着色剤を添加することにより着色し、第２の樹脂組成物３と色調を変えることが例示される。

なお、第２の樹脂組成物３は、第１の樹脂組成物２と色調が異なる限りにおいて、第２の樹脂組成物３にも着色剤を添加することができる。

また、第１の樹脂組成物２は、第２の樹脂組成物３よりも粘度を高くする。粘度の調整は、増粘剤または架橋剤の少なくともいずれか一方または両方を添加して行う。すなわち、第２の樹脂組成物３に前記増粘剤または前記架橋剤が添加されている場合には、第１の樹脂組成物２には、第２の樹脂組成物３に添加されている量より多い量の前記増粘剤または前記架橋剤を添加する。第１の樹脂組成物２は、前記増粘剤または前記架橋剤の少なくともいずれか一方または両方を添加することによって、第２の樹脂組成物３よりも分子レベルでの移動性が小さくなる。このため、第２の樹脂組成物３および第１の樹脂組成物２が金型４内を流動する際に、第１の樹脂組成物２が第２の樹脂組成物３中に溶出しにくく、第１の樹脂組成物２が柄として所望の位置にとどまりやすくなる。このため、第１の樹脂組成物２は、柄用樹脂組成物として有効に機能する。

前記増粘剤としては、通常樹脂成形品の製造に用いられる増粘剤であれば、特に限定されない。例えば、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛、イソシアネート等が例示される。酸化マグネシウムは、例えば、直径７５μｍ以下の＃４０番手（ＢＥＴ表面積４６ｃｍ^３／ｇ）のものや、活性度の高い＃１００番手（ＢＥＴ表面積８５ｃｍ^３／ｇ）のもの等が好適に例示される。増粘剤は、単独または２種類以上の併用が可能である。

第１の樹脂組成物２の主剤が、ＯＨ基を有する不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂およびアクリル樹脂を用いる場合には、増粘剤としてはイソシアネートを好適に用いることができる。

前記増粘剤の添加量は、例えば、第１の樹脂組成物２の全量に対して０．２質量％以上５質量％以下、好ましくは０．５質量％以上１．５質量％以下の範囲が例示される。増粘剤の添加量が、上記の範囲内であれば、第２の樹脂組成物３との相性がよく、しかも適度な流動性を確保することができ、流れ過ぎず、流れにく過ぎなくなり、良好な流れ柄が形成される。

一方、前記架橋剤としては、例えば、第１の樹脂組成物２の主剤として不飽和ポリエステル樹脂を用いる場合、不飽和の疎水性ビニルモノマーが例示される。具体的には、例えば、スチレンやメタクリル酸メチル、モノクロロスチレン、ジアリルフタレート、トリアリルフタレート等が例示される。

前記架橋剤の添加量は、例えば、第１の樹脂組成物２の全量に対して０．５質量％以上５質量％以下の範囲が例示される。架橋剤の添加量が、上記の範囲内であれば、第２の樹脂組成物３との相性がよく、しかも適度な流動性を確保することができ、流れ過ぎず、流れにく過ぎなくなり、良好な流れ柄が形成される。

なお、第１の樹脂組成物２に増粘剤と架橋剤の両方が添加される場合の合計添加量は、第１の樹脂組成物２の全量に対して０．５質量％以上５質量％以下の範囲が上記と同様の理由により例示される。

より具体的には、第１の樹脂組成物２の粘度は、第２の樹脂組成物３の粘度の１．５倍以上であり、かつ１０００Ｐａ・ｓ以下の範囲であることが好ましい。第１の樹脂組成物２の粘度が、第２の樹脂組成物３の粘度の１．５倍以上であれば、金型４内で流動する際に、第１の樹脂組成物２の第２の樹脂組成物３への溶出を抑制することができる。また、第１の樹脂組成物２の粘度が、１０００Ｐａ・ｓ以下であれば、流動性の低下を抑えることができ、より良好な流れ柄が形成される。このように、第１の樹脂組成物２のマクロな移動性は確保され、第２の樹脂組成物３に伴って流動し、金型４の内部全体に供給可能となる。このとき、第１の樹脂組成物２は、第２の樹脂組成物３中に溶出して流れ柄が消失することはなく、品質の良好なマーブル調の柄が形成される。

以上の第１の樹脂組成物２と第２の樹脂組成物３を金型４に供給し、この金型４の内部において第１の樹脂組成物２および第２の樹脂組成物３を流動させて硬化させることによって、品質の良好なマーブル調の柄を有する樹脂成形品１が再現性よく製造される。

なお、樹脂成形品１の製造方法では、第１の樹脂組成物２は、金型４の内面４ｃに少なくとも１ヶ所のスタンプ状に供給する。第１の樹脂組成物２をスタンプ状に供給する方法としては、例えば、印面に供給する第１の樹脂組成物２を吸蔵体に吸収したスタンプを作業者が把持して、光照射により指示された供給位置５に印面を接触させて一定量の第１の樹脂組成物２を供給する方法等が例示される。このように、第１の樹脂組成物２は、スタンプ状に供給されるため、線状に供給される場合と比較して、あらかじめ検討した流れ柄と同一の模様が形成されやすい。また、作業者による技量の差が出にくく、流れ模様の再現性に優れた樹脂成形品１を簡便に製造することができる。

また、第２の樹脂組成物３は、金型４内に所定量供給されると、以後の供給が停止される。

そして、金型４内に供給された第１の樹脂組成物２および第２の樹脂組成物３は、例えば、プレス機による加熱成形が可能である。加熱成形条件は、第１の樹脂組成物２および第２の樹脂組成物３の主剤が硬化する条件であれば特に限定されない。例えば、成形温度として５０℃〜１２０℃の範囲が例示される。この範囲内にあると、第１の樹脂組成物２と第２の樹脂組成物３の密着性や硬化特性の良好な樹脂成形品１が得られる。

以上の製造方法によって得られた樹脂成形品は、浴槽、洗面台やキッチンカウンター等の住宅設備製品のほか、自動車内装部品等に幅広く適用することができる。

１樹脂成形品
２第１の樹脂組成物
３第２の樹脂組成物
４金型
４ａ上型
４ｂ下型
４ｃ内面
４ｄ注入口
５供給位置
６プロジェクター

Claims

樹脂成形品の柄用の第１の樹脂組成物と、この第１の樹脂組成物とは色調が異なり前記樹脂成形品のベース色を呈する第２の樹脂組成物とを金型に供給し、流れ柄を有する樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造方法において、
あらかじめ前記金型の上型および下型の少なくとも一方の内面に、前記第１の樹脂組成物の供給位置を光照射によって指示したまま、前記指示された供給位置に前記第１の樹脂組成物を供給した後に、前記金型の上型と下型を閉め、前記金型に設けられた注入口から前記第２の樹脂組成物を供給し、前記金型の内部において前記第１の樹脂組成物および前記第２の樹脂組成物を流動させて硬化させることを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
前記第１の樹脂組成物の前記供給位置の指示が、プロジェクターにより投射される光照射によるものであることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品の製造方法。
前記第１の樹脂組成物は、前記第２の樹脂組成物よりも粘度が高いものであることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成形品の製造方法。