JP4570723B2 - 熱可塑性樹脂成形物の製造方法および熱可塑性樹脂成形物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂成形物の製造方法および熱可塑性樹脂成形物に関し、特に、マイカなどを原料とするパール調顔料や、アルミフレークなどを原料とするメタリック調顔料のような板状フィラー（板状顔料）を配合した熱可塑性樹脂組成物を用いて射出成形または押出成形により成形物を得るのに適した熱可塑性樹脂成形物の製造方法および熱可塑性樹脂成形物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりマイカなどを原料とするパール調顔料や、アルミフレークなどを原料とするメタリック調顔料のような、板状フィラーを配合した熱可塑性樹脂組成物を用いて射出成形または押出成形を行ない、パール調やメタリック調の成形物を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
マイカなどを原料とするパール調顔料や、アルミフレークなどを原料とするメタリック調顔料のような、板状フィラーを配合した熱可塑性樹脂組成物を用いて射出成形または押出成形を行なうと、溶融樹脂が会合した部分に明らかに接合部分と分かる線（ウエルド）が現れる。また、その下流には流れむらが現れる。これは、ウエルド部分で板状フィラーが製品表面に対して直立配向し、板状フィラーが製品表面に対して平行に配向した他の部分に対して色濃く見えるためと一般に言われている。
【０００４】
ところが、詳細に観察してみると、ウエルド部にフィラーを含有しない（あるいは含有量が少ない）透明部分があってウエルドを強調しており、流れむらは、フィラーを含有しない（あるいは含有量が少ない）透明部分が川状になって、フィラー濃度が高い平面に流れて見えていることが判明した。
【０００５】
パール調顔料やメタリック調顔料のような板状フィラーを配合した熱可塑性樹脂組成物は、商品価値を高める有用な表面加飾手段であるが、上述のような欠点があるため、適用できる成形物形状が制限されてきた。
【０００６】
本発明は、射出成形または押出成形において、成形物表面にウエルドあるいは流れむら等の不良現象が発生しないパール調あるいはメタリック調の熱可塑性樹脂成形物又はひけやあばたのない熱可塑性樹脂成形物の製造方法および熱可塑性樹脂成形物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を次のようにして解決した。すなわち、熱可塑性樹脂：５０〜９５重量％に、板状顔料：０．１〜５重量％と繊維状フィラー：０．１〜５０重量％と針状フィラー：０．１〜５０重量％のうちの少なくとも１種と、発泡剤：０．０１〜５重量％とを配合し、得られた熱可塑性樹脂組成物を射出成形または押出成形する際に、金型のキャビティ表面の温度を繰り返し上下するヒートサイクル成形法を適用して熱可塑性樹脂成形物を成形する。これにより、ウエルドや流れむらのない成形品が得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
パール調顔料やメタリック調顔料のような板状フィラーを配合した熱可塑性樹脂組成物を用いて射出成形または押出成形を行う際に、例えば、図１に示すように溶融樹脂の流路に孔１のような障害物があると、その下流にウエルド２が現れる。図１のＡーＡ線断面図である図２に示すように、孔１の近傍の断面では、板状フィラーがウエルド部分で成形物表面に対して直立し、その中間に透明層３が形成される。これらの部分の色調は、板状フィラーが成形物表面に沿って配向している他の部分と異なるために、ウエルドとして認識される。
【００１１】
透明層３が形成されるのは、図３に示すように、溶融樹脂のフローフロントにフォンテンフロー４と呼ばれる流動層があり、溶融樹脂が会合後流動層がそのまま冷却固化され、この流動層に板状フィラーが含まれない（または少ない）ために、透明層となると考えられる。
【００１２】
また、図１のＢーＢ線断面図である図４に示すように、ウエルド２の下流に流れむらとして観察される部分に逆三角形状の透明層３が観察される。これは、図２に示した透明層３が溶融樹脂の流動方向に押し流される間に、成形物の表面に押し出されたものであろうと推察される。
【００１３】
先に本出願人は特願２０００−０１５５８８号によって、パール調顔料やメタリック調顔料のような板状フィラーに、ガラス繊維のような繊維状フィラーや、チタン酸カリウムのような針状フィラーを加えて樹脂に配合すると、上述したような欠点が軽減されることを開示したが、なお、改良の余地があることが判明した。
【００１４】
そこで、本発明者等は鋭意研究した結果、熱可塑性樹脂：５０〜９５重量％に、板状顔料：０．１〜５重量％と繊維状フィラー：０．１〜５０重量％と針状フィラー：０．１〜５０重量％のうちの少なくとも１種と、発泡剤：０．０１〜５重量％とを配合し、得られた熱可塑性樹脂組成物を射出成形または押出成形する際に、金型のキャビティ表面の温度を繰り返し上下するヒートサイクル成形法を適用することにより、表面が平滑でウェルドや流れむらのない成形物を得ることができることを見出した。
【００１５】
すなわち、図２に示すようなウエルド部の透明層３や、図４に示すような流れむら部分の透明層３が消失する。これは、金型内を流動する溶融樹脂のフローフロントにおいて発泡が起こるため、図３に示すようなフォンテンフローを阻止するためと考えられる。
【００１６】
また、図２に示すような板状フィラーや、繊維状フィラー、針状フィラーの配向も緩和され、目立たなくなる。これは、フローフロントにおける発泡によって、板状フィラーや、繊維状フィラー、針状フィラーの配向が乱されるためと考えられる。
【００１７】
発泡性の原料を用いて平滑な表面を得る手段としてカウンタープレッシャー法があるが、この方法では、キャビティ内が加圧され溶融樹脂のフローフロントでの発泡が抑制されており、上記のような効果は発現しない。
【００１８】
通常の射出成形または押出成形で発泡性の原料を用いると、発泡した痕跡が成形物の表面に現れるが、ヒートサイクル成形法を適用することにより平滑な表面となり、ウェルドや流れむらなどの表面欠陥を云々できるレベルになる。
【００１９】
前記ヒートサイクル成形法とは、溶融樹脂を金型に充填する際には金型温度
を高くしておき、充填完了後に金型温度を下げて成形品を取り出す方法である。
【００２０】
ヒートサイクル成形法には、キャビティ表面近傍に加熱と冷却の媒体を通す方法や、キャビティ表面を加熱するために電気ヒータや高周波を用いる方法などが数多く提案されている。
【００２１】
板状顔料、繊維状フィラー、針状フィラーなどを含む熱可塑性組成物を射出成形または押出成形する際に、ヒートサイクル成形法を適用すると表面が平滑になり、裏面にリブやボスがある部分にひけまたは一見ひけのような模様がみえ始めることがあるが、発泡剤を加えることによってそれも解消される。
【００２２】
また、長繊維を含む熱可塑性樹脂組成物を射出成形または押出成形する際に、ヒートサイクル成形法を適用すると表面が平滑になり、あばたまたは一見あばたのような模様が見え始めることがあるが、発泡剤を加えることによってそれも解消される。
【００２３】
上記実施例では、板状顔料、繊維状フィラー、針状フィラーなどを含む熱可塑樹脂について述べたが、板状顔料、繊維状フィラー、針状フィラーなどを含まない通常の熱可塑性樹脂でも、射出時にひけが発生することがある。その対策として発泡剤を添加することが行われるが、発泡により表面が荒れるので製品の用途が制限される。しかし、これにヒートサイクル成形法を適用すると表面が平滑になるので、成形品の表面品質が向上する。
【００２４】
本発明に適用される原料樹脂としては、塩化ビニル樹脂（硬質、軟質を含む樹脂組成物、以下同じ）、アクリル酸エステル系樹脂（酸としてアクリル酸、メタクリル酸など、アルキル基としてメチル基、エチル基など）、スチレン系樹脂（一般、高衝撃など）、アクリロニトリル−スチレン系樹脂、アクリロニトリル−スチレン−ブタジエン系樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリカーボネート、ポリスルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルフォンなどの非晶質性樹脂、ポリエチレン系樹脂（低密度、線状低密度、中密度、高密度など）、ポリプロピレン系樹脂（ホモポリマー、ランダムポリマー、ブロックポリマーなど）、ポリブテン−１、ポリメチルペンテン−１、弗素系樹脂（ポリ弗化ビニリデンなど）、ポリオキシメチレン、ポリアミド樹脂（６、６６など）、テレフタル酸エステル系樹脂（ポリエチレンテレフタート、ポリブチレンテレフタレートなど）、ポリフェニレンサルファイト、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトン、ポリイミドなどの結晶性樹脂、液晶ポリマー（芳香族ポリエステル系、芳香族ポリエステルアミド系など）や、ポリビニールアルコール、ポリ乳酸（商品名レイシア、ラクティなど）、脂肪酸ポリエステル系樹脂（商品名ビオナーレ）、プラクセル、セルグリーンなど）、３−ヒドロキシ酪酸と３−ヒドロキシ吉草酸の共重合体（商品名バイオポールなど）などの単品または混合物もしくは含有物、テレフタル酸エステル系樹脂（エステル基として、エチレン、ブチレンなど）の生分解性樹脂や、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ウレタン系樹脂、シリコン樹脂、アルキッド樹脂などの熱硬化性樹脂、およびこれらのアロイ、フィラー配合物（タルクなどの粒状フィラー、ガラス繊維などの繊維状物）などがある。
【００２５】
前記板状顔料（板状フィラー）には、パール調顔料やメタリック調顔料を含む。パール調顔料には、マイカなどを原料とするものの他、ガラスフレークをパール調に表面処理したものなどを含む。メタリック調顔料には、アルミフレークなどを原料とするものの他、ガラスフレークをメタリック調に表面処理したものなどを含む。
【００２６】
前記繊維状フィラーには、ガラス繊維などの各種無機繊維、アラミド繊維などの各種有機繊維、炭素繊維などを含む。
【００２７】
前記針状フィラーには、チタン酸カリウム等のウイスカ、ウオラストナイト等の鉱物系針状フィラーなどを含む。
【００２８】
前記発泡剤には、アゾ系、ニトロソ系、スルホニルヒドラジド系などの有機発泡剤、重炭素ナトリウムなどの無機発泡剤、水やフロンガスなどの物理的発泡剤などを含む。
【００２９】
前記射出成形法には、通常の射出成形法の他に、射出圧縮法、局部加振・加圧法、ガスプレス法、ガスアシスト法、中空成形法、サンドイッチ成形法、２色成形法、インモールド成形法、プッシュプル成形法、高速射出成形法などを含む。
【００３０】
前記押出成形法には、ブロー成形法、シート成形法などを含む。
【００３１】
【発明の効果】
本発明により、パール調あるいはメタリック調の射出成形または押出成形において、ウエルドや流れむらのない成形品が得ることができる。
【００３２】
また、板状顔料と、繊維状フィラー及び針状フィラーのうちの少なくとも１種とを含む熱可塑性樹脂組成物の射出成形または押出成形において、ひけやあばたのない成形品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】板状フィラーを配合した熱可塑性樹脂組成物を用いて射出成形または押出成形を行う際に、溶融樹脂の流路の障害物によってウエルドや流れむらが現れる状態を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２に示す透明層の形成説明図である。
【図４】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
１ 孔（障害物）
２ ウエルド
３ 透明層
４ フォンテンフロー

Claims (6)

1. 熱可塑性樹脂：５０〜９５重量％に、板状顔料：０．１〜５重量％と繊維状フィラー：０．１〜５０重量％と針状フィラー：０．１〜５０重量％のうちの少なくとも１種と、発泡剤：０．０１〜５重量％とを配合し、得られた熱可塑性樹脂組成物を射出成形または押出成形する際に、金型のキャビティ表面の温度を繰り返し上下するヒートサイクル成形法を適用して成形することを特徴とする熱可塑性樹脂成形物の製造方法。
2. 前記板状顔料が、パール調顔料であることを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂成形物の製造方法。
3. 前記板状顔料が、メタリック調顔料であることを特徴とする請求項１記載の熱可塑性樹脂成形物の製造方法。
4. 溶融樹脂の流路に障害物がある金型を用いて前記射出成形または押出成形を行う請求項１〜３の何れか一項記載の熱可塑性樹脂成形物の製造方法。
5. 前記熱可塑性樹脂組成物を射出成形または押出成形する際に、金型のキャビティ表面の温度を繰り返し上下するヒートサイクル成形法を適用して成形することにより、ウエルド部の透明層又は流れむら部分の透明層を消失させる請求項１〜４の何れか一項記載の熱可塑性樹脂成形物の製造方法。
6. 請求項１〜５の何れか一項記載の製造方法によって製造される熱可塑性樹脂成形物。

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