JP5635944B2

JP5635944B2 - 成形金型の製造方法およびその成形品

Info

Publication number: JP5635944B2
Application number: JP2011115651A
Authority: JP
Inventors: 小笠原　正信; 正信小笠原
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2011-05-24
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2031-05-24
Also published as: JP2012240395A

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５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３（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３（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６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７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、前記凸部の表面のみに前記中凹凸よりも小さい小凹凸がサンドブラスト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、前記中凹凸が形成された後、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の全面にマスキング剤が塗布された状態で前記サンドブラスト加工が行われ、前記凸部の表面にのみ前記小凹凸が形成されることが好ましい。

また、前記中凹凸が形成された後、前記成形金型の前記凹部にのみマスキング剤が塗布された状態で前記サンドブラスト加工が行われ、前記凸部の表面にのみ前記小凹凸が形成されることが好ましい。

また、本発明の成形品は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に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）〜（ｃ）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る。他の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。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３に基いて説明する。

成形品１は、図２（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２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２（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（便宜上、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（便宜上、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（中凹凸２３が形成される前の一方の面１１の十点平均粗さＲｚ）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（山部２１の十点平均粗さＲｚ）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く、また、粗さの指標も十点平均粗さＲｚに限定されず、算術平均粗さＲａや最大高さＲｙ等の指標により評価されてもよいのは勿論である。

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（便宜上、中凹凸３３という）、更に微小な凹凸３４（便宜上、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３（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。そして、図３（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３（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、研削材等の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。

そして、本発明では、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。

まず、図１（ａ）に示すように、金型３の凹部３１がマスキングされる。本実施形態では、マスキング剤５は、加工後の除去性のため水溶性の材料が使用される。マスキング剤５が金型３のキャビティ壁面３０全面に塗布された後、キャビティ壁面３０の表面（すなわち凸部３２）に沿って拭き取られることで、凹部３１のみにマスキング剤５が塗布された状態となる。

次に、図１（ｂ）に示すように、サンドブラスト加工により、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、研削材等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るが、研削材は、中凹凸３３が形成されるためのサンドブラスト加工で使用される研削材よりも粒度が小さいものが使用される。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い。また、マスキング剤５は、上記エッチング加工でのマスキング剤４として用いられていてもよいし、異なるものであってもよい。

最後に、図１（ｃ）に示すように、マスキング剤５が除去されるもので、本実施形態では水洗い等により水溶性のマスキング剤５が溶解されて除去される。これにより、凸部３２に形成されていた中凹凸３３がより緩やかな小凹凸３４となる。

上記の金型３が使用されることにより、上記のような図２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７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７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。

また、サンドブラスト加工の前に凸部３２に塗布されたマスキング剤５が拭き取られるため、凸部３２に塗布されたマスキング剤５が拭き取られずにサンドブラスト加工が行われる場合に比べ、サンドブラスト加工での加工量が小さくて済む。

次に、本発明の他の実施形態について図４に基いて説明する。本実施形態は上記実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分については同符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。

本実施形態では、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において、マスキング剤５の塗布のされ方が異なるものである。上記実施形態においては、図１（ａ）に示すように、マスキング剤５が凹部３１のみに塗布された状態でサンドブラスト加工が行われるのに対し、キャビティ壁面３０の全面にマスキング剤５が塗布された状態でサンドブラスト加工が行われるものである。マスキング剤５は、キャビティ壁面３０の全面に、露出面が略平坦となるように塗布される。

サンドブラスト加工により、マスキング剤５は、露出面が略均一に削られていき、凹部３１がマスキング剤５に覆われ且つ凸部３２が露出した状態で加工が行われ、凸部３２にのみ小凹凸３４が形成される。最後にマスキング剤５が除去される。

本実施形態にあっても、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、補修に多大な費用や期間を要さず、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。

また、上記実施形態のように、マスキング剤５がキャビティ壁面３０全面に塗布された後、凸部３２に沿って拭き取られる必要がないため、この手間が省かれる。

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
４マスキング剤
５マスキング剤
６成形材料

Claims

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、前記凸部の表面のみに前記中凹凸よりも小さい小凹凸がサンドブラスト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。
前記中凹凸が形成された後、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の全面にマスキング剤が塗布された状態で前記サンドブラスト加工が行われ、前記凸部の表面にのみ前記小凹凸が形成さ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。
前記中凹凸が形成された後、前記成形金型の前記凹部にのみマスキング剤が塗布された状態で前記サンドブラスト加工が行われ、前記凸部の表面にのみ前記小凹凸が形成さ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。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に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。