JP5808688B2

JP5808688B2 - 樹脂成形品の製造方法

Info

Publication number: JP5808688B2
Application number: JP2012025043A
Authority: JP
Inventors: 孝治吉田
Original assignee: Sakae Riken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sakae Riken Kogyo Co Ltd
Priority date: 2012-02-08
Filing date: 2012-02-08
Publication date: 2015-11-10
Anticipated expiration: 2032-02-08
Also published as: JP2013159092A

Description

本発明は、射出成形による樹脂成形品の製造方法に関する。

従来より、射出成形に用いられる金型に形成されたシボの転写によって凹凸模様が付された樹脂成形品が知られている。この樹脂成型品にクリア塗装をすると、艶のある凹凸模様が得られ、装飾性が高められる。
特許文献１に記載の樹脂成形品は、射出成形した樹脂成形品にクリア塗装をした後、そのクリア塗装の上にさらに文字などを印刷している。

特開昭６１−８６９７１号公報

しかしながら、樹脂成形品にクリア塗装をすると、塗装工程によって製造コストが増加する。これに対し、クリア塗装を廃止すれば、樹脂成形品の有する凹凸模様の艶がなくなり、装飾性が低下することが懸念される。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、簡素な工程で艶のある凹凸模様を有する樹脂成形品の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明によると、樹脂成形品の製造方法は、下記の工程を含む。
シボ形成工程では、射出成形に用いる金型にシボを形成する。研磨工程では、シボが形成された金型の表面を研磨し、シボの表面を滑らかにする。
射出工程では、加熱溶融したメタクリル酸メチル樹脂（いわゆるアクリル樹脂）、スチレン系樹脂、ＡＳ樹脂（ＡＢＳ、ＡＳＡ、ＡＥＳ等）、または、ポリプロピレン系硬質樹脂からなる樹脂素材を金型に射出する。取出工程では、前記樹脂素材が冷却固化した後、シボが転写された成形品を金型から取り出す。
研磨工程により、シボの表面が滑らかになるので、シボが転写された成形品の表面が滑らかになり、シボが明確に転写される。さらに、射出成形に前記樹脂材料を使用するので、透明性が高い樹脂本来の性質が凹凸模様に明確に表現される。このため、樹脂成形品は、クリア塗装をした成形品と同じ程度の艶が得られるので、クリア塗装を廃止することができる。したがって、この製造方法により、簡素な工程で艶のある模様を有する樹脂成形品を製造することができる。
さらに、研磨工程は、シボ形成工程で形成されたシボの高さを６．８から１９．５μｍ残し、１．８から１０．８μｍ研磨する。
これにより、シボの表面が滑らかになり、成形品に明確に転写される。
また、成形品の凹凸模様が損なわれることがない。したがって、この製造方法は、簡素な工程で艶のある模様を有する樹脂成形品を製造することができる。

本発明の第１実施形態による樹脂成形品の製造方法の工程図である。本発明の第１実施形態による樹脂成形品の製造方法のシボ形成工程の説明図である。本発明の第１実施形態による樹脂成形品の製造方法のシボ形成工程の説明図である。本発明の第１実施形態による樹脂成形品の製造方法の研磨工程の説明図である。図４のＶ部分の拡大図である。本発明の第１実施形態による樹脂成形品の製造方法の射出工程の説明図である。本発明の第１実施形態による樹脂成形品の製造方法の取出工程の説明図である。本発明の実施例１，２による成形品の見栄えと、比較例１〜３の成形品の見栄えを比較した表である。本発明の実施例３による成形品の拡大写真と、比較例４の成形品の拡大写真である。本発明の実施例４による成形品の拡大写真と、比較例５の成形品の拡大写真である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による樹脂成形品の製造方法を図１〜図７に示す。
本実施形態では、図１に示すように、シボ形成工程１０及び研磨工程１１による金型製造と、射出工程１２及び取出工程１３による射出成形によって樹脂成形品を製造する。
まず、シボ形成工程では、射出成形に用いる金型１にシボを形成する。図２に示すように、シボ形成工程では、金型１の表面に耐酸性または耐アルカリ性の被膜２を形成する。被膜２は、例えばフォトエッチング工法によって形成される。
次に、酸性またはアルカリ性の溶液を用いて、金型１の表面を腐食させる。このとき、被膜２に覆われた箇所は腐食することなく、被膜２から露出している箇所が腐食する。図２では、金型１が腐食した個所３を斜線で示している。被膜２の形成と溶液による腐食を複数回繰り返すことで、凹部の深さが異なる模様が形成される。これにより、図３に示すように、金型１にシボ４が形成される。

続いて、研磨工程では、図４及び図５に示すように、シボ４が形成された金型１を研磨し、シボ４の表面を滑らかにする。図４及び図５では、金型１を研磨する部分５を斜線で示している。研磨は、サンドブラストまたはガラスビーズの噴きつけ、又は、超微粒子研磨材を用いたバフ研磨などが行われる。研磨工程では、研磨材の粒径、研磨の圧力および研磨時間を調節し、所定の削り量が研磨される。
図５に示すように、本実施形態では、金型１に対しシボ形成工程で形成されたシボ表面を凹部および平面部共に２〜１０μｍ程度研磨する。これにより、シボ表面の細かな凹凸が滑らかになり、シボ４の凹部と平面部との境界の角が丸くなる。また、シボ４の凹部も浅くなる。

図６に示すように、射出工程では、まず、図示しない射出成型機によってシボ４の形成された金型１と、それに対応する金型６を閉じ、型締めする。続いて、加熱溶融した樹脂素材を金型内に射出、充填し、保圧する。本実施形態において射出成形に用いられる樹脂素材は、メタクリル酸メチル樹脂（いわゆるアクリル樹脂）、スチレン系樹脂、ＡＳ樹脂（ＡＢＳ、ＡＳＡ、ＡＥＳ等）、又は、ポリプロピレン系硬質樹脂などである。
図７に示すように、取出工程では、樹脂が冷却、固化した後、金型１、６から樹脂成形品７を取り出す。この樹脂成形品７は、金型１から取り出された状態で、シボ４が明確に転写された艶のある凹凸模様８を有する。

第１実施形態では、下記の作用効果を奏する。
（１）第１実施形態の製造方法によれば、研磨工程によりシボ４の表面が滑らかになるので、シボ４が転写された成形品の表面が滑らかになり、シボ４が明確に転写される。さらに、樹脂素材にＰＭＭＡまたはＡＳＡを使用するので、硬質樹脂本来の高流動性質により、成形品にシボが転写された凹凸模様が明確に表現され、光沢値の高い成形品が得られる。このため、樹脂成形品は、クリア塗装をした従来の成形品に近い艶が得られるので、クリア塗装を廃止することができる。
（２）第１実施形態の製造方法では、研磨工程において、シボ形成工程で形成されたシボ４を２〜１０μｍ程度研磨する。これにより、シボ４の表面が滑らかになるとともに、シボ４が成形品に明確に転写されるので、成形品の凹凸模様が損なわれることがない。したがって、この製造方法により、簡素な工程で艶のある模様を有する樹脂成形品を製造することができる。

（実施例）
以下、第１実施形態による製造方法で製造した成形品と、従来の製造方法で製造した成形品とを比較して説明する。なお、以下に示す成形品は一例を示すものであり、成形品の模様、シボの深さ、ピッチ、線幅などは、本発明の製造方法を限定するものではない。
図８は、第１実施形態による製造方法で製造した実施例１、２の見栄えと、従来の製造方法で製造した比較例１〜３の見栄えを比較した表である。
実施例１及び２は、研磨工程を行った金型を使用して作られた成形品の拡大写真である。Ｎｏ４は素材にＰＭＭＡを使用したものであり、Ｎｏ５は素材にＡＳＡを使用したものである。
これに対し、比較例１〜３は、研磨工程を行わない金型を使用して製造した成形品の拡大写真である。比較例１及び比較例２は素材にＡＢＳを使用したものであり、そのうち比較例２は、比較例１の成形品にカラークリア塗装をしたものである。比較例３は素材にＰＭＭＡを使用したものである。
比較例２の見栄え評価を◎として、◎→○→△→×→×× の順に実施例１，２及び比較例１，３の見栄え評価を行った。また、比較例２の光沢値を１００％として、実施例１，２及び比較例１，３の光沢値の比率を算出した。
この結果、実施例１は、光沢樹脂素材であるＰＭＭＡと、研磨を行った金型とを組み合わせることで、クリア塗装をした比較例２に近い見栄え評価を得ることができた。実施例１は、クリア塗装を廃止するのに十分な見栄え評価である。
なお、実施例２は、素材にＡＳＡを使用したので、ＰＭＭＡよりも光沢値が低く、見栄え評価も△であった。ただし、クリア塗装をしていない比較例１及び３よりも光沢値が高いものとなった。

図９（Ａ）〜（Ｄ）は、シボの転写によってキューブ模様が付された成形品の拡大写真である。
第１実施形態の製造方法によって作られた実施例３の拡大写真を図９の（Ａ）、（Ｂ）に示す。これに対し、研磨工程を行う前の金型を使用した射出成形によって作られた比較例４の拡大写真を図９の（Ｃ）、（Ｄ）に示す。
図９（Ａ）、（Ｃ）は、成形品の表面を５０倍に拡大した写真であり、図９（Ｂ）、（Ｄ）は、成形品の断面を２００倍に拡大した写真である。
図９（Ａ）および（Ｃ）に示されるように、実施例３は、比較例４と比較して、表面部分の細かな凹凸の量が減少している。また、溝部分の形状がより明確に転写されている。
また、図９（Ｂ）に示されるように、実施例３は、凹凸模様の高さが１９．５μｍである。これに対し、図９（Ｄ）に示されるように、比較例４は、凹凸模様の高さが２１．３μｍである。したがって、実施例３は、比較例４と比較して、凹凸模様の高さが１．８μｍ低い。実施例３と比較例４との凹凸模様の高さの違いは、開発品の射出成形に使用した金型のシボの研磨量に相当する。

図１０（Ａ）〜（Ｄ）は、シボの転写によってスクエア模様が付された成形品の拡大写真である。
第１実施形態の製造方法によって作られた実施例４の拡大写真を図１０の（Ａ）、（Ｂ）に示す。これに対し、研磨工程を行う前の金型を使用した射出成形によって作られた比較例５の拡大写真を図１０の（Ｃ）、（Ｄ）に示す。
図１０（Ａ）、（Ｃ）は、成形品の表面を５０倍に拡大した写真であり、図１０（Ｂ）、（Ｄ）は、成形品の断面を２００倍に拡大した写真である。
図１０（Ａ）および（Ｃ）に示されるように、実施例４は、比較例５と比較して、表面部分の細かな凹凸の量が減少している。また、溝部分の形状がより明確に転写されている。
また、図１０（Ｂ）に示されるように、実施例４は、凹凸模様の高さが６．８μｍである。これに対し、図１０（Ｄ）に示されるように、比較例５は、凹凸模様の高さが１７．６μｍである。したがって、実施例４は、比較例５と比較して、凹凸模様の高さが１０．８μｍ低い。すなわち、実施例４の金型のシボは、１０．８μｍ研磨されている。

図９および図１０に示したように、実施例３、４は、金型に形成されたシボが樹脂成形品に正確に転写されている。さらに、実施例３、４は、樹脂成形品の凹凸模様の高さが低くなり、成形品の表面が平滑面に近づくことで、メタクリル酸メチル樹脂（いわゆるアクリル樹脂）素材が本来有している光沢がより明確に表現され、高光沢の凹凸模様を有する樹脂成形品となっている。

（他の実施形態）
上述した実施形態では、シボ形成工程において、エッチング工法によりシボを形成した。これに対し、他の実施形態では、シボ形成工程において、金型表面に研磨材を噴射するブラスト法によりシボを形成してもよい。
上述した実施形態では、研磨工程において、サンドブラストまたはガラスビーズの噴きつけ、又は、超微粒子研磨材を用いたバフ研磨を行った。これに対し、他の実施形態では、薬剤研磨、又は樹脂コーティングによってシボ表面の細かな凹凸を滑らかにする工程を採用してもよい。また、金型のシボに光沢剤を含むめっき層を設けることで、シボ表面の細かな凹凸を滑らかにする工程を採用してもよい。
上述した実施形態では、射出工程において、樹脂素材にＰＭＭＡまたはＡＳＡを使用した。これに対し、他の実施形態では、樹脂素材は、メタクリル酸メチル樹脂（いわゆるアクリル樹脂）、スチレン系樹脂、ＡＳ樹脂（ＡＢＳ、ＡＳＡ、ＡＥＳ等）、又は、ポリプロピレン系硬質樹脂を使用してもよい。
このように本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。

１・・・金型
４・・・シボ
８・・・樹脂成形品

Claims

射出成形に用いる金型にシボを形成するシボ形成工程と、
前記シボ形成工程により前記シボが形成された前記金型を研磨し、前記シボの表面を滑らかにする研磨工程と、
前記シボ形成工程および前記研磨工程により製造された前記金型に加熱溶融したメタクリル酸メチル樹脂、スチレン系樹脂、ＡＳ樹脂、又は、ポリプロピレン系硬質樹脂からなる樹脂素材を射出する射出工程と、
前記樹脂素材が冷却固化した後、前記シボが転写された成形品を前記金型から取り出す取出工程と、
を含み、
前記研磨工程は、前記シボ形成工程で形成された前記シボの高さを６．８から１９．５μｍ残し、１．８から１０．８μｍ研磨することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。