JP7123233B2 - 射出金型、これを含む射出成形機及びこれを用いた射出製品の製造方法 - Google Patents

Description

〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１８年１２月１７日付の韓国特許出願第１０－２０１８－０１６３１０１号及びこれを優先権として２０１９年１１月２８日付で再出願された韓国特許出願第１０－２０１９－０１５４９７３号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として組み込まれる。

本発明は、射出金型、これを含む射出成形機及びこれを用いた射出製品の製造方法に関し、より詳細には、高速加熱冷却成形装置や逆圧成形装置のような特殊な設備なしでも、スワールマーク（ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）や銀条（ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）、Ｇ／Ｆ（Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ）浮き、ウェルドライン（ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ）などのような表面外観の不良がない美麗な外観の射出製品を製造することができ、断熱手段の交換なしでも半永久的に使用可能であり、製造工程の時間及びコストを削減し、製造工程の精度を大きく向上させることができる射出金型、これを含む射出成形機及びこれを用いた射出製品の製造方法に関する。

自動車部品や電子製品の軽量化の目的の達成のために、発泡成形が多く使用されている。このような発泡成形は、主に化学発泡剤の膨張を用いて成形品の内部に微細気孔を形成させることによって、成形品の比重を低下させて軽量化の目的を達成する。しかし、発泡成形を適用することによって軽量化は可能であるが、膨張する発泡ガスの影響により、美麗な外観を得ることは現存の技術では不可能であるのが現状である。主な不良は、発泡ガスによるスワールマーク（ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）や銀条（ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）などの発生であって、ペイント塗装によっても不良を隠すのが非常に難しいので、発泡製品単独で外観製品への使用は難しく、革や布を被せて使用する形で用いられるか、または事前に成形品の表面にスワールマークや銀条の発生を防止するために急速加熱冷却成形（ＲＨＣＭ）や逆圧成形が開発されて用いられているが、工程コストが大きく増加し、制御や操作が非常に難しく、望むほどの外観特性を持続的に得ることが難しいという欠点がある。

大韓民国登録特許第１５１２９０８号

上記のような従来技術の問題点を解決するために、本発明は、特殊な設備なしでも、スワールマーク（ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）や銀条（ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）、Ｇ／Ｆ浮き、ウェルドライン（ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ）などのような表面外観の不良がない美麗な外観の射出製品を製造することができ、部品や装置の交換なしでも半永久的に使用可能であり、製造工程の時間及びコストを削減し、製造工程の精度を大きく向上させることができる射出金型、これを含む射出成形機及びこれを用いた射出製品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の上記目的及びその他の目的は、以下で説明する本発明によって全て達成することができる。

上記の目的を達成するために、本発明は、金型面に１層以上の蒸着層が積層された金型を含み、前記蒸着層は、フッ化樹脂単一重合体（ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含むことを特徴とする射出金型、これを含む射出成形機及びこれを用いた射出製品の製造方法を提供する。

また、本発明は、金型面に２層以上の蒸着層が積層された金型を含み、第１蒸着層はフッ化樹脂単一重合体（ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ）を含み、第２蒸着層はフッ化樹脂共重合体（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含むことを特徴とする射出金型、これを含む射出成形機及びこれを用いた射出製品の製造方法を提供する。

本発明によれば、急速加熱冷却成形装置や逆圧成形装置のような特殊な設備なしでも、スワールマーク（ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）や銀条（ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）、Ｇ／Ｆ浮き、ウェルドライン（ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ）などのような表面外観の不良がない美麗な外観の射出製品を製造することができ、工程毎にコーティングフィルムを裁断及び設置する煩わしさなしに半永久的に使用可能であり、製造工程の時間及びコストを削減し、製造工程の精度を大きく向上させることができる射出金型、これを含む射出成形機及びこれを用いた射出製品の製造方法を提供する効果がある。

本発明に係る射出金型及び射出製品の製造方法を簡略に示した概略図である。 本発明に係る蒸着層（高分子コーティング層）が形成される前と後の射出金型の固定側プレートの一例を撮影した写真である。 図２の固定側プレートに蒸着層が形成された射出金型を使用して発泡成形した成形品の前面（移動側プレートの非蒸着面で生成）及び後面（固定側プレートの蒸着面で生成）をそれぞれ撮影した写真である。前記写真を見ると、固定側プレートの蒸着面で形成された表面が、移動側プレートの非蒸着面で形成された表面に比べて遥かに美麗な外観を有する。 図２の固定側プレートに蒸着層が形成された射出金型を使用するものの、射出流量を異ならせて実験した実施例１～４で製造された発泡射出製品の前面（移動側プレートの非蒸着面で形成）及び後面（固定側プレートの蒸着面で形成）をそれぞれ撮影した写真である。写真において、左側は、非蒸着層によって形成された表面であり、右側は、蒸着層によって形成された表面であり、全ての写真において、右側の蒸着層によって形成された表面がより一層美麗であることを確認でき、特に、射出流量が４０ｃｃ／ｓ以上（流量Ｂ、Ｃ、Ｄのケースに該当する）である実施例２～４が、射出流量がこれよりも小さい実施例１に比べて、外観がさらに優れることを確認できる。 図２の固定側プレートに蒸着層が形成された射出金型を使用するものの、樹脂組成物を異ならせて実験した実施例６及び７で製造された発泡射出製品の前面（移動側プレートの非蒸着面で形成）及び後面（固定側プレートの蒸着面で形成）をそれぞれ撮影した写真である。写真において、左側は、非蒸着層によって形成された表面であり、右側は、蒸着層によって形成された表面であり、全ての写真において、右側の蒸着層によって形成された表面がより一層美麗であることを確認でき、射出流量が４０ｃｃ／ｓ以上（流量Ｂ）である実施例７が、これよりも射出流量が小さい実施例６に比べて、外観がさらに優れることを確認できる。 実施例８において、固定側プレートに蒸着層が形成され、移動側プレートには蒸着層が形成されていない、孔形成コアピンを含む射出金型を使用して一般射出成形した、射出製品の前面（移動側プレートの非蒸着面で形成）及び後面（固定側プレートの蒸着面で形成）をそれぞれ撮影した写真である。図６の写真は、移動側プレートの非蒸着面で形成された射出製品の前面であって、孔の周辺にウェルドラインが発生したことを鮮明に確認することができ、図７の写真は、固定側プレートの蒸着面で形成された射出製品の後面であって、孔の周辺にウェルドラインがなく、外観が美麗であることを確認できる。 実施例９において、固定側プレートに蒸着層が形成され、移動側プレートには蒸着層が形成されていない射出金型を使用して一般射出成形した射出製品の前面（移動側プレートの非蒸着面で形成）及び後面（固定側プレートの蒸着面で形成）をそれぞれ撮影した写真である。図８の写真は、移動側プレートの非蒸着面で形成された射出製品の前面であって、表面にＧ／Ｆ浮きが発生したことを容易に確認することができ、図９の写真は、固定側プレートの蒸着面で形成された射出製品の後面であって、表面にＧ／Ｆ浮きが全くなく、外観が滑らかなことを確認できる。 実施例１０において、固定側プレートに蒸着層が形成され、移動側プレートには蒸着層が形成されていない射出金型を使用して一般射出成形した射出製品の前面（移動側プレートの非蒸着面で形成）及び後面（固定側プレートの蒸着面で形成）をそれぞれ撮影した写真である。写真において上側は、移動側プレートの非蒸着面で形成された射出製品の前面であって、表面にＧ／Ｆ浮きが発生したことを容易に確認することができ、写真において下側は、固定側プレートの蒸着面で形成された射出製品の後面であって、表面にＧ／Ｆ浮きが全くなく、外観が滑らかなことを確認できる。 本発明に係る蒸着層（コーティング層）の厚さ測定方法の実施例であって、図示のように、蒸着された部分（コーティング層）と蒸着されていない部分（テープがあった箇所）との高さの差を用いて簡単に測定することができる。ここで、蒸着（コーティング）作業の前に母材の端部にテープを貼り付けておき、蒸着（コーティング）作業が終わった後にテープを除去した。 実施例１１～１３において一般射出成形した射出製品の前面（移動側プレートの非蒸着面で形成）及び後面（固定側プレートの蒸着（コーティング）面で形成）をそれぞれ撮影した写真である。このとき、それぞれの前面（Ｎａｋｅｄ）の写真には、ゲートマーク（Ｇａｔｅ ｍａｒｋ）、ガラス繊維浮き（ＧＦ ｆｌｏａｔｉｎｇ）または銀条（Ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）がある部分を確認しやすいように点線の円で表示した。 実施例１４及び１５において一般射出成形した射出製品の前面（移動側プレートの非蒸着面で形成）及び後面（固定側プレートの蒸着（コーティング）面で形成）をそれぞれ撮影した写真である。このとき、ガラス繊維浮き（ＧＦ ｆｌｏａｔｉｎｇ）の有無を確認するために、前面（Ｎａｋｅｄ）の写真と後面（Ｃｏａｔｅｄ）の写真の一地点を拡大して示した。 実施例１６において一般射出成形した射出製品の前面（移動側プレートの非蒸着面で形成）及び後面（固定側プレートの蒸着面で形成）をそれぞれ撮影した写真である。このとき、外観品質を確認するために、前面（Ｎａｋｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）の写真と後面（Ｃｏａｔｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）の写真の一地点を拡大して示した。 実施例１７及び１８においてそれぞれ発泡射出成形及び一般射出成形した射出製品の前面（移動側プレートの非蒸着面で形成）及び後面（固定側プレートの蒸着面で形成）をそれぞれ撮影した写真である。このとき、ガラス繊維浮き（ＧＦ ｆｌｏａｔｉｎｇ）の有無を確認するために、前面（Ｎａｋｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ）の写真と後面（Ｃｏａｔｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ）の写真の一地点を拡大して示した。

以下、本記載の射出金型、これを含む射出成形機及びこれを用いた射出製品の製造方法を詳細に説明する。

本発明者らは、テフロン(登録商標)のようなフッ素樹脂粉末を金型の表面に高温焼結した後、硬化させる蒸着方式により、金型面にフッ素樹脂断熱層を形成して、充填中の樹脂の熱源で金型面を瞬間的に加熱させ、固化層の生成を瞬間的に遅延させて、一般の発泡の発泡率を確保すると同時に、発泡セルの成長圧力によって金型面の形状がそのまま転写されることで、スワールマークや銀条などが発生しない美麗な外観表面を確保できることを確認し、これに基づいてさらに研究に邁進して本発明を完成するようになった。

本発明は、金型面に１層以上の蒸着層が積層された金型を含み、前記蒸着層は、フッ化樹脂単一重合体（ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含むことを特徴とする射出金型を含み、このような場合に、特殊な設備なしでも、スワールマーク（ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）や銀条（ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）などが全くない美麗な外観の射出製品を製造することができ、工程毎に断熱手段を裁断及び設置する煩わしさなしに半永久的に使用可能であり、製造工程の時間及びコストを削減し、製造工程の精度を大きく向上させることができる効果がある。

また、本発明は、金型面に２層以上の蒸着層が積層された金型を含み、第１蒸着層は、フッ化樹脂単一重合体（ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含み、第２蒸着層は、フッ化樹脂共重合体（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含むことを特徴とする射出金型を含み、このような場合に、同様に、特殊な設備なしでも、スワールマーク（ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）や銀条（ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）などが全くない美麗な外観の射出製品を製造することができ、工程毎に断熱手段を裁断及び設置する煩わしさなしに半永久的に使用可能であり、製造工程の時間及びコストを削減し、製造工程の精度を大きく向上させることができる効果がある。

以下、本発明の射出金型の構成を分けてその技術的特徴を詳細に説明するが、それぞれの技術的特徴は、独立して本発明の射出金型の構成を限定又は定義できると同時に、２つ以上の技術的特徴が同時に本発明の射出金型の構成を限定又は定義することもできる。

前記蒸着層は、総厚さが、一例として、２０～１００μｍ、好ましくは４０～８０μｍ、より好ましくは４５～８０μｍ、さらに好ましくは４５～７５μｍ、より一層好ましくは５０～７０μｍであってもよく、この範囲内で、断熱による冷却遅延効果に優れるので、射出製品の美麗な外観の確保が可能であり、加工時間が短く、経済性に優れ、外観特性に優れるという利点がある。

本記載において、蒸着層の厚さは、本発明の属する技術分野で一般に測定する方法で測定することができ、一実施例として、下記の図１１に示されたように、蒸着された部分（コーティング層）と蒸着されていない部分（テープがあった箇所）との高さの差を用いて簡単に測定することができる。

前記第１蒸着層は、一例として、厚さが１～５０μｍ、好ましくは１０～５０μｍ、より好ましくは１０～４０μｍ、より一層好ましくは２０～３０μｍであってもよく、この範囲内で、接着力に優れ、断熱効果が改善され、加工時間が短く、経済性に優れるという効果がある。

前記第２蒸着層は、一例として、厚さが１０～８０μｍ、好ましくは２０～８０μｍ、より好ましくは４０～７０μｍ、さらに好ましくは５０～７０μｍ、より一層好ましくは６０～７０μｍであってもよく、この範囲内で、目的とする断熱効果が十分に発揮され、加工時間が短く、経済性に優れ、外観特性に優れるという効果がある。

前記蒸着層は、一例として、１層又は２層以上であってもよく、好ましくは２層又は３層であり、より好ましくは２層であり、この場合に、目的とする断熱効果が十分に発揮され、加工時間が短く、経済性に優れ、外観特性に優れるという効果がある。

前記蒸着層は、一例として、液状または粉末状のコーティング塗料をスプレーコーティング、 ディップ（Ｄｉｐ）コーティング、スピン（Ｓｐｉｎ）コーティングなどの方法で金型面に塗布した後、１５０℃以上又は１５０～４５０℃、好ましくは３８０～４５０℃、より好ましくは４００～４５０℃の雰囲気で熱処理または焼結乾燥して形成することができる。

前記射出金型は、一例として、発泡射出金型または非発泡射出金型、すなわち一般射出金型であってもよく、この場合に、高速加熱冷却成形装置や逆圧成形装置のような特殊な設備なしでも、スワールマーク（ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）や銀条（ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）、Ｇ／Ｆ浮き、ウェルドライン（ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ）などのような表面外観の不良がない美麗な外観の発泡射出製品又は一般射出製品を製造するという利点がある。

前記蒸着層は、一例として、焼結硬化蒸着層であってもよく、このような場合に、目的とする断熱効果、接着強度及び耐久性に優れるという効果がある。

前記フッ化樹脂単一重合体は、一例として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）からなる群から選択された１種以上であってもよく、好ましくはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）であってもよく、この場合に、表面の潤滑特性の増大及び焼着特性の低減により、成形時に発生するガスが金型面に焼着しないので、これによる成形不良が減少し、金型の清掃周期が大幅に延長されるという効果がある。

前記フッ化樹脂共重合体は、一例として、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン－六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン－四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）及びエチレン－クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）からなる群から選択された１種以上であってもよく、好ましくはペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）であってもよく、この場合に、断熱効果及び外観特性に優れるという利点がある。

前記金型面は、一例として、固定側プレートの成形面、可動側プレートの成形面、またはこれらの両方であってもよいが、特に制限されず、射出製品の要求特性及び経済性に応じて適切に選択することができる。

前記固定側プレートは、一例として、スプルー（ｓｐｒｕｅ）、ランナー（ｒｕｎｎｅｒ）、ゲート（ｇａｔｅ）及びキャビティサイド（ｃａｖｉｔｙ ｓｉｄｅ）などを含み、前記可動側プレートは、一例として、コアサイド（ｃｏｒｅ ｓｉｄｅ）及びエジェクタなどを含むことができる。

前記ゲートは、一例として、サイドゲート（ｓｉｄｅ ｇａｔｅ）であってもよい。

本記載において特に定義していない非発泡射出金型又は発泡射出金型；非発泡射出成形機又は発泡射出成形機；及び非発泡（一般）射出製品又は発泡射出製品の製造方法に関連するその他の構成は、本発明の属する技術分野で一般に採用される技術であれば、特に制限されず、本発明を明確に説明するためにその記載を省略した。

以下、図面を参照して本発明の射出金型を説明する。

下記の図１は、本発明に係る射出金型及び射出製品の製造方法を簡略に示した概略図であり、下記の図２は、本発明に係る蒸着層が形成される前と後の射出金型の固定側プレートの一例を撮影した写真である。下記の図３は、下記の図２の固定側プレートに蒸着層が形成された射出金型を使用して発泡成形した発泡射出製品（成形品）の前面（移動側プレートの非蒸着面で形成）及び後面（固定側プレートの蒸着面で形成）をそれぞれ撮影した写真である。前記写真を見ると、蒸着面で形成された成形品の表面が、非蒸着面で形成された成形品の表面に比べて、遥かに美麗な外観を有することを確認できる。

下記の図１を参照すると、上側の図の左側が固定側プレートが含まれ、上側の図の右側が移動側プレートが含まれ、左側のノズルからスプルーを介して金型キャビティに溶融樹脂組成物が充填されると、本発明に係る蒸着層が形成された固定側プレート面では、溶融樹脂組成物の熱源で金型面を瞬間的に加熱させ、断熱効果によって固化層の生成を瞬間的に遅延させて、一般の発泡の発泡率を確保すると同時に、発泡セルの成長圧力によって金型面の形状がそのまま転写されることで、スワールマークや銀条などが発生していない射出製品を製造し、以降、移動側プレートが移動して射出製品を射出金型から吐出させる。下側の図の左側は、本発明に係る蒸着層が形成されていない金型面（Ｎａｋｅｄ ｓｕｒｆａｃｅ）を概略的に示し、下側の図の右側は、本発明に係る蒸着層が形成された金型面（Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）を概略的に示しており、右側の蒸着層が形成された金型面の場合、上述したように断熱効果によって固化層の生成を瞬間的に遅延させて、射出製品の表面に発泡セルの成長圧力によって金型面の形状がそのまま転写されることで、スワールマークや銀条などが発生しない美麗な外観表面を確保することができる。図中、プレート内の赤色部分は、充填される溶融樹脂組成物を意味し、スプルーからキャビティまで連結されるランナー及びゲートの図示は省略した。

下記の図２を参照すると、図中、左側の写真は、蒸着層が形成されていない固定側プレート（金型蒸着前）であり、右側の写真は、蒸着層が形成された固定側プレート（金型蒸着後）であり、左側の写真の固定側プレートに脱脂洗浄及び超音波洗浄などのクリーニング工程を実施した後に、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）粉末をスプレーコーティング、ディップ（Ｄｉｐ）コーティング、スピン（Ｓｐｉｎ）コーティングなどの方法によりコーティング処理した後、４００℃以上の条件で、より具体的には４００～４５０℃の条件で熱処理を通じて焼結させ、これに、再びペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）粉末を、前記のような方法のスプレーコーティング、ディップコーティング、スピンコーティングなどで塗布した後、４００℃以上、より具体的には４００～４５０℃の雰囲気で加熱乾燥させることによって、右側の写真のような、蒸着層が形成された固定側プレートを作製した。このとき、キャビティの厚さは２～４ｍｍであり、図上に固定側プレートに対応する移動側プレートは図示していないが、これは、固定側プレートの形状に応じて設計されるものであって、当業者に自明なものであるところ、煩わしさを避けるために省略した。

本発明の射出成形機は、射出金型、射出装置及び駆動装置を含む射出成形機であって、前記射出金型は、上述した射出金型を含むことを特徴とする。

本発明の射出成形機は、上述した射出金型と技術的特徴を共有し、したがって、ここで重複する説明は省略する。

前記射出装置は、一例として、樹脂組成物が投入されるホッパー、投入された樹脂組成物を可塑化させながら移動させる加熱シリンダ及びスクリューを１つ以上含み、前記加熱シリンダは、通常の非発泡（一般）射出成形機または発泡射出成形機に使用される加熱シリンダであれば、特に制限されず、一例として、シリンダの外側に装着され、投入された樹脂組成物を溶解するためにシリンダの内部に熱を供給するヒーターと、射出金型に溶融樹脂組成物を噴出させるノズルとを含むことができる。

前記スクリューは、一例として、スクリューヘッド；逆流防止弁；及び連続又は不連続スクリュー本体；からなることができる。

前記逆流防止弁は、射出成形機に使用される加熱シリンダ内で可塑化された樹脂組成物、すなわち、溶融樹脂組成物の逆流を防止する弁であれば、特に制限されず、一例として、チェックリング（ｃｈｅｃｋ ｒｉｎｇ）を含むことができる。

前記連続スクリュー本体は、フライトが途中で断絶することなく連続的に形成されたスクリュー本体を意味し、好ましくは、フライトがフィードゾーン（ｆｅｅｄ ｚｏｎｅ）、トランジションゾーン（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｚｏｎｅ）及びメータリングゾーン（ｍｅｔｅｒｉｎｇ ｚｏｎｅ）にわたって断絶することなく連続的に形成されたスクリュー本体であってもよく、この場合に、投入された樹脂組成物を容易に可塑化させることができるという利点がある。前記不連続スクリュー本体は、フライトが途中で断絶したスクリュー本体を意味する。

前記キャビティの厚さは、射出成形品のデザインに応じて調節されるものであって、特に制限されないが、一例として、１～１５ｍｍ、２～１０ｍｍ、または２～５ｍｍであってもよく、この範囲内で、機械的物性に優れながらも、美麗な外観を確保するという利点がある。

本記載のキャビティの厚さは、プレートの底から垂直に空間が占める高さを意味する。

前記駆動装置は、通常の射出成形機に適用可能な駆動装置であれば、特に制限されず、一例として、油圧シリンダ及びスクリュー回転用油圧モータを含むことができる。

本発明の射出製品の製造方法は、上述した射出成形機を用いて樹脂組成物を射出成形するステップを含むことを特徴とする。このような方法は、急速加熱冷却成形装置や逆圧成形装置のような特殊な設備なしでも、スワールマーク（ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）や銀条（ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）、ウェルドライン、Ｇ／Ｆ浮きなどが全くない美麗な外観の射出製品を製造することができ、工程毎にコーティングフィルムを裁断及び設置する煩わしさなしに半永久的に使用可能であり、製造工程の時間及びコストを削減し、製造工程の精度を大きく向上させる効果がある。

前記射出成形は、好ましくは射出流量が４０ｃｃ／ｓ以上、より好ましくは４０～２０００ｃｃ／ｓ、さらに好ましくは４０～１０００ｃｃ／ｓ、より一層好ましくは４０～２００ｃｃ／ｓ、それよりさらに好ましくは４０～１１２ｃｃ／ｓ、最も好ましくは４０～１００ｃｃ／ｓであってもよく、この範囲内で、美麗な外観の射出製品を製造するという利点がある。参考に射出流量は、射出成形機に成形条件の入力時に使用者が指定することができる。

前記樹脂組成物は、一例として、熱可塑性樹脂１００重量部；充填剤０～１５０重量部又は０．１～１５０重量部；及び添加剤０．１～１０重量部又は０．１～８重量部を含むことができ、この範囲内で、補強効果及びきれいで美麗な外観の利点がある。

前記充填剤は、本発明の属する技術分野で通常使用される充填剤であれば、特に制限されず、一例として、ミネラルフィラー（ｍｉｎｅｒａｌ ｆｉｌｌｅｒ）、ガラス繊維（ｇｌａｓｓ ｆｉｂｅｒ）、炭素繊維（ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ）、カーボンブラック及びＣＮＴ（Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ）からなる群から選択された１種以上であってもよく、好ましくはガラス繊維であり、この場合に、補強効果及びきれいで美麗な外観の利点がある。

他の例として、前記充填剤は、キャリア樹脂と充填剤成分を含むマスターバッチであってもよく、前記キャリア樹脂は、発泡射出製品または射出製品に成形可能な熱可塑性樹脂であれば、特に制限されないが、一例として、本発明に係る熱可塑性樹脂の範囲内で選択されてもよく、前記充填剤成分は、一例として顔料などであってもよく、このとき、マスターバッチ内の充填剤成分の含量は、一例として、３０～８０重量％または４０～６０重量％であってもよく、この範囲内で、他の物性の低下なしに目的とする効果が良好に発現されるという効果がある。

前記充填剤がカーボンブラックである場合、一例として、０．１～１０重量部、０．５～８重量部、または１～５重量部含まれてもよく、この範囲内で、補強効果及びきれいで美麗な外観の利点がある。

前記充填剤がミネラルフィラー（ｍｉｎｅｒａｌ ｆｉｌｌｅｒ）、ガラス繊維（ｇｌａｓｓ ｆｉｂｅｒ）、炭素繊維（ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ）及びＣＮＴ（Ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ）からなる群から選択された１種以上である場合、さらに他の例として、０．５～１２０重量部、好ましくは１～１００重量部、より好ましくは５～８０重量部、さらに好ましくは１０～６０重量部含まれてもよく、この範囲内で、補強効果及びきれいで美麗な外観の利点がある。

前記添加剤は、好ましくは、滑剤、衝撃補強剤、酸化防止剤、ＵＶ安定剤及び化学発泡剤からなる群から選択された１種以上であってもよく、この場合に、美麗な外観を達成しながらも、添加剤が目的とする効果が完全に発揮されるという利点がある。

前記添加剤は、他の例として、０．５～８重量部、１～５重量部、または２～４重量部であってもよく、この範囲内で、美麗な外観を達成しながらも、添加剤が目的とする効果が完全に発揮されるという利点がある。

前記化学発泡剤は、一例として無機発泡剤であってもよく、この場合に、外観特性に優れるという効果がある。

前記無機発泡剤は、特に制限されないが、一例として、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸ナトリウム及び炭酸アンモニウムからなる群から選択された１種以上であってもよく、この場合に、外観特性に優れるという効果がある。

前記熱可塑性樹脂は、発泡射出製品または非発泡（一般）射出製品に成形可能な熱可塑性樹脂であれば、特に制限されないが、一例として、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＰＢＴ、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＣ／ＡＢＳアロイ、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）、ポリエステル、ＳＡＮ樹脂、ＰＳ、ＰＶＣ及びポリエチレン（ＰＥ）樹脂からなる群から選択された１種以上であってもよく、この場合に、樹脂固有の物性を維持しながらも、きれいで美麗な外観を達成するという利点がある。

前記射出成形は、一例として、ショートショット法によって行われる発泡成形であってもよく、この場合に、スワールマーク（ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）や銀条（ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）、Ｇ／Ｆ浮き、ウェルドライン（ｗｅｌｄ ｌｉｎｅ）などのような表面外観の不良がない美麗な外観の発泡製品を製造するという利点がある。

本記載においてショートショット法は、本発明の属する技術分野で通常使用されるショートショット法であれば、特に制限されず、一例として、可塑化された、すなわち溶融された発泡成形樹脂組成物をキャビティに充填し、セル成長で成形を完成する方法であってもよい。

また、前記射出成形は、溶融された発泡樹脂組成物をキャビティに充填し、可動側金型、すなわちコアを後退させ、セル成長で成形を完成するコアバック成形方法によって行われる発泡成形であってもよく、この場合にも、スワールマーク（ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）や銀条（ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）などがない美麗な外観の発泡製品を製造するという利点がある。

本記載において、本発明の属する技術分野で一般に採用可能な構成は記載していないが、このような構成は、必要に応じて通常の技術者が容易に選択できるので、本発明の特定にいかなる影響も及ぼさないと言える。

以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施例を提示するが、以下の実施例は、本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範疇及び技術思想の範囲内で様々な変更及び修正が可能であることは当業者にとって明らかであり、このような変更及び修正が添付の特許請求の範囲に属することも当然である。

［実施例］
（実施例１）
ＡＢＳ樹脂（ＬＧ化学社製、ＡＦ３６５Ｆ）１００重量部、充填剤としてミルド（ｍｉｌｌｅｄ）ガラス繊維２５重量部、及び発泡剤として東進セミケムのＬＰ３３８ ３重量部が混合された発泡成形樹脂組成物を、ホッパー、シリンダ及びスクリューを含む一般の射出装置に一括投入し、成形温度を２３０℃に固定して溶融及び混練した後、これを、下記の表１に記載された射出流量及び金型温度の条件下で、下記の図２の蒸着層が形成された固定側プレート及びこれに対応する移動側プレート（図示せず）を含む射出金型に注入し、ショートショット法で発泡によってセルを成長させて最終発泡製品を製造した。前記固定側プレートは、上述したように、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）で３０μｍの厚さの１次蒸着層を形成させた後、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）で４０μｍの厚さの２次蒸着層を形成させ、前記移動側プレートは、フッ素樹脂の蒸着なしで鏡面処理することによって、射出製品の前／後面の外観の比較を通じて、本発明に係る蒸着層の効果を確認できるようにした。また、前記射出成形に使用された射出成形機の諸元は、最大射出速度：１１２ｍｍ／ｓ（７９ｃｃ／ｓ）、最大型締力：１５０Ｔｏｎ、スクリューの直径：４５ｍｍ、最大射出圧力：２，２１０ｂａｒであった。

（実施例２～５）
前記実施例１において、射出流量を下記の表１に記載された値で実施した以外は、前記実施例１と同様の方法で実施した。

（実施例６）
前記実施例１において、発泡成形樹脂組成物を、ポリプロピレン樹脂（ＳＥＥＴＥＣ Ｈ７７００）１００重量部、充填剤としてカーボンブラックＭＢ（ＰＰベース、カーボンの含量５０重量％）１重量部、及び発泡剤として東進（株）のＬＰ３３８商用製品３重量部が混合された発泡成形樹脂組成物に代えた以外は、前記実施例１と同様の方法で実施した。

（実施例７）
前記実施例６において、射出流量を下記の表２に記載された値で実施した以外は、前記実施例１と同様の方法で実施した。

（実施例８）
前記実施例１において使用した射出金型を、孔形成コアピンを含む（残りの条件は同一）射出金型に代え、射出流量を下記の表３に記載された値で実施した以外は、前記実施例１と同様の方法で実施した。

（実施例９）
前記実施例２において、発泡成形樹脂組成物を、ポリプロピレン樹脂（ＳＥＥＴＥＣ Ｈ７７００）１００重量部、充填剤として長ガラス繊維（ＬＧ化学社製、ＬＵＦＬＯ ＬＧ２４００）４０重量部が混合された一般の射出成形樹脂組成物に代え、かつショートショット法を一般の射出成形法に代えた以外は、前記実施例１と同様の方法で実施した。

（実施例１０）
前記実施例２において、発泡成形樹脂組成物を、ポリプロピレン樹脂（ＳＥＥＴＥＣ Ｈ７７００）１００重量部、充填剤としてガラス繊維（ＬＧ化学社製、ＬＵＰＯＹ ＳＣ２５０２）５０重量部が混合された一般の射出成形樹脂組成物に代え、かつショートショット法を一般の射出成形法に代えた以外は、前記実施例１と同様の方法で実施した。

（実施例１１）
前記実施例１において、固定側プレートとして、２５～３０μｍの厚さのポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）１次蒸着層及び１５～２０μｍの厚さのポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）２次蒸着層が形成された固定側プレートを使用し、射出流量を８０ｃｃ／ｓとし、発泡成形樹脂組成物の代わりに、一般の射出成形樹脂としてアクリレート－スチレン－アクリロニトリル樹脂（ＡＳＡ ＬＩ９４１、ＬＧ化学社製）を使用し、ショートショット法を一般の射出成形法に代えた以外は、前記実施例１と同様の方法で実施した。

（実施例１２）
前記実施例１１において、ＡＳＡ樹脂の代わりに、ポリプロピレン（ＳＥＥＴＥＣ Ｈ７７００）樹脂７０重量部及びガラス繊維（ＬＵＰＯＹ ＳＣ２５０２、ＬＧ化学社製）５０重量部で構成された組成物を使用した以外は、前記実施例１１と同様の方法で実施した。

（実施例１３）
前記実施例１１において、ＡＳＡ樹脂の代わりにポリカーボネート（ＰＣ）樹脂（ＬＵＰＯＹ ＰＣ ＧＰ１０００ＭＵ、ＬＧ化学社製）を使用した以外は、前記実施例１１と同様の方法で実施した。

（実施例１４）
前記実施例１において、固定側プレートとして、３０μｍの厚さのＰＴＦＥ１次蒸着層のみが形成された固定側プレートを使用し、射出流量を８０ｃｃ／ｓとし、発泡成形樹脂組成物の代わりに、ポリアミド６（ＰＡ６）８５重量％及びＧＦ１５重量％で構成された一般の射出成形樹脂組成物を使用した以外は、前記実施例１と同様の方法で実施した。

（実施例１５）
前記実施例１４において、一般の射出成形樹脂組成物として、ポリアミド６（ＰＡ６）７０重量％及びＧＦ３０重量％で構成された組成物を使用した以外は、前記実施例１４と同様の方法で実施した。

（実施例１６）
前記実施例１４において、一般の射出成形樹脂組成物の代わりに、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（Ｋｅｙｆｌｅｘ－ＢＴ １０２８Ｄ、ＬＧ化学社製）を使用した以外は、前記実施例１４と同様の方法で実施した。

（実施例１７）
前記実施例１４において、一般の射出成形樹脂組成物の代わりに、長繊維が３０重量％含有された長繊維強化熱可塑性樹脂（ＬＵＦＬＯ ＬＧ２２５０Ｂ、ＬＧ化学社製）を使用した以外は、前記実施例１４と同様の方法で実施した。

（実施例１８）
前記実施例１７において、化学発泡剤を３重量部投入してショートショット法で発泡射出成形した以外は、前記実施例１７と同様の方法で実施した。

［試験例］
前記実施例１～１８で製造された発泡製品の両表面を拡大撮影してスワールマーク、銀条、Ｇ／Ｆ浮き、またはウェルドラインの生成の有無を目視で確認し、その結果を、下記の表１～表６及び図４～図１９に開示した。

前記表１及び下記の図４に示したように、本発明に係るフッ素樹脂の蒸着層が形成された金型面（固定側プレート）から形成された射出製品の表面は、断熱されることで、溶融樹脂組成物の熱源で金型の表面を間接加熱し、固化層の生成が瞬間的に遅延する効果があるので、蒸着層が形成されないため、溶融樹脂組成物が金型面に接触するとすぐに冷却が進行する未蒸着（ｎａｋｅｄ）金型面（移動側プレート）から形成された射出製品の表面と比較して、スワールマーク（Ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）及び銀条（Ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）が大きく減少したり、全く発生せず、また、全サイクル時間（ｃｙｃｌｅ ｔｉｍｅ）にも影響がなく、特に、射出流量４０ｃｃ／ｓ以上の条件で射出成形する場合には、スワールマーク（Ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）及び銀条（Ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）が全く発生しないので、外観が非常に美麗であることが確認できた。

前記表２及び下記の図５に示したように、本発明に係るフッ素樹脂の蒸着層が形成された金型面（固定側プレート）から形成された射出製品の表面は、断熱されることで、溶融樹脂組成物の熱源で金型の表面を間接加熱し、固化層の生成が瞬間的に遅延する効果があるので、蒸着層が形成されないため、溶融樹脂組成物が金型面に接触するとすぐに冷却が進行する未蒸着金型面（移動側プレート）から形成された射出製品の表面と比較して、スワールマーク（Ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）及び銀条（Ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）が大きく減少したり、全く発生せず、また、全サイクル時間（ｃｙｃｌｅ ｔｉｍｅ）にも影響がなく、特に、射出流量４０ｃｃ／ｓ以上の条件で射出成形する場合には、スワールマーク（Ｓｗｉｒｌ ｍａｒｋｓ）及び銀条（Ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）が全く発生しないので、外観が非常に美麗であることが確認できた。

前記表３及び下記の図６～図１０に示したように、本発明に係るフッ素樹脂の蒸着層が形成された金型面（固定側プレート）から形成された射出製品の表面は、断熱されることで、溶融樹脂組成物の熱源で金型の表面を間接加熱し、固化層の生成が瞬間的に遅延する効果があるので、蒸着層が形成されないため、溶融樹脂組成物が金型面に接触するとすぐに冷却が進行する未蒸着金型面（移動側プレート）から形成された射出製品の表面と比較して、ウェルドラインやＧ／Ｆ浮きなどが全く発生せず、外観が美麗であることが確認できた。

前記表４及び下記の図１２～図１４に示したように、本発明に係る２層のＰＥＥＫ樹脂蒸着層が形成された金型面（固定側プレート）から形成された射出製品の表面（コーティング面）は、未蒸着金型面（移動側プレート）から形成された射出製品の表面（Ｎａｋｅｄ面）と比較して、ゲートマーク、Ｇ／Ｆ浮き及び銀条（Ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）が全く発生せず、外観が美麗であることが確認できた。下記の図１２～図１４を参照すると、実施例１１～１３で射出成形した射出製品の前面（移動側プレートの非蒸着（Ｎａｋｅｄ）面で形成）の写真に点線の円で強調表示された部分を見ると、ゲートマーク（Ｇａｔｅ ｍａｒｋ）、Ｇ／Ｆ浮き（ＧＦ ｆｌｏａｔｉｎｇ）及び銀条（Ｓｉｌｖｅｒ ｓｔｒｅａｋｓ）があることを明確に確認することができる。しかし、前記製品の後面（固定側プレートの蒸着（コーティング）面で形成）は、ゲートマークなどのような外観の欠陥が全くないことを確認することができる。

前記表５及び下記の図１５と図１６に示したように、本発明に係る１層のＰＴＦＥ樹脂蒸着層が形成された金型面（固定側プレート）から形成された射出製品の表面（Ｃｏａｔｅｄ）は、未蒸着金型面（移動側プレート）から形成された射出製品の表面（Ｎａｋｅｄ）と比較して、Ｇ／Ｆ浮きが全く発生しないので、外観が非常に美麗であることが確認できた。

（射出物の表面にゲートマーク、銀条、Ｇ／Ｆ浮きなどがなく滑らかな場合を優秀と評価し、ゲートマーク、銀条またはＧ／Ｆ浮きがある場合を不良と評価する）

前記表６及び下記の図１７～図１９に示したように、本発明に係る１層のＰＴＦＥ樹脂蒸着層が形成された金型面（固定側プレート）から形成された射出製品の表面（Ｎａｋｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ）は、未蒸着金型面（移動側プレート）から形成された射出製品の表面（Ｃｏａｔｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ）と比較して、いかなるゲートマークやＧ／Ｆ浮きなども全く発生せず、外観が美麗であることが確認できた。

下記図１７を参照すると、実施例１６のように、一般に射出素材に添加剤が多く入っているため外観が良くない場合でも、本発明に係る１層のＰＴＦＥ樹脂蒸着層が形成された金型を使用する場合、外観品質が大きく改善されることが確認できた。

下記図１８及び図１９を参照すると、実施例１７のように発泡射出成形した射出製品や実施例１８のように非発泡射出成形した射出製品の両方とも、本発明に係る１層のＰＴＦＥ樹脂蒸着層が形成された金型で製造される場合、射出製品の表面（Ｃｏａｔｅｄ Ｓｕｒｆａｃｅ）にいかなるゲートマークやＧ／Ｆ浮き（ＧＦ ｆｌｏａｔｉｎｇ）なども発生しないので、外観が美麗であることが確認できた。

Claims (14)

1. 金型面に２層以上のコーティング層が積層された金型を含み、
   第１コーティング層及び第２コーティング層は、いずれもポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含むことを特徴とする、射出金型。
2. 金型面に２層以上のコーティング層が積層された金型を含み、
   第１コーティング層は、フッ化樹脂単一重合体（ｈｏｍｏｐｏｌｙｍｅｒ）を含み、第２コーティング層は、フッ化樹脂共重合体（ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）を含み、前記第１コーティング層は、厚さが２０～５０μｍであり、前記第２コーティング層は、厚さが２０～８０μｍであることを特徴とする、射出金型。
3. 前記第１コーティング層は、厚さが１～５０μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の射出金型。
4. 前記第２コーティング層は、厚さが２０～８０μｍであることを特徴とする、請求項１又は３に記載の射出金型。
5. 前記射出金型は発泡射出金型であることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の射出金型。
6. 前記コーティング層は焼結硬化コーティング層であることを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の射出金型。
7. 前記フッ化樹脂単一重合体は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）からなる群から選択された１種以上であることを特徴とする、請求項２に記載の射出金型。
8. 前記フッ化樹脂共重合体は、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン－六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン－四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）及びエチレン－クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）からなる群から選択された１種以上であることを特徴とする、請求項２又は７に記載の射出金型。
9. 前記コーティング層の総厚さは２０～１００μｍであることを特徴とする、請求項１、３、及び４のいずれか一項に記載の射出金型。
10. 前記金型面は、固定側プレートの成形面、可動側プレートの成形面、またはこれらの両方であることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の射出金型。
11. 射出金型、射出装置及び駆動装置を含む射出成形機であって、前記射出金型は、請求項１～１０のいずれか一項に記載の射出金型を含むことを特徴とする、射出成形機。
12. 請求項１１に記載の射出成形機を用いて樹脂組成物を射出成形するステップを含むことを特徴とする、射出製品の製造方法。
13. 前記射出成形は、ショートショット法又はコアバック成形方法によって行われる発泡成形であることを特徴とする、請求項１２に記載の射出製品の製造方法。
14. 前記射出成形は、射出流量が４０ｃｃ／ｓ以上であることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の射出製品の製造方法。

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