JP7466352B2 - 射出成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形用金型に関するものである。

従来から、車両用外装部品には、表面にめっき処理がほどこされた樹脂成形品が用いられている。このような車両用外装部品は、射出成形用金型の内部に溶融樹脂を供給して冷却することによって樹脂基体を形成し、その樹脂基体の表面に金属薄膜をめっき処理により形成する。例えば、特許文献１には、金型の表面に溝部を形成し、この溝部にて溶融樹脂の流れを変更することで溶融樹脂の表面に脆弱層が形成されることを抑止することで、樹脂基体に対するめっき層の付着強度を向上させる技術が開示されている。

特開２０１５－１４２９６８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された発明は、溶融樹脂の流れを変更することによって脆弱層が形成されることを抑制するものであり、形成されてしまった脆弱層に対応できるものではない。このため、溝部に到達する前に溶融樹脂の表面に脆弱層が形成されてしまうと、その脆弱層が樹脂基体の表層に残存することとなる。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、表面にめっき処理が施される樹脂基体を形成する射出成形用金型において、樹脂基体の表層に脆弱層が残存することを抑制することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。

第１の発明は、溶融樹脂を成形することにより、表面にめっき処理が施される樹脂基体を形成する射出成形用金型であって、上記樹脂基体の意匠面を形成する意匠面形成面と、上記樹脂基体の上記意匠面の裏面を形成する裏面形成面とを有し、上記裏面形成面には、上記意匠面形成面と上記裏面形成面との間の空間における上記溶融樹脂の主たる流れ方向に交差する方向に延伸すると共に上記意匠面形成面に向けて突出し、上記溶融樹脂の表面被膜を破膜する破膜突部が設けられているという構成を採用する。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記破膜突部が、延伸方向に沿った方向から見て先端が尖った形状とされているという構成を採用する。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記破膜突部が、上記溶融樹脂の主たる流れ方向に配列されて複数設けられているという構成を採用する。

第４の発明は、上記第１～第３いずれかの発明において、上記裏面形成面には、上記溶融樹脂の主たる流れ方向にて上記破膜突部に隣接配置されると共に上記意匠面形成面と反対方向に向けて窪む破膜溝部が設けられているという構成を採用する。

第５の発明は、上記第４の発明において、上記溶融樹脂の主たる流れ方向にて、上記破膜溝部を挟むように２つの上記破膜突部と１つの破膜溝部とが隣接配置されているという構成を採用する。

第６の発明は、上記第４または第５の発明において、上記破膜溝部は、上記破膜突部の延伸方向に沿った方向から見て、底部が上記意匠面形成面と反対方向に向けて尖った形状とされているという構成を採用する。

本発明においては、意匠面の裏面を形成する射出成形用金型の裏面形成面に対して、溶融樹脂の表面被膜を破膜する破膜突部が設けられている。このため、本発明によれば、溶融樹脂が流れるに従って、溶融樹脂の表面被膜が破膜突部によって破られる。このように本発明によれば、脆弱層となるあるいは脆弱層となった表面被膜を破膜突部で破ることができ、樹脂基体の表層に脆弱層が残存することを抑制することができる。

本発明の一実施形態における射出成形金型によって成形された樹脂基体の斜視図である。 （ａ）が本発明の一実施形態における射出成形金型の模式的な要部拡大断面図であり、（ｂ）が（ａ）の領域Ａの拡大図である。 本発明の一実施形態における射出成形金型における溶融樹脂の流れる様子を示す模式図である。 本発明の一実施形態における射出成形金型の変形例が備える破膜部の模式的な拡大断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る射出成形用金型の一実施形態について説明する。

図１は、本実施形態の射出成形用金型によって成形された樹脂基体１０の斜視図である。樹脂基体１０は、表面にめっき処理が施されることによって車両用外装部品とされる部材であり、樹脂によって形成されている。このような樹脂基体１０は、例えばＡＢＳ樹脂やＡＢＳとポリカーボネートとの混合樹脂によって形成されている。

樹脂基体１０の形状は、車両用外装部品の形状に合わせて任意に変更可能である。ただし、車両用外装部品は、車外から視認される部品であるため、樹脂基体１０には、外部から視認される側に位置する意匠面が少なくとも一部に設けられている。

図１は、意匠面と反対側から視認した樹脂基体１０の斜視図である。この図に示すように、本実施形態において樹脂基体１０は、意匠面１１ａを有する意匠壁１１と、意匠壁１１の端部に接続された２つの側壁１２とを有している。

樹脂基体１０は、図１に示すように、直線状に延伸された長尺状の部材である。意匠壁１１は、樹脂基体１０の延伸方向に沿った長尺板状の壁部であり、外側面が意匠面１１ａとされ、内側面が裏面１１ｂとされている。意匠面１１ａは、車両用外装部品が車両に取り付けられた状態で、外部から視認される側の面である。また、裏面１１ｂは、車両用外装部品が車両に取り付けられた状態で、車両側に向けられる面であり、外部から視認されない面である。

本実施形態において意匠面１１ａは凹凸のない平面とされている。一方で、裏面１１ｂには、意匠壁１１の長手方向（樹脂基体１０の延伸方向）に配列された複数の段部２０が設けられている。つまり、裏面１１ｂは、凹凸を有する面とされている。各々の段部２０は、意匠壁１１の短手方向（樹脂基体１０の延伸方向と直交しかつ裏面１１ｂに沿った方向）に直線状に延伸され、一方の側壁１２から他方の側壁１２に至る長さで形成されている。

側壁１２は、意匠壁１１の短手方向における縁部に対して屈曲して接続された壁部である。２つの側壁１２は、対向されるようにして意匠壁１１に接続されている。このような意匠壁１１及び２つの側壁１２を有する樹脂基体１０は、断面が略Ｕ形とされている。

このような樹脂基体１０は、射出成型時に溶融樹脂の表面被膜が破膜されることで、表層の脆弱層の形成が抑制されている。このため、本実施形態の樹脂基体１０によれば、樹脂基体１０に対するめっき層の付着強度が高まる。また、溶融樹脂がブタジエン粒子を含む場合には、後述のように、表面被膜の破壊によって流動性が高い溶融樹脂が表層に溢れ出し、ブタジエン粒子の変形が抑制されるため、射出成形後のブタジエン粒子の溶解処理によって深い孔部を形成することができる。このため、めっき層のアンカー効果が高まり、めっき層の付着強度をより高めることができる。

続いて、このような樹脂基体１０の形成方法について、図２及び図３を参照して説明する。

図２（ａ）は、樹脂基体１０を射出成形にて形成する際に用いる射出成形用金型１の模式的な要部拡大図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）の領域Ａの拡大図である。図２（ａ）に示すように、射出成形用金型１は、コア金型２と、キャビティ金型３とを備えている。

コア金型２は、樹脂基体１０の意匠壁１１の裏面１１ｂを形成する裏面形成面２ａを有している。キャビティ金型３は、樹脂基体１０の意匠壁１１の意匠面１１ａを形成する意匠面形成面３ａを有している。射出成形用金型１は、コア金型２の裏面形成面２ａとキャビティ金型３の意匠面形成面３ａとの間に、溶融樹脂Ｐ（図３参照）が流し込まれるキャビティ空間Ｃを有している。また、射出成形用金型１は、キャビティ空間Ｃに溶融樹脂を供給するためのゲートＧを有している。

キャビティ空間Ｃは、樹脂基体１０を成形するための空間であり、樹脂基体１０の形状に合わせた長尺状とされた中空空間である。図２における左右方向は、キャビティ空間Ｃの長手方向とされている。ゲートＧは、キャビティ空間Ｃの長手方向の一方の端部（図２における左側端部）と接続されている。このようなキャビティ空間ＣにゲートＧから溶融樹脂Ｐが供給されると、溶融樹脂Ｐは、キャビティ空間Ｃの長手方向に沿って流れる。つまり、本実施形態においては、ゲートＧが接続されたキャビティ空間Ｃの左端部から右端部に向かって溶融樹脂Ｐが流れる。このように、本実施形態においては、キャビティ空間Ｃの長手方向が、キャビティ空間Ｃにおける溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向とされている。

図２（ａ）に示すように、本実施形態の射出成形用金型１において、コア金型２の裏面形成面２ａには、溶融樹脂Ｐの表面被膜Ｐ１を破るためのものであり、複数の破膜部４が設けられている。これらの破膜部４は、キャビティ空間Ｃの長手方向、すなわち溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向に配列されている。図２（ｂ）に示すように、各々の破膜部４は、２つの破膜突部４ａと、１つの破膜溝部４ｂとを有している。

破膜突部４ａは、裏面形成面２ａの基準面（パーティングライン）からキャビティ金型３の意匠面形成面３ａに向けて突出した部位である。この破膜突部４ａは、溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向と直交しかつ裏面形成面２ａに沿った方向に、直線状に延伸して設けられている。この破膜突部４ａは、延伸方向に沿った方向から見て先端が尖った形状とされており、同方向から見た形状が頂部を意匠面形成面３ａに向けた三角形状とされている。

このような破膜突部４ａは、溶融樹脂Ｐの流れ方向にて、破膜溝部４ｂと隙間を空けずに隣接配置されている。さらに、２つの破膜突部４ａは、図２（ｂ）に示すように、溶融樹脂Ｐの流れ方向にて、破膜溝部４ｂを挟むように、破膜溝部４ｂの上流側と下流側とに配置されている。つまり、溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向にて、破膜溝部４ｂを挟むように２つの破膜突部４ａと１つの破膜溝部４ｂとが隣接配置されている。

破膜溝部４ｂは、裏面形成面２ａから意匠面形成面３ａと反対側に窪んだ溝部である。この破膜溝部４ｂは、破膜突部４ａと同一方向に延伸して設けられている。つまり、破膜溝部４ｂは、溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向と直交しかつ裏面形成面２ａに沿った方向に、直線状に延伸して設けられている。この破膜溝部４ｂの内壁面は、破膜突部４ａの外壁面と面一となる傾斜面とされている。

なお、図２及び後述する図３においては、破膜部４が視認可能なように拡大して図示している。実際は、例えば、破膜部４の配置ピッチは数ｍｍ程度であり、破膜部４の溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向の寸法は数十μｍ程度であり、破膜突部４ａの高さ寸法と破膜溝部４ｂの深さ寸法は合わせて１０μｍ程度である。

このような本実施形態の射出成形用金型１のキャビティ空間ＣにゲートＧから溶融樹脂Ｐが流し込まれる。図３は、本実施形態の射出成形用金型１のキャビティ空間Ｃにて溶融樹脂Ｐが流れる様子を示した模式図である。図３（ａ）に示すように、溶融樹脂Ｐは、キャビティ空間Ｃを左側から右側に向けて流れる。このようにキャビティ空間Ｃを流れる溶融樹脂Ｐの表面には、キャビティ空間Ｃ内で冷却等されることによって、被膜（表面被膜Ｐ１）が形成される。この表面被膜Ｐ１は、脆弱層であり樹脂基体１０に対するめっき層の付着強度の低下を招く。

また、表面被膜Ｐ１は、溶融樹脂Ｐの内部と比較して密度が高い。このため、溶融樹脂Ｐにブタジエン粒子が含まれている場合には、表面被膜Ｐ１は、溶融樹脂Ｐの流れに伴って球形のブタジエン粒子を偏平状に引き延ばす。このため、後にブタジエン粒子を酸化や溶解によって除去した場合に形成される孔が浅くなり、アンカー効果によるめっき層の樹脂基体１０に対する密着性を低下させる。

これに対して、本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、表面被膜Ｐ１が生じた溶融樹脂Ｐが破膜部４に到達すると、破膜突部４ａが表面被膜Ｐ１に刺さり、表面被膜Ｐ１が破壊される。この結果、図３（ｃ）に示すように、内部の粘度が低い溶融樹脂Ｐが表面被膜Ｐ１を押し破って流れ出る。この結果、意匠面形成面３ａ及び裏面形成面２ａに冷却等されることなく粘度が低い溶融樹脂Ｐが触れ、脆弱層が形成されることを抑制する。

また、密度が高い表面被膜Ｐ１が破壊されることによって、ブタジエン粒子を偏平状に引き延ばす力を弱めることができる。さらに、溶融樹脂Ｐは、破膜溝部４ｂにおいて、意匠面形成面３ａ及び裏面形成面２ａと直交する方向（図３における上下方向）に広がるように流れる。このため、溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向への流速を低減させることができ、ブタジエン粒子を偏平状に引き延ばす力を弱めることができる。また、溶融樹脂Ｐが破膜突部４ａに衝突することで溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向への流速を低減させることができ、ブタジエン粒子を偏平状に引き延ばす力を弱めることができる。

このような本実施形態の射出成形用金型１によれば、後に形成されるめっき層の密着性が良い樹脂基体１０を形成することが可能となる。このような本実施形態の射出成形用金型１は、溶融樹脂Ｐを成形することにより、表面にめっき処理が施される樹脂基体１０を形成する。また、本実施形態の射出成形用金型１は、樹脂基体１０の意匠面１１ａを形成する意匠面形成面３ａと、樹脂基体１０の意匠面１１ａの裏面１１ｂを形成する裏面形成面２ａとを有し、裏面形成面２ａには、意匠面形成面３ａと裏面形成面２ａとの間の空間における溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向に交差する方向に延伸すると共に意匠面形成面３ａに向けて突出し、溶融樹脂Ｐの表面被膜Ｐ１を破膜する破膜突部４ａが設けられている。

このような本実施形態の射出成形用金型１によれば、意匠面１１ａの裏面１１ｂを形成する裏面形成面２ａに対して、溶融樹脂Ｐの表面被膜Ｐ１を破膜する破膜突部４ａが設けられている。このため、本実施形態の射出成形用金型１によれば、溶融樹脂Ｐが流れるに従って、溶融樹脂Ｐの表面被膜Ｐ１が破膜突部４ａによって破られる。このように本実施形態の射出成形用金型１によれば、脆弱層となるあるいは脆弱層となった表面被膜Ｐ１を破膜突部４ａで破ることができ、樹脂基体１０の表層に脆弱層が残存することを抑制することができる。

また、本実施形態の射出成形用金型１においては、破膜突部４ａが、延伸方向に沿った方向から見て先端が尖った形状とされている。このため、破膜突部４ａが表面被膜Ｐ１を突き破りやすく、より確実に破膜突部４ａを破ることが可能となる。

また、本実施形態の射出成形用金型１においては、破膜突部４ａが、溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向に配列されて複数設けられている。このため、キャビティ空間Ｃの長手方向すなわち樹脂基体１０の長手方向の広い領域にて、めっき層の樹脂基体１０に対する付着強度を向上させることが可能となる。

また、本実施形態の射出成形用金型１においては、裏面形成面２ａには、溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向にて破膜突部４ａに隣接配置されると共に意匠面形成面３ａと反対方向に向けて窪む破膜溝部４ｂが設けられている。このため、破膜溝部４ｂにて溶融樹脂Ｐの流速を弱め、ブタジエン粒子が偏平することを抑制できる。

また、本実施形態の射出成形用金型１においては、溶融樹脂Ｐの主たる流れ方向にて、破膜溝部４ｂを挟むように２つの破膜突部４ａと１つの破膜溝部４ｂとが隣接配置されている。このため、狭い範囲で、２つの破膜突部４ａで確実に表面被膜Ｐ１を破き、さらに溶融樹脂Ｐの流速を低減することができるため、確実にその範囲でめっき層の樹脂基体１０に対する付着強度を向上させることが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態においては、破膜溝部４ｂが平面状の底面を有する構成を採用した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４（ａ）に示すように、破膜溝部４ｂが、破膜突部４ａの延伸方向に沿った方向から見て、底部が意匠面形成面３ａと反対方向に向けて尖った形状とされているという構成を採用しても良い。このような構成を採用することによって、破膜溝部４ｂに流れ込んだ溶融樹脂Ｐが底面で跳ね返ることを抑止し、溶融樹脂Ｐが破膜溝部４ｂに流れ込み易くすることができる。このため、破膜溝部４ｂによって、溶融樹脂Ｐの流速をより確実に遅くすることが可能となる。

ただし、本発明は、破膜溝部４ｂが設けられた構造に限定されるものではない。例えば、図４（ｂ）に示すように、破膜溝部４ｂを備えない構成を採用することも可能である。

１……射出成形用金型、２……コア金型、２ａ……裏面形成面、３……キャビティ金型、３ａ……意匠面形成面、４……破膜部、４ａ……破膜突部、４ｂ……破膜溝部、１０……樹脂基体、１１……意匠壁、１１ａ……意匠面、１１ｂ……裏面、１２……側壁、２０……段部、Ｃ……キャビティ空間（空間）、Ｇ……ゲート、Ｐ……溶融樹脂、Ｐ１……表面被膜

Claims (4)

1. 溶融樹脂を成形することにより、表面にめっき処理が施される樹脂基体を形成する射出成形用金型であって、
   前記樹脂基体の意匠面を形成する意匠面形成面と、前記樹脂基体の前記意匠面の裏面を形成する裏面形成面とを有し、
   前記裏面形成面には、前記意匠面形成面と前記裏面形成面との間の空間における前記溶融樹脂の主たる流れ方向に交差する方向に延伸すると共に前記意匠面形成面に向けて突出し、前記溶融樹脂の表面被膜を破膜する破膜突部が設けられ、
   前記破膜突部は、延伸方向に沿った方向から見て先端が尖った形状とされており、
   前記裏面形成面には、前記溶融樹脂の主たる流れ方向にて前記破膜突部に隣接配置されると共に前記意匠面形成面と反対方向に向けて窪む破膜溝部が設けられており、
   前記破膜溝部の内壁面は、前記破膜突部の外壁面と面一となる傾斜面とされている
   ことを特徴とする射出成形用金型。
2. 前記破膜突部は、前記溶融樹脂の主たる流れ方向に配列されて複数設けられていることを特徴とする請求項１記載の射出成形用金型。
3. 前記溶融樹脂の主たる流れ方向にて、前記破膜溝部を挟むように２つの前記破膜突部と１つの破膜溝部とが隣接配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の射出成形用金型。
4. 前記破膜溝部は、前記破膜突部の延伸方向に沿った方向から見て、底部が前記意匠面形成面と反対方向に向けて尖った形状とされていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の射出成形用金型。

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