JPH09193185A - 銀条メタリック成形法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形するプラスチック材料内に微細な空気泡
を混入させてメタリック的な外観の成形品とする。 【解決手段】 ホッパ７内のペレット状成形材料を油圧
モータ８の駆動によりスクリュー６を回転し、成形材料
に空気を巻き込みながらシリンダ５内に送り込む。シリ
ンダ５内を移動する成形材料は、ヒータ１０で加熱し可
塑化する。成形材料に巻き込まれた空気は、溶融可塑化
した材料中で気泡となる。気泡を含む溶融成形材料を、
金型２のケーシング又は射出装置１のシリンダ５に取り
付けた超音波発振機１１で加振して溶融化した成形材料
に強制的に対流を発生させ溶融化した成形材料の中に混
入している空気を微小な空気泡として面内に分布させ、
メタリック的な外観を有する成形品とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、銀条メタリック成
形法に関し、より詳細には、プラスチックを材料に用い
た成形品の製造工程において、前記プラスチック材料を
金型に注入する注入中の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック成形品（以後、単に成形品
と記す）は、樹脂材料の多様化と射出成形機の高精度・
高速化に対応し、順次、各種の目的に応じた形状、およ
び、強度のものが軽量で安価に得られることから、金属
製品にとって代っているのが現状である。従来、成形品
の形状・色調は、使用する場所によっても制限される
が、色調に関しては成形品に様々な色調をもって着色す
るものと、原材料の色そのままで着色なしの色調を生か
すものとがある。色調の着色手段としては、成形品の表
面に塗料を吹き付ける塗装方法によるものと、予めプラ
スチック原材料中に顔料，金属粉等の含有物を混入させ
て原材料自体に着色する方法とがあり、何れかの場合も
各々の特色を生かした付加価値を持たせて高級感を出し
ている。

【０００３】成形品は、プラスチック原材料を射出成形
機（以後、成形機と記す）により加熱溶融し金型に注入
して成形される。このように、プラスチック原材料を成
形機により加熱溶融して金型内に注入する技術は、一般
的な射出成形技術であるが、原材料を成形機に投入する
ときに、同時に空気が巻き込まれて溶融化したプラスチ
ック材料内に空気が混入し、この空気が金型内でプラス
チック材料内で固まり、固化状態で製品表面に銀条痕と
して表れる。この銀条痕は、製品としては好ましくない
現象であるため、従来は、不良品として処分され、歩留
りを低下させていた。この銀条痕の発生防止対策として
は、金型内への原材料の射出速度およびプラスチック材
料を可塑化混練するための成形機内のスクリューの回転
を制御することにより、銀条痕の正体である空気混入の
防止または混入を低減しているのが現状である。また、
成形品の形状や品質を向上させるために、特開平５−３
２９８６６号公報が開示されている。

【０００４】特開平５−３２９８６６号公報では、溶融
樹脂を金型に充填して固化するとき、金型に超音波振動
を加えて、金型内に充填，固化される溶融樹脂等の溶融
材料の結晶化度を均一化すると共に、固化状態への移行
を促進して成形品内の残留応力を緩和し成形品の形状や
品質を向上させている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平５−３２９
８６６号公報は、金型内に充填された溶融樹脂材料に対
し、超音波振動を加えることにより、成形品材料の結晶
化による収縮むらをなくし、製品の形状や品質を向上さ
せているが、溶融樹脂材料内に空気が含まれて生ずる銀
条痕に関しては述べられておらず、従って、銀条痕対策
の記載はない。また、銀条痕発生の機構を積極的に利用
するものでもない。

【０００６】一方、プラスチック材料中に、顔料，金属
粉を含有させたメタリック材は、金属粉の含まない通常
のプラスチック材料と比べて高価であり、また、含有物
の成分調整を誤まると製品表面に顔料の固まりが発生し
易く、これが不良原因となり歩留りが悪く、メタリック
成形品をより高価なものにしている。

【０００７】本発明は、成形品材料を成形機内に注入中
に巻き込んだ空気により形成される銀条痕を積極的に利
用し、銀条痕内の空気を微小な気泡として製品表面に一
様に分布させ、メタリック的な外観を生成させることを
目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、プラ
スチック材で構成される成形品の製造工程において、前
記成形品の形状をかたどる金型に溶融した前記プラスチ
ック材を注入中に、該プラスチック材を超音波加振し、
該プラスチック材中の空気を該プラスチック材表面に気
泡として分布させ、前記プラスチック材にメタリック状
の外観を形成するようにしたものである。

【０００９】請求項２の発明は、プラスチック材を加熱
溶融して射出する射出装置と、射出された溶融プラスチ
ック材を成形する金型とからなる成形機による成形品の
製造工程において、前記プラスチック材、および、該プ
ラスチック材に混入した空気を、ケーシング金型におい
て、超音波加振するようにしたものである。

【００１０】請求項３の発明は、プラスチック材を加熱
溶融して射出する射出装置と、射出された溶融プラスチ
ック材を成形する金型とからなる成形機による成形品の
製造工程において、前記プラスチック材、および、該プ
ラスチック材に混入した空気を、前記射出装置において
超音波加振するようにしたものである。

【００１１】請求項４の発明は、請求項２又は３の発明
において、前記プラスチック材への空気混合の割合を、
前記射出装置のプラスチック材の射出速度を変化して定
めるようにしたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による銀条メタリ
ック成形法の実施の形態を説明するための成形機の断面
図であり、図中、１は射出装置、２は金型、３はノズ
ル、４は逆流防止弁、５はシリンダ、６はスクリュー、
７はホッパ、８は油圧モータ、９は油圧シリンダ、１０
はヒータ、１１は超音波発振機である。

【００１３】図１において、成形機は、射出装置１と金
型２とから構成され、射出装置１は、更に、ノズル３，
逆流防止弁４，シリンダ５，スクリュー６，ホッパ７，
油圧モータ８，油圧シリンダ９，ヒータ１０とから構成
されており、以上の構成は、従来の成形機を構成してい
るが、本発明においては、超音波発振機１１を有し、超
音波発振機１１は金型（ケーシング金型）２を超音波駆
動するようになっている。次に、このように構成された
成形機において、超音波発振機１１を除いた従来の成形
機の構成による成形工程を説明する。まず、ホッパ７に
供給されたペレット状のプラスチック材を油圧モータ８
で回転駆動されるスクリュー６により、シリンダ５内を
金型２側向けて移送する。プラスチック材は、シリンダ
５の外周に巻回されたヒータ１０により加熱され溶解さ
れながらスクリュー６により可塑化混練される。そし
て、溶融し可塑化されたプラスチック材は、油圧シリン
ダ９により金型２側に押し出されて金型２に向けて注入
される。このとき、溶融したプラスチックが、ホッパ７
側に逆流しないようにスクリュー６の先端部に逆流防止
弁４が設けられている。

【００１４】上述した成形機により、プラスチック成形
されるとき、成形品に生ずる、本発明のポイントとなる
銀条（シルバーストリーク）とは、プスチック成形中、
溶融プラスチック材料内に空気が入ってしまう現象で、
銀条が生ずると好ましくない不良品となる。銀条現象
は、分り易い例として、高粘度の水飴を撹拌すると、水
飴中に微小な空気の泡が発生するのと同じ原理に基づく
ものである。

【００１５】なお、銀条発生の主な要因としてあげられ
るものは、主に、 （１）成形品の乾燥不充分による水分又は揮発分の発
生。 （２）樹脂の熱分解によるガス分の発生。 （３）射出速度およびスクリュー６の回転が早すぎるた
めに生ずる材料中への空気の巻き込み。 （４）金型ガス抜き不足。 があげられる。

【００１６】本発明による銀条メタリック成形法は、溶
融プラスチック材中に空気を混入させることにより、泡
状になった空気を含む溶融プラスチック材料を超音波発
振機１１で加振して強制対流を発生させながら、微小な
空気泡として材料中に分布させ、空気泡からの光反射に
よりメタリック的な外観とするものであるから、プラス
チック材料に気体を混入させることが必要であり、本発
明においては、銀条発生の、上記４つの要因の中で最も
制御管理の容易なスクリュー６の回転を制御して空気を
巻き込む（３）に示した要因を利用する。この要因を利
用した銀条メタリック成形法を図１により詳細に説明す
る。

【００１７】図１において、ホッパ７内に蓄積されたペ
レット状のプラスチック材料（成形材料）は、油圧モー
タ８により駆動されるスクリュー６の回転により成形材
料と空気とを巻き込みながらシリンダ５内へと送り込ま
れていく。シリンダ５内を移動していく成形材料は、ヒ
ータ１０による加熱で可塑化され、成形材料と一緒に巻
き込まれた空気は、溶融化された材料の中で空気の泡と
なる。

【００１８】そこで、スクリュー６を回転させている油
圧モータ８の回転数を上げることで、ホッパ７内にある
ペレット状の成形材料の巻き込み速度と、射出速度が早
くなり、その巻き込み速度と射出速度が空気より巻き込
み易くさせ、また、スクリュー６の回転が空気の泡を微
細化させることになる。微細化された空気の泡を含む成
形材料は、ノズル３より金型２の内部へ注入される。そ
の結果、成形された製品の表面に強制的に銀条（シルバ
ーストリーク）を形成できる。

【００１９】図２は、本発明に関わる銀条を説明するた
めの製品表面斜視図で、図２（Ａ）は、従来の成形法に
よる製品の銀条痕表面、図２（Ｂ）は、本発明による成
形法による製品の銀条表面図であり、図中、１２は製
品、１３は成形材料注入口、１４は銀条痕、１５は銀条
である。

【００２０】図２（Ａ）に示す従来の成形法による製品
１２は、空気を混入させた成形材料を成形材料入口１３
側から注入したときの銀条痕１４の状態の一例を示すも
ので、注入口１３から金型に注入された成形材料は、材
料の流れ１４ａに従った空気を含む流入口１３側からほ
ぼ放射状に拡がる銀条痕１４を発生する。

【００２１】図２（Ｂ）に示す本発明による成形法の製
品１２は、図１に示した成形機において、金型２のキャ
ビティ外周に取り付けた超音波発振機１１を作動させ
て、その振動により溶融化したプラスチック成材料に１
５ａに示すような対流を強制的に発生させる。この対流
１５ａが溶融化した成形材料の中に混入している空気の
泡を面内に分布させ、粒状の銀条１５を形成し、メタリ
ック含有材なしにメタリック的な生成を可能にする。

【００２２】上述のように、製品の表面内に確実な形で
空気の泡を分布させることを説明したが、その手段とし
て、図１に示すように、溶融化した材料が固化する段階
である金型２キャビティ外周に超音波発振機１１を取り
付けた例を説明したが、金型２のキャビティ外周に超音
波発振機１１を取り付けずに成形品の面内に空気の泡を
分布させる方法を下記に説明する。

【００２３】この方法は、射出装置２の外周に超音波発
振機１１を取り付けて、射出装置２内で溶融化した成形
材料中に超音波振動により微細化された空気の泡を混ぜ
るようにしたものである。この方法によると、超音波振
動により微細化された空気の泡と溶融化した成形材料が
より混ぜられ金型２内に送られる。金型２の内部へ送ら
れた溶融化した成形材料は、振動することなくそのまま
金型２内で固化するが、予め微細化された空気の泡と溶
融化した成形材料が混ぜ合わされているため、固化した
製品としては、面内に微細化された空気の泡が分布され
ている。こうしてメタリック含有材なしに、メタリック
的な生成を可能とする。なお、何れかの場合も超音波発
振機の数は、１セットに限るものではなく、位相の等し
い超音波を発振する複数の超音波発振機でもよい。

【００２４】

【発明の効果】請求項１に対応する効果：プラスチック
材で構成される成形品の製造工程において、前記成形品
の形状をかたどる金型に溶融した前記プラスチック材を
注入中に、該プラスチック材を超音波加振し、該プラス
チック材中の空気を該プラスチック材表面に気泡として
分布させ、前記プラスチック材にメタリック状の外観を
形成したので、メタリック含有の高価な材料の使用なし
に、メタリック的な外観を安価に形成することが可能と
なり、かつ、気泡の混入により材料の軽減が可能とな
る。

【００２５】請求項２，３に対応する効果：プラスチッ
ク材を加熱溶融して射出する射出装置と、射出された溶
融プラスチック材を成形する金型とからなる成形機によ
る成形品の製造工程において、前記プラスチック材、お
よび、該プラスチック材に混入した空気を、前記ケーシ
ング金型または射出装置において、超音波加振したの
で、従来の成形機に簡単な超音波駆動手段を付加するだ
けで、高価なメタリック成形品と同等なメタリック的な
外観の成形品を成形することが可能となる。

【００２６】請求項４の発明は、請求項２又は３の発明
において、前記プラスチック材への空気の混合の割合
を、前記射出装置のプラスチック材の射出速を変化して
定めるようにしたので、最も簡単な方法で成形材料中に
気泡を混入させることができ、しかも、射出速度を選択
することで、任意の空気混入量を定めることができ、多
様な製品を容易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による銀条メタリック成形法の実施の形
態を説明するための成形機の断面図である。

【図２】本発明に関わる銀条を説明するための製品表面
斜視図である。

【符号の説明】

１…射出装置、２…金型、３…ノズル、４…逆流防止
弁、５…シリンダ、６…スクリュー、７…ホッパ、８…
油圧モータ、９…油圧シリンダ、１０…ヒータ、１１…
超音波発振機、１２…製品、１３…成形材料注入口、１
４…銀条痕、１５…銀条。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラスチック材で構成される成形品の製
   造工程において、前記成形品の形状をかたどる金型に溶
   融した前記プラスチック材を注入中に、該プラスチック
   材を超音波加振し、該プラスチック材中の空気を該プラ
   スチック材表面に気泡として分布させ、前記プラスチッ
   ク材にメタリック状の外観を形成することを特徴とする
   銀条メタリック成形法。
2. 【請求項２】 プラスチック材を加熱溶融して射出する
   射出装置と、射出された溶融プラスチック材を成形する
   金型とからなる成形機による成形品の製造工程におい
   て、前記プラスチック材、および、該プラスチック材に
   混入した空気を、ケーシング金型において超音波加振す
   ることを特徴とする銀条メタリック成形法。
3. 【請求項３】 プラスチック材を加熱溶融して射出する
   射出装置と、射出された溶融プラスチック材を成形する
   金型とからなる成形機による成形品の製造工程におい
   て、前記プラスチック材、および、該プラスチック材に
   混入した空気を、前記射出装置において超音波加振する
   ことを特徴とする銀条メタリック成形法。
4. 【請求項４】 前記プラスチック材への空気混合の割合
   を、前記射出装置のプラスチック材の射出速度を変化し
   て定めることを特徴とする請求項２又は３に記載の銀条
   メタリック成形法。