JPH09234741A - 樹脂成形品及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒケがなく且つ目につく凹みあるいは段差の
ない樹脂成形品を提供する。 【解決手段】 本体とこの本体から延び出した凸部とを
有する樹脂成形品を成形するに際し、第一の金型２１
に、凸部の本体への付け根部分に対応する成形面２５と
当該凸部に隣接する本体の一部分に対応する成形面２６
を構成し、熱伝導率が金型のそれより小さく、且つ厚さ
が当該付け根部分に対応する成形面２５から遠ざかるに
つれて薄くなる入れ子２２を配置し、この金型２１とも
う一つの第二の金型２３を使って樹脂成形品を成形す
る。入れ子２２は、凸部の本体への付け根から本体に沿
って延び出して厚さが付け根部分から次第に薄くなるよ
う凸部の一次成形と同時に成形された部材（徐変部）で
代用することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形品の肉厚
の異なる部分で発生するヒケを防止可能な樹脂成形品製
造方法に関し、またこの方法で製造されたヒケのない樹
脂成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄肉の本体と、この本体を取りつ
け相手へ取りつけるためのボスや補強用のリブなどの凸
部を備えた樹脂成形品においては、凸部の箇所で凸部の
反対側の成形品表面にヒケと呼ばれるくぼみが発生し、
製品の外観上の問題となっていた。

【０００３】ヒケの発生メカニズムを図１を参照して模
式的に説明する。リブ３を有する樹脂成形品１を成形す
る際、金型内に充填された樹脂は、金型内部に設けられ
た冷却機構（図示せず）により、図１（ａ）に示すよう
にまず金型（図示せず）の表面に接する部位から徐々に
冷却されて固化を始める。この図において、斜線で表示
された部分は樹脂の固化した層を表し、その内側の斜線
の施していない部分は樹脂の溶融部を表している。図１
（ｂ）と（ｃ）に順を追って示すように、固化が内部ま
で進行すると、樹脂成形品１の本体２とリブ３との交差
する部位は本体２の他の部分に比べて樹脂量が多く、そ
のためその部位の保有する熱容量が大きいことから、交
差部にのみ溶融部が残った状態となる。更に冷却が進ん
で溶融部が全て固化した状態になると、樹脂の体積収縮
が起こり、そのときの力によってこの交差部においては
比較的薄肉である上部（リブの反対側）が下方（リブの
方向）に引っ張られ、陥没して、図１（ｄ）に５で示し
たヒケと呼ばれる不具合を生じさせる。

【０００４】このようなヒケは外観的に好ましくないこ
とから、ヒケの発生を防止する対策が従来よりいろいろ
と講じられてきた。例えば、その一つとして、成形に際
し成形品の表面側と裏面側とでそれらに接する金型の表
面温度に差をつけておき、材料樹脂の冷却・固化の進み
具合を制御することで成形製品の表面にヒケが出にくく
したものがある。

【０００５】そのような技術を記載したものとして、例
えば、特開平５−２７８０３９号公報がある。これによ
れば、前述のように成形品の表面側と裏面側とでそれら
に接する金型の温度が異なるようにし、それによって裏
面側（リブ等の突起部が存在する側）にヒケを生じさ
せ、表面側にはヒケを生じさせないようにしている。具
体的には、図２に示したように裏面側の金型１１に熱伝
導率が金型１１、１２のそれより小さい入れ子１３を配
置し、これによって裏面側の溶融樹脂の冷却・固化を遅
らせて表面側を先に硬化させて表面形状を形成させてか
ら、更に冷却・固化させることでヒケを裏面側に生じさ
せるようにしたものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平５−
２７８０３９号公報の開示に従って樹脂成形品を製造し
た場合にあっても、製品形状（寸法）によっては、冷却
による樹脂材料の収縮の差が原因となって製品表面に入
れ子１３（図２）の形状に対応した線が現れることがあ
る。やはり製品の外観上の不具合となるこの表面の線
は、次のようにして生じることが分かった。

【０００７】図３に、図２に示した入れ子１３を設けた
金型１１、１２を使って成形する場合の樹脂材料の冷却
・固化の様子を示す（図３には図２の右側の入れ子のみ
を示す）。入れ子１３を備えた下金型１１と上金型１２
により形成されたキャビティー１４に溶融した樹脂材料
１５を注入して冷却・固化を開始した段階では、図３
（ａ）に示したように入れ子１３に接する部分の樹脂
は、入れ子１３の熱伝導率が金型のそれより低いため十
分に冷却されるに至らず、未固化の状態のままとなって
いる。（図３において、キャビティー１４内の樹脂のう
ち斜線を施した部分が固化した樹脂を表している。）

【０００８】冷却が進むと、図３（ｂ）に見られるよう
に入れ子１３に接した部分の樹脂も固化し始め、更に冷
却が進行すると図３（ｃ）に示したようにキャビティー
１４の中央付近の樹脂を残して固化した状態となる。こ
のように樹脂の冷却・固化が進行する過程で、樹脂の固
化による体積収縮が起こるが、入れ子の存在する場所と
そうでない場所とでは金型と入れ子との熱伝導率の差に
よって樹脂の硬化時間にも差が生じ、成形品の厚さ方向
（図３において垂直の方向）の収縮過程が違ってくるの
で、これを反映して成形品表面の状態にも差が生じてく
る。そして図３（ｄ）に示したように樹脂の冷却・固化
が完了した段階では、この表面状態の差は、それが小さ
くても、成形品表面の入れ子１３に対応した箇所で局部
的な凹み（段差）１６となって集中して現れる。その結
果、下金型１１と入れ子１３との境界部に対応した部分
１７は連続線のように見えることになり、結局は入れ子
１３の外周形状に対応したものとして認識され、非常に
目立つ外観不良が生じるに至る。

【０００９】そこで、本発明は、樹脂成形品の肉厚が異
なる部位においてヒケが発生するのを防止するととも
に、成形製品表面に目に見える局部的な凹みや段差がで
きるのを防止するのを可能に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。また、ヒケがなく、且つ
表面に目に見える局部的な凹みや段差が認められない樹
脂成形品を提供することが、本発明のもう一つの目的で
ある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明に係る樹脂成形品
製造方法は、本体とこの本体から延び出した凸部とを有
する樹脂成形品を成形するに際し、第一の金型に、成形
しようとする凸部の本体への付け根部分と当該凸部に隣
接する本体の一部分とに対応する成形面を構成し、熱伝
導率が金型のそれより低く、且つ厚さが当該付け根部分
に対応する成形面から遠ざかるにつれて減少する入れ子
を配置し、この第一の金型と、この金型とともに樹脂成
形品の形状に対応したキャビティーを形成する第二の金
型とを用いて樹脂成形品を成形することを特徴とする。

【００１１】また、本発明に係るもう一つの樹脂成形品
製造方法は、本体とこの本体から延び出した凸部とを有
する樹脂成形品を成形するに際し、凸部の本体への付け
根部分から本体に沿って延び出して厚さが当該付け根部
分から次第に薄くなる徐変部を成形するようにした第一
の金型と第二の金型とを用いて徐変部を持つ凸部を一次
成形し、そしてこの一次成形体を留めた第一の金型と第
三の金型とを用いて本体を二次成形することを特徴とす
る。

【００１２】本発明の樹脂成形品は、本体とこの本体か
ら延び出した凸部とを有し、本体の厚みが凸部の箇所に
向かって薄くなっており、且つ凸部の反対側の本体表面
が滑らかであることを特徴とする。

【００１３】また、本発明のもう一つの樹脂成形品は、
本体とこの本体から延び出した凸部とを有し、凸部の本
体への付け根部分にこの部分から本体に沿って延び出し
て厚さが当該付け根部分から次第に薄くなる徐変部があ
り、本体の厚みが凸部の箇所に向かって薄くなってお
り、且つ凸部の反対側の本体表面が滑らかであることを
特徴とする。

【００１４】本発明において、「本体」とは、樹脂成形
製品の表面（人の目に触れる面）を構成する部材を指
す。このような本体は、一般に板状であり、そしてその
表面は平面であっても曲面であってもよい。「凸部」と
は、本体の裏面（人の目に触れない面）から突出した部
材を指し、例えば取りつけ用あるいは補強用に設けられ
るボスやリブのようなものを意味する。また、本発明に
おいて樹脂成形品について「滑らか」というのは、樹脂
成形品の本体に厚さの変化が認められるがその表面（人
の目に触れる面）に目に見える段差や凹みが認められな
い状態を意味する。

【００１５】

【発明の実施の形態】図４に、本発明の方法のうちの一
つの態様で使用する金型を組み立てたものを示す。この
図において、２１は下型（第一の金型）であり、この下
型には入れ子２２が配置されており、そして２３は上型
（第二の金型）である。入れ子２２は、熱伝導率が金型
２１、２３の熱伝導率より低い材料から作られ、そして
成形しようとする凸部の本体への付け根部分に対応する
成形面２５と当該凸部に隣接する本体の一部分とに対応
する成形面２６を構成し、且つ厚さが付け根部分に対応
する成形面２５から遠ざかるにつれて徐々に薄くなるよ
うに製作される。入れ子２２を製作するのに好適な材料
の例としては、セラミックス等を挙げることができる。

【００１６】次に、図４に示した金型を使って樹脂成形
品を製造する場合を図５を参照して説明する（図５には
図４の右側の入れ子のみを示す）。入れ子２２を備えた
下金型２１と上金型２３により形成されたキャビティー
２８（図４）に溶融した樹脂材料３０を注入して、金型
内部に設けた冷却機構（図示せず）により冷却・固化を
開始すると、入れ子２２の熱伝導率が金型のそれより低
いため入れ子表面の冷却は金型表面の冷却より遅れ、そ
のため図５（ａ）に示したように入れ子２２に接する部
分の樹脂は十分に冷却されるに至らず未固化の状態のま
まであるのに対し、金型と接した樹脂は固化を開始す
る。（図５において、溶融樹脂材料３０のうち斜線を施
した部分が固化した樹脂を表している。）

【００１７】引き続き冷却を進めると、図５（ｂ）に示
したように入れ子２２の上部の樹脂にも冷却作用が及
び、入れ子２２の上部の樹脂は入れ子２２の下部の勾配
にほぼ沿うような形で、中心部（図の左側）ほど固化が
少なく、外側（図の右側）ほど固化が進んだ状態にな
る。更に固化が進むと、図５（ｃ）に示したように中心
部分に入れ子２２の下部の勾配に沿うような形で少しだ
け溶融部が残る。そして、そのまま中心部まで固化が進
行すると、中心部の体積収縮により図５（ｄ）に示した
ように樹脂成形品の表面側（図の成形品の上面側）が入
れ子の勾配にほぼ沿う形ですこしだけ凹む。

【００１８】このようにして成形された製品は、図６に
示したように凸部３３の箇所を中心にして本体３２が全
体に緩やかに傾斜して凹むため、従来の樹脂成形品のよ
うに局部的で目立つ凹み（段差）が認められない。

【００１９】次に、図７に本発明の別の態様の樹脂成形
品を示す。この成形品４０は、平板状の本体４１とボス
４２（突出部）とを有し、ボス４２の両脇にボス４２の
中心から離れるに従って徐々に肉薄となる徐変部４３が
ある。

【００２０】この樹脂成形品４０の製造方法を、図８〜
９を参照して説明する。図８は、この方法で使用する金
型を模式的に示しており、図８（ａ）は第一の金型であ
る下金型５１、図８（ｂ）は第二の金型である一次成形
用上金型５２、図８（ｃ）は第三の金型である二次成形
用上金型５３である。

【００２１】これらの金型を使って樹脂成形品４０を製
造するに当たっては、まず、図９（ａ）に示したように
下金型５１と一次成形用上金型５２を使用して、徐変部
４３を備えたボス４２を一次成形する。次いで、下型５
１にボス４２を残したまま、一次成形用上金型５２を二
次成形用上金型５３と取り替えて、これらの金型により
形成されたキャビティーに溶融した樹脂材料５５を射出
し、金型内部の冷却機構（図示せず）により冷却を開始
する。この場合、下金型５１に残されたボス４２が金型
より熱伝導率の低い入れ子の機能を果たす。

【００２２】図９（ｂ）に示したように、射出された樹
脂材料５５は金型５１、５３の表面に接する部分から冷
却されて固化し始める。このとき、一次成形されたボス
４２に接する部分の樹脂材料は、ボス４２の樹脂が断熱
（保熱）作用を有するので固化に至るまで冷却されてい
ない。次いで、図９（ｃ）に示したように冷却・固化が
内部にまで進行すると、徐変部４３の形状に近いほぼ三
角形の溶融部が残る。なお、ここでも固化した樹脂は斜
線で表されている。そして、そのまま固化が中心部まで
進行すると、溶融部の体積収縮に合わせて成形品の表面
側（図では上側）が図９（ｃ）における溶融部の方向に
引っ張られ、陥没したようになるが、先の例で説明した
ように、このとき表面側は全体に緩やかに傾斜して凹む
ため、この凹みは目立たず、従来のように表面に局部的
な凹み（段差）が生じることはない。

【００２３】本発明では、成形用の樹脂材料として、例
えば、相溶性のある材料でＰＰ（ポリプロピレン）とＰ
Ｅ（ポリエチレン）、ＰＳ（ポリスチレン）とＡＢＳ
（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）
等を使用することができる。また、一次成形に使用する
樹脂材料と二次成形に使用する樹脂材料は、同じもので
あっても異なるものであってもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
樹脂成形品の肉厚が異なる部位においてヒケが見られな
いばかりでなく、表面に目に見える局部的な凹みや段差
も認められない優れた外観を有する樹脂成形品を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヒケの発生メカニズムを模式的に説明する図で
あって、（ａ）は成形材料の冷却・固化の開始時の様子
を示す図、（ｂ）は冷却・固化の進んだ状態を示す図、
（ｃ）は成形材料のほとんどが固化した状態を示す図、
（ｄ）は冷却・固化の完了したところを示す図である。

【図２】従来技術で使用する金型を説明する図である。

【図３】従来技術による樹脂成形品の製造を説明する図
であって、（ａ）は冷却・固化の開始段階を説明する
図、（ｂ）は樹脂の固化が進んで金型との間にスキが生
じたところを示す図、（ｃ）は更に固化が進んだ状態を
説明する図、（ｄ）は冷却・固化が完了した段階を説明
する図である。

【図４】本発明の一つの態様で使用する金型を説明する
断面図である。

【図５】図４の金型を使用した樹脂成形品を製造を説明
する図であって、（ａ）は固化の開始時を示す図、
（ｂ）は固化が進行した状態を説明する図、（ｃ）は固
化が更に進んだ状態を説明する図、（ｄ）は固化が完了
した状態を示す図である。

【図６】図４の金型を使って成形した樹脂成形品を説明
する模式断面図である。

【図７】本発明による別の樹脂成形品を説明する斜視図
である。

【図８】本発明のもう一つの態様で使用する金型を説明
する断面図であって（ａ）は下金型、（ｂ）は一次成形
用上金型、（ｃ）は二次成形用上金型を示す図である。

【図９】図８の金型を使用した樹脂成形品の製造を説明
する図であって、（ａ）はボスの一次成形を説明する
図、（ｂ）は固化の開始時を示す図、（ｃ）は固化が進
行した状態を説明する図、（ｄ）は固化が完了した状態
を示す図である。

【符号の説明】

１…樹脂成形品 ２…本体 ３…リブ ５…ヒケ １１、１２…金型 １３…入れ子 １４…キャビティー １５…樹脂材料 １６…凹み ２１…下金型 ２２…入れ子 ２３…上金型 ２８…キャビティー ３０…樹脂材料 ３２…本体 ３３…凸部 ４０…樹脂成形品 ４１…本体 ４２…ボス ４３…徐変部 ５１…下金型 ５２…一次成形用上金型 ５３…二次成形用上金型 ５５…樹脂材料

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体とこの本体から延び出した凸部とを
   有する樹脂成形品を成形するに際し、第一の金型に、成
   形しようとする凸部の本体への付け根部分と当該凸部に
   隣接する本体の一部分とに対応する成形面を構成し、熱
   伝導率が金型のそれより低く、且つ厚さが当該付け根部
   分に対応する成形面から遠ざかるにつれて減少する入れ
   子を配置し、この第一の金型と、この金型とともに樹脂
   成形品の形状に対応したキャビティーを形成する第二の
   金型とを用いて樹脂成形品を成形することを特徴とする
   樹脂成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 本体とこの本体から延び出した凸部とを
   有する樹脂成形品を成形するに際し、凸部の本体への付
   け根部分から本体に沿って延び出して厚さが当該付け根
   部分から次第に薄くなる徐変部を成形するようにした第
   一の金型と第二の金型とを用いて徐変部を持つ凸部を一
   次成形し、そしてこの一次成形体を留めた第一の金型と
   第三の金型とを用いて本体を二次成形することを特徴と
   する樹脂成形品の製造方法。
3. 【請求項３】 前記凸部がボス又はリブである、請求項
   １又は２記載の方法。
4. 【請求項４】 本体とこの本体から延び出した凸部とを
   有し、本体の厚みが凸部の箇所に向かって薄くなってお
   り、且つ凸部の反対側の本体表面が滑らかであることを
   特徴とする樹脂成形品。
5. 【請求項５】 本体とこの本体から延び出した凸部とを
   有し、凸部の本体への付け根部分にこの部分から本体に
   沿って延び出して厚さが当該付け根部分から次第に薄く
   なる徐変部があり、本体の厚みが凸部の箇所に向かって
   薄くなっており、且つ凸部の反対側の本体表面が滑らか
   であることを特徴とする樹脂成形品。
6. 【請求項６】 前記凸部がボス又はリブである、請求項
   ４又は５記載の樹脂成形品。