JPH11227039A - アンダーカット付き成形体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コーナー部を有する場合においても、十分に
均一な厚みを有するアンダーカット付き成形体を製造し
得る方法を提供する。 【解決手段】 キャビティーの最大内寸法が型開口部寸
法よりも大きく、かつネック型とキャビティー型とから
なる雌型の、ネック型とキャビティー型とを開放し、加
熱された熱可塑性樹脂板をネック型の外側から型開口部
を覆うようにして配置した後、キャビティー側に向けて
予張させ、次いで予張された熱可塑性樹脂板をプラグア
シストし、ネック型とキャビティー型とを型締めした
後、熱可塑性樹脂板を加圧し成形することを特徴とする
アンダーカット付き成形体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アンダーカット付
き成形体の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】アンダーカット付き成形体は、最外寸法
が開口寸法よりも大きな中空の成形体であり、従来より
蛍光灯カバーなどに好適に用いられている。かかるアン
ダーカット付き成形体の製造方法としては圧空成形法な
どが知られている。圧空成形法は、例えばキャビティー
の最大内寸法が型開口部寸法よりも大きな雌型を用い、
加熱された熱可塑性樹脂板を外側から型開口部を覆うよ
うにして配置した後、キャビティー側に向けて予張さ
せ、次いで予張された熱可塑性樹脂板を圧縮空気などに
より加圧し成形する方法である。ここで用いられる雌型
は、通常最大内寸法となる部分の付近において分割可能
な二つの型、すなわち型開口部を有するネック型と、型
開口部に対向する成形面を有するキャビティー型とから
構成されており、目的とする成形体は、成形後、両型を
分割することによって取り出すことができる。かくして
得られるアンダーカット付き成形体における最外寸法は
雌型の最大内寸法に対応し、開口寸法は雌型の型開口部
寸法に対応する。しかしながら、蛍光灯カバーなどのよ
うな成形品高さが最大外寸法に比べて小さい場合には、
圧空成形法は成形体に厚みムラが比較的発生し易く、こ
の傾向はキャビティーの最大内寸法の型開口部寸法に対
する比が大きくなるに従って顕著である。

【０００３】かかる厚みムラを少なくするための方法と
しては、例えばネック型とキャビティー型とを開放し、
加熱された熱可塑性樹脂板を外側からネック型の型開口
部を覆うようにして配置した後、キャビティー側に向け
て予張させ、次いでネック型とキャビティー型とを型締
めした後、熱可塑性樹脂板を加圧し成形する方法（特開
平５−１２４０９５号公報）などが知られているが、コ
ーナー部を有するアンダーカット付き成形体、例えば角
型のアンダーカット付き成形体の製造に際しては十分な
効果があるとは言えなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者らは、
コーナー部を有する場合においても、十分に均一な厚み
を有するアンダーカット付き成形体を製造し得る方法を
開発するべく鋭意検討した結果、熱可塑性樹脂板を予張
した後、更にプラグアシストし、型締めすることによ
り、より均一な厚みの成形体を製造できることを見出
し、本発明に至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、キ
ャビティー（１０）の最大内寸法（ｄ₁）が型開口部寸
法（ｄ₀）よりも大きく、かつネック型（２）とキャビ
ティー型（３）とからなる雌型の、ネック型（２）とキ
ャビティー型（３）とを開放し、加熱された熱可塑性樹
脂板（１）をネック型の外側から型開口部（８）を覆う
ようにして配置した後、キャビティー（１０）側に向け
て予張させ、次いで予張された熱可塑性樹脂板（１）を
プラグアシストし、ネック型（２）とキャビティー型
（３）とを型締めした後、熱可塑性樹脂板（１）を加圧
し成形することを特徴とするアンダーカット付き成形体
（４）の製造方法を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の方法に用いられる雌型は
キャビティーの最大内寸法が型開口部寸法よりも大きな
ものであるが、これは通常のアンダーカット付き成形体
の製造に用いられる雌型と同様に、最大内寸法となる部
分の付近または該部分よりも開口部とは反対側の部分で
分割可能な二つの型、すなわちネック型とキャビティー
型とから構成されている。ここで、ネック型は雌型の型
開口部を有する型であり、キャビティー型は型開口部と
対向する側の成形面を有する型である。かかるネック型
およびキャビティー型はいずれもさらに二以上の型に分
割可能であってもよい。ネック型とキャビティー型と
は、横方向に開放可能であってもよいが、容易に熱可塑
性樹脂板を安定した状態でキャビティー側に予張し得る
点で、上下方向に開放可能であることが好ましく、ネッ
ク型が下型でありキャビティー型が上型であることがさ
らに好ましい。ネック型やキャビティー型の材質は特に
限定されず、通常と同様の材質、例えばアルミニウム、
ＺＡＳ合金（亜鉛−アンチモン−マグネシウム合金）な
どの金属材料、フェノール系樹脂、エポキシ系樹脂など
の熱硬化性樹脂材料などが挙げられる。

【０００７】熱可塑性樹脂板としては、板状で熱成形可
能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば
アクリル樹脂板、塩化ビニル樹脂板、アクリロニトリル
−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）板、ポリカ
ーボネート樹脂板、ポリスチレン樹脂板、ポリエチレン
テレフタレート樹脂板、ポリプロピレン樹脂板、ポリエ
チレン樹脂板などのポリオレフィン樹脂板などが挙げら
れる。これらの熱可塑性樹脂は、可塑剤、滑剤などの加
工助剤を含有していてもよい。また、染料、顔料などの
着色剤によって着色されていてもよいし、無機フィラ
ー、有機フィラーなどの充填剤などを含有していて、光
拡散機能が付与されていてもよい。また、アクリル樹脂
板やポリスチレン樹脂板などを用いる場合には、これら
は耐衝撃性を付与するために、アクリル系ゴムなどのゴ
ム成分が添加されていてもよい。加熱温度は、熱可塑性
樹脂板が軟化して熱成形可能な温度であれば特に限定さ
れないが、通常は１３０〜２００℃の範囲であり、例え
ば熱可塑性樹脂板としてアクリル樹脂板、ＡＢＳ樹脂
板、ポリスチレン樹脂板、ポリプロピレン樹脂板などを
用いる場合には１５０〜１８０℃であることが好まし
い。

【０００８】本発明の方法において、加熱された熱可塑
性樹脂板は、ネック型の外側から型開口部を覆うように
して配置されるが、そのためには、例えば型開口部より
も大きな開口部を有するクランプ枠などに該熱可塑性樹
脂板の縁部を固定して配置すればよい。加熱された熱可
塑性樹脂板の配置は、ネック型とキャビティー型とを開
放する前に行われてもよいし、開放と同時的であっても
よく、さらには開放後であってもよい。

【０００９】その後、熱可塑性樹脂板をキャビティー側
に向けて予張させる。予張させるには、例えば圧縮空気
などを用いて熱可塑性樹脂板を加圧し膨張させてもよい
し、雌型の周囲に気密チャンバーを設けてキャビティー
型ネック型のキャビティー側およびキャビティー型を真
空とすることにより膨張させてもよい。予張は通常、熱
可塑性樹脂板の予張容積が型のキャビティー容積の９０
〜１００％になるまで行われ、好ましくは９０〜９８％
である。ここで、予張容積とは予張により熱可塑性樹脂
板が膨張する容積であり、キャビティー容積とは型を閉
じた状態におけるキャビティーの容積である。また、予
張された熱可塑性樹脂板はキャビティー型の成形面に接
触しないのであるが、そのためにはネック型とキャビテ
ィー型とを、予張された熱可塑性樹脂板がキャビティー
型の成形面の接触しないような十分な距離をもって予め
開放することが好ましい。

【００１０】次いで、予張された熱可塑性樹脂板をプラ
グアシストし、ネック型とキャビティー型とを型締めす
る。プラグアシストおよび型締めは、予張された熱可塑
性樹脂板の内圧は保持されたまま行われることが好まし
い。プラグアシストは、型開口部からキャビティー側に
向けて、加熱された熱可塑性樹脂板を支持する機能を有
するプラグを挿入し、予張された熱可塑性樹脂板に接触
させることにより行われる。プラグの形状は雌型の開口
部に挿入できるものであれば特に限定されるものではな
いが、熱可塑性樹脂と接触する部分が滑らかな形状であ
ることが好ましい。

【００１１】また、コーナー部を有するアンダーカット
付き成形体、例えば角型のアンダーカット付き成形体を
製造する際には、プラグに予めノーズを内蔵しておき、
プラグアシストに際して、プラグに内蔵したノーズを成
形体のコーナー部となる部分に向けて突き出してもよ
い。このようにノーズを突き出すことにより、熱可塑性
樹脂板は更に伸張されて変形される。ノーズの突き出し
は、通常、プラグアシストの完了直前または完了後に行
われる。ノーズをコーナー部となる部分に向けて突き出
すことによって、より均一な厚みの成形体を得ることが
できる。

【００１２】プラグやノーズの材質は、特に限定される
ものではなく、例えばアルミニウム、ＺＡＳ合金などの
金属、フェノール樹脂、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹
脂材料および木材などが挙げられる。

【００１３】ネック型とキャビティー型との型締めは、
プラグアシストやノーズの突き出しの前に行ってもよい
が、プラグアシストやノーズの突き出しの後に行うこと
が好ましい。

【００１４】型締め完了後、圧縮空気などによって圧力
を加える方法やキャビティー内を真空とすることによっ
て圧力を加える方法によって、熱可塑性樹脂板を雌型の
成形面に向けて加圧し、成形する。

【００１５】冷却後、プラグおよびノーズを型外に退避
させ、ネック型とキャビティー型とを開放して、成形体
を取り出す。ネック型は通常、その型開口部分から目的
の成形体を容易に取り出すことができるように、予め型
開口部分を二以上の型に分割できるように構成されてい
る。かくして得られる成形体は、厚みがほぼ均一であ
り、コーナー部を有する成形体であってもコーナー部の
厚みが十分である。

【００１６】なお、本発明の方法は、成形面積展開率が
１００％以上、さらには１２０％以上であるか、キャビ
ティーの最大内寸法（ｄ₁）が型開口部寸法（ｄ₀）の
１．０５倍以上あるか、またはキャビティー高さ（ｈ）
が最大内寸法（ｄ₁）の０．３倍以下、さらには０．２
倍以下である場合に、特に有効である。なお、最大内寸
法（ｄ₁）は通常、型開口部寸法（ｄ₀）の１．４倍程度
以下であり、キャビティー高さ（ｈ）は通常、最大内寸
法（ｄ₁）の０．０５倍以上である。ここで、成形面積
展開率とは、得られた成形体の表面積（Ｓ₁）と用いた
熱可塑性樹脂板の面積（Ｓ₀）とを用いて計算式（１） （成形面積展開率）＝（Ｓ₁／Ｓ₀−１）×１００（％） （１） により算出される値であって、通常は２５０％程度以下
である。

【００１７】以下、本発明の実施の一形態を図面に基づ
いて説明する。キャビティー（１０）のコーナー部での
最大内寸法（ｄ₁）が型開口部寸法（ｄ₀）よりも大き
く、角型のアンダーカット付き成形体を製造するための
雌型（２、３）を用い、そのネック型（２）の型開口部
（８）を覆うようにして、クランプ枠（７）を用いて加
熱されて軟化された熱可塑性樹脂板（１）を配置する
（図１）。なお、ネック型（２）は型開口部分で２つの
型に分割可能に構成されている。

【００１８】雌型のネック型（２）とキャビティー型
（３）とを開放し、クランプ枠と一体に構成された圧縮
空気供給ボックス（９）から圧縮空気（５）を供給して
熱可塑性樹脂板（１）の予張を開始し、予張容積が型キ
ャビティー容積の１００％以下の範囲で熱可塑性樹脂板
（１）をキャビティー（１０）側に向けて予張させる
（図２）。予張に際しては、前記したとおり熱可塑性樹
脂板がキャビティー型（３）の成形面に接触しないこと
が好ましい。

【００１９】その後、予張された熱可塑性樹脂板の内圧
を保持したままネック型（２）とキャビティー型（３）
との型締めを開始すると同時に、プラグ（６）を型開口
部（８）より挿入してプラグアシストする（図３）。な
お、かかるプラグは図２において記載を省略した。ま
た、図３においてプラグ（６）にはノーズ（１２）が内
蔵されている。型締め完了後、プラグ（６）からノーズ
（１２）を突き出して熱可塑性樹脂（１）をコーナー部
（１１）に向けて伸張させる（図４、図５）。

【００２０】さらに圧縮空気（５）を供給して、熱可塑
性樹脂板（１）を加圧して成形する（図６）。冷却後、
雌型（２、３）を開放し、ネック型（２）を更に分割し
て成形体（４）を取り出す（図７）。

【００２１】

【発明の効果】本発明の方法によれば十分に均一な厚み
を有するアンダーカット付き成形体を製造し得るため、
コーナー部を有する角型のアンダーカット付き成形体を
製造しても、そのコーナー部の肉厚を十分なものとする
ことができる。そのため、蛍光灯カバーを始めとする照
明カバーとして好適に使用し得る。

【００２２】

【実施例】以下、実施例により本発明をより詳細に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。なお、得られた成形体は以下の評価基準により評価
した。 （１）厚みの均一性（板厚公差） 厚みの最大値と最小値とを超音波厚み計（日本パナメト
リクス社製、２５ＤＬ）により求めた。 （２）公差比 厚みの最大値と最小値とを求め、最小値に対する最大値
の値を求めた。 （３）外観 成形体の外観を目視により下記の基準で評価した。 ◎：良好 ○：形状は良好であったが、一部に色ムラが認められ
る。 ×：コーナー部における色薄れが顕著である。

【００２３】実施例１ コーナー部での最大内寸法（ｄ₁）が６６０ｍｍ、型開
口寸法（ｄ₀）が５５０ｍｍ、キャビティー高さ（ｈ）
が６０ｍｍであり、角型形状のアンダーカット付き成形
体（照明カバー）を製造するための雌型〔成形面積展開
率は１３０％〕（２、３）を用い、ネック型（２）を下
型、キャビティー型（３）を上型とし、そのネック型
（２）の型開口部（８）を覆うようにして、クランプ枠
（７）を用いて１６０℃に加熱されて軟化状態にある熱
可塑性樹脂板〔スミペックスＥ０５９、住友化学社製、
厚み２．５ｍｍ〕（１）を配置した（図１）。なお、雌
型は、最大内寸法となる部分においてネック型（２）と
キャビティー型（３）とに分割可能なものを用いた。次
いで、雌型のネック型（２）とキャビティー型（３）と
を開放し、クランプ枠と一体に構成された圧縮空気供給
ボックス（９）から圧縮空気（５）を供給して熱可塑性
樹脂板（１）の予張を開始し、予張容積が型キャビティ
ー容積の９５％となるまで熱可塑性樹脂板（１）を予張
させた（図２）。なお、かかる予張において、熱可塑性
樹脂板（１）はキャビティー型（３）と接触しなかっ
た。その後、予張された熱可塑性樹脂板の内圧を保持し
たままネック型（２）とキャビティー型（３）との型締
めを開始すると同時に、プラグ（６）を型開口部（８）
より挿入してプラグアシストして、膨張した熱可塑性樹
脂板を角型に変形させた（図３）。その後、型締めを完
了し、さらに圧縮空気（５）を供給して、熱可塑性樹脂
板（１）を加圧して成形した（図６）。その後、冷却
後、ネック型（２）とキャビティー型（３）とに開放
し、成形体（４）を取り出した（図７）。成形体の評価
結果を表１に示す。

【００２４】実施例２ 実施例１と同様に操作してプラグアシストし、型締めを
完了した後（図３）、プラグ（６）からノーズ（１２）
を突き出して熱可塑性樹脂（１）をコーナー部（１１）
に向けて伸張させた（図４、図５）。その後、型締めを
完了し、さらに圧縮空気（１０）を供給して、熱可塑性
樹脂板（１）を加圧して成形した（図６）。冷却後、ネ
ック型（２）とキャビティー型（３）とに開放し、成形
体（４）を取り出した（図７）。評価結果を表１に示
す。

【００２５】実施例３ 雌型として最大内寸法（ｄ₁）が６６０ｍｍ、型開口寸
法（ｄ₀）が５００ｍｍ、キャビティー高さ（ｈ）が６
０ｍｍであり、角型形状のアンダーカット付き成形体
（照明カバー）を製造するための雌型〔成形面積展開率
は１７５％〕を用いる以外は実施例２と同様に操作して
成形体を得た。評価結果を表１に示す。

【００２６】比較例１ プラグアシストを行うことなく操作を行う以外は実施例
１と同様に操作して、成形体を得た。評価結果を表１に
示す。

【００２７】

【表１】 ────────────────────────────── 板厚公差 例 成形性 ───────────────── 外観 最小値 最大値 公差比 ────────────────────────────── 実施例１ ○ ０．７１ １．６８ ２．４ ○ 実施例２ ○ ０．８８ １．６５ １．９ ◎ 実施例３ ○ ０．５８ １．６９ ２．９ ○ 比較例１ ○ ０．２０ １．６９ ８．５ × ──────────────────────────────

【００２８】実施例４ 熱可塑性樹脂板〔アクリル樹脂板、スミペックスＥ０５
９〕に代えて、熱可塑性樹脂板〔アクリル樹脂板、スミ
ペックスＲＴ０５０、住友化学社製、厚み２．０ｍ
ｍ〕、熱可塑性樹脂板〔アクリル樹脂板、スミペックス
ＲＴ０５０ＡＳ、住友化学社製、厚み２．０ｍｍ〕また
は熱可塑性樹脂板〔アクリル樹脂板、スミペックスＲＴ
１３２ＡＳ、住友化学社製、厚み２．０ｍｍ〕を用いる
以外は、実施例１と同様に操作することで得られる成形
体は、板厚公差の公差比が比較的小さく、また外観も良
好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】加熱された熱可塑性樹脂板を型開口部を覆うよ
うにして配置した状態を示す縦断面図である。

【図２】ネック型とキャビティー型とを開放し、加熱さ
れた熱可塑性樹脂板を予張させた状態を示す縦断面図で
ある。

【図３】プラグアシストした状態を示す縦断面図であ
る。

【図４】プラグに内蔵したノーズを突き出した状態を示
す縦断面図である。

【図５】プラグに内蔵したノーズを突き出した状態を示
す横断面図である。

【図６】圧縮空気により成形した状態を示す縦断面図で
ある。

【図７】成形体を取り出す状態を示す縦断面図である。

【記号の説明】

１：加熱された熱可塑性樹脂板 ２：ネック型 ３：キャビティー型 ４：成形体 ５：圧縮空気 ６：プラグ ７：クランプ枠 ８：型開口部 ９：圧縮空気供給ボックス １０：キャビティー １１：コーナー部 １２：ノーズ ｄ₀ ：型開口部寸法 ｄ₁ ：最大内寸法 ｈ ：キャビティー高さ（成形品の高さ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧村 昭二 大阪府交野市星田北４丁目37番１号 神和 プラスチック株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】キャビティーの最大内寸法が型開口部寸法
   よりも大きく、かつネック型とキャビティー型とからな
   る雌型の、ネック型とキャビティー型とを開放し、加熱
   された熱可塑性樹脂板をネック型の外側から型開口部を
   覆うようにして配置した後、キャビティー側に向けて予
   張させ、次いで予張された熱可塑性樹脂板をプラグアシ
   ストし、ネック型とキャビティー型とを型締めした後、
   熱可塑性樹脂板を加圧し成形することを特徴とするアン
   ダーカット付き成形体の製造方法。
2. 【請求項２】ネック型とキャビティー型とが上下方向に
   開放可能である請求項１に記載のアンダーカット付き成
   形体の製造方法。
3. 【請求項３】熱可塑性樹脂板が、アクリル樹脂板、塩化
   ビニル樹脂板、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレ
   ン樹脂板、ポリカーボネート樹脂板、ポリスチレン樹脂
   板、ポリエチレンテレフタレート樹脂板またはポリオレ
   フィン樹脂板である請求項１に記載のアンダーカット付
   き成形体の製造方法。
4. 【請求項４】予張を、熱可塑性樹脂板の予張容積が型の
   キャビティー容積の９０〜１００％になるまで行う請求
   項１に記載のアンダーカット付き成形体の製造方法。
5. 【請求項５】成形面積展開率が１００％以上である請求
   項１に記載の製造方法。
6. 【請求項６】キャビティーの最大内寸法が型開口部寸法
   の１．０５倍以上である請求項１に記載の製造方法。
7. 【請求項７】コーナー部を有するアンダーカット付き成
   形体の製造に適用される請求項１に記載のアンダーカッ
   ト付き成形体の製造方法。
8. 【請求項８】プラグアシストに際してプラグに内蔵され
   たノーズを成形体のコーナー部となる部分に向けて突き
   出すことを特徴とする請求項７に記載のアンダーカット
   付き成形体の製造方法。