KR100186660B1

KR100186660B1 - 무광택상의 합성 수지 사출 성형품 및 그의 성형법

Info

Publication number: KR100186660B1
Application number: KR1019960707340A
Authority: KR
Inventors: 히로시 가따오까; 유오 우메이
Original assignee: 유미꾸라 레이찌; 아사히 가세이 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 1999-05-15
Also published as: CN1154086A; EP0767038A1; DE69516688D1; EP0767038B1; CN1063379C; JP3771258B2; DE69516688T2; US6077472A; EP0767038A4; KR19980058034A; WO1995035194A1

Abstract

균일한 무광택상이며, 웰드 라인 등의 눈에 띠는 것이 적은 성형품을 수득함을 목적으로 한다. 본 발명에 의하면, 웰드부를 가지는 합성 수지 사출 성형품에 있어서, 사출 성형품 표면의 웰드 라인의 움푹 패임 깊이가 2㎛ 이하이고, 사출 성형품의 표면이 광택도 30% 이하의 무광택이며, 사출 성형품 표면의 일반부, 웰드부, 수지 유동 단부가 균일한 무광택면이고, 그 무광택면이 연필 긋기 시험의 2B 이하의 경도에서 눈에 띠는 상처가 생기지 않는 내찰상성을 가지는 것인 무광택상 합성 수지 사출 성형품이 제공된다. 이로써, 성형 후의 도장을 생략하여 실용할 수 있는 성형품이 수득되고, 그 경제적 효과는 매우 크다.

Description

무광택상의 합성 수지 사출 성형품 및 그의 성형법

무광택상 표면을 갖는 합성 수지 사출 성형품은 일반적으로 미세한 (凹凸) 표면을 갖는 금속 금형을 사용하여 사출 성형되고 있다. 그러나 이 방법으로 수득되는 사출 성형품은 일반적으로 금형의 미세한 요철상 표면이 충분히 재현되지 않거나(않고), 웰드 라인, 플로마크 등의 보기 흉한 흔적이 눈에 띠는 등의 결점이 지적되고 있어 개량이 요구되고 있다.

성형조건으로 이와 같은 외관 불량을 개선하는 일이 실시되고 있다. 각종 성형조건 중에서도 가장 큰 영향이 있는 것은 금형 온도이고, 금형 온도를 높일수록 바람직하다. 그러나, 금형 온도를 높이면, 가소화된 수지의 냉각 고화에 필요한 냉각 시간이 길어지게 되고 성형 능률이 낮아진다.

이 때문에, 금형 온도를 높이지 않고 금형 표면의 재현성이 좋아지게 하고, 또 금형 온도를 높여도 필요한 냉각 시간이 길어지지 않는 방법이 요구되고 있다. 금형에 가열용, 냉각용의 구멍을 각각 부착해 두고 열매(熱媒)와 냉매를 번갈아 흘려서, 금형의 가열과 냉각을 반복하는 방법이 실시되고 있으나, 이 방법은 열 소비량도 많고 냉각 시간이 길다.

금형 캐비티를 형성하는 금형 벽면을 열전도율이 작은 물질로 피복함으로써 금형 표면 재현성을 좋게 하는 방법은 미국 특허 제3,544,518호 명세서에서 사출성형에 대해 개시하고 있다.

또한, 미국 특허 제4,919,388호 명세서에는 금속 금형의 금형 캐비티를 구성하는 금형 벽면에 표면 요철상의 단열층을 피복한 금형이 기재되어 있다. 그러나, 이 단열층의 표면 요철의 형상, 성형된 성형품의 표면 상태, 작용 효과 등에 대한 기재는 거의 없다.

본 발명의 목적은 균일한 무광택 표면을 가지고 웰드 라인 등의 두드러짐이 적고, 또한 생산성이 좋게 성형된 사출 성형품 및 그의 성형법을 제공하는 것이다.

금속제 금형의 금형 캐비티를 구성하는 금형 표면을 무광택상으로 하는 방법으로는 지금까지 일반적으로 샌드 블라스트법에 의해 금형 표면을 조면화(粗面化)하는 방법이 한결같이 사용되고 있다. 단열층 피복 금형에서도, 단열층으로 된 금형 표면을 조면화하고 무광택상으로 하는 데는 먼저 샌드 블라스트법이 고려된다.

본 발명자들은 단열층 피복 금형 표면을 샌드 블라스트 처리하여 무광택상으로 하여 합성 수지의 사출 성형을 실시한 결과, 금형 표면은 균일한 무광택상인데도 불구하고, 사출 성형품은 균일한 무광택상이 되지 않는다는 것을 발견하였다. 즉, 일반적인 금속 금형의 무광택 표면 금형에서 성형하면, 나타나는 보기 흉한 웰드 라인의 움푹 패임은 없어졌지만 사출 성형품의 웰드부와 일반부 및(또는) 일반부와 수지 유동 단부가 불균일한 무광택면이 된다는 특이한 불량 현상이 현저하게 나타나고, 또 웰드부 또는 수지 유동 단부의 무광택면은 손톱으로 상처가 쉽게 생기는 성형품이 된다는 것을 알았다.

본 발명은 웰드 라인의 두드러짐이 저감하고, 균일한 무광택면 및 내찰상성의 개량 등을 달성한 우수한 외관을 갖는 사출 성형품 및 그의 성형법을 제공하는 것이다.

(발명의 개시)

즉, 본 발명은 웰드부를 갖는 합성 수지 사출 성형품에 있어서, 사출 성형품 표면의 웰드 라인의 움푹 패임 깊이가 2㎛이하이고, 사출 성형품 표면이 광택도가 30%이하의 무광택면이며, 사출 성형품 표면의 일반부, 웰드부, 수지 유동 단부가 균일한 무광택면이고, 그 무광택면이 연필 긋기 시험의 2B이하의 경도에서 눈에 띠는 상처가 생기지 않은 내찰상성을 갖는 것인 무광택상 합성 수지 사출 성형품이다.

또, 본 발명은 합성 수지가 스티렌계 합성 수지인 상기 사출 성형품이다.

또, 본 발명은 웰드 라인의 움푹 패임 깊이가 1㎛이하이고, 광택도가 20%이하인 상기 합성 수지 사출 성형품이다.

또, 본 발명은 사출 성형품 표면이 철부(凸部)와 요부(凹部)를 갖는 곱슬 주름 형상이고, 그 철부와 요부 중 적어도 한쪽의 표면이 상기에 나타낸 무광택면인 상기 합성 수지 사출 성형품이다.

또, 본 발명은 무광택면인 철부의 면적이 경면상인 요부의 면적보다 큰 형상인 상기 합성 수지 사출 성형품이다.

또, 본 발명은 금속으로 된 주금형의 금형 캐비티를 구성하는 성형품 표면측의 금형 벽면이 0.05 내지 1.0mm두께의 내열성 중합체로 이루어진 단열층으로 피복되고 금형의 최외각 표면이 미세 요철상인 단열층 피복 금형을 사용하여 사출성형하는 상기 성형품의 성형법이다.

또 본 발명은 금형의 최외각 표면의 미세 요철이 JIS B 0601에 의해 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 10㎛ 최대 높이(Rmax)가 1 내지 100㎛, 십점평균 거칠기(Rz)가 1 내지 100㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.01 내지 0.5mm인 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형하는 상기 성형법이다.

또, 본 발명은 단열층 표면의 미세 요철이 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.5 내지 5㎛, 최대 높이(Rmax)가 5 내지 50 ㎛, 십점평균 거칠기(Rz)가 5 내지 50㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.03 내지 0.3mm인 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형하는 상기 성형법이다.

또, 본 발명은 5 내지 50중량%의 미세 분말을 배합한 내열성 중합체로 이루어진 단열재를 금형 최외각 표면의 단열층 표면에 도포하여 형성한 미세 요철 표면의 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형하는 상기 성형법이다.

또, 본 발명은 미세 분말이 평균 입경 0.001 내지 50㎛의 무기물 미세 분말인 상기 성형법이다.

또, 본 발명은 무기물이 산화규소인 상기 성형법이다.

또, 본 발명은 단열층 표면을 샌드 블라스트 가공하여 요철상으로 하고, 이어서 그 요철 표면의 요부에 내열성 중합체를 유입하여 요철도를 조절해서 형성한 미세 요철 표면의 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형하는 상기 성형법이다.

또 본 발명은 단열층 표면에 그 단열층 두께의 1/5이하의 얇은 두께를 갖는 금속층이 있고, 그 두께가 얇은 금속층의 표면이 상기에 나타낸 미세 요철 형상인 단열층 피복 금형으로 사출 성형하는 상기 성형법이다.

또, 본 발명은 단열층 표면에 그 단열층 두께의 1/5이하의 얇은 두께를 갖는 금속층이 있고, 그 금속층은 철부와 요부를 갖는 곱슬 주름상이며, 그 철부와 요부 중 적어도 한쪽이 상기에 나타낸 미세 요철상인 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형하는 상기 성형법이다.

또, 본 발명은 곱슬주름면의 요부가 점유하는 면적이 철부가 점유하는 면적보다 크고, 요부의 표면이 상기에 나타낸 미세 요철상이며, 철부의 표면이 광택면인 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형하는 성형법이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용될 수 있는 합성 수지는 일반적인 사출 성형에 사용될 수 있는 열가소성 수지이다. 예를 들면, 폴리스티렌 고무 강화 플리스티렌, 스티렌-아크릴로니트릴 공중합체, 폴리페닐렌에테르/스티렌계 수지의 블렌드, 스티렌-메틸메타크릴레이트 공중합체, 스티렌-아크릴로니트릴-염화폴리에틸렌 공중합체, ABS수지 등의 스티렌계 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 올레핀계 수지, 염화비닐 중합체 또는 그의 공중합체, 폴리카르보네이트, 폴리아미드, 폴리에스테르 등의 일반적인 사출 성형에 사용되는 열가소성 수지이다. 합성 수지에는 1 내지 60%의 수지 강화물이 함유되는 것이 바람직하다. 수지 강화물로서는 각종 고무, 유리 섬유, 카본 섬유 등의 각종 섬유, 탈크, 탄산칼슘, 카올린 등의 무기 분말 등을 들 수 있다.

특히, 양호하게 사용될 수 있는 것은 스티렌계 수지이고, 특히 양호하게 사용될 수 있는 것은 고무 강화 스티렌계 수지이다. 여기서 말하는 고무강화스티렌계 합성 수지는 수지상 중에 고무상이 섬 상태로 분포된 고무 강화 폴리스티렌, ABS 수지, AAS 수지, MBS 수지 등을 의미한다. 고무 강화 폴리스티렌은 스티렌을 주체로 한 중합체의 수지상 중에 폴리부타디엔, SBR 등의 고무상이 섬 상태로 분산된 수지이다. ABS수지는 스티렌과 아크릴로니트릴을 주체로 한 공중합체의 수지상 중에 폴리부타디엔, SBR드의 고무상이 섬 상태로 분산된 수지이다. AAS수지는 스티렌과 아크릴로니트릴을 주체로 한 공중합체의 수지상 중에 아크릴 고무의 고무상이 섬 상태로 분산된 수지이고, MBS수지는 스티렌과 메틸메타크릴레이트를 주체로 한 공중합체로 이루어진 수지상 중에 고무가 섬 상태로 분산된 수지이다.

또한, 이들 수지를 주체로 한 블랜드물 등도 발명에 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리페닐렌에테르를 배합한 고무 강화 폴리스티렌 수지 등이 양호하게 사용될 수 있다. 본 발명에서 성형되는 이들 수지의 사출 성형품은 성능과 경제성의 발란스가 극히 양호하며 약전(弱電) 기기, 전자 기기, 사무 기기 등의 하우징, 각종 일용품 각종 공업부품 등으로 바람직하게 사용된다.

본 발명의 사출 성형품은 사출 성형시에 유동수지가 회합하여 융착하는 소위 웰드 라인부가 형성되는 성형품이고, 1점 게이트의 성형품, 다점 게이트의 성형품 어느것이라도 좋다. 본 발명의 성형품은 약전 기기, 전자 기기, 사무 기기 등의 하우징 등이 대표적인 성형품이며, 이들 성형품은 일반적으로 다점 게이트로 성형되며, 다점 게이트의 성형품이 특히 바람직하다. 여기서 말하는 다점 게이트란, 하나의 금형 캐비티에 2개 이상의 게이트를 갖는 것으로서, 바람직하게는 2 내지 10개의 게이트를 가진다. 1점 게이트에서도, 성형품에 구멍이 다수 있고 성형품에 웰드 라인부가 발생하는 것과 같은 성형품의 경우는, 본 발명의 양호한 대상이 된다.

본 발명에서 말하는 사출 성형품 표면의 웰드부는 웰드 라인부를 사이에 둔 영역을 나타낸다. 또, 수지 유동 단부는 캐비티에서 사출 수지가 최후에 충전되는 부분을 나타낸다. 일반부는 성형품 표면에서 웰드부와 수지 유동 단부를 제외한 일반적인 부분을 나타낸다.

본 발명의 사출 성형품은 성형품 표면이 광택도가 30%이하, 바람직하게는 20%이하, 더욱 바람직하게는 10%이하인 무광택면을 가지고, 그 성형품의 일반부, 웰드부, 수지 유동 단부는 균일한 무광택면을 가지며, 웰드 라인의 움푹 패임깊이는 2㎛이하, 바람직하게는 1.5㎛이하, 더욱 바람직하게는 1㎛이하이며, 웰드 라인의 두드러짐이 거의 없는 상태를 갖는다. 본 발명의 성형품 표면은 일반부, 웰드부, 수지 유동단부를 포함한 전체가 균일한 무광택면이다. 광택도의 측정은 JIS K7105, 반사각도 60°에서 실시한다. 무광택면이 균일한 무광택면을 갖는다는 것은, 육안으로 봐서 균일한 무광택면임을 나타내며, 일반적으로는 무광택면의 농담(濃淡)의 차가 광택도로 0.5%이하 , 더욱 바람직하게는 0.3%이하임을 나타낸다. 웰드 라인의 움푹 패임 깊이의 측정은 웰드부의 단면을 현미경으로 관찰하여 측정할 수 있다. 즉, 웰드 라인 부근의 단면 사진을 촬영하고, 그 단면 사진의 성형품 표면에 접선을 긋고 그 접선과 웰드 라인의 움푹 패인 바닥과의 거리를 측정하여, 이것을 웰드 라인의 움푹 패임 깊이로 한다.

일반적으로 금형 표면을 무광택상으로 하는 방법으로서 한결같이 사용되고 있는 샌드 블라스트법으로, 단열층 표면을 미세 요철 표면으로 한 단열층 피복 금형에서 보통으로 사출 성형을 실시하면, 사출 성형품의 광택은 웰드부와 일반부, 및(또는) 일반부와 수지 유동 단부에서 달라지고, 균일한 무광택면으로 되기 어렵다. 본 발명은 이 점을 개량하고, 균일한 무광택면을 가지고, 웰드의 움푹 패임 깊이를 작게 하여 웰드 라인의 두드러짐이 실질적으로 없도록 한 성형품이다. 본 발명에서는 사출 성형품 표면을 균일한 무광택면으로 하고, 또한 웰드 라인의 두드러짐이 없도록 함으로써 지금까지 성형 후에 사출 성형품에 도장을 하여 사용되고 있는 각종 약전 기기, 전자기기, 사무기기 등의 하우징 등을 무도장으로 사용할 수 있다.

본 발명의 합성 수지 사출 성형품의 무광택면은 연필 긋기 시험의 2B이하의 경도, 바람직하게는 B이하의 경도에서 눈에 띠는 상처가 없는 내찰상성을 가진다. 손톱에 대한 내찰상성이 있는 것이 더욱 바람직하다. 연필 긋기 시험은 JIS K5401에 준하여 측정한다. 눈에 띠는 상처란 육안으로 쉽게 알 수 있는 상처이다.

본 발명의 합성 수지 사출 성형품은 가죽 곱슬주름상, 나무결 곱슬주름상 등의 곱슬주름상 표면의 것도 포함된다. 이 경우, 곱슬주름의 요부와 철부 중 적어도 한쪽이 본 발명의 무광택면이다. 요부와 출부 중 한쪽을 무광택면으로 하고, 다른 한쪽을 광택면으로 하면 곱슬주름 형상이 눈에 잘 띠게 되고, 특히 바람직한 외관이 된다. 무광택면인 철부의 면적의 합계가 광택면인 요부의 면적의 합계보다 큰 형상인 것이 특히 바람직하다.

본 발명에서 말하는 주금형 재질의 금속이란, 철 또는 철을 주성분으로 하는 각종 강철제, 알루미늄 또는 알루미늄을 주성분으로 하는 합금, ZAS 등의 아연 합금, 베릴륨-동 합금 등의 일반적으로 합성 수지의 성형에 사용되고 있는 금속 금형을 포함한다. 특히 강철제가 양호하게 사용된다.

본 발명에서 단열층에 사용되는 내열성 중합체로는 유리 전이 온도가 100℃이상, 바람직하게는 150℃ 이상 및(또는) 융점이 230℃이상, 바람직하게는 250℃이상인 내열성 중합체가 양호하게 사용될 수 있다. 또, 내열성 중합체의 파단신도는 5%이상의 인성(靭性)을 갖는 중합체가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10%이상이다. 파단 신도의 측정법은 ASTM D638에 준하여 실시하고, 측정시의 인장속도는 5mm/분 이다.

본 발명에서 단열층으로서 양호하게 사용할 수 있는 중합체는 주쇄에 방향족환을 갖는 내열성 중합체이며, 유기 용제에 용해되는 각종 비결정성 내열 중합체, 각종 폴리이미드, 변성 에폭시 수지 경화물, 및 이들의 혼합물 등이 양호하게 사용된다.

비결정성 내열 중합체로서는 포리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리알릴술폰, 폴리알릴레이트 등이며, 특히 폴리술폰, 폴리에테르술폰이 양호하게 사용될 수 있다.

폴리이미드로는 여러 가지가 있으나, 직쇄형 고분자량 폴리이미드나, 일부 가교형 폴리이미드가 사용될 수 있다. 열가소성 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 도포 후에 가열하여 이미드환을 형성하는 폴리이미드 등이 양호하게 사용될 수 있다. 일반적으로 직쇄형 고분자량 폴리이미드는 파단 신도가 크고, 내구성이 우수하여 특히 양호하게 사용된다.

사출 성형은 복잡한 형상의 성형품이 1회의 성형으로 수득되므로 경제적으로 가치가 있다. 이 복잡한 금형 표면을 내열성 중합체로 피복하고 또한 강고하게 밀착시키는 데는, 내열성 중합체 용액, 내열성 중합체 전구체 용액, 내열성 중합체의 모노머 또는 반경화물 등을 도포하고, 이어서 가열하여 내열성 중합체층을 형성시키는 것이 가장 바람직하다. 따라서, 본 발명의 내열성 중합체 또는 내열성 중합체 전구체 등은 용제에 용해시키는 것 등에 의해 저점도 유체로 할 수 있는 것이 바람직하다.

가요성이 부여된 에폭시 수지 경화물, 실리콘계 수지, 멜라민계 수지 등도 동일하게 양호하게 사용될 수 있다. 특히 가요성이 부여된 변성 에폭시 수지 경화물은 양호하게 사용될 수 있다. 예를 들면 폴리아미드 변성 에폭시 수지 경화물, 에폭시 수지와 폴리에테르이미드의 배합물의 경화물로 이루어진 폴리머 알로이 , 에폭시 수지와 폴리에테르술폰의 배합물의 경화물로부터 이루어진 폴리머 알로이 등은 양호하게 사용될 수 있다.

단열층의 두께는 0.05mm 내지 1.0mm의 극히 좁은 범위에서 적절히 선택된다. 바람직하게는 0.08mm 내지 0.7mm, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.5mm, 가장 바람직하게는 0.15 내지 0.45mm이다. 주금형 온도는 사출 성형되는 합성 수지의 연화 온도보다 10℃ 낮은 온도이하, 바람직하게는 80℃이하, 더욱 바람직하게는 65℃이하에서 실온 이상으로 냉각되어 성형된다.

사출 성형에서는, 금형 온도와 성형 사이클 시간은 밀접하게 관련있다. 즉, 사출 성형에서, 금형 온도(Td)와 금형내 필요 냉각 시간(θ)의 관계는 이론적으로는 다음 식으로 표시된다.

θ=-(D2πα)·1n[(π/4){(Tx-Td)/(Tc-Td)}]

θ : 냉각 시간(초)

D : 성형품의 최대 두께(cm)

Tc : 실린더 온도(℃)

Tx : 성형품의 연화 온도(℃)

α : 수지의 열확산율

Td : 금형 온도(℃)

냉각시간(θ)는 성형품의 두께(D)의 2승에 비례하고, (Tx-Td)값의 함수이다. 즉, 합성 수지의 연화 온도에서 금형의 온도를 뺀 값의 함수이다. 이 값이 작을 때는, 이 값의 변동이 냉각 시간에 큰 변동을 주지만, 이 값이 커지면 냉각시간에 주는 변동은 작아진다.

주금형에 단열층을 피복하는 것은, 성형품의 두께를 두껍게 하고 냉각 시간을 길게 하는 방향과 동일한 작용을 하지만, 한편 금형 온도를 내리면 냉각 시간을 짧게 하는 방향으로 작용한다. 단열층의 두께는 얇아서 외관 개량이 가능한 것이 성형 사이클 시간의 측면에서 바람직하다. 본 발명에서는, 단열층 두께가 0.05 내지 1.0mm, 바람직하게는 0.08 내지 0.7mm, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.5mm, 가장 바람직하게는 0.15 내지 0.45mm의 극히 좁은 범위가 외관 개량과 성형 사이클 시간의 발란스상 양호하다.

금속으로 이루어진 주금형 표면을 단열층으로 피복하고 그 표면에 사출된 가열 수지가 접촉하면, 금형 표면은 수지의 열을 받아서 승온한다. 단열층의 열전도율이 작을수록, 또 단열층이 두꺼울수록, 금형 표면 온도는 높아진다.

본 발명에서는 사출된 합성 수지가 80℃이하로 냉각된 금형 표면에 접촉한 후 적어도 0.5초간의 대부분의 동안에서, 금형 표면 온도가 사출된 합성 수지의 연화 온도 이상의 상태에서 사출 성형되는 것이 바람직하다. 금형 표면에 단열층이 없는 경우에는 합성 수지가 금형 표면에 접하면 즉시, 즉 0.1초도 경과하지 않는 동안에 금형 표면 온도는 주금형 온도와 거의 동일 온도로 되지만 금형 표면을 단열층으로 피복함으로써, 0.5초간의 대부분의 동안에서 금형 표면을 연화 온도이상의 상태로 할 수 있다.

사출 성형시의 금형 표면 온도의 변화는 합성 수지, 주금형, 단열층의 온도, 비열, 열전도율, 밀도, 결정화 잠열 등으로부터 계산할 수 있다. 예를 들면, ADINA 및 ADINAT(마사츠세츠 공과 대학에서 개발된 소프트웨어) 등을 사용하여, 비선형 유한 요소법에 의해 비정상 열전도 해석에 의해 계산된다.

본 발명에서 말하는 금형의 최외각 표면의 미세 요철상 표면이란, 소위 무광택상 표면이라고 말해온 요철 표면 중에서 일부 선택된 요철 표면이며, 본 발명의 균일 무광택 표면의 합성 수지 사출 성형품을 가져다주는 표면이다. 금형의 최외각 표면의 표면 조도는 JIS B 0601에 따라 측정된 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 10㎛, 최대 높이 (Rmax)가 1 내지 100㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)가 1 내지 100㎛, 국부적 산정의 평균 간격 (S)가 0.01 내지 0.5mm 중인 것에서 선택된 표면이다. 더욱 바람직하게는 Ra가 0.5 내지 5㎛, Rmax가 5 내지 50㎛, Rz가 5 내지 50㎛, S가 0.03 내지 0.3 mm중에서 선택된 미세한 표면 요철이다. 표면조도측정시의 기준 길이는 2.5mm를 사용한다.

국부적 산정의 평균 간격(S)는 국부적 산정간의 평균치이다. 그 철부의 양쪽 가까이에 요부가 있을 경우 철부의 정점을 국부적 산정이라 한다. 단, 서로 가까이 있는 국부적 산정의 거리(횡방향)가 기준 길이의 1%를 충족하지 않을 경우, 또는 양쪽 가까이의 요부의 깊이가 최대 높이(Rmax)의 10% 미만인 경우, 그점은 국부적 산정이라 볼 수 없다.

가열 가소화된 합성 수지가 일반적으로 사출 성형에 사용되고 있는 냉각된 금속 금형에 사출되면, 합성 수지는 금형 벽면에 접촉하면 즉시 그 접촉면으로부터 냉각이 시작된다. 그리하여, 즉시, 금형 벽면 상에 그 합성 수지의 고화층이 형성되고, 그 고화층의 두께는 시간이 경과함에 따라 두꺼워진다. 이 고화층의 두께는 합성 수지의 온도, 합성 수지의 연화 온도, 합성 수지의 열전도율, 합성 수지의 결정화 잠열, 금형의 온도, 금형의 열전도율 등에 의해 달라지지만, 일반적으로는 합성 수지가 금형에 접촉하여 수 마이크로 초에서 수십 마이크로 초 후에는 고화층이 형성되고, 그 고화층은 시간이 경과함에 따라 두꺼워진다고 생각된다. 이와 같은 일반적인 사출 성형에서는, 합성 수지에 금형 표면을 재현시키는데 필요한 사출압력이 가해질 때는 금형 벽면에 접촉한 합성 수지의 표층에는 이미 얇은 고화층이 형성되고 있다고 생각된다. 이와 같은 상태에서 합성 수지에 금형 표면 재현성을 좋게 하기 위해서는 얇은 고화층의 수지 표면을 금형 벽면에 압착시켜서 금형 표면을 재현시킬 필요가 있으며, 상당한 고압력을 가할 필요가 있다. 따라서 일반적인 사출 성형에서는 사출 압력이 높게 가해지는 게이트 부근의 금형 표면 재현성이 양호하며, 사출 압력이 낮게 가해지는 수지 유동 단부의 금형 표면 재현성은 일반적으로 나빠진다.

이에 대하여, 금속 금형 표면을 단열층으로 피복한 금형을 사용하여 사출 성형을 실시하면, 단열층은 사출된 합성 수지로 가열되어 온도 상승이 일어나고 이로부터 냉각이 시작된다. 적절한 두께의 단열층으로 피복한 금형 벽면에 접촉한 합성 수지는 접촉한 후 수백 마이크로 초 동안 합성 수지의 연화 온도 이상의 상태로 유지되고 있으며, 그 동안은 고화층이 형성되지 않고, 그 후에 고화층이 형성되기 시작한다. 따라서 단열층 피복 금형을 사용했을 경우 금형 표면에 아직 고화층이 형성되지 않은 상태에서 금형 벽면의 합성 수지에 금형 표면을 재현시키는데 필요한 압력을 가하는 것이 가능하다. 이와 같은 상태를 취할 수 있는 것은 다음 시기이다: 즉, 합성 수지 온도가 높은 시기 합성 수지의 연화온도가 낮은 시기, 금형 온도가 높은 시기, 단열층이 어느 일정 이상의 적절한 두께인 시기, 합성 수지가 금형에 접촉한 후 가능한 빨리 어느 일정 이상의 압력이 합성 수지에 가해지는 시기 ,등 이 중에서 앞의 3항목은 성형품의 필요 성능, 생산성, 비용 등의 측면에서 자유로이 선택될 수 없으며, 뒤의 2항목을 선택하는 것이 바람직하다. 금형 표면에 아직 고화층이 형성되지 않은 상태에서 금형 벽면에 압착하는 압력이 수지에 가해지면 극히 금형 표면 재현성이 좋아지고, 또 금형 벽면에 압착되는 수지 압력이 약간 낮아도 양호한 금형 표면 재현성이 극히 좋아진다.

단열층 피복 금형으로 성형된 본 발명의 웰드 라인부를 갖는 사출 성형품에서는 웰드부, 및(또는) 수진 유동 단부에 합성 수지가 금형에 접촉한 때부터 짧은 기간동안에 합성 수지에 고압력이 걸리고, 이 결과 웰드부 및(또는) 수지 유동 단부의 금형 표면 재현성은 극히 좋아진다. 한편, 웰드부와 수지 유동 단부를 제외한 일반부에서는 합성 수지에 서서히 압력이 가해지고, 그 결과 웰드부 및(또는) 수지 유동 단부와 일반부의 외관을 불균일하게 된다. 이 현상은 단열층 피복 금형을 사용했을 때에 현저히 나타나는 특유한 현상이고, 이 현상은 단열층 본 발명자들이 본 발명에서 발견한 현상이며, 이것을 균일화하는 것이 요구된다. 본 발명에서는 수지 유동단부, 웰드부, 일반부 모두가 균일한 외관을 갖는 성형품을 제공한다.

본 발명에서는 단열층 표면에 박층의 금속층이 존재할 경우도 본 발명에 포함된다. 즉, 단열층 표면에 단열층의 두께보다 대폭 얇은 금속층을 피복한 경우에는, 금속 금형을 단열층으로 피복한 효과는 유지된다. 최외각 표면의 금속층의 두께는 단열층 피복의 효과가 유지되는 범위가 얇음이 필요하며, 일반적으로 단열층두께의 1/5이하, 바람직하게는 1/7이하, 더욱 바람직하게는 1/7이하 내지 1/100이상이며, 또한 금속층 두께의 절대치는 바람직하게는 1 내지 50㎛, 더욱바람직하게는 2 내지 30㎛ 범위에서 선택된다. 본 발명에서는 단열층 표면이 적절한 미세요철 표면이고, 그 표면에 미세 요철을 재현하는 얇은 금속층이 존재하는 경우가 바람직하다. 그러나, 단열층 표면은 평활하며, 그 표면에 적절한 요철 표면의 얇은 금속층이 존재하는 경우도 포함된다. 본 발명에서 말하는 금속층의 두께는 금속층 두께의 평균치로 나타낸다.

단열층 표면의 얇은 금속층에 사용되는 금속은 일반적으로 금속 도금이나 금속 용사에 사용되는 금속이며, 예를 들면 크롬, 니켈, 동, 아연 등 및 이들을 주체로 하는 합금이다.

본 발명의 금속층은 여러 가지 방법으로 피복할 수 있으나 도금에 의해 양호하게 피복된다. 여기서 말하는 도금은 화학 도금과 전해 도금이다. 일반적으로 다음의 공정의 몇 개를 거쳐서 도금된다. 즉, 먼저 단열층에 접하여 화학 도금이 실시된다. 전처리(트리밍, 수지) → 화학 부식(산이나 알칼리에 의한 화학 에칭 : 표면을 적절한 요철로 한다.) → 중화 → 감수성화 처리(합성 수지 표면에 환원력이 있는 금속염을 흡착시켜 활성화를 효과있게 한다) → 활성화 처리(촉매 작용을 갖는 귀금속을 수지 표면에 부여) → 화학 니켈 도금 → 전해 니켈 도금, 전해 크롬 도금 등(상세한 것은 플라스틱의 도금로시세 따츠저, 1974, 닛간고교 신분사발간 등을 참조)

화학도금은 금속 이온을 환원제에 의해 금속에 환원 석출시키는 것이다. 일반적으로 화학 도금은 다음의 조건을 충족시키는 것이 필요하다. (1)도금액을 조정한 그대로의 상태에서 환원제가 자기 분해를 하지 않고 안정할 것. (2) 환원반응후의 생성물이 침전을 일으키지 않을 것. (3) 석출 속도가 pH와 액 온도에 의해 제어할 수 있을 것 등을 들 수 있다. 화학 니켈 도금에서는 환원제로서 차아인산, 수소화붕산 등이 사용되며, 특히 차아인산이 양호하게 사용된다. 상기의 조건을 충족시키기 위해서는 화학 도금액 중에 주성분(금속염, 환원제) 이외에 보조성분(pH 조정제, 완충제, 촉진제, 안정제 등)이 가해진다.

본 발명의 단열층에 잘 밀착하는 화학 니켈 도금층은 인을 1중량%이상, 5중량%미만 함유하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2중량% 이상, 5중량%미만 함유한다.

본 발명에서 양호하게 사용되는 화학 니켈 도금에서는, 환원제로서 차아인산이 각종 보조 성분과 함께 사용되고 결과적으로 형성되는 니켈 도금에는 인이 함유된다. 본 발명에서 말하는 단열층 피복 금형에서는 화학 니켈 도금층이 단열층에 견고하게 밀착되는 것이 필요하다. 이 때문에 단열층에 직접 접하는 화학 니켈 도금의 초기는 도금액의 온도를 내리고 pH를 조정함으로써, 도금속도를 저하시켜 실시하고, 형성되는 도금 입자를 작게 하여 실시하여, 단열층 표면의 미세 요철의 내부까지 균일하게 니켈이 들어가는 것이 극히 바람직하다. 일정 두께의 도금층이 형성된 후에는 도금 속도를 높여서 좋은 효과로 도금을 실한다. 그 결과, 저온, 저속도로 도금을 실시함으로써 단열층에 접하는 니켈 도금층은 인을 1중량%이상 5중량%이만, 바람직하게는 2중량%이상 5중량%미만 함유하는 니켈 도금층이 되고 그위의 도금층은 전해 니켈 도금층, 전해 크롬 도금층, 인을 5 내지 18중량% 함유하는 화학 니켈 도금층 등에서 선택되는 1층 이상이 된다. 단열층 표면에 인 함량이 많은 화학 니켈도금, 특히 인을 8중량%이상 함유하는 화학니켈 도금을 직접 실시하면 형성되는 니켈 입자가 크게 되고, 도금층의 밀찰력이 낮아지기 쉬워진다.

본 발명은 사출 성형품 표면이 광택도가 30%이하인 무광택면이지만 성형품 표면의 일부분이 무광택면인 경우도 포함된다. 성형품 표면이 가죽 곱슬주름상, 나무결 곱슬주름상 등의 곱슬주름상인 경우, 그 곱슬주름상의 요부 또는 철부 중 한쪽이 무광택면이고, 다른 한쪽이 광택면인 경우에도 본 발명에 포함된다. 이와 같이 하면, 곱슬주름상면이 잘 눈에 띠고, 매우 바람직하다. 이 곱슬주름상 표면에서는, 요부 또는 철부 중 면적이 큰 쪽이 무광택면인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 철부의 면적이 크고, 무광택면인 경우이다.

본 발명의 곱슬주름 표면의 사출 성형품을 성형하는 바람직한 성형법은, 단열층 표면에 금속층을 피복하고, 그 금속층을 산 에칭에 의해 곱슬주름상으로 한 금형을 사용하여 성형하는 것이다. 금속층은 산 에칭되기 쉬운 금속층과, 산 에칭되기 어려운 금속층을 적절히 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 산 에칭되기 어려운 금속층의 예로서는, 인을 8중량 %이상 함유하는 화학 니켈 도금, 황 함량이 0.0005중량% 이하인 전해 니켈 도금, 전해 크롬 도금 등이다. 산 에칭되기 쉬운 금속층의 예를 들면 인 함량이5중량 %미만인 화학 니켈 도금, 황 함량이 0.005중량% 이상인 전해 니켈 도금 등이다. 이 산 에칭되기 쉬운 금속층을 에칭가공으로 곱슬주름상으로 하는 것은 용이하게 실시된다. 또한, 에칭 가공후의 곱슬주름상으로 한 금속층의 최외각 표면에 내식성이 우수한 금속층, 예를 들면 전해크롬 도금, 인 함량이 8중량%이상인 화학 니켈 도금 등을 다시 피복하여 금속층의 내식성을 향상시킴으로써 양호하게 할 수 있다. 곱슬주름상 금형의 금속층의 바람직한 조합의 구체적인 예를 아래에 나타낸다.

(1) 화학 니켈 도금(인 함량 1 내지 5중량%) → 전해 니켈 도금(황 함량 0.0005중량% 이하) → 전해 니켈 도금(황 함량 0.005 내지 0.5%)→ (산 에칭에 의한 곱슬주름화) → 화학니켈 도금(인 함량 8 내지 18%) 또는 전해 크롬 도금

(2) 화학 니켈 도금(인 함량 1내지 5중량%) → 전해 니켈 도금 (황 함량 0.005 내지 0.5중량%) → 전해 동 도금(산 에칭으로 의한 곱슬주름화) → 화학 니켈 도금(인 함량 8 내지 18중량%) 또는 전해 크롬 도금.

(3) 화학 니켈 도금(인 함량 1 내지 5중량%) → 화학 니켈 도금(인 함량 5 내지 18 중량%) → 전해 니켈 도금(황 함량 0.005 내지 0.5 중량%) → (산 에칭에 의한 곱슬주름화) → 화학 니켈 도금(인 함량 8 내지 18 중량%) 또는 전해 크롬 도금.

본 발명에서 특히 바람직한 것은 상기의 (1)과 (2)이다.

화학 니켈 도금의 산 에칭성은 니켈 도금의 인 함량에 의해 달라지지만, Konrad Parker, Plating and Surface Finishing, March 29∼33(1992), Ronald Dunkan, Proceedings EN' 93,27(1993) 등에 개시된 바와 같이 화학 니켈 도금의 내산성은 인 함량이 9 중량%를 초과하면 급속히 내식성이 크게 된다. 일반적으로 내식성 니켈이란 인이 8 내지 9중량%이상인 화학 니켈을 나타낸다.

본 발명의 무광택상 표면을 갖는 합성 수지 사출 성형품 및 그의 성형법에 관한 것이다.

도1은 강철제의 주금형에 가열된 합성 수지가 접촉했을 때의 금형 벽면 부근의 온도 분포의 변화(계산치)를 나타내는 그래프이다.

도2는 강철제의 주금형의 금형 표면에 0.1mm의 폴리이미드를 피복한 금형에 가열된 합성 수지가 접촉했을때의 금형 벽면 부근의 온도 분포의 변화(계산치)를 나타내는 그래프이다.

도3은 강철제의 주금형의 금형 표면에 0.5mm의 폴리이미드를 피복한 금형에 가열된 합성 수지가 접촉했을 때의 금형 벽면 부근의 온도 분포의 변화(계산치)를 나타내는 그래프이다.

도4는 강철제의 주금형의 금형 표면에 0.3mm의 폴리이미드를 피복하고 다시 그 표면에 0.02mm의 니켈을 피복한 금형에 가열된 합성 수지가 접촉했을 때의 합성 수지 표면(합성 수지 표면과 금형 표면의 계면)의 온도 변화(계산치)를 나타내는 그래프이다.

도5는 강철제의 주금형의 금형 표면에 0.3mm의 폴리이미드를 피복하고 다시 그 표면에 0.1mm의 니켈을 피복한 금형에 가열된 합성 수지가 접촉했을 때의 합성 수지 표면(합성 수지 표면과 금형 표면의 계면)의 온도 변화(계산치)를 나타내는 그래프이다.

도6은 강철제의 주금형의 금형 표면에 0.15mm의 폴리이미드를 피복하고 다시 그 표면에 0.02mm의 니켈을 피복한 금형에 가열된 합성 수지가 접촉했을 때의 합성 수지 표면(합성 수지 표면과 금형 표면의 계면)의 온도 변화(계산치)를 나타내는 그래프이다.

도7은 강철제의 주금형의 금형 표면에 0.15mm의 폴리이미드를 피복하고 다시 그 표면에 0.1mm의 니켈을 피복한 금형에 가열된 합성 수지가 접촉했을 때의 합성 수지 표면(합성 수지 표면과 금형 표면의 계면)의 온도 변화(계산치)를 나타내는 그래프이다.

도8은 강철제의 주금형의 금형 표면에 0.3mm의 폴리이미드를 피복하고 다시 그 표면에 0.0005mm, 0.02mm 또는 0.1mm두께의 니켈을 피복한 금형에 가열된 합성 수지가 접촉했을 때의 합성 수지 표면(합성 수지 표면과 금형 표면과의 계면)의 온도 변화(계산치)를 나타내는 그래프이다.

도9은 강철제의 주금형의 금형 표면에 0.15mm의 폴리이미드를 피복하고 다시 그 표면에 0.0005mm, 0.02mm 또는 0.1mm 두께의 니켈을 피복한 금형에 가열된 합성 수지가 접촉했을 때의 합성 수지 표면(합성 수지 표면과 금형 표면의 계면)의 온도 변화(계산치)를 나타내는 그래프이다.

도10은 사출 성형품의 일례를 나타내는 사시도이다.

도11은 도10에 나타낸 사출 성형품의 설명도이다.

도12는 사출 성형시의 금형 벽면에 가해지는 수지 압력의 경시 변화를 나타내는 그래프이다.

도13은 사출 성형된 합성 수지가 금형 표면의 미세한 요철에 충전되는 모양을 모델적으로 나타내는 설명도이다.

도14는 본 발명의 성형품을 성형하는 금형의 단면도이다.

도15는 본 발명의 성형품을 성형하는 금형의 단면도이다.

도16은 실시예 1에서의 금형과 성형품의 표면 요철 패턴을 나타내는 그래프이다.

도17은 비교예 2에서의 금형과 성형품의 표면 요철 패턴을 나타내는 그래프이다.

도18은 실시예 2에서의 성형품의 표면 요철 패턴을 나타내는 그래프이다.

도19는 실시예2에서의 성형품의 표면 요철 패턴을 나타내는 그래프이다.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

본 발명을 도면을 이용하여 설명하겠다.

도1, 도2 및 도3은 주금형 온도 50℃, 고무 강화 폴리스티렌의 온도 240℃에서 사출 성형되었을 때의 금형 벽면 부근의 온도 분포 변화의 계산치를 나타낸다. 도면 중의 각 곡선의 수치는 가열된 합성 수지가 냉각된 금형 벽에 접촉된 때부터의 시간(초)를 나타낸다. 가열된 합성 수지는 금형 벽면에 접촉하여 금속히 냉각되며, 한편 금형 표면의 가열된 합성 수지로부터 열을 받아 승온한다. 도면에 나타내는 바와 같이 금형 표면을 단열층(폴리이미드)으로 피복하면(도2 및 도3), 합성 수지와 접촉하는 단열층 표면의 온도 상승은 커지고, 온도 저하 속도는 작아진다.

단열층이 피복되면 합성 수지가 금형벽에 접촉한 때부터의 시간이 짧을수록 금형 표면 온도는 높아지며, 단열층 피복에 의해 금형 온도를 대폭 상승시킨 것과 같은 효과가 얻어진다.

도4, 도5, 도6, 도7, 도8 및 도9는 강철로 이루어지는 주금형의 표면에 폴리이미드층, 다시 그 표면에 니켈층이 피복된 금형과, 비교를 위해 폴리이미드 층만이 피복된 금형을 사용하여, 주금형의 온도를 50℃로 설정하고, 그 금형으로 고무 강화 폴리스티렌 수지의 온도 240℃에서 사출 성형했을 때의, 그 수지가 금형 최외각 표면에 접촉한 때부터의 수지 표면의 온도(이것은 수지 표면과 니켈 표면계면의 온도 또는 수지 표면과 폴리이미드 표면 계면의 온도)의 경시 변화를 나타낸다.

도4는 폴리이미드(이하, 도면에서는 PＩ로 나타낸다)층의 두께를 0.30mm,니켈(이하, 도면에서는 Ni로 나타낸다)층의 두께를 0.02mm로 했을 경우의 수지 표면 온도의 경시 변화를 나타낸다. 도면 중에서 실선은 폴리이미드층과 니켈층을 피복한 경우이며, 파선은 폴리이미드층만을 피복한 경우이다. 폴리이미드만을 피복한 경우는 수지 표면 온도는 시간이 경과함에 따라 저하됨에 반해, 폴리이미드층과 니켈층을 피복했을 경우에는, 일단 온도가 크게 저하된 후에 다시 상승하고나서 점차 저하된다. 이것은 표층의 니켈의 열용량이 크기 때문에 수지의 열이 니켈층에 흡수되어 저하되는 것이다. 따라서, 니켈층의 두께가 커질수록, 일단 저하되는 온도 폭은 커지며, 다시 상승하는 온도도 낮아진다.

도5는 니켈층의 두께를 0.1mm로 두껍게 했을 경우이며, 니켈층이 두꺼워지면 일단 저하되는 온도 폭은 크며, 다시 상승하는 온도도 낮아진다.

도6과 도7은 도4와 도5의 경우와 동일한 층 구조에서 폴리이미드의 층두께를 0.15mm로 했을 경우를 나타낸다. 폴리이미드층의 두께가 0.15mm인 경우에도 도4, 도5화 동일한 경향이 보여진다.

도8과 도9는 도4 내지 도7의 결과를 종합하여 나타낸 것이다. 도8과 도9로부터, 단열층 위에 니켈층을 피복한 금형의 경우에는 니켈층의 두께가 0.1mm가 되면, 일단 저하된 표면 온도가 다시 상승하는 온도는 낮아지고, 사출 성형시의 금형 표면 재현성이 나빠진다는 것을 추정할 수 있다. 니켈층의 두께가 0.02mm인 경우에는 수지 표면 온도는 일단 저하해도 급속히 회복하고, 그 온도도 높기 때문에, 사출 성형시의 금형 표면 재현성은 양호하다. 이에 따라 금형 표면 재현성을 좋게하기 위해서는 단열층 표면에 피복하는 금속층의 두께에는 한계가 있고, 금속층 두께는 단열층 두께의 1/5이하, 바람직하게는 1/7이하, 더욱 바람직하게는 1/7이하에서 1/100이상이며, 또한 금속층 두께의 절대치는 바람직하게는 1내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 30㎛의 범위에서 선택된다.

도10 및 도11에 나타내는 사출 성형품을 예로 더욱 자세히 설명한다. 도10에 있어서, 게이트(1)에서 사출된 합성 수지는 혈부(穴部)(2)를 돌아 유동하고, 웰드부에서 합체하여 웰드 라인(3)을 형성한다. 도11에 있어서, 미세 요철 표면을 갖는 단열층을 피복한 금형으로 사출 성형하면, 성형품 표면에는 단열층의 미세요철 표면이 전사된다. 그러나, 일반적으로 무광택화에 사용되는 샌드 블러스트법으로 미세 요철화한 단열층 피복 금형으로 사출 성형하면, 성형품(4)의 웰드부에서 수지 유동 단부에 걸친 영역(이하, 도면을 사용한 설명에서는 웰드부(5)라 약칭한다)의 미세 요철도는 커지며, 흑착색 수지로 성형하면, 웰드부(5)는 검어지고, 일반부(6)은 희어지며, 본 발명에 기술하는 균일한 광택도의 성형품이 되지 않는다는 것을 발견했다. 이 원인은 면확하지는 않지만 다음과 같이 추정하고 있다. 그 원인을 도12와 도13으로 설명하겠다.

도11에 나타내는 성형품의 사출 성형에서, 웰드부(5)와 일반부(6)의 금형 벽면에 걸리는 압력을 모델적으로 도12에 나타낸다. 도12에 있어서 성형품의 일반부(6)에 걸리는 압력은 곡선(7)이고, 웰드부(5)에 걸리는 압력은 곡선(8)이다. 곡선(9)는 게이트부에 걸리는 압력이다. 즉, 일반부(6)에 걸리는 압력은 사출 시간의 경과에 따라 서서히 상승하는 것에 반해, 웰드부(5)에 걸리는 압력은 합성 수지가 금형 벽면에 접촉함과 동시에 고압력이 걸린다.

도2에 나타내는 바와 같이 가열된 합성 수지가단열층의 금형 벽면에 접하여 단열층 표면을 가열하고, 그리고 즉시 냉각이 시작된다. 도 2에서는 금형 표면은 0.52초 후에는 100℃이하로 저하되고, 금형 표면과 접하는 합성 수지도 저하된다. 금형 표면을 보다 좋게 재현하기 위해서는, 가열된 합성 수지가 금형 벽면에 접합과 동시에 수지에 고압력이 걸리는 것, 즉 금형 벽면과 합성 수지의 표층부가 고온인 동안에 수지에 고압력이 걸리는 것이 필요하다. 도12에 나타내는 바와 같이, 웰드부는 합성 수지가 금형 벽면과 접함과 동시에 수지에 고압력이 걸리고, 금형 벽면의 미세 요철이 보다 정확이 재현된다.

도13에서 이 과정을 모델적으로 설명한다. 금형 벽면은 13-1에 나타내는 미세 요철 형상의 단열층(10)으로 이루어진다. 이 금형으로 사출 성형을 하면 성형품의 일반부에서는 합성 수지(11)이 금형 벽면에 접촉하고부터 서서히 수지 압력이 상승하기 때문에, 압력 상승중에 금형 벽면과 수지의 표층부가 냉각하고, 금형 벽면의 미세 요철의 안까지 들어가지 않는다(13-2). 이에 대하여 성형품의 웰드부에서는 합성 수지(11)이 금형 벽면에 접촉함과 동시에 수지 압력이 상승하기 때문에, 합성 수지는 금형의 미세 요철의 안까지 들어간다(13-3). 이 결과 웰드부(5)에서는 일반부(6)과 비교하여 성형품의 표면 요철이 커지고, 흑작색 합성 수지에서는 웰드부가 검어지고 균일한 무광택 상태가 되지 않는다.

이와 같은 현상은 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형했을 경우의 고유의 문제이며, 본 발명은 이 불량 현상을 개량한 성형품을 제공한다. 본 발명은 웰드부와 일반부의 무광택면이 균일한 광택도를 갖는 성형품이다. 성형품의 웰드부와 일반부의 표면 요철을 균일하게 하기 위해, 단열층 표면의 미세 요철에 적당한 요철도를 선택할 필요가 있다. 본 발명을 도10 및 도11에 나타낸 단순한 형상의 성형품으로 설명했는데, 약전 기기의 하우징 등은 다점 게이트로 형성되는 복잡한 형상을 하고 있고, 이와 같은 복잡한 형상의 성형품에서는 일반부와 웰드부의 무광택도의 차 이외에 웰드 라인을 사이에 두고 좌우에서 무광택도의 차이가 발생하는 경우가 많다. 웰드라인을 사이에 두고 좌우에 차이가 생기는 것은 좌우의 수지의 유동 속도에 차이가 있는 경우이다. 유동 속도가 빠른 쪽의 수지는 금형 벽면에 접촉하고 나서 빨리 수지 압력이 걸리고, 느린 쪽의 수지는 금형 벽면에 접촉하고 나서 느리게 수지 압력을 받아서, 좌우에서 금형 표면 재현성에 차이가 생기기 쉽다. 본 발명은 이와 같은 경우에 특히 유효하다.

도14와 도15는 본 발명의 성형품을 성형하는 금형의 단면을 나타내며, 단열층 표면에 얇은 금속층이 존재하는 경우이다.

도14에서는 금속으로 이루어지는 주금형(13)의 표면에 미세 요철 표면을 갖는 단열층(14)가 있고, 다시 그 표면에 얇은 금속층(15)가 있으며, 그 금속층(15)의 두께 B는 단열층(14)의 두께 A보다 큰 폭으로 얇으며, B는 A의 1/5이하, 바람직하게는 1/7이하, 더욱 바람직하게는 1/7이하에서 1/100이상이며, 금속층의 두께의 절대치는 바람직하게는 1 내지 50㎛, 더욱 바람직하게는 3 내지 30㎛의 범위에서 선택된다. 금속층이 얇으면, 도4 내지 도9에서 설명한 바와 같이 금형 표면에 가열 수지가 접촉한 직후에는 금형 표면 온도가 일시적으로 저하되나 즉시 상승하여 금형 표면 재현성을 부여할 수 있다. 얇은 금속층(15)의 표면은 단열층 표면의 미세 요철을 재현한 것이 바람직하며, 이것은 단열층 표면에 금속의 화학 도금을 얇게 함으로써 가능하다. 그러나, 본 발명에서는 단열층 표면이 평활하고 그 표면에 적당한 미세 요철상의 얇은 금속층이 있는 경우도 포함된다.

도15는 도14에 나타낸 금속층이 가죽 곱슬주름상, 나무결 곱슬주름상 등의 곱슬주름상인 경우이다. 즉, 금속층은 금형의 요부를 형성하는 미세 요철 표면의 얇은 금속층(15)와 철부를 형성하는 약간 두꺼운 금속층(16)으로 이루어지며, 요부의 면적의 합계는 철부의 면적의 합계보다 큰 것이 바람직하다. 요부의 금속층의 두께 B는 단열층 두께 A의 1/5이하인 것이 필요하며, 바람직하게는 1/7이하이다. 철부 금속층의 두께는 철부와 요부의 금속층 두께의 평균치가 단열층 두께의 1/5이하, 바람직하게는 1/7이하의 범위에서 선택된다. 그러나 철부의 금속층 두께 C는 단열층 두께 A의 1/3정도 이하가 바람직하다.

본 발명의 성형품을 성형하는 단열층 피복 금형은 각종 방법으로 만들 수가 있다. 단열층으로의 엄선된 샌드 블러스트 및 그 후가공 또는 미세 분말을 배합한 단열재 도포는 본 발명에서 가장 양호하게 사용할 수 있다.

무광택상 표면을 만들기 위해서는 샌드 블러스트법이 일반적이다. 단열층의 미세 요철 표면은 샌드블러스트법 등에 의해 형성할 수 있다. 형성된 요철의 크기는 내뿜는 모래 입자의 크기, 모래 입자의 재질, 내뿜는 공기압(내뿜는 속도), 내뿜는 시간에 의해 조절된다. 그러나 단지 극히 보통의 샌드 블러스트법으로 미세 요철로 만든 것만으로는 본 발명이 목표로 하는 웰드부와 일반부를 균일 무광택면으로 하는 것이 곤란하다. 본 발명의 성형품은 적당하게 선택된 요철 형상의 금형 표면을 사용함으로써 얻어진다. 예를 들면 도13의 13-4에 나타내는 바와 같이, 샌드 블러스트로 형성한 미세 요철의 요부의 바닥에 내열성 중합체 용액을 적당량 흘려 넣고 가열함으로써 요부의 바닥에 단열재(12)를 적당하게 넣어 요부의 깊이를 조절한 단열층 피복 금형을 사용하여 성형함으로써, 일반부와 웰드부를 균일한 무광택면으로 할 수가 있다. 본 발명에서 기술하는 요철 표면의 요부에 내열성 중합체를 흘려넣어 요부도를 조절하는 것은, 이러한 것을 말한다. 또, 매우 한정된 입경, 입형의 세라믹 등을 사용하여 샌드 블러스트 처리하는 방법, 또는 여기에 다른 종류의 샌드 블러스트 처리를 조하하는 방법 등으로 본 발명에 적합한 요철상의 단열층 피복 금형을 얻을 수도 있다.

그러나 본 발명에서 가장 양호하게 사용할 수 있는 미세 요철상 표면의 단열층은 5 내지 50중량%의 미세 분말을 배합한 내열성 중합체로 이루어지는 단열재를 단열층 최외각 표면에 도포하여 형성된다. 미세 분말로서는 입경이 0.001 내지 300㎛인, 산화규소, 탄산칼슘, 탈크, 클레이, 카올린 등의 무기 미세 분말을 사용할 수 있다. 입경이 0.001 내지 0.1㎛인 매우 작은 산화규소 미세 분말(「아에로딜」등의 상품명으로 시판되고 있는 미세 분말 등), 또는 평균 입경 0.1 내지 50㎛의 산화규소 미립자(도시바실리콘(주) 제품의 「토스펄」, 도레(주) 제품의 「토레필」등), 탈크 등의 무기 분말은 특히 양호하게 사용할 수 있다. 이러한 미세분말을 단열재 도료, 예를 들면 폴리이미드 전구체 용액 등의 도료에 바람직하게는 고형분비로 5 내지 50중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 40중량% 배합함으로써 양호한 도료로 만들 수가 있다. 이것을 단열층 표면에 도포함으로써 본 발명에 사용할 수 있는 양호한 미세 요철 표면 단열층 피복 금형이 얻어진다.

무기 미세 분말로서 가장 양호하게 사용할 수 있는 「아에로딜」(니뽄 아에로딜(주)제품)은 순도가 높은 산화규소(SiO2)로 이루어지고, 비표면적이 50 내지 400 ㎡/g 정도의 미립자가 만들어지고 있다. 개개의 입자는 구형을 하고 있고, 그 표면에는 실란올기가 존재한다. 이 실란올기는 다른 입자의 실란올기와 수소 결합에 의한 상호 작용을 일으켜서, 삼차원적인 망상 구조를 형성한다. 교반하거나, 진동하거나 하면 이 망상 구조가 분해되어, 점도 감소가 일어난다. 정지 상태에서는 입자의 망상 구조가 다시 생성되어 점도는 올라간다. 폴리이미드 전구체 용액등의 단열재 도료에 「아에로딜」을 5 내지 50중량% 배합하고, 주금형 표면 또는 단열층 표면에 스프레이 도장하면, 그 배합 도료는 스프레이 도포시에는 저점도가 되어 도장을 할 수 있고, 금형 표면에 부착하면 고점도가 되며, 또한 적당한 미세 요철 표면을 형성한다. 아에로딜 배합 단열층이 단열층 전체를 형성하고 있어도 좋지만, 단열층의 최외각 표면에 존재하면 좋고, 일반적으로는 단열층의 최외각 표면의 3 내지 30㎛정도의 두께를 이 아에로딜 배합 단열층으로 한다. 이 미세 요철 표면이 본 발명의 성형품을 성형하는 미세 요철 표면 단열층 금형으로서 매우 바람직하다는 것을 알 수 있다. 「토스펄」,「토레필」등의 상품명으로 시판되고 있는 산화규소의 미립자는 입경 분포가 좁은 것, 입경 분포가 넓은 것 등 여러 가지가 있으며, 그것들을 적당하게 조합하여 단열재에 배합함으로써, 각종 표면 요철상의 단열층을 얻을 수 있다.

또한m 아에로딜 등의 산화규소 등의 미립자 또는 미세 분말을 배합한 단열재가 단열층의 최외각 표면을 형성하면, 단열층이 상처가 생기기 어려워지는 효과도 현저하게 나타난다.

본 발명에서는 이와 같이 하여 만들어진 단열층 피복 금형을 사용하여 성형함으로써, 균일한 무광택면을 가지며, 웰드 라인의 두드러짐이 없는 본 발명의 사출 성형품을 얻는다.

다음의 금형, 물질 등을 사용한다.

·주금형 : 강철재(S55C)로 만들어진 도 10에 나타내는 성형품의 금형 캐비티를 갖는다. 성형품 사이즈는 100mm x 100mm로, 두께는 2mm이며, 중앙에 30mm x 30mm의 구멍이 뚫려 있다. 게이트는 도 10에 나타내는 바와 같이 사이드 게이트이다. 금형 표면은 경면상이다. 이 주금형의 금형 캐비티를 형성하는 그릇을 8개 준비하고, 각 그릇 표면에 각종 표면 처리를 한다. 8개중 7개에는 경질 크롬 도금이 되어 있다.

·표면 미세 요철상화 주금형:크롬 도금되어 있지 않은 주금형 표면을 샌드블러스트 처리에 의해 무광택상 표면으로 한다. 무광택상 표면은(주)니뽄에칭의 NO.NH10 08(내뿜기 에어압 3.7Kg/cm2)를 사용했다.

·폴리이미드 전구체 및 경화 후의 폴리이미드 : 직쇄형 고분자량 폴리이미드 전구체 용액「토레니스#3000」(도레(주)제품). 경화 후의 폴리이미드 성능은 Tg가 300℃, 열전도율이 0.0005 cal/cm·sec·℃, 파단 신도가 40%이다.

·폴리이미드 피복 금형 : 크롬 도금된 주금형에, 그 주금형과 밀착력이 좋은 프라이머(카르보닐기가 많은 폴리이미드 전구체 용액)을 박층으로 피복하고, 이어서 폴리이미드 전구체 용액을 도포→160℃로 가열하여 부분 이미드화를 10회 반복하고, 마지막으로 290℃까지 가열하여 100% 이미드화하여 금형 표면을 폴리이미드로 피복하고, 그 표면을 경면상으로 연마하여, 150㎛두께로 폴리이미드 피복 금형을 만들었다.

·표면미세 요철상화 폴리이미드 피복 금형 (A),(B),(C),(D),(E) :

·(A) : 폴리이미드 피복 금형 표면을 샌드 블러스트 처리를 하여 무광택상 표면화했다. 매트화는 (주) 니뽄에칭의 NO.NH1008(내뿜기 에어압 1.8Kg/cm2)을 행한다.

·(B) : 표면 미세 요철상화 폴리이미드 피복 금형(A) 표면에 폴리이미드 용액을 도포(폴리이미드 고형분으로서 5㎛두께로 도포)하고, 이어서, 290℃로 가열경화하고, 폴리이미드 표면의 요부 깊이를 조절한다. 금형 표면의 표면 조도는 Ra가 1.0㎛, Rmax가 16㎛, Rz가 10㎛, S가 0.065mm였다.

·(C) : 폴리이미드 전구체 용액에 「아에로딜 #100」(니뽄 아에로딜(주) 제품)을 고형분에 대하여 30 중량% 배합하여 탬블러에 넣고, 교반 효과를 충분히 하기 위해 유리 비드를 넣어 혼합하고, 아에로딜 배합 폴리이미드 전구체 용액을 만든다. 폴리이미드 피복 금형 표면에 이 아에로딜 배합 폴리이미드 전구체 용액을 스프레이 도포하고, 이어서, 290℃로 가열하여 평균 두께 15㎛의 아에로딜 배합 폴리이미드층을 최외각 표면에 형성하고, 아에로딜 응집체에 의해 형성된 미세 요철 표면으로 했다. 금형 표면의 표면 조도는 Ra가 1.2㎛, Rmax가 8.8㎛, Rz가 7.5㎛, S가 0.113mm이다.

·(D) : 상기(C)의 금형 제작 방법에 있어서, 탬블러에서의 교반은 유리 비드없이 하고, 다시 #100의 스테인리스 메쉬로 여과하여 아에로딜 배합 폴리이미드 전구체 용액을 만들고, 그 이외는 (C)와 같이 하여 미세 요철 표면으로 만들었다. 금형 표면의 표면 조도는 Ra가 3.6㎛, Rmax가 22㎛, Rz가 20㎛, S가 0.14mm였다.

·(E) : 상기(C)의 금형제작 방법에 있어서, 290℃가열을 하기 전의 금형 표면에 감광성 폴리이미드 「파이멜」(아사히가세이고교(주) 제품, 상품명)을 도포하고, 고체포 20㎛의 두께의 감광성 폴리이미드층을 형성하며, 이어서, 곱슬주름상 매스킹 필름 접착, 자외선 노광, 용제 세정에 의한 미가교 폴리이미드의 제거, 290℃가열 경화에 의해 이미드화를 하고 금형 표면의 요부가 미세 요철상, 철부가 평활상인 곱슬주름상 표면 미세 요철상화 폴리이미드 피복 금형을 얻었다. 요부의 면적의 합계는 철부의 면적의 합계보다 커서 약 2배이다. 금형 표면의 요부의 표면 조도는 금형(C)의 표면 조도와 거의 동일하다.

· 표면 미세 요철상화된 얇은 금속층 피복 금형(X),(Y),(Z) :

·(X) : 상기(C)의 금형 제작 방법에 있어서, 아에로딜 배합 폴리이미드를 도포한 후, 탄산칼슘 미세 분말을 배합한 폴리이미드 전구체 용액을 도포하고, 최외각 표면이 3 내지 10㎛ 두께의 탄산칼슘 분말 배합 폴리이미드층인 표면 미세 요철상화 폴리이미드 피복 금형을 만들었다. 이 금형 표면을 산 용액에 의한 에칭 처리를 하여 미세한 요철로 만들고, 이어서 화학 니켈 도금을 3㎛ 두께로 하고, 도14에 나타내는 미세 요철상화 얇은 금속층 피복 금형으로 한다. 화학 니켈 도금은 인 함량 3 내지 4중량%의 단열층에 밀착된 0.5㎛두께의 층과, 그 위의 인함량 5 내지 7중량%의 1.5㎛두께의 층으로 이루어진다. 화학 니켈 도금은 금형(C) 표면의 미세 요철을 양호하게 재현하고, 금형 표면 조도는 금형(C)의 표면 조도와 거의 동일하다. 도14의 A는 165㎛, B는 3㎛이다.

·(Y) ; 상기 (C)의 금형 제작 방법에 있어서, 아에로딜 배합 폴리이미드를 도포한 후, 탄산 칼슘 미세 분말을 재합한 폴리이미드 전구체 용액을 도포하고, 최외각 표면이 3 내지 10㎛두께의 탄산칼슘 분말 배합 폴리이미드층인 표면 미세 요철상화 폴리이미드 피복 금형을 만들었다. 이 금형 표면을 산 용액에 의한 에칭 처리를 하여 미세한 요철로 만들고, 이어서 인 함량 3 내지 4중량%의 화학 니켈 도금을 0.5㎛두께로 하고, 도14에 나타내는 미세 요철상화 얇은 금속층 피복 금형으로 한다. 이 금형의 표면에 황 함량 0.005중량%의 전해 니켈 도금을 2㎛의 두께로 행하여, 합계 17.5㎛두께의 니켈층을 형성했다. 이 니켈 표면에 감광성 수지의 도포, 곱슬주름상 매스킹 필름 접착, 자외선 노광, 용제 세정에 의한 미가교 감광성 수지의 제거, 산 용액에 의한 전해 니켈층의 에칭 처리를 행하여 곱슬주름상 표면으로 한다. 이 곱슬주름상 표면의 철부 표면을 연마하여 광택면으로 만든 후, 다시 그 표면에 2㎛두께의 화학 니켈 도금(인 함량 8중량%)을 하고 금속층에 내식성을 부여하고, 도15에 나타낸 곱슬주름상의 금속층 피복 금형으로 한다.

도15의 A는 165㎛, B는 4.5㎛, C는 15㎛이다. 금속표면의 철부는 광택면이고, 요부는 무광택면이다. 요부의 면적의 합계는 철부의 면적의 합계보다 커서 약2배이다. 금형 표면의 요부의 표면 조도는 금형 (C)의 표면 조도와 거의 동일하다.

·(Z) : 상기 (Y)의 금형 제작 방법에 있어서, 인 함량 3 내지 4중량%의 화학 니켈 도금을 0.5㎛두께로 행하고, 도14에 나타낸 미세 요철상화 얇은 금속층 피복 금형으로 한다. 이 금형의 표면에 전해 니켈 도금(황 함량 0.005 중량%)을 2㎛ 두께로 행하고, 다시 그 위에 전해 동 도금을 13㎛의 두께로 피복하여, 합계 15.5㎛두께의 금속층을 형성했다. 이 전해 동 표면에 감광성 수지의 도포, 곱슬 주름상 매스킹 필름 접착, 자외선 노광, 용제 세정에 의한 미가교 감광성 수지의 제거, 산 용액에 의한 전해 니켈층의 에칭 처리를 행하여 곱슬주름상 표면으로 한다. 이 곱슬 주름상 표면의 철부 표면을 연마하여 광택면으로 만든 후, 다시 그 표면에 2㎛ 두께의 전해 크롬 도금을 행하여 금속층에 내식성을 부여하고, 도 15에 나타낸 곱슬주름상의 금속층 피복 금형으로 한다. 도 15의 A는 165㎛, B는 4.5㎛, C는 15㎛이다. 금속 표면의 철부는 광택면이고, 요부는 무광택면이다. 요부의 면적의 합계는 철부 면적의 합계보다 커서 약 2배이다. 금형 표면의 요부의 표면 조도는 금형(C)의 표면 조도와 거의 동일하다.

·사출 성형된 합성 수지 : 아세히가세이 폴리스티렌 492(아사히가세이 고교(주)제) 흑착색품, 비카트 연화 온도 : 105℃.

·사출 성형 조건 : 합성 수지 온도 230℃, 주금형 온도 50℃에서 사출 성형

·표면 요철 패턴의 측정 : (주)도쿄세이미쯔의 표면 거칠기 형상 측정기「서프콤 570A)로 측정.

[실시예]

표면 미세 요철상화 폴리이미드 피복 금형(B)를 사용하여 사출 성형했다. 성형품의 일반부와 웰드부의 무광택도는 균일하고, 광택도는 5%이며, 연필 긋기 시험의 B경도에서 눈에 띠는 상처가 생기지 않았다. 웰드 라인의 움푹 패임 깊이는 1㎛ 이하이고, 웰드 라인의 두드러짐은 없고,양호한 균일 무광택 사출 성형품을 얻었다. 도 16에 표면 요철 패턴을 나타냈다. 금형의 표면 요철 패턴을 16-1에, 성형품의 일반부의 표면 요철 패턴을 16-2에, 성형품의 웰드부의 표면 요철 패턴을 16-3에 나타냈다. 모두 거의 동등한 표면 요철도를 가지며, 그 표면 조도는 금형(B)의 표면 조도와 거의 동일하다.

(비교예 1)

표면 미세 요철화상 주금형을 사용하여 사출 성형했다. 단열층이 피복되어 있지 않은 이 금형을 사용하면 성형품에는 보기 싫은 웰드 라인이 두드러졌고, 그 웰드 라인의 움푹 패임 깊이는 5㎛이었다.

(비교예 2)

표면 미세 요철상화 폴리이미드 피복 금형(A)를 사용하여 사출 성형했다. 성형품의 웰드 라인의 움푹 패임 깊이는 1㎛ 이하로, 웰드 라인의 두드러짐은 없으나, 일반부와 웰드부(5) (웰드부에서 수지 유동 단부에 걸친 영역)의 무광택도에는 차이가 있고, 균일한 무광택상 성형품은 되지 않았다. 즉, 웰드부(5)가 검고, 일반부(6)이 희다. 도 17에 표면 요철 패턴을 나타냈다. 폴리이미드 피복 금형의 표면 요철 패턴을 17-1에, 성형품의 일반부의 표면 요철 패턴을 17-2에, 성형품의 웰드부(5)의 표면 요철 패턴을 17-3에 나타냈다. 성형품의 일반부와 웰드부(5)에서는 표면 요철 패턴이 분명히 다르다. 웰드부(5)의 무광택 표면은 연필 긋기 시험의 2B 경도에서 눈에 띠는 상처가 생겼다.

(실시예 2)

표면 미세 요철상화 폴리이미드 피복 금형(C)와 (D)를 사용하여 사출 성형했다. 성형품의 일반부와 웰드부의 무광택도는 균일하고, 광택도는 (C)의 일반부와 웰드부 모두 2%, (D)의 일반부와 웰드부 모두 11%였다. 웰드 라인의 움푹 패임 깊이는 모두 1㎛ 이하이고, 웰드 라인의 두드러짐은 없었다. 연필 긋기 시험의 B 경도에서 모두 눈에 띠는 상처가 생기지 않는 양호한 균일한 무광택 사출 성형품을 얻었다. 도 18과 도 19에 금형(C)와 금형(D)에서 성형한 성형품의 표면 요철 패턴을 나타냈다. 그 표면 조도는 금형(C)와 금형(D)의 표면 조도와 거의 동일하며, 금형(C)의 성형품의 표면 조도는 Ra가 1.2㎛, Rmax가 8.4㎛, Rz가 7.0㎛, S가 0.13㎛이고, 금형(D)의 성형품의 표면 조도는 Ra가 3.0㎛, Rmax가 28㎛, Rz가 18㎛, S가 0.19㎛이었다.

(실시예 3)

곱슬주름상 폴리이미드 피복 금형(E)를 사용하여 사출 성형했고, 철부가 무광택상, 요부가 광택상인 곱슬주름상 성형품을 얻었다. 철부는 광택도가 2%이고, 연필 긋기 시험의 B에서 눈에 띠는 상처가 생기지 않았다. 성형품의 일반부와 웰드부의 무광택도는 균일하다. 웰드 라인의 움푹 패임 깊이는 1㎛이하로 거의 눈에 띠지 않았다. 성형품의 철부의 표면 조도는 금형(E)의 요부인 표면 조도와 거의 동일하였다.

(실시예 4)

미세 요부상의 얇은 금속층을 최외각 표면에 갖는 폴리이미드 피복 금형(X)를 사용하여 사출 성형했다. 성형품의 일반부와 웰드부의 무광택도는 균일하고, 광택도는 일반부와 웰드부 모두 2%이며, 연필 긋기 시험의 B에서 눈에 띠는 상처는 생기지 않았다. 웰드 라인의 움푹 패임 깊이는 1㎛ 이하로 거의 눈에 띄지 않았다. 성형품의 표면 조도는 금형(X)의 표면 조도와 거의 동일하였다.

(실시예 5)

곱슬주름상의 얇은 금속층을 최외각 표면에 갖는 폴리이미드 피복 금형(Y)를 사용하여 사출 성형했고, 철부가 무광택상, 요부가 광택상인 곱슬주름상 성형품을 얻었다. 철부는 광택도가 2%이고, 연필 긋기 시험의 B에서 눈에 띠는 상처는 생기지 않았다. 성형품의 일반부와 웰드부의 무광택도는 균일하다. 웰드 라인의 움푹 패임 깊이는 1㎛ 이하로 거의 눈에 띄지 않았다. 성형품의 철부의 표면 조도는 금형(Y)의 요부의 표면 조도와 거의 동일하였다.

(실시예 6)

곱슬주름상의 얇은 금속층을 최외각 표면에 갖는 폴리이미드 피복 금형(Z)를 사용하여 사출 성형했고, 철부가 무광택상, 요부가 광택상인 곱슬주름상 성형품을 얻었다. 철부는 광택도가 2%이고, 연필 긋기 시험의 B에서 눈에 띠는 상처는 생기지 않았다. 성형품의 일반부와 웰드부의 무광택도는 균일했다. 웰드 라인의 움푹 패임 깊이는 1㎛ 이하로 거의 눈에 띠지 않았다. 성형품의 철부의 표면 조도는 금형(Z)의 요부의 표면 조도와 거의 동일했다.

(산업상 이용 분야)

본 발명에 의해 웰드 라인의 두드러짐이 적은, 양호한 무광택상 사출 성형품을 얻을 수 있다. 지금까지 이와 같은 성형품은, 성형된 성형품을 무광택 도장하여 생산되어 왔다. 그러나, 최근 도료 용제의 증발에 의한 환경 파괴가 커다란 사회 문제가 되고 있으며, 생산 비용의 삭감이 요망되고 있다. 본 성형품에 의해 성형 후의 도장을 생략하고 실용할 수 있는 성형품이 얻어져, 그 경제적 효과가 매우 크다.

Claims

웰드부를 갖는 합성 수지 사출 성형품에 있어서, 사출 성형품 표면의 웰드 라인의 움푹 패임 깊이가 2㎛ 이하이고, 사출 성형품 표면은 광택도 30% 이하의 무광택면이며, 사출 성형품 표면의 일반부, 웰드부, 수지 유동 단부는 균일한 무광택면이고, 이 무광택면은 연필 긋기 시험의 2B 이하의 경도에서 눈에 띠는 상처가 생기지 않는 내찰상성을 갖는 무광택상 합성 수지 사출 성형품.
제1항에 있어서, 합성 수지가 스티렌계 합성 수지인 사출 성형품.
제1항 또는 제2항에 있어서, 웰드 라인의 움푹 패임 깊이가 1㎛ 이하이고, 광택도가 20% 이하인 합성 수지 사출 성형품.
제1항 도는 제2항에 있어서, 사출 성형품 표면이 철부(凸部)와 요부(凹部)를 갖는 곱슬주름 형상이고, 그 철부와 요부 중 적어도 한쪽의 표면이 상기 무광택면인 합성 수지 사출 성형품.
제4항에 있어서, 무광택면인 철부의 면적이 경면상인 요부의 면적보다 큰 형상인 합성 수지 사출 성형품.
제3항에 있어서, 사출 성형품 표면이 철부와 요부를 갖는 곱슬주름 형상이고, 그 철부와 요부 중 적어도 한쪽의 표면이 상기 무광택면인 합성 수지 사출 성형품.
제6항에 있어서, 무광택면인 철부의 면적이 경면상인 요부의 면적보다 큰 형상인 합성 수지 사출 성형품.
금속으로 이루어진 주금형의 금형 캐비티를 구성하는 성형품 표면측의 금형 벽면이 0.05 내지 1.0㎜ 두께의 내열성 중합체로 이루어지는 단열층으로 피복되고 금형의 최외각 표면이 미세 요철상인 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형하는 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 기재한 성형품의 성형법.
제8항에 있어서, 금형의 최외각 표면의 미세 요철이 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 10㎛, 최대 높이(Rmax)가 1 내지 100㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)가 1 내지 100㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.01 내지 0.5㎜인 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형하는 성형법.
제9항에 있어서, 금형의 최외각 표면의 미세 요철이 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.5 내지 5㎛, 최대 높이(Rmax)가 5 내지 50㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)가 5 내지 50㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.03 내지 0.3㎜인 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형하는 성형법.
제8항에 있어서, 5 내지 50 중량%의 미세 분말을 배합한 내열성 중합체로 이루어진 단열재를 단열층 표면에 도포하여 형성한 미세 요철 표면의 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형하는 성형법.
제11항에 있어서, 미세 분말이 평균 입경 0.001 내지 50㎛의 무기물 미세분말인 성형법.
제12항에 있어서, 무기물이 산화규소인 성형법.
제8항에 있어서, 단열층 표면을 샌드 블러스트 가공하여 요철상으로 만들고, 이어서, 그 요철 표면의 요부에 내열성 중합체를 흘려 넣어 요철도를 조절해서 형성한 미세 요철 표면의 단열층 피복 금형을 사용하여 사출 성형하는 성형법.
제8항 내지 13항중 어느 한 항에 있어서, 단열층 표면에 그 단열층 두께의 1/5 이하의 얇은 금속층이 있고, 그 얇은 금속층의 표면은 금형 최외각 표면의 미세 요철이 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 10㎛, 최대 높이(Rmax)가 1 내지 100㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)로 1 내지 100㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.01 내지 0.5㎜인 단열층 피복 금형으로 사출 성형하는 성형법.
제15항에 있어서, 얇은 금속층의 표면은 금형 최외각 표면의 미세 요철이 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.5 내지 5㎛, 최대 높이(Rmax)가 5 내지 50㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)가 5 내지 50㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.03 내지 0.3㎜인 단열층 피복 금형으로 사출 성형하는 성형법.
제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 단열층 표면에 그 단열층의 두께의 1/5 이하의 얇은 금속층이 있고, 그 금속층은 철부와 요부를 갖는 곱슬주름 형상이며, 그 철부와 요부 중 적어도 한쪽은 금형 최외각 표면의 미세 요철이 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 10㎛, 최대 높이(Rmax)가 1 내지 100㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)가 1 내지 100㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.01 내지 0.5㎜인 단열층 피복 금형으로 사출 성형하는 성형법.
제17항에 있어서, 금속층은 철부와 요부를 갖는 곱슬주름 형상이며, 그 철부와 요부 중 적어도 한쪽은 금형 최외각 표면의 미세 요철이 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.5 내지 5㎛, 최대 높이(Rmax)가 5 내지 50㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)가 5 내지 50㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.03 내지 0.3㎜인 단열층 피복 금형으로 사출 성형하는 성형법.
제17항에 있어서, 곱슬주름면의 요부가 점유하는 면적은 철부가 점유하는 면적보다 크고, 철부의 표면이 광택면이며, 요부의 표면은 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 10㎛, 최대 높이(Rmax)가 1 내지 100㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)가 1 내지 100㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.01 내지 0.5㎜인 성형법.
제19항에 있어서, 철부의 표면은 광택면이며, 요부의 표면은 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.5 내지 5㎛, 최대 높이(Rmax)가 5 내지 50㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)가 5 내지 50㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.03 내지 0.3㎜인 성형법.
제14항에 있어서, 단열층 표면에 그 단열층 두께의 1/5 이하의 얇은 금속층이 있고, 그 얇은 금속층의 표면은 금형 최외각 표면의 미세 요철이 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 10㎛, 최대 높이(Rmax)가 1 내지 100㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)로 1 내지 100㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.01 내지 0.5㎜인 단열층 피복 금형으로 사출성형하는 성형법.
제21항에 있어서, 얇은 금속층의 표면은 금형 최외각 표면의 미세 요철이 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.5 내지 5㎛, 최대 높이(Rmax)가 5 내지 50㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)로 5 내지 50㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.03 내지 0.3㎜인 단열층 피복 금형으로 사출하는 성형법.
제14항에 있어서, 단열층 표면에 그 단열층 두께의 1/5 이하의 얇은 금속층이 있고, 그 금속층은 철부와 요부를 갖는 곱슬주름 형상이며, 그 철부와 요부중 적어도 한쪽은 금형 최외각 표면의 미세 요철이 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 10㎛, 최대 높이(Rmax)가 1 내지 100㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)로 1 내지 100㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.01 내지 0.5㎜인 단열층 피복 금형으로 사출하는 성형법.
제23항에 있어서, 금속층은 철부와 요부를 갖는 곱슬주름 형상이며, 그 철부와 요부 중 적어도 한쪽은 금형 최외각 표면의 미세 요철이 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.5 내지 5㎛, 최대 높이(Rmax)가 5 내지 50㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)가 5 내지 50㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.03 내지 0.3㎜인 단열층 피복 금형으로 사출하는 성형법.
제23항에 있어서, 곱슬주름면의 요부가 점유하는 면적은 철부가 점유하는 면적보다 크고, 철부의 표면이 광택이며, 요부의 표면은 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.1 내지 10㎛, 최대 높이(Rmax)가 1 내지 100㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)로 1 내지 100㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.01 내지 0.5㎜인 성형법.
제25항에 있어서, 요부의 표면은 JIS B 0601로 측정한 중심선 평균 거칠기(Ra)가 0.5 내지 5㎛, 최대 높이(Rmax)가 5 내지 50㎛, 십점 평균 거칠기(Rz)가 5 내지 50㎛, 국부적 산정의 평균 간격(S)가 0.03 내지 0.3㎜인 성형법.