WO2020170506A1 - 成形用金型、成形用金型の製造方法、射出成形装置及び成形品の製造方法 - Google Patents

成形用金型、成形用金型の製造方法、射出成形装置及び成形品の製造方法 Download PDF

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molding
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mold
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達海 大西
祐介 三ツ井
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河西工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a molding die, a molding die manufacturing method, an injection molding apparatus, and a molding product manufacturing method.
  • the design surface (surface) of the base material is formed with a fine textured texture pattern, and the textured pattern reproduces the appearance of natural leather.
  • the texture of natural leather can be reproduced by the base material itself without using a skin material. Therefore, it is possible to obtain an interior component which is inexpensive and has good productivity, and which has a high-quality texture and a high-quality design.
  • the texture pattern is formed on the surface of the base material at the same time as the injection molding by using a mold body having a texture transfer surface having an uneven shape corresponding to the texture pattern.
  • Patent Document 1 discloses a molding die in which a texture pattern is formed on the surface of a cavity mold and a plating layer containing a brightening agent is provided on the surface of the texture pattern.
  • the thickness of the plating layer is 5 to 50 ⁇ m.
  • the resin is filled in the minute defects existing on the surface (molding surface) of the die body, so that the surface of the molded product is finely wrinkled, and the surface quality is improved. There is a problem of decreasing. This wrinkling occurs because the resin on the surface of the molded product is stretched at the time of mold release because the defective portion has an under shape.
  • Patent Document 1 it is possible to cover the defective portion by providing a plating layer on the surface of the mold. As a result, it is possible to suppress defects on the surface of the molded product due to defects.
  • a grain pattern including finer irregularities than the conventional irregularities is required. Therefore, the plating layer disclosed in Patent Document 1 covers not only defects but also fine embossed patterns, and there is a problem that a desired surface quality of a molded product cannot be obtained.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is a molding die capable of reproducing a fine grain pattern while maintaining good surface quality of a molded article, and a method for producing a molding die.
  • a molding die capable of reproducing a fine grain pattern while maintaining good surface quality of a molded article
  • a method for producing a molding die Provided are an injection molding device and a method for manufacturing a molded product.
  • a first invention is a molding die including a mold body having a molding surface having a shape corresponding to the molding of a molded product, and a plating layer provided on the surface of the molding surface.
  • the molding surface has a texture transfer surface for forming a texture pattern having a plurality of unevenness on the surface of the molded product, and the texture transfer surface includes the first unevenness portion and the first unevenness portion.
  • a second concavo-convex portion formed on the surface of the substrate and having a concavo-convex width smaller than the first concavo-convex portion, wherein the concavo-convex width in the first concavo-convex portion and the second concavo-convex portion is in the range from 10 ⁇ m to less than 500 ⁇ m.
  • the plating layer is an electroless plating layer, and the thickness is in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m in at least a part of the plating layer.
  • the plating layer is an electroless plating layer, and the thickness is in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m in the entire region of the plating layer.
  • the plating layer preferably contains Ni as a main component.
  • the second invention is a molding die including a step of subjecting a mold body having a molding surface having a shape corresponding to molding of a molded product to electroless plating to form a plating layer on the surface of the molding surface.
  • a manufacturing method is provided.
  • the molding surface has a texture transfer surface for forming a texture pattern having a plurality of irregularities on the surface of the molded product, and the texture transfer surface is formed on the first irregularities and the surface of the first irregularities.
  • the width of the unevenness is at least the second unevenness portion smaller than the first unevenness portion, and the width of the unevenness in the first unevenness portion and the second unevenness portion is in the range of 10 ⁇ m or more and less than 500 ⁇ m.
  • the step of forming the plating layer is performed such that the thickness is in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m in at least a partial region of the plating layer.
  • the step of forming the plating layer is performed so that the thickness of the entire region of the plating layer is in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m.
  • the second invention may further include a step of forming a texture transfer surface on the molding surface prior to the step of forming the plating layer.
  • the step of forming the textured transfer surface the surface of the molding surface is subjected to an etching treatment to form the first uneven portion, and the surface of the molding surface after the first step is subjected to an etching treatment.
  • a second step of forming the second concave and convex portion is also included in the step of forming the textured transfer surface.
  • the third invention also provides an injection molding apparatus including the molding die according to the first invention.
  • a fourth aspect of the present invention provides a method for producing a molded article, wherein the molding die according to the first aspect is used for at least one of a cavity mold and a core mold to produce a molded product.
  • FIG. 1 is a front view showing a door trim which is a molded product.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram of an injection molding apparatus mainly including a door trim molding die.
  • FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a main part of a cavity type.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a method for manufacturing a molding die.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the galling.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the burr.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the mechanism of the generation of wiggles.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating the thickness of the plating layer.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing the correlation between the cavity type gloss value and the molded article gloss value.
  • FIG. 1 is a front view showing a door trim 1 which is a molded product
  • FIG. 2 is an explanatory view of an injection molding apparatus 100 mainly including a molding die 10 for the door trim 1.
  • the door trim 1 will be described as an example of an automobile interior part made of a molded product.
  • the door trim 1 covers almost the entire interior surface of the vehicle interior of a door inner panel (not shown) in order to add decoration or other functionality.
  • the door trim 1 is a molded product obtained by injection molding using a general-purpose synthetic resin such as polypropylene (PP) resin and ABS resin, and has a required shape.
  • PP polypropylene
  • the door trim 1 has a door armrest 2 that extends in the front-rear direction in the middle part in the up-down direction so that the occupant can hang on his/her elbow and bulge inward. Further, the door trim 1 is provided with a door pocket 3 at a position lower than the door armrest 2. A speaker grill 4 is provided in front of the door pocket 3.
  • the surface of the door trim 1, that is, the design surface facing the room, has a grain pattern.
  • the grain pattern is transferred by the molding die 10 during molding using the molding die 10. Due to this embossed pattern, fine irregularities are formed on the design surface of the door trim 1, and a three-dimensional design similar to natural leather is reproduced. Therefore, even if the door trim 1 is composed of the base material itself which is a molded product, it is necessary to impart a high-class texture and a high-quality design to the surface of the base material with natural leather as a skin material. You can
  • the injection molding apparatus 100 is an apparatus that includes a molding die 10 and that manufactures a molded product using the molding die 10.
  • the molding die 10 is a die used for molding a molded product by an injection molding method, and mainly includes a cavity mold 20 and a core mold 30. The cavity mold 20 and the core mold 30 are clamped to form a cavity C which is a molding space therebetween.
  • the molded product is manufactured using the injection molding apparatus 100, that is, the molding die 10. Specifically, after the cavity mold 20 and the core mold 30 are clamped, the molten resin is injected and filled into the cavity C through the spool 40, the runner 41, and the gate 42 which are resin passages. When the filled resin is cooled and solidified, the cavity mold 20 and the core mold 30 are opened, and the solidified resin molding is taken out of the molding die 10. As a result, it is possible to obtain a molded product molded into a desired shape.
  • FIG. 3 is an explanatory view schematically showing a main part of the cavity mold 20.
  • FIG. 3(a) is an explanatory view schematically showing the main part of the cavity mold 20
  • FIGS. 3(b) and 3(c) are shown by the one-dot chain line in FIG. 3(a). It is explanatory drawing which expands and shows the enclosed area.
  • the plating layer 26 is omitted to clarify the shape of the mold body 21.
  • the cavity mold 20 is a mold for molding the design surface of the door trim 1 in the molding die 10.
  • the cavity mold 20 is mainly composed of a mold body 21.
  • the mold body 21 is made of a metal such as aluminum or a general mold steel material.
  • the mold body 21 has a molding surface 22 according to the molding of a molded product. Due to the molding surface 22, a cavity C is formed between the molding die 22 and the core die 30 (specifically, the molding surface of the die body 31) when the die is clamped (see FIG. 2 ).
  • the molding surface 22 has a texture transfer surface 23 for forming a texture pattern having a plurality of irregularities on the surface of the molded product.
  • the texture transfer surface 23 includes a first uneven portion 24 having an uneven shape and a second uneven portion 25.
  • the width of the unevenness in the first unevenness portion 24 and the second unevenness portion 25 is in the range of 10 ⁇ m or more and less than 500 ⁇ m.
  • the first concavo-convex portion 24 is a concavo-convex having a concavo-convex width d1 of more than 10 ⁇ m and less than 500 ⁇ m (30 ⁇ m or more and less than 500 ⁇ m as an example shown in this embodiment).
  • the first uneven portion 24 has a function of transferring a relatively large uneven shape to the surface of the molded product.
  • the second uneven portion 25 has an uneven width d2 of 10 ⁇ m or more and a range smaller than the uneven width d1 of the first uneven portion 24 (as an example shown in the present embodiment, 10 ⁇ m or more and less than 30 ⁇ m). Is.
  • the second uneven portion 25 has a function of transferring a finer uneven shape than the first uneven portion 24 onto the surface of the molded product.
  • the second concavo-convex portion 25 is formed on the entire surface of the grain transfer surface 23 including the surface of the first concavo-convex portion 24. Due to the presence of the first uneven portion 24 having a large uneven shape and the second uneven portion 25 having a finer uneven shape than this, a complicated three-dimensional shape can be formed for the grain pattern transferred to the surface of the molded product. Obtainable. This makes it possible to reproduce the texture of natural leather that is natural and close to the genuine article in terms of the surface condition of the molded product.
  • the cavity mold 20 is provided with a plating layer 26 provided on the surface of the mold body 21 including the molding surface 22.
  • the plating layer 26 is an electroless plating layer formed by electroless plating and contains Ni as a main component.
  • the plating layer 26 is provided on the surface of the mold body 21 with a substantially uniform thickness.
  • the thickness of the plating layer 26 is in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m, preferably in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m, and more preferably in the range of 2 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m.
  • the plating layer 26 has a thickness smaller than the width d2 of the unevenness of the second uneven portion 25 that transfers the fine uneven shape. Therefore, the plating layer 26 is formed on the surface of the unevenness without filling the unevenness of the second uneven portion 25. Thereby, even when the plating layer 26 exists, the uneven shape of the second uneven portion 25 is reproduced.
  • irregularities smaller than the thickness of the plating layer 26, that is, irregularities smaller than the second irregularities 25 are covered by the plating layer 26.
  • the unevenness smaller than the second uneven portion 25 is not the original unevenness that contributes to the embossed pattern, but corresponds to the defect D that occurs when the cavity die 20 is manufactured.
  • the plating layer 26 reproduces not only the unevenness caused by the first unevenness portion 24 but also the fine unevenness caused by the second unevenness portion 25, and at the same time the defect D existing on the surface of the molding surface 22, that is, the second Only the unevenness smaller than the uneven portion 25 can be selectively filled.
  • the core mold 30 is a mold for molding the back surface of the door trim 1 (the surface facing the door inner panel) in the molding die 10.
  • the core mold 30 is mainly composed of a mold body 31 having a molding surface. Since the core mold 30 is for molding the back surface of the door trim 1, no grain transfer surface is provided on its molding surface. Therefore, unlike the cavity mold 20, the core mold 30 is not provided with a plating layer. However, from the viewpoint of improving the releasability of the molded product and preventing the core die 30 from rusting, a required plating layer, for example, a plating layer equivalent to the plating layer 26 of the cavity die 20 may be provided on the core die 30.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a method for manufacturing the molding die 10.
  • the mold body 21 having the molding surface 22 corresponding to the molding of the molded product is manufactured (S1).
  • the die main body 21 is manufactured by, for example, a method of removing and processing a die steel block with a machine tool. Aluminum or general steel material for the mold is used for the steel block for the mold.
  • the grain transfer surface 23 is formed on the molding surface 22 of the mold body 21 (S2).
  • the grain transfer surface 23 is for forming a grain pattern having a plurality of irregularities on the surface of the molded product.
  • the texture transfer surface 23 is formed by an etching process using a chemical.
  • the etching process mainly includes a step of masking a side surface and a bottom surface of the mold body 21 and a region of the molding surface 22 other than the embossed transfer surface 23 with a paint or the like, and a region of the molding surface 22 to be the embossed transfer surface 23 (hereinafter It is mainly composed of a step of drawing a pattern corresponding to a grain pattern in an “etching area”) with an acid-resistant ink, and a step of immersing the mold body 21 in an acidic chemical solution to corrode the etching area.
  • etching area a step of drawing a pattern corresponding to a grain pattern in an “etching area” with an acid-resistant ink
  • the etching process is repeated in a plurality of steps. Specifically, in the first etching step, the surface of the molding surface 22 is subjected to etching treatment to form the first uneven portion 24 having the uneven width d1 (for example, in the range of 30 ⁇ m or more and less than 500 ⁇ m) (S21). .. Next, in the second etching step, the surface of the molding surface 22 that has undergone the first etching step is subjected to etching treatment to form the second uneven portion 25 having a width d2 of the unevenness (for example, a range of 10 ⁇ m or more and less than 30 ⁇ m). (S22).
  • the embossed transfer surface 23 has a first uneven portion 24 having a relatively large uneven shape and a second uneven portion having a minute uneven shape in a range including the surface of the first uneven portion 24. 25 and. Therefore, the etching process is performed twice as a process corresponding to each of the uneven portions 24 and 25.
  • the number of steps of the etching process is also set according to the set number, and the number of steps is not always two. is not.
  • the etching treatment may be performed in each of the uneven portions 24 and 25 in two or more steps.
  • the plating layer 26 is then formed on the mold body 21 including the molding surface 22 (S3).
  • the plating layer 26 is formed by electroless plating.
  • electroless plating electroless Ni-P plating, electroless Ni-B plating, electroless Ni-P-PTFE composite plating, electroless Ni-PB plating, or the like can be used.
  • the mold body 21 is dipped in a plating tank filled with an electroless plating solution.
  • a plating layer 26 containing Ni (nickel) as a main component is deposited on the surface of the mold body 21 by electroless plating.
  • the film thickness of the plating layer 26 can be controlled by the immersion time in the plating tank. Through this immersion time, the plating layer 26 is formed to a thickness of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m (preferably 0.1 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m, more preferably 2 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m).
  • the mold main body 21 immersed in a predetermined immersion time is pulled out from the plating tank.
  • the cavity mold 20 in which the plating layer 26 is applied to the mold body 21 having the texture transfer surface 23 is manufactured.
  • the plating layer 26 is formed on the surface of the second uneven portion 25 without filling the unevenness, leaving the unevenness. As a result, even when the plating layer 26 exists, the unevenness of the second uneven portion 25 on the texture transfer surface 23 is reproduced.
  • the mold body 21 is subjected to etching treatment. At this time, unevenness smaller than the second uneven portion 25, that is, a defect D due to the etching process occurs on the molding surface 22.
  • unevenness smaller than the second uneven portion 25 that is, a defect D due to the etching process occurs on the molding surface 22.
  • the finer second unevenness portion 25 is formed in addition to the first unevenness portion 24, it is necessary to repeat the etching process in a plurality of steps. For this reason, the etching time for exposing the die main body 21 to the chemical solution is generally long, and the defect D is likely to occur on the molding surface 22.
  • the thickness of the plating layer 26 is set in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m, the unevenness smaller than the second unevenness portion 25 is covered by the plating layer 26.
  • a method to be compared with the method using the plating layer 26 by the electroless plating according to this embodiment will be described as a comparative example.
  • a method of removing the minute defects D on the molding surface 22 (1) a method of forming an electrolytic plating layer on the molding surface 22 by electrolytic plating treatment, (2) spraying a synthetic resin to form a synthetic resin layer on the molding surface 22.
  • a method of forming There is a method of forming, a method of smoothing the molding surface 22 by (3) shot blasting, and the like.
  • the method that uses electrolytic plating is difficult to apply to molded products such as automobile interior parts such as door trim 1.
  • molded products such as automobile interior parts such as door trim 1.
  • the electric charge is biased to a specific portion derived from the shape and a difference in metal deposition amount occurs. Therefore, the film thickness cannot be appropriately controlled, and the fine unevenness of the second uneven portion 25 cannot be reproduced.
  • the method of forming the synthetic resin layer has a problem that it is not suitable for a metal mold for mass production such as automobile interior parts because of its low wear resistance and scratch resistance. Further, in the method of spraying the synthetic resin, it is difficult to control the film thickness, and it is impossible to reproduce the fine unevenness in the second uneven portion 25. Further, since the chemical resistance is poor, the types of chemicals for maintaining the mold are limited, and there is a problem that the maintainability is poor.
  • the plating layer 26 selectively fills only the irregularities (defects D) smaller than the second irregularities 25 on the surface of the molding surface 22. Therefore, not only the unevenness caused by the first unevenness portion 24 but also the fine unevenness caused by the second unevenness portion 25 remains on the molding surface 22.
  • the plating layer 26 is formed by electroless plating, there is no variation in film thickness due to the shape of the mold like electrolytic plating. As a result, even when the plating layer 26 is present, the uneven shape of the second uneven portion 25 on the texture transfer surface 23 is appropriately reproduced.
  • the plating layer 26 contains Ni as a main component, it has excellent wear resistance and scratch resistance. This is suitable for a mold for mass production such as an automobile interior part.
  • the defect D since it is formed over the entire molding surface 22, the defect D does not remain. Further, since it is different from the method of crushing the unevenness, the unevenness of the second uneven portion 25 is not crushed.
  • the defect D on the molding surface 22 is not exposed on the surface, the defect D is not filled with the resin.
  • the phenomenon that the surface of the molded product is finely torn (whistle). This makes it possible to reproduce a fine grain pattern while maintaining good surface quality of the molded product.
  • the thickness of the plating layer 26 is 10 ⁇ m or more, the uneven shape of the embossed transfer surface 23 is also smoothed, and the gloss (gloss) on the surface of the molded product tends to increase.
  • the gloss increases, the texture of the resin appears strongly and the texture of the natural leather becomes weak.
  • the thickness of the plating layer 26 is set in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m, the unevenness caused by the first unevenness portion 24 and the second unevenness portion 25 result. Fine irregularities remain on the molding surface 22. As a result, the gloss on the surface of the molded product is suppressed. As a result, it is possible to reproduce the texture of natural leather that is natural and close to the genuineness of the molded product.
  • the electroless plating process is applied to the entire cavity mold 20, it is possible to improve the rust prevention property and the antifouling property of the cavity mold 20. Further, since the electroless plating has high hardness, wear resistance is improved. As a result, the life of the cavity mold 20 can be extended.
  • a molded product molded using the cavity mold 20 is required to have not only a fine grain pattern reproduced but also good surface quality.
  • One of the causes of the deterioration of the surface quality of a molded product is a state in which the surface of the molded product looks white and looks like mist.
  • the factors causing the white haze include two completely different phenomena, “galling” and “sakure”.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the galling.
  • (a) is an enlarged photograph of the surface S1 of the molded product
  • (b) is an explanatory view schematically showing the surface S1 of the molded product.
  • the galling refers to a directional mark that appears on the surface S1 of the molding surface. As the light is diffusely reflected by the galling, the white haze is visually recognized. In addition, since the galling is a mark having directionality, when the surface S1 of the molded product is observed from a specific direction, white smear is noticeable.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining sashimi.
  • (a) is an enlarged photograph of the surface S2 of the molded product
  • (b) is an explanatory view schematically showing the surface S2 of the molded product.
  • the squid is a lump formed by the surface S2 of the molded product swelling. Due to the irregular reflection of light, white smears are visually recognized.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining the mechanism of the generation of rustle.
  • the mechanism of the generation of scallops came to the conclusion that it was due to corrosion during etching. That is, due to the corrosion in the etching process, fine irregularities that do not reach the second irregularities 25, that is, defects D occur on the surface of the cavity mold 20 (FIG. 9A).
  • this defect D is filled with resin during injection molding (FIG. 6(b)), the resin filled in the defect D does not come out easily during mold release, depending on the direction of die removal. ). As a result, the resin spreads and the surface of the molded product is torn into small pieces, which causes cracks.
  • the longer the etching time the greater the tendency for swelling.
  • the etching time for exposing the die main body 21 to the chemical solution is generally long, and the defect D is likely to occur on the molding surface 22. Therefore, the more finely the textured pattern is required for the molded product, the more noticeable the white smear is due to the flare.
  • a method of providing a plating layer on the surface of the molding die has been known as a countermeasure against galling.
  • the significance of the plating layer as a countermeasure against galling is to improve the releasability and suppress the friction with the mold. From this point of view, the larger the thickness of the plating layer, the more the effect on galling is expected.
  • the significance of the plating layer 26 shown in the present embodiment is to fill the defect D that causes the blistering.
  • the second concavo-convex portion 25 that transfers a fine grain pattern and the defect D that is smaller than the second concavo-convex portion 25 are mixed, but the thickness of the plating layer 26 is By setting the thickness in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m, only the defect D can be selectively covered. This makes it possible to selectively fill only the defect D on the surface of the molding surface 22 while reproducing not only the unevenness caused by the first unevenness portion 24 but also the fine unevenness caused by the second unevenness portion 25.
  • a more preferable condition is a thickness (d3/2) of about 50% with respect to the width d3 of the defect D, as shown in FIG. ..
  • the thickness of about 50% With the thickness of about 50%, the second concavo-convex portion 25 and the defect D smaller than the second concavo-convex part 25 are mixed, and the concavity and convexity of the second concavo-convex part 25 is left and the defect D is appropriately filled. It is possible.
  • the minimum value of the width d2 of the second uneven portion 25 is 10 ⁇ m, so the width d3 of the defect D is less than 10 ⁇ m. Therefore, the thickness of the plating layer 26 is preferably less than 5 ⁇ m. On the other hand, when the plating layer was applied to a thickness of 0.1 ⁇ m or more and less than 2 ⁇ m, whiskers were generated, but white smear was not visually recognized.
  • the thickness of the plating layer 26 is in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m, but considering these viewpoints, it is preferably in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m, and further 2 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m. It is preferably in the range of.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram showing the correlation between the cavity type gloss value and the molded article gloss value.
  • the gloss value is a numerical value representing gloss (gloss), and the larger the numerical value, the greater the gloss.
  • the data indicated by squares is the cavity mold 20 according to the present embodiment, specifically, the thickness is selected within the range of 2 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m (for example, 4 ⁇ m), and plating is performed with the selected thickness.
  • a plurality of cavity molds 20 provided with the layer 26 are prepared by changing the gloss value, and the correlation between the gloss value of each cavity mold 20 and the gloss value of the molded product molded by the cavity mold 20 is plotted. Is. The correlation between the two is obtained by using a gloss meter and measuring the gloss values of the cavity mold 20 and the molded product under the condition of a common entrance/exit angle of 60°.
  • a straight line L1 is obtained by approximating the plotted data by a straight line.
  • the measuring method is not limited to the above.
  • the data indicated by the diamonds are created by changing the gloss value of the cavity type whose surface is treated by the sandblast method without providing a plating layer, and by making multiple values depending on the gloss value of each cavity type and its cavity type. It is a plot of the correlation with the gloss value of the molded product. The correlation between the two is obtained by using a gross meter and measuring the gross value of each of the cavity type and the molded product under the condition of a common entrance/exit angle of 60°. A straight line L2 is obtained by approximating the plotted data by a straight line.
  • the measuring method is not limited to the above.
  • the straight line L1 showing the correlation between the gloss value of the cavity mold 20 and the gloss value of the molded product according to the present embodiment is a gloss value of the cavity mold by the sandblast method and the gloss value of the molded product. It is understood that the slope is gentler than the straight line L2 showing the correlation with.
  • the target of the gloss value required for the molded product from the product specifications is set in the range of 1.4 to 2.
  • the cavity mold 20 according to the present embodiment it is possible to obtain a molded product that falls within the target range when the gloss value of the cavity mold 20 is in the range of approximately 4.2 to 12.2.
  • a molded product that falls within the target range can be obtained when the gloss value of the cavity mold is in the range of about 5.5 to 9.5.
  • the cavity mold 20 according to the present embodiment has a wider range of gloss values corresponding to the target of the gloss value of the molded product, as compared with the cavity mold manufactured by the sandblast method.
  • the characteristics shown in FIG. 9 are the same for other thicknesses selected in the range where the thickness of the plating layer 26 is 2 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m.
  • Such a difference is that by providing the cavity mold 20 with the plating layer 26 having a predetermined thickness selected from the range of 2 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m, the irregularities of the first irregularity portion 24 and the second irregularity portion 25 are left, This is because the defect D (unevenness smaller than the second uneven portion 25) on the surface of the molding surface 22 can be selectively filled. That is, since the fine defects D on the surface of the molding surface 22 are filled by the action of the plating layer 26, it is possible to improve (increase) the gloss value of the molded product regarding the cavity mold 20 having a low gloss value.
  • the straight line L1 indicating the correlation between the gloss value of the cavity mold 20 and the gloss value of the molded product according to the present embodiment is the same as the gloss value of the cavity mold by the sandblast method and the gloss value of the molded product. Compared to the straight line L2 indicating the correlation of, the inclination tends to be gentle.
  • the desired gloss value is obtained by the plating layer 26 in the range of 2 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m, and it is possible to demonstrate suppression of white smear caused by whispering. did it.
  • the target gloss value of the molded product can be obtained.
  • the target is a gloss value corresponding to the target of the gloss value of the molded product, but the gloss value of the manufactured cavity mold 20 may vary to some extent.
  • the control range of the cavity mold 20 is widened by providing the plating layer 26, the gloss value of the molded product can be easily adjusted.
  • the thickness of the plating layer 26 is in the range of 2 ⁇ m or more and less than 5 ⁇ m.
  • the correlation between the gloss value of the cavity mold 20 and the gloss value of the molded product according to the above-described embodiment is in the range where the thickness of the plating layer 26 is 0.1 ⁇ m or more and less than 2 ⁇ , and 5 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m.
  • the straight line showing the correlation between the gloss value of the cavity mold 20 and the gloss value of the molded product has a gentle slope. Become.
  • the thickness of the plating layer 26 is in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m, even if the gloss value of the cavity mold 20 is managed in a larger range, the target of the molded product is It is possible to obtain a gloss value of Therefore, the control range of the cavity mold 20 is widened, and the gloss value of the cavity mold 20 can be easily adjusted.
  • the thickness of the plating layer 26 is 10 ⁇ m or more, not only the minute defects D on the surface of the molding surface 22 but also the first unevenness portion 24 and the second unevenness portion 25 on the texture transfer surface 23 of the plating layer 26 are formed. Filled and smoothed according to thickness. Therefore, the surface of the molding surface 22 of the cavity die 20 approaches a mirror surface (its gloss value increases), and it is considered that the variation of the gloss value of the molded product is reduced. That is, the correlation (straight line) between the gloss value of the cavity mold 20 and the gloss value of the molded product is such that the slope becomes gentler and approaches a substantially horizontal direction, and shifts to the upper side (higher gloss value side). .. In this case, although the slope is gentle, the result is that the gloss value of the finished product exceeds the target range.
  • the molding die has been described by taking the cavity mold as an example on the assumption that the embossed pattern is formed on one side surface of the molded product.
  • the method shown in this embodiment may be applied to the core mold, or may be applied to both the cavity mold and the core mold.
  • the door trim is exemplified as the molded product molded by the molding die
  • the present invention is used for a molding die for molding various automobile interior parts such as a rear side trim, a roof trim, a pillar garnish, and a roof rail garnish. be able to.
  • the texture of the natural leather is reproduced by the texture pattern, but the texture pattern having fine irregularities can reproduce various appearances other than the natural leather.
  • an injection molding apparatus provided with a molding die, and further, a method of manufacturing a molded article using the molding die for at least one of a cavity mold and a core mold, is part of the present invention. Function as.
  • the thickness of the plating layer in the entire region is in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m.
  • the thickness of the plating layer is in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m in at least a part of the region. That is, in the plating layer, a region having a thickness of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m may be selectively provided.
  • the thickness is in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m in the entire region of the plating layer” excludes that the region of 10 ⁇ m or more is partially included due to manufacturing variations in the plating layer forming process. Is not intended (in this sense, it is synonymous with the thickness being in the range of 0.1 ⁇ m or more and less than 10 ⁇ m in at least a part of the region of the plating layer).

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Abstract

成形品の表面品質を良好に保ちつつ微細なシボ模様を再現することができる成形用金型、成形用金型の製造方法、射出成形装置及び成形品の製造方法を提供する。 成形用金型であるキャビティー型（２０）は、金型本体（２１）と、成形面（２２）の表面に設けられためっき層（２６）と、を有している。この場合、成形面（２２）は、シボ模様を形成するためのシボ転写面（２３）を有し、シボ転写面（２３）は、第１凹凸部（２４）と、この第１凹凸部（２４）の表面に形成されて凹凸の幅が第１凹凸部（２４）よりも小さい第２凹凸部（２５）とを備えており、これらの凹凸の幅が１０μｍ以上５００μｍ未満の範囲からなる。そして、めっき層（２６）は無電解めっき層であり、当該めっき層（２６）の少なくとも一部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となる。

Description

成形用金型、成形用金型の製造方法、射出成形装置及び成形品の製造方法
　本発明は、成形用金型、成形用金型の製造方法、射出成形装置及び成形品の製造方法に関する。
　従来より、自動車の車両室内に装着されるドアトリムなどの内装部品には、量産性及び成形性を考慮して、合成樹脂の射出成形品を使用することが一般的となっている。この内装部品にあっては、高級な素材感や上質な意匠を付与するために、成形品からなる基材の表面に、天然皮革や合成皮革からなる表皮材を貼り付けたものが知られている。
　また、近年では、基材の意匠面（表面）に細かな凹凸からなるシボ模様を形成し、このシボ模様により天然皮革のような外観を再現した内装部品が知られている。この内装部品にあっては、表皮材を用いることなく、基材そのもので天然皮革の風合いを再現することができる。そのため、安価かつ生産性よく、高級な素材感や上質な意匠を備える内装部品を得ることができる。基材表面へのシボ模様の形成は、シボ模様と対応する凹凸形状のシボ転写面を備えた金型本体を用いることで、射出成形と同時に行われる。
　なお、例えば特許文献１には、キャビティー型の表面にシボ模様が形成され、このシボ模様の表面に光沢剤を含むめっき層が設けられた成形用金型が開示されている。また、この特許文献１において、めっき層の厚さは、５～５０μｍであることが開示されている。
特開平１１－１７９７３６号公報
　しかしながら、従来の成形用金型にあっては、金型本体の表面（成形面）に存在する微細な欠損に樹脂が充填されることで、成形品表面に細かなささくれが発生し、表面品質を低下させるという問題がある。このささくれは、欠損部分がアンダー形状となることで、離型時に成形品表面の樹脂が引き伸ばされてしまうことで発生する。
　ところで、特許文献１に開示されるように、金型の表面にめっき層を設けることで、欠損部分を覆うことができる。これにより、欠損に伴う成形品表面の不具合を抑制することができる。一方で、最近では、自然で本物に近い天然皮革の風合いを再現するために、従来の凹凸よりも微細な凹凸を含むシボ模様が求められている。このため、特許文献１に開示されるめっき層では、欠損のみならず、微細なシボ模様についても覆われてしまい、成形品について所望とする表面品質を得ることができないという問題がある。
　本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、成形品の表面品質を良好に保ちつつ微細なシボ模様を再現することができる成形用金型、成形用金型の製造方法、射出成形装置及び成形品の製造方法を提供する。
　かかる課題を解決するために、第１の発明は、成形品の造形に応じた形状の成形面を備える金型本体と、成形面の表面に設けられためっき層と、を有する成形用金型を提供する。この成形用金型において、成形面は、成形品の表面に複数の凹凸からなるシボ模様を形成するためのシボ転写面を有し、シボ転写面は、第１凹凸部と、第１凹凸部の表面に形成されて凹凸の幅が第１凹凸部よりも小さい第２凹凸部とを少なくとも含むものであって、第１凹凸部及び第２凹凸部における凹凸の幅が１０μｍ以上５００μｍ未満の範囲からなり、めっき層は無電解めっき層であり、当該めっき層の少なくとも一部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となる。
　ここで、第１の発明において、めっき層は無電解めっき層であり、当該めっき層の全部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となることが好ましい。
　また、第１の発明において、めっき層は、Ｎｉを主成分として含むことが好ましい。
　また、第２の発明は、成形品の造形に応じた形状の成形面を備える金型本体に無電解めっき処理を施し、成形面の表面にめっき層を形成する工程を有する成形用金型の製造方法を提供する。この場合、成形面は、成形品の表面に複数の凹凸からなるシボ模様を形成するためのシボ転写面を有し、シボ転写面は、第１凹凸部と、第１凹凸部の表面に形成されて凹凸の幅が第１凹凸部よりも小さい第２凹凸部とを少なくとも含むものであって、第１凹凸部及び第２凹凸部における凹凸の幅が１０μｍ以上５００μｍ未満の範囲からなる。そして、めっき層を形成する工程は、当該めっき層の少なくとも一部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となるように実行される。
　ここで、第２の発明において、めっき層を形成する工程は、当該めっき層の全部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となるように実行されることが好ましい。
　また、第２の発明は、めっき層を形成する工程に先立ち、成形面に、シボ転写面を形成する工程をさらに有していてもよい。この場合、シボ転写面を形成する工程は、成形面の表面にエッチング処理を施して、第１凹凸部を形成する第１工程と、第１工程を経た成形面の表面にエッチング処理を施して、第２凹凸部を形成する第２工程と、を少なくとも備えることが好ましい。
　また、第３の発明は、第１の発明に記載の成形用金型を備える射出成形装置を提供する。
　さらに、第４の発明は、第１の発明に記載の成形用金型を、キャビティー型及びコア型の少なくとも一方に用いて成形品を製造する成形品の製造方法を提供する。
　本発明によれば、成形品の表面品質を良好に保ちつつ、微細なシボ模様を再現することができる。
図１は、成形品であるドアトリムを示す正面図である。 図２は、ドアトリムの成形用金型を主体とする射出成形装置の説明図である。 図３は、キャビティー型の要部を模式的に示す説明図である。 図４は、成形用金型の製造方法を示すフローチャートである。 図５は、かじりを説明する説明図である。 図６は、ささくれを説明する説明図である。 図７は、ささくれの発生メカニズムを説明する説明図である。 図８は、めっき層の厚さを説明する説明図である。 図９は、キャビティー型のグロス値と成形品のグロス値との相関を示す説明図である。
　以下、図面を参照し、本実施形態に係る成形用金型、その製造方法、射出成形装置及び成形品の製造方法について説明する。図１は、成形品であるドアトリム１を示す正面図、図２はドアトリム１の成形用金型１０を主体とする射出成形装置１００の説明図である。
　まず、成形用金型１０及びその製造方法の説明に先立ち、成形品からなる自動車用内装部品としてドアトリム１を例に挙げて説明する。
　ドアトリム１は、装飾性或いはその他の機能性を付加するために、ドアインナパネル（図示せず）の車両室内側のほぼ全面を覆うものである。ドアトリム１は、ポリプロピレン（ＰＰ）樹脂、ＡＢＳ樹脂などの汎用の合成樹脂を用いた射出成形による成形品であり、所要の形状に成形されている。
　ドアトリム１には、その上下方向中間部分に、乗員が肘を掛けて休めるように室内側に膨出するドアアームレスト２が前後方向に沿って設けられている。さらに、ドアトリム１には、ドアアームレスト２よりも下方位置にドアポケット３が設けられている。また、ドアポケット３の前方には、スピーカーグリル４が設けられている。
　このドアトリム１の表面、すなわち、室内に臨む意匠面には、シボ模様が形成されている。シボ模様は、成形用金型１０を用いた成形時、成形用金型１０により転写されている。このシボ模様により、ドアトリム１の意匠面に微細な凹凸が形成され、天然皮革に類似する立体的な意匠が再現される。このため、成形品である基材そのものから構成されるドアトリム１であっても、当該基材の表面に天然皮革を表皮材として貼着したような高級な素材感や上質な意匠を付与することができる。
　つぎに、成形用金型１０及び射出成形装置１００について説明する。射出成形装置１００は、成形用金型１０を備え、当該成形用金型１０を用いて成形品を製造する装置である。成形用金型１０は、射出成形工法による成形品の成形に使用される金型であり、キャビティー型２０と、コア型３０とを主体に構成されている。キャビティー型２０及びコア型３０は、型締めされることで両者の間に成形空間であるキャビティーＣを形成する。
　成形品の製造工程では、射出成形装置１００、すなわち、成形用金型１０を用いて成形品が製造される。具体的には、キャビティー型２０及びコア型３０が型締めされた後、樹脂通路であるスプール４０、ランナー４１、ゲート４２を通じてキャビティーＣ内に溶融した樹脂が射出充填される。充填された樹脂が冷却して固化すると、キャビティー型２０及びコア型３０が型開きされ、成形用金型１０内から、固化された樹脂成形体が取り出される。これにより、所要の形状に成形された成形品を得ることができる。
　図３は、キャビティー型２０の要部を模式的に示す説明図である。この図３において、図３（ａ）はキャビティー型２０の要部を模式的に示す説明図であり、図３（ｂ）及び図３（ｃ）は、図３（ａ）において一点鎖線で囲んだ領域を拡大して示す説明図である。なお、図３（ｂ）では、金型本体２１の形状を明確にするため、めっき層２６の記載は省略されている。
　キャビティー型２０は、成形用金型１０においてドアトリム１の意匠面を成形する金型である。キャビティー型２０は、金型本体２１を主体に構成されている。
　金型本体２１は、例えばアルミや金型一般鋼材などの金属で形成されている。金型本体２１は、成形品の造形に応じた成形面２２を備えている。この成形面２２により、型締め時にコア型３０（具体的には、金型本体３１の成形面）との間にキャビティーＣが形成される（図２参照）。
　成形面２２は、成形品の表面に複数の凹凸からなるシボ模様を形成するためのシボ転写面２３を有している。シボ転写面２３は、凹凸形状を備える第１凹凸部２４と、第２凹凸部２５とを備えている。このシボ転写面２３において、第１凹凸部２４及び第２凹凸部２５における凹凸の幅（金型本体２１の断面における山頂から山頂までの距離）は、１０μｍ以上５００μｍ未満の範囲とされている。
　第１凹凸部２４は、凹凸の幅ｄ１が１０μｍより大きく５００μｍ未満の範囲（本実施形態に示す一例として、３０μｍ以上５００μｍ未満）となる凹凸である。第１凹凸部２４は、成形品の表面に比較的大きな凹凸形状を転写する機能を担っている。一方、第２凹凸部２５は、凹凸の幅ｄ２が１０μｍ以上であって第１凹凸部２４の凹凸の幅ｄ１よりも小さな範囲（本実施形態に示す一例として、１０μｍ以上３０μｍ未満）となる凹凸である。第２凹凸部２５は、成形品の表面に、第１凹凸部２４よりも微細な凹凸形状を転写する機能を担っている。第２凹凸部２５は、第１凹凸部２４の表面を含むシボ転写面２３の全域に形成されている。大きな凹凸形状をなす第１凹凸部２４と、これよりも微細な凹凸形状をなす第２凹凸部２５とが存在することで、成形品の表面に転写されるシボ模様について複雑な三次元形状を得ることができる。これにより、成形品の表面状態について、自然で本物に近い天然皮革の風合いを再現することができる。
　また、本実施形態の特徴の一つとして、キャビティー型２０は、成形面２２を含む金型本体２１の表面に設けられためっき層２６を備えている。このめっき層２６は、無電解めっき処理により形成された無電解めっき層であり、Ｎｉを主成分とするものである。このめっき層２６は、金型本体２１の表面に概ね一様な厚さで設けられている。めっき層２６の厚さは、０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲であるが、０．１μｍ以上５μｍ未満の範囲であることが好ましく、さらには２μｍ以上５μｍ未満の範囲であることが好ましい。
　めっき層２６は、微細な凹凸形状を転写する第２凹凸部２５の凹凸の幅ｄ２よりも小さい厚さとされている。このため、めっき層２６は、第２凹凸部２５の凹凸を埋めることなく、その凹凸の表面上に形成される。これにより、めっき層２６が存在する場合であっても、第２凹凸部２５の凹凸形状が再現される。一方で、成形面２２に存在する凹凸のうち、めっき層２６の厚さよりも小さい凹凸、すなわち、第２凹凸部２５よりも小さい凹凸は、めっき層２６によって覆われる。第２凹凸部２５よりも小さい凹凸は、シボ模様に寄与する本来の凹凸ではなく、キャビティー型２０を製造する際に生じる欠損Ｄに相当する。したがって、めっき層２６により、第１凹凸部２４に起因する凹凸はもとより、第２凹凸部２５に起因する微細な凹凸を再現しつつ、成形面２２の表面に存在する欠損Ｄ、すなわち、第２凹凸部２５よりも小さい凹凸のみを選択的に埋めることができる。
　コア型３０は、成形用金型１０においてドアトリム１の裏面（ドアインナーパネルに臨む面）を成形する金型である。コア型３０は、成形面を備える金型本体３１を主体に構成されている。コア型３０はドアトリム１の裏面を成形するものであるため、その成形面にはシボ転写面は設けられていない。したがって、キャビティー型２０とは異なり、コア型３０にはめっき層を設けていない。ただし、成形品の離型性向上やコア型３０の防錆の観点から、所要のめっき層、例えばキャビティー型２０のめっき層２６と同等のめっき層をコア型３０に設けてもよい。
　以下、本実施形態の特徴の一つである成形用金型１０の製造方法について説明する。具体的には、シボ転写面２３を備えるキャビティー型２０を例に挙げ、その製造方法を説明する。図４は、成形用金型１０の製造方法を示すフローチャートである。
　まず、成形品の造形に対応した成形面２２を備えた金型本体２１を製作する（Ｓ１）。金型本体２１は、例えば金型用鋼材ブロックを工作機械で除去加工する方法などで製作される。金型用鋼材ブロックには、アルミや金型一般鋼材などが用いられる。
　つぎに、金型本体２１の成形面２２にシボ転写面２３を形成する（Ｓ２）。シボ転写面２３は、成形品の表面に複数の凹凸からなるシボ模様を形成するためのものである。シボ転写面２３の形成は、化学薬品を用いたエッチング処理により行われる。エッチング処理は、主に、金型本体２１の側面や底面、成形面２２のうちシボ転写面２３以外の領域を塗料などでマスキングする工程と、シボ転写面２３となる成形面２２の領域（以下「エッチング領域」という）にシボ模様に応じた模様を耐酸性のインクで描画する工程と、酸性の薬液に金型本体２１を漬し、エッチング領域を腐食させる工程と、を主体に構成されている。
　本実施形態において、シボ転写面２３を形成する工程では、エッチング処理が複数工程繰り返して行われる。具体的には、第１エッチング工程において、成形面２２の表面にエッチング処理を施して、凹凸の幅ｄ１（例えば、３０μｍ以上５００μｍ未満の範囲）となる第１凹凸部２４を形成する（Ｓ２１）。ついで、第２エッチング工程において、第１エッチング工程を経た成形面２２の表面にエッチング処理を施して、凹凸の幅ｄ２（例えば、１０μｍ以上３０μｍ未満の範囲）となる第２凹凸部２５を形成する（Ｓ２２）。
　なお、本実施形態に係るシボ転写面２３は、比較的大きな凹凸形状となる第１凹凸部２４と、この第１凹凸部２４の表面を含む範囲に、微細な凹凸形状となる第２凹凸部２５とを備えている。このため、各々の凹凸部２４，２５に対応する２回の工程としてエッチング処理を行っている。しかしながら、凹凸の幅が相違する凹凸部が複数（３つ以上）設定される場合には、その設定数に応じてエッチング処理の工程数も設定されることとなり、必ずしも２回の工程となるものではない。また、本実施形態に示す２つの凹凸部２４，２５を形成するにあたり、各々の凹凸部２４，２５について２回以上の工程でエッチング処理を行うものであってもよい。
　シボ転写面２３が形成されると、つぎに、成形面２２を含む金型本体２１にめっき層２６を形成する（Ｓ３）。めっき層２６の形成は、無電解めっき処理により行われる。無電解めっきとしては、無電解Ｎｉ－Ｐめっき、無電解Ｎｉ－Ｂめっき、無電解Ｎｉ－Ｐ－ＰＴＦＥ複合めっき、無電解Ｎｉ－Ｐ－Ｂめっきなどを用いることができる。
　具体的には、無電解めっき液が注入されているめっき槽に、金型本体２１を浸漬する。金型本体２１の表面には、無電解めっきにより、Ｎｉ（ニッケル）を主成分とするめっき層２６が析出する。めっき層２６の膜厚は、めっき槽への浸漬時間によってコントロールすることができる。この浸漬時間を通じて、０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲（好ましくは０．１μｍ以上５μｍ未満の範囲、さらに好ましくは２μｍ以上５μｍ未満の範囲）の厚さでめっき層２６を形成する。所定の浸漬時間において浸漬された金型本体２１は、めっき槽から引き上げられる。
　以上の工程を経て、シボ転写面２３を備える金型本体２１にめっき層２６が施されたキャビティー型２０が製造される。
　このめっき層２６は、第２凹凸部２５の凹凸を埋めることなく、凹凸を残しつつその表面上に形成される。これにより、めっき層２６が存在する場合であっても、シボ転写面２３における第２凹凸部２５の凹凸が再現される。
　ところで、成形品の表面にシボ模様を再現するために、金型本体２１に対してエッチング処理が施される。この際、成形面２２には、第２凹凸部２５よりも小さい凹凸、すなわち、エッチング処理に伴う欠損Ｄが発生する。特に、自然な風合いのシボ模様を再現するために、第１凹凸部２４に加え、より微細な第２凹凸部２５を形成する場合には、エッチング処理を複数工程繰り返す必要がある。このため、金型本体２１が薬液に曝されるエッチング時間が総じて長くなるため、成形面２２に欠損Ｄが発生し易くなる。
　この点、めっき層２６の厚さは、０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲に設定されているため、第２凹凸部２５よりも小さい凹凸は、めっき層２６によって覆われる。これにより、第１凹凸部２４に起因する凹凸はもとより、第２凹凸部２５に起因する微細な凹凸を再現しつつ、成形面２２の表面における第２凹凸部２５よりも小さい凹凸（欠損Ｄ）のみを選択的に埋めることができる。
　以下、本実施形態に係る無電解めっき処理によるめっき層２６を用いた手法と対比する手法を、比較例として説明する。成形面２２における微細な欠損Ｄを除去する方法としては、（１）電解めっき処理により成形面２２に電解めっき層を形成する方法、（２）合成樹脂を吹き付けて成形面２２に合成樹脂層を形成する方法、（３）ショットブラスト処理により成形面２２を平滑化する方法などがある。
　まず、電解めっき処理を用いる方法にあっては、ドアトリム１といった自動車用内装部品のような成形品には適用が難しいという側面がある。自動車用内装部品のような複雑な造形を有する成形品を成形する金型にあっては、形状由来の特定部位に電荷が偏り、金属析出量に差が生じてしまうという問題がある。そのため、膜厚を適切にコントロールすることができず、第２凹凸部２５の微細な凹凸が再現できない。
　また、合成樹脂層を形成する方法にあっては、耐摩耗性、耐傷性が低いため、自動車用内装部品のような大量生産向けの金型には不向きであるという問題がある。また、合成樹脂を吹き付ける方法は、膜厚のコントロールが難しく、第２凹凸部２５における微細な凹凸が再現できない。さらに、耐薬品性が劣るため、金型をメンテナンスする薬品の種類が制限され、メンテナンス性が悪いという問題がある。
　さらに、ショットブラスト処理を用いる方法にあっては、不要な欠損Ｄを完全に取り除くことができないため、成形品の表面にささくれが発生してしまう可能性がある。また、粒体により欠損Ｄのみならず第２凹凸部２５も潰れてしまうことがあり、所望とする微細なシボ模様を再現することができないという不都合がある。
　この点、本実施形態に係るキャビティー型２０によれば、めっき層２６により、成形面２２の表面における第２凹凸部２５よりも小さい凹凸（欠損Ｄ）のみが選択的に埋められている。このため、第１凹凸部２４に起因する凹凸はもとより、第２凹凸部２５に起因する微細な凹凸も成形面２２に残留する。
　特に、めっき層２６が無電解めっき処理により形成されているため、電解めっきのような金型形状による膜厚のバラツキがない。その結果、めっき層２６が存在する場合であっても、シボ転写面２３における第２凹凸部２５の凹凸形状が適切に再現される。
　また、めっき層２６は、Ｎｉを主成分として含むため、耐摩耗性及び耐傷性に優れることとなる。これにより、自動車用内装部品のような大量生産向けの金型において好適である。
　さらに、めっき層２６によれば、成形面２２の全域に形成されるので欠損Ｄが残留することがない。また、凹凸を潰す方法とは異なるため、第２凹凸部２５の凹凸が潰されてしまうといったこともない。
　このため、本実施形態に係るキャビティー型２０によれば、成形面２２における微細な欠損Ｄが表面に露出していないため、欠損Ｄに樹脂が充填されることがない。その結果、成形品の表面が細かく裂けてしまう現象（ささくれ）を抑制することができる。これにより、成形品の表面品質を良好に保ちつつ微細なシボ模様を再現することができる。
　また、めっき層２６の厚さが１０μｍ以上の場合には、シボ転写面２３の凹凸形状も平滑化されるため、成形品表面における光沢（艶）が増加する傾向となる。光沢が増加すると、樹脂の素材感が強く表れ、天然皮革の風合いが薄れてしまうという不都合がある。この点、本実施形態によれば、めっき層２６の厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲に設定されているので、第１凹凸部２４に起因する凹凸及び第２凹凸部２５に起因する微細な凹凸が成形面２２に残留する。これにより、成形品表面における光沢が抑制されることとなる。その結果、成形品について自然で本物に近い天然皮革の風合いを再現することができる。
　また、本実施形態によれば、成形面２２の表面における微細な欠損Ｄのみを選択的に埋めることができる。これにより、所望のシボ模様を再現しつつ、成形品の表面品質を良好に保つことができる。
　また、本実施形態によれば、キャビティー型２０の全体に無電解めっき処理を施しているため、キャビティー型２０の防錆性及び防汚性の向上を図ることができる。また、無電解めっきは硬度が高いため、耐摩耗性が向上する。これにより、キャビティー型２０の寿命の長期化を図ることができる。
　以下、本実施形態に係るキャビティー型２０の効果についてより具体的に説明する。キャビティー型２０を用いて成形される成形品においては、微細なシボ模様が再現されていることのみならず、表面品質が良好であることも要求される。成形品の表面品質を低下させる一因として、成形品の表面が白くモヤのように見える「白モヤ」という状態がある。この白モヤについて鋭意研究したところ、白モヤの発生要因には、「かじり」及び「ささくれ」という全く異なる２つの現象があることを特定した。
　図５は、かじりを説明する説明図である。同図において、（ａ）は、成形品の表面Ｓ１を拡大して観察した写真であり、（ｂ）は、成形品の表面Ｓ１を模式的に示す説明図である。かじりは、成形面の表面Ｓ１に現れる、方向性を有する跡をいう。かじりに光が乱反射することで、白モヤが視認される。また、かじりが方向性を有する跡であることから、成形品の表面Ｓ１を特定の方向から観察した場合に、白モヤが顕著に視認される。
　かじりの発生メカニズムについて考察したところ、成形品の表面Ｓ１とシボ転写面２３の凹凸部２４，２５の表面との擦れによるものと考えるに至った。すなわち、離型時に、成形品の表面Ｓ１に対してシボ転写面２３の凹凸部２４，２５の表面が擦れることがある。また、冷却時にキャビティーＣ内に充填された樹脂が収縮し、成形品の表面Ｓ１に対してキャビティー型２０のシボ転写面２３の凹凸部２４，２５の表面が擦れることがある。この擦れにより、方向性を有する跡が発生する。
　図６は、ささくれを説明する説明図である。同図において、（ａ）は、成形品の表面Ｓ２を拡大して観察した写真であり、（ｂ）は、成形品の表面Ｓ２を模式的に示す説明図である。ささくれは、成形品の表面Ｓ２がささくれて、塊状に存在するものをいう。このささくれに光が乱反射することで、白モヤが視認される。
　図７は、ささくれの発生メカニズムを説明する説明図である。ささくれの発生メカニズムについて考察したところ、エッチング処理での腐食によるものと考えるに至った。すなわち、エッチング処理での腐食により、キャビティー型２０の表面に、第２凹凸部２５には至らない微細な凹凸、すなわち、欠損Ｄが生じる（同図（ａ））。射出成形時、この欠損Ｄに樹脂が充填されると（同図（ｂ））、離型時、型抜き方向によっては、欠損Ｄに充填された樹脂の抜けが悪くなる（同図（ｃ））。その結果、樹脂が延びて、成形品の表面が細かく裂けてしまい、ささくれが発生する。
　このようなメカニズムを裏付けるように、エッチング時間が長くなる程、ささくれが増加する傾向にあることも判明した。上述したように、微細のシボ模様を再現するためには、キャビティー型２０の製造時、エッチング処理を複数工程繰り返す必要がある。このため、金型本体２１が薬液に曝されるエッチング時間が総じて長くなるため、成形面２２に欠損Ｄが発生し易くなる。したがって、成形品に微細なシボ模様が要求される程、ささくれによる白モヤが顕著となるのである。
　従来から、かじりに対する対策として、成形用金型の表面にめっき層を設ける方法が知られている。かじり対策におけるめっき層の意義は、離型性を向上させて、金型との擦れを抑制することにある。この観点に立脚すれば、めっき層の厚みが大きい程、かじりに対する効果が期待される。
　一方で、本実施形態に示すめっき層２６の意義は、ささくれの原因となる欠損Ｄを埋めることにある。エッチング処理されたキャビティー型２０においては、微細なシボ模様を転写する第２凹凸部２５と、第２凹凸部２５よりも小さい欠損Ｄとが混在しているが、めっき層２６の厚さを０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲に設定することで、欠損Ｄのみを選択的に覆うことができるのである。これにより、第１凹凸部２４に起因する凹凸はもとより、第２凹凸部２５に起因する微細な凹凸を再現しつつ、成形面２２の表面における欠損Ｄのみを選択的に埋めることができる。その結果、微細なシボ模様を再現しつつ、ささくれに起因する白モヤが解消された良好な表面品質を得ることができるのである。当然、めっき層２６を設けることで、離型性が向上するため、かじりに起因する白モヤについても同様に抑制することができる。
　めっき層２６の厚さについてさらに検討したところ、より好適な条件は、図８に示すように、欠損Ｄの幅ｄ３に対して５０％程度の厚さ（ｄ３／２）であることが判明した。この５０％程度の厚さにより、第２凹凸部２５と、第２凹凸部２５よりも小さい欠損Ｄとが混在するなかで、第２凹凸部２５の凹凸を残しつつ、欠損Ｄを適切に埋めることができるのである。
　微細なシボを念頭においた本実施形態では、第２凹凸部２５の幅ｄ２の最小値が１０μｍとなるので、欠損Ｄの幅ｄ３は１０μｍ未満となる。したがって、めっき層２６の膜厚は、５μｍ未満であることが好ましい。一方で、０．１μｍ以上２μｍ未満の厚さでめっき層を施したところ、ささくれは発生するものの、白モヤは視認されなかった。上述した通り、めっき層２６の厚さは０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となるが、これらの観点を考慮すると、０．１μｍ以上５μｍ未満の範囲であることが好ましく、さらには２μｍ以上５μｍ未満の範囲であることが好ましい。
　以下、本実施形態に係るキャビティー型２０の具体的な実施例を説明する。図９は、キャビティー型のグロス値と成形品のグロス値との相関を示す説明図である。グロス値は、光沢（艶）を表す数値であり、その数値が大きい程、光沢が増すことを意味する。
　同図において、正方形で示されるデータは、本実施例に係るキャビティー型２０、具体的には、２μｍ以上５μｍ未満の中で厚さを選択し（例えば４μｍ）、その選択した厚さでめっき層２６を設けたキャビティー型２０をグロス値を変えて複数作成し、各キャビティー型２０のグロス値と、そのキャビティー型２０によって成形された成形品のグロス値との相関をプロットしたものである。両者の相関は、グロス計を用い、共通の入出射角６０°の条件でキャビティー型２０及び成形品それぞれのグロス値を測定することにより得られたものである。プロットされたデータを直線により近似したものが、直線Ｌ１で示されている。但し、前記測定方法に限定されるものではない。
　一方、菱形で示されるデータは、めっき層を設けることなく、サンドブラスト法により表面を処理したキャビティー型のグロス値を変えて複数作成し、各キャビティー型のグロス値と、そのキャビティー型によって成形された成形品のグロス値との相関をプロットしたものである。両者の相関は、グロス計を用い、共通の入出射角６０°の条件でキャビティー型及び成形品それぞれのグロス値を測定することにより得られたものである。プロットされたデータを直線により近似したものが、直線Ｌ２で示されている。但し、前記測定方法に限定されるものではない。
　同図に示されるように、本実施例に係るキャビティー型２０のグロス値と成形品のグロス値との相関を示す直線Ｌ１は、サンドブラスト法によるキャビティー型のグロス値と成形品のグロス値との相関を示す直線Ｌ２に比べて、緩やかな傾きとなることが理解される。
　ここで、例えば、製品の仕様から成形品に求められるグロス値のターゲットを１．４～２の範囲とする。本実施例に係るキャビティー型２０は、当該キャビティー型２０のグロス値が概ね４．２～１２．２の範囲において、ターゲットの範囲に収まる成形品を得ることができている。一方、サンドブラスト法によるキャビティー型は、当該キャビティー型のグロス値が概ね５．５～９．５の範囲において、ターゲットの範囲に収まる成形品を得ることができている。このように、本実施例に係るキャビティー型２０の方が、サンドブラスト法によるキャビティー型と比較して、成形品のグロス値のターゲットに対応するグロス値のレンジが拡大している。図９に示す特徴は、めっき層２６の厚さが２μｍ以上５μｍ未満の範囲のなかで選択される他の厚さにおいても同様である。
　このような相違は、キャビティー型２０に２μｍ以上５μｍ未満の範囲から選択した所定の厚さのめっき層２６を設けることで、第１凹凸部２４及び第２凹凸部２５の凹凸は残しつつ、成形面２２の表面における欠損Ｄ（第２凹凸部２５よりも小さい凹凸）を選択的に埋めることができるからである。すなわち、めっき層２６の作用により、成形面２２の表面における微細な欠損Ｄは埋められるため、低いグロス値のキャビティー型２０に関する成形品のグロス値を改善（増加）させることができるのである。一方で、第１凹凸部２４及び第２凹凸部２５についてはめっき層２６によって埋められないので、高いグロス値のキャビティー型２０に関する成形品のグロス値については同等の特性を維持することができる。このため、上述の通り、本実施例に係るキャビティー型２０のグロス値と成形品のグロス値との相関を示す直線Ｌ１は、サンドブラスト法によるキャビティー型のグロス値と成形品のグロス値との相関を示す直線Ｌ２に比べて、緩やかな傾きとなる傾向を示すのである。
　本実施例に係るキャビティー型２０にあっては、２μｍ以上５μｍ未満の範囲からなるめっき層２６により、所望のグロス値を得られており、ささくれに起因する白モヤの抑制について実証することができた。
　加えて、本実施例に係るキャビティー型２０にあっては、より大きなレンジでキャビティー型２０のグロス値を管理しても、成形品についてターゲットとなるグロス値を得ることができる。キャビティー型２０を製造するにあたっては、成形品のグロス値のターゲットに対応したグロス値を目標として製造されるが、製造されたキャビティー型２０のグロス値にはある程度のばらつきが生じ得る。しかしながら、めっき層２６を設けることで、キャビティー型２０の管理レンジが広くなるので、成形品のグロス値の調整を容易に行うことができる。
　なお、上述した図９に示す実施例では、めっき層２６の厚さが２μｍ以上５μｍ未満の範囲について説明した。しかしながら、上述した実施例に係るキャビティー型２０のグロス値と成形品のグロス値との相関は、めっき層２６の厚さが０．１μｍ以上２μ未満の範囲、及び５μｍ以上１０μｍ未満の範囲においても同様な傾向を得ることができる。すなわち、厚さ０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲でめっき層２６を設けたキャビティー型２０は、キャビティー型２０のグロス値と成形品のグロス値との相関を示す直線は、緩やかな傾きとなる。よって、めっき層２６の厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲に係るキャビティー型２０にあっては、より大きなレンジでキャビティー型２０のグロス値を管理しても、成形品についてターゲットとなるグロス値を得ることができる。このため、キャビティー型２０の管理レンジが広くなるので、キャビティー型２０のグロス値の調整を容易に行うことができる。
　なお、めっき層２６の厚さが１０μｍ以上の場合、成形面２２の表面における微細な欠損Ｄのみならず、シボ転写面２３における第１凹凸部２４及び第２凹凸部２５も、めっき層２６の厚さに応じて埋められ、平滑化される。そのため、キャビティー型２０の成形面２２の表面が鏡面に近づくこととなり（そのグロス値が増加する）、成形品のグロス値は、そのばらつきが小さくなると考えられる。すなわち、キャビティー型２０のグロス値と成形品のグロス値との相関（直線）は、傾きがさらに緩やかになって略水平に近づくとともに、上側（高グロス値側）へとシフトする格好となる。この場合、緩やかな傾きとなるものの、完成品のグロス値のターゲットの範囲を超えてしまう結果となってしまう。
　以上、本実施形態の成形用金型及び成形用金型の製造方法について説明したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、その発明の範囲において種々の変更が可能である。
　例えば、上述した本実施形態では、成形品の一方の側面にシボ模様を形成することを前提に、キャビティー型を例に成形用金型について説明を行った。しかしながら、コア型にてシボ模様を形成する場合には、本実施形態に示す手法をコア型に適用してもよいし、キャビティー型及びコア型の双方に適用してもよい。
　成形用金型により成形される成形品として、ドアトリムを例示したが、本発明は、リヤサイドトリム、ルーフトリム、ピラーガーニッシュ、ルーフレールガーニッシュなどの種々の自動車内装部品を成形する成形用金型に利用することができる。
　また、本実施形態では、シボ模様により天然皮革の風合いを再現することとしているが、微細な凹凸からなるシボ模様により、天然皮革以外にも様々な外観を再現することができる。
　また、成形用金型を備える射出成形装置、さらには、成形用金型をキャビティー型及びコア型の少なくとも一方に用いて成形品を製造する成形品の製造方法についても、本発明の一部として機能する。
　また、本実施形態では、めっき層について、その全部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲としている。しかしながら、めっき層は、その少なくとも一部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となっていれば足りる。すなわち、めっき層のなかで、０．１μｍ以上１０μｍ未満の厚さとなる領域を選択的に設けることでもよい。また、「めっき層の全部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となる」とは、めっき層形成工程における製造ばらつきにより、１０μｍ以上となる領域が一部に含まれることを排除する意図ではない（この意義においては、めっき層の少なくとも一部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となることと同義である）。
　また、無電解めっきでは、目標となる厚さに対して±０．１～０．２μｍ程度でばらつきが発生する。したがって、本実施形態に示すめっき層の厚みについても、このようなばらつきの範囲を考慮することが好ましい。
　　　　１　　ドアトリム
　　　１０　　成形用金型
　　　２０　　キャビティー型
　　　２１　　金型本体
　　　２２　　成形面
　　　２３　　シボ転写面
　　　２４　　第１凹凸部
　　　２５　　第２凹凸部
　　　２６　　めっき層
　　　３０　　コア型
　　　３１　　金型本体
　　　４０　　スプール
　　　４１　　ランナー
　　　４２　　ゲート
　　１００　　射出成形装置
　　　　Ｃ　　キャビティー
　　　　Ｄ　　欠損

Claims (8)

  1. 　成形品の造形に応じた形状の成形面を備える金型本体と、
    　前記成形面の表面に設けられためっき層と、を有し、
    　前記成形面は、前記成形品の表面に複数の凹凸からなるシボ模様を形成するためのシボ転写面を有し、
    　前記シボ転写面は、第１凹凸部と、前記第１凹凸部の表面に形成されて凹凸の幅が前記第１凹凸部よりも小さい第２凹凸部とを少なくとも含むものであって、前記第１凹凸部及び前記第２凹凸部における凹凸の幅が１０μｍ以上５００μｍ未満の範囲からなり、
    　前記めっき層は無電解めっき層であり、当該めっき層の少なくとも一部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となる成形用金型。
  2. 　前記めっき層は無電解めっき層であり、当該めっき層の全部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となる請求項１記載の成形用金型。
  3. 　前記めっき層は、Ｎｉを主成分として含む請求項１又は２記載の成形用金型。
  4. 　成形品の造形に応じた形状の成形面を備える金型本体に無電解めっき処理を施し、前記成形面の表面にめっき層を形成する工程、を有し、
    　前記成形面は、前記成形品の表面に複数の凹凸からなるシボ模様を形成するためのシボ転写面を有し、
    　前記シボ転写面は、第１凹凸部と、前記第１凹凸部の表面に形成されて凹凸の幅が前記第１凹凸部よりも小さい第２凹凸部とを少なくとも含むものであって、前記第１凹凸部及び前記第２凹凸部における凹凸の幅が１０μｍ以上５００μｍ未満の範囲からなり、
    　前記めっき層を形成する工程は、当該めっき層の少なくとも一部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となるように実行される成形用金型の製造方法。
  5. 　前記めっき層を形成する工程は、当該めっき層の全部の領域において厚さが０．１μｍ以上１０μｍ未満の範囲となるように実行される請求項４記載の成形用金型の製造方法。
  6. 　めっき層を形成する工程に先立ち、前記成形面に、前記シボ転写面を形成する工程をさらに有し、
    　前記シボ転写面を形成する工程は、
    　前記成形面の表面にエッチング処理を施して、前記第１凹凸部を形成する第１工程と、
    　前記第１工程を経た前記成形面の表面にエッチング処理を施して、前記第２凹凸部を形成する第２工程と、を少なくとも備える
    請求項４又は５記載の成形用金型の製造方法。
  7. 　請求項１から３のいずれか記載の成形用金型を備える射出成形装置。
  8. 　請求項１から３のいずれか記載の成形用金型を、キャビティー型及びコア型の少なくとも一方に用いて成形品を製造する成形品の製造方法。
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