【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、成形金型のキャビティの表面処理を工夫することにより、硬質樹脂製品の表面を半艶光沢面又は鏡面光沢面のいずれの外観にも形成し得る樹脂成形金型及び樹脂製品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
成形金型のキャビティの表面を切削加工又は放電加工した状態のままで樹脂製品を成形すると、製品表面に切削工具のツールマークや放電加工によるムラが生じたり、酸化物が付着することがある。これらの現象を防ぐため、一般的には金型のキャビティの表面はできるだけ滑らかに仕上げられるのが通常である。
【０００３】
例えば、携帯電話等の操作スイッチの押釦を成形する金型では、図６に示すように、キャビティの表面を切削加工又は放電加工Ｓ１をして洗浄作業Ｓ２をした後、空気圧等を用いて砂、ガラスビーズ等の研削粒子を吹き付けるいわゆるショットブラストという研削加工Ｓ３をし、さらにメッキ処理Ｓ４をすることにより仕上げられている。この研削加工Ｓ３において使用される粒子は、樹脂製品に求められる表面状態に応じて、１７７〜２９７μｍの粒径のものを使用し、研削中は同じものを循環して使用している。
【０００４】
しかし、このような製造方法により金型のキャビティの表面を仕上げると、研削加工に砂を用いた場合には砂がランダムな形状でありかつ角張ったものが含まれているため、また、ガラスビーズを用いた場合には循環されたガラスビーズに割れて角張ったものが含まれているため、図７に示したように、金型２０のキャビティ２１の表面に、角張った８〜１０μｍ程度の高さの凹凸２２が形成される。
【０００５】
このようなキャビティ２１を有する金型２１を用い、例えば図８（ａ）に示す形状の押釦２３を、キー部２４に熱硬化性樹脂、ベース部２５にシリコーンゴムを用いて２色成形により製造すると、角張った凹凸２２のためにキャビティ２１の表面の離型性が悪く、図８（ｂ）に示したようなキー欠け２６や図８（ｃ）に示したようなキー割れ２７を生じ易い。そのため、熱硬化性樹脂の離型性を向上させるために、熱硬化性樹脂に離型剤を添加することが考えられるが、弾性復元力を有するベース部２５の材料であるシリコーンゴムとの接着力が低下するため、この方法は採用できなかった。
【０００６】
また、離型性を向上するためにキャビティ２１の表面に離型剤を多量に使用すると、離型剤が押釦２３の表面に残り、図８（ｄ）に示したようなキー汚れ２８が生じ易い。
【０００７】
いずれにしても、従来の研削粒子を循環する研削加工Ｓ３を施した製造方法により製造された金型２０では、熱硬化性樹脂の離型性が悪く、製品に欠陥が生じ易かった。
【０００８】
しかも、角張った凹凸２２を有するキャビティ２１により図８（ａ）のような押釦２３を製造すると、押釦２３の表面に形成される凹凸により、艶消し面を有するものしか製造できず、半艶光沢面（艶消しと鏡面光沢との中間の状態の外観を示すもの）或いは鏡面光沢面を有するものを製造できなかった。そのため、押釦２３の表面を滑らかなものにしたい場合には、ショットブラストによる研削加工Ｓ３の後に、研磨剤を含ませた布を使用してキャビティ２１の表面の角張った凹凸２２を滑らかにする磨き作業を行っていた。この磨き作業は人手に頼らざるを得ず、熟練工が長時間掛けて行うものであり、金型代が高くなり、ひいては樹脂製品のコスト高を招くことになっていた。
【０００９】
また、ショットブラストによる下地自体が粗いため磨き量が多くなり、そのため磨きムラが発生し易くなると共に、寸法精度を維持することが困難であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、自動車用ウエザーストリップを製造する成形金型において、キャビティからの離型性を改善するために、キャビティの表面の形状の加工後に直径１０〜３０μｍの極めて小さな球状の研削粒子を用いて研削するようにした成型金型が提案されている（特許第３１５４０３３号）。ここでは、研削粒子による研削凹凸面を球面状ディンプルにすることにより離型性が改善されるとしている。
【００１１】
しかしながら、このような成形金型を使用した場合では、キャビティの表面を極めて小さい粒径をした研削粒子で研削することにより、角張った部分のない凹凸面を形成するだけであるため、艶消し状態の表面を有する樹脂製品が得られるだけであった。仮に、このような極めて小さい球状粒子を使用した研削により、半艶光沢面或いは鏡面光沢面を有する製品を成形できるキャビティの表面を形成するとすれば、研削に長時間の処理を要したり、研削後に長時間の研磨作業を行わなければならないという問題点を有していた。
【００１２】
そこで、この発明は、以上のような問題を解決すべく、シリコーンゴムとの接着性のよい樹脂製品の成形に当たって金型のキャビティの表面処理を工夫して離型性をよくし、かつ製品の仕様に応じて半艶光沢面又は鏡面光沢面のいずれの外観をも実現し得る樹脂製品を成形することのできる金型及びその製品の製造方法を提供することを課題としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
以上のような課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、金型基材に所望の製品形状を象ったキャビティの彫り込み加工をした後、キャビティの表面に球状粒子を吹き付けて彫り込み加工によって生じたキャビティの表面の凹凸の角張った頂点部を研削した梨地仕上げ面を形成し、該梨地仕上げ面の表面にメッキ層を形成したことを特徴としている。
【００１４】
ここで、梨地仕上げ面とは、キャビティの表面に作られた微細な凹凸模様により光の乱反射を高め、その結果得られる梨地織物の表面に似た外観をいい、艶消しと鏡面光沢の中間の光沢を有する表面外観を示すものをいう。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加えて、前記球状粒子の直径が７４〜１０５μｍであることを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加えて、前記メッキ層の表面を研磨処理することにより、前記キャビティの表面を鏡面光沢面としたことを特徴としている。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、前記請求項１乃至３のいずれか１つに記載の製造方法により製造された樹脂成形金型の前記キャビティ内に、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して、ビニルモノマー２０〜５０重量部、エポキシ樹脂５〜３０重量部、メラミン樹脂２〜２０重量部、ラジカル反応硬化剤０．１〜２重量部及び酸性触媒０．１〜２重量部を配合してなる熱硬化性樹脂組成物を充填し、１００〜１５０℃、１８０〜２００ｋｇ／ｃｍ２、３〜５分で圧縮成形を行うことにより樹脂製品を得ることを特徴としている。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【００１９】
図１は、この発明の実施の形態である製造方法により製造した金型で成形された樹脂製品である押釦スイッチ部材の要部断面図を示している。
【００２０】
この押釦スイッチ部材１は、弾性復元力を有するシリコーンゴムからなるベース部２の凸部２ａに、文字印刷を含む接着層３を形成し、この部分を覆うようにシリコーンゴムとの接着性の良好な透明熱硬化性樹脂４からなるキー部５を配置している。この場合には、キー部５の表面状態によりキー部５の表面から見える文字印刷の意匠性を変化させることができ、図２に模式的に示したように、キー部５の表面を艶消し状態とすれば図２（ａ）のように、半艶光沢状態とすれば図２（ｂ）のように、また、鏡面光沢状態とすれば図２（ｃ）のように変化させることが可能である。この意匠性の変化は、キー部５を成形する金型のキャビティの表面状態の程度により決定され、そのキャビティの表面が透明熱硬化性樹脂４の表面に転写されることになる。
【００２１】
以下、このような各種のキャビティの表面状態を有する金型の製造方法を説明する。
【００２２】
図３は半艶光沢状態の表面を有する製品が得られる金型の製造工程を示したブロック図であり、図４は鏡面光沢状態の表面を有する製品が得られる金型の製造工程を示したブロック図である。図５は、キー部の表面を形成するキャビティの表面の要部拡大断面図である。
【００２３】
半艶光沢状態の表面を有する製品が得られる金型１０ａ（図５（ａ）参照）は、まず、金型材料を切削加工又は放電加工Ｓ１１することにより所望のキャビティ１１の表面形状を形成し、キャビティ１１の表面を洗浄する工程Ｓ１２を経る。この段階では、キャビティ１１の表面には切削工具のツールマークや放電加工によるムラによる３〜１０μｍの高さの凹凸が１５〜３０μｍのピッチで形成される粗さに仕上げる。
【００２４】
洗浄工程Ｓ１２を経た金型は、キャビティ１１の表面に未使用の直径７４〜１０５μｍのガラスビーズ等の球状粒子を吹き付けて研削加工Ｓ１３を行う。このとき、球状粒子は循環して使用せず、再度研削に使用することなく金型の外に排出されるようにして、常に新しい球状粒子を吹き付けるようにするとよい。これにより、凹凸の角張った頂点部をなくし、さらに凹凸の変化を穏やかにして略均一な凹凸を有する滑らかな表面を迅速に形成できる。具体的には、キャビティ１１の表面には高さが３〜５μｍ程度で、角張った頂点部のない凹凸が３０〜６０μｍ程度のピッチで形成される粗さの梨地仕上げ状態の表面を得る。
【００２５】
この研削加工Ｓ１３においては、使用する球状粒子の直径が７４μｍより小さいと、半艶光沢状態の表面を形成し難く、また、後述する鏡面光沢面を形成するための研磨工程Ｓ１４の処理時間が長くなり好ましくない。一方、球状粒子の直径が１０５μｍより大きいと、凹凸の角張った頂点部を研削することが難しくなり、凹凸の変化を穏やかにして略均一な凹凸を有する滑らかな表面を形成するのに長時間を要することとなるため好ましくない。
【００２６】
そして、研削加工Ｓ１３を施した梨地仕上げ状態のキャビティ１１の表面に、クロムメッキ等のメッキ処理Ｓ１６を施してメッキ層１２を形成し、キャビティ１１の表面の加工を完成する。このようにして、図５（ａ）に示したように、研削表面の僅かなうねりを残した梨地仕上げ面の上にメッキ層１２が形成された半艶光沢状態の表面を有する樹脂製品を成形できる金型１０ａが得られる。
【００２７】
次に、鏡面光沢状態の表面を有する樹脂製品が得られる金型１０ｂ（図５（ｂ）参照）を製造するには、図４に示したように、球状粒子を用いた研削加工Ｓ１３までは半艶光沢状態の表面を有する樹脂製品が得られる金型１０ａの製造方法と全く同一の処理を行う。
【００２８】
研削加工Ｓ１３の後、磨き布に＃６００〜＃８００の研磨剤を含ませて第１研磨処理Ｓ１４を行い、さらに、磨き布に＃１０００〜＃２０００の研磨剤を含ませて第２研磨処理Ｓ１５を行う。これにより、凹凸のほとんどない平滑なキャビティ１１の表面を形成することができる。
【００２９】
そして、Ｓ１５の研磨工程により研磨されたキャビティ１１の表面にクロムメッキ等のメッキ処理Ｓ１６を施し、その後、さらに磨き布に＃１０００〜＃２０００の研磨剤を含ませて第３研磨処理Ｓ１７を行い、メッキ処理Ｓ１６による曇りを除去する。このようにして、図５（ｂ）に示したように、キャビティ１１の表面が研削表面のうねりのない平滑な鏡面光沢状態となり、鏡面光沢状態の表面を有する樹脂製品を成形できる金型が得られる。
【００３０】
なお、艶消し状態の表面を有する樹脂製品を得るための金型は、図３に示した半艶光沢状態の表面を有する樹脂製品が得られる金型１０ａの製造方法において、従来のようにガラスビーズを循環処理することで得られる。
【００３１】
以上のようにして、押釦スイッチ部材１を成形する金型を製造すれば、艶消し状態、半艶光沢状態、又は鏡面光沢状態の表面を有するキー部５を成形できる金型を、同じ切削工程又は放電工程Ｓ１１及び研削加工Ｓ１３を用いて製造することができ、金型の製造、特に多数のキャビティ１１を有する金型の製造が容易であるとともに、シリコーンゴムとの接着性の良好な熱硬化性樹脂の表面が半艶光沢状態又は鏡面光沢状態の押釦を成形することが可能となるため、押釦の意匠の選択の幅を広げることができる。
【００３２】
また、直径７４〜１０５μｍのガラスビーズ等の球状粒子を吹き付けて研削することにより、角張った頂点部がなくて凹凸の変化が穏やかなキャビティ１１の表面を形成できるので、機械加工だけで半艶光沢状態の樹脂製品の表面を成形できる金型が得られ、さらに、短時間の研磨作業Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１７を加えるだけで鏡面光沢状態の樹脂製品の表面を形成できる金型が得られる。しかも、離型性を向上することができて、シリコーンゴムとの接着性が良好な熱硬化性樹脂のように離型性の悪いものでも、キー割れやキー欠け等の製品欠陥を生じ難い金型が得られるから、キー部５に高硬度の熱硬化性樹脂を使用し、ベース部２に弾性復元力を有するシリコーンゴムを用いた２色成形による押釦スイッチ部材１を製造に好適な金型が完成できる。
【００３３】
なお、この発明の実施の形態では、この発明を携帯電話等の押釦スイッチ部材を成形する金型の製造に適用した例について説明したが、弾性復元力を有するシリコーンゴムと接着性の良好な熱硬化性樹脂を用いた他の樹脂製品を成形する金型にも適用することが可能であることは勿論である。
【００３４】
また、この発明の実施の形態に係る製造方法によって製造された金型を使用して製品を成形する場合には、弾性復元力を有するシリコーンゴムとの接着性の良好な熱硬化性樹脂としては、この発明の出願人が過去に提案した熱硬化性樹脂組成物（特許第２７８１７９９号）や高硬度シリコーン樹脂（特許第２７８１７９９号）を使用するのが最適である。
【００３５】
【実施例】
次に、この発明の実施例について説明する。
【００３６】
［実施例１］
金型材料ＮＡＫ８０（双葉電子工業（株）製）を用い、図１に示す携帯電話の押釦スイッチ部材１を成形する金型を製造した。
【００３７】
まず、研削加工又は放電加工によりキャビティ１１の表面の形状を加工し、８〜１０μｍの高さの凹凸を有する加工面を形成し、この加工面を脱脂処理後、酸洗いし、アルカリ洗いにより中和し、水洗いを行うことにより、加工時の油等の汚れを完全に除去した。そして未使用の＃１５０のガラスビーズ（粒径７４〜１０５μｍ ）を、１５ｃｍ〜２０ｃｍの距離を保ちつつ、４ｋｇ／ｃｍ２の空気圧にて、循環使用することなく、キャビティ１１の表面に吹付け、研削加工を行った。その後、通常のクロムメッキ処理を行い、半艶光沢状態のキャビティ１１の表面の加工を完成した。
【００３８】
このようにして得られた金型に、この発明の出願人が弾性復元力を有するシリコーンゴムとの接着性の良好な樹脂材料として過去に提案した熱硬化性樹脂（特許第３０１１６４２号）であるところの、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して、ビニルモノマー２０〜５０重量部、エポキシ樹脂５〜３０重量部、メラミン樹脂２〜２０重量部、ラジカル反応硬化剤０．１〜２重量部及び酸性触媒０．１〜２重量部を配合してなる熱硬化性樹脂組成物を充填し、１００〜１５０℃、１８０〜２００ｋｇ／ｃｍ２、３〜５分で圧縮成形を行うことにより押釦スイッチ部材１のキー部５を成形したところ、キー部５に半艶光沢面を有する表面を形成することができた（表１参照のこと）。
【００３９】
［実施例２］
研削加工までは、実施例１と全く同じ方法で行った。
【００４０】
その後、磨き布に＃６００の磨き粉を含ませて研磨し、次に、＃１０００の磨き粉を含ませてさらに研磨した。その後、金型に付着した油分、磨き粉を溶剤洗浄にて除去し、通常のクロムメッキを施した。さらに、メッキ処理後、磨き布に＃１０００の磨き粉を含ませてメッキ面を磨いてメッキの曇りを除去することにより、キャビティ１１の表面の加工を完成した。
【００４１】
この製造方法において、メッキ処理前の研磨工程を、金型を取り扱う通常の作業者が行ったところ、１日で６００個の押釦用キャビティ１１の表面を、鏡面光沢状態として使用者に違和感のないレベルに仕上げることができた。
【００４２】
このようにして得られた金型に、実施例１と同じ樹脂を充填し、１００〜１５０℃、１８０〜２００ｋｇ／ｃｍ２、３〜５分で圧縮成形を行うことにより押釦スイッチ部材１のキー部５を成形したところ、押釦スイッチ部材１のキー部５を成形したところ、キー部５に鏡面光沢を有する表面を形成することができた（表１参照のこと）。
【００４３】
なお、実施例における製品外観の評価については、日本電色工業（株）製のハンディグロスメータＰＧ−１Ｍの光沢度測定器を使用し、ＪＩＳ−Ｚ−８７４１の６０度鏡面光沢（Ｇｓ（６０°））の測定方法に従い行った。そして、キャビティの表面が彫り込み加工のままの艶消し金型、キャビティの表面を半艶光沢状態とした半艶光沢金型（実施例１）、キャビティの表面を鏡面光沢面とした鏡面光沢金型（実施例２）を使用して、それぞれに実施例１と同一の樹脂を充填し同一の成形条件で成形した成形品を製作し、それらの成形品から各３個の試験片（合計９個）を任意に抽出し、各試験片の表面の光沢度を測定した。その結果は、表１のとおりである。
【００４４】
【表１】
【００４５】
［比較例１］
研削工程にて１７７〜２９７μｍのガラスビーズを循環使用する他は、実施例１と同様にして、通常のクロムメッキ処理を行い、キャビティ１１の表面の加工を完成した。
【００４６】
このようにして製造された金型により、実施例１と同じ樹脂を充填し同じ成形条件で押釦スイッチ部材１のキー部５を成形したところ、キー部５の表面にキー欠け、キー割れ等の製品欠陥が生じ、２０％以上の不良品が確認された。
【００４７】
［比較例２］
比較例１と同様にしてキャビティ１１の表面を研削した後、実施例２と同一の方法により研磨工程を実施し、キャビティ１１の表面の加工を完成させた。
【００４８】
このようにして製造された金型により、実施例１と同じ樹脂を充填し同じ成形条件で押釦スイッチ部材１のキー部５を成形したところ、艶消し面乃至半艶光沢面と同じような光沢しか得られなかった。
【００４９】
ちなみに、成形品の表面が鏡面光沢面を呈するまでには、メッキ処理前の研磨工程に多くの時間を要することとなるが、実施例２と同一の作業者が研磨作業を行ったところ、３日で４０個の押釦用キャビティの表面しか完成させることができなかった。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、請求項１に記載の発明によれば、金型基材に所望の製品形状を象ったキャビティの彫り込み加工をした後、キャビティの表面に球状粒子を吹き付けて彫り込み加工によって生じたキャビティの表面の凹凸の角張った頂点部を研削した梨地仕上げ面を形成し、該梨地仕上げ面の表面にメッキ層を形成したので、キャビティの表面が半艶光沢面となり、シリコーンゴムとの接着性が良好な熱硬化性樹脂を成形する場合であっても離型性がよい金型が完成し、しかもこの金型を使用して製品を製作した場合にはキャビティの半艶光沢面が樹脂の表面に転写されるため、半艶光沢面の外観を実現し得る樹脂製品を成形することができる。
【００５１】
請求項２に記載の発明によれば、前記球状粒子の直径が７４〜１０５μｍであるので、効率よく凹凸の角張った頂点部を研削することが可能となる。
【００５２】
請求項３に記載の発明によれば、前記メッキ層を研磨処理することにより、前記キャビティの表面を鏡面光沢面としたので、メッキ層の下地が表面の高さが３〜５μｍ程度で、角張った頂点部のない凹凸が３０〜６０μｍ程度のピッチで形成される粗さの梨地仕上げ面であるため、請求項１又は２の効果に加えて、鏡面光沢面とする作業が短時間で済む。
【００５３】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の製造方法により製造された樹脂成形金型のキャビティ内に、不飽和ポリエステル樹脂１００重量部に対して、ビニルモノマー２０〜５０重量部、エポキシ樹脂５〜３０重量部、メラミン樹脂２〜２０重量部、ラジカル反応硬化剤０．１〜２重量部及び酸性触媒０．１〜２重量部を配合してなる熱硬化性樹脂組成物を充填し、１００〜１５０℃、１８０〜２００ｋｇ／ｃｍ２、３〜５分で圧縮成形を行うことにより樹脂製品を得るので、確実に半艶光沢状態又は鏡面光沢状態の外観を有する成形品を成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態である製造方法により製造した金型で成形された樹脂製品である押釦スイッチ部材の断面図である。
【図２】図１のキー部の表面状態を模式的に示した正面図であり、（ａ）は艶消し状態、（ｂ）は半艶光沢状態、（ｃ）鏡面光沢状態を示している。
【図３】この発明の実施の形態による半艶光沢状態の表面を有する製品が得られる金型の製造工程を示したブロック図である。
【図４】同鏡面光沢状態の表面を有する製品が得られる金型の製造工程を示したブロック図である。
【図５】キー部の表面を形成するキャビティの要部拡大断面図である。（ａ）は半艶光沢状態の製品を成形する場合を示し、（ｂ）は鏡面光沢状態の製品を成形する場合を示している。
【図６】従来の金型の製造方法の製造工程を示すブロック図である。
【図７】同の製造工程により製造された金型の要部拡大断面図である。
【図８】同の製造方法により製造された金型を使用して成形した押釦スイッチ部材の一部を示した斜視図であり、（ａ）は正常なもの、（ｄ）はキー欠けが生じたもの、（ｃ）はキー割れが生じたもの、（ｄ）はキー汚れが生じたものを示している。
【符号の説明】
１ 押釦スイッチ部材（樹脂製品）
２ ベース部
３ 接着層
４ 透明熱硬化性樹脂
５ キー部
１０，１０ａ，１０ｂ 金型
１１ クロムメッキ
Ｓ１１ 切削加工、放電加工
Ｓ１２ 洗浄工程
Ｓ１３ 研削加工（循環処理無し）
Ｓ１６ メッキ処理[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides a method of manufacturing a resin molding die and a resin product capable of forming the surface of a hard resin product into either a semi-gloss glossy surface or a mirror glossy surface by devising a surface treatment of a cavity of the molding die. About the method.
[0002]
[Prior art]
When a resin product is molded while the surface of the cavity of the molding die is subjected to cutting or electric discharge machining, unevenness due to a tool mark of a cutting tool or electric discharge machining may occur on the product surface, or an oxide may adhere to the surface of the product. In order to prevent these phenomena, the surface of the mold cavity is generally finished as smoothly as possible.
[0003]
For example, in a mold for forming a push button of an operation switch of a mobile phone or the like, as shown in FIG. It is finished by performing a grinding process S3 called so-called shot blast in which grinding particles such as glass beads are sprayed, and further performing a plating process S4. The particles used in the grinding process S3 have a particle size of 177 to 297 μm depending on the surface condition required of the resin product, and the same particles are circulated during the grinding.
[0004]
However, when the surface of the cavity of the mold is finished by such a manufacturing method, when sand is used for grinding, since the sand has a random shape and includes an angular shape, the glass beads are also used. In the case where is used, since the circulated glass beads include broken and angular ones, the surface of the cavity 21 of the mold 20 has an angular height of about 8 to 10 μm as shown in FIG. The unevenness 22 is formed.
[0005]
Using a mold 21 having such a cavity 21, for example, a push button 23 having a shape shown in FIG. 8A is manufactured by two-color molding using a thermosetting resin for the key portion 24 and silicone rubber for the base portion 25. Then, the mold release property of the surface of the cavity 21 is poor due to the angular irregularities 22, and a key chip 26 as shown in FIG. 8B or a key crack 27 as shown in FIG. . Therefore, it is conceivable to add a release agent to the thermosetting resin in order to improve the releasability of the thermosetting resin. However, adhesion to the silicone rubber, which is a material of the base portion 25 having elastic restoring force, is considered. This method was not feasible due to reduced power.
[0006]
If a large amount of release agent is used on the surface of the cavity 21 in order to improve the release property, the release agent remains on the surface of the push button 23, and the key stain 28 as shown in FIG. easy.
[0007]
In any case, in the mold 20 manufactured by the conventional manufacturing method in which the grinding process S3 for circulating the abrasive particles is performed, the releasability of the thermosetting resin is poor, and the product is likely to have a defect.
[0008]
In addition, when the push button 23 as shown in FIG. 8A is manufactured using the cavity 21 having the angular irregularities 22, only a matte surface can be manufactured due to the unevenness formed on the surface of the push button 23, and a semi-gloss gloss is obtained. No surface (having an appearance intermediate between matte and specular gloss) or specular gloss could be produced. Therefore, when it is desired to make the surface of the push button 23 smooth, after the grinding process S3 by shot blast, polishing using a cloth impregnated with an abrasive is used to smooth the angular irregularities 22 on the surface of the cavity 21. I was working. This polishing work has to rely on human labor and requires a long time by a skilled worker, resulting in an increase in the cost of a mold and, consequently, an increase in the cost of a resin product.
[0009]
In addition, since the base material itself by the shot blasting is rough, the polishing amount is increased, so that polishing unevenness is likely to occur, and it is difficult to maintain dimensional accuracy.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in a molding die for manufacturing a weather strip for an automobile, in order to improve the releasability from the cavity, the surface of the cavity is machined and then ground using extremely small spherical abrasive particles having a diameter of 10 to 30 μm. A molding die configured as described above has been proposed (Japanese Patent No. 3154033). Here, it is described that the releasability is improved by making the grinding uneven surface by the grinding particles into a spherical dimple.
[0011]
However, when such a molding die is used, the surface of the cavity is only ground by grinding particles having an extremely small particle size to form an uneven surface without an angular portion. Only a resin product having a surface of If grinding using such extremely small spherical particles forms the surface of a cavity where a product having a semi-glossy glossy surface or a specular glossy surface can be formed, grinding requires a long processing time or grinding. There was a problem that a long polishing operation had to be performed later.
[0012]
Therefore, in order to solve the above-mentioned problems, the present invention improves the mold releasability by devising the surface treatment of the mold cavity when molding a resin product having good adhesiveness with silicone rubber, and improving the releasability of the product. It is an object of the present invention to provide a mold capable of molding a resin product capable of realizing either a semi-glossy gloss surface or a specular gloss surface according to specifications, and a method for manufacturing the product.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 engraves a cavity in which a desired product shape is formed on a mold base, and then sprays spherical particles on the surface of the cavity. The method is characterized in that a satin finished surface is formed by grinding an angular vertex of the unevenness of the surface of the cavity generated by the processing, and a plating layer is formed on the surface of the satin finished surface.
[0014]
Here, the matte finish surface means that the irregular reflection of light is enhanced by the fine uneven pattern made on the surface of the cavity, and the appearance resembling the surface of the matte fabric obtained as a result, is between the matte and the mirror gloss. A material having a glossy surface appearance.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the spherical particles have a diameter of 74 to 105 μm.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first or second aspect, the surface of the cavity is made a mirror glossy surface by polishing the surface of the plating layer.
[0017]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a resin molding die manufactured by the method according to any one of the first to third aspects, wherein: 20 to 50 parts by weight of a vinyl monomer, 5 to 30 parts by weight of an epoxy resin, 2 to 20 parts by weight of a melamine resin, 0.1 to 2 parts by weight of a radical reaction curing agent, and 0.1 to 2 parts by weight of an acidic catalyst. A resin product is obtained by filling a thermosetting resin composition and performing compression molding at 100 to 150 ° C. and 180 to 200 kg / cm 2 for 3 to 5 minutes.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a push button switch member, which is a resin product molded by a mold manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
[0020]
This push button switch member 1 has an adhesive layer 3 including a character print formed on a convex portion 2a of a base portion 2 made of silicone rubber having elastic restoring force, and has good adhesiveness with silicone rubber so as to cover this portion. A key portion 5 made of a transparent thermosetting resin 4 is disposed. In this case, the design of the character print seen from the surface of the key portion 5 can be changed depending on the surface condition of the key portion 5, and as shown schematically in FIG. The state can be changed as shown in FIG. 2 (a), the state can be changed as shown in FIG. 2 (b) if it has a semi-gloss state, and the state can be changed as shown in FIG. 2 (c) if it can be a specular state. It is. The change in the design is determined by the degree of the surface condition of the cavity of the die for molding the key portion 5, and the surface of the cavity is transferred to the surface of the transparent thermosetting resin 4.
[0021]
Hereinafter, a method of manufacturing a mold having such various cavity surface states will be described.
[0022]
FIG. 3 is a block diagram showing a manufacturing process of a mold for obtaining a product having a semi-glossy glossy surface, and FIG. 4 shows a manufacturing process of a mold for obtaining a product having a mirror glossy surface. It is a block diagram. FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part of the surface of the cavity forming the surface of the key part.
[0023]
In a mold 10a (see FIG. 5A) from which a product having a semi-glossy glossy surface is obtained, a desired surface shape of the cavity 11 is first formed by cutting or discharging the mold material S11. And a step S12 of cleaning the surface of the cavity 11. At this stage, the surface of the cavity 11 is finished to have a roughness of 3 to 10 μm at a pitch of 15 to 30 μm due to a tool mark of a cutting tool or unevenness due to electric discharge machining.
[0024]
The mold after the cleaning step S12 performs grinding S13 by spraying unused spherical particles such as glass beads having a diameter of 74 to 105 μm on the surface of the cavity 11. At this time, it is preferable that the spherical particles are discharged from the mold without being circulated and used again for grinding, so that new spherical particles are always sprayed. This makes it possible to eliminate the angular apex of the irregularities and to smooth the change in the irregularities to quickly form a smooth surface having substantially uniform irregularities. More specifically, the surface of the cavity 11 has a height of about 3 to 5 μm, and a surface having a satin finished state with a roughness of about 30 to 60 μm having no angular peaks is formed.
[0025]
In the grinding process S13, if the diameter of the spherical particles used is smaller than 74 μm, it is difficult to form a surface in a semi-glossy gloss state, and the processing time of a polishing step S14 for forming a specular gloss surface described later is long. It is not preferable. On the other hand, when the diameter of the spherical particles is larger than 105 μm, it becomes difficult to grind the sharp peaks of the irregularities, and it takes a long time to form a smooth surface having substantially uniform irregularities by moderately changing the irregularities. It is not preferable because it is necessary.
[0026]
Then, a plating process S16 such as chrome plating is performed on the surface of the cavity 11 in the matte finish state that has been subjected to the grinding process S13 to form a plating layer 12, and the processing of the surface of the cavity 11 is completed. In this way, as shown in FIG. 5 (a), a resin product having a semi-glossy glossy surface in which the plating layer 12 is formed on the matte finish surface with a slight undulation of the ground surface is formed. The resulting mold 10a is obtained.
[0027]
Next, as shown in FIG. 4, in order to manufacture a mold 10b (see FIG. 5B) from which a resin product having a surface with a mirror gloss state is obtained, up to grinding S13 using spherical particles, as shown in FIG. Exactly the same processing is performed as in the method of manufacturing the mold 10a for obtaining a resin product having a semi-glossy glossy surface.
[0028]
After the grinding process S13, a first polishing process S14 is performed by including abrasives # 600 to # 800 in the polishing cloth, and a second polishing process is performed by including abrasives # 1000 to # 2000 in the polishing cloth. Perform S15. Thereby, a smooth surface of the cavity 11 having almost no irregularities can be formed.
[0029]
Then, a plating process S16 such as chrome plating is performed on the surface of the cavity 11 polished by the polishing process in S15, and then a third polishing process S17 is performed by further adding a polishing agent # 1000 to # 2000 to the polishing cloth. Then, clouding due to the plating process S16 is removed. In this way, as shown in FIG. 5 (b), the surface of the cavity 11 is in a smooth specular gloss state without waviness of the ground surface, and a mold capable of molding a resin product having a specular gloss surface is obtained. Can be
[0030]
A mold for obtaining a resin product having a matte surface is the same as a conventional method for manufacturing a mold 10a for obtaining a resin product having a semi-glossy gloss surface as shown in FIG. It is obtained by circulating beads.
[0031]
As described above, if a mold for molding the push button switch member 1 is manufactured, the mold capable of molding the key portion 5 having a matte state, a semi-gloss gloss state, or a specular gloss state is formed by the same cutting process. Alternatively, it can be manufactured by using the discharge step S11 and the grinding S13, so that it is easy to manufacture a mold, particularly a mold having a large number of cavities 11, and has good thermosetting with good adhesion to silicone rubber. Since it is possible to form a push button in which the surface of the conductive resin is in a semi-gloss gloss state or a specular gloss state, it is possible to widen a selection range of the design of the push button.
[0032]
Also, by spraying and grinding spherical particles such as glass beads having a diameter of 74 to 105 μm, it is possible to form the surface of the cavity 11 which has no sharp apex and gentle change in unevenness. A mold capable of molding the surface of the resin product in the state can be obtained, and a mold capable of forming the surface of the resin product in the mirror gloss state can be obtained only by adding polishing operations S14, S15, and S17 for a short time. In addition, even if the release properties are poor, such as a thermosetting resin with good adhesiveness to silicone rubber, which can improve the release property, it is difficult to cause product defects such as key cracking and chipping. Since a mold is obtained, a mold suitable for manufacturing the push button switch member 1 by two-color molding using a high-hardness thermosetting resin for the key portion 5 and silicone rubber having elastic restoring force for the base portion 2 Can be completed.
[0033]
In the embodiment of the present invention, an example in which the present invention is applied to the production of a mold for molding a push button switch member of a mobile phone or the like has been described. Of course, the present invention can be applied to a mold for molding another resin product using a curable resin.
[0034]
Further, when a product is molded using a mold manufactured by the manufacturing method according to the embodiment of the present invention, a thermosetting resin having good adhesiveness with silicone rubber having elastic restoring force may be used. It is optimal to use a thermosetting resin composition (Japanese Patent No. 2781799) or a high-hardness silicone resin (Japanese Patent No. 2781799) proposed in the past by the applicant of the present invention.
[0035]
【Example】
Next, an embodiment of the present invention will be described.
[0036]
[Example 1]
Using a mold material NAK80 (manufactured by Futaba Electronics Corporation), a mold for forming the push button switch member 1 of the mobile phone shown in FIG. 1 was manufactured.
[0037]
First, the shape of the surface of the cavity 11 is machined by grinding or electric discharge machining to form a machined surface having irregularities with a height of 8 to 10 μm, and after this machined surface is degreased, pickled and washed by alkali washing. By washing and washing with water, dirt such as oil during processing was completely removed. Then, the unused # 150 glass beads (particle size: 74 to 105 μm) are sprayed onto the surface of the cavity 11 at 4 kg / cm 2 air pressure without circulating while maintaining a distance of 15 cm to 20 cm, Grinding was performed. Thereafter, normal chrome plating was performed to complete the processing of the surface of the cavity 11 in a semi-glossy gloss state.
[0038]
The mold obtained in this manner is a thermosetting resin (Japanese Patent No. 3011642) proposed in the past as a resin material having good adhesion to silicone rubber having elastic restoring force by the applicant of the present invention. However, based on 100 parts by weight of the unsaturated polyester resin, 20 to 50 parts by weight of a vinyl monomer, 5 to 30 parts by weight of an epoxy resin, 2 to 20 parts by weight of a melamine resin, 0.1 to 2 parts by weight of a radical reaction hardener and A push button switch member is prepared by filling a thermosetting resin composition containing 0.1 to 2 parts by weight of an acidic catalyst and performing compression molding at 100 to 150 ° C. and 180 to 200 kg / cm 2 for 3 to 5 minutes. When the key portion 5 of No. 1 was molded, a surface having a semi-glossy glossy surface could be formed on the key portion 5 (see Table 1).
[0039]
[Example 2]
Up to grinding, the same method as in Example 1 was used.
[0040]
Thereafter, the polishing cloth was polished with # 600 polishing powder, and then further polished with # 1000 polishing powder. Thereafter, oil and polishing powder attached to the mold were removed by solvent washing, and ordinary chrome plating was applied. Further, after the plating treatment, the polishing surface was polished with a polishing cloth containing # 1000 polishing powder to remove clouding of the plating, thereby completing the processing of the surface of the cavity 11.
[0041]
In this manufacturing method, when the ordinary worker handling the mold performs the polishing step before the plating process, the surface of the 600 push button cavities 11 is changed into a mirror gloss state in one day, and the user does not feel uncomfortable. I was able to finish it to the level.
[0042]
The mold thus obtained is filled with the same resin as in Example 1, and compression molding is performed at 100 to 150 ° C., 180 to 200 kg / cm 2 , and 3 to 5 minutes, thereby forming the key of the push button switch member 1. When the portion 5 was molded, the key portion 5 of the push button switch member 1 was molded. As a result, a surface having specular gloss could be formed on the key portion 5 (see Table 1).
[0043]
In addition, about the evaluation of the product appearance in an Example, the glossiness measuring device of the handy gloss meter PG-1M made by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. was used, and the 60 degree specular gloss (Gs (60) of JIS-Z-8741) was used. °)). A matting mold with the cavity surface engraved as it is, a semi-gloss gloss mold with the cavity surface in a semi-gloss state (Example 1), and a mirror gloss mold with the cavity surface as a mirror gloss surface Using (Example 2), molded articles were prepared by filling each with the same resin as in Example 1 and molding under the same molding conditions, and three test pieces (a total of 9 specimens) were produced from those molded articles. ) Was arbitrarily extracted, and the glossiness of the surface of each test piece was measured. The results are as shown in Table 1.
[0044]
[Table 1]
[0045]
[Comparative Example 1]
A normal chrome plating treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that 177 to 297 μm glass beads were circulated in the grinding process to complete the processing of the surface of the cavity 11.
[0046]
Using the mold thus manufactured, the same resin as in Example 1 was filled and the key portion 5 of the push-button switch member 1 was molded under the same molding conditions. Product defects occurred, and 20% or more defective products were confirmed.
[0047]
[Comparative Example 2]
After the surface of the cavity 11 was ground in the same manner as in Comparative Example 1, a polishing process was performed by the same method as in Example 2 to complete the processing of the surface of the cavity 11.
[0048]
When the same resin as in Example 1 was filled and the key portion 5 of the push button switch member 1 was molded under the same molding conditions using the mold manufactured as described above, the same gloss as the matte surface or semi-glossy gloss surface was obtained. Could only be obtained.
[0049]
By the way, it takes a lot of time for the polishing process before the plating process until the surface of the molded product exhibits the mirror glossy surface. Only 40 pushbutton cavities could be completed per day.
[0050]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, after engraving a cavity having a desired product shape on a mold substrate, the engraving process is performed by spraying spherical particles on the surface of the cavity. The surface of the cavity became a semi-glossy glossy surface, because the surface of the cavity became a semi-glossy glossy surface because the surface of the cavity had a semi-glossy glossy surface by grinding the angular apex of the irregularities on the surface of the cavity formed by grinding. Even when molding a thermosetting resin with good adhesiveness, a mold with good mold release properties is completed, and when products are manufactured using this mold, the semi-glossy glossy surface of the cavity Is transferred to the surface of the resin, so that a resin product capable of realizing a semi-glossy glossy appearance can be formed.
[0051]
According to the second aspect of the present invention, since the spherical particles have a diameter of 74 to 105 μm, it is possible to efficiently grind the angular peaks of the irregularities.
[0052]
According to the third aspect of the present invention, since the surface of the cavity is made a mirror glossy surface by polishing the plating layer, the base of the plating layer has a surface height of about 3 to 5 μm and is square. Since the uneven surface without the apex is a matte finish surface having a roughness formed at a pitch of about 30 to 60 μm, in addition to the effect of the first or second aspect, the work of providing a mirror glossy surface can be completed in a short time.
[0053]
According to the invention described in claim 4, in the cavity of the resin molding die manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 3, based on 100 parts by weight of the unsaturated polyester resin, 20 to 50 parts by weight of a vinyl monomer, 5 to 30 parts by weight of an epoxy resin, 2 to 20 parts by weight of a melamine resin, 0.1 to 2 parts by weight of a radical reaction curing agent, and 0.1 to 2 parts by weight of an acidic catalyst. A resin product is obtained by filling the thermosetting resin composition and performing compression molding at 100 to 150 ° C., 180 to 200 kg / cm 2 , and 3 to 5 minutes. A molded article having an appearance can be molded.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a push button switch member which is a resin product molded by a mold manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are front views schematically showing a surface state of a key portion in FIG. 1, wherein FIG. 2A shows a matte state, FIG. 2B shows a semi-gloss state, and FIG. .
FIG. 3 is a block diagram showing a manufacturing process of a mold for obtaining a product having a surface in a semi-glossy gloss state according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a block diagram showing a manufacturing process of a mold for obtaining a product having a surface in the mirror gloss state.
FIG. 5 is an enlarged sectional view of a main part of a cavity forming a surface of a key portion. (A) shows the case of molding a product in a semi-gloss gloss state, and (b) shows the case of molding a product in a mirror gloss state.
FIG. 6 is a block diagram showing a manufacturing process of a conventional mold manufacturing method.
FIG. 7 is an enlarged sectional view of a main part of a mold manufactured by the same manufacturing process.
FIGS. 8A and 8B are perspective views showing a part of a push button switch member formed by using a mold manufactured by the same manufacturing method, wherein FIG. 8A is a normal push button switch member, and FIG. (C) shows the case where a key crack occurred, and (d) shows the case where a key stain occurred.
[Explanation of symbols]
1 Push button switch members (resin products)
2 Base part 3 Adhesive layer 4 Transparent thermosetting resin 5 Key part 10, 10a, 10b Die 11 Chrome plating S11 Cutting, electric discharge machining S12 Cleaning process S13 Grinding (no circulation process)
S16 Plating process
