JP2005288771A

JP2005288771A - 熱可塑性樹脂成形品の製造方法

Info

Publication number: JP2005288771A
Application number: JP2004104339A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Kobayashi; 由卓小林; Nobuhiro Usui; 信裕臼井
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】
光沢むらの発生をさらに抑制し得る熱可塑性樹脂成形品の製造方法を提供する。
【解決手段】
雄雌一対の金型間に両金型のキャビティ面に接触するように溶融状熱可塑性樹脂を供給しながらまたは供給終了後に型締めを行い、型締め終了後に加圧、冷却して熱可塑性樹脂成形品を製造する方法であって、前記溶融状熱可塑性樹脂供給時の金型キャビティ面における溶融状熱可塑性樹脂の平均流動速度V1（mm/sec）と溶融状熱可塑性樹脂供給終了後から型締め完了までの金型キャビティ面における溶融状熱可塑性樹脂の平均流動速度V2（mm/sec）との関係が
0.5 ＜ V2／V1 ＜ 5
であることを特徴とする熱可塑性樹脂成形品の製造方法。
【選択図】図４

Description

本発明は熱可塑性樹脂成形品の製造方法に関する。

熱可塑性樹脂成形品は経済性、軽量性、良好な賦形性から自動車の内装部品や外装部品、家電製品、住設関連製品などの広い分野で使用されている。

このような熱可塑性樹脂成形品は、射出成形や圧縮成形などの成形方法により製造できることが知られている。例えば、雌雄一対の金型の型締め動作を途中で停止または減速して溶融状熱可塑性樹脂を加圧供給し、供給完了と同時または直前に型締めを再開または再増速して成形品を製造する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開昭61-22917号公報

上記の方法によれば、変形が少なく、外観の良好な成形品を得ることができる。しかしながら成形条件によっては、製品に光沢むらが見られることがあった。

本発明の目的は、光沢むらの発生をさらに抑制し得る熱可塑性樹脂成形品の製造方法を提供することにある。

すなわち本発明は、雄雌一対の金型間に両金型のキャビティ面に接触するように溶融状熱可塑性樹脂を供給しながらまたは供給終了後に型締めを行い、型締め終了後に加圧、冷却して熱可塑性樹脂成形品を製造する方法であって、前記溶融状熱可塑性樹脂供給時の金型キャビティ面における溶融状熱可塑性樹脂の平均流動速度V1（mm/sec）と溶融状熱可塑性樹脂供給終了後から型締め完了までの金型キャビティ面における溶融状熱可塑性樹脂の平均流動速度V2（mm/sec）との関係が
0.5 ＜ V2／V1 ＜ 5
であることを特徴とする熱可塑性樹脂成形品の製造方法を提供するものである。

本発明によれば光沢むらがなく、外観の良好な成形品を製造することが可能となる。

以下、本発明の一例を図面に基づいて詳細に説明するが、本発明がこの例に限定されるものではない。
図１は本発明の方法により製造される熱可塑性樹脂成形品の一例を示したものである。この例では熱可塑性樹脂成形品の表面に表皮材が貼合されていないが、表面の一部に表皮材が貼合一体化された形態であってもよい。

図２は本発明の方法で使用する金型の一例の断面図を示したものであり、雌型（２）および雄型（３）の雌雄一対からなり、雄型（３）には溶融状熱可塑性樹脂を供給するためのゲート（４）が設けられており、溶融樹脂供給通路（５）を通じてキャビティ内に溶融状熱可塑性樹脂が供給される。このゲートの設置位置や設置数は、成形品の形状や大きさによって適宜決定されるが、表皮材を貼合する場合には、表皮材が貼合される部位にゲートを設置することが好ましい。
この雌雄一対の金型は、いずれか一方の金型がプレス装置（図示せず）の固定盤に固定され、他方の金型が可動盤に固定されており、駆動装置により可動盤が固定盤方向に移動して型締めが行なわれる。該駆動装置としては、油圧駆動装置、電動駆動装置が挙げられる。

次に、この金型を用いて図１に示す熱可塑性樹脂成形品を製造する方法について説明する。
図３は雌型（２）と雄型（３）との間に溶融樹脂供給通路（５）を通じてゲート（４）から溶融状熱可塑性樹脂（６）を供給した状態を示す図である。溶融状熱可塑性樹脂を供給するときの雌雄両金型のキャビティクリアランスは、製品形状、大きさ等により適宜決定されるが、型締め開始時のキャビティクリアランス（ａ：単位mm）と製品厚み（ｂ：単位mm）との関係は通常（ｂ＋5）≦ａ≦（ｂ＋20）である。

図４は、雌雄金型を型締めした状態を示す図である。キャビティ内に供給された溶融状熱可塑性樹脂は、金型キャビティ形状に賦形され、加圧・冷却される。型締めのタイミングは、溶融状熱可塑性樹脂を供給している途中であっても、供給完了後であってもよいが、溶融状熱可塑性樹脂の供給完了後に型締めを行う場合には、溶融状熱可塑性樹脂の供給完了後、速やかに（通常、１秒以内に）型締めを開始することが好ましい。
溶融状熱可塑性樹脂を供給している途中から型締めを行う場合には、型締めが完了する前に溶融状熱可塑性樹脂の供給が完了していることが必要である。

型締め後の加圧面圧は製品形状に賦形可能な圧力であれば特に限定されないが、0.5MPa以上、5MPa以下であることが好ましい。
また、図２〜４では、縦方向に型締めする例を示しているが、型締め方向は縦方向であっても横方向であってもよい。

図５は雌雄金型を開いて成形品を取り出した状態を示す図である。このようにして図１に示す熱可塑性樹脂成形品を得ることができる。
本発明の製造方法によって得られる熱可塑性樹脂成形品の表面外観の概略図を図６に示す。従来の方法で得られた熱可塑性樹脂成形品の表面には、溶融状熱可塑性樹脂の供給圧力によって流動し賦形された部分（Ａ部）と、溶融状熱可塑性樹脂供給終了後の型締めによって溶融状熱可塑性樹脂が流動し賦形された部分（Ｂ部）とで光沢むらが生じることがあった。
このような光沢むらを改善するためには、溶融状熱可塑性樹脂供給時の金型キャビティ面における溶融状熱可塑性樹脂の平均流動速度V1と、溶融状熱可塑性樹脂供給終了後から型締め完了までの金型キャビティ面における溶融状熱可塑性樹脂の平均流動速度V2との関係が0.5 ＜ V2／V1 ＜ 5であることが必要であり、1 ＜ V2／V1 ＜ 3であることがより好ましい。

溶融状熱可塑性樹脂供給時の金型キャビティ面における溶融状熱可塑性樹脂の平均流動速度V1とは、溶融状熱可塑性樹脂を供給開始した時点から供給完了した時点までの金型キャビティ面における溶融状熱可塑性樹脂の平均流動距離と溶融状熱可塑性樹脂供給時間とから求められる値である。溶融状熱可塑性樹脂の平均流動距離は、溶融状熱可塑性樹脂の供給終了時の雄雌両金型のキャビティクリアランスと溶融状熱可塑性樹脂供給量によって求められる。このようにして求められる平均流動速度V1は通常10mm/sec以上、1000mm/sec以下である。

溶融状熱可塑性樹脂供給終了後の加圧時の金型キャビティ面における溶融状熱可塑性樹脂の平均流動速度V2とは、溶融状熱可塑性樹脂供給終了後から型締め完了までに該溶融状熱可塑性樹脂が流動した平均流動距離と、溶融状熱可塑性樹脂供給終了後から型締め完了までの時間とから求められる値である。このようにして求められる平均流動速度V2は通常10mm/sec以上、5000mm/sec以下である。

V1およびV2を求める場合に用いる溶融状熱可塑性樹脂の平均流動距離は、ゲートが一つであっても製品形状によっては流動方向により異なることがあるが、このような場合にはゲートからの最長移動距離と最短移動距離の平均値を用いる。

溶融状熱可塑性樹脂を供給するためのゲートが複数ある場合で、それぞれのゲートからの供給樹脂量がほぼ同じ場合には、いずれか一つのゲートから供給される溶融状熱可塑性樹脂について平均流動速度を求めればよい。それぞれのゲートからの供給樹脂量が大きく異なる場合には、最も供給樹脂量の多いゲートから供給される溶融状熱可塑性樹脂について求められる平均流動速度が前記範囲内であればよい。

本発明では、圧縮成形、射出成形、押出成形などで通常、使用される熱可塑性樹脂を使用することができる。なお、本発明における熱可塑性樹脂は、熱可塑性エラストマーやポリマーアロイを含む。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ナイロンなどのポリアミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、アクリロニトリルースチレンーブタジエンブロック共重合体、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、アクリル樹脂、スチレンーブタジエンブロック共重合体などの一般的な熱可塑性樹脂が例示される。

また、該熱可塑性樹脂には、必要に応じて、ガラス繊維、各種の無機または有機フィラーなどの充填材、各種の顔料、滑材、帯電防止剤、安定剤、発泡剤などの各種添加剤が含有されていてもよい。

本発明に用いられる表皮材としては、例えば、モケットやトリコット等の織物や編み物、ニードルパンチカーペット等の不織布、金属フォイル、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーのシートやフィルムなどが挙げられる。

これらの表皮材は、必要に応じて、発泡層や裏打ち層が積層された２層または３層以上の積層表皮材であってもよく、発泡層を積層した表皮材が好ましく使用される。
発泡層としては、例えば、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン発泡体、ポリ塩化ビニル発泡体、軟質または半硬質のポリウレタン発泡体などを用いた発泡層が挙げられる。
また、裏打ち層としては、例えば、不織布、合成樹脂シートやフィルムなどが挙げられる。
不織布を構成する繊維としては、例えば、綿、毛、絹、麻等の天然繊維、ポリアミド、ポリエステル、ナイロン等の合成繊維が挙げられ、これらを単独または混紡して種々の方法により不織布としたものが用いられる。不織布としては、例えば、ニードルパンチ式、サーマルボンド式、スパンボンド式、メルトブロー式、スパンレース式等の不織布が挙げられる。
合成樹脂のシートやフィルムとしては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂やポリオレフィン系熱可塑性エラストマーのシートやフィルムが挙げられ、基材樹脂として使用される熱可塑性樹脂との融着性が良好なものが好ましく使用される。

なお、これらの積層表皮材は、基材樹脂部分との接着性の観点から、熱可塑性樹脂との熱融着性が良好なものや表皮材裏面に溶融状熱可塑性樹脂が含浸して基材樹脂との接着が可能なものなどが好ましく使用される。

以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが、本発明が実施例により限定されるものでないことはいうまでもない。

実施例１
熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン（商品名：住友ノーブレンAZ664E4、住友化学社製、MFR30g／10分）を用いて、投影面積0.5m²で製品厚み2.2mmの成形品を成形した。金型キャビティクリアランスが10mmの状態で溶融樹脂状態にある熱可塑性樹脂1600ccを400cc/secの射出率で４点ゲートを用いて供給（等量供給）後、型締めして成形品を得た。このときの型締め速度は5mm/secであり、得られた成形品は、光沢むらがなく外観の優れたものであった。

比較例１
型締め速度を70mm/secとしたこと以外は実施例１と同様に成形して成形品を得た。得られた成形品は樹脂供給による賦形部分と型締めによる賦形部分の光沢が大きく異なり外観の悪いものであった。

比較例２
型締め速度を10mm/secとしたこと以外は実施例１と同様に成形して成形品を得た。得られた成形品は樹脂供給による賦形部分と型締めによる賦形部分の光沢が若干異なり外観の悪いものであった。

本発明の方法により製造された熱可塑性樹脂成形品の一例を平面図で示したものである。本発明の方法に使用する金型の一例を断面図で示したものである。本発明の製造工程を金型断面の概略図で示したものである。本発明の製造工程を金型断面の概略図で示したものである。本発明の製造工程を金型断面の概略図で示したものである。本発明の方法により製造された熱可塑性樹脂成形品の一例を平面図で示したものである。

符号の説明

１：熱可塑性樹脂成形品
２：雌型
３：雄型
４：ゲート
５：溶融樹脂供給通路
６：溶融状熱可塑性樹脂

Claims

雄雌一対の金型間に両金型のキャビティ面に接触するように溶融状熱可塑性樹脂を供給しながらまたは供給終了後に型締めを行い、型締め終了後に加圧、冷却して熱可塑性樹脂成形品を製造する方法であって、前記溶融状熱可塑性樹脂供給時の金型キャビティ面における溶融状熱可塑性樹脂の平均流動速度V1（mm/sec）と溶融状熱可塑性樹脂供給終了後から型締め完了までの金型キャビティ面における溶融状熱可塑性樹脂の平均流動速度V2（mm/sec）との関係が
0.5 ＜ V2／V1 ＜ 5
であることを特徴とする熱可塑性樹脂成形品の製造方法。
前記速度V1（mm/sec）とV2（mm/sec）との関係が
1 ＜ V2／V1 ＜ 3
であることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
溶融状熱可塑性樹脂を供給開始するときの両金型のキャビティクリアランス（ａ：単位mm）と製品厚み（ｂ：単位mm）との関係が、（ｂ＋5）≦ａ≦（ｂ＋20）であることを特徴とする請求項１または２に記載の製造方法。
雄雌金型を型締めした後の加圧面圧が0.5MPa以上、5MPa以下であることを特徴とする請求項３に記載の製造方法。