JP2016083831A - 射出成形品の製造方法および射出成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】汎用の射出成形及び金型加熱設備を利用して、扁平状フィラーを含む熱可塑性樹脂組成物を射出成形して得られる成形品の意匠面側の外観に優れた成形品の製造方法を提供すること。
【解決手段】射出成形品の意匠面金型表面温度を１２０℃以上にて、ゲート３からキャビティ１内に射出する工程、扁平状フィラー配向によるウェルドライン５が形成された後、他のゲート４からウェルドライン５に対して交差方向にさらに射出する工程、意匠面金型表面温度を熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度Ｔ_０（℃）以下にて型開きする工程を有し、熱可塑性樹脂組成物の成形温度Ｔ_２（℃）、溶融粘度が６，０００Ｐａ・ｓおよび９，０００Ｐａ・ｓになる温度Ｔ_１（℃）、温度Ｔ_４（℃）、意匠面裏側金型表面温度Ｔ_３（℃）とした場合、下記式＜１＞＜２＞を満足する射出成形品の製造方法。式＜１＞Ｔ_１≦Ｔ_２≦（Ｔ_０＋１７０）式＜２＞Ｔ_３≦１００−（Ｔ_２−Ｔ_４）
【選択図】図２

Description

本発明は、射出成形品の製造方法および射出成形品に関する。

熱可塑性樹脂および扁平状フィラーを含む熱可塑性樹脂組成物は、扁平状フィラーがもたらす視覚的効果により、メタリック調やパール調の外観を発現させることから、製品の意匠性を求められる射出成形品に好適に用いられている。特に、扁平状フィラーとして、アルミフレークなどを原料とするメタリック着色剤などを含む熱可塑性樹脂組成物は、意匠性が高く、車輌内外装部品、掃除機、電話機、冷蔵庫等の家電製品、パソコン、デジタルカメラ、プリンター、オーディオ機器等の電子機器やＯＡ機器、トイレ、洗面化粧台、浴室備品等のサニタリー用品、玩具、化粧品容器等に好適に用いられる。

扁平状フィラーを含む熱可塑性樹脂組成物を射出成形する場合、金型キャビティ内に充填された溶融樹脂同士が会合した部位にウェルドラインが形成され、外観が損なわれる課題があった。

熱可塑性樹脂組成物中の扁平状フィラーは、射出成形時の樹脂組成物の流動に伴い、射出成形品表面に対して平行に配向することにより、目的とする意匠を発現する一方で、通常目視では判別できない樹脂組成物の流動パターンを可視させることにもなり、特に、ウェルド付近においては、扁平状フィラーの配向が樹脂組成物の流動ムラを可視させることにもなる。これは、金型キャビティ内に充填された樹脂組成物同士の会合部位において、熱可塑性樹脂組成物中の扁平状フィラーが、射出成形品表面に対して平行に近い角度で配向している部位と、そうではない様々な角度で配向している部位において、光の反射具合が異なるためである。ウェルドライン下部（射出成形品内部）においては、射出成形品表面に対して直立配向した扁平状フィラーが存在し、射出成形品表面に対して平行に配向した部分に比べて光が反射し難くなり、発色性に影響するため、色ムラが目立つこととなる。扁平状フィラーを含む熱可塑性樹脂組成物は、商品価値を高める有用な表面加飾手段であるが、上述のような課題があるため、適用できる射出成形品の形状が制限されてきた。

外観特性に優れた成形品を作製する手段として、例えば、成形品表面を形成させるべき金型表面を選択的に予め成形材料の加熱変形温度以上に加熱し、溶融成形材料を金型キャビティ内に供給し、供給された溶融成形材料の少なくとも一部に剪断力を加えて流動させた後、成形材料を冷却・凝固させる成形方法（例えば、特許文献１参照）や、スチレン系樹脂、充填材を配合してなるメタリック調樹脂組成物を、射出圧縮成形法または射出プレス成形法により成形し、金型温度Ｔ（℃）をメタリック調樹脂組成物の荷重たわみ温度Ｔ_１（℃）に対してＴ_１≦Ｔ≦（Ｔ_１＋２０）の範囲で設定し、溶融温度を２００〜２８０℃に設定して成形してなるメタリック調樹脂成形品（例えば、特許文献２参照）などが提案されている。特許文献１で開示される技術は、ウェルドラインを目立たなくするために成形時にウェルドライン近傍に剪断力を加えるようにしているが、合成樹脂成形品に穴等の開口を形成するためにキャビティ内に開口形成体を臨ませ、前記ゲートに面する前記開口形成体の裏方に前記ウェルドライン及び配向ラインが形成されるものでは、剪断力による溶融した合成樹脂の流動が間接的で、さほど大きくないことから、フィラーが溶融した合成樹脂の流れ方向と垂直に配向されることに起因する配向ラインを外側から見えなくすることは困難であり、ウェルドラインをより効果的に解消することが求められていた。また、これら前記ゲートに面する開口形成体の裏側に発生したウェルドライン近傍に剪断力を加えるためには、より大きな剪断力を必要とするため、一般の射出成形機のシリンダーヘッドのみでは対応できず、設備の大型化や煩雑な周辺設備を必要とするものであり、汎用の設備を利用して、外観に優れた射出成形品をより容易に製造する方法が求められていた。また、特許文献２で開示される射出圧縮成形法または射出プレス成形法による技術は、金型内に充填した後に成形品表面に圧力を加えることで成形品表面に発生したウェルドラインを消すものであるが、その効果は十分ではなく、ウェルドラインをより効果的に解消することが求められていた。

これに対して、ゲートに面する開口形成体の裏方に形成される配向ラインを外側から極力見えなくして合成樹脂成形品の外観を良好に仕上げる手段として、例えば、第１ゲートにより合成樹脂が射出されて配向ラインが形成された後において、第２ゲートにより、第１ゲートに面する開口形成体の裏方に形成される配向ラインに向けて合成樹脂の射出を開始し、且つ、第１ゲートによる合成樹脂の射出開始時にその上端面が可動金型のキャビティ形成面と同じ面一にあった昇降ピンをキャビティ内に上昇させた後、元の位置に戻るように下降させる射出成形装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、特許文献３で開示される技術は、剪断力により再流動したウェルドライン付近にフローマークによる外観不良が発生しやすく、樹脂の流動末端に相当するフィラー配向ラインに向けて射出した樹脂充填圧力がゲート付近に集中し、フィラー配向ラインを変化させるために必要な剪断力が及ばず、優れたウェルド外観を得るために必要なフィラー配向を変化させることができないことから、外観がなお不十分である課題があった。また、金型温度を２００℃以上に高めることができる特別な温調設備などの煩雑な設備を必要とするものであるため、スチーム媒体等を使用した普及タイプの加熱温調設備を利用して、外観に優れた射出成形品をより容易に製造する方法が求められていた。

特開平９−１６１１号公報 特開２００３−２００４７７号公報 特開２０１３−８２２３０号公報

本発明は、前記従来技術の課題に鑑み、汎用の射出成形設備と、普及タイプの金型加熱設備を利用して、熱可塑性樹脂および扁平状フィラーを含む熱可塑性樹脂組成物を射出成形して得られる射出成形品の意匠面側におけるウェルドライン、フローマークや成形ガスによる熱ヤケ、クモリ、アバタの発生を抑制し、外観に優れた射出成形品を製造する方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、前記課題の解決に向けて鋭意検討を行った結果、本発明に到達した。すなわち本発明は、主として以下の構成を有する。
熱可塑性樹脂および扁平状フィラーを含む熱可塑性樹脂組成物を、表面の加熱と冷却が繰り返し可能であり、キャビティに樹脂を充填するための少なくとも２点のゲートを有する金型を用いて射出成形する射出成形品の製造方法であって、少なくとも
（１）射出成形品の意匠面を形成させるべき金型表面温度を１２０℃以上とする条件下において、１点のゲートから熱可塑性樹脂組成物をキャビティ内に射出する工程、
（２）射出成形品の意匠面を形成させるべき金型表面温度を１２０℃以上とする条件下において、前記工程（１）により射出された熱可塑性樹脂組成物に扁平状フィラー配向によるウェルドラインが形成された後、保圧が開始される前に、他のゲートから、前記ウェルドラインに対して交差方向に熱可塑性樹脂組成物をさらに射出する工程、
（３）前記工程（２）の終了後、意匠面を形成させるべき金型表面温度を熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度Ｔ_０（℃）以下とする条件下において型開きする工程、
を有し、
前記工程（１）および（２）における熱可塑性樹脂組成物の成形温度Ｔ_２（℃）、熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度Ｔ_０（℃）、熱可塑性樹脂組成物の剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１における溶融粘度が６，０００Ｐａ・ｓになる温度Ｔ_１（℃）が下記式＜１＞を満足し、前記工程（１）および（２）における意匠面を形成させるべき面の裏側の金型表面温度Ｔ_３（℃）、熱可塑性樹脂組成物の成形温度Ｔ_２（℃）、熱可塑性樹脂組成物の剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１における溶融粘度が９，０００Ｐａ・ｓになる温度Ｔ_４（℃）が下記式＜２＞を満足し、
式＜１＞ Ｔ_１≦Ｔ_２≦（Ｔ_０＋１７０）
式＜２＞ Ｔ_３≦１００−（Ｔ_２−Ｔ_４）
熱可塑性樹脂組成物のキャピログラフを用いて測定した剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１の条件下における溶融粘度が、荷重たわみ温度Ｔ_０（℃）Ｔ_０が８８℃未満の熱可塑性樹脂組成物は２１０℃において６，０００Ｐａ・ｓ以下であり、Ｔ_０が８８℃以上の熱可塑性樹脂組成物は２４０℃において６，０００Ｐａ・ｓ以下である、射出成形品の製造方法。

本発明の製造方法によれば、汎用の射出成形設備と、普及タイプの金型加熱設備により、熱可塑性樹脂および扁平状フィラーを含む熱可塑性樹脂組成物を用いて、射出成形品の意匠面側におけるウェルドライン、フローマークや成形ガスによる熱ヤケ、クモリ、アバタの発生を抑制し、外観に優れる射出成形品を製造することができる。

本発明の実施態様に用いられる射出成形装置の一例の金型キャビティ面を上（金型コア面）から見た概略構造説明図である。 図１で示す金型キャビティ内で、工程（１）により射出された熱可塑性樹脂組成物に扁平状フィラー配向によるウェルドラインが形成される位置の概略説明図である。 本発明の実施態様の工程（１）における金型キャビティ内の概略断面図である。 図３の拡大図である。 本発明の実施態様の工程（２）における金型キャビティ内の概略断面拡大図である。 比較例３に用いた金型キャビティ面を上（金型コア面）から見た概略構造説明図である。 比較例４の工程（１）における金型キャビティ内の概略断面図である。

以下、本発明の射出成形品の製造方法について、具体的に説明する。

本発明は、熱可塑性樹脂および扁平状フィラーを含む熱可塑性樹脂組成物を、表面の加熱と冷却が繰り返し可能であり、且つ、キャビティ内に樹脂を充填するための少なくとも２点のゲートを有する金型を用いて射出成形する射出成形品の製造方法である。本発明の射出成形品の製造方法において、後述する工程（１）においては、意匠面を形成させるべき金型表面温度（意匠面金型表面温度）を１２０℃以上とし、後述する工程（３）においては、意匠面金型表面温度を熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度以下にする。金型表面温度を変化させる方法に特に制限はないが、成形サイクル短縮の面において、いわゆるヒート＆クール成形技術が好適に使用される。ヒート＆クール成形における金型を加熱する方式としては、例えば、オイル方式、温水方式、蒸気方式、電磁誘導方式、電気ヒーター方式等が挙げられる。本発明においては、いずれの方式も利用することができ、求められる成形サイクルを満足できる方式を適宜選択することができる。ゲートの数は、射出成形品に発生するウェルドラインの本数に応じて３点以上としてもよい。熱可塑性樹脂組成物については後述する。

本発明の射出成形品の製造方法は、少なくとも、
（１）射出成形品の意匠面を形成させるべき金型表面温度を１２０℃以上とする条件下において、１点のゲートから熱可塑性樹脂組成物をキャビティ内に射出する工程、
（２）射出成形品の意匠面を形成させるべき金型表面温度を１２０℃以上とする条件下において、前記工程（１）により射出された熱可塑性樹脂組成物に扁平状フィラー配向によるウェルドラインが形成された後、保圧が開始される前に、他のゲートから、前記ウェルドラインに対して交差方向に熱可塑性樹脂組成物をさらに射出する工程、
（３）前記工程（２）の終了後、意匠面を形成させるべき金型表面温度を熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度Ｔ_０（℃）以下とする条件下において型開きする工程、
を有する。

まず、工程（１）について説明する。射出成形品の意匠面を形成すべき金型を１２０℃以上に加熱し、意匠面金型表面温度が１２０℃以上に達した後、１点のゲートから熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出する。意匠面を形成すべき金型を加熱するタイミングは、型締め前、型締め後、型締めと同時のいずれでもよいが、成形サイクルを短縮するためには、型締め前であることが好ましい。射出時の意匠面金型表面温度が１２０℃未満であると、金型内に射出充填される熱可塑性樹脂組成物の流動抵抗が大きくなり、ウェルドラインが発生しやすい。意匠面金型表面温度は１３０℃以上がより好ましく、１４０℃以上がさらに好ましい。一方、意匠面金型表面温度の上限は特に限定されない。

本発明において、工程（１）における熱可塑性樹脂組成物の成形温度Ｔ_２（℃）は、下記式＜１＞を満足する。
式＜１＞ Ｔ_１≦Ｔ_２≦（Ｔ_０＋１７０）
ただし、Ｔ_０は熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度（℃）、Ｔ_１は熱可塑性樹脂組成物の剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１における溶融粘度が６，０００Ｐａ・ｓになる温度（℃）、Ｔ_２は成形温度（℃）を表す。なお、成形温度Ｔ_２は、射出成形機の加熱筒の設定温度を指す。成形温度Ｔ_２の設定自由度を高くする観点から、Ｔ_１は２００℃以下が好ましい。

また、Ｔ_１について、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１における溶融粘度は、射出による剪断力条件下の熱可塑性樹脂組成物の金型内における流動性の指標であり、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１において溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓになる温度は、射出成形に適した溶融粘度となる温度の指標である。なお、本発明においては、溶融粘度測定精度の観点から、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１における溶融粘度に着目した。

熱可塑性樹脂組成物の成形温度Ｔ_２がＴ_１未満の場合、金型内に射出充填される熱可塑性樹脂組成物の流動抵抗が大きくなり、金型内への熱可塑性樹脂組成物の未充填部分が発生しやすい。また、ウェルドライン、フローマークや成形ガスによる熱ヤケ、クモリ、アバタ（金型内に残ったガス成分が樹脂を充填することができない空間となって成形品表面に凹み現象として現れる）が発生しやすい。一方、（Ｔ_０＋１７０）＜Ｔ_２の場合は、熱可塑性樹脂の熱分解や、成形ガスによるヤケやクモリやアバタが発生しやすい。

なお、本発明において、熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度Ｔ_０は、次の方法により測定することができる。まず、熱可塑性樹脂組成物のペレットを、１０５℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥した後、シリンダ温度２５０℃に設定した成形機内に充填し、金型温度８０℃で射出成形することにより、ＩＳＯ３１６７（ＴｙｐｅＡ）の試験片を得る。得られた試験片を用いて、ＩＳＯ７５に準拠し、１．８２ＭＰａ荷重条件下で荷重たわみ温度を測定する。

また、工程（１）において、意匠面を形成させるべき面の裏側の金型表面温度（意匠面裏側金型表面温度）は、意匠面金型温度以下であることが好ましく、離型後の放熱過程における変形を抑制する観点から、熱可塑性樹脂組成物のガラス転移温度以下とすることが好ましい。したがって、本発明において、工程（１）における意匠面裏側金型表面温度Ｔ_３（℃）は、下記式＜２＞を満足する。
式＜２＞ Ｔ_３≦１００−（Ｔ_２−Ｔ_４）
ただし、Ｔ_４は熱可塑性樹脂組成物の剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１における溶融粘度が９，０００Ｐａ・ｓになる温度（℃）を表す。また、本発明における意匠面裏側金型表面温度Ｔ_３（℃）は、金型の設定温度を指す。

また、Ｔ_４について、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１における溶融粘度は、射出による剪断力条件下の熱可塑性樹脂組成物の金型内における流動性の指標であり、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１において溶融粘度が９０００Ｐａ・ｓになる温度は、金型内の熱可塑性樹脂組成物が、射出による剪断力によって固化層を形成し始める温度の指標である。なお、本発明においては、溶融粘度測定精度の観点から、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１における溶融粘度に着目した。

意匠面金型温度に対して意匠面裏側金型表面温度を低温に設定することにより、意匠面側においては熱可塑性樹脂組成物を流動可能な状態としながら、意匠面裏側においては熱可塑性樹脂組成物の固化層を形成させることができる。本発明において、Ｔ_３（℃）は、９５−（Ｔ_２−Ｔ_４）以下がより好ましく、９０−（Ｔ_２−Ｔ_４）以下がさらに好ましい。

工程（１）において、意匠面金型表面温度を１２０℃以上に設定し、成形温度Ｔ_２（℃）および意匠面裏側金型表面温度Ｔ_３（℃）を前記式＜１＞および式＜２＞を満たすように設定することにより、意匠面側と意匠面裏側の金型温度に温度分布をもたせ、これにより、後述する工程（２）で行われるウェルドラインに対して射出される樹脂圧による剪断力をより効率的に発生させ、射出成形品のウェルドラインを抑制して外観を向上させることができる。

なお、本発明において、熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓまたは９０００Ｐａ・ｓになる温度は、次の方法により求めることができる。まず、熱可塑性樹脂組成物のペレットを、１０５℃熱風乾燥機中で３時間乾燥した後、（株）東洋精機製作所製キャピログラフ１Ｃ（キャピラリー：Ｌ／Ｄ＝１０ｍｍ／１ｍｍ）を用いて、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１の条件下、Ｔ_０＋１７０℃から１０℃刻みで溶融粘度（Ｐａ・ｓ）を測定する。得られた測定結果から、測定温度と溶融粘度の関係をプロットして近似曲線を作成し、溶融粘度６，０００Ｐａ・ｓと９，０００Ｐａ・ｓの２点の溶融温度を読み取る。

次に、工程（２）について説明する。工程（２）は、工程（１）により射出された熱可塑性樹脂組成物に扁平状フィラー配向によるウェルドラインが形成された後、保圧が開始される前に、他のゲートから前記ウェルドラインに対して交差方向に前記熱可塑性樹脂組成物をさらに射出する工程である。

工程（１）により形成されたウェルドラインに対して、他のゲートから射出するタイミングは、前記ウェルドラインが形成された後であって、保圧が開始される前である。ウェルドラインが形成された後、保圧開始前の熱可塑性樹脂組成物がキャビティ内に完充填されていない状態で、他のゲートから前記ウェルドラインに対して交差方向に前記熱可塑性樹脂組成物をさらに射出することにより、射出された熱可塑性樹脂組成物がキャビティ内で流動し、ウェルドラインに対する剪断力を発生させ、ウェルドラインを解消することができる。工程（１）において形成されるウェルドラインの発生位置については、ＣＡＥ解析等による予測が可能である。工程（２）における他のゲート配置は、これらＣＡＥ解析による設計や、予め工程（１）のゲートからの熱可塑性樹脂組成物の射出のみで成形した射出成形品に確認されるウェルドラインに対し、交差方向に射出可能な位置に配置することができる。ここで、ウェルドラインに対する交差方向とは、形成されたウェルドラインを基準にウェルドライン上の中央に対して交差する方向を指す。ウェルドライン上の中央に対して３０〜１５０°の範囲が好ましく、４５〜１３５°の範囲がより好ましく、５５〜１２５°の範囲がさらに好ましい。

工程（２）により、扁平状フィラーを含む熱可塑性樹脂組成物が金型キャビティ内に充填された後に形成される意匠面側のウェルド付近において、扁平状フィラーが意匠面と平行状態から直立状態にまで様々な角度で配向している状態を、他のゲートから、ウェルドラインに対して、交差方向に熱可塑性樹脂組成物をさらに射出することにより、射出成形品の意匠面に対して平行に近い角度に再配向させることが可能となる。扁平状フィラーが射出成形品意匠面に対して平行に近い角度に配向することにより、扁平状フィラーからの光が反射する方向がウェルド付近の周囲と同様となるため、一般的なウェルド付近に確認されるような扁平状フィラーからの光の反射に起因した色ムラを解消することができる。

なお、本発明においては、工程（１）と工程（２）のように、最初にウェルドラインを形成する熱可塑性樹脂組成物を充填した後に、他のゲートから熱可塑性樹脂組成物を充填する成形方法を、遅延射出成形と呼ぶ。

次に、工程（３）について説明する。工程（３）は、前記工程（２）の終了後、意匠面金型表面温度を熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度（Ｔ_０）以下とする条件下において型開きする工程である。離型時の射出成形品の変形を抑制する観点から、工程（３）における意匠面側金型表面温度は（Ｔ_０−２０）℃以下がより好ましく、（Ｔ_０−４０）℃以下がより好ましい。さらに、意匠面裏側の金型表面温度を材料の熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度（Ｔ_０）以下とすることが好ましく、離型時の射出成形品の変形をより抑制することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。

図１に本発明の実施態様に用いられる射出成形装置の一例の金型キャビティ面を上（金型コア面）から見た概略構造説明図、図２に図１で示す金型キャビティ内で、工程（１）により射出された熱可塑性樹脂組成物に扁平状フィラー配向によるウェルドラインが形成される位置の概略説明図を示す。図１に示す金型は、開口形成体２を有するキャビティ１、ゲート３およびゲート４を有する。ゲート３は開口形成体２に臨む位置に配され、ゲート４は図２に示すウェルドラインが形成される位置５に対する交差方向に射出可能な位置に配される。さらに、金型表面の加熱と冷却を繰り返すことができる図示しない媒体通路を備える。

次に、工程（１）について、図３および図４を用いて説明する。図３は本発明の実施態様の工程（１）における金型キャビティ内の概略断面図、図４は図３の拡大図を示す。工程（１）において、媒体通路６を流れる熱媒体により、意匠面金型７を加熱し、意匠面金型７の表面温度が１２０℃以上に達した後、ゲート３から熱可塑性樹脂組成物１０、１１をキャビティ内に射出する。熱可塑性樹脂組成物１０、１１の会合部には、一旦ウェルドライン１４が形成される。熱可塑性樹脂組成物中の扁平状フィラーは、ウェルド部以外においては符号１２で示すように熱可塑性樹脂組成物の流動方向に配向するが、ウェルド部付近においては符号１３で示すように多方向に配向する。

次に、工程（２）について図１および図５を用いて説明する。図５は工程（２）における金型キャビティ内の概略断面拡大図である。工程（２）において、工程（１）によりウェルドライン１４が形成された後、保圧が開始される前に、ゲート４から熱可塑性樹脂組成物をさらに射出する。図５に示すウェルドライン１４に対して、射出方向１７に熱可塑性樹脂組成物を射出することにより、射出された熱可塑性樹脂組成物の剪断力を受けてウェルドライン１４が移動してウェルドライン１６を形成するとともに、ウェルド部付近の扁平状フィラーの配向方向も符号１５に示すように変化する。

次に、工程（３）において、前記工程（２）の終了後、媒体通路６を流れる冷却媒体により、意匠面金型７を冷却し、意匠面金型７の表面温度が熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度（Ｔ_０）以下に低下した後、型開きする。

次に、本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物について説明する。本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂および扁平状フィラーを含む。熱可塑性樹脂を含むことにより、成形時の取り扱い性に優れる。扁平状フィラーを含むことにより、扁平状フィラーの視覚的効果により、メタリック調やパール調の外観を発現させ、意匠性を向上させることができる。

本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物は、荷重たわみ温度Ｔ_０が８８℃未満の場合、キャピログラフを用いて測定した剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１の条件下における溶融粘度が、２１０℃において６，０００Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。２１０℃における溶融粘度が６，０００Ｐａ・ｓ以下であると、フローマークの発生をより抑制することができる。２１０℃における溶融粘度は５，０００Ｐａ・ｓ以下がより好ましく、４，０００Ｐａ・ｓ以下がより好ましい。また、同様の理由から、荷重たわみ温度Ｔ_０が８８℃以上の場合、キャピログラフを用いて測定した剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１の条件下における溶融粘度は、２４０℃において６，０００Ｐａ・ｓ以下が好ましく、５，０００Ｐａ・ｓ以下がより好ましく、４，０００Ｐａ・ｓ以下がより好ましい。なお、荷重たわみ温度が８８℃未満の熱可塑性樹脂組成物の一般的な成形温度が２１０℃程度であり、荷重たわみ温度が８８℃以上の熱可塑性樹脂組成物の一般的な成形温度が２４０℃程度であることから、本発明においては、それぞれ２１０℃、２４０℃における溶融粘度に着目した。

本発明において、熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度は、次の方法により求めることができる。まず、熱可塑性樹脂組成物のペレットを、１０５℃熱風乾燥機中で３時間乾燥した後、（株）東洋精機製作所製キャピログラフ１Ｃ（キャピラリー：Ｌ／Ｄ＝１０ｍｍ／１ｍｍ）を用いて、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１の条件下、２１０℃または２４０℃における溶融粘度（Ｐａ・ｓ）を測定する。

熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が前記範囲にあれば、熱可塑性樹脂組成物に含まれる熱可塑性樹脂に特に制限はなく、例えば、ポリスチレン樹脂（ＰＳ樹脂）、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、ポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ樹脂）、ハイインパクトポリスチレン樹脂（ＨＩＰＳ樹脂）、アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体（ＡＢＳ樹脂）、メタクリル酸メチル／アクリロニトリル／ブタジエン／スチレン共重合体（ＭＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル／スチレン／アクリレート共重合体（ＡＳＡ樹脂）、アクリロニトリル／シリコン系複合ゴム／スチレン共重合体（ＡＳＳ樹脂）、アクリロニトリル／塩素化ポリエチレン／スチレン共重合体（ＡＣＳ樹脂）アクリロニトリル／エチレンプロピレン／スチレン共重合体（ＡＥＳ樹脂）等が挙げられる。これらを２種以上含んでもよい。これらの中でも、ＡＢＳ樹脂やＭＡＢＳ樹脂が好ましく、ＡＢＳ樹脂がより好ましい。ＡＢＳ樹脂を含むことにより、表面光沢性に優れた射出成形品を得ることができる。熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度を前記範囲にするためには、荷重たわみ温度が８８℃未満であって、温度２１０℃、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１の条件下における溶融粘度が６，０００Ｐａ・ｓ以下である熱可塑性樹脂や、荷重たわみ温度が８８℃以上であって、温度２４０℃、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１の条件下における溶融粘度が６，０００Ｐａ・ｓ以下である熱可塑性樹脂を選択することが好ましい。

扁平状フィラーとしては、例えば、扁平形状を有するアルミニウム、ニッケル、錫、銅、鉄、金、銀、白金などの金属粒子、これらの金属を基質とする黄銅、ステンレスなどの合金粒子、真鍮粒子、金属コーティングされたマイカ粒子、ワラストナイト粒子、カーボン粒子、ガラスフレーク、ガラス粒子などが挙げられる。これらを２種以上含んでもよい。これらの中でも、アルミニウムや、マイカやガラス粒子を酸化チタンでコーティングしたマイカ製パール顔料などが好ましい。

扁平状フィラーの含有量は、フローマークなどの外観不良をより抑制する観点から、熱可塑性樹脂組成物中１０重量％以下が好ましく、５重量％以下がさらに好ましい。

本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で、その他の成分を含有してもよい。その他の成分としては、例えば、ヒンダードフェノール系、含硫黄有機化合物系、含リン有機化合物系等の酸化防止剤、フェノール系、アクリレート系等の熱安定剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリシレート系等の紫外線吸収剤、有機ニッケル系、ヒンダードアミン系等の光安定剤等の各種安定剤、高級脂肪酸の金属塩類、高級脂肪酸アミド類等の滑剤、フタル酸エステル類、リン酸エステル類等の可塑剤、ポリブロモジフェニルエーテル、テトラブロモビスフェノール−Ａ、臭素化エポキシオリゴマー、臭素化ポリカーボネートオリゴマー等の含ハロゲン系化合物、リン系化合物、三酸化アンチモン等の難燃剤・難燃助剤、帯電防止剤、カーボンブラック、酸化チタン、顔料及び染料、水やシリコーンオイル、流動パラフィンなどの液体、炭素繊維等の補強材や充填材を挙げることができる。

本発明に用いられる熱可塑性樹脂組成物は、例えば、熱可塑性樹脂、扁平状フィラーおよび必要に応じてその他の成分を溶融混合することにより得ることができる。溶融混合する方法としては、例えば、加熱装置およびベントを有する単軸または二軸の押出機を用いて溶融混合する方法などが挙げられる。溶融混合時の温度は、２００〜３００℃の範囲が一般的であり、本発明の目的を損なわない範囲で、溶融混合時の温度勾配等を自由に設定することもできる。

次に、本発明の射出成形品について説明する。本発明の射出成形品は、前述の製造方法により得られるものであり、射出成形品の意匠面裏側のウェルド部に対向する意匠面の、ウェルド部の熱可塑性樹脂組成物充填方向に対して垂直方向からの断面観察において、幅８００μｍ、深さ４００μｍの断面積中に存在する扁平状フィラーの９０％以上が意匠面に対して２０度以下で配向してなることが好ましい。熱可塑性樹脂組成物としては、射出成形品の製造方法において先に例示したものを用いることができる。

ここで、意匠面に対して２０度以下で配向する扁平状フィラーの割合は、次の方法により算出することができる。まず、射出成形品からゼーゲミクロトームを用いてウェルド部の断面を切り出し、キーエンス製デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１０００を用いて、倍率２００倍にて断面を観察する。ウェルドラインを中心に幅８００μｍ、深さ４００μｍの断面積中に存在する扁平状フィラーの全数Ａ_０（個）について、扁平状フィラーの長尺方向の両端を結ぶ直線と意匠面に対する角度を測定し、意匠面に対して２０度以下で配向している扁平状フィラーの数Ａ_１（個）の割合Ｂ（個％）を下記式により算出する。

式： Ｂ＝（Ａ_１／Ａ_０）×１００
扁平状フィラーが意匠面に対して２０度以下で配向している場合、ウェルドライン発生への影響が小さいことから、本発明においては、意匠面に対して２０度以下で配向している扁平状フィラーの割合に着目した。前記射出成形品は、例えば、前述の本発明の射出成形品の製造方法により得ることができる。

以下、本発明の射出成形品について、実施例を挙げて詳細に説明する。まず、各実施例および比較例における評価方法を説明する。

（１）熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度
参考例１〜６において得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットを、１０５℃の熱風乾燥機中で３時間乾燥した後、シリンダ温度２５０℃に設定した住友重機製ＳＥ５０ＤＵ成形機内に充填し、金型温度８０℃で射出成形することにより、ＩＳＯ３１６７（ＴｙｐｅＡ）の試験片を得た。得られた試験片を用いて、ＩＳＯ７５に準拠し、１．８２ＭＰａ荷重条件下で荷重たわみ温度を測定した。

（２）熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度および溶融温度
参考例１〜６において得られた熱可塑性樹脂組成物のペレットを、１０５℃熱風乾燥機中で３時間乾燥した後、（株）東洋精機製作所製キャピログラフ１Ｃ（キャピラリー：Ｌ／Ｄ＝１０ｍｍ／１ｍｍ）を用いて、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１の条件下、１８０℃から２７０℃の温度範囲における溶融粘度（Ｐａ・ｓ）を１０℃刻みで測定した。また、得られた測定結果から、測定温度と溶融粘度の関係をプロットして近似曲線を作成し、溶融粘度６，０００Ｐａ・ｓと９，０００Ｐａ・ｓの２点の溶融温度を読み取った。

（３）外観１（ウェルドライン）
各実施例および比較例により得られた射出成形品の意匠面について、目視にてウェルドラインを観察し、非ウェルド部分と比べて光の反射違い、ヘアライン、色ムラが確認されない場合は「○」、これら不具合が一つ以上確認された場合は「×」と評価した。

（４）外観２（フローマーク）
各実施例および比較例により得られた射出成形品の意匠面について、目視にて全体を観察し、フローマークが確認されない場合は「○」、フローマークが確認された場合は「×」と評価した。

（５）外観３（ヤケ・クモリ・アバタ）
各実施例および比較例により得られた射出成形品の意匠面について、目視にて全体を観察し、ヤケ・クモリ・アバタが確認されない場合は「○」、これら不具合が一つ以上確認された場合は「×」と評価した。

（６）意匠面に対して２０度以下で配向している扁平状フィラーの割合
各実施例および比較例により得られた射出成形品から、ゼーゲミクロトームを用いてウェルド部の断面を切り出し、キーエンス製デジタルマイクロスコープＶＨＸ−１０００を用いて、倍率２００倍にて断面を観察した。ウェルドラインを中心に幅８００μｍ、深さ４００μｍの断面積中に存在する扁平状フィラーの全数Ａ_０（個）について、扁平状フィラーの長尺方向の両端を結ぶ直線と意匠面に対する角度を測定し、意匠面に対して２０度以下で配向している扁平状フィラーの数Ａ_１（個）の割合Ｂ（個％）を下記式により算出した。
式： Ｂ＝（Ａ_１／Ａ_０）×１００

次に、実施例および比較例に用いた熱可塑性樹脂組成物について説明する。

［参考例１］
ＡＢＳ樹脂を９８重量％、粒子径２０μｍのアルミ粒子（東洋アルミニウム（株）製 アルミペーストＴｙｐｅＥ）からなる扁平状フィラーを２重量％含むＡＢＳ樹脂組成物を使用した。このＡＢＳ樹脂組成物の荷重たわみ温度は８３℃、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１において溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓになる溶融温度は２０５℃、溶融粘度が９０００Ｐａ・ｓになる溶融温度は１９５℃であり、２１０℃における溶融粘度は５０００Ｐａ・ｓであった。

［参考例２］
耐熱ＡＢＳを９８重量％、粒子径２０μｍのアルミ粒子（東洋アルミニウム（株）製 アルミペーストＴｙｐｅＥ）からなる扁平状フィラーを２重量％含む耐熱ＡＢＳ樹脂組成物を使用した。この耐熱ＡＢＳ樹脂組成物の荷重たわみ温度は９０℃、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１において溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓになる溶融温度は２３７℃、溶融粘度が９０００Ｐａ・ｓになる溶融温度は２２４℃であり、２４０℃における溶融粘度は５５００Ｐａ・ｓであった。

［参考例３］
ポリカーボネート／ＡＢＳアロイ樹脂を９８重量％、粒子径２０μｍのアルミ粒子（東洋アルミニウム（株）製 アルミペーストＴｙｐｅＥ）からなる扁平状フィラーを２重量％含むＰＣ／ＡＢＳ樹脂組成物を使用した。このＰＣ／ＡＢＳ樹脂組成物の荷重たわみ温度は１０２℃、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１において溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓになる溶融温度は２３５℃、溶融粘度が９０００Ｐａ・ｓになる溶融温度は２３２℃であり、２４０℃における溶融粘度は４２００Ｐａ・ｓであった。

［参考例４］
ＡＢＳ樹脂を９８重量％、粒子径２０μｍのアルミ粒子（東洋アルミニウム（株）製 アルミペーストＴｙｐｅＥ）からなる扁平状フィラーを２重量％含むＡＢＳ樹脂組成物を使用した。このＡＢＳ樹脂組成物の荷重たわみ温度は８３℃、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１において溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓになる溶融温度は１９５℃、溶融粘度が９０００Ｐａ・ｓになる溶融温度は１８５℃であり、２１０℃における溶融粘度は３３００Ｐａ・ｓであった。

［参考例５］
ＡＢＳ樹脂を９８重量％、粒子径２０μｍのアルミ粒子（東洋アルミニウム（株）製 アルミペーストＴｙｐｅＥ）からなる扁平状フィラーを２重量％含むＡＢＳ樹脂組成物を使用した。このＡＢＳ樹脂組成物の荷重たわみ温度は８２℃、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１において溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓになる溶融温度は２１５℃、溶融粘度が９０００Ｐａ・ｓになる溶融温度は２００℃であり、２１０℃における溶融粘度は６８００Ｐａ・ｓであった。

［参考例６］耐熱ＡＢＳ樹脂
耐熱ＡＢＳ樹脂を９８重量％、粒子径２０μｍμｍのアルミ粒子（東洋アルミニウム（株）製 アルミペーストＴｙｐｅＥ）からなる扁平状フィラーを２重量％含む耐熱ＡＢＳ樹脂組成物を使用した。この耐熱ＡＢＳ樹脂組成物の荷重たわみ温度は１０３℃、剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１において溶融粘度が６０００Ｐａ・ｓになる溶融温度が２５６℃、溶融粘度が９０００Ｐａ・ｓになる溶融温度は２４７℃であり、２４０℃における溶融粘度は２００００Ｐａ・ｓであった。

実施例および比較例に用いた金型温調設備は以下のとおりである。
設備１：加熱と冷却が繰り返し可能であるヒート＆クール成形温調設備を使用した。
設備２：水を熱媒体とした一定温度で温調する一般成形温調設備を使用した。

［実施例１〜２２、比較例１、５、７〜１５］
図１に示す開口形成体２を有するキャビティ１、ゲート３およびゲート４を有し、図３に示す媒体通路６、８を有する金型と、前記金型温調設備１を用いて、表１〜４に記載の熱可塑性樹脂組成物から、本発明の射出成形品の製造方法における工程（１）〜（３）に従い、表１〜４に記載の条件により射出成形品を作製した。

［比較例２］
工程（２）を実施しなかったこと以外は実施例３と同様にして射出成形品を作製した。

［比較例３］
図６に示す開口形成体２を有するキャビティ１、ゲート３を有し、図３に示す媒体通路６、８を有する金型を用いたこと以外は比較例２と同様にして射出成形品を作製した。

［比較例４］
金型温調設備２を用いたこと、成形条件を表３に記載のとおりに変更したこと以外は実施例３と同様にして射出成形品を作製した。

［比較例６］
成形条件を表３に記載のとおりに変更したこと以外は実施例１４と同様にして射出成形品を作製した。

各実施例および比較例の評価結果を表１〜４に示す。

実施例１〜２２の結果から明らかなように、本発明によれば、外観に優れる射出成形品を得ることができる。

比較例１と実施例１〜２の対比、比較例５と実施例４の対比、比較例７と実施例１８〜１９、比較例１０と実施例９の対比により、意匠面裏側金型表面温度Ｔ_３が式＜２＞を満たさない場合、フローマークによる外観不良が発生することが分かる。

比較例２〜３と実施例３との対比により、工程（２）を有しない場合、ウェルドラインによる外観不良が発生することが分かる。

比較例４と実施例３との対比、比較例６と実施例１４の対比により、意匠面金型表面温度が１２０℃未満である場合、ウェルドラインによる外観不良が発生することが分かる。

比較例８と実施例１９との対比、比較例９と実施例７との対比、比較例１１と実施例１１との対比により、成形温度Ｔ_２が式＜１＞の範囲を超える場合、成形ガスによる熱ヤケ、クモリ、アバタによる外観不良が発生することが分かる。

比較例１２により、成形温度Ｔ_２が式＜１＞の範囲未満であり、熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が高い場合、ウェルドラインやフローマークによる外観不良が発生することが分かる。

比較例１３と比較例１５により、成形温度Ｔ_２が式＜１＞の範囲を超え、熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が高い場合、フローマークや成形ガスによる熱ヤケ、クモリ、アバタによる外観不良が発生することが分かる。

比較例１４により、熱可塑性樹脂組成物の溶融粘度が高い場合、ウェルドラインやフローマークによる外観不良が発生することが分かる。

１ キャビティ
２ 開口形成体
３ ゲート
４ ゲート
５ ウェルドラインが形成される位置
６ 媒体通路
７ 意匠面金型
８ 媒体通路
９ 意匠面裏側金型
１０、１１ 熱可塑性樹脂組成物
１２ 流動方向に配向した扁平状フィラー
１３ 多方向に配向した扁平状フィラー
１４ ウェルドライン
１５ 剪断力により配向方向が変化した扁平状フィラー
１６ 剪断力により移動したウェルドライン
１７ 射出方向

Claims (4)

1. 熱可塑性樹脂および扁平状フィラーを含む熱可塑性樹脂組成物を、表面の加熱と冷却が繰り返し可能であり、キャビティに樹脂を充填するための少なくとも２点のゲートを有する金型を用いて射出成形する射出成形品の製造方法であって、少なくとも
   （１）射出成形品の意匠面を形成させるべき金型表面温度を１２０℃以上とする条件下において、１点のゲートから熱可塑性樹脂組成物をキャビティ内に射出する工程、
   （２）射出成形品の意匠面を形成させるべき金型表面温度を１２０℃以上とする条件下において、前記工程（１）により射出された熱可塑性樹脂組成物に扁平状フィラー配向によるウェルドラインが形成された後、保圧が開始される前に、他のゲートから、前記ウェルドラインに対して交差方向に熱可塑性樹脂組成物をさらに射出する工程、
   （３）前記工程（２）の終了後、意匠面を形成させるべき金型表面温度を熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度Ｔ０（℃）以下とする条件下において型開きする工程、
   を有し、
   前記工程（１）および（２）における熱可塑性樹脂組成物の成形温度Ｔ_２（℃）、熱可塑性樹脂組成物の荷重たわみ温度Ｔ_０（℃）、熱可塑性樹脂組成物の剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１における溶融粘度が６，０００Ｐａ・ｓになる温度Ｔ_１（℃）が下記式＜１＞を満足し、前記工程（１）および（２）における意匠面を形成させるべき面の裏側の金型表面温度Ｔ_３（℃）、熱可塑性樹脂組成物の成形温度Ｔ_２（℃）、熱可塑性樹脂組成物の剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１における溶融粘度が９，０００Ｐａ・ｓになる温度Ｔ_４（℃）が下記式＜２＞を満足し、
   式＜１＞ Ｔ_１≦Ｔ_２≦（Ｔ_０＋１７０）
   式＜２＞ Ｔ_３≦１００−（Ｔ_２−Ｔ_４）
   熱可塑性樹脂組成物のキャピログラフを用いて測定した剪断速度６．０８ｓｅｃ^−１の条件下における溶融粘度が、荷重たわみ温度Ｔ_０（℃）Ｔ_０が８８℃未満の熱可塑性樹脂組成物は２１０℃において６，０００Ｐａ・ｓ以下であり、Ｔ_０が８８℃以上の熱可塑性樹脂組成物は２４０℃において６，０００Ｐａ・ｓ以下である、射出成形品の製造方法。
2. 前記熱可塑性樹脂がアクリロニトリル−ブタジエン−スチレンを含む請求項１に記載の射出成形品の製造方法。
3. 請求項１または２に記載の射出成形品の製造方法により得られる射出成形品。
4. 射出成形品の意匠面裏側のウェルド部に対向する意匠面の、ウェルド部の熱可塑性樹脂組成物充填方向に対して垂直方向からの断面観察において、幅８００μｍ、深さ４００μｍの断面積中に存在する扁平状フィラーの９０％以上が意匠面に対して２０度以下で配向してなる請求項３に記載の射出成形品。