JPH06281436A - プラスチック成型用型の表面検査法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 型表面に微細凹凸を有するプラスチック成型
用型の該微細凹凸を透光性プラスチックの成形体表面に
転写し、この成形体の光線透過率を波長４００ｎｍ以上
の光を用いて測定し、この測定値より上記成型用型の表
面状態を判定することを特徴とする、プラスチック成型
用型の表面検査法。 【効果】 型表面に艶消し用の微細凹凸を有する成形用
型につき、その微細凹凸の摩耗度合を数値的に正確に捉
えて、不良化した成形用型と継続使用が可能な成形用型
とを簡単に判別可能であり、不良化した成形用型のみを
交換して良好な艶消し品質の成形製品を安定的に得るこ
とができ、光線透過率の測定に適さない成形製品を対象
とした成形用型であっても支障なく検査できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば事務機器や家
電製品の銘板、表示板等に多用される艶消し表面を有す
るプラスチック成形品の製造に用いる成型用型の表面検
査方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、艶消し表面を有するプラスチッ
ク成形品は、サンドブラスト法等によって表面に微細凹
凸を付与した金属製又は合成樹脂製の成形用型を用い、
この型表面の微細凹凸を成形品の表面に転写させること
によって製造されている。しかるに、このような成形用
型の使用度数が増えるに伴い、微細凹凸を有する型表面
の摩耗が進み、個々の微細凹凸が鋭角状から次第に鈍角
状となる所謂へたりを生じ、得られる成形品は表面光沢
が強く艶消し効果に乏しいものとなり、商品価値が低下
することになる。従って、品質管理上、型表面の摩耗状
態を判定し、不良化したものは新しい成形用型と交換す
る必要がある。

【０００３】従来、上記の摩耗状態の判定手段として、
ａ）得られた成形品の表面を標準見本と比較して目視判
定する方法、ｂ）成形用型又は成形品の表面粗さを測定
する方法、ｃ）成形用型又は成形品表面の光反射率や光
沢度を測定する方法等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ａ
の目視判定による方法は、簡便であり、且つ風合いの微
妙な違いも捉えることができて判定精度もよいため、最
も実用的とされているが、熟練を要する上、主観的判定
であるために従事者による差が避けられず、且つ周辺の
照明状態や照明光の反射角度等によって見誤る場合もあ
り、信頼性に難があった。一方、前記ｂの表面粗さを測
定する方法では、測定値自体のばらつきが大きい上、実
際の艶消し効果は微細凹凸の大きさではなく個々の凹凸
の鋭さとの関連性が高いことから、測定値が型交換のた
めの指標になりにくく、更に通常の測定には触針式表面
粗さ計を用いるので成形用型又は成形品の表面を損傷し
易いという欠点がある。また前記ｃの光反射率や光沢度
を測定する方法でも、これら測定値が艶消し効果の程度
を正確に表すものとは言えず、前記ａの目視による方法
よりも判定精度が劣るという結果が得られている。

【０００５】この発明者らは、上記の状況に鑑み、成形
品の艶消し効果に関与する成形用型の表面状態を従事者
の主観によらず客観的且つ数値的に正確に検知する手段
について鋭意検討を重ねた結果、当該成形用型にて成形
した透光性プラスチック成形体の光線透過率が艶消し効
果と密接に関連しており、この光線透過率によって型表
面の該艶消し効果に対応する摩耗度合を評価できると共
に、微細凹凸のへたりで不良化した成形用型と継続使用
が可能な成形用型とを容易に且つ正確に判別できること
を見いだし、この発明をなすに至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明の請
求項１に係るプラスチック成型用型の表面検査法は、型
表面に微細凹凸表面を有するプラスチック成型用型の該
微細凹凸を透光性プラスチックの成形体表面に転写し、
この成形体の光線透過率を波長４００ｎｍ以上の光を用
いて測定し、この測定値より上記成型用型の表面状態を
判定することを特徴とするものである。

【０００７】また、この発明の請求項２に係るプラスチ
ック成型用型の表面検査法は、上記請求項１の方法にお
いて、微細凹凸を有する型表面に全光線透過率が１０％
以上である熱可塑性プラスチックのフィルムないし板体
を重ね、ホットプレスにより微細凹凸を転写する構成を
採用したものである。

【０００８】

【発明の細部構成と作用】型表面に艶消し面形成用の微
細凹凸を有するプラスチック成型用型により透光性プラ
スチックの成形体を作製すれば、該成型用型の微細凹凸
が成形体の表面に転写されて艶消し面となるが、その艶
消し効果の度合は該艶消し面における光線透過率と密接
に関連しており、艶消し効果が高いほど光線透過率が逆
比例的に小さくなり、従来の目視判定にて辛うじて捉え
られる僅かな艶消し品質の差も光線透過率の数値差とし
て明確に現れることが判明している。従って、この光線
透過率の測定値は、成形型の微細凹凸表面における艶消
し品質に関与する摩耗度合の指標となる。

【０００９】そこで、得られる成形製品の目視測定によ
る艶消し品質が殆ど許容限界に近い成形用型について、
上述の透光性プラスチック成形体の光線透過率を特定波
長の光によって予め判定しておき、その値を寿命基準値
として、実際に成形に使用中の成形用型について同様に
して同じ波長の光を用いて測定した光線透過率と比較す
ることにより、検査対象の成形用型の継続使用の可否を
判定できる。すなわち、検査対象の成形用型における該
光線透過率の値が寿命基準値以上となった場合、その成
形用型は寿命に達していることになる。従って、このよ
うな光線透過率の測定検査を定期的に行い、不良化した
成形用型のみを新品に交換することにより、常に良好な
艶消し品質の成形製品を安定的に得ることができる。

【００１０】しかして、このような検査方法によれば、
成形用型の成形目的とする製品自体を検査対象とする必
要はなく、代用の透明性プラスチック成形体によって検
査できるから、着色品や不透明品、立体的形状等で光線
透過率の測定に適さない成形製品を得るための成形用型
であっても、支障なく微細凹凸表面の前記摩耗度合を判
定できるという非常に大きな利点がある。例えば、立体
的な製品形状であれば、その艶消し表面の一部だけに対
応するレプリカを透明性プラスチックによって成形用型
から転写採取し、その光線透過率を測定すればよい。無
論、成形用型にて得るべき成形製品が透光性プラスチッ
クからなるフィルム状や板状等の光線透過率の測定に適
したものである場合は、この製品自体の光線透過率を測
定して成型用型の表面状態の判定に用いることが可能で
ある。

【００１１】成型用型の表面状態の判定に用いる透光性
プラスチックとしては、透光性を有する熱可塑性合成樹
脂であればよいが、全光線透過率が１０％以上のものが
好ましく、特に無色透明のものが最適であり、例えばポ
リ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカ
ーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン
等の一般的な無色透明性の汎用合成樹脂を好適に使用で
き、光線透過率を測定できればよいのであるから、成形
用型の成形目的とする製品と同種とする必要はない。

【００１２】型表面の微細凹凸を透明性プラスチックの
成形体表面に転写するには、検査対象とする成形用型自
体の成形機を用いて製品と同じ形状の透明性プラスチッ
ク成形体を作製してもよいが、製品形状が前記のように
光線透過率の測定に適さない形状である場合は、型表面
に透明性プラスチックのフィルムないし板体を重ねてそ
の軟化温度以上で加圧するホットプレス方式や、微細凹
凸を有する型表面をキャビティの少なくとも一部として
溶融樹脂を注入して硬化させる注型方式等を採用すれば
よい。しかして、特にホットプレス方式は、操作的に簡
単であり、且つ成形体の厚みが均一で光線透過率の測定
精度がよいことから、特に好適である。なお、光線透過
率を測定する上で、該成形体はフィルム状や板状等の平
坦で厚みの薄いものが好ましいが、型表面の微細凹凸を
転写し得るだけの厚みは必要であり、通常は該微細凹凸
の大きさ（表面粗さ）の１０倍以上の厚みを有すること
が望ましい。

【００１３】そして、上記の透光性プラスチックからな
る成形体の光線透過率の測定に用いる光の波長は、前記
の如く４００ｎｍ以上であり、より好ましくは４５０〜
１，２００ｎｍの範囲にあることが推奨される。これ
は、測定に用いる光の波長が４００ｎｍより短い場合、
波長の僅かなずれによって透過率が大きく変動し、測定
誤差を生じ易いことによる。

【００１４】図１は、艶消し銘板用ポリ塩化ビニルシー
トの成形に使用される多段ホットプレス機の平板状アル
ミニウム製型板（サンドブラストにより片面に平均粗さ
８μｍの微細凹凸を設けたもの）として、未使用（新
品）の型板Ａ、艶消し品質として目視判定で標準の成形
製品が得られている段階の型板Ｂ、成形製品の目視判定
による艶消し品質が殆ど許容限界に近くなった段階の型
板Ｃを用い、それぞれホットプレス成形法により各型表
面の微細凹凸を厚さ０．５ｍｍのポリ塩化ビニルフィル
ムの表面に転写させ、この転写後の各フィルムについて
分光透過率を調べた結果を示す。図中の各曲線の符号は
用いた型板の符号に対応している。

【００１５】この図１より明らかなように、フィルムの
光線透過率は用いた型板による成形品の艶消し品質と明
確に相関しており、何れの波長域でも型板Ａ〜Ｃの間で
大きな透過率の差があるが、４００ｎｍより短い波長域
では透過率自体が低くなる上に波長差による透過率変化
が非常に大きい。これに対し、この発明で規定する４０
０ｎｍ以上の波長域では波長差による透過率変化が少な
く安定しており、特に４５０〜１２００ｎｍの波長域で
の安定性が高いことが判る。なお、前記で例示したよう
な一般的な無色透明性の汎用合成樹脂の分光透過率特性
は、１５００ｎｍより短い波長域では殆ど同じ傾向を示
す。

【００１６】なお、成形用型より微細凹凸を転写した透
明性プラスチック成形体の光線透過率を測定する場合、
比較判定を行う上で当然に材質及び厚さを同一とした透
光性プラスチック成形体を用い且つ同一波長の光を用い
て測定する必要があるが、測定精度を高めるために比較
測定点も一定の個所に定めておくことが望ましい。

【００１７】この発明の検査法を適用する成形用型は、
型表面の少なくとも一部に艶消し用の微細凹凸を有する
ものであればよく、ホットプレス用型板のような板状の
ものに限らず、真空成形、圧空成形、射出成形等の種々
のプラスチック成形法に用いられる様々な形状の成形用
型も検査対象とできる。

【００１８】

【実施例】艶消し銘板用ポリ塩化ビニルシートの成形に
使用される多段ホットプレス機の平板状アルミニウム製
型板（サンドブラストにより片面に平均粗さ８μｍの微
細凹凸を設けたもの）として、未使用の型板Ａ、艶消し
品質として標準の成形製品が得られている段階の型板
Ｂ、成形製品の艶消し品質が殆ど許容限界に近くなった
型板Ｃを用意し、これら各型板と鉄製メッキ平板との間
に厚さ０．５ｍｍのポリ塩化ビニルフィルムを挟み、そ
れぞれプレス圧２０ｋｇ／ｃｍ² 、加熱温度１６０℃、
２０分の同一条件でホットプレスを行い、片面に各型板
の微細凹凸が転写された試験フィルムＡ〜Ｃ（符号は型
板符号に対応）を得た。

【００１９】次に、これら試験フィルムＡ〜Ｃに付き、
分光光度計（島津製作所製のＵＶ３１００）を用い、そ
れぞれ測定光波長１０００ｎｍで同一位置における光線
透過率を測定した。また前記型板Ａ〜Ｃに付き、触針式
表面粗さ計を用い、それぞれＪＩＳ Ｂ ０６０１に基
づく平均表面粗さ（１０点）を測定した。これらの結果
を次表に示す。

【００２０】 ［表１］ 試験フィルムの 型板の表面粗さ ［符号］ 光線透過率（％） （μｍ） Ａ ２６ ８．０〜９．８ Ｂ ３０ ６．０〜８．７ Ｃ ３８ ５．８〜６．６ 上表の結果から、試験フィルムの光線透過率は、対応す
る型板によって得られるプラスチック成形製品の艶消し
品質と明確に相関する数値変化を示し、これを指標とし
て型表面の該艶消し品質に対応する微細凹凸の摩耗度合
を精度よく判定できることが明らかである。従って、こ
の場合には、所定の成形回数毎に上述のように試験フィ
ルムが作成して光線透過率を測定し、該光線透過率が３
８％以上となった型板のみを新品と交換して以降の成形
を行うことにより、不良化つまり微細凹凸のへたりを生
じた型板による成形品質の低下を回避でき、もって安定
した艶消し効果を示す成形製品を確実に得ることができ
る。

【００２１】これに対し、前記表１の型板の表面粗さの
測定結果は数値のばらつきが非常に大きく、型板の表面
粗さが成形製品の艶消し品質に対応する微細凹凸の摩耗
度合に結びつかないことを示しており、測定値からは、
成形製品の艶消し品質が標準段階にある型板Ｂと許容限
界に近い段階にある型板Ｃとを判別できず、また新品の
型板Ａと標準段階の型板Ｂとの区別もできないことが明
らかである。

【００２２】

【発明の効果】請求項１の発明に係る検査法によれば、
型表面に艶消し用の微細凹凸を有する成形用型につき、
該微細凹凸を転写した透明性プラスチック成形体の光線
透過率に基づいて、成形製品の艶消し品質に対応した当
該微細凹凸の摩耗度合を数値的に正確に捉えることがで
き、もって微細凹凸のへたりで不良化した成形用型と継
続使用が可能な成形用型とを簡単に判別可能である。従
って、定期的に検査を行って不良化した成形用型のみを
新品と交換すれば、良好な艶消し効果を示す成形製品を
確実に安定的に得ることができると共に、成形用型を無
駄なく寿命に至るまで使用できるので極めて経済的であ
る。またこの検査法では、成形製品自体を検査対象とす
る必要はなく、代用の透明性プラスチック成形体によっ
て検査できるから、着色品や不透明品、立体的形状等で
光線透過率の測定に適さない成形製品を得るための成形
用型であっても、支障なく微細凹凸表面の前記摩耗度合
を判定できるという利点がある。

【００２３】請求項２の発明によれば、型表面の微細凹
凸を透明性プラスチック成形体の表面に転写する際に操
作的に簡単であり、且つ成形体の厚みが均一になるため
に光線透過率の測定精度がよく、それだけ型表面の微細
凹凸の摩耗度合をより正確に判定でき、また成形製品が
光線透過率の測定に適さない形状であっても、該測定に
適した形状の検査用成形体を容易に作製できるという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】型表面の微細凹凸の摩耗度合が異なる成形型よ
り得られた各透明性プラスチック成形体の分光透過率特
性図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 型表面に微細凹凸を有するプラスチック
   成型用型の該微細凹凸を透光性プラスチックの成形体表
   面に転写し、この成形体の光線透過率を波長４００ｎｍ
   以上の光を用いて測定し、この測定値より上記成型用型
   の表面状態を判定することを特徴とするプラスチック成
   型用型の表面検査法。
2. 【請求項２】 微細凹凸を有する型表面に全光線透過率
   が１０％以上である熱可塑性プラスチックのフィルムな
   いし板体を重ね、ホットプレスにより微細凹凸を転写す
   る請求項１記載のプラスチック成型用型の表面検査法。