JPH07115378B2 - 鏡面を有する成形品の製造法 - Google Patents

鏡面を有する成形品の製造法

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JPH07115378B2
JPH07115378B2 JP62226489A JP22648987A JPH07115378B2 JP H07115378 B2 JPH07115378 B2 JP H07115378B2 JP 62226489 A JP62226489 A JP 62226489A JP 22648987 A JP22648987 A JP 22648987A JP H07115378 B2 JPH07115378 B2 JP H07115378B2
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邦夫 山崎
勝美 吉田
征三 矢部
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26Moulds
    • B29C45/37Mould cavity walls, i.e. the inner surface forming the mould cavity, e.g. linings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、機械的研磨仕上げレベル程度の低度の表面仕
上げ度を有する金型を用いて、手作業磨きレベルの高度
な鏡面(光沢面)を有する成形品の製造法であり、大型
鏡面成形品やダイヤカット、プリズム、レンズなどの意
匠的な光沢性の凹凸面を有する良好な成形品を容易、安
価に提供できるものである。
〔従来の技術およびその問題点〕
従来の鏡面(光沢面)を有する成形品の製造法は、高硬
度でミクロな領域まで均一な特殊鋼を用いて、荒仕上げ
から徐々に硬度の研磨を行う方法によって得た金型を使
用する方法による。
研磨の区分は普通使用する研磨剤の番手で呼ばれてお
り、例えばダストカバー、透明ケースなどの通常の鏡面
を必要とするものでは、2000番以上、望ましくは3000番
以上程度であり、光学レンズになると5000番以上であ
る。鏡面研磨の工程は、機械切削、研磨 → ペーパー
磨き(60番〜1500番未満) → ダイヤモンドペースト
精密磨き(1500〜2000番以上)であって、レンズ、ミラ
ーなどの硝子代替の用途では、表面のミクロな凹凸を1/
10μm未満(500番以上)まで追い込まなければならな
い。金型研磨の作業は、100番を超えて1500〜2000番以
上となると、機械的研磨は困難になり、熟練作業者(磨
き工)の手作業となり、形状の制約も多くなる。
又、高度の鏡面研磨においては、上記の如く極めてミク
ロな領域に於ける均一性が必須であり、金型材料の組織
的不均一(硬度変化、不純物=炭化物等)が存在する
と、ピンホールや凹凸、鏡面ムラなどとなる。鏡面性に
優れた金型材は、素材の厳選、真空・ガス溶解などによ
る特殊な精錬、均一な焼入れその外の処理が必須であ
り、大きさに制限があり、かつ高価である。従って、大
型鏡面品などを製造するための金型材は、鏡面の要求レ
ベルを下げる事によって、例えば、 STAVAX → SCM (プリハードン鋼) NAK55 → S55C (一般構造用炭素鋼) の如く入手可能な範囲の材料に変更することによりやむ
なく対応している。
又、鏡面金型は、擦り傷と錆の防止の為に、取り扱いと
保管に厳重な注意が必要である。
次に、鏡面金型を使用する成形加工の側面から優れた鏡
面仕上がり品を得るためには、成形温度と金型温度、射
出条件などを精度良く管理し、成形材料に通常配合され
ている安定剤類や不純物などの揮散物による表面の曇り
や汚れの洗浄処理も必要とされるものであった。
上記の如く、鏡面(光沢面)を有する成形品を製造する
ためには、金型材、鏡面研磨、金型の取り扱い、成形条
件、その他の技術面で多大の制約と厳しい管理とを必須
とするものであった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、大型の鏡面成形品を製造する方法について鋭
意検討した結果、上記欠点が大幅に解消された製造法を
見出し完成したものである。
すなわち、本発明は、鏡面を有する成形品の製造方向に
おいて、金型として該鏡面形勢部分の表面仕上げ度が60
0番以上で1500番未満の金型を用い、少なくとも該鏡面
形成部分にポリカーボネート樹脂製の鏡面フィルム或い
はシート(以下、単に鏡面シートと記す)を装着し、熱
可塑樹脂を射出一体化することを特徴とする鏡面を有す
る成形品の製造法である。
以下、本発明の構成について説明する。
本発明の金型製造に使用する金型材としては、低品位鋼
材、アルミニウム合金材、さらには、エポキシ樹脂系、
シアナト樹脂系などの硬質樹脂型材などによるもので可
能であり、又、所望の鏡面形成部分の研磨仕上げ度とし
ては、600番以上で1500番未満でよいものである。
ここに、鏡面成形部分の研磨仕上げ度は、当然に必要と
する鏡面のレベルおよび後記する使用するポリカーボネ
ート樹脂製の鏡面シートの種類、特に厚みによって選択
されるものである。例えば、厚み0.5mmの片面ハードコ
ードの鏡面シート両面に装着して成形した場合には、40
0番で3000番の研磨仕上げに近い鏡面が得られ、厚み0.2
mmのものの場合には、800番で3000番の研磨仕上げに近
い鏡面が得られるものである。
また、鏡面形成部分としては平面、曲面などの平滑面の
他に、ダイヤカット、プリズムカット、レンズカット、
球面レンズ模様、その他の凹凸面を有するものであって
も適用出来るものであり、これら凹凸面のミクロな表面
の研磨度も上記の範囲である。
本発明のポリカーボネート樹脂製の鏡面シートとは、少
なくとも片面が鏡面を有する平滑なものであり、厚み0.
1mm以上であり、金型への装着の容易さ、鏡面仕上げの
良好さ及び金型キャビティーの樹脂流路を広くしておく
必要性の点から0.2〜1mmの範囲から選択するものが好ま
しい。又、鏡面シートは、その樹脂そのものを変性して
帯電防止性、防曇、熱線反射その他の機能を付与したも
のとしたり、片面に耐擦り傷性、帯電防止性、防曇、熱
線反射、その他の表面処理により機能膜や印刷、塗装な
どにより意匠を付与したものも当然に本発明の鏡面シー
トとして使用される。
更に、鏡面シートは、射出一体化する熱可塑性樹脂の種
類により、裏面(一体化面)に適宜射出樹脂との接着層
を設けたものとして使用するものである。例えば、アク
リル樹脂、ASB樹脂、MS樹脂(スチレン−メチルメタク
リレート共重合体)用には、アクリル系樹脂による層
を、PET、PBT等のポリアルキレンテレフタレート用に
は、非結晶性乃至低結晶性のポリエステルコポリマー層
を、その他の汎用樹脂には、EVA(エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体)系樹脂層をそれぞれ裏面に形成したものが
例示される。
なお、鏡面シートを平滑面以外の凹凸面に適用する場合
には、射出成形時の熱と圧力とにより鏡面シートが金型
表面の凹凸に沿って賦形される時に機能性膜や意匠など
が変形、破壊等しないものを当然に選択する昼用があ
り、例えば、シリコン樹脂系のハードコートを施した鏡
面シートは凹凸面に適用することは出来ない。又、鏡面
シートを金型の所望部分に装着する方法は、金型キャビ
ティー部の形状、その他により適宜選択すればよいもの
であり、単なる挿入、ピン止め、真空吸引、その他の方
法が適宜用いられる。
射出成形に使用する熱可塑性樹脂としては、透明乃至不
透明、充填剤入など特に限定はないものであるが、本発
明の方法の特性を十二分に活かす側面からは透明な熱可
塑性樹脂類が好ましい。
次に、本発明の製造法による鏡面を有する成形品の一例
を添付する図面に基づいて説明する。
第1図は、本発明による透明な曲面三角窓の斜視図であ
り、第2図は第1図の成形品の金型断面の端面図であ
る。
第1図において、三角窓ガラス成形品〔10〕は、両面が
ハードコートされた平滑鏡面〔15〕をもつ、曲面状の成
形品である。
第2図は、第1図の三角窓ガラス成形品1の金型断端面
を示したものであり、金型〔20〕の金型キャビティーは
曲面状であり、このキャビティーの両面に、ハードコー
トされた鏡面シート〔25〕が装着されて、高温、高圧の
射出樹脂と一体化される。また、図中の点線は、参考の
ために示したものであり、キャビティー部が曲面からな
り、後記の実施例2でも説明するが、より大きな金型材
が必要であることを示すものである。
射出樹脂〔24〕は、スプルー〔21〕、ランナー〔22〕、
扇形ゲート〔23〕を経て、金型キャビティーに流入し、
キャビティーの両面に装着した鏡面シート25をキャビテ
ィー壁に高圧、高温で押しつけて鏡面シート25を軟化さ
せ、曲面形状に賦形しつつ充填されると共に鏡面シート
25と一体化される。このとき、鏡面シートは、金型キャ
ビティーの表面の大きな凹凸形状等には充分に賦形され
るが、通常、数十ミクロンオーダー以下の光沢を無くす
るような微細な凹凸面を転写し賦形するには不充分な温
度、圧力であり、鏡面シートの鏡面がそのまま残り良好
な鏡面成形品が得られることとなるものである。
〔実施例〕
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
実施例1 直径100mm、厚み3mmの成形品用の金型を使用し、表面の
研磨仕上げ度を第1表に示した如くし、鏡面シート未装
着、厚み0.2mmの片面ハードコート鏡面シート装着及び
厚み0.5mmの片面ハードコード鏡面シート装着の場合に
ついて、ポリカーボネート樹脂(商品面;ユーピロンS
−3000、三菱瓦斯化学(株)製)を用いてシリンダー温
度280℃、射出圧力1660kg/cm2で成形品を製造し、光線
透過率、曇価および光沢度(角度45℃)を測定した。結
果を第1表に示した。
第1表より、鏡面シート未装着の場合の3000番より、片
面ハードコード鏡面シート装着の場合800番で優れたも
のとなることが理解出来る。
尚、表中の光沢度の欄の( )内の数値は、シート未装
着(3000番)を100としたときの比較値である。
実施例2 三角窓ガラスモデル金型(平均厚み4mm、外形800mm×40
0mmの成形品用、アルミニウム合金製、♯1000ペーパー
及びパウダー磨き仕上げ、金型材のザイズ1000×500×2
50mm)を使用し、実施例1と同様のポリカーボネート樹
脂を用いてシリンダー温度280℃、射出圧力 1600kg/cm
2で、鏡面シート未装着の場合及び厚み0.5mmの片面ハー
ドコード鏡面シートを両面に装着した場合について成形
品を得た。得られた成形品の試験結果を第2表に示し
た。
第2表により、アルミニウム合金材による金型によって
も同様に鏡面(光沢性)に優れた成形品が得られること
が理解される。
実施例3 厚み3mm、外形150mm×150の平板成形用の金型(研磨 5
000番)を用い、鏡面シート未装着の場合および厚み0.5
mmの片面ハードコート鏡面シートを両面に装着した場合
について、実施例1と同様のポリカーボネート樹脂を用
い、温度290℃で金型温度、射出速度を種々変更して平
板成形品を製造した。
結果を第3表面に示した。
第3表より、本発明の製造法によれば、良好な鏡面成形
品が得られる射出成形条件が大幅に広がることが理解さ
れるものであり、射出条件の設定等が極めて容易となる
ものである。
尚、第3表中の記載は下記による。
× :不良 △:不良〜やや不良 □ :やや不良 ○ :良 ◎:優 〔発明の作用および効果〕 以上、発明の詳細な説明、実施例などから明白な如く、
本発明の製造法は、従来の方法に比較して、鏡面フィル
ムを金型に装着するという余分な工程を含む点を除き、
安価で入手容易な金型を使用し、容易に好適成形条件を
選択でき、金型の保守、清掃などの取り扱いも簡便なも
ので、従来、金型の入手が困難であった大型鏡面形成品
も容易に製造出来るものであり、その実用上の価値は多
大なものである。しかも、機能性や意匠等を容易に付与
できるものであり、工業的な意義の極めて大きいもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による透明な三角窓ガラス成形品の斜
視図であり、第2図は第1図成形品を製造するための金
型の断面の端面図である。 図面の番号は、10:三角窓ガラス成形品、20:金型、11,1
2:スプレー、12,22:ランナー、13,23:扇形ゲート、24:
射出樹脂、15,25:ハードコード鏡面シートをそれぞれ示
す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鏡面を有する成形品の製造法において、金
    型として該鏡面形成部分の表面仕上げ度が600番以上で1
    500番未満の金型を用い、少なくとも該鏡面形成部分に
    ポリカーボネート樹脂製の鏡面フィルム或いはシートを
    装着し、熱可塑性樹脂を射出一体化することを特徴とす
    る鏡面を有する成形品の製造法.
  2. 【請求項2】該金型の鏡面形成部分の表面が、凹凸面で
    ある特許請求の範囲第1項記載の鏡面を有する成形品の
    製造法.
  3. 【請求項3】該鏡面フィルム或いはシートの熱可塑性樹
    脂との一体化する表面に接着層が形成されたものである
    特許請求の範囲第1項または第2項記載の鏡面を有する
    成形品の製造法.
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