JPH0866927A

JPH0866927A - 艶消し状の合成樹脂射出成形品及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0866927A
Application number: JP7083536A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kataoka; 紘片岡; Isao Umei; 勇雄梅井
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1994-06-22
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1996-03-12

Abstract

(57)【要約】【目的】均一艶消し状で、ウエルドライン等の目立ち
が少い成形品を得る。【構成】表面をクロムメッキした鋼材からなる主金型
をポリイミド被覆し、更にその表面をサンドブラスト処
理し、更にポリイミドを塗布して表面の凹部深さを調節
した金型で射出成形してなる合成樹脂成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は艶消し状表面を有する合
成樹脂射出成形品及びその製造方法に係る。

【０００２】

【従来の技術】艶消し状表面を有する合成樹脂射出成形
品は、一般に微細凹凸状表面を有する金属金型を用いて
射出成形されている。しかし、この方法で得られる射出
成形品は、一般に金型の微細凹凸状表面が十分に再現さ
れないか、あるいはウエルドライン、フローマーク等の
見苦しい跡が目立つ等の欠点が指摘されており、改良が
求められている。

【０００３】成形条件でこれ等の外観不良を改良するこ
とが行われている。各種成形条件の中で最も大きな影響
のあるのは金型温度であり、金型温度を高くする程好ま
しい。しかし、金型温度を高くすると、可塑化された樹
脂の冷却固化に必要な冷却時間が長くなり成形能率が下
がる。

【０００４】このため、金型温度を高くすることなく型
表面の再現性を良くし、又金型温度を高くしても必要な
冷却時間が長くならない方法が要求されている。金型に
加熱用、冷却用の孔をそれぞれとりつけておき交互に熱
媒、冷媒を流して金型の加熱、冷却を繰り返す方法も行
われているが、この方法は熱の消費量も多く、冷却時間
が長くなる。

【０００５】金型キャビティを形成する型壁面を熱伝導
率の小さい物質で被覆することにより金型表面再現性を
良くする方法は、米国特許第３５４４５１８号明細書で
射出成形について開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、均一
な艶消し表面を有し、ウエルドライン等の目立ちを少く
し、且つ生産性良く成形した射出成形品及びその製造方
法を提供するものである。

【０００７】金型表面を艶消し状にする方法は、これま
で一般にサンドブラスト法が用いられてきた。断熱層被
覆金型においても、型表面を艶消し状にするにはまずサ
ンドブラスト法が考えられる。我々は断熱層被覆金型表
面をサンドブラスト処理して艶消し状にして合成樹脂の
射出成形を行ったところ、型表面は均一な艶消し状であ
るにもかかわらず、射出成形品は均一な艶消し状になら
ないことを発見した。すなわち、一般の金属金型の艶消
し表面金型で成形すると現れる見苦しいウエルドライン
のへこみは無くなるが、しかし、射出成形品のウエルド
部と一般部が不均一な艶消し面になるという不良現象が
顕著に現れることがわかった。

【０００８】本発明はこれらの外観不良を改良した射出
成形品を提供するものである。

【０００９】

【発明を解決するための手段及び作用】すなわち、本発
明は、金属からなる主金型の金型キャビティを構成する
成形品表面側型壁面が、熱伝導率が０．００００５〜
０．００２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃の耐熱性重合体か
らなる微細凹凸表面の断熱層で０．０５〜０．５ｍｍ厚
に被覆された金型を用いて成形することを特徴とする艶
消し状の合成樹脂射出成形品の製造方法である。

【００１０】上記発明において、５〜５０重量％の微粉
末を配合した耐熱性重合体からなる断熱材を断熱層最表
面に塗布して微細凹凸表面を形成した断熱層被覆金型、
或いは、耐熱性重合体からなる断熱層の表面をサンドブ
ラスト加工して凹凸状にし、次いで該凹凸表面の凹部に
耐熱性重合体を流し込み凹凸度を調節した金型が好まし
く用いられる。

【００１１】また本発明は、合成樹脂の射出成形品に於
いて、（１）金属からなる主金型の金型キャビティを構
成する成形品表面側型壁面が、熱伝導率が０．００００
５〜０．００２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃の耐熱性重合
体からなる微細凹凸表面の断熱層で０．０５〜０．５ｍ
ｍ厚に被覆された金型を用いて成形された射出成形品で
あり、（２）該射出成形品はウエルド部を有し、該ウエ
ルド部のウエルドラインのへこみは２μｍ以下であり、
（３）該射出成形品表面は光沢度が３０％以下の艶消し
面であり、且つ、成形品の一般部とウエルド部が均一な
艶消し面を有する、艶消し状の合成樹脂射出成形品であ
る。

【００１２】以下に本発明について詳しく説明する。

【００１３】本発明に使用できる合成樹脂は一般の射出
成形に使用できる熱可塑性樹脂である。例えば、スチレ
ン重合体、ＡＢＳ樹脂、あるいはその共重合体、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等オレフィン重合体、変性ポリ
フェニレンエーテル樹脂、塩化ビニール重合体又はその
共重合体、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリエステ
ル等の一般に射出成形に使用される熱可塑性樹脂であ
る。

【００１４】これ等の樹脂に、各種強化材や各種充填物
を配合した場合、あるいはポリマーアロイ等とした場合
は大きい効果が得られる。例えば、上記の樹脂に、ゴ
ム、ガラス繊維、アスベスト、炭酸カルシウム、タル
ク、硫酸カルシウム、木粉等の１種又は２種以上を配合
することができる。

【００１５】特に、ゴム強化ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂
は本発明に最も良好に使用できる。

【００１６】本発明の射出成形品はウエルドラインが存
在する成形品であり、１点ゲートの成形品、多点ゲート
の成形品のいずれでも良い。本発明の成形品は弱電機
器、電子機器のハウジング等が代表的成形品であり、こ
の観点からは多点ゲートの成形品が特に好ましい。ここ
に述べる多点ゲートとは、１つの金型キャビティに２個
以上のゲートを有する金型をいい、好ましくは２〜１０
個のゲートを有する。１点ゲートでも、成形品に穴が多
数あり、成形品にウエルドラインが多数発生する様な成
形品の場合には、本発明の良好な対象となる。

【００１７】本発明に述べる主金型材質の金属とは、鉄
又は鉄を主成分とする各種鋼材、アルミニウム又はアル
ミニウムを主成分とする合金、ＺＡＳ等の亜鉛合金、ベ
リリウム−銅合金等の一般に合成樹脂の成形に使用され
ている金属金型を包含する。特に鋼材が良好に使用でき
る。

【００１８】本発明で断熱層に用いる耐熱性重合体に
は、ガラス転移温度が１００℃以上、好ましくは１５０
℃以上、及び／又は融点が２３０℃以上、好ましくは２
５０℃以上の耐熱性重合体が良好に使用できる。耐熱性
重合体の熱伝導率は一般に０．００００５〜０．００２
ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃である。又、該耐熱性重合体
の破断伸度は５％以上の靭性のある重合体が好ましく、
更に好ましくは１０％以上である。破断伸度の測定法は
ＡＳＴＭＤ６３８に準じて行い、測定時の引っ張り速度
は５ｍｍ／分である。

【００１９】本発明で断熱層として良好に使用できる重
合体は、主鎖に芳香環を有する耐熱性重合体であり、有
機溶剤に溶解する各種非結晶性耐熱重合体、各種ポリイ
ミド、変性エポキシ樹脂等が良好に使用できる。

【００２０】非結晶性耐熱重合体としては、ポリスルホ
ン、ポリエーテルスルホン、ポリアリルスルホン、ポリ
アリレート、ポリフェニレンエーテル、等である。

【００２１】ポリイミドは各種あるが、直鎖型高分子量
ポリイミドや、一部架橋型のポリイミドが良好に使用で
きる。又、熱可塑性ポリイミド、ポリエーテルイミド、
塗布後に加熱してイミド環を形成するポリイミド等が良
好に使用できる。一般に直鎖型高分子量ポリイミドは破
断伸度が大きく、耐久性に優れており、良好に使用でき
る。

【００２２】射出成形は複雑な形状の成形品を一度の成
形で得られるところに経済的価値がある。この複雑な金
型表面を耐熱性重合体で被覆し、且つ強固に密着させる
には、耐熱性重合体溶液、耐熱性重合体前駆体溶液、耐
熱性重合体のモノマーあるいは半硬化物等を塗布し、次
いで加熱して耐熱性重合体を形成させることが最も好ま
しい。従って、本発明の耐熱性重合体、あるいは耐熱性
重合体前駆体は溶剤に溶解できること等の低粘度流体に
できることが好ましい。

【００２３】可とう性が付与されたエポキシ樹脂、シリ
コーン系樹脂、メラミン系樹脂等も同様に良好に使用で
きる。特に可とう性が付与された変性エポキシ樹脂は良
好に使用できる。例えば、ポリアミド変性エポキシ樹
脂、エポキシ樹脂とポリエーテルイミドの配合物からな
るポリマーアロイ、エポキシ樹脂とポリエーテルスルホ
ンの配合物からなるポリマーアロイ等は良好に使用でき
る。

【００２４】断熱層の厚みは０．０５ｍｍから０．５ｍ
ｍの極めて狭い範囲で適度に選択される。好ましくは
０．１ｍｍから０．３ｍｍであり、特に好ましくは、
０．１ｍｍから０．２５ｍｍ未満である。主金型温度は
８０℃以下、好ましくは６５℃以下で室温以上に冷却さ
れて成形されることが好ましい。

【００２５】射出成形では金型温度と成形サイクルタイ
ムは密接に関連している。すなわち、射出成形におい
て、金型温度（Ｔｄ）と金型内必要冷却時間（θ）の関
係は理論的には次式で示される。

【００２６】θ＝−( Ｄ² ／２πα）・ｌｎ［（π／
４）｛（Ｔｘ−Ｔｄ）／（Ｔｃ−Ｔｄ）｝］ θ ：冷却時間（ｓｅｃ）Ｄ：成形品の最大肉厚（ｃｍ）Ｔｃ：シリンダー温度（℃）Ｔｘ：成形品の軟化温度（℃） α ：樹脂の熱拡散率Ｔｄ：金型温度（℃）

【００２７】冷却時間（θ）は、成形品肉厚（Ｄ）の２
乗に比例し、（Ｔｘ−Ｔｄ）値の関数である。すなわ
ち、合成樹脂の軟化温度から金型の温度を減じた値の関
数である。この値が小さいときは、この値の変動が冷却
時間に大きな変動を与えるが、この値が大きくなると冷
却時間に与える変動が小さくなる。

【００２８】主金型に断熱層を被覆することは、成形品
肉厚を厚くして、冷却時間を長くする方向と同様の働き
をするが、一方、金型温度を下げると冷却時間を短くす
る方向へ働く。断熱層の厚みは薄肉で外観改良ができる
ことが成形サイクルタイムの面からは好ましい。本発明
では断熱層厚みが０．０５〜０．５ｍｍの極めて狭い範
囲が外観改良と成形サイクルタイムのバランス上良好で
ある。

【００２９】主金型表面を断熱層で被覆し、その表面に
射出された加熱樹脂が接触すると、型表面は樹脂の熱を
受けて昇温する。断熱層の熱伝導率が小さいほど、ま
た、断熱層が厚いほど、型表面温度は高くなる。

【００３０】本発明では、射出された合成樹脂が８０℃
以下に冷却された型表面に接触してから、少なくとも
０．１秒の間、型表面温度が軟化温度以上の状態で射出
成形されることが好ましい。型表面に断熱層が無い場合
には、０．１秒後には型表面温度は主金型温度とほぼ同
一温度となるが、型表面を断熱層で被覆することで軟化
温度以上の状態にすることができ、好ましくは、０．２
秒以上の間、更に好ましくは０．３秒以上の間、型表面
温度が軟化温度以上の状態である。

【００３１】射出成形時の型表面温度の変化は、合成樹
脂、主金型、断熱層の温度、比熱、熱伝導率、密度、結
晶化潜熱等から計算できる。例えば、ＡＤＩＮＡ及びＡ
ＤＩＮＡＴ（マサチューセッツ工科大学で開発されたソ
フトウェア）等を用い、非線形有限要素法による非定常
熱伝導解析により計算できる。

【００３２】ここに述べる樹脂の軟化温度とは合成樹脂
が容易に変形し得る温度であり、非結晶性樹脂ではビカ
ット軟化温度（ＡＳＴＭＤ１５２５）、硬質結晶性樹
脂では熱変形温度（ＡＳＴＭＤ６４８荷重１８．６
ｋｇ／ｃｍ² ）、軟質結晶性樹脂では熱変形温度（ＡＳ
ＴＭＤ６４８荷重４．６ｋｇ／ｃｍ² ）、でそれぞ
れ示す温度とする。硬質結晶性樹脂とは、ポリオキシメ
チレン、ナイロン６、ナイロン６６等であり、軟質結晶
性樹脂とは、各種ポリエチレン、ポリプロピレン等であ
る。

【００３３】本発明に述べる断熱層の微細凹凸状表面
は、いわゆる艶消し状表面と云われている表面の中の一
部の選定された凹凸表面であり、本発明の均一艶消し表
面の合成樹脂射出成形品をもたらす表面である。表面粗
度はＪＩＳＢ０６０１で測定された中心線平均粗さ
（Ｒａ）で０．１〜１０μｍ、最大高さ（Ｒｍａｘ）で
１〜１００μｍ、十点平均粗さ（Ｒｚ）で１〜１００μ
ｍの中から選定された表面である。更に好ましくは、Ｒ
ａで０．５〜５μｍ、Ｒｍａｘで５〜５０μｍ、Ｒｚで
５〜５０μｍの中から選定された微細な表面凹凸であ
る。

【００３４】本発明の射出成形品は射出成形品の光沢度
が３０％以下、好ましくは２０％以下の艶消し面を有
し、該成形品の一般部とウエルド部は均一な艶消し面を
有し、ウエルドラインのへこみは２μｍ以下、好ましく
は１．５μｍ以下、更に好ましくは１μｍ以下である。
光沢度の測定は、ＪＩＳＫ７１０５、反射角度６０°
で行う。艶消し面が均一な艶消し面を有するとは、肉眼
で見て均一な艶消し面であることを示し、一般的には艶
消し面の濃淡の差が光沢度で０．５％以下、更に好まし
くは０．３％以下である。ウエルドラインのへこみの測
定はウエルド部の断面を顕微鏡で観察して測定できる。
すなわち、ウエルドライン付近の断面写真を撮り、該断
面写真の成形品表面に接線をひき、該接線とウエルドラ
インのへこみの底との距離を測定し、それをウエルドラ
インのへこみとする。

【００３５】微細凹凸表面の断熱層を有する金型で一般
に射出成形を行うと、射出成形品のウエルド部の光沢は
一般部の光沢と異なり、均一な艶消し面となり難い。本
発明はこの点を改良し、均一な艶消し面を有し、ウエル
ドのへこみを小さくしてウエルドラインの目立ちを実質
的になくした成形品である。本発明では均一艶消し面と
ウエルドラインの目立ちを無くすことにより、これまで
成形後に塗装を行って使用されている各種弱電機器や電
子機器のハウジング等を無塗装で使用できる。次ぎに本
発明を更に詳しく説明する。

【００３６】加熱可塑化された合成樹脂が、一般に射出
成形に使用されている冷却金属金型に射出されると、合
成樹脂は型壁面に接触すると直ちにその接触面から冷却
が始まる。そして直ちに型壁面上に該合成樹脂の固化層
が形成され、その固化層の厚みは時間の経過とともに厚
くなってゆく。この固化層の厚みの増大速度は、合成樹
脂の温度、合成樹脂の軟化温度、合成樹脂の熱伝導率、
合成樹脂の結晶化潜熱、金型の温度、金型の熱伝導率等
により異なるが、一般には合成樹脂が金型に接触して数
マイクロ秒から数十マイクロ秒後には固化層が形成さ
れ、そしてその固化層は時間経過と共に厚くなってゆく
と考えられる。この様な一般の射出成形では、合成樹脂
に型表面を再現させるに必要な射出圧力が加わる時に
は、型壁面に接触する合成樹脂の表層には既に薄い固化
層が形成されていると考えられる。この様な状態で合成
樹脂に型表面再現性を良くするには、薄い固化層の樹脂
表面を型壁面に押し付けて金型表面を再現させる必要が
あり、かなりの高圧力をかける必要がある。従って、一
般の射出成形では、射出圧力が高くかかるゲート付近の
型表面再現性が良く、射出圧力が低くかかる樹脂流動端
部の型表面再現性が悪くなる。

【００３７】これに対して、金属金型表面を断熱層で被
覆した金型を用いて射出成形を行うと、断熱層は射出さ
れた合成樹脂で加熱され温度上昇が起こり、それから冷
却が始まる。適度な厚みの断熱層で被覆した型壁面に接
触した合成樹脂は接触してから数百マイクロ秒の間、合
成樹脂の軟化温度以上の状態に保たれており、その間は
固化層は形成されず、その後固化層が形成され始める。
従って、断熱層被覆金型を使用した場合、型表面に未だ
固化層が形成されていない状態で型壁面の合成樹脂に型
表面を再現させるに必要な圧力を加えることが可能にな
る。この様な状態を取り得るのは次の時である。すなわ
ち、合成樹脂温度が高い、合成樹脂の軟化温度が低い、
金型温度が高い、断熱層がある一定以上の適度な厚さで
ある、合成樹脂が金型に接触してからできるだけ早くあ
る一定以上の圧力が合成樹脂にかかる等の時である。こ
のうち、前の３項目は成形品の必要性能、生産性、コス
ト等から自由に選択できず、後の２項目を選択する必要
がある。型表面に未だ固化層が形成されていない状態
で、型壁面に押し付ける圧力が樹脂にかかれば、極めて
型表面再現性が良くなり、更に、型壁面に押し付ける樹
脂圧力が若干低くても良好な型表面再現性が極めて良く
なる。

【００３８】本発明のウエルドラインを有する射出成形
品では、ウエルドライン付近（以後ウエルド部と略称す
る）に、合成樹脂が金型に接触してから極めて短い間に
合成樹脂に圧力がかかり、この結果ウエルド部の型表面
再現性は極めて良くなり、一般部とウエルド部の外観は
不均一になる。この現象は断熱層被覆金型を使用すると
きに顕著に現れる特有の現象であり、この現象は我々が
発見した現象であり、これを均一化することが要求され
る。本発明はこの外観不均一を改良した成形品を提供す
る。

【００３９】本発明を図面を用いて説明する。

【００４０】図１、図２及び図３は主金型温度を５０
℃、ゴム強化ポリスチレンの温度が２４０℃で射出成形
されたときの金型壁面付近の温度分布の変化の計算値を
示してる。図中の各曲線の数値は加熱された合成樹脂が
冷却された金型壁に接触してからの時間（秒）を示して
いる。加熱された合成樹脂は型壁面に接触して、急速に
冷却され、型表面は加熱された合成樹脂から熱を受けて
昇温する。図に示すように、金型表面を断熱層（ポリイ
ミド）で被覆すると（図２及び図３）、合成樹脂と接触
する断熱層表面の温度上昇は大きくなり、温度低下速度
も小さくなる。

【００４１】断熱層で被覆されると合成樹脂が金型壁に
接触してからの時間が短いほど、型表面温度は高くな
り、断熱層被覆により金型温度を大巾に上昇させたのと
同等の効果が得られ、且つ、成形サイクルタムの増大が
少い。

【００４２】図４及び図５に示す射出成形品の例で更に
詳しく説明する。図４に於いて、ゲート１から射出され
た合成樹脂は穴部２をまわって流動し、ウエルド部で合
体し、ウエルドライン３を形成する。図５に於いて、微
細凹凸表面を有する断熱層を被覆した金型で射出成形す
ると、成形品表面には断熱層の微細凹凸表面が転写され
る。しかし、一般にサンドブラスト法で微細凹凸化した
断熱層被覆金型で射出成形すると、成形品４のウエルド
部５の微細凹凸度は大きくなり、黒着色樹脂で成形する
と、ウエルド部５は黒っぽくなり、一般部６は白っぽく
なり、本発明に述べる均一な光沢度の成形品にはならな
いことを発見した。この原因は明確ではないが、次ぎの
様に推定している。その原因を図６と図７を加えて説明
する。

【００４３】図５に示す成形品の射出成形で、ウエルド
部５と一般部６の型壁面にかかる圧力をモデル的に図６
に示す。図６に於いて、成形品の一般部６にかかる圧力
は曲線７となり、ウエルド部５にかかる圧力は曲線８と
なる。曲線９はゲート部にかかる圧力である。すなわ
ち、一般部６にかかる圧力は射出時間の経過に応じて徐
々に上昇するのに対し、ウエルド部５にかかる圧力は合
成樹脂が型壁面に接触すると同時に高圧力がかかる。

【００４４】図２に示す様に、加熱された合成樹脂が断
熱層の型壁面に接して断熱層表面を加熱し、そして直ち
に冷却が始まる。図２では型表面は０．５２秒後には１
００℃以下に低下しており、型表面に接する合成樹脂も
低下する。型表面をより良く再現するには加熱された合
成樹脂が型壁面に接すると同時に樹脂に高圧力がかかる
こと、すなわち、型壁面と合成樹脂の表層部が高温であ
る間に樹脂に高圧力がかかることが必要である。図６に
示す様に、ウエルド部は合成樹脂が型壁面に接すると同
時に樹脂に高圧力がかかり、型壁面の微細凹凸がより正
確に再現される。

【００４５】図７でこの経過をモデル的に説明する。型
壁面は７−１に示す微細凹凸形状の断熱層１０よりな
る。この金型で射出成形を行うと成形品の一般部では合
成樹脂１１が型壁面に接触してから徐々に樹脂圧力が上
昇するため、圧力上昇中に型壁面と樹脂の表層部が冷却
し、型壁面の微細凹凸の奥まで入り込めない（７−
２）。これに対して、成形品のウエルド部では合成樹脂
１１が型壁面に接触すると同時に樹脂圧力が上昇するた
め、合成樹脂は型の微細凹凸の奥まで入り込める（７−
３）。この結果、ウエルド部５では一般部６に比較して
成形品の表面凹凸がより大きくなり、黒着色合成樹脂で
はウエルド部が黒っぽくなり、均一な艶消し状態になら
ない。

【００４６】この様な現象は断熱層被覆金型の射出成形
固有の問題であり、本発明はこの不良現象を改良した成
形品を提供する。本発明はウエルド部と一般部の艶消し
面が均一な光沢度を有する成形品である。成形品のウエ
ルド部と一般部の表面凹凸を均一にするため、断熱層表
面の微細凹凸に適度な凹凸度を選択する必要がある。本
発明の成形品を成形する断熱層被覆金型は、種々の方法
でつくることができる。しかし、断熱層への厳選された
サンドブラスト及びその後加工、又は、微粉末を配合し
た断熱材塗料の塗布は、本発明に最も良好に使用でき
る。

【００４７】一般に、艶消し状表面をつくるには、断熱
層の微細凹凸表面はサンドブラスト法等により形成でき
る。形成される凹凸の大きさは吹きつける砂粒の大き
さ、砂粒の材質、吹きつけ空気圧（吹きつけ速度）、吹
きつけ時間により調節される。しかし、単にごく普通の
サンドブラスト法で微細凹凸としただけでは、本発明が
目指すウエルド部と一般部を均一艶消し面にすることは
困難である。本発明の成形品は適度に選択された凹凸形
状の型表面を使用することにより得られる。例えば、図
７−４に示す様に、サンドブラストで形成した微細凹凸
の凹部の底に断熱材の溶液を流し込んで加熱することに
より、凹部の底に断熱材１２を適度に入れて凹部の深さ
を調節した断熱層被覆金型を用いて成形することにより
一般部とウエルド部を均一な艶消し面とすることができ
る。また、極めて限定された粒径、粒形のセラミック等
を用いてサンドブラスト処理をする方法、あるいはこれ
に別種のサンドブラスト処理を組み合わせる方法等で本
発明に適した凹凸状の断熱層被覆金型を得ることもでき
る。

【００４８】しかし、本発明で最も良好に使用できる微
細凹凸状表面の断熱層は、５〜５０重量％の微粉末を配
合した耐熱性重合体からなる断熱材を断熱層最表面に塗
布して形成される。微粉末としては、粒径が０．００１
〜３００μｍの、酸化珪素、炭酸カルシウム、クレー、
カオリン等無機微粉末が使用できる。粒径が極めて小さ
い０．００１〜０．１μｍの酸化珪素微粉末（「アエロ
ジル」等の商品名で市販されている微粉末等）、あるい
は平均粒径が０．１〜５０μｍ程度の酸化珪素微粒子
（東芝シリコン（株）製の「トスパール」、東レ（株）
製の「トレフィル」等）は特に良好に使用できる。これ
らの微粉末を断熱材塗料、例えばポリイミド前駆体溶液
等の塗料に好ましくは５〜５０重量％、更に好ましくは
１０〜４０重量％配合することにより良好な塗料とする
ことができる。これを断熱層表面に塗布することにより
本発明に使用できる良好な微細凹凸表面断熱層被覆金型
が得られる。

【００４９】無機微粉末として最も良好に使用できる
「アエロジル」（日本アエロジル（株）製）は、純度の
高い酸化珪素（ＳｉＯ₂ ）からなり、比表面積が５０〜
４００ｍ² ／ｇ程度の微粒子がつくられている。個々の
粒子は球形をしており、その表面にはシラノールグルー
プが存在している。このシラノールグループは他の粒子
のシラノールグループと水素結合による相互作用を起こ
して、三次元的な網の目構造を形成する。撹拌したり振
動したりするとこの網の目構造が分解し、粘度減少が起
こる。静止状態では粒子の網の目構造が再び生成し、粘
度は上がる。ポリイミド前駆体溶液等の断熱材塗料に
「アエロジル」を５〜５０重量％配合し、主金型表面あ
るいは断熱層表面にスプレー塗装すると、該配合塗料は
スプレー塗布時には低粘度になって塗装ができ、金型表
面に付着すると高粘度になり、且つ、適度な微細凹凸表
面を形成する。アエロジル配合断熱層が断熱層全体を形
成していてもよいが、断熱層の最表面に存在すれば良
く、一般には断熱層の最表面の５〜３０μｍ程度の厚み
をこのアエロジル配合断熱層とする。この微細凹凸表面
が本発明の成形品を成形する微細凹凸表面断熱層金型と
して極めて好ましいことがわかった。

【００５０】「トスパール」、「トレフィル」等の商品
名で市販されている酸化珪素の微粒子は粒径のそろった
物、粒径分布の広い物等各種あり、それらを適度に組み
合わせて断熱材に配合することにより、各種の表面凹凸
状の断熱層が得られる。

【００５１】酸化珪素等の微粒子や微粉末を配合した断
熱材が断熱層の最表面を形成すると、断熱層が傷つきに
くくなる効果も顕著に現れる。

【００５２】本発明ではこの様にしてつくられた断熱層
被覆金型を用いて成形することにより、均一な艶消し面
を有し、ウエルドラインの目立ちがない本発明の射出成
形品を得る。

【００５３】本発明を図４及び図５に示す単純な形状の
成形品で説明したが、弱電機器のハウジング等は多点ゲ
ートで成形される複雑な形状をしており、この様な複雑
な形状の成形品では一般部とウエルド部の艶消し度の差
の他に、ウエルドラインをはさんで左右で艶消し度に差
が生ずる場合が多い。ウエルドラインをはさんで左右に
差が生ずるのは、左右の樹脂の流動速度に差がある場合
である。流動速度が速い側の樹脂は型壁面に接触してか
ら速く樹脂圧力がかかり、遅い側の樹脂は型壁面に接触
してから遅く樹脂圧力がかかり、左右で型表面再現性に
差が生じやすい。本発明はこの様な場合にも有効であ
る。

【００５４】

【実施例】次の金型、物質等を使用する。

【００５５】主金型：鋼材（Ｓ５５Ｃ）でつくられ、図
４に示す成形品の型キャビティを有する。成形品サイズ
は、１００ｍｍ×１００ｍｍで厚みは２ｍｍであり、中
央に３０ｍｍ×３０ｍｍの穴が空いている。ゲートは図
２に示す様にサイドゲートである。型表面は鏡面状であ
る。この主金型を３個用意し、そのうちの２個にはクロ
ムメッキがされている。

【００５６】表面微細凹凸状化主金型：クロムメッキさ
れていない主金型表面をサンドブラスト処理により艶消
し状表面とする。艶消し状表面は（株）日本エッチング
のＮＯ．ＮＨ１００８（吹き付けエアー圧３．７ｋｇ／
ｃｍ² ）を用いる。

【００５７】ポリイミド前駆体及び硬化後のポリイミ
ド：直鎖型高分子量ポリイミド前駆体溶液「トレニース
＃３０００」（東レ（株）製）。硬化後のポリイミドの
性能は、Ｔｇが３００℃、熱伝導率が０．０００５ｃａ
ｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃、破断伸度が６０％。

【００５８】ポリイミド被覆金型：クロムメッキされた
主金型に、ポリイミド前駆体溶液を塗布し、１６０℃に
加熱して部分イミド化し、次いで該塗布、１６０℃加熱
を８回繰り返し、最後に２９０℃まで加熱して、１００
％イミド化して型表面をポリイミド被覆し、該表面を鏡
面状に研磨して、１５０μｍ厚のポリイミド被覆金型を
つくる。

【００５９】表面微細凹凸状化ポリイミド被覆金型
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）：（Ａ）：ポリイミド被覆金型表面をサンドブラスト処理
を行い艶消し状表面化する。マット化は（株）日本エッ
チングのＮＯ．ＮＨ１００８（吹き付けエアー圧１．８
ｋｇ／ｃｍ² ）を行う。

【００６０】（Ｂ）：表面微細凹凸状化ポリイミド被覆
金型（Ａ）表面にポリイミド溶液を塗布し（ポリイミド
固形分として５μｍ厚に塗布）、ポリイミド表面の凹部
深さを調節する。

【００６１】（Ｃ）：ポリイミド前駆体溶液に「アエロ
ジル＃２００」（日本アエロジル（株）製）を、固形分
に対して３０重量％配合してタンブラーに入れ、撹拌効
果を十分するためガラスビーズを入れて十分に混合した
後、該アエロジル配合ポリイミド前駆体溶液をポリイミ
ド被覆金型表面にスプレー塗布して加熱し、平均厚みで
１５μｍのアエロジル配合ポリイミド層を最表面に形成
して微細凹凸表面とする。

【００６２】（Ｄ）：タンブラーでの撹拌はガラスビー
ズなしで行い、更に＃２００のステンレスメッシュで濾
過してアエロジル配合ポリイミド前駆体溶液をつくり、
それ以外は（Ｃ）と同様に行い、微細凹凸表面とする。

【００６３】射出成形される合成樹脂：旭化成ポリスチ
レン４９２（旭化成工業（株）製）黒着色品。ビカット
軟化温度は１０５℃。

【００６４】射出成形条件：合成樹脂温度２３０℃、主
金型温度５０℃で射出成形

【００６５】表面凹凸パターンの測定：（株）東京精密
の表面粗さ形状測定器「サーフコム５７０Ａ」で測定。

【００６６】［実施例１］表面微細凹凸状化ポリイミド
被覆金型（Ｂ）を用いて射出成形する。成形品の一般部
とウエルド部の艶消し度は均一で、光沢度は５％であ
り、ウエルドラインのへこみは１μｍ以下であり、良好
な均一艶消し射出成形品を得る。図８に表面凹凸パター
ンを示す。金型の表面凹凸パターンを８−１に、成形品
の一般部の表面凹凸パターンを８−２に、成形品のウエ
ルド部の表面凹凸パターンを８−３に示す。いずれもほ
ぼ同等の表面凹凸度を有する。

【００６７】［比較例１］表面微細凹凸状化主金型を用
いて射出成形する。断熱層が被覆されていない該金型を
用いると成形品には見苦しいウエルドラインが発生し、
該ウエルドラインのへこみは５μｍである。

【００６８】［比較例２］表面微細凹凸状化ポリイミド
被覆金型（Ａ）を用いて射出成形する。成形品のウエル
ドラインのへこみは１μｍ以下となるが、一般部とウエ
ルド部の艶消し度には差があり、均一な艶消し状成形品
にならない。すなわち、ウエルド部が黒っぽく、一般部
が白っぽい。図９に表面凹凸パターンを示す。ポリイミ
ド被覆金型の表面凹凸パターンを９−１に、成形品の一
般部の表面凹凸パターンを９−２に、成形品のウエルド
部の表面凹凸パターンを９−３に示す。成形品の一般部
とウエルド部では表面凹凸パターンが明らかに異なる。

【００６９】［実施例２］表面微細凹凸状化ポリイミド
被覆金型（Ｃ）と（Ｄ）を用いて射出成形する。成形品
の一般部とウエルド部の艶消し度は均一で、光沢度は
（Ｃ）の一般部とウエルド部で共に２％、（Ｄ）の一般
部とウエルド部で共に１１％である。ウエルドラインの
へこみは共に１μｍ以下でほとんど目立たず、良好な均
一艶消し射出成形品を得る。図１０と図１１に（Ｃ）と
（Ｄ）で成形した成形品の表面凹凸パターンを示す。

【００７０】

【発明の効果】本発明によりウエルドラインの目立ちが
少い、良好な艶消し状射出成形が得られる。これまでこ
の様な成形品は、成形された成形品を艶消し塗装して生
産されてきた。しかし、近年、塗料の溶剤の蒸発による
環境破壊が大きな社会問題になっており、また、生産コ
ストの削減が求められている。本成形品により成形後の
塗装を省略して実用できる成形品が得られ、その経済的
効果は甚大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】射出成形された時の金型壁面付近の温度分布の
変化の計算値を示すグラフ図である。

【図２】射出成形された時の、ポリイミド０．１ｍｍで
被覆された金型壁面付近の温度分布の時間変化の計算値
を示すグラフ図である。

【図３】射出成形された時の、ポリイミド０．１ｍｍで
被覆された金型壁面付近の温度分布の時間変化の計算値
を示すグラフ図である。

【図４】射出成形品の一例を示す斜視図である。

【図５】図４に示す射出成形品の説明図である。

【図６】射出成形時の型壁面にかかる樹脂圧力の経時変
化を示すグラフ図である。

【図７】射出成形された合成樹脂が型表面の微細凹凸へ
充填される様子をモデル的に示す説明図である。

【図８】実施例１における金型と成形品の表面凹凸パタ
ーンを示すグラフ図である。

【図９】比較例２における金型と成形品の表面凹凸パタ
ーンを示すグラフ図である。

【図１０】実施例２における成形品の表面凹凸パターン
を示すグラフ図である。

【図１１】実施例２における成形品の表面凹凸パターン
を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ゲート２穴部３ウエルドライン４成形品５ウエルド部６一般部７一般部にかかる樹脂圧力曲線８ウエルド部にかかる樹脂圧力曲線９ゲート部にかかる樹脂圧力曲線１０断熱層１１合成樹脂１２断熱材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属からなる主金型の金型キャビティを
構成する成形品表面側型壁面が、熱伝導率が０．０００
０５〜０．００２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃の耐熱性重
合体からなる微細凹凸表面の断熱層で０．０５〜０．５
ｍｍ厚に被覆された金型を用いて成形することを特徴と
する艶消し状の合成樹脂射出成形品の製造方法。
【請求項２】５〜５０重量％の微粉末を配合した耐熱
性重合体からなる断熱材を断熱層最表面に塗布して微細
凹凸表面を形成した断熱層被覆金型を用いて成形された
請求項１の艶消し状の合成樹脂射出成形品の製造方法。
【請求項３】耐熱性重合体からなる断熱層の表面をサ
ンドブラスト加工して凹凸状にし、次いで該凹凸表面の
凹部に耐熱性重合体を流し込み凹凸度を調節した金型を
用いて成形された請求項１の合成樹脂射出成形品。
【請求項４】合成樹脂の射出成形品に於いて、（１）
金属からなる主金型の金型キャビティを構成する成形品
表面側型壁面が、熱伝導率が０．００００５〜０．００
２ｃａｌ／ｃｍ・ｓｅｃ・℃の耐熱性重合体からなる微
細凹凸表面の断熱層で０．０５〜０．５ｍｍ厚に被覆さ
れた金型を用いて成形された射出成形品であり、（２）
該射出成形品はウエルド部を有し、該ウエルド部のウエ
ルドラインのへこみは２μｍ以下であり、（３）該射出
成形品表面は光沢度が３０％以下の艶消し面であり、且
つ、成形品の一般部とウエルド部が均一な艶消し面を有
する、艶消し状の合成樹脂射出成形品。