JPH09220728A - 樹脂成形品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヒケのない樹脂成形品とその製造方法を提供
する。 【解決手段】 厚肉部と薄肉部のある樹脂成形品を成形
する際に、第一の金型２１と第二の金型２２とを用いて
厚肉部の一部となる一次成形体１４をエラストマー材料
から成形し、この一次成形体１４を留めた第一の金型２
１と第三の金型２３とを用いて厚肉部の残りの部分と薄
肉部をほかの樹脂材料２５から成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エラストマーを利
用して樹脂成形品のヒケの防止を可能にする樹脂成形品
の製造方法と、この方法で製造された新しいタイプの樹
脂成形品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボス部やリブ部のような部分的に
厚みの異なる厚肉部、偏肉部を有する樹脂成形品におい
ては、厚肉部、偏肉部の表面に一般にヒケと呼ばれるく
ぼみが生じることが問題となっている。

【０００３】ヒケの発生メカニズムを図１を参照して模
式的に説明する。リブ部３を有する樹脂成形品１を成形
する際、金型内に充填された樹脂は、金型内部に設けら
れた冷却機構（図示せず）により、図１（ａ）に示すよ
うにまず金型（図示せず）の表面に接する部位から徐々
に冷却されて固化を始める。この図において、斜線で表
示された部分は樹脂の固化した層を表し、その内側の斜
線の施していない部分は樹脂の溶融部を表している。図
１（ｂ）と（ｃ）に順を追って示すように、固化が内部
まで進行すると、樹脂成形品１の平板部２とリブ部３と
の交差する部位は他の平板部に比べて樹脂量が多く、そ
のためその部位の保有する熱容量が大きいことから、交
差部にのみ溶融部が残った状態となる。更に冷却が進ん
で溶融部が全て固化した状態になると、樹脂の体積収縮
が起こり、そのときの力によってリブ部においては比較
的薄肉である上部（リブの反対側）が下方（リブの方
向）に引っ張られ、陥没して、図１（ｄ）に５で示した
ヒケと呼ばれる不具合を生じさせる。

【０００４】樹脂成形品に見られるヒケは外観的に好ま
しくないので、ヒケの発生を防止する対策が従来よりい
ろいろと講じられてきた。それらのうちで最近のものと
して、特開平４−１０１３号公報、特開平６−２８５８
９６号公報に記載されたように、金型内に弾性体をセッ
トしておき、樹脂の射出圧により圧縮された弾性体が樹
脂の冷却・固化による体積収縮に伴い徐々に元の大きさ
に復元しながら樹脂成形品の体積の不足分を補い、これ
によって成形品にヒケが生じないようにする技術があ
る。

【０００５】また、特開平５−２７８０３９号公報に
は、金型内の温度を部分的に変えるように、特に成形製
品の裏面（意匠面とならない面）の温度が高くなるよう
に金型内に熱伝導率の小さい入れ子を配置し、それによ
り樹脂の溶融部（未硬化部）を成形製品の裏面寄りに形
成させることで、積極的にヒケを裏面側に形成させる技
術が記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】特開平４−１０１３号
公報、特開平６−２８５８９６号公報に記載されたよう
に金型内に弾性体をセットしておく方法では、弾性体を
別個に作らなくてはならない上、高熱と高圧に繰り返し
さらされる型内に配置される弾性体は耐久性の問題から
メンテナンス、交換が不可欠であり、そのため管理が煩
わしい。また、特開平５−２７８０３９号公報に記載さ
れたように金型内に熱伝導率の小さい入れ子を配置する
方法では、成形開始の頃は入れ子の温度が低く、その後
徐々に高くなるため、温度管理をこまめに行わないとヒ
ケの発生を完全に抑制するには至らず、この温度管理が
大変である。

【０００７】本発明は、樹脂成形品のヒケの防止をより
確実なものとするとともに、そのための管理工数を低減
することができる樹脂成形品の製造方法の提供を目的と
する。また、本発明は、ヒケのない樹脂成形品の提供を
もう一つの目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の樹脂成形品製造
方法は、厚肉部と薄肉部のある樹脂成形品を成形する際
に、第一の金型と第二の金型とを用いて厚肉部の一部と
なる一次成形体をエラストマー材料から成形し、この一
次成形品を留めた第一の金型と第三の金型とを用いて厚
肉部の残りの部分と薄肉部をほかの樹脂材料から成形す
ることを特徴とする。

【０００９】本発明の樹脂成形品は、厚肉部と薄肉部と
を有し、厚肉部の一部がエラストマー材料からなり、厚
肉部の残りの部分と薄肉部とがほかの樹脂材料から成形
されていることを特徴とする。

【００１０】本願発明における「厚肉部」とは、ボス部
やリブ部を備えた樹脂成形品におけるそれらのボス部や
リブ部のように、成形品の他の部分に比べて厚い部分を
指す。また、「薄肉部」とは、樹脂成形品のうちのその
ような厚肉部以外の部分を指す。とは言え、ここでの
「厚肉部」は、厳密な意味での成形品の他の部分よりも
厚い部分のみならず、その周囲の薄肉部をも含めた成形
品のうちの一部分を指すものと解するべきである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図２（ａ）は本発明の樹脂成形品
の一例を示す斜視図であり、そして図２（ｂ）にその断
面図を示す。図示した樹脂成形品１０は、薄肉部である
平板部１１と厚肉部であるボス部１２からなる。平板部
１１は熱可塑性樹脂を用いて射出成形されたものであ
る。ボス部１２は、平板部１１と連続して成形されたボ
ス基部１３と、このボス基部１３の外周を取り囲むとと
もにボス基部１３と一体に成形されたエラストマーから
なる弾性部１４とから構成される。この成形品１０は、
このように二色成形により成形されて、一次成形した弾
性部１４と二次成形したそのほかの部分（平板部１１と
ボス基部１３）とを一体にしたものである。

【００１２】次に、この樹脂成形品１０を製造する場合
を例に、図３〜図５を参照して本発明の方法を説明す
る。図３は、この方法で使用する金型を模式的に示した
もので、図３（ａ）は第一の金型の下金型２１であり、
図３（ｂ）は第二の金型の弾性部用金型２２であり、図
３（ｃ）は第三の金型の平板部用金型２３である。

【００１３】これらの金型を使って樹脂成形品１０を製
造する際には、まず、図４（ａ）に示したように、下型
２１と弾性部用金型２２を使って適当なエラストマー材
料から弾性部１４を一次成形する。次に、下型２１に一
次成形体の弾性部１４を残して、弾性部用金型２２を平
板部用金型２３と取り替え、図４（ｂ）に示したように
二次成形のための適当な樹脂材料２５をキャビティに射
出すると、その射出圧により一次成形体の弾性部１４の
エラストマーが図中の矢印で示されたように圧縮され
る。

【００１４】次に、金型２１、２３をそれらの内部に設
けられた冷却機構（図示せず）により冷却して、樹脂材
料２５を冷却・固化させる。この際には、図４（ｃ）に
示したように、樹脂は金型に接する部分から冷やされて
固化が始まる。このとき、樹脂２５のうちのエラストマ
ーの弾性部１４に接する部分は、このエラストマー材料
の断熱作用（熱伝導率が金型材料のそれより低いことに
よる）のために、まだ固化が始まっていない。図中、斜
線を施した部分が固化した樹脂の部分を示している。ま
た、樹脂材料２５の冷却・固化による体積の収縮が起こ
るが、射出時に圧縮されていたエラストマー材料が元の
形状に復元することによりボス部全体としては体積の収
縮は起こっていないことになる。

【００１５】しばらくして、固化が樹脂材料２５の内部
にまで進むと、図５（ａ）に示すようにエラストマー近
傍にだけ溶融部２６が残った状態で全体に固化した状態
となる。このようにエラストマー材料の近傍にだけ溶融
部２６が残るのは、この部分に他に比べて多くの樹脂が
あること、エラストマーにより断熱され冷却が遅れるこ
とが原因となっている。このとき、成形品の表面側（図
において上側）はかなりの厚みで固化が済んでいる。

【００１６】図５（ｂ）に示すように冷却・固化が完了
する頃には、最後に残っていた溶融部２６（図５
（ａ））の体積収縮により、その溶融部の中心に向かう
ように収縮力が発生するが、溶融部の上側と左右にはか
なり厚い固化層が形成されているため、下方から中心に
向かうような力が集中的にかかることになる。この力に
よって、エラストマーの弾性部１４は上方に引っ張られ
ることになり、これによりボス部のある平板部にヒケが
生じるのが回避される。この弾性部１４が上方に引っ張
られる様子を図６に模式的に示し、この図中の矢印が弾
性部１４を上方へ引っ張るように作用する力を表してい
る。（通常、溶融部の中心に向かって力が作用するが、
その周囲全てが厚い固化層に覆われてその力により抵抗
するのに十分強い場合には、中心部分は材料のない空虚
な箇所となり、ボイドと呼ばれるものが発生する現象が
起こり、製品強度を落とす原因となる。）

【００１７】本発明において一次成形のために使用する
ことができるエラストマー材料の例を挙げると、スチレ
ン系エラストマー、オレフィン系エラストマー等である
が、使用可能なエラストマー材料はこれらには限定され
ない。また、二次成形のために使用することができる樹
脂材料としては、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエ
ン・スチレン共重合体）、ＰＰ（ポリプロピレン）、Ｐ
Ｅ（ポリエチレン）等の熱可塑性樹脂材料を挙げること
ができるが、使用可能な樹脂材料もこれらに限定される
ものではない。

【００１８】本発明には、二色成形の利点を組み合わせ
ることもできる。例えば、上記の樹脂成形品１０の例で
言えば、ボス部１２の先端までエラストマーがあるた
め、この部分をシール部やクッション材として、あるい
はネジの回り止めとして利用することが可能である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
厚肉部の一部分のためにエラストマーを一次成形し、次
いでそのほかの部分について樹脂材料を二次成形する二
色成形としたので、二次射出圧により一次成形体のエラ
ストマーを圧縮しておき、二次成形材料の冷却・固化に
伴う体積収縮をこの圧縮しておいたエラストマーの復元
で補うとともに、エラストマーの断熱作用により表面側
を先に硬化させて強くし、更にエラストマーの低弾性率
によってエラストマーが伸長し体積収縮を補って表面層
の座屈を防ぐようにしたことで、ヒケの発生を確実に防
ぐことができる。また、断熱作用を有する弾性部のエラ
ストマーは成形のたびに形成されて成形製品の一部とな
り、繰り返して使用されることがないので、劣化の心配
がなく且つメンテナンスが不要になる。更に、一次成形
したものを直ぐに断熱材として利用するので温度が安定
しており、製品ごとにばらつくことがなく管理が容易に
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ヒケの発生メカニズムを模式的に説明する図で
あって、（ａ）は成形材料の冷却・固化の開始時の様子
を示す図であり、（ｂ）は冷却・固化が進んだ状態を示
す図であり、（ｃ）は成形材料のほとんどが固化した状
態を示す図であり、（ｄ）は冷却・固化の完了したとこ
ろを示す図である。

【図２】本発明の樹脂成形品を説明する図であって、
（ａ）は樹脂成形品の斜視図であり、（ｂ）は（ａ）の
Ｉ−Ｉ線断面図である。

【図３】本発明で使用する金型を説明する図であって、
（ａ）は下金型、（ｂ）は弾性部用金型、（ｃ）は平板
部用金型を示す図である。

【図４】本発明の方法の前半を説明する図であって、
（ａ）は弾性部の一次成形、（ｂ）は二次成形材料の射
出、（ｃ）は二次成形材料の冷却・固化の開始を示す図
である。

【図５】本発明の方法の後半を説明する図であって、
（ａ）は冷却・固化の途中の様子、（ｂ）は冷却・固化
の完了した様子を示す図である。

【図６】樹脂材料の冷却・固化完了後に弾性部に作用す
る力を説明するためにボス部の一部分を示す図である。

【符号の説明】

１…樹脂成形品 ２…平板部 ３…リブ部 ５…ヒケ １０…樹脂成形品 １１…平板部 １２…ボス部 １３…ボス基部 １４…弾性部 ２１…下金型 ２２…弾性部用金型 ２３…平板部用金型 ２５…樹脂材料 ２６…溶融部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 厚肉部と薄肉部のある樹脂成形品を成形
   する際に、第一の金型と第二の金型とを用いて厚肉部の
   一部となる一次成形体をエラストマー材料から成形し、
   この一次成形体を留めた第一の金型と第三の金型とを用
   いて厚肉部の残りの部分と薄肉部をほかの樹脂材料から
   成形することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 前記厚肉部がボス部又はリブ部である、
   請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 厚肉部と薄肉部とを有し、厚肉部の一部
   がエラストマー材料からなり、厚肉部の残りの部分と薄
   肉部とがほかの樹脂材料から成形されていることを特徴
   とする樹脂成形品。
4. 【請求項４】 前記厚肉部がボス部又はリブ部である、
   請求項１記載の樹脂成形品。