JPH10193449A

JPH10193449A - 成形用金型

Info

Publication number: JPH10193449A
Application number: JP1337397A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kurihara; 文夫栗原; Mitsuyoshi Kumamoto; 光芳熊本
Original assignee: JSR Corp
Current assignee: JSR Corp
Priority date: 1997-01-08
Filing date: 1997-01-08
Publication date: 1998-07-28
Anticipated expiration: 2017-01-08
Also published as: JP3817805B2

Abstract

(57)【要約】【課題】鏡面や絞面等を有する外観の良好な樹脂成形
品を、表面にフィルム層を形成したり塗装を施したりす
ることなく、また、射出成形法のような高圧に耐える大
型の装置を用いることなく成形できるようにする。【解決手段】成形面を有する型部材の成形面裏面との
間に空間を確保した状態で該型部材を支持する支持部
材、前記成形面を成形対象のシート状樹脂の（ビカット
軟化温度（Ｔ））℃以上まで加熱する加熱手段、及び前
記空間に冷却媒体を供給することにより前記成形面を前
記シート状樹脂の（ビカット軟化温度（Ｔ）−１０）℃
以下の温度まで冷却する冷却手段を有する真空／圧空成
形用金型。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、真空成形／圧空成
形／スタンピング成形のように、軟化状態の樹脂シート
を比較的低圧で成形する成形用金型に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空／圧空成形は、軟化状態の樹脂シー
トを、気体の圧力差を利用して成形面に押圧して成形す
るものであり、公知である。また、スタンピング成形
は、軟化状態の樹脂シートを成形面の前面側に固定した
後、該成形面と対を成す押圧部材との間に挟み込むこと
により押圧して成形するものであり、公知である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】種々の樹脂成形品に関
して、その外観を良好にしたいという要請がある。この
要請に応えるために、例えば、樹脂成形品の成形時や成
形後に、その表面にフィルム層を一体に形成したり、或
いは、樹脂成形品の成形後に、その表面に塗装を施した
りすることが行われる。しかし、表面にフィルム層を形
成した成形品では２種類の樹脂が用いられているため、
リサイクル時には該２種類の樹脂を分離する必要があ
り、リサイクル工程が複雑化・高コスト化するという問
題がある。同様に、塗装を施した成形品の場合も、リサ
イクル時に樹脂と塗装を分離する必要があり、リサイク
ル工程が複雑化・高コスト化するという問題がある。こ
の問題を解決するために、例えば、射出成形法のよう
に、成形面の転写性が良好な成形法を用いることも考え
られる。しかし、射出成形法は成形圧力が大きいため、
比較的小型の樹脂成形品であれば、金型や射出成形機を
極端に大型化しなくともよいが、例えばバンパーやドア
等のような大型の樹脂成形品を射出成形で得ようとする
と、その射出圧力に耐える強度の金型や射出成形機とし
て、非常に大きな構造のものが必要となる。本発明は、
鏡面や絞面等を有する外観の良好な樹脂成形品を、表面
にフィルム層を形成したり塗装を施したりすることな
く、また、射出成形法のような高圧に耐える大型の装置
を用いることなく成形できるようにすることを目的とす
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、軟化
状態の樹脂シートを成形面に押圧して成形する真空／圧
空成形用金型であって、（Ａ）前記成形面を有する型部
材の成形面裏面との間に空間を確保した状態で該型部材
を支持する支持部材、（Ｂ）前記成形面を加熱する加熱
手段、（Ｃ）前記成形面を冷却する冷却手段、を有する
真空／圧空成形用金型である。請求項２の発明は、軟化
状態の樹脂シートを押圧して成形するスタンピング成形
用金型であって、（Ａ）成形面を有する型部材の成形面
裏面との間に空間を確保した状態で該型部材を支持する
支持部材、（Ｂ）前記成形面を加熱する加熱手段、
（Ｃ）前記成形面を冷却する冷却手段、を有するスタン
ピング成形用金型である。

【０００５】支持部材（Ａ）は、成形面裏面との間に空
間を確保した状態で、型部材（成形面を有する部材）を
支持し得るものである。支持部材（Ａ）と成形面裏面と
で構成される空間は、冷却手段（Ｃ）の冷却媒体を供給
されることにより成形面を冷却する作用を奏するもので
もあるため、冷却効率を良好にする見地からは、冷却媒
体の導入／導出部以外は閉じられた空間であることが望
ましく、そのためには、支持部材（Ａ）と型部材の結合
部がシールされていることが望ましい。一方、成形面の
加熱／冷却サイクルの繰り返しに伴って型部材が熱膨張
／収縮サイクルを繰り返すことに鑑み、支持部材（Ａ）
と型部材の結合部には、支持部材（Ａ）と型部材の熱膨
張の差異による歪みや損壊を防止するための遊びが設け
られていることが望ましい。このようなシール構造及び
シール材料と遊びの構造とについては、後に具体例に即
して詳述する。また、成形面を加熱／冷却するサイクル
を短縮するためには、型部材の熱容量が小さいことが望
ましく、そのためには、成形面と裏面との間が薄いこと
が望ましい。また、成形面を加熱／冷却するサイクルを
短縮するためには、支持部材（Ａ）と型部材とが断熱さ
れていることが、更に望ましい。このような断熱材料と
断熱構造については、後に具体例に即して詳述する。

【０００６】加熱手段（Ｂ）は、好ましくは成形面を前
記シート状樹脂の（ビカット軟化温度（Ｔ））℃以上ま
で加熱し得るものである。更に好ましくはビカット軟化
温度Ｔ℃より５℃以上高い温度、特に好ましくはビカッ
ト軟化温度Ｔ℃より１０℃〜５０℃高い温度まで加熱し
得るものである。成形面と成形面裏面との間が薄く、そ
の熱容量が小さい場合には、前記空間に加熱蒸気等の加
熱媒体を供給する機構によって加熱手段（Ｂ）を構成す
ることができる。その加熱効率を良好にする見地から
は、前記と同様に、加熱媒体の導入／導出部以外は前記
空間が閉じられていることが望ましい。また、成形面裏
面に対向してハロゲンヒータ等の輻射加熱器を配するこ
とで加熱手段（Ｂ）を構成することもできる。その場合
には、成形面裏面の吸熱性を良好にすることが望まし
い。輻射加熱器と成形面裏面の吸熱性を向上させる表面
処理については、後に、具体例に即して詳述する。ま
た、成形面に対向してハロゲンヒータ等の輻射加熱器を
進入／退避可能に配することで加熱手段（Ｂ）を構成す
ることもできる。また、成形面を金属で構成して、通電
加熱したり、或いは誘導加熱したりする機構によって、
加熱手段（Ｂ）を構成することもできる。また、成形面
表層部を断熱層として構成することで、軟化状態の樹脂
シートの熱で成形面を加熱するようにして、加熱手段
（Ｂ）を構成することもできる。このような断熱層の構
造や熱伝導率の望ましい範囲については、後に具体例に
即して詳述する。

【０００７】冷却手段（Ｃ）は、好ましくは前記空間に
冷却媒体を供給することにより成形面を前記シート状樹
脂の（ビカット軟化温度（Ｔ）−１０）℃以下まで冷却
し得るものである。更に好ましくは前記空間に冷却媒体
を供給することにより（ビカット軟化温度（Ｔ）−１
５）℃より低い温度、特に好ましくは前記空間に冷却媒
体を供給することにより（ビカット軟化温度（Ｔ）−２
０）℃〜（ビカット軟化温度（Ｔ）−５０）℃の範囲の
温度まで冷却し得るものである。冷却媒体としては、冷
却空気、冷却水、冷却オイル等、液体／気体の種々の媒
体を用いることができる。冷却媒体として冷却水を用い
た場合や前記加熱媒体として加熱蒸気を用いた場合に
は、支持部材（Ａ）や型部材に防錆対策を施すことが望
ましい。例えば、これらの材料として、錆難いステンレ
ス鋼、銅合金、セラミックス、アルミ合金等、好ましく
はステンレス鋼を用いたり、金属表面に不導態化処理
（例：窒化処理）を施したり、防錆塗料、例えば、シリ
コーン系ゾルゲルタイプ塗料を塗布する等の対策が挙げ
られる。

【０００８】本発明の成形用金型で成形されるシートの
樹脂材料としては、例えば、ＡＳ樹脂、ポリスチレン、
ハイインパクトポリスチレン、アクリロニトリル−ブタ
ジエン系ゴム−スチレンから成るグラフト共重合体（Ａ
ＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−ブタジエン系ゴム−ス
チレン−αメチルスチレンから成るグラフト共重合体
（耐熱ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−エチレン−プ
ロピレン系ゴム−スチレン及び／又はメタクリル酸メチ
ルから成るグラフト共重合体（ＡＥＳ樹脂）、アクリロ
ニトリル−水添ジエン系ゴム−スチレン及び／又はメタ
クリル酸メチルから成るグラフト共重合体、アクリロニ
トリル−シリコーンゴム−スチレン及び／又はメタクリ
ル酸メチルから成るグラフト共重合体、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリカ−ボネ−ト、ポリフェニレンエ
−テル、ポリオキシメチレン、ナイロン、メタクリル酸
メチル系重合体、ポリエ−テルスルホン、ポリアリレ−
ト、塩化ビニル、マレイミド化合物−スチレン及び／又
はアクリロニトリル及び／又はα−メチルスチレンから
なる共重合体、ゴム状重合体−マレイミド化合物−スチ
レン及び／又はアクリロニトリル及び／又はメタクリル
酸メチル及び／又はα−メチルスチレンからなるグラフ
ト共重合体等、及びこれらの複合物と、これらに充填剤
を添加した樹脂が挙げられる。

【０００９】本発明の成形用金型で好適に成形される成
形品としては、例えば、各種のハウジング、スポーツ用
製品、遊具、車両用製品、家具用製品、サニタリー製
品、建材用製品、厨房用製品等がある。ハウジングとし
ては、例えば、クーラーボックス、ＴＶ、オーディオ機
器、プリンタ、ＦＡＸ、複写機、ゲーム機、洗濯機、エ
アコン、冷蔵庫、掃除機、アタッシュケース、楽器ケー
ス、工具箱、コンテナ、カメラケース等がある。スポー
ツ用製品としては、例えば、スイミングボード、サーフ
ボード、ウインドサーフィン、スキー、スノーボード、
スケートボード、アイスホッケースティック、カーリン
グボール、ゲートボールラケット、テニスラケット、カ
ヌー、ボート等がある。遊具としては、例えば、バッ
ト、ブロック、積木、釣り具ケース、パチンコ台枠等が
ある。車両用製品としては、例えば、エアースポイラ
ー、ドアー、バンパー、フェンダー、ボンネット、サン
ルーフ、リアゲート、ホイールキャップ、インパネ、グ
ローブボックス、コンソールボックス、アームレスト、
ヘッドレスト、燃料タンク、運転席カバー、トランク工
具ボックス等がある。家具用製品としては、例えば、引
き出し、机天板、ベッド天板・底板、鏡台枠板、げた箱
板・前扉、椅子背板・底板、盆・トレー、傘立て、花
瓶、薬箱、ハンガー、化粧箱、収納箱板、本立て、事務
机天板、ＯＡ机天板、ＯＡラック等がある。サニタリー
製品としては、例えば、シャワーヘッド、便座、便板、
排水パン、貯水槽蓋、洗面化粧台扉、浴室ドア等があ
る。建材用製品としては、例えば、天井板、床板、壁
板、窓枠、ドア、ベンチ等がある。厨房用製品として
は、例えば、まな板、キッチン扉等がある。なお、これ
らは例示であり、これら以外の成形品も好適に成形され
得る。

【００１０】

【発明の実施の形態】

（１）真空／圧空成形用金型：例１（図１，図２，図５
（ｂ））． (1-1) 概要．図１は真空／圧空成形用金型の第１の例を
示す縦断面模式図であり、図２は図１の金型のコーナー
部分の取付構造（支持部材4 と型部材3 の結合部の構
造）の一例を示す模式図である。図１に示す金型は、成
形面30を有する型部材3 を、断熱介挿部材1 を介して箱
型の支持部材4 により支持する構造を成す。成形面30の
裏面31と支持部材4 の内面との間には空間Ｓが確保され
ており、また、箱型の支持部材4 の内面には断熱部材2
が設けられている。型部材3 と支持部材4 は、何れも、
ステンレス鋼製である。

【００１１】(1-2) 成形面30．成形面30は、型部材3 の
表側面に形成されている。この成形面30に軟化状態の樹
脂シートＰを負圧で吸引して押し付けることで、成形面
30が樹脂シートＰに転写される。成形面30には、樹脂シ
ートＰを負圧で吸引して成形面30に押圧するために、多
数の孔300 があけられている。この多数の孔300 は、成
形面30の裏面31側で外部への導出管301 として纏められ
ており、この導出管301 を通して吸引した空気が排気さ
れる。なお、孔300 は型部材3 の裏面31でなく、内部で
纏められてもよい。この孔300 の径は、図１の金型では
０．３ｍｍ程度であるが、特に粘度が低く孔300 内に軟
化状態の樹脂が進入して成形品の表面に凹凸が形成され
てしまう恐れがある樹脂を用いる場合には、図５の
（ｂ）のように、表面側39a が略１０μｍ程度で内側が
略数１０μｍ程度の細孔を厚さ数１０μｍ〜２ｍｍ程度
のニッケル薄板39に多数形成した構造を用いてもよい。
この構造では、ニッケル薄板39と型部材3 との間に、何
れかの側の表面に形成した不図示の凹凸によって間隙が
確保されており、この間隙を通して排気が行われる。成
形面30は、樹脂シートＰを成形面30に押圧する前に、樹
脂シートＰのビカット軟化温度（Ｔ）℃以上の温度まで
加熱される。この熱のため、成形面30に押圧された樹脂
シートＰの表面は成形面30に密着されて、その形状を良
好に転写される。例えば、鏡面や絞面を良好に転写され
る。また、樹脂シートＰは、成形面30に押圧される前に
上下のヒータH1,H2 により加熱されて軟化状態とされた
後、下面側から予備ブローされて上方へ膨らませられ、
その後に、成形面30の側へ吸引される。この予備ブロー
は、樹脂シートＰを膨らませて延ばすことで、更に容易
に成形面30に吸引するために行われる。なお、圧空成形
の場合には、真空排気による吸引と併せて、図の上方か
ら空気による加圧が行われる。この工程は公知であるた
め、説明は省略する。

【００１２】(1-3) 断熱介挿部材1 ．断熱介挿部材1
は、成形面30を有する型部材3 と該型部材3 を支持する
支持部材4 を断熱することにより、成形面30の速やかな
加熱／冷却を可能にするために設けられている。断熱介
挿部材1 としては、熱伝導率が０．００１〜１[kcal/mh
℃] 、好ましくは０．００５〜０．８[kcal/mh℃] 、更
に好ましくは０．０１〜０．５[kcal/mh℃] で、且つ、
縦弾性係数が０．１×１０⁴ 〜１００×１０⁴[kg/cm²]
、好ましくは０．２×１０⁴ 〜４０×１０⁴[kg/cm²]
、更に好ましくは１×１０⁴ 〜２０×１０⁴[kg/cm²]
の材料を用いて構成してもよく、また、熱伝導率が０．
００１〜１[kcal/mh℃] 、好ましくは０．００５〜０．
８[kcal/mh℃] 、更に好ましくは０．０１〜０．５[kca
l/mh℃] の材料と、縦弾性係数が０．１×１０⁴ 〜１０
０×１０⁴[kg/cm²] 、好ましくは０．２×１０⁴ 〜４０
×１０⁴[kg/cm²] 、更に好ましくは１×１０⁴ 〜２０×
１０⁴[kg/cm²] の材料を用いた積層構造として構成して
もよい。つまり、断熱介挿部材1 は、型部材3 と支持部
材4 を断熱状態で支持でき、且つ、型部材3 の側から支
持部材4 の側へ加わる押圧力に抗して、型部材3 を支持
部材4 によってガタつき無く確実に支持できればよい。
なお、上記断熱支持部材の熱伝導率として上記の如き範
囲が示されている理由は、熱伝導率が０．００１[kcal/
mh℃] 未満では特殊な材料が必要となって実用的で無く
なり、１[kcal/mh℃] を越えると所望の断熱効果が得ら
れないためである。また、上記断熱支持部材の縦弾性係
数として上記の如き範囲が示されている理由は、縦弾性
係数が０．１×１０⁴[kg/cm²] 未満では剛性が不足して
シールが十分で無くなり、１００×１０⁴[kg/cm²] を越
えると断熱支持部の加工が困難となるためである。熱伝
導率が０．００１〜１[kcal/mh℃] で、縦弾性係数が
０．１×１０⁴ 〜１００×１０⁴[kg/cm²] の材料として
は、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポ
リフェニレンオキサイド、変性ポリフェニレンオキサイ
ド、ポリアミド、アセタール樹脂、四フッ化エチレン系
樹脂、セラミックス、ＰＣ、フェノール樹脂、ユリア、
メラミン、ガラス、不飽和ポリエステル等がある。好ま
しくはフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン、不飽和
ポリエステルであり、更に好ましくはフェノール樹脂で
ある。

【００１３】(1-4) 空間Ｓ．空間Ｓは、断熱介挿部材1
とともに、成形面30を有する型部材3 を、該型部材3 を
支持する支持部材から断熱して、成形面30の速やかな加
熱／冷却を可能にする作用を奏する。また、空間Ｓは、
その内部に加熱媒体／冷却媒体を供給されることによ
り、成形面30を裏面31側から加熱／冷却する作用を奏す
る。(1-5) 断熱部材2 ．空間Ｓの作用をさらに良好に奏
することができるように、箱型の支持部材4 の内面（空
間Ｓに曝される面）には、断熱部材2 が設けられてい
る。この断熱部材2 は、空間Ｓ内に供給される加熱蒸気
や加熱オイルを支持部材4 から断熱することにより、加
熱蒸気等の余分な温度低下を防止するものである。ま
た、空間Ｓ内に供給される冷却水や冷却空気を支持部材
4 から断熱することにより、冷却水等の余分な温度上昇
を防止するものである。この断熱部材2 は、図２（ｂ）
に示すように、厚さ１０[mm]のフェノール樹脂層22と、
厚さ２[mm]のアスベスト層21から成る。この断熱部材2
の材料としては、ポリアリレート、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリフェニレンオキサイド、変性ポリフェニ
レンオキサイド、ポリアミド、アセタール樹脂、四フッ
化エチレン系樹脂、セラミックス、ＰＣ、フェノール樹
脂、ユリア、メラミン、ガラス、不飽和ポリエステル
等、アスベスト、硬質ウレタンフォーム、ロックウー
ル、グラスウール、けい酸カルシウム、ポリスチレンフ
ォーム、はっ水性パーライト、コルク、木材（杉）、ゴ
ム、石英ガラス、発泡ビーズ等、及びこれらの２種以上
の組み合わせを用いることができる。好ましくは、フェ
ノール樹脂、ユリア、メラミン、不飽和ポリエステル、
アスベスト、硬質ウレタンフォーム、発泡ビーズを用い
ることができる。

【００１４】(1-6) 遊び．成形面30を有する型部材3
は、加熱／冷却過程を繰り返されて、熱膨張／収縮サイ
クルを短時間で繰り返す。一方、型部材3 を支持する支
持部材4 は、該型部材3 と断熱されている。このため、
型部材3 と支持部材4 を強固に結合しておくと、両者間
には熱膨張の差異によって歪みが発生し、放置すると損
壊に到る恐れがある。このため、型部材3 は、図２のよ
うに、上記熱膨張の差異を吸収して歪みの発生を防止し
得る遊びの在る状態で、支持部材4 と結合されている。
即ち、型部材3 の周辺に張り出されている被支持板36
が、該被支持板36に対応するように支持部材4 に設けら
れている溝46内に、遊びａの在る状態で緩やかに嵌め入
れられて、型部材3 が支持部材4 により支持されてい
る。溝46は、張出部400aを有する支持本体板400 を支持
本体部401 にボルト403 で取付けることで構成されてい
る。また、成形面30の上面視で方形に配設された４枚の
各支持本体板400 の隅部には、図２の（ａ）のように、
隣接する支持本体板400 との間に、略０．１[mm]の隙間
ｃが設けられている。さらに、溝46内の対向する上下の
表面には、厚さ１０[mm]のフェノール樹脂製の断熱介挿
部材1 が各々設けられ、被支持板36の上下面と各断熱介
挿部材1 との間隙にはＯリング9 が嵌められている。こ
のため、樹脂成形時の熱で型部材3 と支持部材4 とが熱
膨張して被支持板36と溝46との間に相対的なズレが生じ
た場合でも、該ズレは上述の遊びａによって吸収され、
悪影響（型部材3 の撓み、歪、寿命が短くなること等）
は防止される。また、型部材3 の撓み等を防止できるた
め、成形面30を良好な状態に保つことができ、その結
果、精密な成形品を得ることができる。また、型部材3
は、前述の条件（縦弾性係数が０．１×１０⁴ 〜１００
×１０⁴[kg/cm²] の材料）を満たすフェノール樹脂の断
熱介挿部材1 を介して支持部材4 に支持されているた
め、ガタツキ等の不具合も防止できる。

【００１５】(1-7) シール部材．上記では、シール部材
としてＯリング9 が用いられているが、他に、オイルシ
ール、合成ゴム、金属、フェルト、皮、コルク等を用い
ることができる。このシール部材により型部材3 と支持
部材4 の連結部をシールできるため、空間内Ｓに噴射さ
れる加熱蒸気や加熱オイル或いは冷却空気や冷却水が、
型部材3 と支持部材4 の連結部から漏れ出すことを防止
できる。また、加熱蒸気や加熱オイルを空間Ｓ内に所望
の圧力で密閉できるため、空間Ｓ内を所望の圧力に設定
することができる。このシール部材は、成形面30がビカ
ット軟化温度（Ｔ）℃以上まで加熱されることから、こ
の温度での耐久性を有する材料であることが要求され
る。 (1-8) 加熱手段・冷却手段．加熱手段は、弁72・導入配
管71・ノズル70を通して、空間Ｓ内へ加熱媒体（加熱蒸
気、加熱オイル等）を送り込むことで構成される。空間
Ｓ内へ供給された加熱媒体は、導出配管76・弁77を通し
て排出される。圧空成形の場合に於いて、成形面30に吸
引されている樹脂Ｐの上方から印加される空気圧と、空
間Ｓ内の圧力とを、略同一に保ちたい場合は、加熱媒体
供給の圧力を調整するとともに弁77を閉じることで実現
可能である。樹脂Ｐの上方から印加される空気圧と空間
Ｓ内の圧力を同一に制御すると、成形面30を備えた型部
材3 を非常に薄く構成することが可能となり、その熱容
量を十分に小さくできるため、加熱／冷却サイクルを更
に短縮することができる。樹脂Ｐの上方から印加する空
気圧と空間Ｓ内の圧力を略同一に保つ方法としては、例
えば、樹脂Ｐの上方から空気圧を印加する加圧配管と、
空間Ｓ内へ加熱蒸気を送り込む加圧配管とを連通させる
方法がある。また、両加圧配管を直接連通するのではな
く、両加圧配管を連通させた管内に容易に変位するピス
トンを設け、該ピストンを介して両加圧配管を実質的に
連通させる方法等がある。冷却手段は、弁72・導入配管
71・ノズル70を通して、空間Ｓ内へ冷却媒体（冷却空
気、冷却水等）を送り込むことで構成される。空間Ｓ内
へ供給された冷却媒体は、導出配管76・弁77を通して排
出される。

【００１６】（２）真空／圧空成形用金型：例２（図
３，図４）．例２の成形用金型は、例１の成形用金型と略同一である
ため、同一部分については同一の符号を付して説明を省
略し、異なる部分のみ説明する。例２の成形用金型は、
加熱手段として、空間Ｓ内へ加熱媒体（加熱蒸気、加熱
オイル等）を送り込む機構に加えて、又は空間Ｓ内へ加
熱媒体（加熱蒸気、加熱オイル等）を送り込む機構に代
えて、ハロゲンヒータ5 を備えている。即ち、図３に示
すように、箱型の支持部材4 の内面には、成形面30の裏
面31に対向する位置に、ハロゲンヒータ5 が設けられて
いる。このハロゲンヒータ5 で成形面裏面31を輻射加熱
することにより、更に加熱効率を向上させている。ま
た、ハロゲンランプ5 によって輻射加熱される成形面裏
面31には、輻射熱の吸熱特性を改善する目的で、図４の
（ａ）〜（ｅ）の何れかに示す表面処理が施されてい
る。（ａ）は黒染め処理により吸熱性を増大させた例、
（ｂ）は山切り加工により表面積を増大させた例、
（ｂ）は溝切り加工により表面積を増大させた例、
（ｄ）は上記（ａ）と（ｂ）の処理を併用したもので図
１の（ｂ）に相当する例、（ｅ）は上記（ａ）と（ｃ）
の処理を併用した例である。このように処理すること
で、ハロゲンランプ5 から輻射される熱量の大部分を、
型部材3 にて吸収することができる。

【００１７】（３）真空／圧空成形用金型：例３（図５
（ａ））．例３の成形用金型は、例１又は例２の成形用金型と略同
一であるため、同一部分は同一の符号を付して説明を省
略し、異なる部分のみ説明する。なお、全体構成は、例
１又は例２と略同様であるため、図示は省略する。例３
の成形用金型は、成形面30の表層部又は表層部内の浅い
位置に、熱伝導率が０．００１〜０．０１[cal/cm.s.
℃] の断熱層32を有する。即ち、軟化樹脂の熱によって
成形面30を昇温させて、該樹脂を成形面に密着させて、
その面を転写するようにした金型である。その際の成形
面の温度は、密着性を良好にする見地から、当該軟化樹
脂のビカット軟化温度（Ｔ）℃以上であることが望まし
い。このように溶融樹脂の熱により成形面を昇温させる
ために、成形面30の表層部又は表層部内の浅い位置に断
熱層32が形成されている。断熱層32が成形面30の表層部
に形成されている場合は、該断熱層32の表面が転写面と
なる。また、断熱層が成形面30の表層部内の浅い位置に
形成されている場合は、成形面30が転写面となる。表層
部内の浅い位置とは、成形面の背後の型部材3 の内部
で、軟化樹脂の熱で成形面30を十分に加熱できる深さで
ある。断熱層32の熱伝導率が０．００１[cal/cm.s.℃]
より小さいと、冷却に非常に時間がかかって、実用的で
はない。断熱層32の熱伝導率が０．０１[cal/cm.s.℃]
を越えると、軟化樹脂が転写面に密着する前に転写面が
冷えてしまうため、転写性が良好でなくなる。断熱層32
の厚さは、１００〜２０００μｍ程度が望ましい。１０
０より薄いと十分な断熱効果が無いため、成形面の表面
を十分に昇温できず、得られる成形品の表面は、成形面
を良好に転写したものとならない。一方、２０００μｍ
より厚いと断熱効果が大きくなりすぎて冷却速度が著し
く遅くなり、工業的な生産には適さない。

【００１８】上記構成に於いて、空間Ｓ側から成形面30
の裏面31を補助的に加熱するようにしてもよい。この補
助的な加熱手段としては、例１のように加熱媒体を供給
する手段や、例２のように成形面裏面31を輻射加熱する
手段がある。断熱層32は、図５（ａ）のように、断熱材
層320 と金属層321 とで構成してもよい。この場合に
は、金属層321 の表面が転写面となる。つまり、金属層
321 の表面が、軟化樹脂から得られる樹脂成形品の外面
形状を形作る。金属装置321 に用いられる金属として
は、例えば、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｌ等の金属、
及びそれらを主成分とする合金が挙げられる。好ましく
はＮｉ、Ｃｒ、及びそれらを主成分とする合金である。
金属層321 を設ける目的は、軟化樹脂と接触する金属面
の粗さを変えることにより、成形品の外観を、例えば、
鏡面や、絞面等に形成して、意匠性を付与することにあ
る。金属層321 の厚さは、好ましくは１０〜２００μ
ｍ、更に好ましくは２０〜１００μｍである。１０μｍ
より薄いと、目的の意匠性を付与する粗さにできない。
また、２００μｍより厚いと、断熱性が低下する。

【００１９】（４）真空／圧空成形用金型：例４（図
６）．例４の成形用金型は、例１の成形用金型と略同一である
ため、同一部分については同一の符号を付して説明を省
略し、異なる部分のみ説明する。なお、例１〜例３の構
成を例４に於いても適宜に採用することができる。例４
の成形用金型では、空間Ｓが隔壁Ｗによって分割されて
おり、各分割空間S1,S2 には、各々独立に加熱媒体とし
ての加熱蒸気や、冷却媒体としての冷却水及び／又は冷
却空気を噴射するための機構が独立に設けられている。
即ち、分割空間S1又は分割空間S2の一方のみに加熱媒体
や冷却媒体を供給することが可能である。また、各分割
空間のコーナー部には、圧力の集中を避けるために、不
図示の小さな丸みがつけられている。隔壁Ｗは、各々が
厚さ５[mm]の２枚の金属（ステンレス鋼）板の間に、断
熱板である厚さ１０[mm]のフェノール樹脂板を挟み込ん
で構成されている。即ち、金属板を用いることにより分
割空間S1又は分割空間S2の一方のみに加熱蒸気を噴射し
た場合の両分割空間の圧力差に耐え得る強度にするとと
もに、断熱板を用いることにより分割空間S1又は分割空
間S2の一方のみに加熱蒸気を噴射した場合の熱量の損失
を防止している。隔壁Ｗの内層である断熱板に用いる素
材としては、前記断熱介挿部材1 と同様の材料を用いる
ことができる。このように、例４の成形用金型では、分
割空間S1又はS2に面した成形面裏面31のみを適宜に加熱
／冷却することが可能であるため、樹脂成形品に適合す
るように分割を行うことにより、樹脂成形品の外面の一
部（所望の部位）のみの転写性を良好にして、所望の意
匠の樹脂成形品を得ることも可能である。また、空間Ｓ
を多分割した場合には、各分割空間内への加熱媒体／冷
却媒体の供給／排出を一様に行うことができるととも
に、供給／排出の速度高めることもできる。

【００２０】（５）スタンピング成形用金型：例５（図
７）．例５の成形用金型は、スタンピング成形用金型である。
このため、上方に雄型6 が設けられており、雌型の成形
面30と雄型6 の外面との間に軟化樹脂シートＰを挟み込
んで押圧することにより、樹脂成形品を得るものであ
る。例５の成形用金型は、雌型に関しては、例１の成形
用金型と略同一である。このため、同一部分については
同一の符号を付して示し、説明を省略する。なお、雌型
の側に関しては、例１〜例４の構成を例５に於いても適
宜に採用することができる。例５のスタンピング成形用
金型では、雄型6 の外面と雌型の成形面30との間に樹脂
シートＰを挟み込んで押圧する際に、空間Ｓ内に、雄型
6 からの圧力と略均衡する圧力で加熱媒体を送り込むよ
うに制御してもよい。そのように制御する場合には、成
形面30を備えた型部材3 を非常に薄く構成することが可
能となり、その熱容量を十分に小さくできるため、加熱
／冷却サイクルを更に短縮することができる効果があ
る。同様の効果は、加熱媒体として加熱オイル等の液体
を送り込み、空間Ｓ内に封入することによって達成する
こともできる。

【００２１】

【実施例】図１に示した真空／圧空成形用金型を用い、
熱可塑性樹脂材料としてＡＢＳ樹脂製のシ−トを用い、
真空成形機としてＦＣＰ−２ＡＰＡ−ＷＺ−１（浅野研
究所（株）社製）を用いて、下記の条件で、表１のタイ
ミングで、真空成形を行った。すなわち、条件は、（１）シ−ト加熱温度：１６０℃，（２）シ−ト加熱時間：２０秒，（３）予備ブロ−圧力：１ｋｇ／ｃｍ²，（４）予備ブロ−時間：７秒，（５）真空度：６５０ｍｍＨｇ，（６）成形面３０の加熱．ノズル70から噴射する加熱蒸気圧力：２ｋｇ／ｃｍ²，成形面30の最終到達温度：１３０〜１４０°
ｃ，成形面30の加熱保持時間：１０秒，（７）成形面30の冷却．ノズル70から噴射する（冷却水＋空気）：２ｋｇ／ｃｍ
²，成形面30の最終到達温度：６０℃，成形面30の冷却保持時間：４０秒，

【表１】である。このようにして成形した成形品（実施例品）
と、上記で（４）成形面30の加熱を行わずに成形した成
形品（比較例品）を比較すると、実施例品の表面光沢度
は成形品表面の全面に渡って一様に９０％で、コ−ナ−
部分のＲは０．５以下であったのに対して、比較例品の
表面光沢度は２０％以下で、コ−ナ−部分のＲは０．５
以上であった。即ち、実施例品の方が比較例品よりも成
形面の転写が良好であり、従来の真空成形では得られな
いコ−ナ−部分のＲが小さな成形品を精度良く成形で
き、寸法安定性も優れていた。なお、金型外寸法：３０
０（Ｈ）×３５０（Ｗ）×３５０（Ｌ），成形品寸法：
１９０（Ｈ）×２００（Ｗ）×２００（Ｌ），である。
上記実施例は、成形面30の背後の空間Ｓ内に加熱蒸気を
噴射して加熱した場合であるが、ハロゲンヒータ5 等の
輻射加熱手段を空間Ｓ内に成形面30の裏面31と対向する
ように設け、該ハロゲンヒータ5 等を用いて同様に加熱
する場合も、上記実施例と同様の成形品を得ることがで
きる。例えばハロゲンヒータ5 の総出力を６０ＫＷとし
て成形面30の最終到達温度を上記実施例と同じにした場
合も、上記実施例と同様の効果を得ることができた。

【００２２】

【発明の効果】本発明によると、真空成形／圧空成形／
スタンピング成形により、鏡面や絞面等を有する外観の
良好な樹脂成形品を得ることができる。また、比較的大
型の成形品であっても、外観の良好な樹脂成形品を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】真空／圧空成形用金型の断面模式図。

【図２】図１の金型の型部材と支持部材の結合部の構造
を示す断面模式図。

【図３】成形面裏面を輻射加熱するハロゲンヒータを備
えた真空／圧空成形用金型の断面模式図。

【図４】成形面裏面の表面処理の説明図。

【図５】成形面の表層部に断熱層を有する真空／圧空成
形用金型の成形面の付近の断面拡大模式図。

【図６】成形面裏面と支持部材の間の空間が分割空間で
ある真空／圧空成形用金型の断面模式図。

【図７】スタンピング成形用金型の断面模式図。

【符号の説明】

１断熱介挿部材２断熱部材３型部材３０成形面３１成形面裏面３２断熱表層３９細孔表層４支持部材５ハロゲンヒータ６雄型７１導入配管７６導出配管Ｓ空間Ｐ樹脂シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟化状態の樹脂シートを成形面に押圧し
て成形する真空／圧空成形用金型であって、（Ａ）前記
成形面を有する型部材の成形面裏面との間に空間を確保
した状態で該型部材を支持する支持部材、（Ｂ）前記成
形面を加熱する加熱手段、（Ｃ）前記成形面を冷却する
冷却手段、を有する真空／圧空成形用金型。
【請求項２】軟化状態の樹脂シートを押圧して成形す
るスタンピング成形用金型であって、（Ａ）成形面を有
する型部材の成形面裏面との間に空間を確保した状態で
該型部材を支持する支持部材、（Ｂ）前記成形面を加熱
する加熱手段、（Ｃ）前記成形面を冷却する冷却手段、
を有するスタンピング成形用金型。