金型および射出成形方法
【課題】外観が良好な樹脂成形物を成形できる金型及び射出成形方法を提供する。
【解決手段】固定金型１０と、可動金型２０とを備える金型である。金型は、第１のゲートと、固定金型１０および可動金型２０の間に亘って、成形空間３０を貫通する状態に設けられた第１の突起部１５および第２の突起部２１と、第１の突起部１５および第２の突起部２１における成形空間３０に臨む外周から、第１のゲートで射出され第１の突起部１５および第２の突起部２１により分流された溶融樹脂４０が互いに会合する樹脂流会合位置７２に溶融樹脂４０を射出する第２のゲート６０とを備え、第２のゲート６０は、第１の突起部１５および第２の突起部２１の外面に周方向に沿ったスリット状に開口するフィルムゲート６２を有する。
【解決手段】固定金型１０と、可動金型２０とを備える金型である。金型は、第１のゲートと、固定金型１０および可動金型２０の間に亘って、成形空間３０を貫通する状態に設けられた第１の突起部１５および第２の突起部２１と、第１の突起部１５および第２の突起部２１における成形空間３０に臨む外周から、第１のゲートで射出され第１の突起部１５および第２の突起部２１により分流された溶融樹脂４０が互いに会合する樹脂流会合位置７２に溶融樹脂４０を射出する第２のゲート６０とを備え、第２のゲート６０は、第１の突起部１５および第２の突起部２１の外面に周方向に沿ったスリット状に開口するフィルムゲート６２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型および射出成形方法に関する。具体的には、自動車のインストルメントパネルなどの成形品を成形するための金型および射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インストルメントパネル、ドアパネルなどの自動車内装部品は、一般的に射出成形により製造される。このような部品の製造においては、良好な外観を確保しつつ、製造コストを削減することが要求される。
しかし、溶融樹脂を射出するゲートを複数有する金型を用いて射出成形を行った場合、複数の溶融樹脂が合流する樹脂流会合位置にウエルド（ウエルドラインあるいはウエルドマークともいう。）が発生するため良好な外観を確保することができない。
【０００３】
また、開口部を有する樹脂成形物を得る場合においても、開口部を形成するための突起部により溶融樹脂が分割され、この分割された溶融樹脂が再び合流する樹脂流会合位置において、同様の問題が発生する。このように、ウエルドが発生した場合、従来、塗装やタッチアップなどの後工程により外観品質を確保するようにしている。しかし、このような後工程は、製造コストを増大させるので好ましくない。
【０００４】
そこで、ウエルドの発生を抑制した樹脂成形物を得ることができる金型や射出成形方法が提案されている（特許文献１参照）。例えば、特許文献１に記載のものは、樹脂流会合位置に溶融樹脂を供給する第２のゲートを設けるものである。
ここで、第２のゲートを有する従来の金型の一部を図８に示す。図８では、樹脂成形物の開口部を形成する際に、金型の突起部９１の回りを溶融樹脂が流れ、分流した溶融樹脂が樹脂流会合位置９２で会合する。そして、樹脂流会合位置９２に対して、第２のゲート９３から溶融樹脂を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２５６６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の成形方法でも、図８に示すように、樹脂流会合位置９２において、ウエルド９４が十分に解消されない。このため、ウエルド９４や光沢ムラなどの外観不良が十分に解消されず、塗装やタッチアップなどの後工程が必要となる不都合がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、外観が良好な樹脂成形物を成形できる金型及び射出成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の金型は、第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備え、前記成形空間に溶融樹脂が射出されて樹脂成形物を成形する金型であって、前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿ったスリット状に開口するフィルムゲートを有していることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、フィルムゲートがスリット状であるため、第２のゲートから樹脂流会合位置へ広幅に射出することができる。そのため、分流した溶融樹脂が会合する際に、広範囲に亘って、開口部から溶融樹脂を射出するので、溶融樹脂の流動パターンを変えることができ、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良を抑制することができる。よって、塗装やタッチアップ等の後工程を省略することができる。
なお、フィルムゲートにおける、射出方向に対する断面積が小さすぎると、フィルムゲートの設計が困難になるため、溶融樹脂を安定して供給できなくなるおそれがあり、好ましくない。
【００１０】
ここで、本発明では、前記第２のゲートは、前記フィルムゲートに連通するランナーを有し、前記ランナーにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積をＳ１としたとき、前記フィルムゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積をＳ２とし、前記Ｓ２と前記Ｓ１との比（Ｓ２／Ｓ１）は、４．５倍以上２５倍以下であることが好ましい。
この発明では、断面積の比が特定の範囲であるので、樹脂流会合位置に溶融樹脂を確実に広幅に供給でき、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良をさらに良好に抑制できる。
【００１１】
また、本発明では、前記Ｓ２は、４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下が好ましく、４ｍｍ２以上１２ｍｍ２以下であることがさらに好ましい。
この発明では、Ｓ２が特定の範囲であるので、上述したように、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良をさらに良好に抑制できる。
【００１２】
そして、本発明では、溶融樹脂を供給する供給流路は、前記第１のゲートと前記第２のゲートとに分岐されていることが好ましい。
ここで、第１のゲートおよび前記第２のゲートに溶融樹脂が分化して供給される場合では、溶融樹脂の射出圧力が変動しやすいため、樹脂流会合位置で、会合直前に樹脂の圧力を制御することは困難であり、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどが生じるおそれがある。
これに対して、本発明では、フィルムゲートを有するため、圧力変動が生じた場合でも、樹脂流会合位置に溶融樹脂を適切に射出でき、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良の発生を、簡単な構成で良好に抑制できる。
【００１３】
さらに、本発明では、前記溶融樹脂は、ポリプロピレン又はポリプロピレン系樹脂組成物であることが好ましい。
この発明では、ポリプロピレン又はポリプロピレン系樹脂組成物を用いることにより、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良のない外観に優れた樹脂成形物を成形できる。
【００１４】
本発明の金型は、第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備え、前記成形空間に溶融樹脂が射出されて樹脂成形物を成形する金型であって、前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、前記第２のゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積が、４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下であることを特徴とする。
【００１５】
この発明では、第２のゲートの断面積を４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下とすることにより、溶融樹脂を適度な圧力で射出することができる。これにより、樹脂流会合位置において、ウエルドによるＶ溝などの外観不良を抑制することができる。
【００１６】
ここで、本発明では、前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿って開口するサイドゲートと、このサイドゲートに連通するランナーとを有し、前記サイドゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積が、前記ランナーにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積よりも小さいことが好ましい。
この発明では、第２のゲートの断面積を小さくすることにより、溶融樹脂を適度な圧力で射出することができるので、ウエルドによるＶ溝などの外観不良をさらに抑制することができる。
【００１７】
本発明の射出成形方法は、第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備える金型を用いて、前記成形空間に溶融樹脂を射出して樹脂成形物を成形する射出成形方法であって、前記金型は、前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿ったスリット状に開口するフィルムゲートを有しており、前記第１のゲートから溶融樹脂を射出し、前記樹脂流会合位置に前記フィルムゲートから溶融樹脂を射出して樹脂成形物を成形することを特徴とする。
この発明の射出成形方法では、上記本発明の金型を用いるため、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良を抑制した樹脂成形物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る第一実施形態の金型の一部を示す断面図。
【図２】（Ａ）前記金型の第２のゲート近傍を拡大して示す斜視図、（Ｂ）前記第２のゲート近傍を拡大して示す断面図。
【図３】前記第２のゲート近傍を拡大して示す平面図。
【図４】前記金型に配置された第１のゲートと、第２のゲートと、第３のゲートと、樹脂成形物との関係を示す図。
【図５】前記金型により成形された樹脂成形物を示す図。
【図６】（Ａ）第二実施形態の金型の第２のゲート近傍の一部を示す断面図。（Ｂ）第２のゲートに設けられたサイドゲートを示す斜視図。
【図７】参考例２により得られた樹脂成形物の表面を示す図。
【図８】従来の金型を用いて成形された樹脂成形物の表面を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第一実施形態］
＜金型の構成＞
本発明の金型は、開口部を有する樹脂成形物を成形するために用いられる。本発明は、例えば、開口部を有する自動車のインストルメントパネル、ドアパネルなどの内装部品を製造する際に好適である。本発明の金型は、このような開口部を有する非対称形である異形の樹脂成形物の成形に用いられる。
図１に示すように、本発明に係る第一実施形態の金型１は、第１の金型部としての固定金型１０と、第２の金型部としての可動金型２０と、を備える。
固定金型１０と、可動金型２０とは、互いに組み合わされることにより、成形空間３０を形成する。これら固定金型１０と可動金型２０とにより、溶融樹脂４０が成形空間３０に射出されて樹脂成形物１００（図５参照）が成形される。
固定金型１０は、溶融樹脂４０を供給する供給流路１０Ａと、図示しない制御部と、第１のゲート５０と、第２のゲート６０と、第３のゲートとを備える。
供給流路１０Ａは、第１の流路１１と、第２の流路１２と、第３の流路１３とに分岐されている。供給部１４から供給された溶融樹脂４０は、第１の流路１１と、第２の流路１２と、第３の流路１３とにそれぞれ供給される。
【００２０】
第１の流路１１は、第１のゲート５０と連通している。第１の流路１１は、内部に第１のゲート５０を開閉する第１の開閉部材１１Ａを有する。第２の流路１２は、第２のゲート６０と連通している。そして、第２の流路１２も、内部に第２のゲート６０を開閉する第２の開閉部材１２Ａを有する。第３の流路１３も同様に、図示しない第３のゲートと連通し、図示しない第３の開閉部材を有する。なお、第１の流路１１と、第２の流路１２と、第３の流路１３との外側には、ホットランナー１６がそれぞれ設けられている。
制御部は、第１の開閉部材１１Ａを第１のゲート５０に対して進退させることにより、第１のゲート５０からの溶融樹脂４０の圧力、射出量、射出速度を調整する。制御部は、第２の開閉部材１２Ａ、第３の開閉部材も、同様に制御できる。
【００２１】
また、金型１は、固定金型１０に形成された第１の突起部１５と、可動金型２０に形成された第２の突起部２１とを有する。
第１の突起部１５および第２の突起部２１は、固定金型１０および可動金型２０の間に亘って、成形空間３０を貫通する状態に設けられている。
図２，３に示すように、成形空間３０には、第１の突起部１５および第２の突起部２１により、溶融樹脂４０が複数分割される樹脂流分流位置７１と、分割された溶融樹脂４０が互いに会合する樹脂流会合位置７２とが形成される。
【００２２】
第２のゲート６０は、第１の突起部１５及び第２の突起部２１における成形空間３０に臨む外周から、樹脂流会合位置７２に溶融樹脂４０を射出する。
また、第２のゲート６０は、第２の流路１２に連通するランナー６１と、このランナー６１に連通するフィルムゲート６２と、ランナー６１およびフィルムゲート６２を接続するサブランナー６３とを有する。
ランナー６１の断面形状は、多角形、半円形、円形であるが、設計上、四角形、半円が好ましい。ランナー６１は、長手状であり、溶融樹脂４０の射出方向に対する断面積（Ｓ１）が４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下であり、４ｍｍ２以上１２ｍｍ２以下であることが好ましく、４ｍｍ２以上９ｍｍ２以下であることがさらに好ましい。ランナー６１の溶融樹脂の射出方向に対する断面寸法は、四角形状の場合、横方向長さが２ｍｍ以上１５ｍｍ以下、縦方向深さが１ｍｍ以上６ｍｍ以下程度である。
断面積Ｓ１が４ｍｍ２未満の場合、断面積が小さく、樹脂流会合位置７２に溶融樹脂４０を良好に供給できないおそれがある。一方、６０ｍｍ２を超えると、断面積が大きすぎるため、樹脂流会合位置７２に供給する樹脂の圧力が小さくなり、ウエルドによるＶ溝などの外観不良が発生するおそれがあるためである。
【００２３】
フィルムゲート６２は、第１の突起部１５および第２の突起部２１の外面に周方向に沿ったスリット状に開口している。また、フィルムゲート６２は、樹脂流会合位置７２に対応して配置されており、フィルムゲート６２の開口の中心は、樹脂流会合位置７２と一致することが好ましい。
また、フィルムゲート６２の開口位置は、第１の突起部１５の基端部１５１から離れた位置である。すなわち、図５に示すように、樹脂成形物１００の開口部１０１に連続し外表面に直接臨まない円筒部１０２の内周面の中間部に位置する。このことにより、フィルムゲート６２の開口位置近傍、具体的には樹脂成形物１００の円筒部１０２に仮に小さなＶ溝が形成された場合でも、樹脂成形物１００の円筒部１０２の内周面側にＶ溝が形成され、樹脂成形物１００の表面にはＶ溝が形成されないので、外観が損なわれない。
【００２４】
フィルムゲート６２は、断面形状が通常、四角形である。
図２（Ｂ）、３に示すように、フィルムゲート６２の長さ（Ｌ、第１の突起部１５および第２の突起部２１の周方向の長さ）は、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、フィルムゲート６２のランド長（Ｗ、射出方向の長さ）は、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、フィルムゲート６２の深さ（Ｄ）は、０．４ｍｍ以上３ｍｍ以下、特に１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。本実施形態では、フィルムゲート６２の長さ（Ｌ）は、３０ｍｍであり、フィルムゲート６２のランド長（Ｗ）および深さ（Ｄ）は、２ｍｍである。従って、フィルムゲート６２の断面積Ｓ２は、６０ｍｍ２である。ここで、断面積Ｓ２は、４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは４ｍｍ２以上１２ｍｍ２以下である。
【００２５】
フィルムゲート６２における溶融樹脂４０の射出方向に対する断面積Ｓ２とし、ランナー６１の断面積Ｓ１との比（Ｓ２／Ｓ１）は、４．５倍以上２５倍以下、特に、４．５倍以上１０倍以下であることが好ましい。
ここで、４．５倍以上とすることにより、樹脂流会合位置７２に溶融樹脂４０を広幅に供給できるので、ウエルドの発生を抑え、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラの形成を良好に抑制できる。一方、２５倍以下とすることにより、溶融樹脂４０を安定して射出できる。
【００２６】
サブランナー６３は、第１の突起部１５および第２の突起部２１の外周に沿って湾曲した形状である。サブランナー６３は、溶融樹脂４０の射出方向に対する断面積（Ｓ３）がランナー６１およびフィルムゲート６２よりも大きい。そのため、ランナー６１から供給される溶融樹脂４０の速度を低下させることができ、よりＶ溝と光沢ムラの形成を抑制できる。
また、サブランナー６３の中心位置と、フィルムゲート６２の中心位置とは、一致していることが好ましい。
【００２７】
金型１に用いられる樹脂は、ポリプロピレンを主成分とするポリプロピレン系樹脂組成物であることが好ましい。ポリプロピレンとしては、例えば、ホモポリプロピレン、プロピレンとエチレン又はαオレフィンとの共重合体（αオレフィン：炭素数Ｃ４〜Ｃ８）、プロピレンブロック共重合体である。なお、プロピレンブロック共重合体は、プロピレンを重合し、ついでエチレン又はαオレフィンとプロピレンとを重合することで製造できる。
ここで、プロピレン−エチレンブロック共重合体が好ましく、その際の２３℃・ｎ−デカン可溶分量は好ましくは５質量％以上１５質量％以下、より好ましくは７質量％以上１３質量％以下であることが望ましい。なお、２３℃・ｎ−デカン可溶分量は、サンプル５ｇにｎ−デカン２００ｍｌを加え、１４５℃で３０分間加熱溶解した後、３時間かけて２３℃まで冷却し、冷却後に溶解している成分の割合である。
ポリプロピレンは、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１０ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下が好ましい。
【００２８】
ポリプロピレン系樹脂組成物は、前記ポリプロピレン１００質量部に対して、エチレン−αオレフィン共重合体やエチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体を１０質量部以上１００質量部未満、無機充填剤を０質量部以上４０質量部以下、好ましくは、５質量部以上３０質量部以下にして混合して調整できる。その他、必要に応じて、添加剤を添加しても良い。
エチレン−α−オレフィン共重合体としては、エチレンと、炭素数３〜１０のα−オレフィンとの共重合体が挙げられ、α−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどが好ましい。
エチレン−α−オレフィン共重合体は、メルトフローレートが０．５ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分未満、好ましくは１．５／１０分以上１０ｇ／１０分未満である。
【００２９】
エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体を構成するα−オレフィンとしては、炭素数３〜１０のα−オレフィンが挙げられ、具体的には、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどが好ましい態様として挙げられる。また、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体を構成するジエンとしては、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−プロピリデン−２−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、５−ビニル−２−ノルボルネン、５−メチレン−２−ノルボルネン、５−イソプロピリデン−２−ノルボルネン、ノルボルナジエンなどの環状非共役ジエン；１，４−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘキサジエン、５−メチル−１，４ヘキサジエン、５−メチル−１，５−ヘプタジエン、６−メチル−１，５−ヘプタジエン、６−メチル−１，７−オクタジエン、７−メチル−１，６オクタジエンなどの鎖状の共役ジエンなどが挙げられる。これらの中では、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネンが好ましく用いられる。
エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体は、メルトフローレートが０．４ｇ／１０分未満、好ましくは０．０５／１０分以上０．３５ｇ／１０分以下である。
【００３０】
無機充填剤としては、例えば、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化鉄、さらには亜鉛、銅、鉄、アルミニウム等の金属粉末等が挙げられ、これらは単独でまたは混合して用いることができる。中でもタルク、マイカ、炭酸カルシウム等が好ましく、特にタルクが好ましい。タルクとしては、平均粒径が１μｍ以上１５μｍ以下、好ましくは１μｍ以上６μｍ以下のものが好適に使用できる。ここで、平均粒径は、レーザー回折法により測定した値である。
【００３１】
ポリプロピレン系樹脂組成物のＭＦＲは、１ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下であることが好ましく、さらに好ましくは、１０ｇ／１０分以上７０ｇ／１０分以下である。
１ｇ／１０分未満では、流動性、成形性が不十分となるおそれがある。一方、１００ｇ／１０分を超えると、衝撃性、機械的強度が落ち、成形性も悪くなるおそれがある
なお、ＭＦＲの測定は、ＪＩＳ Ｋ ７２１０に準拠しており、荷重を２．１６ｋｇ(２１．２Ｎ)とし、温度を２３０℃とした。
また、ポリプロピレン系樹脂組成物は、ガラス繊維を含有しない方が好ましい。外観改良効果が十分でなく、フィルムゲート６２に適さないためである。
【００３２】
＜射出成形方法＞
第１実施形態の射出成形方法は、金型１を用いて行われ、第１のゲート５０から溶融樹脂４０を射出する第１の射出工程と、第２のゲート６０から溶融樹脂４０を射出する第２の射出工程と、第３のゲートから溶融樹脂４０を射出する第３の射出工程とを備える。
図１，２，４に示すように、第１の射出工程では、成形空間３０を流れる溶融樹脂４０が、第１の突起部１５および第２の突起部２１により樹脂流分流位置７１で分割される。分流後、溶融樹脂４０が第１の突起部１５および第２の突起部２１の外面に沿って流れ、樹脂流会合位置７２で会合する。
第２の射出工程では、樹脂流会合位置７２で溶融樹脂４０が合流する直前に、第２のゲート６０から溶融樹脂４０を射出する。その後、溶融樹脂４０が第３のゲートに向けて流れる。
第３の射出工程では、溶融樹脂４０が第３のゲート上を過ぎた後に、第３のゲートから溶融樹脂４０を射出する。
なお、第２のゲート６０から溶融樹脂４０を射出するタイミングと、第３のゲートから溶融樹脂４０を射出するタイミングとは、制御部により制御される。制御方法としては、例えば、第１のゲート５０から溶融樹脂４０を射出した開始時間に基づき、その経過時間で第２のゲート６０と、第３のゲートとを開くようにしても良い。
このような射出成形方法により、図５に示すような開口部１０１を有する樹脂成形物（インストルメントパネル）１００が得られる。ここで、開口部１０１は、１つであることが好ましい。開口部１０１を複数設ける場合では、金型１の構造が複雑になるためである。
【００３３】
第１実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）フィルムゲート６２がスリット状であるため、第２のゲート６０から樹脂流会合位置７２へ広幅に射出することができる。そのため、ウエルドの発生を抑え、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラの外観不良の発生を抑制することができる。よって、塗装やタッチアップ等の後工程を省略することができる。
（２）Ｓ２とＳ１との比（Ｓ２／Ｓ１）が４．５倍以上２５倍以下であり、また、Ｓ２が４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下であるので、樹脂流会合位置７２に溶融樹脂４０を確実に広幅に供給でき、Ｖ溝と光沢ムラの形成をさらに良好に抑制できる。
（３）供給流路１０Ａが第１のゲート５０と第２のゲート６０とに分岐されている場合、圧力変動が生じやすいが、第２のゲート６０がフィルムゲート６２を有するため、圧力変動が生じた場合でも、樹脂流会合位置７２に射出する圧力を適切に制御できる。よって、Ｖ溝や光沢ムラの発生を良好に抑制できる。
（４）溶融樹脂４０としてポリプロピレン又はポリプロピレン系樹脂組成物を用いることにより、Ｖ溝や光沢ムラのない外観に優れた樹脂成形物１００を成形できる。
（５）上述の射出成形方法によれば、金型１を用いるため、Ｖ溝や光沢ムラの発生が抑えられ外観が良好な樹脂成形物１００を得ることができる。
【００３４】
［第２実施形態］
第２実施形態では、第２のゲートの構成が第１実施形態と異なる以外は、第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同様の構成については、説明を簡略、又は、省略する。図６（Ａ）は、第二実施形態の金型の第２のゲート近傍の一部を示す断面図であり、（Ｂ）は、第２のゲートに設けられたサイドゲートを示す斜視図である。
第２実施形態の第２のゲート６０Ａは、第２の流路に連通するランナー６１Ａと、樹脂流会合位置７２に向けて溶融樹脂４０を射出するサイドゲート６２Ａとを有する。
サイドゲート６２Ａは、その断面積がランナー６１Ａよりも小さく形成されている。
本実施形態では、サイドゲート６２Ａの長さ（Ｌ）は、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、ランド長（Ｗ）は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、深さ（Ｄ）は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
サイドゲート６２Ａにおける射出方向に対する断面積Ｓ２は、ランナー６１Ａの断面積Ｓ１よりも小さく、Ｓ２とＳ１との比率（Ｓ２／Ｓ１）が４％以上６０％以下であることが好ましく、１５％以上５０％以下であることが特に好ましい。
第二実施形態の金型によれば、サイドゲート６２Ａの断面積Ｓ２がランナー６１Ａの断面積Ｓ１よりも小さいため、樹脂成形物１００のＶ溝の形成を良好に抑制することができる。
本実施形態では、サイドゲート６２Ａの長さ（Ｌ）が１０ｍｍであり、ランド長（Ｗ）は、３ｍｍであり、深さ（Ｄ）は、２ｍｍであり、その断面積Ｓ２は、２０ｍｍ２である。
【００３５】
［変形例］
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、第一実施形態の金型は、異形の樹脂成形物を成形するためのものであると説明したが、対照形状の樹脂成形物を成形するためのものでもよい。
また、３つのゲートを設ける構成を説明したが、第１のゲートと、第２のゲートのみでもよい。
【実施例】
【００３６】
実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
（実施例１）
上述の第１実施形態の金型を用いて射出成形を行った。具体的には、金型が第１のゲート、第２のゲート、第３のゲートを有し、ランナーの断面積が９ｍｍ２である。そして、第２のゲートからの溶融樹脂の射出速度を表１のように変更し、得られた樹脂成形物の外観を以下のように評価した。
（実施例２）
上述の第２実施形態の金型を用いた以外は、実施例１と同様に実施した。
（比較例１）
第２のゲートを備えない以外は、実施例１と同様に実施した。
用いた材料のポリプロピレン系樹脂組成物、金型、成形機の詳細は以下の通りである。
【００３７】
（材料）
（Ａ）ポリプロピレン
プロピレンブロック共重合体 ６１質量部
ＭＦＲ＝５３ｇ／１０分
２３℃・ｎ−デカン可溶分質量＝１２質量％
２３℃・ｎ−デカン可溶分エチレン量＝３７ｍｏｌ％（エチレン量：フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）により測定）
２３℃・ｎ−デカン可溶分[η]＝７ｄｌ／ｇ（［η］：１３５℃のデカリンで測定）
（Ｂ）エチレン−α−オレフィン共重合体
（Ｂ−１）エチレン−プロピレン−ジエンランダム共重合体（ＪＳＲ社製、製品名ＥＰ５７Ｐ） ９．４質量部
ＭＦＲ＝０．２ｇ／１０分
（Ｂ−２）エチレン−オクテンランダム共重合体（デュポンダウエラストマー社製、製品名ＥＧ８１００） ９．６質量部
ＭＦＲ＝２ｇ／１０分
（Ｃ）無機充填剤
タルク（松村産業社製、製品名５０００ＰＪ） ２０質量部
平均粒径４μｍ（レーザー回折法による。）
なお、ポリプロピレン系樹脂組成物のＭＦＲは、１７ｇ／１０分であった。
【００３８】
（金型及び成形機）
金型：自動車インストルメントパネル用金型（中央部にレジスター（突起部）を有する。）
成形機：宇部興産機械製射出成形機 ＭＤ８５０Ｓ−III
樹脂温度／金型温度：２１０℃／４０℃
射出時間：２．７秒
【００３９】
（射出条件）
シーケンシャルバルブ（制御部）により次のように制御した。すなわち、第１のゲートを開き、突起部の下流側で樹脂が合流するとき第２のゲートを開く。第３のバルブゲートを溶融樹脂が通過した後、第３のゲートを開く。
（評価方法）
樹脂成形物に形成された樹脂流会合部のＶ溝（くぼみ）の長さ（Ｖ溝：樹脂流会合部の断面形状）を測定した。
【００４０】
【表１】
【００４１】
（評価結果）
実施例１，２では、第２のゲートがフィルムゲート又はサイドゲートを有するので、Ｖ溝は形成されなかった。一方、比較例１では、第２のゲートを有しないため、Ｖ溝が形成された。
【００４２】
（実施例３から５まで、参考例１，２）
（実施例３から５まで、参考例１）
ランナーの断面積を変更した以外は、実施例１と同様に実施した。
（参考例２）
実施例２と同様に実施した。
得られた上記各樹脂成形物について、以下の評価方法により、光沢と、光沢上昇率と、光沢ムラを評価した。
【００４３】
（評価方法）
（光沢）
ＪＩＳ Ｚ ８７４１に準拠し、６０度の角度で光沢（グロス）を測定した（装置名：ＵＮ１−ＧＲＯＳＳ６０ コニカミノルタセンシング（株））。具体的には、樹脂流会合位置付近で低光沢部分と高光沢部分を測定した。なお、図７は、参考例１において得られた樹脂成形物の表面であり、低光沢部分Ａと、高光沢部分Ｂを示している。
（光沢上昇率）
以下の式より、光沢上昇率を算出して評価した。
光沢上昇率：（高光沢％−低光沢％）／高光沢％
上昇率が低いほど色むらが少なく好ましい。
（光沢ムラ）
目視により、光沢ムラを観察し、以下の基準で評価した。
○：目ただない
×：光沢ムラが目立つ
【００４４】
【表２】
【００４５】
（評価）
実施例３から５まででは、断面積比が４．５倍以上２５倍以下であるため、Ｖ溝および光沢ムラのない樹脂成形物が得られることが分かった。一方、参考例１では、断面積比が４．５未満のため、Ｖ溝は形成しなかったが光沢ムラのある樹脂成形物が得られることが分かった。なお、参考例２では、Ｖ溝は形成しなかったが、図７に示すように、光沢ムラが多少あることが認められた。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、例えば、自動車のインストルメントパネル、ドアパネルなどの内装部品を得るための金型、射出成形方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 金型
１０ 固定金型（第１の金型）
１０Ａ 供給経路
１１ 第１の流路
１２ 第２の流路
１５ 第１の突起部
２０ 可動金型（第２の金型）
２１ 第２の突起部
３０ 成形空間
４０ 溶融樹脂
５０ 第１のゲート
６０、６０Ａ 第２のゲート
６１、６１Ａ ランナー
６２ フィルムゲート
６２Ａ サイドゲート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型および射出成形方法に関する。具体的には、自動車のインストルメントパネルなどの成形品を成形するための金型および射出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インストルメントパネル、ドアパネルなどの自動車内装部品は、一般的に射出成形により製造される。このような部品の製造においては、良好な外観を確保しつつ、製造コストを削減することが要求される。
しかし、溶融樹脂を射出するゲートを複数有する金型を用いて射出成形を行った場合、複数の溶融樹脂が合流する樹脂流会合位置にウエルド（ウエルドラインあるいはウエルドマークともいう。）が発生するため良好な外観を確保することができない。
【０００３】
また、開口部を有する樹脂成形物を得る場合においても、開口部を形成するための突起部により溶融樹脂が分割され、この分割された溶融樹脂が再び合流する樹脂流会合位置において、同様の問題が発生する。このように、ウエルドが発生した場合、従来、塗装やタッチアップなどの後工程により外観品質を確保するようにしている。しかし、このような後工程は、製造コストを増大させるので好ましくない。
【０００４】
そこで、ウエルドの発生を抑制した樹脂成形物を得ることができる金型や射出成形方法が提案されている（特許文献１参照）。例えば、特許文献１に記載のものは、樹脂流会合位置に溶融樹脂を供給する第２のゲートを設けるものである。
ここで、第２のゲートを有する従来の金型の一部を図８に示す。図８では、樹脂成形物の開口部を形成する際に、金型の突起部９１の回りを溶融樹脂が流れ、分流した溶融樹脂が樹脂流会合位置９２で会合する。そして、樹脂流会合位置９２に対して、第２のゲート９３から溶融樹脂を供給している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２５６６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の成形方法でも、図８に示すように、樹脂流会合位置９２において、ウエルド９４が十分に解消されない。このため、ウエルド９４や光沢ムラなどの外観不良が十分に解消されず、塗装やタッチアップなどの後工程が必要となる不都合がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、外観が良好な樹脂成形物を成形できる金型及び射出成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の金型は、第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備え、前記成形空間に溶融樹脂が射出されて樹脂成形物を成形する金型であって、前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿ったスリット状に開口するフィルムゲートを有していることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、フィルムゲートがスリット状であるため、第２のゲートから樹脂流会合位置へ広幅に射出することができる。そのため、分流した溶融樹脂が会合する際に、広範囲に亘って、開口部から溶融樹脂を射出するので、溶融樹脂の流動パターンを変えることができ、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良を抑制することができる。よって、塗装やタッチアップ等の後工程を省略することができる。
なお、フィルムゲートにおける、射出方向に対する断面積が小さすぎると、フィルムゲートの設計が困難になるため、溶融樹脂を安定して供給できなくなるおそれがあり、好ましくない。
【００１０】
ここで、本発明では、前記第２のゲートは、前記フィルムゲートに連通するランナーを有し、前記ランナーにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積をＳ１としたとき、前記フィルムゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積をＳ２とし、前記Ｓ２と前記Ｓ１との比（Ｓ２／Ｓ１）は、４．５倍以上２５倍以下であることが好ましい。
この発明では、断面積の比が特定の範囲であるので、樹脂流会合位置に溶融樹脂を確実に広幅に供給でき、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良をさらに良好に抑制できる。
【００１１】
また、本発明では、前記Ｓ２は、４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下が好ましく、４ｍｍ２以上１２ｍｍ２以下であることがさらに好ましい。
この発明では、Ｓ２が特定の範囲であるので、上述したように、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良をさらに良好に抑制できる。
【００１２】
そして、本発明では、溶融樹脂を供給する供給流路は、前記第１のゲートと前記第２のゲートとに分岐されていることが好ましい。
ここで、第１のゲートおよび前記第２のゲートに溶融樹脂が分化して供給される場合では、溶融樹脂の射出圧力が変動しやすいため、樹脂流会合位置で、会合直前に樹脂の圧力を制御することは困難であり、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどが生じるおそれがある。
これに対して、本発明では、フィルムゲートを有するため、圧力変動が生じた場合でも、樹脂流会合位置に溶融樹脂を適切に射出でき、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良の発生を、簡単な構成で良好に抑制できる。
【００１３】
さらに、本発明では、前記溶融樹脂は、ポリプロピレン又はポリプロピレン系樹脂組成物であることが好ましい。
この発明では、ポリプロピレン又はポリプロピレン系樹脂組成物を用いることにより、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良のない外観に優れた樹脂成形物を成形できる。
【００１４】
本発明の金型は、第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備え、前記成形空間に溶融樹脂が射出されて樹脂成形物を成形する金型であって、前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、前記第２のゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積が、４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下であることを特徴とする。
【００１５】
この発明では、第２のゲートの断面積を４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下とすることにより、溶融樹脂を適度な圧力で射出することができる。これにより、樹脂流会合位置において、ウエルドによるＶ溝などの外観不良を抑制することができる。
【００１６】
ここで、本発明では、前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿って開口するサイドゲートと、このサイドゲートに連通するランナーとを有し、前記サイドゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積が、前記ランナーにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積よりも小さいことが好ましい。
この発明では、第２のゲートの断面積を小さくすることにより、溶融樹脂を適度な圧力で射出することができるので、ウエルドによるＶ溝などの外観不良をさらに抑制することができる。
【００１７】
本発明の射出成形方法は、第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備える金型を用いて、前記成形空間に溶融樹脂を射出して樹脂成形物を成形する射出成形方法であって、前記金型は、前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿ったスリット状に開口するフィルムゲートを有しており、前記第１のゲートから溶融樹脂を射出し、前記樹脂流会合位置に前記フィルムゲートから溶融樹脂を射出して樹脂成形物を成形することを特徴とする。
この発明の射出成形方法では、上記本発明の金型を用いるため、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラなどの外観不良を抑制した樹脂成形物を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る第一実施形態の金型の一部を示す断面図。
【図２】（Ａ）前記金型の第２のゲート近傍を拡大して示す斜視図、（Ｂ）前記第２のゲート近傍を拡大して示す断面図。
【図３】前記第２のゲート近傍を拡大して示す平面図。
【図４】前記金型に配置された第１のゲートと、第２のゲートと、第３のゲートと、樹脂成形物との関係を示す図。
【図５】前記金型により成形された樹脂成形物を示す図。
【図６】（Ａ）第二実施形態の金型の第２のゲート近傍の一部を示す断面図。（Ｂ）第２のゲートに設けられたサイドゲートを示す斜視図。
【図７】参考例２により得られた樹脂成形物の表面を示す図。
【図８】従来の金型を用いて成形された樹脂成形物の表面を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［第一実施形態］
＜金型の構成＞
本発明の金型は、開口部を有する樹脂成形物を成形するために用いられる。本発明は、例えば、開口部を有する自動車のインストルメントパネル、ドアパネルなどの内装部品を製造する際に好適である。本発明の金型は、このような開口部を有する非対称形である異形の樹脂成形物の成形に用いられる。
図１に示すように、本発明に係る第一実施形態の金型１は、第１の金型部としての固定金型１０と、第２の金型部としての可動金型２０と、を備える。
固定金型１０と、可動金型２０とは、互いに組み合わされることにより、成形空間３０を形成する。これら固定金型１０と可動金型２０とにより、溶融樹脂４０が成形空間３０に射出されて樹脂成形物１００（図５参照）が成形される。
固定金型１０は、溶融樹脂４０を供給する供給流路１０Ａと、図示しない制御部と、第１のゲート５０と、第２のゲート６０と、第３のゲートとを備える。
供給流路１０Ａは、第１の流路１１と、第２の流路１２と、第３の流路１３とに分岐されている。供給部１４から供給された溶融樹脂４０は、第１の流路１１と、第２の流路１２と、第３の流路１３とにそれぞれ供給される。
【００２０】
第１の流路１１は、第１のゲート５０と連通している。第１の流路１１は、内部に第１のゲート５０を開閉する第１の開閉部材１１Ａを有する。第２の流路１２は、第２のゲート６０と連通している。そして、第２の流路１２も、内部に第２のゲート６０を開閉する第２の開閉部材１２Ａを有する。第３の流路１３も同様に、図示しない第３のゲートと連通し、図示しない第３の開閉部材を有する。なお、第１の流路１１と、第２の流路１２と、第３の流路１３との外側には、ホットランナー１６がそれぞれ設けられている。
制御部は、第１の開閉部材１１Ａを第１のゲート５０に対して進退させることにより、第１のゲート５０からの溶融樹脂４０の圧力、射出量、射出速度を調整する。制御部は、第２の開閉部材１２Ａ、第３の開閉部材も、同様に制御できる。
【００２１】
また、金型１は、固定金型１０に形成された第１の突起部１５と、可動金型２０に形成された第２の突起部２１とを有する。
第１の突起部１５および第２の突起部２１は、固定金型１０および可動金型２０の間に亘って、成形空間３０を貫通する状態に設けられている。
図２，３に示すように、成形空間３０には、第１の突起部１５および第２の突起部２１により、溶融樹脂４０が複数分割される樹脂流分流位置７１と、分割された溶融樹脂４０が互いに会合する樹脂流会合位置７２とが形成される。
【００２２】
第２のゲート６０は、第１の突起部１５及び第２の突起部２１における成形空間３０に臨む外周から、樹脂流会合位置７２に溶融樹脂４０を射出する。
また、第２のゲート６０は、第２の流路１２に連通するランナー６１と、このランナー６１に連通するフィルムゲート６２と、ランナー６１およびフィルムゲート６２を接続するサブランナー６３とを有する。
ランナー６１の断面形状は、多角形、半円形、円形であるが、設計上、四角形、半円が好ましい。ランナー６１は、長手状であり、溶融樹脂４０の射出方向に対する断面積（Ｓ１）が４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下であり、４ｍｍ２以上１２ｍｍ２以下であることが好ましく、４ｍｍ２以上９ｍｍ２以下であることがさらに好ましい。ランナー６１の溶融樹脂の射出方向に対する断面寸法は、四角形状の場合、横方向長さが２ｍｍ以上１５ｍｍ以下、縦方向深さが１ｍｍ以上６ｍｍ以下程度である。
断面積Ｓ１が４ｍｍ２未満の場合、断面積が小さく、樹脂流会合位置７２に溶融樹脂４０を良好に供給できないおそれがある。一方、６０ｍｍ２を超えると、断面積が大きすぎるため、樹脂流会合位置７２に供給する樹脂の圧力が小さくなり、ウエルドによるＶ溝などの外観不良が発生するおそれがあるためである。
【００２３】
フィルムゲート６２は、第１の突起部１５および第２の突起部２１の外面に周方向に沿ったスリット状に開口している。また、フィルムゲート６２は、樹脂流会合位置７２に対応して配置されており、フィルムゲート６２の開口の中心は、樹脂流会合位置７２と一致することが好ましい。
また、フィルムゲート６２の開口位置は、第１の突起部１５の基端部１５１から離れた位置である。すなわち、図５に示すように、樹脂成形物１００の開口部１０１に連続し外表面に直接臨まない円筒部１０２の内周面の中間部に位置する。このことにより、フィルムゲート６２の開口位置近傍、具体的には樹脂成形物１００の円筒部１０２に仮に小さなＶ溝が形成された場合でも、樹脂成形物１００の円筒部１０２の内周面側にＶ溝が形成され、樹脂成形物１００の表面にはＶ溝が形成されないので、外観が損なわれない。
【００２４】
フィルムゲート６２は、断面形状が通常、四角形である。
図２（Ｂ）、３に示すように、フィルムゲート６２の長さ（Ｌ、第１の突起部１５および第２の突起部２１の周方向の長さ）は、１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは、２０ｍｍ以上４０ｍｍ以下であり、フィルムゲート６２のランド長（Ｗ、射出方向の長さ）は、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、フィルムゲート６２の深さ（Ｄ）は、０．４ｍｍ以上３ｍｍ以下、特に１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。本実施形態では、フィルムゲート６２の長さ（Ｌ）は、３０ｍｍであり、フィルムゲート６２のランド長（Ｗ）および深さ（Ｄ）は、２ｍｍである。従って、フィルムゲート６２の断面積Ｓ２は、６０ｍｍ２である。ここで、断面積Ｓ２は、４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは４ｍｍ２以上１２ｍｍ２以下である。
【００２５】
フィルムゲート６２における溶融樹脂４０の射出方向に対する断面積Ｓ２とし、ランナー６１の断面積Ｓ１との比（Ｓ２／Ｓ１）は、４．５倍以上２５倍以下、特に、４．５倍以上１０倍以下であることが好ましい。
ここで、４．５倍以上とすることにより、樹脂流会合位置７２に溶融樹脂４０を広幅に供給できるので、ウエルドの発生を抑え、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラの形成を良好に抑制できる。一方、２５倍以下とすることにより、溶融樹脂４０を安定して射出できる。
【００２６】
サブランナー６３は、第１の突起部１５および第２の突起部２１の外周に沿って湾曲した形状である。サブランナー６３は、溶融樹脂４０の射出方向に対する断面積（Ｓ３）がランナー６１およびフィルムゲート６２よりも大きい。そのため、ランナー６１から供給される溶融樹脂４０の速度を低下させることができ、よりＶ溝と光沢ムラの形成を抑制できる。
また、サブランナー６３の中心位置と、フィルムゲート６２の中心位置とは、一致していることが好ましい。
【００２７】
金型１に用いられる樹脂は、ポリプロピレンを主成分とするポリプロピレン系樹脂組成物であることが好ましい。ポリプロピレンとしては、例えば、ホモポリプロピレン、プロピレンとエチレン又はαオレフィンとの共重合体（αオレフィン：炭素数Ｃ４〜Ｃ８）、プロピレンブロック共重合体である。なお、プロピレンブロック共重合体は、プロピレンを重合し、ついでエチレン又はαオレフィンとプロピレンとを重合することで製造できる。
ここで、プロピレン−エチレンブロック共重合体が好ましく、その際の２３℃・ｎ−デカン可溶分量は好ましくは５質量％以上１５質量％以下、より好ましくは７質量％以上１３質量％以下であることが望ましい。なお、２３℃・ｎ−デカン可溶分量は、サンプル５ｇにｎ−デカン２００ｍｌを加え、１４５℃で３０分間加熱溶解した後、３時間かけて２３℃まで冷却し、冷却後に溶解している成分の割合である。
ポリプロピレンは、メルトフローレート（ＭＦＲ）が１０ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下が好ましい。
【００２８】
ポリプロピレン系樹脂組成物は、前記ポリプロピレン１００質量部に対して、エチレン−αオレフィン共重合体やエチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体を１０質量部以上１００質量部未満、無機充填剤を０質量部以上４０質量部以下、好ましくは、５質量部以上３０質量部以下にして混合して調整できる。その他、必要に応じて、添加剤を添加しても良い。
エチレン−α−オレフィン共重合体としては、エチレンと、炭素数３〜１０のα−オレフィンとの共重合体が挙げられ、α−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどが好ましい。
エチレン−α−オレフィン共重合体は、メルトフローレートが０．５ｇ／１０分以上１０ｇ／１０分未満、好ましくは１．５／１０分以上１０ｇ／１０分未満である。
【００２９】
エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体を構成するα−オレフィンとしては、炭素数３〜１０のα−オレフィンが挙げられ、具体的には、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどが好ましい態様として挙げられる。また、エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体を構成するジエンとしては、５−エチリデン−２−ノルボルネン、５−プロピリデン−２−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、５−ビニル−２−ノルボルネン、５−メチレン−２−ノルボルネン、５−イソプロピリデン−２−ノルボルネン、ノルボルナジエンなどの環状非共役ジエン；１，４−ヘキサジエン、４−メチル−１，４−ヘキサジエン、５−メチル−１，４ヘキサジエン、５−メチル−１，５−ヘプタジエン、６−メチル−１，５−ヘプタジエン、６−メチル−１，７−オクタジエン、７−メチル−１，６オクタジエンなどの鎖状の共役ジエンなどが挙げられる。これらの中では、１，４−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、５−エチリデン−２−ノルボルネンが好ましく用いられる。
エチレン−α−オレフィン−ジエン共重合体は、メルトフローレートが０．４ｇ／１０分未満、好ましくは０．０５／１０分以上０．３５ｇ／１０分以下である。
【００３０】
無機充填剤としては、例えば、タルク、マイカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸マグネシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化鉄、さらには亜鉛、銅、鉄、アルミニウム等の金属粉末等が挙げられ、これらは単独でまたは混合して用いることができる。中でもタルク、マイカ、炭酸カルシウム等が好ましく、特にタルクが好ましい。タルクとしては、平均粒径が１μｍ以上１５μｍ以下、好ましくは１μｍ以上６μｍ以下のものが好適に使用できる。ここで、平均粒径は、レーザー回折法により測定した値である。
【００３１】
ポリプロピレン系樹脂組成物のＭＦＲは、１ｇ／１０分以上１００ｇ／１０分以下であることが好ましく、さらに好ましくは、１０ｇ／１０分以上７０ｇ／１０分以下である。
１ｇ／１０分未満では、流動性、成形性が不十分となるおそれがある。一方、１００ｇ／１０分を超えると、衝撃性、機械的強度が落ち、成形性も悪くなるおそれがある
なお、ＭＦＲの測定は、ＪＩＳ Ｋ ７２１０に準拠しており、荷重を２．１６ｋｇ(２１．２Ｎ)とし、温度を２３０℃とした。
また、ポリプロピレン系樹脂組成物は、ガラス繊維を含有しない方が好ましい。外観改良効果が十分でなく、フィルムゲート６２に適さないためである。
【００３２】
＜射出成形方法＞
第１実施形態の射出成形方法は、金型１を用いて行われ、第１のゲート５０から溶融樹脂４０を射出する第１の射出工程と、第２のゲート６０から溶融樹脂４０を射出する第２の射出工程と、第３のゲートから溶融樹脂４０を射出する第３の射出工程とを備える。
図１，２，４に示すように、第１の射出工程では、成形空間３０を流れる溶融樹脂４０が、第１の突起部１５および第２の突起部２１により樹脂流分流位置７１で分割される。分流後、溶融樹脂４０が第１の突起部１５および第２の突起部２１の外面に沿って流れ、樹脂流会合位置７２で会合する。
第２の射出工程では、樹脂流会合位置７２で溶融樹脂４０が合流する直前に、第２のゲート６０から溶融樹脂４０を射出する。その後、溶融樹脂４０が第３のゲートに向けて流れる。
第３の射出工程では、溶融樹脂４０が第３のゲート上を過ぎた後に、第３のゲートから溶融樹脂４０を射出する。
なお、第２のゲート６０から溶融樹脂４０を射出するタイミングと、第３のゲートから溶融樹脂４０を射出するタイミングとは、制御部により制御される。制御方法としては、例えば、第１のゲート５０から溶融樹脂４０を射出した開始時間に基づき、その経過時間で第２のゲート６０と、第３のゲートとを開くようにしても良い。
このような射出成形方法により、図５に示すような開口部１０１を有する樹脂成形物（インストルメントパネル）１００が得られる。ここで、開口部１０１は、１つであることが好ましい。開口部１０１を複数設ける場合では、金型１の構造が複雑になるためである。
【００３３】
第１実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）フィルムゲート６２がスリット状であるため、第２のゲート６０から樹脂流会合位置７２へ広幅に射出することができる。そのため、ウエルドの発生を抑え、ウエルドによるＶ溝や光沢ムラの外観不良の発生を抑制することができる。よって、塗装やタッチアップ等の後工程を省略することができる。
（２）Ｓ２とＳ１との比（Ｓ２／Ｓ１）が４．５倍以上２５倍以下であり、また、Ｓ２が４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下であるので、樹脂流会合位置７２に溶融樹脂４０を確実に広幅に供給でき、Ｖ溝と光沢ムラの形成をさらに良好に抑制できる。
（３）供給流路１０Ａが第１のゲート５０と第２のゲート６０とに分岐されている場合、圧力変動が生じやすいが、第２のゲート６０がフィルムゲート６２を有するため、圧力変動が生じた場合でも、樹脂流会合位置７２に射出する圧力を適切に制御できる。よって、Ｖ溝や光沢ムラの発生を良好に抑制できる。
（４）溶融樹脂４０としてポリプロピレン又はポリプロピレン系樹脂組成物を用いることにより、Ｖ溝や光沢ムラのない外観に優れた樹脂成形物１００を成形できる。
（５）上述の射出成形方法によれば、金型１を用いるため、Ｖ溝や光沢ムラの発生が抑えられ外観が良好な樹脂成形物１００を得ることができる。
【００３４】
［第２実施形態］
第２実施形態では、第２のゲートの構成が第１実施形態と異なる以外は、第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同様の構成については、説明を簡略、又は、省略する。図６（Ａ）は、第二実施形態の金型の第２のゲート近傍の一部を示す断面図であり、（Ｂ）は、第２のゲートに設けられたサイドゲートを示す斜視図である。
第２実施形態の第２のゲート６０Ａは、第２の流路に連通するランナー６１Ａと、樹脂流会合位置７２に向けて溶融樹脂４０を射出するサイドゲート６２Ａとを有する。
サイドゲート６２Ａは、その断面積がランナー６１Ａよりも小さく形成されている。
本実施形態では、サイドゲート６２Ａの長さ（Ｌ）は、２ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、ランド長（Ｗ）は、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、深さ（Ｄ）は、１ｍｍ以上３ｍｍ以下である。
サイドゲート６２Ａにおける射出方向に対する断面積Ｓ２は、ランナー６１Ａの断面積Ｓ１よりも小さく、Ｓ２とＳ１との比率（Ｓ２／Ｓ１）が４％以上６０％以下であることが好ましく、１５％以上５０％以下であることが特に好ましい。
第二実施形態の金型によれば、サイドゲート６２Ａの断面積Ｓ２がランナー６１Ａの断面積Ｓ１よりも小さいため、樹脂成形物１００のＶ溝の形成を良好に抑制することができる。
本実施形態では、サイドゲート６２Ａの長さ（Ｌ）が１０ｍｍであり、ランド長（Ｗ）は、３ｍｍであり、深さ（Ｄ）は、２ｍｍであり、その断面積Ｓ２は、２０ｍｍ２である。
【００３５】
［変形例］
なお、本発明は本実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、第一実施形態の金型は、異形の樹脂成形物を成形するためのものであると説明したが、対照形状の樹脂成形物を成形するためのものでもよい。
また、３つのゲートを設ける構成を説明したが、第１のゲートと、第２のゲートのみでもよい。
【実施例】
【００３６】
実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明する。なお、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
（実施例１）
上述の第１実施形態の金型を用いて射出成形を行った。具体的には、金型が第１のゲート、第２のゲート、第３のゲートを有し、ランナーの断面積が９ｍｍ２である。そして、第２のゲートからの溶融樹脂の射出速度を表１のように変更し、得られた樹脂成形物の外観を以下のように評価した。
（実施例２）
上述の第２実施形態の金型を用いた以外は、実施例１と同様に実施した。
（比較例１）
第２のゲートを備えない以外は、実施例１と同様に実施した。
用いた材料のポリプロピレン系樹脂組成物、金型、成形機の詳細は以下の通りである。
【００３７】
（材料）
（Ａ）ポリプロピレン
プロピレンブロック共重合体 ６１質量部
ＭＦＲ＝５３ｇ／１０分
２３℃・ｎ−デカン可溶分質量＝１２質量％
２３℃・ｎ−デカン可溶分エチレン量＝３７ｍｏｌ％（エチレン量：フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）により測定）
２３℃・ｎ−デカン可溶分[η]＝７ｄｌ／ｇ（［η］：１３５℃のデカリンで測定）
（Ｂ）エチレン−α−オレフィン共重合体
（Ｂ−１）エチレン−プロピレン−ジエンランダム共重合体（ＪＳＲ社製、製品名ＥＰ５７Ｐ） ９．４質量部
ＭＦＲ＝０．２ｇ／１０分
（Ｂ−２）エチレン−オクテンランダム共重合体（デュポンダウエラストマー社製、製品名ＥＧ８１００） ９．６質量部
ＭＦＲ＝２ｇ／１０分
（Ｃ）無機充填剤
タルク（松村産業社製、製品名５０００ＰＪ） ２０質量部
平均粒径４μｍ（レーザー回折法による。）
なお、ポリプロピレン系樹脂組成物のＭＦＲは、１７ｇ／１０分であった。
【００３８】
（金型及び成形機）
金型：自動車インストルメントパネル用金型（中央部にレジスター（突起部）を有する。）
成形機：宇部興産機械製射出成形機 ＭＤ８５０Ｓ−III
樹脂温度／金型温度：２１０℃／４０℃
射出時間：２．７秒
【００３９】
（射出条件）
シーケンシャルバルブ（制御部）により次のように制御した。すなわち、第１のゲートを開き、突起部の下流側で樹脂が合流するとき第２のゲートを開く。第３のバルブゲートを溶融樹脂が通過した後、第３のゲートを開く。
（評価方法）
樹脂成形物に形成された樹脂流会合部のＶ溝（くぼみ）の長さ（Ｖ溝：樹脂流会合部の断面形状）を測定した。
【００４０】
【表１】
【００４１】
（評価結果）
実施例１，２では、第２のゲートがフィルムゲート又はサイドゲートを有するので、Ｖ溝は形成されなかった。一方、比較例１では、第２のゲートを有しないため、Ｖ溝が形成された。
【００４２】
（実施例３から５まで、参考例１，２）
（実施例３から５まで、参考例１）
ランナーの断面積を変更した以外は、実施例１と同様に実施した。
（参考例２）
実施例２と同様に実施した。
得られた上記各樹脂成形物について、以下の評価方法により、光沢と、光沢上昇率と、光沢ムラを評価した。
【００４３】
（評価方法）
（光沢）
ＪＩＳ Ｚ ８７４１に準拠し、６０度の角度で光沢（グロス）を測定した（装置名：ＵＮ１−ＧＲＯＳＳ６０ コニカミノルタセンシング（株））。具体的には、樹脂流会合位置付近で低光沢部分と高光沢部分を測定した。なお、図７は、参考例１において得られた樹脂成形物の表面であり、低光沢部分Ａと、高光沢部分Ｂを示している。
（光沢上昇率）
以下の式より、光沢上昇率を算出して評価した。
光沢上昇率：（高光沢％−低光沢％）／高光沢％
上昇率が低いほど色むらが少なく好ましい。
（光沢ムラ）
目視により、光沢ムラを観察し、以下の基準で評価した。
○：目ただない
×：光沢ムラが目立つ
【００４４】
【表２】
【００４５】
（評価）
実施例３から５まででは、断面積比が４．５倍以上２５倍以下であるため、Ｖ溝および光沢ムラのない樹脂成形物が得られることが分かった。一方、参考例１では、断面積比が４．５未満のため、Ｖ溝は形成しなかったが光沢ムラのある樹脂成形物が得られることが分かった。なお、参考例２では、Ｖ溝は形成しなかったが、図７に示すように、光沢ムラが多少あることが認められた。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、例えば、自動車のインストルメントパネル、ドアパネルなどの内装部品を得るための金型、射出成形方法として利用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１ 金型
１０ 固定金型（第１の金型）
１０Ａ 供給経路
１１ 第１の流路
１２ 第２の流路
１５ 第１の突起部
２０ 可動金型（第２の金型）
２１ 第２の突起部
３０ 成形空間
４０ 溶融樹脂
５０ 第１のゲート
６０、６０Ａ 第２のゲート
６１、６１Ａ ランナー
６２ フィルムゲート
６２Ａ サイドゲート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備え、前記成形空間に溶融樹脂が射出されて樹脂成形物を成形する金型であって、
前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、
前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、
前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、
前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿ったスリット状に開口するフィルムゲートを有している
ことを特徴とする金型。
【請求項２】
請求項１に記載の金型において、
前記第２のゲートは、前記フィルムゲートに連通するランナーを有し、
前記ランナーにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積をＳ１としたとき、
前記フィルムゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積をＳ２とし、
前記Ｓ２と前記Ｓ１との比（Ｓ２／Ｓ１）は、４．５倍以上２５倍以下である
ことを特徴とする金型。
【請求項３】
請求項２に記載の金型において、
前記Ｓ２は、４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下である
ことを特徴とする金型。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の金型において、
溶融樹脂を供給する供給流路は、前記第１のゲートと前記第２のゲートとに分岐されている
ことを特徴とする金型。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の金型において、
前記溶融樹脂は、ポリプロピレン又はポリプロピレン系樹脂組成物である
ことを特徴とする金型。
【請求項６】
第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備え、前記成形空間に溶融樹脂が射出されて樹脂成形物を成形する金型であって、
前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、
前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、
前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、
前記第２のゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積が、４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下である
ことを特徴とする金型。
【請求項７】
請求項６に記載の金型において、
前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿って開口するサイドゲートと、このサイドゲートに連通するランナーとを有し、
前記サイドゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積が、前記ランナーにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積よりも小さい
ことを特徴とする金型。
【請求項８】
第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備える金型を用いて、前記成形空間に溶融樹脂を射出して樹脂成形物を成形する射出成形方法であって、
前記金型は、
前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、
前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、
前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、
前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿ったスリット状に開口するフィルムゲートを有しており、
前記第１のゲートから溶融樹脂を射出し、前記樹脂流会合位置に前記フィルムゲートから溶融樹脂を射出して樹脂成形物を成形する
ことを特徴とする射出成形方法。
【請求項１】
第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備え、前記成形空間に溶融樹脂が射出されて樹脂成形物を成形する金型であって、
前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、
前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、
前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、
前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿ったスリット状に開口するフィルムゲートを有している
ことを特徴とする金型。
【請求項２】
請求項１に記載の金型において、
前記第２のゲートは、前記フィルムゲートに連通するランナーを有し、
前記ランナーにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積をＳ１としたとき、
前記フィルムゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積をＳ２とし、
前記Ｓ２と前記Ｓ１との比（Ｓ２／Ｓ１）は、４．５倍以上２５倍以下である
ことを特徴とする金型。
【請求項３】
請求項２に記載の金型において、
前記Ｓ２は、４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下である
ことを特徴とする金型。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の金型において、
溶融樹脂を供給する供給流路は、前記第１のゲートと前記第２のゲートとに分岐されている
ことを特徴とする金型。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の金型において、
前記溶融樹脂は、ポリプロピレン又はポリプロピレン系樹脂組成物である
ことを特徴とする金型。
【請求項６】
第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備え、前記成形空間に溶融樹脂が射出されて樹脂成形物を成形する金型であって、
前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、
前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、
前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、
前記第２のゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積が、４ｍｍ２以上６０ｍｍ２以下である
ことを特徴とする金型。
【請求項７】
請求項６に記載の金型において、
前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿って開口するサイドゲートと、このサイドゲートに連通するランナーとを有し、
前記サイドゲートにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積が、前記ランナーにおける溶融樹脂の射出方向に対する断面積よりも小さい
ことを特徴とする金型。
【請求項８】
第１の金型部と、この第１の金型部と組み合わされて成形空間を形成する第２の金型部とを備える金型を用いて、前記成形空間に溶融樹脂を射出して樹脂成形物を成形する射出成形方法であって、
前記金型は、
前記成形空間に溶融樹脂を射出する第１のゲートと、
前記第１の金型部および前記第２の金型部の間に亘って、前記成形空間を貫通する状態に設けられた突起部と、
前記突起部における前記成形空間に臨む外周から、前記第１のゲートで射出され前記突起部により分流された溶融樹脂が互いに会合する樹脂流会合位置に前記溶融樹脂を射出する第２のゲートとを備え、
前記第２のゲートは、前記突起部の外面に周方向に沿ったスリット状に開口するフィルムゲートを有しており、
前記第１のゲートから溶融樹脂を射出し、前記樹脂流会合位置に前記フィルムゲートから溶融樹脂を射出して樹脂成形物を成形する
ことを特徴とする射出成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１６２０３８（Ｐ２０１２−１６２０３８Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５４５３（Ｐ２０１１−２５４５３）
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（５０５１３０１１２）株式会社プライムポリマー (180)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月８日（２０１１．２．８）
【出願人】（５０５１３０１１２）株式会社プライムポリマー (180)
【Ｆターム（参考）】
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