本發(fā)明涉及一種樹脂成型用模具,特別是涉及一種用于將樹脂成型品的產(chǎn)品表面的光澤較好、具有高檔感的樹脂成型品進(jìn)行成型的樹脂成型用模具。
背景技術(shù):
一直以來,舉例來說,我們都在追求用作汽車內(nèi)飾部件的樹脂成型品的高檔感,特別是設(shè)置在車窗周圍的儀表板、裝飾件等的高檔感。這種樹脂成型品是通過被施以稱為壓紋加工的表面加工的成型模具而成型的。這樣一來,就在樹脂成型品的表面設(shè)置了稱為壓紋的細(xì)小的凹凸圖案。
施加這種壓紋的目的在于,能夠在樹脂成型品的表面產(chǎn)生微妙的陰影、或者適度的光澤及手感,從而在外觀上產(chǎn)生高檔感。另一方面,壓紋也具有下述實(shí)用意義的目的,即,能夠使得塑料由于注塑成型而特有的產(chǎn)生于產(chǎn)品表面的熔接痕或變形等外觀缺陷變得不顯眼,或者防止產(chǎn)品表面的傷痕或使該傷痕變得不顯眼。
在這里,公開一種例如專利文獻(xiàn)1所記載的壓紋制品成型用模具。其公開了一種壓紋產(chǎn)品成型用模具,對于該模具,在形成模面上具有復(fù)雜凹凸形狀即所謂啞光壓紋的壓紋產(chǎn)品的注塑成型用模具的壓紋時(shí),將對不存在凹凸的光滑的模具表面進(jìn)行蝕刻處理而形成的凹凸,設(shè)置其凹凸間隔為容易使后述的噴砂處理的噴砂入射材料進(jìn)入的0.3~0.5mm,將凹凸的十點(diǎn)平均粗糙度(Rz)調(diào)整至20~40μm范圍,接下來,作為對上述凹凸表面實(shí)施的噴砂處理,以粒徑100~200目的珠狀的噴砂入射材料、以噴砂時(shí)的壓縮氣壓0.2~0.4MPa而對壓紋凹凸的表面殘留的蝕刻導(dǎo)致的腐蝕變形或腐蝕造成的下挖進(jìn)行平順處理,進(jìn)而進(jìn)行作為精加工的噴砂入射處理,其條件為,壓縮氣壓為上述利用珠狀噴砂入射材料進(jìn)行噴砂處理時(shí)的壓縮氣壓以下而0.2MPa以上,噴砂入射材料為以能夠充分進(jìn)入前述壓紋凹凸間隔、且噴砂入射材料的碰撞痕跡較小而不會(huì)過于粗糙的方式選擇的粒徑100~200目的珠狀材料,由此,通過將直至壓紋凹凸的凹部內(nèi)側(cè)深處殘留的細(xì)小凹凸殘留為止進(jìn)行破壞的同時(shí),破壞珠狀的噴砂入射材料自身的碰撞痕跡的毛邊,得到僅存在光滑的珠狀噴砂入射材料碰撞痕跡后的壓紋凹凸表面,從而能夠?qū)⒕哂懈吖鉂珊透邫n感、熔接痕或變形等外觀缺陷不顯眼、耐傷痕性也優(yōu)異的壓紋產(chǎn)品進(jìn)行成型。
專利文獻(xiàn)1:日本特開平11-320627號公報(bào)
但是,如上所述,需要調(diào)整專利文獻(xiàn)1所記載的針對成型用模具的表面進(jìn)行壓紋加工時(shí)所需要的凹凸間隔,此外,在針對成型用模具的表面進(jìn)行壓紋加工后,還需要進(jìn)行多次噴砂處理,因此還需要大量工序。此外,可以說讓這些大量的工序能夠?qū)φ麄€(gè)壓紋加工面均一地進(jìn)行處理是非常困難的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的主要目的在于,提供一種樹脂成型用模具,其針對具有通過壓紋加工形成的凹凸的樹脂成型用模具,也能夠相對容易地得到使樹脂成型品的產(chǎn)品表面產(chǎn)生光亮、通過高光澤而提升質(zhì)感的樹脂成型品。
本發(fā)明所涉及的樹脂成型用模具為用于成型樹脂成型品的樹脂成型用模具,其特征在于,該樹脂成型用模具包括成型模具、和成型模具的模面的表面形成的鏡面涂層,鏡面涂層由導(dǎo)熱率為0.10W/m·K以上而0.99W/m·K以下的熱固性樹脂形成,鏡面涂層的厚度為1.0μm以上而30μm以下,鏡面涂層的表面具有形成為大致平面的平面保持部。
此外,在本發(fā)明所涉及的樹脂成型用模具中,優(yōu)選鏡面涂層的厚度為20μm以下。
根據(jù)本發(fā)明所涉及的樹脂成型用模具,鏡面涂層的表面具有形成為大致平面的平面保持部,由于該鏡面涂層的厚度為1.0μm以上而30μm以下,因此,當(dāng)將樹脂成型品從樹脂成型用模具中脫模時(shí),能夠避免拉拽方向上的成型模具的內(nèi)側(cè)面的凸起導(dǎo)致傷痕(擦傷)、或者具有壓紋的樹脂成型品在固化時(shí)產(chǎn)生的樹脂收縮所引起的拉拽或摩擦而產(chǎn)生的傷痕。
此外,由于鏡面涂層的厚度為1.0μm以上而30μm以下,因此,能夠抑制由于在形成鏡面涂層時(shí)使用的混合溶液中含有的溶劑組分揮發(fā)所產(chǎn)生的、鏡面涂層的表面的波浪形狀所導(dǎo)致的不平整。
進(jìn)一步地,由于鏡面涂層的厚度為1.0μm以上而30μm以下,因此,能夠避免為了形成鏡面涂層16而將混合溶液涂覆在通過壓紋加工形成了凹凸的成型模具12的模面12a時(shí)的滴液現(xiàn)象。
此外,進(jìn)一步地,由于該鏡面涂層的厚度為1.0μm以上而30μm以下,因此能夠承受更多數(shù)量的樹脂成型品的注塑成型。
根據(jù)以上可知,由于樹脂成型用模具的鏡面涂層的平面保持部能夠確保穩(wěn)定的平面狀態(tài),因此,如果采用該樹脂成型用模具進(jìn)行注塑成型,能夠抑制樹脂成型品的產(chǎn)品表面的外觀缺陷的產(chǎn)生,得到由于高光澤而提升質(zhì)感的樹脂成型品。
另外,如果鏡面涂層的厚度為20μm以下,則能夠進(jìn)一步抑制由于在形成鏡面涂層時(shí)使用的混合溶液中含有的溶劑組分揮發(fā)所產(chǎn)生的、鏡面涂層的表面的波浪形狀所導(dǎo)致的不平整。
發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種樹脂成型用模具,其即使針對具有通過壓紋加工形成的凹凸的樹脂成型用模具,也能夠相對容易地得到使樹脂成型品的產(chǎn)品表面產(chǎn)生光亮、通過高光澤而提升質(zhì)感的樹脂成型品。
本發(fā)明的上述目的、其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn),通過參照附圖進(jìn)行的以下用于實(shí)施發(fā)明的實(shí)施方式的說明能夠更加明確。
附圖說明
圖1是表示本發(fā)明的樹脂成型用模具的一個(gè)實(shí)施例的剖面說明圖。
圖2是將圖1所示的樹脂成型用模具的鏡面涂層的局部放大后的放大剖面圖。
圖3是表示采用本發(fā)明所涉及的樹脂成型用模具通過注塑成型得到的樹脂成型品脫模后的狀態(tài)的剖面說明圖。
圖4是表示用于實(shí)驗(yàn)的樹脂成型品的試驗(yàn)板的外觀的圖,圖4(a)為正視圖,圖4(b)為側(cè)視圖。
附圖標(biāo)號的說明
10 樹脂成型用模具
12 成型模具
12a 模面
14a 壓紋成型用凸部
14b 壓紋成型用凹部
16 鏡面涂層
18 平面保持部
100 樹脂成型品
110 制造面
T 壓紋成型用凸部和壓紋成型用凹部之間的最大高度
具體實(shí)施方式
1.樹脂成型用模具
圖1為表示本發(fā)明的樹脂成型用模具的一個(gè)實(shí)施例的剖面說明圖,圖2為將圖1所示的樹脂成型用模具的鏡面涂層的局部放大后的放大剖面圖。圖3為表示采用本發(fā)明所涉及的樹脂成型用模具通過注塑成型而得到的樹脂成型品脫模后的狀態(tài)的剖面說明圖。
樹脂成型用模具10包括成型模具12。
成型模具12使用至少能夠加熱至150℃的原料、例如使用鋼鐵材料、鋁、ZAS等金屬材料或合成樹脂材料形成。成型模具12的模面12a例如經(jīng)過蝕刻而實(shí)施壓紋加工,其結(jié)果,形成有壓紋成型用凸部14a和壓紋成型用凹部14b。該經(jīng)過壓紋加工形成的壓紋成型用凸部14a和壓紋成型用凹部14b之間的最大高度T優(yōu)選為10μm以上。因?yàn)槿绻陀?0μm,則會(huì)由后述的鏡面涂層16填埋壓紋成型用凹部14b的一部分。
此外,成型模具12上還設(shè)置有用于注塑成型的脫模斜面。該脫模斜面由經(jīng)過壓紋加工形成的壓紋成型用凸部14a和壓紋成型用凹部14b之間的最大高度T的關(guān)系而進(jìn)行規(guī)定,例如,當(dāng)壓紋成型用凸部14a和壓紋成型用凹部14b之間的最大高度T為10μm時(shí),被設(shè)定為大約1度。
壓紋加工是施加皮紋、幾何紋、啞光紋等凹凸形狀圖案的加工。壓紋包括皮紋圖案、肌理圖案或木紋圖案、啞光圖案、葉脈圖案、鱗狀圖案、大理石圖案、發(fā)紋圖案、幾何圖案、研磨圖案、釉面圖案等。
另外,該壓紋加工也可以通過蝕刻以外的方法施加凹凸?fàn)顖D案,例如通過雕刻、機(jī)械加工或者拋光進(jìn)行施加。
此外,壓紋加工也可以在成型模具12的模面12a的局部施加凹凸?fàn)顖D案。這時(shí),未被實(shí)施壓紋加工的成型模具12的模面12a成為鏡面。
進(jìn)一步地,也可以對于成型模具12的模面12a的整個(gè)平面都不進(jìn)行壓紋加工。這時(shí),沒有實(shí)施壓紋加工的成型模具12的模面12a的整個(gè)平面成為鏡面。
樹脂成型用模具10包括形成于成型模具12的整個(gè)模面12a上的鏡面涂層16。另外,鏡面涂層16也可以僅形成于成型模具12的模面12a的局部。并且,鏡面涂層16的表面具有形成為大致平面的平面保持部18。
鏡面涂層16至少含有熱固性樹脂。鏡面涂層16形成為厚度落在1.0μm以上而30μm以下的范圍內(nèi)。另外,優(yōu)選鏡面涂層16的厚度為20μm以下。這是由于,如果超過20μm,則鏡面涂層16的表面會(huì)產(chǎn)生波浪形狀,如果超過30μm,則鏡面涂層16的表面將明顯產(chǎn)生波浪形狀,從而使樹脂成型品的制造面難以產(chǎn)生高質(zhì)感的光澤。此外,鏡面涂層16的厚度至少小于通過壓紋加工形成的壓紋成型用凸部14a和壓紋成型用凹部14b之間的最大高度T。這是因?yàn)椋绻R面涂層16的厚度大于通過壓紋加工形成的壓紋成型用凸部14a和壓紋成型用凹部14b之間的最大高度T,則通過壓紋加工形成的凹凸被填埋,無法對樹脂成型品實(shí)施壓紋加工。如上所述的鏡面涂層16可以形成于型芯及型腔這兩者上,也可以將鏡面涂層16僅形成于型腔上。
另外,鏡面涂層16的厚度例如可以通過電磁·過電流式膜厚儀(“サンコウ電子社”制造,型號:SWT-9100)進(jìn)行測量。
作為鏡面涂層16所使用的熱固性樹脂,對其耐熱性、脫模性、與成型模具12的表面12a的粘接性、耐磨損性等存在要求。對于耐熱性,期望不會(huì)在低于100℃的溫度下熔融,熱固性樹脂的固化溫度與成型模具12的耐熱溫度對應(yīng)地被設(shè)定。例如,在由鋁或ZAS等低熔點(diǎn)材料制成的成型模具12上形成鏡面涂層16時(shí),與模具材料的耐熱溫度對應(yīng)地,采用在100℃以上而150℃以下的溫度范圍內(nèi)發(fā)生固化的熱固性樹脂。對于耐磨損性,期望對注塑成型時(shí)的樹脂的熔融物流體具有足夠的耐性。例如,期望在利用合成樹脂進(jìn)行成型如注塑成型時(shí),能夠承受注塑1000次以上的成型的性質(zhì)。這是為了能夠在樹脂成型品的成型時(shí)使用同一個(gè)成型模具12成型盡量多的樹脂成型品。如上所述,由于將該鏡面涂層16的厚度設(shè)置為1.0μm以上而30μm以下,優(yōu)選為20μm以下,因此,能夠承受更多數(shù)量的樹脂成型品的成型。
此外,為滿足上述對于鏡面涂層16的要求,用于鏡面涂層16的熱固性樹脂采用高隔熱性材料。例如,作為鏡面涂層16所使用的熱固性樹脂,采用導(dǎo)熱率為0.10W/m·K以上而0.99W/m·K以下的熱固性樹脂。
鏡面涂層16所使用的熱固性樹脂可以采用苯酚樹脂、醇酸樹脂、三聚氰胺脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹脂、氯化橡膠樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂、氯乙烯樹脂、氟樹脂、纖維素、聚苯乙烯樹脂等,可以采用單體及共聚合物的任意一種。
2.樹脂成型用模具的制造方法
下面,對本發(fā)明所涉及的樹脂成型用模具的制造方法進(jìn)行說明。
首先,準(zhǔn)備實(shí)施了壓紋加工的成型模具12。通過上述壓紋加工,在成型模具12的模面12a上形成壓紋成型用凸部14a和壓紋成型用凹部14b。
成型模具12的母材使用至少能夠在150℃時(shí)進(jìn)行加熱的原料,例如,可以使用鋼鐵材料、鋁、ZAS等金屬材料或合成樹脂材料。
此外,根據(jù)需要,可以在成型模具12的模面12a上施以皮紋、幾何紋、啞光紋等凹凸形狀圖案的壓紋加工。壓紋圖案可以從皮紋圖案、肌理圖案或木紋圖案、啞光圖案、葉脈圖案、鱗狀圖案、大理石圖案、發(fā)紋、幾何圖案、研磨圖案、釉面圖案等中進(jìn)行選擇。另一方面,也有不對成型模具12的模面12a施以壓紋加工的情況。
然后,為了在后續(xù)工序中形成鏡面涂層16,而對成型模具12的模面12a進(jìn)行去油和清洗。
接下來,在成型模具12的模面12a上形成鏡面涂層16。
首先,為形成鏡面涂層16,準(zhǔn)備熱固性樹脂。然后,準(zhǔn)備將所準(zhǔn)備的熱固性樹脂分散在溶劑中而得到的混合溶液。
用于形成鏡面涂層16的熱固性樹脂可以采用苯酚樹脂、醇酸樹脂、三聚氰胺脲醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚氨酯樹脂、硅樹脂、氯化橡膠樹脂、聚醋酸乙烯酯樹脂、丙烯酸樹脂、氯乙烯樹脂、氟樹脂、纖維素、聚苯乙烯樹脂等,可以采用單體及共聚合物的任意一種。
用于形成鏡面涂層16的溶劑可以采用丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、n-乙酸丁酯、n-丁醇、甲醇、乙二醇甲醚醋酸酯。另外,用于形成鏡面涂層16的混合溶液中,溶劑的稀釋率為5%以上而20%以下。
接著,為形成鏡面涂層16,例如通過噴涂法,將準(zhǔn)備好的混合物以形成1.0μm以上而30μm以下的厚度的方式,涂覆在成型模具12的模面12a上。另外,優(yōu)選鏡面涂層16以成為20μm以下的厚度的方式被涂覆。
作為用于形成鏡面涂層16的混合溶液的噴涂條件,例如為涂覆壓力(氣壓)為0.25MPa、噴槍的口徑為0.8mm、涂覆距離為15cm以上而40cm以下的范圍。并且,相對于用于涂覆的成型模具12的模面12a盡可能從垂直方向進(jìn)行噴涂。這是為了使得鏡面涂層16能夠均勻地涂覆在成型模具12的模面12a上。進(jìn)行涂覆的場所例如是涂裝室。
另外,鏡面涂層16也可以僅形成在成型模具12的模面12a的局部,而并不形成在成型模具12的模面12a的整個(gè)表面上。
之后,通過將涂覆有混合溶液的成型模具12在100℃以上而150℃以下的焙燒溫度、2個(gè)小時(shí)以上而5個(gè)小時(shí)以下的條件下進(jìn)行焙燒,從而在成型模具12的模面12a上形成鏡面涂層16,由此得到樹脂成型用模具10。
3.樹脂成型品
使用該樹脂成型用模具10,用加熱熔融后的熱塑性樹脂進(jìn)行注塑成型。使用本樹脂成型用模具10進(jìn)行成型的熱塑性樹脂的材料,例如可以采用聚丙烯(PP)、丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的共聚合成樹脂即ABS樹脂、聚氯乙烯(PVC)等。此外,對樹脂成型品的厚度沒有特殊限制,可以成型為任意厚度。
使用該樹脂成型用模具10成型的圖3的樹脂成型品100的制造面110具有足夠的光亮,具有較高光澤。
根據(jù)圖1的樹脂成型用模具10,由于鏡面涂層16的厚度為1.0μm以上而30μm以下,因此,當(dāng)將樹脂成型品100從樹脂成型用模具10中脫模時(shí),能夠避免拉拽方向上的成型模具的內(nèi)側(cè)面的凸起導(dǎo)致樹脂成型品100的傷痕(擦傷)、或者具有壓紋的樹脂成型品100在固化時(shí)產(chǎn)生的樹脂收縮所引起的拉拽或摩擦而產(chǎn)生的傷痕。
此外,由于鏡面涂層16的厚度為1.0μm以上而30μm以下,因此,能夠抑制由于在形成鏡面涂層16時(shí)溶劑組分揮發(fā)所產(chǎn)生的、平面保持部18由于波浪形狀所導(dǎo)致的不平整。
進(jìn)一步地,由于鏡面涂層16的厚度為1.0μm以上而30μm以下,因此,能夠避免為了形成鏡面涂層16而將混合溶液涂覆在通過壓紋加工形成了凹凸的成型模具12的模面12a時(shí)的滴液現(xiàn)象。
此外,進(jìn)一步地,由于鏡面涂層16的厚度為1.0μm以上而30μm以下,因此能夠承受更多數(shù)量的樹脂成型品的注塑成型。
由此,由于樹脂成型用模具10的鏡面涂層16的平面保持部18能夠確保穩(wěn)定的平面狀態(tài),因此,如果采用該樹脂成型用模具10將樹脂成型品100進(jìn)行注塑成型,能夠抑制樹脂成型品100的產(chǎn)品表面的外觀缺陷的產(chǎn)生,得到由于高光澤而提升質(zhì)感的樹脂成型品。
另外,如果鏡面涂層16的厚度為20μm以下,則能夠進(jìn)一步抑制由于在形成鏡面涂層16時(shí)使用的混合溶液中含有的溶劑組分揮發(fā)所產(chǎn)生的、平面保持部18的波浪形狀所導(dǎo)致的不平整。
(實(shí)驗(yàn)例)
進(jìn)行下述實(shí)驗(yàn):即,作為實(shí)施例而準(zhǔn)備成型模具12中形成有鏡面涂層16的樹脂成型用模具的試驗(yàn)板,作為對比例而準(zhǔn)備成型模具中未形成鏡面涂層的樹脂成型用模具的試驗(yàn)板,評價(jià)各個(gè)樹脂成型用模具的試驗(yàn)板。評價(jià)是通過測量樹脂成型用模具的試驗(yàn)板的模面的光澤值來進(jìn)行的。
1.樹脂成型用模具
(實(shí)施例)
實(shí)施例1至實(shí)施例3的成型模具的試驗(yàn)板的母材均為機(jī)械結(jié)構(gòu)用碳素鋼(S50C)。此外,實(shí)施例1至實(shí)施例3的樹脂成型用模具的試驗(yàn)板的尺寸為縱向長度100mm、橫向長度150mm、厚度10mm。
此外,在實(shí)施例1至實(shí)施例3中,通過現(xiàn)有方法實(shí)施壓紋加工。另外,在實(shí)施例1至實(shí)施例3中,使該壓紋加工形成的壓紋成型用凸部和壓紋成型用凹部之間的最大高度T為10μm左右。并且,實(shí)施例1至實(shí)施例3的成型模具的試驗(yàn)板的模面上形成有鏡面涂層。這些鏡面涂層所含有的樹脂為丙烯酸樹脂。在實(shí)施例1至實(shí)施例3中,使鏡面涂層的厚度發(fā)生變化。
實(shí)施例1至實(shí)施例3中的用于形成鏡面涂層的混合溶液的噴涂條件如下。
·涂覆壓力(氣壓):0.25MPa
·噴槍口徑:0.8mm
·涂覆距離:30mm以上而40mm以下
·涂覆朝向:相對于成型模具的模面盡可能垂直
·涂覆場所:涂裝室
·涂覆厚度:參照表1
(對比例)
對比例1的成型模具的試驗(yàn)板,與實(shí)施例1的成型模具所施加的壓紋加工相同地,實(shí)施了包括噴砂處理及利用玻璃珠進(jìn)行表面加工在內(nèi)的一系列的壓紋加工,并且沒有形成鏡面涂層。此外,對比例1的成型模具的母材也均為機(jī)械結(jié)構(gòu)用碳素鋼(S50C)。對比例1的試驗(yàn)板的尺寸也與實(shí)施例1至實(shí)施例3的試驗(yàn)板的尺寸相同。
(測量方法)
成型模具12的試驗(yàn)板的模面12a的光澤值(Gs(60°)的光澤度)采用柯尼卡美能達(dá)公司生產(chǎn)的光澤度儀(商品名稱:UNI GLOSS GM-60)進(jìn)行測量。Gs(60°)表示測量角度為60度的鏡面光澤(度)。
鏡面光澤度是基于JIS Z8741-1997“鏡面光澤度-測量方法”所規(guī)定的測量方法,用下述方法測量的。即,采用基于前述標(biāo)準(zhǔn)的鏡面光澤度測量裝置,在入射角=60°的條件下,測量表面的反射率。然后,將該測量值換算為基準(zhǔn)面的光澤度為100時(shí)的百分比數(shù)而作為鏡面光澤度表示。作為基準(zhǔn)面,采用前述標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的、折射率在全部可見波長范圍區(qū)域內(nèi)為固定值1.567的黑色玻璃基準(zhǔn)面,規(guī)定為入射角=60°時(shí)的鏡面反射率10%為光澤度100。使用柯尼卡美能達(dá)公司生產(chǎn)的光澤度儀(商品名稱:UNI GLOSS GM-60),在入射角=60°的條件下,以N=5測量試驗(yàn)板表面的各個(gè)部分,將其平均值作為各試驗(yàn)板表面的鏡面光澤度,其中,柯尼卡美能達(dá)公司生產(chǎn)的光澤度儀具有測量后自動(dòng)進(jìn)行上述換算并輸出鏡面光澤度的功能。另外,光澤值(光澤度)越高就意味著越能產(chǎn)生光亮的狀態(tài)的情況。
表1示出了實(shí)施例1至實(shí)施例3以及對比例1的評價(jià)結(jié)果。
【表1】
如果著眼于成型模具進(jìn)行壓紋加工后的模面的光澤值的平均值,則在實(shí)施例1至實(shí)施例3中,落在15.4至59.4的范圍內(nèi),而在對比例1中為2.1,因此,確定到通過在成型模具的模面上形成鏡面涂層,能夠大幅提高光亮。此外,在對實(shí)施例1至實(shí)施例3的成型模具中的鏡面涂層的平面保持部進(jìn)行確認(rèn)時(shí),沒有發(fā)現(xiàn)由于波浪形狀所導(dǎo)致的不平整。