模具及其制造方法、以及成型体的制造方法与流程

本发明涉及可利用于真空成型的模具及其制造方法、以及利用该模具的成型体的制造方法。

背景技术：

专利文献1揭示了一种制造树脂制面板的方法，其是通过模具进行树脂片材的减压吸引而将所述树脂片材赋型为所述模具的型腔形状，通过将发泡体熔接于该树脂片材来制造树脂制面板。

【现有技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2014－128938号公报

技术实现要素：

【发明要解决的问题】

如专利文献1所揭示的树脂片材，从设计性或功能性的观点考虑，有形成多个岛状的凸部(酒窝形状)的情况。为了将这样的凸部形成于树脂片材，需要将对应于该凸部的形状的凹部形成于模具上，但通过形成有凹部的模具进行树脂片材的减压吸引时，于凹部及其周围的树脂片材的赋型性较差，其结果，导致有成型体的外观不好的情况。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种能够提高成型体的外观的模具。

【解决问题的手段】

根据本发明，提供一种模具，其为具有型腔，且可通过多个减压吸引孔而进行树脂片材的减压吸引，将所述树脂片材赋型为沿着所述型腔的内表面的形状的模具，其特征在于，所述型腔的内表面具备基面、以及设置于所述基面内的多个岛状的凹部，由凹部内减压吸引孔比率/凹部面积比率定义的凹部内减压吸引孔指数为0.5以下。(其中，所述凹部内减压吸引孔比率是相对于存在于所述基面和所述凹部的任一个的能够减压吸引的减压吸引孔的总数的、存在于所述凹部的能够减压吸引的减压吸引孔的个数的比率，所述凹部面积比率是相对于所述基面和所述凹部的面积之和的，所述凹部的面积的比率。)

在凹部及其周围的赋型性差的原因进行了研究，发现在凹部内设置有减压吸引孔的部分的赋型性差。并且，根据该发现，确认了使凹部内的减压吸引孔封闭，提高在凹部及其周围的赋型性。通过这样的过程，能够确认凹部内的减压吸引孔是赋型性变差的原因，发现通过使凹部内减压吸引孔指数为0.5以下，能够提高成型体的外观，从而完成了本发明。

以下例示本发明的各种实施方式。以下示出的实施方式可以相互组合。

优选在所述凹部内设置有所述减压吸引孔，且所述凹部内的所述减压吸引孔封闭。

优选所述凹部的面积的比率为1～80％。

优选所述凹部以有规律地分布的方式配置。

优选所述减压吸引孔的个数/所述凹部的个数为0.1～10。

优选每1个所述凹部的面积为2～900mm²。

优选所述凹部的深度为0.1～10mm。

优选每1个所述减压吸引孔的面积为0.001～1mm²。

优选所述基面形成有细纹形状。

根据本发明的其他观点，提供一种模具的制造方法，其具备：在型腔的基面形成多个减压吸引孔的减压吸引孔形成工序；在所述基面形成多个凹部的凹部形成工序；以及，所述减压吸引孔中使存在于所述凹部内的减压吸引孔封闭的封闭工序。

根据本发明的其他观点，提供一种成型体的制造方法，其具备赋型工序，所述赋型工序利用上述模具进行树脂片材的减压吸引，将所述树脂片材赋型为沿着所述型腔的内表面的形状。

优选所述树脂片材是从裂口挤出熔融树脂使其垂下而形成的。

优选在所述赋型工序之后，具备使发泡体熔接于所述树脂片材的熔接工序。

【附图说明】

图1表示可在本发明的一个实施方式的成型体的制造方法利用的成型机1的一个例子。

图2的(a)是图1的模具21，22及树脂片材23，24附近的放大剖面图，图2的(b)是(a)中的区域a的放大图。

图3是图2的模具21的型腔21a的内表面的俯视图。

图4表示模具21的制造工序，表示在型腔21a的基面21c形成减压吸引孔21b之后的状态，是与图3对应的俯视图。

图5表示图4的后续的模具21的制造工序，表示在型腔21a的基面21c形成凹部21d之后的状态，是与图3对应的俯视图。

图6表示以减压吸引孔21b未配置于凹部21d内的方式配置减压吸引孔21b及凹部21d的情况，是与图3对应的俯视图。

图7表示通过图2的模具21，22减压吸引树脂片材23，24之后的状态，是与图2的(a)对应的剖面图。

图8表示使发泡体31熔接于图7的树脂片材24之后的状态，是与图2的(a)对应的剖面图。

图9表示将图8的模具21，22闭模之后的状态，是与图2的(a)对应的剖面图。

图10是表示从在图9形成的成型体去除毛边之后所得到的树脂制面板33的剖面图。

图11表示在试验例1利用凹部21d内的减压吸引孔21b未被封闭的模具21所得到的成型体的外观图片。

图12表示在试验例2利用凹部21d内的减压吸引孔21b未被封闭的模具21所得到的成型体的外观图片。

图13表示在试验例3利用凹部21d内的减压吸引孔21b未被封闭的模具21所得到的成型体的外观图片。

【具体实施方式】

以下说明本发明的实施方式。以下示出的实施方式中例示的各种特征事项可以相互组合。并且，各个特征事项独立地使发明成立。

1.成型机1的结构

首先，利用图1～图6，说明可用于实施本发明的一个实施方式的成型体的制造方法的成型机1。成型机1具备树脂片材形成装置2a，2b、以及模具21，22。各个树脂片材形成装置2a，2b具备料斗12、挤出机13、积存器17、t型模18。通过连接管25连接挤出机13与积存器17。通过连接管27连接积存器17与t型模18。

以下详细说明各个结构。

＜料斗12，挤出机13＞

料斗12用于将原料树脂11投入挤出机13的料缸13a内。原料树脂11的形态没有特别限定，通常为颗粒状。原料树脂例如为聚烯烃等热塑性树脂，作为聚烯烃，可列举低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物及其混合物等。原料树脂11是在由料斗12投入料缸13a中之后，在料缸13a中被加热而被熔融，从而成为熔融树脂。并且，通过配置于料缸13a内的螺旋桨的旋转，朝向料缸13a的前端进行搬送。螺旋桨配置于料缸13a内，通过其旋转来混炼熔融树脂的同时进行搬送。在螺旋桨的基端设置有齿轮装置，通过齿轮装置使螺旋桨旋转驱动。配置于料缸13a内的螺旋桨的个数可以为1个，也可以为2个以上。

＜积存器17、t型模18＞

熔融树脂是从料缸13a的树脂挤出口挤出的，通过连接管25而被注入积存器17内。积存器17具备料缸17a及可以在其内部滑动的活塞17b，可以在料缸17a内积存熔融树脂。另外，在料缸17a内积存规定量的熔融树脂之后，使活塞17b移动，从而通过连接管27将熔融树脂从设置于t型模18内的裂口挤出使其垂下，形成熔融状态的树脂片材23，24。

＜模具21，22＞

树脂片材23，24被引导至模具21，22之间。如图2～图3所示，模具21，22具有型腔21a，22a，以包围型腔21a，22a的方式设置有夹断部21f，22f。型腔21a，22a内设置有减压吸引孔21b，22b，可通过减压吸引孔21b，22b减压吸引树脂片材23，24，从而赋型为沿着模具21、22的型腔21a，22a的内表面的形状。减压吸引孔21b，22b是极小的孔，一端穿过模具21，22内部而连通至型腔21a，22a的内表面，另一端连接于减压装置。减压吸引孔21b，22b的面积例如为0.001～1mm²，具体而言例如为0.001、0.01、0.05、0.1、0.5、1mm²，也可以在这里例示的任意2个数值之间的范围内。减压吸引孔21b，22b的个数密度例如为0.1～10个/cm²，具体而言例如为0.1、0.5、1、5、10个/cm²，也可以在这里例示的任意2个数值之间的范围内。减压吸引孔21b，22b优选为圆形，但也可以为别的形状。减压吸引孔21b，22b优选有规律地(优选均匀地)分布设置。并且，减压吸引孔21b，22b优选配置为格子状。

型腔21a的内表面具备基面21c、以及设置于基面21c内的多个岛状的凹部21d。凹部21d是用来将提高外观或功能的凸部形成于成型体的。凹部21d优选有规律地(优选均匀地)分布。凹部21d的深度例如为0.1～10mm，由于在0.1～1mm时显著提高外观，因而尤其优选。凹部21d的深度具体而言例如为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10mm，也可以在这里例示的任意2个数值之间的范围内。

凹部21d的每1个的面积例如为2～900mm²，优选为0～100mm²，具体而言例如为2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、500、900mm²，也可以在这里例示的任意2个数值之间的范围内。作为凹部21d的形状，可列举圆形、多角形(例：正方形)等。凹部21d优选配置为格子状。若设凹部的一边的长度或圆的直径为l，则相邻的凹部21d之间的距离优选为1.5l～5l。此距离例如为1.5l、2l、2.5l、3l、3.5l、4l、4.5l、5l，也可以在这里例示的任意2个数值之间的范围内。l优选为1.5～30mm，更优选为3～10mm，具体而言例如为1.5、2、5、10、15、20、25、30mm，也可以在这里例示的任意2个数值之间的范围内。

减压吸引孔21b的个数/凹部21d的个数例如为0.1～10，优选为0.3～3，具体而言例如为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10，也可以在这里例示的任意2个数值之间的范围内。

若将凹部面积比率a定义为式1，则凹部面积比率a例如为1～80％，优选为10～50％，具体而言例如为1、10、20、30、40、50、60、70、80％，也可以在这里例示的任意2个数值之间的范围内。在图4所示的例子中，由于一边的长度为l的正方形以间距2l配置为格子状，因此凹部21d的面积比率为25％。

(式1)凹部面积比率a＝相对于基面21c和凹部21d的面积的合的，凹部21d的面积比率

凹部21d的侧面相对于基面21c可以大致垂直，也可以倾斜。基面21c优选为平坦面，但也可以弯曲。基面21c可以设置细纹形状，也可以不设置细纹形状。当基面21c设置有细纹形状时，在凹部21d的底面，可以设置细纹形状，也可以不设置细纹形状。

若将凹部内减压吸引孔比率b定义为式2，则互不相关地配置减压吸引孔21b与凹部21d，未封闭所有的减压吸引孔21b而成为可进行减压吸引的状态时，凹部内减压吸引孔比率b几乎等于凹部面积比率a。应予说明，于式2，可以减压吸引的减压吸引孔21b是指，未封闭而处在可进行减压吸引可能的状态的减压吸引孔21b，不计入被封闭而处在无法进行减压吸引的状态的减压吸引孔21b。

(式2)凹部内减压吸引孔比率b＝相对于基面21c与凹部21d的任一个中存在的可进行减压吸引的减压吸引孔21b的总数的、凹部21d中存在的可进行减压吸引的减压吸引孔21b的个数的比率

此时，若将凹部内减压吸引孔指数c定义为式3，则凹部内减压吸引孔指数c几乎为1。

(式3)凹部内减压吸引孔指数c＝凹部内减压吸引孔比率b/凹部面积比率a

于是，本申请的发明人等在研究配置有多个岛状的凸部的树脂制面板时，频繁出现在凸部及其周围的成型不良，发现其原因是对应于面板凸部的模具的凹部内存在减压吸引孔。并且，根据该发现，将凹部21d内的减压吸引孔21b封闭，结果确认了能够提高在凹部21d及其周围的赋型性。若考虑到这样的观点，优选在凹部21d内完全不存在可进行减压吸引的减压吸引孔21b，但有时候可以允许在几个凹部21d存在可进行减压吸引的减压吸引孔21b。从而，在本实施方式中，将凹部内减压吸引孔指数c规定为0.5以下。由于在互不相关地配置减压吸引孔21b与凹部21d时的指数c约为1，因此通过使指数c为0.5以下，从而改善在多个凹部21d的赋型性，结果提高成型体的整体外观。指数c可以为0.4、0.3、0.2、0.1，或者优选0.05以下，最优选0。应予说明，虽然尚不知当减压吸引孔21b存在于凹部21d时赋型性变差的机理，但可以推测，其与通过由凹部21d内的减压吸引孔21b的减压吸引，在树脂片材23被引入凹部21d内时，树脂片材23接触凹部21d的边缘而被冷却相关。

若要使指数c变小，则可以使比率b变小。作为使比率b变小的方法，可列举通过封闭部21d使存在于凹部21d内的减压吸引孔21b封闭，从而使该减压吸引孔21b处在无法减压吸引的状态的方法、以及以不在凹部21d内配置减压吸引孔21b的方式设定凹部21d与减压吸引孔21b的位置关系的方法。在图3的实施方式中。通过封闭部21e使存在于凹部21d内的减压吸引孔21b封闭。在图6的实施方式中，通过以等间距配置凹部21d和减压吸引孔21b，从而不会在凹部21d内配置有减压吸引孔21b。应予说明，即使构成为凹部21d的间距/减压吸引孔21b的间距的值为2、3、4、或5等整数，也可以不在凹部21d内配置减压吸引孔21b。

这里，说明模具21的制造方法。模具通过减压吸引孔形成工序、凹部形成工序、以及封闭工序形成。

首先，在减压吸引孔形成工序中，如图4所示，在型腔21a的基面21c形成多个减压吸引孔21b。一个例中，不考虑凹部21d的位置，将减压吸引孔21b配置为均匀分布。应予说明，通常由于减压吸引孔21b是微小的，并不会想到减压吸引孔21b是否存在于凹部21d内会影响到赋型性。因此，在模具21的通常的制造方法中，不考虑凹部21d的位置，将减压吸引孔21b配置为分布均匀。

接着，在凹部形成工序中，如图5所示，在基面21c形成多个凹部21d。凹部21d可通过蚀刻等化学手段来形成，也可以通过机械加工等物理手段来形成。一个例子中，不考虑减压吸引孔21b的位置，形成凹部21d。此时，会以与凹部面积比率a同等的比率将减压吸引孔21b设置于凹部21d。

接着，在封闭工序中，利用封闭部21e使凹部21d内的减压吸引孔21b封闭，从而得到如图3所示的结构的模具，完成模具的制造方法。作为减压吸引孔21b的封闭方法，例如可列举使树脂或金属等封闭材料流入减压吸引孔21b的方法。

在基面21c形成细纹形状时，在上述任一个工序之前或之后，进行在基面21c形成细纹形状的工序即可。该工序可通过蚀刻等化学手段来进行。

应予说明，制造图6所示方式的模具时，可以以以减压吸引孔21b不存在于凹部21d的方式，形成减压吸引孔21b及凹部21d，此时，无须封闭工序。

2.成型体的制造方法

这里，利用图2及图7～图10，对本发明的一个实施方式的成型体的制造方法进行说明。本实施方式的方法具备配置工序、赋型工序、熔接工序、闭模工序、以及精加工工序。以下进行详细说明。

2.1配置工序

在该工序中，如图2所示，将从t型模18的裂口挤出熔融状态的熔融树脂使其垂下而形成的树脂片材23，24配置于模具21，22之间。在本实施方式中，由于进行将从t型模18挤出的树脂片材23，24按原样使用的直接真空成型，因此树脂片材23，24不会在成型前冷却至室温而被固化，固化的树脂片材23，24在成型前也不会被加热。并且，本实施方式的树脂片材23，24，从裂口挤出的之初的整体温度几乎均匀，在垂下的时候，因为空气自表面渐渐冷却。另外，也靠近树脂片材23，24的厚度方向的中间，越难以收到因空气而冷却的影响，因此本实施方式的树脂片材23，24具有越靠近厚度方向的中间，温度上升而粘度下降的性质。树脂片材23，24的壁厚没有特别限定，例如为0.5～5mm，优选为1～3mm。该壁厚具体而言例如为0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5mm，也可以在这里例示的任意2个数值之间的范围内。

2.2赋型工序

在该工序中，如图7所示，利用模具21，22进行树脂片材23，24的减压吸引，将树脂片材23，24赋型为型腔21a，22a的形状。由于本实施方式所使用的模具21，其凹部内减压吸引孔指数为0.5以下，从而抑制在凹部21d及其周围的赋型性的变差。

2.3熔接工序

在该工序中，如图8所示，使发泡体31熔接于树脂片材24。也可以使发泡体31熔接于树脂片材23。例如利用热塑性树脂成型发泡体31。其树脂材料没有限定，例如包含聚丙烯、聚乙烯等聚烯烃或、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氯乙烯等丙烯酸衍生物中的任一个、或2种以上的混合物。发泡体31的发泡倍率优选为1.5～6倍。应予说明，可省略发泡体31，此时，也可以省略熔接工序。

2.4闭模工序

在该工序中，如图9所示，对模具21，22进行闭模。在该工序中，熔接树脂片材23，24而得到发泡体31的周围被树脂片材覆盖的成型体。夹断部21f，22f的外侧为毛边。应予说明，若向被树脂片材23，24包围的空间内吹入空气，则会发生发泡体31的发泡倍率下降的问题，因此优选不吹入空气。

2.5精加工工序

在闭模工序之后，打开模具21，22去除成型体，去除毛边，从而得到如图10所示的树脂制面板33。树脂制面板33为发泡体31的周围被树脂片材32覆盖的结构。在树脂制面板33的一侧的面形成有与模具21的基面21c及凹部21d对应的凹部32c及凸部32d。在基面21c设置有细纹形状时，凹部32c转印有细纹形状。在使用凹部21d设置有减压吸引孔21b的模具时，细纹形状的转印有可能不充分，但在本实施方式中，由于使用凹部内减压吸引孔指数c为0.5以下的模具，因此细纹形状适当地被转印，能够得到外观优异的树脂制面板。

【实施例】

(试验例1)

利用图1所示的成型机1及模具21，进行了真空成型。挤出机13的料缸13a的内径为50mm，l/d＝34。作为原料树脂，使用了相对于pp和滑石(20％)添加有炭黑1％的树脂。以树脂片材23的温度为190～200℃的方式进行了各个部位的温度控制。使螺旋桨的旋转数为60rmm，挤出量为20kg/hr。进行t型模18的控制使树脂片材23，24的厚度为1mm。

将在以上条件下形成的树脂片材23相邻配置于模具21。作为模具21，使用了以约10mm间距配置为格子状的直径约5mm、深度约0.2～0.3mm的圆柱状的凹部21d，并在基面21c设置有细纹形状的模具。在该模具21中，减压吸引孔21b中的1个配置于与以图11的箭头x表示的凸部32d对应的凹部21d，剩余的减压吸引孔21b配置于基面21c。

接着，利用模具21进行树脂片材23的减压吸引，将树脂片材23赋型为沿着模具21的型腔的内表面的形状。

图11表示在使凹部21d内的减压吸引孔21b未封闭的状态下得到的成型体。如图11所示，可知：于以箭头x表示的凸部32d的，在与减压吸引孔21b对应的部位形成有不期望的突起32b，凸部32d的周围的细纹形状比其他部位更薄，在凸部32d周围的赋型性差。

(试验例2)

使用将试验例1的模具21的圆柱状的凹部21d改变为在凹部21d的边缘的直径约为2mm且深度约为0.2～0.3mm的球冠状的凹部21d的模具21，除此之外，与在试验例1同样的条件下形成成型体。图12表示在使凹部21d内的减压吸引孔21b未封闭的状态下得到的成型体。如图12所示，可知：于以箭头x表示的凸部32d，与减压吸引孔21b对应的部位形成有不期望的突起32b，凸部32d的周围比其他部位成为凹陷的形状，在凸部32d周围的赋型性差。

(试验例3)

使用将试验例1的模具21的圆柱状的凹部21d改变为一边的长度越为5mm且深度约为0.2～0.3mm的正方柱状的凹部21d的模具21，除此之外，与在试验例1同样的条件下形成成型体。图13表示在使凹部21d内的减压吸引孔21b未封闭的状态下得到的成型体。如图13所示，可知：于以箭头x表示的凸部32d，与减压吸引孔21b对应的部位形成有不期望的突起32b，在凸部32d的周围比其他部位成为凹陷的形状，在凸部32d的周围的赋型性差。

(试验例4～6)

在试验例4～6中，利用瞬间粘合剂，在使试验例1～3的模具21的凹部21d内的减压吸引孔21b封闭之后，以同样的条件下进行了树脂片材23的减压吸引，结果凸部32d消失，改善了凸部32d周围的赋型性，得到了外观良好的成型体。

【符号的说明】

1：成型机、2a：第1树脂片材形成装置、2b：第2树脂片材形成装置、11：原料树脂、12：料斗、13：挤出机、13a：料缸、17：积存器、17a：料缸、17b：活塞、18：t型模、21：第1模具、21a：型腔、21b：减压吸引孔、21c：基面、21d：凹部、21d：封闭部、21f：夹断部、22：第2模具、22a：型腔、22b：减压吸引孔、22f：夹断部、23：树脂片材、24：树脂片材、25：连接管、27：连接管、31：发泡体、32：树脂片材、32b：突起、32c：凹部、32d：凸部、33：树脂制面板。