DE60007050T2

DE60007050T2 - IMC-Verfahren

Info

Publication number: DE60007050T2
Application number: DE2000607050
Authority: DE
Inventors: Takayuki Ama-gun Ito; Toshihiko Nagoya-shi Asaya
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2004-06-03
Anticipated expiration: 2020-03-08
Also published as: CN1251857C; AU2075300A; CN1289694A; US20030172769A1; AU739153B2; EP1088648A1; DE60007050D1; EP1088648B1; US6607681B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers bzw. Formartikels gemäß der Einleitung bzw. des Oberbegriffes von Anspruch 1.
Typischerweise werden die Lenkräder von Fahrzeugen durch ein Harzformungsverfahren hergestellt. Zunächst wird ein Kernstab in einer Metallform an einer vorgegebenen Position angeordnet. Danach wird ein Harzmaterial in die Formhöhlung der Metallform eingespritzt und gehärtet. Ein Urethanharz wird als das Harzmaterial verwendet. Ein lichtbeständiger Beschichtungsfilm wird auf der Oberfläche des Harzformteiles gebildet, um eine Verfärbung des Urethanharzes zu verhindern, die auftreten könnte, wenn dieses dem Licht ausgesetzt wird.
Ein Verfahren zur Herstellung des Beschichtungsfilmes schließt das Aufbringen einer Beschichtung auf die Innenwand der Metallform (die Oberfläche der Formhöhlung) vor der Formung ein. Genauer gesagt wird mittels einer Sprühpistole eine Beschichtungslösung auf die Innenwand der geöffneten Metallform gesprüht. Die Metallform wird geschlossen und ein Füllmaterial (Urethanmaterial) wird in die Formhöhlung der Form eingespritzt und gehärtet. Auf diese Weise wird ein Formkörper mit einem Beschichtungsfilm auf der Oberfläche hergestellt. Ein Formungsverfahren, in dem ein vorgegebenes Material in die Formhöhlung eingespritzt und mittel einer chemischen Reaktion gehärtet wird, wird als "Reaktionsspritzgießverfahren" (RSG) bezeichnet.
Wenn eine Beschichtungslösung mittels einer Sprühpistole aufgebracht wird, kann die Beschichtung jedoch auf andere Teile außer der Oberfläche der Formhöhlung aufgebracht werden oder sie kann ohne an der Oberfläche der Formhöhlung zu haften in die Luft verteilt werden. Deshalb ist die Haftwirkung der Beschichtung gering. Da die auf anderen Oberflächen als die Oberfläche der Formhöhlung aufgebrachte Beschichtung nach der Formung einen Bart erzeugt, ist ein Schritt zur Entfernung dieses Barts erforderlich. Desweiteren verschmutzt das Material, das in die Luft verteilt wird, den Arbeitsplatz.
Andererseits ist es schwierig, wenn eine Beschichtungslösung direkt mittels einer Sprühpistole auf einen Formkörper aufgebracht wird, die Beschichtung gleichmäßig aufzubringen. Es ist besonders schwierig, die Beschichtung richtig auf die Gratlinie eines Formkörpers aufzubringen. Deshalb kann das Lenkrad keine vollständige Lichtbeständigkeit aufweisen.
Ferner beschreibt die europäische Patentschrift EP 0 781 643 A ein Verfahren, in dem eine Überzugsschicht durch das Einspritzen des Beschichtungsmaterials in die evakuierte Form gebildet wird, so daß eine spontane Ausdehnung der in dem Beschichtungsmaterials gelösten Gase zu einer Verteilung des Beschichtungsmaterials über die gesamte Oberfläche der Formhöhlung führt, wobei die spontane Verteilung des Beschichtungsmaterials in sehr kurzer Zeit stattfindet, z.B. in 0,2 Sekunden.
Ferner lehrt die US-amerikanische Patentschrift US 5,633,289 die Verwendung eines einzelnen Materials, das in einem einzigen Einspritzschritt unter verringertem Druck in die Formhöhlung eingespritzt wird.
Darüberhinaus beschreibt die japanische Patentschrift JP-6 3134209 die Anwendung unterschiedlicher Temperaturen in zwei Bereichen der Form, um die Dicke der Außenhautschicht im Reaktionsspritzgießverfahren zu steuern, wobei die Bildung fester Materialschichten durch die unterschiedlichen Formtemperaturen in den jeweiligen Formhälften gesteuert wird.
Schließlich offenbart die europäische Patentschrift EP 0 771 642 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Formartikels mit anderen Materialeigenschaften auf seiner Oberfläche als in seinem Inneren, wobei eine kontinuierliche und langsame Injektion des Materials angewandt und die Materialzusammensetzung während des Einspritzens kontinuierlich verändert wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Angesichts des Stands der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Aufbringen einer Beschichtung auf die Innenfläche der Formhöhlung einer Form, wobei die spätere Gestalt, Dicke und andere Eigenschaften der Überzugsschicht leicht und zuverlässig gesteuert werden können.
Diese Aufgabe wird mittels eines Verfahrens nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Modifikationen des Verfahrens sind in den davon abhängigen Ansprüchen bzw. Unteransprüchen wiedergegeben.
Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die anhand von Beispielen das Prinzip der Erfindung verdeutlicht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Merkmale der Erfindung, von denen angenommen wird, daß sie neu sind, werden in aller Genauigkeit in den beigefügten Ansprüchen dargelegt. Die Erfindung kann, zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen, am besten durch die Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen und in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden.
1, 2 und 3 sind schematische Zeichnungen, die ein Verfahren zur Formung eines Lenkrads gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen;
4 ist eine perspektivische Ansicht des Lenkrads der ersten Ausführungsform;
5 ist eine Schnittansicht des Greifbereiches des Lenkrads von 4;
6 ist eine Zeichnung, die schematisch die Spritzgießmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
7, 8, 9 und 10 sind Schnittansichten, die das Verfahren zur Formung eines Lenkrads gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigen;
11 bis 13 sind Zeichnungen zur Erläuterung eines Verfahrens zur Formung einer Rückwand (back panel) gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
14 ist eine perspektivische Ansicht der Rückwand der sechsten Ausführungsform;
15 ist eine Zeichnung, die schematisch eine Spritzgießmaschine gemäß einer siebten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
16 ist eine Zeichnung, die schematisch den Urethan-Injektor einer Spritzgießmaschine gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
17 ist ein Zeitdiagramm, das die Veränderungen der Pigmentkonzentration in dem Formschäumschritt der achten Ausführungsform zeigt; und
18 ist ein Zeitdiagramm, das die Veränderungen der Pigmentkonzentrationen in einem anderen Formschäumschritt zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In den Zeichnungen werden durchgehend die gleichen Bezugszeichen für die gleichen Elemente verwendet.
Erste Ausführungsform
Die erste Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Wie in 4 gezeigt ist, weist das Lenkrad 1 einen ringförmigen Greifbereich 2, drei Speichenbereiche 3, 4 und 5 und eine Nabenplatte 6 (boss plate) auf. Der Greifbereich 2 und die Speichenbereiche 3, 4 und 5 sind mit einem Urethanharz bedeckt. Die Urethanharzbereiche werden mittels eines Reaktionsspritzgießverfahrens gebildet. In dem Schritt des Reaktionsspritzgießens wird der Greifbereich 2 so in die in den 1 bis 3 gezeigte Metallform 7 (unteres Werkzeug 8 und oberes Werkzeug 9) eingesetzt, daß die Fläche des Lenkrades, die dem Fahrer zugewandt ist, in der Form nach unten schaut.
Die Metallform 7 schließt die untere Form bzw. das untere Werkzeug 8, das an dem Rahmen 11 befestigt ist, und die obere Form bzw. das obere Werkzeug 9 ein, das an dem Deckel 12 befestigt ist. Deshalb ist die Metallform 7 im Inneren des Kastens 13 angeordnet. Ein Dichtelement 14 wird an der Berührungsfläche des Deckels 12 bereitgestellt, die dem Rahmen 11 zugewandt ist. Die Metallform 7 wird zwischen einem in 1 gezeigten geöffneten Zustand und einem in 2 gezeigten geschlossenen Zustand bewegt. Wenn die Metallform 7 geschlossen wird, wird das Innere des Kasten 13 durch das Abdichtelement abgedichtet.
Während der Formung werden der Rahmen 11 und das untere Werkzeug 8 zu einer Schließposition bewegt und verriegelt. Ein Kernstab 10 (core bar) wird durch Druckgießen von Aluminium, Magnesium oder einer Legierung davon hergestellt. Wie in
2 gezeigt ist, weist der Greif-Kernstab 10a einen U-förmigen Querschnitt auf.
Ein unterer Aussparungsbereich 15 und ein oberer Aussparungsbereich 16 sind in dem unteren Werkzeug 8 und dem oberen Werkzeug 9 ausgebildet. Wenn die Metallform 7 geschlossen wird, wird ein Hohlraum 17 durch die beiden Aussparungsbereiche 15 und 16 definiert. Eine Abzugsöffnung 20 (die beispielsweise einen Querschnitt von 4 mm² aufweist) ist in dem oberen Werkzeug 9 gebildet. Die Abzugsöffnung (exhaust hole) 20 steht in Verbindung mit dem oberen Aussparungsbereich 16 und einem Hohlbereich 21. Ein unteres Halte- bzw. Paßelement 18 ist in dem Mittelbereich des unteren Werkzeuges 8 angeordnet. Das untere Paßelement 18 erstreckt sich nach oben. Ein oberes Paßelement 19 ist im Mittelbereich des Deckels 12 angeordnet. Das obere Paßelement 19 erstreckt sich nach unten. Wie in 2 gezeigt, wird der Kernstab 10 durch das untere Paßelement 18 und das obere Paßelement 19 während der Formung festgehalten.
Eine Spritzdüse 22 ist in der Seitenwand des Rahmens 11 gebildet. Ein flüssiges Urethanharzmaterial wird mittels eines nicht gezeigten Urethan-Injektors gemischt und in die Metallform 7 aus der Spritzdüse 22 gespritzt. Das Urethanmaterial wird der Höhlung 17 über einen Anguß bzw. Austrittskanal (gate) 23 zugeführt. Das Urethanmaterial enthält einen Polyolbestandteil und einen Isocyanatbestandteil.
Ein Ausström- bzw. Abzugsrohr 31 ist in der Seitenwand des Rahmens 11 an einer Position installiert, die der Spritzdüse 22 gegenüberliegt. Das Abzugsrohr 31 ist über ein Rohr 32 und ein Ventil 33 mit einer Vakuumpumpe 34 verbunden. Die Vakuumpumpe 34 verringert den Druck in dem Kasten 13.
Ein Verfahren zur Formung des Lenkrades 1 gemäß einer ersten Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben.
Um die Entnahme der Formkörper zu erleichtern, wird ein Trennmittel auf die Wand der Formhöhlung 17 der Metallform 7 aufgetragen, wenn die Form 7 geöffnet ist. Das Trennmittel verhindert, daß der Formkörper an der Metallform 7 haftet, Das Trennmittel enthält Wachs oder Silikonöl.
Danach wird die Metallform 7 horizontal gehalten, so daß der Greifbereich 2 in einer horizontalen Ebene angeordnet ist, und die Beschichtungsflüssigkeit M (150 g in der ersten Ausführungsform) wird in den unteren Aussparungsbereich 15 gespritzt. Die Beschichtung M enthält Methylethylketon (MEK) und Isopropylalkohol (IPA), bei denen es sich um Lösungsmittel handelt, und ein Urethanharz, bei dem es sich um ein festes Füllmaterial handelt. MEK, IPA und das Urethanharz sind in der Beschichtung M jeweils in Mengen von ungefähr 85 Gewichts-%, ungefähr 10 Gewichts-% und ungefähr 2,5 Gewichts-% enthalten. Wie in 2 gezeigt, wird der Kernstab 10 in die Form 7 eingefügt und die Form wird geschlossen.
Anschließend wird der Druck in dem Kasten 13 durch die Vakuumpumpe 34 verringert. Wenn der Druck in der Formhöhlung 17 verringert wird, fallen die Siedepunkte der Lösungsmittel (MEK, IPA), die in der Beschichtung M enthalten sind. Wenn der Druck ein vorgegebenes Niveau erreicht, siedet die Beschichtung M. Genauer gesagt wird die Temperatur der Metallform 7 bei 55 °C gehalten. Wenn der Druck in der Formhöhlung 17 auf 40 kP (300 Torr) oder weniger verringert wird, siedet das MEK und IPA. Während des Siedens des MEK und IPA schäumt die Beschichtung M und ihr Volumen nimmt zu. Die Beschichtung M haftet an der Wandfläche der Formhöhlung 17 auf Grund des Zerplatzens des Schaums. Danach verdampfen die Lösungsmittel der Beschichtung M und es wird eine Überzugsschicht des Urethanharzes auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 gebildet. Die Lösungsmittel reinigen die Oberfläche des Kernstabes 10 in der Formhöhlung 17. Die Beschichtung M, die auch als Klebstoff fungiert, haftet an der Oberfläche des Kernstabes 10. Die Lösungsmittel verdampfen in ungefähr 60 Sekunden und die verdampften Lösungsmittel werden an die Außenseite der Metallform 7 über die Abzugsöffnung 20, den Hohlbereich 21 und das Abzugsrohr 31 abgegeben.
Anschließend wird das flüssige Urethanmaterial, wie in 3 gezeigt, das von dem nicht gezeigten Urethan-Injektor gemischt wurde, aus der Spritzdüse 22 über den Austrittskanal 23 in die Formhöhlung 17 gespritzt, während ein vorgegebener verringerter Druck beibehalten wird. Der Polyolbestandteil reagiert mit dem Isocyanatbestandteil und das Urethanharz schäumt und härtet.
5 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Greifbereiches 2. Da das Lenkrad 1 durch Einspritzen des Urethanmaterials in die Formhöhlung 17 bei verringertem Druck unter Formschäumen gebildet wird, weist es einen stark aufgeschäumten Kernbereich U2 und eine wenig aufgeschäumte Hautschicht U3 auf (siehe die japanische Patentschrift Nr. 2518481). Diese Hautschicht U3 liefert nicht nur einen weichen Griff, sondern auch eine feste Griffigkeit des Lenkrades 1. Eine Urethanharz-Überzugsschicht U1 mit Lichtbeständigkeit wird auf der Oberfläche der Hautschicht U3 mit einer im wesentlichen einheitlichen Dicke (zum Beispiel 10 μm) gebildet.
Ein Formschäumen unter Verwendung des flüssigen Urethanmaterials wird bei einer tieferen Temperatur und einem tieferen Druck in der Formhöhlung 17 als beim Spritzgießen eines üblichen thermoplastischen Harzes durchgeführt. Deshalb wird verhindert, daß die auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 gebildete Überzugsschicht durch den Druck und die Temperatur während des Formens zerstört wird. Da das Urethanmaterial desweiteren unter verringertem Druck in die Formhöhlung 17 gespritzt wird, wird die Wahrscheinlichkeit verringert, daß das Einfüllen des Materials in die Formhöhlung 17 mißlingt.
Nach der Beendigung des Formens wird die Metallform 7 geöffnet und das Lenkrad 1 entnommen. Somit ist das Verfahren des Formens des Lenkrads 1 mit dem Greifbereich 2 und den Speichenbereichen 3, 4 und 5, die mit den Urethanschichten U1 und U2 bedeckt sind, beendet.
Weil die Formung erfolgt, während der Greifbereiches 2 nach unten gerichtet ist, weist die Überzugsschicht U1 auf der Vorderseite des Lenkrades 1, für die eine höhere Lichtbeständigkeit erforderlich ist, eine größere Dicke auf.
Die Dicke der Überzugsschicht U1 auf der Harzoberfläche des Lenkrades 1 wurde mit einem Gerät zur Messung des Farbunterschiedes ermittelt. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1 zeigt die Meßergebnisse des Lenkrades der ersten Ausführungsform und eines Produktes vom Stand der Technik, das mittels einer Sprühpistole mit der Beschichtung M beschichtet worden war. Die für den Kernbereich U2 und die Überzugsschicht U1 des Lenkrades 1 verwendeten Urethanharze weisen die gleiche Farbe auf, wobei von dem Urethanharz des Kernbereiches U2 aber ein Farbbestandteil entfernt worden war, um den Zustand der Überzugsschicht U2 mit einem Gerät zur Messung des Farbunterschiedes zu überprüfen. Tabelle 1 zeigt die Meßergebnisse an mehreren Stellen auf dem Greifbereich 2, Die Farbe des obersten Bereiches (Vorderseite), wo der Beschichtungsfilm dick ist, wird als Standardfarbe oder Bezugsfarbe verwendet. D.h. wenn der Farbunterschied ΔE gleich Null ist, ist die Dicke der Überzugsschicht U1 an dieser Stelle die gleiche wie diejenige des obersten Bereiches. Wenn der Farbunterschied ΔE zunimmt, ist die Dicke der Überzugsschicht U1 an dieser Stelle geringer als diejenige des obersten Bereiches. Die Stellen, an denen Messungen durchgeführt wurden, waren eine Zwischenposition (oberer Zwischenbereich) zwischen dem obersten Bereich (Vorderseite) und dem Gratlinienbereich (GL-Bereich) des Greifbereiches 2, der GL-Bereich, eine Zwischenposition (unterer Zwischenbereich) zwischen dem GL-Bereich und dem untersten Bereich, und der unterste Bereich (Rückseite). Tabelle 1
Wie in Tabelle 1 gezeigt ist, weist das Produkt vom Stand der Technik an jeder Stelle einen großen Farbunterschied ΔE auf, insbesondere am GL-Bereich. Der Grund dafür ist der, daß dann, wenn die Beschichtungslösung mit einer Sprühpistole aufgebracht wird, die Dicke des Beschichtungsfilmes uneinheitlich wird. Insbesondere die Beschichtungsdicke am GL-Bereich, der eine Oberfläche aufweist, die im wesentlich senkrecht zur Spaltfläche (split surface) verläuft, ist geringer als diejenige des obersten Bereiches. Im Gegensatz dazu ist in der ersten Ausführungsform der Farbunterschied ΔE an jeder Stelle relativ klein und der Beschichtungsfilm weist eine im wesentlichen einheitliche Dicke auf. Es ist auch ersichtlich, daß auf dem GL-Bereich ein Beschichtungsfilm mit beinahe der gleichen Dicke wie die des obersten Bereiches gebildet ist.
Anschließend wurden Lenkräder, die durch die Veränderung der Menge eines jeden Bestandteiles der Beschichtungslösung geformt worden waren, in Bezug auf die Verdünnbarkeit, das Beschichtungsvermögen und das Trocknungsvermögen beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammen mit der Zusammensetzung jeder Beschichtungslösung gezeigt. Das feste Füllmaterial in Tabelle 2 ist ein Urethanharz zur Bildung der Überzugsschicht. Wenn es zum Zeitpunkt des Verdünnens zu keiner Aggregation des festen Füllmaterials kam, wurde das feste Füllmaterial mit O gekennzeichnet, um darauf hinzuweisen, daß es ein hohe Verdünnbarkeit (O steht für positive Ergebnisse) aufwies. Andererseits wurde das feste Füllmaterial mit X gekennzeichnet, wenn es zum Zeitpunkt des Verdünnens zu einer Aggregation des festen Füllmaterials kam, um darauf hinzuweisen, daß es eine geringe Verdünnbarkeit (X steht für schlechte Ergebnisse) aufwies. Wenn die Beschichtungslösung in weniger als 60 Sekunden trocknete, wurde sie mit O gekennzeichnet, um darauf hinzuweisen, daß sie ein hohes Trocknungsvermögen aufwies. Wenn die Beschichtungslösung in 60 Sekunden oder länger trocknete, wurde sie mit Δ gekennzeichnet, um darauf hinzuweisen, daß sie ein geringes Trocknungsvermögen (Δ steht für gemischte Ergebnisse) aufwies. Tabelle 2
Wie in Tabelle 2 gezeigt ist, zeigte die Beschichtungslösung Nr. 1 eine ausgezeichnete Verdünnbarkeit und ein ausgezeichnetes Beschichtungsvermögen, aber ihre Trocknungsdauer war lang. Deshalb wurde das Symbol Δ für ihre Beurteilung verwendet. Die Beschichtungslösungen Nr. 2, 6 und 7, die eine kleinere Menge IPA als MEK enthielten, zeigten eine geringe Verdünnbarkeit. Deshalb erfolgte eine Beurteilung mit dem Symbol X. In den Beschichtungslösungen Nr. 1, Nr. 4 und Nr. 5 wurde die Menge des MEK bis zu einem Grad erhöht, bei dem das feste Füllmaterial nicht aggregierte. Als Ergebnis verkürzte sich die Trocknungsdauer der Beschichtungslösungen. Deshalb wurde für die Beurteilung der Beschichtungslösungen Nr. 4 und Nr. 5 das Symbol O verwendet. Wenn die Mengen an MEK und IPA in der Beschichtungslösung Nr. 3 erhöht wurden, verlängerte sich die Trocknungsdauer. Deshalb wurde für die Beurteilung der Beschichtungslösung Nr. 3 das Symbol Δ verwendet. Das Beschichtungsvermögen einer jeden der Beschichtungslösungen Nr. 1, 3, 4 und 5, die eine ausgezeichnete Verdünnbarkeit aufwiesen, war zufriedenstellend. Es war jedoch schwierig, die Beschichtungslösungen Nr. 2, 6 und 7 aufzubringen, die eine schlechte Verdünnbarkeit aufwiesen.
Somit verbesserte sich das Trocknungsvermögen und das Beschichtungsvermögen wurde beibehalten, wenn MEK zugegeben wurde, um die Beschichtung so zu verdünnen, daß es zu keiner Aggregation kam. Deshalb wurde in der ersten Ausführungsform die Beschichtungslösung Nr. 5 als das Harzmaterial für das Lenkrad 1 verwendet, die durch Zugabe von MEK in einer Menge (800 g) hergestellt worden war, die zweimal größer als die der Beschichtungslösung Nr. 1 (400 g) war, um die Beschichtung zu verdünnen.
Wenn die Beschichtung M mit einer Sprühpistole wie im Stand der Technik aufgebracht wurde, betrug die Haftwirkung (adhesion efficiency) an das Innere der Formhöhlung 17 ungefähr 20%. Im Gegensatz dazu betrug die Haftwirkung an das Innere der Formhöhlung 17 in der ersten Ausführungsform ungefähr 50 bis 70%.
Die erste Ausführungsform wies die nachstehenden Vorteile auf.

(1) Da die Beschichtung M im Inneren der geschlossenen Metallform 7 aufgebracht wird, ist die Haftwirkung besser als in dem Fall, in dem die Beschichtung M mit einer Sprühpistole aufgebracht wird. Deshalb verringern sich die Materialkosten der Beschichtung M. Die Beschichtung M wird nicht auf andere Bereiche als die Formhöhlung 17 aufgebracht, was die Erzeugung eines Bartes verhindert. Deshalb ist ein Schritt zur Entfernung des Bartes, der im Stand der Technik erforderlich ist, nicht notwendig. Als Ergebnis verringern sich die Herstellungskosten. Desweiteren wird die Beschichtung M an einer Verteilung gehindert, was zu einem sauberen Arbeitsplatz führt, Abfall verhindert und Umweltschäden begrenzt.
(2) Die Beschichtung M wird wegen einer durch das Sieden der Lösungsmittel verursachten Volumenzunahme der Beschichtung M und des Zerplatzens des Schaums gleichmäßig auf die Wandfläche der Formhöhlung 17 aufgebracht. Als Ergebnis wird auf der Oberfläche des Harzbereiches eine Urethanharz-Überzugsschicht U1 mit ausgezeichneter Lichtbeständigkeit mit im wesentlichen gleichmäßiger Dicke nach der Formung gebildet. Deshalb ist die Lichtbeständigkeit im wesentlichen einheitlich, was eine Verschlechterung des Aussehens und des Leistungsverhaltens des Produktes verhindert. Desweiteren weist die Produktoberfläche keinen Farbunterschied auf, was das Aussehen verbessert. Darüberhinaus kann die Dicke des Filmes durch die Steuerung der Menge der Beschichtung M eingestellt werden, wenn die Lösung der Beschichtung M in die Formhöhlung gegossen wird. Somit wird auf dem Gratlinienbereich (GL-Bereich), der eine Oberfläche aufweist, die im wesentlichen senkrecht zu der Spaltfläche angeordnet ist, was es schwierig macht, im Stand der Technik einen dicken Beschichtungsfilm zu erzeugen, ein Beschichtungsfilm mit geeigneter Dicke gebildet. Deshalb verbessert sich in dem Lenkrad 1 die Lichtbeständigkeit und Abriebbeständigkeit. Da die Oberfläche der Metallform auf die Oberfläche des Beschichtungsfilmes übertragen wird, kann durch die Metallform 7 leicht ein Oberflächenmuster zur Verfügung gestellt werden. Genauer gesagt kann auf dem Lenkrad 1 eine glatte Oberfläche oder eine unebene Oberfläche gebildet werden.
(3) Da das Lenkrad 1 so geformt wird, daß die Oberfläche des Lenkrades, die dem Fahrer zugewandt ist, nach unten schaut, wird die Urethanharz-Überzugsschicht U1 sicher auf der Oberfläche des Lenkrades gebildet, die dem Gesicht des Fahrers zugewandt ist. Dies verbessert die Lichtbeständigkeit des Lenkrades 1.
(4) Da die Oberfläche des Kernstabes 10 mit den Lösungsmitteln der Beschichtung M gewaschen wird, und die auf Urethanharz basierende Beschichtung M, die eine ausgezeichnete Haftung aufweist, auf die Oberfläche des Kernstabes 10 aufgebracht wird, werden der Kernstab 10 und das Urethanharz fest aneinander gebunden.
(5) Da das Spritzgießen des Urethanmaterials erfolgt, während die Temperatur und der Druck der Formhöhlung kleiner als diejenigen beim Spritzgießen mit einem thermoplastischen Harz sind, wird ein Bruch der Überzugsschicht auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 verhindert. Als Ergebnis verbessert sich die Produktausbeute.
(6) In der ersten Ausführungsform wurde die Beschichtungslösung Nr. 5 (150 g) mit der Zusammensetzung (MEK = ungefähr 85%, IPA = ungefähr 10%, Urethanharz = 2,5%) verwendet, die in Tabelle 2 gezeigt ist. Deshalb weist die Beschichtungslösung eine ausgezeichnete Verdünnbarkeit auf, ohne Aggregation des festen Füllmaterials, und das Beschichtungsvermögen und das Trocknungsvermögen sind zufriedenstellend.
(7) Da die wenig aufgeschäumte Hautschicht U3 um den stark aufgeschäumten Kernbereich U2 gebildet ist, verbessern sich die Abriebbeständigkeit und die Textur des Lenkrades 1. Die Überzugsfilmschicht U1, die aus einem Urethanharz mit ausgezeichneter Lichtbeständigkeit gefertigt ist, ist auf der Oberfläche des Harzbereiches mit im wesentlichen gleichmäßiger Dicke gebildet. Als Ergebnis ist die Lichtbeständigkeit im wesentlichen einheitlich. Desweiteren weist die Oberfläche des Produktes im wesentlichen keinen Farbunterschied auf, Selbst wenn der Beschichtungsfilm durch einen ausgedehnten Gebrauch weggerieben wird, werden das Aussehen und die Textur des Lenkrades beibehalten, da die Hautschicht U3 im Innenbereich des Lenkrades ausgebildet ist.

Zweite Ausführungsform
Die zweite Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, wobei eine Konzentration auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erfolgt.
Die Spritzgießmaschine der zweiten Ausführungsform weist einen Beschichtungsinjektor (coating injector) 40 auf. Die gestrichelten Linien von 6 zeigen die Formhöhlung 17 und den Austrittskanal 23. Die Beschichtung M wird aus dem Beschichtungsinjektor 40 durch den Austrittskanal 23 in die Formhöhlung 17 gespritzt. Urethanmaterial, das in dem Urethaninjektor 41 gemischt wurde, wird durch den Austrittskanal 23 in die Formhöhlung 17 gespritzt. Deshalb werden die Beschichtungslösung und das Urethanmaterial durch den gemeinsamen Austrittskanal 23 in die Formhöhlung 17 gespritzt. In dieser Spritzgießmaschine wird die Beschichtungslösung in die Formhöhlung 17 gespritzt, während die Metallform 7 geschlossen ist.
Der Formungsschritt wird nachstehend beschrieben. Eine Trennmittelbeschichtung wird zuerst auf die Wandfläche der Formhöhlung 17 aufgebracht, und der Kernstab 10 wird in der Metallform 7 angeordnet und befestigt. Im Inneren der Formhöhlung 17 wird der Druck mittels der Vakuumpumpe 34 verringert, um den Druck in der Formhöhlung 17 auf einen vorgegebenen Wert zu reduzieren. Die Beschichtung M wird anschließend aus dem Beschichtungsinjektor 40 in die Formhöhlung 17 gespritzt. An diesem Punkt sieden die Lösungsmittel der Beschichtung M, was dazu führt, daß die Beschichtung M schäumt. Die Beschichtung M fließt zu der Abzugsöffnung 20 in der Formhöhlung 17, während der Schaum zerplatzt. Auf diese Weise wird die Beschichtung M auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 gebildet. Ein Urethanharz-Beschichtungsfilm wird auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 durch die Verdampfung der Lösungsmittel gebildet.
Nachdem die Überzugsschicht auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 gebildet wurde, wird das Urethanmaterial aus dem Urethaninjektor 41 in die Formhöhlung 17 gespritzt. Das Urethanmaterial reagiert und härtet in der Formhöhlung 17. Auf diese Weise wird das geformte Lenkrad 1 hergestellt.
Die zweite Ausführungsform weist die nachstehenden Vorteile auf.

(1) Da die Beschichtung M eingespritzt wird, während die Formhöhlung 17 unter verringertem Druck steht, erfolgt der Harzformungsschritt schnell. Da die Beschichtung M in die geschlossene Metallform 7 gespritzt wird, entweichen bzw. sickern die Beschichtung M und die Lösungsmittel nicht aus der Spritzgießmaschine.
(2) Da die Menge der eingespritzten Beschichtungslösung durch den Beschichtungsinjektor 40 gesteuert wird, kann die Dicke der Überzugsschicht leicht eingestellt werden. Deshalb können Produktvariationen verringert werden.

Dritte Ausführungsform
Die dritte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beschrieben, wobei eine Konzentration auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erfolgt.
7, 8 und 10 sind Schnittansichten entlang des Speichenbereiches 4 einer Spritzgießmaschine. 9 ist eine Schnittansicht entlang der Speichenbereiche 3 und 5. Die vier Abzugsöffnungen 20a bis 20d sind in dem Aussparungsbereich 16 des oberen Werkzeuges 9 gebildet. Die Abzugsöffnungen 20a bis 20d stehen mit der Formhöhlung 17 und dem Hohlbereich 21 in Verbindung. Die Abzugsöffnungen 20a bis 20d sind an der höchsten Stelle der Formhöhlung 17 in der Metallform 7 gebildet, wie in der 8 und der 9 gezeigt ist.
Das Urethanmaterial ist flüssig und enthält einen Polyol-bestandteil, einen Isocyanatbestandteil und einen Schäumungsbestandteil. Dieses Urethanmaterial wird mittels einer nicht gezeigten Spritzgießmaschine aus der Spritzdüse 22 in die Metallform 7 gespritzt.
Bei der nachstehenden Beschreibung handelt es sich um ein Verfahren zur Formung des Lenkrades 1 unter Bezugnahme auf die 7 bis 10.
Wie in 7 gezeigt ist, wird zuerst ein Trennmittel auf die Wandfläche der Formhöhlung 17 der offenen Metallform 7 aufgebracht. Danach wird die Beschichtung M (170 g) in den Aussparungsbereich 15 des unteren Werkzeuges 8 gespritzt, wobei sich die Metallform 7 in einer horizontalen Lage befindet. Die Beschichtung M enthält Methylethylketon (MEK) und Isopropylalkohol (IPA) als Lösungsmittel und ein Urethanharz als festes Füllmaterial.
Der Kernstab 10 wird, wie in den 8 und 9 gezeigt ist, in der Metallform 7 angeordnet und die Metallform 7 wird geschlossen und verriegelt. Die Vakuumpumpe 34 wird angeworfen, um den Druck im Inneren des Kastens 13 zu verringern. An diesem Punkt wird die Luft in der Formhöhlung 17 über die Abzugsöffnungen 20a bis 20d in den Hohlbereich 21 gezogen. Als Ergebnis wird der Druck in der Formhöhlung 17 gleichmäßig verringert. Als Antwort auf die Verringerung des Druckes in der Formhöhlung 17 fallen die Siedepunkte der Lösungsmittel der Beschichtung M. Die Beschichtung M fließt zu den Abzugsöffnungen 20a bis 20d, während sie siedet. Wenn der Druck in der Formhöhlung 17 auf 40 kPa (300 Torr) oder weniger verringert wird, während die Temperatur der Metallform 7 55°C beträgt, sieden die Lösungsmittel. Die Beschichtung M wird auf die Wandfläche der Formhöhlung 17 durch eine Volumenzunahme und das Zerplatzen des Schaums während des Siedens aufgebracht. Die in der Beschichtung M enthaltenen Lösungsmittel verdampfen und das Urethanharz der Beschichtung M haftet an der Wandfläche der Formhöhlung 17. An diesem Punkt trocknet die auf dem oberen Bereich der Formhöhlung 17 aufgebrachte Beschichtung M, während sie nach unten fließt. Als Ergebnis ist die Überzugsschicht auf der Unter- bzw. Bodenseite der Formhöhlung 17 dicker als die Überzugsschicht auf der Decke der Formhöhlung 17. Desweiteren wird in der Formhöhlung 17 die Oberfläche des Kernstabes 10 mit den Lösungsmitteln gewaschen, und die Beschichtung M, die auch als Klebstoff fungiert, haftet an der Oberfläche des Kernstabes 10. Die verdampften Lösungsmittel werden über die Abzugsöffnungen 20a bis 20d mittels der Vakuumpumpe 34 an die Außenseite der Apparatur abgegeben.
Danach wird das Urethanmaterial, bei dem es sich um ein in der nicht gezeigten Spritzgiebmaschine gemischtes Füllmaterial handelt, aus der Spritzdüse 22 über den Austrittskanal 23 in die Formhöhlung 17 gespritzt. Das Urethanmaterial reagiert und härtet in der Formhöhlung 17. Genauer gesagt reagieren der Schäumungsbestandteil und der Isocyanatbestandteil miteinander unter Bildung von C0₂, und der Polyolbestandteil und der Iso cyanatbestandteil reagieren miteinander unter Formschäumung (foam mold) des Urethanharzes.
Somit erfolgt das Formen und das Beschichten des Urethanharzes in dem Greifbereich 2 und den Speichenbereichen 3,4 und 5 gleichzeitig. Als Ergebnis wird die Urethanharz-Überzugsschicht U1, die lichtbeständig ist, auf der Oberfläche der Urethanharzschicht U2 gebildet. Schließlich wird die Metallform 7 geöffnet und das Lenkrad 1 wird entnommen.
Da die Harzformung in dieser Ausführungsform stattfindet, während das Lenkrad 1 auf den Kopf gestellt (der Greifbereich 2 schaut nach unten) angeordnet ist, nimmt die Dicke des Beschichtungsfilmes allmählich von der Rückseite zu der Vorderseite des Lenkrades 1 hin zu. Die Dicke des Beschichtungsfilmes auf der Vorderseite beträgt 10 μm.
Die dritte Ausführungsform weist die nachstehenden Vorteile auf .
(1) Da die lichtbeständige Urethanharz-Überzugsschicht U1 auf der Oberfläche der geschäumten Urethanharzschicht U2 gebildet wird, wird eine Ent- bzw. Verfärbung der Urethanharzschicht U2 verhindert. Die dicke Überzugsschicht wird auf der Vorderseite des Lenkrades 1 gebildet, wo eine Verfärbung stärker auffällt. Ferner wird eine durch den Abrieb verursachte Verschlechterung der Lichtbeständigkeit auf jeden Fall verhindert. Da auf der Rückseite ein dünner Beschichtungsfilm gebildet wird, verringern sich die Materialkosten der Beschichtung M. Deshalb sind die Kosten, die aufgewandt werden müssen, um eine Verschlechterung des Aussehens des Produktes zu verhindern, gering.
Vierte Ausführungsform
Die vierte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beschrieben, wobei eine Konzentration auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erfolgt.
In dem Formungsverfahren dieser Ausführungsform ist die Metallform 7 während der Dauer von der Einspritzung der Beschichtung M in die Formhöhlung 17 bis zur Verringerung des Druckes in der Formhöhlung 17 horizontal angeordnet. Dies verhindert, daß sich die Beschichtung M in einem vorgegebenen Bereich der Formhöhlung 17 ansammelt. Als Ergebnis ist die Beschichtung M gleichmäßig auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 anzutreffen.
Die Ablösefestigkeit des Harzbereiches in Bezug auf den Kernstab 10 des Lenkrades 1, das in dem Formungsverfahren dieser Ausführungsform hergestellt worden war, wurde gemessen.
Ein Lenkrad 1 wurde durch das Einspritzen einer Beschichtung (150 g) in die Formhöhlung 17 und die Verringerung des Drucks in der Formhöhlung 17. auf 40 kPa (300 Torr) oder weniger, um einen Beschichtungsfilm auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 zu bilden, hergestellt. Als Vergleichsbeispiel vom Stand der Technik wurde ein Lenkrad durch die Erzeugung eines Beschichtungsfilmes auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 mittels einer Sprühpistole hergestellt. Die Ergebnisse der Ablösefestigkeiten der beiden Lenkräder sind in Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3 zeigt auch die Ergebnisse, die erhalten wurden, wenn das Verfahren der Behandlung des Kernstabes 10 verändert wurde. Genauer gesagt wurde der Kernstab 10 gewaschen oder gewaschen und in eine Klebstofflösung eingetaucht. Die Tabelle 3 zeigt die resultierenden Ablösefestigkeiten für den Fall, in dem keine der vorstehenden Behandlungen durchgeführt wurde, für den Fall, in dem eine Waschbehandlung durchgeführt wurde, und für den Fall, in dem sowohl eine Waschbehandlung als auch eine Eintauchbehandlung durchgeführt wurde. Tabelle 3
Wie in Tabelle 3 gezeigt ist, betrug die Ablösefestigkeit des Lenkrades 1 dieser Ausführungsform 10,8 Nm, wenn der Kernstab 10 nicht behandelt wurde. Wenn nur eine Waschbehandlung erfolgte, betrug sie 12,8 Nm. Wenn sowohl eine Waschbehandlung als auch eine Eintauchbehandlung durchgeführt wurden, betrug die Ablösefestigkeit des Lenkrades des Vergleichsbeispiels vom Stand der Technik ohne Behandlung 1,8 Nm. Wenn nur eine Waschbehandlung erfolgte, betrug sie 5,6 Nm, und wenn sowohl eine Waschbehandlung als auch eine Eintauchbehandlung in einen Klebstoff durchgeführt wurden, betrug sie 17,2 Nm.
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, betrug die Ablösefestigkeit, wenn das Filmbildungsverfahren dieser Ausführungsform angewandt wurde, selbst wenn keine Oberflächenbehandlung erfolgte, 10 Nm oder mehr, und es wurde eine zufriedenstellende Haftfestigkeit erreicht. In dem Vergleichsbeispiel war die Ablösefestigkeit jedoch nicht zufriedenstellend und eine Oberflächenbehandlung des Kernstabes 10 war unverzichtbar. Deshalb können die Waschbehandlung und die Klebstoffeintauchbehandlung vereinfacht oder weggelassen werden, wenn das Bildungsverfahren dieser Ausführungsform angewandt wird.
Die Haftwirkung an die Formhöhlung 17 betrug in dem Vergleichsbeispiel vom Stand der Technik ungefähr 20%. Im Gegensatz dazu verbesserte sich die Haftwirkung an die Formhöhlung 17 auf ungefähr 50 bis 70%, da die Beschichtung M auf die Wandfläche der geschlossenen Formhöhlung 17 in der vierten Ausführungsform aufgebracht worden war.
Die vierte Ausführungsform weist die nachstehenden Vorteile auf.

(1) Da die Oberfläche des Kernstabes 10 in der Formhöhlung 17 gewaschen wird, um an der Oberfläche haftende Verunreinigungen zu entfernen, verbessert sich die Haftung zwischen dem Kernstab 10 und dem Urethanharz. Desweiteren wird in dieser Ausführungsform die auf einem Urethanharz basierende Beschichtung M, die eine ausgezeichnete Haftung aufweist, auf die Oberfläche des gewaschenen Kernstabes 10 aufgebracht. Als Ergebnis werden der Kernstab 10 und das Urethanharz fest aneinander gebunden. Deshalb können der Schritt des Waschens des Kernstabes 10 und der Schritt des Aufbringens eines Klebstoffüberzugs auf den Kernstab 10, die im Stand der Technik erforderlich sind, weggelassen werden, wodurch sich die Herstellungskosten verringern.
(2) Da der Druck in der Formhöhlung 17 verringert wird, während die Metallform 7 horizontal angeordnet ist, kann sich die Beschichtung M in der Formhöhlung nicht an einer Stelle ansammeln und wird gleichmäßig auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 gebildet.

Fünfte Ausführungsform
Die fünfte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend beschrieben, wobei eine Konzentration auf die Unterschiede zur ersten Ausführungsform erfolgt.
Das Urethanmaterial der fünften Ausführungsform enthält einen flüssigen Polyolbestandteil (zum Beispiel Polyetherpolyol), einen Isocyanatbestandteil (zum Beispiel Diphenylmethandiisocyanat) und Wasser als Schaummittel.
Es folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zum Formen eines Urethanharzes in das Lenkrad 1 dieser Ausführungsform. Wie in der ersten Ausführungsform wird die Metallform 7 zunächst geöffnet und ein Trennmittel wird auf die Wandfläche der Formhöhlung 17 aufgetragen. Danach wird die flüssige Beschichtung M (150 g) in den unteren Aussparungsbereich 15 gespritzt, wobei die Metallform 7 horizontal angeordnet ist. Der Kernstab 10 wird in der Metallform 7 angeordnet, die dann geschlossen und verriegelt wird. Die Vakuumpumpe 34 wird in Betrieb genommen, um den Druck in dem Kasten 13 zu verringern. Anschließend sieden die Lösungsmittel der Beschichtung M und das Urethanharz der Beschichtung M haftet an der Wandfläche der Formhöhlung 17. Nachdem die Beschichtung M vollständig getrocknet ist, wird die Vakuumpumpe 34 ausgeschaltet.
Nachdem der Druck in der Formhöhlung 17 Normaldruck erreicht hat, wird das flüssige Urethanmaterial, das in einem nicht gezeigten Urethan-Injektor gemischt worden war, aus der Spritzdüse 22 über den Austrittskanal 23 in die Formhöhlung 17 gespritzt und reagiert und härtet in der Formhöhlung 17, wie es in 3 gezeigt ist. Genauer gesagt reagieren das Wasser und der Isocyanatbestandteil miteinander unter Bildung von CO₂, und der Polyolbestandteil und der Isocyanatbestandteil reagieren miteinander unter gleichzeitiger Schäumung und Formung des Urethanharzes (siehe die ungeprüfte japanische Patentschrift Nr. Hei 5-57735). Als Ergebnis werden die Formung und das Aufbringen des Urethanharzes des Greifbereiches 2 und der Speichenbereiche 3, 4 und 5 des Lenkrades 1 gleichzeitig durchgeführt.
Die fünfte Ausführungsform weist die nachstehenden Vorteile auf .

(1) Die lichtbeständige Urethanharz-Überzugsschicht U1 wird auf der Oberfläche der Urethanharzschicht U2 gebildet, die durch das Schäumen mit Wasser mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Dicke gebildet wird.

Sechste Ausführungsform
In dieser Ausführungsform wird Polypropylen (PP) oder ähnliches, das eine ausgezeichnete Formbarkeit aufweist, leicht und billig ist, als das Formungsmaterial verwendet, Da Polypropylen eine schlechte Wetterbeständigkeit aufweist, wird die Oberfläche des geformten Polypropylenharzbereiches mit einer Überzugsschicht mit einer ausgezeichneten Wetterbeständigkeit bedeckt. In der sechsten Ausführungsform wird eine schwarze Platte 71, die zwischen einem Paar aus einer rechten und einer linken Schlußleuchte eines Automobils angeordnet ist, unter Verwendung der Metallform 7 geformt.
Wie in den 11 bis 13 gezeigt ist, ist die Metallform 7 in dem Kasten 13 angeordnet, der den Rahmen 11 und den Deckel 12 einschließt. Eine Abzugsöffnung 20 ist in dem oberen Aussparungsbereich 16 des oberen Werkzeuges 9 gebildet. Die Abzugsöffnung 20 steht mit der Formhöhlung 17 und dem Hohlbereich 21 in Verbindung. Die Abzugsöffnung 20 ist auch an Stellen gebildet, die den Eckenbereichen 1a der in 14 gezeigten schwarzen Platte 71 entsprechen. Polypropylen wird aus der Spritzdüse 22 einer nicht gezeigten Spritzgießmaschine in die Formhöhlung 17 gespritzt.
Es folgt die Beschreibung eines Verfahrens zur Formung eines Harzes in die schwarze Platte 71.
Wie in 11 gezeigt ist, wird die Metallform 7 zunächst geöffnet, um eine Trennmittelbeschichtung auf die Wandfläche der Formhöhlung 17 (der Aussparungsbereich 15 des unteren Werkzeuges 8 und der Aussparungsbereich 16 des oberen Werkzeuges 9) aufzubringen. Danach wird die flüssige Beschichtung M in den Aussparungsbereich 15 des unteren Werkzeuges 8 gespritzt, wobei die Metallform 7 horizontal angeordnet ist. Die Lösung der Beschichtung M in dieser Ausführungsform enthält Methylethylketon (MEK) und Isopropylalkohol (IPA), bei denen es sich um Lösungsmittel handelt, und ein Urethanharz, bei dem es sich um ein festes Füllmaterial handelt.
Der Rahmen 11 und das untere Werkzeug 8 werden in Bewegung gesetzt, um die Metallform 7 zu schließen, wie in 12 gezeigt ist. Die Vakuumpumpe 34 wird dann in Betrieb genommen, um Luft aus dem Kasten 13 zu entfernen. An diesem Punkt wird die Luft in der Formhöhlung 17 über die Abzugsöffnung 20 in den Hohlbereich 21 gezogen, wodurch der Druck in der Formhöhlung 17 verringert wird. Wenn der Druck in der Formhöhlung 17 verringert wird, fallen die Siedepunkte der Lösungsmittel (MEK, IPA) der Beschichtung M. Die Temperatur der Metallform 7 wird bei Normaltemperatur (ungefähr 20°C) gehalten. Wenn der Druck in der Formhöhlung 17 9,3 kPa (70 Torr) erreicht, sieden die Lösungsmittel. Durch das Sieden der Lösungsmittel wird die Beschichtung M auf die Wandfläche der Formhöhlung 17 aufgebracht. Dann verdampfen die Lösungsmittel der Beschichtung M und das Urethanharz haftet an der Wandfläche der Formhöhlung 17. Die verdampften Lösungsmittel werden aus den Abzugsöffnungen 20 durch den Hohlbereich 21 in dem Kasten 13 und das Abzugsrohr 31 mittels der Vakuumpumpe 34 abgezogen.
Anschließend wird Polypropylen, dessen Fließvermögen durch Erwärmen in der nicht gezeigten Spritzgießmaschine verbessert wurde, in die Formhöhlung 17 gespritzt. Das Polypropylen wird gekühlt und in der Formhöhlung 17 gehärtet, wie in 13 gezeigt ist. An diesem Punkt wird eine Urethanharz-Überzugsschicht U1, die eine ausgezeichnete Wetterbeständigkeit aufweist, auf der Oberfläche eines Polypropylenbereichs P1 gebildet, der spritzgegossen wurde und im wesentlichen eine einheitliche Dicke aufweist. Schließlich wird die Metallform 7 geöffnet und die schwarze Platte 71 der 14 entnommen.
Wenn die Beschichtung M mit einer Sprühpistole aufgebracht wurde, wie im Stand der Technik, betrug die Haftwirkung an die Formhöhlung 17 ungefähr 20%. Im Gegensatz dazu verbesserte sich die Haftwirkung an die Formhöhlung 17 dann, wenn die Beschichtung M auf der Wandfläche der geschlossenen Formhöhlung gebildet wurde, wie in dieser Ausführungsform, auf ungefähr 50 bis 70%.
Wie vorstehend beschrieben werden gemäß dieser Ausführungsform, selbst wenn Polypropylen verwendet wird, die vorteilhaften Wirkungen der ersten Ausführungsform gleichermaßen erreicht.
Siebte Ausführungsform
Die siebte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf eine der Zeichnungen beschrieben. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der sechsten Ausführungsform dadurch, daß ein Beschichtungsinjektor zur Verfügung gestellt wird.
15 ist eine Zeichnung, die im wesentlichen den Aufbau einer Spritzgießmaschine zeigt und in der die Formhöhlung 17 und der Austrittskanal 23 durch gestrichelte Linien wiedergegeben sind. Die Beschichtung M wird aus dem Beschichtungsinjektor 40 über den Austrittskanal 23 in die Formhöhlung 17 gespritzt. Polypropylen, das von dem Harzinjektor 41 erwärmt wird und einen geringen Fließwiderstand aufweist, wird über den Austrittskanal 23 in die Formhöhlung 17 gespritzt. D.h. die Beschichtung M und das Polypropylen werden durch den gemeinsamen Austrittskanal 23 in die Formhöhlung 17 gespritzt. Wenn die Spritzgießmaschine so aufgebaut ist, kann die Beschichtung M in die Formhöhlung 17 gespritzt werden, während die Metallform 7 geschlossen ist.
Genauer gesagt wird die Metallform 7 geschlossen, nachdem eine Beschichtung eines Trennmittels auf die Wandfläche der Formhöhlung 17 aufgebracht wurde. Die Vakuumpumpe 34 wird dann in Betrieb genommen, um den Druck in der Formhöhlung 17 zu verringern, und die Beschichtung M wird aus dem Beschichtungsinjektor 40 in die Formhöhlung 40 gespritzt, wenn der Druck in der Formhöhlung 17 auf einen vorgegebenen Wert oder weniger verringert wurde. An diesem Punkt sieden die Lösungsmittel der Beschichtung M und die aufgeschäumte Beschichtung M fließt zu den Abzugsöffnungen 20 in der Formhöhlung 17, wobei der Schaum zerplatzt. Auf diese Weise wird die Beschichtung M auf die Wandfläche der Formhöhlung 17 aufgebracht. Dann verdampfen die Lösungsmittel der Beschichtung M und die Urethanharzbeschichtung M wird auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 gebildet.
Nachdem die Überzugsschicht auf diese Weise auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 gebildet wurde, wird das erwärmte Polypropylen in die Formhöhlung 17 gespritzt. Das Polypropylen härtet in der Formhöhlung 17 und bildet die schwarze Platte 71.
Mit dieser Ausführungsform werden die vorteilhaften Wirkungen der sechsten Ausführungsform gleichermaßen erreicht.
Achte Ausführungsform
Die achte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf eine der Zeichnungen beschrieben. In dieser Ausführungsform wird die gleiche Spritzgießmaschine wie in der ersten Ausführungsform verwendet. Die Spritzdüse 41a des Urethaninjektors 41 wird in der Seitenwand des Rahmens 11 installiert. Das Urethanmaterial wird in dem Urethaninjektor 41 gemischt und aus der Spritzdüse 41a in die Formhöhlung 17 gespritzt. Das Urethanmaterial enthält einen Polyolbestandteil, einen Isocyanatbestandteil und einen Färbe- bzw. Farbbestandteil. Diese drei Bestandteile werden in dem Urethaninjektor 41 gemischt.
Nachstehend wird der Urethaninjektor 41 unter Bezugnahme auf die 16 beschrieben.
Der Urethaninjektor 41 weist einen Zylinder 42 und einen Körper 43 auf, der sich am Ende des Zylinders befindet und den Zylinder 42 fortsetzt. Eine Spritzdüse 41a ist am Ende des Körpers 43 gebildet. Die Spritzdüse 41a ist mit der Seitenwand des Rahmens 11 verbunden.
Ein Durchgang 44 ist im Inneren des Körpers 43 gebildet. Eine Spule 46 ist in den Durchgang 44 so eingefügt, daß sie sich darin bewegen kann. Die Spule 46 ist an einem Kolben (nicht gezeigt) befestigt, der sich in dem Zylinder 42 hin und herbewegt. Die Spule 46 wird von dem Kolben zwischen einer Vorwärtsposition, die durch die gestrichelte Linie wiedergegeben wird, und einer Rückwärtsposition, die durch die durchgezogene Linie in 16 wiedergegeben wird, bewegt. Ein Paar aus den Rillen 47a und 47b, die sich in die Längsrichtung der Spule 46 erstrecken, ist in der Außenwand der Spule 46 gebildet. Eine Mischkammer 48 wird durch die Endfläche der Spule 46 und die Wand des Durchgangs 44 definiert.
Zwei zylindrischen Düsen 49 und 50 sind in dem Körper 43 installiert und liegen einander gegenüber. Der Polyolbestandteil wird aus der ersten Düse 49 ausgestoßen. Der Isocyanatbestandteil wird aus der zweiten Düse 50 ausgestoßen. Eine Öffnung 51, die zur Mischkammer 48 oder den Rillen 47a und 47b hin offen ist, ist in den Düsen 49 und 50 gebildet. Das Öffnen der Öffnung 51 wird durch eine Nadel 52 gesteuert.
Eine Rückflußöffnung 53 für den Polyolbestandteil und eine Rückflußöffnung 54 für den Isocyanatbestandteil sind in dem Körper 43 gebildet und stehen mit den Rillen 47a bzw. 47b in Verbindung. Die erste Düse 49 und die Rückflußöffnung 53 sind mit einem Tank 57 und einer Pumpe 58 für den Polyolbestandteil über einen Schlauch 56 verbunden. Der Polyolbestandteil fließt von dem Tank 57 zu der Pumpe 58, der Düse 49, der Rille 47a und der Rückflußöffnung 53 und kehrt zu dem Tank 57 zurück. Die Düse 50 und die Rückflußöffnung 54 sind mit einem Tank 61 und einer Pumpe 62 für den Isocyanatbestandteil über einen Schlauch 60 verbunden. Der Isocyanatbestandteil fließt von dem Tank 61 zu der Pumpe 62, der Düse 50, der Rille 47b und der Rückflußöffnung 54 und kehrt zu dem Tank 61 zurück.
Ein Ausstoß-Durchgang 64 zum Ausstoß des Farbbestandteils ist in der Mitte der Spule 46 gebildet. Der Ausstoß-Durchgang 64 verbindet die Endfläche der Spule 46 mit der Außenfläche der Spule 46. Eine Einlaßöffnung 65, die nur dann mit dem Ausstoß-Durchgang 64 in Verbindung steht, wenn sich die Spule rückwärts bewegt (rechts in 16), ist in dem Körper 43 gebildet. Ein Schlauch 66 verbindet die Einlaßöffnung 65, einen Durchflußregler 67, ein Ventil 68 und einen Tank 69 für den Farbbestandteil. Das Innere des Tankes 69 wird mittels einer Einheit 70 zum Unter-Druck-Setzen (air pressurizing unit) stets unter Druck gesetzt. Das Öffnen des Ventils 68 wird von einem Timer bzw. einem Zeitschalter oder ähnlichem gesteuert. Die Menge des Materialausstoßes aus dem Ausstoß-Durchgang 64 wird durch die Öffnungs/Schließ-Zeiteinstellung des Ventiles 68 und den Durchflußregler 67 gesteuert. Ein Pigment, das als der Farbbestandteil dient, wird in dem Polyolbestandteil dispergiert und wird in dem Tank 69 aufbewahrt. Das Farb material wird aus dem Ausstoß-Durchgang 64 über das Ventil 68 und den Durchflußregler 67 ausgestoßen, Das aus dem Ausstoß-Durchgang 64 ausgestoßene Farbmaterial, der aus der Düse 49 ausgestoßene Polyolbestandteil und der aus der Düse 50 ausgestoßene Isocyanatbestandteil werden in der Mischkammer 48 zusammengemischt. Das Urethanmaterial wird aus der Spritzdüse 41a in die Formhöhlung 17 gespritzt, wenn sich die Spule 46 vorwärts bewegt.
Es folgt eine Beschreibung eines Verfahrens zur Formung eines Urethanharzes in das Lenkrad 1 dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 3. Das in der Beschichtung M enthaltene Urethanharz weist die gleiche Farbe wie das innere Urethanharz auf.
Wie in 1 gezeigt ist, wird die Metallform 7 zunächst geöffnet, um zu ermöglichen, daß ein Trennmittel auf die Wandfläche der Formhöhlung 17 aufgebracht werden kann. Danach wird die flüssige Beschichtung M (170 g in dieser Ausführungsform) in den Aussparungsbereich 15 des unteren Werkzeuges 8 gespritzt, wobei die Metallform 7 horizontal angeordnet ist.
Der Kernstab 10 wird dann in die Metallform 7 eingesetzt und die Metallform 7 wird geschlossen. Die Vakuumpumpe 34 wird in Betrieb genommen, um den Druck in dem Kasten 13 und der Formhöhlung 17 zu verringern. Wenn der Druck in der Formhöhlung 17 verringert wird, fallen die Siedepunkte der Lösungsmittel (MEK, IPA) der Beschichtung M. Die Temperatur der Metallform 7 wird bei 55°C gehalten. Wenn der Druck in der Formhöhlung 17 auf 40 kPa (300 Torr) oder weniger verringert wird, sieden die Lösungsmittel. Die Beschichtung M wird durch eine Volumenzunahme und das Zerplatzen des Schaumes während des Siedens auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 gebildet. Wenn die Lösungsmittel der Beschichtung M verdampfen, wird die Überzugsschicht auf der Wandfläche der Formhöhlung 17 gebildet. An diesem Punkt wird die Oberfläche des Kernstabes 10 in der Höhlung 17 mit den Lösungsmitteln der Beschichtung M gewaschen und die Beschichtung M, die als ein Klebstoff fungiert, haftet an der Oberfläche des Kernstabes 10. Der Druck in der Formhöhlung 17 wird auf 6,6 kPa (50 Torr) verringert und die Lösungsmittel verdampfen in ungefähr 60 Sekunden. Die verdampften Lösungsmittel werden aus der Abzugsöffnung 20 über den Hohlbereich 21 in dem Kasten 13 und das Abzugsrohr 31 mittels der Vakuumpumpe 34 abgegeben.
Danach wird das Urethanmaterial, das in dem Urethaninjektor 41 gemischt worden ist, in die Formhöhlung 17 gespritzt, wobei der verringerte Druck beibehalten wird. Das Urethanmaterial härtet in der Formhöhlung 17. Folglich werden auf der Innenseite der Urethanharz-Überzugsschicht U1 eine wenig geschäumte Hautschicht U3 und ein stark geschäumter Kernbereich U2 gebildet.
Genauer gesagt wird die Spule 46 rückwärts bewegt, um den Polyolbestandteil aus der Düse 49 und den Isocyanatbestandteil aus der Düse 50 in die Mischkammer 48 auszustoßen. Gleichzeitig wird das Ventil 68 geöffnet, um das Farbmaterial aus dem Ausstoß-Durchgang 64 in die Mischkammer 48 auszustoßen, so daß es mit den vorstehenden Bestandteilen kollidiert und sich mit ihnen mischt. An diesem Punkt wird die Konzentration des in dem Urethanmaterial enthaltenen Pigmentes beispielsweise auf 40% der Standardkonzentration eingestellt. Wenn die Spule 46 vorwärts bewegt wird, wird das gemischte Urethanmaterial aus der Spritzdüse 41a in die Formhöhlung 17 gespritzt. D.h. das erste Urethanmaterial, das Pigment in einer Konzentration von 40% der Standardkonzentration enthält, wird in die Formhöhlung 17 (erster Einspritzschritt) gespritzt.
Anschließend dehnt sich das in dem Urethanmaterial enthaltene Gas plötzlich unter verringertem Druck aus und bildet eine große Zahl an Blasen. Als Ergebnis schäumt das Urethanmaterial innerhalb kurzer Zeit auf und füllt die Formhöhlung 17, während es fließt. Gleichzeitig mit dem Schäumen des Urethanmaterials beginnt eine Umsetzung (Urethan-Reaktion) zwischen dem Polyolbestandteil und dem Isocyanatbestandteil in dem Urethanmaterial. Während dieser Umsetzung wird Wärme erzeugt, die die Reaktionshärtung fördert. An diesem Punkt wird Reaktionswärme auf die Metallform 7 in der Nähe der Wandfläche der Formhöhlung 17 übertragen, was zu einer Verringerung der Temperatur führt. Deshalb ist die Urethanreaktion in der Nähe der Wandfläche langsamer. Das Urethanmaterial in der Nähe der Wandfläche weist auch eine geringere Viskosität als diejenige im Inneren des Urethanmaterials auf. Als Ergebnis zerplatzen die Blasen in der Nähe der Oberfläche leicht und es wird eine wenig aufgeschäumte, feine Hautschicht U3 gebildet, wo selbst keine sehr kleinen Blasen verbleiben. Da die Viskosität des Innenbereiches weg von der Wandfläche der Formhöhlung 17 durch die Urethanreaktion inzwischen zunimmt, die schnell voranschreitet, verbleiben in diesem Bereich Blasen. Als Ergebnis wird der stark aufgeschäumte Kernbereich U2 gebildet. Somit wird die Hautschicht U3 auf der Oberfläche des stark aufgeschäumten Kernbereiches U2 gebildet, wodurch das Gefühl eines weichen und festen Griffes zustande kommt.
Anschließend wird die Menge des Farbbestandteils, der in die Mischkammer 48 aus dem Ausstoß-Durchgang 64 ausgestoßen wird, erhöht und es wird ein Urethanmaterial, dessen Pigmentkonzentration auf einen Standardwert (100) eingestellt wurde, aus der Spritzdüse 41a in die Formhöhlung 17 gespritzt. D.h. das zweite Urethanmaterial, das eine größere Menge eines Pigmentes als das erste Urethanmaterial enthält, wird eingespritzt (zweiter Einspritzschritt). Folglich erfolgt eine Formung eines Urethanharzes des Bereiches in der Nähe des Austrittskanals. Deshalb wird selbst dann, wenn das Urethanharz, das in dem Austrittskanalbereich verbleibt, später weggeschnitten wird, Urethanharz freigelegt, das eine Standardkonzentration an Pigment enthält, was Fehler im Aussehen verhindert.
17 ist ein Zeitdiagramm, das Veränderungen der Pigmentkonzentration beim vorstehenden Formen zeigt. D.h. im ersten Einspritzschritt, der wie in 17 gezeigt während einer Zeitdauer von t1 bis t2 erfolgt, werden die Hautschicht U3 und der Kernbereich U2 durch das Einstellen der Pigmentkonzentration auf einen Wert von 40% des Standardniveaus gebildet. Im zweiten Einspritzschritt, der während einer Zeitdauer von t2 bis t3 erfolgt, wird der Bereich in der Nähe des Austrittskanales mit einem Harz gebildet, das die Standardpigmentkonzentration (100%) aufweist.
Wenn eine Formung des Lenkrades 1 auf diese Weise erfolgt, beträgt die Konzentration des Pigments in der Hautschicht U3, die unter der Überzugsschicht liegt, 40%, was geringer als die Standardkonzentration ist, und der Kernbereich U2 weist eine relativ geringere Pigmentkonzentration und eine hellere Farbe als die Hautschicht U3 auf, da der Kernbereich U2 aufgeschäumt ist. Da die Farbe der geschichteten Teile des Lenkrades 1 als Summe der Farben der Schichten U1, U2 und U3 wahrgenommen wird, scheint die Farbe des freigelegten Teils, an dem das Austrittskanalmaterial entfernt wurde und an dem die Pigmentkonzentration hoch ist, die gleiche wie die des Restes des Lenkrades 1 zu sein, dessen Schichten geringere Pigmentkonzentrationen aufweisen.
Die strich-punktierte Linie in 17 zeigt ein Vergleichsbeispiel, in dem die Beschichtung M mit einer Sprühpistole vor dem Formschäumen des Urethanmaterials aufgebracht wurde. In diesem Fall wurde ein Bart auf der Gratlinie gebildet und ein stark aufgeschäumter Kernbereich wurde durch das Entfernen des Bartes freigelegt. Deshalb mußte während einer Zeitdauer von t1 bis t2, in der die Hautschicht und der Kernbereich gebildet wurden, die Konzentration des Pigmentes erhöht werden (zum Beispiel auf 65%), damit dort kein Farbfehler auftreten konnte, wo der Bart weggeschnitten wurde. In der Erfindung wird die Beschichtung M hingegen nur auf die Wände der Formhöhlung 17 aufgebracht und es bildet sich auf der Gratlinie kein Bart, was es ermöglicht, die Konzentration des Pigmentes zu verringern.
Die achte Ausführungsform weist die nachstehenden Vorteile auf .
(1) Obwohl die Konzentration an dem Pigment in der Hautschicht U3 geringer als diejenige des Urethanharzes in der Nähe des Austrittskanales ist, ist der Grad der Färbung der Hautschicht U3 beinahe der gleiche wie der des Urethanharzes in der Nähe des Austrittskanales, da sich in der Hautschicht U3 fast keine Blasen befinden. Die Beschichtung M wird nicht auf Oberflächen außerhalb der Formhöhlung 17 aufgebracht, was Bärte verhindert. Deshalb wird eine Freilegung des Kernbereiches U2 durch die Entfernung eines Bartes verhindert. Desweiteren ist die Beschichtung M nicht einheitlich, wenn sie mit einer Sprühpistole (Formbeschichtung – mold coating)) aufgebracht wird. Insbesondere die Beschichtung in der Nähe der Gratlinie ist zu dünn. In dieser Ausführungsform wird hingegen ein im wesentlichen einheitlicher Film mit gewünschter Dicke auf der Oberfläche der Hautschicht U3 gebildet. Deshalb wird das Urethanharz mit dem Beschichtungsfilm bedeckt, der es ermöglicht, die Konzentration des in der Hautschicht 3 und dem Kernbereich U2 enthaltenen Pigmentes zu verringern. Selbst wenn das Austrittskanalmaterial weggeschnitten wird, wird Urethanharz mit einer Standardkonzentration an dem Pigment freigelegt, was einen Fehler im Aussehen verhindert.
Wie vorstehend beschrieben kann die Konzentration des in dem Urethanmaterial enthaltenen Pigmentes verringert werden und die Materialkosten können verringert werden, ohne das Aussehen des Produktes dafür zu opfern. Die Pigmentteilchen reiben Teile des Urethaninjektors 461 ab. Da die Konzentration des Pigmentes wie vorstehend beschrieben verringert werden kann, wird der Abrieb jedoch verringert. Folglich verringern sich die Wartungskosten des Urethaninjektors 41.
Die vorstehenden Ausführungsformen können wie nachstehend modifiziert werden.

– In der zweiten Ausführungsform kann die Beschichtung M vor der Verringerung des Druckes eingespritzt werden.
– In der zweiten Ausführungsform kann die Beschichtungslösung von einer anderen Stelle als dem Austrittskanal 23 eingespritzt werden. Oder aber sie kann von mehreren Stellen aus in die Formhöhlung 17 eingespritzt werden. In diesem Fall kann die Beschichtung M wirkungsvoll auf die Wandfläche der Formhöhlung 17 aufgebracht werden.
– In der ersten bis sechsten Ausführungsform und der achten Ausführungsform können ein Kautschukmaterial und verschiedene andere Arten von Materialien als das Formungsmaterial verwendet werden. Produkte, die in diesen Ausführungsformen geformt werden können, schließen Instrumententafeln, Bedien- bzw. Steuerpultkästen, Glühkästen (glow boxes), Kopfstützen, Armstützen, Türverkleidungen, Luftspoiler und Stoßstangen ein. Desweiteren kann die Erfindung für das Formen von Haushaltselektrogeräten und ähnlichem eingesetzt werden.
– In der siebten Ausführungsform können ein ABS-Harz oder andere thermoplastische Materialien, deren Fließwiderstand sich durch Erwärmen verbessert, verwendet werden. Ein thermoplastisches Harz, das unter hohem Druck Gas absorbiert hat, kann bei Normaldruck in die Formhöhlung 17 gespritzt und formgeschäumt werden. Dies beseitigt die Notwendigkeit den Formungsdruck in der Formhöhlung 17 zu verringern und verhindert das Zerbrechen einer in der Formhöhlung 17 gebildeten Überzugsschicht. Das in der japanischen Patentschrift Nr. Hei 7-119022 vorgeschlagene Formungsverfahren kann als alternatives Formungsverfahren angewandt werden. In diesem Formungsverfahren wird ein geschmolzenes thermoplastisches Harz in ein Harzbecken gespritzt. Anschließend wird die Metallform geschlossen und das in dem Harzbecken enthaltene thermoplastische Harz wird in einen Harzeinspritzraum für die Formung eingefüllt. Auch in diesem Fall wird der Druck während des Formens verringert, was ein Zerbrechen der Überzugsschicht verhindert.

In jeder der vorstehenden Ausführungsformen können die Bestandteile der Beschichtung M auf geeignete Weise verändert werden. Genauer gesagt kann anstelle des Urethanharzes ein anderes wärmehärtendes Harz verwendet werden. Als Lösungsmittel für die Beschichtung M kann zum Beispiel Wasser verwendet werden. Unter einem praktischen Gesichtspunkt kann ein Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von ungefähr 160°C oder weniger bei Normaldruck verwendet werden.

– In jeder der vorstehenden Ausführungsformen kann der Druck in der Formhöhlung 17 auf ungefähr 9,3 kPa (70 Torr) verändert werden, wenn die Temperatur in der Metallform 7 ungefähr der Raumtemperatur entspricht (ungefähr 20 °C). Der verringerte Druck in der Formhöhlung 17 kann auf geeignete Weise entsprechend der Temperatur der Metallform 7 und den Arten der verwendeten Lösungsmittel verändert werden.
– In der ersten und der zweiten Ausführungsform kann die Beschichtung M durch das Erwärmen der Metallform 7 auf die Siedepunkte der Lösungsmittel unter Atmosphärendruck ohne Verringerung des Druckes in der Formhöhlung 17 zum Sieden gebracht werden.
– In der vierten Ausführungsform kann die Beschichtung M in die Formhöhlung 17 unter Normaldruck aus dem Beschichtungsinjektor 40 vor der Verringerung des Druckes anstelle nach der Verringerung des Druckes gespritzt werden.
– In der vierten Ausführungsform kann ein Schaummittel, das durch die Reaktionswärme zwischen dem Polyolbestandteil und dem Isocyanatbestandteil verdampft wird, für das Formschäumen anstelle des CO₂ verwendet werden, das bei der Umsetzung zwischen dem Isocyanatbestandteil und dem Schäumungsbestandteil erzeugt wird.
– Das Einsatzelement kann aus einem Harz oder einem Glas gefertigt sein.
– In der vierten Ausführungsform kann ein Schritt des Waschens des Kernstabes 10 und ein Schritt des Aufbringens eines Klebstoffs auf den Kernstab 10 durchgeführt werden. In diesem Fall kann die Haftfestigkeit verbessert werden. Die Menge des auf dem Einsatzelement aufzubringenden Klebstoffs kann entsprechend der Haftfestigkeit der Überzugsschicht verringert werden, was die Materialkosten verringert.
– In der achten Ausführungsform kann die Konzentration des Pigmentes in dem Kernbereich U2 verringert werden, da der innere Kernbereich U2 durch die Hautschicht U3 und den Beschichtungsfilm (Urethanharzschicht U1) entsprechend der Gestalt, der Farbe und ähnlichem des Formkörpers verborgen wird.

Genauer gesagt wird während einer Zeitdauer von t1 bis t10, die in 18 gezeigt ist, ein erstes Urethanmaterial, das eine Pigmentkonzentration von 40% aufweist, eingespritzt, um die Hautschicht U2 zu bilden. Während einer Zeitdauer von t10 bis t2 wird ein Urethanmaterial, das kein Pigment enthält, eingespritzt, um den inneren Kernbereich U2 zu bilden. Desweiteren wird während einer Zeitdauer von t2 bis t3 ein zweites Urethanmaterial, das eine Standardpigmentkonzentration (1004) aufweist, eingespritzt, um ein Urethanharz in der Nähe des Austrittskanales abzuscheiden. Während der Zeitdauer von t10 bis t2 kann auf das Einspritzen eines Urethanmaterials mit einer Pigmentkonzentration von 0% verzichtet werden und ein Urethanmaterial (drittes Urethanmaterial) mit einer geringeren Pigmentkonzentration als mindestens das erste Urethanmaterial kann eingespritzt werden. In dem in 18 gezeigten Formungsverfahren entspricht der Einspritzschritt während der Zeitdauer von t1 bis t10 dem ersten Einspritzschritt, und der Einspritzschritt während der Zeitdauer von t2 bis t3 entspricht dem zweiten Einspritzschritt. Der Einspritzschritt zwischen dem ersten Einspritzschritt und dem zweiten Einspritzschritt, d.h. ein Einspritzschritt von t10 bis t2 entspricht dem dritten Einspritzschritt.

– In der achten Ausführungsform können die Pigmentkonzentrationen der Hautschicht U3 und des Kernbereiches U2 auf geeignete Weise entsprechend der Form, der Farbe oder ähnlichem eines Formkörpers verändert werden. Genauer gesagt kann das Formschäumen beispielsweise während einer Zeitdauer von t1 bis t2, wenn die Hautschicht U3 und der Kernbereich U2 gebildet werden, mittels einer allmähliche Verringerung der Konzentration des Pigmentes durchgeführt werden. Wenn in den vorstehenden Ausführungsformen ein Lenkrad geformt wird, wird die Konzentration des Pigmentes in dem Urethanmaterial für den Oberflächenbereich bevorzugt auf 40 bis 80% des Standardniveaus verringert. Die Konzentration des Pigments in dem Urethanmaterial für den Innenbereich wird bevorzugt auf 30 bis 70% des Standardniveaus verringert.
– In der achten Ausführungsform wird ein Beschichtungsinjektor getrennt bereitgestellt, um die Beschichtung M in die Formhöhlung 17 einzuspritzen, während die Metallform 7 geschlossen ist. Da die Beschichtungslösung in diesem Fall unter verringertem Druck in die Formhöhlung 17 gespritzt werden kann, kann der Harzformungsschritt innerhalb einer kurzen Zeitdauer durchgeführt werden. Die Beschichtungslösung entweicht nicht.
– In jeder der vorstehenden Ausführungsformen kann die Spritzgießmaschine mit einer Einheit zum Sammeln der Beschichtung versehen sein.

Es versteht sich für den Fachmann auf diesem Gebiet der Technik von selbst, daß die Erfindung in vielen anderen speziellen Formen innerhalb des Geltungsbereiches und bei Übereinstimmung mit den beigefügten Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers mit einer Überzugsschicht auf seiner Oberfläche, das die nachstehenden Schritte umfaßt: Einbringen einer Beschichtung in die Formhöhlung einer Metallform, Verringerung des Drucks in der Formhöhlung, und Einfüllen eines Füllmaterials in die Form, wobei das Verfahren durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnet ist: Einbringen der Beschichtung als Beschichtungslösung, Siedenlassen der Beschichtungslösung während die Form geschlossen ist, um das Lösungsmittel daraus zu entfernen, wobei das Volumen der Beschichtungslösung während des Siedens zunimmt, um eine Überzugsschicht auf der Oberfläche der Formhöhlung zu bilden, und anschließendes Einfüllen des Füllmaterials in die Form.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Beschichtungslösung vor der Verringerung des Druckes in der Formhöhlung in die Formhöhlung eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Beschichtungslösung nach der Verringerung des Druckes in der Formhöhlung in die Formhöhlung eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Beschichtungslösung Methylethylketon und Isopropylalkohol als die Lösungsmittel und ein Urethanharz enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem das Füllmaterial ein Urethanmaterial enthält, das sich in der Formhöhlung umsetzt und härtet.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem das Füllmaterial ein Harzmaterial enthält, und das Verfahren desweiteren die nachstehenden Schritte einschließt: Erwärmen des Harzmaterials, um seinen Fließwiderstand zu verringern, Einbringen des erwärmten Harzmaterials in die Formhöhlung nach dem Siedeschritt, und Härten des Harzmaterials in der Formhöhlung.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem die Form im Schritt des Siedens der Beschichtungslösung erwärmt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das desweiteren den nachstehenden Schritt einschließt: Anordnen eines Einsatzelementes in der offenen Form vor dem Verschließen der Form, wobei die Beschichtung während des Siedens der Beschichtungslösung auf dem Einsatzelement gebildet wird und die Verbindung zwischen dem Einsatzelement und dem Füllmaterial verstärkt.
Verfahren nach Anspruch 7, in dem das Einsatzelement ein Lenkrad ist, dessen Greifbereich in der Formhöhlung so angeordnet wird, daß er nach unten schaut.
Verfahren nach Anspruch 5, in dem das Füllmaterial zu Urethanharz aufgeschäumt wird, und in die Formhöhlung, die unter verringerten Druck steht, eingefüllt wird, wobei zwischen einem stark aufgeschäumten Kernbereich und der Überzugsschicht eine wenig aufgeschäumte Hautschicht gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, in dem das Füllmaterial ein erstes Urethanmaterial, das ein Pigment enthält, und ein zweites Urethanmaterial umfaßt, das eine größere Menge an dem Pigment als das erste Urethanmaterial enthält, und in dem das erste Urethanmaterial in die Formhöhlung vor dem Einspritzen des zweiten Urethanmaterials in die Formhöhlung eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, in dem das Füllmaterial ein drittes Urethanmaterial umfaßt, das eine kleinere Menge an dem Pigments als das erste Urethanmaterial enthält, und in dem das dritte Urethanmaterial nach dem Einspritzen des ersten Urethanmaterials und vor dem Einspritzen des zweiten Urethanmaterials in die Formhöhlung eingespritzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, das desweiteren den Schritt des Schließens der Metallform vor dem Einbringen der Beschichtungslösung in eine Formhöhlung umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 5, das desweiteren den nachstehenden Schritt umfaßt: Einbringen eines Urethan-Füllmaterials in die beschichtete Formhöhlung der Form, wenn die Formhöhlung unter Umgebungsdruck steht.