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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten in einer Form,
umfassend die Schritte eines Herstellens eines Formkörpers durch Formen eines Formmaterials
aus einem synthetischen Kunstharz in einer Form nach einem Spritzgießverfahren, einem
Prägespritzverfahren oder einem Spritzdruckverfahren, und einem Einspritzen eines
Beschichtungsmaterials in die Form, um eine Oberfläche des Formkörpers mit dem
Beschichtungsmaterial zu beschichten.
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Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des beigefügten Anspruchs 1.
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Verfahren zum Beschichten in einer Form wurden bisher eingesetzt, um die Qualität
einer Oberfläche von Formkörpern zu verbessern und um ein Beschichtungsverfahren zu
verkürzen. Insbesondere hinsichtlich von Automobilen, bei denen es notwendig ist, dass sie ein
ansprechendes Äußeres und Qualität von einer hohen Güte aufweisen, wurden solche
Verfahren weitgehend auf äußere Platten oder Außenplatten und äußere Teile oder Außenteile von
Automobilen angewendet.
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Solche Verfahren wurden in der US-A-4 668 460 offenbart, auf die der Oberbegriff
des beigefügten Anspruchs 1 zurückgeht, sowie beispielsweise in den Veröffentlichungen US-
A-4 076 788, US-A-4 081 578, US-A-4 331 735, US-A-4 366 109, JP-A-5301251, JP-A-
5318527 und JP-A-8142119.
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Obwohl diese Veröffentlichungen einen Klemmdruck und ein Trennen der
Formhälften hinsichtlich des Einspritzens eines Beschichtungsmaterials zwischen eine Oberfläche der
Form und eine Oberfläche eines Formkörpers betreffen, nachdem ein synthetisches Kunstharz
in der Form geformt worden ist, richten die Veröffentlichung wenig Aufmerksamkeit auf den
Klemmdruck nach dem Einspritzen des Beschichtungsmaterials, und der Klemmdruck war
konstant. Eine Portion oder ein Teil mit einer dicken Wand, wie z. B. eine Rippe oder ein Steg
und eine Wulst oder ein Vorsprung, des Formkörpers wird durch den Klemmdruck nach dem
Einspritzen des Beschichtungsmaterials zusammengedrückt, d. h. durch einen Druck, der auf
das eingespritzte Beschichtungsmaterial angewendet wird. Als Ergebnis wird das
Beschichtungsmaterial auf einem solchen Teil oder einer solchen Portion mit einer dicken Wand
dicker, und das Beschichtungsmaterial wird in einem solchen Zustand gehärtet. Danach wird der
Klemmdruck abgebaut oder ab- oder nachgelassen, und der beschichtete Formkörper wird aus
der Form entfernt. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass zu dem
Zeitpunkt, bei dem der Klemmdruck abgebaut oder nachgelassen wird, die Rippe oder die Wulst,
die durch das Beschichtungsmaterial zusammengedrückt wurden, dazu neigen, in ihre
ursprüngliche Form zurückzukehren, durch ein Rückspring- oder Rückfeder-Phänomen, um eine
Erhebung als einen Defekt oder einen Mangel an dem Äußeren oder der äußeren
Erscheinungsform zu bilden. Die Erfinder zeigten, dass ein solches Phänomen leicht auftreten kann,
insbesondere, wenn der Klemmdruck nach dem Einspritzen des Beschichtungsmaterials groß
ist, obwohl das Phänomen auch durch einen Grad des Härtens (Verfestigens) oder
Nachlassens bei einer elastischen Kompression des geformten Harzes beim Einspritzens des
Beschichtungsmaterials beeinflusst wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Beschichten in
einer Form bereitzustellen, das geeignet ist, zu verhindern dass das Phänomen des Aufrichtens
oder Sich-Erhebens eines Teils oder eines Bereichs mit einer dicken Wand eines Formkörpers
(das Buckel- oder Höcker-Phänomen) auftritt, wenn eine Oberfläche des Formkörpers mit
einem Beschichtungsmaterial in einer Form beschichtet wird, nachdem ein Formmaterial aus
einem synthetischen Kunstharz in der Form nach einem Spritzgießverfahren, einem
Prägespritzverfahren oder einem Spritzdruckverfahren geformt worden ist, und zu gewährleisten,
dass der Formkörper, der auf diese Weise beschichtet wird, eine hohe Qualität aufweist, unter
Berücksichtigung der oben genannten Umstände.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Beschichten in einer Form bereit,
das die Schritte eines Herstellens eines Formkörpers durch Anwenden eines Klemmdrucks auf
eine Form, die eine fixierte Formhälfte und eine bewegliche Formhälfte einschließt, um ein
Formmaterial aus einem synthetischen Kunstharz in der Form nach einem
Spritzgießverfahren, einem Prägespritzverfahren oder einem Spritzdruckverfahren zu formen, dann ein
Vermindern des Klemmdrucks oder ein Auseinandernehmen der fixierten Formhälfte und der
beweglichen Formhälfte, ein Einspritzen eines Beschichtungsmaterials zwischen eine innere
Oberfläche der Form und eine Oberfläche des Formkörpers in der Form in einen solchen
Zustand, dass der Formkörper zu einem solchen Ausmaß gehärtet oder verfestigt ist, dass die
Oberfläche des Formkörpers einem Einspritzdruck und einem Fließdruck des
Beschichtungsmaterials standhalten kann; und ein Beschichten der Oberfläche des Formkörpers mit dem
Beschichtungsmaterial, ein nochmaliges Klemmen oder Festklammern der Form; dadurch
gekennzeichnet, dass das Klemmen der Form nach dem Einspritzen des
Beschichtungsmaterials unter bestimmten mehrstufenweise veränderbaren Klemmdrucken mit bestimmten
Klemmdruckübergangszeitspannen durchgeführt wird.
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Beispiele des Formmaterials aus einem synthetischen Kunstharz gemäß der
vorliegenden Erfindung sind synthetische Harze, die durch Wärme härtbar sind, wie z. B. SMC (Sheet
Molding Compound, eine Harzmatte oder ein vorimprägniertes Textilglas oder ein Prepack)
und BMC (Bulk Molding Compound, eine Feuchtpressmasse oder faserige Premix-Masse),
als faserverstärkten Kunststoff, der einen durch Wärme härtbaren Kunststoff enhält, wie z. B.
ein ungesättigtes Polyesterharz als eine Matrix, ein thermoplastisches synthetisches
Harzmaterial, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer,
Polycarbonat, Polyamid, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat und modifizierter
Polyphenylenether, Mischmaterialien davon, und solche, die gemischt sind mit Fasern oder in
Schuppen geformte oder in dünnen Schichten geformte Füllstoffe.
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Als Beschichtungsmaterial, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird,
können verschiedene Arten bekannter Beschichtungsmaterialien zum Beschichten in einer
Form verwendet werden. Typische Beispiele des Beschichtungsmaterials, das gemäß der
vorliegenden Erfindung verwendet wird, sind solche, die zum Beispiel in der US-A-4 239 808
(JP-A-5436359), US-A-4 235 833 (JP-A-54139962), US-A-4 222 929 (JP-A-5565511), US-
A-4 422 996 (JP-A-57140), US-A-4 515 710 (JP-A-60212467), JP-A-60221437, JP-A-
1229605, JP-A-5070712, JP-A-5148375, JP-A-6107750 und JP-A-8113761 offenbart sind.
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Ein besonders bevorzugtes Beispiel ist ein Beschichtungsmaterial, das einen
Bindemittel- oder Vehikelbestandteil umfasst, der 20 bis 70 Gew.-% eines Oligomers umfasst, das
mindestens zwei (Meth)acrylatgruppen aufweist, wie z. B. Urethanacrylatoligomer und
Epoxyacrylatoligomer, oder dessen Harz oder ein ungesättigtes Polyesterharz davon, und 80
bis 30 Gew.-% eines ethylenisch ungesättigten Monomers, das damit copolymerisierbar ist,
wie z. B. Methyl(meth)acrylat, Ethyl(meth)acrylat, Propyl(meth)acrylat, Butyl(meth)acrylat, 2-
Ethylhexyl(meth)acrylat, (Meth)acrylsäure, Vinylacetat und Styrol; ein Pigment; einen
Polymerisationsinitiator usw. Zwei-Komponenten-Beschichtungsmaterialien, wie z. B. ein
Epoxyharz/Polyamin-Härtungssystem und ein Polyolharz/Polyisocyanat-Härtungssystem, von denen
das Hauptmittel und das Härtungsmittel unmittelbar vor dem Einspritzen in eine Form
gemischt werden, sind ebenso anwendbar.
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In den Zeichnungen zeigt:
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Fig. 1 eine schematische Ansicht des Einspritzformapparats und der Form gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 eine schematische Ansicht des Einspritzformapparats und der Form gemäß einer
anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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Fig. 3 eine Graphik, um die Bedingungen der mehrstufenweise veränderbaren
Klemmdrucke, der Übergangszeitspannen und der Zeitspannen, in denen der Druck
aufrechterhalten wird gemäß der vorliegenden Erfindung zu erklären.
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Nun werden die erste und zweite Ausführungsform des Einspritzformapparats und der
Form, in die die Beschichtung in einer Form gemäß der vorliegenden Erfindung in der Praxis
gegeben wird, näher beschrieben in Bezug auf Fig. 1 und 2. In Fig. 1 bezieht sich hinsichtlich
der ersten Ausführungsform das Bezugszeichen 1 auf eine fixierte Platte einer Klemmvorrichtung
in dem Einspritzformapparat, und Bezugszeichen 2 bezieht sich auf eine bewegliche
Platte der Vorrichtung. Die fixierte Platte und die bewegliche Platte sind jeweils mit einer
fixierten Formhälfte 3 und einer beweglichen Formhälfte 4 ausgestattet, die sich gegenüber
liegen. Die bewegliche Platte 2 wird vor- und zurückbewegt durch einen Klemmzylinder 5.
Die fixierte Formhälfte 3 und die bewegliche Formhälfte 4 stellen eine Kavität oder einen
Hohlraum 6 in einer bestimmten Form bei ineinander greifenden Bereichen davon bereit. Ein
Formmaterial aus einem synthetischen Kunstharz in einem geschmolzenen oder erweichten
Zustand wird eingespritzt und in die Kavität gefüllt, und das Formmaterial aus einem
synthetischen Kunststoff härtet oder verfestigt sich darin. Wenn das geschmolzene Formmaterial aus
einem synthetischen Kunstharz eingespritzt und eingefüllt wird, wird das Formmaterial aus
einem synthetischen Kunstharz aus einem Injektionszylinder 7 mit einer Schraube darin in die
Kavität oder den Hohlraum 6 durch eine Düse 8 und eine Einfüllöffnung 9 eingespritzt. In
dieser Figur bezieht sich Bezugsnummer 10 auf eine Rippe (Vorsprung oder Wulst), und
Bezugszeichen 11 bezieht sich auf einen Auswerferstift zum Auseinandernehmen der
Formhälften.
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Bei der fixierten Formhälte 3 und der beweglichen Formhälfte 4 sind die ineinander
greifenden Bereiche oder Teile mit einer gemeinsamen Kantenstruktur versehen. Die
gemeinsame Kantenstruktur ist mit einer Eingriffsnut (nicht gezeigt) versehen oder ausgestattet, in
die ein elastisches Abdichtmittel, wie z. B. ein O-Ring, in Eingriff steht, um die
Abdichtungseigenschaft der gemeinsamen Kantenstruktur zu einem Beschichtungsmaterial zu verbessern.
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Als Einspritzsystem für das Beschichtungsmaterial in dem Beispiel, das in Fig. 1
gezeigt ist, ist ein Injektor 12 mit einem Ausschaltstift 12A vorgesehen, ein Messzylinder oder
Dosierzylinder 13 für ein Beschichtungsmaterial zum Bereitstellen und Versorgen einer
bestimmten Menge an Beschichtungsmaterial für den Injektor 12, und eine Förderpumpe oder
Versorgungspumpe 15 zur Versorgung oder Beförderung des Beschichtungsmaterials in den
Messzylinder 13 aus einer Aufbewahrungseinheit oder einer Lagerungseinheit 14 für das
Beschichtungsmaterial. Der Messzylinder 13 ist mit einem Kolben-Regulator 13A zum
Einspritzen des Beschichtungsmaterials versehen.
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Um das Formmaterial aus einem synthetischen Kunstharz zu einem Formkörper oder
Fromprodukt zu formen, wird zuerst der Klemmzylinder 5 betätigt, um die Form (die fixierte
Formhälfte 3 und die bewegliche Formhälfte 4) zu schließen, und ein Klemmdruck wird auf
die Form angewendet. Der Klemmdruck wird benötigt, um einen Einspritzdruck oder
Injektionsdruck auf oder gegen das Formmaterial aus einem synthetischen Harz auszuüben. Der
Einspritzdruck oder Injektionsdruck beträgt normalerweise so viel wie 400 bis 2.500 kgf/cm² bei
der Düse 8. Während eines solchen Prozesses wird die Förderpumpe betätigt, um die
benötigte Menge des Beschichtungsmaterials in den Messzylinder 13 zu befördern.
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Als nächstes wird das Formmaterial aus einem synthetischen Kunstharz in einem
geschmolzenen oder erweichten Zustand in den Hohlraum oder die Kavität 6 aus dem
Injektionszylinder 7 durch die Düse 8 eingespritzt oder injiziert. Wenn das Formmaterial aus einem
synthetischen Kunstharz ausreichend gehärtet oder verfestigt ist (zu einem Ausmaß, dass der
Formkörper einem Injektionsdruck oder Einspritzdruck und einem Fließdruck des
Beschichtungsmaterials standhalten kann), wird der Klemmdruck vermindert oder reduziert, und die
fixierte Formhälfte 3 und die bewegliche Formhälfte 4 werden geöffnet, so dass die in Eingriff
stehenden Bereiche oder Teile nicht vollständig getrennt oder auseinander genommer werden.
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Als nächstes betätigt der Injektor 12 den Ausschaltstift 12A, um einen Einspritz- oder
Injektionsausgang oder eine Einspritz- oder Injektionsöffnung oder einen Einspritz- oder
Injektionsanschluss davon zu öffnen. Dann wird der Kolbenregulator 13A in dem Messzylinder
13 betätigt, um das Beschichtungsmaterial in die Kavität oder den Hohlraum 6 zu spritzen
oder zu injizieren, oder zwischen eine innere Wand der fixierten Formhälfte 3 und eine
Oberfläche des Formkörpers.
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Nachdem der Ausschaltstift 12A wieder geschlossen ist, wird der Klemmzylinder 5
betätigt, um die Form zu klemmen, wobei ein Beschichten auf der Oberfläche des
Formkörpers in der Form durchgeführt wird.
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Wenn ein Beschichtungsmaterial verwendet wird, das auf Grund der Reaktion
während eines Aufbewahrens oder Lagerns verdickt oder geliert, wie in dem Zwei-Komponenten-
Beschichtungsmaterial, auf das zuvor hingewiesen wurde, ist es notwendig, dass das
Einspritzen des Beschichtungsmaterials durchgeführt wird, nachdem das Beschichtungsmaterial
vorbereitet oder hergestellt wurde durch Mixen oder Mischen von nicht weniger als zwei Arten
von Inhaltsmitteln (z. B. das Hauptmittel und das Härtungsmittel) unmittelbar vor dem
Einspritzen oder Injizieren zwischen die innere Wand oder Innenwand der fixierten Formhälfte 3
und des Formkörpers. In Fig. 2 ist ein Apparat für einen solchen Zweck als zweite
Ausführungsform gezeigt.
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Als Einspritz- oder Injektionssystem für das Beschichtungsmaterial sind ein
Mischkopf 31 mit einem Kolben oder Stempel oder Schieber 30 vorgesehen, das eine
Ausschaltfunktion aufweist und eine Einspritz- oder Injektionsfunktion, und Messzylinder 32 und 33
zum Fördern oder Bereitstellen bestimmter Mengen an Inhaltsmitteln oder Inhaltsstoffen für
das Beschichtungsmaterial zu dem Mischkopf. Die jeweiligen Messzylinder weisen
hydraulische Zylinder 36 und 37 auf, die darin vorgesehen sind, um einen Druck auf jedes der
Inhaltsmittel anzuwenden. Die Inhaltsmittel werden durch gegenüberliegende Düsen (nicht
gezeigt) in dem Mischkopf 31 ausgestoßen oder herausgespritzt, und sie stoßen aufeinander, um
gemischt zu werden, wobei sie das gewünschte Beschichtungsmaterial bereitstellen. Unter
anderen Verfahren zum Mischen der Inhaltsstoffe gibt es ein Verfahren unter Verwendung
eines statischen Mischers, ein Verfahren unter Verwendung eines dynamischen Mischers und
beispielsweise ein Zerstäubungs- oder Atomisier- oder Druckverdüsungsverfahren. Das
Verfahren zum Mischen der Inhaltsstoffe ist jedoch nicht auf diese Verfahren beschränkt.
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Wenn das Beschichtungsmaterial eingespritzt wird, werden ein flüssiges Hauptmittel,
enthaltend ein Harz eines Inhaltsmittels für das Beschichtungsmaterial als Hauptkomponente
und ein flüssiges Härtungsmittel zum Härten des Hauptmittels jeweils einer
Temperatursteuerung in den Aufbewahrungsgefäßen oder Vorratsbehältern 39 und 40 für die Inhaltsmittel
unterworfen; das flüssige Hauptmittel und das flüssige Härtungsmittel werden durch die
hydraulischen Zylinder 36 und 37 in den Messzylindern 32 und 33 unter einen Druck von 50 bis 200
bar gesetzt, und das flüssige Hauptmittel und das flüssige Härtungsmittel werden durch die
gegenüberliegenden Düsen in dem Mischkopf 31 ausgestoßen, um gemischt zu werden auf
Grund des wechselseitigen oder gegenseitigen Aufeinandertreffens, wobei das gewünschte
Beschichtungsmaterial bereitgestellt wird. Das Beschichtungsmaterial wird zwischen die
innere Wand der fixierten Formhälfte 3 und die Oberfläche des Formkörpers durch den Kolben 30
eingespritzt oder injiziert, der ebenso als ein Ausschaltstift arbeitet. Wenn das
Beschichtungsmaterial unmittelbar vor einem Einspritzen durch Mischen der beiden miteinander
wechselwirkenden reaktiven Inhaltsmittel hergestellt wird, wie es erklärt wurde, weist das
Beschichtungsmaterial gute Fließeigenschaften oder Fluidität beim Einspritzen auf, und es wird
vermieden, dass es verklebt oder verstopft oder klumpig wird, weil das Beschichtungsmaterial
nicht verdickt oder geliert wird, was verschieden ist von der Verwendung eines
Beschichtungsmaterials, das durch eine vorhergehende Mischbehandlung hergestellt wird.
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Nachdem das Beschichtungsmaterial eingespritzt ist, wird der Klemmzylinder 5
betätigt, um die Form zu klemmen, wobei das Beschichten auf der Oberfläche des Formkörpers in
der Form vervollständigt wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Klemmgeschwindigkeit und die
Klemmdrücke des Klemmzylinders 5 nach dem Einspritzen des Beschichtungsmaterials durch
ein geeignetes Kontrollsystem oder Steuersystem kontrolliert oder gesteuert, um das
Klemmverfahren unter verschiedenen Klemmdrücken und verschiedenen Klemmgeschwindigkeiten
in einem dreistufigen Muster, wie es zum Beispiel in Fig. 3 gezeigt ist durchzuführen, wobei
das Beschichtungsmaterials gehärtet wird.
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Obwohl solche geeigneten Klemmdrücke und Klemmgeschwindigkeiten (d. h. so zu
sagen, geeignete Klemmdruckübergangszeitspannen und geeignete Zeiträume, in denen der
Klemmdruck aufrechterhalten wird) leicht veränderbar sind in Abhängigkeit von der Größe
und Form des Hohlraums oder der Kavität 6 oder der Art des Beschichtungsmaterials, ist es
bevorzugt, dass unter dem Gesichtspunkt, dass es vermieden wird, dass die Rippe oder die
Wulst einen Höcker oder eine Beule zu bilden, und dass der beschichtete Formkörper eine
gute Qualität aufweist, die folgenden Bedingungen eingehalten werden:
ANFANGSZUSTAND ODER ANFANGSSTUFE
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Es ist bevorzugt, dass der Klemmdruck bei einem Anfangszustand oder einer
Anfangsstufe 10 bis 100 kgf/cm² beträgt in Bezug auf eine geplante Fläche des Formkörpers. Es wird
bevorzugt, dass die Klemmdruckübergangszeitspanne in dem Anfangszustand 0,5 bis 10
Sekunden beträgt, und dass der Zeitraum, in dem der Klemmdruck aufrechterhalten wird, in dem
Anfangszustand 0,5 bis 20 Sekunden beträgt. Wenn der Klemmdruck niedriger ist als es in
dem oben genannten Bereich angegeben wird, ist es schwierig, einen einheitlichen
Beschichtungsfilm auf der gesamten Oberfläche des Formkörpers zu bilden oder zu schaffen, und eine
Anhaftung oder Adhäsion kann leicht abnehmen. Umgekehrt, wenn der Klemmdruck höher ist
als der Bereich, kann der Effekt zur Vermeidung des Buckelns oder der Höckerbildung leicht
abnehmen.
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Wenn die Klemmdruckübergangszeitspanne kürzer ist als der oben angegebene
Bereich, können Blasen leicht in das Beschichtungsmaterial hineinwandern oder hineingehen,
und die Abtrennung oder Trennung von einem Pigment kann leicht stattfinden. Umgekehrt,
wenn die Klemmdruckübergangszeitspanne größer ist als der Bereich, können Runzeln oder
Falten, Risse usw. leicht auf dem Beschichtungsfilm gebildet werden.
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Wenn der Zeitraum, in dem der Klemmdruck aufrechterhalten wird, kürzer ist als der
oben angegebene Bereich, kann die Haftung des Beschichtungsfilms leicht abnehmen.
Umgekehrt, wenn der Zeitraum, in dem der Klemmdruck aufrechterhalten wird, gröper ist als der
Bereich, kann Effekt, dass ein Buckeln oder eine Höckerbildung vermieden wird leicht
abnehmen.
ZWISCHENZUSTAND ODER ZWISCHENSTUFE
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Es ist bevorzugt, dass der Klemmdruck bei einem Zwischenzustand oder einer
Zwischenstufe 20 bis 80% von dem des Anfangszustands beträgt, dass die
Klemmdruckübergangszeistpanne 0,1 bis 5 Sekunden beträgt, und dass der Zeitraum, in dem der Klemmdruck
aufrechterhalten wird, 0,5 bis 20 Sekunden beträgt.
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Wenn der Klemmdruck niedriger ist als der oben angegebene Bereich, können Blasen
oder Bläschen leicht in den Beschichtungsfilm aufgenommen werden auf Grund der Reaktion
zu einem ausgedehnten Druckunterschied oder einer Druckdifferenz zwischen dem
Anfangszustand und dem Zwischenzustand, und Falten können leicht auf dem Beschichtungsfilm
gebildet werden. Umgekehrt, wenn der Klemmdruck größer ist als der Bereich, kann der Effekt,
dass ein Buckeln oder einer Höckerbildung vermieden wird, leicht abnehmen.
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Wenn die Klemmdruckübergangszeitspanne kürzer ist als der oben angegebene
Bereich, können Blasen leicht in dem Beschichtungsfilm aufgenommen werden. Umgekehrt,
wenn die Klemmdruckübergangszeitspanne länger ist als der Bereich, können Falten leicht auf
dem Beschichtungsfilm gebildet werden.
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Wenn der Zeitraum, in dem der Klemmdruck aufrechterhalten wird, kleiner ist als der
oben angegebene Bereich, kann die Haftung oder Adhäsion des Beschichtungsfilms leicht
abnehmen.
ENDZUSTAND ODER ENDSTUFE
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Das Klemmen kann unter den gleichen Bedingungen durchgeführt werden wie in dem
Zwischenzustand in einem Endzustand.
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Es ist jedoch bevorzugt, dass der Klemmdruck in dem Endzustand niedriger ist als in
dem Anfangszustand und 40 bis 200% von dem des Zwischenzustands beträgt, dass die
Klemmdruckübergangszeitspanne in dem Endzustand 0,1 bis 5 Sekunden beträgt, und dass
der Zeitraum, in dem der Klemmdruck aufrechterhalten wird, nicht weniger als 1 Sekunde
beträgt.
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Obwohl es keine obere Grenze hinsichtlich des Zeitraums, in dem der Klemmdruck
aufrechterhalten wird, gibt, ist es geeignet, dass der Zeitraum, in dem der Klemmdruck
aufrechterhalten wird, 40 bis 120 Sekunden beträgt.
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Wenn der Klemmdruck niedriger ist als der oben angegebene Bereich, kann die
Adhäsion oder Anhaftung des Beschichtungsfilms leicht abnehmen. Umgekehrt, wenn der
Klemmdruck höher ist als der Bereich, können Risse leicht auf dem Beschichtungsfilm bilden, wenn
ein Formkörper aus der Form genommen wird.
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Die Klemmdruckübergangszeitspanne und der Zeitraum, in dem der Klemmdruck
aufrechterhalten wird, weisen eine Tendenz auf, die ähnlich ist zu denen hinsichtlich des
Zwischenzustands oder der Zwischenstufe.
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Die entscheidenden oder kritischen Faktoren bei den Ausführungsformen sind das
Merkmal der mehrstufenweisen Klemmdrücke und die bestimmten
Klemmdruckübergangszeitspannen nach dem Einspritzen des Beschichtungsmaterials, die die Bedingungen sind,
unter denen vermieden wird, dass sich die Rippe oder der Vorsprung auf einem Formkörper
erheben (eine Höckerbildung oder ein sich wölben), um hohe Qualität zu gewährleisten.
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Nun wird die Erfindung in Einzelheiten anhand von Beispielen beschrieben. Der
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
BEISPIEL 1
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Das Beschichten in einer Form gemäß der vorliegenden Erfindung wurde auf eine
Form angewendet, die eine fixierte Formhälfte umfasst, eine bewegliche Formhälfte und eine
Kavität oder einen Hohlraum, um einen Formkörper aus einem Formmaterial aus einem
synthetischen Kunstharz zu bilden, wobei die Kavität eine kastenförmige Konfiguration von 200
mm Länge, 150 mm Breite und 10 mm Höhe aufweist, und einen Rippenbereich von 1 mm
Breite und 5 mm Tiefe. Die Formtemperatur der fixierten Formhälfte wurde auf eine
Temperatur von 120ºC gesetzt, und die bewegliche Formhälfte 4 wurde auf eine Temperatur von
115ºC gesetzt. Zuerst wurde Polyamidharz in den Injektionszylinder 7 gefüllt und auf 220 bis
240ºC erwärmt, um darin geschmolzen zu werden. Ein Klemmdruck von 300 Tonnen (1000
kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche des Formkörpers) wurde auf die Form angewendet.
Das Harz wurde in die Form, die auf diese Weise etwa 4 Sekunden geklemmt wurde,
eingespritzt oder injiziert. Das Harz wurde 10 Sekunden gekühlt, um sich zu einem solchen
Ausmaß zu verfestigen, dass eine Oberfläche des Formkörpers einem Einspritzdruck und einem
Fließdruck eines Beschichtungsmaterial standhalten konnte.
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Nachdem der Klemmdruck auf 5 Tonnen (17 kgf/cm² in Bezug auf eine geplante
Fläche des Formkörpers) vermindert wurde, wurde das Beschichtungsmaterial A, das
Urethanacrylatoligomer und Epoxyacrylatoligomer als Hauptbestandteile (siehe Tabelle 1)
enthielt, zu 3 cm³ mit dem Messzylinder 13 abgemessen. Dann wurde das Beschichtungsmaterial
während etwa 3 Sekunden in die Kavität 6 eingespritzt.
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Nach Vervollständigung des Einspritzens oder der Injektion wurde der Klemmdruck
auf 21 Tonnen (70 kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche des Formkörpers) während 2
Sekunden erhöht, und der äußere Klemmdruck wurde 5 Sekunden lang aufrechterhalten. Als
nächstes wurde der Klemmdruck auf 10 Tonnen (33 kgf/cm² in Bezug auf eine geplante
Fläche des Formkörpers) während 1 Sekunde reduziert, und der verminderte Klemmdruck wurde
10 Sekunden lang aufrechterhalten. Dann wurde der Klemmdruck auf 5 Tonnen (17 kgf/cm²
in Bezug auf eine geplante Fläche des Formkörpers) während 1 Sekunde vermindert, und der
verminderte Klemmdruck wurde 60 Sekunden lang aufrechterhalten, wobei das
Beschichtungsmaterial härtete.
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Die sich erhebende Menge des Rippenbereichs auf dem Formkörper, der auf diese
Weise beschichtet wurde, wurde durch eine Querschnittskurve gesichert, die mit einem
Oberflächenstrukturmessgerät (hergestellt von Tokyo Seimitsu Kabushiki Kaisha und kommerziell
erhältlich unter der Marke "SURFCOM") gemessen wurde.
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Es wurde bestätigt, dass ein Höcker von 1,5 um gebildet wurde, was zeigte, dass der
Rippenbereich keine unebene Oberfläche bereitstellte.
VERGLEICHSBEISPIEL 1
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Das Verfahren bis zu dem Einspritzen des Beschichtungsmaterials wurde unter den
gleichen Bedingungen ausgeführt wie in Beispiel 1. Nach Vervollständigung des Einspritzens
wurde der Klemmdruck auf 21 Tonnen (70 kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche eines
ähnlich geformten Formkörpers) während 2 Sekunden erhöht, und der erhöhte Klemmdruck
wurde 75 Sekunden lang aufrechterhalten, um das Beschichtungsmaterial zu erhärten.
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Die zunehmende Menge des Rippenbereichs auf dem Formkörper, der auf diese Weise
beschichtet wurde, betrug 20,0 um, was zeigte, dass der Rippenbereich eine schlechte
Oberfläche unter dem Gesichtspunkt der Einheitlichkeit bereitstellte.
BEISPIEL 2
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Eine Form schloss eine Kavität ein, um einen Formkörper zu bilden aus einem
Formmaterial aus einem synthetischen Kunstharz in einer Radabdeckungsform, wobei die Kavität
eine Bauform oder eine Struktur mit einem Durchmesser von 370 mm aufwies und einen
Rippenbereich von 1,8 mm in der Breite und 50 mm in der Tiefe. Die fixierte Formhälfte 3 wurde
auf eine Temperatur von 120ºC eingestellt, und die bewegliche Formhälfte 4 wurde auf eine
Temperatur von 115ºC eingestellt. Zuerst wurde modifiziertes Polyphenylenetherharz in den
Injektionszylinder gefüllt und auf 250 bis 270ºC erwärmt, um darinnen geschmolzen zu
werden. Ein Klemmdruck von 500 Tonnen (500 kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche des
Formkörpers) wurde auf die Form angewendet. Das Harz wurde in die auf diese Weise
geklemmte Form etwa 5 Sekunden lang eingespritzt. Das Harz wurde etwa 20 Sekunden
abgekühlt, um zu einem solchen Ausmaß verfestigt zu werden, dass eine Oberfläche des
Formkörpers einem Einspritzdruck und einem Fließdruck eines Beschichtungsmaterials standhalten
konnte.
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Nachdem der Klemmdruck auf 10 Tonnen (10 kgf/cm² in Bezug auf eine geplante
Fläche des Formkörpers) vermindert wurde, wurde das Beschichtungsmaterial B, das
Urethanacrylatoligomer als einen Hauptbestandteil (siehe Tabelle 1) enthielt, mit dem
Messzylinder 13 in einer Menge von 10 cm³ abgemessen. Dann wurde das Beschichtungsmaterial
während etwa 4 Sekunden in die Kavität 6 eingespritzt.
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Nach Vervollständigung der Injektion wurde der Klemmdruck auf 40 Tonnen (40
kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche des Formkörpers) innerhalb von 5 Sekunden
erhöht, und der erhöhte Klemmdruck wurde 2 Sekunden lang aufrechterhalten. Als nächstes
wurde der Klemmdruck auf 20 Tonnen (20 kgf/cm² in Bezug auf die geplante Fläche des
Formkörpers) innerhalb von 2 Sekunden vermindert, und der verminderte Klemmdruck wurde
70 Sekunden lang aufrechterhalten, wobei das Beschichtungsmaterial härtete.
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Es wurde festgestellt, dass die sich erhebende Menge des Rippenbereichs an dem
Formprodukt, das auf diese Weise beschichtet wurde, 1,0 um betrug, was zeigte, dass der
Rippenbereich keine unebene Oberfläche bereitstellte.
BEISPIEL 3
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Eine Form schloss einen Hohlraum ein, um ein Formprodukt aus einem Formmaterial aus
einem synthetischen Harz zu bilden, wobei die Kavität eine Kastenform mit 200 mm in der
Länge, 150 mm in der Breite und 10 mm in der Höhe aufwies. Die fixierte Formhälfte 3
wurde auf eine Temperatur von 155ºC eingestellt, und die bewegliche Formhälfte 4 wurde auf
eine Temperatur von 160ºC eingestellt. Als erstes wurde ein Formmaterial, das BMC genannt
wird und einen ungesättigten Polyester-Kunststoff als Matrix enthält, in die Form gespritzt,
auf die ein Klemmdruck von 300 Tonnen (1000 kgf/cm² in Bezug auf die geplante Fläche des
Formkörpers) angewendet wurde. Das Harz wurde 60 Sekunden lang gehärtet.
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Nachdem der Klemmdruck auf 5 Tonnen (17 kgf/cm² in Bezug auf die geplante Fläche
des Formkörpers) vermindert wurde, wurde das Beschichtungsmaterial C, das
Urethanacrylatoligomer und Epoxyacrylatoligomer als Hauptbestandteile (siehe Tabelle 1) enthielt,
mit dem Messzylinder 13 in einer Menge von 3 cm³ abgemessen. Dann wurde das
Beschichtungsmaterial in die Kavität 6 während etwa 3 Sekunden eingespritzt.
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Nach Vervollständigung der Injektion oder des Einspritzens wurde der Klemmdruck
auf 21 Tonnen (70 kgf/cm² in Bezug auf die geplante Fläche des Formkörpers) innerhalb von
1 Sekunde erhöht, und der erhöhte Klemmdruck wurde 6 Sekunden lang aufrechterhalten. Als
nächstes wurde der Klemmdruck auf 10 Tonnen (33 kgf/cm² in Bezug auf die geplante Fläche
des Formkörpers) während 1 Sekunde vermindert, und der verminderte Klemmdruck wurde 5
Sekunden lang aufrechterhalten. Dann wurde der Klemmdruck auf 15 Tonnen (50 kgf/cm² in
Bezug auf die geplante Fläche des Formkörpers) während 1 Sekunde erhöht, und der erhöhte
Klemmdruck wurde 50 Sekunden lang aufrechterhalten, wobei das Beschichtungsmaterial
härtete. Es wurde festgestellt, dass die sich erhebende Menge des Rippenbereichs auf dem
Formkörper, der auf diese Weise beschichtet wurde, 1,5 um betrug, was zeigte, dass der
Rippenbereich keine unebene Fläche bereitstellt.
BEISPIEL 4
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Das Beschichten in einer Form gemäß der vorliegenden Erfindung wurde auf eine
Form angewendet, die eine fixierte Formhälfte umfasste, eine bewegliche Formhälfte und eine
Kavität, um ein Formprodukt aus einem Formmaterial aus einem synthetischen Kunstharz in
einer Radabdeckungsform zu bilden, wobei die Kavität eine Ausführung oder Bauform von
370 mm im Durchmesser aufwies, und einen Rippenbereich von 1,8 mm in der Breite und 50
mm in der Tiefe. Die Formtemperatur der fixierten Formhälfte 3 wurde auf eine Temperatur
von 120ºC eingestellt, und die bewegliche Formhälfte wurde auf eine Temperatur von 115ºC
eingestellt. Als erstes wurde ein modifizierter Polyphenylenetherharz in den Injektionszylinder
7 gefüllt und wurde auf 250 bis 270ºC erwärmt, um darin geschmolzen zu werden. Ein
Klemmdruck von 500 Tonnen (500 kgf/cm² in Bezug auf die geplante Fläche des
Formkörpers) wurde auf die Form angewendet. Das Harz wurde in die auf diese Weise geklemmte
Form während etwa 5 Sekunden eingespritzt. Das Harz wurde 30 Sekunden lang gekühlt, um
zu einem solchen Ausmaß verfestigt zu werden, dass eine Oberfläche des Formkörpers einem
Einspritzdruck und einem Fließdruck eines Beschichtungsmaterials standhalten konnte.
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Nachdem die fixierte Formhälfte und die bewegliche Formhälfte um 0,5 mm
auseinander genommen wurden, wurde das Beschichtungsmaterial D, das ein
Urethanacrylatoligomer als einen Hauptbestandteil (siehe Tabelle 1) enthielt, in einer Menge von 10 cm³ mit dem
Messzylinder 13 abgemessen. Dann wurde das Beschichtungsmaterial während etwa 2
Sekunden in die Kavität oder den Hohlraum 6 eingespritzt.
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Nach Vervollständigung der Injektion wurde der Klemmdruck auf 20 Tonnen (20
kgf/cm² in Bezug auf die geplante Fläche des Formkörpers) während 8 Sekunden erhöht, und
der erhöhte Klemmdruck wurde 2 Sekunden lang aufrechterhalten. Als nächstes wurde der
Klemmdruck auf 10 Tonnen (10 kgf/cm² in Bezug auf die geplante Fläche des Formkörpers)
während 2 Sekunden vermindert, und der verminderte Klemmdruck wurde 5 Sekunden
aufrechterhalten. Dann wurde der Klemmdruck auf 15 Tonnen (15 kgf/cm² in Bezug auf die
geplante Fläche des Formkörpers) während 1 Sekunde erhöht, und der erhöhte Klemmdruck
wurde 80 Sekunden lang aufrechterhalten, wobei das Beschichtungsmaterial härtete.
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Es wurde festgestellt, dass die sich erhebende Menge des Rippenbereichs auf dem
Formkörper, der auf diese Weise beschichtet wurde, 1,5 um betrug, was zeigte, dass der
Rippenbereich keine unebene Oberfläche bereitstelle.
Tabelle 1 Beschichtungsmaterial
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Urethan-Acrylat-Oligomer (1): MW (mittleres Molekulargewicht) = 2.500
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Urethan-Acrylat-Oligomer (2): MW = 6.500
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Epoxy-Acrylat-Oligomer: MW = 540
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TINUVIN 292, TINUVIN 1130: Absorptionsmittel ultravioletter Strahlung,
Marke von Ciba-Geigy Ltd.
BEISPIEL 5
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Das Beschichten in einer Form gemäß der vorliegenden Erfindung wurde auf eine
Form angewendet, die eine Kavität einschließt, um einen Formkörper aus einem Formmaterial
aus einem synthetischen Kunstharz in einer Kastenform zu bilden, wobei die Kavität eine
Bauform oder Konfiguration von 300 mm Länge, 300 mm Breite und 30 mm Höhe aufwies,
und einen Wulstbereich von 6 mm im Durchmesser und 8 mm in der Tiefe. Die
Formtemperatur der fixierten Formhälfte 3 und der beweglichen Formhälfte 4 wurden auf eine
Temperatur von 70ºC eingestellt. Als erstes wurde ABS-Harz in den Injektionszylinder 7 gefüllt und
auf 220 bis 240ºC erwärmt, um darin geschmolzen zu werden. Ein Klemmdruck von 550
Tonnen (610 kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche des Formkörpers) wurde auf die Form
angewendet. Das Harz wurde in die auf diese Weise geklemmte Form während etwa 4
Sekunden eingespritzt. Das Harz wurde 20 Sekunden lang gekühlt, um zu einem solchen Ausmaß
verfestigt zu werden, dass eine Oberfläche des Formkörpers einem Injektionsdruck und einem
Fließdruck eines Beschichtungsmaterials standhalten konnte.
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Nachdem der Klemmdruck auf 5 Tonnen vermindert wurde, wurden 10 cm³ einer
Zusammensetzung als Beschichtungsmaterial, die durch Vermischen der Flüssigkeit A, die ein
Polyesterpolyol als Hauptbestandteil enthielt, und der Flüssigkeit B, die Polyisocyanat
enthielt, mit einem Volumenverhältnis von 1 : 1 (siehe Tabelle 2) in der Mischvorrichtung, die in
Fig. 2 gezeigt ist, hergestellt wurde, zwischen eine innere Oberfläche der fixierten Formhälfte
und eine Oberfläche des Formkörpers während etwa 2 Sekunden eingespritzt.
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Nach Vervollständigung der Injektion wurde der Klemmdruck auf 81 Tonnen (90
kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche des Formkörpers) während 2 Sekunden erhöht, und
der erhöhte Klemmdruck wurde 5 Sekunden lang aufrechterhalten. Als nächstes wurde der
Klemmdruck auf 20 Tonnen (22 kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche des Formkörpers)
während 2 Sekunden vermindert, und der verminderte Klemmdruck wurde 10 Sekunden lang
aufrechterhalten. Dann wurde der Klemmdruck auf 30 Tonnen (33 kgf/cm² in Bezug auf eine
geplante Fläche des Formkörpers) während 1 Sekunden erhöht, und der erhöhte Klemmdruck
wurde 60 Sekunden lang aufrechterhalten, wobei das Beschichtungsmaterial härtete.
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Es wurde festgestellt, dass die sich erhebende Menge des Wulstbereichs auf dem
Formkörper, der auf diese Weise beschichtet wurde, 2,0 um betrug, was zeigte, dass der
Wulstbereich keine unebene Oberfläche bereitstellte.
VERGLEICHSBEISPIEL 2
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Das Verfahren bis zum Einspritzen des Beschichtungsmaterials wurde unter den
gleichen Bedingungen durchgeführt wie in Beispiel 5. Als nächstes wurde der Klemmdruck nach
dem Einspritzen des Beschichtungsmaterials auf 81 Tonnen (90 kgf/cm² in Bezug auf eine
geplante Fläche des Formkörpers) 2 Sekunden lang erhöht, und der erhöhte Klemmdruck
wurde 75 Sekunden lang aufrechterhalten.
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Es wurde festgestellt, dass die sich erhebende Menge des Wulstbereichs auf dem
Formkörper, der auf diese Weise beschichtet wurde, 45 um betrug, was zeigte, dass der
Wulstbereich eine mangelhafte Oberfläche hinsichtlich der Einheitlichkeit bereitstellte.
Tabelle 2 Beschichtungsmaterial
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- DESMOPHEN TPLS 2136, DESMOPHEN TPLS 2137:
-
Polyesterpolyol (Handelsmarke der Bayer AG)
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- ZELEC NE: Neutraler Phosphatalkohol (Handelsmarke von Du Pont)
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- DESMODUR TPLS 2098: Hexamethylendiisocyanatprepolymer
(Handelsmarke der Bayer AG)
BEISPIEL 6
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Das Beschichten in einer Form gemäß der vorliegenden Erfindung wurde auf eine
Form angewendet, die eine Kavität einschließt, um einen Formkörper aus einem synthetischen
Kunstharz als Formmaterial in einer Katenform zu bilden, wobei die Kavität eine
Konfiguration oder Bauform mit 300 mm Länge, 300 mm Breite und 30 mm Höhe aufwies und einen
Wulstbereich von 6 mm im Durchmesser und 8 mm in der Tiefe. Die Formtemperatur der
fixierten Formhälfte 3 wurde auf eine Temperatur von 120ºC eingestellt, und die bewegliche
Formhälfte wurde auf eine Temperatur von 115ºC eingestellt. Als erstes wurde Polyamidharz
in den Injektionszylinder 7 gefüllt und auf 220 bis 240ºC erwärmt, um darin geschmolzen zu
werden. Ein Klemmdruck von 550 Tonnen (610 kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche
des Formkörpers) wurde auf die Form angewendet. Das Kunstharz wurde in die auf diese
Weise geklemmte Form während etwa 4 Sekunden eingespritzt. Das Harz wurde 10 Sekunden
lang gekühlt, um zu einem solchen Ausmaß verfestigt zu werden, dass eine Oberfläche des
Formkörpers einem Einspritzdruck und einem Fließdruck eines Beschichtungsmaterial
standhalten konnte.
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Nachdem der Klemmdruck auf 5 Tonnen (5 kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche
des Formkörpers) vermindert wurde, wurden 10 cm³ einer Zusammensetzung, die hergestellt
wurde durch Mischen der Flüssigkeit C, die Urethan-Acrylat-Oligomer und einen
Härtungsbeschleuniger als Hauptbestandteile enthielt, und der Flüssigkeit D, die Urethan-Acrylat-
Oligomer und Peroxid als Hauptbestandteile enthielt, in einem Volumenverhältnis von 1 : 1
(siehe Tabelle 3), als Beschichtungsmaterial zwischen eine innere Oberfläche der fixierten
Formhälfte und einer Oberfläche des Formkörpers während etwa 2 Sekunden eingespritzt.
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Nach Vervollständigung der Injektion wurde der Klemmdruck auf 63 Tonnen (70
kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche des Formkörpers) während 5 Sekunden erhöht, und
der erhöhte Druck wurde 5 Sekunden lang aufrechterhalten. Als nächstes wurde der
Klemmdruck auf 30 Tonnen (33 kgf/cm² in Bezug auf eine geplante Fläche des Formkörpers)
während 1 Sekunde vermindert, und der verminderte Klemmdruck wurde 20 Sekunden lang
aufrechterhalten. Dann wurde der Klemmdruck weiter auf 20 Tonnen (22 kgf/cm² in Bezug auf
eine geplante Fläche des Formkörpers) während 1 Sekunde vermindert. Der verminderte
Klemmdruck wurde 60 Sekunden aufrechterhalten, wobei das Beschichtungsmaterial härtete.
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Es wurde festgestellt, dass sich die erhebende Menge des Wulstbereichs auf dem
Formkörper, der auf diese Weise beschichtet wurde, 1,0 um betrug, was zeigte, dass der
Wulstbereich keine unebene Oberfläche bereitstellte.
Tabelle 3 Beschichtungsmaterial
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- Urethan-Acrylat-Oligomer: MW = 2.500