JP2002127199A - 型内塗装用金型および型内塗装方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型の微少型開き動作により、
熱可塑性樹脂成形品の表面、端面および端面付近の裏面
に塗料が密着した成形品を効率的に製造するための型内
塗装用金型及び型内塗装方法を提供する。 【解決手段】 金型内で熱可塑性樹脂成形品を成
形後、該金型を所定間隔に開いて、得られた熱可塑性樹
脂成形品の表面と該金型のキャビティ表面との間に、被
覆剤注入機により所定量の被覆剤を注入し、被覆剤の注
入完了後に金型を再度型締めし、該被覆剤を該金型内で
硬化させて、該熱可塑性樹脂成形品の表面に被覆剤が密
着一体化した成形品を製造する型内塗装用金型におい
て、主キャビティの外側全周にわたる副キャビティと、
該主キャビティと該副キャビティを連通・遮断するとと
もに主キャビティの一部を構成する可動中子１と、該副
キャビティの反塗装面側外周部内側において副キャビテ
ィ内に進退する可動中子２と、該副キャビティに溶融樹
脂を供給するバルブ制御可能なゲートとを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、金型内で成形した
樹脂成形品の表面と金型キャビティ面との間に被覆剤を
注入した後、前記被覆剤を金型内で硬化させて、樹脂成
形品の表面に被覆剤が密着一体化した成形品を得るため
の型内塗装用金型および型内塗装方法、特に、樹脂成形
品の表面だけでなく端面および端面付近の裏側も被覆す
るための型内塗装用金型および型内塗装方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車、家電、建材等に使用される熱可
塑性樹脂成形品に、装飾性等の付加価値を付けて品質を
高めたり、成形工程の省工程化によるコストダウンを目
的として、金型内で成形した熱可塑性樹脂成形品の表面
と金型キャビティ面との間に被覆剤（塗料）を注入した
後、前記被覆剤を金型内で硬化させて熱可塑性樹脂成形
品表面に被覆剤を密着一体化させた成形品を製造する金
型内被覆成形方法（型内塗装方法）が提案されている。
特に外観及び品質に対する要求度の高い自動車用の各種
部品、例えば、バンパー、ドアミラーカバー、フェン
ダ、ドアパネル、バックドアパネル、ホイルキャップや
二輪車用のサイドカバー等の成形にこの型内塗装方法の
利用が検討されている。

【０００３】また、従来の型内塗装成形においては、成
形品の表面のみを被覆する金型内塗装成形方法が主流で
あった。しかしながら、ドアミラーカバーやフェンダミ
ラーカバー等の成形においては成形品の表面だけでなく
端面および裏側も被覆（塗装）する必要があった。成形
品の裏面も塗装する先行技術としては特開平９−５２２
６２号公報「型内被覆成形法用の金型」がある。この先行
技術においては、箱状の射出成形品の外側及び内側（裏
面）の表面に皮膜を形成する技術が開示されている。

【０００４】即ち、第１の皮膜原料注入部及び第２の皮
膜原料注入部をそれぞれ固定金型と可動金型に配設し、
各皮膜原料注入部より金型キャビティ面と成形品表面及
び裏面との間に所定量の皮膜原料を注入することが記載
されている。しかしながら、この方法においては皮膜原
料注入装置及び皮膜原料注入部を２ケ所設ける必要があ
り、金型装置が複雑になるとともに可動金型キャビティ
面と成形品表面との間に皮膜原料を注入するのに微少型
開きを行い、金型キャビティ面と成形品表面との間に隙
間を設けることができないので、高い注入圧力が必要と
なり、皮膜原料洩れの原因となっていた。塗料洩れが発
生すると、金型が汚染され易くなる。そして、汚染され
た金型を清掃しないで使用すると成形品の不良が多発す
ることになる。また、塗料洩れが発生するたびに金型を
清掃すれば生産効率の大幅な低下を招くことになる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、金型
の微少型開き動作により金型キャビティ面と成形品表面
との間に隙間を形成して、一つの塗料注入機により塗料
をこの隙間に低い圧力で注入することにより、熱可塑性
樹脂成形品の表面、端面および端面付近の裏面に塗料が
密着した成形品を効率的に製造するための型内塗装用金
型及び型内塗装方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】以上のような課題を解決
するため、本発明の第１の発明においては、金型内で熱
可塑性樹脂成形品を成形後、該金型を所定間隔に開い
て、得られた熱可塑性樹脂成形品の表面と該金型のキャ
ビティ表面との間に、被覆剤注入機により所定量の被覆
剤を注入し、被覆剤の注入完了後に金型を再度型締め
し、該被覆剤を該金型内で硬化させて、該熱可塑性樹脂
成形品の表面に被覆剤が密着一体化した成形品を製造す
る型内塗装用金型において、主キャビティの外側全周に
わたる副キャビティと、該主キャビティと該副キャビテ
ィを連通・遮断するとともに主キャビティの一部を構成
する可動中子１と、該副キャビティの反塗装面側外周部
内側において副キャビティ内に進退する可動中子２と、
該副キャビティに溶融樹脂を供給するバルブ制御可能な
ゲートとを設けることとした。

【０００７】次に、第１の発明を主体とする第２の発明
においては、前記可動中子１と前記可動中子２の間の副
キャビティ内に薄肉部を備える構成とした。また、第３
の発明においては、金型内で熱可塑性樹脂成形品を成形
後、該金型を所定間隔に開いて、得られた熱可塑性樹脂
成形品の表面と該金型のキャビティ表面との間に、被覆
剤注入機により所定量の被覆剤を注入し、被覆剤の注入
完了後に金型を再度型締めし、該被覆剤を該金型内で硬
化させて、該熱可塑性樹脂成形品の表面に被覆剤が密着
一体化した成形品を製造する型内塗装方法において、主
キャビティの外側全周にわたる副キャビティと、該主キ
ャビティと該副キャビティを連通・遮断するとともに主
キャビティの一部を構成する可動中子１と、該副キャビ
ティの反塗装面側外周部内側に副キャビティ内に進退す
る可動中子２と、該副キャビティに溶融樹脂を供給する
バルブ制御可能なゲートとを備えた型内塗装用金型を用
いて、該可動中子１の上表面のうち最内周部を除く全面
を、射出する溶融樹脂とは非接着性のフィルムで覆い、
該可動中子１を前進させて型締め後、主キャビティに溶
融樹脂を射出・充填して成形し、その後該可動中子１を
後退させて副キャビティ内に溶融樹脂を射出・充填して
成形後、該金型を僅かに開いて該可動中子２を前進させ
て成形品外周部を副キャビティ塗装面に押しつけた後
に、該被覆剤を注入して、その後再型締めを行い、該被
覆剤を該金型内で硬化させて、該熱可塑性樹脂成形品の
表面に被覆剤を密着一体化させることとした。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。最初に図４に基づいて、本発明の金型構
造について説明する。本発明における型内塗装用金型１
は、主キャビティ２の外側全周に副キャビティ３３を設
けて、主キャビティ２の外周部下側に配設した可動中子
１（４０）により主キャビティ２と副キャビティ３３と
の連通・遮断を行なう。最終製品の形状となる主キャビ
テイは可動金型２０および固定金型３０の主キャビティ
面および可動中子１（４０）とにより形成される。上記
の副キャビティ３３は可動中子１が進退する深溝部分３
１とその外周部に可動中子１が後退した場合にこの可動
中子１の上面とほぼ同じ高さになる浅溝部分３２からな
っている。この浅溝部分３２の外周側に可動中子２（４
２）を副キャビティに進退自在に設ける。この可動中子
２（４２）はリング状になっており、全周に一体化した
ものである。ピストンロッド４３は全周を等分割した位
置に複数本配設する。ピストンロッド４３は可動中子２
にねじ込みまたは溶接等により固着する。このピストン
ロッド４３の反可動中子側には油圧シリンダやサーボ機
構等の可動中子２用駆動装置に連結する。この駆動装置
により制御装置（図示しない）からの制御信号に基づい
て可動中子２を前進させて成形品を可動金型キャビティ
面に押しつける。このようにして、成形品表面と金型キ
ャビティ面との間に注入された塗料が金型の再型締め工
程において、副キャビティの外側に漏れ出すのを防止す
るためのシール機能を果たすものであるなお、可動中子
２が後退位置にあるときは副キャビティ３２の下面は平
坦になるように構成されている。

【０００９】また、副キャビティの可動中子２に対向す
る位置付近に、即ち、可動金型側にヒータ２３を配設す
ることもできる。このヒータ２３は可動中子２により成
形品を可動金型キャビティ面に押しつける部分に侵入し
てきた塗料を金型キャビティ面温度を高くすることによ
り瞬時に硬化させて、塗料が副キャビティの外側に漏れ
出すのを確実に防止するためのものである。

【００１０】更に、副キャビティの浅溝部分（可動中子
１の外側）に副キャビティへの樹脂供給部となるゲート
２２を設ける。このゲート２２は一つであっても良い
し、複数個あっても良い。このゲート２２には副キャビ
ティと溶融樹脂の射出部とを連通・遮断するためのバル
ブ（図示しない）が配設されている。次に、可動中子１
の駆動装置については、可動中子２の駆動装置と同じ構
成にすることができるので、説明は省略する。可動中子
１の駆動装置により制御装置（図示しない）からの制御
信号に基づいて可動中子４０を進退させることにより、
主キャビティ２と副キャビティ３３との連通・遮断を行
なうことができる。

【００１１】また、図５に基づいて、本発明の他の実施
例について説明する。本実施例は請求項２に関するもの
であり、被覆剤を注入するための微少型開き後に、可動
中子２を前進させて成形品を可動金型キャビティ面に押
しつける。この時、成形品のうち副キャビティで成形さ
れた部分での変形が容易に起こるようにするため薄肉部
３４を設けたものである。この薄肉部３４の部分は剛性
が低いので、成形品のうち副キャビティで成形された部
分を変形させるのに必要な力が小さくすることができ
る。従って、可動中子２の駆動装置の出力を小さくする
ことができ、金型をコンパクトにできる。また、最終製
品となる主キャビティ内の成形品を変形させることなく
最終製品の成形が可能となる。

【００１２】更に、図３に基づいて、本発明の別の実施
例について説明する。本実施例は主キャビティに溶融樹
脂を射出する時に、可動中子１（４０）の上側表面に配
設したフィルムまたはシート５０が射出された溶融樹脂
の流動により位置がずれたり、捲くられたりするのを積
極的に防止するためのものである。即ち、可動中子１
（４０）の上面にフィルムまたはシート５０の厚みと同
じ深さの切欠き部４１を設ける。この切欠き部４１にフ
ィルムまたはシート５０を配設した状態では可動中子１
（４０）の上面は段差がなくなり、平滑な状態になる。
一方、可動中子１の上面の内周側にある凸部の半径方向
の長さは１ｍｍ程度にする。この部分は主キャビティの
樹脂と副キャビティの樹脂が接合する個所であり、被覆
剤の注入後の再型締めにより主キャビテイ内の樹脂（２
５）とフィルムまたはシート５０との間に高い圧力を持
って侵入してくる被覆剤を堰きとめるものである。この
部分より被覆剤が内側に洩れると、副キャビティの内周
面（可動中子１の内側摺動面）と固定金型の摺動面との
間に被覆剤が侵入する。更に、後退位置にある可動中子
１の内周側の隙間に侵入して、固定金型を汚染すること
になる。

【００１３】上述の副キャビティの形状は円環状が望ま
しいが、最終製品形状が矩形やその他の場合は、主キャ
ビティの形状に合わせた形状とすることができる。従っ
て、可動中子１や可動中子２の形状も主キャビティの形
状に合わせることになる。

【００１４】次に、本発明における成形方法について、
図２に基づいて説明する。可動金型２０を型開き状態に
保持して、可動中子１（４０）を前進位置（遮断位置）
に停止させる。この可動中子１の上側（成形品の端面お
よび裏側に相当する位置）にフイルムまたはシート５０
を配設し、型締めを行なう。この状態で、図示しない主
キャビティ用ゲートから主キャビティ２内へ溶融状態に
ある成形材料（基材樹脂）２５を射出・賦形する（図２
（Ａ）に示す状態）。なお、可動中子１の上に配置する
フイルムまたはシート５０は射出する溶融樹脂２５とは
融着しないものを選定する必要がある。

【００１５】ここで、本発明に使用する主キャビティに
射出する溶融樹脂（第一の溶融樹脂）２５と副キャビテ
ィに射出する溶融樹脂（第二の溶融樹脂）２６およびフ
ィルムまたはシート５０材質の組合せについて説明す
る。第一の溶融樹脂２５としてはＡＢＳ樹脂、ナイロン
６・６樹脂およびナイロン６樹脂が最適に使用される。
これらの樹脂に対して好適なフィルムまたはシート５０
および第二の溶融樹脂２６は図１に示す通りである。こ
れらの組合せを適宜、選択の上、実施できる。

【００１６】次に、第一の溶融樹脂２５を射出充填後、
可動中子１（４０）を後退させて、副キャビティ内に第
二の溶融樹脂２６を射出する。所定の賦形・冷却時間経
過後に、成形品の表面に塗料を注入するために、可動金
型２０を少し型開きする（図２（Ｂ）の状態）。この状
態で、可動中子２を前進させて成形品を可動金型のキャ
ビティ面に押しつける。この動作は可動金型の微少型開
きの前または同時に行うこともできる。微少型開きの前
または同時に行うことにより、主キャビティ上面の空間
（隙間）２４と副キャビティ内側上面の空間（隙間）２
４の気密性は確保される。従って、塗料は金型と成形品
表面との隙間（真空状態になっている）に容易に、且
つ、低圧で注入することができる。更に、上記の空間は
真空状態になっているので、塗料（被覆剤）の注入時の
ガスの巻き込みはなくなる。所定量の被覆剤（塗料）
を、被覆剤注入機により可動金型側に設けた図示しない
塗料注入口より可動金型と成形品表面との隙間に注入し
た後、所定の型締力を負荷して再型締めを行ない、所定
の時間型締め状態を保持した後に型開きを行い、成形品
を取り出す。成形品取りだし後に、主キャビティ部の成
形品と副キャビティ部分およびフイルムまたはシートと
を切り離して、最終成形品を得る。この時フィルムには
基材樹脂とは溶着しない材質を選定しているので、容易
に切り離すことができる。得られた成形品は表面、端面
および端面付近の裏面も塗料で被覆されていた。塗膜に
ついては、表面性、付着性とも良好であった。

【００１７】以上、本発明の型内塗装用金型および型内
塗装方法の実施の形態について詳述してきたが、これは
文字通りの例示であって、本発明はかかる具体例に限定
して解釈されるものではない。例えば、副キャビティへ
の樹脂の射出は可動中子１の後退に先駆けて開始するこ
ともでき、同時に開始しても良い。また、ヒータ２３の
代わりにこの部分に断熱材を配設し、溶融樹脂の保有熱
量により塗料を素早く硬化させることもできる。その
他、一々列挙はしないが、本発明は当業者の知識に基づ
いて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において
実施され得るものであり、またそのような実施態様が、
本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも本発明
の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもない
ところである。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の要旨は以
下の通りである。主キャビティの外側全面にわたり副キ
ャビティを設けるとともに主キャビティと副キャビティ
を連通・遮断する可動中子１を配設し、この可動中子１
の最内周部を除く上表面を成形樹脂とは非接着性のフィ
ルムまたはシートで覆い、主キャビティに溶融樹脂を射
出充填後、可動中子１を後退させて副キャビティにも溶
融樹脂を供給することにより、可動中子１の最内周部に
おいてのみ主キャビティの樹脂と副キャビティの樹脂が
合流し、接着される。

【００１９】その後金型を僅かに開き、可動中子２を前
進させた後に成形品表面に被覆剤（塗料）を注入し再型
締めを行う。副キャビティ内では可動中子２により成形
品が可動金型キャビティ面に押しつけられており、この
部分での塗料のシール性が極めて高くなっている。従っ
て、金型の再型締めにより副キャビティ内の圧力が上昇
しても、塗料は可動中子２の内側（主キャビティ側）に
密閉されている。このため、塗料は金型外には漏れ出す
ことはなく、なお且つ、成形品端面および端面付近の裏
面にも塗料が侵入する。

【００２０】また、可動中子２を前進させた後に金型を
僅かに開くことにより成形品表面は真空状態となってお
り、金型の再型締めにより、ガスが溜まることもなく塗
料が成形品表面、端面や端面付近の裏面まで容易に行き
渡ることができる。更に副キャビティの塗装面側の可動
中子２に対向する位置にヒーター等の高温部を設けるこ
とにより、瞬間的に塗料を硬化させることができるため
金型外部への塗料漏れを確実に防止できる。このため、
再型締め時の型締力を大きくすることが可能となり、フ
ィルムとして主キャビティに射出する樹脂とは非接着性
のものを選定しているので、成形品とフィルムとの間に
も塗料が侵入することができ、成形品の端面や端面付近
の裏側にも塗装が可能となる。。また、主キャビティへ
溶融樹脂を射出する時に可動中子１の上表面を覆ってい
たフィルムが溶融樹脂により外側へ押し流されないよう
にするために、可動中子１の上面に段差を設けて、この
段差部でフィルム端面がまくり上がるのを防止するのが
効果的である。

【００２１】以上に説明したように、本発明の型内塗装
用金型および型内塗装方法の効果をまとめると下記の通
りである。 （１）一つの塗料注入機により成形品の表面だけでなく
端面および端面付近の裏面の塗装を、同じ成形品の成形
サイクル内で行うことができる。従って、金型装置をシ
ンプルにできる。 （２）微少型開き効果を利用できるので、金型キャビテ
ィ面と成形品表面との間に塗料を低圧で注入でき、且
つ、塗料が金型外部へ漏れ出すのを防止するシール機能
を改善したので、再型締力を大きくすることができる。
従って、塗装面全体に均一に塗料を行き渡らせることが
できる。 （３）塗料洩れがないので、高品質で、表面および端面
付近の裏面を塗装した成形品を効率的に生産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用する第一の溶融樹脂と第二の溶融
樹脂およびフィルム（またはシート）材質の組合せを示
した表である。

【図２】本発明の実施例に係る型内塗装用金型の断面図
であり、要部のみを示したものである。（Ａ）は主キャ
ビティに溶融樹脂を射出充填した直後の状態を示し、
（Ｂ）は副キャビティへの溶融樹脂の射出充填完了後に
微少型開きを行った状態を示す。

【図３】図３は主キャビティに溶融樹脂を射出充填する
時にフィルムが捲くれるのを防止するために、可動中子
の上面を段付きにした実施例である。

【図４】図４は可動中子２に対向する位置にヒータを取
りつけた実施例である。

【図５】図５は副キャビティの浅溝部分に薄肉部を備え
た実施例である。

【符号の説明】

１ 型内塗装用金型 ２ 主キャビティ ２０ 可動金型 ２２ ゲート（副キャビティ用） ２３ ヒータ ２４ 隙間 ２５ 溶融樹脂（主キャビティ用第一の溶融樹脂） ２６ 溶融樹脂（副キャビティ用第二の溶融樹脂） ３０ 固定金型 ３１ 深溝部分 ３２ 浅溝部分 ３３ 副キャビティ ３４ 薄肉部 ３５ ピストンロッド（可動中子１用） ４０ 可動中子１ ４１ 切欠き部 ４２ 可動中子２ ４３ ピストンロッド（可動中子２用） ５０ フィルム（またはシート） ６０ 被覆剤（塗料）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｂ２９Ｌ 9:00 Ｆターム(参考） 4D075 AC06 DA29 EA05 4F041 AA04 AA16 AB01 BA05 BA35 4F042 AA13 AA27 CB08 4F202 AA11 AA13 AA29 AD05 AG03 AH24 AH25 CA11 CB01 CB12 CK19 CK32 CK43 CK52 4F206 AA11 AA13 AA29 AD05 AD11 AG03 AH24 AH25 JA07 JB12 JB22 JB28 JL02 JN12 JN25 JQ81 JW21

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金型内で熱可塑性樹脂成形品を成形
   後、該金型を所定間隔に開いて、得られた熱可塑性樹脂
   成形品の表面と該金型のキャビティ表面との間に被覆剤
   注入機により所定量の被覆剤を注入し、被覆剤の注入完
   了後に金型を再度型締めし、該被覆剤を該金型内で硬化
   させて、該熱可塑性樹脂成形品の表面に被覆剤が密着一
   体化した成形品を製造する型内塗装用金型であって、 主キャビティの外側全周にわたる副キャビティと、該主
   キャビティと該副キャビティを連通・遮断するとともに
   主キャビティの一部を構成する可動中子１と、該副キャ
   ビティの反塗装面側外周部内側において副キャビティ内
   に進退する可動中子２と、該副キャビティに溶融樹脂を
   供給するバルブ制御可能なゲートと、を備えていること
   を特徴とする型内塗装用金型。
2. 【請求項２】 前記可動中子１と前記可動中子２の間
   の副キャビティ内に薄肉部を備えたことを特徴とする請
   求項１に記載の型内塗装用金型。
3. 【請求項３】 金型内で熱可塑性樹脂成形品を成形
   後、該金型を所定間隔に開いて、得られた熱可塑性樹脂
   成形品の表面と該金型のキャビティ表面との間に被覆剤
   注入機により所定量の被覆剤を注入し、被覆剤の注入完
   了後に金型を再度型締めし、該被覆剤を該金型内で硬化
   させて、該熱可塑性樹脂成形品の表面に被覆剤が密着一
   体化した成形品を製造する型内塗装方法であって、 主キャビティの外側全周にわたる副キャビティと、該主
   キャビティと該副キャビティを連通・遮断するとともに
   主キャビティの一部を構成する可動中子１と、該副キャ
   ビティの反塗装面側外周部内側において副キャビティ内
   に進退する可動中子２と、該副キャビティに溶融樹脂を
   供給するバルブ制御可能なゲートと、を備えた型内塗装
   用金型を用いて、該可動中子１の上表面のうち最内周部
   を除く全面を、射出する溶融樹脂とは非接着性のフィル
   ムで覆い、該可動中子１を前進させて型締め後、主キャ
   ビティに溶融樹脂を射出・充填して成形し、その後該可
   動中子１を後退させて副キャビティ内に溶融樹脂を射出
   ・充填して成形後、該金型を僅かに開いて、該可動中子
   ２を前進させて成形品外周部を副キャビティ塗装面に押
   しつけた後に、該被覆剤を注入して、その後再型締めを
   行い、該被覆剤を該金型内で硬化させて、該熱可塑性樹
   脂成形品の表面に被覆剤を密着一体化させることを特徴
   とする型内塗装方法。