JP2004148546A

JP2004148546A - 合成樹脂成形品の製造方法及びその製造装置

Info

Publication number: JP2004148546A
Application number: JP2002313441A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Fukutomi; 和正福冨
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-27

Abstract

【課題】簡単な方法で、バリの厚みの調整ができて、エアー溜まり等の外観不良がない合成樹脂成形品を簡単に製造することができる。
【解決手段】熱硬化性樹脂１を上下金型２、３でプレス成形して基材４を形成し、前記熱硬化性樹脂１の硬化途中で表面コート材を注入して表面化粧層５を得るインモールドコーティング工法において、基材４成形直前に下金型２の外周端部を冷却する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱硬化性樹脂製の基材の表面に表面化粧層を有する合成樹脂成形品の製造方法及びその製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、熱硬化性樹脂製の基材、特に、シートモールドコンパウンド（ＳＭＣ）を成形した基材の表面に微細な孔やひけ等の欠陥が発生するので、これの対策として、熱硬化性樹脂の成形と同時に塗装するインモールドコーティング法（ＩＭＣ法）が知られている。
【０００３】
このインモールドコーティング法としては、下金型にＳＭＣ材料を置いて上金型を閉じてプレス成形して基材を成形する一次成形を行い、次に、上金型を数ｍｍ上昇して、上金型に設けた注入部からコート材を注入し、コート材を硬化させる二次成形を行ってから型開きして合成樹脂成形品を取り出す方法と、上記一次成形の後で、上金型を上昇させることなく閉じたまま金型内を真空吸引してコート材を高圧で注入し、次に、成形の圧力を上げて注入したコート材を金型内に移動させ、その後にコート材を硬化させる二次成形を行ってから型開きして合成樹脂成形品を取り出す方法が知られている。（例えば特許文献１参照）
また、熱硬化性樹脂を上下金型で成形する際に真空ポンプを設けて熱硬化性樹脂に空気を巻き込まないようにするものも知られている。（例えば特許文献２参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−２５８３１９号公報
【特許文献２】
特開平８−１４２２０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に示される従来例において、一次成形を行った後に上金型を数ｍｍ上昇してコート材を注入する方法においては、バリ厚みが薄過ぎると（１００μ以下）表面コート材の漏れは無くなるが、エアーが完全に抜けなくなり、結果として外観不良が発生する。逆に、バリの厚みが厚過ぎると表面コート材が漏れて膜厚が薄くなるという問題がある。このため、上記問題が発生する都度、シャーエッジ（上下金型のキャビティの端部におけるエッジ部分）の調整を行ってバリの厚みを調整しているが、従来のシャーエッジの調整は時間と費用がかかり非効率的である。
【０００６】
また、上記特許文献１に示される従来例において、二次成形時に上金型を上昇させることなく閉じたまま金型内を真空吸引してコート材を高圧で注入する方法においては、真空吸引のための特別な装置が必要である。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、簡単な方法で、バリの厚みの調整ができて、エアー溜まり等の外観不良がない合成樹脂成形品を簡単に製造することができる合成樹脂成形品の製造方法及びその製造装置を提供することを課題とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る合成樹脂成形品の製造方法は、熱硬化性樹脂１を上下金型２、３でプレス成形して基材４を形成し、前記熱硬化性樹脂１の硬化途中で表面コート材を注入して表面化粧層５を得るインモールドコーティング工法において、基材４成形直前に下金型２の外端部を冷却することを特徴とするものである。このような方法を採用することで、基材４成形直前における下金型３の外端部の冷却条件を調整することでバリ厚の調整をしてエア溜まりのない外観不良のない合成樹脂成形品１０を得ることができて、従来のように金型を形成した後にバリ厚の調整のためのシャーエッジの調整を行う必要がないものである。
【０００９】
また、基材４成形直前に下金型３の外周端部の一部を冷却することが好ましい。このように基材４成形直前に下金型３の外周端部の一部を冷却することで、外周端部の一部の冷却した部分から表面コート材を注入した際にエアを効果的に逃がすことができるものであり、このエアを逃がす部分のみ部分的にバリ厚が厚くなるのみでよいものである。
【００１０】
また、本発明に係る合成樹脂成形品の製造装置は、熱硬化性樹脂１をプレス成形して基材４を形成するための上下金型２、３を備え、上下金型２、３にそれぞれ加熱手段６を設け、下金型３の端部に下金型３の外端部を冷却するための冷却手段７を設け、上金型２に表面コート材を注入するための注入部８を設けて成ることを特徴とするものである。このように、熱硬化性樹脂１を加熱手段６を設けた上下金型２、３でプレス成形して基材４を形成し、注入部８から表面コート材を注入して基材４の表面に表面化粧層５を形成して合成樹脂成形品１０を製造できるのはもちろんのこと、下金型３の端部を冷却するための冷却手段７を設けることで、基材４成形直前における下金型２の外端部を冷却してバリ厚の調整をしてエア溜まりのない外観不良のない合成樹脂成形品１０を得ることができる合成樹脂成形品１０の製造装置を提供できるものである。
【００１１】
また、下金型３の端部に下金型３の外周端部の一部を冷却するための冷却手段７を設けることが好ましい。このような構成とすることで、下金型３の外周端部の一部から確実にエアを逃がすことができるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１３】
図１には本発明の合成樹脂成形品の製造装置の主体を構成する上下金型２、３である。上下金型２、３にそれぞれ加熱手段６を設けてある。加熱手段６としては従来から公知の種々の加熱手段が採用できる。また、下金型３の端部には下金型３の端部を冷却するための冷却手段７を設けてある。冷却手段７としては冷却用のエアー、冷水などの熱媒を冷却パイプ７ａ（図２参照）に通して冷却方法が採用できるが、必ずしもこれにのみ限定されるものではない。添付図面に示す実施形態では下金型３の外周端部の複数箇所にそれぞれ独立して冷却手段７となる冷却通路７ａを設け、冷却通路７ａの端部をねじ切りしてエア配管（図示せず）を接続できるようにし、エア配管の途中に電磁弁等を設け、必要な時にエア配管から図２の矢印のように冷却通路７ａに冷却用のエアを供給して下金型３の端部を冷却するようになっている。
【００１４】
下金型３の外周端部に複数個の冷却手段７（実施形態では冷却通路７ａ）を設ける場合、例えば、図２（ａ）のように平面視におけるサイズが１２００〜４００ｍｍサイズの下金型３で、８箇所以上、すなわち、外周端部において４００ｍｍ長さに１箇所は冷却手段７を設けるのが好ましいものである。
【００１５】
ここで、下金型３の外周端部の複数箇所に部分的に設けた各冷却手段７は一括して冷却調整ができるようにしてもよいが、複数箇所の冷却手段７をそれぞれ独立して冷却調整ができるようにしてもよいものである。つまり、下金型３の外周端部の複数箇所に設けた冷却手段７はそれぞれ独立して冷却調整ができて下金型３の外周端部の各部における冷却温度が調整できるようにしてもよい。冷却手段７における冷却調整は例えば、冷却用のエアを流す時間の調整、エアの温度の調整等があり、冷却手段７による下金型３の外周端部を部分的に温度調整するものである。
【００１６】
また、上金型２には上下金型２、３で成形した基材４の上面に表面コート材を注入するための注入部８が設けてある。
【００１７】
上記のような構成の合成樹脂成形品の製造装置を用いてＩＭＣ（インモールドコーティング）法により合成樹脂成形品１０の製造を行うことにつき以下説明する。
【００１８】
まず、図３のように、上下金型２、３を型開きし、上下金型２、３を加熱手段６で加熱すると共に下金型３の外端部を冷却手段７で冷却する。具体的な例を示すと、加熱手段６により上金型２を１４５℃、下金型３を１３０℃に加熱し、更に、冷却通路７ａに冷却用のエアである冷風を１０秒吹き込んで下金型３の外周端部を部分的に１０〜１５℃低くする。
【００１９】
次に、図４のように、下金型３の上に熱硬化性樹脂１であるＳＭＣ材料をセットする。
【００２０】
次に、図５のように、上下金型２、３でプレス一次成形（成形圧力４０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で１００秒成形）して基材４を形成する。
【００２１】
次に、図６のように、上型２を１〜２ｍｍ上昇させ、この状態で上金型２に設けた注入部８からアクリル樹脂のような樹脂（表面コート材）を注入する。
【００２２】
次に、図７のように、上下金型２、３でプレス二次成形（成形圧力４０ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で１００秒成形）して基材４の表面に表面化粧コート材よりなる表面化粧層５を積層成形する。
【００２３】
次に、図８のように、型開きして、基材４の表面に表面化粧層５が一体に積層された合成樹脂成形品１０を取り出す。このようにして成形される合成樹脂成形品１０としては樹脂瓦がある。樹脂瓦の場合、ＳＭＣの基材４の表面に耐候性に優れたアクリル樹脂の表面化粧層５を積層一体化することで、樹脂瓦の耐候性を向上させることができるものである。
【００２４】
ここで、上記のように、基材４成形直前に下金型２の外周端部の一部を（外周端部の複数箇所）を部分的に冷却するので、図６のように上型２を１〜２ｍｍ上昇させた状態で注入部８から表面コート材を注入して、図７のようにプレス二次成形を行う際に、下金型２の外周端部の一部の冷却手段７により冷却した部分が部分的に僅かに収縮してこの部分から金型内のエアが抜け、エアが抜けた後に表面コート材の一部がこの部分に流れてバリとなり、プレス二次成形後に図８のように型開きして取り出した合成樹脂成形品１０は図９のように基材４の表面に表面化粧層５が積層一体化されたもので、エア溜まりのない良品が得られることになる。取り出した合成樹脂成形品１０の全周のバリ厚みを測定したところ、冷却部分は０．２ｍｍ、その他の部分は０．１ｍｍ〜１．１５ｍｍであり、冷却部分のバリ表面は表面コート材で覆われており、この結果、この冷却部分からエアが抜けてエアが抜けた部分に表面コート材が入ってこの部分においてはバリ表面が表面コート材で覆われたことが判明する。
【００２５】
ここで、成形された合成樹脂成形品１０にエア溜まりが生じる場合や、バリの厚みが厚すぎて表面コート材が漏れて表面化粧層５の膜厚が薄い場合には下金型３の外周部の複数の冷却手段７による冷却箇所における冷却温度や冷却時間を調整することで、容易にエア溜まりの発生を防止し、表面コート材の漏れをできるだけ少なくして表面化粧層５の膜厚が目的とする膜厚となるように調整することができるものである。この時、下金型３の外周部の複数の冷却手段７による冷却調整をそれぞれ独立して行えるようにしておくと、エアが抜けにくくてエア溜まりの原因となっている箇所やあるいは表面コート材が漏れ過ぎている箇所における冷却調整行うことで、簡単にエア溜まりの発生を防止し、表面コート材の漏れをできるだけ少なくして表面化粧層５の膜厚が目的とする膜厚となるように調整することができるものである。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、下金型３の外周端部の複数箇所に冷却手段７を設け、下金型３の外周端部の複数箇所を部分的に冷却してエア抜きを行うようにしているが、下金型３の外周端部の一箇所のみに冷却手段７を設けて、下金型３の外周端部の一箇所を部分的に冷却してエア抜きを行うようにしてもよい。また、下金型３の外周端部の全周に冷却手段７を設けて全周からエア抜きを行うようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、熱硬化性樹脂を上下金型でプレス成形して基材を形成し、前記熱硬化性樹脂の硬化途中で表面コート材を注入して表面化粧層を得るインモールドコーティング工法において、基材成形直前に下金型の外端部を冷却するので、下金型の外端部を冷却して若干収縮した箇所からエア抜きができて、簡単にエア溜まりのない外観不良のない合成樹脂成形品を得ることができるものであり、しかもエア溜まりを無くすに当たって、基材成形直前における下金型の外端部の冷却条件を調整することでバリ厚の調整をしてエア溜まりのない外観不良のない合成樹脂成形品を得ることができて、従来のように金型を形成した後にバリ厚の調整のための時間と費用がかかり且つ非効率的なシャーエッジの調整が必要でないという利点がある。
【００２８】
また、請求項２記載の発明にあっては、上記請求項１記載の発明の効果に加えて、基材成形直前に下金型の外周端部の一部を冷却するので、外周端部の一部の冷却した部分から表面コート材を注入した際にエアを効果的に逃がすことができこのエアを逃がす部分のみ部分的にバリ厚が厚くなるのみでよく、表面コート材の漏れを最小限に抑えて効果的にエア抜きを行うことができるものである。
【００２９】
また、請求項３記載の発明にあっては、熱硬化性樹脂をプレス成形して基材を形成するための上下金型を備え、上下金型にそれぞれ加熱手段を設け、下金型の端部に下金型の外端部を冷却するための冷却手段を設け、上金型に表面コート材を注入するための注入部を設けてあるので、熱硬化性樹脂を加熱手段を設けた上下金型でプレス成形して基材を形成し、注入部から表面コート材を注入して基材の表面に表面化粧層を形成して合成樹脂成形品を製造できるのはもちろんのこと、下金型の端部を冷却するための冷却手段を設けることで、基材成形直前における下金型の外端部を冷却してバリ厚の調整をしてエア溜まりのない外観不良のない合成樹脂成形品を得ることができる合成樹脂成形品の製造装置を提供できるものである。
【００３０】
また、請求項４記載の発明にあっては、上記請求項３記載の発明の効果に加えて、下金型の端部に下金型の外周端部の一部を冷却するための冷却手段を設けてあるので、下金型の外周端部の一部から確実にエアを逃がすことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の合成樹脂成形品の製造装置の型開き状態を示す概略断面図である。
【図２】（ａ）は同上の下金型の外周端部に設けた冷却手段の配置例を示す概略平面図であり、（ｂ）は概略斜視図である。
【図３】本発明における合成樹脂成形品の製造順序を示す説明図である。
【図４】同上の製造順序を示す説明図である。
【図５】同上の製造順序を示す説明図である。
【図６】同上の製造順序を示す説明図である。
【図７】同上の製造順序を示す説明図である。
【図８】同上の製造順序を示す説明図である。
【図９】同上により得られた合成樹脂成形品の一例を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１熱硬化性樹脂
２上金型
３下金型
４基材
５表面化粧層
６加熱手段
７冷却手段
８注入部

Claims

熱硬化性樹脂を上下金型でプレス成形して基材を形成し、前記熱硬化性樹脂の硬化途中で表面コート材を注入して表面化粧層を得るインモールドコーティング工法において、基材成形直前に下金型の外端部を冷却することを特徴とする合成樹脂成形品の製造方法。
基材成形直前に下金型の外周端部の一部を冷却することを特徴とする請求項１記載の合成樹脂成形品の製造方法。
熱硬化性樹脂をプレス成形して基材を形成するための上下金型を備え、上下金型にそれぞれ加熱手段を設け、下金型の端部に下金型の外端部を冷却するための冷却手段を設け、上金型に表面コート材を注入するための注入部を設けて成ることを特徴とする合成樹脂成形品の製造装置。
下金型の端部に下金型の外周端部の一部を冷却するための冷却手段を設けて成ることを特徴とする請求項３記載の合成樹脂成形品の製造装置。