JP2005532189A - インレットフローコントロール、および除去可能な封じ込めフランジを含む、インモールドコーティングフローの選択的調整 - Google Patents

Abstract

インモールドコーティングを有する成形物品又は基体が開示される。インモールドコーティングされた基体は、基体上のインモールド組成物の流れが選択的に制御される方法により製造される。基体の種々の部分の厚さ又は深さを制御することにより、成形物品は所望の領域またはあらかじめ決定された領域においてインモールドコーティングにより優先的にコーティングされる。

Description

本発明の技術分野
本発明は、インモールド組成物で成形品または熱可塑性の基体をコーティングする方法であって、フロー、したがって基体上のインモールド組成物の厚さを選択的にコントロールすることができる方法に関する。重要なことには、成形品の所望の領域が、基体の様々な部分の厚さまたは深さのコントロールにより、インモールドコーティング組成物で優先的にコーティングすることができる。有利には、本発明の方法は均一な、または所望の外観を有し、インモールドコーティングをその上に有する、比較的複雑な形あるいはデザインの成型品に利用することができる。

本発明の１つの実施態様では、成形品にはインモールドコーティングフローを助長するか促進するために、インモールドコーティング射出の位置で相対的に増加した厚さの領域が提供される。増加した相対的な厚さの領域は、インモールドコーティングによって容易に圧縮可能であり、基体の表面を横切るインモールドコーティングの所望の制御されたフローを達成することができる。

本発明の別の実施態様では、成形品あるいは基体は少なくとも１つのランナーセクションまたは好ましいフローチャンネルを、基体の表面上のインモールドコーティングフローを促進するために有する。

本発明の別の実施態様は、バリヤーの役割をし、インモールドコーティングが所望の表面から漏出または浸みだして、金型キャビティから出てゆくことを防ぐ、インモールドコーティング封じ込めフランジを有する成形品または基体を提供することを含む。インモールドコーティング封じ込めフランジは、インモールドコーティングが適用される、成型された基体表面の周囲を実質的に完全に取り囲む。

さらに異なる実施態様において、本発明は、容易に除去可能な画定されたフラッシュエッジ、またはインモールドコーティングの封じ込めフランジを有するインモールドコーティングされた物品または基体に関する。フラッシュエッジ成分なしでは、未硬化のインモールドコーティングは、コーティングされることが意図される基体の表面からしばしば失われる。柔軟なフラッシュエッジあるいは封じ込めフランジと共に提供される基体は、未硬化または流動性のインモールドコーティングが、コーティングを有しないで保持されることが望まれる型表面および基体表面のどちらも汚染されることを防止する。成形およびコーティングが完了した後に、手で曲げることによって簡単に、フラッシュエッジを除去することができ、所望の寸法のコーティングされた物品を残すことができる。

本発明の背景技術
成型された熱可塑性および熱硬化性の物品、たとえば、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびポリウレタンから作られた物は、自動車、船舶、レクリエーション製品、構造物、オフィス製品、およびアウトドア装置産業をはじめとする多数の用途で利用される。例えば、自動車産業用途としてはボディパネル、ホイールカバー、バンパー、ヘッドランプおよびテールランプ、フェンダー、フードおよびダッシュボードが挙げられる。

表面品質がたとえば、耐久性、耐薬品性および耐候性などの必要な基準に合わない場合があるので、成形品の使用は問題がないわけではない。多くの例では、成型された熱可塑性物品は、上記の必要条件を満たすかあるいはペイントへの接着を促進するためにコーティングされる必要がある場合がある。 無数の方法が、成型品に様々なコーティングを適用し、表面特性を改善するために開発されている。

従来、成型されたワークピースが型の中で形成され、成形物を取り出し、ついでコーティングを、たとえば、表面処理、下塗、上塗、ペインティングなどのコーティングプロセスによって、成型されたワークピースの表面上に適用した。従って、先の方法は、ワークピース上の仕上面を達成する追加のステップ、すなわち、あらかじめ形成されたワークピースを、ペイントまたはコーティングを塗る前に表面処理することを要求した。これらの方法は、成型されたワークピース表面を調製するために追加のステップおよび増加したコストを要求した。

したがって、コーティングを型内でワークピースに適用することができ、コーティングされたワークピースであって、その表面が仕上げられ、そのままで最終用途での使用に適当であるか、またはこれまでに使用されていた表面仕上げ処理よりも少ない処理もしくはかかる処理を全く必要としないワークピースを提供する方法を提供することが望ましい。

熱可塑性物質あるいは熱硬化性材料へのインモールドコーティング（ＩＭＣ）の適用は一般に滑らかな表面、改良された耐久性および他の表面特性を提供し、また、基体のポロシティーを低減または排除することが知られている。多くのインモールドコーティング法が熱硬化性樹脂の成形材料を使用する、圧縮成形方法または射出成形方法でコーティングを適用するのに使用された。たとえば、ＳＭＣ（シートモールディングコンパウンド）およびＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）（たとえば、米国特許第４，０７６，７８８；４，０８１，５７８；４，３３１，７３５；４，３６６，１０９；および４，６６８，４６０）があげられる。
これまでに、成形品に適用されたインモールドコーティングは、典型的には物品の全表面をカバーした。コーティングの隠蔽性は、たとえば、アンダーショットの場合のように、適用されるコーティングの量だけによってコントロールされ、または金型キャビティの物理的な境界によりコントロールされていた。

国際出願ＰＣＴ／ＣＡ０１／００５３４は、それにインモールドコーティングが適用されたパネルまたは生成物を成型する方法に関する。成形品は、成形品の周囲に伸びるフランジを有している。フランジは、少なくとも１ｍｍの深さを持っている強剛な切込、および外側の高くなった部分あるいは３ｍｍの厚さの切り込みの外側のレーストラックを有する。切込の厚さのため、フランジは堅く、強剛で、手によって除去可能ではない。従って、その部品は、不体裁な少なくとも１つの部分的にコーティングがない外側表面を有するコーティング表面を有している。

発明の要約
インモールドコーティングを適用するための改善された方法が開発された。それにより成形品は、差別的に所望のエリアにコーティングすることができ、物品の部分の厚さを選択的にコントロールすることによりコーティングの深さを規制することができる。 本発明は、物品の厚さまたは深さに基づいて、少なくとも１つのあらかじめ決められた領域において、成型物品または基体を差別的にインモールドコーティングする方法に関する。第１の組成物は、好ましくは当該技術分野において公知の射出成形技術によって、型内で物品または基体に成型される。第２の組成物は、型内において基体に適用され、基体の圧縮性に基づいて、基体の少なくとも１つのあらかじめ決められた領域に指向される。

成型された基体はしばしば複雑なデザインあるいは配置を持っており、これまでは所望の仕様に適切にあるいは完全にコーティングされた、インモールドコーティングされた物品を生産するのは難しかったか、またはできなかった。
有利に、物品の上のインモールドコーティングのフローを有効にコントロールすることができ、それによって基体表面上のコーティングがデザイン仕様に一致するように、コーティングを方向付け、経路を定めることができることが見いだされた。インモールドコーティングは、厚さあるいはコーティングされる表面の下の深さが変化している領域を基体に提供することにより、好ましくは方向付けられる。より大きな深さの基体領域が、より少ない厚さの領域に比較してインモールドコーティングのフローを促進することが見いだされた。本発明は、さらに基体上のインモールドコーティングの厚さをコントロールする方法を開示する。

本発明は、最終用途での使用にそのままでふさわしいか、または表面の後処理が全く必要ないかもしくは最小の処理ですむ、あらかじめ決められた領域にコーティングを有する成形品を生産する方法を提供する。

１つの実施態様では、基体は、容易に除去可能なフラッシュエッジまたはフランジを有して提供される。フラッシュエッジは、意図した基体表面からのインモールドコーティングの損失を防ぐ。フラッシュエッジは、成形作業で利用されるインモールドコーティングの量の削減により、原価の削減を提供する。コーティングされていない表面と型表面の汚染も防がれる。手または単純なツールよりコーティング後にフラッシュエッジを簡単に除去することができ、所望の寸法を有するコーティングされた基体を提供する。

本発明のさらなる目的は、あらかじめ形成されたワークピースの表面に追加のペイントあるいは他の表面処理コーティングを塗る必要を排除することである。
本発明の別の目的はその上にインモールドコーティングの外観を有するワークピースを提供することである。それはたとえば、高光沢、硬さ、良好な接着および良好な耐候性のようなペイント類似の特性を持っている。
本発明のさらなる目的はその上にインモールドコーティングを有するワークピースを提供することである。それは成形の間の良好なフローと被覆、良好な接着、均一な色、耐久性、耐候性、良好な表面特質および良好なペインタビリティを持っている。

本発明の１つの実施態様では、成形品にはインモールドコーティングフローを助長または促進するために、インモールドコーティング射出の位置で増加した相対的な厚さを有する領域が提供される。
本発明の別の実施態様では、成形品あるいは基体には、少なくとも１つのランナー部分あるいは好ましいフローチャンネルが、基体の表面の上のインモールドコーティングフローを促進するために提供される。

本発明の別の実施態様はバリヤーの役割をし、インモールドコーティングの金型キャビティからの漏れまたは浸みだしを防ぐ、インモールドコーティング封じ込めフランジを成形品または基体に提供することを含んでいる。インモールドコーティング封じ込めフランジは、被覆された成型基体表面の周囲のまわりに実質的に完全に伸びる。

図面の簡単な説明
本発明は、様々な成分の物理的形態、成分の配置、および種々の工程、および工程の配置を採ることができる。図面は好ましい実施態様を図示する目的のためのみに示され、本発明を何ら制限するものではない。

発明の詳細な説明
本発明は、コーティングが結合した成形品または基体の製造に関する。コーティングは、あらかじめ決められた１つまたは複数の領域で基体の表面に存在する。本発明の方法によりインモールドコーティングの膜厚もコントロールすることができる。より詳細には、本発明の方法は、液体のインモールドコーティングのフローをコントロールし、基体上でそれを方向付けるか経路を定め、大きいかあるいは複雑な形状の上に一定の厚さまたは外観を有するコーティングを与えることができるようにするためのプロセスを提供する。
インモールドコーティングは基体の全表面あるいは選択区域だけをコーティングするために方向付けることができる。

本発明の方法は、一般に第１の組成物の成形品または基体を製造し、ついで該成形品または基体を第２の組成物、すなわちインモールドコーティングでコーティングすることができる任意の成型装置、たとえば、射出成型機で実行することができる。

図面を参照するに際し、すべての図面について同様の数字は同様の又は対応する部分を示す。本発明の実施のために好適な成型装置は図１の中に示され、一般に１０のように設計される。
成型装置１０は可動な第２の半型３０と、好ましくは該半型に対して静止または固定した位置にとどまる第１の半型２０を有する。
図１は開いた位置での２つの半型を示す。第１の半型と第２の半型が適合され、すべり噛み合いまたは境を接し、少なくとも図２に示されるように、それによりそれらの間に金型キャビティー４０を形成する。２つの半型が、表面２４および３４（図１）に沿って噛み合い、成型装置が閉じた位置にある時、それらの間にパーティングライン４２（図２）を形成する。

クランプメカニズム７０とクランプアクチュエーター７２の運動、たとえば、公知のような油圧または機械的もしくは電気的なアクチュエーターの運動により、可動の半型３０は、第１のまたは固定した半型２０に対して水平な軸に沿ってほぼ往復運動する。クランプメカニズム７０によって加えられるクランプ圧力は、第１の組成物のインジェクターおよび第２の組成物のインジェクターにより発生又は加えられる圧力よりも大きな操作圧力を有するべきである。クランプ機構によって加えられる圧力は、型表面の平方インチあたりのポンド（ｐｓｉ）で約２，０００（１３８バール）から約１５，０００（１０３３バール）まで、望ましくは約４，０００（２７６バール）から約１２，０００（８２７バール）まで、および好ましくは約６，０００（４１３バール）から約１０，０００（６８９バール）までの範囲で一般に変動する。

図２では、２つの半型２０と３０は閉じた位置で示され、表面２４および３４で、パーティングライン４２に沿って、接するかまたは噛み合う。図示されるように、金型キャビティは断面として示される。金型キャビティのデザインは、成型される最終生成物により、サイズおよび形が非常に異なることができることは、当業者に容易に理解できる。金型キャビティは一般に第１の半型の上に第１の表面４４を有し、その上に物品のショー表面（ｓｈｏｗ ｓｕｒｆａｃｅ）が形成される。そして、対応する裏面または反対側の第２の表面４６が、第２の半型の上に形成される。金型キャビティは、第１および第２の組成物インジェクターが、それぞれの組成物をその内部に射出するために別個のオリフィスを含むことができる。インジェクターと射出オリフィスの位置は、装置ごとに、部品ごとに変化することができ、効率、機能性、または型設計者の希望などの要因に基づくことができる。

図１に示されるように、第１の組成物インジェクター５０は、当該技術分野における当業者に公知の典型的な射出成型装置であり、それは金型キャビティの中へ、一般に樹脂またはポリマーである、熱可塑性または熱硬化性組成物を射出することができる。第１の組成物インジェクターは「バックオフ」位置で示される。しかし、これは水平方向に動くことができ、ノズルまたは樹脂出口５８が半型２０と噛み合い、金型キャビティ４０内へ射出することができることが容易に理解できる。例示のみの目的のために、図１の中の第１の組成物インジェクターはレシプロケーティングスクリュー機械であり、ここで第１の組成物はホッパー５２に置かれることができ、回転するスクリュー５６は組成物を加熱された押し出しバレル５４を通して動かし、ここで物質はその融点以上に加熱される。材料がバレルの端に集まると、スクリューは射出ラムの役割をし、ノズル５８を通して押し出し物を金型キャビティ４０内へ入れる。ノズルは、一般にスクリューへの物質の逆流を防ぐためにノズルかスクリューチップに逆止弁を有する。

第１の組成物インジェクターは、図１の中で示される実施態様に制限されることは意図されず、金型キャビティに熱可塑性の組成物を射出することができる任意の装置でありえる。適当な射出成形機はＣｉｎｃｉｎｎａｔｉ Ｍｉｌａｃｒｏｎ、Ｂａｔｔｅｎｆｅｌｄ、Ｅｎｇｅｌ、Ｈｕｓｋｙ、Ｂｏｙその他から利用可能である。

インモールドコーティングのフローを選択的に制御する本発明は、一般に、射出成型することのできる任意の熱可塑性基体について行うことができる。好適な熱可塑性基体としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン、繊維強化プラスチック、ガラス充填ポリマー、ポリアクリレート、ポリエステル、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリウレタン、スチレン−アクリロニトリル、ポリカーボネート、アクリル、アセタール、ポリエチレンおよびポリプロピレンのようなポリオレフィン、並びにポリ塩化ビニルがあげられるが、これらに限定されるものではない。先のリストは、網羅的なものではなく、本発明の実施に有用な様々な材料の単なる例示である。

基体の厚さまたは深さのコントロールまたは修正により、あらかじめ決められた領域において、インモールドコーティングで選択的に基体の表面をコーティングすることができることが知られた。本発明において利用される時、厚さまたは深さは、基体の１つの表面から反対の表面への距離、周囲長さあるいは寸法として定義される。本発明の方法は、２つの表面間の深さに関係がある。第１の表面は型内のインモールドコーティングが選択的に向けられるか適用される表面であり、一般にショー表面または外観表面と呼ばれ、第２の表面は基体の実質的に反対側である裏面である。インモールドコーティングはショー表面全体をカバーすることができるが、しかし必ずしもそうではない。例えば、図３では、厚さは基体のショー表面８２から裏側または反対側表面８４への距離をいう。図３の中で示されるように、基体のショー表面および裏面の間の厚さは変わることができる。

本発明の基体はそれぞれ固有の圧縮係数またはパーセンテージを有し、所定の温度でそれぞれの特定の基体が、ある計算可能なパーセンテージで圧縮可能である。したがって、たとえ成形品または基体が単一の圧縮率を持っても、基体の別の領域に比べてより厚い基体の第１の領域は、第２の基体より大きな厚さまたは距離で圧縮することができるだろう。例えば、基体「Ａ」は、ある温度で２０パーセントの圧縮率を持っている。したがって、２．０ｃｍの厚さを持っている基体「Ａ」の部分は、０．４ｃｍ圧縮することができる。しかし、１．０ｃｍの厚さを持っている基体の部分は、与えられた温度で０．２ｃｍしか圧縮することができない。

上記の記述された基体の圧縮性は基体のあらかじめ決められた領域を選択的にコーティングするために利用することができる。基体圧縮性も、基体のある領域あるいは経路にインモールドコーティングのフローを向けるために有効に利用することができる。

インモールドコーティングは、当該技術分野における当業者によく知られている多数の方法で基体に適用することができる。本発明は、次の実施例に制限されるものではない。図２に示されるように、インモールドコーティングあるいは第２の組成物のインジェクター６０はノズル６２を有し、これは成型装置の適当な位置、たとえば、半型３０の上に位置する。第１の量の第１の組成物８０が、金型キャビティに所望のあらかじめ決定された量で射出され、たとえば、図３−５に示されたプラーク１００のような、基体、ワークピースまたは物品を形成する。図３の中で示されるように、基体は少なくとも１つのショー表面８２および裏面８４を持っている。その後、インモールドコーティング組成物９０は、インモールドコーティングインジェクター６０から金型キャビティ内に射出される。インモールドコーティングは少なくとも１つのノズル６２を介して基体のショー表面側に、たとえば、図４のタブ１０２の上の１０４の位置で、射出される。

インモールドコーティングの適用前、および／または適用中に型が開かれず、クランプが解除されないことに留意することは重要である。すなわち、半型はパーティングラインを維持し、互いから実質的に固定された距離をほぼ維持しつつ、第１と第２の両方の組成物が上記のように金型キャビティ内に射出される。したがって、半型によって定義されたキャビティは、一般に第１と第２の組成物の両方がその中へ射出されている間、固定された容積を有し、一定を保持する。

液体インモールドコーティング組成物は、基体のショー表面上の射出ポイント１０４から広がるか、分散するか、または放射状に広がる。基体上へのインモールドコーティングの射出のポイントは、成型装置中のインモールドコーティングインジェクターおよびノズルの位置に依存する。従って、インモールドコーティングの射出のポイントは実質的に基体上のいかなる場所にも位置することができ、本発明の図面の中で示される位置へ制限されない。
当該技術分野で知られているように、インモールドコーティングは、射出の幾分か後に基体上で硬化する。
その硬化は、これらに限定はされないが、成形された基体または型自身をはじめとする熱源からの任意の加熱により活性化される。

本発明の１つの実施態様は、基体上のインモールドコーティングのフローを導くか方向付ける方法に関する。予想外にも、少なくとも第１の組成物およびインモールドコーティング組成物の射出の間、半型が接しているか閉じられた状態で保持される、「クランプを閉じて」行われるインモールドコーティングシステムにおいて、インモールドコーティングフローを導くために基体の圧縮性を利用できることがみいだされた。すなわち、半型間のパーティングラインは、インモールドコーティングされた基体が製造される成形作業の間に分離されない。半型２０、３０が閉まっているか連結される場合、金型キャビティ４０はその間に形成される。金型キャビティは、特定の定義された容積の配置を持っている。所望の基体を生産するあらかじめ決定された量の第１の組成物が、金型キャビティ内に射出される。あらかじめ決定された量との用語により、成形過程の変数のコントロールを通じて、所望の基体を生産する材料の計算量を実験的に決定することができることは、当該技術分野における当業者により理解される。第１の組成物が金型キャビティ内へ射出され、融点以下に冷却されるか、またはインモールドコーティングを受理するか支持するのに十分な温度に達した後、あらかじめ決定された量のインモールドコーティングが、インジェクターユニット６０から、少なくとも１つのノズルを介して基体の射出ポイント上、好ましくはそれのショー表面上に射出される。コーティングは、ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）で一般に約５００（３４バール）から約５，０００（３４５バール）まで、望ましくは約１，０００（６９バール）から約４，５００（３１０バール）まで、および好ましくは約２，０００（１３８バール）から約４，０００（２７６バール）までの範囲の圧力で射出される。射出圧力は、ノズルからインモールドコーティングが離れて広がることを促進する。インモールドコーティングは、ノズルから型表面と基体の表面との間に広がる。

予想外にも、コーティングされる表面より下の基体の樹脂の厚さまたは深さを変えることによって、基体の好ましい領域へインモールドコーティングの経路を定めることができ、所望の場合、その中に封じ込められることが見いだされた。例えば、基体がインモールドコーティングされる領域の下に一定の厚さを持つように金型キャビティが設計されている場合、インモールドコーティングは射出の位置から実質的に放射状に、均一または一定に広がる。同じ相対的な条件の下では、コーティングされる表面領域の下の厚さが異なる領域を有する基体が形成される場合、インモールドコーティングはより大きな相対的な厚さの１又は複数の領域に流れるよう方向付けることができる。したがって、コーティングの深さは、コーティングされた表面上で変わることができる。上記に述べられるように、基体の圧縮性は、第２の領域に比較してより大きな深さを有する基体領域においてより大きな圧縮を許容し、インモールドコーティングフローをより良好に適合させ、それの移動を促進する。

本発明の１つの実施態様では、インモールドコーティングフローを促進するために、基体にはインモールドコーティングが基体に射出されるポイントまたは位置のまわりに増加した厚さの領域または部分が提供される。増加した厚さによって、インモールドコーティング射出位置のまわりの基体の厚さは、基体の少なくとも１つの他の領域あるいは部分より大きいことが理解される。図５の中で示されるように、プラーク１００は、インモールドコーティング射出位置にタブ領域１１０を有する。タブ領域の厚さはインモールドコーティングの方向付けを向上させるために変えることができる。図４の中のタブ部分１０４は、インモールドコーティングが金型キャビティから流れ出るのを防ぐ、薄い部分またはインモールドコーティング封じ込めタブフランジ１０２を含んでいる。封じ込めフランジの概念はさらに以下に説明される。比較的厚いタブ領域は、基体のショー表面８０上へのインモールドコーティングノズルからのインモールドコーティングフローを促進する。インモールドコーティングは、タブあるいは最小もしくはより薄い厚さの他の基体部分を避ける傾向がある。

インモールドコーティングは、基体が溶融状態から冷却された後に型キャビティ内に射出され、その表面上にコーティングを受容するのに十分な所望のモジュラスまたは剛性を達成する。コーティングが型内に射出される場合、コーティングは、上記に定義された基体の圧縮性を利用して、少なくとも基体を圧縮することにより、キャビティ表面および隣接した基体表面の間を流れ、または広がる。実際には、インモールドコーティングは基体表面の実質的に任意の箇所から射出することができ、表面（ショー表面）または裏面から射出することができる。例えば、インモールドコーティングは図１１Ａで示される基体表面の中心部分３１０で射出されることができ、または図１２Ａで示される基体表面の角４１０で射出されることができる。

典型的には、インモールドコーティングは、成型された基体の目立たないかまたは物品が使用される時に目に見えない位置で射出される。あるいは、インモールドコーティングは、後で除去されるか基体の別の部分から切り取られる箇所で、基体上に射出することができる。例えば、所望の場合、成型された基体の主要部分に接続する箇所図４および５のタブ１１０のインモールドコーティング射出領域は切り取ることができ、本質的に正方形のインモールドコーティングされた物品を残す。

インモールドコーティングの射出位置で、基体に増加した相対的な厚さを有する領域あるいは圧縮可能なゾーンを作ることにより、インモールドコーティングフローを促進するか高めることができることが知られた。図１１Ａから１１Ｃは、基体上のインモールドコーティングフローを促進する、異なる圧縮性を有する、成型された基体３００を図示する。図１１Ａは、基体３００の正面図であり、本明細書に記載された封じ込めフランジ３３０が、基体のショー表面３０２にインモールドコーティングを封じ込めるために利用できることを示している。この実施態様では、本明細書に記載され、当該技術分野における当業者によく知られている成形およびインモールドコーティングのサイクルの間に、キャビティ中の基体の射出入口領域３１０上にインモールドコーティングが射出される。基体の射出口領域３１２も点線で図示される。基体はショー表面３０４の反対側から射出されており、すべてのフローライナンおよびスプルーが除去された後に存在する場合がある望ましくないエッジを隠す。

増加した厚さのこの領域は、フローおよびしたがってコーティングの厚さおよびコーティングの表面領域をコントロールするために選択的に使用される「フローゾーン」を形成する。例えば、相対的な厚さの増加した領域は対応して相対的な圧縮性の増加した領域である。フローゾーンは、フローゾーンからその隣接する基体表面へのコーティングの流れを促進し、フローゾーンと隣接する領域はフローゾーンよりも相対的に薄い断面を有する。さらに、このフローゾーンは、コーティングのための射出位置に隣接する。フローゾーンは、増加した（あるいは減少した）圧縮性のチャンネルの提供によりコーティングのフローを選択的にコントロールするためにフローゾーンが設計されている限り、強化用の支柱あるいは同様の構造細部から生ずる場合のある増加した厚さを有する他の複雑な断面部分とは異なる。しかしながら、増加した（あるいは減少した）厚さのこれらの領域は、フローゾーンとしても役立つことが理解されるべきである。同様に、周辺のフランジのようなより薄い断面積の部分において生じるように、フローゾーンは減少した圧縮性を有する領域を含むことができる。この場合、フローゾーンは、コーティングのための封じ込めゾーンの役割をする。さらに、この場合、フローゾーンは射出サイトに隣接する必要がないし、恐らく実際射出サイトに隣接しているというよりむしろ遠方になる。

図１１Ｂは、図１１Ａの成型された基体の１１Ｂ−１１Ｂに沿った側面断面図である。ショー表面３０２および裏面３０４は、その間に変化する距離または厚さを有している。スプルー３１４は基体射出成形工程の間に形成される。インモールドコーティング射出入口領域３１０の裏面領域には、領域３０８が提供され、これはインモールドコーティングフローを促進するために基体領域３０６より大きな厚さを有する。領域３０８は、インモールドコーティングがショー表面上に射出される場所であるその中央の部分で、より厚い部分または最も大きな深さを持っている。基体の厚さは、インモールドコーティング射出入口領域３１０からテーパー状に薄くなり、基体部分３０６で比較的一定の厚さになる。領域３０８に提供される相対的な深さまたは厚さは、インモールドコーティングに容易に圧縮可能な領域を提供し、ショー表面の他の所望の領域へのフローを促進する。図１１Ｃの中で示されるように、インモールドコーティング３２０は完全に基体３００のショー表面３０２をカバーする。あるいは、所望の場合、基体は、たとえば本明細書に記載されたモールドランナーのような他の圧縮性の異なるゾーンを含むことができ、基体の圧縮性を利用してあらかじめ選ばれた領域にコーティングすることができる。

図１２Ａ−１２Ｃは、インモールドコーティング射出入口領域でインモールドコーティングフローを促進する圧縮の差異を生み出すための、さらなる基体圧縮性の使用を図示する。図１２Ａは、ショー表面４０２およびインモールドコーティング封じ込めフランジ４３０を有する成型された基体４００を示す。インモールドコーティングは、インモールドコーティングプロセスフェイズあるいは工程において、インモールドコーティング入口領域４１０でキャビティ内に射出されることになっている。基体は領域４１２の後ろの位置でキャビティ内に射出された。図１２Ｂは、半型４４２と４４４の間のキャビティ４４０の中に位置するプラク４００の部分断面図である。成型された基体は、インモールドコーティング入口領域４１０に位置するノズルを介してインモールドコーティング入り口チャンネル４２４を通って、インモールドコーティング射出装置４２２からのインモールドコーティング４２０でコーティングされた。型パーティングライン４６０も図示される。インモールドコーティングは、領域４０６を含む基体の他の部分と比較された時、増加した厚さを持っている領域４０８で基体上に射出される。増加した厚さのため、インモールドコーティングは領域４０６と比較して、領域４０８において、より容易に基体を圧縮することができる。図１２Ｃは、インモールドコーティング４２０をその上に有するインモールドコーティングされた基体４００のショー表面４０２の正面図を図示する。

インモールドコーティング射出位置（たとえば、図１１Ａ中の３１０）において、基体はコーティングされることが意図される別の部分と比較して以下の厚さの比率を有する；約１．１０：１または約１．２５：１から約１０：１、望ましくは約１．２５：１から約２：１、および好ましくは約１．３：１から約１．４：１または約１．５：１。

意図された表面、好ましくは基体のショー表面を横切ってインモールドコーティングが平滑かつ均一に流れることを促進するために、なめらかな、または実質的に均一な変化が、図１１Ｂおよび１２Ｂの中で示されるようなインモールドコーティング射出の位置から他の基体領域へ行われる。変化ゾーンもテーパーまたはランプと考えられることができる。もちろん、ここに述べられるように、たとえばランナー部分およびコーティング封じ込めフランジのような他のものも、インモールドコーティングフローをコントロールするか促進するために基体に組み入れることができる。

本発明のさらなる実施態様では、基体上のインモールドコーティングフローを促進するために、基体には、少なくとも１つの「ランナー」部分、優先のフローチャンネルあるいは領域が提供される。ランナー部分は隣接する別の領域より比較的厚い領域であり、そこではインモールドコーティングは好ましく流路を定められることができる。有利に、ランナー部分は、複雑な設計あるいは前もってコーティングするのが難しかった基体について提供することができる。ランナー部分は、一般に基体上のインモールドコーティングの射出のポイントのはじめの領域に位置し、そこからあらかじめ決められた場所または終点まで基体上を広がる。例えば、図５は、タブ領域を含み、これから実質的にプラークの下端１０７まで伸びるランナー部分１０６を有する。図６は、３つのランナー部分１２０を有するドアパネルを示す。基体に少なくとも１つのランナー部分を供給することによって、インモールドコーティングは有効に経路を定めるか、あるいは方向付けられ、基体の所望の領域を被覆することができる。

金型キャビティに射出されたインモールドコーティングの量に依存して、ランナー領域を有するショー表面基体は完全にコーティングされることができ、あるいはたとえばランナー領域のような特定の領域又は部分にのみコーティングすることができる。適用されるコーティング量およびその厚さは部分ごとに変化することができる。

ランナー部分の深さはコーティングされる基体および設計仕様に応じて変えることができる。基体はインモールドコーティングの射出領域から伸びるランナー部分を有することができ、これは比較的厚いので、基体表面へ適用されたインモールドコーティングのすべてがランナー部分に実質的にとどまる。したがって、想像することができるように、多くのユニークな結果がランナー部分の利用により得られる。しばしば、インモールドコーティングで完全にショー表面をコーティングすることは望ましい。複雑なあるいは細かい形状の基体をコーティングするのは多くの場合難しい。ランナー部分は、インモールドコーティングをそれまでコーティングすることが困難であった領域に方向付けることにより、これらの基体を効果的にインモールドコーティングするために使用することができる。例えば、ランナー部分は基体表面の末端の部分へコーティングを方向付けるために利用することができる。ランナー部分の厚さは、必要に応じ、たとえば射出のポイントから離れる方向で、徐々に減少させることができ、または均等に分割され、もしくは２以上のランナー部分に分割され、所望の効果又はコーティングを達成することができる。

本発明の異なる実施態様において、成型された基体あるいは物品には、インモールドコーティング封じ込めフランジ１３０が提供される。少なくとも図４の中で示されるように、コーティング封じ込めフランジは好ましくは基体、具体的にはプラーク１００の周縁のまわりに完全に伸びる。しばしば、インモールドコーティングで基体のショー表面を実質的にコーティングすることは望ましい。封じ込めフランジ１３０はバリヤーとして作用し、インモールドコーティングが金型キャビティから漏れるかしみ出し、潜在的な半型間のパーティングラインからの噴き出しを防ぐ。

少なくとも図３の中で示されるように、フランジ１３０は、ショー表面８２の平面以下の平面に一般にオフセットされるか形成される。したがって、ショー表面はエッジ又はボーダー８３を有し、これはフランジ１３０へ移り変わる。ショー表面エッジ８３は、ショー表面に対して約９０度の角度で壁内に落ち込む。基体壁８６は、フランジ部分１３０で終了し、フランジ部分は壁８６に対して約９０度の角度で伸びる。ショー表面とフランジ１３０との間の比較的鋭い角度、並びに薄いフランジの相対的な非圧縮性は、コーティングフローへの実質的な障害の役割をし、したがってコーティングがショー表面から去るのを防ぐと考えられる。フランジは、一般に基体の最も薄い部分または領域よりも小さな厚さを持っている。図３の中で示されるように、封じ込めフランジ１３０は、基体の最も薄い部分である１１２より薄い。インモールドコーティング封じ込めフランジは、コーティングされる基体表面の全周囲を実質的に取り囲む。幅は部品のデザイン、および壁の構造のような要因により変化する。上記のように、フランジの主な目的は、インモールドコーティングが基体のターゲット表面を去ることを防止し、かつコーティングが型のパーティングラインに入り込むことを防ぐことである。

図７の中で示されるように、インモールドコーティング９０は成型された基体のショー表面全体を被覆する。成型された基体の配置、並びに他の成形変数により、コーティング９０は封じ込めフランジ１３０を被覆しないしコーティングもしない。しかしながら、インモールドコーティングが封じ込めフランジをコーティングするか部分的にコーティングすることは許容可能である。封じ込めフランジのデザインにより一般に１回の成形で射出されたインモールドコーティングの約１０重量％未満、望ましくは５重量％未満、好ましくは１重量％未満のインモールドコーティングが封じ込めフランジを被覆するかコーティングする。封じ込めフランジはその末端において、他の基体材料を有しない。すなわち、封じ込めフランジと金型キャビティパーティングラインの間に他の基体材料あるいはより外側の端部はない。

本発明のさらなる実施態様においては、分離可能で、破壊可能で、除去可能なフラッシュエッジまたは封じ込めフランジを有する物品が開示される。成形品、部品あるいは基体は、ほぼ、前もって定義した一定の許容差に順応するように構築される。頻繁に、物品は、アセンブリーまたは部品の作動時の配置に、正確にあるいは本質的に正確に適合するように設計されている。コーティングを封じ込めるために付加的な封じ込めフランジを有して提供される物品は、多くの場合指定された製作公差より大きい。更に、しばしば、封じ込めフランジショー表面はインモールドコーティングでコーティングされず、不適当な外観の物品を与える。

ほとんどの場合、ショー表面全体をコーティングすることは望ましい、つまり、通常、物品の１つの側が塗布またはインモールドコーティングされ、基体ショー表面が少なくとも８０％、９０％、９５％、９９％、好ましくは完全に（１００％）コーティングされるようにすることが好ましい。インモールドコーティングで物品表面をコーティングするための当該技術分野では知られているが、意図した基体ターゲット表面領域に未硬化のインモールドコーティングを閉じ込めておくことは困難である。しばしば、インモールドコーティングは取り囲む型の表面上、たとえば、パーティングラインのまわり、コーティングすることを意図してしない物品の底面に流れ、浸み出し、または漏れ、半型または型自身から出てゆく。コーティングの漏出または浸みだしに伴う別の問題は、コーティングがモールド内に適切に充填されず、不鮮明な光沢のない外観を有するコーティングされた部品、均一なフィルム厚または適当なコーティング厚さを有しない部品、または所望のもしくは望ましいテキスチャーを示さない部品を提供する。突出しピンの上へのコーティングの浸透は、成型装置の接着および操作不能を引き起こす場合がある。記述されたオーバーフローは、部品または物品が破壊され、コーティングの堆積物を除去するために型表面を清掃しなければならず、時間と経費がかかる。

本発明は、インモールドコーティング封じ込めフランジあるいはフラッシュエッジであって、柔軟であり、たとえば手で、物品がコーティングされてそのコーティングが硬化した後に簡単に除去することができるものを有する物品を提供することによって、前述の問題を防止する。除去可能な封じ込めエッジを有し、これが除去されたコーティングされた物品は、アセンブリー中で「そのまま」使用することができる。除去可能な封じ込めフランジの１つの利点は、部分的にコーティングされ、恐らく不体裁である、フランジを有する物品について容易に除去し廃棄することができるということである。さらに、所望の寸法および正確な基準の完全にコーティングされた部分を生産することができる。コーティングの封じ込めが達成され、廃棄量が最低限にされるので、労働力および経費を少なくすることができることは他の利点である。除去可能な封じ込めフランジは、部品の塗装処理操作、２次的な取り扱い、部品製造者と塗装業者の間の運送費を潜在的になくすことができる。多くの場合、部品コストの７５％以内はそれの塗装費である。除去可能な封じ込めフランジを有するインモールドコーティングされた部品はこれらの問題を緩和する。

除去可能な柔軟なインモールドコーティング封じ込めフランジを有する成形品または基体は、図１３において２００で示される。基体のメインまたはショー表面２１０はインモールドコーティングをその上に有している。除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジ２２０の存在により、基体に適用されたインモールドコーティングが、基体の表面を去り、他の型表面あるいは成形品の裏面を汚染することが防止される。図１３は、さらに基体が型に射出された基体射出領域２３０を図示する。インモールドコーティング射出領域２４０は、インモールドコーティングが最初に進入した領域または箇所を示し、コーティングはそこから基体のショー表面を横切って広がる。

さらに図１３の中で示されるように、除去可能なフランジは、好ましくは基体の主表面の周縁部の周囲に完全に伸びる。これはインモールドコーティングフローが主表面から出てゆくことを阻止するためであるが、インモールドコーティングを封じ込めるための機能を既に有しているインモールドコーティング射出領域２４０の周辺領域は除かれる。本発明の除去可能なフランジは、一般に基体の主表面の周縁部の周囲の少なくとも５０％あるいは７５％、望ましくは少なくとも８５％または９０％、好ましくは実質的に完全にまたは完全に基体主表面の周縁部を囲む。図１６は、基体２００の主表面の周囲に完全に広がる除去可能なフランジ２２０を示す。インモールドコーティング射出入口領域２４０も示される。他のインモールドコーティング封じ込め機能が存在するか、または本質的に、インモールドコーティング漏出あるいは浸みだしが特定の領域で生じなければ、除去可能なフランジは、基体の主要部分の周囲または周囲のまわりに完全に伸びていなくてもよい。

除去可能な制限または封じ込めフランジは、ショー表面端あるいは周縁部の間の領域または平面（つまりコーティングされる表面）、およびその部品の裏側端部または周縁部で、基体表面上に置かれるか形成される。フランジのどちらの実施態様または設計が利用されようとも、それぞれのフランジは幅および深さまたは高さを有している。図１４の中で示されるように、幅Ａはフランジが外側に伸びている最大距離、またはコーティングされるショー表面Ｄと、それと反対側のショー表面ではない表面Ｅとの間の位置で、フランジが基体の主要部Ｃから離れる最大距離として定義することができる。深さＢは、深さ又は厚さの寸法として考えることができ、フランジの幅に沿って変化することができ、一般に最も深い深さはフランジの最も外側の部分に存在する。本発明の重要な態様は、フランジが基体に隣接ないし近接して、容易に破壊することができる非常に薄い部分を有することである。

除去可能なフランジは多数の形状を持つことができる。それらのすべては手で容易に除去することができる。制限または封じ込めエッジの除去は簡単であり、たとえば、モデルキットのパーツカードからモデル片を取り外すに際し、フランジを前後に曲げて、それらのリーディングエッジをパーツの主表面の端から離すだけである。図１４は、図１３の断面での構成を示す。ここでフランジ２２０は、その外側の末端部分が、基体の主要部分と接触し、除去可能に接続している部分よりも、より大きな深さを有するくさびとして形成される。この実施態様では、除去可能な封じ込めフランジは、パーティングライン２０５の１つの側にのみ形成される。基体主要部分の垂直の側表面と封じ込めフランジ上表面との間の角度は、約１０から約９０度まで変わることができ、好ましくは約１５から約３０度まである。図１５Ａは、基体２１５上にインモールドコーティング２１６を有するコーティングされた基体２２０、および三角形のフランジ２２１の断面図を示す。矩形のフランジ２２２は図１５Ｂの形状の中で示される。図１５Ｃおよび１５Ｄの中でそれぞれ示されるように円形半円のフランジも利用することができる。フランジはほとんどすべての任意の幾何学的形状またはデザインであることができ、たとえば楕円、涙形、テーパーなどであることができる。

本発明のフランジが容易に除去可能であるようにするために、基体主要部分へのフランジの取り付け箇所は、容易にそこから分離されるか破壊することができるように十分に薄くあるべきである。フランジの厚さは成型されている基体組成物に依存する。従って、基体に極く隣接している付着箇所でのフランジの厚さは、約０．７０ｍｍ、０．６０ｍｍあるいは０．５０ｍｍ未満で、約０．２５ｍｍから約０．５０ｍｍ、望ましくは約０．０７５ｍｍから約０．４５ｍｍまで、好ましくは約０．１０ｍｍから０．４０ｍｍの範囲で一般に変動する。図面の中で示されるように、基体の主要部分に付着している箇所から離れる方向でのフランジの厚さは、任意の好ましい厚さに大きくすることができ、それは、付着箇所での厚さより一般に大きい。除去可能な封じ込めフランジの除去のために曲げるために、除去可能な封じ込めフランジを握ることができるように、厚さは適切であるべきである。基体の主要部分から除去可能な封じ込めフランジの周縁部端までのフランジの幅は、一般に約１または約２ｍｍから約１０ｍｍまで、望ましくは約２．５ｍｍから約８ｍｍまで、および好ましくは約３から約６ｍｍまでである。

当該技術分野における当業者に知られているように、除去可能なインモールド封じ込めフランジは、機械加工、ミリング操作等により、上記に記述された半型のどちらか又は両方に作ることができる。典型的には、フランジは、少なくとも図１４に示されるように、型のパーティングライン２０５の１つの側または両側に沿って形成される。封じ込めフランジのデザイン、および基体の主要部分への薄いか又は狭い付着箇所での実質的な非圧縮性のために、インモールドコーティングは、図１５Ａ−１５Ｄの中で示されるように、基体の主要部分および封じ込めフランジとの間の付着箇所で主として止められる。すなわち、圧縮勾配が形成され、インモールドコーティングは比較的厚く圧縮可能な基体の主要部分を横切って流れることができるが、基体の主要部分に取り付けられた比較的薄い圧縮不可能な封じ込めフランジエッジを横切って流れることは本質的にできない。

除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジは、ショー表面あるいは他の表面の周縁部のまわりで単に伸びるデザインには制限されない。さらなる実施態様では、除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジは、基体のショー表面または他の表面の上に伸び、ショー表面または他の表面のあらかじめ決められた領域上へのインモールドコーティングフローを防ぐ。図１７Ａは、ショー表面Ｄの象限またはあらかじめ決められた領域へインモールドコーティング３１６を封じ込めるために、ショー表面Ｄの部分を横切って伸び、また基体の周縁部の周囲に伸びる除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジ３２０を有する基体３００を図示する。

図１７Ｂは図１７Ａの１７Ｂ−１７Ｂに沿った断面図である。この図から、除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジ３２０によって、ショー表面Ｄの前もって定義した部分にインモールドコーティング３１６が封じ込められていることが明白に示される。従って、本発明の除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジは、前もって定義した部分を優先的にコーティングするために、基体の任意の表面上の１以上の任意の領域あるいは１以上の位置で利用することができる。除去可能な封じ込めフランジが、基体、特にそれのショー表面上で利用される場合、基体上の明確に定義されたコーティング境界あるいは領域を作ることができる。様々な表面の審美的な結果を封じ込めフランジ（特に除去可能なもの）を利用して作成することができる。１よりも大きな、つまり任意の数の封じ込めフランジを、物品または基体上で利用することができる。封じ込めフランジは任意のタイプのパターン、デザイン、ロゴ、レタリング、記章などを作成するために利用することができる。異なる色がつけられたインモールドコーティングを、封じ込めフランジ境界を持っている基体の異なる領域に組み入れて、それにより、シェイデング、コントラストカラー、特殊効果などを行うことができる。

除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジは、当該技術分野における当業者によく知られているスライドあるいはコアのような移動可能な型部分に隣接しているエッジ開口部でも、基体上に使用することができる。除去可能なフランジは、インモールドコーティングが、移動可能なコア領域に漏れだし、恐らくこれを結合することを防止または妨害する。

除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジは、その基体への付着箇所から容易に除去することができ、所望の寸法のコーティングされた基体を与える。熱可塑性のフランジは、基体への付着箇所でフランジを手で曲げることにより好ましく除去することができる。封じ込めフランジは折り取るか、あるいは基体の残部から離し、明確できれいなエッジを与える。必要でないが、封じ込めフランジは、たとえば切刃、熱い刃物、ウォータージェット、バッファー、サンダー、ルーターなどの道具で除去することができる。

本発明方法ーはインモールドコーティングを使用し、それらの多くは商業的に利用可能である。そのようなコーティングとしてはＧｅｎＧｌａｚｅ（登録商標）、およびＳｔｙｌｅｃｏａｔ（登録商標）（オムノバソリューションズ社から利用可能なアクリルベースの外観用インモールド塗料）などがあげられる。これらおよび他のコーティングは当該技術分野においてよく知られている。インモールドコーティング射出装置は、ＥＭＣ^２、Ｓｔｅｒｌｉｎｇ Ｈｉｌｌｓ，ミシガン州、およびＭｏｒｒｅｌｌ、Ａｕｂｕｒｎ Ｈｉｌｌｓ，ミシガン州から商業的に利用可能である。

インモールドコーティングは、当該技術分野で知られているようにして基体上に射出することができる。前もって定義した量のインモールドコーティングが、所望に応じて成型された基体をコーティングするために利用される。インモールドコーティングのための射出方式は当該技術分野においてよく知られていて、詳細にここに記述される必要はない。そのようなシステムの以下の記載が、本発明についてのよりよい理解を容易にするためにここに提供される。インモールドコーティング装置４２２は、コーティング物質の計量された量を供給するシャットオフピンを有するインモールドコーティングインジェクターを含む。供給ポンプは、貯槽またはその他同種のものから計量シリンダーへインモールドコーティング物質を供給するために一般に利用される。インモールドコーティングは、液圧、機械的圧力、または他の圧力を利用する加圧装置で、インモールドコーティング射出装置を介して、計量シリンダーからキャビティ内に射出される。インモールドコーティング装置が射出モード中に作動される場合、コーティング物質は、インモールドコーティング射出入口を通して、半型４４２の内壁および成型された基体の表面の間のキャビティ内に流入する。一旦、所定量のインモールドコーティングがキャビティに射出されたならば、インモールドコーティング装置４２２は停止され、その結果コーティングのフローが終了する。インモールドコーティングは、続いてキャビティの中で硬化され、それが適用された基体表面に接着する。当該技術分野で知られているように、硬化は、基体または半型の残熱によって、あるいはインモールドコーティングの成分間の反応によって引き起こされることができる。インモールドコーティングは、約５００から約５０００ｐｓｉまで、望ましくは約５００から約４５００ｐｓｉまで、好ましくは約２０００から約４０００ｐｓｉまでの範囲の圧力で、キャビティ内に射出される。

１つの適切なインモールドコーティング、アクリルインモールドコーティングは米国特許５，７７７，０５３号に見いだされる。アクリル塗料の主な利点は、熱、光酸化および加水分解に対する高度の抵抗性であり、優れた保色性、脆化に対する抵抗および外部耐久性を有するコーティングを与えることである。２〜３の平均官能基を有する低分子量アクリル樹脂であって、官能基を持たないかただ一つの官能基を有する分子をほとんど含んでいないものが、本発明において有用である。エポキシ樹脂も本発明のインモールドコーティングとして有用である。エポキシ樹脂の主要な用途は、２パッケージの下塗中の成分としてのものである。１方はエポキシ樹脂を含み、他方は多官能性アミンを含んでいる。アミン末端ポリアミドは、しばしばアミド−アミンと呼ばれ、広く使用される。好ましいアクリル樹脂は、少なくとも２つのアクリレート基および少なくとも１つの共重合可能なエチレン性不飽和モノマーを有するエポキシベースのオリゴマーと、−ＣＯ−、−ＮＨ_２−、ＮＨ、および／または−ＯＨ基を有する少なくとも１つの共重合可能なモノエチレン性不飽和化合物である。

本発明は、さらにたとえば、アルキド樹脂、ポリエステル、ウレタンシステム、アミノ樹脂、フェノール樹脂およびシリコーン樹脂のような他の樹脂コーティングの使用も企図する。たとえば、Ｋｉｒｋ Ｏｔｈｍｅｒ、化学技術辞典、第６巻、（１９９３年、第４版）、ｐｐ．６７６−６９０を参照。

５つの成分、すなわち、
１） 飽和脂肪族ポリエステル中間体ウレタン
２） 脂肪族のポリエーテル
３） 脂肪族または脂環式の部分（メタ）アクリレート
４） ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート
５） ビニル置換芳香族
を含むインモールドコーティングが、本発明の実施において特段の有用性を有することが見い出された。

インモールドコーティング組成物は以下のように調製される。ポリエステルウレタンアクリレートはスチレンのようなビニル置換芳香族モノマー、たとえばイソボルニルアクリレートのような飽和脂肪族または脂環式（メタ）アクリレート、およびたとえばヒドロキシプロピルメタクリレートのようなヒドロキシアルキルメタクリレートと混合される。これらの化合物が混合された後、フィラーおよび、たとえば、硬化インヒビター、光安定剤、潤滑剤などの添加剤が加えられ混合される。フリーラジカル生成開始剤は最後に加えられる。ポリオールのポリアクリレートエステルは、サプライヤーからのポリエステルウレタンアクリレート中に存在することができる。このインモールドコーティング組成物は硬化の後に透明である。

本発明で使用することが企図されたコーティングはすべて、所望の色、色調、色相あるいは不透明度を得るために、所望のまたは有効な量の、ピグメント、着色剤などの利用により着色することができる。ピグメント、ピグメント分散液、着色剤などは当該技術分野においてよく知られており、例えば、グラファイト、二酸化チタン、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニンレッド、クロムおよび酸化鉄（ＩＩＩ）、アルミニウムあるいは他の金属フレークなどがあげられる。

特定の色のインモールドコーティングが所望の場合、１つ以上のピグメント、着色剤などを適当な量で利用することができる。公知のように、しばしば、それらが容易にブレンドすることができるように、様々なピグメントあるいは着色剤がキャリヤー（例えばポリエステル）に加えられる。任意の適当な混合容器を利用することができ、また、種々の成分および添加剤が、化合物がブレンドされるまで混合される。ピグメントが混合物に含まれていなくても、この時点での混合物は透明ではない。

本発明中で利用されることのある上記のインモールドコーティング組成物のすべては、当該技術分野において公知の量において、他の添加剤およびフィラーなどを含んでもよい。例えば、様々な硬化インヒビター、たとえば、ベンゾキノン、ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、ｐ−ｔ−ブチルカテコールなども使用することができる。他の添加剤としては、たとえばコバルトオクトエートなどの促進剤を含んでもよい。促進剤の他のクラスとしては亜鉛、あるいは他の金属のカルボン酸塩があげられる。様々な光安定剤、たとえば様々なヒンダードアミン（ＨＡＬＳ）、置換ベンゾフェノン、および置換ベンズトリアゾールなども使用できる。潤滑剤と離型剤は一般に使用され、具体例としては、ステアリン酸亜鉛あるいはステアリン酸カルシウムなどの種々のステアリン酸金属塩、およびホスホン酸エステルがあげられる。たとえば、タルクのような強化フィラーを利用することができる。他の添加剤としては硬化剤、たとえばシリカのようなチキソトロープ剤、およびたとえばポリ酢酸ビニルのような接着剤があげられる。

実施例１
図９の中で示されるプラーク２００を生産するために使用される型が作られた。金型キャビティ幅は１２．０インチである。金型キャビティ長さは２０．５インチである。型は、基体の射出用の金型キャビティーの中心に位置する液圧の型ゲートを有する。型は、部品表面上にＩＭＣを導入するテーパーを有するタブを有する。タブは型のエッジ部分に位置する。タブおよびセクションＡは、０．１２０ミルの厚さを持っている。セクションＢは厚さ０．１００ミルである。セクションＣは厚さ０．０８０ミルである。セクションＤは厚さ０．０６０ミルである。図９の中で示されるように、プラークはその部品の左側に水平方向に４枚のパネルを有し、その部品の右側に垂直方向に４枚のパネルを有する。部品の右側の水平方向のパネルは長さ６．０インチおよび５．１２５インチの幅を有していた。垂直方向のパネルは幅１．５０インチおよび長さ２０．５インチである。プラークはインモールドコーティング封じ込めフランジを持っていない。型は、８５０トンのＣｉｎｃｉｎｎａｔｉ Ｍｉｌａｃｒｏｎ Ｖｉｓｔａ射出成形機内に置かれた。４８０°Ｆの温度に熱したＡＢＳ樹脂が、金型キャビティ内に射出され、上記の寸法を有する部分を有する、図９の中で示される部品を製造した。図９はプラークの正面図である。上記のように、様々な部分、Ａ−Ｄは、所望の領域においてプラークの異なる厚さを示す。図９の中で示されるプラークの正面は滑らかな表面である。また、したがって、プラークの裏面は様々な厚さで外周が変化を示す。およそ１２０秒のホールドタイムの後に、インモールドコーティング（Ｓｔｙｌｅｃｏａｔ）はプラークのタブ部分から、プラークの正面の表面上へ射出された。以下の表は、どのようにインモールドコーティングがプラークの異なる部分上に流れたかを詳細に示す。

＊ １ミル＝０．００１インチ

コーティングされる部品の表面積および所望の膜厚から、１．２立方インチのインモールドコーティング量は完全なインモールドコーティングショットを与え、プラーク全体を被覆すると決定された。チャートから理解されるように、プラーク表面上へインモールドコーティングを射出すると、最上段の左側のパネルおよび内側の垂直方向のパネル（ランナー部分Ａ）は、フルショットの２５％が使用されたときに差別的にコーティングされる。したがって、この実施例は、セクションＡが有効なランナー部分であり、コーティングはセクションＡに沿って流れ、側面に流れ出て、その後、より薄いセクションＢ、ＣおよびＤへ流れることを示す。インモールドコーティングのフルショットの５０％が利用された時、インモールドコーティングはセクションＣへセクションＡおよびＢから流れ始めた。図９の中で示されるプラークがインモールドコーティング封じ込めフランジを有しないことに注目することは重要である。フルショットの５０％以上のレベルのコーティングが利用された時、パーティングラインを通って金型キャビティから漏れまたは浸みだしが生じた。したがって、所望の基体表面上にインモールドコーティングを維持するためのインモールドコーティング封じ込めフランジの必要性が明白に示される。プラークの好ましい部分またはランナー部分の差別的なコーティングが、壁構造の厚さを利用してインモールドコーティングを部品表面を横切って導くことにより得られることが実施例により示された。

実施例２
図１０は、様々な基体（熱可塑性物質）厚さを有する熱可塑性の物品を示す。インモールドコーティングフローが基体厚さによって影響を受けることは実験を通じて示された。実施例部品は、ＩＭＣ射出ノズルが取り付けられた６インチ四方の鋼キャビティを使用して、５０トン射出成形機で製造された。基体材料はＰＥＴ熱可塑性物質だった。また、インモールドコーティングはＯＭＮＯＶＡ社のＳｔｙｌｅｃｏａｔ ＩＭＣだった。型温度は、ＩＭＣ射出の前３０秒のディレイタイムで２５０°Ｆだった。

図１０では、部分Ｅ、ＦおよびＧは以下の表に示されるような厚さの異なる部品の表示である。セクションＨは、より厚い中間部分を利用するインモールドコーティングタブデザインを表わし、インモールドコーティングノズルチップサイトでのインモールドコーティングフローチャンネルを容易にする。セクションＩは薄い部分の封じ込めフランジを表わす。

薄い部分と厚い部分を有する型のデザインにおける全体的な目的は、インモールドコーティングフローパスを所望の態様で差別的に方向付けることである。
これは、次のものを含むいくつかの方法で表わすことができる：
１．型パーティングラインの内部のインモールドコーティングを、部品の表面上に差別的に置く、インモールドコーティングタブサイト（セクションＨ）でのインモールドコーティングフローのチャネリング。
２． 選択的なインモールドコーティングがある部品のデザイン（セクションＥ、ＦおよびＧ）においては必要な場合があるので、部品内のインモールドコーティングをより重要な領域に方向付けて満たすこと。
３．型の周囲に沿ったインモールドコーティングフローを制限し、インモールドコーティングを部品の表面上、およびパーティングライン（セクションＩ）内に封じ込めること。
６ｘ６型についての観察されたインモールドコーティング隠蔽性は以下のとおりである：

注：
セクションＥ＝１１５ミル（厚さ）
セクションＦ＝８５ミル
セクションＧ＝６０ミル
セクションＨ＝インモールドコーティングタブ−６０ミル
セクションＩ＝封じ込めフランジ−２５ミル
＊１ミル＝０．００１インチ

我々が示した実施例では、この差別的なフローメカニズムは、以下をはじめとする長所を持つ：
１．厚さを変えることの結果として、部品の選択された領域への差別的なＩＭＣのフローおよび堆積。
２．デザインされた薄いセクションにされた、ＩＭＣフローを制限する「封じ込めフランジ」により得られる、ＩＭＣの、パーティングライン内の部品の表面上への封じ込めの達成。

実施例３
除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジ
除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジが利用される場合の、成型された基体の所望の表面上のインモールドコーティング封じ込めを示す。２つの成型物が作られた。成型物は、１つが除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジを有する他は、同一であった。成型物は、図１１および図１２の断面図で示されるプラークに類似するプラークとして形成された。フランジがないプラークは、１９．５インチ（４９５．３ｍｍ）の長さ、４．７５インチ（１２０．６５ｍｍ）の幅および０．１００インチ（２．５４ｍｍ）の深さを有していた。第２の同一のプラーク成型物は、インモールドコーティングが射出された主表面のタブ部分を除いて、プラークの全周囲のまわりで０．１２５インチ（３．１７５ｍｍ）の幅を持っている除去可能な封じ込めフランジをさらに有していた。フランジ部分は図１２に示されるようにショー表面と裏面との間でプラーク主表面に接続されていた。両方の成型物の主表面のタブ領域は、２インチ（５０．８ｍｍ）の長さで、２．２５インチ（５７．１５ｍｍ）の幅でプラークの主要部分へ付着し、タブの他端では１．２５インチ（３１．７５ｍｍ）までテーパーになっていた。プラークと除去可能な封じ込めフランジの間の接続箇所は、０．００５インチ（０．１２７ｍｍ）の厚さまたは深さを有していた。除去可能なフランジは、図１２の中で示されるように、外側が０．０１５インチ（０．３８１ｍｍ）の厚さで、付着点へ先細になり、直角を有する三角形を形成する。付着箇所での封じ込めフランジの角度は１５度であった。したがって、封じ込めフランジとプラークメイン部分の垂直面（図１２の中で示されている）との間の角度は、７５度だった。この例のプラークは東芝９５０射出モルダーで成型された。バレル温度ゾーンは５３０°Ｆから５６０°Ｆに設定され、ＴｉｃｏｎａＰＡ ６／６ナイロンおよびＯＭＮＯＶＡソリューションズ社から利用可能なＸＺ−３１ Ｂｌａｃｋ Ｓｔｙｌｅｃｏａｔを使用した。半型は２７８°Ｆに加熱した。１８．８５グラムのインモールドコーティングは、基体ショー表面のタブ部分で型内に射出された。

＊パーティングラインではなくタブからの漏出を表示する。
＊＊パーティングラインから漏出し、型のベントチャンネルから外に出たことを示す。

上記のチャートから見ることができるように、除去可能な封じ込めフランジのない成型物は、いかなるトン数のクランプ圧力が半型に加えられていても、インモールドコーティングが成型されたプラークの表面から漏れてしまう。除去可能な封じ込めフランジを有する成型物は、プラークショー表面からの漏出をほとんど、または全く示さなかった。半型を締め付ける圧力が小さい、すなわち半型を互いに保持する圧力が４トン／平方インチ以下の時に、意図された表面からのコーティングの漏出が少量見られた。タブ部分が、その領域で除去可能な封じ込めフランジに囲まれていなかったので、インモールドコーティング漏出がタブで生じたと考えられていることに注目することは重要である。

特許法の規定に従って、ベストモードおよび好ましい実施態様が述べられたが、発明の範囲は、それにより何ら制限されるものではない。

図１は、本発明の方法を実行するのにふさわしい成型装置の１つの実施態様の側面図である。 図２は、金型キャビティの垂直の高さ方向での断面図である。 図３は、インモールドコーティングでコーティングされる前の成型された基体の上面図である。基体はインモールドコーティングのフローを促進および／または方向付けするために増加した厚さの領域を持って示される。 図４は、図３の中で示される基体の正面図である。 図５は、図３の中で示される基体の背面図であり、そこでは深さが変化する領域が明確に示される。 図６は成型されたドアパネルの側面図である。ドアパネルは、基体の上のインモールドコーティングフローを方向付けるために深さの異なる領域を有し、所定の標準を満たすために所望の領域にコーティングされるようにする。 図７は、それのショー表面にインモールドコーティングを有する図４の基体である。 図８は、実質的にショー表面のランナー部分にのみインモールドコーティングを有する図４の基体である。 図９は、実質的に平坦なショー表面を有する、実質的に平坦な成型されたプラークの正面図である。ランナー部分の位置および厚さは見る人の便宜のために示される。 図１０は、図示された厚さの変化する領域を有する成型された基体の正面図である。 図１１Ａは、インモールドコーティングが基体の表面上に射出される予定の位置に容易に圧縮可能な領域を含んでいる、成型された基体の正面図である。図１１Ｂはライン１１Ｂ−１１Ｂに沿った図１１Ｂの側面断面図であり、インモールドコーティング射出点の下の圧縮可能な領域を図示する。図１１Ｃは、基体がインモールドコーティングでコーティングされた図１１Ａの成型された基体の正面図である。 図１２Ａは、インモールドコーティングが基体の表面上に射出される予定の位置に容易に圧縮可能な領域を含んでいる、成型された基体の正面図である。図１２Ｂは、成型された基体がまだキャビティにあり、インモールドコーティングが基体のショー表面に適用された、図１２Ａの中で示されるプラークの側面断面図である。図１２Ｃは、図１２Ｂの中で示されるインモールドコーティングされた物品の正面図である。 図１３は除去可能で、柔軟なインモールドコーティング封じ込めフランジを有する基体の平面図である。 図１４は、除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジの好ましい実施態様を図示する、１４−１４に沿った図１３の断面図である。 図１５Ａから１５Ｄは、様々な形状の除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジを有する、成型された基体の断面図である。 図１６は、基体ショー表面の周囲のまわりに完全に伸びる除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジを有する基体の平面図である。 図１７Ａは、インモールドコーティングをショー表面のあらかじめ決められた領域へ封じ込めるために、ショー表面および周縁部に除去可能なインモールドコーティング封じ込めフランジを有している基体の平面図である。図１７Ｂは１７Ａ−１７Ａに沿った図１７Ａの断面図である。

Claims (24)

1. 基体上のインモールドコーティングのフローを方向付けする方法であって、
   ショー表面、裏面、およびそれらの間の厚みを有する主要部分を有する基体であって、該基体はインモールドコーティングの射出領域において、インモールドコーティングのフローが方向付けられる少なくとも１つの第２の領域と比較して増大した寸法の厚さの領域を有するものである、基体を形成する工程、
   該基体のショー表面の射出領域上にインモールドコーティングを射出する工程、
   を含む方法。
2. 前記基体が熱可塑性であり、射出成形により形成されたものである、請求項１記載の方法。
3. 前記基体の厚さが、前記射出領域から前記第２の領域まで実質的に一定の割合でテーパー状に薄くなっている、請求項１または２記載の方法。
4. 前記基体の厚さが、前記射出領域から前記第２の領域まで実質的に一定ではない割合でテーパー状に薄くなっている、請求項１または２記載の方法。
5. 前記基体の、前記射出領域と前記第２の領域との厚さの比率が約１．１０：１から約１０：１である、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
6. 前記基体の、前記射出領域と前記第２の領域との厚さの比率が約１．３：１から約１．５：１である、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
7. 前記基体が、前記射出領域から末端まで入りインモールドコーティングのショー表面へのフローを促進する、少なくとも１つのランナー部分を有する、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
8. 前記インモールドコーティングが熱硬化性アクリル組成物である、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
9. 前記基体が、ショー表面の周縁部の周囲に実質的に伸びるインモールドコーティング封じ込めフランジを有する、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
10. 前記基体が、ショー表面と裏面との間の厚さよりも薄い厚さを有するインモールドコーティング封じ込めフランジを有する、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
11. 前記基体がインモールドコーティング封じ込めフランジを有し、該フランジがショー表面からオフセットされた平面において十分に小さな厚さを有し、インモールドコーティングが該フランジをコーティングすることが防止される、請求項１から１０のいずれか１項記載の方法。
12. 前記基体がインモールドコーティング封じ込めフランジを有し、該フランジがくさび形、三角形、または半円形状に形成され、該フランジが前記基体主要部の周縁部の少なくとも８５％−９０％の周囲に伸びる、請求項１から１１のいずれか１項記載の方法。
13. 前記基体がくさび形に形成されたインモールドコーティング封じ込めフランジを有する、請求項１から１２のいずれか１項記載の方法。
14. 前記基体がインモールドコーティング封じ込めフランジを有し、該フランジが前記基体主要部への付着箇所において約０．７０ｍｍ未満の深さを有する、請求項１から１３のいずれか１項記載の方法。
15. 前記基体がインモールドコーティング封じ込めフランジを有し、該フランジが前記基体主要部への付着箇所において約０．５０ｍｍ未満の深さを有する、請求項１から１４のいずれか１項記載の方法。
16. 前記基体がインモールドコーティング封じ込めフランジを有し、該フランジが前記基体主要部への付着箇所において約０．０５ｍｍから約０．５０ｍｍの深さを有する、請求項１から１５のいずれか１項記載の方法。
17. 前記基体がインモールドコーティング封じ込めフランジを有し、該フランジの前記基体主要部への付着箇所からそれらの外側端までの幅が約１から約１０ｍｍである、請求項１から１６のいずれか１項記載の方法。
18. 前記基体がインモールドコーティング封じ込めフランジを有し、該フランジの前記基体主要部への付着箇所からそれらの外側端までの幅が約２．５から約１０ｍｍである、請求項１から１７のいずれか１項記載の方法。
19. 前記基体がインモールドコーティング封じ込めフランジを有し、該フランジが前記基体主要部へ付着する箇所よりも外側端においてより大きな深さを有する、請求項１から１８のいずれか１項記載の方法。
20. 前記基体がインモールドコーティング封じ込めフランジを有し、該フランジが前記基体主要部から除去可能である、請求項１から１９のいずれか１項記載の方法。
21. 前記基体が少なくとも２つの型要素により画定される型キャビティー内で形成され、前記インモールドコーティングが該基体の射出領域上の型キャビティー内に射出される、請求項１から２０のいずれか１項記載の方法。
22. 前記の少なくとも２つの型要素が、該基体を形成する工程およびインモールドコーティングの射出工程の間に互いに実質的に固定された距離を維持する、請求項２１記載の方法。
23. 前記の型キャビティーが、該基体を形成する工程およびインモールドコーティングの射出工程の間、実質的に一定に維持される容積を有する、請求項２１または２２記載の方法。
24. 該基体を形成する工程およびインモールドコーティングの射出工程の間に、前記の型要素が開かれず、またはアンクランプされず、パーティングラインが一般に保持される、請求項２１から２３のいずれか１項記載の方法。
    

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