JP2006504558A

JP2006504558A - 射出成形された物品をコーティングする方法並びに供給および制御装置

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Publication number: JP2006504558A
Application number: JP2004550048A
Authority: JP
Inventors: ダグラスマクベイン; エリオットストラウス; ジョントンプソン
Original assignee: オムノバソリューソンズインコーポレーティッド
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2006-02-09
Also published as: US20060012063A1; WO2004041503A1; EP1558433B1; CA2502039A1; DE60317818D1; CN1708386A; AU2003282952A1; DE60317818T2; EP1558433A1

Abstract

射出成型および物品のインモールドコーティング方法が提供される。溶融樹脂が型キャビティー１６内に、型キャビティー１６が実質的に満たされるまで射出される。射出された溶融樹脂は型キャビティー１６内で冷却され、成型された物品を形成する。成型された物品の少なくともコーティングされる表面が、コーティング組成物を支持するのに十分な弾性率に達したときに、コーティング組成物が型キャビティー１６内および成型された物品上に射出される。

Description

本発明は、熱可塑性または熱硬化性樹脂から形成される成形物品又は基体をインモールドコーティング（ＩＭＣ）するための、供給および制御装置並びに方法に関し、特には射出成形装置にＩＭＣ可能な能力を提供し、その制御ができるように操作可能に連結されることができる装置、並びにＩＭＣ組成物を成形された熱可塑性物品の上に供給する方法、およびそれを制御する方法に関する。本発明は可動性のコーティングカートとして特に用途が見いだされ、特にこれに関連して記述される。

成形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。しばしば、表面コーティングを成形された熱可塑性または熱硬化性の物品に適用することが望ましい。例えば、成形された物品は複数の部品のアセンブリーの中の１部分として使用されてもよい；そのようなアセンブリー中で他の部分と仕上げを適合させるためには、成形された物品は、他の部分と同じ仕上げ特性を有する表面コーティングの適用を必要とする場合がある。コーティングは、たとえば外観、光沢、耐引っかき性、耐薬品性、耐候性などの均一性のようなの成形品の表面特性を改善するためにも使用されることができる。さらに、表面被覆は成形品と、後でそれに適用される異なる仕上げコーティングとの間の接着を容易にするために使用されてもよい。

成形されたプラスチック物品に表面被覆を適用する多数の技術が開発されている。これらのうちの多数はプラスチック物品を型から取り除いた後、プラスチック物品に表面被覆を適用することを含んでいる。これらの技術は、しばしば表面の調製と、それに引き続いて調製された表面をペイントもしくは他の仕上げ剤でスプレーコーティングすることを含む多段階プロセスである。対照的に、ＩＭＣは、表面コーティングを型からの取り出し前に成形品に適用する手段を提供する。

熱可塑性物質と共に通常使用される型は、パーティングラインで接する、かみ合う２つの半型を有する、「クラムシェル」設計である。かみ合う半型のうちの１つは、典型的には静止したままである。しかし、他方の半型は典型的に閉じた位置と、開いた引っ込んだ位置の間を移動する。成形品を成形するために、移動可能な半型はその閉じた位置に移動され、クランプ圧力下に保持され、型キャビティーで物品を形成する。溶融された材料は、型キャビティー内に注入される。成形品は、キャビティーを溶融材料で完全に満たし、材料を十分に冷やし、かつ固形化することにより成形される。全成形プロセス中に、移動可能な半型はその閉じた位置に維持される。成形の後、半型は開かれ、完成した成形物品がそこから取り出される。

型デザインおよび成形条件の差異のために、コーティング組成物の射出前に成形物がクラックを生じたり、割れたりした物は一般に射出成形された熱可塑性プラスチックのＩＭＣには使用されない。熱可塑性プラスチックを成形する際、移動可能な半型の圧力を維持してキャビティーを閉鎖し、材料がパーティングラインに沿って漏れることを防ぐことが一般に必要である。さらに、成形中に熱可塑性の材料に対する圧力を維持して、キャビティーを閉じた位置に維持することが、しばしば成形物品のより均一な結晶化または分子構造の補助のために必要とされる。そのような充填、すなわち圧力保持をしないと、成形された熱可塑性物品の物理特性が損なわれる傾向がある。

型キャビティー内へのＩＭＣ組成物の射出の前に型を離したり割ったりすることは射出成形では許されないので、ＩＭＣ組成物は十分な圧力下で射出され、コーティングされるすべての領域において物品を圧縮するのに十分な圧力下で射出されなければならない。成形品の圧縮性は、ＩＭＣが成形品のどこを、どのように被覆するかを決定する。射出成形された物品を液体ＩＭＣ組成物でＩＭＣするプロセスは、たとえば、米国特許第６，６１７，０３３号、米国特許公開第２００２／００３９６５６Ａ１号および２００３／００８２３４４Ａ１号に記載されている。

液体ＩＭＣ組成物使用して射出成形された熱可塑性物品をコーティングする際には、いくつかの重要な考察について説明されなければならない。限定するものではないが、これらとしてはキャビティーに注入されるＩＭＣ組成物の量、熱可塑性成形プロセスに関してキャビティーにいつＩＭＣ組成物を注入するべきかのタイミング、ＩＭＣ組成物が注入される速度、生じるＩＭＣ組成物の射出圧力およびＩＭＣ組成物を注入するための手段があげられる。

発明の要約
本発明は、公知の射出成形装置の多くの内の任意の一つに操作可能に取り付けられた、供給および制御装置に関する。装置は、射出成形機上の１対の半型のキャビティー内にＩＭＣ組成物を射出するための供給手段、供給システムを制御するための手段、および型キャビティー内へのＩＭＣ組成物の射出を供給し、制御する方法を提供する。装置は、型キャビティーを画定する少なくとも２つの型要素、溶融した樹脂を型キャビティー内に射出してその内部に成形された物品を形成する手段、およびＩＭＣ組成物を型キャビティー内の成形された物品の上に射出する手段を含んでいる。コーティングされる成形された物品の少なくとも表面がＩＭＣ組成物を支持するのに十分な弾性率に到達した時点を決定するための手段も提供される。

装置はＩＭＣコンテナと流体のコミュニケーションを有する計量シリンダー、およびコーティング組成物をコンテナから計量シリンダーに移動させるように適応された移送ポンプを含むことができる。計量シリンダーは、射出成形機上の第２のインジェクターに流体的に接続される。液圧手段は、選択的にＩＭＣ組成物を空にして計量シリンダーに移動させ、ＩＭＣ組成物を第２のインジェクターに導く。

型キャビティー内にＩＭＣ組成物を射出することが望ましい時点を決定するためにセンサーを使用することができる。所望の時間に、センサーは信号を発生し、供給および制御装置に送ることができる。信号を受信した後に、供給および制御装置により型キャビティー内に所定量のコーティング組成物を射出することができる。したがって、供給および制御装置は、熱可塑性成形品の成形プロセス中の望ましい時点で、射出成形機の型内にＩＭＣ組成物を射出するために使用することができる。

別の態様では、本発明は成形物を射出成形し、成形された物品をＩＭＣする方法を提供する。
本発明の方法は、型キャビティーが本質的に充填されるまで、型キャビティー内に溶融した樹脂を射出する工程を含んでいる。射出された溶融した樹脂は、型キャビティーの中で冷却され、成形品が成形される。コーティングされる成形品の少なくとも表面が、コーティング組成物を支持するのに十分な弾性率に達したところで、ＩＭＣ組成物が型キャビティー内の成形品上に射出され、成形品をコーティングする。

図面の簡単な説明
図１は、本発明の好ましい１つの実施態様で、使用に好適な成形装置の側面図である。
図２は、型キャビティーの垂直の部分断面図である。
図３は、図１の成形装置に接続されるように適応された、ＩＭＣの供給および制御装置の透視図である。

発明の詳細な説明
図面を参照する際、類似の数字は類似の要素を示す。図面は本発明の態様を例示するものである。図１は第１の半型１２および第２の半型１４を含む、成形装置または射出成形機１０を示す。第１の半型１２は、好ましくは静止位置または固定位置にとどまる。移動可能な半型１４は開放位置で示されているが、閉鎖位置まで移動可能であり、第１および第２の半型１２，１４は互いにかみ合い、図２に示されるように、限定された体積をその間に有する型キャビティー１６をその間に形成する。より具体的には、半型１４が閉鎖位置にある場合に半型１２、１４は表面１８および２０に沿ってかみ合い、それらの間および型キャビティー１６の周囲にパーティングライン２２（図２）を形成する。

クランプメカニズム２４とクランプアクチュエーター２６の運動、たとえば、公知のような液圧、空気圧、機械的なアクチュエーターを介する運動により、可動の半型１４は、半型１２に対してほぼ水平な軸に沿って往復運動する。好ましくは、クランプメカニズム２４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３０および第２の組成物のインジェクター３２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生成することができる。たとえば、クランプ機構２４によって加えられる圧力は、型表面に対して約１４ＭＰａ（約２，０００ｐｓｉ）から１０５ＭＰａ（約１５，０００ｐｓｉ）、好ましくは約２５ＭＰａ（約４，０００ｐｓｉ）から８５ＭＰａ（約１２，０００ｐｓｉ）、さらに好ましくは約４０ＭＰａ（約６，０００ｐｓｉ）から７０ＭＰａ（約１０，０００ｐｓｉ）までの範囲である。

図２では、２つの半型１２と１４は閉じた位置で示され、パーティングライン２２に沿って、互いに接するかまたは噛み合い、実質的に固定された体積を有する型キャビティー１６を形成する。型キャビティー１６のデザインは、所望の最終生成物または成形される物品により、サイズおよび形が非常に異なることができる。型キャビティー１６は、一般に第２の半型１４の上に第１の表面３４を有し、第１の半型１２の上に相対する第２の表面３６を有する。第１の半型１２は、第１の組成物インジェクター３０が型キャビティー１６内にその組成物を射出することを可能にする型キャビティー１６に接続する第１のオリフィス３８を画定する。同様に、第２の半型１４は、第２の組成物インジェクター３２（図１）が型キャビティー１６内にその組成物を射出することを可能にする、型キャビティー１６に接続する第２のオリフィスを画定する。

第１の組成物インジェクター３０は、射出または熱硬化成形装置における典型的なものであり、それは型キャビティー１６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基体組成物を射出することができる。空間的な制限のために、第１のインジェクター３０は固定半型１２から材料を射出するように位置するが、第１の組成物インジェクター３０を逆にすることができ、移動可能な半型１４に配置することができる。第２の組成物インジェクター３２は型キャビティー１６内にＩＭＣ組成物を射出し、その内部に形成された成形物品をコーティングすることができるが、別法として第２の組成物インジェクター３２は半型１２内に位置することができる。

図１では、第１の組成物インジェクター３０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、第１のインジェクター３０のノズルまたは樹脂出口４２が半型２０と噛み合う。かみ合った位置で、インジェクター３０が型キャビティー１６内にその含有物を射出することができる。例示のみの目的のために、第１の組成物インジェクター３０はレシプロケーティングスクリュー機械として示され、ここで第１の組成物はホッパー４４内に置かれることができ、回転するスクリュー４６は組成物を加熱された押し出しバレル４８を通して動かし、ここで第１の組成物はその融点以上に加熱される。加熱された物質がバレル４８の端の近傍に集まると、スクリュー４６は射出ラムの役割をし、ノズル４２を通して物質を型キャビティー１６内へ入れる。ノズル４２は、一般にそれの開放端にバルブ（図示せず）を有し、スクリュー４６は、一般にスクリュー４６内への材料の逆流を防ぐために逆止弁（図示せず）を有する。

第１の組成物インジェクター３０は、図１の中で示される実施態様に制限されるものではなく、型キャビティー１６内に流動可能な組成物（たとえば、熱可塑性あるいは熱硬化性）を射出することができる任意の装置でありえる。例えば、射出成形機は、中心射出の「スタック型」におけるように、垂直方向において移動可能な半型を有することができる。他の適当な射出成形機としては、Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ−Ｍｉｌａｃｒｏｎ社（オハイオ州、シンシナチ）、ＢａｔｔｅｎｆｅｌｄＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ドイツ、Ｍｅｉｎｌｅｒｚｈａｇｅｎ）、ＥｎｇｅｌＭａｃｈｉｎｅｒｙ社（ペンシルバニア州、ヨーク）、ＨｕｓｋｙＩｎｊｅｃｔｉｏｎＭｏｌｄｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ社（カナダ、ボルトン）、ＢｏｙＭａｃｈｉｎｅｓ社（ペンシルバニア州、エクストン）その他から利用可能である。

図３を参照すると、供給および制御装置６０は、成形装置１０に接続可能で、成形装置１０にＩＭＣの能力および制御を提供する。Ｉ．Ｓ．制御装置６０は、米国特許第５，７７７，０５３号のように、ＩＭＣ組成物で満たされたＩＭＣコンテナを支持するためのＩＭＣコンテナ受容シリンダー６２を含む。制御装置６０は、受容シリンダー６２に受容された時にＩＭＣコンテナとの流体コミュニケーションを有するように適応された計量シリンダーまたはチューブ６４をさらに含んでいる。圧縮空気を動力とする移送ポンプ６６が制御装置６０に提供され、受容コンテナ６２から計量シリンダー６４にＩＭＣ組成物を移送することができる。

計量シリンダー６４は、成形装置１０の第２のインジェクター３２に選択的に流体的に連結可能である。計量シリンダー６４は、計量シリンダー６４からＩＭＣ組成物を空にして、第２のインジェクター３２にＩＭＣ組成物を導くための液圧ピストンのような液圧手段を含んでいる。戻しライン（図示せず）は、第２のインジェクター３２と受容コンテナ６２に接続され、これらの間を流体的に連結する。

制御装置６０は、公知の動力源に接続することができる電気ボックス７４をさらに含んでいる。電気ボックス７４は、ＩＭＣ組成物の成形装置１０の型キャビティー１６への供給の制御のために複数の制御盤７６およびタッチパッドコントローラ７８を有する。圧縮空気コネクター（図示せず）は、公知の圧縮空気ラインに制御装置６０を接続するために制御装置６０上に提供される。圧縮空気は、移送ポンプ６６を運転し、かつ洗浄または真空排気中に制御装置６０およびその流体連絡にある配管からＩＭＣ組成物を取り除くために使用される。さらに、空気は清浄化の目的のために、流体連絡にある配管から溶剤を取り除くために使用される。

装置６０はリモートセンサー（図示せず）を含み、これは好ましい実施態様では半型１２、１４のうちの１つの上に位置するように適応される。センサーは、作動の際に装置６０へ信号を送る、公知のロッカースイッチであることができる。センサーは、半型１２、１４の１つに配置され、型閉鎖の際にそれが作動するようにされる。センサーから送られた信号は装置６０上のタイマーを作動させるために使用される。別法として、センサーを他の場所、たとえば、バーマシンを結ぶ路に置き、型が閉じた時に示すようにすることができる。

別法として、成形装置１０は半型１２、１４が閉じる際に信号を発生することができるセンサーまたはセンサー手段を装備することができる。制御装置６０に信号を伝えるために、公知の信号伝達ケーブルが成形装置１０と制御装置６０の間に接続されることができる。そのような配置は、半型１２、１４の１つに独立したセンサーを接続する必要を除去するだろう。

型キャビティー１６内にＩＭＣ組成物を射出する準備をするために、所望のＩＭＣ組成物のコンテナが受容シリンダー６２内に置かれる。計量シリンダー６４は、第２のインジェクター３２に流体的に接続される。戻しライン６８は、第２のインジェクター３２および受容シリンダー６２に流体的に接続される。電気ボックス７４に力を供給するために、制御装置６０は、公知の４６０ボルトのＡＣあるいはＤＣ電源のような適切な動力源に接続される。装置６０およびその流体連絡された配管の清浄作業が望ましくかつ、または溶剤を取り除く場合に、装置６０およびその流体連絡された配管からＩＭＣ組成物を空にするために、空気手段を提供するために圧縮空気源にも制御装置６０は接続される。上に記述されるように、センサーは、半型１２、１４のうちの１つに適切に配置される。

ＩＭＣ熱可塑性物品を作るために、熱可塑性の第１の組成物が成形装置１０のホッパー４４（図１）内に置かれる。第１のインジェクター３０は、固定半型１２と入れ子になるかまたはかみ合うように移動される。公知の手段を介して、つまり加熱された押し出しバレル４８と回転スクリュー４６を使用して、第１のインジェクター３０は第１の組成物をその融点以上に加熱し、加熱された第１の組成物を第１のインジェクター３０のノズル４２へ導く。半型１２、１４は閉鎖され、それにより実質的に固定された体積の型キャビティー１６を作る。上に記述されるように、制御装置６０のセンサーは半型１２、１４のうちの１つに配置され、半型１２、１４がともに閉まっている場合、センサーが半型１２、１４が閉まっており、成形プロセスが始まったことを示す信号を制御装置６０へ送る。

時間Ｔ_０に信号を受取ると、供給および制御装置６０は、その内部に含まれていたタイマーを作動させる。タイマーはＴ_０からの経過時間を追跡するために使用される。あらかじめ定義された経過時間間隔で、制御装置６０が始動され、種種のＩＭＣに関連する関数を制御し、成形プロセスにおいて所望の点で型キャビティー１６にＩＭＣ組成物が供給されることを保証する。したがって、制御装置６０は成形装置１０と同時に操作される。

Ｔ_０の後に、成形プロセスは継続し、ノズル４２のノズルバルブ（図示せず）は、あらかじめ決定された時間の間、開放位置に移動され、対応する量の第１の組成物が型キャビティー１６に入るようにする。スクリュー４６は、ノズルピンがその閉じた位置に戻るまで、型キャビティー１６内へ第１の組成物を推進させ、または射出する力または圧力を提供する。当該技術分野において周知のように、第１の組成物は型キャビティー１６内に満たされ充填される。一旦、型キャビティー１６が満たされて充填されれば、成形された第１の組成物は冷却され、成形物品を形成する。

第１の組成物が型キャビティー１６内に射出され、コーティングされる成形品の表面が融点以下に冷却されるか、またはＩＭＣ組成物を受容するかまたは支持するのに十分な温度または弾性率に到達したが、ＩＭＣ組成物の硬化が禁止されるほどに表面が冷却しすぎる前に、ＩＭＣ組成物である所定量の第２の組成物が、第２の組成物の第２のオリフィス４０（図２）またはＩＭＣ組成物インジェクター３２を介して、型キャビティー１６内に射出される準備がされる。以下においてＴ_ＩＭＣと呼ばれる成形プロセス中のこのポイントは、Ｔ_０からの経過時間として特徴づけられることができる。第２のインジェクターがＩＭＣ組成物を正確にＴ_ＩＭＣで射出するために、装置６０はＴ_０とＴ_ＩＭＣとの間の正確な時間にいくつかの機能を果たさなければならない。これらの機能の各々が、Ｔ_０に対して前もって決定された経過時間において起こる。

そのような機能の１つは、所望の量のＩＭＣ組成物で計量シリンダー６４を充填することである。この機能は、Ｔ_０から所定時間経過した後で、Ｔ_ＩＭＣよりも前に起こる。したがって、あらかじめ選択された経過時間で、制御装置６０は弁（図示せず）を開け、ＩＭＣ組成物の充填されたコンテナと計量シリンダー６４の間の流体連絡を許容する。その後、移送ポンプ６６はコンテナから計量シリンダー６４にＩＭＣ組成物を移送する。計量シリンダー６４が所望の量で満たされた時、バルブは閉じ、より多くのＩＭＣ組成物がシリンダーに入るのを防ぐ。シリンダー６４に入ることを許されたＩＭＣ組成物の量は選択的に調整可能である。

計量シリンダー６４が充填された後、Ｔ_ＩＭＣの直前に、制御装置６０が、第２のインジェクター３２のピンまたは弁（図示せず）を開け、第２のインジェクター３２と型キャビティー１６の間の流体連絡を許容する。ピンは通常閉鎖位置に対してバイアスがかけられ、または閉鎖位置に対して促進され、すなわち型表面にフラッシュされるが、制御装置６０により開放位置に選択的に移動可能である。特に、好ましい実施態様では、制御装置６０の電気的に動力が供給された液圧ポンプ（図示せず）がピンを移動させるために使用される。その後すぐに、Ｔ_ＩＭＣで、計量シリンダー６４の液圧手段はその内部に含まれるＩＭＣ組成物を空にし、それを第２のインジェクター３２に供給し、それはオリフィス４０を通過して型キャビティー１６内に入る。

ＩＭＣ組成物が導入される前に型は開かれず、アンクランプされない。半型１２、１４はパーティングライン２２を維持し、第１および第２の組成物が型キャビティー１６内に射出される間、互いに実質的に固定された距離を維持する。したがって、成形およびコーティング工程の全体を通して、型キャビティー１６の本質的に固定された体積は一定であり、維持される。射出された時、ＩＭＣ組成物は型表面から広がり、成形品の前もって決定された部分または領域をコーティングする。ＩＭＣ組成物が型キャビティー１６内に完全に射出された直後、装置６０の第２のインジェクター３２のバルブが閉鎖位置に戻され、それによって、型キャビティー１６内へのＩＭＣ組成物のさらなる射出を防ぐ。

前もって決定した量のＩＭＣ組成物が型キャビティー１６に射出され、物品または基体の所定領域を被覆またはコーティングした後、コーティングされた基体を型から取り出すことができる。しかしながら、半型１２、１４が分離される前に、コーティング組成物内に存在する成分によりＩＭＣ組成物は硬化される。硬化は、任意に、ＩＭＣ組成物の硬化温度ないしそれ以上の温度の半型１２，１４または基体をはじめとする熱源から熱により活性化される。硬化温度は利用されたＩＭＣ組成物に依存して変わるだろう。上記のように、適切なコーティングの硬化が達成されることができる温度以下に成形された物品が冷却される前に、ＩＭＣ組成物が射出される。ＩＭＣ組成物は、架橋反応を起こし、それにより基体にコーティングを硬化させ結合させる、内部に含まれる触媒を活性化させるための最低限の温度を必要とする。

ＩＭＣ組成物の射出の間に、制御装置６０は、システム内にＩＭＣ組成物を循環させるために移送ポンプ６６を使用する。第２のインジェクター３２上のピンは、閉じた位置にを保持し、それによりＩＭＣ組成物が型キャビティー１６内に入いることを防止する。サイクルの間にＩＭＣ組成物を循環させる１つの目的は、コーティングのどんな部分も、成形装置１０の加熱装置への接近により望ましくなく加熱されることを防ぐことである。そのような加熱は、ＩＭＣ組成物の材料特性に悪影響を与えるか、またはＩＭＣ配管内のＩＭＣ組成物の固形化により配管を詰まらせる場合がある。

オペレーターは、制御装置６０の制御盤７６およびキーパッド７８によって、制御装置６０の特定の操作パラメータを調節またはセットすることができる。例えば、計量シリンダー６４と受容コンテナ６２の間の連絡を制御する弁をより長期間開けておくことにより、計量シリンダー６４中に充填されるＩＭＣ組成物の量を増加させるか、または減少させるために操作することができる。さらに、計量シリンダー６４が移送ポンプ６６により満たされるＴ_０からの経過時間を調節するために、および／または液圧手段によってシリンダー６４が空にされるＴ_０からの経過時間を調節するために操作することができる。この時間はよりＴ_ＩＭＣの近似により近く調節されることができる。

別の実施態様では、センサーは型キャビティー１６に隣接してマウントされた圧力変換器であり、型キャビティー１６内の圧力を記録するように適合される。この実施態様では、制御装置６０のタイマーは省くことができる。成形プロセスの開始からの経過タイムを使用しないで、制御装置６０は、圧力変換センサーによって記録された型キャビティー１６内の圧力に基づいて、型キャビティー１６内にＩＭＣ組成物を射出する。ＩＭＣ組成物は、使用されるセンサーのタイプとは関係なく、望ましくは成形プロセス中の同じポイントのＴ_ＩＭＣで型キャビティー１６に射出される。したがって、この実施態様は時間ではなく、圧力依存性である。

熱可塑性樹脂が型キャビティー１６を満たす際、型キャビティー１６中の圧力は最初に上昇するだろう。型キャビティー１６が充填されるとともに、圧力はさらに上昇するだろう。最後に、熱可塑性の成形品が冷えて固形化し始めるとともに、型キャビティー１６中の圧力は減少し始めるだろう。Ｔ_ＩＭＣに対応する冷却期間の間の前もって決定された圧力で、ＩＭＣ組成物は、型キャビティー１６に好ましく射出される。あらかじめ決定された圧力は、一般に、使用される熱可塑性樹脂の具体的な種類に基づき、また使用されるＩＭＣ組成物の具体的な種類にも基づくことがある。

圧力変換器センサーによって得られた圧力測定値に基づいて、制御装置６０によって行なわれた一連の機能は、型キャビティー１６中で測定された圧力に依存することができる。したがって、成形プロセス中の所望の時点で型キャビティー１６にＩＭＣ組成物を射出することができるように、機能の各々が、型キャビティー１６中のあらかじめ決定された圧力で生じるだろう。型キャビティー１６の中で測定された圧力に基づいて型キャビティー１６および成形品の表面上にＩＭＣ組成物を射出することは、米国特許第６，６１７，０３３号に記述されている。

別法として、圧力変換器は型キャビティー１６のまわりの種種の場所に位置する複数の圧力変換器であることができる。この配置で、多くの圧力測定値に基づいたＩＭＣ組成物の射出をはじめとして、制御装置６０はその機能を行なう。例えば、制御装置６０は、多くの圧力センサーによって得られた多くの圧力測定値のあらかじめ決定された圧力平均値に基づいてその機能を行なうことができる。多くの圧力変換器により型キャビティー１６の中で観察される実際の圧力をよりよく決定することができるので、この配置は望ましいことがある。

いくつかの公知の射出成形機および型は、既に、型キャビティー１６の中で圧力を測定するために適合された１つ以上の変換器を装備している。これらの機械は、多くの場合公知のデータ転送手段を介して、制御装置６０のような関連機器に１つまたは複数の圧力の信号を送ることができる。この場合、遠隔の圧力変換器センサーの必要性は除かれる。型キャビティー１６から得られた１つまたは複数の圧力測定の信号を受け取るためには、射出成形機１０に適切に制御装置６０を接続する必要がある。

別の実施態様では、センサーは型キャビティー１６に隣接してマウントされ、型キャビティー１６内の温度を記録するように適合された熱電対である。この実施態様では、制御装置６０のタイマーも除くことができる。さらに、制御装置６０は、熱電対センサーによって記録された型キャビティー１６内の温度に基づいて、型キャビティー１６にＩＭＣ組成物を射出する。望ましくは、ＩＭＣ組成物は、前記のセンサーのように、成形プロセス中の同じ時点、Ｔ_ＩＭＣで、型キャビティー１６内に射出される。主な違いはＩＭＣ組成物の射出が、温度に依存することである。

制御装置６０にデータ収集手段を取り付け、および／またはこれに接続することができる。データ収集手段は、１あるいは一連の成形品のために制御装置６０上でセットされたオペレーティングパラメータを記録することができる、内蔵のハードドライブあるいは他の記録媒体でありえる。他の異なる配置も可能であり、たとえば、ネットワークに装置を接続し、遠隔の位置でオペレーティングパラメータを記録することができる。どんな場合でも、データ収集手段はあらかじめ決定されたＴ_０からの経過時間セッティングを記録することができ、様々な制御装置機能が使用のためにセットされることができ、および／または種種の機能が生じる時の実際の経過時間間隔をセットすることができる。

例えば、ＩＭＣ組成物のそれぞれの射出については、データ収集手段は移送ポンプ６６が計量シリンダー６４を満たすＴ_０からの時間、第２のインジェクター３２のピンが開くＴ_０からの時間、液圧手段が計量シリンダー６４を空にして第２のインジェクター３２が型キャビティー１６内にＩＭＣを射出するＴ_０からの時間、および／または第２のインジェクター３２のピンが閉じるＴ_０からの時間を記録することができる。これらに制限するものではないが、さらに特定の量のＩＭＣ組成物を射出するためのＩＭＣ組成物射出の数、計量シリンダー６４を空にするための液圧などの他の機能を記録することができる。

１つ以上の圧力変換器が、ロッカースイッチ（時間依存性センサー）の代わりに使用される場合、データ収集手段は関連する測定値を記録するために使用することができる。例えば、データ収集手段は、その時間において制御装置６０の様々な機能が起こる、特定の測定圧力値を記録することができる。同様に、センサーが熱電対である場合、それにより得られた温度を記録することができる。

どんな場合も、データ収集手段によって記録されたデータまたは情報は、品質管理目的に使用することができる。例えば、コーティングを施した一部分は、型キャビティー１６から取り出される際に検査され、その一部分に関連したＩＭＣ組成物の特定の射出について集められたデータと比較されることができる。その部分がコーティングと熱可塑性物質との間の接着の不足、耐引っかき性の不足、表面の欠陥、適切なコーティング被覆の不足などのような特定の品質管理要求事項を満たさない場合、現在のパラメータ（時間依存性、圧力依存性、温度依存性、または他のものであろうとなかろうと）は、その後のコーティングされた部分のコーティング特性を改善するために調節することができる。

制御装置６０も集めたデータを転送するための手段を装備することができる。これは、データが、ローカルコンピュータ、イントラネット、インターネット、他のネットワークなどに接続可能なデータリンクを提供して、モバイル記憶媒体にデータが記録されることを可能にするディスクドライブまたはその他同種のものを提供することを含む任意の公知の手段を介して行うことができる。データを転送するためのそのような手段は、リアルタイムで集めたデータを遠隔で分析することを許容することができる。

制御装置６０は、さらにバーコードリーダのような公知のパッケージコードリーダ（図示せず）を含むことができる。受容シリンダー６２内に配置され、複数の成形された部分の上に射出される、ＩＭＣ組成物の特定のコンテナ上のコードをスキャンするためにリーダーを使用することができる。上記のデータ収集手段と共に使用される、ＩＭＣ組成物の特定のコンテナのためのコードは、特定のコンテナからのＩＭＣ組成物のすべての射出のために記録されたデータと関連づけることができる。さらに、ＩＭＣコンテナのコードは、成形装置１０からのコーティングを備えた完成部品を受容する、完成部品の集積所または採取手段と関連づけることができる。そのような情報の記録および格納は、特定の完成部品について、分析と、それについて記録されたデータと使用された特定のＩＭＣ組成物との容易な比較を許容する。

別の実施態様では、制御装置６０には、ユーザが成形されコーティングされる一連の部分を表わす部分アイコンを簡単に選択することを可能にするユーザー・インタフェースを供給することができる。それらが時間ベース、キャビティー圧ベース、または他の方法によるものでも、ユーザー・インタフェース上の特定の部分アイコンの選択は、制御装置６０上の管理パラメータをプリセットする。ユーザー・インタフェースは、新しい一連の部品が成形およびコーティングプロセスで製造されるたびごとに、オペレーターが管理パラメータを個々にセットする必要性を除く。

ここに議論された任意の実施態様において、制御装置６０には、モニター（図示せず）のようなディスプレイ手段を供給することができる。ディスプレイ手段は、リアルタイムに、制御装置６０によって測定され、または記録される、データあるいは情報のすべてを表示することができる。さらに、ＩＭＣ組成物の１台のコンテナ当たり、特定の数の射出を可能とするためにのみ制御装置６０を構成することができることがある。別法として、または追加として、制御装置６０はコードリーダとともに使用された時、特定のタイプのＩＭＣ組成物でのみ作動するように制御装置６０をセットすることができる。

図１は、本発明の好ましい１つの実施態様で、使用に好適な成形装置の側面図である。図２は、型キャビティーの垂直の部分断面図である。図３は、図１の成形装置に接続されるように適応された、ＩＭＣの供給および制御装置の透視図である。

Claims

（ａ）型キャビティー（１６）が実質的に満たされるまで、型キャビティー（１６）内に溶融した樹脂を射出する工程、
（ｂ）射出された溶融樹脂を型キャビティー（１６）内で冷却し、成形された物品を形成する工程、
（ｃ）成形された物品の少なくともコーティングされる表面がコーティング組成物を支持するのに十分な弾性率に達したときに、コーティング組成物を型キャビティー（１６）内および成形された物品上に射出する工程、
を含む、インモールドコーティングされた成形された物品を提供する方法。
成形された物品の表面がコーティング組成物を支持するのに十分な弾性率に達することに対応する、型キャビティー（１６）内に溶融樹脂を射出する工程からのあらかじめ決定された経過時間で、コーティング組成物を型キャビティー（１６）内および成形された物品上に射出することを含む、請求項１記載の方法。
型キャビティー（１６）が、工程（ａ）から（ｃ）の間に実質的に一定に保たれる体積を有し、該体積が工程（ａ）から（ｃ）の間に実質的に互いに固定された距離をほぼ維持する型要素（１２，１４）により画定される、請求項１または２記載の方法。
型キャビティー（１６）を画定する型要素（１２，１４）の間にセンサーを提供する工程、
溶融樹脂を型キャビティー（１６）内に射出する工程の前に、型要素（１２，１４）を閉じ、実質的に固定された体積の型キャビティー（１６）を形成する工程、
型要素（１２，１４）が閉じられたときにセンサーを作動させる工程、
センサーが作動し、型キャビティー（１６）内に溶融樹脂を射出する工程からの経過時間を測定したときにタイマーを作動させる工程、
測定された経過時間とあらかじめ決定された経過時間とを比較し、コーティング組成物を射出する時間を決定する工程、
をさらに含む、請求項２または３記載の方法。
コーティングの硬化が禁止される程度まで物品が冷却する前に、コーティング組成物を型キャビティー（１６）内および成形された物品上に射出することをさらに含む、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
溶融樹脂を型キャビティー（１６）内に射出する工程が開始されたことを示すために、型キャビティー（１６）を画定する型要素（１２，１４）の閉鎖を使用し、
あらかじめ決定された時間にコーティング組成物を射出することをさらに含み、前記あらかじめ決定された時間が型要素（１２，１４）の閉鎖から測定される、請求項２から５のいずれか１項記載の方法。
コーティング組成物を型キャビティー（１６）内に射出する工程の前に、型キャビティー（１６）内に溶融樹脂を射出する工程からのあらかじめ決定された第２の経過時間に、計量シリンダー（６４）を所望の量のコーティング組成物で満たす工程、および
コーティング組成物の所望量を計量シリンダー（６４）から空にし、成形された物品の表面がコーティング組成物を支持するのに十分な弾性率に到達することに対応する、型キャビティー（１６）内に溶融樹脂を射出する工程からのあらかじめ決定された経過時間に、該コーティング組成物を型キャビティー（１６）内および成形された物品上に射出する工程、
をさらに含む、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
型キャビティー（１６）内の圧力を測定し、成形された物品の表面がコーティング組成物を支持するのに十分な弾性率に到達することに対応する、型キャビティー（１６）内のあらかじめ決定された圧力が測定されたときに、型キャビティー（１６）内および成形された物品上にコーティング組成物を射出することをさらに含む、請求項１記載の方法。
型キャビティー（１６）内の温度を測定し、成形された物品の表面がコーティング組成物を支持するのに十分な弾性率に到達することに対応する、型キャビティー（１６）内のあらかじめ決定された温度が測定されたときに、型キャビティー（１６）内および成形された物品上にコーティング組成物を射出することをさらに含む、請求項１記載の方法。
型キャビティー（１６）を画定する少なくとも２つの型要素（１２，１４）、
溶融樹脂を型キャビティー（１６）内に射出し、その内部に成形された物品を形成する手段（３０）、
コーティング組成物を型キャビティー（１６）および成形された物品の上に射出する手段（３２）、
コーティングされる成形された物品の少なくとも表面がコーティング組成物を支持するのに十分な弾性率に到達する時点を決定するための手段、
を含む、射出成形および物品のインモールドコーティングをするための装置。
（ｉ）コーティング組成物が型キャビティー（１６）内に射出されるまでの、型キャビティー（１６）内に溶融樹脂を射出する工程からの経過時間、（ｉｉ）コーティング組成物が最初に型キャビティー（１６）内に射出される時の型キャビティー（１６）の圧力、および（ｉｉｉ）コーティング組成物が最初に型キャビティー（１６）内に射出される時の型キャビティー（１６）の温度、の少なくとも１つを含むインモールドコーティングされた物品についてのデータを記録する工程をさらに含む、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
記録されたデータを離れた場所に送ることをさらに含む、請求項１１記載の方法。
インモールドコーティング組成物を保持するコンテナからインモールドコーティング組成物の情報を得るためにパッケージコードリーダーを使用し、
インモールドコーティング組成物について得られた情報を記録することを含む、請求項１から９、および１１から１２のいずれか１項記載の方法。
複数のインモールドコーティングされた物品に対応する複数の部分アイコンがユーザーに提供されるユーザーインターフェイスを提供し、
複数のインモールドコーティングされた物品の特定の１つに対応する特定のアイコンを複数の部分アイコンから選択し、
選択された部分アイコンに基づいて少なくとも１つのインモールドコーティングパラメータをプリセットすること、
を含む、請求項１から９、および１１から１３のいずれか１項記載の方法。