JP2016203474A - Molding die and in-mold coating molding method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、樹脂成形品の表面に塗膜を一体成形する金型内被覆成形方法及びそれに用いる成形金型に関するものである。 The present invention relates to an in-mold coating molding method for integrally molding a coating film on the surface of a resin molded product and a molding die used therefor.
金型内被覆成形方法(以下、「IMC」という。)とは、金型内で成形した樹脂成形品の表面と金型のキャビティ表面との間に塗料を注入した後、塗料を金型内で硬化させて樹脂成形品に塗膜が密着した一体成形品を製造する成形方法である。IMCの利点としては、成形工程の省工程化によるコストダウンが図れる点や、スプレー塗装の場合、成形品の凹凸がそのまま外観に残るが、IMCの場合は、塗料の表面に金型面が転写されるため、良好な外観を得ることができる点が上げられる。従来、IMCは熱硬化性樹脂の成形品の製造を対象として行われてきたが、近年では、特許文献1に記載されているように、熱可塑性樹脂の成形にも適用されている。 In-mold coating molding method (hereinafter referred to as “IMC”) is a method in which paint is injected between the surface of a resin molded product molded in a mold and the cavity surface of the mold, and then the paint is put into the mold. This is a molding method for producing an integrally molded product in which the coating film is in close contact with the resin molded product. The advantage of IMC is that the cost can be reduced by reducing the molding process, and in the case of spray coating, the unevenness of the molded product remains as it is, but in the case of IMC, the mold surface is transferred to the surface of the paint. Therefore, the point which can obtain a favorable external appearance is raised. Conventionally, IMC has been performed for the production of a molded product of a thermosetting resin, but in recent years, as described in Patent Document 1, it has also been applied to molding of a thermoplastic resin.
以下、図10〜図14を用いて、従来の金型内被覆成形として特許文献1に示す成形金型とIMCについて説明する。
図10は特許文献1の金型構造を示す図、図11は特許文献1に記載された金型構造の副キャビティの構成を示す要部拡大図、図12は特許文献1の金型内被覆成形方法を工程ごとに説明する金型の要部断面図、図13は特許文献1における樹脂注入時の溝部の樹脂の様子を説明する要部外略図、図14は特許文献1における型開き時の溝部の樹脂の様子を説明する要部外略図である。
Hereinafter, a molding die and IMC shown in Patent Document 1 will be described as conventional in-mold coating with reference to FIGS.
FIG. 10 is a view showing a mold structure of Patent Document 1, FIG. 11 is an enlarged view of a main part showing the structure of a subcavity of the mold structure described in Patent Document 1, and FIG. 13 is a cross-sectional view of the main part of the mold explaining the molding method for each process, FIG. 13 is a schematic diagram of the main part explaining the state of the resin in the groove during resin injection in Patent Document 1, and FIG. 14 is when the mold is opened in Patent Document 1 It is the principal part outline figure explaining the mode of resin of the groove part.
図10に示すように、特許文献1の金型は、第1金型601と第2金型602とでキャビティ603を構成している。第2金型602のパート面には、キャビティ603に連通する副キャビティ604が形成されており、更に副キャビティ604に連通する溝部605が形成されている。副キャビティ604と溝部605の形状は特に限定されるものではなく、図11に示すように、溝部605は副キャビティ604に対して直交するような構成とすることができる。この場合、溝部605は、離型を阻害しないように、離型時に第1金型601が移動する方向に対して溝605の形成方向が抜き勾配0°になるような立ち壁を持つ必要がある。このような第1金型601、第2金型602を用いて金型内被覆成形を行う場合、先ず、樹脂成形品を成形する。次に第1金型601と第2金型602との間を所定間隔だけ開いて、塗料注入機606によりキャビティ603内に所定量の塗料を注入し、その後に第1金型601、第2金型602を閉じる。
As shown in FIG. 10, in the mold of Patent Document 1, a
図12は図11に示す形状を有する副キャビティ604及び溝部605について、上述した樹脂の成形から塗料の注入、型締めまでの工程における樹脂及び塗料の成形の様子を説明したものである。まず、成形樹脂607は、キャビティ603及び副キャビティ604並びに溝部605へ充填される。この状態で、第1金型601、第2金型602を所定幅開いて、隙間609を作る。次に、その隙間609に塗料608を注入する。そして、型締めを行って塗料608を均一に成形樹脂607の表面に行き渡らせる。このとき、過剰な塗料608は溝部605に収容され、また、成形樹脂607を変形させて金型のパート面へ流出することはない。
FIG. 12 explains the state of molding of the resin and paint in the steps from resin molding to paint injection and mold clamping described above for the
しかしながら、前記特許文献1に記載された金型構造では、溝部605に充填された樹脂は充填直後から収縮を開始し、樹脂と溝部605との間には若干ではあるがクリアランスが発生している。図13は図12の射出成形工程における溝部の拡大図、図14は図12の型開き工程における溝部の拡大図である。型開き工程を行うことで、溝部605に形成された成形樹脂607は第2金型602から離型しており、立ち壁の抜き勾配が0°に設定されていても、金型の凹凸701と成形樹脂607の表面に形成された凹凸702により、クリアランス703が発生している。そのため、塗料を注入して型締めされる際に、溝部605に収容された塗料608及びクリアランス703に収容された塗料608(図12参照)は、塗料の特性にもよるが、クリアランス703を伝って金型パート面へ流出し、バリが発生し、そのバリが金型に残留することになる。金型のパート面にバリが残留することにより、定期的な金型のメンテナンスが必要となり、連続成形が困難となる。
However, in the mold structure described in Patent Document 1, the resin filled in the
本発明は、前記課題を解決するもので、パート面に発生するバリを抑制することを目的とする。 This invention solves the said subject, and it aims at suppressing the burr | flash which generate | occur | produces on a part surface.
上記目的を達成するために、本発明の成形金型は、固定型である1または複数の第1金型と、可動型である1または複数の第2金型と、前記第2金型の移動に即して移動できる第3金型と、前記第1金型,前記第2金型および前記第3金型に囲まれるキャビティと、前記第3金型を前記第2金型に押し付けるシリンダーと、前記第1金型に形成されて前記キャビティに樹脂を注入するスプルーと、前記第2金型に形成されて前記キャビティに塗料を注入する注入機とを有し、前記第3金型は前記キャビティの外周部に配置され、型締めした状態で前記樹脂が前記キャビティに注入され前記樹脂が硬化した後、前記第2金型が移動すると共に前記第3金型が前記第2金型に圧接されて硬化した前記樹脂と前記第2金型との間に隙間が形成され、前記隙間に前記塗料が注入され、前記第2金型が前記第1金型の方向に移動した後、前記塗料が固化されることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a molding die of the present invention includes one or more first molds that are fixed molds, one or more second molds that are movable molds, and the second mold. A third mold that can move in accordance with the movement, a cavity surrounded by the first mold, the second mold, and the third mold, and a cylinder that presses the third mold against the second mold A sprue formed in the first mold and injecting resin into the cavity, and an injector formed in the second mold and injecting paint into the cavity. The resin is placed in the outer periphery of the cavity, and after the mold is clamped, the resin is injected into the cavity and the resin is hardened. Then, the second mold moves and the third mold becomes the second mold. A gap is formed between the resin that has been pressed and cured and the second mold, The paint serial gap is injected, after the second die is moved in the direction of the first mold, the coating material is characterized in that it is solidified.
また、本発明の金型内被覆成形方法は、固定型である1または複数の第1金型,可動型である1または複数の第2金型および前記第2金型の移動に即して移動できる第3金型を用いて金型内被覆成形する際に、前記第1金型,前記第2金型および前記第3金型を型締めする工程と、前記第1金型,前記第2金型および前記第3金型に囲まれるキャビティ内に樹脂を注入する工程と、前記樹脂を硬化させる工程と、前記第3金型を前記第2金型に圧接させた状態で前記第2金型を移動させて硬化した前記樹脂と前記第2金型との間に隙間を形成する工程と、前記隙間に塗料を注入する工程と、前記第2金型を前記第1金型の方向に移動させる工程と、前記塗料を固化させる工程とを有し、前記第3金型が前記キャビティの外周部に配置されることを特徴とする。 Further, the in-mold coating forming method of the present invention is in accordance with the movement of one or more first molds that are fixed molds, one or more second molds that are movable molds, and the second mold. A step of clamping the first mold, the second mold, and the third mold when performing in-mold coating using a movable third mold, and the first mold, the first mold, A step of injecting a resin into a cavity surrounded by two molds and the third mold, a step of curing the resin, and the second mold in a state where the third mold is in pressure contact with the second mold. A step of forming a gap between the cured resin by moving the mold and the second mold, a step of injecting paint into the gap, and a direction of the second mold in the direction of the first mold And a step of solidifying the paint, wherein the third mold is disposed on the outer periphery of the cavity. The features.
以上のように、樹脂を注入し固化した後、第3金型を第2金型に押し付けた状態のままで第1金型と第2金型との間隔を所定量開くことにより、樹脂が収縮したとしても第3金型はその収縮に伴って可動して収縮によりクリアランスが発生することを抑制するため、流動性のよい塗料を使用した場合でもバリの発生を抑制することができる。 As described above, after the resin has been injected and solidified, the resin is removed by opening a predetermined distance between the first mold and the second mold while the third mold is pressed against the second mold. Even when contracted, the third mold moves along with the contraction and suppresses the generation of clearance due to the contraction. Therefore, even when a paint having good fluidity is used, the generation of burrs can be suppressed.
以下、本発明の金型内被覆成形方法及び成形金型の実施の形態について、図面を用いて説明する。
(実施の形態1)
図1は本発明のIMC射出成形金型の構成を示す図である。
Hereinafter, embodiments of an in-mold coating forming method and a forming mold according to the present invention will be described with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a view showing a configuration of an IMC injection mold according to the present invention.
金型は、固定側の第1金型101と第3金型103、可動側の第2金型102で構成される。第1金型101は、型板104に取り付けられている。第3金型103はシリンダー105により、第1金型101の外周で摺動させることが可能であり、第2金型202に押し当てられている。
The mold is composed of a
第1金型101には凸形のキャビティ面106が形成されている。第2金型102には凹形のキャビティ面107が形成されている。型締め状態では、第1金型101,第2金型102および第3金型103によって製品形状部のキャビティ108が形成される。また、第1金型101、型板104にはキャビティ108に樹脂を流すためのスプルー109、第2金型102には製品外観表面に塗料を注入するための注入機110が設けられている。
A
図1に示す成形金型を用いた金型内被覆成形方法を、図2〜図9を用いて詳しく説明する。
図2〜図6は本発明の金型内被覆成形方法の各工程における金型の動作を説明する断面図である。図7は本発明の金型内被覆成形における樹脂注入時のキャビティ周辺部の構成を説明する概略図、図8は本発明の金型内被覆成形における樹脂と金型の隙間の構成を説明する図、図9は実施の形態2における成形金型の構成を示す要部拡大図である。
The in-mold coating forming method using the forming mold shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIGS.
2-6 is sectional drawing explaining operation | movement of the metal mold | die in each process of the in-mold coating molding method of this invention. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the configuration of the cavity peripheral portion at the time of resin injection in the in-mold coating of the present invention, and FIG. 8 explains the configuration of the gap between the resin and the mold in the in-mold coating of the present invention. FIG. 9 and FIG. 9 are enlarged views of main parts showing the configuration of the molding die in the second embodiment.
まず、図2は第1金型101及び第3金型103と第2金型102とが型開き位置にある状態である。
次に、第1金型101及び第3金型103と第2金型102とが型締めされる。このとき、第3金型103はシリンダー105により第2金型102に押し当てられている。図1はこの状態を示す図である。
First, FIG. 2 shows a state in which the
Next, the
次に、図3に示すように、第1金型101、第2金型102、第3金型103に囲まれたキャビティ108に、成形機のシリンダーからスプルー109を介して、溶融した熱可塑性樹脂201を射出する。図7は図3で熱可塑性樹脂201が充填された状態の成形品外周部の拡大図である。熱可塑性樹脂201の成形圧力よりシリンダー105による第3金型103の型締め力を小さくして、第2金型102と第3金型103との間に意図的に隙間302を発生させる。これにより、隙間302に熱可塑性樹脂201が進入し、パート面に熱可塑性樹脂201からなるバリ301が発生する。このとき、バリ301の厚さLは0.1mm程度とし、製品端面より剥がれることがないように型締め力を調整する。このプロセスの後、型締め状態で金型が冷却されて熱可塑性樹脂201が固化される。このバリ301は製品とくっつき金型には残らないため問題とはならない。
Next, as shown in FIG. 3, the melted thermoplastic resin enters the
次に、図4に示すように、熱可塑性樹脂201が固化された後、射出成形機の機能で第2金型102はわずかに型開きされる。このとき、第1金型101と第2金型102とで挟まれる成形品形成部の熱可塑性樹脂201と第2金型102との間には隙間203が形成される。また、第3金型103はシリンダー105により第2金型102に押し当てられている。そのため、第3金型103と第2金型102とで挟まれて成形品形成部の周囲部分に形成される熱可塑性樹脂201からなる余肉部202は、第2金型102に押し当てられた状態で型開きの動きに追従して移動し、第3金型103と第2金型102との間に隙間が形成されない。図8は図4の状態の成形品外周図の拡大図を示す。熱可塑性樹脂201は凸形のキャビティ面106に収縮により抱きついているため、熱可塑性樹脂201の弾性の範囲内で余肉部202は変形させられ、第2金型102の凹形のキャビティ面107と熱可塑性樹脂201の間には隙間203が形成される。このような変形は、開き量が微小のため、完全に固化していても変形が可能である。隙間の形成は、突出し可能温度に到達した瞬間くらいに行うことが好ましい。隙間203は、端部が第3金型103により第2金型102に押し付けられて固定されているので、成形品中央部よりも外周部のほうが隙間203が小さくなっている特長を持つ。また、確実に隙間203をあけるために、注入機110より気体を噴出すことにより、キャビティ面107と熱可塑性樹脂201の間を真空破壊(空気を充填)させることも有効である。
Next, as shown in FIG. 4, after the
次に、図5に示すように、注入機110から隙間203に熱硬化性の塗料204が注入される。塗料204は非常に流動性が良いが、シリンダー105により、第3金型103が第2金型102に押し付けられているので、余肉部202が収縮した場合でも、第2金型102と第3金型103との間は隙間が作られることなく密着した状態であるため、塗料204が流出することはない。また、塗料204を流す隙間203は外周部ほど薄くなっており、塗料204を注入した場合、毛細管現象により外周部から充填されていく。さらに、外周部の隙間203の厚みは薄く、熱が伝わりやすいので熱硬化性の塗料204が硬化しやすく、塗料204によるバリの発生も抑制されることになる。
Next, as shown in FIG. 5, a
次に、図6に示すように、塗料注入後、硬化前に再型締めを行う。塗料204は、型締めされることにより熱可塑性樹脂201表面に保圧をかけられた状態になる。そのため、第2金型102のキャビティ面107の表面が塗料204の表面に転写されることとなり、塗料204の外観は良好となる。その後、金型の温度により塗料204は加熱され、硬化が促進されて固化する。
Next, as shown in FIG. 6, re-clamping is performed after the coating is injected and before curing. The
このように、成形品の形成領域が第1金型101と第2金型102とで形成され、形成領域の周辺部分が第3金型103と第2金型102とで形成され、第2金型102を開いて塗料204を注入する隙間203を形成する際に、第3金型103は第2金型102に追随して移動して樹脂201が収縮しても第3金型103と第2金型102との間に隙間を形成しないことにより、注入された塗料204が第3金型103と第2金型102との間のパート面に流出することが抑制されてパート面に塗料204のバリが形成されることが抑制される。バリの発生が抑制するため、定期的な金型のメンテナンスが不要となり、連続成形が可能となる。さらに、第3金型103と第2金型102との間に樹脂201からなるバリ301が形成されることにより、樹脂201はバリ301で第3金型103と第2金型102とに強固に固定されるため、より確実に第3金型103と第2金型102との間に隙間203が形成されず、注入された塗料204が第3金型103と第2金型102との間のパート面に流出することがより確実に抑制されてパート面に塗料204のバリが形成されることがより確実に抑制される。さらに、隙間203の端部において、形成領域の外側に向かうほど隙間203が狭いことにより、塗料204は狭い領域ほど硬化が促進されるため、隙間203の端部の塗料204の流出がより抑制され、塗料204のバリの発生が抑制される。
As described above, the formation area of the molded product is formed by the
なお、上記説明では、第3金型103は、形成領域の周辺部分を第2金型102とで挟み込む位置に設けられたが、キャビティ108の周囲に接する位置に設けられても良い。キャビティ108の周囲で第3金型103と第2金型102とが十分な圧力で接することにより、樹脂204はパート面に流出することを抑制される。また、キャビティ108は、第1金型101,第2金型102及び第3金型103の3つの金型で形成されても良いが、4つ以上の金型で形成されても良い。この場合も、第3金型103が固定型に追随しながらキャビティ108の周辺部を構成すれば良い。
In the above description, the
また、さらにバリの発生を抑制する必要がある場合は、注入機110から塗料204を注入する際に、製品外周部のみを加熱装置111により部分的に加熱しても良い。これにより、製品外周部の塗料204の硬化が促進され、塗料204がパート面に流出することが抑制でき、より塗料204のバリの発生を抑制できる。
When it is necessary to further suppress the generation of burrs, only the outer peripheral portion of the product may be partially heated by the
(実施の形態2)
次に、図9を用いて、実施の形態2における成形金型の構成について説明する。
図9は実施の形態2における成形金型の構成を示す要部拡大図である。
(Embodiment 2)
Next, the structure of the molding die in Embodiment 2 is demonstrated using FIG.
FIG. 9 is an enlarged view of a main part showing the configuration of the molding die in the second embodiment.
さらにバリの発生を抑制する必要がある場合は、実施の形態2における成形金型は、実施の形態1における成形金型に対して、図9に示すように、製品外周部に対応する位置に細かい凹凸形状が連続するシボ501を付ける。つまり、実施の形態2における成形金型は、第2金型102の製品が形成される領域の外周部分のキャビティ面107にシボ501が設けられる。これにより、熱可塑性樹脂201の表面にも凹凸502が形成される。そして、熱可塑性樹脂201を固化させた後に型開きすると、隙間203において、第2金型102のキャビティ面107と熱可塑性樹脂201の表面にシボ501及び凹凸502が露出する。この状態で塗料204を注入すると、シボ501及び凹凸502により、第2金型102及び熱可塑性樹脂201と塗料204との接触面積が増えるため、塗料204の硬化効率が増すため、塗料204の流出が抑制され、塗料204のバリの発生が抑制される。
When it is necessary to further suppress the occurrence of burrs, the molding die in the second embodiment is located at a position corresponding to the outer peripheral portion of the product as shown in FIG. 9 with respect to the molding die in the first embodiment. A
以上、本発明を実施の形態の例を用いて説明したが、本発明の主旨を実現する具体的な構造は他に多く考えられ、当該業種に属する者にとって変形は容易であるが、それらは本発明から逸脱するものではない。 As described above, the present invention has been described by using the example of the embodiment, but there are many other specific structures that realize the gist of the present invention, and modifications are easy for those belonging to the industry, It does not depart from the invention.
本発明は、パート面に発生するバリを抑制することができ、樹脂成形品の表面に塗膜を一体成形する金型内被覆成形方法及びそれに用いる成形金型等に有用である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention can suppress the burr | flash which generate | occur | produces on a part surface, and is useful for the molding die used for it, the molding die used for it, etc. which integrally coat a coating film on the surface of a resin molded product.
101 第1金型
102 第2金型
103 第3金型
104 型板
105 シリンダー
106 キャビティ面
107 キャビティ面
108 キャビティ
109 スプルー
110 注入機
111 加熱装置
201 熱可塑性樹脂
202 余肉部
203 隙間
204 塗料
301 バリ
302 隙間
501 シボ
502 凹凸
601 第1金型
602 第2金型
603 キャビティ
604 副キャビティ
605 溝部
606 塗料注入機
607 成形樹脂
608 塗料
609 隙間
701 凹凸
702 凹凸
703 クリアランス
101
Claims (8)
可動型である1または複数の第2金型と、
前記第2金型の移動に即して移動できる第3金型と、
前記第1金型,前記第2金型および前記第3金型に囲まれるキャビティと、
前記第3金型を前記第2金型に押し付けるシリンダーと、
前記第1金型に形成されて前記キャビティに樹脂を注入するスプルーと、
前記第2金型に形成されて前記キャビティに塗料を注入する注入機と
を有し、前記第3金型は前記キャビティの外周部に配置され、型締めした状態で前記樹脂が前記キャビティに注入され前記樹脂が硬化した後、前記第2金型が移動すると共に前記第3金型が前記第2金型に圧接されて硬化した前記樹脂と前記第2金型との間に隙間が形成され、前記隙間に前記塗料が注入され、前記第2金型が前記第1金型の方向に移動した後、前記塗料が固化されることを特徴とする成形金型。 One or more first molds which are fixed molds;
One or more second molds that are movable,
A third mold that can move in accordance with the movement of the second mold;
A cavity surrounded by the first mold, the second mold, and the third mold;
A cylinder that presses the third mold against the second mold;
A sprue formed in the first mold and injecting resin into the cavity;
An injection machine that is formed in the second mold and injects paint into the cavity, and the third mold is disposed on the outer periphery of the cavity, and the resin is injected into the cavity in a clamped state. After the resin is cured, the second mold moves and a gap is formed between the second mold and the resin that is cured by pressing the third mold against the second mold. The molding die is characterized in that the coating material is solidified after the coating material is injected into the gap and the second die moves in the direction of the first die.
前記塗料を注入する際に、前記キャビティの周辺部を加熱することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の成形金型。 A heating device in the vicinity of the periphery of the cavity;
The molding die according to any one of claims 1 to 3, wherein a peripheral portion of the cavity is heated when the paint is injected.
前記第1金型,前記第2金型および前記第3金型を型締めする工程と、
前記第1金型,前記第2金型および前記第3金型に囲まれるキャビティ内に樹脂を注入する工程と、
前記樹脂を硬化させる工程と、
前記第3金型を前記第2金型に圧接させた状態で前記第2金型を移動させて硬化した前記樹脂と前記第2金型との間に隙間を形成する工程と、
前記隙間に塗料を注入する工程と、
前記第2金型を前記第1金型の方向に移動させる工程と、
前記塗料を固化させる工程と
を有し、前記第3金型が前記キャビティの外周部に配置されることを特徴とする金型内被覆成形方法。 Inner mold coating using one or more first molds that are fixed molds, one or more second molds that are movable molds, and a third mold that can move in accordance with the movement of the second molds When molding
Clamping the first mold, the second mold, and the third mold;
Injecting resin into a cavity surrounded by the first mold, the second mold, and the third mold;
Curing the resin;
Forming a gap between the second mold and the resin cured by moving the second mold in a state where the third mold is in pressure contact with the second mold;
Injecting paint into the gap;
Moving the second mold in the direction of the first mold;
And a step of solidifying the paint, wherein the third mold is disposed on an outer periphery of the cavity.
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