JP2024068438A - 金型内コーティング成形品の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型内で熱可塑性樹脂を材料として成形基材を成形した後、成形基材の表面に熱硬化性樹脂をコーティングする際、夫々最適な成形条件、コーティング条件を設定できる金型内コーティング成形品の製造装置を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂を材料として成形基材４を成形する成形金型２とベース金型１との成形用型締め型開き機構１０と、熱硬化性樹脂を材料として成形基材４にコーティングを施すコーティング金型６とベース金型１とのコーティング用型締め型開き機構１１とを別個独立に設け、成形金型２とベース金型１との型締力、型締時間、型締タイミング、成形金型２の金型温度の少なくとも一つを、コーティング金型６とベース金型１との型締力、型締時間、型締タイミング、コーティング金型６の金型温度の少なくとも一つと相違させた。
【選択図】図３

Description

本発明は、金型内で熱可塑性樹脂を用いて成形基材を成形した後、金型内で成形基材の表面に熱硬化性樹脂をコーティングする金型内コーティング成形品の製造方法及び製造装置に係り、特に、熱可塑性樹脂を用いた成形基材の成形と、熱硬化性樹脂を用いたコーティングとについて、夫々最適な成形条件、コーティング条件を設定できる金型内コーティング成形品の製造方法及び製造装置に関する。

近年の環境問題への関心が高まる中、有機溶剤を使用せず且つＣＯ２排出削減効果の高い塗装代替技術として、金型内コーティング方法（インモールドコーティング：ＩＭＣ）が注目されている。ＩＭＣとは、成形に用いられた金型を利用して、成形基材の外面と金型の内面との隙間に機能性液状コーティング剤（例えば熱硬化性樹脂）を注入し、加熱により成形基材の外面に被膜を形成する技術である。

ＩＭＣの特徴としては、(1)一般的なスプレー塗装で用いられる有機溶剤を使用しないので環境及び人体に優しい、(2)塗装工程を行うための設備（スプレー吹付、オーブン熱処理）が不要、(3)塗料を有機溶剤で希釈しないので塗布前の材料（塗料）が成形基材の外面に塗膜として形成される割合（塗着効率）が非常に高く無駄が極めて少ない、等が挙げられる。ＩＭＣは、成形品表面の品質向上及び塗装工程の簡略化を目的として利用されており、特に外観及び品質に対する要求度の高い自動車業界において、外装部品等に広く利用されている。

ところで、ＩＭＣとして、金型内で熱可塑性樹脂成形品を成形後、その金型を僅かに開く（コアバックする）ことで形成された熱可塑性樹脂成形品の表面と金型のキャビティ表面との隙間（注入スペース）にコーティング剤として熱硬化性樹脂を注入し、注入後に金型を再度型締めして熱硬化性樹脂を固化させ、熱可塑性樹脂成形品の表面に熱硬化性樹脂をコーティングする金型内被覆成形方法が知られている（特許文献１参照）。しかし、このような所謂コアバック法においては、金型内コーティング成形品を製造する際、樹脂成形工程の時間とコーティング剤注入硬化工程の時間とが加算されるため、合計の成形サイクルが長くなり、製造コストを押し上げる原因となっている。また、型開きによるコーティング剤の注入スペースは、型開き型締め方向に沿った面では略零であることから、型開き型締め方向と交差する面しか対応できない。

これらの問題点を解決できるＩＭＣとして、成形品の裏面形成金型と表面形成金型に加えて成形品表面をコーティングするための塗膜形成金型を備えた型内塗装品の製造方法が知られている（特許文献２参照）。この型内塗装品の製造方法は、裏面形成金型、表面形成金型及び塗膜形成金型を備えた製造装置を用い、裏面形成金型と表面形成金型との間において成形品を成形した後、裏面形成金型が成形品を保持する状態で裏面形成金型と表面形成金型とを型開きし、裏面形成金型と対向する表面形成金型を塗膜形成金型に切り替え、成形品を保持する裏面形成金型と塗膜形成金型とを型閉じして、成形品と塗膜形成金型との間に形成されたコーティングギャップにコーティング剤として熱硬化性樹脂を注入固化させ、成形品の表面を熱硬化性樹脂でコーティングするものである。

この型内塗装品の製造装置の一例として、特許文献２の図３、図４には、互いに近接離間移動する一対のプラテン（固定プラテン、可動プラテン）の一方（可動プラテン）に同一形状の第１裏面形成金型と第２裏面形成金型とを並設し、他方（固定プラテン）に第１裏面形成金型に対向して表面形成金型を配設すると共に第２裏面形成金型に対向して塗膜形成金型を配設したものが記載されている。可動プラテンは、型締め型開き方向に沿った軸廻りに回転自在となっており、回転することによって第１裏面形成金型の位置と第２裏面形成金型の位置とが入れ替わり、第１裏面形成金型が塗膜形成金型と対向し、第２裏面形成金型が表面形成金型と対向するようになっている。

この構成によれば、可動プラテンを固定プラテンに対して近接離間移動させると、第１裏面形成金型と表面形成金型との型締め型開きと、第２裏面形成金型と塗膜形成金型との型締め型開きとが同時が行われ、可動プラテンを回転させることで、第２裏面形成金型と表面形成金型との型締め型開きと、第１裏面形成金型と塗膜形成金型との型締め型開きとが同時に行われるので、成形工程とコーティング工程とを同時に行うことができ、成形サイクルに無駄がなくなる。また、第１、第２裏面形成金型に対して表面形成金型をコアバックさせてコーティングするのではなく、表面形成金型とは別形状の塗膜形成金型を用いてコーティングしているので、型開き型締め方向に関係なくコーティング剤の注入スペースを確保できる。

特許第３６１７８０７号公報 特開２００９－１０１６７０号公報

しかし、上述したように型締め型開き操作が一対の型締機構から構成されているシステム、すなわち固定プラテンと可動プラテンが各１枚で構成されていて成形工程とコーティング工程が同調せざるを得ないシステムでは、成形品の材料である熱可塑性樹脂の特性、コーティングの材料である熱硬化性樹脂の特性の双方に最適な製造条件（型締力、型締時間、型締タイミング、金型温度等）を独立して設定することができないので、成形品及びコーティングの何れか一方の品質を優先すると他方の品質に悪影響を及ぼしてしまう。このため、製造された金型内コーティング成形品の品質には、改善の余地が残されている。

以上の事情を考慮して創案された本発明の目的は、金型内で熱可塑性樹脂を材料として成形基材を成形した後、成形基材の表面に熱硬化性樹脂をコーティングする金型内コーティング成形品の製造方法及び製造装置において、熱可塑性樹脂を材料とした成形基材の成形と、熱硬化性樹脂を材料としたコーティングについて、夫々最適な成形条件、コーティング条件を設定できる金型内コーティング成形品の製造方法及び製造装置を提供することにある。

上記目的を達成すべく創案された本発明によれば、ベース金型と成形金型とを型締めしてベース金型と成形金型との間に形成された成形ギャップに熱可塑性樹脂を射出固化させて成形基材を成形し、成形基材がベース金型に保持された状態でベース金型と成形金型とを型開きしてベース金型と対向する成形金型をコーティング金型に切り替え、コーティング金型とベース金型とを型締めしてベース金型に保持された成形基材とコーティング金型との間に形成されたコーティングギャップに熱硬化性樹脂を注入硬化させて成形基材の表面にコーティングした金型内コーティング成形品の製造方法であって、ベース金型と成形金型とを型締め型開きする成形用型締め型開き機構と、ベース金型とコーティング金型とを型締め型開きするコーティング用型締め型開き機構とを別個独立に設け、成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から成形基材を射出成形する際のベース金型と成形金型との型締力、型締時間、型締タイミング、成形金型の金型温度の少なくとも一つを、コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を成形基材にコーティングする際のベース金型とコーティング金型との型締力、型締時間、型締タイミング、コーティング金型の金型温度の少なくとも一つと相違させた、ことを特徴とする金型内コーティング成形品の製造方法が提供される（請求項１）。

本発明に係る金型内コーティング成形品の製造方法においては、成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から成形基材を射出成形する際のベース金型と成形金型との型締力が、コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を成形基材にコーティングする際のベース金型とコーティング金型との型締力よりも大きく、成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から成形基材を射出成形する際のベース金型と成形金型との型締時間が、コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を成形基材にコーティングする際のベース金型とコーティング金型との型締時間よりも短く設定されていてもよい（請求項２）。

また、本発明によれば、ベース金型と成形金型とを型締めしてベース金型と成形金型との間に形成された成形ギャップに熱可塑性樹脂を射出固化させて成形基材を成形し、成形基材がベース金型に保持された状態でベース金型と成形金型とを型開きしてベース金型と対向する成形金型をコーティング金型に切り替え、コーティング金型とベース金型とを型締めしてベース金型に保持された成形基材とコーティング金型との間に形成されたコーティングギャップに熱硬化性樹脂を注入硬化させて成形基材の表面にコーティングする金型内コーティング成形品の製造装置であって、ベース金型と成形金型とを型締め型開きする成形用型締め型開き機構と、ベース金型とコーティング金型とを型締め型開きするコーティング用型締め型開き機構とを別個独立に設け、成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から成形基材を射出成形する際のベース金型と成形金型との型締力、型締時間、型締タイミング、成形金型の金型温度の少なくとも一つが、コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を成形基材にコーティングする際のベース金型とコーティング金型との型締力、型締時間、型締タイミング、コーティング金型の金型温度の少なくとも一つと相違している、ことを特徴とする金型内コーティング成形品の製造装置が提供される（請求項３）。

本発明に係る金型内コーティング成形品の製造装置においては、成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から成形基材を射出成形する際のベース金型と成形金型との型締力が、コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を成形基材にコーティングする際のベース金型とコーティング金型との型締力よりも大きく、成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から成形基材を射出成形する際のベース金型と成形金型との型締時間が、コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を成形基材にコーティングする際のベース金型とコーティング金型との型締時間よりも短く設定されていてもよい（請求項４）。

本発明に係る金型内コーティング成形品の製造装置においては、成形金型及びコーティング金型と対向するターンテーブルを備え、ターンテーブルに、ベース金型が１８０度間隔で２個が設置され、ターンテーブルを回転させることで、ベース金型の一方が成形金型に対向し且つベース金型の他方がコーティング金型に対向する第一状態と、ベース金型の他方が成形金型に対向し且つベース金型の一方がコーティング金型に対向する第二状態とに切り替えるターンテーブル回転駆動部を有し、成形用型締め型開き機構は、ターンテーブルを回転自在に支持する基台に設けられており、第一状態のときベース金型の一方と成形金型とを型締め型開きし、第二状態のときベース金型の他方と成形金型とを型締め型開きし、コーティング用型締め型開き機構は、基台に設けられており、第一状態のときベース金型の他方とコーティング金型とを型締め型開きし、第二状態のときベース金型の一方とコーティング金型とを型締め型開きするものであってもよい（請求項５）。

本発明に係る金型内コーティング成形品の製造装置においては、ベース金型の一方及びベース金型の他方に、夫々同数凸設された複数の成形コアと、成形金型に、成形コアに応じて凹設された複数の成形キャビティと、コーティング金型に、成形コアに応じて凹設された複数の塗装キャビティと、成形用型締め型開き機構によって、ベース金型の一方と成形金型とが型締めされたとき、又はベース金型の他方と成形金型とが型締めされたとき、成形コアと成形キャビティとの間に形成された成形ギャップに熱可塑性樹脂を射出する可塑化射出ユニットと、コーティング用型締め型開き機構によって、ベース金型の他方とコーティング金型とが型締めされたとき、又はベース金型の一方とコーティング金型とが型締めされたとき、成形コアに保持された成形基材と塗装キャビティとの間に形成されたコーティングギャップに熱硬化性樹脂を注入するコーティング剤注入インジェクタと、を備えいてもよい（請求項６）。

本発明に係る金型内コーティング成形品の製造装置においては、コーティング剤注入インジェクタが、複数の塗装キャビティまでの注入距離が等しくなるように、コーティング金型の略中央に配置されていてもよい（請求項７）。

本発明に係る金型内コーティング成形品の製造装置においては、成形金型には、ベース金型の一方又はベース金型の他方と型締めされたとき、複数の成形コアと複数の成形キャビティとの間に夫々形成された成形ギャップに、可塑化射出ユニットから射出された熱可塑性樹脂を均等の長さで導くためのランナー溝が形成されており、コーティング金型には、ベース金型の他方又はベース金型の一方と型締めされたとき、複数の成形コアに夫々保持された成形基材と複数の塗装キャビティとの間に夫々形成されたコーティングギャップに、コーティング剤注入インジェクタから注入された熱硬化性樹脂をランナー溝によって成形されたランナーに沿って均等の長さで導くためのコーティング剤用溝が形成されていてもよい（請求項８）。

本発明に係る金型内コーティング成形品の製造方法及び製造装置によれば、次のような効果を発揮できる。
（１）熱可塑性樹脂から成形基材を成形するためにベース金型と成形金型とを型締め型開きする成形用型締め型開き機構と、熱硬化性樹脂から成形基材の表面にコーティングを施すためにベース金型とコーティング金型とを型締め型開きするコーティング用型締め型開き機構とを別個独立に設けたので、熱可塑性樹脂を材料とした成形基材の成形と、熱硬化性樹脂を材料としたコーティングとについて、夫々最適な成形条件、コーティング条件を設定できる。
（２）すなわち、成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から成形基材を射出成形する際のベース金型と成形金型との型締力、型締時間、型締タイミング、成形金型の金型温度の少なくとも一つを、コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を成形基材の表面にコーティングする際のベース金型とコーティング金型との型締力、型締時間、型締タイミング、コーティング金型の金型温度の少なくとも一つと相違させることで、成形基材の品質とコーティングの品質を両立できる。
（３）従って、金型内で熱可塑性樹脂を材料として成形基材を成形した後、成形基材の表面に熱硬化性樹脂をコーティングする金型内コーティング成形品の製造方法及び製造装置において、熱可塑性樹脂を材料とした成形基材の成形と、熱硬化性樹脂を材料としたコーティングとについて、夫々最適な成形条件、コーティング条件を設定でき、成形基材の品質とコーティングの品質を両立できる。よって、製造された金型内コーティング成形品の品質を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る金型内コーティング成形品の製造装置（横射出）の部分透視斜視図である。 図１のII－II線断面図である。 図１の正面図（部分断面）である。 図３に続く工程を示す正面図（部分断面）である。 成形基材（熱可塑性樹脂製）を成形する様子を示す説明図であり、（ａ）は成形金型の下面（パーティング面）に形成された成形キャビティ、ランナー溝、スプルー溝を示す成形金型の下面図（パーティング面から見た平面図）、（ｂ）は（ａ）のｂ－ｂ線断面におけるベース金型と成形金型図の断面図（射出成形前）、（ｃ）は（ｂ）に続く工程を示す断面図（射出成形後）である。 図５の成形金型と図２のベース金型とによって成形された成形基材をベース金型の成形コアから仮想的に取り外した様子を示す斜視図である。 成形基材に熱硬化性樹脂をコーティングする様子を示す説明図であり、（ａ）はベース金型の下面（パーティング面）に形成された塗装キャビティ、コーティング剤用溝、コーティング剤用スプルー通路を示すコーティング金型の下面図（パーティング面から見た平面図）、（ｂ）は（ａ）のｂ－ｂ線断面におけるベース金型とランナーとコーティング金型図の断面図（コーティング前）、（ｃ）は（ｂ）に続く工程を示す断面図（コーティング後）である。 図１に続く工程を示す金型内コーティング成形品の製造装置の部分透視斜視図である。 （ａ）は図８に続く工程を示す金型内コーティング成形品の製造装置の部分透視斜視図、（ｂ）は製造された金型内コーティング成形品の断面図である。 本発明の変形実施形態に係る金型内コーティング成形品の製造装置（縦射出）の部分透視斜視図である。 図１０に示す金型内コーティング成形品の製造装置（縦射出）によって成形された成形基材がベース金型に保持された状態を示す斜視図である。 図１１に示すランナーに沿ってコーティング剤として熱硬化性樹脂を流して得られたコーティング済の製品を示す斜視図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。係る実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（金型内コーティング成形品の製造方法の概要）
本発明に係る金型内コーティング成形品の製造方法は、図１、図３に示すベース金型１と成形金型２とを図４に示すように型締めしてベース金型１と成形金型２との間に形成された成形ギャップ３に熱可塑性樹脂を射出固化させて図６に示すように成形基材４を成形し、図８に示すように成形基材４がベース金型１に保持された状態でベース金型１と成形金型２とを型開きし、ターンテーブル５を図９に示す９０度回転させた状態を経て１８０度回転させ、図１に示すようにベース金型１に保持された成形基材４がコーティング金型と対向するようにし、図４に示すようにコーティング金型６とベース金型１とを型締めしてベース金型１に保持された成形基材４とコーティング金型６との間に形成されたコーティングギャップ７に熱硬化性樹脂を注入硬化させ、図９（ｂ）に示すように熱可塑性樹脂から成る成形基材４の表面に熱硬化性樹脂から成るコーティング層８が形成された金型内コーティング成形品９を製造するものである。

本発明の一実施形態に係る金型内コーティング成形品９の製造方法の特徴は、図３、図４に示すように、一方のベース金型１と成形金型２とを型締め型開きする成形用型締め型開き機構１０と、他方のベース金型１とコーティング金型６とを型締め型開きするコーティング用型締め型開き機構１１とを別個独立に設け、成形用型締め型開き機構１０によるベース金型１と成形金型２との型締力、型締時間、型締タイミング、成形金型２の金型温度の少なくとも一つを、コーティング用型締め型開き機構１１によるベース金型１とコーティング金型６との型締力、型締時間、型締タイミング、コーティング金型６の金型温度の少なくとも一つと相違させた点にある。

これにより、熱可塑性樹脂を材料とし、成形金型２、ベース金型１、成形用型締め型開き機構１０を用いた成形基材４の成形と、熱硬化性樹脂を材料とし、コーティング金型６、ベース金型１、コーティング用型締め型開き機構１１を用いた成形基材４の表面へのコーティングとについて、夫々最適な成形条件、コーティング条件を設定でき、図９（ｂ）に示すように、製造された金型内コーティング成形品９について、熱可塑性樹脂製の成形基材４の品質と、熱硬化性樹脂製のコーティング層８の品質とを両立できる。以下、本実施形態に係る金型内コーティング成形品９の製造方法及びその製造装置について詳述する。

（金型内コーティング成形品９の製造装置１２の概要）
図１に示すように、本実施形態に係る金型内コーティング成形品９の製造装置１２は、基台１３と、基台１３に回転自在に設けられたターンテーブル５と、ターンテーブル５に１８０度間隔で載置された２個のベース金型１と、一方のベース金型１に対向して配置された成形金型２と、他方のベース金型１に対向して配置されたコーティング金型６と、一方のベース金型１と成形金型２とを型締め型開きする成形用型締め型開き機構１０と、他方のベース金型１とコーティング金型６とを型締め型開きするコーティング用型締め型開き機構１１とを備えている。

（ターンテーブル５）
図２に示すように、ターンテーブル５は、中心に孔５ａを有するドーナッツ状に形成されている。このターンテーブル５には、２個のベース金型１が１８０度間隔で配設されている。ターンテーブル５を回転させるターンテーブル回転駆動部（回転位置を正確に決められるステッピングモーター等、図示省略）は、ターンテーブル５を１８０度回転させることで、図１に示すように、一方のベース金型１が成形金型２に対向し且つ他方のベース金型１がコーティング金型６に対向する第一状態と、第一状態から１８０度回転位相がずれた図８に示すように、他方のベース金型１が成形金型２に対向し且つ一方のベース金型１がコーティング金型６に対向する第二状態とに切り替える機能を有する。

（成形用型締め型開き機構１０）
図１、図３、図４に示すように、成形用型締め型開き機構１０は、成形金型２が下面に取り付けられた略三角形状の上部成形プラテン１４と、上部成形プラテン１４の三隅の下面に夫々取り付けられ基台１３を上下移動自在に貫通した三本の成形ガイド柱１５と、これら成形ガイド柱１５の下端に取り付けられた略三角形状の下部成形プラテン１６と、下部成形プラテン１６の上面と基台１３の下面との間に介設された成形用駆動装置（例えば電動モータ等）１７とを備えている。三本の成形ガイド柱１５は、外側の二本がターンテーブル５の径方向外方に配置され、内側の一本がターンテーブル５の中心孔５ａに配置されており、ターンテーブル５の回転を阻害しない。

この成形用型締め型開き機構１０によれば、図３に示すように成形用駆動装置１７が収縮した状態から図４に示すように成形用駆動装置１７を伸張させると、下部成形プラテン１６が下降し、成形ガイド柱１５を介して上部成形プラテン１４が下降し、上部成形プラテン１４に取り付けられた成形金型２が下降してベース金型１に当接し、ベース金型１と成形金型２とが型閉じされる。図４は、図１に示す第一状態（一方のベース金型１が成形金型２に対向し且つ他方のベース金型１がコーティング金型６に対向する状態）において、成形金型２が成形用型締め型開き機構１０によって下降され、コーティング金型６が後述するコーティング用型締め型開き機構１１によって下降された断面図である。

ここで、図１の第一状態からターンテーブル５を１８０度回転させると、コーティング金型６と対向している他方のベース金型１が成形金型２に対向する第二状態となるので、成形用駆動装置１７の伸張に伴って下降した成形金型２は、他方のベース金型１に当接することになる。すなわち、成形用型締め型開き機構１０は、図１に示す第一状態のとき一方のベース金型１と成形金型２とを型締め型開きし、第一状態からターンテーブル５を１８０度回転させた第二状態のとき他方のベース金型１と成形金型２とを型締め型開きする。

（コーティング用型締め型開き機構１１）
図１、図３、図４に示すように、コーティング用型締め型開き機構１１は、コーティング金型６が下面に取り付けられた略三角形状の上部塗装プラテン１８と、上部塗装プラテン１８の三隅の下面に夫々取り付けられ基台１３を上下移動自在に貫通した三本の塗装ガイド柱１９と、これら塗装ガイド柱１９の下端に取り付けられた略三角形状の下部塗装プラテン２０と、下部塗装プラテン２０の上面と基台１３の下面との間に介設された塗装用駆動装置（例えば電動モータ等）２１とを備えている。三本の塗装ガイド柱１９は、外側の二本がターンテーブル５の径方向外方に配置され、内側の一本がターンテーブル５の中心孔５ａに配置されており、ターンテーブル５の回転を阻害しない。

このコーティング用型締め型開き機構１１によれば、図３に示すように塗装用駆動装置２１が収縮した状態から図４に示すように塗装用駆動装置２１を伸張させると、下部塗装プラテン２０が下降し、塗装ガイド柱１９を介して上部塗装プラテン１８が下降し、上部塗装プラテン１８に取り付けられたコーティング金型６が下降してベース金型１に当接し、ベース金型１とコーティング金型６とが型閉じされる。なお、ベース金型１には、前工程において射出成形された成形基材４が装着されている。図４は、図１に示す第一状態（一方のベース金型１が成形金型２に対向し且つ他方のベース金型１がコーティング金型６に対向する状態）において、コーティング金型６がコーティング用型締め型開き機構１１によって下降され、成形金型２が上述の成形用型締め型開き機構１０によって下降された断面図である。

ここで、図１の第一状態からターンテーブル５を１８０度回転させると、成形金型２と対向している一方のベース金型１がコーティング金型６に対向する第二状態となるので、塗装用駆動装置２１の伸張に伴って下降したコーティング金型６は、一方のベース金型１に当接することになる。すなわち、コーティング型締め型開き機構１１は、図１に示す第一状態のとき他方のベース金型１とコーティング金型６とを型締め型開きし、第一状態からターンテーブルを１８０度回転させた第二状態のとき一方のベース金型１とコーティング金型６とを型締め型開きする。

（成形コア２２）
図１、図３に示すように、一方のベース金型１及び他方のベース金型１の上面（パーティング面）には、夫々、複数（例えば４個）の成形コア２２が凸設されている。成形コア２２は本実施形態においては４個であるが２個以上であれば何個でもよい。成形コア２２は、一方のベース金型１及び他方のベース金型１に同数設けられており、一方のベース金型１と他方のベース金型１とにおいて同じ形状となっている。成形コア２２は、本実施形態においては直方体であるが、この形状に限られない。

（成形キャビティ２３）
図１、図３に示すように、成形金型２の下面（パーティング面）には、成形コア２２に応じた複数（本実施形態においては４個）の成形キャビティ２３が凹設されている。成形キャビティ２３は、成形コア２２と比べると、縦、横、高さが三次元的に一回り大きく形成されており、図３から図４に示すように、型締めされたとき、成形キャビティ２３と成形コア２２との間に、成形基材４を成形するための成形ギャップ３が形成される。

（塗装キャビティ２４）
図１、図３に示すように、コーティング金型６の下面（パーティング面）には、成形コア２２に応じた複数（本実施形態においては４個）の塗装キャビティ２４が凹設されている。塗装キャビティ２４は、成形キャビティ２３と比べると、縦、横、高さが三次元的に僅かに大きく形成されており、図３から図４に示すように、型締めされたとき、塗装キャビティ２４と成形コア２２に保持された成形基材４との間に、コーティング剤を注入するためのコーティングギャップ７が形成される。

（可塑化射出ユニット２６）
図１に示すように、基台１３の側部には副台２５が設けられており、図３、図４に示すように、副台２５には、熱可塑性樹脂を成形ギャップ７に注入するための可塑化射出ユニット２６が、ターンテーブル５の径方向に沿って移動自在に設けられている。可塑化射出ユニット２６は、第一状態において一方のベース金型１と成形金型２とが成形用型締め型開き機構１０によって型締めされたとき、一方のベース金型１の成形コア２２と成形キャビティ２３との間に形成された成形ギャップ３に熱可塑性樹脂を注入し、第一状態からターンテーブル５が１８０度回転された第二状態において他方のベース金型１と成形金型２とが成形用型締め型開き機構１０によって型締めされたとき、他方のベース金型１の成形コア２２と成形キャビティ２３との間に形成された成形ギャップ３に熱可塑性樹脂を注入するものである。

（熱可塑性樹脂）
可塑化射出ユニット２６から射出される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－酢酸ビニルポリマーといったポリオレフィン樹脂、ポリビニルアルコール等の結晶性汎用樹脂、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリアセタール等の結晶性エンジニアリングプラスチック、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳＡ樹脂、ＰＭＭＡ樹脂等の非晶性汎用樹脂、ポリカーボネート、変性ＰＰＯ、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエーテルイミド等の非晶性エンジニアリングプラスチック、その他、ポリスチレン樹脂、熱可塑性エラストマー等が挙げられ、これらは混合して用いることも可能である。

また、熱可塑性を維持する範囲で上述した各種の熱可塑性樹脂に他の成分、例えば、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を混合したものを用いることもできる。更に、これらの各種材料にカーボン繊維やガラス繊維等の各種繊維を添加した複合材料を用いることも可能である。なお、本明細書において、成形基材４（図９（ｂ）参照）を成す熱可塑性樹脂はハッチングで示す。

（スプルー溝２７、ランナー溝２８）
図１、図５（ａ）に示すように、成形金型２の下面（パーティング面）には、可塑化射出ユニット２６から射出された熱可塑性樹脂を成形キャビティ２３（正確には成形ギャップ３（図４参照））に導くため、スプルー溝２７およびランナー溝２８が形成されている。スプルー溝２７は、一端が成形金型２の側部に窪んで形成された注入口２７ａに接続され、他端がランナー溝２８の中心部２８ａに接続されている。ランナー溝２８は、中心部２８ａから各成形キャビティ２３までの距離が等しい所謂トーナメントタイプとなっており、スプルー溝２７に繋がる円柱状の中心部２８ａと、中心部２８ａから図５（ａ）の上下方向に延びる第一溝部２８ｂと、第一溝部２８ｂから図５（ａ）の左右方向に延びて４個の成形ギャップ３に繋がる第二溝２８ｃとを備えている。

図５（ｂ）に示すように、成形金型２の下面（パーティング面）に凹設された第一溝部２８ｂの天井面には、凸部２８ｄが第一溝部２８ｂの長手方向に沿って形成されており、図５（ｃ）に示すように、成形金型２の下面（パーティング面）とベース金型１の上面（パーティング面）とを突き当てて、それらの間に可塑化射出ユニット２６から射出された熱可塑性樹脂が注入されると、成形されたランナー２９には、コーティング剤として熱硬化性樹脂を流すための凹部３０が形成されるようになっている（図６参照）。また、図５（ａ）に示す第二溝部２８ｃ、中心部２８ａについても、同様の構成となっている。この結果、図５（ａ）、図６に示すように、ランナー溝２８（中心部２８ａ、第一溝部２８ｃ、第二溝部２８ｃ、凸部２８ｄ）によって成形されたランナー２９には、コーティング剤としての熱硬化性樹脂を流すための凹部３０が形成される。

（コーティング剤注入インジェクタ３１）
図１、図３に示すように、コーティング用型締め型開き機構１１の上部塗装プラテン１８には、熱硬化性樹脂を図４に示すコーティングャップ７に注入するためのコーティング剤注入インジェクタ３１が立設されている。図４に示すように、コーティング注入インジェクタは３１、第一状態において他方のベース金型１とコーティング金型６とがコーティング用型締め型開き機構１１によって型締めされたとき、他方のベース金型１の成形コア２２に保持された成形基材４と塗装キャビティ２４との間に形成されたコーティングギャップ７に熱硬化性樹脂を注入し、第一状態からターンテーブル５が１８０度回転された第二状態において一方のベース金型１とコーティング金型６とがコーティング用型締め型開き機構１１によって型締めされたとき、一方のベース金型１の成形コア２２に保持された成形基材４と塗装キャビティ２４との間に形成されたコーティングギャップ７に熱硬化性樹脂を注入するものである。

（熱硬化性樹脂）
コーティング剤注入インジェクタ３１から注入される熱硬化性樹脂としては、例えば熱硬化塗料が用いられる。熱硬化塗料は、コーティング剤注入インジェクタ３１からコーティングギャップ７に注入された後、コーティング金型６を熱源とした熱反応によって硬化し、成形基材４の外面に付着される。コーティングギャップ７内の熱硬化塗料を加熱硬化させるため、コーティング金型６にはヒーターが内蔵されている。ヒーターとしては、例えば、ニクロム線等の電気抵抗線をコーティング金型６の塗装キャビティ２４の近傍に配設したものが考えられる。また、加熱方法として、温度制御性が求められ、設定温度が１２０℃以下の場合は水温調、１２０℃を越える場合は油温調等が用いられる。

熱硬化塗料としては、アルキド樹脂系、エポキシ樹脂系、ポリウレタン系、ビニル樹脂系等の他、エポキシアクリレートオリゴマー、ウレタンアクリレートオリゴマー、ポリエステルアクリレートオリゴマー、これら各種オリゴマーとエチレン性不飽和モノマーからなるラジカル重合型塗料、アルキド樹脂系、エポキシ樹脂エステル系、脂肪酸変性ウレタン樹脂系等の酸化重合型塗料、エポキシ樹脂系、ポリウレタン系、不飽和ポリエステル系等の多液反応型塗料、或いはこれらの塗料に金属粉や顔料、紫外線吸収剤等を添加した機能性塗料、フッ素樹脂系ラッカー、シリコン樹脂系ラッカー、シラン系ハードコート剤等を用いることができる。なお、本明細書において、成形基材４の外面に施されるコーティング層８（図９（ｂ）参照）を成す熱硬化性樹脂はドットで示す。

（コーティング剤用スプルー通路３２、コーティング剤用溝３３）
図１、図７（ａ）に示すように、コーティング金型６の下面（パーティング面）には、コーティング剤注入インジェクタ３１から射出された熱硬化性樹脂を塗装キャビティ２４（正確にはコーティングギャップ７（図４参照））に導くため、コーティング剤用スプルー通路３２及びコーティング剤用溝３３が形成されている。図４に示すように、コーティング剤用スプルー通路３２は、一端がコーティング剤注入インジェクタ３１の噴出口に接続され、他端がトーナメントタイプのランナー２９（図６参照）の中心部に接続されている。図７（ｂ）に示すように、コーティング剤用溝３３は、コーティング金型６の下面（パーティング面）に、ランナー２９の幅及び高さに合わせて凹設されている。

図７（ｃ）に示すように、コーティング金型６の下面（パーティング面）とベース金型１の上面（パーティング面）とを突き当てると、ランナー２９に形成された凹部２９がコーティング剤用溝３３の天井面に覆われ、コーティング剤注入インジェクタ３１（ず４参照）から注入された熱硬化性樹脂を流すための通路３４が形成される。この通路３４は、所謂トーナメントタイプのランナー２９（図６参照）に沿って形成されるため、コーティング剤注入インジェクタ３１の噴出口から各塗装キャビティ２４（正確にはコーティングギャップ７（図４参照））までの距離が等しくなる。また、図７（ａ）に破線で示すように、コーティング剤注入インジェクタ３１は、コーティング金型６の略中央に配置されており、４個の塗装キャビティ２４の中心部に位置しているので、コーティング剤注入インジェクタ３１の噴出口から各塗装キャビティ２４（正確にはコーティングギャップ７（図４参照））までの距離が最短となる。

（型締力、型締時間、型締タイミング、金型温度）
本発明においては、図３、図４に示すように、熱可塑性樹脂から成形基材４を成形するためにベース金型１と成形金型２とを型締め型開きする成形用型締め型開き機構１０と、熱硬化性樹脂から成形基材４の表面にコーティングを施すためにベース金型１とコーティング金型６とを型締め型開きするコーティング用型締め型開き機構１１とを別個独立に設けたので、熱可塑性樹脂を材料とした成形基材４の成形と、熱硬化性樹脂を材料としたコーティングとについて、夫々最適な成形条件、コーティング条件を設定できる。

具体的には、成形用型締め型開き機構１０が熱可塑性樹脂から成形基材４を射出成形する際のベース金型１と成形金型２との型締力、型締時間、型締タイミング、成形金型１の金型温度の少なくとも一つは、コーティング用型締め型開き機構１１が熱硬化性樹脂を成形基材４にコーティングする際のベース金型１とコーティング金型６との型締力、型締時間、型締タイミング、コーティング金型６の金型温度の少なくとも一つと相違している。

詳しくは、成形用型締め型開き機構１０が熱可塑性樹脂から成形基材４を射出成形する際のベース金型１と成形金型２との型締力は、コーティング用型締め型開き機構１１が熱硬化性樹脂を成形基材４の表面にコーティングする際のベース金型１とコーティング金型６との型締力よりも大きく、成形用型締め型開き機構１０が熱可塑性樹脂から成形基材４を射出成形する際のベース金型１と成形金型２との型締時間が、コーティング用型締め型開き機構１１が熱硬化性樹脂を成形基材４の表面にコーティングする際のベース金型１とコーティング金型６との型締時間よりも短く設定されている。以下、詳述する。

（型締力）
熱可塑性樹脂（成形樹脂）、熱硬化性樹脂（コーティング樹脂）は、いずれにおいても、固化後の収縮や変形を抑制するため、型締力が必要である点は共通している。留意点として、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂やメラミン樹脂等は、加えられた圧力が高いほど流動性が高まる為、適切な型締力を選択しなければ、バリによる外観不良を生む可能性がある。射出成形において、型締力は以下により算出される。
Ｆ＝ｐ×Ａ Ｆ：必要型締力 ｐ：射出注入圧力 Ａ：成形品投影面積

上記式を用いて計算される、成形基材部とコーティング部の型締力計算例を以下に示す。射出注入圧力ｐは、材料の流動性や成形品の形状によって決定される。以下計算では一般的な値を表記する。コーティング部の投影面積は、成形基材部の投影面積を１００％とした場合の割合で表記する。
射出注入圧力ｐ 投影面積Ａ 型締力Ｆ
成形基材部 ２０～４０MPa × １００％ ＝ ２０００～４０００
コーティング部 ２～３MPa × ９０～数％＝ ２～２７０

上記より、型締力の比は、成形基材部：コーティング部 = １００：５程度となることが分かる。成形工程とコーティング工程が別れていることで、熱可塑性樹脂の成形基材部と、熱硬化性樹脂のコーティング部で、材料特性や投影面積が異なっている場合でも、最適な型締力を夫々選択することができる。

（型締時間：（成形サイクル））
熱可塑性樹脂は、型締時間が冷却時間に略等しい。樹脂材料の熱伝導に基づいて冷却が進む。熱硬化性樹脂は、型締時間が硬化時間に略等しい。加熱により化学反応を促進し、高温であるほど硬化は早い。熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂は、いずれにおいても、型締め時間が成形サイクルの大部分を占め、成形品の厚みによりその時間は大きく増減する。

１ｍｍの平板を考えた場合、熱可塑性樹脂であるＰＣ、ＰＳ、ＡＢＳ等では１０～２０秒程度、熱硬化性樹脂であるフェノール樹脂では５０～６０秒が標準とされている。熱硬化性樹脂は、充填前に予備加熱(フェノール樹脂では８０～１２０℃)を行うことで、硬化時間を１／３程度に短縮することができるが、熱可塑性樹脂と比較して時間を要することには変わりない。すなわち、型締時間は熱可塑性樹脂の方が熱硬化性樹脂よりも短い。

（型締タイミング）
型締めタイミングに関し、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂で異なる点を以下に列記する。

熱可塑性樹脂については、生産性向上を狙った高度な成形技法として、金型が微量に開いた状態で溶融樹脂を充填し、樹脂の充填中または充填直前で最終型締めを行い、保圧完了後、型締力を低減させる手法がある。これにより、成形品内部の収縮量が均一となり、残留ひずみの少ない、均一な肉厚の成形品を得ることができる。薄肉な成形品に特に有効で、光学レンズ等の成形に実用化されている。

熱硬化性樹脂については、熱硬化性樹脂を加熱すると、樹脂内部の揮発物や水分がガスとなって発散し、成形品の外観に影響を与える為、ガス抜き操作を行う。成形材料を金型へ投入し、軟化した材料が金型内に行き渡った頃、瞬間的に金型を開き、樹脂から発生したガスを金型の外へ逃がす。その後、所定の型締力を付与し、硬化を行う。特に、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂の成形において、重要な操作となる。

上述した二つの成形技法の型締状態を、成形の流れに沿って、以下の表に比較する。下表において、○は熱可塑性樹脂の場合の工程を示し、□は熱硬化性樹脂の場合の工程を示す。
（成形の流れ→）
樹脂充填前 充填開始～充填完了 保圧 保圧終了～取出
完全型開状態 ○○○○○ ○○○
□□□□□ □□□□□□
微量型開状態 ○○○○○○
□□
低圧型締 ○○○
□□□□□□□□
最終型締 ○○○○○○○○○
□□□□□
なお、この表は、○の熱可塑性樹脂と□の熱硬化性樹脂とについて、「樹脂充填前」～「取出」までの成形時間を仮想的に同時間とした場合、各工程（完全型開状態、微量型開状態、低圧型締、最終型締）の順番や、各工程の全体に対する時間の割合を、夫々表した型締タイミングの説明図である。実際の型締時間は、上述したように、熱可塑性樹脂の方が熱硬化性樹脂よりも短い。

熱可塑性樹脂の場合、成形の流れが「樹脂充填前」、「充填開始～充填完了」、「保圧」、「保圧終了～取出」と移行するに応じて、○同士を繋げる工程となり、「完全型開状態」、「微量型開状態」、「最終型締」、「低圧型締」、「完全型開状態」となる。熱硬化性樹脂の場合、成形の流れが「樹脂充填前」、「充填開始～充填完了」、「保圧」、「保圧終了～取出」と移行するに応じて、□同士を繋げる工程となり、「完全型開状態」、「低圧型締」、「微量型開状態」、「最終型締」、「完全型開状態」となる。

双方とも、金型内のエアーやガスを、効率よく排出する目的で行われているが、熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂では、その挙動が異なる。本実施形態によれば、図１等に示すように、可塑化射出ユニット２６から射出された熱可塑性樹脂による成形工程と、コーティング剤注入インジェクタ３１から注入された熱硬化性樹脂によりコーティング工程とを、成形用型締め型開き機構１０とコーティング用型締め型開き機構１１とを用いて別個独立に行うことができるので、このような挙動が異なる成形技法も、夫々独立して行うことができる。

（金型温度）
熱可塑性樹脂と熱硬化性樹脂では、温度調整する目的が異なる。熱可塑性樹脂においては、付与された流動性を取り除くことを目的に冷却する(可逆性の物理的変化)。熱硬化性樹脂においては、化学反応を促進することを目的に加熱する(不可逆性の化学的変化)。目的が夫々反対方向(加熱→冷却、冷却→加熱)である為、熱可塑性樹脂樹脂の金型（成形金型２）は相対的に低温となり、熱硬化性樹脂の金型（コーティング金型６）は相対的に高温となる傾向が強い。以下に具体例を示す。

金型温度（℃）
熱可塑性樹脂 ＰＳ ８０
ＰＡ ５０
ＰＣ １００
ＰＥＥＫ １５０
熱硬化性樹脂 フェノール樹脂 １３０～１６０
（レゾール）
アクリル樹脂 １００～１６０

上述した型締力、型締時間、型締タイミング、金型温度を、成形工程（熱可塑性樹脂）とコーティング工程（熱硬化性樹脂）について纏めると、以下の表のようになる。

樹脂 型締力 型締時間 型締タイミング 金型温度℃
（成形サイクル）
成形工程 熱可塑性 大 短 夫々特殊な ５０～１５０
コーティング工程 熱硬化性 小 長 成形技法あり １００～１６０

型締力に関しては、成形工程の方がコーティング工程よりも型締力が大きいので、図１等に示すように、成形用型締め型開き機構１０の上部成形プラテン１４及び下部成形プラテン１６がコーティング用型締め型開き機構１１の上部塗装プラテン１８及び下部塗装プラテン２０よりも厚く、成形用型締め型開き機構１０の成形ガイド柱１５がコーティング用型締め型開き機構１１の塗装ガイド柱１９より大径となっている。また、図３、図４に示すように、成形用型締め型開き機構１０の成形用駆動装置１７がコーティング用型締め型開き機構１１の塗装用駆動装置２１よりも大型（高出力）となっている。

型締時間に関しては、成形工程の方がコーティング工程よりも型締時間が短いので、成形用型締め型開き機構１０の成形用駆動装置１７とコーティング用型締め型開き機構１１の塗装用駆動装置２１とを制御する制御部（コンピュータ）が、成形工程の型締時間とコーティング工程の型締時間とを、前者が後者より短く且つ夫々最適な時間となるように別個独立に制御するようになっている。

型締タイミングに関しては、成形工程とコーティング工程とで上述のように夫々異なった特殊な技法があるので、成形用型締め型開き機構１０の成形用駆動装置１７とコーティング用型締め型開き機構１１の塗装用駆動装置２１とが、それらを制御する制御部（コンピュータ）によって、成形工程の技法とコーティング工程の技法に応じて別々に伸縮制御されるようになっている。

金型温度に関しては、成形工程とコーティング工程とで夫々異なった最適温度があるので、それらの温度に応じて成形金型２の温度とコーティング金型６の温度とが調節されている。具体的には、成形金型２及びコーティング金型６には夫々温度調節用の冷水回路、温水回路、加熱用ヒーター等が設置されており、それらによって成形金型２の温度とコーティング金型６の温度が成形工程とコーティング工程に応じた最適な温度に調節されている。

具体的な成形金型２の温度、コーティング金型６の温度は、成形金型２によって成形される熱可塑性樹脂の種類（ＰＳ、ＰＡ、ＰＣ、ＰＥＥＫ等）、コーティング金型６によってコーティングされる熱硬化樹脂の種類（フェノール樹脂（レゾール）、アクリル樹脂等）によって相違するが、概して、熱可塑性樹脂を成形する成形金型２の温度が熱硬化性樹脂をコーティングするコーティング金型６の温度よりも低く設定されており、成形金型２には冷水回路等の冷却手段が設置され、成形金型６には加熱用ヒーターや温水回路等の加熱手段が設置されている。

（各工程について）
以下、本実施形態に係る金型内コーティング成形品の製造方法の工程を、成形工程とコーティング工程とに分けて説明する。

（成形工程）
先ず、熱可塑性樹脂を材料とし、成形金型２とベース金型１を用いた成形工程を説明する。
（１）図１、図３の状態からスタートする。但し、最初のスタート時には、左側のベース金型１に保持されている成形基材４は存在しない。
（２）図４に示すように、成形用型締め型開き機構１０によって上部成形プラテン１４が下降されて成形金型２が下降し、成形金型２とベース金型１とが型締めされる。このとき、ベース金型１の成形コア２２と成形金型２の成形キャビティ２３との間には、成形ギャップ３が形成されている。
（３）図４に示すように、可塑化射出ユニット２６が前進し、そのノズル部が成形金型２とベース金型１とのパーティング面に窪んで形成された注入口２７ａに接続される。
（４）可塑化射出ユニット２６のノズル部から溶融状態の熱可塑性樹脂が射出され、射出された熱可塑性樹脂が、図５（ａ）に示すスプルー溝２７およびランナー溝２８を通り、図４に示す成形コア２２と成形キャビティ２３との間に形成された成形ギャップ３に射出され、充填されてフルパックされる。

（５）図４の成形ギャップ３に充填された溶融状態の熱可塑性樹脂の冷却が完了して固化した後、可塑化射出ユニット２６が後退され、そのノズル部が注入口２７ａから離間した後、成形用型締め型開き機構１０によって上部成形プラテン１４が上昇されて成形金型２が上昇し、成形金型２とベース金型１とが型開きされる。このとき、ベース金型１の成形コア２２には、図８に示すように、熱可塑性樹脂から成形された成形基材４が保持された状態となっている。なお、図６に、成形基材４の形状を分かり易くするため、成形基材４が成形コア２２から仮想的に離型した状態を示す。
（６）図８に示すように、成形基材４がベース金型１の成形コア２２に保持された状態のまま、ターンテーブル５が図９（ａ）に示すように９０度回転される。
（７）この状態でコーティング済の成形基材４（金型内コーティング成形品９）が他方のベース金型１の成形コア２２に装着されている場合（本製造装置による二巡目の製造の場合、後述のコーティング工程で説明する）は、図示しないイジェクト機構によって成形コア２２から金型内コーティング成形品９を離型させて取り出す。
（８）図９（ａ）からターンテーブル５が更に９０度回転され、図１の状態となり、成形基材４が装着されたベース金型１がコーティング金型６と対向する位置となり、何も装着されていない他方のベース金型１が成形金型２と対向する位置となる。
（９）その後、上述した手順（２）～（８）の各工程が繰り返される。

（コーティング工程）
次に、熱硬化性樹脂を材料とし、コーティング金型６とベース金型１を用いたコーティング工程を説明する。
（１０）コーティング工程は、（１）～（９）で説明した成形工程がスタートすると同時にスタートされ、図１、図３の状態からスタートする。左側のベース金型１には、先の成形工程によって成形された成形基材４（熱可塑性樹脂製）が保持された状態となっている。
（１１）図１、図３の状態から、コーティング用型締め型開き機構１１によって上部塗装プラテン１８が下降されてコーティング金型６が下降し、図４に示すように、コーティング金型６とベース金型１とが型締めされる。このとき、ベース金型１の成形コア２２に保持された成形基材４とコーティング金型６の塗装キャビティ２４との間には、コーティングギャップ７が形成される。
（１２）図４に示すように、上部塗装プラテン１８に設けられたコーティング剤注入インジェクタ３１から熱硬化性樹脂が注入される。注入された熱硬化性樹脂は、図４に示すコーティング剤用スプルー通路３２および図７（ａ）に示すコーティング剤用溝３３を通り、図４に示すコーティングギャップ７に射出され、充填される。
（１３）ここで、図７（ａ）に示すように、コーティング剤注入インジェクタ３１がコーティング金型６の略中央に配置されており、そこから噴射された熱硬化性樹脂がトーナメントタイプのランナー２９（図６参照）に形成された通路３４（図７（ｃ）参照）を流れるので、コーティング剤注入インジェクタ３１から注入された熱硬化性樹脂は、各塗装キャビティ４内のコーティングギャップ７（図４参照）に均等に最短距離で注入される。

（１４）図４に示す各コーティングギャップ７に注入された熱硬化性樹脂の硬化反応が完了した後、図８に示すように、コーティング用型締め型開き機構１１によって上部塗装プラテン１８が上昇されてコーティング金型６が上昇し、コーティング金型６とベース金型１とが型開きされる。このとき、ベース金型１の成形コア２２には、コーティング済みの成形基材４（金型内コーティング成形品９）が保持された状態となっている。
（１５）図８に示すように、成形金型２と一方のベース金型１とによって熱可塑性樹脂から成形基材４を成形する成形工程と、コーティング金型６と他方のベース金型１とによって熱硬化性樹脂から成形基材４の表面にコーティングを施すコーティング工程とが共に完了して、共に型開きしたタイミングで、図９（ａ）に示すように、ターンテーブル５が９０度回転される。
（１６）図９（ａ）に示すように、ベース金型１の成形コア２２に装着されているコーティング済の成形基材４（金型内コーティング成形品９）が、図示しないイジェクト機構によって成形コア２２から離型され、取り出される。取り出された、４個がランナー２９で連結された製品（金型内コーティング成形品９）は、ランナー２９の部分で切断され、４個別々の金型内コーティング成形品９となる。図９（ｂ）に示すように、金型内コーティング成形品９は、熱可塑性樹脂から成る成形基材４と、その表面にコーティングされた熱硬化性樹脂から成るコーティング層８とから構成されている。
（１７）図９（ａ）からターンテーブル５が更に９０度回転され、図１の状態となり、何も装着されていないベース金型１が成形金型２と対向する位置となり、同時に行われている成形工程により成形された成形基材４を保持するベース金型１がコーティング金型６と対向する位置となる。
（１８）その後、上述した手順（１０）～（１７）の各工程が繰り返される。

このようにして、熱可塑性樹脂を用いた成形工程を行いつつ、熱硬化性樹脂を用いたコーティング工程を行うことで、金型内コーティング成形品９の製造効率が従来の所謂コアバック法と比べて向上する。また、成形工程を成形用型締め型開き機構１０によって行い、コーティング工程をコーティング用型締め型開き機構１１によって別個独立に行っているので、熱可塑性樹脂を材料とした成形基材４の成形と、熱硬化性樹脂を材料としたコーティングとについて、夫々の樹脂に最適な成形条件、コーティング条件を設定でき、製造された金型内コーティング成形品９について、成形基材４の品質とコーティング層８の品質を両立できる。

（変形実施形態例）
図１０に、本発明の変形実施形態に係る金型内コーティング成形品９の製造装置（縦射出）１２ａを示す。この金型内コーティング成形品９の製造装置（縦射出）１２ａは、可塑化射出ユニット２６ａが成形用型締め型開き機構１０の上部成形プラテン１４に装着されている点が図１に示す前実施形態に係る金型内コーティング成形品９の製造装置（横射出）１２と異なり、その他は前実施形態と同様の構成となっている。よって、前実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略し、以下相違点を説明する。

図１０（変形実施形態）と図１（前実施形態）とを対比すれば明らかなように、図１０の変形実施形態においては、可塑化射出ユニット２６ａが上部成形プラテン１４に立設されている縦射出タイプとなっているため、図１０に示す前実施形態の横射出タイプでは必要であったベース金型１のパーティング面に形成されたスプルー溝２７が不要となって存在しない。

図１０に示す変形実施形態の成形金型２には、図１１に示す成形基材４を成形するため、４個の成形キャビティ２３、ランナー溝２８、スプルー通路２７が形成されている。スプルー通路２７は、上端が可塑化射出ユニット２６ａの噴出口に接続され、下端が４個の成形キャビティ２３の中央に配置されている。ランナー溝２８は、中央のスプルー通路２７から各成形キャビティ２３までの距離が等しくなるトーナメントタイプとなっている。また、図１０に示す成形金型２には、図１１に示すランナー２９に中心のスプルー３５（スプルー通路２７によって成形されたスプルー３５）を避けて接続されている迂回ランナー３６を成形するため、迂回ランナー溝３７が形成されている。迂回ランナー３６及びランナー２９には、コーティング剤注入インジェクタ３１から注入された熱硬化性樹脂を流すための凹部３０が形成されている。

他方、図１０に示す変形実施形態のコーティング金型６には、図１１に示す成形基材４に図１２に示すようにコーティングを施すため、４個の塗装キャビティ２４、コーティング剤用スプルー通路３２、コーティング剤用溝３３が形成されている。コーティング剤用スプルー通路３２は、上端がコーティング剤注入インジェクタ３１の噴出口に接続され、下端が迂回ランナー３６（図１１参照）の中間部３６ａに接続されている。コーティング剤用溝３３は、図１１に示すランナー２９及び迂回ランナー３６に沿うように形成されている。迂回ランナー３６の中間部３６ａとランナー２９とは２箇所で接続（接続部２９ａ）されており、これら接続部２９ａと中間部３６ａとの夫々の長さは、均等長さとなっている。ランナー２９及び迂回ランナー３６には、コーティング剤注入インジェクタ３１から注入された熱熱硬化性樹脂が流れる凹部３０が形成されており、迂回ランナー３６の中間部３６ａから各塗装キャビティ２４までの通路の長さが全て均等になっている。

この構成によれば、図１０に示すコーティング剤注入インジェクタ３１から注入された熱硬化性樹脂は、コーティング剤用スプルー通路３２、図１１に示す迂回ランナー３６の凹部３０、ランナー２９の凹部３０を通って、４個の塗装キャビティ２４に（正確には４個の成形基材４と塗装キャビティ２４との間に夫々形成されたコーティングギャップ７（図４参照））に注入される。ここで、図１０に示すコーティング剤用スプルー通路３２によって成形された図１２に示すコーティング剤スプルー３７は、４個のコーティングギャップ７の中央ではないが、コーティング剤注入インジェクタ３１から噴出された熱硬化性樹脂が、中間部３６ａから接続部２９ａまでの長さが等しい迂回ランナー３６に沿って流れた後、所謂トーナメントタイプのランナー２９に沿って流れるため、通路長さは４個均等となり、各コーティングギャップ７に熱硬化性樹脂を均等に注入できる。また、図１０に示すように、可塑化射出ユニット２６ａは、成形金型２に常にタッチしており、工程に応じて前後に移動させる必要がないため、稼働時間が短縮され、成形サイクルが前実施形態よりも短くなる。その他、変形実施形態の基本的な作用効果は前実施形態と同様である。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例又は修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

本発明は、金型内で熱可塑性樹脂を用いて成形基材を成形した後、金型内で成形基材の表面に熱硬化性樹脂をコーティングする金型内コーティング成形品の製造方法及び製造装置に係り、特に、熱可塑性樹脂を用いた成形基材の成形と、熱硬化性樹脂を用いたコーティングとについて、夫々最適な成形条件、コーティング条件を設定できる金型内コーティング成形品の製造方法及び製造装置に利用できる。

１ ベース金型
２ 成形金型
３ 成形ギャップ
４ 成形基材
５ ターンテーブル
６ コーティング金型
７ コーティングギャップ
８ コーティング層
９ 金型内コーティング成形品
１０ 成形用型締め型開き機構
１１ コーティング用型締め型開き機構
１２ 金型内コーティング成形品の製造装置
１３ 基台
２２ 成形コア
２３ 成形キャビティ
２４ 塗装キャビティ
２６ 可塑化射出ユニット
２８ ランナー溝
２９ ランナー
３１ コーティング剤注入インジェクタ
３３ コーティング剤用溝

Claims (8)

1. ベース金型と成形金型とを型締めして前記ベース金型と前記成形金型との間に形成された成形ギャップに熱可塑性樹脂を射出固化させて成形基材を成形し、該成形基材が前記ベース金型に保持された状態で前記ベース金型と前記成形金型とを型開きして前記ベース金型と対向する前記成形金型をコーティング金型に切り替え、該コーティング金型と前記ベース金型とを型締めして前記ベース金型に保持された前記成形基材と前記コーティング金型との間に形成されたコーティングギャップに熱硬化性樹脂を注入硬化させて前記成形基材の表面にコーティングした金型内コーティング成形品の製造方法であって、
   前記ベース金型と前記成形金型とを型締め型開きする成形用型締め型開き機構と、前記ベース金型と前記コーティング金型とを型締め型開きするコーティング用型締め型開き機構とを別個独立に設け、前記成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から前記成形基材を射出成形する際の前記ベース金型と前記成形金型との型締力、型締時間、型締タイミング、前記成形金型の金型温度の少なくとも一つを、前記コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を前記成形基材にコーティングする際の前記ベース金型と前記コーティング金型との型締力、型締時間、型締タイミング、前記コーティング金型の金型温度の少なくとも一つと相違させた、ことを特徴とする金型内コーティング成形品の製造方法。
2. 前記成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から前記成形基材を射出成形する際の前記ベース金型と前記成形金型との型締力が、前記コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を前記成形基材にコーティングする際の前記ベース金型と前記コーティング金型との型締力よりも大きく、
   前記成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から前記成形基材を射出成形する際の前記ベース金型と前記成形金型との型締時間が、前記コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を前記成形基材にコーティングする際の前記ベース金型と前記コーティング金型との型締時間よりも短い、ことを特徴とする請求項１に記載の金型内コーティング成形品の製造方法。
3. ベース金型と成形金型とを型締めして前記ベース金型と前記成形金型との間に形成された成形ギャップに熱可塑性樹脂を射出固化させて成形基材を成形し、該成形基材が前記ベース金型に保持された状態で前記ベース金型と前記成形金型とを型開きして前記ベース金型と対向する前記成形金型をコーティング金型に切り替え、該コーティング金型と前記ベース金型とを型締めして前記ベース金型に保持された前記成形基材と前記コーティング金型との間に形成されたコーティングギャップに熱硬化性樹脂を注入硬化させて前記成形基材の表面にコーティングする金型内コーティング成形品の製造装置であって、
   前記ベース金型と前記成形金型とを型締め型開きする成形用型締め型開き機構と、前記ベース金型と前記コーティング金型とを型締め型開きするコーティング用型締め型開き機構とを別個独立に設け、前記成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から前記成形基材を射出成形する際の前記ベース金型と前記成形金型との型締力、型締時間、型締タイミング、前記成形金型の金型温度の少なくとも一つが、前記コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を前記成形基材にコーティングする際の前記ベース金型と前記コーティング金型との型締力、型締時間、型締タイミング、前記コーティング金型の金型温度の少なくとも一つと相違している、ことを特徴とする金型内コーティング成形品の製造装置。
4. 前記成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から前記成形基材を射出成形する際の前記ベース金型と前記成形金型との型締力が、前記コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を前記成形基材にコーティングする際の前記ベース金型と前記コーティング金型との型締力よりも大きく、
   前記成形用型締め型開き機構が熱可塑性樹脂から前記成形基材を射出成形する際の前記ベース金型と前記成形金型との型締時間が、前記コーティング用型締め型開き機構が熱硬化性樹脂を前記成形基材にコーティングする際の前記ベース金型と前記コーティング金型との型締時間よりも短い、ことを特徴とする請求項３に記載の金型内コーティング成形品の製造装置。
5. 前記成形金型及び前記コーティング金型と対向するターンテーブルを備え、
   該ターンテーブルに、前記ベース金型が１８０度間隔で２個設置され、
   前記ターンテーブルを回転させることで、前記ベース金型の一方が前記成形金型に対向し且つ前記ベース金型の他方が前記コーティング金型に対向する第一状態と、前記ベース金型の他方が前記成形金型に対向し且つ前記ベース金型の一方が前記コーティング金型に対向する第二状態とに切り替えるターンテーブル回転駆動部を有し、
   前記成形用型締め型開き機構は、前記ターンテーブルを回転自在に支持する基台に設けられており、前記第一状態のとき前記ベース金型の一方と前記成形金型とを型締め型開きし、前記第二状態のとき前記ベース金型の他方と前記成形金型とを型締め型開きし、
   前記コーティング用型締め型開き機構は、前記基台に設けられており、前記第一状態のとき前記ベース金型の他方と前記コーティング金型とを型締め型開きし、前記第二状態のとき前記ベース金型の一方と前記コーティング金型とを型締め型開きする、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の金型内コーティング成形品の製造装置。
6. 前記ベース金型の一方及び前記ベース金型の他方に、夫々同数凸設された複数の成形コアと、
   前記成形金型に、前記成形コアに応じて凹設された複数の成形キャビティと、
   前記コーティング金型に、前記成形コアに応じて凹設された複数の塗装キャビティと、
   前記成形用型締め型開き機構によって、前記ベース金型の一方と前記成形金型とが型締めされたとき、又は前記ベース金型の他方と前記成形金型とが型締めされたとき、前記成形コアと前記成形キャビティとの間に形成された成形ギャップに熱可塑性樹脂を射出する可塑化射出ユニットと、
   前記コーティング用型締め型開き機構によって、前記ベース金型の他方と前記コーティング金型とが型締めされたとき、又は前記ベース金型の一方と前記コーティング金型とが型締めされたとき、前記成形コアに保持された前記成形基材と前記塗装キャビティとの間に形成されたコーティングギャップに熱硬化性樹脂を注入するコーティング剤注入インジェクタと、を備えたことを特徴とする請求項５に記載の金型内コーティング成形品の製造装置。
7. 前記コーティング剤注入インジェクタが、前記複数の塗装キャビティまでの注入距離が等しくなるように、前記コーティング金型の略中央に配置されている、ことを特徴とする請求項６に記載の金型内コーティング成形品の製造装置。
8. 前記成形金型には、前記ベース金型の一方又は前記ベース金型の他方と型締めされたとき、前記複数の成形コアと前記複数の成形キャビティとの間に夫々形成された前記成形ギャップに、前記可塑化射出ユニットから射出された熱可塑性樹脂を均等の長さで導くためのランナー溝が形成されており、
   前記コーティング金型には、前記ベース金型の他方又は前記ベース金型の一方と型締めされたとき、前記複数の成形コアに夫々保持された前記成形基材と前記複数の塗装キャビティとの間に夫々形成された前記コーティングギャップに、前記コーティング剤注入インジェクタから注入された熱硬化性樹脂を前記ランナー溝によって成形されたランナーに沿って均等の長さで導くためのコーティング剤用溝が形成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の金型内コーティング成形品の製造装置。

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