JP3573015B2 - 成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂などの成形品の成形と塗装を同時に行うために金型内のキャビティに予め塗料を塗布（モールドコート）する成形品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の成形品として、例えば、車両用のステアリングホイールがある。ステアリングホイールは、芯金を金型キャビティ（成形品形状を作る空洞部）にセットした後に、金型キャビティに樹脂材料を注入し硬化させて成形されている。ステアリングホイールの樹脂成形に使用されているウレタン樹脂は、耐光性に劣り黄変する欠点があるため、その樹脂部分の表面に耐光性をもたせるための塗膜を形成する必要がある。
【０００３】
この塗膜の形成方法として、金型キャビティに予め塗料を塗り、その後、製品の成形を行う方法が適用されている。具体的には、金型を開いてキャビティに塗料溶液をスプレーガンで塗布（モールドコート）する。そして、キャビティにステアリングホイールの芯金をセットした後、金型を閉じてキャビティにウレタンの材料を混合注入して反応硬化させる。これによりステアリングホイールの樹脂部分の表面に耐光性のある塗膜が形成される。なお、金型キャビティに所定の材料を混合注入して反応硬化させる成形方法を反応射出成形（ＲＩＭ：Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）という。また、ここで用いられる塗料は、例えば、溶剤としてのメチルエチルケトン（ＭＥＫ）及びイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と、耐光性に優れたウレタン樹脂とからなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようにスプレーガンにより塗料をキャビティに塗布（モールドコート）した場合では、塗料が金型のキャビティ以外の部分に塗布されたり、金型に塗着せずに空気中に飛散し塗着効率が悪化してしまう。このため、本願発明者は、金型キャビティ内に塗料を注入した後に、そのキャビティを減圧させることで、塗料をキャビティ内に塗布（モールドコート）する方法を提案している。
【０００５】
具体的には、金型外部とキャビティとを連通する排出孔からキャビティ内が減圧されることで、塗料溶液の溶剤が沸騰し、その沸騰時の体積増加及び破泡により塗料がキャビティ壁面に塗布（モールドコート）される。そして、塗料が乾いた後に、ウレタンの材料がキャビティ内に注入されて、同材料がキャビティ内で反応硬化することでウレタン樹脂の成形と塗装が同時に実施される。
【０００６】
ところが、成形品の形状によっては塗料の塗布を十分に行えない場合がある。つまり、金型キャビティ内が均一に減圧されずに、排出孔から遠くなるほど、塗料溶液の沸騰が弱くなり、キャビティ上部への塗布状態が悪化してしまう。例えば、ステアリングホイールの樹脂成形において、リング部よりも容量が大きくなるスポーク部では、塗料が塗布され難くその部分の塗布状態が悪化してしまう。また、塗料の乾燥も悪化してしまう。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、塗料の塗布を短時間で的確に行うことができる成形品の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、金型キャビティに溶剤とウレタン樹脂とを含む塗料溶液を流し込み、減圧状態とした金型キャビティ内で塗料溶液を沸騰させ、沸騰時の体積増加及び破泡により塗料を金型キャビティの壁面に塗布すると共に気化した溶剤を排気して塗膜層を金型キャビティに形成した後、所定材料を金型キャビティに注入し硬化させて形成する成形品の製造方法において、前記金型キャビティ内を均一に減圧するべく複数個の排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことをその要旨としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記金型キャビティの容積が大きくなる部位の前記排出孔ほどその面積が大きくなるよう形成し、その複数の排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことをその要旨としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記金型キャビティの上側に形成した前記複数の排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことをその要旨としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、インサート部材を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、予熱した前記インサート部材を金型キャビティにセットした後に、金型キャビティを減圧することをその要旨としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記成形品はステアリングホイールであり、前記金型キャビティにおけるステアリングホイールの複数のスポーク部に対応する位置に形成した前記排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことをその要旨としている。
【００１３】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、複数個の排出孔から金型キャビティ内が均一に減圧される。この場合、金型キャビティ内の減圧が急速に行われるため、キャビティ全体で塗料溶液中の溶剤が激しく沸騰し、この沸騰時の体積増加及び破泡により塗料が金型キャビティの壁面に塗布（モールドコート）される。また、溶剤の気化ガスの抜けが向上されて塗料の乾燥時間が短縮される。つまり、塗料の塗布（モールドコート）が短時間で的確に行えるようになる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、キャビティの容積が大きくなる部位の排出孔ほどその面積が大きくなるよう形成される。従って、キャビティにおける減圧状態が均一となり、塗料が金型キャビティに的確に塗布（モールドコート）される。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、減圧するための排出孔が金型キャビティの上側に形成される。その結果、金型キャビティの上側にも確実に塗料が塗布（モールドコート）される。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、金型キャビティの減圧に伴い芯金が所定温度以下に低下することが防止され、芯金に付着する塗料の乾燥が促進される。
請求項５に記載の発明によれば、金型キャビティにおけるステアリングホイールの複数のスポーク部に対応する位置に排出孔が形成される。つまり、リング部よりもキャビティ容量が大きいため、塗料が塗布されにくいが、スポーク部に対応する位置からキャビティ内が減圧されることで、沸騰時の体積増加及び破泡による塗料の塗布が確実に実施される。つまり、スポーク部のキャビティ部分に確実に塗料が塗布される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。
図１〜４は、本実施形態における射出成形機の一部断面図であり、図５は同射出成形機により成形される車両用のステアリングホイール１の斜視図である。
【００１８】
図５に示すようにステアリングホイール１は、リング部２、スポーク部３，４，５及びボス部６を有しており、図１〜４に示す射出成形機の金型７（下型８，上型９）は、リング部２及びスポーク部３，４，５の芯金１０をウレタン樹脂で被覆するためのものである。なお、図１，２，４は、ステアリングホイール１のスポーク部４における中心線上での断面図を示し、図３は、ステアリングホイール１のスポーク部３，５における中心線上での断面図を示している。また、本実施形態では、図５に示すステアリングホイール１を裏返した状態で樹脂成形が行われる。
【００１９】
図１〜図４に示すように、金型７は枠体１１と蓋体１２とからなるボックス１３内に配設されている。詳しくは、枠体１１には金型７の下型８が固定され、蓋体１２には金型７の上型９が固定されている。また、蓋体１２における枠体１１との接合部にはシール部材１４が配設されている。そして、図１に示すように金型７が開けられている状態から枠体１１及び下型８が上方へ移動されて図２に示すように芯金１０がセットされた状態で金型７が閉じられ型締めされる。なおこのとき、枠体１１と蓋体１２とによりボックス１３が形成され、シール部材１４によりボックス１３内が密封される。また、本実施形態の芯金１０は、アルミダイカスト、マグネシウムダイカスト、またはそれらからなる合金のダイカスト成形により製造され、芯金１０のリング部１０ａの断面形状は、図２に示すようにＵ字形状となっている。
【００２０】
下型８及び上型９には凹部１５，１６が形成されており、同凹部１５，１６が成形品形状を作るためのキャビティ１７となる。また、成形時にステアリングホイール１の芯金１０を固定するために、下型８の中央部に固定部材１８が突設されるとともに、上型９の中央部に固定部材１９が突設されている。さらに、上型９の凹部１６には、図２に示す排出孔２０ａ，２０ｂと、図３に示す排出孔２０ｃ，２０ｄが形成され、同排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄによりキャビティ１７がボックス１３内の中空部２１に連通される。
【００２１】
詳しくは、上型９の凹部１６において図５に示すステアリングホイール１のリング部２に対応する位置に排出孔２０ａが形成され、スポーク部４の両端部４ａ，４ｂに対応する位置に２つの排出孔２０ｂが形成されている。また、スポーク部３の両端部３ａ，３ｂに対応する位置に２つの排出孔２０ｃが形成され、スポーク部５の両端部５ａ，５ｂに対応する位置に２つの排出孔２０ｄが形成されている。なお、排出孔２０ａの断面積は４ｍｍ２であり、排出孔２０ｂの断面積は１０ｍｍ２である。また、排出孔２０ｃ，２０ｄの断面積は５ｍｍ２である。これら排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、図２及び図３に示すように、金型７内のキャビティ１７において最も高くなる位置に形成されている。この場合、塗布状態を向上させる上で望ましいが、成形後の外観を考慮してパーティングライン（Ｐａｒｔｉｎｇ Ｌｉｎｅ）に形成するようにしてもよい。また、各スポーク部３，４，５に対してそれぞれ２つの排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを形成するようにしたが、各スポーク部３，４，５に対してそれぞれ１つの排出孔を形成してもよい。
【００２２】
枠体１１の一方の側壁（図１の右側の側壁）側に射出ノズル２２が配設されており、図示しない射出装置本体からのウレタン材料が射出ノズル２２からゲート２３を介して金型７のキャビティ１７に注入される。このウレタン材料は、液状であってポリオール成分、イソシアネート成分及び発泡成分を含む。また、枠体１１の他方の側壁（図１の左側の側壁）には排出管３１が設けられ、その排出管３１は、配管３２及びバルブ３３を介して真空ポンプ３４に接続されている。つまり、真空ポンプ３４が駆動されると、ボックス１３内の空気が排出管３１から排出され、ボックス１３内が減圧される。
【００２３】
次に、本実施形態におけるステアリングホイール１のウレタン樹脂の成形方法を図１〜図４を用いて説明する。
先ず、図１に示すように、金型７を開いてキャビティ１７（下型８の凹部１５及び上型９の凹部１６）の壁面に離型剤を塗布する。この離型剤は、ワックス、シリコンオイル等からなり、金型７に成形品が粘着することを防いで、成形品を取り出し易くする目的で塗布されるものである。
【００２４】
次いで、金型７を水平に保ちつつ液状の塗料Ｍ（本実施形態では、１７０ｇ）を下型８の凹部１５に注ぎ込む。本実施の形態における塗料Ｍの溶液は、溶剤としてのメチルエチルケトン（ＭＥＫ）及びイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と、固形分としてのウレタン樹脂を含む。なお、塗料Ｍにおける各成分の割合を重量％で示すと、ＭＥＫ＝約８５％、ＩＰＡ＝約１０％、ウレタン樹脂＝２．５％となる。
【００２５】
そして、赤外線ヒータ等を用いて６０℃に予熱されたインサート部材としての芯金１０を図２及び図３に示すように金型７内にセットして金型７を閉じ型締めする。なおこのとき、枠体１１と蓋体１２とがシール部材１４を介して接合されボックス１３内は密閉状態となる。
【００２６】
その後、真空ポンプ３４を駆動し排出管３１からボックス１３内の空気を排出することでボックス１３内を減圧する。このとき、キャビティ１７内の空気が排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを介してボックス１３内の中空部２１に吸い出されてキャビティ１７内が減圧される。本実施形態では、複数の排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄによりキャビティ１７内が減圧されるので、減圧が急速に行われ、さらにキャビティ１７内での減圧状態が均一になる。そして、キャビティ１７内が減圧されると、塗料Ｍの溶剤（ＭＥＫ，ＩＰＡ）の沸点が低下する。これにより、塗料Ｍは体積増加を伴いつつ沸騰して破泡する。正確には、塗料Ｍは排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ側に流動しながら沸騰する。なお、金型７の温度が５５℃に保たれており、キャビティ１７内が３００ｔｏｒｒ以下に減圧されると溶剤は沸騰する。この沸騰時の体積増加及び破泡により、塗料Ｍがキャビティ１７の壁面に塗布される。その結果、リング部２ばかりでなく容積の大きなスポーク部３，４，５に対応する部分にも確実に塗料Ｍが塗布される。
【００２７】
そして、塗料Ｍの溶剤が気化して、塗料Ｍのウレタン樹脂成分がキャビティ１７の壁面に塗着される。つまり、塗膜層がキャビティ１７の壁面に形成（モールドコート）される。またこのとき、キャビティ１７内における芯金１０の表面が塗料Ｍの溶剤により洗浄されるとともに、接着剤の役割を果たす塗料Ｍが芯金１０の表面にも塗着される。なお、気化した溶剤は排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄからボックス１３内の中空部２１及び排出管３１等を介して真空ポンプ３４から排気される。
【００２８】
次いで、図示しない射出装置本体で混合されたウレタンの材料が射出ノズル２２からゲート２３を介してキャビティ１７に注入されて、図４に示すように同材料がキャビティ１７内で反応硬化する。具体的には、発泡成分とイソシアネート成分とが反応してＣＯ２が発生するとともに、ポリオール成分とイソシアネート成分が反応することでウレタン樹脂の発泡成形が実施される。
【００２９】
このようにして、ステアリングホイール１のリング部２及びスポーク部３，４，５のウレタン樹脂の成形と塗装が同時に実施される。つまり、反応成形により成形されるウレタン樹脂Ｕ２の表面に耐光性のあるウレタン樹脂Ｕ１の塗膜がほぼ均一な厚さ（例えば、１０μｍ）で形成される。また、液状のウレタン材料を用いた発泡成形は、一般的な熱可塑性樹脂の射出成形と比較して、キャビティ１７内が低温、低圧の条件下で樹脂成形が実施される。従って、キャビティ１７の壁面に形成された塗膜層が成形時の圧力や温度によって壊されることが防止される。
【００３０】
その後、金型７が開けられて、図５に示すようにリング部２及びスポーク部３，４，５がウレタン樹脂で被覆されたステアリングホイール１が取り出されて成形工程が終了する。なお、本実施形態では、ステアリングホイール１を裏返した状態で樹脂成形が行われるので、ステアリングホイール１において耐光性が必要となる上側ほど厚いウレタン樹脂Ｕ１の塗膜が形成される。
【００３１】
次に、各条件を変更して上記方法によりステアリングホイール１の成形を行った結果を図６及び図７に示す。なお、変更条件としては、スポーク部における排出孔面積及びキャビティ１７に注入する塗料溶液の量（使用量）である。ここで、排出孔面積とは、スポーク部３，４，５の排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの総断面積をいう。また、スポーク部４に形成される樹脂部分はスポーク部３，５に対してその容量が大きいので、排出孔２０ｂを排出孔２０ｃ，２０ｄに対して２倍の断面積となるよう形成している。例えば、排出孔面積が２０ｍｍ２では、排出孔２０ｂの断面積を５ｍｍ２とし、排出孔２０ｃ，２０ｄの断面積を２．５ｍｍ２としている（前述したように各スポーク部３，４，５に対応する位置には２つの排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄがそれぞれ形成されているので総面積＝２×５＋２×２×２．５＝２０ｍｍ２となる）。
【００３２】
また、図６及び図７では、塗料溶液の使用量を、１５０ｇとした場合を「■」、１６０ｇとした場合を「▲」、１７０ｇとした場合を「●」で示している。
図６に示すように、乾燥時間は、塗料溶液の使用量が増えるほど長くなるが、排出孔面積を大きくするほど乾燥時間が短くなる。また、図７に示すように、各使用量において、排出孔面積を大きくするほど塗布状態が良く、特に、使用量＝１７０ｇ、排出孔面積を４０ｍｍ２としたときに塗布状態が最も良い。従って、本実施形態では、排出孔面積＝４０ｍｍ２（排出孔２０ｂの断面積＝１０ｍｍ２、排出孔２０ｃ，２０ｄの断面積＝５ｍｍ２）、使用量＝１７０ｇでステアリングホイール１を成形している。
【００３３】
因みに、スポーク部３，４，５の排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを設けずにリング部２の排出孔２０ａのみで減圧を行った場合では、塗料溶液の乾燥時間は１８０秒以上となり、塗布状態も悪化してしまう。つまり、減圧時における塗料溶液の沸騰が弱く、塗料Ｍをキャビティ上部に十分に塗布することができない。このため、キャビティ上部及び下部に形成される塗膜層の膜厚差が大きくなってしまう。
【００３４】
また、排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを大きくするほど、塗料溶液の乾燥性及び塗布性は向上するが、ウレタン樹脂成形時における成形性が悪化してしまう。つまり、ウレタン樹脂成形時において、ウレタン材料が排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに到達するとき、その際にウレタン材料が反応硬化して排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを自己シールするようになっているが、排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが大きすぎると、ウレタン材料の反応硬化による自己シールができなくなり、ウレタン材料が排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄから吹き出してしまう。従って、排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、キャビティ形状等に応じて上述のように適度な大きさで設定している。
【００３５】
なお、従来技術のようにスプレーガンにて塗料Ｍを塗布（モールドコート）した場合、キャビティ１７内への塗着効率は約２０％であった。これに対し本実施の形態のように、閉じられたキャビティ１７内で塗料Ｍを塗布した場合では、キャビティ１７内への塗着効率を約５０％〜７０％へ高めることが可能となる。
【００３６】
また、他の製品に本実施形態の成形方法を適用する場合では、キャビティやインサート部材の形状等を考慮して、最適な条件となるように使用量、排出孔面積を適宜検討する必要がある。
【００３７】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）複数の排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄからキャビティ１７内の空気が吸い出されて減圧状態とされる。この場合、キャビティ１７内を均一に減圧できる。さらに、キャビティ１７内の減圧を急速に行うことができる。従って、塗料Ｍの溶剤の沸騰が激しくなり、この沸騰時の体積増加及び破泡によって、キャビティ１７の上部にも確実に塗布できる。また、塗料溶液の気化ガスの排気が促進されて塗料Ｍの乾燥時間を短縮することができる。つまり、塗料Ｍの塗布を短時間で的確に行うことができる。
【００３８】
（２）排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、キャビティ１７の最も高くなる位置に形成されている。従って、キャビティ１７の上側に塗料Ｍをより確実に塗布できる。また、排出孔２０ｂは、スポーク部４の端部４ａ，４ｂに対応する位置に形成され、排出孔２０ｃ，２０ｄは、スポーク部３，５の端部３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂに対応する位置に形成される。このようにすれば、キャビティ１７におけるスポーク部３，４，５の端部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂに対応する部位、つまり塗布し難い部分にも確実に塗料Ｍを塗布できる。
【００３９】
（３）スポーク部における排出孔面積を４０ｍｍ２、塗料溶液の使用量を１７０ｇとした。この場合、乾燥時間が短く、良好な塗布状態を実現できる。
（４）６０℃に予熱した芯金１０を金型７内にセットした。この場合、キャビティ１７の減圧時において、芯金１０が所定温度以下に低下することが防止され、芯金１０に付着した塗料Ｍの乾燥を促進できる。具体的には、芯金１０を加熱しない場合と比べ、乾燥時間を約１０秒短縮できる。特に、本実施形態のように芯金１０のリング部１０ａの断面形状がＵ字形状の場合では、沸騰時の体積増加及び破泡によりリング部１０ａの内側の底に塗料Ｍが貯まってしまうが、この塗料Ｍが芯金１０の熱により再び沸騰する。従って、より的確に塗料Ｍの塗布を行うことができる。
【００４０】
（５）閉じた金型７内において、塗料Ｍの塗布（モールドコート）が実施されるので、スプレーガンで塗料Ｍを塗布（モールドコート）した場合に比べて塗着効率を高めることができ、塗料Ｍの材料費を低減できる。また、塗料Ｍはキャビティ１７外に塗布されることがなく、成形時におけるバリの発生を防止できる。従って、バリを除去するための処理工程が不要となる。その結果、製造コストを低く抑えることができる。さらに、塗料Ｍが外部に飛散することが防止され、作業場をきれいに保つことができ、周囲の環境の悪化を防止することができる。
【００４１】
（６）耐光性に優れるウレタン樹脂塗装Ｕ１の塗膜がステアリングホイール１の樹脂部分の表面に形成されるので、ステアリングホイール１の樹脂部分の内部に反応射出成形により成形したウレタン樹脂Ｕ２の変色を防止できる。また、芯金１０の表面が塗料Ｍの溶剤により洗浄され、その芯金１０の表面には接着性に優れるウレタン樹脂系の塗料Ｍが塗布されるため芯金１０とウレタン樹脂Ｕ１が強固に固着できる。
【００４２】
（７）塗料Ｍが的確に塗布されるので、塗布むらが無くなり成形後において製品表面の塗膜が均一の厚さで形成される。従って、製品性能（耐光性）の悪化を防止できる。また、製品表面の色むらがなく外観不良を低減できる。さらに、塗料溶液をキャビティ１７に流し込む際に、塗料溶液の注入量を調整するだけで、所望の厚さの塗膜を形成することができる。
【００４３】
（８）ウレタン材料を用いた反応射出成形では、熱可塑性樹脂の射出成形と比べて、キャビティ１７内が低温、低圧の条件下で樹脂成形が行われるので、キャビティ１７の壁面に塗布された塗膜層が壊れることを防止できる。つまり、製品の歩留まりを向上できる。
【００４４】
尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
○上記実施形態では、金型７を開けた状態で塗料溶液を注入するものであったが、塗料注入装置を別に設けて、金型７を型締めした状態で塗料注入装置からキャビティ１７に塗料を注入するように構成してもよい。このようにすれば、減圧中のキャビティ１７内に塗料溶液を注入でき、短時間で樹脂成形を実施できるようになる。
【００４５】
○上記実施形態では、リング部１０ａの断面形状がＵ字形状の芯金１０を用いてステアリングホイール１が成形されていたが、リング部の断面形状が丸パイプ状の芯金を用いて成形されるステアリングホイールに適用してもよい。この場合も、芯金を予熱した後に金型キャビティ内にセットすれば、芯金に付着する塗料Ｍの乾燥を促進することができる。
【００４６】
○ステアリングホイール１の樹脂部分の内部をウレタン材料を発泡させて成形するものであったが、これに限定するものではない。要は、射出成形による成形品であればよく、他の樹脂材料、或いはゴム材料等を用いて成形するものでもよい。但し、上述のようなウレタン樹脂を用いた発泡成形等の反応射出成形に適用した方が、低圧、低温の条件下で成形できるので実用上好ましい。
【００４７】
また、成形品はステアリングホイール１に限定されるものではない。例えば、インストルメントパネル、コンソールボックス、グローボックス、ヘッドレスト、アームレスト、ドアカバー、エアスポイラー、バンパー等の部品にも適用できる。勿論、自動車部品以外に家電製品等の樹脂製品に適用してもよい。
【００４８】
○塗料Ｍの成分を適宜変更して実施してもよい。具体的には、ウレタン樹脂に代えて、他の熱硬化性樹脂を用いてもよい。また、塗料Ｍの溶剤として、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）及びイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）以外の溶剤を用いてもよい。或いは、ＭＥＫ，ＩＰＡの溶剤にトルエン等を加えるものでもよい。実用的には、沸点が約１６０℃以下の溶剤を用いるものであればよい。
【００４９】
○上記実施形態では、真空ポンプ３４を駆動してキャビティ１７内を３００ｔｏｒｒ以下に減圧するものであったが、これに限定するものではない。例えば、金型７の温度が常温（約２０℃）であれば、キャビティ１７内を約７０ｔｏｒｒに減圧する。また、塗料Ｍの溶剤を変更した場合その沸点が変化するので、この場合もキャビティ１７内の減圧時の圧力を変更する。つまり、キャビティ１７内の減圧時の圧力は、金型７の温度及び用いられる溶剤の種類により適宜変更して実施する。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、金型キャビティへの塗料の塗布を短時間で的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のステアリングホイールの形成方法を説明するための図。
【図２】実施形態のステアリングホイールの形成方法を説明するための図。
【図３】実施形態のステアリングホイールの形成方法を説明するための図。
【図４】実施形態のステアリングホイールの形成方法を説明するための図。
【図５】実施形態のステアリングホイールの斜視図。
【図６】使用量と乾燥時間との関係を示す図。
【図７】使用量と塗布状態との関係を示す図。
【符号の説明】
１…成形品としてのステアリングホイール、３，４，５…スポーク部、７…金型、１０…インサート部材としての芯金、１７…キャビティ、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ…排出孔、Ｍ…塗料。
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂などの成形品の成形と塗装を同時に行うために金型内のキャビティに予め塗料を塗布（モールドコート）する成形品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の成形品として、例えば、車両用のステアリングホイールがある。ステアリングホイールは、芯金を金型キャビティ（成形品形状を作る空洞部）にセットした後に、金型キャビティに樹脂材料を注入し硬化させて成形されている。ステアリングホイールの樹脂成形に使用されているウレタン樹脂は、耐光性に劣り黄変する欠点があるため、その樹脂部分の表面に耐光性をもたせるための塗膜を形成する必要がある。
【０００３】
この塗膜の形成方法として、金型キャビティに予め塗料を塗り、その後、製品の成形を行う方法が適用されている。具体的には、金型を開いてキャビティに塗料溶液をスプレーガンで塗布（モールドコート）する。そして、キャビティにステアリングホイールの芯金をセットした後、金型を閉じてキャビティにウレタンの材料を混合注入して反応硬化させる。これによりステアリングホイールの樹脂部分の表面に耐光性のある塗膜が形成される。なお、金型キャビティに所定の材料を混合注入して反応硬化させる成形方法を反応射出成形（ＲＩＭ：Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）という。また、ここで用いられる塗料は、例えば、溶剤としてのメチルエチルケトン（ＭＥＫ）及びイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と、耐光性に優れたウレタン樹脂とからなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のようにスプレーガンにより塗料をキャビティに塗布（モールドコート）した場合では、塗料が金型のキャビティ以外の部分に塗布されたり、金型に塗着せずに空気中に飛散し塗着効率が悪化してしまう。このため、本願発明者は、金型キャビティ内に塗料を注入した後に、そのキャビティを減圧させることで、塗料をキャビティ内に塗布（モールドコート）する方法を提案している。
【０００５】
具体的には、金型外部とキャビティとを連通する排出孔からキャビティ内が減圧されることで、塗料溶液の溶剤が沸騰し、その沸騰時の体積増加及び破泡により塗料がキャビティ壁面に塗布（モールドコート）される。そして、塗料が乾いた後に、ウレタンの材料がキャビティ内に注入されて、同材料がキャビティ内で反応硬化することでウレタン樹脂の成形と塗装が同時に実施される。
【０００６】
ところが、成形品の形状によっては塗料の塗布を十分に行えない場合がある。つまり、金型キャビティ内が均一に減圧されずに、排出孔から遠くなるほど、塗料溶液の沸騰が弱くなり、キャビティ上部への塗布状態が悪化してしまう。例えば、ステアリングホイールの樹脂成形において、リング部よりも容量が大きくなるスポーク部では、塗料が塗布され難くその部分の塗布状態が悪化してしまう。また、塗料の乾燥も悪化してしまう。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、塗料の塗布を短時間で的確に行うことができる成形品の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、金型キャビティに溶剤とウレタン樹脂とを含む塗料溶液を流し込み、減圧状態とした金型キャビティ内で塗料溶液を沸騰させ、沸騰時の体積増加及び破泡により塗料を金型キャビティの壁面に塗布すると共に気化した溶剤を排気して塗膜層を金型キャビティに形成した後、所定材料を金型キャビティに注入し硬化させて形成する成形品の製造方法において、前記金型キャビティ内を均一に減圧するべく複数個の排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことをその要旨としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記金型キャビティの容積が大きくなる部位の前記排出孔ほどその面積が大きくなるよう形成し、その複数の排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことをその要旨としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記金型キャビティの上側に形成した前記複数の排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことをその要旨としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、インサート部材を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、予熱した前記インサート部材を金型キャビティにセットした後に、金型キャビティを減圧することをその要旨としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記成形品はステアリングホイールであり、前記金型キャビティにおけるステアリングホイールの複数のスポーク部に対応する位置に形成した前記排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことをその要旨としている。
【００１３】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、複数個の排出孔から金型キャビティ内が均一に減圧される。この場合、金型キャビティ内の減圧が急速に行われるため、キャビティ全体で塗料溶液中の溶剤が激しく沸騰し、この沸騰時の体積増加及び破泡により塗料が金型キャビティの壁面に塗布（モールドコート）される。また、溶剤の気化ガスの抜けが向上されて塗料の乾燥時間が短縮される。つまり、塗料の塗布（モールドコート）が短時間で的確に行えるようになる。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、キャビティの容積が大きくなる部位の排出孔ほどその面積が大きくなるよう形成される。従って、キャビティにおける減圧状態が均一となり、塗料が金型キャビティに的確に塗布（モールドコート）される。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、減圧するための排出孔が金型キャビティの上側に形成される。その結果、金型キャビティの上側にも確実に塗料が塗布（モールドコート）される。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、金型キャビティの減圧に伴い芯金が所定温度以下に低下することが防止され、芯金に付着する塗料の乾燥が促進される。
請求項５に記載の発明によれば、金型キャビティにおけるステアリングホイールの複数のスポーク部に対応する位置に排出孔が形成される。つまり、リング部よりもキャビティ容量が大きいため、塗料が塗布されにくいが、スポーク部に対応する位置からキャビティ内が減圧されることで、沸騰時の体積増加及び破泡による塗料の塗布が確実に実施される。つまり、スポーク部のキャビティ部分に確実に塗料が塗布される。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。
図１〜４は、本実施形態における射出成形機の一部断面図であり、図５は同射出成形機により成形される車両用のステアリングホイール１の斜視図である。
【００１８】
図５に示すようにステアリングホイール１は、リング部２、スポーク部３，４，５及びボス部６を有しており、図１〜４に示す射出成形機の金型７（下型８，上型９）は、リング部２及びスポーク部３，４，５の芯金１０をウレタン樹脂で被覆するためのものである。なお、図１，２，４は、ステアリングホイール１のスポーク部４における中心線上での断面図を示し、図３は、ステアリングホイール１のスポーク部３，５における中心線上での断面図を示している。また、本実施形態では、図５に示すステアリングホイール１を裏返した状態で樹脂成形が行われる。
【００１９】
図１〜図４に示すように、金型７は枠体１１と蓋体１２とからなるボックス１３内に配設されている。詳しくは、枠体１１には金型７の下型８が固定され、蓋体１２には金型７の上型９が固定されている。また、蓋体１２における枠体１１との接合部にはシール部材１４が配設されている。そして、図１に示すように金型７が開けられている状態から枠体１１及び下型８が上方へ移動されて図２に示すように芯金１０がセットされた状態で金型７が閉じられ型締めされる。なおこのとき、枠体１１と蓋体１２とによりボックス１３が形成され、シール部材１４によりボックス１３内が密封される。また、本実施形態の芯金１０は、アルミダイカスト、マグネシウムダイカスト、またはそれらからなる合金のダイカスト成形により製造され、芯金１０のリング部１０ａの断面形状は、図２に示すようにＵ字形状となっている。
【００２０】
下型８及び上型９には凹部１５，１６が形成されており、同凹部１５，１６が成形品形状を作るためのキャビティ１７となる。また、成形時にステアリングホイール１の芯金１０を固定するために、下型８の中央部に固定部材１８が突設されるとともに、上型９の中央部に固定部材１９が突設されている。さらに、上型９の凹部１６には、図２に示す排出孔２０ａ，２０ｂと、図３に示す排出孔２０ｃ，２０ｄが形成され、同排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄによりキャビティ１７がボックス１３内の中空部２１に連通される。
【００２１】
詳しくは、上型９の凹部１６において図５に示すステアリングホイール１のリング部２に対応する位置に排出孔２０ａが形成され、スポーク部４の両端部４ａ，４ｂに対応する位置に２つの排出孔２０ｂが形成されている。また、スポーク部３の両端部３ａ，３ｂに対応する位置に２つの排出孔２０ｃが形成され、スポーク部５の両端部５ａ，５ｂに対応する位置に２つの排出孔２０ｄが形成されている。なお、排出孔２０ａの断面積は４ｍｍ２であり、排出孔２０ｂの断面積は１０ｍｍ２である。また、排出孔２０ｃ，２０ｄの断面積は５ｍｍ２である。これら排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、図２及び図３に示すように、金型７内のキャビティ１７において最も高くなる位置に形成されている。この場合、塗布状態を向上させる上で望ましいが、成形後の外観を考慮してパーティングライン（Ｐａｒｔｉｎｇ Ｌｉｎｅ）に形成するようにしてもよい。また、各スポーク部３，４，５に対してそれぞれ２つの排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを形成するようにしたが、各スポーク部３，４，５に対してそれぞれ１つの排出孔を形成してもよい。
【００２２】
枠体１１の一方の側壁（図１の右側の側壁）側に射出ノズル２２が配設されており、図示しない射出装置本体からのウレタン材料が射出ノズル２２からゲート２３を介して金型７のキャビティ１７に注入される。このウレタン材料は、液状であってポリオール成分、イソシアネート成分及び発泡成分を含む。また、枠体１１の他方の側壁（図１の左側の側壁）には排出管３１が設けられ、その排出管３１は、配管３２及びバルブ３３を介して真空ポンプ３４に接続されている。つまり、真空ポンプ３４が駆動されると、ボックス１３内の空気が排出管３１から排出され、ボックス１３内が減圧される。
【００２３】
次に、本実施形態におけるステアリングホイール１のウレタン樹脂の成形方法を図１〜図４を用いて説明する。
先ず、図１に示すように、金型７を開いてキャビティ１７（下型８の凹部１５及び上型９の凹部１６）の壁面に離型剤を塗布する。この離型剤は、ワックス、シリコンオイル等からなり、金型７に成形品が粘着することを防いで、成形品を取り出し易くする目的で塗布されるものである。
【００２４】
次いで、金型７を水平に保ちつつ液状の塗料Ｍ（本実施形態では、１７０ｇ）を下型８の凹部１５に注ぎ込む。本実施の形態における塗料Ｍの溶液は、溶剤としてのメチルエチルケトン（ＭＥＫ）及びイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と、固形分としてのウレタン樹脂を含む。なお、塗料Ｍにおける各成分の割合を重量％で示すと、ＭＥＫ＝約８５％、ＩＰＡ＝約１０％、ウレタン樹脂＝２．５％となる。
【００２５】
そして、赤外線ヒータ等を用いて６０℃に予熱されたインサート部材としての芯金１０を図２及び図３に示すように金型７内にセットして金型７を閉じ型締めする。なおこのとき、枠体１１と蓋体１２とがシール部材１４を介して接合されボックス１３内は密閉状態となる。
【００２６】
その後、真空ポンプ３４を駆動し排出管３１からボックス１３内の空気を排出することでボックス１３内を減圧する。このとき、キャビティ１７内の空気が排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを介してボックス１３内の中空部２１に吸い出されてキャビティ１７内が減圧される。本実施形態では、複数の排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄによりキャビティ１７内が減圧されるので、減圧が急速に行われ、さらにキャビティ１７内での減圧状態が均一になる。そして、キャビティ１７内が減圧されると、塗料Ｍの溶剤（ＭＥＫ，ＩＰＡ）の沸点が低下する。これにより、塗料Ｍは体積増加を伴いつつ沸騰して破泡する。正確には、塗料Ｍは排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ側に流動しながら沸騰する。なお、金型７の温度が５５℃に保たれており、キャビティ１７内が３００ｔｏｒｒ以下に減圧されると溶剤は沸騰する。この沸騰時の体積増加及び破泡により、塗料Ｍがキャビティ１７の壁面に塗布される。その結果、リング部２ばかりでなく容積の大きなスポーク部３，４，５に対応する部分にも確実に塗料Ｍが塗布される。
【００２７】
そして、塗料Ｍの溶剤が気化して、塗料Ｍのウレタン樹脂成分がキャビティ１７の壁面に塗着される。つまり、塗膜層がキャビティ１７の壁面に形成（モールドコート）される。またこのとき、キャビティ１７内における芯金１０の表面が塗料Ｍの溶剤により洗浄されるとともに、接着剤の役割を果たす塗料Ｍが芯金１０の表面にも塗着される。なお、気化した溶剤は排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄからボックス１３内の中空部２１及び排出管３１等を介して真空ポンプ３４から排気される。
【００２８】
次いで、図示しない射出装置本体で混合されたウレタンの材料が射出ノズル２２からゲート２３を介してキャビティ１７に注入されて、図４に示すように同材料がキャビティ１７内で反応硬化する。具体的には、発泡成分とイソシアネート成分とが反応してＣＯ２が発生するとともに、ポリオール成分とイソシアネート成分が反応することでウレタン樹脂の発泡成形が実施される。
【００２９】
このようにして、ステアリングホイール１のリング部２及びスポーク部３，４，５のウレタン樹脂の成形と塗装が同時に実施される。つまり、反応成形により成形されるウレタン樹脂Ｕ２の表面に耐光性のあるウレタン樹脂Ｕ１の塗膜がほぼ均一な厚さ（例えば、１０μｍ）で形成される。また、液状のウレタン材料を用いた発泡成形は、一般的な熱可塑性樹脂の射出成形と比較して、キャビティ１７内が低温、低圧の条件下で樹脂成形が実施される。従って、キャビティ１７の壁面に形成された塗膜層が成形時の圧力や温度によって壊されることが防止される。
【００３０】
その後、金型７が開けられて、図５に示すようにリング部２及びスポーク部３，４，５がウレタン樹脂で被覆されたステアリングホイール１が取り出されて成形工程が終了する。なお、本実施形態では、ステアリングホイール１を裏返した状態で樹脂成形が行われるので、ステアリングホイール１において耐光性が必要となる上側ほど厚いウレタン樹脂Ｕ１の塗膜が形成される。
【００３１】
次に、各条件を変更して上記方法によりステアリングホイール１の成形を行った結果を図６及び図７に示す。なお、変更条件としては、スポーク部における排出孔面積及びキャビティ１７に注入する塗料溶液の量（使用量）である。ここで、排出孔面積とは、スポーク部３，４，５の排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄの総断面積をいう。また、スポーク部４に形成される樹脂部分はスポーク部３，５に対してその容量が大きいので、排出孔２０ｂを排出孔２０ｃ，２０ｄに対して２倍の断面積となるよう形成している。例えば、排出孔面積が２０ｍｍ２では、排出孔２０ｂの断面積を５ｍｍ２とし、排出孔２０ｃ，２０ｄの断面積を２．５ｍｍ２としている（前述したように各スポーク部３，４，５に対応する位置には２つの排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄがそれぞれ形成されているので総面積＝２×５＋２×２×２．５＝２０ｍｍ２となる）。
【００３２】
また、図６及び図７では、塗料溶液の使用量を、１５０ｇとした場合を「■」、１６０ｇとした場合を「▲」、１７０ｇとした場合を「●」で示している。
図６に示すように、乾燥時間は、塗料溶液の使用量が増えるほど長くなるが、排出孔面積を大きくするほど乾燥時間が短くなる。また、図７に示すように、各使用量において、排出孔面積を大きくするほど塗布状態が良く、特に、使用量＝１７０ｇ、排出孔面積を４０ｍｍ２としたときに塗布状態が最も良い。従って、本実施形態では、排出孔面積＝４０ｍｍ２（排出孔２０ｂの断面積＝１０ｍｍ２、排出孔２０ｃ，２０ｄの断面積＝５ｍｍ２）、使用量＝１７０ｇでステアリングホイール１を成形している。
【００３３】
因みに、スポーク部３，４，５の排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを設けずにリング部２の排出孔２０ａのみで減圧を行った場合では、塗料溶液の乾燥時間は１８０秒以上となり、塗布状態も悪化してしまう。つまり、減圧時における塗料溶液の沸騰が弱く、塗料Ｍをキャビティ上部に十分に塗布することができない。このため、キャビティ上部及び下部に形成される塗膜層の膜厚差が大きくなってしまう。
【００３４】
また、排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを大きくするほど、塗料溶液の乾燥性及び塗布性は向上するが、ウレタン樹脂成形時における成形性が悪化してしまう。つまり、ウレタン樹脂成形時において、ウレタン材料が排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄに到達するとき、その際にウレタン材料が反応硬化して排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを自己シールするようになっているが、排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄが大きすぎると、ウレタン材料の反応硬化による自己シールができなくなり、ウレタン材料が排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄから吹き出してしまう。従って、排出孔２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、キャビティ形状等に応じて上述のように適度な大きさで設定している。
【００３５】
なお、従来技術のようにスプレーガンにて塗料Ｍを塗布（モールドコート）した場合、キャビティ１７内への塗着効率は約２０％であった。これに対し本実施の形態のように、閉じられたキャビティ１７内で塗料Ｍを塗布した場合では、キャビティ１７内への塗着効率を約５０％〜７０％へ高めることが可能となる。
【００３６】
また、他の製品に本実施形態の成形方法を適用する場合では、キャビティやインサート部材の形状等を考慮して、最適な条件となるように使用量、排出孔面積を適宜検討する必要がある。
【００３７】
以上記述したように、本実施の形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）複数の排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄからキャビティ１７内の空気が吸い出されて減圧状態とされる。この場合、キャビティ１７内を均一に減圧できる。さらに、キャビティ１７内の減圧を急速に行うことができる。従って、塗料Ｍの溶剤の沸騰が激しくなり、この沸騰時の体積増加及び破泡によって、キャビティ１７の上部にも確実に塗布できる。また、塗料溶液の気化ガスの排気が促進されて塗料Ｍの乾燥時間を短縮することができる。つまり、塗料Ｍの塗布を短時間で的確に行うことができる。
【００３８】
（２）排出孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、キャビティ１７の最も高くなる位置に形成されている。従って、キャビティ１７の上側に塗料Ｍをより確実に塗布できる。また、排出孔２０ｂは、スポーク部４の端部４ａ，４ｂに対応する位置に形成され、排出孔２０ｃ，２０ｄは、スポーク部３，５の端部３ａ，３ｂ，５ａ，５ｂに対応する位置に形成される。このようにすれば、キャビティ１７におけるスポーク部３，４，５の端部３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂ，５ａ，５ｂに対応する部位、つまり塗布し難い部分にも確実に塗料Ｍを塗布できる。
【００３９】
（３）スポーク部における排出孔面積を４０ｍｍ２、塗料溶液の使用量を１７０ｇとした。この場合、乾燥時間が短く、良好な塗布状態を実現できる。
（４）６０℃に予熱した芯金１０を金型７内にセットした。この場合、キャビティ１７の減圧時において、芯金１０が所定温度以下に低下することが防止され、芯金１０に付着した塗料Ｍの乾燥を促進できる。具体的には、芯金１０を加熱しない場合と比べ、乾燥時間を約１０秒短縮できる。特に、本実施形態のように芯金１０のリング部１０ａの断面形状がＵ字形状の場合では、沸騰時の体積増加及び破泡によりリング部１０ａの内側の底に塗料Ｍが貯まってしまうが、この塗料Ｍが芯金１０の熱により再び沸騰する。従って、より的確に塗料Ｍの塗布を行うことができる。
【００４０】
（５）閉じた金型７内において、塗料Ｍの塗布（モールドコート）が実施されるので、スプレーガンで塗料Ｍを塗布（モールドコート）した場合に比べて塗着効率を高めることができ、塗料Ｍの材料費を低減できる。また、塗料Ｍはキャビティ１７外に塗布されることがなく、成形時におけるバリの発生を防止できる。従って、バリを除去するための処理工程が不要となる。その結果、製造コストを低く抑えることができる。さらに、塗料Ｍが外部に飛散することが防止され、作業場をきれいに保つことができ、周囲の環境の悪化を防止することができる。
【００４１】
（６）耐光性に優れるウレタン樹脂塗装Ｕ１の塗膜がステアリングホイール１の樹脂部分の表面に形成されるので、ステアリングホイール１の樹脂部分の内部に反応射出成形により成形したウレタン樹脂Ｕ２の変色を防止できる。また、芯金１０の表面が塗料Ｍの溶剤により洗浄され、その芯金１０の表面には接着性に優れるウレタン樹脂系の塗料Ｍが塗布されるため芯金１０とウレタン樹脂Ｕ１が強固に固着できる。
【００４２】
（７）塗料Ｍが的確に塗布されるので、塗布むらが無くなり成形後において製品表面の塗膜が均一の厚さで形成される。従って、製品性能（耐光性）の悪化を防止できる。また、製品表面の色むらがなく外観不良を低減できる。さらに、塗料溶液をキャビティ１７に流し込む際に、塗料溶液の注入量を調整するだけで、所望の厚さの塗膜を形成することができる。
【００４３】
（８）ウレタン材料を用いた反応射出成形では、熱可塑性樹脂の射出成形と比べて、キャビティ１７内が低温、低圧の条件下で樹脂成形が行われるので、キャビティ１７の壁面に塗布された塗膜層が壊れることを防止できる。つまり、製品の歩留まりを向上できる。
【００４４】
尚、上記実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
○上記実施形態では、金型７を開けた状態で塗料溶液を注入するものであったが、塗料注入装置を別に設けて、金型７を型締めした状態で塗料注入装置からキャビティ１７に塗料を注入するように構成してもよい。このようにすれば、減圧中のキャビティ１７内に塗料溶液を注入でき、短時間で樹脂成形を実施できるようになる。
【００４５】
○上記実施形態では、リング部１０ａの断面形状がＵ字形状の芯金１０を用いてステアリングホイール１が成形されていたが、リング部の断面形状が丸パイプ状の芯金を用いて成形されるステアリングホイールに適用してもよい。この場合も、芯金を予熱した後に金型キャビティ内にセットすれば、芯金に付着する塗料Ｍの乾燥を促進することができる。
【００４６】
○ステアリングホイール１の樹脂部分の内部をウレタン材料を発泡させて成形するものであったが、これに限定するものではない。要は、射出成形による成形品であればよく、他の樹脂材料、或いはゴム材料等を用いて成形するものでもよい。但し、上述のようなウレタン樹脂を用いた発泡成形等の反応射出成形に適用した方が、低圧、低温の条件下で成形できるので実用上好ましい。
【００４７】
また、成形品はステアリングホイール１に限定されるものではない。例えば、インストルメントパネル、コンソールボックス、グローボックス、ヘッドレスト、アームレスト、ドアカバー、エアスポイラー、バンパー等の部品にも適用できる。勿論、自動車部品以外に家電製品等の樹脂製品に適用してもよい。
【００４８】
○塗料Ｍの成分を適宜変更して実施してもよい。具体的には、ウレタン樹脂に代えて、他の熱硬化性樹脂を用いてもよい。また、塗料Ｍの溶剤として、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）及びイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）以外の溶剤を用いてもよい。或いは、ＭＥＫ，ＩＰＡの溶剤にトルエン等を加えるものでもよい。実用的には、沸点が約１６０℃以下の溶剤を用いるものであればよい。
【００４９】
○上記実施形態では、真空ポンプ３４を駆動してキャビティ１７内を３００ｔｏｒｒ以下に減圧するものであったが、これに限定するものではない。例えば、金型７の温度が常温（約２０℃）であれば、キャビティ１７内を約７０ｔｏｒｒに減圧する。また、塗料Ｍの溶剤を変更した場合その沸点が変化するので、この場合もキャビティ１７内の減圧時の圧力を変更する。つまり、キャビティ１７内の減圧時の圧力は、金型７の温度及び用いられる溶剤の種類により適宜変更して実施する。
【００５０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、金型キャビティへの塗料の塗布を短時間で的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のステアリングホイールの形成方法を説明するための図。
【図２】実施形態のステアリングホイールの形成方法を説明するための図。
【図３】実施形態のステアリングホイールの形成方法を説明するための図。
【図４】実施形態のステアリングホイールの形成方法を説明するための図。
【図５】実施形態のステアリングホイールの斜視図。
【図６】使用量と乾燥時間との関係を示す図。
【図７】使用量と塗布状態との関係を示す図。
【符号の説明】
１…成形品としてのステアリングホイール、３，４，５…スポーク部、７…金型、１０…インサート部材としての芯金、１７…キャビティ、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ…排出孔、Ｍ…塗料。
Claims (5)
- 金型キャビティに溶剤とウレタン樹脂とを含む塗料溶液を流し込み、減圧状態とした金型キャビティ内で塗料溶液を沸騰させ、沸騰時の体積増加及び破泡により塗料を金型キャビティの壁面に塗布すると共に気化した溶剤を排気して塗膜層を金型キャビティに形成した後、所定材料を金型キャビティに注入し硬化させて形成する成形品の製造方法において、
前記金型キャビティ内を均一に減圧するべく複数個の排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことを特徴とする成形品の製造方法。 - 請求項１に記載の成形品の製造方法において、
前記金型キャビティの容積が大きくなる部位の前記排出孔ほどその面積が大きくなるよう形成し、その複数の排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことを特徴とする成形品の製造方法。 - 請求項１又は２に記載の成形品の製造方法において、
前記金型キャビティの上側に形成した前記複数の排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことを特徴とする成形品の製造方法。 - インサート部材を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の成形品の製造方法において、
予熱した前記インサート部材を金型キャビティにセットした後に、金型キャビティを減圧することを特徴とする成形品の製造方法。 - 請求項１〜４のいずれか一項に記載の成形品の製造方法において、
前記成形品はステアリングホイールであり、前記金型キャビティにおけるステアリングホイールの複数のスポーク部に対応する位置に形成した前記排出孔から金型キャビティ内を減圧するようにしたことを特徴とする成形品の製造方法。
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