JP3724560B2

JP3724560B2 - 型内塗装用金型および型内塗装方法

Info

Publication number: JP3724560B2
Application number: JP2000372445A
Authority: JP
Inventors: 悦雄岡原
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 2000-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2020-12-07
Also published as: JP2002172656A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型内で成形した樹脂成形品の表面と金型キャビティ面との間に被覆剤を注入した後、前記被覆剤を金型内で硬化させて、樹脂成形品の表面に被覆剤が密着一体化した成形品を得るための型内塗装用金型および型内塗装方法、特に、再型締め時の被覆剤の洩れ防止対策を行なった型内塗装用金型および型内塗装方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車、家電、建材等に使用される熱可塑性樹脂成形品に、装飾性等の付加価値を付けて品質を高めたり、成形工程の省工程化によるコストダウンを目的として、金型内で成形した熱可塑性樹脂成形品の表面と金型キャビティ面との間に被覆剤（塗料）を注入した後、前記被覆剤を金型内で硬化させて熱可塑性樹脂成形品表面に被覆剤を密着一体化した成形品を製造する金型内被覆成形方法（型内塗装方法ともいう）が提案されている。特に外観及び品質に対する要求度の高い自動車用の各種部品、例えば、バンパー、ドアミラーカバー、フェンダ、ドアパネル、バックドアパネル、ホイルキャップや二輪車用のサイドカバー等の成形にこの型内塗装方法の利用が検討されている。
【０００３】
また、従来の型内塗装成形に一般的に使用される金型（射出成形用）は、シェアエッジ構造部分を持たないフラットタイプが多用されており、射出成形された成形品によりパーティング面がシールできない構造である。従って、被覆剤を注入する際に、これがキャビティ外に流出し、成形品表面に良好な被覆を形成することは困難であると共に、漏れ出た被覆剤がパーティング面に付着してしまう。そのまま、成形を繰返すと型締めの圧力でパーティング面が損傷し、金型寿命が大幅に短くなる。また、金型に付着した塗料滓が成形品に混入して不良品の発生を招き、成形品の歩留まりが低くなり、生産効率の大幅な低下を招いていた。
【０００４】
一般的な射出成形用金型（フラットタイプ）を使って、塗料洩れを防止する先行技術としては特開平６−３２８５０５号公報「射出成形金型」、特開平９−５２２６２号公報「型内被覆成形法用の金型」等がある。
特開平６−３２８５０５号公報には、シェアエッジ構造（全周に渡り、固定金型と可動金型との隙間を小さくしている）およびその外側（合わせ面側）に塗料溜り空間を設けることにより、塗料洩れを防止する技術が開示されている。即ち、射出成形時、溶融樹脂がシェアエッジ構造部分で塗料をシールすることができ、また、このシールが十分でなくても、射出成形後、型内に塗料を注入する際、シェアエッジ構造部分より外側に流出した塗料は、塗料溜り空間に溜り、パーティング面に漏れ出ることがなく、また、繰返される成形の際には、上記シェアエッジ構造部分および塗料溜り空間の塗料が、それ自体シール効果を発揮することが記載されている。
【０００５】
また、特開平９−５２２６２号公報には、射出成形された溶融樹脂とキャビティの金型面との間に皮膜原料を注入するときに、皮膜の厚さを正確に制御でき、且つ、溶融樹脂射出部に皮膜原料が流入することを防止する技術が開示されている。即ち、溶融樹脂射出部の開口部から離れたランナー部に凹部を形成し、この部分での皮膜原料の流路抵抗を大きくすることにより洩れをなくして、皮膜の厚さを正確に制御できる技術が記載されている。
【０００６】
しかしながら、特開平６−３２８５０５号公報においては、微少型開き操作がないので、塗料の注入には高圧を要すること、シェアエッジ構造部分では樹脂の冷却固化による体積収縮により微少な隙が発生し塗料洩れの原因となること、塗料溜り空間には成形サイクル毎にシェアエッジ構造部分より流出した塗料が蓄積されてパーティング面に塗料が侵入することになる等の問題があった。このため、効率的な生産はできなかった。
また、特開平９−５２２６２号公報においては、塗料のゲート・ランナー部への逆流防止が主体であり、パーティング面側への塗料洩れについては記載がない。即ち、副キャビティ内に設けた塗料注入部より注入された塗料は反キャビティ側にも流出しパーティング面側にも侵入することになる。しかしながら、反キャビティ側には凹部がないため塗料の流出を防止することができない。また、型開き動作のため、型開き方向と直角方向に凹部を設けることはできない。更に、凹部での塗料洩れに対する確実性に欠ける等の問題点があった。
塗料洩れが発生すると、金型が汚染され易くなる。そして、汚染された金型を清掃しないで使用すると成形品の不良が多発することになる。また、塗料洩れが発生するたびに金型を清掃すれば生産効率の大幅な低下を招くことになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、金型の微少型開き動作により金型キャビティ面と成形品表面との間に隙間を形成して、塗料をこの隙間に低い圧力で注入するとともにフラットタイプの金型を使用して、熱可塑性樹脂成形品の表面に塗料が密着した成形品を効率的に製造するための型内塗装用金型及び型内塗装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】
以上のような課題を解決するため、本発明の第１の発明においては、金型内で熱可塑性樹脂成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて、得られた熱可塑性樹脂成形品の表面と該金型のキャビティ表面との間に被覆剤注入機により所定量の被覆剤を注入し、被覆剤の注入完了後に金型を再度型締めし、該被覆剤を該金型内で硬化させて、該熱可塑性樹脂成形品の表面に被覆剤が密着一体化した成形品を製造する型内塗装用金型において、主キャビティの外側全周に該主キャビティの背面の一部を構成する副キャビティと、該副キャビティの塗装面側外周部内側において副キャビティ内に突出した先端が大きい逆台形状の突起と該逆台形状の突起に高温部とを設けることとした。
【０００９】
次に、第１の発明を主体とする第２の発明においては、前記副キャビティ内に前記逆台形状の突起よりも内側に薄肉部を備える構成とした。
また、第３の発明においては、主キャビティの外側全周に該主キャビティの背面の一部を構成する副キャビティと、該副キャビティの塗装面側外周部内側において副キャビティ内に突出した先端が大きい逆台形状の突起と、該逆台形状の突起に高温部とを備えた型内塗装用金型を用いて、主キャビティ内および副キャビティ内に溶融樹脂を射出・充填して成形後、該金型を所定間隔に開いて、得られた熱可塑性樹脂成形品の表面と該金型のキャビティ表面との間に被覆剤注入機により所定量の被覆剤を注入し、その後再型締めを行い、該被覆剤を当該金型内で硬化させて、当該熱可塑性樹脂成形品の表面に被覆剤を密着一体化させることとした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
最初に図２に基づいて、本発明の金型構造について説明する。本発明における型内塗装用金型１は、主キャビティ２の外側全周に副キャビティ３２を設ける。この副キャビティ３２の中央より外側上面に環状の逆台形状の突起２１を設ける。この突起は成形品表面と金型キャビティ面との間に注入された塗料が金型の再型締め工程において、副キャビティの外側に漏れ出すのを防止するためのシール機能を果たすものである。また、この突起は全周に設けるとともに、高さが１〜２ｍｍ程度、幅も同程度とし、製品取りだし時に無理なく離型できる程度に小さなものとする。
上述の副キャビティの形状は円環状が望ましいが、製品形状が矩形やその他の場合は、主キャビティの形状に合わせた形状にする。従って、逆台形状の突起や薄肉部３４の形状も主キャビティの形状に合わせることになる。
【００１１】
また、副キャビティの前記突起部２１付近の可動金型側にヒータ２３を配設する。このヒータ２３は突起部に侵入してきた塗料を金型キャビティ面温度を高くすることにより瞬時に硬化させて塗料漏れを確実に防止するためのものである。
【００１２】
また、図３に基づいて、本発明の他の実施例について説明する。
本実施例は請求項２に関するものであり、被覆剤を注入するための微少型開き時に固定金型側に残る成形品の主キャビティ成形部分の変形を防止するように薄肉部３４を設けたものである。即ち、固定金型側に残る成形品は型開きにより可動金型キャビティ面と成形品表面とが離間しようとするが、逆台形状の突起にしっかりと抱きついているので可動金型と一体的に動こうとする。従って、成形品は必然的に変形にすることになる。この変形が副キャビティ成形品側のみで容易に起こるようにするために剛性の低い薄肉部３４を設けたものである。
【００１３】
次に、本発明における成形方法について、図１に基づいて説明する。
可動金型２０と固定金型３０を型締めした状態で、主キャビティ２および副キャビティへ溶融状態の成形材料２５をゲート２２から射出し、賦形する。
次に、予め設定した冷却時間経過後に、塗料注入用の隙間を形成するために、可動金型２０を少し型開きする（図１の状態）。この状態では、図１に示すように、成形品の主キャビティ部分と副キャビティの内側は固定金型３０に抱きついており、成形品の副キャビティの外側部分は突起２１にしっかりと抱きついている。押しつけられた成形品の副キャビティ部分より内側の主キャビティ上面の空間（隙間）２４と副キャビティ内側上面の空間（隙間）２４の気密性は確保されている。従って、塗料を金型キャビティ面と成形品表面との隙間（真空状態になっている）に容易に、且つ、低圧で注入することができる。更に、上記の空間は真空状態になっているので、塗料（被覆剤）の注入時のガスの巻き込みはなくなる。
【００１４】
所定量の被覆剤（塗料）を被覆剤注入機により、塗料注入口２６から金型キャビティ面と成形品表面との隙間に注入した後、所定の型締力を負荷して再型締めを行ない、所定の時間型締め状態を保持した後に型開きを行い、成形品を取り出す。成形品取りだし後に、成形品より副キャビティ部分を切り離して、成形品を得る。この場合、主キャビティと副キャビティとが接する部分を短くすることや熱刃を使用する等により容易に切り離すことができる。
得られた成形品は表面を塗料で被覆しており、その表面性および付着性は良好であった。
【００１５】
以上、本発明の型内塗装用金型および型内塗装方法の実施の形態について詳述してきたが、これは文字通りの例示であって、本発明はかかる具体例に限定して解釈されるものではない。
例えば、ヒータ２３の代わりにこの部分に断熱材を配設し、溶融樹脂の保有熱量により塗料を素早く硬化させることもできる。
その他、一々列挙はしないが、本発明は当業者の知識に基づいて種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、またそのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも本発明の範囲内に含まれるものであることは、言うまでもないところである。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の要旨は以下の通りである。
主キャビティの外側全面にわたり副キャビティを設けた金型を型締め状態で射出・賦形する。
その後金型を僅かに開き、成形品表面に被覆剤（塗料）を注入し再型締めする。副キャビティ内では樹脂の収縮により、逆台形状の突起に樹脂が抱きついており、この部分でのシール性が極めて高くなっている。従って、金型の再型締めにより副キャビティ内の塗料圧力が上昇しても、塗料は突起の内側（主キャビティ側）に密閉されている。このため、塗料は金型外には漏れ出すことはなく、成形品表面に隈なく塗料が侵入する。
【００１７】
また、金型を僅かに開くことにより成形品表面は真空状態となっており、金型の再型締めにより、ガスが溜まることもなく塗料が成形品表面に容易に行き渡ることができる。
更に副キャビティの塗装面側突起部付近にヒーター等の高温部を設けることにより、瞬間的に塗料を硬化させることができるため金型外部への塗料漏れを確実に防止できる。このため、型締力を大きくすることが可能となり、成形品表面の高転写塗装が可能となる。
【００１８】
以上に説明したように、本発明の型内塗装用金型および型内塗装方法の効果をまとめると下記の通りである。
（１）微少型開き効果を利用できるので、金型キャビティ面と成形品表面との間に低圧で塗料を注入でき、且つ、塗料の金型外部へ漏れ出すのを防止するシール機能を改善したので、再型締力を大きくすることができる。従って、塗装面全体に均一に塗料を行き渡らせることができる。
（２）塗料洩れがないので、注入した塗料が全量成形品表面に付着する。従って、塗料注入量を制御することにより仕様通りの塗膜厚さを得ることができる。このため、高品質で、表面および端面付近の裏面を塗装した成形品を効率的に生産できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る型内塗装用金型の断面図であり、要部のみを示したものであり、主キャビティと副キャビティへの溶融樹脂の射出充填完了後に微少型開きを行った状態を示す。
【図２】図２は本実施例に係る金型の概略断面図であり、逆台形状の突起部付近にヒータを取りつけた実施例である。
【図３】図３は副キャビティに薄肉部を備えた実施例である。
【符号の説明】
１型内塗装用金型
２主キャビティ
２０可動金型
２１逆台形状の突起
２２ゲート
２３ヒータ
２４隙間
２５溶融樹脂（または成形品）
３０固定金型
３２副キャビティ
３４薄肉部

Claims

金型内で熱可塑性樹脂成形品を成形後、該金型を所定間隔に開いて、得られた熱可塑性樹脂成形品の表面と該金型のキャビティ表面との間に被覆剤注入機により所定量の被覆剤を注入し、被覆剤の注入完了後に金型を再度型締めし、該被覆剤を該金型内で硬化させて、該熱可塑性樹脂成形品の表面に被覆剤が密着一体化した成形品を製造する型内塗装用金型であって、
主キャビティの外側全周に該主キャビティの背面の一部を構成する副キャビティと、該副キャビティの塗装面側外周部内側において副キャビティ内に突出した先端が大きい逆台形状の突起と、該逆台形状の突起に高温部と、を備えていることを特徴とする型内塗装用金型。
前記副キャビティ内に前記逆台形状の突起よりも内側に薄肉部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の型内塗装用金型。
主キャビティの外側全周に該主キャビティの背面の一部を構成する副キャビティと該副キャビティの塗装面側外周部内側において副キャビティ内に突出した先端が大きい逆台形状の突起と該逆台形状の突起に高温部とを備えた型内塗装用金型を用いて、主キャビティ内および副キャビティ内に溶融樹脂を射出・充填して成形後、該金型を所定間隔に開いて、得られた熱可塑性樹脂成形品の表面と該金型のキャビティ表面との間に被覆剤注入機により所定量の被覆剤を注入し、その後再型締めを行い、該被覆剤を当該金型内で硬化させて、当該熱可塑性樹脂成形品の表面に被覆剤を密着一体化させることを特徴とする型内塗装方法。