JP3988660B2

JP3988660B2 - Molded product injection and decorative molding method by mold exchange

Info

Publication number: JP3988660B2
Application number: JP2003068543A
Authority: JP
Inventors: 明弘北村; 信雄飯島; 芳彦斎藤; 晴雄岡田; 透池田
Original assignee: Nippon Bee Chemical Co Ltd; Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nippon Bee Chemical Co Ltd; Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 2002-03-14
Filing date: 2003-03-13
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2023-03-13
Also published as: JP2003334838A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、合成樹脂を素材とする成形品の射出成形に連続して、コーティング材による成形品表面の加飾被膜の成形をキャビティ型内にて行う成形品の射出及び加飾成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の合成樹脂を素材とする成形品の表面に、コーティング材による加飾被膜を成形する所謂インモールドコート成形法では、成形品の射出キャビティ型を加飾被膜のキャビティ型に兼用している（例えば特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３００８８２７号特許明細書（第５−６頁、図１−４）。
【特許文献２】
特開２００３−１９７３１号公報（第４−５頁、図１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の成形法では、射出キャビティ型とコア型とにより成形品のキャビティを形成し、そのキャビティに溶融樹脂を射出充填して成形品を成形したのち、コア型を僅かに後退させて成形品表面とキャビティ面との間に所要の間隙を形成し、その間隙に加飾用のコーティング材を注入して加飾被膜を形成するか、または間隙を大きく形成して、そこに注入したコーティング材をコア型の前進により押し広げて加飾被膜を形成するかしている。
【０００５】
このように射出キャビティ型を二つの成形に共用している従来の成形法では、キャビティ型とコア型とを熱可塑性樹脂の固化温度に設定して成形品の射出成形を行っていることから、コーティング材が熱可塑性組成物からなる場合には、キャビティ型の温度制御に困難さはないが、コーティング材が熱硬化性組成物からなる場合には、射出成形後のキャビティ型の温度を、短時間でコーティング材の熱硬化温度まで昇温しなければならない。
【０００６】
キャビティ型とコア型とに設定される樹脂の固化温度と、コーティング材の熱硬化温度との温度差は、成形品の素材樹脂とコーティング材の基材とにより相違するが、少なくとも３０℃以上の温度差があり、これを限られた成形時間内で昇降制御することは技術的に困難とされている。したがつて、射出キャビティ型を二つの成形に共用する従来の成形法は、熱硬化性のコーティング材による加飾成形に利用し難いという課題を有する。
【０００７】
また加飾被膜を成形する間隙の形成は、コア型を取付けた可動盤又はその内部の進退装置の後退操作によることから、その間隙の形成には高度な位置制御と間隙の維持手段とが必要となる。しかもコア型の後退による間隙の形成は、成形品正面とキャビティ面との対向面間に限られ、コア型の移動方向と並行な垂直側面はキャビティ面と接したままで間隙が形成されない。したがって、箱形のような成形品が有する垂直側面への加飾被膜の成形は不可能で、加飾成形は限られた形態の成形品に制限されるなどの課題を有する。
【０００８】
さらにコア型の後退による間隙の形成では、パーティング面にも隙間ができるので、コーティング材の注入口をパーティング面間に形成してサイドゲートとし、成形品の開口縁からコーティング材を注入することができない。このため注入は必然的に天面中央にゲートを設定して行うことになるので、製品の天面にゲート跡が残り、製品によってはゲート跡が外観意匠の瑕疵となることが多い。またパーティング面へのコーティング材の流出防止が必要となるため、金型構造が複雑となるなどの課題をも有する。
【０００９】
この発明は、上記従来法の課題を解決するために考えられたものであつて、その目的は、成形品の射出成形と成形品表面の加飾成形とを、個別のキャビティ型により行うことによって、適正な温度制御の下に熱硬化性のコーティング材による加飾被膜の成形を、特別な流出防止策を施すことなく、また射出成形された成形品の形態にとらわれずに効率よく行い得る新たな金型交換による成形品の射出及び加飾成形方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的によるこの発明は、射出キャビティ型と加飾キャビティ型の二つのキャビティ型を用い、射出キャビティ型を樹脂の固化温度に設定する一方、加飾キャビティ型をコーティング材の熱硬化温度に設定し、射出キャビティ型による成形品の射出成形後にキャビティ型を交換して、加飾キャビティ型内の成形品表面に間隙によるキャビティを形成し、そのキャビティに液状熱硬化型組成物からなる加飾用のコーティング材を圧入して、成形品表面に加飾被膜を成形してなるというものであり、上記コーティング材は、沸点が加飾キャビティ型に設定した熱硬化温度以下の揮発成分を実質的に含まない液状熱硬化型組成物からなる、というものである。
【００１１】
上記構成において、揮発成分を実質的に含まないとは、液状熱硬化型組成物中に揮発成分が含まれていても、加飾被膜の成形工程において揮発成分による問題が生じない範囲での含有量を許容し、その含有量が５重量％以下、好ましくは３重量％以下であれば、この発明の趣旨が損なわれないので、揮発成分を含んでもよいことを意味する。
【００１２】
またこの発明は、上記加飾キャビティ型の熱硬化温度を８０°〜１４０℃、好ましくは１１０°〜１４０℃の範囲に設定し、その加飾キャビティ型内の成形品表面に形成した上記キャビティに、粘度３０００〜１０００００ｍｐａ・ｓ、好ましくは７０００〜３００００ｍｐａ・ｓの液状熱硬化型組成物からなる上記コーティング材を圧入して、成形品表面に加飾被膜を成形してなる、というものである。なお、粘度は共軸二重筒式回転粘度計（Ｂ型粘度計）を用い、ＪＩＳＫ５６００−２−３（１９９９）に準じて、２５℃・６ｒｐｍで測定したものである。
【００１３】
さらにこの発明は、上記射出キャビティ型と加飾キャビティ型の二つはコア型を共用し、そのコア型に対しキャビティ型を移動して、またはコア型を二つのキャビティ型に対し移動して、上記成形品の射出成形後のキャビティ型の交換を行う、というものでもある。
【００１４】
上記構成では、成形品の射出成形と加飾被膜の成形を、それらの成形に適合したキャビティ型と温度により行うので、両成形を適正な温度制御の下に行って成形品表面に熱硬化性のコーティング材による加飾被膜を容易に成形することができる。また加飾被膜を成形するキャビティを加飾キャビティ型とコア型との型閉により形成するので、高度な可動盤の位置制御を要することなく、設定寸法どおりの間隙によるキャビティの形成と維持とが行え、そのキャビティも成形品正面とキャビティ面との対向面間に限定されず、天面とともに垂直側面にも形成し得ることから、キャビティの注入口及びガスベントをパーティング面に設定して、特別な流出防止策を要せずのに、箱形などの成形品の垂直側面にも天面と共に加飾被膜を成形することができる。これにより成形精度が良好な製品を形態の制限を受けずに製造することが可能となる。
【００１５】
また両キャビティ型の温度を個別に設定できるので、常に適正な温度制御の下に樹脂を素材とする成形品の射出成形と、コーティング材の熱硬化による加飾被膜の成形とを行うことができ、また加飾キャビティ型の温度制御を複数系統に分けて、コーティング材の熱硬化を均等化することもできることから、形態や加飾被膜の膜厚に左右されずに、密着性、耐候性、耐擦傷性などの加飾状態が良好で表面光沢の良い製品を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１から図４は、射出キャビティ型１と加飾キャビティ型２をコア型３に対しスライドして、図５に示す合成樹脂を素材とする成形品４０の射出成形と、成形品表面の加飾被膜４１の成形とを行う場合の実施形態を示すものである。
【００１７】
図１及び図２に示すように、上記射出キャビティ型１と加飾キャビティ型２は、型取付板４により可動盤５の内面に取付けた上記コア型３と、型取付板６により固定盤７に取付けたランナー型８との間に、交互に入れ替えできるように、左右に長く下側に配設したスライドベース９の上面に、図では省略するが、ガイドレールや溝等をもって長手方向に摺動自在に並設してある。このスライドベース９の具体的な構造は図では省略するが、通常の３プレート金型と同様に、型開閉方向に移動するように固定盤側と可動盤側とに連繋され、型開後に射出キャビティ型１と加飾キャビティ型２とを、図示しない移動装置により左右にスライドさせて、コア型３に対面させることができる構造からなる。
【００１８】
上記射出キャビティ型１は、コア型３に臨むパーティング面にコア型中央のコア３１と型閉して、天板とその四方の垂直な側板とからなる箱形の上記成形品４０のキャビティ１０を形成する凹所１１を有する。この凹所１１の外側のパーティング面には、コア型３のパーティング面とによるサイドゲート１２が形成してある。またランナー型８に臨むパーティング面には、ランナー型８の中央に穿設したスプル１３と、サイドゲート１２に接続して射出キャビティ型１に穿設した流通孔１４とを接続するランナー１５が施してある。なお、１６は射出ノズル、１７は位置決めピンである。
【００１９】
上記加飾キャビティ型２は、上記成形品４０をコア３１と共に受け入れて、加飾用のキャビティ２０を形成する凹所２１をパーティング面に有する型部材２２と、その型部材２２を上記コア型３に臨むパーティング面内に嵌装した型本体２３と、その型本体２３と型部材２２との間に介装した断熱板２４とからなる。
【００２０】
また型部材２２の外側のパーティング面には、上記コア型３のパーティング面とにより形成されるコーテング材４１ａの注入口２５が、型本体２３の外側面から断熱板２４を貫通して設けた注入路２６に接続して、該注入路２６から凹所２１に向けて末広がり幅広くサイドゲートとして設けてあり、その注入口２５の反対側のパーティング面には、図３に示すように、ガスベント２７が途中に降温防止用の拡張間隙２７ａを形成して設けてある。
【００２１】
上記注入口２５のコア型３側のパーティング面と、注入路２６が位置する型本体２３側のパーティング面は、その面内に断熱板１８，２８と共に埋設した温調用の駒部材１９，２９をもって形成され、その駒部材２９に上記注入路２６が貫設してある。また注入口２５の型本体側は注入路２６との接続端から凹所側に段階的に狭く形成され、その注入路２６の対向面をテーパー面に形成するとともに、凹所２１の近傍にエアの巻込みを防止する樹脂溜り２５ａを設けて、コーティング材４１ａの注入を途切れなく均一に行えるようにしてある（図３参照）。
【００２２】
上記射出キャビティ型１及びコア型３、型部材２２，駒部材１８，２９のそれぞれには温調路３２，３３，３４，３５，３６が内設してあり、それらの温調路に供給された温調媒体により、射出キャビティ型１とコア型３は、樹脂の固化温度（４０°〜８０℃）に維持され、加飾キャビティ型２の型部材２２と注入口２５を形成する駒部材１９は、コーティング材４１ａの熱硬化温度（８０°〜１４０℃）に維持されている。また駒部材２９はコーティング材４１ａの熱硬化を防止し得る温度（１５°〜３０℃）に維持されている。
【００２３】
なお、加飾キャビティ型２の型部材２２及び駒部材１９の温調には、カートリッジヒータによる加熱を採用することができる。また型部材２２の温調は天面側と側面側とに２系統に分けて制御し、これにより温度むらを調整するのが好ましい。
【００２４】
上記金型による射出及び加飾成形は、成形品４０の射出成形を先行する。射出キャビティ型１をランナー型８とコア型３の間に設置してから、図１に示すように、可動盤５を前進移動して型閉する。さらに型締を行ったのち溶融樹脂を射出ノズル１６から射出し、ランナー１５及び流通孔１４を経てサイドゲート１２からキャビティ１０に射出充填する。
【００２５】
成形品４０の素材樹脂としては、ポリオレフィン、ＡＢＳ、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ＡＢＳ、塩化ビニルなどを採用し得る。
【００２６】
キャビティ内の樹脂が保圧冷却により固化したら、可動盤５を後退移動して型開を行う。型開はスライドベース９の移動により、図４に示すように、射出キャビティ型１がランナー型８から離れ、また射出キャビティ型１からコア型３が離れることによって行われる。この型開により成形品４０は固化時の収縮によりコア３１に嵌着して射出キャビティ型１から離型する。
【００２７】
成形品４０の離型が終了したら、両キャビティ型を図４の状態から左側に移動して、右側の加飾キャビティ型２を型開したコア型３とランナー型８との間に入れ替える。その後に可動盤５を前進移動して図２のように型閉を行う。型閉は加飾キャビティ型２とコア型３が先行し、その状態で次に加飾キャビティ型２が押されてランナー型８と型閉する。
【００２８】
この型閉により成形品４０はコア型３と共に加飾キャビティ型２の凹所２１に嵌り込んで、設定寸法の間隙によるキャビティ２０が、成形品４０の天面から側面に臨むキャビティ面との間に形成される。また加飾キャビティ型２とコア型３の両パーティング面により上記注入口２５と反対側のガスベント２７とが形成され、その注入口２５から加飾被膜４１を成形するコーティング材４１ａのキャビティ２０内への圧入が可能となる。そして、型締後に上記注入路２６から注入口２５を経てキャビティ２０に、コーティング材４１ａが加圧注入される。
【００２９】
上記キャビティ２０の間隙は、成形品表面を被覆する加飾被膜４１の膜厚に応じて５０〜２００μｍの範囲で設定可能であるが、成形品４０は成形時の冷却により肉厚が薄減し、その薄減は厚肉になるほど著しくなる傾向にあるので、厚肉の成形品ではその変動量を見込んでキャビティ２０の間隙が設定される。しかし薄肉の成形品では、肉厚変動は薄肉になるに従い小さいので、見込を付けずに間隙設定を行うのが好ましい。
【００３０】
上記コーティング材４１ａはキャビティ内にて加熱を受けるので、上記熱硬化温度よりも沸点が低い揮発成分を含む組成では、揮発成分の気化による問題が生じ易い。これを回避するにはコーティング材４１ａは、沸点が加飾キャビティ型に設定した熱硬化温度以下の揮発成分を実質的に含まない液状熱硬化型組成物がよい。また少なくとも素材との密着、耐久性、粘度調整、架橋開始、加飾、消泡などの各剤が配合された組成物が好ましい。たとえば、成形品４０の素材がポリプロピレン樹脂の場合には、アクリル変性ポリオレフィン、反応性オリゴマー、反応性希釈剤、ラジカル重合開始剤、アルミ粉末、添加剤などが配合された組成物がコーティング材４１ａとして適合する。
【００３１】
また粘度は３０００〜１０００００ｍｐａ・ｓ（２５℃・６ｒｐｍ）、好ましくは７０００〜３００００ｍｐａ・ｓで、その粘度はキャビティ２０の間隙寸法及び流動長さ、キャビティ温度等により適宜に選択され、注入は５５ｋｇｆ前後の圧力により加圧して行われる。
【００３２】
上記注入口２５からキャビティ２０のパーティング部位に圧入されたコーティング材４１ａは、成形品４０の垂直な一側面から天面及び両側の他側面へと流動して反対面に達する。またコーティング材４１ａは加熱されたキャビティ内を流動する過程でキャビティ面側から熱硬化する。注入に時間が掛かると注入完了までにキャビティ面の熱硬化が進行し、これがウエルドの発生やアルミ粉末などの加飾剤のむらによる変色の原因となるで、注入はできるだけ速く、例えば２ｓｅｃ以内に完了するのがよい。注入時間を要する場合には熱硬化温度を低く設定してキャビティ面側の熱硬化を抑制し、膜厚方向の硬化時間差を小さくするのが好ましい。
【００３３】
キャビティ２０における熱硬化時間は、注入ゲート近傍とその反対側の流動末端部とで異なる。設定温度１２０℃では流動末端部は５〜１０ｓｅｃ程度であるが、注入ゲート近傍では２０〜３０ｓｅｃ程の時間が掛かる。しかし、その熱硬化時間も設定された熱硬化時間内に収まるものであるから、それにより成形品表面の加飾被膜４１に瑕疵が生ずるようなことはない。
【００３４】
熱硬化時間を経過したのち、上記可動盤５の後退により加飾キャビティ型２とコア型３との型開が行われ、引き続いて図では省略するが、コア３１に嵌着した状態で成形品表面に加飾被膜４１が成形された製品の離型が行われる。この際、注入口２５も型部材２２側とコア型３側の両方から加熱されて、その部分に残留したコーティング材４１ａも熱硬化しているので、その残留硬化物は離型により注入路２６との接続部位から、コア３１に嵌着した表面加飾後の成形品４０と一緒に、コア型３のパーティング面側に取り除かれる。
【００３５】
離型後、両キャビティ型は右側にスライド移動されて、左側に押し出されている射出キャビティ型１と入れ替えられる。入れ替え後に可動盤５の前進移動により、再び図１のように型閉及び型締が行われて、工程は次の新たな成形品の射出成形に移行する。
【００３６】
このように、成形品とその表面の加飾被膜の成形とを、射出キャビティ型と加飾キャビティ型の二つのキャビティ型を用いて行う方法では、単一のキャビティ型を成形品の射出成形と加飾被膜の成形の両方に共用する場合と異なって、加飾被膜の成形対象となる成形品の形態に、射出成形可能な形状範囲において制限を受けず、成形品が有する垂直側面にも天面と共に加飾被膜を均一に成形することができる。
【００３７】
また両キャビティ型の温度を個別に設定できるので、常に適正な温度制御の下に樹脂を素材とする成形品の射出成形と、コーティング材の熱硬化による加飾被膜の成形とを行うことができ、加飾キャビティ型の温度制御も複数系統に分けてコーティング材の熱硬化を均等化することもできることから、加飾被膜の膜厚に左右されず成形精度及び加飾に優れた製品を成形することができる。
【００３８】
図６及び図７は、射出キャビティ型１と加飾キャビティ型２に対してコア型３を回転移動し、図５に示す合成樹脂を素材とする成形品４０の射出成形と、成形品表面の加飾被膜４１の成形とを行う場合の実施形態を示すものである。なお前述の実施形態と同一の部分につて説明は省略し、主たる部分について符号を付して説明する。
【００３９】
この実施形態では通常の二色成形の場合と同様に、上記射出キャビティ型１と上記加飾キャビティ型２とを固定盤側の対称位置に並設し、その対向位置に一対の上記コア型３，３を、可動盤５の内面に設けた回転板３７に取付けて設け、その回転板３７を中央に連結した可動盤内の回転シャフト３８により往復回転して、コア型３，３の入れ替えが行えるようにしてある。この場合、ランナー１５をホットランナーとすることで、型開後のランナーの離型を省略できる。
【００４０】
コア型３，３の交換は、図は省略するが、成形品４０の射出成形と加飾被膜４１の成形の両方が終了した後に、可動盤５の後退移動によりコア型３，３を型開してから回転板３７を１８０°回転し、停止後に完成品の離型を行ってから可動盤５を前進移動して型閉することにより行い得る。この型閉により射出キャビティ型１側ではコア３１とによる成形品４０のキャビティ１０が形成され、また加飾キャビティ型２側ではコア３１と共に成形品４０が受け入れられて、前述の実施形態と同様に、キャビティ面と成形品表面との間に加飾被膜４１を成形するキャビティ２０が間隙として形成される。
【００４１】
型閉後に両キャビティ型は型締されて、成形品４０の射出成形と成形品表面の加飾被膜４１の成形が行われ、成形終了後に型開を行って完成品を離型してから、回転盤３７の１８０°反転によりコア型３，３の位置が替えられ、可動盤５の前進移動により再型閉が行われて、次回の作業に移行する。
【００４２】
このようなことから、並設した射出キャビティ型１と加飾キャビティ型２に対して、一対のコア型３，３を回転移動により交互に入れ替える方式では、成形品４０と加飾被膜４１の成形が同時に行えるので、前述の射出キャビティ型１と加飾キャビティ型２を、コア型３に対してスライド移動により交互に入れ替える方式よりも成形効率が高く、多量生産に適する。
【００４３】
【実施例】

【００４４】

【００４５】
加飾キャビティの設定間隙１００μｍ
注入口のゲート間隙１００μｍ
樹脂溜り２．０ｍｍ
注入口のゲート幅１６０ｍｍ
ガスベント１０μｍ
加飾キャビティの温度１２０℃
注入口の温度１２０℃
注入路の温度３０℃
【００４６】
型締力（注入時）１７．５ｔｏｎｆ／ｃｍ²
注入圧力５５ｋｇｆ
注入時間１．４±０．１ｓｅｃ
硬化時間６０ｓｅｃ
【００４７】

【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による成形品の射出及び加飾成形を行い得る金型を示すもので、成形品の射出成形状態を示す平断面図である。
【図２】同じく成形品を加飾キャビティ型に入れ替えた状態を示す平断面図である。
【図３】加飾キャビティ型におけるコーティング材の圧入前と加飾被膜の成形状態とを示す平断面図である。
【図４】型開状態を示す平断面図である。
【図５】この発明による製品の加飾被膜を部分切除した斜視図である。
【図６】一対のコア型を回転移動して入れ替えを行う他の実施形態の金型における平断面図である。
【図７】同じく成形品の射出成形と加飾被膜の成形状態とを示す平断面図である。
【符号の説明】
１射出キャビティ型
２加飾キャビティ型
３コア型
５可動盤
７固定盤
８ランナー型
９スライドベース
１０成形品のキャビティ
１８，２８，２４断熱材
１９，２９駒部材
２０加飾用のキャビティ
２３型本体
２５注入口
２６注入路
３１コア
３７回転板
４０成形品
４１加飾被膜
４１ａコーティング材[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for injection of a molded product and a decorative molding method in which a decorative coating on the surface of the molded product is formed with a coating material in a cavity mold in succession to injection molding of a molded product made of a synthetic resin. It is.
[0002]
[Prior art]
In the so-called in-mold coat molding method in which a decorative film made of a coating material is formed on the surface of a conventional molded article made of a synthetic resin, the injection cavity mold of the molded article is also used as the cavity mold of the decorative film ( For example, see Patent Document 1 and Patent Document 2).
[0003]
[Patent Document 1]
Patent No. 3008827 patent specification (page 5-6, FIGS. 1-4).
[Patent Document 2]
JP2003-19731 (page 4-5, FIG. 1).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional molding method, the cavity of a molded product is formed by an injection cavity mold and a core mold, the molten resin is injected and filled into the cavity, the molded product is molded, and then the core mold is moved backward slightly to form the molded product surface. A required gap is formed between the cavity and the cavity surface, and a decorative coating material is injected into the gap to form a decorative coating, or a large gap is formed and the coating material injected there It is spread by advancing the core mold to form a decorative coating.
[0005]
In the conventional molding method in which the injection cavity mold is commonly used for two moldings in this way, since the cavity mold and the core mold are set at the solidification temperature of the thermoplastic resin, injection molding of the molded product is performed. When the coating material is made of a thermoplastic composition, there is no difficulty in controlling the temperature of the cavity mold, but when the coating material is made of a thermosetting composition, the temperature of the cavity mold after injection molding is shortened. In time, the temperature of the coating material must be raised to the thermosetting temperature.
[0006]
The temperature difference between the solidification temperature of the resin set for the cavity mold and the core mold and the thermosetting temperature of the coating material differs depending on the material resin of the molded product and the base material of the coating material, but is at least 30 ° C. or higher. There is a temperature difference, and it is technically difficult to control the elevation within a limited molding time. Therefore, the conventional molding method in which the injection cavity mold is commonly used for two moldings has a problem that it is difficult to use for decorative molding with a thermosetting coating material.
[0007]
In addition, the formation of the gap for molding the decorative coating is based on the reversing operation of the movable plate with the core mold or the advance / retreat device inside it, so that the formation of the gap requires advanced position control and a means for maintaining the gap. It becomes. Moreover, the formation of the gap due to the retraction of the core mold is limited to the face between the front surface of the molded product and the cavity surface, and the vertical side surface parallel to the moving direction of the core mold remains in contact with the cavity surface and no gap is formed. Therefore, it is impossible to form a decorative coating on the vertical side surface of a molded product such as a box shape, and the decorative molding has problems such as being limited to a molded product of a limited form.
[0008]
In addition, when the gap is formed by retreating the core mold, there is a gap on the parting surface, so a coating material injection port is formed between the parting surfaces to form a side gate, and the coating material is injected from the opening edge of the molded product. I can't. For this reason, since the injection is necessarily performed by setting a gate at the center of the top surface, a gate mark remains on the top surface of the product, and depending on the product, the gate mark often becomes a defect of the appearance design. Moreover, since it is necessary to prevent the coating material from flowing out to the parting surface, there is a problem that the mold structure is complicated.
[0009]
The present invention has been conceived in order to solve the above-described problems of the conventional method, and its purpose is to perform injection molding of a molded product and decorative molding of the surface of the molded product by separate cavity molds. , A new technology that can efficiently perform decorative film formation with thermosetting coating materials under appropriate temperature control without taking special measures to prevent outflow and without being limited to the form of injection molded products Another object of the present invention is to provide a method for injection of a molded product by decorative mold exchange and a decorative molding method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
This invention according to the above object uses two cavity molds, an injection cavity mold and a decorative cavity mold, and sets the injection cavity mold to the solidification temperature of the resin, while setting the decoration cavity mold to the thermosetting temperature of the coating material. After the injection molding of the molded product by the injection cavity mold, the cavity mold is changed to form a cavity by a gap on the surface of the molded product in the decorative cavity mold, and the cavity is used for the decoration made of the liquid thermosetting composition. The coating material is press-fitted and a decorative coating is formed on the surface of the molded product. The coating material substantially contains a volatile component having a boiling point equal to or lower than the thermosetting temperature set in the decorative cavity mold. It consists of no liquid thermosetting composition.
[0011]
In the above configuration, the phrase “substantially free of volatile components” means that the liquid thermosetting composition contains volatile components in a range that does not cause problems due to volatile components in the decorative coating molding process. If the amount is allowed and the content thereof is 5% by weight or less, preferably 3% by weight or less, the gist of the present invention is not impaired, which means that a volatile component may be included.
[0012]
Moreover, this invention sets the thermosetting temperature of the said decoration cavity type | mold to the range of 80 degrees-140 degreeC, Preferably it is 110 degrees-140 degreeC, The said cavity formed in the surface of the molded article in the decoration cavity type | mold The coating material comprising a liquid thermosetting composition having a viscosity of 3000 to 100000 mpa · s, preferably 7000 to 30000 mpa · s, is press-fitted to form a decorative film on the surface of the molded product. The viscosity was measured at 25 ° C. and 6 rpm according to JIS K5600-2-3 (1999) using a coaxial double cylinder type rotational viscometer (B type viscometer).
[0013]
Furthermore, the present invention is such that the injection cavity mold and the decorative cavity mold share a core mold, the cavity mold is moved relative to the core mold, or the core mold is moved relative to the two cavity molds, The cavity mold is exchanged after injection molding of the molded product.
[0014]
In the above configuration, the injection molding of the molded product and the molding of the decorative coating are performed with the cavity mold and temperature suitable for those moldings, so both moldings are performed under appropriate temperature control and thermosetting on the molded product surface The decorative coating with the coating material can be easily formed. In addition, since the cavity for molding the decorative coating is formed by closing the decorative cavity mold and the core mold, it is possible to form and maintain the cavity with the gap according to the set dimensions without requiring advanced position control of the movable platen. The cavity is not limited between the front surface of the molded product and the cavity surface, and can be formed on the vertical side as well as the top surface. A decorative coating can be formed on the vertical side surface of a molded product such as a box shape together with the top surface without requiring any special measures to prevent outflow. This makes it possible to manufacture a product with good molding accuracy without being limited in form.
[0015]
Also, since the temperature of both cavity molds can be set individually, injection molding of molded products made of resin and molding of decorative coatings by thermal curing of coating materials can be performed under appropriate temperature control at all times. In addition, since the temperature control of the decorative cavity mold can be divided into multiple systems and the thermosetting of the coating material can be equalized, the adhesiveness, weather resistance, It is possible to obtain a product having a good surface gloss and a decorative state such as scratch resistance.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 to FIG. 4, the injection cavity mold 1 and the decorative cavity mold 2 are slid with respect to the core mold 3, and the injection molding of the molded product 40 made of the synthetic resin shown in FIG. An embodiment in the case of molding the decorative coating 41 is shown.
[0017]
As shown in FIGS. 1 and 2, the injection cavity mold 1 and the decorative cavity mold 2 are composed of the core mold 3 attached to the inner surface of the movable plate 5 by a mold attachment plate 4, and a fixed plate 7 by a mold attachment plate 6. Although not shown in the figure, it slides in the longitudinal direction with guide rails and grooves, etc. It is arranged side by side freely. Although the specific structure of the slide base 9 is not shown in the drawing, it is connected to the fixed platen side and the movable platen side so as to move in the mold opening and closing direction in the same way as a normal three-plate mold. The cavity mold 1 and the decorative cavity mold 2 are configured such that the cavity mold 1 and the decorative cavity mold 2 can slide to the left and right by a moving device (not shown) so as to face the core mold 3.
[0018]
The injection cavity mold 1 is closed with the core 31 at the center of the core mold on the parting surface facing the core mold 3, and the cavity 10 of the box-shaped molded product 40 including the top plate and the four vertical side plates thereof. Having a recess 11 that forms On the outer parting surface of the recess 11, a side gate 12 formed by the parting surface of the core mold 3 is formed. On the parting surface facing the runner mold 8, there is a runner 15 that connects the sprue 13 drilled in the center of the runner mold 8 and the flow hole 14 drilled in the injection cavity mold 1 connected to the side gate 12. It has been given. In addition, 16 is an injection nozzle, 17 is a positioning pin.
[0019]
The decorative cavity mold 2 receives the molded product 40 together with the core 31 and has a mold member 22 having a recess 21 in the parting surface that forms the cavity 20 for decoration, and the mold member 22 as the core mold. 3 includes a mold main body 23 fitted in a parting surface facing 3, and a heat insulating plate 24 interposed between the mold main body 23 and the mold member 22.
[0020]
In addition, an inlet 25 of a coating material 41 a formed by the parting surface of the core mold 3 is provided on the outer parting surface of the mold member 22 so as to penetrate the heat insulating plate 24 from the outer surface of the mold body 23. Connected to the injection path 26 and widened from the injection path 26 toward the recess 21 as a wide side gate. On the parting surface opposite to the injection port 25, as shown in FIG. A gas vent 27 is provided with an expansion gap 27a for preventing temperature drop in the middle.
[0021]
The parting surface on the core mold 3 side of the injection port 25 and the parting surface on the mold body 23 side where the injection path 26 is located are the temperature control piece member 19 embedded in the surface together with the

heat insulating plates

18, 28. The injection passage 26 penetrates through the piece member 29. Further, the mold body side of the injection port 25 is formed to be narrowed stepwise from the connection end with the injection path 26 toward the recess side, and the opposing surface of the injection path 26 is formed into a tapered surface, and the air near the recess 21 is formed. A resin reservoir 25a is provided to prevent entrainment of the coating material 41a so that the coating material 41a can be injected uniformly without interruption (see FIG. 3).
[0022]
The injection cavity mold 1 and the core mold 3, the mold member 22, and the

piece members

18 and 29 are provided with

temperature control paths

32, 33, 34, 35, and 36, and are supplied to these temperature control paths. The injection cavity mold 1 and the core mold 3 are maintained at the resin solidification temperature (40 ° to 80 ° C.) by the temperature control medium, and the piece member 19 that forms the mold member 22 and the injection port 25 of the decorative cavity mold 2. Is maintained at the thermosetting temperature (80 ° to 140 ° C.) of the coating material 41a. The piece member 29 is maintained at a temperature (15 ° to 30 ° C.) that can prevent the coating material 41a from being thermally cured.
[0023]
In addition, for the temperature control of the mold member 22 and the piece member 19 of the decorative cavity mold 2, heating by a cartridge heater can be employed. Moreover, it is preferable that the temperature control of the mold member 22 is controlled separately for the top surface side and the side surface side, thereby adjusting the temperature unevenness.
[0024]
Injection and decorative molding by the mold precedes injection molding of the molded product 40. After the injection cavity mold 1 is installed between the runner mold 8 and the core mold 3, the movable platen 5 is moved forward to close the mold as shown in FIG. Further, after mold clamping, the molten resin is injected from the injection nozzle 16 and injected into the cavity 10 from the side gate 12 through the runner 15 and the flow hole 14.
[0025]
As the material resin of the molded product 40, polyolefin, ABS, polycarbonate, polyurethane, polyester, polyamide, ABS, vinyl chloride, or the like can be used.
[0026]
When the resin in the cavity is solidified by holding pressure cooling, the movable platen 5 is moved backward to perform mold opening. The mold opening is performed by moving the slide base 9 so that the injection cavity mold 1 is separated from the runner mold 8 and the core mold 3 is separated from the injection cavity mold 1 as shown in FIG. By this mold opening, the molded product 40 is fitted to the core 31 by shrinkage during solidification and is released from the injection cavity mold 1.
[0027]
When mold release of the molded product 40 is completed, the two cavity molds are moved to the left from the state of FIG. 4, and the right decorative cavity mold 2 is exchanged between the core mold 3 and the runner mold 8. Thereafter, the movable platen 5 is moved forward to perform mold closing as shown in FIG. In the mold closing, the decorative cavity mold 2 and the core mold 3 are preceded, and in this state, the decorative cavity mold 2 is pushed next and the runner mold 8 is closed.
[0028]
With this mold closing, the molded product 40 is fitted together with the core mold 3 into the recess 21 of the decorative cavity mold 2, and the cavity 20 with the set size gap is between the cavity surface facing the side surface from the top surface of the molded product 40. Formed. A gas vent 27 opposite to the injection port 25 is formed by the parting surfaces of the decorative cavity mold 2 and the core mold 3, and the interior of the cavity 20 of the coating material 41a for forming the decorative coating 41 from the injection port 25 is formed. It is possible to press fit into. Then, after the mold clamping, the coating material 41a is pressure-injected from the injection path 26 to the cavity 20 through the injection port 25.
[0029]
The gap of the cavity 20 can be set in a range of 50 to 200 μm according to the film thickness of the decorative coating 41 that covers the surface of the molded product. However, the thickness of the molded product 40 is reduced by cooling during molding. Since the thinning tends to become more significant as the thickness increases, the gap of the cavity 20 is set in anticipation of the amount of variation in the thick molded product. However, in a thin molded product, the variation in thickness is small as the thickness is reduced. Therefore, it is preferable to set the gap without expectation.
[0030]
Since the coating material 41a is heated in the cavity, the composition containing a volatile component having a boiling point lower than the thermosetting temperature is likely to cause a problem due to vaporization of the volatile component. In order to avoid this, the coating material 41a is preferably a liquid thermosetting composition that does not substantially contain a volatile component having a boiling point equal to or lower than the thermosetting temperature set in the decorative cavity mold. In addition, a composition containing at least each agent such as adhesion to the material, durability, viscosity adjustment, crosslinking initiation, decoration, and defoaming is preferable. For example, when the material of the molded product 40 is a polypropylene resin, a composition containing an acrylic-modified polyolefin, a reactive oligomer, a reactive diluent, a radical polymerization initiator, aluminum powder, an additive, etc. is used as the coating material 41a. Fits.
[0031]
The viscosity is 3000 to 100000 mpa · s (25 ° C. · 6 rpm), preferably 7000 to 30000 mpa · s. The viscosity is appropriately selected according to the gap size and flow length of the cavity 20, the cavity temperature, etc., and the injection is about 55 kgf. It is performed by pressurizing with the pressure of.
[0032]
The coating material 41a press-fitted into the parting portion of the cavity 20 from the injection port 25 flows from one vertical side surface of the molded product 40 to the top surface and the other side surfaces on both sides to reach the opposite surface. Further, the coating material 41a is thermally cured from the cavity surface side in the process of flowing in the heated cavity. If the injection takes time, the thermosetting of the cavity surface progresses until the injection is completed, which causes welds and discoloration due to unevenness of decorating agents such as aluminum powder. The injection is completed as quickly as possible, for example, within 2 seconds. It is good to do. When the injection time is required, it is preferable to set the thermosetting temperature low to suppress the thermosetting on the cavity surface side and to reduce the curing time difference in the film thickness direction.
[0033]
The thermosetting time in the cavity 20 differs between the vicinity of the injection gate and the flow end portion on the opposite side. At the set temperature of 120 ° C., the flow end portion is about 5 to 10 seconds, but it takes about 20 to 30 seconds in the vicinity of the injection gate. However, since the thermosetting time is within the set thermosetting time, wrinkles do not occur on the decorative coating 41 on the surface of the molded product.
[0034]
After the thermosetting time has elapsed, the decorative cavity mold 2 and the core mold 3 are opened by the retraction of the movable platen 5 and subsequently omitted in the drawing, but the molded product is fitted to the core 31. The product having the decorative coating 41 formed on the surface is released. At this time, the injection port 25 is also heated from both the mold member 22 side and the core mold 3 side, and the coating material 41a remaining in the portion is also thermally cured. Together with the molded product 40 after surface decoration fitted to the core 31, it is removed to the parting surface side of the core mold 3.
[0035]
After mold release, both cavity molds are slid to the right and replaced with the injection cavity mold 1 pushed to the left. After the replacement, the mold is closed and clamped again as shown in FIG. 1 by the forward movement of the movable platen 5, and the process proceeds to injection molding of the next new molded product.
[0036]
Thus, in the method of performing molding of a molded product and a decorative coating on the surface thereof using two cavity molds of an injection cavity mold and a decorative cavity mold, a single cavity mold is formed by injection molding of the molded article. Unlike the case where it is used for both decorative film molding, the shape of the molded product to be molded with the decorative coating is not limited in the range of shapes that can be injection-molded, and the vertical side of the molded product is not limited. The decorative coating can be uniformly formed together with the surface.
[0037]
Also, since the temperature of both cavity molds can be set individually, injection molding of molded products made of resin and molding of decorative coatings by thermal curing of coating materials can be performed under appropriate temperature control at all times. The temperature control of the decorative cavity mold can also be divided into multiple systems to equalize the thermal curing of the coating material, so that products with excellent molding accuracy and decoration are formed regardless of the film thickness of the decorative coating be able to.
[0038]
6 and 7, the core mold 3 is rotationally moved with respect to the injection cavity mold 1 and the decorative cavity mold 2, and the injection molding of the molded product 40 made of the synthetic resin shown in FIG. An embodiment in which the decorative coating 41 is molded is shown. The description of the same parts as those of the above-described embodiment will be omitted, and the main parts will be described with reference numerals.
[0039]
In this embodiment, as in the case of normal two-color molding, the injection cavity mold 1 and the decorative cavity mold 2 are arranged side by side in a symmetrical position on the stationary platen side, and a pair of the core molds 3 are arranged at the opposite positions. , 3 are attached to a rotary plate 37 provided on the inner surface of the movable platen 5 and the rotary plate 37 is reciprocally rotated by a rotary shaft 38 in the movable plate connected to the center so that the

core molds

3, 3 can be replaced. I can do it. In this case, by setting the runner 15 as a hot runner, the mold release of the runner after the mold opening can be omitted.
[0040]
Although the illustration of the replacement of the

core molds

3 and 3 is omitted, the

core molds

3 and 3 are opened by the backward movement of the movable platen 5 after both the injection molding of the molded product 40 and the molding of the decorative coating 41 are completed. Then, the rotating plate 37 is rotated 180 °, and after the stop, the finished product is released, and then the movable platen 5 is moved forward to close the die. By this mold closing, the cavity 10 of the molded product 40 is formed by the core 31 on the injection cavity mold 1 side, and the molded product 40 is received together with the core 31 on the decorative cavity mold 2 side, similarly to the above-described embodiment. The cavity 20 for molding the decorative coating 41 is formed as a gap between the cavity surface and the surface of the molded product.
[0041]
After closing the mold, both cavity molds are clamped, injection molding of the molded product 40 and molding of the decorative coating 41 on the surface of the molded product are performed, and after completion of molding, the mold is opened to release the finished product, The position of the

core molds

3 and 3 is changed by the 180 ° reversal of the rotary disk 37, and the mold is closed again by the forward movement of the movable disk 5, and the next work is started.
[0042]
For this reason, in the method in which the pair of

core molds

3 and 3 are alternately replaced by the rotational movement with respect to the injection cavity mold 1 and the decorative cavity mold 2 arranged side by side, the molded product 40 and the decorative coating 41 are molded. Since the injection cavity mold 1 and the decorative cavity mold 2 described above are alternately replaced with the core mold 3 by sliding movement, the molding efficiency is higher and suitable for mass production.
[0043]
【Example】

[0044]

[0045]
Set clearance of decorative cavity 100μm
Inlet gate gap 100 μm
Resin pool 2.0mm
Inlet gate width 160mm
Gas vent 10μm
Decorative cavity temperature 120 ° C
Inlet temperature 120 ° C
Injection channel temperature 30 ° C
[0046]
Clamping force (during injection) 17.5 ton / cm ²
Injection pressure 55kgf
Injection time 1.4 ± 0.1 sec
Curing time 60sec
[0047]

[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan sectional view showing a mold capable of performing injection molding and decorative molding of a molded product according to the present invention and showing an injection molding state of the molded product.
FIG. 2 is a cross-sectional plan view showing a state where the molded product is similarly replaced with a decorative cavity mold.
FIG. 3 is a cross-sectional plan view illustrating a decorative cavity mold before press-fitting of a coating material and a molded state of a decorative coating.
FIG. 4 is a plan sectional view showing a mold open state.
FIG. 5 is a perspective view in which a decorative coating of a product according to the present invention is partially cut away.
FIG. 6 is a cross-sectional plan view of a mold according to another embodiment in which a pair of core molds are rotated and replaced.
FIG. 7 is a plan sectional view showing the injection molding of a molded product and the molding state of a decorative coating.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection cavity type | mold 2 Decorating cavity type | mold 3 Core type | mold 5 Movable platen 7 Fixed platen 8 Runner type | mold 9 Slide base 10

Cavity

18,28,24 of a molded article

Heat insulating material

19,29 Frame member 20 25 Inlet 26 Injection path 31 Core 37 Rotating plate 40 Molded product 41 Decorative coating 41a Coating material

Claims

Using two cavity molds, an injection cavity mold and a decorative cavity mold, the injection cavity mold is set to the resin solidification temperature, while the decorative cavity mold is set to the thermosetting temperature of the coating material, and the molded product by the injection cavity mold After the injection molding, the cavity mold is changed, a cavity is formed on the surface of the molded product in the decorative cavity mold, and a decorative coating material made of a liquid thermosetting composition is press-fitted into the cavity. A molded product injection and decorative molding method by exchanging molds, wherein a decorative coating is formed on the molded product surface.

2. The molding by die exchange according to claim 1, wherein the coating material is made of a liquid thermosetting composition substantially free from a volatile component having a boiling point not higher than the thermosetting temperature set in the decorative cavity mold. Product injection and decorative molding methods.

The thermosetting temperature of the decorative cavity mold is set in the range of 80 ° to 140 ° C., and the liquid thermosetting composition having a viscosity of 3000 to 100,000 mpa · s is formed in the cavity formed on the surface of the molded product in the decorative cavity mold. 3. The method of injection and decorative molding of a molded product by exchanging molds according to claim 1, wherein the coating material made of a material is press-fitted to form a decorative coating on the surface of the molded product.

The injection cavity mold and the decorative cavity mold share the core mold and move the cavity mold relative to the core mold, or move the core mold relative to the two cavity molds to inject the molded product. 4. The method of injection and decorative molding of a molded product by exchanging molds according to claim 1, wherein the cavity mold is exchanged after molding.