JPH0347719A - プラスチックのインモールドコーティング法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、プラスチック成形品、特にシートモールデイ
ングコンパウンド圧縮成形品について問題となるピンホ
ール及びひけの対策として有効なインモールドコーティ
ング法に関する。

（従来の技術） シートモールディングコンバウント（以下ＳＭＣという
）を圧１１歳形して得られる成形品の表面には、とンホ
ールと呼ばれる微細な穴やリブ及びボスの裏面に発生す
るひけ等の欠陥が生じる。これらピンホールやひけの対
策の一つとしてインモールドコーディング法（以下ＩＭ
Ｃという）かある。

ＩＭＣは、プラスチックの成形と同時に塗装する方法で
、ＩＭＣ材料である塗料を型内へ注入する方法として次
の２通りの方法がある。

従来は、調温した金型の下型にＳＭＣ材料を置いて上型
を閉じ、第６図に示すように、成形圧力を上げて規定時
間Ｔ１保持してＳＭＣ材料を硬化させ、型を数ミリメー
トル開けて矢印■て示すように塗料を型内に注入し、次
に型を閉して規定時間Ｔ３保持し、塗料を硬化させてか
ら型開きして成形品を取り出すようにしている。

この従来のＩＭＣは、成形の途中で型開きしなければな
らないため、金型内に異物か混入したり、成形サイクル
の時間が長くなる等の問題点がある。

現在はハイプレッシャーインジェクションプロセス（以
下ＨＰＩＰという）の方へ技術開発が進んでいる。

このＨＰＩＰ法は、第７図に示すように、１４０〜１５
０”Ｃに温度調節された金型の下型にＳＭＣ材料を置き
、上型を閉めて圧力ＰＩを掛けて規定時間Ｔ、硬化させ
る６次に、圧力を少し下げたＰ２とした状態て塗料を：
１００Ｋｇ／ｃｍ”程度の高圧で矢印Ｉで示すように閉
じたままの金型内に注入し、矢印Ｅて示すＴ０工時間後
に塗料の注入を停止し、その後に圧力を２３に１げて１
３時間保持して塗料を硬化させるものである。

（発明が解決しようとする課題） ＨＰＩＰ法では、塗料を型開きしないで高圧で金型内に
注入するため、表面積の大きい部品の場合には、金型内
に空気溜りができ、１ＭＣショートと呼ばれる塗料の未
塗装部分や１ＭＣ材料の流れ跡が発生する。第９図（Ａ
）に自動車のボンネットの成形品ｌを示すが、塗料の注
入口のタブ２から遠い部位にＩＭＣショート１０か発生
し、またフローマークと呼ばれるＩＭＣの流れ跡１１が
発生することがある。

この対策として、第８図のＴ２て示すように。

塗料注入後数秒間成形圧力を上げて塗料を金型内に流動
させ、１ＭＣショートの発生を防止する手段か採用され
ているか、第９図（Ｂ）に示すように、ＩＭＣショート
１０の部分を小さくすることはてきるか、１ＭＣショー
トを完全に無くすことはできず、安定した品質の成形品
が得られない。

また、多段圧力制御可能なプレスを使用する必要かある
ため、設備投資が高くなる。

また、ＨＰＩＰ法では、型開きせずに成形の圧力が掛っ
た状態の型内に１ＭＣ材料を高圧で注入するため、ＩＭ
Ｃの注入タイミングを誤ると、第１０図（Ａ）に示すよ
うに、ボンネット１の表面にＩＭＣショートｌＯか発生
するだけてなく、１ＭＣ材料が未硬化のＳＭＣ層を通つ
て裏面に回り、第１Ｏ図（Ｂ）に示すように、ボンネッ
トｌの裏面の一部に１ＭＣ材料の層１２が形成されたり
、ＳＭＣの発熱、膨張により、ＩＭＣが型内に殆ど注入
されず、第１１図に示すように、注入口のタブ２とその
近傍だけに塗膜１３が形成されるたけとなる。

ＨＰＩＰ法における１ＭＣ注入のタイミングの決定は、
成形テストを繰り返えし実施して条件を設定しているが
、同一銘柄のＳＭＣ材料でも、生産ロット毎に硬化特性
にバラツキがあり、成形条件の設定が煩雑となる。

本発明は前記の課題を解決し、ＨＰＩＰ法における１Ｍ
Ｃ注入のタイミングを最適とし、１ＭＣショートを完全
に無＜Ｌ、、ｍ形量の表面品質を良好に成形するインモ
ールドコーティング法を提供することを目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段及び作用）本発明は、成形
品の形状部に圧力センサーを設けた金型を使用してプラ
スチックを圧縮成形し。

前記圧力センサーが前記プラスチックの圧輯成形工程に
おける発熱膨張によるピーク圧力を過ぎ所定の圧力降下
を検出した時点で成形の圧力を抜き、閉じたまま真空脱
気した金型内に塗料を高圧で注入し１次いで成形の圧力
を上げて注入した塗料を金型内に流動させ、その後に塗
料を硬化するプラスチックのインモールドコーティング
法である。

金型を閉じてプラスチックを圧縮成形すると。

プラスチックが発熱膨張して金型内の圧力か上昇し、プ
ラスチックの発熱膨張のピークが過ぎて硬化収縮段階に
入ると圧力が降下する。この金型内の圧力の変化を圧力
センサーで検出し、この検出イーに基づき金型の成形圧
力を抜き、金型内を真空脱気した上で閉じたままの金型
内に塗料を高圧で注入するので、成形品の表面に塗料が
スムースに流動し、次いで成形の圧力を上げるので、注
入した塗料が金型内に十分流動してプラスチック成形品
の表面を覆い、この状態て塗料な硬化させるのて空気溜
り等による塗装の欠陥が発生しない。

（実施例） 本発明の実施例を図面について説明する。

第１図は自動車のボンネットの成形に本発明な適用した
場合を示すもので、第１図は成形金型を示す断面図であ
り、第２図に平面図で示す成形品１のｘ−Ｘ線による断
面を示している。

成形品１には、塗料の注入口となるタブ２を形成する。

このタブ２付きの成形品ｌを成形する金型は、第１図に
示すように、分割型の下型３と上５４の間に成形体に対
応した形状のキャビティか形成され、上型４のタブ２に
対応する部位に塗料の注入口５と、その反対側に真空ポ
ンプに接続されるニップル６か設けられ、下型３と上型
４とには温度調節回路７が設けられると共に、下型３と
上型４との接合面にはシール材８が配設され、下型３に
は注入口タブ２に近い位置に圧力センサー９が設けられ
ている。

次に、第１図に示す金型を用いた成形方法を第３図ない
し第５図を参照して説明する。

第４図に示すように、６００　ｘｌｌｏｏｍｓの２枚の
シートＳ、の間にチャージ量合わせ用の２００　ｘｌｌ
ｏｏｌのシートＳ２を入れて重ね合わせたＳＭＣ材料を
、１４０〜１５０”Ｃに温度調節された金型の下型３に
置いて上型４を閉じ、７０〜８０Ｋｇ／ｃｍ”の成形圧
力を第３図に示すように規定時間Ｔ、保持する。この１
０時間は、後に説明するように、−金型内のＳＭＣ材料
が発熱膨張のピークを過ぎて硬化収縮段階に入る時間と
する。

次に、プレスの圧力を抜き、成形圧力を掛けずに閉した
状態に保持した型内を矢印Ｖで示すように真空脱気する
０次に、矢印Ｉで示すように、タブ２の位置にある注入
口５からＩＭＣＩ料を３００にｇ／ｃｔａ”位の高圧て
注入し、塗料の注入後に成形圧力を再び７０〜８０Ｋｇ
／ｃｍ”に上げ、１３時間この状態に保持して塗料を硬
化させる。

前記の１３時間の設定は、次のようにして決定する。第
５図は樹脂圧力モニタ測定図で、金型内に封入されたＳ
ＭＣ材料は、発熱膨張して矢印■に示すように圧力が上
昇し、１．時間経過後にピーク圧力に到達し１次いで矢
印■で示すように収縮段階に入り、成形圧力か降下する
。この圧力の変化を下型３に設置した圧力センサー９で
測定する。この圧力曲線に予めスレッシュホールド圧■
を設定する。

ＳＭＣの成形時に圧力センサー９の検出値がスレッシュ
ホールド圧■以上となり、ピーク圧力に到達した時点ｔ
１て真空脱気装置に信号を送り、第３図の■で示すよう
に金型内の脱気を開始する。次に圧力センサー９がスレ
ッシュホールド圧■を検出した時点ｔ２でプレス側に信
号を送って成形圧力を抜き、型を閉じた状態を保持し、
次にプレス側からの信号で第３図のＩで示すように１Ｍ
Ｃ材料を金型内に高圧で注入する。

このように、成形の圧力を抜き、金型を閉じたままで金
型内を排気し、塗料を注入したときには金型内のＳＭＣ
材料が収縮段階に入っているので空気溜りができず、塗
料がＳＭＣの表面を良く流動し、ＩＭＣショートが発生
しない、また、金型に注入された塗料は、その後の成形
圧力の上昇により硬化したＳＭＣの表面に更に流動し、
良好な塗装か安定して得られる。

次に本発明の実施例との比較例を示し、ＩＭＣの充填性
、エアー溜り及びフローマークの発生状態の比較を表に
示す。

（比較例　ｌ） ＳＭＣ材料を、１４０〜１５０℃に温度調節された金型
の下型３に置いて上型４を閉じ、７０〜８０Ｋｇ／ｃｍ
２の成形圧力を規定時間（５０秒）保持して硬化させる
０次に、成形圧力を２０Ｋｇ／ｃｍ２位に下げてこの状
態を保持し、：１００Ｋｇ／ｃｍ２の高圧で１ＭＣ材料
を注入し、注入完了後７０〜８０Ｋｇ／ｃ■２に゛成形
圧力を上げて規定時間（９０秒）保持して硬化させる。

なお、ＳＭＣ材料は、実施例で使用した６００×１］０
０ｕ＋の２枚のシートＳ、の間にチャージ１合わせ川の
２００　ＸｌｌｏｏｍｓのシートＳ２を入れて重ね合わ
せたものを使用した。

（比較例　２） ６００　ｘｌｌｏＯｍ■のシートを３枚重ね合わせたＳ
ＭＣ材料を使用した以外は比較例１と同じとした。

（比較例　３） ＩＭＣ注入時に真空脱気する以外は比較例１と同じとし
た。

（比較例　４） ＩＭＣＭＣ後人後形圧力を５０Ｋｇ／ｃｍ”、４０Ｋｇ
／ｃｍ２及び２０Ｋｇ／ｃｍ”と変化させてＩＭＣを硬
化させる以外は比較例１と同じとした。

（比較例　５） ＩＭＣ注入時に真空脱気する以外は比較例４と同じとし
た。

（比較例　６） ＳＭＣ材料の硬化時間（Ｔ急）を４０秒とした以外は比
較例１と同じとした。

（比較例　）） ＳＭＣ材料の硬化時間（Ｔ＊）を３０秒とした以外は比
較例１と同じとした。

なお、テストに使用した材料は次のとおりである。

ＳＭＣ材料：旭ファイバーグラス輛製　グラスローノ１
８００　　クラスＡ　　ＳＭＣ材料ＩＭＣ材料二大日本
塗料■製　ボーレイングラスクラッド　Ｂ５０−ＥＸ！ （）内数値はボンネット外側パネルの表面（約１．３ｍ
”　）を完全に被覆するＩＭＧの量を示す。

評価基準（目視で判定した。） ○　：ＩＭＣ充嘱性良好、エアー溜り及びフローマーク
無し。

Δ　：１ＭＣ充填性やや劣る。エアー溜り出たり出なか
ったりする。

Ｘ　　二ＩＭＣ充填性不良、エアーエアー溜フローマー
ク発生。

（発明の効果） 本発明は、プラスチ・ンクの成形と一緒の金型を使用し
てインモールドコーティングする場合に。

ＩＭＣ材料の注入時に型を開くことなく高圧で１ＭＣ材
料を注入するＨＰＩＰ法の特徴を生かしなから１ＭＣ材
料注入のタイミングを最適とし、簡単な方法でＨＰＩＰ
法の欠陥を是正してＩＭＣショートを完全に無くし、成
形品の表面に良好な塗装面が安定して得られる効果が有
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車のボンネットの成形に本発明を適用した
場合の金型の断面図で第２図のｘ−Ｘ線による断面を示
し、第２図は成形品の平面図、第３図は本発明の成形工
程を示す図、第４図は成形材料の斜視図、第５図は本発
明の塗料注入時決定のための測定線図、第６図ないし第
８図はいずれも従来の成形工程を示す図、第９図ないし
第１１図はいずれも成形品の塗装の欠陥を示す図て第１
Ｏ図（Ｂ）は裏面をそれ以外は表面を示す。 １：成形品　　　　　２：塗料注入口タブ：下型 ：！！！料注入口 ：温度調節回路 ：圧力センサー ４：上型 ６：ニップル ８：シール材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 成形品の形状部に圧力センサーを設けた金型を使用して
   プラスチックを圧縮成形し、前記圧力センサーが前記プ
   ラスチックの圧縮成形工程における発熱膨張によるピー
   ク圧力を過ぎ所定の圧力降下を検出した時点で成形の圧
   力を抜き、真空脱気した金型内に塗料を高圧で注入し、
   次いで成形の圧力を上げて注入した塗料を金型内に流動
   させ、その後に塗料を硬化することを特徴とするプラス
   チックのインモールドコーティング法。