JPH1158475A

JPH1158475A - 射出成形用金型の製造方法

Info

Publication number: JPH1158475A
Application number: JP23005097A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Asano; 千明朝野; Hiroshi Hayashi; 啓林; Tsutomu Tanaka; 力田中
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1997-08-26
Filing date: 1997-08-26
Publication date: 1999-03-02
Anticipated expiration: 2017-08-26
Also published as: JP3767653B2

Abstract

(57)【要約】【課題】金型への断熱層のコーティングに要するコスト
を抑えて、断熱層の平滑性や膜厚の均一性を向上する。【解決手段】成形品の意匠面を成形する転写面に断熱層
が設けられた射出成形用金型を製造する際に、金型４の
転写面９を電荷を有する樹脂を含有する電着液Ｌに浸水
させ、電着塗装により転写面９に断熱層を電気的に形成
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形用金型の
製造方法に関し、例えば、射出成形用金型の転写面に断
熱層をコーティングするための射出成形用金型の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂を射出成形（或いはブロー
成形や真空成形）する場合、高温の樹脂が金型に注入さ
れた時点で急速に冷却されるため、成形品表面の光沢が
低下したり、表面にフローマーク等ができて光沢ムラが
発生する。この現象は、特に、自動車用バンパ等の素材
として使用されるフィラー強化変性ポリプロピレン等で
顕著に発生する。

【０００３】この問題点を解決するために、従来では、
金型の転写面にＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレ
ン）やＰＩ（ポリイミド）等の樹脂を塗布して硬化させ
た断熱層を形成し、樹脂の急速な冷却を抑えている。

【０００４】本願の関連技術として、特開昭６３−１４
７６１７号公報には、プラスチック成形用金型に、静電
塗装により粉末状の熱硬化製樹脂又は熱可塑性樹脂の塗
着膜を形成し、この金型にプラスチック素材を充填して
プラスチック成形品表面に熱硬化製樹脂又は熱可塑性樹
脂の被膜を形成する方法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、金型の
転写面に断熱層を形成する方法では、金型の転写面への
ＰＴＦＥやＰＩの塗布を粉体塗装やスプレー塗装により
行うため、断熱層の平滑性が悪く、膜厚も不均一とな
り、金型転写面の断熱率が部分的にばらついて、成形品
表面に光沢ムラが発生してしまう。

【０００６】また、塗布された樹脂を硬化するために
は、３５０℃程度の温度で乾燥させる必要があるが、こ
の乾燥過程で金型材料である炭素鋼等は熱によりひずみ
が発生してしまう。

【０００７】以上の理由により、車両用樹脂バンパ等の
大型部品の成形用金型に樹脂層を設けることが難しかっ
た。

【０００８】また、上記公報のように、プラスチック成
形品表面に樹脂被膜を転写するのであれば、静電塗装に
より金型に塗着膜を形成しても問題は少ないが、プラス
チック成形品表面に樹脂被膜を転写することを目的とせ
ず、金型の転写面に断熱層を固着させる場合には、静電
塗装では転写面への樹脂の固着力が不十分であり、更に
吹付け塗装ためコーティング面の平滑性や膜厚にムラが
できやすい。

【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされ、そ
の目的は、金型への断熱層のコーティングに要するコス
トを抑えて、断熱層の平滑性や膜厚の均一性を向上でき
る射出成形用金型の製造方法を提供することである。

【００１０】また、断熱層の硬化時に金型のひずみを防
止できる射出成形用金型の製造方法を提供することであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる射出成形用金型
の製造方法は、以下の特徴を備える。即ち、成形品の転
写面に断熱層が設けられた射出成形用金型の製造方法で
あって、前記金型の断熱層を電着塗装により電気的に形
成する。

【００１２】また、本発明に係わる射出成形用金型の製
造方法は、以下の特徴を備える。即ち、成形品の転写面
に断熱層が設けられた射出成形用金型の製造方法であっ
て、前記金型の転写面を、電荷を有する樹脂を含有する
液体に浸水させて通電することにより、前記断熱層を電
気的に形成する。

【００１３】また、本発明に係わる射出成形用金型の製
造方法は、以下の特徴を備える。即ち、成形品の意匠面
を成形する転写面に断熱層が設けられた射出成形用金型
の製造方法であって、前記金型の転写面を、電荷を有す
る樹脂を含有する液体に浸水させて通電することによ
り、前記断熱層を電気的に形成する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係わる実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。

【００１５】［射出成形装置の概略構成］先ず、本実施
形態に係る射出成形装置の概略構成について説明する。
図１は本発明に係わる実施形態の射出成形装置の全体構
成を示す断面図である。

【００１６】図１に示すように、本実施形態の射出成形
装置１は、取付板２、３に夫々取り付けられて互いに接
離可能（型締め、型開き可能）に設けられた固定型（キ
ャビティ型）４と可動型（コア型）５とを備えている。
尚、これらの各金型４、５は例えばＳＳ５０（一般構造
用圧延鋼材）等の金属により構成されている。

【００１７】これら金型４、５の型締め状態において、
車両用樹脂バンパ３０（図７、図８参照）を成形するた
めの成形キャビティ６が形成される。固定型４には、キ
ャビティ６の上部において、キャビティ内外を連通する
樹脂導入通路７が形成されている。この樹脂導入通路７
の外側の端部には、樹脂ノズル８が接続される。溶融樹
脂Ｒ（矢印で示す）は、樹脂ノズル８から樹脂導入通路
７を介してキャビティ６内に圧入される。

【００１８】溶融樹脂は、例えば、フィラー強化ポリプ
ロピレン、ポリカーボネイト、ＡＢＳ等が用いられる。

【００１９】キャビティ６は、固定型４の溶融樹脂Ｒの
注入口から下方に延びる形状を有する。キャビティ６
は、所定間隔を置いて対向する一対の転写面９、１０に
より規定され、更に紙面垂直方向に延びている。固定型
４に形成された転写面９は、成形品の表面に相当する部
分（意匠面）として平坦に仕上げられている。また、可
動型５に形成された転写面１０は、成形品の裏側に相当
する部分（反意匠面）として仕上げられる。

【００２０】［金型の製造方法］次に、本実施形態の射
出成形用金型の製造方法について説明する。

【００２１】本実施形態の固定型４（以下、金型４とい
う）の転写面９は、成形品の表面に相当する部分（意匠
面）であり、その表面には断熱層１２が十分な平滑性を
もって形成されている。断熱層１２は、一般に自動車ボ
ディの下塗りに用いられる電着塗装法により金型の転写
面に均一な層厚で形成される。

【００２２】以下では、電着塗装方法を用いて固定型４
の転写面９に断熱層１２をコーティングする方法につい
て説明する。

【００２３】［第１の実施形態］図２、図３は、第１の
実施形態の射出成形用金型の製造方法を示す断面図であ
る。

【００２４】図２に示すように、電着槽２３は、金型４
の転写面９にコーティングする樹脂として紫外線硬化型
の水溶性樹脂（例えば、アミノ変性エポキシ）からなる
電着液Ｌで満たされている。この電着槽２３内に金型４
浸水させる。金型４の転写面９以外の部分には、コーテ
ィング樹脂がコーティングされないようにマスキング層
１３が設けられている。マスキング層１３は、フィルム
等の非導電材からなり、金型４の所定部位に貼り付けら
れるか、或いは予めプリフォームされる。

【００２５】電着槽２３に金型４を浸水させた状態で、
電着液Ｌ内部の転写面９側にプラス電極２０を配置す
る。プラス電極２０は、電着槽２３の外部に設けられた
電源２１のプラス極に接続されている。また、金型４を
電源２１のマイナス極に接続させる。プラス電極２０と
転写面９とは液体Ｌを介して所定間隔を置いて配置され
ている。

【００２６】この図２に示す状態で、電源２１を通電す
ることにより、電着液Ｌに含まれる原子がイオン化さ
れ、マイナスイオンはプラス電極２０に電着され、プラ
スイオンは断熱層１２として金型４の転写面９に均一な
層厚で電着される。以下に、一例として長さ１８０ｍｍ
×幅９２ｍｍ×厚さ２０ｍｍの試験片の電着条件を示
す。

【００２７】＜電着条件＞直流電圧：２５０Ｖ電圧上昇パターン：第１段階電圧まで６０秒で上昇第２段階電圧まで１８０秒で上昇電流：０．０２０Ａ電着液濃度：４％コーティング層厚：３０μｍ金型４の転写面９に断熱層を電着させた後、マスキング
層１２を取り除いて、図３に示すように、紫外線光源２
２により常温中で断熱層１２に紫外線を照射して、転写
面９にコーティングされたコーティング樹脂を硬化させ
る。以下に、本実施形態の紫外線硬化条件を示す。

【００２８】＜紫外線硬化条件＞周波数：２８０〜４２５ｎｍ照射時間：数秒（例えば、２〜３秒）エネルギ量：４００ｍＪ／ｃｍ平方尚、上述のように、断熱層１２を紫外線で硬化させる代
わりに、約１６０℃の温度下で十数時間置いて焼き付け
硬化させても良い（焼成）。

【００２９】以上のように、第１の実施形態によれば、
吹き付け塗装等に比べて、断熱層を化学的手法を用いて
形成するため、金型に形成される断熱層の平滑性や膜厚
の均一性を向上できる。

【００３０】また、断熱層に紫外線硬化型の樹脂を用
い、紫外線硬化させることにより、樹脂焼成時の金型の
熱によるひずみを抑えることができる。

【００３１】特に、一般の車両ボディの下塗りと比較し
て、濃度の低い電着液を用いることができ、コスト的に
も優れている。この理由は、車両ボディの場合にはボデ
ィ裏面にも電着塗装を施すため高濃度の電着液が必要で
あるが、金型へのコーティングの場合には転写面の表面
にだけ電着塗装を施せば十分であるからである。

【００３２】［第２の実施形態］図４は、第２の実施形
態の射出成形用金型の製造方法を示す断面図である。

【００３３】第２の実施形態では、大型の電着槽２３を
用いずに、転写面となる金型のキャビティ自体を電着槽
として断熱層を形成する。

【００３４】図４に示すように、金型４の凹状の転写面
９に電着液Ｌを満たし、電着液Ｌ内部に転写面９の形状
に沿うように形成されたプラス電極２０を配置する。プ
ラス電極２０は、外部に設けられた電源２１のプラス極
に接続されている。また、金型４を電源２１のマイナス
極に接続させる。プラス電極２０と転写面９とは液体Ｌ
を介して所定間隔を置いて配置されている。

【００３５】この図４に示す状態で、電源２１を通電す
ることにより、第１の実施形態と同様に、電着液Ｌに含
まれる原子がイオン化され、マイナスイオンはプラス電
極２０に電着され、プラスイオンは断熱層１２として金
型４の転写面９に均一な層厚で電着される。

【００３６】転写面９に断熱層を電着させた後は、第１
の実施形態と同様な樹脂硬化処理を施す。

【００３７】その他、第１の実施形態と同様の部材には
同一の番号を付して説明を省略する。

【００３８】以上のように、第２の実施形態によれば、
第１の実施形態の効果に加えて、金型のキャビティ自体
を電着槽として用いることにより、大型の電着槽が不要
となり、電着液量も少なくて済み、更に、マスキング領
域も最小にすることができ、製造コストを抑えると同時
に、製造工程を簡略化することができる。

【００３９】［第３の実施形態］図５（ａ）は、電着塗
装により試験片４’に形成された断熱層を示す平面図で
あり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。図６（ａ）は、
第３の実施形態の射出成形用金型の製造方法を説明する
試験片４’の平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図で
ある。

【００４０】上記第１、第２実施形態のように、電着塗
装を用いて金型に断熱層を形成する場合、マスキング層
とコーティング面との境界部分では、コーティング面近
傍のイオン化された電着液に加えて、マスキング層側の
電着液が電気的に引き付けられるため、図５に示す凸部
１２ａのように、境界部分の層厚が部分的に大きくなっ
て盛り上がってしまう場合がある。。

【００４１】このため、第３の実施形態では、図６に示
すように、マスキング層とコーティング面との境界部分
に電極２４を設けて、コーティング面側にマスキング層
側の電着液が引き付けられるのを抑制している。この電
極２４は、非導電材からなるマスキング層の上に導電材
を貼り付けて電源のマイナス極に接続するか、或いはア
ースする。

【００４２】以上のように、第３の実施形態によれば、
第１、第２の実施形態の効果に加えて、断熱層の周囲に
形成される盛り上がりを抑え、断熱層の平滑性を更に向
上することができる。

【００４３】［金型の適用例］次に、上記第１〜第３の
実施形態の製造方法により製造された金型の適用例につ
いて説明する。

【００４４】図７は、本適用例を説明する金型の断面図
である。図８、図９は、上記第１〜第３の実施形態の製
造方法により製造された金型の適用例を説明する図であ
る。

【００４５】樹脂成形品に文字やツートン等の模様を施
すためには、塗装、印刷、ホットスタンプ等による方法
が一般的である。

【００４６】ここで、本適用では、図７に示すように、
第１〜第３の実施形態を用いて、金型４の転写面９に部
分的に文字やツートン等の模様に対応するように断熱層
１２をコーティングし、成形品の意匠面に意図的に光沢
の高い部分と低い部分とを形成する。

【００４７】例えば、金型４の転写面９において、光沢
を低くする部分をマスキング層とし、光沢を高くする部
分にのみ断熱層を形成すると、図８に示すように、車両
用バンパ３０の意匠面において、断熱層に対応する部分
３１の光沢が高くなり、それ以外の部分３２、３３の光
沢は低くなる。従って、成形品の意匠面に容易にツート
ン模様３２を形成することができる。また、図９に示す
ように、ラジエータグリル３５の意匠面に容易に文字模
様３６を形成することができる。

【００４８】また、断熱層のコーティング樹脂を紫外線
硬化型とし、この樹脂を部分的に硬化させることで、マ
スキング層を形成しなくても、意匠面の表面の光沢に変
化を付けることができる。

【００４９】尚、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲
で上記実施形態を修正又は変更したものに適用可能であ
る。

【００５０】例えば、本実施形態の射出成形用金型は、
車両用樹脂バンパ以外にも、樹脂成形可能なインストル
メントパネル、グリル、ドアミラー本体、ドアトリム等
の成形にも適用できることは言うまでもない。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、金型の
断熱層を電着塗装により電気的に形成する。また、金型
の転写面を、電荷を有する樹脂を含有する液体に浸水さ
せて通電して断熱層を電気的に形成する。また、金型の
意匠面に対応する転写面を、電荷を有する樹脂を含有す
る液体に浸水させて通電して断熱層を電気的に形成す
る。従って、金型への断熱層のコーティングに要するコ
ストを抑えて、断熱層の平滑性や膜厚の均一性を向上で
きる。

【００５２】また、断熱層の硬化時に金型のひずみを防
止できる射出成形用金型の製造方法を提供することであ
る。

【００５３】また、好ましくは、金型の転写面における
断熱層を設けない面をマスキングして、該金型を液体に
浸水させることにより、必要な部分に容易に断熱層を形
成することができる。

【００５４】また、好ましくは、断熱層は金型の凹状転
写面に設けられ、該凹状転写面の断熱層を設けない面を
マスキングして、該凹状転写面内に前記液体を注いで電
着塗装により形成されることにより、大型の電着槽が不
要となり、電着液量も少なくて済み、更に、マスキング
領域も最小にすることができ、製造コストを抑えると同
時に、製造工程を簡略化することができる。

【００５５】また、好ましくは、断熱層は、エポキシ樹
脂或いはアクリル樹脂からなるので、材料コストが易く
て済む。

【００５６】また、好ましくは、断熱層は転写面に電気
的に形成された後、紫外線を照射して硬化されることに
より、断熱層の硬化時に金型のひずみを防止できる。

【００５７】また、好ましくは、断熱層とマスキング面
との境界近傍における該マスキング面上に電極を設けた
ので、断熱層の周囲に形成される盛り上がりを抑えるこ
とができる。

【００５８】また、好ましくは、成形品表面を低い光沢
に成形するための転写面をマスキングし、成形品表面を
高い光沢に成形するための転写面に断熱層を設けること
で、成形品表面の光沢に変化を付けてツートンや文字等
の模様を容易に形成できる。

【００５９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる実施形態の射出成形装置の全体
構成を示す断面図である。

【図２】第１の実施形態の射出成形用金型の製造方法を
示す断面図である。

【図３】第１の実施形態の射出成形用金型の製造方法を
示す断面図である。

【図４】第２の実施形態の射出成形用金型の製造方法を
示す断面図である。

【図５】（ａ）は、電着塗装により試験片に形成された
断熱層を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図で
ある。

【図６】（ａ）は、第３の実施形態の射出成形用金型の
製造方法を説明する試験片の平面図であり、（ｂ）は
（ａ）の断面図である。

【図７】第１〜第３の実施形態の製造方法により製造さ
れた金型の適用例を説明する断面図である。

【図８】第１〜第３の実施形態の製造方法により製造さ
れた金型の適用例を説明する図である。

【図９】第１〜第３の実施形態の製造方法により製造さ
れた金型の適用例を説明する図である。

【符号の説明】

１…射出成形装置４…固定型５…可動型６…キャビティ７…樹脂導入通路８…樹脂ノズル９…転写面（意匠面）１０…転写面（反意匠面）１２…断熱層１３…マスキング層２０…プラス電極２１…電源２２…紫外線光源２３…電着槽３０…車両用樹脂バンパ３５…ラジエータグリル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形品の転写面に断熱層が設けられた射
出成形用金型の製造方法であって、前記金型の断熱層を電着塗装により電気的に形成するこ
とを特徴とする射出成形用金型の製造方法。
【請求項２】成形品の転写面に断熱層が設けられた射
出成形用金型の製造方法であって、前記金型の転写面を、電荷を有する樹脂を含有する液体
に浸水させて通電することにより、前記断熱層を電気的
に形成することを特徴とする射出成形用金型の製造方
法。
【請求項３】成形品の意匠面を成形する転写面に断熱
層が設けられた射出成形用金型の製造方法であって、前記金型の転写面を、電荷を有する樹脂を含有する液体
に浸水させて通電することにより、前記断熱層を電気的
に形成することを特徴とする射出成形用金型の製造方
法。
【請求項４】前記金型の転写面における前記断熱層を
設けない面をマスキングして、該金型を前記液体に浸水
させることを特徴とする請求項２又は３に記載の射出成
形用金型の製造方法。
【請求項５】前記断熱層は前記金型の凹状転写面に設
けられ、該凹状転写面の前記断熱層を設けない面をマス
キングして、該凹状転写面内に前記液体を注いで電着塗
装により形成されることを特徴とする請求項２乃至４の
いずれか１項に記載の射出成形用金型の製造方法。
【請求項６】前記断熱層は、エポキシ樹脂或いはアク
リル樹脂からなることを特徴とする請求項１乃至請求項
５のいずれか１項に記載の射出成形用金型の製造方法。
【請求項７】前記断熱層は前記転写面に電気的に形成
された後、紫外線を照射して硬化されることを特徴とす
る請求項１乃至６のいずれか１項に記載の射出成形用金
型の製造方法。
【請求項８】前記断熱層とマスキング面との境界近傍
における該マスキング面上に電極を設けたことを特徴と
する請求項４又は５に記載の射出成形用金型の製造方
法。
【請求項９】前記成形品表面を低い光沢に成形するた
めの転写面をマスキングし、前記成形品表面を高い光沢
に成形するための転写面に断熱層を設けることを特徴と
する請求項１乃至８のいずれか１項に記載の射出成形用
金型の製造方法。