(57)【要約】物品が型により形成され、型物品はバリヤーを有し、それらに適用されたコーティング組成物が型内に存在する間に型のゲートピンアセンブリまたは基体射出入り口領域に流れ込むことを防止する。バリヤーはコーティング組成物し入り口領域に含まれる樹脂の間の汚染を防止する。
2005525950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）射出入り口点から型キャビティ内に、融点以上の温度の基体形成物質を射出する工程、
ｂ）型キャビティ内で該物質の基体を形成させる工程であって、
該基体はその表面にバリヤーを有し、該バリヤーは射出入り口点周縁に伸びた隆起したリム要素を有し、基体射出入り口領域が該リム要素で取り囲まれている基体を形成させる工程、
ｃ）型キャビティ内の該バリヤーを有する基体の表面上にコーティング組成物を射出し、該組成物を該基体表面上を横切って流し、該基体上にコーティングを形成する工程、
を含み、該バリヤーが該組成物が基体射出入り口領域上に流れることを防止する、
基体をコーティングする方法。
【請求項２】
該リム要素が幅と厚さを有し、該基体射出領域が厚さを有し、
該リム要素の厚さと該基体射出領域の厚さとの比率が１．０５：１から１０：１であること、および該リム要素の幅と該基体射出領域の厚さとの比率が０．１：１から２：１であることの、少なくとも１つを満たす請求項１記載の方法。
【請求項３】
該リム要素の厚さと該基体射出領域の厚さとの比率が１．７５：１から３：１であること、および該リム要素の幅と該基体射出領域の厚さとの比率が０．２５：１から１：１であることの、少なくとも１つを満たす請求項２記載の方法。
【請求項４】
該リム要素の厚さと該基体射出領域の厚さとの比率が２：１であること、および該リム要素の幅と該基体射出領域の厚さとの比率が０．３５：１から０．８：１であることの、少なくとも１つを満たす請求項３記載の方法。
【請求項５】
該リム要素が、バリヤーに隣接した基体表面と実質的に垂直な角度で、該基体から離れて伸びる少なくとも１つの壁を有する、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
該リム要素が、バリヤーに隣接した基体表面と実質的に垂直な角度で、該基体から離れて伸びる少なくとも２つの壁を有し、該２つの壁が実質的に一定の厚さをそれらの間に有する、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
該リム要素が、テーパー状または丸い部分を有する、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
該リム要素が、バリヤーに隣接した基体表面と実質的に垂直な角度で、該基体から離れて伸びる少なくとも２つの壁を有し、該２つの壁が同じ高さである、請求項１から７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
該リム要素が、実質的に円筒形状である、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
ａ）基体形成物質の射出入り口、および
ｂ）半型内のバリヤー形成レリーフであって、該レリーフが該射出入り口の周囲に伸び、該バリヤー形成レリーフに隣接する型要素の表面と実質的に垂直な角度で、該型要素の内部に伸びる２つの壁を有し、該２つの壁が実質的に一定の幅をそれらの間に有し、該２つの壁が実質的に同じ高さであるレリーフ、
を有する型要素。
【請求項１１】
型キャビティーが、工程ａ）からｃ）の間にわたり実質的一定の体積を保持する、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
型キャビティーが少なくとも２つの型要素により画定され、それらが工程ａ）からｃ）の間にわたり、互いに実質的に固定された距離を保持する、請求項１から９、または１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
型キャビティーが少なくとも２つの型要素により画定され、それらが工程ａ）からｃ）の間にわたり、開かれず、またアンクランプされない、請求項１から９、１１または１２のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
本発明は、型キャビティの中への基体ポリマーまたは樹脂のフローをコントロールするために射出オリフィスを有している型装置とともに使用する構造を示す。型構造、およびその内部に形成された成型された基体は協力して、引き続き塗布されるコーティングが、基体射出オリフィスあるいはゲートピンアセンブリーへ流れるのを防ぐ。
【０００２】
成型された熱可塑性および熱硬化性の物品は、たとえば、ポリオレフィン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンおよびポリウレタンなどから作られる。そのような物品は、自動車、船舶、レクリエーション製品、構造物、オフィス製品、およびアウトドア装置産業をはじめとす多数の用途で利用される。例えば、自動車産業用途としてはボディパネル、ホイールカバー、バンパー、ランプ、フェンダー、フードおよびダッシュボードが挙げられる。
【０００３】
表面品質がたとえば、耐久性、耐薬品性および耐候性などの必要な基準に合わない場合があるので、成形品の使用は問題がないわけではない。多くの例では、成型された熱可塑性物品は、上記の必要条件を満たすかあるいはペイントへの接着を促進するためにコーティングされる必要がある場合がある。無数の方法が、成型品に様々なコーティングを適用し、表面特性を改善するために開発されている。
【０００４】
典型的には、成型されたワークピースは型の中で形成され、成形物を取り出し、ついでコーティングを、たとえば、表面処理、下塗、上塗、ペインティングなどによって、成型されたワークピースの表面上に適用した。従って、先の方法は、ワークピース上の仕上面を達成するために追加の後工程を要求した。そのような追加の工程はコーティングされた成型ワークピースの製造コストを増大させる。 
【０００５】
熱可塑性物質あるいは熱硬化性の材料へのコーティングのインモールド（ＩＭ）での塗布は、一般に平滑な表面、改善された耐久性、低減された基体ポロシティーなどを提供することが知られている。たとえば、米国特許第４，０７６，７８８；４，０８１，５７８； ４，３３１，７３５； ４，３６６，１０９； および４，６６８，４６０参照。そのようなＩＭコーティングは、カバーされる物品の全表面を覆う方法で成形品に典型的に適用される。コーティングの隠蔽性は、適用されるコーティングの量、あるいは恐らく型キャビティの境界によってのみコントロールされる。 
【０００６】
しばしば、ＩＭコーティングは、基体物質が射出された側と同じ側から成形物品に適用される。射出されたコーティングは、最小の抵抗の流路に沿って流れ、これは典型的には基体を形成する物質がそこから射出されるオリフィスをはじめとする、オリフィスまたは開口部を含む。 従って、コーティングは、射出装置オリフィス中のゲートピンを過ぎて流れて、射出装置中の基体を形成する熱可塑性または熱硬化性の樹脂を汚染する場合がある。
【０００７】
発明の要約
本発明は、型構造、成型された基体デザイン、およびコーティングが、射出成形装置の射出オリフィス内へ流れるのを防ぐためのバリヤーまたは制限を提供する方法に関する。
【０００８】
この方法では、その融点よりも高い温度で基体形成物質を射出入り口点から型キャビティ内へ射出し、該物質に型キャビティ中で基体を形成させ、型キャビティ内の基体表面上にコーティング組成物を射出し、コーティング組成物を基体表面上を横切って流れさせ、基体の上にコーティングを形成することにより、基体をコーティングすることができる。型の中で形成された基体の表面は、射出入口点の周縁部のまわりに伸びる隆起したリム要素、およびこのリム要素に囲まれた基体射出入口領域を含むバリヤーを有している。このバリヤーはコーティング組成物が基体射出入口領域上に流れるのを防ぎ、射出入口点にコーティング組成物がアクセスするのを防ぐ。 
【０００９】
別の態様では、本発明は、樹脂射出入口およびバリヤーを形成するレリーフを含む型要素を提供する。コーティング組成物が基体射出入口に入いるのを防ぐために樹脂射出入口のまわりに伸びるレリーフは、バリヤーを形成するレリーフに隣接する型要素の表面に対して本質的に垂直な角度で型要素内へ伸びる２つの壁を有している。これらの壁は本質的に一定の幅をその間に有していて、本質的に等しい高さである。 
【００１０】
本発明の方法はあらかじめ決められた領域にコーティングを有する成形品を生産するために使用することができ、該製品は最終用途においてそのままで使用するのに適し、または最小の表面後処理を必要とするか、もしくはそれを全く必要としない。さらに、追加のペイントあるいは他の表面処理コーティングを塗る必要を排除することができる。
【００１１】
発明の詳細な説明
本発明は、それにコーティングが結合された成形品または基体の生産に関する。基体は、ＩＭコーティングが漏れるかあるいは、たとえばゲートピンアセンブリーのような射出オリフィスにアクセスするのを防ぐバリヤー構造を有している。バリヤーの形態は変わることがあるが、一般には、突出部、隆起した周縁部あるいは基体射出オリフィスのまわりに完全に伸びる要素として記載することができる。１つの実施態様では、バリヤーエレメントは、基体ショー表面によって形成された平面から離れて本質的に垂直に伸びる、実質的に平行な複数の壁を有している。それは本質的に型表面に直角で終わる。バリヤーはテーパー状であるか、またはバリヤーベースから一般に約４５から約９０度までの角度でありえる。それは、ベースよりも本質的に薄いチップまたは遠心端まで基体に接続される。テーパーの角度は、コーティングの流れの方向に向かって、またはこれと離れる方向に傾くことができる。、テーパー角度は、基体組成物および基体がその融点以下に冷却された時のモジュラスに応じて変わることができる。ＩＭ膜厚もコントロールすることができる。
【００１２】
本発明の方法は成形品または基体を生産することができ、物品または基体をたとえば、ＩＭコーティングでコーティングすることができる成型装置、たとえば射出成形機上で実行することができる。適当な射出成形機はＣｉｎｃｉｎｎａｔｉ  Ｍｉｌａｃｒｏｎ社、Ｂａｔｔｅｎｆｅｌｄ  ｏｆ  Ａｍｅｒｉｃａ社、Ｅｎｇｅｌ  Ｍａｃｈｉｎｅｒｙ社、Ｈｕｓｋｙ  Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ社、およびＤｒ．Ｂｏｙ社他から利用可能である。
【００１３】
図面を参照するに際し、すべての図面について同様の数字は同様の又は対応する部分を示す。本発明の実施のための非制限的例示としての成型装置は図１の中に示され、一般に１０のように設計される。成型装置１０は可動な第２の半型（または要素）３０と、好ましくは該半型に対して静止または固定した位置にとどまる第１の半型（または要素）２０を有する。図１は開いた位置での型要素２および３０を示す。第１の型要素２０と第２の型要素３０が、表面２４および３４（図１）に沿って接するか又は噛み合い、成型装置が閉じた位置にある時、それらの間に型キャビティ４０およびパーティングライン４２（図２）を形成する。
【００１４】
油圧式、機械式、または電気式のクランプアクチュエーター７２を有するクランプメカニズム７０との運動により、可動の型要素３０は、第１の型要素２０に対して水平な軸に沿ってほぼ往復運動する。クランプメカニズム７０によって加えられるクランプ圧力は、第１の組成物のインジェクター５０および第２の組成物のインジェクター６０により発生される圧力よりも大きな操作圧力を有する。クランプメカニズムによって加えられる圧力は、約１４から約１０３ＭＰａ（約２，０００〜約１５，０００ｐｓｉ（ポンド／平方インチ））で、望ましくは約２７．５から約８３ＭＰａ（約４，０００〜約１２，０００ｐｓｉ）、およびより好ましくは約４１から約６９ＭＰａ（約６，０００〜約１０，０００ｐｓｉ）である。
【００１５】
図２では、２つの型要素２０と３０は閉じた位置で示され、表面２４および３４で、パーティングライン４２に沿って、接するかまたは噛み合う。型キャビティ４０は断面として示される。型キャビティのデザインは、成型される最終生成物により、サイズおよび形が非常に異なることができることは、当業者に容易に理解できる。型キャビティは、その上に物品のショー表面（ｓｈｏｗ  ｓｕｒｆａｃｅ）が形成される第１の表面４４、および対応する裏面または反対側の第２の表面４６を有する。型キャビティ４０は、第１および第２の組成物インジェクターの５０および６０が、それぞれの組成物を射出するために別個のオリフィスを含む。インジェクターとそれらの射出オリフィスの位置は、装置ごとに、部品ごとに変化することができ、効率、機能性、または型設計者の希望などの要因に基づくことができる。
【００１６】
図１に示されるように、第１の組成物インジェクター５０は、典型的な射出成型装置であり、それは型キャビティの中へ、一般に樹脂またはポリマーである、熱可塑性または熱硬化性組成物を射出することができる。第１の組成物インジェクター５０は「バックオフ」位置で示される。しかし、これは水平方向に動くことができ、ノズルまたは樹脂出口５８が半型２０と噛み合い、型キャビティ４０内へ射出することができる。例示のみの目的のために、第１の組成物インジェクター５０はレシプロケーティングスクリュー押出機であり、ここで第１の組成物はホッパー５２内に置かれることができ、回転するスクリュー５６は組成物を加熱されたバレル５４を通して動かし、ここで物質はその融点以上に加熱される。材料がバレルの端に集まると、スクリューは出口５８から材料を型キャビティ４０内へ入れる。ノズルは、一般にスクリューへの物質の逆流を防ぐためにそのチップに逆止弁を有する。
【００１７】
基体を作ることができる適切な樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレン、ポリカーボネート、アクリル、アセタール、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレンのようなポリオレフィンおよびポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）があげられるが、これらに限定はされない。
【００１８】
ＩＭコーティングが選択的に指向され、または適用される第一の表面（一般にショー表面または外観表面と呼ばれる）、および裏面もしくは実質的に反対側の表面の２つの表面の間の、基体の厚さまたは深さのコントロールまたは修正により、選択された領域において、成形された基体の表面を選択的にコーティングすることができる。本発明において利用される時、厚さまたは深さは、基体の１つの表面から反対の表面への距離、周囲長さあるいは寸法として定義される。本発明の方法は、２つの表面間の深さに関係がある。第１の表面は型内のインモールドコーティングが選択的に向けられるか適用される表面であり、一般にショー表面または外観表面と呼ばれ、第２の表面は基体の実質的に反対側である裏面である。インモールドコーティングはショー表面全体をカバーすることができるが、しかし必ずしもそうであることを要しない。例えば、図３では、厚さは基体のショー表面８２から裏側または反対側表面１０８への距離をいう。図３の中で示されるように、基体のショー表面および裏面の間の厚さは変わることができる。
【００１９】
それぞれの基体は固有の圧縮係数またはパーセンテージを有し、所定の温度でそれぞれの特定の基体が、ある計算可能な程度で圧縮可能である。したがって、たとえ成形品または基体が単一の圧縮率を持っても、基体の第二の領域に比べてより厚い基体の第１の領域は、第２の領域より大きな距離で圧縮することができる。この基体の圧縮性は選択的に基体のあらかじめ決められた領域をコーティングするために利用することができる。以下においてより詳細に議論されるように、基体の圧縮性は、基体のある領域あるいは経路にＩＭコーティングのフローを有効に向けるために利用することができる。 
【００２０】
コーティングは、公知のコーティング装置を利用する多数の方法で基体に適用することができる。図２に示されるように、第２の組成物のインジェクター６０はノズル６２を有し、これは成型装置の適当な位置、たとえば、半型３０の上に位置する。所定量の第１の組成物（たとえば樹脂）が、型キャビティ内に（第一の組成物インジェクター５０を介して）射出され、たとえば、図３−５に示されたプラーク１００のような、基体、ワークピースまたは物品を形成する。第一の組成物（すなわち樹脂）が型キャビティ内に射出され、その融点以下に冷却されるか又はコーティングを受容し、支持するに十分な温度に到達した後、所定量のインモールドコーティング組成物が、少なくとも１つのノズル６２を介して、好ましくは基体のショー表面側に、たとえば、図４のタブ１０２の上の１０４の位置で、型キャビティ内に射出される。 
【００２１】
コーティングの適用前、および／または適用中に型は開かれず、クランプが解除されない。言い換えれば、第１と第２の両方の組成物が型キャビティ内に射出される際、型要素２０および３０はパーティングラインを維持し、互いから実質的に固定された距離をほぼ維持する。基体の圧縮性はコーティングの流れを「閉鎖クランプ系」に向けるために使用されることができ、ここで半型（または型要素）は少なくとも樹脂およびコーティング組成物の射出の間接した状態を維持し、型キャビティは所定の定義された体積の配置を維持する。
【００２２】
インモールドコーティング射出装置は、ＥＭＣ２（Ｓｔｅｒｌｉｎｇ  Ｈｉｌｌｓ，ミシガン州）、およびＭｏｒｒｅｌｌ社（Ａｕｂｕｒｎ  Ｈｉｌｌｓ，ミシガン州）から商業的に利用可能である。そのようなシステムは当該技術分野においてよく知られていて、詳細にここに記述される必要はないが、参照のために簡単な説明が提供される。インモールドコーティング装置６０は、コーティング物質の計量された量を供給するシャットオフピンを有するインモールドコーティングインジェクターを含む。供給ポンプは、貯槽またはその他同種のものから計量シリンダーへインモールドコーティング物質を供給するために一般に利用される。インモールドコーティング材料（または組成物）は、液圧、機械的圧力、または他の圧力を利用する加圧装置で、インモールドコーティング射出入り口を介して、計量シリンダーから型キャビティ内に射出される。インモールドコーティング装置が射出モード中に作動される場合、コーティング物質は、コーティング射出入口を通して、半型１１０の内壁および成型された基体の表面の間の型キャビティ内に流入する。一旦、所定量のインモールドコーティングが型キャビティに射出されたならば、インモールドコーティング装置６０は停止され、その結果コーティングのフローが終了する。インモールドコーティング材料は、続いて型キャビティの中で硬化され、基体表面に接着する。硬化は、基体または型要素の残熱によって、あるいはインモールドコーティングの成分間の反応によって引き起こされることができる。
【００２３】
型表面と基体の表面の間にノズルから離れて広がることを促進する圧力で、コーティング組成物は射出される。この範囲は一般に、約３から約３４ＭＰａ（５００から５，０００ｐｓｉ）まで、望ましくは約１０から約３１ＭＰａ（１，５００から４，５００ｐｓｉ）まで、およびより好ましくは約１４から約２８ＭＰａ（２，０００から４，０００ｐｓｉ）までである。未硬化のコーティング組成物は、ショー表面８２上に、射出点１０４から分散するか放射する。射出点の位置は成型装置中のコーティングインジェクターおよびノズルの位置に依存する。一般に、そのような分散は、本質的に放射状、均一で、一定である。しかしながら、上記で議論されたように、基体表面の圧縮性はコーティングを基体の特定の領域の方へ、またはそれから遠方へ送るために使用することができる。コーティングされる表面の下の異なる厚さの領域を有する基体の形成は、より大きな相対的な厚さの領域にコーティング組成物を向けることができる。従って、コーティングの深さはコーティングされた表面にわたって変わることができる。 
【００２４】
ＩＭコーティングは射出の後に基体表面上で硬化またはキュアする。硬化は典型的には、これらに限定はされないが、成型された基体および／または型をはじめとするソースからの熱により活性化される。
【００２５】
１つの実施態様では、流れを促進するため、基体にはＩＭコーティングが基体の上に射出されるポイントまたは位置のまわりに増加した厚さの領域または部分が提供される。つまり、ＩＭコーティング射出位置のまわりの基体の厚さは、基体の少なくとも１つの他の領域あるいは部分よりも大きい。図５の中で示されるように、プラーク１００は、インモールドコーティング射出位置にタブ領域１０４を有する。タブ領域の厚さはインモールドコーティングの方向付けを向上させるために変えることができる。図４の中のタブ部分１０４は、コーティングが型キャビティから流れ出るのを防ぐ、薄い部分またはコーティング封じ込めタブフランジ１０２を含んでいる。封じ込めフランジはさらに以下に説明される。比較的厚いタブ領域は、基体のショー表面８２上へのコーティングノズルからのコーティングフローを促進する。 
【００２６】
基体には代わりに（または追加的に）少なくとも１つの「ランナー」部分が提供されることができる。ランナー部分は隣接する別の領域より比較的厚い領域であり、そこではインモールドコーティングは好ましく流路を定められることができる。ランナー部分は、一般に基体上のコーティングの射出のポイントのはじめの領域に位置し、そこからあらかじめ決められた場所まで基体上を広がる。例えば、図５は、タブ領域を含み、これから実質的にプラーク１００の下端１０７まで伸びるランナー部分１０６を有する。図６は、３つのランナー部分１２０を有するドアパネルを示す。
【００２７】
基体には代わりに（または追加的に）、たとえば図４の１３０で示される封じ込めフランジが提供されることができる。そのような封じ込めフランジは好ましくは基体（たとえば図４のプラーク１００）の周縁部の周囲に完全に伸びる。封じ込めフランジ１３０はバリヤーとして作用し、コーティングが型キャビティから漏れ出し、パーティングラインからの噴き出しの可能性を防止する。少なくとも図３の中で示されるように、フランジ１３０は、ショー表面８２の平面以下の平面に一般にオフセットされるか形成される。したがって、ショー表面はボーダー８３を有し、これはフランジ１３０へ移り変わる。ボーダーエッジ８３は、ショー表面から鋭角、たとえば約９０度の角度で壁８６内に落ち込む。壁８６は、フランジ部分１３０で終了し、フランジ部分は壁８６に対して約９０度の角度で伸びる。ショー表面８２とフランジ１３０との間の比較的鋭い角度、並びに薄いフランジの相対的な非圧縮性は、コーティングフローへの実質的な障害の役割をし、したがってコーティングがショー表面から去るのを防ぐと考えられる。フランジは、一般に基体の最も薄い部分よりも小さな厚さを持っている。図３の中で示されるように、封じ込めフランジ１３０は、基体の最も薄い部分である１１２より薄い。封じ込めフランジは、コーティングされる基体表面の全周囲を実質的に取り囲む。フランジは約０．６ｃｍ（０．３インチ）までの幅を有することができる。
【００２８】
図７の中で示されるように、インモールドコーティング９０は成型された基体１００のショー表面全体を被覆する。基体の配置、並びに他の成形変数により、コーティング９０は封じ込めフランジ１３０を被覆しないしコーティングもしない。他の配置は封じ込めフランジの少なくとも部分的なコーティングをもたらすであろう。一般にインモールドコーティングの約１０重量％未満、望ましくは５重量％未満、好ましくは１重量％未満が封じ込めフランジを被覆する。封じ込めフランジはその末端において、他の基体材料を有しない。
【００２９】
バリヤー、突出部、フランジあるいはダム構造は、コーティング組成物が基体射出成形装置へと導くオリフィスへ流れて、かつ混入するのを防ぐために基体上に提供することができる。しばしば、基体を形成する物質（つまり樹脂）用の少なくとも１つのインジェクター入口オリフィスがある側と同じ側で、ＩＭコーティングは基体表面上に射出される。ゲートピンを有する基体射出オリフィス；逆止弁；ゲートをコントロールし、型キャビティ内への樹脂の流れをコントロールする他の機械的な装置、液圧装置あるいは空気圧装置；そのような装置のない型ランナーなどは、未硬化のコーティング組成物が、その中に含まれる基体を形成する物質の中に入り、これを汚染することを防止するために効果がないことが分かった。結果として生ずる問題としては、汚染された基体形成物質または射出型内部表面、型の表面への分解した基体の接着、およびコーティングの蓄積（それはゲートピンあるいは他の基体流量制御装置の機能に影響する）があげられる。
【００３０】
従って、基体を形成する物質の射出サイトからゲートピンまたは同様の構造を含むことができるオリフィスまでＩＭコーティング組成物を防ぐために、バリヤー構造またはエレメントが、型（および、その中で成形された基体）の中に提供される。当該技術分野の中で知られているように、射出オリフィスはたとえば熱可塑性物質のような樹脂が、射出装置から型キャビティへ流れることを許容する。射出オリフィスの中または近くに位置するゲートピンまたは類似の装置は、基体を形成する物質のフローをコントロールするために使用される。ゲートピンまたは同様の構造のデザインは重要ではない。しかし、ゲートピンは本質的に円形または円筒状にデザインされる。ゲートピンとそれを取り囲むハウジング装置、またはオリフィス開口部を有するゲートチップとのトラベルクリアランスは、一般に、約０．０００５インチ（０．０１２７ｍｍ）から約０．１０インチ（２．５ｍｍ）まで、および好ましくは一般に約０．００１インチ（０．０２５４ｍｍ）である。 
【００３１】
基体射出オリフィスは一般にフランジ、突出部、または隆起もしくは立ち上がった基体物質のリム１４２を、周縁部の内部に位置する基体物質の基体射出サイト１４４の外側の周縁部の周囲に有する。バリヤーは基体の圧縮性を利用し、圧縮の相違を生み出し、射出サイトおよび基体形成物質の射出オリフィスを、ＩＭコーティングから隔離する。図１１は、その内部にプラークレリーフ１１２を有する型要素１１０を図示する。さらに、ＩＭコーティング射出領域１１４、ゲートピン１２０およびバリヤー成形レリーフ１２１が図示される。バリヤー成形レリーフは、完全にゲートピンの周囲のまわりに伸び、これを取り囲む型キャビティー１２２を含む。バリヤーレリーフはさらに基体形成物質の射出エレメントあるいは領域１２４を含む。 
【００３２】
リムを持ったバリヤーを有する基体を生産するために、型キャビティー１２２は、凹み（成型された基体は型キャビティのネガレリーフであるので）として形成される。成型された基体上のバリヤーリムは、型表面キャビティーで設計された形態をとる。 
図１２は、図１１の中で示される型要素１１０を含む型を利用して成型された、ＩＭコーティング１４１がその上にあるプラーク基体１４０を図示する。基体１４０は、基体物質のバリヤーリム１４２、基体を形成する射出エレメント１４４およびＩＭコーティング射出領域１４６を含むバリヤー１４３を含んでいる。上に記述されるような封じ込めフランジ１４８も示される。基体射出入口領域１４４は、バリヤー１４３の存在によりＩＭコーティング１４１がない。 
【００３３】
図１２の中で示されるように、バリヤーリム１４２は射出領域１４４の周囲のまわりに伸びて、完全に射出領域を囲む。バリヤーリム１４２は、隣接する基体の表面であつてバリヤーリム周縁部の外側の表面と比較された時に、隆起しているかもしくは盛り上がっている、部分もしくは突出部を有する。射出オリフィスは一般に円形かあるいは円筒状である。従って、バリヤーリム１４２もオリフィスのまわりに相補的な形で形成され、例えば環状であることができる。ただし、バリヤーリムが基体の形成が始まった基体の領域、つまり、基体射出サイト１４４を囲む限り、他の形も可能である。 
【００３４】
バリヤーリム１４２および基体の他の部分の高さは、本発明の目的のために、基体の一端から他端まで、たとえば、ショー表面から裏面または反対側の表面まで、すなわち対応する半型の間で測定される。特記のない限り、本明細書においては、リムの高さ又は厚さは最大の高さを言う。図１３Ｂの中のＹは、バリヤーリム１４２の高さを示す。それは、Ｚで示される幅の全体にわたり本質的に同じである。バリヤーリム高さＹおよび幅Ｚは、少なくとも図１３Ｃの中で示されるように、ＩＭコーティング１４１が形成されるコーティング組成物が射出入口領域１４４内に流れ込むことを本質的に防止するようにデザインされる。ＩＭコーティングが基体１４０の表面、たとえば図１２のＩＭコーティング射出入口領域に射出された後、少なくともわずかに基体を圧縮することにより型キャビティ表面と基体表面の間を横切って、コーティングは流れるか、または広がる。最終的に、図１３Ｃに示されるように、コーティング組成物はバリヤーリムのベースに到る。ＩＭコーティングは、リムの幅Ｚの圧縮によりバリヤーリム１４２の高さ方向に流れあがることを試みる。ＩＭコーティング１４０によるバリヤーリムに対する圧力は、バリヤーリム基体リムを、コーティングから型キャビティ表面１１１（図１３Ａの中で示される）の方向へ遠ざけることを強制する。バリヤーリムの幅Ｚは比較的薄い。また、生じる減じられた基体圧縮性は、図１３Ｃの中で示されるような射出入口領域１４４にコーティング組成物が流れ込むのを防ぐに十分である。圧縮性相違の十分な比率が維持される限り、バリヤーリム１４２は比較的非圧縮性で、コーティングフローへのシールあるいは障害を形成する。 
【００３５】
ＩＭコーティングがリム自身の上に流れず、基体射出入口領域に流れないように、バリヤーリムの幅Ｚはさらに十分に薄くなることができる。従って、バリヤー近傍における基体の高さＸ（図１５Ａの中で示す）に対するバリヤーリム幅Ｚの比率（１つの基体表面から裏面表面まで測定する）は、一般に約０．１：１から約２：１、好ましくは約０．２５：１から約１：１、より好ましくは０．３５：１から約０．８：１、そして最も好ましくは約０．５：１である。必要な圧縮性の相違は基体組成物、型温度および部品設計等に依存して変化することができ、容易に決定することができる。 
【００３６】
さらに、バリヤーリム高さＹ（図１３Ｂ中の１４２）と基体射出入口領域またはエレメント（図１３Ｂ中の１４４）厚さとの間の高さ比率の差も、ＩＭコーティングの基体射出領域あるいはオリフィスへの進入または突破を防ぐのに十分である。その範囲は一般に、約１．０５：１または１．５：１から約５：１または約１０：１、好ましくは約１．７５：１から約２．５：１または約３：１であり、より好ましくは約２：１である。基体射出入口領域１４４とバリヤーリム１４５の外側の基体の残部の高さは、一般に約０．２５：１から約４：１、好ましくは１：１である。 
【００３７】
図１３Ａから１３Ｃは、射出オリフィスバリヤーを形成するプロセスを図示し、少なくとも図１の中で示され、上記に記述された装置に類似する型アセンブリの部分の横断面図を示す。図１３Ａは、第１と第２半型（要素）、それぞれ１１０と１１２の間にはさまれた型キャビティ４０の部分図を示す。図１３Ａでは、リム１２２を含むバリヤー成形レリーフ１２１を有する型キャビティが示される。熱可塑性物質あるいは熱硬化性の基体形成組成物は、図１３Ｂに示されるようにゲートピン１２０が入口１４４から後退した時に、射出入口領域１２４で型キャビティ４０内に射出される。 
【００３８】
バリヤーリム１４２を含むバリヤー１４３も、基体物質で作られる。十分な量の基体形成物質が射出された後、ゲートピン１２０は、それのフローを止めるために図１３Ｃの中で示されるような閉じた位置へ移動される。基体物質が冷えた後、適切なモジュラスに達し、および／またはは他の方法でそれの表面上にコーティングを受容することができるようにし、コーティング組成物が、基体物質が射出されたのと同じ表面から、型キャビティ４０内に射出される。射出に際して、バリヤー１４３に遭遇するまで、ＩＭコーティング組成物は基体の表面を横切って流れる。バリヤーリム１４２に到達すると、ＩＭコーティング組成物は、型キャビティに対してリム幅を圧縮し、少なくとも基体入口領域あるいは基体射出オリフィスに流れ込むのを止める。これはリムの高さに沿った基体バリヤーリム幅の相対的な圧縮性のためである。したがって、ＩＭコーティング組成物が、ゲートピン１２０へ流れ、ゲートピン１２０と周囲のクリアランスの間を流れ、射出装置へ入ることが防止される。 
【００３９】
図１４は、ゲートピンのない射出装置用のＩＭコーティングバリヤーを図示する。ＩＭコーティングがバリヤーの存在により基体射出入口領域にアクセスすることができないので、たとえゲートピンまたは同様のフローを制限する装置が利用されなくても、ＩＭコーティング組成物は依然として、射出装置に入ることが防止される。 
【００４０】
先に述べられたように、バリヤーリム１４２は種々の高さおよび幅を有することができ、したがって、基体の主表面に対して本質的に垂直な９０度に形成された２つの実質的に等しい高さを有し、実質的に一定の幅を有する、図１３Ｂ、１３Ｃおよび１４の中で示されるバリヤーリムとは異なる様々な形あるいはデザインを有することができる。図１５Ａはテーパー状のリム１４２を有する異なる態様のバリヤーデザインを示す。テーパー状のリムは変化する高さＹおよび幅Ｚを有する。基体１４０の主な部分は厚さまたは深さＸを有している。リムは基体の主表面に本質的に垂直な１つの壁を有し、約４５度に傾いている壁を有している。リムの上部の最も薄い部分は、ＩＭコーティングによって本質的に圧縮不可能で、したがって、射出入口領域１４４内に本質的に流れ込むことができない。図１５Ｂと１５Ｃはバリヤーリムデザインの他の態様を図示し、異なるテーパー状のリムおよび部分的に丸いリムをそれぞれ示す。バリヤーリムのデザインは、好ましくはバリヤーを有する基体が、成形とコーティングの後に型キャビティから容易に取り除くことができるように選ばれる。 
【００４１】
１つの適切なインモールドコーティング、アクリルインモールドコーティングは米国特許５，７７７，０５３号に見いだされる。アクリル塗料の主な利点は、熱、光酸化および加水分解に対する高度の抵抗性であり、優れた保色性、脆化に対する抵抗および外部耐久性を有するコーティングを与えることである。２〜３の平均官能基を有する低分子量アクリル樹脂であって、官能基を持たないかただ一つの官能基を有する分子をほとんど含んでいないものが、本発明において特に有用である。好ましいアクリル樹脂は、少なくとも２つのアクリレート基および少なくとも１つの共重合可能なエチレン性不飽和モノマーを有するエポキシベースのオリゴマーと、−ＣＯ−、−ＮＨ２−、ＮＨ、および／または−ＯＨ基を有する少なくとも１つの共重合可能なモノエチレン性不飽和化合物である。たとえばアルキド樹脂、ポリエステル、ウレタンシステム、アミノ樹脂、フェノール樹脂およびシリコーン樹脂のような他の樹脂コーティングの使用も企図する。たとえば、Ｋｉｒｋ  Ｏｔｈｍｅｒ、化学技術辞典、第６巻、（１９９３年、第４版）、ｐｐ．６７６−６９０を参照。
【００４２】
コーティング組成物は好ましくは、飽和脂肪族ポリエステル含有ウレタン、脂肪族ポリエステル、（シクロ）脂肪族（メタ）アクリレート、ヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート、およびビニル置換芳香族を含む。ポリエステルウレタンアクリレートはスチレンのようなビニル置換芳香族モノマー、たとえばイソボルニルアクリレートのような飽和または（シクロ）脂肪族（メタ）アクリレート、およびたとえばヒドロキシプロピルメタアクリレートのようなヒドロキシアルキル（メタ）クリレートと混合されることができる。これらの化合物が混合された後、フィラーおよび、たとえば、硬化インヒビター、光安定剤、潤滑剤などの添加剤が加えられ混合されることができる。フリーラジカル生成開始剤は最後に加えられる。ポリオールのポリアクリレートエステルは、サプライヤーからのポリエステルウレタンアクリレート中に存在することができる。このインモールドコーティング組成物は硬化の後に透明である。
【００４３】
多くのＩＭコーティング組成物が商業的に利用可能であり、たとえばＧｅｎＧｌａｚｅ（登録商標）、およびＳｔｙｌｅｃｏａｔ（登録商標）（オムノバソリューションズ社製）があげられる。
【００４４】
本発明で使用することが企図されたコーティングはすべて、所望の色、色調、色相あるいは不透明度を得るために、所望のまたは有効な量の、ピグメント、着色剤などの利用により着色することができる。ピグメント、ピグメント分散液、着色剤などは当該技術分野においてよく知られており、例えば、グラファイト、二酸化チタン、カーボンブラック、フタロシアニンブルー、フタロシアニンレッド、クロムおよび酸化鉄（ＩＩＩ）、アルミニウムあるいは他の金属フレークなどがあげられる。
【００４５】
特定の色のインモールドコーティングが所望の場合、１つ以上のピグメント、着色剤などを適当な量で利用することができる。公知のように、しばしば、それらが容易にブレンドすることができるように、様々なピグメントあるいは着色剤がキャリヤー（例えばポリエステル）に加えられる。任意の適当な混合容器を利用することができ、また、種々の成分および添加剤が、化合物がブレンドされるまで混合される。
【００４６】
上記のインモールドコーティング組成物のすべては、標準的な量で、他の添加剤およびフィラーなどを含んでもよい。例えば、様々な硬化インヒビター、たとえば、ベンゾキノン、ヒドロキノン、メトキシヒドロキノン、ｐ−ｔ−ブチルカテコールなども使用することができる。他の添加剤としては、たとえばコバルトオクトエートなどの促進剤を含んでもよい。促進剤の他のクラスとしては亜鉛、あるいは他の金属のカルボン酸塩があげられる。様々な光安定剤、たとえば様々なヒンダードアミン（ＨＡＬＳ）、置換ベンゾフェノン、および置換ベンズトリアゾールなども使用できる。潤滑剤と離型剤は一般に使用され、具体例としては、ステアリン酸亜鉛あるいはステアリン酸カルシウムなどの種々のステアリン酸金属塩、およびホスホン酸エステルがあげられる。たとえば、タルクのような強化フィラーを利用することができる。他の添加剤としては硬化剤、たとえばシリカのようなチキソトロープ剤、およびたとえばポリ酢酸ビニルのような接着剤があげられる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】図１は、本発明の方法を実行するのにふさわしい成型装置の１つの実施態様の側面図である。
【図２】図２は、型キャビティの垂直の高さ方向での断面図である。
【図３】図３は、コーティングされる前の成型された基体の上面図である。基体はコーティング組成物のフローを促進および／または方向付けするために増加した厚さの領域を持って示される。
【図４】図４は、図３の中で示される基体の正面図である。
【図５】図５は、図３の中で示される基体の背面図であり、そこでは深さが変化する領域が明確に示される。
【図６】図６は成型されたドアパネルの側面図である。ドアパネルは、基体の上のコーティングフローを方向付けるために深さの異なる領域を有する。
【図７】図７は、それのショー表面にコーティングを有する図３の基体の正面図である。
【図８】図８は、ショー表面のランナー部分にのみコーティングを有する図３の基体の正面図である。
【図９】図９は、厚さの変化した領域を有する成形されたプラークの透視図である。縮尺通りではない。
【図１０】図１０は、実質的に平坦なショー表面を有する成形されたプラークの正面図である。
【図１１】図１１は、ゲートピンを通ってコーティングが基体射出装置に入るのを防ぐために、ゲートピン装置のまわりにバリヤーを有する半型の部分的な正面図である。
【図１２】図１２は、射出オリフィスを保護するバリヤーを有する、コーティングされた基体の部分的な正面図である。
【図１３】図１３Ａ−Ｃは、ゲートピンおよびバリヤーを図示する型の部分的な横断面図である。
【図１４】図１４は、射出オリフィスを通ってコーティングが流れることを防ぐためにバリヤーを有している、コーティングされた基体を図示する型の部分的な横断面図である。
【図１５】図１５Ａ−Ｃは、異なる配置のバリヤーリムを有する、コーティングされた基体の部分的な横断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年5月27日(2004.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）射出入り口点（１２４）から型キャビティ（４０）内に、融点以上の温度の基体形成物質を射出する工程、
ｂ）型キャビティ（４０）内で該物質の基体（１４０）を形成させる工程であって、
該基体（１４０）はその表面（８２）にバリヤー（１４３）を有し、該バリヤー（１４３）は射出入り口点（１２４）周縁に伸びた隆起したリム（１４２）を有し、基体射出入り口領域（１４４）が該リム（１４２）で取り囲まれている基体を形成させる工程、
ｃ）型キャビティ（４０）内の該バリヤー（１４３）を有する基体の表面（８２）上にコーティング組成物を射出し、該組成物を該基体表面（８２）上を横切って流し、該基体（１４０）上にコーティング（１４１）を形成する工程、
を含み、該バリヤー（１４３）が該組成物が基体射出入り口領域（１２４）上に流れることを防止する、
基体をコーティングする方法。
【請求項２】
該リム（１４２）が幅（Ｚ）と厚さ（Ｙ）を有し、該基体射出領域（１４４）が厚さ（Ｘ）を有し、該リムの幅（Ｚ）と該基体射出領域の厚さ（Ｘ）との比率が約０．５：１である、請求項１記載の方法。
【請求項３】
該リム（１４２）が幅（Ｚ）と厚さ（Ｙ）を有し、該基体射出領域（１４４）が厚さ（Ｘ）を有し、該リムの厚さ（Ｙ）と該基体射出領域の厚さ（Ｘ）との比率が１．７５：１から３：１である、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
該リムの厚さ（Ｙ）と該基体射出領域の厚さ（Ｘ）との比率が２：１である、請求項３記載の方法。
【請求項５】
該リム（１４２）が、バリヤー（１４３）に隣接した基体（１４０）の表面（８２）と実質的に垂直な角度で、該基体（１４０）から離れて伸びる少なくとも１つの壁を有する、請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
該リム（１４２）が、バリヤー（１４３）に隣接した基体（１４０）の表面（８２）と実質的に垂直な角度で、該基体（１４０）から離れて伸びる少なくとも２つの壁を有し、該２つの壁が実質的に一定の厚さ（Ｚ）をそれらの間に有する、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
該リム（１４２）が、テーパー状または丸い部分を有する、請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
該リム（１４２）が、バリヤー（１４３）に隣接した基体（１４０）の表面（８２）と実質的に垂直な角度で、該基体（１４０）から離れて伸びる少なくとも２つの壁を有し、該２つの壁が同じ高さである、請求項１から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
該リム（１４２）が、実質的に円筒形状である、請求項１から８のいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
ａ）基体形成物質の射出入り口（１２４）、および
ｂ）型要素（１１０）内のバリヤー形成レリーフ（１２１）であって、該レリーフ（１２２）が該射出入り口（１２４）の周囲に伸び、該バリヤー形成レリーフ（１２１）に隣接する型要素（１１０）の表面と実質的に垂直な角度で、該型要素（１１０）の内部に伸びる２つの壁を有し、該２つの壁が実質的に一定の幅（Ｚ）をそれらの間に有し、該２つの壁が実質的に同じ高さであるレリーフ、
を有する型要素（１１０）。
【請求項１１】
型キャビティー（４０）が、工程ａ）からｃ）の間にわたり実質的一定の体積を保持する、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
型キャビティー（４０）が少なくとも２つの型要素（１１０，１１２）により画定され、それらが工程ａ）からｃ）の間にわたり、互いに実質的に固定された距離を保持する、請求項１から９、または１１のいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
型キャビティー（４０）が少なくとも２つの型要素（１１０，１１２）により画定され、それらが工程ａ）からｃ）の間にわたり、開かれず、またアンクランプされない、請求項１から９、１１または１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
基体射出入り口点（１２４）の周縁部の周囲に伸びる該隆起したリム（１４２）が、該射出入り口点（１２４）の周囲で円周状に連続している、請求項１から９、または１１から１３のいずれか１項記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月20日(2005.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）射出入り口点（１２４）から型キャビティ（４０）内に、融点以上の温度の基体形成物質を射出する工程、
ｂ）型キャビティ（４０）内で該物質の基体（１４０）を形成させる工程であって、
該基体（１４０）はその表面（８２）にバリヤー（１４３）を有し、該バリヤー（１４３）は射出入り口点（１２４）周縁に伸びた隆起したリム（１４２）を有し、基体射出入り口領域（１４４）が該リム（１４２）で取り囲まれている基体を形成させる工程、
ｃ）型キャビティ（４０）内の該バリヤー（１４３）を有する基体の表面（８２）上にコーティング組成物を射出し、該組成物を該基体表面（８２）上を横切って流し、該基体（１４０）上にコーティング（１４１）を形成する工程、
を含み、該バリヤー（１４３）が該組成物が基体射出入り口領域（１２４）上に流れることを防止する、
基体をコーティングする方法。
【請求項２】
ａ）基体形成物質の射出入り口（１２４）、および
ｂ）型要素（１１０）内のバリヤー形成レリーフ（１２１）であって、該レリーフ（１２２）が該射出入り口（１２４）の周囲に伸び、該バリヤー形成レリーフ（１２１）に隣接する型要素（１１０）の表面と実質的に垂直な角度で、該型要素（１１０）の内部に伸びる２つの壁を有し、該２つの壁が実質的に一定の幅（Ｚ）をそれらの間に有し、該２つの壁が実質的に同じ高さであるレリーフ、
を有する型要素（１１０）。
【国際調査報告】
2005525950.tif 000019
2005525950.tif 000020
2005525950.tif 000021