(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コーティングされる少なくとも１つの表面を有する成形物品基体を製造することのできる成形システムにおいて使用されるための型の製造方法であって、該システムが、
（ｉ）閉じた状態と開いた状態の間で操作可能であり、閉じた状態において前記の成形物品がその中で成形される型キャビティーを画定する、第１のセクションと第２のセクションを含む型を含む成形機械、および
（ｉｉ）前記第１のセクションと第２のセクションが閉じた状態にある時に、コーティング組成物を該型内に供給するための分配装置、を含み、
前記方法が、
ａ）該物品と該少なくとも１つの表面を評価し、
ｂ）該型キャビティー内の成形された基体の該少なくとも１つの表面を横切る、コーティング組成物の流れをモデル化し、
ｃ）前記のモデルに基づいて、コーティング組成物が型キャビティー内に射出される少なくとも１つのノズルのための、型の上の好ましい位置を決定し、
ｄ）前記のモデルに基づいて、前記第１のセクションと第２のセクションのひとつまたは両者が前記の好ましい位置に配置された１つ以上のアクセスポートを有し、該コーティング組成物を該型内に供給する際に、基体の圧縮性を利用して、成形された基体の該少なくとも１つの表面を横切る流れをコントロールする前記セクションを製造することを含む製造方法。
【請求項２】
該少なくとも１つのノズルを該少なくとも１つの該型セクション内に取り付けることをさらに含む、請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
前記の流れのモデル化が、最適な型設計を行うための少なくとも１つの物品の流れモデル分析と、該物品上のコーティング組成物の最適なフロー経路を決定するための少なくとも１つの物品の流れモデル分析を行うことを含む、請求項１または２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本発明は射出成形システムおよびこのシステムにおけるインモールドコーティング（ＩＭＣ）の使用に関する。より詳細には、本発明はＩＭＣ装置を有する射出成形システムでの使用のための型の設計および製造方法に関し、新たに設計された型により製造された物品にコーティングが提供されるようにする。
【０００２】
成形された熱可塑性および熱硬化性の物品、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から作られた物は、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る多数の用途で利用される。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、ヘッドランプ、テールランプ、フェンダー、フード、およびダッシュボードがあげられる。
【０００３】
成形品の表面品質が耐久性、耐薬品性および耐候性用のもののような必要な基準に合わない場合、またはペイント接着を促進するためには、そのような物品はコーティングされなければならない。
【０００４】
射出成形システムは、熱可塑性または熱硬化性物品を生産するために使用される。それらは、基体形成物質（典型的にはホッパーから供給されるペレット、顆粒または粉末のプラスチック材料である）を融点または軟化点以上に加熱し、充填圧力を加え、クランプ圧力下に維持される閉じられた型内に型が実質的に満たされるまで射出する。その後、充填圧力を使用して、型は基体形成物質で完全に充填され、ワークピースを形成する。その後、機械は成形またはクランプ圧力下で保持され、ワークピースを変形することなく型から取り出すことができるまで冷却する。（型はあらかじめ決定されるタイミングサイクルを通常使用して、典型的には機械的にあるいは液圧で開閉される。）そのような射出成形は、たぶんもっとも広範に利用されているプラスチック部材の製造方法であろう。
【０００５】
これらのシステムにおいて一般に使用される型は２つの部分を有し、１つは静止され、他方は移動可能である。これらの半型によって一般に成形される型キャビティーは、１つの半型の上に成形品のショー表面もしくは仕上げ表面である第１の表面が形成され、対応する第２の表面が他の型の上に形成される。静止している半型は、典型的には型のキャビティーセクションを収容し、射出機械のシリンダーの射出セクションに接して固定プラテン上にマウントされる。移動可能な半型は典型的にはコアとエジェクター機構を有する。型が閉じた位置にある場合、圧力下に基体形成材料の射出が行われる。クランプ圧力、つまり基体形成材料の射出の間に型を閉じておくために使用される圧力は、材料を射出するために使用される圧力より大きくなければならない。
【０００６】
発明の要約
本発明の方法により設計され、製造された型は、コーティングされる少なくとも１つの表面を有する成形された物品を製造することができる成形システムにおいて使用できる。このシステムは、（ｉ）成形機械、および（ｉｉ）分配装置を含み；該成形機械は開いた位置と閉じた位置との間で操作可能な第１のセクションと第２のセクションを有し、その内部に成型された物品が形成される型キャビティーを画定し、該分配装置は型セクションが閉じられた時にコーティング組成物を型内に供給することができる。
【０００７】
本発明にかかる型の製造方法は、（ａ）物品とコーティングされる表面を評価すること；型キャビティー内のコーティング組成物の流れを近似すること；（ｃ）それを介してコーティング組成物が型キャビティー内に射出される少なくとも１つのノズルの、型の上の好ましい位置を決定すること；および（ｄ）型を形成することのできる型キャビティー形状を画定する型セクションを製造することを含み、該型セクションの少なくとも１つがそれぞれのノズルのためのアクセス箇所を有する。任意に、本発明の方法は適当な型セクションにノズルを取り付ける工程をさらに有する。
【０００８】
本発明の方法はいくつかの任意の変形を含む。たとえば、型はコーティング組成物の流れを改良（すなわち向上または制限）する少なくとも１つの特徴を有するように改良することができる。成形された基体を横切る流れがモデル化され、成形機械および／または分配装置の最適なセッティングが決定され、型デザインがこの流れモデルの結果に基づいてさらに改良されることができる。
【０００９】
他の任意の追加の工程も可能である。たとえば、好ましい基体物質および／またはコーティング組成物のための好ましい物質を決定することができ、コーティング組成物を型内に射出するための最適の型温度および／または基体温度を決定することができ、または少なくとも１つのセンサーを、少なくとも１つの型変数を測定するために型の上にマウントし、分配装置および／または操作システムと接続することができる。
【００１０】
図面の簡単な説明
図面はある実施態様を例証する目的のためのみに示され、本発明を制限するものとして解釈されない。
図１は、本発明の方法を実行するのにふさわしい成形装置の側面図である。
図２は、型キャビティーの垂直方向の断面図である。
図３はコーティングされる前の成形された基体の平面図である。示された基体は、コーティング組成物のフローを促進および／または導くために増大した厚さの領域を有する；
図４および図５は、図３に示された基体のそれぞれ正面図および背面図である。
図６は成形されたドアパネルの側面図である。ドアパネルには、コーティング組成物のフローを導くために深さの異なる領域が提供される。
図７は、それのショー表面上にコーティングされた図４の基体を示す。
図８は、ショー表面のランナー部分にのみ本質的に位置するコーティングを有する図４の基体である。
図９は、本質的に平らなショー表面を備えた本質的に平坦な成形されたプラークの正面図である。
図１０は、示された異なる厚さを有する領域を有する成形された基体の正面図である。
図１１は、除去可能な柔軟な封じ込めフランジを有する基体の平面図である。
図１２は、除去可能な封じ込めフランジを例証する図１１の１２−１２に沿った断面図である。
図１３Ａから１３Ｄは、様々な構成の除去可能な封じ込めフランジを有する、成形された基体の断面図の例である。
図１４は、基体ショー表面の周縁のまわりに完全に伸びる除去可能な封じ込めフランジを有する基体の平面図である。
図１５Ａは、ショー表面上と周縁部に除去可能な封じ込めフランジを有し、ショー表面のあらかじめ決定された領域にコーティングを有するようにされた基体の平面図である。図１５Ｂは図１５Ａの１５Ｂ−１５Ｂに沿った断面図である。
図１６は、図１に示されるタイプの静止している半型の断面図である。
図１７Ａは、基体の表面上にコーティングが射出されるべき場所に、容易に圧縮されることができる領域を有する成形された基体の正面図であり、図１７Ｂは図１７Ａの１７Ｂ−１７Ｂに沿った横断面図であり、コーティング組成物の射出ポイントの下の圧縮可能な領域を示す。図１７Ｃは図１７Ａの成形された基体の、コーティングされた後の正面図である。
図１８Ａは、コーティング組成物が基体の表面上に射出されることになっている位置で、容易に圧縮可能なエリアを含んでいる、成形された基体の正面図である；
図１８Ｂは、図１８Ａに示されたプラークの横断面図であり、成形された基体はまだ型キャビティー内にあり、コーティング組成物が基体のショー表面に適用されている。図１８Ｃは、図１８Ｂに示されるコーティングされた物品の正面図である。
図１９は、成形された基体をコーティングすることができ、型ランナーが組込まれた、成形装置についての部分的な概要図である。
図２０は、型ランナーおよびＩＭＣ組成物入口を有する型キャビティーについての概要図である。
図２１は図２０の型キャビティーについての概要図である。型キャビティーは基体形成組成物で満たされ、ＩＭＣがそれに適用されている。
封じ込めシュラウドを有する型ランナーは、コーティング組成物が基体形成材料がインジェクターに入るのを防ぐ。
図２２は、半型中の型ランナーの概要図である。図２２（ａ）は、図２２に示された封じ込めシュラウドの拡大図である。
図２３および図２４は封じ込めシュラウドを備えた他の型ランナーの概要図である。
図２５は型ランナー封じ込めシュラウドが存在する場所での、縦断面の半型の断面図である。
図２６は、ゲートピンを介してＩＭＣ組成物が基体射出装置内に入るのを防ぐために、ゲートピン装置のまわりにバリアを有する半型の部分的な正面図である。
図２７は、ＩＭＣ組成物が基体形成材料のインジェクターのオリフィスに入ることを防ぐバリアを有する、コーティングされた基体の部分的な正面図である。
図２８Ａ−Ｃは、ゲートピンおよびコーティング組成物の流れのためのバリヤーを示す、型の部分的な横断面図である。
図２９は、ＩＭＣ組成物が基体形成材料のインジェクターのオリフィスへ入ることを防ぐためのバリアを有する、コーティングされた基体を示す、型の部分的な横断面図である。
図３０Ａ−Ｃは、種種の構成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３１Ａ−Ｄは、成形物品の「ショー」表面上におけるＩＭＣ組成物の流れを示すフローチャートである。
【００１１】
例示的実施態様の詳細な説明
図面の中で、類似の数字は同様の又は対応する部分を示す。
図１は、成形装置１０を示し、これは第１の半型２０を有し、これは好ましくは第２の移動可能な半型３０に対して静止しているあるいは固定された位置にある。本発明の方法は広範なタイプおよびスタイルの型において実施することができる。静止する半型２０は成形機械１０のプラテン２１の上にマウントされる。可動の半型３０はプラテン３１にマウントされ、プラテンは成形機械１０のクランプ機構７０にマウントされている。図１は開いた位置での２つの半型を示す。半型２０および３０は噛み合うことができ、少なくとも図２に示されるように、それによりそれらの間に型キャビティー４０を形成する。半型２０、３０はフェイスまたは表面２４および３４に沿ってかみ合い、成形装置が閉じた位置にある場合に、パーティングライン４２を形成する。
【００１２】
たとえば、公知のような液圧、機械または電気アクチュエーターを介する、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の運動により、可動の半型３０は、第１のもしくは固定された半型２０に対してほぼ水平な軸に沿って往復運動する。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、好ましくは第１の組成物インジェクターおよび第２のコーティング組成物インジェクターにより発生又は加えられる圧力よりも大きな操作圧力を有する。たとえば、クランプメカニズム７０によって加えられる圧力は、型表面に対して約１５ＭＰａ（約２，０００ｐｓｉ）から１００ＭＰａ（約１５，０００ｐｓｉ）、好ましくは約２７．５ＭＰａから８５ＭＰａ（約４，０００ｐｓｉから約１２，０００ｐｓｉ）、さらに好ましくは約４０ＭＰａから７０ＭＰａ（約６，０００ｐｓｉから約１０，０００ｐｓｉ）までの範囲である。
【００１３】
図２では、２つの半型２０と３０は閉じた位置で示され、パーティングライン４２に沿って、互いに接するかまたは噛み合う。型キャビティー４０の断面図が示されるが、型キャビティーのデザインは、成形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。型キャビティー４０は、一般に第１の半型２０の上に第１の表面４４を有し、その上に物品のショー表面が形成される。第２の半型３０の上に対応する裏側または反対側の第２の表面４６が形成される。型キャビティー４０は基体形成組成物およびコーティング組成物が独立してその内部に射出されることを可能にするよう、個別のオリフィスを有するように改良される。インジェクターと射出オリフィスの位置は、装置ごとに、および部材ごとに変えることができ、効率、機能性、ワークピースのジオメトリーなどのような要因に基づくことができる。
【００１４】
さらに図１の中で示されるように、第１の（基体形成）組成物インジェクター５０は、一般に溶融樹脂である、熱可塑性材料および熱硬化性材料を型キャビティー内に射出することができる典型的な射出装置である。第１のインジェクター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、型キャビティー４０内に射出することができる。
【００１５】
例示のみの目的のために、第１のインジェクター５０はレシプロケーティングスクリュー機械として示され、ここで第１の組成物はホッパー５２内に置かれ、回転するスクリュー５６は組成物を加熱された押し出しバレル５４を通して動かし、ここで組成物はその融点以上に加熱される。加熱された物質がバレル５４の端の近傍に集まると、スクリュー５６は射出ラムの役割をし、ノズル５８を通して物質を型キャビティー４０内へ入れる。ノズル５８は、一般にそのノズルまたはスクリューチップに逆止弁を有し、スクリュー５６内への材料の逆流を防ぐ。
成形される部品のサイズおよび／または複雑さのために、時々、押出物は１以上の位置から型に射出されることがある。マニホールドによって押出物の流れをコントロールするために、押出物を熱することが必要なことがある。これらのマニホールドの通路はホットランナあるいはマニホールドシステムと呼ばれることがあり、図１６に詳細に示される。
【００１６】
操作の際には、基体形成する材料のあらかじめ決定された量が、第１のインジェクター５０から型キャビティー４０に射出され、基体またはワークピースが成形される。型キャビティーの中で成形された基体は少なくともショー表面８２および反対の表面８４を持っている。
【００１７】
好適な熱可塑性基体としては、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ）、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ）、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アセタール樹脂、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類、およびポリ塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）があげられる。これらは限定的なものではなく、あくまでも例示にすぎない。
【００１８】
本発明方法はＩＭＣ組成物が第２のインジェクター６０から型キャビティー４０内に導入されることを許容する型の設計と製造を含む。ＩＭＣ組成物の射出は、基体形成物質がコーティングを受容するのに十分なモジュラスを発現した後、または型キャビティーの圧力または温度が望ましい範囲になった時に開始される。これらの条件はより詳細に下に記述される。
【００１９】
図２では、第２のインジェクター６０は、第１のインジェクター５０を有していない半型に位置する、第２のノズル６２に接続される。より詳細には、第１の組成物インジェクター５０は固定半型２０に位置し、また、第２の組成物インジェクター６０は移動可能な半型３０に位置するように示される。しかしながら、第２のノズル６２の位置あるいは数は、コーティングされるワークピースの部分およびそのジオメトリーに基づく。
【００２０】
図２に示されるように、ＩＭＣ組成物９０は第２のノズル６２を介して型キャビティー４０に射出される。ＩＭＣが適用される前に、型は開かれずアンクランプされない。すなわち、半型は両方の組成物の射出の間、パーティングラインを維持し、閉じた位置を保持する。ＩＭＣ組成物９０は広がり、ショー表面８２のあらかじめ決定された部分または領域をコーティングする。
【００２１】
図１６は図１の中で示される一般的な設計の、仮想の第１のまたは静止している半型を描く。図面は、型キャビティー内への基体形成材料の供給に使用された型の内部の典型的なランナーシステムを示し、２つのタイプのゲート、すなわち、１６０で示されるホットチップおよび１７０で示されるようなバルブゲートシステムを示す。図１６において、１００は半型である。製造されたポリマーは射出ユニットからブッシング１１２を介して供給される。キャビティープレート１１０は成形される部材に隣接する型の部分である。ノズルチップインシュレーター１１４は、キャビティープレートがヒートシンクとして作用することを防ぐという機能を有する。さらに、ノズルヒーター１１５は、射出される溶融した材料の正確な温度を維持するシステムの一部である。
【００２２】
マニホールドヒーター１１８はマニホールド１４０を熱く維持する機能を有する。スプルーインシュレーター１２０は温度維持システムの一部として機能する。ノズルチップ１２２は溶融した材料の型内への実際の供給地点で、ノズルハウジング１２４内に位置する。使用されるポリマーによって要求される時、加熱または冷却のために水または油が循環されるラインは１２６および１２８として示される。マニホールドヒーター１３０、ノズルインシュレーター１３２およびエアーギャップ１３４はすべて、温度維持システムの一部である。ロケーティングリング１３６は射出ノズルに関して型を配置するために使用される。スプルーヒーター１３８はスプルーブッシュ１４２の上に置かれる。バルブゲート１４４はノズルチップ１２２用の供給システムの一部であり、空気開放配管１５０および空気閉鎖配管１４８により始動される。圧力変換器１８０は型の中の圧力を測定する；一般に１よりも多いそのような変換器が使用される。温度変換器１８２は型の中の温度を決定するために使用される；一般に１よりも多いそのような変換器が使用される。
【００２３】
基体を形成するために使用される物質の射出は、３段階プロセスとして見ることができる。第１段階は通常、高射出段階と呼ばれる。射出機械から型内に材料を射出するために使用される最適な圧力は実験により決定することができるが、好ましくは十分に大きく、型の容量の少なくとも約８５から９５％を満たす。加圧時間、プラスチック型サイズ、および構成のすべてが決定の要因となる。一般に、ポイント圧力がわずかに減少した時点で、型のパーティングラインでフラッシユがみられるまで、圧力は増加される。
【００２４】
射出の第２の段階は射出充填と呼ばれる。これも一連の実験により決定することができ、好ましくはその終了時に型はその容量の少なくとも９９％まで充填される。
【００２５】
射出充填の後、射出圧力はワークピースがゆがまないように低下される。これは射出ホールドと呼ばれる、第３の段階の開始である。他と同様、実験により決定することができる。
【００２６】
型を設計する際に、具体的な型、具体的な基体材料および具体的なＩＭＣ組成物に関連するシステムの最終のマシンコンディションの決定が重要になりうる。型のセットアップにおいて、商業的に受け入れ可能な時間で許容可能な部材を生産するために、多くの変数が関係づけられなければならない。射出機械の圧力、時間および他のセッティングは、製造される部材の形、および／または使用される高分子材料に応じて変化する。
【００２７】
射出成形における、これらおよび他の重要なオペレーティングパラメータを最適化するために、望ましい物品形状に基づいて流れのモデリングを行うことができ、および／または一連の実験を、（存在する場合には）既存の型または実物大の模型を使用して行うことができる。さらに、流れのモデリングおよび／または実験を新たに設計された型について行い、性能を評価し、製造に使用する前に改良が必要かどうかを決定することができる。変数に関しては、与えられた型の体積は計算することができる。この計算および基体形成材料の密度に基づいて、投入量を決定することができる。最小の時間で最適かつ完全に型の充填ができるまで、異なる機械変数を試みることができる。好ましくは、これらの実験では、型に１つ以上の変換器および／またはセンサーが取り付けられ、種種の機械変数（たとえば射出速度および圧力）を変えながら、圧力および／または温度が測定される。オペレーティングパラメータを最適化するために、型に基づく流れモデリングを行なうことができる。
【００２８】
射出された樹脂の量における変化は、投入量の全重量の＋／−０．５％の量まで許容される。ひとつには樹脂が圧縮可能で、許容可能な部材がこの範囲内で生産されるので、そのような変化が生じる。
【００２９】
新しい部材についての射出成形での最適操作変数の決定は、基本的に反復技術（すなわち試行錯誤）である。熟練技能者は何が必要かに関してある考えを持っているかもしれないが、彼はそれにもかかわらず任意の新しい形状についてはある量のスクラップを生成するだろう。選択はたとえば、バレル温度、型温度、射出高圧限界、射出保持圧力、射出速度、充填時間および保持時間について行われる。末端の調節が操作可能な条件を一括化するために行われ、ついで微調整され、これは一括化手段と呼ばれる。
【００３０】
このプロセスを例示するために、一連の実験が改良された７７１のＭｇ（８５０トン）のＣＩＮＣＩＮＮＡＴＩ  ＭＩＬＡＣＲＯＮ（登録商標）の液圧クランプ射出成形機および型を使用して行われ、多くの基体材料に関して最適のマシンセッティングを決定した。最適の結果を与えることが見いだされたマシンセッティングは、以下の表１に示された。これらのセッティングは一括化手続きの使用により得られた。この手続きの中で使用される型は、折り曲げられた側面を有する開いた箱の形を本質的に持っている自動車エンジン用のためのバルブカバーに似ている。
【００３１】
これらの結果は、別の成形機械に必ずしも適用可能ではないことがある。さらに、改良されられるシステムに基づいて、新しい一連のテストが必要なことがある。
さらに、これは、型または樹脂が異なる場合にも真実である。そのようなケースでは、最適のオペレーティングパラメータを見つけるために同様の試験を行う必要があるであろう。
【００３２】
実験では基体形成材料として、次の樹脂を使用した：
例１：ＩＭＰＥＴ（登録商標）  ＥＫＸ２１５、ガラス充填ポリエステル（Ｔｉｃｏｎａ）
例２：ＩＭＰＥＴ（登録商標）  ＥＫＸ２３０、ガラス充填ポリエステル（Ｔｉｃｏｎａ）
例３：ＦＯＲＴＲＯＮ（登録商標）  ４１８４Ｌ６  ポリフェニレンスルフィド（Ｔｉｃｏｎａ）
例４：ＦＯＲＴＲＯＮ（登録商標）  １１４０Ｌ７  ポリフェニレンスルフィド（Ｔｉｃｏｎａ）
例５：ＸＥＮＯＹ（登録商標）  ２３９０  ＰＣ／ＰＢＴアロイ（ＧＥプラスチック；ピッツフィールド  マサチューセッツ）
例６：ＮＮＰ−３０−２０００  ポリスチレン（ノバケミカル；カルガリー、アルベルタ）
【００３３】
【表１−１】
0004625330.tif 000002
【００３４】
【表１−２】
0004625330.tif 000003
【００３５】
基体の生産用のオペレーティングパラメータを決定し、ついで適当な表を参照してまたは測定により基体形成材料の溶融温度を決定し、ＩＭＣ組成物が適当な時間で射出されるようにする。図１６に関連して上述された変換器またはセンサーの使用によって、基体の温度がその１つまたは複数の構成成分の溶融温度以下に冷却された時点を決定することが可能である。あるいは、溶融温度は、圧力の観察により間接的に決定することができる。成形品がその溶融温度に達した場合、それは多少収縮し始め、それにより、圧力が減少する。
【００３６】
変換器が使用されない場合、溶融温度に到達しＩＭＣ組成物の射出が始まる時間を決定することができ、ついで操作をコントロールするために使用することができる。言いかえれば、型の閉鎖から基体がその溶融温度に達するまでの時間を決定することができ、ＩＭＣ組成物の射出の開始をコントロールするために使用することができる。
【００３７】
改良された機械を使用し、ＩＭＣ組成物としてＩＭＰＥＴ（登録商標）  ４３０樹脂、およびＳＴＹＬＥＣＯＡＴ（登録商標）Ｘプライマー（ＯＭＮＯＶＡソリューションズ社；フェアローン、オハイオ州）を使用して一連の実験が実行された。温度測定によって、基体樹脂は型が閉じられた５０秒後にその融点以下に十分に冷えていることが決定された。３つの部材で、ＩＭＣについて９０秒の硬化時間を使用して作られた。これらの部材は良好な隠蔽および硬化を示した。
【００３８】
さらに３３の部材を作り、これらのマシンセッティングを確認し、これらのすべてが許容可能であること、すなわち良好な外観および接着を有することが確認された。さらなるサンプルが、型を閉鎖してから３０秒後にＩＭＣを射出し、硬化時間を６０秒だけとして作られた。いくつかの部分が単に軽くコーティングされたのみであったので、この部材は許容されなかった。これは、前のマシンセッティングの正確さを確認するものである。
【００３９】
別の一連の部材は基体樹脂としてＶＡＮＤＡＲ（登録商標）  ９１１４  ＰＢＴポリエステルアロイを使用して作られた。樹脂は型を閉じた３０秒後にその溶融温度以下に冷えた。これらの部材はすべて良好な外観、つまり均一な隠蔽および良好な接着を示した。
【００４０】
ＩＭＣ組成物を正しい時間（すなわち基体樹脂の表面がその溶融温度に冷却した直後）に射出することの必要性をより明確に示すために、射出が早すぎたものおよび遅すぎたものと比較した。一連の実験（それぞれ５つの部材が作られた）は、液圧のクランプを使用して、改良された東芝９５０射出成形機で、ＶＡＮＤＡＲ（登録商標）７００樹脂およびＳＴＹＬＥＣＯＡＴプライマーをＩＭＣ組成物として使用して行われた。上述のようにして、マシンセッティングは決定され、ＩＭＣ組成物が射出される時間、つまり型の閉鎖と、ＩＭＣの射出の開始の間の時間（秒）を除いて同一であった。これらの実験の結果は、以下の表２に示される。
【００４１】
【表２】
0004625330.tif 000004
【００４２】
これらの例は、ＩＭＣ組成物が、基体の表面温度がその溶融温度以下にちょうど下がった時に射出されるようにシステムを決定しセットする望ましさを実証する。したがって、本発明の方法は、ＩＭＣ組成物を射出する最適の時間を含むオペレーティングパラメータの決定およびセットとを含むことができる。
【００４３】
上述のように、基体は、あらかじめ決定された領域で選択的にコーティングすることができる。さらに、選択的なコーティングは、基体の厚さまたは深さをコントロールまたは修正するように型を設計することにより、さらにコントロールすることができる。この点で、厚さまたは深さは、基体の１つの表面から基体の反対の表面への距離、周囲寸法、または寸法として定義される。ＩＭＣ組成物流れを増加させるための型の改良は、一般にショー表面または外観表面と呼ばれ、ＩＭＣ組成物が選択的に導かれるかまたは適用される第１の表面、および実質的に反対側の裏面の２つの表面の間の深さに関連する。ＩＭＣはショー表面全体をカバーすることができるが、しかし必ずしもショー表面全体をカバーしなくてもよい。例えば、図３では、厚さはショー表面８２から裏面あるいは反対側の表面８４との距離をいう。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化することができる。
【００４４】
それぞれの基体は固有の圧縮係数を有し、すなわち所定の温度で特定の基体は、特定の計算可能なパーセンテージで圧縮可能である。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２の領域に比べてより厚い基体の第１の領域は、第２の基体より大きな厚さまたは距離で圧縮することができるだろう。例えば、所定の基体は、ある温度で２０パーセントの圧縮率を持っている。したがって、２．０ｃｍの厚さを持っている基体の部分は、０．４ｃｍ圧縮することができる。一方、１．０ｃｍの厚さを持っている基体の部分は、同じ温度で０．２ｃｍしか圧縮することができない。
【００４５】
型を適当に改良することにより、この圧縮性は基体のあらかじめ決められた領域を選択的にコーティングするために利用することができる。基体圧縮性も、基体のある領域あるいは経路にＩＭＣのフローを効果的に向けるために利用することができる。
【００４６】
上記のように、ＩＭＣは、公知の多数の方法で基体に適用することができる。図２には、たとえば半型３０の上のような好適な位置において、成形装置の上にノズル６２を有するＩＭＣ（または第２の）組成物インジェクター６０が示される。第１の量の第１の組成物が、型キャビティ内に所望のあらかじめ決定された量で射出され、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。
【００４７】
図３の中で示されるように、基体は少なくとも１つのショー表面８２および裏面８４を持っている。その後、ＩＭＣ組成物９０は、インジェクター６０から少なくとも１つのノズル６２を通って、基体のショー表面側に、たとえば図４に示されたタブ１０３上の１０４のような場所で型キャビティー内に射出される。
【００４８】
ＩＭＣ組成物の射出および硬化の前および／または硬化中に型が開かれず、クランプは解除されず、すなわち、半型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しつつ、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。
【００４９】
液体ＩＭＣ組成物は、射出ポイント１０４からショー表面８２の上に分配され、四方に広がる。射出ポイントの位置は、ＩＭＣ組成物インジェクターおよびそれらのノズルが改良された成形装置において位置する場所に依存する。従って、ＩＭＣ組成物の射出のポイントは実質的に基体ショー表面８２のいかなる場所にも位置することができ、本発明の図面の中で示される位置へ制限されない。
【００５０】
ＩＭＣ組成物は基体上で硬化し、コーティングを形成する。硬化は、これらに限定されないが、たとえば成形された基体、型自身、又は型を通って流れる温度制御された流体などの熱源から、任意に熱活性化される。
【００５１】
型の改良は基体上のＩＭＣ組成物の流れを導くかまたはチャネリングすることを含むことができる。上述のように、成形プロセスの変数の制御を通じて、所望の基体を生産する材料の量は、実験的にあるいはフローモデリングによって決定することができる。第１の組成物が型キャビティーに射出され、融点以下に冷えたか、そうでなければＩＭＣを受容または支持するのに十分な温度に達した後、あらかじめ決定された量のＩＭＣ組成物はインジェクター６０から基体の射出ポイント上に、好ましくは基体のショー表面上に射出される。コーティング組成物は一般に約３．５から約３５ＭＰａ（５００から５０００ｐｓｉ）、典型的には約７から約３０ＭＰａ（１０００から４５００ｐｓｉ） の圧力で射出され、ＩＭＣ組成物がノズルから離れて、型表面と基体の表面との間を広がることを促進する。ＩＭＣの流れは、基体の好ましい領域にＩＭＣを導く、コーティングされる表面の下の基体の樹脂の厚さまたは深さを変えるように型を改良することによりコントロールされる。例えば、基体がコーティングされる領域の下で一定の厚さを持つように型キャビティーが設計されている場合、ＩＭＣ組成物は射出位置から本質的に放射状に、均一かつ一定に広がるだろう。同じ相対関係の下では、コーティングされる表面の下の厚さにおいて異なる領域を有するように基体が形成されると、ＩＭＣ組成物はより大きな相対的な厚さを有する１または複数の領域に流れるように経路づけられることができる。したがって、コーティングの深さは、コーティングされた表面上で変化することができる。基体の圧縮性は、第２の領域に対してより深い深さを有する基体領域が、より圧縮され、より良好なＩＭＣ流れを提供し、それらの移行を促進する。基体温度も、圧縮性の要因であり、したがって流れに影響を与える要因である。
【００５２】
異なる潜在的な型の設計では、基体には、ＩＭＣ組成物が基体上に射出されるポイントのまわりの増加した厚さの領域が供給される。増加した厚さによって、ＩＭＣ組成物の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大きいことが理解される。図５の中で示されるように、プラーク１００は、ＩＭＣ射出位置にタブ領域１０３を有する。タブ領域１０３の厚さはＩＭＣ組成物の経路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、ＩＭＣ組成物が型キャビティから流れ出るのを防ぐ、薄い部分または封じ込めタブフランジ１０２を含んでいる。封じ込めフランジについて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ＩＭＣノズルからのコーティング組成物フローを促進する。ＩＭＣ組成物は、タブのような最小もしくはより薄い厚さの基体部分を避ける傾向があるからである。
【００５３】
さらなるオプションとしては、基体上のＩＭＣ組成物フローを促進するために、基体には、優先のフローチャンネルあるいは領域である、少なくとも１つの「ランナー」部分が提供される。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ＩＭＣ組成物は優先的な流路を定められることができる。有利に、ランナー部分は、複雑な設計あるいはコーティングするのが難しい基体に提供することができる。ランナー部分は、一般に基体上のＩＭＣ組成物の射出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たは終点まで基体上を広がる。例えば、図５は、タブ領域１０３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１０９を有するドアパネルを示す。型キャビティー内に射出されるＩＭＣ組成物の量に応じて、ランナー部分を有するショー表面は完全にコーティングされることができ、またはたとえば、ランナー部分のような特定の領域のみをコーティングすることができる。塗布されるコーティングの量および厚さは部分ごとに変化することができる。
【００５４】
ランナー部分の深さはコーティングされる基体および設計仕様に応じて変えることができる。基体はＩＭＣ組成物の射出領域から伸びるランナー部分を有することができ、これは比較的厚いので、基体表面へ適用されたＩＭＣのすべてがランナー部分に実質的にとどまる。したがって、想像することができるように、多くのユニークな結果がランナー部分を利用するように型を改良することにより得られる。例えば、ランナー部分は基体表面の末端の部分へコーティング組成物を方向付けるために利用することができる。ランナー部分の厚さは、必要に応じ、たとえば射出のポイントから離れる方向で、徐々に減少させることができ、または離され、もしくは２以上のランナー部分に分割され、所望のコーティングの効果を達成することができる。
【００５５】
成形された基体あるいは物品には、封じ込めフランジ９８が提供されることができる。少なくとも図４の中で示されるように、封じ込めフランジ９８は好ましくは基体、特にはプラーク１００の周縁のまわりに完全に伸びる。フランジ９８はバリヤーとして使用されることができ、ＩＭＣ組成物の型キャビティからの漏れ出し、および潜在的なパーティングラインからの噴き出しを防ぐ。少なくとも図３の中で示されるように、フランジ９８は、ショー表面８２の平面より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８２はエッジ８３を有し、これはフランジ９８へ移り変わる。ショー表面エッジ８３は、ショー表面に対して約９０度の角度で壁内に落ち込む。基体壁８６は、フランジ部分９８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９８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、ＩＭＣ組成物のフローへの実質的な障害の役割をすると考えられている。フランジ９８は、一般に基体の最も薄い部分または領域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、フランジ９８は、基体の最も薄い部分である９６より薄い。フランジ９８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０．５７から約０．４５ｃｍ（０．２２５から約０．１７６インチ）、望ましくは約０．４４から約０．１９ｃｍ（０．１７５から約０．０７６インチ）、および好ましくは約０．１９から約０．１１ｃｍ（０．０７５から約０．０４５インチ）の幅を有する。
【００５６】
図７の中で示されるように、ＩＭＣ９０は成形された基体のショー表面全体を被覆する。成形された基体の配置、並びに他の成形変数により、コーティング９０は被覆できるにもかかわらずフランジ９８を被覆しない。フランジ９８のデザインにより一般に約１０重量％未満、望ましくは５重量％未満、好ましくは１重量％未満のＩＭＣがフランジ９８を被覆する。フランジ９８はその末端において、他の基体材料を有しない。フランジとパーティングラインの間に他の基体材料あるいはより外側の端部はない。
【００５７】
破壊可能で除去可能なフラッシュエッジまたは封じ込めフランジを含むように型を改良することができる。成形品、部品あるいは基体は、しばしばあるあらかじめ決定された一定の許容差に適合するように構築される。たびたび、物品は、部材のアセンブリーまたは配置内に正確にあるいは本質的に正確に適合するようにデザインされている。コーティングを封じ込めるために追加の封じ込めフランジと共に提供される物品は、しばしば指定された製作公差より大きい。更に、しばしば、封じ込めフランジショー表面はＩＭＣでコーティングされず、不適当な外観を有する物品をもたらす。
【００５８】
液体のままの、未硬化のＩＭＣ組成物を、意図された基体のターゲット表面に封じ込めることは非常に困難である。たびたび、組成物は、たとえば、パーティングラインのような周囲の型表面；コーティングされるべきでない物品のショー表面ではない表面；および型自身の上に流れ、漏れ出す。コーティングの漏れに関連した別の問題は、コーティング組成物が型内に適切に充填されず、不鮮明な外観を有するコーティングされた部材、均一なフィルムを有さないかもしくは適当なコーティング厚さを有しない部材、または所望のもしくは必要なテクスチャーを示さない部材をもたらす。エジェクターピン上へのコーティングの浸透は、成形装置の接着および不作動を引き起こす場合がある。部品の破壊の可能性があり、また型表面がコーティングの堆積を除去するために清掃されなければならないので、そのようなオーバーフローは許容しがたい。
【００５９】
本発明の方法によって設計された型は、たとえば物品がコーティングされてコーティングが硬化された後に、手でとれるような柔軟でしたがって容易に除去可能な柔軟なｌＭＣ封じ込めフランジあるいはフラッシュエッジを成形された物品またはワークピースに組み込むことにより、上記の課題を解決する。削除された除去可能な封じ込め端を備えたコーティングされた物品は、そのままアセンブリー内で使用することができる。それは単に部分的にコーティングされることがあり、恐らく不体裁なことがある除去可能な封じ込めフランジの１つの利点は、容易にそれを削除し廃棄することができるということである。さらに、所望の寸法および正確な基準の完全にコーティングされた部材を生産することができる。コーティング封じ込めが達成されると、労働およびコストを節約でき、また、廃棄物が最小限にされるという利点が得られる。除去可能な封じ込めフランジは、部材の塗装作業、二次的ハンドリングおよび部材成形者と塗装業者との間の輸送費を潜在的に除去する。
【００６０】
図１１−１５Ｂを参照すると、除去可能な柔軟な封じ込めフランジを有する成形品あるいは基体が示される。図１１には物品２００が示される。主またはショー表面２１０がコーティングされる。除去可能な封じ込めフランジ２２０の存在により、ＩＭＣ組成物が、基体の表面を去り、かつ他の型表面あるいは成形品の裏面を汚染することが防止される。
【００６１】
図１１は基体形成材料が型内に射出される、基体射出領域２３０を示す。ＩＭＣ組成物射出領域２４０は、ショー表面を横切って広がるＩＭＣ組成物の進入ポイントを示す。主表面のフローオフを禁じるために、除去可能なフランジ２２０は、既に封じ込めのための機能を含んでいる射出領域２４０のまわりの領域を除き、ショー表面の周縁のまわりに伸びる。除去可能なフランジ２２０はショー表面の全周縁の周囲に伸びているものとして示される。ただしそれはたとえば、ワークピースが流れを制限するジオメトリーを含む場合などには、一部のみの周囲に伸びることができる。図１４は、基体２００の主表面の周縁の近くで伸びる除去可能なフランジ２２０を示す。ＩＭＣ組成物射出入口領域２４０も示される。再び、他のある封じ込め機能が存在するか、本質的に漏れが特定の領域で生じない場合、除去可能なフランジは、基体主部分の周囲のまわりの完全な距離に満たない部分で伸びることができる。
【００６２】
除去可能なフランジは、部材のショー表面端あるいは周縁と、裏面端もしくは周縁の間の領域もしくは面において、基体表面上に配置されるかまたは形成される。どちらのフランジが利用されても、フランジはそれぞれ幅および深さまたは高さを持っている。図１２の中で示されるように、幅Ａはコーティングされるショー表面Ｄと、それと反対側のショー表面ではない表面Ｅとの間の位置で、フランジが基体の主要部Ｃから離れる最大距離として定義することができる。深さＢは、深さ又は厚さの寸法として考えることができ、フランジの幅に沿って変化することができ、一般に最も深い深さはフランジの最も外側の部分に存在する。フランジは基体に隣接ないし近接して、容易に破壊することができる非常に薄い部分を有するようにデザインされる。フランジの除去は簡単であり、たとえば、フランジを前後に曲げて、それらのリーディングエッジを壊し、部材の主表面の端から離すだけである。必要でないが、さらにフランジは、切刃、ホットエッジツール、ウォータージェット、バッファー、サンダー、ルーターなどの道具を使用して除去することができる。
【００６３】
除去可能なフランジは多数の形状を持つことができる。図１２は、図１１の断面での構成を示す。ここでフランジ２２０は、その外側の末端部分が、基体の主要部分と接触し、除去可能に接続している部分よりも、より大きな深さを有するくさびとして形成される。除去可能な封じ込めフランジは、パーティングライン２０５の１つの側にのみ形成されることができる。基体主要部分の垂直の側表面と封じ込めフランジ上表面との間の角度は、約１０から約９０度まで変わることができ、好ましくは約１５から約３０度まである。図１３Ａは、基体２１５上にＩＭＣ２１６を有するコーティングされた基体２２０、および三角形のフランジ２２１の断面図を示す。矩形のフランジ２２２は図１３Ｂの形状の中で示される。図１３Ｃおよび１３Ｄの中でそれぞれ示されるように円形、半円のフランジも利用することができる。フランジはほとんどすべての幾何学的形状またはデザインであることができ、たとえば楕円、涙形、テーパーなどであることができる。
【００６４】
フランジが容易に除去可能であるようにするために、基体主要部分へのフランジの取り付け箇所は、容易にそこから分離されるか破壊することができるように十分に薄くあるべきである。フランジの厚さは基体形成組成物に依存する。従って、基体に極く隣接している付着箇所でのフランジの厚さは、約０．７ｍｍ、０．６ｍｍあるいは０．５ｍｍ未満で、好ましくは約０．１ｍｍから０．４ｍｍの範囲である。基体の主要部分に付着している箇所から離れる方向でのフランジの厚さは、任意の好ましい厚さに大きくすることができ、それは、付着箇所での厚さより一般に大きい。基体の主要部分から周縁部端までのフランジの幅は、一般に約１０ｍｍ未満、望ましくは約２．５ｍｍから約８ｍｍまで、および好ましくは約３から約６ｍｍまでである。
【００６５】
除去可能な封じ込めフランジが、機械加工、ミリング操作等により、上記に記述された半型のどちらか又は両方に形成されるように型を改良することができる。典型的には、フランジは、たとえば図１２に示されるように、型のパーティングライン２０５の１つの側または両側に沿って形成される。封じ込めフランジのデザイン、および基体の主要部分への狭い付着箇所での実質的な非圧縮性のために、ＩＭＣ組成物は、図１３Ａ−１３Ｄの中で示されるように、基体の主要部分および封じ込めフランジとの間の付着箇所で主として止められる。すなわち、圧縮勾配が形成され、ＩＭＣは比較的厚く圧縮可能な基体の主要部分を横切って流れることができるが、基体の主要部分に取り付けられた比較的薄い圧縮不可能な封じ込めフランジエッジを横切って流れることは本質的にできない。
【００６６】
除去可能な封じ込めフランジが、基体の表面上に伸び、ショー表面または他の表面のあらかじめ決められた領域上へのＩＭＣ組成物の流れ込みを防ぐように、型を設計することができる。図１５Ａは、ショー表面Ｄのあらかじめ決められた領域へＩＭＣ３１６を封じ込めるために、ショー表面Ｄの部分を横切って伸び、また基体の周縁部の周囲に伸びる除去可能な封じ込めフランジ３２０を有する基体３００を図示する。
【００６７】
図１５Ｂは図１５Ａの１５Ｂ−１５Ｂに沿った断面図である。この図には、除去可能なフランジ３２０によって、ショー表面Ｄの前もって定義した部分にＩＭＣ３１６が封じ込められていることが示される。
【００６８】
従って、除去可能なＩＭＣ封じ込めフランジは、前もって定義した部分を優先的にコーティングするために、基体の任意の表面上の１以上の任意の領域で利用することができる。除去可能な封じ込めフランジが、基体、特にそれのショー表面上で利用される場合、基体上に明確に定義されたコーティング境界あるいは領域を作ることができる。様々な表面の審美的な結果を封じ込めフランジ（特に除去可能なもの）を利用して作成することができる。任意の数の封じ込めフランジを有するように型を改良することができる。封じ込めフランジは任意のタイプのパターン、デザイン、ロゴ、レタリング、記章などを作成するために利用することができる。異なる色がつけられたコーティングを、封じ込めフランジ境界を持っている基体の異なる領域に組み入れて、それにより、シェイデング、コントラストカラー、特殊効果などを行うことができる。
【００６９】
除去可能な封じ込めフランジは、スライドあるいはコアのような移動可能な型部分に隣接しているエッジ開口部でも、基体上に使用することができる。除去可能なフランジは、ＩＭＣ組成物が、移動可能なコア領域に漏れだし、恐らくこれを結合することを防止または妨害する。
【００７０】
図１７Ａ−１８Ｃには別の型の改良が示される。この点で、ＩＭＣ組成物は、図１７Ａの中で示されるような基体３２５のうちの３１０の基体表面の中心部分、または図１８Ａの中で示されるような基体４００の基体表面の角４１０で射出されることができる。典型的には、ＩＭＣ組成物は、物品が使用される場合に目立たない、成形された基体上の位置で射出される。あるいは、ＩＭＣ組成物は、後で除去されるか基体の別の部分から切り取られる箇所で、基体上に射出することができる。例えば、所望の場合、図４のタブ１０３で、成形された基体の主要部分に接続する箇所でＩＭＣ組成物射出領域を切り取ることができ、本質的に正方形のコーティングされた物品を残す。
【００７１】
ＩＭＣの射出位置で、基体に増加した相対的な厚さを有する領域あるいは圧縮可能なゾーンを作ることにより、ＩＭＣ組成物フローを促進するか高めることができることが知られた。図１７Ａから１７Ｃは、基体上のフローを促進する、異なる圧縮性を有する、成形された基体３２５を図示する。図１７Ａは、基体３２５の正面図であり、封じ込めフランジ３３０が、基体のショー表面３０２にＩＭＣを封じ込めるために利用できることを示している。成形サイクルの間に、基体の射出入口領域３１０上にＩＭＣ組成物を射出することができる。基体の射出口領域３１２も点線で図示される。基体はショー表面３０２の反対側３０４から射出されており、スプルーが除去された後に存在する場合があるすべてのフローラインおよび望ましくないエッジを隠す。
【００７２】
増加した厚さの領域３０８は、コーティング組成物のフロー、したがって得られるコーティングの厚さおよび表面領域をコントロールするために選択的に使用される「フローゾーン」を形成する。例えば、対応して相対的な圧縮性が増加する相対的に厚さの増加した領域では、フローゾーンは、フローゾーンから相対的に薄い断面を有するその隣接する基体表面へのＩＭＣ組成物の流れを促進する。さらに、このフローゾーンは、コーティングのための射出位置に隣接する。フローゾーンは、増加した（あるいは減少した）圧縮性のチャンネルの提供によりコーティングのフローを選択的にコントロールするためにフローゾーンが設計されているので、強化用の支柱あるいは同様の構造細部から生ずる場合のある増加した厚さを有する他の複雑な断面部分とは異なる。しかしながら、増加した（あるいは減少した）厚さのこれらの領域は、フローゾーンとしても役立つ。同様に、周辺のフランジのようなより薄い断面積の部分において生じるように、フローゾーンは減少した圧縮性を有する領域を含むことができる。この場合、フローゾーンは、コーティングのための封じ込めゾーンの役割をする。さらに、この場合、フローゾーンは射出サイトに隣接する必要がないし、恐らく実際射出サイトに隣接しているというよりむしろ遠方になる。
【００７３】
図１７Ｂは、図１７Ａの成形された基体の１７Ｂ−１７Ｂに沿った側面断面図である。ショー表面３０２および裏面３０４は、その間に変化する距離または厚さを有している。スプルー３１４は基体射出成形工程の間に形成される。射出入口領域３１０の裏面領域には、領域３０８が提供され、これはＩＭＣ組成物のフローを促進するために基体領域３０６より大きな厚さを有する。領域３０８は、ＩＭＣ組成物がショー表面３０２上に射出される場所であるその中央の部分で、より厚い部分または最も大きな深さを持っている。基体の厚さは、射出入口領域３１０からテーパー状に薄くなり、基体部分３０６で比較的一定の厚さになる。領域３０８により提供される相対的な深さまたは厚さは、ＩＭＣ組成物に容易に圧縮可能な領域を提供し、ショー表面３０２の他の所望の領域へのフローを促進する。図１７Ｃの中で示されるように、ＩＭＣ３２０は完全にショー表面３０２をカバーする。あるいは、所望の場合、基体３２５は、たとえば上記のモールドランナーのような他の圧縮性の異なるゾーンを含むことができ、基体の圧縮性を利用してあらかじめ選ばれた領域にコーティングすることができる。
【００７４】
図１８Ａ−Ｃは、射出入口領域でＩＭＣ組成物のフローを促進する圧縮の差異を生み出すための、さらなる基体圧縮性の使用を図示する。図１８Ａは、ショー表面４０２および封じ込めフランジ４３０を有する基体４００を示す。ＩＭＣ組成物は入り口領域４１０で射出される。基体形成材料は裏面領域４１２で射出される。図１８Ｂは、半型４４２と４４４の間の型キャビティ４４０の中に位置するプラーク４００の部分断面図である。成形された基体は、入口領域４１０に位置するノズルを介して入り口チャンネル４２４を通って、射出装置４２２からのＩＭＣ組成物４２０でコーティングされていた。型パーティングライン４６０も図示される。ＩＭＣ組成物は、領域４０６を含む基体の他の部分と比較された時、増加した厚さを持っている領域４０８で基体上に射出される。増加した厚さのため、ＩＭＣ組成物は領域４０６と比較して、領域４０８において、より容易に基体を圧縮することができる。図１８Ｃは、コーティングされた基体４００のショー表面４０１の正面図を図示する。
【００７５】
ＩＭＣ射出位置（たとえば、図１７Ａ中の３１０）において、基体はコーティングされることが意図される基体の別の部分と比較して、約１．１：１から約１０：１、望ましくは約１．２５：１から約２：１、および好ましくは約１．３：１から約１．５：１の厚さの比率を有する。
【００７６】
ショー表面を横切るＩＭＣ組成物のなめらかで均一な流れを促進するために、図１７Ｂおよび１８Ｂの中で示されるようなＩＭＣ組成物射出の位置から他の基体領域へのなめらかな、または実質的に均一な変化が作られる。変化ゾーンもテーパーまたはランプと考えられることができる。もちろん、ここに述べられるように、たとえばランナー部分およびコーティング封じ込めフランジのような他のものも、ＩＭＣ組成物フローをコントロールまたは促進するために組み入れることができる。さらに、基体および／または型温度の制御もこの流れに影響を与えることができる。
【００７７】
図１９−２５は型ランナー２２を示す。図２０で示されるように、第１の組成物インジェクター５０は半型２０と接触し、ノズルまたは樹脂出口５８は半型２０とかみ合い、型ランナー２２を介して型キャビティー４０内に射出することができる。型ランナー２２は、型キャビティー４０内へインジェクター５０から基体組成物を移動させるための通路を半型中に提供する。型ランナーはスプルーブッシュ、または型ランナードロップなどと呼ばれる場合がある。
【００７８】
図２２は、１つのタイプの型ランナー２２の概要を示す。型ランナー２２は半型２０またはプラテン２１と、離れるかまたは一緒になることができるボディ要素を有している。すなわち、型ランナーは、半型内に挿入され、取り付けられる、分離可能で取り外し可能な別個の要素であることができ、または半型それ自身の中に形成または賦形されることができる。型ランナー２２は第１の末端２３および第２の末端２５を有し、それらの間に伸びる。第１の末端２３は射出成形機から溶融した材料を受け取る。また、第２の末端２５は、型キャビティー４０内へ材料を放出する。該材料は引き続いて型キャビティー内で基体を形成し、それはコーティングされることができる。型ランナー２２は、封じ込めシュラウドの領域以外においては、射出の間の基体上への応力、ひずみ、剪断力を避けるために、断面は円筒状である。他の適切な形状としては、制限されないが、円錐形、螺旋形、およびテーパーなどがあげられる。少なくとも図２０の中で示されるように、成形操作のためにノズル５８は第１の末端２３に位置するかまたは固定される。型ランナー２２は封じ込めシュラウド２７を有し、これはＩＭＣ組成物の通路２６を通っての成形装置５０内への流動を防止するか又は終了させる。
【００７９】
封じ込めシュラウドは、一般にくぼみ、またはボイドであり、第１の末端と第２の末端との間の型ランナー通路の少なくとも１つの部分の全周囲または全周縁のまわりに伸びる。言いかえれば、封じ込めシュラウドは、一般的には、通路の軸に本質的にほぼ垂直な平面で、通路の周縁のセグメントの周囲の型ランナー中に形成される、キャビティである。それぞれの封じ込めシュラウドは、少なくとも図２２（ａ）にそれぞれ２８および２９として示される、ベース部分および端または末端を有する。ベース部分２８は、通路の軸長に沿った前もって定義した幅を持っている。封じ込めシュラウドはさらに高さを持っており、通路周縁から放射状に外側に伸びる。
【００８０】
上記のように、封じ込めシュラウドはその周囲またはそこを通って、ＩＭＣ組成物が出口通路から基体材料が入る通路へと通過することを防止し、終了させるのに有効なデザインまたは構造を有している。基体形成組成物が型キャビティ内に射出された後、型ランナーおよび封じ込めシュラウドも基体形成組成物で充填される。基体組成物が充填された封じ込めシュラウドは、この薄い領域での基体の相対的な非圧縮性を、ＩＭＣ組成物のフローを防ぐためのバリヤーとして利用する。
【００８１】
ランナーの他の例において、ベース部分は、封じ込めシュラウド中に形成された突出部を含む部分的にコーティングされた基体スプルーの本質的に容易な除去を可能とするために、たとえば図２３および２４の中で示されるように、ターミナルの部分以上の幅または厚さを持っている。ベース部分の幅は変わることができるが、一般には約０．０２５ｍｍから約６．５ｍｍまで、好ましくは約０．０６ｍｍから約０．４ｍｍまでである。従って、封じ込めシュラウドの末端あるいは放射状の外側の部分は、しばしばベース部分よりも小さい幅を持っている。ベース部分と末端の部分の間の封じ込めシュラウドの高さは変わることができ、一般には、約０．１ｍｍから約２ｍｍ、、望ましくは約０．２から約０．６５ｍｍ、好ましくは０．２５から約０．４ｍｍである。封じ込めシュラウドは、第１の末端２３と第２の末端２５の間で型ランナー通路に沿って任意の場所に位置することができる。好ましくは、封じ込めシュラウドは、ＩＭＣ組成物が型ランナーに入いることができる、第２の末端の方向に位置する。封じ込めシュラウドは、第２の末端まで約０．２５ｍｍのところまで接近して位置することができる。シュラウド設計および位置は多数の要因、たとえば、ランナーの直径、基体の組成、および成形されたワークピースを型から取り出す必要性などに依存する。
【００８２】
図２２では、封じ込めシュラウド２７Ａは、第１の末端２３および第２の末端２５の間の通路によって形成された軸に垂直な平面を有するアニュラリングとして示される。アニュラリングはそれの末端部分で角を四角に切った。図２３は、封じ込めシュラウド２７Ｂを示す。成形しコーティング操作が行なわれ、コーティングされた部品が型から取り除かれた後、型ランナーから、通路および封じ込めシュラウドを充填した基体により形成されたスプルーが容易に除去できるような角度で、封じ込めシュラウド２７Ｂはセットされる。シュラウド２７Ｂは、通路と、ベース部分からターミナル部分への測定された高さにより形成された軸によって形成される角度シータで一般にセットされる。角度シータは、約１〜約９０度まで、望ましくは約２５〜約６５度まで、および好ましくは約４０〜約５５度までである。
【００８３】
図２３に示される封じ込めシュラウドと第２の末端２５の間の通路は、封じ込めシュラウドおよび第１の末端２３の間の通路より大きな直径を持っている。この配置はスプルーの除去を容易にする。すなわち、スプルーが型キャビティの方向に型から引かれる場合、封じ込めシュラウドは柔軟であり、第２の末端に最も近い通路に提供される直径のスペースに追従する。封じ込めシュラウドは、さらにたとえば図２４の中で示されるようなテーパーまたはくさび型２７Ｃの態様であることができる。
【００８４】
図２５は、封じ込めシュラウドが図２２におけるように存在するところの位置での、半型の縦軸での断面図である。そこに見ることができるように、封じ込めシュラウド２７は、型ランナーを通ってＩＭＣ組成物が流れるのを防ぐために、通路２６の周縁全体のまわりに伸びている。この実施態様では、型ランナーは円筒状の形である。したがって、封じ込めシュラウドは通路周縁のまわりで放射状に伸びる。
【００８５】
型ランナーがどのように機能するか理解するために、コーティングプロセスが図面１９−２５を参照しつつ説明される。基体形成材料は、射出成形装置へ導入され、その融点以上に加熱される。基体形成材料は回転するスクリュー５６を利用して装置を通って移動されて、バレルの端に置かれる。成形サイクル中に、半型２０および３０は、図１９の中で示されるような閉じた位置にされ、溶融された基体形成材料は、型ランナー２２を通して射出成形装置のノズル５８から型キャビティ４０内に射出される。一般に、最終生産物が望ましく型キャビティを満たすように、適切な量の基体材料が型キャビティ内に射出される。図１９に示されるように、基体形成材料は型キャビティの形をとり、型ランナー２２中に存在するスプルー部分５３をさらに含み、一般にそれらの形に追従し、それを完全に満たす。一旦基体形成材料が射出されたならば、材料は冷却され、その上にＩＭＣ組成物が適用できるポイントまで固化される。ＩＭＣ組成物は、基体材料のショー表面上で型キャビティ４０内に射出される。図２０に示されるように、インジェクター６０は、ショー表面４４の上にＩＭＣ組成物を射出する。圧力により、ＩＭＣ組成物はショー表面４４を横切って入口６２から広がる。ＩＭＣが、スプルー５３および型ランナー２２と同じ側の基体上に射出されるので、ＩＭＣ組成物は射出装置５０の方向にスプルー５３に沿って流れる。
【００８６】
図２１は型キャビティ中のコーティングされた基体を図示し、ここでは、封じ込めシュラウドがＩＭＣ組成物が型ランナーを通って流れることを防止するために利用されている。未硬化のＩＭＣ組成物は基体の表面を横切って広がり、型ランナー２２の第２の末端２５にさらに入る。コーティング組成物は、スプルー材料の圧縮性のため、型ランナーの第２の末端２５から型ランナーの第１の末端２３へスプルーを上へ移動する。一旦ＩＭＣ組成物が封じ込めシュラウド２７に遭遇すれば、コーティングは封じ込めシュラウド中の基体組成物の相対的な非圧縮性のために、さらなる広がりが止められる。したがって、ＩＭＣ組成物が第１の末端２３へ到達し、射出装置５０に入り、かつその内部の基体形成材料を汚染することが防止される。
【００８７】
インモールドコーティングが型キャビティ内に射出された後、それは硬化され基体材料に接着し、コーティングを形成する。その後、固定された半型は割られ、スプルー５３と共にコーティングされた基体材料が取り出される。スプルーは、型ランナー封じ込めシュラウドによって形成されたリムまたは突出部を含んでいる。封じ込めシュラウドの中で形成された突出部は一般に柔軟であるので、スプルーは型ランナーから容易に除去可能である。ＩＭＣ組成物が、射出装置を汚染せず、ランナーシステム中にＩＭＣ組成物の堆積物が存在しないので、コーティングされた基体をさらに生産することができる。
【００８８】
図２６−２９はＩＭＣフローを制御する他の型の改良を示す。基体７４０は、基体物質７４２のバリヤーリムを含むバリヤー７４３、基体射出入口領域７４４、およびＩＭ組成物射出領域７４６を含んでいる。上に記述されるような封じ込めフランジ７４８も示される。フランジ７４８はコーティング７４１でコーティングされる基体の領域を完全に取り囲んで示されるが、フランジはワークピースの配置および型のフロー特性に基づいて、コーティングされる領域の一部のみを取り囲むことができる。基体射出入口領域７４４には、バリヤー７４３の存在によりＩＭＣがない。 
【００８９】
図２７の中で示されるように、バリヤーリム７４２は基体射出入り口領域７４４の周囲のまわりに伸びる。バリヤーリム７４２は、隣接する基体の表面、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突出部を有する。典型的には基体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７４２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が、一般的に他の形も可能である。
【００９０】
バリヤーリムおよび基体の他の部分の高さは、上述のように、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ことができる。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。バリヤーリムの高度または高さはショー表面からリムの末端までで測定することもできる。図２８Ｂの中のＹは、バリヤーリム７４２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２８Ｃの中で示されるように、ＩＭＣ組成物７４１が基体射出入口領域７４４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。ＩＭＣ組成物が図２７の射出入口領域７４６で基体７４０の表面に射出された後、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、コーティングは広がる。最終的に、図２８Ｃに示されるように、ＩＭＣ組成物７４１はバリヤーリム７４２のベースに到る。ＩＭＣ組成物は、リムの幅Ｚの圧縮によりバリヤーリム７４２の高さ方向に流れあがることを試みる。バリヤーリムの幅Ｚは比較的薄いので、図２８Ｃに示されるように、ＩＭＣ組成物７４１が基体射出入り口領域７４４内に流れ込むことを十分に防止する。少なくとも、リム幅が比較的非圧縮性で、ＩＭＣシールまたはコーティング流れに対するバリヤーを形成するからである。
【００９１】
ＩＭＣコーティングがリム自身の上を流れず、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は十分に薄くすることができる。従って、バリヤー近傍における基体の厚さＸ（図３０Ａ中で示す）（１つの基体表面から裏面表面まで測定する）に対するバリヤーリム幅Ｚの比率は、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０．３：１から約０．８：１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、限定された実験により容易に決定することができる。 
さらに、バリヤーリム高さＹ（図２７中の７４２）と基体厚さＸとの間の高さ比率の差も、ＩＭＣ組成物の基体射出領域あるいはオリフィスへの突破を防ぐのに十分である。その範囲は一般に、約０．１：１から約５：１、望ましくは約０．５：１から約２：１、好ましくは約１：１である。
【００９２】
図２８Ａ−Ｃは、基体射出オリフィスバリヤーを形成するプロセスを図示し、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２８Ａは、第１の半型７１０と第２の半型７１２の間にはさまれた型キャビティ４０の部分図を示す。図２８Ａでは、リム７２２を含むバリヤー成形レリーフ７２１を有する型キャビティが示される。基体形成組成物７４０は、図２８Ｂに示されるようにゲートピン７２０が入口から後退した時に、基体射出入口領域７２４で型キャビティ４０内に射出される。上記のように、ゲートピンは基体入り口制御の単なる１例である。 
【００９３】
典型的な成形サイクルの間、ゲートピン７２０は図２８Ｂに示されたように、入り口７２４から後退し、基体形成材料７４０が型キャビティー４０内に所定量流れ込むことを許容する。バリヤーリム７４２を含むバリヤー７４３も、基体物質で作られる。十分な量の基体形成物質７４０が射出された後、ゲートピン７２０は、基体形成材料のフローを止めるためと、成形された物品の表面にきれいなシャットオフを残すという美観上の目的のために、図２８Ｃの中で示されるような閉じた位置へ移動される。
【００９４】
基体物質が冷えた後、適切なモジュラスに達し、または他の方法でそれの表面上に液体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型キャビティ内に射出される。射出に際して、バリヤー７４３に遭遇するまで、ＩＭＣ組成物７４１は基体の表面を横切って流れる。バリヤーリム７４２に到達すると、ＩＭＣ組成物７４１は、型キャビティに対してリム幅を圧縮し、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、図２８Ｃに示すように、ＩＭＣ組成物７４１が、ゲートピンと周囲のクリアランスの間を流れ、ゲートピン７２０に到達または流れ込むことが防止される。 
【００９５】
図２９は、ゲートピンのない射出装置用のバリヤーを図示する。したがって、上記のような型の改良は、ゲートピンが利用されなくても、基体射出オリフィスへのバリヤーが提供される。バリヤーの存在のために、ＩＭＣ組成物は基体射出入り口領域に達することができない。
【００９６】
バリヤーリム７４２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２つの壁を有する、図２８Ｂ、２８Ｃおよび２９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３０Ａは変化する高さＹおよび幅Ｚを有するテーパー状のリム７４２を有する異なる態様のバリヤーデザインを示す。基体７４０の主な部分は厚さまたは深さＸを有している。リム７４２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実質的に非圧縮性であり、したがって、ＩＭＣ組成物は基体射出入口領域７４４内に本質的に流れ込むことができない。図３０Ｂ−Ｃ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、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ことが望ましいという型の制限のみにより限定される。 
【００９７】
図９には、プラーク２００を生産するために使用される型であって、ＩＭＣ組成物を受容するように設計された型が示される。型キャビティ幅は３０．５ｃｍであり、その長さは５２ｃｍである。型は、基体の射出用の型キャビティーの中心に位置する液圧の型ゲート、および部品表面上にＩＭＣ組成物を導入するテーパーを有するタブを有する。タブは型のエッジ部分に位置する。タブおよびセクションＡは、０．００３ｍｍの厚さを持っている。セクションＢは厚さ０．００２５ｍｍである。セクションＣは厚さ０．００２ｍｍである。セクションＤは厚さ０．００１５ｍｍである。プラークはその部品の左側に水平方向に４枚のパネルを有し、その部品の右側に垂直方向に４枚のパネルを有する。部品の右側の水平方向のパネルは長さ１５ｃｍおよび１３ｃｍの幅を有していた。垂直方向のパネルは幅３．８ｃｍおよび長さ５２ｃｍである。プラークはＩＭＣ封じ込めフランジを持っていない。型は、改良された７７１Ｍｇ（８５０トン）のＣＩＮＣＩＮＮＡＴＩ  ＭＩＬＡＣＲＯＮ（登録商標）  ＶＩＳＴＡ（登録商標）射出成形機内に置かれた。２４９℃の温度に熱したＡＢＳ樹脂が、型キャビティ内に射出され、上記の寸法および厚さを有するセクションＡ−Ｄを有する、図９の中で示されるプラークを製造した。プラークの正面は滑らかな表面である。また、したがって、プラークの裏面は様々な厚さで外形が変化を示す。およそ１２０秒のホールドタイムの後に、ＳＴＹＬＥＣＯＡＴ（登録商標）コーティング組成物がプラークのタブ部分から、プラークの正面の表面上へ射出された。以下の表は、どのようにコーティング組成物がプラークの異なる部分上に流れたかを詳細に示す。
【００９８】
【表３】
0004625330.tif 000005
【００９９】
コーティングされる部品の表面積および所望の膜厚から、１．９７立方センチの量が完全なＩＭＣショットを与え、プラーク全体を被覆すると決定された。
【０１００】
チャートから理解されるように、プラーク表面上へＩＭＣ射出すると、最上段の左側のパネルおよび内側の垂直方向のパネル（ランナー部分Ａ）は、フルショットの２５％が使用されたときに差別的にコーティングされる。したがって、この実施例は、セクションＡが有効なランナー部分であり、コーティングはセクションＡに沿って流れ、側面に流れ出て、その後、より薄いセクションＢ、ＣおよびＤへ流れることを示す。ＩＭＣのフルショットの５０％が利用された時、ＩＭＣはセクションＣへセクションＡおよびＢから流れ始めた。
【０１０１】
図９の中で示されるプラークは封じ込めフランジを有しない。フルショットの５０％以上のレベルのコーティングが利用された時、パーティングラインを通って型キャビティからコーティング組成物の浸みだしが生じた。したがって、基体表面の所望の部分上にＩＭＣ組成物を維持するために封じ込めフランジが必要であることが示される。
【０１０２】
図１０は、様々な基体厚さを有する熱可塑性の物品３００を示す。実施例部品は、上記の通りに改良された１５ｃｍ四方の鋼製の型と、４５Ｍｇ（５０トン）射出成形機で製造された。基体形成材料はＰＥＴ熱可塑性物質だった。また、ＩＭＣはＳＴＹＬＥＣＯＡＴプライマーだった。型温度は、ＩＭＣ組成物射出前３０秒のディレイタイムで１２１℃だった。
【０１０３】
セクションＥ（０．２９ｃｍ厚）、セクションＦ（０．２２ｃｍ厚）、およびセクションＧ（０．１５ｃｍ厚）は以下の表に示されるように、異なる厚さを有する。セクションＨ（０．１５ｃｍ厚）は、より厚い中間部分を利用するタブデザインを表わし、ノズルチップサイトでのフローチャンネルを容易にする。セクションＩ（０．０６ｃｍ厚）は薄い部分の封じ込めフランジを表わす。薄い部分と厚い部分を有する型のデザインと改良の目的は、ＩＭＣ組成物の望ましい形でのチャネルフローを助けることである。
これは、次のものを含むいくつかの方法で表わすことができる：
１．型パーティングラインの内部のＩＭＣ組成物を、部品の表面上に差別的に置くタブサイト（セクションＨ）で、ＩＭＣ組成物流れをチャネリングすること。
２．  ＩＭＣ組成物流れをより重要な領域（セクションＥ、Ｆ、Ｇ）にチャネリングすること。
３．型の周囲および／または他の部分に沿ったＩＭＣ組成物の流れを制限し、ＩＭＣ組成物を部品の所望の表面上、およびパーティングライン内（セクションＩ）に封じ込めること。
型についての観察されたＩＭＣ隠蔽性は以下のとおりである：
【０１０４】
【表４】
0004625330.tif 000006
【０１０５】
上記は、この向上された流れメカニズムは、変化する厚さの結果として選択された領域への優先的な流れおよび堆積と、薄いセクション化されたフランジの使用により部材の表面上にＩＭＣ組成物を封じ込めることをはじめとする利点を有することを示す。
【０１０６】
本発明の方法は、射出成形機械に関連して使用される型であって、コーティングされた物品を製造することができるようにする型の設計および製造に関する。射出成形機械は、溶融した材料を射出するための少なくとも１つの射出装置を有する任意のものであることができる。成形機械はＩＭＣ組成物を射出するための別個の装置を含むことができ、あるいは一体化されたシステムを含むことができる。
【０１０７】
特定の物品が先に作られていた場合には、その既存の型が評価され、型フローに関する情報を得て、操作温度、圧力、使用される樹脂の種類、使用される樹脂に基づいた型温度、および型の充填パターンをはじめとする、既存の型のための最適な操作パラメータの理解のための情報を得る。フロー分析はワークピースの生来の形状に基づいて行うことができ、型内の基体形成物質および／またはＩＭＣ組成物の想定される流れを決定する。流れ分析は、ノズルの配置の決定、および流れの向上または制限が必要か否か又は望ましいかどうかを決定するために使用することができる。
【０１０８】
ワークピースのための最適なまたは好ましい樹脂の決定は、ワークピースの設計者により選択された特定の樹脂、および／または（すでに製造されている場合）ワークピースについてすでに使用されていた樹脂の再検討を含むことができる。いくつかの樹脂は適用されるＩＭＣ組成物を硬化するための十分な高温（一般に約３８℃から約１４９℃で硬化する）では加工できない。したがって、物品の設計上の要求を満たしつつ、所望のＩＭＣ組成物と一緒に加工できるように選択されなければならない。そうでなければ、ＩＭＣ組成物を硬化するために型の加熱が必要となる場合がある。
【０１０９】
型に使用された工具鋼のタイプを決定することができる。異なるタイプの工具鋼は異なる特性を有し、鋼の機械加工性および性能に影響する。さらに型の設計は、型キャビティー表面の最適化を含むことができる。ワークピースの表面は、型キャビティーの表面の条件の反映である。粗い型表面は、不鮮明あるいは粗い表面のワークピースを生産する。これは後の型外コーティング操作のための良好な接着には望ましいことがあるが、ＩＭＣの表面仕上げまたは品質に影響を与える。また、成形過程が完成した後、表面の仕上げは、ワークピースの離型に影響を与える；高度に磨き上げられた型キャビティーは、磨き上げられていないキャビティーよりも、コーティングされたワークピースをより良好に離型する。さらに、型キャビティーがクロムメッキされていた場合、型が設計される方法を調節しなければならない。（クロムメッキされた型キャビティーは優れた表面外観、離型性、および型寿命を提供する；しかしながら、クロム仕上げは比較的薄い。したがって、クロム表面仕上げされた型キャビティーの改良および修理は困難となる。）
【０１１０】
樹脂の流れを射出ノズルから型キャビティーに導く型ランナーがワークピースのショー表面から離れて配置されるように型を設計することができる。基体インジェクターおよびインジェクターヒーターを通る基体形成材料の流れにより、ランナーのまわりの型温度は、型の他の部分より熱い。上に述べられるように、ＩＭＣ組成物流れは基体樹脂の圧縮性によって影響を受け、それは樹脂の温度により影響を受ける。したがって、ランナーシステムの近くの上昇した型温度はＩＭＣ組成物の流れに影響を与える。これは色のコンシステンシーの問題および／または隠蔽の問題を引き起こす場合がある。しかし、ワークピースの設計に基づいて、型ランナーがショー表面の近くになければならない場合には、型はランナーの近くに追加の型冷却を含むか、またはショー表面の他の部分の近くに追加の型加熱を有し、ショー表面の近傍の型温度のバランスをとり、ＩＭＣ組成物の流れが均一で調和されたものとなるように型を設計することができる。
【０１１１】
型冷却および／または加熱は、樹脂の固形化の補助および／または樹脂流れを制御するために使用することができる。型冷却はワークピースの樹脂の固形化に必要な時間の短縮、および所望の型温度を維持するために使用することができ、型加熱は型キャビティー全体が充填される前に樹脂が固形化するのを防ぐために使用することができる。これは、大きなワークピースおよび／または複雑な構成を備えたワークピースにおいて特に重要である。典型的な射出成形設備は、型冷却に使用される冷却プラント水を有する。型冷却に通常使用される第１のタイプは、冷却塔によって冷却され、１０〜２１℃の間の温度の水により冷却される。第２のタイプは外界温度が３２℃以上である場合には温度が高くなることがあるが、２１から３２℃の間の冷却水を生産する蒸発冷却器を利用する。第３のタイプの水は加熱水であり、射出成形設備が水を熱し、成形作業に熱した水を供給する能力を有するものである。成形設備は、さらに型温度をさらにコントロールするために使用することができる油を熱するために油加熱器を持つことができる。型はこれらの３つのタイプの１つ以上の温度制御された水および／または油を使用して、ＩＭＣ組成物の流れを制御することができる。型の設計は半型に冷却または加熱配管を加え、加熱されたおよび／または冷却された流体の所望の流れを許容することを含むことができる。更に、成形システムは１以上のタイプの加熱されたおよび／または冷却された流体を受容するように設計される必要のある場合がある。
【０１１２】
上述のように、ＩＭＣ組成物流れは基体の圧縮性に基づき、これは基体温度の関数である。基体が冷えるとともに、それは固形化し始める。また、固形化された基体は溶融樹脂ほど圧縮可能ではない。冷やされたあるいは、冷たい水は、ランナーの近くの型の部分のような熱すぎる領域の型温度を低下させるために使用することができる。型の中のホットスポットは、より低温である他の領域よりも圧縮可能な基体の領域に帰着する場合がある。その結果、より少ない抵抗の路を通るＩＭＣ組成物は、より圧縮可能なホットスポットに流れる。ホットスポットは、冷却性能を加えるかより冷たい水を利用することにより解決することができる。最後にコーティングされるショー表面の領域については、反対のことが言える。これらの領域の樹脂は、コーティング組成物が完全に表面をコーティングする機会を得る前に、過度に固形化されることがある。基体のこれらの領域が低い圧縮性を有するので、ＩＭＣ組成物は、ショー表面の末端に到着する前に流動が停止することがある。型加熱は、基体の固形化を遅くすることができる。熱した水および／または油がこれらの領域を通ってポンプ移送されるように型を設計することによって、基体はより溶融状態を維持し、ＩＭＣ組成物の流れが向上される。
【０１１３】
型は１つ以上の温度制御された水のタイプおよび／または油がＩＭＣを硬化するのを支援するために使用するように設計することができる。上述のように、ＩＭＣは、熱および、より特には基体の熱に基づいて硬化される。したがって、ショー表面と隣接する型部分に加熱および／または冷却配管を有するように型を設計することは、使用される樹脂およびＩＭＣに基づく型温度を最適化することによりＩＭＣの硬化を促進することができる。
【０１１４】
流れのモデリングまたは分析は、検討される成形された物品を製造するためにすでに使用されている既存の型、および／または材料の流れ特性および流れを向上させ、または制限する潜在的可能性の観点から最適設計を決定するために行うことができる。これらの設計は、ショー表面を完全に被覆し、フローラインを最小限にし（特にメタリックコーティングの場合）、ＩＭＣの望ましくない流れを最小限にすることを含むＩＭＣ組成物の所望のフローパターンを得ることに関する。フロー分析は、ショー表面をグリッドに分けることにより、ＩＭＣノズルの最適場所または配置を決定する。型の特性または成形された物品の設計に基づいて、ＩＭＣ組成物の流れを決定するためにコンピュータ技術（例えば、フローモデリングソフトウェア）を使用することができる。フロー分析は、さらに１以上のＩＭＣ組成物ノズルが必要か、または望ましいかどうかを決定することもできる。さらにフロー分析は、型の設計が完了する前、または完了した後に行なうことができる。
【０１１５】
ショー表面に関する物品のデザインは、型に行われる改良に影響する。これらの改良は、ショー表面を完全に被覆し、フローラインを最小限にし（特にメタリックコーティングの場合）、ＩＭＣの望ましくない流れを最小限にすることを含むＩＭＣ組成物の所望のフローパターンを得ることに関する。
【０１１６】
ショー表面がリブ、ボス（内部開口）あるいは複雑な表面を含んでいる場合、望まれるようにＩＭＣ組成物が流れないことがある。設計は、流れを導きおよび／または流れを促進することができる型ランナーの追加を含むことができる。増加した部品厚さを有する領域を作ることによって、基体の増加した圧縮性により流れを向上させることができる。一般に、ＩＭＣ組成物流れを促進するか導くために基体の圧縮性を増加させるように、物品の設計変更を行なうことができる。
【０１１７】
別法として、ショー表面がパーティングライン、コア、スライド、シャットオフ、内部パーティングラインあるいはエジェクターピンに近い場合、著しい圧力の下で型キャビティーへ導入され、最小の抵抗の路を流れるＩＭＣ組成物流れを制限するように設計された要素を型設計に組み込む必要がある場合がある。したがって、ショー表面がこれらの型構成要素のうちのどれか１つを含んでいる場合、ＩＭＣ組成物はそれらの要素からショー表面を出ることができ、これはＩＭＣが完全にショー表面をコーティングするのを妨害し、型の機能に影響する。したがって、型設計はＩＭＣ組成物がこれらの型構成要素あるいは位置へ流れるかどうかを決定するために評価される。圧力下で適用されるＩＭＣは、約０．０２５ｍｍより大きなすべての開口に入る。エジェクターピンまたはコアピンは、例えば、典型的には０．０５あるいは０．０７５ｍｍのクリアランスを有し、したがって、ショー表面がエジェクターピンまたはコアピンを含んでいる場合、ＩＭＣ組成物はエジェクターピンまたはコアピンキャビティーに入り、結局、エジェクターピンまたはコアピンの操作を妨害する。パーティングライン、コア、スライド、シャットオフおよび内部パーティングラインについても同じことが言える。これらのタイプの要素の一つがショー表面の上、またはその近傍に存在しなければならないと決定された場合、物品の設計はＩＭＣ組成物の流れのこれらの領域への流れ込み、または流出が防止されるように設計された要素を含むか否かについて型の評価がされなければならない。例えば、既存の成形物品が最初からショー表面のまわりにパーティングラインと一致するフランジを含んでいる場合、改良は必要ではないことがある。最初から存在するフランジは、流れ防止材の役割をすることができる。しかしながら、物品の自然な構成がそのような特徴を含んでいない場合、型はＩＭＣ組成物の望まれない流れを防ぐ、流れ防止の役割をするものを組み込むように設計されることができる。
【０１１８】
実験および／またはフロー分析または型のモデリングに基づき、１つまたは複数のＩＭＣインジェクターノズルの最適位置を決定することができ、型はそれぞれのノズルのための開口またはポートを含むように設計される。一旦望ましい配置が決定されたら、この配置を確認するため、または改良するためにさらなるフローモデリング分析を行うことができる。ノズルは、好ましくは、型自体の周囲の近く、およびショー表面の端の上に存在する。型に対する位置に関して、ＩＭＣ組成物ノズルは、型の再配置可能な構成要素であり、したがってノズルへのアクセスは型のメンテナンスを助ける。ショー表面に対する位置については、ショー表面の端の上のＩＭＣノズルは、成形過程に伴う視覚的な欠陥を最小限にすることができる。さらにフロー分析は、１よりも多いＩＭＣ組成物インジェクターが必要かどうかを決めるため、および多数のインジェクターの最適場所を決定するために使用することができる。より詳細には、ＩＭＣ組成物は、ショー表面のすべての部分がフローラインの外観を示すことなく、均一にコーティングされるように型キャビティー内に導かれる。フロー分析は、所望の流れを得るために１つまたは複数のＩＭＣ組成物インジェクターの最適の配置を決定する。ショー表面を横切る層流が好ましい。さらに、ノズル配置は、最適のノズル配置を決定するために、上に記述された流れ向上構造あるいは防止構造に関して評価することができる。
【０１１９】
図３１Ａ−Ｄを参照すると、４つの異なるスタイルのノズル配置が示されている。図３１Ａは、単一のノズル６２がショー表面５３２全体をコーティングするのに十分な、小さく、あまり複雑ではない部材５３０を示す。この例において、ノズルはショー表面の中心に置かれ、ノズル６２の周囲にすべての方向において層流５３４を生ずる。図３１Ｂ−Ｄは、ショー表面５３８を有する、より大きなおよび／またはより複雑な部分５３６を示し、単一のノズルではショー表面を完全にコーティングするのに必要な流れのレベルを生成するのには十分ではない。図３１Ｂでは、２つのノズル６２ａおよび６２ｂがショー表面５３８の一方の端に示されている。結果は、２つの別個のＩＭＣ流れ５４０および５４２を生成し、それらは互いの方向に流れ、接合線５４４で、ショー表面の中間で会う。更に、個別の流れが互いに達するとともに、ポケット５４６および５４８が生成される。結果として、接合線が完成したワークピースにおいて視認され、ポケット５４６および５４８はコーティングされない。図３１Ｃは、図３１Ｂの中で示されるものよりも好ましい２つのノズル配置を示す。この点で、ノズル６２ｃおよび６２ｄは、ショー表面の同じ側に別々に間隔を置いて配置される。その結果、一体になった単一の層流５５０が、２つのノズルによって生産される。この配置では、流れはショー表面の１つの側で始まり、一緒に反対側に流れ、接合線は生成されず、エアポケットは最小限にされる。更に、エアポケットが生成される場合、ショー表面の端に隣接して存在し、これは受容可能である場合がある。図３１Ｄを参照すると、より多くの流れが必要な場合、型は３のノズル配置６２ｅ、６２ｆおよび６２ｇを含むように改良されることができる；しかしながら、３つのノズルは好ましくは単一の層流が生じるように配置される。必要ならば、個々のノズル６２ｅ−ｇの流れは所望の流れを提供するために変えることができる。この点で、ノズル６２ｆは、流れの７５％を受容し、その一方でノズル６２ｅおよび６２ｇはともに２５％だけを受容することができる。３つのノズルの使用が所望の流れを得るのに十分だったことは知られているが、より多くのノズルを利用することができることがある。さらに、型加熱および／または冷却をはじめとする上記の流れ向上構造は、所望の流れを達成するために、多数のノズル配置と関連して使用することができる。
【０１２０】
実際のノズルのサイズ（内直径を包含する）および配置は、ショー表面をコーティングするのに必要なＩＭＣ組成物の体積に基づく。洗浄および／または取り替えのために取り外しできるように、ノズルはマウントされる。ノズルチップはキャビティーの壁の形に一致するように形成される。
【０１２１】
型の設計はさらに、ＩＭＣ組成物が１つまたは複数の樹脂インジェクターに入らないことを保証するために、１つまたは複数の樹脂インジェクターの評価および改良を含むことができる。ショー表面に対する樹脂ノズルの位置は、第一の考慮事項である。樹脂ノズルが、ショー表面の中にない場合、または十分にショー表面に近くない場合、流れ抑制構造の組み込みは必要ではない。ノズルが、ＩＭＣ組成物の流れの範囲内にある場合、ノズルのデザインは好ましくはＩＭＣ組成物が樹脂ノズルに入らないことを保証するよう評価される。ＩＭＣが樹脂ノズルに入ることができることが決定された場合、ＩＭＣ組成物が樹脂インジェクターに入るのを防ぐために、いくつかの上述の封じ込めフランジのうちの１つを組込むように設計されることができる。さらに、これはノズルの近くに存在する場合がある、上昇した型温度を低下させる冷却向上構造を含むように型を設計することができる。
【０１２２】
本発明の方法は、新しい型および特定のポリマー物質について、プロセスを最適化するために一連の実験を行うこと、および／またはフロー解析を行うことを含むことができる。型の設計において、具体的な型、基体材料、およびＩＭＣ組成物について、システムの最終の機械の状態を決定することが重要である。型をセットアップする際、受容可能な製品を商業的に許容される時間で製造するために、多くの変数が互いに制御されなければならない。射出機械の圧力、時間および他の変数は、製造される部材および／または使用されるポリマー物質に応じて変わる。射出プロセスのこれらおよび他の重要な操作パラメータを最適化するために、与えられた型の体積を計算することができる。この計算および基体を形成する物質の比重に基づいて、投入量を決定することができる。異なる機械変数が、最小の時間で最適かつ完全に型の充満を終えるように決定されるまで試みられる。これらの実験では、好ましくは型に圧力および／または温度を測定する変換器が取り付けられ、様々な機械変数（例えば射出速度および圧力）が変更される。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】図１は、本発明の方法を実行するのにふさわしい成形装置の側面図である。
【図２】図２は、型キャビティーの垂直方向の断面図である。
【図３】図３はコーティングされる前の成形された基体の平面図である。
【図４】図４は、図３に示された基体の正面図である。
【図５】図５は、図３に示された基体の背面図である。
【図６】図６は成形されたドアパネルの側面図である。
【図７】図７は、それのショー表面上にコーティングされた図４の基体を示す。
【図８】図８は、ショー表面のランナー部分にのみ本質的に位置するコーティングを有する図４の基体である。
【図９】図９は、本質的に平らなショー表面を備えた本質的に平坦な成形されたプラークの正面図である。
【図１０】図１０は、示された異なる厚さを有する領域を有する成形された基体の正面図である。
【図１１】図１１は、除去可能な柔軟な封じ込めフランジを有する基体の平面図である。
【図１２】図１２は、除去可能な封じ込めフランジを例証する図１１の１２−１２に沿った断面図である。
【図１３】図１３Ａから１３Ｄは、様々な構成の除去可能な封じ込めフランジを有する、成形された基体の断面図の例である。
【図１４】図１４は、基体ショー表面の周縁のまわりに完全に伸びる除去可能な封じ込めフランジを有する基体の平面図である。
【図１５】図１５Ａは、ショー表面上と周縁部に除去可能な封じ込めフランジを有し、ショー表面のあらかじめ決定された領域にコーティングを有するようにされた基体の平面図である。図１５Ｂは図Ａの１５Ｂ−１５Ｂに沿った断面図である。
【図１６】図１６は、図１に示されるタイプの第１のまたは静止している半型の断面図である。
【図１７】図１７Ａは、基体の表面上にコーティングが射出されるべき場所に、容易に圧縮されることができる領域を有する成形された基体の正面図であり、図１７Ｂは図１７Ａの１７Ｂ−１７Ｂに沿った横断面図であり、コーティング組成物の射出ポイントの下の圧縮可能な領域を示す。図１７Ｃは図１７Ａの成形された基体の、コーティングされた後の正面図である。
【図１８】図１８Ａは、コーティング組成物が基体の表面上に射出されることになっている位置で、容易に圧縮可能なエリアを含んでいる、成形された基体の正面図である；図１８Ｂは、図１８Ａに示されたプラークの横断面図であり、成形された基体はまだ型キャビティー内にあり、コーティング組成物が基体のショー表面に適用されている。図１８Ｃは、図１８Ｂに示されるコーティングされた物品の正面図である。
【図１９】図１９は、成形された基体をコーティングすることができ、型ランナーが組込まれた、成形装置についての部分的な概要図である。
【図２０】図２０は、型ランナーおよびＩＭＣ組成物入口を有する型キャビティーについての概要図である。
【図２１】図２１は図２０の型キャビティーについての概要図である。
【図２２】図２２は、半型中の型ランナーの概要図である。図２２（ａ）は、図２２に示された封じ込めシュラウドの拡大図である。
【図２３】図２３は封じ込めシュラウドを備えた他の型ランナーの概要図である。
【図２４】図２４は封じ込めシュラウドを備えた他の型ランナーの概要図である。
【図２５】図２５は型ランナー封じ込めシュラウドが存在する場所での、縦断面の半型の断面図である。
【図２６】図２６は、ゲートピンを介してＩＭＣ組成物が基体射出装置内に入るのを防ぐために、ゲートピン装置のまわりにバリアを有する半型の部分的な正面図である。
【図２７】図２７は、ＩＭＣ組成物が基体形成材料のインジェクターのオリフィスに入ることを防ぐバリアを有する、コーティングされた基体の部分的な正面図である。
【図２８】図２８Ａ−Ｃは、ゲートピンおよびコーティング組成物の流れのためのバリヤーを示す、型の部分的な横断面図である。
【図２９】図２９は、ＩＭＣ組成物が基体形成材料のインジェクターのオリフィスへ入ることを防ぐためのバリアを有する、コーティングされた基体を示す、型の部分的な横断面図である。
【図３０】図３０Ａ−Ｃは、種種の構成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３１】図３１Ａ−Ｄは、成形物品の「ショー」表面上におけるＩＭＣ組成物の流れを示すフローチャートである。
【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１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２２ａ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２８Ｃ】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３０Ｃ】
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【図３１Ａ】
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【図３１Ｂ】
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【図３１Ｃ】
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【図３１Ｄ】
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