(57)【要約】【課題】ＩＭＣ方法において塗料の廻り込み性が良く、安定した硬化性が得られる金型構造及びインモールドコーティング方法の提供を目的とする。【解決手段】樹脂材料を用いて射出成形後に、成形品の表面と金型キャビティ面との間に塗料を注入及び硬化させて表面に塗膜を被覆形成するインモールドコーティング方法において、コア型とキャビティ型で形成する製品開口部となるパーティング面に沿って薄肉部を形成する。また、塗料注入口及び塗料注入口からキャビティ面に沿って最も最後部となる製品端末部が、製品中央部の金型温度より高くなるように金型温調する。【選択図】  図１
2005193385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料を用いて射出成形後に、成形品の表面と金型キャビティ面との間に塗料を注入及び硬化させて表面に塗膜を被覆形成するインモールドコーティング方法において、コア型とキャビティ型で形成する製品開口部となるパーティング面に沿って薄肉部を形成し、インモールドコーティング法により塗膜を形成後に当該薄肉部を除去して製品化することを特徴とするインモールドコーティング方法。
【請求項２】
樹脂材料を用いて射出成形後に、成形品の表面と金型キャビティ面との間に塗料を注入及び硬化させて表面に塗膜を被覆形成するインモールドコーティング用金型において、塗料注入口及び塗料注入口からキャビティ面に沿って最も最後部となる製品端末部が、製品中央部の金型温度より高くなるように金型温調されたことを特徴とするインモールドコーティング用金型。
【請求項３】
請求項２記載のインモールドコーティング用金型を用いた請求項１記載のインモールドコーティング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂等を射出成形し、その後に成形品表面とその金型キャビティ内に塗料を注入し、塗料を硬化させて表面に塗膜を被覆した一体成形品を得るインモールドコーティング方法及びこれに用いる金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のバンパーやエアデフレクター部品、建設産業機械のハウジング、モーターボートのエンジンカバー、レジャー用品等に大型の樹脂成形品が採用されつつある。
これらの樹脂成形品の装飾性付加、耐候性付加等の付加価値向上を目的に塗装が施される。
従来はスプレー塗装が一般的であったが、近年の環境負荷低減要求から金型内で成形した樹脂成形品の表面と金型のキャビティ面との間に塗料を注入して硬化させるインモールドコーティング方法（ＩＭＣ）への期待が高くなっている。
【０００３】
ＩＭＣはもともと熱硬化性成形材料であり、ＦＲＰの一種であるシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）による圧縮成形品の表面欠陥を効果的に改善する方法として提唱されたものである。
【０００４】
本願発明者らはこれまでに樹脂部品の大型化に伴い、大型製品のジシクロペンタジエン樹脂等を用いたＲＩＭ（Reaction  Injection  Molding）成形方法を検討してきた。
【０００５】
このような例えば、ＲＩＭ成形品からなる大型樹脂成形品にＩＭＣを適用しようと検討したところ、次のような問題があった。
【０００６】
大型樹脂成形部品には、例えばハウジングの一部に開口部を形成する場合がある。
このような成形品の開口部は、コア型とキャビティ型からなる射出成形型においては開口部形状に合わせてコア型の一部とキャビティ型の一部を突き当ててパーティング面を形成するのが一般的である。
しかし、このパーティング面がシールされているので、塗料が製品開口部端末部まで廻りきらなかったり、逆にパーティング面にバリが発生し、このバリの内側まで塗料が廻り込んで未反応の塗料がコア型等に付着してしまう問題も生じた。
特開２００２−２９２６３８号公報には、樹脂成形品の開口部を形成する金型の凸部にシール部を形成する技術が開示されているが、シール部があるがために製品端部まで塗料が廻りきらない問題があった。
【０００７】
また、ＩＭＣ方法にて注入される塗料は、金型キャビティ面と樹脂成形品の間に均一に流動し、流動完了後は硬化により樹脂成形品表面に密着被覆されなければならない。
従って、注入前の塗料は硬化しないように冷却循環されているのが一般的であり、このように冷却された塗料が加熱された金型内に注入されることになるので、金型温度は塗料の流動・廻り込み性及び硬化性に大きな影響を与える。
特開２００１−３８７３７号公報には塗料の廻り込みを改善する方法として、樹脂成形品の表面と金型キャビティ表面の間を少し広げて塗料を注入し、その後に塗料に均一に圧力がかかるように金型と製品の隙間を制御する方法が開示されているが、圧力制御が複雑で大型製品への適用は困難であった。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２９２６３８号公報
【特許文献２】特開２００１−３８７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記背景技術に鑑みて、ＩＭＣ方法において塗料の廻り込み性が良く、安定した硬化性が得られる金型構造及びインモールドコーティング方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明に係るインモールドコーティング方法は、樹脂材料を用いて射出成形後に、成形品の表面と金型キャビティ面との間に塗料を注入及び硬化させて表面に塗膜を被覆形成するインモールドコーティング方法において、コア型とキャビティ型で形成する製品開口部となるパーティング面に沿って薄肉部を形成し、インモールドコーティング法により塗膜を形成後に当該薄肉部を除去して製品化することを特徴とする。
【００１１】
ここで、製品開口部となるパーティング面に沿って薄肉部を形成し、とは金型の突合わせ部に沿って、いわば薄いバリが形成されて開口部が塞がるように薄肉部が形成されることをいう。
このように樹脂製品の開口部となる部分に薄肉部を形成したことにより、塗料の成形品表面への廻り込み性が良くなり、塗料が硬化して金型内から取り出した後に薄肉部を除去すれば製品となる。
【００１２】
請求項２記載に係る発明は、樹脂材料を用いて射出成形後に、成形品の表面と金型キャビティ面との間に塗料を注入及び硬化させて表面に塗膜を被覆形成するインモールドコーティング用金型において、塗料注入口及び塗料注入口からキャビティ面に沿って最も最後部となる製品端末部が、製品中央部の金型温度より高くなるように金型温調されたことを特徴とするインモールドコーティング用金型である。
ここで、塗料注入口の金型温度を製品中央部より高く設定したのは注入される塗料は金型温度より低く冷却されているからである。
また、製品中央部を低く設定することで塗料の流動性を確保し、注入口からキャビティ面に沿って最も遠くなる製品末端部（最後部）の金型温度を製品中央部より高くしたのは末端部への廻り込みと硬化性を高くしたものである。
【００１３】
金型温調方法としては、製品表面側の金型温度を製品部位別に温度差が設けられるように金型の温調配管を系統分けし、系統別に温調制御できるようにする。
なお、製品中央部が低くなるように設定する。
塗料の注入口付近及び製品末端部の金型温度との差は製品形状、肉厚によっても異なるが、約１０〜２０℃位が望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、製品の開口部を薄肉部で塞ぐような粗形材に射出成形し、ＩＭＣ後に薄肉部を切り取るようにしたので従来のような製品開口部端末部に塗料が未充填となることは無くなる。
また、塗料注入部となる金型温度を製品中央部の金型温度よりも約１０〜２０℃高く設定し、塗料注入部に対してそれから最も離れる製品最後部となる金型温度を製品中央部より約１０〜２０℃高くなるように系統別に金型温調したことにより、塗料の充填流動性と硬化安定性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１に例として示したモーターボートのエンジンカバー１のような大型の樹脂成形品の場合にて説明する。
このような樹脂製品は、製品表面（意匠面）を形成するキャビティ型と、製品内側を形成するコア型からなる金型を用いてＲＩＭ成形される。
【００１６】
製品粗形材としては、図１に示したようにゲート部１ａからジシクロペンタジエン等の樹脂が注入され、金型内で反応発泡し、金型内のエアーや不純物がベント部１ｂに流れ込む。
【００１７】
その後に、製品の天部となる塗料注入口Ｃからインジェクタで塗料が金型と製品表面との隙間に注入される。
この際に、塗料注入口付近の金型温度Ｈ１及び、製品の最後部の金型温度Ｈ２を製品中央部の金型温度Ｌよりも１０〜２０℃高く設定する。
【００１８】
これを図２に示すようにキャビティ型１０にて説明する。
キャビティ型１０には、図示を省略したコア型が装着されて製品形状のキャビティが形成される。
キャビティ型には樹脂注入口１１と、製品の天部には透視図として示した塗料注入装置１２が備えられ、注入口１２ａから塗料が注入される。
複数の金型温度センサー１３が金型に適宜配置され、例えば、図２に示すように配管を１４ａ、１４ｂ、１４ｃの三つ系統に分けて配管し系統別に温調される。
図２に示した例の場合は、製品中央部の金型温度は、冷却配管１４ｂで制御し、塗料注入口１２ａ付近の金型温度は冷却配管１４ｃで制御し、塗料注入口から最も離れた製品端末部（最後部）は冷却配管１４ａで制御する例である。
このように、系統別に配管したので、製品中央部の金型温度を塗料注入口付近の金型温度や、製品最後部の金型温度より約１０〜２０℃低く制御出来る。
ここで、金型の部位別に温調出来れば、どのように系統別に配管するか、あるいはどの系統毎に温度制御するかは、製品の大きさや形状により、適宜選択される。
なお、図２にはキャビティ型の構造例を示したが、これに対応するコア型も系統別に配管がされ、製品中央部が他より低くなるように制御する。
また、本明細書にて、製品中央部とは塗料注入口との関係で、塗料が流動する製品の中央部を意味する。
従って、射出成形時の樹脂注入口との関係や、製品形状とは無関係である。
【００１９】
次に、製品に開口部が形成される場合について説明する。
製品開口部は従来、図５のようになっていて開口部１２０にコア型とキャビティ型とでパーティングライン（パーティング面）を形成していたが、この部分のシールにより、開口部側壁１２２から塗料が開口部端末まで充填しない場合が多く発生した。
また、パーティング面がシール不足のため、バリ１２１が形成されると、このバリの内側に未反応の塗料が廻り込み、コア型に付着する不具合も発生した。
これに対して本発明においては、製品の開口部２０となる粗形材の断面図を図４（イ）に示し、図３（イ）にコア型１５の部分斜視図を示すように、製品開口部に薄肉部２３（図４参照、従来のパーティング面に沿った薄肉部）を形成しやすいように凸状の頂面部２３ｂを形成し、射出成形及び塗料被覆後に薄肉部２３を除去しやすいように見切り部２１ｂを形成した。
図３（ロ）には、上記コア型１５とキャビティ型１０を突き合わせた状態の部分断面図を示し、コア型頂面部の隙間２３ａが薄肉部２３を形成する部分に対応し、隙間２１ａが製品見切り部２１に対応する。なお、２２ａは製品形状を形成するキャビティ部である。
製品粗形材として薄肉部２３を形成し、塗料被覆後に見切り部２１で切り取ると図４（ロ）に示すように開口部側壁２２末端部まで塗料が充填硬化した製品が得られる。
ここで、薄肉部２３の形状や肉厚は製品一般部２２（開口部側壁）との関係で、後から除去し易いことを目的としていて、塗料が流れやすいように開口部が塞がっていれば良い。
従って、薄肉部の形状は、上記に限定されるものでなく、薄肉部の肉厚も特に限定されないが、一般部２２の肉厚が３〜５ｍｍである場合に、薄肉部２３の肉厚は０．２〜２ｍｍ程度が良い。
製品見切り部２１も後から薄肉部を切り取りやすいようにするのが目的であり、製品開口部形状等を考慮して金型設計される。
【００２０】
上記のようなインモールドコーティング用金型を用いて、ジシクロペンタジエン樹脂等を射出し、ＲＩＭ成形後に、製品中央部の金型温度を塗料注入口付近の金型温度や、製品最後部の金型温度より約１０〜２０℃低く制御し、不飽和ポリエステル系熱硬化塗料（商品名：プラグラス４００  ＤＣＰＤプライマー、大日本塗料株式会社製）を注入してインモールドコーティングした。
その結果、製品表面に約１００〜３００μｍの塗膜が形成され、鉛筆硬度２Ｈで、密着性、耐水・耐湿性も良好であった。
なお、本発明の趣旨は、改良されたインモールドコーティング用金型及びインモールドコーティング方法にあり、前記実施の形態に限定されず、ＲＩＭ成形以外の樹脂成形品にも対応することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】製品形状例と温度分布を模式的に示す。
【図２】キャビティ型の例を示す。
【図３】製品開口部型構造例を示す。
【図４】本発明に係る開口部粗形材形状例を示す。
【図５】従来の粗形材開口部形状例を示す。
【符号の説明】
【００２２】
１    製品
１ａ  ゲート部
１ｂ  ベント部
１０  キャビティ型
１１  樹脂注入口
１２  塗料注入装置
１２ａ  塗料注入口
１３    温度センサー
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  温調配管
１５  コア型
２０  製品開口部
２１  製品見切り部
２２  製品開口部側壁
２３  薄肉部
【図１】
2005193385.tif 000003
【図２】
2005193385.tif 000004
【図３】
2005193385.tif 000005
【図４】
2005193385.tif 000006
【図５】
2005193385.tif 000007