(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂から成る射出成形品の表面を塗装する方法において、金型を型締めしたまま金型を構成する１対の型のうち射出成形品の塗装すべき表面側に位置する一方の型より他方の型を低温に保った状態で、前記樹脂よりも低分子量のプライマ原料を該樹脂に混入して成る熱可塑性混合樹脂を金型のキャビティ内に射出充填し、前記一方の型より前記他方の型を低温に保ったまま、前記一方及び他方の両型の温度を低下させて該混合樹脂を凝固させ、次いで、凝固して得られた射出成形品の前記塗装すべき表面に塗装を行うことを特徴とする射出成形品の塗装方法。
【請求項２】
前記混合樹脂を凝固させた後、金型を型締めしたまま、前記混合樹脂の前記一方の型側の表面と該一方の型のキャビティ内表面との間に塗料を注入することを特徴とする請求項１に記載の射出成形品の塗装方法。
【請求項３】
前記塗料の注入前に、前記混合樹脂の前記一方の型側の表面と該一方の型のキャビティ内表面との間に圧縮ガスを供給して隙間を生じさせることを特徴とする請求項２に記載の射出成形品の塗装方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱可塑性樹脂から成る射出成形品の表面を塗装する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＰＰ、ＰＥ等の塗料との親和性に劣る熱可塑性樹脂から成る射出成形品の表面を塗装する方法として、塗装前の射出成形品の表面にプライマを塗布する、いわゆるプライマ処理を行い、その後の射出成形品の表面に対する塗装を確実に行い得るようにしたものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記方法では、射出成形品の塗装前にプライマ処理を行うので、工程が多岐に亘り効率的でない。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑み、射出成形品の塗装すべき表面に効率的に確実な塗装を行い得るようにした塗装方法を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、熱可塑性樹脂から成る射出成形品の表面を塗装する方法において、金型を型締めしたまま金型を構成する１対の型のうち射出成形品の塗装すべき表面側に位置する一方の型より他方の型を低温に保った状態で、前記樹脂よりも低分子量のプライマ原料を該樹脂に混入して成る熱可塑性混合樹脂を金型のキャビティ内に射出充填し、前記一方の型より前記他方の型を低温に保ったまま、前記一方及び他方の両型の温度を低下させて該混合樹脂を凝固させ、次いで、凝固して得られた射出成形品の前記塗装すべき表面に塗装を行う。これによれば、熱可塑性混合樹脂が金型のキャビティ内に射出されるときに、該混合樹脂を構成するプライマ原料と熱可塑性樹脂とのうち、相対的に低分子量のプライマ原料がブリードとして混合樹脂の金型側表面近傍に留まる一方、相対的に高分子量の熱可塑性樹脂が該プライマ原料から分離され、射出状態のままキャビティ内に充填される。そして、前記混合樹脂が凝固すると、前記混合樹脂の金型側表面近傍にプライマ原料から成るブリードが生じているので、前記混合樹脂の前記一方の型側の表面にプライマ処理を行う場合と同様の効果が得られる。このため、その後の射出成形品の表面に対する塗装を行うことにより、効率的に射出成形品を塗装できる。
【０００６】
又、前記混合樹脂を凝固させたときに、該混合樹脂の表面のうち、先に凝固が進行する他方の型側の表面では、凝固に伴う樹脂収縮により前記混合樹脂の他方の型側の表面と他方の型のキャビティ内表面との間に隙間が生じるため、前記混合樹脂が他方の型側で支持されなくなっている。さらに、前記他方の型側より遅れて凝固が進行する、前記混合樹脂の一方の型側の表面では、一方の型側に位置する塗装が必要な樹脂表面が一方の型のキャビティ内表面の形状を転写して形成され、又、前記混合樹脂の一方の型側の表面と一方の型のキャビティ内表面との間の粘着状態が解消される。このため、混合樹脂全体の凝固が完了したときには、一方の型のキャビティ内表面の形状が転写された前記混合樹脂表面が、僅かな外力の作用により一方の型のキャビティ内表面から剥離でき、かくて、前記混合樹脂が一方の型から離型し易い状態になっている。したがって、前記混合樹脂を凝固させた後、金型を型締めしたまま、前記混合樹脂の前記一方の型側の表面と該一方の型のキャビティ内表面との間に塗料を注入すれば、上記のようにプライマ原料がブリードアウトされた、前記混合樹脂の前記一方の型側の表面と、該一方の型のキャビティ内表面との間に容易に塗料を充填でき、このようにすることにより、射出成形工程中に射出成形品の表面に対して確実に精度良く塗装を行えるので、さらに効率的に射出成形品を塗装できる。
【０００７】
さらに、この場合、前記塗料の注入前に、前記混合樹脂の前記一方の型側の表面と該一方の型のキャビティ内表面との間に圧縮ガスを供給すれば、上記のように一方の型のキャビティ内表面の形状を転写して形成された樹脂表面を維持したまま前記混合樹脂が一方の型から離型して、前記混合樹脂表面と一方の型のキャビティ内表面との間に隙間が生じ、その後の塗料の注入が容易になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）〜（ｄ）は、立て形射出成形機を用いた射出成形工程中の塗装工程を示す。図１を参照して１は、立て形射出成形機の金型の要部を示し、金型１は可動型たる上型１ａと固定型たる下型１ｂとから成り、上型１ａを下型１ｂに対し型締めすることにより上型１ａと下型１ｂとの間に所要の製品形状のキャビティ２が形成されるように構成されている。又、下型１ｂのキャビティ内表面２ｂの略中央に樹脂供給路３に連なる樹脂供給口３ｂを設け、図外の射出機より熱可塑性の溶融樹脂４が樹脂供給路３を経てキャビティ２内に射出されるように構成され、さらに、上型１ａのキャビティ内表面２ａの部分に注入路５に連なる注入口５ａを設けると共に、注入路５に図外のコンプレッサと図外の注入機とのいずれか一方を選択可能に接続できるようにして、注入路５及び注入口５ａ経由で、コンプレッサ内の圧縮空気や窒素ガス等の圧縮ガスと注入機内の塗料６とをキャビティ２内に選択的に注入するように構成されている。
【０００９】
射出成形に際しては、先ず、図１（ａ）に示すように、金型１の上型１ａと下型１ｂとを当接させて閉じ、射出充填時の射出圧力に抗し得るように金型１を図外の型締め装置で型締めする。また、この際、上型１ａの温度より下型１ｂの温度の方が低温になるように上下両型１ａ、１ｂに温度差を付けておく。例えば、上型１ａの温度を熱可塑性樹脂の凝固点の３０℃以上とし、下型１ｂの温度を上型１ａより８０℃低い温度に保つ。この状態で、射出成形品の原料たる熱可塑性樹脂よりも低分子量のプライマ原料４ａをこの熱可塑性樹脂に混入して成る熱可塑性混合樹脂４を溶融状態にして、図外の射出機から供給路３の樹脂供給口３ｂを経て金型１のキャビティ２内に射出充填する。そして、キャビティ２が混合樹脂４で満たされたところで樹脂供給路３を適宜の遮断手段により遮断して射出充填工程を完了する。
【００１０】
尚、プライマ原料４ａとしては塩素化ＰＰ等のように塗料６に対して親和性の高い熱可塑性樹脂を用いることが望ましく、このようなプライマ原料４ａを用いれば、ＰＰ、ＰＥ等の結晶性の熱可塑性樹脂を原料とする射出成形品の塗装が容易になる。又、注入口５ａは、後述の圧縮ガスや塗料６の注入を行うまで適宜の閉塞手段により閉塞されている。
【００１１】
熱可塑性混合樹脂４の射出充填に際しては、熱可塑性混合樹脂４を構成する熱可塑性樹脂とプライマ原料４ａとのうち、相対的に分子量の小さいプライマ原料４ａが熱可塑性混合樹脂４の上型１ａ及び下型１ｂ側の表面近傍に留まるが、相対的に分子量の大きい熱可塑性樹脂は、このプライマ原料４ａから引き抜かれるように分離してそのまま金型１のキャビティ２内に射出充填される。
【００１２】
このようにして射出充填工程が完了したとき、図１（ｂ）に示すように、混合樹脂４は比較的低温の下型１ｂ側から凝固が始まる。その際、上記の混合樹脂４の凝固に伴って混合樹脂４自身の体積が減少し、この結果、混合樹脂４は下型１ｂから上型１ａ方向に収縮する。そして、混合樹脂４の下型１ｂ側の表面と下型１ｂのキャビティ内表面２ｂとの間には隙間７ｂが生じる。
【００１３】
次に、金型１を型締めしたまま、上型１ａの金型温度を低下させ、下型１ｂと共に冷却工程時の所定温度に到達させる。この際、混合樹脂４の上型１ａ側に残っていた溶融部分に対しても凝固が進行し、この結果、混合樹脂４の下型１ｂ側から拡大してくる凝固部分が混合樹脂４全体に波及して混合樹脂４は溶融状態を保てなくなる。即ち、図１（ｃ）に示すように、この凝固部分が混合樹脂４の上型１ａ側の表面に到達して混合樹脂４の溶融部分が消滅すると共に、混合樹脂４の上型１ａ側の表面にプライマ原料４ａから成るブリードを生じさせながら混合樹脂４の凝固が完了する。
【００１４】
尚、混合樹脂４の上型１ａ側の凝固に際しては、混合樹脂４のうち上型１ａ側の表面近傍で凝固が最も遅れた状態であるため、下型１ｂ側でみられたような、凝固の波及的な進行に伴う樹脂収縮は生じず、このため、混合樹脂４の上型１ａ側の表面が上型１ａのキャビティ内表面２ａから離間することはない。そして、混合樹脂４の上型１ａ側が凝固する際に、上型１ａのキャビティ内表面２ａに密着したまま、混合樹脂４の上型１ａ側の表面がキャビティ内表面２ａの形状を正確に転写して形成される。
【００１５】
さらに、混合樹脂４の上型１ａ側の凝固の完了時には、混合樹脂４の上型１ａ側の表面と上型１ａのキャビティ内表面２ａとの間の粘着状態は解消されており、又、混合樹脂４の下型１ｂ側の表面と下型１ｂのキャビティ内表面２ｂとの間に隙間７ｂが生じていて混合樹脂４が下型１ｂ側で支持されていないことから、混合樹脂４の上型１ａ側の表面を上型１ａのキャビティ内表面２ａから僅少な外力の作用により剥離することができ、かくて、混合樹脂４が上型１ａから離型し易い状態になる。
【００１６】
尚、本実施の形態では、射出充填工程後に樹脂供給路３を閉鎖して、保圧工程を経ずに冷却工程に移行しているが、これは、保圧工程中では、混合樹脂４が凝固して体積減少した場合も射出機側より混合樹脂４が補充され、この結果、混合樹脂４の下型１ｂ側が凝固する際に混合樹脂４の下型１ｂ側の表面と下型１ｂのキャビティ内表面２ｂとの間に隙間７ｂを生じさせることができず、上記のように混合樹脂４が上型１ａから離型し易い状態になるのを妨げるおそれがあるからである。
【００１７】
次に、金型１を型締めしたまま、注入路５の注入口５ａを開放し、混合樹脂４の上型１ａ側の表面と上型１ａのキャビティ内表面２ａとの間にコンプレッサ（図示せず）から圧縮ガスを注入する。この場合、キャビティ内表面２ａの形状を転写した混合樹脂４の上型１ａ側の表面が維持されたまま、混合樹脂４の上型１ａ側の表面が上型１ａのキャビティ内表面２ａから剥離して混合樹脂４が上型１ａから離型し、混合樹脂４の上型１ａ側の表面と上型１ａのキャビティ内表面２ａとの間に、図１（ｄ）に隙間７ａとして示される空間が生じる。この際、隙間７ｂは新たに生じた隙間７ａの分だけ容積が減少する。
【００１８】
さらに、金型１を型締めしたまま、図１（ｄ）に示すように、塗料注入機（図示せず）から注入口５ａを介して隙間７ａ内に塗料６を注入して充填する。この際、混合樹脂４の上型１ａ側の表面には、上記のようにプライマ原料４ａがブリードとして生じているので、この樹脂表面には、塗装前の射出成形品の表面に対して塗料６との親和性を向上させる目的でプライマを塗布する、いわゆるプライマ処理を行った場合と同様の効果が得られる。即ち、射出成形品の原料としてＰＰやＰＥ等の結晶性の熱可塑性樹脂を用いても、プライマ原料４ａがブリードアウトされた樹脂表面が、上記のように注入される塗料６により確実に被着され、塗料６が固化した後でも射出成形品の塗装が剥げ難くなる。
【００１９】
この場合、塗料６が熱硬化性である場合には、上型１ａと下型１ｂとを低温に保って塗料６を液相状態のまま隙間７ａに注入した後に上型１ａの金型温度を上昇させ、塗料６を熱硬化させて塗膜を形成する。又、塗料６が熱可塑性である場合には、下型１ｂを低温に保ったまま上型１ａを高温にした後に塗料６を溶融状態のまま隙間７ａに注入し、その後に上型１ａの金型温度を低下させ、塗料６を凝固させて塗膜を形成する。塗料６が熱硬化性、熱可塑性のいずれの場合も、流塗料６はこのようにして流動性が確保されているので、キャビティ内表面２ａの形状を正確に転写して形成された射出成形品の表面と上型１ａのキャビティ内表面２ａとの間に確実に充填され、塗料６の固化で形状精度の良い塗膜が形成される。
【００２０】
尚、上記のように上型１ａの金型温度を上昇させても、射出成形品と上型１ａとは隙間７ａを介して離間しているので、上型１ａから発生する熱が射出成形品に対して直接伝導されることはなく、この熱で射出成形品が再び溶融状態となって上記の塗料６による塗膜の形成が妨げられるようなことはない。
【００２１】
また、本実施の形態では、金型１を型締めしたまま塗装工程を行ったが、射出充填工程完了後に、金型１内の混合樹脂４の塗装すべき表面は上記のようにプライマ処理を行ったのと同様の効果が得られているので、この時点で金型１を型開きし、上型１ａに接していた、混合樹脂４の塗装すべき表面に型外から塗装を行っても良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、射出成形品の成形に際してプライマ処理と同一の機能の処理を行うことができ、成形後のプライマ処理が不要となって生産性が向上する。また、射出成形工程で塗装も行うことができ、生産性が一層向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）上下両型の温度差を付けた射出充填工程を示す図
（ｂ）上下両型の温度差を付けた冷却工程を示す図
（ｃ）冷却工程の完了を示す図
（ｄ）塗装工程を示す図
【符号の説明】
１  金型      ２  キャビティ
４  熱可塑性混合樹脂      ４ａ  プライマ原料
６  塗料    ７ａ  隙間
【図１】
0004558222.tif 000002