(57)【要約】【課題】一次成形品と成形型の間に注入した塗料がある程度流動した後、ゲル化する前の段階で型締め力を切り替えることが可能になり、成形品の意匠面の全面に塗料を美麗に充填することができる型内塗装成形方法を提供する。【解決手段】底面とその周囲の立上り面とを有する器形状の成形品１を成形型２内で成形すると共にこの成形型２内で成形品１の表面に塗料３を塗装するようにした型内塗装成形方法に関する。成形材料４を成形型２内にセットし、成形型２を型締めして成形材料４を加圧することによって一次成形した後、成形型２の型締め力を低減して塗料３を一次成形品５の底面部に注入する。注入した塗料３が一次成形品５の端部寄りの位置において成形型２に設けられたセンサ６で検知されたときに、成形型２の型締め力を増加させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底面とその周囲の立上り面とを有する器形状の成形品を成形型内で成形すると共にこの成形型内で成形品の表面に塗料を塗装するようにした型内塗装成形方法であって、成形材料を成形型内にセットし、成形型を型締めして成形材料を加圧することによって一次成形した後、成形型の型締め力を低減して塗料を一次成形品の底面部に注入し、注入した塗料が一次成形品の端部寄りの位置において成形型に設けられたセンサで検知されたときに、成形型の型締め力を増加させることを特徴とする型内塗装成形方法。
【請求項２】
センサとして、圧力、イオン濃度、温度のいずれかの変化を検出するものを用いることを特徴とする請求項１に記載の型内塗装成形方法
【請求項３】
立上り面の端部に略水平なフランジ部を有する成形品を成形するにあたって、センサをこのフランジ部を成形する部位に配置して設けることを特徴とする請求項１又は２に記載の型内塗装成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型内で成形品の成形と、成形品の表面の塗装とを行なうようにしたクローズド法による型内塗装成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＭＣ（Ｉｎ−Ｍｏｌｄ−Ｃｏａｔｉｎｇ）と呼ばれる型内塗装成形法が考案され、特許文献１や特許文献２をはじめとして、多数の特許出願が行なわれている。このＩＭＣは大きく分けて２つの方式に分類することができる。
【０００３】
その一つは、成形型内で成形材料を一次成形した後、成形型を少し開いて一次成形品と成形型の間に空隙を形成し、この空隙に塗料を注入した後に、再度型閉めをして再加圧する方法であり、オープン法と呼ばれている。
【０００４】
他の一つは、成形型内で成形材料を一次成形した後、成形型と一次成形品の間に空隙を形成することなく、型締め力を低減して（型締め力を維持する場合もある）、一次成形品の表面と成形型の内面との間に高圧で塗料を注入し、この後に再加圧する方法であり、クローズド法と呼ばれている。
【０００５】
後者のクローズド法においては、塗料注入時の成形型の型開きや、再型閉めの工程が不要であるので、成形時間の短縮が可能であり、また塗料注入時に一次成形品と成形型との間に空隙を形成しないので、エアが混入することがない等の利点があるため、ＩＭＣの主流となっている。
【０００６】
そしてクローズド法では、塗料注入時の成形型の型締め力は低いほうが、塗料を阻害する抵抗が低くなって塗料が流動し易くなり、また塗料の流動中に負荷される剪断力による顔料分離を防止することができるので、成形品の意匠性の向上の点で望ましい。しかし、浴槽のように長い立上り面を有する器形状の成形品を成形する場合、器形状に一次成形した後、一次成形品の中央部である底面部に塗料を注入することになるが、このように長い立上り面を有して塗料が流動する距離が長くなると、成形品の末端まで塗料を流動させることができなくなる可能性が高くなる。
【０００７】
そこでこのような場合には、塗料を注入した後に、型締め力を上昇させることによって、途中まで流動した塗料を押し流し、未充填部分に塗料を流動させるようにしている。このように低型締め力での塗料注入の後、高型締め力に切り替えることによって、成形品の意匠面の全面への塗料の充填と意匠性の向上の両方が可能になるものである。
【特許文献１】米国特許第４０７６７８０号明細書
【特許文献２】特開平４−２８８２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記のように低型締め力の状態で塗料を注入した後、高型締め力に切り替えて未充填部分に塗料を流動させるようにする場合、低型締め力から高型締め力への切り替えが早すぎると、塗料の流動が阻害されて顔料分離などの問題が発生するおそれがあり、また低型締め力から高型締め力への切り替えが遅れると、塗料のゲル化が進行してしまい、この状態で高型締め力で塗料を押し流すと塗料の流れ模様が成形品の意匠面に現れることになる。従って、一次成形品と成形型の間に注入した塗料がある程度流動した後、ゲル化する前の段階で型締め力を切り替える必要がある。
【０００９】
一方、特許文献２には、成形型内に圧力センサーを設け、圧力センサーで塗料の流動状態を検出して、成形型の型締めの位置を制御するようにしている。しかし特許文献２のものは注入・充填される塗料の厚みが一定になるように成形型の型締めの位置を制御するものであり、上記のような問題に対処することはできない。
【００１０】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、一次成形品と成形型の間に注入した塗料がある程度流動した後、ゲル化する前の段階で型締め力を切り替えることが可能になり、成形品の意匠面の全面に塗料を美麗に充填することができる型内塗装成形方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に係る型内塗装成形方法は、底面とその周囲の立上り面とを有する器形状の成形品１を成形型２内で成形すると共にこの成形型２内で成形品１の表面に塗料３を塗装するようにした型内塗装成形方法であって、成形材料４を成形型２内にセットし、成形型２を型締めして成形材料４を加圧することによって一次成形した後、成形型２の型締め力を低減して塗料３を一次成形品５の底面部に注入し、注入した塗料３が一次成形品５の端部寄りの位置において成形型２に設けられたセンサ６で検知されたときに、成形型２の型締め力を増加させることを特徴とするものである。
【００１２】
一次成形を行なった後に塗料３を注入して、一次成形品５の表面と成形型２の内面との間に沿って、一次成形品５の中央の底面部から周辺の端部へと塗料３を流動させるにあたって、センサ６の位置まで塗料３が流動した時点で、低型締め力から高型締め力への切り替えを行なうことができるものであり、塗料３がある程度流動した後、ゲル化する前の段階で型締め力を切り替えることが可能になる。従って、切り替えが早い場合のように、塗料３の流動が阻害されて顔料分離などの問題が発生したり、切り替えが遅れる場合のように、塗料３のゲル化が進行して塗料３の流れ模様が現れたりすることを防ぐことができ、成形品１の意匠面の全面に塗料３を美麗に充填することができるものである。
【００１３】
また請求項２の発明は、請求項１において、センサ６として、圧力、イオン濃度、温度のいずれかの変化を検出するものを用いることを特徴とするものである。
【００１４】
流動した塗料３が到達すると、圧力、イオン濃度、温度が変化するので、これらの変化をセンサ６で検出して、精度高く塗料３の検知を行なうことができるものである。
【００１５】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、立上り面の端部に略水平なフランジ部７を有する成形品１を成形するにあたって、センサ６をこのフランジ部７を成形する部位に配置して設けることを特徴とするものである。
【００１６】
注入された塗料３は、一次成形品５の端部のフランジ部７には充填させ難いが、塗料３がフランジ部７にまで流動したことをセンサ６で確認した時点で高型締め力に切り替えることによって、フランジ部７の端部まで塗料３を行き渡らせて充填することができるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、一次成形を行なった後に塗料３を注入して、一次成形品５の表面と成形型２の内面との間に沿って、一次成形品５の中央の底面部から周辺の端部へと塗料３を流動させるにあたって、センサ６の位置まで塗料３が流動した時点で、低型締め力から高型締め力への切り替えを行なうことができるものであり、塗料３がある程度流動した後、ゲル化する前の段階で型締め力を切り替えることが可能になって、成形品１の意匠面の全面に塗料３を美麗に充填して塗装することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００１９】
成形型２は図２（ａ）に示すように、上型１０と下型１１とから上下二分割されるように形成されるものであり、下型１１には上面に開口するキャビティ凹所１２が、上型１０には下方へ突出するコア１３がそれぞれ設けてある。また下型１１のキャビティ凹所１２の開口周縁の上面は水平なフランジ下成形面１４として形成してあり、下型１１の外周部の全周に外方及び上方へ開口する凹段部を設けて係合凹部１５が形成してある。さらに、上型１０のコア１３の外周縁の下面は水平なフランジ上成形面１６として形成してあり、上型１０の外周部には係合突部１７が全周に亘って下方へ突出させてある。そして、図２（ｂ）のように、キャビティ凹所１２にコア１３を差し込むようにして下型１０に上型１１を型閉めすることによって、キャビティ凹所１２とコア１３の間にキャビティ１８が形成されるものであり、フランジ下成形面１４とフランジ上成形面１６の間にキャビティ１８との一部をなすフランジ成形キャビティ１９が形成されるものである。ここで、キャビティ１８の下部１８ａで成形品１の底面部１ａが成形され、キャビティ１８の周部１８ｂで成形品１の立上り面部１ｂが成形され、フランジ成形キャビティ１９で成形品１のフランジ部７が成形されるものである。
【００２０】
また、成形型２の上型１０には塗料インジェクタ２１が設けてある。塗料インジェクタ２１には塗料供給配管２２を介して塗料注入機（図示省略）が接続してあり、塗料インジェクタ２１の吐出口２１ａはコア１３の下面に開口させてある。従って、塗料３はキャビティ１８の中央部に位置する下部１８ａ内に射出して注入されることになる。尚、成形品１が浴槽である場合、その排水口形成部２３を成形する箇所に、塗料インジェクタ２１の吐出口２１ａが開口するように設けるのが好ましい。
【００２１】
さらに成形型２の上型１０にはセンサ６が取り付けてある。センサ６はキャビティ１８に面するように設けられるものであり、キャビティ１８の端部の位置に配置するようにしてある。センサ６は塗料３がゲル化する前に流動して到達する位置に設けられるものであるが、外周端部にフランジ部７を設けた成形品１を成形する場合には、このフランジ部７を成形する部位にセンサ６を設けるのが望ましく、図２の実施の形態ではフランジ上成形面１６にセンサ６を配置するようにしてある。
【００２２】
次に、上記の成形型２を用いて、浴槽などの底面部１ａとその周囲の立上り面部１ｂとを有する器形状の成形品１を成形すると共に成形品１の内表面の意匠面を塗料３で塗装する方法を説明する。
【００２３】
成形材料４としては、ＳＭＣ（Ｓｈｅｅｔ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を用いることができるものであり、まず図１（ａ）のように成形型２の上型１０と下型１１を型開きし、下型１１のキャビティ凹所１２の底面部に成形材料４を載置してセットする。次に図１（ｂ）の矢印のように上型１０を下動させ、図１（ｃ）のように下型１１の係合凹部１５と上型１０の係合突部１７を係合させて成形型２を型閉めして、高い型締め力で成形材料４を加圧することによって一次成形を行ない、キャビティ凹所１２とコア１３の間のキャビティ１８内に成形材料４を充填して、一次成形品５を賦型する。一次成形品５は最終の成形品１とほぼ同形・同寸に形成されるものであり、キャビティ１８の下部１８ａで底面部１ａが、キャビティ１８の周部１８ｂで立上り面部１ｂが、フランジ成形キャビティ１９でフランジ部７がそれぞれ成形される。
【００２４】
このように一次成形し、一次成形品５が所定の硬化度まで硬化した後、図１（ｄ）の矢印のように型締め力を低減する。そしてこの後、図１（ｅ）に矢印で示すように、塗料注入機で計量された塗料３を塗料供給配管２２で塗料インジェクタ２１に供給し、塗料インジェクタ２１の吐出口２１ａから塗料３を高圧で射出させる。塗料３は一次成形品５の排水口形成部２３の部分において一次成形品５の底面部１ａの上面に射出されるものであり、この底面部１ａの表面とキャビティ１８の内面との間に注入されるものである。このように塗料インジェクタ２１から塗料３が射出されると、成形型２の型締め力が低減されているので、図１（ｆ）のように塗料３は一次成形品５の表面とキャビティ１８の内面との間に沿って流動し、一次成形品５の底面部１ａの表面から立上り面部１ｂの表面、さらに立ち上がり面部１ｂの上端のフランジ部７の表面へと流動する。
【００２５】
そして図３（ａ）に示すように、塗料３の流動する先端がセンサ６の位置に到達すると、センサ６で塗料３が検知される。図の実施の形態では、一次成形品５の端部のフランジ部７まで塗料３が流動して到達すると、センサ６で検知されるようにしてある。このように塗料３の到達がセンサ６で検知されると、型締め力を低から高に切り替えて図１（ｇ）の矢印のように型締め力を増加させる。このように高型締め力に切り替えることによって、一次成形品５の表面とキャビティ１８の内面との間で塗料３を押し流し、図３（ｂ）に示すように、一次成形品５の意匠面のうち塗料３が未充填の部分に塗料３を充填させることができるものであり、一次成形品５の底面部１ａと立上り面部１ｂの内面及びフランジ部７の上面の、意匠面全面に塗料３を充填することができるものである。
【００２６】
この後、この高型締め力を持続して図１（ｈ）のように所定時間保持し、一次成形品５を硬化させると共に塗料３を硬化させる二次成形を行なうことによって、成形品１を成形することができるものである。そして図１（ｉ）のように上型１０を上動させて成形型２を型開きすることによって、成形品１を成形型２から脱型して取り出すことができるものである。このようにして得られた成形品１は、図１（ｉ）に示すように、底面部１ａ及び立上り面部１ｂの内面からフランジ部７の上面にかけての、意匠面全面が塗料３で塗装されているものである。そして上記のように、センサ６の位置まで塗料３が流動した時点で、低型締め力から高型締め力への切り替えを行なうようにしているので、塗料３が一次成形品５の中央部から端部の位置まで流動した後、塗料３がゲル化する前に型締め力を切り替えることが可能になるものである。従って、高型締め力への切り替えが早い場合のように、塗料３の流動が阻害されて顔料分離などの問題が発生するようなことがなくなり、また高型締め力への切り替えが遅れる場合のように、塗料３のゲル化が進行して塗料３の流れ模様が現れることを防ぐことができるものであり、成形品１の意匠面の全面に塗料３を美麗に充填して塗装を行なうことができるものである。
【００２７】
また、上記のように一次成形品５の中央部の底面部１ａに塗料３を注入して、その周囲の立上り面部１ｂ及びその上端部の水平なフランジ部７にまで塗料３を流動させる場合、一次成形品５の端部となるフランジ部７の隅々にまで塗料３を十分に充填させることが難しいが、フランジ部７の箇所にセンサ６を設けて、塗料３がフランジ部７にまで流動したことをセンサ６で確認した時点で、型締め力を高型締め力に切り替えるようにしているので、フランジ部７の端部の隅々にまで塗料３を行き渡らせて充填することができるものである。
【００２８】
ここで、センサ６としては、圧力を検出する圧力センサ、イオン濃度を検出するイオン濃度センサ、温度を検出する温度センサのいずれかを用いることができる。
【００２９】
例えば、センサ６として圧力センサ６を用いる場合、図１（ｅ）のように塗料３を注入した後、流動した塗料３が図１（ｆ）（図３（ａ））のように圧力センサ６の位置まで到達すると、高圧で注入された塗料３の圧力によって、圧力センサ６の出力が急激に上昇するので、圧力の急上昇時点を、塗料３が圧力センサ６の位置に到達した時点として検知することができるものである。
【００３０】
図４（ａ）、図５（ａ）、図６（ａ）はいずれも、図１（ａ）〜（ｉ）の成形を行なう際の、成形金型２の変位と型締め力の推移を示す同じグラフであり、グラフの左の縦軸は下型１１に対する上型１０の距離、右の縦軸は型締め圧力である。このグラフにおいて、成形材料４がセットされた成形型２の型閉め、一次成形品５を賦型する一次成形、塗料３の注入、一次成形品５と塗料３を硬化させる二次成形、成形型２の型開き、の各工程での上型１０と下型１１との距離が「上型位置」の線で示されており、また成形型２の型閉め、一次成形の際の１００ｋｇｆ／ｃｍ２（９．８ＭＰａ）での高圧力による型締め、型締め力を２０ｋｇｆ／ｃｍ２（１．９６ＭＰａ）に落として圧力３０ＭＰａでの塗料３の注入、二次成形の際の１００ｋｇｆ／ｃｍ２（９．８ＭＰａ）での高圧力による型締め、成形型２の型開き、の各工程での型締め圧力が「型締力」の線で示されている。
【００３１】
そして、図４（ｂ）は、図４（ａ）のグラフと横軸の時間を対応させた、圧力センサ６の検出圧力の出力値を示すグラフである。そしてこのグラフにみられるように、型締め力を１．９６ＭＰａに落として圧力３０ＭＰａで塗料３の注入を開始し、流動した塗料３が圧力センサ６の位置に達すると、圧力センサ６による検出圧力が急激に上昇するので、塗料３が圧力センサ６の位置に到達したことを検知することができる。従って、この時点で型締め圧力を二次成形の圧力の９．８ＭＰａに上昇させることによって、塗料３を押し流して完全に充填させるようにすることができるものである。
【００３２】
また、一般に塗料３のイオン濃度はＳＭＣなど成形材料４のイオン濃度よりも高いので、センサ６としてイオン濃度センサ６を用いる場合、図１（ｅ）のように塗料３を注入した後、流動した塗料３が図１（ｆ）（図３（ａ））のようにイオン濃度センサ６の位置まで到達すると、塗料３のイオン濃度によって、イオン濃度センサ６の出力が急激に上昇するので、イオン濃度の急上昇時点を、塗料３がイオン濃度センサ６の位置に到達した時点として検知することができるものである。
【００３３】
図５（ｂ）は、図５（ａ）のグラフと横軸の時間を対応させた、イオン濃度センサ６の検出濃度の出力値を示すグラフである。そしてこのグラフにみられるように、型締め力を１．９６ＭＰａに落として塗料３の注入を開始し、流動した塗料３がイオン濃度センサ６の位置に達すると、イオン濃度センサ６による検出濃度が急激に上昇するので、塗料３がイオン濃度センサ６の位置に到達したことを検知することができる。従って、この時点で型締め圧力を二次成形の圧力の９．８ＭＰａに上昇させることによって、塗料３を押し流して完全に充填させるようにすることができるものである。
【００３４】
また、ＳＭＣなどの成形材料４の温度と塗料３の温度は異なるので、センサ６として温度センサ６を用いる場合、図１（ｅ）のように塗料３を注入した後、流動した塗料３が図１（ｆ）（図３（ａ））のようにイオン濃度センサ６の位置まで到達すると、成形材料４と塗料３の温度差によって、温度センサ６の出力が変化するので、温度変化の時点を、塗料３が温度センサ６の位置に到達した時点として検知することができるものである。
【００３５】
図６（ｂ）は、図６（ａ）のグラフと横軸の時間を対応させた、温度センサ６の検出温度の出力値を示すグラフである。そしてこのグラフにみられるように、型締め力を１．９６ＭＰａに落として塗料３の注入を開始し、流動した塗料３が温度センサ６の位置に達すると、温度センサ６による検出濃度が急激に上昇するので、塗料３が温度センサ６の位置に到達したことを検知することができる。従って、この時点で型締め圧力を二次成形の圧力の９．８ＭＰａに上昇させることによって、塗料３を押し流して完全に充填させるようにすることができるものである。
【００３６】
尚、図１（ｅ）のように塗料３を注入した後に、図１（ｇ）のように成形型２の型締め力を増加させることによって、塗料３を押し流して未充填部分に塗料３を流動させるようにするにあたって、塗料３の注入の開始から所定の設定された時間が経過した時点で、型締め力を増加させることによって、意匠面の全面に塗料３を美麗に充填させるようにすることもできる。例えば、上記のように塗料３の注入を開始してから圧力センサなどのセンサ６で塗料３を検知するまでの時間を記録しておけば、以降の成形では、センサ６を用いる必要なく、塗料３の注入開始からこの記録した所定時間を経過した時点で型締め力を増加させるようにすればよい。
【００３７】
また同様に、図１（ｅ）のように塗料３を注入した後に、図１（ｇ）のように成形型２の型締め力を増加させることによって、塗料３を押し流して未充填部分に塗料３を流動させるようにするにあたって、塗料３の注入の開始から所定の設定された量の塗料３を注入した時点で、型締め力を増加させることによって、意匠面の全面に塗料３を美麗に充填させるようにすることもできる。この場合も例えば、上記のように塗料３の注入を開始してから圧力センサなどのセンサ６で塗料３を検知するまでの、塗料３の注入量を記録しておけば、以降の成形では、センサ６を用いる必要なく、塗料３の注入開始からこの記録した量の塗料３が注入された時点で型締め力を増加させるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｉ）は各工程における成形型の断面図である。
【図２】同上の成形型の一例を示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ断面図である。
【図３】同上の成形型の一部を示すものであり、（ａ）は図１（ｆ）の一部の拡大断面図、（ｂ）は図１（ｇ）の一部の拡大断面図である。
【図４】（ａ）は成形を行なう際の、成形型の変位と型締め力の推移を示すグラフ、（ｂ）は（ａ）のグラフと横軸の時間を対応させた圧力センサの検出圧力の出力値を示すグラフである。
【図５】（ａ）は成形を行なう際の、成形型の変位と型締め力の推移を示すグラフ、（ｂ）は（ａ）のグラフと横軸の時間を対応させたイオン濃度センサの検出濃度の出力値を示すグラフである。
【図６】（ａ）は成形を行なう際の、成形型の変位と型締め力の推移を示すグラフ、（ｂ）は（ａ）のグラフと横軸の時間を対応させた温度センサの検出温度の出力値を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３９】
１  成形品
２  成形型
３  塗料
４  成形材料
５  一次成形品
６  センサ
７  フランジ部
【図１】
2007196531.tif 000003
【図２】
2007196531.tif 000004
【図３】
2007196531.tif 000005
【図４】
2007196531.tif 000006
【図５】
2007196531.tif 000007
【図６】
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