(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型の開閉方向に直線的にのびる嵌合部によって周囲を囲まれた金型キャビティを形成する固定型と可動型を備え、該金型キャビティを用いて成形された樹脂成形品の表面に対し該金型キャビティ内で被覆を施すための塗料注入機を備えて、
該嵌合部にて、金型キャビティに充填した樹脂や塗料が金型キャビティから漏れ出すことを防止する型内被覆成形用金型において、
前記固定型と前記可動型との間に形成され、前記嵌合部より金型の外側部分に位置して金型の開閉方向に対して略直交する方向にのびるパーティング面に、嵌脱自在な型厚調整板を配して、金型キャビティ隙間の距離を調整する型内被覆成形用金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型内で成形した樹脂成形品の表面と金型キャビティ面との間に被覆材としての塗料を注入した後、前記被覆材を金型内で硬化させて、樹脂成形品の表面に被膜（塗膜と称することもある）を形成する型内被覆成形に用いる型内被覆成形用金型に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、熱可塑性樹脂を基材とした樹脂成形品の装飾性を高める方法として、塗装法による加飾が多く用いられている。従来から行われている塗装法は、金型内で射出成形した成形品を該金型から取り出した後、スプレー法や浸漬法等により、成形品の表面に塗料の塗布を行うことが一般的であり、塗布された塗料はその後硬化することによって、強固な塗膜となって成形品の表面を被覆し、該表面を加飾するとともに保護する。
【０００３】
しかしながら、近年において前記塗装方法による工程を省略化してコストダウンすることを目的として、熱可塑性樹脂の成形と前記塗膜による被覆を同一の金型内で行う型内被覆成形方法（インモールドコーティング方法と称されることもある）が提案されている。
【０００４】
前記型内被覆成形方法の一つとして、熱可塑性樹脂を基材として金型内で射出成形した後、該金型をわずかに開いた状態とすることによって、型内で成形した樹脂成形品と金型キャビティ面との間に隙間を生じさせ、該隙間に塗料注入機を使用して塗料を注入する方法がよく知られている。
そして、前記塗料の注入後、金型を再度閉じることによって、該注入された塗料は、金型の中の隙間を押し広げられながら流動し、金型の隅々まで行き渡ると同時に圧力をかけられた状態となって、その状態のまま硬化する。
図６にそのフローチャートの概略を示す。
【０００５】
前記型内被覆成形方法によれば、熱可塑性樹脂の成形と前記被覆を同一の金型内で行うため、工程の省略化によるコストダウンが可能であると同時に、浮遊している塵が硬化する以前の塗膜に付着して不良となる等といったことがほとんどなく、高い品質の製品を得ることができる。
そのため、特に、外観に対して高い品質が要求される自動車用の部品、例えば、バンパー、ドアミラーカバー、フェンダー、等多くの部品には、前記型内被覆成形方法の利用が検討されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、型内被覆成形方法の多くは、塗料の漏れを防止するためくい切り構造の金型を用いて行うが、基材樹脂の成形工程においては製品肉厚を精度良くするため、固定金型と可動金型との合わせ面（パーティング面）を合わせて型締力をかけた状態として、基材の射出成形を行っている。
【０００７】
図５に従来の型内被覆成形用金型を用いて行った工程動作を示す。
通常の射出成形で樹脂成形品を成形した場合、図５の（ｂ）に示すように金型キャビティ内で成形した樹脂成形品の厚み方向に対する収縮によって、樹脂成形品と金型キャビティ面との間に隙間が生じる場合がある。
この上に、金型キャビティ内に塗料を注入する場合、塗膜厚さが前記隙間よりも大きい場合は、型を完全に閉じないことによって厚さをコントロールにすることができるが、前記隙間の大きさより、小さい厚みの塗膜を形成することは極めて困難である。
つまり、樹脂成形品を成形した後、金型を閉じることによって前記隙間を小さく小さくしようとしても、固定型と可動型のパーティング面が当接しそれ以上の型閉はできない。
そのため、例えば、前記収縮によって生じた隙間の大きさが製品の厚さ方向に対して０．３ｍｍであった場合、前記した従来の型内被覆成形方法では、樹脂成形品の表面に０．２ｍｍの塗膜を形成することは不可能である
【０００８】
塗膜の厚みより収縮が大きい場合は、図５の（ｃ）に示すように、金型をわずかに開いた状態で塗料を注入し、図５の（ｄ）に示すように金型を再度閉じることによって塗料に圧力をかけても、塗料が金型の隅々まで行き渡る前に、固定型と可動型のパーティング面が当接し、それ以上の型閉ができなくなることによって、基材樹脂全面に均一な塗膜を形成することはできない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明による型内被覆成形用金型は、
（１）  金型の開閉方向に直線的にのびる嵌合部によって周囲を囲まれた金型キャビティを形成する固定型と可動型を備え、該金型キャビティを用いて成形された樹脂成形品の表面に対し該金型キャビティ内で被覆を施すための塗料注入機を備えて、該嵌合部にて、金型キャビティに充填した樹脂や塗料が金型キャビティから漏れ出すことを防止する型内被覆成形用金型において、前記固定型と前記可動型との間に形成され、前記嵌合部より金型の外側部分に位置して金型の開閉方向に対して略直交する方向にのびるパーティング面に、嵌脱自在な型厚調整板を配して、金型キャビティ隙間の距離を調整することを特徴とした。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６に基づき本発明による型内被覆成形用金型の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態に係わる型内被覆成形用金型の構成を説明する構造説明図である。図２は本発明の実施の形態に係わる型内被覆成形用金型を用いた型内被覆成形方法の工程動作を説明する工程動作説明図である。
【００１１】
図３は本発明に係わる型内被覆成形用金型に用いられているパーティング面板を説明するための金型要部断面図であって、（１）は本発明の実施の形態に係わる断面矩形状のパーティング面板を示した図であり、（２）は断面台形状のパーティング面板を示した図である。図４は本発明の実施の形態に係わる型内被覆成形用金型を用いた型内被覆成形方法の工程を説明するフローチャートである。
図５は従来法による型内被覆成形方法の工程動作を説明する工程動作説明図であり、図６は従来法による型内被覆成形用金型を用いた型内被覆成形方法の工程を説明するフローチャートである。
【００１２】
本発明に係わる型内被覆成形用金型１００（金型１００と称することもある）の実施形態を図１を用いて以下詳細に説明する。
本発明による金型１００は、可動型１０、固定型２０、及び型厚調整板であるパーティング面板１を備えている。パーティング面板１は、駆動装置５によって駆動されて移動することにより金型１００に対して自在に前後進する。
【００１３】
前記パーティング面板１は、金型１００に対して前進することにより可動型１０と固定型２０との合わせ面であるパーティング面の間に配され、また金型１００に対して後進することによって可動型１０と固定型２０とのパーティング面の間から脱することができる構成となっている。
【００１４】
また、金型１００は、固定型２０と可動型１０とがくい切り構造の嵌合部で嵌め合わされ該嵌合部にその周囲を囲まれた金型キャビティを形成する構造となっており、該嵌合部にて金型キャビティに充填した樹脂や塗料が、該金型キャビティから漏れ出すことを防止している。
そして、金型１００は、固定型２０と可動型１０との間に配したパーティング面板１を挟んで嵌めることができるように構成されており、固定型２０とパーティング面板１と可動型１０とが互いにつき合わされて衝合することによって、金型１００に負荷された型締力を受けることができる構成となっている。
【００１５】
ここで、パーティング面板１を可動型１０と固定型２０との合わせ面であるパーティング面に配した状態で金型１００を型締めして閉じた場合、可動型１０と固定型２０との間にパーティング面板１が挟まれて、パーティング面板１の厚み分だけ金型１００の型厚が大きくなり、その結果、該嵌合部における嵌め合い状態が変わってしまう。極端にパーティング面板１の厚さを大きくした場合、嵌合部が嵌め合わされなくなる、あるいは嵌合部分の嵌め合い長さが短くなって嵌合部より樹脂が漏れ出すといった問題を生じる。
従って、本発明の実施の形態においては、該嵌合部分の長さを少なくともパーティング面板１の厚み分より大きい長さとすることによって、該嵌合部より樹脂や塗料が漏れ出すことを防止している。
【００１６】
また、本実施の形態において使用した型厚調整板であるパーティング面板１の形状は、図３の（１）に示すような断面矩形状の平板を使用し、その厚み方向の大きさｄを３ｍｍとしたが、これに限るものではなく、図３の（２）に示すような断面台形状の物でも良く、可動型１０と固定型２０とのパーティング面の間に配されて挟まれて、金型１００の金型キャビティ隙間の距離を調整することができる形状であれば良い。
図３の（２）に示す断面台形状のものは、図３の（１）に示すように完全に抜いてパーティング面の間から抜いて脱しなくとも、位置をずらすだけで金型１００の金型キャビティ隙間の距離を調整することができ、図３（２）の（ｂ）に示すようにわずかに移動させて、金型１００のパーティング面の嵌合いから抜き、可動型１０と固定型２０に当接して挟まれた状態から脱した状態とすれば良く、可動型１０と固定型２０の間の空間から完全に外して外部に移動させる必要はない。
【００１７】
なお、本実施の形態においての駆動装置５は油圧シリンダとピストンとを備えた油圧式駆動装置であって、取付具７によって固定型２０によって油圧シリンダ本体を固定されている。そして、図示しない油圧源より供給された油圧によって油圧シリンダ内に配したピストンを金型１００に対して自在に前後進させることにより、該ピストンのロッド先端に固着されたパーティング面板１を、金型１００に対して自在に前後進させることができる。
【００１８】
さらに、金型１００は、塗料注入機５０（インジェクタと称することもある）を備えており、本実施の形態における塗料注入機５０は、可動型１０に取り付けられて、可動型１０のキャビティ面に配設された塗料注入口５１より金型キャビティ内に塗料を注入することができるよう構成されている。
また、塗料注入機５０の塗料注入口５１には図示しないバルブが取りつけられており、基材の射出成形時においては、該バルブが閉じられていることによって、金型１００のキャビティ内に射出された樹脂が塗料注入口５１より塗料注入機５０内に進入することを防止している。
【００１９】
そして、本実施の形態における塗料注入機５０は、図示しない駆動装置によって駆動されて、塗料注入機５０の中に供給された塗料を、所望する量だけ正確に可動型１０のキャビティ面より注入することができるよう構成されている。
【００２０】
なお、本実施の形態における塗料注入機５０は、前記したように可動型１０のキャビティ面より塗料を注入するよう構成したが、これに限るものではなく、金型キャビティ内で成形した樹脂成形品と金型キャビティ面との間に生じた隙間部分に塗料を注入できるように構成すれば良く、塗料注入機５０は固定型２０に取りつけられる等しても良い。
また、本実施の形態において塗料注入機５０は、一台であるがこれに限るものではなく、複数台であっても良い。
【００２１】
以下、金型１００を用いた型内被覆成形方法の詳細を図２及び図４を用いて説明する。
図２の（ａ）に示すように、まず、第１の工程として、駆動装置５によりパーティング面板１を移動させ、固定型２０と可動型２０との両合わせ面間にパーティング面板１を配した状態とし、金型１００を型締めする。
【００２２】
次の工程として、図２の（ｂ）に示すように、前記型締状態で、基材である熱可塑性樹脂を金型内に射出（本実施の形態においては、基材としてＡＢＳ樹脂：宇部サイコン株式会社製  ＭＸ４０）し、基材をある程度（金型を開いても成形品が変形しない程度）まで冷却させる。
【００２３】
基材の冷却後、図２の（ｃ）に示すように金型をわずかに開いた状態（本実施の形態においては１ｍｍほど型開方向に可動型１０を移動させた状態）として、金型キャビティ内で成形した樹脂成形品と可動型１０の金型キャビティ面との間に隙間を生じさせる。
【００２４】
前記隙間を生じさせた後、駆動装置５を作動させて、パーティング面板１を反金型１００に移動させてパーティング面板１を取り除くと同時に、前記隙間に塗料注入機５０を介し塗料を７ｍｌ（ミリリットル）注入する。
なお、本実施の形態において用いた塗料の成分を表１に示す。
【００２５】
【表１】
0003755399.tif 000002
【００２６】
前記隙間に塗料注入機５０を使用して塗料を注入した後、可動型１０を固定型２０の方向に移動させ金型１００を再度閉じて型締めることにより、隙間の中の塗料を押し広げながら流動させ、金型１００のキャビティ内の隅々まで行き渡らせると同時に圧力をかけたままの状態とする。図２の（ｄ）にその状態を示す。なお、塗料注入機５０より注入した塗料を７ｍｌ（ミリリットル）により、基材の上に形成される塗膜の厚さは０．１００ｍｍ程度である。
【００２７】
この際において、基材である樹脂成形品の冷却による厚み方向の収縮量は、約０．２ｍｍであったが、パーティング面板１を取り除いた状態で金型を型締めするので、例え基材とした樹脂の収縮量が大きくても、固定型２０と可動型１０との両合わせ面が当接することはない。
【００２８】
そして、金型１００のキャビティ内の隅々まで行き渡らせると同時に圧力をかけたままの状態で塗料を硬化させ、塗料硬化後、型を開いて製品を取り出す。
なお、本実施の形態において用いた塗料は、熱硬化性の塗料であり、設定した金型温度により容易に硬化する。
【００２９】
これにより、射出成形機の型締装置で発生させた型締力がすべて塗料にかかることになり、塗膜厚さの制御が簡単に行え、従来の金型では、樹脂の収縮量が、塗膜厚さより大きい場合には、型内被覆成形が不可能であったがこれにより可能となった。
【００３０】
【発明の効果】
当該発明による金型を用いれば、基材樹脂の収縮量が大きい場合においても、金型を再度閉じることによって塗料に圧力をかけることが可能で、塗料を金型の隅々まで行き渡るせると同時に圧力をかけた状態のままで硬化させることができる。そのため、基材の樹脂成形品の表面に均一な塗膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる型内被覆成形用金型の構成を説明する構造説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わる型内被覆成形用金型を用いた型内被覆成形方法の工程動作を説明する工程動作説明図である。
【図３】本発明に係わる型内被覆成形用金型に用いられているパーティング面板を説明するための金型要部断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる型内被覆成形用金型を用いた型内被覆成形方法の工程を説明するフローチャートである。
【図５】従来法による型内被覆成形方法の工程動作を説明する工程動作説明図である。
【図６】従来法による型内被覆成形用金型を用いた型内被覆成形方法の工程を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１      パーティング面板（型圧調整板）
５      駆動装置
７      取付具
１０    可動型
２０    固定型
５０    塗料注入機
５１    塗料注入口
１００  型内被覆成形用金型
【図１】
0003755399.tif 000003
【図２】
0003755399.tif 000004
【図３】
0003755399.tif 000005
【図４】
0003755399.tif 000006
【図５】
0003755399.tif 000007
【図６】
0003755399.tif 000008