JP4445747B2 - 樹脂成形品及びその成形方法並びにその型内塗装成形用金型 - Google Patents

Description

本発明は、ドアピラーガーニッシュ、ドアモール、バンパー等の車両用外装材、車両内装用スイッチ、オーディオカバー等のような、基材の表面に塗膜を有する樹脂成形品及びその成形方法並びにその型内塗装成形用金型に関するものである。

従来、上記のような樹脂成形品は、型内塗装成形用金型を用い、射出成形法の１つであるインモールドコート法によって成形されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。すなわち、型内塗装成形用金型は、固定型と移動型とを備え、これら固定型及び移動型を型締めすることにより、その内部に１次キャビティが形成されるよう構成されている。樹脂成形品を構成する基材は、この１次キャビティに合成樹脂を充填し、該合成樹脂を固化させることで成形されている。基材を成形した後は、固定型に基材が保持されたままの状態で、固定型に対して移動型がスライド移動されることにより、型内塗装成形用金型の内部に２次キャビティが形成されるよう構成されている。樹脂成形品を構成する塗膜は、この２次キャビティに塗料を注入し、固定型及び可動型を型締めする等した後、該塗料を硬化させることで成形されている。
特開平６−７９７５２号公報 特開平７−２９０５０４号公報

ところで、上記従来の型内塗装成形用金型において、塗料を注入する塗料注入路は基材の表面側、つまりは基材に対して塗膜が成形される側へ開口するように設けられている。一方、前記塗料には主に熱硬化性樹脂からなるものが使用されており、同塗料を硬化させるためには、型内塗装成形用金型のうち塗料へ直接的に接触する部分、つまり基材の表面側となる箇所を加熱する必要がある。しかし、このように基材に対して塗膜と塗料注入路とが同じ表面側に配設されている場合、加熱によって塗料注入路内に充填された塗料までもが硬化されてしまうおそれがあり、硬化した塗料によって塗料注入路が詰まり、塗膜の成形不良が生じやすくなるという問題があった。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、塗膜の成形不良を抑制することが可能な樹脂成形品及びその成形方法並びにその型内塗装成形用金型を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の型内塗装成形用金型の発明は、基材の表面に塗膜を有する樹脂成形品を成形する型内塗装成形用金型であって、固定型と基材成形型と塗膜成形型とを備え、前記固定型及び前記基材成形型により形成される１次キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し、該熱可塑性樹脂を冷却固化させることによって前記基材が成形され、該基材が前記固定型のキャビティ面に保持された状態で前記固定型と前記塗膜成形型とを型締めすることにより前記基材及び前記塗膜成形型の間に形成される２次キャビティ内に熱硬化性樹脂からなる塗料を充填し、該塗料を加熱硬化させることによって前記塗膜が成形されるように構成されるとともに、前記塗料を注入する塗料注入路を前記基材の裏面側となる前記キャビティ面で開口するように前記固定型に設け、前記基材の成形時には該塗料注入路と対応する位置で該基材を貫通するように導入孔を形成することにより、前記塗膜の成形時には該導入孔を介して前記塗料注入路から２次キャビティ内へ前記塗料が充填されるように構成されることを要旨とする。

上記構成の発明においては、塗膜を形成する塗料が熱硬化性樹脂からなるものであることから、塗膜の成形時に該塗料を加熱硬化させる必要がある。当該発明の型内塗装成形用金型においては、２次キャビティ内で塗膜は基材の表面に成形されるとともに、塗料を注入するための塗料注入路は基材の裏面側に配設されている。また、基材の成形時において、該基材の塗料注入路と対応する位置には、導入孔が同基材を貫通するように形成されており、基材の裏面側から注入された塗料は、当該導入孔を介して基材の表面へ充填されるように構成されている。すなわち、塗膜を成形するための２次キャビティと、塗料を注入するための塗料注入路とは、基材を挟んで互いに反対側となるように配設されている。従って、塗料を硬化させるために熱を加えても、同熱による影響が塗料注入路の内部まで伝わりにくく、塗料注入路内における塗料の硬化を抑制することが可能である。その結果、塗料注入路が詰まる等によって発生する塗膜の成形不良を抑制することができる。

また、移動型として基材成形型と塗膜成形型という異なる２つの型を用い、固定型に対してこれらを移動させつつ交換することにより、１次キャビティ又は２次キャビティが形成されるように構成されている。従来の型内塗装成形用金型では、固定型に対して移動型をスライド移動させることにより２次キャビティを形成していた。すなわち、従来の型内塗装成形用金型で２次キャビティは、１次キャビティを移動型がスライド移動される方向へ拡げることによって形成されたものであり、移動型のキャビティ面によって成形される基材の表面形状と塗膜の表面形状とが同一となる。これに対し、本発明では、２次キャビティの形成時に固定型に対して移動型が基材成形型から塗膜成形型へと交換される。その結果、基材成形型のキャビティ面によって成形される基材の表面形状と、塗膜成形型のキャビティ面によって成形される塗膜の表面形状とを異なる形状とすることができる。

請求項２に記載の型内塗装成形用金型の発明は、請求項１に記載の発明において、前記基材の成形時において、前記塗料注入路をその内部から閉塞する閉塞手段を設けたことを要旨とする。

上記構成の発明においては、基材の成形時において、前記閉塞手段により塗料注入路を閉塞することが可能である。その結果、塗料注入路に熱可塑性樹脂が入り込み、固化することで塗料注入路が詰まることを抑制することができる。

請求項３に記載の型内塗装成形用金型の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記塗料注入路に前記塗料を充填する塗料注入ノズルを設け、当該塗料注入ノズルを断熱材から形成するとともに、当該塗料注入ノズルには、その内部に充填された塗料を冷却する冷却手段を設けたことを要旨とする。

上記構成の発明においては、塗料注入ノズルを断熱材で形成し、さらに冷却手段を設けたことにより、塗料注入ノズル内の塗料に対する伝熱を好適に遮ることが可能である。その結果、塗料注入ノズル内における塗料の硬化を好適に抑制することができる。

請求項４に記載の型内塗装成形用金型の発明は、請求項３に記載の発明において、前記塗料注入ノズルは、その先端部が前記１次キャビティ内へ露出するように配設されるとともに、該塗料注入ノズルの先端面に溝部又は突部を設け、前記基材の成形時には該溝部の内部又は突部の周囲に熱可塑性樹脂が充填されることを要旨とする。

上記構成の発明においては、基材の成形時に溝部の内部又は突部の周囲に充填された熱可塑性樹脂が固化することにより、当該固化した熱可塑性樹脂で塗料注入ノズルの先端と基材との間に形成される隙間をシールすることが可能となる。その結果、当該隙間からの塗料の浸出を抑制することができる。

請求項５に記載の型内塗装成形用金型の発明は、請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記移動型のキャビティ面には前記導入孔を形成するためのコア部材を突設するとともに、前記基材の成形時には該コア部材の先端を前記塗料注入ノズルの先端に接触させることを要旨とする。

上記構成の発明においては、基材の成形時において、導入孔を形成するコア部材で塗料注入路を閉塞することが可能である。その結果、塗料注入路と導入孔との位置ずれを抑制することができるとともに、塗料注入路に熱可塑性樹脂が入り込み固化することで詰まることを抑制することができる。

請求項６に記載の型内塗装成形用金型の発明は、請求項３に記載の発明において、前記塗料注入ノズルは、その先端部が前記固定型の内部に位置するように配設されるとともに、該塗料注入ノズルの先端部には、該先端部と固定型との間をシールするＯリングを嵌着したことを要旨とする。

上記構成の発明においては、塗料注入ノズルを熱の影響が伝わりにくい固定型の内奥に配設することが可能であるとともに、該塗料注入ノズルの先端部に嵌着されたＯリングで塗料注入ノズルの先端と固定型との間に形成される隙間をシールすることが可能となる。その結果、熱の影響による塗料の硬化及び該隙間からの塗料の浸出を抑制することができる。

請求項７に記載の型内塗装成形用金型の発明は、請求項３又は請求項６に記載の発明において、前記移動型のキャビティ面には前記導入孔を形成するためのコア部材を該キャビティ面から出没可能に設けるとともに、該コア部材が移動型のキャビティ面から出現した状態で該コア部材の先端が前記塗料注入路に挿入されることを要旨とする。

上記構成の発明においては、基材の成形時において、導入孔を形成するコア部材で塗料注入路を閉塞することが可能である。その結果、塗料注入路と導入孔との位置ずれを抑制することができるとともに、塗料注入路に熱可塑性樹脂が入り込み固化することで詰まることを抑制することができる。

請求項８に記載の型内塗装成形用金型の発明は、請求項６又は請求項７に記載の発明において、前記固定型のキャビティ面で前記塗料注入路の周縁に溝部又は突部を設け、前記基材の成形時には該溝部の内部又は突部の周囲に熱可塑性樹脂が充填されることを要旨とする。

上記構成の発明においては、基材の成形時に溝部の内部又は突部の周囲に充填された熱可塑性樹脂が固化することにより、当該固化した熱可塑性樹脂で固定型のキャビティ面で開口する塗料注入路と基材との間に形成される隙間をシールすることが可能となる。その結果、当該隙間からの塗料の浸出を抑制することができる。

請求項９に記載の樹脂成形品の発明は、固定型と基材成形型と塗膜成形型とを備える型内塗装成形用金型を用いて成形され、前記固定型及び前記基材成形型により形成される１次キャビティ内で成形された基材と、該基材が前記固定型のキャビティ面に保持された状態で前記固定型と前記塗膜成形型とを型締めすることにより前記基材及び前記塗膜成形型の間に形成される２次キャビティ内で成形された塗膜とを有する樹脂成形品であって、前記基材は該熱可塑性樹脂から成形されたものであり、前記塗膜は熱硬化性樹脂からなる塗料から成形されたものであるとともに、前記基材を貫通する導入孔を該基材に形成し、該導入孔を介して前記塗料を前記基材の裏面側から表面へ注入したことを要旨とする。

上記構成の発明においては、塗膜を形成する塗料が熱硬化性樹脂からなるものであることから、塗膜の成形時に該塗料を加熱硬化させる必要がある。当該発明では塗膜を成形するための２次キャビティと、塗料を注入するための塗料注入路とは、基材を挟んで互いに反対側となるように配設されている。従って、塗料を硬化させるために熱を加えても、同熱による影響が２次キャビティへ充填される前の塗料まで伝わりにくく、塗料が充填前に硬化することを抑制することが可能である。その結果、塗膜の成形不良を抑制することができる。

請求項１０に記載の樹脂成形品の成形方法の発明は、固定型と基材成形型と塗膜成形型とを備える型内塗装成形用金型を用い、基材の表面に塗膜を有する樹脂成形品を成形する成形方法であって、前記固定型及び前記基材成形型により形成される１次キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填して前記基材を予め成形した後、該基材が前記固定型のキャビティ面に保持された状態で前記固定型と前記塗膜成形型とを型締めすることにより前記基材及び前記塗膜成形型の間に形成される２次キャビティ内に熱硬化性樹脂からなる塗料を注入して前記塗膜を成形するとともに、前記基材の成形時には該基材を貫通するように同基材に導入孔を形成し、前記塗膜の成形時には該導入孔を介して前記塗料を前記基材の裏面側から表面へ注入することを要旨とする。

上記構成の発明においては、塗膜を形成する塗料が熱硬化性樹脂からなるものであることから、塗膜の成形時に該塗料を加熱硬化させる必要がある。当該発明では塗膜を成形するための２次キャビティと、塗料を注入するための塗料注入路とは、基材を挟んで互いに反対側となるように配設されている。従って、塗料を硬化させるために熱を加えても、同熱による影響が２次キャビティへ充填される前の塗料まで伝わりにくく、塗料が充填前に硬化することを抑制することが可能である。その結果、塗膜の成形不良を抑制することができる。

以上詳述したように、本発明によれば、塗膜の成形不良を抑制することが可能な樹脂成形品及びその成形方法並びにその型内塗装成形用金型を提供することができる。

以下、本発明の樹脂成形品をドアピラーガーニッシュに具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、ドアピラーガーニッシュ２１は、自動車のドア１１のドアピラー部１２に、その車外側全体を覆うように取り付けられるものである。すなわち、当該ドアピラーガーニッシュ２１は、前記ドアピラー部１２に対応する形状であって、同ドアピラー部１２の外表面に沿う薄板形状に形成されている。

図２（ａ），（ｂ）に示すように、樹脂成形品は、成形品本体部である前記ドアピラーガーニッシュ２１と、その端部に形成された余剰部であるタブ部２２とを有している。すなわち、前記ドアピラーガーニッシュ２１は、当該樹脂成形品から前記タブ部２２を切除することによって形成されたものである。なお、樹脂成形品は、前記タブ部２２の他、ランナー部等の余剰部を有している場合もある。そこで、この実施形態中では、成形品本体部と余剰部とを有するものを樹脂成形品とする。

前記樹脂成形品は、熱可塑性樹脂からなる基材２３と、塗料からなる塗膜２４とを有している。この塗料は、熱硬化性樹脂からなるものであり、顔料を含むものである。なお、塗膜に透明性が要求される場合には、顔料を含まない塗料が使用される。前記塗膜２４は、前記基材２３の表面２５を略均一の厚さで被覆するように形成されている。ここで、基材２３の表面２５とは、前記ドアピラー部１２に前記ドアピラーガーニッシュ２１が取り付けられた状態で車外側となる面を示す。また、前記表面２５とは反対側となる基材２３の裏面２６には塗膜２４が設けられておらず、該裏面２６では基材２３の地肌が露出されている。当該ドアピラーガーニッシュ２１は、基材２３の表面２５に設けられた塗膜２４によって、意匠性の向上と表面２５の保護とが図られている。

一方、前記タブ部２２においては、裏面２６の略中央に凹部２７が凹設されている。この凹部２７の内部には円環状のシール部２７ａが設けられている。さらに、このシール部２７ａの中心には、導入孔２８が基材２３を貫通して形成されている。前記塗膜２４は、該導入孔２８を介して塗料が基材２３を貫通するように、同基材２３の裏面２６側から表面２５へ注入されて形成されたものである。また、該導入孔２８の表面２５側の開口は、タブ部２２の表面２５で略中央に突設された円錐台状の凸部２９により塞がれている。この凸部２９は、該塗膜２４の成形時において、塗料が硬化して形成されたものである。

前記塗料には、液状熱硬化型組成物からなるものが使用される。一般的に塗料は有機溶剤、水等の揮発成分を含有している。しかし、密閉された型内塗装成形用金型の内部で揮発成分が存在する場合、塗膜の成形不良が発生する場合がある。そこで、液状熱硬化型組成物からなる塗料においては、所定の揮発成分を含まないもの、すなわち、沸点が型内塗装成形用金型の設定温度以下の揮発成分を含まないものが用いられる。

次に、上記樹脂成形品を成形する型内塗装成形用金型の構成を説明する。
図３及び図４に示すように、当該型内塗装成形用金型は、固定型４１と、移動型としての基材成形型４２及び塗膜成形型４３とを備えている。前記固定型４１は、凹凸状をなす固定用キャビティ面４４を有している。この固定用キャビティ面４４は、前記基材２３の裏面２６の形状に対応した形状となるように形成されている。前記基材成形型４２は、凹状をなす基材用キャビティ面４５を有している。この基材用キャビティ面４５は、前記基材２３の表面２５の形状に対応した形状となるように形成されている。前記塗膜成形型４３は、凹状をなす塗膜用キャビティ面４６を有している。この塗膜用キャビティ面４６は、前記塗膜２４の表面の形状に対応した形状となるように形成されている。

そして、前記固定型４１と基材成形型４２とを用いて型締めすることにより、固定型４１及び基材成形型４２の間には、前記基材２３に対応した形状の１次キャビティ４７が形成されている。前記基材成形型４２は、前記１次キャビティ４７に連通するスプル４８を有している。前記１次キャビティ４７内には、当該スプル４８を介して基材２３を成形する熱可塑性樹脂が充填されるように構成されている。

一方、図４中に鎖線で示したように、前記固定型４１の固定用キャビティ面４４上に基材２３を保持した状態で、該固定型４１と前記塗膜成形型４３とを用いて型締めすることにより、基材２３及び塗膜成形型４３の間には、前記塗膜２４に対応した形状の２次キャビティ５１が形成されている。前記固定型４１は、当該２次キャビティ５１へ前記塗料を充填するための塗料注入ノズル５２を有している。また、前記基材成形型４２は、該塗料注入ノズル５２と対応する位置にコア部材５３を有している。このコア部材５３は、シリンダ部５４と、同シリンダ部５４の先端に取着されたコアピン５５とから構成されている。該コアピン５５は、前記シリンダ部５４の作動により、前記基材用キャビティ面４５から出没可能に構成されている。そして、該コアピン５５を基材用キャビティ面４５から出現させるとともに、該コアピン５５の先端を前記塗料注入ノズル５２に接触させた状態で、前記スプル４８から熱可塑性樹脂が充填されることにより、前記基材２３に前記導入孔２８が形成される。

ここで、前記塗料注入ノズル５２の構成を説明する。
図５に示すように、前記塗料注入ノズル５２は、箱状をなすケース６１と、同ケース６１に内装されたノズル本体６２とを有している。

前記ケース６１は、前記塗料を加熱硬化させる際、固定型４１からノズル本体６２への伝熱を抑制するために設けられたものである。従って、当該ケース６１は、セラミックス、チタン合金、ステンレス鋼、エンジニアリングプラスチック等の断熱材から形成されている。該ケース６１は、該ノズル本体６２を下方から覆う第１カバー６３と、該ノズル本体６２を上方から覆う第２カバー６４とから構成されており、これら第１カバー６３及び第２カバー６４でノズル本体６２を上下から挟み込むように設けられている。該第１カバー６３の上端周縁からはフランジ６３ａが突設されており、塗料注入ノズル５２は、該フランジ６３ａを介し図示しないボルト等によって固定型４１に固着されている。また、図３及び４に示したように、前記第２カバー６４と固定型４１との間には、間隙からなる空気層６４ａが設けられており、断熱効果が高められている。この空気層６４ａを該第２カバー６４の周囲に設けた理由は、塗料注入ノズル５２において、第２カバー６４が設けられた部分が固定用キャビティ面４４に近く、熱の影響を受けやすいためである。また、当該ケース６１においては、熱の影響を考慮し、第２カバー６４、第１カバー６３の順に断熱効果の高い断熱材で形成することが好ましい。

前記ノズル本体６２は、前記ケース６１と同様に断熱材を用いて筒状に形成されている。該ノズル本体６２は、その先端部が前記２次キャビティ５１内へ露出するように配設されており、前記熱の影響を受けやすいものとなっている。従って、該ノズル本体６２の先端部は、特に断熱効果の高い断熱材から形成された遮熱部６２ａとして構成されている。

当該ノズル本体６２の内部には、前記塗料を前記２次キャビティ５１へ注入するための塗料注入路７１がＬ字状をなすように形成されている。該塗料注入路７１の一端は、前記遮熱部６２ａに達し、前記基材２３の裏面２６を成形する固定用キャビティ面４４で開口されることにより、塗料射出口７２を構成している。該塗料注入路７１の他端は、第１カバー６３に達し、同第１カバー６３を貫通して開口されることにより、塗料供給口７３を構成している。そして、該塗料供給口７３から供給された塗料は、塗料注入路７１を流通し、塗料射出口７２から射出されるように構成されている。また、前記遮熱部６２ａの先端面で当該塗料射出口７２の周縁には、溝部７４が該塗料射出口７２を内側に囲い込むように環状に凹設されている。なお、前記塗料注入路７１の一端部は、塗料射出口７２へ向かうにつれ縮径するテーパ状に形成されている。

該ノズル本体６２の外周面には、上下一対の環状溝が凹設されており、環状溝と前記第２カバー６４とで囲まれた内側に冷却室８１がそれぞれ形成されている。該冷却室８１には、図示しない冷媒供給路から水、冷風等の冷媒が供給されている。これら冷却室８１、冷媒供給路等により冷却手段が構成されている。当該冷却手段は、前記冷却室８１で冷媒を流通させることにより、前記塗料注入路７１に充填されてその内部を流通する塗料に対する前記ケース６１等からの伝熱を遮断するものである。また、ノズル本体６２の外周面には、上下一対のＯリング８２が前記環状溝を内側に挟んで嵌着されており、冷却室８１からの冷媒の漏出が抑制されている。

当該ノズル本体６２の内部には、下方からバルブピン９１が挿入されている。該バルブピン９１は、その基端がアクチュエータ９２に接続されるとともに、その大半が前記塗料注入路７１内に収容されている。これらバルブピン９１、アクチュエータ９２等により、閉塞手段が構成されている。当該閉塞手段は、アクチュエータ９２の作動によってバルブピン９１を前記塗料射出口７２へ向かって進出させ、該バルブピン９１の先端周面を塗料注入路７１の内周面に押圧させることにより、該塗料注入路７１をその内部から閉塞するものである。また、バルブピン９１の基端部には、シールリング９３が嵌着されている。このシールリング９３は、バルブピン９１とノズル本体６２との間をシールするものであり、これらの間からの塗料の漏出を抑制するものである。

次いで、上記の型内塗装成形用金型を用いた樹脂成形品の成形方法を説明する。
当該樹脂成形品の成形方法は、前記基材２３を成形する基材成形工程と、この基材２３の表面に塗膜２４を成形する塗膜成形工程とからなる。

図６に示すように、前記基材成形工程では、まず固定型４１と基材成形型４２とが型締めされ、これらの間に１次キャビティ４７が形成される。この際、塗料注入ノズル５２においては、バルブピン９１により、塗料注入路７１の塗料射出口７２が閉塞される。また、基材成形型４２においては、コアピン５５を基材用キャビティ面４５から突出させ、その先端を塗料注入ノズル５２の先端に圧接させる。その後、前記１次キャビティ４７内に基材成形型４２のスプル４８から熱可塑性樹脂を充填しつつ、１次キャビティ４７内で熱可塑性樹脂が冷却固化されることにより、前記基材２３が成形される。

当該基材成形工程においては、前記コアピン５５により、前記基材２３に導入孔２８が形成される。この導入孔２８の周縁において、熱可塑性樹脂が前記塗料注入ノズル５２の先端部を覆うように冷却固化されることにより、前記基材２３の裏面２６でタブ部２２となる箇所には、前記凹部２７が形成される。該凹部２７が形成される際、熱可塑性樹脂は、前記塗料注入ノズル５２の先端面に設けられた溝部７４の内部にも充填されている。該溝部７４の内部に充填された熱可塑性樹脂が冷却固化されることにより、凹部２７の内部には、シール部２７ａが形成される。該シール部２７ａの形成時において、冷却固化される熱可塑性樹脂は、塗料注入ノズル５２の先端を締め付けるように収縮する。その結果、該シール部２７ａは、その周面を溝部７４の内周面に密接させ、前記塗料注入ノズル５２の先端と前記基材２３の裏面２６との間等に形成される隙間をシールするものとなる。加えて、該シール部２７ａは、塗料注入ノズル５２の先端を締め付けることにより、基材２３の固定型４１からの離隔を抑制するものとなる。

前記基材２３が成形された後、固定型４１と基材成形型４２とが型開きされる。この型開きは、基材成形型４２に対して固定型４１が離隔されることにより行われる。また、当該型開き時において、基材２３は、その裏面２６を固定用キャビティ面４４に接触させた状態で、同固定用キャビティ面４４上に保持されており、固定型４１とともに基材成形型４２から離隔される。これで基材成形工程が終了する。

図７に示すように、前記塗膜成形工程では、まず移動型が基材成形型４２から塗膜成形型４３へと交換移動された後、同塗膜成形型４３に対して固定型４１が接近され、固定型４１と塗膜成形型４３とが型締めされる。この型締め時において、固定型４１の固定用キャビティ面４４上には基材２３が保持されていることから、同基材２３の表面２５と塗膜成形型４３との間に２次キャビティ５１が形成される。その後、塗料注入ノズル５２において、バルブピン９１がノズル本体６２の内奥へ後退することにより、塗料注入路７１の塗料射出口７２が開放される。そして、塗料が２次キャビティ５１内へ充填される。

前記塗料は、次のような経路で２次キャビティ５１内へ充填される。すなわち、塗料は、まず塗料注入路７１内に充填され、同塗料注入路７１を流通して塗料射出口７２へ達する。該塗料射出口７２へ達した塗料は、同塗料射出口７２から射出され、前記基材２３の導入孔２８内を通過することにより、該基材２３の裏面２６側から、該基材２３の表面２５上に形成された２次キャビティ５１へ向かって注入される。

該塗料の充填時において、前記塗料注入ノズル５２の先端と前記基材２３の裏面２６との間は、前記シール部２７ａでシールされていることから、これらの間からの塗料の漏出又は浸出が防止され、塗料は導入孔２８内へと好適に流れ込む。また、該塗料の充填時には、充填時に加わる圧力によって基材２３の前記凹部２７が塗料注入ノズル５２の先端面から離隔し、浮き上がることで前記シール部２７ａによるシールが緩む可能性がある。しかし、該シール部２７ａは、塗料注入ノズル５２の先端を締め付けることによって該凹部２７の浮き上がりを抑制しており、その結果、該シール部２７ａによる前記シールが好適に維持される。なお、塗膜成形型４３の塗膜用キャビティ面４６には、塗料射出口７２と対向する位置に窪みが形成されている。この窪みは、硬化した塗料、塵埃等からなるスラッジを貯えるものである。このように該窪みにスラッジを貯めることにより、塗料は射出圧力が安定した状態で２次キャビティ５１に充填される。この窪みに充填された塗料が硬化することにより、前記タブ部２２の表面２５に前記凸部２９が形成される。

そして、塗料を２次キャビティ５１内へ充填しつつ、該塗料を加熱して反応硬化させることにより、基材２３の表面２５に塗膜２４が成形される。該塗料の硬化は、前記塗膜成形型４３を加熱することにより行われる。すなわち、固定型４１及び塗膜成形型４３の双方を加熱した場合、前記基材２３は熱可塑性樹脂からなるものであることから、固定型４１を介して加熱された基材２３が、軟化、再溶融等することにより、成形不良が生じてしまうおそれがある。このため、塗膜成形型４３は、加熱されることにより塗料の反応硬化を促進する温度に保たれており、その一方で固定型４１は、放置、冷却等されることにより前記基材２３に成形不良が生じない程度の温度に保たれる。従って、固定型４１の温度は、塗膜成形型４３の温度よりも低いことから、該固定型４１の温度では塗料の反応硬化が促進されず、当該固定型４１に設けられた塗料注入ノズル５２において、塗料注入路７１を流通する塗料の硬化が抑制される。

この後、固定型４１と塗膜成形型４３とが型開きされ、固定型４１から樹脂成形品が離隔され、回収される。これで塗膜成形工程が終了する。なお、回収後の樹脂成形品は、タブ部２２を切除し、ドアピラーガーニッシュ２１として出荷等される。

前記の実施形態によって発揮される効果について、以下に記載する。
・ 実施形態の樹脂成形品は、基材２３の表面２５に塗膜２４を有しており、該基材２３は熱可塑性樹脂からなるものであり、該塗膜２４は液状熱硬化型組成物を含む反応硬化性の塗料からなるものである。この樹脂成形品は、型内塗装成形用金型を用いて成形される。当該型内塗装成形用金型は、塗膜２４を成形する２次キャビティ５１と、塗料を注入する塗料注入ノズル５２とが基材２３を挟んで互いに反対側に配設されるように構成されている。また、基材２３には、その成形時に同基材２３を貫通する導入孔２８が形成されている。この導入孔２８を形成することにより、２次キャビティ５１に対して塗料注入ノズル５２が基材２３を挟んで反対側に配設されても、該導入孔２８を介して２次キャビティ５１に塗料を充填することが可能である。そして、塗膜２４を成形する２次キャビティ５１と、塗料を注入する塗料注入ノズル５２とを基材２３を挟んで互いに反対側に配設したことにより、塗膜２４成形時の加熱に影響され、塗料注入ノズル５２内の塗料が硬化されることを抑制することが可能である。従って、塗料注入ノズル５２の詰まり、塗料の不安定な射出等による塗膜２４の成形不良の発生を抑制することができる。

・ また、移動型は、基材成形型４２と塗膜成形型４３との異なる２つで構成されており、１次キャビティ４７又は２次キャビティ５１の形成時には、基材成形型４２と塗膜成形型４３とが交換される。この基材成形型４２と塗膜成形型４３とには全く異なるキャビティ面を形成することが可能である。従って、塗膜２４を基材２３の表面２５全体で均一な厚みに成形することができ、一部の塗膜２４、特にはドアピラーガーニッシュ２１の側面に成形される塗膜２４が薄くなることで生じる成形不良を抑制することができる。

・ また、基材２３の成形時において、塗料注入路７１の塗料射出口７２は、バルブピン９１により、その内部から閉塞されている。従って、当該塗料射出口７２から塗料注入路７１へ熱可塑性樹脂が入り込み、固化して塗料射出口７２が詰まることを防止することができ、該塗料射出口７２の不良に起因する成形不良を抑制することができる。

・ また、塗料注入ノズル５２の内部に冷却室８１を設け、塗料注入路７１内の塗料を冷却又は外部からの伝熱を遮断することにより、塗料の硬化を好適に抑制可能であり、塗料注入路７１の詰まり等に起因する成形不良を抑制することができる。

・ また、塗料注入ノズル５２は、その大半が断熱材で形成されていることから、外部からの伝熱を好適に遮断することにより、塗料の硬化をより好適に抑制可能であり、塗料注入路７１の詰まり等に起因する成形不良を抑制することができる。

・ また、塗料注入ノズル５２の先端面には溝部７４が凹設され、前記基材２３の成形時に同溝部７４に熱可塑性樹脂が充填されることにより、塗料注入ノズル５２と基材２３との間がシールされるように構成されている。従って、基材２３と塗料注入ノズル５２殿間からの塗料の漏出を防止し、塗膜２４の成形不良を抑制することができる。

・ また、前記導入孔２８を形成するコアピン５５は、前記基材２３の成形時に塗料注入ノズル５２の先端に圧接されている。従って、コアピン５５で塗料射出口７２を塞ぎ、熱可塑性樹脂が該塗料射出口７２に入り込むことを確実に防止することが可能であり、塗料注入路７１の詰まり等に起因する成形不良を抑制することができる。

・ また、コアピン５５を塗料注入ノズル５２の先端に接触させることにより、前記導入孔２８と塗料射出口７２との位置合わせを確実なものとすることが可能であり、これらの位置ずれによる塗膜２４の成形不良を抑制することができる。

なお、本実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・ 図８に示すように、前記塗料注入ノズル５２の塗料射出口７２が固定型４１の内側に位置するように、塗料注入ノズル５２を固定型４１の内奥へずらしてもよい。この場合、加熱による塗料注入ノズル５２への影響をさらに低減させることが可能である。なお、このような構成とした場合、塗料注入路は、塗料注入ノズル５２内に設けられた第１塗料注入路７１ａと、固定型４１に設けられた第２塗料注入路７１ｂとから構成される。該第２塗料注入路７１ｂは、第１塗料注入路７１ａと連通し、かつ一端が固定型４１の固定用キャビティ面４４で開口するように形成されたものである。また、前記溝部７４の内部にはＯリング８２を嵌着し、固定型４１の内部への塗料の漏出を避けることが好ましい。加えて、前記コアピン５５の移動量を長くすることにより、同コアピン５５の先端を第２塗料注入路７１ｂに挿入し、基材２３の成形時に該塗料注入路７１を閉塞することが好ましい。

・ 図９に示すように、前記塗料注入ノズル５２を固定型４１の内奥へずらした構成において、第２塗料注入路７１ｂの周縁で固定用キャビティ面４４には、凹条７４ａ又は凸条７４ｂを設けてもよい。これら凹条７４ａ又は凸条７４ｂは、樹脂成形体の基材２３にシール部を形成するものである。すなわち、熱可塑性樹脂は、凹条７４ａの内部又は凸条７４ｂの周囲で冷却固化し、基材２３にシール部を形成する。このようにして形成されたシール部は、凹条７４ａの内周面又は凸条７４ｂの表面で熱可塑性樹脂が収縮することにより、その表面を凹条７４ａの内周面又は凸条７４ｂの表面に密接させている。従って、該シール部は、その表面と凹条７４ａの内周面又は凸条７４ｂの表面との間、つまり基材と第２塗料注入路７１ｂの周縁との間をシールして塗料の漏出を抑制するとともに、凹条７４ａ又は凸条７４ｂを締め付けて該シールを好適に維持するものとなる。

・ 基材２３に導入孔２８を形成することが可能であれば、必ずしもコアピン５５を設ける必要はなく、例えば塗料注入ノズル５２の先端を基材成形型４２の基材用キャビティ面４５に接触させる等して導入孔２８を形成してもよい。

・ 塗料注入ノズル５２の先端部を１次キャビティ４７内へ露出させた構成において、溝部７４の内部にＯリングを嵌着する等して、塗料注入ノズル５２と基材２３との間をシールするように構成してもよい。

・ 前記溝部７４に代えて、塗料注入ノズル５２の先端で塗料射出口７２の周囲には、該塗料射出口７２を内側に囲い込むように、突部を突設してもよい。この場合、シール部は、前記凹部２７の内部で円環溝状に形成されることとなる。そして、該シール部は、熱可塑性樹脂の収縮により、その周面を該突部の周面に密接させて基材２３と塗料注入ノズル５２の先端との間をシールするとともに、該突部を締め付けてシールを好適に維持するものとなる。

・ 前記冷却手段は、塗料注入路７１内の塗料を冷却可能であれば、実施形態で示したものに限らず、例えば空気層６４ａに冷風等の冷媒を導通させる等して冷却手段を構成してもよい。あるいは、塗料注入路７１内の塗料に対する熱の影響が十分に小さな構成であれば、冷却手段を省略してもよい。

・ 基材２３の成形時において、塗料注入路７１内への熱可塑性樹脂の浸入を十分に抑制可能であれば、前記閉塞手段を省略してもよい。
・ 前記移動型を１つの型のみで構成し、該移動型を固定型に対してスライド移動させることで２次キャビティを形成するように構成してもよい。

・ 樹脂成形品は、実施形態で示したドアピラーガーニッシュ及びタブ部からなるものに限らず、例えばドアモール、バンパー、車両内装用スイッチ、オーディオカバー等のように、基材とその表面に塗布された塗膜とを有するものでれば何れであってもよい。

・ 一般の金型においては、型締め時又は型開き時を基準として、この時に固定されたままのものを固定側、移動されるものを可動側と呼称している。これに対し、本明細書では、この一般の呼称に係わらず、２次キャビティの形成時を基準として、基材を固定しているものを固定型、この固定型に組み合わされるものを移動型と記載している。従って、型締め時又は型開き時には固定型又は移動型の何れを移動させてもよいものとする。

ドアピラーガーニッシュを取付た状態を示す側面図。 （ａ）は樹脂成形品を表面から見た状態を示す斜視図、（ｂ）は樹脂成形品を裏面から見た状態を示す斜視図。 １次キャビティを形成した状態を示す断面図。 ２次キャビティを形成した状態を示す断面図。 塗料注入ノズルを示す断面図。 基材を成形する状態を示す断面図。 塗膜を成形する状態を示す断面図。 別形態の塗料注入ノズルを示す断面図。 別形態の塗料注入ノズルを示す断面図。

符号の説明

２１…樹脂成形品としてのドアピラーガーニッシュ、２３…基材、２４…塗膜、２５…基材の表面、２６…基材の裏面、２８…導入孔、４１…固定型、４２…移動型を構成する基材成形型、４３…移動型を構成する塗膜成形型、４４…固定型のキャビティ面である固定用キャビティ面、４５…移動型のキャビティ面である基材用キャビティ面、４７…１次キャビティ、５１…２次キャビティ、５２…塗料注入ノズル、５３…コア部材、７１…塗料注入路、７４…溝部、８１…冷却手段を構成する冷却室、８２…Ｏリング、９１…閉塞手段を構成するバルブピン、９２…閉塞手段を構成するアクチュエータ。

Claims (10)

1. 基材の表面に塗膜を有する樹脂成形品を成形する型内塗装成形用金型であって、
   固定型と基材成形型と塗膜成形型とを備え、前記固定型及び前記基材成形型により形成される１次キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填し、該熱可塑性樹脂を冷却固化させることによって前記基材が成形され、該基材が前記固定型のキャビティ面に保持された状態で前記固定型と前記塗膜成形型とを型締めすることにより前記基材及び前記塗膜成形型の間に形成される２次キャビティ内に熱硬化性樹脂からなる塗料を充填し、該塗料を加熱硬化させることによって前記塗膜が成形されるように構成されるとともに、
   前記塗料を注入する塗料注入路を前記基材の裏面側となる前記キャビティ面で開口するように前記固定型に設け、前記基材の成形時には該塗料注入路と対応する位置で該基材を貫通するように導入孔を形成することにより、前記塗膜の成形時には該導入孔を介して前記塗料注入路から２次キャビティ内へ前記塗料が充填されるように構成されることを特徴とする型内塗装成形用金型。
2. 前記基材の成形時において、前記塗料注入路をその内部から閉塞する閉塞手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の型内塗装成形用金型。
3. 前記塗料注入路に前記塗料を充填する塗料注入ノズルを設け、当該塗料注入ノズルを断熱材から形成するとともに、当該塗料注入ノズルには、その内部に充填された塗料を冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の型内塗装成形用金型。
4. 前記塗料注入ノズルは、その先端部が前記１次キャビティ内へ露出するように配設されるとともに、該塗料注入ノズルの先端面に溝部又は突部を設け、前記基材の成形時には該溝部の内部又は突部の周囲に熱可塑性樹脂が充填されることを特徴とする請求項３に記載の型内塗装成形用金型。
5. 前記移動型のキャビティ面には前記導入孔を形成するためのコア部材を突設するとともに、前記基材の成形時には該コア部材の先端を前記塗料注入ノズルの先端に接触させることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の型内塗装成形用金型。
6. 前記塗料注入ノズルは、その先端部が前記固定型の内部に位置するように配設されるとともに、該塗料注入ノズルの先端部には、該先端部と固定型との間をシールするＯリングを嵌着したことを特徴とする請求項３に記載の型内塗装成形用金型。
7. 前記移動型のキャビティ面には前記導入孔を形成するためのコア部材を該キャビティ面から出没可能に設けるとともに、該コア部材が移動型のキャビティ面から出現した状態で該コア部材の先端が前記塗料注入路に挿入されることを特徴とする請求項３又は請求項６に記載の型内塗装成形用金型。
8. 前記固定型のキャビティ面で前記塗料注入路の周縁に溝部又は突部を設け、前記基材の成形時には該溝部の内部又は突部の周囲に熱可塑性樹脂が充填されることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の型内塗装成形用金型。
9. 固定型と基材成形型と塗膜成形型とを備える型内塗装成形用金型を用いて成形され、前記固定型及び前記基材成形型により形成される１次キャビティ内で成形された基材と、該基材が前記固定型のキャビティ面に保持された状態で前記固定型と前記塗膜成形型とを型締めすることにより前記基材及び前記塗膜成形型の間に形成される２次キャビティ内で成形された塗膜とを有する樹脂成形品であって、
   前記基材は該熱可塑性樹脂から成形されたものであり、前記塗膜は熱硬化性樹脂からなる塗料から成形されたものであるとともに、前記基材を貫通する導入孔を該基材に形成し、該導入孔を介して前記塗料を前記基材の裏面側から表面へ注入したことを特徴とする樹脂成形品。
10. 固定型と基材成形型と塗膜成形型とを備える型内塗装成形用金型を用い、基材の表面に塗膜を有する樹脂成形品を成形する成形方法であって、
    前記固定型及び前記基材成形型により形成される１次キャビティ内に熱可塑性樹脂を充填して前記基材を予め成形した後、該基材が前記固定型のキャビティ面に保持された状態で前記固定型と前記塗膜成形型とを型締めすることにより前記基材及び前記塗膜成形型の間に形成される２次キャビティ内に熱硬化性樹脂からなる塗料を注入して前記塗膜を成形するとともに、前記基材の成形時には該基材を貫通するように同基材に導入孔を形成し、前記塗膜の成形時には該導入孔を介して前記塗料を前記基材の裏面側から表面へ注入することを特徴とする樹脂成形品の成形方法。

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