JPH06328504A

JPH06328504A - 型内被覆方法

Info

Publication number: JPH06328504A
Application number: JP14535993A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Fujii; 聡藤井; Kenji Yonemochi; 建司米持
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK
Priority date: 1993-05-26
Filing date: 1993-05-26
Publication date: 1994-11-29

Abstract

(57)【要約】【目的】圧縮成形、射出成形、射出圧縮成形などの合成
樹脂成形に際して、合成樹脂の成形と同時に、その金型
内で、成形品の表面に被覆剤をコーティングする際、被
覆剤の組成物内の樹脂と顔料分の分離、色ムラ、スジな
どの発生を避けられるようにして、高い品質を確保でき
るようにした型内被覆方法を提供する。【構成】合成樹脂成形品の表面に被覆剤を被覆するため
に、合成樹脂成形のための成形型内に、合成樹脂成形
後、上記合成樹脂の表面が、上記被覆剤に対して、その
注入・流動圧力に耐え得る適正硬化または固化の時点
で、上記成形型をそのままの状態に保持しながら、成形
型内表面と上記合成樹脂成形品との境界に上記被覆剤を
注入し、上記被覆剤で、上記合成樹脂成形品の表面を被
覆する工程と、上記被覆剤を硬化させる工程とを有する
型内被覆方法において、被覆剤の注入工程で、所要の注
入速度パターンで、多段の可変速度による注入を実施す
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、合成樹脂の
圧縮成形、射出成形、射出圧縮成形などの成形に際し、
合成樹脂成形品の表面を、その成形型内で被覆剤により
被覆する型内被覆方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、型内被覆方法は、素材として、
熱硬化性の合成樹脂の成形に広く利用されている。特
に、外観品質に対する要求度の高い自動車産業において
は、その外板（外装パネル）、外装部品などに、「ＳＭ
Ｃ」と呼ばれる、不飽和ポリエステル樹脂をマトリック
スとするガラス繊維強化プラスチックスを採用する際、
品質向上、塗装工程の短縮を目的として、上記型内被覆
方法が使用されている。

【０００３】このような型内被覆方法としては、特許第
１０２０８１６号「複合重合体物品の成形法」がある
が、この方法は、一担、成形型の一方を合成樹脂成形品
の表面から分離し、成形型表面と合成樹脂成形品との間
にギャップを与えた後、被覆剤を注入し、再度、成形圧
力を加える方法である。この方法では、ギャップを与え
る工程、再度成形圧力を加える工程などの、工程が加わ
るために、全体として、成形サイクルが遅延する。ま
た、被覆剤をコーティングするために、成形型を開く
と、型の周囲の、所謂、シェアエッジ部に形成された合
成樹脂のバリが、開閉の際に破損し、シール性が不確実
となり、被覆剤の漏れが発生する。この漏れのため、予
定した被覆表面に対する被覆剤の注入が不充分となり、
不良品の発生を招く。また、このように、被覆剤の注入
のため、成形型を一担、開放する方法では、スライドま
たは二次コアの構造を採用することができなくなり、成
形品のデザインに制約が加わる。

【０００４】これらの問題点を解決するために、既に、
特公平４−３３２５２号公報には、「サブストレート成
形および被覆方法」が提唱されている。また、この方法
の被覆剤注入装置として、既に、米国モレル社製の「イ
ンモールド・プロセス」が知られており、ここでは、合
成樹脂の成形と同時に、その金型内で、合成樹脂成形品
に型内塗装（インモールド・コーティング）を実施する
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この方法では、上述の
型開け式の被覆剤注入方式において問題になった欠点は
改善されるが、被覆剤は可なりの圧力で、型表面と成形
品表面との間に隙間を作りながら注入され、流動するの
で、この際に被覆剤に働く剪断力で、被覆剤組成物中の
樹脂と顔料分との分離、色ムラ、スジなどの欠点が生じ
易い。特に、この欠陥は流動端末で生じ易いことが確認
された。

【０００６】

【発明の目的】本発明は上記事情に基いてなされたもの
で、圧縮成形、射出成形、射出圧縮成形などの合成樹脂
成形に際して、合成樹脂の成形と同時に、その金型内
で、成形品の表面に被覆剤をコーティングする際、被覆
剤の組成物内の樹脂と顔料分の分離、色ムラ、スジなど
の発生を避けられるようにして、高い品質を確保できる
ようにした型内被覆方法を提供しようとするものであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明では、被覆剤の流
動初期から終了までの注入速度に対応して、合成樹脂成
形品表面の被覆剤の状態に変化がある点に着目し、合成
樹脂成形品の表面に被覆剤を被覆するために、合成樹脂
成形のための成形型内に、合成樹脂成形後、上記合成樹
脂の表面が、上記被覆剤に対して、その注入・流動圧力
に耐え得る適正硬化または固化の時点で、上記成形型を
そのままの状態に保持しながら、成形型内表面と上記合
成樹脂成形品との境界に上記被覆剤を注入し、上記被覆
剤で、上記合成樹脂成形品の表面を被覆する工程と、上
記被覆剤を硬化させる工程とを有する型内被覆方法にお
いて、被覆剤の注入工程で、所要の注入速度パターン
で、多段の可変速度による注入を実施することを特徴と
する。

【０００８】

【作用】これにより、樹脂の成形後、型内に被覆剤を充
填する際、キャビティの形状、大きさなどに応じた、適
正注入速度を保持しながら、被覆剤を合成樹脂成形品表
面に被覆するのである。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の型内被覆方法を実施するため
の射出成形機の構成およびその成形用型の一実施例を、
図面を参照して、具体的に説明する。図において、符号
１および２は、成形機の左・右（上・下でもよい）の型
押し部材（プレスラム）であり、それぞれ、互いに対向
する成形用型部材３および４を備えている。なお、この
実施例では、型押し部材１は固定され、型押し部材２が
進退動作される構成になっている。そして、両型部材３
および４の嵌合個所には、射出成形法（あるいは、圧縮
成形法、射出圧縮成形法など）で、所要形状のキャビテ
ィ５が形成されていて、この中に溶融もしくは軟化状態
の合成樹脂を充填し、硬化するのである。溶融合成樹脂
を充填する場合、上記キャビティ５には、スクリューを
有する射出シリンダ６から、ノズル７およびスプール８
を介して、溶融合成樹脂が注入できるようになってい
る。なお、図中、符号９は離型時のエジェクタピンであ
る。

【００１０】一方、図１に示す実施例での被覆剤の注入
手段としては、シャット・オフ・ピン１１Ａを備えたイ
ンジェクタ１１、上記インジェクタ１１に所定量の被覆
剤を供給する被覆剤計量シリンダ１２、および、被覆剤
をその貯蔵部１３から上記計量シリンダ１２に供給する
ための供給ポンプ１４が装備されている。なお、上記計
量シリンダ１２には被覆剤注入用のプランジャー・レギ
ュレータ１２Ａが備えられている。

【００１１】なお、上記プランジャー・レギュレータ１
２Ａは、注入直前のキャビティ５内の圧力を可なり越え
る作動圧力が必要であり、例えば、この実施例では、５
００ｋｇｆ／ｃｍ² 程度の作動圧力で駆動されることが
望ましい。

【００１２】しかして、成形に際しては、先ず、型押し
部材２を動作して、金型（成形用型部材３および４）を
閉じ、型締め圧を付加する。この型締め圧は、合成樹脂
材料の射出圧力に対抗できる必要がある。この過程で、
供給ポンプ１４が作動し、計量シリンダ１２に必要な量
の被覆剤を供給する。この時、プランジャー・レギュレ
ータ１２Ａの作動圧力は解除されていて、上記供給ポン
プ１４の作動圧力で、計量シリンダ１２内には被覆剤が
充填される。

【００１３】次いで、射出シリンダ６から、可塑化され
た合成樹脂材料がノズル７を経由してキャビティ５内に
射出される。上記合成樹脂材料が金型内で適正な（被覆
剤の注入、流動圧力に耐える程度に）硬化あるいは固化
した段階で、インジェクタ１１は、そのシャット・オフ
・ピン１１Ａを動作し、その注入口を開放して、被覆剤
の注入圧力により、キャビティ５の内壁と合成樹脂成形
品表面との間に隙間を生じさせながら、その隙間に被覆
剤を充填させる。このようにして、成形品表面に対す
る、型内での被覆を達成するのである。

【００１４】この場合、本発明では、プランジャー・レ
ギュレータ１２Ａの動作速度を適当な制御系で制御する
ことにより、例えば、図２に示すような３段階の注入速
度で被覆剤の注入を行なうのである。この適正注入速度
は、キャビティ５の大きさ、形状などの条件で、設定さ
れる。例えば、初期段階〓の注入速度を１とした場合
に、中間段階〓の注入速度は１．５〜６程度、最終段階
〓の注入速度は０．１〜１程度に設定するのが好まし
い。また、塗料などの被覆剤のゲル化速度を考慮に入れ
ると、全体の注入時間は、１５秒以内、好ましくは、１
０秒以内が、被覆の高品質維持の点から適当である。ま
た、被覆剤注入速度の絶対値の設定は、被覆剤注入時の
金型にかかる圧力（プレス圧力）、成形品自体の硬化度
合、材質などで選択される。

【００１５】図３には、被覆剤注入手段としての、上記
プランジャー・レギュレータ１２Ａおよびシャット・オ
フ・ピン１１Ａを制御する制御油圧回路の一例が示され
ている。ここでは、油圧ポンプ１６が圧力調整バルブ１
７およびソレノイドバルブ２０を介してインジェクタ１
１の油圧制御シリンダ１１Ｂの第１室１１１および第２
室１１２に接続されている。また、上記油圧ポンプ１６
は圧力調整バルブ２１およびソレノイドバルブ２４を介
して、上記レギュレータ１２Ａの油圧シリンダ１２Ｂの
第１室１２１および第２室１２２に接続されている。

【００１６】また、上記レギュレータ１２Ａに対応し
て、そのプランジャー・ロッド１２Ｃの動作を検出する
位置センサ２５が備えられており、上記位置センサ２５
の検出信号はアンプ２７を介してプログラム・コントロ
ーラ２８に供給される。その結果、上記プログラム・コ
ントローラ２８からは、アンプ２６を介して電磁フロー
ト・コントロールバルブ２３に制御信号が送られ、これ
によって、キャビティ５に対する被覆剤の注入速度が制
御調整される。

【００１７】なお、上記油圧回路には、上記油圧ポンプ
１６のデリベリ圧力を調整するための圧力調整バルブ２
９が装備されている。また、図中、符号１８および２２
は圧力計、１９は逆止弁である。

【００１８】しかして、上記ソレノイドバルブ２０およ
び２４の駆動制御、並びに、上記プログラム・コントロ
ーラ２８の指令で、油圧回路が制御され、図２に例示す
るような、被覆剤の多段階の注入速度制御がなされる。

【００１９】図４および図５は、上記制御系において、
キャビティ５に対する少量の被覆剤注入を高い精度で行
なうための実施態様を示している。ここでは、上述の実
施例において、計量シリンダ１２を省略し、直接、イン
ジェクタ１１に対応して、位置センサ３１を装備してお
り、この位置センサ３１からの情報で注入速度の制御を
行なうのである。即ち、射出シリンダ６から、可塑化さ
れた合成樹脂材料がノズル７を経由してキャビティ５内
に射出された後、上記合成樹脂材料が金型内で適正な
（被覆剤の注入、流動圧力に耐える程度に）硬化（ある
いは固化）した段階で、インジェクタ１１が、そのシャ
ット・オフ・ピン１１Ａを動作し、その注入口を開放す
ると共に、その供給シリンダ部１１Ｃに必要量の被覆剤
を受け入れる。そして、上記位置センサ３１で所定量の
被覆剤を受け入れたことが確認された段階で、インジェ
クタ１１の油圧制御シリンダ１１Ｂへの油圧供給制御を
行ない、シャット・オフ・ピン１１Ａを動作して、被覆
剤をキャビティ５に向けて注入する。そして、この時の
注入圧力により、キャビティ５の内壁と合成樹脂成形品
表面との間に隙間を生じさせながら、その隙間に被覆剤
を充填させる。

【００２０】上述の各実施例において重要なことは、被
覆剤の注入速度を多段階に制御することで、これが、被
覆剤の組成物内の樹脂と顔料分の分離、色ムラ、スジな
どの発生を避け、高い品質を確保する条件となる。この
点を、以下の実施態様で具体的に説明する。

【００２１】［実施態様−１］（圧縮成形法）長さ４５０ｍｍ、幅３００ｍｍ，深さ４０ｍｍの皿など
の、長円形状の合成樹脂成形品を得るためのキャビティ
を有する金型で、成形品に対する型内被覆を実施する場
合に、上記金型温度を上型３を１５５℃、下型４を１４
５℃に設定して、先ず、不飽和ポリエステル樹脂をマト
リックスとする熱硬化性ガラス繊維強化プラスチックス
（所謂、ＳＭＣ）を金型内にセットし、成形圧力を８０
ｋｇｆ／ｃｍ² 、成形時間６０秒の条件で成形した。

【００２２】次いで、成形圧力（キャビティ内の圧力）
を２０ｋｇｆ／ｃｍ² に減圧した後、ウレタンアクリエ
ートオリゴマーとエポシキアクリレートオリゴマーとを
主成分とする型内被覆剤（表１参照）１２ｃｍ³ を注入
した。この時の注入速度制御は初期の３ｃｍ³ を６．８
ｃｍ³ ／ｓｅｃで、更に、次の６ｃｍ³ を１３．６ｃｍ
³ ／ｓｅｃで、残りの３ｃｍ³ を２．７ｃｍ³ ／ｓｅｃ
で、３段階に分けて行なった。この時、注入に要した時
間は約２秒である。そして、注入完了後、再度６０ｋｇ
ｆ／ｃｍ² に加圧し、８０秒間、保持した。このように
して、成形および被覆を型内で行なった成果は良好で、
顔料分の分離、色ムラ、スジなどを発生しなかった。

【００２３】

【表１】因に、上記実施態様と同じ条件で、被覆剤の注入速度の
みを、全注入過程で、１３．６ｃｍ³ ／ｓｅｃとした
（比較例）場合、成形された合成樹脂成形品の被覆層の
表面には、顔料分の分離、色ムラ、スジなどが認められ
た。これは、既に本発明者によって経験しているよう
に、被覆剤の注入の際に（特に、最終段階において）、
被覆剤に働く剪断力が、顔料分の分離が起こる限界を越
えて、影響したためである。

【００２４】［実施態様−２］（圧縮成形法）長さ１，０００ｍｍ、幅１，４００ｍｍの、平板形状の
合成樹脂成形品を得るためのキャビティを有する金型
で、成形品に対する型内被覆を実施する場合に、上記金
型温度を上型３を１５０℃、下型４を１４０℃に設定し
て、先ず、不飽和ポリエステル樹脂をマトリックスとす
る熱硬化性ガラス繊維強化プラスチックス（所謂、ＳＭ
Ｃ）を金型内にセットし、成形圧力を１００ｋｇｆ／ｃ
ｍ² 、成形時間６０秒の条件で成形した。

【００２５】次いで、成形圧力（キャビティ内の圧力）
を１０ｋｇｆ／ｃｍ² に減圧した後、ウレタンアクリレ
ートオリゴマーとエポシキアクリレートオリゴマーとを
主成分とする型内被覆剤Ａ（表２参照）を計量シリンダ
１２（３７７ｃｍ³ 計量可能）に受け、２１０ｃｍ³ を
計量した。この時の計量シリンダ１２の計量ストローク
は８５ｍｍである。そして、キャビティ５への注入速度
制御は、初期の計量ストローク１２ｍｍを８ｍｍ／ｓｅ
ｃで、更に、次の計量ストローク７３ｍｍを２０ｍｍ／
ｓｅｃで、残りの計量ストロークを４ｍｍ／ｓｅｃで、
３段階に分けて行なった。この時、注入に要した時間は
約７．６秒である。そして、注入完了後、再度６０ｋｇ
ｆ／ｃｍ² に加圧し、８０秒間、保持し、硬化（あるい
は固化）した。このようにして、成形および被覆を型内
で行なった成果は良好で、顔料分の分離、色ムラ、スジ
などを発生しなかった。

【００２６】

【表２】［実施態様−３］（射出成形法）長さ２００ｍｍ、幅１００ｍｍの、ペン皿形状の合成樹
脂成形品を得るためのキャビティを有する金型で、成形
品に対する型内被覆を実施する場合に、上記金型温度を
型部材３を１３０℃、型部材４を１３５℃に設定して、
先ず、ポリアミド樹脂を射出シリンダー６内に充填し、
２５０〜２８０℃に加熱溶融し、３００トンの型締め圧
力で型締めされた金型内に約４秒かけて射出し、２０秒
間、冷却した。

【００２７】次いで、型締め圧力を５トンに減圧した
後、ウレタンアクリエートオリゴマーとエポシキアクリ
レートオリゴマーとを主成分とする型内被覆剤Ｂ（表２
参照）を計量シリンダ１２（２０ｃｍ³ 計量可能）に受
け、５ｃｍ³ を計量した。この時の計量シリンダ１２の
計量ストロークは３７ｍｍである。そして、キャビティ
５への注入速度制御は、初期計量ストローク１０ｍｍを
５ｍｍ／ｓｅｃで、次の計量ストローク３０ｍｍを１０
ｍｍ／ｓｅｃで、残りの計量ストロークを３ｍｍ／ｓｅ
ｃで、３段階に分けて行なった。この時、注入に要した
時間は約６．３秒である。そして、注入完了後、再度１
０トンに加圧して、６０秒間、保持し、硬化した。この
ようにして、成形および被覆を型内で行なった成果は良
好で、顔料分の分離、色ムラ、スジなどを発生しなかっ
た。

【００２８】なお、上記各実施態様でも理解されるよう
に、本発明において、多段に分けられた注入速度の制御
は、キャビティの大きさ、形状などの条件に対応して、
適宜設定されることは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、以上詳述したようになり、合
成樹脂成形品の表面に被覆剤を被覆するために、合成樹
脂成形のための成形型内に、合成樹脂成形後、上記合成
樹脂の表面が、上記被覆剤に対して、その注入・流動圧
力に耐え得る適正硬化または固化の時点で、上記成形型
をそのままの状態に保持しながら、成形型内表面と上記
合成樹脂成形品との境界に上記被覆剤を注入し、上記被
覆剤で、上記合成樹脂成形品の表面を被覆する工程と、
上記被覆剤を硬化させる工程とを有する型内被覆方法に
おいて、被覆剤の注入工程で、所要の注入速度パターン
で、多段の可変速度による注入を実施するので、樹脂の
成形後、型内に被覆剤を充填する際、キャビティの形
状、大きさなどに応じた、適正注入速度を保持しなが
ら、被覆剤を合成樹脂成形品表面に被覆することがで
き、成形サイクルを遅延することなく、また、成形型の
構造などに設計上の制約を課することなく、型内被覆
が、高い品質の下で、実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法を実現するための成形用型の一実
施例を示す模式的な断面図である。

【図２】上記実施例での被覆剤注入速度制御を示すグラ
フである。

【図３】上記被覆剤注入速度制御の油圧制御回路を示す
回路図である。

【図４】本発明の別の実施例を示す模式図である。

【図５】同じく、被覆剤注入直前の状態を示す模式図で
ある。

【符号の説明】

１、２型押し部材３、４型部材５キャビティ６射出シリンダ７ノズル８スプール９エジェクタ１１インジェクタ１２計量シリンダ１２Ａプランジャー・レギュレータ１３貯蔵部１４供給ポンプ１６油圧ポンプ１７、２１、２９圧力調整バルブ２０、２４ソレノイドバルブ２３電磁フロー・コントロールバルブ２５位置センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】合成樹脂成形品の表面に被覆剤を被覆す
るために、合成樹脂成形のための成形型内に、合成樹脂
成形後、上記合成樹脂の表面が、上記被覆剤に対して、
その注入・流動圧力に耐え得る適正硬化または固化の時
点で、上記成形型をそのままの状態に保持しながら、成
形型内表面と上記合成樹脂成形品との境界に上記被覆剤
を注入し、上記被覆剤で、上記合成樹脂成形品の表面を
被覆する工程と、上記被覆剤を硬化させる工程とを有す
る型内被覆方法において、被覆剤の注入工程で、所要の注入速度パターンで、多段
の可変速度による注入を実施することを特徴とする型内
被覆方法。
【請求項２】上記合成樹脂は熱可塑性樹脂であること
を特徴とする請求項１に記載の型内被覆方法。