型内被覆成形用金型の製造方法及び塗料ウエルドラインの解消方法。
【課題】 型内被覆成形時に発生する塗料によるウエルドラインを効果的に防止できる型内被覆成形用金型の製造方法と、塗料ウエルドラインの解消方法を提供する。
【解決手段】 金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて外部への樹脂漏れ等を防止する型内被覆成形用金型を使用する型内被覆成形において、金型キャビティと該嵌合部の間に薄肉部でキャビティと連通する捨てタブ部を形成し、金型キャビティで成形した型内被覆成形品に塗料ウエルドラインが生じた場合に、塗料ウエルドラインに近接する薄肉部の肉厚が大きくなるよう金型を加工する。
本発明であれば、塗料ウエルドラインを解消するための必要な捨てタブを効率的に金型加工することができ、また、塗料ウエルドラインを捨てタブ内に効果的に誘導して、塗料ウエルドラインによる製品の欠陥を解消できる。
【解決手段】 金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて外部への樹脂漏れ等を防止する型内被覆成形用金型を使用する型内被覆成形において、金型キャビティと該嵌合部の間に薄肉部でキャビティと連通する捨てタブ部を形成し、金型キャビティで成形した型内被覆成形品に塗料ウエルドラインが生じた場合に、塗料ウエルドラインに近接する薄肉部の肉厚が大きくなるよう金型を加工する。
本発明であれば、塗料ウエルドラインを解消するための必要な捨てタブを効率的に金型加工することができ、また、塗料ウエルドラインを捨てタブ内に効果的に誘導して、塗料ウエルドラインによる製品の欠陥を解消できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型内被覆成形時に発生する塗料ウエルドラインを効果的に防止できる型内被覆成形用金型の製造方法と、塗料ウエルドラインの解消方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、成形品の装飾性を高める手段の一つとして、樹脂成形品の表面に塗料による塗膜を形成する方法が知られている。樹脂成形品の表面に塗膜を形成する方法の一つとして、樹脂成形品の成形と、塗膜による被覆を同一の金型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）が良く知られている。
【０００３】
型内被覆成形方法の１例を以下、簡略に説明する。
一般的な、型内被覆成形方法は、最初、金型内で熱可塑性樹脂を基材とする樹脂成形品を成形した後、金型をわずかに開いた状態（金型微開）とする。
前記工程で金型をわずかに開くと、金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が生じるので、該隙間に塗料注入機を使用して塗料を注入する。そして、塗料注入後に、金型を再度型締することにより樹脂成形品の表面に塗料を均一に拡張させて硬化させる。塗料が硬化した後に、金型を開いて塗料で被覆した樹脂成形品を金型より取り出す。
【０００４】
前記型内被覆成形方法によれば、熱可塑性樹脂の成形と被覆を同一の金型内で行うことができるので、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、高い品質の型内被覆成形品を得ることができる。なお、前記型内被覆成形方法について、近年数多くの提案がなされており、又型内被覆成形方法に用いるに好適な金型として様々な構造の金型が提案されている。
【０００５】
ここで、従来から、型内被覆成形には、塗料の流動末端等の合流部等に、塗料ウエルドラインによる外観不良が発生するという問題がある。
なお、塗料ウエルドラインとは、金型内を流れる複数本の塗料流れが、その流動末端で互いに合流する際等にできる外観不良である。
そのような問題を解決するための方法として、特許文献１に例を示めすような技術が公知である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１３６５３６公報
【０００７】
特許文献１に開示された型内被覆成形方法によれば、金型キャビティ面に塗料の流動末端を制御するための凸部等を配して、塗料流動末端が成形品の外観に影響を与えない部分になるように制御することによって、良好な成形品を得る。
【０００８】
また、塗料の最終流動位置を予測して捨てタブを形成し、塗料のウェルドを捨てタブ内に誘導することにより製品の意匠面から消失させることは公知の技術である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前述した捨てタブ法を、塗料ウエルドラインを解消させる方法として利用しようとした場合に問題が生じた。
元々、型内被覆成形方法に用いる塗料は、極めて流動性が高い状態で金型キャビティ内を流すために、金型のわずかな形状の違いにも影響を受け易い状態にある。そのため、塗料ウエルドラインの位置を予め予測することが極めて難しいので捨てタブを加工する位置が正確に予測できない。
【００１０】
また、一般的に、型内被覆成形においては、塗膜の厚みは、通常、数百ミクロン以下であり、金型形状のわずかな違いが、塗料の流れる流路の形状、並びに寸法に大きな影響を与える。そのため、塗料の流動状態は、わずかな金型形状の違いにも影響を受けることがある。例え、同一形状の金型を多数製作した場合においても、同一の位置にウエルドラインが発生しないということが起こる。
【００１１】
実際に型内被覆成形品を成形した後に、ウエルドラインの状態を確認してから捨てタブを加工することも考えられるが、金型の改修は、通常の金型であっても少なからず、その加工に時間と費用がかかる。
特に、金型キャビティの周りに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて金型キャビティから外部へ塗料の漏れを防止する型内被覆成形用金型において、実際に成形してみた後に、ウエルドラインの状態を確認してから捨てタブを加工しようすれば、大きな金型改修が必要になり、費用と時間が必要である。
【００１２】
また、そのような大きな金型改修をした場合は、金型キャビティのバランスを、金型改修前と同一にすることが難しい。そのため、改修によって、金型キャビティ内を流れる塗料の流動状態が変化して、結局、改修前の金型で成形して確認した捨てタブの位置が、改修後の金型では、適正でなくなるという問題が発生した。
【００１３】
一方で、最初から幅が広く厚みの大きな捨てタブをキャビティに接するように加工しておくと、捨てタブの端に塗料が到達した時点で、捨てたタブ内に塗料が大量に流入するので、捨てタブを含んだ広い範囲で塗料のウエルドラインが発生する可能性があり、捨てタブ加工の目的を達成することができなくなる。
【００１４】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて金型キャビティから外部へ塗料の漏れを防止する型内被覆成形用金型において、塗料ウエルドラインの位置を捨てタブ内に誘導して、塗料ウエルドラインを消失させる塗料ウエルドラインの解消方法であり、該捨てタブを加工しようとした場合に、捨てタブの加工位置を適正に把握して効率的に金型を製造できる方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するため、本発明による型内被覆金型の製造方法は、
（１）固定型と可動型により形成される金型キャビティを有し、該金型キャビティで成形した樹脂成形品に被覆を施すための塗料注入機を備えて、該金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて該金型キャビティから外部への樹脂漏れを防止する型内被覆成形用金型の製造方法において、該金型キャビティと該嵌合部の間に薄肉部でキャビティと連通する捨てタブ部を形成し、該金型キャビティで成形した型内被覆成形品に塗料ウエルドラインが生じた場合に、塗料ウエルドラインに近接する薄肉部の肉厚が大きくなるよう金型を加工する。
【００１６】
また、本発明による塗料ウエルドラインの解消方法は、
（２） 固定型と可動型により形成される金型キャビティを有し、該金型キャビティで成形した樹脂成形品に被覆を施すための塗料注入機を備えて、該金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて該金型キャビティから外部への樹脂漏れを防止する型内被覆成形用金型を使用する型内被覆成形方法において、該金型キャビティと嵌合部の間に薄肉部でキャビティと連通する捨てタブ部を形成し、該金型キャビティで成形した型内被覆成形品に塗料ウエルドラインが生じた場合に、塗料ウエルドラインに近接する薄肉部の肉厚を大きくして、塗料ウエルドラインの位置を捨てタブ内に誘導することにより、塗料ウエルドラインを消失させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明であれば、金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて該金型キャビティから外部へ塗料の漏れを防止する型内被覆成形用金型を製造する場合において、塗料ウエルドラインを解消するための必要な捨てタブを効率的に金型加工することができ、また、塗料ウエルドラインの位置を捨てタブ内に誘導して、塗料ウエルドラインによる製品の欠陥を解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づき本発明による実施形態の好ましい例を説明する。
図１〜図４は本発明の実施形態に係わり、図１は型内被覆成形用金型の金型キャビティの中を流れる塗料の状態を概念的に説明するための図であり、（１）及び（２）が前加工段階であり、（３）及び（４）が後加工段階である。
図２及び図３は、型内被覆成形用金型の概略の構造を示した断面図と矢視図であり、図２は前加工段階であり、図３は後加工段階である。
図４は、型内被覆成形用金型で成形した型内被覆成形品の形状について、捨てタブ部分の状態を概念的に説明するための図であり（１）が前加工段階であり、（２）が後加工段階である。
【００１９】
なお、図５は、従来技術の例として参考に示した型内被覆成形用金型の概略の構造を示した断面図と矢視図であり、（１）及び（２）は捨てタブを加工していない金型であり、（３）及び（４）は捨てタブ加工をした図である。図６は、従来技術による捨てタブの加工を実施した型内被覆成形用金型で成形した型内被覆成形品の形状について、捨てタブ部分の状態を概念的に説明するための図である。
【００２０】
以下、本発明による型内被覆成形用金型１００（金型１００と称することもある）の好ましい１例について、その構造を図１〜図４を用いて詳細に説明する。
本実施形態に用いる金型１００は、可動型１０、固定型２０、及び塗料注入機５０等から構成されており、可動型１０を雌型とし、固定型２０を雄型としている。
そして、雄型である固定型２０と、雌型である可動型１０とがシェアエッジ構造の嵌合部で嵌め合わされ、該嵌め合わされた状態で、その内部に金型キャビティ１５を形成する構造となっている。
【００２１】
なお、シェアエッジ構造とは、くいきり構造、或いはインロー構造等と呼ばれることもあり、金型分割面を形成する嵌合部の構造として一般的に知られた構造であって、金型開閉方向に伸びて、互いに摺動しながら挿脱することのできるシェアエッジ構造の嵌合部を、固定型と可動型の間に形成することによって金型キャビティ等から外に樹脂が漏れ出すことを防止することができる。
【００２２】
ここで、本実施形態においては、シェアエッジ構造の嵌合部（くいきり部と称することもある）は金型キャビティ１５の全周にわたって形成されており、金型１００はシェアエッジ部にて金型キャビティ１５に充填した樹脂が、金型１００から漏れ出すことを防止することができる構造となっている。
【００２３】
以下、図２に示した金型の形状について、その詳細を説明する。
図２に示した金型１００で成形される樹脂成形品は、図１（１）に示されるように、その外形が正方形状で、その中心が正方形形状に切り抜かれた、所謂、枠型の平板であり、図示しないゲートより金型キャビティ１５内に樹脂を供給することができる構造となっている。
【００２４】
また、金型１００は、樹脂成形品の表面の一部に被覆を施すことを目的として製作されている。本実施形態においては、塗料注入機５０が、可動型１０の内部に取り付けられて、可動型１０の金型キャビティ面に配設された塗料注入口より金型キャビティ１５内に塗料を注入することができるように構成されている。
【００２５】
なお、塗料注入機５０の塗料注入口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、該バルブを閉じておくことによって金型キャビティ１５内に射出した樹脂が塗料注入口より塗料注入機５０内に進入することを防止している。
また、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の金型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。
【００２６】
ここで、本実施形態では図２にその概略の形状を示したように、塗料注入口を配した部位の金型キャビティ部分と対向する位置にある金型キャビティ部分に、薄肉部１７Ａを介して金型キャビティ１５と接する幅の広い捨てタブ１７を形成できるように、固定型２０の金型キャビティ面１５Ｓから突起部１７Ｔを介して捨てタブ部１７Ｓを形成した。
従って、図２に示す前加工段階の金型１００においては、塗料ウエルドラインが発生する可能性のある部位に、薄肉部１７Ａを介してキャビティと連通する捨てタブ１７が幅広く形成できる。
【００２７】
本来、塗料ウエルドラインを解消することを目的として捨てタブ１７を加工する場合は、塗料ウエルドラインの原因となる塗料の流動末端部が捨てタブ１７内に流れ込むことにより、製品上から消失するように配慮しなければならない。
そのため、捨てタブ１７は、塗料ウエルドライン部分に隣接する部位に配置せねばならないが、塗料ウエルドラインの発生位置は正確に予測できないことが多く、そのような場合に捨てタブ１７が形成できるように金型を予め加工することは難しい。
【００２８】
本実施形態であれば、前加工段階の金型１００により塗料ウエルドラインの位置を確認した後は、薄肉部１７Ａの一部が厚肉部１７Ｂになうように金型を加工修正するだけで、流動末端部の塗料を、捨てタブ１７内に効率的に誘導することが出来る構造の金型１００となる。
図３において言えば、薄肉部１７を形成するために金型に配した突起部１７Ｔの一部を削って厚肉形成部１７Ｌを加工することにより、成形時に厚肉部１７Ｂが形成できるようすれば良い。
【００２９】
ここで、図２と図３を比較して見た場合にわかるように、本実施形態においては、捨てタブ１７につながるシェアエッジ構造Ｓ１、Ｓ２の嵌合部について、形状を変更する必要はない。図１（２）と（４）を見れば明らかなように、前加工段階で塗料ウエルドラインＷＬの位置を確認し、塗料ウエルドラインＷＬに近接する薄肉部１７Ａを、部分的に厚肉として厚肉部１７Ｂとすれば良い。
本実施形態においては、固定型２０の薄肉部１７Ａを形成する突起部１７Ｔを部分的に削るように加工して、部分的に厚肉部１７Ｂが成形できるようにすれば良いだけなので、加工は極めて容易である。
【００３０】
仮に、図５（１）及び（２）に示すように、最初、捨てタブ２１７が成形できるように加工せず、成形テストの後に、塗料ウエルドラインの位置を確認してから、捨てタブ２１７を形成できるように金型を改修しようとした場合、図５（１）と（３）を比較すればわかるように、一度、時間と費用をかけて加工したシェアエッジ構造の嵌合部の摺動面であるＳ３、Ｓ４を、新たに、Ｓ３Ａ、Ｓ４Ａのように位置変更せねばならず加工修正に手間がかかる。
特に、シェアエッジ構造の嵌合部を加工し直すことは、金型同士の摺り合わせ等、細かな調整作業が必要になり、その手間と費用は、前述した薄肉部１７Ａを部分的に厚肉部１７Ｂになうりょうに金型を加工し直すことの比ではない。
【００３１】
また、図５のような大きな金型後加工をした場合は、金型キャビティの塗料の流動状態について、加工前と同一にすることは難しい。そのため、加工前に塗料ウエルドラインの一を確認しても、加工によって金型キャビティ内を流れる塗料の流動状態が変化して、捨てタブの位置が適正でなくなるという問題が発生する可能性もあるが、本実施形態であればそのような可能性は少ない。
【００３２】
なお、本実施形態であれば、例え、成形時に捨てタブ１７の端に塗料が到達しても薄肉部１７Ａにより塗料の流れが制限されるので、捨てタブ１７内に塗料が大量に流入するということがない。従って、捨てタブ１７を含んだ広い範囲で塗料のウエルドラインが発生するという従来技術の項で前述した問題も防止することができる。
【００３３】
薄肉部で連結された捨てタブ部に塗料が流動しない理由は、そもそも、ウェルド形成位置は塗料の流動末端になることから、ウェルド位置へ塗料が到達する時点では、金型の開き量は最終的な塗膜厚みになっていることに加え、厚肉部においては厚み方向の樹脂の収縮量が大きい（塗膜厚みと同程度の収縮量となる）が薄肉部では収縮量が小さいため、厚肉部には塗料流動させることが出来るが、薄肉部を超えて塗料を流動させることが難しいことによる。
【００３４】
前加工段階における薄肉部１７Ａの幅寸法は、塗料の種類、被覆厚み、樹脂成形品の形状、ゲート位置、塗料注入圧力、また樹脂の種類などに左右されるが、その厚み寸法ｄ１は、製品端部への接続部において薄肉となっていることが必要であり、概ね、ｄ１≦０．５ｍｍであることが好ましく、さらには製品端部から１ｍｍ離れた位置ではｄ２≧３ｍｍであることが特に好ましい。
図１に示した実施形態においては、薄肉部分の肉厚を製品端部への接続部において０．５ｍｍ、１ｍｍ離れた位置より３．０ｍｍとした。
【００３５】
以下、本発明に係る型内被覆成形方法の前加工段階での成形について、その一例を簡略に説明する。
まず、第１の工程として、図示しない型締装置により金型１００を型閉し、図２（１）に示すような可動型１０と固定型２０と組み合わせて、固定型２０と可動型１０のシェアエッジ部で嵌合した状態にする。
なお、固定型２０と可動型１０とで形成する金型キャビティは、樹脂の射出充填時にプレス動作ができるように、少なくとも所望する樹脂成形品の肉厚より略樹脂の冷却収縮分以上は肉厚が大きい金型キャビティとする。また、固定型２０と可動型１０は、後述する後の工程で、可動型１０が固定型２０方向に前進して互いに近接する必要があるため、シェアエッジ部の摺動代を残した状態である。
【００３６】
第１の工程で金型１００を型閉した後、第２の工程として、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）する。
なお、射出充填する樹脂の量は、所望する樹脂成形品の寸法に相当する樹脂の容積に略樹脂の冷却収縮分の容積を多めに加えた量であって、前述した大き目の金型キャビティの容積よりわずかに少ない樹脂の量である。
【００３７】
樹脂を射出充填完了後、第３の工程に移る。ここで、基材をある程度（後述する塗料の注入圧力に耐えうる程度）まで冷却してから、可動型１０を固定型２０方向に前進させて、金型１００を徐々に型締めする。
【００３８】
第３の工程で金型１００を型締めすることにより、冷却収縮に合わせて可動型１０が固定型２０方向に前進して樹脂成形品を所望の形にまで賦形し、基材による樹脂成形品を成形する。
【００３９】
基材による樹脂成形品の成形後、金型内で樹脂成形品を冷却し、樹脂成形品の表面が、後述する塗料注入工程で損傷しない程度にまで固化させてから、可動型１０を反固定型側にわずかに移動させて、金型キャビティ面と樹脂成形品との間に、塗料を注入するための空隙を生させる。該空隙が生じた後、第４の工程に移り、塗料注入機５０により該空隙部分に塗料を注入する。
【００４０】
本実施形態による前加工段階においては、前記隙間を生じさせた後、塗料注入機５０によって塗料注入口から前記隙間に対して塗料を５ｍｌ（ミリリットル）注入した。
また、第１の実施形態で用いた金型で成形する成形品の被覆表面積は５００ｃｍ２であり、塗膜の厚みは０．１ｍｍ程度となる。また、塗料は、プラグラス＃８０００：クリアに光輝材を添加（大日本塗料株式会社製）である。
【００４１】
塗料を注入した後、隙間の中の塗料を硬化させて、樹脂成形品の表面の一部を塗料で被覆した後、被覆した樹脂成形品を金型１００から取り出す。
【００４２】
本実施形態によれば、次に、前加工段階で成形した成形品の外観を目視して、図４（１）に示すように塗料ウエルドラインの位置を確認してから、その確認した位置の薄肉部１７Ａが厚肉部１７Ｂになるように、突起部１７Ｔを削って厚肉が形成できるよう金型を加工修正し、成形品の形状が、図４（２）に示すような形になるようにする。
本実施形態による型内被覆成形用金型の製造方法によれば、シェアエッジ構造の嵌合部摺動面を、加工しなおす必要がなく、その結果、効率的に型内被覆成形方法の金型を製造することが可能になる。
【００４３】
また、本実施形態による塗料ウエルドラインの解消方法によれば、塗料の流動末端を捨てタブ１７内に効果的に誘導して、塗料ウエルドライン製品不良を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係わり型内被覆成形用金型の金型キャビティの中を流れる塗料の状態を概念的に説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わり前加工段階における型内被覆成形用金型の概略の構造を示した断面図と矢視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わり後加工段階における型内被覆成形用金型の概略の構造を示した断面図と矢視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わり型内被覆成形用金型で成形した型内被覆成形品の形状について捨てタブ部分の状態を概念的に説明するための図である。
【図５】従来技術による型内被覆成形用金型の概略の構造を示した断面図と矢視図である。
【図６】従来技術による型内被覆成形用金型で成形した型内被覆成形品の形状について概念的に説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 可動型
１５ 金型キャビティ
１５Ｓ 金型キャビティ面（固定型）
１７ 捨てタブ
１７Ａ 薄肉部
１７Ｂ 厚肉部
１７Ｔ 突起部（薄肉形成部）
１７Ｌ 厚肉形成部
１７Ｓ 捨てタブ部金型キャビティ面（固定型）
２０ 固定型
５０ 塗料注入機
Ｓ１ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
Ｓ２ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
Ｓ３ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
Ｓ４ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
Ｓ３Ａ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
Ｓ３Ｂ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
１００ 型内被覆成形用金型
２００ 型内被覆成形用金型（従来技術）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、型内被覆成形時に発生する塗料ウエルドラインを効果的に防止できる型内被覆成形用金型の製造方法と、塗料ウエルドラインの解消方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、成形品の装飾性を高める手段の一つとして、樹脂成形品の表面に塗料による塗膜を形成する方法が知られている。樹脂成形品の表面に塗膜を形成する方法の一つとして、樹脂成形品の成形と、塗膜による被覆を同一の金型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）が良く知られている。
【０００３】
型内被覆成形方法の１例を以下、簡略に説明する。
一般的な、型内被覆成形方法は、最初、金型内で熱可塑性樹脂を基材とする樹脂成形品を成形した後、金型をわずかに開いた状態（金型微開）とする。
前記工程で金型をわずかに開くと、金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が生じるので、該隙間に塗料注入機を使用して塗料を注入する。そして、塗料注入後に、金型を再度型締することにより樹脂成形品の表面に塗料を均一に拡張させて硬化させる。塗料が硬化した後に、金型を開いて塗料で被覆した樹脂成形品を金型より取り出す。
【０００４】
前記型内被覆成形方法によれば、熱可塑性樹脂の成形と被覆を同一の金型内で行うことができるので、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、高い品質の型内被覆成形品を得ることができる。なお、前記型内被覆成形方法について、近年数多くの提案がなされており、又型内被覆成形方法に用いるに好適な金型として様々な構造の金型が提案されている。
【０００５】
ここで、従来から、型内被覆成形には、塗料の流動末端等の合流部等に、塗料ウエルドラインによる外観不良が発生するという問題がある。
なお、塗料ウエルドラインとは、金型内を流れる複数本の塗料流れが、その流動末端で互いに合流する際等にできる外観不良である。
そのような問題を解決するための方法として、特許文献１に例を示めすような技術が公知である。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１３６５３６公報
【０００７】
特許文献１に開示された型内被覆成形方法によれば、金型キャビティ面に塗料の流動末端を制御するための凸部等を配して、塗料流動末端が成形品の外観に影響を与えない部分になるように制御することによって、良好な成形品を得る。
【０００８】
また、塗料の最終流動位置を予測して捨てタブを形成し、塗料のウェルドを捨てタブ内に誘導することにより製品の意匠面から消失させることは公知の技術である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前述した捨てタブ法を、塗料ウエルドラインを解消させる方法として利用しようとした場合に問題が生じた。
元々、型内被覆成形方法に用いる塗料は、極めて流動性が高い状態で金型キャビティ内を流すために、金型のわずかな形状の違いにも影響を受け易い状態にある。そのため、塗料ウエルドラインの位置を予め予測することが極めて難しいので捨てタブを加工する位置が正確に予測できない。
【００１０】
また、一般的に、型内被覆成形においては、塗膜の厚みは、通常、数百ミクロン以下であり、金型形状のわずかな違いが、塗料の流れる流路の形状、並びに寸法に大きな影響を与える。そのため、塗料の流動状態は、わずかな金型形状の違いにも影響を受けることがある。例え、同一形状の金型を多数製作した場合においても、同一の位置にウエルドラインが発生しないということが起こる。
【００１１】
実際に型内被覆成形品を成形した後に、ウエルドラインの状態を確認してから捨てタブを加工することも考えられるが、金型の改修は、通常の金型であっても少なからず、その加工に時間と費用がかかる。
特に、金型キャビティの周りに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて金型キャビティから外部へ塗料の漏れを防止する型内被覆成形用金型において、実際に成形してみた後に、ウエルドラインの状態を確認してから捨てタブを加工しようすれば、大きな金型改修が必要になり、費用と時間が必要である。
【００１２】
また、そのような大きな金型改修をした場合は、金型キャビティのバランスを、金型改修前と同一にすることが難しい。そのため、改修によって、金型キャビティ内を流れる塗料の流動状態が変化して、結局、改修前の金型で成形して確認した捨てタブの位置が、改修後の金型では、適正でなくなるという問題が発生した。
【００１３】
一方で、最初から幅が広く厚みの大きな捨てタブをキャビティに接するように加工しておくと、捨てタブの端に塗料が到達した時点で、捨てたタブ内に塗料が大量に流入するので、捨てタブを含んだ広い範囲で塗料のウエルドラインが発生する可能性があり、捨てタブ加工の目的を達成することができなくなる。
【００１４】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて金型キャビティから外部へ塗料の漏れを防止する型内被覆成形用金型において、塗料ウエルドラインの位置を捨てタブ内に誘導して、塗料ウエルドラインを消失させる塗料ウエルドラインの解消方法であり、該捨てタブを加工しようとした場合に、捨てタブの加工位置を適正に把握して効率的に金型を製造できる方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するため、本発明による型内被覆金型の製造方法は、
（１）固定型と可動型により形成される金型キャビティを有し、該金型キャビティで成形した樹脂成形品に被覆を施すための塗料注入機を備えて、該金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて該金型キャビティから外部への樹脂漏れを防止する型内被覆成形用金型の製造方法において、該金型キャビティと該嵌合部の間に薄肉部でキャビティと連通する捨てタブ部を形成し、該金型キャビティで成形した型内被覆成形品に塗料ウエルドラインが生じた場合に、塗料ウエルドラインに近接する薄肉部の肉厚が大きくなるよう金型を加工する。
【００１６】
また、本発明による塗料ウエルドラインの解消方法は、
（２） 固定型と可動型により形成される金型キャビティを有し、該金型キャビティで成形した樹脂成形品に被覆を施すための塗料注入機を備えて、該金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて該金型キャビティから外部への樹脂漏れを防止する型内被覆成形用金型を使用する型内被覆成形方法において、該金型キャビティと嵌合部の間に薄肉部でキャビティと連通する捨てタブ部を形成し、該金型キャビティで成形した型内被覆成形品に塗料ウエルドラインが生じた場合に、塗料ウエルドラインに近接する薄肉部の肉厚を大きくして、塗料ウエルドラインの位置を捨てタブ内に誘導することにより、塗料ウエルドラインを消失させる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明であれば、金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて該金型キャビティから外部へ塗料の漏れを防止する型内被覆成形用金型を製造する場合において、塗料ウエルドラインを解消するための必要な捨てタブを効率的に金型加工することができ、また、塗料ウエルドラインの位置を捨てタブ内に誘導して、塗料ウエルドラインによる製品の欠陥を解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づき本発明による実施形態の好ましい例を説明する。
図１〜図４は本発明の実施形態に係わり、図１は型内被覆成形用金型の金型キャビティの中を流れる塗料の状態を概念的に説明するための図であり、（１）及び（２）が前加工段階であり、（３）及び（４）が後加工段階である。
図２及び図３は、型内被覆成形用金型の概略の構造を示した断面図と矢視図であり、図２は前加工段階であり、図３は後加工段階である。
図４は、型内被覆成形用金型で成形した型内被覆成形品の形状について、捨てタブ部分の状態を概念的に説明するための図であり（１）が前加工段階であり、（２）が後加工段階である。
【００１９】
なお、図５は、従来技術の例として参考に示した型内被覆成形用金型の概略の構造を示した断面図と矢視図であり、（１）及び（２）は捨てタブを加工していない金型であり、（３）及び（４）は捨てタブ加工をした図である。図６は、従来技術による捨てタブの加工を実施した型内被覆成形用金型で成形した型内被覆成形品の形状について、捨てタブ部分の状態を概念的に説明するための図である。
【００２０】
以下、本発明による型内被覆成形用金型１００（金型１００と称することもある）の好ましい１例について、その構造を図１〜図４を用いて詳細に説明する。
本実施形態に用いる金型１００は、可動型１０、固定型２０、及び塗料注入機５０等から構成されており、可動型１０を雌型とし、固定型２０を雄型としている。
そして、雄型である固定型２０と、雌型である可動型１０とがシェアエッジ構造の嵌合部で嵌め合わされ、該嵌め合わされた状態で、その内部に金型キャビティ１５を形成する構造となっている。
【００２１】
なお、シェアエッジ構造とは、くいきり構造、或いはインロー構造等と呼ばれることもあり、金型分割面を形成する嵌合部の構造として一般的に知られた構造であって、金型開閉方向に伸びて、互いに摺動しながら挿脱することのできるシェアエッジ構造の嵌合部を、固定型と可動型の間に形成することによって金型キャビティ等から外に樹脂が漏れ出すことを防止することができる。
【００２２】
ここで、本実施形態においては、シェアエッジ構造の嵌合部（くいきり部と称することもある）は金型キャビティ１５の全周にわたって形成されており、金型１００はシェアエッジ部にて金型キャビティ１５に充填した樹脂が、金型１００から漏れ出すことを防止することができる構造となっている。
【００２３】
以下、図２に示した金型の形状について、その詳細を説明する。
図２に示した金型１００で成形される樹脂成形品は、図１（１）に示されるように、その外形が正方形状で、その中心が正方形形状に切り抜かれた、所謂、枠型の平板であり、図示しないゲートより金型キャビティ１５内に樹脂を供給することができる構造となっている。
【００２４】
また、金型１００は、樹脂成形品の表面の一部に被覆を施すことを目的として製作されている。本実施形態においては、塗料注入機５０が、可動型１０の内部に取り付けられて、可動型１０の金型キャビティ面に配設された塗料注入口より金型キャビティ１５内に塗料を注入することができるように構成されている。
【００２５】
なお、塗料注入機５０の塗料注入口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、該バルブを閉じておくことによって金型キャビティ１５内に射出した樹脂が塗料注入口より塗料注入機５０内に進入することを防止している。
また、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の金型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。
【００２６】
ここで、本実施形態では図２にその概略の形状を示したように、塗料注入口を配した部位の金型キャビティ部分と対向する位置にある金型キャビティ部分に、薄肉部１７Ａを介して金型キャビティ１５と接する幅の広い捨てタブ１７を形成できるように、固定型２０の金型キャビティ面１５Ｓから突起部１７Ｔを介して捨てタブ部１７Ｓを形成した。
従って、図２に示す前加工段階の金型１００においては、塗料ウエルドラインが発生する可能性のある部位に、薄肉部１７Ａを介してキャビティと連通する捨てタブ１７が幅広く形成できる。
【００２７】
本来、塗料ウエルドラインを解消することを目的として捨てタブ１７を加工する場合は、塗料ウエルドラインの原因となる塗料の流動末端部が捨てタブ１７内に流れ込むことにより、製品上から消失するように配慮しなければならない。
そのため、捨てタブ１７は、塗料ウエルドライン部分に隣接する部位に配置せねばならないが、塗料ウエルドラインの発生位置は正確に予測できないことが多く、そのような場合に捨てタブ１７が形成できるように金型を予め加工することは難しい。
【００２８】
本実施形態であれば、前加工段階の金型１００により塗料ウエルドラインの位置を確認した後は、薄肉部１７Ａの一部が厚肉部１７Ｂになうように金型を加工修正するだけで、流動末端部の塗料を、捨てタブ１７内に効率的に誘導することが出来る構造の金型１００となる。
図３において言えば、薄肉部１７を形成するために金型に配した突起部１７Ｔの一部を削って厚肉形成部１７Ｌを加工することにより、成形時に厚肉部１７Ｂが形成できるようすれば良い。
【００２９】
ここで、図２と図３を比較して見た場合にわかるように、本実施形態においては、捨てタブ１７につながるシェアエッジ構造Ｓ１、Ｓ２の嵌合部について、形状を変更する必要はない。図１（２）と（４）を見れば明らかなように、前加工段階で塗料ウエルドラインＷＬの位置を確認し、塗料ウエルドラインＷＬに近接する薄肉部１７Ａを、部分的に厚肉として厚肉部１７Ｂとすれば良い。
本実施形態においては、固定型２０の薄肉部１７Ａを形成する突起部１７Ｔを部分的に削るように加工して、部分的に厚肉部１７Ｂが成形できるようにすれば良いだけなので、加工は極めて容易である。
【００３０】
仮に、図５（１）及び（２）に示すように、最初、捨てタブ２１７が成形できるように加工せず、成形テストの後に、塗料ウエルドラインの位置を確認してから、捨てタブ２１７を形成できるように金型を改修しようとした場合、図５（１）と（３）を比較すればわかるように、一度、時間と費用をかけて加工したシェアエッジ構造の嵌合部の摺動面であるＳ３、Ｓ４を、新たに、Ｓ３Ａ、Ｓ４Ａのように位置変更せねばならず加工修正に手間がかかる。
特に、シェアエッジ構造の嵌合部を加工し直すことは、金型同士の摺り合わせ等、細かな調整作業が必要になり、その手間と費用は、前述した薄肉部１７Ａを部分的に厚肉部１７Ｂになうりょうに金型を加工し直すことの比ではない。
【００３１】
また、図５のような大きな金型後加工をした場合は、金型キャビティの塗料の流動状態について、加工前と同一にすることは難しい。そのため、加工前に塗料ウエルドラインの一を確認しても、加工によって金型キャビティ内を流れる塗料の流動状態が変化して、捨てタブの位置が適正でなくなるという問題が発生する可能性もあるが、本実施形態であればそのような可能性は少ない。
【００３２】
なお、本実施形態であれば、例え、成形時に捨てタブ１７の端に塗料が到達しても薄肉部１７Ａにより塗料の流れが制限されるので、捨てタブ１７内に塗料が大量に流入するということがない。従って、捨てタブ１７を含んだ広い範囲で塗料のウエルドラインが発生するという従来技術の項で前述した問題も防止することができる。
【００３３】
薄肉部で連結された捨てタブ部に塗料が流動しない理由は、そもそも、ウェルド形成位置は塗料の流動末端になることから、ウェルド位置へ塗料が到達する時点では、金型の開き量は最終的な塗膜厚みになっていることに加え、厚肉部においては厚み方向の樹脂の収縮量が大きい（塗膜厚みと同程度の収縮量となる）が薄肉部では収縮量が小さいため、厚肉部には塗料流動させることが出来るが、薄肉部を超えて塗料を流動させることが難しいことによる。
【００３４】
前加工段階における薄肉部１７Ａの幅寸法は、塗料の種類、被覆厚み、樹脂成形品の形状、ゲート位置、塗料注入圧力、また樹脂の種類などに左右されるが、その厚み寸法ｄ１は、製品端部への接続部において薄肉となっていることが必要であり、概ね、ｄ１≦０．５ｍｍであることが好ましく、さらには製品端部から１ｍｍ離れた位置ではｄ２≧３ｍｍであることが特に好ましい。
図１に示した実施形態においては、薄肉部分の肉厚を製品端部への接続部において０．５ｍｍ、１ｍｍ離れた位置より３．０ｍｍとした。
【００３５】
以下、本発明に係る型内被覆成形方法の前加工段階での成形について、その一例を簡略に説明する。
まず、第１の工程として、図示しない型締装置により金型１００を型閉し、図２（１）に示すような可動型１０と固定型２０と組み合わせて、固定型２０と可動型１０のシェアエッジ部で嵌合した状態にする。
なお、固定型２０と可動型１０とで形成する金型キャビティは、樹脂の射出充填時にプレス動作ができるように、少なくとも所望する樹脂成形品の肉厚より略樹脂の冷却収縮分以上は肉厚が大きい金型キャビティとする。また、固定型２０と可動型１０は、後述する後の工程で、可動型１０が固定型２０方向に前進して互いに近接する必要があるため、シェアエッジ部の摺動代を残した状態である。
【００３６】
第１の工程で金型１００を型閉した後、第２の工程として、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）する。
なお、射出充填する樹脂の量は、所望する樹脂成形品の寸法に相当する樹脂の容積に略樹脂の冷却収縮分の容積を多めに加えた量であって、前述した大き目の金型キャビティの容積よりわずかに少ない樹脂の量である。
【００３７】
樹脂を射出充填完了後、第３の工程に移る。ここで、基材をある程度（後述する塗料の注入圧力に耐えうる程度）まで冷却してから、可動型１０を固定型２０方向に前進させて、金型１００を徐々に型締めする。
【００３８】
第３の工程で金型１００を型締めすることにより、冷却収縮に合わせて可動型１０が固定型２０方向に前進して樹脂成形品を所望の形にまで賦形し、基材による樹脂成形品を成形する。
【００３９】
基材による樹脂成形品の成形後、金型内で樹脂成形品を冷却し、樹脂成形品の表面が、後述する塗料注入工程で損傷しない程度にまで固化させてから、可動型１０を反固定型側にわずかに移動させて、金型キャビティ面と樹脂成形品との間に、塗料を注入するための空隙を生させる。該空隙が生じた後、第４の工程に移り、塗料注入機５０により該空隙部分に塗料を注入する。
【００４０】
本実施形態による前加工段階においては、前記隙間を生じさせた後、塗料注入機５０によって塗料注入口から前記隙間に対して塗料を５ｍｌ（ミリリットル）注入した。
また、第１の実施形態で用いた金型で成形する成形品の被覆表面積は５００ｃｍ２であり、塗膜の厚みは０．１ｍｍ程度となる。また、塗料は、プラグラス＃８０００：クリアに光輝材を添加（大日本塗料株式会社製）である。
【００４１】
塗料を注入した後、隙間の中の塗料を硬化させて、樹脂成形品の表面の一部を塗料で被覆した後、被覆した樹脂成形品を金型１００から取り出す。
【００４２】
本実施形態によれば、次に、前加工段階で成形した成形品の外観を目視して、図４（１）に示すように塗料ウエルドラインの位置を確認してから、その確認した位置の薄肉部１７Ａが厚肉部１７Ｂになるように、突起部１７Ｔを削って厚肉が形成できるよう金型を加工修正し、成形品の形状が、図４（２）に示すような形になるようにする。
本実施形態による型内被覆成形用金型の製造方法によれば、シェアエッジ構造の嵌合部摺動面を、加工しなおす必要がなく、その結果、効率的に型内被覆成形方法の金型を製造することが可能になる。
【００４３】
また、本実施形態による塗料ウエルドラインの解消方法によれば、塗料の流動末端を捨てタブ１７内に効果的に誘導して、塗料ウエルドライン製品不良を解消できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係わり型内被覆成形用金型の金型キャビティの中を流れる塗料の状態を概念的に説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わり前加工段階における型内被覆成形用金型の概略の構造を示した断面図と矢視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係わり後加工段階における型内被覆成形用金型の概略の構造を示した断面図と矢視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わり型内被覆成形用金型で成形した型内被覆成形品の形状について捨てタブ部分の状態を概念的に説明するための図である。
【図５】従来技術による型内被覆成形用金型の概略の構造を示した断面図と矢視図である。
【図６】従来技術による型内被覆成形用金型で成形した型内被覆成形品の形状について概念的に説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 可動型
１５ 金型キャビティ
１５Ｓ 金型キャビティ面（固定型）
１７ 捨てタブ
１７Ａ 薄肉部
１７Ｂ 厚肉部
１７Ｔ 突起部（薄肉形成部）
１７Ｌ 厚肉形成部
１７Ｓ 捨てタブ部金型キャビティ面（固定型）
２０ 固定型
５０ 塗料注入機
Ｓ１ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
Ｓ２ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
Ｓ３ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
Ｓ４ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
Ｓ３Ａ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
Ｓ３Ｂ 摺動面（シェアエッジ構造による嵌合部）
１００ 型内被覆成形用金型
２００ 型内被覆成形用金型（従来技術）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定型と可動型により形成される金型キャビティを有し、該金型キャビティで成形した樹脂成形品に被覆を施すための塗料注入機を備えて、該金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて該金型キャビティから外部への樹脂漏れを防止する型内被覆成形用金型の製造方法において、
該金型キャビティと該嵌合部の間に薄肉部でキャビティと連通する捨てタブ部を形成し、該金型キャビティで成形した型内被覆成形品に塗料ウエルドラインが生じた場合に、塗料ウエルドラインに近接する薄肉部の肉厚が大きくなるよう金型を加工する型内被覆成形用金型の製造方法。
【請求項２】
固定型と可動型により形成される金型キャビティを有し、該金型キャビティで成形した樹脂成形品に被覆を施すための塗料注入機を備えて、該金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて該金型キャビティから外部への樹脂漏れを防止する型内被覆成形用金型を使用する型内被覆成形方法において、
該金型キャビティと嵌合部の間に薄肉部でキャビティと連通する捨てタブ部を形成し、該金型キャビティで成形した型内被覆成形品に塗料ウエルドラインが生じた場合に、塗料ウエルドラインに近接する薄肉部の肉厚を大きくして、塗料ウエルドラインの位置を捨てタブ内に誘導することにより、塗料ウエルドラインを消失させる塗料ウエルドラインの解消方法。
【請求項１】
固定型と可動型により形成される金型キャビティを有し、該金型キャビティで成形した樹脂成形品に被覆を施すための塗料注入機を備えて、該金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて該金型キャビティから外部への樹脂漏れを防止する型内被覆成形用金型の製造方法において、
該金型キャビティと該嵌合部の間に薄肉部でキャビティと連通する捨てタブ部を形成し、該金型キャビティで成形した型内被覆成形品に塗料ウエルドラインが生じた場合に、塗料ウエルドラインに近接する薄肉部の肉厚が大きくなるよう金型を加工する型内被覆成形用金型の製造方法。
【請求項２】
固定型と可動型により形成される金型キャビティを有し、該金型キャビティで成形した樹脂成形品に被覆を施すための塗料注入機を備えて、該金型キャビティに周設したシェアエッジ構造の嵌合部にて該金型キャビティから外部への樹脂漏れを防止する型内被覆成形用金型を使用する型内被覆成形方法において、
該金型キャビティと嵌合部の間に薄肉部でキャビティと連通する捨てタブ部を形成し、該金型キャビティで成形した型内被覆成形品に塗料ウエルドラインが生じた場合に、塗料ウエルドラインに近接する薄肉部の肉厚を大きくして、塗料ウエルドラインの位置を捨てタブ内に誘導することにより、塗料ウエルドラインを消失させる塗料ウエルドラインの解消方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−１３１８７３（Ｐ２０１０−１３１８７３Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３１０４１４（Ｐ２００８−３１０４１４）
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月５日（２００８．１２．５）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【Ｆターム（参考）】
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