型内被覆成形用金型及び型内被覆成形方法
【課題】多数個取りが可能であり、キャビティに立ち面部が存在しても、ランナを介して塗料をキャビティの中へ注入出来、且つ均一な膜厚の塗膜で樹脂成形品を被覆することが可能な型内被覆成形手段を提供すること。
【解決手段】固定金型部３と可動金型部４とで構成され、固定金型部３及び可動金型部４によって、樹脂成形品１４の成形空間である複数のキャビティ５，６と、それら複数のキャビティ５，６の中へ溶融樹脂を射出するためのランナ７，８と、複数のキャビティ５，６の中へ被覆材を注入するための被覆材注入路と、が形成された型内被覆成形用の金型１０の提供による。金型１０は、ランナ７，８が、複数のキャビティ５，６のそれぞれに接続されるとともに、ランナ７，８を形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、凹部１７が形成されているところに特徴がある。
【解決手段】固定金型部３と可動金型部４とで構成され、固定金型部３及び可動金型部４によって、樹脂成形品１４の成形空間である複数のキャビティ５，６と、それら複数のキャビティ５，６の中へ溶融樹脂を射出するためのランナ７，８と、複数のキャビティ５，６の中へ被覆材を注入するための被覆材注入路と、が形成された型内被覆成形用の金型１０の提供による。金型１０は、ランナ７，８が、複数のキャビティ５，６のそれぞれに接続されるとともに、ランナ７，８を形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、凹部１７が形成されているところに特徴がある。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型のキャビティ内で複数個の樹脂成形品を成形した後に、それら樹脂成形品を金型から取り出さずに、各々の樹脂成形品に塗料によって被覆を施す（塗装する）型内被覆成形方法、及びそれに用いられる型内被覆成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、樹脂成形品の装飾性を高めるために、塗装によって表面を被覆して加飾を施す手段が採用される。そして、近年においては、塗装による工程の省略化を目的として、樹脂を用いた成形と、得られた樹脂成形品の表面被覆とを、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する）が行われている。
【０００３】
型内被覆成形方法は、型締めされた金型へ樹脂を射出・充填し、冷却により固化させて樹脂成形品を得た後に、その樹脂成形品を金型内に保持したまま、金型を微開して、樹脂成形品とキャビティ形成面との間に生じた隙間へ、塗料（被覆材）の注入を行い、再度、金型を型締めし、樹脂成形品の表面に注入した塗料を均一に広げ、塗料を硬化させることにより、表面が塗膜で被覆された樹脂成形品を得る方法である。
【０００４】
このような型内被覆成形方法によれば、樹脂を用いた成形と、得られた樹脂成形品への被覆とを、同一の金型内で行うため、工程が省略化され、浮遊している粉塵が硬化前の塗膜に付着して不良品になる等の問題が殆ど生じず、高い品質の製品を低廉に得ることが可能である。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、フェンダー等の多くの部品には、型内被覆成形方法の利用が好適である。
【０００５】
尚、型内被覆成形方法についての先行文献として、特許文献１、特許文献２が挙げられる。特許文献１には、金型の型割面からの溶融樹脂の漏れを効果的に防止し得る手段が提案されている。又、特許文献２には、金型の開閉方向に延在する補助キャビティの全周にわたり溝部を設けることで塗料漏れを長期にわたり防止し得る手段が開示されている。
【特許文献１】特開平９−５２２５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９１２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複数個の樹脂成形品を一度に成形（多数個取り、ともいう）するために、樹脂成形品の成形空間であるキャビティが複数備わる金型を用いて型内被覆成形方法を行おうとすると、キャビティの立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部の一部の表面に、良好な被覆を施すことが出来ない場合が生じていた。型内被覆成形方法は、工程が省略化され製品を低廉に得ることが出来る手段であるが、品質が安定しなければ、外観に対して高い品質が要求される場合に、結局、歩留まりが低下して製品コストの上昇を招来する。一方、樹脂成形品の製造にかかり生産効率を向上させるためには、多数個取りすることが、今後、更に望まれると想定される。従って、多数個取りする場合であっても、より安定して高い品質の被覆を施すことが可能な型内被覆成形手段が求められていた。
【０００７】
これに対し研究が重ねられた結果、金型を微開したときに、キャビティの立ち面部においては、樹脂成形品と金型のキャビティ形成面との間に、均一な隙間が生じない場合があることが、被覆にかかる品質低下を導くものと想到された。この問題につき、図５、図６及び図７を参照して説明する。
【０００８】
図５〜図７は、多数個取りの型内被覆成形に用いられる従来の金型の一例を示す図である。図５は型割線を表した断面図であり、図６は図５におけるＡＡ断面、即ち可動金型部の型割面を表した図であり、図７は金型を微開した場合において図５における楕円で囲われたＥ部分、即ちキャビティの立ち面部を拡大した断面図である。図示される金型５０は、固定金型部５３と可動金型部５４とで構成され、それらの型割面によって２つのキャビティ５５，５６が形成されたものである。固定金型部５３には、キャビティ５５，５６の中へ溶融樹脂を射出するためのスプル５９が形成され、固定金型部５３と可動金型部５４の型割面によって、スプル５９とキャビティ５５とを接続するランナ５７、及びスプル５９とキャビティ５６とを接続するランナ５８が形成されている。ランナ５７，５８は、溶融樹脂の流路として、スプル５９から分岐してキャビティ５５，５６にそれぞれ概ね垂直に接続され、ランナ５７とランナ５８も互いに通じている。又、注入機５２を用いて被覆材注入口６１からキャビティ５５，５６の中へ塗料を注入するための被覆材注入路５１が、ランナ５７，５８に通じて設けられている。
【０００９】
多数個取りが可能な型内被覆成形用の金型５０において、固定金型部５３と可動金型部５４とを型締めし、スプル５９からランナ５７を介してキャビティ５５に溶融樹脂を射出・充填し、冷却・固化すると、型締めしたままで金型５０を開かなくても、溶融樹脂は冷却・固化に伴って収縮し、樹脂成形品６４として成形される（図７参照）。この収縮により、キャビティ５５の本体部６６で成形された樹脂成形品本体部６４ａ及びランナ５７で成形された成形体６５において、それぞれ長手方向（図７における矢印方向）に引っ張り力が働き、キャビティ５５の立ち面部６２（図７参照）で成形された樹脂成形品立ち面部６４ｂが、両方向から引っ張られて変形する。そのため、固定金型部５３から可動金型部５４を僅かに離隔し金型５０を開いても、立ち面部６２で成形された樹脂成形品立ち面部６４ｂは、キャビティ５５の本体部６６側では固定金型部５３に密着し、一方で可動金型部５４とは離れて隙間６３を形成する。又、ランナ５７側では、樹脂成形品立ち面部６４ｂは、可動金型部５４に密着し、一方で固定金型部５３とは離れ、更には、ランナ５７における成形体６５が可動金型部５４に密着する（図７におけるＦ部分）。従って、図７に示される状態では、注入機５２を用いて被覆材注入口６１から塗料を注入しても、ランナ５７及び立ち面部６２において塗料の流路が形成されず、塗料をキャビティ５５の中へ導入することが出来ない。尚、このような現象は、キャビティ５６（ランナ５８）側でも同様に起こり得る。
【００１０】
図７に示される状態から更に金型５０を開くと、ランナ５７において成形体６５と可動金型部５４との間に隙間が形成されて塗料の流路が確保される。しかし、同様に形成される立ち面部６２における樹脂成形品立ち面部６４ｂと可動金型部５４との間の隙間は、均一ではなく、且つ、上記隙間６３と均等な大きさにはならないため、樹脂成形品６４に形成される塗膜の厚さが均一にならず、被覆にかかる品質低下を招く、と推考された。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、従来の問題点を解決した型内被覆成形手段を提供することを目的とする。より具体的には、多数個取りが可能であり、キャビティに立ち面部が存在しても、ランナを介して塗料をキャビティの中へ注入出来、且つ均一な膜厚の塗膜で樹脂成形品を被覆することが可能な型内被覆成形手段の提供が目的である。本発明は、以下に示す手段を提供することにより、上記目的を達成するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
即ち、本発明によれば、先ず、固定金型部と可動金型部とで構成され、固定金型部及び可動金型部によって、樹脂成形品の成形空間である複数のキャビティと、それら複数のキャビティの中へ溶融樹脂を射出するためのランナと、複数のキャビティの中へ被覆材を注入するための被覆材注入路と、が形成された型内被覆成形用の金型であって、ランナが、複数のキャビティのそれぞれに接続されるとともに、複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部が形成されている型内被覆成形用金型が提供される。
【００１３】
本明細書において、被覆材は、流動性のある被覆材料を指し、通常は塗料である。被覆材注入路は、被覆材注入口（金型の外部から被覆材が注入される開口）からランナまでの被覆材の流路である。
【００１４】
本発明に係る型内被覆成形用金型において、凹部の形成場所は、ランナを形成する面の何れかであってよいが、そのうち被覆材が流れる面は被覆材をキャビティへ注入するための流路として確保する必要があるから除かれる。本発明に係る型内被覆成形用金型において、例えば、可動金型部が、樹脂成形品及び固定金型部から離れることによって形成される隙間に被覆材が注入される場合には、ランナを形成する面のうち被覆材が流れる面は、可動金型部がランナを形成する面（内面）のうちの金型の開閉方向に対し概ね垂直な面になるから、それを除く面とは、可動金型部がランナを形成する面（内面）のうちの金型の開閉方向に対し概ね平行な面と、固定金型部がランナを形成する面（内面）である。
【００１５】
又、本発明に係る型内被覆成形用金型は、ランナがキャビティに接続されるものであるが、固定金型部及び可動金型部によって形成された空間であるランナとキャビティとの接続にかかる角度（両者が形成する角度）は、特段に限定されるものではない。本発明に係る型内被覆成形用金型には、ランナが、固定金型部の型割面と可動金型部の型割面とによって金型の開閉方向に対し概ね垂直な方向に形成され、キャビティの立ち面部（金型の開閉方向の面で形成された部分）に接続される態様が含まれる。
【００１６】
本発明に係る型内被覆成形用金型においては、凹部の数、形状、深さ、その他の態様は限定されるものではないが、凹部が、ランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、段状に形成されていることが好ましい。
【００１７】
又、凹部が、複数形成されていることが好ましい。
【００１８】
更に、凹部が、キャビティの近傍に形成されていることが好ましい。凹部が複数形成されている場合には、少なくともそのうちの１つの凹部がキャビティの近傍に形成されていることが望ましい。例えば、凹部が２つ形成されている場合には、そのうちの１つがキャビティの近傍に段状に形成され、他の１つがキャビティから離れた位置に滑らかに凹んだ凹部として形成されることが好ましい（後述の本発明に係る型内被覆成形方法においても同様である）。
【００１９】
次に、本発明によれば、固定金型部と可動金型部とで構成される金型を用い、その金型が形成する複数のキャビティの中へ、複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを介して溶融樹脂を充填し、その溶融樹脂を固化させて複数の樹脂成形品を得た後に、樹脂成形品をそれぞれのキャビティの中に保持したまま、固定金型部に対し可動金型部を離隔し金型を微開して、可動金型部又は固定金型部のキャビティを形成する面と、樹脂成形品と、の間に生じた隙間へ、ランナを介して被覆材の注入を行い、金型内で樹脂成形品の表面を被覆する方法であって、金型における複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部を形成し、その凹部における溶融樹脂の固化を遅らせることによって、キャビティで成形される樹脂成形品に対する引っ張り力を抑制する型内被覆成形方法が提供される。
【００２０】
凹部における溶融樹脂の固化を遅らせるとは、少なくともランナの凹部における溶融樹脂の固化が、それ以外のランナ部分より遅れるようにすることを意味する。キャビティ部分を含めて、ランナの凹部における溶融樹脂の固化が、最も遅れて固化することが、より好ましい。溶融樹脂が冷却・固化に伴って収縮し、ランナで成形された成形体において、固化したところから先に長手方向に引っ張り力が働いても、凹部における溶融樹脂の固化が遅れるから、引っ張り力が吸収され、キャビティの立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部を変形させることがない。
【００２１】
本発明に係る型内被覆成形方法においては、凹部の数、形状、深さ、その他の態様は限定されるものではないが、凹部が、ランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、段状に形成されていることが好ましい。
【００２２】
又、凹部が、複数形成されていることが好ましい。
【００２３】
更に、凹部が、キャビティの近傍に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る型内被覆成形用金型は、複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部が形成されており、その凹部における溶融樹脂の固化が遅れることによって、キャビティで成形される樹脂成形品に対する引っ張り力を抑制することが出来る。即ち、本発明に係る型内被覆成形用金型は、本発明に係る型内被覆成形方法の実施に好適に用いられる。
【００２５】
キャビティで成形される樹脂成形品に対する引っ張り力が抑制されるため、成形に伴う凝縮によってキャビティの立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部が変形せず、その樹脂成形品立ち面部は、金型内に保持されたまま、キャビティの本体部側でもランナ側でも、可動金型部又は固定金型部に対し均一な隙間を形成し得る。そして、例えば被覆材注入口からランナを介して、キャビティの中へ（より厳密にはキャビティ形成面と樹脂成形品との隙間へ）、被覆材を導入することが出来、均一な厚さの塗膜で樹脂成形品を被覆することが可能である。従って、高品質の樹脂成形品を高い効率で生産することが出来る。
【００２６】
本発明に係る型内被覆成形用金型は、その好ましい態様において、凹部が段状に形成されている。凹部がこのような態様である場合には、ランナの凹部における溶融樹脂が固化すると、ランナの凹部で成形された成形体が凸部としてその凹部に嵌合し、ランナ全体で成形された成形体を拘束するから、ランナの凹部以外の部分の成形によって収縮が生じて長手方向に引っ張り力が働いても、その引っ張り力に対して抵抗し、キャビティの立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部の変形を防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１、図２、及び図１０は、多数個取りの本発明に係る型内被覆成形方法に用いられる、本発明の型内被覆成形用金型の一の実施形態を示す図である。図１は型割線を表した断面図であり、図２は図１における楕円で囲われたＢ部分、即ちキャビティの立ち面部を拡大して示す断面図であり、図示しないが他方のキャビティ側でも同態様である。又、図１０は図１におけるＸＸ断面、即ち可動金型部の型割面、を表した図である。図示される金型１０は、従来の金型と同様に、固定金型部３と可動金型部４とで構成され、それらの型割面によって２つのキャビティ５，６が形成されたものである。尚、本明細書において、型割面とは、金型としての分割面を意味し、固定金型部と可動金型部とが互いに対向する面を指す。又、キャビティの立ち面部とは、キャビティのうち金型の開閉方向の面によって形成された部分をいい、限定されるものではないが、一般には、キャビティのうち長手方向が金型の開閉方向にあたる部分が立ち面部に相当する。キャビティの立ち面部で形成された樹脂成形品の一部分を樹脂成形品立ち面部とよぶ。又、立ち面部に対して本体部と表現するが、立ち面部以外の部分を指す語である。
【００２８】
金型１０は、型内被覆成形方法に使用される成形装置の一構成要素であり、例えば、型締装置とそれに組み込まれる金型装置、更には射出装置、制御装置で構成される成形装置において金型装置を構成するものである。金型１０は、図示しない型締装置に組み込まれ、固定金型部３に対し可動金型部４が離隔することにより、開閉する。固定金型部３には、キャビティ５，６の中へ溶融樹脂を射出するためのスプル９が形成され、更に、スプル９とキャビティ５とを接続するランナ７、及びスプル９とキャビティ６とを接続するランナ８が形成されている。ランナ７，８は、キャビティ５，６と同様に固定金型部３と可動金型部４の型割面によって形成されるとともに、溶融樹脂の流路としては、スプル９から分岐してキャビティ５（６）の立ち面部１２に、それぞれ概ね垂直に接続される。ランナ７，８どうしも通じている。又、注入機２を用いて被覆材注入口１１からキャビティ５，６の中へ被覆材（塗料）を注入するための被覆材注入路２１が、ランナ７，８に通じて設けられている。尚、実施形態に示される金型において、スプルとは、キャビティまでの溶融樹脂の流路の一部であり、金型の溶融樹脂注入口（金型の外部から溶融樹脂が注入される開口）からランナまでの部分を指し、一般には円錐形を呈するものである。本発明に係る型内被覆成形用金型においては、溶融樹脂の流路として、スプルを含むものには限定されずスプルレスであってもよく、又、ホットランナから本明細書で示されるランナへ溶融樹脂が供給される態様であってもよく、特段に制限されない。実施形態に示される金型においては、ランナとは、キャビティまでの溶融樹脂の流路の一部であり、スプルからキャビティまでの部分を指し、スプルから分岐してキャビティ毎に設けられる。
【００２９】
金型１０は、ランナ７，８を形成する面のうち被覆材が流れる面ではなく、それと対向する面であり固定金型部３がランナ７，８を形成する面に、それぞれ１つの凹部１７が形成されているところが従来の金型（図５参照）とは異なる。この凹部１７は、段状の態様ではなく、滑らかな凹みとして、キャビティ５（６）の側に形成されている。
【００３０】
型内被覆成形方法により成形を行うにあたっては、先ず、成形装置を構成する図示しない射出装置を用いて、固定金型部３と可動金型部４とを型締めし、スプル９からランナ７，８を介してキャビティ５，６へ溶融樹脂を射出・充填し、冷却により固化させて樹脂成形品１４を得る。次いで、その樹脂成形品１４を金型１０のキャビティ５，６に保持したまま、固定金型部３に対し可動金型部４を離隔して金型１０を微開し、樹脂成形品１４とキャビティ５，６を形成する面との間に生じた隙間１３へ、被覆材（塗料）の注入を行う。この被覆材の注入は、被覆材が被覆材注入口１１から被覆材注入路２１を通り、可動金型部４のランナ７，８を形成する面と成形体との間の隙間１８を介して、可動金型部４のキャビティ５，６を形成する面と樹脂成形品１４との間の隙間１３へ入ることで行われる。
【００３１】
上記過程において、キャビティ５，６に射出・充填された溶融樹脂は冷却・固化に伴って収縮し、樹脂成形品１４として成形される（図２参照）。この収縮により、キャビティ５（６）の本体部１６で成形された樹脂成形品本体部１４ａにおいて長手方向（図２における矢印方向）に引っ張り力が働き、キャビティ５（６）の立ち面部１２（図２参照）で成形された樹脂成形品立ち面部１４ｂが引っ張られる。
【００３２】
一方、ランナ７（８）には凹部１７が形成されており、その凹部１７において溶融樹脂の固化が遅れるから、ランナ７（８）で成形された成形体１５で発生した長手方向の引っ張り力は、未だ固化していない溶融樹脂によって吸収され、樹脂成形品立ち面部１４ｂに対する引っ張り力は抑制される。そのため、固定金型部３から可動金型部４を僅かに離隔し金型１０を開くと、キャビティ５（６）の本体部１６で成形された樹脂成形品本体部１４ａと可動金型部４との間、キャビティ５（６）の立ち面部１２で成形された樹脂成形品立ち面部１４ｂと可動金型部４との間、ランナ７（８）で成形された成形体１５と可動金型部４との間、の何れにおいても均一な大きさの隙間１３，１８が形成される。従って、被覆材注入口１１からランナ７，８を介しキャビティ５，６を形成する面と樹脂成形品１４との隙間１３へ、被覆材を導入することが出来、均一な厚さの塗膜で樹脂成形品１４を被覆することが出来、高品質の樹脂成形品を高い効率で生産することが可能である。
【００３３】
図３、図４、及び図１１は、本発明の型内被覆成形用金型の他の実施形態を示す図である。図３は型割線を表した断面図であり、図４は図３における楕円で囲われたＣ部分、即ちキャビティの立ち面部を拡大して示す断面図であり、図示しないが他方のキャビティ側でも同態様である。又、図１１は図３におけるＹＹ断面、即ち可動金型部の型割面、を表した図である。図示される金型３０は、金型１０の凹部１７の代わりに凹部３７が形成されているところが金型１０と異なり、それ以外は、金型１０（図１参照）と同態様の金型である。凹部３７が形成される面は、金型１０と同様に、ランナ２７，２８を形成する面のうち被覆材が流れる面ではなく、それと対向する面であり固定金型部２３がランナ２７，２８を形成する面である。この凹部３７は、キャビティ２５（２６）の近傍に、滑らかな凹みではなく段状に形成されている。
【００３４】
金型３０を用いて、型内被覆成形方法により成形を行うにあたっては、先ず、成形装置を構成する図示しない射出装置を用いて、固定金型部２３と可動金型部２４とを型締めし、スプル２９からランナ２７，２８を介してキャビティ２５，２６へ溶融樹脂を射出・充填し、冷却により固化させて樹脂成形品３４を得る。次いで、その樹脂成形品３４を金型３０のキャビティ２５，２６に保持したまま、固定金型部２３に対し可動金型部２４を離隔して金型３０を微開し、樹脂成形品３４とキャビティ２５，２６を形成する面との間に生じた隙間３３へ、被覆材（塗料）の注入を行う。この被覆材の注入は、被覆材が、注入機２２により被覆材注入口３１から注入され、被覆材注入路４１を通り、可動金型部２４のランナ２７，２８を形成する面と成形体との間の隙間３８を介して、可動金型部２４のキャビティ２５，２６を形成する面と樹脂成形品３４との間の隙間３３へ入ることで行われる。
【００３５】
上記過程において、キャビティ２５，２６に射出・充填された溶融樹脂は冷却・固化に伴って収縮し、樹脂成形品３４として成形される（図４参照）。この収縮により、キャビティ２５（２６）の本体部３６で成形された樹脂成形品本体部３４ａにおいて長手方向（図４における矢印方向）に引っ張り力が働き、キャビティ２５（２６）の立ち面部３２（図４参照）で成形された樹脂成形品立ち面部３４ｂが引っ張られる。
【００３６】
一方、ランナ２７（２８）には段状の凹部３７が形成されており、その段状の凹部３７において溶融樹脂の固化が遅れるから、ランナ２７（２８）で成形された成形体３５で発生した長手方向の引っ張り力は、未だ固化していない溶融樹脂によって吸収され、樹脂成形品立ち面部３４ｂに対する引っ張り力は抑制される。又、金型３０では、凹部３７が段状に形成されているため、ランナ２７（２８）の凹部３７における溶融樹脂が固化すると、ランナ２７（２８）の凹部３７で成形された成形体（成形体３５の一部）が凸部としてその凹部３７に嵌合し、成形体３５全体を拘束するから、仮に、凹部３７における溶融樹脂の固化の後に、凹部３７以外の部分の成形によって収縮が生じ、ランナ２７（２８）の長手方向に引っ張り力が働いても、その引っ張り力に対して抵抗し、キャビティ２５（２６）の立ち面部３２で成形された樹脂成形品立ち面部３４ｂには変形が生じない。そのため、固定金型部２３から可動金型部２４を僅かに離隔し金型３０を開くと、キャビティ２５（２６）の本体部３６で成形された樹脂成形品本体部３４ａと可動金型部２４との間、キャビティ２５（２６）の立ち面部３２で成形された樹脂成形品立ち面部３４ｂと可動金型部２４との間、ランナ２７（２８）で成形された成形体３５と可動金型部２４との間、の何れにおいても均一な大きさの隙間３３，３８が形成される。従って、被覆材注入口３１からランナ２７，２８を介しキャビティ２５，２６を形成する面と樹脂成形品３４との隙間３３へ、被覆材を導入することが出来、均一な厚さの塗膜で樹脂成形品３４を被覆することが可能である。
【００３７】
図８及び図９は、本発明の型内被覆成形用金型の更に他の実施形態を示す図である。図８は型割線を表した断面図であり、図９は図８におけるＤＤ断面、即ち可動金型部の型割面を表した図である。図８に示される金型８０は、金型１０の凹部１７や金型３０の凹部３７の代わりに凹部８７が形成されているところが金型１０，３０と異なり、それ以外は、金型１０（図１参照）及び金型３０（図３参照）と同態様の金型である。凹部８７が形成される面は、金型１０，３０とは異なり、可動金型部７４がランナ７７，７８を形成する面（内面）のうちの金型８０の開閉方向に対し概ね平行な面である（図９参照）。ここは、ランナ７７，７８を形成する面のうち被覆材が流れる面ではなく、ランナ７７，７８を形成する面のうち被覆材が流れる面と対向する面でもない。凹部８７は、キャビティ７５，７６の近傍に２つずつ、凹部３７と同様に段状に、形成されている。
【００３８】
金型８０を用いて、型内被覆成形方法により成形を行うにあたっては、先ず、成形装置を構成する図示しない射出装置を用いて、固定金型部７３と可動金型部７４とを型締めし、スプル７９からランナ７７，７８を介してキャビティ７５，７６へ溶融樹脂を射出・充填し、冷却により固化させて樹脂成形品（図示しない）を得る。次いで、その樹脂成形品を金型８０のキャビティ７５，７６に保持したまま、固定金型部７３に対し可動金型部７４を離隔して金型８０を微開し、樹脂成形品とキャビティ７５，７６を形成する面との間に生じた隙間（図示しない）へ、被覆材（塗料）の注入を行う。この被覆材の注入は、被覆材が、注入機７２によって被覆材注入口８１から注入され、被覆材注入路７１を通り、可動金型部７４のランナ７７，７８を形成する面と成形体との間の隙間（図示しない）を介して、可動金型部７４のキャビティ７５，７６を形成する面と樹脂成形品との間の隙間へ入ることで行われる。
【００３９】
上記過程において、キャビティ７５，７６に射出・充填された溶融樹脂は冷却・固化に伴って収縮し、樹脂成形品として成形される。この収縮により、キャビティ７５，７６の本体部（図示しない）で成形された樹脂成形品本体部（図示しない）において長手方向に引っ張り力が働き、キャビティ７５，７６の立ち面部（図示しない）で成形された樹脂成形品立ち面部が引っ張られる。
【００４０】
一方、ランナ７７，７８には、各々２つの段状の凹部８７が形成されており、その段状の凹部８７において溶融樹脂の固化が遅れるから、ランナ７７，７８で成形された成形体（図示しない）で発生した長手方向の引っ張り力は、未だ固化していない溶融樹脂によって吸収され、樹脂成形品立ち面部に対する引っ張り力は抑制される。又、金型８０では、凹部８７が段状に形成されているため、ランナ７７，７８の凹部８７における溶融樹脂が固化すると、ランナ７７，７８の凹部８７で成形された成形体が凸部としてその凹部８７に嵌合し、成形体全体を拘束するから、仮に、凹部８７における溶融樹脂の固化の後に、凹部８７以外の部分の成形によって収縮が生じ、ランナ７７，７８の長手方向に引っ張り力が働いても、その引っ張り力に対して抵抗し、キャビティ７５，７６の立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部には変形が生じない。そのため、固定金型部７３から可動金型部７４を僅かに離隔し金型８０を開くと、キャビティ７５，７６の本体部で成形された樹脂成形品本体部と可動金型部７４との間、キャビティ７５，７６の立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部と可動金型部７４との間、ランナ７７，７８で成形された成形体と可動金型部７４との間、の何れにおいても均一な大きさの隙間が形成される。従って、被覆材注入口８１からランナ７７．７８を介しキャビティ７５，７６を形成する面と樹脂成形品との隙間へ、被覆材を導入することが出来、均一な厚さの塗膜で樹脂成形品を被覆することが可能である。
【００４１】
以上、本発明の型内被覆成形用金型及び型内被覆成形方法について実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は上記に記述された手段である。
【００４２】
本発明の型内被覆成形用金型及び型内被覆成形方法は、金型における分岐をしたそれぞれのランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部を形成し、溶融樹脂の固化を遅らせることによって、キャビティで成形される樹脂成形品に対する引っ張り力を抑制し得るものであるから、凹部を形成する代わりに、その場所にヒータ等の加熱手段を設けたり、その場所を熱伝導率が小さく放熱し難い材料の入れ子で構成する等の手段を援用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の型内被覆成形用金型及び型内被覆成形方法は、あらゆる樹脂成形品の成形手段として利用の可能性がある。特に、外観に対して高い品質が要求される製品、例えば二輪車用部品、自動車用部品、あるいは、家電製品、住宅設備等の成形に好適に利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の型内被覆成形用金型の一の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１における楕円で囲われたＢ部分を拡大した断面図である。
【図３】本発明の型内被覆成形用金型の他の実施形態を示す断面図である。
【図４】図３における楕円で囲われたＣ部分を拡大した断面図である。
【図５】従来の型内被覆成形用金型の一例を示す断面図である。
【図６】図５におけるＡＡ断面を表した図である。
【図７】図５における楕円で囲われたＥ部分を拡大した断面図である。
【図８】本発明の型内被覆成形用金型の更に他の実施形態を示す断面図である。
【図９】図８におけるＤＤ断面を表した図である。
【図１０】図１におけるＸＸ断面を表した図である。
【図１１】図３におけるＹＹ断面を表した図である。
【符号の説明】
【００４５】
２，２２，５２，７２…注入機、３，２３，５３，７３…固定金型部、４，２４，５４，７４…可動金型部、５，６，２５，２６，５５，５６，７５，７６…キャビティ、７，８，２７，２８，５７，５８，７７，７８…ランナ、９，２９，５９，７９…スプル、１０，３０，５０，８０…金型、１１，３１，６１，８１…被覆材注入口、１２，３２，６２…（キャビティの）立ち面部、１５，３５，６５…成形体、１６，３６，６６…（キャビティの）本体部、１４，３４，６４…樹脂成形品、１４ａ，３４ａ，６４ａ…樹脂成形品本体部、１４ｂ，３４ｂ，６４ｂ…樹脂成形品立ち面部、２１，４１，５１，７１…被覆材注入路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型のキャビティ内で複数個の樹脂成形品を成形した後に、それら樹脂成形品を金型から取り出さずに、各々の樹脂成形品に塗料によって被覆を施す（塗装する）型内被覆成形方法、及びそれに用いられる型内被覆成形用金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、樹脂成形品の装飾性を高めるために、塗装によって表面を被覆して加飾を施す手段が採用される。そして、近年においては、塗装による工程の省略化を目的として、樹脂を用いた成形と、得られた樹脂成形品の表面被覆とを、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する）が行われている。
【０００３】
型内被覆成形方法は、型締めされた金型へ樹脂を射出・充填し、冷却により固化させて樹脂成形品を得た後に、その樹脂成形品を金型内に保持したまま、金型を微開して、樹脂成形品とキャビティ形成面との間に生じた隙間へ、塗料（被覆材）の注入を行い、再度、金型を型締めし、樹脂成形品の表面に注入した塗料を均一に広げ、塗料を硬化させることにより、表面が塗膜で被覆された樹脂成形品を得る方法である。
【０００４】
このような型内被覆成形方法によれば、樹脂を用いた成形と、得られた樹脂成形品への被覆とを、同一の金型内で行うため、工程が省略化され、浮遊している粉塵が硬化前の塗膜に付着して不良品になる等の問題が殆ど生じず、高い品質の製品を低廉に得ることが可能である。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、フェンダー等の多くの部品には、型内被覆成形方法の利用が好適である。
【０００５】
尚、型内被覆成形方法についての先行文献として、特許文献１、特許文献２が挙げられる。特許文献１には、金型の型割面からの溶融樹脂の漏れを効果的に防止し得る手段が提案されている。又、特許文献２には、金型の開閉方向に延在する補助キャビティの全周にわたり溝部を設けることで塗料漏れを長期にわたり防止し得る手段が開示されている。
【特許文献１】特開平９−５２２５７号公報
【特許文献２】特開２００３−１９１２８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、複数個の樹脂成形品を一度に成形（多数個取り、ともいう）するために、樹脂成形品の成形空間であるキャビティが複数備わる金型を用いて型内被覆成形方法を行おうとすると、キャビティの立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部の一部の表面に、良好な被覆を施すことが出来ない場合が生じていた。型内被覆成形方法は、工程が省略化され製品を低廉に得ることが出来る手段であるが、品質が安定しなければ、外観に対して高い品質が要求される場合に、結局、歩留まりが低下して製品コストの上昇を招来する。一方、樹脂成形品の製造にかかり生産効率を向上させるためには、多数個取りすることが、今後、更に望まれると想定される。従って、多数個取りする場合であっても、より安定して高い品質の被覆を施すことが可能な型内被覆成形手段が求められていた。
【０００７】
これに対し研究が重ねられた結果、金型を微開したときに、キャビティの立ち面部においては、樹脂成形品と金型のキャビティ形成面との間に、均一な隙間が生じない場合があることが、被覆にかかる品質低下を導くものと想到された。この問題につき、図５、図６及び図７を参照して説明する。
【０００８】
図５〜図７は、多数個取りの型内被覆成形に用いられる従来の金型の一例を示す図である。図５は型割線を表した断面図であり、図６は図５におけるＡＡ断面、即ち可動金型部の型割面を表した図であり、図７は金型を微開した場合において図５における楕円で囲われたＥ部分、即ちキャビティの立ち面部を拡大した断面図である。図示される金型５０は、固定金型部５３と可動金型部５４とで構成され、それらの型割面によって２つのキャビティ５５，５６が形成されたものである。固定金型部５３には、キャビティ５５，５６の中へ溶融樹脂を射出するためのスプル５９が形成され、固定金型部５３と可動金型部５４の型割面によって、スプル５９とキャビティ５５とを接続するランナ５７、及びスプル５９とキャビティ５６とを接続するランナ５８が形成されている。ランナ５７，５８は、溶融樹脂の流路として、スプル５９から分岐してキャビティ５５，５６にそれぞれ概ね垂直に接続され、ランナ５７とランナ５８も互いに通じている。又、注入機５２を用いて被覆材注入口６１からキャビティ５５，５６の中へ塗料を注入するための被覆材注入路５１が、ランナ５７，５８に通じて設けられている。
【０００９】
多数個取りが可能な型内被覆成形用の金型５０において、固定金型部５３と可動金型部５４とを型締めし、スプル５９からランナ５７を介してキャビティ５５に溶融樹脂を射出・充填し、冷却・固化すると、型締めしたままで金型５０を開かなくても、溶融樹脂は冷却・固化に伴って収縮し、樹脂成形品６４として成形される（図７参照）。この収縮により、キャビティ５５の本体部６６で成形された樹脂成形品本体部６４ａ及びランナ５７で成形された成形体６５において、それぞれ長手方向（図７における矢印方向）に引っ張り力が働き、キャビティ５５の立ち面部６２（図７参照）で成形された樹脂成形品立ち面部６４ｂが、両方向から引っ張られて変形する。そのため、固定金型部５３から可動金型部５４を僅かに離隔し金型５０を開いても、立ち面部６２で成形された樹脂成形品立ち面部６４ｂは、キャビティ５５の本体部６６側では固定金型部５３に密着し、一方で可動金型部５４とは離れて隙間６３を形成する。又、ランナ５７側では、樹脂成形品立ち面部６４ｂは、可動金型部５４に密着し、一方で固定金型部５３とは離れ、更には、ランナ５７における成形体６５が可動金型部５４に密着する（図７におけるＦ部分）。従って、図７に示される状態では、注入機５２を用いて被覆材注入口６１から塗料を注入しても、ランナ５７及び立ち面部６２において塗料の流路が形成されず、塗料をキャビティ５５の中へ導入することが出来ない。尚、このような現象は、キャビティ５６（ランナ５８）側でも同様に起こり得る。
【００１０】
図７に示される状態から更に金型５０を開くと、ランナ５７において成形体６５と可動金型部５４との間に隙間が形成されて塗料の流路が確保される。しかし、同様に形成される立ち面部６２における樹脂成形品立ち面部６４ｂと可動金型部５４との間の隙間は、均一ではなく、且つ、上記隙間６３と均等な大きさにはならないため、樹脂成形品６４に形成される塗膜の厚さが均一にならず、被覆にかかる品質低下を招く、と推考された。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、従来の問題点を解決した型内被覆成形手段を提供することを目的とする。より具体的には、多数個取りが可能であり、キャビティに立ち面部が存在しても、ランナを介して塗料をキャビティの中へ注入出来、且つ均一な膜厚の塗膜で樹脂成形品を被覆することが可能な型内被覆成形手段の提供が目的である。本発明は、以下に示す手段を提供することにより、上記目的を達成するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
即ち、本発明によれば、先ず、固定金型部と可動金型部とで構成され、固定金型部及び可動金型部によって、樹脂成形品の成形空間である複数のキャビティと、それら複数のキャビティの中へ溶融樹脂を射出するためのランナと、複数のキャビティの中へ被覆材を注入するための被覆材注入路と、が形成された型内被覆成形用の金型であって、ランナが、複数のキャビティのそれぞれに接続されるとともに、複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部が形成されている型内被覆成形用金型が提供される。
【００１３】
本明細書において、被覆材は、流動性のある被覆材料を指し、通常は塗料である。被覆材注入路は、被覆材注入口（金型の外部から被覆材が注入される開口）からランナまでの被覆材の流路である。
【００１４】
本発明に係る型内被覆成形用金型において、凹部の形成場所は、ランナを形成する面の何れかであってよいが、そのうち被覆材が流れる面は被覆材をキャビティへ注入するための流路として確保する必要があるから除かれる。本発明に係る型内被覆成形用金型において、例えば、可動金型部が、樹脂成形品及び固定金型部から離れることによって形成される隙間に被覆材が注入される場合には、ランナを形成する面のうち被覆材が流れる面は、可動金型部がランナを形成する面（内面）のうちの金型の開閉方向に対し概ね垂直な面になるから、それを除く面とは、可動金型部がランナを形成する面（内面）のうちの金型の開閉方向に対し概ね平行な面と、固定金型部がランナを形成する面（内面）である。
【００１５】
又、本発明に係る型内被覆成形用金型は、ランナがキャビティに接続されるものであるが、固定金型部及び可動金型部によって形成された空間であるランナとキャビティとの接続にかかる角度（両者が形成する角度）は、特段に限定されるものではない。本発明に係る型内被覆成形用金型には、ランナが、固定金型部の型割面と可動金型部の型割面とによって金型の開閉方向に対し概ね垂直な方向に形成され、キャビティの立ち面部（金型の開閉方向の面で形成された部分）に接続される態様が含まれる。
【００１６】
本発明に係る型内被覆成形用金型においては、凹部の数、形状、深さ、その他の態様は限定されるものではないが、凹部が、ランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、段状に形成されていることが好ましい。
【００１７】
又、凹部が、複数形成されていることが好ましい。
【００１８】
更に、凹部が、キャビティの近傍に形成されていることが好ましい。凹部が複数形成されている場合には、少なくともそのうちの１つの凹部がキャビティの近傍に形成されていることが望ましい。例えば、凹部が２つ形成されている場合には、そのうちの１つがキャビティの近傍に段状に形成され、他の１つがキャビティから離れた位置に滑らかに凹んだ凹部として形成されることが好ましい（後述の本発明に係る型内被覆成形方法においても同様である）。
【００１９】
次に、本発明によれば、固定金型部と可動金型部とで構成される金型を用い、その金型が形成する複数のキャビティの中へ、複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを介して溶融樹脂を充填し、その溶融樹脂を固化させて複数の樹脂成形品を得た後に、樹脂成形品をそれぞれのキャビティの中に保持したまま、固定金型部に対し可動金型部を離隔し金型を微開して、可動金型部又は固定金型部のキャビティを形成する面と、樹脂成形品と、の間に生じた隙間へ、ランナを介して被覆材の注入を行い、金型内で樹脂成形品の表面を被覆する方法であって、金型における複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部を形成し、その凹部における溶融樹脂の固化を遅らせることによって、キャビティで成形される樹脂成形品に対する引っ張り力を抑制する型内被覆成形方法が提供される。
【００２０】
凹部における溶融樹脂の固化を遅らせるとは、少なくともランナの凹部における溶融樹脂の固化が、それ以外のランナ部分より遅れるようにすることを意味する。キャビティ部分を含めて、ランナの凹部における溶融樹脂の固化が、最も遅れて固化することが、より好ましい。溶融樹脂が冷却・固化に伴って収縮し、ランナで成形された成形体において、固化したところから先に長手方向に引っ張り力が働いても、凹部における溶融樹脂の固化が遅れるから、引っ張り力が吸収され、キャビティの立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部を変形させることがない。
【００２１】
本発明に係る型内被覆成形方法においては、凹部の数、形状、深さ、その他の態様は限定されるものではないが、凹部が、ランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、段状に形成されていることが好ましい。
【００２２】
又、凹部が、複数形成されていることが好ましい。
【００２３】
更に、凹部が、キャビティの近傍に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る型内被覆成形用金型は、複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部が形成されており、その凹部における溶融樹脂の固化が遅れることによって、キャビティで成形される樹脂成形品に対する引っ張り力を抑制することが出来る。即ち、本発明に係る型内被覆成形用金型は、本発明に係る型内被覆成形方法の実施に好適に用いられる。
【００２５】
キャビティで成形される樹脂成形品に対する引っ張り力が抑制されるため、成形に伴う凝縮によってキャビティの立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部が変形せず、その樹脂成形品立ち面部は、金型内に保持されたまま、キャビティの本体部側でもランナ側でも、可動金型部又は固定金型部に対し均一な隙間を形成し得る。そして、例えば被覆材注入口からランナを介して、キャビティの中へ（より厳密にはキャビティ形成面と樹脂成形品との隙間へ）、被覆材を導入することが出来、均一な厚さの塗膜で樹脂成形品を被覆することが可能である。従って、高品質の樹脂成形品を高い効率で生産することが出来る。
【００２６】
本発明に係る型内被覆成形用金型は、その好ましい態様において、凹部が段状に形成されている。凹部がこのような態様である場合には、ランナの凹部における溶融樹脂が固化すると、ランナの凹部で成形された成形体が凸部としてその凹部に嵌合し、ランナ全体で成形された成形体を拘束するから、ランナの凹部以外の部分の成形によって収縮が生じて長手方向に引っ張り力が働いても、その引っ張り力に対して抵抗し、キャビティの立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部の変形を防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１、図２、及び図１０は、多数個取りの本発明に係る型内被覆成形方法に用いられる、本発明の型内被覆成形用金型の一の実施形態を示す図である。図１は型割線を表した断面図であり、図２は図１における楕円で囲われたＢ部分、即ちキャビティの立ち面部を拡大して示す断面図であり、図示しないが他方のキャビティ側でも同態様である。又、図１０は図１におけるＸＸ断面、即ち可動金型部の型割面、を表した図である。図示される金型１０は、従来の金型と同様に、固定金型部３と可動金型部４とで構成され、それらの型割面によって２つのキャビティ５，６が形成されたものである。尚、本明細書において、型割面とは、金型としての分割面を意味し、固定金型部と可動金型部とが互いに対向する面を指す。又、キャビティの立ち面部とは、キャビティのうち金型の開閉方向の面によって形成された部分をいい、限定されるものではないが、一般には、キャビティのうち長手方向が金型の開閉方向にあたる部分が立ち面部に相当する。キャビティの立ち面部で形成された樹脂成形品の一部分を樹脂成形品立ち面部とよぶ。又、立ち面部に対して本体部と表現するが、立ち面部以外の部分を指す語である。
【００２８】
金型１０は、型内被覆成形方法に使用される成形装置の一構成要素であり、例えば、型締装置とそれに組み込まれる金型装置、更には射出装置、制御装置で構成される成形装置において金型装置を構成するものである。金型１０は、図示しない型締装置に組み込まれ、固定金型部３に対し可動金型部４が離隔することにより、開閉する。固定金型部３には、キャビティ５，６の中へ溶融樹脂を射出するためのスプル９が形成され、更に、スプル９とキャビティ５とを接続するランナ７、及びスプル９とキャビティ６とを接続するランナ８が形成されている。ランナ７，８は、キャビティ５，６と同様に固定金型部３と可動金型部４の型割面によって形成されるとともに、溶融樹脂の流路としては、スプル９から分岐してキャビティ５（６）の立ち面部１２に、それぞれ概ね垂直に接続される。ランナ７，８どうしも通じている。又、注入機２を用いて被覆材注入口１１からキャビティ５，６の中へ被覆材（塗料）を注入するための被覆材注入路２１が、ランナ７，８に通じて設けられている。尚、実施形態に示される金型において、スプルとは、キャビティまでの溶融樹脂の流路の一部であり、金型の溶融樹脂注入口（金型の外部から溶融樹脂が注入される開口）からランナまでの部分を指し、一般には円錐形を呈するものである。本発明に係る型内被覆成形用金型においては、溶融樹脂の流路として、スプルを含むものには限定されずスプルレスであってもよく、又、ホットランナから本明細書で示されるランナへ溶融樹脂が供給される態様であってもよく、特段に制限されない。実施形態に示される金型においては、ランナとは、キャビティまでの溶融樹脂の流路の一部であり、スプルからキャビティまでの部分を指し、スプルから分岐してキャビティ毎に設けられる。
【００２９】
金型１０は、ランナ７，８を形成する面のうち被覆材が流れる面ではなく、それと対向する面であり固定金型部３がランナ７，８を形成する面に、それぞれ１つの凹部１７が形成されているところが従来の金型（図５参照）とは異なる。この凹部１７は、段状の態様ではなく、滑らかな凹みとして、キャビティ５（６）の側に形成されている。
【００３０】
型内被覆成形方法により成形を行うにあたっては、先ず、成形装置を構成する図示しない射出装置を用いて、固定金型部３と可動金型部４とを型締めし、スプル９からランナ７，８を介してキャビティ５，６へ溶融樹脂を射出・充填し、冷却により固化させて樹脂成形品１４を得る。次いで、その樹脂成形品１４を金型１０のキャビティ５，６に保持したまま、固定金型部３に対し可動金型部４を離隔して金型１０を微開し、樹脂成形品１４とキャビティ５，６を形成する面との間に生じた隙間１３へ、被覆材（塗料）の注入を行う。この被覆材の注入は、被覆材が被覆材注入口１１から被覆材注入路２１を通り、可動金型部４のランナ７，８を形成する面と成形体との間の隙間１８を介して、可動金型部４のキャビティ５，６を形成する面と樹脂成形品１４との間の隙間１３へ入ることで行われる。
【００３１】
上記過程において、キャビティ５，６に射出・充填された溶融樹脂は冷却・固化に伴って収縮し、樹脂成形品１４として成形される（図２参照）。この収縮により、キャビティ５（６）の本体部１６で成形された樹脂成形品本体部１４ａにおいて長手方向（図２における矢印方向）に引っ張り力が働き、キャビティ５（６）の立ち面部１２（図２参照）で成形された樹脂成形品立ち面部１４ｂが引っ張られる。
【００３２】
一方、ランナ７（８）には凹部１７が形成されており、その凹部１７において溶融樹脂の固化が遅れるから、ランナ７（８）で成形された成形体１５で発生した長手方向の引っ張り力は、未だ固化していない溶融樹脂によって吸収され、樹脂成形品立ち面部１４ｂに対する引っ張り力は抑制される。そのため、固定金型部３から可動金型部４を僅かに離隔し金型１０を開くと、キャビティ５（６）の本体部１６で成形された樹脂成形品本体部１４ａと可動金型部４との間、キャビティ５（６）の立ち面部１２で成形された樹脂成形品立ち面部１４ｂと可動金型部４との間、ランナ７（８）で成形された成形体１５と可動金型部４との間、の何れにおいても均一な大きさの隙間１３，１８が形成される。従って、被覆材注入口１１からランナ７，８を介しキャビティ５，６を形成する面と樹脂成形品１４との隙間１３へ、被覆材を導入することが出来、均一な厚さの塗膜で樹脂成形品１４を被覆することが出来、高品質の樹脂成形品を高い効率で生産することが可能である。
【００３３】
図３、図４、及び図１１は、本発明の型内被覆成形用金型の他の実施形態を示す図である。図３は型割線を表した断面図であり、図４は図３における楕円で囲われたＣ部分、即ちキャビティの立ち面部を拡大して示す断面図であり、図示しないが他方のキャビティ側でも同態様である。又、図１１は図３におけるＹＹ断面、即ち可動金型部の型割面、を表した図である。図示される金型３０は、金型１０の凹部１７の代わりに凹部３７が形成されているところが金型１０と異なり、それ以外は、金型１０（図１参照）と同態様の金型である。凹部３７が形成される面は、金型１０と同様に、ランナ２７，２８を形成する面のうち被覆材が流れる面ではなく、それと対向する面であり固定金型部２３がランナ２７，２８を形成する面である。この凹部３７は、キャビティ２５（２６）の近傍に、滑らかな凹みではなく段状に形成されている。
【００３４】
金型３０を用いて、型内被覆成形方法により成形を行うにあたっては、先ず、成形装置を構成する図示しない射出装置を用いて、固定金型部２３と可動金型部２４とを型締めし、スプル２９からランナ２７，２８を介してキャビティ２５，２６へ溶融樹脂を射出・充填し、冷却により固化させて樹脂成形品３４を得る。次いで、その樹脂成形品３４を金型３０のキャビティ２５，２６に保持したまま、固定金型部２３に対し可動金型部２４を離隔して金型３０を微開し、樹脂成形品３４とキャビティ２５，２６を形成する面との間に生じた隙間３３へ、被覆材（塗料）の注入を行う。この被覆材の注入は、被覆材が、注入機２２により被覆材注入口３１から注入され、被覆材注入路４１を通り、可動金型部２４のランナ２７，２８を形成する面と成形体との間の隙間３８を介して、可動金型部２４のキャビティ２５，２６を形成する面と樹脂成形品３４との間の隙間３３へ入ることで行われる。
【００３５】
上記過程において、キャビティ２５，２６に射出・充填された溶融樹脂は冷却・固化に伴って収縮し、樹脂成形品３４として成形される（図４参照）。この収縮により、キャビティ２５（２６）の本体部３６で成形された樹脂成形品本体部３４ａにおいて長手方向（図４における矢印方向）に引っ張り力が働き、キャビティ２５（２６）の立ち面部３２（図４参照）で成形された樹脂成形品立ち面部３４ｂが引っ張られる。
【００３６】
一方、ランナ２７（２８）には段状の凹部３７が形成されており、その段状の凹部３７において溶融樹脂の固化が遅れるから、ランナ２７（２８）で成形された成形体３５で発生した長手方向の引っ張り力は、未だ固化していない溶融樹脂によって吸収され、樹脂成形品立ち面部３４ｂに対する引っ張り力は抑制される。又、金型３０では、凹部３７が段状に形成されているため、ランナ２７（２８）の凹部３７における溶融樹脂が固化すると、ランナ２７（２８）の凹部３７で成形された成形体（成形体３５の一部）が凸部としてその凹部３７に嵌合し、成形体３５全体を拘束するから、仮に、凹部３７における溶融樹脂の固化の後に、凹部３７以外の部分の成形によって収縮が生じ、ランナ２７（２８）の長手方向に引っ張り力が働いても、その引っ張り力に対して抵抗し、キャビティ２５（２６）の立ち面部３２で成形された樹脂成形品立ち面部３４ｂには変形が生じない。そのため、固定金型部２３から可動金型部２４を僅かに離隔し金型３０を開くと、キャビティ２５（２６）の本体部３６で成形された樹脂成形品本体部３４ａと可動金型部２４との間、キャビティ２５（２６）の立ち面部３２で成形された樹脂成形品立ち面部３４ｂと可動金型部２４との間、ランナ２７（２８）で成形された成形体３５と可動金型部２４との間、の何れにおいても均一な大きさの隙間３３，３８が形成される。従って、被覆材注入口３１からランナ２７，２８を介しキャビティ２５，２６を形成する面と樹脂成形品３４との隙間３３へ、被覆材を導入することが出来、均一な厚さの塗膜で樹脂成形品３４を被覆することが可能である。
【００３７】
図８及び図９は、本発明の型内被覆成形用金型の更に他の実施形態を示す図である。図８は型割線を表した断面図であり、図９は図８におけるＤＤ断面、即ち可動金型部の型割面を表した図である。図８に示される金型８０は、金型１０の凹部１７や金型３０の凹部３７の代わりに凹部８７が形成されているところが金型１０，３０と異なり、それ以外は、金型１０（図１参照）及び金型３０（図３参照）と同態様の金型である。凹部８７が形成される面は、金型１０，３０とは異なり、可動金型部７４がランナ７７，７８を形成する面（内面）のうちの金型８０の開閉方向に対し概ね平行な面である（図９参照）。ここは、ランナ７７，７８を形成する面のうち被覆材が流れる面ではなく、ランナ７７，７８を形成する面のうち被覆材が流れる面と対向する面でもない。凹部８７は、キャビティ７５，７６の近傍に２つずつ、凹部３７と同様に段状に、形成されている。
【００３８】
金型８０を用いて、型内被覆成形方法により成形を行うにあたっては、先ず、成形装置を構成する図示しない射出装置を用いて、固定金型部７３と可動金型部７４とを型締めし、スプル７９からランナ７７，７８を介してキャビティ７５，７６へ溶融樹脂を射出・充填し、冷却により固化させて樹脂成形品（図示しない）を得る。次いで、その樹脂成形品を金型８０のキャビティ７５，７６に保持したまま、固定金型部７３に対し可動金型部７４を離隔して金型８０を微開し、樹脂成形品とキャビティ７５，７６を形成する面との間に生じた隙間（図示しない）へ、被覆材（塗料）の注入を行う。この被覆材の注入は、被覆材が、注入機７２によって被覆材注入口８１から注入され、被覆材注入路７１を通り、可動金型部７４のランナ７７，７８を形成する面と成形体との間の隙間（図示しない）を介して、可動金型部７４のキャビティ７５，７６を形成する面と樹脂成形品との間の隙間へ入ることで行われる。
【００３９】
上記過程において、キャビティ７５，７６に射出・充填された溶融樹脂は冷却・固化に伴って収縮し、樹脂成形品として成形される。この収縮により、キャビティ７５，７６の本体部（図示しない）で成形された樹脂成形品本体部（図示しない）において長手方向に引っ張り力が働き、キャビティ７５，７６の立ち面部（図示しない）で成形された樹脂成形品立ち面部が引っ張られる。
【００４０】
一方、ランナ７７，７８には、各々２つの段状の凹部８７が形成されており、その段状の凹部８７において溶融樹脂の固化が遅れるから、ランナ７７，７８で成形された成形体（図示しない）で発生した長手方向の引っ張り力は、未だ固化していない溶融樹脂によって吸収され、樹脂成形品立ち面部に対する引っ張り力は抑制される。又、金型８０では、凹部８７が段状に形成されているため、ランナ７７，７８の凹部８７における溶融樹脂が固化すると、ランナ７７，７８の凹部８７で成形された成形体が凸部としてその凹部８７に嵌合し、成形体全体を拘束するから、仮に、凹部８７における溶融樹脂の固化の後に、凹部８７以外の部分の成形によって収縮が生じ、ランナ７７，７８の長手方向に引っ張り力が働いても、その引っ張り力に対して抵抗し、キャビティ７５，７６の立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部には変形が生じない。そのため、固定金型部７３から可動金型部７４を僅かに離隔し金型８０を開くと、キャビティ７５，７６の本体部で成形された樹脂成形品本体部と可動金型部７４との間、キャビティ７５，７６の立ち面部で成形された樹脂成形品立ち面部と可動金型部７４との間、ランナ７７，７８で成形された成形体と可動金型部７４との間、の何れにおいても均一な大きさの隙間が形成される。従って、被覆材注入口８１からランナ７７．７８を介しキャビティ７５，７６を形成する面と樹脂成形品との隙間へ、被覆材を導入することが出来、均一な厚さの塗膜で樹脂成形品を被覆することが可能である。
【００４１】
以上、本発明の型内被覆成形用金型及び型内被覆成形方法について実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限定されて解釈されるべきものではなく、本発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々の変更、修正、改良を加え得るものである。例えば、図面は、好適な本発明の実施の形態を表すものであるが、本発明は図面に示される情報により制限されない。本発明を実施し又は検証する上では、本明細書中に記述されたものと同様の手段若しくは均等な手段が適用され得るが、好適な手段は上記に記述された手段である。
【００４２】
本発明の型内被覆成形用金型及び型内被覆成形方法は、金型における分岐をしたそれぞれのランナを形成する面のうち被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部を形成し、溶融樹脂の固化を遅らせることによって、キャビティで成形される樹脂成形品に対する引っ張り力を抑制し得るものであるから、凹部を形成する代わりに、その場所にヒータ等の加熱手段を設けたり、その場所を熱伝導率が小さく放熱し難い材料の入れ子で構成する等の手段を援用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の型内被覆成形用金型及び型内被覆成形方法は、あらゆる樹脂成形品の成形手段として利用の可能性がある。特に、外観に対して高い品質が要求される製品、例えば二輪車用部品、自動車用部品、あるいは、家電製品、住宅設備等の成形に好適に利用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の型内被覆成形用金型の一の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１における楕円で囲われたＢ部分を拡大した断面図である。
【図３】本発明の型内被覆成形用金型の他の実施形態を示す断面図である。
【図４】図３における楕円で囲われたＣ部分を拡大した断面図である。
【図５】従来の型内被覆成形用金型の一例を示す断面図である。
【図６】図５におけるＡＡ断面を表した図である。
【図７】図５における楕円で囲われたＥ部分を拡大した断面図である。
【図８】本発明の型内被覆成形用金型の更に他の実施形態を示す断面図である。
【図９】図８におけるＤＤ断面を表した図である。
【図１０】図１におけるＸＸ断面を表した図である。
【図１１】図３におけるＹＹ断面を表した図である。
【符号の説明】
【００４５】
２，２２，５２，７２…注入機、３，２３，５３，７３…固定金型部、４，２４，５４，７４…可動金型部、５，６，２５，２６，５５，５６，７５，７６…キャビティ、７，８，２７，２８，５７，５８，７７，７８…ランナ、９，２９，５９，７９…スプル、１０，３０，５０，８０…金型、１１，３１，６１，８１…被覆材注入口、１２，３２，６２…（キャビティの）立ち面部、１５，３５，６５…成形体、１６，３６，６６…（キャビティの）本体部、１４，３４，６４…樹脂成形品、１４ａ，３４ａ，６４ａ…樹脂成形品本体部、１４ｂ，３４ｂ，６４ｂ…樹脂成形品立ち面部、２１，４１，５１，７１…被覆材注入路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定金型部と可動金型部とで構成され、前記固定金型部及び可動金型部によって、樹脂成形品の成形空間である複数のキャビティと、それら複数のキャビティの中へ溶融樹脂を射出するためのランナと、前記複数のキャビティの中へ被覆材を注入するための被覆材注入路と、が形成された型内被覆成形用の金型であって、
前記ランナが、前記複数のキャビティのそれぞれに接続されるとともに、前記複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを形成する面のうち前記被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部が形成されている型内被覆成形用金型。
【請求項２】
前記凹部が、段状に形成されている請求項１に記載の型内被覆成形用金型。
【請求項３】
前記凹部が、複数形成されている請求項１又は２に記載の型内被覆成形用金型。
【請求項４】
前記凹部が、前記キャビティの近傍に形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の型内被覆成形用金型。
【請求項５】
固定金型部と可動金型部とで構成される金型を用い、その金型が形成する複数のキャビティの中へ、前記複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを介して溶融樹脂を充填し、その溶融樹脂を固化させて複数の樹脂成形品を得た後に、前記樹脂成形品をそれぞれの前記キャビティの中に保持したまま、前記固定金型部に対し可動金型部を離隔し金型を微開して、前記可動金型部又は固定金型部の前記キャビティを形成する面と、樹脂成形品と、の間に生じた隙間へ、前記ランナを介して被覆材の注入を行い、金型内で前記樹脂成形品の表面を被覆する方法であって、
金型における前記複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを形成する面のうち前記被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部を形成し、その凹部における溶融樹脂の固化を遅らせることによって、キャビティで成形される樹脂成形品に対する引っ張り力を抑制する型内被覆成形方法。
【請求項６】
前記凹部が、段状に形成されている請求項５に記載の型内被覆成形方法。
【請求項７】
前記凹部が、複数形成されている請求項５又は６に記載の型内被覆成形方法。
【請求項８】
前記凹部が、前記キャビティの近傍に形成されている請求項５〜７の何れか一項に記載の型内被覆成形方法。
【請求項１】
固定金型部と可動金型部とで構成され、前記固定金型部及び可動金型部によって、樹脂成形品の成形空間である複数のキャビティと、それら複数のキャビティの中へ溶融樹脂を射出するためのランナと、前記複数のキャビティの中へ被覆材を注入するための被覆材注入路と、が形成された型内被覆成形用の金型であって、
前記ランナが、前記複数のキャビティのそれぞれに接続されるとともに、前記複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを形成する面のうち前記被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部が形成されている型内被覆成形用金型。
【請求項２】
前記凹部が、段状に形成されている請求項１に記載の型内被覆成形用金型。
【請求項３】
前記凹部が、複数形成されている請求項１又は２に記載の型内被覆成形用金型。
【請求項４】
前記凹部が、前記キャビティの近傍に形成されている請求項１〜３の何れか一項に記載の型内被覆成形用金型。
【請求項５】
固定金型部と可動金型部とで構成される金型を用い、その金型が形成する複数のキャビティの中へ、前記複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを介して溶融樹脂を充填し、その溶融樹脂を固化させて複数の樹脂成形品を得た後に、前記樹脂成形品をそれぞれの前記キャビティの中に保持したまま、前記固定金型部に対し可動金型部を離隔し金型を微開して、前記可動金型部又は固定金型部の前記キャビティを形成する面と、樹脂成形品と、の間に生じた隙間へ、前記ランナを介して被覆材の注入を行い、金型内で前記樹脂成形品の表面を被覆する方法であって、
金型における前記複数のキャビティに接続されたそれぞれのランナを形成する面のうち前記被覆材が流れる面を除く面に、少なくとも１つの凹部を形成し、その凹部における溶融樹脂の固化を遅らせることによって、キャビティで成形される樹脂成形品に対する引っ張り力を抑制する型内被覆成形方法。
【請求項６】
前記凹部が、段状に形成されている請求項５に記載の型内被覆成形方法。
【請求項７】
前記凹部が、複数形成されている請求項５又は６に記載の型内被覆成形方法。
【請求項８】
前記凹部が、前記キャビティの近傍に形成されている請求項５〜７の何れか一項に記載の型内被覆成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２８９７９４（Ｐ２００６−２８９７９４Ａ）
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１１３９０４（Ｐ２００５−１１３９０４）
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（０００００３３２２）大日本塗料株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月２６日（２００６．１０．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１１日（２００５．４．１１）
【出願人】（３０００４１１９２）宇部興産機械株式会社 (268)
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【出願人】（０００００３３２２）大日本塗料株式会社 (275)
【Ｆターム（参考）】
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