金型内塗装用金型及び金型内塗装方法
【課題】意匠面端部に意匠面に連続するアンダーカット形状部を有する樹脂成形品であっても、該アンダーカット形状部が塗装される金型内塗装用金型及び金型内塗装方法を提供する。
【解決手段】共通金型と第１金型とが組み合わされて成形される１次成形体と、１次成形体が保持された共通金型と組み合わされて形成される第２キャビティに、１次成形体と溶着しない第２樹脂を射出充填させて成形される２次成形体１１の１次成形体と当接する部分においてアンダーカット形状部１０Ｃを成形させる第２金型と、１次成形体及び２次成形体１１が保持された共通金型と組み合わされて、２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第１隙間が形成される第３金型と、第３金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機と、を備えたことを特徴とする金型内塗装用金型によって達成される。
【解決手段】共通金型と第１金型とが組み合わされて成形される１次成形体と、１次成形体が保持された共通金型と組み合わされて形成される第２キャビティに、１次成形体と溶着しない第２樹脂を射出充填させて成形される２次成形体１１の１次成形体と当接する部分においてアンダーカット形状部１０Ｃを成形させる第２金型と、１次成形体及び２次成形体１１が保持された共通金型と組み合わされて、２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第１隙間が形成される第３金型と、第３金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機と、を備えたことを特徴とする金型内塗装用金型によって達成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型内で樹脂成形品を成形した後、樹脂成形品を金型から取り出さないまま塗料等によって樹脂成形品の表面を塗装する金型内塗装用金型及び金型内塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形品の装飾性を高める方法として、表面に塗料を塗布する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樹脂成形品を金型から取り出した後、スプレー法や浸漬法等により、樹脂成形品の表面に塗料を塗布することが一般的であり、塗布された塗料はその後、乾燥・硬化することによって、強固な塗装膜となり樹脂成形品の表面を被覆し、表面を加飾するとともに保護する。
【０００３】
近年においては前記塗装方法の工程の簡略化を目的とし、樹脂成形品の成形と塗料による被覆とを同一の金型内で行う金型内塗装方法（型内被覆成形方法ともいう。いわゆるインモールドコーティング。）が提案されている。この一般的な方法では、樹脂成形品を金型内で射出成形した後、金型を少し開いた（微小型開き）状態にさせることにより、金型内において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る。そして、該隙間に塗料注入機を使用して塗料を注入させた後、金型を再度型締めさせることによって樹脂成形品の表面に塗料を均一に拡張させ、その後硬化させて被覆が行われる。また、成形した樹脂成形品を非意匠面側の金型に保持させた状態で型開きさせ、様々な金型交換手段により、非意匠面側の金型と対向する位置に塗装膜形成用金型を移動させ、非意匠面側の金型と塗装膜形成用金型とを型締めさせ、樹脂成形品の意匠面と塗装膜形成用金型の金型キャビティとの間に形成させた隙間に塗料を注入させた後、そのまま金型内で硬化させて被覆が行われる別の方法もある。
【０００４】
前記金型内塗装方法によれば、樹脂成形品の成形と前記被覆とが同一の金型内あるいは同一の成形サイクル内で行われるため、工程の省略化によるコストダウンが可能である。また、それと同時に、空中に浮遊している塵が硬化する前の塗装膜に付着して不良となるといったことがほとんどなくなり、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部品等に、前記金型内塗装方法の利用が検討されている。しかしながら、意匠面端部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を金型内塗装用金型及び金型内塗装方法で成形・塗装する場合に、以下の問題点があった。
【０００５】
アンダーカット形状部とは、樹脂成形品の金型からの製品取出方向（型開き方向）に略直交するように、金型の型開閉方向の中心軸側に向かって引き込まれている凹部（金型においては凸部）を有し、そのまま、樹脂成形品を製品取出方向に引き抜くことができない形状、あるいは、製品取出方向に対し、製品取出方向と略直交する方向に拡大する傾斜面を有する形状である。ここで、本発明で課題とするのは、後者のアンダーカット形状部であり、前者のアンダーカット形状部ではない。先に説明した一般的な方法で使用される金型内塗装用金型においては、金型を微小型開きした際に、注入された塗料が漏れないように、固定金型と可動金型との間に、特許文献１の図５に示すような、金型の型開閉方向Ａに擦り合わされる合わせ面Ｓが設けられる必要がある。しかしながら、樹脂成形品の端部に特許文献１の図７に示すような後者形状のアンダーカット形状部である傾斜面９３ｂを有する場合、合わせ面Ｓを設けると、傾斜面９３ｂと合わせ面Ｓとの間に先鋭な型部９５ｂが生じ、十分な強度が保持できず破損する可能性があって現実的でない。一方、このような強度不足を解消するために、特許文献１の図８に示すような、アンダーカット形状部をなくした樹脂成形品を成形・塗装した後、余剰部Ｒを除去する方法もあるが、この面取り工程により工数が増大する上、面取り部の外観も悪化してしまう。
【０００６】
この問題点を解決するため、特許文献１には、金型キャビティが、アンダーカット形状部と意匠面との境界部に、その一端が該境界部に連通するともに、型開閉方向に直交する方向に延出して他端が合わせ面に連通する補助キャビティを有する金型内塗装方法及び金型内塗装用金型が開示されている。この方法と金型では、金型を微小型開きさせて形成された隙間に注入させた塗料が、意匠面だけでなく、該意匠面にその一端が連通する補助キャビティに形成された補助成形部表面にも塗装膜が形成されるが、注入させた塗料は補助キャビティに連通する合わせ面において遮断されるため、塗料が金型外へと流れ出すことが防止される。そして、樹脂成形品を金型外へ取り出した後、樹脂成形品に連続して形成された補助成形部を塗装膜ごと除去すれば、意匠面端部まで塗装された樹脂成形品を得ることができる。補助成形部は比較的肉薄で成形されるので、その除去に要する工程は特許文献１の図８に示された余剰部Ｒの除去に要する工程に比べて十分に小さいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２６４０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の金型内塗装方法及び金型内塗装用金型では、意匠面端部まで塗装されるものの、補助成形部の除去面、及び、アンダーカット形状となる非意匠面の傾斜面９３ｂは塗装されない。そのため、このようなアンダーカット形状となる非意匠面の傾斜面９３ｂも意匠面であるような、意匠面端部に意匠面に連続するアンダーカット形状部を有する樹脂成形品において、意匠面であるアンダーカット形状部が塗装されないという問題がある。
【０００９】
また、別の方法で使用される金型内塗装用金型においては、樹脂成形品の意匠面を成形する成形用金型に代えて、意匠面との間に塗料を注入させる隙間を形成させる塗装膜形成用金型を使用するため、意匠面端部に意匠面に連続する後者形状のアンダーカット形状部がある場合、アンダーカット形状部との間に同隙間を形成させることは現実的に困難である。可動中子等の可動部によりアンダーカット形状部との間に隙間を形成させるようにしても、隙間に注入される塗料が可動部の摺動部分に浸入するため、可動部の作動トラブルの要因となる上、金型費用やメンテナンス費用が増大するため、このような構造の採用は現実的ではない。
【００１０】
本発明は、上記したような問題点を鑑みてなされたもので、具体的には、意匠面端部に意匠面に連続するアンダーカット形状部を有する樹脂成形品であっても、該アンダーカット形状部が塗装される金型内塗装用金型及び金型内塗装方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、請求項１に示すように、意匠面端部の少なくとも一部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を成形する金型内塗装用金型であって、
前記樹脂成形品の非意匠面側のキャビティを有する共通金型と、
前記共通金型と組み合わされて第１キャビティが形成される第１金型と、
前記第１キャビティに第１樹脂を射出充填させて成形される１次成形体と、
前記樹脂成形品の意匠面側のキャビティを有するとともに、前記１次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて形成される第２キャビティに、前記１次成形体と溶着しない第２樹脂を射出充填させて成形される２次成形体の前記１次成形体と当接する部分において前記アンダーカット形状部を成形させる第２金型と、
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第１隙間が形成される第３金型と、
前記第３金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機と、
を備えたことを特徴とする金型内塗装用金型によって達成される。
【００１２】
すなわち、まず、共通金型と第１金型とが組み合わされて形成される第１キャビティに第１樹脂を射出充填させて１次成形体を成形させ、樹脂成形品の意匠面端部のアンダーカット形状部が形成されるキャビティを、金型キャビティではなくその１次成形体の一部として形成させる。その１次成形体が保持された共通金型と第２金型とが組み合わされて形成される第２キャビティを、樹脂成形品となる２次成形体の成形用キャビティとし、その第２キャビティに第２樹脂を射出充填させて成形される２次成形体の１次成形体と当接する部分においてアンダーカット形状部を成形させることにより、２次成形体が意匠面端部の少なくとも一部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品として成形される。樹脂成形品（２次成形体）の基材である第２樹脂は、第１樹脂を基材とする１次成形体には溶着しないため、当接する１次成形体の一部と２次成形体のアンダーカット形状部とは溶着せず、１次成形体の一部を第２キャビティの一部として機能させることができる。
【００１３】
次に、それら１次成形体及び２次成形体が保持された共通金型と、塗装膜形成用金型である第３金型とが組み合わされることにより、アンダーカット形状部を除く２次成形体の意匠面と第３金型との間の少なくとも一部に塗料を注入させるための第１隙間を形成させることができる。ここで、後述するように、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮により、当接する１次成形体の一部と２次成形体のアンダーカット形状部とは互いに溶着せず、離間する方向に収縮するため、第１隙間に連続するようにアンダーカット形状部に沿った隙間が形成される。第３金型には１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機が配置されているので、第１隙間に第１塗料を注入させると、第１隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った隙間にも第１塗料を注入させることができ、意匠面端部の意匠面に連続するアンダーカット形状部が塗装される。
【００１４】
第３金型以外に、請求項２に示すように、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第２隙間が形成されるとともに、前記１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、前記アンダーカット形状部に塗料を注入させるための前記第２隙間に連続する第２’隙間を形成させる第４金型と、
前記第４金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第２塗料を注入させる第２塗料注入機と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の金型内塗装用金型であっても良い。
【００１５】
後述するように、請求項１に記載した金型内塗装用金型用いた請求項３に記載した金型内塗装方法により、意匠面の少なくとも一部及びアンダーカット形状部に、第１塗料からなる第１塗装膜が形成された２次成形体を成形させることができる。ここで、１次成形体及び２次成形体が保持された共通金型に、更に、塗装膜形成用金型である第４金型が組み合わされれば、第１塗装膜形成と同様に、第１塗装膜の有無によらず、２次成形体の意匠面の少なくとも一部に塗料を注入させるための第２隙間を形成させることができる。しかしながら、１次成形体の一部と当接する、第１塗装膜が形成された２次成形体のアンダーカット形状部においては、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮がある程度進行しているため、第３金型の場合のように、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮による、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った新たな隙間はほとんど形成されないか、形成されたとしても塗料を注入させるには不十分な場合が多い。そのため、この第４金型は、１次成形体を型開閉方向に圧縮させることにより、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った第２’隙間を強制的に形成させる。また、第４金型には１次成形体には密着しない第２塗料を注入させる第２塗料注入機が配置されているので、第２隙間に第２塗料を注入させると、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った第２’隙間にも第２塗料を注入させることができ、意匠面端部の意匠面に連続するアンダーカット形状部が塗装される。
【００１６】
このような金型内塗装用金型において、請求項３に示すように、請求項１に記載の金型内塗装用金型を用いた金型内塗装方法であって、
前記１次成形体が成形される第１成形工程と、
前記１次成形体が保持された前記共通金型と前記第１金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第１金型から前記第２金型に切り替えられる第１金型交換工程と、
前記２次成形体が成形される第２成形工程と、
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第２金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第２金型から前記第３金型に切り替えられる第２金型交換工程と、
前記第１隙間に前記第１塗料注入機から前記第１塗料を注入させる第１塗料注入工程と、
前記第１塗料注入工程後、前記第１塗料の硬化時間が経過するまで前記共通金型と前記第３金型との型締め状態を保持させて、前記２次成形体の意匠面の少なくとも１部及び前記アンダーカット形状部に、前記第１塗料からなる第１塗装膜を形成させる第１塗装膜形成工程と、
前記第１塗装膜形成工程後、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第３金型とを型開きさせて、前記２次成形体が前記樹脂成形品として取り出される製品取出工程と、
からなることを特徴とする金型内塗装方法が好ましい。
【００１７】
第１成形工程から第２金型交換工程において、２次成形体の基材である第２樹脂は、第１樹脂を基材とする１次成形体には溶着しないため、後述するように、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮により、当接する１次成形体の一部と２次成形体のアンダーカット形状部とは互いに溶着せず、離間する方向に収縮するため、第１隙間に連続するようにアンダーカット形状部に沿った隙間が形成される。また、第３金型には１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機が配置されているので、第１隙間に第１塗料を注入させると、第１隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った隙間にも第１塗料を注入させることができ、意匠面端部の意匠面に連続するアンダーカット形状部が塗装される。第１塗料は１次成形体には密着しないので、２次成形体には密着するが、当接する１次成形体の一部には密着しない。このように、２次成形体の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部に第１塗装膜を形成させた樹脂成形品を成形させることができる。
【００１８】
更に、請求項４に示すように、請求項２に記載の金型内塗装用金型を用いた請求項３に記載の金型内塗装方法であって、
前記第１塗装膜形成工程後、前記２次成形品及び前記１次成形体が保持された前記共通金型と前記第３金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第３金型から前記第４金型に切り替えられる第３金型交換工程と、
前記第２隙間に前記第２塗料注入機から前記第２塗料を注入させる第２塗料注入工程と、
前記第２塗料注入工程後、前記第２塗料の硬化時間が経過するまで前記共通金型と前記第４金型との型締め状態を保持させて、前記２次成形体の意匠面の少なくとも１部及び前記アンダーカット形状部に、前記第２塗料からなる第２塗装膜を形成させる第２塗装膜形成工程と、
前記第２塗装膜形成工程後、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第４金型とを型開きさせて、前記２次成形体が前記樹脂成形品として取り出される製品取出工程と、
からなることを特徴とする金型内塗装方法であっても良い。
【００１９】
第１塗装膜形成工程完了時には、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮がある程度進行しているため、第３金型の場合のように、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮による、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った新たな隙間はほとんど形成されないか、形成されたとしても塗料を注入させるには不十分な場合が多い。そのため、この第４金型は、１次成形体を型開閉方向に圧縮させることにより、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った第２’隙間を強制的に形成させる。また、第４金型には１次成形体には密着しない第２塗料を注入させる第２塗料注入機が配置されているので、第２隙間に第２塗料を注入させると、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った第２’隙間にも第２塗料を注入させることができ、意匠面端部の意匠面に連続するアンダーカット形状部が塗装される。第２塗料は１次成形体には密着しないので、２次成形体及び第１塗装膜には密着するが、１次成形体の一部には密着しない。このように、２次成形体の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部に第２塗装膜を形成させた樹脂成形品を成形させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る金型内塗装用金型は、意匠面端部の少なくとも一部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を成形する金型内塗装用金型であって、
前記樹脂成形品の非意匠面側のキャビティを有する共通金型と、
前記共通金型と組み合わされて第１キャビティが形成される第１金型と、
前記第１キャビティに第１樹脂を射出充填させて成形される１次成形体と、
前記樹脂成形品の意匠面側のキャビティを有するとともに、前記１次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて形成される第２キャビティに、前記１次成形体と溶着しない第２樹脂を射出充填させて成形される２次成形体の前記１次成形体と当接する部分において前記アンダーカット形状部を成形させる第２金型と、
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第１隙間が形成される第３金型と、
前記第３金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機と、
を備えているため、樹脂成形品（２次成形体）の意匠面の少なくとも一部、及び、意匠面端部のアンダーカット形状部に第１塗料からなる第１塗装膜を形成させることができ、意匠面端部に意匠面に連続するアンダーカット形状部を有する樹脂成形品であっても、該アンダーカット形状部が塗装される。
【００２１】
また、本発明に係る金型内塗装用金型は、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第２隙間が形成されるとともに、前記１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、前記アンダーカット形状部に塗料を注入させるための前記第２隙間に連続する第２’隙間を形成させる第４金型と、
前記第４金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第２塗料を注入させる第２塗料注入機と、
を備えているため、第１塗装膜の形成と同様に、樹脂成形品（２次成形体）の意匠面の少なくとも一部、及び、意匠面端部のアンダーカット形状部に第２塗料からなる第２塗装膜を形成させることができ、意匠面端部に意匠面に連続するアンダーカット形状部を有する樹脂成形品であっても、該アンダーカット形状部が塗装される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１に係る、意匠面端部に塗装されるアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る成形工程の前半を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る成形工程の後半を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係る成形工程を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１、図２及び図３を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は本発明の実施例１に係る、塗装される意匠面端部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を示す図である。図１（ａ）が正面図、図１（ｂ）が図１（ａ）のＡ−Ａ矢視における縦断面図、図１（ｃ）が図１（ｂ）のＢ部拡大図である。図２は本発明の実施例１に係る成形工程の前半を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。図２（ａ）が第１成形工程、図２（ｂ）が第１成形工程後の型開き状態、図２（ｃ）が第１金型交換工程、図２（ｄ）が第２成形工程、図２（ｅ）が第２成形工程後の型開き状態を示す。図３は本発明の実施例１に係る成形工程の後半を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。図３（ａ）が第２金型交換工程、図３（ｂ）が第１塗料注入工程前の型閉じ状態、図３（ｃ）が第１塗料注入工程、図３（ｄ）が第１塗装膜形成工程後の型開き状態、図３（ｅ）が製品取出工程を示す。
【００２５】
最初に、図１を参照しながら、本発明の実施例１に係る、意匠面端部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を説明する。図１に示すように、本発明の実施例１に係る樹脂成形品１０は、四角形の平板部１０ａを有し、平板部１０ａの全周に連続する立ち上がり部１０ｂが、平板部１０ａに直交するように形成されるとともに、立ち上がり部１０ｂの端部全周が、樹脂成形品１０の非意匠面１０ｄに至るまで凸状の円弧を描くようにアンダーカット形状部１０ｃとして形成されている。そして、これらを形成する、第２樹脂１１ｂから成る２次成形体１１において、非意匠面１０ｄ以外の意匠面、すなわち、平板部１０ａ、立ち上がり部１０ｂ及びアンダーカット形状部１０ｃに第１塗料１２ｂから成る第１塗装膜１２を形成させたものである。ここで、アンダーカット形状部とは、先に説明したように、製品取出方向に対し、製品取出方向と略直交する方向に拡大する傾斜面を有する形状である。すなわち、平板部１０ａに直交する方向（立ち上がり部１０ｂに平行）で２次成形体１１の平板部１０ａ側が矢印１０ｅで示される製品取出方向であり、製品取出方向と略直交する方向に拡大する傾斜面がアンダーカット形状部１０ｃとなる。
【００２６】
次に、図２及び図３を参照しながら、本発明の実施例１に係る成形工程を説明する。図２及び図３は成形工程の理解を容易にするために、図１（ｃ）で示される樹脂成形品１０の一部分を成形する金型部分について、成形工程を順に図示したものである。図２（ａ）は共通金型４と第１金型５とが組み合わされて形成される第１キャビティ９ａに図示しない第１射出ユニットから第１樹脂用ゲート９ｄを介して第１樹脂９ｂが射出充填され１次成形体９が成形される第１成形工程を示す。１次成形体９の一部９ｃは、第２金型６と組み合わされて２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを形成するキャビティとなる。
【００２７】
次に、第１成形工程後、第１キャビティ９ａ内の１次成形体９の冷却固化時間経過後、図２（ｂ）に示すように、１次成形体９が保持された共通金型４から図示しない型締装置により第１金型５が型開きされる。その後、図示しない型締装置に配置された図示しない金型移動手段により、図２（ｃ）に示すように、共通金型４と対向する位置の第１金型５に代えて、第２金型６が共通金型４と対向する位置に相対的に移動される第１金型交換工程が行われる。ここで、図示しない型締装置に取り付けられた図示しない金型移動手段は、射出成形機の固定盤及び可動盤のいずれか一方に配置されたダイスライドインジェクション（ＤＳＩ）方式やダイロータリインジェクション（ＤＲＩ）方式の金型移動手段、あるいは、固定盤と可動盤との間で複数の金型を型開閉方向と垂直な方向に回転させ、型開閉方向に移動させる回転盤方式の金型移動手段等、公知の金型移動手段が採用されれば良い。また、１次成形体９が保持された共通金型４に対して第１金型５及び第２金型６が移動されても、第１金型５及び第２金型６に対して１次成形体９が保持された共通金型４が移動されても良く、共通金型４と第１金型５及び第２金型６との組み合わせが相対的に切り替えられれば、それぞれの金型の取付位置やその移動方法に制約はない。
【００２８】
第１金型交換工程後、図２（ｄ）に示すように、共通金型４と共通金型４に保持された１次成形体９と第２金型６とが組み合わされて形成される第２キャビティ１１ａに、図示しない第２射出ユニットから第２樹脂用ゲート１１ｄを介して第２樹脂１１ｂが射出充填され２次成形体１１が成形される２次成形工程が行われる。ここで、１次成形体の一部９ｃが２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを形成するキャビティとなっており、１次成形体９の一部９ｃと当接する部分において２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃが成形されることは先に説明したとおりである。また、樹脂成形品１０（２次成形体１１）の基材である第２樹脂１１ｂは、第１樹脂９ｂを基材とする１次成形体９には溶着せず、１次成形体９の一部９ｃを２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを形成するキャビティとして機能させることができることも先に説明したとおりである。１次成形体９及び２次成形体１１の溶着しない具体的な組み合わせとしては、１次成形体９の基材となる第１樹脂９ｂがポリプロピレン、２次成形体１１の基材となる第２樹脂１１ｂがＡＢＳの組み合わせ等が挙げられる。
【００２９】
次に、２次成形工程後、第２キャビティ１１ａ内の２次成形体１１の冷却固化時間経過後、図２（ｅ）に示すように、１次成形体９及び２次成形体１１が保持された共通金型４から図示しない型締装置により第２金型６が型開きされる。その後、図示しない金型移動手段により、図３（ａ）に示すように、共通金型４と対向する位置の第２金型６に代えて、第３金型７が共通金型４と対向する位置に相対的に移動される第２金型交換工程が行われる。ここで、第１成形工程から第２金型交換工程に至る工程において、１次成形体９及び２次成形体１１の冷却固化収縮は進行中であり、共に図３（ａ）に示す各成形体の断面の中央部方向に、且つ、全体として共通金型４に抱き付くように同図中に矢印で示すように収縮する。そのため、当接する１次成形体９の一部９ｃと２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃとは互いに離間する方向に収縮し、また、１次成形体９（第１樹脂９ｂ）と２次成形体１１（第２樹脂１１ｂ）とは溶着しないため、アンダーカット形状部１０ｃに沿うように第１’隙間１２ａ’が形成される。
【００３０】
第２金型交換工程後、図３（ｂ）に示すように、共通金型４と共通金型４に保持された１次成形体９及び２次成形体１１と第３金型７とが組み合わされ、２次成形体１１の意匠面、すなわち、平板部１０ａ及び立ち上がり部１０ｂの少なくとも一部と第３金型７との間に塗料を注入させるための第１隙間１２ａが形成される。第１隙間１２ａは、１次成形体９及び２次成形体１１の冷却固化収縮代を考慮して、２次成形体１１の平板部１０ａ及び立ち上がり部１０ｂに適切な厚みの第１塗装膜１２が形成されるように、且つ、先に形成された第１’隙間１２ａ’と連続するように形成されるべきことは言うまでもない。また、後述する第１塗料注入工程において、第１隙間１２ａ及び第１’隙間１２ａ’に注入させた第１塗料１２ｂが漏れ出すことを防止できる程度の圧縮力を、１次成形体９と第３金型７との型開閉方向に略直交する接触面７ａに生じさせた状態で型締めされるように共通金型４と第３金型７との型合わせが設計される。
【００３１】
共通金型４と第３金型７との型合わせ後、所定の型締め力が付与された状態で図３（ｃ）に示すように第１塗料注入工程が行われる。第３金型７には塗装膜形成用金型として第１塗料注入機３０が配置されており、塗料管路３０ａを介して第１隙間１２ａに所定量の第１塗料１２ｂを所定圧力で注入させることができる。この第１塗料１２ｂは、１次成形体９には密着せず、２次成形体１１の基材樹脂となる第２樹脂１１ｂとの密着性に優れた熱硬化性塗料が採用されることが一般的であるが、条件を満たせば、他の塗料や硬化後に塗料以外の被覆機能を有する被覆剤であっても良い。当接する１次成形体９の一部９ｃと２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃとの間に形成された第１’隙間１２ａ’には連続する第１隙間１２ａを介して第１塗料１２ｂを注入させる。ここで１次成形体９と第３金型７との型開閉方向に略直交する接触面７ａには、先に説明したように、型締め力により所定の圧縮力を生じさせているため、接触面７ｄから第１塗料１２ｂが金型外に漏れ出すことを防止できる。また、１次成形体９は全体として共通金型４に抱き付くように冷却固化収縮するため、１次成形体９と共通金型４との型開閉方向に平行な接触面４ａはその冷却固化収縮力によりシールされ、接触面４ａから第１塗料１２ｂが金型外に漏れ出すことを防止できる。接触面４ａ及び接触面７ａがシールされれば他の接触面から第１塗料１２ｂが金型外に漏れ出すことはない。
【００３２】
第１塗料注入工程後、図３（ｃ）の状態のまま第１塗料１２ｂが硬化して第１塗装膜１２が形成されるまで、所定の型締め力を維持させる第１塗装膜形成工程が行われる。第１塗装膜形成工程後、図３（ｄ）に示すように、１次成形体９及び２次成形体１１が保持された共通金型４から図示しない型締装置により第３金型７が型開きされる。その後、図３（ｅ）に示すように、１次成形体９が共通金型４に保持されたまま、意匠面の平板部１０ａ及び立ち上がり部１０ｂの少なくとも一部とアンダーカット形状部１０ｃに第１塗装膜１２が形成された２次成形体１１、すなわち樹脂成形品１０のみが図示しない製品取出手段により金型外に搬送される製品取出工程が行われる。１次成形体９は成形サイクル毎に樹脂成形品１０と一体で、あるいは樹脂成形品１０の取り出し後に、共通金型４から取り出されても良いが、樹脂成形品１０が製品品質や製品基準を満たすことを前提に、共通金型４に保持させたまま、２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを成形するためのキャビティとして継続して使用されることが好ましい。先に説明したように、当接する１次成形体９の一部９ｃと第１塗装膜１２が形成された２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃとは密着しないため、いずれの製品取出工程においても、１次成形体９と２次成形体１１との分離は容易である。
【００３３】
このように、図２（ａ）から図３（ｅ）までの工程を繰り返すことにより、２次成形体１１の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部１０ｃに第１塗装膜１２を形成させた樹脂成形品１０を成形させることができる。２次成形体１１の意匠面端部のアンダーカット形状部１０ｃには、１次成形体９及び２次成形体１１の冷却固化収縮により第１塗装膜１２を形成させるが、それ以外の意匠面のどの範囲に第１塗装膜１２を形成させるかは、第１隙間１２ａを形成させる第３金型７の設計により部分的、あるいは全面への形成、更には全く形成させない等が選択可能である。また、１次成形体９が２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを成形するためのキャビティとして継続して使用されれば、図２（ｄ）から図３（ｅ）までの工程を繰り返せば良く、成形サイクルタイムの短縮と１次成形体９の基材である第１樹脂９ｂの使用量削減が期待できる。
【実施例２】
【００３４】
図４を参照しながら本発明の実施例２を説明する。図４は本発明の実施例２に係る成形工程を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。図４（ａ）が第３金型交換工程、図４（ｂ）が第２塗料注入工程前の型閉じ状態、図４（ｃ）が第２塗料注入工程、図４（ｄ）が第２塗装膜形成工程後の型開き状態、図４（ｅ）が製品取出工程を示す。また、図中の符号については、基本的に実施例１と同じ構成部材には実施例１と同じ符号を付している。
【００３５】
実施例２は、実施例１で２次成形体１１の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部に第１塗装膜を形成させた樹脂成形品に対して、更に別の塗装膜形成用金型である第４金型を使用して、２次成形体１１の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部に、別の第２塗装膜を形成させるものである。よって実施例２においては、新たに使用される第４金型と、実施例１の図３（ｄ）以降に行われる新たな成形工程のみ説明するものとする。また、図４も図２及び図３と同様に、成形工程の理解を容易にするために、図１（ｃ）で示される樹脂成形品１０の一部分を成形する金型部分について、成形工程を順に図示するものとする。
【００３６】
図３（ｄ）に示す、第１塗装膜形成工程後の型開き後、図４（ａ）に示すように、共通金型４と対向する位置の第３金型７に代えて、第４金型８が共通金型４と対向する位置に相対的に移動される第３金型交換工程が行われる。実施例１と同様に、金型移動手段は公知の手段が採用されれば良く、また、１次成形体９及び２次成形体１１が保持された共通金型４に対して第３金型７及び第４金型８が移動されても、第３金型７及び第４金型８に対して１次成形体９及び２次成形体１１が保持された共通金型４が移動されても良く、共通金型４と、第３金型７及び第４金型８との組み合わせが相対的に切り替えられればそれぞれの金型の取付位置やその移動方法に制約はない。
【００３７】
実施例１との相違点は、第１塗装膜形成工程完了時には、１次成形体９及び２次成形体１１の冷却固化収縮がある程度進行しているため、実施例１の図３（ａ）に示すような、第１隙間１２ａに連続するアンダーカット形状部１０ｃに沿った新たな隙間はほとんど形成されないか、形成されたとしても塗料を注入させるには不十分な場合が多い点である。
【００３８】
そのため、第３金型交換工程後、図４（ｂ）に示すように、共通金型４と共通金型４に保持された１次成形体９及び２次成形体１１と第４金型８とが組み合わされるとき、１次成形体９と第４金型８との型開閉方向に略直交する接触面８ａにおいて、１次成形体９を図中の矢印で示した型開閉方向に圧縮させるように型合わせさせる。１次成形体９の一部９ｃと２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃに形成された第１塗装膜１２とは密着しないため、この圧縮により、型開閉方向に圧縮された１次成形体９の一部９ｃと２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃに形成された第１塗装膜１２と間に新たな第２’隙間２２ａ’を強制的に形成させる。ここで、第４金型８により、２次成形体１１の意匠面、すなわち、平板部１０ａ及び立ち上がり部１０ｂの少なくとも一部と第４金型８との間に塗料を注入させるための第２隙間２２ａが形成され、その第２隙間２２ａが強制的に形成された第２’隙間２２ａ’と連続することは言うまでもない。
【００３９】
後述する第２塗料注入工程において、第２隙間２２ａ及び第２’隙間２２ａ’に注入させた第２塗料２２ｂは、１次成形体９と第４金型８との型開閉方向に略直交する接触面８ａにおいては、先に説明した１次成形体９の型開閉方向の圧縮によりシールされ、金型外に漏れ出すことを防止できる。また、１次成形体９と共通金型４との型開閉方向に平行な接触面４ａにおいては、その冷却固化収縮力によるシールが維持され、接触面４ａから第２塗料２２ｂが金型外に漏れ出すことを防止できる。また、１次成形体９は、１次成形体９と第４金型８との型開閉方向に略直交する接触面８ａにおいてのみ圧縮されるため、１次成形体９をその型開閉方向に直交する面において均一に圧縮させることは困難である。そのため、第２’隙間２２ａ’は、第４金型８に近い程広く、共通金型４に近いほど狭くならざるを得ない。しかしながら、塗料を注入させる隙間は数十μｍ（マイクロメータ）前後あれば良く、１次成形体９の型開閉方向の圧縮がその型開閉方向に直交する面において不均一であっても、塗料がシールされる１次成形体９と第４金型８との接触面８ａまで第２塗料２２ｂを注入させることができる。
【００４０】
１次成形体９の型開閉方向の圧縮量は、１次成形体９をキャビティとして継続して使用されることを考慮すれば、その弾性変形域に留まる圧縮量であることが好ましく、１次成形体９の樹脂種類、断面形状、第２塗料２２の注入圧力等を考慮して適宜決定されるべきである。第２塗料注入工程における型締め力は、共通金型４と第４金型８との接触面８ａ’において支持されることが好ましいが、１次成形体９の圧縮量が弾性変形域に留まり、且つ、１次成形体９が第２塗料２２ｂの注入圧力に適応する型締め力に対抗できる剛性を有していれば、型締め力が付与された状態で、接触面８ａ’に所定量の隙間が生じる型合わせでも良い。
【００４１】
共通金型４と第４金型８との型合わせ後、所定の型締め力が付与された状態で図４（ｃ）に示すように第２塗料注入工程が行われる。第４金型８には塗装膜形成用金型として第２塗料注入機３１が配置されており、塗料管路３１ａを介して第２隙間２２ａに所定量の第２塗料２２ｂを所定圧力で注入させることができる。この第２塗料２２ｂも、１次成形体９には密着せず、２次成形体１１の基材樹脂となる第２樹脂１１ｂ及び第１塗装膜１２（第１塗料１２ｂ）との密着性に優れた熱硬化性塗料が採用されることが一般的であるが、条件を満たせば、他の塗料や硬化後に塗料以外の被覆機能を有する被覆剤であっても良い。強制的に形成させた第２’隙間２２ａ’には連続する第２隙間２２ａを介して第２塗料２２ｂを注入させる。先に説明したように、１次成形体９と第４金型８との型開閉方向に略直交する接触面８ａ及び１次成形体９と共通金型４との型開閉方向に平行な接触面４ａはシールされ、これらの接触面から第２塗料２２ｂが金型外に漏れ出すことを防止できる。接触面４ａ及び接触面８ａがシールされれば他の接触面から第２塗料２２ｂが金型外に漏れ出すことはない。
【００４２】
第２塗料注入工程後、図４（ｃ）の状態のまま第２塗料２２ｂが硬化して第２塗装膜２２が形成されるまで、所定の型締め力を維持させる第２塗装膜形成工程が行われる。第２塗装膜形成工程の完了後、図４（ｄ）に示すように、１次成形体９及び２次成形体１１が保持された共通金型４から図示しない型締装置により第４金型８が型開きされる。その後、図４（ｅ）に示すように、１次成形体９が共通金型４に保持されたまま、意匠面の平板部１０ａ及び立ち上がり部１０ｂの少なくとも一部とアンダーカット形状部１０ｃとに第２塗装膜２２が形成された２次成形体１１、すなわち樹脂成形品２０のみが図示しない製品取出手段により金型外に搬送される製品取出工程が行われる。
【００４３】
このように、図４（ａ）から図４（ｅ）までの工程により、２次成形体１１の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部１０ｃに第２塗装膜２２を形成させた樹脂成形品２０を成形させることができる。アンダーカット形状部１０ｃ以外の意匠面のどの範囲に第２塗装膜２２を形成させるかは、実施例１と同様に、第２隙間２２ａを形成させる第４金型８の設計により部分的、あるいは全面への形成、更には全く形成させない等が選択可能である。また、１次成形体９が２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを成形するためのキャビティとして継続して使用されることが好ましいことは言うまでもない。また、実施例１において、２次成形体１１の意匠面に形成させた有色の第１塗装膜１２の表面に、実施例２において無色の第２塗装膜２２を形成させれば、近年、家電製品等に多く採用される、高光沢を有する塗装膜を意匠面の任意の範囲に形成させた樹脂成形品を本発明の金型内塗装用金型及び金型内塗装方法により成形させることができる。
【００４４】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、実施例１において、塗料を注入させるための２次成形体のアンダーカット形状部に沿った隙間を１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮により形成されるものとしたが、これにより十分な隙間が形成されない場合があれば、実施例２の第４金型のように、第３金型により１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、強制的に必要な隙間を形成させても良い。逆に、実施例２において、第４金型により１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、同隙間を強制的に形成させるものとしたが、第２塗料注入工程時点において、まだ塗料を注入させる十分な隙間が形成されるような成形形状や成形条件であれば、第４金型により１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、同隙間を強制的に形成させる必要はない。また、第１塗料注入工程完了時には、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮がある程度進行しているため、アンダーカット形状部に沿った新たな隙間はほとんど形成されないか、形成されたとしても塗料を注入させるには不十分な場合が多いことは先に説明したとおりであるが、第４金型により１次成形体を型開閉方向に圧縮させるアンダーカット形状部を選択すれば、アンダーカット形状部のどの範囲に第２塗装膜を形成させるかどうかの選択が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
４ 共通金型
５ 第１金型
６ 第２金型
７ 第３金型
８ 第４金型
９ １次成形体
９ａ 第１キャビティ
９ｂ 第１樹脂
９ｃ １次成形体の一部
１０ 樹脂成形品
１０ｃ アンダーカット形状部
１０ｄ 非意匠面
１１ ２次成形体
１１ａ 第２キャビティ
１１ｂ 第２樹脂
１２ 第１塗装膜
１２ａ 第１隙間
１２ａ’ 第１’隙間
１２ｂ 第１塗料
２０ 樹脂成形品
２２ 第２塗装膜
２２ａ 第２隙間
２２ａ’ 第２’隙間
２２ｂ 第２塗料
３０ 第１塗料注入機
３１ 第２塗料注入機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型内で樹脂成形品を成形した後、樹脂成形品を金型から取り出さないまま塗料等によって樹脂成形品の表面を塗装する金型内塗装用金型及び金型内塗装方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形品の装飾性を高める方法として、表面に塗料を塗布する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樹脂成形品を金型から取り出した後、スプレー法や浸漬法等により、樹脂成形品の表面に塗料を塗布することが一般的であり、塗布された塗料はその後、乾燥・硬化することによって、強固な塗装膜となり樹脂成形品の表面を被覆し、表面を加飾するとともに保護する。
【０００３】
近年においては前記塗装方法の工程の簡略化を目的とし、樹脂成形品の成形と塗料による被覆とを同一の金型内で行う金型内塗装方法（型内被覆成形方法ともいう。いわゆるインモールドコーティング。）が提案されている。この一般的な方法では、樹脂成形品を金型内で射出成形した後、金型を少し開いた（微小型開き）状態にさせることにより、金型内において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る。そして、該隙間に塗料注入機を使用して塗料を注入させた後、金型を再度型締めさせることによって樹脂成形品の表面に塗料を均一に拡張させ、その後硬化させて被覆が行われる。また、成形した樹脂成形品を非意匠面側の金型に保持させた状態で型開きさせ、様々な金型交換手段により、非意匠面側の金型と対向する位置に塗装膜形成用金型を移動させ、非意匠面側の金型と塗装膜形成用金型とを型締めさせ、樹脂成形品の意匠面と塗装膜形成用金型の金型キャビティとの間に形成させた隙間に塗料を注入させた後、そのまま金型内で硬化させて被覆が行われる別の方法もある。
【０００４】
前記金型内塗装方法によれば、樹脂成形品の成形と前記被覆とが同一の金型内あるいは同一の成形サイクル内で行われるため、工程の省略化によるコストダウンが可能である。また、それと同時に、空中に浮遊している塵が硬化する前の塗装膜に付着して不良となるといったことがほとんどなくなり、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部品等に、前記金型内塗装方法の利用が検討されている。しかしながら、意匠面端部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を金型内塗装用金型及び金型内塗装方法で成形・塗装する場合に、以下の問題点があった。
【０００５】
アンダーカット形状部とは、樹脂成形品の金型からの製品取出方向（型開き方向）に略直交するように、金型の型開閉方向の中心軸側に向かって引き込まれている凹部（金型においては凸部）を有し、そのまま、樹脂成形品を製品取出方向に引き抜くことができない形状、あるいは、製品取出方向に対し、製品取出方向と略直交する方向に拡大する傾斜面を有する形状である。ここで、本発明で課題とするのは、後者のアンダーカット形状部であり、前者のアンダーカット形状部ではない。先に説明した一般的な方法で使用される金型内塗装用金型においては、金型を微小型開きした際に、注入された塗料が漏れないように、固定金型と可動金型との間に、特許文献１の図５に示すような、金型の型開閉方向Ａに擦り合わされる合わせ面Ｓが設けられる必要がある。しかしながら、樹脂成形品の端部に特許文献１の図７に示すような後者形状のアンダーカット形状部である傾斜面９３ｂを有する場合、合わせ面Ｓを設けると、傾斜面９３ｂと合わせ面Ｓとの間に先鋭な型部９５ｂが生じ、十分な強度が保持できず破損する可能性があって現実的でない。一方、このような強度不足を解消するために、特許文献１の図８に示すような、アンダーカット形状部をなくした樹脂成形品を成形・塗装した後、余剰部Ｒを除去する方法もあるが、この面取り工程により工数が増大する上、面取り部の外観も悪化してしまう。
【０００６】
この問題点を解決するため、特許文献１には、金型キャビティが、アンダーカット形状部と意匠面との境界部に、その一端が該境界部に連通するともに、型開閉方向に直交する方向に延出して他端が合わせ面に連通する補助キャビティを有する金型内塗装方法及び金型内塗装用金型が開示されている。この方法と金型では、金型を微小型開きさせて形成された隙間に注入させた塗料が、意匠面だけでなく、該意匠面にその一端が連通する補助キャビティに形成された補助成形部表面にも塗装膜が形成されるが、注入させた塗料は補助キャビティに連通する合わせ面において遮断されるため、塗料が金型外へと流れ出すことが防止される。そして、樹脂成形品を金型外へ取り出した後、樹脂成形品に連続して形成された補助成形部を塗装膜ごと除去すれば、意匠面端部まで塗装された樹脂成形品を得ることができる。補助成形部は比較的肉薄で成形されるので、その除去に要する工程は特許文献１の図８に示された余剰部Ｒの除去に要する工程に比べて十分に小さいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２６４０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載の金型内塗装方法及び金型内塗装用金型では、意匠面端部まで塗装されるものの、補助成形部の除去面、及び、アンダーカット形状となる非意匠面の傾斜面９３ｂは塗装されない。そのため、このようなアンダーカット形状となる非意匠面の傾斜面９３ｂも意匠面であるような、意匠面端部に意匠面に連続するアンダーカット形状部を有する樹脂成形品において、意匠面であるアンダーカット形状部が塗装されないという問題がある。
【０００９】
また、別の方法で使用される金型内塗装用金型においては、樹脂成形品の意匠面を成形する成形用金型に代えて、意匠面との間に塗料を注入させる隙間を形成させる塗装膜形成用金型を使用するため、意匠面端部に意匠面に連続する後者形状のアンダーカット形状部がある場合、アンダーカット形状部との間に同隙間を形成させることは現実的に困難である。可動中子等の可動部によりアンダーカット形状部との間に隙間を形成させるようにしても、隙間に注入される塗料が可動部の摺動部分に浸入するため、可動部の作動トラブルの要因となる上、金型費用やメンテナンス費用が増大するため、このような構造の採用は現実的ではない。
【００１０】
本発明は、上記したような問題点を鑑みてなされたもので、具体的には、意匠面端部に意匠面に連続するアンダーカット形状部を有する樹脂成形品であっても、該アンダーカット形状部が塗装される金型内塗装用金型及び金型内塗装方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の上記目的は、請求項１に示すように、意匠面端部の少なくとも一部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を成形する金型内塗装用金型であって、
前記樹脂成形品の非意匠面側のキャビティを有する共通金型と、
前記共通金型と組み合わされて第１キャビティが形成される第１金型と、
前記第１キャビティに第１樹脂を射出充填させて成形される１次成形体と、
前記樹脂成形品の意匠面側のキャビティを有するとともに、前記１次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて形成される第２キャビティに、前記１次成形体と溶着しない第２樹脂を射出充填させて成形される２次成形体の前記１次成形体と当接する部分において前記アンダーカット形状部を成形させる第２金型と、
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第１隙間が形成される第３金型と、
前記第３金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機と、
を備えたことを特徴とする金型内塗装用金型によって達成される。
【００１２】
すなわち、まず、共通金型と第１金型とが組み合わされて形成される第１キャビティに第１樹脂を射出充填させて１次成形体を成形させ、樹脂成形品の意匠面端部のアンダーカット形状部が形成されるキャビティを、金型キャビティではなくその１次成形体の一部として形成させる。その１次成形体が保持された共通金型と第２金型とが組み合わされて形成される第２キャビティを、樹脂成形品となる２次成形体の成形用キャビティとし、その第２キャビティに第２樹脂を射出充填させて成形される２次成形体の１次成形体と当接する部分においてアンダーカット形状部を成形させることにより、２次成形体が意匠面端部の少なくとも一部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品として成形される。樹脂成形品（２次成形体）の基材である第２樹脂は、第１樹脂を基材とする１次成形体には溶着しないため、当接する１次成形体の一部と２次成形体のアンダーカット形状部とは溶着せず、１次成形体の一部を第２キャビティの一部として機能させることができる。
【００１３】
次に、それら１次成形体及び２次成形体が保持された共通金型と、塗装膜形成用金型である第３金型とが組み合わされることにより、アンダーカット形状部を除く２次成形体の意匠面と第３金型との間の少なくとも一部に塗料を注入させるための第１隙間を形成させることができる。ここで、後述するように、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮により、当接する１次成形体の一部と２次成形体のアンダーカット形状部とは互いに溶着せず、離間する方向に収縮するため、第１隙間に連続するようにアンダーカット形状部に沿った隙間が形成される。第３金型には１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機が配置されているので、第１隙間に第１塗料を注入させると、第１隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った隙間にも第１塗料を注入させることができ、意匠面端部の意匠面に連続するアンダーカット形状部が塗装される。
【００１４】
第３金型以外に、請求項２に示すように、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第２隙間が形成されるとともに、前記１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、前記アンダーカット形状部に塗料を注入させるための前記第２隙間に連続する第２’隙間を形成させる第４金型と、
前記第４金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第２塗料を注入させる第２塗料注入機と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の金型内塗装用金型であっても良い。
【００１５】
後述するように、請求項１に記載した金型内塗装用金型用いた請求項３に記載した金型内塗装方法により、意匠面の少なくとも一部及びアンダーカット形状部に、第１塗料からなる第１塗装膜が形成された２次成形体を成形させることができる。ここで、１次成形体及び２次成形体が保持された共通金型に、更に、塗装膜形成用金型である第４金型が組み合わされれば、第１塗装膜形成と同様に、第１塗装膜の有無によらず、２次成形体の意匠面の少なくとも一部に塗料を注入させるための第２隙間を形成させることができる。しかしながら、１次成形体の一部と当接する、第１塗装膜が形成された２次成形体のアンダーカット形状部においては、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮がある程度進行しているため、第３金型の場合のように、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮による、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った新たな隙間はほとんど形成されないか、形成されたとしても塗料を注入させるには不十分な場合が多い。そのため、この第４金型は、１次成形体を型開閉方向に圧縮させることにより、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った第２’隙間を強制的に形成させる。また、第４金型には１次成形体には密着しない第２塗料を注入させる第２塗料注入機が配置されているので、第２隙間に第２塗料を注入させると、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った第２’隙間にも第２塗料を注入させることができ、意匠面端部の意匠面に連続するアンダーカット形状部が塗装される。
【００１６】
このような金型内塗装用金型において、請求項３に示すように、請求項１に記載の金型内塗装用金型を用いた金型内塗装方法であって、
前記１次成形体が成形される第１成形工程と、
前記１次成形体が保持された前記共通金型と前記第１金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第１金型から前記第２金型に切り替えられる第１金型交換工程と、
前記２次成形体が成形される第２成形工程と、
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第２金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第２金型から前記第３金型に切り替えられる第２金型交換工程と、
前記第１隙間に前記第１塗料注入機から前記第１塗料を注入させる第１塗料注入工程と、
前記第１塗料注入工程後、前記第１塗料の硬化時間が経過するまで前記共通金型と前記第３金型との型締め状態を保持させて、前記２次成形体の意匠面の少なくとも１部及び前記アンダーカット形状部に、前記第１塗料からなる第１塗装膜を形成させる第１塗装膜形成工程と、
前記第１塗装膜形成工程後、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第３金型とを型開きさせて、前記２次成形体が前記樹脂成形品として取り出される製品取出工程と、
からなることを特徴とする金型内塗装方法が好ましい。
【００１７】
第１成形工程から第２金型交換工程において、２次成形体の基材である第２樹脂は、第１樹脂を基材とする１次成形体には溶着しないため、後述するように、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮により、当接する１次成形体の一部と２次成形体のアンダーカット形状部とは互いに溶着せず、離間する方向に収縮するため、第１隙間に連続するようにアンダーカット形状部に沿った隙間が形成される。また、第３金型には１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機が配置されているので、第１隙間に第１塗料を注入させると、第１隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った隙間にも第１塗料を注入させることができ、意匠面端部の意匠面に連続するアンダーカット形状部が塗装される。第１塗料は１次成形体には密着しないので、２次成形体には密着するが、当接する１次成形体の一部には密着しない。このように、２次成形体の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部に第１塗装膜を形成させた樹脂成形品を成形させることができる。
【００１８】
更に、請求項４に示すように、請求項２に記載の金型内塗装用金型を用いた請求項３に記載の金型内塗装方法であって、
前記第１塗装膜形成工程後、前記２次成形品及び前記１次成形体が保持された前記共通金型と前記第３金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第３金型から前記第４金型に切り替えられる第３金型交換工程と、
前記第２隙間に前記第２塗料注入機から前記第２塗料を注入させる第２塗料注入工程と、
前記第２塗料注入工程後、前記第２塗料の硬化時間が経過するまで前記共通金型と前記第４金型との型締め状態を保持させて、前記２次成形体の意匠面の少なくとも１部及び前記アンダーカット形状部に、前記第２塗料からなる第２塗装膜を形成させる第２塗装膜形成工程と、
前記第２塗装膜形成工程後、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第４金型とを型開きさせて、前記２次成形体が前記樹脂成形品として取り出される製品取出工程と、
からなることを特徴とする金型内塗装方法であっても良い。
【００１９】
第１塗装膜形成工程完了時には、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮がある程度進行しているため、第３金型の場合のように、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮による、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った新たな隙間はほとんど形成されないか、形成されたとしても塗料を注入させるには不十分な場合が多い。そのため、この第４金型は、１次成形体を型開閉方向に圧縮させることにより、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った第２’隙間を強制的に形成させる。また、第４金型には１次成形体には密着しない第２塗料を注入させる第２塗料注入機が配置されているので、第２隙間に第２塗料を注入させると、第２隙間に連続するアンダーカット形状部に沿った第２’隙間にも第２塗料を注入させることができ、意匠面端部の意匠面に連続するアンダーカット形状部が塗装される。第２塗料は１次成形体には密着しないので、２次成形体及び第１塗装膜には密着するが、１次成形体の一部には密着しない。このように、２次成形体の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部に第２塗装膜を形成させた樹脂成形品を成形させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る金型内塗装用金型は、意匠面端部の少なくとも一部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を成形する金型内塗装用金型であって、
前記樹脂成形品の非意匠面側のキャビティを有する共通金型と、
前記共通金型と組み合わされて第１キャビティが形成される第１金型と、
前記第１キャビティに第１樹脂を射出充填させて成形される１次成形体と、
前記樹脂成形品の意匠面側のキャビティを有するとともに、前記１次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて形成される第２キャビティに、前記１次成形体と溶着しない第２樹脂を射出充填させて成形される２次成形体の前記１次成形体と当接する部分において前記アンダーカット形状部を成形させる第２金型と、
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第１隙間が形成される第３金型と、
前記第３金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機と、
を備えているため、樹脂成形品（２次成形体）の意匠面の少なくとも一部、及び、意匠面端部のアンダーカット形状部に第１塗料からなる第１塗装膜を形成させることができ、意匠面端部に意匠面に連続するアンダーカット形状部を有する樹脂成形品であっても、該アンダーカット形状部が塗装される。
【００２１】
また、本発明に係る金型内塗装用金型は、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第２隙間が形成されるとともに、前記１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、前記アンダーカット形状部に塗料を注入させるための前記第２隙間に連続する第２’隙間を形成させる第４金型と、
前記第４金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第２塗料を注入させる第２塗料注入機と、
を備えているため、第１塗装膜の形成と同様に、樹脂成形品（２次成形体）の意匠面の少なくとも一部、及び、意匠面端部のアンダーカット形状部に第２塗料からなる第２塗装膜を形成させることができ、意匠面端部に意匠面に連続するアンダーカット形状部を有する樹脂成形品であっても、該アンダーカット形状部が塗装される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例１に係る、意匠面端部に塗装されるアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る成形工程の前半を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る成形工程の後半を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。
【図４】本発明の実施例２に係る成形工程を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００２４】
図１、図２及び図３を参照しながら本発明の実施例１を説明する。図１は本発明の実施例１に係る、塗装される意匠面端部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を示す図である。図１（ａ）が正面図、図１（ｂ）が図１（ａ）のＡ−Ａ矢視における縦断面図、図１（ｃ）が図１（ｂ）のＢ部拡大図である。図２は本発明の実施例１に係る成形工程の前半を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。図２（ａ）が第１成形工程、図２（ｂ）が第１成形工程後の型開き状態、図２（ｃ）が第１金型交換工程、図２（ｄ）が第２成形工程、図２（ｅ）が第２成形工程後の型開き状態を示す。図３は本発明の実施例１に係る成形工程の後半を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。図３（ａ）が第２金型交換工程、図３（ｂ）が第１塗料注入工程前の型閉じ状態、図３（ｃ）が第１塗料注入工程、図３（ｄ）が第１塗装膜形成工程後の型開き状態、図３（ｅ）が製品取出工程を示す。
【００２５】
最初に、図１を参照しながら、本発明の実施例１に係る、意匠面端部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を説明する。図１に示すように、本発明の実施例１に係る樹脂成形品１０は、四角形の平板部１０ａを有し、平板部１０ａの全周に連続する立ち上がり部１０ｂが、平板部１０ａに直交するように形成されるとともに、立ち上がり部１０ｂの端部全周が、樹脂成形品１０の非意匠面１０ｄに至るまで凸状の円弧を描くようにアンダーカット形状部１０ｃとして形成されている。そして、これらを形成する、第２樹脂１１ｂから成る２次成形体１１において、非意匠面１０ｄ以外の意匠面、すなわち、平板部１０ａ、立ち上がり部１０ｂ及びアンダーカット形状部１０ｃに第１塗料１２ｂから成る第１塗装膜１２を形成させたものである。ここで、アンダーカット形状部とは、先に説明したように、製品取出方向に対し、製品取出方向と略直交する方向に拡大する傾斜面を有する形状である。すなわち、平板部１０ａに直交する方向（立ち上がり部１０ｂに平行）で２次成形体１１の平板部１０ａ側が矢印１０ｅで示される製品取出方向であり、製品取出方向と略直交する方向に拡大する傾斜面がアンダーカット形状部１０ｃとなる。
【００２６】
次に、図２及び図３を参照しながら、本発明の実施例１に係る成形工程を説明する。図２及び図３は成形工程の理解を容易にするために、図１（ｃ）で示される樹脂成形品１０の一部分を成形する金型部分について、成形工程を順に図示したものである。図２（ａ）は共通金型４と第１金型５とが組み合わされて形成される第１キャビティ９ａに図示しない第１射出ユニットから第１樹脂用ゲート９ｄを介して第１樹脂９ｂが射出充填され１次成形体９が成形される第１成形工程を示す。１次成形体９の一部９ｃは、第２金型６と組み合わされて２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを形成するキャビティとなる。
【００２７】
次に、第１成形工程後、第１キャビティ９ａ内の１次成形体９の冷却固化時間経過後、図２（ｂ）に示すように、１次成形体９が保持された共通金型４から図示しない型締装置により第１金型５が型開きされる。その後、図示しない型締装置に配置された図示しない金型移動手段により、図２（ｃ）に示すように、共通金型４と対向する位置の第１金型５に代えて、第２金型６が共通金型４と対向する位置に相対的に移動される第１金型交換工程が行われる。ここで、図示しない型締装置に取り付けられた図示しない金型移動手段は、射出成形機の固定盤及び可動盤のいずれか一方に配置されたダイスライドインジェクション（ＤＳＩ）方式やダイロータリインジェクション（ＤＲＩ）方式の金型移動手段、あるいは、固定盤と可動盤との間で複数の金型を型開閉方向と垂直な方向に回転させ、型開閉方向に移動させる回転盤方式の金型移動手段等、公知の金型移動手段が採用されれば良い。また、１次成形体９が保持された共通金型４に対して第１金型５及び第２金型６が移動されても、第１金型５及び第２金型６に対して１次成形体９が保持された共通金型４が移動されても良く、共通金型４と第１金型５及び第２金型６との組み合わせが相対的に切り替えられれば、それぞれの金型の取付位置やその移動方法に制約はない。
【００２８】
第１金型交換工程後、図２（ｄ）に示すように、共通金型４と共通金型４に保持された１次成形体９と第２金型６とが組み合わされて形成される第２キャビティ１１ａに、図示しない第２射出ユニットから第２樹脂用ゲート１１ｄを介して第２樹脂１１ｂが射出充填され２次成形体１１が成形される２次成形工程が行われる。ここで、１次成形体の一部９ｃが２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを形成するキャビティとなっており、１次成形体９の一部９ｃと当接する部分において２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃが成形されることは先に説明したとおりである。また、樹脂成形品１０（２次成形体１１）の基材である第２樹脂１１ｂは、第１樹脂９ｂを基材とする１次成形体９には溶着せず、１次成形体９の一部９ｃを２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを形成するキャビティとして機能させることができることも先に説明したとおりである。１次成形体９及び２次成形体１１の溶着しない具体的な組み合わせとしては、１次成形体９の基材となる第１樹脂９ｂがポリプロピレン、２次成形体１１の基材となる第２樹脂１１ｂがＡＢＳの組み合わせ等が挙げられる。
【００２９】
次に、２次成形工程後、第２キャビティ１１ａ内の２次成形体１１の冷却固化時間経過後、図２（ｅ）に示すように、１次成形体９及び２次成形体１１が保持された共通金型４から図示しない型締装置により第２金型６が型開きされる。その後、図示しない金型移動手段により、図３（ａ）に示すように、共通金型４と対向する位置の第２金型６に代えて、第３金型７が共通金型４と対向する位置に相対的に移動される第２金型交換工程が行われる。ここで、第１成形工程から第２金型交換工程に至る工程において、１次成形体９及び２次成形体１１の冷却固化収縮は進行中であり、共に図３（ａ）に示す各成形体の断面の中央部方向に、且つ、全体として共通金型４に抱き付くように同図中に矢印で示すように収縮する。そのため、当接する１次成形体９の一部９ｃと２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃとは互いに離間する方向に収縮し、また、１次成形体９（第１樹脂９ｂ）と２次成形体１１（第２樹脂１１ｂ）とは溶着しないため、アンダーカット形状部１０ｃに沿うように第１’隙間１２ａ’が形成される。
【００３０】
第２金型交換工程後、図３（ｂ）に示すように、共通金型４と共通金型４に保持された１次成形体９及び２次成形体１１と第３金型７とが組み合わされ、２次成形体１１の意匠面、すなわち、平板部１０ａ及び立ち上がり部１０ｂの少なくとも一部と第３金型７との間に塗料を注入させるための第１隙間１２ａが形成される。第１隙間１２ａは、１次成形体９及び２次成形体１１の冷却固化収縮代を考慮して、２次成形体１１の平板部１０ａ及び立ち上がり部１０ｂに適切な厚みの第１塗装膜１２が形成されるように、且つ、先に形成された第１’隙間１２ａ’と連続するように形成されるべきことは言うまでもない。また、後述する第１塗料注入工程において、第１隙間１２ａ及び第１’隙間１２ａ’に注入させた第１塗料１２ｂが漏れ出すことを防止できる程度の圧縮力を、１次成形体９と第３金型７との型開閉方向に略直交する接触面７ａに生じさせた状態で型締めされるように共通金型４と第３金型７との型合わせが設計される。
【００３１】
共通金型４と第３金型７との型合わせ後、所定の型締め力が付与された状態で図３（ｃ）に示すように第１塗料注入工程が行われる。第３金型７には塗装膜形成用金型として第１塗料注入機３０が配置されており、塗料管路３０ａを介して第１隙間１２ａに所定量の第１塗料１２ｂを所定圧力で注入させることができる。この第１塗料１２ｂは、１次成形体９には密着せず、２次成形体１１の基材樹脂となる第２樹脂１１ｂとの密着性に優れた熱硬化性塗料が採用されることが一般的であるが、条件を満たせば、他の塗料や硬化後に塗料以外の被覆機能を有する被覆剤であっても良い。当接する１次成形体９の一部９ｃと２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃとの間に形成された第１’隙間１２ａ’には連続する第１隙間１２ａを介して第１塗料１２ｂを注入させる。ここで１次成形体９と第３金型７との型開閉方向に略直交する接触面７ａには、先に説明したように、型締め力により所定の圧縮力を生じさせているため、接触面７ｄから第１塗料１２ｂが金型外に漏れ出すことを防止できる。また、１次成形体９は全体として共通金型４に抱き付くように冷却固化収縮するため、１次成形体９と共通金型４との型開閉方向に平行な接触面４ａはその冷却固化収縮力によりシールされ、接触面４ａから第１塗料１２ｂが金型外に漏れ出すことを防止できる。接触面４ａ及び接触面７ａがシールされれば他の接触面から第１塗料１２ｂが金型外に漏れ出すことはない。
【００３２】
第１塗料注入工程後、図３（ｃ）の状態のまま第１塗料１２ｂが硬化して第１塗装膜１２が形成されるまで、所定の型締め力を維持させる第１塗装膜形成工程が行われる。第１塗装膜形成工程後、図３（ｄ）に示すように、１次成形体９及び２次成形体１１が保持された共通金型４から図示しない型締装置により第３金型７が型開きされる。その後、図３（ｅ）に示すように、１次成形体９が共通金型４に保持されたまま、意匠面の平板部１０ａ及び立ち上がり部１０ｂの少なくとも一部とアンダーカット形状部１０ｃに第１塗装膜１２が形成された２次成形体１１、すなわち樹脂成形品１０のみが図示しない製品取出手段により金型外に搬送される製品取出工程が行われる。１次成形体９は成形サイクル毎に樹脂成形品１０と一体で、あるいは樹脂成形品１０の取り出し後に、共通金型４から取り出されても良いが、樹脂成形品１０が製品品質や製品基準を満たすことを前提に、共通金型４に保持させたまま、２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを成形するためのキャビティとして継続して使用されることが好ましい。先に説明したように、当接する１次成形体９の一部９ｃと第１塗装膜１２が形成された２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃとは密着しないため、いずれの製品取出工程においても、１次成形体９と２次成形体１１との分離は容易である。
【００３３】
このように、図２（ａ）から図３（ｅ）までの工程を繰り返すことにより、２次成形体１１の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部１０ｃに第１塗装膜１２を形成させた樹脂成形品１０を成形させることができる。２次成形体１１の意匠面端部のアンダーカット形状部１０ｃには、１次成形体９及び２次成形体１１の冷却固化収縮により第１塗装膜１２を形成させるが、それ以外の意匠面のどの範囲に第１塗装膜１２を形成させるかは、第１隙間１２ａを形成させる第３金型７の設計により部分的、あるいは全面への形成、更には全く形成させない等が選択可能である。また、１次成形体９が２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを成形するためのキャビティとして継続して使用されれば、図２（ｄ）から図３（ｅ）までの工程を繰り返せば良く、成形サイクルタイムの短縮と１次成形体９の基材である第１樹脂９ｂの使用量削減が期待できる。
【実施例２】
【００３４】
図４を参照しながら本発明の実施例２を説明する。図４は本発明の実施例２に係る成形工程を示す金型内塗装用金型の概略部分断面図である。図４（ａ）が第３金型交換工程、図４（ｂ）が第２塗料注入工程前の型閉じ状態、図４（ｃ）が第２塗料注入工程、図４（ｄ）が第２塗装膜形成工程後の型開き状態、図４（ｅ）が製品取出工程を示す。また、図中の符号については、基本的に実施例１と同じ構成部材には実施例１と同じ符号を付している。
【００３５】
実施例２は、実施例１で２次成形体１１の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部に第１塗装膜を形成させた樹脂成形品に対して、更に別の塗装膜形成用金型である第４金型を使用して、２次成形体１１の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部に、別の第２塗装膜を形成させるものである。よって実施例２においては、新たに使用される第４金型と、実施例１の図３（ｄ）以降に行われる新たな成形工程のみ説明するものとする。また、図４も図２及び図３と同様に、成形工程の理解を容易にするために、図１（ｃ）で示される樹脂成形品１０の一部分を成形する金型部分について、成形工程を順に図示するものとする。
【００３６】
図３（ｄ）に示す、第１塗装膜形成工程後の型開き後、図４（ａ）に示すように、共通金型４と対向する位置の第３金型７に代えて、第４金型８が共通金型４と対向する位置に相対的に移動される第３金型交換工程が行われる。実施例１と同様に、金型移動手段は公知の手段が採用されれば良く、また、１次成形体９及び２次成形体１１が保持された共通金型４に対して第３金型７及び第４金型８が移動されても、第３金型７及び第４金型８に対して１次成形体９及び２次成形体１１が保持された共通金型４が移動されても良く、共通金型４と、第３金型７及び第４金型８との組み合わせが相対的に切り替えられればそれぞれの金型の取付位置やその移動方法に制約はない。
【００３７】
実施例１との相違点は、第１塗装膜形成工程完了時には、１次成形体９及び２次成形体１１の冷却固化収縮がある程度進行しているため、実施例１の図３（ａ）に示すような、第１隙間１２ａに連続するアンダーカット形状部１０ｃに沿った新たな隙間はほとんど形成されないか、形成されたとしても塗料を注入させるには不十分な場合が多い点である。
【００３８】
そのため、第３金型交換工程後、図４（ｂ）に示すように、共通金型４と共通金型４に保持された１次成形体９及び２次成形体１１と第４金型８とが組み合わされるとき、１次成形体９と第４金型８との型開閉方向に略直交する接触面８ａにおいて、１次成形体９を図中の矢印で示した型開閉方向に圧縮させるように型合わせさせる。１次成形体９の一部９ｃと２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃに形成された第１塗装膜１２とは密着しないため、この圧縮により、型開閉方向に圧縮された１次成形体９の一部９ｃと２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃに形成された第１塗装膜１２と間に新たな第２’隙間２２ａ’を強制的に形成させる。ここで、第４金型８により、２次成形体１１の意匠面、すなわち、平板部１０ａ及び立ち上がり部１０ｂの少なくとも一部と第４金型８との間に塗料を注入させるための第２隙間２２ａが形成され、その第２隙間２２ａが強制的に形成された第２’隙間２２ａ’と連続することは言うまでもない。
【００３９】
後述する第２塗料注入工程において、第２隙間２２ａ及び第２’隙間２２ａ’に注入させた第２塗料２２ｂは、１次成形体９と第４金型８との型開閉方向に略直交する接触面８ａにおいては、先に説明した１次成形体９の型開閉方向の圧縮によりシールされ、金型外に漏れ出すことを防止できる。また、１次成形体９と共通金型４との型開閉方向に平行な接触面４ａにおいては、その冷却固化収縮力によるシールが維持され、接触面４ａから第２塗料２２ｂが金型外に漏れ出すことを防止できる。また、１次成形体９は、１次成形体９と第４金型８との型開閉方向に略直交する接触面８ａにおいてのみ圧縮されるため、１次成形体９をその型開閉方向に直交する面において均一に圧縮させることは困難である。そのため、第２’隙間２２ａ’は、第４金型８に近い程広く、共通金型４に近いほど狭くならざるを得ない。しかしながら、塗料を注入させる隙間は数十μｍ（マイクロメータ）前後あれば良く、１次成形体９の型開閉方向の圧縮がその型開閉方向に直交する面において不均一であっても、塗料がシールされる１次成形体９と第４金型８との接触面８ａまで第２塗料２２ｂを注入させることができる。
【００４０】
１次成形体９の型開閉方向の圧縮量は、１次成形体９をキャビティとして継続して使用されることを考慮すれば、その弾性変形域に留まる圧縮量であることが好ましく、１次成形体９の樹脂種類、断面形状、第２塗料２２の注入圧力等を考慮して適宜決定されるべきである。第２塗料注入工程における型締め力は、共通金型４と第４金型８との接触面８ａ’において支持されることが好ましいが、１次成形体９の圧縮量が弾性変形域に留まり、且つ、１次成形体９が第２塗料２２ｂの注入圧力に適応する型締め力に対抗できる剛性を有していれば、型締め力が付与された状態で、接触面８ａ’に所定量の隙間が生じる型合わせでも良い。
【００４１】
共通金型４と第４金型８との型合わせ後、所定の型締め力が付与された状態で図４（ｃ）に示すように第２塗料注入工程が行われる。第４金型８には塗装膜形成用金型として第２塗料注入機３１が配置されており、塗料管路３１ａを介して第２隙間２２ａに所定量の第２塗料２２ｂを所定圧力で注入させることができる。この第２塗料２２ｂも、１次成形体９には密着せず、２次成形体１１の基材樹脂となる第２樹脂１１ｂ及び第１塗装膜１２（第１塗料１２ｂ）との密着性に優れた熱硬化性塗料が採用されることが一般的であるが、条件を満たせば、他の塗料や硬化後に塗料以外の被覆機能を有する被覆剤であっても良い。強制的に形成させた第２’隙間２２ａ’には連続する第２隙間２２ａを介して第２塗料２２ｂを注入させる。先に説明したように、１次成形体９と第４金型８との型開閉方向に略直交する接触面８ａ及び１次成形体９と共通金型４との型開閉方向に平行な接触面４ａはシールされ、これらの接触面から第２塗料２２ｂが金型外に漏れ出すことを防止できる。接触面４ａ及び接触面８ａがシールされれば他の接触面から第２塗料２２ｂが金型外に漏れ出すことはない。
【００４２】
第２塗料注入工程後、図４（ｃ）の状態のまま第２塗料２２ｂが硬化して第２塗装膜２２が形成されるまで、所定の型締め力を維持させる第２塗装膜形成工程が行われる。第２塗装膜形成工程の完了後、図４（ｄ）に示すように、１次成形体９及び２次成形体１１が保持された共通金型４から図示しない型締装置により第４金型８が型開きされる。その後、図４（ｅ）に示すように、１次成形体９が共通金型４に保持されたまま、意匠面の平板部１０ａ及び立ち上がり部１０ｂの少なくとも一部とアンダーカット形状部１０ｃとに第２塗装膜２２が形成された２次成形体１１、すなわち樹脂成形品２０のみが図示しない製品取出手段により金型外に搬送される製品取出工程が行われる。
【００４３】
このように、図４（ａ）から図４（ｅ）までの工程により、２次成形体１１の意匠面の少なくとも一部及び意匠面端部のアンダーカット形状部１０ｃに第２塗装膜２２を形成させた樹脂成形品２０を成形させることができる。アンダーカット形状部１０ｃ以外の意匠面のどの範囲に第２塗装膜２２を形成させるかは、実施例１と同様に、第２隙間２２ａを形成させる第４金型８の設計により部分的、あるいは全面への形成、更には全く形成させない等が選択可能である。また、１次成形体９が２次成形体１１のアンダーカット形状部１０ｃを成形するためのキャビティとして継続して使用されることが好ましいことは言うまでもない。また、実施例１において、２次成形体１１の意匠面に形成させた有色の第１塗装膜１２の表面に、実施例２において無色の第２塗装膜２２を形成させれば、近年、家電製品等に多く採用される、高光沢を有する塗装膜を意匠面の任意の範囲に形成させた樹脂成形品を本発明の金型内塗装用金型及び金型内塗装方法により成形させることができる。
【００４４】
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく色々な形で実施できる。例えば、実施例１において、塗料を注入させるための２次成形体のアンダーカット形状部に沿った隙間を１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮により形成されるものとしたが、これにより十分な隙間が形成されない場合があれば、実施例２の第４金型のように、第３金型により１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、強制的に必要な隙間を形成させても良い。逆に、実施例２において、第４金型により１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、同隙間を強制的に形成させるものとしたが、第２塗料注入工程時点において、まだ塗料を注入させる十分な隙間が形成されるような成形形状や成形条件であれば、第４金型により１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、同隙間を強制的に形成させる必要はない。また、第１塗料注入工程完了時には、１次成形体及び２次成形体の冷却固化収縮がある程度進行しているため、アンダーカット形状部に沿った新たな隙間はほとんど形成されないか、形成されたとしても塗料を注入させるには不十分な場合が多いことは先に説明したとおりであるが、第４金型により１次成形体を型開閉方向に圧縮させるアンダーカット形状部を選択すれば、アンダーカット形状部のどの範囲に第２塗装膜を形成させるかどうかの選択が可能である。
【符号の説明】
【００４５】
４ 共通金型
５ 第１金型
６ 第２金型
７ 第３金型
８ 第４金型
９ １次成形体
９ａ 第１キャビティ
９ｂ 第１樹脂
９ｃ １次成形体の一部
１０ 樹脂成形品
１０ｃ アンダーカット形状部
１０ｄ 非意匠面
１１ ２次成形体
１１ａ 第２キャビティ
１１ｂ 第２樹脂
１２ 第１塗装膜
１２ａ 第１隙間
１２ａ’ 第１’隙間
１２ｂ 第１塗料
２０ 樹脂成形品
２２ 第２塗装膜
２２ａ 第２隙間
２２ａ’ 第２’隙間
２２ｂ 第２塗料
３０ 第１塗料注入機
３１ 第２塗料注入機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
意匠面端部の少なくとも一部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を成形する金型内塗装用金型であって、
前記樹脂成形品の非意匠面側のキャビティを有する共通金型と、
前記共通金型と組み合わされて第１キャビティが形成される第１金型と、
前記第１キャビティに第１樹脂を射出充填させて成形される１次成形体と、
前記樹脂成形品の意匠面側のキャビティを有するとともに、前記１次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて形成される第２キャビティに、前記１次成形体と溶着しない第２樹脂を射出充填させて成形される２次成形体の前記１次成形体と当接する部分において前記アンダーカット形状部を成形させる第２金型と、
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第１隙間が形成される第３金型と、
前記第３金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機と、
を備えたことを特徴とする金型内塗装用金型。
【請求項２】
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第２隙間が形成されるとともに、前記１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、前記アンダーカット形状部に塗料を注入させるための前記第２隙間に連続する第２’隙間を形成させる第４金型と、
前記第４金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第２塗料を注入させる第２塗料注入機と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の金型内塗装用金型
【請求項３】
請求項１に記載の金型内塗装用金型を用いた金型内塗装方法であって、
前記１次成形体が成形される第１成形工程と、
前記１次成形体が保持された前記共通金型と前記第１金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第１金型から前記第２金型に切り替えられる第１金型交換工程と、
前記２次成形体が成形される第２成形工程と、
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第２金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第２金型から前記第３金型に切り替えられる第２金型交換工程と、
前記第１隙間に前記第１塗料注入機から前記第１塗料を注入させる第１塗料注入工程と、
前記第１塗料注入工程後、前記第１塗料の硬化時間が経過するまで前記共通金型と前記第３金型との型締め状態を保持させて、前記２次成形体の意匠面の少なくとも１部及び前記アンダーカット形状部に、前記第１塗料からなる第１塗装膜を形成させる第１塗装膜形成工程と、
前記第１塗装膜形成工程後、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第３金型とを型開きさせて、前記２次成形体が前記樹脂成形品として取り出される製品取出工程と、
からなることを特徴とする金型内塗装方法。
【請求項４】
請求項２に記載の金型内塗装用金型を用いた請求項３に記載の金型内塗装方法であって、
前記第１塗装膜形成工程後、前記２次成形品及び前記１次成形体が保持された前記共通金型と前記第３金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第３金型から前記第４金型に切り替えられる第３金型交換工程と、
前記第２隙間に前記第２塗料注入機から前記第２塗料を注入させる第２塗料注入工程と、
前記第２塗料注入工程後、前記第２塗料の硬化時間が経過するまで前記共通金型と前記第４金型との型締め状態を保持させて、前記２次成形体の意匠面の少なくとも１部及び前記アンダーカット形状部に、前記第２塗料からなる第２塗装膜を形成させる第２塗装膜形成工程と、
前記第２塗装膜形成工程後、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第４金型とを型開きさせて、前記２次成形体が前記樹脂成形品として取り出される製品取出工程と、
からなることを特徴とする金型内塗装方法。
【請求項１】
意匠面端部の少なくとも一部にアンダーカット形状部を有する樹脂成形品を成形する金型内塗装用金型であって、
前記樹脂成形品の非意匠面側のキャビティを有する共通金型と、
前記共通金型と組み合わされて第１キャビティが形成される第１金型と、
前記第１キャビティに第１樹脂を射出充填させて成形される１次成形体と、
前記樹脂成形品の意匠面側のキャビティを有するとともに、前記１次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて形成される第２キャビティに、前記１次成形体と溶着しない第２樹脂を射出充填させて成形される２次成形体の前記１次成形体と当接する部分において前記アンダーカット形状部を成形させる第２金型と、
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第１隙間が形成される第３金型と、
前記第３金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第１塗料を注入させる第１塗料注入機と、
を備えたことを特徴とする金型内塗装用金型。
【請求項２】
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と組み合わされて、前記２次成形体の意匠面との間の少なくとも１部に塗料を注入させるための第２隙間が形成されるとともに、前記１次成形体を型開閉方向に圧縮させて、前記アンダーカット形状部に塗料を注入させるための前記第２隙間に連続する第２’隙間を形成させる第４金型と、
前記第４金型に配置され、前記１次成形体には密着しない第２塗料を注入させる第２塗料注入機と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の金型内塗装用金型
【請求項３】
請求項１に記載の金型内塗装用金型を用いた金型内塗装方法であって、
前記１次成形体が成形される第１成形工程と、
前記１次成形体が保持された前記共通金型と前記第１金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第１金型から前記第２金型に切り替えられる第１金型交換工程と、
前記２次成形体が成形される第２成形工程と、
前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第２金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第２金型から前記第３金型に切り替えられる第２金型交換工程と、
前記第１隙間に前記第１塗料注入機から前記第１塗料を注入させる第１塗料注入工程と、
前記第１塗料注入工程後、前記第１塗料の硬化時間が経過するまで前記共通金型と前記第３金型との型締め状態を保持させて、前記２次成形体の意匠面の少なくとも１部及び前記アンダーカット形状部に、前記第１塗料からなる第１塗装膜を形成させる第１塗装膜形成工程と、
前記第１塗装膜形成工程後、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第３金型とを型開きさせて、前記２次成形体が前記樹脂成形品として取り出される製品取出工程と、
からなることを特徴とする金型内塗装方法。
【請求項４】
請求項２に記載の金型内塗装用金型を用いた請求項３に記載の金型内塗装方法であって、
前記第１塗装膜形成工程後、前記２次成形品及び前記１次成形体が保持された前記共通金型と前記第３金型とを型開きさせて、金型交換手段により前記共通金型に対向する金型が、前記第３金型から前記第４金型に切り替えられる第３金型交換工程と、
前記第２隙間に前記第２塗料注入機から前記第２塗料を注入させる第２塗料注入工程と、
前記第２塗料注入工程後、前記第２塗料の硬化時間が経過するまで前記共通金型と前記第４金型との型締め状態を保持させて、前記２次成形体の意匠面の少なくとも１部及び前記アンダーカット形状部に、前記第２塗料からなる第２塗装膜を形成させる第２塗装膜形成工程と、
前記第２塗装膜形成工程後、前記１次成形体及び前記２次成形体が保持された前記共通金型と前記第４金型とを型開きさせて、前記２次成形体が前記樹脂成形品として取り出される製品取出工程と、
からなることを特徴とする金型内塗装方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２００９６４（Ｐ２０１２−２００９６４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６６８４２（Ｐ２０１１−６６８４２）
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【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２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２５日（２０１１．３．２５）
【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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