JPH04329112A - プラスチックのインモ−ルドコ−ティング法 - Google Patents

プラスチックのインモ−ルドコ−ティング法

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JPH04329112A
JPH04329112A JP12666291A JP12666291A JPH04329112A JP H04329112 A JPH04329112 A JP H04329112A JP 12666291 A JP12666291 A JP 12666291A JP 12666291 A JP12666291 A JP 12666291A JP H04329112 A JPH04329112 A JP H04329112A
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mold
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molding
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imc
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Naotaka Yamamoto
尚孝 山本
Nobuo Yagi
八木 信雄
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Isuzu Motors Ltd
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Isuzu Motors Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/16Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C45/1679Making multilayered or multicoloured articles applying surface layers onto injection-moulded substrates inside the mould cavity, e.g. in-mould coating [IMC]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックのインモ
−ルドコ−ティング法、特に、バルクモ−ルディングコ
ンパウンド成形品のインモ−ルドコ−ティング法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近時、自動車の外板として実用されるよ
うになったFRP(ガラス繊維強化樹脂)の代表的な成
形品である、シ−トモ−ルデイングコンパウント゛(以
下SMCという)を圧縮成形して得られる成形品には、
ヒケやピンホ−ルが発生する。SMC成形品の表面に発
生するピンホ−ル対策の一つとしてインモ−ルドコ−テ
ィング法(以下IMCという)がある。このIMCは、
プラスチックの成形と同時に塗装する方法で、本出願人
は、先にプラスチックのインモ−ルドコ−ティング法の
発明について特許出願(特願平1−81047号、特開
平2−258319号及び特願平1−181778号、
特開平3−47719号))している。
【0003】IMCは、プラスチックの成形と同時に塗
装する方法で、IMC材料である塗料を型内へ注入する
方法として次の2通りの方法がある。従来は、調温した
金型の下型にSMC材料を置いて上型を閉じ、成形圧力
を上げて規定時間保持してSMC材料を硬化させ、型を
数ミリメ−トル開けて塗料を型内に注入し、次に型を閉
じて規定時間保持し、塗料を硬化させてから型開きして
成形品を取り出すようにしている。この従来のIMCは
、成形の途中で型開きしなければならないため、金型内
に異物が混入したり、成形サイクルの時間が長くなる等
の問題がある。
【0004】現在は、ハイプレッシャ−インジェクショ
ンプロセス(以下HPIPという)の方へ技術開発が進
んでいる。このHPIPは、140〜150℃に温度調
節された金型の下型にSMC材料を置き、上型を閉めて
圧力を掛けて規定時間硬化させる。次に、圧力を少し下
げた状態で塗料を300Kg/cm2程度の高圧で閉じ
たままの金型内に注入し、塗料の注入を停止した後に圧
力を上げて所定時間保持して塗料を硬化させるものであ
る。
【0005】SMC材料と類似の材料にバルクモ−ルデ
イングコンパウンド(以下BMCという)がある。この
BMCは、ガラス繊維のチョップトストランドに硬化剤
及び縮合剤を配合した不飽和ポリエステル樹脂を混入又
は含浸させ、更にこれをゲル化させた成形材料で、主と
してトランスファ−成形、射出成形、射出−圧縮成形等
の方法により成形される。BMCのこれらの成形法では
、従来IMC,HPIPによる成形品の表面品質の改善
を行なうことができなかった。その理由は次のとおりで
ある。
【0006】例えば、図4に示す分割式の成形金型3,
4を用い、スプル5からBMC材料を型内に射出して自
動車用のボンネットを成形する場合、成形金型の当接面
であるパ−ティング面18が平面のつき当てとなってい
るため、塗料注入口6からIMC,HPIP塗料を高圧
で注入した際に、金型のキャビティからパ−ティング面
18を経て塗料が流れ出してしまい、成形品1の表面に
は、図5に示すようにIMCショ−トと呼ばれる未塗装
部12ができてしまう。また、表面積の大きなボンネッ
トのような部品の場合は、金型内に空気溜りができて、
図6に示すようにIMCショ−ト13が発生する。
【0007】また、HPIPでは、型開きせずに高圧で
塗料を注入するため、IMCショ−トが発生するだけで
なく、注入のタイミングを誤ると、塗料が未硬化のBM
C材を通り製品の裏側へ回り込んだり、図7に示すよう
に製品のタブ2付近だけに塗膜14が形成されたりする
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のとおり、BMC
を使用して射出成形した成形品に発生した、ヒケやピン
ホ−ル等の表面品質の不良は、従来、成形後に手作業で
修正せざるを得ず、生産性が悪いとともに、パテによっ
て修正した製品の表面品質にも問題が残る。
【0009】本発明は、上記の課題を解決し、BMCを
用いた成形においてIMCショ−トを無くし、成形品の
表面品質を良好に、かつ能率良く成形するインモ−ルド
コ−ティング法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、成形品の形状
部の周縁に喰切りを形成した金型のプラスチック注入口
の近傍に圧力センサ−を設置し、該金型にプラスチック
を注入して成形する際、前記圧力センサ−が型内のプラ
スチックの発熱膨張によるピ−ク圧力を過ぎ所定の圧力
降下を検出した時点で成形の圧力を抜き、真空脱気した
型内に塗料を高圧で注入し、次いで成形の圧力を上げて
注入した塗料を型内に流動させ、その後塗料を硬化させ
るプラスチックのインモ−ルドコ−ティング法である。
【0011】
【作用】塗料を型内に高圧で注入する際、圧力センサ−
で型内の成形品の反応状態を検知してそのタイミングを
決め、予め型内を真空脱気するので、型内に高圧で注入
された塗料は、金型の喰切りで外部への流出が止められ
、型内に注入された塗料は成形品の表面を完全に覆い、
IMCショ−トが発生しない。
【0012】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。 図1は、自動車のボンネットの成形金型を示す断面図、
図2は成形品を示す平面図、図3は金型の一部の拡大断
面図である。成形品1には、塗料の注入口となるタブ2
を形成する。このタブ2付きの成形品1を成形する金型
は、図1に示すように、分割式の固定型3と上型4の間
に成形品に対応した形状のキャビテイを形成し、固定型
3にBMCを射出するスプル5を設け、上型4のタブ2
に対応する部位に塗料の注入口6を設け、固定型3と上
型4の当接面は、図3に示すように、喰切り(カットオ
フ)7と平らなパ−ティング面8で形成する。喰切り7
とパ−ティング面8との間に真空ポンプに接続される真
空脱気口10に連なる通路が設けられ、その周りにシ−
ル材11が設けられている。固定型3のスプル5の近く
に圧力センサ−9を配設する。
【0013】次に、図1に示す金型を用いたBMCのI
MCの概要について説明する。固定型3に上型4をセッ
トすると、金型のキャビィ周縁は喰切り7で密閉され、
型締め圧力は、その周りの平らなパ−ティング面8で受
けられる。140〜170℃に温度調節した金型に、1
0〜150Kg/cm2の圧力でBMCをスプル5から
キャビティへ射出する。その状態で0.5分ないし〜3
分間保持してBMC材料を硬化させる。BMC材料が硬
化した後、真空脱気口10から金型内の空気を排出し、
次に、塗料注入口6からIMC塗料を高圧で注入し、規
定時間その状態に保持して塗料を硬化させる。塗料の注
入前に金型を閉じたままで金型内を排気するので、塗料
を注入したときに金型内に空気溜りができず、また、金
型に注入された塗料は、喰切り7により流失が防止され
る。金型から取り出した成形品は、BMC成形品の表面
に厚さ70〜100μのIMC塗膜が強固に接着し、B
MCで成形品の表面に発生したピンホ−ルは、IMC塗
料で埋められてその表面は平滑なものとなる。
【0014】次に、BMCのIMCの詳細を説明する。 140〜170℃に温度調節した金型に、BMCをスプ
ル5からキャビティへ射出し、100〜200Kg/c
m2の成形圧力を図9に示すように規定時間T1保持す
る。このT1時間は、後に説明するように、金型内のB
MC材料が発熱膨張のピ−クを過ぎて硬化収縮段階に入
る時間とする。次にプレスの圧力を抜き、成形圧力を掛
けずに閉じた状態に保持した型内を矢印Vで示すように
真空脱気する。次に、矢印Iで示すように、塗料注入タ
ブの位置にある注入口からIMC塗料を300Kg/c
m2位の高圧で注入し、塗料の注入後に成形圧力を再び
100〜200Kg/cm2に上げ、T3時間この状態
に保持して塗料を硬化させる。
【0015】前記のT1時間の設定は、次のようにして
決定する。図9は樹脂圧力モニタ測定図で、金型内に封
入されたBMC材料は、発熱膨張して矢印■に示すよう
に圧力が上昇し、t1時間経過後にピ−ク圧力に到達し
、次いで矢印■で示すように収縮段階に入り、金型内圧
力が降下する。この圧力の変化を固定型3に設置した圧
力センサ−9で測定する。この圧力曲線に予めスレッシ
ュホ−ルド圧■を設定する。BMCの成形時に圧力セン
サ−9の検出値がスレッシュホ−ルド圧■以上となり、
ピ−ク圧力に到達した時点t1で真空脱気装置に信号を
送り、図8のVで示すように金型内の脱気を開始する。 次に圧力センサ−がスレッシュホ−ルド圧■を検出した
時点t2でプレス側に信号を送って成形圧力を抜き、型
を閉じた状態を保持し、次にプレス側からの信号で図8
のIで示すようにIMC材料を金型内に高圧で注入する
【0016】このように、成形の圧力を抜き、金型をと
じたままで金型内を排気し、塗料を注入したときには金
型内のBMC材料が収縮段階に入っているので空気溜り
ができず、塗料がBMCの表面を良く流動し、IMCシ
ョ−トが発生しない。また、金型に注入された塗料は、
その後の成形圧力の上昇により硬化したBMCの表面に
更に流動し、良好な塗装が安定して得られる。
【0017】圧力センサ−9の設置場所は、BMC材料
の注入口であるスプル5の近傍が望ましい。これは、最
後に金型に注入された材料の反応が最も遅れるため、そ
の位置でIMC塗料の注入タイミングを設定するのが適
切となるからである。もし、図2の9’に示すように、
圧力センサ−をスプル5から離れた位置に設置し、その
デ−タに基づいてIMC塗料の注入タイミングを設定す
ると、スプル近傍のBMC材料が未硬化のため、IMC
塗料が裏側に回り込み、表面に良好なIMC塗膜が形成
できなくなる。
【0018】
【発明の効果】本発明は、BMC成形体の表面にIMC
ショ−トを発生することなく、表面品質の良好な成形品
が能率良く製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法に使用する金型の断面図。
【図2】成形品の平面図。
【図3】図1の一部拡大断面図。
【図4】従来の射出成形金型の断面図。
【図5】従来の塗装欠陥を示す図。
【図6】従来の塗装欠陥を示す図。
【図7】従来の塗装欠陥を示す図。
【図8】本発明の成形工程を示す図。
【図9】本発明の塗料注入時決定のための測定図。
【符号の説明】
1  成形品 3  固定型 4  上型 5  スプル 6  塗料注入口 7  喰切り 8  パ−ティング面 9  圧力センサ− 10  真空脱気口

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  成形品の形状部の周縁に喰切りを形成
    した金型のプラスチック注入口の近傍に圧力センサ−を
    設置し、該金型にプラスチックを注入して成形する際、
    前記圧力センサ−が型内のプラスチックの発熱膨張によ
    るピ−ク圧力を過ぎ所定の圧力降下を検出した時点で成
    形の圧力を抜き、真空脱気した型内に塗料を高圧で注入
    し、次いで成形の圧力を上げて注入した塗料を型内に流
    動させ、その後塗料を硬化することを特徴とするプラス
    チックのインモ−ルドコ−ティング法。
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