JPH08503898A - 複式射出成形方法および当該方法で形成される成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この方法は、可塑性被覆材料（２３）を形成する塑性状態に加熱されて型内へ射出される、熱硬化する粉末状または粒状のペイント材料（２３ａ）を準備する段階が包含されている。次いで熱可塑性基体材料（２４）が、材料（２４）を囲うよう、型の面全体に材料（２３）を展伸すべく射出される。次いで成形体（１１）が、射出された塑性ペイント材料で被覆された面を有する基体を含めて生成される。この方法は、塗装された面を型内に生成させ、それにより、続くペイント仕上げを施す必要性を回避しつつ、成形体が生成されることを可能にさせる。

Description

【発明の詳細な説明】 複式射出成形方法および当該方法で形成される成形体 本発明は、複式射出成形方法および当該方法で形成される成形体に関する。具 体的には、本発明は、予備成形された構成要素にペイントの被覆を施す必要性を なくした車体構成要素の成形に関する。 複式射出成形は、型内へ第一可塑性材料を射出し、次いで第二可塑性材料を射 出注入することを包含する技法である。これらの射出注入により、第一材料が成 形面を被覆し、第二材料が第一の基盤を形成する。このように形成された構成要 素は、離型前に、型内で硬化させることができる。 英国特許明細書ＧＢ−Ａ−１，４２０，９４８に複式射出成形体の一例が開示 されている。しかし、このような方法で生成された成形体は、離型後に、塗装を 必要とする。 英国特許明細書ＧＢ−Ａ−２，０８０，１８７には複式射出成形の別の例が開 示され、低圧（例えば７ｂａｒ）で型内へ低粘度の液状樹脂例えば液状ペイント が、次いで更に高粘度の液状樹脂が射出注入される樹脂射出成形（ＲＩＭ）の方 法が説明されている。低粘度の液状樹脂は、高粘度の樹脂の被覆となる。この種 の低粘度ペイントは、未硬化の液状の形態で射出された後に硬化される、有色の 顔料を有する液状の熱硬化樹脂の形態をなしている。低粘度液状樹脂を用いるこ との不利点は、均等な厚さの被覆を生成すべく液状ペイントの展着を正確に制御 することである。従ってこの種のプロセスは、離型後、例えばペイント吹付けに よる在来のペイントへの被覆仕上げをしなければならない下塗りの生成にしか適 していない。 多数の自動車は現今、可塑性材料製の車体パネルなどの構成要素が設けられて いる。例えば、当初に無充てん熱可塑性材料を射出注入し、次いで基体としての ガラス繊維入り高分子材料を射出することにより車体構成要素を形成することが 提案されている。無充てん可塑性材料は基体を平滑に被覆し、塗装設備内で硬化 成形体のペイントの吹き付けまたは浸せき塗布の準備をととのえる。離型後に施 される仕上げペイント被覆を必要としないプロセスで作られるいかなる車両構成 要素も知られておらず、自動車産業界では、大きな投資と、以後の保守金額を要 し、現今の環境上の難点をかかえる塗装設備を保有している。 本発明の一目的は、成形体または成形された構成要素の塗装を不要にさせる複 式射出により成形体を形成する改良された方法を提供することにある。 本発明の一態様によれば、可塑性被覆材料を型内へ射出注入し且つ可塑性基体 材料を型内へ射出する段階と、被覆材料に型の表面を被覆させ且つ可塑性被覆材 料で形成された被覆を有する成形体を生成する段階とを含む、複式射出により成 形体を形成する方法において、粉末状または粒状の架橋可塑性ペイント材料とし て被覆材料を準備する段階および、粉末状または粒状の可塑性ペイント材料を、 型内への射出注入のため塑性状態まで加熱する段階とを特徴とする方法が得られ る。 塑性状態まで加熱され且つそのように塗布された粉末状または粒状のペイント 材料を用いることにより、成形体上へのペイントを吹き付ける必要のない型内プ ロセスによる所要のペイント仕上げが得られる。また、粉末状または粒状の塑性 ペイントの使用により、はるかに一層制御自在な流れが型内に得られ、制御自在 なペイント被覆厚さがもたらされることも見いだされている。従って本発明の方 法を以てすれば、極めて均等且つ不変のペイント仕上げを成形体上に得ることが 可能である。この成形体が、例えば車体パネルの場合、このような均等且つ調和 した仕上げは、美学および品質管理上の観点から極めて有利である。更にまた、 粉末状または粒状の可塑性ペイントの使用により、通常、表面に粉末状可塑性ペ イントを吹付けまたは浸せき被覆することによって得られる「みかん肌」を提す る特徴を示さない、驚く程に良好な仕上りが得られる。 メタリック仕上げがしばしば、車体塗装作業についての要件となるが、一般に このような仕上げは、車体構成要素に吹き付けられ若しくは浸せき塗付される液 状ペイントに金属性または鉱物性フレークを付加することによってもたらされる 。金属性または鉱物性添加物は所望の様態に配向されず、不満足な仕上りかもた らされるので、吹付けまたは浸せき粉末可塑性被覆は、車両の車体構造に金属性 仕上げを付与するためには使用されない。なぜなら、被覆を形成するための溶融 中、 粉末被覆は、添加物の運動を妨げる高粘度を保持しなければならないからである 。しかし、本発明による方法を用いることにより、このような金属性または鉱物 性添加物を包有する場合に添加物を整合または配向させて所望の効果を付与する ペイント融成物の流れが射出プロセスによって生成される。 熱可塑性相を有する熱硬化性部類の粉末状または粒状の可塑性ペイントを用い ることは特に望ましい。こうした場合に粉末状または粒状の可塑性ペイントは、 （例えば１０００ｂａｒを超える）高圧で型内へ射出され得るよう、その熱可塑 性相内で、それを塑性状態（一般にパテ状の状態）に持ちきたすに充分な程に加 熱することができる。例えば、粉末状または粒状の可塑性ペイントを８０゜ない し２６０℃の範囲の温度まで加熱することにより、通常それが、型内への射出の ための塑性状態に持ちきたされる。このような被覆材料の場合、それを可塑性相 に致らすために吸収された熱は、例えば基体材料の導入に引き続いて型を被覆す る際、若しくは型を被覆した後、その材料に熱硬化を開始させるべく理想的に利 用できる。そのように、被覆が型へいったん被覆されると、可成り迅速な硬化を 達成することができる。しかし、望むならば、被覆を硬化することができ、ある いは型からの成形体の離型後に硬化を、換言すれば後硬化を完了させることがで きる。 後硬化は、望ましくは２種の材料間に強力な結合を生成する目的で、硬化温度 および時間を特に注意深く制御され得るようにする。 ペイントおよび基体材料は、望ましくは、互いに親和力を備えるように選定さ れる。 この方法は、成形中まはた諸材料の硬化中の、成形された被覆および基体材料 間の架橋を行うことを包含している。 本発明の第二態様によれば、本発明の第一態様またはそれに関連するいずれか の従属節による方法で形成される成形体が得られる。 本発明にはまた、可塑性被覆材料で覆われた可塑性基体材料を含む、複式射出 により形成される成形体において、可塑性状態まで加熱され、型内に射出され、 且つ硬化された被覆を形成すべく架橋された、粉末状または粒状の可塑性材料か ら可塑性被覆材料が形成されることを特徴とする成形体も包含されている。 ここで、本発明による、複式射出で成形体を形成する方法および成形体を、添 付図面につき、例示として説明する。 第１図は、塑性状態にある粒状の可塑性ペイント材料の型内への射出段階を示 す、複式射出成形機の一部の図解的断面図であり、 第２図は、型内への基体材料の導入段階を示し、 第３図は、基体材料の射出の完了後の成形体の形態を示し、 第４図は、成形段階を完了するための、塑性状態にある粉末状の可塑性ペイン ト材料の第二射出段階を示し、 第５図は、離型され且つ、被覆を後硬化させるべく乾燥器内に置かれた成形体 の図解図であり、 第６図は、本発明による方法で作られた構成要素の一部の拡大断面図であり、 第７図は、金属効果添加物を有するペイントが成形される方法を示す拡大断面 図である。 第８図は、本発明による車両泥よけの斜視図であり、円で囲んだ泥よけの一部 の拡大図を包含して示し、 第９図は、第８図の線ＩＸ−ＩＸについての、第８図の泥よけの一部分の断面 図である。 第１図について説明すると、この射出成形機は、間に中空キャビティ１４を画 定する第一および第二半部分１２、１３を有する型１０を備えている。中空キャ ビティ１４は、第一押出機１７からの材料の通路１６と第二押出機１９からの材 料の第二通路とを画定するブロック１５に連通する。キャビティ１４内へ射出さ れる材料の選定のため、ブロック１５と型半体１３内の入口ポート２２との間に 回転弁２０が置かれている。 押出機１７は加熱器１７ａと結合され、熱硬化性粒状可塑性ペイント材料２３ ａをそれがパテ状の塑状態を帯びる熱可塑性相にまで加熱することにより形成さ れる被覆材料２３を送出すべく作動される。適当な粒状の可塑性ペイント材料は 、パテ状の粘性を伴う、約１７０°の温度で塑性状態を有するそれであることが 見いだされている。この種熱硬化性粒状ペイント材料の一つが、型キャビティか らの成形体の取外し後に後硬化を必要とする、イギリス（England）、タイン・ アン ド・ウィア（Tyne and Wear）、フェリング・ゲイッヘッド（Felling Gateshead ）のコートオールズ・コーティングス（ホールディングス）社（Courtaulds Coa tings（Holdings）Ltd.）から入手可能なインターポン（Interpon）ＵＴ１４１ ０である。 第１図に示す如く、被覆材料２３の当初の量がキャビティ１４内に射出される が、型は、例えば２０℃ないし１００℃の範囲の温度である。次いで、材料２３ の給送を遮断すべく、弁２０が回転される。第２図に示す如く、ＡＢＳ（アクリ ロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂）またはナイロン２４ａのような 熱可塑性基体材料２４が、第二押出機１９に結合された加熱器１９ａ内で加熱さ れ、第２図に示す如く、射出された材料２３の背後からキャビティ１４内へ射出 される。材料２４の射出により、キャビティ１４を画定する成形面１４ａ上に材 料２４が被覆材料２３を展伸させ、射出は、面が材料２３で被覆され且つ材料２ ３が材料２４を包囲するまで継続される。従って材料２４は、第３図に示す如く 熱可塑性基体またはコアを形成し、材料２３で被覆または表皮を形成させる。 第４図においては、押出機１９からの給送を遮断し且つポート２２内への被覆 材料２３の射出を許容すべく弁２０が再び回転され、従って機械は、別の射出サ イクルに対する準備ができている。 一時押出機１７内にある間に熱硬化性被覆材料２３に付加される熱は、該材料 に吸収され、該材料が型内に入ると、この熱により材料の硬化プロセスが開始さ れる。硬化プロセスは、材料が、基体材料の射出により成形面に広がる際に開始 するようにしても良いし、あるいは射出段階が完了した後に開始しても良い。し かし、熱硬化性被覆材料２３および基体材料２４の硬化にはなるべくなら、２種 の材料間で架橋が生じ、これら材料同志が極めて良好に結合しうるために充分な 時間が許容されることが望ましい。被覆および基体材料間に生起する架橋の代り に、射出中に材料同志を密接に接触させることにより、材料同志を良好に結合を することが可能である。 熱硬化性被覆材料２３を硬化させるべく付加的な熱が必要であれば、（第５図 に１１で表示される）成形体を型１０から取り外し、乾燥器３０内に置くことが できる。この乾燥器は、例えば約２５０℃、の温度に予熱される。成形体１１は 、 被覆材料２３を硬化させるには充分なから、熱可塑性基体材料２４の大部分に可 成りの軟化の影響を及ぼすには不充分な期間の間、矢印で表示されるように、当 該温度で加熱される。タイミングおよび温度の注意深い制御により、被覆材料２ ３と基体材料２４との間で良好な結合が達成されるであろうと考えられる。 基体材料２４は、望ましくは、それが被覆材料２３に対して親和力を有し且つ 、ＡＢＣやナイロンのような材料がこの種の被覆材料２３に対する適当な基体材 料を構成するように選定される。 被覆材料２３の深さｄ（第６図）は、例えば、ペイント吹付けまたは浸せき設 備により車体構成要素に通常施されるペイント被覆と少なくとも同程度の厚さに 選定することができる。また、この射出成形用具により、吹付けまたは浸せき塗 装と比較してすぐれた、被覆の超精密表面仕上げが得られる。更にまた、複式射 出成形プロセスで被覆を生成することにより、仕上がった被覆は均等且つ調和し ているのみならず、浮遊ダストによる汚染をなくすことができる。また、このプ ロセスには、汚染された空気や流出物をペイント設備から大気中へ放出すること がないので、この方法は、在来のペイント設備を用いて仕上げを生成するよりも 清潔であり、且つ一層環境的にやさしい。 望むならば、基体材料２４は、熱可塑性材料の代りに熱硬化性材料であっても 良い。型が、例えば、１００℃ないし１８０℃の範囲の高温となることを除けば 、射出段階は、諸図面に関連して上記に説明したと同様である。前と同じく、塑 性状態となす粒状可塑性ペイント２３ａにより吸収された熱は、当該ペイントを 硬化させ、高温の型は、被覆材料２３の被覆の硬化の速度を早める。基体材料２ ４は、型からの熱でも少なくとも部分的に硬化される。望むならば成形体は、型 １０内で完全に硬化するようにしても良く、あるいは型の外部、例えば乾燥器３ ０内、での後硬化のために取り外すようにしても良い。後者の場合、熱硬化性基 体材料２４に付加された熱で熱硬化性材料にひずみが生じることがない。 基体材料２４は、発泡熱可塑性／熱硬化性材料として射出できる。 金属光沢仕上げが必要とされる場合には、第７図を参照されたい。粒状可塑性 ペイント被覆材料２３ａに金属性または鉱物性フレーク４０が付加されている。 フレーク４０により、ペイント被覆に金属光沢仕上げがもたらされる。型キャビ ティ１４の面１４ａ上を被覆材料２３が展伸する際、展伸または流動作用により フレーク４０が配向され、矢印で表示される流動もしくは展伸方向と平行な平面 内に概ね、且つまた被覆材料２３により形成される被覆の平面と概ね平行にそれ らが位置する。またフレーク４０は、キャビティ１４の面１４ａで画定された領 域内に位置すべく拘束され、成形体の仕上がったペイント面から突出しない。 粉末可塑性ペイント被覆を用いて金属光沢仕上げを達成することは、これまで 可能ではなかった。それは、正常な吹付け／浸せき粉末ペイント被覆の所要の厚 さおよび粘性が、金属や雲母のフレームを所望の様態に配向させるには大き過ぎ る、という事実による。しかし、本発明による方法によれば、比較的薄いペイン ト層であることならびにフレークへの流動の影響により所要の配向が得られ、満 足すべき金属光沢仕上げが得られる。よって金属光沢仕上すると、驚く程に良好 な結果が得られる。 被覆材料２３でのペイント仕上げを有する自動車の各種車体構成要素を射出成 形によって生成するため、本発明による方法を用い得ることが考えられる。 本発明による車体泥よけが第８図および第９図に示されている。 離型後車両前部泥よけ５０を吹付けまたは浸せき塗装するようになった射出成 形方法に通常用いられる型を利用し、この型を可塑性材料複式射出を行う機械上 に置いた。この機械の２組の押出機にはそれぞれ、被覆および基体材料２３、２ ４が供給された。 使用された被覆材料は、１９０℃の温度に加熱された粒状ペイントであった。 被覆材料を可塑性相まで加熱して、約１３００ｂａｒの射出圧力を用いて型内へ 押出機で射出が可能なようにした。粒状ペイントは、泥よけ５０に金属光沢仕上 げを施すべく、金属および雲母フレークを含む添加物を混合された。 基体材料２４として白色ポリプロピレンで２３０℃の温度まで加熱して第二押 出機により１３００ｂａｒの圧力で射出され得るようにした。 第１図ないし第４図について説明された如き方法を用いて型を６０℃の温度に 加熱し、材料２３、２４は型内へ射出され、成形された材料は、材料を硬化させ 得るよう、約９０ｓの期間、型内にそのまま放置された。次いで、成形された泥 よけ５０が離型され、検査された。 被覆材料２３は、弱いつぎはぎや露出部分を全く残すことなく、基体２４を完 全に包囲することが見いだされた。 この型内で通常作られる泥よけは成形後、吹付けや浸せきなどで塗装をするも のであるので、型それ自体は、強い光沢仕上げが得られるような品質の型キャビ ティ面を備えていなかった。それにも拘わらず、成形可塑性ペイント材料によっ て得られた仕上がりは極めて良好で、自動車々体パネルに通常許容されるものと 比較し得る金属光沢ペイントの外観を示していた。この成形体は、超精密仕上り を有する型キャビティで粉末ペイント被覆で典型的な「みかん肌」仕上げ特性を 与えることなく、本発明により強い光沢の車体パネルが製造できることを明白に 立証した。 ポリプロピレン基体材料２４上のペイント被覆材料２３の深さｄは、型内に射 出される材料２３、２４の量を変動させることにより制御でき、また、架橋され た２種の材料は被覆と／基体との耐分離性が高いことが見いだされた。 泥よけ５０は、締結具受容孔５２ａ、５３ａを有する一体固定フランジ５２、 ５３ならびに剛化フランジ５４を包含するように成形された。ペイント被覆材料 ２３が、フランジや孔の縁を包囲して、白色ポリプロピレンが見えるようなすき まが全くないことが見いだされた。 実験用として選んだ泥よけ（ローバー・マイストロウ（Rover Maestro）用に 適した）の製造を成形プロセスを反復させて行って同じ結果が得られることが見 いだされた。本発明による方法で、１２０ｓ毎に１つの割合で泥よけ成形体を得 られることが見いだされた。 使用された可塑性ペイント材料２３ａは、これまで、表面の吹付けまたは浸せ き被覆用に粉末形態で使用されていた種類のものである。粉末ペイントを用いる 吹付けまたは浸せき被覆については、粉末被覆された面が次いで加熱され、従っ て粉末が高粘度を保持しつつ溶融し、合体し、且つ面上にペイント仕上げを形成 する。材料は通常、可塑性ペイントの充実シートとして生成され、次いでそれが 粉末または粒状の形態に粉砕され、本発明による方法には、そのホッパ４２から 押出機１７への流動性の故に、粒状が望ましい形態であるが、粉末状の形態も用 いることができる。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複式射出により成形体を形成する方法にて、可塑性被覆材料（２３）を型 （１０）内へ射出し且つ可塑性基体材料（２４）を型内へ射出して被覆材料で型 の面を被覆させ且つ、可塑性被覆材料（２３）で形成された被覆を有する成形体 を生成する段階を含む方法において、粉末状または粒状の架橋可塑性ペイント材 料（２３ａ）として被覆材料（２３）を準備する段階および、粉末状または粒状 の可塑性ペイント材料を、型内への射出のため塑性状態まで加熱する段階を特徴 とする方法。 ２．請求の範囲第１項に記載の方法において、熱可塑性相を有する熱硬化性材 料として粉末状または粒状の可塑性ペイント材料（２３ａ）を準備する段階およ び、熱硬化性の粉末状または粒状の可塑性ペイント材料を型内への射出のための 塑性状態に持ちきたすべくそれを加熱する段階を特徴とする方法。 ３．請求の範囲第２項に記載の方法において、粉末状の可塑性ペイント材料（ ２３ａ）を型（１０）内への射出のための塑性状態に持ちきたすべく、それを約 ８０℃ないし２６０℃に加熱する段階を特徴とする方法。 ４．請求の範囲第２項または第３項に記載の方法において、粉末状または粒状 の可塑性ペイント材料（２３ａ）に吸収された熱がそれを射出のための塑性状態 に持ちきたすようにさせ、且つまた可塑性被覆材料（２３）が成形プロセス中に 熱硬化を開始するようにさせる段階を特徴とする方法。 ５．請求の範囲第２項または第３項に記載の方法において、成形体（１１）を 型（１０）から取り外した後、加熱された粉末状または粒状の可塑性ペイント材 料（２３ａ）で形成された被覆（２３）を硬化させる段階を特徴とする方法。 ６．請求の範囲第１項から第５項の何れか一つの項に記載の方法において、熱 可塑性材料から基体を形成する段階を特徴とする方法。 ７．請求の範囲第２項から第５項の何れか一つの項に従属する場合における第 ６項に記載の方法において、付加された熱（１４ａ）が基体へ実質的ないかなる 軟化作用も及ぼすことなく可塑性被覆材料（２３）を硬化させるように成形体（ １１）の面に熱を付加する段階を特徴とする方法。 ８．請求の範囲第１項から第７項の何れか一つの項に記載の方法において、前 記の粉末状または粒状の可塑性ペイント材料（２３ａ）を、基体材料に対し若干 の親和力を有するそれとして準備する段階を特徴とする方法。 ９．請求の範囲第１項から第８項の何れか一つの項に記載の方法において、成 形された可塑性被覆材料（２３）と基体材料（２４）との間で、諸材料の硬化に 先立ち若しくはその間に、架橋を行う段階を特徴とする方法。 １０．請求の範囲第１項から第９項の何れか一つの項に記載の方法において、 粉末状または粒状の可塑性ペイント材料（２３ａ）に対してフレーク状添加物（ ４０）を準備する段階および、フレーク（４０）を、それらが流動または展伸方 向（Ｆ）と概ね平行に位置するように配向すべく、型（１０）内にそこから形成 された可塑性被覆材料の展伸作用を利用する段階を特徴とする方法。 １１．複式射出により形成される成形体にて、可塑性被覆材料（２３）を上に 有する可塑性基体材料（２４）を含む成形体において、粉末状または粒状の可塑 性材料（２３ａ）から可塑性被覆材料（２３）が形成され、それが塑性状態に加 熱され、型内へ射出され、硬化被覆を形成すべく架橋されることを特徴とする成 形体。 １２．請求の範囲第１１項に記載の成形体において、粉末状または粒状の可塑 性材料（２３ａ）が、熱可塑性相を有する熱硬化性材料であることを特徴とする 成形体。 １３．請求の範囲第１１項または第１２項に記載の成形体において、可塑性被 覆材料（２３）が、熱硬化を開始する塑性状態にそれを持ちきたすべく吸収され た熱を用い、型（１０）内で硬化されることを特徴とする成形体。 １４．請求の範囲第１１項、第１２項または第１３項に記載の成形体において 、型から成形体（１１）を取り外した後に可塑性被覆材料（２３）が硬化される ことを特徴とする成形体。 １５．請求の範囲第１１項から第１４項の何れか一つの項に記載の成形体にお いて、可塑性被覆材料（２３ａ）が、基体材料（２４）に対し若干の親和力を有 するそれであることを特徴とする成形体。 １６．請求の範囲第１１項から第１５項の何れか一つの項に記載の成形体にお いて、基体材料（２４）が熱可塑性材料であることを特徴とする成形体。 １７．請求の範囲第１１項から第１６項の何れか一つの項に記載の成形体にお いて、可塑性被覆材料（２３）が基体材料と架橋されていることを特徴とする成 形体。 １８．請求の範囲第１１項から第１７項の何れか一つの項に記載の成形体にお いて、フレーク状添加物（４０）が可塑性被覆材料（２３）に包含されることを 特徴とする成形体。 １９．請求の範囲第１８項に記載の成形体において、成形された場合、フレー ク状添加物（４０）が概ね、可塑性被覆材料（２３）の平面と平面内に位置する ことを特徴とする成形体。 ２０．請求の範囲第１１項から第２１項の何れか一つの項に記載の成形体が車 体部分の形態をなしている成形体。