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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-01-06
(45)【発行日】2022-01-21
(54)【発明の名称】塗装被覆成形品
(51)【国際特許分類】
   B29C 45/16 20060101AFI20220114BHJP
   B29C 45/26 20060101ALI20220114BHJP
【FI】
B29C45/16
B29C45/26
【請求項の数】 2
(21)【出願番号】P 2020072972
(22)【出願日】2020-04-15
(65)【公開番号】P2021169174
(43)【公開日】2021-10-28
【審査請求日】2020-11-04
(73)【特許権者】
【識別番号】505389547
【氏名又は名称】株式会社岐阜多田精機
(74)【代理人】
【識別番号】110000615
【氏名又は名称】特許業務法人 Vesta国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】多田 憲生
(72)【発明者】
【氏名】高橋 隆晃
【審査官】北澤 健一
(56)【参考文献】
【文献】特開2002-172657(JP,A)
【文献】特許第3843833(JP,B2)
【文献】特許第3820332(JP,B2)
【文献】特開2006-256088(JP,A)
【文献】特開2009-220327(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B29C 45/00-45/84
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
金型内で成形した樹脂成形品の表面を、前記樹脂成形品の溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品の製造方法であって、
前記樹脂成形品の表面を被覆し、かつ、70℃以上で粘性が1.15×102(mPa・s)よりも柔らかく、30℃以下で粘性が6×102(mPa・s)以上になる2液混合タイプの樹脂塗料と、
前記金型相互間はインロー接続とし、
更に、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の和が一定になるように前記樹脂成形品の表面に沿って噴射するときの前記樹脂塗料の「流体特性(圧力エネルギ、速度エネルギ、位置エネルギ)」を制御することを特徴とする塗装被覆成形品の製造方法。
【請求項2】
金型内で成形した樹脂成形品の表面を、前記樹脂成形品の溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品の製造方法であって、
前記樹脂成形品の表面に被覆し、かつ、厚みが0.1mm以上の塗膜とし、かつ、70℃以上で粘性が1.15×102(mPa・s)よりも柔らかく、30℃以下で粘性が6×102(mPa・s)以上になる2液混合タイプの樹脂塗料と、
前記金型相互間はインロー接続とし、
更に、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の和が一定になるように前記樹脂成形品の表面に沿って噴射するときの前記樹脂塗料の「流体特性」を制御することを特徴とする塗装被覆成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金型内で成形した樹脂成形品の表面を樹脂成形品の溶融樹脂の粘度よりも低粘度流体の被覆剤で被覆し、それを硬化させて被覆する塗装被覆成形品に関すもので、特に、金型内で成形した樹脂成形品の表面に塗装したように品質を良くした塗装被覆成形品に関するものである。塗装被覆成形品を観察すれば2色成形、多色成形する技術に近似しており、樹脂成形品の塗布した被膜を薄くすることができる。
【背景技術】
【0002】
例えば、特許文献1には、金型内で成形した樹脂成形品の表面と、金型キャビティ面との間に被覆剤を注入し、被覆剤を金型内で硬化させ、樹脂成形品の表面に被覆剤が密着一体化した成形品を得ている。
この型内塗装用金型は、主キャビティの外側全周に該主キャビティの背面の一部を構成する副キャビティと、該副キャビティの反塗装面側外周部内側において該副キャビティ内に進退する可動中子と、該可動中子に対向する位置に高温部を備えている。
【0003】
故に、この型内塗装用金型によれば、可動中子により、金型副キャビティ面に樹脂成形品の副キャビティ部分の外周部付近が押し付けられる。このため、特許文献1によれば、樹脂成形品の副キャビティ部分の外周部付近が金型副キャビティ面に押し付けられた部分より外側には塗膜が漏れ出すことがない。
また、この型内塗装用金型によれば、副キャビティの可動中子に対向する位置に高温部を設けることにより、瞬間的に塗膜を硬化させることができる。これにより、特許文献1の発明では、金型外部への塗膜の漏れを確実に防止できる。
【0004】
加えて、特許文献2乃至特許文献5には、樹脂成形品の表面に被覆剤が密着一体化する成形品を得る方法が開示され、公知である。
【文献】特開2002-172657号公報
【文献】特許第3843833号明細書
【文献】特許第3820332号明細書
【文献】特開2006-256088号公報
【文献】特開2009-220327号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前述した特許文献1の技術では、副キャビティの反塗装面側の外周部内側にある可動中子により樹脂成形品の副キャビティ部分の塗装面側の外周部内側付近が金型副キャビティ面に押し付けられ、樹脂塗料(塗膜)が外側に漏れ出すのを防止している。
しかしながら、特許文献1の技術では、樹脂成形品の主キャビティ部の外周全周において副キャビティ部と主キャビティ部の背面の一部とは一体に成形されており、金型を微少開いて被覆剤を注入する際には、樹脂成形品の主キャビティ部は被覆剤注入圧やその後の再型締め動作による金型キャビティ内圧により反塗装面側の金型キャビティ面に押し付けられ、副キャビティ部分は可動中子により塗装面側の金型副キャビティ面へ押し付けられる。
【0006】
そこで、特許文献1の技術では、一体の樹脂成形品である主キャビティ部と副キャビティ部との間で、それぞれが反対方向に押し付けられる。これにより、製品となる主キャビティ部へ無理なストレスが加わり、製品の変形等をまねく懸念があると共に、副キャビティ部に対しても、本来の目的である被覆剤の外部への漏れを防ぐシール圧力に関して、主キャビティ部から及ぶ変形や、被覆剤の注入、再型締め時の内圧の影響を受けるために不確実なものとなる可能性がある。
【0007】
これらの可能性を小さくするために副キャビティ内に薄肉部を設けることも記載されているが、この薄肉部は前記変形や圧力を受けても破損しない強度を備えていなければならないから、その効果は限定的なものとなる。
加えて、この技術では、副キャビティ部と一体となっている主キャビティ部の背面側(反被覆面側金型キャビティ面)に、被覆剤を流し込むことはできないし、製品形状に沿って副キャビティ部をカットする後工程も複雑で高い精度が要求される。
【0008】
例えば、最終製品を別部品の上に重ねて取付ける場合、被覆された製品面と前記別部品とのわずかな取付け隙間から後工程でカットされた非被覆面が見え、外部から見た意匠性において問題となる。このため、取付け方法自体が制約を受けるので、反被覆面側にいくらかでも被覆剤を廻すことができ、この制約を解消できるとしている。
特許文献2乃至特許文献5等に代表される従来の技術は、押圧部を持たず、シール性能が副キャビティの形状によってのみ決定されるものが殆どで、樹脂の種類や被覆剤の種類が変わって、それぞれの粘度が変わるとその度に形状の寸法検討、試行錯誤をしなければならない。また、形状によるシール性能は部分的に均一でない可能性や量産において形状が経時的に変化する可能性等も含め確実なシール性能とは言えない。
【0009】
例えば、特許文献5は、キャビティと離間して外側全周に位置する補助キャビティにキャビティから必要最小限の断面積を持つ貫通部に溶融樹脂を流通させることによって、パーティング面シール部材を成形する。加えて、補助キャビティ形成溝及び補助キャビティ形成面に対してパーティング面シール部材を圧接させるために、アーム部の傾斜面が、該傾斜面に密着したパーティング面シール部材の押圧面を押圧するものである。
しかし、特許文献1乃至特許文献5の発明は、2色成形を前提とする技術であり、原理的には、金型内で成形した樹脂成形品の表面を樹脂成形品の溶融樹脂の粘度よりも低粘度流体の被覆剤で被覆するものであるが、低粘度流体の被覆剤の流れの影響が被覆に生じ、被覆剤の厚みを1mm程度以上とする必要があった。それでも、被覆剤の流れの影響が被覆に現れる現象が生じていた。
【0010】
そこで、本発明は上記1mm程度以上とすべく、最大塗膜の膜厚がポリウレタン塗膜の被覆であっても、金型間にバリが生じ難く、急激な被覆剤の流れの影響が被覆に生じ難い塗装被覆成形品の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
請求項1の発明に係る塗装被覆成形品は、金型内で成形した成形品の表面を、前記樹脂成形品の溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品であって、前記塗装被覆成形品の表面に被覆し、かつ、70℃以上で粘性が1.15×102(mPa・s)よりも柔らかく、30℃以下で粘性が6×102(mPa・s)以上に固くなる2液混合タイプの樹脂塗料と、前記塗装被覆成形品の表面に被覆する樹脂塗料は薄く、ポリウレタン塗料、金型相互間のインローの範囲内として、金型の接触位置からポリウレタン塗料の漏れを無くすように精度を上げるとともに、ポリウレタン塗料の漏れを無くすよう金型の接触位置からポリウレタン塗料の粘度を上げるものである。
更に、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の和が等しくなるように設定するものである。即ち、金型内で成形した樹脂成形品の表面を、前記樹脂成形品の溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品の塗料とは、前記樹脂成形品の溶融樹脂の粘度よりも低いものである。
【0012】
また、前記塗装被覆成形品の表面に被覆する樹脂塗料は、70℃以上で粘性が1.15×102(mPa・s)よりも柔らかく、30℃以下で粘性が6×102(mPa・s)以上に固くなる2液混合タイプのポリウレタン塗料とするものである。なお、ここでポリウレタンとは、ウレタン結合を有する重合体の総称である。
そして、金型相互間のインロー加工を1/1000mm~7/1000mmの誤差内の範囲とするのは、従来のインロー加工を1/100mm程度としたものでは、ポリウレタンの粘性が低いので、金型相互間にバリが発生する確率が大である。そのバリの発生を抑えるために、金型相互間のインロー加工精度を7/1000mm以下の精度としてバリの発生を抑えたものである。発明者等の確認テストでは、金型相互間のインローの精度を1/1000mm以上とした場合には、効率良くバリの発生を抑えることができた。また、1/1000mm以下の精度の場合であると、温度による膨張、収縮値が入り、精度が上昇しているのか、温度の変化により、バリを切っているのか、いないのかが不明瞭となる。
【0013】
更に、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の和が等しくなるように制御するとは、流体の流れの2つの断面を通過する圧縮性流体のエネルギは、ベルヌーイの定理を適用すると流体の圧力p[Pa]、密度をρ[kg/m3]、速度(流速)V[m/s]、高さz[m]、重力加速度 g[m/s2] で現わすとすれば、
p+ρV2/2+ρ gz = const(一定)
である。
特に、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ(p)」+「速度エネルギ(ρV2/2)」+「位置エネルギ(ρ gz)」とは、摩擦の少ない非粘性流体であることを前提とするが、ここにおいてポリウレタン塗料は非粘性流体と見做すことができる。
【0014】
上記樹脂成形品の表面に樹脂塗料を噴射する射出仮想位置は、樹脂塗料を霧状に噴霧する噴射口を有するもので、本実施の形態では所定の幅を調節して塗布できるものである。ここでは、上記流体調整機構の射出仮想位置及び射出仮想位置と記載する。射出口は塗装被覆成形品の樹脂塗料を塗布する速度を均一とした場合の射出樹脂の流れを示すシミュレーションの「流体特性」の値である。
即ち、少なくとも、前記樹脂成形品の長さ方向に垂直な断面積を均一とし、かつ、前記樹脂成形品の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射し、ポリウレタン塗膜の頭部を移動するもので、一次元または二次元的平面または曲面に移動するものである。上記流体調整機構としては、ステッピングモータ、サーボモータ等で横方向の測定点の位置及び測定点の位置を特定し、そこでベルヌーイの定理の方程式を充足できればよい。符号化または複合化コード盤を有しているものであれば使用可能である。
このとき、上記流体調整機構は、射出口から前記樹脂成形品の長さ方向の表面に沿った断面積を均一とする樹脂塗料の噴射量で噴射するものである。
【0015】
この発明に係る塗装被覆成形品は、前記樹脂成形品の表面に沿って噴射する粘度の低い塗料は、その一例としてポリウレタン塗料としたものであり、他の塗料の使用も可能である。
ここで、前記樹脂成形品の表面に沿って噴射するとは、一次元または二次元平面または曲面とする前記樹脂成形品の表面に塗布するものである。特に、ベルヌーイの定理の前提は、流体は摩擦の少ない非粘性流体であるから、ポリウレタン塗料は非粘性流体と見做すことができる。
この成形により、射出する樹脂塗料に巻き込む渦が発生しないから、ポリウレタンの単色成形または2色成形したものと同一の質感が出せる。したがって、多層化が可能であり、多層化による違和感がない。特に、意匠面のポリウレタンは、樹脂塗料の塗装と遜色のない仕上がりとすることができる。
また、70℃以上で粘性が1.15×102(mPa・s)よりも柔らかく、30℃以下で粘性が6×102(mPa・s)以上に固くなる2液混合タイプの樹脂塗料は、前記塗装被覆成形品の表面を被覆し、しかも、前記塗装被覆成形品の表面に被覆する樹脂塗料は薄くなる。
そして、金型相互間のインローの範囲内として、金型の接触位置からポリウレタン塗料の漏れを無くすように精度を上げると、ポリウレタン塗料の漏れを無くすよう金型の接触位置でポリウレタン塗料の粘度を上げることができる。
【0016】
請求項2の発明に係る塗装被覆成形品は、金型内で成形した樹脂成形品の表面を、前記樹脂成形品における溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆し、前記樹脂塗料の膜厚は、厚みが0.1mm以上のポリウレタン塗膜としたものである。
前記塗膜の膜厚は、厚みが0.1mm以上、0.8mm以下のポリウレタン塗膜としたものであるから、極薄い塗膜(0.1mm)の形成が可能となる。
金型相互間のインローは、ポリウレタン塗膜の粘土が均一とすれば、従来のインロー加工が1/100としたものでは、金型相互間にバリが発生した。そのバリの発生を抑えるために、金型相互間のインロー加工精度を1/1000mm~7/1000mm範囲とすることが好適である。
【発明の効果】
【0017】
請求項1の発明に係る塗装被覆成形品は、樹脂成形品の表面に沿って噴射する樹脂塗料をポリウレタン塗料としたものであり、一次元、三次元平面または曲面を前記樹脂成形品の表面に沿って噴射するものである。特に、ベルヌーイの定理による「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」=const(一定)の前提は、摩擦の少ない非粘性流体であることから、ポリウレタン塗料は非粘性流体と見做しても問題は確認されなかった。
【0018】
金型内で成形した樹脂成形品の表面を、樹脂成形品における溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品において、前記樹脂成形品の表面に噴射する樹脂塗料は、流体調整機構の「圧力エネルギ」、「速度エネルギ」、「位置エネルギ」からなる「流体特性」を常に均一になるように前記樹脂成形品の長さ方向の表面に沿ってポリウレタン塗料を噴射し、その出力を制御する。前記樹脂成形品の表面に樹脂塗料を噴射する前記樹脂成形品の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射し、金型内で成形した樹脂成形品の表面を、前記樹脂成形品における溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆するものである。
ここで「流体特性」とは、「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の和がconst(一定)であり、それらの何れかが変数であり、それを除く何れかがconst(一定)値である数値を意味する。
【0019】
前記樹脂成形品の表面に沿って噴射するポリウレタン塗料は、一次元または二次元平面または曲面とするものである。特に、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の「流体特性」は、流体として、摩擦の少ない非粘性流体であることから、ポリウレタン塗料は非粘性流体と見做している。
即ち、2つの流体の流れの断面を通過する圧縮性流体のエネルギは、ベルヌーイの定理を適用すると流体の圧力p[Pa]、密度をρ[kg/m3]、速度(流速)V[m/s]、高さz[m]、重力加速度 g[m/s2] で現わすとすれば、
p+ρV2/2+ρ gz = const(一定) であり、
「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」=const(一定)から、流れに対する2つの垂直な断面は、そこを通過する時間変化のない定常流、流体は摩擦の少ない非粘性流体である。ここで、2つの流れに対して垂直な断面を通過する流体は、その速度Vの自乗に影響することになる。したがって、速度V[m/s]をconst(一定)にすれば、密度ρ[kg/m3]は変化しないので、樹脂塗料の噴霧雰囲気を均一化でき、仕上がり面が均一化できる。逆に、速度V[m/s]をconst(一定)でなくなったときには、それをもって充填終了とすることができる。
【0020】
請求項2の発明に係る塗装被覆成形品は、流体調整機構の樹脂塗料の射出樹脂における変量となる樹脂塗料のパラメータ、即ち、速度(流速)V[m/s]をconst(一定)にし、流体の圧力p[Pa]、密度ρ[kg/m3]、高さz[m]、重力加速度 g[m/s2]を変量としたときの「流体特性」を常に均一になるように樹脂成形品の長さ方向の表面に沿ってポリウレタン塗料を噴射して出力を制御する。前記樹脂成形品の表面に樹脂塗料を噴射する前記樹脂成形品の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射し、ポリウレタン塗膜の頭部を移動させる。塗料を噴射するとき、前記「流体特性」を常に均一として制御する流体調整機構とを具備し、金型内で成形した樹脂成形品の表面を、前記樹脂成形品における溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆するものである。
【0021】
前記樹脂成形品の表面に沿って噴射するポリウレタン塗料が、前記樹脂成形品の表面に沿って噴射する対象は、一次元または二次元平面または曲面とするものである。特に、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の前提は、流体は摩擦の少ない非粘性流体であることから、ポリウレタン塗料またはウレタン塗料は非粘性流体と見做すことができる。
即ち、2つの流体の流れの方向に対して垂直な断面を通過する圧縮性流体のエネルギは、ベルヌーイの定理を適用すると流体の圧力p[Pa]、密度ρ[kg/m3]、速度(流速)V[m/s]、高さz[m]、重力加速度 g[m/s2] で現わすとすれば、
p+ρV2/2+ρ gz = const(一定) であり、
「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」=const(一定)から、流れに対する2つの垂直断面は、そこを通過する時間変化のない定常流、流体は摩擦の少ない非粘性流体である。
ここで、入力側と出力側の2つの断面を通過する流体は、その速度Vの自乗に影響することになる。したがって、速度V[m/s]をconst(一定)にすれば、密度ρ[kg/m3]が変化しないので、樹脂塗料の噴霧雰囲気を均一化でき、仕上がり面も均一化できる。
【0022】
この塗装被覆成形品の表面に沿って噴射する樹脂塗料は、ポリウレタン塗料としたものである。ここで、前記樹脂成形品の表面に沿って噴射するとは、一次元または二次元、即ち、平面または曲面とするものである。特に、ベルヌーイの定理の「流体特性」との前提は、流体は摩擦の少ない非粘性流体であることから、ポリウレタン塗料は非粘性流体と見做すことができる。
70℃以上で粘性が1.15×102(mPa・s)よりも柔らかく、30℃以下で粘性が6×102(mPa・s)以上に固くなる2液混合タイプの塗料を使用すれば、金型相互間のインローを1/1000mm~7/1000mmの範囲で被膜形成は、厚みが塗膜の薄さが0.1mm以上とした厚みに実施できる。更に歩留まりを考慮すれば、かつ、安全性を考慮すれば、厚みが0.3~0.6mmとすれば、高効率で前記塗装被覆成形品が得られる。
前記塗装被覆成形品の表面に被覆する塗膜は、2色成形までを意識すれば、厚みが0.1~0.8mmのポリウレタン塗膜とし、かつ、金型相互間のインローを1/1000mm~7/1000mm範囲とし、更に、ベルヌーイの定理の「流体特性」の和が等しくなるように制御するものである。
【図面の簡単な説明】
【0023】
図1図1はポリウレタン塗料の粘度特性を示す粘性特性図である。
図2図2はイソシアネートAとポリオールBとの混合を行った場合の温度と粘性の関係を示す特性表図である。
図3図3は成形品のバリの発生(a)、バリの巻き込み処理(b)を説明する説明図である。
図4図4はインローの原理を説明する説明図で、(a)は上型の斜視図、(b)は下型の斜視図を分解した状態の説明図である。
図5図5はインローを説明する下型の事例の説明図である。
図6図6はインローを説明する図5の切断線A-Aの下型の事例の説明図である。
図7図7はインローを説明する上型の事例の説明図である。
図8図8はインローを説明する図7の切断線B-Bの上型の事例の説明図である。
図9図9はインローを説明する上型及び下型の説明図である。
図10図10はインローを説明する下型の説明図である。
図11図11はインローを説明する上型の説明図である。
図12図12は塗装被覆成形品 (サイドモール)で、(a)はその長さ方向を示す平面図、(b)は正面図、(c)は背面図である。
図13図13は本発明の実施の形態の塗装被覆成形品を示す成形品(a)及び断面の面積を取得する概念を示す説明図(b)である。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、実施の形態において、図示の同一記号及び同一符号は、同一または相当する機能部分であるから、ここではその重複する説明を省略する。
[実施の形態]
【0025】
図1及び図2において、ポリウレタン塗料等の樹脂(75℃)の粘度は97(mPa・s)である。因みに、20℃の水の粘度は1.0(mPa・s)であり、一般合成樹脂の260℃の温度の粘度は1.0×105~1.0×106(mPa・s)であるから、ポリウレタン(75℃)の粘度は水の粘度に近似していることになる。また、一般合成樹脂の260℃の温度の粘度は、1.0×105~1.0×106(mPa・s)であり、一般論からしてポリウレタン(75℃)の粘度が一般樹脂の1000~10000倍粘度が低く、水に近い粘度であることがわかる。これに対して、一般合成樹脂の260℃の温度の粘度は、成形温度が高いばかりか、260℃の温度で粘度は1.0×105(mPa・s)と射出成型の管理が難しい。そこで、本実施の形態では、ポリウレタン(75℃)を使用することとする。
【0026】
因みに、イソシアネートA(Puronate 960/1)とポリオールB(Puroclear 3351 IT)の関係を、2液混合タイプのポリウレタン樹脂(塗料)を例に説明する。
本発明を実施する場合の樹脂塗料は、ウレタン結合を有する共重合からなるポリマーのことで、高い基材密着性、反発弾性を有する皮膜特性、伸びと硬さのバランスを特徴として挙げることができる。即ち、イソシアネートAとポリオールBとの2液混合タイプで、70℃以上、即ち、70℃~80℃で液混合タイプの粘性が柔らかくなり、30℃以下で粘性が6×102(mPa・s)以上に粘性が固くなるものである。即ち、70℃以上で粘性が1.15×102(mPa・s)よりも柔らかく、30℃以下で粘性が6×102(mPa・s)以上に固くなる2液混合タイプの樹脂塗料である。
【0027】
イソシアネートAとポリオールBとの温度と粘度との関係を図1に示す。70~80℃で粘性が弱くなり、60~80℃の範囲で比較的低い粘性が安定していることから、この温度範囲で加工すると、軽負荷で比較的流動性の高いポリウレタン樹脂の加工を行うことができる。
しかし、ポリウレタン(75℃)の粘度が一般合成樹脂に比して非常に弱いことは、塗装被覆成形品13を形成する塗装被覆成形品用金型にインロー加工(精度1/100mm)21a~21dされていても、その塗装被覆成形品用金型の隙間に図3(a)に示すバリ29が発生し、そのバリ29の除去は簡単化することができない。また、1回の操作で全面切除することもできない。この流動性の高いポリウレタン塗料のバリ29を切断するには、下金型20及び上金型30の金型相互間の間隔が精度1/1000mm~7/1000mmの範囲でないと切断できないことが発明者等によって確認された。
前記下金型20及び上金型30が3個または4個に分割することがあり、本実施の形態では、樹脂成形品11及び被覆成形部12を形成したものであるから、形成前の被覆成形部12は金型の一部であることも当然あり得る。勿論、樹脂成形品11を金型とする場合もある。
【0028】
例えば、ポリウレタン樹脂のバリ29を図示しない金型を使用して巻き込むという図3(b)に示すバリ29aのエッジ処理を行った。この時、塗装被覆成形品13を成形する金型はインロー加工21a~21dされている。しかし、図4乃至図12に示すように、インロー加工21a~21dの精度が1/100mm程度であるから、精度1/100mm程度の流動性の高いポリウレタン樹脂のバリ29が発生する確率が高い。
図4はインロー加工の参考説明図で、上金型30に突出した形状の凸部30Xを形成し、また、それと嵌合する下金型20に凹部20Yを形成する。この上金型30の下に凸の凸部30X、及び嵌合する金型凹部20Yは、上金型30及び下金型20の何れも外径に近い位置で位置決めできるように形成するのが望ましい。
図4に示す上金型30に突出した形状の凸部30X、下金型20に突出した形状の凹部20Yを形成する所謂、嵌め合いに対しても所定の射出する成形型が形成されている。
【0029】
前記金型相互間はインロー方式とし、かつ、前記塗装被覆成形品の表面に被覆し、上金型30及び下金型20を形成した状態の部品同士が噛み合いをインローという。特に部品がしっくりはまる凸部30X、凹部20Yの部分のことを「インロー」という。これは現場用語である。ここで、塗装被覆成形品用金型のインロー加工の精度を、図4乃至図8に示すように、1/100、1/200、1/300、1/400と小さく仕上げ精度を上げると、論理的にはバリ29の発生が少なくなる。
図4乃至図7は、射出成型に使用される金型のインロー方式を形成したものである。
【0030】
塗装被覆成形品13は、樹脂成形品11及びその上に樹脂塗料による被覆成形部12を保持しており、図13(b)に示すように、ベースを樹脂成形品11とし、その上に樹脂塗料による被覆成形部12を形成している。ベースを樹脂成形品11は、幅方向の断面の面積、即ち、幅の長さ[m]と、その厚み[h]が、[幅m・厚h]が特定の値になるように断面積を決めている。図では樹脂成形品11を略凹字状として形成されているが、現実には合成樹脂の流れが乱されないように、角が面取りされている。幅の長さ[m]とその厚み[h]からなる[幅m・厚h]は、ベルヌーイの定理の流速から決定されるものである。
【0031】
図5乃至図13に示すように、下金型20には、その4隅に、インロー加工21a~21d用の4角柱をNC加工機によって形成している。上金型30も同様、インロー加工22a~22dの4角柱は、1/100mm程度の精度に仕上げている。即ち、精度1/100mmのテーパによって、設定値の誤差が最小値になるようにした。図中、ボルト穴2は塗装被覆成形品13を保持しており、ボルト3によって上金型30と下金型20を接続している。
図9に示すインロー加工23a~23dは、インロー加工22a~22dと噛み合う凹部からなり、対となってインロー加工21a~21dを構成している。
本発明で実施するインロー加工は、四隅に凹凸を配設するものに限られるものではなく、公知の形態からのインローの構造形態が採用できる。
【0032】
図4乃至図13に示すように、インロー加工22a~22dの4角柱は、NC旋盤、NC工作機械等のNC加工装置で1/100の精度で切削されている。勿論、本発明を実施する場合には、円柱とテーパによって1/100の精度に切削してもよい。
インロー加工21a~21d以外の塗装被覆成形品13の金型、即ち、下金型20及び上金型30は、図9に示すように、ベースを樹脂成形品11とし、その上に樹脂塗料による被覆成形部12を形成している。塗装被覆成形品13は、樹脂成形品11及び被覆成形部12を形成したもので、形成前の被覆成形部12はキャビティとして使用されている。
なお、インロー加工の加工は、例えば、文章では1/100mmの精度と示しているが、これは1/100mmの精度に機械設定したことを意味するものである。故に、インローの加工精度との間は目安に過ぎない。
【0033】
しかし、インロー加工の加工精度を良くしても(数値を小さくしても)、1対の金型の収まりが悪いと、金型の全体の精度を下げ、インロー加工の全加工精度を良くすることができない。
そこで、発明者等は1/1000mm~1/100mmをNC旋盤、NC工作機械等のNC加工装置で切削したインロー加工精度を基に、その下金型20と上金型30の収まりを検証した。
また、2回目の成形工程、即ち、巻き込みエッジ処理のバリ29aとして、図示しない金型を使用して巻き込むというエッジ処理を行うものと比較した。
【0034】
発明者等はインロー加工として1/1000mm~1/100mmの四角柱のものを切削加工して試験に供した。7/1000mm以下では位置によって温度が変化し、必ずしも安定した特性が得られなかった。また、7/1000mm以上では、金型間の隙間により、ポリウレタン樹脂のバリ29が強くなる傾向にある。結果、1/1000mm~7/1000mmであれば、インロー加工として精度を上げた効果が得られた。
特に、精度1/1000mm以上になると、安定した収まりによって、金型相互のボルト穴2、ボルト3による金型の締め付けも正しく行なわれた。
【0035】
従来の1/100mmの精度のインロー加工を基に、ポリウレタン樹脂のバリ29を、金型を使用して巻き込むというエッジ処理を行った巻き込みエッジ処理のバリ29aの場合には、単独で、厚みが0.1mm以上のポリウレタン塗膜として、金型相互間のインローを1/1000mm~7/1000mmの範囲とした場合にバリ29が減少した。6/1000mm、7/1000mmにおいては、どれだけ温度による膨張・収縮が生じているのか明確でないが、精度は殆ど温度に依存するものと推定されるので、発明者らによって更に究明中である。
【0036】
インロー加工の精度1/1000mm~7/1000mmの範囲では、最大の厚みが0.1mm以上のポリウレタン塗膜とすることができる。発明者らの実験によれば、そのポリウレタン塗膜の表面張力を大きくしないことを意味するから、例えば、金型に閉じられた表面張力に耐えていたポリウレタン塗膜の一部が破壊されてバリ29が生じると、ポリウレタン塗膜の表面張力によって押圧されバリ29が大きくなると推定される。
即ち、厚みが0.8mm以上のポリウレタン塗膜は、表面張力によって保持しているが、毛細管現象が生じると、毛細管現象による広がり(バリ)が加わるから、厚みが0.1~0.8mmの範囲の数値が出てきていると推定される。しかし、その原因は表面張力、毛細管現象が如何に作用しているのかは定かではない。
特に、厚みが0.8mm以上のポリウレタン塗膜においては、表面張力によってポリウレタン塗膜の体積が丸くなろうとしており、また、毛細管現象による広がりが加わると、厚みが0.1mm以下の範囲の数値よりも大きくならない。この要因には表面張力及び毛細管現象が作用していると推定される。
【0037】
また、インロー加工の精度が7/1000mm以下に高くなった場合には、それ自体でガタツキがあるものでなく、また、特定の収納を嫌うものでもないから、ポリウレタン樹脂のバリ29は、金型を使用して巻き込みエッジ処理のバリ29aとして加工を行なわなくとも、厚みが0.1~0.8mmのポリウレタン塗膜であれば、容易に塗布することができる。
特に、見栄えを良くするには、厚みが0.1~0.6mmの薄さで、特に、厚みは0.6mm以上とすることもできるが、ポリウレタン塗膜を塗布する場合の厚みむらが出やすくなる。厚みが0.1mmのポリウレタン塗膜、特に好ましくは、厚みが0.8mmのポリウレタン塗膜は、2色成形でも成形可能であるから、それを除去すると、厚みが0.2~0.8mmのポリウレタン塗膜には、毛細管現象及び表面張力のバランスが取れていると推定される。
【0038】
本実施の形態の図12のサイドモールのような塗装被覆成形品13の被覆成形部12は、図12(a)及び図12(b)に示すように、下金型20内で成形した樹脂成形品11の表面のキャビティとなる部分である。ここで、被覆成形部12には塗膜で被覆成形部12を形成したものと、塗膜で被覆成形部12を形成するキャビティを指す場合がある。
前記樹脂成形品11における溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆するものである。図12(b)の正面図に示すように、前記樹脂成形品11の一次元の長さ方向の測定位置に対して、幅方向の測定位置が変化していることが判る。ところが、幅(二次元の長さ)の測定位置が変化しているのみではなく、図12(a)乃至(c)に示す平面図、正面図、背面図から示されているように、被覆成形部12の形状は、現実には曲面となっている。
【0039】
図12(a)乃至図12(c)の成形品及び図12の塗装被覆成形品(サイドモール)13は、例えば、20等分した測定点は、溶融樹脂がW=50、51、52、・・・56、57、58、59、60、・・・・等に順次溶融樹脂が射出される。これは、幅方向の測定点、即ち、幅方向の断面の面積、幅の長さmと、その厚みhが、[幅m・厚h]として現して±30%以内に入るように設定されている。
各測定位置は、W=50をV1=V[m/s]とする入力速度、右端側の測定点は、W=50をV2=V[m/s]とする出力速度であり、中央付近の変化点の測定点、測定点W=59ではV3となる。
なお、測定点Wの等分は10等分または20等分に限定されるものではないし、また、必ずしも等分にする必要はなく、図面(設計値)と実施物とが対応すればよい。
ベルヌーイの定理から
1+ρ1(V12/2+ρ111 =p2+ρ2(V22/2+ρ222
との式から、被覆成形部12の幅が左端から射出するとなると、途中で3倍の幅に広くなっているから、V2[m/s]と(V/3)2 [m/s]が等しくなるように他の制御が必要である。ここでは、速度VからV/9の制御が必要となることがわかる。
【0040】
即ち、左端側の断面の流速V1=V[m/s]、中央付近の断面の流速をV2=V/3[m/s]とすれば、中央付近の断面の断面は、1/9の速度とする必要がある。
ベルヌーイの定理で速度V[m/s]を変化しないとすれば、高さz[m]及び重力加速度 g[m/s2] も変化しないので、変数である流体の圧力p[Pa]、密度ρ[kg/m3]を変化することになる。
【0041】
塗装被覆成形品13の設計値から、下金型20及び上金型30のキャビティとしての被覆成形部12によって樹脂成形品11の一次元の長さ方向の測定点W=50、・・・、70を得る。また、各断面点のサイドモールの断面積を算出し、当該キャビティの被覆成形部12の断面形状を得る。それらのキャビティを基に速度V[m/s]を均一にする場合、高さz[m]、重力加速度 g[m/s2]、流体の圧力p[Pa]、密度ρ[kg/m3]を変数として、成形が変化しない程度の均一の速度V[m/s]を得る。
【0042】
即ち、金型で形成し、下金型20及び上金型30内で収めて形成した塗装被覆成形品13は、前記樹脂成形品11における溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する。
前記樹脂成形品11の表面に樹脂塗料を噴射する射出口SGを取付け、前記樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射し、前記射出口SGから前記樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射するとき、流体調整機構90は速度V[m/s]を均一として制御する。流体調整機構90は、ステッピングモータ、サーボモータで横方向の測定点の位置及び測定点の位置の検出ができるように符号化または複合化コード盤を具備している。
【0043】
上記樹脂成形品11の表面に樹脂塗料を噴射する射出口SGは、樹脂塗料を霧状に噴霧する噴射口を有するもので、本実施の形態では所定の幅を塗布できるものである。射出口SGはイオンエアーコンプレッサ、エアーガン、静電除去エアーガン等を使用してもよい。
また、流体調整機構90は、塗装被覆成形品13に沿って前記射出口SGを取付け、少なくとも、樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射し、樹脂塗料頭部を射出移動するもので、一次元または二次元的に移動するものである。
【0044】
ここで、本実施の形態の流体調整機構90(機構省略)は、射出口SGから樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射するとき、樹脂成形品11の長さ方向に測定点Wに移動する速度V[m/s]等の「流体特性」は、流体調整機構90の何れの位置においても「流体特性」が同じになるように設定する。
この時、設計的に測定点W=50、・・・、70の側は、サイドモールの片端または両端から空気を抜きながら射出口SGで塗装するのが効率的である。
流体調整機構90は、射出口SGからの射出位置を対応付けるもので、速度V[m/s]をConst(一定)とし、高さz[m]、重力加速度 g[m/s2]、流体の圧力p[Pa]、密度ρ[kg/m3]を変量として算出する。
そして、塗装被覆成形品13の設計値から、上金型20及び上金型30のキャビティを基に作成された被覆成形部12によって、樹脂成形品11の1次元の長さ方向の測定点W=50、・・・、70を得る。また、各断面点のサイドモールの断面を算出し、塗装被覆成形品13のキャビティから、「流体特性」を算出する。
【0045】
そこで、塗装被覆成形品13の一次元の長さ方向の測定点に対して何等分化に分け、及び二次元の長さ方向の測定点に対しても何等分化に分け、樹脂成形品11の表面の空気の巻き込みを塗装被覆成形品13の一次元の長さ方向の測定点に対しても、二次元の長さ方向の測定点に対しても、その変化を少なくする。勿論、等分する距離は細分化することが望ましいが、この検出位置は、ベルヌーイの定理の入力端と出力端からその間の数値を推定することができる。
発明者等の実験では
1+ρ1(V12/2+ρ111 =p2+ρ2(V22/2+ρ222
が1~3割の誤差を持つ時には見栄えが低下しないので、3割以下の誤差に抑えるか、二次元の長さ測定点について、できるだけ変動を少なくするのが望ましい。
【0046】
本実施の形態は、金型で形成し、下金型20及び下金型30内で成形した樹脂成形品11の表面を、樹脂成形品11における溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する下金型20及び上金型30内で成形した樹脂成形品11の表面を、前記樹脂成形品11における溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆した塗装被覆成形品13であって、樹脂成形品11の表面に樹脂塗料を噴射する樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射し、前記射出口SGから樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射するとき、速度V[m/s]を常に均一として「流体特性」を制御する流体調整機構90を具備するものである。
【0047】
本実施の形態の被覆成形部12である2液混合タイプの塗料は、塗装被覆成形品13の表面に被覆し、かつ、70℃以上で粘性が1.15×102(mPa・s)よりも柔らかく、30℃以下で粘性が6×102(mPa・s)以上に固くしたものである。
ここで、70℃以上で粘性が1.15×102(mPa・s)よりも柔らかくは、必ずしも、2液混合タイプの樹脂塗料が当該値に特定されるものではなく、3割前後の粘性が異なっても被覆成形部12の形態によって、問題にならない場合もある。
同様に、30℃以下で粘性が6×102(mPa・s)以上に固くしたについても、3割前後の粘性が異なっても被覆成形部12の形態によって、問題にならない場合があることを付言する。
【0048】
上記樹脂成形品11の表面に樹脂塗料を噴射する射出口SGは、樹脂塗料を霧状に噴霧する噴射口を有するもので、本実施の形態では所定の幅出、所定の厚み塗布できるものである。
また、流体調整機構90は、射出口SGから樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射するとき、速度V[m/s]は何れの位置においても常に均一として移動するものである。
【0049】
この発明に係る塗装被覆成形品13は、前記樹脂成形品11の表面に沿って噴射する塗料は、ポリウレタン塗料としたものである。
ここで、前記樹脂成形品11の表面に沿って噴射する塗料は、ポリウレタン塗料としたものであるから、前記樹脂成形品11の表面に沿って噴射するとは、一次元または二次元平面または曲面とするものである。特に、ベルヌーイの定理は「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」との前提は、摩擦の少ない非粘性流体であることから、ポリウレタン塗料は非粘性流体と見做すことができる。
【0050】
ここで、速度V[m/s]を常に均一とし、変数とする「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の何れかの「流体特性」を制御し、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」を常に同一とするものである。
また、必ずしも同一とならなくても、発明者等の実験によれば、3割程度の誤差があっても射出口SGから射出する樹脂塗料に巻き込む渦が発生しないから、3割程度の誤差は許容される。
【0051】
上記樹脂成形品11の表面に樹脂塗料を噴射する射出口SGは、樹脂塗料を噴射する噴射ノズルを有するもので、本実施の形態では所定の幅を塗布できるものである。
また、流体調整機構90は、射出口SGを取付け、少なくとも、樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射し、そのポリウレタン塗膜の頭部を移動するもので、一次元または二次元的平面または曲面に移動する。
そして、流体調整機構90は、射出口SGから樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射するとき、「流体特性」は塗装被覆成形品13の何れの位置においても常に均一として移動するものである。
【0052】
更に、この発明に係る塗装被覆成形品13は、前記樹脂成形品11の表面に沿って噴射する塗料は、ポリウレタン塗料としたものである。詳しくは、70℃以上で粘性が1.15×102(mPa・s)よりも柔らかく、30℃以下で粘性が6×102(mPa・s)以上に固くしたものである。
ここで、樹脂成形品11の表面に沿って噴射する塗料は、ポリウレタン塗料としたものであるから、樹脂成形品11の表面に沿って噴射するとは、1次元または2次元平面または曲面とするものである。特に、ベルヌーイの定理の前提では、摩擦の少ない非粘性流体であることから、ポリウレタン塗料は非粘性流体と見做すことができる。
【0053】
塗装被覆成形品13は、インロー加工により、射出口SGで噴射する樹脂塗料及び空気の通過が特定された金型を通過するものであるから、金型をインロー加工とすることにより密着性を出し、射出口SGで噴射する樹脂塗料及び空気の通過が特定された金型のキャビティを通過するものであるから、そこを通過する時間変化のない定常流、流体は摩擦の少ない非粘性流体として設計できる。
【0054】
樹脂成形品11の表面を、樹脂成形品11の溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品13であって、前記塗装被覆成形品13の表面mmに被覆する塗料は、ポリウレタン塗料とし、かつ、金型相互間のインローを5/1000mm以下とし、更に、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の和が等しくなるように「流体特性(圧力エネルギ、速度エネルギ、位置エネルギ)」を設定するものである。
【0055】
金型で形成し、下金型20及び上金型30内で成形した樹脂成形品11の表面を、樹脂成形品11の溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品13であって、塗装被覆成形品13の表面に被覆する樹脂塗料は、厚みが0.1~0.8mmのポリウレタン塗料とし、かつ、金型相互間のインローを1/1000mm~7/1000mmの範囲とし、更に、ベルヌーイの定理のエネルギの和が等しくなるように「流体特性」を制御するものである。
【0056】
金型で成形した樹脂成形品11の表面を、樹脂成形品11の溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品13であって、塗装被覆成形品13の表面に被覆する樹脂塗料は、ポリウレタン塗料とし、かつ、金型相互間のインローを精度1/1000mm~7/1000mmの範囲とし、更に、ベルヌーイの定理による「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」=Const(一定)の前提は、摩擦少ない非粘性流体であることから、ポリウレタン塗料は非粘性流体と見做しても問題は確認されなかった。
【0057】
下金型20及び上金型30内で成形した樹脂成形品11の表面を、樹脂成形品11における溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品13において、樹脂成形品11の表面に噴射する樹脂塗料は、流体調整機構90の「圧力エネルギ」、「速度エネルギ」、「位置エネルギ」からなる「流体特性」を常に均一になるように樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿ってポリウレタン塗料を噴射し、射出口SGの出力を制御する。樹脂成形品11の表面に樹脂塗料を噴射する射出口SGを取付け、樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射し、前記射出口SGから樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射するとき、流体調整機構90の速度V[m/s]を固定とし、他の「流体特性」を変量として制御し、下金型20及び上金型30内で成形した樹脂成形品11の表面を、樹脂成形品11における溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆するものである。
【0058】
樹脂成形品11の表面に沿って噴射するポリウレタン塗料は、一次元または二次元平面または曲面とするものである。特に、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の「流体特性」は、流体として、摩擦の少ない非粘性流体であることから、ポリウレタン塗料は非粘性流体と見做している。
即ち、2つの流体の流れの断面を通過する圧縮性流体のエネルギは、ベルヌーイの定理を流体の圧力p[Pa]、密度ρ[kg/m3]、速度V[m/s]、高さz[m]、重力加速度 g[m/s2]で現わすとすれば、
p+ρV2/2+ρ gz = Const(一定) であり、
「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」=Const(一定)の「流体特性」から、2つの流れ方向に垂直な断面は、そこを通過する時間変化のない定常流、流体は摩擦の少ない非粘性流体である。ここで、2つの流れに対して垂直な断面を通過する「流体特性」は、その速度Vの自乗に影響することになる。したがって、速度V[m/s]をConst(一定)にすれば、密度ρ[kg/m3]が変化しないので、樹脂塗料の噴霧雰囲気を均一化でき、仕上がり面が均一化できる。
【0059】
下金型20及び上金型30内で成形した樹脂成形品11の表面を、樹脂成形品11の溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品13であって、塗装被覆成形品13の表面に被覆する塗膜は、厚みが0.1~0.8mmのポリウレタン塗料とし、かつ、金型相互間のインローを1/1000~7/1000の範囲とし、更に、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の和が等しくなるように「流体特性」を制御する。
なお、ここで「流体特性」とは、「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の和で、それらの何れかが変数であり、それを除く何れかがConst(一定)値である数値を意味する。
【0060】
本発明に係る塗装被覆成形品13は、流体調整機構90の「流体特性」を常に均一になるように樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿ってポリウレタン塗料を噴射し、前記射出口SGの出力を制御する。樹脂成形品11の表面に樹脂塗料を噴射する射出口SGを取付け、樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射し、前記射出口SGから樹脂成形品11の長さ方向の表面に沿って樹脂塗料を噴射するとき、「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の和が常に均一となるように制御し、金型内で成形した樹脂成形品11の表面を、樹脂成形品11における溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆するものである。
【0061】
樹脂成形品11の表面に沿って噴射するポリウレタン塗料が、樹脂成形品11の表面に沿って噴射する対象は、一次元または二次元平面または曲面とするものである。特に、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の前提は、摩擦の少ない非粘性流体であることから、ポリウレタン塗料は非粘性流体と見做すことができる。
即ち、2つの流体の流れの方向に対して垂直な断面を通過する圧縮性流体のエネルギは、ベルヌーイの定理の速度V[m/s]、高さz[m]、重力加速度 g[m/s2]、流体の圧力p[Pa]、密度ρ[kg/m3]で現わすとすれば、
p+ρV2/2+ρ gz = Const(一定) であり、
「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」=Const(一定)から、2つの流れに対して垂直な断面は、そこを通過する時間変化のない定常流、流体は摩擦の少ない非粘性流体である。
ここで、2つの断面を通過する流体は、その速度Vの自乗に影響することになる。したがって、断面の速度V[m/s]をConst(一定)にすれば、密度ρ[kg/m3]が変化しないので、塗料の噴霧雰囲気を均一化でき、仕上がり面が均一化できる。
【0062】
この塗装被覆成形品13の表面に沿って射出口SGから噴射する塗料は、ポリウレタン塗料としたものである。ここで、樹脂成形品11の表面に沿って噴射するとは、一次元または二次元、即ち、平面または曲面とするものである。特に、ベルヌーイの定理の前提は、摩擦の少ない非粘性流体であることから、ポリウレタン塗料は非粘性流体と見做すことができる。
ポリウレタン塗料として1.0×102のものを使用すれば、下金型20及び上金型30の相互間のインローを5/1000mm以下で被膜形成は、厚みが0.1mm以上とした厚みに実施できる。更に歩留まりを考慮すれば、かつ、安全性を考慮すれば、厚みが0.3~0.6mmとすれば、高効率で塗装被覆成形品13が得られる。
塗装被覆成形品13の表面に被覆する塗料の粘度からして、厚みが0.1mm以上をポリウレタン塗料の層とすることができる。また、金型相互間のインローを5/1000mm以下として精度を上げれば、厚みが0.1mm以上も可能である。
更に、本発明の実施の形態では、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の和が等しくなるように制御するものである。
【0063】
下金型20及び上金型30内に収納して成形する事例で説明したが、中子にも同様に使用できる。また、ベルヌーイの定理に従って、「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」と区別しているが、本発明を実施する場合には、コントロールが容易な項目を制御すればよい。特に、この成形により、ポリウレタンの単色成形または2色成形したものと同一の質感が出せる。樹脂成形品11は下金型20及び上金型30内で形成してもよいし、下金型20及び上金型30内で全体を移動しないようにしてもよい。
この成形により、ポリウレタンの単色成形または2色成形したものと同一の質感が出せる。したがって、多層化が可能であり、また、その多層化による違和感がない。
【0064】
特に、塗装被覆成形品13の表面に被覆する塗料の粘度からして、厚みが0.1mm以上をポリウレタン塗料の層とすることができる。また、金型相互間のインローを5/1000mm以下として精度を上げれば、厚みが0.1mm以上も可能である。
更に、本発明の実施の形態では、ベルヌーイの定理の「圧力エネルギ」+「速度エネルギ」+「位置エネルギ」の和が等しくなるように制御するものである。
【0065】
本実施の形態の塗装被覆成形品は、下金型20及び上金型30内で成形した樹脂成形品11の表面を、前記樹脂成形品11の溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品13であって、前記塗装被覆成形品13の表面を被覆する2液混合タイプ、その例として、ポリウレタン塗料の樹脂塗料とし、前記2液混合タイプのポリウレタン塗料の樹脂塗料の供給は、製品として使用する前記樹脂成形品11の被覆形態の断面積に応じて供給し、断面積を一定にして樹脂の充填速度を一定にするか及び/またはオーバーフロー部を設けて気泡が巻き込んだ部位を成形製品部から外す発明である。
【0066】
樹脂成形品11の表面に、前記樹脂成形品11を被覆する溶融樹脂の粘度よりも低粘度の樹脂塗料で被覆する塗装被覆成形品13であって、塗装被覆成形品13の表面に被覆する樹脂塗料はポリウレタン塗膜とする。ポリウレタンは非粘性に近いため一般樹脂に比べて気泡を巻き込み易い。故に、空気の巻き込みの影響で、被覆剤の流れが被覆に現れる現象が生じていた。そこで、外観不良を改善する案として、前記塗装被覆成形品13の断面積や長さが決定されるランナーの断面積を一定にして速度を一定にするか、オーバーフロー部を設けて気泡が巻き込み部位を成形製品部から外すことで対応できる。逆に、例えば、それまで使用していた速度V[m/s]が一定でなくなったときには、それをもって充填終了とすることができる。
【符号の説明】
【0067】
11 樹脂成形品
12 被覆成形部(塗装被覆成形品の金型のキャビティ)
13 塗装被覆成形品
20 下金型
30 上金型
SG 射出口
90 流体調整機構
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