JP2001096579A

JP2001096579A - 成形品の製造方法及び成形品

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Publication number: JP2001096579A
Application number: JP27618399A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Ito; 孝幸伊藤; Toshihiko Asatani; 俊彦浅谷
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1999-09-29
Filing date: 1999-09-29
Publication date: 2001-04-10
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: JP3573013B2

Abstract

(57)【要約】【課題】金型キャビティに塗料を効率よく塗布し、成形
品の表面にほぼ均一な厚さの塗膜を形成する。【解決手段】開けられた金型７のキャビティ１７に塗料
Ｍの溶液を流し込んだ後、金型７を閉じて真空ポンプ３
４を駆動させキャビティ１７内を減圧する。すると、塗
料Ｍの溶剤が沸騰する。この沸騰時の塗料Ｍの体積増加
及び破泡によりキャビティ１７の壁面に塗料Ｍが効率よ
く塗布される。そして、塗料Ｍの溶剤が気化すること
で、塗料Ｍのウレタン樹脂が塗膜層としてキャビティ１
７の壁面に形成される。その後、ウレタンの材料をキャ
ビティ１７に混合注入し反応硬化させることで、ステア
リングホイールの樹脂部分の成形と塗装が同時に実施さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂などの成形品
の成形と塗装を同時に行うために金型内のキャビティに
予め塗料を塗布（モールドコート）した後に充填材料を
注入するようにした成形品の製造方法及び成形品に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の成形品として、例えば、車両用
のステアリングホイールがある。ステアリングホイール
は、芯金を金型キャビティ（成形品形状を作る空洞部）
にセットした後に、金型キャビティに樹脂材料を注入し
硬化させて成形される。ステアリングホイールの樹脂成
形に使用されているウレタン樹脂は、耐光性に劣り黄変
する欠点があるため、その樹脂部分の表面に耐光性をも
たせるための塗膜を形成する必要がある。

【０００３】この塗膜の形成方法として、金型内のキャ
ビティに予め塗料を塗り、その後、製品の成形を行う方
法が適用されている。具体的には、金型を開いてキャビ
ティに塗料溶液をスプレーガンで塗布（モールドコー
ト）する。その後、金型を閉じキャビティに充填材料と
してのウレタン材料を混合注入して反応硬化させる。こ
れにより、成形品の表面に塗膜が形成される。なお、金
型キャビティに所定の材料を混合注入して反応硬化させ
る成形方法を反応射出成形（ＲＩＭ：Reaction Injecti
on Molding）という。また、ここで用いられる塗料溶液
は、例えば、溶剤としてのメチルエチルケトン（ＭＥ
Ｋ）及びイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）と、耐光性
に優れたウレタン樹脂とからなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
にスプレーガンにより塗料溶液をキャビティに塗布した
場合では、金型のキャビティ以外の部分に塗布された
り、金型に塗着せずに空気中に飛散し塗着効率が悪化し
てしまう。また、キャビティ以外の部分に塗布された塗
料は成形後の製品におけるバリ発生の原因となってしま
うため、このバリを製品から除去するための処理工程が
必要となる。さらに、塗着せずに空気中に飛散した塗料
は、作業場を汚すばかりでなく、周囲の環境を悪化させ
ていた。

【０００５】また、スプレーガンで塗料溶液を塗布（モ
ールドコート）した場合では、均一に塗料を塗布するこ
とができない。特に、パーティングラインの部分では、
十分に塗布することができなかった。そのため、ステア
リングホイールの耐光性が十分に確保できないといった
問題が生じる。

【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、その第１の目的は、金型キャビティ
に塗料を効率よく塗布（モールドコート）することがで
きる成形品の製造方法を提供することにある。また、第
２の目的は、耐光性に優れる成形品を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、成形品表面に塗膜層が形
成された成形品の製造方法において、金型を閉じた状態
の金型キャビティ表面に塗膜層を形成する塗装工程と、
その後金型キャビティ内に充填材料を充填する工程とか
らなることをその要旨としている。

【０００８】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記塗装工程は、金型キャビティ内
で塗料溶液の体積増加により金型キャビティ表面に塗膜
層を形成することをその要旨としている。

【０００９】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明において、金型キャビティ内は、減圧状
態としたことをその要旨としている。請求項４に記載の
発明では、請求項１又は２に記載の発明において、金型
キャビティ内に塗料溶液を流し込んだ後、金型キャビテ
ィ内を減圧させて、塗膜層を金型キャビティに形成した
ことをその要旨としている。

【００１０】請求項５に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の発明において、金型キャビティを減圧し、そ
の減圧した金型キャビティ内に塗料溶液を注入して塗膜
層を金型キャビティに形成したことをその要旨としてい
る。

【００１１】請求項６に記載の発明では、請求項１に記
載の発明において、前記充填材料は、金型キャビティ内
で反応硬化するウレタン材料であることをその要旨とし
ている。

【００１２】請求項７に記載の発明では、金型キャビテ
ィに充填材料を注入して成形される成形品において、前
記充填材料の表面にほぼ均一な厚さの塗膜が形成される
ことをその要旨としている。

【００１３】請求項８に記載の発明では、請求項７に記
載の発明において、前記充填材料は、金型キャビティ内
で反応硬化するウレタン材料であることをその要旨とし
ている。

【００１４】（作用）請求項１に記載の発明によれば、
金型を閉じた状態の金型キャビティ表面に、効率よく塗
料が塗布されて塗膜層が形成される。その後、金型キャ
ビティ内に充填材料が充填されて、成形と塗装が同時に
行われる。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、金型キャ
ビティ内で塗料溶液の体積増加により金型キャビティ表
面に塗膜層が形成される。請求項３に記載の発明によれ
ば、金型キャビティ内を減圧することで金型キャビティ
内で塗料溶液を沸騰させ、その沸騰時の体積増加及び破
泡により金型キャビティに塗膜層が形成される。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、金型キャ
ビティ内に塗料溶液を流し込んだ後に、その金型キャビ
ティ内を減圧すると、塗料の溶剤が沸騰し、この沸騰時
の体積増加及び破泡により金型キャビティの壁面に塗料
が塗着される。つまり、閉じられた金型キャビティにお
いて、その壁面に塗料が効率よく均一に塗布される。

【００１７】請求項５に記載の発明によれば、金型キャ
ビティが減圧され、その減圧状態の金型キャビティ内に
塗料溶液が注入される。この場合、塗料の溶剤が沸騰
し、泡状になった塗料溶液が破泡しながらキャビティ１
７内に流入される。これにより、金型キャビティの壁面
に塗料が塗着される。つまり、閉じられた金型キャビテ
ィにおいて、その壁面に塗料が効率よく均一に塗布され
る。

【００１８】請求項６に記載の発明によれば、塗膜層が
形成されたキャビティ内にウレタン材料が混合注入され
て反応硬化する。つまり、反応射出成形によりウレタン
樹脂成形が行われる。この反応射出成形では、一般樹脂
の射出成形と比較して、キャビティ内が低温、低圧の条
件下で樹脂成形される。従って、キャビティの壁面に形
成された塗膜層が成形時の圧力や温度によって壊される
ことが防止される。

【００１９】請求項７に記載の発明によれば、充填材料
の表面にほぼ均一な厚さの塗膜層が形成される。その結
果、成形品の耐光性や耐摩耗性等が向上される。特に、
パーティングラインにおいて、所望の厚さの塗膜を形成
することで、耐光性、耐摩耗性が向上される。また、塗
膜表面は、金型表面が転写されるため、金型により容易
に表面意匠を与えられる。具体的には、例えば、平滑面
やシボ面（凸凹面）等の意匠を与えられる。

【００２０】請求項８に記載の発明によれば、反応硬化
して成形されるウレタン樹脂の表面にほぼ均一な塗膜が
形成される。従って、耐光性に劣り黄変する欠点がある
ウレタン樹脂の表面に、ほぼ均一な塗膜が形成されるの
で成形品の耐光性が向上される。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
具体化した第１実施形態を図面に従って説明する。

【００２２】図１〜３は、本実施形態における射出成形
機の一部断面図であり、図４は同射出成形機により成形
される車両用のステアリングホイール１の斜視図であ
る。図４に示すようにステアリングホイール１は、リン
グ部２、スポーク部３，４，５及びボス部６を有してお
り、図１〜３に示す射出成形機の金型７（下型８，上型
９）は、リング部２及びスポーク部３，４，５の芯金１
０をウレタン樹脂で被覆するためのものである。なお、
本実施形態では、図４に示すステアリングホイール１を
裏返した状態で、反応射出成形による樹脂成形が実施さ
れる。

【００２３】図１〜図３に示すように、金型７は枠体１
１と蓋体１２とからなるボックス１３内に配設されてい
る。詳しくは、枠体１１には金型７の下型８が固定さ
れ、蓋体１２には金型７の上型９が固定されている。ま
た、蓋体１２における枠体１１との接合部にはシール部
材１４が配設されている。そして、図１に示すように金
型７が開けられている状態から枠体１１及び下型８が上
方へ移動されて図２に示すように芯金１０がセットされ
た状態で金型７が閉じられ型締めされる。なおこのと
き、枠体１１と蓋体１２とによりボックス１３が形成さ
れ、シール部材１４によりボックス１３内が密封され
る。また、本実施形態の芯金１０は、アルミダイカス
ト、マグネシウムダイカスト、またはそれらからなる合
金のダイカスト成形により製造され、芯金１０のリング
部１０ａの断面形状は、図２に示すようにＵ字形状とな
っている。

【００２４】下型８及び上型９には凹部１５，１６が形
成されており、同凹部１５，１６が成形品形状を作るた
めのキャビティ１７となる。また、成形時にステアリン
グホイール１の芯金１０を固定するために、下型８の中
央部に固定部材１８が突設されるとともに、上型９の中
央部に固定部材１９が突設されている。さらに、上型９
の凹部１６には、排出孔２０（例えば、断面積＝４ｍｍ
²）が形成されて、同排出孔２０によりキャビティ１７
がボックス１３内の中空部２１に連通される。

【００２５】枠体１１の一方の側壁（図の右側の側壁）
側に射出ノズル２２が配設されており、図示しないウレ
タン注入装置で混合されたウレタン材料が射出ノズル２
２からゲート２３を介してキャビティ１７に注入され
る。このウレタン材料は、液状であってポリオール成
分、イソシアネート成分を含む。また、枠体１１の他方
の側壁（図の左側の側壁）には排出管３１が設けられ、
その排出管３１は、配管３２及びバルブ３３を介して真
空ポンプ３４に接続されている。真空ポンプ３４が駆動
されると、ボックス１３内の空気が排出管３１から排出
され、ボックス１３内が減圧される。

【００２６】次に、本実施形態におけるステアリングホ
イール１のウレタン樹脂の成形方法を図１〜図３を用い
て説明する。先ず、図１に示すように、金型７を開いて
キャビティ１７（下型８の凹部１５及び上型９の凹部１
６）の壁面に離型剤を塗布する。この離型剤は、ワック
ス、シリコンオイル等からなり、金型７に成形品が粘着
することを防いで、成形品を取り出し易くする目的で塗
布されるものである。

【００２７】次いで、金型７を水平に保ちつつ液状の塗
料Ｍ（本実施形態では、１５０ｇ）を下型８の凹部１５
に注ぎ込む。本実施の形態における塗料Ｍの溶液は、溶
剤としてのメチルエチルケトン（ＭＥＫ）及びイソプロ
ピルアルコール（ＩＰＡ）と、固形分としてのウレタン
樹脂を含む。なお、塗料Ｍにおける各成分の割合を重量
％で示すと、ＭＥＫ＝約８５％、ＩＰＡ＝約１０％、ウ
レタン樹脂＝２．５％となる。そして、図２に示すよう
に金型７内に芯金１０をセットして金型７を閉じ型締め
する。なおこのとき、枠体１１と蓋体１２とがシール部
材１４を介して接合されボックス１３内は密閉状態とな
る。

【００２８】その後、真空ポンプ３４を駆動し排出管３
１からボックス１３内の空気を排出することでボックス
１３内を減圧する。このとき、キャビティ１７内の空気
が排出孔２０を介してボックス１３内の中空部２１に吸
い出されてキャビティ１７内も減圧される。キャビティ
１７内が減圧されると、塗料Ｍの溶剤（ＭＥＫ，ＩＰ
Ａ）の沸点が低下する。これにより、塗料Ｍは体積増加
を伴いつつ沸騰して破泡する。具体的には、金型７の温
度が５５℃に保たれており、キャビティ１７内が３００
ｔｏｒｒ以下に減圧されると溶剤は沸騰する。この沸騰
時の体積増加及び破泡により、塗料Ｍがキャビティ１７
の壁面に塗布される。

【００２９】そして、塗料Ｍの溶剤が気化して、塗料Ｍ
のウレタン樹脂がキャビティ１７の壁面に塗着される。
つまり、塗膜層がキャビティ１７の壁面に形成される。
またこのとき、キャビティ１７内における芯金１０の表
面が塗料Ｍの溶剤により洗浄されるとともに、接着剤の
役割を果たす塗料Ｍが芯金１０の表面に塗着される。な
お、溶剤は約６０秒で気化し、気化した溶剤は排出孔２
０からボックス１３内の中空部２１及び排出管３１等を
介して真空ポンプ３４から排気される。

【００３０】次いで、所定の減圧状態を保ちつつ図示し
ないウレタン注入装置で混合された液状のウレタン材料
が射出ノズル２２からゲート２３を介してキャビティ１
７に注入されて、図３に示すように同材料がキャビティ
１７内で反応硬化する。つまり、ポリオール成分とイソ
シアネート成分との反応（ウレタン反応）によりウレタ
ン樹脂の発泡成形が実施される。なお、減圧状態のキャ
ビティ１７にウレタン材料を注入すると、特許第２５１
８４８１号公報に開示されているように、表面に緻密な
スキン層が形成されるとともに、その内部は高発泡のコ
ア部が形成される。

【００３１】このようにして、ステアリングホイール１
のリング部２及びスポーク部３，４，５のウレタン樹脂
の成形と塗装が同時に実施される。つまり、充填材料と
してのウレタン樹脂Ｕ２の表面に耐光性のあるウレタン
樹脂Ｕ１の塗膜がほぼ均一な厚さ（例えば、１０μｍ）
で形成される。また、ウレタン材料を用いた反応射出成
形は、液状のウレタン材料をキャビティ１７に注入して
発泡成形させるものであるため、一般的な熱可塑性樹脂
の射出成形と比較して、キャビティ１７内が低温、低圧
の条件下で樹脂成形が実施される。従って、キャビティ
１７の壁面に形成された塗膜層が成形時の圧力や温度に
よって壊されることが防止される。

【００３２】その後、金型７が開けられて、図４に示す
ようにリング部２及びスポーク部３，４，５がウレタン
樹脂Ｕ１，Ｕ２で被覆されたステアリングホイール１が
取り出されて成形工程が終了する。なお、本実施形態で
は、ステアリングホイール１を裏返した状態で樹脂成形
が行われるので、ステアリングホイール１において耐光
性が必要となる上側ほど厚いウレタン樹脂Ｕ１の塗膜が
形成される。

【００３３】ここで、ステアリングホイール１の樹脂表
面における塗膜（ウレタン樹脂Ｕ１）の形成状態を色差
計を用いて確認した結果を表１に示す。表１では、上記
方法により成形した開発品と、塗料Ｍをスプレーガンで
塗布（モールドコート）して成形した従来品との測定結
果を示している。なお、実際のステアリングホイール１
では、ウレタン樹脂Ｕ１とウレタン樹脂Ｕ２は同色のも
のが用いられるが、ウレタン樹脂Ｕ１の形成状態を色差
計を用いて確認するために、発泡成形されるウレタン樹
脂Ｕ２の着色成分を除いて確認用ステアリングホイール
を成形している。また、表１は、それぞれの確認用ステ
アリングホイールのリング部における各部位の測定結果
を示すものであり、塗膜が厚く形成される最上部の色を
基準色として他の部位との色差ΔＥを示している。つま
り、色差ΔＥが「０」であれば、最上部と同じ膜厚が形
成されていることを意味し、色差ΔＥが大きいほど、最
上部との膜厚差が大きいことを意味する。また、ここで
の測定部位としては、最上部とパーティングライン部
（ＰＬ部）との中間位置（上中間部）、ＰＬ部、ＰＬ部
と最下部との中間位置（下中間部）、最下部である。

【００３４】表１に示すように、従来品では、各部位と
も色差ΔＥが大きく、特にＰＬ部で大きくなっている。
この理由は、スプレーガンで塗料溶液を塗布した場合で
は、形成される塗膜の厚さが各部位で不均一となり、特
に型割り面と直交する面を有するＰＬ部の厚さが最上部
と比較して薄くなるためである。これに対し、開発品で
は、色差ΔＥが小さく、ぼほ均一な厚さで塗膜が形成さ
れていることが分かる。また、ＰＬ部においても色差Δ
Ｅが小さく、最上部とほぼ同程度の厚さの塗膜が形成さ
れていることが分かる。

【００３５】

【表１】次いで、本実施形態の成形方法において、塗料溶液にお
ける各成分の配合量を変え、希釈性、塗布性及び乾燥性
で評価した結果を表２に示す。なお、表２に示す固形分
は、塗膜層を形成するためのウレタン樹脂である。

【００３６】詳しくは、Ｎｏ２の塗料溶液は、Ｎｏ１の
塗料溶液に対してＩＰＡを１００ｇ減量させたものであ
り、Ｎｏ３の塗料溶液は、Ｎｏ１の塗料溶液に対して、
ＩＰＡ及びＭＥＫを各４００ｇ増量させたものである。
また、Ｎｏ４の塗料溶液は、Ｎｏ１の塗料溶液に対して
ＭＥＫを４００ｇ増量させたものであり、同様に、Ｎｏ
１の塗料溶液に対してＭＥＫを、Ｎｏ５の塗料溶液は８
００ｇ、Ｎｏ６の塗料溶液は１２００ｇ、Ｎｏ７の塗料
溶液は１６００ｇ増量させたものである。

【００３７】表２に示されるように、Ｎｏ１の塗料溶液
では、希釈性及び塗布性は良好であるが、乾燥時間が長
くなってしまうため、評価は「△」となる。そして、Ｍ
ＥＫの配合量に対してＩＰＡの割合が少ない塗料溶液
（Ｎｏ２，Ｎｏ６，Ｎｏ７）では、固形分が凝集し、沈
殿する。つまり希釈性が悪いため、評価は「×」とな
る。また、固形分が凝集しない程度にＭＥＫを増量させ
た場合、つまり、Ｎｏ１→Ｎｏ４→Ｎｏ５の順にＭＥＫ
の配合量を増加させると、乾燥時間が短くなり乾燥性が
向上する。従って、Ｎｏ４及びＮｏ５の塗料溶液の評価
は「○」となる。なお、Ｎｏ３の塗料溶液のようにＭＥ
ＫだけでなくＩＰＡも同様に増量させた場合、乾燥時間
が長くなってしまうため、評価は「△」となる。また、
希釈性の良好な塗料溶液（Ｎｏ１，Ｎｏ３，Ｎｏ４，Ｎ
ｏ５）における塗布性は何れも良好である。一方、希釈
性の悪い塗料溶液（Ｎｏ２，Ｎｏ６，Ｎｏ７）では、塗
布が困難であった。

【００３８】このように、凝集が起こらない程度にＭＥ
Ｋを加えて希釈すると、塗布性を確保しつつ乾燥性が向
上される。従って、本実施形態では、Ｎｏ１の塗料溶液
（４００ｇ）に対して２倍のＭＥＫ（８００ｇ）を加え
て希釈したＮｏ５の塗料溶液がステアリングホイール１
の樹脂成形に使用されている。

【００３９】

【表２】因みに、従来技術のようにスプレーガンにて塗料Ｍを塗
布した場合、キャビティ１７内への塗着効率は約２０％
であった。これに対し本実施の形態のように、閉じられ
たキャビティ１７内で塗料Ｍを塗布した場合では、キャ
ビティ１７内への塗着効率を約５０％〜７０％へ高める
ことが可能となる。

【００４０】以上記述したように、本実施の形態によれ
ば、以下の効果を奏する。（１）閉じた金型７内において、塗料Ｍの塗布が実施さ
れるので、スプレーガンで塗料Ｍを塗布した場合に比べ
て塗着効率を高めることができ、塗料Ｍの材料費を低減
できる。また、塗料Ｍはキャビティ１７外に塗布される
ことがなく、成形時におけるバリの発生を防止できる。
従って、従来技術で必要であったバリを除去するための
処理工程が不要となる。その結果、製造コストを低く抑
えることができる。さらに、塗料Ｍが外部に飛散するこ
とが防止され、作業場をきれいに保つことができ、周囲
の環境の悪化を防止することができる。

【００４１】（２）塗料Ｍは、その溶剤が沸騰して体積
増加及び破泡することによりキャビティ１７の壁面に均
一に塗布される。つまり、塗布むらが無くなり成形後に
おいてステアリングホイール１の樹脂部の表面に耐光性
に優れるウレタン樹脂Ｕ１の塗膜がほぼ均一な厚さで形
成される。従って、耐光性がどの場所でも均一に得ら
れ、製品性能の悪化を防止できる。また、製品表面の色
むらがなく外観不良を低減できる。さらに、塗料Ｍの溶
液をキャビティ１７に流し込む際に、塗料Ｍの量を調整
するだけで、所望の厚さの塗膜を形成することができ
る。つまり、従来のように塗料をスプレーガンで塗布
（モールドコート）した場合、型割り面と直交する面を
有するパーティングライン部（ＰＬ部）では十分に塗布
することができず、その部分の塗膜を厚くすることは困
難であるが、本実施形態のステアリングホイール１で
は、パーティングライン部に適正な厚さの塗膜を形成で
きる。よって、耐光性や耐摩耗性等の製品性能を高める
ことができ、実用上好ましいものとなる。また、塗膜表
面は、金型表面が転写されるため、金型７により容易に
表面意匠を与えることができる。具体的には、例えば、
平滑面やシボ面（凸凹面）等の意匠を与えることができ
る。

【００４２】（３）芯金１０の表面は、塗料Ｍの溶剤に
より洗浄され、その芯金１０の表面に接着性に優れるウ
レタン樹脂系の塗料Ｍが塗布されているため芯金１０と
ウレタン樹脂が強固に固着できる。

【００４３】（４）ウレタン材料を用いた反応射出成形
では、熱可塑性樹脂の射出成形と比べて、キャビティ１
７内が低温、低圧の条件下で樹脂成形が行われるので、
キャビティ１７の壁面に塗布された塗膜層が壊れること
を防止できる。つまり、製品の歩留まりを向上できる。

【００４４】（５）本実施形態では、表２に示すＮｏ５
の配合割合（ＭＥＫ＝約８５％、ＩＰＡ＝約１０％、ウ
レタン樹脂＝２．５％）の塗料溶液（１５０ｇ）を使用
した。この場合、固形分の凝集がなく希釈性が良好で、
塗布性及び乾燥性も好適なものとなる。

【００４５】（第２実施形態）以下、本発明を具体化し
た第２実施形態を図面に従って説明する。本実施形態
は、塗料注入装置を備える点が第１実施形態と相違す
る。なお、キャビティ１７の形状、真空ボックス１３等
の構成は、第１実施形態と同一であるので、図面及びそ
の詳細な説明を省略する。

【００４６】図５は、本実施形態における射出成形機の
概略構成を示す模式図であり、同図では、金型７内に形
成されるキャビティ１７及びゲート２３を点線で示して
いる。図５に示すように、塗料注入装置４０からの塗料
Ｍがゲート２３を介して金型７のキャビティ１７に注入
される。また、ウレタン注入装置４１で混合されたウレ
タン材料がゲート２３を介して金型７のキャビティ１７
に注入される。つまり、本実施形態では、共通のゲート
２３から塗料溶液及びウレタン材料がキャビティ１７に
注入される。このように射出成形機を構成した場合、金
型７を閉じた状態で塗料溶液をキャビティ１７に注入で
きる。

【００４７】具体的には、金型７のキャビティ１７に離
型剤を塗布した後に、金型７内に芯金１０をセットして
型締めする。そして、真空ポンプ３４を駆動して金型キ
ャビティ１７内を減圧させ、所定圧力以下にキャビティ
１７内の圧力が低下したとき、キャビティ１７内に塗料
注入装置４０から塗料Ｍを注入する。このとき、塗料Ｍ
の溶剤が沸騰し、泡状になった塗料Ｍが破泡しながらキ
ャビティ１７内を排出孔２０に向かって流動する。これ
により、塗料Ｍがキャビティ１７の壁面に塗布される。
そして、塗料Ｍの溶剤が気化して、塗料Ｍのウレタン樹
脂がキャビティ１７の壁面に形成される。

【００４８】このように、塗膜層がキャビティ１７の壁
面に形成された後、ウレタン注入装置４１で混合された
ウレタン材料をゲート２３を介してキャビティ１７に注
入する。そして、同材料がキャビティ１７内で反応硬化
することで、ステアリングホイール１のウレタン樹脂成
形が実施される。

【００４９】以上記述したように、本実施の形態によれ
ば、前記第１実施形態の（１）〜（５）の効果に加えて
以下の効果を奏する。（１）キャビティ１７を減圧しながら塗料Ｍを注入でき
るので、短時間でステアリングホイール１の樹脂成形を
実施できる。また、閉じた金型７内のキャビティ１７に
塗料Ｍが注入されるので、塗料Ｍの溶剤が射出成形機の
外部に漏れることを防止でき、作業環境を改善できる。

【００５０】（２）塗料注入装置４０により塗料溶液の
注入量を的確に制御することで、成形品の表面に所望の
厚さの塗膜を形成できる。これにより、塗料Ｍの注入量
に基づく製品バラツキを低減できる。

【００５１】尚、上記実施形態は、以下の態様で実施し
てもよい。 ○上記第２実施形態では、減圧状態のキャビティ１７内
に塗料Ｍを注入するものであったが、減圧する前、つま
り常圧状態のキャビティ１７内に塗料注入装置４０から
塗料Ｍを注入してもよい。

【００５２】○上記第２実施形態では、ウレタン材料を
注入するためのゲート２３から塗料溶液を注入する構成
であったが、このゲート２３以外の場所から塗料溶液を
キャビティ１７に注入してもよい。また、複数箇所から
キャビティ１７に塗料溶液を注入する構成としてもよ
い。この場合も、塗料Ｍをキャビティ１７の壁面に効率
よく塗布できる。

【００５３】○上記実施形態では、ウレタン材料を用い
た反応射出成形により樹脂成形を行うものであったがこ
れに限定するものではなく、他の樹脂材料、或いはゴム
材料等を用いて射出成形するものでもよい。但し、上述
のように、キャビティ１７内でウレタン材料が反応硬化
する反応射出成形に適用した方が、低圧、低温の条件下
で成形できるので実用上好ましい。

【００５４】また、成形品は、ステアリングホイール１
に限定されず、例えば、インストルメントパネル、コン
ソールボックス、グローボックス、ヘッドレスト、アー
ムレスト、ドアカバー、エアスポイラー、バンパー等の
他の部品にも適用できる。勿論、自動車部品以外に家電
製品等の成形品に適用してもよい。

【００５５】○塗料Ｍの成分を適宜変更して実施しても
よい。具体的には、ウレタン樹脂に代えて、他の熱硬化
性樹脂を用いてもよい。また、塗料Ｍの溶剤として、メ
チルエチルケトン（ＭＥＫ）及びイソプロピルアルコー
ル（ＩＰＡ）以外の溶剤を用いてもよい。つまり、溶剤
は、固形分を分散できるものであればよく、例えば水で
もよい。実用的には、沸点が常圧で約１６０℃以下の溶
剤を用いるものであればよい。但し、上記実施形態のよ
うに、ケトン系の溶媒にアルコール系の溶媒を加えた方
が固形分の分散が向上されるので実用上好ましい。

【００５６】○上記実施形態では、真空ポンプ３４を駆
動してキャビティ１７内を３００ｔｏｒｒ以下に減圧す
るものであったが、これに限定するものではない。例え
ば、金型７の温度が常温（約２０℃）であれば、キャビ
ティ１７内を約７０ｔｏｒｒに減圧する。また、塗料Ｍ
の溶剤を変更した場合その沸点が変化するので、この場
合もキャビティ１７内の減圧時の圧力を変更する。つま
り、キャビティ１７内の減圧時の圧力は、金型７の温度
及び用いられる溶剤の種類により適宜変更して実施す
る。

【００５７】○上記実施形態では、キャビティ１７内を
減圧して、塗料Ｍを沸騰させるものであったが、これに
限定するものではなく、大気圧時に金型７を溶剤の沸点
まで昇温することによりキャビティ１７内の塗料Ｍを沸
騰させるものでもよい。この場合も、沸騰時の体積増加
及び破泡により塗料Ｍをキャビティ１７に効率よく塗布
できる。

【００５８】さらに、上記実施形態により把握される請
求項以外の技術的思想について、以下にそれらの効果と
ともに記載する。（イ）請求項２〜６のいずれか一項に記載の成形品の製
造方法において、前記塗料溶液は、溶剤としてのメチル
エチルケトン及びイソプロピルアルコールと、ウレタン
樹脂とを含むことを特徴とする成形品の製造方法。この
場合、キャビティ内で溶剤としてのメチルエチルケトン
及びイソプロピルアルコールを沸騰させ、その沸騰時の
体積増加及び破泡によってウレタン樹脂の塗膜層をほぼ
均一な厚さでキャビティに形成できる。

【００５９】（ロ）請求項１又は２に記載の成形品の製
造方法において、金型を昇温したことを特徴とする成形
品の製造方法。この場合、金型を昇温することによりキ
ャビティ内の塗料溶液が沸騰する。この沸騰時の体積増
加及び破泡により塗料Ｍをキャビティの壁面に効率よく
塗布できる。

【００６０】（ハ）成形と塗装とを同時に行うべく予め
金型キャビティに塗膜層を塗布した後に充填材料を注入
して成形される成形品において、前記充填材料の表面に
ほぼ均一な厚さの塗膜が形成されることを特徴とする成
形品。この場合、成形品の耐光性や耐摩耗性を向上でき
る。

【００６１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
金型キャビティに塗料を効率よく塗布し、成形品の表面
にほぼ均一な厚さの塗膜を形成することができる。従っ
て、成形品の表面の耐光性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態のステアリングホイールの成形方
法を説明するための図。

【図２】第１実施形態のステアリングホイールの成形方
法を説明するための図。

【図３】第１実施形態のステアリングホイールの成形方
法を説明するための図。

【図４】第１実施形態のステアリングホイールの斜視
図。

【図５】第２実施形態の射出成形機の概略構成を示す模
式図。

【符号の説明】

１…ステアリングホイール、７…金型、１７…キャビテ
ィ、Ｍ…塗料、Ｕ１…塗膜としてのウレタン樹脂、Ｕ２
…充填材料としてのウレタン樹脂。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3D030 DA34 DA44 DA46 DB81 4F202 AA42 AD11 AG03 AH19 AH24 AH25 AH26 AH27 AM28 CA13 CB01 CP06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】成形品表面に塗膜層が形成された成形品
の製造方法において、金型を閉じた状態の金型キャビティ表面に塗膜層を形成
する塗装工程と、その後金型キャビティ内に充填材料を
充填する工程とからなることを特徴とする成形品の製造
方法。
【請求項２】請求項１に記載の成形品の製造方法にお
いて、前記塗装工程は、金型キャビティ内で塗料溶液の体積増
加により金型キャビティ表面に塗膜層を形成することを
特徴とする成形品の製造方法。
【請求項３】請求項１又は２に記載の成形品の製造方
法において、金型キャビティ内は、減圧状態としたことを特徴とする
成形品の製造方法。
【請求項４】請求項１又は２に記載の成形品の製造方
法において、金型キャビティ内に塗料溶液を流し込んだ後、金型キャ
ビティ内を減圧させて、塗膜層を金型キャビティに形成
したことを特徴とする成形品の製造方法。
【請求項５】請求項１又は２に記載の成形品の製造方
法において、金型キャビティを減圧し、その減圧した金型キャビティ
内に塗料溶液を注入して塗膜層を金型キャビティに形成
したことを特徴とする成形品の製造方法。
【請求項６】請求項１に記載の成形品の製造方法にお
いて、前記充填材料は、金型キャビティ内で反応硬化するウレ
タン材料であることを特徴とする成形品の製造方法。
【請求項７】金型キャビティに充填材料を注入して成
形される成形品において、前記充填材料の表面にほぼ均一な厚さの塗膜が形成され
ることを特徴とする成形品。
【請求項８】請求項７に記載の成形品において、前記充填材料は、金型キャビティ内で反応硬化するウレ
タン材料であることを特徴とする成形品。