JP2695348B2 - 射出成形同時絵付装置 - Google Patents

射出成形同時絵付装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、射出成形同時絵付装置
に係り、特に成形品の表面に熱盤の痕跡等が残らないよ
うにした射出成形同時絵付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、３次元立体成形品への加飾法とし
てラミネート法および転写法が知られている。ラミネー
ト法は、予め絵柄を印刷しておいたフィルムを変形させ
た後、或いは変形と同時に基材に貼合せるか、フィルム
を変形後、その中に樹脂を充填固化する方法である。ま
た、転写法は、予め絵柄を印刷しておいたフィルムの絵
柄インキだけを成形品に移し替える方法である。
【０００３】図９（Ａ）〜（Ｅ）に従来の転写法に用い
る射出成形同時絵付装置およびその動作過程を示す（特
開昭６２−１９６１１３号公報）。図９（Ａ）に示すよ
うに、固定された雄型５１と、ラム５２により左右方向
に移動される雌型５３とが対向配置され、これら型５
１，５３の間を熱盤５４がレール５５上を上下に移動さ
れる。
【０００４】前記雄型５１の中央部には射出装置５６が
設けられ、この射出装置５６から射出された溶融樹脂が
雄型５１内に穿設された射出ゲート５７を通って雌型５
３のキャビティ内に圧入される。
【０００５】かかる構成の射出成形同時絵付装置の動作
を説明する。図９（Ａ）に示すように、熱盤５４の加熱
面５４ａに帯状の絵付フィルムＦが搬送装置（図示せ
ず）により搬送された後、成形品１個分の大きさに切断
され、熱盤５４に穿設された真空孔５４ｂを介して真空
引きされ、前記加熱面５４ａに密着される。次いで、図
９（Ｂ）に示すように、前記密着状態で熱盤５４は絵付
フィルムＦを熱伝導で加熱しつつ下方に移動されて雌型
５３の対向位置に停止され、ラム５２が右方に移動され
て雌型５３の端面５３ａと熱盤５４とが絵付フィルムＦ
を挟んで圧着される。次いで、図９（Ｃ）に示すよう
に、雌型５３に設けられた真空孔５３ｂから真空引きさ
れると、絵付フィルムＦは雌型５３の彫刻面に吸引され
て密着される。この密着後、図９（Ｄ）に示すように、
熱盤５４はレール５５上を上方に移動され、雄型５１と
雌型５３とが露呈対峙状態になる。この露呈対峙状態で
ラム５２が右方に移動され、図９（Ｅ）に示すように、
雄型５１と雌型５３とが圧着状態にされる。この圧着状
態で射出装置５６内の溶融樹脂が射出ゲート５７を通っ
てキャビティに圧入され、成形される。
【０００６】しかし、前記特開昭６２−１９６１１３号
公報に示された転写法により成形品を成形する場合に
は、絵付フィルムＦが熱盤５４に密着したときに「気
泡」が残ると、絵付フィルムは均一加熱されず、また、
前記熱盤５４の真空孔５４ｂの孔跡が成形品の表面に
「痕跡」となり、成形品が外観不良となることがあっ
た。
【０００７】そこで、本願出願人は特開平３−９６３２
０号公報において、加熱板の加熱面の表面に凹凸を形成
し、各真空孔５４ｂ間をその凹凸通路により連通させて
前記不都合を解決する手段を提案した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平３−９６３２０号公報に開示した表面凹凸形成手段
によると、絵付フィルムの厚さによっては成形品の表面
に前記アラサの凹凸、或は、孔跡の凹凸が残ってしま
い、成形品が外観不良となることがある。
【０００９】そこで、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り、成形品の表面に痕跡の残らな
い射出成形同時絵付装置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】本発明は上記目的を達成
するために、熱盤に絵付フィルムを保持しつつ加熱し、
加熱された前記絵付フィルムを雌型のキャビティに密着
せしめ、雄型との間に形成されたキャビティに溶融樹脂
を射出し、成形品に絵付をする射出成形同時絵付装置に
おいて、前記熱盤は、絵付フィルム保持面側に周壁によ
り区画された凹部を備え、前記周壁の絵付フィルム保持
面側に、前記絵付フィルムを密着せしめて密閉加熱空間
を形成し、前記絵付フィルムを非接触で保持・加熱され
るように構成した。
【００１１】
【作用】絵付フィルムを、熱盤の周壁天面に密接した状
態で固定しつつ加熱する。この加熱の際に、絵付フィル
ムの雌型のキャビティに密着される部分は、凹部を介し
て密閉空間により加熱され、加熱板に対して非接触状態
になる。従って、前記彫刻面に密着される部分には加熱
板の貫通孔及び／又は表面凹凸は接触せず、成形品に貫
通孔の痕跡が残留することがない。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図１に射出成形同時絵付装置の全体概略構成を示
す。
【００１３】図１に示すように、雄型１は、雌型２に対
向して固定盤３に固定され、該雄型１に射出ゲート４に
連通して射出ノズル５が設けられている。雌型２は、可
動盤６を介してラム７に固定され、該ラム７の進退作動
により雄型１に対して離接する方向に駆動されるように
なされている。また雌型２には、後述する絵付フィルム
の真空圧空成形時に該雌型２内の空気を真空ポンプ（図
示せず）を用いて外部に排出するための排気孔８が設け
られている。
【００１４】雄型１と雌型２との間の側部位置（上方位
置）に熱盤９が配置され、この熱盤９は、駆動手段（図
示せず）により「実線」で示す側部位置と「二点鎖線」
で示す金型１、２間の搬入位置との間を横移動するよう
に構成されている。該熱盤９は、側部位置、すなわち待
機位置において絵付フィルムＸを吸着し、前記搬入位置
に移動することにより該絵付フィルムＸを金型１、２間
に供給する。そして、熱盤９は、待機位置から搬入位置
に向けて移動する過程で、吸着している絵付フィルムＸ
を加熱して適度に軟化させる。また、絵付フィルムＸ
は、前記搬入状態から真空圧空成形により熱盤９から雌
型２のキャビティ構成面２ａに吸着される。そのため熱
盤９は、雌型２との対向面（絵付フィルム保持面）側に
絵付フィルムＸを吸着する。
【００１５】図２および図３に前記熱盤９の詳細構成を
示す。図２および図３に示すように、熱盤９は、絵付フ
ィルムＸを吸着する面側から加熱板１０、ライナー板１
１、ヒーター板１２、および絶縁板１３の順に複合かつ
積層された一体構造を有し、前記加熱板１０の表面に本
発明の要旨に係る枠状の吸着板１４が取り付けられてい
る。熱盤９は、支持部材１５にソレノイド１６，１６に
より支持され、該ソレノイド１６、１６の作動によって
熱盤９が前記搬入方向に対して直角方向に移動可能とさ
れている。その場合、該ソレノイド１６、１６による移
動方向は雌型２に対して接近し、かつ離反する方向であ
る。
【００１６】熱盤９は、加熱板１０が熱伝導性にすぐれ
た金属板により構成され、前記吸着板１４の周壁１４ａ
によって囲まれている部分に、表裏に貫通する多数の小
径の空気吹き出し孔１７〜１７が、所定のピッチ間隔で
配列されている。加熱板１０と吸着板１４の周壁１４ａ
とにより、本発明の要旨に係る凹部１４ｂが形成され
る。なお、加熱板１０の表面にセラミック層を形成して
おくと輻射初率を向上させる事ができる。加熱板１０の
裏面側に位置されたライナー板１１も熱伝導性にすぐれ
た金属板からなり、加熱板１０裏面に接する面部に、上
記空気吹き出し孔１７〜１７に圧縮空気を供給するため
の溝１８が形成され、該ライナー板１１の中心部に溝１
８に連通して空気通路１９が貫設されている。この空気
通路１９は、ヒーター板１２および絶縁板１３の中心部
をも貫通して該絶縁板１３の背面に開口され、該開口部
にエアホース２０が接続されている。そして、このエア
ホース２０が、三方切り換え弁２１によって低圧コンプ
レッサ２２と高圧コンプレッサ２３とに切り換え接続さ
れるようになされている。
【００１７】前記ヒーター板１２には、その内部に多数
本のヒーター２４〜２４が配設され、これらヒーター２
４〜２４に給電するため配線（図示せず）が施されてい
る。絶縁板１３は、ヒーター２４〜２４が発する熱を加
熱板１０に効果的に伝達する機能を有する。
【００１８】一方、前記吸着板１４の周壁１４ａは、図
３および図４（図２における符号Ａの部分の拡大図）に
示すように、表面にＯリング嵌着溝２５が該吸着板１４
の周壁１４ａ方向に沿って環状形成され、該溝２５にＯ
リング２６が嵌着されている。このＯリング２６によ
り、外部へのエアー漏れ、および真空成形時の絵付フィ
ルムのズレを防止できる。
【００１９】かかる構成の熱盤９に対して、該熱盤９の
待機位置にフィルム押さえ手段３１が対向して設けられ
る（図１および図２参照）。このフィルム押さえ手段３
１は、フィルム押さえ枠３２（図６参照）と、該フィル
ム押さえ枠３２を熱盤９に直交する方向に移動せしめる
エアシリンダ３３と、押さえ枠３２を熱盤９及び金型２
方向に移動せしめる駆動機構（エアシリンダー等、図示
せず）とを有する。前記押さえ枠３２によれば、絵付フ
ィルムＸを展張させ、完全な非接触で加熱・保持でき
る。フィルム押さえ手段３１は、フィルム押さえ枠３２
が熱盤９から離反している状態で該熱盤９とフィルム押
さえ枠３２との間に絵付フィルムＸを引き込むチャック
手段３４と、該引き込まれた絵付フィルムＸを所定の大
きさに切断するためにエアシリンダ３６によって駆動さ
れるカッター手段３５とを有する。
【００２０】即ち、絵付フィルムＸは、任意の絵柄Ｙ
（図３参照）が一定間隔で描画された帯状をなし、フィ
ルムセット部（図示せず）にロール状に巻かれてセット
されている。そして、前記チャック手段３４は、絵付フ
ィルムＸの端をつかんで該フィルムセット部から熱盤９
の前面に所定長さ引き出すように構成されている。その
場合の引き出し量は、１回の樹脂成形に必要な絵柄部分
を熱盤９の前面に供給するに足る長さであり、この絵柄
Ｙを有した絵付フィルム部分が前記フィルム押さえ枠３
２によって熱盤９に押さえつけられる。このフィルム押
さえ時、熱盤９の吸着板１４の周壁１４ａには、前記絵
柄Ｙを囲む周辺部がフィルム押さえ枠３２によって押さ
えられタルミのないように展張させられ、この状態で前
述のカッター手段３５が絵付フィルムＸを切断して、押
さえられている絵付フィルム部分を切り離す。
【００２１】次に、図８に示すタイムチャートを参照し
つつ、本実施例の射出成形同時絵付装置の動作の一例を
説明する。先ず、図１および図２に示す熱盤９が待機位
置にあり、かつ、フィルム押さえ枠３２が該熱盤９から
離反している状態で、前述の如くチャック手段３４が熱
盤９の前面位置に絵付フィルムＸを引き込み（ステップ
Ｓ１）、この引き込まれた絵付フィルムＸが、フィルム
押さえ枠３２により熱盤９の前面に押さえつけられる
（ステップＳ２）。また、三方切り換え弁２１により空
気通路１９および溝１８が低圧コンプレッサ２２に連通
され、該低圧コンプレッサ２２からの低圧空気が加熱板
１０に設けられている空気吹き出し孔１７〜１７から微
量ずつ吹き出され、その後に前記カッター手段３５によ
るフィルム切断がなされる（ステップＳ３，Ｓ４）。な
お、吹出し孔１７〜１７からの吹出し量は、絵付フィル
ムＸが熱盤と平行平面を為し、且つ吸着盤１４からズレ
たり、タルミを生じたりしない様に調整する。もし、不
要であれば吹出しを行わなくても良い。
【００２２】そして、フィルム押さえ枠３２と熱盤９が
金型１、２間に移動され、絵付フィルムＸが雌型２の前
面に搬入される。この搬入後、それぞれの三方切り換え
弁２１、２９による真空ポンプ３０と低圧コンプレッサ
２２との連通を保ち続けることにより、絵付フィルムＸ
はタルミを生じる事なく、熱盤９と平行平面又は保ち、
吸着板１４の周壁１４ａに吸着され、該絵付フィルムＸ
と加熱板１０との間に空気が吹き込まれる。従って、絵
付フィルムＸは加熱板１０の表面に接触することがない
平面状態（非接触状態）で前記搬入が行なわれる。熱盤
９は、ヒーター２４〜２４によって加熱板１０が加熱さ
れているので、絵付フィルムＸは前記吸着から搬入が完
了するまでの間に加熱板１０からの幅射熱及び／又は空
気を介しての伝動熱によって加熱され、適度に軟化され
る。なお、絵付フィルムＸは加熱軟化させる必要上、熱
可塑性樹脂フィルムからなるが、軟化の程度は該熱可塑
性樹脂の軟化温度（ビカット軟化温度等で定義され
る。）程度以上、溶融温度未満とする。
【００２３】前記搬入後、ソレノイド１６、１６が励磁
されることにより熱盤９が雌型２に向って前動され（ス
テップＳ５）、図７に示すように、密接される（ステッ
プＳ６）と同時に、雌型２において排気孔８を通して該
雌型２の密閉された内部空間（密閉空間）から空気が吸
引排出され、雌型２内部が真空化される（ステップＳ
７）。続いて熱盤９においては三方切り換え弁２１、２
９の切り換え作動によりそれぞれの空気通路１９、２７
に高圧コンプレッサ２３が接続され、高圧の圧縮空気が
空気吹き出し孔１７〜１７から吹き出される（ステップ
Ｓ８）。この吹き出しにより、その空気圧と雌型２内部
の真空力とにより絵付フィルムＸが雌型２のキャビティ
構成面２ａに密着される。即ち、フィルムの金型上にお
ける真空圧空成形である。続いて熱盤９が雌型２から離
反され、フィルム押さえ枠３２と共に、待機位置へ復帰
されるに伴い（ステップＳ９）、ラム７の作動で雌型２
と雄型１が接合され、型締め状態で両金型１、２内のキ
ャビティに溶融樹脂が放出され、樹脂成形がなされ（ス
テップＳ１０）、同時に樹脂成形品に絵付フィルムＸの
絵柄Ｙが転写されて絵付けが行われる。
【００２４】このように、絵付フィルムＸを熱盤９によ
って吸着し、かつ、加熱しながら金型１、２間に搬入す
る過程では、絵付フィルムＸは絵柄周辺部においてのみ
吸着板１４の周壁１４ａに吸着され、絵柄部分は吸着板
１４により形成される凹部１４ｂから浮いた状態にあ
り、かつ、絵付フィルムＸと加熱板１０との間に微量の
低圧空気を吹き込んで該浮いた状態を強制的に保ってい
るから、絵付フィルムＸの絵柄Ｙ部分には加熱板１０に
開口されている空気吹き出し孔１７〜１７の形状が凹凸
として付くことがなくなる。従って、樹脂製品の表面に
も凹凸が付かず、不必要な光沢の変化も生じない。
【００２５】なお、以上の方法はあくまでも一例であっ
て、要は周壁に絵付フィルムを非接触的に保持し吸着せ
しめた状態で加熱が出来れば、いずれの方法であっても
良い。
【００２６】また、「絵付フィルムと金型との位置決
め」および「絵付フィルムの加熱と金型への搬送のタイ
ミング」は以下のようにすればよい。絵付フィルムと金型との位置決め 表面の絵柄と成形品形状との相対的な位置関係を常に
（毎ショット総て）同一な物を多数生産する場合には、
絵付フィルムＸ上の絵柄と熱盤９との相対的位置が毎回
同一となる様位置決めする。尚、熱盤９と雌型２と密接
する時の相対的位置を予じめ所定の関係に固定しておけ
ば、絵柄と金型、更には絵柄と成形品との位置関係は毎
ショットとも同一に再現される。
【００２７】位置決めの具体的方法に、公知の手法に従
えばよい。例えば絵付フィルムの印刷時に、絵柄と相対
的に一定の位置関係を隔ててフィルム流れ方法及び幅方
向の位置合わせ用の見当マーク（十字型のパターン等）
を予め印刷しておく。そして、射出成形機の所定の位
置、例えば金型の上流部分に、流方向及び幅方向のセン
サーマークを検知する光電管等のセンサーを設置する。
センサーからの検知信号により稼動、停止等が制御され
る流方向用及び幅方向用駆動装置（ステップモータ等）
を設けておく。
【００２８】そして、ステップＳ１の時に、流方向セン
サーが流方向を検知した時点でチャック手段３４を流れ
方向に駆動せしめる駆動装置を停止し、次いで、チャッ
ク手段３４を幅方向に駆動しつつ、横方向センサーが幅
方向センサーマークを検知した時点で、幅方向に駆動す
る駆動装置を停止せしめることにより、熱盤９に対する
絵柄の相対的位置が所定の位置となる（その横に、セン
サー、及びセンサーマークの位置を設定する）。しかる
後に、ステップＳ２に入る。
【００２９】勿論、絵柄と成形品形状との相対的位置関
係を各ショット毎に均一に揃えなくても良い時は、この
位置決めは省略しても良い。絵付フィルムの加熱と金型への搬送のタイミング 本実施例では専ら、熱盤９に密着した絵付フィルムＸを
金型部へ搬送しながら同時にフィルムの加熱を行う場合
を述べた。成形サイクルを短縮する為には、此の様な態
様が好しいが、勿論、絵付フィルムＸを金型部に搬入
後、加熱を開始することも出来る。
【００３０】更に、本実施例では転写法の場合について
説明したが、ラミネート法の場合にも本発明を適用でき
るのは勿論である。更にまた、本実施例ではヒータとし
て近赤外線を輻射するパネルヒーターを用いたが、この
他にも、電気ヒータ（ニクロム線条、面抵抗体等のジュ
ール熱の幅射を直接絵付フィルムに放射する）、遠赤外
線を輻射する方式のセラミック入パネルヒーター、誘電
加熱等でもよい。又、絵付フィルムへの伝熱は、赤外
線、電磁波等の幅射を直接利用しても、或いは、一旦密
閉空間内の空気を加熱し、此処からフィルムＸへの伝動
を利用しても良く、勿論両者を併用しても良い。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絵
付フィルムを予備加熱する際に、非接触で加熱している
ので、加熱板と絵付フィルムの絵付部とが接触すること
がない。従って、絵付フィルムには加熱板の貫通孔の痕
跡が残らず、成形品にもこの痕跡が残らない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の全体概略構成図である。
【図２】前記実施例における熱盤の一部断面を含む側面
図である。
【図３】前記熱盤の正面図である。
【図４】前記熱盤の要部拡大断面図である。
【図５】前記実施例において熱盤と押さえ手段により絵
付フィルムを挟持した状態図である。
【図６】前記実施例における押さえ枠を示す斜視図であ
る。
【図７】前記実施例において絵付フィルムが雌型に吸着
された状態を示す断面図である。
【図８】前記実施例の動作を示すタイムチャートであ
る。
【図９】従来の射出成形同時絵付装置の動作を示す概念
図である。
【符号の説明】
１…雄型 ２…雌型 ２ａ…キャビティ構成面 ９…熱盤 １０…加熱板 １４…吸着板 １４ａ…吸着板の周壁 １４ｂ…凹部 １７…空気吹き出し孔 ２５…Ｏリング嵌着溝 ２６…Ｏリング ３２…フィルム押さえ枠 Ｘ…絵付フィルム

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱盤に絵付フィルムを保持しつつ加熱
    し、加熱された前記絵付フィルムを雌型のキャビティに
    密着せしめ、雄型との間に形成されたキャビティに溶融
    樹脂を射出し、成形品に絵付をする射出成形同時絵付装
    置において、 前記熱盤は、絵付フィルム保持面側に周壁により区画さ
    れた凹部を備え、 前記周壁の絵付フィルム保持面側に、前記絵付フィルム
    を密着せしめて密閉加熱空間を形成し、前記絵付フィル
    ムを非接触で保持・加熱されるようにしたことを特徴と
    する射出成形同時絵付装置。
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