JP3794797B2 - 射出成形同時絵付装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形と同時に型内で図柄や文字等が施された絵付シートを射出樹脂成形品の表面に一体的に接着して加飾成形品（製品）を得る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】
射出成形と同時に射出成形樹脂成形品の表面に絵付シートを一体的に接着する射出成形同時絵付方法としては、従来より幾つもの態様が提案されているが、それらの大半は、次の（ａ）〜（ｉ）の工程の全部又は幾つかを記述順に又はその順番を入れ換えて、順次、又は複数の工程を同時に重複してもしくは並列的に行うようにされている（特公昭５０−１９１３２号、実公平３−５６３４４号、特公平７−４１６３７号公報等を参照）。
【０００３】
（ａ）絵付シートを射出成形に用いられる雌型のパーティング面上に供給するシート供給工程。
（ｂ）絵付シートを雌型のパーティング面に固定保持するクランプ工程。
（ｃ）絵付シートを熱盤等により加熱軟化させる加熱軟化工程。
（ｄ）絵付シートを真空吸引及び／又は圧空供給等により雌型のキャビティに沿わせるように延伸させる延伸工程（予備成形工程）。
（ｅ）雌型と雄型の一方（通常は雌型）を他方（通常は雄型）側へ移動させて型締めを行う型締め工程。
【０００４】
（ｆ）雌型と雄型との間に形成されるキャビティ内に雄型側から流動状態の樹脂（熔融樹脂）を注入充填して射出成形を行う射出成形工程。
（ｇ）雌型と雄型とを離間させる型開き工程。
（ｈ）絵付シートのうちの射出成形品に接着付随させるべき部分を他の部分（不要部分）から切り離すトリミング工程。
（ｉ）絵付シートが接着された射出成形品を雄雌両成形型から取り出す取出工程。
【０００５】
なお、複数の工程を同時に重複して行うとは、複数の工程が一工程に含まれることをいい、例えば、前記（ｅ）の型締め工程において絵付シートを雌型と雄型との間に挟んで固定保持するようになせば、該型締め工程と同時に重複して前記（ｂ）のクランプ工程が行われたことになり、また、前記（ｆ）の射出成形工程において絵付シートを射出された熔融樹脂の熱と圧力により延伸させるようになせば、該射出成形工程と同時に重複して前記（ｄ）の延伸工程が行われたことになる場合をいう。
【０００６】
また、絵付シートとしては、製品種別に応じて貼合わせ積層シート（ラミネートシート）と転写シートのいずれかが用いられ、ラミネートシートである場合には、射出成形によりそのままで絵付けが行われたことになり、射出樹脂成形品の表面にシート全層が接着一体化して化粧層となる。それに対し、絵付シートが転写シートである場合には、射出樹脂成形品の表面に一体化した化粧シートのうちの支持体シートを剥離し、装飾層等の転写層のみを射出樹脂成形品側に残留させて化粧層となすことにより絵付けが完了する。
【０００７】
ところで、射出成形同時絵付を行うにあたっては、前記（ｄ）に記述した如くに、通常、予備成形工程として、雌型内部に形成された真空吸引孔等からなる真空吸引手段を通じて絵付シートを真空吸引することによって、該絵付シートを雌型のキャビティに沿わせて密着させるように延伸させる延伸工程が必要とされるが、この延伸工程をより適切に行うべく、雌型のパーティング面におけるキャビティの周りに、該キャビティを部分的に又はその全周を囲むように絵付シートを真空吸引して固定するためのシート固定用吸引溝を形成するとともに、このシート固定用吸引溝に前記雌型内部に形成された真空吸引孔を開口させてなる射出成形同時絵付装置が提案されている（特開平４−１９７６０７号参照）。
【０００８】
以下、かかる射出成形同時絵付装置を図４（雌型の概略平面図）及び図５（型締め・射出成形状態を示す概略横断面図）を参照して簡単に説明する。なお、ここでは、説明が煩瑣になるのを避けるため、概略構成のみを簡単に説明する。各部の詳細は、後述する図１〜図３に示される本発明の実施形態の装置１０において対応する部分には同一の符号を付して詳細に説明しているのでそちらを参照されたい。
【０００９】
図４、図５に示される従来例としての射出成形同時絵付装置５０は、複数の分割部分の集合体で構成された入れ子構造の雌型１２と、ランナー３６及び２本のゲート３７、３７が設けられた雄型２５とを備え、前記雌型１２の段差付きのパーティング面１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）におけるキャビティ１３の周りに、該キャビティ１３の全周を囲むように絵付シートＳを真空吸引して固定するための環状のシート固定用吸引溝１６が形成されており、このシート固定用吸引溝１６に前記雌型１２内部に形成された所定本の真空吸引孔１７、１７、…が所定のピッチ間隔をもって開口せしめられている。
【００１０】
前記雌型１２の分割型間には、雌型１２のキャビティ１３に開口するスリット状の隙間１５が形成されており、この隙間１５と、前記真空吸引孔１７、１７、…とは、前記雌型１２に穿設された真空吸引通路１８及び導管１９を介して外部の真空ポンプに接続されている。
【００１１】
また、前記雌型１２には、絵付シートＳを雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに押圧固定するための矩形枠状のクランパー２０が付設されている。このクランパー２０は、雌型１２の四隅近くに設けられた貫通穴に摺動自在に嵌挿された４本の連結ロッド２３によって図示していない駆動機構により雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに対して垂直方向に進退動できるようになっている。なお、前記雄型２５には、図５に示される型締め状態において前記クランパー２０を収容し得る溝状凹部２９が穿設されている。
【００１２】
さらに、前記雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａには、前記キャビティ１３を囲むように、Ｏリング２２が装着されている。このＯリング２２は、前記枠状のクランパー２０が、間に絵付シートＳを挟んで雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに押し付けられた際、前記キャビティ１２と外部とを気密的に遮断する役目を果たす。
【００１３】
このような構成とされた射出成形同時絵付装置５０においては、射出成形同時絵付が例えば次のようして行われる。
まず、雌型１２のパーティング面１４上に絵付シートＳを供給するシート供給工程が行われ、続いて、前記クランパー２０による絵付シートＳを雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに押圧して固定保持するクランプ工程が行われる。
【００１４】
次に、クランパー２０によって固定保持されている絵付シートＳに熱盤を接近させてそれを加熱軟化させる加熱軟化工程が行われるとともに、前記絵付シートＳを前記真空吸引孔１７、１７及びシート固定用吸引溝１６並びに前記スリット状の隙間１５から真空吸引通路１８及び導管１９を通じて真空吸引することにより、前記雌型１２のキャビティ１３に沿わせて密着させるように延伸させる延伸工程が行われる。
【００１５】
この延伸工程においては、まず、絵付シートＳのうちの成形品（Ｐ）に接着される中央部分（キャビティ１３に沿うように密着せしめられる部分）の外周側の部分が、前記シート固定用吸引溝１６内に引き込まれ、これにより、絵付シートＳに適度のテンションが付与されるとともに、該絵付シートＳがシート固定用吸引溝１６部分でしっかりと固定され、続いて、絵付シートＳのうちの前記中央部分がさらに延伸せしめられてキャビティ１３内に引き込まれ、最終的には前記キャビティ１３に沿うように密着せしめられることになる。
【００１６】
このようにして延伸工程が行われた後は、前記雌型１２を雄型２５側へ移動させて型締めを行う型締め工程が行われ、図５に示される如くに、雌型１２のパーティング面１４（１４ａ〜１４ｄ）と雄型２５のパーティング面３４（３４ａ〜３４ｄ）とが間に絵付シートＳを挟んで対接せしめられる。これにより、雌型１２と雄型２５との間に、それらのキャビティ１３と３３とからなる、得るべき成形品（Ｐ）に対応した成形キャビティ３が形成され、その後は、前記成形キャビティ３内に前記雄型２５のランナー３６及びゲート３７、３７（図示の都合上、図４において、雌型上のゲート３７、３７に対向する位置に点線でゲートの位置を図示してあるが、ゲート３７、３７自体は雄型２５に穿設してある）を通じて熔融樹脂が所定の射出圧をもって注入充填される射出成形工程が行われ、さらに、前記成形キャビティ３内の樹脂が硬化した後、雌型１２と雄型２５とを離間させる型開き工程、前記絵付シートＳが接着された射出成形品（Ｐ）を前記雌型１２もしくは雄型２５から取り出す取出工程等が行われる。
【００１７】
上記のように、雌型１２のパーティング面１４にシート固定用吸引溝１６を形成してなる射出成形同時絵付装置５０においては、前記延伸工程初期において、絵付シートＳはその外周部分が前記シート固定用吸引溝１６内に引き込まれて固定保持され、その後に、中央部分が前記キャビティ１３に沿うように延伸せしめられてそれに密着するようにされるので、絵付シートＳをキャビティ部分のみで真空吸引するようにしたものに比して、絵付シートに皺、剥離、破れ等を生じ難くできる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した如くのシート固定用吸引溝１６が設けられた従来の射出成形同時絵付装置５０においては、以下に述べる如くの問題が生じることがあった。
【００１９】
すなわち、成形圧（射出圧等）や成形温度等の成形条件如何によっては、絵付シートＳが部分的に熔融したり破断してしまい、射出成形工程において、成形キャビティ３内に射出された樹脂がバリとなって前記熔融破断箇所（例えば図５においてＸで示されている部分）から絵付シートＳの表面側（反成形品Ｐ側）へ漏れ出、真空吸引孔１７、１７、…及びシート固定用吸引溝１６を通じた吸引力の方がスリット状の隙間１５を通じた吸引力より強いことから、漏れ出た樹脂バリが絵付シートＳとパーティング面１４との間を通じて前記シート固定用吸引溝１６側に引っ張られて、前記シート固定用吸引溝１６内に流れ込み、この樹脂バリＺｐにより、前記シート固定用吸引溝１６に開口している真空吸引孔１７、１７、…が詰まってしまうことがあった。その他にも、絵付シートＳと雄型パーティング面３４ｂ、３４ｄとの間隙から熔融樹脂が漏洩して樹脂バリとなる場合もあった。その場合にも、真空吸引孔１７からの吸引により絵付シートＳを熔断し貫通して真空吸引孔１７を目詰まりさせることが起こった。
【００２０】
前記樹脂バリＺｐにより真空吸引孔１７、１７、…が詰まると、その後の成形時において真空吸引工程（延伸工程）に支障を来すことになるので、その詰まった樹脂バリＺｐを取り除く必要があるが、取り除くには、雌型をおろして分解清掃を行わねばならず、面倒であった。
【００２１】
上記のような樹脂バリに起因する問題は、通常の量産時（連続成形時）にも成形条件如何によっては発生する場合があるが、特に、装置のテスト時や量産条件出し等のための特殊運転時において、射出圧を通常の量産時よりも高く設定した場合に生じやすい。また、前記テスト時等においては、限界性能等を割り出すべく、積極的に前記樹脂バリを発生させる場合もある。
【００２２】
より詳細には、前記テスト時等において、射出圧を上げ過ぎると、本来は流れ込まないはずの雌型パーティング面１４の押し切り部分から樹脂バリが外周側に流れ出して前記シート固定用吸引溝１６から真空吸引孔１７内に進入してそれを詰まらせてしまうのである。前記樹脂バリは、特に２本のゲート３７、３７に近い側でそれらのゲート３７、３７から射出された樹脂が合流するウエルド部分（図示例では縦（上下）方向中央部分）あたりで発生しやすい。
【００２３】
上記テスト時等の特殊運転時であっても、樹脂バリにより真空吸引孔が詰まると、適正な測定値や運転情報が得られなくなるだけでなく、前記のように面倒な分解清掃が必要となり、試験、研究が滞ってしまう。
【００２４】
本発明は、上述の如くの問題を解消すべくなされたもので、その目的とするところは、射出成形工程において樹脂バリが発生しても、シート固定用吸引溝に開口せしめられた真空吸引孔を詰まらせることがないようにされ、もって、面倒な分解清掃を行わないで済むようにされた射出成形同時絵付装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成すべく、本発明に係る射出成形同時絵付装置は、雌型と雄型とを備え、前記雌型のパーティング面におけるキャビティの周りに、該キャビティを部分的に又はその全周を囲むように絵付シートを真空吸引して固定するためのシート固定用吸引溝が形成されるとともに、このシート固定用吸引溝に前記雌型内部に形成された真空吸引孔が開口せしめられ、かつ、前記キャビティと前記シート固定用吸引溝との間の所定部位に、それらからは独立して一つないし複数のバリ留め用溝が形成されていることを特徴としている。
【００２７】
本発明装置のシート固定用吸引溝は、雌型のキャビティの全周を囲む１本の連続する環状溝であってもよいし、所要の部位のみに位置する断続溝であってもよい。後者の場合、シート固定用吸引溝を、キャビティの四隅等、絵付シートが強く引っ張られやすい部位に形成することが好ましい。
【００２８】
シート固定用吸引溝の平面視形状は、矩形や直線状に限られず、キャビティ形状やその他の条件に応じて、凹凸を付けたり、円弧状、曲線状等にすることができる。シート固定用吸引溝に平面視で凹凸や波形等を付けることにより、その全長を長くすることができ、その凹凸や波形等を付けた部位でのシート固定保持力を増大させることができる。
【００２９】
また、シート固定用吸引溝の幅は、そこに絵付シートを充分に引き込むことができるように、絵付シートの厚さの４倍以上であることが好ましく、その深さは、引き込まれた絵付シートをしっかりと固定でき、かつ、それが破けてしまうほどには引き込まれない深さであればよく、絵付シートの厚みの２００倍以下が好ましい。
【００３０】
一方、前記バリ留め用溝は、雌型のキャビティと前記シート固定用吸引溝との間、言い換えれば、雌型のパーティング面における前記シート固定用吸引溝よりキャビティ側（内周側）に位置する部位に形成することが要求され、前記シート固定用吸引溝と同様に、雌型のキャビティを囲む１本の連続する環状溝であってもよいし、所要の部位のみに位置する断続溝であってもよいが、特に樹脂バリが発生しやすい、例えば、ゲートに近い側で２本のゲートから射出された流動状態の樹脂が合流するウエルド部分あたりに形成すれば足りる。
【００３１】
また、バリ留め用溝は、樹脂バリが前記シート固定用吸引溝に流れ込まないように、そこで留めておける幅及び深さがあればよいが、好ましくは、前記シート固定用吸引溝と深さは同程度ないしそれ以下でその幅は前記シート固定用吸引溝と同程度ないしそれ以上とすることが好ましい。また、バリ留め用溝の横断面形状は任意であるが、捕捉した樹脂バリを除去し易いように、カドが丸い滑らかな形状、例えば、断面形状が半円、Ｕ字形状等の形状の方が好ましい。
【００３２】
このような構成とされた本発明の射出成形同時絵付装置にあっては、絵付シートが部分的に熔融したり破断し、射出成形工程において、成形キャビティ内に射出された流動状態の樹脂がバリとなって前記熔融破断箇所から絵付シートとパーティング面との間に漏れ出ても、この樹脂バリはシート固定用吸引溝に達する前にバリ留め用溝内に入り込んでそこで留められる。このため、従来構造の雌型にバリ留め用溝を付加しただけという簡単な構成でありながら、樹脂バリでシート固定用吸引溝に開口する真空吸引孔が詰まってしまうという不具合を確実に防止でき、その結果、前記樹脂バリを取り除くべく雌型をおろして分解清掃する等の面倒な作業をしなくて済む。
【００３３】
本発明において、雄雌両成形型は、鉄等の金属あるいはセラミックス等で作製され、それらに必要に応じて、真空吸引や圧空供給用に小孔（真空吸引孔等）を設ける。この場合、前記真空吸引孔の全部を前記シート固定用吸引溝に開口させてもよいし、その一部を前記シート固定用吸引溝に開口させ、残りを雌型のキャビティに開口させるようにしてもよい。
また、雌型を複数の分割部分の集合体で構成（いわゆる入れ子構造に）し、隣合う分割部分間にスリット状の隙間を形成してこの隙間を真空吸引孔として用いて真空吸引を行うようにしてもよい。
【００３４】
絵付シートは、ロール状に巻き取られた長尺の連続帯状シートの状態から必要量ずつ（１ショット分ずつ）供給するようにしてもよいし、予め所定寸法に裁断した枚葉シートを供給するようにしてもよい。また、帯状シート（の次ショット部分）もしくは枚葉シートからなる絵付シートを対向配置された雌型と雄型との間に供給するには、巻き出し機及び巻き取り機を用いて帯状シートを連続して１ショット分ずつ供給するようにしたロール／ロール方式でもよいし、前記枚葉絵付シートを保持する吸着盤等を備えたロボット（マニュピュレーター）等で搬送する方式でもよいが、生産性の面からはロール／ロール方式が推奨される。
【００３５】
また、絵付シートを雌型パーティング面に固定保持すべくクランプ手段を付設する。クランプ手段としては、枠状の押さえ板等を用いることができ、その駆動は、型締め動作等の成形用駆動力を用いたり、エジェクターピン駆動機構の動力を利用したりすることができる他、別途に流体圧アクチュエーター等の駆動手段を設けることによりなされる。
【００３６】
絵付シートは、基材シートとその上に積層された装飾層からなり、基材シートを成形品と密着一体化させたまま最終製品として使用する貼り合わせ積層シート（ラミネートシート）、あるいは一旦絵付シートと成形品とを一体化させた後、装飾層（転写層）のみを成形品側に残して基材シート（支持体シート）を剥離する転写シートのいずれも使用することができる。
【００３７】
前記貼合わせ積層シートの場合、基材シートとしては、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を用いることができる。基材シートの厚さは、通常２０〜５００μｍ程度である。装飾層としては、印刷絵柄、着色又は透明塗装、金属薄膜、あるいは、硬質塗膜、防曇塗料、導電性層等の機能性層等を用いることができる。
【００３８】
前記転写シートの場合は、一旦剥離性の支持体シート上に形成した絵柄層等よりなる転写層を、別の被転写体に転移させるためのもので、支持体シート上には必要に応じて離型層を設けても良く、転写層としては、剥離層、装飾層、接着剤層、等からなり、装飾層以外の層は必要に応じて選択する。装飾層としては、絵柄層、金属薄膜層（部分又は全面）あるいは硬質塗膜、防曇塗膜、導電性層等の機能性層から選ばれる。
支持体シートは、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル等、可撓性を有する熱可塑性樹脂フィルムあるいはそれらの積層体が好ましい。
【００３９】
射出成形用の樹脂としては、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）樹脂、ポリスチレン、塩化ビニル、アクリル、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を加熱熔融して液状ないし流動状態となったもの、あるいは、二液硬化型、触媒硬化型の樹脂、例えば、ポリウレタン、ポリエステル等の未硬化液等の射出成形同時絵付用として従来より知られている材料を使用でき、製品の要求物性やコスト等に応じて選定される。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る射出成形同時絵付装置の一実施形態における雌型を示す斜視図、図２は前記雌型の平面図、図３は前記雌型と雄型との型締め・射出成形状態における図２のＡ−Ａ矢視線に従う断面図（縦方向中央断面図）である。
【００４１】
図示の実施形態の射出成形同時絵付装置１０により得るべき成形品Ｐは、平面視（図２）では台形状で、横断面（図３）が長辺部Ｐａと短辺部ＰｂとからなるＬ字状のパネルであり、縦長が約３００ｍｍ、横幅（前記長辺部Ｐａの長さが約５０ｍｍ、深さ方向の長さ（前記短辺部Ｐｂの高さ）が約２０ｍｍ、厚みが約５〜１０ｍｍ程度となっている。
【００４２】
本実施形態の射出成形同時絵付装置１０は、得るべき成形品Ｐに対応した凹凸形状の雌型１２と雄型２５とを備え、雌型１２は、図示はされていないが、その底部が可動盤に固定されていて、流体圧シリンダのラム等により水平方向、言い換えれば、雄型２５に対して接近−離隔する方向に進退動するようされている。
【００４３】
なお、本実施形態では、上記のように雌型１２が可動型とされていて水平方向に移動するようにされているが、これに限定される訳ではなく、例えば、雄型、雌型を上下に対向配置してそれらの一方を鉛直方向に移動させる等の形態を採用することもできる。
【００４４】
前記雌型１２は、ここでは複数の分割型からなる入れ子構造のものが採用されており、この雌型１２には、前記成形品Ｐに対応するキャビティ１３が形成されるとともに、このキャビティ１３の外周側に段付きのパーティング面１４が形成されている。このパーティング面１４は、最も外周に位置する上段部分１４ａ、それより内周側の中段部分１４ｂ、この中段部分１ｂに連なる上下の傾斜部分１４ｃ（図１、図２）、及び、前記傾斜部分１４ｃに連なる下段部分１４ｄとからなっており、該段付きのパーティング面１４のうちの中段部分１４ｂ、上下の傾斜部分１４ｃ、及び下段部分１４ｄにおけるキャビティ１３の周りに、該キャビティ１３を囲むように絵付シートＳを真空吸引するための、平面視で凹凸付きの環状の連続した断面矩形のシート固定用吸引溝１６が形成されるとともに、このシート固定用吸引溝１６に所定本の真空吸引孔１７が所定のピッチで開口せしめられている。
【００４５】
なお、前記シート固定用吸引溝１６において、平面視（図２）で右側辺部の全体にわたってに凹凸（蛇行）が付けられ、また、平面視で左側辺部の中央あたりに凸部が付けられている理由の一つは、右側が深くなっている（成形品Ｐの深さ方向に伸びる短辺部Ｐｂが位置している）こと、及び、縦方向中央部（左右とも）は絵付シートが強く引っ張られやすいから、その部分は溝長を長くしてシート吸引保持力を増すためである。他の理由は、後述するように、バリ留め用溝４１〜４６を形成するためのスペースを確保するためである。
【００４６】
そして、前記キャビティ１３と前記シート固定用吸引溝１６との間、言い換えれば、雌型１２のパーティング面１４（１４ｂ、１４ｄ）における前記シート固定用吸引溝１６よりキャビティ１３側（内周側）に位置する部位に、バリ留め用溝４１〜４６が形成されている。
【００４７】
より詳細には、平面視で前記シート固定用吸引溝１６の右側辺部の上部の凸部内周側に比較的短めのバリ留め用溝４１、４２が形成され、前記右側辺部の中央部の凸部内周側に比較的長めのバリ留め用溝４３が形成され、前記右側辺部の下部の凸部内周側に比較的短めのバリ留め用溝４４、４５が形成され、前記シート固定用吸引溝１６の左辺側部の中央部の凸部内周側に比較的長めのバリ留め用溝４６が形成されている。
【００４８】
上記のように、キャビティ１３の右側に断続的に５つのバリ留め用溝４１〜４５を形成し、左側中央部にバリ留め用溝４６を形成しているのは、後述する雄型２５に設けられている樹脂射出用の２本のゲート３７、３７が前記キャビティ１３の右側部近くに位置しており（但し、図示の都合上、図２において雌型キャビティ１３の雄型ゲート３７、３７との対向位置に破線でゲート３７、３７の位置を図示した）、このゲート３７、３７から射出された熔融樹脂が合流するウエルド部分となるのが縦方向中央部であり、前記ゲート３７、３７に近い側でその２本のゲート３７、３７から射出された熔融樹脂が合流するウエルド部分あたりに樹脂バリが発生しやすいからである。
【００４９】
なお、本実施形態においては、前記シート固定用吸引溝１６は、雌型１２のキャビティ１３から最も近い所（凹部）で３〜５ｍｍ、最も遠い所（凸部）で１０〜１２ｍｍ離隔しており、その幅は約３ｍｍ、その深さも約３ｍｍとなっている。
また、前記バリ留め用溝４１〜４６は、雌型１２のキャビティ１３から２〜３ｍｍ離隔しており、その幅は約５ｍｍ、その深さは約３ｍｍ、その長さは最も短いものが約１０〜２０ｍｍ、最も長いものが４０〜５０ｍｍとなっている。また、その横断面形状はＵ字形とした。
【００５０】
一方、前記雌型１２における、図３において右側の分割型間には、真空吸引孔として働くスリット状の隙間１５が形成されている。このスリット状の隙間１５は、前記キャビティ１３の隅角部（得るべき成形品Ｐの長辺部Ｐａと短辺部Ｐｂとの交点部）を形成する角丸（アール）部分とそれに続く前記短辺Ｐｂ側の平面部分との境目部分に開口せしめられている。なお、スリット状の隙間１５を前記境目部分に開口させているのは、前記境目部分が、真空吸引孔として用いられる前記隙間１５が存在することによって成形品Ｐに残される線条の痕跡が最も目立たない箇所であるとの理由による。
【００５１】
前記真空吸引孔１７と前記スリット状の隙間１５とは、前記雌型１２内部に穿設された真空吸引通路１８及び導管１９を介して外部の真空ポンプに接続されており、本実施形態では、前記真空吸引孔１７、前記シート固定用吸引溝１６、前記スリット状の隙間１５、前記真空吸引通路１８、前記導管１９、及び外部の真空ポンプ等で真空吸引手段が構成されている。
【００５２】
さらに、前記雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａには、前記キャビティ１３の全周を囲むように、Ｏリング２２が装着されている。このＯリング２２は、後述する枠状のクランパー２０が、間に絵付シートＳを挟んで雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに押し付けられた際、前記キャビティ１２と外部とを気密的に遮断する役目を果たす。
【００５３】
一方、前記雄型２５は、図示はされていないが、射出成形機のノズルが装着される固定盤に固定されており、この雄型２５には、前記成形品Ｐ形状に対応したキャビティ３３が形成されるとともに、このキャビティ３３の外周側にパーティング面３４（３４ａ〜３４ｄ）が形成され、その内部には、前記射出成形機のノズルからの熔融樹脂を前記雌型１２と雄型２５との間に形成される、前記雌型１２のキャビティ１３と雄型のキャビティ３３とからなる成形キャビティ３内に注入充填するためのランナー３６及びそれに連なる２本のゲート３７、３７が設けられている。前記ゲート３７、３７は、前記成形キャビティ３の右側部（成形品Ｐの短辺部Ｐａ）近傍でその上部と下部に位置している。
【００５４】
なお、上記雄型２５のパーティング面３４は、雌型１２のそれと相補関係となるように、最も外周に位置する下段部分３４ａ、それより内周側の中段部分３４ｂ、この中段部分３４ｂに連なる上下の傾斜部分（図示省略）、及び、前記傾斜部分に連なる上段部分３４ｄとからなっており、間に絵付シートＳを挟んで前記雌型１２のパーティング面１４（１４ａ〜１４ｄ）に対接するようになっている。
【００５５】
また、前記雌型１２には、絵付シートＳをそのパーティング面１４に押圧固定するための矩形枠状のクランパー２０が付設されている。このクランパー２０は、雌型１２の四隅近くに設けられた貫通穴に摺動自在に嵌挿された４本の連結ロッド２３によって図示していない駆動機構により雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに対して垂直方向に進退動できるようになっている。なお、前記雄型２５には、図３に示される如くの型締め状態において前記クランパー２０が絵付シートＳに対する押圧固定状態を解除する離間動作を行い得る深さを持った溝状凹部２９が穿設されている。
【００５６】
なお、前記絵付シートＳとして、ここでは、アクリル樹脂製の基材シート（厚みは１２５μｍ）と、その上にグラビア印刷法により積層された装飾層（アクリル樹脂と塩化ビニル酢酸ビニル共重合体の１：１重量比混合物）と、接着剤層（塩化ビニル酢酸ビニル共重合体系）とからなり、基材シートを成形品（射出樹脂成形物）と密着一体化させたまま最終製品として使用する貼り合わせ積層シート（ラミネートシート）を用いている。前記装飾層（絵柄層）は、柄版を３色組み合わせた木目模様となっており、また、前記接着剤層は、スクリーン線数４０線／ｃｍのグラビアベタ印刷版（版深６０μｍ）を２度用いて（グラビア印刷２色刷して）形成した厚みが２μｍの層である。
【００５７】
上記のような構成とされた本実施形態の射出成形同時絵付装置１０においては、以下の工程順で射出成形同時絵付を行う。
まず、前記絵付シートＳが搬送チャックを含むシート搬送機構（図示せず）により、雌型のパーティング面１４上に供給され（シート供給工程）、前記クランパー２０により前記雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに押圧固定される（クランプ工程）。
【００５８】
続いて、面状の赤外線輻射方式の熱盤（図示せず）を前記クランパー２０により押圧固定されている前記絵付シートＳ上に移動させて、この熱盤の輻射熱により前記絵付シートＳを非接触状態で加熱軟化（そのときの熱盤輻射面の表面温度は３３０°Ｃ、加熱時間は３秒間）させる（加熱軟化工程）とともに、前記絵付シートＳを前記真空吸引孔１７、１７及びシート固定用吸引溝１６並びに前記スリット状の隙間１５から真空吸引通路１８及び導管１９を通じて真空吸引（約５秒間）することにより、前記雌型１２のキャビティ１３に沿わせて密着させるように延伸させる延伸工程が行われる。
【００５９】
この延伸工程においては、まず、絵付シートＳのうちの成形品（Ｐ）に接着される中央部分（キャビティ１３に沿うように密着せしめられる部分）の外周側の部分が、前記シート固定用吸引溝１６内に引き込まれ、これにより、絵付シートＳに適度のテンションが付与されるとともに、該絵付シートＳがシート固定用吸引溝１６部分でしっかりと固定され、続いて、絵付シートＳのうちの前記中央部分がさらに延伸せしめられてキャビティ１３内に引き込まれ、最終的には前記キャビティ１３に沿うように密着せしめられることになる。このように、延伸工程初期において、絵付シートＳはその外周部分が前記シート固定用吸引溝１６内に引き込まれて固定保持され、その後に、中央部分が前記キャビティ１３に沿うように延伸せしめられてそれに密着するようにされることにより、絵付シートＳをキャビティ部分のみで真空吸引するようにしたものに比して、絵付シートに皺、剥離、破れ、絵付シートの位置ずれ等を生じ難くできる。
【００６０】
上記のようにして延伸工程が行われた後は、前記雌型１２を雄型２５側へ移動させて型締めを行う型締め工程が行われ、図３に示される如くに、雌型１２のパーティング面１４（１４ａ〜１４ｄ）と雄型２５のパーティング面３４（３４ａ〜３４ｄ）とが間に絵付シートＳを挟んで対接せしめられる。これにより、雌型１２と雄型２５との間に、それらのキャビティ１３と３３とからなる、得るべき成形品（Ｐ）に対応した成形キャビティ３が形成され、その後は、前記成形キャビティ３内に前記雄型２５のランナー３６及びゲート３７、３７を通じて熔融樹脂（耐熱ＡＢＳ、樹脂温度２４０°Ｃ、型温度６０°Ｃ）が所定の射出圧をもって注入充填される射出成形工程が行われ、さらに、前記成形キャビティ３内の樹脂が硬化した後、雌型１２と雄型２５とを離間させる型開き工程、前記絵付シートＳが接着された射出成形品（Ｐ）を前記雌型１２もしくは雄型２５から取り出す取出工程等が行われる。
【００６１】
上述の如くの構成とされた本実施形態の射出成形同時絵付装置においては、例えば、図５においてＸで示される部分で絵付シートＳが部分的に熔融したり破断し、前記射出成形工程において、成形キャビティ３内にゲート３７、３７から射出された熔融樹脂がバリとなって前記熔融破断箇所Ｘから絵付シートＳとパーティング面１４（１４ｂ、１４ｄ）との間に漏れ出、真空吸引孔１７、１７、…及びシート固定用吸引溝１６を通じた吸引力の方がスリット状の隙間１５を通じた吸引力より強いことから、漏れ出た樹脂バリＺｐが絵付シートＳとパーティング面１４（１４ｂ、１４ｄ）との間を通じて前記シート固定用吸引溝１６側に引っ張られても、この樹脂バリＺｐはシート固定用吸引溝１６に達する前にバリ留め用溝４１〜４６内に入り込んでそこで留められる。このため、従来構造の雌型にバリ留め用溝４１〜４６を付加しただけという簡単な構成でありながら、樹脂バリでシート固定用吸引溝に開口する真空吸引孔が詰まってしまうという不具合を確実に防止でき、その結果、前記樹脂バリを取り除くべく雌型をおろして分解清掃する等の面倒な作業をしなくて済む。
【００６２】
実際、射出圧を通常の量産時よりも高くして樹脂バリを発生させる比較試験を行ったところ、本実施形態の射出成形同時絵付装置１０では、上記の通り、樹脂バリが発生しても、前記シート固定用吸引溝１６までは達せず、その手前のバリ留め用溝４１〜４６で留められて捕捉され、このバリ留め用溝４１〜４６で捕捉された樹脂バリは簡単に取り除くことができた。
【００６３】
それに対し、前述した図４及び図５に示される、バリ留め用溝を有しない従来装置５０では、樹脂バリがシート固定用吸引溝１６に入り込んで、そこに開口している真空吸引孔１７、１７、…を詰まらせてしまい、面倒な分解清掃が必要であった。
【００６４】
なお、上記の実施の形態の一例においては、予め絵付シートＳを雌型キャビティ１３表面に真空成形して密着せしめて（予備成形して）、しかる後、雌雄両型を閉じて熔融樹脂を射出する場合を例示した。しかし、本発明はかかる予備成形は行わず、両型を型閉めして射出を行い、射出樹脂の熱と圧力とによって絵付シートを雌雄キャビティ形状に成形する場にも適用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る射出成形同時絵付装置によれば、従来構造の雌型にバリ留め用溝を付加しただけという簡単な構成でありながら、成形キャビティ内に射出された流動状態の樹脂がバリとなって絵付シートとパーティング面との間に漏れ出ても、この樹脂バリはシート固定用吸引溝に達する前にバリ留め用溝内に入り込んでそこで留められるので、樹脂バリでシート固定用吸引溝に開口する真空吸引孔が詰まってしまうという不具合を確実に防止でき、その結果、前記樹脂バリを取り除くべく雌型をおろして分解清掃する等の面倒な作業をしなくて済むという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形同時絵付装置の一実施形態の雌型を示す概略斜視図。
【図２】図１に示される雌型の概略平面図。
【図３】本発明に係る射出成形同時絵付装置の一実施形態の型締め・射出成形状態における図２のＡ−Ａ矢視線に従う断面図（縦方向中央断面図）。
【図４】従来の射出成形同時絵付装置の一例の雌型を示す概略平面図。
【図５】図４の射出成形同時絵付装置の一例の型締め・射出成形状態における図４のＢ−Ｂ矢視線に従う断面図（縦方向中央断面図）。
【符号の説明】
Ｓ 絵付シート
Ｐ 得るべき成形品
３ 成形キャビティ
１０ 射出成形同時絵付装置
１２ 雌型
１３ 雌型のキャビティ
１４ 雌型のパーティング面
１５ スリット状の隙間
１６ シート固定用吸引溝
１７ 真空吸引孔
２０ 枠状のクランパー
２５ 雄型
３３ 雄型のキャビティ
３４ 雄型のパーティング面
４１〜４６ バリ留め用溝
Ｚｐ 樹脂バリ
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形と同時に型内で図柄や文字等が施された絵付シートを射出樹脂成形品の表面に一体的に接着して加飾成形品（製品）を得る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】
射出成形と同時に射出成形樹脂成形品の表面に絵付シートを一体的に接着する射出成形同時絵付方法としては、従来より幾つもの態様が提案されているが、それらの大半は、次の（ａ）〜（ｉ）の工程の全部又は幾つかを記述順に又はその順番を入れ換えて、順次、又は複数の工程を同時に重複してもしくは並列的に行うようにされている（特公昭５０−１９１３２号、実公平３−５６３４４号、特公平７−４１６３７号公報等を参照）。
【０００３】
（ａ）絵付シートを射出成形に用いられる雌型のパーティング面上に供給するシート供給工程。
（ｂ）絵付シートを雌型のパーティング面に固定保持するクランプ工程。
（ｃ）絵付シートを熱盤等により加熱軟化させる加熱軟化工程。
（ｄ）絵付シートを真空吸引及び／又は圧空供給等により雌型のキャビティに沿わせるように延伸させる延伸工程（予備成形工程）。
（ｅ）雌型と雄型の一方（通常は雌型）を他方（通常は雄型）側へ移動させて型締めを行う型締め工程。
【０００４】
（ｆ）雌型と雄型との間に形成されるキャビティ内に雄型側から流動状態の樹脂（熔融樹脂）を注入充填して射出成形を行う射出成形工程。
（ｇ）雌型と雄型とを離間させる型開き工程。
（ｈ）絵付シートのうちの射出成形品に接着付随させるべき部分を他の部分（不要部分）から切り離すトリミング工程。
（ｉ）絵付シートが接着された射出成形品を雄雌両成形型から取り出す取出工程。
【０００５】
なお、複数の工程を同時に重複して行うとは、複数の工程が一工程に含まれることをいい、例えば、前記（ｅ）の型締め工程において絵付シートを雌型と雄型との間に挟んで固定保持するようになせば、該型締め工程と同時に重複して前記（ｂ）のクランプ工程が行われたことになり、また、前記（ｆ）の射出成形工程において絵付シートを射出された熔融樹脂の熱と圧力により延伸させるようになせば、該射出成形工程と同時に重複して前記（ｄ）の延伸工程が行われたことになる場合をいう。
【０００６】
また、絵付シートとしては、製品種別に応じて貼合わせ積層シート（ラミネートシート）と転写シートのいずれかが用いられ、ラミネートシートである場合には、射出成形によりそのままで絵付けが行われたことになり、射出樹脂成形品の表面にシート全層が接着一体化して化粧層となる。それに対し、絵付シートが転写シートである場合には、射出樹脂成形品の表面に一体化した化粧シートのうちの支持体シートを剥離し、装飾層等の転写層のみを射出樹脂成形品側に残留させて化粧層となすことにより絵付けが完了する。
【０００７】
ところで、射出成形同時絵付を行うにあたっては、前記（ｄ）に記述した如くに、通常、予備成形工程として、雌型内部に形成された真空吸引孔等からなる真空吸引手段を通じて絵付シートを真空吸引することによって、該絵付シートを雌型のキャビティに沿わせて密着させるように延伸させる延伸工程が必要とされるが、この延伸工程をより適切に行うべく、雌型のパーティング面におけるキャビティの周りに、該キャビティを部分的に又はその全周を囲むように絵付シートを真空吸引して固定するためのシート固定用吸引溝を形成するとともに、このシート固定用吸引溝に前記雌型内部に形成された真空吸引孔を開口させてなる射出成形同時絵付装置が提案されている（特開平４−１９７６０７号参照）。
【０００８】
以下、かかる射出成形同時絵付装置を図４（雌型の概略平面図）及び図５（型締め・射出成形状態を示す概略横断面図）を参照して簡単に説明する。なお、ここでは、説明が煩瑣になるのを避けるため、概略構成のみを簡単に説明する。各部の詳細は、後述する図１〜図３に示される本発明の実施形態の装置１０において対応する部分には同一の符号を付して詳細に説明しているのでそちらを参照されたい。
【０００９】
図４、図５に示される従来例としての射出成形同時絵付装置５０は、複数の分割部分の集合体で構成された入れ子構造の雌型１２と、ランナー３６及び２本のゲート３７、３７が設けられた雄型２５とを備え、前記雌型１２の段差付きのパーティング面１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）におけるキャビティ１３の周りに、該キャビティ１３の全周を囲むように絵付シートＳを真空吸引して固定するための環状のシート固定用吸引溝１６が形成されており、このシート固定用吸引溝１６に前記雌型１２内部に形成された所定本の真空吸引孔１７、１７、…が所定のピッチ間隔をもって開口せしめられている。
【００１０】
前記雌型１２の分割型間には、雌型１２のキャビティ１３に開口するスリット状の隙間１５が形成されており、この隙間１５と、前記真空吸引孔１７、１７、…とは、前記雌型１２に穿設された真空吸引通路１８及び導管１９を介して外部の真空ポンプに接続されている。
【００１１】
また、前記雌型１２には、絵付シートＳを雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに押圧固定するための矩形枠状のクランパー２０が付設されている。このクランパー２０は、雌型１２の四隅近くに設けられた貫通穴に摺動自在に嵌挿された４本の連結ロッド２３によって図示していない駆動機構により雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに対して垂直方向に進退動できるようになっている。なお、前記雄型２５には、図５に示される型締め状態において前記クランパー２０を収容し得る溝状凹部２９が穿設されている。
【００１２】
さらに、前記雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａには、前記キャビティ１３を囲むように、Ｏリング２２が装着されている。このＯリング２２は、前記枠状のクランパー２０が、間に絵付シートＳを挟んで雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに押し付けられた際、前記キャビティ１２と外部とを気密的に遮断する役目を果たす。
【００１３】
このような構成とされた射出成形同時絵付装置５０においては、射出成形同時絵付が例えば次のようして行われる。
まず、雌型１２のパーティング面１４上に絵付シートＳを供給するシート供給工程が行われ、続いて、前記クランパー２０による絵付シートＳを雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに押圧して固定保持するクランプ工程が行われる。
【００１４】
次に、クランパー２０によって固定保持されている絵付シートＳに熱盤を接近させてそれを加熱軟化させる加熱軟化工程が行われるとともに、前記絵付シートＳを前記真空吸引孔１７、１７及びシート固定用吸引溝１６並びに前記スリット状の隙間１５から真空吸引通路１８及び導管１９を通じて真空吸引することにより、前記雌型１２のキャビティ１３に沿わせて密着させるように延伸させる延伸工程が行われる。
【００１５】
この延伸工程においては、まず、絵付シートＳのうちの成形品（Ｐ）に接着される中央部分（キャビティ１３に沿うように密着せしめられる部分）の外周側の部分が、前記シート固定用吸引溝１６内に引き込まれ、これにより、絵付シートＳに適度のテンションが付与されるとともに、該絵付シートＳがシート固定用吸引溝１６部分でしっかりと固定され、続いて、絵付シートＳのうちの前記中央部分がさらに延伸せしめられてキャビティ１３内に引き込まれ、最終的には前記キャビティ１３に沿うように密着せしめられることになる。
【００１６】
このようにして延伸工程が行われた後は、前記雌型１２を雄型２５側へ移動させて型締めを行う型締め工程が行われ、図５に示される如くに、雌型１２のパーティング面１４（１４ａ〜１４ｄ）と雄型２５のパーティング面３４（３４ａ〜３４ｄ）とが間に絵付シートＳを挟んで対接せしめられる。これにより、雌型１２と雄型２５との間に、それらのキャビティ１３と３３とからなる、得るべき成形品（Ｐ）に対応した成形キャビティ３が形成され、その後は、前記成形キャビティ３内に前記雄型２５のランナー３６及びゲート３７、３７（図示の都合上、図４において、雌型上のゲート３７、３７に対向する位置に点線でゲートの位置を図示してあるが、ゲート３７、３７自体は雄型２５に穿設してある）を通じて熔融樹脂が所定の射出圧をもって注入充填される射出成形工程が行われ、さらに、前記成形キャビティ３内の樹脂が硬化した後、雌型１２と雄型２５とを離間させる型開き工程、前記絵付シートＳが接着された射出成形品（Ｐ）を前記雌型１２もしくは雄型２５から取り出す取出工程等が行われる。
【００１７】
上記のように、雌型１２のパーティング面１４にシート固定用吸引溝１６を形成してなる射出成形同時絵付装置５０においては、前記延伸工程初期において、絵付シートＳはその外周部分が前記シート固定用吸引溝１６内に引き込まれて固定保持され、その後に、中央部分が前記キャビティ１３に沿うように延伸せしめられてそれに密着するようにされるので、絵付シートＳをキャビティ部分のみで真空吸引するようにしたものに比して、絵付シートに皺、剥離、破れ等を生じ難くできる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した如くのシート固定用吸引溝１６が設けられた従来の射出成形同時絵付装置５０においては、以下に述べる如くの問題が生じることがあった。
【００１９】
すなわち、成形圧（射出圧等）や成形温度等の成形条件如何によっては、絵付シートＳが部分的に熔融したり破断してしまい、射出成形工程において、成形キャビティ３内に射出された樹脂がバリとなって前記熔融破断箇所（例えば図５においてＸで示されている部分）から絵付シートＳの表面側（反成形品Ｐ側）へ漏れ出、真空吸引孔１７、１７、…及びシート固定用吸引溝１６を通じた吸引力の方がスリット状の隙間１５を通じた吸引力より強いことから、漏れ出た樹脂バリが絵付シートＳとパーティング面１４との間を通じて前記シート固定用吸引溝１６側に引っ張られて、前記シート固定用吸引溝１６内に流れ込み、この樹脂バリＺｐにより、前記シート固定用吸引溝１６に開口している真空吸引孔１７、１７、…が詰まってしまうことがあった。その他にも、絵付シートＳと雄型パーティング面３４ｂ、３４ｄとの間隙から熔融樹脂が漏洩して樹脂バリとなる場合もあった。その場合にも、真空吸引孔１７からの吸引により絵付シートＳを熔断し貫通して真空吸引孔１７を目詰まりさせることが起こった。
【００２０】
前記樹脂バリＺｐにより真空吸引孔１７、１７、…が詰まると、その後の成形時において真空吸引工程（延伸工程）に支障を来すことになるので、その詰まった樹脂バリＺｐを取り除く必要があるが、取り除くには、雌型をおろして分解清掃を行わねばならず、面倒であった。
【００２１】
上記のような樹脂バリに起因する問題は、通常の量産時（連続成形時）にも成形条件如何によっては発生する場合があるが、特に、装置のテスト時や量産条件出し等のための特殊運転時において、射出圧を通常の量産時よりも高く設定した場合に生じやすい。また、前記テスト時等においては、限界性能等を割り出すべく、積極的に前記樹脂バリを発生させる場合もある。
【００２２】
より詳細には、前記テスト時等において、射出圧を上げ過ぎると、本来は流れ込まないはずの雌型パーティング面１４の押し切り部分から樹脂バリが外周側に流れ出して前記シート固定用吸引溝１６から真空吸引孔１７内に進入してそれを詰まらせてしまうのである。前記樹脂バリは、特に２本のゲート３７、３７に近い側でそれらのゲート３７、３７から射出された樹脂が合流するウエルド部分（図示例では縦（上下）方向中央部分）あたりで発生しやすい。
【００２３】
上記テスト時等の特殊運転時であっても、樹脂バリにより真空吸引孔が詰まると、適正な測定値や運転情報が得られなくなるだけでなく、前記のように面倒な分解清掃が必要となり、試験、研究が滞ってしまう。
【００２４】
本発明は、上述の如くの問題を解消すべくなされたもので、その目的とするところは、射出成形工程において樹脂バリが発生しても、シート固定用吸引溝に開口せしめられた真空吸引孔を詰まらせることがないようにされ、もって、面倒な分解清掃を行わないで済むようにされた射出成形同時絵付装置を提供することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成すべく、本発明に係る射出成形同時絵付装置は、雌型と雄型とを備え、前記雌型のパーティング面におけるキャビティの周りに、該キャビティを部分的に又はその全周を囲むように絵付シートを真空吸引して固定するためのシート固定用吸引溝が形成されるとともに、このシート固定用吸引溝に前記雌型内部に形成された真空吸引孔が開口せしめられ、かつ、前記キャビティと前記シート固定用吸引溝との間の所定部位に、それらからは独立して一つないし複数のバリ留め用溝が形成されていることを特徴としている。
【００２７】
本発明装置のシート固定用吸引溝は、雌型のキャビティの全周を囲む１本の連続する環状溝であってもよいし、所要の部位のみに位置する断続溝であってもよい。後者の場合、シート固定用吸引溝を、キャビティの四隅等、絵付シートが強く引っ張られやすい部位に形成することが好ましい。
【００２８】
シート固定用吸引溝の平面視形状は、矩形や直線状に限られず、キャビティ形状やその他の条件に応じて、凹凸を付けたり、円弧状、曲線状等にすることができる。シート固定用吸引溝に平面視で凹凸や波形等を付けることにより、その全長を長くすることができ、その凹凸や波形等を付けた部位でのシート固定保持力を増大させることができる。
【００２９】
また、シート固定用吸引溝の幅は、そこに絵付シートを充分に引き込むことができるように、絵付シートの厚さの４倍以上であることが好ましく、その深さは、引き込まれた絵付シートをしっかりと固定でき、かつ、それが破けてしまうほどには引き込まれない深さであればよく、絵付シートの厚みの２００倍以下が好ましい。
【００３０】
一方、前記バリ留め用溝は、雌型のキャビティと前記シート固定用吸引溝との間、言い換えれば、雌型のパーティング面における前記シート固定用吸引溝よりキャビティ側（内周側）に位置する部位に形成することが要求され、前記シート固定用吸引溝と同様に、雌型のキャビティを囲む１本の連続する環状溝であってもよいし、所要の部位のみに位置する断続溝であってもよいが、特に樹脂バリが発生しやすい、例えば、ゲートに近い側で２本のゲートから射出された流動状態の樹脂が合流するウエルド部分あたりに形成すれば足りる。
【００３１】
また、バリ留め用溝は、樹脂バリが前記シート固定用吸引溝に流れ込まないように、そこで留めておける幅及び深さがあればよいが、好ましくは、前記シート固定用吸引溝と深さは同程度ないしそれ以下でその幅は前記シート固定用吸引溝と同程度ないしそれ以上とすることが好ましい。また、バリ留め用溝の横断面形状は任意であるが、捕捉した樹脂バリを除去し易いように、カドが丸い滑らかな形状、例えば、断面形状が半円、Ｕ字形状等の形状の方が好ましい。
【００３２】
このような構成とされた本発明の射出成形同時絵付装置にあっては、絵付シートが部分的に熔融したり破断し、射出成形工程において、成形キャビティ内に射出された流動状態の樹脂がバリとなって前記熔融破断箇所から絵付シートとパーティング面との間に漏れ出ても、この樹脂バリはシート固定用吸引溝に達する前にバリ留め用溝内に入り込んでそこで留められる。このため、従来構造の雌型にバリ留め用溝を付加しただけという簡単な構成でありながら、樹脂バリでシート固定用吸引溝に開口する真空吸引孔が詰まってしまうという不具合を確実に防止でき、その結果、前記樹脂バリを取り除くべく雌型をおろして分解清掃する等の面倒な作業をしなくて済む。
【００３３】
本発明において、雄雌両成形型は、鉄等の金属あるいはセラミックス等で作製され、それらに必要に応じて、真空吸引や圧空供給用に小孔（真空吸引孔等）を設ける。この場合、前記真空吸引孔の全部を前記シート固定用吸引溝に開口させてもよいし、その一部を前記シート固定用吸引溝に開口させ、残りを雌型のキャビティに開口させるようにしてもよい。
また、雌型を複数の分割部分の集合体で構成（いわゆる入れ子構造に）し、隣合う分割部分間にスリット状の隙間を形成してこの隙間を真空吸引孔として用いて真空吸引を行うようにしてもよい。
【００３４】
絵付シートは、ロール状に巻き取られた長尺の連続帯状シートの状態から必要量ずつ（１ショット分ずつ）供給するようにしてもよいし、予め所定寸法に裁断した枚葉シートを供給するようにしてもよい。また、帯状シート（の次ショット部分）もしくは枚葉シートからなる絵付シートを対向配置された雌型と雄型との間に供給するには、巻き出し機及び巻き取り機を用いて帯状シートを連続して１ショット分ずつ供給するようにしたロール／ロール方式でもよいし、前記枚葉絵付シートを保持する吸着盤等を備えたロボット（マニュピュレーター）等で搬送する方式でもよいが、生産性の面からはロール／ロール方式が推奨される。
【００３５】
また、絵付シートを雌型パーティング面に固定保持すべくクランプ手段を付設する。クランプ手段としては、枠状の押さえ板等を用いることができ、その駆動は、型締め動作等の成形用駆動力を用いたり、エジェクターピン駆動機構の動力を利用したりすることができる他、別途に流体圧アクチュエーター等の駆動手段を設けることによりなされる。
【００３６】
絵付シートは、基材シートとその上に積層された装飾層からなり、基材シートを成形品と密着一体化させたまま最終製品として使用する貼り合わせ積層シート（ラミネートシート）、あるいは一旦絵付シートと成形品とを一体化させた後、装飾層（転写層）のみを成形品側に残して基材シート（支持体シート）を剥離する転写シートのいずれも使用することができる。
【００３７】
前記貼合わせ積層シートの場合、基材シートとしては、ポリ塩化ビニル、アクリル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂を用いることができる。基材シートの厚さは、通常２０〜５００μｍ程度である。装飾層としては、印刷絵柄、着色又は透明塗装、金属薄膜、あるいは、硬質塗膜、防曇塗料、導電性層等の機能性層等を用いることができる。
【００３８】
前記転写シートの場合は、一旦剥離性の支持体シート上に形成した絵柄層等よりなる転写層を、別の被転写体に転移させるためのもので、支持体シート上には必要に応じて離型層を設けても良く、転写層としては、剥離層、装飾層、接着剤層、等からなり、装飾層以外の層は必要に応じて選択する。装飾層としては、絵柄層、金属薄膜層（部分又は全面）あるいは硬質塗膜、防曇塗膜、導電性層等の機能性層から選ばれる。
支持体シートは、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリ塩化ビニル等、可撓性を有する熱可塑性樹脂フィルムあるいはそれらの積層体が好ましい。
【００３９】
射出成形用の樹脂としては、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）樹脂、ポリスチレン、塩化ビニル、アクリル、ポリカーボネート等の熱可塑性樹脂を加熱熔融して液状ないし流動状態となったもの、あるいは、二液硬化型、触媒硬化型の樹脂、例えば、ポリウレタン、ポリエステル等の未硬化液等の射出成形同時絵付用として従来より知られている材料を使用でき、製品の要求物性やコスト等に応じて選定される。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る射出成形同時絵付装置の一実施形態における雌型を示す斜視図、図２は前記雌型の平面図、図３は前記雌型と雄型との型締め・射出成形状態における図２のＡ−Ａ矢視線に従う断面図（縦方向中央断面図）である。
【００４１】
図示の実施形態の射出成形同時絵付装置１０により得るべき成形品Ｐは、平面視（図２）では台形状で、横断面（図３）が長辺部Ｐａと短辺部ＰｂとからなるＬ字状のパネルであり、縦長が約３００ｍｍ、横幅（前記長辺部Ｐａの長さが約５０ｍｍ、深さ方向の長さ（前記短辺部Ｐｂの高さ）が約２０ｍｍ、厚みが約５〜１０ｍｍ程度となっている。
【００４２】
本実施形態の射出成形同時絵付装置１０は、得るべき成形品Ｐに対応した凹凸形状の雌型１２と雄型２５とを備え、雌型１２は、図示はされていないが、その底部が可動盤に固定されていて、流体圧シリンダのラム等により水平方向、言い換えれば、雄型２５に対して接近−離隔する方向に進退動するようされている。
【００４３】
なお、本実施形態では、上記のように雌型１２が可動型とされていて水平方向に移動するようにされているが、これに限定される訳ではなく、例えば、雄型、雌型を上下に対向配置してそれらの一方を鉛直方向に移動させる等の形態を採用することもできる。
【００４４】
前記雌型１２は、ここでは複数の分割型からなる入れ子構造のものが採用されており、この雌型１２には、前記成形品Ｐに対応するキャビティ１３が形成されるとともに、このキャビティ１３の外周側に段付きのパーティング面１４が形成されている。このパーティング面１４は、最も外周に位置する上段部分１４ａ、それより内周側の中段部分１４ｂ、この中段部分１ｂに連なる上下の傾斜部分１４ｃ（図１、図２）、及び、前記傾斜部分１４ｃに連なる下段部分１４ｄとからなっており、該段付きのパーティング面１４のうちの中段部分１４ｂ、上下の傾斜部分１４ｃ、及び下段部分１４ｄにおけるキャビティ１３の周りに、該キャビティ１３を囲むように絵付シートＳを真空吸引するための、平面視で凹凸付きの環状の連続した断面矩形のシート固定用吸引溝１６が形成されるとともに、このシート固定用吸引溝１６に所定本の真空吸引孔１７が所定のピッチで開口せしめられている。
【００４５】
なお、前記シート固定用吸引溝１６において、平面視（図２）で右側辺部の全体にわたってに凹凸（蛇行）が付けられ、また、平面視で左側辺部の中央あたりに凸部が付けられている理由の一つは、右側が深くなっている（成形品Ｐの深さ方向に伸びる短辺部Ｐｂが位置している）こと、及び、縦方向中央部（左右とも）は絵付シートが強く引っ張られやすいから、その部分は溝長を長くしてシート吸引保持力を増すためである。他の理由は、後述するように、バリ留め用溝４１〜４６を形成するためのスペースを確保するためである。
【００４６】
そして、前記キャビティ１３と前記シート固定用吸引溝１６との間、言い換えれば、雌型１２のパーティング面１４（１４ｂ、１４ｄ）における前記シート固定用吸引溝１６よりキャビティ１３側（内周側）に位置する部位に、バリ留め用溝４１〜４６が形成されている。
【００４７】
より詳細には、平面視で前記シート固定用吸引溝１６の右側辺部の上部の凸部内周側に比較的短めのバリ留め用溝４１、４２が形成され、前記右側辺部の中央部の凸部内周側に比較的長めのバリ留め用溝４３が形成され、前記右側辺部の下部の凸部内周側に比較的短めのバリ留め用溝４４、４５が形成され、前記シート固定用吸引溝１６の左辺側部の中央部の凸部内周側に比較的長めのバリ留め用溝４６が形成されている。
【００４８】
上記のように、キャビティ１３の右側に断続的に５つのバリ留め用溝４１〜４５を形成し、左側中央部にバリ留め用溝４６を形成しているのは、後述する雄型２５に設けられている樹脂射出用の２本のゲート３７、３７が前記キャビティ１３の右側部近くに位置しており（但し、図示の都合上、図２において雌型キャビティ１３の雄型ゲート３７、３７との対向位置に破線でゲート３７、３７の位置を図示した）、このゲート３７、３７から射出された熔融樹脂が合流するウエルド部分となるのが縦方向中央部であり、前記ゲート３７、３７に近い側でその２本のゲート３７、３７から射出された熔融樹脂が合流するウエルド部分あたりに樹脂バリが発生しやすいからである。
【００４９】
なお、本実施形態においては、前記シート固定用吸引溝１６は、雌型１２のキャビティ１３から最も近い所（凹部）で３〜５ｍｍ、最も遠い所（凸部）で１０〜１２ｍｍ離隔しており、その幅は約３ｍｍ、その深さも約３ｍｍとなっている。
また、前記バリ留め用溝４１〜４６は、雌型１２のキャビティ１３から２〜３ｍｍ離隔しており、その幅は約５ｍｍ、その深さは約３ｍｍ、その長さは最も短いものが約１０〜２０ｍｍ、最も長いものが４０〜５０ｍｍとなっている。また、その横断面形状はＵ字形とした。
【００５０】
一方、前記雌型１２における、図３において右側の分割型間には、真空吸引孔として働くスリット状の隙間１５が形成されている。このスリット状の隙間１５は、前記キャビティ１３の隅角部（得るべき成形品Ｐの長辺部Ｐａと短辺部Ｐｂとの交点部）を形成する角丸（アール）部分とそれに続く前記短辺Ｐｂ側の平面部分との境目部分に開口せしめられている。なお、スリット状の隙間１５を前記境目部分に開口させているのは、前記境目部分が、真空吸引孔として用いられる前記隙間１５が存在することによって成形品Ｐに残される線条の痕跡が最も目立たない箇所であるとの理由による。
【００５１】
前記真空吸引孔１７と前記スリット状の隙間１５とは、前記雌型１２内部に穿設された真空吸引通路１８及び導管１９を介して外部の真空ポンプに接続されており、本実施形態では、前記真空吸引孔１７、前記シート固定用吸引溝１６、前記スリット状の隙間１５、前記真空吸引通路１８、前記導管１９、及び外部の真空ポンプ等で真空吸引手段が構成されている。
【００５２】
さらに、前記雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａには、前記キャビティ１３の全周を囲むように、Ｏリング２２が装着されている。このＯリング２２は、後述する枠状のクランパー２０が、間に絵付シートＳを挟んで雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに押し付けられた際、前記キャビティ１２と外部とを気密的に遮断する役目を果たす。
【００５３】
一方、前記雄型２５は、図示はされていないが、射出成形機のノズルが装着される固定盤に固定されており、この雄型２５には、前記成形品Ｐ形状に対応したキャビティ３３が形成されるとともに、このキャビティ３３の外周側にパーティング面３４（３４ａ〜３４ｄ）が形成され、その内部には、前記射出成形機のノズルからの熔融樹脂を前記雌型１２と雄型２５との間に形成される、前記雌型１２のキャビティ１３と雄型のキャビティ３３とからなる成形キャビティ３内に注入充填するためのランナー３６及びそれに連なる２本のゲート３７、３７が設けられている。前記ゲート３７、３７は、前記成形キャビティ３の右側部（成形品Ｐの短辺部Ｐａ）近傍でその上部と下部に位置している。
【００５４】
なお、上記雄型２５のパーティング面３４は、雌型１２のそれと相補関係となるように、最も外周に位置する下段部分３４ａ、それより内周側の中段部分３４ｂ、この中段部分３４ｂに連なる上下の傾斜部分（図示省略）、及び、前記傾斜部分に連なる上段部分３４ｄとからなっており、間に絵付シートＳを挟んで前記雌型１２のパーティング面１４（１４ａ〜１４ｄ）に対接するようになっている。
【００５５】
また、前記雌型１２には、絵付シートＳをそのパーティング面１４に押圧固定するための矩形枠状のクランパー２０が付設されている。このクランパー２０は、雌型１２の四隅近くに設けられた貫通穴に摺動自在に嵌挿された４本の連結ロッド２３によって図示していない駆動機構により雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに対して垂直方向に進退動できるようになっている。なお、前記雄型２５には、図３に示される如くの型締め状態において前記クランパー２０が絵付シートＳに対する押圧固定状態を解除する離間動作を行い得る深さを持った溝状凹部２９が穿設されている。
【００５６】
なお、前記絵付シートＳとして、ここでは、アクリル樹脂製の基材シート（厚みは１２５μｍ）と、その上にグラビア印刷法により積層された装飾層（アクリル樹脂と塩化ビニル酢酸ビニル共重合体の１：１重量比混合物）と、接着剤層（塩化ビニル酢酸ビニル共重合体系）とからなり、基材シートを成形品（射出樹脂成形物）と密着一体化させたまま最終製品として使用する貼り合わせ積層シート（ラミネートシート）を用いている。前記装飾層（絵柄層）は、柄版を３色組み合わせた木目模様となっており、また、前記接着剤層は、スクリーン線数４０線／ｃｍのグラビアベタ印刷版（版深６０μｍ）を２度用いて（グラビア印刷２色刷して）形成した厚みが２μｍの層である。
【００５７】
上記のような構成とされた本実施形態の射出成形同時絵付装置１０においては、以下の工程順で射出成形同時絵付を行う。
まず、前記絵付シートＳが搬送チャックを含むシート搬送機構（図示せず）により、雌型のパーティング面１４上に供給され（シート供給工程）、前記クランパー２０により前記雌型１２のパーティング面１４の上段部分１４ａに押圧固定される（クランプ工程）。
【００５８】
続いて、面状の赤外線輻射方式の熱盤（図示せず）を前記クランパー２０により押圧固定されている前記絵付シートＳ上に移動させて、この熱盤の輻射熱により前記絵付シートＳを非接触状態で加熱軟化（そのときの熱盤輻射面の表面温度は３３０°Ｃ、加熱時間は３秒間）させる（加熱軟化工程）とともに、前記絵付シートＳを前記真空吸引孔１７、１７及びシート固定用吸引溝１６並びに前記スリット状の隙間１５から真空吸引通路１８及び導管１９を通じて真空吸引（約５秒間）することにより、前記雌型１２のキャビティ１３に沿わせて密着させるように延伸させる延伸工程が行われる。
【００５９】
この延伸工程においては、まず、絵付シートＳのうちの成形品（Ｐ）に接着される中央部分（キャビティ１３に沿うように密着せしめられる部分）の外周側の部分が、前記シート固定用吸引溝１６内に引き込まれ、これにより、絵付シートＳに適度のテンションが付与されるとともに、該絵付シートＳがシート固定用吸引溝１６部分でしっかりと固定され、続いて、絵付シートＳのうちの前記中央部分がさらに延伸せしめられてキャビティ１３内に引き込まれ、最終的には前記キャビティ１３に沿うように密着せしめられることになる。このように、延伸工程初期において、絵付シートＳはその外周部分が前記シート固定用吸引溝１６内に引き込まれて固定保持され、その後に、中央部分が前記キャビティ１３に沿うように延伸せしめられてそれに密着するようにされることにより、絵付シートＳをキャビティ部分のみで真空吸引するようにしたものに比して、絵付シートに皺、剥離、破れ、絵付シートの位置ずれ等を生じ難くできる。
【００６０】
上記のようにして延伸工程が行われた後は、前記雌型１２を雄型２５側へ移動させて型締めを行う型締め工程が行われ、図３に示される如くに、雌型１２のパーティング面１４（１４ａ〜１４ｄ）と雄型２５のパーティング面３４（３４ａ〜３４ｄ）とが間に絵付シートＳを挟んで対接せしめられる。これにより、雌型１２と雄型２５との間に、それらのキャビティ１３と３３とからなる、得るべき成形品（Ｐ）に対応した成形キャビティ３が形成され、その後は、前記成形キャビティ３内に前記雄型２５のランナー３６及びゲート３７、３７を通じて熔融樹脂（耐熱ＡＢＳ、樹脂温度２４０°Ｃ、型温度６０°Ｃ）が所定の射出圧をもって注入充填される射出成形工程が行われ、さらに、前記成形キャビティ３内の樹脂が硬化した後、雌型１２と雄型２５とを離間させる型開き工程、前記絵付シートＳが接着された射出成形品（Ｐ）を前記雌型１２もしくは雄型２５から取り出す取出工程等が行われる。
【００６１】
上述の如くの構成とされた本実施形態の射出成形同時絵付装置においては、例えば、図５においてＸで示される部分で絵付シートＳが部分的に熔融したり破断し、前記射出成形工程において、成形キャビティ３内にゲート３７、３７から射出された熔融樹脂がバリとなって前記熔融破断箇所Ｘから絵付シートＳとパーティング面１４（１４ｂ、１４ｄ）との間に漏れ出、真空吸引孔１７、１７、…及びシート固定用吸引溝１６を通じた吸引力の方がスリット状の隙間１５を通じた吸引力より強いことから、漏れ出た樹脂バリＺｐが絵付シートＳとパーティング面１４（１４ｂ、１４ｄ）との間を通じて前記シート固定用吸引溝１６側に引っ張られても、この樹脂バリＺｐはシート固定用吸引溝１６に達する前にバリ留め用溝４１〜４６内に入り込んでそこで留められる。このため、従来構造の雌型にバリ留め用溝４１〜４６を付加しただけという簡単な構成でありながら、樹脂バリでシート固定用吸引溝に開口する真空吸引孔が詰まってしまうという不具合を確実に防止でき、その結果、前記樹脂バリを取り除くべく雌型をおろして分解清掃する等の面倒な作業をしなくて済む。
【００６２】
実際、射出圧を通常の量産時よりも高くして樹脂バリを発生させる比較試験を行ったところ、本実施形態の射出成形同時絵付装置１０では、上記の通り、樹脂バリが発生しても、前記シート固定用吸引溝１６までは達せず、その手前のバリ留め用溝４１〜４６で留められて捕捉され、このバリ留め用溝４１〜４６で捕捉された樹脂バリは簡単に取り除くことができた。
【００６３】
それに対し、前述した図４及び図５に示される、バリ留め用溝を有しない従来装置５０では、樹脂バリがシート固定用吸引溝１６に入り込んで、そこに開口している真空吸引孔１７、１７、…を詰まらせてしまい、面倒な分解清掃が必要であった。
【００６４】
なお、上記の実施の形態の一例においては、予め絵付シートＳを雌型キャビティ１３表面に真空成形して密着せしめて（予備成形して）、しかる後、雌雄両型を閉じて熔融樹脂を射出する場合を例示した。しかし、本発明はかかる予備成形は行わず、両型を型閉めして射出を行い、射出樹脂の熱と圧力とによって絵付シートを雌雄キャビティ形状に成形する場にも適用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明に係る射出成形同時絵付装置によれば、従来構造の雌型にバリ留め用溝を付加しただけという簡単な構成でありながら、成形キャビティ内に射出された流動状態の樹脂がバリとなって絵付シートとパーティング面との間に漏れ出ても、この樹脂バリはシート固定用吸引溝に達する前にバリ留め用溝内に入り込んでそこで留められるので、樹脂バリでシート固定用吸引溝に開口する真空吸引孔が詰まってしまうという不具合を確実に防止でき、その結果、前記樹脂バリを取り除くべく雌型をおろして分解清掃する等の面倒な作業をしなくて済むという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形同時絵付装置の一実施形態の雌型を示す概略斜視図。
【図２】図１に示される雌型の概略平面図。
【図３】本発明に係る射出成形同時絵付装置の一実施形態の型締め・射出成形状態における図２のＡ−Ａ矢視線に従う断面図（縦方向中央断面図）。
【図４】従来の射出成形同時絵付装置の一例の雌型を示す概略平面図。
【図５】図４の射出成形同時絵付装置の一例の型締め・射出成形状態における図４のＢ−Ｂ矢視線に従う断面図（縦方向中央断面図）。
【符号の説明】
Ｓ 絵付シート
Ｐ 得るべき成形品
３ 成形キャビティ
１０ 射出成形同時絵付装置
１２ 雌型
１３ 雌型のキャビティ
１４ 雌型のパーティング面
１５ スリット状の隙間
１６ シート固定用吸引溝
１７ 真空吸引孔
２０ 枠状のクランパー
２５ 雄型
３３ 雄型のキャビティ
３４ 雄型のパーティング面
４１〜４６ バリ留め用溝
Ｚｐ 樹脂バリ
Claims (1)
- 雌型と雄型とを備え、前記雌型のパーティング面におけるキャビティの周りに、該キャビティを部分的に又はその全周を囲むように絵付シートを真空吸引して固定するためのシート固定用吸引溝が形成されるとともに、このシート固定用吸引溝に前記雌型内部に形成された真空吸引孔が開口せしめられ、かつ、前記キャビティと前記シート固定用吸引溝との間の所定部位に、それらからは独立して一つないし複数のバリ留め用溝が形成されていることを特徴とする射出成形同時絵付装置。
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