JP4175742B2 - 射出成形同時絵付装置 - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形品の成形と同一工程でその樹脂成形品の表面に絵付シートを接着積層して絵柄を形成する射出成形同時絵付装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、樹脂成形品の表面に絵柄を設ける方法として、射出成形の雌雄両型間に絵付シートを挿入し、両型を係合させて型締した後、熔融樹脂をキャビティ内に射出充填し、樹脂成形品の表面に絵付シートを貼り合わせる方法が一般的に行われている。
【0003】
そして、このような方法を実施する射出成形同時絵付装置として、巻取から巻き出した連続帯状の絵付シートを雌雄両型間に挿入し、雌型キャビティ面の周縁のパーティング面にクランプで絵付シートを固定した後、その絵付シートを加熱軟化するためにクランプされた絵付シートに対面する位置に熱盤を挿入すると同時に、該熱盤の上流(シート搬送方向についての)側に設けた加熱線条からなるシートカッターによりクランプ上流側で絵付シートを全幅にわたって切断することにより、今ショット分のシートを次ショット分のシートと分離し、今ショット分の予備成形時及び射出成形時の熱や応力が次ショット分以降のシートに遡及することを防ぐようにしたものが知られている(特開平6−315950号公報、特開平10−249884号公報等に開示)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記したタイプの射出成形同時絵付装置は、シートカッターに加熱線条を用いているため、切断刃によるシートカッターに比して構造が簡単であるという特徴を有している。しかしながら、支持部材間に張設した状態で取り付けられている加熱線条が熱により伸長してたるみを生じ、金型に接触して漏電する危険があった。また、たるんだ加熱線条にはシート滓が付着しやすくなり、しかもシートを直線状に切断できず、最悪の場合は切断できない事態が生じるという不都合が生じていた。
【0005】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、たるみを生じない加熱線条を用いたシートカッターを有する射出成形同時絵付装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、雄型と、雌型と、それら雌雄両型の間に絵付シートを送って雌型のパーティング面にそのキャビティを覆うように位置させる搬送手段と、絵付シートを雌型キャビティ面への密着に際して加熱軟化させるように雌型パーティング面に沿う位置へ移動可能な熱盤と、熱盤が雌型パーティング面に対面し加熱する位置にある時に雌型パーティング面から絵付シート供給部へ続く絵付シートを雌型の絵付シート供給部側の位置で切断する加熱線条からなるシートカッターと、締結された雌型及び雄型のキャビティ内に熔融樹脂を射出する手段とを備える射出成形同時絵付装置において、シートカッターは、加熱線条をその端部の少なくとも一方に設けたバネにより張力を付与した状態で熱盤に設けた支持部材間に張設したことを特徴としている。
【0007】
【発明の実施の形態】
図1に本発明に係る射出成形同時絵付装置の一例を図示している。この射出成形機10では、雌型20は、真空吸引成形に適用可能なように真空吸引孔21或いは真空吸引溝などが設けられた構造を有するものであり、雄型30と合体させて射出成形により成形される成形品の形状の一部が雌型キャビティ面24として賦形されている。雄型30は固定盤31に固定されると共にタイバー40(計4本ある)にも固定されている。一方、雌型20は可動盤22に固定され、可動盤22はタイバー40に摺動可能に貫通されている。そして、雌型20の真空吸引孔21は通路70を介して切換弁71に繋がっており、この切換弁71は通路70を加熱空気供給源Hと真空ポンプPとの間で切り換えるようになっている。また、雌型20には通気孔72が形成されており、この通気孔72にはこれを開閉するためのリーク弁73が設けられている。
【0008】
図中60は熱盤で、この熱盤60に絵付シートSを切断するためのシートカッターが取り付けられている。図2は熱盤の平面図(図1の上方、すなわちz軸方向から見降ろした図)であり、同図に示されるように、熱盤60の両側の側面上部には、L字状の支持部材61がそれぞれ突設されており、その支持部材61の先端に端子62が埋設され、その端子62の間にシートカッターとしての加熱線条63が張設されている。そして、加熱線条63の端部はコイル状に巻かれてバネ部分63aとなっており、このバネ部分63aにより加熱線条63は張力を付与した状態で支持部材間に張設されている。バネ部分63はいずれか一方の端部に形成すればよいが、図示のように両端部に形成すれば伸びに対してより良く対応できる。ここで、加熱線条63としては、ニッケル−クロム合金等の適度な電気抵抗を持ち、直径0.5〜1.0mm程度のものが使用される。また、支持部材61及び端子62にはステアタイト等の磁器や硝子が用いられ、図示の例ではこの支持部材61の中を電線64が通っており、加熱線条63に対して熱盤60と同じ電源から給電されるようになっている。
【0009】
図3は別のシートカッターを取り付けた熱盤の平面図である。この例ではバネ部を加熱線条63とは別の部材で構成している。具体的には、加熱線条63の端部を碍子65に係止し、その碍子65の他端をバネ部材66により牽引して支持部材61に係止している。バネ部材66を形成する材料は加熱線条63と同材料でもよいし、別材料(炭素鋼、燐青銅等)でもよい。この場合も、バネ部材66は加熱線条63の両端に設けてもよいし、いずれか一方にだけ設けてもよい。電気的には加熱線条63はその両端が引出線67を介して支持部材61の中の電線64に接続されている。
【0010】
上記いずれの例においても、支持部材61は熱盤60の側面上部に取り付けたが、熱盤60の上面(+z方向端面)両側に取り付けた構成にしても構わない。この場合、加熱線条63の張設は図2及び図3に示したのと同様である。
【0011】
なお、熱盤60自体は、射出成形同時絵付装置に用いられている従来公知のものでよく、例えば電気ヒーターを内蔵した金属製又はセラミックス製のブロック状の熱盤であり、或いは耐熱樹脂製又は金属製のシート状のいわゆる面状発熱体でも構わない。また、熱盤60の表面には、絵付シートSを真空圧空成形するための圧空を吹き出す通気孔を設けたものでもよい。また、熱盤60は、輻射熱により加熱する非接触式のものでもよいし、絵付シートに接触して加熱する方式のものでもよい。非接触式の場合の加熱温度は200〜400℃程度であり、接触式の場合の加熱温度は100〜120℃程度である。
【0012】
樹脂の射出に先立って絵付シートの予備成形を行う。この予備成形を行うに際しては、まず、雌雄両型間に挿入した絵付シートSの先端部を受付チャック23で挟んで保持し、絵付シートSを雌型20のパーティング面にシートクランプ50にてキャビティ面24の全周縁部を押圧固定して雌型キャビティ面24と絵付シートSとで密閉空間Vを形成せしめる。次いで、熱盤駆動用流体圧シリンダーのラム68を作動させて熱盤60を雌雄両型間に挿入し、絵付シートSの上端側を搬送用シートチャック80で挟持した状態で、雌型20のパーティング面に固定された絵付シートSに近接させ、加熱線条63を絵付シートSに接触させることにより、今ショット分のシートとそれに続く次ショット分以降のシートとを熔断により切り離す。このように熱盤60が雌型20に接近する運動を利用して絵付シートSをその下流側から自動的に切り離すことができる。また、加熱線条63はバネで張設されているので、絵付シートSを真っ直ぐに切断できる。このように絵付シートSの切断を終えてから、絵付シートSの上端側を挟持した搬送用シートチャック80を熱に影響のないところまで戻した状態にする。この状態が図1である。
【0013】
このように絵付シートSにより密閉空間Vを形成し、今ショット分の絵付シートSを切断した後、リーク弁73を開くとともに、切換弁71により通路70を加熱空気供給源Hに接続し、密閉空間V内に加熱空気を供給する。そして、密閉空間Vの中が所定温度の空気と入れ代わり、外気温度(室温)より高く、且つ絵付シートのVicat軟化温度(JIS K 7206)よりも低い温度とした後、両型間に挿入した熱盤60で絵付シートSを加熱軟化せしめてから、リーク弁73を閉じるとともに、切換弁71により通路70を真空ポンプPに接続し、雌型20の真空吸引孔21を通して密閉空間V内の空気を吸引することで、絵付シートSを雌型キャビティ面24に吸引密着させる。
【0014】
絵付シートSの予備成形を終えた後、図4に示すように熱盤60を雌雄両型間の外部の待機位置(図示略)まで退避せしめ、流体圧シリンダー90によりピストン91を作動させることで、絵付シートSが密着したままの雌型20をタイバー40に摺動させつつ雄型30に合体させて型締めさせてから、両型20,30によって形成されるキャビティC内に、流動状態の成形品形成用樹脂Mを雄型のゲート32を通して充填させて射出成形を行う。そして、射出した樹脂Mを固体化し、絵付シートSと樹脂成形品とを接着し積層せしめた後、図5に示すように雌雄両型20,30を開き、絵付シートSにより表面化粧の施された樹脂成形品Nを型外に取り出す。なお、雌型20と雄型30は鉄等の金属又はセラミックスにて形成される。
【0015】
なお、以上で説明した射出成形同時絵付装置は、本発明の一実施形態であり、斯かる構成のみに本発明が限定される訳ではない。前記の如き本発明固有のシートカッターを採用する他は、他の構成要素は公知の各種射出成形同時絵付装置の構成要素を任意に選択して採用し、組み合わせることができる。
【0016】
絵付シートとしては、基材シートを最低限の要素とし、必要に応じて着色剤練込み、絵柄印刷、金属薄膜形成等によって装飾処理を施したものを使用する。基材シートは、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系熱可塑性エラストマー等のポリオレフィン樹脂、ポリメチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート−ブチル(メタ)アクリレート共重合体等のアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂等の熱可塑性樹脂のシート単層或いはこれらのシートのうちから選んだ異なる2層以上の積層体からなり、厚さは通常20〜300μm程度である。
【0017】
基材シート或いは装飾処理自体に射出成形品と十分な接着が得られない場合は、成形品側に接着剤層を形成する。接着剤は、絵付シートと成形品の材料の組合せに応じて選ぶ。例えば、ポリオレフィン樹脂の基材シートとポリオレフィン樹脂成形品との組合せの場合は、塩素化ポリオレフィン樹脂(塩素化ポリプロピレン等)、アクリル樹脂の基材シートとポリオレフィン樹脂成形品との組合せの場合は、基材シート上に2液硬化型ウレタン樹脂層とその上に塩素化ポリオレフィン樹脂層をこの順に形成する。
【0018】
絵付シートとしては、ラミネートシート及び転写シートの両タイプのものがいずれも使用できる。ラミネートシートタイプの場合は、基材シートと装飾処理を構成する絵柄印刷又は金属薄膜の層との接着力、或いは基材シートと接着剤層との接着力を成形品の使用条件下で剥離しない程度に強力なものとし、成形品製造用樹脂と絵付シートとは一体化したまま使用される。一方、転写シートタイプの場合は、基材シートと絵柄印刷又は金属薄膜の層との接着力を容易に剥離可能な程度としておき、一旦絵付シートと成形品製造用樹脂とを接着一体化した後、基材シートのみを剥離、除去して絵柄印刷又は金属薄膜を成形品側に接着したまま残す。
【0019】
雄型側のゲートから射出する流動状態の樹脂は射出成形用の樹脂であり、実際には製品の要求物性、コスト等により選択される。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、オレフィン系熱可塑性エラストマー等のポリオレフィン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂等の樹脂を使用し、これを加熱熔融して射出し、冷却して固体化させる場合と、ポリオールとイソシアネート架橋剤とからなるポリウレタン樹脂、アミンを硬化剤とするエポキシ樹脂、イソシアネート、有機スルホン酸塩、過酸化ベンゾイル等を硬化剤とする不飽和ポリエステル等の2液反応硬化型樹脂の未硬化の液状組成分を射出し、化学反応で固体化させる場合とがある。
【0020】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、射出成形同時絵付装置において、そのシートカッターを、加熱線条をその端部の少なくとも一方に設けたバネにより張力を付与した状態で熱盤に設けた支持部材間に張設した構成としたことにより、加熱線条にたるみが生じないことから、加熱線条が金型に接触して漏電する危険を防止することができ、また加熱線条へのシート滓の付着を防止でき、また絵付シートを直線状にしかも確実に切断することができる。
【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例を示す一部破断図である。
【図2】シートカッターを取り付けた熱盤の平面図である。
【図3】別タイプのシートカッターを取り付けた熱盤の平面図である。
【図4】絵付シートの予備成形を終えた後で成形用樹脂を射出する様子を示す射出成形同時絵付装置の一部破断図である。
【図5】射出成型後に雌雄両金型を開いて樹脂成形品を取り出す様子を示す射出成形同時絵付装置の一部破断図である。
【符号の説明】
10 射出成形機
20 雌型
21 吸引孔
22 可動盤
23 受付チャック
30 雄型
31 固定盤
32 ゲート
40 タイバー
50 シートクランプ
60 熱盤
61 支持部材
62 端子
63 加熱線条
63a バネ部分
64 電線
65 碍子
66 バネ部材
67 引出線
68 ラム
70 通路
71 切換弁
72 通気孔
73 リーク弁
80 シートチャック
81 シートカッター
90 流体圧シリンダー
91 ピストン
S 絵付シート
C キャビティ
M 成形品形成用樹脂
N 樹脂成形品
V 密閉空間

Claims (5)

  1. 雄型と、雌型と、それら雌雄両型の間に絵付シートを送って雌型のパーティング面にそのキャビティを覆うように位置させる搬送手段と、絵付シートを雌型キャビティ面への密着に際して加熱軟化させるように雌型パーティング面に沿う位置へ移動可能な熱盤と、熱盤が雌型パーティング面に対面し絵付シートを加熱する位置にある時に雌型パーティング面から絵付シート供給部へ続く絵付シートを雌型の絵付シート供給部側の位置で切断する加熱線条からなるシートカッターと、締結された雌型及び雄型のキャビティ内に熔融樹脂を射出する手段とを備える射出成形同時絵付装置において、シートカッターは、加熱線条をその端部の少なくとも一方に設けたバネにより張力を付与した状態で熱盤に設けた支持部材間に張設したことを特徴とする射出成形同時絵付装置。
  2. バネを加熱線条の一部で形成した請求項1に記載の射出成形同時絵付装置。
  3. 加熱線条の両端部を絶縁部材に係止し、その絶縁部材と支持部材の間にバネを介在させた請求項1に記載の射出成形同時絵付装置。
  4. 支持部材を熱盤の両側の側面上部に設けた請求項1〜3のいずれかに記載の射出成形同時絵付装置。
  5. 支持部材を熱盤の上面両側に設けた請求項1〜3のいずれかに記載の射出成形同時絵付装置。
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