JP4185221B2 - 射出成形同時絵付装置 - Google Patents

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体の表面に一体的に接着積層して加飾積層製品を得るための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樹脂成形体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樹脂成形体に接着付随させるべき部分を他の部分（余剰部分）から切り離すシートトリミング工程。
（ｉ）絵付シートが接着積層された積層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、射出樹脂成形体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、射出樹脂成形体の表面に一体化した絵付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体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】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記した如くの射出成形同時絵付方法により得るべき加飾積層製品には、例えば、図７に示される如くに、絵付シートＳを外周から中央部内周にまで回り込ませる必要のある窓部（開口部）Ｗ等を設ける場合がある。前記窓部Ｗ等を設けるにあたっては、通常、図６に示される如くに、雌型キャビティ１３の底部に、前記窓部Ｗ等に対応した凸状孤立部１２ａを突設しておき、前記延伸工程において、前記雌型キャビティ１３に開口する真空吸引孔等を通じて絵付シートを真空吸引し、それによって、前記キャビティ１３全体、すなわち、前記凸状孤立部１２ａの外周面にも絵付シートＳを沿わせて密着させ、以後、前記した如くの射出成形工程等を行うようにされる。
【０００８】
しかしながら、従来においては、上記のように雌型キャビティ１３に凸状孤立部１２ａを突設して窓部Ｗ等を形成した場合には、図６に示される如くに、絵付シートＳを真空吸引によって雌型キャビティ１３（凸状孤立部１２ａを含む）に沿わせる延伸工程において、前記凸状孤立部１２ａにおける外周角部（ここでは４箇所）の根元付近にしわＧが発生することが多い。このように、凸状孤立部１２ａにおける外周角部の根元付近にしわＧが発生すると、図７に示される如くに、得られた加飾積層製品Ｐの窓部Ｗの４隅付近にしわＧが残り、製品の品質を大きく低下させることになる。
【０００９】
前記のようなしわＧの発生は、延伸工程において、絵付シートＳがしわ発生部位より先にその両側の部位に吸引密着せしめられたことに起因していると考えられる。
かかるしわＧの発生を抑えるための一つの方策として、絵付シートの加熱条件を調節すること、例えば、しわＧが発生しやすい部位の加熱温度を他の部位より高く設定すること等が考えられるが、絵付シートの加熱温度を精密に調節することは極めて難しく、安定的な改善は見込めない。
【００１０】
本発明は、上述した如くの従来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、絵付シートの延伸工程において、凸状孤立部の外周角部にしわが発生しないようにでき、もって、窓部等にしわが生じていない高品質の加飾積層製品を得ることのできる射出成形同時絵付装置を提供することにある。
【００１１】
【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、基本的には、雌型及び雄型と、絵付シートを前記雌型のパーティング面に押圧して固定保持するクランプ手段と、前記絵付シートを前記雌型のキャビティに沿うように延伸させる真空吸引手段と、前記雌型と雄型との間に形成されたキャビティ内に前記雄型側から流動状態の樹脂を注入充填する樹脂射出手段と、を備え、前記雌型には、得るべき加飾積層製品の窓部等を形成するための、キャビティ底部から突出する凸状孤立部が設けられており、前記真空吸引手段による前記絵付シートの吸引を、前記凸状孤立部の外周角部から優先的に行うようにされていることを特徴としている。
【００１２】
本発明装置の好ましい具体的な態様では、前記凸状孤立部における外周角部の根元付近に真空吸引用の溝ないし孔が設けられる。
また、他の好ましい態様では、前記凸状孤立部が入れ子型とされ、この凸状孤立部と雌型本体部との間に真空吸引用の隙間が形成される。
この場合、より好ましい態様では、前記凸状孤立部における外周角部の根元付近及び／又はこれに対向する前記雌型本体部の対向部位に、前記真空吸引用の隙間より広い真空吸引用の溝ないし孔が設けられる。
【００１３】
上記の如くの構成とされた本発明に係る射出成形同時絵付装置の好ましい態様においては、凸状孤立部における外周角部の根元付近に真空吸引用の溝ないし孔が設けられて、真空吸引手段による絵付シートの吸引を、前記凸状孤立部の外周角部から優先的に行うようにされている。言い換えれば、絵付シートの延伸工程において、絵付シートは、まず最初に、しわの発生しやすい凸状孤立部における外周角部の根元付近に、そこに設けられた真空吸引用の溝ないし孔を通じて吸引されて、そこに沿うように密着せしめられ、しかる後、その両側周辺部に沿うように吸引密着せしめられる。
【００１４】
このように、絵付シートの吸引を凸状孤立部の外周角部から優先的に行うようにしたことにより、絵付シートの延伸工程において、凸状孤立部の外周角部にしわが発生しないようにでき、その結果、窓部等にしわが生じていない高品質の加飾積層製品を得ることができる。
【００１５】
また、しわの発生を気にする必要がなくなったので、絵付シート加熱条件の制約が低減され、加熱条件を柄伸び等の他の不具合の対応に当てることが可能となった。
本発明の射出成形同時絵付装置において、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。
【００１６】
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。本発明装置では、好ましくは、前記のように、凸状孤立部を入れ子型として、それと雌型本体部との間に真空吸引用の隙間を形成し、さらに好ましくは、前記凸状孤立部における外周角部の根元付近及び／又はこれに対向する前記雌型本体部の対向部位に、前記真空吸引用の隙間より広い真空吸引用の溝ないし孔を設け、これによって、絵付シートの吸引を凸状孤立部の外周角部から優先的に行うようになす。
【００１７】
前記雄型には、流動状態の樹脂を射出するためのランナーとゲートを設ける。ランナー、ゲートの本数、位置、形状等は、得るべき製品の形状等を勘案して自由に設定することができる。
【００１８】
また、本発明装置においては、通常、ロール状に巻き取られた長尺帯状の絵付シート（シートロール）を先端側から１ショット分ずつ順次巻き出し、この巻き出された絵付シートの先端側１ショット分を前記雌型のパーティング面上に搬送するシート供給手段が備えられる。このシート供給手段としては、その搬送方式により二つに大別できる。その一つは、例えば、特開昭６０−２１２３１４号公報や実公平１−１０１８５号公報等にも見られるように、ロール状に巻き取られた長尺帯状の絵付シートの１ショット分を雌型上流から巻出機で巻き出すとともに、雌型下流にて巻取機で巻き取る巻き出し巻き取り方式（ロール／ロール方式）をとるものであり、他の一つは、例えば特開平６−３１５９５０号等にも見られるように、巻出機、搬送チャック、受取固定チャックを有し、前記巻出機から巻き出される長尺帯状の絵付シートの先端部付近を前記搬送チャックで把持してその１ショット分を前記雌型のパーティング面上に供給するとともに、シート先端部を受取固定チャックに受け取らせて把持固定し、かかる状態で、クランプ手段により絵付シートを雌型パーティング面上に押圧して固定保持し、しかる後、絵付シートをクランプ手段より上流側で幅方向に切断して枚葉シートとなす搬送チャック方式をとるものである。
【００１９】
さらに、絵付シートを雌型パーティング面に押圧固定すべくクランプ手段を付設する。クランプ手段としては、枠状ないし井桁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、イ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。
【００２０】
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。
【００２１】
前記貼合わせ積層シートの場合、基材シートとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂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。
【００２２】
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。
【００２３】
支持体シートは、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、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。
【００２４】
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、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂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、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂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。
【００２５】
【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、図２は、本発明に係る射出成形同時絵付装置の一実施形態を示している。
本実施形態の射出成形同時絵付装置１０により得るべき加飾積層製品は、前述した図７に示される如くの、窓部Ｗを有する縦断面外形がコ字状の比較的深絞り形状の角形のトレー形パネルであり、射出樹脂成形体Ｐｒ（図２）の表面（窓部Ｗを含む）に、例えば木目模様の装飾層を有する絵付シートＳ（ラミネートシート）を接着積層したものである。
【００２６】
本実施形態の射出成形同時絵付装置１０においては、前記積層製品に対応した凹凸形状の雌型１２と雄型３０とを備え、雌型１２は、その底部（図の左端側）が図示していない可動盤に固定されていて、流体圧シリンダのラムにより水平方向（図１のＸ方向）、言い換えれば、雄型３０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。
【００２７】
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（この場合でも、通常は雌型の方）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。
【００２８】
前記雌型１２には、得るべき加飾積層製品Ｐに対応したキャビティ１３が設けられるとともに、前記積層製品Ｐの窓部Ｗを形成するための、キャビティ１３底部から突出する断面矩形の凸状孤立部１２ａが設けられている。この凸状孤立部１２ａは、雌型本体部１２Ａの略中央部に組み込まれた断面Ｔ字状の入れ子型１２Ｂの天辺部からなっている。
【００２９】
前記キャビティ１３には、絵付シートＳを該キャビティ１３に沿わせるように延伸させるべく、真空吸引するための複数本の真空吸引孔１５がコーナー部付近に開口せしめられ、この真空吸引孔１５、１５、…は、真空吸引通路１８及び導管１９を介して外部の真空ポンプ等からなる真空源（図示せず）に接続されている。
【００３０】
また、前記入れ子型１２Ｂの縦辺部と前記雌型本体部１２Ａとの間には、図３に拡大図示されているように、前記真空吸引通路１８に連通する環状の連通路１６が形成され、また、前記凸状孤立部１２ａ（の下面）と雌型本体部１２Ａ（のキャビティ１３の底面）との間には、前記連通路１６に連通するように、間隔維持用のスペーサ（図示せず）等が挿入されている環状の真空吸引用の隙間１７が形成されている。
【００３１】
そして、さらに、前記凸状孤立部１２ａにおける外周角部（４箇所）の根元付近（下面側）には、図４及び図５（図４のＶ矢視部分拡大図）に示される如くに、前記連通路１６に連通する、前記真空吸引用の隙間１７より広い（厚みが大きな）真空吸引用の溝４０が穿設されている。該溝４０は、凸状孤立部１２ａの外周角部の丸み（アール）に沿う形状の弧状溝部４１と該弧状溝部４１と前記連通路１６とを結ぶ直線部４２とからなっている。
【００３２】
上記に加え、前記雌型１２のパーティング面１４の外周側には、Ｏリング２２が装着された環状の装着溝２３が設けられている。前記Ｏリング２２は、後述する矩形枠状ないし井桁状のクランパー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。
【００３３】
一方、前記雄型３０は、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３０には、前記積層製品形状に対応した凸状コア部３１が設けられるとともに、その内部には、熔融樹脂射出用の２本のゲート３３、３３とそれに連なるランナー３２が設けられている。
【００３４】
また、本装置１０には、図示はされていないが、ロール状に巻き取られた長尺帯状の絵付シートを先端側から１ショット分ずつ順次巻き出し、この巻き出された絵付シートＳの先端側１ショット分を前記雌型１２のパーティング面１４上に搬送するシート供給機構が備えられている。このシート供給機構は、図示は略すが、前記の巻き出し巻き取り方式、及び搬送チャック方式のいずれを用いてもよい。
【００３５】
さらに、前記雌型１２には、供給された１ショット分の絵付シートＳを前記パーティング面１４上に押圧して固定保持すべく、矩形枠状ないし井桁状のクランパー２０が設けられている。このクランパー２０は、その四隅に連結された４本の摺動ロッド（図示省略）を介して図示されていない駆動手段により前記パーティング面１４に対して垂直方向（図のＸ方向）に進退動できるようになっている。
【００３６】
また、予備成形を行うべく、絵付シートを加熱軟化させるための、例えば非接触の赤外線加熱方式の熱盤８０を備える。熱盤８０は、図示していない熱盤駆動機構により、前記雌型１２の一側の待機位置から前記雌型１２のパーティング面１４上のシート加熱位置（図１に示される位置）に移動せしめられるようになっている。
【００３７】
上記した如くの構成とされた射出成形同時絵付装置１０により、射出成形同時絵付けを行うにあたっては、まず、シート供給機構により１ショット分の絵付シートＳを雌型パーティング面１４上に供給し、続いて、クランパー２０をパーティング面１４側に前進させて、絵付シートＳをこのクランパー２０によって前記パーティング面１４に押圧固定し、次いで、熱盤８０を、クランパー２０により押圧固定されている絵付シートＳ上のシート加熱位置まで移動させて、絵付シートＳを、その表面温度が例えば１００°Ｃとなるまで加熱軟化させる。
【００３８】
続いて、前記真空吸引通路１８、雌型キャビティ１３に開口する真空吸引孔１５、前記入れ子型１２Ｂの縦辺部と前記雌型本体部１２Ａとの間に設けられた連通路１６、前記凸状孤立部１２ａ（の下面）と雌型本体部１２Ａ（のキャビティ１３の底面）との間に形成された真空吸引用の隙間１７、前記凸状孤立部１２ａにおける外周角部（４箇所）の根元付近（下面側）に設けられた真空吸引用の溝４０等で構成される真空吸引手段による真空吸引を行って、前記絵付シートＳを雌型キャビティに沿って密着させるべく延伸させる（図１の延伸工程）。
【００３９】
ここで、上記延伸工程においては、前記凸状孤立部１２ａにおける外周角部の根元付近に設けられた真空吸引用の溝４０（図５参照）を通じて、絵付シートの吸引を、前記凸状孤立部１２ａの外周角部から優先的に行うようにされている。言い換えれば、絵付シートＳの延伸工程において、絵付シートＳは、まず最初に、しわの発生しやすい凸状孤立部１２ａにおける外周角部の根元付近に、そこに設けられた真空吸引用の溝４０を通じて吸引されて、そこに沿うように密着せしめられ、しかる後、前記真空吸引用の隙間１７を通じてその両側周辺部に沿うように吸引密着せしめられる。
【００４０】
このように、絵付シートＳの吸引を凸状孤立部１２ａの外周角部から優先的に行うようにしたことにより、絵付シートＳの延伸工程において、凸状孤立部１２ａの外周角部にしわが発生しないようにでき、その結果、窓部等にしわが生じていない高品質の加飾積層製品を得ることができる。
また、しわの発生を気にする必要がなくなったので、絵付シート加熱条件の制約が低減され、加熱条件を柄伸び等の他の不具合の対応に当てることが可能となった。
【００４１】
なお、延伸工程後は、図２に示される如くに、雌型１２を雄型３０側に前進させて、雄型３０と雌型１２との型締めを行って、両成形型１２、３０間に成形キャビティを形成し（型締め工程）、続いて、前記成形キャビティ内に流動状態の樹脂Ｐｒを注入充填し、得られる射出樹脂成形体と前記絵付シートＳとを積層して一体化させ（射出成形工程）、その後、前記射出樹脂成形体が完全に固化した後、前記雌型１２を元の位置まで後退させて、雄雌両成形型１２、３０の型開きを行い（形開き工程）、得られた積層成形品を当該雄雌両成形型間から取り出し、その後、積層成形品における絵付シートの余剰部分をトリミングするトリミング工程等を行う。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、本発明によれば、絵付シートの延伸工程において、凸状孤立部の外周角部にしわが発生しないようにでき、その結果、窓部等にしわが生じていない高品質の加飾積層製品を得ることのできる射出成形同時絵付装置を提供できる。
【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実施形態の全体構成（延伸工程）を示す縦断面図。
【図２】図１に示される装置の射出成形工程を示す縦断面図。
【図３】図１に示される装置の凸状孤立部周辺を示す部分拡大横断面図。
【図４】図１に示される装置の凸状孤立部を示す斜視図。
【図５】図４のＶ矢視部分拡大図。
【図６】絵付シートに発生するしわの説明に供される斜視図。
【図７】窓部にしわが発生した加飾積層製品の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
Ｓ 絵付シート
Ｗ 窓部
１０ 射出成形同時絵付装置
１２ 雌型
１２ａ 凸状孤立部
１２Ｂ 入れ子型
１３ キャビティ
１４ パーティング面
１５ 真空吸引孔
１６ 連通路
１７ 真空吸引用の隙間
２０ クランパー
３０ 雄型
４０ 真空吸引用の溝

Claims (4)

1. 雌型及び雄型と、絵付シートを前記雌型のパーティング面に押圧して固定保持するクランプ手段と、前記絵付シートを前記雌型のキャビティに沿うように延伸させる真空吸引手段と、前記雌型と雄型との間に形成されたキャビティ内に前記雄型側から流動状態の樹脂を注入充填する樹脂射出手段と、を備え、前記雌型には、得るべき加飾積層製品の窓部等を形成するための、キャビティ底部から突出する凸状孤立部が設けられており、前記真空吸引手段による前記絵付シートの吸引を、前記凸状孤立部の外周角部から優先的に行うようにされていることを特徴とする射出成形同時絵付装置。
2. 前記凸状孤立部における外周角部の根元付近に真空吸引用の溝ないし孔が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形同時絵付装置。
3. 前記凸状孤立部が入れ子型とされ、この凸状孤立部と雌型本体部との間に真空吸引用の隙間が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出成形同時絵付装置。
4. 前記凸状孤立部における外周角部の根元付近及び／又はこれに対向する前記雌型本体部の対向部位に、前記真空吸引用の隙間より広い真空吸引用の溝ないし孔が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の射出成形同時絵付装置。

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