JP2001198944A

JP2001198944A - 射出成形同時絵付装置

Info

Publication number: JP2001198944A
Application number: JP2000008487A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Atake; 浩之阿竹
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2000-01-18
Filing date: 2000-01-18
Publication date: 2001-07-24

Abstract

(57)【要約】【課題】特定部分における絵柄や文字の位置ズレ、伸
び、歪み等がない成形品の製造を可能とする。【解決手段】雌雄両型１０，２０間に絵付シートＳを
挿入し、熱盤３０で絵付シートＳを加熱して軟化せしめ
て雌型１０のキャビティ面１２に沿わせ、両型を係合し
て型締めした後、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Ｓを貼り合わせる方
法に用いられる装置であって、雌型１０の前面に絵付シ
ートＳを送った後、熱盤３０でシートＳを加熱軟化せし
め、雌型１０内からの真空引きで絵付シートＳを雌型形
状に沿わせる際に、加熱と同時に絵付シートＳの一部を
雌型１０のキャビティ面１２に押し付ける構造の押付け
治具を備えた構成とする。押付け板３１で押し付けられ
た部分は伸びないのでその部分の絵柄の歪みが少なく、
また絵柄と型の形状との位置ズレも少ないことから、絵
柄の位置決めを正確に行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂成形品の表面
に絵付シートを積層接着して絵柄を設ける成形同時絵付
の技術分野に属し、詳しくは、熱盤にて予め加熱軟化せ
しめた絵付シートを雌型のキャビティ面に真空成形した
後、キャビティ内に射出した樹脂と絵付シートとを一体
化せしめる方式の射出成形同時絵付装置に関するもので
ある。

【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、射出成形装置の雌雄両型間に絵付シー
トを挿入し、熱盤で絵付シートを加熱して軟化せしめ、
軟化した絵付シートを雌型のキャビティ面に沿わせ、両
型を係合して型締めした後、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
せる方法が広く行われている。そして、この方法を実施
するための射出成形同時絵付装置として、例えば特許第
２９５５７３７号公報に見られるように、熱盤の温度管
理を細かく行うことで絵柄の位置決めを行うようにした
ものや、或いは特公平１−４８８４５号公報等に見られ
るように、雌雄両型間に挿入した絵付シートと予備成形
すべき型とをセンサーで位置合わせするようにしたもの
が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した前者の装置で
は、絵柄等の大雑把な模様の位置決めは良好に行えるも
のの、小さな文字等の位置決めを行おうとすると精度に
問題があった。また後者の装置では、絵付シートと雌型
は十分な精度で位置合わせできるが、真空成形工程での
軟化した絵付シートの延びが条件等により大きく振れて
しまうことから、できた成形品上での位置精度はあまり
良くないか、条件設定の幅が非常に狭いといった問題点
がある。そこで、射出成形とは別に後工程にてパッド印
刷やシルクスクリーン印刷などにより文字等の細かい絵
柄を付けることも考えられるが、工程が増えるし、コス
トアップも避けられない。

【０００４】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、特定部分
における絵柄や文字の位置ズレ、伸び、歪み等がない成
形品の製造を可能とした射出成形同時絵付装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【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、雌雄両型間に絵付シートを挿入し、熱盤
で絵付シートを加熱して軟化せしめ、軟化した絵付シー
トを雌型のキャビティ面に沿わせ、両型を係合して型締
めした後、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射出成形同時
絵付方法に用いられる装置であって、雌型の前面に絵付
シートを送った後、熱盤でシートを加熱軟化せしめ、雌
型内からの真空引きで絵付シートを雌型形状に沿わせる
際に、加熱と同時に絵付シートの一部を雌型のキャビテ
ィ面に押し付ける構造の押付け治具を備えたことを特徴
とする。

【０００６】そして、絵付シートを雌型の前面に送る際
に、絵付シートの絵柄と雌型との位置合わせを行うため
のセンサーを備えた構成にするのが好ましい。また、押
付け治具における絵付シート押付け面に、絵付シートが
貼り付かないような離型処理を施しておくのが好まし
い。

【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。この射出成形装置で
は、雌型１０は真空吸引成形に適用可能なように真空吸
引孔１１が設けられた構造を有するものであり、雄型２
０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１２として賦形されている。
雄型２０は固定盤２１に固定されると共にタイバー２２
（計４本ある）にも固定されている。一方、雌型１０は
可動盤１３に固定され、その可動盤１３はタイバー２２
に摺動可能に貫通されている。また、雌型１０の絵付シ
ート搬入方向についての下流側の側面（図１では下端
部）には絵付シートＳの先端部を挟持する受付チャック
１４が取り付けられ、雌型１０の前面には絵付シートＳ
を雌型１０のパーティング面に押圧して保持するための
シートクランプ１５が設けられている。

【０００８】図１において３０は熱盤であり、この熱盤
３０はその中央に押付け治具を備えている。押付け治具
は押付け板３１とそれを前方に押し出すための駆動シリ
ンダー３２との組合せからなり、加熱時には押付け板３
１と熱盤３０の加熱面とは同一平面となり、押圧時には
所定長さだけ前方に突き出るように構成されている。ま
た、熱盤３０のシート搬入方向についての上流側の側面
には絵付シートＳを切断するための加熱線絛を用いたシ
ートカッター３３が取り付けられている。なおシートカ
ッターとしては非加熱（常温）の刃物を使用することも
可能である。

【０００９】熱盤３０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３０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。熱盤３０は、
絵付シートと密着して伝導（熱拡散）熱で加熱する接触
加熱方式でもよいし、或いは絵付シートから離間して輻
射熱で加熱する非接触方式でもよい。その加熱温度は、
接触方式では１００〜３００℃程度、非接触方式では２
００〜４００℃程度である。

【００１０】押付け治具の押付け板３１は、鉄、炭素
鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、ジュラルミン等の金
属、セラミック、ゴム等からなる。熱盤加熱面上で押付
け板３１部分の温度をその周囲と同温度に保つ場合に
は、押付け板３１の材質を熱盤本体と同じものとする。
また、押付け板３１の温度を周囲より低温とする場合
は、押付け板３１の材質は、熱盤本体よりも熱伝導率及
び／又は輻射率のより低いものを選ぶ。そして、裏面
（射出樹脂と対向する面）に接着剤が塗布されている絵
付シートＳを使用する場合は、押付け板３１の表面に絵
付シートＳが貼り付くのを防ぐために離型処理を施して
おくことが望ましい。この離型処理は、ポリ４弗化エチ
レン、ポリ弗化ビニリデン等の弗素樹脂、硅素樹脂等の
離型性（難接着性）と耐熱性を有する樹脂層を表面に形
成することにより施される。なお、押付け板３１は、絵
付シート中の寸法伸縮や形状歪を抑制したい部分と同形
状とし、絵付シート中の寸法伸縮や形状歪を抑制したい
部分を押し付けてその部分に密着させ、絵付シートＳの
伸縮・歪を抑えつつ、雌型キャビティ面１２にまで絵付
シートＳを沿わせる。

【００１１】樹脂の射出に先立って絵付シートＳの予備
成形を行う。この予備成形を行うに際しては、まず、図
１に示す如く、シート供給装置５０により絵付シートＳ
を雌型１０の前方に供給する。すなわち、フレーム５１
（通常は可動盤１３に連結され、これと連動する）に支
持された巻取５２から一対のシート送りローラ５３を介
して絵付シートＳをシート搬送チャック５４により引き
出す。そして、図２に示すように、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１４で挟んで保
持し、シートクランプ１５にて絵付シートＳを雌型１０
のパーティング面に押圧固定して、雌型キャビティ面１
２と絵付シートＳとで密閉空間Ｖを形成せしめる。それ
と同時に、ピストン３４を伸ばして熱盤３０を雌雄両型
間に挿入する。

【００１２】この絵付シートＳを雌型１０の前面に送る
際に、絵付シートＳの絵柄と雌型１０との位置合わせを
行う。具体的には、雌型１０の上流側側面にセンサー１
６を取り付けておき、このセンサー１６が絵付シートＳ
の絵柄の所定位置からの位置ズレを検知すると、その位
置ズレ（誤差）を０に収束せしめるようにシート供給手
段に信号をフィードバックし、巻取５２の位置をシート
幅方向に摺動させることで幅方向の位置合わせを、また
巻取５２を巻き出したり巻き戻したりすることでシート
送り方向の位置合わせを行う。センサー１６としては、
光電管、フォトダイオード、光伝電セル等の光学センサ
ーが用いられる。そして、絵付シートＳの余白部（通常
は両端部）に設けたセンサーマークを検知して位置合わ
せを行う。

【００１３】このように絵付シートＳにより密封空間Ｖ
を形成し、絵付シートＳを雌型１０にシートクランプ１
５にて固定した状態とした後、両型間に挿入した熱盤３
０により絵付シートＳを熱盤３０と非接触状態のまま輻
射熱で加熱軟化せしめる。続いて、図３に示すように、
押圧板３１により絵付シートＳの一部を雌型１０のキャ
ビティ面１２に押し付けつつ、雌型１０の真空吸引孔１
１を通して密閉空間Ｖの空気を吸引することで、絵付シ
ートＳを雌型１０のキャビティ面１２に真空成形にて吸
引密着させるか、或いは、押圧板３１により絵付シート
Ｓの一部を雌型１０のキャビティ面１２に押し付けてか
ら、絵付シートＳを雌型１０のキャビティ面１２に真空
成形にて吸引密着させるようにする。また必要であれ
ば、真空成形の段階で熱盤３０の加熱面上に設けた通気
孔から加熱空気を吹き出して、圧空成形を追加してもよ
い。図４はこの予備成形を終えた時点での状態を示して
いる。また、熱盤３０をシートクランプ１５に当接させ
る際に、絵付シートＳをシートカッター３３により切断
する。すなわち、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。

【００１４】絵付シートＳの予備成形を終えた後、図５
に示すように、熱盤３０を雌雄両型間の外部の待機位置
まで退避せしめ（図示略）、雌型移動用流体圧シリンダ
ー４０によりピストン４１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１０をタイバー２２に摺動
させつつ雄型２０に合体させて型締めさせてから、両型
１０，２０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Ｐを雄型のゲート２３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Ｐ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６に示すように雌雄両型１０，２０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
Ｐ’を型外に取り出す。なお、雌型１０と雄型２０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、上記の構成のみに本
発明が限定される訳ではない。例えば、押付け治具は説
明の如く熱盤と一体となって設置されていてもよいし、
或いは図示はしないが熱盤と別体で作動するように構成
しても構わない。また、絵付シートの一部を雌型のキャ
ビティ面に押し付ける構造の押付け治具を採用する他
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、ポリエステル系熱可塑性エラス
トマー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（積層体の
場合は総厚）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、絵付シートの成形
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絵柄
印刷又は金属薄膜層を間に介して接着一体化した後、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】

【実施例】図７に示すような絵付シートを準備した。な
お、図７では１ショット分を示してあるが、実際には上
下方向に繰り返して連続している。この絵付シートＳは
厚さ１２５μｍの透明なアクリル樹脂シートの裏面（射
出樹脂と接する側）にグラビア印刷で木目模様部分Ｗと
黒ベタ部分Ｂを形成したものである。具体的には、バイ
ンダー樹脂がいずれもアクリル樹脂と塩化ビニル−酢酸
ビニル共重合体との１対１重合比混合物からなり、木目
模様部分Ｗはこれに顔料として弁柄、イソインドリノン
イエロー、フタロシアニンブルーを添加したインキを使
用し、また黒ベタ部分Ｂはカーボンブラックを添加して
なるインキを使用してグラビア印刷を行った。そして、
さらに木目模様部分Ｗと黒ベタ部分Ｂの両部分の裏面
に、顔料として弁柄、イソインドリノン及びチタン白を
添加したインキを用いて隠蔽性ベタ層をグラビア印刷し
た。また、絵付シートＳには位置決め用のセンサーマー
クＭ₁，Ｍ₂が印刷してある。左側の直線状のセンサー
マークＭ₁は幅方向用であり、右側の長方形状のセンサ
ーマークＭ₂は送り方向用である。

【００２１】本実施例で成形した製品は、図８に示すよ
うな車のギアシフト周りのパネル部品である。平面サイ
ズは約１８ｃｍ×３０ｃｍ、高さは１．５ｃｍであり、
黒ベタ部分Ｂはギアシフトに対応している。なお、製品
は樹脂Ｐの表面を絵付シートＳが覆った状態で成形され
るが、窓部Ｎを覆う絵付シートＳの部分は成形後にトリ
ミングして切り抜くことで除去される。

【００２２】射出成形同時絵付装置として、図１に示す
ような押付け治具を備えた本発明の装置と、押付け治具
を備えない通常の装置として図１において熱盤３０が押
付け治具を持たないで代わりに熱盤の押付け治具部分も
周囲と同様の加熱面としたもの（その他の部分は図１の
装置と同じ）を使用し、これら２種類の装置でそれぞれ
テストを行った。いずれも熱盤本体は電熱線を内蔵し、
表面板はアルミニウム合金板とした。また、押付け治具
を備えた装置では、押付け板もアルミニウム合金とし、
押付け板の形状は絵付シートＳの黒ベタ部分Ｂと同じ形
状にした。また、絵付シートＳのセンサーマークＭ₁，
Ｍ₂を検知するため、図１に示した如く光電管からなる
位置センサー１６を具備させた。なお、絵付シートＳの
幅方向及び送り方向の送り精度は両装置とも０．１ｍｍ
である。

【００２３】そして、真空成形のブレを再現するため、
真空成形開始時における絵付シートの加熱条件が、シー
ト全体が１２０℃で一定になる場合と、シート加熱温度
が面内でバラついた場合の再現として上面１００℃で下
面１２０℃になる場合とに設定できるように熱盤の表面
温度を調整することとした。具体的には、熱盤を絵付シ
ートの前に位置させてから、熱盤加熱面と絵付シートを
２０ｍｍの距離に保った状態とし、輻射熱により絵付シ
ートを加熱し、５秒後に上記設定温度に達しせしめ、そ
の瞬間に雌型のキャビティ面に設けた真空吸引孔から真
空引きを開始した。押付け治具を備えた装置の場合、絵
付シートを押し付けるタイミングは真空引き開始の０．
５秒前とした。

【００２４】そして、本発明装置を使用する場合と、押
付け治具のない通常の装置を使用する場合について、上
記した２つの加熱条件のもとでそれぞれ１０ショット成
形し、得られた成形品における絵柄の位置ズレを確認し
た。このテスト結果を表１に示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の射出成形
同時絵付装置によれば、雌型の前面に絵付シートを送っ
た後、熱盤でシートを加熱軟化せしめ、雌型内からの真
空引きで絵付シートを雌型形状に沿わせる際に、加熱と
同時に絵付シートの一部を雌型のキャビティ面に押し付
ける構造の押付け治具を備えた構成としたことにより、
押し付けられた部分は伸びないのでその部分の絵柄の歪
みが少なく、また絵柄と型の形状との位置ズレも少ない
ことから、特定部分における絵柄の位置決めが正確な成
形を行うことができる。

【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】熱盤を雌雄両型間に挿入して絵付シートを加熱
する状態での射出成形同時絵付装置の一部破断図であ
る。

【図３】押付け治具で絵付シートを押し付ける状態での
射出成形同時絵付装置の一部破断図である。

【図４】予備成形を終えた時点での射出成形同時絵付装
置の一部破断図である。

【図５】成形用樹脂を射出する状態での射出成形同時絵
付装置の一部破断図である。

【図６】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。

【図７】実施例で使用する絵付シートの正面図である。

【図８】実施例で成形した製品を示すもので、（Ａ）は
正面図、（Ｂ）は縦方向の中心線での断面図である。

【符号の説明】

Ｓ絵付シート１０雌型１１真空吸引孔１２キャビティ面１３可動盤１４受付チャック１５シートクランプ１６センサー２０雄型２１固定盤２２タイバー２３ゲート３０熱盤３１押付け板３２駆動シリンダー３３シートカッター３４ピストン４０雌型移動用流体圧シリンダー４１ピストン５０シート供給装置５１フレーム５２巻取５３シート送りローラ５４シート搬送チャック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F202 AA03 AA13 AA15 AA21 AA28 AA45 AD09 AD10 AF08 AG03 AH25 AJ02 AJ11 AK07 AP06 AR07 CA11 CB19 CD08 CL42 CM82 CQ05 CQ06 4F206 AA03 AA13 AA15 AA21 AA28 AA45 AD09 AD10 AF08 AG03 AH25 AJ02 AJ11 AK07 AP064 AR074 JA07 JB19 JF05 JL02 JN25 JN26 JP11 JQ06 JQ81

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】雌雄両型間に絵付シートを挿入し、熱盤
で絵付シートを加熱して軟化せしめ、軟化した絵付シー
トを雌型のキャビティ面に沿わせ、両型を係合して型締
めした後、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射出成形同時
絵付方法に用いられる装置であって、雌型の前面に絵付
シートを送った後、熱盤でシートを加熱軟化せしめ、雌
型内からの真空引きで絵付シートを雌型形状に沿わせる
際に、加熱と同時に絵付シートの一部を雌型のキャビテ
ィ面に押し付ける構造の押付け治具を備えたことを特徴
とする射出成形同時絵付装置。
【請求項２】絵付シートを雌型の前面に送る際に、絵
付シートの絵柄と雌型との位置合わせを行うためのセン
サーを備えた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。
【請求項３】押付け治具における絵付シート押付け面
に、絵付シートが貼り付かないような離型処理を施した
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。