JP2005096418A

JP2005096418A - 加飾成型品の成形装置および方法

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Publication number: JP2005096418A
Application number: JP2004193464A
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: 2003-08-27
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2024-06-30
Also published as: US20070007690A1; WO2005021233A1; JP4377758B2; US8033807B2

Abstract

【課題】雄型および雌型と、該雄型と雌型との間に絵付シートを供給する搬送チャックと、該絵付シートを雌型のパーティング面上に押圧固定するクランパーとを備える射出成形同時絵付装置であって、搬送チャックが絵付シートを供給した後、該チャックが初期待機位置に戻るのを待たずしてクランパーによるシートの固定を行うことができ、製造に要する時間を短縮することのできる射出成形同時絵付装置を提供する。
【解決手段】搬送チャック３０が、絵付シートＳの両側縁部をそれぞれ挟持する２つの挟持具３１からなり、また、クランパー１０は、押圧フレーム部１１と連結部材１２とからなっていて、押圧フレーム部１１を雌型２に当接させた状態においても、連結部材１２と雌型２との間には挟持具３１が通過することのできる空間が確保されるような形状とされている。
【選択図】図２

Description

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を得るようにした射出成形同時絵付装置及び方法に関する。

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ことが従来から行われている（例えば、特許文献１参照）。図８は特許文献１に記載される射出成形同時絵付装置を示しており、図９はその雌型付近を示す斜視図である。この射出成形同時絵付装置１００は、得るべき成形品に対応した凹凸形状の雌型２と雄型２０とを備え、雌型２はその底部が可動盤５に固定されていて、流体圧シリンダのラム７により雄型２０に対して接近−離隔する方向に進退動することができる。

雌型２には、得るべき成形品形状に応じた凹状のキャビティ４が形成されるとともに、該キャビティ４に開口する真空吸引孔１７が穿孔され、この真空吸引孔１７は、雌型２の底部側に穿設された真空吸引通路１４及び導管１５を介して外部の真空ポンプに接続されている。また、雌型２には、絵付シートＳをそのパーティング面２ａに押圧固定するための矩形枠状のクランパー１１０が付設されている。

一方、雄型２０は、射出成形機のノズル２８が装着される固定盤２５に固定されており、この雄型２０には、その中央に成形品形状に対応した凸部（コア）２１が突設されるとともに、射出成形機のノズル２８からの熔融樹脂を雌型２のキャビティ４内に注入充填するための湯道（ランナー）２２が形成されている。

雌型２の上方には、ロール状に巻き取られた長尺帯状の絵付シートＲＳの巻き出し及び引き戻しを行うべく、リール７０、案内ローラ７４、一対の送りローラ７２が配置されている。送りローラ７２と雌型２との間には、絵付シートＳを雌型２のパーティング面２ａ上に供給する搬送チャック１３０が配置されている。また、雌型２の下方の側面には、搬送チャック１３０により搬送されて来た絵付シートＳの先端部Ｓａを受け取って把持する受取チャック５０が配設されている。

上記装置１００を用いて射出成形同時絵付を行うにあたっては、まず、ロール状に巻き取られた長尺帯状の絵付シートＲＳを送りローラ７２により引き出すとともに、図９に示すように搬送チャック１３０で絵付シートＳの先端部Ｓａ近傍を挟圧把持する。そして、雌型２のパーティング面２ａと平行な面内において搬送チャック１３０を鉛直下方に向けて搬送し、絵付シートＳの先端部Ｓａの最先端が受取チャック５０の下端から若干下方に突き出る位置にて停止させる。

続いて、受取チャック５０が絵付シートＳの先端部Ｓａを把持し、その後、図１０に示すように搬送チャック１３０を開状態にして上昇させ、図９に示した初期待機位置に戻す。次に、絵付シートＳをクランパー１１０により雌型２のパーティング面２ａに押圧固定した後、図１１に示すように、雌雄両型間の外側に退避させていた熱盤８０をクランパー１１０に対向する位置まで近づけ、絵付シートＳを加熱軟化させる。

熱盤８０の上端部には、Ｌ形支持部材９２を介して、熱盤８０及びクランパー１１０よりも雌型２側に突出した状態で加熱線条式シートカッター９０が配設されており、熱盤８０をクランパー１１０に当接する位置まで近づけると、シートカッター９０により絵付シートＳが幅方向に切断され、その先端側１ショット分が上流側部分から切り離される。絵付シートＳの切り離された部分より上流側の先端部は、その後、次ショットに備えて、搬送チャック１３０に把持される位置（図１２参照）まで引き戻される。

そして、絵付シートＳの加熱軟化工程と同時又はその終了直後に、絵付シートＳを雌型２に形成された真空吸引孔１７を通じて真空吸引することにより雌型２のキャビティ４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、その後、雌型２を雄型２０側へ移動させて型締めを行う型締め工程、雌型２と雄型２０との間に形成されるキャビティ４内に雄型２０の湯道２２から熔融状態又は未硬化液状の射出成形用の樹脂を注入充填して射出成形を行う射出成形工程（図１２参照）、雌型２と雄型２０とを離間させる型開き工程、及び、絵付シートＳが一体的に接着された成形品Ｐを雌型２から取り出す取出工程が順次行われる。

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。

ところで、上記装置１００における受取チャック５０に代わる手段として、クランパーに隣接する第２のクランパーを設けることも行われている（例えば、特許文献２参照）。図１３は特許文献２に記載される射出成形同時絵付装置の要部を示しており、第１のクランパー２１０の下方に隣接して第２のクランパー２５０が設けられている。この装置においては、搬送チャック２３０によって雌型２０２上に供給された絵付シートＳは、第２のクランパー２５０によって把持され、搬送チャック２３０が図に示される初期待機位置まで戻った後、第１のクランパー２１０が絵付シートＳを雌型２０２に対して押圧固定する。
特許第３０９３１５９号特許第２７１４２５８号

上記特許文献１および２に記載されるような射出成形同時絵付装置においては、搬送チャック１３０，２３０が絵付シートＳを供給した後、初期待機位置に戻るまでの間は、クランパー１１０，２１０による絵付シートＳの固定を行うことができないため、そのぶん製造時間が長くなっていた。また、搬送チャック１３０，２３０が初期待機位置に戻るまでのあいだ絵付シートＳを把持させておく手段、すなわち受取チャック５０や第２のクランパー２５０を設ける必要があった。

さらに、受取チャック５０に絵付シートＳを把持させるためには、本来キャビティ４を覆うために必要な長さよりも余分に絵付シートＳを引き出す必要があり、シートの無駄が多かった。特許文献２のように、第１のクランパー２１０に隣接して第２のクランパー２５０を設ける構成とすれば、余分に引き出さなければならない絵付シートＳの長さはやや軽減されるが、それでもやはり多少のシートの無駄が出るのは避けられなかった。また、これに加えて、クランパーの構造およびその駆動機構が複雑になるという問題もあった。

本発明は、上述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、搬送チャックが絵付シートを供給した後、該チャックが初期待機位置に戻るのを待たずしてクランパーによるシートの固定を行うことができ、製造に要する時間を短縮することのできる射出成形同時絵付装置及び方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、１つの加飾成形品を製造するごとに供給される絵付シートの長さが必要最小限の長さで済むようにすることにより、絵付シートの無駄をなくすことである。

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、雄型および雌型と、該雄型と雌型との間に絵付シートを供給する搬送チャックと、該シートを雌型のパーティング面上に押圧固定するクランパーとを少なくとも備える射出成形同時絵付装置であって、前記搬送チャックは、絵付シートの両側縁部をそれぞれ挟持する２つの挟持具からなり、また、前記クランパーは、絵付シートを押圧固定する際に該シートを介して雌型のパーティング面に当接される押圧フレーム部と、該押圧フレーム部とその駆動手段とを連結する少なくとも１つの連結部材とからなっており、前記クランパーは、前記押圧フレーム部を雌型のパーティング面に当接させた状態においても、前記連結部材と該パーティング面との間には前記挟持具が通過することのできる空間が確保されるような形状とされていることを特徴とする。

また、本発明は、上記装置を用いた射出成形同時絵付方法をも開示するものであり、それは、前記搬送チャックの各挟持具が絵付シートを挟持しつつ移動して該シートを雄型と雌型との間に供給し、前記クランパーが該シートを雌型のパーティング面上に押圧固定した後、該押圧状態を保ったままで、前記各挟持具が前記シートを解放するとともに前記クランパーと雌型との間を通って元の位置に戻ることを特徴とする。

本発明による射出成形同時絵付装置では、クランパーが絵付シートを押圧しているときであっても、各挟持具が通過することのできる空間がクランパーと雌型との間に確保される。それにより、クランパーが絵付シートを押圧固定した状態のままで、搬送チャックが雌型上を移動することが可能となる。従って、本発明による射出成形同時絵付方法では、搬送チャックが絵付シートを雌型上に供給したら、まずクランパーによる絵付シートの押圧固定を行い、その後で搬送チャックを初期待機位置に戻すことが可能となる。そして、搬送チャックを初期待機位置に戻している間に、同時進行で絵付シートの加熱等の工程を行うことができるため、製造時間を短縮することができる。また、このようにして絵付シートの供給および固定が行われることにより、従来の射出成形同時絵付装置に見られた受取チャック等の手段は不要となり、装置が簡素化される。さらにはこのことにより、従来のように絵付シートを受取チャック等の把持手段の位置まで余分に引き出す必要はなくなるため、絵付シートの無駄をなくすことができる。

好ましい態様において、搬送チャックは、雄型と雌型とが互いに接近および離隔する方向に対して垂直な方向に可動とされ、しかも、雄型と雌型とが互いに接近および離隔する方向については、該搬送チャックの雌型に対する位置が固定されており、また、絵付シートは雌型に固定されたリールから供給される。この態様においては、雌型が雄型に対して進退動する際に、搬送チャックやリールも雌型に追随して移動し、雌型パーティング面と絵付シートとの距離は一定に保たれるため、雌型が進退動している最中であっても、搬送チャックによる絵付シートの供給が可能となる。従って、本発明の装置を用いて１つの成形品の射出成形を行なった後、雌型と雄型とを離間させる際、すなわち型開き工程中に、同時に新たな絵付シートの供給を行なうことができ、製造時間のさらなる短縮が可能となる。なお、上記リールの雌型への固定は、雌型への直接の固定だけを意味するものではなく、適宜の部材を介しての間接的な固定をも含むものである。通常は、雌型の底部が固定された可動盤に架台等を設置し、この架台に、搬送チャックの駆動装置やリールを固定する。

場合によっては、上記駆動装置やリールに加えて、絵付シートを加熱軟化させるための熱盤をも雌型に固定するようにしてもよい。熱盤は適宜の部材を介して、移動可能な状態で雌型に固定する。射出成形時にはこの熱盤を雌雄両型間の外側に退避させておき、それに続く型開き工程中に雌型のパーテイング面上に移動させる。このようにして、型開き工程中に熱盤の移動も同時に行うことにより、製造時間のさらなる短縮を計ることができる。

以上説明したように、本発明に係る射出成形同時絵付装置によれば、複数の動作を同時に行うことにより製造時間を短縮することができ、しかも、絵付シートを余分に引き出す必要がなく、シートを効率よく使用することができる。

以下に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を示している。ここに示す射出成形同時絵付装置１は、雌型、雄型等、多くの部分が従来の装置１００（図８）と共通しており、これら共通部分については同じ符号を付すことにより説明は省略する。

図２は、図１に示した装置１の雌型周辺を示す斜視図である。図９と比較するとよくわかるように、本装置１はクランパー１０および搬送チャック３０の構成に特徴があり、また、従来の装置に見られた受取チャック等のような把持手段は設けられていない。なお、本実施形態では、雄型２０と雌型２とが水平方向に対向し、その間を絵付シートＳが上から下へ搬送される配置としているが、本発明はこれに限定されるわけではなく、例えば、雄型と雌型とが上下に対向し、その間を絵付シートＳが水平方向に搬送される配置等とすることも可能である。

本装置１における搬送チャック３０は絵付シートＳの左右の側縁部を挟持する２つの挟持具３１，３１からなる。これら挟持具３１，３１は、雌型２のパーティング面２ａに平行な軸を有する２本の搬送ロッド６０，６０の先端にそれぞれ取り付けられている。各搬送ロッド６０は図示しない駆動手段に連結されており、パーティング面２ａに平行な面内において、軸方向すなわち上下方向に移動することができる。

図３（ａ）は搬送チャック３０の挟持具３１の１つを拡大して示す斜視図である。挟持具３１は、互いに対向する固定側把持部３３および可動側把持部３５からなり、これら把持部３３，３５が挟持具開閉機構４０によって連結されている。固定側把持部３３は搬送ロッド６０の先端に取り付けられており、可動側把持部３５は挟持具開閉機構４０により固定側把持部３３に対して進退動させられる。

図３（ｂ）は挟持具３１の側面図である。挟持具開閉機構４０は、固定側把持部３３に固定されて可動側挟持具３５及び案内スリーブ３９に緩く嵌挿された鍔状部４１ａ付きの案内支持ピン４１と、この案内支持ピン４１の鍔状部４１ａと可動側把持部３５との間に縮装されたコイルバネ４２と、固定側把持部３３に固定されてそのピストンロッド４４ａにより可動側把持部３５を固定側把持部３３から突き離す方向に移動させるエアーシリンダ４４とを備えている。この挟持具開閉機構４０は、エアーシリンダ４４が非作動状態にされると、コイルバネ４２の付勢力によりピストンロッド４４ａがシリンダ４４側に押し込まれて固定側把持部３３と可動側把持部３５とが絵付シートＳを挟圧把持する閉状態をとり、エアーシリンダ４４が作動状態にされると、ピストンロッド４４ａがコイルバネ４２の付勢力に抗して可動側把持部３５をリフトし、絵付シートＳの挟圧把持状態を解除して解放する開状態をとるようにされている。

一方、クランパー１０は、絵付シートＳを押圧固定する際に該絵付シートＳを介して雌型２のパーティング面２ａに当接される矩形枠状の押圧フレーム部１１と、この押圧フレーム部１１と駆動手段とを連結する４本の連結部材１２とからなる。各連結部材１２は、押圧フレーム部１１の四隅から、それぞれ雌型２のパーティング面２ａと平行に延びる４本の架橋部１２ａと、各架橋部１２ａの先端から、雌型２のパーティング面２ａに向かって垂直に延びる４本の連結ロッド１２ｂとからなる。各連結ロッド１２ｂは、雌型２の四隅近くに設けられた貫通穴８に摺動自在に嵌挿されて、図示しない駆動手段に接続されており、押圧フレーム部１１が雌型２のパーティング面２ａに対して垂直方向に進退動できるようになっている。

クランパー１０の押圧フレーム部１１は各架橋部１２に比べて、雌型２のパーティング面２ａに向かう方向に大きな厚みを有している。それにより、図４に示すようにクランパー１０が絵付シートＳを押圧固定した状態では、押圧フレーム部１１のみが絵付シートＳを介して雌型２に当接し、各架橋部１２と雌型２との間には空間が形成される。そして、この空間内を搬送チャック３０の各挟持具３１が通過できるようにクランパー各部の寸法が定められている。

上記のような構成とされた射出成形同時絵付装置１を用いた射出成形同時絵付方法の一実施例を以下に説明する。

まず、ロール状に巻き取られた長尺帯状の絵付シートＲＳを送りローラ７２により引き出し、図２に示すように、絵付シートＳの先端部Ｓａの左右の側縁部を搬送チャック３０の挟持具３１，３１で挟持する。次いで、雌型２のパーティング面２ａとクランパー１０との間を搬送チャック３０が鉛直下方に移動し、絵付シートＳの最下端がクランパー１０の押圧フレーム部１１の下端付近にきたところで停止する。続いて、図４に示すように、クランパー１０が絵付シートＳを押圧固定する。このとき、雌型２のパーティング面２ａ上における、キャビティ４の外周縁部において、クランパー１０の押圧フレーム部１１が絵付シートＳを押圧固定し、それにより、キャビティ４と絵付シートＳとで囲まれる空間を密封する。この状態において、クランパー１０の各架橋部１２ａと雌型２のパーティング面２ａとの間には空間が形成されており、各挟持具３１，３１は、クランパー１０の下方に位置する左右２本の架橋部１２ａ，１２ａと雌型２との間に形成される空間内に収まる。

次に図５に示すように、雌雄両型間の外側に退避させていた熱盤８０をクランパー１０に対向する位置まで近づけるが、この間に各挟持具３１，３１は絵付シートＳを解放して上昇し、図２に示した元の位置まで戻る。その後は従来と同様に、絵付シートＳの加熱軟化工程（図１１参照）ならびに延伸工程、雌型と雄型との型締め工程、射出成形工程（図１２参照）、型開き工程、成形品の取出工程が順に行われ、加飾成形品が完成する。

図６は、上記のような射出成形同時絵付装置１に使用されるクランパーの他の実施形態を示している。図６に示すクランパー３１０は、絵付シートＳを押圧固定する際に該絵付シートＳを介して雌型２のパーティング面２ａに当接される矩形枠状の押圧フレーム部３１１と、この押圧フレーム部３１１と図示しない駆動手段とを連結する左右２つの連結部材３１２とからなる。各連結部材３１２は、押圧フレーム部３１１の左右の側部から、雌型２のパーティング面２ａから遠ざかる方向に垂直に延びる２枚の垂直板部３１２ａと、雌型２の四隅近くに設けられた貫通穴８に摺動自在に嵌挿される４本の連結ロッド３１２ｃと、雌型２のパーティング面２ａに平行な面内で垂直板部３１２ａと連結ロッド３１２ｃとを連結する左右２つの架橋部３１２ｂとからなる。このような構成により、クランパー３１０が絵付シートＳを押圧固定した状態においては、押圧フレーム部３１１のみが絵付シートＳを介して雌型２に当接し、各架橋部３１２ｂと雌型２との間には、搬送チャック３０の挟持具３１が通過することのできる空間が形成される。このようなクランパー３１０を用いる場合も、上記クランパー１０を用いる場合と同様の工程により成形品を得ることができる。

なお、搬送チャック３０の駆動装置、および絵付シートＳのリール７０は、図７に示すように、適宜の部材を介して雌型２に固定するようにしてもよい。図に示す設置例では、雌型２が固定された可動盤５の上部に架台９が設置されており、この架台９に駆動装置６１およびリール７０が取り付けられている。駆動装置６１の下端からは搬送ロッド６１が下方に延出し、その先端に挟持具３１が取り付けられており、雌型２とクランパー１０との間の空間を挟持具３１が上下動できるようになっている。また、駆動装置６１の上部には送りローラ７２が取り付けられており、リール７０に巻かれた絵付シートＲＳは送りローラ７２を経て引き出されて挟持具３１に把持される。このような設置態様とすれば、可動盤５が移動している最中であっても、挟持具３１が雌型２とクランパー１０との間を上下動することができる。従って、１つの成形品の射出成形を行なった後、雌型２と雄型２０とを離間させる際に、同時に新たな絵付シートＳの供給を行なうことができ、製造時間のさらなる短縮が可能となる。

本発明による射出成形同時絵付装置は、上記の他にも様々な形態とすることができる。例えば、搬送チャック３０の移動経路に沿って雌型２のパーティング面２ａ上に溝を設けておき、搬送ロッド６０および搬送チャック３０の一部がこの溝内を通るようにしておけば、絵付シートＳをよりパーティング面２ａに近い位置に供給することができ、クランパー１０による絵付シートＳの押圧固定を円滑に行うことができる。また、搬送チャック３０を移動させる手段の他の例として、上記搬送ロッド６０に代えて、挟持具３１の移動経路に沿った案内レールを雌型２とクランパー１０との間に予め設けておき、この案内レール上を挟持具３１が移動するようにしてもよい。また、クランパー１０の他の例として、上記実施例のように雌型２の内部を経由して駆動手段に連結される態様とはせず、雌型２の外部で駆動手段に連結されるようにしてもよい。

本発明に係る射出成形同時絵付装置の一実施形態を示す断面図。図１に示す装置の雌型周辺を示す斜視図。図１に示す装置の搬送チャックを拡大して示す図。図１に示す装置による絵付シート固定工程の説明に供される図。図１に示す装置による絵付シート加熱工程の説明に供される図。図１に示す射出成形同時絵付装置に使用されるクランパーの他の実施形態を示す斜視図。本発明に係る射出成形同時絵付装置に使用されるリールおよび駆動装置の設置例を示す斜視図。従来技術による射出成形同時絵付装置を示す断面図。図８に示す装置の雌型周辺を示す斜視図。図８に示す装置の搬送チャック移動工程の説明に供される図。図８に示す装置の加熱軟化工程の説明に供される図。図８に示す装置の射出成形工程の説明に供される図。従来技術による他の射出成形同時絵付装置の要部を示す断面図。

符号の説明

１…射出成形同時絵付装置，２…雌型，１０…クランパー，３０…搬送チャック，３１…挟持具

Claims

雄型および雌型と、該雄型と雌型との間に絵付シートを供給する搬送チャックと、該シートを雌型のパーティング面上に押圧固定するクランパーとを少なくとも備える射出成形同時絵付装置であって、
前記搬送チャックは、絵付シートの両側縁部をそれぞれ挟持する２つの挟持具からなり、また、前記クランパーは、絵付シートを押圧固定する際に該シートを介して雌型のパーティング面に当接される押圧フレーム部と、該押圧フレーム部とその駆動手段とを連結する少なくとも１つの連結部材とからなっており、
前記クランパーは、前記押圧フレーム部を雌型のパーティング面に当接させた状態においても、前記連結部材と該パーティング面との間には前記挟持具が通過することのできる空間が確保されるような形状とされていることを特徴とする射出成形同時絵付装置。
前記搬送チャックは、雄型と雌型とが互いに接近および離隔する方向に対して垂直な方向に可動とされ、しかも、雄型と雌型とが互いに接近および離隔する方向については、該搬送チャックの雌型に対する位置が固定されており、
また、絵付シートは雌型に固定されたリールから供給されることを特徴とする請求項１記載の射出成形同時絵付装置。
請求項１記載の射出成形同時絵付装置を用いた射出成形同時絵付方法であって、前記搬送チャックの各挟持具が絵付シートを挟持しつつ移動して該シートを雄型と雌型との間に供給し、前記クランパーが該シートを雌型のパーティング面上に押圧固定した後、該押圧状態を保ったままで、前記各挟持具が前記シートを解放するとともに前記クランパーと雌型との間を通って元の位置に戻ることを特徴とする射出成形同時絵付方法。
請求項２記載の射出成形同時絵付装置を用いた射出成形同時絵付方法であって、前記搬送チャックの各挟持具が絵付シートを挟持しつつ移動して該シートを雄型と雌型との間に供給し、前記クランパーが該シートを雌型のパーティング面上に押圧固定した後、該押圧状態を保ったままで、前記各挟持具が前記シートを解放するとともに前記クランパーと雌型との間を通って元の位置に戻り、その後、雄型と雌型とを離間させる際に、同時に前記搬送チャックが新たな絵付シートを雄型と雌型との間に供給することを特徴とする射出成形同時絵付方法。