JP2006044014A

JP2006044014A - 射出成形同時加飾用金型、シート送り装置および射出成形同時加飾品の製造方法

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Publication number: JP2006044014A
Application number: JP2004227307A
Authority: JP
Inventors: Eiji Furukawa; 英次古川
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2004-08-03
Filing date: 2004-08-03
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-08-03
Also published as: JP4472455B2

Abstract

【課題】成形時の発塵、空気中に浮遊している異物の排除と、加飾シートに付着している異物の除去を目的とする。
【解決手段】Ａ金型１とＢ金型２との間に加飾シート５をセットし、型締めし、加飾シート５を挟んでＡ金型１とＢ金型２とによって形成される成形空間部３に溶融した成形樹脂４をゲートから注入し、該成形樹脂４を固化させて射出成形同時加飾品１０を得るための射出成形同時加飾用金型であって、Ｂ金型２に対向した加飾シート面にエアーを供給するためのエアー送り部１１およびエアー吸引部１２がＢ金型２に形成されていることを特徴とする射出成形同時加飾用金型である。
【選択図】図１

Description

本発明は、射出成形同時加飾用金型、シート送り装置および射出成形同時加飾品の製造方法に関する。

射出成形同時加飾用金型および射出成形同時加飾品の製造方法に関するものとして特許文献１の発明がある。

特許第２６９５３４８号公報

しかし、従来の射出成形同時加飾品の製造方法では、金型面に異物が付着したままにすると打痕の不良品ばかりを生産することになり、打痕による不良発生率が高かった。打痕とは、空気中に浮遊する異物が何らかの原因で金型内に入り込み、金型面に付着した状態で射出成形をした時に、異物の形が射出成形品の加飾面に凹みとして表れる不良現象をいう。

対策としては、工場のクリーンルーム化、環境の整備、人の管理体制の強化等の装置周辺をクリーン化する方法と、稼動している装置を一旦停止させ異物が付着した金型面を洗浄する方法とがある。

しかし、装置周辺をクリーン化する方法は、手間がかかる上に充分に打痕を取り除くことはできなかった。もともと加飾シートに異物が付着している場合があったり、成形時に発塵する場合があるからである。

装置を一旦停止させ金型面を洗浄する方法は、打痕が発生する度にその原因となる異物を除去しなければならなかった。また、装置を止めることは、生産性の低下はもちろんのこと、加飾シートの位置ずれや成形条件のばらつきによる品質の悪化も生じていた。

そこで、本発明者は、これらの問題を解決するために次のようにした。すなわち、本発明は、成形時の発塵、空気中に浮遊している異物の排除と、加飾シートに付着している異物の除去を目的とする。

すなわち、本発明は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾シートをセットし、型締めし、加飾シートを挟んでＡ金型とＢ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をゲートから注入し、該成形樹脂を固化させて射出成形同時加飾品を得るための射出成形同時加飾用金型であって、Ｂ金型に対向した加飾シート面にエアーを供給するためのエアー送り部およびエアー吸引部がＢ金型に形成されていることを特徴とする射出成形同時加飾用金型である。

また、本発明は、上記Ｂ金型のエアー送り部からエアー吸引部までの間にガイド部が設けられた射出成形同時加飾用金型であってもよい。

また、本発明は、上記Ｂ金型のエアー送り部またはエアー吸引部の上流に除電装置が設置された射出成形同時加飾用金型であってもよい。

また、本発明は、上記いずれかの射出成形同時加飾用金型に加飾シートを供給するためのシート送り装置であって、巻き出し側に除電装置と粘着ローラーが設置されたことを特徴とするシート送り装置である。

また、本発明は、上記いずれかの射出成形同時加飾用金型と上記シート送り装置からなる射出成形同時加飾装置であってもよい。

また本発明は、上記いずれかの射出成形同時加飾用金型のＡ金型とＢ金型との間に加飾シートをセットし、型締めし、加飾シートを挟んでＡ金型とＢ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をゲートから注入し、該成形樹脂を固化させて射出成形同時加飾品を得ることを特徴とする射出成形同時加飾品の製造方法である。

本発明は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾シートをセットし、型締めし、加飾シートを挟んでＡ金型とＢ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をゲートから注入し、該成形樹脂を固化させて射出成形同時加飾品を得るための射出成形同時加飾用金型であって、Ｂ金型にエアー送り部およびエアー吸引部が形成され、該エアー送り部からエアー吸引部へエアーが送られることを特徴とする射出成形同時加飾用金型である。

したがって、加飾シートの背面に付着している異物や空気中を浮遊している異物を効率的に除去できる効果がある。

また、本発明は、巻き出し側に除電装置と粘着ローラーが設置された射出成形同時加飾用金型に加飾シートを供給するためのシート送り装置である。

したがって、加飾シートの帯電を防止し、加飾シートの背面に付着している異物を除去しやすくできる効果がある。

また、本発明は、上記いずれかの射出成形同時加飾用金型のＡ金型とＢ金型との間に加飾シートをセットし、型締めし、加飾シートを挟んでＡ金型とＢ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をゲートから注入し、該成形樹脂を固化させて射出成形同時加飾品を得ることを特徴とする射出成形同時加飾品の製造方法である。

したがって、加飾シートの位置合わせ及び成形に支障をきたすことなく、打痕の発生を抑制することができる。その結果、打痕が減少し射出成形同時加飾品を効率的に得られる効果がある。また、相乗効果として、成形条件のばらつきが抑えられ他の不良現象も防止することができ、打痕の除去行為による金型の損傷、劣化も防止できる。

以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係る射出成形同時加飾金型のＢ金型の平面図を示す。図２は、本発明に係る射出成形同時加飾金型のＢ金型の断面図を示す。図３は、本発明に係るシート送り装置の拡大図を示す。図４は、本発明に使用する加飾シートの断面図を示す。図５〜図８は、本発明の射出成形同時加飾法を概念的に示す縦断面図を示す。

まず、射出成形同時加飾方法の概略について説明する。射出成形同時加飾方法は、対向配置した一対の射出成形同時加飾金型において、Ｂ金型２の側に加飾シート５をセットし、型締め後（図５参照）、加飾シート５とＢ金型２との間に形成された成形空間部３に溶融した成形樹脂４をゲート１４から注入し（図６，図７参照）、該成形樹脂４を冷却固化させた後、Ａ金型１とＢ金型２とを開いて、押し出すことにより射出成形同時加飾品１０をＡ金型１から離型するものである（図８参照）。

図５は，Ａ金型とＢ金型との間に加飾シートをセットし、型締めし、加飾シートとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をゲートから注入し、該成形樹脂を固化させて射出成形同時加飾品を得るための射出成形同時加飾用金型である。

Ａ金型１は、方形状に形成されるもので、その四周端部にはＢ金型２と直接接触する基準面を備える。Ａ金型１の上下左右の中心付近にはゲート１４の注入口が形成され、成形樹脂４がこのゲート１４を介して注入される。

一方、Ｂ金型２は、Ａ金型１に対応した幅及び高さの方形状に形成されるもので、Ａ金型１と直接接触する平面たる基準面を備える。この基準面により囲まれた内側部分には、成形品の外形に適合した形状の凹部が形成されている。

そして、加飾シート５を挟んで、Ａ金型１とＢ金型２とをこれらの基準面が相互に接するように重ね合わせた状態において、Ａ金型凹部とＢ金型凹部とが配置される。そして、加飾シート５とＡ金型１の間に成形空間部３が形成される。この成形空間部３の高さ、幅、及び厚みは、成形品の所定の高さ、幅及び厚みに相当する。

ゲート１４から注入された成形樹脂４は、成形空間部３に注入され、加飾シート５をＢ金型２側に押圧し、押された加飾シート５はＢ金型２に当たり固定される（図６参照）。その後、溶融した成形樹脂４は、ゲート近傍の成形空間部３２を充填するとともに、加飾シート５を押さえつつ、かつ引き伸ばしながら成形空間部３を充填し、成形空間部３は成形樹脂４で充填される（図７参照）。

成形樹脂４としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ノリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂といった熱可塑性樹脂を用いることができる。

成形空間部３内に成形樹脂４が充填され固化した後は、Ｂ金型２がＡ金型１から離れ、射出成形同時加飾品１０がＡ金型１から離型される（図８参照）。以上の工程により、所定の射出成形同時加飾品１０を得ることができる。

そして、この射出成形同時加飾法で最も問題となるのは、加飾シート５の背面に付着していた異物９がＢ金型２と接触し、成形時の成形樹脂４の圧力によってＢ金型２の方に転移付着してしまう場合である。Ｂ金型２に異物９が付着したままの状態で成形すると、それ以後に製造される射出成形同時加飾品１０には全てこの異物９の跡すなわち打痕がつくことになり不良品となる。

本発明は、この加飾シート５の背面に付着していた異物９をＢ金型２と接触する前に風圧でもって除去し回収しようとするものである。つまり本発明は、Ｂ金型２にエアー送り部１１とエアー吸引部１２とを形成し、エアー送り部１１からエアー吸引部１２へエアーが送られる構造の射出成形同時加飾用金型である（図１、図２参照）。

エアー送り部１１とエアー吸引部１２は、成形空間部３を挟んで上部と下部に設置してもよいし（図１参照）、成形空間部３の上部のみに形成してもよい。また、エアー送り部１１とエアー吸引部１２は上下反対に設置しても構わない。

この構造により、Ｂ金型２と加飾シート５とで挟まれた空間には気流が発生し、加飾シート５の背面に付着していた異物９は、気流によりエアー吸引部１２に回収されるのでＢ金型２に付着することはない。

気流の強さは０．１〜５０ｋｇｆ／ｃｍ^２の範囲で任意に選択するとよい。０．１ｋｇｆ／ｃｍ^２未満であれば異物を回収する能力が低く、５０ｋｇｆ／ｃｍ^２を超えると加飾シート５が動いて位置ずれが起こる問題がある。

気流を送る時間は２〜６０秒の範囲で任意に選択するとよい。２秒未満であれば異物を回収する能力が低く、６０秒を超えると生産性が低下するためである。

気流の強さは、均一であってもよいし、箇所によって強弱をつけてもよい。また、気流の送り量を調整するためにレギュレーターを設置してもよい。

また、送られるエアーによって、シート送り工程に影響がでないよう、エアーの送りと停止のタイミングを自由に制御できる自動真空吸引ブロー装置を使用してもよい。

この装置は成形機からの入力信号により、始動のほかエアー送りの開始や停止のタイミング、時間制御等を自動で行える装置である。したがって、この装置を使用すれば、エアー送りの開始や終了の調整が容易にできる。なお、このシステムは固定側、可動側各々に又は両方同時に設置してもよい。

また、エアー送り部１１はＢ金型２の製品内部とその周囲にエアーの送り孔をもつように構成してもよい。送り孔の大きさや分布を適度に設定して、気流の強さを調整できるメリットがある。

エアー送り部１１およびエアー吸引部１２は、金型に直接加工して形成してもよいし、別途その部品を金型に装着してもよい。また、エアー送り部１１およびエアー吸引部１２を駆動させる場合、フィルムクランプ８に連結させ、連動させてもよいし、単独で駆動させてもよい。

また、エアー吸引部１２は、加飾シート５が集塵機の吸引力で引き込まれて位置決めに支障が生じないよう段差や溝を設けるのが好ましい。また、吸引口は、加飾シート５の送り工程に影響が出ないよう製品パート面より若干手前に設けるのが好ましい。

送り口から出てくるエアーはコンプレッサーから供給されるもので、微細な異物を除くためにフィルターを通す方が好ましい。具体的には直径が５〜２０μｍ以上の異物をカットできるフィルターが好ましい。打痕の原因となる異物のサイズは、ほとんど直径が３０μｍ以上の異物であるからである。

このフィルターを通ったクリーンなエアーは、エアー送り部からエアー吸引部に向かって吹出され、加飾シートの背面に付着している異物又はその付近に浮遊している異物はフードを通り集塵機へ排出される。

ただ、エアーを吹きっ放しにしておくとエアーの乱流が起こる可能性があるので、Ｂ金型成形空間部の両側であって加飾シートが載置される範囲の位置に、内側ガイド部を設けておくのが好ましい。この内側ガイド６を設けることにより、エアー送り部１１からエアー吸引部１２に向かって安定した一定の気流を作り出すことができる。

それでも気流が内側ガイド６から逃げてしまったり、Ｂ金型２の外部から異物が混入する可能性がある場合は、Ｂ金型成形空間部３の両側であって加飾シート５が載置される範囲外の位置に、外側ガイド７を設けるとよい。この外側ガイド７は内側ガイド６よりも高さを高くしてもよいし、天面に粘着剤を塗布して異物が付着しやすいようにしてもよい（図２参照）。

また、射出成形同時加飾用金型のＢ金型２のエアー送り部１１またはエアー吸引部１２の上部に除電装置を設置しておくのが好ましい（図３参照）。成形により発生する静電気や、加飾シート５が型内に送り込まれる際に型との接触によって発生した加飾シート５の帯電を取り除くためである。除電することにより、加飾シート５の背面に付着していた異物９をさらに除去しやすくなる。

図３は，巻き出し側に除電装置１３と粘着ローラー１４が設置された射出成形同時加飾用金型に加飾シート５を供給するためのシート送り装置１５である。この装置１５は、上記射出成形同時加飾用金型に加飾シート５が供給される前に、巻き出し時およびローラーの接触時に発生した静電気をシート送り装置に設置する除電装置１３で除去するとともに、粘着ローラー１４により加飾シート５の背面に付着していた異物９を除去するものである。

除電装置１３としては、コロナ放電式やラジオアイソトープ式のイオン発生除電装置がある。除電の程度は、１０^１１Ω以下が好ましい。

粘着ローラー１４は、弾性体からなるローラーに感圧型接着剤を塗布されているものがある。感圧型接着剤は、ポリイソブチレン、天然ゴム、アクリル樹脂などからなる主材に、ロジン樹脂やクマロン樹脂などからなる粘着性付与剤、フタル酸エステルなどからなる可塑剤を加えたものがある。なお、感圧型接着剤に界面活性剤などの帯電防止剤を含ませておき除電効果も得られるようにしてもよい。

最後に、本発明に使用する加飾シート５について説明する。本発明に使用する加飾シート５は、基体シート５１および加飾層５０から形成され、加飾層５０は絵柄層５２、接着層５３等からなる（図１１参照）。

基材シート５１としては、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、ウレタン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等から選択される単層フィルム、または上記の中から選択された２種以上の樹脂による積層フィルムまたは共重合フィルムがある。

基材シート５１の厚みとしては、５〜５００μｍが好ましい。５μｍ未満のシートでは、金型セット時のハンドリングが悪く成形工程が不安定となり、５００μｍを越えるシートでは、剛性がありすぎる。

基体シート５１上には、加飾層５０が強固に密着するよう易接着層を形成しても良い。易接着層の材質としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂等がある。易接着層を設ける方法としては、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷法等の汎用印刷方法のほか、各種コーティング法のいずれでも構わない。

基体シート５１上には、文字、幾何学模様、ベタ等の絵柄層５２が形成される。この絵柄層５２の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂などを挙げることができるが、特に限定されない。

また、絵柄層５２には、真空蒸着やメッキ等の方法によって、アルミニウム、クロム、銅、ニッケル、インジウム、錫、酸化珪素などの金属膜層を設けてもよい。この場合、金属膜層は全面でもパターン状でもよい。

絵柄層５２の膜厚は０．５μｍ〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な意匠性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。但し、金属膜層の場合は５０Å〜１２００Åが好ましい。金属膜層の膜厚が５０Åより薄いと、十分な金属光沢感が得られないという問題があり、１２００Åより厚いと、クラックが生じやすいという問題があるためである。

絵柄層５２を全面またはパターンで設ける方法としては、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷法等の汎用印刷方法、タンポ印刷、塗装、各種コーティング法、蒸着、イオンプレーティング、スパッタ法等の金属膜形成法等がある。

接着層５３は、加飾シート５と成形樹脂４を接合する作用を有するものである。接着層５４の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を用いるのが良い。

接着層５３の厚みは、０．５〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な接着性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。接着層５４の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの汎用印刷方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどいずれの方法でもよい。

なお、加飾層５０のみを成形樹脂４と接合させる場合（図８参照）には、基体シート５１と絵柄層５２との間に剥離層５４を設けてもよい（図４参照）。あるいは、基体シート５１に離型層を設けて離型性５５のある基体シートとしてもよい。

剥離層５４の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を用いるのが良い。

剥離層５４の厚みは、０．５〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な接着性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。離型層５５の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの汎用印刷方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどいずれの方法でもよい。

離型層５５の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を用いるのが良い。

離型層５５の厚みは、０．５〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な接着性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。離型層５５の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの汎用印刷方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどいずれの方法でもよい。

本発明に係る射出成形同時加飾用金型、シート送り装置および射出成形同時加飾品の製造方法は、とくに射出成形同時加飾法の打痕対策に好適なものである。

本発明に係る射出成形同時加飾金型のＢ金型の一実施例を示す平面図である。本発明に係る射出成形同時加飾金型のＢ金型の一実施例を示す断面図である。本発明に係るシート送り装置の一実施例を示す断面図である。本発明に使用する加飾シートの一実施例を示す断面図である。本発明に係る射出成形同時加飾法の一実施例を示す断面図である。本発明に係る射出成形同時加飾法の一実施例を示す平面図である。本発明に係る射出成形同時加飾法の一実施例を示す断面図である。本発明に係る射出成形同時加飾法の一実施例を示す断面図である。

符号の説明

１Ａ金型
２Ｂ金型
３成形空間部
４成形樹脂
５加飾シート
６内側ガイド
７外側ガイド
８クランプ
９異物
１０射出成形同時加飾品
１１エアー送り部
１２エアー吸引部
１３除電装置
１４ゲート
１５シート送り装置
５０加飾層
５１基体シート
５２絵柄層
５３接着層
５４剥離層
５５離型層

Claims

Ａ金型とＢ金型との間に加飾シートをセットし、型締めし、加飾シートを挟んでＡ金型とＢ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をゲートから注入し、該成形樹脂を固化させて射出成形同時加飾品を得るための射出成形同時加飾用金型であって、Ｂ金型に対向した加飾シート面にエアーを供給するためのエアー送り部およびエアー吸引部がＢ金型に形成されていることを特徴とする射出成形同時加飾用金型。
Ｂ金型のエアー送り部からエアー吸引部までの間にガイド部が設けられた請求項１記載の射出成形同時加飾用金型。
Ｂ金型のエアー送り部またはエアー吸引部の上流に除電装置が設置された請求項１または請求項２記載の射出成形同時加飾用金型
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の射出成形同時加飾用金型に加飾シートを供給するためのシート送り装置であって、巻き出し側に除電装置と粘着ローラーが設置されたことを特徴とするシート送り装置。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の射出成形同時加飾用金型と請求項４のシート送り装置とからなる射出成形同時加飾装置。
請求項１〜請求項３のいずれかに記載の射出成形同時加飾用金型のＡ金型とＢ金型との間に加飾シートをセットし、型締めし、加飾シートを挟んでＡ金型とＢ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をゲートから注入し、該成形樹脂を固化させて射出成形同時加飾品を得ることを特徴とする射出成形同時加飾品の製造方法。