JP2006110992A - 不透明領域を有する透明プラスチック材料で形成されるプレートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 最適の光学的性質および機械的性質を備えた、不透明領域を有する透明材料からなるプレートを効率的に製造する。
【解決手段】 金型（９）を半開放状態にして行うシーケンシャル射出、およびこれに続く前記金型を閉鎖して行う圧縮工程により、プラスチック材料（１）で形成されるプレートを製造する。
【選択図】 図１

Description

（発明の分野）
本発明は、プラスチック材料からなる二部品で形成される物品の製造に関する。本発明は、特に、例えば自動車分野におけるウィンドウパネルやプラズマテレビの画面等、連続的または非連続的な周縁部を形成する不透明領域を有する透明プラスチック材料から形成されるプレートに関するが、これに限定されるものではない。

（従来技術）
従来、このようなプレートは、射出成形を用いて製造されている。透明材料（典型的にはポリカーボネート）は、他のプラスチック材料に比べ、流線、結合等に関してかなりデリケートな材料であり、製品の大きさが増すにつれて射出における問題点が増え、非常に高機能の射出成形システムを用いなければ、典型的な美観的および光学的な不具合をなくすことは不可能である。中程度の大きさの物品については、いわゆる「フィルム射出成形(film-injection)」システムが効果的に用いられる。

このシステムは、これら透明プラスチック材料の典型的な問題点の多くを解決することができるが、物品が大きくなると、十分な高いレベルの品質を保つことができない。さらには、このタイプの射出成形では、成形されたプレートよりフィルムからなる突起状付属物を切断する必要があるが、前記付属物は製品に対して無視できない量であり、明らかに材料を無駄に消費してしまう。

また、これらの透明プレートについては、（特に自動車分野での用途において）設計される用途が異なるため、残留内部応力（インモールド応力(in-mould stress) ）を低減することが根本的に重要である。これらの応力は、製品の変形や、製品の光学的および機械的性質を変化させる虞がある。

（発明の要約）
本発明の目的は、フィルム射出成形システムにおける問題点を解決し、内部応力を生じさせず、または応力を非常に低いレベルとすることにより、最適の光学的性質および機械的性質を備えた不透明領域を有する透明材料からなるプレートを効率的に製造することにある。

本発明の別の目的は、不透明部品を備えた大きな寸法の透明材料からなるプレートの美観を向上させること、および射出地点における通常は小さな窪みをなす指標(indicator) または境界マーク(witness mark)をなくすことにある。

本明細書および請求項においては、不透明部品を「周縁部」と記載しており、連続的または非連続的な異なる不透明部品を意味する。
上記目的を達成するために、本発明の主題は、不透明周縁部を有する透明プラスチック材料からなるプレートの製造方法に関し、基本的には、
金型と、１セットの第１インジェクタを備えた第１成形ステーションと、１セットの第２インジェクタを備えた第２成形ステーションとを準備する工程であって、前記第１および第２インジェクタは、製造されるプレートの少なくとも一周縁領域に直接対応する位置に配置されることと、
前記金型を半開放状態として、第１のインジェクタを介して前記第１成形ステーションの金型内にシーケンシャル方式にて透明プラスチック材料を射出する工程であって、これにより圧力を均一に分布させ、透明材料の結合線の形成を防ぐことと、
前記金型を閉鎖し、透明材料を圧縮してプレートを形成する工程と、
不透明プラスチック材料を前記第２成形ステーションの金型内に前記第２インジェクタを介して射出し、前記透明プレートの周縁領域上に周縁部をオーバーモールドする工程と
を含むことを特徴とする。

シーケンシャル射出、透明材料の圧縮、および周縁部のオーバーモールディングを組み合わせることにより、プレートの透明材料中に透明プレートの射出指標を視認できないようにすることができる。これは、本発明の方法により内部応力が低減されるとともに圧力の最適な分布がなされ、この後に不透明材料のオーバーモールディングを正確に組み合わせて行うことにより達成される。

本発明の方法は、透明プラスチック材料の射出（および場合によっては対応するインジェクタによる不透明プラスチック材料の射出）のための特定のシーケンス方式、ならびに、場合に応じ不透明プラスチック材料の射出工程の最後に行う圧力工程を想定するものである。

（発明の詳細な説明）
図１および図２に示される結合されたプレートは、本発明の方法により得られた、プラスチック材料からなる二部品で形成される製品の例を示す。

前記製品は、透明プラスチック材料、典型的にはポリカーボネートからなるプレート１の背面に対し、不透明プラスチック材料からなる周縁フレーム２を適用することにより構成され、付属物、および前記プレートを使用可能な状態とするべく組み立てるために使用可能な突起３が形成されている。

このような二部品からなる製品の製造方法は、図３および図４、図５および図６についてそれぞれ説明される二つの連続的な工程を想定している。
本発明の方法を、回転中央面を備えるスタックモールドタイプのプレスにおいて用いることができる点は留意すべきである。

この場合、二つの成形ステーションが設けられ、第１成形ステーション７および第２成形ステーション８が、金型９が配置される位置に対応するように配置される。
第１成形ステーション７は、ほぼ従来のタイプである１セットの第１インジェクタ４を備え、各プラグ１１が直接的にプラギングを行う。プラグ１１は、可塑化システムにより供給されるホットチャンバからの透明プラスチック材料が従来の方法で金型９内に注入されるように、閉鎖位置と開放位置の間で軸方向に移動可能となっている。

インジェクタ４は、それぞれ金型９とほぼ密着するように配置されるリングナットを備え、同リングナット（簡潔を期すため、本願においては図示および説明をしていない）の構成は、本願の出願人により同日に出願されたイタリア特許出願における発明主題である、温度の最適制御を行うための革新的なタイプとすることができる。

第１成形ステーション７のインジェクタ４は、互いに対して一列に並ぶように配置され、金型９に対しては、成形される透明プレート１の周縁領域に直接対応する位置に配置される。前記周縁領域は、図４においては符号１０にて示されており、プレート１の長辺の一方に近接し、周縁フレーム２の内側境界線（図４の符号５にて示される）内に含まれる帯状部からなる。周縁フレーム２は、この後、第２成形ステーション８において形成される。

図示される実施例においては、第１成形ステーション７のインジェクタ４は７基であり、図４においては、中央のインジェクタをｕ１、これに近接する両側のインジェクタをそれぞれｕ２，ｕ３とし、インジェクタｕ３，ｕ２にそれぞれ近接する反対側のインジェクタをｕ４，ｕ５とし、インジェクタｕ４，ｕ５にそれぞれ近接する端側のインジェクタをｕ６，ｕ７として示している。当然ながらプレートの寸法に応じてインジェクタの数を変更することはできるが、いずれの場合においても、インジェクタの作動方式は、以下に記載する作動方式と同様である。

面同士は平行状態、傾斜状態のいずれでもよいが、金型９が半閉鎖状態とされると、インジェクタ４は、シーケンシャル方式にて、透明プラスチック材料を金型９内に射出するように作動させられる。図示される例においては、射出は、まずインジェクタｕ１において、プラスチック材料がインジェクタｕ２およびｕ３の射出領域を完全に覆うまで行われる。この時点で、インジェクタｕ２およびｕ３を介した射出が、材料がインジェクタｕ４およびｕ５に対応する領域を完全に覆うまで行われる。その後、インジェクタｕ４およびｕ５が開放され、同じ原理に基づきインジェクタｕ６およびｕ７が開放される。

さらなる改良として、射出条件は、インジェクタｕ３の開放をインジェクタｕ２よりもわずかに遅らせ、インジェクタｕ５の開放をインジェクタｕ４よりもわずかに遅らせ、インジェクタｕ７の開放をインジェクタｕ６よりもわずかに遅らせるように調整することができる。このようにして、金型９に注入される材料の前部における圧力の不変性およびスピードの均一性を得るという効果が得られる。

金型９のキャビティ内の圧力を均一にするために、射出終了前にインジェクタｕ１および場合によっては他のインジェクタの閉鎖をさらに調節してもよい。また、インジェクタの開閉は、例えば時間により、または装置の可塑化アセンブリを介するプラスチック材料の供給機能として、適切に調整されていてもよい。図示される例においては、インジェクタ４は、プレート１の周縁領域１０に沿って（すなわち、上述されたように、長辺の一方に沿って）のみ一列に並ぶように配列されているが、プレート１の短辺に沿って、また、他方の長辺に沿って、別のインジェクタを設けることについては何ら制限がない。しかしながら、本願の出願人により行われた試験では、大きな寸法のプレートであっても、金型９のキャビティに最適に充填するには例示される配置で通常は十分であることが示されている。

プレート１が大きな寸法である場合には、透明プラスチック材料の、金型を閉鎖して行う従来の射出成形終了時に発生しうる残留内部応力（インモールド応力）を低減することが根本的に重要である。残留内部応力は、変形を引き起こしたり、プレート自体の光学的性質を変化させる虞がある。

このため、第１成形ステーション７について説明したように、金型を半開放状態にしてシーケンシャル射出を行い、これに続き、プレート１を圧縮する工程を行う。この後圧縮工程は、従来の様式で行うことができる。すなわち、装置がスタックモールドタイプのプレスを用いる場合には、この工程は、独国特許出願公開第１０２１７５８４号明細書に記載される方法により行うことができ、以下に示すような後圧縮工程が第２成形ステーション８に対応する位置においても行われる場合には、スタックモールドタイプのプレスが用いられるときには、本願の出願人により同日に出願されたイタリア特許出願に示されるような特定の解決方法を想定するものである。

透明プレートの圧縮工程は、射出工程と同時に行ってもよく、射出工程の後に行ってもよい。
透明プレート１の形成終了時には、その周縁領域１０において、インジェクタｕ１−ｕ７のノズルに対応する射出地点の指標または境界マーク（小さな窪みの形態をとる）が見られる。

金型９は、その後、図５および図６に示される第２成形ステーション８に対応する位置に移動される。この場合にも、少なくとも１セットのインジェクタ６がプレート１の周縁領域１０に沿って一列に並ぶように配置され、場合に応じて、図６に示されるように、第２のセットのインジェクタ６が対向する領域（すなわち、プレート１の他方の長辺）に対応する位置において一列に並ぶように配置される。インジェクタ６のノズルは、図面においては、符号ｕｓにて示されている。

１セット以上のインジェクタ６の数は、第１成形ステーション７のインジェクタ４の数よりも少なくてもよく（例えば４基であってもよい）、必ずしもプラギングの必要はない。これらのインジェクタのノズル６は、シーケンシャルにまたは同時に開放されるように制御することができる。

ノズル６により射出される不透明プラスチック材料は、透明プレート１の背面において周縁線５と周縁端との間でオーバーモールドされ、第１成形ステーション７のノズルｕ１−ｕ７に対応する射出地点の指標を被覆して、周縁フレーム２を形成する。

この場合にも、周縁部２の射出に続き、後圧縮工程を行ってもよい。後圧縮工程は、例えば成形装置がスタックモールドタイプのプレスを用いる場合には、本願の出願人により同日に出願されたイタリア特許出願に記載される方法で行うことができる。

本発明の方法は、従来の成形システムで解決できなかったすべての事項を解決することができ、内部応力を生じさせずに、または応力を非常に低くし、プレートの変形および光学的性質の変化を防ぐこと等により、大型の透明表面を有し、二部品からなるプレートの製造を効率的に行うことができる。これらの効果は、金型を半開放状態とし、シーケンス制御された複数の射出点で直接射出する第１工程を行い、続いて金型を閉鎖して圧縮し、第１工程の射出による指標が第２の射出の材料により被覆される、本発明の方法に特有の特徴の直接的な結果である。

当然ながら、本明細書に記載される装置の構成の詳細は、単なる例として示されるものであり、請求項において定義される本発明の範囲から逸脱することなく、様々に変更を加えることができる。したがって、例えば、プレートの圧縮工程は、金型を開放した状態で射出工程と同時に行ってもよい。

さらには、前記記載および請求項の記載においては、透明プレートおよび同プレートにオーバーモールドした不透明周縁部について記載しているが、本発明は、小さな寸法のものを含め、透明および不透明の別を問わず、任意のプラスチック材料で形成される物品についても、均等な方法で用いることができる。

本発明の方法を用いて製造された、プラスチック材料からなる二部品で形成されるプレートの背面図。 図１の部分断面図。 本発明の方法の第１工程を示す部分断面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図。 本発明の第２工程を示す図３と同様の図。 図５のＶＩ−ＶＩ線における断面図。

Claims (9)

1. 不透明周縁部（２）を備える透明プラスチック材料（１）からなるプレートの製造方法であって、
   金型（９）と、少なくとも１セットの第１インジェクタ（４）を備えた第１成形ステーション（７）と、少なくとも１セットの第２インジェクタ（６）を備えた第２成形ステーション（８）とを準備する工程であって、前記第１および第２インジェクタ（４，６）は、製造されるプレート（１）の少なくとも一周縁領域（１０）に直接対応する位置に配置されることと、
   前記金型（９）を半開放状態として、第１のセットのインジェクタ（４）を介して前記第１成形ステーション（７）の金型（９）内にシーケンシャル方式にて透明プラスチック材料を射出する工程であって、これにより圧力を均一に分布させ、透明材料の結合線の形成を防ぐことと、
   金型（９）を閉鎖し、透明材料を圧縮してプレート（１）を形成する工程と、
   不透明プラスチック材料を前記第２成形ステーション（８）の金型（９）内に前記第２インジェクタ（６）を介して射出し、前記透明プレート（１）の周縁領域（１０）上に周縁部（２）をオーバーモールドする工程と
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記第１インジェクタ（４）が直線状に配置されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記シーケンシャル方式が、
   前記プレート（１）の周縁領域（１０）の中央部分にあたる位置に配置される第１インジェクタの中央インジェクタ（ｕ１）により、第１ペアの中間インジェクタ（ｕ２，ｕ３）に対応する周縁領域（１０）が被覆されるまで射出がまず行われ、
   その後、前記第１の中間インジェクタ（ｕ２，ｕ３）により、第２ペアの中間インジェクタ（ｕ４，ｕ５）に対応する周縁領域（１０）が被覆されるまで射出が行われ、
   さらにその後、前記第２の中間インジェクタ（ｕ４，ｕ５）により、一対の端部インジェクタ（ｕ６，ｕ７）に対応する周縁領域（１０）が被覆されるまで射出が行われ、
   最後に前記端部インジェクタ（ｕ６，ｕ７）による射出が行われること
   を特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記第１ペアの中間インジェクタ（ｕ２）と（ｕ３）の射出、前記第２ペアの中間インジェクタ（ｕ４）と（ｕ５）の射出、前記端部インジェクタ（ｕ６）と（ｕ７）の射出にそれぞれ時間差が生じることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記端部インジェクタ（ｕ６，ｕ７）による射出前に、中央インジェクタ（ｕ１）および／または中間インジェクタ（ｕ２，ｕ３，ｕ４，ｕ５）による射出が遮断されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記第２のセットのインジェクタ（６）を介した不透明プラスチック材料の射出工程もシーケンシャル方式で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記第２のセットのインジェクタ（６）を介した不透明プラスチック材料の射出工程が同時的に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記不透明プラスチック材料の、前記第２成形ステーション（８）に対応する位置における射出工程の終了時に、前記プレート（１）上にオーバーモールドされた周縁部（２）の圧縮工程が行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記透明プレート（１）の圧縮工程が、前記射出工程後または前記射出工程と同時に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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