JP2006289660A - インモールド成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加飾フィルムの位置決め精度の向上を図るのに効果的で、転写精度に優れたインモールド成形装置を提供することを目的とする。
【解決手段】可動型と固定型を上下に配置した樹脂射出成形装置と、その金型間を横方向に通過するように配設した加飾フィルム供給装置とを備え、加飾フィルム供給装置は、加飾フィルムを転写層が略水平方向になるように可動型と固定型との一方の間から供給し、他方の間から射出樹脂体とともに出てくる加飾フィルムを間欠的に巻き取るものであり、テンション付加装置は、射出成形型と供給リールとの間に配置するとともに、テンションアーム装置と、テンションアームの先に設けたテンションローラとを有し、テンションローラにて加飾フィルム面を押圧し、テンションアーム装置にてテンションアームのテンション角度を所定の範囲に制御するものであることを特徴とするインモールド成形装置とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、樹脂体の射出成形と同時に樹脂体の表面を加飾するインモールド成形装置に関する。

インモールド成形は、射出成形と同時に加飾フィルムからロゴ等を印刷した転写層を樹脂体表面に転写する成形方法であるが、射出成形品の意匠性の向上を目的に転写性の高精度化に対する要求が増している。
インモールド成形用の樹脂射出成形装置としては、従来可動型と固定型を水平方向に配置した横締型を用い、加飾フィルムを上下縦方向に供給するものであった。
しかし、加飾フィルムを上下に配置すると、加飾フィルムを射出成形型の上から供給し、射出成形により加飾フィルムに付着した樹脂体とともに射出成形型の下に送り出すことになるため、加飾フィルムが樹脂体の重量により下方向に引張られた状態になる。
すると、樹脂体の有無、樹脂体の重量等により、この引張り力が変化することになり、また射出成形初めから連続成形に伴う温度変化も加わり、加飾フィルムの伸びにバラツキが生じ、転写位置決め精度が低かった。
この場合に図４に示すように横方向からテンションローラ１１３をバネ１１１等の弾性力を用いて加飾フィルム１０３の張力を調整する方法も考えられるが、加飾フィルムの伸び量変化まで弾性力の付加で調整するのは難しく、また弾性力では張力変化に対して所定の反復振動が生じる場合もあり、応答性が低かった。
特開２００３−６２８６９号公報には、加飾フィルムを横方向にテンションを付加しながら配置する技術を開示するが、フィルムに樹脂体を付着したまま型外に取り出すものでなく、仮に樹脂体を付着したまま取り出すと、フィルムに付着した樹脂体の重量が下方向に付加する点では上下方向にフィルムを配置する場合と同じである。

特開２００３−６２８６９号公報

本発明は上記技術的課題に鑑みて、加飾フィルムの位置決め精度の向上を図るのに効果的で、転写精度に優れたインモールド成形装置を提供することを目的とする。

本発明の技術的要旨は、可動型と固定型を上下に配置した竪締射出成形型を有する樹脂射出成形装置と、可動型と固定型の間を横方向に通過するように配設した加飾フィルム供給装置とを備え、加飾フィルム供給装置は、供給リールと巻取りリールとテンション付加装置とを有し、供給リールは所定の間隔毎に転写層を有する加飾フィルムを転写層が略水平方向になるように可動型と固定型との一方の間から供給するものであり、巻取りリールは可動型と固定型との他方の間から射出樹脂体とともに出てくる加飾フィルムを間欠的に巻き取るものであり、テンション付加装置は、射出成形型と供給リールとの間に配置するとともに、テンションアーム装置と、テンションアームの先に設けたテンションローラとを有し、テンションローラにて加飾フィルム面を押圧し、テンションアーム装置にてテンションアームのテンション角度を所定の範囲に制御するものであることを特徴とするインモールド成形装置とした点である。

また、射出成形型と巻取りリールとの間に射出樹脂体が付着した加飾フィルムを略水平方向に支持する支持台を有し、支持台の巻取りリール側に設けた折返しエッジ部にて加飾フィルムに摩擦力を付加するとよい。
これにより加飾フィルムの下面側を支持台で支えることになり、搬送する樹脂体の重量による伸びを抑制する。
また、加飾フィルムが伸びる方向に樹脂体の重力が直接かからないため、温度変化による伸び量変化が少ない。
ここで、テンション付加装置とは加飾フィルムに所定のテンションを加えるもので、例えばテンションアーム装置を角度センサを備えた駆動軸に角度駆動自在にテンションアームを取り付けたものとして備え、そして、テンションアームの先端に取り付けたテンションローラと、制御部とを備えた構成とすることができる。

巻取りリールと射出成形型の間に、加飾フィルムを鋭角状に折り返す折返しエッジ部を設けると、エッジ部に強い摩擦力が生じ、この折返しエッジ部とテンションローラとの間で張力調整ができるので、加飾フィルムの横ずれ、ねじれ、蛇行送りを防ぐ。

本発明に係るインモールド成形装置は、可動型と固定型を上下に配置した竪型射出成形型の間を、転写層を略水平にして通すように配設して、加飾フィルムに付着させて搬送する樹脂体を支えるように支持台を備えたため、加飾フィルムに対する樹脂体重量の影響を抑制し、加飾フィルムで搬送する樹脂体の個数や、加飾フィルムの幅や厚みが変わった場合の加飾フィルムの伸びバラツキを防止できる。
これにより、加飾フィルムの転写層の位置決めを高精度に行える。
又、テンションアームの角度制御によるテンション付加装置を備えているため、ばね等の弾性力で加飾フィルム面を押圧する場合と比較して、反復振動を防止できる。
射出成形の型締め前にあっては、支持台のエッジ部とテンションローラとの間で加飾フィルムを張りながら供給することで転写層の位置を精度良く位置決め出来、型締め後は、型とテンションローラの間でテンションアームの角度にて強く張ることが出来るので、樹脂体の射出成形時に加飾フィルムが引き込まれるのを防止出来る。

本発明に関するインモールド成形装置の実施の形態例の模式図を図１に示す。
インモールド成形装置２０は、固定型（キャビティ型）３１に対して、可動型（コア型）３２が上下に移動する竪締射出成形型を備えた樹脂射出成形装置３０を採用している。
成形装置３０は固定型３１と可動型３２部分にてキャビティ３３を形成し、溶融樹脂材料を可動型側のゲート３４から射出する。
対象となる樹脂材料はアクリル樹脂、ポリカーボネート等特に限定されないが、シリコンゴム等のゴム材は除く。
固定型３１と可動型３２の間には帯状で、所定間隔毎に転写層３ｃを有する加飾フィルム３を横向きに、転写層が略水平方向となるように転写層３ｃ面を上向きにして通過配置する。
加飾フィルム３は供給リール２１と巻取りリール２２との間にその下面を支持ローラ２３及び支持台２４で支えて張設している。
加飾フィルムはＰＥＴ等広く採用されている材料でよく、樹脂体に転写する転写層はロゴや文字、模様等であり、保護膜であってもよい。
転写層３ｃは、基体フィルム３ｂとの境界の剥離層と、印刷層として樹脂製品を装飾する図柄層と、樹脂製品に図柄層を密着接合させる接着層とからなっていて、図ではわかりやすくするため極端に厚く描いてある。
固定型３１と可動型３２との間においてクランプ３５により加飾フィルム３の挿入側と排出側の２箇所をクランプ可能としている。
この供給リール２１と巻取りリール２２とを備えた加飾フィルム供給装置は、テンション付加装置１０を備えて加飾フィルム３の張力を調整して、加飾フィルム３を固定型３１と可動型３２の間の供給リール２１側から通して、巻取りリール側に射出樹脂体２とともに間欠的に送り出す。
テンション付加装置１０は、テンションアーム１１ａを駆動軸１１ｂに角変位可能に連結しているテンションアーム装置１１と、テンションアーム１１ａの先端に備えたテンションローラ１２と、インモールド成形装置からの制御信号を受けてテンションアーム装置を角度制御する制御部（図示省略）より構成している。
テンション付加装置１０は、射出成形型と供給リール２１との間に配設し、加飾フィルム面３ａをテンションローラ１２で押圧することで、その張力を調整している。
この場合に加飾フィルム３を供給リール２１と巻取りリール２２にて順送りして、位置センサー２６ａ、２６ｂでこの転写層３ｃをキャビティ３３内に正確に位置決めする。
そして、樹脂体２を射出成形した後は転写層３ｃを転写した樹脂製品１に基体フィルム３ｂを付着させた状態でそのまま金型外に順送りして製品を搬出する。
このように、金型内で基体フィルム３ｂと樹脂製品の引き剥がしを行わないことで、引き剥がしに伴ういわゆる箔カスと呼ばれる細かいカスが、キャビティ内に付着することを防止している。
製品１からの基体フィルム３ｂの引き剥がしは、製品１を支持台２４のエッジ部２５まで搬送した後にエッジ部２５のエッジ形状を利用して行う。
このように、加飾フィルムを横向きに配設して、加飾フィルム下面を支持台２４で支持しながら、製品１を基体フィルム上に載せて金型間から搬出する構造としていることから、製品１の重量による加飾フィルム３の伸びへの影響を抑制して、高い転写精度が得られ、又、製品の搬送個数や加飾フィルムが変更となった場合にも装置調整を簡単に行える。
また、このように支持台２４で略水平状態に支持しながら製品１を基体フィルム３ｂに載せて搬送することで、エッジ部を利用しながらテンション付加装置により比較的強い張力を加飾フィルムに付加しても、安定して製品を搬送することが出来る。

インモールド成形装置の動作について説明する。
図２（イ）（ロ）に示すように型開き状態において、先ず供給リール２１と巻取りリール２２とを駆動して加飾フィルム３の送り動作を行い、位置決めセンサー２６ａ、２６ｂで転写層３ｃをキャビティ３３内に位置決めする。
そして、この時に図２（ハ）に示すように、テンションアーム１１ａの駆動軸１１ｂを駆動して、角度Ａから角度Ｂのように変位させ、位置決め出来る程度の張力を加飾フィルムに負荷する。
そして、クランプ３５で加飾フィルム３をクランプする。
加飾フィルム３はエッジ部２５にて鋭角状に折り返されているため、横すべり、蛇行送りを防止している。
特にエッジ部２５においては、加飾フィルム３を副ローラー２５ｅに向けて鋭角状に折返し、このエッジ部分を支点（起点）とする強い摩擦力を生じさせて、効果的に加飾フィルム３の幅方向のずれ防止している。
このように、加飾フィルムの支持ローラ等の支持部材に対するずれや、縁部分の反りを効果的に防止して、例えば転写層の印刷精度と加飾フィルムの位置決め精度を合わせた許容誤差を０．１ｍｍ以下とするような高精度な転写精度を得ることが出来る。
テンションアーム１１ａの応答は製品によって切り替えることで、製品毎の調整を簡単に行うことが出来る。
型締め後はテンションローラにより強く加飾フィルムを張り樹脂の射出による加飾フィルムの引き込みを防止し、図２（ニ）に示すように可動型３２のゲート３４からキャビティ内に溶融樹脂５を注入し射出成形する。
そして、樹脂体２の表面に、加飾フィルム３を転写層３ｃの部分で付着させ、図２（ホ）に示すように可動型３２を上昇させて型開きし、製品１の表面と基体フィルム３ｂとを付着させたまま金型の横にそのまま順送りで搬出する。
そして、エッジ部２５において、エッジ形状を利用して皮を剥くように鋭角に基体フィルム３ｂを製品１から引き剥がす。
エッジ部２５においては、製品１から基体フィルム３ｂを引き剥がした直後に基体フィルム３ｂを製品のパスラインより下へもぐりこませる構造であるため、箔カスの飛散を効果的に防止する。
製品１は、基体フィルム３ｂを剥がす際に基体フィルム３ｂで送りながらベルトコンベアー（製品台）２７上へ載せる。
このように、加飾フィルム（基体フィルム）を横方向に張設しているため、製品を次の工程に連続的に流しやすい。
また、水平送りなので人の作業も行いやすくなっている。
本発明は、このように樹脂体を射出成形すると同時に帯状の加飾フィルムにて樹脂体表面に加飾を施すものであれば、フィルムインサート成形に応用しても良い。

図３は可動型側と固定型側の両方に加飾フィルムを備えたインモールド成形装置の形態例の模式図を示す。
固定型側の加飾フィルム３と可動型側の加飾フィルム４とは、供給リール２１、２１ａと巻取りリール２２、２２ａ間にそれぞれ張設し、テンション付加装置１０、１０ａ、位置決めセンサー２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄをそれぞれ備えている。
固定型側の加飾フィルム３は小径ローラ２５ｃと副ローラ２５ｄで加飾フィルム３を鋭角状に折り返すエッジ部２５ａを形成し、一方可動型側加飾フィルム４は２つのローラ２５ｆ、２５ｇで鋭角状に加飾フィルム３を折り返してエッジ部２５ｂを形成している。
可動型側の加飾フィルム４は供給リール２１ａや巻取りリール２２ａやテンション付加装置１０ａ等が可動型３２ａと同時に上下する。

本発明に係るインモールド成形装置の縦断面の模式図を示す。 インモールド成形装置の装置動作の説明図を示す。 本発明に関する両面インモールド成形装置の縦断面の模式図を示す。 ばねの弾性力により加飾フィルム面を押圧する構造の説明図を示す。

符号の説明

１、１ａ 製品
２ 射出樹脂体
３、４ 加飾フィルム
３ａ 加飾フィルム面
３ｂ 基体フィルム
３ｃ 転写層
５ 溶融樹脂
１０、１０ａ テンション付加装置
１１ テンションアーム装置
１１ａ テンションアーム
１１ｂ 駆動軸
１１ｃ 角度センサー
１２ テンションローラ
２０、２０ａ インモールド成形装置
２１、２１ａ 供給リール
２２、２２ａ 巻き取りリール
２３ 支持ローラ（支持部材）
２４ 支持台（支持部材）
２５、２５ａ、２５ｂ 折返しエッジ部
２５ｃ エッジ部小径ローラ
２５ｄ、２５ｅ エッジ部副ローラ
２５ｆ、２５ｇ エッジ部ローラ
２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ 位置センサー
２７ ベルトコンベア
３０、３０ａ 竪型成形機
３１、３１ａ 固定型
３２、３２ａ 可動型
３３ キャビティ
３４ ゲート
３５ クランプ

Claims (2)

1. 可動型と固定型を上下に配置した竪締射出成形型を有する樹脂射出成形装置と、可動型と固定型の間を横方向に通過するように配設した加飾フィルム供給装置とを備え、
   加飾フィルム供給装置は、供給リールと巻取りリールとテンション付加装置とを有し、
   供給リールは所定の間隔毎に転写層を有する加飾フィルムを転写層が略水平方向になるように可動型と固定型との一方の間から供給するものであり、
   巻取りリールは可動型と固定型との他方の間から射出樹脂体とともに出てくる加飾フィルムを間欠的に巻き取るものであり、
   テンション付加装置は、射出成形型と供給リールとの間に配置するとともに、テンションアーム装置と、テンションアームの先に設けたテンションローラとを有し、テンションローラにて加飾フィルム面を押圧し、テンションアーム装置にてテンションアームのテンション角度を所定の範囲に制御するものであることを特徴とするインモールド成形装置。
2. 射出成形型と巻取りリールとの間に射出樹脂体が付着した加飾フィルムを略水平方向に支持する支持台を有し、支持台の巻取りリール側に設けた折返しエッジ部にて加飾フィルムに摩擦力を付加することを特徴とする請求項１記載のインモールド成形装置。

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