JP2007136976A - 樹脂成形品の製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】側面の高さの高い樹脂成形品をインモールド成形にて製造する際に意匠性を高く維持し、かつ簡単な構成でこれを実現すること。
【解決手段】フィルム部材41を挟んで成形型の嵌合溝21と嵌合突起31とが嵌合し、樹脂を注入することによって加飾された樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造装置１であって、嵌合溝21の側面深さＤ及び嵌合突起31の側面高さＨは、製造される樹脂成形品の側面の高さよりも大きく構成されていることを特徴とする樹脂成形品の製造装置１。
【選択図】図１

Description

本発明は、インモールド成形により製造される樹脂成形品の製造装置及び製造方法に関する。

従来、インモールド成形により樹脂成形品を製造することが行われている。インモールド成形は、印刷を施したフィルムを成形型の内部に挿入した後に成形型内部に射出成形用の樹脂を注入することで、射出成形の熱と圧力により前記印刷を樹脂に転写させる成形方法である。

インモールド成形の転写時において、印刷を施したフィルムと樹脂とが密着することで熱や圧力が効果的に付与される。このため、例えば成形型を閉じた時に、印刷を施したフィルムにシワが発生すると、当該印刷が樹脂と密着せず、効果的に転写されないことが考えられる。このため、インモールド成形は、主に、成形型を閉じた時にフィルムにシワが発生しにくい側面の高さが低い（およそ５ｍｍ未満）樹脂成形品を製造する時に行われてきた（例えば、特許文献１参照）。

しかし近年においては、側面の高さの高い樹脂成形品に対しても、効率的な成型法であるインモールド成形を行うニーズが高まっていた。

そこで、側面の高さが高い樹脂成形品をインモールド成形により製造する技術がある（例えば、特許文献２参照）。この技術は、成形型の前後にガイド板を設けるものである。成形型の前後において、ガイド板によってフィルムを成形型の型面と同様の形状に撓ますことにより、型面の側面の高さが高くても、フィルムが型面に密着しやすくなる。

特開２００５−１４４９８６ 特開平７−３２９１０９（図１）

しかしながら、成形型の前後に型面の断面形状と同様の形状のガイド板を配設すると、装置の構成部材の点数が増え、装置が複雑な構成となるという問題がある。また、製造装置を製作する際に、成形型の製造に加えてガイド板をも製造する必要があるため、手間がかかるという問題がある。

本発明の目的は、側面の高さの高い樹脂成形品をインモールド成形にて製造する際に意匠性を高く維持し、かつ簡単な構成でこれを実現することである。

課題を解決するための本発明の構成は、次のとおりである。

（１）
フィルム部材を挟んで成形型の嵌合溝と嵌合突起とが嵌合し、樹脂を注入することによって加飾された樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造装置であって、前記嵌合溝の側面深さ及び前記嵌合突起の側面高さは、製造される樹脂成形品の側面の高さよりも大きく構成されていることを特徴とする樹脂成形品の製造装置。

（２）
（１）に記載の樹脂成形品の製造装置であって、前記嵌合溝及び前記嵌合突起は、それぞれ樹脂が注入される樹脂成形部と、該樹脂成形部にフィルムをガイドするフィルムガイド部とを有し、前記フィルムガイド部の側面の角度は、前記樹脂成形部の側面の角度よりも緩やかであることを特徴とする樹脂成形品の製造装置。

（３）
（１）又は（２）に記載の樹脂成形品の製造装置であって、前記嵌合溝を有する成形型には、フィルム部材を押さえるガイド部材が配設されることを特徴とする樹脂成形品の製造装置。

（４）
（１）乃至（３）のいずれかに記載の樹脂成形品製造装置を使用して、樹脂成形品を製造することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。

（１）のように、樹脂成形品の側面の長さよりも成形型の嵌合溝の側面深さ及び前記嵌合突起の側面高さを大きく構成すると、フィルム部材のシワが、樹脂成形品の形成される部分に近づくにつれて徐々にならされる。このため、樹脂成形品の表面にシワを発生させず、樹脂成形品の意匠性を向上させることができる。また、シワを防止するために装置に新たな部材を付加する必要はない。このため、簡単な構成となる。

（２）のように、嵌合溝及び嵌合突起の側面の角度を、樹脂成形部に近づくに連れて徐々に急にしていくように構成することで、フィルム部材を樹脂成形部の前後に無理なくガイドすることができる。このため、より効果的にシワの発生を抑制することができる。

（３）のように、フィルム部材を押さえるガイド部材を有すると、成形型が閉じて、樹脂が注入され、フィルム部材が引っ張られる時であっても、フィルム部材の姿勢を維持することができる。このため、より効果的にシワの発生を抑制することができる。

（４）のように、（１）乃至（３）の製造装置を使用して製造を行えば、簡単な構成で、意匠性の高い樹脂成形品を得ることができる。

本発明の一実施形態について、図面を用いて説明する。説明においては、樹脂成形品の製造装置の構成、製造装置を用いた製造方法、本構成及び製造方法による作用効果の順で説明する。

（製造装置）
樹脂成形品の製造装置１について図１を用いて説明する。図１は樹脂成形品の製造装置１の側面図である。

本実施例における樹脂成形品の製造装置１は、図１に示すように、成形型として可動金型20及び固定金型30と、フィルム部材41を搬送するフィルム搬送手段40とから構成される。

可動金型20には、その内部に凹状の嵌合溝21が形成される。そして嵌合溝21は、樹脂成形品の外部形状を形成する樹脂成形部22とフィルムガイド部23とから構成される。ここで、嵌合溝21の側面深さＤは、樹脂成形部22の深さｄ１とフィルムガイド部23の深さｄ２とを足した深さである。即ち、嵌合溝21の側面深さＤは、樹脂成形部22により成形される樹脂成形品の側面の長さを形成する深さｄ１よりも深さｄ２の分だけ深く（大きく）なっている。

また、可動金型20には、フィルム搬送手段40から搬送されるフィルム部材41のガイドをしつつ姿勢を整えるガイド部材25が、嵌合溝21のフィルム部材搬送方向上流側及び下流側に配設されている。尚、ガイド部材25は可動金型20と一体的に構成され、可動金型20が固定金型30と嵌合する際には、可動金型20及びフィルム搬送手段40と一体的に移動する。

固定金型30には、可動金型20の嵌合溝21と嵌合するように、凸状の嵌合突起31が形成される。そして、嵌合突起31は、樹脂成形品の内部形状を形成する樹脂成形部32とフィルムガイド部33から形成される。ここで、嵌合突起31の側面高さＨは、樹脂成形部32の高さｈ１とフィルムガイド部33の高さｈ２とを足した高さである。即ち、嵌合突起31の側面の側面高さＨは、樹脂成形部32により成形される樹脂成形品の側面の長さを形成する高さｈ１よりも高さｈ２の分だけ高く（大きく）なっている。

また、固定金型30には、可動金型20に配設されたガイド部材25に対応する位置に、ガイド部材受溝35が配設されている。

フィルム搬送手段40は、印刷等の加飾がなされたフィルム部材41と、フィルム部材41を送り出す送り出しロール42と、フィルム部材41を巻き取る巻き取りロール43とから構成される。

（製造方法）
以上の構成に基づいて、樹脂成形品の製造方法を図２を用いて説明する。製造装置１ではインモールド成形によって樹脂成形品を製造する。図２は製造装置１の型を閉じた状態を説明する断面図である。また、図２（ｂ）は図２（ａ）における円で囲んだ部分の拡大図である。

まず、図２（ａ）に示すように、可動金型20をフィルム搬送手段40と共に移動させて、可動金型20の嵌合溝21と固定金型30の嵌合突起31とを嵌合させる。すると、フィルム部材41が可動金型20及び固定金型30に挟まれる。

ここで、可動金型20と固定金型30とがフィルム搬送手段40を挟む過程において、フィルム部材41は、固定金型30の嵌合突起31に当接しながら可動金型20の嵌合溝21に押し込まれる。このとき、フィルム部材41に働いた張力に応じて、送り出しロール42及び巻き取りロール43からフィルム部材41が必要量だけ供給される。このため、フィルム部材41は、無駄なく及び無理なく嵌合溝21及び嵌合突起31の形状に沿うことになる。

ここで、図２（ｂ）の拡大図に示すように、嵌合溝21と嵌合突起31とで挟まれた部分には、樹脂成形品の形の空間Ｓが形成される。また、フィルムガイド部23とフィルムガイド部33との間には空間Ｒが形成される。

フィルム部材41は、空間Ｒの上下両端において挟まれている。具体的には、フィルム部材41搬送方向上流側ではフィルムガイド部23とフィルムガイド部33の間の位置Ｔにおいて挟まれており、フィルム部材41搬送方向下流側ではガイド部材25と可動金型20の型によって挟まれている。このとき、空間Ｒ内のフィルム部材41は、型に挟まれた部分では外力に応じて若干動くことはできるものの、大きく動くことはできない。即ち、フィルム部材41が成形型に挟まれた状態では、空間Ｒの前後には大きく動くことができない。一方、空間Ｒの内部では大きく自由に変形することができる。

次に、固定金型30に形成された樹脂導入口36から流体状の樹脂を注入する。すると、樹脂導入口36を通過した樹脂が空間Ｓを満たし、樹脂成形品の形状が形成される。また、同時に、樹脂の熱によりフィルム部材41の印刷等の加飾が樹脂に転写される。これにより、加飾も行われる。

最後に、成形型及び樹脂を冷却することにより樹脂が固まり、可動金型20を固定金型30から離間させる。そして、フィルム部材41の加飾が転写された樹脂成形品が取り出される。その後、スプルーを除去する等の後処理を行うことにより、樹脂成形品が完成する。

（本構成及び製造方法による作用効果）
以上のような構成及び製造方法による作用効果について、図１乃至図３を用いて説明する。図３は可動金型20及び固定金型30に挟まれるフィルム部材41の状態を示す斜視図である。図３は図２（ａ）における可動金型20の方向から見たものである。

本実施例の嵌合溝21及び嵌合突起31には、樹脂成形部22、32の他に、フィルムガイド部23、33が形成される。このとき、樹脂が充填されるのは空間Ｓを形成する樹脂成形部22、32の部分だけである。即ち、嵌合溝21の側面深さ、嵌合突起31の側面高さ等の側面の大きさ（深さＤ、高さＨ）は、製造される樹脂成形品の側面の高さ（樹脂成形部22、32の側面の大きさ（深さｄ１、高さｈ１））よりも大きく構成される。

このような構成とすると、フィルム部材41のシワは、樹脂成形品の形成される部分に近づくにつれて徐々にならされる。つまり、空間Ｒから空間Ｓに行くに従って、フィルム部材41のシワは少なくなってくる。この作用について更に具体的に説明する。

まず、樹脂成形部22、32で形成された空間Ｓのフィルム部材41は、樹脂が充填されることにより全体的に張られる。このように張られるため、樹脂成形品が形成される空間Ｓ内のフィルム部材41のシワは延ばされ、シワが形成されない。

そして更に樹脂が充填されると、樹脂は空間Ｓの全体に行き渡ろうとして、フィルム部材41を嵌合溝21の底の方向に押す外力を発生する。すると、この外力は、空間Ｒ内のフィルム部材41を空間Ｓ側に引っ張る。このように、樹脂充填時に発生する外力により、フィルム部材41の一部は、空間Ｒ内から空間Ｓ内に引っ張られて移動する。

このように、樹脂の充填に応じて徐々にフィルム部材41が引っ張られて移動する場合、フィルム部材41には常に張力が付与された状態である。また、フィルム部材41の張力は、充填された樹脂の量に応じて生じる。このため、空間Ｒから空間Ｓにフィルム部材41が移動する際には、フィルム部材41は張った状態で移動することとなる。このため、空間Ｓ内のフィルム部材41にはシワが発生しない。

また、空間Ｒがあることにより、フィルム部材41は自在に変形する。このため、図３に示すように、空間Ｒ内のフィルム部材41ｂには、シワＷが多く形成される。このように、空間Ｒのフィルム部材41ｂに積極的にシワＷを発生させることにより、フィルム部材41を空間Ｒから空間Ｓに無理なく移動させることができ、空間Ｓ内におけるフィルム部材41ａのシワの発生を効果的に抑制することができる。

このように、空間Ｓ内のフィルム部材41ａにシワが形成されないため、側面の高さが高い樹脂成形品を成形する場合であっても、製造された樹脂成形品の外観の意匠性を高く保つことができる。また、樹脂に転写される部分のフィルム部材41ａにシワが形成されないため、フィルム部材41ａにおける加飾の樹脂成形品に対する転写性能が高くなる。更に、転写性能が高くなるため、樹脂成形品の生産性が向上するという利点もある。

また、成形型の嵌合溝21及び嵌合突起31の構成を変えるのみで足り、樹脂成形品の製造装置に他の部材（例えば、従来のように樹脂成形品の形状をしたガイド板）を付帯する必要がないため、製造装置１を簡単な構成とすることができる。

本実施例の嵌合溝21及び嵌合突起31には傾斜がついており、フィルム部材41の円滑な移動を助けている。即ち、嵌合溝21と嵌合突起31とを嵌合させて樹脂を充填することで、フィルム部材41が空間Ｒから空間Ｓへと移動する際に、フィルム部材41に無駄な力がかからない。

具体的には、図２（ｂ）に示すように、可動金型20の樹脂成形部22の角度α１とフィルムガイド部23の角度β１とを比較すると、α１＜β１、即ちフィルムガイド部23の方が緩やかな傾斜となる。この関係は嵌合突起31も同様で、樹脂成形部32の角度α２とフィルムガイド部33の角度β２との関係はα２＜β２である。尚、各角度は全て、フィルム部材41が搬送される場合の搬送平面を基準とした角度であり、α１、α２、β１、β２はいずれも鈍角である。

このように、フィルム部材41は、フィルムガイド部から樹脂成形部へと緩やかにガイドされる。このため、フィルム部材41は、より無理なく、より円滑に空間Ｓへと移動することができる。この結果、更に空間Ｓ内でのフィルム部材41のシワの発生を抑制することができる。

本実施例における可動金型20には、搬送されるフィルム部材41を可動金型20側に押さえるガイド部材25が配設されている。ガイド部材25があることで、成形型が開いた状態でフィルム部材41の搬送する時にフィルム部材41の姿勢を維持するだけではなく、成形型が閉じた状態でフィルム部材41の姿勢を維持することができる。

このため、成形型が閉じて樹脂が空間Ｓに注入され、フィルム部材41が引っ張られる時であっても、フィルム部材41の姿勢を維持することができる。この結果、フィルム部材41の転写位置を一定にし、装飾性を高く維持することができる。

尚、ガイド部材25の材質としては、ゴム等の合成樹脂や金属など、どのような材質とすることもできる。そして、摩擦係数や耐久性を考慮し、フィルム部材41の加飾に影響を与えることなく、且つ滑らかに搬送することも可能な材質を適宜選択すればよい。

本発明は、インモールド成形により製造される樹脂成形品の製造装置及び製造方法に関する。

樹脂成形品の製造装置１の側面図。 製造装置１の型を閉じた状態を説明する断面図。 可動金型20と固定金型30に挟まれるフィルム部材41の状態を示す斜視図。

符号の説明

Ｄ…側面深さ、Ｈ…側面高さ、Ｒ…空間、Ｓ…空間、Ｔ…位置、Ｗ…シワ、１…製造装置、20…可動金型（成形型）、21…嵌合溝、22…樹脂成形部、23…フィルムガイド部、25…ガイド部材、30…固定金型（成形型）、31…嵌合突起、32…樹脂成形部、33…フィルムガイド部、35…ガイド部材受溝、36…樹脂導入口、40…フィルム搬送手段、41…フィルム部材、42…送り出しロール、43…巻き取りロール

Claims (4)

1. フィルム部材を挟んで成形型の嵌合溝と嵌合突起とが嵌合し、樹脂を注入することによって加飾された樹脂成形品を製造する樹脂成形品の製造装置であって、
   前記嵌合溝の側面深さ及び前記嵌合突起の側面高さは、製造される樹脂成形品の側面の高さよりも大きく構成されていることを特徴とする樹脂成形品の製造装置。
2. 請求項１に記載の樹脂成形品の製造装置であって、
   前記嵌合溝及び前記嵌合突起は、それぞれ樹脂が注入される樹脂成形部と、該樹脂成形部にフィルムをガイドするフィルムガイド部とを有し、
   前記フィルムガイド部の側面の角度は、前記樹脂成形部の側面の角度よりも緩やかであることを特徴とする樹脂成形品の製造装置。
3. 請求項１又は２に記載の樹脂成形品の製造装置であって、
   前記嵌合溝を有する成形型には、フィルム部材を押さえるガイド部材が配設されることを特徴とする樹脂成形品の製造装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の樹脂成形品製造装置を使用して、樹脂成形品を製造することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。

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