JP2013119196A - In-mold molding method and resin molded product molded by the method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自動車、飛行機、重機、クルーザー、住宅、家具、あるいは家電製品等に使用される複雑形状の内外装材製品全般に適用可能なインモールド成形方法と当該方法で形成された樹脂成形品とに関する。 The present invention relates to an in-mold molding method applicable to general interior / exterior material products of complex shapes used for automobiles, airplanes, heavy machinery, cruisers, houses, furniture, home appliances, and the like, and a resin molded article formed by the method. And about.
あらかじめデザイン図柄が印刷された加飾・転写シート(PET原反。以下、単に「転写シート」という。)を射出成形機の金型で挟み込み、然る後、この金型に溶融樹脂(プラスチック)を射出することで、印刷されたデザイン図柄を溶融樹脂の熱等で樹脂に転写させるインモールド成形が、自動車部品や家電部品等の樹脂成形品の加飾に広く用いられている。 A decorative / transfer sheet (PET original fabric; hereinafter simply referred to as “transfer sheet”) on which a design pattern is printed is sandwiched between molds of an injection molding machine, and then molten resin (plastic) is inserted into the mold. In-mold molding, in which a printed design pattern is transferred to a resin by the heat of a molten resin or the like, is widely used for decorating resin molded products such as automobile parts and household appliance parts.
一般に、樹脂成形品の加飾には、インモールド成形の他、塗装、印刷、真空転写、あるいは水圧転写等の工法があるが、インモールド成形によれば、成形後のリードタイムや二次加工時の品質不具合による歩留まり低下が無くなることから、リードタイムの短縮化やトータル工程の歩留まりがコントロールできるといった利点がある。加えて、インモールド成形によれば、成形時にハードコートも可能であることから、近年では、携帯電話の筐体の製造に採用されるケースが増加している。 In general, in addition to in-mold molding, there are methods such as painting, printing, vacuum transfer, or hydraulic transfer in addition to in-mold molding, but in-mold molding can lead to post-molding and secondary processing. Since there is no yield reduction due to quality defects at the time, there is an advantage that the lead time is shortened and the yield of the total process can be controlled. In addition, according to in-mold molding, since hard coating is possible at the time of molding, in recent years, cases employed in the manufacture of mobile phone casings are increasing.
このようなインモールド成形方法として、例えば柱状の樹脂成形品の全周面に、転写シートから所定の図柄を一度に転写する技術が特開平4−208423号公報(特許文献1)に開示されている。 As such an in-mold molding method, for example, a technique for transferring a predetermined pattern from a transfer sheet at a time onto the entire peripheral surface of a columnar resin molded product is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-208423 (Patent Document 1). Yes.
特許文献1に開示された技術によれば、一対の金型を閉じてキャビティを形成する際に、転写面が互いに対向するように供給された一対の転写シートが両金型間に配置される。これにより、金型を閉じたときに、この金型の互いに対向する一対の端縁で転写シートが金型に挟まれて密着して、筒状の転写シートがキャビティ内に形成される。然る後、この筒状の転写シート内に溶融樹脂を射出することにより、キャビティ形状に合致した樹脂成形品が成形されると同時に、その樹脂成形品の全周面に転写シートからの図柄を転写することができる。 According to the technique disclosed in Patent Document 1, when a pair of molds are closed to form a cavity, a pair of transfer sheets supplied so that the transfer surfaces face each other are arranged between both molds. . As a result, when the mold is closed, the transfer sheet is sandwiched between and closely adhered to each other by a pair of opposite edges of the mold, and a cylindrical transfer sheet is formed in the cavity. After that, by injecting molten resin into this cylindrical transfer sheet, a resin molded product that matches the cavity shape is molded, and at the same time, the design from the transfer sheet is applied to the entire peripheral surface of the resin molded product. Can be transferred.
しかしながら、特許文献1に開示された技術では、金型に挟まれることによって一対の転写シートが互いに密着した繋ぎ目(=以下、「パーティションライン」という)が必ず2本発生することになる。このため、樹脂成形品の周面に転写された図柄にも2本のパーティションラインが生じることとなる。しかもこの金型に挟まれる部分がバリとなって残るため、バリの切除痕が外観に現れて樹脂成形品の美感を損なう原因となっていた。 However, in the technique disclosed in Patent Document 1, two joints (= hereinafter referred to as “partition lines”) in which a pair of transfer sheets are in close contact with each other by being sandwiched between molds always occur. For this reason, two partition lines will also be generated in the pattern transferred to the peripheral surface of the resin molded product. In addition, since the portion sandwiched between the molds remains as burrs, the cut marks of the burrs appear on the appearance, causing the aesthetics of the resin molded product to be impaired.
加えて、特許文献1のように単純な円柱状の樹脂成形品を成形する場合であればともかく、より複雑な形状の樹脂成形品を成形するためにキャビティ形成面の形状が複雑になった場合、転写シートをそのキャビティ形成面に正確に沿わせて密着させることが困難であることから、樹脂成形品の表面で転写シートに皺が寄ったり、射出時の高温高圧により転写シートが破れてしまったりして、複雑な表面形状の樹脂成形品を成形することができなかった。 In addition, if the shape of the cavity forming surface is complicated in order to form a more complicated shaped resin molded product, as long as it is a simple cylindrical resin molded product as in Patent Document 1. Because it is difficult to bring the transfer sheet into precise contact with the cavity forming surface, the transfer sheet may be wrinkled on the surface of the resin molded product, or the transfer sheet may be torn due to high temperature and pressure during injection. As a result, it was impossible to mold a resin molded product having a complicated surface shape.
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みて開発されたものである。それゆえに本発明の主たる課題は、樹脂成形品の成形とその表面への絵付けとを同時に行うことができると共に、その樹脂成形品の表面に生じるパーティションラインを1本あるいはゼロにすることができ、さらに、完成した樹脂成形品の表面に生じる皺を極少化してきれいに加飾できるインモールド成形方法および当該方法で形成された樹脂成形品を提供することにある。 The present invention has been developed in view of such problems of the prior art. Therefore, the main problem of the present invention is that the molding of the resin molded product and the painting on the surface thereof can be performed simultaneously, and the partition line generated on the surface of the resin molded product can be reduced to one or zero. Furthermore, another object of the present invention is to provide an in-mold molding method capable of minimizing wrinkles generated on the surface of a finished resin molded product and decorating it cleanly, and a resin molded product formed by the method.
上記の目的を達成するため、本発明では、インモールド成形方法を以下のように構成した。即ち、
少なくとも一カ所に開口45を有するキャビティ42を形成する金型34のキャビティ形成面32間に、丸めて筒状にした転写シート10を前記転写シート10の端部開口10cが前記開口45に一致するように配設し、
前記金型34に形成された、前記キャビティ形成面32に開口する吸引路44を通して前記転写シート10と前記キャビティ形成面32との間を減圧し、前記転写シート10を前記キャビティ形成面32に吸着させ、
前記転写シート10を前記キャビティ形成面32に吸着させたまま、コア型38で前記開口45を閉じて前記キャビティ42を密閉し、然る後、前記転写シート10内に溶融樹脂Yを射出するインモールド成形方法である。
In order to achieve the above object, in the present invention, the in-mold forming method is configured as follows. That is,
The end opening 10c of the
The pressure between the
While the
また、本発明には次の構成を加えることが好ましい。即ち、
前記金型34をインナー金型35と、前記インナー金型35を覆うアウター金型36とで構成し、前記インナー金型35に設けられた前記キャビティ形成面32の間に、丸めて筒状にした転写シート10を前記転写シート10の前記端部開口10cが前記キャビティ42の開口45に一致するように配設し、
前記インナー金型35に形成された、前記キャビティ形成面32に開口する前記吸引路44を通して前記転写シート10と前記キャビティ形成面32との間を減圧し、前記転写シート10を前記キャビティ形成面32に吸着させ、
前記転写シート10を前記キャビティ形成面32に吸着させたまま、前記アウター金型36を前記インナー金型35に被せ、
前記コア型38を前記インナー金型35の方へ進めて前記キャビティ42の前記開口45を閉じて前記キャビティ42を密閉し、然る後、前記転写シート10内に溶融樹脂Yを射出する。
Moreover, it is preferable to add the following structure to this invention. That is,
The
The pressure between the
While the
The
本発明によれば、丸めた転写シート10の互いに突き合わせた両縁部10a,10bを接合させて筒状に形成した転写シート10を、この転写シート10とキャビティ形成面32との間を減圧することによってキャビティ形成面32に吸着させる。然る後、この転写シート10の内側に溶融樹脂Yを射出するので、出来上がった樹脂成形品Zの表面に形成される図柄に生じることになるパーティションラインを多くても1本にすることができる。また、溶融樹脂Yを射出する前に転写シート10をキャビティ形成面32に減圧吸着しているので、減圧吸着によって転写シート10の皺を伸ばした状態にすることができ、完成した樹脂成形品Zの表面に生じる皺を極少化することができる。
According to the present invention, between the
もちろん、丸めた転写シート10における互いに突き合わせた両縁部10a,10bを公知のシームレス加工によって接着させた場合、樹脂成形品Zの表面に形成されるパーティションラインはゼロになる。また、シームレス加工でなくとも、パーティションラインにおいて図柄が違和感なく連続するように調整することにより、1本のパーティションラインをほとんど目立たなくすることができる。
Of course, when both
また、本発明には次の構成を加えることが好ましい。即ち、
前記キャビティ形成面32の間に前記転写シート10を配設した後、前記転写シート10を前記キャビティ形成面32に減圧吸着させるまでの間に、
加圧流体Lが給排されることによって膨張収縮するバルーン40を収縮させた状態で前記開口45を通して前記転写シート10内に挿入し、前記加圧流体Lを供給して前記バルーン40を膨張させることにより、前記バルーン40で前記転写シート10を前記キャビティ形成面32に押しつけて密着させ、
前記転写シート10を前記キャビティ形成面32に減圧吸着させた後、前記キャビティ42を密閉するまでの間に、
前記加圧流体Lを排出して収縮した前記バルーン40を前記開口45から取り出す。
Moreover, it is preferable to add the following structure to this invention. That is,
After disposing the
The
After the
The
これによれば、バルーン40をキャビティ42内における転写シート10の中で膨張させ、膨張させたバルーン40で転写シート10をキャビティ形成面32に押しつけて密着させるため、金型34に形成されたキャビティ形成面32の形状が複雑なものであっても、バルーン40の膨張による押し付け力で転写シート10をキャビティ形成面32の形状に正確に沿わせると共に密着させることができるので、複雑な形状の樹脂成形品Zであってもよりきれいに加飾することができる。
According to this, the
なお、本明細書の全体を通じて、金型34のキャビティ形成面32間への筒状の転写シート10の挿入は、型開時であってもよいし、型閉後、開口45からの挿入であってもよい。また、転写シート10の「筒状」とは、単なる円筒形状のみを意味するものではなく、キャビティ形成面32によって規定される樹脂成形品Zの表面形状に応じた形状のもの(例えば、有底筒状)も含む概念である。つまり、「筒状の転写シート10」は、バルーン40を挿入する端部開口10cが有れば、その外形状は特に限定されるものではない。
Throughout this specification, the
本発明には次の構成を加えることが好ましい(図4参照)。即ち、
金型34またはインナー金型35のキャビティ形成面32間に転写シート10を配設した後、前記バルーン40を前記転写シート10内に挿入するまでの間に、この転写シート10を金型34またはインナー金型35の一方のキャビティ形成面32に吸着させる。このようにすることでキャビティ形成面32に対する転写シート10の位置決めが容易になる。
It is preferable to add the following configuration to the present invention (see FIG. 4). That is,
After the
本発明には次の構成を加えることが好ましい。即ち、
前記バルーン40の表面の動摩擦係数を4.0以下に設定する。
The following configuration is preferably added to the present invention. That is,
The dynamic friction coefficient of the surface of the
バルーン40が膨張して転写シート10をキャビティ形成面32に押しつけていく時、バルーン40の表面は、対向する転写シート10の表面(樹脂成形品Zに接着する面)に接触し、擦れ合うようにしてこの表面上を滑ることになる。この時、バルーン40の表面の動摩擦係数(=MIU)が大きすぎると、バルーン40の表面が転写シート10の表面に引っかかってしまい、その転写シート10に皺が生じたり、甚だしい場合は、転写シート10が破れたりするおそれがある。この点、バルーン40の表面の動摩擦係数を4.0以下に設定することにより、上記のような問題を解消することができる。
When the
また、本発明には次の構成を加えることが好ましい。即ち、
前記転写シート10は、常温で高伸縮性の樹脂製基材シート12と、前記基材シート12の表面に形成された、常温で高伸縮性の図柄インク層14とを有しており、
前記基材シート12は、常温において、200%以上の伸長率と、60%伸長時で40%以下の弾性回復率とを有しており、且つ、前記基材シート12を構成する樹脂は、融点が120℃以上である。
Moreover, it is preferable to add the following structure to this invention. That is,
The
The
転写シート10を、常温において高伸縮性を有する樹脂製基材シート12と、その基材シート12の表面に形成され、同じく常温で高伸縮性を有する図柄インク層14とで形成することにより、この転写シート10がキャビティ形成面32に吸着され、さらにバルーン40によってそのキャビティ形成面32に押しつけられるときにおいて、キャビティ形成面32の形状が複雑な形状でかつ深絞りであったとしても、転写シート10は、キャビティ形成面32が広がっている部分ではそれに即応して伸び、狭まっている部分では同様にそれに即応して縮み、キャビティ形成面32の形状に正確に沿って全面に密着する。転写シート10がこのように密着した状態で溶融樹脂Yを射出することにより、転写シート10の図柄インク層14に描かれた図柄が変形することなくそのまま樹脂成形品Zの表面に描かれる。
By forming the
このように、転写シート10を構成する基材シート12および図柄インク層14として耐熱性が劣るものであったとしても、常温で伸縮性の高い材料を使用することができるのは、上述のように、少なくとも転写シート10とキャビティ形成面32との間を減圧することによって転写シート10をキャビティ形成面32に吸着させているからである。この吸着状態で転写シート10内に溶融樹脂Yを射出すると、射出された溶融樹脂Yの熱は転写シート10を介して直ちに金型に伝導するので、溶融樹脂Yの射出圧や溶融樹脂Yの熱を用いて転写シートを伸ばす従来のインモールド成形時のように転写シートが高温になるのを回避することができる。
As described above, even if the
本発明によれば、樹脂成形品の成形とその表面への絵付けとを同時に行うことができると共に、その樹脂成形品の表面に生じるパーティションラインを1本あるいはゼロにすることができ、さらに、表面に皺がほとんどない樹脂成形品を成形できるインモールド成形方法および当該方法で形成された樹脂成形品を提供できた。 According to the present invention, the molding of the resin molded product and the painting on the surface thereof can be performed at the same time, the partition line generated on the surface of the resin molded product can be one or zero, It was possible to provide an in-mold molding method capable of molding a resin molded product having almost no wrinkles on the surface and a resin molded product formed by the method.
以下、本発明が適用された実施例について、図面を用いて説明する。最初に、本発明に係るインモールド成形に用いる転写シート10の構成について説明した後、インモールド成形を行う射出成形機の金型装置30について説明し、然る後、この転写シート10を用いてインモールド成形を行う手順について説明する。なお、金型装置30については、インナー金型35、アウター金型36、およびコア型38で構成されたもの(これを分離型金型装置30とする。図1〜11を参照)と、インナー金型35とアウター金型36とを一体とした金型34、およびコア型38で構成されたもの(これを一体型金型装置30とする。図12,13を参照)とが考えられるが、前者を図面に従って説明した後、最後で前者を引用して後者を簡単に説明する。
Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings. First, after describing the configuration of the
本発明にかかる転写シート10は、図2に示すように、基材シート12と、図柄インク層14と、必要に応じて設けられるプライマー層16とで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
基材シート12には、常温において、200%以上の伸長率で、かつ、60%伸長時で40%以下の弾性回復率を有する材料が使用されている。このような材料として、例えば、常温でも伸縮性が高い軟質ポリオレフィンフィルム、ウレタンエラストマーフィルム、あるいは塩ビフィルムを挙げることができる。
The
また、後述するように、この転写シート10を使用した本実施例のインモールド成形では、転写シート10を金型34のキャビティ形成面32に吸着させた後で溶融樹脂Yを射出するようにしているので、溶融樹脂Yの熱は転写シート10を介して直ちに金型34に伝導されることから、溶融樹脂Yの射出を受けた転写シート10は従来ほど高温にならない。これにより、射出時における溶融樹脂Yからの熱を受けても、転写シート10の溶解や熱劣化を回避できることから、基材シート12を構成する樹脂には、前述の伸縮性や耐屈曲性や耐引き裂き性に優れる一方で融点の低いもの(融点が120℃程度のもの)を使用することができる。
Further, as will be described later, in the in-mold molding of this embodiment using this
所望の図柄(文字を含む)が描かれた図柄インク層14には、熱可塑性ポリウレタン樹脂、熱可塑性アクリル樹脂、あるいは塩化ビニル・酢酸ビニル共重合樹脂等を単独またはポリマーブレンドしたものが好適に使用されるが、これらに特定されるものではない。
For the
従来、インモールド成形に用いられるインクは、射出時に溶融樹脂Yから受ける熱による高温化に耐えるために、凝集力が高く、常温での伸縮性が低いものを選択せざるをえなかった。このため、従来の方法に用いられる図柄インク層は、プレヒートしたり、あるいは射出時の溶融樹脂Yの熱で加熱したりして伸ばしていかざるを得なかった。 Conventionally, the ink used for in-mold molding must be selected to have a high cohesive force and low stretchability at room temperature in order to withstand high temperatures caused by heat received from the molten resin Y during injection. For this reason, the pattern ink layer used in the conventional method has to be stretched by preheating or heating with the heat of the molten resin Y at the time of injection.
しかしながら、本実施例では、図柄インク層14を含む転写シート10は、上述のように、従来ほど高温にならないことから、図柄インク層14に対しても、基材シート12と同様に、常温でも伸縮性が高い(しかし、耐熱性にやや劣る)ものを使用することができる。ただし、射出時の熱によるある程度の温度上昇(130〜150℃)に耐えることのできる耐熱性を持った図柄インク層14が必要である。
However, in this embodiment, since the
図柄インク層14への図柄の印刷方法は、オフセット印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷等の公知のどのような印刷方法を用いてもかまわない。なお、本明細書全体を通して、「図柄」とは、模様だけに限らず、文字や記号等も含む概念である。
Any known printing method such as offset printing, gravure printing, screen printing, or the like may be used as a method for printing the pattern on the
プライマー層16は、オレフィン系の下塗り材であり、樹脂成形品Zの材料としてPP(ポリプロピレン)に代表されるオレフィン系結晶性高分子が使用される場合に設けられる。また、樹脂成形品Zの材料としてABS樹脂に代表される非結晶性材料が使用される場合には、プライマー層16を設ける必要はない。
The
なお、図3に示すように、基材シート12と図柄インク層14との間に離型層18を設けてもよい。離型層18を設けない場合、樹脂成形品Zは、その表面を基材シート12がラミネートした状態のものになり、離型層18を設けた場合、射出成形後に基材シート12を図柄インク層14から剥離することにより、樹脂成形品Zの表面への図柄インク層14(およびプライマー層16)の転写になる。
As shown in FIG. 3, a
このような転写シート10を用いてインモールド成形を行う射出成形機の金型装置30は、図1に示すように、大略、一対のインナー金型(雌型)35と、一対のアウター金型36と、一対のコア型(雄型)38と、必要に応じて使用されるバルーン40とで構成されている。
As shown in FIG. 1, a
一対のインナー金型35は、互いに対向する面に所定形状のキャビティ形成面32を有しており、両金型34を閉じることによって内部にキャビティ42が形成されるようになっている(図5(a)を参照)。本実施例のインモールド成形では、後述のように、キャビティ42にバルーン40を挿設する必要があることから、金型34を閉じた状態において、キャビティ42の少なくとも一端(本実施例では両端)に開口45が存在している(図5(b)を参照)。
The pair of inner dies 35 has a
また、インナー金型35には、その一端がキャビティ形成面32に開口し、他端が図示しない吸引ポンプ等に接続された吸引路44が形成されている。この吸引路44は、図示するような複数(あるいは1本でもよい)の貫通孔であってもよいし、インナー金型35に多孔質金属を用いて、無数の微細孔を吸引路44として使用してもよい。インナー金型35に多孔質金属を用いる場合は、アウター金型36を稠密金属にて構成し、吸引路44aを設けることになる。また、前記貫通孔式の吸引路44であれば、アウター金型36に設けられた吸引路44aはインナー金型35の吸引路44と連通することになる。なお、インナー金型35の数は2つに限られず、3つ以上のインナー金型35を組み合わせてキャビティ42を形成してもよい。また、開口45についても、端部のいずれか一方にのみあればよい。
Further, the
一対のコア型(雄型)38は、キャビティ42の両端の開口45を閉じる型であり、その開口45を閉じる型閉面46を有する本体部47と、本体部47より細径でその中央から突設されており、筒状(あるいは内側中央部に仕切り「節」を有する筒状)の樹脂成形品Zを成形する場合等にキャビティ42内に挿設され、樹脂成形品Zの内側形状を規定する凸部48とで構成されている。もちろん、中実の樹脂成形品Zを成形する場合、凸部48は不要となる。また、本実施例では、このコア型38はアウター金型36に進退自在に取り付けられているが、一対のコア型38をアウター金型36から分離独立させてもよい。さらに一方のコア型38の本体部47には一端がキャビティ42開口し、他端が型閉面46に開口するL型の射出路59が穿設されている。
The pair of core molds (male molds) 38 is a mold that closes the
一対のアウター金型36は、インナー金型35に被せて閉じた状態で内部にインナー金型35を収容する凹状に形成された金型収容空間50が形成されるようになっている。つまり、両アウター金型36の互いに対向する面には、この金型収容空間50を形成する空間形成面52が形成されている。また、アウター金型36の型締時において、その一端がインナー金型35から外れた位置においてコア型38の本体部47の射出路59に連通し、他端が図示しない溶融樹脂供給装置に接続された溶融樹脂射出路58が一方(右側)のアウター金型36の端部に形成されている。
The pair of
本実施例では、溶融樹脂射出路58を通して供給された溶融樹脂Yは、図中下側のコア型38の本体部47に形成された射出路59を通って型閉面46に設けられた溶融樹脂射出孔60からキャビティ42に射出されるようになっているので、型締時には射出路59と溶融樹脂射出路58とは連通し、射出路59はインナー金型35のキャビティ形成面32に吸着された転写シート10の内側に開口している。
In this embodiment, the molten resin Y supplied through the molten
もちろん、溶融樹脂Yの射出位置はこれに限定されるものではなく、樹脂成形品Zの形状等に応じて最適な射出位置を選択することができるが、溶融樹脂Yの射出圧が転写シート10に直接作用してその転写シート10が破損するのを防止するため、本実施例のようにキャビティ42の一方端から他方端に向けて転写シート10に沿うように射出するのが好適である。
Of course, the injection position of the molten resin Y is not limited to this, and an optimal injection position can be selected according to the shape of the resin molded product Z, but the injection pressure of the molten resin Y is determined by the
必要に応じて使用されるバルーン40は、圧縮空気等の気体や作動油・水等の液体である加圧流体Lを給排することによって膨張収縮する本体部54と、この本体部54に加圧流体Lを給排するカプラー56とで構成されている。本体部54の材質は、膨張収縮に対する耐久性および気密性が高く、かつ、膨張時にはインナー金型35のキャビティ形成面32の形状に沿って密着できるしなやかさを有するものが好適である。また、後述するように、バルーン40を膨張させたとき、このバルーン40の表面は、転写シート10のプライマー層16(プライマー層16を設けない場合は図柄インク層14)に接触し、擦れ合うことから、バルーン40の表面素材には、図柄インク層14のインクがバルーン40の表面に色移りしにくいものがよい。本実施例では、本体部54の材質として、ウエットスーツ等の生地に利用されるクロロプレンゴムの外表面にニット生地を貼り付け加工して強度を高めたものが使用されている。
The
また、バルーン40の表面(本実施例ではニット生地)の動摩擦係数(=MIU)を4.0以下に設定することが好適である。バルーン40が膨張して転写シート10をキャビティ形成面32に押しつけていく時、バルーン40の表面は、対向する転写シート10の表面(本実施例では樹脂成形品Zの表面に接着するプライマー層16)に接触し、擦れ合うようにしてこの表面上を滑ることになる。この時、バルーン40の表面の動摩擦係数(=MIU)が大きすぎると、バルーン40の表面が転写シート10の表面に引っかかってしまい、その転写シート10に皺が生じたり、甚だしい場合は、転写シート10が破れたりするおそれがある。この点、バルーンの表面の動摩擦係数を4.0以下に設定することにより、前述のような問題を解消することができる。加えて、バルーン40の表面におけるMMD(摩擦係数の変動:平均偏差)を0.75以下にすることが好適である。このMMD値が小さい程、MIUのばらつきが少なくなり、表面がより滑らかになる。
Further, it is preferable to set the dynamic friction coefficient (= MIU) of the surface of the balloon 40 (knitted fabric in this embodiment) to 4.0 or less. When the
なお、バルーン40の表面の動摩擦係数を4.0以下にするために、表面のMIUが小さい素材を選定してもよいし、その表面に中心線平均荒さが数ミクロンから数十ミクロン程度の微細な凹凸を形成し、材料同士の密着を防ぐことで摩擦力を低減してもよい。凹凸を形成する方法は、とりわけ、粘着性のある塩ビ系素材やウレタン系素材に対して有効である。また、凹凸形成の具体例として、シリカ微粒子等の艶消し剤をバルーン40の表面に添加する方法や当該表面に対して物理的にエンボス加工を施すことが考えられる。
In addition, in order to make the dynamic friction coefficient of the surface of the
また、上述したインナー金型35、コア型38およびアウター金型36には、それぞれ冷却水供給管62および冷却水排出管64が接続されており、溶融樹脂Yからの熱による焼き付きを防止するための冷却水CWが通流されるようになっている(なお、図4から図11では、図面の煩雑さを避けるために冷却水供給管62および冷却水排出管64の図示を省略している)。
Further, a cooling
次に、上述した転写シート10および金型装置30を用いて、複雑な形状を有する樹脂成形品Z(内側中央部に仕切りのある筒状の樹脂成形品Z)のインモールド成形を行う手順について説明する。
Next, a procedure for performing in-mold molding of a resin molded product Z having a complicated shape (cylindrical resin molded product Z having a partition at the inner center) using the
(ステップ1)
最初に、丸めて筒状にした転写シート10を用意する(図4(b)参照)。筒状にする際には、転写シート10の基材シート12が外側、プライマー層16(あるいは図柄インク層14)が内側となるように転写シート10を丸めて互いに突き合わせた両縁部10a,10bを重ね、重なり部をヒートシールする。もちろん、重なり部を接着剤等で接着してもよいし、両縁部10a,10bを重ねずに互いに突き合わせた状態で接着等してもよい。また、図柄インク層14の図柄がつなぎ目の位置で自然に連続するように当該図柄やつなぎ目の位置を設定することが、完成した樹脂成形品Zにおけるパーティションラインを目立たなくできる点で好適である。
(Step 1)
First, a
次に、一対のインナー金型35が開いている状態でインナー金型35間に転写シート10を挿入した後、インナー金型35を型閉する(図5を参照)。このとき、筒状の転写シート10における端部開口10cがキャビティ42の開口45に一致するように転写シート10を配設する。なお、転写シート10を適当な治具に固定しておくことにより、転写シート10の挿入を円滑に行うことができる。インナー金型35が型閉状態でも開口45から筒状の転写シート10を挿入できる場合は、インナー金型35の型閉後に挿入してもよい。また、挿入後、インナー金型35の一方を吸引して筒状の転写シート10の一面を軽く吸着させてもよい。この状態を破線Xで示す。
Next, after the
(ステップ2)
然る後、図6に示すように、開口45を通して収縮状態のバルーン40を筒状の転写シート10の内側に挿入する。そして、カプラー56を通して加圧流体Lを供給することによってバルーン40を膨張させ、このバルーン40の表面で転写シート10をキャビティ形成面32に押しつけて密着させる(図7を参照)。所定の圧力で一定時間、転写シート10をキャビティ形成面32に押しつけた後、両金型の吸引路44を通して実線で示すように吸引Xを行い、転写シート10を両金型34のキャビティ形成面32に吸着させる。インナー金型35が多孔質金属で形成されている場合は、転写シート10全面において均等な吸着が行われる。インナー金型35が稠密金属で形成されている場合には、吸引路44により吸着することになる。キャビティ形成面32は鏡面でもよいが、これを微細な粗面にしてキャビティ形成面32に接触した転写シート10の表面と粗面との間に微小な隙間を形成して該隙間から吸引路44に空気が円滑に流れるようにしてキャビティ形成面32と転写シート10との間の空間の気密性を高めるようにしてもよい。
吸引Xを開始するタイミングは、上述のようにバルーン40の膨張完了後が好ましいが、
(Step 2)
Thereafter, as shown in FIG. 6, the deflated
The timing of starting the suction X is preferably after completion of the inflation of the
バルーン40の膨張開始時、あるいはバルーン40の膨張中でもよい。吸引後、カプラー56を通して加圧流体Lを排出してバルーン40を収縮させ、収縮したバルーン40をキャビティ42から取り出す。
The
(ステップ3)
図8および図9に示すように、インナー金型35を金型収容空間50に収容するようにしてアウター金型36をインナー金型35に被せると共に、インナー金型35の両端から凸部48をキャビティ42の開口45に挿入するようにしてコア型38を取り付け、インナー金型35の端部全周にコア型38の本体部47が嵌合して開口45が本体部47にて閉塞され、キャビティ42は射出路59の溶融樹脂射出孔60だけが開口しただけの状態となる。なお、このステップにおいても、吸引路44,44aからの吸引Xを継続しておく。
(Step 3)
As shown in FIGS. 8 and 9, the
(ステップ4)
吸引路44からの吸引Xを継続して転写シート10がキャビティ形成面32に吸引Xされた状態を維持しつつ、図10に示すように、アウター金型36の溶融樹脂射出路58およびコア型38の射出路59、溶融樹脂射出孔60を通して溶融樹脂Yをキャビティ42内に射出する。
(Step 4)
As shown in FIG. 10, the molten
このとき、200℃近い温度の溶融樹脂Yが転写シート10に接触するが、既に述べたように転写シート10はキャビティ形成面32の内曲面に密着していることから、この溶融樹脂Yの熱は転写シート10から直ちに金型34に伝導・放熱され、転写シート10の温度は120℃程度までしか上がらない。従って、転写シート10を構成する基材シート12や図柄インク層14に従来よりも耐熱温度の低い材料を使用しているにもかかわらず、溶融樹脂Yからの熱で転写シート10が損傷を受けるのを回避できる。なお、吸引Xは射出完了と同時或いはそれ以後に終了することになるが、射出によって転写シート10が影響を受けない時点で終了することができる。
At this time, the molten resin Y having a temperature close to 200 ° C. comes into contact with the
(ステップ5)
溶融樹脂Yを射出した後、この溶融樹脂Yを冷却固化する。冷却が終了した後、図11に示すように、アウター金型36、コア型38、およびインナー金型35を順次移動させて型開きを行い、表面に転写シート10が取り付けられた樹脂成形品Zを取り出す。また、基材シート12と図柄インク層14との間に離型層18が設けられている場合には、基材シート12を図柄インク層14から剥がすことによって、図柄インク層14(およびプライマー層16)のみを樹脂成形品Zの表面に転写させることができる。
(Step 5)
After injecting the molten resin Y, the molten resin Y is cooled and solidified. After the cooling is finished, as shown in FIG. 11, the
なお、バルーン40を使用することなく、樹脂成形品Zのインモールド成形を行うこともできる。この場合、上記(ステップ2)における、バルーン40を転写シート10の内側に挿入する手順、バルーン40を膨張させて転写シート10をキャビティ形成面32に押しつける手順、およびバルーン40を収縮させてキャビティ42から取り出す手順が省略されることになる。
In addition, in-mold molding of the resin molded product Z can be performed without using the
ここまでは、インナー金型35とアウター金型36およびコア型38とで構成された分離型金型装置30について説明したが、続いて、図12および図13に示すように、インナー金型35およびアウター金型36を一体とした金型34と、コア型38とで構成された一体型金型装置30を簡単に説明する。この場合、金型34はインナー金型35とアウター金型36が一体となっている以外は分離型と同じであるので、共通する部分(バルーン40を使用しない場合も含む)は分離型の説明を一体型に援用して説明を省略する。
Up to this point, the
一体型金型装置30については、(ステップ1)および(ステップ2)において、インナー金型35を金型34に読み替えることになる。ただし、金型34は多孔質金属とすることができず、インナー金型35が稠密金属で形成されている場合が適用される。また、(ステップ3)においては、一体型ではアウター金型36がインナー金型35と一体化されているため、金型34の両端から凸部48をキャビティ42の開口45に挿入するようにしてコア型38を取り付けることになる。(ステップ4)においても、アウター金型36を金型34に読み替えることになる。また、(ステップ5)では、「アウター金型36、コア型38、およびインナー金型35を順次移動させて型開きを行い、」を「金型34およびコア型38を順次移動させて型開きを行い、」と読み替える。これにより一体型金型装置30での複雑形状の内外装材製品全般に適用可能なインモールド成形が可能となる。
For the
10:転写シート,12:基材シート,14:図柄インク層,16:プライマー層,18:離型層,30:金型装置,32:キャビティ形成面,34:金型(雌型),35:インナー金型,36:アウター金型,38:コア型,40:バルーン,42:キャビティ,44、44a:吸引路,45:(キャビティの)開口,46:型閉面,47:本体部,48:凸部,50:金型収容空間,52:空間形成面,54:本体部,56:カプラー,58:溶融樹脂射出路,59:射出路,60:溶融樹脂射出孔,62:冷却水供給管,64:冷却水排出管,CW:冷却水,L:加圧流体,X:吸引,Y:溶融樹脂,Z:樹脂成形品 10: transfer sheet, 12: substrate sheet, 14: design ink layer, 16: primer layer, 18: release layer, 30: mold apparatus, 32: cavity forming surface, 34: mold (female), 35 : Inner mold, 36: Outer mold, 38: Core mold, 40: Balloon, 42: Cavity, 44, 44a: Suction path, 45: Opening of (cavity), 46: Mold closing surface, 47: Main body part, 48: convex part, 50: mold housing space, 52: space forming surface, 54: body part, 56: coupler, 58: molten resin injection path, 59: injection path, 60: molten resin injection hole, 62: cooling water Supply pipe, 64: Cooling water discharge pipe, CW: Cooling water, L: Pressurized fluid, X: Suction, Y: Molten resin, Z: Resin molded product
Claims (7)
前記金型に形成された、前記キャビティ形成面に開口する吸引路を通して前記転写シートと前記キャビティ形成面との間を減圧し、前記転写シートを前記キャビティ形成面に吸着させ、
前記転写シートを前記キャビティ形成面に吸着させたまま、コア型で前記開口を閉じて前記キャビティを密閉し、然る後、前記転写シート内に溶融樹脂を射出するインモールド成形方法。 Between the cavity forming surfaces of the mold forming a cavity having an opening in at least one place, a transfer sheet rolled up into a cylindrical shape is disposed so that the end opening of the transfer sheet coincides with the opening,
Depressurizing between the transfer sheet and the cavity forming surface through a suction path formed in the mold and opening to the cavity forming surface, and adsorbing the transfer sheet to the cavity forming surface;
An in-mold molding method in which the opening is closed with a core mold while the transfer sheet is adsorbed to the cavity forming surface to seal the cavity, and then the molten resin is injected into the transfer sheet.
前記インナー金型に形成された、前記キャビティ形成面に開口する吸引路を通して前記転写シートと前記キャビティ形成面との間を減圧し、前記転写シートを前記キャビティ形成面に吸着させ、
前記転写シートを前記キャビティ形成面に吸着させたまま、前記アウター金型を前記インナー金型に被せ、
前記コア型を前記インナー金型の方へ進めて前記キャビティの前記開口を閉じて前記キャビティを密閉し、然る後、前記転写シート内に溶融樹脂を射出する請求項1に記載のインモールド成形方法。 The transfer sheet is composed of an inner mold and an outer mold that covers the inner mold, and the transfer sheet rolled into a cylindrical shape between the cavity forming surfaces provided in the inner mold. The end opening of the transfer sheet is disposed so as to coincide with the opening of the cavity,
Depressurizing between the transfer sheet and the cavity forming surface through a suction path formed in the inner mold and opening to the cavity forming surface, and adsorbing the transfer sheet to the cavity forming surface;
While the transfer sheet is adsorbed on the cavity forming surface, the outer mold is covered with the inner mold,
The in-mold molding according to claim 1, wherein the core mold is advanced toward the inner mold to close the opening of the cavity to seal the cavity, and then the molten resin is injected into the transfer sheet. Method.
加圧流体が給排されることによって膨張収縮するバルーンを収縮させた状態で前記開口を通して前記転写シート内に挿入し、前記加圧流体を供給して前記バルーンを膨張させることにより、前記バルーンで前記転写シートを前記キャビティ形成面に押しつけて密着させ、
前記転写シートを前記キャビティ形成面に減圧吸着させた後、前記キャビティを密閉するまでの間に、
前記加圧流体を排出して収縮した前記バルーンを前記開口から取り出す、請求項1または2に記載のインモールド成形方法。 After disposing the transfer sheet between the cavity forming surfaces, until the transfer sheet is vacuum-adsorbed to the cavity forming surface,
A balloon that expands and contracts when pressurized fluid is supplied and discharged is inserted into the transfer sheet through the opening in a contracted state, and the balloon is expanded by supplying the pressurized fluid and The transfer sheet is pressed against the cavity forming surface to be adhered,
After the transfer sheet is vacuum-adsorbed on the cavity forming surface and before the cavity is sealed,
The in-mold molding method according to claim 1 or 2, wherein the balloon contracted by discharging the pressurized fluid is taken out from the opening.
前記転写シートを一方の前記キャビティ形成面に吸着させることを特徴とする請求項3に記載のインモールド成形方法。 After disposing the transfer sheet between the cavity forming surfaces and before inserting the balloon into the transfer sheet,
The in-mold molding method according to claim 3, wherein the transfer sheet is adsorbed to one of the cavity forming surfaces.
前記基材シートを構成する樹脂は、融点が120℃以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のインモールド成形方法。 The transfer sheet has a highly elastic resin base material sheet at room temperature, and a pattern ink layer formed on the surface of the base material sheet and highly elastic at normal temperature. And having an elongation rate of 200% or more at room temperature and an elastic recovery rate of 40% or less at 60% elongation, and
The in-mold molding method according to claim 1, wherein the resin constituting the base sheet has a melting point of 120 ° C. or higher.
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