JP2014133371A - 射出成形方法および射出成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】金型の型開き後に、ベースフィルムを破らずに第１型の凹部から離すことができ、ベースフィルムの破片による異物不良の発生防止と、フィルムの位置決め精度向上と、成形品の外観品位向上を図ることができる射出成形方法を提供する。
【解決手段】張力を作用させたフィルム１０の表面が第１型３１のパーティング面３１ａに対して傾斜するように、第１型３１と第２型との間でフィルム１０を走行させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、成形品を射出成形するときに、成形品の成形と同時に、その成形品の表面に加飾膜や機能性膜等の転写膜を転写する射出成形方法および射出成形装置に関する。

従来より、成形品の成形と同時に、その成形品の表面に加飾膜や機能性膜等の転写膜を転写する射出成形が行われている。このような射出成形は、一般的に、下記の手順で行う。

まず、ベースフィルム上に加飾膜や機能性膜の転写膜が積層されてなるフィルムを、金型（成形型）を構成する第１型と第２型との間に、金型の上手側から送って配置する。このとき、第１型のパーティング面（金型パーティング面）と、張力を作用させたフィルムの表面（平面）とが平行になるようにする。

次に、第１型のパーティング面に、クランプ治具によってフィルムを固定した後、第１型の凹部の内側の面（成形面）へフィルムを吸着して、第１型の成形面にフィルムができるだけ沿うようにする。

次に、第２型を第１型へ向けて移動させて、第１型と第２型からなる金型を型締めする。このとき、第１型と第２型とクランプ治具が密着して、所定形状のキャビティが形成される。

次に、型締めされた金型に形成された所定形状のキャビティ内に溶融樹脂を所定量だけ射出した後、その射出された溶融樹脂を冷却して固化する。これにより、所定形状の成形品が成形される。また同時に、ベースフィルムに積層されていた転写膜が成形品の表面に転写される。

その後、一定時間の冷却期間が経過した後に、第２型を第１型から離して、第１型と第２型からなる金型を型開きし、成形品を取り出す。そして、クランプ治具を第１型のパーティング面から離し、フィルムを金型の下手側へ送ることにより、第１型の凹部からベースフィルムを離す。

フィルムは、金型の上手側に配置されたフィルム巻き出し装置内の軸にロール状に巻回されており、そのロール状に巻回されたフィルムが、金型の下手側に配置されたフィルム巻き取り装置内の軸に掛け渡されている。ロール状に巻回されたフィルムをフィルム巻き出し装置から送り出し、フィルム巻き取り装置で巻き取るときには、フィルムに所定の張力がかかるように、フィルム巻き出し装置内の軸とフィルム巻き取り装置内の軸を個別のモータにより回転させる。

以上のように、樹脂材料を射出成形するための成形型を構成する第１型と第２型との間に、ベースフィルム上に加飾膜や機能性膜が積層されてなるフィルムを入れた後に、成形型を型締めして、成形型内に封入されたフィルム上に溶融樹脂を射出することで、高精度な射出成形品を成形すると同時に、加飾膜や機能性膜を成形品上に転写させることができる。

以上説明した射出成形の一例が、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１には、成形品を射出成形するときに、絵柄が印刷された加飾膜がベースフィルム上に積層されてなるフィルムを用いて、成形品の成形と同時に、その成形品の表面に加飾膜（絵柄）を転写する射出成形方法および射出成形装置が記載されている。図１０は、特許文献１に記載された射出成形装置の断面図である。

図１０に示す射出成形装置は、まず、絵柄が印刷された加飾膜がベースフィルム上に積層されてなるフィルム１００を第１型２０１と第２型２０２との間で走行させて、第１型２０１と第２型２０２との間において絵柄を位置決めする。

次に、図１０に示す射出成形装置は、第１型２０１のパーティング面に、クランプ治具２０３によってフィルム１００を固定した後、第１型２０１の凹部の内側の面（成形面）へフィルム１００を吸着して、第１型２０１の成形面にフィルム１００ができるだけ沿うようにする。

次に、図１０に示す射出成形装置は、第１型２０１と第２型２０２からなる金型を型締めし、型締めされた金型に形成されたキャビティ２０４内に溶融樹脂を射出した後、その射出された溶融樹脂を冷却して固化する。これにより、成形品３００が成形されると同時に、その成形品３００の表面に絵柄が転写される。

その後、図１０に示す射出成形装置は、第１型２０１と第２型２０２からなる金型を型開きして、成形品３００を取り出す。次に、図１０に示す射出成形装置は、クランプ治具２０３を第１型２０１のパーティング面から離した後、図示しないフィルム巻き取り装置内の軸にフィルム１００を巻き取ることにより、第１型２０１の凹部からベースフィルムを離して、フィルム１００を金型の下手側へ送る。

図１０に示す射出成形装置も、第１型２０１と第２型２０２との間でフィルム１００を走行させるとき、張力を作用させたフィルム１００の表面（平面）が、第１型２０１のパーティング面（金型パーティング面）と平行になるようにしている。

以上のように、フィルムは、溶融樹脂の射出前に、第１型のパーティング面にクランプ治具で固定され、吸着によって第１型の凹部内へ引っ張られるのが一般的である。このため、フィルムは部分的に引き伸ばされる。

特開平７−６０７９１号公報

しかしながら、上記した従来の射出成形では、成形品が深絞り形状の場合、ベースフィルムは、吸着により第１型の凹部形状に沿うように引き伸ばされた後、さらに樹脂の射出圧により、第１型の凹部形状に追従して第１型の凹部の内側の面に密着するように引き伸ばされるため、弾性限界を超えて伸ばされて、局所的に薄くなり過ぎることがある。この場合、金型の型開き後、第１型の凹部からベースフィルムを取り出す際に、フィルムに急激に力を加えると、ベースフィルムの薄くなり過ぎた部分に加わる力（衝撃力）が限界応力を超えて、ベースフィルムが破れ（破断し）、破片が金型内に飛散して、その破片が次ぎ以降の射出成形時に異物不良を引き起こすことがある。さらに、金型の型開き後、第１型の凹部からベースフィルムを剥がすときに、第１型とベースフィルムとの間の静電気による密着力に起因して、ベースフィルムの薄くなった部分に加わる応力が限界応力を超えて、ベースフィルムが破れることもある。異物不良としては、例えば、ベースフィルムの破片が成形品に異物として混入する不良等がある。

以上のように、第１型の凹部形状に追従するようにベースフィルムを引き伸ばすことは、異物不良の原因となっていた。また、ベースフィルムの破れ（破断）は、フィルムの送り時（巻き取り時）にフィルム内で張力のバラツキを生じさせるため、フィルムの巻きズレや絵柄等の位置ズレを引き起こし、フィルムの位置決め精度を悪化させる。よって、ベースフィルムの破れは、成形品の外観品位が損なわれる原因ともなる。なお、転写膜が加飾膜（絵柄）でなくとも、転写膜がベースフィルム上に部分的（断続的）に積層されている場合には、ベースフィルム上の各転写膜を、射出成形ごとに、第１型と第２型との間で適切な位置に配置する必要があり、高精度なフィルムの位置決めが要求される。

本発明は、金型の型開き後に、ベースフィルムを破らずに第１型の凹部から離すことができ、ベースフィルムの破片による異物不良の発生防止と、フィルムの位置決め精度向上と、成形品の外観品位向上を図ることができる射出成形方法および射出成形装置を提供することを目的とする。

本発明の射出成形方法の一側面は、ベースフィルム上に転写膜が積層されてなるフィルムを、第１型と第２型との間で走行させて、前記第１型と前記第２型との間において前記フィルムを位置決めした後、前記第１型と前記第２型を型締めし、前記フィルムを挟み込んだ前記第１型と前記第２型とにより形成されるキャビティ内に樹脂を射出して、前記転写膜が転写された成形品を成形した後、前記第１型と前記第２型を型開きし、その後、前記ベースフィルムを前記第１型から離す射出成形方法において、張力を作用させた前記フィルムの表面が前記第１型のパーティング面に対して傾斜するように前記第１型と前記第２型との間で前記フィルムを走行させることである。

また、本発明の射出成形方法の他の側面の一つは、前記フィルムに張力を作用させて、前記ベースフィルムを前記第１型から離すことである。

また、本発明の射出成形方法の他の側面の一つは、前記フィルムに作用させる張力を多段階で強くして、前記ベースフィルムを前記第１型から離すことである。

また、本発明の射出成形方法の他の側面の一つは、前記フィルムを微小移動させて、前記ベースフィルムを前記第１型から離すことである。

また、本発明の射出成形方法の他の側面の一つは、前記フィルムに張力を作用させ、その張力から前記フィルムを解放する動作を繰り返して、前記ベースフィルムを前記第１型から離すことである。

本発明の射出成形装置の一側面は、ベースフィルム上に転写膜が積層されてなるフィルムを送り出す送り出し部と、前記送り出し部から送られた前記フィルムを巻き取る巻き取り部と、第１型と第２型を有し、前記送り出し部から送り出され、前記巻き取り部により巻き取られる前記フィルムが前記第１型と前記第２型との間で走行するように配置され、前記第１型と前記第２型との間において前記フィルムが位置決めされると前記第１型と前記第２型を型締めし、前記フィルムを挟み込んだ前記第１型と前記第２型とにより形成されるキャビティ内に樹脂を射出して、前記転写膜が転写された成形品を成形した後、前記第１型と前記第２型を型開きする成形部と、を備え、前記第１型と前記第２型が型開きした後、前記ベースフィルムを前記第１型から離す射出成形装置において、前記第１型と前記第２型との間で前記フィルムが走行するとき、前記送り出し部と前記巻き取り部により張力を作用させた前記フィルムの表面が前記第１型のパーティング面に対して傾斜することである。

また、本発明の射出成形装置の他の側面の一つは、前記送り出し部が、前記フィルムの送り出し量を決める送り出し軸と、前記送り出し軸の回転に前記フィルムが追従するように前記フィルムを前記送り出し軸に押さえつけることが可能な送り出しピンチローラと、を備え、前記巻き取り部が、前記フィルムに作用させる張力を決める引き込み軸と、前記引き込み軸の回転に前記フィルムが追従するように前記フィルムを前記引き込み軸に押さえつけることが可能な引き込みピンチローラと、を備えることである。

本発明によれば、金型の型開き後に、ベースフィルムを破らずに第１型の凹部から離すことができ、ベースフィルムの破片による異物不良の発生防止と、フィルムの位置決め精度向上と、成形品の外観品位向上を図ることができる。

本発明の実施の形態における射出成形装置の構成の概略を示す斜視図 本発明の実施の形態における射出成形装置の前半の動作の一例を側面から見た概略断面図 本発明の実施の形態における射出成形装置の後半の動作の一例を側面から見た概略断面図 本発明の実施の形態における射出成形装置の前半の動作の一例を第１型の天面から見た概略断面図 本発明の実施の形態における射出成形装置の後半の動作の一例を第１型の天面から見た概略断面図 本発明における実施の形態における射出成形後のベースフィルムの形状の一例を説明するための図 本発明の実施の形態における射出成形後のベースフィルムの動作の一例を説明するための概略断面図 本発明の実施の形態における射出成形後のベースフィルムの動作の他の一例を説明するための概略断面図 本発明の実施の形態における射出成形後のベースフィルムの動作の他の一例を説明するための概略断面図 特許文献１に記載された射出成形装置の断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、同じ構成要素には同じ符号を付し、重複する説明を省略する場合もある。また、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。また図示された各構成要素の厚み、長さ等は、図面作成の都合上から、実際とは異なる。また図示された各構成要素の形状は一例であって特に限定されるものではない。また、以下の実施の形態で示す張力等の数値は一例であって特に限定されるものではない。

図１は本発明の実施の形態における射出成形装置の構成の概略を示す斜視図である。図１に示すように、この実施の形態の射出成形装置は、フィルム１０を送り出すフィルム巻き出し部２０と、成形部３０と、フィルム１０を巻き取るフィルム巻き取り部４０を備える。成形部３０は、第１型３１と第２型（図示せず）からなる金型（成形型）を備え、フィルム巻き出し部２０から送り出されたフィルム１０を、第１型３１と図示しない第２型との間に挟み込み、その挟み込まれたフィルム１０上に溶融樹脂を射出して、射出成形により成形品を成形すると同時に、その成形品の表面にフィルム１０の一部を転写する。フィルム巻き出し部２０は、フィルム１０がロール状に巻回された巻き出し軸２１を備える。その巻き出し軸２１に巻回されているフィルム１０は、成形部３０を通って、フィルム巻き取り部４０が備える巻き取り軸４１に掛け渡されている。

この実施の形態では、絵柄が印刷された加飾膜がベースフィルム上に積層されてなるフィルム１０を用いて、射出成形により成形した成形品の表面に、その成形品の成形と同時に絵柄（加飾膜）を転写する射出成形方法および射出成形装置について説明する。但し、射出成形により成形した成形品の表面に、その成形品の成形と同時に機能性膜等の加飾膜以外の転写膜を転写する射出成形方法および射出成形装置にも、本発明を適用することは可能である。

フィルム巻き出し部２０は、フィルム１０を巻き出す巻き出し軸２１の他に、フィルム１０の送り出し量を決める送り出し軸２２と、その送り出し軸２２の回転にフィルム１０が追従するようにフィルム１０を送り出し軸２２に押さえつけることが可能な送り出しピンチローラ２３を備える。

送り出し軸２２は図示しないモータによって回転駆動される。送り出し軸２２を回転させるモータには、回転量を制御可能なモータが使用される。送り出し軸２２は、送り出し軸２２と送り出しピンチローラ２３に挟まれたフィルム１０を所定の回転量で送り出す。これにより、フィルム１０は、送り出し軸２２の回転により所定の送り出し量でフィルム巻き出し部２０から送り出される。

巻き出し軸２１も、図示しないモータによって回転駆動される。フィルム１０がフィルム巻き出し部２０から送り出されて、フィルム巻き取り部４０で巻き取られるとき、巻き出し軸２１を回転させるモータは、送り出し軸２２によって決定される送り出し量でフィルム１０が送り出されるように巻き出し軸２１を回転させて、巻き出し軸２１に巻回されているフィルム１０を巻き出す。

送り出しピンチローラ２３は、送り出し軸２２から遠ざかったり、送り出し軸２２に近づいたりできる。フィルム１０がフィルム巻き出し部２０から送り出されて、フィルム巻き取り部４０で巻き取られるときには、送り出しピンチローラ２３は、送り出し軸２２に接近して、送り出し軸２２と共にフィルム１０を挟む。送り出しピンチローラ２３が送り出し軸２２から離れる動作と、送り出しピンチローラ２３が送り出し軸２２へ接近する動作は、例えばモータとカムからなる機構によって実現できる。

フィルム巻き取り部４０は、フィルム１０を巻き取る巻き取り軸４１の他に、フィルム１０に作用する張力を決める引き込み軸４２と、その引き込み軸４２の回転にフィルム１０が追従するようにフィルム１０を引き込み軸４２に押さえつけることが可能な引き込みピンチローラ４３を備える。

引き込み軸４２は図示しないモータによって回転駆動される。その引き込み軸４２を回転させるモータには、トルクの制御が可能なモータが使用される。引き込み軸４２は、引き込み軸４２と引き込みピンチローラ４３に挟まれたフィルム１０を所定のトルクで引き込む。したがって、この引き込み軸４２の回転によって所定の張力を作用させたフィルム１０が、フィルム巻き取り部４０に引き込まれる。

巻き取り軸４１も、図示しないモータによって回転駆動される。フィルム１０がフィルム巻き出し部２０から送り出されて、フィルム巻き取り部４０で巻き取られるとき、巻き取り軸４１を回転させるモータは、送り出し軸２２によって決定される送り出し量でフィルム１０が送り出されるように巻き取り軸４１を回転させて、巻き取り軸４１にフィルム１０を巻き取る。

引き込みピンチローラ４３は、引き込み軸４２から遠ざかったり、引き込み軸４２に近づいたりできる。フィルム１０がフィルム巻き出し部２０から送り出されて、フィルム巻き取り部４０で巻き取られるときには、引き込みピンチローラ４３は、引き込み軸４２に接近して、引き込み軸４２と共にフィルム１０を挟む。引き込みピンチローラ４３が引き込み軸４２から離れる動作と、引き込みピンチローラ４３が引き込み軸４２へ接近する動作は、例えばモータとカムからなる機構によって実現できる。

なお、図示しないが、射出成形装置は、フィルム１０の加飾膜に印刷された絵柄を、印刷時の絵柄の形状およびサイズで成形品の表面に復元するために、フィルム１０に作用する張力を測定する張力測定装置と、その張力測定装置の出力をフィルム巻き取り部４０にフィードバックさせ、フィルム１０に所定の張力が作用するように、張力測定装置により測定された張力に基づいて、引き込み軸４２を回転させるモータの出力（トルク）を調整するフィードバック回路と、を備えてもよい。これにより、第１型３１と図示しない第２型との間で絵柄を位置決めする際にフィルム１０に所定の張力を作用させて、フィルム１０の加飾膜に印刷された絵柄を、しわなく、かつ、印刷時の絵柄の形状およびサイズに維持して成形品の表面に転写することが可能となる。

成形部３０は、第１型３１と図示しない第２型とからなる金型（成形型）を備える。また成形部３０は、フィルム巻き出し部２０から送り出されたフィルム１０を第１型３１のパーティング面３１ａに固定するクランプ治具３２と、クランプ治具３２で固定されたフィルム１０を、第１金型３１に形成されている凹部３１ｂの内側の面（成形面）に吸着する吸着機構（図示せず）と、を備える。

成形部３０は、クランプ治具３２と図示しない吸着機構によってフィルム１０が第１型３１に固定されると、図示しない第２型を第１型３１へ向けて移動させて、第１型３１と第２型との間にフィルム１０を挟み込み、第１型３１と第２型からなる金型を型締めする。このとき、第１型３１と第２型とクランプ治具３２が密着して、金型内に所定形状のキャビティが形成される。金型の型締め後、成形部３０は、型締めされた金型に形成された所定形状のキャビティ内に溶融樹脂を所定量だけ射出し、その射出された溶融樹脂を冷却して固化する。これにより、所定形状の成形品が成形される。また同時に、加飾膜（絵柄）が成形品の表面に転写される。

続いて、この実施の形態における射出成形装置の射出成形時の動作について詳しく述べる。図２および図３は、この実施の形態における射出成形装置の動作の一例を示す概略断面図であり、射出成形装置の主要部を成形部３０の側面から見ている。また、図４および図５は、この実施の形態における射出成形装置の動作の一例を示す概略断面図であり、図２および図３と同じ動作を、フィルム１０の走行方向（第１型３１の天面）から見ている。

図２（ａ）および図４（ａ）の工程では、第１型３１とクランプ治具３２との間を通ってフィルム巻き出し部２０からフィルム巻き取り部４０に掛け渡された長尺のフィルム１０が、送り出し軸２２と送り出しピンチローラ２３に挟まれて、フィルム巻き出し部２０から送り出され、フィルム巻き取り部４０において、引き込み軸４２と引き込みピンチローラ４３に挟まれて、巻き取り軸４１に巻き取られる。このとき、フィルム１０が送り出し軸２２によって所定量だけ送り出されて、所定の絵柄が第１型３１の凹部３１ｂ上部の所定位置に供給され、位置決めされる。またこのとき、フィルム１０には、引き込み軸４２を駆動するモータの出力（トルク）により、所定の張力が作用している。さらにこのとき、フィルム１０は、図４（ａ）に示すように、第１型３１のパーティング面３１ａに対してフィルム１０の表面（平面）が傾斜した状態で走行する。

この実施の形態では、第１型３１の凹部３１ｂの底面がフィルム１０の走行方向（第１型３１の天面）から見て傾斜している。この場合、第１型３１の凹部３１ｂの深さ（成形品の深さ）が深い側で、第１型３１のパーティング面３１ａとフィルム１０との間の距離が近くなり、第１型３１の凹部３１ｂの深さ（成形品の深さ）が浅い側で、第１型３１のパーティング面３１ａとフィルム１０との間の距離が遠くなるようにフィルム１０を傾斜させるのが好適である。なお、本発明は、このように成形品の深さが一定でない場合だけではなく、成形品深さが一定の場合にも適用することができる。この実施の形態では、最も深い箇所が深さ１ｍｍ以上の深絞り形状の成形品を射出成形する。

次に、図２（ｂ）および図４（ｂ）の工程では、送り出しピンチローラ２３を送り出し軸２２から離し、かつ引き込みピンチローラ４３を引き込み軸４２から離すと共に、引き込み軸４２を駆動する図示しないモータの動作を停止することにより、引き込み軸４２による張力からフィルム１０を解放する。

次に、図２（ｃ）および図４（ｃ）の工程では、クランプ治具３２によりフィルム１０を第１型３１のパーティング面３１ａに押さえつける。なお、クランプ治具３２によりフィルム１０を第１型３１のパーティング面３１ａに押さえつけた後に、引き込み軸４２による張力からフィルム１０を解放してもよい。

次に、図２（ｄ）および図４（ｄ）の工程では、第１型３１の凹部３１ｂの底面に開口する図示しない吸着口にフィルム１０を真空吸着して、第１型３１の凹部３１ｂにフィルム１０を吸着固定する。このとき、フィルム１０は、クランプ治具３２により第１型３１のパーティング面３１ａに押さえつけられているので、クランプ治具３２の枠内で局所的に伸ばされて、第１型３１の凹部３１ｂに密着ないしは略密着する。なお、フィルム１０を真空吸引して、第１型３１に吸着固定する際に、クランプ治具３２が第１型３１のパーティング面３１ａにフィルム１０を押さえつける力を部分的に低下させて、第１型３１の凹部３１ｂへのフィルム１０の引き込みを局所的に許容してもよい。こうすることで、フィルム１０が伸びて薄くなることによるフィルム１０の破れを起こり難くすることができる。例えば、クランプ治具３２の枠のうち、フィルム１０の送り方向に直交する辺のパーティング面３１ａ側の面に、クランプ治具３２よりも弾性率が小さい材質からなる、段差を持つ弾性体を、より薄い部分を凹部３１ｂ側にして配置してもよい。このようにすれば、弾性体の段差部分に対応する位置で、第１型３１のパーティング面３１ａにフィルム１０を押さえつける力が低下する。

次に、図３（ａ）および図５（ａ）の工程では、第２型３３を閉じて、第１型３１と第２型３３からなる金型を型締めした後、型締めされた金型内に形成されたキャビティ内に所定量の溶融樹脂５０ａを射出し、保圧プロセスや冷却プロセス等からなる成形工程を実施する。

次に、図３（ｂ）および図５（ｂ）の工程では、成形工程終了後に第２型３３を開いて、成形品５０を金型から取り出す。この取り出された成形品５０の表面には、加飾膜（絵柄）１１が転写している。

次に、図３（ｃ）および図５（ｃ）の工程では、クランプ治具３２が第１型３１のパーティング面３１ａから離れるとともに、送り出しピンチローラ２３が送り出し軸２２に接近して、送り出し軸２２と送り出しピンチローラ２３がフィルム１０を挟み、かつ引き込みピンチローラ４３が引き込み軸４２に接近して、引き込み軸４２と引き込みピンチローラ４３がフィルム１０を挟み、さらに図示しないモータが引き込み軸４２を駆動することにより、フィルム１０に張力を作用させ、その張力により第１型３１の凹部３１ｂからベースフィルム１２を離す。

その後、図２（ａ）および図４（ａ）の工程に戻り、フィルム巻き取り部４０の巻き取り軸４１にフィルム１０を巻き取ると同時に、第１型３１とクランプ治具３２との間でフィルム１０を走行させて、次の射出成形で用いられる所定の絵柄を第１型３１の凹部３１ｂの上部の所定位置に位置決めする。

次に、図６を用いて、ベースフィルム１２の局所的な伸びについて説明する。図６は第１型３１の凹部３１ｂに沿って伸ばされたベースフィルム１２の形状を説明するための図である。詳しくは、図６（ａ）は第１型３１の概略断面図であり、第１型３１をフィルム１０の走行方向（第１型３１の天面）から見ている。図６（ｂ）は射出成形後に第１型３１の凹部３１ｂからベースフィルム１２が離れる際の様子を示す概略断面図であり、第１型３１をフィルム１０の走行方向（第１型３１の天面）から見ている。図６（ｃ）は図６（ｂ）に示す部分Ｃの拡大図である。図６（ｄ）は射出成形後に第１型３１の凹部３１ｂから離されたベースフィルム１２を示す図である。

成形品が深絞り形状の場合、第１型の凹部に沿って伸ばされたベースフィルムは、その凹部の深い位置で屈曲している部分に対応する箇所で、特に伸びて薄くなる。この実施の形態では、図６に示すように、成形品５０は深絞り形状で、かつ、成形品５０の表面に、傾斜が緩やかな部分５１と傾斜が急な部分５２がある。このため、ベースフィルム１２は、傾斜が緩やかな部分５１と傾斜が急な部分５２とを繋ぐ部分５３に対応する箇所で、特に伸びて薄くなる。また、図６に示すように、成形品５０の表面に、シボ形状等の微小な凸凹形状５４がある場合、ベースフィルム１２は、その微小な凸凹形状５４に対応する箇所で、特に伸びて薄くなる。このように第１型３１の凹部３１ｂに沿って伸ばされたベースフィルム１２に、薄くなり過ぎた部分が存在する場合、金型（成形型）の型開き後、第１型３１の凹部３１ｂからベースフィルム１２を取り出す際に、ベースフィルム１２に急激に力が加わると、ベースフィルム１２の薄くなり過ぎた部分に加わる力（衝撃力）が限界応力を超えて、ベースフィルム１２が破れることがある。なお、ベースフィルム１２は、成形品の表面（第１型３１の凹部３１ｂ）に対応する箇所では弾性限界を超えて伸ばされるため、図６（ｄ）に示すように、射出成形後に第１型３１の凹部３１ｂから離された後も、第１型３１の凹部３１ｂに対応する箇所では、元の平面形状に戻ることはできない。

続いて、図７を用いて、射出成形後に第１型３１からベースフィルム１２を離す際の射出成形装置の動作を説明する。図７は、この実施の形態における射出成形後のベースフィルムの動作の一例を説明するための概略断面図であり、フィルム１０の走行方向（第１型３１の天面）から第１型３１を見ている。また、図７には、仮想線１０ａにて、フィルム１０がフィルム巻き出し部２０から送り出され、フィルム巻き取り部４０で巻き取られて、第１型３１とクランプ治具３２との間を走行するときのフィルム１０の位置（フィルム走行位置）を示している。上述したように、フィルム１０は、第１型３１のパーティング面３１ａに対してフィルム１０の表面（平面）が傾斜した状態で走行する。

図７（ａ）は、金型から成形品を取り出し、クランプ治具を第１型３１のパーティング面３１ａから離した後のベースフィルム１２を示している。このとき、ベースフィルム１２は第１型３１の凹部３１ｂに密着している。

射出成形装置が、クランプ治具を第１型３１のパーティング面３１ａから離した後に、フィルム１０に張力をかけ始めると、図７（ｂ）に示すように、ベースフィルム１２は、第１型３１のパーティング面３１ａとフィルム走行位置１０ａとの間の距離が遠い側から、第１型３１の凹部３１ｂと離れ始めて、フィルム走行位置１０ａに戻ろうとする。このとき、フィルム１０には、０．１ｋＮ〜１ｋＮ程度の弱い張力を作用させる。

その後、ベースフィルム１２は、第１型３１のパーティング面３１ａとフィルム走行位置１０ａとの間の距離が近い側まで徐々に第１型３１の凹部３１ｂから離れていく。図７（ｃ）は、第１型３１の凹部３１ｂの最も深い箇所まで第１型３１の凹部３１ｂから離れたベースフィルム１２を示している。

第１型３１の凹部３１ｂに密着したベースフィルム１２を第１型３１の凹部３１ｂから剥がすとき、第１型３１の凹部３１ｂの内側の面（成形面）とベースフィルム１２との間では静電気による固着が起こっているが、この実施の形態によれば、第１型３１の凹部３１ｂの端を起点にベースフィルム１２が剥がれるので、第１型３１の凹部３１ｂの端においてベースフィルム１２を弱い力で剥がすことができる。そして、第１型３１の凹部３１ｂの端においてベースフィルム１２が剥がれて、第１型３１の凹部３１ｂとベースフィルム１２との間に隙間が生じると、その端において、凹部３１ｂの内側の面とベースフィルム１２とが静電気によって互いに引き合っている力が弱まる。したがって、これ以降も、凹部３１ｂの内側の面とベースフィルム１２とが固着している界面の端を起点として、ベースフィルム１２を弱い力で剥がすことができる。よって、静電気に起因して起こるベースフィルム１２の破れを回避しながら、第１型３１の凹部３１ｂの端から徐々に（連続して）、たとえば０．１ｋＮ〜１ｋＮ程度の弱い張力でベースフィルム１２を離すことができるようになる。

また、第１型３１の凹部３１ｂの端から徐々にベースフィルム１２が離れていくので、ベースフィルム１２は第１型３１の凹部３１ｂからゆっくり剥がれる。したがって、図６を用いて説明したようにベースフィルム１２に局所的に薄い部分が存在しても、その薄い部分に加わる衝撃力は限界応力に至らず、ベースフィルム１２の破れは発生しない。また、０．１ｋＮ〜１ｋＮ程度の弱い張力でベースフィルム１２を第１型３１の凹部３１ｂから離すことにより、ベースフィルム１２がより破れ難くなる。

次に、射出成形装置は、フィルム１０に作用させる張力を、１ｋＮ〜３ｋＮ程度に増加させて、図７（ｄ）に示すように、ベースフィルム１２を第１型３１の凹部３１ｂから完全に離す。これにより、ベースフィルム１２が第１型３１の凹部３１ｂから離れるための時間を短縮化できる。

最後に、射出成形装置は、フィルム１０に作用させる張力を、第１型３１とクランプ治具３２との間を走行するときのフィルム１０に作用させる張力、例えば３ｋＮ〜８ｋＮ程度に戻す。これにより、フィルム１０はフィルム走行位置１０ａに戻り、第１型３１とクランプ治具３２との間を走行する。

以上のように、第１型３１のパーティング面３１ａに対してフィルム１０の表面（平面）が傾斜した状態で、第１型３１とクランプ治具３２との間をフィルム１０が走行するように、フィルム巻き出し部２０の軸２１および２２、成形部３０の第１型３１、クランプ治具３２および第２型３３、並びにフィルム巻き取り部４０の軸４１および４２を配置することにより、ベースフィルム１２を破らずに第１型３１から離すことが可能となる。よって、射出成形後にフィルム１０を走行させるときに、フィルム１０内で張力のバラツキが生じず、フィルムの巻きズレや、次の絵柄の位置ズレを防止できる。また、ベースフィルム１２の破れを防止できることから、異物の発生を抑制することができ、成形品への異物の混入などの異物不良の発生を抑制することができる。また、射出成形後にベースフィルム１２を第１型３１の凹部３１ｂから離す際に、フィルム１０に作用させる張力を多段階で徐々に増加させることにより、ベースフィルム１２がより破れ難くなる。

なお、射出成形後にベースフィルム１２を第１型３１の凹部３１ｂから離す際にフィルム１０に作用させる張力を、第１型３１とクランプ治具３２との間を走行するときのフィルム１０に作用させる張力（例えば、３ｋＮ〜８ｋＮ程度）まで一気に強くしてもよい。このようにしても、第１型３１とクランプ治具３２との間を走行するときのフィルム１０の表面（平面）が、第１型３１のパーティング面３１ａに対して傾斜していることにより、第１型３１の凹部３１ｂの端から徐々にベースフィルム１２が離れていくので、ベースフィルム１２が第１型３１の凹部３１ｂから離れる際にベースフィルム１２に加わる応力（衝撃力）を緩和して、ベースフィルム１２の破れを抑制することが可能となる。但し、フィルム１０に作用させる張力を多段階で徐々に強くする方が、ベースフィルム１２に加わる衝撃力をより弱めることができ、ベースフィルム１２の破れをより防ぐことができ、より安定してフィルム１０（ベースフィルム１２）をフィルム走行位置１０ａに復帰させることができる。

続いて、この実施の形態の他例について、図８を用いて説明する。図８は、この実施の形態における射出成形後のベースフィルムの動作の他の一例を説明するための概略断面図であり、フィルム１０の走行方向（第１型３１の天面）から第１型３１を見ている。詳しくは、図８は、フィルム１０に張力をかけ始めたときのベースフィルム１２の動作を示しており、図８（ａ）は図７（ｂ）と同じである。

図８（ｂ）に示すように、フィルム１０に張力（例えば、０．１ｋＮ〜１ｋＮ程度の弱い張力）をかけ始めたときに、フィルム１０をその幅方向に１ｍｍ程度の微小量で往復移動させる。上記したように、第１型３１の凹部３１ｂに密着したベースフィルム１２を第１型３１の凹部３１ｂから剥がすとき、第１型３１の凹部３１ｂの内側の面（成形面）とベースフィルム１２との間では静電気による固着が起こっているが、フィルム１０の幅方向にフィルム１０を往復移動させることにより、静電気による固着からベースフィルム１２が解放されるので、ベースフィルム１２が第１型３１の凹部３１ｂから離れ易くなる。フィルム１０の幅方向へのフィルム１０の往復移動は、第１型３１の凹部３１ｂの最も深い箇所までベースフィルム１２が第１型３１の凹部３１ｂから離れるまで続けてもよい。

なお、一般的に、フィルムをその幅方向で位置決めするための移動機構を持つフィルム巻き出し装置およびフィルム巻き取り装置が知られている。したがって、フィルム１０の幅方向へのフィルム１０の往復移動は、フィルムをその幅方向で位置決めするための移動機構を持つ一般的に知られたフィルム巻き出し装置およびフィルム巻き取り装置によって実現できる。

続いて、ベースフィルム１２を第１型３１の凹部３１ｂから離れ易くする他の例について、図９を用いて説明する。図９は、この実施の形態における射出成形後のベースフィルムの動作の他の一例を説明するための概略断面図であり、フィルム１０の走行方向（第１型３１の天面）から第１型３１を見ている。詳しくは、図９は、フィルム１０に張力をかけ始めたときのベースフィルム１２の動作を示しており、図９（ａ）は図７（ｂ）と同じである。

図１に示すように、フィルム巻き出し部２０とフィルム巻き取り部４０は送り出しピンチローラ２３と引き込みピンチローラ４３を備えている。図９（ｂ）に示すように、フィルム１０に張力（例えば、０．１ｋＮ〜１ｋＮ程度の弱い張力）をかけ始めたときに、送り出しピンチローラ２３が送り出し軸２２から離れる動作と、送り出しピンチローラ２３が送り出し軸２２へ接近して、送り出し軸２２と共にフィルム１０を挟む動作を繰り返すとともに、引き込みピンチローラ４３が引き込み軸４２から離れる動作と、引き込みピンチローラ４３が引き込み軸４２へ接近して、引き込み軸４２と共にフィルム１０を挟む動作を繰り返すことにより、フィルム１０に張力を作用させ、その張力からフィルム１０を解放する動作を繰り返して、フィルム１０をその表面と垂直な方向に振動させることができる。これにより、フィルム１０をその幅方向に往復移動させる場合と同様に、ベースフィルム１２が第１型３１の凹部３１ｂから離れ易くなる。

なお、フィルム１０の表面と垂直な方向におけるフィルム１０の振動は、第１型３１の凹部３１ｂの最も深い箇所までベースフィルム１２が第１型３１の凹部３１ｂから離れるまで続けてもよい。また、送り出しピンチローラ２３の動作は、引き込みピンチローラ４３の動作と同時でもよいし、時間的にズレていてもよい。さらに、フィルム１０の表面と垂直な方向へフィルム１０を振動させているときに、上記したように、フィルム１０の幅方向へフィルム１０を往復移動させてもよい。

以上のように、この実施の形態によれば、第１型３１のパーティング面３１ａに対してフィルム１０の表面（平面）を傾斜させることにより、成形品５０が深絞り形状であるためにベースフィルム１２が薄くなって破れ易くなっていても、ベースフィルム１２が第１型３１の凹部３１ｂから離れる際にベースフィルム１２に加わる応力（衝撃力）を緩和して、ベースフィルム１２の破れの発生を抑制することが可能となる。また、第１型３１のパーティング面３１ａに対してフィルム１０の表面（平面）を傾斜させることにより、静電気による第１型３１とベースフィルム１２との間の固着からベースフィルム１２を解放して、ベースフィルム１２の破れの発生を抑制することが可能となる。さらに、ベースフィルム１２が第１型３１の凹部３１ｂから離れる際に、フィルム１０に作用させる応力を多段階で変化させたり、フィルム１０をその幅方向で微小移動させたり、フィルム１０をその表面と垂直な方向に振動させたりすることにより、ベースフィルム１２の破れをより発生し難くすることができる。したがって、この実施の形態によれば、ベースフィルムの破片による異物不良の発生防止と、フィルムの位置決め精度向上と、成形品の外観品位向上を図ることができる。

本発明にかかる射出成形方法および射出成形装置によれば、金型の型開き後に、ベースフィルムを破らずに第１型の凹部から離すことができ、ベースフィルムの破片による異物不良の発生防止と、フィルムの位置決め精度向上と、成形品の外観品位向上を図ることができ、特に、深絞り形状の成形品を射出成形すると同時に、その成形品の表面に絵柄を転写するインモールドに有用である。

１０ フィルム
１０ａ フィルム走行位置
１１ 加飾膜
１２ ベースフィルム
２０ フィルム巻き出し部
２１ 巻き出し軸
２２ 送り出し軸
２３ 送り出しピンチローラ
３０ 成形部
３１ 第１型
３１ａ パーティング面
３１ｂ 凹部
３２ クランプ治具
３３ 第２型
４０ フィルム巻き取り部
４１ 巻き取り軸
４２ 引き込み軸
４３ 引き込みピンチローラ
５０ 成形品
５０ａ 溶融樹脂
５４ 凸凹形状
１００ フィルム
２０１ 第１型
２０２ 第２型
２０３ クランプ治具
２０４ キャビティ
３００ 成形品

Claims (7)

1. ベースフィルム上に転写膜が積層されてなるフィルムを、第１型と第２型との間で走行させて、前記第１型と前記第２型との間において前記フィルムを位置決めした後、前記第１型と前記第２型を型締めし、前記フィルムを挟み込んだ前記第１型と前記第２型とにより形成されるキャビティ内に樹脂を射出して、前記転写膜が転写された成形品を成形した後、前記第１型と前記第２型を型開きし、その後、前記ベースフィルムを前記第１型から離す射出成形方法において、
   張力を作用させた前記フィルムの表面が前記第１型のパーティング面に対して傾斜するように前記第１型と前記第２型との間で前記フィルムを走行させる
   ことを特徴とする射出成形方法。
2. 請求項１記載の射出成形方法において、前記フィルムに張力を作用させて、前記ベースフィルムを前記第１型から離すことを特徴とする射出成形方法。
3. 請求項１または２に記載の射出成形方法において、前記フィルムに作用させる張力を多段階で強くして、前記ベースフィルムを前記第１型から離すことを特徴とする射出成形方法。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の射出成形方法において、前記フィルムを微小移動させて、前記ベースフィルムを前記第１型から離すことを特徴とする射出成形方法。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の射出成形方法において、前記フィルムに張力を作用させ、その張力から前記フィルムを解放する動作を繰り返して、前記ベースフィルムを前記第１型から離すことを特徴とする射出成形方法。
6. ベースフィルム上に転写膜が積層されてなるフィルムを送り出す送り出し部と、
   前記送り出し部から送られた前記フィルムを巻き取る巻き取り部と、
   第１型と第２型を有し、前記送り出し部から送り出され、前記巻き取り部により巻き取られる前記フィルムが前記第１型と前記第２型との間で走行するように配置され、前記第１型と前記第２型との間において前記フィルムが位置決めされると前記第１型と前記第２型を型締めし、前記フィルムを挟み込んだ前記第１型と前記第２型とにより形成されるキャビティ内に樹脂を射出して、前記転写膜が転写された成形品を成形した後、前記第１型と前記第２型を型開きする成形部と、
   を備え、前記第１型と前記第２型が型開きした後、前記ベースフィルムを前記第１型から離す射出成形装置において、
   前記第１型と前記第２型との間で前記フィルムが走行するとき、前記送り出し部と前記巻き取り部により張力を作用させた前記フィルムの表面が前記第１型のパーティング面に対して傾斜する
   ことを特徴とする射出成形装置。
7. 請求項６記載の射出成形装置において、
   前記送り出し部は、前記フィルムの送り出し量を決める送り出し軸と、前記送り出し軸の回転に前記フィルムが追従するように前記フィルムを前記送り出し軸に押さえつけることが可能な送り出しピンチローラと、を備え、
   前記巻き取り部は、前記フィルムに作用させる張力を決める引き込み軸と、前記引き込み軸の回転に前記フィルムが追従するように前記フィルムを前記引き込み軸に押さえつけることが可能な引き込みピンチローラと、を備える
   ことを特徴とする射出成形装置。

Images