JP2749515B2 - 射出成形同時絵付方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、成形品の表面上に熱盤
の圧痕などが残らないようにした射出成形と同時に絵付
する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、３次元立体成形品への加飾法とし
て、ラミネート法および転写法が知られている。ラミネ
ート法においては、予め絵柄を印刷しておいたフィルム
を変形させまたは変形と同時に基材に貼合わせるか、あ
るいはフィルムの変形中にまたはその後に雌雄型間の成
形キャビティ内にあるフィルムに樹脂を充填する。他
方、転写印刷法においては、予め絵柄を印刷しておいた
フィルムの絵柄インキだけを成形品に転写する。

【０００３】転写印刷法としては、特開昭６２−１９６
１１３号公報に記載の方法が公知である。この方法にお
いては、後述のように、絵付フィルムを吸着した熱盤
が、相互に所定間隔に離間された雄型と雌型との間のス
ペース中に移動される。次に絵付フィルムが熱盤によっ
て加熱されて、雌型の内側面に真空吸着される。その
後、熱盤は雄型と雌型との間のスペースから外側に後退
させられる。次に雄型と雌型が相互に締結される。そし
て、これらの半型によって画成されたキャビティの中に
溶融樹脂が射出されて成形品が形成され、成形された樹
脂成形品の表面上に絵付フィルムが密着される。

【０００４】しかしこの方法では、絵付フィルムが熱盤
に吸着される時に、熱盤と絵付フィルムとの間に空気が
捕捉され、この空気が気泡として残る。したがって、絵
付フィルムが均一に加熱されない。さらに熱盤の真空孔
の凹凸または圧痕が、絵付フィルムを密着された最終成
形品の表面上に残るので、成形品の外観が不良となる。

【０００５】この問題点を解決するため、特開平５−３
０１２５０号（特願平４−１０８２７１号）公報に記載
の方法が提案されている。この方法では、熱盤の表面の
周縁部に絵付フィルムの面に接触する長方形状の保持フ
レームが突設され、この保持フレームの内側に凹部が形
成される。そして、熱盤が絵付フィルムの加熱のために
絵付フィルムを保持した時に、前記凹部の存在のため
に、絵付フィルムの要部が熱盤の表面に接触することが
避けられ、前述のように絵付フィルムに圧痕が残って、
成形品の外観が不良となることが回避される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記射出成形同時絵付
方法においては、しかしながら次のような問題が残され
ている。

【０００７】すなわち、熱盤で絵付フィルムを保持して
加熱軟化させつつ、雌型へ絵付フィルムを搬送して位置
合せを行う際に、軟化した絵付フィルムの搬送により該
フィルムに皺やたるみが生じ易く、また雌型への位置合
せも、フィルムの軟化により必ずしも精度よく行うこと
ができない。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、絵付フィルムを皺やたるみの
ない状態で雌型の面に対向する位置へ送ることができ、
しかも雌型に対する絵付フィルムの絵柄の位置合せと絵
付フィルムの固定を正確に行うことができるとともに、
熱盤からの熱を有効に絵付フィルムの加熱に利用し、ま
た周囲を不要に加熱することがない射出成形同時絵付方
法を得ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、射出成
形同時絵付装置の対向する雄型と雌型の間の位置へ絵付
フィルムを送り、熱盤によって加熱することにより軟化
した絵付フィルムを雌型のキャビティに対向させ、次い
で絵付フィルムをキャビティ内面に密着させ、熱盤を雄
型と雌型の間の位置から後退させ、雄型と雌型を締結し
てキャビティを閉じ、このキャビティ内に溶融樹脂を射
出して成形品を成形するとともに成形品表面に絵付フィ
ルムを密着させる射出成形同時絵付方法において、絵付
フィルムを供給部から帯状に前記雌型のキャビティに対
向する位置まで展延させて、雌型のパーティング面に絵
付フィルムを接触固持させ、雄型および雌型間の空間領
域とは異なる位置に待機させておいた熱盤であって、絵
付フィルムに対向する面とは反対の面から、順に、熱絶
縁板、熱源を内包するヒータパネル、高伝熱特性を有す
るライナー板、および熱を放射する加熱板を積層してな
り、該加熱板の表面の周縁部に、それを囲繞する突出部
からなる周縁保持フレームを有している熱盤を、雄型お
よび雌型の間で雌型のパーティング面に固持されている
絵付フィルムに対向する位置へ移動させ、熱盤表面の周
縁保持フレームを介して熱盤と雌型パーティング面との
間に絵付フィルムを挟んで、絵付フィルムを熱盤表面か
ら浮いた状態で熱盤により加熱軟化させることを特徴と
する方法が提供される。

【００１０】

【作用】本発明の方法では、絵付フィルムは雌型のパー
ティング面へは、固く変形しにくい常温のまま展張させ
られるので、送られる途中で皺、たるみ、変形が生じに
くい状態が得られ、また熱盤の熱が有効に利用され、し
かも周囲を不要に加熱することがない。

【００１１】

【実施例】図１は射出成形される成形品に同時に絵付け
する方法を実施する装置の一実施例の全体概略構成を示
す。図中、１は成形装置の雄型で、この雄型１は固定盤
３に固定されている。雄型１は雌型２に対向して配置さ
れている。雄型１内に射出ノズル５が射出ゲート４と連
通するように設けられる。雌型２は可動盤６を介してラ
ム７に固定されている。このラム７の進退作動により雌
型２は雄型１に対して前進後退させられる。さらに、雌
型２は排気孔８を備え、この排気孔を通して雌型２内の
空気が真空ポンプ（図示されず）によって外部に排出さ
れる。雄型１のパーティング面には長方形の嵌入溝１ａ
が、また雌型２のパーティング面には嵌入溝１ａに対向
するように長方形嵌着溝２ｂが形成されている。

【００１２】前記雄型１と雌型２の外側面（両型の間の
空間領域）から所定距離だけ離間した位置に熱盤９が配
置される。熱盤９が配置される位置を以下待機位置と呼
ぶ。他方、雄型１と雌型２が対向配置され熱盤９がその
間に移動させられる位置を以下前進位置と呼ぶ。熱盤９
は、図示しない駆動手段によって待機位置と前進位置と
の間を移動させられるようになっている。

【００１３】Ｘは絵付フィルムであり、この絵付フィル
ムＸはロールＲからチャック装置３４、３４により矢印
方向に引出されて、後述のように雌型２に対向する位置
へ送られるようになっている。

【００１４】図２と図３は熱盤９の詳細を示す。

【００１５】熱盤９は、加熱板１０、ライナー板１１、
ヒータパネル１２および絶縁板１３を表側からこの順序
に配置した積層構造を有している。加熱板１０は後述の
ように絵付フィルムＸを加熱する。加熱板１０の前側面
周縁部には長方形の保持フレーム１４が固定されてい
る。熱盤９は、ソレノイド１６によって移動されるよう
に支持部材１５に取り付けられている。ソレノイド１６
の作動により、熱盤９は絵付フィルムＸの面に対して直
角方向に移動される。ソレノイド１６は後述のように熱
盤９を雌型２まで前進させまた後退させる。

【００１６】熱盤９の加熱板１０は伝熱性に優れた金属
から成る。加熱板１０が保持フレーム１４の周壁１４ａ
によって包囲されている領域に、多数の小さな空気吹き
出し孔１７が所定のピッチ間隔で配列されている。これ
らの空気吹き出し孔１７は加熱板１０の前側面から後側
面に貫通している。図５に示すように、加熱板１０の表
面と保持フレーム１４の周壁１４ａとによって凹部１４
ｂが形成される。加熱板１０の前側面にセラミック層を
形成すると、放射熱効率が向上する。加熱板１０の背後
に配置されたライナー板１１は高伝熱特性を有する金属
板から成る。ライナー板１１は加熱板１０の後側面と接
触する表面を有する。この表面には溝１８が設けられ、
この溝を通して圧縮空気が空気吹き出し孔１７に送られ
る。ライナー板１１の中心に通気孔１９が設けられる。
この通気孔１９はライナー板１１を貫通している。ま
た、この通気孔１９はヒータパネル１２と絶縁板１３の
中心を通っている。この通気孔１９は絶縁板１３の後側
面に開放され、通気孔１９の開口がエアホース２０に接
続される。エアホース２０は三方切り替え弁２１を通し
て低圧コンプレッサ２２または高圧コンプレッサ２３に
接続することができる。

【００１７】ヒータパネル１２は複数の電熱線２４を備
えている。これらの電熱線は給電線（図示されず）に接
続される。絶縁板１３は、電熱線２４によって発生され
た熱を加熱板１０に向かって効果的に伝達させる機能を
有する。

【００１８】図３と図４（図２の符号４で示す部分の拡
大図）に示すように、保持フレーム１４の周壁１４ａに
沿って密封リング嵌着溝２５が形成される。密封リング
２６が溝２５の中に嵌着されると、空気漏れが防止され
る。さらに真空成形操作に際して、絵付フィルムの所定
の位置からのズレが防止される。

【００１９】図１に示すように、熱盤９の待機位置にお
いて、フィルム押さえ手段３１が設けられている。フィ
ルム押さえ手段３１は長方形のフィルム押さえフレーム
３２（図６に示す）を有している。押さえフレーム３２
は後述のように、絵付フィルムＸを押さえて完全に非接
触状態に保持するように作動する。絵付フィルムＸの送
り方向に関して成形装置の直ぐ上流側には、図１０に示
すように前記チャック装置３４とカッター装置３５が設
けられている。カッター装置３５は所定位置まで引っ張
られた絵付フィルムＸを成形装置の直ぐ上流側で切断す
る。カッター装置３５はエアシリンダ３５ａによって駆
動される。

【００２０】絵付フィルムＸは最初は特定の図柄Ｙ（図
３参照）を所定間隔で印刷された帯状をなしている。こ
の絵付フィルムＸはロールＲ状に巻かれて供給保持装置
Ｓ（図１）に保持されている。絵付フィルムＸに対する
「ラミネートフィルム」の一実施態様においては、アク
リル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共
重合体（ＡＢＳ）またはポリ塩化ビニールなどの熱可塑
性樹脂に絵柄を印刷した物を使用することができる。

【００２１】前記の転写印刷フィルムの一例としては、
二軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂またはプロピ
レンなどの剥離性基材の上に、転写保護層、図柄層およ
び接着剤層から成る転写印刷層を形成したラミネートを
使用することができる。

【００２２】射出成形同時絵付法において必要な三次元
輪郭追随特性（成形特性）の観点から、また図柄面の耐
久性（耐摩性など）の観点から、絵付フィルム基材また
は、転写層に「希釈媒体の乾燥後に非架橋状態において
も非粘着性熱可塑性固体となる樹脂」を使用することが
できる。このような樹脂は特開昭６１−６９４８７号公
報および同６０−１６１１２１号公報に記載されてい
る。ラミネートフィルムの基材材料または転写フィルム
の透明保護層の例は、ガラス遷移温度０℃ないし２５０
℃のアクリル樹脂などの非粘着性熱可塑性共重合体にア
クリル基およびメタアクリル基などの重合性架橋ラジカ
ルを添加して成る材料である。

【００２３】重合前または架橋反応前の状態の材料が射
出樹脂成形品の表面に対して転送または積層される。そ
の後、紫外線または電子ビームを使用して、得られたラ
ミネートを架橋反応により硬化させる。

【００２４】次に、図７乃至図１４について、射出成形
同時絵付装置の作用を説明する。まず、図１の状態か
ら、チャック装置３４が絵付フィルムＸの末端をつかん
で、図７に示すように雄型１と雌型２との間に引っ張
り、絵付フィルムＸにより雌型２のキャビティ２ａ全体
をカバーさせる。また、フィルム押さえフレーム３２
を、雄型１と雌型２の区域外の図１の待機位置から、絵
付フィルムＸを挾んで雌型２に対向する図７の位置まで
移動させる。その後、押さえフレーム３２を雌型２の対
向面上の嵌着溝２ｂと一致するように位置調整する。嵌
着溝２ｂはキャビティ２ａの面を包囲するように配置さ
れている。

【００２５】次に、図８に示すように、フィルム押さえ
フレーム３２を嵌着溝２ｂの中に、その間に絵付フィル
ムＸを介在させながら押し込む。このようにして絵付フ
ィルムＸが雌型２のパーティング面に接触させられる。
この時点において、フィルム押さえフレーム３２の外側
面が嵌着後に雌型２の外側面と同一レベルにあることが
好ましい。しかし図示のように、雄型１の外周部に嵌入
溝１ａが形成されこの嵌入溝が雌型２の嵌着溝２ｂに対
向している場合には、フィルム押さえフレーム３２の外
側面を雌型２の外側面と同一レベルにする必要はない。
むしろ、フィルム押さえフレーム３２が突出して、後述
のように、保持フレーム１４の周壁１４ａにより容易に
押圧されるようにしておくのが好ましい。図９は図８の
左側から見た雌型２の前面を示す。同図に示すように、
フィルム押さえフレーム３２はその側方にその駆動源に
連なる連結部３２ａを有している。

【００２６】次に、図１０に示すように、待機位置の熱
盤９が雌型２の前面まで移動させられる。次いで、熱盤
９上の保持フレーム１４の周壁１４ａによって絵付フィ
ルムＸがフィルム押さえフレーム３２を介して嵌着溝２
ｂ内に押し込まれる。この段階において、絵付フィルム
Ｘは熱盤９上の周壁１４ａによる押圧を受ける。このよ
うにして閉鎖加熱スペースが形成され、絵付フィルムＸ
が熱盤と非接触状態で加熱される。この際、熱盤９が、
その裏面から、熱絶縁板１３、熱源を内包するヒータパ
ネル１２、高い伝熱特性を有するライナー板１１、およ
び熱を放射する加熱板１０の順に積層して構成されてい
るために、ヒータパネル１２から発する熱は、熱絶縁板
１３によって背後に放散されることが防止され、前側の
熱伝導性のよいライナー板１１によって効率よく前方へ
伝達され、加熱板１０を介して絵付フィルムＸに有効に
伝えられる。また、保持フレーム１４はそれが囲む範囲
内のみで絵付フィルムＸを加熱するのに役立つととも
に、加熱板１０の表面が絵付フィルムＸに接触するのを
防止する。絵付フィルムＸは充分に軟化された後に、図
１１に示すように、排気孔８を介して真空吸引を受け
る。此の時、必要に応じ、空気吹出孔１７から空気を吹
出すことを併用しても良い。これによって、絵付フィル
ムＸはキャビティ面２ａの形状に一致させられる。

【００２７】その後、図１２に示すように、熱盤９が待
機位置まで後退させられる。次に雌型２と雄型１が相互
に締結される。そして、溶融樹脂が射出ゲート４から射
出されてキャビティがこの樹脂によって充填される。

【００２８】図１３に示すように溶融樹脂が冷却され固
化した後に、雄型１と雌型２が開かれ、次にフィルム押
さえフレーム３２が雌型２の嵌着溝２ｂから引き出され
る。このようにして絵付フィルムＸに固着した樹脂成形
品が取り出される。絵付フィルムＸが転写印刷フィルム
である場合、基材フィルムのみが剥離されて絵柄が成形
品の上に残される。

【００２９】金型を開く他の方法においては、図１４に
示すように溶融樹脂が冷却して固化した後に、フィルム
押さえフレーム３２が雌型２の嵌着溝２ｂから雄型１の
嵌入溝１ａ内に移動される。絵付フィルムＸが解除され
た後に、図１３に示す金型開放操作が実施される。この
方法によれば、成形品の雄型１および雌型２からの型出
しが容易になる。

【００３０】前述の実施例の効果は、絵付フィルムＸが
直接に雌型の対向面上に固着された状態で加熱され軟化
されるので、絵付フィルムＸの変形と移動がほとんど生
じないことにある。特に絵柄が金型と位置的に一致させ
られる時、高度の位置精度が容易に得られる。高精度で
絵柄と金型凹凸とを位置決めする場合は、絵付フィルム
Ｘに十字型等の位置決めマークを印刷しておき、これを
成形機に固定した光電管等の位置センサーで検知して、
絵付フィルムＸの送りを停止させるようにする。

【００３１】前記の実施例においては、転写印刷法を説
明したが、本発明はラミネート法にも適用することがで
きる。

【００３２】前記の実施態様においては、近赤外線を放
射するパネルヒータを使用することができるが、このヒ
ータのほか、電熱器（ニクロムコイルを使用し、表面抵
抗などのジュール放射熱を直接に絵付フィルムＸに放射
するヒータ）、遠赤外線を放射するセラミックパネル、
または誘電加熱を使用することもできる。また、絵付フ
ィルムＸに対する熱転写法の例として、直接に赤外線放
射、電磁波などを使用することもできる。さらに、閉鎖
スペース中において空気を加熱して絵付フィルムＸに熱
転写を実施することもできる。もちろん両者を併用する
こともできる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、絵付フィルムの要部は
熱盤の面と接触することなく加熱されるので、熱盤の表
面の圧痕が絵付フィルムに残らず、成形品の品質がよく
なるのはもとより、絵付フィルムを加熱する前に固い変
形しにくい常温のままで雌型キャビティ面に展延するた
め、絵付フィルムに皺、たるみ、変形が発生しにくくな
り、さらに雌型と絵付シート絵柄の位置合せ精度が向上
する。一方、熱盤として、その裏面から、熱絶縁板、熱
源を内包するヒータパネル、高い伝熱特性を有するライ
ナー板、および熱を放射する加熱板の順に積層して構成
されたものを使用するために、ヒータパネルから発する
熱は、熱絶縁板によって背後に放散されることが防止さ
れ、前側の熱伝導性のよいライナー板によって効率よく
前方へ伝達され、加熱板を介して絵付フィルムに有効に
伝えられる。また、保持フレームはそれが囲む範囲内の
みで絵付フィルムを加熱するのに役立つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形同時絵付方法を実施する装置
の一例の一部を断面で示す構成図。

【図２】図１の装置の熱盤の部分断面図。

【図３】熱盤の正面図。

【図４】熱盤と保持フレームを示す拡大断面図。

【図５】熱盤とフィルム押さえ手段を示す図。

【図６】本発明で用いるフィルム押さえフレームの斜視
図。

【図７】図１の装置の作動の１段階を示す図。

【図８】図７の次の作動状態の説明図。

【図９】図８の雌型の左側面図。

【図１０】図８の次の作動状態の説明図。

【図１１】図１０の次の作動状態の説明図。

【図１２】図１１の次の作動状態の説明図。

【図１３】図１２の次の作動状態の説明図。

【図１４】図１３の次の作動状態の説明図。

【符号の説明】

１ 雄型 １ａ 嵌入溝 ２ 雌型 ２ａ キャビティ内側面 ２ｂ 嵌着溝 ７ ラム ８ 排気孔 ９ 熱盤 ９Ａ、９Ｂ、９Ｃ 熱盤ブロック １０ 加熱板 １４ 保持フレーム １４ａ 保持フレームの周壁 １４ｂ 凹部 １６ ソレノイド １７ 空気吹き出し孔 １８ 溝 １９ 空気通路 ２１，２９ 三方切り替え弁 ２２ 低圧空気源 ２３ 高圧空気源 ２４ ヒータワイヤ ３２ フィルム押さえフレーム ３４ チャック ３５ カッター

フロントページの続き (72)発明者 樽 谷 隆 至 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 俣 野 剛 史 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 小 林 和 久 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 阿 竹 浩 之 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−222705（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−145313（ＪＰ，Ａ) 特公 平４−2418（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】射出成形同時絵付装置の対向する雄型と雌
   型の間の位置へ絵付フィルムを送り、熱盤によって加熱
   することにより軟化した絵付フィルムを雌型のキャビテ
   ィに対向させ、次いで絵付フィルムをキャビティ内面に
   密着させ、熱盤を雄型と雌型の間の位置から後退させ、
   雄型と雌型を締結してキャビティを閉じ、このキャビテ
   ィ内に溶融樹脂を射出して成形品を成形するとともに成
   形品表面に絵付フィルムを密着させる射出成形同時絵付
   方法において、 絵付フィルムを供給部から帯状に前記雌型のキャビティ
   に対向する位置まで展延させて、雌型のパーティング面
   に絵付フィルムを接触固持させ、 雄型および雌型間の空間領域とは異なる位置に待機させ
   ておいた熱盤であって、絵付フィルムに対向する面とは
   反対の面から、順に、熱絶縁板、熱源を内包するヒータ
   パネル、高伝熱特性を有するライナー板、および熱を放
   射する加熱板を積層してなり、該加熱板の表面の周縁部
   に、それを囲繞する突出部からなる周縁保持フレームを
   有している熱盤を、雄型および雌型の間で雌型のパーテ
   ィング面に固持されている絵付フィルムに対向する位置
   へ移動させ、 熱盤表面の周縁保持フレームを介して熱盤と雌型パーテ
   ィング面との間に絵付フィルムを挟んで、絵付フィルム
   を熱盤表面から浮いた状態で熱盤により加熱軟化させる
   ことを特徴とする方法。