JP3315150B2

JP3315150B2 - 射出成形同時絵付方法

Info

Publication number: JP3315150B2
Application number: JP18247792A
Authority: JP
Inventors: 功吉村; 浩久吉川
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1992-07-09
Filing date: 1992-07-09
Publication date: 2002-08-19
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: JPH0623787A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、射出成形同時絵付方法
に係り、特に成形品の表面に形成される意匠の意匠感が
良好になるようにした射出成形同時絵付方法に関する。

【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
ト法は、予め絵柄を印刷しておいたフィルムを変形させ
た後、或いは変形と同時に基材に貼合せるか、フィルム
を変形後、その中に樹脂を充填固化する方法である。ま
た、転写法は、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移し替える方法である。

【０００３】本願出願人は、先に、前記ラミネート法お
よび転写法のいずれにも適用可能な射出成形同時絵付装
置を提案した（特願平４−１０８２７１号）。この提案
は、絵付フィルムを軟化させる熱盤に凹部を形成し、絵
付フィルムを熱盤に非接触で保持しつつ予備加熱し、し
かる後、雌型のキャビティに絵付フィルムを密着せし
め、射出成形を行うようにしたものである。このように
すると、それまでの不都合、即ち、絵付フィルムを熱盤
に密着したときに発生していた「気泡」が残らず、ま
た、熱盤に設けていた真空引き用の孔の孔跡が「痕跡」
として成形品の表面に残ることがない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
願平４−１０８２７１号に開示した手段によると、雌型
の形状によっては、次のような不都合があった。この不
都合を図１０を参照して具体的に説明する。

【０００５】図１０に示すように、射出成形同時絵付装
置を構成する雄型５１は、中央部に凸部を有する雌型５
２に対向して固定盤５３に固定され、該雄型５１に射出
ゲート５４に連通して射出ノズル５５が設けられてい
る。雌型５２は、可動盤５６を介してラム５７に固定さ
れ、該ラム５７の進退動作により雄型５１に対して離接
する方向に駆動されるようになされている。また、雌型
５２には、後述する絵付フィルムＸの真空圧空成形時に
該雌型５２内の空気を真空ポンプ（図示せず）を用いて
外部に排出するための排気孔５８が設けられている。

【０００６】かかる構成において絵付フィルムＸを軟化
させた状態で雌型５２に対して予備成形する（図示の状
態）。すると、符号Ｍ₁の範囲（３箇所）では絵付フィ
ルムＸは殆ど伸びないが、符号Ｍ₂の範囲（２箇所）で
は絵付フィルムＸが著しく伸びる。なお、矢印の長さで
伸びの度合を模式的に示す。そのため、予備成形時に局
所的に絵付フィルムの過剰な伸びが集中発生し易く、絵
付フィルムが破れたり，印刷絵柄が大きく変形したり，
絵付フィルムに亀裂が入ったり，シワが入ったりするこ
とがあった。即ち、雌型の形状によっては、成形品の意
匠感を損ねることがあった。

【０００７】そこで、本発明は上記問題点を解決するた
めになされたものであり、成形品の表面の意匠感が良好
な射出成形同時絵付方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、周壁により凹部が区画された熱盤に絵付フ
ィルムを保持しつつ加熱し、加熱された前記絵付フィル
ムを雌型の開口部に搬送した後に前記熱盤と雌型とを前
記絵付フィルムを介して圧着し、圧着後の前記絵付フィ
ルムを雌型のキャビティに密着せしめ、雄型との間に形
成されたキャビティに溶融樹脂を射出し、成形品に絵付
をする射出成形同時絵付方法において、前記熱盤と雌型
とを絵付フィルムを介して圧着後、先ず、絵付フィルム
を熱盤側に膨ませ、しかる後、絵付フィルムを雌型のキ
ャビティ面に密着せしめるようにした。

【０００９】

【作用】絵付フィルムを、熱盤の周壁天面に密接した状
態で固定しつつ加熱する。この加熱の際に、絵付フィル
ムの雌型のキャビティに密着される部分は、凹部を介し
て密閉空間により加熱され、熱盤に対して非接触状態に
なる。次いで、絵付フィルムと熱盤とを雌型の開口部に
搬送し、雌型と熱盤とを絵付フィルムを介して圧着す
る。この圧着状態で軟化された絵付フィルムを熱盤側
（即ち、雌型とは逆方向）に膨らませる。この逆膨らま
せの後、絵付フィルムを雌型のキャビティ面に密着さ
せ、溶融樹脂を注入する。このように逆膨らませの工程
を入れると、絵付フィルムが全体的に延伸されるので局
所的な延伸を防ぎ、意匠感の良好な成形品を得ることが
できる。

【００１０】また、前記キャビティに密着される部分に
は熱盤の貫通孔及び／又は表面凹凸が接触せず、成形品
に貫通孔の痕跡が残留することがない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し、重
複記載を省略する。

【００１２】図１に本発明に用いる射出成形同時絵付装
置の全体概略構成を示す。図１に示すように、雄型５１
と雌型５２との間の側部位置（上方位置）に熱盤９が配
置され、この熱盤９は、駆動手段（図示せず）により
「実線」で示す側部位置と「二点鎖線」で示す金型５
１，５２間の搬入位置との間を横移動するように構成さ
れている。該熱盤９は、側部位置、すなわち待機位置に
おいて絵付フィルムＸを吸着し、前記搬入位置に移動す
ることにより該絵付フィルムＸを金型５１，５２間に供
給する。そして、熱盤９は、待機位置から搬入位置に向
けて移動する過程で、吸着している絵付フィルムＸを加
熱して適度に軟化させる。また、絵付フィルムＸは、前
記搬入状態において真空圧空成形により熱盤９から雌型
５２のキャビティ構成面５２ａに吸着される。そのため
熱盤９は、雌型５２との対向面（絵付フィルム保持面）
側に絵付フィルムＸを吸着する。

【００１３】図２および図３に前記熱盤９の詳細構成を
示す。図２および図３に示すように、熱盤９は、絵付フ
ィルムＸを吸着する面側から加熱板１０，ライナー板１
１，ヒーター板１２，および絶縁板１３の順に複合かつ
積層された一体構造を有し、前記加熱板１０の表面に枠
状の吸着板１４が取り付けられている。吸着板１４の深
さは、雌型５２のキャビティ深さより深い。熱盤９は、
支持部材１５にソレノイド１６，１６により支持され、
該ソレノイド１６，１６の作動によって熱盤９が前記搬
入方向に対して直角方向に移動可能とされている。その
場合、該ソレノイド１６，１６による移動方向は雌型５
２に対して接近し、かつ離反する方向である。

【００１４】熱盤９は、加熱板１０が熱伝導性にすぐれ
た金属板により構成され、前記吸着板１４の周壁１４ａ
によって囲まれている部分に、表裏に貫通する多数の小
径の空気吹き出し孔１７〜１７が、所定のピッチ間隔で
配列されている。加熱板１０と吸着板１４の周壁１４ａ
とにより、凹部１４ｂが区画形成される。なお、加熱板
１０の表面にセラミック層を形成しておくと輻射効率を
向上させることができる。加熱板１０の裏面側に配置さ
れたライナー板１１も熱伝導性にすぐれた金属板からな
り、加熱板１０裏面に接する面部に、上記空気吹き出し
孔１７〜１７に圧縮空気を供給するための溝１８が形成
され、該ライナー板１１の中心部に溝１８に連通して空
気通路１９が貫設されている。この空気通路１９は、ヒ
ーター板１２および絶縁板１３の中心部をも貫通して該
絶縁板１３の背面に開口され、該開口部にエアホース２
０が接続されている。そして、このエアホース２０が、
三方切り換え弁２１によって低圧コンプレッサ２２と高
圧コンプレッサ２３とに切り換え接続されるようになさ
れている。

【００１５】前記ヒーター板１２には、その内部に多数
本のヒーター２４〜２４が配設され、これらヒーター２
４〜２４に給電するため配線（図示せず）が施されてい
る。絶縁板１３は、ヒーター２４〜２４が発する熱を加
熱板１０に効果的に伝達する機能を有する。

【００１６】一方、前記吸着板１４の周壁１４ａは、図
３および図４（図２における符号Ａの部分の拡大図）に
示すように、表面にＯリング嵌着溝２５が該吸着板１４
の周壁１４ａ方向に沿って環状形成され、該溝２５にＯ
リング２６が嵌着されている。このＯリング２６によ
り、外部へのエアー漏れ、および真空成形時の絵付フィ
ルムのズレを防止できる。

【００１７】かかる構成の熱盤９に対して、該熱盤９の
待機位置にフィルム押さえ手段３１が対向して設けられ
る（図１および図２参照）。このフィルム押さえ手段３
１は、フィルム押さえ枠３２（図６参照）と、該フィル
ム押さえ枠３２を熱盤９に直交する方向に移動せしめる
エアシリンダ３３と、押さえ枠３２を熱盤９及び金型５
２方向に移動せしめる駆動機構（エアシリンダー等、図
示せず）とを有する。前記押さえ枠３２によれば、絵付
フィルムＸを展張させ、完全な非接触で加熱・保持でき
る。フィルム押さえ手段３１は、フィルム押さえ枠３２
が熱盤９から離反している状態で該熱盤９とフィルム押
さえ枠３２との間に絵付フィルムＸを引き込むチャック
手段３４と、該引き込まれた絵付フィルムＸを所定の大
きさに切断するためにエアシリンダ３６によって駆動さ
れるカッター手段３５とを有する。

【００１８】即ち、絵付フィルムＸは、任意の絵柄Ｙ
（図３参照）が一定間隔で描画された帯状をなし、フィ
ルムセット部（図示せず）にロール状に巻かれてセット
されている。そして、前記チャック手段３４は、絵付フ
ィルムＸの端をつかんで該フィルムセット部から熱盤９
の前面に所定長さ引き出すように構成されている。その
場合の引き出し量は、１回の樹脂成形に必要な絵柄部分
を熱盤９の前面に供給するに足る長さであり、この絵柄
Ｙを有した絵付フィルム部分が前記フィルム押さえ枠３
２によって熱盤９に押さえつけられる。このフィルム押
さえ時、熱盤９の吸着板１４の周壁１４ａには、前記絵
柄Ｙを囲む周辺部がフィルム押さえ枠３２によって押さ
えられタルミのないように展張させられ、この状態で前
述のカッター手段３５が絵付フィルムＸを切断して、押
さえられている絵付フィルム部分を切り離す。

【００１９】次に、図９に示すタイムチャートを参照し
つつ、本実施例の射出成形同時絵付方法を説明する。先
ず、図１および図２に示す熱盤９が待機位置にあり、か
つ、フィルム押さえ枠３２が該熱盤９から離反している
状態で、前述の如くチャック手段３４が熱盤９の前面位
置に絵付フィルムＸを引き込み（ステップＳ１）、この
引き込まれた絵付フィルムＸが、フィルム押さえ枠３２
により熱盤９の前面に押さえつけられる（ステップＳ
２）。また、三方切り換え弁２１により空気通路１９お
よび溝１８が低圧コンプレッサ２２に連通され、該低圧
コンプレッサ２２からの低圧空気が加熱板１０に設けら
れている空気吹き出し孔１７〜１７から微量ずつ吹き出
され、その後に前記カッター手段３５によるフィルム切
断がなされる（ステップＳ３，Ｓ４）。なお、吹出し孔
１７〜１７からの吹出し量は、絵付フィルムＸが熱盤と
平行平面を為し、且つ吸着盤１４からズレたり、タルミ
を生じたりしないように調整する。もし、不要であれば
吹出しを行わなくても良い。

【００２０】そして、フィルム押さえ枠３２と熱盤９が
金型５１，５２間に移動され、絵付フィルムＸが雌型５
２の前面に搬入される。この搬入後、それぞれの三方切
り換え弁２１、２９による真空ポンプ３０と低圧コンプ
レッサ２２との連通を保ち続けることにより、絵付フィ
ルムＸはタルミを生じる事なく、熱盤９と平行平面を保
ち、吸着板１４の周壁１４ａに吸着され、該絵付フィル
ムＸと加熱板１０との間に空気が吹き込まれる。従っ
て、絵付フィルムＸは加熱板１０の表面に接触すること
がない平面状態（非接触状態）で前記搬入が行なわれ
る。熱盤９は、ヒーター２４〜２４によって加熱板１０
が加熱されているので、絵付フィルムＸは前記吸着から
搬入が完了するまでの間に加熱板１０からの幅射熱及び
／又は空気を介しての伝動熱によって加熱され、適度に
軟化される。なお、絵付フィルムＸは加熱軟化させる必
要上、熱可塑性樹脂フィルムからなるが、軟化の程度は
該熱可塑性樹脂の軟化温度（ビカット軟化温度等で定義
される。）程度以上、溶融温度未満とする。

【００２１】前記搬入後、ソレノイド１６，１６が励磁
されることにより熱盤９が雌型５２の開口部に向って前
動され（ステップＳ５）、図７（Ａ）に示すように、密
接される（ステップＳ６）。次いで、雌型５２は大気圧
にされ（ステップＳ７）、熱盤９内の圧力Ｐ₁と雌型５
２内の圧力Ｐ₂とは、「Ｐ₁＝Ｐ₂」である。続いて、
図７（Ｂ）に示すように、熱盤９においては三方切り換
え弁２１，２９の切り換え作動によりそれぞれの空気通
路１９，２７に真空ポンプ３０が接続され、真空引きが
行わて絵付フィルムＸは熱盤９側に膨らむ。この場合、
絵付フィルムＸは全面に渡って平等に伸びる（ステップ
Ｓ８）。この真空引きにより前記圧力Ｐ ₁とＰ₂との関
係は、「Ｐ₁＜Ｐ₂」となる。

【００２２】次いで、熱盤９においては三方切り換え弁
２１，２９の切り換え作動によりそれぞれの空気通路１
９，２７に高圧コンプレッサ２３が接続され、高圧の圧
縮空気が空気吹き出し孔１７〜１７から吹き出される。
この吹き出しにより、図７（Ｃ）に示すように、絵付フ
ィルムＸが雌型５２のキャビティ構成面５２ａに密着さ
れ、この時の前記圧力Ｐ₁とＰ₂との関係は、「Ｐ₁＞
Ｐ₂」となる（ステップＳ９）。即ち、フィルムの金型
上における真空圧空成形である。また、ステップ９で、
望ましくは雌型の吸引口で真空吸引すると、シートと雌
型間の残留空気がなくなり好ましい。

【００２３】続いて熱盤９が雌型５２から離反され、フ
ィルム押さえ枠３２と共に、待機位置へ復帰されるに伴
い（ステップＳ１０）、ラム７の作動で雌型５２と雄型
５１が接合され（図８参照）、型締め状態で両金型５
１，５２内のキャビティに溶融樹脂が放出され、樹脂成
形がなされ（ステップＳ１１）、同時に樹脂成形品に絵
付フィルムＸの絵柄Ｙが転写されて絵付けが行われる。

【００２４】このように、絵付フィルムＸを熱盤９によ
って吸着し、かつ、加熱しながら金型５１，５２間に搬
入する過程では、絵付フィルムＸは絵柄周辺部において
のみ吸着板１４の周壁１４ａに吸着され、絵柄部分は吸
着板１４により形成される凹部１４ｂから浮いた状態に
あり、かつ、絵付フィルムＸと加熱板１０との間に微量
の低圧空気を吹き込んで該浮いた状態を強制的に保って
いるから、絵付フィルムＸの絵柄Ｙ部分には加熱板１０
に開口されている空気吹き出し孔１７〜１７の形状が凹
凸として付くことがなくなる。従って、樹脂製品の表面
にも凹凸が付かず、不必要な光沢の変化も生じない。

【００２５】また、図７（Ｂ）に示すように、絵付フィ
ルムＸを逆方向に一度膨らませることにより、絵付フィ
ルムＸの伸び量を均一にしているので、図７（Ｃ）に示
す状態（キャビティ面５２ａに密着した状態）になって
も、局部的な応力集中が発生しない。従って、従来のよ
うに意匠感を損ねることがなく、意匠感に優れた成形品
を製造できる。

【００２６】なお、「絵付フィルムと金型との位置決
め」および「絵付フィルムの加熱と金型への搬送のタイ
ミング」は以下のようにすればよい。絵付フィルムと金型との位置決め表面の絵柄と成形品形状との相対的な位置関係を常に
（毎ショット総て）同一な物を多数生産する場合には、
絵付フィルムＸ上の絵柄と熱盤９との相対的位置が毎回
同一となるように位置決めする。なお、熱盤９と雌型５
２と密接する時の相対的位置を予じめ所定の関係に固定
しておけば、絵柄と金型、更には絵柄と成形品との位置
関係は毎ショットとも同一に再現される。

【００２７】位置決めの具体的方法は、公知の手法に従
えばよい。例えば絵付フィルムの印刷時に、絵柄と相対
的に一定の位置関係を隔ててフィルム流れ方法及び幅方
向の位置合わせ用の見当マーク（十字型のパターン等）
を予め印刷しておく。そして、射出成形機の所定の位
置、例えば金型の上流部分に、流方向及び幅方向のセン
サーマークを検知する光電管等のセンサーを設置する。
このセンサーからの検知信号により稼動、停止等が制御
される流方向用及び幅方向用駆動装置（ステップモータ
等）を設けておく。

【００２８】そして、ステップＳ１の時に、流方向セン
サーが流方向を検知した時点でチャック手段３４を流れ
方向に駆動せしめる駆動装置を停止し、次いで、チャッ
ク手段３４を幅方向に駆動しつつ、横方向センサーが幅
方向センサーマークを検知した時点で、幅方向に駆動す
る駆動装置を停止せしめることにより、熱盤９に対する
絵柄の相対的位置が所定の位置となる（その横に、セン
サー、及びセンサーマークの位置を設定する）。しかる
後に、ステップＳ２に入る。

【００２９】勿論、絵柄と成形品形状との相対的位置関
係を各ショット毎に均一に揃えなくても良い時は、この
位置決めは省略しても良い。絵付フィルムの加熱と金型への搬送のタイミング本実施例では専ら、熱盤９に密着した絵付フィルムＸを
金型部へ搬送しながら同時にフィルムの加熱を行う場合
を述べた。成形サイクルを短縮する為には、此の様な態
様が好しいが、勿論、絵付フィルムＸを金型部に搬入
後、加熱を開始することも出来る。

【００３０】更に、本実施例では転写法の場合について
説明したが、ラミネート法の場合にも本発明を適用でき
るのは勿論である。更にまた、本実施例ではヒータとし
て近赤外線を輻射するパネルヒーターを用いたが、この
他にも、電気ヒータ（ニクロム線条、面抵抗体等のジュ
ール熱の幅射を直接絵付フィルムに放射する）、遠赤外
線を輻射する方式のセラミック入パネルヒーター、誘電
加熱等でもよい。又、絵付フィルムへの伝熱は、赤外
線、電磁波等の幅射を直接利用しても、或いは、一旦密
閉空間内の空気を加熱し、此処からフィルムＸへの伝動
を利用しても良く、勿論両者を併用しても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絵
付フィルムを予備加熱する際に、非接触で加熱している
ので、加熱板と絵付フィルムの絵付部とが接触すること
がない。従って、絵付フィルムには加熱板の貫通孔の痕
跡が残らず、成形品にもこの痕跡が残らない。また、絵
付フィルムをキャビティ面に密着させる以前に、熱盤方
向に絵付フィルムを膨らませているので、絵付フィルム
を均一に展張させることができ、キャビティ面に密着し
た際に局部的な応力集中が発生しない。従って、意匠感
の良好な成形品を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に使用する射出成形同時絵付装
置の全体概略構成図である。

【図２】前記装置における熱盤の一部断面を含む側面図
である。

【図３】前記熱盤の正面図である。

【図４】前記熱盤の要部拡大断面図である。

【図５】前記装置において熱盤と押さえ手段により絵付
フィルムを挟持した状態図である。

【図６】前記装置における押さえ枠を示す斜視図であ
る。

【図７】前記実施例において絵付フィルムが雌型に吸着
されるまでの過程を示す図であって、（Ａ）は熱盤と雌
型で絵付フィルムを圧着した直後の状態、（Ｂ）は本発
明の要旨に係る絵付フィルムを熱盤側に膨らませた状
態、（Ｃ）は絵付フィルムを雌型に密着した状態を示す
図である。

【図８】前記実施例において溶融樹脂を射出する直前の
状態を示す図である。

【図９】前記実施例の動作を示すタイムチャートであ
る。

【図１０】従来の射出成形同時絵付方法における不都合
を示す概念図である。

【符号の説明】

９…熱盤１０…加熱板１４…吸着板１４ａ…吸着板の周壁１４ｂ…凹部１７…空気吹き出し孔３２…フィルム押さえ枠５１…雄型５２…雌型５２ａ…キャビティ構成面Ｐ₁，Ｐ₂…熱盤および雌型内の圧力Ｘ…絵付フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭59−202830（ＪＰ，Ａ) 特開平２−63811（ＪＰ，Ａ) 特開昭54−132665（ＪＰ，Ａ) 特開平３−63115（ＪＰ，Ａ) 特公昭47−51472（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/17 B29C 45/14 B29C 33/12 B29C 45/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】周壁により凹部が区画された熱盤に絵付
フィルムを保持しつつ加熱し、加熱された前記絵付フィ
ルムを雌型の開口部に搬送した後に前記熱盤と雌型とを
前記絵付フィルムを介して圧着し、圧着後の前記絵付フ
ィルムを雌型のキャビティに密着せしめ、雄型との間に
形成されたキャビティに溶融樹脂を射出し、成形品に絵
付をする射出成形同時絵付方法において、前記熱盤と雌型とを絵付フィルムを介して圧着後、先
ず、絵付フィルムを加熱しながら熱盤側に膨らませ、し
かる後に、絵付フィルムを真空引きにより雌型のキャビ
ティ面に密着せしめるようにしたことを特徴とする射出
成形同時絵付方法。