JP3369042B2 - 射出成形によるｉｃカードの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形によるＩ
Ｃカードの製造方法に関し、特にゲート跡のない射出成
形によるＩＣカードの製造方法に関する。 【０００２】 【発明が解決しようとする課題】ＩＣカードは、プラス
チック製のカードの両面に印刷を施し、必要に応じてＩ
Ｃチップや磁気ストライプなどを設けて、プリペイドカ
ードやキャッシュカードなどの各種のカードとして用い
られるものである。この種のＩＣカードは、従来、射出
成形により製造されていた。この射出成形は、例えば、
回転するスクリューを後退させながら溶融した樹脂をシ
リンダー本体内の先端側に所定量溜める（計量工程）。
次に、スクリューを前進させてシリンダー本体の先端部
のノズルから溶融した樹脂を射出し、金型内に形成され
たＩＣカード形状のキャビティに臨んだゲートから樹脂
を充填する（充填工程）。その後、スクリューによりシ
ンリンダー本体内の樹脂に適当な圧力をかけて、冷却に
よる収縮分の樹脂をキャビティ内に補充する（保圧工
程）というものである。そして、この間、金型内のキャ
ビティの容積は一定であるので、成形体の樹脂密度は射
出成形機による樹脂の射出圧力に依存するため、十分に
大きな樹脂密度の成形体を得るには限界があった。射出
成形体における樹脂の密度が低いと、充填された樹脂が
固化する際に収縮すると成形体内に内部応力が生じやす
く、このような成形体をキャビティから取り出して放置
しておくと、前記内部応力の解放に伴い板状の成形体で
あるＩＣカードにソリが生じる。前述したとおりＩＣカ
ードには、両面に印刷が施されるとともに、必要に応じ
てＩＣチップや磁気情報などが貼り付けられるため、成
形体にソリを生じるとこの印刷やＩＣチップの貼り付け
などに支障をきたすという問題点があった。また、この
種の成形体の場合、樹脂を吐出するゲートはキャビティ
に臨んでおり、固化した後このゲート部の樹脂を分断し
て成形体たるＩＣカードを得るのが一般的であるので、
得られる成形体にゲート跡が生じるのは避けられず、こ
のため、後処理としてゲート処理加工を施さなければな
らないため、生産性が低下するとともにコストがかさむ
という問題点があった。 【０００３】本発明は、これらの課題を解決して、樹脂
の充填密度が大きく成形体内の内部応力が少なく、かつ
ゲート跡のない射出成形によるＩＣカードの製造方法を
提供することを目的とする。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
射出成形によるＩＣカードの製造方法は、射出成形によ
り成形され両面に印刷を施す射出成形によるＩＣカード
の製造方法であって、前記ＩＣカード形状のキャビティ
を有する金型を用い、前記金型を低圧で型締めした後、
前記キャビティ内に溶融樹脂を射出することにより前記
金型が僅かに開いて前記キャビティの容積を増加させな
がら該溶融樹脂を充填し、前記金型を高圧で型締めする
ことによりキャビティ内の余分な溶融樹脂を還流すると
ともにゲートを遮断し、該キャビティ内の溶融樹脂を圧
縮することを特徴とする射出成形によるＩＣカードの製
造方法である。このような構成を採用することにより、
まず、低圧で型締めした金型に溶融樹脂を射出し、この
射出した樹脂の圧力が型締めの圧力を上回ると、前記金
型が僅かに開いてキャビティの容積を増加させるように
変位するため、この射出した樹脂の圧力が吸収され、キ
ャビティ内の溶融樹脂の圧力は一定となる。その後、該
金型を高圧で型締めすることにより樹脂の充填時に開い
た分が復元して、キャビティ内の余分な樹脂を還流さ
せ、さらに型締めすることによりゲートを遮断し、その
後、キャビティ内の溶融樹脂を圧縮して冷却固化する。
このため、キャビティ内に充填される溶融樹脂の圧力が
均一なものとなり、しかも、充填した溶融樹脂の密度を
均一な状態のまま十分に高めることができる。したがっ
てこのような工程を経て得られるＩＣカードは、密度の
バラツキがないとともに、内部応力が減少しており、こ
れによりソリが大幅に抑制されている。また、ゲートを
遮断してキャビティを分離してから溶融樹脂を固化して
いるので、得られるＩＣカードはゲート跡を有しない。 【０００５】 【発明の実施形態】以下、本発明の一実施例について、
添付図面を参照して説明する。図１及び図２に示すよう
に本実施例のＩＣカード１は、横長な平板状で角部は所
定の曲率半径の円弧となっており、このＩＣカード１の
一方の面たる表側面の一側中央部には、矩形の浅い凹部
であるＩＣチップ貼着部２が形成されていて、このＩＣ
チップ貼着部２の中心部はさらに凹部３として形成され
ている。なお、このＩＣカード１の裏側面は平坦面とし
て形成されている。このようなＩＣカード１の両面に
は、所望とする印刷が施されるとともに、ＩＣチップ貼
着部２にはＩＣチップが設けられる。このようなＩＣカ
ード１は、本実施例においてはソリが少なく、ゲート跡
がないものであり、さらに収縮率が小さい。このような
ＩＣカード１は、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル樹脂などから
なる。 【０００６】上述したようなＩＣカード１は、図３に示
すような金型を用いて製造されるものである。図３にお
いて一対の型体である固定型11および可動型12は、可動
側プラテン（図示せず）の移動により互いに開閉し、型
閉時に相互間に前述したＩＣカード形状のキャビティ13
を形成するものである。前記固定型11は、固定側プラテ
ン（図示せず）に取り付けられる固定側取り付け板14
と、この固定側取り付け板14の可動型12側の面に固定さ
れた固定側受け板15とを有しており、これら固定側取り
付け板14および固定側受け板15により基体16を構成して
いる。また、固定側取り付け板14にはローケートリング
17およびスプルーブッシュ18が固定されている。このス
プルーブッシュ18は、射出成形装置のノズル19が接続さ
れるもので、内部が材料通路であるスプルー20になって
おり、固定側受け板15を貫通して可動型12側へ突出して
いる。 【０００７】また、固定側受け板15の可動型12側には、
移動体である移動板21が前記型開閉方向に所定範囲移動
可能に支持されている。この支持のために、固定側取り
付け板14および固定側受け板15に固定され可動型12側へ
突出したガイドピン（図示せず）が移動板21を摺動自在
に貫通している。これとともに、固定側受け板15の可動
型12側にストッパー22とともにボルト23により固定され
たスリーブ24が移動板21を摺動自在に貫通している。な
お、ストッパー22は、可動型12側から移動板21に当たる
ことにより、この移動板21と基体16との間の最大隙間す
なわち最大開き量を規制するものである。また、固定側
取り付け板14と移動板21との間に圧縮状態で挟まれた付
勢手段であるスプリング25により、移動板21は、基体16
に対して可動型12の方へ付勢されている。そして、スプ
ルーブッシュ18の先端部が移動板21に形成された貫通孔
27に摺動自在に嵌合されている。 【０００８】また、前記基体16には、固定側取り付け板
14と固定側受け板15とにより挟まれてキャビティ部材28
が固定されているが、このキャビティ部材28は、固定側
受け板15を貫通して可動型12側へ突出しており、キャビ
ティ部材28の先端側は、移動板21に形成された貫通孔29
に摺動自在に嵌合されている。そして、キャビティ部材
28の先端部は移動板21よりも可動型12側へ突出可能とな
っている。 【０００９】前記可動型12は、固定型11側の面に固定さ
れた可動側型板30を有し、この可動側型板30は、前記固
定型11の移動板21に突き当たって閉じるものであるが、
これら可動側型板30および移動板21の相互の案内のため
に、移動板21にはガイドピン31が固定されており、可動
側型板30には、ガイドピン31が摺動自在に嵌合される貫
通孔32が形成されている。 【００１０】そして、可動側型板30には、前記キャビテ
ィ部材28の先端部が挿脱自在に嵌合する貫通孔33が形成
されており、この貫通孔33にコア部材34が設けられてい
る。このコア部材34内には前述したＩＣチップ貼着部２
を形成するための凸部をなす入子部材35及び突き出しピ
ン（図示せず）が埋設されている。そして、最終的な製
品形状のキャビティ13は、キャビティ部材28とコア部材
34と可動側型板30とにより形成されるようになってい
る。すなわち、キャビティ部材28の先端面がＩＣカード
１の裏側面を形成し、コア部材34がＩＣカード１の表側
面を形成し、可動側型板30がＩＣカード１の幅狭な側面
を形成する。 【００１１】また、閉じた固定型11の移動板21と可動型
12の可動側型板30との間には、前記スプルー20をキャビ
ティ13に連通させる材料通路であるランナー36およびゲ
ート37が形成されるようになっている。移動板21の可動
型12側の面には、キャビティ部材28を囲む円環状の窪部
38が形成されている。この窪部38は、前記ランナー36に
連通しており、このランナー36の一部およびこのランナ
ー36からキャビティ13へのゲート37を形成するものであ
る。このゲート37は、キャビティ部材28が可動型12のコ
ア部材34に嵌合することにより閉じられるものである。
なお、スプリング25が移動板21を付勢する力は、ランナ
ー36内の樹脂の圧力に抗して移動板21と可動型12とが閉
じた状態が保たれる力に設定してある。 【００１２】次に、上述したような金型装置を用いてＩ
Ｃカード１を射出成形により製造する方法について図３
〜図５を参照して説明する。本実施例のＩＣカード１
は、いわゆる高圧射出成形と呼ばれる射出成形により製
造する。この高圧射出成形は、まず、図４(a) に示すよ
うに図示しない射出成形機からＡＢＳ樹脂などの溶融樹
脂Ｒを射出して、スプルー20、ランナー36及びゲート37
を経由して、キャビティ13内に充填する（充填工程）。
この際、前記固定型11と可動側12とは弱い一定の型締力
F1で型締めされている。このとき、固定型11の移動板21
と可動型12とが突き当たって閉じる。一方、固定型11の
基体16と移動板21との間は開き量Ａで離間しており、ス
トッパー22は移動板21には当たっていない。すなわち、
型締力F1とスプリング25の力Ｇとが釣り合っている。ま
た、キャビティ部材28はコア部材34の貫通孔33に嵌合し
ておらず、開いたゲート37によりランナー36とキャビテ
ィ13とが連通している。 【００１３】この充填工程に引き続いて、型締力はF1の
まま射出工程が続けられ、樹脂Ｒの供給がなお続くが、
それに伴い樹脂の圧力により、図４(b) に示すように型
締力F1に抗して固定型11の基体16に対し移動板21および
可動側型板30が開く方向（図示下方）に変位する。これ
により、樹脂Ｒの供給により発生した内圧が解除され
る。この際の基体16と移動板21との間の開き量Ａは、図
３に示す充填工程の時よりも拡大するが、その拡大の度
合いは、射出された樹脂Ｒの圧力と型締力F1との均衡に
より決まる。より詳しくは、型締力F1とスプリング25の
力Ｇと射出された樹脂が移動板21および可動側型板30を
後退させる力Ｈとの釣り合いによって決定される。この
時の開き量Ａは、金型装置内により多くの樹脂Ｒが供給
されるほど大きくなる。このため、供給される樹脂Ｒの
量に誤差があっても、この開き量Ａの変化により誤差が
吸収され、キャビティ13内の樹脂の圧力が調整されて一
定になる（調圧工程）。こうして、キャビティ13内の樹
脂の圧力を正確に制御できることになる。 【００１４】また、前記調圧工程において、固定型11の
基体16と移動板21および可動側型板30とを開くように作
用する樹脂Ｒの圧力は、固定型11については、型開閉方
向と平行な方向において基体16にかかる圧力である。こ
れが調圧に関わる圧力である。これに対して、前記実施
例の金型装置では、ランナー36を固定型11の移動板21と
可動側型板30との間に形成したので、基体16と移動板21
および可動側型板30とを開くように作用する樹脂の圧力
は、ほぼキャビティ13のみにおいて基体16にかかる（正
確には、スプルーブッシュ18を含む）。したがって、キ
ャビティ13を基準に調圧がなされることになる。一方、
ランナー36内の樹脂の圧力は、移動板21と可動型12とを
開くように作用するが、ランナー36内の樹脂の圧力には
スプリング25の力が抗し、移動板21と可動型12とが閉じ
た状態に保たれる。これは、次の計量工程でも同様であ
る。 【００１５】調圧工程の終了後、型締力をF2に強める。
これにより、移動板21及び可動側型板30が図示上昇し、
固定型11の基体16と移動板21とが閉じていく。それに伴
い、キャビティ13内の余分な樹脂Ｒは、まだ開いている
ゲート37からランナー36へ戻る。そして、図５(c) に示
すように、キャビティ部材28の先端が可動側型板30の貫
通孔33に嵌合し始めるとゲート37が閉じ、この時点で、
キャビティ13内には一定量の樹脂Ｒが残ることになる
（計量工程）。この際の基体16と移動板21との間の開き
量Ａは、図３に示す充填工程の時よりも縮小し、わずか
な間隙となっており、この時の開き量が、後述する圧縮
工程における圧縮代となる。 【００１６】計量工程の後、移動板21及び可動側型板30
が固定型11の基体16と移動板21とが互いに突き当たるま
で図示上昇する。そして、図５(d) に示すようにキャビ
ティ部材28が可動側型板30の貫通孔33にさらに嵌合し、
キャビティ13内に残存している樹脂Ｒが加圧されて圧縮
される（圧縮工程）。その圧縮量は、前述したとおり計
量工程の終了時点での基体16と移動板21との開き量Ａに
等しい。前記調圧工程が終了した時点では、キャビティ
13の容積すなわちキャビティ13内の樹脂Ｒの量は一定し
ていない。しかし、その後の計量工程において、前述の
ようにキャビティ13内の樹脂がランナー36へ戻り、ゲー
ト37が閉じた瞬間には、キャビティ13内に一定量の樹脂
が残る。こうして、調圧工程および計量工程により、キ
ャビティ13内に充填される樹脂の圧力および量が正確に
制御されることになる。 【００１７】ところで、ランナー36は、固定型11の移動
板21と可動型12との間に形成されているので、前述した
計量工程において、該ランナー36の容積は変化しない。
したがって、容積が小さくなっていくキャビティ13から
ランナー36へ樹脂が円滑に戻り、キャビティ13内の樹脂
の圧力が確実に一定に保たれる。これとともに、型閉の
動作も速くできる。 【００１８】なお、本実施例においては、移動板21に、
キャビティ部材28を囲んで、ランナー36の一部およびゲ
ート37を形成する窪部38を形成したので、ゲート37付近
の樹脂の冷却が遅れ、これにより、計量工程に際して、
キャビティ13からランナー36へ樹脂がよりいっそう円滑
に戻る。これに対して、もし窪部38がなく、ゲートが単
なるサイドゲートになっていたとすると、一般的にキャ
ビティ内の樹脂の冷却は固定型と可動型との分割面に近
い位置がより速く進むために、ゲート付近の樹脂の冷
却、固化も比較的速く進むことから、キャビティからラ
ンナーへ樹脂が円滑に戻らないおそれがある。さらに、
型閉に伴いゲート37が閉じた後には圧縮工程となって、
キャビティ13内の樹脂は圧縮されるが、計量工程におい
て、キャビティ13内に一定の圧力で一定量の樹脂が残さ
れることにより、圧縮も円滑に行われる。そして、圧縮
により、樹脂の冷却による固化に伴う収縮が補償され
る。したがって、保圧工程を行う必要はない。 【００１９】そして、キャビティ13内の樹脂が十分に冷
却して固化した後、固定型11と可動型12とが型開され
る。それに伴い、キャビティ13内の樹脂すなわちＩＣカ
ード１形状の成形体とランナー36およびスプルー20内で
固化した樹脂は、まず固定型11から離れる。次いで、図
示しない製品突き出しピンがＩＣカード１形状の成形体
を突き出して可動型12から離型させる。そして、これを
取り出した後、再び型閉が行われ、前述した工程が繰り
返される。 【００２０】上述したような高圧射出成形法により成形
することにより、キャビティ13内に充填される樹脂Ｒの
密度を均一に制御でき、しかも、その後の圧縮工程にお
いて充填した溶融樹脂の密度をこの均一な状態のまま十
分に高めることができる。このため、得られるＩＣカー
ド１は密度のバラツキがないとともに、樹脂密度が高く
内部応力が減少しており、これによりソリが大幅に抑制
されている。また、樹脂密度が高く内部応力が減少して
いるので収縮率が小さい。さらに、計量工程において、
キャビティ部材28を可動側型板30の貫通孔33に嵌合させ
てゲート37を遮断してキャビティ13を分離してから樹脂
Ｒを固化しているので、得られるＩＣカード１はゲート
跡を有しない。しかも、圧縮工程において樹脂の冷却に
よる固化に伴う収縮が補償されるので、ＩＣカード１内
の密度が均一になるばかりか、各ＩＣカード１間でも均
質なものが得られるという効果も有する。 【００２１】このようにして製造される本実施例のＩＣ
カード１は、ソリが少ないので印刷性が良好であるとと
もに、ＩＣチップの貼着が容易であり、しかも、ゲート
処理加工などの後処理を施す必要がないため、生産性が
向上したものである。 【００２２】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、
ＩＣカードとしては前記実施例の形状のものに限定され
ず、種々の形状のものや磁気ストライプを有するものな
ど種々の形状とすることができる。また、金型装置とし
ては前記実施例に限定されるものではなく、コア部材34
を用いずに可動側型板30によりＩＣカードの表側面を形
成するようにしてもよい。さらに、ゲート37は本実施例
にようにサイドゲートである必要はなく、可動型12の可
動により開閉可能であればよく、ダイレクトゲートであ
ってもよい。 【００２３】 【発明の効果】本発明の請求項１のＩＣカードの製造方
法は、射出成形により成形され両面に印刷を施す射出成
形によるＩＣカードの製造方法であって、前記ＩＣカー
ド形状のキャビティを有する金型を用い、前記金型を低
圧で型締めした後、前記キャビティ内に溶融樹脂を射出
することにより前記金型が僅かに開いて前記キャビティ
の容積を増加させながら該溶融樹脂を充填し、前記金型
を高圧で型締めすることによりキャビティ内の余分な溶
融樹脂を還流するとともにゲートを遮断し、該キャビテ
ィ内の溶融樹脂を圧縮するものであるので、密度のバラ
ツキがないとともに、内部応力が減少しており、これに
よりソリが大幅に抑制されている。また、ゲートを遮断
してキャビティを分離してから溶融樹脂を圧縮して固化
しているので、このＩＣカードはゲート跡を有しない。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の一実施例によるＩＣカードを示す斜視
図である。 【図２】前記実施例のＩＣカードを示し、(a) は平面図
であり、(b) は(a) のＡ−Ａ線拡大断面図である。 【図３】前記ＩＣカードを製造する金型装置の一部断面
図である。 【図４】前記金型装置による射出成形工程を示し、(a)
は充填工程、(b) は調圧工程をそれぞれ示す。 【図５】前記金型装置による射出成形工程を示し、(c)
は計量工程、(d) は圧縮工程をそれぞれ示す。 【符号の説明】 １ ＩＣカード 11 固定型（金型） 12 可動型 13 キャビティ 37 ゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G06K 19/077 B29C 45/26 B29C 45/70 B42D 15/10

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 射出成形により成形され両面に印刷を施
   す射出成形によるＩＣカードの製造方法であって、前記
   ＩＣカード形状のキャビティを有する金型を用い、前記
   金型を低圧で型締めした後、前記キャビティ内に溶融樹
   脂を射出することにより前記金型が僅かに開いて前記キ
   ャビティの容積を増加させながら該溶融樹脂を充填し、
   前記金型を高圧で型締めすることによりキャビティ内の
   余分な溶融樹脂を還流するとともにゲートを遮断し、該
   キャビティ内の溶融樹脂を圧縮することを特徴とする射
   出成形によるＩＣカードの製造方法。