JP3507010B2 - 射出成形用金型と加飾成形品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 この発明は、コンソールパ
ネル、アームレスト、コイントレー、ドアートリム、セ
ンターピラー、メーターパネル、ダッシュボード、スイ
ッチベース、操作ボタン、インパネオーナメント、各種
ベゼル等の自動車の内装・外装部品、AV機器のフロント
パネルや操作ボタン、あるいは洗濯機、炊飯器、浄水器
等の家電製品のパネルや操作ボタン等の加飾成形品の製
造方法に適用可能な射出成形用金型と加飾成形品の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の加飾成形品の製造方法は、金型Ａ
と、溶融樹脂射出口と吸引孔とが形成されたキャビティ
形成凹部を有する金型Ｂとからなり、フィルムを導入し
てキャビティ形成凹部の内面にフィルムを密着させて用
いる射出成形用金型を用いるものであって、まず、金型
Ｂのキャビティ形成凹部を覆うようにフィルムを導入し
た後、パーティング面でフィルムをクランプし、加熱し
て軟化させた後キャビティ形成凹部の吸引孔からフィル
ムを吸引して、キャビティ形成凹部の内面に密着させ冷
却した後、型閉めし、溶融樹脂の注入によってフィルム
を破り、フィルムと金型Ａとの間に溶融樹脂を充満さ
せ、成形品とフィルムとを一体化させ、型開きをして加
飾成形品を取り出す。加飾成形品に一体化したフィルム
の周囲の余分な部分を切り取って完成品とする。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の製
造方法では、金型Ｂには溶融樹脂射出口が存在し外気が
出入り自由なので、吸引孔から空気を吸引しても、溶融
樹脂射出口から空気がリークしてフィルムと金型Ｂとの
間の気密性が保てないため、金型Ｂのキャビティ形成凹
部にフィルムを隙間なく密着させにくかった。そこで、
（１）溶融樹脂射出口をホットスプルーとする方法によ
り、溶融樹脂射出口内に常時樹脂を滞留させることによ
り、吸引孔から空気を吸引しても、溶融樹脂射出口から
空気がリークしないようにして気密性が保てるようにし
ていた。（２）吸引孔から空気を吸引する際に成形機の
樹脂注入ノズルで金型の溶融樹脂射出口を塞ぐ方法によ
り、溶融樹脂射出口から空気がリークしないようにして
気密性が保てるようにしていた。

【０００４】しかし、（１）では、ホットスプルーの構
造が複雑で部品点数が多くなるので、金型製作費が高額
となる。また、キャビティ形成凹部のうちホットスプル
ーに近い箇所が高温となる。このため、キャビティ形成
凹部の内面に密着したフィルムが部分的に不必要に加熱
されることとなり、フィルムに部分的に皺が発生した
り、フィルムの印刷インキ層が熱で溶けて流れ出したり
していた。また、（２）では、樹脂注入ノズルと溶融樹
脂射出口との位置合わせが正確にできないと、溶融樹脂
射出口から空気がリークしてしまうので、気密性の保持
に確実性がなかった。また、フィルムと金型Ｂとの間の
空間が気密状態でフィルムをキャビティ形成凹部に密着
させることになるため、フィルムと金型Ｂとの間の間の
空気の逃げ道がなく、溶融樹脂射出口付近のフィルムが
キャビティ形成凹部に隙間なく密着しにくい。このた
め、溶融樹脂の注入によってフィルムを破るときにフィ
ルムがキャビティ形成凹部からはがれやすくなり、うま
くフィルムを破れなくなっていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明の射出成形用金
型は、金型Ａと、キャビティ形成凹部と溶融樹脂射出口
と吸引孔とが形成された金型Ｂとからなり、フィルムを
導入してキャビティ形成凹部の内面にフィルムを密着さ
せて用いる射出成形用金型において、溶融樹脂射出口と
吸引孔との間の金型表面にシール部を有することを特徴
とする構成とした。

【０００６】この発明の射出成形用金型では、シール部
が凸部からなる構成であってもよい。

【０００７】この発明の射出成形用金型では、シール部
の凸部の先端が鋭角であってもよい。

【０００８】この発明の射出成形用金型では、シール部
の凸部の先端が平坦であってもよい。

【０００９】この発明の射出成形用金型では、シール部
が凹部からなる構成であってもよい。

【００１０】この発明の射出成形用金型では、シール部
の凹部の底部が鋭角であってもよい。

【００１１】この発明の射出成形用金型では、シール部
の凹部の底部が平坦であってもよい。

【００１２】この発明の加飾成形品の製造方法は、金型
Ａと、キャビティ形成凹部と溶融樹脂射出口と吸引孔と
が形成された金型Ｂとからなり、フィルムを導入してキ
ャビティ形成凹部の内面にフィルムを密着させて用いる
射出成形用金型を用いるものであって、まず、金型Ｂの
キャビティ形成凹部を覆うようにフィルムを導入した
後、パーティング面でフィルムをクランプし、加熱して
軟化させた後、フィルムを吸引して、シール部にフィル
ムを密着させるとともにキャビティ形成凹部の内面にフ
ィルムを密着させ、フィルムを冷却した後、型閉めし、
溶融樹脂の注入によってフィルムを破り、フィルムと金
型Ａとの間に溶融樹脂を充満させ、成形品とフィルムと
を一体化させ、型開きをして加飾成形品を取り出すよう
に構成した。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながらこの発
明の射出成形用金型と加飾成形品の製造方法を説明す
る。

【００１４】まず、この発明の射出成形用金型を説明す
る。射出成形用金型としては、金型Ａと金型Ｂとからな
るものがあり、金型Ａと金型Ｂとの間にフィルム６を導
入して金型Ｂのキャビティ形成凹部４の内面にフィルム
６を密着させ、型閉め完了後にキャビティ９に溶融樹脂
７を注入し、溶融樹脂７の熱や圧力と注入後の冷却によ
りフィルム６と成形品８とを一体化させるものである。

【００１５】金型Ａは、金型Ｂと合体して溶融樹脂７が
注入される空間であるキャビティ９を形成するものであ
る。金型Ｂは、キャビティ形成凹部４と溶融樹脂射出口
２と吸引孔３とからなり、溶融樹脂射出口２と吸引孔３
との間の金型表面にシール部１０を有する。

【００１６】キャビティ形成凹部４は、金型Ａと金型Ｂ
とが型閉めされたときにキャビティ９を構成する、溶融
樹脂７が充填可能な空間である。

【００１７】溶融樹脂射出口２は、樹脂注入ノズルから
キャビティ形成凹部４に溶融樹脂７を導く通路である。
溶融樹脂射出口２は、キャビティ形成凹部４に直接形成
されていてもよいし（図１〜図６参照）、金型Ａと金型
Ｂとが型閉めされることによってパーティング面１３上
に形成される溶融樹脂７の通路（ランナー１１）に連結
するものでもよい（図８、図１２参照）。ランナー１１
は製品部ゲート１２に通じる。

【００１８】吸引孔３は、フィルム６をキャビティ形成
凹部４の内面に隙間なく密着させるために、金型Ｂとフ
ィルム６との間の空間の空気を排気するための孔であ
る。吸引孔３は、キャビティ形成凹部４の内面に形成し
てもよい（図１〜図６、図８〜図１１参照）。吸引孔３
は、パーティング面１３に形成してもよい（図１２参
照）。 吸引孔３の形成位置としては、キャビティ形成
凹部４の彫の深いところや、急角度のコーナー部に形成
するとよい。または、後述するシール部１０の近傍に形
成してもよい。フィルム６をシール部１０に密着させる
ことが確実にでき、同時にキャビティ形成凹部４にフィ
ルム６を密着させることもできるからである。

【００１９】シール部１０は、フィルム６と金型Ｂとの
間の空間の空気を吸引孔３から吸引して金型Ｂのキャビ
ティ形成凹部４にフィルム６を隙間なく密着させるとき
に、溶融樹脂射出口２から空気がリークして気密性が保
てなくなるのを防止するものである。シール部１０は、
溶融樹脂射出口２を完全に取り囲むように形成されてい
てもよいし、溶融樹脂射出口２の周囲の一部、例えば、
吸引孔３と溶融樹脂射出口２とを結ぶ直線上にのみ形成
したり、金型Ａと金型Ｂとのパーティング面１３上にラ
ンナー１１が形成されるタイプの金型においてはランナ
ー１１以外にシール部１０を形成するようにしたりする
とよい（図１２参照）。取り囲み方としては、円形状や
四角形状、三角形状などがある。

【００２０】シール部１０は、フィルム食い込み部１４
を有するのが好ましい（図９〜図１１）。フィルム６に
確実に食い込んでシール効果の確実性を高めることがで
きるからである。また、溶融樹脂７の注入によりフィル
ム６が押されて金型Ｂから容易に剥がれるのを食い止め
ることもできるからである。フィルム食い込み部１４と
しては、凸部１５の先端部（図１０、１１参照）、凹部
１６の落ち込み間際の角（図９参照）等がある。

【００２１】シール部１０は、凸部１５からなるものが
ある。凸部１５の先端は鋭角であってもよいし（図１０
参照）、平坦であってもよい（図１１参照）。凸部１５
の先端が平坦である場合の一例としては、幅０.３〜１
０ｍｍ（０.３〜２ｍｍが最適である。）、高さ０.３〜
５ｍｍ（０.３〜２ｍｍが最適である。）のものがあ
る。凸部１５の先端が鋭角である場合の一例としては、
幅０.３〜１０ｍｍ（０.３〜２ｍｍが最適である。）、
高さ０.３〜５ｍｍ（０.３〜２ｍｍが最適である。）の
ものがある。凸部１５の高さが大きすぎると、フィルム
６が追随できずに破れやすくなるし、損傷しやすくな
る。

【００２２】シール部１０は、凹部１６からなるものが
ある。凹部１６の底部は鋭角であってもよいし（図９参
照）、平坦であってもよい（図１〜図６参照）。凹部１
６の底面が平坦である場合の一例としては、幅０.５〜
５ｍｍ（１〜２ｍｍが最適である。）、深さ０.３〜５
０ｍｍ（０.５〜２ｍｍが最適である。）のものがあ
る。凹部１６の底部が鋭角である場合の一例としては、
幅０.３〜５ｍｍ（０.５〜２ｍｍが最適である。）、深
さ０.３〜５０ｍｍ（０.３〜２ｍｍが最適である。）の
ものがある。用いるフィルム６の厚みが大きくなったり
硬度が高くなると、凹部１６の幅は広くなる。凹部１６
の深さが深すぎると、金型に凹部１６を形成すること自
体が困難を伴い金型コストがかかってしまう。

【００２３】シール部１０の周辺に形成した吸引孔３を
シール用吸引孔２１として用いてもよい。吸引孔３は、
フィルム６をキャビティ形成凹部４の内面全部にフィル
ムを隙間なく密着させることを主目的とした吸引孔であ
り、シール用吸引孔２１はシール部１０にフィルムを密
着させることを主目的とした吸引孔である。シール用吸
引孔２１を形成することにより、キャビティ形成凹部４
の他の部分よりも先にシール部１０にフィルム６を密着
させることの確実性が高まる（図２参照）。具体的に
は、シール部１０が凸部１５の場合は、その立上がりの
根元に溝状にシール用吸引孔２１を形成するとよい。シ
ール部１０が凹部１６の場合は、その底部にシール用吸
引孔２１を形成するとよい。シール用吸引孔２１以外の
吸引孔３とシール用吸引孔２１とは、別々の真空ポンプ
源に接続して、吸引を開始するタイミングをずらすこと
ができるようにしてもよい（図１〜図６参照）。キャビ
ティ形成凹部４の他の部分よりもシール部１０を確実に
先にフィルム６に密着させるためである。

【００２４】以上説明した射出成形用金型を用いた、こ
の発明の加飾成形品の製造方法を説明する。この発明の
加飾成形品の製造方法の各工程の説明に入る前に、この
発明の加飾成形品の製造方法に用いるフィルム６を説明
する。

【００２５】フィルム６は、基体シート上に絵柄層、接
着層等が順次積層されたものであり、フィルム６に溶融
樹脂７が接着した後に基体シートを剥離しない、いわゆ
るインサートフィルムと呼ばれるものがある。フィルム
６は、基体シート上に剥離層、絵柄層、接着層等が順次
積層されたものであり、フィルム６に溶融樹脂７が接着
した後に基体シートを剥離する、いわゆる転写フィルム
と呼ばれるものもある。基体シートの材質は、ポリエチ
レンテレフタレートやポリプロピレン、アクリル等があ
る。絵柄層は成形品８の表面に装飾性や機能性を付与す
る層である。絵柄層は、通常の印刷図柄や導電材で形成
された導電パターン等がある。絵柄層は樹脂バインダー
と顔料または染料とにより形成することができる。絵柄
層は樹脂バインダーと隠蔽性のある金属顔料や無機顔料
等を用いてもよい。絵柄層は金属光沢を出すために金属
蒸着層からなるものでもよい。接着層は、フィルム６と
成形品８とを接着させるための層である。接着層は、成
形樹脂の素材に適した感熱性あるいは感圧性の樹脂を適
宜使用する。たとえば、溶融樹脂７がアクリル樹脂やウ
レタン樹脂の場合は、接着層として塩化ビニル酢酸ビニ
ル共重合樹脂やアクリル系樹脂を用いるとよい。絵柄
層、接着層は各種印刷法で形成する。接着層は樹脂製の
フィルム６を用いてもよい。

【００２６】この発明の加飾成形品の製造方法を、図面
を参照しながら説明する。

【００２７】まず、金型Ｂのキャビティ形成凹部４を覆
うようにフィルム６を導入する（図１参照）。導入した
後に、金型Ｂに対して正確な位置に位置決めする。位置
決めの方法としては、ロボットのハンドにフィルム６を
吸着して金型に導入する方法や、金型に小突起を設け、
フィルム６の小孔に差し込んで嵌める方法、あるいは、
金型に溝を形成し、フィルム６の端部を差し込んで嵌め
る方法がある。または、ロール１７に巻取ったフィルム
６の分断端部を金型間引き込み装置１８で把持して、後
述するクランプ材１９と金型Ｂとの間に引き込む方法も
ある（図１参照）。

【００２８】次に、パーティング面１３でフィルム６を
クランプし、加熱して軟化させる。クランプは、キャビ
ティ形成凹部４を囲む枠状のクランプ材１９や、ニの字
状のクランプ材１９で行なうとよい。クランプ材１９は
分割可能なものでもよい（図示せず）。例えば、分割前
は切れ目のない四角形の枠状のクランプ材１９であっ
て、分割後はコの字状の２個のクランプ片となるもので
もよい。加熱は、金型Ａと金型Ｂとの間に入り込むヒー
ターパネルで行なってもよいし、ヒーターがセラミック
板の中に鋳込まれているセラミックヒーターや、パイプ
ヒーター、熱風を吹き出す熱風噴射機のようなもので行
なってもよい。

【００２９】次に、フィルム６を吸引して、シール部１
０にフィルム６を密着させる（図２参照）。吸引は、シ
ール部１０の周辺に形成されたシール用吸引孔２１によ
って行なってもよい。フィルム６をキャビティ形成凹部
４に隙間なく密着させるための吸引孔３によって行うこ
とも可能である。キャビティ形成凹部４の他の部分より
もシール部１０がフィルム６に先に密着するようにする
ためである。また、このとき、シール部１０のフィルム
食い込み部１４にフィルム６を食い込ませてもよい。フ
ィルム６のシール効果の確実性を高めるためである。

【００３０】次に、キャビティ形成凹部４の内面にフィ
ルム６を密着させ、フィルム６を冷却する（図３参
照）。フィルム６は、シール部１０に密着しているた
め、吸引孔３から吸引しても溶融樹脂射出口２から空気
がリークしてくることはなく、気密性が保てる。よっ
て、フィルム６はキャビティ形成凹部４の内面に隙間な
く密着する。キャビティ形成凹部４の内面にフィルム６
を隙間なく密着させる吸引力は、前記シール用吸引孔２
１とは別の吸引孔３によるものでもよいし、前記シール
用吸引孔２１からの吸引のみによるものでもよい。

【００３１】次に、型閉めし、溶融樹脂７の注入によっ
てフィルム６を破り、フィルム６と金型Ａとの間に溶融
樹脂７を充満させ、成形品８とフィルム６とを一体化さ
せ、型開きをして加飾成形品を取り出す（図４、図５、
図６、図７参照）。フィルム６と金型Ｂとが隙間なく密
着した後に、溶融樹脂射出口２に樹脂注入ノズル２０を
直結する（図４、図５参照）。図８、図１２で説明する
と、金型Ｂの表面のうち金型Ａと密着するパーティング
面１３に溶融樹脂射出口２が形成されているので、フィ
ルム６を確実に破ることができる。その後、ランナー１
１を通過して製品部ゲート１２に達し、キャビティ９に
注入される。溶融樹脂７とフィルム６との一体化は、フ
ィルム６の接着層と溶融樹脂７とが接触したまま、溶融
樹脂７が冷却されて固化し、成形品８にフィルム６が接
着することをいう。フィルム６としていわゆる転写フィ
ルムを用いた場合は、フィルム６と成形品８とを一体化
した後に基体シートを剥離する。溶融樹脂７の材料とし
ては、ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリカーボ
ネート系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系
樹脂等を使用することができる。フィルム６は金型Ｂに
対して正確に位置決めされているので、成形品８に対し
ても正確な位置にフィルム６を一体化できる。型開き後
の加飾成形品の取り出しは、金型Ｂに設けられたイジュ
クタピンによる突き出しにより、成形品８にフィルム６
が接着した加飾成形品を取り出すとよい。

【００３２】

【発明の効果】この発明の射出成形用金型は、金型Ａ
と、キャビティ形成凹部と溶融樹脂射出口と吸引孔とが
形成された金型Ｂとからなり、フィルムを導入してキャ
ビティ形成凹部の内面にフィルムを密着させて用いる射
出成形用金型において、溶融樹脂射出口と吸引孔との間
の金型表面にシール部を有することとした。また、この
発明の加飾成形品の製造方法は、前記射出成形用金型を
用いる加飾成形品の製造方法であって、まず、金型Ｂの
キャビティ形成凹部を覆うようにフィルムを導入した
後、パーティング面でフィルムをクランプし、加熱して
軟化させた後、フィルムを吸引して、シール部にフィル
ムを密着させるとともにキャビティ形成凹部の内面にフ
ィルムを密着させ冷却した後、型閉めし、溶融樹脂の注
入によってフィルムを破り、フィルムと金型Ａとの間に
溶融樹脂を充満させ、成形品とフィルムとを一体化さ
せ、型開きをして加飾成形品を取り出すこととした。こ
のようにすることによって、金型の構造が簡単で部品点
数が少ないので、金型製作費を抑えることができる。ま
た、キャビティ形成凹部が部分的に高温とならないので
不必要に加熱される部分がフィルムに発生することもな
い。よって、フィルムに部分的に皺が発生したり、フィ
ルムの印刷インキ層が熱で溶けて流れ出したりすること
はない。また、溶融樹脂射出口からの空気のリークを防
止するために、樹脂注入ノズルと溶融樹脂射出口との位
置合わせを正確にする必要がなくなる。また、フィルム
と金型Ｂとの間の空間を気密状態とせずにフィルムをキ
ャビティ形成凹部に密着させることができるため、フィ
ルムと金型Ｂとの間の空気の逃げ道を確保でき、溶融樹
脂射出口付近のフィルムがキャビティ形成凹部に隙間な
く密着しやすくなる。このため、溶融樹脂の注入によっ
てフィルムを破るときにフィルムがキャビティ形成凹部
から剥がれやすくなることもなく、うまくフィルムを破
ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の射出成形用金型の一実施例と加飾
成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。

【図２】 この発明の射出成形用金型の一実施例と加飾
成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。

【図３】 この発明の射出成形用金型の一実施例と加飾
成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。

【図４】 この発明の射出成形用金型の一実施例と加飾
成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。

【図５】 この発明の射出成形用金型の一実施例と加飾
成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。

【図６】 この発明の射出成形用金型の一実施例と加飾
成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。

【図７】 この発明の加飾成形品の製造方法によって得
られた加飾成形品の一例を示す断面図である。

【図８】 この発明の射出成形用金型の一実施例と加飾
成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。

【図９】 この発明の射出成形用金型の一実施例と加飾
成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。

【図１０】 この発明の射出成形用金型の一実施例と加
飾成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。

【図１１】 この発明の加飾成形品の製造方法によって
得られた加飾成形品の一例を示す断面図である。

【図１２】 この発明の射出成形用金型の一実施例とを
示す平面図である。

【符号の説明】

Ａ 金型 Ｂ 金型 ２ 溶融樹脂射出口 ３ 吸引孔 ４ キャビティ形成凹部 ６ フィルム ７ 溶融樹脂 ８ 成形品 ９ キャビティ １０ シール部 １１ ランナー １２ 製品部ゲート １３ パーティング面 １４ フィルム食い込み部 １５ 凸部 １６ 凹部 １７ ロール １８ 金型間引き込み装置 １９ クランプ材 ２０ 樹脂注入ノズル ２１ シール用吸引孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 輝真 京都府京都市中京区壬生花井町３番地 日本写真印刷株式会社内 (56)参考文献 特開2000−102954（ＪＰ，Ａ) 国際公開97／027987（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/26 B29C 45/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型Ａと、キャビティ形成凹部表面に溶融
   樹脂射出口と吸引孔とが形成された金型Ｂとからなり、
   フィルムを導入してキャビティ形成凹部の表面にフィル
   ムを密着させて用いる射出成形用金型において、溶融樹
   脂射出口と吸引孔との間のキャビティ形成凹部表面に、
   凹部からなるシール部を有し、該凹部の先端にシール用
   吸引孔を有することを特徴とする射出成形用金型。
2. 【請求項２】 凹部の底部が鋭角である請求項1に記載
   の射出成形用金型。
3. 【請求項３】 凹部の底部が平坦である請求項1に記載
   の射出成形用金型。