JP3623497B1 - 加飾品の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】射出成形と同時に図柄等を製品表面に転写後にこの加飾フィルムから製品を引き剥がす際に箔カスの発生を抑え、また金型内へのこの箔カスの残存を防止でき、更には連続生産性の高い加飾品の成形方法の提供を目的とする。
【解決手段】射出成形用金型であるキャビティ型とコア型の間を通過するように帯状の加飾フィルムが配置され、溶融樹脂材料の金型内への射出により加飾フィルムの転写層が樹脂製品の表面に付着した状態のまま、この金型外に加飾フィルムの順送りにより搬出された後に樹脂製品を加飾フィルムから引き剥がすことを特徴とする。
転写層の剥離層として紫外線硬化性樹脂層を用いて紫外線照射により製品と不要部の硬化差を設けて引き剥がすのが良い。
【選択図】 図１

Description

本発明は樹脂製品の射出成形と同時に、加飾フィルムを用いてこの樹脂製品の表面又は／及び裏面を装飾する加飾品の成形方法に関する。

基体フィルム上に紫外線硬化性樹脂層等からなる剥離層と、その上に印刷層となる図柄層と、さらにその上に接着層を設けた転写層が形成された加飾フィルムを樹脂製品の射出成形金型内に正確に位置決めした後に、溶融樹脂を射出し樹脂成形品を得ると同時に、この樹脂製品の表面又は／及び裏面に転写層を転写する加飾の成形方法が採用されている。

この種の成形方法においては、所定の間隔を置いて複数の転写層を設けた帯状の加飾フィルムを、射出成形用金型内に供給し、従来は金型内に溶融樹脂を射出し、冷却後金型の可動型を後退させて射出成形機付属の取出機で製品を金型内から取り出していた。（特許公報第３０５２２９１号公報、特公平７−１２１５３５号公報）

しかし、金型内で加飾フィルムから製品を引き剥がすと金型内に箔カスが付着する恐れが高く、特に剥離層として紫外線硬化性樹脂層を用いると金型内で加飾フィルムの転写層が立体的製品形状に追随しやすいように紫外線硬化性樹脂層は全く硬化していない状態である。
この状態で加飾フィルムから樹脂製品を引き剥がすと、軟らかい剥離層である紫外線硬化性樹脂層を主にした、いわゆる箔カスと称される細かいカスが発生しやすい。
このような箔カスがキャビティ内に付着すると、そのまま次の射出成形品の表面に欠陥部分として転写されることになる。
一旦、金型キャビティ内に欠陥部が発生すると連続的に不良品が発生する恐れが高い。
また樹脂の射出成形においては、樹脂の溶融温度等の条件管理が重要であるが生産が中断されると射出条件が不安定になる問題もあった。

特許第３０５２２９１号公報 特公平７−１２１５３５号公報

本発明は上記従来技術に内在する技術的課題に鑑みて、射出成形と同時に図柄等を製品表面に転写後にこの加飾フィルムから製品を引き剥がす際に箔カスの発生を抑え、また金型内へのこの箔カスの残存を防止でき、更には連続生産性の高い加飾品の成形方法の提供を目的とする。

本発明の第１の技術的要旨は、射出成形用金型であるキャビティ型とコア型の間を通過するように帯状の加飾フィルムが配置され、溶融樹脂材料の金型内への射出により加飾フィルムの転写層が樹脂製品の表面に付着した状態のまま、この金型外に加飾フィルムの順送りにより搬出された後に樹脂製品を加飾フィルムから引き剥がすことを特徴とする。

ここで加飾フィルムの順送りによる搬出とは、例えば帯状の加飾フィルムを巻き戻しリール（供給リール）と巻き取りリールの間に軽く張設し、この加飾フィルムがキャビティ型とコア型の間を通過するように転写層毎に順送りされることをいう。
また、加飾フィルムは帯状の基体フィルムの上に剥離層を設け、その上に図柄層、更にその上に接着層を設けたものであり、これらの複合層を転写層と称する。
図柄層が印刷層として樹脂製品表面を装飾する部分となり、剥離層として紫外線硬化性樹脂層を用いるとこの紫外線硬化性樹脂層が転写後の剥離層となるとともに紫外線照射により硬化し、表面を保護する。
また、接着層は印刷層を樹脂製品表面に密着接合させる役割がある。
この転写層が帯状の基体フィルム上に略等ピッチで形成され、射出成形毎に順送り生産される。

加飾フィルムの順送り方法としては、供給リールと巻き取りリールを略横方向に配置し、その間に加飾フィルムを挟むようにして上部にコア型、下部にキャビティ型を配置した略水平配置と、供給リールと巻き取りリールを上下に配置した略垂直配置とが考えられる。
上記どちらの配置でも転写層を金型内に位置決めし、射出成形により転写層と樹脂製品の表面が付着した状態のままフィルムの順送りにより、そのまま金型外に搬出した後に樹脂製品を基体フィルムから引き剥がすように構成したことにより、たとえ箔カスが発生したとしても金型内に入ることは無くなった。
また、箔カスを吸引するのに製品引き剥がし近傍に集塵装置を備えるのが良い。
射出成形用金型は製品形状に合わせた凹部を有するキャビティ型と、溶融樹脂を金型内に注入するゲートを有するコア型とで構成される。

樹脂製品と転写層とを付着させたまま金型外に搬出してから基体フィルムと製品とを引き剥がすことにより、金型内に箔カスが残る危険性は抑えることができる。
また、射出成形用金型であるキャビティ型とコア型の間を通過するように帯状の加飾フィルムが配置され、当該加飾フィルムは帯状の基体フィルムの上に紫外線硬化性樹脂層と図柄層と接着層とからなる転写層が形成され、溶融樹脂材料の金型内への射出により当該転写層が樹脂製品の表面に付着した状態のまま、加飾フィルムの順送りにより当該金型外に搬出し、加飾フィルムから樹脂製品を引き剥がす際に、紫外線硬化性樹脂層からなる剥離層の剥離部分に向けて紫外線を照射し、樹脂製品の端部から箔カスの発生を抑えつつ順次引き剥がすことを特徴とする。

転写層が樹脂製品の表面に付着した状態のまま、加飾フィルムの順送りにより金型外に製品を搬出した状態で、製品の引き剥がし部分から紫外線を照射すると反射板等も用いて製品表面を直接又は間接的に紫外線が照射され完全に硬化するが、不要部分はインクやフィルム層を通して紫外線が当たるので製品部より照射が弱く、その結果、製品部とその他の部分で硬化差が生じる。
これにより製品を引き剥がす際に見切り部分が硬度差の境になり箔カスの発生が抑えられる。

請求項２記載の発明は、キャビティ型を下部に配置し、その上部にコア型を配置した竪型成形機のキャビティ型側とコア型側の両方に略横方向からそれぞれ帯状の加飾フィルムを通過・配設し、上部加飾フィルムをコア型に、下部加飾フィルムをキャビティ型にそれぞれ減圧密着させつつ型締めし、上部加飾フィルム又は下部加飾フィルムの少なくとも一方に基体フィルムの上に紫外線硬化性樹脂層と図柄層と接着層からなる転写層が形成され、上下加飾フィルムの間から溶融樹脂材料を金型内に射出し、型開後に上下加飾フィルムが樹脂製品に付着した状態のまま順送りに金型外に搬出され、紫外線硬化性樹脂層のある加飾フィルムから樹脂製品を引き剥がす際に、紫外線硬化性樹脂層からなる剥離層の剥離部分に向けて紫外線を照射し、樹脂製品の端部から箔カスの発生を抑えつつ順次引き剥がすことを特徴とする。
本発明は、例えば、竪型成形機に横方向から加飾フィルムを供給する場合に、製品のおもて面を下にしてキャビティ側に紫外線硬化性樹脂層のある加飾フィルムを配設し、裏面に当たるコア型面に対しては紫外線硬化性樹脂層がない加飾フィルムを配設し、上部加飾フィルムをコア型に、下部加飾フィルムをキャビティ型にそれぞれ減圧密着させつつ型締めし、上下加飾フィルムの間から溶融樹脂材料を金型内に射出し、型開後に上下加飾フィルムが樹脂製品に付着した状態のまま順送りに金型外に搬出するようにした場合に適用される。
特に、型開後にコア型側の加飾フィルムを先に剥がし、次に紫外線硬化性樹脂層のあるキャビティ型側の加飾フィルムから樹脂製品を引き剥がす際に、紫外線硬化性樹脂層からなる剥離層の剥離部分に向けて紫外線を照射し、端部から箔カスの発生を抑えつつ順次剥がすのに適用するのがよい。

請求項３記載の発明は、加飾フィルムの金型内への供給側又は／及び加飾フィルムから製品を引き剥がした後にＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の転写層品質チェック手段により、品質をチェックしたことを特徴とする。
ＣＣＤカメラの取付位置は、射出成形前に印刷層や金型キャビティ内又は、射出成形後の製品の転写面をチェックできる位置であれば特に限定されない。
これにより射出成形前であれば、印刷面の欠陥やフィルム面に付着したゴミ、ホコリ等の検出が可能になり、このような欠陥等が検出された場合には、その部分の印刷層（転写層）を使用しないようにフィルムを順送りすることにより不良品の生産を防ぎ、生産ラインのチョコ停トラブル等も防止できる。
また、射出成形後であっては樹脂製品の転写面の品質を樹脂製品の搬出時にチェックできるので、不良品の排除及び不良品発生後直ちに検出できるので速やかな対策が可能になり、不良品撲滅化が期待できる。

本発明においては、射出成形用のキャビティ型とコア型の間を通過するように加飾フィルム（インモールドフィルム）を配置し、射出成形後にこのフィルムを製品に付着させたまま金型外に搬出し、特に剥離層として紫外線硬化性樹脂を用いた場合に、樹脂製品を引き剥がす際に、紫外線硬化性樹脂層からなる剥離層の剥離部分に向けて紫外線照射することで製品表面に付着している必要な部分とそれ以外の不要部分との間に硬化差を発生させながら製品をフィルムから引き剥がすようにしたので、剥離時の箔カスの発生を極力少なく抑えることができ、たとえ箔カスが発生しても金型内への付着を防止できる。

加飾フィルムの送り側あるいは巻き取り側の一方は両方にＣＣＤカメラ等による品質チェック手段を備えたことにより、印刷欠陥やゴミ、ホコリの付着不具合が事前に発見出来るので、不要な射出成形を無くすことが出来、製品の外観不良率の低減や、いわゆるチョコ停の防止が図られる。
また、製品を加飾フィルムから引き剥がし、次工程に搬出する前に品質チェックが出来るので、不良品はライン外にそのまま搬出され、後工程での検査を廃止できる。
また、不良品発生後、直ちに検出できるので、対策も速やかに出来、不良品撲滅化が期待できる。

図１及び図２に略水平に配置した場合の装置構造例を示す。
射出成形用金型のキャビティ型１に対して、コア型２が上下に移動する竪型成形機となっている。
キャビティ型１に設けたキャビティ１ａ側に加飾フィルム（表面インモールドフィルム）３が配置され、コア型２側に裏面インモールドフィルム４が配置されている。
この加飾フィルム３には、模式断面図を図４に示すように射出成形時に製品に転写する転写層３４が略等ピッチに形成されている。
加飾フィルム３は、可撓性のある基体フィルム３０の上に紫外線硬化性樹脂層３１と図柄層３２と接着層３３が形成されている。
本明細書にては、紫外線硬化性樹脂層３１、図柄層３２、接着層３３を合わせて転写層３４と称する。
また、裏面インモールドフィルム４も加飾フイルムではあるが、紫外線硬化性樹脂層が形成されていなく、図柄層の代わりにアルミ粉末等をペースト状にした電磁波シールド用箔を転写するのが目的である。この場合も本明細書では転写層と称する。

加飾フィルム３は供給リール１２と巻き取リール１３にて順送りされ、転写層がキャビティ内に正確に位置決めされるように、位置決めセンサー１８ａが備えられている。
裏面インモールドフィルム４も供給リール１７と図示を省略したが、巻き取りリールの間を順送りされる。
この場合にも位置決めセンサー１８ｂにて転写層の配置位置が位置決めされる。

図２に示したようにこの実施例の場合には、製品１０が射出成形された後、加飾フィルム３のみならず、裏面インモールドフィルム４も製品に付着した状態でそのまま金型外に順送り搬出された後に引き剥がされるようになっている。
コア型が開き上昇するときは、テンションローラー１４Ｆは（Ａ）の位置にあり、加飾フイルムを押さえている。
次に、加飾フイルムが送り込まれる際には、テンションローラー１４Ｆは（Ｂ）の位置に移動し、加飾フイルムが製品の端部から順次上方に引き剥がされるようになっている。
一方、キャビティ型側の加飾フイルムは剥離層として紫外線硬化性樹脂層が形成されていて、製品１０を取り出しハンド９にてハンドリングする位置に合わせて、テンションローラー１４ｂ及び１４ｃにてフィルムが斜め下方向に巻き取られるようになっていて、この傾斜部に反射板６ａが備えられている。
加飾フイルム３はテンションローラー１４ｂの部分で、製品１０の端部から順次引き剥がされるようになっていて、この部分に紫外線照射ランプ５から実腺（ａ）で示すように直接紫外線が照射されるため、製品部分の紫外線硬化性樹脂層は剥がれながら完全に硬化する。
これに対してフイルムに残った不要部分はインク（図柄層）を透過した、あるいは点線で示したように反射板６ａに反射されたフイルム側を透過した紫外線となるので、その分製品部より弱く、硬化に差が生じる。
これにより、紫外線照射し紫外線硬化性樹脂層を硬化させながら端部から順に製品を引き剥がすことができ、箔カスが発生しにくくなる。
また、製品のハンドリングもしやすい。
図２に示すように、剥がし工程付近に集塵ダクト口１１ａが配設されているので、わずかに発生した箔かすを速やかに吸引することが出来、他工程への飛散を防止できる。

図３に、加飾フィルム３を略垂直方向に配設した場合の箔送り装置及び加飾製品の成形方法例を示す。
加飾フィルム３が巻き戻しリール（供給リール）１２と巻き取りリール１３の間に必要に応じて、テンションローラー（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）を配設しながら軽く張設されている。

図３に示すように、転写層がキャビティ型１のキャビティ部１ａに正確に位置決めされる。
なお図３に示す例では、コア型２側にも例えば、製品の裏側に電磁波シールド用箔を転写する裏面インモールドフィルム４が順送りに配設されているが、製品によっては必要がない場合もある。

コア型２が前進し型締めされると、コア型に備えたノズルからキャビティ内（加飾フィルム３と裏面インモールドフィルム４との間）に溶融樹脂が注入され射出成形される。
これにより樹脂製品１０の表面には、加飾フィルム（表面インモールドフィルム）３が転写層の部分で付着し、裏面には裏面インモールドフィルム４がその転写層部分で付着する。
コア型２が後退、型開きすると裏面インモールドフィルム４が製品１０から引き剥がされるが、製品１０の表面は加飾フィルムと付着したまま、図１に示すように金型の下部にそのまま順送り搬出される。
その下にカバー部材１６ａ、１６ｂで照射室が形成されていて、紫外線ランプ５が配置されている。
紫外線ランプ５は、製品に均一に照射されるように上下に首振り可能になっていて、製品の裏面側からも紫外線が当たるように反射板６が取り付けられている。

このように製品に向けて照射紫外線ランプを配置すると、製品の表面の紫外線硬化性樹脂層には加飾フィルムの基体フィルムを透過した紫外線が当たり、製品表面に付着していない紫外線硬化性樹脂層は反射板６にて反射された紫外線が直接当たることになる。
これにより、製品表面に付着していない不要の樹脂層は充分に硬化し、製品表面部分は半硬化により硬化の程度に差が生じる。
従って図３の実施例は、図１の実施例とは逆に製品側の方が柔らかいことになる。

さらに製品は下部に順送りされ、ワーク支持部１５に支持された状態で射出成形時の不要の樹脂部分がゲートカッター８により切り落とされるとともに、製品取り出しハンド（ロボットアーム等）９にて製品１０が基体フィルムから引き剥がされる。
このときにワーク支持部にテーパー部１５ａが形成されているので、フィルム巻き取り時に製品が傾き、浮くようになりハンドリングしやすく、端部から順に剥離されるように作用する。
この際に、わずかながら発生した箔カスは集塵装置１１の集塵ダクト口１１ａから吸引される。

加飾フィルムの供給側にＣＣＤカメラ１９を備えた例を図３にて説明する。
加飾フィルム４の転写層を順送りにキャビティ１ａに位置決めするが、事前にＣＣＤカメラ１９にて転写層部の欠陥やフィルムへのゴミ、ホコリ等の付着の有無をチェックする。
仮に欠陥が発見されると、その転写層はさらに順送りされ、射出成形に用いない。
これにより不良品の発生を防止できる。
また、加飾フィルムの巻き取り側にＣＣＤカメラ１９を備えた例を図１及び図２にて説明する。
製品取り出しハンド（ロボットアーム等）９にて製品１０を基体フィルムから引き剥がすと転写面をＣＣＤカメラ１９で品質チェックする。
品質合格であれば、次工程に搬出し、不合格であれ、ライン外に搬出し、オペレータに信号を出力する。

箔送り装置を略水平方向に配置した場合の加飾品の成形方法例を示す。 箔送り装置を略水平方向に配置した場合の側面模式図を示す。 箔送り装置を略垂直方向に配置した場合の加飾品の成形方法例を示す。 加飾フィルムの断面模式図を示す。

符号の説明

１ キャビティ型
１ａ キャビティ
２ コア型
２ａ 射出ノズル
３ 加飾フィルム（表面インモールドフィルム）
４ 裏面インモールドフィルム
５ 紫外線照射ランプ
６、６ａ 反射板
８ ゲートカッター
９ 製品取り出しハンド
１０ 製品
１１ 集塵機
１１ａ 集塵ダクト口
１２ 供給リール（巻き戻しリール）
１３ 巻き取りリール
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅ、１４Ｆ テンションローラー
１５ ワーク支持部
１５ａ ワーク支持部のテーパー部
１６ａ、１６ｂ カバー部材
１７ 裏面インモールドフィルムの供給リール
１８ａ、１８ｂ 位置決めセンサー
１９ ＣＣＤカメラ
３０ 基体フィルム
３１ 紫外線硬化性樹脂層
３２ 図柄層（印刷層）
３３ 接着層
３４ 転写層

Claims (3)

1. 射出成形用金型であるキャビティ型とコア型の間を通過するように帯状の加飾フィルムが配置され、当該加飾フィルムは帯状の基体フィルムの上に紫外線硬化性樹脂層と図柄層と接着層とからなる転写層が形成され、溶融樹脂材料の金型内への射出により当該転写層が樹脂製品の表面に付着した状態のまま、加飾フィルムの順送りにより当該金型外に搬出し、加飾フィルムから樹脂製品を引き剥がす際に、紫外線硬化性樹脂層からなる剥離層の剥離部分に向けて紫外線を照射し、樹脂製品の端部から箔カスの発生を抑えつつ順次引き剥がすことを特徴とする加飾品の成形方法。
2. キャビティ型を下部に配置し、その上部にコア型を配置した竪型成形機のキャビティ型側とコア型側の両方に略横方向からそれぞれ帯状の加飾フィルムを通過・配設し、上部加飾フィルムをコア型に、下部加飾フィルムをキャビティ型にそれぞれ減圧密着させつつ型締めし、上部加飾フィルム又は下部加飾フィルムの少なくとも一方に、基体フィルムの上に紫外線硬化性樹脂層と図柄層と接着層からなる転写層が形成され、上下加飾フィルムの間から溶融樹脂材料を金型内に射出し、型開後に上下加飾フィルムが樹脂製品に付着した状態のまま順送りに金型外に搬出され、紫外線硬化性樹脂層のある加飾フィルムから樹脂製品を引き剥がす際に、紫外線硬化性樹脂層からなる剥離層の剥離部分に向けて紫外線を照射し、樹脂製品の端部から箔カスの発生を抑えつつ順次引き剥がすことを特徴とする加飾品の成形方法。
3. 加飾フィルムの金型内への供給側又は／及び加飾フィルムから製品を引き剥がした後にＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等の転写層品質チェック手段により、品質をチェックしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の加飾品の成形方法。

Images