JP3988737B2 - 成形品の射出・加飾成形方法及び金型装置 - Google Patents

Description

この発明は、樹脂を射出して形成した成形品の表面に、加飾被膜を金型交換により連続して圧入形成する成形品の射出・加飾方法と金型装置に関するものである。

従来の成形品の射出・加飾成形方法では、スプルやランナを形成するための樹脂通路、スプルブッシュ等で構成されているランナー型を固定盤側に設け、そのランナ型に進退自在に対設した可動盤側のコア型との間に、該コア型と型閉する射出キャビティ型と加飾キヤビティ型を交互に出入自在に配置し、その射出キャビティ型と加飾キヤビティ型とを交互にコア型と型閉して、樹脂による成形品の射出成形と、成形品表面の加飾被膜の成形を連続して行っている。

また射出キヤビティ型と加飾キヤビティ型を入れ替えるのではなく、一般的な二色射出成形機のように、射出キヤビティ型と加飾キヤビティ型に対して、一対のコア型を回転移動して交互に入れ替えることにより、成形品の射出成形と成形品表面の加飾成形とを連続して行っている。
特開２００３−３３４８３８号公報

上記射出キヤビティ型と加飾キヤビティ型を交換する方法では、射出キャビティ型も移動するのでランナ型を不可欠とする。また樹脂通路をランナ型と射出キヤビティ型の境界に設けているため、金型交換の前にランナ型とコア型の型開を先に行ってスプルなどを除去せねばならず、金型交換もスライドベースと共に射出キヤビティ型と加飾キヤビティ型を移動して行うので高出力を要し、金型装置も複雑となるので金型コストが高くなるという課題を有する。

またコア型を回転させて金型交換を行う方法では、射出キヤビティ型及び加飾キヤビティ型に対して、コア型も一対を用意しなければならず、金型は二組となることから金型コストが高くなる。またコア型を回転させる回転機構も必要となるので機械が大型化し、高価格の機械となる。

この発明は、上記の課題を解決するために考えられたものであって、その目的は、加飾キヤビティ型を射出キャビティ型とコア型との間に出入するだけで、射出キャビティ型との交換が行えるようにして、金型装置の簡素化と成形効率の向上とを図り、また金型コストを低減することができる新たな成形品の射出・加飾成形方法と金型装置とを提供することにある。

上記目的によるこの発明の成形方法は、固定側の射出キャビティ型と、射出キャビティ型に対設した可動側のコア型との型開間側部に、該コア型と型閉する加飾キヤビティ型を出入自在に配置し、
射出キャビティ型とコア型とを樹脂の固化温度に設定する一方、加飾キヤビティ型を液状熱硬化型組成物からなる加飾材の熱硬化温度に設定し、
樹脂による成形品の射出成形を、射出キヤビティ型とコア型とを型締して行い、
加飾材による成形品表面の加飾成形を、型開した射出キャビティ型と成形品を付着したコア型との間に加飾キヤビティ型を挿入して、該加飾キヤビティ型とコア型とを型閉したのち、
加飾キヤビティ型を射出キヤビティ型とコア型とにより型締して、加飾キヤビティ型内に形成された成形品表面の間隙による加飾キヤビティに、加飾材を加圧注入して行う、というものである。

またこの発明の金型装置は、固定盤に取付けた射出キャビティ型と、可動盤に取付けて射出キャビティ型に開閉自在に対設したコア型と、射出キャビティ型とコア型との型開間の側部に配設され、コア型と型閉して加飾キャビティを形成する加飾キヤビティ型と、その加飾キャビティ型又はコア型の型内に設けた加飾材の注入路と、加飾キャビティ型を型開間に出入自在に保持するスライドベースとからなり、
そのスライドベースを射出キャビティ型に取付けて、該射出キャビティ型の前面に加飾キャビティ型を移動自在に設けるとともに、射出キャビティ型の固定盤への取付けをもって、加飾キャビティ型を固定盤側に位置させてなる、というものである。

また上記スライドベースは、一端面を射出キャビティ型の周囲に嵌合止着して、他端面を射出キャビティ型の側方に長く突設した長方形の盤体からなり、その盤体の盤面上下に設けた長手方向のガイド部材と他側端に設けた出入装置とにより、加飾キヤビティ型を型開間に出入自在に保持してなる、というものである。

また上記加飾キヤビティ型は、コア型と対面するパーティング面に、成形品を付着したコアとにより成形品表面に間隙による加飾キヤビティを形成する凹所を有し、型内に加飾材を熱硬化温度に維持する温調路と、加飾材の注入路とを有する、というものである。

この発明では、コア型の進退移動と加飾キャビティ型の出入だけで、成形品の射出成形に連続して加飾成形が行えるので、成形効率が従来よりも向上する。また加飾キャビティ型がスライドベースを介して射出キャビティ型と連結された状態にあるので、射出キャビティ型を固定盤に取付けるだけで加飾キャビティ型の取付けも済み、加飾キャビティ型の取付け手数が省ける。また金型相互の位置決めにも手数が掛からない。

さらに、型締装置の横幅は加飾キャビティ型の待機位置分を増すだけで済むので、コア型と加飾キャビティ型の待機位置を両側に要する従来装置よりも型締装置をコンパクトに構成することができる。

図中１は固定側の射出キヤビティ型、２は射出キャビティ型１に対して開閉自在に対設した可動側のコア型、３はコア型２と型閉する加飾キヤビティ型である。この加飾キヤビティ型は、型開した射出キャビティ型１とコア型２との間に出入して該コア型２と型閉するように、射出キャビティ型１の側部に並設したスライドベース４に保持して、射出キヤビティ型１とコア型２の型開間の側部に配設してある。

上記射出キヤビティ型１は、型板１１により固定盤１２に取付けてある。この射出キヤビティ型１のコア型２と正対するパーティング面には、該コア型２の中央のコア２１とにより、成形品５（図７参照）の射出キヤビティ１３を形成する凹所１４を有し、その凹所１４に沿った型内に樹脂を冷却固化する媒体の温調路が配設してある。また型内には溶融した樹脂のホットランナ１５が型板１１から凹所１４に向けて設けてある、図ではホットランナ１５を型内中央に設けているが、その位置は成形品の形状により任意に選択することができる。また成形品によっては、樹脂のランナをホットランナに代えてコールドランナを採用する場合もある。

上記コア型２は、型板２２により可動盤２３に取付けてある。このコア型２の上記射出キヤビティ型１と正対するパーティング面の中央には、上記凹所１４と型閉して成形品のキヤビティ１３を形成する上記コア２１が突設してあり、そのコア２１の内部に樹脂を冷却固化する媒体の温調路が配設してある。

上記加飾キヤビティ型３は、コア型２と対面するパーティング面に、成形品５と共にコア２１と型閉して、成形品表面に間隙（５０〜２００μｍ）による加飾キヤビティ３１を形成する凹所３２を有し、その凹所３２に沿った型内に加飾材６を熱硬化温度に維持する媒体の温調路が配設してある。また型内には成形品表面を加飾する加飾材６の注入路６１が、断熱手段を施して型側面から凹所３２にわたり設けてあり、図示しない加圧供給装置により加飾材６を加飾キヤビティ３１に注入できるようにしてある。

上記スライドベース４は、一端面に穿設した穴部４１ａを射出キャビティ型１の周囲に嵌合し、ボルトにより射出キャビティ型１に止着して、他端面を側方に長く突設した長方形の盤体４１からなり、その盤体４１のコア型２に臨む盤面は、射出キャビティ型１のパーティング面よりも若干前側に位置して、他端面に待機した上記加飾キヤビティ型３を、射出キャビティ型１の前面に挿入する際に、底辺が射出キャビティ型１に当たらないようにしてある。この盤面の上下には内側を挟持縁に形成したガイド部材４２，４２が長手方向に取付けてあり、そのガイド部材４２，４２に加飾キヤビティ型３の上下底辺に突設した張出部３ａ，３ａ（図５参照）を嵌合して、加飾キヤビティ型３を長手方向にスライド自在に盤面に保持している。

またスライドベース４の他側端には、加飾キヤビティ型３の出入装置７がスライドベースと平行に内向きに取付けてある。この出入装置７は油圧又はエア作動のシリンダ７１とピストン７２とからなり、そのシリンダ７１の前端をベース端側面の支持杆７３に取付け、ピストン７２の先端を加飾キヤビティ型３の型側面に連結してスライドベース４の側端面に取付けてあり、該ピストン７２の伸縮作動により加飾キヤビティ型３がスライドベース４の盤面をスライドして、型開した上記射出キャビティ型１とコア型２との間を出入するようにしてある。なお、出入装置は電動サーボモータを駆動源とする移動装置であってよい。

図６は、上記加飾キャビティ型３に内設した加飾材６の注入路６１を、コア型３に内設した他の実施形態を示すものである。注入路６１は注入先端６１ａが加飾キャビティ３１の端部３１ａに位置して、加飾材６を加飾キャビティ３１の端から成形品５の表面に圧入できるように、側部からパーティング面に設けてある。

上記金型による射出及び加飾成形工程を、図８に示すフローチャートにより説明すると、先ず成形品５の射出成形を先行する。図２に示すように、コア型２の側部に加飾キヤビティ型３を待機させて、射出キャビティ型１とコア型２の１次型閉を行う。型閉は通常のごとく可動盤２３と共にコア型２を前進移動して行い、型閉後に型締する（ステップ４０）。

上記型締終了後に、通常のごとく図示しない射出装置からホットランナ１５に溶融樹脂を加圧注入し、溶融樹脂を射出キャビティ１３に充填する（ステップ４１）。充填後に保圧冷却を行って樹脂を成形品５（図７参照）に固化する（ステップ４２）。冷却固化後にコア型２を後退移動して１次型開を行う。この型開により成形品５はコア型２に付着して射出キャビティ１３から離型する（ステップ４３）。

上記型開後に、出入装置７のピストン７２を伸長作動して、待機していた加飾キャビティ型３を、射出キャビティ型１の前面に挿入し、射出キャビティ型１とコア型２との間に位置させて両型のパーティング面を対面させる。この位置の確認は盤面上の周知の位置検出手段（図は省略）をもって行う。定位置の確認後に移動装置７を停止して加飾キャビティ型３を固定する（ステップ４４）。

上記固定後に、成形品５を付着したコア型２を、可動盤２３と共に前進移動して、加飾キヤビティ型３と２次型閉する。この型閉により成形品５がコア型２と一緒に加飾キヤビティ型３の凹所３２に収まり、成形品表面に設定寸法の間隙による加飾キヤビティ３１を形成する（ステップ４５）。

上記型閉後に、加飾キヤビティ型３を射出キャビティ型１とコア型２とで型締する。型締後に液状熱硬化型組成物からなる加飾材６を加圧して注入路６１から加飾キヤビティ３１に注入し、成形品５の表面にキャビティ間隙と同厚の加飾被膜６ａ（図７参照）を形成する（ステップ４６）。注入後に加飾材６の注入を停止し、加飾被膜６ａを型内の温調路に供給した熱媒体により加熱硬化して成形品表面に定着し、図７に示す完成品８となる（ステップ４７）。

上記加飾材６としては、熱硬化温度８０°〜１４０℃、粘度３０００〜１００００００ｍｐａ・ｓ（Ｂ型粘度計）で、沸点が加飾キヤビティ型３に設定した熱硬化温度以下の揮発成分を実質的に含まない液状熱硬化型組成物からなるコーティング材が好ましい。

上記加飾被膜６ａの熱硬化後に、コア型２を後退移動して２次型開を行う。この型開により表面が加飾された完成品８がコア型２に付着して加飾キャビティ３１から離型する（ステップ４８）。

上記型開後に、完成品８は金型に設けられた突出手段によって、コア型２から抜き出し、ロボットなどにより金型外へ搬送される（ステップ４９）。搬送後に移動装置７のピストン７２を縮小作動して、加飾キャビティ型３を元の位置まで引き戻し、射出キャビティ型１とコア型２との間から除いて次の成形に待機させる（ステップ５０）。場合によっては、加飾キャビティ型３の引き戻しを、完成品８の突出し、搬送よりも先に行ってもよい。

上記工程では、加飾成形時に加飾キヤビティ型３が射出キャビティ型１とコア型２の間に介在するので、加飾キヤビティ型３の厚さ分、全体の型厚が増す。このため型厚は型締が完了した時点で読み込むよう制御するのが好ましく、型締機構としては直圧式が好ましい。また射出成形と加飾成形のそれぞれの型開停止位置、低速切換位置等の型位置設定は、別々に設定できるようにすることが望ましい。

この発明に係わる金型装置の型開状態時の要部を断面で示す平面図である。 同じく射出キャビティ型とコア型の型閉状態時の要部を断面で示す平面図である。 同じく射出キャビティ型及びコア型と加飾キャビティ型の型閉状態時の要部を断面で示す平面図である。 射出キャビティ型と加飾キャビティ型の斜視図である。 射出キャビティ型部位のスライドベースを縦断して示す同上の側面図である。 射出キャビティ型と加飾材の注入路を内設したコア型の型閉状態時の平断面図である。 加飾被膜の一部を切除した製品の斜視図である。 この発明の成形工程を順に示すフローチャートである。

符号の説明

１ 射出キャビティ型
２ コア型
３ 加飾キャビティ型
４ スライドベース
５ 成形品
６ 加飾材
６ａ 加飾被膜
７ 出入装置
８ 完成品
１３ 射出キャビティ
１４ 凹所
１５ ホットランナ
２１ コア
３１ 加飾キャビティ
３２ 凹所
４１ 盤体
６１ 注入路
７１ シリンダ
７２ ピストン

Claims (4)

1. 固定側の射出キャビティ型と、射出キャビティ型に対設した可動側のコア型との型開間の側部に、該コア型と型閉する加飾キヤビティ型を出入自在に配置し、
   射出キャビティ型とコア型とを樹脂の固化温度に設定する一方、加飾キヤビティ型を液状熱硬化型組成物からなる加飾材の熱硬化温度に設定し、
   樹脂による成形品の射出成形を、射出キヤビティ型とコア型とを型締して行い、
   加飾材による成形品表面の加飾成形を、型開した射出キャビティ型と成形品を付着したコア型との間に加飾キヤビティ型を挿入して、該加飾キヤビティ型とコア型とを型閉したのち、
   加飾キヤビティ型を射出キヤビティ型とコア型とにより型締して、加飾キヤビティ型内に形成された成形品表面の間隙による加飾キヤビティに、加飾材を加圧注入して行うことを特徴とする成形品の射出・加飾成形方法。
2. 固定盤に取付けた射出キャビティ型と、可動盤に取付けて射出キャビティ型に開閉自在に対設したコア型と、射出キャビティ型とコア型との型開間の側部に配設され、コア型と型閉して加飾キャビティを形成する加飾キヤビティ型と、その加飾キャビティ型又はコア型の何れかの型内に設けた加飾材の注入路と、加飾キャビティ型を型開間に出入自在に保持するスライドベースとからなり、
   そのスライドベースを射出キャビティ型に取付けて、該射出キャビティ型の前面に加飾キャビティ型を移動自在に設けるとともに、射出キャビティ型の固定盤への取付けをもって、加飾キャビティ型を固定盤側に位置させてなることを特徴とする成形品の射出・加飾成形金型装置。
3. 上記スライドベースは、一端面を射出キャビティ型の周囲に嵌合止着して、他端面を射出キャビティ型の側方に長く突設した長方形の盤体からなり、その盤体の盤面上下に設けた長手方向のガイド部材と他側端に設けた出入装置とにより、加飾キヤビティ型を型開間に出入自在に保持してなることを特徴とする請求項２に記載の成形品の射出・加飾成形金型装置。
4. 上記加飾キヤビティ型は、コア型と対面するパーティング面に、成形品を付着したコアとにより成形品表面に間隙による加飾キヤビティを形成する凹所を有し、型内に加飾材を熱硬化温度に維持する温調路と、加飾材の注入路とを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の成形品の射出・加飾成形金型装置。

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