JP4167754B2 - フィルム加熱装置と絵柄付成形品の製造方法 - Google Patents
フィルム加熱装置と絵柄付成形品の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【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、ホイールキャップ、メーターパネル、ダッシュボード、スイッチベース、計器パネル、操作ボタン、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絵柄付成形品の製造方法とその製造方法に適用可能なフィルム加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の絵柄付成形品の製造方法は、次のようにしていた。つまり、キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に絵柄フィルムを導入した後、その絵柄フィルムをクランプ部材でパーティング面に固定し、次に、フィルム加熱装置一台で、絵柄フィルム全面を加熱し、真空吸引により、小深度キャビティ形成面および大深度キャビティ形成面に一時に絵柄フィルムを密着させ、次に、射出成形用金型を型閉めし、射出成形用金型内に絵柄フィルムを挟み込んだままキャビティに溶融樹脂を射出し、絵柄フィルムと成形品とを一体化させるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のフィルム加熱装置は、キャビティ形成面の深度の大小にかかわらず、定位置で絵柄フィルムを加熱するものであるため、真空吸引等により大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させようとすると、フィルム自体や絵柄が破損しやすかった。
つまり、小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させるには、絵柄フィルムを小さく展延させれば済むが、大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させるには、絵柄フィルムを大きく展延させなければならない。展延を大きくするためには、フィルムの加熱を十分に行い柔軟性を持たせなければならない。しかし、従来は、加熱装置が定位置であっため、大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムが接近するほど、加熱装置と絵柄フィルムとの間隔が大きくなり、加熱装置からの熱が絵柄フィルムまで届きにくくなり加熱が不十分となっていた。このため、大深度キャビティ形成面においては、絵柄フィルムの所望の柔軟性が得られない。このような絵柄フィルムを大深度キャビティ形成面に真空吸引等により強制的に密着させると、絵柄フィルムが破損したり絵柄が崩れたりする。前記加熱が不十分な点を解決するために、加熱装置の温度設定を大にすることも考えられるが、小深度キャビティ形成面に密着させる絵柄フィルムが必要以上に加熱されてしまうため、絵柄フィルムが展延し過ぎたり絵柄が歪んだりしていた。
【０００４】
この発明は、キャビティ形成面の深度の大小にかかわらず、絵柄フィルムの加熱を十分にすることによって、絵柄フィルムの損傷や展延のし過ぎがなく絵柄の損傷や歪みもないように、絵柄フィルムをキャビティ形成面に密着させることができるようにすることを目的とした絵柄付成形品の製造方法とフィルム加熱装置に関するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のフィルム加熱装置は、以上の課題を解決するために、キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に導入された絵柄フィルムを加熱するフィルム加熱装置であって、キャビティ凹部内に入り込み、大深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムのみを加熱することが可能な、大深度キャビティ形成面の周囲で絵柄フィルムをクランプするためのスカート部を有する大深度部加熱装置を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
この発明のフィルム加熱装置は、以上の課題を解決するために、キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に導入された絵柄フィルムを加熱するフィルム加熱装置であって、小深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムを加熱することが可能な小深度部加熱装置を備えたものであってもよい。
【０００８】
この発明の絵柄付成形品の製造方法は、以上の課題を解決するために、キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に絵柄フィルムを導入した後、その絵柄フィルムをクランプ部材でパーティング面にクランプし、次に、真空吸引により小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、クランプ部材で小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを固定し、次に、大深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムのみを加熱し、真空吸引により大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、射出成形用金型を型閉めし、射出成形用金型内に絵柄フィルムを挟み込んだままキャビティに溶融樹脂を射出し、絵柄フィルムと成形品とを一体化させることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明の絵柄付成形品の製造方法は、以上の課題を解決するために、キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に絵柄フィルムを導入した後、その絵柄フィルムをクランプ部材でパーティング面にクランプし、次に、少なくとも小深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムを加熱し、真空吸引により小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、クランプ部材で小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを固定し、次に、大深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムのみを加熱し、真空吸引により大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、射出成形用金型を型閉めし、射出成形用金型内に絵柄フィルムを挟み込んだままキャビティに溶融樹脂を射出し、絵柄フィルムと成形品とを一体化させることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明のフィルム加熱装置と絵柄付成形品の製造方法を説明する。
【００１２】
まず、この発明に用いる射出成形用金型および絵柄フィルム並びにこの発明のフィルム加熱装置を説明する。
射出成形用金型は、一例として次のようなものがある。
射出成形用金型は、可動型５と固定型４とからなる。固定型４と可動型５とは、その間に絵柄フィルム１を挟み込み、キャビティに溶融樹脂を射出することにより、キャビティ凹部２での射出成形と同時に絵柄フィルム１の所定の絵柄を成形品６に形成することができる。キャビティ凹部２と、真空吸引口８（キャビティ凹部２あるいはパーティング面７に形成されている。）と、溶融樹脂９の射出ゲート１０等は、可動型５に形成されていてもよいし、固定型４に形成されていてもよい（図５〜図１２参照）。キャビティ凹部２内にパーティング面７からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する。つまり、キャビティ形成面は、小深度キャビティ形成面５１と大深度キャビティ形成面５０とからなる。大深度キャビティ形成面５０は、小深度キャビティ形成面５１の中央に存在してもよいし、端の方に存在してもよい。また、例えば、小深度キャビティ形成面５１が、さらに２以上の異なる深度のキャビティ形成面を有するものでもよい。
【００１３】
この発明のフィルム加熱装置は、例えば、以上のような射出成形用金型に適用されるものである。つまり、キャビティ凹部２内にパーティング面７からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に導入された絵柄フィルム１を加熱するフィルム加熱装置であって、キャビティ凹部２内に入り込み、大深度キャビティ形成面５０上の絵柄フィルム１のみを加熱することが可能な大深度部加熱装置３１を備えるものである。
【００１４】
大深度部加熱装置３１は、キャビティ凹部２内に入り込むものなので、キャビティ凹部２内に入り込める大きさの加熱部３３を有するものである。大深度部加熱装置３１は、平板状でもよいし、大深度キャビティ形成面５０の周囲で絵柄フィルム１をクランプするためのスカート部３４を有する。スカート部３４で絵柄フィルム１をクランプすることによって、絵柄フィルム１と加熱部３３との間の空間を密閉空間とすることもできる。
【００１５】
フィルム加熱装置は、小深度キャビティ形成面５１上の絵柄フィルムを加熱することが可能な小深度部加熱装置３２を有していてもよい（図１３〜図１５）。前記大深度部加熱装置３１は、小深度部加熱装置３２と兼用できるものでもよい。この場合は、大深度部加熱装置３１としては、キャビティ凹部２とほぼ同じか少し大きめの面積の加熱部３３を有するものを用い、前記加熱部３３のうちの一部が分離して、キャビティ凹部２内に入り込み、分離した一部が大深度キャビティ形成面５０に対応する領域だけを加熱するようにした機構とすればよい。
【００１６】
クランプ部材２０としては、例えば、枠状のクランプ部材や、平面「一」型のクランプ部材、平面略「コ」型のクランプ部材等がある。クランプ部材は、射出成形用金型に直接設けられておらず、ロボットアーム等によって射出成形用金型外から射出成形用金型内に侵入し、アームの押しつけ力や電磁石の電磁力等によって、金型のパーティング面７に絵柄フィルム１をクランプするものでもよい。また、クランプ部材には、絵柄フィルムを固定する際に絵柄フィルム１を切断するためのヒートカッター１１等の切断手段が設けられていてもよい（図１２参照）。
【００１７】
絵柄フィルム１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、絵柄フィルムに成形樹脂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。絵柄フィルム１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、絵柄フィルムに成形樹脂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がある。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、フィルムと成形品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、成形樹脂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。接着層は樹脂フィルムを用いてもよい。なお、「絵柄」とは、前記絵柄層によって表現される模様や色彩のことや、前記基体シート自体の有する模様や色彩のことをいう。
【００１８】
以上のフィルム加熱装置と成形同時絵付け用金型を用いた、この発明の絵柄付成形品の製造方法を、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
まず、射出成形用金型内に絵柄フィルム１を導入する。
例えば、固定型４と可動型５からなる射出成形用金型の上方において、巻出しロール手段１３のフィルムロールから巻き出ている絵柄フィルム１の導入方向先端部１２（分断端部）をフィルム導入手段のフィルム把持手段１４（押し部材１６と受け部材１７）でつかむ（図５参照）。絵柄フィルム１の導入方向先端部１２の最先端はフィルム把持手段１４からはみ出させる。フィルム把持手段１４は帯状体あるいはワイヤー１８の先端に固定されている。つぎに、帯状体あるいはワイヤー１８、ボールネジ等を長手方向に駆動させて、絵柄フィルム１をつかんでいる押し部材１６と受け部材１７を下方に移動させ、絵柄フィルム１を射出成形用金型内に導入する（図６参照）。なお、前記フィルム導入手段を用いずに、絵柄フィルム１の自重だけで射出成形用金型内に導入してもよい。また、絵柄フィルム１は、枚葉にカットしたものでもよい。
【００２０】
次に、前記絵柄フィルム１をクランプ部材２０あるいはパーティング面７に固定する。
例えば、絵柄フィルム１を把持した前記フィルム把持手段１４を、クランプ固定用部材３に接近させる。フィルム把持手段１４からはみ出ている絵柄フィルム１の最先端を、クランプ固定用部材３とクランプ部材２０とによって挟み込んで固定するとよい（図６参照）。あるいは、フィルム把持手段１４からはみ出ている絵柄フィルム１の最先端を、クランプ固定用部材３とパーティング面７とによって挟み込んで固定してもよい（図示せず。）。
フィルム把持手段１４は絵柄フィルム１を開放しキャビティ凹部上方へ退避し、ヒートカッター１１の上方で絵柄フィルム１をつかみ、クランプ部材２０とフィルム把持手段１４の間で絵柄フィルム１にテンションをかける（図７参照）。このテンションは、フィルム把持手段１４を用いずに、巻出しロール手段１３の前記フィルムロールを逆回転させて発生させてもよい。絵柄フィルム１を固定する個所は、クランプ部材２０の全体であってもよいし、クランプ部材２０のうちのフィルム下流側部分４２だけであってもよい。
前記固定された絵柄フィルム１をパーティング面７にクランプする。
例えば、クランプ部材２０を引張ロッド２５を駆動させて、絵柄フィルム１を金型のキャビティ凹部２の周囲に押さえ付けることによってクランプする（図１、図８参照）。絵柄フィルム１をクランプする金型としては、射出ゲートを有する固定型でもよいし（図１１参照）、可動型でもよい。絵柄フィルム１をキャビティ凹部２の周囲の所定個所に押さえ付ける際に、絵柄フィルム１にかかるテンションを調節するとよい。また、押さえ付ける際つまり、押さえ付けると同時または押さえ付けた後に、クランプ部材の上方にあるヒートカッター１１でフィルム把持手段１４の下流側で絵柄フィルム１を分断し、クランプ装置と金型との間にクランプされた枚葉の絵柄フィルム１と、導入方向先端部１２（分断端部）を有する絵柄フィルム１とになる（図９参照）。
【００２１】
次に、加熱手段３０を絵柄フィルム１の導入とは別の工程として固定型４と可動型５との間に侵入させ、絵柄フィルム１を加熱する（図９参照）。少なくとも小深度キャビティ形成面５１上の絵柄フィルム１を、例えば、小深度部加熱装置３２によって加熱し（図１３参照）、キャビティ凹部２を真空吸引して小深度キャビティ形成面５１に絵柄フィルム１を密着させ（図２、図１４参照）る。次に、大深度キャビティ形成面５０上の絵柄フィルム１を、大深度部加熱装置３１によって加熱し、真空吸引により大深度キャビティ形成面５０に絵柄フィルム１を密着させる（図４、図１５参照）。大深度部加熱装置３１による加熱の際、大深度部加熱装置３１のスカート部３４によって、大深度キャビティ形成面５０の周囲で絵柄フィルム１をクランプする。このようにすると、小深度キャビティ形成面５１に密着した絵柄フィルム１が、大深度キャビティ形成面５０のほうに引っ張られて位置ずれするのを防止できる等の利点がある。
【００２２】
次に、射出成形用金型内に絵柄フィルム１を挟み込んだままキャビティ凹部に溶融樹脂を射出し、絵柄フィルムと成形品とを一体化させる。
例えば、固定型４と可動型５とを型閉めし絵柄フィルム１を挟み込み、射出ゲート１０から溶融樹脂９を射出し、絵柄フィルム１の接着層と溶融樹脂９とが接触したまま、溶融樹脂９が冷却されて固化し、成形品６に絵柄フィルム１が接着する（図４、図１０参照）。絵柄フィルム１としていわゆる転写フィルムを用いた場合は、絵柄フィルムと成形品とを一体化した後に基体シートを剥離する。
溶融樹脂９の成形材料としては、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。最後に、固定型４と可動型５とを型開きした後、クランプ部材を金型から引き離し、成形品６に絵柄フィルム１が接着した絵柄付成形品を取り出す。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、以上のような構成のフィルム加熱装置と絵柄付成形品の製造方法であるので、より大きな展延を必要とする部分の絵柄フィルムを加熱するための大深度部加熱装置をキャビティ凹部内に入り込ませることによって、真空吸引等により大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを強制的に密着させる場合でも、フィルム自体や絵柄が破損しにくくなる。
つまり、小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させた後、大深度部加熱装置がキャビティ凹部内に入り込み、大深度キャビティ形成面の上方でブリッジ状になっている絵柄フィルムに接近してその絵柄フィルムのみを加熱するので、加熱装置からの熱が絵柄フィルムまで確実に届くことになり、加熱の不十分をなくすことができる。絵柄フィルムが大きく移動するうちに冷やされてしまう点も確実に補うことができる。
このため、大深度キャビティ形成面においても、絵柄フィルムの柔軟性は十分となる。柔軟性が十分であるため、真空吸引等によって絵柄フィルムを大深度キャビティ形成面に強制的に密着させても、絵柄フィルムが破損したり絵柄が崩れることはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図４】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図５】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図６】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図７】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図９】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１０】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１１】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１２】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１３】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１４】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１５】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 絵柄フィルム
２ キャビティ凹部
３ クランプ固定用部材
４ 固定型
５ 可動型
６ 成形品
７ パーティング面
８ 真空吸引口
９ 溶融樹脂
１０ 射出ゲート
１１ ヒートカッター
１２ 導入方向先端部
１３ 巻出しロール手段
１４ フィルム把持手段
１６ 押し部材
１７ 受け部材
１８ ワイヤー
１９ ワイヤドラム
２０ クランプ部材
２３ エアーシリンダー
２５ 引張ロッド
３０ 加熱手段
３１ 大深度部加熱装置
３２ 小深度部加熱装置
３３ 加熱部
３４ スカート部
４１ ロッド
４２ フィルム下流側部分
４３ フィルム上流側部分
５０ 大深度キャビティ形成面
５１ 小深度キャビティ形成面
【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、ホイールキャップ、メーターパネル、ダッシュボード、スイッチベース、計器パネル、操作ボタン、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絵柄付成形品の製造方法とその製造方法に適用可能なフィルム加熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の絵柄付成形品の製造方法は、次のようにしていた。つまり、キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に絵柄フィルムを導入した後、その絵柄フィルムをクランプ部材でパーティング面に固定し、次に、フィルム加熱装置一台で、絵柄フィルム全面を加熱し、真空吸引により、小深度キャビティ形成面および大深度キャビティ形成面に一時に絵柄フィルムを密着させ、次に、射出成形用金型を型閉めし、射出成形用金型内に絵柄フィルムを挟み込んだままキャビティに溶融樹脂を射出し、絵柄フィルムと成形品とを一体化させるのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のフィルム加熱装置は、キャビティ形成面の深度の大小にかかわらず、定位置で絵柄フィルムを加熱するものであるため、真空吸引等により大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させようとすると、フィルム自体や絵柄が破損しやすかった。
つまり、小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させるには、絵柄フィルムを小さく展延させれば済むが、大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させるには、絵柄フィルムを大きく展延させなければならない。展延を大きくするためには、フィルムの加熱を十分に行い柔軟性を持たせなければならない。しかし、従来は、加熱装置が定位置であっため、大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムが接近するほど、加熱装置と絵柄フィルムとの間隔が大きくなり、加熱装置からの熱が絵柄フィルムまで届きにくくなり加熱が不十分となっていた。このため、大深度キャビティ形成面においては、絵柄フィルムの所望の柔軟性が得られない。このような絵柄フィルムを大深度キャビティ形成面に真空吸引等により強制的に密着させると、絵柄フィルムが破損したり絵柄が崩れたりする。前記加熱が不十分な点を解決するために、加熱装置の温度設定を大にすることも考えられるが、小深度キャビティ形成面に密着させる絵柄フィルムが必要以上に加熱されてしまうため、絵柄フィルムが展延し過ぎたり絵柄が歪んだりしていた。
【０００４】
この発明は、キャビティ形成面の深度の大小にかかわらず、絵柄フィルムの加熱を十分にすることによって、絵柄フィルムの損傷や展延のし過ぎがなく絵柄の損傷や歪みもないように、絵柄フィルムをキャビティ形成面に密着させることができるようにすることを目的とした絵柄付成形品の製造方法とフィルム加熱装置に関するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明のフィルム加熱装置は、以上の課題を解決するために、キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に導入された絵柄フィルムを加熱するフィルム加熱装置であって、キャビティ凹部内に入り込み、大深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムのみを加熱することが可能な、大深度キャビティ形成面の周囲で絵柄フィルムをクランプするためのスカート部を有する大深度部加熱装置を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
この発明のフィルム加熱装置は、以上の課題を解決するために、キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に導入された絵柄フィルムを加熱するフィルム加熱装置であって、小深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムを加熱することが可能な小深度部加熱装置を備えたものであってもよい。
【０００８】
この発明の絵柄付成形品の製造方法は、以上の課題を解決するために、キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に絵柄フィルムを導入した後、その絵柄フィルムをクランプ部材でパーティング面にクランプし、次に、真空吸引により小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、クランプ部材で小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを固定し、次に、大深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムのみを加熱し、真空吸引により大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、射出成形用金型を型閉めし、射出成形用金型内に絵柄フィルムを挟み込んだままキャビティに溶融樹脂を射出し、絵柄フィルムと成形品とを一体化させることを特徴とするものである。
【０００９】
この発明の絵柄付成形品の製造方法は、以上の課題を解決するために、キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に絵柄フィルムを導入した後、その絵柄フィルムをクランプ部材でパーティング面にクランプし、次に、少なくとも小深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムを加熱し、真空吸引により小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、クランプ部材で小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを固定し、次に、大深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムのみを加熱し、真空吸引により大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、射出成形用金型を型閉めし、射出成形用金型内に絵柄フィルムを挟み込んだままキャビティに溶融樹脂を射出し、絵柄フィルムと成形品とを一体化させることを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明のフィルム加熱装置と絵柄付成形品の製造方法を説明する。
【００１２】
まず、この発明に用いる射出成形用金型および絵柄フィルム並びにこの発明のフィルム加熱装置を説明する。
射出成形用金型は、一例として次のようなものがある。
射出成形用金型は、可動型５と固定型４とからなる。固定型４と可動型５とは、その間に絵柄フィルム１を挟み込み、キャビティに溶融樹脂を射出することにより、キャビティ凹部２での射出成形と同時に絵柄フィルム１の所定の絵柄を成形品６に形成することができる。キャビティ凹部２と、真空吸引口８（キャビティ凹部２あるいはパーティング面７に形成されている。）と、溶融樹脂９の射出ゲート１０等は、可動型５に形成されていてもよいし、固定型４に形成されていてもよい（図５〜図１２参照）。キャビティ凹部２内にパーティング面７からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する。つまり、キャビティ形成面は、小深度キャビティ形成面５１と大深度キャビティ形成面５０とからなる。大深度キャビティ形成面５０は、小深度キャビティ形成面５１の中央に存在してもよいし、端の方に存在してもよい。また、例えば、小深度キャビティ形成面５１が、さらに２以上の異なる深度のキャビティ形成面を有するものでもよい。
【００１３】
この発明のフィルム加熱装置は、例えば、以上のような射出成形用金型に適用されるものである。つまり、キャビティ凹部２内にパーティング面７からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に導入された絵柄フィルム１を加熱するフィルム加熱装置であって、キャビティ凹部２内に入り込み、大深度キャビティ形成面５０上の絵柄フィルム１のみを加熱することが可能な大深度部加熱装置３１を備えるものである。
【００１４】
大深度部加熱装置３１は、キャビティ凹部２内に入り込むものなので、キャビティ凹部２内に入り込める大きさの加熱部３３を有するものである。大深度部加熱装置３１は、平板状でもよいし、大深度キャビティ形成面５０の周囲で絵柄フィルム１をクランプするためのスカート部３４を有する。スカート部３４で絵柄フィルム１をクランプすることによって、絵柄フィルム１と加熱部３３との間の空間を密閉空間とすることもできる。
【００１５】
フィルム加熱装置は、小深度キャビティ形成面５１上の絵柄フィルムを加熱することが可能な小深度部加熱装置３２を有していてもよい（図１３〜図１５）。前記大深度部加熱装置３１は、小深度部加熱装置３２と兼用できるものでもよい。この場合は、大深度部加熱装置３１としては、キャビティ凹部２とほぼ同じか少し大きめの面積の加熱部３３を有するものを用い、前記加熱部３３のうちの一部が分離して、キャビティ凹部２内に入り込み、分離した一部が大深度キャビティ形成面５０に対応する領域だけを加熱するようにした機構とすればよい。
【００１６】
クランプ部材２０としては、例えば、枠状のクランプ部材や、平面「一」型のクランプ部材、平面略「コ」型のクランプ部材等がある。クランプ部材は、射出成形用金型に直接設けられておらず、ロボットアーム等によって射出成形用金型外から射出成形用金型内に侵入し、アームの押しつけ力や電磁石の電磁力等によって、金型のパーティング面７に絵柄フィルム１をクランプするものでもよい。また、クランプ部材には、絵柄フィルムを固定する際に絵柄フィルム１を切断するためのヒートカッター１１等の切断手段が設けられていてもよい（図１２参照）。
【００１７】
絵柄フィルム１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、絵柄フィルムに成形樹脂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。絵柄フィルム１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、絵柄フィルムに成形樹脂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がある。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、フィルムと成形品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、成形樹脂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。接着層は樹脂フィルムを用いてもよい。なお、「絵柄」とは、前記絵柄層によって表現される模様や色彩のことや、前記基体シート自体の有する模様や色彩のことをいう。
【００１８】
以上のフィルム加熱装置と成形同時絵付け用金型を用いた、この発明の絵柄付成形品の製造方法を、図面を参照しながら説明する。
【００１９】
まず、射出成形用金型内に絵柄フィルム１を導入する。
例えば、固定型４と可動型５からなる射出成形用金型の上方において、巻出しロール手段１３のフィルムロールから巻き出ている絵柄フィルム１の導入方向先端部１２（分断端部）をフィルム導入手段のフィルム把持手段１４（押し部材１６と受け部材１７）でつかむ（図５参照）。絵柄フィルム１の導入方向先端部１２の最先端はフィルム把持手段１４からはみ出させる。フィルム把持手段１４は帯状体あるいはワイヤー１８の先端に固定されている。つぎに、帯状体あるいはワイヤー１８、ボールネジ等を長手方向に駆動させて、絵柄フィルム１をつかんでいる押し部材１６と受け部材１７を下方に移動させ、絵柄フィルム１を射出成形用金型内に導入する（図６参照）。なお、前記フィルム導入手段を用いずに、絵柄フィルム１の自重だけで射出成形用金型内に導入してもよい。また、絵柄フィルム１は、枚葉にカットしたものでもよい。
【００２０】
次に、前記絵柄フィルム１をクランプ部材２０あるいはパーティング面７に固定する。
例えば、絵柄フィルム１を把持した前記フィルム把持手段１４を、クランプ固定用部材３に接近させる。フィルム把持手段１４からはみ出ている絵柄フィルム１の最先端を、クランプ固定用部材３とクランプ部材２０とによって挟み込んで固定するとよい（図６参照）。あるいは、フィルム把持手段１４からはみ出ている絵柄フィルム１の最先端を、クランプ固定用部材３とパーティング面７とによって挟み込んで固定してもよい（図示せず。）。
フィルム把持手段１４は絵柄フィルム１を開放しキャビティ凹部上方へ退避し、ヒートカッター１１の上方で絵柄フィルム１をつかみ、クランプ部材２０とフィルム把持手段１４の間で絵柄フィルム１にテンションをかける（図７参照）。このテンションは、フィルム把持手段１４を用いずに、巻出しロール手段１３の前記フィルムロールを逆回転させて発生させてもよい。絵柄フィルム１を固定する個所は、クランプ部材２０の全体であってもよいし、クランプ部材２０のうちのフィルム下流側部分４２だけであってもよい。
前記固定された絵柄フィルム１をパーティング面７にクランプする。
例えば、クランプ部材２０を引張ロッド２５を駆動させて、絵柄フィルム１を金型のキャビティ凹部２の周囲に押さえ付けることによってクランプする（図１、図８参照）。絵柄フィルム１をクランプする金型としては、射出ゲートを有する固定型でもよいし（図１１参照）、可動型でもよい。絵柄フィルム１をキャビティ凹部２の周囲の所定個所に押さえ付ける際に、絵柄フィルム１にかかるテンションを調節するとよい。また、押さえ付ける際つまり、押さえ付けると同時または押さえ付けた後に、クランプ部材の上方にあるヒートカッター１１でフィルム把持手段１４の下流側で絵柄フィルム１を分断し、クランプ装置と金型との間にクランプされた枚葉の絵柄フィルム１と、導入方向先端部１２（分断端部）を有する絵柄フィルム１とになる（図９参照）。
【００２１】
次に、加熱手段３０を絵柄フィルム１の導入とは別の工程として固定型４と可動型５との間に侵入させ、絵柄フィルム１を加熱する（図９参照）。少なくとも小深度キャビティ形成面５１上の絵柄フィルム１を、例えば、小深度部加熱装置３２によって加熱し（図１３参照）、キャビティ凹部２を真空吸引して小深度キャビティ形成面５１に絵柄フィルム１を密着させ（図２、図１４参照）る。次に、大深度キャビティ形成面５０上の絵柄フィルム１を、大深度部加熱装置３１によって加熱し、真空吸引により大深度キャビティ形成面５０に絵柄フィルム１を密着させる（図４、図１５参照）。大深度部加熱装置３１による加熱の際、大深度部加熱装置３１のスカート部３４によって、大深度キャビティ形成面５０の周囲で絵柄フィルム１をクランプする。このようにすると、小深度キャビティ形成面５１に密着した絵柄フィルム１が、大深度キャビティ形成面５０のほうに引っ張られて位置ずれするのを防止できる等の利点がある。
【００２２】
次に、射出成形用金型内に絵柄フィルム１を挟み込んだままキャビティ凹部に溶融樹脂を射出し、絵柄フィルムと成形品とを一体化させる。
例えば、固定型４と可動型５とを型閉めし絵柄フィルム１を挟み込み、射出ゲート１０から溶融樹脂９を射出し、絵柄フィルム１の接着層と溶融樹脂９とが接触したまま、溶融樹脂９が冷却されて固化し、成形品６に絵柄フィルム１が接着する（図４、図１０参照）。絵柄フィルム１としていわゆる転写フィルムを用いた場合は、絵柄フィルムと成形品とを一体化した後に基体シートを剥離する。
溶融樹脂９の成形材料としては、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。最後に、固定型４と可動型５とを型開きした後、クランプ部材を金型から引き離し、成形品６に絵柄フィルム１が接着した絵柄付成形品を取り出す。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、以上のような構成のフィルム加熱装置と絵柄付成形品の製造方法であるので、より大きな展延を必要とする部分の絵柄フィルムを加熱するための大深度部加熱装置をキャビティ凹部内に入り込ませることによって、真空吸引等により大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを強制的に密着させる場合でも、フィルム自体や絵柄が破損しにくくなる。
つまり、小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させた後、大深度部加熱装置がキャビティ凹部内に入り込み、大深度キャビティ形成面の上方でブリッジ状になっている絵柄フィルムに接近してその絵柄フィルムのみを加熱するので、加熱装置からの熱が絵柄フィルムまで確実に届くことになり、加熱の不十分をなくすことができる。絵柄フィルムが大きく移動するうちに冷やされてしまう点も確実に補うことができる。
このため、大深度キャビティ形成面においても、絵柄フィルムの柔軟性は十分となる。柔軟性が十分であるため、真空吸引等によって絵柄フィルムを大深度キャビティ形成面に強制的に密着させても、絵柄フィルムが破損したり絵柄が崩れることはなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図２】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図４】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図５】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図６】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図７】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図９】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１０】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１１】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１２】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１３】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１４】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１５】 この発明のフィルム加熱装置の一実施例と絵柄付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 絵柄フィルム
２ キャビティ凹部
３ クランプ固定用部材
４ 固定型
５ 可動型
６ 成形品
７ パーティング面
８ 真空吸引口
９ 溶融樹脂
１０ 射出ゲート
１１ ヒートカッター
１２ 導入方向先端部
１３ 巻出しロール手段
１４ フィルム把持手段
１６ 押し部材
１７ 受け部材
１８ ワイヤー
１９ ワイヤドラム
２０ クランプ部材
２３ エアーシリンダー
２５ 引張ロッド
３０ 加熱手段
３１ 大深度部加熱装置
３２ 小深度部加熱装置
３３ 加熱部
３４ スカート部
４１ ロッド
４２ フィルム下流側部分
４３ フィルム上流側部分
５０ 大深度キャビティ形成面
５１ 小深度キャビティ形成面
Claims (4)
- キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に導入された絵柄フィルムを加熱するフィルム加熱装置であって、キャビティ凹部内に入り込み、大深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムのみを加熱することが可能な、大深度キャビティ形成面の周囲で絵柄フィルムをクランプするためのスカート部を有する大深度部加熱装置を備えたことを特徴とするフィルム加熱装置。
- キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に導入された絵柄フィルムを加熱するフィルム加熱装置であって、小深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムを加熱することが可能な小深度部加熱装置を備えたことを特徴とする請求項１に記載のフィルム加熱装置。
- キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に絵柄フィルムを導入した後、その絵柄フィルムをクランプ部材でパーティング面にクランプし、次に、真空吸引により小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、クランプ部材で小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを固定し、次に、大深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムのみを加熱し、真空吸引により大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、射出成形用金型を型閉めし、射出成形用金型内に絵柄フィルムを挟み込んだままキャビティに溶融樹脂を射出し、絵柄フィルムと成形品とを一体化させることを特徴とする絵柄付成形品の製造方法。
- キャビティ凹部内にパーティング面からの深度の異なる２以上のキャビティ形成面を有する射出成形用金型内に絵柄フィルムを導入した後、その絵柄フィルムをクランプ部材でパーティング面にクランプし、次に、少なくとも小深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムを加熱し、真空吸引により小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、クランプ部材で小深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを固定し、次に、大深度キャビティ形成面上の絵柄フィルムのみを加熱し、真空吸引により大深度キャビティ形成面に絵柄フィルムを密着させ、次に、射出成形用金型を型閉めし、射出成形用金型内に絵柄フィルムを挟み込んだままキャビティに溶融樹脂を射出し、絵柄フィルムと成形品とを一体化させることを特徴とする絵柄付成形品の製造方法。
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