JP4261977B2 - 射出圧縮成形同時加飾品の製造方法および射出圧縮成形同時加飾用金型 - Google Patents
射出圧縮成形同時加飾品の製造方法および射出圧縮成形同時加飾用金型 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出圧縮成形同時加飾品の製造方法および射出圧縮成形同時加飾用金型に関する。本発明に係る射出圧縮成形同時加飾品の製造方法およびこれに用いる射出圧縮成形同時加飾用金型は、特に、射出圧縮成形同時加飾品の多数個取りをする場合に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、軽薄短小化の要請から、電子機器の成形品や各種部品を極力薄肉化する要望が高まっている。この要望に応えるため、各製品の外形に適合した成形空間部と成形空間部の全周を囲む補助空間部とから構成される射出成形金型を用いた樹脂成形品の生産方法に関するものとして特許文献１の発明がある。
【０００３】
この発明は、成形空間部の全周を囲む補助空間部に溶融した成形樹脂をゲートから注入させた後、補助空間部を介して成形空間部に成形樹脂を注入して樹脂成形品を得る発明であり、補助空間部のあらゆる方向から成形空間部に樹脂を流入させることができるので、成形空間部が薄肉であっても樹脂を均一に流入させることが容易に可能となるとされている。
【０００４】
そして、この発明では、成形品への加飾は、成形品を得た後に印刷や塗装によって行われることになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３０４４０２７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術による樹脂成形品の生産方法では、加飾が後加工によるので、加飾が多層になると生産効率が悪い上に、成形品が立体形状になると容易に印刷することができなかったり、精度を必要とするパターンでは塗装できなかったりするという問題があった（以下、課題１という。）。
【０００７】
また、補助空間部を介して溶融した成形樹脂を成形空間部に注入させるため、つまり成形空間部の全周を囲む補助空間部から成形空間部に向かって溶融した成形樹脂が流れ込むことになるため、次のような問題点があった（以下、課題２という。）。
【０００８】
すなわち、ガスを多く含む溶融した成形樹脂の先端部分が成形空間部の中心部に集まることになり、樹脂成形品の中心部にガスが残りやすい。また、溶融した成形樹脂が成形空間部の中心部付近で相互にぶつかりあうことになり、ガスによる樹脂焼けが発生するおそれがあった。さらに、溶融した成形樹脂が成形空間部の中心部付近で相互にぶつかりあうことになり、樹脂成形品の中心部にウエルドが出やすいという問題があった。
【０００９】
また、成形空間部の全周を囲む補助空間部介して溶融した成形樹脂を成形空間部に注入させるため、成形空間部をはさんでゲートと反対側に位置する補助空間部を成形空間部が充填される前に充填しなければならず、実施可能な成形空間部および補助空間部の形状がごく限られたものに限定される問題点があった（以下、課題３という。）。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、課題１〜課題３を解決するために、次の構成を採った。
【００１１】
請求項１に記載の本発明は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムをセットし、金型タッチの状態にし、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入した後、型締めし、該成形樹脂を固化させて射出圧縮成形同時加飾品を得る射出圧縮成形同時加飾品の製造方法であって、Ａ金型にはゲートに連通して形成された補助成形空間部と、補助成形空間部に隣接して形成された製品成形空間部と、製品成形空間部に隣接して形成された付加成形空間部とを備え、補助成形空間部と製品成形空間部と付加成形空間部との各境界部分がそれぞれ互いに仕切られることなく連通しており、注入された成形樹脂がゲートを中心としてゲートから放射状に流れて広がって補助成形空間部に充填されてゲートからの前記放射状の広がりを維持した状態で補助成形空間部から製品成形空間部に流れ込んで製品成形空間部に充填され、製品成形空間部から排出されるように付加成形空間部に流れ込んで成形空間部全体に充填される射出圧縮成形同時加飾品の製造方法である。
【００１３】
請求項２に記載の本発明は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムがセットされ、金型タッチの状態にされ、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂がＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入された後、型締めされ、該成形樹脂が固化させられて射出圧縮成形同時加飾品が得られる射出圧縮成形同時金型であって、Ａ金型にはゲートに連通して形成された補助成形空間部と、補助成形空間部に隣接して形成された製品成形空間部と、製品成形空間部に隣接して形成された付加成形空間部とを備え、補助成形空間部と製品成形空間部と付加成形空間部との各境界部分がそれぞれ互いに仕切られることなく連通しており、注入された成形樹脂がゲートを中心としてゲートから放射状に流れて広がって補助成形空間部に充填されてゲートからの前記放射状の広がりを維持した状態で補助成形空間部から製品成形空間部に流れ込んで製品成形空間部に充填され、製品成形空間部から排出されるように付加成形空間部に流れ込んで成形空間部全体に充填される射出圧縮成形同時加飾用金型である。
【００１５】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の本発明において、Ｂ金型の凹部面の外枠成形空間部に、仕切り凸部が設けられた射出圧縮成形同時加飾用金型である。
【００１６】
請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の本発明において、前記仕切り凸部に、吸引ピンが設けられた射出圧縮成形同時加飾用金型である。
【００１７】
請求項５に記載の本発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の本発明において、前記付加成形空間部内の製品成形空間部と接する位置にエアベントピンが設けられている射出圧縮成形同時加飾用金型である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明者は、課題１および課題３を解決するために、加飾方法として射出圧縮成形同時加飾法を採用した。射出圧縮成形同時加飾法は、射出圧縮成形金型のＡ金型とＢ金型との間に加飾フィルムをセットし、金型タッチの状態にし、加飾フィルムとＡ金型によって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入した後、型締めし、該成形樹脂を固化させて、加飾フィルムが成形樹脂と一体化した射出圧縮成形同時加飾品を得る方法である。
【００２０】
とくに、使用する成形樹脂が冷えにくく流動性の良い樹脂からなる場合は、最初の金型タッチの状態時に形成された成形空間部より、かなり薄い厚みにまで型締めできるため、通常の射出成形法では不可能な非常に厚みの薄い射出圧縮成形同時加飾品を得ることが可能となる。
【００２１】
なお、射出圧縮成形同時加飾後の工程で、加飾フィルムを構成する基体シートを剥離することもある。射出圧縮成形同時加飾法では、予め印刷加工を施している加飾フィルムを使用するため、加飾が多色になっても生産性にほ全く影響が出ない。
【００２２】
また、加飾フィルムがＢ金型の形状に追随して成形されるため、通常の印刷ではできない三次元形状面にも加飾が可能となる。また、加飾フィルム上でパターン化が可能である。
【００２３】
また、本発明者は、課題２を解決するために、成形空間部が、相互に連通した複数の製品成形空間部と各々の製品成形空間部を囲む外枠成形空間部とからなり、外枠成形空間部はゲートに近い補助成形空間部とゲートから離れて製品成形空間部を介して位置する付加成形空間部とからなり、溶融した成形樹脂が補助成形空間部を介して製品成形空間部に充填された後、付加成形空間部に充填されるように構成した。
【００２４】
そして本発明では、成形樹脂をこのように流動させるために、型締めしたときの成形空間部が板状であって、製品成形空間部の平均断面積をＳ１（ｍｍ２）、製品成形空間部の平均厚みをＴ１（ｍｍ）、外枠成形空間部の平均断面積をＳ２（ｍｍ２）、外枠成形空間部の平均厚みをＴ２（ｍｍ）としたとき、Ｓ１≧４×Ｓ２かつＴ１≧Ｔ２の関係があることを特徴とする射出圧縮成形同時加飾用金型にした。
【００２５】
すなわち、製品成形空間部の平均厚みおよび平均断面積を外枠成形空間部の平均厚みおよび平均断面積以上になるように設定することで、溶融した成形樹脂を補助成形空間部を介して製品成形空間部に充填させた後、付加成形空間部に充填させることができる金型にしたのである。なお、これらの数値は表１に示す試験結果から設定した。
【表１】
※所望の成形樹脂の流れの可否は、溶融した成形樹脂が、補助成形空間部を介して製品成形空間部に充填した後、付加成形空間部に充填した場合に○、そうでない場合に×とする。
【００２６】
このような金型形状にすることにより、成形樹脂の先端部分が付加成形品部に送り込まれることになるため、成形樹脂のガスも付加成形品部に送り込まれることになり、製品成形空間部にガスが溜まるのを少なくさせることができる。また、溶融した成形樹脂が製品成形空間部の中心部付近で相互にぶつかりあうことを回避できるため、ガスによる樹脂焼けが発生することもない。さらに、溶融した成形樹脂が製品成形空間部の中心部付近で相互にぶつかりあうことを回避できるため、ウエルドの発生箇所を付加成形空間部へ移動させることができる。
【００２７】
なお、射出圧縮成形同時加飾法を採用する際には、加飾フィルムのウエルド発生箇所に該当する位置に大皺が発生し、射出圧縮成形同時加飾品の外観を損ねやすいが、上記構成とすることにより、ウエルドを付加成形空間部へ移動させることができるので、この問題も同時に解消される。
【００２８】
さらに、本発明では、射出圧縮成形同時加飾金型を、Ａ金型とＢ金型とを有し、Ｂ金型の凹部面の各々の製品成形空間部を囲む外枠成形空間部に仕切り凸部が設けられた構成としてもよい。
【００２９】
射出圧縮成形同時加飾法においては、通常、溶融した成形樹脂の流動にともなう引き摺りの負荷が加飾フィルムにかかり、これによって加飾フィルムに弛みが生じる。しかし、Ｂ金型の凹部面に仕切り凸部が設けられている場合、次の理由により、前記加飾フィルムの弛みは生じない。
【００３０】
何故なら、溶融した成形樹脂は、補助成形空間部に充填された後、製品成形空間部との間に設けられた仕切り凸部を越えて製品成形空間部に進入する。この際、溶融した成形樹脂は、加飾フィルムを仕切り凸部でもって押さえつつ、かつ引き伸ばしながら製品成形空間部に充填されていくからである。したがって、仕切り凸部で囲まれた加飾フィルムには小皺が発生しにくい。
【００３１】
なお、仕切り凸部の形成位置は、製品成形空間部と接する位置に設けてもよいし、離れた位置に設けてもよい。すなわち、仕切り凸部によって囲まれた成形空間部は、製品成形空間部のみであってもよいし、製品成形空間部と外枠成形空間部を含んでいてもよい。また、仕切り凸部は、輪のように連続的に設けてもよいし、不連続的に設けてもよい。
【００３２】
また、本発明では、前記射出圧縮成形同時加飾用金型において、仕切り凸部に吸引ピンが設けられる構成としてもよい。
【００３３】
吸引ピンは、加飾フィルムをＢ金型に吸引固定する機能をもつとともに、加飾フィルムとＢ金型の間に残った空気やゴミ、および加飾フィルムの基体シートから発生するガスなどを取り除く機能がある。吸引ピンの形状は円筒型のほかブロックのような方形状であってもよい。また、吸引ピンは、仕切り凸部によって囲まれた成形空間部内にも設けてもよい。
【００３４】
また、本発明では、前記射出圧縮成形同時加飾用金型において、外枠成形空間部の外周の基準面に、横張溝が設けられている構成としてもよい。
【００３８】
また、本発明では、前記射出圧縮成形同時加飾用金型において、付加成形空間部の製品成形空間部と接する位置にエアベントピンを設けてもよい。
【００３９】
射出圧縮成形同時加飾法は、加飾フィルムをＢ金型側に挟んで成形するため、Ｂ金型側からの成形樹脂のガスが逃げにくく、一般の射出圧縮成形金型より成形樹脂のガスを逃がしにくい。このため、Ａ金型側にガスを逃がすための工夫が必要になる。また、成形樹脂のガスは比較的溶融した成形樹脂の先端部分に多く含まれる。
【００４０】
そこで、Ａ金型側の溶融した成形樹脂の先端部分が最終的に集まる箇所（つまり、付加成形空間部）にエアベントピンを設けて、エアベントピンとＡ金型本体との隙間から該付加成形空間部に集まった成形樹脂のガスを逃がすことにした。とくに、エアベントピンを製品成形空間部に最も近い位置（つまり、製品成形空間部と接する位置）に設けることにより、付加成形空間部に集束した成形樹脂のガスだけでなく、製品成形空間部に僅かに残り得る成形樹脂のガスも効率的に逃がすことができる。
【００４１】
エアベントピンと製品成形空間部との接する巾は０．１〜１．０ｍｍが好ましい。接する巾が１．０ｍｍより大きいと、射出圧縮成形同時加飾品を製品成形品と付加成形品とに切断した後でも、この部分がスジ跡として残り、見栄えが悪くなるためである。一方、この接する部分が０．１ｍｍより小さいと製品成形空間部に僅かに残った成形樹脂のガスが逃げにくい。
【００４２】
なお、エアベントピンの形状は円筒型のほか、ブロックのような断面が方形状のものであってもよい。
【００４３】
以上、この射出圧縮成形同時加飾用金型を用いて射出圧縮成形同時加飾することにより、複数の製品成形品部と該製品成形品部間を連通する外枠成形品部とを有する成形同時加飾品であって、製品成形空間部と接する付加成形品部にエアベント跡が形成されている射出圧縮成形同時加飾品が得られる。なお、エアベント跡は貫通していてもよいし、していなくともよい。
【００４４】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。図１〜図４は、本発明の射出圧縮成形同時加飾法を概念的に示す縦断面図を示す。図５は、本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型のＡ金型１の平面図を示す。図６は、図５のＢＢ面〜ＥＥ面の断面図を示す。図７は、本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型のＢ金型２の平面図を示す。図８は、図７のＦＦ面およびＧＧ面の断面図を示す。図９は本発明の射出圧縮成形同時加飾法により得られた射出圧縮成形同時加飾品の平面図を示す。図１０は図９の射出圧縮成形同時加飾品を製品成形品と外枠成形品に切断した後の状態の平面図を示す。
【００４５】
射出圧縮成形同時加飾方法は、対向配置した一対の射出圧縮成形同時加飾金型において、Ｂ金型２の側に加飾フィルム５をセットし、金型タッチの状態後（図１参照）、加飾フィルム５とＢ金型２との間に形成された成形空間部３に溶融した成形樹脂４をゲート１４から注入し（図２参照）、型締めし,該成形樹脂４を冷却固化させた後（図３参照）、Ａ金型１とＢ金型２とを開いて、エジェクタピン２４にて押し出すことにより射出圧縮成形同時加飾品１０をＡ金型１から離型するものである（図４参照）。得られた射出圧縮成形同時加飾品１０（図９参照）は、後に製品成形品３０と外枠成形品４０とに切断される（図１０参照）。
【００４６】
Ａ金型１は、図５、６に示すように、従来と同様に方形状に形成されるもので、その四周端部にはＢ金型２と直接接触する基準面１１を備える。この基準面１１により囲まれた内側部分には、成形品の外形に適合した形状の凹部１２と、金型タッチセンサー１７と、横張溝１５とが形成されている。金型タッチセンサー１７は、型締めが完全になされる前にＢ金型２と接触させで金型タッチの状態にし、成形樹脂４を射出させるためのセンサーである。なお、金型タッチセンサー１７は、Ｂ金型２の側に設けてもよい。
【００４７】
また、Ａ金型１の上下左右の中心付近にはゲート１４の注入口が形成され、成形樹脂４がこのゲート１４を介して注入される。なお、本発明の射出圧縮成形同時加飾金型のＡ金型１には、必要に応じてエアベントピン１９が設けられるが、これについては後述する。
【００４８】
一方、Ｂ金型２は、図７、８に示すように、Ａ金型１に対応した幅及び高さの方形状に形成されるもので、Ａ金型１と直接接触する平面たる基準面２１を備える。この基準面２１により囲まれた内側部分には、成形品の外形に適合した形状の凹部２２と、横張溝１５とが形成されている。
【００４９】
また、凹部２２にはＡ金型１側へ付加する製品成形空間部３１を囲む外枠成形空間部に仕切り凸部２３が形成されている。そして、仕切り凸部２３と、仕切り凸部２３によって囲まれた成形空間部３に、吸引ピン１９が設けられている。この仕切り凸部２３と吸引ピン１９によって、製品成形品３０は小皺なく加飾される。
【００５０】
そして、加飾フィルム５を挟んで、Ａ金型１とＢ金型２とをこれらの基準面１１、２１が相互に接するように重ね合わせた状態（図１参照）において、Ａ金型１の凹部１２（図６参照）にはＢ金型２の凹部２２（図８参照）が配置される。そして、加飾フィルム５とＡ金型１の間に成形空間部３が形成されている。この成形空間部３の高さ、幅及び厚みは、成形品の所定の高さ、幅及び厚みに相当する。したがって、成形空間部３内に樹脂４を注入して固化することにより、所定寸法の射出圧縮成形同時加飾品１０を得ることができる。
【００５１】
ここで、成形空間部３は製品成形空間部３１と外枠成形空間部とからなり、外枠成形空間部は補助成形空間部３２と付加成形空間部３３とから構成されている。そして、外枠成形空間部は、エアベントピン１９の形成部分を除き製品成形空間部３１を囲むように配置される。
【００５２】
ゲート１４から注入された成形樹脂４は、まず補助成形空間部３２に注入され、加飾フィルム５をＢ金型２側に押圧し、押された加飾フィルム５は仕切り凸部２３に当たり、吸引ピン２５によって固定される。その後、溶融した成形樹脂４は、型締めによって、ゲート近傍の補助成形空間部３２を充填するとともに、近傍側の仕切り凸部２３を越えて製品成形空間部３１に進入する（図２参照）。
【００５３】
その際、溶融した成形樹脂４は、加飾フィルム５を仕切り凸部２３でもって押さえつつ、かつ引き伸ばしながら成形空間部３を充填していくので、加飾フィルム５は弛みにくくなる。したがって、仕切り凸部２３で囲まれた加飾フィルム５には小皺が発生しにくい。
【００５４】
その後、溶融した成形樹脂４が製品成形空間部３１を充填した後、付加成形空間部３３に進入し、成形空間部３は成形樹脂４で充填される（図３参照）。このように充填される過程で、成形樹脂４によって発生したガスの多くは付加成形空間部３３に集束される。また、ウエルドの発生箇所は付加成形品部４３へ移動する。
【００５７】
また、横張溝１５は、Ａ金型１、Ｂ金型２の両方に設けてよいし、一方だけに設けてもよい。また、両方に設ける場合、深さや巾をそれぞれ異ならさせてもよい。
【００５８】
次に、付加成形空間部３３のＡ金型１に設けられるエアベントピン１９について説明する。エアベントピンは、溶融した成形樹脂のガスをＡ金型１との隙間から外部に効率的に逃がすために設けるものである。
【００５９】
その目的に添えば、エアベントピン１９を設ける位置は、溶融した成形樹脂４の先端部が最後に充填される位置すなわちゲート１４から最遠の付加成形空間部３３になる。
【００６０】
ただ、実際上、付加成形空間部３３に集まるガスよりも、製品成形空間部３１に僅かに残り得るガスの方が問題になるので、それを効率的に取り除くために製品成形空間部３１に近い位置に設けた方が好ましい。
【００６１】
したがって、エアベントピン１９を、ゲート１４から最遠の付加成形空間部３３であって製品成形空間部３１と接する位置に設けることにより、外枠成形品部に集束したガスだけでなく、製品成形空間部に僅かに残ったガスも逃がすことができる。
【００６２】
エアベントピン１９の形状、大きさ、位置、および製品成形空間部３１との接する巾は、製品成形空間部３１のサイズや形状、ゲート１４からの距離、射出圧縮成形加飾金型の凹凸による成形樹脂４の流動抵抗の大小等に基づいて、適宜決定される。
【００６３】
エアベントピン１９の本数は、成形空間部３及び製品成形空間部３１の体積及びガスを排出すべき速度に基づいて、ガスがスムーズに排出されるように適宜決定される。
【００６４】
とくに射出圧縮成形同時加飾法においては、加飾フィルムと接触するＢ金型から成形樹脂４のガスが逃げにくいので、上記のようなエアベントピン１９は有用であり、またこのように問題を解決できることから、ガス発生の多い成形樹脂４を用いることも可能となる。
【００６５】
このエアベントピン１９によって、成形同時加飾品１０にはエアベント孔２０が形成される。エアベント孔２０は、射出圧縮成形後の後処理において、射出圧縮成形同時加飾品１０を製品成形品３０と外枠成形品４０とに切断する際の位置決め用に用いることもできる。
【００６６】
また、エアベント孔２０が付加成形品部４３に形成されるので、エアベント孔２０が外枠成形品４０の一部として製品成形品３０から分離処理され（図１２参照）、製品成形品３０に悪影響を与えることがないという利点を有する。
【００６７】
成形樹脂４としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ノリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂といった熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００６８】
成形空間部３内に成形樹脂４が充填され固化した後は、Ｂ金型２がＡ金型１から離れ、射出圧縮成形同時加飾品１０がＡ金型１から離型される（図４参照）。この射出圧縮成形同時加飾品１０の離型は、複数のエジェクタピン２４にて行われるものであるが、エアベントピン１９で兼用してもよい。
【００６９】
得られた射出圧縮成形同時加飾品１０は、所定寸法で切断され製品成形品３０と外枠成形品４０とに分けられる（図１２参照）。切断方法としては、切削加工、レーザ加工、トムソン加工、金型プレス加工、彫刻刃加工（熱加工含む）、高周波加工等がある。
【００７０】
次に、本発明に使用する加飾フィルム５について説明する。本発明に使用する加飾フィルム５は、基体シート５１および加飾層５０から形成され、加飾層５０は絵柄層５２、接着層５３等からなる（図１１参照）。
【００７１】
基材シート５１としては、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、ウレタン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等から選択される単層フィルム、または上記の中から選択された２種以上の樹脂による積層フィルムまたは共重合フィルムがある。
【００７２】
基材シート５１の厚みとしては、５〜５００μｍが好ましい。５μｍ未満のシートでは、金型セット時のハンドリングが悪く成形工程が不安定となり、５００μｍを越えるシートでは、剛性がありすぎる。
【００７３】
基体シート５１上には、加飾層５０が強固に密着するよう易接着層を形成しても良い。易接着層の材質としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂等がある。易接着層を設ける方法としては、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷法等の汎用印刷方法のほか、各種コーティング法のいずれでも構わない。
【００７４】
基体シート５１上には、文字、幾何学模様、ベタ等の絵柄層５２が形成される。この絵柄層５２の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂などを挙げることができるが、特に限定されない。
【００７５】
また、絵柄層５２には、真空蒸着やメッキ等の方法によって、アルミニウム、クロム、銅、ニッケル、インジウム、錫、酸化珪素などの金属膜層を設けてもよい。この場合、金属膜層は全面でもパターン状でもよい。
【００７６】
絵柄層５２の膜厚は０．５μｍ〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な意匠性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。但し、金属膜層の場合は５０Å〜１２００Åが好ましい。金属膜層の膜厚が５０Åより薄いと、十分な金属光沢感が得られないという問題があり、１２００Åより厚いと、クラックが生じやすいという問題があるためである。
【００７７】
絵柄層５２を全面またはパターンで設ける方法としては、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷法等の汎用印刷方法、タンポ印刷、塗装、各種コーティング法、蒸着、イオンプレーティング、スパッタ法等の金属膜形成法等がある。
【００７８】
接着層５３は、加飾フィルム５と成形樹脂４を接合する作用を有するものである。接着層５４の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を用いるのが良い。
【００７９】
接着層５３の厚みは、０．５〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な接着性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。接着層５４の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの汎用印刷方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどいずれの方法でもよい。
【００８０】
なお、加飾層５０のみを成形樹脂４と接合させる場合には、基体シート５１と絵柄層５２との間に剥離層５４を設けてもよい（図１２参照）。あるいは、基体シート５１に離型層を設けて離型性５５のある基体シートとしてもよい。
【００８１】
剥離層５４の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を用いるのが良い。
【００８２】
剥離層５４の厚みは、０．５〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な接着性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。離型層５５の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの汎用印刷方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどいずれの方法でもよい。
【００８３】
離型層５５の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を用いるのが良い。
【００８４】
離型層５５の厚みは、０．５〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な接着性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。離型層５５の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの汎用印刷方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどいずれの方法でもよい。
【００８５】
【発明の効果】
本発明に係る射出圧縮成形同時加飾品の製造方法は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムをセットし、金型タッチの状態にし、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入した後、型締めし、該成形樹脂を固化させて射出圧縮成形同時加飾品を得る射出圧縮成形同時加飾品の製造方法であって、該成形空間部が、相互に連通した複数の製品成形空間部と各々の製品成形空間部を囲む外枠成形空間部とからなり、外枠成形空間部はＡ金型の内面中央部に設けられたゲートに近い補助成形空間部とゲートから離れて製品成形空間部を介して位置する付加成形空間部とからなり、溶融した成形樹脂が補助成形空間部を介して製品成形空間部に充填された後、付加成形空間部に充填される方法である。
【００８６】
したがって、加飾が多色になっても生産性にほとんど影響がでない。また、加飾フィルムが金型形状に追随して成形されるため、通常の印刷ではできない三次元形状面にも加飾が可能となる効果がある。
【００８７】
また、ガスが製品成形空間部に溜まるのを少なくさせるだけでなく、ウエルドをゲートと反対の側の付加成形品部へ移動させる効果がある。
【００８８】
また、実施可能な成形空間部および補助空間部の形状が幅広く、通常の射出成形法では不可能な非常に厚みの薄い射出圧縮成形同時加飾品を得ることが可能となる効果がある。
【００８９】
また、本発明の射出圧縮成形同時加飾用金型は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムがセットされ、金型タッチの状態にされ、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂がＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入された後、型締めされ、該成形樹脂が固化させられて射出圧縮成形同時加飾品が得られる射出圧縮成形同時金型であって、前記型締めさせたときの成形空間部が、板状であって、相互に連通した複数の製品成形空間部と各々の製品成形空間部を囲む外枠成形空間部とからなり、製品成形空間部の平均断面積をＳ１（ｍｍ２）、製品成形空間部の平均厚みをＴ１（ｍｍ）、外枠成形空間部の平均断面積をＳ２（ｍｍ２）、外枠成形空間部の平均厚みをＴ２（ｍｍ）としたとき、Ｓ１≧４×Ｓ２かつＴ１≧Ｔ２の関係があることを特徴とする。
【００９０】
したがって、厚みの薄い板状射出成形同時加飾品を多数個取りできる効果がある。
【００９１】
また、本発明の射出圧縮成形同時加飾用金型は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムをセットし、金型タッチの状態にし、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入した後、型締めし、該成形樹脂を固化させて射出圧縮成形同時加飾品を得るための射出圧縮成形同時金型であって、Ｂ金型の凹部面の外枠成形空間部に、仕切り凸部が設けられたことを特徴とする。
【００９２】
したがって、溶融した成形樹脂は、加飾フィルムを仕切り凸部でもって押さえつつ、かつ引き伸ばしながら製品成形空間部に充填されていくので、仕切り凸部で囲まれた加飾フィルムには小皺が発生しにくい効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法の一実施例を示す平面図である。
【図２】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法の一実施例を示す断面図である。
【図３】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法の一実施例を示す断面図である。
【図４】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法の一実施例を示す断面図である。
【図５】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型（雌型）の一実施例を示す正面図である。
【図６】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型（雌型）の一実施例を示す断面図である。
【図７】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型（雄型）の一実施例を示す正面図である。
【図８】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型（雄型）の一実施例を示す断面図である。
【図９】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法によって得られた成形同時加飾品の一実施例を示す平面図である。
【図１０】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾品を、製品成形品と外枠成形品とに切断した後の状態を一実施例を示す平面図である。
【図１１】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法に使用する加飾フィルムの一実施例を示す断面図である。
【図１２】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法に使用する加飾フィルムの一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ Ａ金型
２ Ｂ金型
３ 成形空間部
４ 成形樹脂
５ 加飾フィルム
１０ 射出圧縮成形同時加飾品
１４ ゲート
１５ 横張溝
１６ 仕切り溝
１７ 金型タッチセンサー
１９ エアベントピン
２０ エアベント孔
２１ 基準面
２３ 仕切り凸部
２４ エジェクタピン
２５ 吸引ピン
２６ 吸引孔または吸引凸部
３０ 製品成形品
３１ 製品成形空間部
３２ 補助成形空間部
３３ 付加成形空間部
４０ 外枠成形品
４２ 補助成形品部
４３ 付加成形品部
５０ 加飾層
５１ 基体シート
５２ 絵柄層
５３ 接着層
５４ 剥離層
５５ 離型層
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出圧縮成形同時加飾品の製造方法および射出圧縮成形同時加飾用金型に関する。本発明に係る射出圧縮成形同時加飾品の製造方法およびこれに用いる射出圧縮成形同時加飾用金型は、特に、射出圧縮成形同時加飾品の多数個取りをする場合に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、軽薄短小化の要請から、電子機器の成形品や各種部品を極力薄肉化する要望が高まっている。この要望に応えるため、各製品の外形に適合した成形空間部と成形空間部の全周を囲む補助空間部とから構成される射出成形金型を用いた樹脂成形品の生産方法に関するものとして特許文献１の発明がある。
【０００３】
この発明は、成形空間部の全周を囲む補助空間部に溶融した成形樹脂をゲートから注入させた後、補助空間部を介して成形空間部に成形樹脂を注入して樹脂成形品を得る発明であり、補助空間部のあらゆる方向から成形空間部に樹脂を流入させることができるので、成形空間部が薄肉であっても樹脂を均一に流入させることが容易に可能となるとされている。
【０００４】
そして、この発明では、成形品への加飾は、成形品を得た後に印刷や塗装によって行われることになっている。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３０４４０２７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記従来技術による樹脂成形品の生産方法では、加飾が後加工によるので、加飾が多層になると生産効率が悪い上に、成形品が立体形状になると容易に印刷することができなかったり、精度を必要とするパターンでは塗装できなかったりするという問題があった（以下、課題１という。）。
【０００７】
また、補助空間部を介して溶融した成形樹脂を成形空間部に注入させるため、つまり成形空間部の全周を囲む補助空間部から成形空間部に向かって溶融した成形樹脂が流れ込むことになるため、次のような問題点があった（以下、課題２という。）。
【０００８】
すなわち、ガスを多く含む溶融した成形樹脂の先端部分が成形空間部の中心部に集まることになり、樹脂成形品の中心部にガスが残りやすい。また、溶融した成形樹脂が成形空間部の中心部付近で相互にぶつかりあうことになり、ガスによる樹脂焼けが発生するおそれがあった。さらに、溶融した成形樹脂が成形空間部の中心部付近で相互にぶつかりあうことになり、樹脂成形品の中心部にウエルドが出やすいという問題があった。
【０００９】
また、成形空間部の全周を囲む補助空間部介して溶融した成形樹脂を成形空間部に注入させるため、成形空間部をはさんでゲートと反対側に位置する補助空間部を成形空間部が充填される前に充填しなければならず、実施可能な成形空間部および補助空間部の形状がごく限られたものに限定される問題点があった（以下、課題３という。）。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、課題１〜課題３を解決するために、次の構成を採った。
【００１１】
請求項１に記載の本発明は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムをセットし、金型タッチの状態にし、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入した後、型締めし、該成形樹脂を固化させて射出圧縮成形同時加飾品を得る射出圧縮成形同時加飾品の製造方法であって、Ａ金型にはゲートに連通して形成された補助成形空間部と、補助成形空間部に隣接して形成された製品成形空間部と、製品成形空間部に隣接して形成された付加成形空間部とを備え、補助成形空間部と製品成形空間部と付加成形空間部との各境界部分がそれぞれ互いに仕切られることなく連通しており、注入された成形樹脂がゲートを中心としてゲートから放射状に流れて広がって補助成形空間部に充填されてゲートからの前記放射状の広がりを維持した状態で補助成形空間部から製品成形空間部に流れ込んで製品成形空間部に充填され、製品成形空間部から排出されるように付加成形空間部に流れ込んで成形空間部全体に充填される射出圧縮成形同時加飾品の製造方法である。
【００１３】
請求項２に記載の本発明は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムがセットされ、金型タッチの状態にされ、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂がＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入された後、型締めされ、該成形樹脂が固化させられて射出圧縮成形同時加飾品が得られる射出圧縮成形同時金型であって、Ａ金型にはゲートに連通して形成された補助成形空間部と、補助成形空間部に隣接して形成された製品成形空間部と、製品成形空間部に隣接して形成された付加成形空間部とを備え、補助成形空間部と製品成形空間部と付加成形空間部との各境界部分がそれぞれ互いに仕切られることなく連通しており、注入された成形樹脂がゲートを中心としてゲートから放射状に流れて広がって補助成形空間部に充填されてゲートからの前記放射状の広がりを維持した状態で補助成形空間部から製品成形空間部に流れ込んで製品成形空間部に充填され、製品成形空間部から排出されるように付加成形空間部に流れ込んで成形空間部全体に充填される射出圧縮成形同時加飾用金型である。
【００１５】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の本発明において、Ｂ金型の凹部面の外枠成形空間部に、仕切り凸部が設けられた射出圧縮成形同時加飾用金型である。
【００１６】
請求項４に記載の本発明は、請求項３に記載の本発明において、前記仕切り凸部に、吸引ピンが設けられた射出圧縮成形同時加飾用金型である。
【００１７】
請求項５に記載の本発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の本発明において、前記付加成形空間部内の製品成形空間部と接する位置にエアベントピンが設けられている射出圧縮成形同時加飾用金型である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明者は、課題１および課題３を解決するために、加飾方法として射出圧縮成形同時加飾法を採用した。射出圧縮成形同時加飾法は、射出圧縮成形金型のＡ金型とＢ金型との間に加飾フィルムをセットし、金型タッチの状態にし、加飾フィルムとＡ金型によって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入した後、型締めし、該成形樹脂を固化させて、加飾フィルムが成形樹脂と一体化した射出圧縮成形同時加飾品を得る方法である。
【００２０】
とくに、使用する成形樹脂が冷えにくく流動性の良い樹脂からなる場合は、最初の金型タッチの状態時に形成された成形空間部より、かなり薄い厚みにまで型締めできるため、通常の射出成形法では不可能な非常に厚みの薄い射出圧縮成形同時加飾品を得ることが可能となる。
【００２１】
なお、射出圧縮成形同時加飾後の工程で、加飾フィルムを構成する基体シートを剥離することもある。射出圧縮成形同時加飾法では、予め印刷加工を施している加飾フィルムを使用するため、加飾が多色になっても生産性にほ全く影響が出ない。
【００２２】
また、加飾フィルムがＢ金型の形状に追随して成形されるため、通常の印刷ではできない三次元形状面にも加飾が可能となる。また、加飾フィルム上でパターン化が可能である。
【００２３】
また、本発明者は、課題２を解決するために、成形空間部が、相互に連通した複数の製品成形空間部と各々の製品成形空間部を囲む外枠成形空間部とからなり、外枠成形空間部はゲートに近い補助成形空間部とゲートから離れて製品成形空間部を介して位置する付加成形空間部とからなり、溶融した成形樹脂が補助成形空間部を介して製品成形空間部に充填された後、付加成形空間部に充填されるように構成した。
【００２４】
そして本発明では、成形樹脂をこのように流動させるために、型締めしたときの成形空間部が板状であって、製品成形空間部の平均断面積をＳ１（ｍｍ２）、製品成形空間部の平均厚みをＴ１（ｍｍ）、外枠成形空間部の平均断面積をＳ２（ｍｍ２）、外枠成形空間部の平均厚みをＴ２（ｍｍ）としたとき、Ｓ１≧４×Ｓ２かつＴ１≧Ｔ２の関係があることを特徴とする射出圧縮成形同時加飾用金型にした。
【００２５】
すなわち、製品成形空間部の平均厚みおよび平均断面積を外枠成形空間部の平均厚みおよび平均断面積以上になるように設定することで、溶融した成形樹脂を補助成形空間部を介して製品成形空間部に充填させた後、付加成形空間部に充填させることができる金型にしたのである。なお、これらの数値は表１に示す試験結果から設定した。
【表１】
【００２６】
このような金型形状にすることにより、成形樹脂の先端部分が付加成形品部に送り込まれることになるため、成形樹脂のガスも付加成形品部に送り込まれることになり、製品成形空間部にガスが溜まるのを少なくさせることができる。また、溶融した成形樹脂が製品成形空間部の中心部付近で相互にぶつかりあうことを回避できるため、ガスによる樹脂焼けが発生することもない。さらに、溶融した成形樹脂が製品成形空間部の中心部付近で相互にぶつかりあうことを回避できるため、ウエルドの発生箇所を付加成形空間部へ移動させることができる。
【００２７】
なお、射出圧縮成形同時加飾法を採用する際には、加飾フィルムのウエルド発生箇所に該当する位置に大皺が発生し、射出圧縮成形同時加飾品の外観を損ねやすいが、上記構成とすることにより、ウエルドを付加成形空間部へ移動させることができるので、この問題も同時に解消される。
【００２８】
さらに、本発明では、射出圧縮成形同時加飾金型を、Ａ金型とＢ金型とを有し、Ｂ金型の凹部面の各々の製品成形空間部を囲む外枠成形空間部に仕切り凸部が設けられた構成としてもよい。
【００２９】
射出圧縮成形同時加飾法においては、通常、溶融した成形樹脂の流動にともなう引き摺りの負荷が加飾フィルムにかかり、これによって加飾フィルムに弛みが生じる。しかし、Ｂ金型の凹部面に仕切り凸部が設けられている場合、次の理由により、前記加飾フィルムの弛みは生じない。
【００３０】
何故なら、溶融した成形樹脂は、補助成形空間部に充填された後、製品成形空間部との間に設けられた仕切り凸部を越えて製品成形空間部に進入する。この際、溶融した成形樹脂は、加飾フィルムを仕切り凸部でもって押さえつつ、かつ引き伸ばしながら製品成形空間部に充填されていくからである。したがって、仕切り凸部で囲まれた加飾フィルムには小皺が発生しにくい。
【００３１】
なお、仕切り凸部の形成位置は、製品成形空間部と接する位置に設けてもよいし、離れた位置に設けてもよい。すなわち、仕切り凸部によって囲まれた成形空間部は、製品成形空間部のみであってもよいし、製品成形空間部と外枠成形空間部を含んでいてもよい。また、仕切り凸部は、輪のように連続的に設けてもよいし、不連続的に設けてもよい。
【００３２】
また、本発明では、前記射出圧縮成形同時加飾用金型において、仕切り凸部に吸引ピンが設けられる構成としてもよい。
【００３３】
吸引ピンは、加飾フィルムをＢ金型に吸引固定する機能をもつとともに、加飾フィルムとＢ金型の間に残った空気やゴミ、および加飾フィルムの基体シートから発生するガスなどを取り除く機能がある。吸引ピンの形状は円筒型のほかブロックのような方形状であってもよい。また、吸引ピンは、仕切り凸部によって囲まれた成形空間部内にも設けてもよい。
【００３４】
また、本発明では、前記射出圧縮成形同時加飾用金型において、外枠成形空間部の外周の基準面に、横張溝が設けられている構成としてもよい。
【００３８】
また、本発明では、前記射出圧縮成形同時加飾用金型において、付加成形空間部の製品成形空間部と接する位置にエアベントピンを設けてもよい。
【００３９】
射出圧縮成形同時加飾法は、加飾フィルムをＢ金型側に挟んで成形するため、Ｂ金型側からの成形樹脂のガスが逃げにくく、一般の射出圧縮成形金型より成形樹脂のガスを逃がしにくい。このため、Ａ金型側にガスを逃がすための工夫が必要になる。また、成形樹脂のガスは比較的溶融した成形樹脂の先端部分に多く含まれる。
【００４０】
そこで、Ａ金型側の溶融した成形樹脂の先端部分が最終的に集まる箇所（つまり、付加成形空間部）にエアベントピンを設けて、エアベントピンとＡ金型本体との隙間から該付加成形空間部に集まった成形樹脂のガスを逃がすことにした。とくに、エアベントピンを製品成形空間部に最も近い位置（つまり、製品成形空間部と接する位置）に設けることにより、付加成形空間部に集束した成形樹脂のガスだけでなく、製品成形空間部に僅かに残り得る成形樹脂のガスも効率的に逃がすことができる。
【００４１】
エアベントピンと製品成形空間部との接する巾は０．１〜１．０ｍｍが好ましい。接する巾が１．０ｍｍより大きいと、射出圧縮成形同時加飾品を製品成形品と付加成形品とに切断した後でも、この部分がスジ跡として残り、見栄えが悪くなるためである。一方、この接する部分が０．１ｍｍより小さいと製品成形空間部に僅かに残った成形樹脂のガスが逃げにくい。
【００４２】
なお、エアベントピンの形状は円筒型のほか、ブロックのような断面が方形状のものであってもよい。
【００４３】
以上、この射出圧縮成形同時加飾用金型を用いて射出圧縮成形同時加飾することにより、複数の製品成形品部と該製品成形品部間を連通する外枠成形品部とを有する成形同時加飾品であって、製品成形空間部と接する付加成形品部にエアベント跡が形成されている射出圧縮成形同時加飾品が得られる。なお、エアベント跡は貫通していてもよいし、していなくともよい。
【００４４】
以下、本発明について図面を参照して詳細に説明する。図１〜図４は、本発明の射出圧縮成形同時加飾法を概念的に示す縦断面図を示す。図５は、本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型のＡ金型１の平面図を示す。図６は、図５のＢＢ面〜ＥＥ面の断面図を示す。図７は、本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型のＢ金型２の平面図を示す。図８は、図７のＦＦ面およびＧＧ面の断面図を示す。図９は本発明の射出圧縮成形同時加飾法により得られた射出圧縮成形同時加飾品の平面図を示す。図１０は図９の射出圧縮成形同時加飾品を製品成形品と外枠成形品に切断した後の状態の平面図を示す。
【００４５】
射出圧縮成形同時加飾方法は、対向配置した一対の射出圧縮成形同時加飾金型において、Ｂ金型２の側に加飾フィルム５をセットし、金型タッチの状態後（図１参照）、加飾フィルム５とＢ金型２との間に形成された成形空間部３に溶融した成形樹脂４をゲート１４から注入し（図２参照）、型締めし,該成形樹脂４を冷却固化させた後（図３参照）、Ａ金型１とＢ金型２とを開いて、エジェクタピン２４にて押し出すことにより射出圧縮成形同時加飾品１０をＡ金型１から離型するものである（図４参照）。得られた射出圧縮成形同時加飾品１０（図９参照）は、後に製品成形品３０と外枠成形品４０とに切断される（図１０参照）。
【００４６】
Ａ金型１は、図５、６に示すように、従来と同様に方形状に形成されるもので、その四周端部にはＢ金型２と直接接触する基準面１１を備える。この基準面１１により囲まれた内側部分には、成形品の外形に適合した形状の凹部１２と、金型タッチセンサー１７と、横張溝１５とが形成されている。金型タッチセンサー１７は、型締めが完全になされる前にＢ金型２と接触させで金型タッチの状態にし、成形樹脂４を射出させるためのセンサーである。なお、金型タッチセンサー１７は、Ｂ金型２の側に設けてもよい。
【００４７】
また、Ａ金型１の上下左右の中心付近にはゲート１４の注入口が形成され、成形樹脂４がこのゲート１４を介して注入される。なお、本発明の射出圧縮成形同時加飾金型のＡ金型１には、必要に応じてエアベントピン１９が設けられるが、これについては後述する。
【００４８】
一方、Ｂ金型２は、図７、８に示すように、Ａ金型１に対応した幅及び高さの方形状に形成されるもので、Ａ金型１と直接接触する平面たる基準面２１を備える。この基準面２１により囲まれた内側部分には、成形品の外形に適合した形状の凹部２２と、横張溝１５とが形成されている。
【００４９】
また、凹部２２にはＡ金型１側へ付加する製品成形空間部３１を囲む外枠成形空間部に仕切り凸部２３が形成されている。そして、仕切り凸部２３と、仕切り凸部２３によって囲まれた成形空間部３に、吸引ピン１９が設けられている。この仕切り凸部２３と吸引ピン１９によって、製品成形品３０は小皺なく加飾される。
【００５０】
そして、加飾フィルム５を挟んで、Ａ金型１とＢ金型２とをこれらの基準面１１、２１が相互に接するように重ね合わせた状態（図１参照）において、Ａ金型１の凹部１２（図６参照）にはＢ金型２の凹部２２（図８参照）が配置される。そして、加飾フィルム５とＡ金型１の間に成形空間部３が形成されている。この成形空間部３の高さ、幅及び厚みは、成形品の所定の高さ、幅及び厚みに相当する。したがって、成形空間部３内に樹脂４を注入して固化することにより、所定寸法の射出圧縮成形同時加飾品１０を得ることができる。
【００５１】
ここで、成形空間部３は製品成形空間部３１と外枠成形空間部とからなり、外枠成形空間部は補助成形空間部３２と付加成形空間部３３とから構成されている。そして、外枠成形空間部は、エアベントピン１９の形成部分を除き製品成形空間部３１を囲むように配置される。
【００５２】
ゲート１４から注入された成形樹脂４は、まず補助成形空間部３２に注入され、加飾フィルム５をＢ金型２側に押圧し、押された加飾フィルム５は仕切り凸部２３に当たり、吸引ピン２５によって固定される。その後、溶融した成形樹脂４は、型締めによって、ゲート近傍の補助成形空間部３２を充填するとともに、近傍側の仕切り凸部２３を越えて製品成形空間部３１に進入する（図２参照）。
【００５３】
その際、溶融した成形樹脂４は、加飾フィルム５を仕切り凸部２３でもって押さえつつ、かつ引き伸ばしながら成形空間部３を充填していくので、加飾フィルム５は弛みにくくなる。したがって、仕切り凸部２３で囲まれた加飾フィルム５には小皺が発生しにくい。
【００５４】
その後、溶融した成形樹脂４が製品成形空間部３１を充填した後、付加成形空間部３３に進入し、成形空間部３は成形樹脂４で充填される（図３参照）。このように充填される過程で、成形樹脂４によって発生したガスの多くは付加成形空間部３３に集束される。また、ウエルドの発生箇所は付加成形品部４３へ移動する。
【００５７】
また、横張溝１５は、Ａ金型１、Ｂ金型２の両方に設けてよいし、一方だけに設けてもよい。また、両方に設ける場合、深さや巾をそれぞれ異ならさせてもよい。
【００５８】
次に、付加成形空間部３３のＡ金型１に設けられるエアベントピン１９について説明する。エアベントピンは、溶融した成形樹脂のガスをＡ金型１との隙間から外部に効率的に逃がすために設けるものである。
【００５９】
その目的に添えば、エアベントピン１９を設ける位置は、溶融した成形樹脂４の先端部が最後に充填される位置すなわちゲート１４から最遠の付加成形空間部３３になる。
【００６０】
ただ、実際上、付加成形空間部３３に集まるガスよりも、製品成形空間部３１に僅かに残り得るガスの方が問題になるので、それを効率的に取り除くために製品成形空間部３１に近い位置に設けた方が好ましい。
【００６１】
したがって、エアベントピン１９を、ゲート１４から最遠の付加成形空間部３３であって製品成形空間部３１と接する位置に設けることにより、外枠成形品部に集束したガスだけでなく、製品成形空間部に僅かに残ったガスも逃がすことができる。
【００６２】
エアベントピン１９の形状、大きさ、位置、および製品成形空間部３１との接する巾は、製品成形空間部３１のサイズや形状、ゲート１４からの距離、射出圧縮成形加飾金型の凹凸による成形樹脂４の流動抵抗の大小等に基づいて、適宜決定される。
【００６３】
エアベントピン１９の本数は、成形空間部３及び製品成形空間部３１の体積及びガスを排出すべき速度に基づいて、ガスがスムーズに排出されるように適宜決定される。
【００６４】
とくに射出圧縮成形同時加飾法においては、加飾フィルムと接触するＢ金型から成形樹脂４のガスが逃げにくいので、上記のようなエアベントピン１９は有用であり、またこのように問題を解決できることから、ガス発生の多い成形樹脂４を用いることも可能となる。
【００６５】
このエアベントピン１９によって、成形同時加飾品１０にはエアベント孔２０が形成される。エアベント孔２０は、射出圧縮成形後の後処理において、射出圧縮成形同時加飾品１０を製品成形品３０と外枠成形品４０とに切断する際の位置決め用に用いることもできる。
【００６６】
また、エアベント孔２０が付加成形品部４３に形成されるので、エアベント孔２０が外枠成形品４０の一部として製品成形品３０から分離処理され（図１２参照）、製品成形品３０に悪影響を与えることがないという利点を有する。
【００６７】
成形樹脂４としては、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ノリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂といった熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００６８】
成形空間部３内に成形樹脂４が充填され固化した後は、Ｂ金型２がＡ金型１から離れ、射出圧縮成形同時加飾品１０がＡ金型１から離型される（図４参照）。この射出圧縮成形同時加飾品１０の離型は、複数のエジェクタピン２４にて行われるものであるが、エアベントピン１９で兼用してもよい。
【００６９】
得られた射出圧縮成形同時加飾品１０は、所定寸法で切断され製品成形品３０と外枠成形品４０とに分けられる（図１２参照）。切断方法としては、切削加工、レーザ加工、トムソン加工、金型プレス加工、彫刻刃加工（熱加工含む）、高周波加工等がある。
【００７０】
次に、本発明に使用する加飾フィルム５について説明する。本発明に使用する加飾フィルム５は、基体シート５１および加飾層５０から形成され、加飾層５０は絵柄層５２、接着層５３等からなる（図１１参照）。
【００７１】
基材シート５１としては、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、ウレタン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等から選択される単層フィルム、または上記の中から選択された２種以上の樹脂による積層フィルムまたは共重合フィルムがある。
【００７２】
基材シート５１の厚みとしては、５〜５００μｍが好ましい。５μｍ未満のシートでは、金型セット時のハンドリングが悪く成形工程が不安定となり、５００μｍを越えるシートでは、剛性がありすぎる。
【００７３】
基体シート５１上には、加飾層５０が強固に密着するよう易接着層を形成しても良い。易接着層の材質としては、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂等がある。易接着層を設ける方法としては、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷法等の汎用印刷方法のほか、各種コーティング法のいずれでも構わない。
【００７４】
基体シート５１上には、文字、幾何学模様、ベタ等の絵柄層５２が形成される。この絵柄層５２の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂などを挙げることができるが、特に限定されない。
【００７５】
また、絵柄層５２には、真空蒸着やメッキ等の方法によって、アルミニウム、クロム、銅、ニッケル、インジウム、錫、酸化珪素などの金属膜層を設けてもよい。この場合、金属膜層は全面でもパターン状でもよい。
【００７６】
絵柄層５２の膜厚は０．５μｍ〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な意匠性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。但し、金属膜層の場合は５０Å〜１２００Åが好ましい。金属膜層の膜厚が５０Åより薄いと、十分な金属光沢感が得られないという問題があり、１２００Åより厚いと、クラックが生じやすいという問題があるためである。
【００７７】
絵柄層５２を全面またはパターンで設ける方法としては、グラビア印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷法等の汎用印刷方法、タンポ印刷、塗装、各種コーティング法、蒸着、イオンプレーティング、スパッタ法等の金属膜形成法等がある。
【００７８】
接着層５３は、加飾フィルム５と成形樹脂４を接合する作用を有するものである。接着層５４の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を用いるのが良い。
【００７９】
接着層５３の厚みは、０．５〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な接着性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。接着層５４の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの汎用印刷方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどいずれの方法でもよい。
【００８０】
なお、加飾層５０のみを成形樹脂４と接合させる場合には、基体シート５１と絵柄層５２との間に剥離層５４を設けてもよい（図１２参照）。あるいは、基体シート５１に離型層を設けて離型性５５のある基体シートとしてもよい。
【００８１】
剥離層５４の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を用いるのが良い。
【００８２】
剥離層５４の厚みは、０．５〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な接着性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。離型層５５の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの汎用印刷方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどいずれの方法でもよい。
【００８３】
離型層５５の材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を用いるのが良い。
【００８４】
離型層５５の厚みは、０．５〜５０μｍが好ましい。膜厚が０．５μｍより薄いと、十分な接着性が得られないという問題があり、５０μｍより厚いと、印刷後に乾燥し難いという問題があるためである。離型層５５の形成方法は、グラビア印刷、オフセット印刷、スクリーン印刷などの汎用印刷方法でも、塗装、ディッピング、リバースコーターなどいずれの方法でもよい。
【００８５】
【発明の効果】
本発明に係る射出圧縮成形同時加飾品の製造方法は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムをセットし、金型タッチの状態にし、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入した後、型締めし、該成形樹脂を固化させて射出圧縮成形同時加飾品を得る射出圧縮成形同時加飾品の製造方法であって、該成形空間部が、相互に連通した複数の製品成形空間部と各々の製品成形空間部を囲む外枠成形空間部とからなり、外枠成形空間部はＡ金型の内面中央部に設けられたゲートに近い補助成形空間部とゲートから離れて製品成形空間部を介して位置する付加成形空間部とからなり、溶融した成形樹脂が補助成形空間部を介して製品成形空間部に充填された後、付加成形空間部に充填される方法である。
【００８６】
したがって、加飾が多色になっても生産性にほとんど影響がでない。また、加飾フィルムが金型形状に追随して成形されるため、通常の印刷ではできない三次元形状面にも加飾が可能となる効果がある。
【００８７】
また、ガスが製品成形空間部に溜まるのを少なくさせるだけでなく、ウエルドをゲートと反対の側の付加成形品部へ移動させる効果がある。
【００８８】
また、実施可能な成形空間部および補助空間部の形状が幅広く、通常の射出成形法では不可能な非常に厚みの薄い射出圧縮成形同時加飾品を得ることが可能となる効果がある。
【００８９】
また、本発明の射出圧縮成形同時加飾用金型は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムがセットされ、金型タッチの状態にされ、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂がＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入された後、型締めされ、該成形樹脂が固化させられて射出圧縮成形同時加飾品が得られる射出圧縮成形同時金型であって、前記型締めさせたときの成形空間部が、板状であって、相互に連通した複数の製品成形空間部と各々の製品成形空間部を囲む外枠成形空間部とからなり、製品成形空間部の平均断面積をＳ１（ｍｍ２）、製品成形空間部の平均厚みをＴ１（ｍｍ）、外枠成形空間部の平均断面積をＳ２（ｍｍ２）、外枠成形空間部の平均厚みをＴ２（ｍｍ）としたとき、Ｓ１≧４×Ｓ２かつＴ１≧Ｔ２の関係があることを特徴とする。
【００９０】
したがって、厚みの薄い板状射出成形同時加飾品を多数個取りできる効果がある。
【００９１】
また、本発明の射出圧縮成形同時加飾用金型は、Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムをセットし、金型タッチの状態にし、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入した後、型締めし、該成形樹脂を固化させて射出圧縮成形同時加飾品を得るための射出圧縮成形同時金型であって、Ｂ金型の凹部面の外枠成形空間部に、仕切り凸部が設けられたことを特徴とする。
【００９２】
したがって、溶融した成形樹脂は、加飾フィルムを仕切り凸部でもって押さえつつ、かつ引き伸ばしながら製品成形空間部に充填されていくので、仕切り凸部で囲まれた加飾フィルムには小皺が発生しにくい効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法の一実施例を示す平面図である。
【図２】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法の一実施例を示す断面図である。
【図３】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法の一実施例を示す断面図である。
【図４】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法の一実施例を示す断面図である。
【図５】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型（雌型）の一実施例を示す正面図である。
【図６】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型（雌型）の一実施例を示す断面図である。
【図７】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型（雄型）の一実施例を示す正面図である。
【図８】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾金型（雄型）の一実施例を示す断面図である。
【図９】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法によって得られた成形同時加飾品の一実施例を示す平面図である。
【図１０】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾品を、製品成形品と外枠成形品とに切断した後の状態を一実施例を示す平面図である。
【図１１】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法に使用する加飾フィルムの一実施例を示す断面図である。
【図１２】 本発明に係る射出圧縮成形同時加飾法に使用する加飾フィルムの一実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１ Ａ金型
２ Ｂ金型
３ 成形空間部
４ 成形樹脂
５ 加飾フィルム
１０ 射出圧縮成形同時加飾品
１４ ゲート
１５ 横張溝
１６ 仕切り溝
１７ 金型タッチセンサー
１９ エアベントピン
２０ エアベント孔
２１ 基準面
２３ 仕切り凸部
２４ エジェクタピン
２５ 吸引ピン
２６ 吸引孔または吸引凸部
３０ 製品成形品
３１ 製品成形空間部
３２ 補助成形空間部
３３ 付加成形空間部
４０ 外枠成形品
４２ 補助成形品部
４３ 付加成形品部
５０ 加飾層
５１ 基体シート
５２ 絵柄層
５３ 接着層
５４ 剥離層
５５ 離型層
Claims (5)
- Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムをセットし、金型タッチの状態にし、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂をＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入した後、型締めし、該成形樹脂を固化させて射出圧縮成形同時加飾品を得る射出圧縮成形同時加飾品の製造方法であって、
Ａ金型にはゲートに連通して形成された補助成形空間部と、補助成形空間部に隣接して形成された製品成形空間部と、製品成形空間部に隣接して形成された付加成形空間部とを備え、
補助成形空間部と製品成形空間部と付加成形空間部との各境界部分がそれぞれ互いに仕切られることなく連通しており、注入された成形樹脂がゲートを中心としてゲートから放射状に流れて広がって補助成形空間部に充填されてゲートからの前記放射状の広がりを維持した状態で補助成形空間部から製品成形空間部に流れ込んで製品成形空間部に充填され、製品成形空間部から排出されるように付加成形空間部に流れ込んで成形空間部全体に充填されることを特徴とする射出圧縮成形同時加飾品の製造方法。 - Ａ金型とＢ金型との間に加飾フィルムがセットされ、金型タッチの状態にされ、加飾フィルムとＡ金型とによって形成される成形空間部に溶融した成形樹脂がＡ金型の内面中央部に設けられたゲートから注入された後、型締めされ、該成形樹脂が固化させられて射出圧縮成形同時加飾品が得られる射出圧縮成形同時金型であって、
Ａ金型にはゲートに連通して形成された補助成形空間部と、補助成形空間部に隣接して形成された製品成形空間部と、製品成形空間部に隣接して形成された付加成形空間部とを備え、
補助成形空間部と製品成形空間部と付加成形空間部との各境界部分がそれぞれ互いに仕切られることなく連通しており、注入された成形樹脂がゲートを中心としてゲートから放射状に流れて広がって補助成形空間部に充填されてゲートからの前記放射状の広がりを維持した状態で補助成形空間部から製品成形空間部に流れ込んで製品成形空間部に充填され、製品成形空間部から排出されるように付加成形空間部に流れ込んで成形空間部全体に充填されることを特徴とする射出圧縮成形同時加飾用金型。 - Ｂ金型の凹部面の外枠成形空間部に、仕切り凸部が設けられた請求項２に記載の射出圧縮成形同時加飾用金型。
- 前記仕切り凸部に、吸引ピンが設けられた請求項３に記載の射出圧縮成形同時加飾用金型。
- 前記付加成形空間部内の製品成形空間部と接する位置にエアベントピンが設けられている請求項２〜４のいずれかに記載の射出圧縮成形同時加飾用金型。
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