JP4293492B2 - Injection molding simultaneous painting device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形品の表面に加飾シートを積層接着して絵柄を設ける成形同時加飾の技術分野に属し、詳しくは、熱盤にて予め加熱軟化せしめた加飾シートを雌型キャビティ表面に真空成形した後、キャビティ内に射出した樹脂と加飾シートとを一体化せしめる方式の射出成形同時絵付装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、樹脂成形品の表面に絵柄を設ける方法として、射出成形の雌雄両型間に加飾シートを挿入し、両型を係合して型締めした後、熔融樹脂をキャビティ内に射出充填し、樹脂成形品の表面に加飾シートを貼り合わせる方法が広く行われている。そして、この方法を実施する装置では、例えば、特公昭50−19132号公報、特公平1−48845号公報等に見られるように、赤外線輻射方式の非接触加熱の熱盤により予め加飾シートを加熱軟化せしめ、この軟化した加飾シートを雌型キャビティ表面に真空成形するようにしたものがある。
【0003】
このような熱盤を使用した射出成形装置においては、熱盤表面の熱が熱盤とシートクランプ(シート押さえフレーム)の空間を通して周囲の空間に放熱され、漏洩するため、加飾シートに対する加熱効率が悪いという問題があった。そこで、特開平6−315950号公報に示されるように、熱盤加熱面上の周縁付近に雄型パーティング面上のシートクランプと対向して当接する周縁保持フレームを設けておき、シートクランプ及び周縁保持フレームとで加飾シートを挟み込んで加飾シートと熱盤加熱面との間の空間を密封し、外部空間との輻射及び拡散伝導による熱の流出を防ぐようにしたものがある。また、特開平10−128797号公報に示されるように、加飾シートを雌型パーティング面上にシートクランプで圧着して周縁を固定し、その上に熱盤加熱面を直接密着して、シートクランプの厚みの分だけの隙間を介して加飾シートと熱盤との間の空間を密封するようにしたものもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記したいずれの射出成形装置も、加飾シートと熱盤との間が密封されるので加飾シートに対する加熱効率が良いという利点はある。しかしながら、加飾シートと熱盤加熱面との間の距離、すなわち加熱距離が一定であるため、加熱量の調整のために加熱距離を変化させることはできない。すなわち、予め設計された加熱距離よりも熱盤がより加飾シートに接近することは物理的に不可能であり、また遠ざかること自体は可能であるが、その場合、加飾シートと熱盤との間の密封状態が解除されて断熱効果が落ちてしまうことになる。
【0005】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加飾シートに対する加熱効率が良好で、かつ熱盤の加熱量の調節も容易な射出成形同時絵付装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、射出成形の雌型及び雄型と、型開き状態にある両型間に加飾シートを挿入するシート供給装置と、両型間に挿入された加飾シートを雌型キャビティ周縁のパーティング面上に押圧固定するシートクランプと、雌型パーティング面上に固定された加飾シートを非接触状態で加熱軟化せしめる熱盤とから少なくとも構成される射出成形同時絵付装置において、熱盤の周囲の側面の外側に熱盤加熱面から雌型側に向かって突出する断熱板を有することを特徴としている。
【0007】
また、上記装置において、断熱板が位置可変機構を介して熱盤に取り付けられており、断熱板先端部の熱盤加熱面からの突出量が可変である構成にするのがより好ましいものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1に本発明に係る射出成形同時絵付装置の一例を図示している。この射出成形装置1では、雌型10は、真空吸引成形に適用可能なように真空吸引孔11或いは真空吸引溝などが設けられた構造を有するものであり、雄型20と合体させて射出成形により成形される成形品の形状の一部が雌型キャビティ面12として賦形されている。雄型20は固定盤21に固定されると共にタイバー22(計4本ある)にも固定されている。一方、雌型10は可動盤13に固定され、可動盤13はタイバー22に摺動可能に貫通されている。また、雌型10の側面には加飾シートSを切断するためのシートカッター14と、加飾シートSの先端部を挟持する受付チャック15が取り付けられている。さらに、雌型10には、加飾シートSを雌型10のパーティング面に押圧して保持するためのシートクランプ16が設けられている。
【0009】
図中30は熱盤で、この熱盤30の周囲の側面の外側に熱盤加熱面から雌型側に向かって突出する断熱板31が取り付けられている。図2はこの熱盤を雌型とともに示す斜視図であり、図1と図2を見れば分かるように、熱盤30の周囲4側面のそれぞれには、スライド溝32から突き出た各断熱板当たり2本のロッド33に支持されて断熱板31が取り付けられている。そして、手動、エアシリンダ等の駆動により、雌型側と雄型側とを結ぶ方向(x方向)にロッド33を進退せしめることによって、ロッド33に連結した断熱板31の雌型方向への突出量が変化する。このように、ロッド33がスライド溝32を摺動することで、断熱板31はその先端部の熱盤加熱面からの突出量が変えられるようになっている。なお、断熱板31の位置可変機構はこれに限定されるものではない。また、断熱板31は熱盤30の表面から突出していれば固定でもよいが、上記したように突出量が可変であるのが好ましい。また、図1、図2等では、熱盤30の各4側面の断熱板31同士の間に空隙部Gが設けられているが、より断熱効果を高める場合は、これら空隙Gを設けず、4側面上の断熱板を全て連続させて熱盤30の全周を囲繞せしめるとよい(図示は略)。
【0010】
断熱板31としては、アルミニウム、銅等の赤外線反射率の高い金属、セラミックス等が用いられる。より好ましくは、その外部を石綿、発泡セラミックス、硝子繊維等の耐熱性のある断熱層で被覆したものを使用する。
【0011】
なお、熱盤30自体は、射出成形同時絵付装置に用いられている従来公知のものでよく、例えば電気ヒーターを内蔵した金属製又はセラミックス製のブロック状の熱盤であり、或いは耐熱樹脂製又は金属製のシート状のいわゆる面状発熱体でも構わない。また、熱盤30の表面には、加飾シートSを真空圧空成形するための圧空を吹き出す通気孔を設けたものでもよい。その加熱温度は200〜400℃程度である。
【0012】
樹脂の射出に先立って、加飾シートSの予備成形を行う。この予備成形を行うに際しては、まず、図1に示す如く、雌雄両型間に挿入した加飾シートSの先端部を受付チャック15で挟んで保持し、加飾シートSを雌型10のパーティング面にシートクランプ16にてキャビティ面12の全周縁部を押圧固定して雌型キャビティ面12と加飾シートSとで密閉空間Vを形成せしめる。次いで、加飾シートSの上端側を搬送用シートチャック2で挟持した状態で、シートカッター14により、今ショット分のシートとそれに続く次ショット分以降のシートとを熔断により切り離してから、加飾シートSの上端側を挟持した搬送用シートチャック2を熱に影響のないところまで戻した状態にする。それと同時に、ピストン34を駆動する熱盤挿入用流体圧シリンダーを作動させて熱盤30を雌雄両型間に挿入する。
【0013】
このように加飾シートSにより密閉空間Vを形成し、今ショット分の加飾シートSを雌型10にシートクランプ16にて固定した状態とした後、両型間に挿入した熱盤30により加飾シートSを加熱軟化せしめてから、雌型10の真空吸引孔11を通して密閉空間Vの空気を吸引することで、加飾シートSを雌型10のキャビティ面12に真空成形にて吸引密着させる。さらに必要であれば、この段階で熱盤30の加熱面上に設けた通気孔から加熱空気を吹き出して、圧空成形を追加してもよい(真空圧空成形)。図3はこの予備成形を終えた時点での状態を示している。
【0014】
図4は熱盤30を雌雄両型間に挿入した時点での熱盤30と雌型10との位置を示す説明図であり、同図の状態では断熱板31は引き込まれた位置にある。熱盤30で加飾シートSを加熱するに際し、加熱量を少なくする場合は、図5に示すように、熱盤移動用流体圧シリンダー35を少しだけ作動させて熱盤30と雌型10との距離を大きくし、かつ断熱板31の突出量を大きくすることにより、雌型10と熱板30との隙間を覆うようにする。また、加熱量を多くする場合は、図6に示すように、熱盤移動用流体圧シリンダー35を大きく作動させて熱盤30と雌型10との距離を小さくし、かつ断熱板31の突出量を小さくすることにより、雌型10と熱板30との隙間を覆うようにする。このように、熱盤30からの熱を周囲に逃がすことなく、加熱量の調整を行うことができる。
【0015】
加飾シートSの予備成形を終えた後、図7に示すように熱盤30を雌雄両型間の外部の待機位置(図示略)まで退避せしめ、雌型移動用流体圧シリンダー40によりピストン41を作動させることで、加飾シートSが密着したままの雌型10をタイバー22に摺動させつつ雄型20に合体させて型締めさせてから、両型10,20によって形成されるキャビティC内に、流動状態の成形品形成用樹脂Pを雄型のゲート23を通して充填させて射出成形を行う。そして、射出した樹脂Pを固体化し、加飾シートSと樹脂成形品とを接着し積層せしめた後、図8に示すように雌雄両型10,20を開き、加飾シートSにより表面化粧の施された樹脂成形品P’を型外に取り出す。なお、雌型10と雄型20は鉄等の金属又はセラミックスにて形成される。
【0016】
なお、以上で説明した射出成形同時絵付装置は、本発明の一実施形態であり、斯かる構成のみに本発明が限定される訳ではない。前記の如き本発明固有の熱盤を採用する他は、他の構成要素は公知の各種射出成形同時絵付装置の構成要素を任意に選択して採用し、組み合わせることができる。
【0017】
加飾シートとしては、基材シートを最低限の要素とし、必要に応じて着色剤練込み、絵柄印刷、金属薄膜形成等によって装飾処理を施したものを使用する。基材シートは、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系熱可塑性エラストマー等のポリオレフィン樹脂、ポリメチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート−ブチル(メタ)アクリレート共重合体等のアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン、ABS樹脂等の熱可塑性樹脂のシート単層或いはこれらのシートのうちから選んだ異なる2層以上の積層体からなり、厚さは通常20〜300μm程度である。
【0018】
基材シート或いは装飾処理自体に射出成形品と十分な接着が得られない場合は、加飾シートの成形品側に接着剤層を形成する。接着剤は、加飾シートと成形品の材料の組合せに応じて選ぶ。例えば、ポリオレフィン樹脂の基材シートとポリオレフィン樹脂成形品との組合せの場合は、塩素化ポリオレフィン樹脂(塩素化ポリプロピレン等)、アクリル樹脂の基材シートとポリオレフィン樹脂成形品との組合せの場合は、基材シート上に2液硬化型ウレタン樹脂層とその上に塩素化ポリオレフィン樹脂層をこの順に形成する。
【0019】
加飾シートとしては、ラミネートシート及び転写シートの両タイプのものがいずれも使用できる。ラミネートシートタイプの場合は、基材シートと装飾処理を構成する絵柄印刷又は金属薄膜の層との接着力、或いは基材シートと接着剤層との接着力を成形品の使用条件下で剥離しない程度に強力なものとし、成形品製造用樹脂と加飾シートとは一体化したまま使用される。一方、転写シートタイプの場合は、基材シートと絵柄印刷又は金属薄膜の層との接着力を容易に剥離可能な程度としておき、一旦加飾シートと成形品製造用樹脂とを絵柄印刷又は金属薄膜層を間に介して接着一体化した後、基材シートのみを剥離、除去して絵柄印刷又は金属薄膜層を成形品側に接着したまま残す。
【0020】
雄型側のゲートから射出する流動状態の樹脂は射出成形用の樹脂であり、実際には製品の要求物性、コスト等により選択される。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、オレフィン系熱可塑性エラストマー等のポリオレフィン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂等の樹脂を使用し、これを加熱熔融して射出し、冷却して固体化させる場合と、ポリオールとイソシアネート架橋剤とからなるポリウレタン樹脂、アミンを硬化剤とするエポキシ樹脂、イソシアネート、有機スルホン酸塩、過酸化ベンゾイル等を硬化剤とする不飽和ポリエステル等の2液反応硬化型樹脂の未硬化の液状組成分を射出し、化学反応で固体化させる場合とがある。
【0021】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の射出成形同時絵付装置によれば、熱盤の周囲の側面の外側に熱盤加熱面から雌型側に向かって突出する断熱板を有する構成としたことにより、従来の熱盤方式の場合には熱盤表面の熱は熱盤とシートクランプの空間を通して輻射及び拡散伝導によって外部に放熱されるため加飾シートに対する加熱効率が悪かったものが、断熱板により熱の逃げが防止されるので、加飾シートに対する加熱効率を良好なものにすることができる。
【0022】
また、断熱板が位置可変機構を介して熱盤に取り付けられ、断熱板先端部の熱盤加熱面からの突出量が可変である構成を採ることにより、加飾シートと熱盤の距離を変えた場合にも、熱盤と加熱シートとの間の空間を、熱盤周縁部において断熱板で確実に覆うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る射出成形同時絵付装置の一例を示す一部破断図である。
【図2】熱盤を雌型とともに示す斜視図である。
【図3】予備成形を終えた時点での射出成形同時絵付装置の一部破断図である。
【図4】熱盤を雌雄両型間に挿入した時点での熱盤と雌型との位置を示す説明図である。
【図5】熱盤と雌型との距離を大きくした場合の説明図である。
【図6】熱盤と雌型との距離を小さくした場合の説明図である。
【図7】成形用樹脂を射出する様子を示す射出成形同時絵付装置の一部破断図である。
【図8】雌雄両金型を開いて樹脂成形品を取り出す様子を示す射出成形同時絵付装置の一部破断図である。
【符号の説明】
S 加飾シート
1 射出成形装置
2 搬送用シートチャック
10 雌型
11 真空吸引孔
12 キャビティ面
13 可動盤
14 シートカッター
15 受付チャック
16 シートクランプ
20 雄型
21 固定盤
22 タイバー
23 ゲート
30 熱盤
31 断熱板
32 スライド溝
33 ロッド
34 ピストン
35 熱盤移動用流体圧シリンダー
40 雌型移動用流体圧シリンダー
41 ピストン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of simultaneous molding decoration in which a decorative sheet is laminated and bonded to the surface of a resin molded product to provide a pattern. Specifically, a decorative sheet that has been softened by heating with a hot platen in advance is a female cavity. The present invention relates to an injection molding simultaneous painting apparatus in which a resin injected into a cavity and a decorative sheet are integrated after vacuum forming on a surface.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a method of providing a pattern on the surface of a resin molded product, a decorative sheet is inserted between both male and female molds for injection molding, both molds are engaged and clamped, and molten resin is injected into the cavity. And the method of sticking a decorating sheet on the surface of a resin molded product is widely performed. And in the apparatus which implements this method, as seen in, for example, Japanese Patent Publication No. 50-19132, Japanese Patent Publication No. 1-48845, etc., the decorative sheet is preliminarily applied by a non-contact heating hot platen of infrared radiation system. Some are softened by heating and vacuum-molded on the surface of the female mold cavity.
[0003]
In such an injection molding machine using a hot platen, the heat on the hot platen surface is dissipated and leaked to the surrounding space through the space between the hot platen and the sheet clamp (sheet holding frame), so the heating efficiency for the decorative sheet There was a problem of being bad. Therefore, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-315950, a peripheral holding frame that abuts against the sheet clamp on the male parting surface is provided near the periphery on the heating plate heating surface, and the sheet clamp and There is one in which the decorative sheet is sandwiched between the peripheral holding frame to seal the space between the decorative sheet and the heating plate heating surface, thereby preventing the heat from flowing out due to radiation and diffusion conduction with the external space. In addition, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-128797, the decorative sheet is crimped onto the female parting surface with a sheet clamp to fix the periphery, and the hot platen heating surface is directly adhered to it, In some cases, the space between the decorative sheet and the hot platen is sealed through a gap corresponding to the thickness of the sheet clamp.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Any of the above-described injection molding apparatuses has an advantage that the heating efficiency for the decorative sheet is good because the space between the decorative sheet and the hot platen is sealed. However, since the distance between the decorative sheet and the heating plate heating surface, that is, the heating distance is constant, the heating distance cannot be changed for adjusting the heating amount. That is, it is physically impossible for the heating plate to be closer to the decorative sheet than the pre-designed heating distance, and it is possible to move away from the decorative plate, but in that case, the decorative sheet and the heating plate The sealing state between the two is released, and the heat insulation effect falls.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and the object of the present invention is simultaneous injection molding with good heating efficiency for the decorative sheet and easy adjustment of the heating amount of the hot platen. The object is to provide a picture device.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention includes an injection-molded female mold and a male mold, a sheet feeding device for inserting a decorative sheet between both molds in the mold-open state, and a press inserted between both molds. Injection comprising at least a sheet clamp that presses and fixes the decorative sheet onto the peripheral parting surface of the female cavity, and a heating plate that heats and softens the decorative sheet fixed on the female parting surface in a non-contact state. The simultaneous molding apparatus has a heat insulating plate protruding from the heating plate heating surface toward the female mold side outside the side surface around the heating plate.
[0007]
In the above apparatus, it is more preferable that the heat insulating plate is attached to the heat plate via a position variable mechanism, and the amount of protrusion from the heat plate heating surface of the heat insulating plate tip is variable. .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an example of an injection molding simultaneous painting apparatus according to the present invention. In this
[0009]
In the figure,
[0010]
As the
[0011]
The
[0012]
Prior to resin injection, the decorative sheet S is preformed. When performing this preforming, first, as shown in FIG. 1, the leading end of the decorative sheet S inserted between the male and female molds is held between the receiving
[0013]
Thus, after the sealed space V is formed by the decorative sheet S and the decorative sheet S for the current shot is fixed to the
[0014]
FIG. 4 is an explanatory view showing the positions of the
[0015]
After the preforming of the decorative sheet S is completed, the
[0016]
The injection molding simultaneous painting apparatus described above is an embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to only such a configuration. Other than adopting the above-mentioned hot plate unique to the present invention, the other constituent elements can be arbitrarily selected and adopted from various known injection molding simultaneous painting apparatus.
[0017]
As the decorative sheet, a base sheet is used as a minimum element, and a decorative sheet is used as necessary by kneading a colorant, pattern printing, metal thin film formation, or the like. Base sheet is polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, olefinic thermoplastic elastomer, acrylic resin such as polymethyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate-butyl (meth) acrylate copolymer, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate A sheet of thermoplastic resin such as polyester resin such as polyester resin, vinyl chloride resin, polycarbonate resin, polystyrene, and ABS resin, or a laminate of two or more different layers selected from these sheets. It is about 300 μm.
[0018]
When sufficient adhesion with the injection molded product is not obtained on the base sheet or the decoration treatment itself, an adhesive layer is formed on the molded product side of the decorative sheet. The adhesive is selected according to the combination of the decorative sheet and the material of the molded product. For example, in the case of a combination of a polyolefin resin base sheet and a polyolefin resin molded product, a chlorinated polyolefin resin (chlorinated polypropylene, etc.), or in the case of a combination of an acrylic resin base sheet and a polyolefin resin molded product, A two-component curable urethane resin layer and a chlorinated polyolefin resin layer thereon are formed in this order on the material sheet.
[0019]
As the decorative sheet, both types of laminate sheet and transfer sheet can be used. In the case of the laminate sheet type, the adhesive force between the base sheet and the pattern printing or metal thin film layer that constitutes the decoration process, or the adhesive force between the base sheet and the adhesive layer is not peeled off under the use conditions of the molded product. The resin for molding production and the decorative sheet are used as they are integrated. On the other hand, in the case of the transfer sheet type, the adhesive strength between the base sheet and the pattern printing or metal thin film layer is set to such an extent that it can be easily peeled off. After the thin film layer is bonded and integrated, only the base sheet is peeled and removed, and the pattern printing or metal thin film layer is left adhered to the molded product side.
[0020]
The fluid resin injected from the gate on the male mold side is a resin for injection molding, and is actually selected according to the required physical properties, cost, etc. of the product. Specifically, polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, polybutene, olefinic thermoplastic elastomer, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polystyrene resin, acrylonitrile-styrene copolymer, polyvinyl chloride resin, polycarbonate, A resin such as an acrylic resin is used, heated and melted, injected, cooled and solidified, a polyurethane resin composed of a polyol and an isocyanate crosslinking agent, an epoxy resin containing an amine as a curing agent, an isocyanate, an organic In some cases, an uncured liquid composition of a two-component reaction curable resin such as an unsaturated polyester using sulfonate, benzoyl peroxide or the like as a curing agent is injected and solidified by a chemical reaction.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the injection molding simultaneous painting apparatus of the present invention, by adopting a configuration having a heat insulating plate protruding from the heating plate heating surface toward the female mold side outside the side surface around the heating plate, In the case of the conventional hot platen, the heat on the surface of the hot platen is radiated to the outside by radiation and diffusion conduction through the space between the hot platen and the sheet clamp, so that the heating efficiency for the decorative sheet is poor. Therefore, the heating efficiency for the decorative sheet can be improved.
[0022]
In addition, the distance between the decorative sheet and the heating plate can be changed by adopting a configuration in which the heat insulating plate is attached to the heating plate via a position variable mechanism, and the amount of protrusion from the heating plate heating surface of the insulating plate tip is variable. In this case, the space between the heating plate and the heating sheet can be reliably covered with the heat insulating plate at the peripheral portion of the heating plate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partially cutaway view showing an example of an injection molding simultaneous painting apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a heating plate together with a female mold.
FIG. 3 is a partially cutaway view of the injection molding simultaneous painting apparatus at the time when the preliminary molding is completed.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing positions of the hot platen and the female die when the hot platen is inserted between the male and female molds.
FIG. 5 is an explanatory diagram when the distance between the heating plate and the female mold is increased.
FIG. 6 is an explanatory diagram when the distance between the hot platen and the female mold is reduced.
FIG. 7 is a partial cutaway view of an injection molding simultaneous painting apparatus showing a state where a molding resin is injected.
FIG. 8 is a partially cutaway view of an injection molding simultaneous painting apparatus showing a state where both the male and female molds are opened and a resin molded product is taken out.
[Explanation of symbols]
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