JP4584792B2 - 射出圧縮成形によりオーバーモールドされた部品を備えたプラスチック材料で形成されるプレートの製造方法 - Google Patents

Description

（発明の分野）
本発明は、プラスチック材料で形成される物品の製造に関し、より詳細にはオーバーモールドされた部品を有するプレートに関するが、これに限定されるものではない。

（従来技術）
従来、透明プラスチック材料で形成されるプレートは、射出成形により製造される。透明材料（典型的にはポリカーボネート）は、他のプラスチック材料に比べ、流線、結合等に関してかなりデリケートな材料であり、製品の大きさが増すにつれて射出における問題点が増え、非常に高機能の射出成形システムを用いなければ、典型的な美観的および光学的な不具合をなくすことは不可能である。中程度の大きさの物品については、いわゆる「フィルム射出成形(film-injection)」システムが効果的に用いられる。

このシステムは、これら透明プラスチック材料の典型的な問題点の多くを解決することができるが、物品が大きくなると、十分な高いレベルの品質を保つことができない。さらには、このタイプの射出成形では、成形されたプレートよりフィルムからなる突起状付属物を切断する必要があるが、前記付属物は製品に対して無視できない量であり、明らかに材料を無駄に消費してしまう。

また、これらの透明プレートについては、（特に自動車またはプラズマテレビの分野での用途において）設計される用途が異なるため、残留内部応力（インモールド応力(in-mould stress) ）を低減することが根本的に重要である。これらの応力は、製品の変形を引き起こしたり、製品の光学的性質を変化させる虞がある。

本発明のプレートは、透明プレートであっても、不透明プレートであってもよい。同プレート上にオーバーモールドされる部品も、透明、不透明のいずれであってもよく、また、プレートと同一の材料で形成されていてもよく、異なる材料で形成されていてもよい。前記部品はさらに、プレートの周縁領域に（例えば、連続的または不連続的にプレートの周縁に沿って）にオーバーモールドされていてもよく、あるいは、異なる領域にオーバーモールドされていてもよい。

しかしながら、便宜上、透明プラスチック材料で形成されるプレートと、不透明プラスチック材料で形成されるオーバーモールドされた部品について以下言及するが、これに明記される以外の他の異なる組み合わせについても可能である。

（発明の要約）
本発明の目的は、従来の射出成形システムにおける問題点を解決し、最適の美観的および光学的性質、ならびに最適の機械的性質を備え、変形のない、不透明部品（または上述したように透明部品であってもよい）を有する透明材料（または上述したように不透明材料であってもよい）からなるプレートを効率的に製造することにある。

上記目的を達成するために、本発明の主題は、プラスチック材料で形成されるオーバーモールドされた部品を備えたプラスチック材料で形成されるプレートの製造方法に関し、基本的には、上記プラスチック材料で形成される部品は、射出圧縮成形により、少なくとも部分的に上記プレート上にオーバーモールドされることを特徴とする。

本発明の一実施形態は、オーバーモールドされた部品を備えたプレートの製造方法であって、第１の成形ステーションの金型内で１セットの第１インジェクタを用いて透明プラスチック材料を使用して射出圧縮成形によりプレートを成形する工程であって、（ｉ）第１の成形ステーションに配置され、かつ前記プレートの周縁領域の長辺の一方の側にのみ対応する金型の周縁に沿って互いに対して一列に並ぶように配置された前記第１のインジェクタを用いて透明プラスチック材料が金型内に注入される射出工程であって、前記第１のインジェクタのプラギングによって終了し、該終了時に前記第１のインジェクタによる射出跡が形成される射出工程と、（ｉｉ）前記射出工程に続いて開始される圧縮工程とを含む工程と、前記金型を第２の成形ステーションに移動する工程と、フレームを形成するために、第２の成形ステーションにおいて前記金型内で１セットの第２のインジェクタにより不透明プラスチック材料を用いて前記プレート上の周縁領域に部品をオーバーモールドする工程と、前記第２のインジェクタは、前記第２の成形ステーションに配置され、かつ、前記プレートの周縁領域においてフレームに対応する金型の周縁に沿って互いに対して一列に並ぶように配置されることと、第２のインジェクタは、前記プレートの周縁領域の長辺のそれぞれに複数基配置されることと、前記不透明プラスチック材料により、前記第１のインジェクタによる射出跡が被覆される、工程とを特徴とする方法を提供する。
透明プレートと、同プレート上にオーバーモールドされる不透明材料で形成される部品の場合には、本発明の方法は、
金型と、第１成形ステーションと、第２成形ステーションとを準備する工程と、
透明プラスチック材料を前記第１成形ステーションの金型内に射出して、前記プレートを製造する工程と、
前記部品を透明プレートの予め設定された領域にオーバーモールドするように、前記第２成形ステーションの金型内に不透明プラスチック材料を射出し、圧縮する工程と
を含む。

前記領域がプレートの周縁領域である場合には、本発明の方法は、好適には、前記第１成形ステーションの１セットの第１インジェクタと前記第２成形ステーションの１セットの第２インジェクタとを用いることを想定しており、前記第１および第２のインジェクタは、製造されるプレートの周縁領域に直接対応する位置に一列に並ぶように配置される。

前記プレートのプラスチック材料の射出は、特定のシーケンシャル方式により行うことが好都合な場合があり、これに続き、後圧縮工程を行うことができる。

（発明の詳細な説明）
図１および図２に示される結合されたプレートは、本発明の方法により得られた、プラスチック材料からなる二部品で形成される製品の例を示す。

前記製品は、プラスチック材料（例えば透明プラスチック材料。ただし、これに限定されない。）、典型的にはポリカーボネートからなるプレート１の背面に対し、プラスチック材料（例えば不透明プラスチック材料。ただし、これに限定されない。）からなる周縁フレーム２をオーバーモールドすることにより構成され、付属物、および前記プレートを使用可能な状態とするべく組み立てるために使用可能な突起３が形成されている。

このような二部品からなる製品の製造方法は、図３および図４、図５および図６についてそれぞれ説明される二つの連続的な工程を想定している。
本発明の方法は、回転板を備えた射出成形用プレスと、回転中央面を備えたスタックモールドタイプのプレスの双方において用いることができる。スタックモールドタイプのプレスの場合については、図７において説明する。

両方の場合において、二つの成形ステーションが設けられ、第１成形ステーション７および第２成形ステーション８が、金型９が配置される位置に対応するように配置される。
第１成形ステーション７は、ほぼ従来のタイプである１セットの第１インジェクタ４を備え、各プラグ１１が直接的にプラギングを行う。プラグ１１は、可塑化システムにより供給されるホットチャンバからの透明プラスチック材料が従来の方法で金型９内に注入されるように、閉鎖位置と開放位置の間で軸方向に移動可能となっている。

インジェクタ４は、それぞれ金型９とほぼ密着するように配置されるリングナットを備え、同リングナット（簡潔を期すため、本願においては図示および説明をしていない）の構成は、温度の最適制御を行うための革新的なタイプとすることができ、同リングナットは、本願の出願人により同日に出願されたイタリア特許出願における発明主題とされている。

第１成形ステーション７のインジェクタ４は、互いに対して一列に並ぶように配置され、金型９に対しては、成形される透明プレート１の周縁領域に直接対応する位置に配置される。前記周縁領域は、図４においては符号１０にて示されており、プレート１の長辺の一方に近接し、周縁フレーム２の内側境界線（図４の符号５にて示される）内に含まれる帯状部からなる。周縁フレーム２は、この後、第２成形ステーション８において形成される。

図示される実施例においては、第１成形ステーション７のインジェクタ４は７基であり、図４においては、中央のインジェクタをｕ１、これに近接する両側のインジェクタをそれぞれｕ２，ｕ３とし、インジェクタｕ３，ｕ２にそれぞれ近接する反対側のインジェクタをｕ４，ｕ５とし、インジェクタｕ４，ｕ５にそれぞれ近接する端側のインジェクタをｕ６，ｕ７として示している。当然ながらプレートの寸法に応じてインジェクタの数を変更することはできるが、いずれの場合においても、インジェクタの作動方式は、以下に記載する作動方式と同様である。

金型９の閉鎖後、インジェクタ４は、透明プラスチック材料を金型９内に注入するように作動させられる。この作動は、同時的であってもよく、それ以外の方法であってもよい。より好適には、中央インジェクタｕ１から始まり端側インジェクタｕ６，ｕ７に向かって、本願の出願人により同日に出願されたイタリア特許出願に記載されるように、特定のシーケンシャル方式にて行うことができる。

図示される例においては、インジェクタ４は、プレート１の周縁領域１０に沿って（すなわち、上述されたように、長辺の一方に沿って）のみ一列に並ぶように配列されているが、プレート１の短辺に沿って、また、他方の長辺に沿って、別のインジェクタを設けることについては何ら制限がない。しかしながら、本願の出願人により行われた試験では、大きな寸法のプレートであっても、金型９のキャビティに最適に充填するには例示される配置で通常は十分であることが示されている。

プレート１が大きな寸法である場合には、透明プラスチック材料の射出終了時に発生しうる残留内部応力を低減することが根本的に重要である。前記内部応力は、変形を引き起こしたり、プレート自体の光学的性質を変化させる虞がある。

このため、第１成形ステーション７について説明したように射出を行い、好適には、これに続き、プレート１を形成するために圧縮工程を行う。この後圧縮工程は、従来の様式で行うことができる。すなわち、装置が回転二重金型と二重対向型金型とを備えるスタックモールドタイプのプレスを用いる場合には、この工程は、独国特許出願公開第１０２１７５８４号明細書に記載される方法により行うことができる。

透明プレート１の形成終了時には、その周縁領域１０において、インジェクタｕ１−ｕ７のノズルに対応する射出地点の指標(indicator) または境界マーク(witness mark)（小さな窪みの形態をとる）、すなわち射出跡が見られる。

金型９は、その後、図５および図６に示される第２成形ステーション８に対応する位置に移動される。この場合にも、少なくとも１セットのインジェクタ６がプレート１の周縁領域１０に沿って一列に並ぶように配置され、場合に応じて、図６に示されるように、第２のセットのインジェクタ６が対向する領域（すなわち、プレート１の他方の長辺）に対応する位置に配置される。インジェクタ６のノズルは、図面においては、符号ｕｓにて示されている。

１セット以上のインジェクタ６の数は、第１成形ステーション７のインジェクタ４の数よりも少なくてもよく（例えば４基であってもよい）、必ずしもプラギングの必要はない。これらノズル６は、シーケンシャルにまたは同時に開放されるように制御することができる。

ノズル６により射出され、圧縮される不透明プラスチック材料は、透明プレート１の背面において周縁線５と周縁端との間でオーバーモールドされ、第１成形ステーション７のノズルｕ１−ｕ７に対応する射出地点の指標または境界マークを被覆して、周縁フレーム２を形成する。

周縁フレーム２の後圧縮工程は、例えば、成形装置がスタックモールドタイプのプレスを用いる場合には、図７の連続的な工程１−６に概略が示される方式や、これとは異なる、本願の出願人により同日に出願されたイタリア特許出願に記載されるより効率的な方式により行うことができる。

本発明の方法は、従来の成形システムで解決できなかったすべての事項を解決することができ、内部応力を生じさせずに、または応力のレベルを非常に低くし、プレートの変形および光学的性質の変化を防ぐこと等により、大型の透明表面または不透明表面を有し、二部品からなるプレートの製造を効率的に行うことができる。これらの効果は、本発明の方法に特有の特徴の直接的な結果である。

当然ながら、本明細書に記載される装置の構成の詳細は、本発明の方法を実施するための例として示されるものであり、請求項において定義される本発明の範囲から逸脱することなく、様々に変更を加えることができる。したがって、例えば、射出圧縮成形は、プレート上にオーバーモールドされる部品のいくつかについてのみ行い、その他の部品についてはその他の方法を用いるようにしてもよい。

本発明の方法を用いて製造された、プラスチック材料からなる二部品で形成されるプレートの背面図。 図１の部分縦断面図。 本発明の方法の第１工程を示す部分縦断面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図。 本発明の第２工程を示す図３と同様の図。 図５のＶＩ−ＶＩ線における断面図。 続いて行われるスタックモールドタイプのプレスを用いた工程を示す概略図。

Claims (7)

1. オーバーモールドされた部品を備えたプレートの製造方法であって、
   第１の成形ステーション（７）の金型（９）内で１セットの第１インジェクタ（４）を用いて透明プラスチック材料を使用して射出圧縮成形によりプレートを成形する工程であって、
   （ｉ）第１の成形ステーション（７）に配置され、かつ前記プレートの周縁領域（１０）の長辺の一方にのみ対応する金型（９）の周縁に沿って互いに対して一列に並ぶように配置された前記第１のインジェクタ（４）を用いて透明プラスチック材料が金型（９）内に注入される射出工程であって、前記第１のインジェクタ（４）のプラギングによって終了し、該終了時に前記第１のインジェクタ（４）による射出跡が形成される射出工程と、
   （ｉｉ）前記射出工程に続いて開始される圧縮工程と
   を含む工程と、
   前記金型（９）を第２の成形ステーション（８）に移動する工程と、
   フレーム（２）を形成するために、第２の成形ステーション（８）において前記金型（９）内で１セットの第２のインジェクタ（６）により不透明プラスチック材料を用いて前記プレート上の周縁領域に部品をオーバーモールドする工程と、前記第２のインジェクタ（６）は、前記第２の成形ステーション（８）に配置され、かつ、前記プレートの周縁領域においてフレームに対応する金型の周縁に沿って互いに対して一列に並ぶように配置されることと、第２のインジェクタ（６）は、前記プレートの周縁領域の長辺のそれぞれに複数基配置されることと、前記不透明プラスチック材料により、前記第１のインジェクタ（４）による射出跡が被覆される、工程と
   を特徴とする方法。
2. 前記透明プラスチック材料の射出工程がシーケンシャル方式で行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記不透明プラスチック材料を用いて前記プレート上の周縁領域に部品をオーバーモールドする工程がシーケンシャル方式で行われることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記不透明プラスチック材料を用いて前記プレート上の周縁領域に部品をオーバーモールドする工程が同時的に行われることを特徴とする請求項２に記載の方法。
5. 前記不透明プラスチック材料を用いて前記プレート上の周縁領域に部品をオーバーモールドする工程が圧縮する工程を含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
6. 前記圧縮する工程が、スタックモールドタイプのプレスを用いて圧縮することを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記フレームを形成するために部品をオーバーモールドする工程が、射出圧縮成形によりオーバーモールドすることを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。

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