JP4617215B2 - 上乗せ射出成形された不透明部品を備えた透明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、透明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、連続的または不連続的であるかを問わず、また、周辺に配置されるか内側に配置されるかを問わず、より限定されたまたはより限定されない不透明領域を備えた、自動車分野のウィンドウパネルやプラズマテレビの画面等のプレートに関するが、これらに限定されるものではない。

（従来技術）
従来、このようなプレートは、射出成形を用いて製造されている。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、製品の変形や、製品の光学的性質を変化させる虞がある。

（発明の要約）
本発明の目的は、フィルム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を備えた透明プラスチック材料からなる物品、特に不透明材料を連続的または非連続的に周縁部に備えたプレート（ただし、これに限定されない）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、上乗せ射出成形された(overinjected)不透明部品を有する透明プラスチック材料からなるプレートの製造方法に関し、基本的には、
金型と、少なくとも１基の第１インジェクタを備えた第１成形ステーションと、少なくとも１基の第２インジェクタを備えた第２成形ステーションとを準備する工程であって、前記第１および第２インジェクタは、製造されるプレートの一領域に直接対応する位置に配置されることと、
前記透明プラスチック材料を射出圧縮成形により成形し、透明プレートに射出の指標(indicator) または射出跡(witness mark)を生じさせる射出地点における応力を制限する工程と、
前記部品を透明プレート上にオーバーモールドして、射出の指標を被覆するように、前記少なくとも１基の第２インジェクタを介して不透明プラスチック材料を第２成形ステーションの金型内に射出する工程と
を含むことを特徴とする。
本発明の一実施形態は、上乗せ射出成形された不透明部品を備える透明プラスチック材料からなる透明プレートの製造方法であって、金型と、金型及び少なくとも１基の第１インジェクタを備えた第１成形ステーションと、金型及び少なくとも１基の第２インジェクタを備えた第２成形ステーションとを準備する工程であって、前記第１および第２インジェクタは、製造されるプレートの少なくとも一領域に直接対応する位置に配置されることと、前記金型に対して金型を配置する工程と、射出地点における応力を制限するように、前記透明プラスチック材料を前記第１成形ステーションにおいて射出圧縮成形により成形する工程であって、背面側に射出跡を有する透明プレートを製造する、工程と、金型を第２成形ステーションへ移動させる工程と、金型を第２成形ステーションの金型に対して配置する工程と、
第２インジェクタにより、第２成形ステーションにおいて金型内に不透明プラスチック材料を射出する工程であって、不透明部品を前記透明プレートの背面にオーバーモールドして射出跡を被覆する、工程とを含むことを特徴とする方法を提供する。

本発明の方法は、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、プレートが製造される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。

通常、前記領域は、プレートの周縁を構成することができるが、内側領域を構成したり、透明プレートの全体にわたっていてもよい。
透明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って好適に行うことができ、透明プラスチック材料の射出工程の最後のみならず、不透明プラスチック材料の射出工程の最後においても圧縮工程を行い、生じうるプレートの残留応力を合理的に減少させることについて想定している。

（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、透明プラスチック材料、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、不透明プラスチック材料からなる周縁フレーム２を適用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。

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を備えた半割金型７を有し、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、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である、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、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、同様にインジェクタの配置も変更することができるが、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を半閉鎖状態にした後、インジェクタ４が、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、同時的に行われてもよく、他の方法で行われてもよい。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。

当然ながら、インジェクタ４は、プレート１の内側領域に対応する位置に配置されてもよい。
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成形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。前記インモールド応力は、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成形が行われ、これに続き、半割金型７に対して金型９を完全に閉鎖してプレート１を圧縮する工程を行う。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、以下に示すような後圧縮工程が第２成形ステーション８に対応する位置においても行われる場合には、スタックモールドタイプのプレスが用いられるときには、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示されるような特定の解決方法を想定するものである。

圧縮工程は、射出工程と同時に行ってもよく、射出工程の後に行ってもよい。
透明プレート１の形成終了時においては、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または境界マーク（小さな窪みの形態をとる）が見られる。

金型９は、その後、図５および図６に示される半割金型８を備えた第２成形ステーション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。

この場合にも、周縁部２の射出に続き、後圧縮工程を行ってもよい。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、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方法で行うことができる。

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、（場合によりシーケンス制御された）複数の射出点で直接射出する第１工程を行い、第１工程により生じた指標を第２の射出の材料により被覆する、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、既に明記されたように、プレート上にオーバーモールドされた部品は、本明細書に記載される例と異なっていてもよく、連続的もしくは非連続的であるかを問わず、あるいはプレートの周縁もしくは内側、またはプレートの全体に配置されるかを問わず、より限定された領域、またはより限定されない領域に設けることができる。さらには、「プレート」という語は、小さな寸法のものを含め、任意の形状または寸法を有する製品を含むものと解釈されるべきである。

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。

Claims (9)

1. 上乗せ射出成形された不透明部品（２）を備える透明プラスチック材料からなる透明プレート（１）の製造方法であって、
   金型（９）と、金型（７）及び少なくとも１基の第１インジェクタ（４）を備えた第１成形ステーションと、金型（８）及び少なくとも１基の第２インジェクタ（６）を備えた第２成形ステーションとを準備する工程であって、前記第１および第２インジェクタ（４，６）は、製造されるプレート（１）の少なくとも一領域（１０）に直接対応する位置に配置されることと、
   前記金型（７）に対して金型（９）を配置する工程と、
   射出地点における応力を制限するように、前記透明プラスチック材料を前記第１成形ステーションにおいて射出圧縮成形により成形する工程であって、背面側に射出跡（ｕ）を有する透明プレート（１）を製造する、工程と、
   金型（９）を第２成形ステーションへ移動させる工程と、
   金型（９）を第２成形ステーションの金型（８）に対して配置する工程と、
   第２インジェクタ（６）により、第２成形ステーションにおいて金型（９）内に不透明プラスチック材料を射出する工程であって、不透明部品（２）を前記透明プレート（１）の背面にオーバーモールドして射出跡（ｕ）を被覆する、工程と
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記領域が周縁部（２）、またはプレートの内側の領域、またはプレート（１）の全体であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記少なくとも１基の第１インジェクタ（４）が、前記少なくとも一領域（１０）に直接対応する位置において一列に並んだ第１のセットのインジェクタ（４）からなり、前記少なくとも１基の第２インジェクタ（６）が、前記少なくとも一領域（１０）に直接対応する位置において一列に並んだ第２のセットのインジェクタ（６）からなることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記第１のセットのインジェクタ（４）を介した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３に記載の方法。
5. 前記第２のセットのインジェクタ（６）を介した不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４に記載の方法。
6. 前記第２のセットのインジェクタ（６）を介した不透明プラスチック材料の射出工程が同時的に行われることを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. 前記第２成形ステーションにおいて行われる前記不透明プラスチック材料の射出工程が、金型（９）を半開放状態にして行われ、これに続き、金型（９）を閉鎖して圧縮工程が行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記透明プラスチック材料を前記第１成形ステーションにおいて射出圧縮成形により成形する工程が透明プレート（１）の圧縮工程を含み、前記不透明プラスチック材料を射出する工程が圧縮工程をさらに含み、両圧縮工程が、スタックモールドタイプのプレスにより行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記透明プラスチック材料を前記第１成形ステーションにおいて射出圧縮成形により成形する工程が、透明プラスチック材料の射出工程と、透明プレート（１）の圧縮工程とを含み、前記透明プレート（１）の圧縮工程が、前記透明プラスチック材料の射出工程後または前記射出工程と同時に行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。

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