JP4733733B2 - ２色成形用金型装置および２色成形品 - Google Patents

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Description

本発明は、工程を１次成形と２次成形の２段階に分けて成形品を成形し一体化する２色成形用金型装置および２色成形品に関するものである。
２色成形は１次側の金型を用いて１次成形品を成形し、この１次成形品を取り出した後、直接、２次側の金型にセットして２次成形を行い、１次成形品と２次成形品を一体化して２色成形品を製作する。
１次成形時に例えばフィルムを金型内にセットしておけば、成形と同時にフィルム付きの成形品が得られ、いわゆるインモールド成形を行うことができる。
上記フィルムとして絵柄が印刷されたフィルムを使用すれば、成形と同時に成形品表面に絵柄を設けることができ、また、例えば電気回路が形成されている機能フィルムを使用すれば、成形と同時に成形品中に電気回路を形成することができる。
図５(ａ)は、１次成形品５０と２次成形品５１の間に機能フィルム５２を埋設し一体化した従来の２色成形品である。
機能フィルム５２を使用する場合、図５(ａ)のＡ−Ａ断面を示した同図(ｂ)に示すように、信号取り出し用のアタッチメント領域５３が必要となる。
従来、そのアタッチメント領域５３については、２次成形品５１のサイズを１次成形品５０よりも小さく成形し、アタッチメント領域５２に相当する範囲について機能フィルム５２の一部（フィルム端部５２ａ）を上面側に露出させていた。
したがって、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等のケーブルは必ず２次成形品５１の上面側から取り出されることになる。なお、図中５２ｂはＦＰＣ接続用の端子を示している。
ところが、２色成形における２次成形品５１は製品の外装として使用することが多く、この場合、ケーブルの取り出しは２次成形品５１の下面側に移すことが望ましい。
そこで、図５(ａ)とは逆に、１次成形品５０のサイズを２次成形品５１よりも小さく成形すれば、ケーブルの取り出しを２次成形品５１の下面側に移すことが可能になる。
しかしながら、ケーブルの取り出しを２次成形品５１の下面側に移すため図６に示すように、１次成形品５０のサイズを２次成形品５１よりも小さく成形すると、アタッチメント領域のフィルム端部５２ａについては１次成形品５０の縁部５０ａから帯状にはみ出したものとなり、１次成形品５０が成形収縮する一方で溶融樹脂と接触していないフィルム端部５２ａは収縮しないことから、１次成形品５０において発生する矢印Ｂ方向の収縮に伴ない、フィルム端部５２ａに波打ち（皺）Ｗが発生する。
上記波打ちＷが生じると、１次成形品５０と機能フィルム５２との密着性が低下するだけでなく、機能フィルム５２に接続するＦＰＣとの間で電気的信頼性が低下し、さらには、波打ちＷの生じた機能フィルム５２上に２次成形品を重ねて成形すると、２次成形品５１の表面にも波打ちＷが反映されてしまい製品の見栄えを低下させることになる。
本発明は以上のような２色成形においてフィルムをインモールドする際に生じる課題を考慮してなされたものであり、フィルムを波打ちさせることなく２色成形品中にインモールドすることができる２色成形用金型装置及び２色成形品を提供するものである。
本発明は、固定型と可動型から構成される１次側金型にフィルムを内在させ、両型によって形成される第１キャビティに樹脂を射出して１次成形品を成形し、成形されたフィルム付きの１次成形品を、固定型と可動型から構成される２次側金型に移動させ、両型によって形成される第２キャビティに樹脂を射出して２次成形品を成形することにより、上記１次成形品と上記２次成形品の間に上記フィルムが挟み込まれて一体化された２色成形品を得る２色成形用金型装置において、
上記第１キャビティは、上記１次成形品から上記フィルムがはみ出すように上記フィルムよりも小さいサイズの上記１次成形品を成形するように構成され、
上記フィルムはみ出し側に位置し上記第１キャビティを形成するキャビティ形成壁面に、上記１次成形品の成形収縮を規制する凸部が形成されている２色成形用金型装置である。
本発明において、上記第１キャビティが型閉め方向から見て矩形状をなす場合、上記凸部の両側に凹所を有し、これらの凹所は上記第１キャビティ形成壁面の両端に位置することが好ましい。
本発明において、上記第２キャビティは、上記フィルムの略全面を覆う２次成形品を成形し得るサイズから構成することが好ましい。
本発明において、上記フィルムは、上記２次成形品と反対側の表面に電気回路等を形成した機能フィルムから構成することができる。
本発明は、１次成形によって成形された１次成形品と、２次成形によって成形された２次成形品と、両成形品の間に介装され、表面に電気回路等を形成した機能フィルムとから構成され、上記２次成形品は上記フィルムと略同じサイズに形成され、上記１次成形品は上記機能フィルムの一部がはみ出すように上記２次成形品よりも小さいサイズに形成され、上記機能フィルムのはみ出し部における露出面が、上記機能フィルムから信号を取り出すための信号取出し部を構成している２色成形品である。
本発明によれば、フィルムを波打ちさせることなく２色成形品中にインモールドすることができるという長所を有する。
また、電気回路が形成された機能フィルムを２色成形品中にインモールドした場合に、２次成形品を外装としその内面側に信号の取り出しを設けることが可能になる。
以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
1. ２色成形用金型装置
図１は、本発明の２色成形用金型装置の構成を示した正面縦断面図である。
なお、本実施形態では携帯電話の外装部品を２色成形する場合を例に取り説明する。
同図において、２色成形用金型装置１は、固定型２とその固定型２に対して進退可能な可動型３を有し、固定型２と可動型３の間には１次成形品を成形するための第１キャビティＣ１と２次成形品を成形するための第２キャビティＣ２が形成されている。
第１キャビティＣ１はスプルーを介して第１射出機（図示しない）の第１射出ノズル４に接続されており、第２キャビティＣ２は同じくスプルーを介して第２射出機（図示しない）の第２射出ノズル５に接続されている。
上記第１射出ノズル４からは例えばＰＣ（ポリカーボネート樹脂）、ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル樹脂）、または複数の樹脂の組み合わせ、ＰＣ／ＰＥＴ（ポリカーボネート樹脂とポリエチレンテレフタレート樹脂のポリマーアロイ）等が１次成形用樹脂として射出される。
上記第２射出ノズル５からは例えば上記１次成形用樹脂として例示した樹脂であって色の異なる樹脂が２次成形用樹脂として射出される。
なお、２次成形用樹脂として１次成形用樹脂と同じ色の樹脂を用いることもできる。
一方、可動型３は金型回転機構６の回転盤７によって水平軸Ｄまわりに回転する（矢印Ｅ方向）ことができるようになっている。
型開きが行われる毎に可動型３は矢印Ｅ方向に回転し、第１キャビティＣ１側で成形された１次成形品８は第２キャビティＣ２側に移動し、第２キャビティＣ２側で２次成形され１次成形品と２次成形品が一体化された２色成形品１０が得られるようになっている。
上記第１キャビティＣ１を有する固定型２と可動型３は１次側金型として機能し、上記第２キャビティＣ２を有する固定型２と可動型３は２次側金型として機能する。
上述した２色成形用金型装置１によって２色成形品１０を成形するにあたり、電気回路等が形成されている機能フィルム（フィルム）１１をインモールドする場合、固定型２と可動型３の間にその機能フィルム１１を挟み込んだ状態で１次成形が行われる。
2. ２色成形品
図２は、上記機能フィルム１１をインモールドして成形される２色成形品１０の構成を示したものであり、同図(ａ)は斜視図、同図(ｂ)は図２(ａ)のＦ−Ｆ矢視断面図を示している。
図２(ａ)において、２色成形品１０は、１次成形によって矩形状に成形された１次成形品８と、２次成形によって矩形状に成形された２次成形品９と、両成形品の間に介装される機能フィルム１１とから構成されている。
図２(ｂ)に示すように、２次成形品９の長手方向の長さＬ２よりも短い長さで１次成形品８を成形することにより、その１次成形品８の一方縁部８ａから機能フィルム端１１の一部が帯状にはみ出しており、そのフィルムはみ出し部１１ａの長さＬ３は、機能フィルム１１に形成されている電気回路から信号を取り出すためのアタッチメント領域Ｓとなっている。
また、上記２色成形品１０における２次成形品９は、携帯電話の筐体部品の外面を構成するようになっている。したがって、上記２色成形品１０の構成では、アタッチメント領域Ｓが２次成形品９の内面側に位置するため、フィルムはみ出し部１１ａの電極１１ｂを介し、機能フィルム１１からの信号を筐体部品の外面側でなく内面側から取り出すことができる。すなわち、上記はみ出し部１１ａは、信号を内面側から取り出すための信号取出し部を構成する。
3. １次側金型
図３は上記２色成形品１０を成形するための１次側金型の構成を示した斜視図であり、同図(ａ)は可動型３の構成を示し、同図(ｂ)は固定型２の構成を示している。
両図において、固定型２に形成される第１キャビティＣ１は、矩形状で薄板状の１次成形品８を成形するように形成されており、１次成形時には上記第１キャビティＣ１の底面に機能フィルム１１（二点鎖線で示した符号１１参照）を密着させるようになっている。なお、機能フィルム１１の表面に形成されている電気回路は、上記底面側に配置される。
可動型３において、上記フィルムはみ出し部１１ａ側に位置し、第１キャビティＣ１を形成するキャビティ形成壁面３ａの幅方向両端には、鉤状の切欠部３ｂおよび３ｃが設けられ、それにより、両切欠部３ｂおよび３ｃの間に凸部３ｄが形成されている。
固定型２と可動型３が型閉めされると、第１キャビティＣ１が形成され凸部３ｄの両側に凹所２ａおよび２ｂが形成されるようになっている。
上記切欠部３ｂおよび３ｃの各幅Ｗ１は、第１キャビティＣ１の幅Ｗの２〜１０％の範囲に設定することが好ましく、上記切欠部３ｂおよび３ｃの各奥行き長さＷ２は、上記幅Ｗの１〜１０％の範囲に設定することが好ましい。
図４は上記凸部３ｄの変形例を示したものである。
同図(ａ)は凸部３ｄにおけるキャビティ形成壁面３ａを円弧状に形成したものである。
同図(ｂ)は凸部３ｄにおけるキャビティ形成壁面３ａの略中間にさらに別の切欠部３ｅを設け、キャビティ形成壁面３ａを全体として櫛歯状に形成したものである。
同図(ｃ)は凸部３ｄを逆楔状に形成したものである。
このように、キャビティ形成壁面３ａの両端に切欠部３ｂおよび３ｃを設けることを前提としフィルムはみ出し部１１ａ近傍に射出された１次成形用樹脂の成形収縮（矢印Ｂ方向）を規制することができるものであれば、凸部３ｄは任意の形状から構成することができる。
4. ２色成形方法
次に、図１〜３を参照しながら本発明の２色成形用金型装置の動作について説明する。
なお、固定型２と可動型３が型開きされている状態から説明する。
図１において、第１キャビティＣ１内に機能フィルム１１を配置し、両型を型閉めし、第１射出ノズル４から第１キャビティＣ１に１次成形用樹脂を射出する。
１次成形用樹脂を射出した後、１次成形品８の成形収縮が始まるが、本実施形態では図３に示したように、フィルムはみ出し部１１ａ側に位置するキャビティ形成壁面３ａに凸部３ｄが形成されているため、両凹所２ａおよび２ｂに注入されて成形された１次成形品部分は、矢印Ｂ方向の成形収縮が規制される。それにより、第１キャビティＣ１に注入されて成形される１次成形品８の横幅は、第１キャビティＣ１の横幅Ｗと同じ値に維持される。
１次成形品８の成形後、固定型２と可動型３が型開きされる。
フィルム１１付きの１次成形品８は、可動型３が矢印Ｄ方向に回転することにより、今度は第２キャビティＣ２と対向する。
この状態で固定型２と可動型３が再び型閉めされ、第２射出ノズル５から第２キャビティＣ２に２次成形用樹脂が射出される。
上記したように、１次成形品８と接合される機能フィルム１１のフィルムはみ出し部１１ａは、１次成形時において１次成形品の成形収縮の影響を受けることがないため、波打ちの影響を受けることなく２次成形を行うことができ、２色成形品１０を成形することができる。
なお、本発明の２色成形用金型装置は、上記実施形態に例示した携帯電話の筐体に限らず、ＰＤＡ（携帯情報端末）、ポータブルゲーム機等の外装の成形にも適用することができる。
本発明の２色成形用金型装置の正面縦断面図である。 (ａ)は本発明の２色成形品の構成を示す斜視図、(ｂ)は図２(ａ)のＦ−Ｆ矢視断面図である。 (ａ)および(ｂ)は本発明に係る１次側金型の構成を示す斜視図である。 (ａ)〜(ｃ)は図３に示した凸部の変形例を示す説明図である。 (ａ)は従来の２色成形品の構成を示す斜視図、(ｂ)は図５(ａ)のＡ−Ａ矢視断面図である。 従来のフィルムをインモールドした２色成形品に発生する波打ちを説明する斜視図である。
符号の説明
１ ２色成形用金型装置
２ 固定型
２ａ，２ｂ 凹所
３ 可動型
３ａ キャビティ形成壁面
３ｂ，３ｃ 切欠部
３ｄ 凸部
３ｅ 別の切欠部
４ 第１射出ノズル
５ 第２射出ノズル
６ 金型回転機構
７ 回転盤
８ １次成形品
９ ２次成形品
１０ ２色成形品
１１ 機能フィルム（フィルム）
１１ａ フィルムはみ出し部
１１ｂ 電極
Ｃ１ 第１キャビティ
Ｃ２ 第２キャビティ
Ｗ 波打ち

Claims (5)

  1. 固定型と可動型から構成される１次側金型にフィルムを内在させ、両型によって形成される第１キャビティに樹脂を射出して１次成形品を成形し、成形されたフィルム付きの１次成形品を、固定型と可動型から構成される２次側金型に移動させ、両型によって形成される第２キャビティに樹脂を射出して２次成形品を成形することにより、上記１次成形品と上記２次成形品の間に上記フィルムが挟み込まれて一体化された２色成形品を得る２色成形用金型装置において、
    上記第１キャビティは、上記１次成形品から上記フィルムがはみ出すように上記フィルムよりも小さいサイズの上記１次成形品を成形するように構成され、
    上記フィルムはみ出し側に位置し上記第１キャビティを形成するキャビティ形成壁面に、上記１次成形品の成形収縮を規制する凸部が形成されていることを特徴とする２色成形用金型装置。
  2. 上記第１キャビティが型閉め方向から見て矩形状をなし、上記凸部の両側に凹所を有し、これらの凹所は上記第１キャビティ形成壁面の両端に位置する請求項１記載の２色成形用金型装置。
  3. 上記第２キャビティは、上記フィルムの略全面を覆う２次成形品を成形し得るサイズからなる請求項１または２記載の２色成形用金型装置。
  4. 上記フィルムは、上記２次成形品と反対側の表面に電気回路等を形成した機能フィルムからなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の２色成形用金型装置。
  5. １次成形によって成形された１次成形品と、２次成形によって成形された２次成形品と、両成形品の間に介装され、表面に電気回路等を形成した機能フィルムとから構成され、上記２次成形品は上記フィルムと略同じサイズに形成され、上記１次成形品は上記機能フィルムの一部がはみ出すように上記２次成形品よりも小さいサイズに形成され、上記機能フィルムのはみ出し部における露出面が、上記機能フィルムから信号を取り出すための信号取出し部を構成していることを特徴とする２色成形品。
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