JP4809836B2 - 射出圧縮成形用金型 - Google Patents
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Description
【0001】
本発明は、射出圧縮成形用金型において、特に、後処理加工が不要であるとともに光学特性に優れた射出圧縮成形同時加飾品を製造するための射出圧縮成形同時加飾用金型に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、樹脂成形品の表面を装飾する方法として、転写材やIMD(登録商標;日本写真印刷株式会社)箔などの加飾シートを利用した射出成形同時加飾法がある。近年、射出成形同時加飾法の利用範囲は大きく広がっている。この射出成形同時加飾法は、携帯電話窓部パネルのように、成形品面の広い範囲で透明部分が備わった製品にも採用されている。この場合、透明部分を通して内部の液晶パネルを表示するため高い光学特性を備える必要がある。
【0003】
しかも、近年の成形品の薄肉化(例えば、1mm以下)の要請に伴い、これまでの通常の射出成形同時加飾法での対応が困難になりつつある。このため、射出成形同時加飾法と射出圧縮成形法とを組み合わせた工法の確立が求められるようになってきている。なお、射出圧縮成形法は、通常の射出成形法と比べて転写性の向上、ウエルドラインの低減、ひけの低減、変形の低減、光学特性の向上が望める。したがって、これまで精密部品の成形、光学レンズ、CD、DVD作製等に利用されている。
【0004】
携帯電話窓部パネル等の薄肉成形品を得るための射出成形同時加飾法に関する技術として、特許文献1に記載の金型がある。また、射出圧縮成形法に関する技術として、特許文献2に記載の金型がある。
【特許文献1】
特開2004−314611号公報
【特許文献2】
特開平11−179769号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
上記特許文献1に記載の金型においては、第1金型と第2金型とによって形成される成形空間部が、製品成形空間部と樹脂注入用成形空間部と樹脂排出用成形空間部とを備えている。そのために、製品成形空間部のほかに樹脂排出用成形空間部にも樹脂が成形される。したがって、目的とする成形品を得るには、製品の外周に成形される不要部分を後工程でカットしなければならない。
上記特許文献2に記載の金型においては、成形樹脂注入用のゲート部がサイドゲート方式を採用している。したがって、目的とする成形品を得るには、サイドゲート跡を製品から切り離さなければならない。
以上の如く、上記特許文献1および上記特許文献2に記載の金型においては、製造コストの点で不利になるという問題があった。
【0006】
そこで、本発明者は、上記特許文献2に記載の金型における課題がサイドゲート方式に起因している点に着目し、他のゲート方式、例えばピンゲート方式やホットランナーのバルブゲート方式への変更を検討してみたが、下記の問題点があることが分かった。
【0007】
一般にピンゲート方式やホットランナーのバルブゲート方式の金型においては、型開き後の製品突き出しの際、製品面をエジェクターピンが突き出す形を取る。これらの方式を、通常の金型と同様に射出圧縮成形用金型に適用した場合には、射出圧縮成形品の成形後、圧縮ブロックを後退させることにより成形空間部内の容積が増加した状態となる。このとき、射出圧縮成形品が圧縮ブロックの後退に伴って動き、その結果、射出圧縮成形品の外周に無理な力がかかり、射出圧縮成形品の表面にキズが付いたり、射出圧縮成形品が変形する危険があった。
【0008】
上述の問題点について、図17に示すように、射出圧縮成形用金型を射出圧縮成形同時加飾用金型として用いた場合を例に挙げて説明する。
第1金型1と第2金型2との間に加飾シート3を配置させ、ゲート部41から加飾シート3と第2金型2との間に成形樹脂31を充填する。第2金型2には、成形空間部30の容積を減少させて充填された成形樹脂31を圧縮する圧縮ブロック12、圧縮ブロック12の周囲に位置する外周プレート11、および、射出圧縮成形同時加飾品を第2金型2から突き出すためのエジェクターピン24を備えている。エジェクターピン24は、第2金型2の内部の作動空間部60に前後動可能に配置されたエジェクタープレート21に固定的に支持されている。そして、エジェクターピン24は、圧縮ブロック12と外周プレート11との相対的位置関係が変化するときに、圧縮ブロック12と一体的に移動するように設けてある。
前記圧縮ブロック12にて成形樹脂31を圧縮して射出圧縮成形同時加飾品を成形した後、圧縮ブロック12を後退させて圧縮ブロック12と外周プレート11との相対的位置関係を変化させる。このとき、エジェクターピン24が圧縮ブロック12と一体的に移動し、エジェクターピン24が射出圧縮成形同時加飾品から離れる。したがって、成形空間部30内において、射出圧縮成形同時加飾品が移動可能となって位置が不安定になる。
[0009]
本発明の目的は、射出圧縮成形品を成形した後、成形空間部内での射出圧縮成形品の位置を保持できる射出圧縮成形用金型を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0010]
本発明者は、前記問題点に鑑みてさらに研究を行い、製品外周が外周プレートで型閉じされた状態で圧縮ブロックを成形空間部内の容積が減少するように前進させて圧縮成形を行う方法の利用を検討し、本発明を得るに至った。
すなわち、本発明は、前記目的を達成するため、以下のように構成している。
【0011】
本発明の第1態様によれば、互いに対向配置された第1金型と第2金型とによって形成される成形空間部に前記第2金型に設けた成形樹脂注入用のゲート部から溶融した成形樹脂を充填した後、前記成形空間部の容積を減少させて充填された前記成形樹脂を圧縮し、前記成形樹脂を固化させて射出圧縮成形品を得るための射出圧縮成形用金型において、充填された前記成形樹脂を前記成形空間部の容積を減少させて圧縮する圧縮ブロックおよび前記圧縮ブロックの周囲に位置する外周プレートを前記第1金型または前記第2金型に備え、前記圧縮ブロックを支持する金型本体と前記外周プレートとの間に前記金型本体と前記外周プレートとを離間させるように弾性力が働く弾性体を備え、
前記外周プレートと前記射出圧縮成形品を前記第1金型または前記第2金型から突き出すためのエジェクターピンとの相対的位置関係を変化させずに、前記圧縮ブロックと前記外周プレートとの相対的位置関係を変更可能に構成し、
前記圧縮ブロック、前記外周プレートおよび前記エジェクターピンが、前記第2金型に備えてあり、前記エジェクターピンが前記圧縮ブロックを貫通する状態で設け、
前記第2金型における前記金型本体の内部には作動空間部を有し、前記作動空間部の一部を構成する前側隔壁にはエジェクターピン挿通孔およびエジェクタープレート固定ピン挿通孔を有し、前記前側隔壁の外側に前記圧縮ブロックが固定的に支持され、前記圧縮ブロックには前記前側隔壁の前記エジェクターピン挿通孔と連通するエジェクターピン挿通孔を有し、前記圧縮ブロックの周囲にはこれと摺動可能であるとともに前記前側隔壁と隔接可能な前記外周プレートが配置され、前記作動空間部にはエジェクタープレートが前後動可能に配置され、前記エジェクタープレートに固定的に支持された前記エジェクターピンが前記前側隔壁のエジェクターピン挿通孔および前記圧縮ブロックのエジェクターピン挿通孔に貫通されており、後部に抜け防止頭部を有して前記エジェクタープレートを貫通しているエジェクタープレート固定ピンが前記エジェクタープレート固定ピン挿通孔に挿通されるとともに前端は前記外周プレートに固定的に支持されており、前記エジェクタープレートと前記前側隔壁の間には前記エジェクタープレート固定ピンに巻装されているスプリングを有する。
[0012]
本発明の第2態様によれば、前記エジェクターピンが、前記成形樹脂の充填時にその一部が前記成形空間内に突出するように配置してある。
【0015】
本発明の第3態様によれば、前記第2金型が前記圧縮ブロックを貫通する穴部形成入れ子をさらに備え、前記外周プレートと前記エジェクターピンと前記穴部形成入れ子との相対的位置関係を変化させずに、前記圧縮ブロックと前記外周プレートとの相対的位置関係を変更可能に構成してある。
【0016】
本発明の第4態様によれば、前記第1金型が、前記第1金型と前記第2金型との間に配置される加飾シートを吸引する吸引手段を備えてある。
【0017】
本発明の第5態様によれば、互いに対向配置された前記第1金型と前記第2金型との間に加飾シートを配置した状態で前記第1金型と前記第2金型とを前記加飾シートの厚みに相当する間隔を隔てて型閉じするように構成してある。
【0018】
本発明の前記第1態様によれば、特に、成形樹脂の圧縮後圧縮ブロックが後退するときに、外周プレートとエジェクターピンとの相対的位置関係を変化させずに、圧縮ブロックと外周プレートとの相対的位置関係を変更できる。したがって、圧縮ブロックが後退して成形空間部の容積が増加しても、射出圧縮成形品はエジェクターピンに保持された状態を保つことができる。その結果、成形空間部内で射出圧縮成形品が動くことなく所望の姿勢を保つことができる。
なお、第1金型と第2金型との間に加飾シートを配置したときにおいて前記ゲート部が前記圧縮ブロックに備わる場合、射出圧縮成形品の肉厚が1mm程度に薄い場合でも、成形樹脂注入時においてはゲート部と転写フィルムとの距離は1.5mm程度に離れているため、インキ流れによる不良品発生の恐れは少なくなる。
また、圧縮ブロックが圧縮する側およびエジェクターピンが突き出す側は、射出圧縮成形品の第2金型に面する側となる。したがって、第1金型に面する側を傷つけることなく射出圧縮成形品を成形できる。また、加飾シートを用いて射出圧縮成形同時加飾品を成形する場合には、充填する成形樹脂よりも第1金型側に加飾シートを配置することにより、加飾シートを傷つけることなく射出圧縮成形同時加飾品を成形できる。
また、エジェクタープレートにエジェクターピンが固定的に支持され、後部に抜け防止頭部を有するエジェクタープレート固定ピンがエジェクタープレート固定ピン挿通孔に挿通されるとともに前端は外周プレートに固定的に支持されている。したがって、外周プレートとエジェクターピンとの相対的位置関係を変化させずに、圧縮ブロックと外周プレートとの相対的位置関係を変更できる。その結果、圧縮ブロックが後退して成形空間部の容積が増加しても、射出圧縮成形品はエジェクターピンに保持された状態を保ち、成形空間部内で射出圧縮成形品が動くことなく所望の姿勢を保つことができる。
【0019】
本発明の前記第2態様によれば、成形樹脂の充填時には、エジェクターピンの一部を成形空間内に突出するように配置してある。そして、成形樹脂の圧縮時には、外周プレートとエジェクターピンとの相対的位置関係を変化させずに、圧縮ブロックを外周プレートに対して押し込むことができる。したがって、エジェクターピンの一部を埋入させた状態で射出圧縮成形品を成形できる。その後、圧縮ブロックが後退するときに、外周プレートとエジェクターピンとの相対的位置関係を変化させずに、圧縮ブロックのみが外周プレートに対して移動する。したがって、射出圧縮成形品にエジェクターピンの一部が埋入された状態となり、エジェクターピンによって確実に保持される。
【0022】
本発明の前記第3態様によれば、第2金型が圧縮ブロックを貫通する穴部形成入れ子をさらに備えることにより、穴部を有する射出圧縮成形品を得ることができる。成形樹脂の充填時には、穴部形成入れ子の一部を成形空間内に突出するように配置することになる。そして、成形樹脂の圧縮時には、外周プレートと穴部形成入れ子との相対的位置関係を変化させずに、圧縮ブロックと外周プレートとの相対的位置関係を変更できる。したがって、穴部形成入れ子の一部を埋入させた状態で射出圧縮成形品を成形できる。その後、圧縮ブロックが後退するときに、外周プレートと穴部形成入れ子との相対的位置関係を変化させずに、圧縮ブロックのみが外周プレートに対して移動する。したがって、エジェクターピンに加えて、穴部形成入れ子によっても射出圧縮成形品を保持できる。その結果、成形空間部内で射出圧縮成形品の固定を安定して行うことができる。
【0023】
本発明の前記第4態様によれば、吸引手段が加飾シートを吸引することにより、加飾シートを第1金型に沿わせた状態で保持することができる。したがって、成形樹脂の充填時に、加飾シートの変形を抑制することができ、良好な射出圧縮成形同時加飾品を成形できる。
【0024】
本発明の前記第5態様によれば、成形樹脂の充填時および成形樹脂の圧縮時に第1金型と第2金型との間に加飾シートの厚みに相当する間隔を設けることができる。したがって、成形樹脂の充填時および成形樹脂の圧縮時に、第1金型と第2金型との間の間隙を通してガス抜きを行うことができ、良好な射出圧縮成形同時加飾品を成形できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、本発明にかかる射出圧縮形成用金型の実施形態を説明する。
【0026】
〔第1実施形態〕
まず、第1実施形態の射出圧縮形成用金型について、図面に基づいて説明する。
図1は、金型が開いた状態を示す模式断面図である。
同図において、第1金型1は、従来と同様に方形状等に形成されるもので、第2金型2と対向する面内には、射出圧縮成形品の表面を形成するための形状が彫りこまれている。
【0027】
一方、第2金型2は、第1金型1に対応した幅及び高さの方形状等に形成されている。そして、第2金型2は、第1金型1と対向する面に射出圧縮成形品の裏面を形成するための形状が彫りこまれている圧縮ブロック12が装着される。その圧縮ブロック12の周囲には、射出圧縮成形品の外周形状を構成するための外周プレート11が設けられている。その外周プレート11は、第2金型2と同様に、第1金型1に対応した幅及び高さの方形状等に形成されている。なお本図においては、圧縮ブロック12は射出圧縮成形品の裏面全体を形成している。圧縮ブロック12は射出圧縮成形品の裏面を部分的に形成し、外周プレート11によって残りの部分を形成してもよい。
【0028】
第2金型2の構造をより詳細に説明する。第2金型本体14の内部には作動空間部60を有する。作動空間部60の一部を構成する前側隔壁61にはエジェクターピン挿通孔62およびエジェクタープレート固定ピン挿通孔63を有する。前側隔壁61の外側に圧縮ブロック12が固定的に支持されている。圧縮ブロック12には前側隔壁61のエジェクターピン挿通孔62と連通するエジェクターピン挿通孔64を有する。圧縮ブロック12の周囲にはこれと摺動可能であるとともに前側隔壁61と隔接可能な外周プレート11が配置されている。作動空間部60にはエジェクタープレート21が前後動可能に配置されている。エジェクタープレート21に固定的に支持されたエジェクターピン24が前側隔壁61のエジェクターピン挿通孔62および圧縮ブロック12のエジェクターピン挿通孔64に貫通されている。後部に抜け防止頭部65を有するエジェクタープレート固定ピン22がエジェクタープレート固定ピン挿通孔63に挿通されるとともに前端は外周プレート11に固定的に支持されている。エジェクタープレート21と前側隔壁61との間にはエジェクタープレート固定ピン22に巻装されているスプリング23を有する。外周プレート11と第2金型本体14とは弾性体13によって一定の距離、例えば約0.5mm離れた状態となっている。
【0029】
図2は、金型が閉じた直後の状態を示す模式断面図である。
同図において、第1金型1と外周プレート11と圧縮ブロック12とによって、成形空間部30が形成される。すなわち、成形空間部30が第1金型1と第2金型2とによって形成される。成形空間部30内には、射出圧縮成形品を第2金型2から突き出すためのエジェクターピン24と射出圧縮成形品に穴部を形成するための穴部形成入れ子25を配置してある。すなわち、エジェクターピン24および穴部形成入れ子25がその一部を成形空間部30内に突出するように配置してある。圧縮ブロック12と外周プレート11との相対的位置関係が変化するときに、外周プレート11とエジェクターピン24と穴部形成入れ子25とが連動することにより三者の相対的位置関係が変化しないように構成されている。すなわち、外周プレート11とエジェクターピン24と穴部形成入れ子25との相対的位置関係を変化させずに、圧縮ブロック12と外周プレート11との相対的位置関係を変更可能に構成してある。なお、穴部形成入れ子25の天面は第1金型1と接する状態となっている。
【0030】
図3は、金型に成形樹脂が注入された様子を示す模式断面図である。
同図において、圧縮ブロック12に備わるゲート部41から成形樹脂31が成形空間部30内に注入されている。ここで、ゲート部41はホットランナー42のバルブゲート(図示せず)によって構成されている。成形樹脂31の注入後、バルブゲートは閉じられる。
【0031】
ゲート部41はコールドランナーのピンゲートであってもよい。ホットランナー42のバルブゲートの場合には圧縮時に樹脂がゲートを逆流することがない。したがって、より高い圧縮成形の効果を得ることができ、好適である。
【0032】
成形樹脂31としては、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリルニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、アクリル樹脂等の汎用樹脂が示される。また、これに限らず、ポリフェニレンオキシド・ポリスチレン樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂等の汎用エンジニアリング樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアリル系耐熱樹脂等のスーパーエンジニアリング樹脂を使用することもできる。
【0033】
図4は、成形樹脂が注入された後に成形樹脂が圧縮された様子を示す模式断面図である。
同図において、これまで外周プレート11と第2金型本体14とは弾性体13の伸長力によって離れていた状態であった。この伸長力より大きな型閉め力がかかることにより弾性体13が縮み、外周プレート11と第2金型本体14とが接する状態となっている。そのため、外周プレート11と圧縮ブロック12との相対的位置関係が変化し、成形空間部30内に充填された成形樹脂31が圧縮ブロック12によって圧縮される。
【0034】
ここで、圧縮ブロック12によって圧縮される量は、外周プレート11と第2金型本体14とが離れていた距離である。この距離の微調整は、例えば、図示しない薄型のスペーサー・シム等を利用できる。
【0035】
一方、外周プレート11と、圧縮ブロック12を貫通してエジェクタープレート21に固定されているエジェクターピン24と穴部形成入れ子25との相対的位置関係は変化しない。これは、外周プレート11と第2金型本体14との距離が小さくなっても、スプリング23の伸長力およびエジェクタープレート固定ピン22により、外周プレート11とエジェクタープレート21との相対的位置関係が保たれるからである。
すなわち、成形空間部30内の容積は圧縮ブロック12の作動によって減少するが、エジェクターピン24および穴部形成入れ子25は動かない状態だといえる。したがって、成形樹脂31とエジェクターピン24との相対的位置関係が実質的に変化せず、射出圧縮成形品に対してエジェクターピン24の移動により無理な力がかかるのを抑制でき、良好な射出圧縮成形品を得ることができる。
【0036】
図5は、成形樹脂が圧縮された後に圧縮ブロックが後退した状態を示す模式断面図である。
同図において、成形機(図示せず)の型開き動作がなされると、外周プレート11と第2金型本体14とが接する状態から、弾性体13の伸長力によって再度外周プレート11と第2金型本体14とが離れた状態となる。
【0037】
ここで、外周プレート11と第2金型本体14とが再度離れた状態となるために、弾性体13の伸長力T1とスプリング23の伸長力T2との関係は、T1>T2の関係を満たすように設定されていることが必要である。
【0038】
外周プレート11と第2金型本体14とが離れた状態となるのに伴って外周プレート11と圧縮ブロック12との相対的位置関係が変化する。このとき、スプリング23の伸長力およびエジェクタープレート固定ピン22により、外周プレート11とエジェクタープレート21との相対的位置関係は変化しない。したがって、外周プレート11とエジェクターピン24と穴部形成入れ子25との相対的位置関係も変化しない。
【0039】
圧縮ブロック12が後退することにより成形空間部30の容積は増加する。このとき、射出圧縮成形品はエジェクターピン24および穴部形成入れ子25によって成形空間部30内での位置が固定されている。
【0040】
エジェクターピン24と圧縮ブロック12との相対移動についてさらに説明する。
成形樹脂31の充填時には、図3に示すように、エジェクターピン24および穴部形成入れ子25がその一部を成形空間部30内に突出するように配置してある。圧縮ブロック12が前進するときには、図4に示すように、外周プレート11とエジェクターピン24と穴部形成入れ子25との相対的位置関係を変化させずに、圧縮ブロック12と外周プレート11との相対的位置関係を変更できる。したがって、エジェクターピン24および穴部形成入れ子25の一部を埋入させた状態で射出圧縮成形品を成形できる。圧縮ブロック12が後退するときには、図5に示すように、外周プレート11とエジェクターピン24と穴部形成入れ子25との相対的位置関係を変化させずに、圧縮ブロック12と外周プレート11との相対的位置関係を変更できる。したがって、圧縮ブロック12が後退したときにエジェクターピン24と穴部形成入れ子25とにより、成形空間部30内での射出圧縮成形品の位置を的確に固定できる。また、エジェクターピン24は上下方向に間隔を隔てて設けてある。したがって、射出圧縮成形品の姿勢を安定させて保持することができる。
【0041】
図6は、圧縮ブロックが後退した後に金型が開いた状態を示す模式断面図である。
同図において、射出圧縮成形品がエジェクターピン24および穴部形成入れ子25に保持されている様子を示している。
【0042】
図7は、金型が開いた後に射出圧縮成形品がエジェクターピン24によって突き出された状態を示す模式断面図である。
同図において、エジェクタープレート21はエジェクタープレート作動機構(図示せず)によって第1金型1に接近する方向に移動している。エジェクタープレート作動機構は、例えばエアーシリンダーでの作動や、第1金型1と連結するエジェクターロッドによる作動といった方法を選択できる。
このとき、スプリング23は収縮しているが、第2金型本体14に対してエジェクタープレート固定ピン22および外周プレート11の位置は保たれたままとなっている。
【0043】
エジェクタープレート21の動きに伴い、射出圧縮成形品がエジェクターピン24および穴部形成入れ子25に突き出される。その後、製品取り出しロボットの吸引による吸い付きの方法のほか、挟んで捕まえる方法などの既存手段により、射出圧縮成形品を得ることができる。
【0044】
〔第2実施形態〕
この第2実施形態は、本発明にかかる射出圧縮成形用金型を射出圧縮成形同時加飾用金型として用いている。以下、図面に基づいて第2実施形態の射出圧縮成形同時加飾用金型について説明する。上記第1実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【0045】
図8は、金型が開いた状態を示す模式断面図である。
同図において、互いに対向配置された第1金型1と第2金型2との間には加飾シート3が配置される。この加飾シート3は、基体シート51と加飾層50等から形成される。加飾層50は絵柄層52、接着層53等からなり(図15参照)、加飾層50のみを成形樹脂31に転写したい場合に用いられる。
【0046】
図9は、金型が閉じた直後の状態を示す模式断面図である。
同図において、第1金型1と第1金型1に配置された加飾シート3と第2金型2とによって、成形空間部30が形成される。成形空間部30内には、エジェクターピン24および穴部形成入れ子25の一部を突出するように配置してある。
【0047】
図10は、金型に成形樹脂が注入された様子を示す模式断面図である。
同図において、加飾シート3と外周プレート11と圧縮ブロック12とにより囲まれた成形空間部30にゲート部41から成形樹脂31を充填する。第1金型1と第2金型2とを加飾シート3の厚みに相当する間隔Pを隔てて型閉じするように構成してある。したがって、間隙Pを通して成形樹脂31の充填時のガス抜きを行うことができる。
【0048】
図11は、成形樹脂が注入された後に成形樹脂が圧縮された様子を示す模式断面図である。
同図において、成形空間部30内の容積は圧縮ブロック12の作動によって減少する。このとき、エジェクターピン24および穴部形成入れ子25は動かず、その一部を成形空間30内に突出する状態を維持する。また、第1金型1と第2金型2との間隙Pを通して成形樹脂31の圧縮時のガス抜きを行うことができる。
【0049】
図12は、成形樹脂が圧縮された後に圧縮ブロックが後退した状態を示す模式断面図である。
同図において、圧縮ブロック12が後退することにより成形空間部30の容積は増加する。このとき、エジェクターピン24および穴部形成入れ子25は動かず、その一部を成形空間30内に突出する状態を維持する。したがって、成形された射出圧縮成形同時加飾品はエジェクターピン24および穴部形成入れ子25によって成形空間部30内での位置が固定される。
【0050】
図13は、圧縮ブロックが後退した後に金型が開いた状態を示す模式断面図である。
同図において、加飾シート3の加飾層50が基体シート51から剥離して成形樹脂31に転写された状態で、射出圧縮成形同時加飾品がエジェクターピン24および穴部形成入れ子25に保持されている様子を示している。
【0051】
図14は、金型が開いた後に射出圧縮成形同時加飾品がエジェクターピン24によって突き出された状態を示す模式断面図である。
同図において、エジェクタープレート21はエジェクタープレート作動機構(図示せず)によって第1金型1に接近する方向に移動している。エジェクタープレート21の動きに伴い、射出圧縮成形同時加飾品がエジェクターピン24および穴部形成入れ子25によって突き出される。
【0052】
図15は、第2実施形態の金型に用いられる加飾シート3としての転写フィルムの構造を示す模式断面図である。
【0053】
基材シート51の材質としては、耐熱性に優れたPET(ポリエチレンテレフタレート)を使用することが好ましい。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、塩化ビニル樹脂等から選択される単層フィルムを使用することができる。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を使用することができる。
基材シート51の厚さは5〜500μmのものを使用することができる。ハンドリング性の良さを考慮すると25〜75μmのものを使用することが好ましい。成形安定性の良さを考慮すると38〜50μmものを使用することが好ましい。
【0054】
剥離層54は、絵柄を転写した後、基体シート51が剥離されたときに最も外側に位置する面となり絵柄の保護層として機能する。
この剥離層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が挙げられる。なお、剥離層54の膜厚は0.5〜50μmが好ましい。
【0055】
離型層55は、基体シート51に表面処理された層である。この離型層55は、基体シート51と剥離層54との剥離を円滑にするためにある。したがって、基体シート51と剥離層54のみで剥離できる場合にはこの離型層55を省略することができる。離型層55の材質は、前記剥離層54と同じもので構成することができる。
【0056】
文字、記号、模様、塗りパターン等を含む絵柄層52は、剥離層54と接着層53の間に封止されている。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、エポキシ系樹脂等を挙げることができる。
【0057】
また、絵柄層52は、真空蒸着やめっき等の方法によって例えば、アルミニウム、クロム、銅、ニッケル、インジウム、錫、酸化珪素等の金属膜層で構成することもできる。なお、絵柄層52の膜厚は十分な意匠性を得るために0.5μm〜50μmの範囲で設定することが好ましい。金属膜層で構成する場合には、50Å〜1200Åが好ましい。
【0058】
接着層53は、絵柄層52を成形品表面に接合するためにある。その材質としては、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が挙げられる。この接着層53の厚みは0.5〜50μmが好ましい。
【0059】
この第2実施形態では、転写フィルムを用いて加飾を行ったが、加飾フィルムを用いることもできる。加飾フィルムとは、ベースフィルム上に剥離層を介さず直接図柄層が形成されている。加飾後はそのベースフィルムも射出圧縮成形同時加飾品と一体になるものである。
【0060】
加飾フィルム用基材シート51の厚さは25〜1000μmのものを使用することができる。ハンドリング性の良さを考慮すると50〜600μmのものを使用することが好ましい。成形安定性の良さを考慮すると100〜500μmものを使用することが好ましい。
【0061】
製品外形縦寸法約50mm、横寸法約40mm、平均厚み約0.8mm、製品下部付近に穴部を備えるアクリル樹脂製の携帯電話窓部バーツを、第2実施形態の射出圧縮成形同時加飾用金型を用いて作成した。この金型の圧縮ブロック作動による圧縮量は約0.5mmで、ゲート部はホットランナーのバルブゲートである。
【0062】
製品取り出しロボットを使用して連続して成形した状態において成形品の寸法にバラつきは生じず、安定して成形品を生産できることが確認された。いうまでもなく成形品の外周につきゲートカット後処理は不要である。
【0063】
本成形品のゲート部付近にインキ流れは生じておらず、外観上の問題はなかった。また、偏光板を通して成形品の透明窓部を観察しても、通常ゲート部付近で見られる内部応力が観測されず、高い光学特性をもつことが確認された。
【0064】
〔第3実施形態〕
この第3実施形態は、上記第2実施形態の別実施形態である。以下、図面に基づいて第3実施形態の射出圧縮成形同時加飾用金型について説明する。上記第2実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【0065】
図16は、金型が開いた状態を示す模式断面図である。
同図において、第1金型1が、第1金型1と第2金型2との間に配置される加飾シート3を吸引する吸引手段70を備えている。吸引手段70は、第1金型1に形成された成形空間形成用の金型キャビティ1aに連通する連通部71と、その連通部71を通して空気を吸引する吸引装置72とから構成してある。吸引手段70が加飾シート3を吸引することにより、加飾シート3を金型キャビティ1aに沿わせた状態で保持することができる。したがって、成形樹脂31の充填時に、加飾シート3の変形を抑制することができる。
【0066】
〔別実施形態〕
(1)上記第1〜第3実施形態では、圧縮ブロック12、外周プレート11およびエジェクターピン24が第2金型2に備えてある。これに代えて、圧縮ブロック12、外周プレート11およびエジェクターピン24を第1金型1に備えることもできる。
【0067】
(2)上記第1〜第3実施形態では、エジェクターピン24が上下方向に間隔を隔てて設けてあるが、エジェクターピン24の本数については適宜変更が可能である。また、エジェクターピン24の設置位置も適宜変更が可能である。例えば、エジェクターピン24を左右方向に間隔を隔てて設けることもできる。
【産業上の利用可能性】
【0068】
本発明は、互いに対向配置された第1金型と第2金型とによって形成される成形空間部にゲート部から溶融した成形樹脂を充填した後、成形空間部の容積を減少させて充填された成形樹脂を圧縮し、成形樹脂を固化させて射出圧縮成形品を得るための各種の射出圧縮成形用金型に適応することができる。
【図面の簡単な説明】
【0069】
【図1】第1実施形態の金型が開いた状態を示す模式断面図
【図2】第1実施形態の金型が閉じた直後の状態を示す模式断面図
【図3】第1実施形態の金型に成形樹脂が注入された様子を示す模式断面図
【図4】第1実施形態の成形樹脂が注入された後に成形樹脂が圧縮された様子を示す模式断面図
【図5】第1実施形態の成形樹脂が圧縮された後に圧縮ブロックが後退した状態を示す模式断面図
【図6】第1実施形態の圧縮ブロックが後退した後に金型が開いた状態を示す模式断面図
【図7】第1実施形態の金型が開いた後に射出圧縮成形品がエジェクターピンによって突き出された状態を示す模式断面図
【図8】第2実施形態の金型が開いた状態を示す模式断面図
【図9】第2実施形態の金型が閉じた直後の状態を示す模式断面図
【図10】第2実施形態の金型に成形樹脂が注入された様子を示す模式断面図
【図11】第2実施形態の成形樹脂が注入された後に成形樹脂が圧縮された様子を示す模式断面図
【図12】第2実施形態の成形樹脂が圧縮された後に圧縮ブロックが後退した状態を示す模式断面図
【図13】第2実施形態の圧縮ブロックが後退した後に金型が開いた状態を示す模式断面図
【図14】第2実施形態の金型が開いた後に射出圧縮成形同時加飾品がエジェクターピンによって突き出された状態を示す模式断面図である。
【図15】第2実施形態に用いられる転写フィルムの構造を示す模式断面図
【図16】第3実施形態の金型が開いた状態を示す模式断面図
【図17】従来の金型において射出圧縮成形同時加飾品がエジェクターピンから離れて成形空間部内での位置が不安定な状態を示す模式図
【符号の説明】
【0070】
1 第1金型
2 第2金型
3 加飾シート(転写フィルム)
11 外周プレート
12 圧縮ブロック
13 弾性体
14 第2金型本体
21 エジェクタープレート
22 エジェクタープレート固定ピン
23 スプリング
24 エジェクターピン
25 穴部形成入れ子
30 成形空間部
31 成形樹脂
41 ゲート部
42 ホットランナー
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
60 作動空間部
61 前側隔壁
62 エジェクターピン挿通孔
63 エジェクタープレート固定ピン挿通孔
64 エジェクターピン挿通孔
65 抜け防止頭部
70 吸引手段
Claims (5)
- 互いに対向配置された第1金型と第2金型とによって形成される成形空間部に前記第2金型に設けた成形樹脂注入用のゲート部から溶融した成形樹脂を充填した後、前記成形空間部の容積を減少させて充填された前記成形樹脂を圧縮し、前記成形樹脂を固化させて射出圧縮成形品を得るための射出圧縮成形用金型において、充填された前記成形樹脂を前記成形空間部の容積を減少させて圧縮する圧縮ブロックおよび前記圧縮ブロックの周囲に位置する外周プレートを前記第1金型または前記第2金型に備え、前記圧縮ブロックを支持する金型本体と前記外周プレートとの間に前記金型本体と前記外周プレートとを離間させるように弾性力が働く弾性体を備え、
前記外周プレートと前記射出圧縮成形品を前記第1金型または前記第2金型から突き出すためのエジェクターピンとの相対的位置関係を変化させずに、前記圧縮ブロックと前記外周プレートとの相対的位置関係を変更可能に構成し、
前記圧縮ブロック、前記外周プレートおよび前記エジェクターピンが、前記第2金型に備えてあり、前記エジェクターピンが前記圧縮ブロックを貫通する状態で設け、
前記第2金型における前記金型本体の内部には作動空間部を有し、前記作動空間部の一部を構成する前側隔壁にはエジェクターピン挿通孔およびエジェクタープレート固定ピン挿通孔を有し、前記前側隔壁の外側に前記圧縮ブロックが固定的に支持され、前記圧縮ブロックには前記前側隔壁の前記エジェクターピン挿通孔と連通するエジェクターピン挿通孔を有し、前記圧縮ブロックの周囲にはこれと摺動可能であるとともに前記前側隔壁と隔接可能な前記外周プレートが配置され、前記作動空間部にはエジェクタープレートが前後動可能に配置され、前記エジェクタープレートに固定的に支持された前記エジェクターピンが前記前側隔壁のエジェクターピン挿通孔および前記圧縮ブロックのエジェクターピン挿通孔に貫通されており、後部に抜け防止頭部を有して前記エジェクタープレートを貫通しているエジェクタープレート固定ピンが前記エジェクタープレート固定ピン挿通孔に挿通されるとともに前端は前記外周プレートに固定的に支持されており、前記エジェクタープレートと前記前側隔壁の間には前記エジェクタープレート固定ピンに巻装されているスプリングを有する射出圧縮成形用金型。 - 前記エジェクターピンが、前記成形樹脂の充填時にその一部が前記成形空間内に突出するように配置してある請求項1に記載の射出圧縮成形用金型。
- 前記第2金型が前記圧縮ブロックを貫通する穴部形成入れ子をさらに備え、前記外周プレートと前記エジェクターピンと前記穴部形成入れ子との相対的位置関係を変化させずに、前記圧縮ブロックと前記外周プレートとの相対的位置関係を変更可能に構成してある請求項1に記載の射出圧縮成形用金型。
- 前記第1金型が、前記第1金型と前記第2金型との間に配置される加飾シートを吸引する吸引手段を備えてある請求項1に記載の射出圧縮成形用金型。
- 互いに対向配置された前記第1金型と前記第2金型との間に加飾シートを配置した状態で前記第1金型と前記第2金型とを前記加飾シートの厚みに相当する間隔を隔てて型閉じするように構成してある請求項1に記載の射出圧縮成形用金型。
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