JP5442970B2

JP5442970B2 - インサート成形方法

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Publication number: JP5442970B2
Application number: JP2008209920A
Authority: JP
Inventors: 信彦鈴木
Original assignee: 東京特殊印刷工業株式会社
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2028-08-18
Also published as: JP2010042639A

Description

本発明は、合成樹脂面にフィルムを被覆させたフィルムインサート成形品を成形するインサート成形方法に関する。

一般に、合成樹脂面にフィルムを被覆させたフィルムインサート成形品を成形することが行われている（例えば、特許文献１参照）。例えば、特許文献１に記載された方法では、表皮フィルムを真空引き可能な金型（射出側ではない側の金型）に固定し、予備真空成形を行って表皮フィルムを金型に密着させる。次いで、射出機側の樹脂ゲートが設けられた金型を型閉めして、樹脂ゲートから加熱溶解した合成樹脂を金型内に射出し注入する。そして、型開きをすることによって、表皮フィルムを被覆させたインサート成形品を得ることができる。

特開２０００−１６７８６９号公報（段落００２７、図１−５）

しかし、特許文献１等に記載された従来のインサート成形方法では、射出側ではない側の金型に表皮フィルムを固定してインサート成形できるにすぎない。すなわち、表面又は裏面のいずれか一方に表皮フィルムが被覆された状態のインサート成形品を成形できるにすぎず、表裏両面に表皮フィルムが被覆された状態のインサート成形品を得ることはできない。

また、一般に、インサート成形品本体を形成する合成樹脂と、インサート成形品に被覆される表皮フィルムとでは、その射出成形後の収縮率が異なる。そのため、射出成形後に収縮率の違いにより発生する応力により、成形したインサート成形品が変形してしまうことがあった。

そこで、本発明は、射出成形後の変形を防止することができるインサート成形方法を提供することを目的とする。

本発明によるインサート成形方法は、フィルムをインサート成形してインサート成形品を作製するインサート成形方法であって、第１の金型（例えば、可動側金型２１）に第１のフィルム（例えば、表面フィルム１１）を密着させ、溶融された合成樹脂を注入するための樹脂注入部（例えば、射出ゲート２３）を備えた第２の金型（例えば、固定側金型２２）に第２のフィルム（例えば、裏面フィルム１２）を密着させ、第２のフィルムが第２の金型から剥がれることを防止するとともに樹脂注入部から注入される合成樹脂を金型内に導くための溝部が形成されている溶融樹脂導入部品（例えば、溶融樹脂導入部品２４）を、第２の金型に密着させた第２のフィルムのうちの樹脂注入部に位置する部分に仮固定させ、第１の金型と第２の金型とを型閉めして、溶融された合成樹脂を樹脂注入部から注入することによって、表面及び裏面の両面にフィルムがインサート成形されたインサート成形品（例えば、図１及び図２に示すインサート成形品１０）を作製することを特徴とする。

インサート成形方法は、第１の金型に第１のフィルムとして天然素材（例えば、本革、布、天然木等の木材、和紙等の紙類）を用いたフィルムを密着させ、第２の金型に第２のフィルムとして天然素材を用いたフィルムを密着させるものであってもよい。

本発明によれば、インサート成形方法を用いて、表面と裏面との両面にフィルムが被覆した態様のインサート成形品を得ることができる。そのため、インサート成形品の表面側の収縮率と裏面側の収縮率とをつり合わせることができ、表面側と裏面側とに発生する応力を相殺させることができる。従って、インサート成形して得られたインサート成形品の射出成形後の変形を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。まず、本発明によるインサート成形方法を用いて成形したインサート成形品の具体例について説明する。図１は、本発明によるインサート成形方法を用いて成形したインサート成形品１０の具体例を示す斜視図である。このうち、図１（Ａ）は、インサート成形品１０の表面を斜め方向から見た斜視図を示している。また、図１（Ｂ）は、インサート成形品１０の裏面を斜め方向から見た斜視図を示している。また、図２は、図１に示すインサート成形品１０を切断して示した断面図（図１（Ａ）に示すＡ−Ａ面で切断した断面図）である。

なお、図１及び図２に示すインサート成形品１０は一例であり、本発明によるインサート成形方法を用いて、様々な形状や意匠を施した成形品を成形することが可能である。

図２に示すように、インサート成形品１０は、合成樹脂層１７の表面を表面フィルム１１で被覆され、合成樹脂層１７の裏面を裏面フィルム１２で被覆された態様で形成されている。すなわち、本実施形態では、インサート成形品１０は、表面と裏面との両面がフィルムで被覆された態様で形成されている。具体的には、インサート成形品１０は、後述するように、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２をフィルムインサート成形することによって形成される。

なお、合成樹脂層１７は、具体的には、ＡＢＳ（アクリロニトル・ブラジエン・スチレン樹脂）や、ＡＳ（アクリロニトリルスチレン）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＭＭＡ（アクリル樹脂）等の合成樹脂を用いて成形される。

また、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２として、基材自体が機能性を有する様々なフィルムを用いることが可能である。例えば、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２として、ＰＥ（ポリエチレン）やＬ−ＬＤＰＥ（リニアポリエチレン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）を用いた収縮フィルムを用いてもよい。また、例えば、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２として、耐薬品で耐油性や耐候性を有するフッ素樹脂フィルム等の高温耐熱性フィルムを用いてもよい。また、例えば、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２として、Ｋ−ＣｅｌやＰＥ、Ｖ−ＯＰ（ポリ塩化ビニリデンコートOP）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＯＮ（延伸ナイロン）、ＡＬ（アルミニウム）を用いた防湿フィルムや防水フィルムを用いてもよい。また、例えば、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２として、ＲＶＣＩやＰＥを用いた気化性防錆フィルムを用いてもよい。また、例えば、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２として、ＰＥやＣＰＰ（無延伸ポリプロピレン）、ＰＥＴ、ＰＶＣを用いた表面保護用フィルムを用いてもよい。また、例えば、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２として、無機系ＰＥフィルムを用いた抗菌性フィルムを用いてもよい。

また、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２として、ＰＣやＰＥＴ等を基材とし表面に機能性物質をコーティングしたフィルムを用いることも可能である。例えば、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２として、光学用フィルムや偏光フィルム、光拡散フィルム、ＡＲ（Anti-Reflection ：アンチリフレクション（反射防止））コートフィルム、ハードコートフィルム、ＡＧ（Anti-Glare：アンチグレア（防眩））コートフィルム等を用いてもよい。

また、インサート成形品１０は、射出成形によって表面や裏面に凹形形状や凸形形状が形成され、３次元形状に成形されている。図１及び図２に示す例では、インサート成形品１０は、表面側から見ると裏面に向かって凹んだ形状となるように凹形状部１３が形成されており、逆に裏面側から見ると出っぱった形状となるように凸形状部１５が形成されている。なお、図１及び図２は一例であり、インサート成形品１０は、射出成形に用いる金型に応じて様々な３次元形状に形成されていてもよい。

また、図１（Ａ）に示すように、インサート成形品１０は、例えば、表面側に文字や模様（例えば、植物を模した模様）等の意匠１４が施されている。また、図１（Ｂ）に示すように、インサート成形品１０は、例えば、裏面側にも文字や模様（例えば、円等の幾何学模様）等の意匠１６が施されている。なお、これらの意匠１４，１６は、例えば、予め表面フィルム１１や裏面フィルム１２に施され、フィルムインサート成形される。また、インサート成形品１０に施される意匠は、インサート成形品１０の表面又は裏面のいずれか一方に施されてもよく、様々な模様や色彩を用いて施されていてもよい。

次に、本発明によるインサート成形方法の手順について説明する。図３は、本発明によるインサート成形方法の手順を示す説明図である。なお、図３に示す例では、説明をわかりやすくするために、可動側金型２１及び固定側金型２２に凹凸形状等が設けられていない場合を示しているが、可動側金型２１及び固定側金型２２に各種の凹凸形状が設けられていてもよい。例えば、可動側金型２１及び固定側金型２２に、図１及び図２に示したインサート成形品１０の凹形状部１３や凸形状部１５を形成するための凹凸形状が設けられていてもよい。

フィルムインサート成形を行う場合、図３（Ａ）に示すように、可動側金型２１と固定側金型２２との金型が型開きされた状態から、まず、図３（Ｂ）に示すように、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２を各金型２１，２２に密着させてセットする。この場合、図３（Ｂ）に示すように、可動側金型２１に表面フィルム１１を密着させ、固定側金型２２に裏面フィルム１２を密着させる。なお、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２は、例えば、真空引きを行うことによって、各金型２１，２２内に密着させることができる。また、裏面フィルム１２には、固定側金型２２に密着された状態で射出ゲート２３に位置する部分に、射出ゲート２３から射出注入される合成樹脂を通過させるための開口が予め設けられているものとする。

また、図３（Ｂ）に示すように、固定側金型２２側に密着させた裏面フィルム１２に所定の溶融樹脂導入部品２４を仮固定させる。溶融樹脂導入部品２４は、射出側の金型である固定側金型２２に密着させた裏面フィルム１２が固定側金型２２から剥がれることを防止するとともに、射出ゲート２３から注入される合成樹脂（溶融された合成樹脂）を金型内に導入するための部品である。なお、溶融樹脂導入部品２４は、インサート成形品１０を形成する合成樹脂層１７と同じ材質の合成樹脂を用いて作製されたものであることが望ましい。

溶融樹脂導入部品２４は、図３（Ｂ）に示すように、裏面フィルム１２のうちの固定側金型２２の射出ゲート２３に位置する部分に、所定の接着剤を用いて仮固定される。この場合、所定の接着剤として、例えば、シアノアクリレートを用いた瞬間接着剤を用いればよい。また、所定の接着剤として、樹脂同士の接着に適した成分の接着剤（例えば、シリル化ウレタン樹脂やアクリル樹脂、ウレタン樹脂を用いた接着剤）を用いてもよい。また、このような接着剤を用いず、例えば、超音波溶着により溶融樹脂導入部品２４を裏面フィルム１２に仮固定してもよい。

溶融樹脂導入部品２４の形状について説明する。図４は、溶融樹脂導入部品２４の具体的な形状を示す斜視図である。また、図５は、図４に示した溶融樹脂導入部品２４の正面、上面、下面及び各側面を示した説明図である。なお、図４及び図５において、溶融樹脂導入部品２４の各面のうち、各溝部２４１ａ〜２４１ｄが設けられている側の面を正面とする。

図４及び図５に示す例において、溶融樹脂導入部品２４の背面２４４側が、固定側金型２２に密着された裏面フィルム１２に接するように仮固定される。また、溶融樹脂導入部品２４の正面側が、可動側金型２１と固定側金型２２とが型閉めされた状態で、可動側金型２１に密着された表面フィルム１１に接する。なお、図４及び図５に示すように、溶融樹脂導入部品２４の正面のうち、各溝部２４１ａ〜２４１ｄが形成されていない部分の各面２４３ａ〜２４３ｄが、表面フィルム１１に接触する接触面を形成している。

また、図４及び図５に示すように、溶融樹脂導入部品２４の背面２４４には、溶融された合成樹脂を注入するための開口部２４２が設けられている。従って、図３（Ｂ）において、溶融樹脂導入部品２４の背面２４４に設けられた開口部２４２が、固定側金型２２の射出ゲート２３に位置するように、溶融樹脂導入部品２４が裏面フィルム１２に仮固定される。

また、図４及び図５に示すように、溶融樹脂導入部品２４の正面側には、溶融された合成樹脂を金型内に導入するための溝部２４１ａ〜２４１ｄが上下左右４方向に形成されている。

なお、本実施形態では、図４及び図５に示すように、直方体形状の溶融樹脂導入部品２４を用いる場合を説明するが、溶融樹脂導入部品２４は、裏面フィルム１２が固定側金型２２から剥がれることを防止するとともに溶融された合成樹脂を金型内に導入できるものであれば、本実施形態で示した形状のものにかぎられない。例えば、溶融樹脂導入部品２４は、円柱形状の部品として構成され、溶融された合成樹脂を導入可能な複数溝部が形成されたものであってもよい。

次いで、図３（Ｃ）に示すように、可動側金型２１を可動して可動側金型２１と固定側金型２２とを型閉めする。そして、図３（Ｄ）に示すように、射出側の固定側金型２２の射出ゲート２３から、溶融された合成樹脂を金型内に射出し注入する。なお、この場合、射出ゲート２３から注入された合成樹脂は、溶融樹脂導入部品２４の背面２４４に設けられた開口部２４２から、溶融樹脂導入部品２４に設けられた各溝部２４１ａ〜２４１ｄを介して（図４及び図５参照）、金型内部に注入される。

その後、溶融された合成樹脂の注入が完了すると、図３（Ｅ）に示すように、可動側金型２１と固定側金型２２とが型開きされ、表面及び裏面の両面にフィルム１１，１２がインサート成形されたインサート成形品２５が得られる。例えば、図３に示すようなフィルムインサート成形方法を用いることによって、図１及び図２に示したようなインサート成形品１０を得ることができる。

以上に説明したように、本実施形態によれば、フィルムインサート成形方法を用いて、表面と裏面との両面にフィルムが被覆した態様のインサート成形品を得ることができる。そのため、インサート成形して得られたインサート成形品の射出成形後の変形を防止することができる。

例えば、特開２０００−１６７８６９号公報等に記載されたような従来のインサート成形方法を用いて、フィルムを片面にのみインサート成形した場合には、インサート成形品本体を形成する合成樹脂層の収縮率とフィルムの収縮率とが異なる。そのため、射出成形後に収縮率の違いにより発生する応力により、成形したインサート成形品が変形してしまうことがある。

これに対して、本実施形態によれば、インサート成形品の表裏両面にフィルムがインサート成形されているので、例えば、表面と裏面とで同じ材質で厚みが同程度のフィルムをインサート成形すれば、表面側の収縮率と裏面側の収縮率とをつり合わせることができる。そのため、表面側と裏面側とに発生する応力を相殺させることができ、射出成形後にインサート成形品が変形してしまうことを防止することができる。

また、本実施形態では、射出側の固定側金型２２に密着させた裏面フィルム１２に溶融樹脂導入部品２４を仮固定した状態で、フィルムインサート成形を行う。そのため、フィルムインサート成形を行う際に、射出側の固定側金型２２に密着させた裏面フィルム１２が固定側金型２２から剥がれてしまう事態を防止することができ、適切に両面インサート成形を行うことができる。

なお、例えば、溶融樹脂導入部品２４を用いずに、可動側金型及び固定側金型にそれぞれフィルムをそのまま密着させて、フィルムインサート成形を行う方法も考えられる。しかし、この場合、射出側の金型に密着させたフィルムが射出ゲート付近で剥がれてしまい、うまくインサート成形できない。

図６は、溶融樹脂導入部品２４を用いずにフィルムインサート成形を行う場合の例を示す説明図である。この場合、図６（Ａ）に示すように、可動側金型２１と固定側金型２２との金型が型開きされた状態から、まず、図６（Ｂ）に示すように、表面フィルム１１及び裏面フィルム１２を各金型２１，２２に密着させてセットする。

次いで、溶融樹脂導入部品２４を用いることなく、図６（Ｃ）に示すように、可動側金型２１を可動して可動側金型２１と固定側金型２２とを型閉めする。そして、図６（Ｄ）に示すように、射出側の固定側金型２２の射出ゲート２３から、溶融された合成樹脂を金型内に射出し注入する。

すると、図６（Ｄ）に示すように、射出ゲート２３から注入される合成樹脂の噴出力により、裏面フィルム１２のうち射出ゲート２３付近の部分が固定側金型２２から剥がれてしまい、うまくインサート成形できない。このように、一般に、射出側の金型にフィルムをセットしてフィルムインサート成形を行うことは難しく、合成樹脂層の両面にフィルムがインサート成形されたインサート成形品を作製することは難しい。

本実施形態では、溶融樹脂導入部品２４を用いてインサート成形を行うので、溶融樹脂導入部品２４によって裏面フィルム１２のうち射出ゲート２３付近の部分が剥がれないように仮固定することができ、射出側の金型にフィルムをセットした場合であっても、適切にフィルムインサート成形を行うことができる。従って、表面と裏面との両面にフィルムが被覆した態様のインサート成形品を容易に作製することができる。

なお、本実施形態では、表面フィルム１１や裏面フィルム１２として、主として合成樹脂製のフィルムを用いる場合を示したが、本革や布、天然木等の木材、和紙等の紙類のような天然素材の材質を用いたフィルムを用いることも可能である。また、この場合、表面フィルム１１と裏面フィルム１２とで収縮率がつり合うようにすれば、表面フィルム１１と裏面フィルム１２とで、異なる天然素材を用いたフィルムを用いてもよい。

例えば、表面フィルム１１として本革製フィルムを用い、裏面フィルム１２として布製フィルムを用いてもよい。この場合、０．５ｍｍ〜１．３ｍｍの範囲で、表面フィルム１１と裏面フィルム１２との収縮率がつり合う厚みのものをそれぞれ選択して用いれば、表面側と裏面側との応力を相殺させることができ、射出成形後にインサート成形品が変形してしまうことを防止することができる。

なお、本実施形態で示したインサート成形方法は、表裏両面にフィルムをインサート成形する場合だけでなく、他の用途にも適用可能である。例えば、図１及び図２に示したような形状のインサート成形品において、表面だけに表面フィルム１１をインサート成形したインサート成形品と、裏面だけに裏面フィルム１２をインサート成形したインサート成形品との２種類の成形品を作製したい場合にも適用可能である。

上記の場合、例えば、溶融樹脂導入部品２４を用いずに従来のフィルムインサート成形を行おうとすると、図６に示したように射出側の金型にフィルムをセットしてインサート成形することはできないので、成形品の形状自体は同じであるにもかかわらず、表面側の金型に射出ゲートを設けたものと、裏面側の金型に射出ゲートを設けたものとの２種の金型を用意しなければならず、コストがかかる。これに対して、本実施形態で示した溶融樹脂導入部品２４を用いれば、射出側の金型であってもフィルムをセットしてインサート成形できる。そのため、成形品の形状自体が同じである場合に、１種類の金型のみを用いて、表面だけに表面フィルム１１をインサート成形したインサート成形品と、裏面だけに裏面フィルム１２をインサート成形したインサート成形品との２種類の成形品を作製でき、コストを低減することができる。

本発明は、合成樹脂表面にフィルムを被覆した態様のインサート成形品を作製する用途に適用できる。

本発明によるインサート成形方法を用いて成形したインサート成形品の具体例を示す斜視図である。図１に示すインサート成形品を切断して示した断面図である。本発明によるインサート成形方法の手順を示す説明図である。溶融樹脂導入部品の具体的な形状を示す斜視図である。図４に示した溶融樹脂導入部品の正面、上面、下面及び各側面を示した説明図である。溶融樹脂導入部品を用いずにフィルムインサート成形を行う場合の例を示す説明図である。

符号の説明

１０インサート成形品
１１表面フィルム
１２裏面フィルム
１３凹形状部
１４，１６意匠
１５凸形状部
１７合成樹脂層
２１可動側金型
２２固定側金型
２３射出ゲート
２４溶融樹脂導入部品
２５インサート成形品
２４１ａ〜２４１ｄ溝部
２４２開口部
２４３ａ〜２４３ｄ接触面
２４４背面

Claims

フィルムをインサート成形してインサート成形品を作製するインサート成形方法であって、
第１の金型に第１のフィルムを密着させ、
溶融された合成樹脂を注入するための樹脂注入部を備えた第２の金型に第２のフィルムを密着させ、
前記第２のフィルムが前記第２の金型から剥がれることを防止するとともに前記樹脂注入部から注入される合成樹脂を金型内に導くための溝部が形成されている溶融樹脂導入部品を、前記第２の金型に密着させた前記第２のフィルムのうちの前記樹脂注入部に位置する部分に仮固定させ、
前記第１の金型と前記第２の金型とを型閉めして、溶融された合成樹脂を前記樹脂注入部から注入することによって、表面及び裏面の両面にフィルムがインサート成形されたインサート成形品を作製する
ことを特徴とするインサート成形方法。
第１の金型に第１のフィルムとして天然素材を用いたフィルムを密着させ、
第２の金型に第２のフィルムとして天然素材を用いたフィルムを密着させる
請求項１記載のインサート成形方法。