JP5530857B2 - 樹脂成形装置、及び、樹脂成形方法、及び、多層成形品 - Google Patents

Description

本発明は、表裏を加飾層で挟まれた表側樹脂層と、前記表側樹脂層の裏面側に一体化される裏側樹脂層とを備えた多層成形品を形成する樹脂成形装置、及び、樹脂成形方法、及び、多層成形品に関する。

従来、この種の樹脂成形技術としては、第１移動型の成形面に沿わせて加飾層を位置させた状態で固定型とで型締めを行い、加飾層と固定型との間に樹脂を吐出して前記加飾層と一体になった裏側樹脂層を成形する工程を実施する。
次に、固定型に裏側樹脂層を支持させたまま、第１移動型に替えて第２移動型を、固定型に対向する状態に配置する工程を実施する。
次に、第２移動型の成形面に沿わせて加飾層を位置させた状態で固定型とで型締めを行い、加飾層と、固定型で支持した裏側樹脂層との間に樹脂を吐出して前記加飾層と裏側樹脂層と一体になった表側樹脂層を成形する工程を実施し、表裏を加飾層で挟まれた表側樹脂層と、前記表側樹脂層の裏面側に一体化される裏側樹脂層とを備えた多層成形品を形成していた（例えば、特許文献１参照）。

特許第３４７２４０３号公報（図１〜３）

上述した従来の樹脂成形技術によれば、先に成形された裏側樹脂層の表側の面には、表側樹脂層との間に挟まれる加飾層（介在加飾層）が、その加飾層の内の絵柄層を露出した状態に位置しているから、その上に吐出される表側樹脂層形成用溶融樹脂の温度の影響で、絵柄層のインクが溶けてインク流れを生じる危険性がある。これは、表側樹脂層が透明な場合には、前記介在加飾層が表面側から透けて見えるから、特に問題となる。
これを防止するのに表側樹脂層形成用溶融樹脂として、溶融温度の低いものを用いることが考えられるが、その場合は、製品表面層としての耐熱性が低下するから、表側樹脂層形成用の樹脂としては、溶融温度の高いものを採用することが好ましい。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、製品表面層の耐熱性を維持しながら、介在加飾層のインク流れを生じ難い状態で多層成形品を成形できる樹脂成形技術を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、表裏を加飾層で挟まれた表側樹脂層と、前記表側樹脂層の裏面側に一体化される裏側樹脂層とを備えた多層成形品を形成する樹脂成形装置であって、前記表側樹脂層の裏側部分を成形する第１固定型と、前記第１固定型との間で前記表裏の加飾層と表側樹脂層とを一体に成形する移動型と、前記表側樹脂層を成形したまま前記移動型に保持自在な保持部と、前記保持部で前記移動型に保持した前記表側樹脂層の裏面側に一体に前記裏側樹脂層を成形する第２固定型と、前記移動型を、前記第１固定型に対応した位置から、前記第２固定型に対応した位置に移動自在な移動機構とが設けられているところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、第１固定型と移動型とによって表裏面に加飾層を備えた表側樹脂層を一体に成形できると共に、その表側樹脂層を、前記保持部によって移動型に保持することができる。また、移動機構によって、前記保持部で保持した表側樹脂層を、移動型毎、第２固定型に対応した位置に移動させることができ、続いて、表側樹脂層の裏面側に裏側樹脂層を一体に成形して多層成形品を形成することができる。
また、加飾層を樹脂層に一体化するための転写シートは、基体シートの上に、剥離層、絵柄層、接着層の順に積層されており、前記表側樹脂層を成形する際には、溶融樹脂に触れる側に接着層が位置する状態で一体成形が図られる。従って、絵柄層は接着層によって保護されているから、表側樹脂層にガラス転移点の高い樹脂を使用しても、加飾層のインク流れは生じ難い。よって、表側樹脂層にガラス転移点の高い樹脂を使用することができ、製品表面層の耐熱性が高い多層成形品を形成することができる。
更には、基体シートは例えば２５〜５０μｍ程度の厚みのＰＥＴフィルムで構成されているから、転写シートの接している金型の冷却（１０〜８０℃）効果によって、溶融樹脂（例えば、ＡＢＳ，ＰＣ／ＡＢＳ）の温度が２３０〜２６０℃であっても接触時には急冷され、加飾層のインク流れは生じ難い。
また、後から成形される裏側樹脂層が接触する前記介在加飾層は、絵柄層が裏側樹脂層側に露出しているが、裏側樹脂層に関しては、低ガラス転移点でインキ流れが生じ難い樹脂を使用しても、多層成形品表面の耐熱性には影響が出にくい。よって、裏側樹脂層にガラス転移点の低い樹脂を使用することができ、前記介在加飾層のインク流れを生じ難くすることができる。
以上の結果、表層樹脂層の耐熱性を維持しながら、介在加飾層のインク流れを生じ難い状態で多層成形品を成形できる。
また、表側樹脂層の表裏に加飾層を先に形成できるから、後から一体に成形される裏側樹脂層の範囲とは無関係に加飾層の範囲を設定でき、必ずしも、裏側樹脂層を表側樹脂層の全面に形成する必要が無くなる。その結果、多層成形品でありながら、裏側樹脂層は、例えば、リブや係合爪部等、最小限に止めて、大部分が表側樹脂層のみで構成された薄肉製品とすることができる。一例としては、薄い厚みが要求される携帯電話の液晶パネルやバッテリーカバー等、大部分が１ｍｍ以下の厚みの表側樹脂層で構成された成形品を提供することができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記裏側樹脂層を形成する第２樹脂は、前記表側樹脂層を形成する第１樹脂よりガラス転移点が低く設定されているところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、第１樹脂に、ガラス転移点の高い樹脂を使用して、製品表面層の耐熱性の高い多層成形品を成形できながら、第２樹脂は、第１樹脂よりガラス転移点の低い樹脂を使用するから、第２樹脂を低い温度で溶融させて型内に吐出でき、接触する前記介在加飾層のインク流れを生じ難くできる。

本発明の第３の特徴構成は、前記保持部は、前記移動型の型締め方向と直角な方向に沿って移動自在なスライド型で構成されているところにある。

本発明の第３の特徴構成によれば、保持部を、移動型の型締め方向と直角な方向に沿って移動するスライド型で構成するから、保持部そのものが嵩張らず、簡単な構造を採用することができ、装置コストの低減化を図り易い。

本発明の第４の特徴構成は、前記第２固定型には、対応するキャビティ空間に溶融樹脂を吐出した後、更に溶融樹脂を加圧する圧縮成形手段が設けられているところにある。

本発明の第４の特徴構成によれば、ゲートから前記介在加飾層までの初期の距離を長く確保でき、介在加飾層への温度や圧力の影響を少なくしてインク流れの防止を図ることができる。

本発明の第５の特徴構成は、表裏を加飾層で挟まれた表側樹脂層と前記表側樹脂層の裏面側に一体化される裏側樹脂層とを備えた多層成形品を形成する樹脂成形方法であって、第１固定型と移動型との成形面に沿わせて各別に加飾層を位置させた状態で型締めを行い、両加飾層の間に第１樹脂を吐出して前記加飾層と一体になった表側樹脂層を成形し、前記表側樹脂層を前記移動型で保持したまま第１固定型から離し、前記表側樹脂層の裏面側に第２固定型が位置するように前記移動型を移動させて型締めし、前記表側樹脂層の裏面側に前記第１樹脂よりガラス転移点の低い第２樹脂を吐出して前記裏側樹脂層を前記表側樹脂層と一体に成形するところにある。

本発明の第５の特徴構成によれば、第１固定型と移動型とにそれぞれ沿わせる転写シートは、溶融樹脂との接触側の面に絵柄層を保護する状態で接着層を位置させることができるから、第１樹脂としてガラス転移点の高いものを使用しても、加飾層のインク流れを防止できる。また、ガラス転移点の高い第１樹脂によって成形した表側樹脂層は、耐熱性に優れるから、多層成形品としての表面の耐熱性の向上を図ることができる。
更には、ガラス転移点の高い第１樹脂は、基本的に樹脂の高分子化をも伴うから、機械的強度の向上にもつながる。
一方、第１固定型と移動型とで成形した表側樹脂層は、移動型で保持したまま第１固定型から第２固定型へ移動させ、連続して裏側樹脂層を成形できるから、成形上のロスタイムを低減して、効率的に多層成形品を形成することができる。
また、表側加飾層も移動型で保持したまま移動させるので、表側加飾層は外部の環境からのゴミの進入が防止され、ゴミの噛み込み不良の発生を防ぐことができる。
表側樹脂層の裏面側の介在加飾層に接する裏側樹脂層は、第１樹脂よりガラス転移点の低い第２樹脂を用いて成形するから、前記介在加飾層の絵柄層への熱影響を与え難くでき、インク流れの防止を図ることができる。
以上の結果、表層樹脂層の耐熱性を維持しながら、介在加飾層のインク流れを生じ難い状態で多層成形品を成形できる。
また、表側樹脂層の表裏に加飾層を先に形成するから、後から一体に成形される裏側樹脂層の範囲とは無関係に加飾層の範囲を設定でき、必ずしも、裏側樹脂層を表側樹脂層の全面に形成する必要が無くなる。その結果、多層成形品でありながら、裏側樹脂層は、例えば、リブや係合爪部等、最小限に止めて、大部分が表側樹脂層のみで構成された薄肉製品とすることができる。一例としては、薄い厚みが要求される携帯電話の液晶パネルやバッテリーカバー等、大部分が１ｍｍ以下の厚みの表側樹脂層で構成された成形品を提供することができる。

本発明の第６の特徴構成は、前記第２樹脂を前記第２固定型と前記移動型との間のキャビティ空間に吐出した後、前記第２固定型側から溶融樹脂を加圧して圧縮成形を行うところにある。

本発明の第６の特徴構成によれば、裏側樹脂層を成形する上で、ゲートから前記介在加飾層までの初期の距離を長く確保でき、介在加飾層への溶融樹脂による温度や圧力の影響をより少なくしてインク流れの防止を図ることができる。
更には、圧縮成形によって樹脂強度の向上を図れるから、製品をより薄肉化することができる。例えば、厚みが０．５〜０．７ｍｍといった製品でも強度を備えさせることが可能となる。

本発明の第７の特徴構成は、表裏を加飾層で挟まれた表側樹脂層と、前記表側樹脂層の裏面側に一体化された裏側樹脂層とを備えた多層成形品であって、前記表層樹脂層を構成する第１樹脂は、前記裏側樹脂層を構成する第２樹脂よりガラス転移点が高いところにある。

本発明の第７の特徴構成によれば、本発明の前記第１〜第６の特徴構成を備えた樹脂成形装置や、樹脂成形方法によって、簡単に多層成形品を成形することができることに加えて、その多層成形品は、表層樹脂層の耐熱性を維持しながら、介在加飾層のインク流れを生じ難い状態で成形できる。
また、両加飾層の絵柄や色彩等を美麗に構成できるから、例えば、透明な表層樹脂層を通して、それらの加飾層による装飾を施した美観性に富んだ多層成形品とすることができる。

本発明の第８の特徴構成は、表裏を加飾層で挟まれた表側樹脂層と、前記表側樹脂層の裏面側に一体化された裏側樹脂層とを備えた多層成形品であって、前記表側樹脂層と前記裏側樹脂層とを透明樹脂で構成し、前記裏側樹脂層の裏面に加飾層を設けてあるところにある。

本発明の第８の特徴構成によれば、３層の加飾層の絵柄や色彩等を美麗に構成でき、奥行きや立体感のある美観性に富んだ多層成形品とすることができる。

樹脂成形装置を示す模式断面図 樹脂成形装置を示す模式断面図 樹脂成形装置を示す模式断面図 樹脂成形装置を示す模式断面図 保持部を示す断面図 多層成形品を示す説明図 別実施形態の樹脂成形装置の要部を示す断面図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜４は、本発明の樹脂成形装置の一実施形態を示すもので、当該樹脂成形装置Ｍは、表裏を加飾層１（１Ａ，１Ｂ）で挟まれた表側樹脂層２Ａと（図６参照）、前記表側樹脂層２Ａの裏面側に一体化される裏側樹脂層２Ｂとを備えた多層成形品２（図４参照）を形成できるように構成されている。

多層成形品２を形成する金型としては、樹脂吐出ゲートＧを備えた固定型Ｔと、前記固定型Ｔに対して型締め自在に構成された移動型Ｕとが設けられている。

前記固定型Ｔは、前記移動型Ｕとの間で、前記表側樹脂層２Ａの裏側部分を成形する第１固定型Ｔ１と、前記移動型Ｕとの間で、前記表側樹脂層２Ａの裏面側に前記裏側樹脂層２Ｂを一体的に成形する第２固定型Ｔ２とを備えて構成してある。
これら、両固定型Ｔ１，Ｔ２は、図１に示すように、固定型基体Ｔ０に対して両者が隣接する状態に設置されている。
また、第１固定型Ｔ１には、表側樹脂層２Ａを形成するための第１樹脂Ｐ１を送り込むための第１ゲートＧ１が設けられている。一方、第２固定型Ｔ２には、裏側樹脂層２Ｂを形成するための第２樹脂Ｐ２（図４参照）を送り込むための第２ゲートＧ２が設けられている。
更に、前記表側樹脂層２Ａの裏面側の加飾層１Ｂを形成するための転写シート６を、第１固定型Ｔ１の成形面に沿って配置させておく第２転写シート配置手段７が、前記第１固定型Ｔ１に対応させて設けられている。

前記移動型Ｕは、前記第１固定型Ｔ１と、第２固定型Ｔ２とに対応できるように同じ形状に形成された一対のものが、移動型基体Ｕ０に対して隣接する状態に設置されている。
移動型基体Ｕ０は、回転軸４によって支持されており、軸芯Ｊ周りに１８０度回転させることによって、両固定型Ｔ１，Ｔ２に対する対応位置が反転できるように構成されている。
従って、一方の移動型Ｕが第１固定型Ｔ１に対応し、他方の移動型Ｕが第２固定型Ｔ２に対応している状態で、前記移動型基体Ｕ０を軸芯Ｊ周りに１８０度回転させると、一方の移動型は第２固定型Ｔ２に、他方の移動型は第１固定型Ｔ１にそれぞれ対向する状態に変更される。前記回転軸４によって、移動機構Ｈが構成されている。
また、前記表側樹脂層２Ａの表面側の加飾層１Ａを形成するための転写シート８を、移動型Ｕの成形面に沿って配置させておく第１転写シート配置手段９が、前記移動型Ｕに対応させて設けられている。

また、移動型Ｕには、前記表側樹脂層２Ａを成形したままの状態で保持自在な保持部５が設けられている（図２参照）。
よって、第１固定型Ｔ１との間で成形した前記表側樹脂層２Ａをそのまま保持部５で保持することができるようになり、型開きの際、移動型Ｕ側に前記表側樹脂層２Ａを保持して、第１固定型Ｔ１から離脱することができる（図３参照）。従って、表側樹脂層２Ａの両面に一体化された加飾層は、成形工程を通じて移動型Ｕによって保護されているから、傷がつき難い。

前記保持部５の一例としては、図５に示すように、前記移動型Ｕの型締め方向Ｘと直角なスライド方向Ｙに沿って移動自在なスライド型Ｕａが挙げられる。
この例では、表側樹脂層２Ａの切り落とし予定の外縁部分の数個所に、移動型Ｕとスライド型Ｕａとで挟持できる部分を予め形成しておき、それらの部分をそれぞれ前記スライド型Ｕａと移動型Ｕとで挟持することで、表側樹脂層２Ａを移動型Ｕに保持しておくことができる。
また、スライド型Ｕａをスライド方向Ｙに沿って開くことで、表側樹脂層２Ａの保持を解除することができる。

因みに、本実施形態において説明する多層成形品２は、図６に示すように、製品表面を下にしたお盆形状の表側樹脂層２Ａと、表側樹脂層２Ａの裏面側に周縁部に沿って設けられた裏側樹脂層２Ｂとから構成されている。
前記表側樹脂層２Ａは、透明な第１樹脂Ｐ１によって構成されており、表裏面に、加飾層１が設けられている。従って、製品の表面側からは、表面側の加飾層１Ａのみならず、裏面側の加飾層１Ｂも透視することができる。
また、表側樹脂層２Ａを構成する第１樹脂Ｐ１は、ガラス転移点が１２０〜１００℃のものを使用してあり、裏側樹脂層２Ｂを構成する第２樹脂Ｐ２は、ガラス転移点が１００〜８０℃のものを使用してある。
特に、表側樹脂層２Ａの裏面側に、前記裏面側の加飾層１Ｂに接触する状態で吐出される第２樹脂Ｐ２に関しては、加飾層１Ｂのインク流れを生じない程度に低いガラス転移点の設定になっている。一方、第１樹脂Ｐ１に関しては、インク流れを生じることがないから、第２樹脂Ｐ２よりも高いガラス転移点の設定になっている。その結果、製品表面の耐熱性の向上を図ることができる。

次に、具体的な製品の成形方法について説明する。
［１］図１に示すように、第２転写シート配置手段７によって第１固定型Ｔ１の成形面に沿って転写シート６を配置しておくと共に、第１転写シート配置手段９によって移動型Ｕの成形面に沿って転写シート８を配置しておく。
［２］移動型Ｕを第１固定型Ｔ１に近接させて、型締めを行い、第１ゲートＧ１から第１樹脂Ｐ１を吐出する（図２参照）。この際、前記保持部５は、閉めた状態にしておく。
［３］表側樹脂層２Ａの成形が完了したら、前記保持部５によって表側樹脂層２Ａを保持したまま移動型Ｕを開き、前記移動機構Ｈによって移動型Ｕを回転駆動させて、第２固定型Ｔ２に対応する位置まで移動させる（図３参照）。
［４］移動型Ｕを、第２固定型Ｔ２に対して型締めを行い、第２ゲートＧ２から第２樹脂Ｐ２を吐出する（図４参照）。表側樹脂層２Ａと裏側樹脂層２Ｂとの一体化が終了すると、前記保持部５を開いた状態にして、両型から成形品を外す。
以上の各工程を、一対の移動型Ｕによってシフトした状態で並行させることができる。

本実施形態の樹脂成形技術によれば、表側樹脂層２Ａにガラス転移点の高い樹脂を使用するから、製品表面層の耐熱性が高い多層成形品２を形成することができる。また、裏側樹脂層２Ｂにガラス転移点の低い樹脂を使用するから、介在加飾層１Ｂのインク流れを生じ難くすることができ、美観性に富んだ多層成形品２を形成できる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記多層成形品２は、先の実施形態で説明した形状や構成に限るものではなく、適宜、変更することが可能である。例えば、２色成形品に限らず、３色以上の複数色成形品であってもよい。
〈２〉 前記加飾層は、先の実施形態で説明した転写シート６によって転写するものに限らず、例えば、インサートシートを用いて形成するものであってもよい。
〈３〉 前記裏側樹脂層２Ｂの成形に関しては、例えば、図７に示すように、前記第２固定型Ｔ２に、対応するキャビティ空間に溶融樹脂を吐出した後、更に溶融樹脂を加圧する圧縮成形手段Ｑを設けて、樹脂の吐出時には、ゲートから加飾層までの距離を確保しておき、加飾層のインク流れを生じ難くする方法を採用するものであってもよい。
〈４〉 前記固定型の配置や、移動型の移動機構等は、先の実施形態で説明したものに限るものではなく、例えば、移動型を挟んで一対の固定型を対向配置し、移動型を、固定型の対向方向に直交する軸芯周りに回転自在に構成して、両固定型に対して移動型を型締め自在に構成することも可能である。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１ 加飾層
２ 多層成形品
２Ａ 表側樹脂層
２Ｂ 裏側樹脂層
５ 保持部
Ｈ 移動機構
Ｐ１ 第１樹脂
Ｐ２ 第２樹脂
Ｔ１ 第１固定型
Ｔ２ 第２固定型
Ｕ 移動型
Ｕａ スライド型

Claims (7)

1. 表裏を加飾層で挟まれた表側樹脂層と、
   前記表側樹脂層の裏面側に一体化される裏側樹脂層とを備えた多層成形品を形成する樹脂成形装置であって、
   前記表側樹脂層の裏側部分を成形する第１固定型と、
   前記第１固定型との間で前記表裏の加飾層と表側樹脂層とを一体に成形する移動型と、
   前記表側樹脂層を成形したまま前記移動型に保持自在な保持部と、
   前記保持部で前記移動型に保持した前記表側樹脂層の裏面側に一体に前記裏側樹脂層を成形する第２固定型と、
   前記移動型を、前記第１固定型に対応した位置から、前記第２固定型に対応した位置に移動自在な移動機構とが設けられている樹脂成形装置。
2. 前記裏側樹脂層を形成する第２樹脂は、前記表側樹脂層を形成する第１樹脂よりガラス転移点が低く設定されている請求項１に記載の樹脂成形装置。
3. 前記保持部は、前記移動型の型締め方向と直角な方向に沿って移動自在なスライド型で構成されている請求項１又は２に記載の樹脂成形装置。
4. 前記第２固定型には、対応するキャビティ空間に溶融樹脂を吐出した後、更に溶融樹脂を加圧する圧縮成形手段が設けられている請求項１〜３の何れか一項に記載の樹脂成形装置。
5. 表裏を加飾層で挟まれた表側樹脂層と前記表側樹脂層の裏面側に一体化される裏側樹脂層とを備えた多層成形品を形成する樹脂成形方法であって、
   第１固定型と移動型との成形面に沿わせて各別に加飾層を位置させた状態で型締めを行い、両加飾層の間に第１樹脂を吐出して前記加飾層と一体になった表側樹脂層を成形し、
   前記表側樹脂層を前記移動型で保持したまま第１固定型から離し、前記表側樹脂層の裏面側に第２固定型が位置するように前記移動型を移動させて型締めし、前記表側樹脂層の裏面側に前記第１樹脂よりガラス転移点の低い第２樹脂を吐出して前記裏側樹脂層を前記表側樹脂層と一体に成形する樹脂成形方法。
6. 前記第２樹脂を前記第２固定型と前記移動型との間のキャビティ空間に吐出した後、前記第２固定型側から溶融樹脂を加圧して圧縮成形を行う請求項５に記載の樹脂成形方法。
7. 表裏を加飾層で挟まれた表側樹脂層と、前記表側樹脂層の裏面側に一体化された裏側樹脂層とを備えた多層成形品であって、
   前記表層樹脂層を構成する第１樹脂は、前記裏側樹脂層を構成する第２樹脂よりガラス転移点が高い多層成形品。

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