JP5634040B2 - 複合品、射出成形用金型及び複合品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属体の一部に樹脂部が射出成形により成形された複合品、及び、前記複合品を生産する射出成形用金型、前記複合品を生産する製造方法に関する。

近年、本物志向の高まりにより、樹脂成形品においても、良好な質感や高級感が求められるようになり、樹脂部と、金属体とを組み合わせて形成される製品が増えてきている。
従来、この種の樹脂成形技術としては、図１０に示すように、成形品の表面のすべてを金属体２で構成してあり、その裏面側に、例えば、射出成形等によって樹脂部３を一体に成形して構成してあるものがあった（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
具体例としては、図１０に示すように、金属体２を、樹脂成形型ＫのキャビティＶにセットした状態で、金属体２の裏面側に、樹脂成形型Ｋのゲート４から樹脂Ｊを注入して、金属体２の裏面に樹脂Ｊを密着させて一体化が図られていた。
従って、金属体２と、その裏面側の樹脂部３とは、互いの接当面間にはたらく接着力の作用によって一体化が図られている。

特開平５−２６９７８７号公報（図５） 特開２００５−１４４９８７号公報（図１）

上述した従来の樹脂成形技術によれば、露出面が金属体のみによって構成されているから単調な外観となり易く、樹脂成形品でありながら、樹脂による意匠性の良さを活かすことができていなかった。また、金属体と樹脂部との接着力が低下すると両者が剥離する可能性があり、一体性が低い問題点があった。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、金属体と樹脂部との意匠性の良さを共に活かすことができ、且つ、一体性の高い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、開口部を有する金属体と、前記開口部を充填するように、前記金属体の裏面の一部に射出成形により一体的に成形された樹脂部とを備え、前記金属体は、前記樹脂部に埋設されるように、前記開口部の周縁から一体的に立ち上がるアンカー部を含むところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、製品の表面に、金属体と樹脂部とが混在するから、素材の違いを活かした外観デザインを提供できるようになり、意匠性が向上する。
その一例を示せば、複雑な模様や形状でも簡単に形成できる樹脂成形の特徴を利用して、細かな細工を施す必要がある部分に樹脂部を採用し、その他の部分において金属体の質感を有効に利用するような使い分けを自由に選択できるようになる。従って、高級感の溢れた製品や、デザイン性に富んだ製品を、簡単且つ経済的に提供できるようになる。
また、樹脂部が露出する開口部の周縁部に前記アンカー部を設けてあるから、金属体と樹脂部との結合力をより高められるようになる。即ち、金属体と樹脂部との接触面での接着力に加えて、樹脂部と、その中に埋設されているアンカー部との機械的な結合力が作用し、より一体性の高い樹脂成形品を提供できる。
また、例えば、当該樹脂成形品を携帯電話のケーシング等に使用するような場合には、金属体によって電波遮蔽の障害が懸念されるが、前記開口部に電波遮蔽の障害とならない樹脂部を設けてあることで、この問題を解消することができる。

本発明の第２の特徴構成は、前記樹脂部は、前記開口部に位置する開口樹脂部と、前記開口部の外周側に位置する外周樹脂部とを含み、前記外周樹脂部は、開口面に直交する方向の厚さが前記開口樹脂部より厚くなるように設定されたところにある。

キャビティ内に注入された樹脂の挙動は、流動抵抗の少ない方向に移動しやすい性質があるから、逆に、流動抵抗の大きい部分には樹脂が最後に廻る傾向を示す。
本発明の第２の特徴構成によれば、前記樹脂部の内、前記開口部の外周側に位置する外周樹脂部は、前記開口部に位置する開口樹脂部より、開口面に直交する方向の厚さが厚くなるように設定してあるから、樹脂注入前の段階では、キャビティ内の前記外周樹脂部の空間の方が、開口樹脂部の空間より広い流路断面が確保される。従って、キャビティに注入された樹脂は、外周樹脂部の空間に優先的に行き渡り、その後に開口樹脂部の空間に充填される。その際、図６に示すように、外周樹脂部３Ｂａに対応する空間に行き渡った樹脂Ｊの圧力作用で、金属体２を成形型Ｋに押し付けることができ、後から開口樹脂部３Ｂｂに対応する空間に廻った樹脂Ｊが、金属体２と成形型Ｋとの合わせ目に滲入するのを防止できる。
よって、成形品の金属体と樹脂部との境目にバリが出来にくく、バリ取り等の後処理加工を省略でき、形成効率よく、美しい状態の成形品を提供できる。

本発明の第３の特徴構成は、前記樹脂部は、前記開口部から露出した面が加飾シートにより射出成形と同時に加飾されたところにある。

前記樹脂部は、その成形時に表面の加飾も同時に実施されているから、少ない工程で意匠性の高い複合品を形成でき、高い生産効率を確保できる。また、樹脂の成形段階で加飾層が一体となっていることで、樹脂部と加飾との密着性も高く、品質の高い複合品を、経済的に提供することができる。

本発明の第４の特徴構成は、金属体の開口部に樹脂部が成形され、その樹脂部の表面が成形と同時に加飾シートにより加飾された複合品の製造に用いることができる射出成形用金型であって、前記加飾シートが配置される可動型と、前記金属体が配置され、前記加飾シートが配置された前記可動型との型締めにより前記樹脂部に対応したキャビティが形成される固定型とを備え、前記固定型は、前記キャビティに溶融樹脂を射出するゲートが、前記金属体の前記開口部以外の部分に対向する位置に配置されたところにある。

型内に注入される樹脂は、加熱されて溶融した状態でゲートから一気に射出されるから、ゲートに対向して樹脂を受ける箇所には、樹脂の熱と衝撃とが作用する。
本発明の第４の特徴構成によれば、固定型のゲートが、金属体の開口部以外の部分に対向する位置に配置されているから、ゲートから溶融樹脂は、開口部以外の部分に向けて射出される。従って、溶融樹脂の熱と衝撃とが、開口部に位置する加飾シートを直撃することを防止でき、インキ流れや、加飾シートの溶融といった射出による加飾の不具合を未然に防止することができ、予定したとおりの印刷を樹脂部の表面に正確に行える。
その結果、金属体の一部を樹脂とし、その樹脂を加飾した複合品を効率よく製造することができる。
因みに、前記加飾シートとは、例えば、基体シートと転写層とを備えた転写シートや、ラミネートによって形成されたインサートシート等を含むものである。

本発明の第５の特徴構成は、前記キャビティは、前記開口の外周側に位置する外周キャビティと、前記開口に位置する開口キャビティとを含み、前記外周キャビティは、型締め方向の厚さが前記開口キャビティより厚くなるように設定されたところにある。

キャビティ内に注入された樹脂の挙動は、流動抵抗の少ない方向に移動しやすい性質があるから、逆に、流動抵抗の大きい部分には樹脂が最後に廻る傾向を示す。
本発明の第５の特徴構成によれば、外周キャビティは、型締め方向の厚さが開口キャビティより厚くなるように設定されているから、キャビティに注入された樹脂は、外周キャビティに優先的に行き渡り、その後に開口キャビティに充填される。その際、図６に示すように、外周キャビティに行き渡った樹脂Ｊの圧力作用で、金属体２を加飾シート側に押し付けることができ、後から開口キャビティに廻った樹脂Ｊが、金属体２と加飾シートとの合わせ目に滲入するのを防止できる。
よって、成形品の金属体と樹脂部との境目にバリが出来にくく、バリ取り等の後処理加工を省略でき、形成効率よく、美しい状態の複合品を提供できる。

本発明の第６の特徴構成は、金属体の開口部に樹脂部が一体的に成形され、その樹脂部の表面が成形と同時に加飾シートにより加飾された複合品の製造方法であって、型締めにより前記樹脂部に対応したキャビティが形成される可動型と固定型とを有する射出成形用金型が用いられ、可動型に前記加飾シートを配置し、固定型に前記金属体を配置する工程と、型締めして前記キャビティを形成する工程と、前記金属体の前記開口部以外の部分に向かって前記キャビティに溶融樹脂を射出して、前記樹脂部を前記金属体に一体的に成形すると同時に、前記樹脂部の表面に前記加飾シートを密着させる工程と、前記樹脂部を冷却して固化させる工程とを備えたところにある。

本発明の第６の特徴構成によれば、表面に金属体と樹脂部とが混在した複合品を、少ない工程で効率よく形成できる。しかも、金属体の開口部に一体的に成形された樹脂部の表面には、可動型に配置された加飾シートによって加飾され、例えば、複雑な凹凸模様や、複雑な彩色等を施すことも可能となる。従って、金属と樹脂とのそれぞれの質感を有効に利用して、高級感の溢れた製品や、デザイン性に富んだ製品を、簡単且つ経済的に提供することができる。
また、キャビティへの溶融樹脂の射出について、金属体の開口部以外の部分に向かって行うことで、射出した溶融樹脂の熱と衝撃とが、開口部に位置する加飾シートを直撃することを防止できる。従って、インキ流れや、加飾シートの溶融といった射出による加飾の不具合が発生することを未然に防止でき、予定したとおりの加飾を樹脂部の表面に正確に行える。

樹脂成形品を示す斜視図 樹脂成形品を裏面側から見た説明図 樹脂成形品の側面視断面図 樹脂成形品の成形方法を示す断面図 樹脂成形品の成形方法を示す断面図 別実施形態の樹脂成形品の裏面側から見た説明図 別実施形態の樹脂成形品の側面視断面図 別実施形態の樹脂成形品の側面視断面図 別実施形態の樹脂成形品の成形方法を示す断面図 従来の樹脂成形品の成形方法を示す断面図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。尚、図面において従来例と同一の符号で表示した部分は、同一又は相当の部分を示している。

図１〜３は、本発明の樹脂成形技術によって形成した樹脂成形品１を示すもので、例えば、携帯電話等の電子機器の外装材として使用することができる。
当該樹脂成形品１は、表面を露出させる金属体２と、前記金属体２の一部に設けられた開口部２ａに露出する状態に前記金属体２と一体成形された樹脂部３とを設けて構成されている。

前記金属体２は、図１に示すように、角をまるめた矩形のお盆形状に成形してあり、中央部に、細長い形状の開口部２ａが形成されている。お盆の底にあたる面が樹脂成形品１の露出表面にあたり、お盆の上面にあたる面が樹脂成形品１における裏面にあたる。
金属体２の外縁部は、当該実施形態においては、裏面側に傾斜させて折り曲げてあるものを一例として挙げている。
一方、開口部２ａの縁部も、全周にわたって裏面側に切り起こしてある（図１（ｂ）参照）。この切り起こし部分が、前記樹脂部３の中に埋設されることでアンカー部２ｂとなり、金属体２と樹脂部３との一体性を高めている。尚、切り起こしからなるアンカー部２ｂに、貫通穴を形成しておけば、樹脂成形型Ｋ内での樹脂Ｊの廻りを促進できることに加えて、金属体２と樹脂部３との一体性をより向上させることができる。
また、開口部２ａの縁部を切り起こしてアンカー部２ｂを形成してあることで、アンカー部２ｂによって金属体２（特に開口部周辺）の断面二次モーメントの増加を図れるから、樹脂成形品１の補強効果がある。

前記樹脂部３は、前記金属体２の裏面側に、金属体２と一体となる状態に射出成形によって形成されている。
前記樹脂部３は、図２、図３に示すように、前記金属体２の裏面側の一部に形成されている。具体的には、図４、図５に示すように、樹脂成形型Ｋのゲート４に対応した部分の導入樹脂部３Ａと、導入樹脂部３Ａの隣接位置で前記開口部２ａに位置する露出樹脂部３Ｂとを備えて構成されている。
また、前記露出樹脂部３Ｂの露出表面には、射出成形時に転写によって文字やデザインマークや色彩等の加飾が施されている。

当該樹脂成形品１を射出成形によって形成する際の樹脂成形型Ｋについて説明する。
前記樹脂成形型Ｋとしては、固定型Ｋ１と、固定型Ｋ１に対して近接離間自在に形成された可動型Ｋ２とを用いる。
前記固定型Ｋ１と可動型Ｋ２とは、密接させることで、両型の間にキャビティＶを形成できるように構成してあり、キャビティＶに金属体２を位置させた状態で加熱された樹脂Ｊを充填して硬化させることで所定形状の樹脂成形品１を形成できる。
因みに、樹脂成形型Ｋには、図には示さないが、適温を維持するための維持手段が設けられてあり、キャビティＶ内に注入された樹脂Ｊが、好ましい状態で行き渡り且つ硬化できるように温度環境を維持できるように構成されている。
前記固定型Ｋ１は、樹脂成形品１の裏面側の成形型となり、前記可動型Ｋ２は、樹脂成形品１の露出表面側の成形型となる。

前記固定型Ｋ１には、前記導入樹脂部３Ａと露出樹脂部３Ｂとを形成するための凹部空間が形成してあると共に、ゲート４と空気抜き孔（不図示）と成形品の抜き出し手段（不図示）とが形成してある。
前記ゲート４は、前記導入樹脂部３Ａを形成するための凹部空間に面して設けられている。

前記可動型Ｋ２には、固定型Ｋ１に配置された前記金属体２が嵌合できる凹部空間が形成してある。
また、その凹部空間には、型と金属体２との間に、前記露出樹脂部３Ｂの露出表面に印刷するための加飾シートＳが、図外の送り機構によって適時、送り込まれるように構成してある。
この加飾シートＳは、基体シートＳ１とその一面の前記露出樹脂部３Ｂに対向する位置に設けられた転写層Ｓ２とを備えて構成されている。この転写層Ｓ２がキャビティＶに射出された溶融樹脂と一体となることで、例えば、文字やデザインマーク、色彩等が露出樹脂部３Ｂの表面に加飾される。

次に、樹脂成形品１の成形手順について図４、図５に示す。
［１］可動型Ｋ２の凹部空間に加飾シートＳを、固定型Ｋ１に金属体２をセットする。
［２］可動型Ｋ２を固定型Ｋ１側に移動させて密接させた状態でゲート４からキャビティＶに樹脂Ｊを注入する。樹脂Ｊは、導入樹脂部３Ａから露出樹脂部３Ｂに行き渡り、アンカー部２ｂを包み込む状態でキャビティＶを埋め尽くす。
［３］樹脂Ｊの硬化に伴って可動型Ｋ２を引退させると共に、固定型Ｋ１の抜き出し手段（不図示）を使用して樹脂成形品１の脱型を図る。成形された樹脂成形品１は、露出樹脂部３Ｂの露出表面に印刷が施されていると共に、金属体２と樹脂部３とが強固に一体化されている。

当該実施形態の樹脂成形品１によれば、金属と樹脂との両方を表面に露出させてあることで、素材の違いを活かした外観デザインが実現でき、従来品に比べて意匠性を向上させることができる。しかも、樹脂の成形性の良さを利用できるので、高級感の溢れた製品や、デザイン性に富んだ製品を、簡単且つ経済的に提供できるようになる。
また、金属体２と樹脂部３との結合力をより高められるようになり、より一体性の高い樹脂成形品１を提供できる。
また、開口部に樹脂部３を配置してあるから、金属による電波遮蔽の障害を解消することができ、一例として携帯電話等の電子部品にも当該樹脂成形品１を使用できるようになり、用途の拡大を図ることができるようになった。
また、注入時の樹脂Ｊの熱と衝撃とによる印刷品質の低下を防止でき、予定したとおりの印刷を、露出樹脂部の表面に正確に行えるようになる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記金属体２は、先の実施形態で説明した形状、材質に限るものではなく、適宜変更が可能である。
また、前記開口部２ａは、その形状や配置を変更することも可能である。例えば、図６に示すように、開口部２ａが平面視において金属体２の一辺に接する状態に配置されたものであってもよい。
また、前記アンカー部２ｂは、先の実施形態で説明したように金属体２の一部を単に切り起こして形成したものに限らず、例えば、樹脂部に光透過性の材料を使用するような場合には、図７に示すように、アンカー部２ｂが樹脂部の表面側から見え難いように、９０度以上に屈曲するように切り起こしてもよい。
また、アンカー部２ｂは、切り起こしに限らず、例えば、別部材のスタッドを取り付けて使用するものであってもよい。
また、金属体２の樹脂部３との接触部分に、予め、双方の接着性の向上を図れる接着層を設けてあってもよい。
〈２〉 前記樹脂部３は、先の実施形態で説明した形状に限るものではなく、例えば、図８に示すように、金属体の開口部から樹脂部３の一部が表面側に突出する状態に形成してあってもよい。この場合、樹脂部３による立体感が得られ易く、例えば、ロゴマーク等を樹脂部の突出部によって形成すれば、複合品としてのデザイン性を、更に向上させることができる。図８中のＡは、樹脂部３の突出寸法を表し、Ｂは、金属体２の裏面側での樹脂部３の厚み寸法を表し、Ｃは、樹脂部３の突出部の幅寸法を表し、Ｄは、金属体２の裏面側での樹脂部３の幅寸法を表している。これらの数値に関しては、Ａ＜Ｂ、Ｃ＜Ｄという設定が一般的である。また、図８に示す複合品の射出成形においては、金属体２の裏面に溶融樹脂の圧力を先行して作用させて、金属体２を可動型側に押圧しておくことで、開口部の周囲のシール効果が上がり、樹脂部３の突出部周囲のバリ発生を未然に防ぐことができる。
また、樹脂部３は、図９に示すように、前記露出樹脂部３Ｂの内、前記開口部２ａの外周側に位置する外周樹脂部３Ｂａは、前記開口部２ａに位置する開口樹脂部３Ｂｂより厚肉に形成してあってもよい。
この構成を採用すれば、樹脂注入前の段階では、キャビティＶ内の外周樹脂部３Ｂａに対応する空間の方が、開口樹脂部３Ｂｂに対応する空間より広い流路断面が確保されるから、キャビティＶに注入された樹脂Ｊは、外周樹脂部空間に優先的に行き渡る。その樹脂Ｊの圧力で金属体２を成形型Ｋに押し付けることができ、後から開口樹脂部３Ｂｂに対応する空間に廻った樹脂Ｊが、金属体２と成形型Ｋとの合わせ目に滲入するのを防止できる。よって、成形品の金属体２と樹脂部３との境目にバリが出来にくく、バリ取り等の後処理加工を省略でき、形成効率よく、美しい状態の成形品を提供できる。
また、樹脂部３を、光透過性の材料で構成する場合においては、裏面側にＬＥＤや液晶表示部を位置させて、樹脂部を通して、それらの光を表面側に透過させることもできる。
更には、透明樹脂部に、成形と同時に加飾する等の方法によって、箔を加飾してあれば、その加飾層の色調と、光源からの光の色調との組合せによって、透明樹脂部を透過した透過光の色調を、任意なものに変更することができ、より意匠性を向上させることができる。

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。

２ 金属体
２ａ 開口部
２ｂ アンカー部
３ 樹脂部
３Ｂａ 外周樹脂部
３Ｂｂ 開口樹脂部
４ ゲート
Ｋ１ 固定型
Ｋ２ 可動型
Ｓ 加飾シート
Ｖ キャビティ

Claims (5)

1. 開口部を有する金属体と、
   前記開口部を充填するように、前記金属体の裏面の一部に射出成形により一体的に成形された樹脂部とを備え、
   前記金属体は、前記樹脂部に埋設されるように、前記開口部の周縁から一体的に立ち上がるアンカー部を含み、
   前記樹脂部は、前記開口部に位置する開口樹脂部と、前記開口部の外周側に位置する外周樹脂部とを含み、前記外周樹脂部は、開口面に直交する方向の厚さが前記開口樹脂部より厚くなるように設定された、複合品。
2. 前記樹脂部は、前記開口部から露出した面が加飾シートにより射出成形と同時に加飾された、請求項１記載の複合品。
3. 金属体の開口部に樹脂部が成形され、その樹脂部の表面が成形と同時に加飾シートにより加飾された複合品の製造に用いることができる射出成形用金型であって、
   前記加飾シートが配置される可動型と、
   前記金属体が配置され、前記加飾シートが配置された前記可動型との型締めにより前記樹脂部に対応したキャビティが形成される固定型とを備え、
   前記固定型は、前記キャビティに溶融樹脂を射出するゲートが、前記金属体の前記開口部以外の部分に対向する位置に配置された、射出成形用金型。
4. 前記キャビティは、前記開口部の外周側に位置する外周キャビティと、前記開口部に位置する開口キャビティとを含み、
   前記外周キャビティは、型締め方向の厚さが前記開口キャビティより厚くなるように設定された、請求項３記載の射出成形用金型。
5. 金属体の開口部に樹脂部が一体的に成形され、その樹脂部の表面が成形と同時に加飾シートにより加飾された複合品の製造方法であって、
   型締めにより前記樹脂部に対応したキャビティが形成される可動型と固定型とを有する射出成形用金型が用いられ、
   可動型に前記加飾シートを配置し、固定型に前記金属体を配置する工程と、
   型締めして前記キャビティを形成する工程と、
   前記金属体の前記開口部以外の部分に向かって前記キャビティに溶融樹脂を射出して、前記樹脂部を前記金属体に一体的に成形すると同時に、前記樹脂部の表面に前記加飾シートを密着させる工程と、
   前記樹脂部を冷却して固化させる工程とを備えた、複合品の製造方法。

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