JP6156474B2 - インモールド射出成形金型装置及び樹脂成形品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インモールド射出成形金型装置及び樹脂成形品製造方法に関する。

インモールド射出成形は、携帯電話、化粧品容器、雑貨品などの比較的寸法の小さい外装部品に広く採用されている。ところが、最近ではルームエアコンの前面パネルのような大きなサイズの樹脂成形品についてまでインモールド射出成形法による加飾が求められるようになってきた。

一般に、インモールド射出成形金型装置は、特許文献１、特許文献２等に開示されているようなものであって、製品形状部の加飾面側の形状を形成するキャビティを有する第１金型、第１金型に対応して製品形状部の非加飾面側の形状を形成するコアを有する第２金型、キャビティの外側で加飾フィルムをクランプするクランプ部材などを備えている。

また、このようなインモールド射出成形金型装置は、次の手順で行われている。
先ず、金型開き時に加飾フィルムを金型内に走向させる工程(フィルム送り工程）、クランプ部材により加飾フィルムをクランプして第1金型の、第２金型との分割面に押し付ける工程（クランプ工程）、クランプフィルムとキャビティの内面との間に形成される空間部を真空引きする工程（吸引工程）が順次行われる。これにより加飾フィルムに伸びと変形を加えて加飾フィルムをキャビティの内面に密着させる。そして、その後型閉めし、その後に内部空間に溶融樹脂を射出する工程（射出工程）を行う。次いで、溶融樹脂を冷却し、これにより溶融樹脂を固化するとともに、加飾フィルムの模様を樹脂成形品に転写させる工程（冷却工程）を経て、最後に型開きし、完成した樹脂成形品を取り出す工程（取出工程）が行われる。

特開２０１３−１８４３００号公報 特開２００１−２３９５２５号公報

ところで、従来のインモールド射出成形金型装置は、加飾フィルムを第1金型の、第２金型との分割面、すなわちクランプ面にリングを介して押し付けることにより、吸引工程におけるエアリークを抑制し、これにより加飾フィルムのキャビティの内面への密着度を高めようとしていた。しかし、この従来の方法ではクランプ部材による加飾フィルムの固定力が高く、吸引時に加飾フィルムがキャビティ側へ移動することが全くないため、キャビティの角部において密着不足が生じ易いという問題があった。また、キャビティの角部において、加飾フィルムに必要とされる伸びや変形が過大となり密着不足が生じる場合があった。この結果、吸引時及び溶融樹脂射出時にキャビティの角部において加飾フィルムに色々な方向の応力が作用し、加飾フィルムに皴、破れ、傷、局部的な伸びに起因する着色層の薄肉化などが発生し、良品が得られないという問題があった。また、樹脂成形品が大型化すると、特にこの問題が顕著に表れるという状態であった。

本発明は、このような課題に鑑み成されたものであって、樹脂成形品に転写される加飾フィルムに生じ易い皴、傷、破れ、局部的薄肉化による薄色化などを緩和するインモールド射出成形金型装置と、このようなインモールド射出成形金型装置を用いて樹脂成形品を製造する樹脂成形品製造方法とを提供することを目的とする。

この課題を解決するインモールド射出成形金型装置は、製品形状部の加飾面側の形状を形成するキャビティを有する第１金型と、前記第１金型に対応して製品形状部の非加飾面側の形状を形成するコアを有する第２金型と、型開き時に前記キャビティの外側において、加飾フィルムの前記第１金型側の面をシールしながら前記加飾フィルムを両面から挟持して拘束するとともに、前記第１金型における前記第２金型との第１分割面に対し前記加飾フィルムを押し付けるクランプ部材と、前記クランプ部材により挟持された前記加飾フィルムと前記キャビティの内面との間の密閉空間の空気を吸引するように前記第１金型に形成された吸引通路とを有し、前記クランプ部材は、前記加飾フィルムの前記第１金型側の面をシールしながら前記加飾フィルムを両面から挟持するための挟持部材を有し、前記挟持部材は、前記密閉空間の空気を吸引する吸引時に前記加飾フィルムに作用する張力により、前記加飾フィルムを挟持拘束した状態のまま前記キャビティ側へ移動可能に弾性的に支持されている。

加飾フィルムは、型開き時にキャビティの外側でクランプ部材の挟持部材により挟持拘束されているが、加飾フィルムとキャビティの内面との間の密閉空間の空気を吸引する時に、加飾フィルムに作用する張力により挟持部材が加飾フィルムを挟持拘束した状態のままキャビティ側へ移動する。これにより、キャビティの２次元或いは３次元の角部に対し加飾フィルムが引き込まれ、キャビティの角部における加飾フィルムに必要とされる伸び代や変形量が緩和される。このため、樹脂成形品の加飾側表面に生じ易い加飾フィルムの皴、破れ傷、或いは、加飾フィルムの局部的な伸びによる着色層の薄肉化やマイクロクラックの発生を抑制することができる。

また、前記クランプ部材は、前記加飾フィルムの前記第１金型側の面に当接するように、前記第１金型における前記キャビティの外側に設けられる第１部材と、前記加飾フィルムの前記第２金型側の面に当接可能に、前記第２金型側の前記コアの外側に設けられる第２部材とからなり、前記挟持部材は、前記第１部材に設けられた第１挟持部材と前記第２部材に設けられた第２挟持部材とで前記加飾フィルムを両面から挟持するように構成され、前記第１挟持部材および前記第２挟持部材は、それぞれ、前記密閉空間の吸引時に前記キャビティ側へ移動可能に弾性的に支持されるとともに、前記第１挟持部材には前記加飾フィルムの前記第１金型側の面に当接するシール部材が設けられているものとしてもよい。

このような構成にすれば、第１挟持部材および第２挟持部材がそれぞれキャビティ側へ移動するように弾性的に支持されているとともに、シール部材が第１挟持部材に設けられているので、加飾フィルムとキャビティの内面との間の密閉空間を気密に保持しながら、加飾フィルムをキャビティ側へ移動させることができる。また、第１挟持部材および第２挟持部材を弾性的に支持する支持部材の材質、寸法、大きさ等を調整することにより、加飾フィルムに作用する張力、及び張力の変化に追随して移動させる加飾フィルムの移動量を適切に設定することができる。

また、前記キャビティは入れ子構造として前記第１金型に形成されるとともに、前記コアは入れ子構造として前記第２金型に形成され、前記クランプ部材の前記第１部材は、前記キャビティ側の入れ子であるキャビ入れ子に収納され、前記クランプ部材の前記第２部材は、型締め時前記コア側の入れ子であるコア入れ子に収納可能に設けられているものとしてもよい。

通常、製造する樹脂成形品が変われば、キャビティ側のキャビ入れ子及びコア側のコア入れ子を変更するとともに、適切に弾性的に支持されるクランプ部材に変更する必要がある。したがって、上記のような構成にすれば、製造する樹脂成形品に対応してキャビ入れ子及びコア入れ子を変更する際に、クランプ部材をその都度適正なものに変更することが容易となる。

前記挟持部材がキャビティ側に移動するように弾性的に支持されているクランプ部材は、前記密閉空間の吸引時に前記加飾フィルムに作用する張力が大きくなる部分を対象として取り付けられているようにしてもよい。

このような構成にすれば、すべてのクランプ部材を、挟持部材がキャビティ側に移動可能な構造とする必要がなく、このようなクランプ部材を必要とされる個所にのみ使用すればよいので、コストの上昇を抑制することができる。

前記吸引通路は、複数の吸引通路からなり、前記複数の吸引通路のうちの少なくとも一部の吸引通路は、前記キャビティにおける複数の角部のうちの、前記密閉空間の空気吸引時に前記加飾フィルムに作用する張力が大きくなる角部に対し開口するように形成されているものとしてもよい。

加飾フィルムとキャビティの内面との間の密閉空間の吸引時に加飾フィルムに作用する張力が大きくなる角部は、加飾フィルムに高い伸び率が要求されるとともに空気がたまり易い。しかし、上記のように構成すれば、この角部から直接空気を吸引することができるので、前述のキャビティ側に移動するように弾性的に支持されるクランプ部材の使用効果と相俟って、加飾フィルムの傷、破れ、皴、局部的な薄肉化を効果的に抑制することができる。

また、本発明に係る樹脂成形品製造方法は、上記何れかのインモールド射出成形装置を用いて樹脂成形品を製作するものである。
インモールド射出成形装置により製作される樹脂成形品は、加飾フィルムとキャビティの内面との間の密閉空間の吸引時、形状変化率の大きいキャビティの角部において加飾フィルムに高い伸び率が要求される。しかし、樹脂成形品が上記インモールド射出成形装置により製造される場合には、このような高い伸び率の要求に対して加飾フィルムの伸び代が確保されているので、傷、破れ、皴、局部的な薄肉化が抑制される。したがって、外観の良好な加飾樹脂成形品を供給することができる。

本発明によれば、樹脂成形品の加飾面側に生じやすい加飾フィルムの皴、破れ、傷、或いは、加飾フィルムの局部的な伸びによる着色層の薄肉化やマイクロクラックの発生を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係るインモールド射出成形装置のフィルム送り工程図である。 同インモールド射出成形装置のクランプ工程図である。 同押え工程時のクランプ部材周りの詳細図である。 同インモールド射出成形装置により製造される樹脂成形品の一例の外観斜視図である。 同インモールド射出成形装置におけるクランプ部材の平面配置図である。 同インモールド射出成形装置の吸引工程図である。 同吸引工程におけるクランプ部材周りの詳細図である。 同吸引工程に関連する参考説明図である。 同インモールド射出成形装置の射出工程図である。 同射出工程におけるクランプ部材周りの詳細図である。 同インモールド射出成形装置の取出し工程図である。 同インモールド射出成形装置により製造される樹脂成形品の他の例の外観斜視図である。

本発明の実施の形態について、以下図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面は理解し易くするために、主要な構成要素を模式的に示している。また、図示された各構成要素の縦横等の寸法は、図面作成の都合上実際の寸法とは異なる。また、以下に説明される寸法、構造、材質等は一例であって特に限定されるものではなく、本発明の趣旨から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本実施の形態に係るインモールド射出成形装置の全体構成の概要を図１に基づき説明する。
本実施の形態に係るインモールド射出成形装置は、図１に示すように、製品形状部の加飾面側の形状を形成するキャビティ１１を有する第１金型１０と、製品形状部の非加飾面側の形状を形成するコア２１を有する第２金型２０とを備えたものであって、型開き可能な金型として構成されている。なお、図１０で見て分かるように、キャビティ１１及びコア２１は、中央部から外周傾斜面の途中までの範囲が製品形状に対応する。外周傾斜面におけるその外側は、製品形状部の外側になっている。したがって、コア２１は、製品形状部に対応する形状対応部分２１Ａとその外側の非形状対応部分２１Ｂとの間に製品の肉厚分の段差が形成されている。

また、本インモールド射出成形装置は、加飾フィルム３０をクランプするクランプ部材４０を備えたものである。クランプ部材４０は、第１金型１０に取り付けられている第１部材５０と、第２金型２０側にあって、第１金型１０に対し遠近方向に移動可能に取り付けられる第２部材６０とから成る。このクランプ部材４０は、第１部材５０と第２部材６０とにより加飾フィルム３０を両面から挟持するものである。このために、クランプ部材４０には、加飾フィルム３０を両面から挟持するための挟持部材が設けられている。この挟持部材は、図３に示すように、第１部材５０に設けられた第１挟持部材５１と第２部材６０に設けられた第２挟持部材６１とで加飾フィルム３０を両面から挟持するものであって、加飾フィルム３０を挟み込んだままキャビティ１１側に移動可能に形成されている。なお、クランプ部材４０の詳細については後述する。

第１金型１０は、固定型であって、キャビティ１１が入れ子構造として形成されている。以下この入れ子をキャビ入れ子１２と称する。キャビ入れ子１２は、キャビティ１１が形成される中央部の肉厚に比べてキャビティ１１外側の端部が薄く形成され、この薄く形成された部分に第１部材５０の取付部７０が形成されている。

また、第１金型１０は、キャビティ１１の外側に第２金型２０との分割面である第１分割面１３を有する。また、第１金型１０には、図示しない吸引装置に連通する吸引通路１４が形成されており、この吸引通路１４はキャビ入れ子１２内において複数の吸引通路１４Ａ，１４Ｂに分岐されている。複数の吸引通路１４Ａ，１４Ｂは、キャビティ１１の内面角部の周辺の底面に開口するように形成されている。

第２金型２０は、可動型であって、コア２１が入れ子構造として形成されている。以下この入れ子をコア入れ子２２と称する。このコア入れ子２２には、溶融樹脂を流し込むためのスプル２３と、クランプ部材４０を構成する第２部材６０を収容する収容凹部２４が形成されている。

また、第２金型２０は、コア２１の外側に第１金型１０との分割面である第２分割面２５を有する。なお、コア２１は、前述のように、製品対応の形状対応部分２１Ａとその外側の非形状対応部分２１Ｂとでは製品の肉厚分の段付きになっており、非形状対応部分２１Ｂの部分がキャビティ１１の内面とが加飾フィルム３０を挟んで突き合わされる構造となっている（射出工程時の図１０参照）。

また、第２金型２０には、図示省略されているが、コア入れ子２２を貫通する位置に、第２部材６０を第１金型１０に対し遠近方向に移動させるためのアーム（不図示）を貫通させる貫通孔（不図示）が形成されている。そして、この第２部材６０は、このアームを介して移動装置（不図示）により移動制御されている。

本インモールド射出成形装置に用いられる加飾フィルム３０は、従来のものと同様のものであって、基体フィルム３１上に転写層３２を備えている。また、図面上で明示されていないが、基体フィルム３１と転写層３２との間には剥離層が形成され、転写層３２の表面側(すなわち製品側)には接着層が設けられている。

次に、クランプ部材４０について図３に基づき、より具体的に説明する。
キャビ入れ子１２の取付部７０に収納される第１部材５０は、加飾フィルム３０を挟持する断面四角形の棒状の第１挟持部材５１と、第１挟持部材５１と加飾フィルム３０との間に取り付けられるシール部材としてのＯリング５２と、第１挟持部材５１をキャビ入れ子１２に取り付けるための複数の第１取付ボルト５３とを備えている。また、第１部材５０は、第１挟持部材５１の側面５１Ｃと取付部７０のキャビティ側の側面７１Ａとの間に介在させる第１弾性部材５４を備えている。

一方、キャビ入れ子１２に設けられた取付部７０は、第１挟持部材５１を収納するように、第２金型２０との第１分割面１３側から窪むように形成された第１凹部７１と、その反対側の面から窪むように形成された第１取付ボルト５３の頭部５３Ｃを収納する第２凹部７２とを有する。また、取付部７０は、第１凹部７１と第２凹部７２との間に形成された、第１分割面１３に平行に形成された第１取付壁部７３とを有している。

また、このような第１部材５０を含むクランプ部材４０は、キャビティ１１の外側全域で加飾フィルム３０を挟持可能とするために、キャビティ１１の外周を取り巻くように配置されている。例えば、成形される製品が図４に示す深堀形状の箱型成形品８０の場合には、図５に示すように、第１部材５０と第２部材６０とから成るクランプ部材４０がキャビティ１１の外周に沿う四辺の位置８１，８２，８３，８４と、この四辺の角部を斜めに繋ぐ四つのコーナ部８５，８６，８７、８８とに取り付けられる。

ここで、前述の第１部材５０について、さらに具体的に説明する。
第１挟持部材５１は、金属、プラスチックなどの剛性のある材料により形成された、断面四角形形状の棒状のものである。この第１挟持部材５１は、第２金型２０との第１分割面１３側にＯリング５２を取り付けるためのＯリング溝５１Ａが長手方向に形成され、第１分割面１３の反対側の面には第１取付ボルト５３を螺合するねじ穴５１Ｂが長手方向に適宜の間隔を置いて形成されている。Ｏリング５２は、加飾フィルム３０と第１挟持部材５１との間をシールするとともに、第１部材５０と第２部材６０とで弾性的に把持して滑らないように保持する機能を有する。

第１取付ボルト５３は、取付部７０の第１取付壁部７３の第１貫通孔７３Ａを貫通する軸部５３Ａと、第１挟持部材５１のねじ穴５１Ｂに螺合されるねじ部５３Ｂと、座金組み込み六角穴付きの頭部５３Ｃとを備えている。軸部５３Ａは、ねじ部５３Ｂより大径に形成されている。軸部５３Ａの長さは、第１取付壁部７３の厚さより若干大きく形成されており、第１取付ボルト５３を締結しても第１取付ボルト５３が第１取付壁部７３に対し固定されないように形成されている。

第１弾性部材５４は、一側が第１挟持部材５１の側面５１Ｃに固定され、他側において第１凹部７１の側面７１Ａに固定されている。加飾成形品の製造工程における吸引工程において、加飾フィルム３０に張力が作用した場合に、第１弾性部材５４が圧縮される。そして、これにより第１挟持部材５１は、第２挟持部材６１との間に加飾フィルム３０を挟持した状態のままキャビティ１１側に移動できるように構成されている。第１弾性部材５４の材料としては、例えば、ニトリルゴム、アクリルゴム、フッ素ゴム等の合成ゴムや、天然ゴムを用いることができる。なお、この第１弾性部材５４は、上記機能の他にキャビ入れ子１２の第１凹部７１の側面７１Ａと第１挟持部材５１の側面５１Ｃとの間をシールする機能をも有する。

次に、取付部７０について、さらに具体的に説明する。
第１凹部７１は、断面四角形の凹部である。第１凹部７１の深さは、第１挟持部材５１の厚み寸法（第１分割面１３に対し直交する方向の寸法）と略等しく形成されている、また、第１凹部７１の第１分割面１３と平行な方向の寸法は、第１挟持部材５１との間に所定の隙間が形成される大きさとされている。特に、キャビティ１１側の隙間は、製造工程における吸引工程時に加飾フィルム３０に作用する張力を緩和するように第１弾性部材５４を変形させ、その変形に伴い第１挟持部材５１が図３の図示位置からキャビティ１１側に移動できる寸法を有するように形成されている。

また、第１凹部７１の第２金型２０側は、第１金型１０における第１分割面１３に押し付けられた加飾フィルム３０とのシールを行うＯリング５２を突出させて取り付けるために、第１分割面１３から少し凹んだ凹面７１Ｂに形成されている。この凹面７１Ｂは、第１凹部７１の周辺に拡がる大きさに形成されている。

第２凹部７２は、第１取付ボルト５３の頭部５３Ｃを収納するものであり、頭部５３Ｃの先端が第２凹部７２から突出しないような深さ寸法に形成されている。また、第２凹部７２の第１分割面１３と平行な方向の寸法は、頭部５３Ｃが第１挟持部材５１とともに図示位置からキャビティ１１側に移動できる大きさに形成されている。

第１取付壁部７３は、第１凹部７１と第２凹部７２との間に形成され、第２凹部７２側から第１取付ボルト５３を挿入し、この第１取付ボルト５３のねじ部５３Ｂを第１挟持部材５１のねじ穴５１Ｂに螺合することにより、第１挟持部材５１をキャビティ１１側へ移動可能に取り付けるものである。このために、第１取付壁部７３には、第１取付ボルト５３を遊貫してキャビティ１１側に移動可能とする長孔形状の第１貫通孔７３Ａが形成されるとともに、第１取付壁部７３の厚さを第１取付ボルト５３の軸部５３Ａの長さより若干小さい寸法に形成されている。

次に、クランプ部材４０を構成する第２部材６０について説明する。
図３に示すように、第２部材６０は、第１挟持部材５１と対になって加飾フィルム３０を挟持する第２挟持部材６１と、これを取り付ける取付部材６２と、第２挟持部材６１を取付部材６２に取り付ける複数の第２取付ボルト６３と、第２部材６０を弾性的にキャビティ１１側に移動させるための第２弾性部材６４とを備えている。

第２挟持部材６１は、第１挟持部材５１と同様に金属、プラスチックなどの剛性のある材料により形成された、断面四角形形状の棒状のものである。第２挟持部材６１の加飾フィルム３０側の面は平らに形成され、その反対側の面に第２取付ボルト６３を螺合するためのねじ穴６１Ａが、長手方向に適宜の間隔を設けて複数開口するように形成されている。

取付部材６２は、図示しない前述のアームにより第１金型１０に対し遠近可能となるように第２金型２０に取り付けられている。そして、取付部材６２は、金属、プラスチックなどの剛性のある材料により形成されたものであって、型締めの際に第２金型２０の収容凹部２４内に収容される大きさに形成されている（図１０参照）。また、取付部材６２は、概略断面形状が四角形の棒状部材であって、加飾フィルム３０側に第２挟持部材６１を収納する第３凹部６２Ａが形成され、加飾フィルム３０側に第２取付ボルト６３の頭部６３Ｃを収納する第４凹部６２Ｂが形成されている。また、第３凹部６２Ａと第４凹部６２Ｂとの間に第１金型１０との第２分割面２５と平行な第２取付壁部６２Ｃが形成されている。

第３凹部６２Ａは、断面四角形の凹部である。第３凹部６２Ａの深さは、第２挟持部材６１の厚み寸法（第１分割面１３に対し直交する方向の寸法）より小さく形成されている。したがって、第１挟持部材５１と第２挟持部材６１とで加飾フィルム３０を挟持した状態において、取付部材６２と加飾フィルム３０との間に所定寸法の隙間が形成される。これにより、製造工程の吸引工程において、取付部材６２が加飾フィルム３０の移動を妨げないように配慮されている。また、第３凹部６２Ａの第２分割面２５（図１０参照）と平行な方向の寸法は、第２挟持部材６１の側面６１Ｂと第３凹部６２Ａの内側面との間に所定の隙間が形成される大きさとされている。特に、キャビティ１１側の隙間は、製造工程の吸引工程時に加飾フィルム３０に作用する張力を緩和するように第２弾性部材６４を変形させ、その変形に伴い第２挟持部材６１が図３の図示位置からキャビティ１１側に移動できる寸法を有するように形成されている。

第４凹部６２Ｂは、第２取付ボルト６３の頭部６３Ｃを収納するものであるが、頭部６３Ｃの先端が第４凹部６２Ｂから突出する程度の深さに形成されている。また、第４凹部６２Ｂの第２分割面２５と平行な方向の寸法は、頭部６３Ｃが第２挟持部材６１とともに図示位置からキャビティ１１側に移動できる大きさに形成されている。

第２取付壁部６２Ｃは、第３凹部６２Ａと第４凹部６２Ｂとの間に形成され、第４凹部６２Ｂ側から第２取付ボルト６３を挿入し、この第２取付ボルト６３のねじ部６３Ｂを第２挟持部材６１のねじ穴６１Ａに螺合することにより、第２挟持部材６１をキャビティ１１側へ移動可能に取り付けるものである。このために、第２取付壁部６２Ｃには、第２取付ボルト６３を遊貫してキャビティ１１側に移動可能とする長穴形状の第２貫通孔６２Ｄが形成されるとともに、第２取付壁部６２Ｃの厚さを第２取付ボルト６３の軸部６３Ａの長さより若干小さい寸法に形成されている。

第２取付ボルト６３は、第２取付壁部６２Ｃに形成されている第２貫通孔６２Ｄを貫通する軸部６３Ａと、第２挟持部材６１のねじ穴６１Ａに螺合されるねじ部６３Ｂと、座金組み込み六角穴付きの頭部６３Ｃとを備えている。軸部６３Ａは、ねじ部６３Ｂより大径に形成されている。軸部６３Ａの長さは、第２取付壁部６２Ｃの厚さより若干大きく形成されており、第２取付ボルト６３を締結しても第２取付ボルト６３が取付部材６２に対し固定されないように形成されている。

第２弾性部材６４は、一側が第２挟持部材６１の側面６１Ｂに固定され、他側において第３凹部６２Ａのキャビティ１１側の側面に固定されている。樹脂成形品の製造工程の吸引工程において、加飾フィルム３０に張力が作用した場合に、第２弾性部材６４が圧縮される。これにより第２挟持部材６１は、第１挟持部材５１との間に加飾フィルム３０を挟持した状態のままキャビティ１１側に移動できるように構成されている。第２弾性部材６４の材料は、第１弾性部材５４と同一である。

次に、本実施の形態の動作の説明として、上記のように構成されたインモールド射出成形装置による樹脂成形品の製造方法について説明する。
図１に示すように、フィルム送り工程では、加飾フィルム３０がフィルム送り装置（不図示）により型開きしている金型内へ送られる、ここでは、クランプ部材４０の第２部材６０が第１金型１０から離れた位置に移動保持されており、加飾フィルム３０はクランプ部材４０の第２部材６０と第１金型１０との間を走向する。

図２に示すように、次のクランプ工程では、第１金型１０から離れた位置に保持されていたクランプ部材４０の第２部材６０が第１金型１０における第２金型２０との第１分割面１３まで移動する。そして、第２部材６０の第２挟持部材６１と第１部材５０の第１挟持部材５１との間で加飾フィルム３０を保持する。そして、キャビティ１１の外周部で加飾フィルム３０を、第１金型１０における第２金型２０との第１分割面１３へ押し付ける。これにより、加飾フィルム３０とキャビティ１１の内面との間に密閉空間が形成される。キャビティ１１の外周における加飾フィルム３０とキャビティ１１の内面との間のシールは、加飾フィルム３０を第１分割面１３へ押し付けることに加えて、第１挟持部材５１と加飾フィルム３０との間に設けられたＯリング５２と、第１挟持部材５１とキャビ入れ子１２との間に設けられた第１弾性部材５４とにより厳密に行われている。このときの状態は、図３に示すように、未だ加飾フィルム３０に張力が作用していない状態であって、第１弾性部材５４及び第２弾性部材６４が未だ圧縮されていない。したがって、クランプ部材４０は、キャビティ１１に対し遠い側の位置にある。

次に、図６に示すように、吸引工程では、吸引通路１４に連通する吸引装置(不図示)が駆動され、吸引通路１４，１４Ａ，１４Ｂにより加飾フィルム３０とキャビティ１１の内面との間の密閉空間（図２参照）が真空引きされる。これにより、図６及び図７に示すように、加飾フィルム３０がキャビティ１１の内面に密着して沿うように変形する。また、クランプ部材４０により挟持される加飾フィルム３０に張力が作用する。また、図７に示すように、クランプ部材４０において、第１弾性部材５４及び第２弾性部材６４が第１挟持部材５１及び第２挟持部材６１を介して圧縮力を受けて圧縮される。この結果、クランプ部材４０により挟持された加飾フィルム３０がキャビティ１１側へ引き込まれるため、キャビティ１１内面の角部における加飾フィルム３０の張力及び変形が緩和される。

因みに、従来のようにクランプ部材４０の固定により加飾フィルム３０が移動しない構造であって、キャビティ１１内面の角部付近に吸引通路を有していない構造の場合は、吸引工程においてクランプ部材４０に挟持されている加飾フィルム３０がキャビティ１１内面に引き込まれることがない。このために、図８に示すように、キャビティ１１内面の角部における加飾フィルム３０の密着が不足し、角部に空間部１１０が残る。また、この場合は、真空引きにより加飾フィルム３０に過大な張力が作用したり、溶融樹脂射出時に空間部１１０に位置する加飾フィルム３０に大きな力が作用したりする。これら要因により、加飾フィルム３０に皴、破れ、傷、局部的に箔肉化が生るという問題があり、樹脂成形品の外観が低下するという問題が生じていた。しかし、本実施の形態の場合にはこのような問題を緩和することができる。

なお、樹脂成形品の形状や大きさが異なると、吸引工程において加飾フィルム３０に作用する張力が変わり、必要とする移動距離も変わってくる。したがって、樹脂成形品の形状や大きさに応じ第１弾性部材５４及び第２弾性部材６４の形状、大きさ、材質を調節し、クランプ部材４０の挟持部材の移動量、すなわち、加飾フィルム３０の引込量を調節することが必要である。

次に、吸引工程に続いて射出工程が行われる。真空引きの開始後又は真空引き終了後に金型が閉じられて、金型の内部に成形空間が形成され、射出工程が行われる。
図９、図１０に示すように、この実施の形態においては、クランプ部材４０により加飾フィルム３０が挟持された状態のまま第２金型２０が第１金型１０の方へ移動して型締めが行われる。そして、型締めされた後、射出工程に移行し、スプル２３から金型内部の成形空間に溶融樹脂２６が流し込まれる。

このとき、加飾フィルム３０は、溶融樹脂２６からの伝熱によりさらに軟化する。そして、流動する溶融樹脂２６と接触することにより、加飾フィルム３０の各部分が成形空間内において、溶融樹脂２６が最後に到達する予定の領域の方へ延ばされた状態で、溶融樹脂２６の射出が終了する。

溶融樹脂２６が成形空間内に充填された後、溶融樹脂２６は冷却されて固化する。そして溶融樹脂２６が固化した後、型開きされて取出し工程に移行する。
このとき、図１１に示すように、固化した樹脂からなる成形品、この場合は箱型成形品８０が第１金型１０から離れるときに、加飾フィルム３０の転写層３２が成形品側にくっ付いて転写される。そして、型開きした後、ロボットなどにより成形品が金型から例えば図示矢印で示す方向へ取り出される。

(効果)
本実施の形態に係るインモールド射出成形装置は、以上のように構成されているので、次のような効果を奏することができる。

（１）加飾フィルム３０は、型開き時にキャビティ１１の外側でクランプ部材４０により挟持拘束されているが、加飾フィルム３０とキャビティ１１内面との間の密閉空間の空気を真空吸引する時に、加飾フィルム３０に作用する張力により、加飾フィルム３０がクランプ部材４０により挟持拘束された状態のままキャビティ１１側へ移動する。これにより、加飾フィルム３０とキャビティ１１内面との間の密閉空間の吸引時に、加飾フィルム３０がキャビティ１１の２次元或いは３次元の角部に引き込まれ、キャビティ１１の角部における加飾フィルム３０に必要とされる伸び代や変形量が緩和される。このため、加飾フィルム３０の破れ、傷、局部的な伸びによる着色層の薄肉化の発生を抑制することができる。

（２）クランプ部材４０は、第１部材５０の第１挟持部材５１と第２部材６０の第２挟持部材６１とがそれぞれキャビティ１１側へ移動するように弾性的に支持されているとともに、シール部材としてのＯリング５２が第１部材５０に設けられている。したがって、加飾フィルム３０とキャビティ１１内面との間の密閉空間を気密に保持しながら、加飾フィルム３０を移動させることができる。また、第１弾性部材５４及び第２弾性部材６４の材質、寸法、大きさ等を調整することにより、加飾フィルム３０に作用する張力、及び張力の変化に追随して移動させる加飾フィルム３０の移動量を適切に設定することができる。

（３）キャビティ１１は入れ子構造として第１金型１０に形成されるとともに、コア２１は入れ子構造として第２金型２０に形成され、さらに、クランプ部材４０の第１部材５０はキャビティ１１側のキャビ入れ子１２に設けられ、第２部材６０は型締め時コア２１側のコア入れ子２２に収納可能に設けられている。したがって、製造する樹脂成形品に対応してキャビ入れ子１２及びコア入れ子２２を変更する際に、クランプ部材４０をその都度適正な仕様に変更することが容易となる。

（４）吸引通路１４は、複数の吸引通路１４Ａ，１４Ｂからなり、複数の吸引通路１４Ａ，１４Ｂのうちの少なくとも一部の吸引通路１４Ａ，１４Ｂは、キャビティ１１における複数の角部のうちの、吸引工程時の加飾フィルム３０に作用する張力が大きくなる角部に対し開口するように形成されている。したがって、クランプ部材４０の挟持部材を前述のような移動式に構成することに加えてこのような吸引通路１４，１４Ａ，１４Ｂを設けることにより、吸引工程時におけるキャビティ１１の内面角部における加飾フィルム３０の密着を良好にすることができる。これにより、加飾フィルム３０の傷、破れ、皴、局部的な薄肉化を効果的に抑制することができる。

（５）本実施の形態に係るインモールド射出成形装置を用いて樹脂成形品を製造すると、外観の良好な加飾樹脂成形品を製造することができる。特に、高い伸び率が要求される大型樹脂成形品において良好な製品を供給することができる。

（変形例）
上記実施の形態に関する説明は、本発明に従うインモールド射出成形装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従うインモールド射出成形装置は、例えば以下に示される上記実施の形態の変形例、及び、相互に矛盾しない少なくとも２つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。上記実施の形態において以下のように変更することもできる。

・上記実施の形態においては、キャビティ１１を備える第１金型１０が固定型であって、コア２１を備える第２金型２０が可動型であったが、第１金型１０を可動型、第２金型２０を固定型とするように変更してもよい。

・上記実施の形態においては、樹脂成形品は深堀形状の箱型成形品８０であったが、このような形状に限られるものではない。例えば、図１２に示すような、平面形状が四角形であって、一片のみに折曲部が形成されているような二次元的成形品９０にも適用して効果がある。

・また、樹脂成形品において、加飾フィルム３０の張力が大きくなる位置が全周でなく一部の周辺に存在する場合、例えば、前出の図１２のような二次元的成形品９０を制作する場合には、本実施の形態のような移動式の挟持部材を備えたクランプ部材４０を周囲四辺や角部の全部に配置する必要がない。したがって、この場合は、折曲部のある一片のみに本実施の形態に係るクランプ部材４０を配置すればよい。

・本実施の形態においては、図１０に記載されているように、コア２１の外周斜面部とキャビティ１１の内面における外周斜面部とが斜面の途中で加飾フィルム３０を挟んで突き合わされる金型となっているが、第１金型１０と第２金型２０との突合せ面をキャビティ１１及びコア２１の外周側とする従来一般的な金型としてもよい。

・吸引通路１４は、キャビ入れ子１２内において複数の吸引通路１４Ａ，１４Ｂに分岐され、キャビティ１１内面の角部付近の底面に開口するように形成されているが、前記実施の形態のように１段階的に分岐される形態に限定されるものではない。例えば、１次的な吸引通路１４Ａ，１４Ｂに対しさらに２次的な吸引通路を設けるような形態とすることもできる。また、キャビ入れ子１２内で分岐せずにその外側から直接的に目的位置に吸引通路を開口するようにすることもできる。

１０…第１金型
１１…キャビティ
１２…キャビ入れ子
１３…第１分割面
１４…吸引通路
１４Ａ…吸引通路
１４Ｂ…吸引通路
２０…第２金型
２１…コア
２２…コア入れ子
３０…加飾フィルム
４０…クランプ部材
５０…第１部材
５１…第１挟持部材
５２…（シール部材としての）Ｏリング
６０…第２部材
６１…第２挟持部材

Claims (6)

1. 製品形状部の加飾面側の形状を形成するキャビティ１１を有する第１金型１０と、
   前記第１金型１０に対応して製品形状部の非加飾面側の形状を形成するコア２１を有する第２金型２０と、
   型開き時に前記キャビティ１１の外側において、加飾フィルム３０の前記第１金型１０側の面をシールしながら前記加飾フィルム３０を両面から挟持して拘束するとともに、前記第１金型１０における前記第２金型２０との第１分割面１３に対し前記加飾フィルム３０を押し付けるクランプ部材４０と、
   前記クランプ部材４０により挟持された前記加飾フィルム３０と前記キャビティ１１の内面との間の密閉空間の空気を吸引するように前記第１金型１０に形成された吸引通路１４とを有し、
   前記クランプ部材４０は、前記加飾フィルム３０の前記第１金型１０側の面をシールしながら前記加飾フィルム３０を両面から挟持するための挟持部材を有し、
   前記挟持部材は、前記密閉空間の空気を吸引する吸引時に前記加飾フィルム３０に作用する張力により、前記加飾フィルム３０を挟持拘束した状態のまま前記キャビティ１１側へ移動するように構成されている
   インモールド射出成形金型装置。
2. 前記クランプ部材４０は、前記加飾フィルム３０の前記第１金型１０側の面に当接可能に、前記第１金型１０における前記キャビティ１１の外側に設けられる第１部材５０と、前記加飾フィルム３０の前記第２金型２０側の面に当接可能に、前記第２金型２０側の前記コア２１の外側に設けられる第２部材６０とからなり、
   前記挟持部材は、前記第１部材５０に設けられた第１挟持部材５１と前記第２部材６０に設けられた第２挟持部材６１とで前記加飾フィルム３０を両面から挟持するように構成され、前記第１挟持部材５１および前記第２挟持部材６１は、それぞれ前記密閉空間の吸引時に前記キャビティ１１側へ移動可能に弾性的に支持されるとともに、前記第１挟持部材５１には前記加飾フィルム３０の前記第１金型１０側の面に当接するシール部材が設けられ、さらに、前記第１挟持部材５１のている
   請求項１に記載のインモールド射出成形金型装置。
3. 前記キャビティ１１は入れ子構造として前記第１金型１０に形成されるとともに、前記コア２１は入れ子構造として前記第２金型２０に形成され、
   前記クランプ部材４０の前記第１部材５０は、前記キャビティ１１側の入れ子であるキャビ入れ子１２に収納され、前記クランプ部材４０の前記第２部材６０は、型締め時前記コア２１側の入れ子であるコア入れ子２２に収納可能に設けられている
   請求項２に記載のインモールド射出成形金型装置。
4. 前記挟持部材がキャビティ１１側に移動するように弾性的に支持されているクランプ部材４０は、前記密閉空間の吸引時に前記加飾フィルム３０に作用する張力が大きくなる部分を対象として取り付けられている
   請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のインモールド射出成形金型装置。
5. 前記吸引通路１４は、複数の吸引通路１４Ａ，１４Ｂからなり、
   前記複数の吸引通路１４Ａ，１４Ｂのうちの少なくとも一部の吸引通路は、前記キャビティ１１における複数の角部のうちの、前記密閉空間の空気吸引時に前記加飾フィルム３０に作用する張力が大きくなる角部に対し開口するように形成されている
   請求項４記載のインモールド射出成形金型装置。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載されたインモールド射出成形装置を用いて樹脂成形品を製作する樹脂成形品製造方法。

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