JPH05269789A - 積層射出成形品の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】装置に振動やゆがみを発生させることなく、ス
ペースを有効に利用することができ、且つ、作業性がよ
く、寸法精度や外観に優れた積層射出成形品を製造する
方法及び製造装置を提供する。 【構成】金型１の下方から加熱装置５が上昇する。加熱
装置５に保持した加熱シートを雌型１１の凹部１１１内
に沿わせる。加熱装置５を降下し、閉型してキャビティ
内に成形用樹脂を射出成形する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車・バイク等の車
両ボディ、風呂桶・バケツ等の日用品、ＯＡ機器・家電
製品等のハウジング、文房具等の成形品を射出成形で製
造し、さらに外観性の改善として、その表面に、印刷模
様等を施したり、表面硬度、耐候性改善、ソフトタッチ
性の機能を付与したりすることを必要とする分野で使用
される積層射出成形品の製造方法及び製造装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来技術】近年、日用品や自動車の内装等のプラスチ
ック成形品の付加価値を高くする方法として、射出成形
と同時に成形品の表面にシートに印刷された模様を転写
する方法や、種々の特性を備えた熱可塑性樹脂製シート
を貼付する方法等が行われている。

【０００３】その具体例として、例えば、特開昭５９─
２０２８３０号公報に記載の如く、絵柄を印刷した連続
シートを、射出成形装置のフレームに保持されたエアー
シリンダによって上下方向に移動される加熱部材と枠部
材の間に挟持し、射出成形用金型に供給し、シートを射
出成形用雌型に対向して保持し、次いでこのシートの雌
型に対向して保持された部分を、加熱部材と雌型の間で
加熱するとともに真空・圧空成形でシートを金型表面に
密着（予備成形）させた後、射出成形を行う装置が提案
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】特開昭５９─２０２８
３０号公報の装置によると、成形品の表面にシートに印
刷された模様を転写することや、熱可塑性樹脂製シート
を貼付することが可能である。しかし、加熱部材は射出
成形装置のフレームに保持されたシリンダーによって上
下方向に移動されるようなっているため、加熱部材やシ
リンダーの重量により、射出成形装置のフレームに負荷
がかかり、これが射出成形時の金型開閉時の衝撃により
振動を発生してこの振動が射出成形時まで残ったり、雄
型と雌型間のゆがみを引き起こして、射出成形品の寸法
精度や外観を悪くさせたり、装置のスペースを過大に要
するために、工場内の装置の設置場所や設置台数を制約
されたり、加熱部材やシリンダーやそれらを保持するフ
レームが、成形品を金型内から取り出す際に使用するロ
ボットの設置位置やその作動を制約したりするという問
題点がある。

【０００５】本発明は、上記の如き従来の問題点を解消
し、装置に振動やゆがみを発生させることなく、スペー
スを有効に利用することができ、且つ作業性よく、寸法
精度や外観に優れた積層射出成形品を製造する方法及び
製造装置を提供することを目的としてなされたものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の積層射出成形品
の製造方法は、射出成形機の先端に設けられた、雌型と
雄型を有する金型の雌型の近傍に、金型の下方から加熱
装置を上昇させ、加熱装置に保持せしめた加熱シートを
雌型内に沿わせた後、加熱装置を降下せしめ、しかる後
に閉型して、キャビティ内に成形用樹脂を射出成形する
ことを特徴とする積層射出成形品の製造方法である。

【０００７】本発明の積層射出成形品の製造装置は、射
出成形機の先端に設けられた、雌型と雄型を有する金型
の雌型内に加熱シートを沿わせた後、閉型してキャビテ
ィ内に成形用樹脂を射出成形して積層射出成形品を製造
する装置であって、シートを加熱する加熱装置が金型の
下方に設けられ、その加熱装置には昇降装置が設けら
れ、開型時に、加熱装置が昇降装置により雌型の近傍に
上昇し、保持した加熱シートを雌型内に沿わせた後に、
金型の下方に降下し、しかる後に成形用樹脂をキャビテ
ィ内に射出成形するために閉型する機構を備えている積
層射出成形品の製造装置である。

【０００８】本発明において、シートとしては、少なく
とも加熱下で展延性を有するフィルムで構成される方が
好ましく、例えば、熱可塑性樹脂製シート、熱硬化性樹
脂製シート、光硬化性樹脂製シート、電子線硬化性樹脂
製シート、熱硬化性樹脂製シートや光硬化性樹脂製シー
トや電子線硬化性樹脂製シートに高顔料を含む着色樹脂
層を積層させた積層シートやこの積層シートを予め２
色、３色等多色化したシート、熱可塑性樹脂製シートに
上記の熱可塑性樹脂製シート以外のシートを積層した積
層シートや、これらのシートの表面や界面（積層シート
間）に印刷を施した積層シート等が使用される。

【０００９】熱可塑性樹脂製シートとしては、例えば、
ポリスチレン、アクリル系ポリマー、ポリカーボネー
ト、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、
アクリロニトリル─ブタジエン─スチレン共重合体（Ａ
ＢＳ）、変性ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレン
サルファイド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエー
テルケトン、アイオノマー等を主成分とするシートが使
用される。

【００１０】熱硬化性樹脂製シートとしては、例えば、
アクリルポリオール等の反応性アクリル樹脂とブロック
イソシアネートを主成分とする未硬化又は半硬化状態の
シート、反応性ビニルモノマー及び／又はオリゴマー
と、熱可塑性樹脂及び／又はビニル基を有する樹脂と、
過酸化物とを主成分とする未硬化、半硬化状態のシート
等が使用される。

【００１１】光硬化性樹脂製シートとしては、例えば、
熱可塑性樹脂とビニル基等の二重結合を有するモノマー
と、光開始剤とを主成分とする未硬化又は半硬化状態の
シート等が使用される。

【００１２】電子線硬化性樹脂製シートとしては、例え
ば、熱可塑性樹脂と、ビニル基等の二重結合を有するモ
ノマーとを主成分とする未硬化又は半硬化状態のシート
等が使用される。

【００１３】本発明に用いる本体成形用樹脂としては、
射出成形に用いられる材料ならどんな材料でも使用する
ことができ、例えば、ポリスチレン、アクリル系樹脂、
ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、アクリロニトリル─ブタジエン─スチレ
ン共重合体（ＡＢＳ）、変性ポリフェニレンオキシド、
ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルイミド、ポ
リエーテルエーテルケトン、ポリエチレンサルファイ
ド、液晶樹脂、ガラス繊維強化ポリエステル、ガラス繊
維強化エポキシ樹脂、ガラス繊維強化アクリル樹脂等が
挙げられる。

【００１４】本発明で用いる昇降装置としては、公知の
昇降装置、例えば、エアーシリンダー、油圧シリンダ
ー、バネ等を使用することができる。本発明で好適に製
造される射出成形品としては、例えば、自動車・バイク
等の車両ボディ、ＯＡ機器・家電製品等のハウジング等
が挙げられる。

【００１５】

【作用】本発明の積層射出成形品の製造方法は、射出成
形機の先端に設けられた、雌型と雄型を有する金型の雌
型の近傍に、金型の下方から加熱装置を上昇させ、加熱
装置に保持せしめた加熱シートを雌型内に沿わせた後、
加熱装置を降下せしめ、しかる後に閉型して、キャビテ
ィ内に成形用樹脂を射出成形することにより、加熱装置
やその昇降装置の重量が装置に負荷を与えることがなく
て、装置に金型の開閉時の衝撃に伴う振動やゆがみを発
生させることなく、且つ、作業性よく、寸法精度や外観
に優れた表面加飾を施したり、表面硬度、耐候性改善、
ソフトタッチ性の機能を付与した、積層射出成形品を製
造することができる。

【００１６】本発明の積層射出成形品の製造装置は、シ
ートを加熱する加熱装置が金型の下方に設けられ、その
加熱装置には昇降装置が設けられ、開型時に、加熱装置
が昇降装置により雌型の近傍に上昇し、保持した加熱シ
ートを雌型内に沿わせた後に、金型の下方に降下し、し
かる後に成形用樹脂をキャビティ内に射出成形するため
に閉型する機構を備えていることにより、加熱装置やそ
の昇降装置の重量が装置に負荷を与えることがなくて、
装置に金型の開閉時の衝撃に伴う振動やゆがみを発生さ
せることなく、又、装置のスペースを過大に要して工場
内の装置の設置場所や設置台数を制約されたりすること
なく、スペースを有効に利用することができ、且つ、成
形品を金型内から取り出す際のロボットの設置位置やそ
の動作を制約することのない、積層射出成形品の製造装
置として供することができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を図面の実施例により説明す
る。まず、本発明に使用する積層射出成形品の製造装置
の一例について、図面を参照して説明する。

【００１８】図１は本発明に使用する射出成形用金型を
示す縦断面図である。図１において、１は射出成形用金
型であり、移動側の雌型１１と固定側の雄型１２とから
なり、雌型１１と雄型１２との間には、表面に凹部を有
する成形すべき成形品の外面形状に対応した内面形状を
備えたキャビティ１３が設けられている。即ち、雌型１
１内には成形すべき成形品の凸部面を形成する凹部１１
１が設けられており、雄型１２には成形品の凹部面を形
成する凸部１２１と、端面を形成する端面形成部１２２
と、スプルー１２３と、ランナー１２４とが設けられて
いる。

【００１９】そして、金型１を閉じたとき、雌型１１の
凹部１１１、雄型１２の凸部１２１および端面形成部１
２２に囲まれた部分が成形品を成形するキャビティ１３
とされる。キャビティ１３には、スプルー１２３及びラ
ンナー１２４が連結されている。雌型１１の凹部１１１
には、空気を真空吸引したり圧縮空気を噴出する細孔１
１２が多数設けられている。

【００２０】図２は、２０００トン射出成形機の先端に
金型１が設けられた状態の射出成形装置を示す正面図で
ある。図２において、２は金型１が装着された射出成形
装置である。フロアー上に、２０００トン射出成形機２
１と固定ダイプレート２２が据え付けられている。固定
ダイプレート２２には雄型１２が装着され、雄型１２の
スプルー１２３の入口に、射出成形機２１のノズル２１
１が当接されている。固定ダイプレート２２の４隅に
は、雄型１２が装着された方向に水平に突出する４本の
ダイバー２３の一端部が固定され、ダイバー２３の他端
部はフロアー上に据え付けられた型締め用シリンダー２
５の外筒２５１に固定されている。

【００２１】２４は移動ダイプレートであって、その４
隅に通孔２４１が設けられ、その通孔２４１中にダイバ
ー２３が挿通するようにして、ダイバー２３上に装着さ
れている。移動ダイプレート２４の固定ダイプレート側
の面には雌型１１が装着されている。移動タイプレート
２４の雌型１１が装着された方とは反対側の面には、型
締め用シリンダー２５の内筒２５２が連結されている。
そして、型締め用シリンダー２５を伸縮することによ
り、移動ダイプレート２４が固定ダイプレートに対して
位置移動して、雌型１１と雄型１２との間が開閉できる
ようにされている。

【００２２】射出成形機２１の先端に設けられた金型１
の下方のフロアーにはピット３が設けられている。ピッ
ト３内には架台４が設けられ、架台４には、シート供給
装置７と、シリンダー６を介して加熱装置５が設けられ
ている。

【００２３】加熱装置５には、図５に示す如く、その一
方の面に加熱面５１が設けられ、加熱面５１には空気を
真空吸引したり圧縮空気を噴出する細孔５２が多数設け
られている。ピット３中に設けられた加熱装置５は、開
型状態の時に、シリンダー６を伸ばすことにより、雌型
１１の近傍であって、加熱面５１が雌型１１の方を向く
ような位置まで上昇し、シリンダー６を縮めることによ
り、ピット３内に降下することかできるようにされてい
る。

【００２４】シート供給装置７は、ピット３内に降下し
た加熱装置５の加熱面５１側に位置するように設けられ
ている。シート供給装置７には、図３に示す如く、シー
ト巻回物からシート８を繰り出すシート供給部７１が設
けられている。シート供給部７１の近傍に固定チャック
７２が設けられ、固定チャック７２から加熱装置５の幅
方向に延びる図示しないレールが設けられて、そのレー
ルに沿って、移動チャック７３が往復移動するように設
けられている。固定チャック７２の加熱装置側に切断装
置７４が設けられている。

【００２５】そして、加熱装置５の加熱面５１へのシー
ト８の供給は次の如く行われる。まず、固定チャック７
２をフリーな状態にしておいて、固定チャック７２より
シートの先端を移動チャック７３により把持してレール
の先端まで引き出す。次に、加熱装置５の加熱面５１の
細孔５２より空気を真空吸引してシート８を加熱面に吸
い付け、固定チャック７２でシート８の基端部を固定す
る。次いで、切断装置７４によりシート８の基端部を切
断し、チャック７３によるシート８の先端部の把持を開
放して、シート８を加熱装置５の加熱面５１に保持させ
る。しかる後に、移動チャック７３をレールに沿って固
定チャック７２の近傍まで戻す。

【００２６】射出成形後の積層射出成形品は、図示しな
いロボット等により、開型した金型１内から取り出さ
れ、次工程へ移送するようになされている。従って、加
熱装置５及びシート供給装置７が、射出成形機２の金型
１の下方に配置されていも、射出成形後の積層射出成形
品の取り出しの邪魔となることはない。

【００２７】図４は、３００トン射出成形機に先端に金
型１が設けられた状態の射出成形装置を示す正面図であ
る。図２に示す射出成形装置と異なる点は次の点であ
る。この射出成形装置においては、３００トン射出成形
機２１´を用いる。この３００トン射出成形機２１´と
固定ダイプレート２２とがフロアー上に据え付けられた
第１の架台９１に固定されている。又、シリンダー２５
の外筒２５１がフロー上に据え付けられた第２の架台９
２に固定され、ダイバー２３の両端が、このシリンダー
２５の外筒２５１と固定ダイプレート２２に固定されて
いる。又、射出成形機２１´の先端に設けられた金型１
の下方であって、第１の架台９１と第２の架台９２との
間には第３の架台９３が設けられ、第３の架台９３に
は、シート供給装置７と、シリンダー６を介して加熱装
置５が設けられている。その他は図２の射出成形装置と
同様であるので説明は省略する。

【００２８】次に、図２及び図３に示す、２０００トン
射出成形機の先端に金型１が設けられた射出成形装置２
を用いて、本発明の積層射出成形品を製造する工程の一
例を工程順に示す図５〜図８を参照して説明する。

【００２９】まず、図５に示す如く、金型１を開いた状
態とする。図３を参照して説明した如く、加熱装置５の
加熱面５１にシート８を細孔５２より空気を真空吸引す
る如くして保持せしめた状態で、シリンダー６を伸ばし
て、加熱装置５を雌型１１の近傍に上昇させ、加熱面５
１が雌型１１の凹部１１１に相対するようにする。

【００３０】次に、図６に示す如く、シリンダー２５を
伸ばして雌型１１を加熱装置５の方に移動させ、加熱装
置５の加熱面５１上に保持したシート８が雌型１１の側
面に接触し凹部１１１を覆う位置で停止させる。次に、
雌型１１の凹部１１１の内面に密着させる。しかる後
に、シリンダー２５を縮めて、雌型１１を後退させた
後、加熱装置５をピット３内に降下させる。

【００３１】次いで、図８に示す如く、金型１を閉じ
る。金型１内では、表面にシート２が密着された雄型１
２の凸部１２１および端面形成部１２２と、雌型１１の
凹部１１１との間に、キャビティ１３が形成される。こ
のキャビティ１３内に、図示しない射出成形機より溶融
された本体成形用樹脂を雄型１２のスプルー１２３及び
ランナー１２４を通して溶融樹脂を射出成形する。

【００３２】そして、所定時間経過し、金型１内で冷却
した後、金型１を開き、積層射出成形品を取り出し、射
出成形品の端面からはみ出しているシートを切断して、
図９に示す如く、積層射出成形品本体１０１の外表面に
シートによる被膜１０２が被覆された積層射出成形品１
０を得る。

【００３３】実施例１ 図１及び図２に示す２０００トン射出成形機２１の先端
に金型１が設けられた射出成形装置２を用い、図５〜図
８に示す上記の工程に従い、下記の条件にて、図９に示
す如き積層射出成形品の成形を行った。

【００３４】シート８として、カレンダー成形により作
製した、膜厚５００μｍのＡＢＳシート上に石目模様を
印刷したものを用い、遠赤外加熱装置５により、１２０
℃にて３０秒間加熱した後、図７に示す如く、雌型１１
の細孔１１２より空気を真空吸引するとともに、加熱装
置５の細孔５２より圧縮空気を噴出して、加熱面５１に
より加熱されたシート８を雌型１１の凹部１１１に密着
させた（真空圧空成形法）。

【００３５】また、本体成形用樹脂としてＡＢＳ樹脂
（電気化学工業社製：商品名「ＡＢＳ−ＭＥ」）を用
い、射出成形機２１よりキャビティ１３内にノズル先端
温度２３０℃にて溶融した本体成形用樹脂を射出速度５
０ｍｍ／秒にて射出成形した。

【００３６】その結果、ＡＢＳ製の成形品本体１０１の
外表面に、石目模様の印刷されたＡＢＳシートによる被
膜１０２が積層された積層射出成形品１０を得ることが
できた。積層射出成形品１０の外観は良好であった。

【００３７】実施例２ シート８として、実施例１で使用した石目模様を印刷し
たＡＢＳシート上に、光硬化性樹脂組成物〔アクリル樹
脂─酢酸エチル溶液（協和瓦斯化学社製：商品名「ＧＩ
Ｐ８」）を固形分で１００重量部に、アクリルモノマー
（日本化薬社製：商品名「ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ─
２０」）５０重量部、光重合開始剤〔チバ・ガイギー社
製：商品名「イルガキュア１８４」〕０．５重量部を混
合して得られた光硬化性樹脂組成物を塗布し、乾燥して
膜厚３０μｍの光硬化性樹脂層を設け、射出成形後、光
硬化性樹脂に高圧水銀灯により紫外線を照射したこと以
外は、実施例１と同様にして射出成形品の成形を行っ
た。

【００３８】その結果、ＡＢＳ製の成形品本体１０１の
外表面に、石目模様の印刷されたＡＢＳシートと光硬化
性樹脂層で構成される被膜１０２が積層された積層射出
成形品１０を得ることができた。積層射出成形品１０の
外観は良好であった。

【００３９】実施例３ シート８として、実施例１で使用した石目模様を印刷し
たＡＢＳシート上に、ウレタン樹脂─酢酸エチル溶液
〔日本ポリウレタン工業社製：商品名「ニッポラン５１
２０」〕を固形分で３０重量％に、弾性ビーズ〔日本触
媒化学社製：商品名「ＥＢＳ１００」〕１００重量部を
混合した樹脂組成物を塗布し、乾燥して膜厚３０μｍの
スエード調のソフトタッチ樹脂層を設けたこと以外は、
実施例１と同様にして射出成形品の成形を行った。

【００４０】その結果、ＡＢＳ製の成形品本体１０１の
外表面に、石目模様の印刷され、スエード調のソフトタ
ッチ樹脂層で構成される被膜１０２が積層された積層射
出成形品１０を得ることができた。積層射出成形品１０
の外観は良好であった。

【００４１】

【発明の効果】本発明の積層射出成形品の製造方法は、
上記の如き構成とされているので、装置に振動やゆがみ
を発生させることなく、又、スペースを有効に利用する
ことができ、且つ、作業性よく、寸法精度や外観に優れ
た表面加飾を施したり、表面硬度、耐候性改善、ソフト
タッチ性の機能を付与した、積層射出成形品を製造する
ことができる。

【００４２】本発明の積層射出成形品の製造装置は、上
記の構成とされているので、装置に振動やゆがみを発生
させることなく、又、スペースを有効に利用することが
でき、且つ、成形品を金型内から取り出す際のロボット
の設置位置やその動作を制約することのない、積層射出
成形品の製造装置として供することができる。

【００４３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に使用する金型の一例を示す縦断面図で
ある。

【図２】本発明に使用する射出成形機の先端に金型が設
けられた状態の射出成形装置の一例を示す正面図であ
る。

【図３】本発明に使用する加熱装置にシート供給装置よ
りシートを供給する状態を説明する正面図である。

【図４】本発明に使用する他の射出成形機の先端に金型
が設けられた状態の射出成形装置の一例を示す正面図で
ある。

【図５】本発明の積層射出成形品を製造する工程におけ
る、雌型の近傍に加熱装置を上昇させた状態を示す正面
図である。

【図６】本発明の積層射出成形品を製造する工程におけ
る、雌型の凹部にシートを接触させた状態を示す正面図
である。

【図７】本発明の積層射出成形品を製造する工程におけ
る、雌型の凹部にシートを密着させた状態を示す正面図
である。

【図８】本発明の積層射出成形品を製造する工程におけ
る、金型を閉じ、キャビティ内に溶融樹脂を射出成形し
た状態を示す正面図である。

【図９】本発明により得られた積層射出成形品の一例を
示す縦断斜視図である。

【符号の説明】

１ 金型 ２ 射出成形装置 ３ ピット ４ 架台 ５ 加熱装置 ６ シリンダー ７ シート供給装置 ８ シート １０ 積層射出成形品 １１ 雌型 １２ 雄型 １３ キャビティ ２１、２１´ 射出成形機 ２２ 固定ダイプレート ２３ ダイバー ２４ 移動ダイプレート ２５ シリンダー ５１ 加熱面 ５２ 細孔 ９１ 第１の架台 ９２ 第２の架台 ９３ 第３の架台 １０１ 成形品本体 １０２ 被膜 １１１ 凹部 １１２ 細孔 １２１ 凸部 １２２ 端面形成部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｌ 31:34 4Ｆ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出成形機の先端に設けられた、雌型と
   雄型を有する金型の雌型の近傍に、金型の下方から加熱
   装置を上昇させ、加熱装置に保持せしめた加熱シートを
   雌型内に沿わせた後、加熱装置を降下せしめ、しかる後
   に閉型して、キャビティ内に成形用樹脂を射出成形する
   ことを特徴とする積層射出成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 射出成形機の先端に設けられた、雌型と
   雄型を有する金型の雌型内に加熱シートを沿わせた後、
   閉型してキャビティ内に成形用樹脂を射出成形して積層
   射出成形品を製造する装置であって、シートを加熱する
   加熱装置が金型の下方に設けられ、その加熱装置には昇
   降装置が設けられ、開型時に、加熱装置が昇降装置によ
   り雌型の近傍に上昇し、保持した加熱シートを雌型内に
   沿わせた後に、金型の下方に降下し、しかる後に成形用
   樹脂をキャビティ内に射出成形するために閉型する機構
   を備えていることを特徴とする積層射出成形品の製造装
   置。