JPH06297498A - 模様入り成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は模様を形成すべき部分が樹脂ゲー
ト近傍にある合成樹脂製成形品の製造法の改良に関する
ものである。 【構成】 模様を形成してなるシートを金型キャビテ
ィ形状に切断した後、該金型キャビティの少なくとも片
面に該模様の形成面がキャビティ側となるように装着し
て、溶融した熱可塑性成形樹脂を射出一体化してなる模
様入り成形品の製造方法であって、熱可塑性成形樹脂を
射出する際の樹脂ゲート部分の溶融樹脂の線速度を２０
０〜２０００ｍｍ／秒とすることを特徴とする模様入り
成形品の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は文字及び／又は模様を形
成してなる合成樹脂成形品の製造法の改良に関するもの
であり、特に文字、マーク、その他の模様を形成すべき
部分がゲート近傍にある場合などの射出樹脂との剪断応
力が大きい部分にも良好な模様を封入した成形品の製造
方法を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】シートの模様形成面を射出樹脂で封入す
る成形品の成形方法は、公知であり、例えば特開昭６１
−１２０７４１号公報等に開示されているが、従来の方
法では、溶融樹脂射出の際、特にゲート付近での剪断応
力の影響により形成させた模様が流出する問題点があっ
たので、シートの模様封入位置を金型内のゲート部より
１ｃｍ以上離れた位置とする必要があった。また、模様
形成シート上に更にシートまたはフィルム（以下、シー
トと総称することがある）をラミネートして、ゲート部
分の模様の流出を防ぐ工法も特開平１−９５０１９号公
報で開示されているが、シートに印刷後、更に別工程に
よりラミネート処理を行うために工程数が増加し、かつ
コストアップが生ずるという問題があった。模様を封入
した製品はシートを剥して削らない限り消滅することは
ないが、製品表面は樹脂性のために傷が付き易い欠点が
あり、後工程で成形品にハードコート処理等行うと、埃
の付着や液だまりなどの不良も多く、歩留りが低下する
という問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した従来
技術の課題を解決し、文字及び／又は模様を形成してな
るシートを金型に装着して、溶融した熱可塑性樹脂を射
出一体化成形する際、合成樹脂成形品のゲート付近の模
様の流出を防止して文字等の形成範囲を広げるととも
に、ハードコート、熱線反射性能、防曇性能等の機能性
を有するシートをも使用可能とした模様入り成形品の製
造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは模様封入成
形品の製造方法について鋭意研究を重ねた結果、溶融樹
脂射出の際、樹脂ゲート部分の断面積を一定以上とし、
かつゲート部分の溶融樹脂の線速度が２００〜２０００
ｍｍ／秒とすることにより、ゲート付近での剪断応力の
影響によりシート上の模様が流出するのを防止できるこ
とを見い出し、本発明を完成させた。すなわち、本発明
は、文字及び／又は模様を形成してなるフィルムまたは
シートを金型キャビティ形状に切断した後、該金型キャ
ビティの少なくとも片面に該文字及び／又は模様がキャ
ビティ側となるように装着して、熱可塑性成形樹脂を射
出一体化してなる模様入り成形品の製造方法であって、
熱可塑性成形樹脂を射出する際の樹脂ゲート部分の溶融
樹脂の線速度が２００〜２０００ｍｍ／秒であることを
特徴とする模様入り成形品の製造方法に関する発明であ
る。以下、本発明について説明する。

【０００５】本発明で一体化する際に使用する熱可塑性
成形材料としては特に限定されないが、使用するシート
またはフィルムと溶着可能な材料を選択する必要があ
る。具体的には、シートとしてポリカーボネート（以
下、ＰＣということがある）を使用する場合には、成形
材料としてＰＣ、ＰＣ−ＰＥＴ、ＰＣ−ポリアミド、Ｐ
Ｃ−ＰＢＴ等のポリマーアロイを使用することで接着強
度の高い製品が得られる。通常、射出成形材料とシート
が同一組成を有す場合、容易に射出一体化が可能であ
り、数種の添加剤を配合された材料でも使用できる。ま
た、使用する樹脂の粘度としては、ＰＣを例に取ると樹
脂温度２８０℃の時に１００００ポイズ以下の見かけ粘
度の材料を使用することで、模様の流出を防止を抑える
ことが可能となる。好適には樹脂温度が２８０℃の時に
見かけ粘度が５０００ポイズ以下の材料を使用すること
で成形性が特に向上し、模様の流出防止効果も高くな
る。

【０００６】使用する熱可塑性樹脂シートとしては、透
明または半透明で印刷面が反印刷面より透視でき、且つ
使用する熱可塑性樹脂の融点以上の材料を使用すること
が可能であるが、成形材料を射出する際、極力剪断応力
や樹脂温度の影響によるシートの溶融を抑える必要があ
る。また、シートのガラス転移点温度をインキ焼付け温
度以上の材料を選定して、インキ焼付け時のシートの変
形を抑える必要がある。また、シートの厚みは、０．１
〜２．０ｍｍのものを使用することで成形性やシート切
断性、金型装着性が向上する。

【０００７】模様を形成するために必要な印刷インキ
は、熱硬化性塗料でありシート表面との密着力が７００
ｇ／ｃｍ以上であり、シート基材の劣化に基ずくクラッ
クの発生しない溶媒を用いたインキを選定する必要があ
る。また印刷インキは乾燥炉中にて１００℃以上で焼付
けを行い、完全に残留溶媒の除去される時間乾燥を行う
必要があり、耐熱性に優れたインキを選定する必要があ
る。使用するインキとして好適なインキとしてはエポキ
シ系、ウレタン系が挙げられる。

【０００８】本発明において、シートを金型に装着後、
溶融した熱可塑性樹脂を射出して一体性化する際、樹脂
ゲート近傍における溶融樹脂の剪断応力による模様の流
出を防止するため、使用する金型としてゲート部の樹脂
流路の断面積を高精度で制御できる構造が必要である。
たとえば、本発明で使用する金型は図１に示す如く、樹
脂ゲート部分１、キャビティ２、ゲートブロック３ キ
ャビティブロック４、油圧シリンダー５、油圧シリンダ
ーの位置決めブロック６、及び位置決めセンサー７等よ
りなる。ゲートブロック３とキャビティブロック４の各
入れ子は摺動性を持たせ、各入れ子は内部に設けた油圧
シリンダー５と連結されており、油圧シリンダーを可動
させることで各入れ子は自由に動かせることができ、ス
トローク量を油圧シリンダーに近接した位置決めブロッ
ク６や位置決めセンサー７を利用して、フィードバック
制御することによりストローク量を精度良くコントロー
ル出来る構造が例示できる。

【０００９】本発明において、熱可塑性成形樹脂を射出
する際の樹脂ゲート部分の樹脂の線速度を２００〜２０
００ｍｍ／秒とする必要がある。熱可塑性成形樹脂を射
出する際の樹脂ゲート部分の樹脂の線速度を２００ｍｍ
／秒未満では、未充填となったり、シート片面装着の場
合、金型面を流動する樹脂に油じわが生ずる問題点があ
る。一方、上記線速度が２０００ｍｍ／秒を越えるとゲ
ート付近で剪断によってインクの流出が発生する。又、
本発明において、溶融樹脂射出前またはシート装着時
に、樹脂ゲート部の断面積が６０ｍｍ² 以上となるよう
にゲートブロック３を可動させるのが望ましい。具体的
には、ゲート部に接する成形品の断面積が３００ｍ
ｍ² 、４００ｍｍ ² 、５００ｍｍ² のときは、それぞれ
樹脂ゲート部の断面積が１４０ｍｍ² 、１００ｍｍ² 、
６０ｍｍ² 程度とするのが特に好ましい。ゲート部の断
面積１が６０ｍｍ² 未満の場合、剪断応力の影響が顕著
に現われて、ゲート近傍での模様の流出が起こるおそれ
がある。

【００１０】又、本発明において、金型閉時のキャビテ
ィ厚み（キャビティ厚みから装着されたシート厚みを差
し引いた厚み）が２．５ｍｍ以上となるようにキャビテ
ィブロック４を油圧シリンダーを精度良く内容積増加方
向に稼働させたのち、熱可塑性樹脂を射出させると特に
ゲート近傍での模様の流出を防止できる。金型閉時のキ
ャビティ厚２が２．５ｍｍ未満の場合、剪断応力の影響
が顕著に現われて、ゲート近傍での模様の流出が起こ
る。

【００１１】また射出注入時の圧力によって各部分の断
面積、厚みは多少変化するが特に大きな問題にはならな
い。しかしながら、金型内にシートを装着した際、シー
トの下端が固定側キャビティの先端からキャビティ側に
はみ出さないように、もしくは、移動側のキャビティの
ゲートブロック先端からキャビティ側はみ出さないよう
にキャビティ構造を決める必要がある。上記先端からシ
ートがはみ出したときは溶融樹脂がシートの裏側（文字
等の形成されていない側）に流れ込むおそれがある。

【００１２】射出樹脂充填あるいは未充填時にゲートブ
ロック３を油圧シリンダーを内容積減少方向に稼働さ
せ、樹脂流路を面圧力４００〜８００ｋｇｆ／ｃｍ² 程
度の圧力で塞ぎ、ついでキャビティブロック４を同様に
面圧力２００〜４００ｋｇｆ／ｃｍ² の油圧下に油圧シ
リンダーを作動させる。

【００１３】模様封入成形品は一般には表面硬度が低い
ために、射出成形後、後工程により表面にハードコート
処理を行って表面の傷つき性を改善しているが曲率を有
す成形品の場合、液だまりが生じやすく、また埃の付着
によって外観不良を招いている。本発明では使用するシ
ートの反模様面にマスキングフィルムを貼り、ディップ
法、スプレー法、フローコーター法等でハードコート処
理した片面ハードコートシートを用いることで容易に射
出工程のみで表面硬度に優れた成形品を得ることができ
る。

【００１４】尚、表面処理は、ハードコートの他、熱線
反射性、防曇膜等の処理も可能である。これらの機能性
膜の付与方法は例えば、特開昭６０−２５０９２７号公
報、特開昭６０−２５３５１８号公報、特開昭６０−５
２３５１６号公報、特開昭６１−５９１０号公報等に開
示されている。

【００１５】またこれらの機能性膜と印刷を付与したシ
ートは、成形金型に装着する際、機能性膜を金型面に向
けて装着し、機能性膜と印刷面を有すシートを少なくと
も金型キャビティ片面に装着することで、成形過程で同
時に機能性膜と印刷の封入された成形品が得られる。ま
た装着方法として、図２に示すようにプレス機械で金型
キャビティ形状に打ち抜いて得られたシートのタブ部に
予め穴空けしておき、金型に設けたピンに固定したり、
シートタブ部に鉄片を貼付け、同位置の金型部に磁石を
埋め込んで装着するか、または金型キャビティ形状に予
め真空成形等で賦形したシートを装着して成形を行う。
これらのシート装着位置はキャビティと連結された彫り
込みを利用することで、シートを金型のパーティングに
挟むことを防止できる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を説明す
る。 実施例１ 金型としてキャビティ厚みが内容積増加時に最大６ｍ
ｍ、内容積減少時３ｍｍで周囲に１ｍｍ深さで４箇所の
彫り込みを有しており、各彫り込みには磁石が埋められ
ており、ゲート部分の断面積が最大２００ｍｍ² （ゲー
ト幅５０ｍｍ）となる圧縮成形用金型を用いた。金型の
キャビティとゲート部は摺動性があり、内部には油圧シ
リンダーが組み込まれている。製品の形状は、１００ｍ
ｍ×１００ｍｍの角板である。

【００１７】シート厚み０．５ｍｍのポリカーボネート
シート（三菱ガス化学（株）製ポリカーボネートシート
（商品名：ユーピロンシートＮＦ２０００）に十条化工
（株）製ハイペット（商品名）をスクリーン印刷により
印刷したのち、乾燥炉中で１００℃で１時間焼き付けた
もの）をプレス機械でキャビティ形状（彫り込み部も含
む）に切断した。次に、油圧シリンダーを駆動させ、金
型閉時にキャビティ厚みが６ｍｍ、ゲート断面積が１０
０ｍｍ² （幅５０ｍｍ×厚み２ｍｍ）となるように精度
よく位置決めした。金型キャビティの彫り込み部相当位
置に０．２ｍｍの両面テープ付き鉄片を貼付けた後、該
部を彫り込み部に設けた磁石相当位置に上記シートを印
刷面がキャビティ内側になるように装着した。

【００１８】ポリカーボネート樹脂成形材料（三菱瓦斯
化学（株）製、商品名：ユーピロンＨ−３０００）を樹
脂温度３００℃（見かけ粘度；約１２００ポイズ）、金
型温度６０℃、射出圧力（ゲージ圧力：７００ｋｇｆ／
ｃｍ² ）、樹脂ゲート部分の樹脂の線速度６００ｍｍ／
秒の条件で射出後、直ちにゲート部に連動する油圧シリ
ンダーを面圧力５００ｋｇｆ／ｃｍ² で駆動させ、ゲー
ト部を完全に圧縮閉鎖させたのち、さらにキャビティ及
び彫り込み部内部に設けた油圧シリンダーを作動させ該
成形材料を３ｍｍ圧縮して最終肉厚３ｍｍとした。該成
形材料とシートは成形の熱、圧力により一体化され、印
刷インキの封入された成形品を得た。またゲート付近で
の印刷インキの流出は、図３に示すように見受けられな
かった。

【００１９】比較例１ 実施例とキャビティ形状と周囲の彫り込みは同一であ
り、キャビティ厚みが２ｍｍであり、ゲート断面積が５
０ｍｍ² （幅５０ｍｍ×厚み１ｍｍ）の固定された金型
を利用した。実施例１と同様のシートを用い、所定形状
に切断後、実施例１と同様に金型に装着した。ついでポ
リカーボネート樹脂材料（三菱ガス化学（株）製、商品
名：ユーピロン Ｓ２０００）を樹脂温度２６０℃（見
かけ粘度；１８０００ポイズ）、金型温度６０℃、射出
圧力（ゲージ圧力：１８００ｋｇｆ／ｃｍ² ）の条件で
射出し、シートと成形材料を一体化させた。本比較例に
おいて、ゲート近傍の印刷インキは、図４に示すように
剪断応力の影響によりインキが流出しており、製品とし
て使用できる外観性を有していなかった。

【００２０】

【発明の効果】本発明の成形品の製造方法を採用するこ
とにより、金型のゲートとキャビティを樹脂射出前に厚
みを大きく広げて成形することでゲート付近での印刷イ
ンキの流出をなくすことが出来た。成形時にハードコー
ト膜を付与できるために、後工程の省略と液だまり不良
が生ずるのを改善できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に使用する金型の概念図を示す。

【図２】 本発明に使用する金型キャビティ回りの断面
図である。

【図３】 実施例１の成形で得られた成形品を示す。

【図４】 比較例１の成形で得られた成形品を示す。

【符号の説明】

１：樹脂ゲート部 ２：キャビティ ３：ゲートブロック ４：キャビティブロ
ック ５：油圧シリンダー ６：位置決めブロッ
ク ７：位置決め用センサー ８：シート装着用磁
石 ９：シート装着用彫り込み １０：ゲート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤堀 和之 神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号 三 菱瓦斯化学株式会社プラスチックスセンタ ー内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 文字及び／又は模様を形成してなるフィ
   ルムもしくはシートを金型キャビティ形状に切断した
   後、該金型キャビティの少なくとも片面に該文字及び／
   又は模様の形成面がキャビティ側となるように装着し
   て、溶融した熱可塑性成形樹脂を射出一体化してなる模
   様入り成形品の製造方法であって、熱可塑性成形樹脂を
   射出する際の樹脂ゲート部分の溶融樹脂の線速度を２０
   ０〜２０００ｍｍ／秒とすることを特徴とする模様入り
   成形品の製造方法。
2. 【請求項２】 樹脂ゲート部がゲート部の断面積を制御
   可能な摺動性を有する金型構造とし、樹脂射出前にゲー
   ト部分を断面積が６０ｍｍ² 以上になるように断面積増
   加方向に可動させた後、樹脂を射出させ、射出充填後に
   該ゲート部を内容積減少方向に可動させて樹脂流路を完
   全に塞ぐ事を特徴とする請求項１に記載の模様入り成形
   品の製造方法。
3. 【請求項３】 可動キャビティ部分を有する金型を使用
   し、文字及び／又は模様形成面上に射出樹脂が射出され
   る過程で、金型閉時のキャビティ厚み（キャビティ厚み
   から装着されたフィルムもしくはシート厚みを差し引い
   た厚み）が２．５ｍｍ以上になるように精度よく内容積
   増加方向に可動キャビティを可動させた後、樹脂を射出
   し、射出充填後または射出中に、該キャビティ部分を成
   形品の厚みまで内容積減少方向に可動させる事を特徴と
   する請求項１に記載の模様入り成形品の製造方法。
4. 【請求項４】 キャビティ内のフィルムもしくはシート
   装着用彫り込み部が可動キャビティと連結されており、
   可動キャビティ可動時に同時に可動する事を特徴とする
   請求項１〜３に記載の模様入り成形品の製造方法。
5. 【請求項５】 使用するフィルムもしくはシートは、使
   用する熱可塑性成形樹脂の融点以上であり、ガラス転移
   点温度が１００℃以上である請求項１〜３に記載の模様
   入り成形品の製造方法。
6. 【請求項６】 使用するフィルムもしくはシートの非模
   様形成面表面は、ハードコート、熱線反射性能、防曇性
   能の少なくとも一つ以上の機能性膜をもち、その機能性
   膜は金型面を向くように装着して成形し、成形品表面が
   機能性膜となる請求項１〜３に記載の模様入り成形品の
   製造方法。
7. 【請求項７】 模様を形成させる印刷インキは、熱硬化
   性塗料でありインキ焼付け温度が１００℃以上である請
   求項１〜３に記載の模様入り成形品の製造方法。
8. 【請求項８】 使用する金型のゲートブロック部、およ
   び可動キャビティの駆動方法として、空気、水、もしく
   は油で駆動するシリンダーまたは電動モーターが組み込
   まれ少なくともシリンダーストローク量を制御する装置
   が組み込まれている請求項２〜３に記載の模様入り成形
   品の製造方法。