JPH09150433A - 射出成形同時絵付装置 - Google Patents
射出成形同時絵付装置Info
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Abstract
して生産性の向上を図り、かつ、ホットランナー部の先
端部付近に冷えた硬化樹脂の残渣があっても、成形品部
分については接着不良や柄抜け等の絵付成形不良は生じ
難くする。 【解決手段】 雄型12のホットランナー部13とゲー
ト部16、16との間に、前記ホットランナー部13か
らの熔融樹脂を雌型25のキャビティ26における成形
品外となる凸部27に導出するとともにそこから折り返
して前記ゲート部16、16に導くUターン部9が設け
られてなる。
Description
成形品に絵付シートを一体的に接着して図柄や文字等が
施された成形品を得るようにした射出成形同時絵付装置
に関する。
シートを雌型と雄型との間に供給して射出成形と同時に
成形品の表面に絵付シートを一体的に接着する射出成形
同時絵付方法としては、熱盤等により絵付シートを予め
加熱軟化させた後、真空成形及び/又は圧空成形により
雌型のキャビティ面に沿わせて密着させ(予備成形工
程)、しかる後、雌型と雄型との型締めを行って前記雌
型内に前記雄型側から熔融樹脂を注入充填して射出成形
を行うようにしたもの(特公昭50−19132号公報
等を参照)、あるいは、予備成形工程なしで絵付シート
を平坦なまま雌雄両金型間に挟み込み、雄型側から注入
充填される樹脂の熱と圧力で絵付シートを雌型キャビテ
ィ面に沿わせると同時に成形品表面に接着するもの(特
公平2−42080号公報参照)のいずれかが一般的で
ある。
絵付シートとしては、製品種別に応じて貼合わせ積層シ
ート(ラミネートシート)と転写シートのいずれかが用
いられ、ラミネートシートである場合には、射出成形に
よりそのままで絵付けが行われたことになり、射出成形
品の外表面にシート全層が接着一体化して化粧層とな
る。それに対し、絵付シートが転写シートである場合に
は、成形品外表面に一体化した化粧シートのうちの支持
体シートを剥離し、装飾層等の転写層を成形品側に残留
させて化粧層となすことにより絵付けが完了する。
を行うにあたっては、雄雌両金型を備えた射出成形同時
絵付装置が用いられるが、該装置の雄型には、射出成形
機からの熔融樹脂を雌型のキャビティに注入充填するた
めに、通常、図4及び図5に示される如くのランナー部
(湯道)62(いわゆる、コールドランナー)、もしく
は図6及び図7に示される如くのホットランナー部46
が設けられる。
明は、予備成形有りで、絵付シートに転写シートを選
び、成形品形状は図5、図7に示す如くの中央部に窓を
有するものに限って説明する)、図4及び図5に示され
る射出成形同時絵付装置50においては、固定盤51に
対して雄型55が案内支持ロッド53に案内されながら
移動可能とされており、前記固定盤51には射出成形機
のノズル70が装着される装着部63が設けられ、前記
雄型55の中央部の左右2箇所に該雄型55の前面(成
形面)に対して垂直に横倒し門形状のランナー部(湯
道)62が穿設されている。このランナー部62は、注
入充填する樹脂の融点(熔融温度)よりも十分低温に保
たれている。
通)を参照すればよくわかるように、中央部に成形品
(中央に窓付きのパネル)外となる凸部27が突設され
たキャビティ(成形窩)26が設けられるとともに、絵
付シート(転写シート)Sを雌型パーティング面25a
に固定保持するための矩形枠状ないし井桁状のクランパ
ー32がその四隅を摺動ロッド34、34、34、34
に支持されて進退動可能に配置されている。なお、クラ
ンパー32は、雌型25の底部に格納された流体圧シリ
ンダ等の駆動機構により作動せしめられる。また、前記
クランパー32の下側の雌型パーティング面25aより
内側に設けられた環状溝には気密性保持のためにOリン
グ37が嵌め込まれている。
トSをキャビティ面に沿うように延伸させるための真空
吸引孔36が開口せしめられており、この真空吸引孔3
6には吸気管39が接続されている。このような構成の
射出成形同時絵付装置50においては、前述した如く
に、絵付シートSの次ショット部分を雌型25のパーテ
ィング面25aとクランパー32との間に供給し、この
絵付シートSをクランパ−32により雌型25のパーテ
ィング面25aに固定保持するとともに、熱盤等により
加熱軟化させ、該絵付シートSを真空吸引孔36を通じ
て真空吸引して雌型25のキャビティ面26に沿わせる
ように延伸させ(予備成形)、しかる後、雌型25を雄
型55側へ移動させて型締めを行い、雌型25のキャビ
ティ26内に雄型55のランナー部62を通じて熔融樹
脂を注入充填して射出成形を行い、その後、雌型25と
雄型55とを離間させる型開きを行い、絵付シートSの
装飾部Saが転写された絵付成形品2を前記雄雌両金型
25、55間から取り出す取出工程が順次行われる。
5に示される如くに、まず、雌型25を後退(x軸方向
へ移動)させる。それにより、外表面に装飾層Saが転
写された中央に矩形の開口4付きの絵付成形品2が雄型
55に付着した状態で取り出される。そして、雌型の後
退と同時進行であるいは雌型の後退の後に、雄型55を
固定盤51から雌型25側にやはりx軸方向に移動させ
る。但し、x軸方向への移動距離は、雄型よりも雌型の
方が大となるようにする。それにより、ランナー部62
からそこで冷却硬化した横倒し門形状の樹脂5が抜き出
されて排除されるとともに、雄型55に付着している窓
4付き絵付成形品2がエジェクターピン59あるいは圧
縮エアー等により雄型55から突き放され、これによ
り、絵付成形品2が製品として得られる。
残りの部分(今回のショット分の支持体シートでキャビ
ティ面26に沿った形状に成形されている)Sbは、型
内で切り抜かれるかあるいは型外で適宜に処分され、次
ショット分が続いて供給される。一方、図6及び図7に
示される射出成形同時絵付装置40は、前述したものと
同一構成の雌型25とそれとは異なる雄型45とを備え
る。この雄型45は固定盤41に取着さされ、この雄型
45には、射出成形機のノズル70の装着部43から熔
融樹脂が供給される、電熱線等からなるヒーター44に
包囲された横倒し門形状のホットランナー部46が穿設
されており、このホットランナー部46の上下の両先端
には雌型25のキャビティ26に該ホットランナー部4
6からの熔融樹脂を射出する直線状のゲート部(湯口)
47、47が連設されている。このホットランナー部4
6が注入充填する樹脂の融点(ないしは熔融温度)以上
に保温されている。
絵付装置40においても、前述したものと同様にして射
出成形同時絵付が行われるが、このものでは、雄雌両金
型25、45の型開き後に、外表面に装飾層Saが転写
された窓4付きの絵付成形品3(得るべき成形品自体の
形状は前記した図5の絵付成形品2と同じ)が自動取り
出し機(サーボモーター駆動、エアーチェック方式)に
より取り出される。この場合、前記ゲート部47、47
で硬化したピン状の樹脂6、6のが絵付成形品3に付随
したまま取り出されるので、これを適宜の手段で切除す
る。これにより、絵付成形品3が製品として得られる。
なお、ホットランナー部46内の樹脂は熔融状態のまま
そこに残留し、次の注入時に使用されるため、除去する
必要はない。そのため、雄型45と固定盤41とを分離
させる構造は特にない。
4及び図5に示されるコールドランナー方式の射出成形
同時絵付装置50においては、雌型25だけでなく雄型
55も大きく移動させる必要がある。つまり、絵付成形
品2の取り出し時に、ランナー部62の硬化樹脂5を取
り除くために、雄型55を固定盤51から雌型25側へ
移動させることが必要であるが、雄型55を雌型25側
に移動させた状態では雌型25と雄型55との離隔距離
が短くなり、自動取り出し機がそれらの間に挿入できな
くなる等の問題が生じ、かかる問題を回避するには、雌
型25と雄型55との離隔距離、すなわち型開き量を大
きくしなければならず、得るべき成形品に比して装置の
占有スペースあるいは装置の寸法自体が極めて大きくな
るとともに、一サイクルに要する時間が長くなり、生産
性の面でも良いとは言えなかった。さらに、金型周辺の
機構が複雑となるという難点もある。
ランナー方式の射出成形同時絵付装置40においては、
ホットランナー部46の先端部付近(ゲート部47、4
7)に冷えて硬化した樹脂(6’、6’)が残り、この
冷えた硬化樹脂の残渣6’、6’が次の射出成形時に雌
型キャビティ26内に射出されて絵付シートSに当てら
れ、該絵付シートとの間に密着不良等を起こし、接着不
良や柄(インキ)抜け等の絵付・成形不良を生じるおそ
れがあった。
なされたもので、その目的とするところは、雄型にホッ
トランナー部を設けて雄雌両金型の型開き量や占有スペ
ースを削減するとともに生産性の向上を図り、しかも、
ホットランナー部の先端部付近に冷えた硬化樹脂の残渣
があっても成形品に接着不良や柄抜け等の絵付成形不良
を生じ難くされ、もって、歩留りや信頼性を向上できる
ようにされたた射出成形同時絵付装置を提供することに
ある。
く、本発明に係る射出成形同時絵付装置は、基本的に
は、雄雌両金型を備え、前記雄型内に射出成形機からの
熔融樹脂を前記雌型のキャビティに注入充填するための
ホットランナー部とゲート部とが設けられてなる。そし
て、前記ホットランナー部とゲート部との間に、前記ホ
ットランナー部からの熔融樹脂を前記雌型のキャビティ
における成形品外となる部分に導出するとともにそこか
ら折り返して前記ゲート部に導くUターン部が設けられ
ていることを特徴としている。
付に用いられる雄型の、ホットランナー部より下流に新
たな通路(Uターン部)を設けたもので、この通路を通
じて熔融樹脂を一旦雌型キャビティの成形品外となる部
分、例えば得るべき成形品に窓、穴、開口等を形成する
ためにキャビティの中央部に設けられている凸部分(例
えば図3の符号27部分)、あるいは、特にサイドゲー
トの場合には、キャビティの端部に導出し、そこからU
字ないしV字を描くように折り返してゲート部に導き、
このゲート部から本来のキャビティ内(成形品となる部
分)に注入充填するようにされる。
トランナー部の先端部付近に冷えて硬化した樹脂が残っ
ていても、この冷えて硬化した樹脂の残渣は、次の射出
成形時にUターン部の往路を通じて先頭に立って真っ先
に雌型のキャビティにおける成形品外となる部分に導出
されて捕捉され、成形品となる部分には導かれない。そ
のため、本発明によれば、ホットランナー部が設けられ
ていることから、前述した図4、図5に示される従来の
もののようにコールドランナー部で硬化した樹脂を取り
出すために雄型を移動させる必要がなくなり、その結
果、雄雌両金型の型開き量や占有スペースを削減できる
て生産性の向上を図ることができ、また、金型周辺機構
も単純となり、しかも、ホットランナー部の先端部付近
に冷えた硬化樹脂の残渣があっても、成形品となる部分
については接着不良や柄抜け等の絵付成形不良は生じ難
くでき、歩留りや信頼性を向上できる。
属あるいはセラミックス等で作製され、成形品形状応じ
て分割構成等としてもよい。また、絵付シートの予備成
形を行う場合には、加熱軟化用の熱盤等を付設したり、
雌型及び雄型に真空吸引や圧空供給用(予備成形用)に
小孔(真空吸引孔等)を設ける。あるいは、雌型を複数
の分割部分の集合体て形成し、各分割部分の間隙から吸
気を行うようにしてもよい。なお、凹凸の段差が小さい
成形形状の場合は予備成形を省略し得る。
尺の連続帯状シートの状態から必要量づつ(1ショット
分づつ)供給するようにしてもよいし、予め所定寸法に
裁断した枚葉シートを供給するようにしてもよい。ま
た、帯状シート(の次ショット部分)もしくは枚葉シー
トからなる絵付シートを対向配置された雌型と雄型との
間に供給するには、巻き出し機及び巻き取り機を用いて
帯状シートを連続して毎ショット供給するようにしたロ
ール/ロール方式でもよいし、前記枚葉絵付シートを保
持する吸着盤等を備えたロボット(マニュピュレータ
ー)等で搬送する方式でもよいが、生産性の面からはロ
ール/ロール方式が推奨される。
固定保持すべくクランプ手段を付設してもよい。クラン
プ手段としては、枠状の押さえ板等を用いることがで
き、その駆動は、型締め動作等の成形用駆動力を用いた
り、エジェクターピン駆動機構の動力を利用したりする
ことができる他、別途に流体圧アクチュエーター等の駆
動手段を設けることによりなされる。
された装飾層からなり、基材シートを成形品と密着一体
化させたまま最終製品として使用する貼り合わせ積層シ
ート(ラミネートシート)、あるいは一旦絵付シートと
成形品とを一体化させた後、装飾層Sa(転写層)のみ
を成形品側に残して基材シートSb(支持体シート)を
剥離する転写シートのいずれも使用することができる。
ル、アクリル、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリカーボ
ネート、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン
等の熱可塑性樹脂を用いることができる。基材シートの
厚さは、通常20〜500μm程度である。装飾層とし
ては、印刷絵柄、着色又は透明塗装、金属薄膜、あるい
は、硬質塗膜、防曇塗料、導電性層等の機能性層等を用
いることができる。
ート上に形成した絵柄層等よりなる転写層を、別の被転
写体に転移させるためのもので、支持体シート上には必
要に応じて離型層を設けても良く、転写層としては、剥
離層、装飾層、接着剤層、等からなり、装飾層以外の層
は必要に応じて選択する。装飾層としては、絵柄層、金
属薄膜層(部分又は全面)あるいは硬質塗膜、防曇塗
膜、導電性層等の機能性層から選ばれる。
6等のポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等の
ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル等、可撓性を有する熱
可塑性樹脂フィルムあるいはそれらの積層体が好まし
い。射出成形用の樹脂としては、ABS(アクリロニト
リル・ブタジエン・スチレン共重合体)樹脂、ポリスチ
レン、塩化ビニル、アクリル、ポリカーボネート等の熱
可塑性樹脂を加熱熔融したもの、あるいは、二液硬化
型、触媒硬化型の樹脂、例えば、ポリウレタン、ポリエ
ステル等の未硬化液等の射出成形同時絵付用として従来
より知られている材料を使用でき、製品の要求物性やコ
スト等に応じて選定される。
施の形態を詳細に説明する。図1及び図2は、本発明に
係る射出成形同時絵付装置の一実施形態を示す概略図で
ある。図において、前述した図4〜図7に示される射出
成形同時絵付装置40、50における各部に対応する部
分には同一の符号を付してそれらの重複説明を省略し、
以下においては相違点を重点的に説明する。
したものと同一構成の雌型25とそれとは異なる雄型1
2とを備える。この雄型12は固定盤11に取着ささ
れ、この雄型12には、射出成形機のノズル70の装着
部19から熔融樹脂が供給される、電熱線等からなるヒ
ーター14に包囲された直線状のホットランナー部13
が穿設されており、このホットランナー部13の先端に
は後述する如くの概略横倒しW字ないしE字状のUター
ン部9が設けられるとともに、このUターン部9の両端
が、雌型25のキャビティ26に前記ホットランナー部
13からの熔融樹脂を射出する直線状の2本のゲート部
16、16に連結されている。
ト部16、16との間に、往路9a、流出部9b、及び
2本の復路9c、9cからなるUターン部9が設けら
れ、前記ホットランナー部13からの熔融樹脂を往路9
a及びその先端の流出部9bを通じて前記雌型25のキ
ャビティ26における成形品外となる、得るべき成形品
1に窓4を形成するために設けられている凸部27(図
3も参照)に導出するとともに、復路9c、9cを通じ
てそこからU字ないしV字を描くように折り返して前記
ゲート部16、16に導き、このゲート部16、16か
ら本来のキャビティ26内(成形品となる部分)に注入
充填するようにされる。
絵付装置10においても、前述したものと同様にして射
出成形同時絵付が行われるが、このものでは、雄雌両金
型12、25の型開き後に、外表面に装飾層Saが転写
された窓4付きの絵付成形品1(得るべき成形品自体の
形状は前記した図5、図7の絵付成形品2、3と同じ)
が自動取り出し機(サーボモーター駆動、エアーチェッ
ク方式)により取り出される。この場合、前記ゲート部
16、16で硬化したピン状の樹脂8、8が絵付成形品
1に付随したまま取り出されるるとともに、このとき前
記ゲート部16、16で硬化したピン状の樹脂8、8と
前記Uターン部9(の復路9c、9c)で硬化した樹脂
7との連結部が押し切られて分離し、Uターン部9で硬
化した樹脂7はその後エジェクターピン59で雄型9内
から突き出される。これにより、絵付成形品3が製品と
して得られる。
トランナー部13の先端部付近に冷えて硬化した樹脂
(7’)が残っていても、この冷えて硬化した樹脂の残
渣7’は、次の射出成形時にUターン部9の往路9a及
び流出部9bを通じて先頭に立って真っ先に雌型のキャ
ビティにおける成形品外となる凸部27に導出されてそ
こで捕捉され、成形品1となる部分には導かれない。
ー部13が設けられていることから、前述した図4、図
5に示される従来のもののようにランナー部で硬化した
樹脂を取り出すために雄型を移動させる必要がなくな
り、その結果、雄雌両金型の型開き量や占有スペースを
削減できるて生産性の向上を図ることができ、金型周辺
の機構もより簡素となる。しかも、ホットランナー部1
3の先端部付近に冷えた硬化樹脂の残渣7’があって
も、成形品1となる部分については接着不良や柄抜け等
の絵付成形不良は生じ難くでき、歩留りや信頼性を向上
できる。
に示される射出成形同時絵付装置10(本発明品)と、
図4及び図5の射出成形同時絵付装置50(比較例
1)、図6及び図7に示される射出成形同時絵付装置4
0(比較例1)により、下記絵付シートとしての転写シ
ートを用いて射出成形同時絵付を行って、転写の状況を
比較した。
のBC−72(アクリルと塩化ビニル酢酸ビニル共重合
体との混合物系を用いて木目を印刷)、接着剤層(塩
化ビニル酢酸ビニル共重合体系)、剥離層はB60L
の版を用いて塗布量約1g/m2 の層を形成した。装飾
層は柄版を3色組み合わせ木目の意匠を持つ柄を得た。
接着剤層はスクリーン線数40線/cmの版を用いて2
g/m2の層を形成した。これらの転写層はグラビア印
刷法により成形した。
型25のパーティング面25aとクランパー32との間
に供給し、この絵付シートSをクランパ−32により雌
型25のパーティング面25aに固定保持するととも
に、赤外線輻射面発熱体を用いた熱盤を両金型間に挿入
することにより約130度Cに加熱して軟化させ、該絵
付シートSを雌型の真空吸引孔36を通じて真空吸引し
て雌型25のキャビティ面26に沿わせるように延伸さ
せ(予備成形)、しかる後、雌型25を雄型(55、4
5、12)側へ移動させて型締めを行い、雌型25のキ
ャビティ26内に雄型のホットランナー部あるいはコー
ルドランナー部を通じて熔融樹脂を注入充填して射出成
形を行い、その後、注入樹脂を冷却固化させて雌型25
と雄型とを離間させる型開きを行い、絵付シートSの装
飾部Saが転写された絵付成形品を雄雌両金型間から取
り出す。
度C、及びそれに続くゲート部235度C、コールド
ランナー温度45度C、キャビティ35度C、雄型
(コア部)45度C、使用樹脂は耐熱ABS樹脂、
射出時間5ないし5.5秒、冷却時間20秒
全く生じなかった。ホットランナー部を持つ従来の射出
成形同時絵付装置40(比較例2)では、得られた成形
品のゲート部付近に1mm程度のインキ抜け(転写不
良)が発生した。発生頻度は40パーセントであった。
ホットランナーを持たない従来の射出成形同時絵付装置
50(比較例1)では、転写不良は生じなかったが、雄
型と雌型との間には自動取り出し機を入れることができ
ず、成形品の取り出しには人手を要した。
れば、ホットランナー部が設けられていることから、従
来のもののようにランナー部で硬化した樹脂を取り出す
ために雄型を移動させる必要がなくなり、その結果、金
型周辺の機構が簡単となり、雄雌両金型の型開き量や占
有スペースを削減できるて生産性の向上を図ることがで
き、しかも、ホットランナー部の先端部付近に冷えた硬
化樹脂の残渣があっても、成形品となる部分については
接着不良や柄抜け等の絵付成形不良は生じ難くでき、歩
留りや信頼性を向上できるという優れた効果を奏する。
態の射出成形工程を示す概略構成図。
工程の説明に供される図。
を示す概略斜視図。
工程を示す概略構成図。
工程の説明に供される図。
工程を示す概略構成図。
工程の説明に供される図。
Claims (1)
- 【請求項1】 雄雌両金型を備え、前記雄型内に射出成
形機からの熔融樹脂を前記雌型のキャビティに注入充填
するためのホットランナー部とゲート部とが設けられて
なる射出成形同時絵付装置において、 前記ホットランナー部とゲート部との間に、前記ホット
ランナー部からの熔融樹脂を前記雌型のキャビティにお
ける成形品外となる部分に導出するとともにそこから折
り返して前記ゲート部に導くUターン部が設けられてい
ることを特徴とする射出成形同時絵付装置。
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