JPWO2015098300A1 - ガラス樹脂一体成形品の製造方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品を製造できるガラス樹脂一体成形品の製造方法及び装置を提供する。板ガラス2が配置された金型12を型締めし、キャビティ空間14に樹脂を注入して、キャビティ空間14内に樹脂成形体形成用の樹脂を充填する。充填後、キャビティ空間14内に充填された樹脂を加圧する。この際、板ガラス2に作用する圧力が規定範囲内に収まるように、板ガラス2に作用する圧力を調整する。これにより、板ガラス2の割れや位置ズレが生じるのを防止しつつ、樹脂成形体である枠体3にヒケが生じるのを防止でき、高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品1を製造できる。
Description
本発明は、ガラス樹脂一体成形品の製造方法及び装置に関する。
ガラス部材と樹脂成形体とを一体化した物品を製造する技術として、射出成形を用いてガラス部材に樹脂成形体を一体成形する技術が知られている。
一方、スマートフォンやタブレット端末などの電子デバイスや、自動車用ガラス、建築用ガラスなどの様々な分野で、ガラス部材と樹脂成形体一体成形品の意匠面を形成するガラス部材の主面と樹脂成形体の主面の二つの面が繋ぎ合わされる部分が面一(すなわち、二つの面の継目部に段差や隙間が無くフラットな状態のこと。所謂フラッシュサーフェース)となるガラス樹脂一体成形品が、望まれている。
例えば、特許文献1には、あらかじめ金型内にガラス部材を配置して、金型内に樹脂を注入し、ガラス部材とその周囲の樹脂成形体との間に段差がなく、双方が連続面を形成するように一体成形したスマートフォンの表示パネルに関する技術が記載されている。
ところで、このようなガラス部材と樹脂成形体との一体成形品(以下、ガラス樹脂一体成形品と称する)は、樹脂の体積収縮に伴う望ましくない樹脂成形体の凹み(所謂ヒケ)や、金型の間に樹脂が入りこむことにより生じる樹脂成形体のはみ出し(所謂バリ)が発生すると、その外観品質を著しく損なうという問題がある。
ヒケは、樹脂注入後のガラス保持圧力を上げること(所謂加圧射出成形)により解消できるが、一方で、樹脂注入後のガラス保持圧力を上げ過ぎると、バリが発生するという問題がある。そして、バリの発生は、金型の締め付け圧を上げることにより解消できるが、金型の締め付け圧を上げると、板ガラスに割れが生じるという問題がある。
例えば、特許文献2には、ガラス部材を載置した金型の入れ子を樹脂注入時に移動させることにより、ガラス部材に過大の圧力が作用しないようにする技術が記載されている。
また、特許文献3には、ガラス部材と樹脂成形体との一体成形において、樹脂枠体の所定部分を成形型に配置された押圧部材で押圧し、加圧射出成形してヒケを防止する技術が記載されている。
しかしながら、単に板ガラスを載置した金型内に樹脂を注入し、加圧射出成形するだけでは、このような継目部に隙間や段差のない高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品を製造することは困難であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、継目部に隙間や段差の極めて少ない高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品を製造できるガラス樹脂一体成形品の製造方法及び装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための手段は、次のとおりである。
第1の態様は、ガラス部材の周囲に樹脂成形体が配置されたガラス樹脂一体成形品の製造方法において、樹脂成形体を成形する金型にガラス部材を配置し、金型を型締めして、金型でガラス部材を挟持する工程と、金型を型締めすることによりガラス部材の周囲の少なくとも一部に形成されるキャビティ空間に樹脂成形体形成用の樹脂を注入して、キャビティ空間内に樹脂を充填する工程と、キャビティ空間内に充填した樹脂を所定の樹脂圧縮圧力で加圧しながら樹脂加圧成形する工程と、樹脂加圧成形する工程において、樹脂の加圧に連携してガラス部材に作用するガラス保持圧力が規定範囲内に収まるように、ガラス保持圧力を調整する工程をさらに備えるガラス樹脂一体成形品の製造方法である。
本態様によれば、ガラス部材が配置された金型を型締めして、キャビティ空間に樹脂を注入し、キャビティ空間内に樹脂を充填した後、キャビティ空間内に充填された樹脂が所定の樹脂圧縮圧力で加圧される。この際、ガラス部材に作用するガラス保持圧力が規定範囲内に収まるように、樹脂の加圧に連携してガラス部材に作用するガラス保持圧力が調整される。これにより、ガラス部材の割れや位置ズレが生じるのを防止しつつ、樹脂成形体にヒケが生じるのを防止でき、高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品を製造できる。
第2の態様は、第1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法における樹脂加圧成形する工程においてガラス保持圧力を上げながら成形を行う態様である。
本態様によれば、樹脂加圧成形する工程において、ガラス保持圧力が上げられながら成形が行われる。これにより、ガラス部材の割れを防止しつつ、ガラス部材の位置ズレを防止できる。
本態様によれば、樹脂加圧成形する工程において、ガラス保持圧力が上げられながら成形が行われる。これにより、ガラス部材の割れを防止しつつ、ガラス部材の位置ズレを防止できる。
第3の態様は、第1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法における樹脂加圧成形する工程においてガラス保持圧力を下げながら成形を行う態様である。
本態様によれば、樹脂加圧成形する工程において、ガラス保持圧力が下げられながら成形が行われる。これにより、ガラス部材の位置ズレを防止しつつ、ガラス部材の割れを防止できる。粘度の高い樹脂を使用する場合、型締め力を高く設定する必要があるが、型締め力を高くすると、型締めの段階でガラス部材に高いガラス保持圧力が作用する。したがって、このような場合は、ガラス部材に作用するガラス保持圧力を下げながら成形を行う。これにより、ガラス部材の位置ズレを防止しつつ、ガラス部材の割れを防止できる。
本態様によれば、樹脂加圧成形する工程において、ガラス保持圧力が下げられながら成形が行われる。これにより、ガラス部材の位置ズレを防止しつつ、ガラス部材の割れを防止できる。粘度の高い樹脂を使用する場合、型締め力を高く設定する必要があるが、型締め力を高くすると、型締めの段階でガラス部材に高いガラス保持圧力が作用する。したがって、このような場合は、ガラス部材に作用するガラス保持圧力を下げながら成形を行う。これにより、ガラス部材の位置ズレを防止しつつ、ガラス部材の割れを防止できる。
第4の態様は、第1から3のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法において、ガラス保持圧力の規定範囲の上限は、金型に挟持されたガラス部材に割れが生じる圧力よりも低い圧力に設定され、ガラス保持圧力の規定範囲の下限は、金型に挟持されたガラス部材に位置ズレが生じる圧力よりも高い圧力に設定される態様である。
本態様によれば、ガラス保持圧力の規定範囲の上限は、金型に挟持されたガラス部材に割れが生じる圧力よりも低い圧力に設定され、ガラス保持圧力の規定範囲の下限は、金型に挟持されたガラス部材に位置ズレが生じる圧力よりも高い圧力に設定される。これにより、ガラス部材の割れや位置ズレが生じるのを防止しつつ、樹脂成形体にヒケが生じるのを防止でき、高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品を製造できる。
第5の態様は、第1から4のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法において、樹脂加圧成形する工程又は前記ガラス保持圧力を調整する工程の後工程に、少なくとも充填された樹脂とガラス部材との継目部の樹脂を冷却する樹脂冷却副工程をさらに備える態様である。
キャビティ空間内に充填されたガラス転移点(ガラス転移点:Tg)の温度(以下この温度を単にガラス転移点(Tg)とも称する)以上の固化前の樹脂(軟質の流動性のある樹脂)は、一般的には自然冷却によって冷却されていき、ガラス転移点を下回ると固化が起こり始め、流動性を失い所定の形状に固化していく。継目部に充填された固化前の樹脂は、第1の態様の樹脂加圧成形する工程にて加圧されるため、継目部に充填された状態で固化していく。これにより、継目部において、ヒケのない成形が可能となる。
第5の態様は、第1の態様で得られる効果を更に確実に向上させることを目的としてなされたものであり、継目部に充填されて加圧されている固化前の樹脂を、樹脂冷却副工程にて冷却する。すなわち、継目部に充填された固化前の樹脂と、他の部位(すなわち、継目部以外の部位)の固化前の樹脂との間で温度差をつけ、継目部に充填された固化前の樹脂を、他の部位の固化前の樹脂よりも早期に固化させる。これにより、継目部におけるヒケの発生をより確実に防止することができる。
第6の態様は、第5の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法において、樹脂冷却副工程において、充填された樹脂が継目部から又は金型に接触する表面から冷却される態様である。
本態様によれば、樹脂冷却副工程においては、固化前の樹脂を、継目部を起点として冷却してもよいが、これに限定されず、金型に接触している固化前の樹脂の表面から樹脂を冷却し、その表面とともに継目部の固化前の樹脂を冷却してもよい。固化前の樹脂の表面を、固化前の樹脂の内部に先行して冷却することにより、樹脂の表面にヒケは発生しない。これにより、樹脂の表面が、ガラス樹脂一体成形品の意匠面となる場合に、見栄えがよくなるので好適である。
第7の態様は、第5又は6の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法において、樹脂冷却副工程より前の工程(例えば、樹脂加圧成形工程、樹脂を充填する工程、樹脂加圧成形工程など複数の樹脂冷却副工程より前の工程)から樹脂冷却副工程までに、充填された前記樹脂の温度をガラス転移点(Tg)−10℃以上の温度に保温して保持する樹脂保温副工程をさらに備える態様である。
本態様によれば、キャビティ空間内に充填された固化前の樹脂を、樹脂保温副工程にて、ガラス転移点(Tg)−10℃以上の温度に保持する。これにより、キャビティ空間内に充填された樹脂の自然冷却による温度低下勾配よりも、緩やかな温度低下勾配となるので、樹脂加圧成形する工程において、樹脂は軟質の状態を保った状態で押圧され、継目部に隙間なく充填される。そして、その後に行われる樹脂冷却副工程において、継目部に充填された軟質の樹脂が、他の部位の固化前の樹脂(ただし、金型に接触している表面の樹脂は除く)に先立って固化されるので、継目部にはヒケが生じないことはもちろんのこと、継目部に生じる段差も最小限に抑えることができる。よって、ガラス樹脂一体成形品の品質が向上する。
なお、ガラス転移点(Tg)−10℃とは、樹脂がキャビティ空間の隅々まで充填可能な粘性を維持する下限の温度である。また、樹脂の保持温度の上限は規定していないが、上限の温度は、樹脂が変質しない温度であり、樹脂の材料によって異なる。なお、ガラス転移点(Tg)は、JISK7121に準拠して測定されるガラス転移温度(Tg)を意味し、非晶質の固体を加熱または冷却した場合に、ある狭い温度範囲で急速に剛性と粘度が変化する温度である。
また、本発明で固化とは、樹脂の粘度が上昇し固体化することを指し、樹脂が硬化すること、熱可逆性を備える熱可塑性樹脂が固体化すること、熱硬化性の樹脂が固体化すること、を含みうる。例えば、熱可塑性樹脂であれば、加熱により溶融し、冷却すると、もとの固化する(固体にもどる)性質を備える。
また、本発明で固化とは、樹脂の粘度が上昇し固体化することを指し、樹脂が硬化すること、熱可逆性を備える熱可塑性樹脂が固体化すること、熱硬化性の樹脂が固体化すること、を含みうる。例えば、熱可塑性樹脂であれば、加熱により溶融し、冷却すると、もとの固化する(固体にもどる)性質を備える。
第8の態様は、第7の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法において、樹脂を充填する工程の前工程に、キャビティ空間内に充填される樹脂の温度が、ガラス転移点(Tg)−10℃以上に保持される温度になるように、金型を予熱する金型予熱工程をさらに備える態様である。
本態様によれば、金型予熱工程により金型が予熱されているので、キャビティ空間内に充填された軟質の樹脂は、ガラス転移点(Tg)−10℃以上に保持される。金型予熱工程では、金型全体を予熱する必要はなく、キャビティ空間を形成する金型の内壁面を加熱すればよい。すなわち、金型の内壁面に沿って予熱手段を配置すればよい。
第9の態様は、第1から8のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法において、成形されたガラス樹脂一体成形品を金型から脱型する脱型工程をさらに備え、脱型工程では、金型の一部を構成する面状部を有する脱型手段が脱型方向に移動されることにより、脱型手段の面状部がガラス樹脂一体成形品を金型から押し出して脱型する態様である。
本態様によれば、金型によって成形されたガラス樹脂一体成形品は、金型から脱型されて取り出されるが、金型の一部を脱型手段として使用し、この脱型手段を脱型方向に移動させ、ガラス樹脂一体成形品を金型から押し出して脱型する。この際、脱型手段は、面状部をガラス樹脂一体成形品に押し付けて脱型する。脱型手段の面状部をガラス部材に押し付けてもよく、成形された樹脂に押し付けてもよい。脱型時の直前は、樹脂が金型に付着した状態にあるため、面状部をガラス部材に押し付けて脱型しようとすると、継目部に応力がかかり継目部の樹脂がガラス部材から剥離するおそれがある。よって、面状部は、樹脂に押し付けることが好ましい。また、ピン等の点状部によってガラス樹脂一体成形品を金型から脱型する方法もあるが、点状部に押されることに起因する傷がガラス樹脂一体成形品につくおそれがあるので、脱型手段の面状部を利用することが好ましい。更に、面状部を樹脂に押し付ける場合には、例えば樹脂が矩形の枠状体であれば、金型に強く付着している、その枠状体の角部に押し付けることが、ガラス樹脂一体成形品を金型から円滑に脱型する観点から好ましい。なお、枠状体の全周面、対向する二辺の面、及び隣接する二辺の面に面状部を押し付けてもよいことはもちろんである。
第10の態様は、第1から9のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法において、ガラス部材は、板ガラスである態様である。
本態様によれば、ガラス部材が板ガラスで構成され、板ガラスの周縁に樹脂成形体が一体成形された製品を製造できる。
第10の態様は、第1から9のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法において、ガラス部材は、板ガラスである態様である。
本態様によれば、ガラス部材が板ガラスで構成され、板ガラスの周縁に樹脂成形体が一体成形された製品を製造できる。
第11の態様は、第10の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法において、ガラス樹脂一体成形品の意匠面の少なくとも一部を形成する板ガラスの主面と樹脂成形体の主面とが面一である態様である。
本態様によれば、板ガラスの主面と樹脂成形体の主面とが面一となるガラス樹脂一体成形品が製造される。この場合、板ガラスと樹脂成形体との継目部に隙間や段差のない高品質なガラス樹脂一体成形品を製造できる。
第12の態様は、第10又は11の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法において、板ガラスは、主面と側面との間の角部に面取り部を有する態様である。
本態様によれば、主面と側面との間の角部に面取り部を有する板ガラスが使用される。これにより、板ガラスの取り扱いを容易にできる。また、板ガラスと樹脂成形体との継目部に隙間や段差のない高品質なガラス樹脂一体成形品を製造できる。
本態様によれば、主面と側面との間の角部に面取り部を有する板ガラスが使用される。これにより、板ガラスの取り扱いを容易にできる。また、板ガラスと樹脂成形体との継目部に隙間や段差のない高品質なガラス樹脂一体成形品を製造できる。
第13の態様は、第10から12のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造方法において、板ガラスは、樹脂成形体との接合面に接着剤層を有する態様である。
本態様によれば、樹脂成形体との接合面に接着剤層を有する板ガラスが使用される。これにより、板ガラスと樹脂成形体とをより強固に接合できる。
本態様によれば、樹脂成形体との接合面に接着剤層を有する板ガラスが使用される。これにより、板ガラスと樹脂成形体とをより強固に接合できる。
第14の態様は、ガラス部材の周囲に樹脂成形体が配置されたガラス樹脂一体成形品の製造装置であって、第1の金型と第2の金型とからなり、型締めされることにより、第1の金型と第2の金型とでガラス部材を挟持し、かつ、挟持されたガラス部材の周囲の少なくとも一部に樹脂成形体の形状に対応した形状のキャビティ空間を形成する金型と、型締めされた金型のキャビティ空間に樹脂を注入する樹脂注入手段と、を備えたガラス樹脂一体成形品の製造装置において、第1の金型と第2の金型の少なくとも一方は、ガラス部材を保持するガラス部材保持部の少なくとも一部が第1の可動部として型締め方向に沿って移動可能に設けられ、かつ、キャビティ空間を形成する部位の少なくとも一部が第2の可動部として型締め方向に沿って移動可能に設けられ、第2の可動部を移動させて、キャビティ空間に充填された樹脂を加圧する樹脂加圧手段と、樹脂加圧手段による加圧時にガラス部材に作用するガラス保持圧力が規定範囲内に収まるように、第1の可動部を移動させて、ガラス部材に作用するガラス保持圧力を調整するガラス保持圧力調整手段と、を備えたことを特徴とするガラス樹脂一体成形品の製造装置である。
本態様によれば、ガラス部材保持部の少なくとも一部が、第1の可動部として型締め方向に沿って移動可能に設けられる。この第1の可動部をガラス保持圧力調整手段によって移動させることにより、ガラス部材に作用するガラス保持圧力が調整される。また、キャビティ空間を形成する部位の一部が、第2の可動部として型締め方向に沿って移動可能に設けられる。この第2の可動部を樹脂加圧手段によって移動させることにより、キャビティ空間に充填された樹脂が加圧される。
第15の態様は、第14の態様のガラス樹脂一体成形品の製造装置において、ガラス保持圧力調整手段は、樹脂加圧手段による樹脂の加圧に連携して、ガラス部材に作用するガラス保持圧力を調整するガラス保持圧力制御手段を備える態様である。
本態様によれば、樹脂加圧手段による樹脂の加圧に連携して、ガラス部材に作用するガラス保持圧力がガラス保持圧力制御手段により調整されるので、ガラス部材の割れや位置ズレが生じるのを防止しつつ、樹脂成形体にヒケが生じるのを防止でき、高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品を製造できるという効果が発揮される。
本態様によれば、樹脂加圧手段による樹脂の加圧に連携して、ガラス部材に作用するガラス保持圧力がガラス保持圧力制御手段により調整されるので、ガラス部材の割れや位置ズレが生じるのを防止しつつ、樹脂成形体にヒケが生じるのを防止でき、高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品を製造できるという効果が発揮される。
第16の態様は、第15の態様のガラス樹脂一体成形品の製造装置において、ガラス保持圧力制御手段は、ガラス保持圧力の規定範囲を金型に挟持されたガラス部材に割れが生じる圧力よりも低い圧力から金型に挟持されたガラス部材に位置ズレが生じる圧力よりも高い圧力の間で設定する態様である。
本態様によれば、ガラス保持圧力の規定範囲が、金型に挟持されたガラス部材に割れが生じる圧力よりも低い圧力から金型に挟持されたガラス部材に位置ズレが生じる圧力よりも高い圧力の間で設定されるので、ガラス部材の割れや位置ズレが生じるのを防止しつつ、樹脂成形体にヒケが生じるのを防止でき、高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品を製造できるという効果が発揮される。
第17の態様は、第14から16のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造装置において、樹脂加圧手段は、第2の可動部を移動させて、キャビティ空間に充填された樹脂を加圧する樹脂加圧用シリンダと、樹脂加圧用シリンダを制御する樹脂加圧用シリンダ制御手段と、を備える態様である。
本態様によれば、樹脂加圧手段が、第2の可動部を移動させる樹脂加圧用シリンダと、その樹脂加圧用シリンダを制御する樹脂加圧用シリンダ制御手段と、を備えているので、キャビティ空間の体積を精密に制御して可変でき、キャビティ空間14を形成する金型の一部を移動させることにより樹脂の固化に伴う樹脂の体積減少によるヒケを効果的に防止することができ、継目部に隙間や段差が生じることを抑制できるという効果が発揮される。
第18の態様は、第14から16のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造装置において、樹脂加圧手段は、第2の可動部を型締め方向に付勢するバネで構成され、第1の金型と第2の金型とを相対的に近づく方向に移動させて、キャビティ空間に充填された樹脂を加圧する態様である。
本態様によれば、樹脂加圧手段が、第2の可動部を型締め方向に付勢するバネで構成されキャビティ空間の体積を制御して可変でき、キャビティ空間14を形成する金型の一部をバネの付勢力により所定の範囲で自律的に移動させることにより樹脂の固化に伴う樹脂の体積減少によるヒケを効果的に防止することができ、継目部に隙間や段差が生じることを抑制できるという効果が発揮される。
本態様によれば、樹脂加圧手段が、第2の可動部を型締め方向に付勢するバネで構成されキャビティ空間の体積を制御して可変でき、キャビティ空間14を形成する金型の一部をバネの付勢力により所定の範囲で自律的に移動させることにより樹脂の固化に伴う樹脂の体積減少によるヒケを効果的に防止することができ、継目部に隙間や段差が生じることを抑制できるという効果が発揮される。
第19の態様は、第14から18のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造装置において、ガラス保持圧力調整手段は、ガラス部材保持部を型締め方向に付勢するバネで構成される態様である。
本態様によれば、ガラス保持圧力調整手段が、ガラス部材保持部を型締め方向に付勢するバネで構成されているので、ガラス保持圧力をバネの付勢力により所定の範囲で自律的に調整することによりガラス部材の割れや位置ズレを効果的に防止することができるという効果が発揮される。
本態様によれば、ガラス保持圧力調整手段が、ガラス部材保持部を型締め方向に付勢するバネで構成されているので、ガラス保持圧力をバネの付勢力により所定の範囲で自律的に調整することによりガラス部材の割れや位置ズレを効果的に防止することができるという効果が発揮される。
第20の態様は、第14から18のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造装置において、ガラス保持圧力調整手段は、第1の可動部を移動させて、ガラス部材に作用する圧力を調整するガラス保持圧力調整用シリンダと、ガラス保持圧力調整用シリンダを制御するガラス保持圧力調整用シリンダ制御手段と、を備える態様である。
本態様によれば、ガラス保持圧力調整手段が、第1の可動部を移動させるガラス保持圧力調整用シリンダと、そのガラス保持圧力調整用シリンダを制御するガラス保持圧力調整用シリンダ制御手段と、を備えて構成されているので、ガラス保持圧力を精密に制御してガラス部材の割れや位置ズレを効果的に防止することができるという効果が発揮される。
第21の態様は、第14から20のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造装置において、金型は、キャビティ空間に充填された樹脂を冷却する冷却手段をさらに備える態様である。
本態様によれば、冷却手段によって固化前の樹脂を冷却する。この際、継目部の固化前の樹脂を他の部位の固化前の樹脂に先立って冷却することにより、継目部の樹脂に生じるヒケを確実に防止することができる。
第22の態様は、第14から21のいずれか1の態様のガラス樹脂一体成形品の製造装置において、金型は、キャビティ空間に充填された前記樹脂の温度をガラス転移点(Tg)−10℃以上の温度に保温して保持する樹脂保温手段をさらに備える態様である。
本態様によれば、樹脂保温手段によって固化前の樹脂をガラス転移点(Tg)−10℃以上に保温することにより、樹脂の固化を遅延させることができるので、継目部に樹脂を行き渡らせることができる。
本態様によれば、樹脂保温手段によって固化前の樹脂をガラス転移点(Tg)−10℃以上に保温することにより、樹脂の固化を遅延させることができるので、継目部に樹脂を行き渡らせることができる。
第23の態様は、第22の態様のガラス樹脂一体成形品の製造装置において、樹脂保温手段は、少なくとも金型に熱を加えるヒータを備える態様である。
本態様によれば、樹脂保温手段として、金型に熱を加えるヒータを用いることにより、樹脂を充填する際に金型の隅々まで固化前の樹脂を十分に充填することができる。また、樹脂が固化する際の固化する速度や固化する位置を変化させることができ、所望の部分、例えば継目部、のヒケが抑制することができ、継目部に生じる段差も最小限に抑えることができるという効果が発揮される。
本態様によれば、樹脂保温手段として、金型に熱を加えるヒータを用いることにより、樹脂を充填する際に金型の隅々まで固化前の樹脂を十分に充填することができる。また、樹脂が固化する際の固化する速度や固化する位置を変化させることができ、所望の部分、例えば継目部、のヒケが抑制することができ、継目部に生じる段差も最小限に抑えることができるという効果が発揮される。
本発明によれば、継目部に隙間や段差の極めて少ない高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品を製造できるとともに、これらを実現するガラス樹脂一体成形品の製造方法及び装置を提供できる。
《ガラス樹脂一体成形品》
図1は、ガラス樹脂一体成形品の一例を示す斜視図である。また、図2は、図1の2−2線断面図である。
このガラス樹脂一体成形品1は、本発明におけるガラス部材として好ましい態様の一例として使用される板ガラス2の周囲に、樹脂成形体である樹脂製の枠体3が一体成形された構造を有する。本明細書において、樹脂成形体である枠体を3の符号を付して呼ぶとともに、この枠体を形成するために金型のキャビティ空間に注入、ないし充填された樹脂も3の符号を付して呼んでいる。
図1は、ガラス樹脂一体成形品の一例を示す斜視図である。また、図2は、図1の2−2線断面図である。
このガラス樹脂一体成形品1は、本発明におけるガラス部材として好ましい態様の一例として使用される板ガラス2の周囲に、樹脂成形体である樹脂製の枠体3が一体成形された構造を有する。本明細書において、樹脂成形体である枠体を3の符号を付して呼ぶとともに、この枠体を形成するために金型のキャビティ空間に注入、ないし充填された樹脂も3の符号を付して呼んでいる。
板ガラス2は、矩形の平板形状を有し、ガラス樹脂一体成形品の意匠面の少なくとも一部を形成するガラス表面(主面)2aと、ガラス裏面2bと、四つのガラス側面2cと、を有する。
枠体3は、中央に矩形の開口を有する矩形の枠形状を有し、ガラス樹脂一体成形品の意匠面の少なくとも一部を形成する樹脂表面(主面)3aと、樹脂裏面3bと、四つの樹脂外側面3cと、4つの樹脂内側面3dと、を有する。樹脂裏面3bには、外周縁に沿って枠状の脚部3Aが備えられる。この脚部3Aの外側面は、樹脂外側面3cの一部を構成する。
枠体3の樹脂内側面3dは、板ガラス2との接合面とされ、板ガラス2のガラス側面2cと同じ高さで構成される。ガラス樹脂一体成形品1は、この枠体3の樹脂内側面3dに板ガラス2のガラス側面2cが接合されて、板ガラス2と枠体3とが一体化される。一体化された板ガラス2と枠体3は、ガラス表面2aと樹脂表面3aとが面一となるとともに、ガラス裏面2bと樹脂裏面3bとが面一となる。すなわち、ガラス表面2aと樹脂表面3aとの間、及び、ガラス裏面2bと樹脂裏面3bとの間に段差なく、板ガラス2と枠体3とが接合される。具体的には、ガラス表面2aと樹脂表面3aとの継目部の高低差が20μm以下、より好ましくは10μm以下で接合される。
《ガラス樹脂一体成形品の製造装置》
図3は、ガラス樹脂一体成形品の製造装置の第1の実施形態を示す正面断面図である。
図3に示すように、本実施の形態のガラス樹脂一体成形品の製造装置(以下、ガラス樹脂一体成形品製造装置と称する)10は、第1の金型と第2の金型とからなり、型締めされることにより、前記第1の金型と前記第2の金型とで前記ガラス部材を挟持し、かつ、挟持された前記ガラス部材の周囲の少なくとも一部に前記樹脂成形体の形状に対応した形状のキャビティ空間を形成する金型12と、金型12の型締め装置(不図示)と、型締めした金型12によって形成されるキャビティ空間14に樹脂を射出する射出装置(不図示)と、装置全体の動作を統括制御する制御装置(不図示)と、を備えて構成される。
図3は、ガラス樹脂一体成形品の製造装置の第1の実施形態を示す正面断面図である。
図3に示すように、本実施の形態のガラス樹脂一体成形品の製造装置(以下、ガラス樹脂一体成形品製造装置と称する)10は、第1の金型と第2の金型とからなり、型締めされることにより、前記第1の金型と前記第2の金型とで前記ガラス部材を挟持し、かつ、挟持された前記ガラス部材の周囲の少なくとも一部に前記樹脂成形体の形状に対応した形状のキャビティ空間を形成する金型12と、金型12の型締め装置(不図示)と、型締めした金型12によって形成されるキャビティ空間14に樹脂を射出する射出装置(不図示)と、装置全体の動作を統括制御する制御装置(不図示)と、を備えて構成される。
〈金型〉
前記第1の金型と前記第2の金型の少なくとも一方は、前記ガラス部材を保持するガラス部材保持部の少なくとも一部が第1の可動部として型締め方向に沿って移動可能に設けられ、かつ、前記キャビティ空間を形成する部位の一部が第2の可動部として型締め方向に沿って移動可能に設けられている。
図示した例の金型12は、鉛直方向上側に配置される第1の金型としての可動側金型16と、鉛直方向下側に配置される第2の金型としての固定側金型18と、を備えて構成される。
前記第1の金型と前記第2の金型の少なくとも一方は、前記ガラス部材を保持するガラス部材保持部の少なくとも一部が第1の可動部として型締め方向に沿って移動可能に設けられ、かつ、前記キャビティ空間を形成する部位の一部が第2の可動部として型締め方向に沿って移動可能に設けられている。
図示した例の金型12は、鉛直方向上側に配置される第1の金型としての可動側金型16と、鉛直方向下側に配置される第2の金型としての固定側金型18と、を備えて構成される。
〔可動側金型〕
可動側金型16は、入れ子構造で構成され、枠体3の樹脂材料が射出される空間を形成する可動側キャビティブロック20と、その可動側キャビティブロック20が取り付けられる可動側モールド22と、を備えて構成される。
可動側金型16は、入れ子構造で構成され、枠体3の樹脂材料が射出される空間を形成する可動側キャビティブロック20と、その可動側キャビティブロック20が取り付けられる可動側モールド22と、を備えて構成される。
可動側キャビティブロック20は、図示した例では直方体形状を有し、固定側金型18と対向する面(すなわち、鉛直方向下側の面)に可動側凹部20Aを備える。この可動側凹部20Aは、ガラス樹脂一体成形品1を上下に二分割したときの上側(すなわち、ガラス表面2a側)の形状に対応した形状を有する。
可動側モールド22は、固定側金型18と対向する面(すなわち、鉛直方向下側の面)に可動側キャビティブロック20を装着するための可動側キャビティブロック装着部22Aを備える。この可動側キャビティブロック装着部22Aは、可動側キャビティブロック20が嵌合可能な凹部として構成される。可動側キャビティブロック20は、この可動側キャビティブロック装着部22Aに嵌め込み、図示しない締結手段を用いて可動側モールド22に固定することにより、可動側モールド22に装着される。
〔固定側金型〕
固定側金型18も、可動側金型16と同様に入れ子構造で構成され、枠体3の樹脂材料が射出される空間を形成する固定側キャビティブロック24と、その固定側キャビティブロック24が取り付けられる固定側モールド26と、を備えて構成される。
固定側金型18も、可動側金型16と同様に入れ子構造で構成され、枠体3の樹脂材料が射出される空間を形成する固定側キャビティブロック24と、その固定側キャビティブロック24が取り付けられる固定側モールド26と、を備えて構成される。
固定側キャビティブロック24は、図示した例では直方体形状を有し、可動側金型16と対向する面に固定側凹部24Aを備える。この固定側凹部24Aは、ガラス樹脂一体成形品1を上下に二分割したときの下側(すなわち、ガラス裏面2b側)の形状に対応した形状を有する。
この固定側キャビティブロック24は、板ガラス2を保持する板ガラス保持ブロック28と、キャビティ空間14を形成する部位であるキャビティ空間形成ブロック30と、を入れ子状に組み合わせて構成される。上記した板ガラス保持ブロック28の少なくとも一部が第1の可動部として機能し、またキャビティ空間形成ブロック30の少なくとも一部が第2の可動部として機能する。この点については、後述する。
固定側モールド26は、可動側金型16と対向する面(図において、鉛直方向上側の面)に固定側キャビティブロック24を装着するための固定側キャビティブロック装着部26Aを備える。この固定側キャビティブロック装着部26Aは、固定側キャビティブロック24が嵌合可能な凹部として構成される。固定側キャビティブロック24は、この固定側キャビティブロック装着部26Aに嵌め込むことにより、固定側モールド26に装着される。
上記のように、固定側キャビティブロック24は、板ガラス保持ブロック28と、キャビティ空間形成ブロック30と、を組み合わせて構成される。
板ガラス保持ブロック28は、板ガラス保持部28Aと、基部28Bと、を備えて構成される。
上記のように、固定側キャビティブロック24は、板ガラス保持ブロック28と、キャビティ空間形成ブロック30と、を組み合わせて構成される。
板ガラス保持ブロック28は、板ガラス保持部28Aと、基部28Bと、を備えて構成される。
ガラス部材保持部に相当する板ガラス保持部28Aは、板ガラス2の形状に対応した外形を有し、その鉛直方向上側に板ガラス2を載置するための板ガラス載置面28A1を備える。使用する板ガラスが平板状の板ガラスである場合、板ガラス載置面28A1は、平坦な面で構成される。また、板ガラス保持部28Aは、鉛直方向下側にガイド用凸部28A2を備える。
基部28Bは、板ガラス保持部28Aのガイド部として機能し、その鉛直方向上部に板ガラス保持部28Aのガイド用凸部28A2が嵌合されるガイド用凹部28B1を備える。板ガラス保持部28Aは、ガイド用凸部28A2がガイド用凹部28B1に嵌合されることにより、図3に矢印Aで示す金型12の型締め方向Aに沿う方向に移動可能に支持される。すなわち、板ガラス保持部28Aが、第1の可動部として機能している。
また、基部28Bは、ガラス保持圧力調整手段としての複数のガラス保持圧力調整用シリンダ32を備える。各ガラス保持圧力調整用シリンダ32は、同期して作動し、板ガラス保持部28Aを金型12の型締め方向に沿う方向に移動させる。
キャビティ空間形成ブロック30は、中空状の外ブロック30Aと、中空状の内ブロック(すなわち、第2の可動部)30Bと、を入れ子状に組み合わせて構成される。
外ブロック30Aは、例えば、矩形の筒形状を有し、その中空部に内ブロック30Bが摺動可能に配置される。
キャビティ空間形成ブロック30は、中空状の外ブロック30Aと、中空状の内ブロック(すなわち、第2の可動部)30Bと、を入れ子状に組み合わせて構成される。
外ブロック30Aは、例えば、矩形の筒形状を有し、その中空部に内ブロック30Bが摺動可能に配置される。
固定側キャビティブロック24が、固定側キャビティブロック装着部26Aに装着されると、キャビティ空間形成ブロック30は、外ブロック30Aが、固定側キャビティブロック装着部26Aの底面に載置される。これにより、外ブロック30Aが固定される。
また、板ガラス保持ブロック28は、固定側キャビティブロック24が、固定側キャビティブロック装着部26Aに装着されると、基部28Bが固定側キャビティブロック装着部26Aの底面に載置される。これにより、基部28Bが固定され、ガラス保持圧力調整用シリンダ32を用いて板ガラス保持部28Aを移動させることが可能になる。
固定側モールド26には、樹脂加圧手段としての複数の樹脂加圧用シリンダ34が備えられる。各樹脂加圧用シリンダ34は、同期して作動し、キャビティ空間形成ブロック30の内ブロック30Bを型締め方向に沿う方向に移動させる。これにより、キャビティ空間14の容積を可変でき、キャビティ空間14に充填された樹脂を加圧できる。樹脂加圧用シリンダ34により内ブロック30Bが、固定ブロック24とは独立して稼働するため、キャビティ空間14の一部を選択に体積変化させることにより樹脂の固化に伴う樹脂の体積減少によるヒケを効果的に防止することができ、継目部に隙間や段差が生じることを抑制できる。
ここで、内ブロック30Bは、樹脂注入時は、あらかじめ設定された「樹脂注入時位置」に位置し、樹脂注入後、樹脂加圧用シリンダを制御する樹脂加圧用シリンダ制御手段(図示せず)により制御された樹脂加圧用シリンダ34に駆動されて、あらかじめ設定された「樹脂加圧位置」に移動する。この樹脂加圧位置は、樹脂注入時位置よりも鉛直方向上方の位置に設定され、キャビティ空間14の容積を所定量縮小させる位置に設定される。この結果、樹脂の固化に伴う体積減少に対応してキャビティ空間14の体積を精密に制御できるため、より効果的にヒケを防止するとともに継目部に隙間や段差の極めて少ない高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品を製造できる。
金型12は、以上のように構成される。板ガラス載置面28A1に板ガラス2を載置して、金型12を型締めすると、固定側金型18と可動側金型16とによって板ガラス2が挟持され、板ガラス2の周囲にキャビティ空間14が形成される。
ここで、板ガラス2が載置された板ガラス保持ブロック28の第1の可動部である板ガラス保持部28Aは、ガラス保持圧力調整用シリンダ32によって、キャビティ空間形成ブロック30とは独立して移動可能に設けられている。このため、ガラス保持圧力調整用シリンダ32によって板ガラス保持部28Aを移動させることにより、板ガラス2に作用する圧力を独立して精密に調整でき、ガラス部材の割れを効果的に防止することができる。
また、キャビティ空間14を形成するキャビティ空間形成ブロック30は、第2の可動部である内ブロック30Bが樹脂加圧用シリンダ34によって移動可能に設けられている。このため、樹脂加圧用シリンダ34によってキャビティ空間形成ブロック30を移動させることにより、キャビティ空間14に充填された樹脂を加圧することができる。
なお、樹脂成形体用の樹脂は、可動側金型16から注入される。可動側金型16には、樹脂の流路であるスプルー36及びゲート38が備えられる。射出装置を介してスプルー36に注入された樹脂は、スプルー36からゲート38を介して、キャビティ空間14に注入される。
〈型締め装置〉
型締め装置(不図示)は、固定側金型18に対して可動側金型16を進退移動させて、金型12を開閉する。可動側金型16を固定側金型18に近づく方向に移動させることにより、金型12が型締めされ、可動側金型16を固定側金型18から離れる方向に移動させることにより、金型12が開かれる。
〈射出装置〉
射出装置(不図示)は、樹脂注入手段として機能し、金型12のスプルー36を介してキャビティ空間14に樹脂を注入する。
型締め装置(不図示)は、固定側金型18に対して可動側金型16を進退移動させて、金型12を開閉する。可動側金型16を固定側金型18に近づく方向に移動させることにより、金型12が型締めされ、可動側金型16を固定側金型18から離れる方向に移動させることにより、金型12が開かれる。
〈射出装置〉
射出装置(不図示)は、樹脂注入手段として機能し、金型12のスプルー36を介してキャビティ空間14に樹脂を注入する。
〈制御装置〉
制御装置(不図示)は、装置全体の動作を統括制御する。すなわち、型締め装置を制御して、金型12の開閉を制御する。また、射出装置を制御して、樹脂の注入を制御する。
また、制御装置は、樹脂加圧用シリンダ34を制御して、キャビティ空間14に充填された樹脂の加圧を制御する(すなわち、樹脂加圧用シリンダ制御手段として機能する)。更に、制御装置は、樹脂加圧用シリンダ34による樹脂の加圧に連携して、ガラス保持圧力調整用シリンダ32を制御し、板ガラス2に作用するガラス保持圧力を制御する(すなわち、ガラス保持圧力制御手段及びガラス保持圧力調整用シリンダ制御手段として機能する)。
制御装置(不図示)は、装置全体の動作を統括制御する。すなわち、型締め装置を制御して、金型12の開閉を制御する。また、射出装置を制御して、樹脂の注入を制御する。
また、制御装置は、樹脂加圧用シリンダ34を制御して、キャビティ空間14に充填された樹脂の加圧を制御する(すなわち、樹脂加圧用シリンダ制御手段として機能する)。更に、制御装置は、樹脂加圧用シリンダ34による樹脂の加圧に連携して、ガラス保持圧力調整用シリンダ32を制御し、板ガラス2に作用するガラス保持圧力を制御する(すなわち、ガラス保持圧力制御手段及びガラス保持圧力調整用シリンダ制御手段として機能する)。
《ガラス樹脂一体成形品の製造方法》
次に、ガラス樹脂一体成形品製造装置10を用いたガラス樹脂一体成形品の製造方法について説明する。
図4(A)〜(F)は、ガラス樹脂一体成形品製造装置10を用いたガラス樹脂一体成形品1の製造手順を示す図である。
次に、ガラス樹脂一体成形品製造装置10を用いたガラス樹脂一体成形品の製造方法について説明する。
図4(A)〜(F)は、ガラス樹脂一体成形品製造装置10を用いたガラス樹脂一体成形品1の製造手順を示す図である。
図4(A)に示すように、初期状態において、金型12は開かれており、可動側金型16が固定側金型18から所定高さの位置に位置する。また、この状態において、固定側金型18に備えられた内ブロック30Bは、樹脂注入時位置に位置する。
まず、図4(B)に示すように、金型12内に板ガラス2を配置する。板ガラス2は、固定側金型18に備えられた板ガラス保持ブロック28の板ガラス載置面28A1の上に載置して、金型12に配置する。
次に、図4(C)に示すように、図示しない型締め装置によって可動側金型16を固定側金型18に向けて移動させ、金型12を型締めする。これにより、板ガラス2が、固定側金型18と可動側金型16とに挟持されるとともに、その板ガラス2の周囲にキャビティ空間14が形成される。
このとき、板ガラス2に作用する圧力が、所定の圧力となるように、ガラス保持圧力調整用シリンダ32が制御され、板ガラス保持部28Aの位置が制御される。
次に、図4(D)に示すように、射出装置(不図示)によってキャビティ空間14に、樹脂成形体を形成する材料である樹脂を注入し、キャビティ空間14に樹脂を充填させる。
次に、図4(D)に示すように、射出装置(不図示)によってキャビティ空間14に、樹脂成形体を形成する材料である樹脂を注入し、キャビティ空間14に樹脂を充填させる。
次に、図4(E)に示すように、樹脂加圧用シリンダ34によって第2の可動部である内ブロック30Bを樹脂加圧位置に移動させ、キャビティ空間14に充填された樹脂を所定の樹脂圧縮圧力で加圧しながら樹脂加圧成形する。これにより、板ガラス2と枠体3との継目部に隙間や段差を生じさせることなく、板ガラス2の周囲に枠体3を一体成形することができる。また、枠体3にヒケが生じるのを防止できる。
一方、このように充填された樹脂を加圧すると、板ガラス2に高い圧力が作用し、板ガラス2に割れや位置ズレが生じるおそれがある。
一方、このように充填された樹脂を加圧すると、板ガラス2に高い圧力が作用し、板ガラス2に割れや位置ズレが生じるおそれがある。
そこで、樹脂の加圧に連携してガラス保持圧力調整用シリンダ32によって板ガラス保持部28Aの位置を制御し、板ガラス2に作用する圧力が規定範囲内に収まるように制御する。すなわち、樹脂の加圧に応じて、その圧力が高く、板ガラス2に割れが生じる可能性がある場合には、板ガラス保持部28Aの位置を下げて、板ガラスに加わる圧力を下げ、一方、樹脂の加圧時の圧力が低く、板ガラス2位置がずれる可能性がある場合には、板ガラス保持部28Aの位置を上げて、板ガラスに加わる圧力を高くするように制御する。
ここで、この規定範囲内の上限は、固定側金型18と可動側金型16とに挟持された板ガラス2に割れが生じる圧力よりも低い圧力に設定され、規定範囲の下限は、固定側金型18と可動側金型16とに挟持された板ガラス2に位置ズレが生じる圧力よりも高い圧力に設定される。これにより、板ガラス2の割れや位置ズレ及びバリが生じるのを防止できる。
加圧は、一定時間継続して行い、その後、図4(F)に示すように、金型12を開いて、ガラス樹脂一体成形品1を取り出す。
以上、一連の工程でガラス樹脂一体成形品1の製造が完了する。
加圧は、一定時間継続して行い、その後、図4(F)に示すように、金型12を開いて、ガラス樹脂一体成形品1を取り出す。
以上、一連の工程でガラス樹脂一体成形品1の製造が完了する。
図5は、樹脂加圧時における板ガラスの圧力制御の一例を示す概念図である。
同図において、実線で示す折れ線L1は、キャビティ空間14に注入された樹脂に作用する圧力の遷移を示している。また、実線で示す折れ線L2は、圧力制御したときの板ガラス2に作用する圧力の遷移を示している。
同図において、実線で示す折れ線L1は、キャビティ空間14に注入された樹脂に作用する圧力の遷移を示している。また、実線で示す折れ線L2は、圧力制御したときの板ガラス2に作用する圧力の遷移を示している。
また、同図において、T1は、キャビティ空間14に対して樹脂の注入を開始した時間、T2は、キャビティ空間14に対して樹脂の注入を完了した時間、T3は、樹脂の加圧を開始した時間、T4は、加圧を完了した時間、T5は、型開きした時間を示している。
また、同図において、間隔の狭い斜線で示す領域PBは、板ガラス2に割れが生じる圧力領域を示しており、間隔の広い斜線で示す領域PSは、板ガラス2に位置ズレが生じる圧力領域を示している。
同図に示すように、位置ズレは、注入完了時の樹脂に作用する圧力(すなわち、時間T2での樹脂に作用する圧力)よりも低い圧力になると発生する。
樹脂の加圧時を含めて、板ガラス2に作用する圧力は、領域PB及び領域PSの範囲に入らないように制御される。
同図に示すように、位置ズレは、注入完了時の樹脂に作用する圧力(すなわち、時間T2での樹脂に作用する圧力)よりも低い圧力になると発生する。
樹脂の加圧時を含めて、板ガラス2に作用する圧力は、領域PB及び領域PSの範囲に入らないように制御される。
図5に示す例では、樹脂加圧時に板ガラス2も加圧されるように制御している。ただし、その範囲は、板ガラス2に割れが生じない圧力範囲(すなわち、領域PBに入らない範囲)とされている。これにより、板ガラス2の割れや位置ズレ及びバリを防止しつつ、枠体3にヒケが生じるのを防止できる。
なお、図5において、破線で示す折れ線L3は、圧力制御していないときの板ガラス2に作用する圧力の遷移を示している。樹脂の加圧時に板ガラス2に作用する圧力の制御をしないと、樹脂の加圧に伴い板ガラス2に作用する圧力も上がり、板ガラス2に割れが生じる。
図6は、樹脂加圧時における板ガラスの圧力制御の他の一例を示す概念図である。
同図において、実線で示す折れ線L4は、キャビティ空間14に注入された樹脂に作用する圧力の遷移を示している。また、実線で示す折れ線L5は、圧力制御したときの板ガラス2に作用する圧力の遷移を示している。
同図において、実線で示す折れ線L4は、キャビティ空間14に注入された樹脂に作用する圧力の遷移を示している。また、実線で示す折れ線L5は、圧力制御したときの板ガラス2に作用する圧力の遷移を示している。
図6に示す例では、樹脂加圧時に板ガラス2に作用する圧力が低下するように制御している。ただし、その低下させる範囲は、位置ズレが生じない圧力範囲(すなわち、領域PSに入らない範囲)とされている。これにより、板ガラス2の割れや位置ズレ及びバリを防止しつつ、枠体3にヒケが生じるのを防止できる。
なお、図6において、破線で示す折れ線L6は、圧力制御していないときの板ガラス2に作用する圧力の遷移を示している。樹脂の加圧時に板ガラス2に作用する圧力の制御をしないと、樹脂の加圧に伴い板ガラス2に作用する圧力も上がり、板ガラス2に割れが生じる。
このように、樹脂の加圧時に板ガラス2に作用する圧力を制御する態様は、樹脂加圧前よりも上げる態様と、下げる態様の二つの態様がある。いずれの態様を選択するかは、使用する樹脂の粘度等を考慮して決定される。すなわち、使用する樹脂の粘度が高いと、板ガラス2には、樹脂加圧前から既に高い圧力が作用するので、このような場合は、樹脂加圧時に板ガラス2に作用する圧力を下げる方向に制御する。これにより、板ガラス2が割れるのを効果的に防止できる。一方、図6には図示しないが使用する樹脂の粘度が低いと、樹脂加圧前に板ガラス2にかかる圧力は低いため、樹脂加圧時に板ガラス2に作用する圧力と連携して板ガラス2に作用する圧力は上昇するが、上昇した圧力が領域PBより小さければ、板ガラスの割れは生じないため板ガラスを保持する圧力を独立して制御する必要はない。この時、樹脂に作用する圧力及び板ガラス2に作用する圧力が所望の範囲であれば、ガラス樹脂一体成形品にヒケが発生するのを効果的に防止できる。
《ガラス樹脂一体成形品の製造装置の第2の実施形態》
〈装置構成〉
図7は、ガラス樹脂一体成形品の製造装置の第2の実施形態を示す正面断面図である。
このガラス樹脂一体成形品製造装置10は、図3に示したガラス樹脂一体成形品の製造装置とは、ガラス保持圧力調整手段と樹脂加圧手段の構成が相違する。したがって、ここでは、ガラス保持圧力調整手段と樹脂加圧手段の構成についてのみ説明する。
〈装置構成〉
図7は、ガラス樹脂一体成形品の製造装置の第2の実施形態を示す正面断面図である。
このガラス樹脂一体成形品製造装置10は、図3に示したガラス樹脂一体成形品の製造装置とは、ガラス保持圧力調整手段と樹脂加圧手段の構成が相違する。したがって、ここでは、ガラス保持圧力調整手段と樹脂加圧手段の構成についてのみ説明する。
板ガラス保持ブロック28の基部28Bには、ガラス保持圧力調整手段としての複数のガラス保持圧力調整用バネ62が備えられる。ガラス保持圧力調整用バネ62は、板ガラス保持部28Aを可動側金型16に向けて付勢する(すなわち、鉛直上方に付勢する)。これにより、ガラス保持圧力をバネの付勢力により所定の範囲で自律的に調整することによりガラス部材の割れを効果的に防止することができる。
固定側モールド26には、樹脂加圧手段としての複数の樹脂加圧用バネ64が備えられる。各樹脂加圧用バネ64は、キャビティ空間形成ブロック30の外ブロック30Aを可動側金型16に向けて付勢する(すなわち、鉛直上方に付勢する)。
図7に示した第2の実施形態のガラス樹脂一体成形品の製造装置においては、板ガラス保持部28Aが第1の可動部として機能し、また外ブロック30Aが第2の可動部として機能する。
図7に示した第2の実施形態のガラス樹脂一体成形品の製造装置においては、板ガラス保持部28Aが第1の可動部として機能し、また外ブロック30Aが第2の可動部として機能する。
〈ガラス樹脂一体成形品の製造方法〉
次に、上記構成のガラス樹脂一体成形品製造装置10を用いたガラス樹脂一体成形品の製造方法において、図4と相違するガラス保持圧力調整手段について説明し、前述の図4の説明と同様の部分は省略する。
次に、上記構成のガラス樹脂一体成形品製造装置10を用いたガラス樹脂一体成形品の製造方法において、図4と相違するガラス保持圧力調整手段について説明し、前述の図4の説明と同様の部分は省略する。
このように可動側モールド22と固定側モールド26との間に一定の隙間を持たせて型締めした場合であっても、板ガラス保持部28Aがガラス保持圧力調整用バネ62によって付勢されているため、板ガラス2は、可動側金型16と固定側金型18とによって挟持される。
また、キャビティ空間形成ブロック30は、外ブロック30Aが樹脂加圧用バネ64によって付勢されているため、外ブロック30Aが可動側金型16の可動側キャビティブロック20に当接する。これにより、板ガラス2の周囲にキャビティ空間14が形成される。
次に、射出装置(不図示)によってキャビティ空間14に樹脂成形体用の樹脂を注入し、キャビティ空間14に樹脂を充填する。
次に、射出装置(不図示)によってキャビティ空間14に樹脂成形体用の樹脂を注入し、キャビティ空間14に樹脂を充填する。
次に、可動側金型16を固定側金型18に向けて移動させる。すなわち、金型12を更に型締めする。これにより、先の型締め時に可動側モールド22と固定側モールド26との間に形成された隙間が閉じられる。
金型12を更に型締めすると、外ブロック30Aが樹脂加圧用バネ64の付勢力に抗して可動側金型16に押され、鉛直方向下側に移動する。この結果、内ブロック30Bが相対的にキャビティ空間14に繰り出され、キャビティ空間14の容積が減少する。これにより、キャビティ空間14内に充填された樹脂が加圧される。
一方、このように樹脂を加圧すると、板ガラス2に高い圧力が作用するが、板ガラス2を保持する板ガラス保持部28Aは、ガラス保持圧力調整用バネ62によって付勢されながら移動可能に支持されているため、加圧時に作用する圧力を逃がすことができる。これにより、板ガラス2に割れが生じるのを防止できる。
なお、このように、ガラス保持圧力調整用バネ62は、樹脂加圧時に板ガラス2に作用する圧力を逃がす作用を供するものであるので、そのバネ力は、樹脂加圧用バネ64のバネ力よりも弱く設定される。
また、そのバネ力が弱すぎると、板ガラス2に位置ズレが生じるので、板ガラス2に位置ズレが生じない圧力を付与できるバネ力に設定される。
加圧は一定時間継続して行い、その後、金型12を開いて、ガラス樹脂一体成形品1を取り出す。
以上、一連の工程でガラス樹脂一体成形品1の製造が完了する。
また、そのバネ力が弱すぎると、板ガラス2に位置ズレが生じるので、板ガラス2に位置ズレが生じない圧力を付与できるバネ力に設定される。
加圧は一定時間継続して行い、その後、金型12を開いて、ガラス樹脂一体成形品1を取り出す。
以上、一連の工程でガラス樹脂一体成形品1の製造が完了する。
このように、樹脂を加圧する樹脂加圧手段、及び、板ガラス2に作用する圧力を調整するガラス保持圧力調整手段は、バネで構成することもでき、同様の作用効果を奏することができる。
なお、本例では、樹脂加圧手段と、ガラス保持圧力調整手段の双方をバネで構成しているが、いずれか一方をシリンダで構成することもできる。
樹脂加圧手段、及び、ガラス保持圧力調整手段は、この他、例えば、モータと、送りネジを利用した移動機構によって構成することもできる。
なお、本例では、樹脂加圧手段と、ガラス保持圧力調整手段の双方をバネで構成しているが、いずれか一方をシリンダで構成することもできる。
樹脂加圧手段、及び、ガラス保持圧力調整手段は、この他、例えば、モータと、送りネジを利用した移動機構によって構成することもできる。
また、樹脂加圧手段、及び、ガラス保持圧力調整手段をバネで構成する場合、そのバネの種類は特に限定されない。例えば、コイルスバネや皿バネを使用することができる。皿バネを使用した場合は、皿バネの枚数を調整することにより、バネ力を調整することができる。
《ガラス樹脂一体成形品の製造装置の第3の実施形態》
〈装置構成〉
図8は、ガラス樹脂一体成形品1の製造装置70の第3の実施形態を示す正面断面図である。
製造装置70は、図3に示した製造装置10に対し、冷却手段である複数本の水管72、および樹脂保温手段である熱線ヒータ(以下、ヒータという。)74を備えるとともに、金型12の一部を構成する内ブロック30Bを脱型手段としても使用した点に構成上の相違点がある。他の構成は、製造装置10と同一であるので、ここでは、水管72、ヒータ74、内ブロック30Bの構成、作用について説明する。
〔水管72〕
〈装置構成〉
図8は、ガラス樹脂一体成形品1の製造装置70の第3の実施形態を示す正面断面図である。
製造装置70は、図3に示した製造装置10に対し、冷却手段である複数本の水管72、および樹脂保温手段である熱線ヒータ(以下、ヒータという。)74を備えるとともに、金型12の一部を構成する内ブロック30Bを脱型手段としても使用した点に構成上の相違点がある。他の構成は、製造装置10と同一であるので、ここでは、水管72、ヒータ74、内ブロック30Bの構成、作用について説明する。
〔水管72〕
水管72は、不図示の冷却水供給装置に連結され、冷却水供給装置から冷却水が供給される。これにより、水管72が冷却される。また、水管72は、キャビティ空間14を形成する可動側キャビティブロック20、及び固定側キャビティブロック24に配設される。更に、水管72は、可動側キャビティブロック20、及び固定側キャビティブロック24のキャビティ空間14を形成する内壁面(すなわち、可動側凹部20A、及び固定側凹部24A)の近傍に配設される。これにより、水管72が冷却されると、前記内壁面が効率よく冷却される。
水管72に対する冷却液の供給時期は、樹脂加圧成形する工程又はガラス保持圧力を調整する工程の後工程として備えられた樹脂冷却副工程にて行われる。したがって、キャビティ空間14に充填された固化前の樹脂3のうち、前記内壁面と接する樹脂3及び樹脂3とガラス部材2の継目部に充填された樹脂3が、他の固化前の樹脂(すなわち、成形された枠体の内部の樹脂)3に先立って冷却され、固化される。
なお、実施形態では、冷却手段として水管72を用いたが、これに限定されるものではなく、風冷管を用いて冷風を風冷管に供給して前記内壁面を冷却してもよい。すなわち、前記内壁面を冷却できる手段であれば適用できる。
〔ヒータ74〕
ヒータ74も水管72と同様に、前記内壁面の近傍に配設される。ヒータ74は、不図示の電圧印加装置に接続され、電圧印加装置によって電圧が印加される。これにより、ヒータ74が加熱され、前記内壁面が効率よく加熱される。
ヒータ74も水管72と同様に、前記内壁面の近傍に配設される。ヒータ74は、不図示の電圧印加装置に接続され、電圧印加装置によって電圧が印加される。これにより、ヒータ74が加熱され、前記内壁面が効率よく加熱される。
ヒータ74に対する電圧の印加時期は、樹脂冷却副工程の前工程であって、キャビティ空間14に樹脂3を充填する工程の前工程である樹脂保温副工程(すなわち、金型予熱工程)にて行われる。すなわち、ヒータ74によって金型12が予熱された後、キャビティ空間14に樹脂が充填される。
ヒータ74による金型12の予熱温度は、例えば、樹脂3のガラス転移点(Tg)−10℃以上に設定されている。また、予熱温度の上限は、樹脂3が変質しない温度に設定される。
これにより、キャビティ空間14に充填された固化前の樹脂3が、樹脂保温副工程にて、ガラス転移点(Tg)−10℃以上に保持される。なお、樹脂保温副工程は、樹脂加圧成形する工程又はガラス保持圧力を調整する工程と並行して行ってもよい。
これにより、キャビティ空間14に充填された固化前の樹脂3が、樹脂保温副工程にて、ガラス転移点(Tg)−10℃以上に保持される。なお、樹脂保温副工程は、樹脂加圧成形する工程又はガラス保持圧力を調整する工程と並行して行ってもよい。
〔脱型手段である内ブロック30B〕
図9は、内ブロック30Bによって、固定側金型18から脱型されたガラス樹脂一体成形品1及び固定側金型18の縦断面図である。
図9は、内ブロック30Bによって、固定側金型18から脱型されたガラス樹脂一体成形品1及び固定側金型18の縦断面図である。
金型12によって成形されたガラス樹脂一体成形品1(図1参照)は、金型12の特に固定側凹部24Aから脱型されて取り出される(図4(F)参照)。この脱型工程において、金型12の一部を構成する内ブロック30Bが脱型手段として使用される。すなわち、図9の如く、内ブロック30Bが樹脂加圧用シリンダ34によって上昇移動されることにより、内ブロック30Bの枠状の上面(面状部)30B1が樹脂3の樹脂裏面3bに当接する。そして、継続する内ブロック30Bの上昇移動によって、ガラス樹脂一体成形品1が固定側凹部24Aから押し出される(すなわち、脱型される)。
〈製造装置70によるガラス樹脂一体成形品の第1の製造方法〉
第1の製造方法は、ヒータ74によって金型12を予熱する樹脂保温副工程を備えることなく、水管72によって前記内壁面を冷却する樹脂冷却副工程を備えた製造方法である。
第1の製造方法は、ヒータ74によって金型12を予熱する樹脂保温副工程を備えることなく、水管72によって前記内壁面を冷却する樹脂冷却副工程を備えた製造方法である。
まず、第1の製造方法と比較するために、樹脂冷却副工程を備えていない図4の製造方法、及び第1の製造方法について、図10(A)のグラフを用いて説明する。
図10(A)のグラフの縦軸は、キャビティ空間14に充填された樹脂3の温度を示し、横軸は時間の経過を示している。
図10(A)のグラフの縦軸は、キャビティ空間14に充填された樹脂3の温度を示し、横軸は時間の経過を示している。
また、同図のグラフA1は、キャビティ空間14に充填された樹脂3が自然冷却によって冷却される温度低下勾配を示している。つまり、グラフA1は、樹脂冷却副工程を備えていない、図4の製造方法による温度低下勾配を示している。
一方、同図のグラフB1は、キャビティ空間14に充填された樹脂3を、樹脂冷却副工程にて冷却された部分の樹脂3(例えば、継目部)の温度低下勾配を示し、グラフC1は、樹脂冷却副工程にて冷却効果が弱い部分の樹脂3(例えば、成形された枠体の樹脂の内部)の温度低下勾配を示している。樹脂冷却副工程は、樹脂加圧成形する工程又はガラス保持圧力を調整する工程の直後であって、樹脂3の温度がガラス転移点(Tg)−10℃以上のt1時点から開始される。
図4の製造方法では、キャビティ空間14に充填されたガラス転移点(Tg)以上の固化前の樹脂3は、図10(A)のグラフA1の如く、自然冷却によって冷却されていき、ガラス転移点を下回ると固化が起こり始め、流動性を失い所定の形状に固化していく。継目部に充填された固化前の樹脂3は、樹脂加圧成形する工程にて加圧されるため、継目部に充填された状態で固化していく。これにより、継目部において、ヒケのない成形が可能となる。
次に、第1の製造方法について説明する。
次に、第1の製造方法について説明する。
第1の製造方法では、継目部に充填されて加圧されている固化前の樹脂3を、樹脂冷却副工程にて冷却する。すなわち、図10(A)のグラフB1、C1の如く、継目部に充填された固化前の樹脂(グラフB1で示される温度低下勾配を有する枠体の樹脂部分)3と、内部の固化前の樹脂(グラフC1で示される温度低下勾配を有する枠体の内部の樹脂部分)3との間で温度差をつけ、継目部に充填された固化前の樹脂3を、他の固化前の樹脂3よりも早期に固化させる。これにより、継目部におけるヒケの発生をより確実に防止することができる。
また、樹脂冷却副工程では、樹脂3が継目部から、及び前記内壁面(金型)に接触する表面から冷却される。樹脂冷却副工程においては、固化前の樹脂3を、継目部を起点として冷却してもよいが、前記内壁面に接触している固化前の樹脂3の表面から樹脂を冷却し、その表面とともに継目部の固化前の樹脂3を冷却してもよい。固化前の樹脂3の表面を、固化前の内部の樹脂3に先行して冷却することにより、樹脂3の表面にヒケは発生しない。これにより、樹脂3の表面が、ガラス樹脂一体成形品の意匠面となる場合に、見栄えがよくなるので好適である。
〈製造装置70によるガラス樹脂一体成形品の第2の製造方法〉
第2の製造方法は、キャビティ空間14に充填された樹脂を、ガラス転移点(Tg)−10℃以上に保温して保持する、樹脂保温副工程を更に備えた製造方法である。
第2の製造方法は、キャビティ空間14に充填された樹脂を、ガラス転移点(Tg)−10℃以上に保温して保持する、樹脂保温副工程を更に備えた製造方法である。
まず、第2の製造方法と比較するために、樹脂保温副工程及び樹脂冷却副工程を備えていない図4の製造方法及び第2の製造方法について、図10(B)のグラフを用いて説明する。
図10(B)のグラフの縦軸は、キャビティ空間14に充填された樹脂3の温度を示し、横軸は、時間の経過を示している。
図10(B)のグラフの縦軸は、キャビティ空間14に充填された樹脂3の温度を示し、横軸は、時間の経過を示している。
また、同図のグラフA1は、図10(A)のグラフA1と同様であり、キャビティ空間14に充填された樹脂3が自然冷却によって冷却される温度低下勾配を示している。つまり、グラフA1は、樹脂保温副工程及び樹脂冷却副工程を備えていない、図4の製造方法による温度低下勾配を示している。
一方、同図のグラフB2は、キャビティ空間14に充填された樹脂3を、樹脂保温副工程にて、ガラス転移点(Tg)−10℃以上の温度に保温した後、樹脂冷却副工程にて冷却された部分の樹脂3(例えば、継目部)の温度低下勾配を示している。また、グラフC2は、樹脂冷却副工程にて冷却効果が弱い部分の樹脂3(例えば、成形された枠体の樹脂の内部)の温度低下勾配を示している。樹脂保温副工程は、キャビティ空間14に樹脂3を充填する前工程から、樹脂3の温度がガラス転移点(Tg)−10℃以上のt2時点まで行われる。樹脂冷却副工程は、t2時点から開始される。
第2の製造方法によれば、樹脂冷却副工程の前工程において、キャビティ空間14に充填された固化前の樹脂3を、ヒータ74の熱によってガラス転移点(Tg)−10℃以上に保持している。
図11(A)は、キャビティ空間14に充填された樹脂3であって、樹脂加圧成形する工程の前工程における樹脂3の充填形態を示している。 図11(A)によれば、継目部76に樹脂3が充填されていなことが分かる。
図10(B)に示すように、キャビティ空間14に充填された樹脂3は、樹脂3の自然冷却による温度低下勾配(グラフA1)よりも、緩やかな温度低下勾配(グラフB2)で冷却される。この冷却時に行われる樹脂加圧成形する工程において、図11(A)に示す樹脂3は、軟質の状態を保った状態で内ブロック30Aに押圧され、図11(B)に示すように継目部76に隙間なく充填される。
そして、t2時点から行われる樹脂冷却副工程において、継目部に充填された軟質の状態の樹脂3が、固化前の内部の樹脂3に先立って固化されるので、継目部にはヒケが生じないことはもちろんのこと、継目部に生じる段差も最小限に抑えることができる。よって、ガラス樹脂一体成形品の品質が向上する。
〔脱型工程〕
樹脂冷却副工程を経て成形されたガラス樹脂一体成形品1は、脱型工程において、図9の如く、脱型手段である内ブロック30Bの上昇移動(すなわち、脱型方向の移動)により、金型12の固定側凹部24Aから押し上げられて脱型される。
樹脂冷却副工程を経て成形されたガラス樹脂一体成形品1は、脱型工程において、図9の如く、脱型手段である内ブロック30Bの上昇移動(すなわち、脱型方向の移動)により、金型12の固定側凹部24Aから押し上げられて脱型される。
この際、ガラス樹脂一体成形品1は、内ブロック30Bの枠状の上面30B1が、樹脂3の樹脂裏面3bに当接されて押し上げられる。なお、脱型手段として板ガラス保持部28Aを使用し、板ガラス保持部28Aによって板ガラス2を押し上げて、ガラス樹脂一体成形品1を固定側凹部24Aから脱型してもよい。また、内ブロック30Bと板ガラス保持部28Aを共に上昇移動させて、ガラス樹脂一体成形品1を固定側凹部24Aから押し上げて脱型してもよい。また、このとき内ブロック30Bと板ガラス保持部28Aの上昇移動速度を相対的に差をつけてもよい。
しかしながら、脱型時の直前の樹脂3は、固定側凹部24Aに付着した状態にあるため、板ガラス保持部28Aの板ガラス載置面(すなわち、面状部)28A1を、板ガラス2に押し付けて脱型しようとすると、継目部に応力がかかり継目部の樹脂3が板ガラス2から剥離するおそれがある。よって、脱型する場合には、内ブロック30Bの上面30B1を樹脂3の樹脂裏面3bに押し付けることが好ましい。
また、ピン等の点状部によってガラス樹脂一体成形品1を固定側凹部24A脱型する方法もあるが、点状部に押されることに起因する傷がガラス樹脂一体成形品1の板ガラス2又は樹脂3に付くおそれがあるので、面状部であることが好ましい。更に、面状部を樹脂3に押し付ける場合には、例えば樹脂3が矩形の枠状体であれば、固定側凹部24Aに強く付着している、その枠状体の角部に押し付けることが、ガラス樹脂一体成形品1を固定側凹部24Aから円滑に脱型する観点から好ましい。なお、樹脂3の樹脂裏面3bの全周面、樹脂3の対向する二辺の樹脂裏面3b、及び隣接する二辺の樹脂裏面3bに、内ブロック30Bの上面30B1を押し付けて脱型してもよいことはもちろんである。
《ガラス部材の他の例》
上記実施の形態では、ガラス部材としては、板ガラスを使用しているが、樹脂成形体を一体成形するガラス部材は、これに限定されない。この他、例えば、ガラスレンズ等の光学部材に樹脂成形体を一体成形する場合にも同様に本発明を適用することができる。
また、板ガラスを用いる場合、その厚さ、大きさは、特に限定されない。また、湾曲した板ガラスを使用することもできる。
上記実施の形態では、ガラス部材としては、板ガラスを使用しているが、樹脂成形体を一体成形するガラス部材は、これに限定されない。この他、例えば、ガラスレンズ等の光学部材に樹脂成形体を一体成形する場合にも同様に本発明を適用することができる。
また、板ガラスを用いる場合、その厚さ、大きさは、特に限定されない。また、湾曲した板ガラスを使用することもできる。
また、ガラス部材は、樹脂成形体との接合面にシランカップリング剤、及び/又は、プライマにより表面処理を施すことが好ましい。例えば、上記実施の形態のガラス樹脂一体成形品1の場合、板ガラス2のガラス側面2cに表面処理を施す。この処理により、ガラス部材と樹脂成形体となる樹脂との接着性を向上できる。
シランカップリング剤としては、ビニル基含有シランカップリング剤、スチリル基含有シランカップリング剤、アミノ基含有シランカップリング剤、エポキシ基含有シランカップリング剤、メタクリロイルオキシ基含有シランカップリング剤、アクリロイルオキシ基含有シランカップリング剤などが使用され、またプライマとしては、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂などを溶剤希釈したプライマを使用できる。
ガラス部材は、樹脂成形体との接合面に接着剤層を備えていてもよい。例えば、上記実施の形態のガラス樹脂一体成形品1の場合、板ガラス2のガラス側面2cに接着剤層を備える。これにより、ガラス部材と樹脂成形体との接着性を向上できる。接着剤としては、接着力に優れるシリコーン系、ウレタン系、及び、エポキシ系の接着剤ならびに両面テープ等を好適に用いることができる。
ガラス部材のガラス組成は、特に限定されないが、公知のソーダライムガラスや無アルカリガラスなどが好適に用いることができる。また、ガラス部材は、従来公知の方法により物理強化処理又は化学強化処理が施された強化ガラスであってもよい。化学強化処理を行う場合、アルカリ成分を含有するガラスを選択する必要があり、ソーダライムガラスやアルカリアルミノシリケートガラスが好ましい。
また、板ガラスを使用する場合は、樹脂膜と板ガラスが積層されたガラス板(所謂バイレーヤーガラス)でもよく、複数枚の板ガラスと中間膜が積層された合わせガラスであってもよい。この場合、各板ガラスのガラス組成は、同一であっても互いに異なっていてもよく、無機ガラスと透明樹脂等からなる有機ガラスを組み合わせてもよい。
また、板ガラスの形状は、平板状でもよく、所望の形状に曲率を持つ湾曲した板ガラスを用いてもよい。
また、ガラス部材は、公知の方法により強化処理が施された強化ガラスであってもよい。
また、板ガラスの形状は、平板状でもよく、所望の形状に曲率を持つ湾曲した板ガラスを用いてもよい。
また、ガラス部材は、公知の方法により強化処理が施された強化ガラスであってもよい。
また、ガラス部材は、ガラス表面に膜(例えば、防汚膜など)が備えられていてもよい。この場合、膜の表面(ガラス部材とは反対側の面)が、ガラス表面を構成する。
《板ガラスの端面処理》
ガラス部材として、板ガラスを使用する場合、板ガラスは、ガラス表面とガラス側面との間の角部に面取り部を有するものであってもよい。この場合、面取りの態様は、C面取り(すなわち、板ガラスの端面の角を斜めに落とす面取り)であってもよいし、R面取り(すなわち、板ガラスの端面の角を丸くする面取り)であってもよい。このような、面取り部を有する板ガラスであっても、樹脂を加圧して成形することにより、板ガラスと樹脂成形体との継目部に隙間や段差を生じさせることなく、ガラス樹脂一体成形品を製造することができる。
また、このように面取り加工が施された板ガラスを使用することにより、板ガラスの取り扱いを容易にできる。
ガラス部材として、板ガラスを使用する場合、板ガラスは、ガラス表面とガラス側面との間の角部に面取り部を有するものであってもよい。この場合、面取りの態様は、C面取り(すなわち、板ガラスの端面の角を斜めに落とす面取り)であってもよいし、R面取り(すなわち、板ガラスの端面の角を丸くする面取り)であってもよい。このような、面取り部を有する板ガラスであっても、樹脂を加圧して成形することにより、板ガラスと樹脂成形体との継目部に隙間や段差を生じさせることなく、ガラス樹脂一体成形品を製造することができる。
また、このように面取り加工が施された板ガラスを使用することにより、板ガラスの取り扱いを容易にできる。
なお、面取り部の形態としては、C面取りが好ましい。C面取りとすることにより、R面取りに比して、板ガラスと樹脂成形体との継目部の平坦性をより向上させることができる。
また、板ガラスは、このような端面処理を施さない板ガラスを使用することもできる。すなわち、所定サイズに切断後、その切断面である側面が未処理の板ガラスを使用することもできる。これにより、使用する板ガラスの下処理の負担を低減できる。
また、板ガラスと樹脂成形体との継目部に隙間や段差のない高品質なガラス樹脂一体成形品を製造できる。
また、板ガラスと樹脂成形体との継目部に隙間や段差のない高品質なガラス樹脂一体成形品を製造できる。
《樹脂成形体(樹脂)》
樹脂成形体となる樹脂の材質としては、熱可塑性樹脂が好適に使用される。
熱可塑性樹脂としては、溶融成形により板ガラス2と一体成形できるものであれば、特に限定されず、例えば、熱可塑性ポリエステル樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂など)、熱可塑性ポリエステル樹脂と他の樹脂との混合物、ポリマーアロイ、変性ポリエステル樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂(例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂など)、これらの変性樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリα−メチルスチレン樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、石油樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂と他の樹脂との混合物およびポリカーボネート樹脂とASAなどのポリマーアロイ、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリルスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリルエーテルニトリル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、変性ポリフェニレンオキシド樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ノルボルネン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
樹脂成形体となる樹脂の材質としては、熱可塑性樹脂が好適に使用される。
熱可塑性樹脂としては、溶融成形により板ガラス2と一体成形できるものであれば、特に限定されず、例えば、熱可塑性ポリエステル樹脂(例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂など)、熱可塑性ポリエステル樹脂と他の樹脂との混合物、ポリマーアロイ、変性ポリエステル樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリオレフィン樹脂(例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブテン樹脂など)、これらの変性樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリα−メチルスチレン樹脂、AS樹脂、ABS樹脂、石油樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリカーボネート樹脂と他の樹脂との混合物およびポリカーボネート樹脂とASAなどのポリマーアロイ、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリアリルスルフォン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリルエーテルニトリル樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、フッ素樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、変性ポリフェニレンオキシド樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ノルボルネン樹脂、熱可塑性ポリウレタン樹脂等が挙げられる。
〈液晶ポリマー、結晶性樹脂〉
これらの熱可塑性樹脂のうち、低剪断応力のため溶融流動性に優れており金型へ低圧で注入でき、また、バリが出にくいという観点から、液晶ポリマー及び結晶性樹脂が好ましい。
これらの熱可塑性樹脂のうち、低剪断応力のため溶融流動性に優れており金型へ低圧で注入でき、また、バリが出にくいという観点から、液晶ポリマー及び結晶性樹脂が好ましい。
液晶ポリマー(LCP)としては、液晶層の構造がネマチック、スメクチック、ディスコチックである液晶ポリマーのいずれでもよく、また、芳香族ヒドロキシカルボン酸由来、芳香族ジカルボン酸由来、芳香族ジオール由来のいずれの繰返し単位を主として有するものでもよい。特に、溶融成形が可能なサーモトロピック液晶ポリマーが好ましい。
これらは、種々の物性のものが市販されており、いずれも好適に使用でき、例えば、ロッドランLC−5000、LC−5000F、LC−5000H(商品名、以上ユニチカ社製)、ザイダーSRT−300、SRT−500、FSR−315、RC−210、FC−110、FC−120、FC−130(商品名、以上日本石油化学社製)、エコノールE2000、エコノールE6000(商品名、以上住友化学工業社製)、EPE−240G30、ノバキュレートE322G30、E335G30(商品名、以上三菱化学社製)、ベクトラA950、ベクトラA130、ベクトラC130、ベクトラA230、ベクトラA410(商品名、以上ポリプラスチックス社製)、BIAC(商品名、ジャパンゴアテックス社製)、OCTA(商品名、大日本インキ化学工業社製)、Zenite(商品名、デュポン社製)、Novaccurate(商品名、三菱エンジニアリング社製)、SIVERAS(商品名、東レ社製)等が使用できる。
また、結晶性樹脂(ただし、液晶ポリマーを除く)としては、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)、芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリエーテルニトリル樹脂(PEN)、ポリアミド樹脂(ナイロン樹脂)(例えば、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド46、ポリアミド620、ポリアミド612、ポリアミドMDX6など)、ポリオキシメチレン樹脂(POM)、ポリエチレン樹脂(例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンなど)、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂(例えば、シンジオタクチックポリスチレンなど)、ポリブテン樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、フッ素樹脂、ポリイミド樹脂等が挙げられる。
結晶性樹脂(ただし、液晶ポリマーを除く)としては、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリイミド樹脂が好ましく、ポリフェニレンスルフィド樹脂がより好ましい。
本発明の製造方法の一態様において、樹脂成形体を形成する樹脂は、上記熱可塑性樹脂をベース樹脂とし、これに分子中にヒドロキシ基、及び/又は、エポキシ基を含有する化合物を配合してもよい。ベース樹脂である熱可塑性樹脂に対し、ヒドロキシ基、及び/又は、エポキシ基を含有する化合物を配合することにより、樹脂成形体と板ガラス2との接着性を大幅に向上できる。
〈ヒドロキシ基、及び/又は、エポキシ基を含有する化合物〉
ヒドロキシ基、及び/又は、エポキシ基を含有する化合物としては、熱可塑性樹脂と加熱溶融する際に発泡や分解しない化合物が好ましい。
分子中にヒドロキシ基を含有する化合物としては、各種アルコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールの変性体や共重合体、ポリビニルブチラール、エチレングリコール、グリセリン、フェノール、フェノール樹脂、これらをエピクロルヒドリン等を用いて変性した化合物、フェノキシ樹脂、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(HEMA)、天然高分子(例えば、セルロース、セルロースの誘導体、デンプン、キチン、キトサン、シクロデキストリン、トレハロース、パラチノース、マルトースなど)等が挙げられる。
また、分子中にエポキシ基を含有する化合物としては、グリシジルアルコール、グリシジル(メタ)アクリレート、エポキシ樹脂等が挙げられる。
ヒドロキシ基、及び/又は、エポキシ基を含有する化合物としては、熱可塑性樹脂と加熱溶融する際に発泡や分解しない化合物が好ましい。
分子中にヒドロキシ基を含有する化合物としては、各種アルコール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールの変性体や共重合体、ポリビニルブチラール、エチレングリコール、グリセリン、フェノール、フェノール樹脂、これらをエピクロルヒドリン等を用いて変性した化合物、フェノキシ樹脂、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(HEMA)、天然高分子(例えば、セルロース、セルロースの誘導体、デンプン、キチン、キトサン、シクロデキストリン、トレハロース、パラチノース、マルトースなど)等が挙げられる。
また、分子中にエポキシ基を含有する化合物としては、グリシジルアルコール、グリシジル(メタ)アクリレート、エポキシ樹脂等が挙げられる。
上記ヒドロキシ基、及び/又は、エポキシ基を含有する化合物としては、好ましくはヒドロキシ基又はエポキシ基を含有する高分子化合物であり、より好ましくはヒドロキシ基又はエポキシ基を含有する樹脂である。
ヒドロキシ基を含有する樹脂としては、フェノキシ樹脂が好ましく、エポキシ基を含有する樹脂としてはエポキシ樹脂が好ましい。
ヒドロキシ基を含有する樹脂としては、フェノキシ樹脂が好ましく、エポキシ基を含有する樹脂としてはエポキシ樹脂が好ましい。
フェノキシ樹脂としては、ビスフェノールA型フェノキシ樹脂、ビスフェノールF型フェノキシ樹脂、ビスフェノールAとビスフェノールFとの共重合型フェノキシ樹脂が挙げられる。フェノキシ樹脂の質量平均分子量(GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)測定によるポリスチレン換算値)は、10,000〜200,000が好ましく、20,000〜100,000がより好ましい。
フェノキシ樹脂としては、市販のものも選択可能であり、例えば、PKHC、PKHH、PKHJ、PKHB、PKFE、PKHP(商品名、以上InChem Corp.社製)、YP−50、YP−50S、YP−55、YP−70、FX239(商品名、以上東都化成社製)、エピコートE1256、エピコートE4250、エピコートE4275(商品名、以上ユニオンカーバイド社製)、UCAR、PKHC、PKHH(商品名、以上東都化成社製)等を使用できる。これらは単独で、又は2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
ヒドロキシ基を有する高分子化合物中のヒドロキシ基の含有量は、0.01〜23モル/kg高分子が好ましく、0.1〜15モル/kg高分子がより好ましく、1〜10モル/kg高分子がさらに好ましい。特に、フェノキシ樹脂においては、ヒドロキシ基の含有量の特に好ましい範囲は、3〜7モル/kg高分子(樹脂)であり、最も好ましい範囲は、3〜5モル/kg高分子(樹脂)である。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、ビスフェノールS型エポキシ樹脂などのビスフェノール型エポキシ樹脂;フェノールノボラック型エポキシ樹脂、o−クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビフェニルノボラック型エポキシ樹脂などのノボラック型エポキシ樹脂;ビフェニル型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、トリフェニルメタン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂及びグリシジルエーテル型エポキシ樹脂、グリシジルエステル型エポキシ樹脂などのグリシジル型エポキシ樹脂;等が例示される。これらは単独で、又は2種類以上を組み合わせて使用してもよい。
エポキシ樹脂についても、フェノキシ樹脂と同様に、種々の物性のものが市販されており、その目的に合うものを選択して好適に使用できる。
エポキシ樹脂の質量平均分子量(GPC測定によるポリスチレン換算値)は、700〜200,000が好ましく、900〜100,000がより好ましい。
エポキシ基を有する高分子化合物中のエポキシ基の含有量は、0.01〜10モル/kg高分子が好ましく、0.1〜8モル/kg高分子がより好ましい。
フェノキシ樹脂とエポキシ樹脂は、それぞれ単独で用いるほか、両者を併用して用いてもよい。
エポキシ樹脂についても、フェノキシ樹脂と同様に、種々の物性のものが市販されており、その目的に合うものを選択して好適に使用できる。
エポキシ樹脂の質量平均分子量(GPC測定によるポリスチレン換算値)は、700〜200,000が好ましく、900〜100,000がより好ましい。
エポキシ基を有する高分子化合物中のエポキシ基の含有量は、0.01〜10モル/kg高分子が好ましく、0.1〜8モル/kg高分子がより好ましい。
フェノキシ樹脂とエポキシ樹脂は、それぞれ単独で用いるほか、両者を併用して用いてもよい。
本発明の一態様においては、熱可塑性樹脂にヒドロキシ基、及び/又は、エポキシ基を含有する化合物を配合した樹脂組成物とする代わりに、当該化合物を上記熱可塑性樹脂に予めグラフトさせたり、当該化合物で変性させることによりヒドロキシ基、及び/又は、エポキシ基等を熱可塑性樹脂に導入したりしてもよい。
〈配合割合〉
本発明の一態様において、上述した分子中にヒドロキシ基を含有する化合物、及び/又は、エポキシ基を含有する化合物の配合量は、熱可塑性樹脂100質量部に対して、1〜90質量部が好ましく、3〜80質量部がより好ましい。
本発明の一態様において、上述した分子中にヒドロキシ基を含有する化合物、及び/又は、エポキシ基を含有する化合物の配合量は、熱可塑性樹脂100質量部に対して、1〜90質量部が好ましく、3〜80質量部がより好ましい。
上記化合物の配合量があまり少ないと、樹脂組成物と板ガラス2との十分な接着性が得られない場合があり、また、配合量があまり多いと、ベース樹脂である熱可塑性樹脂の基本的な特性が阻害され、強度の高い樹脂成形体自体を得ることが困難となったり、接着性もむしろ悪化したりする場合があるが、配合量がこの範囲であれば、樹脂組成物と板ガラス2との接着性に優れ、樹脂成形体の強度に優れる。
〈充填剤等〉
さらに、本発明の一態様における樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で充填材を配合できる。繊維状の充填材としては、ガラス繊維、カーボン繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、金属繊維などの無機繊維;アラミド繊維、ビニロン繊維、麻繊維などの有機繊維;等が挙げられる。粉粒状、球状、ブレーク状、針状、板状等の種々の形状の充填材としては、シリ力、アルミナ、タルク、クレー、カオリン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。板状の充填材としては、マイ力、ガラスブレーク等が挙げられる。中空状の充填材としては、シラスバルーン、ガラスバルーン、各種樹脂バルーン等が挙げられる。これらの充填材は、1種又は2種以上を併用できる。
さらに、本発明の一態様における樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で充填材を配合できる。繊維状の充填材としては、ガラス繊維、カーボン繊維、チタン酸カリウム繊維、ホウ酸アルミニウム繊維、金属繊維などの無機繊維;アラミド繊維、ビニロン繊維、麻繊維などの有機繊維;等が挙げられる。粉粒状、球状、ブレーク状、針状、板状等の種々の形状の充填材としては、シリ力、アルミナ、タルク、クレー、カオリン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム等が挙げられる。板状の充填材としては、マイ力、ガラスブレーク等が挙げられる。中空状の充填材としては、シラスバルーン、ガラスバルーン、各種樹脂バルーン等が挙げられる。これらの充填材は、1種又は2種以上を併用できる。
本発明の一態様における樹脂組成物には、さらに、本発明の目的を逸脱しない範囲で、着色剤、顔料、熱安定剤、酸化防止剤、安定化剤、紫外線吸収剤、相溶化剤、分散剤、滑剤、離型剤、その他の添加剤を配合できる。また、補助的に、少量の他の熱可塑性樹脂も配合できる。
〈樹脂組成物の調製〉
本発明の一態様における樹脂組成物の調製は、種々の公知の方法で実施可能である。例えば、所定割合の熱可塑性樹脂、分子中にヒドロキシ基、及び/又は、エポキシ基を含有する化合物、さらに必要に応じて充填剤等の成分を、V型ブレンダーやヘンシェルミキサーなどにより予備混合したのち、押出機により溶融混練する方法が挙げられる。また、各成分をそれぞれ個別に押出機に供給して溶融混練することもできる。
本発明の一態様における樹脂組成物の調製は、種々の公知の方法で実施可能である。例えば、所定割合の熱可塑性樹脂、分子中にヒドロキシ基、及び/又は、エポキシ基を含有する化合物、さらに必要に応じて充填剤等の成分を、V型ブレンダーやヘンシェルミキサーなどにより予備混合したのち、押出機により溶融混練する方法が挙げられる。また、各成分をそれぞれ個別に押出機に供給して溶融混練することもできる。
《ガラス樹脂一体成形品の用途》
本発明の製造方法で製造するガラス樹脂一体成形品の用途は、特に限定されないが、例えば、タッチパネル付きの電気製品における液晶表示装置のカバー部材や、自動車等に設けられたインストルメント・パネル、車両外装用のガラス樹脂一体成形品などに使用することができる。
本発明の製造方法で製造するガラス樹脂一体成形品の用途は、特に限定されないが、例えば、タッチパネル付きの電気製品における液晶表示装置のカバー部材や、自動車等に設けられたインストルメント・パネル、車両外装用のガラス樹脂一体成形品などに使用することができる。
本発明によれば、継目部に隙間や段差の極めて少ない高品質な外観を有するガラス樹脂一体成形品を製造でき、家庭用、産業用電気製品における液晶表示装置やタッチパネルの樹脂枠体付きカバー部材や、テレビ、スマートフォン、携帯型音楽プレーヤー、携帯型ゲーム機、ノートPCやタブレットPCなどの電子機器のカバー部材、スマートウォッチやスマートグラスなどのいわゆるウエアラブル電子機器のカバー部材、自動車等の内装に設けられた樹脂枠体付きインストルメント・パネル、ヘッドアップディスプレイや車内表示装置、鉄道車両、航空機やバス等の車両に設けられる車内表示装置や電子広告、自動車等の外装に用いられる車両用樹脂枠体付きガラス窓、ヘッドランプ、テールランプ、ウインカー、ミラー、スポイラー、各種センサーのカバーガラスなどのガラス樹脂一体成形品の製造に有用である。
なお、2013年12月27日に出願された日本特許出願2013−272583号の明細書および2014年5月2日にPCT出願されたPCT/JP2014/062192号の特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
なお、2013年12月27日に出願された日本特許出願2013−272583号の明細書および2014年5月2日にPCT出願されたPCT/JP2014/062192号の特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
1…ガラス樹脂一体成形品、2…板ガラス、2a…ガラス表面、2b…ガラス裏面、2c…ガラス側面、3…枠体又は樹脂、3A…枠状の脚部、3a…樹脂表面、3b…樹脂裏面、3c…樹脂外側面、3d…樹脂内側面、10…ガラス樹脂一体成形品製造装置、12…金型、14…キャビティ空間、16…可動側金型、18…固定側金型、20…可動側キャビティブロック、20A…可動側凹部、22…可動側モールド、22A…可動側キャビティブロック装着部、24…固定側キャビティブロック、24A…固定側凹部、26…固定側モールド、26A…固定側キャビティブロック装着部、28A…板ガラス保持ブロック(第1の可動部)、28A1…板ガラス載置面、28A2…ガイド用凸部、28B…基部、28B1…ガイド用凹部、30…キャビティ空間形成ブロック、30A…外ブロック、30B…内ブロック(第2の可動部)、32…ガラス保持圧力調整用シリンダ、34…樹脂加圧用シリンダ、36…スプルー、38…ゲート、62…樹脂加圧用バネ、64…樹脂加圧用バネ、70…製造装置、72…水管、74…ヒータ、76…継目部
Claims (23)
- ガラス部材の周囲に樹脂成形体が配置されたガラス樹脂一体成形品の製造方法において、
前記樹脂成形体を成形する金型に前記ガラス部材を配置し、前記金型を型締めして、前記金型で前記ガラス部材を挟持する工程と、
前記金型を型締めすることにより前記ガラス部材の周囲の少なくとも一部に形成されるキャビティ空間に樹脂成形体形成用の樹脂を注入して、前記キャビティ空間内に前記樹脂を充填する工程と、前記キャビティ空間内に充填した樹脂を所定の樹脂圧縮圧力で加圧しながら樹脂加圧成形する工程と、
前記樹脂加圧成形する工程において、前記樹脂の加圧に連携して前記ガラス部材に作用するガラス保持圧力が規定範囲内に収まるように、前記ガラス保持圧力を調整する工程をさらに備えるガラス樹脂一体成形品の製造方法。 - 前記樹脂加圧成形する工程において、前記ガラス保持圧力を上げながら成形を行う請求項1に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。
- 前記樹脂加圧成形する工程において前記ガラス保持圧力を下げながら成形を行う請求項1に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。
- 前記ガラス保持圧力の規定範囲の上限は、前記金型に挟持された前記ガラス部材に割れが生じる圧力よりも低い圧力に設定され、前記ガラス保持圧力の規定範囲の下限は、前記金型に挟持された前記ガラス部材に位置ズレが生じる圧力よりも高い圧力に設定される請求項1から3のいずれか1項に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。
- 前記樹脂加圧成形する工程又は前記ガラス保持圧力を調整する工程の後工程に、
少なくとも充填された前記樹脂と前記ガラス部材との継目部の樹脂を冷却する樹脂冷却副工程をさらに備える請求項1から4のいずれか1項に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。 - 前記樹脂冷却副工程において、充填された前記樹脂が前記継目部から又は前記金型に接触する表面から冷却される請求項5に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。
- 前記樹脂冷却副工程の前工程から前記樹脂冷却副工程までに、充填された前記樹脂の温度をガラス転移点(Tg)−10℃以上に保温して保持する樹脂保温副工程をさらに備える請求項5又は6に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。
- 前記樹脂を充填する工程の前工程に、前記キャビティ空間内に充填される前記樹脂の温度が、ガラス転移点(Tg)−10℃以上に保持される温度になるように、前記金型を予熱する金型予熱工程をさらに備える請求項7に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。
- 前記成形されたガラス樹脂一体成形品を前記金型から脱型する脱型工程をさらに備え、
前記脱型工程では、前記金型の一部を構成する面状部を有する脱型手段が脱型方向に移動されることにより、前記脱型手段の面状部が前記ガラス樹脂一体成形品を前記金型から押し出して脱型する請求項1から8のいずれか1項に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。 - 前記ガラス部材は、板ガラスである請求項1から9のいずれか1項に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。
- 前記ガラス樹脂一体成形品の意匠面の少なくとも一部を形成する前記板ガラスの主面と前記樹脂成形体の主面とが面一である請求項10に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。
- 前記板ガラスは、主面と側面との間の角部に面取り部を有する請求項10又は11に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。
- 前記板ガラスは、前記樹脂成形体との接合面に接着剤層を有する請求項10から12のいずれか1項に記載のガラス樹脂一体成形品の製造方法。
- ガラス部材の周囲に樹脂成形体が配置されたガラス樹脂一体成形品の製造装置であって、
第1の金型と第2の金型とからなり、型締めされることにより、前記第1の金型と前記第2の金型とで前記ガラス部材を挟持し、かつ、挟持された前記ガラス部材の周囲の少なくとも一部に前記樹脂成形体の形状に対応した形状のキャビティ空間を形成する金型と、
型締めされた前記金型の前記キャビティ空間に樹脂を注入する樹脂注入手段と、
を備えたガラス樹脂一体成形品の製造装置において、
前記第1の金型と前記第2の金型の少なくとも一方は、前記ガラス部材を保持するガラス部材保持部の少なくとも一部が第1の可動部として型締め方向に沿って移動可能に設けられ、かつ、前記キャビティ空間を形成する部位の少なくとも一部が第2の可動部として型締め方向に沿って移動可能に設けられ、
前記第2の可動部を移動させて、前記キャビティ空間に充填された前記樹脂を加圧する樹脂加圧手段と、
前記樹脂加圧手段による加圧時に前記ガラス部材に作用するガラス保持圧力が規定範囲内に収まるように、前記第1の可動部を移動させて、前記ガラス部材に作用するガラス保持圧力を調整するガラス保持圧力調整手段と、
を備えたことを特徴とするガラス樹脂一体成形品の製造装置。 - 前記ガラス保持圧力調整手段は、前記樹脂加圧手段による前記樹脂の加圧に連携して、前記ガラス部材に作用するガラス保持圧力を調整するガラス保持圧力制御手段を備える請求項14に記載のガラス樹脂一体成形品の製造装置。
- 前記ガラス保持圧力制御手段は、前記ガラス保持圧力の規定範囲を前記金型に挟持された前記ガラス部材に割れが生じる圧力よりも低い圧力から前記金型に挟持された前記ガラス部材に位置ズレが生じる圧力よりも高い圧力の間で設定する請求項15に記載のガラス樹脂一体成形品の製造装置。
- 前記樹脂加圧手段は、
前記第2の可動部を移動させて、前記キャビティ空間に充填された前記樹脂を加圧する樹脂加圧用シリンダと、
前記樹脂加圧用シリンダを制御する樹脂加圧用シリンダ制御手段と、
を備える請求項14から16のいずれか1項に記載のガラス樹脂一体成形品の製造装置。 - 前記樹脂加圧手段は、前記第2の可動部を型締め方向に付勢するバネで構成され、前記第1の金型と前記第2の金型とを相対的に近づく方向に移動させて、前記キャビティ空間に充填された前記樹脂を加圧する請求項14から16のいずれか1項に記載のガラス樹脂一体成形品の製造装置。
- 前記ガラス保持圧力調整手段は、前記ガラス部材保持部を型締め方向に付勢するバネで構成される請求項14から18のいずれか1項に記載のガラス樹脂一体成形品の製造装置。
- 前記ガラス保持圧力調整手段は、
前記第1の可動部を移動させて、前記ガラス部材に作用する圧力を調整するガラス保持圧力調整用シリンダと、
前記ガラス保持圧力調整用シリンダを制御するガラス保持圧力調整用シリンダ制御手段と、
を備える請求項14から18のいずれか1項に記載のガラス樹脂一体成形品の製造装置。 - 前記金型は、前記キャビティ空間に充填された前記樹脂を冷却する冷却手段をさらに備える請求項14から20のいずれか1項に記載のガラス樹脂一体成形品の製造装置。
- 前記金型は、前記キャビティ空間に充填された前記樹脂の温度をガラス転移点(Tg)−10℃以上に保温して保持する樹脂保温手段をさらに備える請求項14から21のいずれか1項に記載のガラス樹脂一体成形品の製造装置。
- 前記樹脂保温手段は、少なくとも前記金型に熱を加えるヒータを備える請求項22に記載のガラス樹脂一体成形品の製造装置。
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