(57)【要約】【課題】インモールド成形の際に、インモールド箔のしわの発生を抑制することを目的とする。【解決手段】インモールド箔６０１が載置されるインモールド成形金型のキャビティ領域と吸引溝６０７との間に凸形状６０３を設けることにより、インモールド箔６０１の十分な吸引が可能となるため、インモールド箔６０１のしわの発生を抑制し、成形品６０５の外観不良の発生を抑制することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インモールド成形に用いるインモールド成形金型であって、
図柄パターンが付加されたインモールド箔が載置される第１金型と、
樹脂を注入するノズルが設けられる第２金型と、
前記第１金型に設けられてインモールド箔を吸引する前記吸引溝と、
前記第１金型のキャビティ領域と前記吸引溝との間に互いに間隔を空けて配置される複数の凸形状と
を有することを特徴とするインモールド成形金型。
【請求項２】
前記凸形状が、前記キャビティ領域の外周の全周にわたって形成されることを特徴とする請求項１記載のインモールド成形金型。
【請求項３】
前記凸形状が、前記キャビティ領域の外周の一部に形成されることを特徴とする請求項１記載のインモールド成形金型。
【請求項４】
前記凸形状が、前記キャビティ領域の外周の長辺に形成されることを特徴とする請求項３記載のインモールド成形金型。
【請求項５】
前記凸形状が、前記キャビティ領域の外周の短辺に形成されることを特徴とする請求項３記載のインモールド成形金型。
【請求項６】
前記凸形状が、前記キャビティ領域から５ｍｍ〜１０ｍｍ離れた領域に形成されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のインモールド成形金型。
【請求項７】
前記凸形状の前記第１金型表面からの高さが、１０μｍ〜５０μｍであることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のインモールド成形金型。
【請求項８】
前記吸引溝の前記キャビティ領域と対向する領域の側面にテーパー形状を設けることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のインモールド成形金型。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載のインモールド成形金型を用いるインモールド成形方法であって、
前記第１金型の前記凸形状が設けられた表面上に前記インモールド箔を載置する工程と、
前記吸引溝から前記インモールド箔を吸引して前記インモールド箔を前記第１金型に密着させる工程と、
前記第２金型を前記インモールド箔を介して前記第１金型に接合させて前記ノズルからキャビティに樹脂を注入する工程と、
前記図柄パターンが転写された樹脂成形品を取り出す工程と
を有することを特徴とするインモールド成形方法。
【請求項１０】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載のインモールド成形金型を用いて成形されたことを特徴とするインモールド成形品。
【請求項１１】
請求項９記載のインモールド成形方法で成形されたことを特徴とするインモールド成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、図柄パターンを転写しながら樹脂成形品を形成する際に用いるインモールド成形金型，インモールド成形方法、およびインモールド成形品に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、機能面やコスト面では商品の優位性を保てなくなり、結果として商品のデザイン力を強化する戦略を打ち出している企業が急増している。中でもデザインの高品位感や多様性が要求される商品が現在のトレンドとなっており、従来の塗装による対応では限界となってきている。
【０００３】
それに伴いパソコンや携帯電話を中心に図柄パターンが印刷されたフィルムを金型内に装着して、樹脂成形品とその表面に形成される図柄とを一体成形するというインモールド成形工法が大きな期待をされてきている。
【０００４】
まずは、このインモールド成形について概要を簡単に説明する。
図３は一般的なインモールド成形品の構成を説明する図である。
図３に示すように、大別すると成形品とフィルムの位置で２つに分類される。可視方向に対して成形体１０２の裏側にインモールド箔１０１を転写する場合と（図３（ａ））、成形体１０４の表側にインモールド箔１０３を転写する場合がある（図３（ｂ））。前述の場合を裏転写といい、後述が表転写という。いずれにせよ、インモールド箔を成形体に転写する成形工法をインモールド成形という。
【０００５】
以下、図４〜図７を用いて従来のインモールド成形について説明する。
図４は従来のインモールド成形方法を説明する工程断面図である。図５は従来のインモールド成形に用いる金型構造を示す断面図、図６は従来のインモールド成形におけるしわの発生状況を説明する図、図７は従来の掘り込み面を設けたインモールド成形方法を説明する図である。
【０００６】
図４において、まず、箔送り装置上２０１を経由し、箔送り装置下２０２にて固定されて図柄パターン２０６が付加されたインモールド転写箔２０３が金型可動側２０４に固定される（図４（ａ））。
【０００７】
その後、金型可動側２０４が移動することにより金型が閉じた後、成形機ノズル２０７より溶融状態の樹脂が射出成形される（図４（ｂ））。
その後、金型が開き成形品２０５が取り出される（図４（ｃ））。その際、インモールド転写箔２０３の図柄パターン２０６だけが成形品２０５の表面に転写され、箔送り装置上２０１及び箔送り装置下２０２に固定されたインモールド転写箔２０３は図柄パターン２０６のない状態となる。
【０００８】
そして、次の成形をする場合は箔送り装置上２０１及び箔送り装置下２０２が回転駆動し、図柄パターン２０６が付加されたインモールド転写箔２０３が送られて次の成形の準備状態になる。
【０００９】
このようにして、成形品２０５の表面に図柄パターン２０６が転写される成形をインモールド成形と呼んでいる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平１−２４１４１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記図４のような従来構成でかつ、図５のような成形品３０１のフラットな面にインモールド箔３０２を用いて図柄を転写する場合には品質上の問題があった。その内容の詳細構成を以下に説明する。
【００１２】
例えば、平板状の形状を有する成形品３０１にインモールド成形する場合、まず成形する前に、図柄パターンが付加されたインモールド箔３０２を、金型面３０４に敷かれた状態にする。その時はまだ箔押え３０３はインモールド箔３０２の面より飛び出た状態になっており、インモールド箔３０２に触れていない。そこでまず、インモールド箔を吸引溝３０５から吸引して、インモールド箔３０２を金型面３０４に密着させることで、インモールド箔３０２がずれないようにする。この密着状態を維持した上で、箔押え３０３が下降してインモールド箔３０２が固定される。この状態になって初めて、溶融された樹脂が金型内の樹脂流路（スプル３０６）を通過して射出される。その後冷却工程を経て、インモールド箔３０２上に前述の流し込まれた樹脂からなる成形品３０１が形成され、金型を開いて成形品３０１が取り出される。その際に取り出された成形品３０１の表面には、インモールド箔３０２に付加された図柄が密着した状態になっている。
【００１３】
しかし図６のように、吸引穴４０３経由で吸引溝４０２からインモールド箔４０１を吸引する際に、インモールド箔４０１が吸引溝４０２のエッジ部に当たり、これ以上吸引ができなくなってしまう（図６（ａ））。この結果、インモールド箔４０１の中央部と金型可動側面４０４との間にエアーが残存してしまい、しわ４０５が発生して金型可動側面４０４との密着性が不十分なまま樹脂成形されてしまう場合がある（図６（ｂ））。このような場合には、成形品のインモールド箔側の面に発生したしわ４０５により、十分な外観品質を維持できなくなってしまうという問題点があった。
【００１４】
このため、フラットな成形品の面にインモールド箔転写を行う際は、図７のように、吸引による密着性の不安定さをカバーするために、金型可動側面５０４に掘り込み面を設けて、樹脂が流れてきた際に、インモールド箔５０１を金型可動側面５０４に押付けながら流れることを利用して、密着性を良くしようとするのが一般的である。
【００１５】
ただし、成形品の側面の一部にまでインモールド箔５０１が回り込んでしまうので（成形後の成形品５０５）、成形品５０５の側面の少なくとも一部にはインモールド箔５０１が密着して付着し、側面はインモールド箔５０１が付いている面と付いていない面が混在するため、あまり外観は芳しくない結果となってしまう。
【００１６】
また、この方法で成形したとしても、吸引面と金型可動側面５０４との間に段差があるため、真空吸引によってインモールド箔５０１と金型可動側面５０４との密着性が不均一になり、インモールド箔５０１と金型可動側面５０４の密着が確保できない場合があるため、密着性が不安定な状態になる場合があり、依然としてインモールド箔５０１のしわが発生し、成形品の外観不良が発生するという問題点があった。
【００１７】
本発明は上記問題点を解決するために、インモールド成形の際に、インモールド箔のしわの発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明のインモールド成形金型は、インモールド成形に用いるインモールド成形金型であって、図柄パターンが付加されたインモールド箔が載置される第１金型と、樹脂を注入するノズルが設けられる第２金型と、前記第１金型に設けられてインモールド箔を吸引する前記吸引溝と、前記第１金型のキャビティ領域と前記吸引溝との間に互いに間隔を空けて配置される複数の凸形状とを有することを特徴とする。
【００１９】
また、前記凸形状が、前記キャビティ領域の外周の全周にわたって形成されることを特徴とする。
また、前記凸形状が、前記キャビティ領域の外周の一部に形成されることを特徴とする。
【００２０】
また、前記凸形状が、前記キャビティ領域の外周の長辺に形成されることを特徴とする。
また、前記凸形状が、前記キャビティ領域の外周の短辺に形成されることを特徴とする。
【００２１】
また、前記凸形状が、前記キャビティ領域から５ｍｍ〜１０ｍｍ離れた領域に形成されることを特徴とする。
また、前記凸形状の前記第１金型表面からの高さが、１０μｍ〜５０μｍであることを特徴とする。
【００２２】
また、前記吸引溝の前記キャビティ領域と対向する領域の側面にテーパー形状を設けることを特徴とする。
さらに、本発明のインモールド成形方法は、前記インモールド成形金型を用いるインモールド成形方法であって、前記第１金型の前記凸形状が設けられた表面上に前記インモールド箔を載置する工程と、前記吸引溝から前記インモールド箔を吸引して前記インモールド箔を前記第１金型に密着させる工程と、前記第２金型を前記インモールド箔を介して前記第１金型に接合させて前記ノズルからキャビティに樹脂を注入する工程と、前記図柄パターンが転写された樹脂成形品を取り出す工程とを有することを特徴とする。
【００２３】
さらに、本発明のインモールド成形品は、前記インモールド成形金型を用いて成形されたことを特徴とする。
また、前記インモールド成形方法で成形されたことを特徴とする。
【００２４】
以上により、インモールド成形の際に、インモールド箔のしわの発生を抑制し、成形品の外観不良の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２５】
以上のように、インモールド箔が載置されるインモールド成形金型のキャビティ領域と吸引溝との間に凸形状を設けることにより、インモールド箔の十分な吸引が可能となるため、インモールド箔のしわの発生を抑制し、成形品の外観不良の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明におけるインモールド成形金型の構成を示す断面図
【図２】本発明の凸形状の配置例を示す平面図
【図３】一般的なインモールド成形品の構成を説明する図
【図４】従来のインモールド成形方法を説明する工程断面図
【図５】従来のインモールド成形に用いる金型構造を示す断面図
【図６】従来のインモールド成形におけるしわの発生状況を説明する図
【図７】従来の掘り込み面を設けたインモールド成形方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下本発明の実施の形態について、図１，図２を参照しながら説明する。
図１は本発明におけるインモールド成形金型の構成を示す断面図、図２は本発明の凸形状の配置例を示す平面図である。
【００２８】
図１に示すように、第１金型６０２のキャビティ面を含む面上にインモールド箔６０１を接触させて、第１金型６０２と第２金型６０６を型締めして構成したキャビティに樹脂を射出し成形するインモールド成形方法において、本発明では、（ａ）キャビティを構成する平面の周囲に凸形状６０３を有した第１金型６０２と第２金型６０６の間にインモールド箔６０１を配置し、（ｂ）第２金型６０６のキャビティ面の周囲の「パーティング面」に対向する位置の第１金型６０２に設けた吸引溝６０７より空気を吸引してインモールド箔６０１を第１金型６０２のキャビティを構成する平面に密着させ、（ｃ）第１金型６０２と第２金型６０６を型締めして構成したキャビティに樹脂を射出しインモールド成形品を成形し、金型を開いた後、成形品を取り出す。
【００２９】
本発明は、インモールド箔６０１を第１金型６０２に密着させるために設置している吸引溝６０７の内周に、パーティング面より１０μｍ〜５０μｍ程度高い凸形状６０３を配置していることを特徴とする。前述の凸形状６０３は、第１金型６０２表面の成形品６０５が形成される領域であるキャビティ領域と吸引溝６０７の間に配置されており、インモールド箔６０１で発生しやすいしわ等の外観不良が起こりやすい場所に前述の凸形状６０３を配置することを特徴とする。また、凸形状６０３の配置位置としては、キャビティ領域の全周や一部に断続的に配置することができる。
【００３０】
なお、前述記載の吸引溝６０７には、溝側面のキャビティ領域に近い側に傾斜面が形成されてテーパー形状６０４とすることが好ましい。
このような方式のインモールド成形方法で得られた成形品は、インモールド箔６０１が吸引されやすくなり、インモールド箔６０１のしわ等の発生を抑制し、外観不良が発生しない成形品が得られる。また、インモールド箔の面がフラットな形状に関して、効果が強く現れることを特徴とするインモールド成形方法である。
【００３１】
ここで、しわの発生に関して記載する。図６のようにインモールド箔４０１が吸引溝４０２から真空吸引されて外側にひっぱられ、金型稼動側面４０４に密着させようとする。しかし、吸引溝４０２のエッジ部にインモールド箔４０１が引っかかってしまった場合はその後全く吸引が機能しなくなり、結果としてインモールド箔４０１と金型稼動側面４０４との間に密着性不良を生じて隙間が生じてしまう。その状態のままで成形した場合、インモールド箔密着不良箇所の上を樹脂が流れてしまい、押しつぶした状態となって最終的にインモールド箔４０１はしわ４０５を発生してしまっていた（図６（ｂ））。
【００３２】
これに対して、本発明では、キャビティ領域と吸引溝との間に凸形状を設けることにより、吸引溝からのインモールド箔の吸引が容易になるため、インモールド箔にしわが発生することを抑制することができ、成形品の表面にインモールド箔を残すことなく、外観不良を抑制することができる。さらに、吸引溝にテーパーを形成することにより、吸引時のインモールド箔の引っ掛かりを抑制できるため、よりインモールド箔の吸引が容易になるため、インモールド箔にしわが発生することを抑制することができる。
【００３３】
さらに金型の実施形態を詳細に説明すると、以下のようになる。
インモールド箔６０１を第１金型６０２に密着させるために、インモールド成形金型表面のキャビティ領域外周部にスリットが形成されるように凸形状６０３を設置することを特徴とする。
【００３４】
このスリット状の凸形状６０３が存在するために、第１金型６０２とインモールド箔６０１の間にあるエアーがスリットから常に抜けやすい構成となる。そのため、吸引溝６０７から吸引する際にインモールド箔６０１と第１金型面６０２の密着性が高まり、しわの発生を抑制する効果を奏する。図１（ａ）のＡ−Ａ断面拡大図である図１（ｂ）に示すように、凸形状６０３に断片的にスリットを形成している。このようにスリット状の凸形状６０３を断片的に配置することによって隣接するスリット状の凸形状６０３の間に空隙を形成することで、インモールド箔６０１を吸引しても完全にその空隙を埋めるようにしてインモールド箔６０１が回り込まない。つまり、キャビティ領域外周部において第１金型６０２とインモールド箔６０１の間に必ず隙間が発生するのである。このため、吸引溝６０７から吸引を実施しても、前述の隙間からエアーが確実に抜けるようになり、インモールド箔６０１と第１金型面６０２の密着性が向上し、よりインモールド箔６０１の密着性が向上するのである。
【００３５】
さらに、インモールド箔６０１と第１金型面６０２との密着性を向上するために、吸引溝６０７のキャビティ領域側の側面にテーパー面６０４を設けることを実施する。これはインモールド箔６０１が吸引溝６０７を介して、真空吸引をした際に、インモールド箔６０１が吸引溝６０７のエッジ部に引っかかってしまい、吸引力がインモールド箔６０１に伝わりにくくなってしまうことで、インモールド６０１と第１金型面６０２との密着力が低下してしまうことを抑制するために、吸引溝６０７のエッジ部に傾斜面を形成してテーパー面６０４にすることで、吸引溝６０７から発生する吸引力でインモールド箔６０１が吸引溝６０７の方向に引っぱられる際、インモールド箔６０１が滑りやすくなることで引っかかりにくくなり、きちんとテンションがかかった状態でインモールド箔６０１が伸ばされる。このようにして、引っ張りのテンションがかかりやすくなることで、吸引溝６０７にインモールド箔６０１がひっかかりにくくなるため、密着性がより向上してインモールド箔６０１のしわの発生を抑制することができるものである。
【００３６】
さらに図２を用いて凸形状の配置について説明する。
成形前のまだ金型が開いた状態において、インモールド箔７０６は図４に示す従来の構成通り、箔送り装置上２０１から箔送り装置下２０２まで繋がった状態で設置され、第１金型面７０１に敷かれた状態にある。一方で、成形品７０３が形成されるキャビティ領域の範囲から５ｍｍから１０ｍｍ程度離れた位置に、スリット状の隙間を設けて配置された凸形状７０５をキャビティ領域の外周部に配置されている。
【００３７】
なお、スリット状の凸形状７０５の位置はキャビティ領域から５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲より短いと逆にキャビティ領域に敷かれているインモールド箔７０６の伸びのテンションがかかりすぎるためインモールド箔７０６の破れ等が発生する恐れがあるので望ましくない。
【００３８】
また、距離が長すぎると吸引溝７０４からの真空吸引力がキャビティ領域に敷かれているインモールド箔７０６に伝わりにくくなり密着力の低下を招いてしまうので、これも望ましくない。
【００３９】
なお、このスリット状の凸形状７０５、言い換えると、一定間隔で配置された複数の凸形状７０５は、第１金型面７０１と一体になっている場合や分割されたパーツで構成された状態の両方でも構わない。
【００４０】
図２に示す凸形状配置の実施例について詳細を説明する
図２（ａ）は、スリット状に配置した複数の凸形状７０５を全周に配置したパターンである。第１金型面７０１に組み込まれた製品部用の入子７０２が内周部にある。その製品部用の入子７０２のさらに内側に、成形品７０３が形成されるキャビティ領域がある。この成形品７０３が形成されるキャビティ領域の外周５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲にスリット状の凸形状７０５を配置する。各凸形状７０５の間隔は、特に大きな指定はない。なぜならば、各スリット状の凸形状７０５の間にインモールド箔７０６が密着しようとするが、根元まで密着することは不可能であるため、必ず隙間が発生する。その隙間が微小でもあれば、前述のインモールド箔７０６の密着性が向上するからである。
【００４１】
スリット状の凸形状７０５のさらに外側には、吸引溝７０４が配置されるが、その距離は金型のサイズが大きくならない程度にする方が望ましい。特にインモールド箔７０６の幅にも影響する寸法なので、むやみに大きく取る事はインモールド箔７０６の材料費にも影響するかもしれないので、これも望ましいことではないのである。
【００４２】
図２（ａ）では、キャビティ領域の外周の全周にわたり、所定の間隔を空けて複数の凸形状７０５を配置する場合を示したが、キャビティ領域の外周の一部に所定の間隔を空けた複数の凸形状７０５を配置しても良い。
【００４３】
図２（ｂ）は、スリット状の凸形状７０５の配置を成形品７０３が形成されるキャビティ領域の内の長手方向にのみしたものである。また同様に、図２（ｃ）は、キャビティ領域の内の短手方向にのみ配置したものである。成形品７０３の形状が長手方向にしわが発生しやすい場合であれば、集中的に長手方向にスリット状の凸形状７０５を配置することでしわ発生の調整が可能である。
【００４４】
また同様にして、成形品７０３の範囲から短手方向にしわが発生しやすい場合であれば、集中的に短手方向にスリット状の凸形状７０５を配置することでしわ発生の調整が可能である。
【００４５】
ここでいうしわの発生しやすい形状というのは、例えばフラット面がある形状が長手方向にしかない形状等を言い、この場合は長手方向にのみ凸形状７０５を配置する。短手方向の場合も同様の対応をするものとする。
【００４６】
以上のように、スリット状の凸形状７０５は成形品７０３の外周全周に配置されていても良く、断片的に配置されていても良い。
なお、スリット状の凸形状７０５の高さ方向の寸法設定に関しては、しわの発生状況に応じて、高さを調整していく。ただし、厚み方向にも限界があり１０μｍ〜５０μｍ程度が望ましい。
【００４７】
なぜなら、それ以上厚くすると金型のパーティングライン面が浮いてしまうことになり、このため、成形中に成形品７０３の範囲からバリが発生してしまう可能性があるためである。このため、厚みに関してはバリの発生にならないように調整していくことが望ましく、１０μｍ〜５０μｍ程度が望ましい。
【００４８】
以上のような実施の結果、例え、掘り込み面のないフラット形状を有する成形品をインモールド形成する場合であっても、インモールド箔と金型面の密着性が高まり、その後の樹脂が射出された状態でも、しわの発生が出にくくなる。このように、金型の面に一定の間隔を空けた複数の凸形状を設けることで、しわ発生を抑制することができ、成形品の外観不良を抑制することができる。
【００４９】
さらに、平板のような形状はむしろ、インモールド成形が難しいとされていたものの、今後はこのような形状にも対応可能であり、その分インモールド成形の適用範囲が拡大できるというメリットも生まれてくる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、インモールド箔のしわ発生を抑制し、成形品の外観不良を抑制することができ、図柄パターンを転写しながら樹脂成形品を形成する際に用いるインモールド成形金型，インモールド成形方法、およびインモールド成形品等に有用である。
【符号の説明】
【００５１】
１０１  インモールド箔
１０２  成形体
１０３  インモールド箔
１０４  成形体
２０１  箔送り装置上
２０２  箔送り装置下
２０３  インモールド転写箔
２０４  金型可動側
２０５  成形品
２０６  図柄パターン
２０７  成形機ノズル
３０１  成形品
３０２  インモールド箔
３０３  箔押さえ
３０４  金型面
３０５  吸引溝
３０６  スプル
４０１  インモールド箔
４０２  吸引溝
４０３  吸引穴
４０４  金型可動側面
４０５  しわ
５０１  インモールド箔
５０４  金型可動側面
５０５  成形後の成形品
６０１  インモールド箔
６０２  第１金型
６０３  凸形状
６０４  テーパー形状
６０５  成形品
６０６  第２金型
６０７  吸引溝
７０１  第１金型
７０２  入子
７０３  成形品
７０４  吸引溝
７０５  凸形状
７０６  インモールド箔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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