(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定側金型と可動側金型の間に絵付け転写シートまたはラミネートシートを挟み込んだ状態で型締めして、前記固定側金型の側から、前記固定側金型と前記絵付け転写シートまたは前記ラミネートシートとの間に溶融樹脂を射出することにより、前記絵付け転写シートに形成された絵柄が転写された樹脂製品または前記ラミネートシートが一体化された樹脂製品を得るための射出成形金型であって、
前記固定側金型は、加熱気体供給装置と、該加熱気体供給装置と樹脂製品成形部とを連通する供給路を備え、
前記固定側金型あるいは前記可動側金型の金型合わせ面には凹溝が形成されており、該凹溝には、可撓性樹脂からなり、型締め時に前記可動側金型あるいは前記固定側金型に押し付けられて、金型外部から前記樹脂製品成形部を密閉するためのリング状のシール部材がはめ込まれており、前記シール部材は前記樹脂製品成形部を取り囲むように配設され、
前記樹脂製品成形部は、完成した樹脂製品を押し出すための押し出し部材を案内する案内孔により、前記押し出しピンを駆動する押し出しプレートを収容する押し出し機構室と連通させられており、前記押し出し機構室は、前記押し出し機構室を形成する板状部材の合わせ面に可撓性樹脂からなるシール部材を介在させることにより金型外部との連通が遮断されていることを特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
前記押し出し機構室は、金型外部と連通する外部連通路を備えており、該外部連通路は、前記外部連通路を閉鎖する開閉機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形金型。
【請求項３】
前記可動側金型は、前記可動側金型と前記絵付け転写シートまたは前記ラミネートシートとの間に存する気体を金型外部に開放する大気開放路を備え、前記大気開放路は、前記大気開放路の金型内部側の開口を、前記可動側金型の樹脂製品成形部に対応しない位置に備えることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の射出成形金型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固定側金型と可動側金型の間に絵付け転写シートまたはラミネートシートを挟み込んだ状態で型締めして、前記固定側金型の側から、前記固定側金型と前記絵付け転写シートまたは前記ラミネートシートとの間に溶融樹脂を射出することにより、前記絵付け転写シートに形成された絵柄が転写された樹脂製品または前記ラミネートシートが一体化された樹脂製品を得るための射出成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
家電製品の装飾パネルや操作パネル等の樹脂製品の表面に対する加飾手段として、固定側金型と可動側金型からなる射出成形金型内に、絵付け転写シートやラミネートシートを挟みこんだ状態で、樹脂製品成形部に溶融樹脂を注入することにより、樹脂製品の成形と同時に、絵付け転写シートに形成された絵柄転写層を樹脂製品に転写させたり、ラミネートシートを樹脂製品と一体化させたりする技術が用いられている。
【０００３】
これらの技術は、樹脂製品の成形と絵付け転写加工やラミネート加工が一工程で行えるため、完成した樹脂製品に別工程でスクリーン印刷等する場合に比べて工程を簡素化することができ、省スペース、省コスト化を図ることができる。また、連続した絵付け転写シート等をロール状に巻いておき、金型に配設されるシート送り装置により、型開きするごとに絵付け転写シート等を順次、金型内に送り込んでいくことで、シートを金型にセットする作業の迅速化、効率化を図ることができる。
【０００４】
さらに、樹脂製品の表面形状が三次曲面であっても、その凹凸や絞り度合が小さい場合には、型締めしても、絵付け転写シート等は破れや大きなシワを生じることなく、金型内部の凹凸形状に追従した状態でセットすることができる。さらに注入される溶融樹脂の熱および射出圧力により、シートが軟化した状態で伸ばされて、金型内部の凹凸形状に完全に沿った状態で樹脂製品の成形がなされるため、所定レベルの表面仕上げ品質を維持しつつ、絵付け転写やラミネートを同時に行うことができる。
【０００５】
しかしながら、絵付け転写加工やラミネート加工の対象となる樹脂製品の表面形状が、深絞り形状や凹凸の大きい形状である場合には、絵付け転写シートやラミネートシートが型締め時に金型内部の凹凸に追従できず、大きなシワを生じた状態でセットされることがある。また、絵付け転写シートやラミネートシートは、溶融樹脂の熱および射出圧力によりゲート部分から樹脂製品成形部の末端部分に向けて順次、金型に沿わされていくものであるから、深絞り形状等の場合、ゲート部分に比べて末端部分での伸び量が大きくなり、ベースフィルム自体の破れや、インク層、蒸着層のクラックを生じたり、絵柄が位置ズレした状態で転写されたりすることがある。さらに、転写シートやラミネートシートの伸びにより発生したシワが末端部分で吸収できないこともある。これらが原因となって、深絞り形状の樹脂製品については、成形と絵付け転写加工等を同時にすることが難しかった。
【０００６】
そこで、深絞り形状や凹凸の大きい形状の樹脂製品に絵付け転写加工する場合には、型締め前に金型間に熱板や治具等を挿入してシートを加熱・予備成形し、熱板や治具等を退避させた後、型締めして絵付け転写同時成形を行っている。しかし、金型とは別個に熱板や治具を設けて、型開きごとに挿入・退避を行うことは、設備コストの上昇、工程スペースの増大およびサイクルタイムの上昇を招く結果となる。
【０００７】
また、深絞り形状や凹凸の大きい形状の樹脂製品にラミネート加工する場合には、一枚一枚別片にカットされたシートを、別工程で真空成形機を用いて予備成形しておき、予備成形したシートを型締め前に人手またはロボットで金型内にセットしているが、やはり、設備コストの上昇、工程スペースの増大およびサイクルタイムの上昇を招くことになる。また、予備成形したシートは、凹凸があって嵩張るために取扱いが面倒で、工程上の制約も多い。さらに、連続したラミネートシートをロール状に巻いておき、順次、金型内に送り込んでいく方式を採用する場合、金型分割面の樹脂製品成形部と絵付け転写シート等の凹凸が合致するようにセットすることは困難を伴う。
【０００８】
そこで、平板状の転写シート等を金型にセットした後、絵付け転写シート等を均一に伸ばして、金型の樹脂製品成形部に沿わせた形状に予備成形するための手段が種々出願されている。例えば、実公昭６３−２１３８６号公報では、固定側金型（雄型）の周囲にスライド自在な筒状の枠体を設け、枠体が単独でスライドして可動側金型（雌型）と当接できるとともに、固定側金型の金型分割面に加熱気体の噴出孔を設けた射出成形金型が開示されている。
【０００９】
上記金型によれば、絵付け転写シートを枠体と可動側金型とで挟みこみ固定した状態で、固定側金型側から樹脂製品成形部（キャビティ）へ加熱気体を噴出させて、その熱と圧力により絵付け転写シートを均一に伸ばして予備成形した後、溶融樹脂を注入することにより絵付け転写した樹脂製品を得ることができる。しかし、上記射出成形金型には、以下のような問題点があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
第１に、可動側金型と枠体の押圧面、および固定側金型と枠体のスライド面の隙間はたとえ僅かであっても、それが樹脂製品成形部の周囲全体に及ぶため、圧洩れ量としてはかなり大きくなる。したがって、型締めした後で樹脂製品成形部に高圧の加熱気体を送り込んでも、外部への圧洩れにより、樹脂製品成形部内の温度、圧力の効率的上昇が図れず、絵付け転写シートの予備成形が十分に行えない、あるいは非常に時間がかかるという問題がある。
【００１１】
第２に、可動側金型と絵付け転写シートの間に存在している空気を外部に排気させるための排気孔（脱気孔）を設けているが、樹脂製品成形部の絵付け加工面側、すなわち化粧面に設けられているため、その痕跡が目立ってしまうという問題がある。なお、痕跡を目立たないようにするため、排気孔の形状を工夫する（例えば、極細スリット状にする）ことも考えられるが、化粧面を成形する面の細工は金型製作への負担が大きくなり、好ましくない。
【００１２】
以上のような問題点を解決するために、本発明の発明者は、以下の手段を発明するに至った。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明に係る射出成形金型は、固定側金型と可動側金型の間に絵付け転写シートまたはラミネートシートを挟み込んだ状態で型締めして、前記固定側金型の側から、前記固定側金型と前記絵付け転写シートまたは前記ラミネートシートとの間に溶融樹脂を射出することにより、前記絵付け転写シートに形成された絵柄が転写された樹脂製品または前記ラミネートシートが一体化された樹脂製品を得るための射出成形金型であって、
前記固定側金型は、加熱気体供給装置と、該加熱気体供給装置と樹脂製品成形部とを連通する供給路を備え、
前記固定側金型あるいは前記可動側金型の金型合わせ面には凹溝が形成されており、該凹溝には、可撓性樹脂からなり、型締め時に前記可動側金型あるいは前記固定側金型に押し付けられて、金型外部から前記樹脂製品成形部を密閉するためのリング状のシール部材がはめ込まれており、前記シール部材は前記樹脂製品成形部を取り囲むように配設され、
前記樹脂製品成形部は、完成した樹脂製品を押し出すための押し出し部材を案内する案内孔により、前記押し出しピンを駆動する押し出しプレートを収容する押し出し機構室と連通させられており、前記押し出し機構室は、前記押し出し機構室を形成する板状部材の合わせ面に可撓性樹脂からなるシール部材を介在させることにより金型外部との連通が遮断されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項１の発明に係る射出成形金型によれば、以下の作用効果を奏する。加熱気体を供給路から、リング状のシール部材で密閉されて金型外部との連通を遮断された樹脂製品成形部に流入させることにより、樹脂製品成形部の温度、圧力の効率的上昇を図ることができる。特に、シール部材が可撓性樹脂からなるため、金型の合わせ面や金型に形成された凹溝に対して隙間なく密着し、金型外部との連通を確実に遮断することができるものである。したがって、絵付け転写シートまたはラミネートシートを容易に軟化、予備成形することができる。
【００１５】
また、樹脂製品成形部を、押し出しピンの案内孔を介して押し出し機構室に連通させたため、加熱気体の流入により、樹脂製品成形部に滞留している常温空気が案内孔から押し出され、さらに流入する加熱気体により、先に流入した加熱気体が順次押し出される。したがって、多くの加熱気体が樹脂製品成形部を通過して、樹脂製品成形部内の温度を効率よく上昇させることができ、絵付け転写シートまたはラミネートシートの速やかな軟化に寄与する。その一方で、押し出し機構室は、押し出し機構室を形成する板状部材の合わせ面に可撓性樹脂からなるシール部材を介在させることにより金型外部との連通が遮断されているので、加熱気体の流入によって樹脂製品成形部から押し出された気体は有効にせき止められ、樹脂製品成形部の圧力上昇を阻害しない。
【００１６】
さらに、押し出し機構室を利用することにより、金型構造の大型化、複雑化を招くことなく樹脂製品成形部に滞留している常温空気や、樹脂製品成形部の温度が上昇するまで流入してくる加熱気体の排出先となる空間を得ることができる。しかも、固定側金型に配設された押し出し部材の案内孔を用いることにより、スプルーブッシュや金型温調配管により周囲のスペースの取り合いが厳しい樹脂製品成形部に直接開口する加熱気体の排出路を別途に設けなくても済む。したがって、金型構造への影響を少なくすることができ、金型の設計・加工に対する負担増加を抑えることができる。
【００１７】
請求項２の発明に係る射出成形金型は、請求項１に記載の射出成形金型において、前記押し出し機構室は、金型外部と連通する外部連通路を備えており、該外部連通路は、前記外部連通路を閉鎖する開閉機構を備えていることを特徴とする。
【００１８】
請求項２の発明に係る射出成形金型によれば、請求項１の発明に係る射出成形金型が奏する作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。樹脂製品成形部に加熱気体を流入させるときは、外部連通路を閉塞させて押し出し機構室と金型外部との連通を遮断して、樹脂製品成形部から排出された気体をせき止めておき、絵付け転写シートまたはラミネートシートの予備成形が終了した後は、外部連通路を開放させて押し出し機構室にせき止められている高圧気体を外部に逃がすことで、樹脂製品成形部への溶融樹脂の流入を阻害しないようにすることができる。
【００１９】
請求項３の発明に係る射出成形金型は、請求項１または２のいずれかに記載の射出成形金型において、前記可動側金型は、前記可動側金型と前記絵付け転写シートまたは前記ラミネートシートとの間に存する気体を金型外部に開放する大気開放路を備え、前記大気開放路は、前記大気開放路の金型内部側の開口を、前記可動側金型の樹脂製品成形部に対応しない位置に備えることを特徴とする。
【００２０】
請求項３の発明に係る射出成形金型によれば、請求項１または２に記載の射出成形金型が奏する作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。絵付け転写シートまたはラミネートシートと可動側金型との隙間を金型外部へ開放させておくことにより、絵付け転写シートまたはラミネートシートの予備成形によるシートへの押圧力でその隙間空間に存する気体は強制排出され、真空ポンプ等を用いることなく、可動側金型と絵付け転写シートまたはラミネートシートとの沿い具合を良くすることができる。特に、大気開放路の金型内部側の開口を、樹脂製品成形部に対応しない位置に配置することによって、樹脂製品の表面に大気開放路の開口による跡形を残すことがないものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図に基づいて以下に説明する。本実施例では、樹脂製品の成形と同時に、樹脂製品の表面に絵付け転写加工を行う射出成形金型について説明する。
【００２２】
なお、説明の便宜上、図１における上下左右の向きをそのまま使用するが、これによって本発明に係る射出成形金型の設置姿勢や向きが限定されるものではない。したがって、必ず、固定側金型が上、可動側金型が下となるように設置されるものではなく、これらを上下逆転させたり、横方向に並ばせたりして設置することもできるものである。
【００２３】
図１は本発明に係る射出成形金型の実施例を示す断面図（型締めされた状態）である。この射出成形金型は、ピンゲートタイプ金型（スリープレート金型）であって、主として、固定側金型１、可動側金型２およびランナーストリッパプレート３から構成される。固定側金型１と可動側金型２の間には、樹脂製品４を成形するための空間である樹脂製品成形部４ａが形成されている。なお、樹脂製品成形部４ａの可動側金型２側の面は、絵付け転写シートＳで覆われる。
【００２４】
金型分割面（パーティングライン）は、固定側金型１と可動側金型２との間のＰＬ１、可動側金型２とランナーストリッパプレート３との間のＰＬ２、およびランナーストリッパプレート３の構成部品３１、３２の間のＰＬ３の３カ所があり、ＰＬ１からは樹脂製品４が取り出され、ＰＬ２からはランナー５が取り出される。
【００２５】
金型分割面ＰＬ１には、樹脂製品成形部４ａをカバーする幅を有する連続ロール状の絵付け転写シートＳ（太線で示される）が挟みこまれる。絵付け転写シートＳのキャリアフィルムには、剥離材層、絵柄インク層または蒸着層、および接着剤層からなる多重の絵柄転写層が一定間隔で形成されている。絵付け転写シートＳは、絵柄転写層が樹脂製品成形部４ａの所定位置に合致するように、かつ、絵柄転写層が形成されている側のキャリアフィルム面が固定側金型１と対向するようにセットされる。
【００２６】
金型のサイドには、不図示のシート送り機構が配設されており、絵付け転写シートＳを絵柄転写層が形成されている間隔に合わせて型開きごとに送り込むことができるようにされている。また、このシート送り機構は、型開き時における樹脂製品４の取り出しの都合上、可動側金型２の動きに合わせて、絵付け転写シートＳを上下させて、固定側金型１との間に十分な間隔が確保されるように構成されている。
【００２７】
固定側金型１は、３枚の板状部材１１、１２，１３を連結固定して形成されたもので、樹脂製品成形部４ａを形成する成形面としての凸部１１ａ、ランナー成形部５ａ、押し出し機構６および不図示の金型温調配管を備える。通常の射出成形金型では樹脂製品が可動側金型に残るため、押し出し機構は可動側金型に配置されるが、本射出成形金型では、絵付け転写シートＳが介在する関係上、固定側金型１側に樹脂製品を残すため、固定側金型１に押し出し機構６を配設して、可動側金型２の動きを利用することで駆動している。
【００２８】
ランナー成形部５ａの一部を成す楔状孔５１は、板状部材１１、１３および、これらと連結固定されるスリーブ状部材５１ａにより形成される。スリーブ状部材５１ａは、後述の押し出しプレート６２に対しスライド可能に貫通している。楔状孔５１とともにランナー成形部５ａの一部をなす凹部１３ａは、固定側金型１のＰＬ２側の面に形成されて、ランナーストリッパプレート３に配設されるスプルーブッシュ９１からの溶融樹脂を楔状孔５１へ導く。凸部１１ａには、楔状孔５１の開口であるピンポイントタイプのゲート孔１１ｂと、押し出しピン６１の案内孔１１ｃが配置されている。
【００２９】
固定側金型１のＰＬ１側の面には、押し出し機構を駆動するための押し出しプレートリターンピン６３・・６３や、型締め時に可動側金型２に押し付けられて、樹脂製品成形部４ａを密閉するためのリング状のシール部材１１ｅも樹脂製品成形部４ａを取り囲むように配設されている。シール部材１１ｅはシリコン樹脂等の可橈性樹脂からなり、金型合わせ面ＰＬ１に形成された凹溝にはめ込まれている。特に可橈性樹脂からなるため、シール部材１１ｅは型締め時にたわんで、可動側金型２のみならず固定側金型１の凹溝に対しても隙間なく密着し、金型外部との連通を確実に遮断することができる。もちろん、凹溝を可動側金型２に形成してシール部材をはめ込むようにしてもよい。なお、１１ｇ・・１１ｇは、固定側金型１と可動側金型２の型締めおよび型開きの動きを規定するガイド部材である。
【００３０】
押し出しピン６１は、その上端が押し出しプレート６２に固定されており、型開き時に、押し出し機構室１２ａに収容される押し出しプレート６２に駆動されて、凸部１１ａに嵌まり込んでいる完成した樹脂製品４を下方に押し出す。押し出し機構室１２ａは、板状部材１２の上下貫通孔を板状部材１１，１３で塞ぐことにより形成されており、その合わせ面はシリコン樹脂等の可橈性樹脂からなるシール部材１２ｅ、１３ｅを介在させることにより密閉されている。
【００３１】
押し出し機構室１２ａには、金型外部側と連通する外部連通路１２ｂが形成され、その金型外部側の開口１２ｃには、外部連通路１２ｂを開放および遮閉することができる開閉機構Ｖが連結されており、金型外部との連通が遮断されている。開閉機構Ｖは、型締め時から金型内に溶融樹脂が射出される時までは閉鎖されており、溶融樹脂の射出直後に開放することができる。
【００３２】
押し出しプレート６２は、案内孔１１ｄ・・１１ｄ内を下方に伸びる押し出しプレートリターンピン６３・・６３を備えるとともに、押し出しバネ６４・・６４で下方に付勢されている。これに対して、下方の可動側金型２には、押し出しプレートリターンピン６３・・６３と対向するように、収容室２１ｅ・・２１ｅ内に押し出しプレート調整ピン６５・・６５が備えられており、押し出しプレート調整バネ６６・・６６で上方に付勢されている。押し出しプレート調整バネ６６・・６６のバネ定数は、押し出しバネ６４・・６４のバネ定数よりも十分大きく設定されている。なお、案内孔１１ｄ・・１１ｄおよび収容室２１ｃ・・２１ｃの合わせ面からの圧洩れを阻止するシール部材１１ｆ・・１１ｆが備えられている。
【００３３】
図３は、これらの作動状態を説明する図である。図３（ａ）の型開き状態では、押し出しプレート調整ピン６５・・６５は、ストッパ６５ａ・・６５ａにより上方移動が制限されているので、押し出しプレートリターンピン６３・・６３から離れて、押し出しプレート６２が押し出しバネ６４・・６４により下方に押し下げられる。すなわち、押し出しピン６１は固定側金型１から突出して、樹脂製品４を押し出し可能となる。図３（ｂ）の型締め状態では、押し出しプレート６２は、押し出しプレート調整バネ６６・・６６で上方に押し上げられている。すなわち、押し出しピン６１は固定側金型１内に退避している。
【００３４】
可動側金型２は、３枚の板状部材２１、２２、２３を連結固定して形成されたもので、樹脂製品成形部４ａを形成するための成形面としての凹部２１ａ、および凹部２１ａを金型外部と連通させる大気開放路２１ｂが形成されている。
【００３５】
可動側金型２は、シートクランプ押し出しプレート６７を収容するシートクランプ押し出し機構室２２ａを有している。シートクランプ押し出しプレート６７は、シートクランプを駆動して、絵付け転写シートＳが位置ズレしないように可動側金型２に固定する。ただし、絵付け転写シートＳは、型締めによる挟み込みでも固定できるため、シートクランプは省略することも可能である。
【００３６】
大気開放路２１ｂは、絵付け転写シートＳと可動側金型２の凹部２１ａとの隙間に存する空気を金型外部に開放するための経路である。金型内部（ＰＬ１面）の開口に開閉バルブ等は設けられていないが、凹部２１ａは樹脂製品成形部４ａを形成する絵付け転写シートでカバーされているため、樹脂が目詰まりするおそれはない。
【００３７】
ただし、大気開放路２１ｂの開口形状の跡形が、樹脂製品の絵付け面に残らないようにするため、大気開放路２１ｂの開口２１ｃは、樹脂製品成形部４ａに対応しない位置、すなわち凹部２１ａとずらした位置に形成しておき、凹部２１ａと大気開放路２１ｂの開口２１ｃを連結する浅い溝２１ｄ（深さ２０〜３０ミクロン程度）を可動側金型２のＰＬ１面に設けて連通を確保している。
【００３８】
その他、可動側金型２は、押し出しプレート調整ピン６５・・６５および押し出しプレート調整バネ６６・・６６を収容する収容室２１ｅ・・２１ｅを備えており、その底部はプラグ２１ｆ・・２１ｆにより密閉されている。
【００３９】
ランナーストリッパプレート３は、２枚の板状部材３１、３２の積み重ねにより構成され、ランナー保持ピン７、スプルーブッシュ９１、ロケートリング９２が配設されている。
【００４０】
射出成形機のノズルＡからスプルーブッシュ９１を介して金型内部に射出された溶融樹脂は、ランナー成形部５ａからゲート孔１１ｂを介して樹脂製品成形部４ａに到達する。ランナー成形部５ａ内では、ランナー保持ピン７を包むような状態で固化するが、金型分割面ＰＬ２の開放により、ランナー５はランナー保持ピン７により上方に引き上げられて、さらに金型分割面ＰＬ３が開放されることにより、ランナー保持ピン７からランナー５が引き抜かれるようになっている。
【００４１】
ランナーストリッパプレート３には、ランナー成形部５ａと金型外部を連通する連通路３１ａが形成されている。連通路３１ａのランナー成形部５ａに近い側の端部、すなわちゲート１１ｂに近い側の端部である開口部３１ｂには、閉鎖機構８が配設されている（図４）。閉鎖機構８は、テーパ部８１ａを有するバルブピン８１がワッシャ８２で保持される付勢部材としてのバネ８３により閉鎖方向（上方）に付勢され、テーパ部８１ａが連通路３１ａの開口部３１ｂに形成されたテーパ部３１ｃに当接して、連通路３１ａを閉鎖する逆止弁であり、外部から負荷を与えない限り、閉鎖状態に維持される。
【００４２】
連通路３１ａの金型外部側の開口部３１ｄは、絵付け転写シートＳの予備成形に用いられる高温高圧の加熱気体を常時供給する加熱気体供給装置Ｈに接続されており、金型外部との連通が遮断されている。そして、加熱気体を供給される連通路３１ａと、樹脂製品成形部４ａおよびランナー成形部５ａの内圧差で、バネ８３に抗してバルブピン８１を押し下げ、閉鎖機構８が開放されるように設定されている。バネ８３は、加熱気体の供給により樹脂製品成形部４ａの内圧が上昇して絵付け転写シートＳの予備成形を行えるレベルに達した後に、閉鎖機構８を閉鎖するように付勢力が設定されている。
【００４３】
閉鎖機構８は、閉鎖機構室３２ａの上部に、バルブピン８１との接触により閉鎖機構８の閉鎖状態を検出するマイクロスイッチ８４を備えている。そして、閉鎖状態になると、射出成形機に溶融樹脂の射出を許可する電気信号を送ることができるように構成されている。したがって、金型の密閉不良や加熱気体の圧力不足等の不具合によって、樹脂製品成形部４ａの内圧が絵付け転写シートＳの予備成形を行えるレベルに達しないときは、溶融樹脂が射出されないため、不具合に気づかずに不良品を作りつづけることを防止できる。
【００４４】
なお、バルブピン８１を収容する閉鎖機構室３２ａの上部は、プラグ３２ｂにより密閉されている。また、金型分割面ＰＬ２、ＰＬ３において、樹脂製品成形部４ａにつながる空間は、金型分割面ＰＬ１と同様に、可撓性樹脂からなり、金型に形成した凹溝にはめ込まれたリング状のシール部材３１ｅ，３２ｅにより金型外部と遮断され、金型外部との連通を確実に遮蔽されて圧洩れしない構造となっている。スプルー孔については、ノズルＡで塞がれているため、外部への圧洩れはない。その他、スプルーブッシュの取り付け面も圧洩れしないように処理されている。
【００４５】
可動側金型２には大気開放路２１ｂが形成されているが、絵付け転写シートＳにより樹脂製品成形部４ａとの連通は遮断される。すなわち、型締め時において、外部連通路１２ｂに設けられた開閉機構Ｖを開放しない限り、樹脂製品成形部４ａから外部への圧洩れは殆ど生じないように構成されている。
【００４６】
ここで、上述したスリープレートタイプの射出成形金型を用いて、樹脂製品の成形と同時に絵付け転写加工を行う場合の手順を説明する。
【００４７】
まず、型開きされた固定側金型１と可動側金型２の間に、シート送り機構を用いて絵付け転写シートＳシートを送り込む。可動側金型２の凹部２１ａに対して絵付け転写シートＳ上に形成された絵柄転写層を位置決めした後、シートクランプ押し出しプレート６７を駆動して、シートクランプで固定する。
【００４８】
この状態で型締めを行うが、常時、高温高圧の加熱気体が、加熱気体供給装置Ｈから連通路３１ａへ供給されているため、閉鎖機構８は加熱気体の圧力で開放されている。したがって、型締め完了前から、加熱気体がゲート孔１１ｂから絵付け転写シートＳへ吹き付けられており、絵付け転写シートＳの軟化がある程度進んで伸び易い状態で型締めが完了する。特に、ゲート孔１１ｂは、ピンポイントタイプであるから、絵付け転写シートＳに直接、かつ、勢いよく加熱気体を吹き付けることができる。したがって、樹脂製品成形部４ａが深絞り形状であっても、絵付け転写シートＳは破れや大きなシワを生じることなく、金型の凸部１１ａ、凹部２１ａに追従した状態でセットされる。
【００４９】
型締めが完全に終了すると、加熱気体供給装置Ｈとゲート孔１１ｂとが、ランナー成形部５ａを介して連通されているため、加熱気体がゲート孔１１ｂを介して密閉された樹脂製品成形部４ａへ供給される。加熱気体は、型開きの際に絵付け転写シートＳと固定側金型１の間に入り込んだ常温の空気を、押し出しピン６１の案内孔１１ｃの隙間から押し出し機構室１２ａへ押し出す。供給される加熱気体は高圧であるから、樹脂製品成形部４ａには、さらに新たな加熱気体が送り込まれ、先行して供給された加熱気体を押し出し機構室１２ａに順次押し出していく。これにより、大量の加熱気体が樹脂製品成形部４ａを通過して、内部の温度を効率よく上昇させることができ、絵付け転写シートＳの一層速やかな軟化に寄与する。
【００５０】
さらに、加熱気体が押し出される押し出し機構室１２ａおよびそれにつながる案内孔１１ｄおよび収容室２１ｅはシールされて圧洩れしないようになっているため、さらなる加熱気体の供給によって樹脂製品成形部４ａの圧力は上昇する。
それと同時に、型開き時に絵付け転写シートＳと凹部２１ａの隙間に侵入していた空気は、絵付け転写シートＳが加熱気体により凹部２１ａに強く押し付けられるのに伴い、溝２１ｄを介して大気開放路２１ｂから金型外部へ強制排出される。これにより、真空ポンプ等を用いることなく、軟化した絵付け転写シートＳが可動側金型２の凹部２１ａに隙間無く沿わせることができ、予備成形が完了する。
【００５１】
上述のように絵付け転写シートＳの予備成形が行われるうちに、樹脂製品成形部４ａやこれにつながるランナー成形部５ａの内圧が上昇し、閉鎖機構８の上流および下流の圧力差が小さくなって、バルブピン８１はバネ８３に引き上げられて連通路３１ａが閉鎖される。
【００５２】
このとき、バルブピン８１に設けられたマイクロスイッチ８４が、閉鎖機構８の閉鎖状態を検出して、射出成形機に溶融樹脂の射出を許可する信号を送信する。射出成形機は信号を受けた後、ノズルＡからスプルーブッシュ９１を通じて金型内に溶融樹脂を射出し、樹脂製品成形部４ａ内を満たし、絵柄付け転写された樹脂製品４が得られる。
【００５３】
射出成形機の射出圧力は非常に高いため、樹脂製品成形部４ａ等の内部に高圧気体が封入されていても、溶融樹脂の射出そのものへの影響はあまり考えられない。しかし、射出に伴う気体の圧縮熱が、溶融樹脂の温度を上昇させて、樹脂製品４の焼けや変色等の成形不良を引き起こす場合がある。そのような場合には、射出と同時に、開閉機構Ｖを開放して外部連通路１２ｂから樹脂製品成形部４ａの加熱気体を金型外部に逃がすようにすることで上記不具合を解消することができる。なお、射出が開始されたときは、金型内部にかなり高い圧力がかかるため、加熱気体供給装置Ｈを作動させたままであっても、閉鎖機構８が開放されてしまうことはない。
【００５４】
溶融樹脂の射出完了後、型開きされ、金型分割面ＰＬ１では、樹脂製品４が押し出しピン６１により固定側金型１の凸部１１ａから押し出されて、金型外部に取り出される。絵付け転写シートＳは、シート送り機構により一定距離だけ送られて、つぎの絵柄部分が可動側金型２の凹部２１ａの上面に位置決めされる。金型分割面ＰＬ２からは、ランナー５が取り出されて、一連の作業が終了する。その後、型締め、射出、型開きが同様に繰り返される。
【００５５】
本実施例では、樹脂製品４に絵付け転写加工を行う場合について説明したが、ラミネートシートと樹脂製品４を一体成形するラミネート加工を行うようにしてもよい。本実施例の絵付け転写シートＳの代わりに、連続ロール状にしたラミネートシートをセットすることで、ラミネート加工が可能となる。なお、シート巻き取り装置により、連続したラミネートシートと一体化された樹脂製品を巻き取るようにすることで、成形後のトリミング工程までの搬送がし易くなるという利点がある。
【００５６】
本実施例では、固定側金型１に凸部１１ａを、可動側金型２に凹部２１ａを形成したが、金型形状の組合せはこれに限られない。例えば、凹状面に絵付け転写加工やラミネート加工をする場合には、固定側金型に凹部、可動側金型に凸部を形成することで対応が可能である。
【００５７】
本実施例では、連通路３１ａを金型外部側に開口して、加熱気体供給装置Ｈを接続させたが、余裕スペースがあれば、加熱気体供給装置Ｈは金型に内蔵して金型内部で接続してもよい。
【００５８】
本実施例では、押し出しプレートリターンピン６３・・６３および押し出しプレート調整ピン６５・・６５は、絵付け転写シートＳとラップしない位置に配置されているが、図３（ｂ）に示すように、ピン６３・・６３、６５・・６５の端面と金型分割面ＰＬ１が一致する場合には、絵付け転写シートＳの破れは生じないので、ラップする位置に配置することも可能である。
【００５９】
以下に本発明の第２実施例について説明する。第１実施例と同様に、樹脂製品の表面に絵付け転写加工を行う射出成形金型について説明する。なお、説明に用いた上下左右の向きが、本発明に係る射出成形金型の設置姿勢や向きを限定するものでないことは、第１実施例と同様である。
【００６０】
図５は本発明に係る射出成形金型の第２実施例を示す断面図（型締めされた状態）である。この射出成形金型は、いわゆるツープレート金型であって、主として固定側金型１０と可動側金型２０の２つから構成される。また、ゲートはサイドゲートタイプであり、唯一の金型分割面ＰＬ４に形成された樹脂製品成形部４０ａおよびランナー成形部５０ａから、樹脂製品４０およびランナー５０が一体のままで取り出される点が、第１実施例と異なる。なお、樹脂製品成形部４０ａの可動側金型２０側の面は、絵付け転写シートＳで覆われる。
【００６１】
金型分割面ＰＬ４に、不図示のシート送り機構により、連続ロール状の絵付け転写シートＳが、型開きごとに、金型内に送り込まれて、転写層を固定側金型１０に対向させた状態で挟みこまれる点や、絵付け転写シートＳが可動側金型２０の動きに合わせて上下移動される点は、第１実施例と同様である。
【００６２】
固定側金型１０は、３枚の板状部材１０１、１０２、１０３を連結固定して形成されたもので、樹脂製品成形部４０ａを形成する成形面としての凸部１０１ａ、ランナー成形部５０ａを形成する凹部１０１ｂ、押し出し機構６０および不図示の金型温調配管等のほか、スプルーブッシュ９０１およびロケートリング９０２を備える。なお、図５では省略されているが、第１実施例と同様に、可動側金型２０の動きを利用して、押し出し機構６０が駆動されるようになっている。
【００６３】
ランナー成形部５０ａには、スプルーブッシュ９０１のスプルー孔９０１ａが開口されているほかに、ランナー成形部５０ａと金型外部を連通する連通路１０１ｄが開口する。連通路１０１ｄのランナー成形部５０ａに近い側の端部、すなわちゲート７０に近い側の端部にある開口部１０１ｅには、閉鎖機構８０が配設されている。閉鎖機構８０は、第１実施例の閉鎖機構８と同様の逆止弁機構で、外部から負荷がない限り、連通路１０１ｄを閉鎖状態に維持し、また、閉鎖状態を検知して、射出成形機に溶融樹脂の射出を許可する信号を送ることができるスイッチを有する。
【００６４】
連通路１０１ｄの金型外部側の開口部１０１ｆは、高温高圧の加熱気体を供給する加熱気体供給装置Ｈが接続されており、金型外部との連通が遮断されている。加熱気体の圧力は、第１実施例と同様に閉鎖機構８０を開放できるレベルに設定されている。閉鎖機構室１０１ｇの上部は密閉されて、後述の押し出し機構室１０２ａとの連通は遮断されている。
【００６５】
なお、金型分割面ＰＬ４には、樹脂製品成形部４０ａおよびランナー成形部５０ａを密閉するシール部材１０１ｈが介在している。シール部材１０１ｈが、シリコン樹脂等の可橈性樹脂からなり、金型合わせ面ＰＬ１に形成された凹溝にはめ込まれていることや、この凹溝を可動側金型２０に形成してもよいことは、第１実施例の金型合わせ面に配設されたシール部材と同様である。
【００６６】
押し出しピン６０１、６０１は、押し出しプレート６０２により、型開き時に固定側金型１０から突出するように駆動されて、樹脂製品４０およびランナー５０を押し出す。押し出しプレートを収容する押し出し機構室１０２ａは、板状部材１０２の上下貫通孔を板状部材１０１、１０３で塞ぐことにより形成されており、その合わせ面はシール部材１０２ｅ、１０３ｅで密閉されている。
【００６７】
押し出し機構室１０２ａには、金型外部側に連通する外部連通路１０２ｂが形成されているが、金型外部側の開口１０２ｃには、外部連通路１０２ｂの開放および遮蔽が可能な開閉機構Ｖが連結されており、金型外部との連通が遮断されている。開閉機構Ｖは、第１実施例の開閉機構Ｖと同様の機能を有する。
【００６８】
可動側金型２０は、第１実施例と同様に、樹脂製品成形部４０ａを形成するための成形面としての凹部２０１ａ、凹部２０１ａを金型外部と連通させる大気開放路２０１ｂ、および大気開放路２０１ｂの開口部２０１ｃと凹部２０１ａを連結する浅い溝２０１ｄが形成されている。これらは、すべて絵付け転写シートＳによって覆われることで、樹脂の目詰まりや、加熱気体の圧洩れがないようにされている点も、第１実施例と同様である。
【００６９】
ここで、上述したツープレートタイプの射出成形金型を用いて、樹脂製品の成形と同時に絵付け転写加工を行う場合の手順を説明する。
【００７０】
まず、型開きされた固定側金型１０と可動側金型２０の間に、絵付け転写シートＳシートを位置決めした後、型締めを行う。
【００７１】
常時、高温高圧の加熱気体が、加熱気体供給装置Ｈから連通路１０１ｄへ供給されているため、閉鎖機構８０は開放されたまま、型締め完了前に、加熱気体が連通路１０１ｄの開口部１０１ｅから絵付け転写シートＳへ吹き付けられており、絵付け転写シートＳの軟化がある程度進んで伸び易い状態で型締めが完了する。したがって、樹脂製品成形部４０ａが深絞り形状であっても、絵付け転写シートＳは破れや大きなシワを生じることなく、セットされる。
【００７２】
型締めが完全に終了すると、加熱気体が開口部１０１ｅからランナー成形部５０ａおよびゲート７０を介して密閉された樹脂製品成形部４０ａへ供給される。加熱気体は、型開きの際に絵付け転写シートＳと固定側金型１０の間に入り込んだ常温の空気を、押し出しピン６０１、６０１の案内孔１０１ｃ、１０１ｃから押し出し機構室１０２ａへ押し出す。供給される加熱気体は高圧であるから、樹脂製品成形部４０ａには、さらに新たな加熱気体が送り込まれ、先行して供給された加熱気体を押し出し機構室１０２ａに順次押し出していく。これにより、大量の加熱気体が樹脂製品成形部４０ａを通過して、内部の温度を効率よく上昇させることができ、絵付け転写シートＳの一層速やかな軟化に寄与する。
【００７３】
さらに、加熱気体が押し出される押し出し機構室１０２ａはシールされて金型外部へ圧洩れしないようになっているため、さらなる加熱気体の供給によって樹脂製品成形部４０ａの圧力は上昇する。それと同時に、型開き時に絵付け転写シートＳと凹部２０１ａの間に侵入していた空気は、絵付け転写シートＳが凹部２０１ａに強く押し付けられるのに伴い、溝２０１ｄを介して大気開放路２０１ｂから金型外部へ自然に押し出される。これにより、軟化した絵付け転写シートＳが可動側金型２の凹部２０１ａに隙間無く沿う様に押し付けられて、予備成形が完了する。
【００７４】
上述のように絵付け転写シートＳの予備成形が行われるうちに、樹脂製品成形部４０ａとランナー成形部５０ａと、加圧気体を供給される連通路１０１ｄの内圧差が小さくなって、閉鎖機構８０は閉鎖され、射出成形機に溶融樹脂の射出を許可する信号を送信する。その後、ノズルＡからスプルーブッシュ９１を通じて金型内に樹脂が射出される。
【００７５】
なお、樹脂製品成形部４０ａ内の加熱気体の影響で成形不良（焼け、変色）が発生した場合は、第１実施例と同様にして、射出前に樹脂製品成形部４０ａの加熱気体を金型外部に逃がすようにしても良い。
【００７６】
溶融樹脂の射出完了後、型開きされ、樹脂製品４０およびランナー５０が押し出しピン６１により固定側金型１から押し出されて、金型外部に取り出される。絵付け転写シートＳは、シート送り機構により一定距離だけ送られて、つぎの絵柄部分が可動側金型２の上面に位置決めされる。その後、型締め、射出、型開きが同様に繰り返される。
【００７７】
本実施例では、樹脂製品４０に絵付け転写加工を行う場合について説明したが、ラミネートシートと樹脂製品４０を一体成形するラミネート加工を行うようにしてもよい。本実施例の絵付け転写シートＳの代わりに、連続ロール状にしたラミネートシートをセットすることで、ラミネート加工が可能となる。なお、シート巻き取り装置により、連続したラミネートシートと一体化された樹脂製品を巻き取るようにすることで、成形後のトリミング工程までの搬送がし易くなるという利点もある。
【００７８】
本実施例では、固定側金型１０に凸部１０１ａを、可動側金型２０に凹部２０１ａを形成したが、金型形状の組合せはこれに限られない。例えば、凹状面に絵付け転写加工やラミネート加工をする場合には、固定側金型に凹部、可動側金型に凸部を形成することで対応が可能である。
【００７９】
本実施例では、連通路１０１ｄを金型外部側に開口して、加熱気体供給装置Ｈを接続させたが、余裕スペースがあれば、加熱気体供給装置Ｈは金型に内蔵して金型内部で接続してもよい。
【００８０】
【発明の効果】
請求項１の発明は、加熱気体を供給路から、リング状のシール部材で密閉されて金型外部との連通を遮断された樹脂製品成形部に流入させることにより、樹脂製品成形部の温度、圧力の効率的上昇を図ることができる。特に、シール部材が可撓性樹脂からなるため、金型の合わせ面や金型に形成された凹溝に対して隙間なく密着し、金型外部との連通を確実に遮断することができるものである。したがって、絵付け転写シートまたはラミネートシートを容易に軟化、予備成形することができる。
【００８１】
また、樹脂製品成形部を、押し出しピンの案内孔を介して押し出し機構室に連通させたため、加熱気体の流入により、樹脂製品成形部に滞留している常温空気が案内孔から押し出され、さらに流入する加熱気体により、先に流入した加熱気体が順次押し出される。したがって、多くの加熱気体が樹脂製品成形部を通過して、樹脂製品成形部内の温度を効率よく上昇させることができ、絵付け転写シートまたはラミネートシートの速やかな軟化に寄与する。その一方で、押し出し機構室は、押し出し機構室を形成する板状部材の合わせ面に可撓性樹脂からなるシール部材を介在させることにより金型外部との連通が遮断されているので、加熱気体の流入によって樹脂製品成形部から押し出された気体は有効にせき止められ、樹脂製品成形部の圧力上昇を阻害しない。
【００８２】
さらに、押し出し機構室を利用することにより、金型構造の大型化、複雑化を招くことなく樹脂製品成形部に滞留している常温空気や、樹脂製品成形部の温度が上昇するまで流入してくる加熱気体の排出先となる空間を得ることができる。しかも、固定側金型に配設された押し出し部材の案内孔を用いることにより、スプルーブッシュや金型温調配管により周囲のスペースの取り合いが厳しい樹脂製品成形部に直接開口する加熱気体の排出路を別途に設けなくても済む。したがって、金型構造への影響を少なくすることができ、金型の設計・加工に対する負担増加を抑えることができる。
【００８３】
請求項２の発明は、樹脂製品成形部に加熱気体を流入させるときは、外部連通路を閉塞させて押し出し機構室と金型外部との連通を遮断して、樹脂製品成形部から排出された気体をせき止めておき、絵付け転写シートまたはラミネートシートの予備成形が終了した後は、外部連通路を開放させて押し出し機構室にせき止められている高圧気体を外部に逃がすことで、樹脂製品成形部への溶融樹脂の流入を阻害しないようにすることができる。
【００８４】
請求項３の発明は、絵付け転写シートまたはラミネートシートと可動側金型との隙間を金型外部へ開放させておくことにより、絵付け転写シートまたはラミネートシートの予備成形によるシートへの押圧力でその隙間空間に存する気体は強制排出され、真空ポンプ等を用いることなく、可動側金型と絵付け転写シートまたはラミネートシートとの沿い具合を良くすることができる。特に、大気開放路の金型内部側の開口を、樹脂製品成形部に対応しない位置に配置することによって、樹脂製品の表面に大気開放路の開口による跡形を残すことがないものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る射出成形金型の第１実施例を示す断面図（型締めされた状態）である。
【図２】  本発明に係る射出成形金型の第１実施例の固定側金型について、下面（金型分割面ＰＬ１）を示す平面図である。
【図３】  本発明に係る射出成形金型の第１実施例の押し出し機構を駆動させる部分を示す拡大図である。
【図４】  本発明に係る射出成形金型の第１実施例の閉鎖機構について、詳細構造を示す拡大図である。
【図５】  本発明に係る射出成形金型の第２実施例を示す断面図（型締めされた状態）である。
１，１０      固定側金型
２，２０      可動側金型
３            ランナーストリッパプレート
４，４０      樹脂製品
４ａ，４０ａ  樹脂製品成形部
５，５０      ランナー
５ａ，５０ａ  ランナー成形部
６，６０      押し出し機構
７              ランナー保持ピン
８，８０      閉鎖機構
８４          マイクロスイッチ（スイッチ）
１１ｂ        ゲート孔
１１ｃ，１０１ｃ  案内孔（排出路）
１２ａ，１０２ａ  押し出し機構室
１２ｂ，１０２ｂ  外部連通路
２１ｂ，２０１ｂ  大気開放路
３１ａ，１０１ｄ  連通路
６１，６０１      押し出しピン（押し出し部材）
７０              ゲート
Ｈ  加熱気体供給装置
Ｓ  絵付け転写シート（ラミネートシート）
Ｖ  開閉機構
【図１】
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【図２】
0003706058.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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