(57)【要約】【課題】成形物表面の高い意匠性を保持することができる加飾成形物の製造に用いるインサート成形用金型および加飾成形物の製造方法を提供すること。【解決手段】金型の雌型または雄型の製品部の端面に相当する位置に前記雌型と前記雄型の接触面に平行な向きに、ゲートと前記製品部との連結を目的とした、薄片状流路を配設し、前記流路に関して前記製品部との連結部において前記ゲート付近に比べ溶融した樹脂が流動する断面積が大きくなるような前記流路の形状を有することを特徴とするインサート成形用金型。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平に動作する一対の金型に、予め前記金型の内面に沿った形状に予備成形した加飾シートを設置し、型締めした後、前記加飾シートと前記金型とで形成される金型内のキャビティに溶融した樹脂を射出させることにより、前記加飾シートと前記樹脂とが一体化した成形物を得る加飾成形物の製造に用いるインサート成形用金型において、前記金型の雌型または雄型の製品部の端面に相当する位置に前記雌型と前記雄型の接触面に平行な向きに、ゲートと前記製品部との連結を目的とした、薄片状流路を配設し、前記流路に関して前記製品部との連結部においてゲート付近に比べて前記製品部側のほうが、前記流路の断面積が大きくなるような前記流路の形状を有することを特徴とするインサート成形用金型。
【請求項２】
請求項１記載の流路が、前記製品部との連結部において前記製品部側に対して流路の幅方向にテーパ形状を有し、かつ前記テーパ形状に関して前記製品部側の流路の幅が前記ゲート側の流路の幅の５倍以上であることを特徴とするインサート成形用金型。
【請求項３】
請求項１記載の流路が、前記製品部との連結部において幅が一定のまま厚み方向で薄くなる方向に傾斜を持って前記製品部の他端に相当する位置にまで延長された形状を有することを特徴とするインサート成形用金型。
【請求項４】
水平に動作する一対の金型に、予め前記金型の内面に沿った形状に予備成形した加飾シートを設置し、型締めした後、前記加飾シートと前記金型とで形成される金型内のキャビティに溶融した樹脂を射出させることにより、前記加飾シートと前記樹脂とが一体化した成形物を得る加飾成形物の製造方法において、前記金型の雌型または雄型の製品部の端面に相当する位置に前記雌型と前記雄型の接触面に平行な向きに、ゲートと前記製品部との連結を目的とした、薄片状流路を配設し、前記流路に関して前記製品部との連結部においてゲート付近に比べて前記製品部側のほうが、前記流路の断面積が大きくなるような前記流路の形状を有することを特徴とするインサート成形用金型を用いることを特徴とした加飾成形物の製造方法。
【請求項５】
請求項４の加飾成形物の製造方法において、請求項２に記載のインサート成形用金型を使用することを特徴とする加飾成形物の製造方法。
【請求項６】
請求項４の加飾成形物の製造方法において、請求項３に記載のインサート成形用金型を使用することを特徴とする加飾成形物の製造方法。
【請求項７】
ゲートの数が少なくとも３本であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインサート成形用金型を用いた加飾成形物の製造方法。
【請求項８】
加飾シートの材料としてポリオレフィンを使用し、射出樹脂としてアクリロニトリルブタジエンスチレンおよびポリカーボネート・アクリロニトリルブタジエンスチレンアロイ樹脂を使用することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の加飾成形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話やパソコンなどの電気機器の筐体、化粧品の容器や自動車の内装部品などプラスチックの表面加飾に関する。特に加飾シートと樹脂とが一体となった成形同時加飾成形物の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年プラスチック成形物の表面加飾は高い意匠性を要求されてきている。
一般にプラスチック表面加飾は、直接印刷、転写印刷、箔押し、塗装、水圧転写といった成形品に対して後加工で加飾を行う方法と、インサート成形、インモールド成形といった射出成形と同時に加飾を行う方法とがある。
加飾の対象となるプラスチック成形物が平面状や絞りの小さい3次元形状の場合、上記いずれの方法でも加飾は可能であるが、成形物の絞りが深い形状の場合、水圧転写、およびインサート成形、インモールド成形といった成形同時加飾成形法が適している。
【０００３】
成形同時加飾成形法は高意匠性の付与を可能とし表現の幅が広い一方、射出成形における溶融樹脂の温度が高く、注入圧力が強いため加飾シートがダメージを受け、成形物の意匠性が損なわれる問題もある。
【０００４】
特許文献１では樹脂注入ゲートの位置を金型内にセットした加飾シートから離れた位置に設け、且つ加飾シートとゲート付近に注入された樹脂の流れ方向が平行になるように金型形状を設計することで課題の解決を図っている。
しかしながら、上記特許文献１の場合、加飾シートとゲート付近での樹脂の流れが並行になるような成形物形状に制約されてしまい、加飾シートとゲート付近の樹脂の流れ方向が垂直になるような場合には適応できないという問題点を持っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−５７７４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を鑑み、いかなる形状の成形物にでも応用できるようにする為、ゲート付近の樹脂の流れと加飾シートが垂直になるような、加飾シートにより大きな負荷のかかるキャビティ形状においても、溶融樹脂が耐熱性の低い加飾シートに与えるダメージを抑え、成形物表面の高い意匠性を保持することができる加飾成形物の製造に用いるインサート成形用金型および加飾成形物の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、水平に動作する一対の金型に、予め前記金型の内面に沿った形状に予備成形した加飾シートを設置し、型締めした後、前記加飾シートと前記金型とで形成される金型内のキャビティに溶融した樹脂を射出させることにより、前記加飾シートと前記樹脂とが一体化した成形物を得る加飾成形物の製造に用いるインサート成形用金型において、前記金型の雌型または雄型の製品部の端面に相当する位置に前記雌型と前記雄型の接触面に平行な向きに、ゲートと前記製品部との連結を目的とした、薄片状流路を配設し、前記流路に関して前記製品部との連結部においてゲート付近に比べて前記製品部側のほうが、前記流路の断面積が大きくなるような前記流路の形状を有することを特徴とするインサート成形用金型である。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１記載の流路が、前記製品部との連結部において前記製品部側に対して流路の幅方向にテーパ形状を有し、かつ前記テーパ形状に関して前記製品部側の流路の幅が前記ゲート側の流路の幅の５倍以上であることを特徴とするインサート成形用金型である。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１記載の流路が、前記製品部との連結部において幅が一定のまま厚み方向で薄くなる方向に傾斜を持って前記製品部の他端に相当する位置にまで延長された形状を有することを特徴とするインサート成形用金型である。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、水平に動作する一対の金型に、予め前記金型の内面に沿った形状に予備成形した加飾シートを設置し、型締めした後、前記加飾シートと前記金型とで形成される金型内のキャビティに溶融した樹脂を射出させることにより、前記加飾シートと前記樹脂とが一体化した成形物を得る加飾成形物の製造方法において、前記金型の雌型または雄型の製品部の端面に相当する位置に前記雌型と前記雄型の接触面に平行な向きに、ゲートと前記製品部との連結を目的とした、薄片状流路を配設し、前記流路に関して前記製品部との連結部においてゲート付近に比べて前記製品部側のほうが、前記流路の断面積が大きくなるような前記流路の形状を有することを特徴とするインサート成形用金型を用いることを特徴とした加飾成形物の製造方法である。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４の加飾成形物の製造方法において、請求項２に記載のインサート成形用金型を使用することを特徴とする加飾成形物の製造方法である。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、請求項４の加飾成形物の製造方法において、請求項３に記載のインサート成形用金型を使用することを特徴とする加飾成形物の製造方法である。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、ゲートの数が少なくとも３本であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のインサート成形用金型を用いた加飾成形物の製造方法である。
【００１４】
また、請求項８に記載の発明は、加飾シートの材料としてポリオレフィンを使用し、射出樹脂としてアクリロニトリルブタジエンスチレンおよびポリカーボネート・アクリロニトリルブタジエンスチレンアロイ樹脂を使用することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の加飾成形物の製造方法である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ゲートから薄片状流路を介して成形物の製品部へと溶融樹脂が流入し、かつ流路が製品部との連結部に向かって流動樹脂断面積が増大する形状であるため、溶融樹脂が製品部に垂直に流入する際に加飾シートに加わるせん断応力負荷を低減することができ、加飾シートが溶融することなく成形物本体の外表面に被覆され、加飾シート本来の意匠性を維持した状態で加飾成形物を製造することができるインサート成形用金型および加飾成形物の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明のインサート成形用金型の一実施例を示す断面図
【図２】本発明のインサート成形用金型の一実施例を示す断面図
【図３】図２のインサート成形用金型を用いて成形される成形物の一実施例を示す説明図
【図４】本発明のインサート成形用金型の一実施例を示す断面図
【図５】図４のインサート成形用金型を用いて成形される成形物の一実施例を示す説明図
【図６】従来のインサート成形用金型を用いて成形される成形物の一実施例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図２に示すように、本発明の成形同時加飾成形用のインサート成形用金型は、雌型１と雌型１と対向する位置にある樹脂注入口６を有する雄型２とを備える。雌型１および雄型２はそれぞれ成形同時加飾成形品を形成するためのキャビティ形成面を備える。
雄型２には溶融樹脂をキャビティ１０に導くためのスプルー３が形成されており、該スプルー３の先端は３本に分岐し、ランナー４、ゲート５へと通じている。雄型キャビティ形成面９において樹脂注入口６から樹脂流路７に通じている。
図１は、図２の成形同時加飾成形用のインサート成形用金型に、加飾シート１２を装填した状態を示している。
【００１８】
図３は、図２に示したインサート成形金型を用いて製造した成形物の斜視図である。なお、図２の断面図は、金型（雌型１および雄型２）の、図３中のＡ−Ａ’線に対応する位置で切ったものである。
【００１９】
図３に示したように、成形物タグ部１３および成形物タグテーパ部１４の形状は、成形物樹脂注入口１５側の幅ａと成形物製品部１６側の幅ｂの比が１：５以上となるようにする。そのような形状の成形物タグ部１３および成形物タグテーパ部１４が形成可能なように、金型（雌型１および雄型２）の樹脂流路７は、ゲート５側から奥に向かうにつれて、流路の幅方向に広がりを有する形状となっている。このように樹脂流路７の形状を、樹脂の流れ方向に向かって流路幅を広げた形状にすることにより、樹脂流路７を流れる溶融樹脂のせん断応力を低減させることが可能となる。
【００２０】
図４は、本発明の成形同時加飾成形用のインサート成形用金型の、別の実施形態を示した断面図であり、図５は図４に示したインサート成形金型を用いて製造した成形物の斜視図である。なお、図４の断面図は、金型（雌型１および雄型２）の、図５中のＢ−Ｂ’線に対応する位置で切ったものである。
【００２１】
本実施形態の金型の各部位の名称や構成、および成形物の各部位の名称や構成は、図２および図３に示した実施形態と同様の箇所が多いので、そのような箇所の説明は省略し、異なる部分のみ説明する。
【００２２】
図５に示したように、成形物タグ部１３は、成形物製品部１６の他端まで届く成形物タグ延長部１７を有した形状となっている。成形物タグ延長部１７の幅は、成形物タグ部１３の成形物樹脂注入口１５側の幅と同じである。また成形物タグ延長部１７の厚さは、成形物タグ部１３の成形物樹脂注入口１５側の厚さより、いったん厚くなるが、傾斜角がついていて徐々に薄くなるような形状である。
【００２３】
そのような形状の成形物タグ部１３および成形物タグ延長部１７が形成可能なように、金型（雌型１および雄型２）の樹脂流路７は、ゲート５側から奥に向かうにつれて、流路の厚さ方向に徐々に薄くなるような形状となっている。樹脂流路７の形状をこのようなものにすることにより、樹脂流路７を流れる溶融樹脂のせん断応力を低減させ、加飾シートに与えるダメージを抑制することが可能になる。
【００２４】
キャビティ１０内に溶融樹脂をより効率よく広げるためには、樹脂流路７は薄片状であることが望ましい。樹脂流路７を薄片状にするには、樹脂流路７の断面形状（樹脂流路７中の溶融樹脂の移動方向に対して垂直な断面の形状）は、長方形や台形や菱形を含む四角
形状、二等辺三角形を含む三角形状、楕円形状、カマボコ形状、など適宜の形状を選ぶことが可能である。
また、樹脂流路７の形状を、ゲート５付近よりもキャビティ１０側のほうが樹脂流路７の断面積が大きくなるようにしておくと、溶融樹脂の温度や注入圧力により加飾シート１２にかかる負荷を軽減することができるという効果がある。
【００２５】
本発明において、加飾シート１２としては少なくとも加熱下で展延性を有するフィルムで構成されていることが望ましい。例えば、熱可塑性樹脂シート、熱硬化性樹脂シート、光硬化性樹脂シートおよび上記シートで異なる２種類以上のシートを組み合わせて積層させたシート、上記シートに印刷層を設けたシートなどを使用できる。
【００２６】
熱可塑性樹脂シートとしては、具体的に、ポリスチレン樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、オレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂などを主成分とするシートを使用できる。
【００２７】
熱硬化性樹脂シートとしては、具体的に、反応性アクリル樹脂とブロックイソシアネートを主成分とする未硬化または半硬化状態のシート等を使用できる。
【００２８】
光硬化性樹脂シートとしては、具体的には熱可塑性樹脂と二重結合を有するモノマーと、光開始剤とを主成分とする未硬化または半硬化状態のシート等を使用できる。
【００２９】
電子線硬化性樹脂シートとしては、具体的には、熱可塑性樹脂と二重結合を有するモノマーとを主成分とする未硬化または半硬化状態のシート等を使用できる。
【００３０】
本発明に使用される成形用樹脂としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリエステル系樹脂、オレフィン系樹脂などの熱可塑性樹脂あるいはこれらにガラス繊維などの充填剤を添加したもの等を挙げることができる。
【００３１】
本発明における成形同時加飾成形品の製造方法の一例を説明する。
【００３２】
雌型キャビティ形成面８に、該キャビティ形成面８に沿うように予備成形された加飾シート１２を保持し、吸引回路１１から脱気することにより加飾シート１２を雌型キャビティ形成面８に密着させる。
【００３３】
次に雌型１と雄型２とが型締めされ、樹脂注入口６から２４０〜２８０℃の溶融樹脂がキャビティ１０内に射出され、該溶融樹脂が冷却固化した後、雌型１と雄型２とが型開きして、加飾シート１２と一体成形された成形品を取り出す。以上のようにして、加飾シートへのダメージなく、加飾成形品を製造することができる。
【実施例１】
【００３４】
次に、本発明の実施例について更に詳しく説明する。
着色されたポリプロピレンからなる加飾シートを１００℃に加熱し真空圧空成形により予め金型内面に沿う形状に予備成形した。図２に示す加飾成形用のインサート成形用金型において予備成形した加飾シートを７０℃の雌型１に保持し吸引回路１１により加飾シートを雌型１に密着させ、雌型１と雄型２とを型締め後、２５０℃で溶融させたポリカーボネート・アクリロニトリルブタジエンスチレンアロイ樹脂を射出率１６０ｃｍ３／ｓで射出し、加飾成形物を得た。製品部表面の外観は良好であった。
【実施例２】
【００３５】
図４に示す金型を用いて実施例１と同工程、同条件により加飾成形を行った。加飾シートの溶融等の損傷は見られず製品部表面の外観は良好であった。
【００３６】
＜比較例＞
次に、比較例について説明する。
図６に示す成形物を成形する従来の金型を用いて実施例１と同工程、同条件にて同時加飾成形を行った。樹脂流路と製品部との連結部において溶融樹脂の熱とせん断応力により加飾シートが溶融し、意匠が損傷を受けて不良となった。また射出率を１６０ｃｍ３／ｓより小さくすればするほど、加飾シートに溶融樹脂が触れている時間が長くなり加飾シートに供給される熱量が増加するため、意匠の損傷度は増大した。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・雌型
２・・・雄型
３・・・スプルー
４・・・ランナー
５・・・ゲート
６・・・樹脂注入口
７・・・樹脂流路
８・・・雌型キャビティ形成面
９・・・雄型キャビティ形成面
１０・・・キャビティ
１１・・・吸引回路
１２・・・加飾シート
１３・・・成形物タグ部
１４・・・成形物タグテーパ部
１５・・・成形物樹脂注入口
１６・・・成形物製品部
１７・・・成形物タグ延長部
【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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