(57)【要約】      （修正有）【課題】箔バリの発生を抑制して、コストダウン及び歩留り向上が可能な金型を提供する。【解決手段】コア型３とキャビ型４とを備える金型２に、成形品に冷却剤を噴射する冷却剤噴射機構４５と、前記冷却剤の噴射による金型の温度低下を抑制する加熱装置３５と、冷却剤の噴射による金型の温度低下を抑制する加熱装置と、を設けたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コア型とキャビ型とを備える金型において、
成形品に冷却剤を噴射する冷却剤噴射機構と、
前記冷却剤の噴射による金型の温度低下を抑制する加熱装置と、を設けたことを特徴とする金型。
【請求項２】
請求項１に記載の金型であって、
加飾シートをキャビ型のパーティング面に固定するクランプ機構と、
前記加飾シートをキャビテーションの内壁に密着させる吸引機構と、を備えることを特徴とする金型。
【請求項３】
請求項２に記載の金型であって、
前記噴射機構は、射出成形後に前記金型を所定量型開きして、前記加飾シートにおける転写領域と非転写領域との境界領域に冷却剤を噴射することを特徴とする金型。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の金型であって、
前記噴射機構は、前記加熱シートと前記コア型との間から前記冷却剤を噴射することを特徴とする金型。
【請求項５】
請求項２又は３に記載の金型であって、
前記噴射機構は、前記加熱シートと前記キャビ型との間から前記冷却剤を噴射することを特徴とする金型。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の金型であって、
前記冷却剤の噴射による金型本体の温度低下を抑制する加熱装置を備えることを特徴とする金型。
【請求項７】
請求項２乃至６のいずれか１項に記載の金型であって、
前記クランプ機構は、キャビテーションより適宜大きい寸法のキャビティ窓を含むクランプ板を備え、
前記吸引機構は、前記キャビティより外周領域であって、前記キャビティ窓に面する位置に設けられた吸引口を備えて、
前記吸引機構が、前記吸引口から前記キャビティ内の空気を吸引することで前記加飾シートを当該キャビティの内壁に密着させることを特徴とする金型。
【請求項８】
射出成形と同時に加飾を行う加飾成形方法であって、
コア型とキャビ型との間に加飾シートを狭持する狭持手順と、
射出成形した後に所定量型開きする前型開手順と、
所定量型開きした際に、前記加飾シートにおける転写領域と非転写領域との境界領域に冷却剤を噴射する冷却剤噴射手順と、
前記冷却剤噴射手順の後に前記金型を型開きする型開き手順と、を含むことを特徴とする加飾成形方法。
【請求項９】
請求項８に記載の加飾成形方法であって、
前記狭持手順の後に、前記加色シートをキャビティの内壁に密着させる手順を行うことを特徴とする加飾成形方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の加飾成形法であって、
前記冷却剤噴射手順の後に、金型の温度低下を抑制する加熱手順を行うことを特徴とする加飾成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金型及び加飾成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
射出成形技術においては、加飾シートを金型のパーティング面に配置して、射出成形を行うことにより、射出成形と加飾とを同時に行うフィルムインサート射出成形が行われることがある。図６は、このような加飾シートＳの断面図である。加飾シートＳは、基体シートＳａ、加飾層Ｓｂ、接着層Ｓｃを積層した構造となっている。なお、加飾層Ｓｂ及び接着層Ｓｃは成形品に転写される転写体Ｆを形成している。転写体ＦにはスリットＳｄが形成されて、成形品に転写する領域（以下、転写領域）Ｓｔと転写しない領域（以下、非転写領域）Ｓｒとに区画されている。
【０００３】
図７は、このような加飾シートＳを用いた射出成形状態図で、図７（ａ）は樹脂成形した直後の成形品Ｍを含む金型の断面図、図７（ｂ）は型開したときの金型の断面図である。金型は凸部を備えるコア型１００と、凹部を備えるキャビ型１０１を有する。加飾シートＳは、キャビティを覆うようにキャビ型１０１のパーティング面ＰＬｃに保持され、この状態で樹脂が射出される。その後に型開きすると、加飾シートＳの転写領域ＳｔはスリットＳｄで非転写領域Ｓｒと切り離なされて、成形品Ｍに転写される。
【０００４】
ところが、型開時においては、成形品Ｍの温度は高く、かつ、加飾層Ｓｂは柔軟性に富むため、転写領域Ｓｔと非転写領域ＳｒとがスリットＳｄできれいに切断されず、加飾層Ｓｂを引きちぎるような状態となって、箔バリや箔切れ等の不良が発生する。以下、箔バリや箔切れ等を総称して箔バリと記載する。従来、この箔バリは、トリミング等のバリ除去処理を行うことにより除去されている。
【０００５】
バリ除去処理には多くの工数が必要になるため、製造コストを上昇させる要因となる。そこで、特許文献１においては、箔バリを、液体窒素等を用いた低温流体に接触させて冷却し脆化させて、破断・除去する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２６０５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１にかかるバリ除去処理では、ひげのような小さな箔バリは除去し難い問題があると共に、低温流体を箔バリに吹き当てる際の位置により、除去残りが発生する問題がある。かかる箔バリの除去残りが発生すると、その選別を行う必要が生じ、コストアップの要因や歩留り低下をもたらす。
【０００８】
そこで、本発明の主目的は、箔バリの発生を抑制して、コストダウン及び歩留り向上が可能な金型及び加飾成形方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、コア型とキャビ型とを備える金型の発明は、成形品に冷却剤を噴射する冷却剤噴射機構と、冷却剤の噴射による金型の温度低下を抑制する加熱装置と、を設けたことを特徴とする。
また、射出成形と同時に加飾を行う加飾成形方法にかかる発明は、コア型とキャビ型との間に加飾シートを狭持する狭持手順と、射出成形した後に所定量型開きする前型開手順と、所定量型開きした際に、加飾シートにおける転写領域と非転写領域との境界領域に冷却剤を噴射する冷却剤噴射手順と、冷却剤噴射手順の後に金型を型開きする型開き手順と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、射出成形の直後に所定量型開きして、加飾シートに冷却剤を噴射して加飾シートの脆性を発現させるので、箔バリの発生が抑制される。これにより製造コストが抑制され、歩留りが向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される金型の断面図である。
【図２】クランプ機構の上面図である。
【図３】成形手順を示すフローチャートである。
【図４】前型開き状態における冷却剤の噴射を説明する金型の断面図である。
【図５】他の構成の金型の断面図である。
【図６】関連技術の説明に適用される加飾シートの断面図である。
【図７】関連技術の説明に適用される金型の断面図で、（ａ）は射出直後、（ｂ）は型開き後の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の実施形態を、図を参照して説明する。図１は、本実施形態にかかる加飾成形用金型２の断面図である。
加飾成形用金型２は、コア型３とキャビ型４とを主要構成とする。
【００１３】
コア型３には、溶融樹脂を射出するゲート３１、ゲート３１とキャビティＫとを接続して樹脂の流路をなすスプール３２、射出成形された成形品を突出す突出機構３３、成形品の雄型を形成するコアブロック３４、加熱流体が流動する加熱装置３５が設けられている。
【００１４】
キャビ型４には、加飾シートＳをキャビ型４のパーティング面ＰＬｃやキャビティの内壁に密着させる吸引機構４１、加飾シートＳをパーティング面ＰＬｃに固定するクランプ機構４２、成形品の雌型を形成するキャビブロック４３、冷却剤を噴射する冷却剤噴射機構４５が設けられている。
【００１５】
なお、加飾シートＳは、図６及び図７を用いて背景技術の欄で説明したように、基体シートＳａ、加飾層Ｓｂ、接着層Ｓｃを積層して形成されて、加飾層Ｓｂ及び接着層Ｓｃが転写体Ｆをなしている。転写体ＦにはスリットＳｄが形成されて、成形品に転写する転写領域Ｓｔと転写しない非転写領域Ｓｒとに区画されている。成形品に転写されるのは転写領域Ｓｔのみである。加飾層Ｓｂは、例えばウレタン系塗料等の柔らかい材料が用いられる。
【００１６】
クランプ機構４２は、クランプ板４２ａ、クランプアーム４２ｂ、図示しないアーム駆動部を備えている。図２はクランプ板４２ａの上面図である。なお、図２においては、キャビティＫ、加飾シートＳ、吸引機構４１に対するクランプ板４２ａの位置関係を示すために、当該キャビティＫ、加飾シートＳ及び吸引機構４１も合わせて図示している。
【００１７】
クランプ板４２ａは所定の厚みを持ち、面中央領域にキャビティＫより適宜大きな寸法に開口されたキャビティ窓４２ｃが形成されている。また、クランプ板４２ａの厚み方向の内部には、キャビティ窓４２ｃの縁端４２ｄに沿って形成された環状路４２ｅが設けられると共に、環状路４２ｅと縁端４２ｄとを連通する噴射路４２ｆが形成されている。複数の噴射路４２ｆは、キャビティＫを囲むように並設されている。
【００１８】
図１に示すように、クランプアーム４２ｂは中空体で、その一端はクランプ板４２ａの四隅にそれぞれ接続され、他端は連絡板４２ｈに接続されて、この連絡板４２ｈがアーム駆動部に連結されている。
これにより、アーム駆動部が動作することによりクランプアーム４２ｂはコア型３に対して進退する。
【００１９】
従って、クランプ板４２ａとパーティング面ＰＬｃとの間に加飾シートＳが配置された状態で、クランプアーム４２ｂがキャビ型４側に動くと、当該加飾シートＳはパーティング面ＰＬｃに固定される。逆に、クランプアーム４２ｂがコア型３側に動くと、パーティング面ＰＬｃ面に固定された加飾シートＳは開放される。
【００２０】
クランプアーム４２ｂに形成された中空部分は、冷却剤が流動する冷却剤流路４２ｇを成している。
なお、本実施形態は冷却剤の材質を限定するものではないが、金型が温調されることもあるので、不燃性の気体が好ましい。
【００２１】
連絡板４２ｈには、各冷却剤流路４２ｇと連通する環状路４２ｊが形成されて、この環状路４２ｊの接続口４２ｋに冷却剤が供給される。なお、冷却剤は、外部設置された冷却剤供給装置７から供給される。
従って、冷却剤供給装置７から供給された冷却剤は、接続口４２ｋ、環状路４２ｊ、冷却剤流路４２ｇ、環状路４２ｅを経て噴射路４２ｆからキャビティＫに向って噴射されることになる。
【００２２】
吸引機構４１は、吸引機（図示しない）及び、パーティング面ＰＬｃに連通する吸引口４１ａを備えている。この吸引口４１ａは複数設けられ、キャビティＫの外周領域であって、キャビティ窓４２ｃ内に配置されている。
そして、クランプ機構４２が加飾シートＳを固定した後に、吸引機が動作すると、キャビティＫ内の空気が吸引口４１ａを介して吸引される。これにより、加飾シートＳはキャビティＫの内壁に沿って密着する。
従って、樹脂をキャビティＫに射出した際に、射出された樹脂により加飾シートＳによじれ等が生じることがない。
【００２３】
突出機構３３は、複数のエジェクタピン３３ａ、複数のエジェクタピン３３ａを支持するエジェクタ板３３ｂ、エジェクタ板３３ｂをキャビ型４の方向に進退させるリンク３３ｃを備える。
エジェクタピン３３ａは、成形品を押出すピンで、リンク３３ｃがエジェクタ板３３ｂをキャビティＫに対して進退させることにより動作する。
【００２４】
なお、これまで説明した加飾成形用金型２は、加飾シートＳとコア型３との間に冷却剤を噴射する構成であった。しかし本発明は、かかる構成に限定しない。例えば、図５に示すように、加飾シートＳとキャビ型４との間に冷却剤を噴射する構成でも良い。
【００２５】
この場合は、冷却剤が流れる冷却剤流路４２ｇをクランプアーム４２ｂと別に設けると共に、加熱装置３５をキャビブロック４３側に設ける。加熱装置３５をキャビブロック４３側に設けるのは、冷却剤の噴射によりキャビブロック４３の温度が低下するのを抑制するためである。
【００２６】
次に、このような加飾成形用金型の動作を成形手順と共に説明する。なお、加飾成形用金型２の動作は、図１に示す構成と図５に示す構成とで同じであるので、図１に示す構成を例に説明する。図３は、成形手順を示すフローチャートである。
【００２７】
ステップＳ１：先ず、クランプ板４２ａとキャビ型４のパーティング面ＰＬｃとの間に加飾シートＳを挿入し、クランプアーム４２ｂをパーティング面ＰＬｃ側に移動させる。これにより、加飾シートＳはパーティング面ＰＬｃに固定される。なお、加飾シートＳを挿入した際には、スリットＳｄの位置が適正な位置になるようにセットする。
【００２８】
その後、吸引機構４１により加飾シートＳをキャビ型４のキャビティＫ及びパーティング面ＰＬｃに密着させる。吸引機構４１の吸引機を駆動することにより、加飾シートＳとキャビティＫとの間の空気が吸引されて真空状態となり、加飾シートＳはキャビティＫの内壁等に密着する。
ステップＳ２、Ｓ３：次に、型締を行い、可塑化した樹脂をキャビティＫに射出して製品を成形する。この射出によりキャビティＫは樹脂で満たされて製品が成形されると共に、この製品である成形品に加飾シートＳが張付く。
【００２９】
ステップＳ４：  樹脂を射出した直後は、成形品はまだ冷えていないので、所定時間保圧状態を保ち、成形品の温度が低下して形状の安定を図る。この時間は秒単位の時間であり、この時間では樹脂温を形状が安定する温度まで下げることができるが、加飾シートＳが堅くなり脆性を発揮するまでは下げることができない。従って、この状態で型開きすると、箔バリが発生する恐れがある。無論、加飾シートＳが脆性を発揮するまで十分に時間をかけることも可能であるが、これは成形サイクル時間を長くすることを意味するので、生産性の観点から好ましくない。
【００３０】
ステップＳ５，Ｓ６：そこで、箔バリが発生しない距離δだけ型開きする（以下、前型開きと記載する）。前型開きにおける金型の型開き距離δは、スリットＳｄを境に転写領域Ｓｔと非転写領域Ｓｒとの切断が起き始めない距離であり、かつ、スリットＳｄに向けて噴射される冷却剤の流動抵抗を実用範囲に収めることができる空間が確保できる距離である。具体例としては、数ミリである。
【００３１】
図４は、このときの金型の断面図を示している。この程度の型開きでは、突出機構３３のエジェクタピン３３ａは十分に機能していない。従って、成形品Ｍはコアブロック３４側に共に残っている。また、加飾シートＳはキャビ型４に固定されている。
【００３２】
この結果、転写領域Ｓｔと非転写領域Ｓｒとは、スリットＳｄを境にシャープに折れ曲った状態となる。そこで、冷却剤を噴射する。この噴射された冷却剤は、スリットＳｄを含む近傍領域を冷却する。従ってスリットＳｄの近傍領域の温度が下がり、加飾シートＳの加飾層Ｓｂは脆性を発揮するようになる。
【００３３】
このとき冷却剤の噴霧により金型の温度が低下してしまう。この低下が許容されない範囲の場合には、加熱装置３５に加熱流体を流動させて型温の低下を抑制することが好ましい。加熱流体の温度は、冷却剤の噴霧により低下する温度が補償される温度が好ましい。加熱流体としては、温水等が例示できる。なお、本発明は加熱流体による型温低下を抑制することに限定するものではなく、ヒータにより型温低下を抑制してもよい。
【００３４】
ところで、型開きした際に成形品は金型と摺動することにより帯電することがある。このような場合、エジェクタピン３３ａにより成形品Ｍを突出しても、離型し難い場合がある。しかし、図３に示すように、冷却剤がコアブロック３４と成形品Ｍとの間に進入するので、帯電した電荷が中和され、又は冷却剤が離型剤として機能して、容易に離型するようになる。
【００３５】
ステップＳ７、Ｓ８：  冷却剤によるスリットＳｄ領域の冷却が完了すると、冷却剤の噴射を停止し、型開きする。型開きすると、エジェクタピン３３ａは大きくキャビ型４の方向に飛出すので、成形品Ｍはコアブロック３４から外れる。即ち、成形品Ｍの取出しが行われる。
【００３６】
ステップＳ９：  最後に加飾シートＳの吸引及びクランプを解除して、成形サイクルが完了する。
【００３７】
以上説明したように、射出成形後に金型を少しだけ開く前型開を行い、冷却剤をスリットの領域に噴射するので、その後に型開きしても、箔バリが発生しなくなる。従って、製造コストが抑制できると共に製品の歩留りが向上する。
【００３８】
なお、上述した金型は、加飾シートにおける箔バリの発生を防止するために用いたが、本発明はかかる用途に限定しない。
【００３９】
即ち、射出成形では金型温度が高い方が高品質な成形品Ｍが得られることが知られている。これは金型温度を高くすることにより樹脂の流動性が良くなり、例えばウェルド不良などが改善できるためである。
しかし、金型温度を高くすると、冷却に時間がかかり、成形サイクルタイムの増大、生産性低下を招くことになる。
【００４０】
これに対し、「ヒートアンドクール」と呼ばれる射出時の金型加熱、離型時の金型冷却をする工法が一般的に知られている。この工法ではウェルド不良などの外観品質の改善ができる一方で、急速な型温上昇、下降を行う必要があり、金型の温調に工夫を施さなくてはならない為、設備投資のほか金型製作費がかかる。
また成形サイクルが長くなり、光熱費もかかる為、製品にかかるコストも上昇するというデメリットもある。
【００４１】
しかし、上述した冷却剤が噴射できる金型を用いることにより、金型温度を高く設定しても、成形後に冷却剤を噴射することにより成形品Ｍの冷却速度を早くすることができる。従って、サイクルタイムを短くして量産性を向上させることが可能になる。
【符号の説明】
【００４２】
２    加飾成形用金型
３    コア型
４    キャビ型
７    冷却剤供給装置
３３    突出機構
３４    コアブロック
３５    加熱装置
４１    吸引機構
４１ａ    吸引口
４２    クランプ機構
４２ａ    クランプ板
４２ｂ    クランプアーム
４２ｃ    キャビティ窓
４２ｇ    冷却剤流路
４２ｆ    噴射路
４３    キャビブロック
４５    冷却剤噴射機構
【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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