(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄型と、雌型と、それら雌雄両型の間に絵付シートを送って雌型のパーティング面にそのキャビティを覆うように位置させる搬送手段と、絵付シートを雌型キャビティ面への密着に際して加熱軟化させるように雌型パーティング面に沿う位置へ移動可能な熱盤と、熱盤が雌型パーティング面に対面し絵付シートを加熱する位置にある時に雌型パーティング面から絵付シート供給部へ続く絵付シートを雌型の絵付シート供給部側の位置で切断する加熱線条からなるシートカッターと、締結された雌型及び雄型のキャビティ内に熔融樹脂を射出する手段とを備える射出成形同時絵付装置において、シートカッターは、加熱線条をその端部の少なくとも一方に設けたバネにより張力を付与した状態で熱盤に設けた支持部材間に張設したことを特徴とする射出成形同時絵付装置。
【請求項２】
バネを加熱線条の一部で形成した請求項１に記載の射出成形同時絵付装置。
【請求項３】
加熱線条の両端部を絶縁部材に係止し、その絶縁部材と支持部材の間にバネを介在させた請求項１に記載の射出成形同時絵付装置。
【請求項４】
支持部材を熱盤の両側の側面上部に設けた請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形同時絵付装置。
【請求項５】
支持部材を熱盤の上面両側に設けた請求項１〜３のいずれかに記載の射出成形同時絵付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形品の成形と同一工程でその樹脂成形品の表面に絵付シートを接着積層して絵柄を形成する射出成形同時絵付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、樹脂成形品の表面に絵柄を設ける方法として、射出成形の雌雄両型間に絵付シートを挿入し、両型を係合させて型締した後、熔融樹脂をキャビティ内に射出充填し、樹脂成形品の表面に絵付シートを貼り合わせる方法が一般的に行われている。
【０００３】
そして、このような方法を実施する射出成形同時絵付装置として、巻取から巻き出した連続帯状の絵付シートを雌雄両型間に挿入し、雌型キャビティ面の周縁のパーティング面にクランプで絵付シートを固定した後、その絵付シートを加熱軟化するためにクランプされた絵付シートに対面する位置に熱盤を挿入すると同時に、該熱盤の上流（シート搬送方向についての）側に設けた加熱線条からなるシートカッターによりクランプ上流側で絵付シートを全幅にわたって切断することにより、今ショット分のシートを次ショット分のシートと分離し、今ショット分の予備成形時及び射出成形時の熱や応力が次ショット分以降のシートに遡及することを防ぐようにしたものが知られている（特開平６−３１５９５０号公報、特開平１０−２４９８８４号公報等に開示）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したタイプの射出成形同時絵付装置は、シートカッターに加熱線条を用いているため、切断刃によるシートカッターに比して構造が簡単であるという特徴を有している。しかしながら、支持部材間に張設した状態で取り付けられている加熱線条が熱により伸長してたるみを生じ、金型に接触して漏電する危険があった。また、たるんだ加熱線条にはシート滓が付着しやすくなり、しかもシートを直線状に切断できず、最悪の場合は切断できない事態が生じるという不都合が生じていた。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、たるみを生じない加熱線条を用いたシートカッターを有する射出成形同時絵付装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、雄型と、雌型と、それら雌雄両型の間に絵付シートを送って雌型のパーティング面にそのキャビティを覆うように位置させる搬送手段と、絵付シートを雌型キャビティ面への密着に際して加熱軟化させるように雌型パーティング面に沿う位置へ移動可能な熱盤と、熱盤が雌型パーティング面に対面し加熱する位置にある時に雌型パーティング面から絵付シート供給部へ続く絵付シートを雌型の絵付シート供給部側の位置で切断する加熱線条からなるシートカッターと、締結された雌型及び雄型のキャビティ内に熔融樹脂を射出する手段とを備える射出成形同時絵付装置において、シートカッターは、加熱線条をその端部の少なくとも一方に設けたバネにより張力を付与した状態で熱盤に設けた支持部材間に張設したことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１に本発明に係る射出成形同時絵付装置の一例を図示している。この射出成形機１０では、雌型２０は、真空吸引成形に適用可能なように真空吸引孔２１或いは真空吸引溝などが設けられた構造を有するものであり、雄型３０と合体させて射出成形により成形される成形品の形状の一部が雌型キャビティ面２４として賦形されている。雄型３０は固定盤３１に固定されると共にタイバー４０（計４本ある）にも固定されている。一方、雌型２０は可動盤２２に固定され、可動盤２２はタイバー４０に摺動可能に貫通されている。そして、雌型２０の真空吸引孔２１は通路７０を介して切換弁７１に繋がっており、この切換弁７１は通路７０を加熱空気供給源Ｈと真空ポンプＰとの間で切り換えるようになっている。また、雌型２０には通気孔７２が形成されており、この通気孔７２にはこれを開閉するためのリーク弁７３が設けられている。
【０００８】
図中６０は熱盤で、この熱盤６０に絵付シートＳを切断するためのシートカッターが取り付けられている。図２は熱盤の平面図（図１の上方、すなわちｚ軸方向から見降ろした図）であり、同図に示されるように、熱盤６０の両側の側面上部には、Ｌ字状の支持部材６１がそれぞれ突設されており、その支持部材６１の先端に端子６２が埋設され、その端子６２の間にシートカッターとしての加熱線条６３が張設されている。そして、加熱線条６３の端部はコイル状に巻かれてバネ部分６３ａとなっており、このバネ部分６３ａにより加熱線条６３は張力を付与した状態で支持部材間に張設されている。バネ部分６３はいずれか一方の端部に形成すればよいが、図示のように両端部に形成すれば伸びに対してより良く対応できる。ここで、加熱線条６３としては、ニッケル−クロム合金等の適度な電気抵抗を持ち、直径０．５〜１．０ｍｍ程度のものが使用される。また、支持部材６１及び端子６２にはステアタイト等の磁器や硝子が用いられ、図示の例ではこの支持部材６１の中を電線６４が通っており、加熱線条６３に対して熱盤６０と同じ電源から給電されるようになっている。
【０００９】
図３は別のシートカッターを取り付けた熱盤の平面図である。この例ではバネ部を加熱線条６３とは別の部材で構成している。具体的には、加熱線条６３の端部を碍子６５に係止し、その碍子６５の他端をバネ部材６６により牽引して支持部材６１に係止している。バネ部材６６を形成する材料は加熱線条６３と同材料でもよいし、別材料（炭素鋼、燐青銅等）でもよい。この場合も、バネ部材６６は加熱線条６３の両端に設けてもよいし、いずれか一方にだけ設けてもよい。電気的には加熱線条６３はその両端が引出線６７を介して支持部材６１の中の電線６４に接続されている。
【００１０】
上記いずれの例においても、支持部材６１は熱盤６０の側面上部に取り付けたが、熱盤６０の上面（＋ｚ方向端面）両側に取り付けた構成にしても構わない。この場合、加熱線条６３の張設は図２及び図３に示したのと同様である。
【００１１】
なお、熱盤６０自体は、射出成形同時絵付装置に用いられている従来公知のものでよく、例えば電気ヒーターを内蔵した金属製又はセラミックス製のブロック状の熱盤であり、或いは耐熱樹脂製又は金属製のシート状のいわゆる面状発熱体でも構わない。また、熱盤６０の表面には、絵付シートＳを真空圧空成形するための圧空を吹き出す通気孔を設けたものでもよい。また、熱盤６０は、輻射熱により加熱する非接触式のものでもよいし、絵付シートに接触して加熱する方式のものでもよい。非接触式の場合の加熱温度は２００〜４００℃程度であり、接触式の場合の加熱温度は１００〜１２０℃程度である。
【００１２】
樹脂の射出に先立って絵付シートの予備成形を行う。この予備成形を行うに際しては、まず、雌雄両型間に挿入した絵付シートＳの先端部を受付チャック２３で挟んで保持し、絵付シートＳを雌型２０のパーティング面にシートクランプ５０にてキャビティ面２４の全周縁部を押圧固定して雌型キャビティ面２４と絵付シートＳとで密閉空間Ｖを形成せしめる。次いで、熱盤駆動用流体圧シリンダーのラム６８を作動させて熱盤６０を雌雄両型間に挿入し、絵付シートＳの上端側を搬送用シートチャック８０で挟持した状態で、雌型２０のパーティング面に固定された絵付シートＳに近接させ、加熱線条６３を絵付シートＳに接触させることにより、今ショット分のシートとそれに続く次ショット分以降のシートとを熔断により切り離す。このように熱盤６０が雌型２０に接近する運動を利用して絵付シートＳをその下流側から自動的に切り離すことができる。また、加熱線条６３はバネで張設されているので、絵付シートＳを真っ直ぐに切断できる。このように絵付シートＳの切断を終えてから、絵付シートＳの上端側を挟持した搬送用シートチャック８０を熱に影響のないところまで戻した状態にする。この状態が図１である。
【００１３】
このように絵付シートＳにより密閉空間Ｖを形成し、今ショット分の絵付シートＳを切断した後、リーク弁７３を開くとともに、切換弁７１により通路７０を加熱空気供給源Ｈに接続し、密閉空間Ｖ内に加熱空気を供給する。そして、密閉空間Ｖの中が所定温度の空気と入れ代わり、外気温度（室温）より高く、且つ絵付シートのＶｉｃａｔ軟化温度（ＪＩＳ  Ｋ  ７２０６）よりも低い温度とした後、両型間に挿入した熱盤６０で絵付シートＳを加熱軟化せしめてから、リーク弁７３を閉じるとともに、切換弁７１により通路７０を真空ポンプＰに接続し、雌型２０の真空吸引孔２１を通して密閉空間Ｖ内の空気を吸引することで、絵付シートＳを雌型キャビティ面２４に吸引密着させる。
【００１４】
絵付シートＳの予備成形を終えた後、図４に示すように熱盤６０を雌雄両型間の外部の待機位置（図示略）まで退避せしめ、流体圧シリンダー９０によりピストン９１を作動させることで、絵付シートＳが密着したままの雌型２０をタイバー４０に摺動させつつ雄型３０に合体させて型締めさせてから、両型２０，３０によって形成されるキャビティＣ内に、流動状態の成形品形成用樹脂Ｍを雄型のゲート３２を通して充填させて射出成形を行う。そして、射出した樹脂Ｍを固体化し、絵付シートＳと樹脂成形品とを接着し積層せしめた後、図５に示すように雌雄両型２０，３０を開き、絵付シートＳにより表面化粧の施された樹脂成形品Ｎを型外に取り出す。なお、雌型２０と雄型３０は鉄等の金属又はセラミックスにて形成される。
【００１５】
なお、以上で説明した射出成形同時絵付装置は、本発明の一実施形態であり、斯かる構成のみに本発明が限定される訳ではない。前記の如き本発明固有のシートカッターを採用する他は、他の構成要素は公知の各種射出成形同時絵付装置の構成要素を任意に選択して採用し、組み合わせることができる。
【００１６】
絵付シートとしては、基材シートを最低限の要素とし、必要に応じて着色剤練込み、絵柄印刷、金属薄膜形成等によって装飾処理を施したものを使用する。基材シートは、ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン系熱可塑性エラストマー等のポリオレフィン樹脂、ポリメチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート−ブチル（メタ）アクリレート共重合体等のアクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等の熱可塑性樹脂のシート単層或いはこれらのシートのうちから選んだ異なる２層以上の積層体からなり、厚さは通常２０〜３００μｍ程度である。
【００１７】
基材シート或いは装飾処理自体に射出成形品と十分な接着が得られない場合は、成形品側に接着剤層を形成する。接着剤は、絵付シートと成形品の材料の組合せに応じて選ぶ。例えば、ポリオレフィン樹脂の基材シートとポリオレフィン樹脂成形品との組合せの場合は、塩素化ポリオレフィン樹脂（塩素化ポリプロピレン等）、アクリル樹脂の基材シートとポリオレフィン樹脂成形品との組合せの場合は、基材シート上に２液硬化型ウレタン樹脂層とその上に塩素化ポリオレフィン樹脂層をこの順に形成する。
【００１８】
絵付シートとしては、ラミネートシート及び転写シートの両タイプのものがいずれも使用できる。ラミネートシートタイプの場合は、基材シートと装飾処理を構成する絵柄印刷又は金属薄膜の層との接着力、或いは基材シートと接着剤層との接着力を成形品の使用条件下で剥離しない程度に強力なものとし、成形品製造用樹脂と絵付シートとは一体化したまま使用される。一方、転写シートタイプの場合は、基材シートと絵柄印刷又は金属薄膜の層との接着力を容易に剥離可能な程度としておき、一旦絵付シートと成形品製造用樹脂とを接着一体化した後、基材シートのみを剥離、除去して絵柄印刷又は金属薄膜を成形品側に接着したまま残す。
【００１９】
雄型側のゲートから射出する流動状態の樹脂は射出成形用の樹脂であり、実際には製品の要求物性、コスト等により選択される。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、オレフィン系熱可塑性エラストマー等のポリオレフィン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合体、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリカーボネート、アクリル樹脂等の樹脂を使用し、これを加熱熔融して射出し、冷却して固体化させる場合と、ポリオールとイソシアネート架橋剤とからなるポリウレタン樹脂、アミンを硬化剤とするエポキシ樹脂、イソシアネート、有機スルホン酸塩、過酸化ベンゾイル等を硬化剤とする不飽和ポリエステル等の２液反応硬化型樹脂の未硬化の液状組成分を射出し、化学反応で固体化させる場合とがある。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、射出成形同時絵付装置において、そのシートカッターを、加熱線条をその端部の少なくとも一方に設けたバネにより張力を付与した状態で熱盤に設けた支持部材間に張設した構成としたことにより、加熱線条にたるみが生じないことから、加熱線条が金型に接触して漏電する危険を防止することができ、また加熱線条へのシート滓の付着を防止でき、また絵付シートを直線状にしかも確実に切断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る射出成形同時絵付装置の一例を示す一部破断図である。
【図２】シートカッターを取り付けた熱盤の平面図である。
【図３】別タイプのシートカッターを取り付けた熱盤の平面図である。
【図４】絵付シートの予備成形を終えた後で成形用樹脂を射出する様子を示す射出成形同時絵付装置の一部破断図である。
【図５】射出成型後に雌雄両金型を開いて樹脂成形品を取り出す様子を示す射出成形同時絵付装置の一部破断図である。
【符号の説明】
１０  射出成形機
２０  雌型
２１  吸引孔
２２  可動盤
２３  受付チャック
３０  雄型
３１  固定盤
３２  ゲート
４０  タイバー
５０  シートクランプ
６０  熱盤
６１  支持部材
６２  端子
６３  加熱線条
６３ａ  バネ部分
６４  電線
６５  碍子
６６  バネ部材
６７  引出線
６８  ラム
７０  通路
７１  切換弁
７２  通気孔
７３  リーク弁
８０  シートチャック
８１  シートカッター
９０  流体圧シリンダー
９１  ピストン
Ｓ  絵付シート
Ｃ  キャビティ
Ｍ  成形品形成用樹脂
Ｎ  樹脂成形品
Ｖ  密閉空間
【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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