(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形の雌型及び雄型と、型開き状態にある両型間に加飾シートを挿入するシート供給装置と、両型間に挿入された加飾シートを雌型キャビティ周縁のパーティング面上に押圧固定するシートクランプと、雌型パーティング面上に固定された加飾シートを非接触状態で加熱軟化せしめる熱盤とから少なくとも構成される射出成形同時絵付装置において、熱盤の周囲の側面の外側に熱盤加熱面から雌型側に向かって突出する断熱板を有することを特徴とする射出成形同時絵付装置。
【請求項２】
断熱板が位置可変機構を介して熱盤に取り付けられており、断熱板先端部の熱盤加熱面からの突出量が可変であることを特徴とする請求項１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、樹脂成形品の表面に加飾シートを積層接着して絵柄を設ける成形同時加飾の技術分野に属し、詳しくは、熱盤にて予め加熱軟化せしめた加飾シートを雌型キャビティ表面に真空成形した後、キャビティ内に射出した樹脂と加飾シートとを一体化せしめる方式の射出成形同時絵付装置に関するものである。
【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加飾シートを挿入し、両型を係合して型締めした後、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加飾シートを貼り合わせる方法が広く行われている。そして、この方法を実施する装置では、例えば、特公昭５０−１９１３２号公報、特公平１−４８８４５号公報等に見られるように、赤外線輻射方式の非接触加熱の熱盤により予め加飾シートを加熱軟化せしめ、この軟化した加飾シートを雌型キャビティ表面に真空成形するようにしたものがある。
【０００３】
このような熱盤を使用した射出成形装置においては、熱盤表面の熱が熱盤とシートクランプ（シート押さえフレーム）の空間を通して周囲の空間に放熱され、漏洩するため、加飾シートに対する加熱効率が悪いという問題があった。そこで、特開平６−３１５９５０号公報に示されるように、熱盤加熱面上の周縁付近に雄型パーティング面上のシートクランプと対向して当接する周縁保持フレームを設けておき、シートクランプ及び周縁保持フレームとで加飾シートを挟み込んで加飾シートと熱盤加熱面との間の空間を密封し、外部空間との輻射及び拡散伝導による熱の流出を防ぐようにしたものがある。また、特開平１０−１２８７９７号公報に示されるように、加飾シートを雌型パーティング面上にシートクランプで圧着して周縁を固定し、その上に熱盤加熱面を直接密着して、シートクランプの厚みの分だけの隙間を介して加飾シートと熱盤との間の空間を密封するようにしたものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記したいずれの射出成形装置も、加飾シートと熱盤との間が密封されるので加飾シートに対する加熱効率が良いという利点はある。しかしながら、加飾シートと熱盤加熱面との間の距離、すなわち加熱距離が一定であるため、加熱量の調整のために加熱距離を変化させることはできない。すなわち、予め設計された加熱距離よりも熱盤がより加飾シートに接近することは物理的に不可能であり、また遠ざかること自体は可能であるが、その場合、加飾シートと熱盤との間の密封状態が解除されて断熱効果が落ちてしまうことになる。
【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、加飾シートに対する加熱効率が良好で、かつ熱盤の加熱量の調節も容易な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、射出成形の雌型及び雄型と、型開き状態にある両型間に加飾シートを挿入するシート供給装置と、両型間に挿入された加飾シートを雌型キャビティ周縁のパーティング面上に押圧固定するシートクランプと、雌型パーティング面上に固定された加飾シートを非接触状態で加熱軟化せしめる熱盤とから少なくとも構成される射出成形同時絵付装置において、熱盤の周囲の側面の外側に熱盤加熱面から雌型側に向かって突出する断熱板を有することを特徴としている。
【０００７】
また、上記装置において、断熱板が位置可変機構を介して熱盤に取り付けられており、断熱板先端部の熱盤加熱面からの突出量が可変である構成にするのがより好ましいものである。
【０００８】
【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。この射出成形装置１では、雌型１０は、真空吸引成形に適用可能なように真空吸引孔１１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２０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１２として賦形されている。雄型２０は固定盤２１に固定されると共にタイバー２２（計４本ある）にも固定されている。一方、雌型１０は可動盤１３に固定され、可動盤１３はタイバー２２に摺動可能に貫通されている。また、雌型１０の側面には加飾シートＳを切断するためのシートカッター１４と、加飾シートＳの先端部を挟持する受付チャック１５が取り付けられている。さらに、雌型１０には、加飾シートＳを雌型１０のパーティング面に押圧して保持するためのシートクランプ１６が設けられている。
【０００９】
図中３０は熱盤で、この熱盤３０の周囲の側面の外側に熱盤加熱面から雌型側に向かって突出する断熱板３１が取り付けられている。図２はこの熱盤を雌型とともに示す斜視図であり、図１と図２を見れば分かるように、熱盤３０の周囲４側面のそれぞれには、スライド溝３２から突き出た各断熱板当たり２本のロッド３３に支持されて断熱板３１が取り付けられている。そして、手動、エアシリンダ等の駆動により、雌型側と雄型側とを結ぶ方向（ｘ方向）にロッド３３を進退せしめることによって、ロッド３３に連結した断熱板３１の雌型方向への突出量が変化する。このように、ロッド３３がスライド溝３２を摺動することで、断熱板３１はその先端部の熱盤加熱面からの突出量が変えられるようになっている。なお、断熱板３１の位置可変機構はこれに限定されるものではない。また、断熱板３１は熱盤３０の表面から突出していれば固定でもよいが、上記したように突出量が可変であるのが好ましい。また、図１、図２等では、熱盤３０の各４側面の断熱板３１同士の間に空隙部Ｇが設けられているが、より断熱効果を高める場合は、これら空隙Ｇを設けず、４側面上の断熱板を全て連続させて熱盤３０の全周を囲繞せしめるとよい（図示は略）。
【００１０】
断熱板３１としては、アルミニウム、銅等の赤外線反射率の高い金属、セラミックス等が用いられる。より好ましくは、その外部を石綿、発泡セラミックス、硝子繊維等の耐熱性のある断熱層で被覆したものを使用する。
【００１１】
なお、熱盤３０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３０の表面には、加飾シート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。その加熱温度は２００〜４００℃程度である。
【００１２】
樹脂の射出に先立って、加飾シートＳの予備成形を行う。この予備成形を行うに際しては、まず、図１に示す如く、雌雄両型間に挿入した加飾シートＳの先端部を受付チャック１５で挟んで保持し、加飾シートＳを雌型１０のパーティング面にシートクランプ１６にてキャビティ面１２の全周縁部を押圧固定して雌型キャビティ面１２と加飾シートＳとで密閉空間Ｖを形成せしめる。次いで、加飾シートＳの上端側を搬送用シートチャック２で挟持した状態で、シートカッター１４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してから、加飾シートＳの上端側を挟持した搬送用シートチャック２を熱に影響のないところまで戻した状態にする。それと同時に、ピストン３４を駆動する熱盤挿入用流体圧シリンダーを作動させて熱盤３０を雌雄両型間に挿入する。
【００１３】
このように加飾シートＳにより密閉空間Ｖを形成し、今ショット分の加飾シートＳを雌型１０にシートクランプ１６にて固定した状態とした後、両型間に挿入した熱盤３０により加飾シートＳを加熱軟化せしめてから、雌型１０の真空吸引孔１１を通して密閉空間Ｖの空気を吸引することで、加飾シートＳを雌型１０のキャビティ面１２に真空成形にて吸引密着させる。さらに必要であれば、この段階で熱盤３０の加熱面上に設けた通気孔から加熱空気を吹き出して、圧空成形を追加してもよい（真空圧空成形）。図３はこの予備成形を終えた時点での状態を示している。
【００１４】
図４は熱盤３０を雌雄両型間に挿入した時点での熱盤３０と雌型１０との位置を示す説明図であり、同図の状態では断熱板３１は引き込まれた位置にある。熱盤３０で加飾シートＳを加熱するに際し、加熱量を少なくする場合は、図５に示すように、熱盤移動用流体圧シリンダー３５を少しだけ作動させて熱盤３０と雌型１０との距離を大きくし、かつ断熱板３１の突出量を大きくすることにより、雌型１０と熱板３０との隙間を覆うようにする。また、加熱量を多くする場合は、図６に示すように、熱盤移動用流体圧シリンダー３５を大きく作動させて熱盤３０と雌型１０との距離を小さくし、かつ断熱板３１の突出量を小さくすることにより、雌型１０と熱板３０との隙間を覆うようにする。このように、熱盤３０からの熱を周囲に逃がすことなく、加熱量の調整を行うことができる。
【００１５】
加飾シートＳの予備成形を終えた後、図７に示すように熱盤３０を雌雄両型間の外部の待機位置（図示略）まで退避せしめ、雌型移動用流体圧シリンダー４０によりピストン４１を作動させることで、加飾シートＳが密着したままの雌型１０をタイバー２２に摺動させつつ雄型２０に合体させて型締めさせてから、両型１０，２０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Ｐを雄型のゲート２３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Ｐを固体化し、加飾シートＳと樹脂成形品とを接着し積層せしめた後、図８に示すように雌雄両型１０，２０を開き、加飾シートＳにより表面化粧の施された樹脂成形品Ｐ’を型外に取り出す。なお、雌型１０と雄型２０は鉄等の金属又はセラミックスにて形成される。
【００１６】
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熱盤を採用する他は、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。
【００１７】
加飾シートとしては、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。
【００１８】
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、加飾シートの成形品側に接着剤層を形成する。接着剤は、加飾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。
【００１９】
加飾シートとしては、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加飾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、一旦加飾シートと成形品製造用樹脂とを絵柄印刷又は金属薄膜層を間に介して接着一体化した後、基材シートのみを剥離、除去して絵柄印刷又は金属薄膜層を成形品側に接着したまま残す。
【００２０】
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。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の射出成形同時絵付装置によれば、熱盤の周囲の側面の外側に熱盤加熱面から雌型側に向かって突出する断熱板を有する構成としたことにより、従来の熱盤方式の場合には熱盤表面の熱は熱盤とシートクランプの空間を通して輻射及び拡散伝導によって外部に放熱されるため加飾シートに対する加熱効率が悪かったものが、断熱板により熱の逃げが防止されるので、加飾シートに対する加熱効率を良好なものにすることができる。
【００２２】
また、断熱板が位置可変機構を介して熱盤に取り付けられ、断熱板先端部の熱盤加熱面からの突出量が可変である構成を採ることにより、加飾シートと熱盤の距離を変えた場合にも、熱盤と加熱シートとの間の空間を、熱盤周縁部において断熱板で確実に覆うことができる。
【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】熱盤を雌型とともに示す斜視図である。
【図３】予備成形を終えた時点での射出成形同時絵付装置の一部破断図である。
【図４】熱盤を雌雄両型間に挿入した時点での熱盤と雌型との位置を示す説明図である。
【図５】熱盤と雌型との距離を大きくした場合の説明図である。
【図６】熱盤と雌型との距離を小さくした場合の説明図である。
【図７】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８】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】
Ｓ  加飾シート
１  射出成形装置
２  搬送用シートチャック
１０  雌型
１１  真空吸引孔
１２  キャビティ面
１３  可動盤
１４  シートカッター
１５  受付チャック
１６  シートクランプ
２０  雄型
２１  固定盤
２２  タイバー
２３  ゲート
３０  熱盤
３１  断熱板
３２  スライド溝
３３  ロッド
３４  ピストン
３５  熱盤移動用流体圧シリンダー
４０  雌型移動用流体圧シリンダー
４１  ピストン
【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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【図８】
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