JPH1119967A

JPH1119967A - 射出成形同時絵付け装置及びその方法

Info

Publication number: JPH1119967A
Application number: JP18715397A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Atake; 浩之阿竹
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】射出成形同時絵付け装置とその方法におい
て、射出成形型で絵付シートを真空成形により予備成形
する為に予め加熱軟化する際に、キャビティ内空気の熱
膨張により絵付シートが膨れ熱盤側に接近するのを抑制
し、安定的な加熱ができる様にする。【解決手段】通気孔４を有する型Ｂのキャビティ３内
の気圧を、キャビティ内の気体の一部をキャビティ外に
出すことにより、調整する気圧調整手段を設ける。例え
ば、気圧センサ３０で圧力を検知しつつ調圧用弁５２を
開いて真空成形用の真空タンク６１で吸引して、気圧を
適量にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形型で絵付
シートの予備成形も行う形態の射出成形同時絵付け装置
及びその方法に関する。特に、絵付シートの加熱を安定
的に行える装置及び及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、成形品の成形と同時にその外
表面に模様等を設ける射出成形同時絵付け装置及びその
方法に関する技術が各種の態様で行われている。特公昭
５０−１９１３２号公報では、真空成形用の通気孔を設
けた雌型を利用して熱可塑性樹脂よりなる絵付シートを
雌型キャビティ面上に真空成形で予備成形した後、雌雄
両型を型締めし、溶融樹脂を両型で形成されるキャビテ
ィに射出して、成形品の外表面に絵付シートを一体化さ
せる技術が開示されている。この様な、絵付シートの真
空成形と射出成形とを組合わせた態様は、複雑な曲面形
状に模様付けができる射出成形同時絵付け技術である。
また、例えば特開平６−３１５９５０号公報では、ロー
ルから巻き出した連続帯状の絵付シートを、型開状態に
ある雌雄両型からなる一対の型の間に送り、雌型のパー
ティング面にシート押さえフレームで周囲を固定する様
に絵付シートを両型間に供給した後、熱盤を型外の退避
位置から両型間に移動させて、熱盤を両型間に供給され
た絵付シートに対向させて絵付シートを非接触で加熱軟
化させて、絵付シートを射出成形型で予備成形して雌型
のキャビティ面に沿わせ、その後、熱盤を両型の間から
型外部の退避位置に退避させた後、両型を型締めし、両
型で形成されるキャビティに樹脂を射出し、成形と同時
に絵付シートにより成形品表面を絵付けする射出成形同
時絵付け技術を開示している。この様に射出成形同時絵
付け技術の中でも、射出成形型を絵付シートの予備成形
型と兼用し、射出成形機上で、絵付シートの真空成形
（又は真空圧空成形、以下、両者を含めて真空成形とい
うことにする）による予備成形と、射出成形とを同時に
行う形態の射出成形同時絵付け技術は、樹脂成形と同時
に凹凸の大きな面へも絵付けが出来る優れた方法とし
て、各種物品の製造に使用されている。

【０００３】ところで、射出成形型で絵付シートの予備
成形を行う際は、例えば、図８に例示する様に、予備成
形用の通気孔４を有する型Ｂの例えばパーティング面１
に、絵付シートＳをシート固定手段としてのクランプ２
等で押圧する等して固定して、型Ｂに対して絵付シート
を位置固定しておいて、絵付シートを加熱軟化後、絵付
シートで密閉された型Ｂのキャビティ３内の空気を脱気
して、絵付シートを真空成形して型Ｂのキャビティ面に
沿わせる事が行われる。なお、クランプ２による絵付シ
ートの型Ｂへの押圧は、通常は型Ｂのキャビティの四方
全周囲のパーティング面に対して行い、絵付シートでキ
ャビティを密閉する（図７参照）。この際、絵付シート
の加熱を接触加熱で行うと、熱盤の加熱面に絵付シート
が融着したり、或いは加熱面に絵付シートが接触し剥離
する際にシワが発生することがある。そこで、絵付シー
トの加熱は、図８の様に熱盤１０の加熱面１１を絵付シ
ートに接触させないで加熱する非接触加熱にすることが
良く行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
様な技術によって、絵付シートを非接触加熱すると、図
９の断面図（通気孔、真空源等は図示略）に示す如く、
型Ｂに対して位置固定した絵付シートＳが、熱盤１０側
に膨らみ、ひどい時には熱盤の加熱面１１に接触して不
良となってしまう事があった。それは、図８に示す如
く、型Ｂのキャビティ３は通気孔４から弁５を介して真
空源６に連結しているが、真空成形開始前の絵付シート
加熱軟化時では、キャビティ３内を減圧にしない様に、
キャビティ３と真空源６とは弁５で遮断しておくからで
ある。従って、絵付シートＳによって密閉されるキャビ
ティ３内に存在する空気が、絵付シートの加熱に連れて
加熱され膨張しても、その逃げ場は無く、その結果、加
熱軟化した絵付シートを大気側（雄型側）に風船の様
に、膨らませるのであった。

【０００５】この様に、加熱軟化時に絵付シートが膨ら
む現象は、成形品サイズが小さい内は問題は起きなかっ
たが、射出成形同時絵付け技術が普及し、より大きな成
形品に対しても試みる様になり、顕在化してきた。特
に、大きな凹凸面を絵付けすべく、縦横奥行き共に大き
い広い面積の絵付シートを十分に加熱軟化させる場合に
顕著であった。絵付シートが膨らむと、図９の様に絵付
シートの特に中央部が熱盤に最接近する。また、たとえ
絵付シートが熱盤に接触しなくても、接近する事によっ
て特にその中央部がより高温に加熱される傾向となり、
この結果、絵付シートの中央部は更に加熱軟化され、よ
り接近するという悪循環が発生するからである。しか
も、絵付シートの温度も予想できない加熱温度分布にな
る。これは、熱盤を小区分に分割して各区分毎に温度調
整するのとは訳が異なり、絵付シートの膨らみ具合が制
御不可能な事から、前記加熱温度分布は一定せず不安定
な予測不可能な温度分布となるからである。この為、絵
付シートが予備成形される時に、各部の伸び量を各々で
一定に制御できず、絵付けされる模様形状寸法がロット
毎にばらついて不安定になったり、真空成形時に絵付シ
ートにシワが入ったりする等の問題もあった。

【０００６】そこで、本発明は、絵付シートを熱盤で非
接触加熱する時に、絵付シートが膨れて熱盤側に接近す
るのを抑制し、安定的な絵付シートの加熱ができる射出
成形同時絵付け装置及びその方法を提供することであ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そこで上記課題を解決す
べく、本発明の射出成形同時絵付け装置では、射出成形
型として、型Ａと、通気孔を有し絵付シートの予備成形
型を兼用する型Ｂとからなる一対の成形型を用い、型開
状態にある両型の間に絵付シートを供給して型Ｂに対し
て位置固定し、該位置固定された絵付シートを、加熱面
を該絵付シートに非接触状態に対向させた熱盤で加熱軟
化させ、前記通気孔から吸気して、絵付シートを型Ｂの
キャビティ面に沿うように真空成形し、次いで、熱盤を
両型の間から外部に退避させた後、両型を型締めし、両
型で形成されるキャビティに樹脂を射出し、成形と同時
に絵付シートにより成形品表面を絵付けする射出成形同
時絵付け方法を実施する為に用いる射出成形同時絵付け
装置において、予備成形型となる型Ｂのキャビティが絵
付シートによって密閉される様に、型Ｂに対して位置固
定された絵付シートを、熱盤で非接触加熱する際に、型
Ｂのキャビティ内の空気の熱膨張によりキャビティ内の
気圧が高くなることを抑制して、位置固定された絵付シ
ートが、熱盤側に膨らみ接近する事を抑制しながら加熱
する為に、少なくとも、型Ｂのキャビティ内の気体の一
部をキャビティ外部に出すことによりキャビティ内の気
圧を調整する気圧調整手段を備えた、構成の装置とし
た。

【０００８】また、本発明の射出成形同時絵付け方法で
は、射出成形型として、型Ａと、通気孔を有し絵付シー
トの予備成形型を兼用する型Ｂとからなる一対の成形型
を用い、型開状態にある両型の間に絵付シートを供給し
て型Ｂに対して位置固定し、該位置固定された絵付シー
トを、加熱面を該絵付シートに非接触状態に対向させた
熱盤で加熱軟化させ、前記通気孔から吸気して、絵付シ
ートを型Ｂのキャビティ面に沿うように真空成形し、次
いで、熱盤を両型の間から外部に退避させた後、両型を
型締めし、両型で形成されるキャビティに樹脂を射出
し、成形と同時に絵付シートにより成形品表面を絵付け
する射出成形同時絵付け方法において、予備成形型とな
る型Ｂのキャビティが絵付シートによって密閉される様
に、型Ｂに対して位置固定された絵付シートを、熱盤で
非接触加熱する際に、型Ｂのキャビティ内の気体の一部
を外部に出すことにより、該キャビティ内空気の熱膨張
により気圧が高くなることを抑制して、位置固定された
絵付シートが、熱盤側に膨らみ接近する事を抑制しなが
ら加熱する様にした。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の射出成形同時絵付け装置及びその方法の実施の形態を
説明する。

【００１０】先ず、図１は本発明の射出成形同時絵付け
装置及びその方法の一形態として、キャビティ内の気圧
を調整して絵付シートの膨らみを防止する気圧調整手段
を主体に説明する概念図である。同図の気圧調整手段と
しては、気圧センサ３０、主管４１に設けた真空引き用
弁５１をバイパスする側管４２、側管４２に設けた調圧
用弁５２、真空タンク６１、真空ポンプ６２等から構成
される。そして、この構成により、型Ｂのキャビティ内
の気体の一部をキャビティ外部に出して、キャビティ内
の気圧を適宜な圧力に調整する。同図の気圧調整手段
は、キャビティ内気体を積極的に外部に出せる様に、真
空成形用の真空源である真空タンク６１及び真空ポンプ
６２を利用する形態である。真空タンク６１及び真空ポ
ンプ６２は、シート成形手段である。

【００１１】通常、射出成形同時絵付け技術において、
特にキャビティ内容積が大きい場合は、図１の様に絵付
シートの真空成形をする為に真空タンクを利用する。ま
た、キャビティ内容積が小さい場合でも、速やかな真空
引きが出来るので、真空タンク利用が好ましい。つま
り、キャビティ３と真空ポンプ６２とを直結せずに、真
空タンク６１を間に設けて、真空タンク６１とキャビテ
ィ３間に有る真空引き用弁５１を開放した時に、キャビ
ティ３内を一気に脱気できる様する。なお、真空引き用
弁５１は、電磁弁等からなる開状態と閉状態の２状態を
取れる弁である。この為、真空タンク６１は、真空ポン
プ６２で例えば４ｋＰａ（約３０ｔｏｒｒ）程度までの
真空度にしてある。同じ理由から、キャビティ３に開口
する通気孔４に接続する主管４１も内径の太い配管を用
い、また真空引き用弁５１も流量が大きい圧力損失の少
ないものを用いる。この様に真空成形用の真空引き用弁
５１は元来短時間にキャビティ内の空気を排気する様に
設計されている為、この真空引き用弁５１はシート加熱
軟化時のキャビティ３内の膨張空気をキャビティ外部に
徐徐に逃がして圧力制御を行うには不向きである。すな
わち、上記した様に、真空引き用弁５１は開くと一気に
キャビティ内空気を吸い出してしまう。この為、たとえ
真空引き用弁５１を瞬間的に作動させたとしても、真空
成形前でキャビティ内気圧は略大気圧で加熱軟化したい
のに、絵付シートが充分に加熱軟化されないうちに真空
成形が一部開始してしまう。

【００１２】そこで、図１に示す形態では、真空源は真
空成形用のものを利用するが、弁を開いた時の流量が小
さいルートを別途主管４１と並列に設ける。つまり、圧
力調整用として、真空タンク６１と型Ｂ（の通気孔４）
とを連結する主管４１に設けた真空引き用弁５１をバイ
パスする側管４２を設け、この側管４２に圧力調整用の
弁として調圧用弁５２を設ける。側管４２は、主管４１
よりも圧力損失が大きい配管を用いる。また、調圧用弁
５２は、真空引き用弁５１同様に電磁弁等からなる開状
態と閉状態の２状態を取れる弁で良いが、但し、真空引
き用弁５１よりも圧力損失が大きく流量が少ない弁を用
いる。この調圧用弁５２及び前記側管４２によりバイパ
スの圧力損失は、主管よりも大きくしてある。そして、
調圧用弁５２の開閉を、気圧センサ３０が検知する気圧
に応じて調整し、キャビティ３内の気圧が大気圧力前後
から上昇すると開き、また逆に引きすぎて低下すると閉
じる様に調整し、制御する。側管４２及び調圧用弁５２
によりバイパスは圧力損失が大きくしてあるので、真空
タンク６１には連結するが、調圧用弁５２を開いた時に
は、適度な流量でキャビティ３内の気体をキャビティ外
部に出すことが可能となる。

【００１３】なお、バイパスの圧力損失を大きくするに
は、側管４１のみ、或いは調圧用弁５２のみでも可能で
ある。また、調圧用弁５２には、開度により流量を調整
できる弁も用いることができるまた、側管４２に圧力
損失も大きい配管を用いずに、その配管に開度により流
量を調整できる弁を設けて、この弁の調整により、側管
４２の圧力損失量を調整することも可能である。また、
圧力調整用の真空源、或いは減圧源を、真空成形用とは
別個に設けても良い。

【００１４】次に、図２で本発明の射出成形同時絵付け
装置及び方法の他の形態を説明する。同図も図１同様
に、キャビティ内の気圧を調整して絵付シートの膨らみ
を防止する気圧調整手段を主体に説明する概念図であ
る。同図の気圧調整手段は、逃がし弁５３である。逃が
し弁５３は、前述の真空引き用弁５１同様に電磁弁等か
らなる開状態と閉状態の２状態を取れる弁で充分であ
る。また、圧力損失は小さい方が良い。逃がし弁５３
は、真空成形用の真空引き用弁５１と通気孔４との間に
設ける。同図ではその配管に設けてあるが、型Ｂに設け
ても良い。そして、逃がし弁５３は加熱軟化時には開状
態とし、真空成形時には閉状態とする。すると、加熱軟
化時は型Ｂのキャビティ３内の空間は、大気と連通状態
となる。したがって、型Ｂのキャビティ内の空気が熱膨
張しても、逃がし弁５３を通して、キャビティ内の気体
の一部をキャビティ外部に出せる。キャビティ内の気圧
はキャビティ内空間が大気と連通する為に、逃がし弁５
３や配管等の圧力損失の影響はあるが、略大気圧に維持
できる。この逃がし弁５３による気圧調整手段は、前記
図１の様にキャビティ内気体を積極的に外部に出す形態
ではない為に、気圧調整手段自体の圧力損失が大きい場
合には、その効果が少なくなり使えないが、構造も簡単
となる利点がある。また、前記図１に例示した様な積極
的に出す形態は、構造が図２の形態より複雑となるが、
どんな場合でも使える利点がある。

【００１５】以上の様に、本発明では、キャビティ３内
の空気が熱膨張しても、気圧調整手段により、キャビテ
ィ３内の気圧上昇は抑制されるので、絵付シートが熱盤
側に膨れて熱盤の加熱面へ接近するのを抑えることが出
来る。従って、絵付シートと熱盤の加熱面と絵付シート
との距離の均一性も向上し、より安定的な加熱が可能と
なる。

【００１６】以上説明した本発明は、キャビティ内気圧
調整という、絵付シートの膨らみの根本原因を解消する
技術である為に、極めて確実に該膨らみを防止できる。
同じ膨らみ防止策としては、例えば、熱盤を縦横に分割
して各々独立温度調整可能な複数の小ブロックから構成
したり、或いは、熱盤の加熱面の所望の部分に、輻射熱
量を低減する断熱材等の加熱調整材を設けたりして、絵
付シートの中央部を周囲より低温に加熱することで、絵
付シート中央部の軟化度合いを低くして、中央部で膨ら
み難くし、絵付シートが全体的に膨らむ様にする技術が
考えられる。しかし、これらの技術では、キャビティ内
の空気の体積膨張量は幾分少なくできたとしても、それ
によるキャビティ内気圧上昇をゼロには出来ず、最適化
するには絵付シートのサイズ、キャビティ周囲外形形状
等に合わせた初期調整が必要である。

【００１７】以上説明した気圧調整手段を用いた、本発
明の射出成形同時絵付け装置及び方法を説明する。本発
明は、キャビティ内気圧調整に特徴があり、その他の部
分については、従来公知の射出成形同時絵付け装置及び
方法において、絵付シートを加熱軟化して射出成形型で
絵付シートを予備成形後、射出成形する態様に於ける各
種技術を適用できるものである。

【００１８】本発明の射出成形同時絵付け装置は、少な
くとも上述した気圧調整手段を備える装置である。しか
し、本発明の装置は、通常は、従来公知の射出成形同時
絵付け装置同様に、真空成形手段、シート加熱手段及び
シート供給手段も備える。すなわち、真空ポンプ等から
なる真空成形手段、熱盤とその移動機構や温度調整機構
等からなるシート加熱手段、絵付シートを供給するシー
ト供給手段は、一体の装置として、この装置に気圧調整
手段を備える構成である。なお、シート加熱手段は真空
成形手段の一部とも捉える事もできる。しかし、従来か
ら、射出成形同時絵付け装置では、特にシート供給手段
は、シート送り装置等として、機械的に分離独立した別
個の装置とすることもある。また、シート加熱手段もシ
ート加熱装置として、機械的に分離独立した別個の装置
とすることもある。これら単機能の装置は、射出成形機
械の大きさ等に応じて組み合わせて、全ての機能を有す
る射出成形同時絵付け装置を構成する等の使い方であ
る。ただ、これら装置は射出成形同時絵付けに専用の装
置であり、機能限定された射出成形同時絵付け装置と言
える。したがってこの場合、気圧調整手段はどの装置に
備えさせても良いが、通常は、絵付シートの予備成形に
必要なシート加熱装置、或いは真空成形手段である真空
吸引装置の一部として備えさせる。

【００１９】また、シート供給手段が扱う絵付シートの
使用形態は、従来同様に、元々枚葉のシートを使用する
形態、連続帯状のシートを１ショット分に切断してから
加熱軟化して使用する形態、連続帯状のシートを加熱軟
化してから１ショット分に切断して使用する形態、連続
帯状のシートを加熱軟化して使用し、連続帯状のシート
として回収する形態（転写の場合）等があるが、任意で
ある。また、絵付シートの位置固定をするクランプ等の
シート固定手段は、熱盤等からなるシート加熱手段側に
設けることもある。シート加熱手段の熱盤を、絵付シー
トに接近させる時に、絵付シートをパーティング面等に
押圧して固定する形態である。具体的には例えば発熱体
の外周の枠を発熱体発熱面よりも突出している枠とし
て、この枠で絵付シートを押圧して、発熱面には非接触
で絵付シートを加熱する形態である。

【００２０】なお、絵付シートの型Ｂに対する位置固定
とは、図１の様に、絵付シートＳが型Ｂに接する様に直
接に型Ｂに固定する形態だけではない。型Ｂのキャビテ
ィが絵付シートによって密閉され、絵付シートと型Ｂと
の相対的位置関係が固定されればいずれの形態でも良
い。例えば、クランプ２を絵付シートの表裏に各一つ合
計２つ用いて、一対のクランプで絵付シートを表裏から
挟持して、他方のクランプを型Ｂに接触固定する方法な
どである。また、型Ｂの側にはクランプを設けずに代わ
りに熱盤の加熱面の外周に絵付シート側に突出した土手
状の枠を設け、この枠で熱盤の接近とともに絵付シート
を型Ｂに位置固定する形態等でも良い。

【００２１】また、加熱時にクランプ等で位置固定され
る絵付シートは図１〜図９の例では平面形状の場合を図
示しているが、本発明ではその態様には限定されず、特
開平７−２２７８７７号公報等に開示される様に、固定
された絵付シートの断面が曲線や折れ線等の二次曲面形
状の場合でも、本発明は適用できる。この場合は、熱盤
も絵付シートの固定形状に概ね沿った曲面形状とする。

【００２２】なお、絵付シートの加熱手段となる熱盤１
０は、射出成形同時絵付け装置で用いている従来公知の
もので良い。例えば電気ヒータ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、熱盤の表面には、絵付シートを真空圧空
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
良い。また、熱盤はその全体的形状が図４の如き一枚の
平板状のものに限定されず、例えば絵付シートの成形形
状に合わせて、断面が折れ線形状、湾曲形状等の非平板
形状でも良しい、或いは複数の剛直平板からなる部分加
熱体が屈曲自在に連結してなる熱盤等でも良い。

【００２３】次に、本発明の射出成形同時絵付け装置及
び方法の一形態として、連続帯状の絵付シートを、型開
状態にある一対の型の間に供給した後、１ショット分に
切断しながら、加熱軟化させた後、絵付シートを射出成
形型で真空成形により予備成形し、その後、射出成形し
て連続生産する形態にいて、その工程順に図３〜図６を
参照して説明する。これら図では斜線は仮想的切断面で
あり、型Ｂの通気孔、真空源等の図示は省略してある。
気圧調整手段は、前述した図１や図２に例示した様な機
構のものである。

【００２４】以下、絵付シートの供給から、加熱軟化、
予備成形、射出成形の説明する。

【００２５】先ず、最初は、絵付シート供給前の状態が
図３である。ロールＲから巻き出された連続帯状の絵付
シートＳの先端は、搬送チャック７で表裏から把持され
た状態である。そして、この状態から絵付シートを型開
き状態にある両型間に供給して図４の絵付シート供給後
の状態にする。すなわち、ＡＣサーボモータや流体圧シ
リンダ等によって上下往復動作する搬送チャック７が、
絵付シートＳを把持したまま下方に移動して、型Ｂの型
外部下方に位置する受取チャック８が絵付シートの先端
を把持できる位置まで、絵付シートを搬送する。エアシ
リンダ等で駆動される受取チャック８が、絵付シート先
端の把持を完了すると、搬送チャック７は絵付シートの
把持を解除して、型外部上方に移動して元の位置まで戻
り、次のショットの準備として絵付シートを把持する。
次いで、型間に常時位置するクランプ２が、型Ｂ側に前
進移動（図面左側方向）して、絵付シートを型Ｂのパー
ティング面１に押圧して、固定する。絵付シートの型間
への供給が完了する。なお、シート固定手段であるクラ
ンプ２は、図７の様な枠形状の枠体１５で、型Ｂのキャ
ビティ３の周囲の四方を囲繞する様に、絵付シートを型
Ｂのパーティング面に対して押圧する。枠体１５の内側
は通常は同図の様に略四角形をしている。枠体１５の４
隅には摺動ロッド１６が連結され、摺動ロッドは型Ｂに
摺動自在に嵌挿され、型Ｂのパーティング面より後方に
設けた空気等による流体圧シリンダ等の駆動源（不図
示）に連結され駆動される。なお、上記、搬送チャック
７、受取チャック８、クランプ２等がシート供給手段を
構成する。そして、熱盤１０が、型外部の退避位置から
型間に移動し、加熱する絵付シートＳに対向する位置ま
で移動する。この状態が図４である。

【００２６】次は図５の如く、絵付シートＳの加熱軟化
である。熱盤１０が前進し（図面左側方向）、クランプ
２に当接する位置まで移動する。そして、絵付シートに
対して熱盤の加熱面は所定の距離隔てて、絵付シートを
非接触で輻射加熱する。この際、気圧調整手段（図５で
は不図示）が、絵付シートＳで密閉された型Ｂのキャビ
ティ３内の空気が加熱されて体積膨張しても、その体積
膨張分に見合った空気量をキャビティ３外に逃がして、
気圧上昇するのを防ぐ。この気圧調整手段は例えば前述
した様な図１や図２に例示した構成のものである。気圧
調整は、気圧が上昇も減少もせずになるべく一定になる
様にする。逆の気圧減少は、絵付シートを特にその中央
部で熱盤から離して、中央部の加熱温度が低下する望ま
れない不均一加熱になるからである。気圧調整の結果、
型Ｂのキャビティ３内の空気が熱膨張しても、膨張して
増えた空気はキャビティ３外に出されるので、絵付シー
トＳが膨らみ熱盤１０の加熱面１１に接近することが無
い。なお、熱盤が加熱位置に移動すると同時に、同図で
は、熱盤上方に張り渡したニクロム線等の加熱線条、或
いは刃物からなる切断手段１２が絵付シートに接触し
て、絵付シートを加熱線条の場合は加熱溶融して切断す
る。なお、型Ｂのパーティング面には切断手段の邪魔を
しない様に受け溝１３を切断手段１２と対向する面部分
に設けてある。

【００２７】そして、絵付シートの加熱軟化完了後、ま
たは加熱軟化開始後ある程度経過した後、型Ｂに設けた
通気孔（図５、図６では図示せず。図１、図２参照）か
ら吸気してキャビティ３内の空気を排気して、絵付シー
トを真空成形により型Ｂのキャビティ面に沿わせ、絵付
シートの予備成形を行う。予備成形後に、熱盤１０は両
型間から型外部の退避位置に移動・退避させる。その
後、両型Ａ、Ｂを型締めする。図６がこの絵付シートの
予備成形、型締後の状態である。なお、図６の如く、型
Ａのパーティング面には、クランプ２が型締めを邪魔し
ない様にクランプを収納できる凹部となる受け溝１４を
クランプと対向する面部分に設けてある。そして、型Ｂ
のキャビティ３も含めて両型で形成されるキャビティに
樹脂を射出する。射出は、通常、型Ａの側に射出ノズル
と連通する湯道（ランナー）及び湯口（ゲート）を設け
（図示略）、これらを通じて液状の樹脂を両型で形成さ
れるキャビティ内に射出する。そして、両型で形成され
るキャビティに樹脂を射出し充填して固化した後、型開
きすれば、成形と同時に絵付シートにより表面が絵付け
された成形品が得られる。

【００２８】なお、本発明で使用し得る絵付シートとし
ては、射出成形同時絵付けに於ける従来公知のものが使
用でき特に制限されるものではない。また、絵付シート
はラミネートシートでも転写シートでも、どちらでも良
い。例えば、絵付シートの基材としては成形性の有る樹
脂シートが用いられる。該樹脂シートとしては例えば、
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、アクリル樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリ
ル−ブタジエン−スチレン共重合体）、ポリアミド樹
脂、ポリプロピレン、熱可塑性エラストマー等のシート
の単層又は２層以上の積層体が用いられる。また、成形
樹脂も射出成形同時絵付けに於ける従来公知のものが使
用でき特に制限されるものではない。例えば、熱可塑性
樹脂であれば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリ
オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、ＡＢ
Ｓ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合
体）樹脂、スチレン樹脂、ＡＳ（アクリロニトリル−ス
チレン共重合体）樹脂、ポリカーボネート樹脂等があ
り、硬化性樹脂であれば、不飽和ポリエステル樹脂、硬
化性アクリル樹脂、２液硬化型ウレタン樹脂、エポキシ
樹脂等がある。

【００２９】また、本発明でいう「絵付け」とは、単に
絵柄や文字、図形等の目視可能な模様を成形品に付与す
る以外に、目視不可能な模様、あるいは硬質塗膜、導電
性等の機能性層を付与することも包含する。目視可能な
模様としては、印刷等により形成したインキ層、真空蒸
着等により形成した金属薄膜など公知のものが、また、
目視不可能な模様としては、可視光に対しては無色透明
で紫外線照射により可視光を発光する蛍光インキで印刷
した絵柄等が用いられる。なお、本発明でいう射出成形
とは、通常一般の射出成形で用いる「熱溶融した熱可塑
性樹脂」を射出する以外に、「室温で溶融状態にある熱
硬化又は２液反応硬化型樹脂の未硬化物」を射出する事
も包含する。

【００３０】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を更に
詳述する。

【００３１】（実施例）図１の様な気圧調整手段を備え
た射出成形用金型を用い、絵付成形品として自動車の内
装に使われるギアパネルを、射出成形同時絵付け方法に
より製造した。絵付シート固定用のクランプは図７の様
な内側が長方形の枠形状で、そのサイズは、内寸で横３
００ｍｍ、縦６００ｍｍである。真空源としては、内容
積１５０リットルの真空タンク６１はロータリー型の真
空ポンプ６２で４ｋＰａ（約３０ｔｏｒｒ）程度までの
真空度にしておいた。この真空タンクと可動型Ｂ（の通
気孔４）間は、主管４１として２５ｍｍ（１インチ）の
配管で連結し、その間に開閉２段階動作の電磁弁を真空
引き用弁５１として設けて、真空成形の為の真空引きの
際は、この電磁弁で真空タンク６１と可動型Ｂの通気孔
４間を開通させて、真空引きを行う様にした。そして、
真空引き前の絵付シート加熱軟化時の圧力調整用とし
て、真空タンク６１と可動型Ｂ（の通気孔４）とを連結
する主管４１に設けた真空引き用弁５１をバイパスする
側管４２を、４ｍｍ（１／８インチ）の配管で造り、こ
の側管４２に更にもう一つの電磁弁を調圧用弁５２とし
て設けた。また、主管４１の可動型Ｂとの接続部に隣接
して、気圧センサ３０を設けた。そして、図示しない制
御系によって気圧センサ３０で圧力検知しながら、調圧
用弁５２はチャンバ３内の気圧が大気圧力前後から上昇
すると開き、また逆に低下すると閉じる様にしてある。

【００３２】用いる絵付シートとしては、１２５μｍ厚
の透明なアクリル系樹脂フィルムの内側（成形品側）と
なる面にアクリル樹脂と塩化ビニル−酢酸ビニル共重合
体との１：１重量比の混合物系のバインダーに弁柄を主
体とする顔料を添加してなるインキで木目柄をグラビア
印刷した上に、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体の接着
剤を２μｍ厚に塗工した連続帯状のシートを用意した。

【００３３】そして、上記絵付シートを用いて、図３〜
図６で例示した様な手順で射出成形した。先ず、固定型
Ａ及び可動型Ｂの一対の型のうちの可動型Ｂのパーティ
ング面１上に絵付シートＳを搬送チャック７と受取チャ
ック８を用いて供給した。その後、絵付シートを可動型
Ｂのキャビティ３の周囲四方でクランプ２により固定し
た（図４）。次いで、絵付シートを加熱する為の熱盤１
０を型外の退避位置から型開き状態の両型間に挿入し、
絵付シートと所定の距離を隔てて非接触加熱で輻射熱に
より、絵付シートを加熱軟化させた（図５、図１）。

【００３４】絵付シート加熱軟化時の圧力調整は、次の
様にして行った。加熱軟化時は、真空タンク６１と可動
型Ｂ（の通気孔４）間の主管４１に設けた真空引き用弁
５１は閉じている。そして、側管４２に設けた調圧用弁
５２を、気圧センサ３０の検知する気圧が約１０２ｋＰ
ａ（約７７０ｔｏｒｒ）まで高まると開き、約９８ｋＰ
ａ（約７５０ｔｏｒｒ）まで下がると閉じる様に制御し
て、チャンバ３内の気圧を大気圧力前後に調整し、気圧
上昇を防いだ。絵付シートは、熱盤側に膨らむこと無
く、加熱軟化完了時の加熱軟化開始７秒後でも、当初の
約３０ｍｍの距離を保っていた。その後、主管４１に設
けた真空引き用弁５１を開き（調圧用弁５２は真空引き
用弁５１が開いて気圧センサ３０の検知圧力が低下する
と閉じる）、可動型より真空引きを行い、絵付シートを
可動型のキャビティ面に沿わせる真空成形により絵付シ
ートを予備成形し（図６）た。その後、熱盤を型外の退
避位置に移動させた後、両型を型締めした。そして、耐
熱ＡＢＳ樹脂を射出し、樹脂が冷却し、固化した後に、
型開きした。そして、絵付シートが表面に積層された成
形品を得た。得られた成形品は、積層された絵付シート
に皺が無かった。

【００３５】（比較例）実施例において、気圧調整手段
として調圧用弁５２の作動を停止させ、常に閉状態とし
た他は、実施例と同様に射出成形した。絵付シートをク
ランプで固定した後、７秒間加熱軟化した。熱盤加熱面
と絵付シートとの間の距離は、加熱軟化開始時は３０ｍ
ｍあったが、加熱軟化開始７秒後の、真空引き開始直前
では、絵付シートが熱盤側に膨らんで、その中央部で５
ｍｍ程度となっていた。その後、真空引きしたが、膨張
した分だけ絵付シートが余計に伸ばされ、金型中央部
で、絵付シートに皺が発生し、不良品となった。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、絵付シートを熱盤で非
接触加熱する時に、絵付シートが膨れて熱盤側に接近す
るのが抑制される。その結果、絵付シートが熱盤の加熱
面に接触したり異常接近して、絵付シートに皺が入った
り、絵付シートが融解したりする不良が起きない。ま
た、安定的な、意図した通りの加熱温度分布で絵付シー
トの加熱ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の射出成形同時絵付け装置及びその方法
の一形態を説明する概念図。

【図２】本発明の射出成形同時絵付け装置及びその方法
の他の形態を説明する概念図。

【図３】本発明の射出成形同時絵付け装置及びその方法
の一形態による手順の概念的説明図（その１：絵付シー
ト供給前）。

【図４】同じく、手順の概念的説明図（その２：絵付シ
ート供給後）。

【図５】同じく、手順の概念的説明図（その３：絵付シ
ート加熱軟化中）。

【図６】同じく、手順の概念的説明図（その４：絵付シ
ート予備成形、型締後）。

【図７】クランプの形状例を示す説明図。

【図８】従来の技術により型上で絵付シートが加熱され
る様子を示す説明図。

【図９】従来の加熱方法にて、絵付シートが膨れる不具
合を示す説明図。

【符号の説明】

１（型Ｂの）パーティング面２クランプ（シート固定手段）３（型Ｂの）キャビティ４通気孔５弁６真空源７搬送チャック（シート搬送手段）８受取チャック（シート把持手段）１０熱盤１１加熱面１２切断手段（加熱線条など）１３受け溝１４受け溝１５枠体１６摺動ロッド３０気圧センサ４０主管４１側管（バイパス）５１真空引き用弁５２調圧用弁５３逃がし弁６１真空タンク６２真空ポンプＡ型（雄型，固定型）Ｂ型（雌型，可動型）ＲロールＳ絵付シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】型Ａと、通気孔を有し絵付シートの予備
成形型を兼用する型Ｂとからなる一対の成形型を用い、
型開状態にある両型の間に絵付シートを供給して型Ｂに
対して位置固定し、該位置固定された絵付シートを、加
熱面を該絵付シートに非接触状態に対向させた熱盤で加
熱軟化させ、前記通気孔から吸気して、絵付シートを型
Ｂのキャビティ面に沿うように真空成形し、次いで、熱
盤を両型の間から外部に退避させた後、両型を型締め
し、両型で形成されるキャビティに樹脂を射出し、成形
と同時に絵付シートにより成形品表面を絵付けする射出
成形同時絵付け方法を実施する為に用いる射出成形同時
絵付け装置において、予備成形型となる型Ｂのキャビティが絵付シートによっ
て密閉される様に、型Ｂに対して位置固定された絵付シ
ートを、熱盤で非接触加熱する際に、型Ｂのキャビティ
内の空気の熱膨張によりキャビティ内の気圧が高くなる
ことを抑制して、位置固定された絵付シートが、熱盤側
に膨らみ接近する事を抑制しながら加熱する為に、少なくとも、型Ｂのキャビティ内の気体の一部をキャビ
ティ外部に出すことによりキャビティ内の気圧を調整す
る気圧調整手段を備えた、射出成形同時絵付け装置。
【請求項２】型Ａと、通気孔を有し絵付シートの予備
成形型を兼用する型Ｂとからなる一対の成形型を用い、
型開状態にある両型の間に絵付シートを供給して型Ｂに
対して位置固定し、該位置固定された絵付シートを、加
熱面を該絵付シートに非接触状態に対向させた熱盤で加
熱軟化させ、前記通気孔から吸気して、絵付シートを型
Ｂのキャビティ面に沿うように真空成形し、次いで、熱
盤を両型の間から外部に退避させた後、両型を型締め
し、両型で形成されるキャビティに樹脂を射出し、成形
と同時に絵付シートにより成形品表面を絵付けする射出
成形同時絵付け方法において、予備成形型となる型Ｂのキャビティが絵付シートによっ
て密閉される様に、型Ｂに対して位置固定された絵付シ
ートを、熱盤で非接触加熱する際に、型Ｂのキャビティ
内の気体の一部をキャビティ外部に出すことにより、該
キャビティ内空気の熱膨張により気圧が高くなることを
抑制して、位置固定された絵付シートが、熱盤側に膨ら
み接近する事を抑制しながら加熱する、射出成形同時絵
付け方法。