JP4789645B2 - 樹脂成形品の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Description

本発明は、２種の異なる材質又は色調の合成樹脂を射出して二重成形を行う、樹脂成形品の製造方法及び製造装置に関する。

従来、２種の異なる材質又は色調の合成樹脂を射出して二重成形が行われていた（例えば、特許文献１乃至４参照）。

これらの従来技術は、固定金型側に射出成形機を配置し、可動金型側に絵付けシートの搬送装置を一体的に配置する構成である。樹脂成形品を成形する際には、まず、一次側の樹脂を射出して一次樹脂成形品を得た後、二次側の樹脂を射出する位置まで可動金型を回転させる。次に、その状態で型閉めした後、二次側の樹脂を射出して二次樹脂成形品を得る、という手順で樹脂成形品を得ていた。

特開平９−１８３１３９ 特開平９−１８３１４０ 特開平９−１８３１４１ 特開平９−１８３１４２

しかしながら、前述のように回転駆動する可動金型側に、絵付けシート搬送装置のような重量物を配設すると、大きな回転駆動力が必要になる。

これを解決するため、特許文献のように小さい絵付けシート搬送装置を用いることも考えられるが、絵付けシート自体も小さくなってしまい、絵付けシートの自由度を損なうおそれがある。また、駆動手段の駆動力を大きくすると、駆動手段自体が大きくなってしまい、装置の大型化につながり、効率が悪くなる。

更に、可動金型を絵付けシート搬送装置と共に回転させるとき、その動作に伴って絵付けシートの位置と金型のキャビティとの位置がずれるおそれがある。絵柄とキャビティの位置がずれてしまうと、樹脂成形品に対して精度良く絵付けができないこととなる。

本発明の目的は、二重成形による意匠性の高い樹脂成形品を効率よく得ることである。

前述の目的を達成するための本発明の樹脂成形品の製造方法は、一対の、可動側キャビティ及びサイドゲートが、軸対称に形成される可動金型と、固定側一次キャビティ及び固定側二次キャビティが形成される成型型と前記成型型に供給する樹脂の流路を有する注入型とからなる固定金型と、固定金型側に配置される一次樹脂射出手段及び二次樹脂射出手段と、固定金型側に配置される絵付けフィルム搬送手段と、を用い、前記可動金型を前記固定金型に対して型閉めし、前記固定側一次キャビティに連結されるピンゲートから一次樹脂を前記一次樹脂射出手段によって射出して、一次樹脂成形品を成形する一次成形工程と、前記一次成型工程後に前記可動金型と前記固定金型とを離間させた後、更に前記成型型と前記注入型とを離間させることで、前記成型型と前記注入型との間に形成された一次スプルーを除去する一次スプルー除去工程と、前記一次樹脂成形品を保持した状態で前記可動金型を前記固定金型から離間して型開きし、前記可動金型を前記回転軸を中心として軸対称に回転させる回転工程と、前記絵付けフィルム搬送手段の絵付けフィルムを前記固定側二次キャビティ上に載置した状態で、前記可動金型を前記固定金型に対して型閉めし、前記二次樹脂射出手段から二次樹脂を射出し、前記二次樹脂が前記可動金型に形成された前記サイドゲートを介して前記固定側二次キャビティに至る過程において、前記二次樹脂が前記絵付けフィルムを押圧することで、前記二次樹脂が前記一次樹脂と前記絵付けフィルムとの間に入り込み、絵付けが行われた二次樹脂成形品を成形する二次成形工程と、
前記二次成型工程後に前記可動金型と前記固定金型とを離間させた後、更に前記成型型と前記注入型とを離間させることで、前記成型型と前記注入型との間に形成された二次スプルーを除去する二次スプルー除去工程と、を有することを特徴とする樹脂成形品の製造方法である。

また、上述の樹脂成形品の製造方法を用いる樹脂成形品の製造装置であって、一次樹脂射出手段及び二次樹脂射出手段と、前記一次樹脂射出手段からの一次樹脂が注入される一次樹脂注入口と、前記二次樹脂射出手段からの二次樹脂が注入される二次樹脂注入口と、を有する注入型と、前記一次樹脂注入口から注入された一次樹脂を導通する一次樹脂導通路及び前記一次樹脂導通路が形成される固定側一次キャビティと、前記二次樹脂注入口から注入された二次樹脂を導通する二次樹脂導通路及び前記二次樹脂導通路が形成される固定側二次キャビティと、を有する成型型と、前記成型型と型締めされることで、前記固定型一次キャビティと一体となり一次樹脂成形品を成形するための流路を構成する一方の可動側キャビティと、前記二次樹脂導通路及び前記固定側二次キャビティと一体となり二次樹脂成形品を成形するための流路を構成する他方の可動側キャビティと、前記二次樹脂導通路から前記固定側二次キャビティへと二次樹脂の流路を連通するサイドゲートと、を具備し、回転軸を中心に回転可能に構成される可動金型と、前記回転軸を中心に前記可動金型を回転駆動する駆動手段と、前記可動金型の外部に配置された押出手段と、前記押出手段からの押圧を受けて、前記一次樹脂成形品及び前記二次樹脂成形品に突き当たり、前記一次樹脂成形品及び前記二次樹脂成形品を前記可動金型から離間させるため前記可動金型内に形成された突出部材と、前記固定側二次キャビティ上に連続的に絵付けフィルムを搬送する前記絵付けフィルム搬送手段と、を有し、前記可動金型には、２つの同一形状の前記可動側キャビティと２つの同一形状の前記サイドゲートが前記回転軸に対して軸対称に形成されることを特徴とする樹脂成形品の製造装置である。

以上のように、樹脂射出手段や絵付けフィルム搬送手段を固定金型側に設け、二次側にサイドゲートを用いて、一次成形工程、回転工程、二次成形工程を有するように成形する。

重量物である樹脂射出手段や絵付けフィルム搬送手段を固定金型側に設けることにより、可動金型が軽量になり、可動金型の回転駆動を容易にする。これにより、駆動力を少なくし、効率的に樹脂成形品を得ることができる。

また、型閉めをして樹脂を射出することにより、一次樹脂成形品と二次樹脂成形品との二つの樹脂成形品を同時に成形することができる。ここで、二次側にサイドゲートを用いるため、絵付けフィルムをキャビティ上に載置した状態で、樹脂をキャビティ内に射出注入することができる。このため、意匠性の高い樹脂成形品を得ることができる。

図を用いて本発明の実施形態を説明する。

（製造装置）
図１乃至図３を用いて製造装置の構成を説明する。図１は製造装置の正面図であり、図２は製造装置を上方からみた断面図（図１のＡ−Ａ断面図）であり、図３は製造装置を側方から見た断面図（図１のＢ−Ｂ断面図）である。

図１乃至図３に示すように、樹脂成形品の製造装置１は、可動側キャビティ11及びサイドゲート12を、二つずつ有する可動金型10と、固定側一次キャビティ21、固定側二次キャビティ22を有する固定金型20とを有する。また、固定金型20は、キャビティ21、22及び樹脂導通路23、24を有する成型型20ａと、樹脂注入口25、26を有する注入型20ｂとで構成される。

また製造装置１は、図２に示すように、固定金型20と一体的に、絵付けフィルム41を搬送するための絵付けフィルム搬送手段40を有する。更に、図３に示すように、固定金型20と一体的に、一次樹脂射出手段31及び二次樹脂射出手段32の二つの樹脂射出手段を有する。これにより、固定金型20には、可動金型10の反対側から樹脂が注入される。

図１乃至図３に示すように、可動金型10及び固定金型20には、複数のキャビティ等が形成される。次に詳細に説明する。

可動金型10には、一次樹脂成形品を成形するための可動側キャビティ11が、回転軸Ｘに軸対称となるように形成される。また、可動側キャビティ11の側方には、可動側キャビティ11とは直接連通しないサイドゲート12が形成される。

固定金型20には、一次樹脂成形品を成形するための固定側一次キャビティ21と、二次樹脂成形品を成形するための固定側二次キャビティ22とが配設される。固定側一次キャビティ21の位置は、一次側の可動側キャビティ11に対向する位置に配設される。また、固定側二次キャビティ22は、二次側の可動側キャビティ11と対向し、同時に可動側キャビティ11とサイドゲート12とを連通するように配設される。

また、図１及び図３に示すように、固定金型20の一次側には、固定側一次キャビティ21に対して一次樹脂を導入するための一次樹脂導通路23及び一次樹脂注入口25が形成される。また、固定金型20の二次側には、固定側二次キャビティ22に対して二次樹脂を導入するための二次樹脂導通路24及び二次樹脂注入口26が形成される。これにより、樹脂がキャビティに注入される。

図３に示すように、一次樹脂注入口25には、一次樹脂を射出注入する一次樹脂射出手段31が配設され、二次樹脂導入口24の入口には、二次樹脂を射出注入する二次樹脂射出手段32が配設される。ここで、一次樹脂と二次樹脂の材質は、異なる種類や色彩ものであってもよいし、同種のものであってもよい。

固定金型20の両側面には、絵付けフィルム搬送手段40が固定配設される。絵付けフィルム搬送手段40は、送り側ローラ及び受け側ローラとを有し、絵柄51の印刷された絵付けフィルム41を図中矢印方向に連続的に搬送する。

（製造方法）
図３乃至図６を用いて樹脂成形品の製造方法を説明する。図３乃至図５は製造時の可動金型10及び固定金型20の動きを説明した図であり、図６は二次側のキャビティの詳細構成を示す拡大断面図である。

図３を用いて、一次樹脂成形品を成形する一次成形工程を説明する。

まず、図３（ａ）に示すように、可動金型10を固定金型20に対して型閉めする。

次に、図３（ｂ）に示すように、一次樹脂射出手段31によって溶融された一次樹脂を一次樹脂注入口25から射出する。射出された一次樹脂は、ピンゲートとなる一次樹脂導通路23の出口23ａを通過して、固定金型20側から直接、可動側キャビティ11と固定側一次キャビティ21との間に充填される。このような手順によって、キャビティ内に充填された一次樹脂成形品61ａと一次樹脂導通路23内に充填された一次スプルー61ｂとが一体となった一次樹脂部材61が得られる。

図４を用いて、一次樹脂成形品61ａを回転する回転工程を説明する。

まず、図４（ａ）に示すように、冷却した一次樹脂部材61を保持した状態で可動金型10を固定金型20から離間させ、型開きする。このとき、固定金型20も、成型型20ａと注入型20ｂとが離間し、型開きした状態となる。

ここで、可動金型10と成型型20ａとが離間することで、一次樹脂導通路23の狭く絞られた出口23ａの部分で一次樹脂成形品61ａが一次スプルー61ｂと分離する。また、成型型20ａと注入型20ｂとが離間することで、一次樹脂導通路23と注入型20ｂとの間に空間が生じ、一次スプルー61ｂを固定金型20の外に取り出すことができる。このようにして、一次樹脂成形品61ａが成形される。

次に、図４（ａ）に示すように、不図示の駆動手段が駆動する。この駆動により、図４（ｂ）に示すように、可動金型10が回転軸Ｘを中心に軸対称に１８０°回転する。すると、一次樹脂成形品61ａが、固定側二次キャビティ22と対向する位置に移動する。尚、この状態において、絵付けフィルム41は絵柄51と共に搬送され（図１参照）、固定金型20の固定側二次キャビティ22上に載置される。

図５及び図６を用いて、二次樹脂成形品を成形する二次成形工程を説明する。

まず、絵付けフィルム41を固定金型20上の固定側二次キャビティ22上に載置した状態で（図４（ｂ）参照）、可動金型10を固定金型20に対して移動し、型閉めする（図５（ａ）参照）。

次に、図５（ａ）及び図６に示すように、二次樹脂射出手段32によって、二次樹脂を二次樹脂注入口26から射出する。射出された二次樹脂は、二次樹脂導通路24の内部を通り、サイドゲート12を通ることで一次樹脂成形品61ａと絵付けフィルム41との間に入り込み、固定側二次キャビティ22内に充填される。

ここで、溶融されて充填された二次樹脂の熱及び圧力により、絵付けフィルム41に印刷されていた絵柄51（図１参照）が、二次樹脂へと転写（絵付け）がなされる。このような手順によって、キャビティ内に充填された二次樹脂部62ａと二次樹脂導通路24内に充填された二次スプルー62ｂとが得られる。尚、図５（ａ）に示すように、一次側では一次樹脂部材61が前述と同様の工程を経て得られる。これにより連続成形が可能となる。

二次成形工程後、図５（ｂ）に示すように、冷却した二次樹脂部材62（二次樹脂部62ａと二次スプルー62ｂとの総称）を保持した状態で可動金型10を固定金型20から離間させ、型開きする。このとき、固定金型20も、成型型20ａと注入型20ｂとが離間する。

ここで、可動金型10と成型型20ａとが離間することで、二次樹脂導通路24の狭く絞られた出口24ａの部分で二次樹脂部62ａと二次スプルー62ｂとが分離する。このような手順により、型を離間させることで、一次樹脂成形品61ａと二次樹脂部62ａとが一体となった二次樹脂成形品60から、二次スプルー62ｂが取り除かれる。

また、成型型20ａと注入型20ｂとが離間することで、二次樹脂導通路24と注入型20ｂとの間に空間が生じ、二次スプルー62ｂを固定金型20の外に取り出すことができる。

そして、図５（ｂ）に示すような押出手段80が、可動側キャビティ11及びサイドゲート12と隣接して配設された突出部材70を押す。これにより、二次樹脂成形品60が、可動側キャビティ11等から取り外される。この後、二次樹脂成形品60に含まれるスプルー及びランナーを取り除く。この結果、樹脂成形品が完成する。

以上のように、本実施形態によれば、二つの樹脂部材61ａ、62ａを重ねることで、より多様な樹脂成形品を得ることができる。特に、例えば、一次樹脂部材61ａ又は二次樹脂部62ａの片方又は両方を透明又は半透明部材で構成すると、より多様な模様を成形することができる。

本実施形態では、二次側のキャビティに対して、サイドゲート12を介して樹脂を注入する。これにより、絵付けフィルム41を用いて、樹脂成形品を成形することができる。この結果、樹脂成形品の模様が多様化し、意匠性を更に向上させることができる。

本実施形態においては、重量のある樹脂射出手段31、32及び絵付けフィルム搬送手段40は、固定金型20側に配設される。可動金型10側に重量のある各手段を配設しないため、可動金型10の重量が軽くなり、可動金型10を回転させたり移動させたりする駆動手段の駆動力が少なくて済む。このため、少ない駆動力で可動金型10を効果的に移動させることができ、樹脂成形品を効率よく得ることができる。

また、本実施形態においては、絵付けフィルム搬送手段40が固定金型20側に配設されている。このため、絵付けフィルム搬送手段40により絵付けフィルム41が搬送されて所定の位置に位置決めされると、樹脂が射出されるまで絵付けフィルム41の位置が確実に固定される。すると、絵付けフィルム搬送手段が可動金型と共に回転移動する場合よりも、絵柄の転写位置の精度が高くなる。この結果、樹脂に転写印刷される絵柄の位置が精度よくなり、樹脂成形品の高い意匠性を維持することができる。

〔他の実施形態〕
前述した実施形態においては、二次側のキャビティへのゲートの形状をサイドゲート12としたが、これに限るものではない。例えば、図７に示すように、前述したサイドゲート12の一部を絞って形成するサブマリンゲート112としてもよい。この場合、可動金型10と固定金型20とを離間させると、絞られた部分において、二次樹脂が分離する。これにより、二次樹脂成形品60を得た後にランナーを除去する工程が省略されるので、より加工工程を効率化することができる。

前述した実施形態においては、一つの固定金型20に二つのキャビティ21、22や二つの導通路23、24を一体的に構成したが、これに限るものではない。例えば、図８に示すように、台座102に固定される固定金型120を、複数の型板から構成してもよい。本実施形態では、固定側一次型板120ａと固定側二次型板120ｂとの二つの型板から構成する。

また、前述した実施形態においては、一つの可動金型10に二つのキャビティ11や二つのゲート12を一体的に構成したが、これに限るものではない。例えば、図８に示すように、可動金型110も二つの型板110ａとして独立させ、互いの型板110ａとが軸対称となるように固定配設してもよい。

このように型板を複数の独立した金型とすることで、型板ごとに温度管理を別々に行うことができる。このように、例えば一次側と二次側の型板の温度管理を別々に行うと、それぞれの型板の温度を各工程に適した温度制御を行うことができる。この結果、より精密でより安定した樹脂成形品を得ることができる。

本発明は、樹脂成形品を射出成形により成形する場合に利用することができる。

製造装置の正面図。 製造装置を上方からみた断面図（図１のＡ−Ａ断面図）。 製造時の一次成形工程を説明する図（図１のＢ−Ｂ断面図）。 製造時の回転工程を説明する図。 製造時の二次成形工程を説明する図。 二次側のキャビティの詳細構成を示す拡大断面図。 他の実施形態に係るサブマリンゲートを示す拡大断面図。 他の実施形態に係る複数の型板を用いる場合の説明図。

Ｘ…回転軸、１…製造装置、10…可動金型、11…可動側キャビティ、12…サイドゲート、20…固定金型、20ａ…成型型、20ｂ…注入型、21…固定側一次キャビティ、22…固定側二次キャビティ、23…一次樹脂導通路、23ａ…出口、24…二次樹脂導通路、24ａ…出口、25…一次樹脂注入口、26…二次樹脂注入口、31…一次樹脂射出手段、32…二次樹脂射出手段、40…絵付けフィルム搬送手段、41…絵付けフィルム、51…絵柄、60…二次樹脂成形品、61…一次樹脂部材、61ａ…一次樹脂成形品、61ｂ…一次スプルー、62…二次樹脂部材、62ａ…二次樹脂部、62ｂ…二次スプルー、70…突出部材、80…押出手段、101…回転盤、102…台座、110…可動金型、110ａ…型板、112…サブマリンゲート、120…固定金型、120ａ…固定側一次型板、120ｂ…固定型二次型板

Claims (2)

1. 一対の、可動側キャビティ及びサイドゲートが、軸対称に形成される可動金型と、
   固定側一次キャビティ及び固定側二次キャビティが形成される成型型と前記成型型に供給する樹脂の流路を有する注入型とからなる固定金型と、
   固定金型側に配置される一次樹脂射出手段及び二次樹脂射出手段と、
   固定金型側に配置される絵付けフィルム搬送手段と、
   を用い、
   前記可動金型を前記固定金型に対して型閉めし、前記固定側一次キャビティに連結されるピンゲートから一次樹脂を前記一次樹脂射出手段によって射出して、一次樹脂成形品を成形する一次成形工程と、
   前記一次成型工程後に前記可動金型と前記固定金型とを離間させた後、更に前記成型型と前記注入型とを離間させることで、前記成型型と前記注入型との間に形成された一次スプルーを除去する一次スプルー除去工程と、
   前記一次樹脂成形品を保持した状態で前記可動金型を前記固定金型から離間して型開きし、前記可動金型を前記回転軸を中心として軸対称に回転させる回転工程と、
   前記絵付けフィルム搬送手段の絵付けフィルムを前記固定側二次キャビティ上に載置した状態で、前記可動金型を前記固定金型に対して型閉めし、前記二次樹脂射出手段から二次樹脂を射出し、前記二次樹脂が前記可動金型に形成された前記サイドゲートを介して前記固定側二次キャビティに至る過程において、前記二次樹脂が前記絵付けフィルムを押圧することで、前記二次樹脂が前記一次樹脂と前記絵付けフィルムとの間に入り込み、絵付けが行われた二次樹脂成形品を成形する二次成形工程と、
   前記二次成型工程後に前記可動金型と前記固定金型とを離間させた後、更に前記成型型と前記注入型とを離間させることで、前記成型型と前記注入型との間に形成された二次スプルーを除去する二次スプルー除去工程と、
   を有することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
2. 請求項１の樹脂成形品の製造方法を用いる樹脂成形品の製造装置であって、
   一次樹脂射出手段及び二次樹脂射出手段と、
   前記一次樹脂射出手段からの一次樹脂が注入される一次樹脂注入口と、前記二次樹脂射出手段からの二次樹脂が注入される二次樹脂注入口と、を有する注入型と、
   前記一次樹脂注入口から注入された一次樹脂を導通する一次樹脂導通路及び前記一次樹脂導通路が形成される固定側一次キャビティと、前記二次樹脂注入口から注入された二次樹脂を導通する二次樹脂導通路及び前記二次樹脂導通路が形成される固定側二次キャビティと、を有する成型型と、
   前記成型型と型締めされることで、前記固定型一次キャビティと一体となり一次樹脂成形品を成形するための流路を構成する一方の可動側キャビティと、前記二次樹脂導通路及び前記固定側二次キャビティと一体となり二次樹脂成形品を成形するための流路を構成する他方の可動側キャビティと、前記二次樹脂導通路から前記固定側二次キャビティへと二次樹脂の流路を連通するサイドゲートと、を具備、回転軸を中心に回転可能に構成される可動金型と、
   前記回転軸を中心に前記可動金型を回転駆動する駆動手段と、
   前記可動金型の外部に配置された押出手段と、
   前記押出手段からの押圧を受けて、前記一次樹脂成形品及び前記二次樹脂成形品に突き当たり、前記一次樹脂成形品及び前記二次樹脂成形品を前記可動金型から離間させるため前記可動金型内に形成された突出部材と、
   前記固定側二次キャビティ上に連続的に絵付けフィルムを搬送する前記絵付けフィルム搬送手段と、を有し、
   前記可動金型には、２つの同一形状の前記可動側キャビティと２つの同一形状の前記サイドゲートが前記回転軸に対して軸対称に形成されることを特徴とする樹脂成形品の製造装置。

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