JPH0761677B2 - 成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，合成樹脂のシート，フィルム等（以下，単に
フイルムという）を真空成形，圧空成形或いは真空圧空
成形するための成形装置に関し，特に立体成形品の表面
に成形と同時に絵付けを行うことの可能な装置に使用す
るに好適な成形装置に関する。

〔従来の技術〕

従来，絵付成形品の製造装置として，予め絵付けされた
熱可塑性合成樹脂等の絵付フィルムに，射出成形機の金
型を利用して真空成形，圧空成形，真空圧空成形等で成
形品と同じ形を付与し，次いでその金型内に樹脂を射出
して絵付けと成形とを同時に行うようにした射出成形同
時絵付装置が知られている〔例えば，特願昭57−142398
号（特開昭59−31130号）参照〕。この特許出願に開示
の装置では，多数の絵柄を一定間隔で印刷した帯状の絵
付フィルムのロールから絵付フィルムの一部を真空成形
及び射出成形用の雌型とところに繰り出しておき，雌型
の位置にあった加熱板及び枠部材をその絵付フィルムに
対して長手方向に移動させて絵柄に対する所定位置に位
置決めし，次いでその絵柄部分を加熱板と枠部材とで挟
持し，この状態のまま加熱板と枠部材とをフィルムの長
手方向で前回とは逆方向に移動させ（この時，フィルム
はロールから引き出される），前記絵柄部分を雌型のキ
ャビティ面に望ませ，次いで加熱板によって加熱して軟
化したフィルムを真空成形により雌型の成形面に付着せ
しめ，その後，加熱板と枠部材との挟持を解除し，加熱
板と枠部材とは次の絵柄部分の挟持のために，再び絵付
フィルムの長手方向に移動させて次の絵柄部分の位置決
めし，一方，前記フィルムを成形面に付着させた雌型に
は雄型を係合させて溶融樹脂を射出し，樹脂と絵付フィ
ルムとを一体成形するように構成している。従って，上
記装置では加熱板及び枠部材の絵付フィルム長手方向の
往復運動を繰り返すことにより，ロール状の絵付フィル
ムの各絵柄部分を次々と間欠的に雌型のキャビティ面に
供給することができるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら，かかる従来の装置では，使用する絵付フ
ィルムとして，熱に比較的弱いもの，後えば薄いフィル
ム（40〜100μ程度）を使用した場合には，絵柄の位置
決め精度が悪くなるという問題が生じることが判明し
た。即ち，上記従来装置では，加熱板及び枠部材を絵付
フィルムに対する所定位置に位置決めのために，絵付フ
ィルムに沿って移動させているが，その際，加熱板及び
枠部材によって挟持される前の絵付フィルムが加熱板に
よって加熱されて不均一に伸縮してしまい，正確な位置
合わせを阻害し，かつしわを発生させたり絵柄のゆがみ
を生じさせているということが判明した。

そこで，本出願人等は，この問題点を解決するものとし
て，加熱板によって絵付フィルムを搬送する代わりに，
巻取りロール或いは駆動ロール等を有するフィルム送り
装置によって絵付フィルムを雌型のキャビティに面する
位置を横切って搬送し，所定の絵柄部分をキャビティに
対向する位置に位置決めした後，それまでフィルム走行
路から横方向に離れた位置に待機していた加熱板を絵付
フィルムに面する作動位置に移動させ，次いで絵付フィ
ルムに加熱板を押付けて加熱し，真空成形或いは圧空成
形し，その後加熱板を再び待機位置に後退させ雌型に射
出用の雄型を組み合わせ，樹脂を射出成形するように構
成した装置を開発した。ここで，使用する絵付フィルム
としては，成形品に絵柄のみを転写させる転写フィルム
を使用する場合と，成形品の表面を形成するオーバーレ
イ用フィルムを使用する場合がある。

ところで，この装置では，加熱板をフィルム走行路から
横方向に離れた待機位置に後退させる必要があり，その
ために機構としては，加熱板をエアシリンダによって加
熱面に平行方向に往復動させる構成が最も一般的であ
る。しかしながら，その構造では加熱板を直線状に横方
向に移動させるためのスペースに加えて，駆動用エアシ
リンダのスペースを必要とし，成形機の横方向に長いス
ペースを必要とするという問題点が生じる。

本発明は，この問題点を解決せんとするもので，加熱板
をフィルム走行路の横に大きいスペースを必要とするこ
となく待機させることの可能な成形装置を提供すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成すべく為された本発明は，真空成形，圧
空成形又は真空圧空成形するためのキャビティを備えた
雌型と，成形すべきフィルムを前記キャビティに対向す
る位置を通って搬送するフィルム送り装置と，前記キャ
ビティに対向する位置のフィルムに接触して加熱する加
熱板と，該加熱板の保持装置とを有し，該保持装置が，
前記加熱板をその加熱面に平行に移動可能に保持したス
インガーであって，前記フィルムの走行路の側方で且つ
前記フィルムの走行方向にほぼ平行な軸線を中心として
旋回可能なスインガーと，前記加熱板をスインガーに対
して往復動させる第一駆動装置と，前記スインガーを往
復旋回させる第二駆動装置とを具備し，前記加熱板を前
記キャビティに面する作動位置と，前記フィルムの走行
路から横に離れ且つ旋回した待機位置に移動可能とした
ことを特徴とする成形装置を要旨とする。

〔作用〕

上記構成の装置によれば，加熱板がフィルム走行路から
横に離れた待機位置にある状態で，フィルム送り装置に
よりフィルムの所定の部分が雌型のキャビティに対する
所定位置に位置決めされる。この際，フィルムは加熱板
とは離されいるので，加熱されることがなく，加熱によ
る伸縮はほとんど生じないので，フィルムにしわが生じ
たり絵柄のゆがみが生じることがない。次に，加熱板が
キャビティに面する作動位置に移動し，そのフィルム部
分に接触して加熱し，その後，キャビティによって真空
成形，圧空成形或いは真空圧空成形が行われる。成形
後，加熱板は元の待機位置に戻り，次の成形に備えるこ
ととなる。ここで，作動位置にある加熱板が待機位置に
戻るには，まず第一駆動装置によってフィルム面に対し
て平行に且つスインガーの旋回中心に近ずく方向に移動
し，次いでスインガーの旋回によって旋回して雌型の横
に移動するので，単に加熱板を直線状にフィルム走行路
の横方向に移動させて待機させる場合に比べ，横方向の
必要スペースを小さくすることができ，また，スインガ
ーの旋回時には加熱板を旋回中心に接近させることによ
り，旋回に要するスペースをも小さくできる。

〔実施例〕

以下，図面に示す本発明の実施例を説明する。

第４図は本発明を転写絵付フィルムを用いた射出成形同
時絵付装置に適用した一実施例の全体を概略的に示す断
面図である。同図において,1は真空成形又は圧空成形可
能な射出成形用の雌型であり，キャビティ1Aと，キャビ
ティ1Aを真空吸引装置に連通させる真空吸引口（図示せ
ず）が設けられている。２は雌型１に対応して設けられ
る雄型,3は雌型１を保持して雄型２に向かって移動可能
な可動盤,4は雄型２を保持した固定盤,5は溶融樹脂の射
出孔であり，これらは射出成形装置の一部を構成してい
る。

６は雌型１と雄型２との間を走行するように配置された
転写フィルムからなる絵付フィルム,7は絵付フィルム６
を繰り出す巻出しロール,8は絵付フィルム６の巻取りロ
ール,9はガイドローラである。巻取りロール８には駆動
装置（図示せず）が連結されており，駆動装置で巻取り
ロール８を回転させることにより，絵付フィルムを巻取
しロール７から繰り出し，雌型１のキャビティ1Aに面す
る位置を走行させるようになっている。また，巻取りロ
ール８はフィルム走行方向に対して横方向に移動可能と
なっており，フィルム走行位置を横方向に調整可能であ
る。この絵付フィルム６は，基材フィルムに対し，成形
品に絵付けすべき絵柄を所定ピッチで転写可能に印刷し
たものであり，更に，第２図に示すように一定ピッチで
送り方向の位置決めマーク10と横方向の位置決めマーク
11が印刷されている。12,13は位置決めマーク10,11をそ
れぞれ検出するマーク検出器であり，マーク検出器12,1
3の出力は前記した巻取りロール８の駆動装置及び巻取
りロール８を横方向に移動させる装置を制御するために
使用される。即ち，絵付フィルム６は，巻取りロール８
によってキャビティ1Aに対向する位置を走行させられ，
マーク検出器12,13が位置決めマーク10,11を検出する位
置に位置決めされて停止させられる。この時，絵付フィ
ルム６の絵柄部分がキャビティ1Aに対向する所定の位置
に位置決めされている。従って，巻取りロール8,ガイド
ローラ9,マーク検出器12,13等は，絵付フィルムを前記
雌型のキャビティ1Aに対向する位置を通って搬送し，所
定の絵柄を前記キャビティに対向する位置に位置決めす
るフィルム送り装置を構成する。なお，絵付フィルム６
に搬送力を与えるには，巻取りロール８のみを駆動する
場合に限らず，雌型１の下流のガイドローラ９を駆動す
るようにしてもよい。なお，第４図において14は絵付フ
ィルム６に屈曲して接触するように配置された一対のガ
イドであり，成形され凹凸を形成された後のフィルム部
分が搬送される際に，上流の未使用のフィルム部分に影
響を与えるのを防止するために設けている。

第４図において,16は雌型１のキャビティ1Aを覆う大き
さを有する加熱板であり，後述する保持装置（第４図で
は図示せず）に保持され，該保持装置によって，絵付フ
ィルムを介して前記キャビティを覆う作動位置と絵付フ
ィルムの走行路から横に外れる待機位置に移動可能であ
る。この加熱板16には絵付フィルム６に面する側に，多
数の通気孔18を有する通気性の部分を有しており，この
通気孔18は切換弁（図示せず）を介して真空源及び圧空
源に連結されている。従って，この多数の通気孔18を真
空吸引することにより，絵付フィルム６を加熱板16に吸
着保持することができ，また，圧空を供給することによ
り，絵付フィルム６を加熱板16から剥がしてキャビティ
1A内面に押付けることが可能である。なお，加熱板16の
フィルム６に面する部分を通気性にするためには，図示
のように多数の通気孔18を設ける場合に限らず，焼結金
属等の多孔質材料を配置してもよい。

次に，加熱板16を保持した保持装置を説明する。第1A
図，第1B図，第1C図は保持装置20及びその近傍を絵付フ
ィルムに直角に切断して示す断面図であり，保持装置20
の異なる作動状態を示す。第２図は第1B図の状態にある
保持装置20を絵付フィルム６の正面から見た正面図，第
３図はその側面図である。保持装置20は，第２図に示す
ように正面から見た場合に略コ字状のスインガー21を有
している。このスインガー21は，可動盤３に保持された
ブラケット22に保持されたピン23に旋回可能に保持され
ている。ピン23は，その軸線が絵付フィルム６の走行路
の側方で且つフィルムの走行方向に平行になるように取
付けられており，従ってスインガー21はフィルムの走行
方向に平行な軸線を中心として旋回可能である。このス
インガー21は，ピン23の軸線に対して直角方向に延びる
ガイドガー25を介してハウジング26を直線状に移動可能
に保持しており，且つハウジング26をスインガー21に対
して往復通させる第一駆動装置即ちエアシリンダ27を保
持している。このハウジング26に，加熱板16がガイドピ
ン29を介して移動可能に保持されている。ここで，加熱
板16は，その加熱面がハウジング26の移動方向に平行に
なるように取付けられており，且つガイドピン29は加熱
面に直角に取付けられている。更に，ハウジング26は加
熱板16を往復通させるエアシリンダ30を保持している。

スインガー21を保持したブラケット22には，第二駆動装
置即ちエアシリンダ32が保持されており，そのエアシリ
ンダ32のピストンロッド先端は，スインガー21に保持さ
れたピン33に連結されている。かくして，エアシリンダ
32によって，スインガー21がピン23を中心に，第1A図に
示す位置と第1B図，第1C図に示す位置に往復旋回するこ
とができる。なお，スインガー21の旋回中心は，旋回に
必要なスペースを最小とするため，ハウジング26が第1A
図，第1B図に示すように引っ込んだ状態の時に，ハウジ
ング26の先端とガイドバー25の後端とのほぼ中央に位置
するように定められている。

次に，上記構成になる装置による成形動作を説明する。
第1A図は加熱板16の待機位置を示すものであり，エアシ
リンダ32及び27が共に引っ込んだ状態となり，加熱板16
は絵付フィルム16の走行路から横に離れ且つフィルム面
にほぼ直角となっている。加熱板16がこの待機位置にあ
る状態で，第４図の巻取りロール８によって絵付フィル
ム６が搬送され，マーク検出器12によって絵付フィルム
６の送り方向の位置決めマーク10が検出された位置で，
絵付フィルム６は停止する。なお，この際，マーク検出
器13が位置決めマーク11を監視しており，常に絵付フィ
ルム６の横方向位置が巻取りロール８の横方向移動によ
り調整されている。かくして，絵付フィルム６の一つの
絵柄が雌型１のキャビティ1Aに対向する所定位置に精密
に位置決めされる。また，この際フィルム６が加熱板16
で加熱されないので，伸縮せず，しわやゆがみの発生が
防止されている。

次に，エアシリンダ32が作動してスインガー21を，第1B
図に示す位置に旋回させる。これによって，加熱板16の
加熱面が絵付フィルム６にほぼ平行になる。なお，この
時，ハウジング26はスインガー旋回軸線に近付いた位置
に引っ込められているので，スインガー21及びハウジン
グ26の旋回に必要なスペースは小さくてよい。次に，エ
アシリンダ27が作動して加熱板16を保持したハウジング
26を絵付フィルム６に平行に移動させ，第1A図に示すよ
うに加熱板16を雌型１のキャビティ1Aに対向する位置即
ち作動位置に位置決めする。その後エアシリンダ30が作
動して加熱板16を第５図に示すように，雌型１に押付
け，雌型１と加熱板16とで絵付フィルム６をはさみ付け
る。この時，加熱板16の多数の通気孔18は真空吸引され
ており，絵付フィルム６が加熱板に吸着保持される。

加熱板16に吸着保持された絵付フィルム６は，加熱板16
によって加熱され軟化する。加熱板16による加熱と並行
して，キャビティ1A内が排気され，絵付フィルム６が十
分加熱軟化した時点で，加熱板16の通気孔18の圧空が供
給される。これによって，絵付フィルム６は第６図に示
すように，瞬間的に変形してキャビティ内面に押付けら
れ，キャビティ内面に合った形状に成形される。

なお，キャビティ1A内を排気することなく，加熱板16の
通気孔18に圧空を供給して，絵付フィルム６を圧空のみ
によってキャビティ内面に押付け，成形するようにして
もよい。しかし，その場合には，キャビティ内の残留空
気を排出するため，キャビティ内面に多数の排気孔を設
ける必要があり，成形品表面に多数の排気孔の痕跡が残
る恐れがある。この点から上記したように予めキャビテ
ィ内を真空に排気することが好ましい。また，絵付フィ
ルム６を加熱板16に真空吸着させることなく，加熱する
ことは可能である。しかし，加熱板16に真空吸着させて
おき，この真空を切ると同時に圧空を作用させて，瞬間
的に絵付フィルム６をキャビティ内面に押付ける方法を
取ると，絵付フィルム６の絵柄が不安定にゆがむことが
なく，良好な絵柄を得ることができる。

第６図に示すように絵付フィルム６をキャビティ1Aの内
面に付着させて成形した後，エアシリンダ30,27,32が順
次作動して，加熱板16を元の待機位置（第1A図に示す位
置）に戻す。この位置は雌型１と雄型２との合体に支障
を生じない位置である。その後，第７図に示すように，
雄型１が可動盤３によって前進して，雄型２と合体し，
キャビティ1A内に溶融樹脂が射出孔５から射出される。
射出され成形された溶融樹脂が冷却，固化した後，雌型
１が雄型２から後退して開き，内部の成形品が排出され
る。この時，成形品は絵付フィルム６から剥がされる
が，その表面には絵付フィルムの絵柄が転写されてお
り，第８図に示すように表面に絵41や文字42等の絵柄を
備えた樹脂成形品40が得られる。

以上で１回の成形動作が終了し，以下，同様の動作を繰
り返すことにより，連続して絵付成形品が製造される。

なお，上記実施例では，第1B図に示すように，スインガ
ー21を旋回させた時，加熱板16が雌型１の一部に対向す
る位置となるように図示しているが，この位置に限ら
ず，加熱板16が雌型１を完全に外れた位置となるように
してもよい。また，上記実施例では，絵付フィルム６に
絵柄と位置決めマークとが一定ピッチで印刷されてお
り，位置決めマークを利用して絵柄をキャビティに対す
る所定位置に停止させる構成としているが，位置決めマ
ークを設けず，絵付フィルムを一定量ずつ間欠的に移動
させる構成としてもよい。また絵付フィルム６に付与す
る絵柄は任意であり，フィルム全長に渡って抽象画のよ
うな同じ模様を印刷したものであってもよいことは言う
までもない。

上記実施例において使用する絵付フィルム６を構成する
基材フィルムとしては，印刷時の乾燥温度における伸び
率が0.1％以下である印刷時寸法安定性を有し,100℃前
後の温度における真空成形性が良好であり，射出成形機
から射出される140℃以上の溶融樹脂に接触しても溶融
することのない耐熱性を有するものが好適である。基材
フィルムの厚みとしては，特に限定されるものでなく，
フィルム位置決め時に加熱板による熱の影響を受けず，
また搬送時のしわの発生を防止することができるので，
熱の影響を受けやすい薄いもの（例えば40〜100μ程度
のもの）も使用可能である。

また，上記実施例では絵付フィルムとして，転写フィル
ムを使用したが，絵付フィルムはこれに限らず，成形し
た際に成形品の表面に，そのまま接合して製品の表面を
構成するオーバーレイ用フィルムであってもよい。この
ようなオーバーレイ用フィルムを使用する際には，樹脂
の射出成形後に，雄型又は雌型に設けた刃物により，絵
付フィルムから成形品と一体化した部分を打ち抜くよう
にすればよい。

更に，上記実施例では雄型のキャビティに溶融樹脂を射
出して成形品を製造しているが，本発明はこの構成に限
らず，低圧或いは低温で反応性液状樹脂を注入して成形
するようにしてもよい。

以上に本発明を，絵付フィルムを成形し次いで樹脂を射
出或いは注入して成形する樹脂成形同時絵付装置に適用
した場合について説明したが，本発明はこの場合に限定
されず，キャビティを備えた雌型１と加熱板16とを用い
て真空成形，圧空成形或いは真空圧空成形のみを行う成
形装置にも適用可能であることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上に説明したように本発明の成形装置は，加熱板をフ
ィルムに影響を与えない位置に待機させてキャビティに
対するフィルム送りを行うことができるので，熱の影響
を受けやすい薄いフィルムを使用しても，フィルム送り
時にフィルムが加熱されて不均一に伸縮することがな
く，良好な製品を得ることができ，しかも，加熱板をキ
ャビティに面する作動位置からフィルム走行路から離れ
た待機位置に移動させるには，スインガーに対する直線
状の移動とスインガーによる旋回とを利用しているの
で，必要なスペースを小さくできるという効果を有して
いる。

【図面の簡単な説明】

第1A図，第1B図，第1C図は第４図に示す装置に使用する
保持装置20及びその近傍を絵付フィルムに直角に切断し
て示す断面図であり，保持装置20の異なる作動状態を示
す。第２図は第1B図の状態にある保持装置を絵付フィル
ム６の正面から見た正面図，第３図はその側面図，第４
図は本発明の一実施例を示す概略断面図，第５図，第６
図，第７図はその実施例による動作を説明する要部の断
面図，第８図は第１図に示す装置によって製造した絵付
成形品を示す斜視図である。 １……雌型、1A……キャビティ、２……雄型 ３……可動盤、４……固定盤、５……樹脂射出孔 ６……絵付フィルム、７……巻出しロール ８……巻取りロール、９……ガイドロール 16……加熱板、18……通気孔 20……保持装置、21……スインガー 23……ピン、26……ハウジング 27,30,32……エアシリンダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】真空成形，圧空成形又は真空圧空成形する
   ためのキャビティを備えた雌型と，成形すべきフィルム
   を前記キャビティに対向する位置を通って搬送するフィ
   ルム送り装置と，前記キャビティに対向する位置のフィ
   ルムに接触して加熱する加熱板と，該加熱板の保持装置
   とを有し，該保持装置が，前記加熱板をその加熱面に平
   行に移動可能に保持したスインガーであって，前記フィ
   ルムの走行路の側方で且つ前記フィルムの走行方向にほ
   ぼ平行な軸線を中心として旋回可能なスインガーと，前
   記加熱板をスインガーに対して往復動させる第一駆動装
   置と，前記スインガーを往復旋回させる第二駆動装置と
   を具備し，前記加熱板を前記キャビティに面する作動位
   置と，前記フィルムの走行路から横に離れ且つ旋回した
   待機位置に移動可能としたことを特徴とする成形装置。