箔転写射出成形方法および箔転写射出成形装置、ならびに金型
【課題】立体形状の成形品を箔転写射出成形しても、フィルムのしわや破れを回避できる箔転写射出成形方法を提供する。
【解決手段】第１金型１１と第２金型１２を接近させて、第２金型１２に設けられた枠状の可動ブロック１５を第１金型１１に当接させ、第１金型１１と第２金型１２との間に配置されたフィルム１３と、第２金型１２と、可動ブロック１５とで、密閉された空間を形成し、第２金型１２に設けられた気体注入路１８から前記密閉された空間に気体を注入して、フィルム１３を第１金型１１の凹部１１ａに沿うようにプリフォームする。
【解決手段】第１金型１１と第２金型１２を接近させて、第２金型１２に設けられた枠状の可動ブロック１５を第１金型１１に当接させ、第１金型１１と第２金型１２との間に配置されたフィルム１３と、第２金型１２と、可動ブロック１５とで、密閉された空間を形成し、第２金型１２に設けられた気体注入路１８から前記密閉された空間に気体を注入して、フィルム１３を第１金型１１の凹部１１ａに沿うようにプリフォームする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形品の射出成形と同時に、その成形品の表面にフィルムの転写層を転写する箔転写射出成形方法および箔転写射出成形装置、ならびに、箔転写射出成形に使用される金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
箔転写射出成形は、成形品の射出成形と同時に、その成形品の表面にフィルムの転写層を転写することにより、成形品の表面を加飾したり、成形品の表面に所望の機能を付与する工法である。具体的には、例えば色、絵柄、模様等の意匠が印刷された意匠膜を有する転写層、あるいは、例えば抗菌、シールド効果、指紋レスなどの機能を持つ機能膜を有する転写層が基材上に積層された構造のフィルムを上型と下型との間に配置して型締めし、上型と下型によって形成される空間（キャビティ）に樹脂を射出注入した後、型開きすることで、成形品を成型すると同時に、その成形品の表面にフィルムの転写層を転写することができる。なお、箔転写射出成形には、金型の型開き時に、基材から転写層を剥離して、転写層のみを成形品の表面に接着させるものと、金型の型締め時にフィルムの必要部分を打ち抜き、基材ごと成形品の表面に接着させるものがある。
【０００３】
以上のように箔転写射出成形は、表面に転写層を有する成形品を射出成形によって得ることができる。しかし、箔転写射出成形を立体形状の成形品に適用した場合、溶融樹脂の射出圧力によるフィルムの伸びが均一にならず、しわが発生するおそれがある。また、成形品の隅部においては、射出圧力が集中してフィルムの伸びが大きくなるため、破れが発生するおそれがある。したがって、成形品が立体形状の場合、フィルムの伸びの不均衡や、フィルムの局部への射出圧力の集中が、実用化への課題となっている。
【０００４】
上記課題に対し、金型に吸引機構を設け、その吸引力によりフィルムを予め金型の凹面の沿わすことにより、フィルムの伸びの不均衡によるしわや、フィルムの局部への射出圧力の集中による破れの防止を図る射出成形同時転写装置が、例えば特許文献１に提案されている。
【０００５】
図１２に、特許文献１に開示されている射出成形同時転写装置を示す。この図１２に示す射出成形同時転写装置は、一対の金型１、２の間に、転写層を有する転写フィルム３を送り込み、金型のパーティング面４に設けられたエアー吸引部５によって転写フィルム３を吸い付け、金型のパーティング面４の所定位置に固定した後、金型１のキャビティ形成部６に形成されている吸気孔７より転写フィルム３を吸引して金型１のキャビティの表面に沿わせた後、金型を型閉めし、溶融樹脂を射出して、冷却固化し、型開きすることにより、成形品の射出成形と同時に、その成形品の表面にフィルムの転写層を転写する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２００７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の装置では、吸引力にてフィルムを金型の凹面に沿わすので、金型の凹面にフィルムを沿わせる力は最大でも１気圧（１ｋｇ／ｃｍ２）となり、金型の凹面にフィルムを密着させて沿わすには圧力が不足する。つまり、フィルムの伸びが不足する。そのため、金型の凹面にフィルムが完全に密着せず、最終的に、溶融樹脂の射出圧力によってフィルムを金型の凹面に沿わせることになる。その結果、フィルムを伸ばす作用が局所的に急に働くことになり、フィルムが破れたり、フィルムの伸びの不均衡からフィルムにしわが発生するおそれがある。したがって、吸引力によりフィルムを金型の凹面に沿わす方法は、伸び率の少ない、平面形状に近い成形品への適用に限定される。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、立体形状の成形品を箔転写射出成形しても、フィルムのしわや破れを回避できる箔転写射出成形方法および装置、ならびに、箔転写射出成形に使用される金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の箔転写射出成形方法は、第１金型と第２金型との間にフィルムを配置し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームし、前記第１金型と前記第２金型を型締めして、前記第１金型と前記第２金型によって形成される空間に、前記第２金型に設けられた樹脂注入路から樹脂を射出注入した後、前記第１金型と前記第２金型を型開きすることで、成形品を成形すると同時に、前記フィルムの転写層を前記成形品の表面に転写する箔転写射出成形方法であって、前記フィルムをプリフォームする際に、前記第１金型と前記第２金型を接近させて、前記第２金型に設けられた枠状の可動ブロックを前記第１金型に当接させ、前記第１金型と前記第２金型との間に配置された前記フィルムと、前記第２金型と、前記可動ブロックとで、密閉された空間を形成し、前記第２金型に設けられた気体注入路から前記密閉された空間に気体を注入して、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームすることを特徴とする。
【００１０】
本発明の箔転写射出成型方法は、前記密閉された空間を形成する際に、前記第２金型に設けられた凸部を前記フィルムに接触させ、フィルム加熱手段によって加熱された前記第２金型の凸部の熱を前記フィルムへ伝熱させてもよい。
【００１１】
本発明の箔転写射出成型方法は、前記密閉された空間への気体の注入開始後に、前記第２金型に設けられた冷却手段による冷却を開始してもよい。
【００１２】
本発明の箔転写射出成型方法は、前記密閉された空間へ注入する気体として、熱風を用いてもよい。
【００１３】
本発明の箔転写射出成型方法は、前記密閉された空間に気体を注入する際に、前記第１金型に設けた可動入れ子を駆動して、前記第１金型の凹部の底面の少なくとも一部を後退させ、その後退により形成された空間内に前記フィルムの一部が到達した後に元の位置に戻し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームしてもよい。
【００１４】
また、本発明の箔転写射出成形装置は、第１金型と第２金型との間にフィルムを配置し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームしてから、前記第１金型と前記第２金型を型締めして、前記第１金型と前記第２金型によって形成される空間に、前記第２金型に設けられた樹脂注入路から樹脂を射出注入した後、前記第１金型と前記第２金型を型開きすることで、成形品を成形すると同時に、前記フィルムの転写層を前記成形品の表面に転写する箔転写射出成形装置であって、前記第２金型に、前記第１金型と前記第２金型が接近すると前記第１金型に当接して、前記第１金型と前記第２金型との間に配置された前記フィルムおよび前記第２金型とともに、密閉された空間を形成する枠状の可動ブロックと、前記密閉された空間に気体を注入するための気体注入路と、を設け、前記気体注入路から前記密閉された空間に気体を注入することによって、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームすることを特徴とする。
【００１５】
本発明の箔転写射出成形装置は、前記第２金型に、前記密閉された空間が形成されるときに前記フィルムに接触する凸部と、その凸部を加熱するフィルム加熱手段と、を設け、前記第２金型の凸部に接触する前記フィルムを加熱してもよい。
【００１６】
本発明の箔転写射出成形装置は、前記第２金型に冷却手段を設け、前記密閉された空間への気体の注入開始後に、前記冷却手段による冷却を開始してもよい。
【００１７】
本発明の箔転写射出成形装置は、前記密閉された空間へ注入する気体に熱を与える気体加熱手段を備えてもよい。
【００１８】
本発明の箔転写射出成形装置は、前記第１金型に、前記第１金型の凹部の底部の少なくとも一部を成す可動入れ子を設け、前記可動入れ子を後退させて、その後退により形成された空間内に、前記フィルムの一部が、前記密閉された空間への気体の注入によって到達した後に、前記可動入れ子を元の位置に戻し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームしてもよい。
【００１９】
また、本発明の金型は、一対の第１金型と第２金型からなり、前記第２金型に、前記第１金型と前記第２金型が接近して前記第１金型に当接すると、前記第１金型と前記第２金型との間に配置されたフィルムおよび前記第２金型とともに、密閉された空間を形成する枠状の可動ブロックと、前記密閉された空間に気体を注入するための気体注入路と、前記第１金型と前記第２金型が型締めされて形成される空間に樹脂を注入するための樹脂注入路と、を設けたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の金型は、前記第２金型に、前記密閉された空間が形成されるときに前記フィルムに接触する凸部と、その凸部を加熱するフィルム加熱手段と、を設けてもよい。
【００２１】
本発明の金型は、前記第２金型に冷却手段を設けてもよい。
【００２２】
本発明の金型は、前記第１金型に、前記第１金型の凹部の底部の少なくとも一部を成す可動入れ子を設けてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、立体形状の成形品を射出成形すると同時に、その成形品の表面にフィルムの転写層を転写する場合でも、フィルムを均一に伸ばすことができ、フィルムのしわや破れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形装置の要部を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形の密閉空間形成工程を示す工程断面図
【図３】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程を示す工程断面図
【図４】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形の型締め工程を示す工程断面図
【図５】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形の溶融樹脂充填工程を示す工程断面図
【図６】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形の成形品取り出し工程を示す工程断面図
【図７】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程において、フィルムが金型に当接する前の状態を示す工程断面図
【図８】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程において、フィルムが金型の凹部の底面に当接した直後の状態を示す工程断面図
【図９】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程において、フィルムが金型の凹部に完全に沿う直前の状態を示す工程断面図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程において、可動入れ子を後退させている状態を示す工程断面図
【図１１】本発明の実施の形態２に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程において、可動入れ子を元の位置に戻した状態を示す工程断面図
【図１２】従来の射出成形同時転写装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する場合もある。なお、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。また、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は図面作成の都合上から、実際とは異なる。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形装置の要部を示す断面図である。
【００２７】
図１に示すように、この装置は、一対の第１金型１１と第２金型１２からなる金型と、その第１金型１１と第２金型１２との間に、成形ショットごとにフィルム１３を送って配置するためのフィルム送り装置１４と、を備えている。
【００２８】
フィルム１３は、転写層１３ａが基材１３ｂ上に積層された構造となっている。転写層１３ａは、例えば色、絵柄、模様等の意匠が印刷された意匠膜、あるいは、例えば抗菌、シールド効果、指紋レスなどの機能を持つ機能膜を有する。
【００２９】
この実施の形態１における金型は、下型である第１金型１１に凹部１１ａが設けられており、上型である第２金型１２に、第１金型１１の凹部１１ａに入り込む凸部１２ａが設けられており、第１金型１１と第２金型１２が型締めされると、第１金型１１の凹部１１ａと、その凹部１１ａに入り込んだ第２金型１２の凸部１２ａとの隙間によってキャビティが形成され、そのキャビティに、第２金型１２に形成されている樹脂注入路１２ｂから溶融樹脂が射出注入される構造となっている。
【００３０】
第２金型１２には、枠状の可動ブロック１５が、第１金型１１の凹部１１ａを囲むように、バネ１６によって支持されて設けられている。この可動ブロック１５の先端面には、弾性体の一例であるＯリング１７が設けられている。
【００３１】
さらに、第２金型１２には気体注入路１８が形成されている。気体注入路１８は、図示しない圧縮気体供給手段から送り込まれた圧縮気体をフィルム１３へ向けて噴出して、フィルム１３を第１金型１１の凹部１１ａに沿うようにプリフォームする。圧縮気体供給手段は、例えば、ガスボンベと、そのガスボンベに接続された弁等を用いて構成することができる。
【００３２】
また、第２金型１２には、フィルム加熱手段の一例である加熱ヒータ１９が設けられている。この加熱ヒータ１９は、図示しないヒータ駆動手段に接続されており、そのヒータ駆動手段から電流が供給されることで熱を発生して第２金型１２の凸部１２ａを昇温させ、第２金型１２の凸部１２ａに接触しているフィルム１３を加熱軟化させて伸びやすい状態にする。したがって、加熱ヒータ１９は第２金型１２の凸部１２ａに設けるのが好適である。なお、フィルム加熱手段はヒータに限定されるものではなく、例えば、第２金型１２に熱風回路を形成して、その熱風回路に熱風を送りこむなどしてもよい。
【００３３】
また、第２金型１２には、冷却手段の一例である冷却水路２０が形成されている。この冷却水路２０に、図示しないポンプから冷却水が送り込まれて、金型が冷却されることで、キャビティに充填された溶融樹脂が冷却、固化される。なお、金型を冷却する手段は冷却水に限定されるものではなく、例えば、第２金型１２に冷媒路を形成して、その冷媒路に冷媒を送りこむなどしてもよい。
【００３４】
また、第２金型１２には、気体注入路１８に送り込まれる圧縮気体を加熱するための気体加熱手段の一例である熱風ユニット２１が設けられている。熱風ユニット２１は、例えばヒータ等で構成することができる。
【００３５】
続いて、以上のように構成された箔転写射出成形装置の動作について説明する。図２〜図６は、本発明の実施の形態における箔転写射出成形の各工程の断面図である。
【００３６】
まず、フィルム送り装置１４によりフィルム１３の所定の範囲が第１金型１１と第２金型１２との間に送られて配置された後、図２に示すように、第２金型１２を第１金型１１へ向けて移動させて、第１金型１１と第２金型１２とを接近させることにより、枠状の可動ブロック１５を押し出すバネ１６のバネ力の作用でＯリング１７を第１金型１１に押し付けて、フィルム１３と可動ブロック１５と第２金型１２によって、気密性が確保された密閉空間を形成する。
【００３７】
密閉空間を形成する際には、第２金型１２ａの凸部１２ａをフィルム１３に接触させて、加熱ヒータ１９によって昇温された第２金型１２の凸部１２ａの熱をフィルム１３に伝熱させ、フィルム１３を加熱軟化させて伸びやすい状態にする。したがって、第２金型１２ａの凸部１２ａがフィルム１３に接触した時点においてフィルム軟化温度まで昇温しているように、第２金型１２に設けられた加熱ヒータ１９を駆動させるのが好適である。このようにすれば、例えば、第２金型１２ａの凸部１２ａがフィルム１３に接触してから加熱ヒータ１９を駆動する場合よりも、成形サイクルタイムを短くすることができる。
【００３８】
加熱ヒータ１９による加熱動作は、例えば、第２金型１２の凸部１２ａに温度測定手段を設けておき、第２金型１２の凸部１２ａがフィルム軟化温度に達すると停止するように制御してもよい。
【００３９】
なお、Ｏリング１７等の弾性体は必要に応じて設ければよく、無くても密閉空間の気密性を確保できるのであれば、設けなくてもよい。
【００４０】
次に、図３に示すように、フィルム１３と可動ブロック１５と第２金型１２によって密閉された空間へ、気体注入路１８から、熱風ユニット２１によって加熱された圧縮気体を注入することにより、フィルム１３を第１金型１１の凹部１１ａに沿うようにプリフォームする。
【００４１】
このように、熱風ユニット２１によって加熱された圧縮気体を注入することにより、第２金型１２の凸部１２ａから離れたことによるフィルム１３の温度の低下を抑制して、伸びやすい状態を保ちながらフィルム１３をプリフォームすることができる。
【００４２】
なお、圧縮気体の注入によってフィルム１３が第２金型１２の凸部１２ａから離れると、第２金型１２の凸部１２ａの熱が必要無くなる上、後の工程において、溶融樹脂をキャビティに射出充填した後に冷却して固化するので、圧縮気体の注入の開始後に、冷却水路２０に冷却水を注入して、加熱ヒータ１９によって昇温された第２金型１２の冷却を開始するのが好適である。
【００４３】
冷却水の注入動作は、第２金型１２の凸部１２ａに温度測定手段を設けておき、第２金型１２の凸部１２ａが所定の温度（例えば、金型のキャビティに充填した溶融樹脂が固化する温度）に達すると停止するように制御してもよい。冷却水の注入動作停止後は、冷却水路２０の中から冷却水が無くなるまで、エアーパージを行う。
【００４４】
このように、圧縮気体の注入によってフィルム１３が第２金型１２の凸部１２ａから離れるときに、冷却水路２０への冷却水の注入を開始することで、例えば、溶融樹脂がキャビティに充填された後に冷却水の注入を開始する場合に比べて、成形サイクルタイムを短くすることができる。
【００４５】
冷却水によって第２金型１２の凸部１２ａが所定の温度に到達するまでの時間は、冷却水の温度を低くすればすれほど、短くすることができる。また、冷却水の温度を低くすればするほど、第２金型１２の凸部１２ａに対して設定する所定の温度（冷却水の注入を停止させるための温度）を下げることができ、キャビティに充填した溶融樹脂の固化に要する時間を短縮できる。したがって、冷却水の温度は、金型のキャビティへ注入中の溶融樹脂の流動性を考慮に入れて、その流動性が阻害されない範囲で、可能な限り低く設定するのが好適である。
【００４６】
次に、図４に示すように、圧縮気体の注入を停止し、第１金型１１を型閉め方向へさらに移動させて型締めする。
【００４７】
次に、図５に示すように、第１金型１１と第２金型１２により形成されたキャビティ２２に、第２金型１２の樹脂注入路１２ｂから溶融樹脂２３を射出注入して充填する。この充填された溶融樹脂２３は、冷却されて固化する。
【００４８】
最後に、図６に示すように、第１金型１１を型開き方向へ移動させて型開きする。これにより、表面に転写層１３ａが転写された成形品２４を得る。
【００４９】
なお、以上説明した箔転写射出成形装置の動作は、記憶部にあらかじめ記憶されている、装置全体の動作を規定するプログラムに従って、制御部が装置全体の動作を制御することで実現することができる。
【００５０】
以上のように、この実施の形態１によれば、フィルム１３と可動ブロック１５と第２金型１２とによって密閉された空間へ圧縮気体を注入するので、フィルム１３が第２金型１２側から受ける圧力を第１金型１１側から受ける圧力より高くすることができ、かつ、第１金型１１側からフィルム１３に均一に力をかけることができる。したがって、フィルム１３を均一に伸ばして、第１金型１１の凹部１１ａに密着させることができ、フィルム１３のしわや破れを抑制することができる。よって、表面にしわや破れの無い立体形状の成形品を得ることができる。
【００５１】
また、この実施の形態１によれば、圧縮気体によってフィルム１３を伸ばす前に、フィルム１３を加熱軟化させて伸びやすい状態にするので、フィルム１３をより均一に伸ばすことが可能となり、フィルム１３のしわや破れをより抑制することができる。
【００５２】
さらに、この実施の形態１によれば、フィルム１３を伸ばす圧縮気体も加熱しているので、フィルム１３が第２金型１２から離れた後も、フィルム１３の温度が下がるのを防止することができる。したがって、フィルム１３のしわや破れをより抑制することができる。
【００５３】
また、この実施の形態１によれば、現在、塗装や、溶剤を使用した表面処理によって実施されている立体形状の成形品の表面コーティングを、箔転写射出成形にて実現できるようになるので、近年重要視されている環境問題を解決することができる。
【００５４】
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について説明する。但し、前述した実施の形態１と異なる点を説明して、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００５５】
まず、図７〜図９を用いて、実施の形態１において説明した箔転写射出成形工程のうち、図２に示す状態から図３の状態に至るまでのフィルム１３の状態の変化を、時間の経緯とともに、もう少し詳しく説明する。
【００５６】
図２に示す状態において、フィルム１３と可動ブロック１５と第２金型１２とによって密閉された空間へ圧縮気体の注入を開始すると、フィルム１３に完全に均一な圧力がかかり、図７に示すように、フィルム１３の全面が均一に伸びる。
【００５７】
その後、更にフィルム１３が伸びて、図８に示すように、第１金型１１の凹部１１ａの底面にフィルム１３が当接する。そのフィルム１３の第１金型１１と当接している部分２５は、フィルム１３と第１金型１１との摩擦力により、その他のフィルム１３の部位に比べて、伸び率が少なくなる。
【００５８】
そして、図９に示すように、第１金型１１の凹部１１ａの隅部１１ｂに向かってフィルム１３が伸びて、図３に示すように、フィルム１３は、完全に第１金型１１の凹部１１ａに沿った状態にプリフォームされる。したがって、第１金型１１の凹部１１ａの隅部１１ｂに対面するフィルム１３の部位の伸びが最後まで続くので、その部位の伸び量が他の部位に比べて大きくなる。
【００５９】
このように、前述した実施の形態１でも、フィルム１３の伸びに若干の不均衡が生ずる。
【００６０】
そこで、この実施の形態２では、図１０に示すように、第１金型１１の凹部１１ａの底部の少なくとも一部を可動入れ子２６によって構成し、圧縮気体を注入する際に、図示しないアクチュエータによって可動入れ子２６を駆動して、フィルム１３が伸びても金型に当接しないように後退させておき、フィルム１３が所定量伸びて、その一部が可動入れ子２６の後退によって生じた空間に到達した段階で、図１１に示すように元の位置に移動させ、フィルム１３を第１金型１１の凹部１１ａに沿うようにプリフォームする。
【００６１】
以上説明した実施の形態２によれば、フィルム１３を第１金型１１の凹部１１ａに沿わす際に、第１金型１１の凹部１１ａ側に伸びたフィルム１１が第１金型１１の凹部１１ａの底面に触れないように、第１金型１１の凹部１１ａの底部に設けた可動入れ子２６をフィルム１３から逃げる方向へ移動させるので、フィルム１３の全体をより均一に伸ばすことができる。つまり、成形品の隅部に対面するフィルム１３の部位も含めて均一に伸ばすことができるので、更にフィルム１３の伸びを均一にすることができる。したがって、前述した実施の形態１に比べて、より深絞りの成形品への適用が可能となる。
【００６２】
なお、以上説明した実施の形態１および２では、上型である第２金型１２のみが可動して、下型である第１金型１１に対して接近および離間する場合について説明したが、無論、下型である第１金型１１のみが可動する場合や、下型である第１金型１１と上型である第２金型１２が共に可動する場合も同様に実施することができる。
【００６３】
また、上記した実施の形態１および２では、金型の型開き時に、基材１３ｂから転写層１３ａが剥離して、転写層１３ａのみが成形品の表面に接着する場合について説明したが、無論、金型の型締め時にフィルムの必要部分を打ち抜き、基材ごと転写層を成形品の表面に接着させる場合も同様に実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明にかかる箔転写射出成形方法および箔転写射出成形装置、ならびに金型によれば、立体形状の成形品を箔転写射出成形しても、フィルムのしわや破れを抑制することができ、深絞り立体形状の成形品に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 金型
２ 金型
３ 転写フィルム
４ パーティング面
５ エアー吸引部
６ キャビティ形成部
７ 吸気孔
１１ 第１金型
１１ａ 凹部
１１ｂ 隅部
１２ 第２金型
１２ａ 凸部
１２ｂ 樹脂注入路
１３ フィルム
１３ａ 転写層
１３ｂ 基材
１４ フィルム送り装置
１５ 可動ブロック
１６ バネ
１７ Ｏリング
１８ 気体注入路
１９ 加熱ヒータ
２０ 冷却水路
２１ 熱風ユニット
２２ キャビティ
２３ 溶融樹脂
２４ 成形品
２５ フィルムが金型と当接している部分
２６ 可動入れ子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形品の射出成形と同時に、その成形品の表面にフィルムの転写層を転写する箔転写射出成形方法および箔転写射出成形装置、ならびに、箔転写射出成形に使用される金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
箔転写射出成形は、成形品の射出成形と同時に、その成形品の表面にフィルムの転写層を転写することにより、成形品の表面を加飾したり、成形品の表面に所望の機能を付与する工法である。具体的には、例えば色、絵柄、模様等の意匠が印刷された意匠膜を有する転写層、あるいは、例えば抗菌、シールド効果、指紋レスなどの機能を持つ機能膜を有する転写層が基材上に積層された構造のフィルムを上型と下型との間に配置して型締めし、上型と下型によって形成される空間（キャビティ）に樹脂を射出注入した後、型開きすることで、成形品を成型すると同時に、その成形品の表面にフィルムの転写層を転写することができる。なお、箔転写射出成形には、金型の型開き時に、基材から転写層を剥離して、転写層のみを成形品の表面に接着させるものと、金型の型締め時にフィルムの必要部分を打ち抜き、基材ごと成形品の表面に接着させるものがある。
【０００３】
以上のように箔転写射出成形は、表面に転写層を有する成形品を射出成形によって得ることができる。しかし、箔転写射出成形を立体形状の成形品に適用した場合、溶融樹脂の射出圧力によるフィルムの伸びが均一にならず、しわが発生するおそれがある。また、成形品の隅部においては、射出圧力が集中してフィルムの伸びが大きくなるため、破れが発生するおそれがある。したがって、成形品が立体形状の場合、フィルムの伸びの不均衡や、フィルムの局部への射出圧力の集中が、実用化への課題となっている。
【０００４】
上記課題に対し、金型に吸引機構を設け、その吸引力によりフィルムを予め金型の凹面の沿わすことにより、フィルムの伸びの不均衡によるしわや、フィルムの局部への射出圧力の集中による破れの防止を図る射出成形同時転写装置が、例えば特許文献１に提案されている。
【０００５】
図１２に、特許文献１に開示されている射出成形同時転写装置を示す。この図１２に示す射出成形同時転写装置は、一対の金型１、２の間に、転写層を有する転写フィルム３を送り込み、金型のパーティング面４に設けられたエアー吸引部５によって転写フィルム３を吸い付け、金型のパーティング面４の所定位置に固定した後、金型１のキャビティ形成部６に形成されている吸気孔７より転写フィルム３を吸引して金型１のキャビティの表面に沿わせた後、金型を型閉めし、溶融樹脂を射出して、冷却固化し、型開きすることにより、成形品の射出成形と同時に、その成形品の表面にフィルムの転写層を転写する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−２００７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の装置では、吸引力にてフィルムを金型の凹面に沿わすので、金型の凹面にフィルムを沿わせる力は最大でも１気圧（１ｋｇ／ｃｍ２）となり、金型の凹面にフィルムを密着させて沿わすには圧力が不足する。つまり、フィルムの伸びが不足する。そのため、金型の凹面にフィルムが完全に密着せず、最終的に、溶融樹脂の射出圧力によってフィルムを金型の凹面に沿わせることになる。その結果、フィルムを伸ばす作用が局所的に急に働くことになり、フィルムが破れたり、フィルムの伸びの不均衡からフィルムにしわが発生するおそれがある。したがって、吸引力によりフィルムを金型の凹面に沿わす方法は、伸び率の少ない、平面形状に近い成形品への適用に限定される。
【０００８】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、立体形状の成形品を箔転写射出成形しても、フィルムのしわや破れを回避できる箔転写射出成形方法および装置、ならびに、箔転写射出成形に使用される金型を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の箔転写射出成形方法は、第１金型と第２金型との間にフィルムを配置し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームし、前記第１金型と前記第２金型を型締めして、前記第１金型と前記第２金型によって形成される空間に、前記第２金型に設けられた樹脂注入路から樹脂を射出注入した後、前記第１金型と前記第２金型を型開きすることで、成形品を成形すると同時に、前記フィルムの転写層を前記成形品の表面に転写する箔転写射出成形方法であって、前記フィルムをプリフォームする際に、前記第１金型と前記第２金型を接近させて、前記第２金型に設けられた枠状の可動ブロックを前記第１金型に当接させ、前記第１金型と前記第２金型との間に配置された前記フィルムと、前記第２金型と、前記可動ブロックとで、密閉された空間を形成し、前記第２金型に設けられた気体注入路から前記密閉された空間に気体を注入して、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームすることを特徴とする。
【００１０】
本発明の箔転写射出成型方法は、前記密閉された空間を形成する際に、前記第２金型に設けられた凸部を前記フィルムに接触させ、フィルム加熱手段によって加熱された前記第２金型の凸部の熱を前記フィルムへ伝熱させてもよい。
【００１１】
本発明の箔転写射出成型方法は、前記密閉された空間への気体の注入開始後に、前記第２金型に設けられた冷却手段による冷却を開始してもよい。
【００１２】
本発明の箔転写射出成型方法は、前記密閉された空間へ注入する気体として、熱風を用いてもよい。
【００１３】
本発明の箔転写射出成型方法は、前記密閉された空間に気体を注入する際に、前記第１金型に設けた可動入れ子を駆動して、前記第１金型の凹部の底面の少なくとも一部を後退させ、その後退により形成された空間内に前記フィルムの一部が到達した後に元の位置に戻し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームしてもよい。
【００１４】
また、本発明の箔転写射出成形装置は、第１金型と第２金型との間にフィルムを配置し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームしてから、前記第１金型と前記第２金型を型締めして、前記第１金型と前記第２金型によって形成される空間に、前記第２金型に設けられた樹脂注入路から樹脂を射出注入した後、前記第１金型と前記第２金型を型開きすることで、成形品を成形すると同時に、前記フィルムの転写層を前記成形品の表面に転写する箔転写射出成形装置であって、前記第２金型に、前記第１金型と前記第２金型が接近すると前記第１金型に当接して、前記第１金型と前記第２金型との間に配置された前記フィルムおよび前記第２金型とともに、密閉された空間を形成する枠状の可動ブロックと、前記密閉された空間に気体を注入するための気体注入路と、を設け、前記気体注入路から前記密閉された空間に気体を注入することによって、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームすることを特徴とする。
【００１５】
本発明の箔転写射出成形装置は、前記第２金型に、前記密閉された空間が形成されるときに前記フィルムに接触する凸部と、その凸部を加熱するフィルム加熱手段と、を設け、前記第２金型の凸部に接触する前記フィルムを加熱してもよい。
【００１６】
本発明の箔転写射出成形装置は、前記第２金型に冷却手段を設け、前記密閉された空間への気体の注入開始後に、前記冷却手段による冷却を開始してもよい。
【００１７】
本発明の箔転写射出成形装置は、前記密閉された空間へ注入する気体に熱を与える気体加熱手段を備えてもよい。
【００１８】
本発明の箔転写射出成形装置は、前記第１金型に、前記第１金型の凹部の底部の少なくとも一部を成す可動入れ子を設け、前記可動入れ子を後退させて、その後退により形成された空間内に、前記フィルムの一部が、前記密閉された空間への気体の注入によって到達した後に、前記可動入れ子を元の位置に戻し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームしてもよい。
【００１９】
また、本発明の金型は、一対の第１金型と第２金型からなり、前記第２金型に、前記第１金型と前記第２金型が接近して前記第１金型に当接すると、前記第１金型と前記第２金型との間に配置されたフィルムおよび前記第２金型とともに、密閉された空間を形成する枠状の可動ブロックと、前記密閉された空間に気体を注入するための気体注入路と、前記第１金型と前記第２金型が型締めされて形成される空間に樹脂を注入するための樹脂注入路と、を設けたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の金型は、前記第２金型に、前記密閉された空間が形成されるときに前記フィルムに接触する凸部と、その凸部を加熱するフィルム加熱手段と、を設けてもよい。
【００２１】
本発明の金型は、前記第２金型に冷却手段を設けてもよい。
【００２２】
本発明の金型は、前記第１金型に、前記第１金型の凹部の底部の少なくとも一部を成す可動入れ子を設けてもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、立体形状の成形品を射出成形すると同時に、その成形品の表面にフィルムの転写層を転写する場合でも、フィルムを均一に伸ばすことができ、フィルムのしわや破れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形装置の要部を示す断面図
【図２】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形の密閉空間形成工程を示す工程断面図
【図３】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程を示す工程断面図
【図４】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形の型締め工程を示す工程断面図
【図５】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形の溶融樹脂充填工程を示す工程断面図
【図６】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形の成形品取り出し工程を示す工程断面図
【図７】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程において、フィルムが金型に当接する前の状態を示す工程断面図
【図８】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程において、フィルムが金型の凹部の底面に当接した直後の状態を示す工程断面図
【図９】本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程において、フィルムが金型の凹部に完全に沿う直前の状態を示す工程断面図
【図１０】本発明の実施の形態２に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程において、可動入れ子を後退させている状態を示す工程断面図
【図１１】本発明の実施の形態２に係る箔転写射出成形のフィルムプリフォーム工程において、可動入れ子を元の位置に戻した状態を示す工程断面図
【図１２】従来の射出成形同時転写装置を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。但し、同じ構成要素には同じ符号を付して、重複する説明を省略する場合もある。なお、図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。また、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は図面作成の都合上から、実際とは異なる。
【００２６】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る箔転写射出成形装置の要部を示す断面図である。
【００２７】
図１に示すように、この装置は、一対の第１金型１１と第２金型１２からなる金型と、その第１金型１１と第２金型１２との間に、成形ショットごとにフィルム１３を送って配置するためのフィルム送り装置１４と、を備えている。
【００２８】
フィルム１３は、転写層１３ａが基材１３ｂ上に積層された構造となっている。転写層１３ａは、例えば色、絵柄、模様等の意匠が印刷された意匠膜、あるいは、例えば抗菌、シールド効果、指紋レスなどの機能を持つ機能膜を有する。
【００２９】
この実施の形態１における金型は、下型である第１金型１１に凹部１１ａが設けられており、上型である第２金型１２に、第１金型１１の凹部１１ａに入り込む凸部１２ａが設けられており、第１金型１１と第２金型１２が型締めされると、第１金型１１の凹部１１ａと、その凹部１１ａに入り込んだ第２金型１２の凸部１２ａとの隙間によってキャビティが形成され、そのキャビティに、第２金型１２に形成されている樹脂注入路１２ｂから溶融樹脂が射出注入される構造となっている。
【００３０】
第２金型１２には、枠状の可動ブロック１５が、第１金型１１の凹部１１ａを囲むように、バネ１６によって支持されて設けられている。この可動ブロック１５の先端面には、弾性体の一例であるＯリング１７が設けられている。
【００３１】
さらに、第２金型１２には気体注入路１８が形成されている。気体注入路１８は、図示しない圧縮気体供給手段から送り込まれた圧縮気体をフィルム１３へ向けて噴出して、フィルム１３を第１金型１１の凹部１１ａに沿うようにプリフォームする。圧縮気体供給手段は、例えば、ガスボンベと、そのガスボンベに接続された弁等を用いて構成することができる。
【００３２】
また、第２金型１２には、フィルム加熱手段の一例である加熱ヒータ１９が設けられている。この加熱ヒータ１９は、図示しないヒータ駆動手段に接続されており、そのヒータ駆動手段から電流が供給されることで熱を発生して第２金型１２の凸部１２ａを昇温させ、第２金型１２の凸部１２ａに接触しているフィルム１３を加熱軟化させて伸びやすい状態にする。したがって、加熱ヒータ１９は第２金型１２の凸部１２ａに設けるのが好適である。なお、フィルム加熱手段はヒータに限定されるものではなく、例えば、第２金型１２に熱風回路を形成して、その熱風回路に熱風を送りこむなどしてもよい。
【００３３】
また、第２金型１２には、冷却手段の一例である冷却水路２０が形成されている。この冷却水路２０に、図示しないポンプから冷却水が送り込まれて、金型が冷却されることで、キャビティに充填された溶融樹脂が冷却、固化される。なお、金型を冷却する手段は冷却水に限定されるものではなく、例えば、第２金型１２に冷媒路を形成して、その冷媒路に冷媒を送りこむなどしてもよい。
【００３４】
また、第２金型１２には、気体注入路１８に送り込まれる圧縮気体を加熱するための気体加熱手段の一例である熱風ユニット２１が設けられている。熱風ユニット２１は、例えばヒータ等で構成することができる。
【００３５】
続いて、以上のように構成された箔転写射出成形装置の動作について説明する。図２〜図６は、本発明の実施の形態における箔転写射出成形の各工程の断面図である。
【００３６】
まず、フィルム送り装置１４によりフィルム１３の所定の範囲が第１金型１１と第２金型１２との間に送られて配置された後、図２に示すように、第２金型１２を第１金型１１へ向けて移動させて、第１金型１１と第２金型１２とを接近させることにより、枠状の可動ブロック１５を押し出すバネ１６のバネ力の作用でＯリング１７を第１金型１１に押し付けて、フィルム１３と可動ブロック１５と第２金型１２によって、気密性が確保された密閉空間を形成する。
【００３７】
密閉空間を形成する際には、第２金型１２ａの凸部１２ａをフィルム１３に接触させて、加熱ヒータ１９によって昇温された第２金型１２の凸部１２ａの熱をフィルム１３に伝熱させ、フィルム１３を加熱軟化させて伸びやすい状態にする。したがって、第２金型１２ａの凸部１２ａがフィルム１３に接触した時点においてフィルム軟化温度まで昇温しているように、第２金型１２に設けられた加熱ヒータ１９を駆動させるのが好適である。このようにすれば、例えば、第２金型１２ａの凸部１２ａがフィルム１３に接触してから加熱ヒータ１９を駆動する場合よりも、成形サイクルタイムを短くすることができる。
【００３８】
加熱ヒータ１９による加熱動作は、例えば、第２金型１２の凸部１２ａに温度測定手段を設けておき、第２金型１２の凸部１２ａがフィルム軟化温度に達すると停止するように制御してもよい。
【００３９】
なお、Ｏリング１７等の弾性体は必要に応じて設ければよく、無くても密閉空間の気密性を確保できるのであれば、設けなくてもよい。
【００４０】
次に、図３に示すように、フィルム１３と可動ブロック１５と第２金型１２によって密閉された空間へ、気体注入路１８から、熱風ユニット２１によって加熱された圧縮気体を注入することにより、フィルム１３を第１金型１１の凹部１１ａに沿うようにプリフォームする。
【００４１】
このように、熱風ユニット２１によって加熱された圧縮気体を注入することにより、第２金型１２の凸部１２ａから離れたことによるフィルム１３の温度の低下を抑制して、伸びやすい状態を保ちながらフィルム１３をプリフォームすることができる。
【００４２】
なお、圧縮気体の注入によってフィルム１３が第２金型１２の凸部１２ａから離れると、第２金型１２の凸部１２ａの熱が必要無くなる上、後の工程において、溶融樹脂をキャビティに射出充填した後に冷却して固化するので、圧縮気体の注入の開始後に、冷却水路２０に冷却水を注入して、加熱ヒータ１９によって昇温された第２金型１２の冷却を開始するのが好適である。
【００４３】
冷却水の注入動作は、第２金型１２の凸部１２ａに温度測定手段を設けておき、第２金型１２の凸部１２ａが所定の温度（例えば、金型のキャビティに充填した溶融樹脂が固化する温度）に達すると停止するように制御してもよい。冷却水の注入動作停止後は、冷却水路２０の中から冷却水が無くなるまで、エアーパージを行う。
【００４４】
このように、圧縮気体の注入によってフィルム１３が第２金型１２の凸部１２ａから離れるときに、冷却水路２０への冷却水の注入を開始することで、例えば、溶融樹脂がキャビティに充填された後に冷却水の注入を開始する場合に比べて、成形サイクルタイムを短くすることができる。
【００４５】
冷却水によって第２金型１２の凸部１２ａが所定の温度に到達するまでの時間は、冷却水の温度を低くすればすれほど、短くすることができる。また、冷却水の温度を低くすればするほど、第２金型１２の凸部１２ａに対して設定する所定の温度（冷却水の注入を停止させるための温度）を下げることができ、キャビティに充填した溶融樹脂の固化に要する時間を短縮できる。したがって、冷却水の温度は、金型のキャビティへ注入中の溶融樹脂の流動性を考慮に入れて、その流動性が阻害されない範囲で、可能な限り低く設定するのが好適である。
【００４６】
次に、図４に示すように、圧縮気体の注入を停止し、第１金型１１を型閉め方向へさらに移動させて型締めする。
【００４７】
次に、図５に示すように、第１金型１１と第２金型１２により形成されたキャビティ２２に、第２金型１２の樹脂注入路１２ｂから溶融樹脂２３を射出注入して充填する。この充填された溶融樹脂２３は、冷却されて固化する。
【００４８】
最後に、図６に示すように、第１金型１１を型開き方向へ移動させて型開きする。これにより、表面に転写層１３ａが転写された成形品２４を得る。
【００４９】
なお、以上説明した箔転写射出成形装置の動作は、記憶部にあらかじめ記憶されている、装置全体の動作を規定するプログラムに従って、制御部が装置全体の動作を制御することで実現することができる。
【００５０】
以上のように、この実施の形態１によれば、フィルム１３と可動ブロック１５と第２金型１２とによって密閉された空間へ圧縮気体を注入するので、フィルム１３が第２金型１２側から受ける圧力を第１金型１１側から受ける圧力より高くすることができ、かつ、第１金型１１側からフィルム１３に均一に力をかけることができる。したがって、フィルム１３を均一に伸ばして、第１金型１１の凹部１１ａに密着させることができ、フィルム１３のしわや破れを抑制することができる。よって、表面にしわや破れの無い立体形状の成形品を得ることができる。
【００５１】
また、この実施の形態１によれば、圧縮気体によってフィルム１３を伸ばす前に、フィルム１３を加熱軟化させて伸びやすい状態にするので、フィルム１３をより均一に伸ばすことが可能となり、フィルム１３のしわや破れをより抑制することができる。
【００５２】
さらに、この実施の形態１によれば、フィルム１３を伸ばす圧縮気体も加熱しているので、フィルム１３が第２金型１２から離れた後も、フィルム１３の温度が下がるのを防止することができる。したがって、フィルム１３のしわや破れをより抑制することができる。
【００５３】
また、この実施の形態１によれば、現在、塗装や、溶剤を使用した表面処理によって実施されている立体形状の成形品の表面コーティングを、箔転写射出成形にて実現できるようになるので、近年重要視されている環境問題を解決することができる。
【００５４】
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２について説明する。但し、前述した実施の形態１と異なる点を説明して、実施の形態１と重複する説明は省略する。
【００５５】
まず、図７〜図９を用いて、実施の形態１において説明した箔転写射出成形工程のうち、図２に示す状態から図３の状態に至るまでのフィルム１３の状態の変化を、時間の経緯とともに、もう少し詳しく説明する。
【００５６】
図２に示す状態において、フィルム１３と可動ブロック１５と第２金型１２とによって密閉された空間へ圧縮気体の注入を開始すると、フィルム１３に完全に均一な圧力がかかり、図７に示すように、フィルム１３の全面が均一に伸びる。
【００５７】
その後、更にフィルム１３が伸びて、図８に示すように、第１金型１１の凹部１１ａの底面にフィルム１３が当接する。そのフィルム１３の第１金型１１と当接している部分２５は、フィルム１３と第１金型１１との摩擦力により、その他のフィルム１３の部位に比べて、伸び率が少なくなる。
【００５８】
そして、図９に示すように、第１金型１１の凹部１１ａの隅部１１ｂに向かってフィルム１３が伸びて、図３に示すように、フィルム１３は、完全に第１金型１１の凹部１１ａに沿った状態にプリフォームされる。したがって、第１金型１１の凹部１１ａの隅部１１ｂに対面するフィルム１３の部位の伸びが最後まで続くので、その部位の伸び量が他の部位に比べて大きくなる。
【００５９】
このように、前述した実施の形態１でも、フィルム１３の伸びに若干の不均衡が生ずる。
【００６０】
そこで、この実施の形態２では、図１０に示すように、第１金型１１の凹部１１ａの底部の少なくとも一部を可動入れ子２６によって構成し、圧縮気体を注入する際に、図示しないアクチュエータによって可動入れ子２６を駆動して、フィルム１３が伸びても金型に当接しないように後退させておき、フィルム１３が所定量伸びて、その一部が可動入れ子２６の後退によって生じた空間に到達した段階で、図１１に示すように元の位置に移動させ、フィルム１３を第１金型１１の凹部１１ａに沿うようにプリフォームする。
【００６１】
以上説明した実施の形態２によれば、フィルム１３を第１金型１１の凹部１１ａに沿わす際に、第１金型１１の凹部１１ａ側に伸びたフィルム１１が第１金型１１の凹部１１ａの底面に触れないように、第１金型１１の凹部１１ａの底部に設けた可動入れ子２６をフィルム１３から逃げる方向へ移動させるので、フィルム１３の全体をより均一に伸ばすことができる。つまり、成形品の隅部に対面するフィルム１３の部位も含めて均一に伸ばすことができるので、更にフィルム１３の伸びを均一にすることができる。したがって、前述した実施の形態１に比べて、より深絞りの成形品への適用が可能となる。
【００６２】
なお、以上説明した実施の形態１および２では、上型である第２金型１２のみが可動して、下型である第１金型１１に対して接近および離間する場合について説明したが、無論、下型である第１金型１１のみが可動する場合や、下型である第１金型１１と上型である第２金型１２が共に可動する場合も同様に実施することができる。
【００６３】
また、上記した実施の形態１および２では、金型の型開き時に、基材１３ｂから転写層１３ａが剥離して、転写層１３ａのみが成形品の表面に接着する場合について説明したが、無論、金型の型締め時にフィルムの必要部分を打ち抜き、基材ごと転写層を成形品の表面に接着させる場合も同様に実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明にかかる箔転写射出成形方法および箔転写射出成形装置、ならびに金型によれば、立体形状の成形品を箔転写射出成形しても、フィルムのしわや破れを抑制することができ、深絞り立体形状の成形品に有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１ 金型
２ 金型
３ 転写フィルム
４ パーティング面
５ エアー吸引部
６ キャビティ形成部
７ 吸気孔
１１ 第１金型
１１ａ 凹部
１１ｂ 隅部
１２ 第２金型
１２ａ 凸部
１２ｂ 樹脂注入路
１３ フィルム
１３ａ 転写層
１３ｂ 基材
１４ フィルム送り装置
１５ 可動ブロック
１６ バネ
１７ Ｏリング
１８ 気体注入路
１９ 加熱ヒータ
２０ 冷却水路
２１ 熱風ユニット
２２ キャビティ
２３ 溶融樹脂
２４ 成形品
２５ フィルムが金型と当接している部分
２６ 可動入れ子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金型と第２金型との間にフィルムを配置し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームし、前記第１金型と前記第２金型を型締めして、前記第１金型と前記第２金型によって形成される空間に、前記第２金型に設けられた樹脂注入路から樹脂を射出注入した後、前記第１金型と前記第２金型を型開きすることで、成形品を成形すると同時に、前記フィルムの転写層を前記成形品の表面に転写する箔転写射出成形方法であって、前記フィルムをプリフォームする際に、
前記第１金型と前記第２金型を接近させて、前記第２金型に設けられた枠状の可動ブロックを前記第１金型に当接させ、前記第１金型と前記第２金型との間に配置された前記フィルムと、前記第２金型と、前記可動ブロックとで、密閉された空間を形成し、
前記第２金型に設けられた気体注入路から前記密閉された空間に気体を注入して、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームする
ことを特徴とする箔転写射出成形方法。
【請求項２】
前記密閉された空間を形成する際に、前記第２金型に設けられた凸部を前記フィルムに接触させ、フィルム加熱手段によって加熱された前記第２金型の凸部の熱を前記フィルムへ伝熱させることを特徴とする請求項１記載の箔転写射出成形方法。
【請求項３】
前記密閉された空間への気体の注入開始後に、前記第２金型に設けられた冷却手段による冷却を開始することを特徴とする請求項２記載の箔転写射出成形方法。
【請求項４】
前記密閉された空間へ注入する気体として、熱風を用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の箔転写射出成形方法。
【請求項５】
前記密閉された空間に気体を注入する際に、前記第１金型に設けた可動入れ子を駆動して、前記第１金型の凹部の底面の少なくとも一部を後退させ、その後退により形成された空間内に前記フィルムの一部が到達した後に元の位置に戻し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の箔転写射出成形方法。
【請求項６】
第１金型と第２金型との間にフィルムを配置し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームしてから、前記第１金型と前記第２金型を型締めして、前記第１金型と前記第２金型によって形成される空間に、前記第２金型に設けられた樹脂注入路から樹脂を射出注入した後、前記第１金型と前記第２金型を型開きすることで、成形品を成形すると同時に、前記フィルムの転写層を前記成形品の表面に転写する箔転写射出成形装置であって、
前記第２金型に、前記第１金型と前記第２金型が接近すると前記第１金型に当接して、前記第１金型と前記第２金型との間に配置された前記フィルムおよび前記第２金型とともに、密閉された空間を形成する枠状の可動ブロックと、前記密閉された空間に気体を注入するための気体注入路と、を設け、
前記気体注入路から前記密閉された空間に気体を注入することによって、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームする
ことを特徴とする箔転写射出成形装置。
【請求項７】
前記第２金型に、前記密閉された空間が形成されるときに前記フィルムに接触する凸部と、その凸部を加熱するフィルム加熱手段と、を設け、前記第２金型の凸部に接触する前記フィルムを加熱することを特徴とする請求項６記載の箔転写射出成形装置。
【請求項８】
前記第２金型に冷却手段を設け、前記密閉された空間への気体の注入開始後に、前記冷却手段による冷却を開始することを特徴とする請求項７記載の箔転写射出成形装置。
【請求項９】
前記密閉された空間へ注入する気体に熱を与える気体加熱手段を備えることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の箔転写射出成形装置。
【請求項１０】
前記第１金型に、前記第１金型の凹部の底部の少なくとも一部を成す可動入れ子を設け、前記可動入れ子を後退させて、その後退により形成された空間内に、前記フィルムの一部が、前記密閉された空間への気体の注入によって到達した後に、前記可動入れ子を元の位置に戻し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームすることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の箔転写射出成形装置。
【請求項１１】
一対の第１金型と第２金型からなり、
前記第２金型に、
前記第１金型と前記第２金型が接近して前記第１金型に当接すると、前記第１金型と前記第２金型との間に配置されたフィルムおよび前記第２金型とともに、密閉された空間を形成する枠状の可動ブロックと、
前記密閉された空間に気体を注入するための気体注入路と、
前記第１金型と前記第２金型が型締めされて形成される空間に樹脂を注入するための樹脂注入路と、
を設けたことを特徴とする金型。
【請求項１２】
前記第２金型に、前記密閉された空間が形成されるときに前記フィルムに接触する凸部と、その凸部を加熱するフィルム加熱手段と、を設けたことを特徴とする請求項１１記載の金型。
【請求項１３】
前記第２金型に冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１２記載の金型。
【請求項１４】
前記第１金型に、前記第１金型の凹部の底部の少なくとも一部を成す可動入れ子を設けたことを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに記載の金型。
【請求項１】
第１金型と第２金型との間にフィルムを配置し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームし、前記第１金型と前記第２金型を型締めして、前記第１金型と前記第２金型によって形成される空間に、前記第２金型に設けられた樹脂注入路から樹脂を射出注入した後、前記第１金型と前記第２金型を型開きすることで、成形品を成形すると同時に、前記フィルムの転写層を前記成形品の表面に転写する箔転写射出成形方法であって、前記フィルムをプリフォームする際に、
前記第１金型と前記第２金型を接近させて、前記第２金型に設けられた枠状の可動ブロックを前記第１金型に当接させ、前記第１金型と前記第２金型との間に配置された前記フィルムと、前記第２金型と、前記可動ブロックとで、密閉された空間を形成し、
前記第２金型に設けられた気体注入路から前記密閉された空間に気体を注入して、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームする
ことを特徴とする箔転写射出成形方法。
【請求項２】
前記密閉された空間を形成する際に、前記第２金型に設けられた凸部を前記フィルムに接触させ、フィルム加熱手段によって加熱された前記第２金型の凸部の熱を前記フィルムへ伝熱させることを特徴とする請求項１記載の箔転写射出成形方法。
【請求項３】
前記密閉された空間への気体の注入開始後に、前記第２金型に設けられた冷却手段による冷却を開始することを特徴とする請求項２記載の箔転写射出成形方法。
【請求項４】
前記密閉された空間へ注入する気体として、熱風を用いることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の箔転写射出成形方法。
【請求項５】
前記密閉された空間に気体を注入する際に、前記第１金型に設けた可動入れ子を駆動して、前記第１金型の凹部の底面の少なくとも一部を後退させ、その後退により形成された空間内に前記フィルムの一部が到達した後に元の位置に戻し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームすることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の箔転写射出成形方法。
【請求項６】
第１金型と第２金型との間にフィルムを配置し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームしてから、前記第１金型と前記第２金型を型締めして、前記第１金型と前記第２金型によって形成される空間に、前記第２金型に設けられた樹脂注入路から樹脂を射出注入した後、前記第１金型と前記第２金型を型開きすることで、成形品を成形すると同時に、前記フィルムの転写層を前記成形品の表面に転写する箔転写射出成形装置であって、
前記第２金型に、前記第１金型と前記第２金型が接近すると前記第１金型に当接して、前記第１金型と前記第２金型との間に配置された前記フィルムおよび前記第２金型とともに、密閉された空間を形成する枠状の可動ブロックと、前記密閉された空間に気体を注入するための気体注入路と、を設け、
前記気体注入路から前記密閉された空間に気体を注入することによって、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームする
ことを特徴とする箔転写射出成形装置。
【請求項７】
前記第２金型に、前記密閉された空間が形成されるときに前記フィルムに接触する凸部と、その凸部を加熱するフィルム加熱手段と、を設け、前記第２金型の凸部に接触する前記フィルムを加熱することを特徴とする請求項６記載の箔転写射出成形装置。
【請求項８】
前記第２金型に冷却手段を設け、前記密閉された空間への気体の注入開始後に、前記冷却手段による冷却を開始することを特徴とする請求項７記載の箔転写射出成形装置。
【請求項９】
前記密閉された空間へ注入する気体に熱を与える気体加熱手段を備えることを特徴とする請求項６ないし８のいずれかに記載の箔転写射出成形装置。
【請求項１０】
前記第１金型に、前記第１金型の凹部の底部の少なくとも一部を成す可動入れ子を設け、前記可動入れ子を後退させて、その後退により形成された空間内に、前記フィルムの一部が、前記密閉された空間への気体の注入によって到達した後に、前記可動入れ子を元の位置に戻し、前記フィルムを前記第１金型の凹部に沿うようにプリフォームすることを特徴とする請求項６ないし９のいずれかに記載の箔転写射出成形装置。
【請求項１１】
一対の第１金型と第２金型からなり、
前記第２金型に、
前記第１金型と前記第２金型が接近して前記第１金型に当接すると、前記第１金型と前記第２金型との間に配置されたフィルムおよび前記第２金型とともに、密閉された空間を形成する枠状の可動ブロックと、
前記密閉された空間に気体を注入するための気体注入路と、
前記第１金型と前記第２金型が型締めされて形成される空間に樹脂を注入するための樹脂注入路と、
を設けたことを特徴とする金型。
【請求項１２】
前記第２金型に、前記密閉された空間が形成されるときに前記フィルムに接触する凸部と、その凸部を加熱するフィルム加熱手段と、を設けたことを特徴とする請求項１１記載の金型。
【請求項１３】
前記第２金型に冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１２記載の金型。
【請求項１４】
前記第１金型に、前記第１金型の凹部の底部の少なくとも一部を成す可動入れ子を設けたことを特徴とする請求項１１ないし１３のいずれかに記載の金型。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２５０３７９（Ｐ２０１２−２５０３７９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２２９９１（Ｐ２０１１−１２２９９１）
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１日（２０１１．６．１）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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