JP2011115955A - 複合品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】製造効率の向上によってコストダウンを図ることができるようにする。
【解決手段】厚みの薄い金属体２の一方の面に加飾シートＳによる加飾が施され、他方の面に樹脂部３が一体的に成形された複合品の製造方法であって、一対の成形型Ｋの間に、加飾シートＳと金属体２とを配置した状態で型締めを行い、金属体２の他方の面側に溶融樹脂３ａを射出して、溶融樹脂３ａの圧力で加飾シートＳと金属体２とを一方の成形型Ｋ１に押し付けて、金属体２の一方の面に加飾層Ｓａを形成すると共に、樹脂と金属とを成形型Ｋに沿った所期形状に一体化する。
【選択図】図４

Description

本発明は、厚みの薄い金属体の一方の面に加飾シートによる加飾が施され、他方の面に樹脂部が一体的に成形された複合品の製造方法に関する。

近年、本物志向の高まりにより、樹脂成形品においても、良好な質感や高級感が求められるようになり、樹脂部と、金属体とを組み合わせて形成される複合品が増えてきている。
従来、この種の複合品の製造方法としては、予め、所期の形状に成形（例えば、プレス成形等）した金属体を、一対の成形型の間に構成されるキャビティにセットした状態で、金属体の裏面側に、成形型のゲートから溶融樹脂を射出して、金属体の裏面に樹脂を密着させて一体化が図られていた（特許文献１参照）。
また、金属体の表面に加飾を施す場合には、上述のように一体化された複合品の表面に、後から加飾を実施していた。
即ち、金属体の成形工程、金属体と溶融樹脂との一体化工程、加飾工程の各工程によって複合品は製造されていた。

特開２００３−２００４５３号公報（図５）

上述した従来の複合品製造方法によれば、上述のように、製造工程が成形工程、一体化工程、加飾工程の三工程にわたることから、製造手間が掛かり、製品の製造効率が低いと共にコスト高になり易い問題点がある。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、製造効率の向上によってコストダウンを図ることができる「複合品の製造方法」を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、厚みの薄い金属体の一方の面に加飾シートによる加飾が施され、他方の面に樹脂部が一体的に成形された複合品の製造方法であって、
一対の成形型の間に、前記加飾シートと前記金属体とを配置した状態で型締めを行い、
前記金属体の他方の面側に溶融樹脂を射出して、前記溶融樹脂の圧力で前記加飾シートと前記金属体とを一方の成形型に押し付けて、前記金属体の一方の面に加飾層を形成すると共に、樹脂と金属とを前記成形型に沿った所期形状に一体化するところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、金属体の成形工程と、金属体と溶融樹脂との一体化工程と、金属体への加飾工程との各工程を、成形型内で一度にまとめて実施することができる。
即ち、溶融樹脂の圧力で加飾シートと金属体とを一方の成形型に押し付けるから、それに伴って、金属体を、成形型に沿う所期形状に変形させることができる。
また、成形型と金属体との間には、加飾シートが介在しているから、前記溶融樹脂の射出圧力によって加飾シートが金属体と一体化される。
更には、溶融樹脂と金属体を所期形状に成形すると共に、金属体と加飾シートとを圧着させた前記溶融樹脂は、その圧力の作用で金属体とも強固に一体化され、前記金属体と加飾シートと樹脂部とが一体となった前記複合品を、一つの射出工程によって製造することができる。
その結果、前記複合品の製造効率の向上と共に、コストダウンを図ることができるようになった。

本発明の第２の特徴構成は、型締めの際に用いる位置決めピンと、前記位置決めピンが嵌合して双方の位置を決める位置決め用穴とを振り分けて形成した前記成形型と前記金属体とを用いて型締めを行うところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、位置決めピンと位置決め用穴とが嵌合するように金属体を成形型にセットするだけで、互いの相対位置が決まり、成形型内での金属体の位置ずれを防止することができる。
本発明においては、溶融樹脂を型内に射出して、金属体を射出圧力で成形型に押し付けながら所期の形状に成形するから、金属体の位置を拘束していない場合は、成形型内での樹脂圧力で金属体が位置ずれする危険性がある。
本発明の特徴構成によれば、前記位置決めピンと位置決め用穴とで金属体の位置ずれを防止できるから、金属体を成形型内の予定位置に納まる状態に成形することが可能となる。その結果、製品の不良品発生率を低下させることができる。

本発明の第３の特徴構成は、前記溶融樹脂の射出は、前記金属体の重心位置にゲートを配置して行うところにある。

ゲートから射出される溶融樹脂は、キャビティの末端部に向かって流動しながら拡がり、前記金属体へ圧力を作用させる。従って、金属体を成形型に沿う所期形状に成形するにあたっては、前記溶融樹脂の流動方向に沿って金属体も拡げられていく。
本発明の第３の特徴構成によれば、金属体の重心位置にゲートを配置してあるから、比較としてゲートが偏芯している場合に比べて、ゲート位置から金属体の縁部までの距離のバラツキを少なくできる。
従って、溶融樹脂の流動によって外周側へ拡げられる金属体も、放射状に均等に広がり易くなる。その結果、金属体の位置が偏ることを防止でき、より精度の高い複合品を製造することができるようになる。

製造された複合品を示す一部切欠き斜視図 一体品の配置状況を示す斜視図 複合品の製造手順を示す断面図 複合品の製造手順を示す断面図 別実施形態の加飾シートを示す説明断面図 別実施形態の複合品の製造状況を示す斜視図 別実施形態の複合品の製造状況を示す断面図

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の複合品製造方法によって形成した複合品１を示すもので、例えば、携帯電話等の電子機器の外装材として使用することができる。
当該複合品１は、厚みの薄い金属体２の一方の面に加飾シートＳによる加飾が施され、他方の面に樹脂部３が一体的に成形されている。

前記複合品１は、図１に示すように、角をまるめた矩形のお盆形状に成形してある。お盆形状の下面にあたる面が複合品１の表面にあたり、前記加飾シートＳによる加飾層Ｓａが形成されている。また、お盆形状の上面にあたる面が前記樹脂部３として形成されている。
加飾層Ｓａにおいては、例えば、文字やデザインマークや色彩等の加飾が施されている。本実施形態においては、加飾層Ｓａは、金属体２の表面の全域を覆う状態に設けられている。

前記複合品１の製造は、左右に対向配置の一対の成形型Ｋの間に、前記加飾シートＳと前記金属体２との一体品Ｐを配置した状態（図２参照）で型締め（第１成形型Ｋ１と第２成形型Ｋ２どうしを密接状態に合わせる）を行い（図３参照）、前記金属体２の他方の面側に溶融樹脂３ａを射出して、前記溶融樹脂３ａの圧力で前記加飾シートＳと前記金属体２とを前記第１成形型Ｋ１に押し付けて、前記金属体２の一方の面に加飾層Ｓａを形成すると共に、樹脂と金属とを成形型Ｋに沿った所期形状に一体化するものである（図４参照）。

前記成形型Ｋは、図４に示すように、複合品１の表面側に位置する第１成形型Ｋ１（一方の成形型に相当）と、裏面側に位置する第２成形型Ｋ２とで構成してあり、両成形型どうしを密接させることで、両型の間にキャビティＶを形成できるように構成してあり、キャビティＶに前記一体品Ｐを位置させた状態で加熱された溶融樹脂３ａを充填して硬化させることで所定形状の複合品１を形成できる。
当該実施形態においては、第１成形型Ｋ１に、複合品１の表面形状に対応する凹面形状部Ｋ１ａが形成されている一方、第２成形型Ｋ２には、複合品１の裏面形状に対応する凸面形状部Ｋ２ａが形成されている。

前記第１成形型Ｋ１の前記凹面形状部Ｋ１ａの外周部分は、図２に示すように、両成形型Ｋを密接させた状態で前記一体品Ｐを挟圧しないための段部Ｋ１ｂを全周にわたって形成してある。
この段部Ｋ１ｂを設けてあることで、第２成形型Ｋ２の対応部との間に、前記一体品Ｐの厚み寸法以上の隙間が確保され（図３参照）、前記一体品Ｐの面に沿う方向の移動を、ある程度の範囲において許容できる。従って、キャビティＶへの溶融樹脂３ａの射出に伴って、前記一体品Ｐが、溶融樹脂３ａの流れに沿って移動したり延びたりすることができ、一体品Ｐにシワが発生するのを防止し易くなる。
また、前記凹面形状部Ｋ１ａの前記段部Ｋ１ｂの上縁部の二ヵ所には、図２に示すように、前記一体品Ｐに形成した位置決め用穴４に遊嵌自在な位置決めピン５が、それぞれ設けてある。
この位置決めピン５に前記一体品Ｐの位置決め用穴４が外嵌する状態に前記一体品Ｐを設置することで、形成型Ｋに対する前記一体品Ｐの仮り止めを図ることができる。尚、位置決め用穴４と位置決めピンとは、遊嵌状態であるので、ある程度の余裕があり、前記一体品Ｐの面に沿う方向の移動を許容できる。

前記第２成形型Ｋ２には、前記樹脂部３に相当する範囲のほぼ中央部に開口する状態に、溶融樹脂の射出を行うゲートＧを形成してある。ゲートＧは、他の部分には形成せずに、この位置に唯一設けてある。即ち、当該実施形態においては、金属体２の重心位置にゲートＧが配置されている。

因みに、成形型Ｋには、図には示さないが、適温を維持するための温度維持手段や、空気抜き孔や、成形品の抜きだし手段等が設けられてある。前記温度維持手段によれば、キャビティＶ内に注入された溶融樹脂３ａが、好ましい状態で行き渡り且つ硬化できるように温度環境を維持できる。

前記一体品Ｐは、前述のとおり、厚みの薄い金属体２の一方の面に加飾層Ｓａを、例えば、接着等の手段によって一体に設けて構成してある。従って、加飾シートＳの図柄等と金属体２との位置合わせは、加飾シートＳと金属体２との双方がフラットの状態のままで行うことができる。そのため、製造される複合品の表面が立体形状であっても、図柄等と金属体との位置合わせを精度よく行うことができる。
前記金属体２は、図２に示すように、矩形形状に形成してあり、上縁部分には、前記位置決めピン５に対応する延出部２ａが各別に設けてある。この延出部２ａに、前記位置決め用穴４が形成してある。
金属体２は、本実施形態においては、厚み０．３ｍｍ以下のアルミニウム板を例に挙げている。但し、金属体２は、アルミニウム板に限るものではなく、その他の素材であってもよく、軟らかく展性の高い素材で薄肉に形成してあるのが好ましい。

次に、複合品１の製造手順について図２〜４に示す。
［１］予め、金属体２の一方の面に加飾層Ｓａを一体化した前記一体品Ｐを形成しておき、その一体品Ｐを、第１成形型Ｋ１の凹部空間に配置すると共に、位置決めピン５に対して位置決め用穴４を嵌合させて仮止め状態にセットする（図３参照）。
この時、加飾層Ｓａが、第１成形型Ｋ１側に位置する向でセットする。
［２］両成形型Ｋを密接するまで近接させて型締めを行う。
［３］ゲートＧからキャビティＶに溶融樹脂３ａを注入する。溶融樹脂３ａは、前記一体品Ｐを第１成形型Ｋ１側に押圧しながら、キャビティＶ内を外周側に向かって拡がっていき、キャビティＶを埋め尽くす（図４参照）。この注入圧によって、前記一体品Ｐを第１成形型Ｋ１の凹面形状部Ｋ１ａに沿う形状にプレスすると共に、金属体２と加飾層Ｓａとの一体性を更に増すことができる。
更には、溶融樹脂３ａと金属体２との一体性も確保することができる。尚、金属体２の前記樹脂部３側の面には、図には示さないが、予め、両者の接着性を向上させるための接着層を設けておくのが好ましい。
［４］溶融樹脂３ａの硬化に伴って可動型Ｋどうしを離間させると共に、固定型Ｋの抜き出し手段（不図示）を使用して複合品１の脱型を図る。
［５］前記第１成形型Ｋ１の段部Ｋ１ｂにおいて硬化した部分を、バリとして撤去する。

当該実施形態の複合品製造方法によれば、金属体２の成形工程と、金属体２と溶融樹脂３ａとの一体化工程と、金属体２への加飾工程との各工程を、成形型Ｋ内で一度にまとめて実施することができ、前記複合品１の製造効率の向上と共に、コストダウンを図ることができる。
また、成形型Ｋ内での一体品Ｐの仮固定は、前記位置決めピン５と位置決め用穴４とによって実施されており、溶融樹脂３ａの注入に伴う一体品Ｐの位置ずれを防止できるから、製品の不良品発生率を低下させることができる。
更に、ゲートＧの配置を、樹脂部３のほぼ中央に設定してあることで、溶融樹脂３ａの注入段階での金属体２の偏りを防止でき、より精度の高い複合品１を製造することができるようになる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉 前記複合品１は、先の実施形態で説明した形状、材質に限るものではなく、適宜変更が可能である。
〈２〉 前記成形型Ｋへの金属体２の仮固定機構は、先の実施形態で説明したように第１成形型Ｋ１に設けた位置決めピン５と、金属体２に形成した位置決め用穴４との組合せに限るものではなく、例えば、第１成形型Ｋ１に位置決め用穴４を、金属体２に位置決めピン５を形成するものであってもよい。また、第２成形型Ｋ２に対して金属体２を仮固定できるように構成するものであってもよい。
更には、ピンと穴との仮固定構造に替えて、両成形型Ｋの間に、金属体２を吊り支持する別体の支持具を位置させて仮固定するものであってもよい。
尚、両成形型Ｋを、左右に対向配置することに替えて、上下に対向配置する場合には、下側に配置される成形型の上に、金属体２を載置するだけで仮固定ができるから、必ずしも、仮固定機構を設ける必要はない。
〈３〉 前記加飾シートＳは、先の実施形態で説明したように、加飾層Ｓａのみで構成されたものに限らず、例えば、基体層Ｓｂの上に加飾層Ｓａを備え、金属体２の表面に前記加飾層Ｓａを転写するように構成されたものであってもよい。
この場合、金属体２に予め加飾シートＳを接着しておくことに替えて、例えば、図５に示すように、両成形型Ｋ間に、図外の送り機構によって適時、送り込まれるように加飾シートＳを構成しておくものであってもよい。送り込まれた加飾シートＳは、型締めの後、溶融樹脂３ａの注入圧力で、金属体２を成形型Ｋの形状に沿って変形させる際に、金属体２と成形型Ｋとに挟圧されて、金属体２の一方の面に、加飾シートＳの加飾層Ｓａを転写できるように構成してもよい。
また、加飾シートＳは、先の実施形態で説明したように金属体２の全面にわたって設けられるものに限らず、図６に示すように、金属体２の一部にのみ設けられる場合もある。
〈４〉 前記複合品１は、先の実施形態で説明したように、樹脂部３の全面に金属体２が設けてあるものに限らず、例えば、樹脂部３の一部に金属体２が設けられたものや、樹脂部３の一部を除いて金属体２が設けられたものや、樹脂部３の複数箇所に各別に金属体２が設けてあってもよい（図７参照）。
また、金属体２とゲートＧとの位置関係については、先の実施形態で説明したように、金属体２の重心位置にゲートＧを配置することに限らず、金属体２の形状や、樹脂部３に対する金属体２の箇所数や位置関係等によっては、金属体２の重心位置を外してゲートを配置したり、サイドゲートや多点ゲート（図７参照）を採用するものであってもよい。
〈５〉 金属体２と樹脂部３との接着は、先の実施形態では、溶融樹脂３ａの射出時に同時に行うことを説明したが、例えば、溶融樹脂３ａに金属体２との接着性が低いものを使用して、射出成形時には、金属体２と樹脂部３とを接着させず、成形後に、金属体２と樹脂部３とを接着一体化して複合品１を形成する方法を採ることも可能である。この場合、射出成形時に一体化を図った複合品に比べて、反りを少なくし易い。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

２ 金属体
３ 樹脂部
３ａ 溶融樹脂
４ 位置決め用穴
５ 位置決めピン
Ｇ ゲート
Ｋ 成形型
Ｋ１ 第１成形型（一方の成形型）
Ｓ 加飾シート
Ｓａ 加飾層

Claims (3)

1. 厚みの薄い金属体の一方の面に加飾シートによる加飾が施され、他方の面に樹脂部が一体的に成形された複合品の製造方法であって、
   一対の成形型の間に、前記加飾シートと前記金属体とを配置した状態で型締めを行い、
   前記金属体の他方の面側に溶融樹脂を射出して、前記溶融樹脂の圧力で前記加飾シートと前記金属体とを一方の成形型に押し付けて、前記金属体の一方の面に加飾層を形成すると共に、樹脂と金属とを前記成形型に沿った所期形状に一体化する複合品の製造方法。
2. 型締めの際に用いる位置決めピンと、前記位置決めピンが嵌合して双方の位置を決める位置決め用穴とを振り分けて形成した前記成形型と前記金属体とを用いて型締めを行う請求項１に記載の複合品の製造方法。
3. 前記溶融樹脂の射出は、前記金属体の重心位置にゲートを配置して行う請求項１又は請求項２に記載の複合品の製造方法。

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