JP2002166700A

JP2002166700A - 大型プラスチックスの３次元形状加飾法

Info

Publication number: JP2002166700A
Application number: JP2000359575A
Authority: JP
Inventors: Hiroko Kondo; 浩子近藤
Original assignee: Leonald Kurz & Co GmbH
Current assignee: Leonald Kurz & Co GmbH
Priority date: 2000-11-27
Filing date: 2000-11-27
Publication date: 2002-06-11
Also published as: TW550190B

Abstract

(57)【要約】【課題】比較的高さの高い形状の成形品に、平面状の
熱転写箔を良好に密着させ、熱転写を行う加飾方法を提
供する。【解決手段】受け治具５の横に、面状ヒーター１７を
設置し、熱転写箔７を部分的に加熱して伸ばすととも
に、成形ラバー金型３の側面に形状カッター１９を固定
して成形ラバー金型が下降端に到達する直前に熱転写箔
を切断する切断機構を取り付けることにより、熱転写箔
を良好に成形品６に良好に密着させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明はプラスチックス成形
品の加飾に用いる方法に関し、さらに詳しくは３次元形
状を有する大型プラスチックス成形品の表面に、熱転写
箔を被せて、周囲をクランプし、真空脱気によって箔を
成形品形状に添わせた後、成形ラバー金型をアップダウ
ンして、加飾を行なう熱転写技術、いわゆる３次元ホッ
トスタンプ加飾技術に関するものである。

【０００１】

【従来の技術】大型プラスチックス成形品（以下、成形
品と称する）の表面加飾を施す方法として熱転写箔を成
形品に被せ、箔押さえ板（以下箔クランプと称する）で
熱転写箔の周囲を押さえてから、真空吸引によって熱転
写箔を成形品に添わせた後、成形品と同様の形状をして
おり、かつ加熱されている『成形ラバー金型』をアップ
ダウンすることによって、熱転写箔の絵柄を成形品表面
に転写加飾する方法が存在する。この方法は３次元ホッ
トスタンプと称する。以下にこの技術を具体例を用いて
詳述する。

【０００２】まず被加飾物として図１に示すような成形
品が上げられる。この成形品の大きさは、長さ９００m
m、幅３００mm、高さ５０mm、壁面高さ２５mmである。
一方、ホットスタンプするための成形ラバー金型の外観
および断面図を図２、３に示す。これに棒状ヒータ９を
差し込み、図４に示すようにアップダウン機構を有する
スタンプ装置に取り付ける。当スタンプ装置はスライド
テーブル４を有し、その内面には成形品形状に合わせて
製作されたアルミニウム製の製品固定用の受け治具５
（以下受け治具と称する）が配置されている。

【０００３】以上のような金型・受け治具および装置に
ついて、まず、成形品６を図４に示すように受け治具５
の上に固定する。この際、熱転写箔７は箔チャックによ
って１回分スライドテーブルの入るべきスペースの上に
セットされている。次に図５の状態までスライドテーブ
ルを成形ラバー金型の下部に移動させ、箔クランプ８を
下降させて熱転写箔７を固定する。そして箔切断カッタ
ーによってロール側の熱転写箔７の切断が行われる。つ
ぎに真空ポンプを用いて受け治具５および成形品６の含
まれる部屋１０の空気を取り除くことによって、熱転写
箔７を成形品６に密着させる。充分に熱転写箔７を密着
させた後、成形ラバー金型３を図６に示すように降下さ
せることによって熱と圧力を加え、成形品６への図柄の
転写を行う。その後、成形ラバー金型３を図７のように
上昇させてから、図８に示すようにスライドテーブル４
の位置を移動し、熱転写箔７を成形品６の表面より剥離
した後、加飾された成形品６を取り出す。もちろん熱転
写箔７の剥離は、成形品６を受け治具５より取り出した
後に行っても良い。熱転写箔７の剥離後に、格子部分に
箔バリが残っている場合は、スポンジなどで格子部分を
擦った後に掃除機を掛け、仕上げを行う。付け加えれ
ば、箔ロールを用いて、連続的に熱転写箔７を供給し、
転写後箔剥がし棒にて熱転写箔７を剥離する方法も、量
産方法としてすでに実施されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】３次元ホットスタンプ
を行って、量産加飾できる成形品の形状には、限界があ
る。なぜならば前述のような方法で、３次元形状を有す
る大型プラスチックス成形品の表面に、熱転写箔を用い
たホットスタンプによる加飾を行うのであるが、二次元
平面である熱転写箔を、三次元立体構造の成形品に密着
させる必要があるため、側面の壁はあまり高く取ること
ができない。真空吸引時に図３０のように、側面端部ま
で熱転写箔が密着しない状態で成形ラバー金型を下降さ
せると、成形ラバー金型が、下降端すなわち成形品表面
に達する前に、成形品外周の熱転写箔に触れてしまい、
熱転写箔が破れてしまう（以下、箔割れと称する）。そ
の結果、真空が破壊され熱転写箔は成形品に密着した状
態ではなくなり、均一な加飾はできなくなる。具体的に
は、大きな密着不良や、無数のしわの発生が起こる。以
上のような状態であるので、従来方法で３次元ホットス
タンプ加飾が可能な形状には、限界がある。これは形状
要素の組合わせで判断されるので、いちがいに定義する
事は困難である。しかしながら次の４要素の組合わせに
より、推定する事はできる。すなわち、(1)サイド壁面
形状高さｈ₁、(2)製品トップからサイド端部までの距離
ｈ₂、(3)サイド壁面と水平面の角度α、および(4)サイ
ド壁面と水平面の交点Ｒの大きさ、などである。またサ
イド形状は、徐々に形状が変化している場合もあるので
一概に数字のみで判断できない場合もある。たとえば、
量産をおこなった形状のうち、問題が発生しなかった形
状の一例を図面にて詳述すると、次のようになる。すな
わちサイド立上がり部分は、図９ないし図１２に示すよ
うに、比較的なだらかな形状であり、角度αは、鈍角で
ある。

【０００５】しかしながらエアコングリルデザインの変
化により、図１３ないし図１６および、図１７ないし図
２０に示すように、製品トップから成形品側面端部まで
の距離ｈ₂が大きくなり、側面壁面形状深さｈ₁が深い形
状の製品が出現するようになった。そしてこのような、
より深い形状のエアコングリルに、本法にて絵柄加飾し
たいと要望が、客先より多く出てきた。

【０００６】従来法で加飾を行なうと、図９ないし図１
２の形状であれば、真空吸引時に熱転写箔を成形品側面
端部まで密着させることができる。そして、成形ラバー
金型を下降させることによって、柄を均一に成形品に転
写することができる。

【０００７】しかしながら図１３ないし図１６の形状に
なると、真空吸引時に熱転写箔が成形品側面端部まで達
する事が困難となり、前述のように箔割れが生じ、３次
元ホットスタンプ加飾は不可能となる。

【０００８】長時間、成形ラバー金型の直下に熱転写箔
を位置させ、加熱を充分に行い、真空吸引時に熱転写箔
がより伸長しやすくさせる方法も考えられた。しかしな
がら、クランプ板下降後に熱転写箔が成形品と接触する
ことにより、瞬時に冷却されてしまう。また、一般的に
成形品（ＨＩＰＳ，ＡＢＳ）の熱変形温度は１００℃以
下であり、箔（ＰＥＴフィルム）の熱変形温度である１
２０℃より低いので、真空吸引時に熱転写箔と成形品を
一緒に加熱する事はできない。以上より真空吸引時に、
ＰＥＴフィルムのみを形状ラバー金型で、加熱・伸長さ
せる事は困難であった。

【０００９】図１７ないし図２０の形状の成形品でも、
成形ラバー金型が、降りきって箔絵柄が熱転写される前
に、すなわち、成形ラバー金型が下降端に達する前に、
伸ばされた熱転写箔に接触し、箔が破れることによって
真空破壊が発生し、絵柄転写自体が不可能となり、図２
１に示すような密着不良と、しわが発生した。また、箔
の引き裂き強度が充分であり、運よく箔割れによる真空
破壊が発生しなくても、図２２に示すような端部の密着
不良や、図２３に示すような、輪状の傷が発生する事に
より、良品は得られなかった。この輪状の傷は、温めら
れた箔が成形ラバー金型上昇後、再冷却され、収縮する
ことによって成形品に残る、箔の収縮跡である。

【００１０】以上のように、２次元である熱転写箔を、
３次元形状である成形品に密着させることには限界があ
り、限られた形状でなければ、量産することは不可能で
あった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、以上の状況
および技術的問題点を十分踏まえた上で、鋭意研究の結
果、より深い３次元形状を有する大型プラスチックス成
形品の表面に、熱転写箔と成形ラバー金型を用いて加飾
を行う方法を発明するに至ったのである。本発明の構成
および手順概略を以下に順を追って説明する。

【００１２】まず、請求項１に示すところの第一発明に
ついて説明する。図１３ないし図１６の形状に対する対
応であるが、図２４および図２５のように成形品６の側
面部分の受け治具横に、面状ヒーター１７を設置する。
この面状ヒーター１７で、熱転写箔を加熱することによ
って、真空吸引時に熱転写箔を部分的に温め、伸ばし、
成形品に密着させる。成形ラバー金型は、従来通りの構
成で良い。

【００１３】次に、請求項２に示すところの第二発明に
ついて説明する。図１７から図２０の形状に対する対応
であるが、第一発明のみでは熱転写箔は、成形品側面端
部まで、達することはできない。図２６のように、成形
ラバー金型の側面部に形状カッターを固定し、成形ラバ
ー金型が下降端に達する直前に、熱転写箔を切断する機
構を取り付ける。なお、成形品端部における成形ラバー
と、箔表面の滑りが悪い場合はシリコングリスなどの潤
滑材を塗布する。

【００１４】本発明は以上のような構成であるので、深
い形状の３次元曲面を持つプラスチックス成形品のホッ
トスタンプ加飾において、次の作用が確認される。第一
発明では、面状ヒーターで成形品に密着させたい部分近
傍の熱転写箔を加熱することにより、熱転写箔を部分的
に伸ばし、真空吸引とあいまって、より深い形状の側面
に熱転写箔を密着させる事が可能となる。第二発明で
は、真空吸引で限界まで伸長されている熱転写箔を、成
形ラバー金型が下降端に達する直前で切断することが、
可能となる。切断後は熱転写箔の張力はゼロとなり、図
２６に示すような深い形状の成形ラバー金型が覆い被さ
ってきて、熱転写箔が限界まで伸ばされ、その後再収縮
しても、箔の戻りが見られる事はない。第三発明では、
成形ラバー表面と熱転写箔表面との滑りを良くし、より
確実な熱転写が行うことができる。具体的には、塗布し
ないばあいより端部密着性が向上する。

【００１５】

【発明の効果】以上の作用によって次のような主な効果
が得られる。第一発明では面状ヒーターによる加熱によ
って、熱転写箔を伸ばして成形品に密着させたい近傍部
分のみを、選択的に加熱・伸長する事ができる。これに
より、熱転写箔が成形品端部まで密着し、成形ラバー金
型下降時に成形ラバー金型と箔Ｒ部分の衝突を防ぐ事が
でき、良好な加飾が行える。第二発明では、成形ラバー
金型に形状カッターを用いて、熱転写直前に箔を切断す
ることによって、真空吸引によって伸長させられている
箔のテンションを、無くす事ができる。その結果、成形
品端部まで熱転写箔の絵柄が転写され、図２２に掲げる
ような不良は発生しない。また、熱転写後に、成形ラバ
ー金型が上昇しても、熱転写箔の再収縮が原因である図
２３に掲げるようなリング状の傷の発生は、見られな
い。通常第二発明を適応する形状を持つ成形品は、第一
発明も併用する。そのため、熱転写箔は成形品に密着し
た状態を保持しながら、転写直前に箔が切断されるの
で、加飾された成形品にしわの発生も見られず良好な加
飾が行える。

【００１６】第三発明では、第一発明および第二発明に
併用することによって、より良好な３次元加飾を行うこ
とができる。以上のように、第一発明・第二発明・第三
発明を三次元ホットスタンプ加飾技術に適応することに
よって、今まで加飾困難と思われていた深物形状の３次
元形状を持った、成形品にホットスタンプ加飾すること
ができるようになった。そして、図１３ないし図２０に
示す通りの形状の成形品について本発明法を用いて、量
産加飾することができた。

【００１７】

【発明の実施の形態】本発明の大型プラスチックスの３
次元形状加飾法ついて、図面を参照しながら具体的に説
明する。なお、図９ないし図１２，図１３ないし図１６
および図１７ないし図２０に掲げた成形品の側面形状に
付いて、ｈ₁・・・側面全高，ｈ₂・・・側面面高，α°
・・・側面角度を図３６に表で示す。まず、第一発明の
みの実施例に付いて説明する。成形品は図６に示す形状
を持つ、エアコングリルである。この成形品の大きさ
は、長さ８００mm、幅２００mm、高さ４４mm、壁面高さ
２３mmである。

【００１８】熱転写箔吸引時の状態について図面にて説
明する。熱転写箔は、真空吸引前は、図２８のような状
態となっている。次に、従来方法による真空吸引では図
２９のような状態となり、熱転写箔７は成形品６の端部
まで達することはない。図３１に示すように、成形品６
横に面状ヒーター１７（以下、サイドヒーターと称す
る）を設置した状態では、真空吸引を行うと、熱転写箔
７が部分的に加熱され伸長することによって、成形品６
端部にまで、熱転写箔７を密着させることができる。

【００１９】以上のような状態であるので、成形ラバー
金型２を下降させ、絵柄の熱転写を行うと、従来法では
図３０のように下降途中で、成形ラバー金型２に位置す
る成形ラバーの端部が熱転写箔７にぶつかり、熱転写箔
７が破れ、真空破壊が起こる。付け加えれば、成形ラバ
ー３部分は、１８０℃に加熱されているので、ポリエチ
レンテレフタレートフィルムでできている熱転写箔７の
フリー部分に衝突すると、瞬時に熱転写箔７は破損す
る。

【００２０】一方、本発明を用いたところの図３２の状
態では、熱転写箔７が充分に成形品の下端まで降り切っ
ているので、成形ラバー金型２を下降させても真空破壊
が起きず、良好な絵柄転写が行える。なお、面状ヒータ
ー１７にはシリコンラバーヒーターを用いた。

【００２１】付け加えれば、形状の厳しい部分の成形ラ
バー３表面にシリコングリースなどを塗布することによ
って、成形ラバー３表面と、熱転写箔７間の摩擦係数を
小さくすれば、さらに良好な絵柄転写を行うことができ
る。このように、本発明における第一発明を用いた方法
で、図１３ないし図１６に示す形状のエアコングリルに
対して、木目模様加飾を行なったところ、良好な結果が
得られた。

【００２２】次に第一発明と、第二発明の併用をおこな
った実施例に付いて説明する。成形品は図１７ないし図
２０に示す形状を持つエアコングリルである。この成形
品の大きさは、長さ８００mm、幅２７０mm、高さ１１５
mm、壁面高さ３０mmである。図３６に示すように、成形
品側面角度αが極めて小さい形状であると、面状ヒータ
ー１７を用いて熱転写箔７を部分的に伸ばし、成形品６
端部まで添わせても、熱転写加飾後に熱転写箔７の収縮
によって図２３のような、輪状の傷が残る事は前述し
た。

【００２３】第二発明の実施例として図３３に成形品中
央における断面図を示す。熱転写箔７は、真空吸引によ
って成形品６に密着している。成形ラバー金型３を下降
させ、成形ラバー３が成形品６の表面に到達する寸前
に、形状カッター１９の刃先が、熱転写箔７に触れ、切
断する。その直後に成型ラバー２が成形品６の表面に達
し、熱転写箔７の絵柄が転写される。さらに詳述する
と、熱転写箔７は、切断前には成形品６にしわのない状
態で密着させられており、切断直後にしわが発生する前
に成形ラバー２によって、成形品へ絵柄が転写されるの
で、加飾された成形品６に、しわはみられない。さら
に、成形ラバー金型２が上昇するときには、図３５のよ
うに、熱転写箔７は切断されているので、無理に伸ばさ
れている熱転写箔の収縮による輪状の傷は、成形品側面
に発生しなかった。なお、本法では熱転写箔が切断され
るため、巻取法は使用できない

【００２４】このように、本発明における第一発明と第
二発明を用いた方法で、図１３ないし図１６に示す形状
のエアコングリルに対して、木目模様加飾を行なったと
ころ良好な結果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の３次元ホットスタンプを行うことによっ
て、有効な表面加飾を行うことができる成形品の１例の
斜視図である。

【図２】従来の３次元ホットスタンプを実施するために
作成した成形ラバー金型の斜視図である。

【図３】従来の３次元ホットスタンプを実施するために
作成した成形ラバー金型の断面図である。

【図４】従来の３次元ホットスタンプ法にて、成形ラバ
ー金型を用いて大型プラスチックス成形品の加飾を行う
際の一状態を示す図である。

【図５】従来の３次元ホットスタンプ法にて、成形ラバ
ー金型を用いて大型プラスチックス成形品の加飾を行う
際の別の状態を示す図である。

【図６】従来の３次元ホットスタンプ法にて、成形ラバ
ー金型を用いて大型プラスチックス成形品の加飾を行う
際のさらに別の状態を示す図である。

【図７】従来の３次元ホットスタンプ法にて、成形ラバ
ー金型を用いて大型プラスチックス成形品の加飾を行う
際のさらに別の状態を示す図である。

【図８】従来の３次元ホットスタンプ法にて、成形ラバ
ー金型を用いて大型プラスチックス成形品の加飾を行う
際の一状態を示す図である。

【図９】従来の３次元ホットスタンプ法にて、量産をお
こなった成形品を表す斜視図である。

【図１０】上記成形品の一部を表す平面図である。

【図１１】上記成形品を表す側面図である。

【図１２】上記成形品の一部を表す正面図である。

【図１３】本発明の請求項１に示す第一発明を用いて、
量産をおこなった成形品を表す斜視図である。

【図１４】上記成形品の一部を表す平面図である。

【図１５】上記成形品を表す側面図である。

【図１６】上記成形品の一部を表す正面図である。

【図１７】本発明の請求項１に示す第一発明、本発明の
請求項２に示す第二発明を併用して、３次元ホットスタ
ンプ法にて、量産をおこなった成形品を表す斜視図であ
る。

【図１８】上記成形品の一部を表す平面図である。

【図１９】上記成形品を表す側面図である。

【図２０】上記成形品の一部を表す正面図である。

【図２１】図１７ないし２０に示す成形品に付いて本発
明の請求項２に示す第二発明を用いずに３次元ホットス
タンプを行った場合に発生する不良を表す側面図であ
る。

【図２２】図１７ないし２０に示す成形品に付いて本発
明の請求項２に示す第二発明を用いずに３次元ホットス
タンプを行った場合に発生する不良を表す側面図であ
る。

【図２３】図７に示す成形品に付いて本発明の請求項２
に示す第二発明を用いずに３次元ホットスタンプを行っ
た場合に発生する不良を表す側面図である。

【図２４】本発明の請求項１に示す第一発明の実施例で
ある加飾法を実行する加飾装置の一部を示す平面図であ
る。

【図２５】図２４における正面図である。

【図２６】本発明の請求項２に示す第二発明の実施例の
正面図である。

【図２７】本発明の請求項２に示す第二発明の実施例の
成形ラバー金型を示す側面図である。

【図２８】熱転写箔吸引前の状態の正面図である。

【図２９】従来法による、真空吸引中の状態の正面図で
ある。

【図３０】図２９における真空吸引中に成形ラバー金型
を下降させた状態を示す正面図である。

【図３１】本発明の請求項１に示す第一発明を実施した
場合の真空吸引中の状態の正面図である。

【図３２】図３０における真空吸引中に成形ラバー金型
を下降させた状態示す正面図である。

【図３３】本発明の請求項２に示す第二発明の実施例の
うち真空吸引中を示す断面図である。

【図３４】図３３における熱転写加飾直前を示す断面図
である。

【図３５】図３３における熱転写加飾終了、成形ラバー
金型上昇後を示す断面図である。

【図３６】図９ないし図２０に掲げた成形品の側面形状
に付いて示す表である。

【符号の説明】

１・・・格子２・・・成形ラバー３・・・成形ラバー金型４・・・スライドテーブル５・・・受け治具６・・・成形品７・・・熱転写箔８・・・箔クランプ９・・・棒状ヒータ１０・・・真空脱気をする部分１１・・・側面部分１２・・・格子部分１３・・・密着不良部分１４・・・しわ１５・・・細かいしわが発生する部分１６・・・熱転写箔再収縮時に発生するリング状の傷１７・・・面状ヒーター１８・・・面状ヒーター受け１９・・・形状カッター２０・・・形状カッター固定用ボルト２１・・・スペーサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３次元形状を有する大型プラスチックス成
形品の表面に、熱転写箔を被せて、周囲をクランプし、
真空脱気によって箔を成形品形状に添わせた後、成形ラ
バー金型をアップダウンして、加飾を行なう技術におい
て、受け治具の周囲に、面状ヒーターを配置して、熱転
写箔を加熱し、延ばすことによって、より深い形状の成
形品の加飾を可能とする方法。
【請求項２】３次元形状を有する大型プラスチックス成
形品の表面に、熱転写箔を被せて、周囲をクランプし、
真空脱気によって箔を成形品形状に添わせた後、成形ラ
バー金型をアップダウンして加飾を行なう技術におい
て、成形ラバー金型の周囲もしくは一部分にカッターを
装着し、成形ラバー金型が下降端に達する直前に、熱転
写箔を切断することによって、熱転写箔のテンションを
取り除き、より深い形状の成形品の加飾を可能とする方
法。
【請求項３】３次元形状を有する大型プラスチックス成
形品の表面に、熱転写箔を被せて、周囲をクランプし、
真空脱気によって箔を成形品形状に添わせた後、成形ラ
バー金型をアップダウンして、加飾を行なう技術におい
て、深い縦面形状をもつ成形品を加飾する際に、成形ラ
バー端部付近に潤滑剤を塗布することによって成形ラバ
ー表面と、熱転写箔表面の滑りを良くし、より確実な熱
転写を行う方法。