JP2010125773A - 合成樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】文字や模様を凸形に形成し、凸部の天面のみ光を透過させバックライティングによっても美麗な外観を呈する合成樹脂成形品を容易に製造できる方法を提供すること。
【解決手段】凹凸のある金型表面に隣接して合成樹脂シートを装填して、金型内に溶融樹脂を射出して、該合成樹脂シートを溶着接合してなる合成樹脂成形品の製造方法において、少なくとも１面にインク膜層１２が形成された合成樹脂シート１０のインク膜層１２が形成された面を金型６０に接するように合成樹脂シート１０を金型６０に装填する工程と、合成樹脂シート１０が装填された金型６０に溶融樹脂を射出し、合成樹脂成形品３２を成形する工程と、成形された合成樹脂成形品３２の凸部２２の天面３４のインク膜層１２を切削する工程とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂シートを装填した金型に溶融樹脂を射出して成形する合成樹脂成形品の製造方法に関し、特に、自動車の計器盤や家電製品のパネル等において計器盤やパネルの裏側から光を当て、立体文字や模様を局部的に明るく調光することによりコントラストをつけ、より見やすく、あるいは、高級感を演出可能な合成樹脂成形品の製造方法に関する。

自動車の計器盤や家電製品のパネル等では、計器盤やパネルの裏側から光を当て、前面から文字や模様を明るく見えやすくすること（以降、「バックライティング」という）が多く行われている。バックライティングの文字や模様は、合成樹脂成形品に印刷し、あるいは、文字や模様を印刷した合成樹脂シートを貼り付けることによって製作されている。この内、文字や模様を印刷した合成樹脂シートを合成樹脂成形品に貼り付けて製作することが、製作コスト等の観点からは優位であった。そこで、文字や模様を印刷した合成樹脂シートを金型に装填し、溶融樹脂を射出して一体に成形することにより、効率よく、美麗なバックライティング可能な合成樹脂成形品を製造することが行われている（たとえば、特許文献１参照）。
特開２００２−１７８３６２号公報（第４、５ページ、図７）

計器盤やパネルでは、より見やすくするために、文字や模様を凸に突出させることが行われている。すなわち、昼間等の周囲が明るいときには、凸であることにより文字や模様を見えやすく、夜間等の周囲が暗いときにはバックライティングにより文字や模様を見えやすくする。このような計器盤やパネルの場合、文字や模様を印刷した合成樹脂シートを凹凸のある合成樹脂成形品に貼り付けようとすると、合成樹脂成形品の凹凸と合成樹脂シートに印刷した文字や模様とがぴったりと一致せず、僅かにずれてしまうことが多い。よって、凸に突出した部分（以降、「凸部」という）の天面からだけ光を放射することは困難であった。また、僅かなずれは、バックライティングしたときに計器盤やパネルを透過する光の像ににじみを生じ、その見栄えを大きく劣化させる。そのため、遮光性のインクを塗布した合成樹脂シートの凸部に該当する部分に孔を開け、合成樹脂シートから前面に透明な凸部を貫通させることが行われていた。しかし、凸部を合成樹脂シートから前面に貫通させて、裏側から光を当てると、凸部以外の部分の光は遮光されるものの凸部の側面からも光が漏れるため、文字や模様がぼやけてしまうという問題があった。

そこで本発明は、文字や模様を凸に突出し、バックライティングによっても美麗な外観を呈する合成樹脂成形品を容易に製造できる方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る合成樹脂成形品の製造方法は、たとえば図１に示すように、凹凸のある金型６０ａ表面に隣接して合成樹脂シート１０を装填して、金型６０内に溶融樹脂２０を射出して、合成樹脂シート１０を溶着接合してなる合成樹脂成形品３０の製造方法において、少なくとも１面にインク膜層１２が形成された合成樹脂シート１０のインク膜層１２が形成された面を金型６０ａに接するように合成樹脂シート１０を金型６０ａに装填する工程と、合成樹脂シート１０が装填された金型６０に溶融樹脂２０を射出し、合成樹脂成形品３２を成形する工程と、成形された合成樹脂成形品３２の凸部２２の天面３４のインク膜層１２を切削する工程とを備える。

このように構成すると、合成樹脂成形品の凸部の天面のインク膜層を切削するので、凸部の天面だけにインクが塗布されていない合成樹脂成形品を製造することが出来る。また、合成樹脂成形品の凸部の天面のインク膜層を切削することにより凸部の天面だけにインクが塗布されていない合成樹脂成形品を製造するので、該合成樹脂成形品の容易な製造方法となる。

また、請求項２に記載の発明に係る合成樹脂成形品の製造方法では、請求項１に記載の合成樹脂成形品の製造方法において、たとえば図１に示すように、切削する工程が、合成樹脂シート１０の厚さの一部を切削する。
このように構成すると、凸部の天面では、インク膜層が削除されるが、合成樹脂シートの一部が残るので、射出された樹脂と合成樹脂シート間での層間剥離がない。

また、請求項３に記載の発明に係る合成樹脂成形品の製造方法では、請求項１または請求項２に記載の合成樹脂成形品の製造方法において、射出された樹脂が透明である。
このように構成すると、樹脂が透明であるので、バックライティングに適した合成樹脂成形品を製造することが出来る。なお「透明」とは、光を透過すればよく、完全な透明だけではなく、色の付いたあるいは濁りのある、いわゆる半透明をも含む。

また、請求項４に記載の発明に係る合成樹脂成形品の製造方法では、請求項３に記載の合成樹脂成形品の製造方法において、凸部の立ち壁部分に印刷または箔転写による金属調の加飾が施される。
このように構成すると、凸部としてたとえば樹脂圧により立体的に賦形されたシート文字盤および目盛等の立ち壁部分に金属調（たとえば箔転写、鏡面性の高い高輝度シルバーインク等による）加飾を行うことで立体文字若しくは目盛等の側面のみ金属調の反射が可能となり精緻で高級感のある立体文字板の成形品を得ることができる。

また、請求項５に記載の発明に係る合成樹脂成形品の製造方法では、請求項３に記載の合成樹脂成形品の製造方法において、たとえば図３に示すように、合成樹脂成形品５０の合成樹脂シート１０が溶着接合された面と反対側の面２４に、ダイヤカット模様、ヘアーライン模様を含む模様２８を成形金型内転写にて形成する。
このように構成すると、樹脂を透過する光が、模様により散乱するので、より美麗にバックライティングすることができる。

本発明によれば、合成樹脂成形品の製造方法は、凹凸のある金型表面に隣接して合成樹脂シートを装填して、金型内に溶融樹脂を射出して、該合成樹脂シートを溶着接合してなる合成樹脂成形品の製造方法において、少なくとも１面にインク膜層が形成された合成樹脂シートのインク膜層が形成された面を金型に接するように合成樹脂シートを金型に装填する工程と、合成樹脂シートが装填された金型に溶融樹脂を射出し、合成樹脂成形品を成形する工程と、成形された合成樹脂成形品の凸部の天面のインク膜層を切削する工程とを備えるので、容易に凸部の天面だけにインクが塗布されていない、若しくは天面のみ配色が変化する合成樹脂成形品を製造することが出来る。よって、文字や模様を凸に突出しバックライティングによっても美麗な外観を呈する合成樹脂成形品を容易に製造できる方法を提供することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

図１を参照して、本発明に係る合成樹脂成形品の製造方法について説明する。図１は、本発明に係る合成樹脂成形品の製造方法を説明する部分断面図で、（ａ）は合成樹脂シート１０にインク膜層１２を形成した様子を、（ｂ）はインク膜層１２が形成された面を金型６０ａに接するように合成樹脂シート１０を装填した様子を、（ｃ）は金型６０に溶融樹脂２０を射出した様子を、（ｄ）は金型６０から取り出した合成樹脂成形品３２を、（ｅ）は凸部２２のインク膜層１２を切削した合成樹脂成形品３０を示す。ここで、合成樹脂シート１０を装填するときに接する側の固定金型を金型６０ａと、金型６０ａと組み合わされる可動金型を金型６０ｂとし、その両者を合わせて金型６０とする。また、図１（ｂ）および図１（ｃ）では、固定金型６０ａを上方に可動金型６０ｂを下方に示すが、固定金型６０ａと可動金型６０ｂの配置はこれに限られない。

なお図１では、合成樹脂成形品３０の一部分の成形の様子を示しており、すなわち、１つの凸部２２の周囲しか示していないが、合成樹脂成形品３０は平板に任意の文字あるいは模様が凸部２２として成形された任意の形状を有することができる。ただし、凸部２２の突出する高さは一般的に均一であり、特殊な例として、領域により高さを変える（徐変する）ことも出来る。

先ず図１（ａ）に示すように、合成樹脂シート１０の少なくとも１つの面にインク層膜１２を形成する。合成樹脂シート１０は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＣ／ＰＥＴブレンド、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等のシートが好ましいが、これらには限定されない。ただし、バックライティング用には透明な合成樹脂シートを用いる。

合成樹脂シート１０の厚さは、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。合成樹脂シート１０の厚さが０．２ｍｍより薄いと、金型６０内に装填するときに腰が弱く、金型６０の構造によっては金型６０からずれてしまうことがある。また、溶融樹脂２０の温度及び圧力によっては部分的に溶融若しくは破断することがあり、その形状を保てなくなることもある。また、切削代を確保するためにも成形後の形状とシート厚の選定は重要である。合成樹脂シート１０の厚さが２．０ｍｍより厚いと、合成樹脂シート１２が金型６０ａの凹凸に沿えず、所望の成形品が得られないことがある。

インク層膜１２は、バックライティング用には４μｍ以上の厚さを有することが好ましい。ここで、インク層膜１２の厚さは乾燥後の厚さである。インク層膜１２が４μｍより薄いとピンホールが発生しやすい。また、さらに好ましくは、二層の重ね印刷により８μｍ以上の厚さとする。二層の重ね印刷とすることにより、インク層膜１２の面積が広くなってもピンホールの発現頻度を低く抑えることが出来る。インク層膜１２の形成は、周知の印刷法を用いることが出来るが、４μｍ以上のインク層膜１２を形成するにはスクリーン印刷が好ましい。

次に、図１（ｂ）に示すように、インク層膜１２を金型６０ａに接するようにして、合成樹脂シート１０を金型６０ａに装填する。金型６０ａには、文字あるいは模様に応じた凹凸が形成されている。合成樹脂成形品３０に形成する文字あるいは模様を凸部２２とするように、金型６０ａの対応する部分は凹部とされる。合成樹脂シート１０は、金型６０ａの凹凸に沿って装填されるのが好ましい。なお、合成樹脂シート１０を平らに装填し、後述の溶融樹脂の射出により、合成樹脂シート１０を金型６０ａの凹凸に沿うように変形させてもよい。

図１（ｃ）に示すように、合成樹脂シート１０を装填した固定金型６０ａに可動金型６０ｂを組み合わせて、金型６０に所定形状のキャビティを形成する。その際、金型６０内で合成樹脂シート１０を固定するように、金型６０に設けられたピン（不図示）で合成樹脂シート１０を押さえあるいは合成樹脂シート１０をピンが刺してもよい。

金型６０のキャビティに溶融樹脂２０を射出する。射出する樹脂としては、ポリカーボネート、アクリル、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）など任意の樹脂でよいが、バックライティング用には透明な樹脂がよい。溶融樹脂２０の射出後、溶融樹脂２０を冷却固化する。溶融樹脂２０が冷却固化することにより、インク層膜１２が形成された合成樹脂シート１０が溶着接合され一体となった合成樹脂成形品３２が形成される。なお、射出および冷却固化は、周知の方法で行うことができる。

図１（ｄ）に金型６０から取り出した合成樹脂成形品３２を示す。合成樹脂成形品３２には、文字あるいは模様に対応する部分に凸部２２が形成される。凸部２２も、天面３４を含め、インク層膜１２が形成された合成樹脂シート１０で覆われている。

そこで、凸部２２の天面３４を切削する。ここで、「切削する」とは、凸部２２の天面３４側を切り取り、あるいは、削り取ることを指し、その加工方法等を限定するものではない。切削加工は、研削盤、フライス盤など、周知の加工装置を用いて行う。切削加工では、少なくとも、インク層膜１２を除去するまで、天面３４を切削する。典型的には、図１（ｄ）にｃ−ｃ線で示す、合成樹脂シート１０の厚さの一部を切削する。あるいは、合成樹脂シート１０の厚さのすべてを切削してもよく、さらに、射出された合成樹脂２０（この時点では、冷却固化しており、冷却固化されたものをも含む）の一部までを切削してもよい。

凸部２２の天面３４を切削することで、図１（ｅ）に示すように、凸部２２のインク膜層１２を切削した合成樹脂成形品３０が製造される。本方法によれば、従来の合成樹脂成形品の製造方法の一つである、金型内に合成樹脂シートを装填して、溶融樹脂を射出し、合成樹脂シートを溶融接着して製造する方法に、凸部２２の天面３４を切削する工程を加えることで、合成樹脂成形品３０が容易に製造できる。

次に、図１（ｅ）に示す、本発明に係る製造方法により製造された合成樹脂成形品３０について説明する。合成樹脂成形品３０は、合成樹脂シート１０が貼られた側（図１（ｅ）の上側）から視認するのに用い、たとえば自動車の計器盤のような略平らな板に文字や模様が記された製品である。凸部２２が文字や模様の部分となる。すなわち、全体としてはインク膜層１２の色に見えつつ、凸部２２の天面１４は、インク膜層１２と異なった色に見える。凸となった部分の天面１４が異なった色となることにより、文字や模様を明確に視認することが出来る。

特に、射出された樹脂２０が透明で、かつ、合成樹脂シート１０が透明であると、バックライティング用に適した合成樹脂成形品３０となる。この場合、インク膜層１２を形成するインクに遮光性のインクを用いる。そして、合成樹脂シート１０が接合された面と反対側の面２４側、すなわち裏側から光を当てる。すると、インク膜層１２が形成された部分は遮光され、インク膜層１２が切削された天面１４からだけ光が透過し、明るく視認される。すなわち、文字や模様の形状に形成された凸部２２の天面１４だけが光る。よって、文字や模様は、周囲が明るい場合には凸部２２として見えやすく、暗い場合には天面１４が光って見えやすい。

特に、凸部２２の天面３４を切削することにより、インク膜層１２の形成されていない天面１４を得ることが出来るので、その縁は角が立ち、鮮明となる。すなわち、合成樹脂シート１０を金型６０内に装填し、溶融樹脂２０を射出したままでは、たとえば図１（ｄ）に示すように、天面３４の縁は合成樹脂シート１０を曲げた、多少丸みのある形状となる。縁に丸みがあると、その形状はぼやけて見える。それに対し、本製造方法で製造した合成樹脂成形品３０では、天面１４の縁の角が立っているので鮮明に見えるという利点がある。

また、図１（ｅ）に示すように、凸部２２の天面３４を切削する際に、インク膜層１２をすべて切削しつつ、合成樹脂シート１０の厚さのすべてを切削せず、凸部２２の天面１４にも合成樹脂シート１０の厚さの一部を残すようにすると、合成樹脂シート１０の合成樹脂２０からの剥離が防止できて好ましい。さらに、天面１４においても合成樹脂シート１０で射出された合成樹脂２０を保護できるので好ましい。

次に、図２を参照して、合成樹脂成形品３０の変形例としての合成樹脂成形品４０について説明する。図２は、本発明に係る合成樹脂成形品の製造方法により製造された、光拡散粒子２６を含む合成樹脂成形品４０を説明する部分断面図である。合成樹脂成形品４０は、合成樹脂成形品３０と同様の方法で製造できるが、射出された樹脂２０に光拡散粒子２６が混入されている点で異なる。光拡散粒子２６は、樹脂２０を金型６０内に射出する前に樹脂２０に混入しても、射出と同時に樹脂２０に混入してもよい。

光拡散粒子２６としては、典型的にはシリカ、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、パールマイカ等、光吸収能の小さな材料で形成された粒子である。光拡散粒子２６の平均粒径１〜１００μｍの範囲であるのが好ましい。射出された樹脂２０に光拡散粒子２６が混入されることにより、合成樹脂成形品４０を透過する光が散乱され、均一な分布となる。よって、バックライティングにおいて輝度むらをなくしあるいは減少させ、美麗にバックライティングすることが出来る。また、光拡散粒子２６の径を大きくすると、光拡散粒子２６が輝いて見え、バックライティングがきらきらして見え、美観が向上する。

次に、図３を参照して、合成樹脂成形品３０の変形例としての合成樹脂成形品５０について説明する。図３は、本発明に係る合成樹脂成形品の製造方法により製造された、ダイヤカット模様２８が形成された合成樹脂成形品５０を説明する部分断面図である。合成樹脂成形品５０は、合成樹脂成形品３０と同様の方法で製造できるが、合成樹脂シート１０が溶着接合された面と反対側の面２４にダイヤカット模様２８を形成する点で異なる。

ダイヤカット模様２８は、図１（ｄ）に示す合成樹脂成形品３２を形成した後に、面２４を加工して成形する。あるいは、可動金型６０ｂにダイヤカット模様２８に対応する模様を形成し、樹脂２０を射出成形するときに形成してもよい。合成樹脂成形品３２を形成した後に、面２４を加工して成形すると、ダイヤカットの断面の角が立ったものを形成しやすい。可動金型６０ｂにダイヤカット模様２８に対応する模様を形成し、樹脂２０を射出成形するときに形成すると、工程を増やすことなくダイヤカット模様２８を形成できる。また、ダイヤカット模様２８を、面２４の溝としてだけでなく、突起としても形成でき、より複雑な光の散乱が得られる。

面２４にダイヤカット模様２８を形成することにより、合成樹脂系製品５０に入射する光が散乱され、均一な分布となる。よって、バックライティングにおいて輝度むらをなくしあるいは減少させ、美麗にバックライティングすることが出来る。また、ダイヤカット模様２８を大きく形成すると、バックライティングにおいてダイヤカット模様２８がきらきらして見え、美観が向上する。面２４に形成する模様は、ダイヤカット模様には限定されず、ヘアーライン模様であっても、他の模様であってもよい。

合成樹脂シート１０の凸部２２となる部分に予め印刷、箔転写あるいはマスク蒸着により金属調の加飾（不図示）を施してもよい。加飾は、鏡面性の高い高輝度シルバーインク等を用いて行う。天面３４を切削する際に、当該部分の加飾も除去され、天面１４には加飾が施されず、凸部２２の立ち壁部分（側面）にだけ加飾されることになる。よって、立体文字や目盛等の側面のみ金属調の反射を生ずることとなり、精緻で高級感のある立体文字板の成形品を得ることができる。

これまでの説明では、合成樹脂シート１０の１面にインク膜層１２が形成されるものとして説明したが、インク膜層１２は、合成樹脂シート１０の両面に形成されてもよい。その際、バックライティング用には、射出された合成樹脂２０側に配置される、すなわち切削されないインク膜層（不図示）のインクは、光透過性のものを用いる。このように構成すると、バックライティングで視認される光は、切削されないインク膜層の色の付いた光となり、バックライティングの光の色を変更しやすい。

本発明に係る合成樹脂成形品の製造方法を説明する部分断面図で、（ａ）は合成樹脂シートにインク膜層を形成した様子を、（ｂ）はインク膜層が形成された面を金型に接するように合成樹脂シートを装填した様子を、（ｃ）は金型に溶融樹脂を射出した様子を、（ｄ）は金型から取り出した合成樹脂成形品を、（ｅ）は凸部のインク膜層を切削した合成樹脂成形品を示す。 本発明に係る合成樹脂成形品の製造方法により製造された、光拡散粒子を含む合成樹脂成形品を説明する部分断面図である。 本発明に係る合成樹脂成形品の製造方法により製造された、ダイヤカット模様が形成された合成樹脂成形品を説明する部分断面図である。

符号の説明

１０ 合成樹脂シート
１２ インク膜層
１４ 天面
２０ 溶融樹脂
２２ 凸部
２４ 合成樹脂シートが溶着接合された面と反対側の面
２６ 光拡散粒子
２８ ダイヤカット模様
３０、３２ 合成樹脂成形品
３４ 天面
４０、５０ 合成樹脂成形品
６０（６０ａ、６０ｂ） 金型

Claims (5)

1. 凹凸のある金型表面に隣接して合成樹脂シートを装填して、金型内に溶融樹脂を射出して、該合成樹脂シートを溶着接合してなる合成樹脂成形品の製造方法において、
   少なくとも１面にインク膜層が形成された合成樹脂シートの前記インク膜層が形成された面を前記金型に接するように前記合成樹脂シートを前記金型に装填する工程と；
   前記合成樹脂シートが装填された金型に溶融樹脂を射出し、合成樹脂成形品を成形する工程と；
   前記成形された合成樹脂成形品の凸部の天面の前記インク膜層を切削する工程とを備える；
   合成樹脂成形品の製造方法。
2. 前記切削する工程が、前記合成樹脂シートの厚さの一部を切削する；
   請求項１に記載の合成樹脂成形品の製造方法。
3. 前記射出された樹脂が透明である；
   請求項１または請求項２に記載の合成樹脂成形品の製造方法。
4. 前記凸部の立ち壁部分に印刷または箔転写またはマスク蒸着による金属調の加飾が施される；
   請求項３に記載の合成樹脂成形品の製造方法。
5. 前記合成樹脂成形品の前記合成樹脂シートが溶着接合された面と反対側の面に、ダイヤカット模様、ヘアーライン模様を含む模様を成形金型内転写にて形成する；
   請求項３に記載の合成樹脂成形品の製造方法。

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