JP3731967B2 - 薄膜インサート成形品の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンソールパネル、センタークラフター、スイッチベースなどの自動車内装品、ホイルキャップやモール等の自動車外装品などの製造に適用する薄膜インサート成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインサート成形品の製造方法としては、次のようなものがある。１００μｍ〜６００μｍの厚手のベースフィルムが、テンションをかけられた状態でロールから巻き出されて別のロールに巻き取られる間に、ベースフィルムに絵柄層を印刷し、乾燥や冷却をしてインサートフィルムを作成し、このインサートフィルムを加熱して３次元形状に真空成形加工した後、真空成形加工したインサートフィルムを射出成形用の金型に載置し、型閉めしてキャビティに成形樹脂を射出して、樹脂成形品の成形と同時にインサートフィルムを接着させる、いわゆるインサート成形（「成形同時絵付け」ともいう。）する製造方法がある。この製造方法では、このインサートフィルムの不要部分の切除を行う場合は、射出成形用の金型に載置する前、あるいはインサート成形品を金型から取り出した後に行うことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は、インサートフィルムのベースフィルムが厚手であるため、（ａ）インサートフィルムの真空成形加工に３０秒から数分と時間がかかったり、真空成形加工時における加熱温度が高くなったりするので、コストがかかる。（ｂ）インサートフィルムの真空成形加工では屈曲角度の大きい形状や微細な凹凸形状、立ち上がりの大きい樹脂成形品の表面形状どおりに型どるいわゆる深しぼり形状などの三次元形状に成形する場合は、フィルム自体が厚手で折れ曲がりや変形がしにくいため、前記三次元形状に精度良く成形するのが困難であり、所望形状のインサート成形品が得られない。（ｃ）インサートフィルムの不要部の切除を行う場合は、厚手で切断しにくいので高出力のレーザー光線処理や刃物による手作業が必要となり、手間がかかるとともに、射出成形用の金型が切りカスをかみやすい。よって、切りカスが混入したインサート成形品ができてしまう。（ｄ）インサートフィルムは厚手で成形しにくいため真空吸引度の大きい装置が必要となるが、射出成形用の金型には形状に制約があり余分な装置を組み込めない。よって、厚手のインサートフィルムを射出成形用の金型内で真空成形することができない。このため、射出成形の金型とは別に、真空成形加工用の金型が余分に必要となり、コストがかかる。（ｅ）上記厚手のベースフィルムの欠点を回避するためにの上記ベースフィルムを１００μｍ以下の薄膜にすると、絵柄層を印刷する際に上記ベースフィルムにかかるテンションと乾燥時の熱などによってベースフィルムが伸縮してしまい、絵柄の見当不良や熱シワが発生する。よって、薄膜のベースフィルムに印刷が施されたインサート成形品はできなかった。
【０００４】
この発明は上記の欠点を解決し、フィルム自体や絵柄の伸縮のないインサートフィルムを、任意の三次元形状の樹脂成形品にインサート成形法によって接着することができる薄膜インサート成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
この発明は上記目的を達成するために、延伸フィルム上に、延伸フィルムから剥離可能で厚さ１０μｍ〜１００μｍの薄膜フィルムが全面に積層され、その上に絵柄層を有する印刷層が全面または部分的に積層された積層フィルムから延伸フィルムを剥離し、剥離された延伸フィルムを巻き取り手段により巻き取った後、延伸フィルムが剥離された状態の薄膜フィルムを射出成形用の金型内に送り込み、型閉めしてキャビティに成形樹脂を射出し、樹脂成形品の成形と同時に印刷層を挟んで薄膜フィルムと成形樹脂とを一体化接着させることを特徴とする薄膜インサート成形品の製造方法とした。
【０００６】
また、この発明の薄膜インサート成形品の製造方法では、射出成形用の金型内に送り込まれた薄膜フィルムを金型のキャビティ形成面に密着させて三次元形状に加工した後、型閉めするようにしてもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明についてさらに詳しく説明する。この発明の積層フィルム７は、延伸フィルム１上に、延伸フィルム１から剥離可能で厚さ１０μｍ〜１００μｍの薄膜フィルム３が全面に積層され、その上に絵柄層４を有する印刷層６が全面または部分的に積層されたものである（図１参照）。
【０００８】
延伸フィルム１は、熱によって伸縮しにくいフィルムである。延伸フィルム１は、後述する薄膜フィルム３に粘着してラミネートされ、薄膜フィルム３との積層物としてロールに巻かれて印刷原反として使用されるフィルムロールとなり、印刷原反の表面に絵柄層４などを印刷する際のフィルムロール間のテンションと乾燥時の熱とによって薄膜フィルム３の表面が伸縮しないようにするためのものである。延伸フィルム１は、後述する薄膜フィルム３と剥離可能とするために低粘着処理されたものでもよい。
【０００９】
低粘着処理された延伸フィルム１としては、例えば、厚さ１５〜１００μｍの延伸ポリエステルフィルム、延伸耐熱ポリエチレンフィルムなどがある。低粘着処理された延伸フィルム１は、たとえば、延伸フィルム１として、ロジン系、テンペル系、石油系などの粘着付与樹脂とポリオレフィン、ポリスチレンなどのホットメルト樹脂とが混入されたものを用いることによって、延伸フィルム１自体が低粘着性樹脂からなるものがある。
【００１０】
低粘着処理は低粘着層２を形成することによって行ってもよい。低粘着層２は、天然ゴム系、合成ゴム系、シリコーン系、アクリル系などのホットメルト樹脂からなる粘着剤をリバースコート、ロールコート、グラビア印刷などの方法条件で延伸フィルム１上に形成する方法がある。低粘着処理によって、印刷時には、延伸フィルム１と後述する薄膜フィルム３とは粘着されているが、１ｃｍ幅あたり１ｇ〜１００ｇの力をかけると、延伸フィルム１と後述する薄膜フィルム３とを剥離することができるようになる。
【００１１】
薄膜フィルム３は、後述する射出成形用の金型のキャビティ形成面１２の三次元表面に密着しやすく、前記延伸フィルム１から剥離可能な薄手のフィルムのことである。薄膜フィルム３は、延伸フィルム１上の全面または部分的に積層されたものである。薄膜フィルム３は、例えば、厚さ３０〜８０μｍのアクリルフィルム、厚さ１２〜２５μｍのフッ素フィルム、厚さ１０〜５０μｍのエチレンビニルアルコールフィルム、厚さ１０〜５０μｍのポリカーボネートフィルム、厚さ５０〜１００μｍの未延伸ポリエステルフィルム、厚さ１２〜１００μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム、厚さ２０〜１００μｍの未延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、厚さ１０〜１００μｍのセルロースアセテートフィルム、厚さ１０〜１００μｍのポリスチレンフィルム、厚さ１０〜１００μｍのポリ塩化ビニルフィルムなどがある。薄膜フィルム３の耐候性は、薄膜フィルム３にもともと備わっている場合もある。この場合は、紫外線吸収剤が混入された樹脂などからなるフィルムを用いる。薄膜フィルム３の耐候性は、薄膜フィルム３上に耐候性層を形成することによって得る場合がある。耐候性層は、フッ素またはアクリル樹脂からなる低温乾燥性の透明コート剤をロールコート、リバースコート、オフセット印刷、グラビア印刷のような方法条件で薄膜フィルム３上に形成するものである。また、薄膜フィルム３が、低粘着処理されたものでもよい。延伸フィルム１と薄膜フィルム３とは、低粘着層２を介してラミネート法などにより積層するとよい。積層した後に薄膜フィルム３には、ミシン目などを入れておいてもよい。
【００１２】
絵柄を有する印刷層６は、薄膜フィルム３の表面の全面または部分的に、印刷により積層された層である。印刷層６は、文字や図形、記号などを部分的に形成したり、インサート成形品表面の全体あるいは一部を着色するための絵柄層４を有する層である。絵柄層４は、顔料インキ層だけでなく、蒸着膜からなる金属蒸着層や、パール顔料と樹脂バインダーなどからなる光輝性顔料層、染料と樹脂バインダーとからなる染料インキ層、後述する成形樹脂１６つまり樹脂成形品１９との接着性を向上させるための接着インキ層などを有していてもよい。接着層５は、ポリ塩化ビニル酢酸ビニル共重合体系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂などからなっていてもよい。印刷層６は、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの通常の印刷法や、ロールコート法、スプレーコート法などのコート法などにより形成するとよい。
【００１３】
この発明の薄膜インサート成形品の製造方法は、前記積層フィルム７を用い、延伸フィルム１が剥離された状態の薄膜フィルム３を射出成形用の金型内に送り込み、型閉めしてキャビティに成形樹脂１６を射出し、樹脂成形品１９の成形と同時に印刷層６を挟んで薄膜フィルム３と成形樹脂１６とを一体化接着させるものである。射出成形用の金型内に送り込まれた薄膜フィルム３を金型のキャビティ形成面１２に密着させて三次元形状に加工した後、型閉めするようにしてもよい。
【００１４】
まず、前記積層フィルム７を用い、延伸フィルム１が剥離された状態の薄膜フィルム３を射出成形用の金型内に送り込む（図２参照）。つまり、前記積層フィルム７のうちの、延伸フィルム１と低粘着層２とが剥離され薄膜フィルム３が露出した部分を射出成形用の金型内に送り込むとよい。あるいは、前記積層フィルム７から分離した薄膜フィルム３を射出成形用の金型内に送り込んでもよい。送り込みの具体例としては、積層フィルム７をロール軸に一旦巻き取ってロール状巻物とし、ロール状巻物から積層フィルム７を巻き出しながら、ターンロール１８などを介して、延伸フィルム巻き取り手段８などにより延伸フィルム１を巻き取ることによって、積層フィルム７の巻き出しと、巻き出し端における延伸フィルム１と低粘着層２との剥離とを連続的に行い、積層フィルム７の巻き出し端に薄膜フィルム３の露出部を形成するとよい。延伸フィルム巻き取り手段８は、固定型１１あるいは可動型１０の上方に設置してもよい。射出成形用の金型は、樹脂を射出するゲート部１５を有する固定型１１と可動型１０などからなり、固定型１１と可動型１０とが型閉めされることによって、固定型１１および可動型１０のキャビティ形成面１２によって囲まれた単数あるいは複数のキャビティが形成されるものである。キャビティを形成する凹部１３は固定型１１あるいは可動型１０のいずれに形成されていてもよい。金型は、凹部１３の周囲で薄膜フィルム３を固定するクランプ部材１４を有してもよい（図２、３参照）。クランプ部材１４は固定型１１あるいは可動型１０に設置されてもよい。薄膜フィルム３は、その印刷層６側が固定型１１のキャビティ形成面１２に対向するように送り込んでもよいし、その印刷層６側が可動型１０のキャビティ形成面１２に対向するように送り込んでもよい。
【００１５】
次に、薄膜フィルム３を金型のキャビティ形成面１２に密着するように三次元形状に加工してもよい（図３参照）。
【００１６】
薄膜フィルム３を三次元形状に加工するためには、薄膜フィルム３を加熱し軟化させ、金型のキャビティ形成面１２に密着させるとよい（図２）。加熱は、薄膜フィルム３の熱分布が均一となり全体がまんべんなく軟化するようにおこなうとよい。たとえば、フィルム軟化温度よりも約７０℃高い温度がよい。薄膜フィルム３は、厚みの薄いフィルムであるため低温で済み三次元加工が迅速にできる。また、キャビティ形成面１２に形成された真空吸引孔２０から薄膜フィルム３を真空吸引してもよい。真空吸引する前に、キャビティ形成面１２の周囲でクランプ部材１４などにより薄膜フィルム３を固定して、キャビティ形成面１２と薄膜フィルム３との間を密閉してもよい。クランプ部材１４でクランプする際、あるいは、クランプした後真空吸引する前に、金型内の薄膜フィルム３を分断するなどして積層フィルム７から切り離してもよい。
【００１７】
三次元形状に加工する際、あるいは、後述する射出成形用の金型の型閉めの際に、キャビティ形成面１２を覆う薄膜フィルム３を分断するなどして、積層フィルム７から切り離してもよい。あるいは、打ち抜きなどによりトリミングしてもよい。切り離しやトリミングは、金型に設けられたカッター刃やヒートカッターなどで行ってもよい。あるいは、金型の雄型と雌型とのクリアランスを薄膜フィルム３の厚みより薄くして、雄型と雌型との型閉め時の型締め力により行ってもよい。
【００１８】
次に、型閉めしてキャビティに成形樹脂１６を射出し、樹脂成形品１９の成形と同時に絵柄を有する印刷層６を挟んで薄膜フィルム３と成形樹脂１６と一体化接着させる（図４参照）。成形樹脂１６としては、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂など樹脂がある。薄膜フィルム３を三次元形状に加工していない場合は、成形樹脂１６の射出圧などによって、薄膜フィルム３を金型のキャビティ形成面１２に密着させることになる。樹脂成形品１９を冷却した後、型開きして、薄膜インサート成形品を取り出す（図５参照）。この後、樹脂成形品からはみ出た薄膜フィルム３のバリ１７を除去してもよい（図６参照）。バリ１７を除去するには、手ではぎ取る方法、レーザーで切段する方法などがある。薄膜フィルム３は弱い力ではぎ取ることができる。レーザー光線処理であっても短時間、低出力での処理が可能である。
【００１９】
【実施例】
実施例１以下の条件で、金属色のセンターオーナメントを製造した。積層フィルムの延伸フィルムは、低粘着処理された厚さ１５０μｍのポリエチレンフィルムを用いた。薄膜フィルムは、厚さ１２μｍのフッ素フィルムを用いた。印刷層は、光輝性顔料層、接着層からなり、薄膜フィルムと光輝性顔料層との間に金属蒸着層を積層した。金属蒸着層は、厚さ４００Åのアルミ蒸着膜とした。光輝性顔料層は、アルミ顔料入りフッ素・アクリル樹脂系インキを用いてグラビア印刷法で形成した。接着層は、塩素化ポリプロピレン樹脂系インキを用いてグラビア印刷法で形成した。印刷においては、１００℃の温度で乾燥後常温に冷却した。この積層フィルムをロール軸に一旦巻き取ってロール状巻物とした。このロール状巻物を、射出成形用の金型の上部に設置した。次に、ロール状巻物から積層フィルムを巻き出し、連続して延伸フィルムおよび低粘着層と、薄膜フィルムおよび印刷層との剥離を行い、積層フィルムに薄膜フィルムが露出した部分を形成しながら、連続して、露出した薄膜フィルムの部分を前記金型の可動型のキャビティ形成面の正面に挿入した。次に、キャビティ形成面の周囲でクランプ部材により薄膜フィルムを固定して、この薄膜フィルムを三次元形状に真空成形加工し金型のキャビティ形成面に密着させた後、薄膜フィルムをヒートカッターで分断して、ロール状巻物の積層フィルムから切り離した。真空成形加工は、２５０℃のヒーターで薄膜フィルムを１６０度程度に加熱しながら、１.５気圧の真空吸引力でセンターオーナメントの表面形状に真空成形で行った。成形加工時間は４秒であった。次に固定型と可動型とを型閉めして形成されたキャビティに、成形温度２２０℃〜２４０℃、金型温度３０℃〜５０℃で、ポリプロピレン樹脂を成形樹脂として射出成形した。ポリプロピレン樹脂成形品を冷却した後、ポリプロピレン樹脂成形品の周囲のベロ状となった薄膜フィルムを手で切除しバリ取りをした。このときの切除する力は、１ｃｍ幅あたり５０ｇと非常に弱い力でできた。これにより、金属色の薄膜フィルムが接着された１５ｍｍ厚のセンターオーナメントを得た。
【００２０】
実施例２以下の条件で、木目柄のコンソールパネルを製造した。積層フィルムの延伸フィルムは、低粘着処理された厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。薄膜フィルムは、厚さ５０μｍのアクリルフィルムを用いた。印刷層は、木目導管柄層、木目下地層、接着層からなる。木目導管柄層は、カーボンブラック入りアクリル樹脂系インキを用いてグラビア印刷法で形成した。木目下地層は、ベンガラ入りアクリル樹脂系インキを用いてスクリーン印刷法で形成した。接着層は、ビニル樹脂系インキを用いてスクリーン印刷法で形成した。印刷においては、１０５℃の温度で乾燥後常温に冷却した。この積層フィルムをロール軸に一旦巻き取ってロール状巻物とした。このロール状巻物を、射出成形用の金型の上部に設置した。次に、ロール状巻物から積層フィルムを巻き出し、１ｃｍあたり２.５ｇの引き剥がし力で延伸フィルムおよび低粘着層と薄膜フィルムとの剥離を連続して行い、積層フィルムに薄膜フィルムの露出部を形成しながら、連続して、印刷層が形成された薄膜フィルムを前記金型の可動型のキャビティ形成面の正面に挿入した。次に、キャビティ形成面の周囲でクランプ部材により薄膜フィルムを固定する際に、薄膜フィルムをヒートカッターで分断して積層フィルムから切り離し、この薄膜フィルムを三次元形状に真空成形加工し金型のキャビティ形成面に密着させた。真空成形加工は、２５０℃のヒーターで薄膜フィルムを加熱しながら、１.５気圧の真空吸引力でコンソールパネルの表面形状に真空成形で行った。成形加工時間は３秒であった。次に固定型と可動型とを型閉めして形成されたキャビティに、成形温度２５５℃〜２８５℃、金型温度４０℃〜７０℃で、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂を成形樹脂として射出成形した。アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂成形品を冷却した後、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂成形品の周囲のベロ状となった薄膜フィルムを手で剥がしバリ取りをした。このとき手で剥がす力は、１ｃｍ幅あたり１００〜２００ｇと非常に弱い力でできた。これにより、木目柄の薄膜フィルムが接着された８ｍｍ厚のコンソールパネルを得た。
【００２１】
実施例３以下の条件で、シルバー色のサイドマットガードを製造した。積層フィルムの延伸フィルムは、低粘着処理された厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。薄膜フィルムは、厚さ７０μｍの未延伸のポリプロピレンフィルムを用いた。印刷層は、光輝性顔料層、下地顔料層、接着層からなる。光輝性顔料層は、アルミ顔料入りウレタン樹脂系インキを用いてリバースコート法で形成した。下地顔料層は、グレー色のウレタン樹脂に、酸化チタン１０部／カーボンブラック１部の割合で混ぜ合わせたインキを用いてリバースコート法で形成した。接着層は、塩素化ポリプロピレン樹脂系インキを用いてリバースコート法で形成した。印刷においては、８５℃の温度で乾燥後常温に冷却した。この積層フィルムをロール軸に一旦巻き取ってロール状巻物とした。このロール状巻物を、射出成形用の金型の上部に設置した。次に、ロール状巻物から積層フィルムを巻き出し、１ｃｍ幅あたり２.５ｇの引き剥がし力でもって延伸フィルムおよび低粘着層と薄膜フィルムとの剥離を連続して行い、積層フィルムに薄膜フィルムの露出部を形成しながら、連続して、薄膜フィルムを前記金型の可動型のキャビティ形成面の正面に挿入した。次に、キャビティ形成面の周囲でクランプ部材により薄膜フィルムを固定して、この薄膜フィルムを三次元形状に真空成形加工し金型のキャビティ形成面に密着させた後、薄膜フィルムをヒートカッターで分断して、ロール状巻物の積層フィルムから切り離した。真空成形加工は、２５０℃のヒーターで薄膜フィルム部を１３０度程度に加熱しながら、１.５気圧の真空吸引力でセンターオーナメントの表面形状に真空成形で行った。成形加工時間は約１０秒であった。次に固定型と可動型とを型閉めして形成されたキャビティに、成形温度２２０℃〜２４０℃、金型温度３０℃〜５０℃で、ポリプロピレン樹脂を成形樹脂として射出成形した。ポリプロピレン樹脂成形品を冷却した後、ポリプロピレン樹脂成形品の周囲のベロ状となった薄膜フィルムを手で剥がしバリ取りをした。このとき手で剥がす力は、１ｃｍ幅あたり２００〜５００ｇであった。これにより、シルバー色の薄膜フィルムが接着された大きさが０.７平方メートルのサイドマットガードを得た。
【００２２】
以上のいずれの実施例でも、積層フィルムの印刷時には、積層フィルムに絵柄の伸縮や見当不良、熱シワなどは見受けられなかった。また、薄膜フィルムの真空成形加工は１０秒以下の短い時間でできた。また、薄膜フィルムの真空成形加工では屈曲角度の大きい形状や微細な凹凸形状、立ち上がりの大きいセンターオーナメント表面の細かい凹凸やコンソールパネルの孔部の深い溝などの三次元形状に成形しても、薄膜フィルムが薄手で折れ曲がりや変形しやすいため、前記三次元形状に精度良く成形できた。また、薄膜フィルムの分断やバリ取りの場合は、薄膜フィルムが薄手で切断しやすい。また、薄膜フィルムが薄手で成形しやすいため、射出成形用の金型に低出力の真空吸引装置を容易に組み込めた。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、伸縮しにくい延伸フィルムと薄膜フィルムの積層物を原反として印刷層を形成した積層フィルムから延伸フィルムを剥離し、剥離された延伸フィルムを巻き取り手段により巻き取った後、延伸フィルムが剥離され三次元形状に成形しやすい印刷層を有する薄膜フィルムのみの部分を、射出成形用の金型内に送り込み、キャビティ内に成形樹脂を射出し、印刷層を有する薄膜フィルムと樹脂成形品とを接着させるものである。したがって、印刷層の形成時には、伸縮しにくい延伸フィルムと薄膜フィルムの積層物上に印刷できるため、印刷層の絵柄の伸縮や見当不良が発生せず、積層フィルムに熱シワなどは発生しない。一方、伸縮しにくい延伸フィルムと薄膜フィルムの積層フィルムから剥離された薄膜フィルムは薄手である。このため、薄膜フィルムの三次元形状への加工が短時間でできる。また、薄膜フィルムの三次元形状への加工では屈曲角度の大きい形状や微細な凹凸形状などの三次元形状に成形しても精度良く成形できる。また、バリ取りが弱い力で簡単にできる。また、低出力の真空吸引装置を射出成形用の金型に容易に組み込める。得られるインサート成形品は薄膜フィルムで覆われているため、フィルムの異物感がないにもかかわらず、絵柄を有する印刷層が保護されたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の積層フィルムの一実施例を示す断面図である。
【図２】 この発明の薄膜インサート成形品の製造方法の工程の一つを示す断面図である。
【図３】 この発明の薄膜インサート成形品の製造方法の工程の一つを示す断面図である。
【図４】 この発明の薄膜インサート成形品の製造方法の工程の一つを示す断面図である。
【図５】 この発明の製造方法によって得られる薄膜インサート成形品を示す断面図である。
【図６】 この発明の製造方法によって得られる薄膜インサート成形品を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 延伸フィルム
２ 低粘着層
３ 薄膜フィルム
４ 絵柄層
５ 接着層
６ 印刷層
７ 積層フィルム
８ 延伸フィルム巻き取り手段
１０ 可動型
１１ 固定型
１２ キャビティ形成面
１３ 凹部
１４ クランプ部材
１５ ゲート部
１６ 成形樹脂
１７ バリ
１８ ターンロール
１９ 樹脂成形品
２０ 真空吸引孔
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンソールパネル、センタークラフター、スイッチベースなどの自動車内装品、ホイルキャップやモール等の自動車外装品などの製造に適用する薄膜インサート成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のインサート成形品の製造方法としては、次のようなものがある。１００μｍ〜６００μｍの厚手のベースフィルムが、テンションをかけられた状態でロールから巻き出されて別のロールに巻き取られる間に、ベースフィルムに絵柄層を印刷し、乾燥や冷却をしてインサートフィルムを作成し、このインサートフィルムを加熱して３次元形状に真空成形加工した後、真空成形加工したインサートフィルムを射出成形用の金型に載置し、型閉めしてキャビティに成形樹脂を射出して、樹脂成形品の成形と同時にインサートフィルムを接着させる、いわゆるインサート成形（「成形同時絵付け」ともいう。）する製造方法がある。この製造方法では、このインサートフィルムの不要部分の切除を行う場合は、射出成形用の金型に載置する前、あるいはインサート成形品を金型から取り出した後に行うことになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来は、インサートフィルムのベースフィルムが厚手であるため、（ａ）インサートフィルムの真空成形加工に３０秒から数分と時間がかかったり、真空成形加工時における加熱温度が高くなったりするので、コストがかかる。（ｂ）インサートフィルムの真空成形加工では屈曲角度の大きい形状や微細な凹凸形状、立ち上がりの大きい樹脂成形品の表面形状どおりに型どるいわゆる深しぼり形状などの三次元形状に成形する場合は、フィルム自体が厚手で折れ曲がりや変形がしにくいため、前記三次元形状に精度良く成形するのが困難であり、所望形状のインサート成形品が得られない。（ｃ）インサートフィルムの不要部の切除を行う場合は、厚手で切断しにくいので高出力のレーザー光線処理や刃物による手作業が必要となり、手間がかかるとともに、射出成形用の金型が切りカスをかみやすい。よって、切りカスが混入したインサート成形品ができてしまう。（ｄ）インサートフィルムは厚手で成形しにくいため真空吸引度の大きい装置が必要となるが、射出成形用の金型には形状に制約があり余分な装置を組み込めない。よって、厚手のインサートフィルムを射出成形用の金型内で真空成形することができない。このため、射出成形の金型とは別に、真空成形加工用の金型が余分に必要となり、コストがかかる。（ｅ）上記厚手のベースフィルムの欠点を回避するためにの上記ベースフィルムを１００μｍ以下の薄膜にすると、絵柄層を印刷する際に上記ベースフィルムにかかるテンションと乾燥時の熱などによってベースフィルムが伸縮してしまい、絵柄の見当不良や熱シワが発生する。よって、薄膜のベースフィルムに印刷が施されたインサート成形品はできなかった。
【０００４】
この発明は上記の欠点を解決し、フィルム自体や絵柄の伸縮のないインサートフィルムを、任意の三次元形状の樹脂成形品にインサート成形法によって接着することができる薄膜インサート成形品の製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
この発明は上記目的を達成するために、延伸フィルム上に、延伸フィルムから剥離可能で厚さ１０μｍ〜１００μｍの薄膜フィルムが全面に積層され、その上に絵柄層を有する印刷層が全面または部分的に積層された積層フィルムから延伸フィルムを剥離し、剥離された延伸フィルムを巻き取り手段により巻き取った後、延伸フィルムが剥離された状態の薄膜フィルムを射出成形用の金型内に送り込み、型閉めしてキャビティに成形樹脂を射出し、樹脂成形品の成形と同時に印刷層を挟んで薄膜フィルムと成形樹脂とを一体化接着させることを特徴とする薄膜インサート成形品の製造方法とした。
【０００６】
また、この発明の薄膜インサート成形品の製造方法では、射出成形用の金型内に送り込まれた薄膜フィルムを金型のキャビティ形成面に密着させて三次元形状に加工した後、型閉めするようにしてもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明についてさらに詳しく説明する。この発明の積層フィルム７は、延伸フィルム１上に、延伸フィルム１から剥離可能で厚さ１０μｍ〜１００μｍの薄膜フィルム３が全面に積層され、その上に絵柄層４を有する印刷層６が全面または部分的に積層されたものである（図１参照）。
【０００８】
延伸フィルム１は、熱によって伸縮しにくいフィルムである。延伸フィルム１は、後述する薄膜フィルム３に粘着してラミネートされ、薄膜フィルム３との積層物としてロールに巻かれて印刷原反として使用されるフィルムロールとなり、印刷原反の表面に絵柄層４などを印刷する際のフィルムロール間のテンションと乾燥時の熱とによって薄膜フィルム３の表面が伸縮しないようにするためのものである。延伸フィルム１は、後述する薄膜フィルム３と剥離可能とするために低粘着処理されたものでもよい。
【０００９】
低粘着処理された延伸フィルム１としては、例えば、厚さ１５〜１００μｍの延伸ポリエステルフィルム、延伸耐熱ポリエチレンフィルムなどがある。低粘着処理された延伸フィルム１は、たとえば、延伸フィルム１として、ロジン系、テンペル系、石油系などの粘着付与樹脂とポリオレフィン、ポリスチレンなどのホットメルト樹脂とが混入されたものを用いることによって、延伸フィルム１自体が低粘着性樹脂からなるものがある。
【００１０】
低粘着処理は低粘着層２を形成することによって行ってもよい。低粘着層２は、天然ゴム系、合成ゴム系、シリコーン系、アクリル系などのホットメルト樹脂からなる粘着剤をリバースコート、ロールコート、グラビア印刷などの方法条件で延伸フィルム１上に形成する方法がある。低粘着処理によって、印刷時には、延伸フィルム１と後述する薄膜フィルム３とは粘着されているが、１ｃｍ幅あたり１ｇ〜１００ｇの力をかけると、延伸フィルム１と後述する薄膜フィルム３とを剥離することができるようになる。
【００１１】
薄膜フィルム３は、後述する射出成形用の金型のキャビティ形成面１２の三次元表面に密着しやすく、前記延伸フィルム１から剥離可能な薄手のフィルムのことである。薄膜フィルム３は、延伸フィルム１上の全面または部分的に積層されたものである。薄膜フィルム３は、例えば、厚さ３０〜８０μｍのアクリルフィルム、厚さ１２〜２５μｍのフッ素フィルム、厚さ１０〜５０μｍのエチレンビニルアルコールフィルム、厚さ１０〜５０μｍのポリカーボネートフィルム、厚さ５０〜１００μｍの未延伸ポリエステルフィルム、厚さ１２〜１００μｍの未延伸ポリプロピレンフィルム、厚さ２０〜１００μｍの未延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム、厚さ１０〜１００μｍのセルロースアセテートフィルム、厚さ１０〜１００μｍのポリスチレンフィルム、厚さ１０〜１００μｍのポリ塩化ビニルフィルムなどがある。薄膜フィルム３の耐候性は、薄膜フィルム３にもともと備わっている場合もある。この場合は、紫外線吸収剤が混入された樹脂などからなるフィルムを用いる。薄膜フィルム３の耐候性は、薄膜フィルム３上に耐候性層を形成することによって得る場合がある。耐候性層は、フッ素またはアクリル樹脂からなる低温乾燥性の透明コート剤をロールコート、リバースコート、オフセット印刷、グラビア印刷のような方法条件で薄膜フィルム３上に形成するものである。また、薄膜フィルム３が、低粘着処理されたものでもよい。延伸フィルム１と薄膜フィルム３とは、低粘着層２を介してラミネート法などにより積層するとよい。積層した後に薄膜フィルム３には、ミシン目などを入れておいてもよい。
【００１２】
絵柄を有する印刷層６は、薄膜フィルム３の表面の全面または部分的に、印刷により積層された層である。印刷層６は、文字や図形、記号などを部分的に形成したり、インサート成形品表面の全体あるいは一部を着色するための絵柄層４を有する層である。絵柄層４は、顔料インキ層だけでなく、蒸着膜からなる金属蒸着層や、パール顔料と樹脂バインダーなどからなる光輝性顔料層、染料と樹脂バインダーとからなる染料インキ層、後述する成形樹脂１６つまり樹脂成形品１９との接着性を向上させるための接着インキ層などを有していてもよい。接着層５は、ポリ塩化ビニル酢酸ビニル共重合体系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂などからなっていてもよい。印刷層６は、オフセット印刷法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの通常の印刷法や、ロールコート法、スプレーコート法などのコート法などにより形成するとよい。
【００１３】
この発明の薄膜インサート成形品の製造方法は、前記積層フィルム７を用い、延伸フィルム１が剥離された状態の薄膜フィルム３を射出成形用の金型内に送り込み、型閉めしてキャビティに成形樹脂１６を射出し、樹脂成形品１９の成形と同時に印刷層６を挟んで薄膜フィルム３と成形樹脂１６とを一体化接着させるものである。射出成形用の金型内に送り込まれた薄膜フィルム３を金型のキャビティ形成面１２に密着させて三次元形状に加工した後、型閉めするようにしてもよい。
【００１４】
まず、前記積層フィルム７を用い、延伸フィルム１が剥離された状態の薄膜フィルム３を射出成形用の金型内に送り込む（図２参照）。つまり、前記積層フィルム７のうちの、延伸フィルム１と低粘着層２とが剥離され薄膜フィルム３が露出した部分を射出成形用の金型内に送り込むとよい。あるいは、前記積層フィルム７から分離した薄膜フィルム３を射出成形用の金型内に送り込んでもよい。送り込みの具体例としては、積層フィルム７をロール軸に一旦巻き取ってロール状巻物とし、ロール状巻物から積層フィルム７を巻き出しながら、ターンロール１８などを介して、延伸フィルム巻き取り手段８などにより延伸フィルム１を巻き取ることによって、積層フィルム７の巻き出しと、巻き出し端における延伸フィルム１と低粘着層２との剥離とを連続的に行い、積層フィルム７の巻き出し端に薄膜フィルム３の露出部を形成するとよい。延伸フィルム巻き取り手段８は、固定型１１あるいは可動型１０の上方に設置してもよい。射出成形用の金型は、樹脂を射出するゲート部１５を有する固定型１１と可動型１０などからなり、固定型１１と可動型１０とが型閉めされることによって、固定型１１および可動型１０のキャビティ形成面１２によって囲まれた単数あるいは複数のキャビティが形成されるものである。キャビティを形成する凹部１３は固定型１１あるいは可動型１０のいずれに形成されていてもよい。金型は、凹部１３の周囲で薄膜フィルム３を固定するクランプ部材１４を有してもよい（図２、３参照）。クランプ部材１４は固定型１１あるいは可動型１０に設置されてもよい。薄膜フィルム３は、その印刷層６側が固定型１１のキャビティ形成面１２に対向するように送り込んでもよいし、その印刷層６側が可動型１０のキャビティ形成面１２に対向するように送り込んでもよい。
【００１５】
次に、薄膜フィルム３を金型のキャビティ形成面１２に密着するように三次元形状に加工してもよい（図３参照）。
【００１６】
薄膜フィルム３を三次元形状に加工するためには、薄膜フィルム３を加熱し軟化させ、金型のキャビティ形成面１２に密着させるとよい（図２）。加熱は、薄膜フィルム３の熱分布が均一となり全体がまんべんなく軟化するようにおこなうとよい。たとえば、フィルム軟化温度よりも約７０℃高い温度がよい。薄膜フィルム３は、厚みの薄いフィルムであるため低温で済み三次元加工が迅速にできる。また、キャビティ形成面１２に形成された真空吸引孔２０から薄膜フィルム３を真空吸引してもよい。真空吸引する前に、キャビティ形成面１２の周囲でクランプ部材１４などにより薄膜フィルム３を固定して、キャビティ形成面１２と薄膜フィルム３との間を密閉してもよい。クランプ部材１４でクランプする際、あるいは、クランプした後真空吸引する前に、金型内の薄膜フィルム３を分断するなどして積層フィルム７から切り離してもよい。
【００１７】
三次元形状に加工する際、あるいは、後述する射出成形用の金型の型閉めの際に、キャビティ形成面１２を覆う薄膜フィルム３を分断するなどして、積層フィルム７から切り離してもよい。あるいは、打ち抜きなどによりトリミングしてもよい。切り離しやトリミングは、金型に設けられたカッター刃やヒートカッターなどで行ってもよい。あるいは、金型の雄型と雌型とのクリアランスを薄膜フィルム３の厚みより薄くして、雄型と雌型との型閉め時の型締め力により行ってもよい。
【００１８】
次に、型閉めしてキャビティに成形樹脂１６を射出し、樹脂成形品１９の成形と同時に絵柄を有する印刷層６を挟んで薄膜フィルム３と成形樹脂１６と一体化接着させる（図４参照）。成形樹脂１６としては、ポリプロピレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ナイロン樹脂など樹脂がある。薄膜フィルム３を三次元形状に加工していない場合は、成形樹脂１６の射出圧などによって、薄膜フィルム３を金型のキャビティ形成面１２に密着させることになる。樹脂成形品１９を冷却した後、型開きして、薄膜インサート成形品を取り出す（図５参照）。この後、樹脂成形品からはみ出た薄膜フィルム３のバリ１７を除去してもよい（図６参照）。バリ１７を除去するには、手ではぎ取る方法、レーザーで切段する方法などがある。薄膜フィルム３は弱い力ではぎ取ることができる。レーザー光線処理であっても短時間、低出力での処理が可能である。
【００１９】
【実施例】
実施例１以下の条件で、金属色のセンターオーナメントを製造した。積層フィルムの延伸フィルムは、低粘着処理された厚さ１５０μｍのポリエチレンフィルムを用いた。薄膜フィルムは、厚さ１２μｍのフッ素フィルムを用いた。印刷層は、光輝性顔料層、接着層からなり、薄膜フィルムと光輝性顔料層との間に金属蒸着層を積層した。金属蒸着層は、厚さ４００Åのアルミ蒸着膜とした。光輝性顔料層は、アルミ顔料入りフッ素・アクリル樹脂系インキを用いてグラビア印刷法で形成した。接着層は、塩素化ポリプロピレン樹脂系インキを用いてグラビア印刷法で形成した。印刷においては、１００℃の温度で乾燥後常温に冷却した。この積層フィルムをロール軸に一旦巻き取ってロール状巻物とした。このロール状巻物を、射出成形用の金型の上部に設置した。次に、ロール状巻物から積層フィルムを巻き出し、連続して延伸フィルムおよび低粘着層と、薄膜フィルムおよび印刷層との剥離を行い、積層フィルムに薄膜フィルムが露出した部分を形成しながら、連続して、露出した薄膜フィルムの部分を前記金型の可動型のキャビティ形成面の正面に挿入した。次に、キャビティ形成面の周囲でクランプ部材により薄膜フィルムを固定して、この薄膜フィルムを三次元形状に真空成形加工し金型のキャビティ形成面に密着させた後、薄膜フィルムをヒートカッターで分断して、ロール状巻物の積層フィルムから切り離した。真空成形加工は、２５０℃のヒーターで薄膜フィルムを１６０度程度に加熱しながら、１.５気圧の真空吸引力でセンターオーナメントの表面形状に真空成形で行った。成形加工時間は４秒であった。次に固定型と可動型とを型閉めして形成されたキャビティに、成形温度２２０℃〜２４０℃、金型温度３０℃〜５０℃で、ポリプロピレン樹脂を成形樹脂として射出成形した。ポリプロピレン樹脂成形品を冷却した後、ポリプロピレン樹脂成形品の周囲のベロ状となった薄膜フィルムを手で切除しバリ取りをした。このときの切除する力は、１ｃｍ幅あたり５０ｇと非常に弱い力でできた。これにより、金属色の薄膜フィルムが接着された１５ｍｍ厚のセンターオーナメントを得た。
【００２０】
実施例２以下の条件で、木目柄のコンソールパネルを製造した。積層フィルムの延伸フィルムは、低粘着処理された厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。薄膜フィルムは、厚さ５０μｍのアクリルフィルムを用いた。印刷層は、木目導管柄層、木目下地層、接着層からなる。木目導管柄層は、カーボンブラック入りアクリル樹脂系インキを用いてグラビア印刷法で形成した。木目下地層は、ベンガラ入りアクリル樹脂系インキを用いてスクリーン印刷法で形成した。接着層は、ビニル樹脂系インキを用いてスクリーン印刷法で形成した。印刷においては、１０５℃の温度で乾燥後常温に冷却した。この積層フィルムをロール軸に一旦巻き取ってロール状巻物とした。このロール状巻物を、射出成形用の金型の上部に設置した。次に、ロール状巻物から積層フィルムを巻き出し、１ｃｍあたり２.５ｇの引き剥がし力で延伸フィルムおよび低粘着層と薄膜フィルムとの剥離を連続して行い、積層フィルムに薄膜フィルムの露出部を形成しながら、連続して、印刷層が形成された薄膜フィルムを前記金型の可動型のキャビティ形成面の正面に挿入した。次に、キャビティ形成面の周囲でクランプ部材により薄膜フィルムを固定する際に、薄膜フィルムをヒートカッターで分断して積層フィルムから切り離し、この薄膜フィルムを三次元形状に真空成形加工し金型のキャビティ形成面に密着させた。真空成形加工は、２５０℃のヒーターで薄膜フィルムを加熱しながら、１.５気圧の真空吸引力でコンソールパネルの表面形状に真空成形で行った。成形加工時間は３秒であった。次に固定型と可動型とを型閉めして形成されたキャビティに、成形温度２５５℃〜２８５℃、金型温度４０℃〜７０℃で、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂を成形樹脂として射出成形した。アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂成形品を冷却した後、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂成形品の周囲のベロ状となった薄膜フィルムを手で剥がしバリ取りをした。このとき手で剥がす力は、１ｃｍ幅あたり１００〜２００ｇと非常に弱い力でできた。これにより、木目柄の薄膜フィルムが接着された８ｍｍ厚のコンソールパネルを得た。
【００２１】
実施例３以下の条件で、シルバー色のサイドマットガードを製造した。積層フィルムの延伸フィルムは、低粘着処理された厚さ１２５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルムを用いた。薄膜フィルムは、厚さ７０μｍの未延伸のポリプロピレンフィルムを用いた。印刷層は、光輝性顔料層、下地顔料層、接着層からなる。光輝性顔料層は、アルミ顔料入りウレタン樹脂系インキを用いてリバースコート法で形成した。下地顔料層は、グレー色のウレタン樹脂に、酸化チタン１０部／カーボンブラック１部の割合で混ぜ合わせたインキを用いてリバースコート法で形成した。接着層は、塩素化ポリプロピレン樹脂系インキを用いてリバースコート法で形成した。印刷においては、８５℃の温度で乾燥後常温に冷却した。この積層フィルムをロール軸に一旦巻き取ってロール状巻物とした。このロール状巻物を、射出成形用の金型の上部に設置した。次に、ロール状巻物から積層フィルムを巻き出し、１ｃｍ幅あたり２.５ｇの引き剥がし力でもって延伸フィルムおよび低粘着層と薄膜フィルムとの剥離を連続して行い、積層フィルムに薄膜フィルムの露出部を形成しながら、連続して、薄膜フィルムを前記金型の可動型のキャビティ形成面の正面に挿入した。次に、キャビティ形成面の周囲でクランプ部材により薄膜フィルムを固定して、この薄膜フィルムを三次元形状に真空成形加工し金型のキャビティ形成面に密着させた後、薄膜フィルムをヒートカッターで分断して、ロール状巻物の積層フィルムから切り離した。真空成形加工は、２５０℃のヒーターで薄膜フィルム部を１３０度程度に加熱しながら、１.５気圧の真空吸引力でセンターオーナメントの表面形状に真空成形で行った。成形加工時間は約１０秒であった。次に固定型と可動型とを型閉めして形成されたキャビティに、成形温度２２０℃〜２４０℃、金型温度３０℃〜５０℃で、ポリプロピレン樹脂を成形樹脂として射出成形した。ポリプロピレン樹脂成形品を冷却した後、ポリプロピレン樹脂成形品の周囲のベロ状となった薄膜フィルムを手で剥がしバリ取りをした。このとき手で剥がす力は、１ｃｍ幅あたり２００〜５００ｇであった。これにより、シルバー色の薄膜フィルムが接着された大きさが０.７平方メートルのサイドマットガードを得た。
【００２２】
以上のいずれの実施例でも、積層フィルムの印刷時には、積層フィルムに絵柄の伸縮や見当不良、熱シワなどは見受けられなかった。また、薄膜フィルムの真空成形加工は１０秒以下の短い時間でできた。また、薄膜フィルムの真空成形加工では屈曲角度の大きい形状や微細な凹凸形状、立ち上がりの大きいセンターオーナメント表面の細かい凹凸やコンソールパネルの孔部の深い溝などの三次元形状に成形しても、薄膜フィルムが薄手で折れ曲がりや変形しやすいため、前記三次元形状に精度良く成形できた。また、薄膜フィルムの分断やバリ取りの場合は、薄膜フィルムが薄手で切断しやすい。また、薄膜フィルムが薄手で成形しやすいため、射出成形用の金型に低出力の真空吸引装置を容易に組み込めた。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、伸縮しにくい延伸フィルムと薄膜フィルムの積層物を原反として印刷層を形成した積層フィルムから延伸フィルムを剥離し、剥離された延伸フィルムを巻き取り手段により巻き取った後、延伸フィルムが剥離され三次元形状に成形しやすい印刷層を有する薄膜フィルムのみの部分を、射出成形用の金型内に送り込み、キャビティ内に成形樹脂を射出し、印刷層を有する薄膜フィルムと樹脂成形品とを接着させるものである。したがって、印刷層の形成時には、伸縮しにくい延伸フィルムと薄膜フィルムの積層物上に印刷できるため、印刷層の絵柄の伸縮や見当不良が発生せず、積層フィルムに熱シワなどは発生しない。一方、伸縮しにくい延伸フィルムと薄膜フィルムの積層フィルムから剥離された薄膜フィルムは薄手である。このため、薄膜フィルムの三次元形状への加工が短時間でできる。また、薄膜フィルムの三次元形状への加工では屈曲角度の大きい形状や微細な凹凸形状などの三次元形状に成形しても精度良く成形できる。また、バリ取りが弱い力で簡単にできる。また、低出力の真空吸引装置を射出成形用の金型に容易に組み込める。得られるインサート成形品は薄膜フィルムで覆われているため、フィルムの異物感がないにもかかわらず、絵柄を有する印刷層が保護されたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の積層フィルムの一実施例を示す断面図である。
【図２】 この発明の薄膜インサート成形品の製造方法の工程の一つを示す断面図である。
【図３】 この発明の薄膜インサート成形品の製造方法の工程の一つを示す断面図である。
【図４】 この発明の薄膜インサート成形品の製造方法の工程の一つを示す断面図である。
【図５】 この発明の製造方法によって得られる薄膜インサート成形品を示す断面図である。
【図６】 この発明の製造方法によって得られる薄膜インサート成形品を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 延伸フィルム
２ 低粘着層
３ 薄膜フィルム
４ 絵柄層
５ 接着層
６ 印刷層
７ 積層フィルム
８ 延伸フィルム巻き取り手段
１０ 可動型
１１ 固定型
１２ キャビティ形成面
１３ 凹部
１４ クランプ部材
１５ ゲート部
１６ 成形樹脂
１７ バリ
１８ ターンロール
１９ 樹脂成形品
２０ 真空吸引孔
Claims (2)
- 延伸フィルム上に、延伸フィルムから剥離可能で厚さ１０μｍ〜１００μｍの薄膜フィルムが全面に積層され、その上に絵柄層を有する印刷層が全面または部分的に積層された積層フィルムから延伸フィルムを剥離し、剥離された延伸フィルムを巻き取り手段により巻き取った後、延伸フィルムが剥離された状態の薄膜フィルムを射出成形用の金型内に送り込み、型閉めしてキャビティに成形樹脂を射出し、樹脂成形品の成形と同時に印刷層を挟んで薄膜フィルムと成形樹脂とを一体化接着させることを特徴とする薄膜インサート成形品の製造方法。
- 射出成形用の金型内に送り込まれた薄膜フィルムを金型のキャビティ形成面に密着させて三次元形状に加工した後、型閉めする請求項１に記載の薄膜インサート成形品の製造方法。
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1997
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