JP4031305B2 - 微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法、及び微細凹凸模様を有する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】
本発明は、家電製品や通信機器の筐体等に利用される微細凹凸を有するインサートシートの製造方法及び微細凹凸模様を有するインサート成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、樹脂成形品表面を装飾する目的で、透明な基材シート１の片面に加飾層６が設けられたインサートシート７を所望のキャビティ形状を有する射出成形用金型９内に配置し、型締め後、インサートシート７の加飾層６側よりキャビテイ１３内に樹脂を射出充満させ、冷却して樹脂成形品を得るのと同時にその面にインサートシート７を一体化させることが行なわれてる。
【０００３】
ところで、上記インサート成形品の製造方法においては、インサート成形品の表面に部分的に微細凹凸模様を設ける場合、射出成形用金型９のインサートシート７と接する面に微細凹凸加工を施し、射出成形時に射出成形用金型９の微細凹凸９ａによってインサート成形品表面を賦形していた（図１５，図１６参照）。
【０００４】
また、上記インサート成形品の製造方法においては、インサート成形品表面に耐摩耗性等が要求される場合、インサートシートとして金型と接する側に電離放射線硬化型樹脂を硬化させてなる表面保護層を設けたものを用いていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のインサート成形品の製造方法には、次のような問題点があった。
【０００６】
まず、インサート成形品表面に電離放射線硬化型樹脂を硬化させた表面保護層を設け、且つその表面保護層表面に微細凹凸模様を設ける場合は、表面保護層が硬質であるため、射出成形時にインサート成形品表面を金型の微細凹凸通りに正確に賦形することが困難であり、精密な意匠表現ができない問題があった。また、インサート成形工程において表面保護層を未硬化とすれば金型の微細凹凸通りに正確に賦形することは可能となるが、金型からインサート成形品を取り出した後、電離放射線を照射して表面保護層を硬化した際に表面保護層の収縮が起こり、表面保護層の微細凹凸模様と当該微細凹凸模様と同調すべき加飾層の図柄模様が位置ズレするという問題がある。
【０００７】
また、別の問題として、インサート成形品の外形状が同じであって表面の微細凹凸模様のバリエーションが多岐にわたる場合、あるいはインサート成形品の外形状が同じであって微細凹凸模様だけを設計変更する場合、微細凹凸模様毎に射出成形用金型を作らなければならない。しかし、射出成形用金型は成形時の強大な型締め力や射出圧に対する耐久性を要するので高価な鋼材を用いなければならないため、得られるインサート成形品はコスト高となる。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決することにあって、インサート成形品最表面の表面保護層について精密な微細凹凸模様を呈する意匠表現ができ且つ表面保護層の微細凹凸模様と当該微細凹凸模様と同調すべき加飾層の図柄模様との間で位置ズレが生じず、さらに低コストでインサート成形品を得ることができる微細凹凸を有するインサートシートの製造方法及び微細凹凸を有するインサート成形品の製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法は、透明又は半透明な基材シートの片面に未硬化の電離放射線硬化型樹脂からなる表面保護層を少なくとも設けた積層体と表面に微細凹凸を有する賦形用型とを用い、積層体の表面保護層側の面と賦形用型の微細凹凸面とが対向するように配置し、加熱圧により上記積層体の表面保護層側の面を賦形用型の微細凹凸により賦形し、その後に電離放射線を照射して微細凹凸模様を有する表面保護層を硬化させ、さらに積層体の基材シート側の面に当該微細凹凸模様と同調する図柄模様を有する加飾層を少なくとも設けるように構成した。
【００１０】
また上記構成において、微細凹凸模様を、高低差０．０１ｍｍ以上０．５未満である艶消し模様又はヘアライン模様とした。
【００１１】
また上記各構成において、表面保護層の賦形された積層体を賦形用型から取外す前に、電離放射線の照射を行なうようにした。
【００１２】
また上記各構成において、積層体を、その表面保護層側の面を賦形すると同時に、立体形状に予備成形するようにした。
【００１３】
本発明の微細凹凸模様を有するインサート成形品の製造方法は、上記方法により得られたインサートシートを所望のキャビティ形状を有する射出成形用金型内に配置し、型締め後、インサートシートの表面保護層側とは反対側よりキャビテイ内に樹脂を射出充満させ、冷却して樹脂成形品を得るのと同時にその面にインサートシートを一体化させるように構成した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１〜６は本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図、図７〜図９は本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法の一実施例を示す断面図、図１０〜図１２は本発明に係る積層体の表面保護層を賦形する方法の一例を示す断面図、図１３は本発明に係る積層体の表面保護層を硬化させる方法の変化例を示す断面図、図１４は本発明に係る積層体の表面保護層を賦形するとともに積層体を予備成形する方法を示す断面図である。図中、１は基材シート、２は表面保護層、２ａは微細凹凸模様、３は積層体、４は賦形用型、４ａは微細凹凸、４ｂは上型、４ｃは下型、４ｄは吸引型、４ｅはエアー流入口、５は電離放射線、６は加飾層、６ａは図柄模様、７はインサートシート、８はインサート成形品、９は射出成形用金型、１０は接着層、１１は樹脂成形品、１２は溶融樹脂、１３はキャビティ、１４はヒーター、１５は圧空流入をそれぞれ示す。
【００１５】
図１〜６に示す微細凹凸模様を有するインサートシート７の製造方法は、透明又は半透明な基材シート１の片面に未硬化の電離放射線硬化型樹脂からなる表面保護層２を設けた積層体３（図１参照）と表面に微細凹凸４ａを有する賦形用型４とを用い、積層体３の表面保護層２側の面と賦形用型４の微細凹凸面４ａとが対向するように配置し（図２参照）、加熱圧により上記積層体３の表面保護層２側の面を賦形用型４の微細凹凸４ａにより賦形し（図３参照）、その後に電離放射線５を照射（図４参照）して微細凹凸模様２ａを有する表面保護層２を硬化させ、賦形用型４から積層体３を取外し（図５参照）、さらに積層体３の基材シート１側の面に当該微細凹凸模様２ａと同調する図柄模様６ａを有する加飾層６を接着層１０を設ける（図６参照）ものである。
【００１６】
上記透明又は半透明な基材シート１は、加飾層６や表面保護層２を支持し立体形状を有する樹脂成形品への加飾を可能とするものであり、またその厚みによってインサートシート７による加飾に深みを与えるものである。基材シート１としては、ＰＥＴフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリルフィルム、オレフィンフィルム、ポリカーボネート／ＰＥＴ混合フィルム、ウレタンフィルムのいずれかの単層フィルム、あるいはこれらのフィルムを２層以上積層した複層フィルムを用いることができる。また、基材シート１の厚みは、２５μｍ〜２５０μｍの範囲のものを用いると良い。厚みが２５μｍ未満の場合、薄すぎて印刷や成形工程でのハンドリングが悪い。厚みが２５０μｍを超える場合、インサートシート７を射出成形用金型の内壁に沿うように立体形状に成形する際に熱伝導のため加熱時間が長くなるので生産効率が劣る。また、基材シート１は、ブロッキング等が懸念される材料にて表面保護層２が塗布された後に巻き取る場合、基材シート１の表面保護層２を設けた面とは反対の面が全面的に凹凸層を有しているものを用いるとよい。
【００１７】
上記表面保護層２は、インサート成形品８表面の耐損傷性、耐薬品性などを向上させる層である。表面保護層２としては、電離放射線硬化性樹脂、すなわち反応型プレポリマー、多官能性オリゴマーあるいはそれらの混合物のうちいずれかに反応型希釈剤を混合し、必要により光重合開始剤を添加したものが用いられる。反応型プレポリマーには、重合性二重結合を有するプレポリマーおよびエポキシ基を有するプレポリマーがあり、多官能性オリゴマーには、重合性二重結合を有するオリゴマーおよびエポキシ基を有するオリゴマーがある。重合性二重結合を有するプレポリマーまたはオリゴマーとしては、（１）不飽和ジカルボン酸またはその無水物と多価アルコールのポリ縮合物からなる不飽和ポリエステル組成物、（２）比較的低分子量のアルキドまたはポリエステルの残余ＯＨ基にアクリル酸を縮合したアルキドアクリレートまたはポリエステルアクリレート、（３）ポリオールとジイソシアネートとを反応させた末端イソシアネートウレタンプレポリマーにヒドロキシル基をもつアクリレートを反応させることにより得られるウレタンアクリレート、（４）シリコンオリゴマーにアクリロイル基を導入したシリコンアクリレート、（５）ポリブタジエンオリゴマーの末端にアクリロイル基を導入したジエン系アクリレート、（６）メラミンオリゴマーにアクリロイル基を導入したメラミンアクリレート、（７）低分子量のビニル共重合体の側鎖の官能基を利用してアクリロイル基を導入したもの、（８）前記（１）〜（７）のアクリルオリゴマーをイソシアネート化合物、エポキシ化合物、油脂類などで変成した組成物などがある。また、エポキシ基を有するプレポリマーまたはオリゴマーとしては、（１）エポキシ樹脂にアクリル酸をエステル付加させて得られるエポキシアクリレート、（２）光によって分解してルイス酸を発生する化合物を光開始剤としてエポキシ化合物を開環重合させる組成物、などがある。また、反応型希釈剤としては、たとえばビニルピロリドン、２−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレートなどを使用することができる。また、光重合開始剤は必要により添加する。すなわち、紫外線照射を施す場合には添加し、電子線照射を施す場合には添加しない。使用し得る光重合開始剤としては、たとえばベンゾインエチルエーテル、ベンゾフェノン、ベンジル、メチルオルソベンゾイルベンゾエート、クロロチオキサントン、２・２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、１−フェニル−１・２−プロパンジオン−２−（０−エトキシカルボニル）、１−フェニル−１・２−プロパンジオン−２−（０−ベンゾイル）オキシムなどがある。表面保護層２の膜厚は、１μｍ〜２０μｍの範囲とするのが好ましい。膜厚が１μｍ未満の場合、表面保護層２としての機能を充分には果たしにくくなる。膜厚が２０μｍを超える場合、表面保護層２の形成直後にブロッキングの危険性が高くなり、且つインサートシート７を射出成形用金型の内壁に沿うように立体形状に成形する際にクラック等が発生しやすいため形状追従性に欠ける。
【００１８】
上記賦形工程は、積層体３の表面保護層２側の面を表面温度が１００〜１５０℃となるよう加熱軟化させた後、押し圧８０ｂａｒ以上の負荷をかけて賦形用型の微細凹凸を積層体３の表面保護層２側の面に転移させるのが好ましい。上記表面温度とは、加熱された積層体３の賦形直前の表面温度、つまり、図１０〜１２の例でいえば加熱ゾーンから賦形ゾーンへ積層体が移動した際の表面温度であり、積層体３に温度ラベルを貼って適温領域となるようにヒーター１４等の加熱条件が調整される。表面温度が１００℃未満の場合、加熱軟化が不十分なため賦形用型４の微細凹凸４ａが転移しない。表面温度が１５０℃を超える場合、軟化しすぎ、脱型が困難となる。また、負荷が８０ｂａｒ未満の場合、賦形用型４の微細凹凸４ａ通りに正確に賦形することが困難となる。なお、図１０〜１２のように積層体３を賦形用型４に押付けるのではなく、賦形用型４を積層体３に押付けてもよい（図示せず）。また、表面保護層２の膜厚に対して賦形用型４の微細凹凸４ａが深めの場合には、賦形は表面保護層２のみならずその下の基材シート１まで達することもある。なお、図１０〜１２に示す賦形用型４は一実施例であり、エアー流入口ｅを備えた上型４ｂと、微細凹凸４ａを有する吸引型４ｄを備えた下型４ｃとからなるものであり、圧空流入１５により加熱する。
【００１９】
上記表面保護層２の微細凹凸模様２ａは、例えば、高低差０．０１ｍｍ以上０．５未満である艶消し模様又はヘアライン模様であり、これを賦形可能なように賦形用型４に微細凹凸４ａが部分的に設けられる。インサート成形品８の外形状が同じであって表面の微細凹凸模様２ａのバリエーションが多岐にわたる場合、あるいはインサート成形品８の外形状が同じであって表面保護層２の微細凹凸模様２ａを設計変更する場合、微細凹凸模様２ａ毎に賦形用型４を作ることになるが、上記賦形用型４は、強大な型締め力や射出圧に対する耐久性を要しないので、安価な材料、たとえばアルミニウム材や真鍮材、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂材料で対応可能であり、射出成形用金型に微細凹凸を設ける場合に比べてコストがかからない。賦形用型４への微細凹凸４ａの形成手段としては、アルミニウム材や真鍮材からなる賦形用型４の場合にはエッチング法、サンドブラスト法、電極放電加工法、ＮＣ加工法等、樹脂からなる賦形用型４の場合にはサンドブラスト法、ＮＣ加工法等を用いることができる。また、賦形用型４は、型部材の一部を入れ子にし表面を磨いた型部材を挿入したものでもよい。
【００２０】
表面保護層２を硬化させる電離放射線５としては、紫外線などを用い、４００〜４０００ｍＪ／ｃｍ２程度の条件で照射するとよい。前記したように積層体３の表面保護層２側の面を賦形用型４の微細凹凸４ａにより賦形した状態で電離放射線５を照射する際、電離放射線５の照射は、基本的に基材シート１を介して行なうが（図４参照）、賦形用型４が透明な樹脂からなる場合には賦形用型４を介して行なうこともできる（図示せず）。また、電離放射線５の照射は、積層体３の表面保護層２側の面を賦形用型４の微細凹凸４ａにより賦形し、該積層体３を賦形用型４から取外した後に行なってもよい（図１３参照）。
【００２１】
上記加飾層６は、樹脂成形品に加飾を施すためのものであり、表面保護層２の微細凹凸模様２ａと同調する図柄模様６ａを有するものである。また、加飾層６は、表面保護層２の微細凹凸模様２ａと同調する図柄模様６ａ以外に、表面保護層２の微細凹凸模様２ａと同調しない図柄模様を有していてもよい。加飾層６は、通常は印刷層として形成する。印刷層からなる加飾層６の材質としては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド系樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。印刷層からなる加飾層６の形成方法としては、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などを用いるとよい。特に、多色刷りや階調表現を行うには、オフセット印刷法やグラビア印刷法が適している。また、単色の場合には、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法を採用することもできる。印刷層は、表現したい図柄に応じて、全面的に設ける場合や部分的に設ける場合もある。印刷層の膜厚は、１〜３０μｍの範囲とするのが好ましい。膜厚が１μｍ未満の場合、他の層との層間密着において充分な固着力を発揮することが難しくなる。膜厚が３０μｍを超える場合、残留溶剤が揮発し難い為、インサート工程においてインキの流れを引き起こし易い。
【００２２】
また、加飾層６は、金属薄膜層のみからなるもの、あるいは印刷層と金属薄膜層との組み合わせからなるものでもよい。金属薄膜層は、加飾層６として金属光沢を表現するためのものであり、真空蒸着法、スパッターリング法、イオンプレーティング法などで形成する。この場合、表現したい金属光沢色に応じて、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム、鉄、銅、スズ、インジウム、銀、チタニウム、鉛、亜鉛などの金属、これらの合金又は化合物を使用する。部分的な金属薄膜層を形成する場合の一例としては、金属薄膜層を必要としない部分に溶剤可溶性樹脂層を形成した後、その上に全面的に金属薄膜を形成し、溶剤洗浄を行って溶剤可溶性樹脂層と共に不要な金属薄膜を除去する方法がある。この場合によく用いられる溶剤は、水又は水溶液である。また、別の例としては、全面的に金属薄膜を形成し、次に金属薄膜を残しておきたい部分にレジスト層を形成し、酸又はアルカリでエッチングを行い、レジスト層を除去する方法や、全面的に金属薄膜を形成し、レーザー光線により不要な金属薄膜を除去する方法がある。加飾層としての金属薄膜層の膜厚は、１０ｎｍ以上とするのが一般的である。膜厚が１０ｎｍ未満の場合、蒸着工程における膜厚管理が難しいからである。
【００２３】
接着層１０は、インサートシート７を樹脂成形品１１に接着するための層である。接着層１０としては、一体化する樹脂成形品１１の材質に応じて適宜選択する。たとえば、樹脂成形品１１の材質がポリアクリル系樹脂の場合はポリアクリル系樹脂を用いるとよい。また、樹脂成形品１１の材質がポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン共重合体系樹脂、ポリスチレン系ブレンド樹脂の場合は、これらの樹脂と親和性のあるポリアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂などを使用すればよい。さらに、樹脂成形品１１の材質がポリプロピレン樹脂の場合は、塩化ポリプロピレン系樹脂、エチレン酢酸ビニル系樹脂塩素化ポリオレフィン樹脂、塩素化エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、環化ゴム、クマロンインデン樹脂が使用可能である。また、樹脂成形品１１の材質がシリコーンゴムのような熱硬化性プラスチック樹脂と接着させる場合、チタン酸エステル、炭素官能性シラン、あるいはこれらの混合物の有機溶媒溶液、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ブチラール系樹脂、アセタール系樹脂、あるいはこれらにシラン化合物としてアルコキシシラン、クロルシランなどを添加したものなどを用いることができる。接着層１０は、着色したものでも、未着色のものでもよい。また、着色する場合でも、透明または半透明であってもよい。接着層１０の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷方法や、グラビアコート法、ロールコート法、スプレーコート法などのコート法がある。接着層の乾燥膜厚は、１〜３０μｍとするのが一般的である。膜厚が１μｍ未満の場合、樹脂成形品との十分な密着性が得られない。膜厚が３０μｍを超える場合、各印刷法による形成方法では困難である。
【００２４】
なお、本発明に係るインサートシート７の構成は、上記図１〜図６に示した態様に限定されるものではなく、たとえば、加飾層６や基材シート１の材質として樹脂成形品と１１の接着層性に優れたものを使用する場合には、接着層１０を省略することができる（図示せず）。
【００２５】
また、金属薄膜層を設ける際に、他の層と金属薄膜層との密着性を向上させるために、金属薄膜層の前後にアンカー層を設けるとよい（図示せず）。このアンカー層の材質としては、熱硬化性樹脂中から適宜選択して形成するとよい。理由としては耐熱性、柔軟性に優れるのでアンカー層に微細な割れを発生させずに金属光沢感を損なうことがないからである。とくにアクリルポリオール系の熱硬化性樹脂は、透明性に優れるので金属意匠の光沢感を再現でき、より好ましくい。また、基材シート１と表面保護層２との密着性を向上させるためにアンカー層を設けてもよい（図示せず）。上記アンカー層の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法などのコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。アンカー層の膜厚は、０．１〜５μｍとするのが一般的である。膜厚が０．１〜μｍ未満の場合、各印刷法による形成方法では困難である。膜厚が５μｍを超える場合、硬化のバラツキにより固着が不安定になる。
【００２６】
また、射出成形前にインサートシート７を立体形状に予備成形しておく必要がある場合、上記積層体３を、その表面保護層２側の面を賦形すると同時に、立体形状に予備成形することもできる（図１４参照）。予備成形方法は、高圧成形法、水圧成形法、圧空成形法、真空成形法、圧空真空成形法の何れかを用いるとよい。また、このように表面保護層２側の面を賦形すると同時に積層体３を立体形状に予備成形する場合、基材シート１の微細凹凸模様２ａを有する表面保護層２が設けられた面とは反対の面への前記加飾層６の形成手段として、ホットスタンプ法やパッド印刷を用いる。
【００２７】
次に、以上のようにして得られた表面保護層２が微細凹凸模様２ａを有するインサートシート７を用い、樹脂成形品１１の表面に一体化させ、微細凹凸模様を有するインサート成形品８を製造する方法について説明する。
【００２８】
まず、可動型と固定型とからなり、所望のキャビティ形状を有する射出成形用金型９内に上記微細凹凸模様２ａを有するインサートシート７を送り込む（図７参照）。この際、枚葉のインサートシート７を１枚づつ送り込んでもよいし、長尺のインサートシートの必要部分を間欠的に送り込んでもよい。長尺のインサートシート７を使用する場合、位置決め機構を有する送り装置を使用して、インサートシート７の微細凹凸模様２ａや加飾層６のパターンと射出成形用金型９との見当が一致するようにするとよい。また、インサートシート７を間欠的に送りむ際に、インサートシート７の位置をセンサーで検出した後にインサートシート７を可動型と固定型とで固定するようにすれば、常に同じ位置でインサートシート７を固定することができ、微細凹凸模様２ａや加飾層６のパターンの位置ずれが生じないので便利である。型締め後、インサートシート７の表面保護層２側とは反対側より溶融樹脂１２をキャビティ１３内に射出充満させ（図８参照）、冷却して樹脂成形品１１を得るのと同時にその面にインサートシート７を一体化させる。その後、型開きを行ない、インサート成形品８を取り出す（図９参照）。
【００２９】
樹脂成形品１１の材質としては、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＮ樹脂などの汎用樹脂を挙げることができる。また、ポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂やポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアリル系耐熱樹脂などのスーパーエンジニアリング樹脂を使用することもできる。さらに、ガラス繊維や無機フィラーなどの補強材を添加した複合樹脂も使用できる。これらは、透明、半透明、不透明のいずれでもよい。また、樹脂成形品１１は、着色されていても、着色されていなくてもよい。
【００３０】
【実施例】
（実施例１） 厚み１３０μｍのＰＣフィルムを基材シートとし、この片面にウレタンアクリレート樹脂からなる表面保護層をリバースコート法により膜厚５μｍで形成し積層体を得、これを所望のサイズ（２４０×３１０ｍｍ）に断裁した。その後、当該積層体を表面に部分的に微細凹凸が形成されたアルミ部材からなる賦形用型に対し上記表面保護層側の面と上記微細凹凸面とが対向するように配置し、積層体の表面温度が１３０℃となるように遠赤外線ヒーターにて加熱した後、気圧１２０ｂａｒの圧力を積層体に加えることにより、上記積層体の表面保護層側の面を賦形用型の微細凹凸により賦形した。その状態で２０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を基材シートを介して表面保護層に照射することにより表面保護層を硬化した後、賦形用型から脱型した。次いで、さらに断裁し、基材シートの微細凹凸模様を有する表面保護層が設けられた面とは反対の面に、セイコーアドバンス製『ＳＧ４１０／専用硬化剤＝１０：１』（ウレタン２液硬化型スミインキ）を用いスクリーン印刷法にて微細凹凸模様と同調する図柄模様を有する加飾層を形成して８０℃×５分の熱風乾燥をかけた。最後に、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂からなる接着層をスクリーン印刷法により全面に形成、最終８０℃×２時間乾燥を行ない、高低差０．１ｍｍの艶消し模様である微細凹凸模様を有するインサートシートを得た。
【００３１】
以上のようにした得た微細凹凸模様を有するインサートシートを最終製品サイズに断裁し、高圧成形法により該インサートシートをその表面温度が１３０℃になるように加熱した後、気圧１２０ｂａｒで予備成形し、射出成形用金型のキャビティ形状に対応した立体形状とした。次いで、この射出成形用金型のキャビティ形状に対応した立体形状に予備成形され且つ表面保護層側の表面に微細凹凸模様を有するインサートシートを成形金型内に配置し、バイエル製ＰＣ樹脂「マクロロン２２０５」を溶融、射出し冷却固化させて微細凹凸模様を有するインサートシートが表面に一体化されたインサート成形品を得た。
【００３２】
（実施例２） 厚み１５０μｍのウレタンフィルムを基材シートとし、この片面にウレタンアクリレート樹脂からなる表面保護層をリバースコート法により膜厚５μｍで形成し積層体を得、これを所望のサイズ（３１０×４１０ｍｍ）に断裁した。その後、当該積層体を表面に部分的に微細凹凸が形成された真鍮材からなる賦形用型に対し上記表面保護層側の面と上記微細凹凸面とが対向するように配置し、積層体の表面温度が１３０℃となるように遠赤外線ヒーターにて加熱した後、気圧１２０ｂａｒの圧力を積層体に加えることにより、上記積層体の表面保護層側の面を賦形用型の微細凹凸により賦形した。上記積層体を賦形用型から脱型した後、２０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を基材シートを介さずに表面保護層に直接照射することにより表面保護層を硬化した。
次いで、さらに断裁し、基材シートの微細凹凸模様を有する表面保護層が設けられた面とは反対の面に、セイコーアドバンス製『ＳＧ４１０／専用硬化剤＝１０：１』（ウレタン２液硬化型スミインキ）を用いスクリーン印刷法にて微細凹凸模様と同調する図柄模様を有する加飾層を形成して８０℃×５分の熱風乾燥をかけ、高低差０．１ｍｍの艶消し模様である微細凹凸模様を有するインサートシートを得た。
【００３３】
以上のようにした得た微細凹凸模様を有するインサートシートを最終製品サイズに断裁し、高圧成形法により該インサートシートをその表面温度が１３０℃になるように加熱した後、気圧１２０ｂａｒで予備成形し、射出成形用金型のキャビティ形状に対応した立体形状とした。次いで、この射出成形用金型のキャビティ形状に対応した立体形状に予備成形され且つ表面保護層側の表面に微細凹凸模様を有するインサートシートを成形金型内に配置し、バイエル製ＰＣ樹脂「マクロロン２２０５」を溶融、射出し冷却固化させて微細凹凸模様を有するインサートシートが表面に一体化されたインサート成形品を得た。
【００３４】
（実施例３） 賦形用型として射出成形用金型のキャビティ形状に対応する凹部を有し、その凹部表面に表面に部分的に微細凹凸が形成されたものを用い、予備成形をインサートシートの製造後ではなく積層体の賦形と同時に行なった点、加飾層の形成手段としてパッド印刷を用いた点以外は、実施例１と同様とした。
【００３５】
（実施例４） 賦形用型として射出成形用金型のキャビティ形状に対応する凹部を有し、その凹部表面に表面に部分的に微細凹凸が形成されたものを用い、予備成形をインサートシートの製造後ではなく積層体の賦形と予備成形を同時に行なった点、加飾層の形成手段としてパッド印刷を用いた点以外は、実施例２と同様とした。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法、及び微細凹凸模様を有するインサート成形品の製造方法は、以上のとおりの構成を有するので、次のような優れた効果を奏する。
【００３７】
すなわち、インサートシートの製造工程が、透明又は半透明な基材シートの片面に未硬化の電離放射線硬化型樹脂からなる表面保護層を少なくとも設けた積層体と表面に微細凹凸を有する賦形用型とを用い、積層体の表面保護層側の面と賦形用型の微細凹凸面とが対向するように配置し、加熱圧により上記積層体の表面保護層側の面を賦形用型の微細凹凸により賦形し、その後に電離放射線を照射して微細凹凸模様を有する表面保護層を硬化させるものなので、インサートシートが賦形用型の微細凹凸通りに正確に賦形された精密な意匠表現を呈するものとなる。
【００３８】
さらにインサートシートの製造工程が、上記賦形後に、積層体の基材シート側の面に当該微細凹凸模様と同調する図柄模様を有する加飾層を設けるので、電離放射線を照射による表面保護層の収縮が起こっても、表面保護層の微細凹凸模様と当該微細凹凸模様と同調すべき加飾層の図柄模様が位置ズレすることがない。
【００３９】
また、インサート成形品の外形状が同じであって表面の微細凹凸模様のバリエーションが多岐にわたる場合、あるいはインサート成形品の外形状が同じであって表面保護層の微細凹凸模様だけを設計変更する場合、微細凹凸模様毎に賦形用型を作ることになるが、上記賦形用型は強大な型締め力や射出圧に対する耐久性を要しないので、安価な材料で対応可能であり、射出成形用金型に微細凹凸を設ける場合に比べてコストがかからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図７】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図９】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る積層体の表面保護層を賦形する方法の一例を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る積層体の表面保護層を賦形する方法の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る積層体の表面保護層を賦形する方法の一例を示す断面図である。
【図１３】本発明に係る積層体の表面保護層を硬化させる方法の変化例を示す断面図である。
【図１４】本発明に係る積層体の表面保護層を賦形するとともに積層体を予備成形する方法を示す断面図である。
【図１５】従来技術に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法を示す断面図である。
【図１６】従来技術に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基材シート
２ 表面保護層
２ａ 微細凹凸模様
３ 積層体
４ 賦形用型
４ａ 微細凹凸
４ｂ 上型
４ｃ 下型
４ｄ 吸引型
４ｅ エアー流入口、
５ 電離放射線
６ 加飾層
６ａ 図柄模様
７ インサートシート
８ インサート成形品
９ 射出成形用金型
９ａ 微細凹凸
１０ 接着層
１１ 樹脂成形品
１２ 溶融樹脂
１３ キャビティ
１４ ヒーター
１５ 圧空流入
【発明の属する技術分野】
本発明は、家電製品や通信機器の筐体等に利用される微細凹凸を有するインサートシートの製造方法及び微細凹凸模様を有するインサート成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、樹脂成形品表面を装飾する目的で、透明な基材シート１の片面に加飾層６が設けられたインサートシート７を所望のキャビティ形状を有する射出成形用金型９内に配置し、型締め後、インサートシート７の加飾層６側よりキャビテイ１３内に樹脂を射出充満させ、冷却して樹脂成形品を得るのと同時にその面にインサートシート７を一体化させることが行なわれてる。
【０００３】
ところで、上記インサート成形品の製造方法においては、インサート成形品の表面に部分的に微細凹凸模様を設ける場合、射出成形用金型９のインサートシート７と接する面に微細凹凸加工を施し、射出成形時に射出成形用金型９の微細凹凸９ａによってインサート成形品表面を賦形していた（図１５，図１６参照）。
【０００４】
また、上記インサート成形品の製造方法においては、インサート成形品表面に耐摩耗性等が要求される場合、インサートシートとして金型と接する側に電離放射線硬化型樹脂を硬化させてなる表面保護層を設けたものを用いていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のインサート成形品の製造方法には、次のような問題点があった。
【０００６】
まず、インサート成形品表面に電離放射線硬化型樹脂を硬化させた表面保護層を設け、且つその表面保護層表面に微細凹凸模様を設ける場合は、表面保護層が硬質であるため、射出成形時にインサート成形品表面を金型の微細凹凸通りに正確に賦形することが困難であり、精密な意匠表現ができない問題があった。また、インサート成形工程において表面保護層を未硬化とすれば金型の微細凹凸通りに正確に賦形することは可能となるが、金型からインサート成形品を取り出した後、電離放射線を照射して表面保護層を硬化した際に表面保護層の収縮が起こり、表面保護層の微細凹凸模様と当該微細凹凸模様と同調すべき加飾層の図柄模様が位置ズレするという問題がある。
【０００７】
また、別の問題として、インサート成形品の外形状が同じであって表面の微細凹凸模様のバリエーションが多岐にわたる場合、あるいはインサート成形品の外形状が同じであって微細凹凸模様だけを設計変更する場合、微細凹凸模様毎に射出成形用金型を作らなければならない。しかし、射出成形用金型は成形時の強大な型締め力や射出圧に対する耐久性を要するので高価な鋼材を用いなければならないため、得られるインサート成形品はコスト高となる。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、上記の問題を解決することにあって、インサート成形品最表面の表面保護層について精密な微細凹凸模様を呈する意匠表現ができ且つ表面保護層の微細凹凸模様と当該微細凹凸模様と同調すべき加飾層の図柄模様との間で位置ズレが生じず、さらに低コストでインサート成形品を得ることができる微細凹凸を有するインサートシートの製造方法及び微細凹凸を有するインサート成形品の製造方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法は、透明又は半透明な基材シートの片面に未硬化の電離放射線硬化型樹脂からなる表面保護層を少なくとも設けた積層体と表面に微細凹凸を有する賦形用型とを用い、積層体の表面保護層側の面と賦形用型の微細凹凸面とが対向するように配置し、加熱圧により上記積層体の表面保護層側の面を賦形用型の微細凹凸により賦形し、その後に電離放射線を照射して微細凹凸模様を有する表面保護層を硬化させ、さらに積層体の基材シート側の面に当該微細凹凸模様と同調する図柄模様を有する加飾層を少なくとも設けるように構成した。
【００１０】
また上記構成において、微細凹凸模様を、高低差０．０１ｍｍ以上０．５未満である艶消し模様又はヘアライン模様とした。
【００１１】
また上記各構成において、表面保護層の賦形された積層体を賦形用型から取外す前に、電離放射線の照射を行なうようにした。
【００１２】
また上記各構成において、積層体を、その表面保護層側の面を賦形すると同時に、立体形状に予備成形するようにした。
【００１３】
本発明の微細凹凸模様を有するインサート成形品の製造方法は、上記方法により得られたインサートシートを所望のキャビティ形状を有する射出成形用金型内に配置し、型締め後、インサートシートの表面保護層側とは反対側よりキャビテイ内に樹脂を射出充満させ、冷却して樹脂成形品を得るのと同時にその面にインサートシートを一体化させるように構成した。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１〜６は本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図、図７〜図９は本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法の一実施例を示す断面図、図１０〜図１２は本発明に係る積層体の表面保護層を賦形する方法の一例を示す断面図、図１３は本発明に係る積層体の表面保護層を硬化させる方法の変化例を示す断面図、図１４は本発明に係る積層体の表面保護層を賦形するとともに積層体を予備成形する方法を示す断面図である。図中、１は基材シート、２は表面保護層、２ａは微細凹凸模様、３は積層体、４は賦形用型、４ａは微細凹凸、４ｂは上型、４ｃは下型、４ｄは吸引型、４ｅはエアー流入口、５は電離放射線、６は加飾層、６ａは図柄模様、７はインサートシート、８はインサート成形品、９は射出成形用金型、１０は接着層、１１は樹脂成形品、１２は溶融樹脂、１３はキャビティ、１４はヒーター、１５は圧空流入をそれぞれ示す。
【００１５】
図１〜６に示す微細凹凸模様を有するインサートシート７の製造方法は、透明又は半透明な基材シート１の片面に未硬化の電離放射線硬化型樹脂からなる表面保護層２を設けた積層体３（図１参照）と表面に微細凹凸４ａを有する賦形用型４とを用い、積層体３の表面保護層２側の面と賦形用型４の微細凹凸面４ａとが対向するように配置し（図２参照）、加熱圧により上記積層体３の表面保護層２側の面を賦形用型４の微細凹凸４ａにより賦形し（図３参照）、その後に電離放射線５を照射（図４参照）して微細凹凸模様２ａを有する表面保護層２を硬化させ、賦形用型４から積層体３を取外し（図５参照）、さらに積層体３の基材シート１側の面に当該微細凹凸模様２ａと同調する図柄模様６ａを有する加飾層６を接着層１０を設ける（図６参照）ものである。
【００１６】
上記透明又は半透明な基材シート１は、加飾層６や表面保護層２を支持し立体形状を有する樹脂成形品への加飾を可能とするものであり、またその厚みによってインサートシート７による加飾に深みを与えるものである。基材シート１としては、ＰＥＴフィルム、ポリカーボネートフィルム、アクリルフィルム、オレフィンフィルム、ポリカーボネート／ＰＥＴ混合フィルム、ウレタンフィルムのいずれかの単層フィルム、あるいはこれらのフィルムを２層以上積層した複層フィルムを用いることができる。また、基材シート１の厚みは、２５μｍ〜２５０μｍの範囲のものを用いると良い。厚みが２５μｍ未満の場合、薄すぎて印刷や成形工程でのハンドリングが悪い。厚みが２５０μｍを超える場合、インサートシート７を射出成形用金型の内壁に沿うように立体形状に成形する際に熱伝導のため加熱時間が長くなるので生産効率が劣る。また、基材シート１は、ブロッキング等が懸念される材料にて表面保護層２が塗布された後に巻き取る場合、基材シート１の表面保護層２を設けた面とは反対の面が全面的に凹凸層を有しているものを用いるとよい。
【００１７】
上記表面保護層２は、インサート成形品８表面の耐損傷性、耐薬品性などを向上させる層である。表面保護層２としては、電離放射線硬化性樹脂、すなわち反応型プレポリマー、多官能性オリゴマーあるいはそれらの混合物のうちいずれかに反応型希釈剤を混合し、必要により光重合開始剤を添加したものが用いられる。反応型プレポリマーには、重合性二重結合を有するプレポリマーおよびエポキシ基を有するプレポリマーがあり、多官能性オリゴマーには、重合性二重結合を有するオリゴマーおよびエポキシ基を有するオリゴマーがある。重合性二重結合を有するプレポリマーまたはオリゴマーとしては、（１）不飽和ジカルボン酸またはその無水物と多価アルコールのポリ縮合物からなる不飽和ポリエステル組成物、（２）比較的低分子量のアルキドまたはポリエステルの残余ＯＨ基にアクリル酸を縮合したアルキドアクリレートまたはポリエステルアクリレート、（３）ポリオールとジイソシアネートとを反応させた末端イソシアネートウレタンプレポリマーにヒドロキシル基をもつアクリレートを反応させることにより得られるウレタンアクリレート、（４）シリコンオリゴマーにアクリロイル基を導入したシリコンアクリレート、（５）ポリブタジエンオリゴマーの末端にアクリロイル基を導入したジエン系アクリレート、（６）メラミンオリゴマーにアクリロイル基を導入したメラミンアクリレート、（７）低分子量のビニル共重合体の側鎖の官能基を利用してアクリロイル基を導入したもの、（８）前記（１）〜（７）のアクリルオリゴマーをイソシアネート化合物、エポキシ化合物、油脂類などで変成した組成物などがある。また、エポキシ基を有するプレポリマーまたはオリゴマーとしては、（１）エポキシ樹脂にアクリル酸をエステル付加させて得られるエポキシアクリレート、（２）光によって分解してルイス酸を発生する化合物を光開始剤としてエポキシ化合物を開環重合させる組成物、などがある。また、反応型希釈剤としては、たとえばビニルピロリドン、２−エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレートなどを使用することができる。また、光重合開始剤は必要により添加する。すなわち、紫外線照射を施す場合には添加し、電子線照射を施す場合には添加しない。使用し得る光重合開始剤としては、たとえばベンゾインエチルエーテル、ベンゾフェノン、ベンジル、メチルオルソベンゾイルベンゾエート、クロロチオキサントン、２・２−ジエトキシアセトフェノン、２−メチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、１−フェニル−１・２−プロパンジオン−２−（０−エトキシカルボニル）、１−フェニル−１・２−プロパンジオン−２−（０−ベンゾイル）オキシムなどがある。表面保護層２の膜厚は、１μｍ〜２０μｍの範囲とするのが好ましい。膜厚が１μｍ未満の場合、表面保護層２としての機能を充分には果たしにくくなる。膜厚が２０μｍを超える場合、表面保護層２の形成直後にブロッキングの危険性が高くなり、且つインサートシート７を射出成形用金型の内壁に沿うように立体形状に成形する際にクラック等が発生しやすいため形状追従性に欠ける。
【００１８】
上記賦形工程は、積層体３の表面保護層２側の面を表面温度が１００〜１５０℃となるよう加熱軟化させた後、押し圧８０ｂａｒ以上の負荷をかけて賦形用型の微細凹凸を積層体３の表面保護層２側の面に転移させるのが好ましい。上記表面温度とは、加熱された積層体３の賦形直前の表面温度、つまり、図１０〜１２の例でいえば加熱ゾーンから賦形ゾーンへ積層体が移動した際の表面温度であり、積層体３に温度ラベルを貼って適温領域となるようにヒーター１４等の加熱条件が調整される。表面温度が１００℃未満の場合、加熱軟化が不十分なため賦形用型４の微細凹凸４ａが転移しない。表面温度が１５０℃を超える場合、軟化しすぎ、脱型が困難となる。また、負荷が８０ｂａｒ未満の場合、賦形用型４の微細凹凸４ａ通りに正確に賦形することが困難となる。なお、図１０〜１２のように積層体３を賦形用型４に押付けるのではなく、賦形用型４を積層体３に押付けてもよい（図示せず）。また、表面保護層２の膜厚に対して賦形用型４の微細凹凸４ａが深めの場合には、賦形は表面保護層２のみならずその下の基材シート１まで達することもある。なお、図１０〜１２に示す賦形用型４は一実施例であり、エアー流入口ｅを備えた上型４ｂと、微細凹凸４ａを有する吸引型４ｄを備えた下型４ｃとからなるものであり、圧空流入１５により加熱する。
【００１９】
上記表面保護層２の微細凹凸模様２ａは、例えば、高低差０．０１ｍｍ以上０．５未満である艶消し模様又はヘアライン模様であり、これを賦形可能なように賦形用型４に微細凹凸４ａが部分的に設けられる。インサート成形品８の外形状が同じであって表面の微細凹凸模様２ａのバリエーションが多岐にわたる場合、あるいはインサート成形品８の外形状が同じであって表面保護層２の微細凹凸模様２ａを設計変更する場合、微細凹凸模様２ａ毎に賦形用型４を作ることになるが、上記賦形用型４は、強大な型締め力や射出圧に対する耐久性を要しないので、安価な材料、たとえばアルミニウム材や真鍮材、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂等の樹脂材料で対応可能であり、射出成形用金型に微細凹凸を設ける場合に比べてコストがかからない。賦形用型４への微細凹凸４ａの形成手段としては、アルミニウム材や真鍮材からなる賦形用型４の場合にはエッチング法、サンドブラスト法、電極放電加工法、ＮＣ加工法等、樹脂からなる賦形用型４の場合にはサンドブラスト法、ＮＣ加工法等を用いることができる。また、賦形用型４は、型部材の一部を入れ子にし表面を磨いた型部材を挿入したものでもよい。
【００２０】
表面保護層２を硬化させる電離放射線５としては、紫外線などを用い、４００〜４０００ｍＪ／ｃｍ２程度の条件で照射するとよい。前記したように積層体３の表面保護層２側の面を賦形用型４の微細凹凸４ａにより賦形した状態で電離放射線５を照射する際、電離放射線５の照射は、基本的に基材シート１を介して行なうが（図４参照）、賦形用型４が透明な樹脂からなる場合には賦形用型４を介して行なうこともできる（図示せず）。また、電離放射線５の照射は、積層体３の表面保護層２側の面を賦形用型４の微細凹凸４ａにより賦形し、該積層体３を賦形用型４から取外した後に行なってもよい（図１３参照）。
【００２１】
上記加飾層６は、樹脂成形品に加飾を施すためのものであり、表面保護層２の微細凹凸模様２ａと同調する図柄模様６ａを有するものである。また、加飾層６は、表面保護層２の微細凹凸模様２ａと同調する図柄模様６ａ以外に、表面保護層２の微細凹凸模様２ａと同調しない図柄模様を有していてもよい。加飾層６は、通常は印刷層として形成する。印刷層からなる加飾層６の材質としては、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド系樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。印刷層からなる加飾層６の形成方法としては、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などを用いるとよい。特に、多色刷りや階調表現を行うには、オフセット印刷法やグラビア印刷法が適している。また、単色の場合には、グラビアコート法、ロールコート法、コンマコート法などのコート法を採用することもできる。印刷層は、表現したい図柄に応じて、全面的に設ける場合や部分的に設ける場合もある。印刷層の膜厚は、１〜３０μｍの範囲とするのが好ましい。膜厚が１μｍ未満の場合、他の層との層間密着において充分な固着力を発揮することが難しくなる。膜厚が３０μｍを超える場合、残留溶剤が揮発し難い為、インサート工程においてインキの流れを引き起こし易い。
【００２２】
また、加飾層６は、金属薄膜層のみからなるもの、あるいは印刷層と金属薄膜層との組み合わせからなるものでもよい。金属薄膜層は、加飾層６として金属光沢を表現するためのものであり、真空蒸着法、スパッターリング法、イオンプレーティング法などで形成する。この場合、表現したい金属光沢色に応じて、アルミニウム、ニッケル、金、白金、クロム、鉄、銅、スズ、インジウム、銀、チタニウム、鉛、亜鉛などの金属、これらの合金又は化合物を使用する。部分的な金属薄膜層を形成する場合の一例としては、金属薄膜層を必要としない部分に溶剤可溶性樹脂層を形成した後、その上に全面的に金属薄膜を形成し、溶剤洗浄を行って溶剤可溶性樹脂層と共に不要な金属薄膜を除去する方法がある。この場合によく用いられる溶剤は、水又は水溶液である。また、別の例としては、全面的に金属薄膜を形成し、次に金属薄膜を残しておきたい部分にレジスト層を形成し、酸又はアルカリでエッチングを行い、レジスト層を除去する方法や、全面的に金属薄膜を形成し、レーザー光線により不要な金属薄膜を除去する方法がある。加飾層としての金属薄膜層の膜厚は、１０ｎｍ以上とするのが一般的である。膜厚が１０ｎｍ未満の場合、蒸着工程における膜厚管理が難しいからである。
【００２３】
接着層１０は、インサートシート７を樹脂成形品１１に接着するための層である。接着層１０としては、一体化する樹脂成形品１１の材質に応じて適宜選択する。たとえば、樹脂成形品１１の材質がポリアクリル系樹脂の場合はポリアクリル系樹脂を用いるとよい。また、樹脂成形品１１の材質がポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、スチレン共重合体系樹脂、ポリスチレン系ブレンド樹脂の場合は、これらの樹脂と親和性のあるポリアクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂などを使用すればよい。さらに、樹脂成形品１１の材質がポリプロピレン樹脂の場合は、塩化ポリプロピレン系樹脂、エチレン酢酸ビニル系樹脂塩素化ポリオレフィン樹脂、塩素化エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、環化ゴム、クマロンインデン樹脂が使用可能である。また、樹脂成形品１１の材質がシリコーンゴムのような熱硬化性プラスチック樹脂と接着させる場合、チタン酸エステル、炭素官能性シラン、あるいはこれらの混合物の有機溶媒溶液、ポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ブチラール系樹脂、アセタール系樹脂、あるいはこれらにシラン化合物としてアルコキシシラン、クロルシランなどを添加したものなどを用いることができる。接着層１０は、着色したものでも、未着色のものでもよい。また、着色する場合でも、透明または半透明であってもよい。接着層１０の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの印刷方法や、グラビアコート法、ロールコート法、スプレーコート法などのコート法がある。接着層の乾燥膜厚は、１〜３０μｍとするのが一般的である。膜厚が１μｍ未満の場合、樹脂成形品との十分な密着性が得られない。膜厚が３０μｍを超える場合、各印刷法による形成方法では困難である。
【００２４】
なお、本発明に係るインサートシート７の構成は、上記図１〜図６に示した態様に限定されるものではなく、たとえば、加飾層６や基材シート１の材質として樹脂成形品と１１の接着層性に優れたものを使用する場合には、接着層１０を省略することができる（図示せず）。
【００２５】
また、金属薄膜層を設ける際に、他の層と金属薄膜層との密着性を向上させるために、金属薄膜層の前後にアンカー層を設けるとよい（図示せず）。このアンカー層の材質としては、熱硬化性樹脂中から適宜選択して形成するとよい。理由としては耐熱性、柔軟性に優れるのでアンカー層に微細な割れを発生させずに金属光沢感を損なうことがないからである。とくにアクリルポリオール系の熱硬化性樹脂は、透明性に優れるので金属意匠の光沢感を再現でき、より好ましくい。また、基材シート１と表面保護層２との密着性を向上させるためにアンカー層を設けてもよい（図示せず）。上記アンカー層の形成方法としては、グラビアコート法、ロールコート法などのコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法などの印刷法がある。アンカー層の膜厚は、０．１〜５μｍとするのが一般的である。膜厚が０．１〜μｍ未満の場合、各印刷法による形成方法では困難である。膜厚が５μｍを超える場合、硬化のバラツキにより固着が不安定になる。
【００２６】
また、射出成形前にインサートシート７を立体形状に予備成形しておく必要がある場合、上記積層体３を、その表面保護層２側の面を賦形すると同時に、立体形状に予備成形することもできる（図１４参照）。予備成形方法は、高圧成形法、水圧成形法、圧空成形法、真空成形法、圧空真空成形法の何れかを用いるとよい。また、このように表面保護層２側の面を賦形すると同時に積層体３を立体形状に予備成形する場合、基材シート１の微細凹凸模様２ａを有する表面保護層２が設けられた面とは反対の面への前記加飾層６の形成手段として、ホットスタンプ法やパッド印刷を用いる。
【００２７】
次に、以上のようにして得られた表面保護層２が微細凹凸模様２ａを有するインサートシート７を用い、樹脂成形品１１の表面に一体化させ、微細凹凸模様を有するインサート成形品８を製造する方法について説明する。
【００２８】
まず、可動型と固定型とからなり、所望のキャビティ形状を有する射出成形用金型９内に上記微細凹凸模様２ａを有するインサートシート７を送り込む（図７参照）。この際、枚葉のインサートシート７を１枚づつ送り込んでもよいし、長尺のインサートシートの必要部分を間欠的に送り込んでもよい。長尺のインサートシート７を使用する場合、位置決め機構を有する送り装置を使用して、インサートシート７の微細凹凸模様２ａや加飾層６のパターンと射出成形用金型９との見当が一致するようにするとよい。また、インサートシート７を間欠的に送りむ際に、インサートシート７の位置をセンサーで検出した後にインサートシート７を可動型と固定型とで固定するようにすれば、常に同じ位置でインサートシート７を固定することができ、微細凹凸模様２ａや加飾層６のパターンの位置ずれが生じないので便利である。型締め後、インサートシート７の表面保護層２側とは反対側より溶融樹脂１２をキャビティ１３内に射出充満させ（図８参照）、冷却して樹脂成形品１１を得るのと同時にその面にインサートシート７を一体化させる。その後、型開きを行ない、インサート成形品８を取り出す（図９参照）。
【００２９】
樹脂成形品１１の材質としては、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＮ樹脂などの汎用樹脂を挙げることができる。また、ポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、ポリアクリル系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂やポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアリル系耐熱樹脂などのスーパーエンジニアリング樹脂を使用することもできる。さらに、ガラス繊維や無機フィラーなどの補強材を添加した複合樹脂も使用できる。これらは、透明、半透明、不透明のいずれでもよい。また、樹脂成形品１１は、着色されていても、着色されていなくてもよい。
【００３０】
【実施例】
（実施例１） 厚み１３０μｍのＰＣフィルムを基材シートとし、この片面にウレタンアクリレート樹脂からなる表面保護層をリバースコート法により膜厚５μｍで形成し積層体を得、これを所望のサイズ（２４０×３１０ｍｍ）に断裁した。その後、当該積層体を表面に部分的に微細凹凸が形成されたアルミ部材からなる賦形用型に対し上記表面保護層側の面と上記微細凹凸面とが対向するように配置し、積層体の表面温度が１３０℃となるように遠赤外線ヒーターにて加熱した後、気圧１２０ｂａｒの圧力を積層体に加えることにより、上記積層体の表面保護層側の面を賦形用型の微細凹凸により賦形した。その状態で２０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を基材シートを介して表面保護層に照射することにより表面保護層を硬化した後、賦形用型から脱型した。次いで、さらに断裁し、基材シートの微細凹凸模様を有する表面保護層が設けられた面とは反対の面に、セイコーアドバンス製『ＳＧ４１０／専用硬化剤＝１０：１』（ウレタン２液硬化型スミインキ）を用いスクリーン印刷法にて微細凹凸模様と同調する図柄模様を有する加飾層を形成して８０℃×５分の熱風乾燥をかけた。最後に、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体樹脂からなる接着層をスクリーン印刷法により全面に形成、最終８０℃×２時間乾燥を行ない、高低差０．１ｍｍの艶消し模様である微細凹凸模様を有するインサートシートを得た。
【００３１】
以上のようにした得た微細凹凸模様を有するインサートシートを最終製品サイズに断裁し、高圧成形法により該インサートシートをその表面温度が１３０℃になるように加熱した後、気圧１２０ｂａｒで予備成形し、射出成形用金型のキャビティ形状に対応した立体形状とした。次いで、この射出成形用金型のキャビティ形状に対応した立体形状に予備成形され且つ表面保護層側の表面に微細凹凸模様を有するインサートシートを成形金型内に配置し、バイエル製ＰＣ樹脂「マクロロン２２０５」を溶融、射出し冷却固化させて微細凹凸模様を有するインサートシートが表面に一体化されたインサート成形品を得た。
【００３２】
（実施例２） 厚み１５０μｍのウレタンフィルムを基材シートとし、この片面にウレタンアクリレート樹脂からなる表面保護層をリバースコート法により膜厚５μｍで形成し積層体を得、これを所望のサイズ（３１０×４１０ｍｍ）に断裁した。その後、当該積層体を表面に部分的に微細凹凸が形成された真鍮材からなる賦形用型に対し上記表面保護層側の面と上記微細凹凸面とが対向するように配置し、積層体の表面温度が１３０℃となるように遠赤外線ヒーターにて加熱した後、気圧１２０ｂａｒの圧力を積層体に加えることにより、上記積層体の表面保護層側の面を賦形用型の微細凹凸により賦形した。上記積層体を賦形用型から脱型した後、２０００ｍＪ／ｃｍ２の紫外線を基材シートを介さずに表面保護層に直接照射することにより表面保護層を硬化した。
次いで、さらに断裁し、基材シートの微細凹凸模様を有する表面保護層が設けられた面とは反対の面に、セイコーアドバンス製『ＳＧ４１０／専用硬化剤＝１０：１』（ウレタン２液硬化型スミインキ）を用いスクリーン印刷法にて微細凹凸模様と同調する図柄模様を有する加飾層を形成して８０℃×５分の熱風乾燥をかけ、高低差０．１ｍｍの艶消し模様である微細凹凸模様を有するインサートシートを得た。
【００３３】
以上のようにした得た微細凹凸模様を有するインサートシートを最終製品サイズに断裁し、高圧成形法により該インサートシートをその表面温度が１３０℃になるように加熱した後、気圧１２０ｂａｒで予備成形し、射出成形用金型のキャビティ形状に対応した立体形状とした。次いで、この射出成形用金型のキャビティ形状に対応した立体形状に予備成形され且つ表面保護層側の表面に微細凹凸模様を有するインサートシートを成形金型内に配置し、バイエル製ＰＣ樹脂「マクロロン２２０５」を溶融、射出し冷却固化させて微細凹凸模様を有するインサートシートが表面に一体化されたインサート成形品を得た。
【００３４】
（実施例３） 賦形用型として射出成形用金型のキャビティ形状に対応する凹部を有し、その凹部表面に表面に部分的に微細凹凸が形成されたものを用い、予備成形をインサートシートの製造後ではなく積層体の賦形と同時に行なった点、加飾層の形成手段としてパッド印刷を用いた点以外は、実施例１と同様とした。
【００３５】
（実施例４） 賦形用型として射出成形用金型のキャビティ形状に対応する凹部を有し、その凹部表面に表面に部分的に微細凹凸が形成されたものを用い、予備成形をインサートシートの製造後ではなく積層体の賦形と予備成形を同時に行なった点、加飾層の形成手段としてパッド印刷を用いた点以外は、実施例２と同様とした。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法、及び微細凹凸模様を有するインサート成形品の製造方法は、以上のとおりの構成を有するので、次のような優れた効果を奏する。
【００３７】
すなわち、インサートシートの製造工程が、透明又は半透明な基材シートの片面に未硬化の電離放射線硬化型樹脂からなる表面保護層を少なくとも設けた積層体と表面に微細凹凸を有する賦形用型とを用い、積層体の表面保護層側の面と賦形用型の微細凹凸面とが対向するように配置し、加熱圧により上記積層体の表面保護層側の面を賦形用型の微細凹凸により賦形し、その後に電離放射線を照射して微細凹凸模様を有する表面保護層を硬化させるものなので、インサートシートが賦形用型の微細凹凸通りに正確に賦形された精密な意匠表現を呈するものとなる。
【００３８】
さらにインサートシートの製造工程が、上記賦形後に、積層体の基材シート側の面に当該微細凹凸模様と同調する図柄模様を有する加飾層を設けるので、電離放射線を照射による表面保護層の収縮が起こっても、表面保護層の微細凹凸模様と当該微細凹凸模様と同調すべき加飾層の図柄模様が位置ズレすることがない。
【００３９】
また、インサート成形品の外形状が同じであって表面の微細凹凸模様のバリエーションが多岐にわたる場合、あるいはインサート成形品の外形状が同じであって表面保護層の微細凹凸模様だけを設計変更する場合、微細凹凸模様毎に賦形用型を作ることになるが、上記賦形用型は強大な型締め力や射出圧に対する耐久性を要しないので、安価な材料で対応可能であり、射出成形用金型に微細凹凸を設ける場合に比べてコストがかからない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図７】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図９】本発明に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る積層体の表面保護層を賦形する方法の一例を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る積層体の表面保護層を賦形する方法の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る積層体の表面保護層を賦形する方法の一例を示す断面図である。
【図１３】本発明に係る積層体の表面保護層を硬化させる方法の変化例を示す断面図である。
【図１４】本発明に係る積層体の表面保護層を賦形するとともに積層体を予備成形する方法を示す断面図である。
【図１５】従来技術に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法を示す断面図である。
【図１６】従来技術に係る微細凹凸模様を有するインサートシート成形品の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 基材シート
２ 表面保護層
２ａ 微細凹凸模様
３ 積層体
４ 賦形用型
４ａ 微細凹凸
４ｂ 上型
４ｃ 下型
４ｄ 吸引型
４ｅ エアー流入口、
５ 電離放射線
６ 加飾層
６ａ 図柄模様
７ インサートシート
８ インサート成形品
９ 射出成形用金型
９ａ 微細凹凸
１０ 接着層
１１ 樹脂成形品
１２ 溶融樹脂
１３ キャビティ
１４ ヒーター
１５ 圧空流入
Claims (5)
- 透明又は半透明な基材シートの片面に未硬化の電離放射線硬化型樹脂からなる表面保護層を少なくとも設けた積層体と表面に微細凹凸を有する賦形用型とを用い、積層体の表面保護層側の面と賦形用型の微細凹凸面とが対向するように配置し、加熱圧により上記積層体の表面保護層側の面を賦形用型の微細凹凸により賦形し、その後に電離放射線を照射して微細凹凸模様を有する表面保護層を硬化させ、さらに積層体の基材シート側の面に当該微細凹凸模様と同調する図柄模様を有する加飾層を少なくとも設けることを特徴とする微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法。
- 上記微細凹凸模様が、高低差０．０１ｍｍ以上０．５未満である艶消し模様又はヘアライン模様である請求項１記載の微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法。
- 上記表面保護層の賦形された積層体を賦形用型から取外す前に、電離放射線の照射を行なう請求項１又は請求項２のいずれかに記載の微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法。
- 上記積層体を、その表面保護層側の面を賦形すると同時に、立体形状に予備成形する請求項１〜３のいずれかに記載の微細凹凸模様を有するインサートシートの製造方法。
- 請求項１〜４の方法により得られたインサートシートを所望のキャビティ形状を有する射出成形用金型内に配置し、型締め後、インサートシートの表面保護層側とは反対側よりキャビテイ内に樹脂を射出充満させ、冷却して樹脂成形品を得るのと同時にその面にインサートシートを一体化させることを特徴とする微細凹凸模様を有するインサート成形品の製造方法。
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