JP4359374B2 - フィルム付成形品の製造方法、金型 - 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、アームレスト、コイントレー、ドアートリム、センターピラー、メーターパネル、ダッシュボード、スイッチベース、操作ボタン、インパネオーナメント、各種ベゼル等の自動車の内装・外装部品、AV機器のフロントパネルや操作ボタン、あるいは洗濯機、炊飯器、浄水器等の家電製品のパネルや操作ボタン等のフィルム付成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、成形品表面１と成形品裏面２との境界で区分けした成形品の成形品裏面２に凹凸部４がある成形品６に絵柄層等が形成されたフィルム５を接着した製品として、成形品表面１だけでなく成形品裏面２にもフィルム５が接着した製品が存在する（図１参照）。
なお、成形品裏面２にもフィルム５を接着しなければならない理由は、成形品裏面２も外観上観察されることがあり、また成形品を他の部材に嵌合した場合に、嵌合の隙間から成形品裏面２が見えることがあるからである。
従来、成形品表面１だけでなく成形品裏面２にもフィルム５が接着した製品を製造する方法として、射出成形と同時にフィルム５を成形品６に一体化接着する方法と、接着剤によって成形品６に接着する接着方法とを組み合わせた方法があった。
つまり、成形品６の成形品表面１および成形品裏面２を一枚で覆うことができる大きさのフィルム５を用意して、フィルム５を例えばフィルムの一部７とフィルムの残部８とに区分けする。フィルムの一部７は成形品表面１に成形と同時に一体化接着させる。フィルムの残部８は平らな状態のままなので成形品６の成形品裏面２へ回りこませて、人の指６によって、成形品裏面２の凹部に押し込んだり、凸部の角に押し付けたり、成形品裏面２の凹凸部４に沿うようにフィルム５を折り込んだり、曲癖を付けたりした（以下、「指作業」という。）後、接着剤で成形品裏面２の凹凸部４に貼り付けるのである（図３〜図４参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フィルム５は形状保持性があるため、非力な力による指作業ではフィルム５の残部を平らな状態から成形品裏面２の凹凸部４に完全に合致する形状に変形させてその形状を保持させることは極めて困難であった（図３、図４参照）。
（１）指作業で無理やりフィルム５を変形させようとすると、フィルム５を凹部に押し込んだり、凸部の角に押し付けたりする際に、爪や指を損傷したり、フィルム５の余計な部分に損傷を負わせたりすることがあった。
（２）指作業では、指の力は常時均一に保つことは不可能であるため、完全な直線や一定の曲率の滑らかな曲線の曲癖をつけたり、全線に渡って均一な力で折り畳んだり曲癖をつけたりすることができず、細かい凹凸部等の複雑な立体形状に完全に変形させたりすることは不可能であった。
（３）フィルム５の変形が不十分であったり曲癖が完全についていないと、成形品裏面２の凹凸部４に接着剤で接着させた後に、フィルム５の形状保持性により接着剤の接着力に抗してフィルム５が反り返るため、成形品裏面２の凹凸部４ではフィルム５が完全に剥がれたり、半分剥がれかかって浮き上がった状態で接着されたりすることになり、不良品が発生しやすかった。
アクリルフィルムやポリカーボネートフィルム、ＡＢＳフィルムまたはそれらの積層フィルム等は特に形状保持性が強く、硬度も高いため、一体成形後に成形品裏面２の凹凸部４に完全に合致させて貼り付けることは不可能に近かった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明のフィルム付成形品の製造方法、金型は、以上の課題を解決するために、次のような構成とした。
【０００５】
この発明のフィルム付成形品の製造方法は、成形品表面および成形品裏面の凹凸部を一枚で覆うことができるフィルムと、射出成形金型とを用いて、フィルムの一部と成形品表面とを成形品の成形と同時に一体化接着させた後、射出成形金型から取出した成形品の成形品裏面の凹凸部にフィルムの残部を接着剤によって接着するフィルム付成形品の製造方法において、成形品裏面の凹凸部に接着剤で接着する前に、フィルムの残部を成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状に金型で成形するように構成した。
【０００６】
この発明のフィルム付成形品の製造方法は、フィルムを射出成形金型にセットした後に、その射出成形金型で、フィルムの残部を成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状に成形するように構成してもよい。
【０００７】
この発明のフィルム付成形品の製造方法は、フィルムを射出成形金型にセットする前に、射出成形金型とは別の金型でフィルムの残部を成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状に成形するように構成してもよい。
【０００８】
この発明のフィルム付成形品の製造方法は、射出成形金型のフィルムの残部を挟み込むパーティング面が、成形品裏面の凹凸部に合致する形状の部分を有するものであるように構成してもよい。
【０００９】
この発明の金型は、成形品表面および成形品裏面の凹凸部を一枚で覆うことができるフィルムをセットする表面を有する金型であって、フィルムの一部が成形品表面に一体化接着するようにセットできる表面と、フィルムの残部が成形品裏面に一体化接着せずに成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状を維持することが可能な表面とを有するように構成する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明のフィルム付成形品の製造方法を説明する。
【００１１】
まず、この発明の製造方法に適用可能なフィルム５と射出成形金型、射出成形金型とは別の金型を説明する。
【００１２】
射出成形金型としては、成形品６の成形品表面１に対応するキャビティ形成凹部１０を有する金型Ａと、成形品６の成形品裏面２に対応する金型凹凸部１３を有し、溶融樹脂射出口１４を有する金型Ｂとからなるものがある（図５〜図９参照）。
射出成形金型は、金型Ａと金型Ｂとの間にフィルム５を導入した後、型閉め完了後にキャビティ１５に溶融樹脂１６を注入し、溶融樹脂１６の熱や圧力と注入後の冷却によりフィルム５と成形品６とを一体化させるものである。射出成形金型が固定型と可動型とからなる場合は、金型Ａが固定型であり、金型Ｂが可動型である組合せでもよいし、あるいは、金型Ｂが固定型であり、金型Ａが可動型である組合せでもよい。なお、射出成形金型は、金型Ａと金型Ｂの他に、金型Ａと金型Ｂとの間に挟み込まれることによってキャビティ１５の内面を形成する面の一部を構成する中間金型を用いてもよい。金型Ｂには、突き出しによりフィルム付成形品６を取り出すためのイジュクタピンが設けられていてもよい（図示せず）。金型Ａには、フィルム５が金型Ａの表面で位置ずれしないように吸引固定しておくための真空吸引孔１７が形成されていてもよい。
【００１３】
射出成形金型としては、成形品表面および成形品裏面の凹凸部を一枚で覆うことができるフィルムをセットする表面を有する金型であって、フィルムの一部が成形品表面に一体化接着するようにセットできる表面と、フィルムの残部が成形品裏面に一体化接着せずに成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状を維持することが可能な表面とを有するものが好ましい。
例えば、射出成形金型は、射出成形金型のフィルムの残部を挟み込むパーティング面が、成形品裏面の凹凸部に合致する形状の部分を有するものとして、射出成形金型のフィルムの残部を挟み込むパーティング面が成形品裏面２の凹凸部４に合致する形状に成形できるような形状の部分である凹凸部成形用パーティング面１９を有するものがある。フィルム５を射出成形金型にセットした後に、射出成形金型の型内で、フィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状に成形する場合に有効である。
凹凸部成形用パーティング面１９の表面は、放熱表面となっていてもよい。フィルムの残部８をフィルム５の軟化温度まで加熱する必要がある場合に有効である。放熱表面としては、熱風吹き付け手段部あるいは熱線照射手段部等が埋め込まれたものがある。熱風吹き付け手段部は放熱源から発する熱を風によって送り出すものである。放熱源としては、鋳込みヒーターや遠赤外線ヒーター、電熱線ヒーター等がある。熱線照射手段部として用いる熱線源としては、ハロゲンランプ等がある。ハロゲンランプはフィルム５を温度上昇させる速度が早く、また、フィルム５の所定箇所のみを加熱することもできるので有効である。
凹凸部成形用パーティング面１９の表面には、真空吸引孔１７が形成されていてもよい。加熱して軟化温度に達したフィルム５を凹凸部成形用パーティング面１９に容易に沿わせるために有効である。なお、凹凸部成形用パーティング面１９における真空吸引はキャビティ形成凹部１０に形成された真空吸引孔１７からの吸引によって行なってもよい。
また、金型Ａの凹凸部成形用パーティング面１９の周囲を取り囲むようにクランプ手段を有するものでもよい（図示せず）。
【００１４】
フィルム５を射出成形金型にセットする前に、別の金型でフィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状に成形しておく場合は、金型Ａと金型Ｂとを型閉めしたときにフィルムの残部８の立体形状が金型Ａと金型Ｂとの型閉めによって押しつぶされないような大きさの空間である退避部２０を、射出成形金型のパーティング面に形成しておく必要がある。退避部２０としては、フィルムの残部８の立体形状と同じ形状の空間（図６参照）や、フィルムの残部８の立体形状を型閉めされてもつぶさないような広い空間等がある。
【００１５】
フィルム５は、基体シート上に絵柄層、接着層等が順次積層されたものであり、フィルム５に溶融樹脂１６が接着した後に基体シートを剥離しない、いわゆるインサートフィルムと呼ばれるものがある。フィルム５は、基体シート上に剥離層、絵柄層、接着層等が順次積層されたものであり、フィルム５に溶融樹脂１６が接着した後に基体シートを剥離する、いわゆる転写フィルムと呼ばれるものもある。基体シートの材質は、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン、アクリル等がある。絵柄層は成形品の表面に装飾性や機能性を付与する層である。絵柄層は、通常の印刷図柄や導電材で形成された導電パターン等がある。絵柄層は樹脂バインダーと顔料または染料とにより形成することができる。絵柄層は樹脂バインダーと隠蔽性のある金属顔料や無機顔料等を用いてもよい。絵柄層は金属光沢を出すために金属蒸着層からなるものでもよい。接着層は、フィルム５と成形品とを接着させるための層である。接着層は、溶融樹脂の素材に適した感熱性あるいは感圧性の樹脂を適宜使用する。たとえば、溶融樹脂１６がアクリル樹脂やウレタン樹脂の場合は、接着層として塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂やアクリル系樹脂を用いるとよい。絵柄層、接着層は各種印刷法で形成する。接着層は樹脂フィルム５を用いてもよい。
【００１６】
以上説明した射出成形金型とフィルムとを用いた、この発明のフィルム付成形品の製造方法を、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（１）フィルム５を射出成形金型にセットした後に、その射出成形金型の型内で、フィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状に成形する場合のフィルム付成形品の製造方法を説明する（図５、図７〜図１２）。
射出成形金型として、成形品裏面２の凹凸部４に合致する形状に成形できる形状の凹凸部成形用パーティング面１９を有するものを用意する。
【００１８】
まず、フィルム５を射出成形金型内に導入する（図５、図７参照）。
フィルムの一部７を金型Ａのキャビティ形成凹部１０に対応させ、フィルムの残部８を金型の凹凸部成形用パーティング面１９に対応させる。なお、フィルムの一部７は、射出成形金型にセットする前に、別の金型で金型Ａのキャビティ形成凹部１０の内面形状に合致する立体形状に成形しておいてもよい。フィルムの一部７が別の金型で金型Ａのキャビティ形成凹部１０の内面形状に合致する立体形状に成形されていない場合は、金型Ａの中で加熱や真空吸引等によりキャビティ形成凹部１０の内面に密着させるように成形するとよい。
フィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状に成形するタイミングは、型閉めの前に行なってもよいし、型閉めと同時に行なってもよい。
前者の場合は、フィルムの残部８をフィルム５の軟化点近くに加熱しながら、射出成形金型の凹凸部成形用パーティング面１９に真空吸引するとよい（図７参照）。
後者の場合は、フィルムの残部８をフィルム５の軟化点近くに加熱した後に金型Ｂを押し付けるとよい（図示せず）。
【００１９】
次に、金型Ａと金型Ｂとを型閉めして、金型Ｂの溶融樹脂射出口１４から溶融樹脂１６を射出して、フィルムの一部７と成形品表面１とを成形品の成形と同時に一体化接着する（図８、図９）。
フィルムの残部８は、成形品裏面２の凹凸部４に合致した形状に既に成形されているから、その形状を押しつぶさないように型閉めを行なう。溶融樹脂１６の材料としては、ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等を使用することができる。
【００２０】
次に、射出成形金型から取出した成形品（図２、図１０参照）の成形品裏面２の凹凸部４にフィルムの残部８を接着剤１８によって接着する（図１０〜図１２）。
金型から取出された成形品６は、フィルムの一部７は成形品表面１に一体化接着されているが、フィルムの残部８は立体形状にはなっているがどこにも接着していない状態で成形品端部３でつながっている状態である（図２、図１０参照）。そこで、フィルム５を成形品端部３で折り曲げて、フィルムの残部８を成形品裏面２に回し込み成形品裏面２に沿わせる（図１１参照）。フィルムの残部８は既に成形品裏面２の凹凸部４に合致する形状となっているので、フィルムの残部８を回し込むと、成形品裏面２の凸部はフィルムの残部８の凹部に合致して嵌まり、フィルムの残部８の凸部は成形品裏面２の凹部に合致して嵌まる（図１、図１２参照）。なお、フィルムの残部８に塗る接着剤１８としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂からなるもの等がある。接着剤１８は、フィルムの残部８に塗ってもよいし、成形品裏面２の凹凸部４の表面に塗ってもよい。
【００２１】
（２）フィルム５を射出成形金型にセットする前に、別の金型でフィルム５の残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状に成形しておく場合のフィルム付成形品の製造方法を説明する。
この場合は、金型Ａや金型Ｂとは別の金型、つまり、フィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状にするための金型を用意する。別の金型としては、金型Ｃと金型Ｄとからなり、フィルムの残部８を加熱しながら挟み込むことにより、金型Ａと金型Ｂとにより得られる成形品６の成形品裏面２の凹凸部４に合致するような立体形状に成形するものがある。また、射出成形金型として、金型Ａと金型Ｂとを型閉めしたときにフィルムの残部８の立体形状が型閉めによって押しつぶされないような退避部２０をパーティング面に形成したものを用意する。
【００２２】
まず、別の金型でフィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状にする。なお、フィルムの残部８だけでなく、フィルムの一部７もこの金型で金型Ａのキャビティ形成凹部１０の内面形状に合致する立体形状に成形してもよい。
【００２３】
次に、射出成形金型の金型Ａと金型Ｂとの間にフィルム５を導入する（図１参照）。
このとき、フィルムの一部７を金型Ａのキャビティ形成凹部１０に対応させ、フィルムの残部８を金型のパーティング面に形成された退避部２０に対応させる。なお、フィルムの一部７は、射出成形金型にセットする前に、別の金型で金型Ａのキャビティ形成凹部１０の内面形状に合致する立体形状に成形しておいてもよく、この場合は、フィルムの一部７は金型Ａの凹部に嵌め込むだけでよい。フィルムの一部７が別の金型で金型Ａのキャビティ形成凹部１０の内面形状に合致する立体形状に成形されていない場合は、金型Ａの中で真空吸引等によりキャビティ形成凹部１０の内面に密着させるように成形するとよい。
【００２４】
次に、金型Ａと金型Ｂとを型閉めして、金型Ｂの溶融樹脂射出口１４から溶融樹脂１６を射出して、フィルムの一部７と成形品表面１とを成形品６の成形と同時に一体化接着する。フィルムの残部８は、成形品裏面２の凹凸部４に合致した形状に成形される。
金型Ａと金型Ｂとを型閉めしても、立体形状となったフィルムの残部８はパーティング面の退避空間に存在するので、立体形状が押し潰されることはない。
溶融樹脂１６の材料としては、ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等を使用することができる。
【００２５】
次に、射出成形金型から取出した成形品６の成形品裏面２の凹凸部４にフィルムの残部８を接着剤１８によって接着する（図１０〜図１２）。
金型から取出された成形品６は、フィルムの一部７は成形品表面１に一体化接着されているが、フィルムの残部８はどこにも接着していない状態で成形品端部３でつながっている状態である。成形品端部３の例としては、成形品６の鋭角的な角部（図２参照）や、フィルム５が一体化接着した際（きわ）の部分（図１０参照）等がある。そこで、フィルム５を成形品端部３で折り曲げて、フィルムの残部８を成形品裏面２に回し込み成形品裏面２に沿わせる。フィルムの残部８は既に成形品裏面２の凹凸部４に合致する形状となっているので、フィルムの残部８を回し込むと、成形品裏面２の凸部はフィルムの残部８の凹部に合致して嵌まり、フィルムの残部８の凸部は成形品裏面２の凹部に合致して嵌まる。なお、フィルムの残部８に塗る接着剤１８としては、アクリル系樹脂等がある。接着剤１８は、フィルムの残部８に塗ってもよいし、成形品裏面２の凹凸部４の表面に塗ってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
この発明では、フィルムの残部は、成形品裏面に接着する前に、射出成形金型で成形するか、射出成形金型とは別の金型で平らな状態から立体形状に既に成形しており、その状態の形状を一定に保てるので、指作業の必要がない。また、フィルムの残部は、金型の型閉めや溶融樹脂の圧力といった強い力で成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状に成形できるので、成形品裏面の凹凸部に完全に合致した形状となる。また、指作業ではないので、フィルムの軟化点に達する高温加熱をすることも可能である。
（１）このため、爪や指を損傷したり、フィルムの余計な部分に損傷を負わせたりすることはない。
（２）また、金型の型閉めや溶融樹脂の圧力でフィルムの残部を立体形状に成形するため、完全な直線や一定の曲率の滑らかな曲線の曲癖を付けたり、全線に渡って均一な力で折り込んだり曲癖を付けたり、細かい凹凸部等の複雑な立体形状に完全に変形させることが可能となる。
（３）また、強い力や軟化点に達する加熱によりフィルムを立体形状に成形するので、接着剤で凹凸部に接着させた後、フィルムの形状保持性のため、接着剤の接着力に抗してフィルムが反り返ることもない。このため、成形品裏面の凹凸部にはフィルムが完全に密着して接着されることになり、不良品も発生しにくい。
アクリルフィルムやポリカーボネートフィルム、ＡＢＳフィルムまたはそれらの積層フィルム等、特に形状保持性が強く、硬度も高いものであっても、成形品裏面の凹凸部にフィルムを完全に密着して接着させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のフィルム付成形品の製造方法によって得られるフィルム付成形品の一例を示す断面図である。
【図２】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３】 従来のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図４】 従来のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図５】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図６】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図７】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図９】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１０】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１１】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１２】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 成形品表面
２ 成形品裏面
３ 成形品端部
４ 凹凸部
５ フィルム
６ 成形品
７ フィルムの一部
８ フィルムの残部
９ 人の指
１０ キャビティ形成凹部
Ａ 金型
Ｂ 金型
１３ 金型凹凸部
１４ 溶融樹脂射出口
１５ キャビティ
１６ 溶融樹脂
１７ 真空吸引孔
１８ 接着剤
１９ 凹凸部成形用パーティング面
２０ 退避部
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンソールパネル、アームレスト、コイントレー、ドアートリム、センターピラー、メーターパネル、ダッシュボード、スイッチベース、操作ボタン、インパネオーナメント、各種ベゼル等の自動車の内装・外装部品、AV機器のフロントパネルや操作ボタン、あるいは洗濯機、炊飯器、浄水器等の家電製品のパネルや操作ボタン等のフィルム付成形品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、成形品表面１と成形品裏面２との境界で区分けした成形品の成形品裏面２に凹凸部４がある成形品６に絵柄層等が形成されたフィルム５を接着した製品として、成形品表面１だけでなく成形品裏面２にもフィルム５が接着した製品が存在する（図１参照）。
なお、成形品裏面２にもフィルム５を接着しなければならない理由は、成形品裏面２も外観上観察されることがあり、また成形品を他の部材に嵌合した場合に、嵌合の隙間から成形品裏面２が見えることがあるからである。
従来、成形品表面１だけでなく成形品裏面２にもフィルム５が接着した製品を製造する方法として、射出成形と同時にフィルム５を成形品６に一体化接着する方法と、接着剤によって成形品６に接着する接着方法とを組み合わせた方法があった。
つまり、成形品６の成形品表面１および成形品裏面２を一枚で覆うことができる大きさのフィルム５を用意して、フィルム５を例えばフィルムの一部７とフィルムの残部８とに区分けする。フィルムの一部７は成形品表面１に成形と同時に一体化接着させる。フィルムの残部８は平らな状態のままなので成形品６の成形品裏面２へ回りこませて、人の指６によって、成形品裏面２の凹部に押し込んだり、凸部の角に押し付けたり、成形品裏面２の凹凸部４に沿うようにフィルム５を折り込んだり、曲癖を付けたりした（以下、「指作業」という。）後、接着剤で成形品裏面２の凹凸部４に貼り付けるのである（図３〜図４参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フィルム５は形状保持性があるため、非力な力による指作業ではフィルム５の残部を平らな状態から成形品裏面２の凹凸部４に完全に合致する形状に変形させてその形状を保持させることは極めて困難であった（図３、図４参照）。
（１）指作業で無理やりフィルム５を変形させようとすると、フィルム５を凹部に押し込んだり、凸部の角に押し付けたりする際に、爪や指を損傷したり、フィルム５の余計な部分に損傷を負わせたりすることがあった。
（２）指作業では、指の力は常時均一に保つことは不可能であるため、完全な直線や一定の曲率の滑らかな曲線の曲癖をつけたり、全線に渡って均一な力で折り畳んだり曲癖をつけたりすることができず、細かい凹凸部等の複雑な立体形状に完全に変形させたりすることは不可能であった。
（３）フィルム５の変形が不十分であったり曲癖が完全についていないと、成形品裏面２の凹凸部４に接着剤で接着させた後に、フィルム５の形状保持性により接着剤の接着力に抗してフィルム５が反り返るため、成形品裏面２の凹凸部４ではフィルム５が完全に剥がれたり、半分剥がれかかって浮き上がった状態で接着されたりすることになり、不良品が発生しやすかった。
アクリルフィルムやポリカーボネートフィルム、ＡＢＳフィルムまたはそれらの積層フィルム等は特に形状保持性が強く、硬度も高いため、一体成形後に成形品裏面２の凹凸部４に完全に合致させて貼り付けることは不可能に近かった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明のフィルム付成形品の製造方法、金型は、以上の課題を解決するために、次のような構成とした。
【０００５】
この発明のフィルム付成形品の製造方法は、成形品表面および成形品裏面の凹凸部を一枚で覆うことができるフィルムと、射出成形金型とを用いて、フィルムの一部と成形品表面とを成形品の成形と同時に一体化接着させた後、射出成形金型から取出した成形品の成形品裏面の凹凸部にフィルムの残部を接着剤によって接着するフィルム付成形品の製造方法において、成形品裏面の凹凸部に接着剤で接着する前に、フィルムの残部を成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状に金型で成形するように構成した。
【０００６】
この発明のフィルム付成形品の製造方法は、フィルムを射出成形金型にセットした後に、その射出成形金型で、フィルムの残部を成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状に成形するように構成してもよい。
【０００７】
この発明のフィルム付成形品の製造方法は、フィルムを射出成形金型にセットする前に、射出成形金型とは別の金型でフィルムの残部を成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状に成形するように構成してもよい。
【０００８】
この発明のフィルム付成形品の製造方法は、射出成形金型のフィルムの残部を挟み込むパーティング面が、成形品裏面の凹凸部に合致する形状の部分を有するものであるように構成してもよい。
【０００９】
この発明の金型は、成形品表面および成形品裏面の凹凸部を一枚で覆うことができるフィルムをセットする表面を有する金型であって、フィルムの一部が成形品表面に一体化接着するようにセットできる表面と、フィルムの残部が成形品裏面に一体化接着せずに成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状を維持することが可能な表面とを有するように構成する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながらこの発明のフィルム付成形品の製造方法を説明する。
【００１１】
まず、この発明の製造方法に適用可能なフィルム５と射出成形金型、射出成形金型とは別の金型を説明する。
【００１２】
射出成形金型としては、成形品６の成形品表面１に対応するキャビティ形成凹部１０を有する金型Ａと、成形品６の成形品裏面２に対応する金型凹凸部１３を有し、溶融樹脂射出口１４を有する金型Ｂとからなるものがある（図５〜図９参照）。
射出成形金型は、金型Ａと金型Ｂとの間にフィルム５を導入した後、型閉め完了後にキャビティ１５に溶融樹脂１６を注入し、溶融樹脂１６の熱や圧力と注入後の冷却によりフィルム５と成形品６とを一体化させるものである。射出成形金型が固定型と可動型とからなる場合は、金型Ａが固定型であり、金型Ｂが可動型である組合せでもよいし、あるいは、金型Ｂが固定型であり、金型Ａが可動型である組合せでもよい。なお、射出成形金型は、金型Ａと金型Ｂの他に、金型Ａと金型Ｂとの間に挟み込まれることによってキャビティ１５の内面を形成する面の一部を構成する中間金型を用いてもよい。金型Ｂには、突き出しによりフィルム付成形品６を取り出すためのイジュクタピンが設けられていてもよい（図示せず）。金型Ａには、フィルム５が金型Ａの表面で位置ずれしないように吸引固定しておくための真空吸引孔１７が形成されていてもよい。
【００１３】
射出成形金型としては、成形品表面および成形品裏面の凹凸部を一枚で覆うことができるフィルムをセットする表面を有する金型であって、フィルムの一部が成形品表面に一体化接着するようにセットできる表面と、フィルムの残部が成形品裏面に一体化接着せずに成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状を維持することが可能な表面とを有するものが好ましい。
例えば、射出成形金型は、射出成形金型のフィルムの残部を挟み込むパーティング面が、成形品裏面の凹凸部に合致する形状の部分を有するものとして、射出成形金型のフィルムの残部を挟み込むパーティング面が成形品裏面２の凹凸部４に合致する形状に成形できるような形状の部分である凹凸部成形用パーティング面１９を有するものがある。フィルム５を射出成形金型にセットした後に、射出成形金型の型内で、フィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状に成形する場合に有効である。
凹凸部成形用パーティング面１９の表面は、放熱表面となっていてもよい。フィルムの残部８をフィルム５の軟化温度まで加熱する必要がある場合に有効である。放熱表面としては、熱風吹き付け手段部あるいは熱線照射手段部等が埋め込まれたものがある。熱風吹き付け手段部は放熱源から発する熱を風によって送り出すものである。放熱源としては、鋳込みヒーターや遠赤外線ヒーター、電熱線ヒーター等がある。熱線照射手段部として用いる熱線源としては、ハロゲンランプ等がある。ハロゲンランプはフィルム５を温度上昇させる速度が早く、また、フィルム５の所定箇所のみを加熱することもできるので有効である。
凹凸部成形用パーティング面１９の表面には、真空吸引孔１７が形成されていてもよい。加熱して軟化温度に達したフィルム５を凹凸部成形用パーティング面１９に容易に沿わせるために有効である。なお、凹凸部成形用パーティング面１９における真空吸引はキャビティ形成凹部１０に形成された真空吸引孔１７からの吸引によって行なってもよい。
また、金型Ａの凹凸部成形用パーティング面１９の周囲を取り囲むようにクランプ手段を有するものでもよい（図示せず）。
【００１４】
フィルム５を射出成形金型にセットする前に、別の金型でフィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状に成形しておく場合は、金型Ａと金型Ｂとを型閉めしたときにフィルムの残部８の立体形状が金型Ａと金型Ｂとの型閉めによって押しつぶされないような大きさの空間である退避部２０を、射出成形金型のパーティング面に形成しておく必要がある。退避部２０としては、フィルムの残部８の立体形状と同じ形状の空間（図６参照）や、フィルムの残部８の立体形状を型閉めされてもつぶさないような広い空間等がある。
【００１５】
フィルム５は、基体シート上に絵柄層、接着層等が順次積層されたものであり、フィルム５に溶融樹脂１６が接着した後に基体シートを剥離しない、いわゆるインサートフィルムと呼ばれるものがある。フィルム５は、基体シート上に剥離層、絵柄層、接着層等が順次積層されたものであり、フィルム５に溶融樹脂１６が接着した後に基体シートを剥離する、いわゆる転写フィルムと呼ばれるものもある。基体シートの材質は、ポリエチレンテレフタレートやポリプロピレン、アクリル等がある。絵柄層は成形品の表面に装飾性や機能性を付与する層である。絵柄層は、通常の印刷図柄や導電材で形成された導電パターン等がある。絵柄層は樹脂バインダーと顔料または染料とにより形成することができる。絵柄層は樹脂バインダーと隠蔽性のある金属顔料や無機顔料等を用いてもよい。絵柄層は金属光沢を出すために金属蒸着層からなるものでもよい。接着層は、フィルム５と成形品とを接着させるための層である。接着層は、溶融樹脂の素材に適した感熱性あるいは感圧性の樹脂を適宜使用する。たとえば、溶融樹脂１６がアクリル樹脂やウレタン樹脂の場合は、接着層として塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂やアクリル系樹脂を用いるとよい。絵柄層、接着層は各種印刷法で形成する。接着層は樹脂フィルム５を用いてもよい。
【００１６】
以上説明した射出成形金型とフィルムとを用いた、この発明のフィルム付成形品の製造方法を、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（１）フィルム５を射出成形金型にセットした後に、その射出成形金型の型内で、フィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状に成形する場合のフィルム付成形品の製造方法を説明する（図５、図７〜図１２）。
射出成形金型として、成形品裏面２の凹凸部４に合致する形状に成形できる形状の凹凸部成形用パーティング面１９を有するものを用意する。
【００１８】
まず、フィルム５を射出成形金型内に導入する（図５、図７参照）。
フィルムの一部７を金型Ａのキャビティ形成凹部１０に対応させ、フィルムの残部８を金型の凹凸部成形用パーティング面１９に対応させる。なお、フィルムの一部７は、射出成形金型にセットする前に、別の金型で金型Ａのキャビティ形成凹部１０の内面形状に合致する立体形状に成形しておいてもよい。フィルムの一部７が別の金型で金型Ａのキャビティ形成凹部１０の内面形状に合致する立体形状に成形されていない場合は、金型Ａの中で加熱や真空吸引等によりキャビティ形成凹部１０の内面に密着させるように成形するとよい。
フィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状に成形するタイミングは、型閉めの前に行なってもよいし、型閉めと同時に行なってもよい。
前者の場合は、フィルムの残部８をフィルム５の軟化点近くに加熱しながら、射出成形金型の凹凸部成形用パーティング面１９に真空吸引するとよい（図７参照）。
後者の場合は、フィルムの残部８をフィルム５の軟化点近くに加熱した後に金型Ｂを押し付けるとよい（図示せず）。
【００１９】
次に、金型Ａと金型Ｂとを型閉めして、金型Ｂの溶融樹脂射出口１４から溶融樹脂１６を射出して、フィルムの一部７と成形品表面１とを成形品の成形と同時に一体化接着する（図８、図９）。
フィルムの残部８は、成形品裏面２の凹凸部４に合致した形状に既に成形されているから、その形状を押しつぶさないように型閉めを行なう。溶融樹脂１６の材料としては、ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等を使用することができる。
【００２０】
次に、射出成形金型から取出した成形品（図２、図１０参照）の成形品裏面２の凹凸部４にフィルムの残部８を接着剤１８によって接着する（図１０〜図１２）。
金型から取出された成形品６は、フィルムの一部７は成形品表面１に一体化接着されているが、フィルムの残部８は立体形状にはなっているがどこにも接着していない状態で成形品端部３でつながっている状態である（図２、図１０参照）。そこで、フィルム５を成形品端部３で折り曲げて、フィルムの残部８を成形品裏面２に回し込み成形品裏面２に沿わせる（図１１参照）。フィルムの残部８は既に成形品裏面２の凹凸部４に合致する形状となっているので、フィルムの残部８を回し込むと、成形品裏面２の凸部はフィルムの残部８の凹部に合致して嵌まり、フィルムの残部８の凸部は成形品裏面２の凹部に合致して嵌まる（図１、図１２参照）。なお、フィルムの残部８に塗る接着剤１８としては、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂からなるもの等がある。接着剤１８は、フィルムの残部８に塗ってもよいし、成形品裏面２の凹凸部４の表面に塗ってもよい。
【００２１】
（２）フィルム５を射出成形金型にセットする前に、別の金型でフィルム５の残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状に成形しておく場合のフィルム付成形品の製造方法を説明する。
この場合は、金型Ａや金型Ｂとは別の金型、つまり、フィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状にするための金型を用意する。別の金型としては、金型Ｃと金型Ｄとからなり、フィルムの残部８を加熱しながら挟み込むことにより、金型Ａと金型Ｂとにより得られる成形品６の成形品裏面２の凹凸部４に合致するような立体形状に成形するものがある。また、射出成形金型として、金型Ａと金型Ｂとを型閉めしたときにフィルムの残部８の立体形状が型閉めによって押しつぶされないような退避部２０をパーティング面に形成したものを用意する。
【００２２】
まず、別の金型でフィルムの残部８を成形品裏面２の凹凸部４に合致する立体形状にする。なお、フィルムの残部８だけでなく、フィルムの一部７もこの金型で金型Ａのキャビティ形成凹部１０の内面形状に合致する立体形状に成形してもよい。
【００２３】
次に、射出成形金型の金型Ａと金型Ｂとの間にフィルム５を導入する（図１参照）。
このとき、フィルムの一部７を金型Ａのキャビティ形成凹部１０に対応させ、フィルムの残部８を金型のパーティング面に形成された退避部２０に対応させる。なお、フィルムの一部７は、射出成形金型にセットする前に、別の金型で金型Ａのキャビティ形成凹部１０の内面形状に合致する立体形状に成形しておいてもよく、この場合は、フィルムの一部７は金型Ａの凹部に嵌め込むだけでよい。フィルムの一部７が別の金型で金型Ａのキャビティ形成凹部１０の内面形状に合致する立体形状に成形されていない場合は、金型Ａの中で真空吸引等によりキャビティ形成凹部１０の内面に密着させるように成形するとよい。
【００２４】
次に、金型Ａと金型Ｂとを型閉めして、金型Ｂの溶融樹脂射出口１４から溶融樹脂１６を射出して、フィルムの一部７と成形品表面１とを成形品６の成形と同時に一体化接着する。フィルムの残部８は、成形品裏面２の凹凸部４に合致した形状に成形される。
金型Ａと金型Ｂとを型閉めしても、立体形状となったフィルムの残部８はパーティング面の退避空間に存在するので、立体形状が押し潰されることはない。
溶融樹脂１６の材料としては、ポリスチレン系樹脂、ＡＢＳ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等を使用することができる。
【００２５】
次に、射出成形金型から取出した成形品６の成形品裏面２の凹凸部４にフィルムの残部８を接着剤１８によって接着する（図１０〜図１２）。
金型から取出された成形品６は、フィルムの一部７は成形品表面１に一体化接着されているが、フィルムの残部８はどこにも接着していない状態で成形品端部３でつながっている状態である。成形品端部３の例としては、成形品６の鋭角的な角部（図２参照）や、フィルム５が一体化接着した際（きわ）の部分（図１０参照）等がある。そこで、フィルム５を成形品端部３で折り曲げて、フィルムの残部８を成形品裏面２に回し込み成形品裏面２に沿わせる。フィルムの残部８は既に成形品裏面２の凹凸部４に合致する形状となっているので、フィルムの残部８を回し込むと、成形品裏面２の凸部はフィルムの残部８の凹部に合致して嵌まり、フィルムの残部８の凸部は成形品裏面２の凹部に合致して嵌まる。なお、フィルムの残部８に塗る接着剤１８としては、アクリル系樹脂等がある。接着剤１８は、フィルムの残部８に塗ってもよいし、成形品裏面２の凹凸部４の表面に塗ってもよい。
【００２６】
【発明の効果】
この発明では、フィルムの残部は、成形品裏面に接着する前に、射出成形金型で成形するか、射出成形金型とは別の金型で平らな状態から立体形状に既に成形しており、その状態の形状を一定に保てるので、指作業の必要がない。また、フィルムの残部は、金型の型閉めや溶融樹脂の圧力といった強い力で成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状に成形できるので、成形品裏面の凹凸部に完全に合致した形状となる。また、指作業ではないので、フィルムの軟化点に達する高温加熱をすることも可能である。
（１）このため、爪や指を損傷したり、フィルムの余計な部分に損傷を負わせたりすることはない。
（２）また、金型の型閉めや溶融樹脂の圧力でフィルムの残部を立体形状に成形するため、完全な直線や一定の曲率の滑らかな曲線の曲癖を付けたり、全線に渡って均一な力で折り込んだり曲癖を付けたり、細かい凹凸部等の複雑な立体形状に完全に変形させることが可能となる。
（３）また、強い力や軟化点に達する加熱によりフィルムを立体形状に成形するので、接着剤で凹凸部に接着させた後、フィルムの形状保持性のため、接着剤の接着力に抗してフィルムが反り返ることもない。このため、成形品裏面の凹凸部にはフィルムが完全に密着して接着されることになり、不良品も発生しにくい。
アクリルフィルムやポリカーボネートフィルム、ＡＢＳフィルムまたはそれらの積層フィルム等、特に形状保持性が強く、硬度も高いものであっても、成形品裏面の凹凸部にフィルムを完全に密着して接着させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明のフィルム付成形品の製造方法によって得られるフィルム付成形品の一例を示す断面図である。
【図２】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図３】 従来のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図４】 従来のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図５】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図６】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図７】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図８】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図９】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１０】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１１】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【図１２】 この発明のフィルム付成形品の製造方法の一工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 成形品表面
２ 成形品裏面
３ 成形品端部
４ 凹凸部
５ フィルム
６ 成形品
７ フィルムの一部
８ フィルムの残部
９ 人の指
１０ キャビティ形成凹部
Ａ 金型
Ｂ 金型
１３ 金型凹凸部
１４ 溶融樹脂射出口
１５ キャビティ
１６ 溶融樹脂
１７ 真空吸引孔
１８ 接着剤
１９ 凹凸部成形用パーティング面
２０ 退避部
Claims (5)
- 成形品表面および成形品裏面の凹凸部を一枚で覆うことができるフィルムと、射出成形金型とを用いて、フィルムの一部と成形品表面とを成形品の成形と同時に一体化接着させた後、射出成形金型から取出した成形品の成形品裏面の凹凸部にフィルムの残部を接着剤によって接着するフィルム付成形品の製造方法において、射出成形金型のフィルムの残部を挟み込むパーティング面が、成形品裏面の凹凸部に合致する形状の部分を有し、成形品裏面の凹凸部に接着剤で接着する前に、フィルムの残部を成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状に金型で成形することを特徴とするフィルム付成形品の製造方法。
- フィルムを射出成形金型にセットした後に、その射出成形金型で、フィルムの残部を成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状に成形する請求項１記載のフィルム付成形品の製造方法。
- フィルムを射出成形金型にセットする前に、射出成形金型とは別の金型でフィルムの残部を成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状に成形する請求項１記載のフィルム付成形品の製造方法。
- 成形品表面および成形品裏面の凹凸部を一枚で覆うことができるフィルムをセットする表面を有する金型であって、フィルムの一部が成形品表面に一体化接着するようにセットできる表面と、フィルムの残部が成形品裏面に一体化接着せずに成形品裏面の凹凸部に合致する立体形状を維持することが可能な表面とを有する金型。
- 立体形状を維持することが可能な表面はフィルムの残部を加熱する放熱表面であり、その放熱表面により加熱されて軟化温度に達したフィルムの残部を、立体形状を維持することが可能な表面に沿わせる真空吸引孔が放熱表面に形成された、請求項４記載の金型。
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