JP5856451B2 - 樹脂成形品製造方法及びフィルム - Google Patents
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Description
◎繊維強化樹脂を射出成形する際に成形品の面にフィルムの非加飾層部分を対応させた状態で成形品を製造する。
◎成形品の前記面に加飾する。
この製造方法では、繊維強化樹脂を用いていても、フィルムの非加飾層部分を対応させた状態で成形品を製造するので、製品表面の均一化が実現され、その結果、加飾後の成形品の表面に繊維が浮き上がって見えることが無いようになる。
(1)転写加飾品
図1〜図7を用いて、第1実施形態を説明する。図1〜図6は、いずれも転写加飾品の製造工程を示す模式図である。図7は、転写加飾品の断面模式図である。
転写加飾品27の製造に用いられる転写加飾装置1は、図1に示すように、転写加飾用金型3と、媒体注入装置5と、転写シート送り機構7とを有している。
転写加飾用金型3は、第1金型11と、第2金型13とを有している。第1金型11は、キャビティ11aを有している。第2金型13は、第1金型11に対して接近・離反可能である。第2金型13は、第1部材13aと、第2部材13bと、第3部材13cとを有している。
第1部材13aは、キャビティ13dを有している。キャビティ13dは、第1金型11との型締めによって、キャビティ11aとの間に、樹脂が注入可能なキャビティを形成する。第2部材13bは、第1部材13a内を移動自在に装着されている。図1では、第2部材13bはキャビティ13d内に入っていないが、キャビティ13d内に入る位置まで移動可能である。第3部材13cは第2部材13bに固定されている。
転写シート19は、基体シートとその上に形成された転写層とから構成されており、転写層が被加飾体27aの第1面27bを加飾する。なお、以下の説明では、転写が行われた結果転写層が無くなった部分を非加飾層部分(クリアフィルム部分)21として、転写が行われていない部分を加飾層部分23とする。
なお、基体シートと転写層との間に、基体シートからの転写層の剥離性を向上させる離型層が設けられていてもよい。
また、非加飾層部分21は、表面に微細な凹凸が形成されたマット状になっていることが好ましい。
また、非加飾層部分21のRa値は、0.15以上であることが好ましい。上記値は0.15〜0.47であることがより好ましい。
(3−1)クリア成形工程
図1に示すように、転写シート19の非加飾層部分21を第1金型11のキャビティ11aに配置した状態で、第2金型13を第1金型11に対して型締め位置に配置する。なお、この状態では、第2部材13bは、第1部材13aのキャビティ13d内に突出していない。
このとき、金型温度は80〜100°になっているが、転写層がないのでインキ流れの問題が生じない。
また、非加飾層部分21は前述のように十分に薄く設定されているので、熱がこもることがない。したがって、金型温度が高温になっていても、フィルムが溶融しにくい。
次に、図3に示すように転写シート送り機構7は、転写シート19の加飾層部分23を第1金型11のキャビティ11aに対応する部分に移動させる。さらに、加飾層部分23は、図示しない吸引装置によってキャビティ11aの底面に密着させられる。
なお、第1金型11には転写シート19の非加飾層部分21が残っているので、この後に転写シート19の送りは行われない。つまり、この非加飾層部分21が、次の成形品の射出成形動作に用いられる。
また、本実施形態では、金型温度を80度以上、例えば80〜100°にできるので、ウェルドライン及びフローマークの発生を抑えることもできる。なお、ウェルドラインとは、加熱された溶融樹脂が型内に射出され、型内に広がって充満していくときに、ゲートの位置、形状及び個数等と成形品形状との関係で、溶融樹脂が分流後に合体する際に、合体部分に生じる樹脂同士の不完全な合体現象である。また、フローマークとは、金型内に最初に流入し冷却し始めた樹脂と次に流れ込んでくる樹脂との間に境界ができて流動軌跡を示す縞模様の生じる現象である。
本実施形態では、フィルムの非加飾層部分のグロス値及びRaの値が上記の条件が満たせば、ガラス繊維の含有量が30%以上のガラス繊維強化樹脂を用いた場合でも、加飾後の成形品できれいなマット感が得られて、ざらつきは気にならない。また、製品の反りも低減する。
(1)成形装置
図8〜図14を用いて、第2実施形態を説明する。図8〜図14は、いずれも転写加飾品の製造工程を示す模式図である。
金型43は、第1金型51と、第2金型53とを有している。第2金型53は、第1金型51に対して接近・離反可能である。
第1金型51は、平坦面51aを有している。第2金型53は、キャビティ53aを有している。キャビティ53aは、第1金型51との型締めによって、樹脂が注入可能なキャビティを平坦面51aとの間に形成する。
クリアフィルム59は、転写層を有さないクリアフィルムであり、基体シートから主に構成されている。クリアフィルム59は、前記実施形態における非加飾層部分21と同等である。なお、クリアフィルム59には、離型層が設けられていてもよい。
(2−1)クリア成形工程
図8に示すように、クリアフィルム59を第1金型51に配置した状態で、第2金型53を第1金型51に対して型締め位置に配置する。
転写加飾品の製造に用いられる転写加飾装置71は、図12に示すように、第1チャンバ81と、第2チャンバ83とを有している。転写加飾装置71は、3次元形状の筐体に転写が可能な装置である。
第1チャンバ81は、上面に被加飾体67aが載置される載置部81aを有している。また、第1チャンバ81には、図示しない減圧機構が設けられている。
第2チャンバ83は、第1チャンバ81に対して接近・離反可能である。第2チャンバ83は、第1チャンバ81の載置部81aとの間に密閉空間を形成する凹部83aを有している。また、第2チャンバ83には、図示しない気圧調整機構が設けられている。
次に、図13に示すように、第2チャンバ83を第1チャンバ81に対して近接させ、第1チャンバ81と第2チャンバ83とを当接させる(型締めする)。次に、図示しない減圧機構が第1チャンバ81と第2チャンバ83との間の密閉空間の第1チャンバ81側(図示せず)を減圧しつつ、図示しない気圧調整機構が第1チャンバ81と第2チャンバ83との間の密閉空間の第2チャンバ83側(図示せず)に高圧空気を送入する。その結果、転写シート91が被可飾体67aの第1面67bに押し付けられ、転写層95によって被可飾体67aの第1面67bに図柄67cが転写される
第1実施形態では、転写シートは最初は全ての面に転写層が形成されており、1つの面が転写工程とその次の成形工程に使われていたが、本発明はそのような実施形態に限定されない。
例えば、図15に示す実施形態では、転写シート19には加飾層23と非加飾層21が交互に形成されている。この実施形態では、第1実施形態で説明した成形工程と転写工程ごとに転写シート19が送り出される。
4.実施例
(1)成形工程
(a)クリアフィルムの準備
平均粒径5μmのシリカを含有する50μm厚みのPETフィルムの上に、メラミン樹脂を1μm全面に塗布した。その結果、フィルム表面のRa値=0.42、グロス値=16.2のクリアフィルムが得られた。
上記のクリアフィルムを用い、成形同時転写法を実行した。具体的には、ガラス繊維50%含有のPA樹脂にて、金型温度90℃で成形した。その後、基体シートを成形品から剥離し三次元形状を有する厚み1mmのガラス繊維強化樹脂成形品が得られた。
得られた成形品は表面のRa値=0.28、グロス値=7.3の表面性を有し、ガラス繊維の浮きが見られない均一な表面のものであった。また、成形品は、反りの無いものであった。
(a)ハードコート転写シートの準備
25μm厚みのPETフィルムの上にメラミン樹脂を1μm全面に塗布し、その上にグラビアコート法を用いて熱硬化性かつ紫外線硬化性の樹脂を10μm塗布し、150℃で1分間加熱して半硬化させ、その後、半硬化状態の樹脂の上に黒色顔料でパターンを形成し、最後に接着層を形成した。その結果、ハードコート転写シートが得られた。
ハードコート転写シートを用いて、真空圧空3次元転写法を実行した。具体的には、成形品の表面に転写層を転写した。さらに、基体シートを剥離した後、当該中間成形品に紫外線を照射し、三次元形状を有するガラス繊維強化加飾成形品を得た。
得られた成形品はRa値=0.04、グロス値=101.7の表面性を有し、ガラス繊維の浮きが見られないものであった。
(1)成形工程
(a)ハードコートマット転写シートの準備
平均粒径5μmのシリカを含有する50μm厚みのPETフィルムの上に、メラミン樹脂を1μm全面に塗布した。その結果、フィルム表面のRa値=0.46、グロス値=14.2のマット転写シートが得られた。マット転写シート上にグラビア印刷法を用いて熱硬化性かつ紫外線硬化性の樹脂を6μm塗布し、続けて、熱硬化性かつ紫外線硬化性の樹脂の上に黒色顔料で図柄パターンを形成し、最後に接着層を形成した。以上の結果、ハードコートマット転写シートが得られた。そして、当該シートに紫外線を照射し、ハードコート層の硬化を完了させた。
成形品の表面にマット転写シートの図柄の無い部分を対応させた状態で、成形同時転写法を実行した。具体的には、ガラス繊維40%含有のPC樹脂を用いて金型温度70℃で成形した。成形品の圧縮及び冷却前に一度、型を開き、基体シートを成形品から剥離した。
(2)転写工程
シートの黒色顔料で形成された図柄パターン部をキャビティ内へ送り、型閉め後、金型圧縮機構で成形品厚みを0.3mm圧縮した。これにより、転写シートの転写層が成形品の表面に転写された。冷却後、型を開きで転写シートを剥離した後、成形品を取り出した。そして、当該中間成形品に紫外線を照射することで、三次元形状を有する厚さ1mmのガラス繊維強化加飾成形品が得られた。
得られた成形品はRa値=0.34、グロス値=14.0の表面性を有し、ガラス繊維の浮きが見られないものであった。また、成形品は、反りの無いものであった。
(1)成形工程
(a)ハードコートマット転写シートの準備
平均粒径5μmのシリカを含有する38μm厚みのPETフィルムの上に、メラミン樹脂を1μm全面に塗布した。フィルム表面のRa値=0.46、グロス値=14.2の表面状態が得られた。フィルム表面上に、グラビアコート法を用いて熱硬化性かつ紫外線硬化性の樹脂を10μm塗布し、150℃で1分間加熱して半硬化させた。その後、半硬化した樹脂の上にグラビア印刷法を用いて、図柄層を黒色顔料で形成した。最後に、図柄層の上に接着層を形成することで、ハードコートマット転写シートを得た。
マット転写シートのインキ層の無い状態のシートがキャビティ内で保持された状態で、成形同時転写法を実行した。具体的には、溶融樹脂は、ガラス繊維40%含有のPPS樹脂(曲げ弾性率11,800MPa)であった。成形条件は、シリンダー温度300℃、金型温度80℃であった。成形品の圧縮及び冷却前に一度、型を開き、基体シートを剥離した。なお、インキ層が無い状態は、インキ層が1つ前の成形で成形品へ転写されることで得られた(後述の工程)。
シートの黒色顔料で形成された図柄パターン部をキャビティ内へ送り、型閉め後、金型圧縮機構で成形品厚みを0.4mm圧縮した。その結果、転写層が成形品の表面に転写された。冷却後、型を開きで転写シートを剥離した後、成形品を取り出した。そして、当該中間成形品に紫外線を照射し、三次元形状を有する厚さ0.8mmのガラス繊維強化加飾成形品を得た。
得られた成形品はRa値=0.34、グロス値=14.0の表面性を有し、ガラス繊維の浮きが見られないものであった。また、成形品は、反りの無いものであった。ゲート部のインキ流れの無いものであった。
(a)ハードコート転写シートの準備
100μm厚みのPETフィルムの上にメラミン樹脂を1μm全面に塗布し、Ra値=0.04、グロス値=101.7の表面状態の上にグラビアコート法を用いて熱硬化性かつ紫外線硬化性の樹脂を10μm塗布し、150℃で1分間加熱して半硬化させた。その後、半硬化状態の樹脂の上にグラビア印刷法を用いて、図柄層を黒色顔料で形成し、最後に接着層を形成した。その結果、鏡面ハードコート転写シートが得られた。
鏡面ハードコート転写シートを用いて、成形同時転写法を利用して成形品の表面に転写層を転写した。その後、基体シートを剥離した後、当該中間成形品に紫外線を照射し、三次元形状を有する厚さ1mmのガラス繊維強化加飾成形品を得た。
得られた成形品は金型温度50℃でもゲート部の図柄層、接着層が射出成形時の熱及び圧で流れて無くなっていた。
また、成形品の表面のRa値=0.07は低いが、グロス値=101.6と高く、不均一な表面で、ガラス繊維の浮きが見られる外観の悪いものであった。
さらに、成形品は端で2mm以上浮きのある反りの大きいものであった。
さらに、多点ゲートによるウェルドラインが発生しゲート回りにフローマークも発生した。
上記実施形態は、下記のように表現可能である。
◎ガラス繊維強化樹脂25(繊維強化樹脂の一例)を射出成形する際に被加飾体27a(成形品の一例)の第1面27b(面の一例)に転写シート19(フィルムの一例)の非加飾層部分21(加飾層が無い部分の一例)を対応させた状態で被加飾体27aを製造する。
◎被加飾体27aの第1面27bに図柄27c(図柄の一例)を付与する。
この製造方法では、ガラス繊維強化樹脂を用いていても、フィルムの非加飾層部分を対応させた状態で成形品を製造するので、製品表面の均一化が実現され、その結果、ガラス繊維が浮き上がって見えることがないようになる。
プライマー処理層は成形品の樹脂表面と加飾層の両方に接着性を有する性質を持つ必要があり、例えば、塩ビ系、ウレタン系、アクリル系、ポリエステル系等を単独あるいは組み合わせて使用する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
(2)前記第1〜第3実施形態では、樹脂強化用繊維としてガラス繊維が用いられていたが、本発明はそのような実施形態に限定されない。例えば、カーボン繊維が用いられていてもよい。
(3)前記実施形態では加飾工程では、基体シートが最終的に製品から剥離される転写シートが用いられていたが、基体シートが製品に残るラミネートシートが用いられてもよい。
3 転写加飾用金型
5 媒体注入装置
7 転写シート送り機構
19 転写シート
21 非加飾層部分
23 加飾層部分
25 ガラス繊維強化樹脂
27 転写加飾品
27a 被加飾体
27b 第1面
27c 図柄
Claims (8)
- 繊維強化樹脂を射出成形して成形品を製造する際に、前記成形品の面に、加飾層部分と非加飾層部分とを有するフィルムの前記非加飾層部分を対応させた状態で前記成形品を製造する工程と、
製造された前記成形品の前記面に前記フィルムの前記加飾層部分を対応させて、前記成形品の面を加飾する工程とを備えた、樹脂成形品の製造方法。 - 前記フィルムの前記非加飾層部分は、60°グロス値が20.0以下である、請求項1に記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記フィルムの前記非加飾層部分は、Ra値が0.15以上である、請求項1又は請求項2に記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記加飾は圧縮成形により行う、請求項1から請求項3のいずれかに記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記非加飾層部分は、先の加飾を行う工程で前記加飾層部分から加飾層が無くなった部分である、請求項1から請求項4のいずれかに記載の樹脂成形品の製造方法。
- 前記成形品を製造するときには、前記面にプライマー処理層を同時に形成する、請求項1から請求項4のいずれかに記載の樹脂成形品の製造方法。
- 繊維強化樹脂を射出成形する際に成形品の面にフィルムの非加飾層部分を対応させた状態で成形品を製造し、
次に、前記成形品の前記面に加飾し、
前記成形品を製造するときには、前記面にプライマー処理層を同時に形成する、樹脂成形品の製造方法。 - 繊維強化樹脂を用いて成形品を製造するのに用いられるフィルムであって、
前記繊維強化樹脂を射出成形する際に成形品の面に対応させて配置される非加飾層部分と、
前記成形品の前記面に加飾を行うのに用いられる加飾層部分と、
を交互に備えたフィルム。
Priority Applications (1)
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