JPH0691660A - 切断加工面の仕上げ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 穴空き形状の熱可塑性樹脂シートのバリ取
り、さらにはバリ取りと立体形状付与とを同時に行うシ
ートもしくはフィルムの切断加工面の仕上げ方法を提供
する。 【構成】 キャビティサイドと可動性コアを設けてなる
キャビティコアサイドとからなる金型を使用し、予め、
所定形状に切断した穴空き形状の熱可塑性樹脂シート
（Ａ）をキャビティ内に装着し、該熱可塑性樹脂シート
（Ａ）と溶着しない熱可塑性成形材料（コア材）を溶融
下に金型キャビティ内に射出注入し、該成形材料の熱、
圧力により該シートを射出樹脂と一体の積層体とし、冷
却後金型キャビティより取り出して該積層体より熱可塑
性成形材料（コア材）を剥離させることを特徴とする射
出成形による切断加工面の仕上げ方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、穴空き形状の熱可塑性
樹脂シートのバリ取り、さらにはバリ取りと立体形状付
与とを同時に行うシートもしくはフィルム（以下、シー
トと総称する）の切断加工面の仕上げ方法に関する。照
光銘板（すなわち文字やマーク部分のみ光が透過し、そ
れ以外は遮光されており、内部の光源により文字やマー
クが暗闇でも浮きでて見える銘板）等に使用できる穴空
き形状の熱可塑性樹脂シート自動車、オーディオ、ＶＴ
Ｒ等種々の電気、電子機器に利用されている。

【０００２】

【従来の技術】銘板等は平らなシートを、印刷塗装を施
しプレス機により所定形状に切断加工されて製品となっ
ており、上記切断加工された熱可塑性樹脂シートは大量
生産手段として広く利用されている。しかしその切断面
は金型の刃角、クリアランス、シート材質、シートの熱
収縮率によりそれぞれ異なり、一般的に切断面にバリを
発生させないためには、金型的には刃角を小さくし、ク
リアランスを０．０２ｍｍ以下にしなければならず、刃
の耐久性の問題や刃のクリアランス調整は技術力を必要
とするため高価な金型になっており、金型も限られた材
質となり、コストやユーザー要求性能を満たされないこ
とが多かった。また、立体形状にするには、熱プレスで
形状を与え、再度、形状に打ち抜く工程を要していた。

【０００３】切断面を綺麗に仕上げるために従来はシェ
ービング加工という再度クリアランスを変えた同形状の
金型を用いて、打ち抜くことにより断面仕上げを行って
いるが、２工程を要し、コスト高になることが難点であ
った。また印刷塗装は平らなシートの不透明銘板の場
合、シルク、スクリーン印刷等で容易に行われ、文字や
マーク類のみ光透過性とする照光銘板の場合も多層印刷
やマスキング塗装等で容易に行えるが、立体形状の製品
に対しては凸形状であれば後加工法でもタンポ、パッド
印刷等で処理できるが、凹凸面を複雑に兼ね備える製品
では難しく、多層印刷や塗装後に照光銘板の場合、光透
過部をレーザーで塗膜を焼ききる方法や予め意匠と遮光
部を印刷、塗装処理したシートをインサートして射出成
形される樹脂と一体化してつくる絵付け成形法や成形転
写法も公知である。またこれらは高価な熱可塑性樹脂材
料を用いるために、安価な製品には応用できないという
欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した課題
を解決し、射出成形による切断加工面の仕上げ方法を提
供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、照光銘
板、不透明銘板等の熱可塑性樹脂シートの切断加工面の
仕上げ、もしくは上記シートの立体形状付与と切断加工
面の仕上げとを同時に行う切断加工面の仕上げ方法に付
いて鋭意研究を重ねた結果、熱可塑性合成樹脂シート
を、金型キャビティ内に装着し、当該シート上に当該シ
ートと溶着しない熱可塑性成形材料を射出成形すること
により、上記課題を解決することを見いだし、本発明を
完成させた。

【０００６】すなわち、本発明は、少なくともキャビテ
ィサイドと可動性コアを設けてなるキャビティコアサイ
ドとからなる金型を使用し、予め、所定形状に切断した
穴空き形状の熱可塑性樹脂シート（Ａ）を該可動性コア
をコアサイド面まで後退させた状態で該キャビティ内に
装着し、該可動性コアを前進させないで挟み込んだ状態
かもしくは前進させてキャビティ相当のコア位置とした
後、該熱可塑性樹脂シート（Ａ）と溶着しない熱可塑性
成形材料（コア材）を溶融下に金型キャビティ内に射出
注入し、該成形材料の熱、圧力により該シートを射出樹
脂と一体の積層体とし、冷却後金型キャビティより取り
出して該積層体より熱可塑性成形材料（コア材）を剥離
させることを特徴とする射出成形による切断加工面の仕
上げ方法に関する発明である。以下、本発明について詳
述する。

【０００７】本発明の穴空き形状の熱可塑性合成樹脂シ
ートは、厚みは特に限定されないが、好ましくは０．１
ｍｍ〜２．０ｍｍの厚みのシートもしくはフィルムを使
用すると特に作業性や製品外観、照光性能は向上する。
シート表面は光沢を有す平滑面のものでも艶消しのかか
った細かな凹凸面のマット状でもよく、また透明でも不
透明のものでも使用することができる。又、上記シート
は、予め印刷、塗装、ホットスタンプ等で文字やマーク
の意匠付与、装飾を施したシートでもよく、ハードコー
ト処理したものでもよい。上記ハードコート処理したシ
ートの場合は、ハードコートされていない面に熱可塑性
成形材料（コア材）を射出する必要があり、このときの
金型温度は、ハードコートの熱歪み防止のため８０℃以
下とする。

【０００８】またシートの材質は、熱可塑性合成樹脂で
あればよく、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリ
エチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニ
ル）、ＰＭＭＡ（アクリル系樹脂）、ＭＳ（メタクリレ
ートスチレン）等を使用することができる。使用するシ
ートは、アイゾット衝撃試験（ＡＳＴＭ−Ｄ２５６）に
て衝撃強度が２．５kg・ cm／cm² 以上のものがシート打
ち抜き時に割れが発生せず、好適に使用できる。また、
従来技術ではシートの引張伸び率が６０％を超えると、
打ち抜いたシートの断面にバリが発生し易くなるが、本
発明の方法を採用することにより、シートの引張伸び率
が１００％を超えるものであっても綺麗に切断面を仕上
げることが可能となる。

【０００９】上記のシートは、予め金型形状に打ち抜い
ておくか、もしくは印刷塗装を施したものを金型形状に
打ち抜いておき、該シートを連続供給して遂次採取でき
る形状に切断しておく。上記シートは金型にインサート
した後、射出成形により熱可塑性成形材料と一体化して
平面状もしくは立体形状の成形品を得、その成形品をシ
ートと成形材料間にて剥離させ、切断面仕上げされた平
面あるいは立体形状のシートのみ製品とする。本発明に
おいて使用する熱可塑性成形材料（コア材）としては、
成形後、シートと成形樹脂を剥離させる必要があるため
シートと溶着しない熱可塑性樹脂を用いる必要がある。

【００１０】熱可塑性成形材料（コア材）は、剥離させ
る際に作業性のよい樹脂すなわち冷却後も柔らかい樹
脂、更には成形材料のみを剥離後粉砕スクラップ化さ
せ、リサイクル利用することが望ましいため、再生利用
性のよい樹脂（粉砕が容易、予備乾燥不要）などが適し
ている。本発明で使用する熱可塑性成形材料（コア材）
として、熱可塑性樹脂シート（Ａ）がＰＣシートの場合
は、ＰＣ、ＰＣ／ポリエステル系樹脂組成物、ＰＣ／Ａ
ＢＳ系樹脂組成物、ＰＣ／ポリアミド系樹脂組成物、お
よびその他のポリカーボネート系の樹脂組成物（ＰＣア
ロイ）を除く、熱可塑性樹脂、例えばＰＥ（ポリエチレ
ン）、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＳ（ポリスチレ
ン）、ＰＭＭＡ（アクリル系樹脂）、ＰＡ（ポリアミ
ド）等、ＰＣと組成物の異なる成形材料が挙げられる。

【００１１】ＰＣ以外の熱可塑性合成樹脂シートを使用
する場合も、成形材料がシートと同じ組成物を形成して
いない限り、シートと成形材料は溶着しないか、もしく
は溶着が弱く剥離が可能なものであればよい。上記熱可
塑性樹脂シート（Ａ）と熱可塑性成形材料（コア材）と
は適宜選択されるものであり、射出成形条件などは用い
る熱可塑性樹脂の公知の条件範囲が適用される。

【００１２】次に本発明の理解を容易とするため、一例
を図面に基づいて説明する。図１〜３は印刷された平面
銘版の切断加工面の仕上げ工程を示した断面模式図であ
る。図面中の番号はそれぞれ１：シート、２：熱可塑性
成形材料、３：キャビティサイド、４：キャビティコア
サイド、５：ランナー部、及び６：切断加工面仕上げさ
れた成形品を示す。図１は金型内に剪断打ち抜きにより
発生したバリのある穴空き形状のシートを装着固定した
状態を示し、図２は熱可塑性成形材料を射出注入して、
樹脂圧と熱によりシートのバリを取り去った状態を示
し、図３は得られた積層体から熱可塑性成形材料を剥離
した状態を示す。

【００１３】又、本発明おいて、切断加工面の仕上げと
同時に立体成形の付与も同時に行うことが可能である。
上記の場合、穴空き部にバリの発生したシートを金型に
装着固定し、金型内でシートを形締め動作を利用して１
段目の付形を行い、さらに射出注入される熱可塑性成形
材料の樹脂圧と熱により２段目の最終製品形状シートま
で付形させる立体形状銘版の製造及び穴部の切断加工面
仕上げを行う。すなわち、金型が閉じる工程で装着され
たシートが金型外周で挟み込み、その後射出成形機から
熱可塑性成形材料を射出注入して、シートの穴部に発生
しているバリを圧力と熱で取り去り、シートと成形材料
を一体化させる。この際、シートを型締め動作を利用し
て１段目の付形を行い、立体形状を付与する金型キャビ
ティを使用すれば立体形状も同時に付与することができ
る。冷却後、金型が開いてキャビティコアサイドが後退
する際、シートはキャビティサイドから離型され、熱可
塑性成形材料はアンダーピンにより最終突き出しにてキ
ャビティコアサイドより剥離される。以上、本発明の製
造方法、金型構造を説明したが、本発明は上記に説明し
たように当然に図面に限定されるものではない。

【００１４】製品形状が穴空き形状製品や非対象の形状
であってもシートのソリや変形なく所望の立体形状かつ
切断加工面仕上げされた製品が得られる。上記立体形状
を付与する際、シートの付形率の範囲としては、形状的
にシートの比例弾性変形域内であること、また降伏伸び
変形域内であることが望ましい。また成形加工条件とし
ては、成形材料の温度としては、選択した成形材料の公
知の温度領域内の高温域にて成形した方が付形率は高く
なる。金型温度もシート素材のガラス転移点に近い方が
好適ではあるが、印刷の施されたシートを使用する際
は、インキの耐熱温度以下が好ましい。また上記方法で
得られたシート断面を顕微鏡観察した結果、バリはなく
なり切断面仕上げは行われており、成形条件で比較した
場合、温度因子の高い方が綺麗なことが確認された。

【００１５】最適条件で作製した部分的立体形状銘板
は、半球体形状で全面が比較的大きな曲率（Ｒ）のもの
では、２段階で９０％強の付形も可能である。またその
製品は高温下にても形状の保持率は形状的にシート基材
の降伏伸び変域内（破断限界内）最大値に近い程付形形
状を保持できた。また本発明により安価なシートと溶着
しない安価な熱可塑性成形材料を選択でき樹脂材料をリ
サイクル利用し、良質製品、コストダウン、大量生産が
期待できる。

【００１６】

【実施例】以下、実施例により本発明の詳細を説明す
る。 実施例１ 厚み１．０ｍｍ、外径１０９ｍｍφのＰＣシートに、中
央部付近に長方形の穴（４ｍｍ×１５ｍｍ）を有し、そ
の他の部分には印刷を施し、その後にプレス機械で金型
装着部の寸法に合わせてシートを打ち抜いた。穴空き部
には長方形の長辺全面にバリが発生していた。当該シー
トを射出成形機に取り付けた図１に示した径が１１０φ
で肉厚３ｍｍの平板金型に装着固定した。ついで溶融し
た高密度ポリエチレン樹脂材料（三菱油化（株）製、商
品名：ＨＤＰＥ−ＶＸ２０）を樹脂温度２５０℃、金型
温度１００℃、射出圧力６００ｋｇｆ／ｃｍ² の条件下
でシートの製品面側に注入させ、図２に示すようなシー
トと成形材料とを一体化させた積層成形品を得た。冷却
後、シートのみを離型させ、穴空き部が切断面仕上げさ
れた銘版製品を得た。成形材料は、リサイクルさせるた
めホーライ製クラッシャー機を用い粉砕させた。

【００１７】比較例１ 実施例１と同一の製品を得るため、従来工法であるＰＣ
シートを予め印刷したシートを金型形状に合わせて打ち
抜き後さらにシェービング加工し、金型にインサートし
て熱プレス機械にて絞り加工を行った。プレス条件とし
て金型温度１４０℃、プレス圧力１００ｋｇｆ／ｃ
ｍ² 、保持時間３分間で加圧して絞り成形されたシート
を得た。金型形状を付与するのに金型温度を１４０℃迄
あげる必要があり、この温度条件では印刷インキのみだ
れが起こった。この工法により作製したシートは、切断
面は綺麗に仕上げられるが印刷インキのみだれや高温下
での形状変化等あり、歩留まりが低い等の不都合が生ず
た。

【００１８】

【発明の効果】本発明の方法を採用することにより、穴
空き形状の熱可塑性樹脂シートを従来の切断加工面仕上
げよりも綺麗に且つ簡略化することが可能となバリ取
り、さらには切断加工面仕上げとシートからの立体形状
の付与とを同時に行うことが可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】 穴空き形状のシートを金型キャビティに装着
した状態を示す概念図である。

【図２】 熱可塑性成形材料を射出成形した状態を示す
概念図である。

【図３】 冷却後、離型し、熱可塑性樹脂シートと熱可
塑性成形材料を剥離した状態を示す概念図である。

【符号の説明】

１：シート ２：熱可塑性成形材料 ３：キャビティサイド ４：キャビティコアサイド ５：ランナー部 ６：切断面仕上げされた成形品

フロントページの続き (72)発明者 田原 久志 神奈川県平塚市東八幡５丁目６番２号 三 菱瓦斯化学株式会社プラスチックスセンタ ー内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともキャビティサイドと可動性
   コアを設けてなるキャビティコアサイドとからなる金型
   を使用し、予め、所定形状に切断した穴空き形状の熱可
   塑性樹脂シート（Ａ）を該可動性コアをコアサイド面ま
   で後退させた状態で該キャビティ内に装着し、該可動性
   コアを前進させないで挟み込んだ状態かもしくは前進さ
   せてキャビティ相当のコア位置とした後、該熱可塑性樹
   脂シート（Ａ）と溶着しない熱可塑性成形材料（コア
   材）を溶融下に金型キャビティ内に射出注入し、該成形
   材料の熱、圧力により該シートを射出樹脂と一体の積層
   体とし、冷却後金型キャビティより取り出して該積層体
   より熱可塑性成形材料（コア材）を剥離させることを特
   徴とする射出成形による切断加工面の仕上げ方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の射出成形による切断
   加工面の仕上げ方法において、予め、所定形状に切断し
   た穴空き形状の熱可塑性樹脂シート（Ａ）をキャビティ
   内に装着し、該可動性コアを前進させないで挟み込んだ
   状態かもしくは前進させてキャビティ相当のコア位置と
   した後、該熱可塑性樹脂シート（Ａ）と溶着しない熱可
   塑性成形材料（コア材）を溶融下に金型キャビティ内に
   射出注入し、該成形材料の熱、圧力により該シートを射
   出樹脂と一体の立体形状の積層体とし、冷却後金型キャ
   ビティより取り出して該積層体より熱可塑性成形材料
   （コア材）を剥離させることより、熱可塑性樹脂シート
   （Ａ） 立体形状付与も同時に行うことを特徴とする射
   出成形による切断加工面の仕上げ方法。
3. 【請求項３】 請求項１もしくは２に記載の射出成形
   による切断加工面の仕上げ方法において、熱可塑性樹脂
   シート（Ａ）より剥離させた熱可塑性成形材料（コア
   材）を、回収、粉砕し射出成形用材料として再利用する
   ことを特徴とする射出成形による切断加工面の仕上げ方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１もしくは２に記載の射出成形
   による切断加工面の仕上げ方法において、長尺シートを
   金型内に連続供給し、射出成形工程中にシートを所定形
   状に打ち抜き、射出成形によって所定形状の積層体と
   し、冷却後にシートと熱可塑性樹脂を自動剥離させる工
   程を金型内で連続処理することを特徴とする射出成形に
   よる切断加工面の仕上げ方法。