JPH0745147B2 - 絵付成形法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、絵付成形法の改良に関するものである。更に
具体的には、絵付フイルムと基材合成樹脂との密着性に
優れた絵付合成樹脂成形品、更には、表面に微細な凹凸
模様の付与された立体感の有る絵付合成樹脂成形品を容
易に得ることができる絵付成形法に関するものである。

〔従来の技術〕

文字、図形、模様、絵画等の印刷又は描画を施した熱可
塑性合成樹脂シートや合成樹脂含浸紙を静電気や真空吸
引により金型の内表面（賦形面）に貼り付けた後、溶融
した基材熱可塑性合成樹脂を射出して一体成形とする、
所謂絵付成形法は公知である。

又、このような絵付成形を平面絵付だけでなく、立体的
絵付にすべく予め立体絵付フイルムを金型面に真空成形
して置く方法も、特公昭50−19132号公報に開示されて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

最近、合成樹脂成形品の利用も広く行きわたり、付加価
値のより高い高級感のある合成樹脂成形品への希求が高
まって来ている。例えば、凹凸のある導管模様を有する
木目模様絵付成形品や凹凸のあるヘアーライン模様を有
する絵付成形品がそれである。従来、このような微細な
凹凸模様を有するフイルムを作ることも中々困難であ
り、工業的価値を無視すれば、アクリル樹脂フイルムを
キャスト法により作成する方法等が該フイルム作成方法
として思いつく程度で、何れにしてもフイルム材質に大
きな制約があり、如何なるフイルムでもと云うわけには
いかない。又、仮令このような微細な凹凸模様を有する
フイルムが作成出来たとしても、絵付フイルムとして使
用する場合、金型内へ樹脂を射出して、絵付を行う時の
樹脂温度、樹脂圧力で、絵付フイルムの折角の微細な凹
凸模様がダレて迫真力、高級感が減少してしまう。

又、絵付成形のもう一つの問題点は、絵付フイルムと射
出成形する基材熱可塑性樹脂との密着強度の点である。
金型内表面に貼りつけられた室温付近に在る絵付フイル
ムを、射出成形する熱可塑性樹脂の温度と圧力で密着さ
せても、フイルムと樹脂の接触面における密着力が不足
し、フイルムに接着剤等を施す等多くの工夫を必要とす
るが、それでも工業的に実施した場合、その密着力の信
頼性は必ずしも満足できるレベルには至っておらず、市
場でのトラブルの発生が散見される状況である。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、上述の従来の絵付成形法の欠点を改善、
克服し、絵付フイルムと基材樹脂との接着強度が十分大
で、微細な凹凸模様を有する絵付合成樹脂成形品を容易
に製造し得る絵付成形法を見い出すべく鋭意研究を重
ね、本発明をなすに至った。

即ち、本発明は、金型内表面に文字、図形、模様、絵画
等を印刷や描画した熱可塑性樹脂製の絵付フイルムを装
着し、該金型内に熱可塑性樹脂を射出成形することから
なる絵付成形法において、該金型内表面に絵付用の微細
な凹凸模様を設け、該絵付フイルム装着面の金型温度
を、該フイルムの熱変形温度以上に加熱することを特徴
とする絵付成形法に関するものである。

上記本発明の方法によれば、絵付フイルムと基材合成樹
脂との密着性に優れた絵付合成樹脂成形品を容易に得る
ことができる。更に、上記本発明の方法によれば、金型
内表面に絵付用の微細な凹凸模様を設けることにより、
表面に微細な凹凸模様の付与された立体感の有る絵付合
成樹脂成形品を容易、かつ、確実に得ることができる。
従って、本発明は、金型内表面に絵付用の微細な凹凸模
様を設けることを、好ましい実施態様とする絵付成形法
に関するものである。

次に、本発明を詳細に説明する。

本発明に用いる熱可塑性合成樹脂からなる絵付フイルム
は、成形品本体をなす基材合成樹脂とは、同一種類か近
縁のものが、両者の接着性の点から望ましい。互いに異
種の樹脂からなり、ホットプレスとしても接着出来ない
組合せの場合は、適当な接着剤を塗布する必要が生じ
る。

本発明に用いる絵付フイルムの材質としては、特に限定
されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフ
ィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アクリロニトリ
ル共重合体、ABS樹脂、スチレン−無水マレイン酸共重
合体等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル
−酢酸ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂、ポリエチ
レンテレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリカー
ボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンエ
ーテル樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリメチルメタ
クリレート系樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェ
ニレンサルファイド樹脂等の所謂スーパーエンジニアリ
ング樹脂及びこれらのブレンド物等が用いられる。これ
らは充填剤、可塑剤等の樹脂添加剤を含んでいても良
い。

本絵付フイルムの厚さは、射出成形用金型に貼り付けた
り、密着可能なものである限り特に制限されるものでは
なく、広い範囲にわたって変化させることができる。使
用する合成樹脂の種類によっても異なるが、通常は0.01
〜1mm程度、好ましくは0.02〜0.3mm程度の厚さで十分で
ある。余り厚いフイルムは不経済である。

本絵付けフイルムへの文字、図形、模様等の印刷又は描
画等の加飾方法は、本発明にとって本質的なものではな
く、通常の任意の方法、例えば、オフセット印刷、グラ
ビア印刷、スクリーン印刷や塗装、金属の蒸着、メッ
キ、更に絵具による描画等によって行うことができる。

又、本絵付フイルムは、加飾面を金型の賦形面に貼り付
けるのが一般的であるが、絵付フイルムが透明フイルム
である場合は、加飾面と反対側の透明層側を金型の賦形
面に貼に付けて絵付成形をすると、加飾面に透明樹脂層
が積層される形になることにより、深みや奥行きのあ
る、高級感、重量感のある、特別の加飾効果を得ること
が可能である。

絵付フイルムの金型面への貼付には、通常の静電気や真
空吸引による貼付けを利用できる。ただ真空吸引法の場
合は、真空孔跡が成形品に転写される故、その設置場所
は成形品外観上その価値を損なわない場所に設置した方
が良い。又、特開昭52−11255号公報等に開示されてい
るように、絵付フイルムを予め成形品形状等所望の形に
熱成形したものを金型内に装着しても良い。

本発明における成形用金型の内表面の絵付部の微細模様
の付与には、微細模様入りのアルミニウム板や銘木等を
利用したマスター（原型）を用いて、電気鋳造法を利用
して、微細模様が転写されたベリリウム銅や鉄等の金型
鋼材（入れ子）を作成しても良いし、ヘアーライン加工
や文字等の刻印等の場合は、金型鋼材に直接彫刻や研削
等によって行うこともできる。

本発明における成形用金型の加熱は、従来の射出成形用
金型に設けられた冷却水孔等に熱媒体を流すことにより
行うことができる。例えば、スチームと冷却水を必要に
応じ、切り換えて、流して温度制御しながら加熱を行う
ことができる。又、金型内にカートリッジ・ヒーター等
を埋設し温度制御しながら加熱しても良いが、コイルを
埋設し、該コイルに高周波電流を流し、成形品形状を付
与する金型ブロック、即ち、所謂金型におけるキャビテ
イブロックやコアーブロックを高周波誘導加熱で加熱す
る方法が、生産性、温度制御性等に優れ、工業的に有用
な方法である。

本発明の方法においては、絵付成形時に少なくとも絵付
フイルム貼付部付近の金型面を加熱して置き、基材樹脂
を射出成形し、絵付フイルムと基材樹脂を接合（接着）
すると同時に金型面の微細模様（微細凹凸）をフイルム
面に転写し、立体感を始とする質感等の高級感等を付与
するものである。従って、絵付成形時の基材樹脂の樹脂
温度と樹脂圧力により金型面の微細模様をフイルム面に
転写するには、絵付フイルムの材質により、必要な金型
面の温度に差異がある。凹凸面の転写性はその転写程度
の要求レベルにもよるが、大体絵付フイルムの熱変形温
度付近以上に加熱し絵付成形すると、本発明の目的とす
る成形品を得ることができる。この方法によって可能な
微細模様の程度は、ミクロンメーター（μｍ）単位乃至
サブμｍ単位の細かい凹凸模様にまで達する。

本発明に云う熱変形温度とは、絵付フイルムが金型との
接触及び本体成形用樹脂の射出時の溶融樹脂からの伝熱
による絵付フイルムの昇温と射出圧により変形する温度
を云う。通常JIS K 7207に規定されるＡ法（18.5Kgf/cm
²）の荷重たわみ温度が、その目安となる。

又、絵付フイルム装着時の金型表面の温度上昇は、本体
成形樹脂を金型内に溶融射出する前に加熱して行うのが
基本的には良いが、そのためフイルムが著しく熱収縮す
る時等は、金型内に溶融樹脂が充填され冷却固化する以
前の未だ溶融状態を保っている、換言すると樹脂圧力が
金型面、絵付フイルム面に残存しているタイミングに金
型面を加熱しても良い。

一方当然のことではあるが、本絵付成形も熱可塑性樹脂
の成形の一種であるから、成形品本体部を形成する基材
樹脂を絵付金型内に射出充填した後では、成形樹脂を冷
却固化し、金型より離型して絵付成形品を得るものであ
る故、射出充填後は金型を冷却する必要がある。即ち、
金型、少なくとも絵付フイルムを貼り付ける金型ブロッ
クは、絵付成形品の生産性からは、可能な限り、急加
熱、急冷却できることが好ましく、この観点から、金型
の加熱は、前述の加熱方法の中では、高周波誘導加熱の
原理を利用した加熱方法が、その加熱エネルギー密度を
上げることが容易で、かつ、制御性が良いことより有利
である。

成形品本体用の基材熱可塑性樹脂としては、射出成形が
可能なものであれば任意のものが使用でき、絵付フイル
ム用合成樹脂と同種のものが好都合である。このような
熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン
等のオレフィン系樹脂、ポリスチレン、スチレン−アク
リロニトリル共重合体、ABS樹脂、スチレン−無水マレ
イン酸共重合体等のスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル、
塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（EVA）等の塩化ビニ
ル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレート等のポリエステル系樹脂、ポリカーボネ
ート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリフェニレンエーテ
ル樹脂、ポリオキシメチレン樹脂、ポリメチルメタクリ
レート系樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリフェニレ
ンサルファイド樹脂等の所謂スーパー・エンジニァリン
グ樹脂、セルロースアセテート等の繊維素誘導体樹脂及
びこれらのブレンド物などが挙げられ、これらはガラス
繊維や鉄粉、タルク、炭酸カルシウム等の充填剤、可塑
剤等の通常の樹脂添加剤を含んでも良い。

絵付フイルムと基材樹脂との密着性は、成形品表面のフ
イルムを1mm角のマス目状セクション100個にクロスカッ
トし、セロテープ剥離テストを行い、剥離したマス目の
数で密着性を評価する。

絵付フイルムと基材樹脂が同一種の樹脂の場合は、従来
の絵付方法でも密着性は悪くはないが、従来の絵付方法
では、接着界面に接着剤を塗布する等の特別の工夫をし
ない場合、絵付フイルムと基材樹脂の組合せが、ポリカ
ーボネートとABS樹脂、ポリアセタールとABS樹脂、EVA
とABS樹脂等の場合は、セロテープ剥離テストで密着し
ない100/100（100マス中100マス剥離）〜50/100程度の
ものが、本発明の方法では、0/100と剥離しない優れた
密着性が得られることが確認された。

〔実施例〕

次に実施例を示す。

実施例１ 3cm×20cm、肉厚3mm平面状長方形のステレオの銘板を成
形した。本銘板は従来アルミニウム板をヘアーライン加
工したものをステレオ本体取りつけ用ボス等が付いたゴ
ム補強ポリスチレン（HIPSと略称する）基板にゴム系接
着剤で接着作成していたものである。この従来成形品と
同様若しくは更に高級感の付与された銘板上のものを、
ポリスチレンフイルムにアルミニウムを蒸着したフイル
ムを絵付成形することにより作成しようとするものであ
る。

絵付成形用金型は次のようにして作成した。まず、ヘア
ーライン加工面を付与する金型入れ子を、入念にヘアー
ライン加工したアルミニウム板をマスター（原型）と
し、ベリリウム銅の電気鋳造法により、ベリリウム銅を
3mm厚に鋳造した後、鉄で20〜30mm厚に裏打ちして作成
した。次に、該入れ子の裏側に高周波誘導加熱用のコイ
ルを配し、該コイルの入れ子の反対側に黄銅板を配置
し、これを金型の母型に配置する。こうして、コイルに
高周波電流を流した場合、入れ子は選択的に加熱される
が、母型は加熱されないように金型が作成される。

絵付用フイルムは、30μ厚の二軸延伸したGPPS（一般ポ
リスチレン）にアルミニウムを蒸着したものを利用し
た。

絵付フイルムのアルミニウム蒸着面を前記金型のヘアー
ライン加工面に静電気で密着させた。しかる後入れ子の
絵付フイルム接触面の表面温度が100℃になるようにコ
イルに7KHz、10KWの高周波電流を５〜10秒流した。次い
で基板を形成するHIPSを金型内に溶融、射出し、しかる
後、金型に冷水を流し、樹脂を固化離型し、所望の成形
品を得た。

本成形品はGPPSが金型面より直接微細、精密な凹凸のあ
るヘアーライン模様を転写された表面を有するステレオ
銘板であり、そのシャープな微細凹凸模様、表面硬さ等
において、従来のアルミニウム板ヘアーライン加工板貼
付銘板と比較しても遜色のない高級感のある成形品が得
られた。

又、前記の二軸延伸したGPPSのアルミニウム蒸着フイル
ムの非蒸着面を金型ヘアーライン入れ子部に密着し、他
は上記と同じ方法で成形製作した。該成形品は深みの有
る沈んだ渋味の有る金属感の有る成形品で、従来のプラ
スチック成形品には無い外観を有する成形品であった。

実施例２ 13cm高さ×10cm巾×1.5cm奥行のミニ・コンポーネント
・ステレオのスピーカー前面枠において、該前面枠には
直径8cmの円形の低音用スピーカーと、2cm高さ×3cm巾
の高音用スピーカーを取り付けられる形状になってい
る。

本スピーカー前面枠の成形品表面全面に、導管付き木目
模様を有する絵付成形を行った。

金型の作成方法は、実施例１とほぼ同じで、ベリリウム
銅の電気鋳造法で木目における微細な導管の凹凸を作成
し、鉄で裏打ちを行いキャビテイを作成した。該キャビ
テイ部入れ子の裏に実施例１と同様の方法で6mmφの銅
管をほぼ平面・角型・渦巻状に巻いたコイルを配置し
た。母型を高周波誘導加熱されないように銅板でシール
も行った。

絵付フイルムには、木目模様を印刷した0.1mm厚の塩化
ビニル製フイルムを利用した。該絵付フイルムを上記キ
ャビティを利用するか、又は同形のアルミニウム型等を
利用し、キャビテイ形状と同じ形状に熱成形して置き、
該熱成形された絵付用塩化ビニル製フイルムを射出成形
材に取り付けた金型のキャビテイ部に装着した。次い
で、コイルに300KHzの高周波電流を流し、絵付フイルム
装着面の金型表面温度が130℃になるようにした。しか
る後ABS樹脂（商品名スタイラックABS100）を樹脂温度2
40℃で射出した。続いて金型に50℃の温調水を流し、AB
S樹脂を冷却固化して離型し、所望の成形品を得た。な
お、スピーカー取り付け穴部の余分なフイルムはナイフ
等で切取り仕上げた。

本成形品は、木目印刷された塩化ビニルの表面に微細な
導管模様を有する、本物の木製スピーカー前面枠と差異
が分からないほど高級感の有る成形品であった。又、ク
ロスカット・セロテープによる密着テストを実施した
が、剥離個所は0/100で、全く剥離せず、密着性も良好
であった。

比較例１ 実施例２と同じフイルムと樹脂を利用し、金型内にABS
樹脂を射出する前にキャビテイ・入れ子を高周波誘導加
熱することなく、通常の絵付成形と同様50℃の温調水を
循環するだけで、高周波誘導加熱による加熱をすること
なく、絵付成形を実施したが、絵付フイルム表面に導管
模様の凹凸は転写されず、高級感と云う意味では、迫真
力に欠けるものであった。又、密着強さにおいても流動
末端部の射出圧力伝達が悪い部分は若干剥離ぎみで、必
ずしも満足できる成形品とは云い難かった。

〔発明の効果〕

本発明の方法によると、絵付フイルムの表面に微細な凹
凸模様を付与した、立体的な迫真力のある絵付成形品を
容易に得ることができる。又、絵付フイルムと基材樹脂
との密着も非常に良好である。更に絵付フイルムに模様
を転写する時に絵付フイルムを金型温度、樹脂温度及び
樹脂圧力でプレス成形するため、金型面の微細な凹凸を
成形品絵付フイルム表面に転写できるだけでなく、なだ
らかな曲面であれば、敢えて絵付フイルムを予め別工程
で熱成形しなくても絵付成形できる。例えば、なだらか
な凸面を有する化粧品のコンパクトケースの表面に同心
円状と放射状に微細なケガキ模様を入れたモアレ効果の
有る成形品を作る時等、従来の絵付成形でも、ホットス
タンプ加工でも出来ないような高級で付加価値の高い成
形品を簡単に得ることが可能で、その工業的価値は図り
知れないものがあると考える。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型内表面に文字、図形、模様、絵画等を
   印刷や描画した熱可塑性樹脂製の絵付フイルムを装着
   し、該金型内に熱可塑性樹脂を射出成形することからな
   る絵付成形法において、該金型内表面に絵付用の微細な
   凹凸模様を設け、該絵付フイルム装着面の金型温度を、
   該フイルムの熱変形温度以上に加熱することを特徴とす
   る絵付成形法。
2. 【請求項２】金型温度を、高周波誘導加熱により加熱す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の絵付成
   形法。