JP3255177B2

JP3255177B2 - 立体積層成形品の製造法

Info

Publication number: JP3255177B2
Application number: JP29675691A
Authority: JP
Inventors: 邦夫山崎; 勝美吉田; 久志田原
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 1991-11-13
Filing date: 1991-11-13
Publication date: 2002-02-12
Anticipated expiration: 2017-02-12
Also published as: JPH05131491A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、操作時には内部のラン
プ光で文字やマークが浮かび上がる照光スィッチや文字
盤、表示パネル等に用いる立体成形品の新規な製造法に
関する。光を部分的に透過させて意匠を明確にしたり、
表示内容を他と明確に識別させるスィッチや表示パネル
は、自動車やオーディオ、ＶＴＲ等、様々な電機、電子
機器に広く使用されている。特に最近はデザイン性を重
視して、平らな或いはなだらかな曲面より立体形状を持
つ表示パネルやスィッチ類が要求されている。

【０００２】

【従来の技術及び課題】文字やパネル類のみ光透過性と
してその他を遮蔽性とする印刷塗装は、平らな或いはな
だらかな曲面の製品では多層印刷やマスキング塗装等で
容易に行われ、立体形状の製品の場合でも該印刷塗装部
分が凸形状であれば後加工方法でタンポ、パッド印刷な
どで処理できる。

【０００３】しかし、凹凸を兼ね備える立体形状製品で
は後加工方法は難しく、多層印刷や塗装後に光透過させ
る意匠をレーザーで塗膜を焼き切る方法や、予め意匠と
遮光部を印刷、塗装処理したフィルムをインサートして
射出成形される樹脂と一体化して作る絵付け成形法や、
塗膜のみを製品に転写する成形転写方法が利用されてい
る。

【０００４】又、平らなシート又はフィルムを用い、射
出成形と同時に比較的小さな形状付与を行うことは出来
るが、付形量が大きい場合に平らな状態からの加工では
シート又はフィルムに皺が発生したり、破断や切断が起
こり困難であった。

【０００５】その解決手段としてシート又はフィルムを
前もって製品形状に成形しておくか、金型内で熱成形し
て形状に沿わせた後、射出成形する方法も公知である。
しかし、シート又はフィルムを形状にあわせて熱成形す
る際には、シート又はフィルムの基材樹脂の軟化温度以
上に加熱するため、予め施された印刷、塗装やホットス
タンピング膜が軟化流動し意匠が乱れたり崩れたり変色
したりするため、特殊なインクやスタンピング箔を選択
しなければならず、選択範囲が制限される欠点があっ
た。

【０００６】この熱成形の欠点を補うため、冷間の絞り
加工が可能なシート又はフィルムを用いる例もあるが、
加工範囲が狭く、また、より大きな付形を施すとシート
又はフィルム表面に加工跡（伸び跡）が残る欠点があっ
た。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記した
従来法の課題を解決する方法を鋭意検討した結果、金型
内で、可動性コアと射出成形する溶融樹脂とにより立体
形状に付形する方法を見出し、本発明を完成した。

【０００８】すなわち、本発明は、少なくとも装着用の
治具(CT)を設けてなるコアサイドとキャビティーサイド
とからなる金型を用い、予め印刷塗装された厚さ 0.1〜
2.0mm で光透過性の平らな芳香族ポリカーボネート樹脂
製シート(1) を、該治具(CT)と該キャビティーサイドと
により挟み込んで装着し、金型を閉鎖する動作により該
シート(1)を一次成形した後、溶融した熱可塑性樹脂成
形材料を射出して該シート(1) のキャビティー形状への
最終付形を行うと共に射出した熱可塑性樹脂成形材料と
を積層一体化することを特徴とする立体積層成形品の製
造法である。

【０００９】上記において該金型が、さらに可動性コア
(MC)を設けて成るものであり、該シート(1) の一次成形
を、該可動性コア(MC)を該キャビティーサイドのキャビ
ティーに該シート(1) が接するまで前進させ、ついで該
可動性コア(MC)を該キャビティーの成形品が形成される
位置まで後退させる動作により行う立体積層成形品の製
造法である。

【００１０】また、本発明は、少なくとも装着用の治具
(CT)及び可動性コア(MC)を設けてなるコアサイドとキャ
ビティーサイドとからなる金型を用い、予め印刷塗装さ
れた厚さ 0.1〜2.0mm で光透過性の平らな芳香族ポリカ
ーボネート樹脂製シート(1)を、該治具(CT)と該キャビ
ティーサイドとにより挟み込んで装着し、該可動性コア
(MC)をキャビティーの成形品が形成される位置に至らな
い程度の位置とし、金型を閉鎖する動作により該シート
(1) を一次成形した後、計量した溶融熱可塑性樹脂成形
材料を注入すると同時もしくは直後に該可動性コア(MC)
を該キャビティーの成形品が形成される位置まで前進さ
せて該シート(1) のキャビティー形状への最終付形を行
うと共に成形品形状とすることを特徴とする立体積層成
形品の製造法

【００１１】以下、本発明について説明する。まず、本
発明の金型は、金型キャビティーを形成する金型コアサ
イドに、シート(1) 装着用の治具(CT)、さらに所望によ
り可動性コア(MC)を設けてなり、シート(1) の金型への
装着を、該装着用の治具(CT)とキャビティーサイドとに
より挟み込むことにより可能としてなる。また、所望に
より設ける可動性コア(MC)は、金型の開閉並びに成形品
の取り出し動作とは独立に作動させるようにしたもので
あり、シート(1) の一次成形の程度を調整したり、溶融
樹脂による予備成形を可能とする機能を持たせるもので
ある。また、可動性コア(MC)のキャビティー面側は、シ
ート(1) を付形するものであることから、角部相当部は
滑らかな曲線により構成することが好適である。

【００１２】この金型に装着し、付形すると共に立体積
層成形品中に積層一体化するために用いる本発明のシー
ト(1) は、予め印刷塗装された厚さ 0.1〜2.0mm で光透
過性の平らな芳香族ポリカーボネート樹脂製シートであ
る。

【００１３】この芳香族ポリカーボネート樹脂製シート
に用いるシートとしては、厚さ 0.1〜2.0mm の光透過性
の通常の芳香族ポリカーボネート樹脂製シートでよく、
特に限定されない。シート表面は光沢を有する平滑面で
も、光沢をなくした艶消しの細かな凹凸を有するマット
面でもよい。シートは光が透過するならば、適当な染料
や顔料により好みの色に着色されていてもよい。

【００１４】さらに、シート(1) は、射出成形に使用す
る成形材料樹脂との接着性の点から、射出成形用の熱可
塑性樹脂と一体化する側のシート面は接着層を適宜形成
したものとするのが好ましい。接着層の一例をあげれ
ば、熱可塑性樹脂成形材料がポリカーボネート(PC)、PC
／ポリエステル樹脂(PES) 系組成物、PC/ABS樹脂系組成
物、PC／ポリアミド樹脂(PAD) 系組成物、その他の PC
を主成分の１つとして含む樹脂組成物 (PCアロイ）の場
合、接着層を持たないもの；熱可塑性樹脂成形材料がポ
リメチルメタクリレート(PMMA)などのアクリル樹脂、ポ
リスチレン(PS)、メチルメタクリレート─スチレン系共
重合体(MS)、アクリロニトリル─スチレン共重合体(AB
S) などの場合には、アクリル系樹脂層を形成したもの;
ポリ塩化ビニル、その他の耐熱性を必要としない汎用
的用途の場合、ＥＶＡ系樹脂層を形成したものが例示さ
れる。

【００１５】上記のシート(1) に光透過性の文字、マー
クなどの意匠を遮光性部の略中央に持った遮光性部を形
成する。この方法は、従来公知のシルクスクリーン印
刷、ホットスタンプ法、塗装法、スパッタリング法、メ
ッキ法など特に限定さない。文字ないしマークも種々の
文字、マーク、図柄など特に限定されない。また、文字
ないしマークなども当然に光透過性であれば、白色、ク
リア着色、その他の塗料やインキで印刷などしたものも
好適に使用される。

【００１６】ここに、遮光性部の形成に使用するインキ
或いは塗料のバインダー成分は、従来のポリカーボネー
ト樹脂用として公知のものが挙げられ、特に限定されな
い。例えば、バインダー成分としては、アクリル系、ア
クリル・アルキッド系、ウレタン系、アクリル・ウレタ
ン系、エポキシ系、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体、
ニトロセルロースなどが挙げられる。遮光性の成分とし
て二酸化チタン、ベンガラ、コバルトブルーなどの酸化
物、硫化亜鉛などの硫化物、沈降性硫酸バリウムなどの
硫酸塩、含水ケイ酸塩、群青などのケイ酸塩、紺青など
のフェロシアン化物、アルミニウム粉、亜鉛末などの金
属粉、及び各種の水酸化物、クロム酸塩、炭酸塩、燐酸
塩などがあり、有機顔料としてブリリアントカーミン6
B、ジスアゾエローなどのアゾ顔料、フタロシアニンブ
ルーなどのフタロシアニン顔料、ナフトールエローなど
のニトロ顔料、キナクリドンレッドなどの縮合多環顔
料、その他の各種有機顔料や染料などを適宜使用してな
るものである。

【００１７】これらのバインダー、色料および適当な溶
剤、添加剤等を混合して印刷インキや塗料が調製され、
シート(1) に塗布、乾燥されることによって光透過性の
文字ないしマークが形成される。また、金属様の外観が
求められる場合には、ホットスタンスピングや文字ない
しマーク部分をマスキングしてスパッタリング、真空蒸
着、メッキなどの方法が用いられ、必要ならばアンダー
及びトップにコーティングがなされる。

【００１８】上記により光透過性の文字ないしマーク等
の意匠と遮光性部分を形成したシート(1) を、通常、シ
ート(1) を装着する金型キャビティー部の形状或いは大
きさ(断面) の周囲に装着部の幅を加えた大きさの単片
として、或いは連続供給して逐次採取できる形状に切断
して使用する。この装着部の幅は、製品形状毎に１段目
の付形によるシート(1) の面性増加率(=平らな状態から
立体形状に付形されたことによる表面積の増加率) また
は単純伸び(=例えば、円筒形の場合には直径方向の断端
面の長さ) から決定され、シート(1) の付形量が大きい
場合や冷間での付形の場合、さらに装着部の断面積が大
きい場合には、より広くとるのが好ましい。

【００１９】本発明の熱可塑性樹脂成形材料は、通常、
光透過性を有するものであり、製品の要求性能、形状、
コストなどにより適宜選択される。また、射出成形条件
などは用いる樹脂材料の公知の条件範囲が適用される。
具体的な成形材料としては、PC、PC/PBT,PC/PET,PC/PCT
A,PC/PCTG などのPC/PES組成物、PC/ABS、PC／ポリフェ
ニレンエーテル(PPE)/PES 組成物、PC/PA 組成物、PC/P
ES/PA 組成物、その他の PC アロイ; PMMAなどのアクリ
ル樹脂; PS、MS、AS、ABS などのスチレン系樹脂; PPE/
PES 、PPE/PA、PPE/PES 、その他のPPE アロイ; ポリア
セタール樹脂及びその組成物; ナイロン-6(PA6) 、ナイ
ロン-66(PA66) 、ナイロン-6,10(PA610)、ナイロン-12
(PA12) 、ナイロン-MXD6 などのPA; PET 、PBT 、1,4-
ヘキサンジオール/ テレフタル酸・イソフタル酸共重合
体(PCTA)、1,4-ヘキサンジメタノール・エチレングリコ
ール/ テレフタル酸共重合体(PCTG)などの PES; PVC な
どが例示され、特にエンジニアリングプラスチック並び
にそのアロイが好適である。

【００２０】次に、本発明の理解を容易とするために、
一例を図面に基づいて説明する。図１は本発明によるマ
ーク入り照光スイッチの製造工程を説明した断面図であ
り、金型内で本シート(1) を型締め動作を利用して１段
目の付形を行い、ついで射出・注入される成形材料の圧
力と熱で２段目の形状付与 (最終付形) を行って積層成
形された立体積層成形品を製造する状態を模した図であ
る。

【００２１】図１の符号はそれぞれ、１：あらかじめ意
匠が光透過性でその他の部分が遮光性の印刷、塗装が施
されたポリカーボネート樹脂製シート、２：射出樹脂、
10：キャビティーサイド、11：キャビティー、20：コア
サイド、CT：シート装着用治具、MC：可動性コア、21、
ランナー、22：ゲートを示し、ｂ、ｂ’、ｃ中の対応部
分は同一のものを示す。

【００２２】図１のａにおいて、金型キャビティーサイ
ドにシート(1) を装着し、金型閉動作により、シート装
着治具(CT)によりシート(1) が挟み込みにより装着され
る。なお、この治具(CT)は当然にシート(1) の挟み込み
の圧力を調整可能としてなる機能を有するものが適用範
囲がより広くなり、より好ましい。

【００２３】ついで、ｂに示したように、引続き金型閉
動作により、コアが成形品が形成される位置までキャビ
ティー内を前進し、シート(1) の一次成形が行われる。
また、ｂ’では、このコアが可動性コア(MC)であり、該
可動性コア(MC)が、シート(1) がキャビティーに接する
状態まで前進してシート(1) を付形した後、該キャビテ
ィーの成形品が形成される位置まで後退し一次付形す
る。

【００２４】次に、ｃは、型締め圧を通常圧力まで高め
た後、溶融熱可塑性樹脂を射出してシート(1) の二次成
形 (最終付形) を行い、成形品本体部分との積層一体化
及び成形品本体部分形成し、射出樹脂が冷却した後、成
形品を取り出す。製造された成形品には通常、シート
(1) を挟み込んだ部分が張り出した状態であるので、こ
れを切断して製品とする。

【００２５】また、図示していないが、上記の可動性コ
ア(MC)をキャビティーの成形品が形成される位置に至ら
ない程度の位置（中間位置）とし、金型を閉鎖する動作
により該シート(1) の該中間位置まで一次成形した後、
通常の型締め圧にて計量した溶融熱可塑性樹脂成形材料
を注入すると同時もしくは直後に該可動性コア(MC)を成
形品が形成される位置まで前進させて該シート(1) のキ
ャビティー形状への最終付形を行うと共に成形品形状と
することができる。

【００２６】なお、このコアによる一次成形→成形品所
要量の計量溶融樹脂注入→コアによる最終成形の方法で
は、射出成形機の溶融樹脂の計量精度が良好な製品を製
造するために必要である。従って、射出成形機の溶融樹
脂の計量精度が不十分な場合には、やや過剰量の溶融樹
脂を注入し、コアによる最終成形時にゲートやランナー
部に過剰分の樹脂が逆流するように金型のゲートやラン
ナーなどを設計して行うことが好ましい。

【００２７】以上、図面を中心に本発明を説明した。本
発明の立体積層成形品の製造法において、可動性コア(M
C)による１段目の付形量は、シート(1) の面積増加率ま
たは伸びは 50％以下の範囲から選択することが好適で
あり、特にシート(1) を予備加熱する場合には 4〜50％
程度の範囲まで可能であり、冷間の場合には 20％程度
以下となる範囲で行うことが好適である。本発明では、
一次付形の直後に溶融樹脂が導入されることにより一次
成形により発生したシート(1) 表面の伸び跡などは消失
し易いものであるが、付形量が上限を越えると、付形時
に発生した伸び跡が成形品とした後にも残存することと
なり好ましくない。また、金型形状、特に可動性コア(M
C)の角部分のコーナー角は大きい程、より大きな付形が
可能であり、成形品デザインをこのようにすることが好
ましい。

【００２８】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明す
る。実施例１金型として、図１に相当し、シート装着部が38mmφ、キ
ャビティー断面が20mmφ、高さ25mmで、肉厚 2mmの円筒
形の照光スイッチ部品用キャビティーを有するものを使
用した。

【００２９】厚み 0.5mmのポリカーボネート樹脂製シー
トを用い、中央部に光透過性のマークを有し、その他の
部分には遮光性の上塗り印刷を施した。このシートをプ
レス機械で金型装着部の寸法に合わせて38mmφの円板に
打ち抜いて装着用シート(1)とした。

【００３０】このシート(1) をキャビティーサイドの装
着部に乗せ、ついで金型を閉鎖動作により装着用治具(C
T)にてシート(1) を挟み込み、引き続いて、金型閉鎖を
行いコアを成形品が形成される位置まで前進させ、シー
ト(1) を成形した。なお、ここで、金型を開けてシート
(1) を観察したところ、シート(1) は高さ 6mmの断面台
形状に付形され、装着固定部の外形寸法は36mmφに変化
し(=面積増加率11％、単純伸び17％）、シート(1) には
皺や破断もなく、表面の印刷膜も付形に追従して伸びて
いた。

【００３１】ついで、型締め圧力を射出成形に用いる通
常の圧力に高め、透明なポリカーボネート樹脂 (ユーピ
ロン S-3000)を温度 290℃、圧力 1,600kgf/cm² で射出
成形して、上面から 8mmの所までシート(1) と射出樹脂
とが積層一体化した成形品を得(=面積増加率15％）、こ
の成形品に残るＰＣシートの張り出し部 (金型に挟み込
まれて残る部分) を、プレス切断加工して製品を得た。
得られた製品は、上面の中央部に光透過性の意匠を有
し、意匠模様並びに積層一体化したシート(1) の他の部
分も付形による乱れは見られなかった。

【００３２】実施例２金型として、図１ｂ’に相当する可動性コア(MC)を有
し、シート装着部が38mmψ、キャビティー断面が20mm
ψ、高さ25mmで、肉厚 2mmの円筒形の照光スイッチ部品
用キャビティーを有するものを使用し、該シートを装着
用の治具(CT)とキャビティーサイドとにより挟み込んで
装着し、可動性コア(MC)を該キャビティーサイドのキャ
ビティーに該シート(1) が接するまで前進させ、ついで
該可動性コア(MC)を該キャビティーの成形品が形成され
る位置まで後退させる他は実施例１と同様に成形品を
得、この成形品に残るＰＣシートの張り出し部（金型に
挟み込まれて残る部分）をプレス切断加工して製品を得
た。得られた製品は、上面の中央部に光透過性の意匠を
有し、意匠模様並びに積層一体化したシート(1) の他の
部分も付形による乱れは見られなかった。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、金型内で平板状のシー
トを付形して射出成形樹脂と積層一体化された成形品を
製造することから、シートを立体積層成形品の形状に合
わせて予備成形する工程が省かれ、金型へのシートの装
着も平板であることから容易であり、しかも、シート
(1) の一次成形直後に溶融樹脂が導入されることから、
シート(1) の成形による伸び跡なども生じ難いものとな
る。

【００３４】この結果、従来の方法に比較して、より生
産性よく意匠模様をもった立体積層成形品の製造が可能
となり、しかも、従来では難しかった立体形状までの成
形が可能となるものであり、その工業的意義は大きいも
のである。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】断面図マーク入り照光スイッチの製造工程を
説明した断面図である。

【符号の説明】

図１の符号はそれぞれ、１：あらかじめ意匠が光透過性
でその他の部分が遮光性の印刷、塗装が施されたポリカ
ーボネート樹脂製シート、２：射出樹脂、10：キャビテ
ィーサイド、11：キャビティー、20：コアサイド、CT：
シート装着用治具、MC：可動性コア、21：ランナー、2
2：ゲートを示し、ｂ、ｂ’、ｃ中の対応部分は同一の
ものを示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩＢ２９Ｌ 31:34 Ｂ２９Ｌ 31:34 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B29C 45/14 - 45/63 B29C 51/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも装着用の治具(CT)を設けてな
るコアサイドとキャビティーサイドとからなる金型を用
い、予め印刷塗装された厚さ 0.1〜2.0mm で光透過性の
平らな芳香族ポリカーボネート樹脂製シート(1) を、該
治具(CT)と該キャビティーサイドとにより挟み込んで装
着し、金型を閉鎖する動作により該シート(1) を一次成
形した後、溶融した熱可塑性樹脂成形材料を射出して該
シート(1) のキャビティー形状への最終付形を行うと共
に射出した熱可塑性樹脂成形材料とを積層一体化するこ
とを特徴とする立体積層成形品の製造法
【請求項２】該金型が、さらに可動性コア(MC)を設け
て成るものである請求項１記載の立体積層成形品の製造
法
【請求項３】該シート(1) の一次成形を、該可動性コ
ア(MC)を該キャビティーサイドのキャビティーに該シー
ト(1) が接するまで前進させ、ついで該可動性コア(MC)
を該キャビティーの成形品が形成される位置まで後退さ
せる動作により行う請求項２記載の立体積層成形品の製
造法
【請求項４】少なくとも装着用の治具(CT)及び可動性
コア(MC)を設けてなるコアサイドとキャビティーサイド
とからなる金型を用い、予め印刷塗装された厚さ 0.1〜
2.0mm で光透過性の平らな芳香族ポリカーボネート樹脂
製シート(1)を、該治具(CT)と該キャビティーサイドと
により挟み込んで装着し、該可動性コア(MC)をキャビテ
ィーの成形品が形成される位置に至らない程度の位置と
し、金型を閉鎖する動作により該シート(1) を一次成形
した後、計量した溶融熱可塑性樹脂成形材料を注入する
と同時もしくは直後に該可動性コア(MC)を該キャビティ
ーの成形品が形成される位置まで前進させて該シート
(1) のキャビティー形状への最終付形を行うと共に成形
品形状とすることを特徴とする立体積層成形品の製造法