JP2006076167A - 成形品の製造方法及び成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】 少なくとも一部が金属製品と類似の高級感、光沢、質感等を発生させる軽量で安価な成形品の製造方法及び成形品を提供する。
【解決手段】 熱可塑性のフィルム層１に金属薄膜層２を積層して多層フィルム３を形成し、多層フィルム３を金型１０にインサートして熱可塑性の樹脂を射出し、多層フィルム３に金型１０のキャビティ１３に形成された研削加工溝１４を転写するとともに、多層フィルム３と樹脂を一体化して所定形状の成形品、例えばコンパクトカメラのシャッタ蓋を形成し、成形品の表面に、金属特有の高級感、金属光沢、質感を醸し出す研削加工溝１４を擬似的に形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学機器、通信機器、家電機器、自動車等を構成する成形品の少なくとも一部に、金属製品に類似する高級感、光沢、質感を付与することのできる成形品の製造方法及び成形品に関するものである。

光学機器、通信機器、家電機器、電気電子機器、自動車等の高級タイプには、所有に基づくユーザの満足感や優越感を満たすため、金属特有の高級感、金属光沢、質感の要求されることがあるが、この高級感、金属光沢、質感を生じさせる手段として、メッキ処理やチタン外装の採用の他、研削加工溝１４の形成があげられる。この研削加工溝１４は、例えば図８に示すコンパクトカメラ３０の円板に形成されたシャッタ蓋３１の表面に、同心円に形成されることにより、コンパクトカメラ３０に金属特有の高級感、金属光沢、質感を付与する。

このような研削加工溝１４を形成する場合には、従来、アルミ等の金属製品に研削加工溝１４を実際に形成する方法（特許文献１参照）や金属製品と同形状の成形品を射出成形してその表面にメッキ加工を施す方法が採用されている（特許文献２参照）。
特開２００４‐４２１４２号公報 特開２００３‐１８３８８０号公報

研削加工溝１４を形成する従来の方法は、以上のようになされていたので、以下のような問題がある。先ず、成形品よりも高価な金属製品に研削加工溝１４を形成する場合には、手間がかかり、重量も大きく、コスト高を招くという大きな問題がある。
また、金属製品と同形状の成形品を成形してその表面にメッキ加工を施す場合には、メッキ加工できる樹脂がＡＢＳ樹脂等の一部の樹脂に限定されるので、材料選択の幅がきわめて狭くなり、しかも、傷付きやすいという大きな問題がある。さらに、メッキ加工に際し、湿式メッキ法を採用する場合には、廃液が環境を損なうおそれが少なくない。

本発明は上記に鑑みなされたもので、少なくとも一部が金属製品と類似の高級感、光沢、質感等を発生させる軽量で安価な成形品の製造方法及び成形品を提供することを目的としている。また、成形品の少なくとも一部に金属製品と類似の高級感、光沢、質感等を付与する際の作業性を向上させ、材料選択の幅を広げることができ、しかも、傷付きにくく、環境を損なうおそれを有効に抑制することのできる成形品の製造方法を提供することを目的としている。

本発明においては上記課題を解決するため、熱可塑性のフィルム層の少なくとも一部に金属装飾層を設けて多層フィルムを形成し、この多層フィルムを金型にインサートして成形材料を射出し、多層フィルムの少なくとも一部に金型のキャビティに形成された加工溝を転写するとともに、多層フィルムと成形材料とを一体化して成形品を得ることを特徴としている。

なお、金属装飾層を、フィルム層の少なくとも一部に設けられる金属薄膜層とすることが好ましい。
また、金属装飾層を、フィルム層の少なくとも一部に設けられる金属薄膜層と、フィルム層と金属薄膜層のうち、少なくとも金属薄膜層を覆う保護層とから形成することができる。

また、本発明においては上記課題を解決するため、請求項１又は２記載の成形品の製造方法により成形品を製造することを特徴としている。

ここで、特許請求の範囲における熱可塑性のフィルム層は、透明、半透明、不透明、プレフォームの有無を特に問うものではない。金属装飾層は、単数複数の金属薄膜層、反射層、金属薄膜層を装飾する透明・半透明の色柄層、模様層、文字層、及び又は保護層等からなり、フィルム層の一部又は全部に直接的あるいは接着層を介して間接的に設けられる。また、多層フィルムは、２層に限定されるものではなく、接着層を含む３層や４層等に形成することもできる。

成形材料には、射出成形に用いる樹脂の他、各種の添加剤が含まれる。金型の加工溝には、少なくとも金属加工に特有の研削加工溝、切削加工溝、ヘアラインを形成する溝、ローレットを形成する凹凸等が含まれる。この金型の加工溝は、キャビティの全面あるいは一部に形成される。さらに、成形品は、少なくともカメラ等の光学機器、携帯電話等の通信機器、家電機器、電気電子機器、自動車等に使用され、少なくとも外観、表面、露出面の一部が金属製品に類似すれば良い。

本発明によれば、熱可塑性を有するフィルム層の少なくとも一部に金属装飾層を形成して多層フィルムとし、この多層フィルムを金型にインサートして金型を型締めする。金型を型締めしたら、金型に成形材料を射出し、多層フィルムに金型のキャビティに形成された加工溝を転写するとともに、多層フィルムと成形材料とを一体化する。そして、成形材料の冷却が終了した後、金型を型開きすれば、金属製品と類似する加工溝付きの成形品を得ることができる。

本発明によれば、少なくとも一部が金属製品と類似の高級感、光沢、質感等を発生させる軽量で安価な成形品を提供することができるという効果がある。また、成形品の少なくとも一部に金属製品と類似の高級感、光沢、質感等を付与する際の作業性を向上させ、材料選択の幅を広げることができるという効果がある。また、金属装飾層の材質等の選択により、成形品に傷が付きにくく、製造に際して環境を損なうおそれを有効に排除することができる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態を説明すると、本実施形態における成形品の製造方法は、図１ないし図４に示すように、熱可塑性のフィルム層１の表面に、擬似金属表面を形成する金属薄膜層２を積層して多層フィルム３を形成し、この多層フィルム３を２プレートタイプの金型１０にインサートして樹脂１５を射出し、多層フィルム３に金型１０の研削加工溝１４を転写形成するとともに、多層フィルム３と樹脂１５とを一体化して所定形状の成形品２０、例えばコンパクトカメラのシャッタ蓋を形成し、この成形品２０の表面に、金属特有の高級感、金属光沢、質感を醸し出す研削加工溝１４を擬似的に形成するようにしている。

熱可塑性のフィルム層１は、例えばアクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＡＢＳ樹脂等を用いてガラス転移温度が１５０℃以下の薄いフィルムに成形される。このフィルム層１の裏面には、射出される樹脂１５と接着する接着層が設けられる（図示せず）。

金属薄膜層２は、フィルム層１の表面に、Ａｌ、Ｉｎ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ等の金属が所定の方法により厚さ２００〜８００オングストローム程度の薄膜として積層されることにより形成され（図２参照）、金属特有の金属色を発現させる。この金属薄膜層２の積層方法としては、例えば金属特有の金属光沢を重視する場合には、真空蒸着法やスパッタ法が採用され、作業の簡便化やコストを重視する場合には、バインダーに粉体化された金属を分散させたインクを用いるスクリーン印刷法や各種の塗装法が採用される。

金型１０は、図１に示すように、相対向する可動側１１と固定側１２とを備え、図示しない射出成形機に装着される。可動側１１には、成形品２０の外面を形成するキャビティ１３が形成され、このキャビティ１３面の一部には、スピン加工やヘアライン加工のような金属加工に特有の研削加工溝１４が形成される。この研削加工溝１４は、装飾部として例えば同心円の模様に形成されたり、横一列に並んだ複数の細線等に適宜形成される。

研削加工溝１４は、キャビティ１３面の一部が砥石やサンドペーパーにより研削加工されることにより形成され、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１の表面粗さでＲａ０．５μｍ以上の粗さとされる。これは、研削加工溝１４の表面粗さがＲａ０．５μｍ未満の場合には、転写率と収縮量に支障を来たして成形品２０に研削加工溝１４を擬似的に形成できないおそれがあり、例え形成できたとしても視覚性が悪化して研削加工溝１４を認知できないからである。

射出される樹脂１５としては、熱可塑性であれば、特に限定されるものではないが、例えばアクリル、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂等があげられる。

上記において、金属特有の高級感、金属光沢、質感溢れるコンパクトカメラのシャッタ蓋等からなる成形品２０を製造する場合には、先ず、熱可塑性のフィルム層１の表面にニーズに応じた金属薄膜層２を薄く蒸着し、裏面に接着層を接着して多層フィルム３を形成する。こうして多層フィルム３を形成したら、この多層フィルム３を射出成形機の型開きした金型１０にインサート（図１参照）して位置決めするとともに、金型１０の研削加工溝１４に多層フィルム３の金属薄膜層２を対向（図２参照）させ、金型１０を型締めする（図３参照）。

次いで、射出成形機から多層フィルム３を挟んだ金型１０にスクリューで可塑化した熱可塑性の樹脂１５を高速・高圧で射出し、多層フィルム３に金型１０のキャビティ１３に形成された研削加工溝１４を転写形成するとともに、多層フィルム３に溶融した樹脂１５を一体化する。溶融した高温の樹脂１５は、金型１０内への充填が完了すると流動停止し、金型１０に熱を奪われて冷却固化し始める。

樹脂１５の固化に伴う収縮を補うため、樹脂１５の充填完了後も加圧が継続され、後充填される（保圧工程）。これにより、寸法精度や品質に優れる成形品２０が得られることとなる。金型１０の流路で最も狭いゲートが完全に固化すると、それ以上の充填が不可能になるので、加圧が終了し、その後、成形品２０を取り出すのに十分な剛性が確保されるまで放置・冷却が行われる。

そして最後に、金型１０を型開きして図示しない突き出しピンを突出させれば、金属製品と略同等の外観を有する高級な研削加工溝１４付きの成形品２０を取り出すことができる（図４参照）。その後、金型１０は再び型締めされ、同じサイクルが繰り返される。

上記によれば、金属製品に研削加工溝１４を時間をかけて実際に形成するのではなく、成形品２０のインサート射出成形時にその表面に金属特有の金属光沢や高い質感を演出する研削加工溝１４を擬似的に同時形成するので、ユーザの満足感や優越感を満たすことができる他、作業時間の短縮、製造作業の円滑化、迅速化、容易化、製品の軽量化、製造コストの大幅な抑制を図ることができる。また、メッキ作業を省略することができるので、材料選択の幅が狭くなるのを抑制防止し、しかも、製品が傷付きやすいという問題を有効に解消することができる。

また、メッキの廃液が環境を損なうおそれを有効に排除することができる。また、ガラス転移温度が１５０℃以下のフィルムでも、耐熱性に優れる二軸延伸ＰＥＴ製のフィルムの場合、研削加工溝１４を形成できないが、本実施形態では熱可塑性のフィルム層１を使用するので、多層フィルム３に研削加工溝１４を確実に形成することが可能になる。さらに、金属製品と異なり、透明や半透明のフィルム層１を使用することができるので、透明や半透明の成形品（例えば、携帯電話の操作ボタン等）２０と研削加工溝１４とを同時に一体形成することが可能になる。

次に、図５は本発明の第２の実施形態を示すもので、この場合には、金型１０の研削加工溝１４に多層フィルム３の金属薄膜層２を対向させるのではなく、多層フィルム３のフィルム層１を対向させるようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。
本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、研削加工溝１４の形成や成形品２０の自由度を高めたり、接着層を省略することができるのは明らかである。

次に、図６は本発明の第３の実施形態を示すもので、この場合には、熱可塑性のフィルム層１の表面に金属薄膜層２と保護層４を順次積層して多層フィルム３を形成し、金型１０の研削加工溝１４に多層フィルム３の保護層４を対向させるようにしている。

保護層４は、金属薄膜層２上にウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン樹脂等を使用した印刷法により形成されたり、あるいはアクリル、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプリロピレン、ＡＢＳ樹脂等からなるフィルムをラミネート化することにより形成される。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、金属薄膜層２を被覆保護する保護層４により、金属薄膜層２に傷が付くのを防止できるのは明らかである。また、フィルム層１の表面に金属薄膜層２と保護層４を順次積層するとともに、フィルム層１の裏面に別の保護層４を積層して多層フィルム３を形成すれば、射出成形時に溶融した高温の樹脂１５により、金属薄膜層２が損傷するのを防止することができるのは明らかである。

次に、図７は本発明の第４の実施形態を示すもので、この場合には、フィルム層１表面の一部に金属薄膜層２を積層して多層フィルム３を形成し、この多層フィルム３を金型１０にインサートして樹脂１５を射出し、多層フィルム３に金型１０の研削加工溝１４を転写するとともに、多層フィルム３と樹脂１５とを一体化して所定形状の成形品２０、例えば円柱形の操作ボタンを形成し、この成形品２０の表面、例えば操作ボタンの上部周縁に、金属特有の高級感、金属光沢、質感溢れる研削加工溝１４を部分的に形成するようにしている。その他の部分については、上記実施形態と同様であるので説明を省略する。

本実施形態においても上記実施形態と同様の作用効果が期待でき、しかも、研削加工溝１４の形成や成形品２０の多様化を図ることができる。

なお、上記実施形態では金属装飾層として、金属薄膜層２と保護層４とを示したが、何らこれに限定されるものではない。例えば、フィルム層１の表面に金属薄膜層２と色柄層を順次積層したり、フィルム層１の表面に金属薄膜層２、色柄層、保護層４を順次積層しても良い。さらに、フィルム層１の表面に金属薄膜層２、色柄層、保護層４を順次積層する他、フィルム層１の裏面に保護層４を積層しても良い。

また、フィルム層１の表面に模様層と金属薄膜層２を順次積層したり、フィルム層１の表面に模様層、金属薄膜層２、色柄層を順次積層したり、あるいはフィルム層１の表面に模様層、金属薄膜層２、保護層４を順次積層しても良い。さらに、フィルム層１の表面に金属薄膜層２、色柄層、保護層４を順次積層する他、フィルム層１の裏面に模様層と保護層４を順次積層しても良い。このような文字や模様からなる模様層をフィルム層１に部分的に形成するようにすれば、文字をフィルム層１に印刷するのではないので、インクが研削加工溝１４を埋めてしまうのを有効に阻止することができる。

本発明に係る成形品の製造方法の実施形態における多層フィルムを型開きした金型にインサートする状態を示す断面説明図である。 本発明に係る成形品の製造方法の実施形態における多層フィルムと金型の研削加工溝を示す断面説明図である。 本発明に係る成形品の製造方法の実施形態における金型を型締めした状態を示す断面説明図である。 本発明に係る成形品の製造方法及び成形品の実施形態における成形品の取り出し状態を示す断面説明図である。 本発明に係る成形品の製造方法の第２の実施形態における多層フィルムと金型の研削加工溝を示す断面説明図である。 本発明に係る成形品の製造方法の第３の実施形態における多層フィルムと金型の研削加工溝を示す断面説明図である。 本発明に係る成形品の製造方法及び成形品の第４の実施形態における成形品を示す斜視説明図である。 コンパクトカメラのシャッタ蓋の表面に形成された同心円の研削加工溝を示す斜視説明図である。

符号の説明

１ フィルム層
２ 金属薄膜層（金属装飾層）
３ 多層フィルム
４ 保護層（金属装飾層）
１０ 金型
１１ 可動側
１３ キャビティ
１４ 研削加工溝（加工溝）
１５ 樹脂（成形材料）
２０ 成形品

Claims (4)

1. 熱可塑性のフィルム層の少なくとも一部に金属装飾層を設けて多層フィルムを形成し、この多層フィルムを金型にインサートして成形材料を射出し、多層フィルムの少なくとも一部に金型のキャビティに形成された加工溝を転写するとともに、多層フィルムと成形材料とを一体化して成形品を得ることを特徴とする成形品の製造方法。
2. 金属装飾層を、フィルム層の少なくとも一部に設けられる金属薄膜層とする請求項１記載の成形品の製造方法。
3. 金属装飾層を、フィルム層の少なくとも一部に設けられる金属薄膜層と、フィルム層と金属薄膜層のうち、少なくとも金属薄膜層を覆う保護層とから形成する請求項１記載の成形品の製造方法。
4. 請求項１、２、又は３記載の成形品の製造方法により製造されたことを特徴とする成形品。

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