JP2008044147A - プラスチックシートへのスピン加工法 - Google Patents

Abstract

【課題】基材としてプラスチックシートを用いることにより、材料費の低廉化を図ると共に、このシート自体に所定のスピン模様を高精度に形成することができるようにしたプラスチックシートへのスピン加工法を提供する。
【解決手段】プラスチックシート１にパンチ２の成形面３を押圧することによって該成形面に形成された所定ピッチ及び所定深さを有する凹凸によるスピン形状５を前記プラスチックシート１に形成する加工法であって、前記パンチ２の成形面３は周部から中心に向かうに従って押圧方向に突出した形状を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、時計用表示盤や車載用表示盤等に用いる表示板であって、プラスチックシートにスピン模様を施すようにしたプラスチックシートへのスピン加工法に関する。

従来から、例えば、時計用表示盤や高級車の車載用表示盤等にヘアライン加工やスピン加工等のスクラッチ（傷付け）加工を施すことにより、金属調表面の高級感を表すことが行われている。このような加工のうち、スピン加工は、無数の同心円またはスパイラル形状の凹凸を形成する加工法であり、加工表面から反射される光が放射状に拡散する外観を呈することによって、単なる平坦面とは異なる光沢感を表すことが可能とされている。

ところで、上記のスピン加工は、従来、アルミ素材等による金属表面に研摩砥石を当てた状態で回転する方法により、微細な凹凸をスピン（回転）状に形成したものであるが、研摩砥石の磨耗によってスピン目が変化するほか、切削粉が排出するため、この切削粉を加工後に洗浄し、さらに乾燥する工程が必要である等の理由で、コスト的に高価な加工法となっていた。

また、上記のような研摩砥石によるスピン加工をプラスチックシートに対して高精度に施すのは困難である。このため、従来から、基材の上面にインキ層や樹脂層を所定のスピン模様に形成することによって、放射状に拡散するような光沢感を表現するようにした意匠板を開発することが行われている。

その例として、特許文献１を挙げる。この文献には、スピン加工が施された金属板の表面形状に対応した凹凸形状を有するロール凹版の凹部に電離放射線硬化性樹脂を充填し、このロール凹版にシート基材を接触させた状態にして、電離放射線を照射することにより、硬化した電離放射線硬化性樹脂をシート基材にスピン加工模様として形成するようにした加工法が開示されている。

ところが、この文献に記載された印刷装置やインキは、いずれも特殊で且つ高価なものであり、加工に手間を有すると共に、基材の上面から突出した樹脂層或いはインキ層は、外部からの力を受けることによって損傷しやすいという欠点があった。
特開平４−１８５４０７号公報

本発明は、上記の問題点を解消するためになされたもので、基材としてプラスチックシートを用いることにより、材料費の低廉化を図ると共に、インク層や樹脂層を形成することなく、シート自体に所定のスピン模様を高精度に形成することができるようにしたプラスチックシートへのスピン加工法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明における請求項１記載のプラスチックシートへのスピン加工法は、プラスチックシートにパンチの成形面を押圧することによって該成形面に形成された所定ピッチ及び所定深さを有する凹凸によるスピン形状を前記プラスチックシートに形成する加工法であって、前記パンチの成形面は周部から中心に向かうに従って押圧方向に突出した形状を有することを特徴とする。

また、本発明による請求項２のプラスチックシートへのスピン加工法は、請求項１において、前記パンチの成形面に形成されたスピン形状は前記パンチの成形面の中心から周状に所定ピッチ及び所定深さを有する凹凸を螺旋状に形成してなることを特徴とする。

また、本発明による請求項３のプラスチックシートへのスピン加工法は、請求項１又は２において、前記パンチの成形面に形成されたスピン形状の各凹凸における頂部が同一の勾配を有することにより、前記プラスチックシートに形成された各凹凸における反射光の位相が同一となることを特徴とする。

また、本発明による請求項４のプラスチックシートへのスピン加工法は、請求項１、２又は３において、前記プラスチックシートは透明プラスチックであることを特徴とする。

さらに、本発明による請求項５のプラスチックシートへのスピン加工法は、請求項１、２、３又は４において、前記プラスチックシートの上面にＵＶクリヤコート又は２液クリヤコートの表面に前記パンチの成形面が転写されることを特徴とする。

本発明によるプラスチックシートへのスピン加工法によれば、基材としてプラスチックシートを用いることによって、材料費の低廉化を図ることができ、しかもこのシート自体に、インク層や樹脂層を形成することなく、所定のスピン模様を高精度に直接形成することができ、時計用表示盤、車載用表示盤、その他のディスプレイ等の表示盤に放射状に拡散する光沢感のある反射光を呈することが可能となる。

また、本発明のスピン加工法に用いるパンチの成形面は周部から中心に向かうに従って押圧方向に突出した成形面を有するものとされ、プラスチックシートの上面に対して均一な凹凸状のスピン形状を形成することが可能となる。

また、本発明のスピン加工法において転写用金型として用いるパンチの成形面にスピン形状が螺旋状に形成されることにより、このスピン形状を繋ぎのない一筆書きのような滑らかさで高精度に形成することが可能となる。

また、本発明において、スピン形状の各凹凸における頂部が同一の勾配を有することにより、プラスチックシートに形成された各凹凸における反射光の位相が同一となるため、成形されたプラスチックシートからの反射光が放射状に拡散する光沢感のあるものとなり、高級車の車載用表示盤等への最適が可能となる。

また、本発明のスピン加工法によって形成されるプラスチックシートを透明プラスチックとすることにより、バックライティングの可能な車載用表示盤等への適応が可能となる。

さらに、本発明のスピン加工法によって形成されるプラスチックシートの上面にＵＶコートが被覆されたことにより、該ＵＶコートを介してパンチの成形面をプラスチックシートに押圧成形することができ、より光沢感のある耐久性を有するプラスチックシートの意匠面とすることができる。

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。

本発明によるプラスチックシート１へのスピン加工法は、図２（ａ）又は(b)に示すように、プラスチックシート１にパンチ２の成形面３を押圧することによって該成形面３に形成された所定ピッチ及び所定深さを有する凹凸４（図４参照）によるスピン形状５をプラスチックシート１に形成する加工法であって、パンチ２の成形面３は周部から中心に向かうに従って押圧方向に突出した形状を有する（図１(b)参照）。

このようなスピン加工法について詳細に述べる。図１（ａ）は本実施例で用いるパンチ２の成形面３を示す平面図であり、図１(ｂ)はこのパンチ２の成形面３付近の部分的側面図であり、図１(ｃ)はプラスチックシート１の断面図である。

本実施例において転写用金型として用いるパンチ２の成形面３には、中心から周部に向けて所定ピッチ及び所定深さの凹凸４によるスピン形状５が形成されている。より具体的には、このスピン形状５を螺旋形とするのが望ましい。このため、パンチ２の円形外周の成形面３の中心から開始して、所定ピッチ及び所定深さを有する凹凸４を周方向へ螺旋形に拡大していくスピン形状５が形成されている。なお、スピン形状５を螺旋形としたのは、パンチ２の成形面３にスピン形状５を形成する際の実施可能性から判断されることである。

即ち、パンチ２の成形面３に不図示の切削刃を当ててスピン形状５を形成する方法を採用した場合、成形面３の中心から複数の同心円形の溝を形成するには、夫々の円形溝の繋ぎ目を高精度に形成することが困難であるのに対して、螺旋形を形成する場合は、下記の方法により、全体として繋ぎのない一筆書きのような滑らかさで高精度のスピン形状５をすることが可能となる。

このようなパンチ２の成形面３を形成する方法としては、例えば、金属製パンチ２の成形面３に所定深さ及び所定形状の溝を形成するための切削刃をパンチ２の成形面３の中心に当て、このパンチ２を所定速さで回転しながら、該切削刃を所定速さでパンチ２の成形面３の周方向へ送ることによって形成する。

また、上記のパンチ２の成形面３に形成される凹凸４としては、図４（ａ）、(ｂ)に示すように、左右に均等な勾配を有する断面三角形状の溝とし、夫々の頂部又は谷部の形状は、図４（ａ）に示すように先鋭な形状としてもよいし、図４(ｂ)に示すように湾曲した形状としてもよい。いずれにしても、凹凸形状のピッチ及び深さは一定である必要があり、そのピッチ（スピンピッチ）Ｐは、０．１〜０．５ｍｍとし、また凹凸形状の深さ（スピン深さ）Ｄは、０．０５〜０．３ｍｍとするのが好ましい。

さらに、本実施例において、図１(ｂ)に示すように、パンチ２の成形面３は、パンチ２の押圧方向（図１(ｂ)の下方向）へ湾曲状に突出した形状にされている。即ち、パンチ２の成形面３の周部から中心に向うに従ってパンチ２の押圧方向に湾曲状に突出した形状に形成されている。より詳細には、成形面３の周部を基準にして成形面３の中心までの高さ（突出高さ）Ｈは、０．１〜０．３ｍｍを有して湾曲状に突出した形状とされている。従って、このパンチ２でプラスチックシート１を押圧成形する際、上記の突出高さＨを押し込み量として作用させることができる。

なお、上記で規定した突出高さＨは、種々の実験の結果得たものであり、突出高さＨが０．１ｍｍよりも低い数値になると、フラットな成形面の場合と同様に、不均一な転写が行われる結果となる。また、突出高さＨが０．３ｍｍを超すと、成形面３の押し込み量が大きすぎる結果となり、プラスチックシート１を過大に押圧成形するという不都合が生じる。

なお、パンチ２の成形面３がフラットに形成されている場合、パンチ２をプラスチックシート１に押圧したとき、このパンチ２の成形面３に形成されたスピン形状５は、プラスチックシート１の上面に不均一に転写され、このプラスチックシート１の成形面６からは、反射光の放射状拡散が綺麗に得られないか、又は不均一に生じ、製品としては採用できないものとなる。これに対して、本発明によるパンチ２の成形面３によれば、押圧成形の際に、プラスチックシート１の上面に対して成形面３の中心の突出部から当たり始め、押圧が進むにつれて、凹凸４のスピン形状５を成形面の中心から周部に向けて順次転写し、全体として均一なスピン形状５として転写されることとなる。

上記の成形面３を有するパンチ２を用いて、プラスチックシート１にスピン形状５を形成するには、プラスチックシート１として、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるプラスチックを用いるのが好ましい。また、このプラスチックシート１を上記のような透明プラスチックから構成することにより、透光性を確保し、バックライティングの可能な表示盤を形成することが可能となる。

また、パンチ２の加圧力は、３００ｋｇ/ｃｍ²〜２５００ｋｇ/ｃｍ²とするのが好ましい。この加圧力は、種々の実験の結果から得られたもので、加圧力が３００ｋｇ/ｃｍ²よりも弱くなると、スピン形状５が形成されない部分が生じ、また加圧力が２５００ｋｇ/ｃｍ²よりも強くなると、パンチ２の押し込み量が大きすぎてスピン形状５が不均一となる。

また、本実施例において、図２（ａ）に示すように、上記のＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＥＴを単独で使用してプラスチックシート１を形成し、また図２(ｂ)に示すように、これらのプラスチックシート１の上面にＵＶコート７を塗布した場合でも、均一なスピン形状５を得ることが可能である。

種々の実験結果による本実施例の理想的な具体例として、スピン形状５は、上記のように螺旋形であることが望ましい。また、パンチ形状は成形面３の周部を基準にして成形面３の中心までの突出高さＨを、０．１〜０．３ｍｍの範囲内の０．２５ｍｍとし、パンチ２の成形面３に形成される凹凸４形状としては、左右に均等な勾配を有する断面三角形状の溝であって、スピンピッチＰは、０．１〜０．５ｍｍの範囲内の０．１ｍｍとし、スピン深さＤは、０．０５〜０．３ｍｍの範囲内の０．２ｍｍとするのが好ましい。

また、パンチ２の加圧力は、３００ｋｇ/ｃｍ²〜２５００ｋｇ/ｃｍ²の範囲内における１４００ｋｇ/ｃｍ²とし、このようなパンチ２を用いて、図２(ａ)に示すＰＣ、ＰＭＭＡ、ＰＥＴの夫々の単独使用によるプラスチックシート１に押圧成形するか、または上記のプラスチックシート１の上面にＵＶクリヤコート又は２液クリヤコート７を塗布した状態で、その表面にパンチ２の成形面を転写することによって、プラスチックシート１の上面に図３に示すような均一なピッチで螺旋形のスピン形状５を形成することが可能となる。

このプラスチックシート１上のスピン形状５は、螺旋形の各凹凸４が均一なピッチ及び深さに形成されると共に、各凹凸４における頂部が同一の勾配を有することにより、各凹凸４における反射光の位相が同一となる。この状態で、成形面の中心から周部に向かうに従って徐々に拡大された螺旋形を成すことによって、この成形面から反射される光が放射状に拡散する外観を呈し、高級感を有する光沢を表すことが可能となる。

本発明のプラスチックシートへのスピン加工法は、基材としてプラスチックシートを用いることによって、材料費の低廉化を図ることができ、しかもこのシート自体に所定のスピン模様を高精度に直接形成することができ、時計用表示盤、車載用表示盤、その他のディスプレイ等の表示盤に放射状に拡散する光沢感のある反射光を呈することができるスピン加工法として利用可能である。

（ａ）は本発明によるプラスチックシートへのスピン加工法に適用するパンチの成形面の平面図であり、(b)はそのパンチの成形面付近の端面図であり、(c)はプラスチックシートの断面図である。 （ａ）はプラスチックシートへパンチを押圧している状況を示す部分側面図（プラスチックシートは断面で示す）であり、また(b)は上面にＵＶコート７を被覆したプラスチックシートへパンチを押圧している状況を示す部分側面図（ＵＶコート７及びプラスチックシートは断面で示す）である。 本発明のスピン加工法により、プラスチックシートに螺旋形のスピン形状を転写した状況を示す平面図である。 本発明に係るパンチの成形面を示す断面図（プラスチックシートの成形面も同様の凹凸形状の断面となる）であり、（ａ）は凹凸の夫々の頂部又は谷部が先鋭な形状に形成されたものであり、(ｂ)は凹凸の夫々の頂部又は谷部が湾曲した形状に形成されたものを示す。

符号の説明

１ プラスチックシート
２ パンチ
３ パンチの成形面
４ 凹凸
５ スピン形状
６ プラスチックシートの成形面
７ ＵＶクリヤコート又は２液クリヤコート
Ｈ パンチの成形面の突出高さ
Ｐ スピンピッチ
Ｄ スピン深さ

Claims (5)

1. プラスチックシートにパンチの成形面を押圧することによって該成形面に形成された所定ピッチ及び所定深さを有する凹凸によるスピン形状を前記プラスチックシートに形成する加工法であって、前記パンチの成形面は周部から中心に向かうに従って押圧方向に突出した形状を有することを特徴とするプラスチックシートへのスピン加工法。
2. 前記パンチの成形面に形成されたスピン形状は前記パンチの成形面の中心から周状に所定ピッチ及び所定深さを有する凹凸を螺旋状に形成してなることを特徴とする請求項１記載のプラスチックシートへのスピン加工法。
3. 前記パンチの成形面に形成されたスピン形状の各凹凸における頂部が同一の勾配を有することにより、前記プラスチックシートに形成された各凹凸における反射光の位相が同一となることを特徴とする請求項１又は２記載のプラスチックシートへのスピン加工法。
4. 前記プラスチックシートは透明プラスチックであることを特徴とする請求項１、２又は３記載のプラスチックシートへのスピン加工法。
5. 前記プラスチックシートの上面にＵＶクリヤコート又は２液クリヤコートの表面に前記パンチの成形面が転写されることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のプラスチックシートへのスピン加工法。