JP2008307713A - Processing method of irregular pattern on surface of mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金型の表面にシボ模様等の微細な凹凸模様を加工する方法に関するものである。 The present invention relates to a method of processing a fine uneven pattern such as a texture pattern on the surface of a mold.
自動車用内装品等の一態様として、大部分が合成樹脂によって形成され、かつその合成樹脂の表面にシボ模様、木目模様等といった微細な凹凸模様が擬似的に表現(再現)されたものがある。この凹凸模様は、自動車用内装品の樹脂成形時に一緒に形成される。すなわち、表面に凹凸模様を有する金型が用いられ、キャビティに溶融樹脂が充填される際に、その溶融樹脂に対し金型表面の凹凸模様が転写される。この転写により、自動車用内装品の表面には、金型の凹凸模様とは逆の凹凸関係を有する凹凸模様が形成される。 As one aspect of automobile interior parts, etc., there is one in which most of the surface is formed of a synthetic resin, and a fine uneven pattern such as a grain pattern or a wood grain pattern is expressed (reproduced) on the surface of the synthetic resin. . This concavo-convex pattern is formed together during resin molding of automobile interior parts. That is, when a mold having an uneven pattern on the surface is used and the cavity is filled with the molten resin, the uneven pattern on the mold surface is transferred to the molten resin. By this transfer, a concavo-convex pattern having a concavo-convex relationship opposite to the concavo-convex pattern of the mold is formed on the surface of the automobile interior product.
上記凹凸模様は、大まかには次の工程1〜工程4を経て金型の表面に形成される。
工程1:金型の表面に付着している油、埃等が洗浄により除去される。
工程2:金型の表面において、凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に対し防食処理が施される。より詳しくは、同箇所に、エッチング液により腐食されず、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜が形成される。
The concavo-convex pattern is roughly formed on the surface of the mold through the following steps 1 to 4.
Step 1: Oil, dust, etc. adhering to the surface of the mold are removed by washing.
Process 2: On the surface of a metal mold | die, anticorrosion processing is performed with respect to the place where the projection part of an uneven | corrugated pattern is to be formed. More specifically, a corrosion-resistant film that is not corroded by the etching solution and is soluble in the cleaning solution is formed at the same location.
工程3:金型の表面において、耐食皮膜により被覆されず表面の露出している箇所がエッチング液により腐食除去される。金型表面において、上記のようにして腐食除去された箇所が凹凸模様の凹部となる。 Step 3: On the surface of the mold, the exposed portion of the surface that is not covered with the corrosion-resistant film is removed by corrosion with an etching solution. On the surface of the mold, the portion removed by corrosion as described above becomes a concave portion having a concave and convex pattern.
工程4:洗浄液により上記耐食皮膜が溶解除去され、この箇所が凹凸模様の突部となる。
上記工程2において耐食皮膜を形成する方式としては、感光式、転写式等が知られている。例えば、前者の方式(感光式)では、金型表面にレジスト(耐酸性を有する感光剤)が塗布される。凹凸模様の突部に対応する箇所に孔を有するパターンフィルムが用意される。このパターンフィルムの孔の部分を通して光がレジストに照射されると、レジストにおいて光の照射された箇所が感光される。さらに、水洗されることにより、レジストにおいて感光されていない箇所が溶解除去されて金型表面が露出する一方、感光された箇所が上記耐食皮膜として金型表面に残る。
Step 4: The above-mentioned corrosion-resistant film is dissolved and removed by the cleaning liquid, and this portion becomes a projection with an uneven pattern.
As a method for forming a corrosion-resistant film in the above step 2, a photosensitive type, a transfer type, and the like are known. For example, in the former method (photosensitive method), a resist (photosensitive agent having acid resistance) is applied to the mold surface. A pattern film having holes at positions corresponding to the projections of the concavo-convex pattern is prepared. When light is irradiated to the resist through the hole portion of the pattern film, the portion irradiated with light in the resist is exposed. Further, by washing with water, the unexposed portions of the resist are dissolved and removed to expose the mold surface, while the exposed portions remain on the mold surface as the corrosion-resistant film.
また、後者の方式(転写式)では、例えば特許文献1に記載されているように、所定の溶剤に可溶な耐酸レジストが用いられて、転写紙に任意の模様の第2レジストパターンが印刷される。所定の溶剤に不溶な耐酸レジストが用いられて、上記転写紙上に、第2レジストパターンとは異なる第1レジストパターンが印刷される。そして、上記転写紙上に印刷された2つのレジストパターンが金型表面に転写される。 In the latter method (transfer method), for example, as described in Patent Document 1, an acid-resistant resist that is soluble in a predetermined solvent is used, and a second resist pattern having an arbitrary pattern is printed on the transfer paper. Is done. A first resist pattern different from the second resist pattern is printed on the transfer paper using an acid resistant resist insoluble in a predetermined solvent. Then, the two resist patterns printed on the transfer paper are transferred to the mold surface.
なお、凹凸模様に高低差を設ける場合には、上記工程1〜工程4の処理が繰り返し行われる。
ところが、上記従来の凹凸模様の加工方法では、工程2の実施に際し、感光式、転写式のいずれの方式であっても、上述したように多数の処理を経なければならず、多大な時間を要しているのが実情である。 However, in the conventional method for processing a concavo-convex pattern, a large amount of time must be passed as described above, regardless of whether the method is a photosensitive type or a transfer type. What you need is the reality.
特に、高低差を有する凹凸模様を加工する場合には、上記多くの処理からなる工程2を含め、上記工程1〜工程4の一連の処理が繰り返し行われるため、凹凸模様の加工に要する時間がより一層長くなる。 In particular, when processing a concavo-convex pattern having a height difference, a series of processes from Step 1 to Step 4 including Step 2 consisting of the above-described many processes are repeated, so the time required for processing the concavo-convex pattern is long. It gets even longer.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、耐食皮膜の形成に要する時間、ひいては凹凸模様の形成に要する時間を大幅に短縮することのできる金型表面の凹凸模様加工方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its purpose is to provide a mold surface that can significantly reduce the time required to form a corrosion-resistant film, and thus the time required to form an uneven pattern. The object is to provide a method for processing an uneven pattern.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、突部及び凹部からなる微細な凹凸模様を金型の表面に加工する方法であって、前記金型の表面について前記凹凸模様の突部が形成される予定の箇所を、耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜により被覆し、前記表面について前記耐食皮膜により被覆されていない箇所をエッチング液により腐食除去した後、前記洗浄液により前記耐食皮膜を溶解除去することにより、前記表面に前記凹凸模様を形成するようにした金型表面の凹凸模様加工方法において、前記耐食皮膜の形成に際し、インクジェットのノズルから、耐食皮膜形成用の溶剤を噴射させ、同溶剤を、前記表面について前記凹凸模様の前記突部が形成される予定の箇所に付着させることを要旨とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a method of processing a fine concavo-convex pattern consisting of protrusions and recesses on the surface of a mold, and the concavo-convex pattern on the surface of the mold. After the portion where the protrusions are to be formed is coated with a corrosion-resistant coating that has corrosion resistance and is soluble in the cleaning solution, the portion that is not coated with the corrosion-resistant coating on the surface is removed by corrosion with an etching solution, In the method for processing the concavo-convex pattern on the mold surface by dissolving and removing the corrosion-resistant film with the cleaning liquid, the corrosion-resistant film is formed from an inkjet nozzle when forming the corrosion-resistant film. The gist is to inject a solvent for use and to attach the solvent to a portion where the projections of the concavo-convex pattern are to be formed on the surface.
ここで、凹凸模様としては、皮革の表面に見られるしわ模様、いわゆるシボ模様が代表的であるが、そのほかにも、木目、岩目、砂目、梨地、幾何学模様等、高低差(凹凸)のある微細な模様も凹凸模様に含まれる。 Here, as the concavo-convex pattern, a wrinkle pattern, a so-called wrinkle pattern, which is seen on the surface of leather, is typical. ) Is also included in the uneven pattern.
上記の加工方法によれば、金型の表面の一部(凹凸模様の突部が形成される予定の箇所)を耐食皮膜により被覆する際、インクジェットのノズルから溶剤が噴射される。この溶剤が、金型の表面について凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に精度よく付着し、同箇所に、所望の形状をなす耐食皮膜が形成される。この耐食皮膜により上記箇所が被覆される。 According to the above processing method, when a part of the surface of the mold (the place where the projections and recesses of the concavo-convex pattern are to be formed) is covered with the corrosion resistant film, the solvent is sprayed from the inkjet nozzle. This solvent adheres to the location where the projections and recesses on the surface of the mold are to be formed with high precision, and a corrosion-resistant film having a desired shape is formed at the same location. The said part is coat | covered with this corrosion-resistant film.
続いて、金型の表面について、上記耐食皮膜により被覆されず露出している箇所がエッチング液により腐食除去されて窪みとなる。この際、耐食皮膜は、凹凸模様の突部が形成される予定の箇所をエッチング液による腐食から保護する。金型の表面において上記窪みとなった箇所により凹凸模様の凹部が構成される。その後、洗浄液により上記突部上の耐食皮膜が溶解除去される。金型表面について、耐食皮膜の溶解除去された箇所により凹凸模様の突部が構成される。このようにして金型表面に凹凸模様が形成される。 Subsequently, on the surface of the mold, a portion exposed without being covered with the corrosion-resistant film is removed by corrosion with an etching solution to form a depression. At this time, the corrosion-resistant film protects the portion where the projections and recesses of the concavo-convex pattern are to be formed from corrosion by the etching solution. Concave and convex recesses are formed by the depressions on the mold surface. Thereafter, the corrosion-resistant film on the protrusion is dissolved and removed by the cleaning liquid. On the surface of the mold, the protrusions having the concavo-convex pattern are constituted by the portions where the corrosion-resistant coating is dissolved and removed. In this way, an uneven pattern is formed on the mold surface.
凹凸模様を加工する上記一連の工程において、従来では多くの処理を要した耐食皮膜の形成のために、請求項1に記載の発明では、インクジェットのノズルから溶剤を噴射させ、これを金型表面において凹凸模様の突部が形成される予定の箇所に付着させるだけですむ。従って、耐食皮膜の形成に要する時間を短縮し、もって凹凸模様の形成に要する全体の時間を大幅に短縮することが可能となる。 In the above-described series of steps for processing the concavo-convex pattern, in order to form a corrosion-resistant film that conventionally required many treatments, in the invention according to claim 1, a solvent is jetted from an inkjet nozzle, and this is applied to the mold surface. It is only necessary to attach it to the part where the projections and depressions of the uneven pattern are to be formed. Therefore, the time required for forming the corrosion-resistant film can be shortened, and thus the overall time required for forming the uneven pattern can be greatly shortened.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記エッチング液による腐食除去に際し、インクジェットのノズルから前記エッチング液を噴射させ、同エッチング液を、前記表面について前記耐食皮膜により被覆されず露出している箇所に付着させることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, when the corrosion removal by the etching solution is performed, the etching solution is sprayed from an inkjet nozzle, and the etching solution is coated on the surface with the corrosion-resistant film. The main point is to attach it to the exposed part.
上記の加工方法によれば、エッチング液による腐食除去に際し、インクジェットのノズルからエッチング液が噴射される。このエッチング液が、金型表面について耐食皮膜により被覆されず露出している箇所に精度よく付着する。この付着したエッチング液により、上記金型表面の露出箇所のみが腐食除去されて窪みとなり、凹凸模様の凹部が形成される。 According to the above processing method, the etching solution is ejected from the nozzle of the ink jet when removing the corrosion by the etching solution. This etching solution adheres to the exposed portions of the mold surface without being covered with the corrosion-resistant film. With this adhering etching solution, only the exposed portion of the mold surface is removed by corrosion to form a recess, thereby forming a recess having an uneven pattern.
このように、エッチング液による腐食除去についても、インクジェットのノズルからエッチング液を噴射させることで実現することができる。上述した耐食皮膜の形成に要する時間に加え、腐食除去に要する時間についても短縮を図ることができ、凹凸模様の形成に要する全体の時間をより一層短縮することが可能となる。また、金型表面において腐食除去に関わる箇所にのみ、すなわち必要な箇所にのみエッチング液が付着されるため、エッチング液の不要な消費を抑制することができる効果もある。 As described above, the corrosion removal by the etching solution can also be realized by spraying the etching solution from the inkjet nozzle. In addition to the time required for forming the corrosion-resistant film, the time required for removing the corrosion can be shortened, and the overall time required for forming the uneven pattern can be further reduced. In addition, since the etching solution is attached only to a portion related to the corrosion removal on the mold surface, that is, only to a necessary portion, there is an effect that unnecessary consumption of the etching solution can be suppressed.
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、前記エッチング液による腐食除去に際し、同エッチング液に対し耐食性を有する材料により形成されたノズルから前記エッチング液を噴射させることを要旨とする。 The invention described in claim 3 is characterized in that, in the invention described in claim 2, when the corrosion removal by the etching solution is performed, the etching solution is sprayed from a nozzle formed of a material having corrosion resistance to the etching solution. And
上記の加工方法によれば、エッチング液による腐食除去に際し、エッチング液は、同エッチング液に対し耐食性を有する材料によって形成されたノズルを通過する。そのため、ノズルは、こうした材料とは異なる材料によって形成された場合に比べ、エッチング液による腐食の影響を受けにくくなる。 According to the above processing method, when the corrosion solution is removed by the etching solution, the etching solution passes through the nozzle formed of the material having corrosion resistance against the etching solution. For this reason, the nozzle is less susceptible to corrosion by the etchant than when the nozzle is formed of a material different from such a material.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1つに記載の発明において、前記ノズル及び前記金型の両方を変位させて、前記ノズルに対する前記金型の相対位置を変更することにより、前記ノズルから前記金型の表面までの距離を略一定に維持し、この状態で前記ノズルからの噴射を実行することを要旨とする。 The invention according to claim 4 changes the relative position of the mold with respect to the nozzle in the invention according to any one of claims 1 to 3 by displacing both the nozzle and the mold. Thus, the gist is to maintain a substantially constant distance from the nozzle to the surface of the mold, and to perform injection from the nozzle in this state.
上記の加工方法によれば、インクジェットのノズルから溶剤(請求項1)又はエッチング液(請求項2、請求項3)が噴射される際には、ノズルに対する金型の相対位置が変更されることで、ノズルから金型の表面までの距離が略一定に維持される。このため、常に、金型表面から略一定距離離れた箇所に位置するノズルから溶剤又はエッチング液が噴射されることとなる。その結果、金型表面において凹凸模様の加工対象となる箇所が平面でなくても、意図した箇所に確実に溶剤又はエッチング液を付着させることができる。 According to the above processing method, when the solvent (Claim 1) or the etching liquid (Claims 2 and 3) is ejected from the inkjet nozzle, the relative position of the mold with respect to the nozzle is changed. Thus, the distance from the nozzle to the surface of the mold is maintained substantially constant. For this reason, the solvent or the etching solution is always ejected from the nozzle located at a location that is separated from the mold surface by a substantially constant distance. As a result, the solvent or the etching solution can be reliably attached to the intended location even if the location to be processed with the uneven pattern on the mold surface is not a flat surface.
また、上記相対位置の変更に際しては、ノズル及び金型の両方が変位させられる。そのため、ノズルを固定し、金型のみを変位させる場合に比べ、金型をゆっくり変位させることで上記相対位置を変えることが可能となる。小型の金型のみならず大型の金型に対しても高い精度で表面に溶剤又はエッチング液を付着させることができるようになる。 Further, when changing the relative position, both the nozzle and the mold are displaced. Therefore, the relative position can be changed by slowly displacing the mold as compared with the case where the nozzle is fixed and only the mold is displaced. It becomes possible to attach a solvent or an etching solution to the surface with high accuracy not only for a small mold but also for a large mold.
本発明の加工方法によれば、インクジェットのノズルから溶剤を噴射させるといった簡単な処理により耐食皮膜を形成することができ、その耐食皮膜の形成に要する時間、ひいては凹凸模様の形成に要する時間を大幅に短縮することができる。 According to the processing method of the present invention, it is possible to form a corrosion-resistant film by a simple process such as spraying a solvent from an inkjet nozzle, greatly increasing the time required for forming the corrosion-resistant film, and hence the time required for forming the uneven pattern. Can be shortened.
(第1実施形態)
以下、本発明を、自動車用内装品を成形するための金型の表面に微細な凹凸模様を加工する方法に具体化した第1実施形態について、図1〜図10を参照して説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in a method of processing a fine concavo-convex pattern on a surface of a mold for molding an automobile interior product will be described with reference to FIGS.
まず、金型によって成形される自動車用内装品について説明する。この自動車用内装品は、車両に取付けられる内装品のうち、シボ模様(皮革模様)、木目模様、梨地模様等といった、微細な突部及び凹部からなる凹凸模様を、意匠面である外表面に有するものである。例えば、コンソールリッド(肘掛け、小物入れ等の蓋)、センターコンソール、アームレスト等がこれに該当する。ここでは、図1及び図2の少なくとも一方に示すように、シボ模様からなる凹凸模様13が上面12に設けられたコンソールリッド11を例に説明する。コンソールリッド11の上面12は、幅方向における中央部分が最も高くなるように上方へ僅かに膨らむ凸状の曲面をなしている。上面12の凹凸模様13は、突起14と、その突起14の頂部よりも40〜80μm程度高さの低い凹所15とがそれぞれ多数設けられて構成されている。
First, an automotive interior product molded by a mold will be described. The interior parts for automobiles are the interior parts that are attached to the vehicle. The interior surface of the design surface has an uneven pattern consisting of fine protrusions and recesses, such as a texture pattern (leather pattern), a wood grain pattern, and a satin pattern. It is what you have. For example, a console lid (cover for armrest, accessory case, etc.), a center console, an armrest, etc. correspond to this. Here, as shown in at least one of FIG. 1 and FIG. 2, a description will be given by taking as an example a
上記凹凸模様13は、コンソールリッド11において、(i)その上面12に立体的な質感を付与する、(ii)上面12に傷を付きにくくする、又は傷が付いても目立たなくする、(iii )上面12を滑りにくくする、等を目的として形成される。
The concavo-
上記コンソールリッド11は、図3に示す射出成形用の金型16によって成形される。この金型16は、図3において二点鎖線で示す固定型17と、同図3において実線で示す可動型21とを備えて構成されている。可動型21は、図3の上下方向への移動可能に設けられており、上方へ移動することにより固定型17に接触し、下方へ移動することにより固定型17から離間するように構成されている。固定型17及び可動型21は、いずれも鋼材、亜鉛合金、アルミニウム合金等によって形成されている。
The
固定型17には成形突部18が設けられ、可動型21には成形凹部22が設けられている。そして、可動型21が固定型17に接触(型締め)された状態では、成形凹部22内に成形突部18が入り込み、成形突部18及び成形凹部22間に、上記コンソールリッド11を成形するための空間であるキャビティ23が形成される。このキャビティ23に溶融樹脂が充填されて冷却硬化されると、所望のコンソールリッド11が図1に対し上下を逆にした態様で成形される。
The fixed mold 17 is provided with a
次に、図4〜図6を参照して、上記可動型21の成形凹部22について説明する。なお、図4及び図5において方向を特定するために、図4及び図5中、右下の箇所と左上の箇所とを結ぶ方向を「X方向」といい、右上の箇所と左下の箇所とを結ぶ方向を「Y方向」といい、上下方向をZ方向というものとする。X方向及びY方向はいずれも水平方向の一態様であり、Z方向は鉛直方向である。
Next, the
成形凹部22は、可動型21の上面24において開口している。成形凹部22はX方向についてはY方向についてよりも若干長く、Z方向については浅い形状をなしている。成形凹部22のY方向についての両内側面25,25、及びX方向についての両内側面26,26は、いずれも平面によって構成されている。これに対し、成形凹部22において、コンソールリッド11の上記上面12を形成するための内底面27は、Y方向についての中間部分で最も深く、同Y方向の両内側面25,25に近づくに従い深さが浅くなるように、下方へ僅かに膨らむ凹状の曲面をなしている。上記成形凹部22の内底面27及び内側面25,26は可動型21の表面の一部をなしている。
The
成形凹部22の内底面27には、金型16を用いてコンソールリッド11を射出成形するときに、そのコンソールリッド11の上面12に上述した凹凸模様13を転写するため凹凸模様31が設けられている。図2及び図10に示すように、凹凸模様31は、上記コンソールリッド11の上面12における凹凸模様13のうち、凹所15を成形するための突部32と、突起14を成形するための凹部33とがそれぞれ多数設けられることによって構成されている。
On the
上記凹凸模様31は、次の工程1〜工程4を経ることで可動型21における成形凹部22の内底面27に形成される。
工程1:図6に示すように、可動型21の表面(少なくとも成形凹部22の内底面27)に付着している油脂、塵埃等の汚れ成分が脱脂洗浄により除去される。この処理は、汚れ成分が原因で、後述する工程2での耐食皮膜34の内底面27に対する密着性が低下するのを防止するために行われる。この工程1には、洗浄液による洗浄のほか、水洗、乾燥等の付帯した処理も含まれる。
The concavo-
Step 1: As shown in FIG. 6, dirt components such as oils and fats adhering to the surface of the movable die 21 (at least the
工程2:図7に示すように、成形凹部22の内底面27について、凹凸模様31の突部32が形成される予定の箇所に、エッチング液によって腐食されず(耐食性を有し)、かつ後述する工程4での洗浄液に対し可溶性を有する耐食皮膜34が形成される。この耐食皮膜34により上記箇所が被覆される。
Step 2: As shown in FIG. 7, the
工程3:図8に示すように、成形凹部22の内底面27について、耐食皮膜34により被覆されず露出している箇所が、エッチング液により腐食除去されて窪み35となる。エッチング液としては、例えば、可動型21が鋼材によって形成されている場合には、添加剤の加えられた硝酸が適している。また、可動型21が銅系又は亜鉛系の金属材料によって形成されている場合には、添加剤の加えられた塩化第二鉄液がエッチング液として適している。エッチング液による腐食除去は、例えば、可動型21をエッチング液に浸漬して撹拌することによって行うことができる。
Step 3: As shown in FIG. 8, the portion of the
上記エッチング液による腐食除去に際しては、図9に示すように上記耐食皮膜34が、凹凸模様31の突部32が形成される予定の箇所をエッチング液による腐食除去から保護する。そのため、成形凹部22の内底面27について耐食皮膜34により被覆された箇所は腐食除去されずに残る。そして、成形凹部22の内底面27において上記窪み35となった箇所により凹凸模様31の凹部33が構成される。
When removing the corrosion with the etching solution, as shown in FIG. 9, the corrosion-
工程4:図10に示すように、洗浄液により耐食皮膜34が溶解除去される。内底面27において、上記のように洗浄液により溶解除去された箇所が凹凸模様31の突部32となる。
Step 4: As shown in FIG. 10, the corrosion-
上記一連の工程中、工程1、工程3及び工程4の各内容については、従来と同様である。第1実施形態では、工程2の内容が従来と大きく異なる。この工程2の実施に際しては、図4及び図5に示す装置41が用いられる。
In the series of steps described above, the contents of step 1, step 3 and step 4 are the same as in the prior art. In 1st Embodiment, the content of the process 2 differs greatly from the past. In carrying out this step 2, an
装置41のテーブル42上には門形のフレーム43が立設されている。このフレーム43は、テーブル42上であってY方向に互いに離間した箇所に一対のコラム44,44を有している。フレーム43上の両コラム44,44間には、第1クロスレール45が支持されている。フレーム43及び第1クロスレール45間には、フレーム43に対し第1クロスレール45をY方向(水平方向)へ移動させる第1移動機構(図示略)が設けられている。
A gate-shaped
また、第1クロスレール45の側方近傍には第2クロスレール46が支持されている。第1及び第2クロスレール45,46間には、第1クロスレール45に対し第2クロスレール46をX方向(水平方向)へ移動させる第2移動機構(図示略)が設けられている。
A
さらに、第2クロスレール46には、インクジェットにおけるインクヘッド47が支持されている。第2クロスレール46及びインクヘッド47間には、第2クロスレール46に対しインクヘッド47をZ方向(鉛直方向)へ移動させるための第3移動機構(図示略)が設けられている。
Further, an
インクヘッド47には、上記耐食皮膜形成用の溶剤を貯留するための溶剤貯留室(図示略)と、その溶剤貯留室の開口を構成し、かつインクヘッド47の底面において露出する多数本のノズル群48(図7参照)とが設けられている。インクヘッド47では、溶剤貯留の壁を構成する圧電素子が振動させられて、ノズル群48の各ノズルから溶剤の粒滴が下方へ噴射される。このインクヘッド47におけるノズルの駆動方式には圧力パルス方式、電荷制御方式等、種々の方式がある。上述したインクヘッド47(圧電素子)の作動はコントローラ(図示略)によって制御される。ノズル群48から溶剤を一度に噴射して付着できる領域は、成形凹部22の内底面27に比べて狭い。
The
なお、上述した第1〜第3の各移動機構は、例えばモータ、ボールねじ等により構成することができる。これらの各移動機構の作動により、インクヘッド47をX方向、Y方向及びZ方向にそれぞれ直線運動させることが可能である。
In addition, each 1st-3rd moving mechanism mentioned above can be comprised by a motor, a ball screw, etc., for example. By operating each of these moving mechanisms, the
上記テーブル42上には平板状の基台51が固定されている。基台51上において、Y方向に互いに離間した箇所には一対の第1軸受52,52が設けられている。両第1軸受52,52間には平板状の第1回動板53が配置されている。第1回動板53のY方向についての両側面にはそれぞれ第1シャフト54,54が固定されており、これらの第1シャフト54,54において、第1回動板53が上記両第1軸受52,52に回動可能に支持されている。これらの第1シャフト54,54の一方は、上記基台51上に固定された第1モータ55に駆動連結されている。この第1モータ55により、両第1シャフト54,54を中心として第1回動板53を回動させて、その傾きを調整することが可能である。
A
第1回動板53上において、X方向に互いに離間した箇所には一対の第2軸受56,56が設けられている。両第2軸受56,56間には第2回動板57が配置されている。第2回動板57のX方向についての両側面にはそれぞれ第2シャフト58,58が固定されており、これらの第2シャフト58,58において、第2回動板57が上記両第2軸受56,56に回動可能に支持されている。これらの第2シャフト58,58の一方は、上記第1回動板53上に固定された第2モータ59に駆動連結されている。この第2モータ59により、両第2シャフト58,58を中心として第2回動板57を回動させて、その傾きを調整することが可能である。
On the first
第2回動板57上には把持装置(図示略)が設けられており、可動型21が把持装置を介して第2回動板57に固定される。
装置41は、さらに、マイクロコンピュータを中心として構成された制御装置(図示略)を備えている。制御装置のメモリには、上記第1〜第3移動機構、第1モータ55及び第2モータ59の各作動(位置、速度等)を制御するための制御プログラムが記憶されている。そして、制御装置は、この制御プログラムに従って各移動機構及びモータ55,59の作動を制御する。
A gripping device (not shown) is provided on the second rotating plate 57, and the
The
この制御に応じて各移動機構及びモータ55,59が作動することにより、溶剤の噴射に際し、インクヘッド47がX方向、Y方向及びZ方向の少なくとも一方向へ移動させられる。また、可動型21が第1シャフト54及び第2シャフト58の少なくとも一方を中心として回動させられる。これらの移動及び回動により、ノズル群48の下端から成形凹部22の内底面27までの距離D(図7参照)が所定値に保たれる。ここでの所定値とは、上記距離Dについて、凹凸模様がにじんだりぼやけたりすることのない値に設定されている。
In response to this control, the respective moving mechanisms and the
上記装置41を用いて工程2を行う際には、可動型21を、その長手方向がX方向と一致するように第2回動板57上に装着する。
次に、可動型21の内底面27が下方へ僅かに膨らむ凹状の曲面となっていることから、第2モータ59により第2シャフト58を中心として第2回動板57をゆっくり回動させる。また、図7に示すように、ノズル群48の下端から内底面27までの距離Dが上記所定値となるように、第3機構によりインクヘッド47のZ方向の位置調整を行いながら、第1機構により第1クロスレール45をY方向へ移動させる。そして、この状態でノズル群48から上記耐食皮膜形成用の溶剤61を下方へ噴射させる。この溶剤61は、エッチング液によっては腐食されず、洗浄液に対して可溶性を有する液体からなる。溶剤61は、可動型21の内底面27について凹凸模様31の突部32が形成される予定の箇所に付着する。
When performing step 2 using the
Next, since the
ここで、上記溶剤61の噴射に際し、上記のようにノズル群48に対する可動型21の相対位置が変更されることで、ノズル群48の下端から成形凹部22の内底面27までの距離Dが略一定に維持される。このため、常に、成形凹部22の内底面27から略一定距離Dだけ上方へ離れた箇所に位置するノズル群48から溶剤61が噴射されることとなる。その結果、成形凹部22の内底面27が平面でない(曲面である)ものの、意図した箇所に確実に溶剤61が付着される。
Here, when the solvent 61 is injected, the relative position of the
上記内底面27に付着した溶剤61が乾燥されることで、可動型21の内底面27について凹凸模様31の突部32が形成される予定の箇所に、耐食皮膜34が所望の形状に綺麗に形成され、同箇所が耐食皮膜34によって被覆された状態となる。
When the solvent 61 adhering to the
なお、インクヘッド47及び可動型21を変位させながらノズル群48から溶剤61を噴射させる処理は、耐食皮膜34が所定の厚みとなるまで複数回行われてもよい。
そして、上記のように耐食皮膜34が形成されると工程2が終了し、工程3(エッチング液を用いた腐食除去処理)へ移行される。
The process of spraying the solvent 61 from the
Then, when the corrosion-
以上詳述した第1実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)耐食皮膜34の形成のために多くの処理を要する従来技術とは異なり、第1実施形態では、インクジェットにおけるインクヘッド47のノズル群48から溶剤61を噴射させ、この溶剤61を、可動型21における成形凹部22の内底面27について、凹凸模様31の突部32が形成される予定の箇所に付着させるだけですむ。このため、耐食皮膜34の形成に要する時間を短縮し、もって凹凸模様31の形成に要する全体の時間を大幅に短縮することが可能となる。
According to the first embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) Unlike the prior art which requires a lot of processing for forming the corrosion
(2)ノズル群48に対する可動型21の相対位置を変更することにより、ノズル群48の下端から成形凹部22の内底面27までの距離Dを略一定に維持し、この状態でノズル群48から溶剤61を噴射させるようにしている。このため、可動型21において凹凸模様31の付される箇所が、下方へ僅かに膨らむように凹状に湾曲した内底面27であるものの、意図した箇所に確実に溶剤61を付着させることができる。
(2) By changing the relative position of the
(3)上記相対位置の変更に際しては、例えば特開平5−293955号公報に記載されているように、インクヘッド47を固定し、可動型21のみを変位させることも考えられる。この場合、可動型21が小型である場合には、成形凹部22の内底面27に精度よく溶剤61を付着させることが可能である。しかし、可動型21が大型である場合には、精度よく高速で可動型21を変位させるにも限度がある。結果として、小型の可動型21と同程度の溶剤61の付着(印刷)精度を確保することが難しくなる。
(3) When changing the relative position, as described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 5-293955, it is conceivable that the
この点、第1実施形態は上記相対位置の変更に際し、インクヘッド47及び可動型21の両方を変位させるようにしている。そのため、インクヘッド47を固定し、可動型21のみを変位させる上記の場合に比べ、可動型21をゆっくり変位させることで上記相対位置を変えることが可能となる。小型の可動型21のみならず大型の可動型21に対しても高い精度で溶剤61を付着させることができる。
In this regard, in the first embodiment, both the
(4)第1実施形態では、成形凹部22の内底面27にのみ耐食皮膜34を形成する場合を例にとって説明したが、上記装置41を用いれば、上記内底面27に加え成形凹部22の内側面25,26に耐食皮膜34を形成することも可能である。これは、互いに直交する2つの軸(第1シャフト54、第2シャフト58)を中心とし、可動型21をそれらの軸の周りで回動させるとともに、インクヘッド47をX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向へ変位させることにより、ノズル群48から内側面25,26までの距離Dを略一定に維持できるからである。
(4) In the first embodiment, the case where the corrosion-
そのため、いずれの内側面25,26に対しても所定の距離Dだけ上方へ離れた箇所に位置するノズル群48から溶剤61が噴射され、対象となる内側面25,26のどの箇所についても、凹凸模様31の突部32となる予定の箇所に溶剤61が確実に付着する。
Therefore, the solvent 61 is sprayed from the
(第2実施形態)
次に、本発明を具体化した第2実施形態について、図11を参照して説明する。
第2実施形態は、上述した凹凸模様31の加工についての一連の処理のうち、工程3のエッチング液による腐食除去をインクジェットを用いて行う点で、工程2についてのみインクジェットを用いる第1実施形態と異なっている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The second embodiment is different from the first embodiment using the ink jet only for the step 2 in that the corrosion removal by the etching solution in the step 3 is performed using the ink jet among the series of processes for the processing of the
この工程3は、少なくとも、工程2で用いられたインクヘッド47とは別のインクヘッド62を用いて行われる。装置41のインクヘッド62以外の構成部分は、工程2で用いられたものがそのまま用いられてもよい。この場合、工程2から工程3に移行する際に、インクヘッド47がインクヘッド62に交換される。これに代えて、工程3の実施に際し、工程2で用いられた装置41と略同一構成を有する(インクヘッド62が用いられた)別の装置が用いられてもよい。いずれの変更が行われる場合でも、インクヘッド62として、エッチング液に対し耐食性を有する材料により形成されたノズル群64が組み込まれたものが用いられる。このような材料としては、例えばセラミックス、ガラス等の無機材料が適している。このインクヘッド62の溶剤貯留室には、上記溶剤とは異なりエッチング液63が貯留されている。このインクヘッド62では、溶剤貯留の壁を構成する圧電素子が振動させられて、各ノズルからエッチング液63の粒滴が下方へ噴射される。
This step 3 is performed using at least an
この工程3の内容は、次の2点を除き上記工程2と同様である。
相違点1:ノズル群64から噴射される液体の種類が溶剤61からエッチング液63に替わる点。
The contents of step 3 are the same as those of step 2 except for the following two points.
Difference 1: The type of liquid ejected from the
相違点2:成形凹部22の内底面27においてエッチング液63の付着される箇所が、凹凸模様31の突部32が形成される予定の箇所から、内底面27について耐食皮膜34により被覆されず露出している箇所に替わる点。
Difference 2: The portion of the
なお、エッチング液63の噴射に際し、ノズル群64から内底面27までの距離Dを所定値に維持する点は工程2と同様である。この際、第1モータ55の制御を通じて、第1シャフト54,54を中心とした第1回動板53(可動型21)の回動が行われる。第2モータ59の制御を通じて、第2シャフト58を中心とした第2回動板57(可動型21)の回動が行われる。第1〜第3移動機構の各制御を通じて、第1クロスレール45のY方向への移動、第2クロスレール46のX方向への移動、インクヘッド47のZ方向の位置調整が行われる。
Note that the point of maintaining the distance D from the
このため、常に、成形凹部22の内底面27から略一定距離Dだけ上方へ離れた箇所に位置するノズル群64からエッチング液63が噴射される。その結果、成形凹部22(内底面27、内側面25,26)の意図した箇所に確実にエッチング液63が付着する。
For this reason, the
少なくとも内底面27に付着したエッチング液63により、同内底面27において耐食皮膜34により被覆されず露出している箇所のみが腐食されて窪み35となり、凹凸模様31の凹部33が形成される。
At least the
なお、インクヘッド62及び可動型21を変位させながらノズル群64からエッチング液63を噴射させる処理は、窪み35が所定の深さとなるまで複数回行われてもよい。
そして、上記のように内底面27に窪み35が形成されると、工程3が終了し、工程4(洗浄処理)に移行される。
The process of ejecting the
And if the hollow 35 is formed in the
以上詳述した第2実施形態によれば、上述した(1)〜(4)に加え、次の効果が得られる。
(5)エッチング液63による腐食除去に際し、インクヘッド62のノズル群64からエッチング液63を噴射させ、同エッチング液63を、成形凹部22の内底面27について耐食皮膜34により被覆されず露出している箇所にのみ付着させるようにしている。このため、上述した耐食皮膜34の形成に要する時間に加え、エッチング液63による腐食除去に要する時間についても短縮を図ることができ、凹凸模様31の形成に要する全体の時間をより一層短縮することができる。また、可動型21の成形凹部22において腐食除去に関わる箇所にのみ、すなわち必要な箇所にのみエッチング液63を付着させるだけでよいため、エッチング液63の不要な消費を抑制することができる。
According to 2nd Embodiment explained in full detail above, the following effect is acquired in addition to (1)-(4) mentioned above.
(5) During the corrosion removal by the
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・上記ノズル群48,64に対する可動型21の相対位置の変更に際し、インクヘッド47,62を水平方向(X方向、Y方向)にのみ移動させ、金型(可動型21)を鉛直方向(Z方向)へ移動させてもよい。また、インクヘッド47,62をY方向にのみ移動させ、金型(可動型21)をX方向及び鉛直方向(Z方向)へ移動させてもよい。
Note that the present invention can be embodied in another embodiment described below.
In changing the relative position of the
・ノズル群48,64から金型の表面(可動型21の内底面27、内側面25,26)までの距離Dは、必ずしも厳密に一定の値(所定値)に保たれなくてもよく、略一定に保たれてもよい。
The distance D from the
・可動型21を上記実施形態とは異なる姿勢で、例えば、内側面26,26がY方向に平行となり、内側面25,25がX方向に平行となる姿勢で、第2回動板57に装着してもよい。
The
・本発明は、可動型21に代えて、又は加えて固定型17の表面に微細な凹凸模様31を加工する場合にも適用可能である。
・本発明は、自動車用内装品以外の車両の部品や、車両以外の用途に用いられる樹脂製品を成形するための金型において、微細な凹凸模様を加工する場合に広く適用可能である。
The present invention can be applied to the case where the fine
The present invention can be widely applied to the case of processing a fine concavo-convex pattern in a mold for molding vehicle parts other than automobile interior parts and resin products used for applications other than vehicles.
その他、前記各実施形態から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに記載する。
(A)請求項4に記載の金型表面の凹凸模様加工方法において、前記ノズルを水平方向及び鉛直方向へ直線復動させるとともに、前記金型を回動運動させるようにした。
In addition, the technical ideas that can be grasped from the respective embodiments will be described together with their effects.
(A) In the method of processing a concavo-convex pattern on the mold surface according to claim 4, the nozzle is linearly moved back and forth in the horizontal direction and the vertical direction, and the mold is rotated.
このように、インクジェットのノズルについての水平方向及び鉛直方向の直線運動と、金型についての回動運動とによって、ノズルから金型の表面までの距離を略一定に維持しつつ、ノズルに対する金型の相対位置を確実に変更することができる。 In this way, the mold with respect to the nozzle is maintained while maintaining the distance from the nozzle to the surface of the mold substantially constant by the horizontal and vertical linear movements of the inkjet nozzle and the rotational movement of the mold. The relative position of can be changed reliably.
16…金型、21…可動型、27…内底面(金型の表面の一部を構成)、31…凹凸模様、32…突部、33…凹部、34…耐食皮膜、48,64…ノズル群、61…溶剤、63…エッチング液、D…距離。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記金型の表面について前記凹凸模様の突部が形成される予定の箇所を、耐食性を有し、かつ洗浄液に可溶な耐食皮膜により被覆し、前記表面について前記耐食皮膜により被覆されていない箇所をエッチング液により腐食除去した後、前記洗浄液により前記耐食皮膜を溶解除去することにより、前記表面に前記凹凸模様を形成するようにした金型表面の凹凸模様加工方法において、
前記耐食皮膜の形成に際し、インクジェットのノズルから、耐食皮膜形成用の溶剤を噴射させ、同溶剤を、前記表面について前記凹凸模様の前記突部が形成される予定の箇所に付着させることを特徴とする金型表面の凹凸模様加工方法。 It is a method of processing a fine concavo-convex pattern consisting of protrusions and recesses on the surface of a mold,
Locations where the projections of the concavo-convex pattern are to be formed on the surface of the mold are coated with a corrosion-resistant coating that has corrosion resistance and is soluble in a cleaning solution, and the surface is not coated with the corrosion-resistant coating In the method for processing a concavo-convex pattern on the surface of a mold in which the concavo-convex pattern is formed on the surface by dissolving and removing the corrosion-resistant film with the cleaning liquid,
In forming the corrosion-resistant film, a solvent for forming the corrosion-resistant film is sprayed from an inkjet nozzle, and the solvent is attached to a portion where the projections of the concavo-convex pattern are to be formed on the surface. The method of processing the concavo-convex pattern on the mold surface.
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