JP2010280099A - 合成樹脂成形品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】合成樹脂の側面から光が漏れることがなくより鮮明なバックライティングに使用できる、合成樹脂シートを一体化した合成樹脂成形品及びその製造方法を提供する。
【解決手段】合成樹脂成形品は、金型表面に隣接して合成樹脂シート２０を装填して、金型内に溶融樹脂を射出して、該合成樹脂シートを溶着接合してなる合成樹脂成形品１０であって、少なくとも１つの平面１２ａを有し、平面１２ａに貫通孔１６が形成された合成樹脂成形品である第１合成樹脂部材１２と；第１合成樹脂部材１２の貫通孔１６内に配置され、平面１２ａと同一面内に平面１４ａを有し、第１合成樹脂部材１２と同時に成形された合成樹脂成形品である第２合成樹脂部材１４と；第１合成樹脂部材１２の平面１２ａと、第２合成樹脂部材１４の平面１４ａとの間を覆い、第１合成樹脂部材１２および第２合成樹脂部材１４に溶着接合された合成樹脂シート２０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、合成樹脂シートを一体化して成形する合成樹脂成形品に関し、特に、複数の合成樹脂間を合成樹脂シートでつないだ合成樹脂成形品およびその製造方法に関する。

自動車の計器盤や家電製品のパネル等では、計器盤やパネルの裏側から光を当て、前面から文字や模様を明るく見えやすくすること（以降、「バックライティング」という）が多く行われている。バックライティングの文字や模様は、合成樹脂成形品に印刷し、あるいは、文字や模様を印刷した合成樹脂シートを貼り付けることによって製作されている。この内、文字や模様を印刷した合成樹脂シートを合成樹脂成形品に貼り付けて製作することが、製作コスト等の観点からは優位であった。そこで、文字や模様を印刷した合成樹脂シートを金型に装填し、溶融樹脂を射出して一体に成形することにより、効率よく、美麗なバックライティング可能な合成樹脂成形品を製造することが行われている（たとえば、特許文献１参照）。

バックライティングするためには、透明な合成樹脂を使用する必要がある。透明な樹脂を使用するために、光を透過して文字や模様を目立たせる部分以外は合成樹脂シートに施した印刷により遮光するのが一般的である。
特開２００２−１７８３６２号公報（第４、５ページ、図７）

しかし、透明な樹脂を使用するために、合成樹脂の側面から光が漏れることがある。また、透明樹脂を使用しても、樹脂内での光の散乱、反射を皆無にすることはできないので、バックライティングの鮮明さが低下することがある。

そこで、本発明は、合成樹脂の側面から光が漏れることがなくより鮮明なバックライティングに使用できる、合成樹脂シートを一体化した合成樹脂成形品及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の発明に係る合成樹脂成形品は、たとえば図１に示すように、金型表面に隣接して合成樹脂シート２０を装填して、金型内に溶融樹脂を射出して、合成樹脂シート２０を溶着接合してなる合成樹脂成形品１０であって、少なくとも１つの平面１２ａを有し、平面１２ａに貫通孔１６が形成された合成樹脂成形品である第１合成樹脂部材１２と；第１合成樹脂部材１２の貫通孔１６内に配置され、平面１２ａと同一面内に平面１４ａを有し、第１合成樹脂部材１２と同時に成形された合成樹脂成形品である第２合成樹脂部材１４と；第１合成樹脂部材１２の平面１２ａと、第２合成樹脂部材１４の平面１４ａとの間を覆い、第１合成樹脂部材１２および第２合成樹脂部材１４に溶着接合された合成樹脂シート２０とを備える。

このように構成すると、複数の合成樹脂間を合成樹脂シートでつないだ合成樹脂成形品となる。第１合成樹脂部材および第２合成樹脂部材に透明ではない合成樹脂を使用しても透明な合成樹脂シートを用いれば合成樹脂シートを光が透過できるので、合成樹脂成形品の側面から光が漏れることがなくより鮮明なバックライティングに使用できる合成樹脂シートを一体化した合成樹脂成形品となる。

また、第２の発明に係る合成樹脂成形品は、たとえば図１に示すように、第１の発明に係る合成樹脂成形品１０において、第１合成樹脂部材１２が円筒形である。
このように構成すると、第１合成樹脂部材が円筒形であるので、第１合成樹脂部材に溶着接合された合成樹脂シートが面外に変形しにくく、高い強度が得られる。

また、第３の発明に係る合成樹脂成形品は、たとえば図１に示すように、第１または第２の発明に係る合成樹脂成形品１０において、第２合成樹脂部材１４が円筒形である。
このように構成すると、第２合成樹脂部材が円筒形であるので、第２合成樹脂部材から合成樹脂シートに作用する力が、均等に作用し、あるいは１点に集中せず、第２合成樹脂部材で合成樹脂シートを損傷しにくい。

また、第４の発明に係る合成樹脂成形品は、たとえば図１に示すように、第３の発明に係る合成樹脂成形品１０において、合成樹脂シート２０が、第１合成樹脂部材１２の円筒外面および第２合成樹脂部材１４の円筒内面に延伸する（符号２２、２４）。
このように構成すると、合成樹脂シートが第１合成樹脂部材の円筒外面および第２合成樹脂部材の円筒内面に延伸するので、合成樹脂シートと第１合成樹脂部材および第２合成樹脂部材との溶着強度が高くなる。

また、第５の発明に係る合成樹脂成形品は、第１ないし第４のいずれかの発明に係る合成樹脂成形品１０において、第１合成樹脂部材１２および第２合成樹脂部材１４が不透明の合成樹脂で成形され、合成樹脂シート２０が透明である。
このように構成すると、第１合成樹脂部材および第２合成樹脂部材を光が透過せずに合成樹脂シートだけを光が透過するので、バックライティングしたときに周囲からの光の漏れがない合成樹脂成形品となる。

前記目的を達成するために、第６の発明に係る合成樹脂成形品の製造方法は、たとえば図２および図３に示すように、金型４０表面に隣接して合成樹脂シート２０を装填して、金型４０・５０内に溶融樹脂を射出して、合成樹脂シート２０を溶着接合してなる合成樹脂成形品の製造方法において、第１の金型４０の表面に合成樹脂シート２０を装填するシート装填工程Ｓ１０と；合成樹脂シート２０が装填された第１の金型４０に第２の金型５０を組み合わせ、合成樹脂シート２０を含む第１の空洞部６０と、合成樹脂シート２０を含み第１の空洞部６０と離間し第１の空洞部６０に囲まれた第２の空洞部６２とを形成する金型組合せ工程Ｓ１２と；第１の空洞部６０と第２の空洞部６２に溶融樹脂を射出する樹脂射出工程Ｓ１４と；溶融樹脂を冷却固化する固化工程Ｓ１６とを備える。

このように構成すると、合成樹脂シートを含む第１の空洞部と、合成樹脂シートを含み第１の空洞部と離間した第２の空洞部とに溶融樹脂を射出して合成樹脂成形品を製造するので、複数の合成樹脂間を合成樹脂シートでつないだ合成樹脂成形品の製造方法となる。第１の空洞部および第２の空洞部に透明ではない樹脂を射出して合成樹脂成形品を製造しても透明な合成樹脂シートを用いれば合成樹脂シートを光が透過できるので、合成樹脂成形品の側面から光が漏れることがなくより鮮明なバックライティングに使用できる合成樹脂シートを一体化した合成樹脂成形品となる。なおここで、合成樹脂シートを含む空洞部とは、第１の金型と第２の金型を組み合わせて形成し、溶融樹脂を射出する空洞部内に合成樹脂シートが入っていることをいう。

また、第７の発明に係る合成樹脂成形品の製造方法は、たとえば図２に示すように、第６の発明に係る合成樹脂成形品の製造方法において、第１の空洞部６０が円筒形であり、第２の空洞部６２が第１の空洞部６０の円筒形の内面内に配置された円筒形である。
このように構成すると、第１の空洞部により形成される合成樹脂部材と第２の空洞部により形成される合成樹脂部材とが円筒形であるので、合成樹脂シートが面外に変形しにくく、また損傷しにくく、高い強度が得られる合成樹脂成形品の製造方法となる。

また、第８の発明に係る合成樹脂成形品の製造方法は、第６または第７の発明に係る合成樹脂成形品の製造方法において、溶融樹脂が不透明の合成樹脂であり、合成樹脂シートが透明である。
このように構成すると、第１の空洞部により形成される合成樹脂部材と第２の空洞部により形成される合成樹脂部材とを光が透過せずに合成樹脂シートだけを光が透過するので、バックライティングしたときに周囲からの光の漏れることがなくより鮮明なバックライティングに使用できる合成樹脂成形品の製造方法となる。

本発明によれば、合成樹脂成形品は、金型表面に隣接して合成樹脂シートを装填して、金型内に溶融樹脂を射出して、該合成樹脂シートを溶着接合してなる合成樹脂成形品であって、少なくとも１つの平面を有し、平面に貫通孔が形成された合成樹脂成形品である第１合成樹脂部材と；第１合成樹脂部材の貫通孔内に配置され、平面と同一面内に平面を有し、第１合成樹脂部材と同時に成形された合成樹脂成形品である第２合成樹脂部材と；第１合成樹脂部材の平面と、第２合成樹脂部材の平面との間を覆い、第１合成樹脂部材および第２合成樹脂部材に溶着接合された合成樹脂シートとを備えるので、複数の合成樹脂間を合成樹脂シートでつないだ合成樹脂成形品となる。第１合成樹脂部材および第２合成樹脂部材に透明ではない合成樹脂を使用しても透明な合成樹脂シートを用いれば合成樹脂シートを光が透過できるので、合成樹脂成形品の側面から光が漏れることがなくより鮮明なバックライティングに使用できる合成樹脂シートを一体化した合成樹脂成形品となる。

また、本発明によれば、合成樹脂成形品の製造方法は、金型表面に隣接して合成樹脂シートを装填して、金型内に溶融樹脂を射出して、合成樹脂シートを溶着接合してなる合成樹脂成形品の製造方法において、第１の金型の表面に合成樹脂シートを装填するシート装填工程Ｓと；合成樹脂シートが装填された第１の金型に第２の金型を組み合わせ、合成樹脂シートを含む第１の空洞部と、合成樹脂シートを含み第１の空洞部と離間し第１の空洞部に囲まれた第２の空洞部とを形成する金型組合せ工程と；第１の空洞部と第２の空洞部に溶融樹脂を射出する樹脂射出工程と；溶融樹脂を冷却固化する固化工程とを備えるので、複数の合成樹脂間を合成樹脂シートでつないだ合成樹脂成形品の製造方法となり、透明ではない合成樹脂を用いても透明な合成樹脂シートを用いれば合成樹脂シートを光が透過するので、バックライティングしたときに周囲からの光の漏れることがなくより鮮明なバックライティングに使用できる合成樹脂成形品の製造方法となる。

図１は、合成樹脂成形品の実施の形態を説明する図で、（ａ）は背面図、（ｂ）は側面断面図である。 図２は、図１に示す合成樹脂成形品を製造する過程を説明する断面図である。 図３は、合成樹脂成形品を製造する工程を説明するフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する要素には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

図１を参照して、本発明に係る合成樹脂成形品１０について説明する。図１は、一実施の形態としての合成樹脂成形品１０を説明する図で、（ａ）は背面図（計器等として使用するときに、視認する側と反対側から見た図であり、バックライティングする方向から見た図）であり、（ｂ）は側面断面図である。合成樹脂成形品１０は、円筒形の第１合成樹脂部材１２と、円筒形の第２合成樹脂部材１４と、第１合成樹脂部材１２と第２合成樹脂部材１４とに溶着接合された合成樹脂シート２０とを備える。

第１合成樹脂部材１２は、少なくとも１つの平面１２ａを有する。図１の例では、円筒形の端面（図１（ｂ）の右端）が、平面１２ａとなる。また、平面１２ａには、円筒形の内部空間に相当する貫通孔１６が形成される。第２合成樹脂部材１４は、第１合成樹脂部材１２の貫通孔１６内に配置される。第２合成樹脂部材１４は、第１合成樹脂部材１２の平面１２ａと同一平面内に１つの平面１４ａを有する。

合成樹脂シート２０が第１合成樹脂部材１２の平面１２ａと第２合成樹脂部材１４の平面１４ａとに溶着接合され、平面１２ａと平面１４ａとの間を覆う。すなわち、第１合成樹脂部材１２の外側の円筒形と第２合成樹脂部材１４の内側の円筒形との間に合成樹脂シート２０は位置し、内側の円筒形の中は、空洞のままの中空部３０とされる。

合成樹脂シート２０は、第１合成樹脂部材１２の円筒形の円筒外面に延伸する延伸部分２２と、第２合成樹脂部材１４の円筒形の円筒内面に延伸する延伸部分２４とを有する。延伸部分２２、２４を有することで、合成樹脂シート２０と第１合成樹脂部材１２および第２合成樹脂部材１４との接触面積、すなわち溶着接合される面積が増え、接合強度が高まる。

第１合成樹脂部材１２は、任意の形状の貫通孔１６が形成されれば、円筒形でなくてもよい。しかし、円筒形であると、合成樹脂シート２０が面外に変形しにくく、高い強度が得られる。

第２合成樹脂部材１４は、任意の形状でよい。しかし、円筒形あるいは円柱形であると、第２合成樹脂部材１４から合成樹脂シート２０に作用する力が、均等に作用し、あるいは１点に集中せず、第２合成樹脂部材１４で合成樹脂シート２０を損傷しにくい。特に、円筒形であると、円柱形とする場合に比べて第２合成樹脂部材１４の堆積が低減されるので、軽量化でき、経済的となる。また、円筒形の内側である中空部３０に計器の指針駆動部やスイッチなどを配置できる。

第１合成樹脂部材１２と第２合成樹脂部材１４とは同時に成形され、合成樹脂シート２０と溶着接合される。第１合成樹脂部材１２と第２合成樹脂部材１４とを形成する合成樹脂は、ポリカーボネート、アクリル、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン（ＰＰ）など任意の樹脂でよい。不透明な樹脂で成形されると、バックライティングしたときに、第１合成樹脂部材１２および第２合成樹脂部材１４の側面からの光の漏れを防止することができる。なお、「不透明」とは、遮光することを指し、半透明は含まない。

合成樹脂シート２０は、第１合成樹脂部材１２と第２合成樹脂部材１４とを射出成形するときに予め金型に装填され、いわゆるインモールド成形に供される。合成樹脂シート２０としては、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）のシートが好ましいが、これらには限定されない。バックライティング用には、透明（半透明を含む）なシートとする。合成樹脂シート２０の厚さは、０．１ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。合成樹脂シート１０の厚さが０．１ｍｍより薄いと、金型内に装填するときに腰が弱く、金型の構造によってはずれてしまうことがある。また、溶融樹脂の温度によっては部分的に溶けてしまい、その形状を保てなくなることもある。合成樹脂シートの厚さが２．０ｍｍより厚いと、合成樹脂シートが金型の形状（曲面や凹凸）に沿えず、所望の成形品が得られないことがある。

合成樹脂シート２０には、文字や模様を印刷してもよい。バックライティング用に印刷層を形成する場合、４μｍ以上の厚さを有することが好ましい。ここで、インク層膜の厚さは乾燥後の厚さである。インク層膜が４μｍより薄いとピンホールが発生しやすい。また、さらに好ましくは、二層の重ね印刷により８μｍ以上の厚さとする。二層の重ね印刷とすることにより、インク層膜の面積が広くなってもピンホールの発現頻度を低く抑えることが出来る。インク層膜の形成は、周知の印刷法を用いることが出来るが、４μｍ以上のインク層膜を形成するにはスクリーン印刷が好ましい。

ここで、合成樹脂成形品１０の作用について説明する。合成樹脂成形品１０は、典型的には自動車の計器盤や家電製品のパネル等に用いられる。特に、計器盤やパネルの裏側から光を当て、前面から文字や模様を明るく見えやすくする、バックライティング用の計器盤、パネルとして用いられる。

バックライティング用として用いるには、第１合成樹脂部材１２と第２合成樹脂部材１４とを不透明な合成樹脂製とし、合成樹脂シート２０を透明（半透明を含む）とする。そして、第１合成樹脂部材１２と第２合成樹脂部材１４との間の後ろ側（図１（ｂ）の左側）から光を当てる。よって、合成樹脂シート２０の面のほとんどの部分（第１合成樹脂部材１２あるいは第２合成樹脂部材１４と接合される部分以外）を、光の透過面として用いることができる。すなわち、光の透過面を広くすることができる。また、第１合成樹脂部材１２と第２合成樹脂部材１４とが不透明であるので、側面からの光の漏れがなく、美麗なバックライティングが実現できる。

中空部３０に計器の指針駆動部やスイッチなどを配置し、合成樹脂シート２０に指標を印刷してバックライティングすれば、見やすくて、美麗な、計器盤あるいはスイッチとすることができる。

つづいて、図２および図３を参照して、合成樹脂成形品１０の製造方法について説明する。図２は、合成樹脂成形品１０を製造する過程を説明する断面図で、金型４０・５０内に合成樹脂シート２０が装填され、金型４０・５０が組み合わされる直前の状態を示す。図３は、合成樹脂成形品１０を製造する工程を説明するフローチャートである。

合成樹脂シート２０を第１の金型４０に装填する（ステップＳ１０）。図２では、第１の金型４０を上金型４０としているが、下金型５０としてもよい。第２の金型（下金型）５０に合成樹脂を射出する第１の空洞部６０および第２の空洞部６２が形成されている。第１の空洞部６０は第１合成樹脂部材１２に対応し、第２の空洞部６２は第２合成樹脂部材１４に対応する。すなわち、第１の空洞部６０は円筒形で、その円筒形の内側に第２の空洞部６２が形成されている。なお、空洞部６０、６２は第１の金型４０に形成されてもよい。また、図２では、金型４０、５０の全面が実質的に平らに形成されているが、第１の空洞部６０と第２の空洞部６２に対応する金型４０の面、および、２つの空洞部６０、６２間の金型４０と金型５０が平らで、その周囲は曲面に形成されてもよい。

第１の空洞部６０の円筒形の外周に沿って、窪み５２が形成される。また、第２の空洞部６２の円筒形の内周に沿って、窪み５４が形成される。窪み５２に対応する第１の金型４０の部分に突起４２が、窪み５４に対応する部分に突起４４が形成される。金型４０・５０が組み合わされたときに、突起４２、４４は窪み５２、５４に収まり、また、突起４２、４４の先端は窪み５２、５４の底に当接するか、あるいは当接する直前になる。なお、第２の金型５０の第１の空洞部６０の窪み５２、第２の空洞部６２の窪み５４および第１の金型４０の突起４２、４４は、形成されなくてもよい。

次に、第１の金型４０と第２の金型５０とを組み合わせる（ステップＳ１２）。金型４０・５０を組み合わせることにより、第１の空洞部６０および第２の空洞部６２は、合成樹脂シート２０を内部に含む、閉じられた空間となる。合成樹脂シート２０は、突起４２、４４により窪み５２、５４に押し込まれ、図１に示す延伸部分２２、２４を形成する。なお、合成樹脂シート２０は、突起４２、４４と窪み５２、５４に挟まれて、延伸部分２２、２４の端部で切断される。

次に、第１の空洞部６０および第２の空洞部６２に溶融樹脂を射出する（ステップＳ１４）。樹脂の射出は、第１の空洞部６０および第２の空洞部６２に実質的に同時に行う。射出した溶融樹脂を冷却し、固化する（ステップＳ１６）。固化した樹脂を金型４０・５０から取り出して、合成樹脂成形品１０を得る。

これまでの説明では、合成樹脂シート２０は、突起４２、４４と窪み５２、５４に挟まれて所定の大きさに切断されるものとしたが、予め所定の大きさに切断された後に、金型４０・５０に装填されてもよい。あるいは、溶融樹脂を射出し、固化して、金型４０・５０から取り出した後に、所定の大きさに切断してもよい。

これまでの説明では、第１の合成樹脂部材１２の内側に第２の合成樹脂部材１４が１つだけ配置されるものとして説明したが、複数の第２の合成樹脂部材１４が配置されてもよい。

１０ 合成樹脂成形品
１２ 第１合成樹脂材
１２ａ 平面
１４ 第２合成樹脂材
１４ａ 平面
１６ 貫通孔
２０ 合成樹脂シート
２２、２４ 延伸部分
３０ 中空部
４０ 第１の金型
４２、４４ 突起
５０ 第２の金型
５２、５４ 窪み
６０ 第１の空洞部
６２ 第２の空洞部

Claims (8)

1. 金型表面に隣接して合成樹脂シートを装填して、金型内に溶融樹脂を射出して、該合成樹脂シートを溶着接合してなる合成樹脂成形品であって、
   少なくとも１つの平面を有し、該平面に貫通孔が形成された合成樹脂成形品である第１合成樹脂部材と；
   前記第１合成樹脂部材の前記貫通孔内に配置され、前記平面と同一面内に平面を有し、前記第１合成樹脂部材と同時に成形された合成樹脂成形品である第２合成樹脂部材と；
   前記第１合成樹脂部材の前記平面と、前記第２合成樹脂部材の前記平面との間を覆い、前記第１合成樹脂部材および前記第２合成樹脂部材に溶着接合された合成樹脂シートとを備える；
   合成樹脂成形品。
2. 前記第１合成樹脂部材が円筒形である；
   請求項１に記載の合成樹脂成形品。
3. 前記第２合成樹脂部材が円筒形である；
   請求項１または請求項２に記載の合成樹脂成形品。
4. 前記合成樹脂シートが、前記第１合成樹脂部材の円筒外面および前記第２合成樹脂部材の円筒内面に延伸する；
   請求項３に記載の合成樹脂成形品。
5. 前記第１合成樹脂部材および前記第２合成樹脂部材が不透明の合成樹脂で成形され、前記合成樹脂シートが透明である；
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の合成樹脂成形品。
6. 金型表面に隣接して合成樹脂シートを装填して、金型内に溶融樹脂を射出して、該合成樹脂シートを溶着接合してなる合成樹脂成形品の製造方法において、
   第１の金型の表面に合成樹脂シートを装填するシート装填工程と；
   前記合成樹脂シートが装填された第１の金型に第２の金型を組み合わせ、前記合成樹脂シートを含む第１の空洞部と、前記合成樹脂シートを含み前記第１の空洞部と離間し前記第１の空洞部に囲まれた第２の空洞部とを形成する金型組合せ工程と；
   前記第１の空洞部と前記第２の空洞部に溶融樹脂を射出する樹脂射出工程と；
   前記溶融樹脂を冷却固化する固化工程とを備える；
   合成樹脂成形品の製造方法。
7. 前記第１の空洞部が円筒形であり、前記第２の空洞部が前記第１の空洞部の円筒形の内面内に配置された円筒形である；
   請求項６に記載の合成樹脂成形品の製造方法。
8. 前記溶融樹脂が不透明の合成樹脂であり、前記合成樹脂シートが透明である；
   請求項６または請求項７に記載の合成樹脂成形品の製造方法。

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