JP2016203402A - フィルムインサート成形品 - Google Patents

Abstract

【課題】絵柄の耐久性及び質感を維持することができるような構造のフィルムインサート成形品を提供する。
【解決手段】フィルムインサート成形品６６は、表面にコート層５２を有するベースフィルム５１と、このベースフィルム５１の裏面を補強するバックアップ樹脂６５とからなり、加えて局部的に、ベースフィルム５１の裏面にエンボス部５３が形成され、このエンボス部５３を覆う加飾印刷部５４が施され、さらに、エンボス部５３及び加飾印刷部５４を覆う遮光印刷部５５が施されている。
【効果】エンボス部５３が光学的にエッジ効果を発揮し、加飾印刷部５４を目立たせる。よって、加飾印刷部５４がベースフィルム５１の裏面にあるにも拘わらず、質感が高まる。コート層５２がベースフィルム５１の表面にあり、エンボス部５３がベースフィルム５１の裏面にあるため、コート層５２が傷む心配はない。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば車両用表示装置のレンズに適用するフィルムインサート成形品に関する。

従来の車両用表示装置のレンズは、フィルムインサート成形法で製造されることがある。フィルムインサート成形品は、金型にフィルムをセットし、このフィルムの裏面にバックアップ樹脂を射出することで得られる。外観性を高めるために、フィルムの基材であるベースフィルムに、絵柄を予め印刷しておくことがある。

表面に絵柄を印刷すると摩耗により剥離しやすくなるため、絵柄は一般にベースフィルムの裏面に印刷される。しかし、裏面に印刷すると、ベースフィルムの厚さでぼかされ、絵柄の質感が乏しくなる。
そこで、質感を高める技術が色々と提案されてきた（例えば、特許文献１（図３、図５）参照。）。

特許文献１の図３に示されるように、凹凸層（１２）（括弧付き数字は、特許文献１に記載された符号を示す。以下同様）を有する基体シート（１１）と、裏面に図柄が印刷された基体シート（１）とを準備する。そして、加熱手段（７）で基体シート（１、１１）を所定の温度に加熱する。次に、射出成形用金型（４）のキャビティ（４０）に、基体シート（１、１１）を置き、キャビティ（４０）へ溶融樹脂を射出する。

型開き後に、基体シート（１）から基体シート（１１）を剥離する。
以上により、特許文献１の図５に示される樹脂成形品（６）が得られる。図柄が基体シートの裏面に付されているが、基体シートの外表面に凹みが形成されており、この凹みのエッジがシャープ感を発揮するため、質感が高められるという利点を有する。

一方、特許文献１の技術では、表面に凹凸が存在し、凹凸に汚れが着きやすくなる。対策として凹凸にクリア塗装を施すと、エッジによるシャープ感が乏しくなり、質感が低下する。
また、特許文献１の技術では、基体シート（１）の他に、基体シート（１１）を準備する必要があり、設備費が嵩み、製造コストが嵩むことなる。
しかし、フィルムインサート成形品の低コスト化が求められる中、絵柄の耐久性及び質感を維持しつつ、製造コストを抑えることができるような構造のフィルムインサート成形品が求められる。

特許第３５００２３４号公報

本発明は、絵柄の耐久性及び質感を維持しつつ、製造コストを抑えることができるような構造のフィルムインサート成形品を提供することを課題とする。

請求項１に係る発明は、金型にフィルムをセットし、このフィルムの裏面にバックアップ樹脂を射出することで得られるフィルムインサート成形品であって、
前記フィルムは、透明なベースフィルムと、機能性を付加するために前記ベースフィルムの表面に成層されたコート層と、前記ベースフィルムの裏面に且つ加飾範囲に印刷されたエンボス部とを備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１記載のフィルムインサート成形品であって、
前記エンボス部は、前記透明なベースフィルムと屈折率が近い透明なインキにより、前記ベースフィルムの裏面に直接印刷されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項２記載のフィルムインサート成形品であって、
前記エンボス部は、前記裏面側から所定の明度のインキによる加飾印刷部で覆われ、この加飾印刷部が更に前記所定の明度のインキより明度が低いインキによる遮光印刷部で覆われており、
前記エンボス部の範囲は、前記加飾印刷部の範囲より広く且つ前記遮光印刷部の範囲より狭くなるように構成されていることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載のフィルムインサート成形品であって、
前記フィルムインサート成形品は、車両用表示装置のレンズであって、このレンズは、円錐台部を含み、この円錐台部を構成する斜面に、前記エンボス部が配置されていることを特徴とする。

請求項１に係る発明では、ベースフィルムの裏面に加飾範囲が設けられる。すなわち、加飾がベースフィルムで保護されるため、絵柄の耐久性が高まる。加飾範囲にエンボス部が形成され、このエンボス部が質感を高める作用を発揮する。エンボス部がベースフィルムの裏面に設けられ、コート層がベースフィルムの表面に設けられるため、エンボス部でコート層が阻害される心配がなく、コート層が本来の機能を発揮し続ける。

エンボス部は、ベースフィルムに印刷法により形成する。印刷は、汎用技術であり、短時間で作業が行えるため、コストは嵩まない。
よって、本発明によれば、絵柄の耐久性及び質感を維持しつつ、製造コストを抑えることができるフィルムインサート成形品が提供される。

請求項２に係る発明では、エンボス部は、透明なベースフィルムと屈折率が近い透明なインキにより、ベースフィルムの裏面に直接印刷されるため、ベースフィルムに屈折率が近いエンボス部が直接密着することになる。つまり、表面から見たときに、ベースフィルムとエンボス部とに境界がなく一体的に見え、違和感のない外観及び質感が提供される。

請求項３に係る発明では、エンボス部の範囲は、加飾印刷部の範囲より広く且つ遮光印刷部の範囲より狭くなるように構成すると共に、加飾印刷部は明るく、遮光印刷部は暗くした。
エンボス部が加飾印刷部より広いため、印刷の都合で加飾印刷部がずれても、この加飾印刷部はエンボス部の範囲に収まり、質感が維持される。
暗い遮光印刷部がエンボス部より広いため、印刷の都合で遮光印刷部がずれても、この遮光印刷部がエンボス部の範囲を外れることはない。
よって、印刷のずれを許容しつつ、質感が維持される。結果、印刷コストを下げることができる。

請求項４に係る発明では、フィルムインサート成形品は、車両用表示装置のレンズであって、このレンズは、円錐台部を含み、この円錐台部を構成する斜面に、エンボス部が配置される。
車両用表示装置であれば、円錐台部にアナログ計器の指針及び文字板を配置することが考えられる。円錐台部の斜面にエンボス部及び加飾印刷部を施すことで、アナログ計器の立体感が強調される。結果、車両用表示装置の質感が高まり、外観性が高まる。

本発明に係るフィルムの製造工程を説明する図である。 フィルムの予備成形工程及びトリム工程を説明する図である。 インサート成形工程及びフィルムインサート成形品を説明する図である。 図３（ｂ）の４部拡大図兼図７の４部拡大図である。 車両用表示装置の正面図である。 図５の６−６線断面図である。 車両用表示装置の分解図である。 図７の８部拡大図である。

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。また、構成要素には、説明の都合で、図５以降に１０番〜４０番台の符号を付し、図１〜図４に５０番以降の符号を付す。

図１（ａ）に示すように、透明なベースフィルム５１と、このベースフィルム５１の表面に設けたコート層５２とからなる機能フィルム５０を準備する。すなわち、コート層５２は、機能性（機械的膜強度、耐摩耗性、耐薬品性等の機能）を付加する層であり、一層又は多層からなる。

ベースフィルム５１は、高い透明性を有する熱可塑性の樹脂からなる７５〜３００μｍ厚のフィルムである。樹脂材料としては、ポリエチレン系（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート）や、オレフィン系、アクリル、ポリイミド系材料及び同等の材料が採用できる。

機能コート層と呼ばれるコート層５２は、例えばハードコートであり、活性線硬化樹脂、すなわち紫外線や電子線のような活性線（活性エネルギー線）の照射により、架橋反応を経て硬化する樹脂を用いることで、表側の機械的膜強度、耐摩耗性、硬度や、耐薬品性などに優れる特性を得るものを用いる。

図１（ｂ）に示すように、ベースフィルム５１の裏面に凹凸状のエンボス部５３を設ける。このエンボス部５３は、透明なベースフィルム５１と屈折率が近い透明なインキで直接印刷する。印刷範囲をＷｂとする。インキは、溶融樹脂の射出成形に耐熱性を有する性能を有するインキ（例えば熱硬化性インキ、紫外線硬化型インキ）を用いることが望ましい。

例えば、ベースフィルム５１にアクリレート樹脂を採用し、エンボス部５３に紫外線硬化型アクリレートインキを採用することで、ベースフィルム５１の屈折率とエンボス部５３の屈折率は、２％以下の差に抑えることができる。
屈折率が近いため、一体形成と同等の作用効果を発揮する。

エンボス印刷は、フレキソ印刷、オフセット印刷、グラビア印刷、インクジェット印刷、その他の印刷法の何れでもよく、ベースフィルム５１の裏面に凹凸模様状の層を形成できれば印刷法は任意である。エンボス部５３の厚さ（高さ）は、１０μｍ又はそれ以上とする。

次に、図１（ｃ）に示すように、エンボス部５３に、加飾印刷部５４を被せる。ただし、加飾印刷部５４の印刷範囲Ｗｃは、エンボス部５３の範囲Ｗｂより小さくする。
加飾印刷部５４は、例えば明るいグレーの顔料又は染料を着色剤として含有する耐熱インキ（例えば、帝国インキのＩＰＸ）を用いる。この明るいインキは、後述する特許請求の範囲の請求項３に記載されている所定の明度のインキに相当する。印刷法は、エンボス印刷と同様に通常の印刷法を適用する。

次に、図１（ｄ）に示すように、エンボス部５３及び加飾印刷部５４に遮光印刷部５５を被せる。ただし、遮光印刷部５５の印刷範囲Ｗｄは、エンボス部５３の範囲Ｗｂより大きくする。
遮光印刷部５５は、加飾印刷部５４より暗いグレー又はブラックの顔料又は染料を着色剤として含有する耐熱インキ（例えば、帝国インキのＩＰＸ）を用いる。この暗いインキは、後述する特許請求の範囲の請求項３に記載されている前記所定の明度のインキより明度が低いインキに相当する。印刷法は、エンボス印刷と同様に通常の印刷法を適用する。

以上により、透明なベースフィルム５１と、機能性を付加するためにベースフィルム５１の表面に成層（形成）されたコート層５２と、ベースフィルム５１の裏面に且つ加飾範囲に印刷された凹凸状のエンボス部５３とを備えているインサート成形用フィルム５６が得られた。

このインサート成形用フィルム５６を用いて実施するインサート成形法を次に説明する。
図２（ａ）に示すように、インサート成形用フィルム５６は、範囲がＷｂであるエンボス部５３と、範囲がＷｃである加飾印刷部５４と、範囲がＷｄである遮光印刷部５５を備えている。

図２（ｂ）に示すように、金型プレス法により、予備成形することにより予備成形品５７を得る（予備成形工程）。
この予備成形品５７は、縁に余剰材５８を有しているため、カッター５９等で余剰材５８を切除する（トリム工程）。

次に、図３（ａ）に示すように、固定型６１と可動型６２からなる金型６０を開き、可動型６２に予備成形品５７をセットする。必要であれば、可動型６２にバキューム孔を複数設け、これらのバキューム孔を用いて可動型６２に予備成形品５７を真空吸着させる。
次に、金型６０を閉じ、キャビティ６３へ射出機６４からバックアップ樹脂（図３（ａ）、符号６５）を射出する。バックアップ樹脂６５は、可塑化状態にあり、流動性に富むため、キャビティ６３を満たすと共に予備成形品５７を可動型６２へ押圧する。

バックアップ樹脂６５は、高い透明性を有するなど光学特性が良好な耐熱アクリルが好適である。
バックアップ樹脂６５が固まったら、金型６０を開き、製品を払い出す。
図３（ｂ）に示す製品、すなわちフィルムインサート成形品６６が得られた。

ところで、エンボス部５３を金型で形成することは可能であるが、金型費用が嵩む。この点、本発明では、ベースフィルム５１に印刷法によりエンボス部５３を形成するため、金型に凹凸を設ける必要がなく、金型費用を低減することができる。

次に、図３（ｂ）の４部拡大図である、図４に基づいて、フィルムインサート成形品６６の構成を詳しく述べる。

図４に示すように、フィルムインサート成形品６６は、表面にコート層５２を有するベースフィルム５１と、このベースフィルム５１の裏面を補強するバックアップ樹脂６５とからなり、加えて局部的に、ベースフィルム５１の裏面に範囲Ｗｂのエンボス部５３が形成され、このエンボス部５３を覆う加飾印刷部５４が施され、さらに、エンボス部５３及び加飾印刷部５４を覆う遮光印刷部５５が施されている。

エンボス部５３は凹凸で構成される。凹凸の角部（エッジ）がシャープに見える。結果、エンボス部５３の存在により加飾印刷部５４を目立たせることができる。よって、加飾印刷部５４がベースフィルム５１の裏面にあるにも拘わらず、質感が高まる。
また、仮に、エンボス部５３が表面にあると、このエンボス部５３がコート層５２を傷める虞が出てくるが、本実施例によれば、コート層５２がベースフィルム５１の表面にあり、エンボス部５３がベースフィルム５１の裏面にあるため、コート層５２が傷む心配はない。

そして、加飾印刷部５４の範囲Ｗcよりも、エンボス部５３の範囲Ｗbは、片側でδbだけ大きい。仮に、印刷のずれに起因して、加飾印刷部５４がずれても、このずれがδb以内であれば、加飾印刷部５４に対するエンボス部５３の質感向上作用が維持される。
また、エンボス部５３の範囲Ｗｂよりも、遮光印刷部５５の範囲Ｗｄは、δｃだけ大きい。仮に、印刷のずれに起因して、遮光印刷部５５がずれても、このずれがδｃ以内であれば、遮光印刷部５５にエンボス部５３が収まり、遮光印刷部５５の遮光作用が維持される。

以上に述べたフィルムインサート成形品６６を、車両用表示装置に適用した例を以下に説明する。
図５に示すように、車両用表示装置１０は、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）モジュールからなる液晶表示モジュール１１を中央に備え、この液晶表示モジュール１１の左右にアナログゲージ１２、１３を備え、上辺１４、左・右辺１５、１６にワーニング意匠１７、１８、１９を備えているところの車載用のコンビネーションメータである。

この例では、左のアナログゲージ１２は、エンジン回転数を示す文字板２１と指針２２とを有する回転メータであり、右のアナログゲージ１３は、車速を示す文字板２３と指針２４とを有するスピードメータである。

図６及び図７で車両用表示装置１０の構成を説明する。理解を容易にするため、図７を先に説明する。
図７に示すように、車両用表示装置１０は、透光部材としてのレンズ２６と、見返し２７と、液晶表示モジュール１１と、インナーケース２８と、メイン回路基板２９と、サブ回路基板３１と、ケース体３２と、カバー３３とを備えている。

レンズ２６は、図４（ｂ）に示すフィルムインサート成形品６６であり、液晶表示モジュール１１や指針２２、２４を覆って保護する役割を果たす。

見返し２７は、レンズ２６の外周及び背面を囲む部材である。この見返し２７は、遮光性のある着色された合成樹脂、例えば黒色ＡＢＳ樹脂等で形成され、レンズ２６を粘着剤等により保持する。サブ回路基板３１に備える光源３４、３５からの光を、見返し２７に一体形成された隔壁によって仕切ることで、所望の範囲だけ発光するように構成されている。

ＴＦＴモジュールからなる液晶表示モジュール１１は、メイン回路基板２９で制御されるものであり、レンズ２６とメイン回路基板２９との間に配置される。この液晶表示モジュール１１は、細かい内部構造は省略したが、液晶パネルと、バックライトと、液晶パネル及びバックライトを収納し支持するフレームと、このフレームの背面を覆う金属板３７とを備え、この金属板３７に設けた取付け部を通じて複数本のビスにより、インナーケース２８と、メイン回路基板２９と、サブ回路基板３１と、ケース体３２とに共締めされる。

そして、ＴＦＴモジュールからなる液晶表示モジュール１１に可撓性回路基板の一端が接続され、この可撓性回路基板の他端がメイン回路基板２９に接続されることで、液晶表示モジュール１１とメイン回路基板２９とが電気的に接続される。

インナーケース２８は、遮光性のある例えば白色の合成樹脂からなり、ワーニング用の光源３４、３５や、ゲージ用光源を囲うように、見返し２７とサブ回路基板３１との間に隔壁を形成し、それぞれの照明範囲を仕切っている。また、前面側に液晶表示モジュール１１を収容する収容部３８を備えている。

メイン回路基板２９は、銅箔パターンが形成されたガラス繊維強化プラスチック（ガラスエポキシ樹脂）等からなる硬質配線板であり、コンビネーションメータ（車両用表示装置１０）の主な機能回路が担持された機能回路基板である。なお、この場合、視認者側から車両用表示装置１０の最表面に位置するレンズ２６を見たときに、メイン回路基板２９は、レンズ２６（液晶表示モジュール１１）の視認者側とは反対側に配置されている。

すなわち、メイン回路基板２９には、車両からの電気信号に基づいて光源３４、３５を点灯するための制御回路や、車両側と通信する通信回路や、マイクロコンピュータや光源３４、３５を駆動する電源回路等の諸回路が含まれ、ＴＦＴモジュール（液晶表示モジュール１１）に画像を描かせるためのＩＣ４５、その他のデバイス（素子）４６、４７が実装されている。
つまり、実装されるデバイス４６、４７には、表示制御ＩＣ等の電磁ノイズを発生したり、熱を発生するものが含まれている。

サブ回路基板３１は、ワーニング用の光源３４、３５や、ゲージ用光源や、ムーブメント３９、３９など、コンビネーションメータのデザインに基づく設計要求によって必要な部品が実装される、デザイン回路基板である。サブ回路基板３１は、メイン回路基板２９と接続部材を介して電気的に接続され、所望の位置に配置されたワーニング用の光源３４、３５やゲージ用光源等を、メイン回路基板２９からの電気信号に基づいて点灯、消灯させるなどするものである。

このように前記接続部材を介してメイン回路基板２９で制御されるサブ回路基板３１は、ワーニング意匠（図５、符号１７〜１９）を、照光する光源３４、３５等を左右辺及び上辺に実装し、そのための抵抗を実装し、場合によっては光源駆動回路の一部を実装する。

アナログゲージ１２、１３は、指針２２、２４、文字板２１、２３、カラー、導光体などから構成され、サブ回路基板３１に実装されるムーブメント３９、３９により指針２２、２４が回動され、車速などの指示値を示す。

図８に示すように、サブ回路基板３１は、好ましくは、金属製ベース４１と、この金属製ベース４１の片面又は両面に絶縁層４２を介して被せられ回路を構成する銅箔層４３とで構成される。金属製ベース４１は、０．３ｍｍ程度の厚さのアルミニウム板が好適である。アルミニウム板は、炭素鋼板に比較して軽量で、熱伝導性が大きい。

金属製ベース４１は、プレス等による塑性変形が可能であり、この例では、図３に示すように、メイン回路基板２９を収容する凹部４４を一体形成した。

図７にて、ケース体３２は、遮光性のある例えば黒色の合成樹脂等からなり、バスタブ状に形成された収納部には、サブ回路基板３１とメイン回路基板２９とインナーケース２８と液晶表示モジュール１１とが収納される。そして、ケース体３２の外縁に沿って複数の締結部が設けられていて、見返し２７に設けられる締結ボスにスクリュー固定され、収納部に収納されるサブ回路基板３１とメイン回路基板２９とインナーケース２８と液晶表示モジュール１１とを、ケース体３２と見返し２７とで挟み込むことで、固定、保持する。

カバー３３は合成樹脂等からなるパネル状の部材であり、メータ背面側からケース体３２にフックや両面テープ等で固定される。

以上を組み合わせると、図６に示す車両用表示装置１０が得られる。
すなわち、図６に示すように、車両用表示装置１０は、レンズ２６と、見返し２７と、液晶表示モジュール１１と、インナーケース２８と、メイン回路基板２９と、サブ回路基板３１と、ケース体３２と、カバー３３とを備えている。

サブ回路基板３１は、メイン回路基板２９に実装された部品（素子）等が造る凹凸に沿って変形しており、メイン回路基板２９に近接して配置される。結果、車両表示装置１０を薄型にすることができる。

図７に示すように、レンズ２６は、円錐台部７０、７０を一体的に有している。円錐台部７０は、仮想的に示す円形底面７１と、この円形底面７１の縁から延びる円錐面としての斜面７２と、この斜面７２の上端を繋ぎ円筒底面７１よりも小径の円形上面７３とからなる。
このような円錐台部７０、７０は、図６に示すように、指針２２、２４等を収納する。

図７の４部拡大図は、図４に示すとおりである。
すなわち、図４に示すように、斜面７２には、範囲Ｗｂであるエンボス部５３と、範囲Ｗｃである加飾印刷部５４と、範囲Ｗｄである遮光印刷部５５が、ベースフィルム５１の裏面に印刷されている。範囲Ｗｂ〜Ｗｄの大小関係は、Ｗｃ＜Ｗｂ＜Ｗｄに設定されている。

図５に示すように、加飾印刷部５４は、例えば、年輪状にエンボス部５３を配置し、且つ各エンボス部５３は、適宜、切断された破線模様とした。リング７４が、エンボス部（図４、符号５３）で強調される。結果、加飾印刷部５４は、指針２２、２４を囲うように質感を高める作用を発揮する。

尚、本発明のフィルムインサート成形品６６は、車両用表示装置１０のレンズ２６に適用する他、一般の計器のレンズに適用することは差し支えない。

本発明のフィルムインサート成形品は、車両用表示装置に用いられるレンズに好適である。

１０…車両用表示装置、２６…レンズ、５０…フィルム（機能フィルム）、５１…ベースフィルム、５２…コート層、５３…エンボス部、５４…加飾印刷部、５５…遮光印刷部、６０…金型、６３…キャビティ、６５…バックアップ樹脂、６６…フィルムインサート成形品、７０…円錐台部、７２…斜面、Ｗｂ…エンボス部の範囲、Ｗｃ…加飾印刷部の範囲、Ｗｄ…遮光印刷部の範囲。

Claims (4)

1. 金型にフィルムをセットし、このフィルムの裏面にバックアップ樹脂を射出することで得られるフィルムインサート成形品であって、
   前記フィルムは、透明なベースフィルムと、機能性を付加するために前記ベースフィルムの表面に成層されたコート層と、前記ベースフィルムの裏面に且つ加飾範囲に印刷されたエンボス部とを備えていることを特徴とするフィルムインサート成形品。
2. 請求項１記載のフィルムインサート成形品であって、
   前記エンボス部は、前記透明なベースフィルムと屈折率が近い透明なインキにより、前記ベースフィルムの裏面に直接印刷されていることを特徴とするフィルムインサート成形品。
3. 請求項２記載のフィルムインサート成形品であって、
   前記エンボス部は、前記裏面側から所定の明度のインキによる加飾印刷部で覆われ、この加飾印刷部が更に前記所定の明度のインキより明度が低いインキによる遮光印刷部で覆われており、
   前記エンボス部の範囲は、前記加飾印刷部の範囲より広く且つ前記遮光印刷部の範囲より狭くなるように構成されていることを特徴とするフィルムインサート成形品。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載のフィルムインサート成形品であって、
   前記フィルムインサート成形品は、車両用表示装置のレンズであって、このレンズは、円錐台部を含み、この円錐台部を構成する斜面に、前記エンボス部が配置されていることを特徴とするフィルムインサート成形品。

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