JP2891372B2 - 透明材料からなる成形品の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、透明材料からなる成形品素材に文字，マ
ークなどの識別模様を施す透明材料からなる成形品の製
造方法に関する。

（従来の技術） 透明材料としては、例えばポリメチルメタクリル（PM
MA）、ポリカーボネート（PC），ポリスチレン（PS）な
どの透明な合成樹脂を挙げることができ、これらはイン
ジェクション成形，注型，押出成形などの成形方法にて
所望の形状に形成することができる。また、無機質ガラ
スなども透明材料として適用できる。

第10図は、PMMAを素材としてインジェクション成形し
た母材１に、着色により装飾としての識別文字３を裏面
側（第10図中で紙面の裏側）に形成したものを示してい
る。母材１は平板上の主体部1aと、主体部1aの全周に立
設されたフランジ部1bとを備えて断面凹状に形成されて
いる。上記樹脂成形品は、例えば自動車の車体に取付け
られるフィニッシャやオーナメントなどの成形品として
用いられる。このような識別模様などを成形品となる樹
脂素材表面に着色などにより形成する公知例としては、
例えば特開昭64-58540号公報がある。

上記成形品の製造工程を第11図ないし第15図を用いて
説明する。

（１）インジェクション成形により透明合成樹脂から母
材１を形成する。このとき、母材１の文字３に相当する
部位の裏面に、第11図に示すような凹部５を形成する。

（２）インジェクション成形時に熱や機械的な応力によ
って母材１の内部発生した内部歪を加熱と冷却で除去す
るアニール処理を行う。

（３）母材１の裏面側全体に凹部５を含めてアルミニウ
ム蒸着層を形成してこれを第１着色層７とする。この第
１着色層７が、最終的に文字３の部分として残り、裏面
側から透視できる。

（４）第14図に示すように、凹部５に液状のワニス９を
注入して凹部５内の第１着色層７を封止する。

（５）加熱あるいは室温放置により液状ワニス９を硬化
させる。

（６）第15図に示すように、母材１全体をアルカリ液11
中に浸漬させる。このとき、凹部５以外の裏面に露出し
ているアルミ蒸着層（第１着色層７）は、アルカリ液に
よって溶解するが、凹部５内のアルミ蒸着層（第１着色
層７）はワニスに保護されて溶解せず、そのまま残るこ
とになる。

（７）アルカリ液などを除去するため水により洗浄す
る。

（８）凹部５（ワニス９の部分）を含む母材１の裏面全
体に、第１着色層７とは異色の第２着色層13を吹付塗装
などにより形成する。

（９）第２着色層13を焼付けする。

（発明が解決しようとする課題） 上記したように成形品素材に識別模様を施すには、イ
ンジェクション成形から裏面塗装及び焼付けまで、湿式
処理を含む９つの工程があって極めて多いので、製造作
業が煩雑であるとともに、成形品完成までに多くの時間
を要していた。特に、凹部５にワニス９を注入する作
業、及び母材１全体をアルカリ液11中に浸漬する作業は
面倒であり、改善が望まれていた。

そこでこの発明は、製造工程を比較的少なくし、かつ
製造作業を容易にすることを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 前述した課題を解決するためにこの発明は、次の構成
とした。

請求項１の発明では、表裏両面を有し、裏面に不透明
な着色層が形成された透明材料からなる成形品素材の前
記裏面の所望の部位に、先端の周縁形状が所望の模様の
形状に対応した形状に形成された工具を裏面と平行な方
向への移動を阻止して前記先端を前記裏面に押圧させ、
この状態を保って前記工具を前記裏面と対向する方向に
振動させて、少なくとも前記着色層を前記工具の周縁形
状とほぼ一致する輪郭形状に除去すること、を特徴とす
る。

請求項２の発明では、表裏両面を有し、裏面に不透明
な第１の着色層が形成された透明材料からなる成形品素
材の前記裏面の所望の部位に、先端の周縁形状が所望の
模様の形状に対応した形状に形成された工具を裏面と平
行な方向への移動を阻止して前記先端を前記裏面に押圧
させ、この状態を保って前記工具を前記裏面と対向する
方向に振動させて、少なくとも前記第１の着色層を前記
工具の周縁形状とほぼ一致する輪郭形状に除去し、前記
第１の着色層を除去した部位に第１の着色層の色とは異
色の色の第２の着色層を形成すること、を特徴とする。

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明におい
て、超音波振動させた工具を成形品素材の裏面に押圧さ
せて着色層／又は第１の着色層を除去することを特徴と
する。

（作用） 裏面に不透明な着色層が形成された透明材料からなる
成形品素材の裏面の所望の部位に識別模様に対応した形
状の工具を当接させて振動を加え、少なくとも着色層を
除去する加工を施し、この結果、着色層を除去した部位
が着色層が残存する部位に対して識別可能となり、着色
による識別模様を有する成形品の製造が完了する。

また、第１の着色層を形成した裏面の少なくとも着色
層を除去した部位に、この第１の着色層とは異色の第２
の着色層を形成することで、より高品質な成形品が得ら
れる。

（実施例） 以下、この発明の実施例を第１図ないし第９図に基づ
いて説明する。

第１図ないし第７図はこの発明の第１実施例を示して
いる。この実施例においても、第10図に示したような識
別模様を有する成形品を製造するのであるが、その製造
工程を以下に示す。

（１）インジェクション成形により、透明なメチルメタ
クリル樹脂からなる母材15を製造する（第２図）。この
とき、母材15の識別模様である文字あるいはマークに相
当する部位の裏面に凹部17を形成する。このとき、凹部
17の幅ｗ、図には現れていない奥行き、及び深さｄの各
寸法は、識別模様部分として残る最終的な寸法より若干
小さくしておく。

（２）次いで好ましくはインジェクション成形時に熱や
機械的な応力でできた母材１の内部歪を加熱と冷却で除
去するアニール処理を行う。

（３）凹部17を含めて母材15の裏面全体に、吹付塗装な
どにより不透明な色の第１着色層19を形成する（第３
図）。なおこの第１着色層19の色としては、金属光沢が
要求されるときにはアルミニウムによる真空蒸着によっ
て金属薄膜層を形成してもよい。

（４）塗装面である第１着色層19を焼付けする。

（５）母材15の第１着色層19が形成されている裏面側か
ら凹部17の部位において、母材15を含めて第１着色層19
を超音波加工機により研削し除去する（第４図，第５
図）。具体的には、先端部の周縁形状が文字などの識別
模様部分として残る最終的な寸法とほぼ対応して同一か
またはやや小さく、かつ成形時に形成した母材15の凹部
17の寸法（例えばｗ）よりやや大きい形状の寸法（例え
ばｔで、ｔ＞ｗ）に作った工具21を超音波変換ホーンに
連結し、この工具21を母材15の裏面と平行な方向へは移
動させず裏面と直交する方向に所定の押付圧力で押圧し
た状態で図面上の上下方向、すなわち裏面15と対向する
方向、に超音波振動（周波数として20〜30kHz）させ
る。このとき、工具21と母材15との間に微細な砥粒を含
んだクーラント液23を供給して循環させるのが好まし
い。クーラント液23を循環させることで研削面がきれい
に加工され、研削屑が容易に排出され加工効率が向上
し、かつ加工部の発熱が抑えられる。クーラント液23は
第１着色層19及び母材15の物性に悪い影響を及ぼさない
水が好ましい。なお、工具21は加工当接する先端部分の
み前記形状に作れば済むものである。

上記工具21により超音波振動を母材15に付与すること
で、凹部17の周縁上の第１着色層19がまず微細に脆性破
壊され、次いで凹部17の母材15の周縁が研削される。こ
れによって、工具21の寸法ｔよりも若干大きい幅（ｔ＋
α）で、深さが成形時の寸法ｄより若干深い寸法θの凹
部17aが形成され凹部17aで母材15が露出する。この結
果、凹部17a以外の工具21が研削しない部位の第１着色
層19がそのまま残されることにより、第１着色層の末端
を画定する境界線が形成される。

超音波加工に要する時間は、母材15の成形時にあらか
じめ凹部17を形成してあるので、凹部17が形成されてい
ない場合に比べて母材15に対する研削量は少なく、した
がって短時間で済む。

（６）研削屑などを除去するため、水により洗浄する。

（７）凹部17aを含む母材15の裏面全体に、第１着色層1
9の色とは異色の色の第２着色層25を真空蒸着により形
成する（第６図）。このとき第２着色層25が、凹部17a
の周縁を超えて第１着色層19の上にかぶさって形成され
たとしても、不透明な第１着色層19がマスキング部材の
役目を果たすので、母材15自体に直接密着して形成され
る第２着色層25は表面側から透視したときには凹部17a
の部分のみが視認され、第１着色層19の上にかぶさった
第２着色層は遮蔽されて視認されないことになる。な
お、この第２着色層25は識別模様に金属光沢が要求され
ない場合には、通常の吹付けなどにより塗装してもよ
い。

（８）必要に応じ凹部17a及び凹部17a周辺の第２着色層
25上に保護被膜27を形成してもよい（第７図）。

以上のような製造工程を経て完成した製品を、その表
面側（第７図中で下側）から見ると、透明な母材15を通
して文字などの識別部分となる凹部17aの部分が、着色
による装飾部分となり、それ以外の部分である第１着色
層19とは異色の第２着色層25として識別でき、第10図に
示すような識別模様を有する成形品が得られる。

上記成形品の製造工程においては、従来の如き凹部７
へのワニスの注入、あるいは母材１を溶解液11に浸漬す
るというような面倒な作業が不要となって、全体として
製造工程が短縮され、成形品の製造を容易かつ短時間に
行うことができる。

第８図はこの発明の第２実施例を示している。この実
施例は、母材29のインジェクション成形時には識別用の
文字部分となる凹部を形成せず、超音波加工時に第１着
色層19の除去と同時に引き続いて母材29の研削を行ない
凹部17aを形成する。そして、この凹部17aを含む母材29
の裏面（図中で上部側）に第１実施例の場合と同様に第
２着色層を形成する。これによって第１実施例と同様な
成形品が得られる。母材29はインジェクション成形時に
裏面に凹部を形成せず、平板状でよいので、成形時にお
けるフローマークやウェルドラインの発生が防止され、
成形が容易となる。なお、成形品の全体形状としてフラ
ンジ1bを有しないものでは、インジェクション成形品で
なく、単なる平板でも適用できる。

第９図はこの発明の第３実施例を示している。この実
施例は、上記第２実施例の平板状の母材29に第１着色層
19を形成した後、第１着色層19のみを工具21を用いて超
音波加工により除去して除去部19aを形成したものであ
る。その後、この母材29の裏面側（図中で上部側）に少
なくとも除去部19aを含めて第２着色層25を形成する。
この実施例の場合、第２実施例のように母材29を研削し
ないので、成形品の製造が容易でかつ研削時間を短縮す
ることができる。

上記の第８図、第９図に示す実施例では、成形品素材
に施す文字あるいはマークなどの識別模様が成形品ごと
に多種多様であってもインジェクション成形型は成形品
ごとに製作する必要はなく、工具21を交換するだけでよ
いため多種少量生産に適している。

上述したいずれの実施例においても、第１着色層19は
母材成形後に施す塗装や蒸着などの塗膜に限定されず、
母材の成形時に裏面側に一体溶融させた樹脂シートやフ
ィルムであってもよい。すなわち、第１着色層19が予め
形成された母材を使用してもよい。

なお、透明な母材については、ポリカーボネート樹脂
やポリスチレン樹脂、あるいは無機質のガラスを用いて
もよい。

［発明の効果］ 以上説明してきたようにこの発明によれば、透明材料
からなる成形品素材の裏面に着色層を形成し、この裏面
の所望の部位に模様の形状に対応した周縁形状の工具を
当接させて裏面と対向する方向に振動させて少なくとも
この着色層を工具の周縁形状とほぼ一致する形状に除去
する加工を施すことによって、この除去した部位とそう
でない部位とを明確な境界線として透明な成形品本体の
表面側から透視して識別可能となるようにしたので、製
造工程が簡略化され、特に従来の如き凹部へのワニスの
注入、あるいは母材を溶解液に浸漬するというような面
倒な作業が不要となって、成形品の製造を容易かつ短時
間に行うことができる。

また、着色層を形成した裏面の少なくとも着色層を除
去した部位に、この着色層の色とは異色の色の着色層を
形成することで、より高品質な成形品を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の第１実施例の製造工程を示す工程
図、第２図ないし第７図は第１実施例の主な製造工程を
示す説明図、第８図はこの発明の第２実施例を示す説明
図、第９図はこの発明の第３実施例を示す説明図、第10
図は透明な樹脂成形材料を使用した従来の識別模様の正
面図、第11図は第10図のXI-XI断面図、第12図は第11図
の要部の拡大された断面図、第13図は従来の製造工程を
示す工程図、第14図及び第15図は第13図における製作工
程でのワニス注入及びアルカリ液への浸漬作業を示す説
明図である。 15……母材（透明材料からなる成形品） 19……第１着色層（着色層） 21……工具 25……第２着色層（着色層とは異色の着色層）

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B05D 5/06 B05D 3/12 B44C 5/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表裏両面を有し、裏面に不透明な着色層が
   形成された透明材料からなる成形品素材の前記裏面の所
   望の部位に、 先端の周縁形状が所望の模様の形状に対応した形状に形
   成された工具を裏面と平行な方向への移動を阻止して前
   記先端を前記裏面に押圧させ、 この状態を保って前記工具を前記裏面と対向する方向に
   振動させて、少なくとも前記着色層を前記工具の周縁形
   状とほぼ一致する輪郭形状に除去すること、 を特徴とする透明材料からなる成形品の製造方法。
2. 【請求項２】表裏両面を有し、裏面に不透明な第１の着
   色層が形成された透明材料からなる成形品素材の前記裏
   面の所望の部位に、 先端の周縁形状が所望の模様の形状に対応した形状に形
   成された工具を裏面と平行な方向への移動を阻止して前
   記先端を前記裏面に押圧させ、 この状態を保って前記工具を前記裏面と対向する方向に
   振動させて、少なくとも前記第１の着色層を前記工具の
   周縁形状とほぼ一致する輪郭形状に除去し、 前記第１の着色層を除去した部位に第１の着色層の色と
   は異色の色の第２の着色層を形成すること、 を特徴とする透明材料からなる成形品の製造方法。
3. 【請求項３】超音波振動させた工具を成形品素材の裏面
   に押圧させて着色層／又は第１の着色層を除去すること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の透明材料からなる
   成形品の製造方法。