JP2989297B2 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明材料からなる成形
品素材に文字、マーク等の識別模様を施すための透明材
料からなる成形品の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】透明材料としては、例えばポリメチルメ
タクリル樹脂（以下「ＰＭＭＡ」と略称する）、ポリカ
ーボネイト（以下「ＰＣ」と略称する）、ポリスチレン
（以下「ＰＳ」と略称する）などの合成樹脂を挙げるこ
とができる。これらの合成樹脂は、インジェクション成
形、注型、押出成形などの成形方法によって、所望の形
状に成形することができる。また、無機質ガラスなども
透明材料として適用することができる。

【０００３】図１４は、上記ＰＭＭＡを素材としてイン
ジェクション成形した素材１に、着色により装飾として
の識別文字３を裏面側（図１４の紙面裏側）に形成した
ものを示している。同図において、素材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とを備えて略箱状に形成されている。上記成形品
は、例えば自動車の車体に取り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素材表面に着色などに
より成形する公知例としては、例えば特開昭６４−５８
５４０号公報がある。

【０００４】上記成形品の製造工程を図１５乃至図１７
及び図１８に示す工程図を用いて説明する。

【０００５】（１）インジェクション成形により素材１
を形成する。このとき、素材１に文字３に相当する部位
の裏面に、図１５（ａ）に示すような凹部５を一体形成
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
って発生した素材１の内部応力を、加熱したのち除冷に
より除去するアニール処理を行う。

【０００６】（３）素材１の裏面側全体に凹部５を含め
てアルミニウムの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、最終的に文字の部分とし
て残る。

【０００７】（４）図１６に示すように、凹部５内に液
状のワニス９を正確に注入して凹部５内の第１着色層７
を封止する。

【０００８】（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。

【０００９】（６）図１７に示すように、素材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
の外部に露出しているアルミニウムの蒸着層（第１着色
層７）は、アルカリ液によって溶解し、凹部５内のアル
ミニウム蒸着層（第１着色層７）はワニスに保護されて
アルカリ液に接しないので溶解せず、そのまま残ること
になる。

【００１０】（７）アルカリ液などを除去するために中
和したり水により洗浄する。

【００１１】（８）凹部５（ワニス９の部分）を含む素
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。

【００１２】（９）第２着色層１３を焼き付ける。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、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、九つの工程があり極めて多いの
で、成形品の製造作業が煩雑であるとともに、成形品完
成まで多くの時間を要していた。特に凹部５へのワニス
の注入作業では、所定の位置まで正確に注入しなけれ
ば、凹部５内に形成した第１着色層７の一部がアルカリ
により溶解してしまうため、工程、作業管理に多大の注
意力を必要とする。さらに、素材１全体をアルカリ液１
１中に浸漬した後に中和洗浄する作業は面倒であり、改
善が望まれていた。

【００１４】また、溶解剤として強アルカリ液を用いれ
ば、アルミニウムの第１着色層７を時間的には早く溶解
する出来るが、素材１が強アルカリに侵されて劣化す
る。また弱アルカリ液は、素材１の劣化が前者の場合に
比べて少ないものの、アルミニウムの溶解に時間を要す
る。また、金属光沢層に金属を用いるときには、アルミ
ニウムのようにアルカリ溶液等に溶けるものでなければ
ならないので、例えば、耐酸、耐アルカリ性を有するク
ロム合金などは使用するのに困難が伴う。従って素材１
の材質が、耐酸、又は耐アルカリ性を有するものに限定
され、金属光沢層の材質はアルカリ溶液等に溶解するも
のに限定されるので、素材１の材質及び金属光沢層の着
色材料の選択枝が制限される。

【００１５】また、アルカリ溶液、又は酸溶液がアルミ
ニウムの蒸着層（第１着色層）とワニスとの間や、アル
ミニウムの蒸着層と素材との間に浸透して、残留した場
合、その後の成形品の使用中にアルミニウムの蒸着層の
色調が変色したりする。

【００１６】さらに、成形品の製造工程中に、浸漬とい
う異色の工程が入り、しかもこの工程で長時間要するの
で、工程の開始から完成までの一貫性が保てず、中間品
が工程中で滞留する。このため製品を完成するまでの製
造時間が掛かる。

【００１７】そこで本発明は、製造作業を容易にすると
共に、素材及び着色材料の選択枝が広くなる透明材料か
らなる成形品の製造方法を提供することが目的である。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１の発明では、透明材料からなる成形品素材の一
表面に所定の色調を有する第１着色層を形成し、第１着
色層を形成した表面の所望の部位に工具を当接させて少
なくとも第１着色層を除去する加工を施した後に、加工
した部位に透明な塗液を塗布して加工した部位の表面を
平滑化し、平滑化した部位に第１着色層の色調とは異な
る色調を有する第２着色層を形成して、成形品素材の他
表面側から第１着色層及び所望の部位の第２着色層のそ
れぞれの色調が目視できるようにすることを特徴として
いる。

【００１９】また、請求項２記載の発明では、請求項１
記載の第１着色層の加工が、切削工具による切削加工で
あることを特徴としている。

【００２０】

【作用】請求項１の発明によれば、透明材料からなる素
材を成形した後に、一表面に第１着色層を形成する。次
に第１着色層の所望の部位に工具を当接させて除去する
加工を施した後に、この部位が光の正反射が得られる面
となるように透明な塗液を塗布して、加工した部位の表
面を平滑化する。そして平滑化した部位に第２着色層を
形成する。これにより他表面側から第１着色層と所望の
部位の第２着色層のそれぞれの色調を目視することが出
来る。

【００２１】また請求項２の発明によれば、請求項１の
加工を切削工具によって切削加工する。

【００２２】従って本発明によれば、ワニスを正確に注
入したり、アルカリ液中に素材を浸漬する等の工程がな
くなるので、製造作業が容易になる。またアルカリ液等
で金属光沢層を溶解する工程がないので、透明材料から
なる素材の材質及び着色層である金属光沢層の材料の選
択枝が広くなる。

【００２３】

【実施例】以下、この発明の実施例を図１乃至図１３を
基づいて説明する。本実施例は、図２に示す透明材料か
らなる成形品に文字（図１において「Ｈ」、「Ｆ」）等
の識別模様を形成するための製造方法である。なお本実
施例において「透明」は、無色透明に限定されるもので
はなく、「有色透明」、「半透明」など光を透過するも
のをいう。また、図２は成形品の表側全体を示す斜視で
ある。

【００２４】以下図１に示す本実施例の工程図に基づい
て各工程を順に説明する。

【００２５】（１）インジェクション成形により、透明
なメタクリル樹脂からなる素材１５を製造する（図２及
び図３）。このとき素材１５の識別模様である文字ある
いはマークに対応した部位の裏面に凹部１７を形成す
る。この凹部１７は、成形品本体を成形する際に、ウエ
ルドやフローマーク等の不具合が発生しない範囲内で、
最終的に必要とされる凹部１７の形状（図４の二点鎖線
で示す形状）よりも小さいすなわち、幅Ｌ、深さＤ、図
示しない奥行きの各寸法を、最終的な寸法より若干小さ
くしておくことにより、後述する切削加工時に、この加
工時間を短縮することが出来る。

【００２６】また、凹部１７の形状が成形品１個につき
一様で、、各成形品ごとに異なるような場合（例えばイ
ニシャル、人名等）には、素材１５を成形する時に、凹
部１７は形成せず、裏面は平坦状を保ったまま成形し、
後述する第１着色層の切削加工時に、所望の凹部の形状
にしても良い。このとき、成形品を例えばインジェクシ
ョン成形により成形する場合、凹部１７に相当する成形
型に凸部がないので、この部分で、ウエルドやフローマ
ークが発生するのを抑制することが出来る。

【００２７】また、素材１５の成形と同時に凹部１７を
成形する時には、図４に示す如く裏面と凹部１７の側壁
とのエッジ部１７ａ、及び１７ｂを滑らかな面取形状に
設定しておくと、ウエルドやフローマークが発生しにく
くなるので好ましい。

【００２８】（２）インジェクション成形時に熱や機械
的な応力でできた素材１５の内部応力を加熱した後に除
冷で除去するアニール処理を行う。このアニール処理は
必ずしも必要ないが、後述の切削加工を安定的に行うた
めに好ましい。

【００２９】（３）凹部１７を含めて素材１５の裏面
（一表面）全体に、図５に示す如く吹付塗装などにより
所定の色調を有する第１着色層１９を形成する。この第
１着色層の形成としては、スプレー塗装、ロールコー
ト、裏面側のみのフローコート等を上げることが出来
る。またクロム合金やアルミニウムなどを真空金属化処
理で形成してもよい。

【００３０】ここで、第１着色層１９を形成するのに、
塗装で行い、その塗装が加熱硬化形の塗料であるときに
は加熱して硬化させ第１着色層１９を得る。このときの
加熱を前記アニール処理に代えることもあり得る。塗料
が常温硬化形のときにはこのような加熱処理は省略でき
る。

【００３１】（４）図６に示す如く、素材１５の第１着
色層１９が形成されている裏面から凹部（所定の部位）
１７を型彫盤等のカッター２１で削り取る。このとき、
カッターと素材１５とを相対移動させることにより、凹
部１７の底壁、側壁を切削除去して図８に示す如く最終
的な寸法を有する凹部１７を形成する。また深さ方向に
カッター２１を移動させれば、凹部１７の深さも自在に
調節することが出来る。

【００３２】なお、凹部の形状によっては、図７に示す
如く三角錐形のカッターを用いても良い。この場合の凹
部の断面形状は逆台形状に形成される。また図８におい
て切削によって形成されたエッジ部１９ａは、後述する
第２着色層の色調との境界線を形成する。また裏面側に
残った第１着色層は、後述する第２着色層の形成時にマ
スクの役目も果たす。

【００３３】（５）図９に示す如く、第１着色層を除去
した部分に、透明な塗料を塗布して、切削加工で表面が
粗面となっている部位を平滑化する。すなわち図１０に
示す如く、第１着色層１９を、カッター２１によって除
去すると、凹部１７の底壁、側壁の表面はミクロ的にみ
れば、多数の凹凸部が残っているので、この面は光の乱
反射を起こす面となっている。この凹凸部に透明な液状
の合成樹脂製塗料を塗布した後に、べーキング等で硬化
させることにより、凹部の底面、側面の凹凸部はベース
コート層２３で覆われ、図１０に示す如く、表面が平滑
化されて光の正反射が得られる面となる。これにより凹
部１７の底壁、側壁を透明にすることが出来る。

【００３４】なお透明な液状の合成樹脂製塗料は凹部１
７に塗布した後には、重力及びその表面張力の作用によ
ってレベリングされその表面が平滑になる。

【００３５】なお透明塗料としては、ＵＶ硬化形、溶剤
形の塗料等を用いることが出来、比較的低い粘度の液が
好ましい。

【００３６】（６）図１１に示す如く、少なくとも平滑
化した凹部１７内に第１着色層１９の色調とは異色の第
２着色層２５を形成する。この実施例では第２着色層２
５は、真空金属化処理により金属薄膜が形成される。こ
れにより平滑化した部分は透明度が高いので、図１２に
示す如くベースコート層２３を介して第２着色層２５が
見え、凹部１７以外の部分は第１着色層１９が見える。

【００３７】なお、第２着色層２５の金属薄膜は、金属
真空化処理としては、蒸着、スパッタリング、イオンプ
レーティング法等他の公知の方法によって形成すること
が出来、金属の材質により適宜選択すればよい。

【００３８】そして、第２着色層が真空金属化処理によ
って形成された金属薄膜であるときには引き続いて、金
属薄膜層である第２着色層２５を外部の環境から保護す
る為に、図１３に示す如く、凹部１７に更に液状塗料の
吹付け塗装などで保護コート層２７を形成し、焼付硬化
させることが好ましい。

【００３９】第２着色層が第１着色層と同様な塗装で形
成されるものでは保護コート層２７は通常は不要であ
る。

【００４０】以上のような製造工程を経て完成した製品
をその表面側から見ると、透明な素材１５を通して、文
字などの識別部分となる凹部１７の部分が着色により装
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、図１に示すよ
うな識別模様を有する成形品が得られる。

【００４１】上記成形品の製造工程においては、従来の
ようにワニスを正確に注入したり、第２着色層２５を金
属薄膜とするものでは素材１５を溶解するためにアルカ
リ液に浸漬した後に洗浄する面倒な作業が不要になり、
成形品の製造を容易かつ短時間に行うことが出来る。ま
たアルカリ液を使用する従来の製造方法を湿式とする
と、本実施例は乾式であり、廃液処理作業がなくなるの
で、環境衛生上の効果がある。

【００４２】また、アルカリ液による溶解作業が不要に
なるので、素材１５がアルカリ液に侵されることがな
く、素材１５の材質の選択枝が広くなる。さらにアルカ
リ液による溶解作業が不要になるので、金属光沢層の材
質の選択枝も広くなる。

【００４３】また、工程の途中において凹部１７の形状
を画定する際に、第１着色層１９がマスクの役目をする
ので別途のマスクを省略することが出来るなお、透明な
材料としては、ＰＣ、ＰＳあるいは無機質ガラスを用い
ても良い。

【００４４】また、図９、図１０、図１１において、ベ
ースコート層２３及び素材１５に、光の透過が可能なよ
うに、着色することにより、凹部１７の色調を着色層と
のものの色調とは変化させ所望の色調を出せるように出
来る。すなわち組み合わせにより、種々の色調を作り出
すことが出来る。

【００４５】例えば、黄色に染色、又は着色した透明な
ＰＭＭＡから素材を成形し、凹部１７に前記と同様なベ
ースコート層を形成した後にクロムあるいはアルミニウ
ムの金属薄膜層を形成し、その上から適宜の保護コート
を形成することにより、表面側から凹部１７を見ると、
凹部１７がゴールド色に見える。この他に透明なベース
コート層に着色しても同様な効果が得られる。

【００４６】上記実施例において、金属薄膜層の厚さ
を、一部の光が透過し得る程度の厚さ、例えば５０オン
グストローム〜１５０オングストロームに設定すれば、
そのうえの保護コート層の色調と混じった色調が得られ
たり、成形品の背後にランプを配置すれば夜間のイルミ
ネーション効果などが得られる。

【００４７】なお、上記実施例では、凹部を形成した部
分が装飾部分とした例を示したが、これに限らず、凹部
以外の部分を装飾部分とした成形品にも本発明を適用す
ることが出来る。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る透明材
料からなる成形品の製造方法によれば、製造作業が容易
になると共に素材の材料着色層の材料の選択枝が広くな
るという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る透明材料からなる成形品の製造方
法を示す工程図である。

【図２】透明材料でインジェクション成形された素材を
示す斜視図である。

【図３】図２のII−II線に沿って切断した断面図であ
る。

【図４】図３の一部を拡大した凹部を示す断面図であ
る。

【図５】第１着色層を形成した状態を示す断面図であ
る。

【図６】切削加工している状態を示す断面図である。

【図７】切削加工の他の例を示す断面図である。

【図８】切削加工した後の凹部を示す断面図である。

【図９】凹部を平滑化して光の正反射が得られるように
する液体を塗布した状態を示す断面図である。

【図１０】凹部内壁の一部を拡大した断面図である。

【図１１】第２着色層を形成した状態を示す斜視図であ
る。

【図１２】凹部内壁の一部を拡大した断面図である。

【図１３】保護コーティングした状態を示す断面図であ
る。

【図１４】従来の成形品を示す正面図である。

【図１５】図１４のXV−XV線に沿って切断した断面図で
ある。

【図１６】凹部にワニスを注入する状態を示す断面図で
ある。

【図１７】素材をアルカリ液中に浸漬している状態を示
す説明図である。

【図１８】従来の透明材料からなる成形品の製造方法を
示す工程図である。

【符号の説明】

１５ 素材 １７ 凹部 １９ 第１着色層 ２１ カッター ２３ ベースコート層 ２５ 第２着色層

フロントページの続き (72)発明者 大竹 信一 神奈川件横浜市戸塚区上矢部町字藤井 320番地 橋本フォーミング工業株式会 社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B32B 33/00 B60R 13/00 G09F 7/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明材料からなる成形品素材の一表面に
   所定の色調を有する第１着色層を形成し、第１着色層を
   形成した表面の所望の部位に工具を当接させて少なくと
   も第１着色層を除去する加工を施した後に、加工した前
   記部位に透明な塗液を塗布して加工した部位の表面を平
   滑化し、平滑化した前記部位に第１着色層の色調とは異
   なる色調を有する第２着色層を形成して、成形品素材の
   他表面側から第１着色層及び所望の部位の第２着色層の
   それぞれの色調が目視できるように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】 前記加工が、切削工具による切削加工で
   あることを特徴とする請求項１記載の透明材料からなる
   成形品の製造方法。