JP3747657B2 - 樹脂成形品のレーザマーキング法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂成形品にレーザビームを照射して文字等のマークを形成するレーザマーキング法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂成形品に文字などのマークを形成するには、例えばマークを印刷したシールを貼るというような簡便な方法もあるが、この場合には手間がかかったり、表面に凹凸がある樹脂成形品の場合には貼ってもすぐに剥がれてしまうなどの欠点がある。
【０００３】
一方、別の方法として、樹脂成形品にレーザビームを照射して文字等のマークを形成するレーザマーキング法がある。この方法では、樹脂成形品の表面にレーザビームを照射することによってマークを形成することができるが、この場合にはマーキングは単色になる。
【０００４】
そこで、特開昭６２−２０３６９２号公報に多色でマーキングを行なうことができるようにしたレーザマーキング法が提供されている。このものは図１４に示すように、樹脂成形品１の表面に種々の異なる色の塗料を複数層にコーティングすることによって、複数層のコーティング層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…を設け、このコーティング層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…にレーザビームＬを照射して、所望のパターンで所望のコーティング層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…まで貫通して除去することによって、貫通孔４の底に露出する色の違いで複数色のマーキングを行なうことができるようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この特開昭６２−２０３６９２号公報のものでは、コーティング層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…は樹脂成形品１の表面の全面に設けられており、コーティング層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…の端部が樹脂成形品１の表面に露出している。従ってコーティング層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…は端面が露出している端部からめくられて、樹脂成形品１の表面から剥離し易く、マークの脱落や欠損となってマークが認識できなくなるおそれがあった。またコーティング層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…はこのように樹脂成形品１の表面の全面に設けられているために、マーキングを施す必要のない部分にもコーティング層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…が存在し、材料の無駄が大きいという問題があった。
【０００６】
また、多色のマーキングを行なう場合には、必要とする色数と同じ層数でコーティング層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…を形成する必要があり、コーティング層１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…を形成する工数が増加するという問題もあった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、剥離によるマークの脱落や欠損を防ぐことができると共に材料の無駄を少なくすることができる樹脂成形品のレーザマーキング法を提供することを目的とするものであり、加えて少ない工数で多色のマーキングを行なうことができる樹脂成形品のレーザマーキング法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る樹脂成形品のレーザマーキング法は、キャビティ５内に進退移動自在なコア型６を設けた成形金型７を用い、キャビティ５に樹脂８を供給することによって樹脂成形品１を成形すると共にキャビティ５内に前進したコア型６によって樹脂成形品１の表面の一部に凹部２を形成し、成形金型７内において樹脂成形品１の凹部２に着色した樹脂９を供給して凹部２内に成形層３を成形し、この後、成形層３にレーザビームＬを照射してマーキングすることを特徴とするものである。
また請求項１の発明は、キャビティ５内に進退移動自在なコア型６を複数設けた成形金型７を用い、複数のコア型６によって樹脂成形品１の表面に複数の凹部２を形成すると共に各凹部２に異なる色に着色された樹脂９を供給して成形層３を成形することを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項２の発明は、キャビティ５内にコア型６を前進させた状態でキャビティ５に樹脂８を供給することによって、コア型６で凹部２を形成した樹脂成形品１を成形し、次いでコア型６を後退させることによって形成される凹部２の空間に着色した樹脂９を供給して凹部２内に成形層３を成形することを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項３の発明は、キャビティ５内にコア型６を前進させた状態でキャビティ５に樹脂８を供給することによって、コア型６で凹部２を形成した樹脂成形品１を成形し、次いでコア型６と凹部２の間に着色した樹脂９を注入すると共にこの樹脂９の注入圧力でコア型６を後退させることによって凹部２内に成形層３を成形することを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項４の発明は、成形金型７のキャビティ５に成形された樹脂成形品１を保持させたまま、成形層３にレーザビームＬを照射してマーキングすることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項５の発明は、成形層３に照射エネルギーの異なる複数種のレーザビームＬを照射することによって、成形層３の表面の一部を発泡あるいは変色させることによるマーキングと、成形層３の一部を貫通して除去することによるマーキングを行なうことを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項６の発明は、樹脂成形品１の凹部２に異なる色に着色した樹脂９を複数回に分けて注入することによって、色の異なる複数層に成形層３を成形することを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項７の発明は、成形層３に照射エネルギーの異なる複数種のレーザビームＬを照射することによって、成形層３の所定の層まで貫通して除去することによるマーキングと、成形層３の所定の層や成形層２の貫通除去で露出される樹脂成形品１の表面の一部を発泡あるいは変色させることによるマーキングを行なうことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項８に係る樹脂成形品のレーザマーキング法は、成形金型７のキャビティ５に樹脂８を供給して表面の一部に凹部２を形成した樹脂成形品１を成形し、この樹脂成形品１を成形金型７から脱型した後、凹部２に着色した樹脂９を注入して凹部２内に成形層３を成形し、この後、成形層３にレーザビームＬを照射してマーキングすることを特徴とするものである。
【００１７】
また請求項９の発明は、樹脂成形品１の凹部２に異なる色に着色した樹脂８を複数回に分けて注入することによって、色の異なる複数層に成形層３を成形することを特徴とするものである。
【００１８】
また請求項１０の発明は、成形層３を熱硬化性樹脂の注入及び加熱によって成形することを特徴とするものである。
【００１９】
また請求項１１の発明は、成形層３を紫外線硬化型樹脂の注入及び紫外線照射によって成形することを特徴とするものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１は請求項１の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものである。成形金型７は一対の型板１２，１３によって形成してあり、一方の型板１２には型板１３に対向する面においてキャビティ５となる凹所が設けてある。この型板１２にはキャビティ５に連通する樹脂注入口１４が設けてある。また他方の型板１３には型板１２に対向する面において凹所１５を設け、この凹所１５内に収容されるようにコア型６が配設してある。型板１２，１３を型締めした際に、コア型６はキャビティ５の開口の一部に面するように配置されるものである。このコア型６は型板１３をスライド自在に貫通するシリンダーロッド１６の先端に取り付けてあり、型板１３の背方に配設されるシリンダー１７を作動させてシリンダーロッド１６を進退駆動することによって、コア型６が型板１３の表面と面一になるように凹所１５に収容される状態と、キャビティ５内に突出する状態との間で、コア型６を進退移動させることができるようにしてある。またコア型６を背面から貫通してコア型６の表面に先端が臨むようにインジェクター１８が取り付けてある。このインジェクター１８は型板１３の背方に配設される樹脂タンク２０などに樹脂供給路を介して接続してあり、着色された樹脂９が供給されるようにしてある。
【００２２】
上記のように形成される成形装置にあって、先ず図１（ａ）のように、成形金型７の型板１２，１３を型締めし、コア型６を後退させてキャビティ５内に突出しないように凹所１５内に収容しておく。そして樹脂注入口１４に射出成形機などのノズル２１から樹脂８を射出注入して図１（ｂ）のようにキャビティ５内に樹脂８を供給する。次にキャビティ５内の樹脂８が硬化乃至固化しないうちに図１（ｃ）のようにコア型６を前進させてキャビティ５内に突出させ、樹脂８によって成形される樹脂成形品１の表面の一部に凹部２を形成する。樹脂８が硬化乃至固化した後にコア型６を後退させると、図１（ｄ）のように凹部２内に空間が形成されるので、インジェクター１８から顔料を含有して着色された樹脂９を図１（ｅ）のように凹部２内に注入し、樹脂９を硬化乃至固化させて凹部２内に成形層３を成形する。このように樹脂成形品１を成形すると共に凹部２内に成形層３を成形した後に、成形金型７の型板１２，１３を開いて脱型することによって、図２（ａ）のような成形層３を凹部２内に一体に設けた樹脂成形品１を得ることができるものである。
【００２３】
図２（ａ）の樹脂成形品１にあって、樹脂成形品１のマーキングを施す必要のある一部において凹部２が形成されているものであり、凹部２は樹脂成形品１の端部に至らないように形成されるものである。そして凹部２内に成形された成形層３は凹部２の底面の他に凹部２の内側面にも密着しており、密着面積が大きくて剥離し難いものである。特に成形層３の端面は凹部２内にあって露出していないので、端面の露出する端部から剥離されるようなことを防ぐことができるものである。そして、成形層３の表面にレーザビームＬを図２（ｂ）のように照射すると共に所定のパターニングで走査させることによって、図２（ｃ）のように成形層３の表面に文字などのマークＭを施すことができるものである。例えば、レーザビームＬの照射によって成形層３の表面を発泡させたり、変色させたりすることによって、マークＭを施すことができるものである。ここで、凹部２に設けた成形層３は上記のように剥離され難いので、成形層３の剥離によってマークＭが脱落したり欠損したりすることがなくなり、マークＭが認識できなくなるようなことを防ぐことができるものである。またマーキングを施す成形層３は樹脂成形品１の一部の凹部２においてのみ設けられているので、樹脂成形品１の全面に設ける場合のような材料の無駄がなくなるものである。
【００２４】
図３は請求項２の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、成形装置として図１に示すものと同じ構造のものを用いることができる。そしてこのものでは、まず図３（ａ）のように、成形金型７の型板１２，１３を型締めし、コア型６を前進させてキャビティ５内に突出させておく。この状態で図３（ｂ）のようにノズル２１から樹脂注入口１４を通して射出注入してキャビティ５内に樹脂８を供給する。樹脂８で形成される樹脂成形品１の表面の一部にはコア型６によって凹部２が形成されている。次にキャビティ５内の樹脂８が硬化乃至固化した後、コア型６を後退させると、図３（ｃ）のように凹部２内に空間が形成されるので、インジェクター１８から顔料を含有して着色された樹脂９を図３（ｄ）のように凹部２内に注入し、樹脂９を硬化乃至固化させて凹部２内に成形層３を成形する。このようにコア型６を後退させて凹部２内に空間を形成した後に、凹部２に着色された樹脂９を注入するようにしているので、凹部２への樹脂９の注入を低圧で行なうことができるものである。
【００２５】
上記のように樹脂成形品１を成形すると共に凹部２内に成形層３を成形した後に、成形金型７の型板１２，１３を開いて脱型することによって、既述の図２（ａ）のような成形層３を凹部２内に一体に設けた樹脂成形品１を得ることができるものである。そして、後は既述の図２（ｂ）（ｃ）と同様にして成形層３の表面にレーザビームＬを照射すると共に所定のパターニングで走査させることによって、成形層３の表面に文字などのマークＭを施すことができるものである。
【００２６】
図４は請求項３の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、成形装置として図１に示すものと同じ構造のものを用いることができる。そしてこのものでは、まず図４（ａ）のように、成形金型７の型板１２，１３を型締めし、コア型６を前進させてキャビティ５内に突出させておく。この状態で図４（ｂ）のようにノズル２１から樹脂注入口１４を通して射出注入してキャビティ５内に樹脂８を供給する。樹脂８で形成される樹脂成形品１の表面の一部にはコア型６によって凹部２が形成されている。次にキャビティ５内の樹脂８が硬化乃至固化する前に、顔料を含有して着色された樹脂９をインジェクター１８から注入すると図４（ｃ）のようにこの樹脂９の注入圧力に押されてコア型６が序々に後退し、コア型６が後退した凹部２内に樹脂９が図４（ｄ）のように充填され、凹部２内に成形層３を形成することができる。このように樹脂９の注入圧力でコア型６を後退させながら樹脂９の供給を行なうことによって、樹脂成形品１を形成する樹脂８が硬化乃至固化していない状態でも凹部２の形状がくずれないように成形層３を形成する樹脂９を供給することが可能になるものであり、硬化乃至固化していない樹脂８，９同士の密着性によって、樹脂成形品１に対する成形層３の密着性を強固なものとすることができるものである。
【００２７】
そして樹脂８，９を硬化乃至固化させて樹脂成形品１を成形すると共に凹部２内に成形層３を成形した後に、成形金型７の型板１２，１３を開いて脱型することによって、既述の図２（ａ）のような成形層３を凹部２内に一体に設けた樹脂成形品１を得ることができるものである。後は既述の図２（ｂ）（ｃ）と同様にして成形層３の表面にレーザビームＬを照射すると共に所定のパターニングで走査させることによって、成形層３の表面に文字などのマークＭを施すことができるものである。
【００２８】
図５は請求項１の発明の実施の形態の一例を示すものであり、成形金型７の型板１３の型板１２に対向する面に複数箇所において凹所１５を設け、各凹所１５にコア型６が配設してある。各コア型６は型板１２のキャビティ５の開口の範囲内に配置されているものである。この各コア型６は図１のものと同様にシリンダーロッド１６の先端に取り付けてあり、シリンダー１７を作動させてシリンダーロッド１６を進退駆動することによって、各コア型６をキャビティ５内に進退移動させることができるようにしてある。また図１のものと同様に各コア型６にインジェクター１８が設けてあり、各インジェクター１８はコア型６の進退移動に連動して進退移動するようにしてある。この各インジェクター１８からはそれぞれ異なる色に顔料で着色された樹脂９が注入されるようにしてある。その他の構成は図１のものと同じである。
【００２９】
このように形成される成形装置を用いて図１、図３、図４と同様にして樹脂成形品１を成形することができる。すなわち、例えば図１（ａ）と同様に各コア型６を後退させておき、この状態で図１（ｂ）と同様にキャビティ５内に樹脂８を供給し、キャビティ５内の樹脂８が硬化乃至固化しないうちに図１（ｃ）と同様にして各コア型６を同時に前進させて複数箇所に凹部２を形成し、樹脂８が硬化乃至固化した後に各コア型６を同時に後退させて図１（ｄ）と同様に各凹部２内に空間を形成させ、各インジェクター１８からそれぞれ異なる色に顔料で着色された樹脂９を図１（ｅ）と同様に各凹部２内に注入して、図５（ｂ）に示すように各凹部２内に成形層３を成形する。このように樹脂成形品１を成形すると共に複数の凹部２内に成形層３を成形した後に、成形金型７の型板１２，１３を開いて脱型することによって、図６（ａ）のような異なる色の成形層３を複数の凹部２内にそれぞれ一体に設けた樹脂成形品１を得ることができるものである。
【００３０】
また例えば図３（ａ）と同様に、図５（ａ）に示すように各コア型６を同時に前進させてキャビティ５内に突出させておく。この状態で図３（ｂ）と同様にキャビティ５内に樹脂８を供給し、各コア型６によって複数の凹部２を形成する。次にキャビティ５内の樹脂８が硬化乃至固化した後、各コア型６を同時に後退させて図３（ｃ）と同様に各凹部２内に空間を形成させ、各インジェクター１８からそれぞれ異なる色に顔料で着色された樹脂９を図３（ｄ）と同様に各凹部２内に注入して、図５（ｂ）に示すように各凹部２内に成形層３を成形する。このように樹脂成形品１を成形すると共に複数の凹部２内に成形層３を成形した後に、成形金型７の型板１２，１３を開いて脱型することによって、図６（ａ）のような異なる色の成形層３を複数の凹部２内にそれぞれ一体に設けた樹脂成形品１を得ることができるものである。
【００３１】
また例えば図４（ａ）と同様に、図５（ａ）に示すように各コア型６を同時に前進させてキャビティ５内に突出させておく。この状態で図４（ｂ）と同様にキャビティ５内に樹脂８を供給する。樹脂８で形成される樹脂成形品１の表面の一部には各コア型６によって複数の凹部２が形成されている。次にキャビティ５内の樹脂８が硬化乃至固化する前に、異なる色に顔料で着色された樹脂９を各インジェクター１８から注入し、図４（ｃ）と同様に各樹脂９の注入圧力で各コア型６を序々に後退させ、各コア型６が後退した各凹部２内にそれぞれ樹脂９を図４（ｄ）と同様に充填して、図５（ｂ）に示すように各凹部２内に成形層３を成形する。このように樹脂成形品１を成形すると共に複数の凹部２内に成形層３を成形した後に、成形金型７の型板１２，１３を開いて脱型することによって、図６（ａ）のような異なる色の成形層３を複数の凹部２内にそれぞれ一体に設けた樹脂成形品１を得ることができるものである。
【００３２】
上記のようにして、樹脂成形品１の同一面内に複数箇所において異なる色の複数の成形層３を設けることができるものである。そして、各成形層３の表面にレーザビームＬを図６（ｂ）のように照射すると共に所定のパターニングで走査させることによって、図６（ｃ）のように各成形層３の表面に文字などのマークＭを施すことができるものであり、異なる色の複数の成形層３に複数色でマーキングを施すことができるものである。
【００３３】
図７は請求項４の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、成形層３を設けた樹脂成形品１の成形は図１、図３、図４、図５と同様にして行なうことができる。そして図１（ｅ）、図３（ｄ）、図４（ｄ）、図５（ｂ）のように成形金型７で成形層３を設けた樹脂成形品１を成形した後、型板１２，１３を図７（ａ）のように開くが、樹脂成形品１は型板１２のキャビティ５から取り出さずキャビティ５内に保持させたまま、図７（ａ）のように型板１２，１３の間に可動ミラー２３を挿入して配置し、レーザ発振器２４から発振されたレーザビームＬを可動ミラー２３で反射させて樹脂成形品１の成形層３の表面に照射する。可動ミラー２３は所定角度で回動駆動されるものであり、図７（ｂ）のように可動ミラー２３を回動させて角度を変位させることによって、成形層３の表面に沿ってレーザビームＬを所定のパターニングで走査させ、成形層３の表面に文字などのマークＭを施すことができる。このように、樹脂成形品１を成形金型７のキャビティ５内に保持させたままレーザビームＬを照射することによって、樹脂成形品１を位置決めする装置を用いる必要なく、成形金型７で樹脂成形品１を位置決めした状態でレーザビームＬの照射を行なうことができるものである。また、レーザビームＬの照射エネルギーを調整して、照射部分の成形層３の表面を発泡させるようにすると、この発泡部分は成形層３の色よりも白っぽくなり、成形層３の色と白との中間明度色でマークＭを形成することができるものであり、また成形層３を形成する樹脂に含有される顔料の選択によって、成形層３の色と異なる色に変色させてマークＭを形成することもできるものである。
【００３４】
図８は請求項５に記載の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、図２（ｂ）、図６（ｂ）、図７（ｂ）のように樹脂成形品１に設けた成形層３にレーザビームＬを照射すると共に所定のパターニングで走査させることによって、レーザマーキングを行なうにあたって、照射エネルギーの異なる複数種のレーザビームＬを用いるようにしたものである。
【００３５】
すなわち、レーザビームＬとしてエキシマレーザなどの波長の短い紫外線レーザビームＬ_uを用いると、成形層３の照射部分は光化学的に分解され、マークＭが形成されるが、このとき樹脂の成形層３の照射部分には非熱加工によって分解除去が起こり、照射部分の成形層３が削り取られて成形層３を貫通する貫通孔４が形成される。この結果、貫通孔４の底面に樹脂成形品１の表面が露出し、樹脂成形品１の色と成形層３の色違いで、マークＭ₂を形成することができるものである。樹脂成形品１の色と成形層３の色をコントラスト差が大きな組み合わせで選択すれば、大きなコントラストでマークＭ₂を鮮明に形成することができるものである。
【００３６】
また、レーザビームＬとして炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザなどの波長の長い赤外線レーザビームＬ_iを用いると、成形層３の表面は照射部分が局所的に熱せられてマークＭが形成されるが、このとき照射部分はいわゆる熱加工により高温となって樹脂の成形層３の表面が発泡し、小さな気泡を含んだ表面状態になる。このように小さな気泡を含むと成形層３の非照射部分の色よりも白っぽくなり、成形層３の他の部分と異なる色になってマークＭ₁を形成することができるものである。例えば成形層３が黒であれば、マークＭ₁はグレー色で、成形層３が赤色であればマークＭ₁は淡赤色で形成されるものであり、つまり成形層３の色と白色の中間明度の色でマークＭ₁を形成することができるものである。また、成形層３を形成する樹脂に含有される顔料の選択によって、赤外線レーザビームＬ_iの照射によって化学変化を誘発させ、成形層３の色と全く異なる色に変色させてマークＭ₁を形成することもできる。このように、赤外線レーザビームＬ_iを照射して成形層３の表面の一部を発泡あるいは変色させることによって、成形層３の色と異なる色でマーキングを行なうことができ、大きなコントラストでマークＭ₁を鮮明に形成することができるものである。
【００３７】
さらに、この赤外線レーザビームＬ_iを貫通孔４の底面に露出する樹脂成形品１の表面の一部に照射すると共に所定のパターニングで走査させることによって、樹脂成形品１の表面の一部を発泡させるか変色させてマークＭ₃を形成することもできる。
【００３８】
このようにして、一層の成形層３を設けるだけで、成形層３の表面の一部を発泡させるか変色させて形成されるマークＭ₁と、成形層３の貫通孔４を通して樹脂成形品１の表面が露出することによって形成されるマークＭ₂と、貫通孔４の底面において樹脂成形品１の表面の一部を発泡させるか変色させて形成されるマークＭ₃の、最大３種類の色の複数色でマーキングを行なうことができるものである。従って、成形層３を多層に形成せずとも複数色でマーキングが可能になり、成形層３の加工工数を低減することができるものである。
【００３９】
図９は請求項６の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、成形装置として図１あるいは図５に示すものと同じ構造のものを用いることができる。そしてまず図１（ａ）（ｂ）、図３（ａ）（ｂ）、図４（ａ）（ｂ）と同様にして、図９（ａ）のように成形金型７のキャビティ５内に樹脂成形品１を形成する樹脂８を供給すると共にコア型６によって凹部２を形成する。次に樹脂８が硬化乃至固化した後、凹部２の深さの数分の１の距離だけコア型６を後退させ、コア型６の後退で凹部２内に形成される空間に図９（ｂ）のようにインジェクター１８から顔料で着色された樹脂９ａを注入し、凹部２内に着色層３ａを成形する。さらに凹部２の深さの数分の１の距離だけコア型６を後退させ、コア型６の後退で凹部２内に形成される空間に同様にインジェクター１８から顔料で他の色に着色された樹脂９ｂを注入し、凹部２内に着色層３ｂを成形する。この操作を繰り返して凹部２内に異なる色に着色された複数の樹脂９ａ，９ｂ，９ｃ…を複数回に分けて注入することによって、複数層の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…を成形し、この着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…によって複数構成の成形層３を形成することができるものである。
【００４０】
このとき、図４（ｂ）（ｃ）と同様な工法で複数構成の成形層３を形成することもできる。すなわち、図９（ａ）のように成形金型７のキャビティ５内に樹脂成形品１を形成する樹脂８を供給すると共にコア型６によって凹部２を形成した後、キャビティ５内の樹脂８が硬化乃至固化する前に、顔料で着色された樹脂９ａをインジェクター１８から注入し、樹脂９ａの注入圧力で凹部２の深さの数分の１の距離だけコア型６を後退させ、さらに顔料で他の色に着色された樹脂９ｂを同様にインジェクター１８で注入して樹脂９ｂの注入圧力で凹部２の深さの数分の１の距離だけコア型６を後退させ、この操作を繰り返して凹部２内に異なる色に着色された複数の樹脂９ａ，９ｂ，９ｃ…を複数回に分けて注入することによって、複数層の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…を成形し、この着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…によって複数構成の成形層３を形成することができるものである。
【００４１】
上記のように成形を行なった後に、成形金型７の型板１２，１３を開いて脱型することによって、図１０（ａ）のような、異なる色の複数層の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…からなる成形層３を凹部２内に一体に設けた樹脂成形品１を得ることができるものである。そして紫外線レーザビームなどのレーザビームＬを成形層３の一部に照射すると共に所定のパターニングで走査させるにあたって、レーザビームＬの照射条件を変えて図１０（ｂ）のように所定の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…まで到達するように照射することによって、図１０（ｃ）のように成形層３の一部を所定の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…まで貫通して除去する。レーザビームＬのエネルギー密度や走査速度、走査回数などの照射条件を変えることによって、所定の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…まで到達するようにレーザビームＬを照射することができるものであり、例えば、同じエネルギー密度、走査速度でレーザビームＬを照射する場合、１回の照射では着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…の１層分の厚さより少し薄い深さまで成形層３を除去できるとすると、１回の走査の照射によって最上段の着色層３ｃを除去する深さまでレーザビームＬは達して最上段の着色層３ｃの一部を除去することができ、同じ場所の２回の走査の照射によって最上段の着色層３ｃ及びその下の着色層３ｂを除去する深さまでレーザビームＬは達して着色層３ｃ，３ｂの一部を除去することができ、同じ場所の３回の走査の照射によって最上段の着色層３ｃ及びその下の着色層３ｂとさらにその下の着色層３ａを除去する深さまでレーザビームＬは達して着色層３ａ，３ｂ，３ｃの一部を除去することができる。
【００４２】
このように、最上段の着色層３ｃの一部を除去して着色層３ｃを貫く貫通孔４を形成することによって、貫通孔４の底面にその下の着色層３ｂを露出させて着色層３ｃと着色層３ｂの色違いによるマークＭ₂₁を形成することができ、最上段の着色層３ｃとその下の着色層３ｂの一部を除去して着色層３ｃ，３ｂを貫く貫通孔４を形成することによって、貫通孔４の底面にさらにその下の着色層３ａを露出させて着色層３ｃと着色層３ａの色違いによるマークＭ₂₂を形成することができ、最上段の着色層３ｃとその下の着色層３ｂ及びさらにその下の着色層３ａの一部を除去して着色層３ｃ，３ｂ，３ａを貫く貫通孔４を形成することによって、貫通孔４の底面に樹脂成形品１を露出させて着色層３ｃと樹脂成形品１の色違いによるマークＭ₂₃を形成することができ、成形層３を構成する着色層３ａ，３ｂ，３ｃの層数の複数色でマーキングを行なうことができるものである。
【００４３】
図１１は請求項７の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、図１０のように異なる色の複数層の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…からなる成形層３にレーザビームＬを照射してマーキングを行なうにあたって、着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…毎に照射エネルギーを変えた複数種のレーザビームＬを照射するようにしたものである。すなわち、紫外線レーザビームＬ_ｕを成形層３に照射すると共に所定のパターニングで走査させてマーキングを行なうにあたって、図１０（ｂ）と同様に紫外線レーザビームＬ_ｕの照射条件を変えて所定の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…まで到達するように照射することによって、図１０（ｃ）と同様に成形層３の一部を所定の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…まで貫通して除去し、所定の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…まで貫く貫通孔４を形成してマーキングを行なうことができる。また、赤外線レーザビームＬ_ｉを成形層３に照射すると共に所定のパターニングで走査させてマーキングを行なうにあたって、最上段の着色層３ｃの表面に、着色層３ｃに上記のように形成された貫通孔４を通して着色層３ｂの表面に、着色層３ｃ，３ｂを貫いて上記のように形成された貫通孔４を通して着色層３ａの表面に、着色層３ｃ，３ｂ，３ａを貫いて上記のように形成された貫通孔４を通して樹脂成形品１の表面に、それぞれ赤外線レーザビームＬ_ｉを照射することによって、着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…や樹脂成形品１の表面の一部を発泡させるか変色させてマーキングを行なうことができる。
【００４４】
このようにして図１１に示すように、最上段の着色層３ｃの表面に発泡あるいは変色によって形成されるマークＭ₁₁、最上段の着色層３ｃを貫く貫通孔４の底面に露出する着色層３ｂと着色層３ｃの色違いによって形成されるマークＭ₂₁、最上段の着色層３ｃを貫く貫通孔４の底面に露出する着色層３ｂの表面に発泡あるいは変色によって形成されるマークＭ₁₂、最上段の着色層３ｃとその下の着色層３ｂを貫く貫通孔４の底面に露出する着色層３ａと着色層３ｃの色違いによって形成されるマークＭ₂₂、最上段の着色層３ｃとその下の着色層３ｂを貫く貫通孔４の底面に露出する着色層３ａの表面に発泡あるいは変色によって形成されるマークＭ₁₃、最上段の着色層３ｃとその下の着色層３ｂ及びさらにその下の着色層３ａを貫く貫通孔４の底面に露出する樹脂成形品１と着色層３ｃの色違いによって形成されるマークＭ₂₃、最上段の着色層３ｃとその下の着色層３ｂ及びさらにその下の着色層３ａを貫く貫通孔４の底面に露出する樹脂成形品１の表面に発泡あるいは変色によって形成されるマークＭ₁₄をそれぞれマーキングすることができるものであり、紫外線レーザビームＬ_uの照射による３色と赤外線レーザビームＬ_iの照射による４色の最大７色でマーキングを行なうことができるものである。すなわち成形層３を構成する着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…の層数をｎとすると、最大で、ｎ×２＋１の色でマーキングを行なうことができるものであり、着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…の層数を少なくしても多色でマーキングを行なうことができるものである。従って、成形層３を形成する着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…の層数を少なくしても多数色でマーキングが可能になり、成形層３の加工工数を低減することができるものである。
【００４５】
図１２は請求項８に記載の発明の実施形態の一例を示すものである。成形金型７は一対の型板１２，１３によって形成してあり、一方の型板１２には型板１３に対向する面においてキャビティ５となる凹所が設けてある。この型板１２にはキャビティ５に連通する樹脂注入口１４が設けてある。また他方の型板１３には型板１２に対向する面においてコア型６となる突部が突設してある。型板１２，１３を型締めした際に、コア型６はキャビティ５の開口の一部に面するように配置されるものである。
【００４６】
上記のように形成される成形金型７にあって、先ず型板１２，１３を型締めし、樹脂注入口１４に射出成形機などのノズル２１から樹脂８を射出注入して図１２（ａ）のようにキャビティ５内に樹脂８を供給して充填し、樹脂成形品１を成形すると共にコア型６によって樹脂成形品１の表面の一部に凹部２を形成する。そして樹脂８が硬化乃至固化した後に成形金型７の型板１２，１３を開いて脱型することによって、図１２（ｂ）のような凹部２を設けた樹脂成形品１を得ることができるものである。次に、この樹脂成形品１の凹部２内に注入ノズル２５から顔料を含有して着色された樹脂９を注入し、樹脂９を硬化乃至固化させることによって、図１２（ｃ）のような成形層３を凹部２内に一体に設けた樹脂成形品１を得ることができるものである。このように凹部２を形成した樹脂成形品１を成形金型７で成形した後に、凹部２に樹脂９を注入して成形層３を成形するようにすれば、複雑な構造の成形金型７や注入設備を用いる必要がなくなるので、低設備コストで樹脂成形品１や成形層３の成形が可能になるものである。尚、樹脂成形品１の複数箇所にマーキングを施す場合には、その複数箇所に凹部２を形成すると共に凹部２内に成形層３を設けるようにすればよく、凹部２や成形層３の数は制限されるものではない。
【００４７】
そしてこの樹脂成形品１の成形層３の表面に図２（ｂ）、図６（ｂ）、図８（ａ）と同様にレーザビームＬを照射すると共に所定のパターンニングで走査させることによって、レーザマーキングを行なうことができるものである。
【００４８】
図１３は請求項９に記載の発明の実施形態の一例を示すものであり、図１２（ａ）と同様に形成される成形金型７を用い、先ず型板１２，１３を型締めして樹脂注入口１４に射出成形機などのノズル２１から樹脂８を射出注入し、図１３（ａ）のようにキャビティ５内に樹脂８を供給して充填することによって、樹脂成形品１を成形すると共にコア型６によって樹脂成形品１の表面の一部に凹部２を形成する。そして樹脂８が硬化乃至固化した後に成形金型７の型板１２，１３を開いて脱型することによって、図１３（ｂ）のような凹部２を設けた樹脂成形品１を得ることができる。次に、この樹脂成形品１の凹部２内に注入ノズル２５から顔料を含有して着色された樹脂９ａを凹部２の深さの数分の１の厚みで注入し、図１３（ｃ）のように凹部２内に着色層３ａを成形する。さらにこの上から凹部２の深さの数分の１の厚みで注入ノズル２５から顔料で他の色に着色された樹脂９ｂを注入し、着色層３ａの上に着色層３ｂを成形する。この操作を繰り返して凹部２内に異なる色に着色された複数の樹脂９ａ，９ｂ，９ｃ…を複数回に分けて注入することによって、複数層の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…を成形し、この着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…によって凹部２内に複数構成の成形層３を形成することができるものである。このように凹部２を形成した樹脂成形品１を成形金型７で成形した後に、凹部２に樹脂９を複数回に分けて注入して多層構造の成形層３を成形するようにすれば、複雑な構造の成形金型７や注入設備を用いる必要がなくなるので、低設備コストで樹脂成形品１や多層構造の成形層３の成形が可能になるものである。尚、樹脂成形品１の複数箇所にマーキングを施す場合には、その複数箇所に凹部２を形成すると共に凹部２内に成形層３を設けるようにすればよく、凹部２や成形層３の数は制限されるものではない。
【００４９】
そしてこの樹脂成形品１の成形層３の表面に図１０（ｂ）、図１１と同様にレーザビームＬを照射すると共に所定のパターンニングで走査させることによって、レーザマーキングを行なうことができるものである。
【００５０】
ここで、上記の各実施の形態のように、樹脂成形品１の凹部２内に成形層３を形成するにあたって、既述の特開昭６２−２０３６９２号公報の場合のように塗料をコーティングして成形層３を形成する場合には、乾燥に時間を要して生産能率が悪くなる。特に図１３（ｄ）のように複数層の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…で成形層３を形成する場合には、コーティングと乾燥を繰り返して行なう必要があるために、生産能率が非常に悪くなる。そこで請求項１０の発明では、熱硬化性樹脂を凹部２に注入して硬化を加熱により行なうことによって、成形層３を形成するようにしてある。熱硬化性樹脂はこのように成形工程で加熱を行なうことによって注入と硬化を同時に行わせることができ、乾燥工程が不要になって、成形層３を短時間で生産能率良く形成することができるものである。複数層の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…で成形層３を形成する場合には一層有利になるものである。この加熱は、熱風を吹き付けることによって行なうようにしてもよいが、遠赤外線加熱やマイクロ波加熱を行なえば、硬化に要する時間をさらに短縮することができるものである。
【００５１】
さらに請求項１１の発明では、紫外線硬化型の熱硬化性樹脂を凹部２に注入し、紫外線を照射して硬化させる成形を行なうことによって、成形層３を形成するようにしてある。紫外線硬化型樹脂は紫外線を照射することによって非常に短時間で硬化させることができ、乾燥工程が不要であって、成形層３を短時間で生産能率良く形成することができるものである。複数層の着色層３ａ，３ｂ，３ｃ…で成形層３を形成する場合には一層有利になるものである。
【００５２】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る樹脂成形品のレーザマーキング法は、キャビティ内に進退移動自在なコア型を設けた成形金型を用い、キャビティに樹脂を供給することによって樹脂成形品を成形すると共にキャビティ内に前進したコア型によって樹脂成形品の表面の一部に凹部を形成し、成形金型内において樹脂成形品の凹部に着色した樹脂を供給して凹部内に成形層を成形し、この後、成形層にレーザビームを照射してマーキングするようにしたので、成形層をコア型で成形される凹部内に形成することができ、成形層は凹部の底面の他に凹部の内側面にも密着して剥離し難く、特に成形層の端面は凹部内にあって露出していず、端面の露出する端部から剥離されるようなことを防ぐことができるものであり、成形層の剥離によってマークが脱落したり欠損したりすることを防止することができるものである。しかも、成形層はマーキングを行なう箇所の凹部においてのみ設けられているものであり、材料の無駄を少なくすることができるものである。
また請求項１の発明は、キャビティ内に進退移動自在なコア型を複数設けた成形金型を用い、複数のコア型によって樹脂成形品の表面に複数の凹部を形成すると共に各凹部に異なる色に着色された樹脂を供給して成形層を成形するようにしたので、樹脂成形品内に複数箇所において異なる色の複数の成形層を設けることができ、異なる色の複数の成形層に複数色でマーキングを施すことができるものである。
【００５３】
また請求項２の発明は、キャビティ内にコア型を前進させた状態でキャビティに樹脂を供給することによって、コア型で凹部を形成した樹脂成形品を成形し、次いでコア型を後退させることによって形成される凹部の空間に着色した樹脂を供給して凹部内に成形層を成形するようにしたので、凹部への着色した樹脂の供給はコア型を後退させて凹部内に形成される空間に対して行なうことができ、凹部への樹脂の注入を低圧で行なうことができて、成形層の成形が容易になるものである。
【００５４】
また請求項３の発明は、キャビティ内にコア型を前進させた状態でキャビティに樹脂を供給することによって、コア型で凹部を形成した樹脂成形品を成形し、次いでコア型と凹部の間に着色した樹脂を注入すると共にこの樹脂の注入圧力でコア型を後退させることによって凹部内に成形層を成形するようにしたので、樹脂成形品を形成する樹脂が硬化乃至固化していない状態でも成形層を形成する樹脂を凹部に供給することが可能になるものであり、硬化乃至固化していない樹脂同士の密着性によって、樹脂成形品に対する成形層の密着性を強固なものとすることができるものである。
【００５６】
また請求項４の発明は、成形金型のキャビティに成形された樹脂成形品を保持させたまま、成形層にレーザビームを照射してマーキングするようにしたので、樹脂成形品を位置決めする装置を用いる必要なく、成形金型で樹脂成形品を位置決めした状態でレーザビームの照射を行なうことができ、レーザマーキングの設備コストを低減することができるものである。
【００５７】
また請求項５の発明は、成形層に照射エネルギーの異なる複数種のレーザビームを照射することによって、成形層の表面の一部を発泡あるいは変色させることによるマーキングと、成形層の他の一部を貫通して除去することによるマーキングを行なうようにしたので、一層の成形層を設けるだけで、成形層の表面の一部を発泡させるか変色させて形成されるマークと、成形層の貫通孔を通して樹脂成形品の表面が露出することによって形成されるマークと、さらに貫通孔の底面において樹脂成形品の表面の一部を発泡させるか変色させて形成されるマークの、最大３種類の色の複数色でマーキングを行なうことができ、成形層を多層に形成せずとも複数色でマーキングが可能になり、成形層の加工工数を低減することができるものである。
【００５８】
また請求項６の発明は、樹脂成形品の凹部に異なる色に着色した樹脂を複数回に分けて注入することによって、色の異なる複数層に成形層を成形するようにしたので、成形層を構成する着色層の層数の複数色でマーキングを行なうことができるものである。
【００５９】
また請求項７の発明は、成形層に照射エネルギーの異なる複数種のレーザビームを照射することによって、成形層の所定の層まで貫通して除去することによるマーキングと、成形層の所定の層や成形層の貫通除去で露出される樹脂成形品の表面の一部を発泡あるいは変色させることによるマーキングを行なうようにしたので、貫通孔の底面に各着色層や樹脂成形品を露出させてマーキングを行なうことができると共に各着色層や樹脂成形品の表面に発泡あるいは変色によるマーキングを行なうことができ、成形層を構成する着色層の層数×２＋１の種類の色でマーキングを行なうことが可能になり、着色層の層数を少なくしても多色でマーキングを行なうことができ、着色層を成形する工数を少なくすることができるものである。
【００６０】
また請求項８の発明は、成形金型のキャビティに樹脂を供給して表面の一部に凹部を形成した樹脂成形品を成形し、この樹脂成形品を成形金型から脱型した後、凹部に着色した樹脂を注入して凹部内に成形層を成形し、この後、成形層にレーザビームを照射してマーキングするようにしたので、凹部を形成した樹脂成形品を成形金型で成形した後に凹部に樹脂を注入して成形層を成形することができ、複雑な構造の成形金型や注入設備を用いる必要なく、低設備コストで成形が可能になるものである。
【００６１】
また請求項９の発明は、樹脂成形品の凹部に異なる色に着色した樹脂を複数回に分けて注入することによって、色の異なる複数層に成形層を成形するようにしたので、凹部を形成した樹脂成形品を成形金型で成形した後に、凹部に樹脂を複数回に分けて注入して多層構造の成形層を成形することができ、複雑な構造の成形金型や注入設備を用いる必要なく、低設備コストで樹脂成形品や多層構造の成形層の成形が可能になるものである。
【００６２】
また請求項１０の発明は、成形層を熱硬化性樹脂の注入及び加熱によって成形するようにしたので、熱硬化性樹脂は成形工程で加熱を行なうことによって注入と硬化を同時に行わせることができ、乾燥工程が不要になって、成形層を短時間で生産能率良く成形することができるものである。
【００６３】
また請求項１１の発明は、成形層を紫外線硬化型樹脂の注入及び紫外線照射によって成形するようにしたので、紫外線硬化型樹脂は紫外線を照射することによって非常に短時間で硬化させることができ、乾燥工程が不要になって、成形層を短時間で生産能率良く成形することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 請求項１の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、（ａ）乃至（ｅ）はそれぞれ成形工程の断面図である。
【図２】 請求項１の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、（ａ），（ｂ）はマーキング工程の断面図、（ｃ）は平面図である。
【図３】 請求項２の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ成形工程の断面図である。
【図４】 請求項３の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、（ａ）乃至（ｄ）はそれぞれ成形工程の断面図である。
【図５】 請求項１の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ），（ｂ）はそれぞれ成形工程の断面図である。
【図６】 請求項１の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）はそれぞれマーキング工程の断面図である。
【図７】 請求項４の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、（ａ）は成形工程の断面図、（ｂ）は一部の拡大した断面図である。
【図８】 請求項５の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、（ａ）はマーキング工程の断面図、（ｂ）は平面図である。
【図９】 請求項６の発明の実施の形態の一例を説明するための参考例を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）は成形工程の断面図である。
【図１０】 請求項６の発明の実施の形態の他の一例を説明するための参考例を示すものであり、（ａ）乃至（ｃ）はマーキング工程の断面図である。
【図１１】 請求項７の発明の実施の形態の他の一例を説明するための参考例を示すマーキング工程の断面図である。
【図１２】 請求項８の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｄ）は成形工程の断面図である。
【図１３】 請求項９の発明の実施の形態の一例を示すものであり、（ａ）乃至（ｅ）は成形工程の断面図である。
【図１４】 従来例の成形工程の断面図である。
【符号の説明】
１ 樹脂成形品
２ 凹部
３ 成形層
３ａ，３ｂ，３ｃ 着色層
５ キャビティ
６ コア型
７ 成形金型
８ 樹脂
９ 着色樹脂

Claims (11)

1. キャビティ内に進退移動自在なコア型を複数設けた成形金型を用い、キャビティに樹脂を供給することによって樹脂成形品を成形すると共にキャビティ内に前進した複数のコア型によって樹脂成形品の表面の一部に複数の凹部を形成し、成形金型内において樹脂成形品の各凹部に異なる色に着色した樹脂を供給して各凹部内に成形層を成形し、この後、各成形層にレーザビームを照射してマーキングすることを特徴とする樹脂成形品のレーザマーキング法。
2. キャビティ内にコア型を前進させた状態でキャビティに樹脂を供給することによって、コア型で凹部を形成した樹脂成形品を成形し、次いでコア型を後退させることによって形成される凹部の空間に着色した樹脂を供給して凹部内に成形層を成形することを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品のレーザマーキング法。
3. キャビティ内にコア型を前進させた状態でキャビティに樹脂を供給することによって、コア型で凹部を形成した樹脂成形品を成形し、次いでコア型と凹部の間に着色した樹脂を注入すると共にこの樹脂の注入圧力でコア型を後退させることによって凹部内に成形層を成形することを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形品のレーザマーキング法。
4. 成形金型のキャビティに成形された樹脂成形品を保持させたまま、成形層にレーザビームを照射してマーキングすることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の樹脂成形品のレーザマーキング法。
5. 成形層に照射エネルギーの異なる複数種のレーザビームを照射することによって、成形層の表面の一部を発泡あるいは変色させることによるマーキングと、成形層の一部を貫通して除去することによるマーキングを行なうことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の樹脂成形品のレーザマーキング法。
6. 樹脂成形品の凹部に異なる色に着色した樹脂を複数回に分けて注入することによって、色の異なる複数層に成形層を成形することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の樹脂成形品のレーザマーキング法。
7. 成形層に照射エネルギーの異なる複数種のレーザビームを照射することによって、成形層の所定の層まで貫通して除去することによるマーキングと、成形層の所定の層や成形層の貫通除去で露出される樹脂成形品の表面の一部を発泡あるいは変色させることによるマーキングを行なうことを特徴とする請求項６に記載の樹脂成形品のレーザマーキング法。
8. 成形金型のキャビティに樹脂を供給して表面の一部に凹部を形成した樹脂成形品を成形し、この樹脂成形品を成形金型から脱型した後、凹部に着色した樹脂を注入して凹部内に成形層を成形し、この後、成形層にレーザビームを照射してマーキングすることを特徴とする樹脂成形品のレーザマーキング法。
9. 樹脂成形品の凹部に異なる色に着色した樹脂を複数回に分けて注入することによって、色の異なる複数層に成形層を成形することを特徴とする請求項８に記載の樹脂成形品のレーザマーキング法。
10. 成形層を熱硬化性樹脂の注入及び加熱によって成形することを特徴とする請求項８又は９に記載の樹脂成形品のレーザマーキング法。
11. 成形層を紫外線硬化型樹脂の注入及び紫外線照射によって成形することを特徴とする請求項８又は９に記載の樹脂成形品のレーザマーキング法。

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