JP5064922B2

JP5064922B2 - シート材の樹脂成形方法

Info

Publication number: JP5064922B2
Application number: JP2007191756A
Authority: JP
Inventors: 英二前澤; 隆則玉田; 治井上
Original assignee: 株式会社前澤金型
Priority date: 2007-07-24
Filing date: 2007-07-24
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2027-07-24
Also published as: JP2009023315A

Description

本発明は、表面形状が変形又は破損しやすいシート材を樹脂封止して成形するための樹脂成形方法に関する。

従来より様々な物品を樹脂封止して成形することが行われてきており、特に装飾品を樹脂封止することで、装飾品全体を樹脂により保護して取り扱いが容易になり、またいつまでも色褪せることなく装飾効果を保持することができる。また、例えば、特許文献１に示すように、板ガラス等の素材表面に樹脂を塗布して色彩模様のある和紙等を層着する方法が記載されており、和紙等を樹脂で一体化して模様付けが可能となる。

また、眼鏡フレームの分野においてもフレーム部品を樹脂成形で製造することが行われており、こうしたフレーム部品にシート状の装飾体を樹脂封止することで装飾効果を高めている。例えば、特許文献２では、フレーム部品にデザインを施したシート状物を貼り付けその上から透明性樹脂を被覆するようにしたメガネフレームの着色方法が記載されている。また、特許文献３では、高強度、高弾性繊維を長繊維状態で含有する熱硬化性樹脂を圧縮あるいはトランスファー成形して眼鏡フレームを製造する点が記載されている。また、特許文献４では、２枚の合成樹脂板の間に装飾板を挟着一体化して眼鏡枠を形成した点が記載されている。
特開平７−３２７９８号公報特開昭６３−１４２３２１号公報特開昭６０−２２９７２３号公報特開平４−８１１１２号公報

上述した先行文献では、装飾体等のシート材を樹脂材料で挟持してプレス成形したり、シート材の表面に透明樹脂材料を塗布することで樹脂封止することが行われているが、布地、レンチキラー、ホログラム、金属箔等の表面形状が変形又は破損しやすいシート材の場合には、プレス成形すると、表面形状が変形又は破損してシート材の機能や質感が失われてしまうおそれがある。

例えば、布地の場合、刺しゅうや絞り模様といった立体感のある表面形状を有するシート材をプレス成形して樹脂封止すると、表面が加圧されて立体感のある表面形状が平面状に圧縮されてしまい、その質感が損なわれてしまう。また、レンチキラー等のように表面の微細な凹凸形状によって視点を変えると別の画像が浮き出てくるような装飾体では、表面を加圧すると微細な凹凸形状が潰されて装飾体としての機能が失われてしまう。

こうした表面形状が変形又は破損しやすいシート材の場合には樹脂材料を塗布することも考えられるが、塗布により樹脂材料内に気泡が入ったり、樹脂が層状に塗布されると、内部の装飾体が歪んで見える等の問題があり、品質のよいもの製造することは難しいのが現状である。

そこで、本発明は、表面形状が変形又は破損しやすいシート材の表面形状を損なうことなく樹脂封止して成形することが可能なシート材の樹脂成形方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係るシート材の樹脂成形方法は、表面形状が変形又は破損しやすいシート材を樹脂製の基板材の表面に形成された凹部内に収容し、前記シート材の外表面全体に前処理用樹脂材料を付与し、前記基板材を型内に設置して前記シート材の外表面を含む前記基板材の片面側の空間に面方向に沿って封止用樹脂材料を加圧・流入させて充填することで前記シート材を樹脂封止して成形することを特徴とする。さらに、前記前処理用樹脂材料及び前記封止用樹脂材料は、透明な樹脂材料であることを特徴とする。さらに、前記シート材は、前記基板材の凹部内に接着されて収容されることを特徴とする。さらに、前記前処理用樹脂材料は、液体状でスプレーにより付与されることを特徴とする。さらに、前記前処理用樹脂材料は、フィルム状の熱可塑性樹脂材料からなり、前記シート材の外表面全体に載置されて熱により融解して付与されることを特徴とする。

本発明は、上記の構成を備えることにより、表面形状が変形又は破損しやすいシート材の表面形状を損なうことなく樹脂封止を行うことができる。すなわち、樹脂製の基板材の表面に形成された凹部内にシート材を収容して、シート材の外表面を含む基板材の片面側の空間に面方向に沿って封止用樹脂材料を加圧・流入させて充填するようにしているので、封止用樹脂材料は面方向に沿って流れシート材の表面に直接当たることがなく、流入に伴う圧力を避けることができる。また、封止用樹脂材料の流入時に接触するシート材の外表面には、全体に予め前処理用樹脂材料が付与されているため、封止用樹脂材料の流れによりシート材の外表面が影響を受けることを抑えることができる。

したがって、シート材表面に対する封止用樹脂材料の流入時の圧力やその影響を避けることができるので、シート材の表面形状を損なうことなくそのままの状態で樹脂封止することが可能となる。

また、前処理用樹脂材料及び封止用樹脂材料として透明な樹脂材料を用いることで、装飾効果を有する布地等のシート材や光の入射により機能を発揮するホログラム等のシート材を樹脂封止してもその装飾効果や機能を損なうことがない。

また、シート材を基板材の凹部内に接着して収容しておけば、封止用樹脂材料が面方向に流入した際にシート材が流入方向に流れるのを阻止することができる。

また、シート材の外表面に付与する前処理用樹脂材料として液体状のものを用いスプレーにより付与するようにすれば、シート材の表面形状を損なうことなく前処理用樹脂材料を付与することができる。また、前処理用樹脂材料としてフィルム状の熱可塑性樹脂材料を用い、シート材の外表面全体に載置して熱により融解することで付与すれば、同様にシート材の表面形状を損なうことなく付与することができ、さらに付与される樹脂材料の厚さを均等にすることが可能となる。

以下、本発明に係る実施形態について詳しく説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る樹脂成形方法で作製した樹脂成形品Ｍに関する斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図（図２（ａ））及びＢ−Ｂ断面図（図２（ｂ））を示している。

樹脂成形品Ｍは、樹脂製の基板材１、樹脂製の封止材２及び布地等のシート材３からなる。そして、シート材３は、基板材１の表面に形成された凹部１ａ内に収容されて基板材１及び封止材２が一体化することで樹脂封止されている。

基板材１及び封止材２には、合成樹脂材料を用いる。合成樹脂材料としては、熱可塑性樹脂材料が好ましく、特に熱可塑性エラストマーが好ましい。合成樹脂の種類としては、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ乳酸系樹脂等が挙げられる。こうした合成樹脂材料を組み合せたものを用いてもよく、ガラス繊維等の別物質を混合したものを用いてもよい。

合成樹脂材料は、装飾体を封止する場合透明なものが好ましいが、用途によっては不透明なものを用いてもよい。また、封止材２のみに透明材料を用いることもできる。

シート材３としては、表面形状が変形又は破損しやすい材料を所定の大きさに形成したもので、材質は特に限定されないが、例えば、織物、編物、不織布等の布地、デザインされた和紙や洋紙、ネットや組紐といった繊維製品、レンチキュラーやホログラムといった微細な表面加工が施されたシートが挙げられる。また、小型電子部品を実装したフレキシブル基板のように剥れやすい部材を表面に設けたシート材にも適用することができる。

図３は、樹脂成形工程に関する説明図である。まず、基板材１を成形するために、下型１０及び上型１１の間に樹脂材料を流し込んで充填し、基板材１を樹脂成形する（図３（ａ））。樹脂成形された基板材１は、上面に所定の深さで凹部が形成されている。そして、形成された基板材１の凹部に布地等のシート材３を収容する（図３（ｂ））。この場合、凹部の深さはシート材３の厚さよりもわずかに深くなるように設定されており、そのため、シート材３は、上面まで凹部内に収容されるようになる。なお、シート材３を収容する際に、凹部内の底面又はシート材３の下面全体に予め接着剤を付与しておくことで、シート材３の下面を凹部内の底面に接着固定するようにしてもよい。

次に、収容されたシート材３の上面全体に前処理用の樹脂材料を付与する。前処理用樹脂材料としては、液状の熱可塑性樹脂材料や、フィルム状の熱可塑性樹脂材料が挙げられる。透明樹脂材料を用いる場合には、封止材２と同種の樹脂材料を用いると、成形後の屈折率や透明性に関する影響を避けることができる。

前処理用樹脂材料の付与方法としては、液状の樹脂材料の場合には、図３（ｃ）に示すように、スプレーによりシート材３の上面全体に均一に散布し、樹脂膜４を形成して付与する。また、フィルム状の樹脂材料の場合には、図３（ｃ）’に示すように、シート材３の上面全体に樹脂フィルム５を載置して加熱することで樹脂材料を融解させて上面全体に付与することができる。この場合、シート材３が加熱温度により影響を受けないように低温で融解する樹脂材料を選択すればよい。また、後述する封止用樹脂材料を流入する際の加熱により融解させるようにしてもよい。

シート材３の上面全体に前処理用樹脂材料を付与した後、下型１０の上面に上型１２を設置して両者の間の空間に流入口１３から封止用樹脂材料を加圧しながら流入させる（図３（ｄ））。図示されない排気口から真空吸引により排気しながら封止用樹脂材料を流入させて充填する。流入口１３は、上型１０の上面に沿って設けられており、流入口１３から流入した封止用樹脂材料は、シート材１３の上面を含む上型１０の上面に沿った面方向に流れていくようになる。そのため、流入口１３から流入した封止用樹脂材料の流れがシート材３の上面に突き当たって圧力が加わることがなく、シート材３の上面が影響を受けることなく封止用樹脂材料が充填されるようになる。また、シート材３の上面には前処理用樹脂材料が予め付与されているため、上面に沿って流れる樹脂材料の影響を受けることがなくなり、シート材３の表面形状を変形又は破損することなくそのままの状態で封止用樹脂材料を充填することが可能となる。

そして、封止用樹脂材料を固化させた後下型１０及び上型１２から離型させることで、シート材３を樹脂封止した樹脂成形品Ｍを得ることができる（図３（ｅ））。

基板材及び封止材の樹脂材料として、透明なナイロン系熱可塑性エラストマー（市販品）を用い、シート材として着物に用いる織地を帯状に切断したものを用いた。まず、基板材用の樹脂材料を型に充填して凹部の形成された基板材を成形した。次に、織地を凹部内に収容して上面から液状のシリコンゴム（市販品）をスプレーにより付与した。そして、型内にセットされた基板材及び織地の上面に沿って封止用の樹脂材料を流入させた。この場合、織地に対して加熱による影響が出ないように低温（２５０℃〜３００℃）で樹脂材料を流入させて充填した。

封止用樹脂材料が固化した後型から取り出して樹脂成形品を得た。図４は、織地を樹脂封止した眼鏡フレーム部品の一例に関する斜視図である。得られた樹脂成形品は、織地表面の質感が失われることなくそのままの状態で封止することができた。また、織地の形状を自由に設定して様々な織地を選択することができることから、幅広いデザイン設計が可能となり、これまでにない眼鏡フレーム部品を得ることが可能となった。

本発明を用いることで、これまで樹脂封止することが困難であった表面形状が変形又は破損しやすいシート材を、表面形状を損なうことなく樹脂封止することが可能となったので、布地や紙といった様々な装飾体をそのままの状態で樹脂封止することができ、装飾体を保護するとともにその装飾効果を長期間にわたって維持することが可能となる。

また、レンチキュラー及びホログラムといった微細な表面加工が施されたものについてもその機能を失うことなく樹脂封止が可能なことから、装飾効果の維持とともに認証用に用いた場合に樹脂により保護されて安全性が向上する。

また、小型部品を実装したフレキシブル基板をそのまま樹脂封止することができることから、眼鏡フレーム部品等の樹脂成形品の内部にフレキシブル基板を容易に内蔵することができ、様々な製品の樹脂フレームに電子部品を内蔵することで装置のコンパクト化を図ることが可能となる。

本発明に係る樹脂成形方法で作製した樹脂成形品に関する斜視図である。図１の断面図である。樹脂成形の工程に関する説明図である。成形された眼鏡フレーム部品に関する斜視図である。

符号の説明

１基板材
２封止材
３シート材
４樹脂膜
５樹脂フィルム

Claims

表面形状が変形又は破損しやすいシート材を樹脂製の基板材の表面に形成された凹部内に収容し、前記シート材の外表面全体に前処理用樹脂材料を付与し、前記基板材を型内に設置して前記シート材の外表面を含む前記基板材の片面側の空間に面方向に沿って封止用樹脂材料を加圧・流入させて充填することで前記シート材を樹脂封止して成形することを特徴とするシート材の樹脂成形方法。
前記前処理用樹脂材料及び前記封止用樹脂材料は、透明な樹脂材料であることを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形方法。
前記シート材は、前記基板材の凹部内に接着されて収容されることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂成形方法。
前記前処理用樹脂材料は、液体状でスプレーにより付与されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の樹脂成形方法。
前記前処理用樹脂材料は、フィルム状の熱可塑性樹脂材料からなり、前記シート材の外表面全体に載置されて熱により融解して付与されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の樹脂成形方法。