JP5308229B2 - 凹凸部形成方法および凹凸部形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、携帯電話、テレビおよび冷蔵庫などの製品の表面の加飾用途、ならびに製品の表面の点字用途に利用できる、凹凸部形成方法および凹凸部形成装置に関するものである。

従来は、製品の表面の加飾用途に使用される凹凸部の形成は、エッチング加工（いわゆるシボ加工）を金型のキャビティ面に施し、製品の成形時にエッチングパターンをその表面に転写する凹凸部形成方法によって、主に行なわれていた。

最近では、このようなエッチング加工を利用しない凹凸部形成方法も知られている。

そこで、図８（Ａ）〜（Ｅ）を主として参照しながら、エッチング加工がキャビティ面に施されていない金型を利用する、従来の凹凸部形成方法について説明する（たとえば、特許文献１参照）。

なお、図８（Ａ）は従来の凹凸部形成方法における凸部形成ステップ（前段）を説明するための概略的な断面図であり、図８（Ｂ）は従来の凹凸部形成方法の凹凸部形成方法における凸部形成ステップ（後段）を説明するための概略的な断面図であり、図８（Ｃ）は従来の凹凸部形成方法における突出部形成ステップを説明するための概略的な断面図であり、図８（Ｄ）は従来の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（前段）を説明するための概略的な断面図であり、図８（Ｅ）は従来の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（後段）を説明するための概略的な断面図である。

まず、成形体４９０の表面に凹凸部５９０を形成するための凹凸部形成用凸部２９１を、転写フィルム１００の一方の表面に形成する。

なお、転写フィルム１００は、基材層１１０、剥離層１２０および加飾層１３０を有している。

また、凹凸部形成用凸部２９１は、転写フィルム１００の一方の表面である基材層１１０の表面に位置合わせされたレリーフ型６９１により、紫外線（ＵＶ、Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ）照射装置６２９が転写フィルム１００の他方の表面である加飾層１３０側から照射する紫外線で硬化される紫外線硬化型樹脂を利用して形成する。

つぎに、凹凸部形成用突出部３９１が転写フィルム１００の他方の表面に形成されるように、形成した凹凸部形成用凸部２９１を転写フィルム１００の内部に押し込む。

なお、転写フィルム１００の一方の表面を第一金型（図示省略）のキャビティ面に密着させることにより、凹凸部形成用凸部２９１を転写フィルム１００の内部に押し込む。

そして、形成された凹凸部形成用突出部３９１を利用して、凹凸部５９０が形成された成形体４９０を製造する。

なお、転写フィルム１００の一方の表面がキャビティ面に密着させられた第一金型と、第一金型に対応する第二金型（図示省略）と、を型締めし、成形体４９０を形成する成形樹脂を第一金型と第二金型との間のキャビティ空間に射出することにより、成形体４９０を製造する。

特開平２−３１００１８号公報

しかしながら、上述した従来の凹凸部形成方法においては、製品の表面の加飾および点字などに関して高い外観品位を得ることが困難である場合がある。

本発明者は、その原因をつぎのように分析している。

すなわち、凹凸部形成用凸部２９１は、先細りの形状を有することが多い。

これは、凹凸部形成用凸部２９１はレリーフ型６９１からの離型が可能でなければならないので、基材層１１０の表面に対する接触角Φが鈍角となる形状を有することはないからである。

したがって、凹凸部形成用突出部３９１は、上述の通り凹凸部形成用凸部２９１を転写フィルム１００の内部に押し込むことによって形成しているので、結果的に先太りの形状を有する。

すると、離型の際には内部応力が凹凸部形成用突出部３９１に集中するが、そのような応力は先太りの形状により増大し、離型不良が発生しやすい。

なお、最悪の場合には離型が全く不可能な状況が発生してしまい、離型を無理に試みると、転写されるべき絵柄の一部が転写されずに欠損した状態になってしまうこともある。

本発明は、上述した従来の課題を考慮し、製品の表面の加飾および点字などに関してより高い外観品位を得ることが可能な、凹凸部形成方法および凹凸部形成装置を提供することを目的とする。

第１の本発明は、物品の表面に凹凸部を形成するための凹凸部形成用凸部を、フィルムの一方の表面に形成する凸部形成ステップと、
凹凸部形成用突出部が前記フィルムの他方の表面に形成されるように、前記形成した凹凸部形成用凸部を前記フィルムの内部に押し込む突出部形成ステップと、
前記形成された凹凸部形成用突出部を利用して、前記凹凸部が形成された前記物品を製造する物品製造ステップと、を備え、
前記凹凸部形成用凸部は、先太りの形状を有し、
前記凸部形成ステップにおいては、前記凹凸部形成用凸部を、前記凹凸部形成用突出部が前記突出部形成ステップにおいて先細りの形状を有して形成されるように、形成する、凹凸部形成方法である。

第２の本発明は、前記凹凸部形成用凸部は、インクジェット印刷を利用して形成する、第１の本発明の凹凸部形成方法である。

第３の本発明は、前記突出部形成ステップにおいては、前記フィルムの前記一方の表面を第一のモールド型のキャビティ面に密着させることにより、前記凹凸部形成用凸部を前記フィルムの内部に押し込み、
前記物品製造ステップにおいては、前記フィルムの前記一方の表面が前記キャビティ面に密着させられた前記第一のモールド型と、前記第一のモールド型に対応する第二のモールド型と、を型締めし、前記物品を形成する材料を前記第一のモールド型と前記第二のモールド型との間のキャビティ空間に射出することにより、前記物品を製造する、第１の本発明の凹凸部形成方法である。

第４の本発明は、前記凸部形成ステップにおいては、箔切れ防止用凸部を、前記フィルムの前記一方の表面に、箔切れ防止用突出部が前記突出部形成ステップにおいて前記フィルムの前記他方の表面の前記物品のエッジの位置に対応する位置に形成されるように、さらに形成する、第１の本発明の凹凸部形成方法である。

第５の本発明は、前記箔切れ防止用凸部の幅は、前記凹凸部形成用凸部の幅よりも小さい、第４の本発明の凹凸部形成方法である。

第６の本発明は、前記箔切れ防止用凸部の高さは、前記凹凸部形成用凸部の高さよりも大きい、第４の本発明の凹凸部形成方法である。

第７の本発明は、前記凹凸部形成用凸部は、複数個形成し、
前記複数個形成された凹凸部形成用凸部の内の少なくとも二つの間においては、
前記物品の前記表面がより大きい曲率を有する位置に対応する位置に形成された一方の前記凹凸部形成用凸部の幅が、前記物品の前記表面がより小さい曲率を有する位置に対応する位置に形成された他方の前記凹凸部形成用凸部の幅よりも、小さい、第１の本発明の凹凸部形成方法である。

第８の本発明は、前記凹凸部形成用凸部は、複数個形成し、
前記複数個形成された凹凸部形成用凸部の内の少なくとも二つの間においては、
前記物品の前記表面がより大きい曲率を有する位置に対応する位置に形成された一方の前記凹凸部形成用凸部の高さが、前記物品の前記表面がより小さい曲率を有する位置に対応する位置に形成された他方の前記凹凸部形成用凸部の高さよりも、大きい、第１の本発明の凹凸部形成方法である。

第９の本発明は、前記凹凸部形成用凸部は、紫外線硬化型樹脂を利用して形成する、第１の本発明の凹凸部形成方法である。

第１０の本発明は、インクジェット印刷を利用して、物品の表面に凹凸部を形成するための凹凸部形成用凸部を、フィルムの一方の表面に形成する凸部形成ユニットと、
前記フィルムの前記一方の表面を第一のモールド型のキャビティ面に密着させることにより、凹凸部形成用突出部が前記フィルムの他方の表面に形成されるように、前記形成した凹凸部形成用凸部を前記フィルムの内部に押し込む突出部形成ユニットと、
前記フィルムの前記一方の表面が前記キャビティ面に密着させられた前記第一のモールド型と、前記第一のモールド型に対応する第二のモールド型と、を型締めし、前記物品を形成する材料を前記第一のモールド型と前記第二のモールド型との間のキャビティ空間に射出することにより、前記形成された凹凸部形成用突出部を利用して、前記凹凸部が形成された前記物品を製造する物品製造ユニットと、を備え、
前記凹凸部形成用凸部は、先太りの形状を有する、凹凸部形成装置である。

本発明の構成により、製品の表面の加飾および点字などに関してより高い外観品位を得ることが可能な、凹凸部形成方法および凹凸部形成装置を提供することができる。

（Ａ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における凸部形成ステップを説明するための概略的な断面図、（Ｂ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における突出部形成ステップを説明するための概略的な断面図、（Ｃ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（前段）を説明するための概略的な断面図、（Ｄ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（後段）を説明するための概略的な断面図 本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における凸部形成ステップを説明するための概略的な部分拡大断面図 （Ａ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法におけるインモールド準備工程を説明するための概略的な側面図、（Ｂ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における吸引およびフィルムクランプ工程を説明するための概略的な側面図、（Ｃ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形樹脂射出準備工程を説明するための概略的な側面図、（Ｄ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形樹脂射出および冷却工程を説明するための概略的な側面図、（Ｅ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における離型工程を説明するための概略的な側面図、（Ｆ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における吸引およびフィルムクランプ解除工程を説明するための概略的な側面図 （Ａ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における凸部形成ステップを説明するための概略的な断面図、（Ｂ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における突出部形成ステップを説明するための概略的な断面図、（Ｃ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（前段）を説明するための概略的な断面図、（Ｄ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（後段）を説明するための概略的な断面図である。 （Ａ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における凸部形成ステップを説明するための概略的な断面図、（Ｂ）本発明にかかる実施の形態５の凹凸部形成方法における突出部形成ステップを説明するための概略的な断面図、（Ｃ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（前段）を説明するための概略的な断面図、（Ｄ）本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（後段）を説明するための概略的な断面図 （Ａ）本発明にかかる実施の形態１における離型開始時における第一金型と成形体との位置関係を説明するための概略的な断面図、（Ｂ）本発明にかかる実施の形態１における離型中途時における第一金型と成形体との位置関係を説明するための概略的な断面図、（Ｃ）本発明にかかる実施の形態１における離型終了時における第一金型と成形体との位置関係を説明するための概略的な断面図 本発明にかかる実施の形態２における凹凸部形成装置の概略的な側面図 （Ａ）従来の凹凸部形成方法における凸部形成ステップ（前段）を説明するための概略的な断面図、（Ｂ）従来の凹凸部形成方法の凹凸部形成方法における凸部形成ステップ（後段）を説明するための概略的な断面図、（Ｃ）従来の凹凸部形成方法における突出部形成ステップを説明するための概略的な断面図、（Ｄ）従来の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（前段）を説明するための概略的な断面図、（Ｅ）従来の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（後段）を説明するための概略的な断面図

以下、図面を参照しながら本発明にかかる実施の形態について詳細に説明する。

（実施の形態１）
はじめに、図１（Ａ）〜（Ｄ）を主として参照しながら、本実施の形態における凹凸部形成方法について説明する。

なお、図１（Ａ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における凸部形成ステップを説明するための概略的な断面図であり、図１（Ｂ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における突出部形成ステップを説明するための概略的な断面図であり、図１（Ｃ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（前段）を説明するための概略的な断面図であり、図１（Ｄ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（後段）を説明するための概略的な断面図である。

本実施の形態における凹凸部形成方法は、凸部形成ステップと、突出部形成ステップと、成形体製造ステップと、を備え、凸部形成ステップにおいては、凹凸部形成用凸部２１１を、凹凸部形成用突出部３１１が突出部形成ステップにおいて先細りの形状を有して形成されるように、形成する。

まず、上記の凸部形成ステップにおいては、成形体４１０の表面に凹凸部５１０を形成するための凹凸部形成用凸部２１１を、転写フィルム１００の一方の表面に形成する。

なお、後により詳しく説明するが、凹凸部形成用凸部２１１は、インクジェット印刷により、先太りの形状を有するように、紫外線硬化型樹脂を利用して形成する。

つぎに、上記の突出部形成ステップにおいては、凹凸部形成用突出部３１１が転写フィルム１００の他方の表面に形成されるように、形成した凹凸部形成用凸部２１１を転写フィルム１００の内部に押し込む。

なお、後により詳しく説明するが、本実施の形態においては、転写フィルム１００の一方の表面を第一金型７１０（図３（Ｂ）参照）のキャビティ面に密着させることにより、凹凸部形成用凸部２１１を転写フィルム１００の内部に押し込む。

そして、上記の成形体製造ステップにおいては、形成された凹凸部形成用突出部３１１を利用して、凹凸部５１０が形成された成形体４１０を製造する。

なお、後により詳しく説明するが、本実施の形態においては、転写フィルム１００の一方の表面がキャビティ面に密着させられた第一金型７１０と、第一金型７１０に対応する第二金型７２０（図３（Ｃ）参照）と、を型締めし、成形体４１０を形成する成形樹脂を第一金型７１０と第二金型７２０との間のキャビティ空間に射出することにより、成形体４１０を製造する。

つぎに、図２を主として参照しながら、本実施の形態における凹凸部形成用凸部２１１の形成についてより具体的に説明する。

なお、図２は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における凸部形成ステップを説明するための概略的な部分拡大断面図である。

まず、上記の転写フィルム１００の層構造をもつフィルム構成についてより詳しく説明する。

転写フィルム１００は、基材層１１０、剥離層１２０および加飾層１３０を有している。

基材層１１０は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ポリカーボネイト（ＰＣ、Ｐｏｌｙ Ｃａｒｂｏｎａｔｅ）、または延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ、Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｐｏｌｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ）などを利用して構成された厚さ２０〜２００μｍ程度の層である。

剥離層１２０は、メラニン系樹脂、またはシリコン系樹脂などを利用して構成された厚さ０．５〜５μｍ程度の層である。

なお、基材層１１０および剥離層１２０から構成されるフィルムは、基材フィルムと呼ばれることがある。

加飾層１３０は、ハードコート層１３１、アンカー層１３２、着色層１３３および接着層１３４を有している。

ハードコート層１３１は、加飾層１３０が成形体４１０に転写された際には最表面となる、高硬度な紫外線硬化型樹脂などを利用して構成された厚さ１〜１０μｍ程度の層である。

アンカー層１３２は、ハードコート層１３１と着色層１３３との密着性を高めてより高度な特性を付与するための、ポリエステル樹脂などを利用して構成された厚さ１〜１０μｍ程度の層である。

着色層１３３は、耐侯性が良好な顔料インク、または一般に使用される染料インクなどを利用して構成された厚さ１〜１００μｍ程度の層である。

接着層１３４は、インモールド耐性を有する、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、またはビニル系樹脂などを利用して構成された厚さ１〜５０μｍ程度の層である。

なお、たとえば、着色層１３３および接着層１３４は、一層で構成されているとは限らず、折り重なって複数層で構成されていてもよい。

より具体的には、着色層１３３は、膜厚が薄いと透けて見えてしまい所望の色にならないので、重ね塗りを利用して構成されていてもよいし、白、黒、または灰色等の隠蔽層の挿入を利用して構成されていてもよい。

さらに、金属調を呈したい場合には、蒸着膜が着色層１３３と接着層１３４との間に挿入されていてもよいし、メタリックインキがアンカー層１３２と着色層１３３との間に挿入されていてもよい。

さて、凹凸部形成用凸部２１１は、つぎにより詳しく説明するように、インクジェット印刷により、先太りの形状を有するように、紫外線硬化型樹脂を利用して形成する。

インクジェット印刷における紫外線硬化型樹脂の吐出においては、数十μｍ径のノズルから液滴２１０を一滴ずつ吐出するようにインクジェット印刷装置６１１の制御を行う。

このとき、液滴２１０は微小であるので、内部への引っ張り応力が液体の内部応力により生じる。

液滴２１０は、この引張り応力のために、略球形を保ったまま転写フィルム１００の一方の表面に先太りの形状を有するように着弾する。より具体的には、着弾した液滴２１０によって生じる凹凸部形成用凸部２１１は同表面に対する接触角Θが鈍角となる形状を有する。

凹凸部形成用凸部２１１は、紫外線照射装置６２１を利用して基材層１１０側から照射する紫外線により、その形状を保ったまま硬化させる。

本実施の形態においては、紫外線を上述した従来の凹凸部形成方法におけるように加飾層１３０側から照射する場合とは異なり、ハードコート層１３１が紫外線のために硬化してしまうことはほとんどない。したがって、インモールド、および使用後の転写フィルム１００の巻取りの際におけるハードコート層１３１の割れが発生する可能性は、極めて低い。なお、もしもハードコート層１３１の割れが発生すると、着色層１３３がアンカー層１３２の欠落により加飾層１３０の内部にうまく形成できなくなり、印刷にじみ等が誘発されるので、成形体４１０の外観品位が悪化してしまうことがある。

もちろん、紫外線硬化型樹脂の吐出量は凹凸部形成用凸部２１１の所望のサイズなどに応じて制御すればよく、たとえば重ね塗りを所定の位置に所定の吐出量で行ってもよい。

要するに、上記の紫外線硬化型樹脂の吐出を複数回繰り返し、着弾した液滴２１０を積層させることで、転写フィルム１００と接触する接触側では接触角Θが鈍角となる形状を有し、転写フィルム１００と接触しない非接触側では略球面形状を有する、所望のサイズの層構造をもつ凹凸部形成用凸部２１１を形成することができる。

なお、凹凸部形成用凸部２１１は、上述の通り転写フィルム１００と接触しない非接触側では略球面形状を有するので、第一金型７１０（図３（Ｂ）参照）のキャビティ面とは点接触することになる。したがって、第一金型７１０のキャビティ面から伝達される圧力が均一となり、成形体４１０の表面に形状精度が設計通りの凹凸部５１０を実現できるし、紫外線硬化型樹脂が離型の際に第一金型７１０のキャビティ面に付着することにより発生する成形時ダストも低減できる。

また、紫外線硬化型樹脂に関する濡れ性を向上させるために、コロナ処理等の表面処理加工をこの粒子を形成する際に転写フィルム１００に施す必要はない。

以下でもより詳しく説明するが、凹凸部形成用凸部２１１が基材層１１０の内部に押し込まれ、先細りの形状をもった凹凸部形成用突出部３１１が裏側にある加飾層１３０の表面に形成されるため、成形体４１０の表面には凹凸部形成用突出部３１１の形状に応じた凹凸部５１０が転写される。

もちろん、凹凸部形成用凸部２１１の形状と凹凸部形成用突出部３１１の形状との間の相関関係は、転写フィルム１００の物理的または化学的な性質などに依存する。したがって、凹凸部形成用凸部２１１の形状は、そのような相関関係に関するあらかじめ得ておいた実験データなどを利用して、凹凸部形成用突出部３１１が所望の形状を有して形成されるように設計することが望ましい。

すると、第一金型７１０（図３（Ｂ）参照）からの離型の際には内部応力が凹凸部形成用突出部３１１に集中するが、そのような応力は先細りの形状によりかなり減少し、離型不良の発生を大きく抑制することができる。

つぎに、図３（Ａ）〜（Ｆ）を主として参照しながら、本実施の形態における凹凸部形成方法の各工程についてより具体的に説明する。

なお、図３（Ａ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法におけるインモールド準備工程を説明するための概略的な側面図であり、図３（Ｂ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における吸引およびフィルムクランプ工程を説明するための概略的な側面図であり、図３（Ｃ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形樹脂射出準備工程を説明するための概略的な側面図であり、図３（Ｄ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形樹脂射出および冷却工程を説明するための概略的な側面図であり、図３（Ｅ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における離型工程を説明するための概略的な側面図であり、図３（Ｆ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における吸引およびフィルムクランプ解除工程を説明するための概略的な側面図である。

（Ａ）インモールド準備工程；転写フィルム１００を、巻出装置（図示省略）側のローラ７４１から巻取装置（図示省略）側のローラ７４２に向かって供給する。

そして、供給されてきた転写フィルム１００を、第一金型７１０と第二金型７２０との間の、キャビティ空間が構成される予定の空間に配置する。

（Ｂ）吸引およびフィルムクランプ工程；第一金型７１０に設けられた吸引孔（図示省略）を介して接続された吸引装置（図示省略）を利用して、第一金型７１０と転写フィルム１００との間に隙間ができないように転写フィルム１００の吸引を行う。

そして、転写フィルム１００をクランプするためのフィルムクランプ７３１および７３２を利用して、転写フィルム１００の第一金型７１０に対するフィルムクランプを行う。

すると、凹凸部形成用凸部２１１は第一金型７１０の表面に押し当てられて、第二金型７２０側へ押し込まれ、凹凸部形成用突出部３１１が形成される。

この状態をキャビティ空間から見ると、従来のエッチング加工におけるエッチングパターンが第一金型７１０のキャビティ面に形成されているように見える。

（Ｃ）成形樹脂射出準備工程；第一金型７１０と第二金型７２０とを、成形樹脂を射出する前に型締めする。

（Ｄ）成形樹脂射出および冷却工程；適量の成形樹脂を、第二金型７２０に設けられたゲート７２１から、型締めされた第一金型７１０と第二金型７２０との間のキャビティ空間に射出する。

そして、射出された成形樹脂を冷却し、成形樹脂の温度を所定温度まで低下させる。

（Ｅ）離型工程；成形樹脂の温度が所定温度まで低下したことを確かめて、第二金型７２０を、成形体４１０とともに、転写フィルム１００の吸引およびフィルムクランプがされたままの第一金型７１０から引き離す。

このようにして、成形体４１０を、第一金型７１０から離型する。

そして、成形体４１０の表面には凹凸部５１０が形成されるとともに加飾層１３０が転写され、第一金型７１０の表面には基材層１１０および剥離層１２０のみとなった転写フィルム１００が残る。

なお、成形体４１０は、もちろん最終的には第二金型７２０からも離型する。

（Ｆ）吸引およびフィルムクランプ解除工程；転写フィルム１００の、第一金型７１０に対する吸引およびフィルムクランプを、解除する。

そして、使用済みの転写フィルム１００を、巻取装置（図示省略）側のローラ７４２から排出する。

もちろん、使用済みの転写フィルム１００を回収した後に、必要に応じて新たなものを同様にして供給してもよい。

なお、離型不良の発生をより抑制するためには、成形樹脂射出および冷却工程における冷却時に温度差を設ける温度制御を行ってもよい。

より具体的には、第一金型７１０の温度を維持しつつ第二金型７２０の温度をまず十分に低下させ、第一金型７１０の温度をそれから低下させるとよい。

実際、これとは異なり、たとえば、同時に第一金型７１０の温度と第二金型７２０の温度とを低下させると、第一金型７１０側の転写フィルム１００の温度と第二金型７２０側の成形体４１０の温度とが同時に低下し、転写フィルム１００の体積収縮と成形体４１０の体積収縮とが同時に起こる。すると、転写フィルム１００と成形体４１０との間での噛み込みが顕著に起こってしまい、離型不良が発生しやすくなる。

そこで、上述したように、前段で第一金型７１０の温度を維持しつつ第二金型７２０の温度を十分に低下させ、後段で第一金型７１０の温度を低下させるとよい。

すなわち、前段では、第一金型７１０の温度を維持しつつ第二金型７２０の温度を低下させるので、転写フィルム１００の温度は低下せず、成形体４１０の温度が低下する。すると、前段では、転写フィルム１００の体積収縮は起こらず、成形体４１０の体積収縮のみが起こる。したがって、成形体４１０が転写フィルム１００に多少は噛み込むかもしれないが、転写フィルム１００の体積収縮は起こらないので、凹凸部形成用突出部３１１の形状はほぼ維持される。よって、成形体４１０の外観品位の悪化要因となる凹凸部５１０の形状の潰れはほとんど発生しない。

そして、後段では、第一金型７１０の温度を低下させるので、今度は転写フィルム１００の温度が低下する。すると、後段では、成形体４１０の体積収縮はすでに終了しているから、離型にとってむしろ有利に働く転写フィルム１００の体積収縮のみが起こる。

成形体４１０の表面の凹凸部５１０における絵柄欠落がこのような温度制御によって大きく減少し、離型不良の発生はほとんどなくなった。

なおまた、成形体４１０のエッジの位置に対応する位置Ｐ（図１（Ｄ）参照）に残ってしまった転写フィルム１００の切れ端である箔切れに起因する箔切れ不良も、離型不良の原因となり得る。このような箔切れは、インモールド成形品の箔バリと呼ばれるものであるが、そもそも凹凸部形成に寄与がない不要なものである。

そこで、図４（Ａ）〜（Ｄ）に示されているように、箔切れ防止用凸部２２１を、転写フィルム１００の一方の表面に、箔切れ防止用突出部３２１が転写フィルム１００の他方の表面の成形体４２０のエッジの位置に対応する位置に形成されるように、さらに形成してもよい。

なお、図４（Ａ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における凸部形成ステップを説明するための概略的な断面図であり、図４（Ｂ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における突出部形成ステップを説明するための概略的な断面図であり、図４（Ｃ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（前段）を説明するための概略的な断面図であり、図４（Ｄ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（後段）を説明するための概略的な断面図である。

たとえば、凹凸部形成用凸部２１１と同様な箔切れ防止用凸部２２１は、成形体４２０のエッジ全体に対応する位置に形成する。

要するに、成形体４２０への加飾層１３０の転写と同時に、剥離層１２０および加飾層１３０を成形体４２０のエッジ近傍に対応する位置において基材層１１０から切り落とす。

箔切れ不良の発生が箔切れ防止用凸部２２１によって大きく抑制され、離型不良の発生はほぼ皆無となった。

なお、（１）箔切れ防止用凸部２２１の幅は凹凸部形成用凸部２１１の幅よりも小さい方が望ましく、（２）箔切れ防止用凸部２２１の高さは凹凸部形成用凸部２１１の高さよりも大きい方が望ましい。

ここに、上記の幅は転写フィルム１００の一方の表面に平行な矢印Ｗの方向に関して計測し、上記の高さは転写フィルム１００の一方の表面に垂直な矢印Ｈの方向に関して計測する。

もちろん、肝要であるのは、箔切れ防止用凸部２２１の幅および高さは箔切れの発生がより減少するように設計するということである。

より具体的には、たとえば、転写フィルム１００の長さ方向には筋状の箔切れが発生しやすいので、同長さ方向に対する幅方向に関しては箔切れ防止用凸部２２１の幅を凹凸部形成用凸部２１１の幅よりも小さくし、筋状の箔切れをシャープに切り落とすようにすればよい。

また、成形体４１０の表面が平面形状の部位のみならず曲面形状の部位を有することがある。

そこで、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示されているように、（１）成形体４３０の表面がより大きい曲率を有する位置に対応する位置に形成された凹凸部形成用凸部２３１の幅が、成形体４３０の表面がより小さい曲率を有する位置に対応する位置に形成された凹凸部形成用凸部２３２の幅よりも、小さく、（２）成形体４３０の表面がより大きい曲率を有する位置に対応する位置に形成された一方の凹凸部形成用凸部２３１の高さが、成形体４３０の表面がより小さい曲率を有する位置に対応する位置に形成された凹凸部形成用凸部２３２の高さよりも、大きい、ようにしてもよい。

なお、図５（Ａ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における凸部形成ステップを説明するための概略的な断面図であり、図５（Ｂ）は本発明にかかる実施の形態５の凹凸部形成方法における突出部形成ステップを説明するための概略的な断面図であり、図５（Ｃ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（前段）を説明するための概略的な断面図であり、図５（Ｄ）は本発明にかかる実施の形態１の凹凸部形成方法における成形体製造ステップ（後段）を説明するための概略的な断面図である。

前述の場合と同様であるが、上記の幅は転写フィルム１００の一方の表面に平行な矢印Ｗの方向に関して計測し、上記の高さは転写フィルム１００の一方の表面に垂直な矢印Ｈの方向に関して計測する。

吸引およびフィルムクランプ工程において生じる転写フィルム１００の伸びは、成形体４３０の表面の曲率がより大きな位置ではより大きい。したがって、成形体４３０の表面がより大きい曲率を有する位置に対応する位置に形成された凹凸部形成用凸部２３１は、凹凸部形成用凸部２３２と比較して、転写フィルム１００の内部に押し込まれる過程においてより扁平な形状を有するように変形される。結果的に、成形体４３０の表面がより大きい曲率を有する位置に対応する位置に形成された凹凸部形成用突出部３３１は、凹凸部形成用突出部３３２と比較して、幅がより大きくなり高さがより小さくなる傾向がある。

そこで、このような転写フィルム１００の伸びによる影響を見越して、凹凸部形成用凸部２３１および２３２の幅および高さは成形体４３０の表面の曲げ半径を考慮して設計するのが望ましい。

すると、たとえば、成形体４３０の表面の曲げ半径によらず、成形体４３０の表面全体に同じサイズや形状をもつ凹凸部５３０を一様に形成することも可能となる。

そのような設計に応じた凹凸部形成用凸部２３１および２３２の幅および高さの調節は、たとえば、前述のインクジェット印刷における紫外線硬化型樹脂の吐出量を制御することなどで容易に実現することができる。

本実施の形態においては、上述した従来の凹凸部形成方法におけるようにレリーフ型６９１（図８（Ａ）参照）を利用する場合とは異なり、凹凸部形成用凸部２３１および２３２の幅および高さを容易に調節可能である。したがって、成形体４３０の表面の曲げ半径が大きな位置に対応する位置に形成される凹凸部形成用突出部３３１に関しても、幅が広くなりすぎてしまったり高さが低くなりすぎてしまったりしないようにすることが容易にできる。

もちろん、成形体４３０の表面における曲率は離型不良の発生と関係するので、その点を考慮して凹凸部形成用凸部２３１および２３２の幅および高さを離型不良が発生しにくいように設計してもよい。

そして、たとえば、全体的な成形体４１０（図３（Ｅ）参照）の表面の形状なども考慮して、凹凸部形成用凸部２１１（図３（Ａ）参照）の幅および高さを離型不良が発生しにくいように設計してもよいことはいうまでもない。

なお、図６（Ａ）〜（Ｃ）に示されているように、そもそも本実施の形態における凹凸部形成方法では、成形体４１０の表面の形状が深絞り形状などであっても、離型不良の発生がかなり抑制される。

なお、図６（Ａ）は本発明にかかる実施の形態１における離型開始時における第一金型７１０と成形体４１０との位置関係を説明するための概略的な断面図であり、図６（Ｂ）は本発明にかかる実施の形態１における離型中途時における第一金型７１０と成形体４１０との位置関係を説明するための概略的な断面図であり、図６（Ｃ）は本発明にかかる実施の形態１における離型終了時における第一金型７１０と成形体４１０との位置関係を説明するための概略的な断面図である。

ここに、図６（Ａ）〜（Ｃ）においては、加飾層１３０（図３（Ｅ）参照）を省略している。

さて、離型において最も注意しなければいけない工程は、矢印Ｘの方向に向かって第二金型７２０を成形体４１０とともに第一金型７１０から引き離していく、離型中途時の工程である。

実際、そのような工程においては、深絞り形状の底面部に対応する位置における凹凸部形成用突出部３１１ａと凹凸部５１０との干渉はほとんど起こらないのであるが、深絞り形状の側面部に対応する位置における凹凸部形成用突出部３１１ｂと凹凸部５１０との干渉はどうしても起こりやすい。

もちろん、凹凸部形成用突出部３１１（図１（Ｂ）参照）を形成するための凹凸部形成用凸部２１１（図１（Ａ）参照）の幅および高さを、前述したように上記の干渉が起こりにくいように設計してもよい。

しかしながら、そのような設計が現実的には困難であったとしても、本実施の形態における凹凸部形成方法では、凹凸部形成用突出部３１１ｂが先細りの形状を有しているので、凹凸部形成用突出部３１１ｂと凹凸部５１０との間においては離型にとって有利に働くすべり性が確保できている。

したがって、凹凸部形成用突出部３１１ｂと凹凸部５１０との干渉がある程度は起こったとしても、成形体４１０の外観品位の著しい悪化要因となるような離型不良は発生しにくい。

（実施の形態２）
はじめに、図７を主として参照しながら、本実施の形態における凹凸部形成装置の構成について説明する。

なお、図７は、本発明にかかる実施の形態２における凹凸部形成装置の概略的な側面図である。

本実施の形態における凹凸部形成装置は、第一ユニット６００と、第二ユニット７００と、を備えている。

第一ユニット６００は、インクジェット印刷を利用して、成形体４１０の表面に凹凸部５１０を形成するための凹凸部形成用凸部２１１を、転写フィルム８００の一方の表面に形成するユニットである。

第二ユニット７００は、転写フィルム８００の一方の表面を第一金型７１０のキャビティ面に密着させることにより、凹凸部形成用突出部３１１（図１（Ｂ）参照）が転写フィルム８００の他方の表面に形成されるように、形成した凹凸部形成用凸部２１１（図１（Ａ）参照）を転写フィルム８００の内部に押し込むユニットである。

そして、第二ユニット７００は、転写フィルム８００の一方の表面がキャビティ面に密着させられた第一金型７１０と、第一金型７１０に対応する第二金型７２０と、を型締めし、成形体４１０を形成する成形樹脂を第一金型７１０と第二金型７２０との間のキャビティ空間に射出することにより、形成された凹凸部形成用突出部３１１（図１（Ｂ）参照）を利用して、凹凸部５１０が形成された成形体４１０を製造するユニットである。

ここで、転写フィルム８００の、凹凸形成機能フィルムとしての層構造をもつフィルム構成についてより詳しく説明する。

転写フィルム８００は、基材層８１０および剥離層８２０を有している。

基材層８１０は、ポリエチレンテレフタレートを利用して構成された厚さ２０〜２００μｍ程度の層である。

剥離層８２０は、片側の粘着性により基材層８１０の表面とラミネートされる、紫外線硬化型樹脂を利用して構成された厚さ１〜１０μｍ程度の層である。

なお、剥離層８２０の、基材層８１０の表面とラミネートされない表面には、凹凸部形成用凸部２１１が、インクジェット印刷により、先太りの形状を有するように、紫外線硬化型樹脂を利用して形成される。

また、転写フィルム８００は、通常の絵柄転写フィルム９００と併用して用いられる厚さ１０〜５０μｍ程度のフィルムである。

つぎに、本実施の形態における凹凸部形成装置の動作について説明する。

第一ユニット６００は、インクジェット印刷を利用して、成形体４１０の表面に凹凸部５１０を形成するための凹凸部形成用凸部２１１を、転写フィルム８００の一方の表面に形成する。

なお、凹凸部形成用凸部２１１の形成は、前述した実施の形態１の凹凸部形成方法における場合と同様にして行われる。

絵柄転写フィルム９００は、巻出装置（図示省略）側のローラ７４７から巻取装置（図示省略）側のローラ７４８に向かって供給される。

そして、巻出装置（図示省略）側のローラ７４５から供給される剥離層８２０がラミネートされた、巻出装置（図示省略）側のローラ７４３から巻取装置（図示省略）側のローラ７４４に向かって配送されてきた転写フィルム８００が、挿入される。

ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラを有する画像読み取り認識機能をもつ制御装置（図示省略）は、転写フィルム８００と絵柄転写フィルム９００とに予め付与されたアライメントマークを利用して、インモールドが行われる前にテンション制御を行って転写フィルム８００と絵柄転写フィルム９００との位置合わせをする。

したがって、本実施の形態では、つぎのインモールドが、このようにして位置合わせがされた転写フィルム８００と絵柄転写フィルム９００とを利用して行われる。

第二ユニット７００は、転写フィルム８００の一方の表面を第一金型７１０のキャビティ面に密着させることにより、凹凸部形成用突出部３１１（図１（Ｂ）参照）が転写フィルム８００の他方の表面に形成されるように、形成した凹凸部形成用凸部２１１（図１（Ａ）参照）を転写フィルム８００の内部に押し込む。

なお、凹凸部形成用突出部３１１（図１（Ｂ）参照）の形成は、前述した実施の形態１の凹凸部形成方法における場合と同様にして行われる。

そして、第二ユニット７００は、転写フィルム８００の一方の表面がキャビティ面に密着させられた第一金型７１０と、第一金型７１０に対応する第二金型７２０と、を型締めし、成形体４１０を形成する成形樹脂を第一金型７１０と第二金型７２０との間のキャビティ空間に射出することにより、形成された凹凸部形成用突出部３１１（図１（Ｂ）参照）を利用して、凹凸部５１０が形成された成形体４１０を製造する。

なお、成形体４１０の製造は、前述した実施の形態１の凹凸部形成方法における場合と同様にして行われる。

絵柄転写フィルム９００は、巻取装置（図示省略）側のローラ７４８から排出される。

そして、成形体４１０の表面に形成される凹凸部５１０のデザインに応じて変更された凹凸部形成用凸部２１１が新たに形成される場合には、転写フィルム８００が巻取装置（図示省略）側のローラ７４４から配送されていく。さらに、紫外線照射装置７５１は紫外線を使用済みの転写フィルム８００に照射して剥離層８２０を硬化させ、基材層８１０の表面とラミネートされていた片側の粘着性が低下させられ、剥離層８２０は基材層８１０から剥離されてローラ７４６から排出される。

このようにして、基材層８１０をリサイクルしながら、成形体４１０の表面に形成される凹凸部５１０のデザインの変更などにオンデマンドで対応することができる。

上述した本実施の形態における凹凸部形成方法は、製品の表面の加飾用途および点字用途などに利用することができる。なお、製品の具体例としては、テレビ、ホータブル音楽オーディオ、携帯電話、洗濯機、エアコン、冷蔵庫、電気釜、ならびにカーナビゲーションおよびインストゥルメンタル・パネルなどの自動車の内装製品、などが挙げられる。

もちろん、上述した本実施の形態においては成形と同じタイミングで凹凸部を成形体４１０の表面に形成したが、それに限らず、たとえば、成形とは異なるタイミングで、成形済みの成形体４１０の表面を軟化させておいて、凹凸部を成形体４１０の表面に形成してもよいことはいうまでもない。

なお、上述した本実施の形態におけるインクジェット印刷装置６１１を含む手段は、本発明の凸部形成ユニットに対応する。

また、上述した本実施の形態における第一金型７１０と、フィルムクランプ７３１および７３２と、を含む手段は、本発明の突出部形成ユニットに対応する。

また、上述した本実施の形態における第一金型７１０と、第二金型７２０と、を含む手段は、本発明の物品製造ユニットに対応する。

本発明にかかる凹凸部形成方法および凹凸部形成装置は、製品の表面の加飾および点字などに関してより高い外観品位を得ることができ、携帯電話、テレビおよび冷蔵庫などの製品の表面の加飾用途、ならびに製品の表面の点字用途に利用できる、凹凸部形成方法および凹凸部形成装置等として有用である。

１００ 転写フィルム
１１０ 基材層
１２０ 剥離層
１３０ 加飾層
１３１ ハードコート層
１３２ アンカー層
１３３ 着色層
１３４ 接着層
２１０ 液滴
２１１、２３１、２３２、２９１ 凹凸部形成用凸部
２２１ 箔切れ防止用凸部
３１１、３１１ａ、３１１ｂ、３３１、３３２、３９１ 凹凸部形成用突出部
３２１ 箔切れ防止用突出部
４１０、４２０、４３０、４９０ 成形体
５１０、５３０、５９０ 凹凸部
６００ 第一ユニット
６１１ インクジェット印刷装置
６２１、６２９ 紫外線照射装置
６９１ レリーフ型
７００ 第二ユニット
７１０ 第一金型
７２０ 第二金型
７２１ ゲート
７３１、７３２ フィルムクランプ
７４１〜７４８ ローラ
７５１ 紫外線照射装置
８００ 転写フィルム
８１０ 基材層
８２０ 剥離層
９００ 絵柄転写フィルム

Claims (10)

1. 物品の表面に凹凸部を形成するための凹凸部形成用凸部を、フィルムの一方の表面に形成する凸部形成ステップと、
   凹凸部形成用突出部が前記フィルムの他方の表面に形成されるように、前記形成した凹凸部形成用凸部を前記フィルムの内部に押し込む突出部形成ステップと、
   前記形成された凹凸部形成用突出部を利用して、前記凹凸部が形成された前記物品を製造する物品製造ステップと、を備え、
   前記凹凸部形成用凸部は、先太りの形状を有し、
   前記凸部形成ステップにおいては、前記凹凸部形成用凸部を、前記凹凸部形成用突出部が前記突出部形成ステップにおいて先細りの形状を有して形成されるように、形成する、凹凸部形成方法。
2. 前記凹凸部形成用凸部は、インクジェット印刷を利用して形成する、請求項１記載の凹凸部形成方法。
3. 前記突出部形成ステップにおいては、前記フィルムの前記一方の表面を第一のモールド型のキャビティ面に密着させることにより、前記凹凸部形成用凸部を前記フィルムの内部に押し込み、
   前記物品製造ステップにおいては、前記フィルムの前記一方の表面が前記キャビティ面に密着させられた前記第一のモールド型と、前記第一のモールド型に対応する第二のモールド型と、を型締めし、前記物品を形成する材料を前記第一のモールド型と前記第二のモールド型との間のキャビティ空間に射出することにより、前記物品を製造する、請求項１記載の凹凸部形成方法。
4. 前記凸部形成ステップにおいては、箔切れ防止用凸部を、前記フィルムの前記一方の表面に、箔切れ防止用突出部が前記突出部形成ステップにおいて前記フィルムの前記他方の表面の前記物品のエッジの位置に対応する位置に形成されるように、さらに形成する、請求項１記載の凹凸部形成方法。
5. 前記箔切れ防止用凸部の幅は、前記凹凸部形成用凸部の幅よりも小さい、請求項４記載の凹凸部形成方法。
6. 前記箔切れ防止用凸部の高さは、前記凹凸部形成用凸部の高さよりも大きい、請求項４記載の凹凸部形成方法。
7. 前記凹凸部形成用凸部は、複数個形成し、
   前記複数個形成された凹凸部形成用凸部の内の少なくとも二つの間においては、
   前記物品の前記表面がより大きい曲率を有する位置に対応する位置に形成された一方の前記凹凸部形成用凸部の幅が、前記物品の前記表面がより小さい曲率を有する位置に対応する位置に形成された他方の前記凹凸部形成用凸部の幅よりも、小さい、請求項１記載の凹凸部形成方法。
8. 前記凹凸部形成用凸部は、複数個形成し、
   前記複数個形成された凹凸部形成用凸部の内の少なくとも二つの間においては、
   前記物品の前記表面がより大きい曲率を有する位置に対応する位置に形成された一方の前記凹凸部形成用凸部の高さが、前記物品の前記表面がより小さい曲率を有する位置に対応する位置に形成された他方の前記凹凸部形成用凸部の高さよりも、大きい、請求項１記載の凹凸部形成方法。
9. 前記凹凸部形成用凸部は、紫外線硬化型樹脂を利用して形成する、請求項１記載の凹凸部形成方法。
10. インクジェット印刷を利用して、物品の表面に凹凸部を形成するための凹凸部形成用凸部を、フィルムの一方の表面に形成する凸部形成ユニットと、
    前記フィルムの前記一方の表面を第一のモールド型のキャビティ面に密着させることにより、凹凸部形成用突出部が前記フィルムの他方の表面に形成されるように、前記形成した凹凸部形成用凸部を前記フィルムの内部に押し込む突出部形成ユニットと、
    前記フィルムの前記一方の表面が前記キャビティ面に密着させられた前記第一のモールド型と、前記第一のモールド型に対応する第二のモールド型と、を型締めし、前記物品を形成する材料を前記第一のモールド型と前記第二のモールド型との間のキャビティ空間に射出することにより、前記形成された凹凸部形成用突出部を利用して、前記凹凸部が形成された前記物品を製造する物品製造ユニットと、を備え、
    前記凹凸部形成用凸部は、先太りの形状を有する、凹凸部形成装置。