JP5480966B2 - 熱可塑性合成樹脂製立体装飾片の製造方法と製造装置 - Google Patents

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Description

本発明は、主として自動車、二輪車、モーターボート、ＯＡ機器、家庭用電気器具、運動用品、機械等に粘着剤、接着剤で取り付けられる、熱可塑性合成樹脂製立体装飾片の製造方法及び製造装置に関する。
エンブレム等として用いられる合成樹脂よりなる、立体的な装飾片の製造方法としては、金型及び高周波誘電加熱を用いる種々方法が提案されている（下記特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
しかしながら、特許文献１に開示の発明は、凹型と凸型との双方を用い、凹型と凸型との間において立体模様片を製造するので、該立体模様片の裏面が平坦にならず、裏面に凹部が生じてしまう。従って、自動車等の被装着物に接着又は粘着する面積が小さくなってしまうため、十分な接着（粘着）強度が得られなかった。
また、特許文献２に開示の発明は、ポリウレタンフィルムの上面に付与する凹凸模様を、彫刻金型による押圧、加熱時に、同時に形成する場合は、装飾片全体に加熱、加圧が及ぶので、装飾片裏面の粘着剤層の粘着力は損なわれることとなる。
また、特許文献３に開示の発明は、裏面の粘着材層面は平坦になったが、高周波誘電加熱の熱と、圧力によって本来の粘着力が損なわれ、被装着物に対する接着（粘着）強度が半減することが判明した。
粘着材又は粘着剤は、加熱によって劣化し、それに圧力が加わると更に粘着強度が損なわれることが、種々の実験で証明された。
日本特公平０７−１０２６２０号公報 日本特許第３２３５９４３号公報 日本特許第４２２７５８７公報
本発明は、下層材料の接着又は粘着強度が損なわれない、立体装飾片の製造方法及び装置を提供することを目的とする。
本発明の第一の観点によれば、
陰極たる第一テーブルの上に、上層材料を載置し、
陽極たる上型を第一テーブル上に下降させて、上層材料を押圧すると共に、高周波を発信して誘電加熱して、上層材料を成形、溶断して立体賦形体とすると共に、立体賦形体を上型に仮止めし、
高周波誘電加熱を止め、
粘着性を有する下層材料が載置された第二テーブルを、立体賦形体を仮止めした上型の下に移動し、
前記上型を第二テーブル上に下降させて、立体賦形体を押圧し、下層材料を切断すると共に、立体賦形体と下層材料とを粘着させる、
熱可塑性合成樹脂製立体装飾片の製造方法が提供される（請求項１）。
好ましくは、前記第一テーブルの上に、中間層材料を載置し、
該中間層材料の上に、前記上層材料を載置し、
前記上型を第一テーブル上に下降させて、上記上層材料及び中間層材料を押圧すると共に、高周波を発信して誘電加熱して、上層材料と中間層材料とを溶着させて、立体賦形体とする（請求項２）。
また、好ましくは、前記第二テーブルの上に、裏面に離型紙が配置された下層材料を載置する（請求項３）。
また、好ましくは、下層材料を切断した後、不要部分を除去し、アプリケーションフィルムを上層の上面に貼り付ける（請求項４）。
更に好ましくは、前記下層材料の、切断個所以外の部分の下にクッション材を配置することにより、クッション材に上型の押圧力を吸収させる（請求項５）。
本発明の第二の観点によれば、
陽極たる上型と、陰極たる第一テーブルと、第二テーブルとよりなり、
前記上型が、第一加工手段を有し、
該第一加工手段が、上型と第一テーブルとの間で高周波誘電加熱を行う時に、材料を溶断し、
前記第一加工手段が、上型と第二テーブルとの間で押圧を行う時に、材料を切断し、
前記上型の下面には、仮止め手段が設けられており、
前記第二テーブルの上面が平坦であり、
前記第二テーブルの上面には、第一加工手段の刃先が当接する位置から0.2〜1mm、隣接する第一加工手段の幅方向中央側の領域に凹部が設けられており、
該凹部には、クッション材が配置されている、
ことを特徴とする、熱可塑性合成樹脂製立体装飾片の製造装置が提供される（請求項６）。
また、陽極たる上型と、陰極たる第一テーブルと、第二テーブルと、第二テーブル上に配置された下型よりなり、
前記上型が、第一加工手段を有し、
該第一加工手段が、上型と第一テーブルとの間で高周波誘電加熱を行う時に、材料を溶断し、
前記第一加工手段が、上型と第二テーブルとの間で押圧を行う時に、材料を切断し、
前記上型の下面には、仮止め手段が設けられており、
前記下型の上面が平坦であり、
前記下型の上面には、第一加工手段(22)の刃先が当接する位置から0.2〜1mm、隣接する第一加工手段の幅方向中央側の領域に凹部が設けられており、
該凹部には、クッション材(51)が配置されている、
ことを特徴とする、熱可塑性合成樹脂製立体装飾片の製造装置が提供される（請求項７）。
請求項１〜３、５〜７に記載の発明によれば、粘着性を有する下層材料が高周波誘電加熱に付されず、加熱されない。従って、下層材料の粘着性の劣化を防ぐことが可能となる。
請求項５に記載の発明によれば、下層材料の下にクッション材が配置されているので、下層材料の押圧による粘着性の劣化を防ぐことが可能となり、上記効果に加えて、更に効果的に前記粘着性の劣化を防ぐ。
また、下層材料の切断個所の下にはクッション材が配置されていないので、下層材料の切断が容易になされる。
請求項６に記載の発明によれば、第二テーブルの上面の、前記位置にクッション材が配置されているので、下層材料の押圧による粘着性の劣化を防ぐことが可能となる。また、下層材料の切断個所の下にはクッション材が配置されていないので、下層材料の切断が容易になされる。
請求項７に記載の発明によれば、上記効果に加えて、立体的装飾片の模様を変更した場合にも、下型だけを別途作成すれば良い、と言う効果を奏する。
上型２１の模式的底面図である。 第一工程の高周波誘電加熱前の状態を模式的に示した、図１中Ｍ−Ｍ線断面図である。 第一工程の高周波誘電加熱中の状態を模式的に示した、図１中Ｍ−Ｍ線断面図である。 図３中、Ｎ部分を拡大した断面図である。 第一工程の高周波誘電加熱後の状態を模式的に示した、図１中Ｍ−Ｍ線断面図である。 下型４２の模式的平面図である。 下型４２の、図６中Ｐ−Ｐ線断面図である。 第二工程の押圧前の状態を模式的に示したものであり、下型４２の図６中Ｐ−Ｐ線断面と、上型、立体賦形体、下層材料の同様の断面とを示す。 第二工程の押圧中の状態を模式的に示したものであり、下型４２の図６中Ｐ−Ｐ線断面と、上型、立体賦形体、下層材料の同様の断面とを示す。 立体賦形体と下層材料を除き、図９中、Ｘ部分を拡大した断面図である。 第二工程の押圧後の状態を模式的に示したものであり、下型４２の図６中Ｐ−Ｐ線断面と、上型、立体賦形体、下層材料の同様の断面とを示す。 本発明の方法により製造された立体的模様片の平面図である。 図１２中、Ｙ−Ｙ線断面図である。
＜立体的装飾片＞
先ず、本発明の方法及び装置により製造される立体的装飾片について説明する。
図１２は、本発明の方法及び装置により製造された立体的装飾片の正面図であり、図１３は、図８中Ｙ−Ｙ線断面図である。
図１３に示したように、立体的な形状に成形された上層１１と、前記上層１１の下に配置された、粘着機能を有する下層１３と、上層１１の上面に配置されたアプリケーションフィルム１５と、下層１３の下面に配置された離型紙１６とよりなる。
後述のように、下層１３は、粘着性を有するので、離型紙１６が配置される。
アプリケーションフィルム１５は、例えば、裏面（下面）に粘着材が配置された透明樹脂フィルム又は紙が挙げられる。このようなアプリケーションフィルム等を貼着けすることによって、立体装飾片が保護されると共に、図示実施例のように構成要素（図示実施例の場合、Ｎ、Ｅ、Ｏ、−、Ｘの各文字）が離隔している模様の場合、これら構成要素の相対的位置を保持することができる。
本発明の方法及び装置により製造される立体的装飾片は、種々のものに装着することが可能であり、例えば、自動車、バイク、モーターボート、自転車、ＯＡ機器、家庭用電気器具、運動用品、機械等の内外装に使用することができる。
＜上層＞
立体的模様片の上層１１には、立体的な形状が賦形されている。また、印刷等がなされて装飾片の表面を美しく見せていても良い。上層１１は、表面層材料１１ａと中間層材料１２ａとより作られ、後述のように、立体的模様片の製造において、表面層材料１１ａと中間層材料１２ａとは溶着され、一体となる。尚、後述の図示実施例においては、上層材料は、表面層材料１１ａと中間層材料１２ａとよりなる。しかしながら、表面層材料１１ａのみで上型２１のキャビティ内に充満する（表面層材料１１ａのみで立体的装飾片の厚さを得ることができる）ならば、中間層材料１２ａは必須ではない。
＜表面層材料＞
表面層材料１１ａは、立体的な装飾片の表面を美しく見せるために用いられる材料であって、熱可塑性合成樹脂フィルムを用いることが可能であり、合成樹脂製装飾片の材料として公知のものを用いることができる。例えば、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリウレタンフィルム、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム等を用いることが可能である。熱可塑性合成樹脂フィルムは、積層フィルムであっても良い。
また、熱可塑性合成樹脂フィルムに、公知技術により金属を蒸着して、金属製の立体装飾片の如き装飾片とすることも可能であり、例えば、金属蒸着ポリ塩化ビニルフィルム、金属蒸着ポリウレタンフィルム、金属蒸着ポリエステルフィルム、金属蒸着ポリオレフィンフィルム等を用いることが可能である。金属としては、公知のものを用いることが可能であり、例えば、アルミニウム、クロム、銀、錫等が挙げられる。
上述の表面層材料１１ａは、製造しようとする立体的装飾片により、適宜選択する。また、表面に、公知技術により印刷をすることが可能である。
＜中間層材料＞
中間層材料１２ａは、立体的装飾片に厚みを持たせると共に、装飾片内に空洞ができるのを防ぎ、立体的装飾片がへこまないようにする層であって、熱可塑性合成樹脂を用いることが可能であり、例えば、ポリ塩化ビニルシート、ポリウレタンシート、ポリオレフィンシート等が挙げられる。
＜下層及び下層材料＞
下層１３は、上層１１を自動車等の被装着物に装着するための層であって、接着又は粘着機能を有するものであり、下層材料１３ａより作られる。
下層材料１３ａは、接着又は粘着機能を有する材料よりなり、合成樹脂製装飾片を装着するための材料として公知のものを用いることができる。例えば、基材を有する両面テープ、基材を有しない両面テープが挙げられるが、本発明は、これらに限定されない。このような下層材料１３ａは、製造する装飾片及び被装着物により適宜選択する。
＜製造装置＞
本発明によれば、
（１）上述の材料を、第一テーブル３１と上型２１とにより高周波誘電加熱して、立体賦形体１４ｂを形成し（第一工程）、
（２）該立体賦形体１４ｂを、第二テーブル４１と上型２１とにより押圧して、下層材料１３ａを切断し、立体的装飾片１とする。
以下、本発明において用いられる製造装置を説明する。
本発明の製造装置は、第一工程及び第二工程において用いられる上型２１と、第一工程において用いられる第一テーブル３１と、第二工程において用いられる第二テーブル４１とよりなる。
第一工程において、上型２１は陽極として機能し、第一テーブル３１は陰極として機能する。一方、第二工程において、上型２１は、陽極として機能しない。
図示していないが、第一テーブル３１と第二テーブル４１とは移動可能とし、交互に上型２１の下に位置するようにしても良い（テーブルスライド式）。また、ターンテーブルにより第一テーブル３１、第二テーブル４１が移動可能であってもよく、公知のものを用いることが可能である。
上型２１には、キャビティが形成されており、立体的装飾片の表面を形成する。キャビティの断面形状は、図示実施例に限定されず、山型、ドーム型、台形、その他任意形状で良いことは勿論である。
上型２１には、第一加工手段２２及び第二加工手段２３が設けられている。
第一加工手段２２は、高周波誘電加熱を行う第一工程においては溶断刃として機能して、表面層材料１１ａ及び中間層材料１２ａを溶断し、高周波誘電加熱を行わず押圧を行う第二工程においては切断刃として機能して、下層を切断する。
第二加工手段２３は、第一工程において、押圧刃として機能する。第二加工手段２３は、必要に応じて設けられ、必須ではない。
尚、図４においては、第一加工手段２２等の寸法が示されているが、本発明は、かかる寸法に限定されない。
図１に示したように、上型２１の下面には、仮止め手段２５が設けられている。仮止め手段２５は、前記第一工程において製造された立体賦形体１４ｂを上型２１に仮止めする。仮止め手段２５としては、例えば、粘着テープが挙げられる。
上型２１には、位置合わせ用ピン穴２４が設けられている。位置合わせ用ピン穴２４と、後述の第二テーブル４１の位置合わせ用ピン穴４５とにピン（図示せず）を差し込み、上型２１と第二テーブル４１との位置合わせがなされる。
第一テーブル３１は、第一工程において陰極として用いられるが、第二工程においては用いられない。第一テーブル３１の上面は、平坦面となっている。
上型２１、第一テーブル３１は、高周波誘電加熱装置であるが、公知のものを使用することが可能である。
第二テーブル４１は、第一工程においては用いられず、第二工程において用いられる。第二テーブル４１の上面は、平坦となっている。第二テーブル４１の上面には、凹部が設けられている。
代わりに、図示実施例のように、第二テーブル４１の上に、上面が平坦とされ、上面に凹部４３が設けられている下型４２を載置しても良い。立体的装飾片の模様を変更した場合には、別の下型を作成しておけば便宜である。
各々の凹部４３には、クッション材５１が配置され、下型４２の上面が平坦となっている。クッション材としては、例えば、ゴム等、押圧力を吸収することができる物質が挙げられる。このようにクッション材５１が配置されたことにより、下型４２上に配置された下層材料１３ａが上型２１により押圧された場合、クッション材５１と接する部分においては、押圧力がクッション材に吸収されることとなる。このため、クッション材５１と接する部分においては、下層材料１３ａの粘着力が劣化しない。
しかしながら、第一加工手段２２の刃先が当接する位置にクッション材が配置されると、押圧力がクッション材に吸収されるため、第一加工手段２２により下層材料１３ａを切断することができなくなってしまう。従って、クッション材５１の位置、凹部４３の位置が重要となる。
凹部４３は、隣接する第一加工手段２２の幅方向（図１０においてＵ方向）中央側の領域であって、第一加工手段２２の刃先が当接する位置４４１、４４２から0.2mm〜１mm中央側の位置４４３、４４４に位置する。即ち、点４４１と点４４３との距離は0.2mm〜１mmである。該当接位置４４１、４４２から0.2mm未満の位置に凹部４３（クッション材５１）が存すると、上型２１と下型４２（第二テーブル４１）との相対的位置が僅かにズレた場合、第一加工手段２２の刃先がクッション材５１に位置してしまい、下層材料１３ａを切断することができなくなってしまう。該当接位置４４１、４４２から１mmを越えた位置に凹部４３（クッション材５１）が存すると、下層材料１３ａに圧力が加わる面積が大きくなってしまい、粘着性能が劣化してしまう。
また、凹部４３の深さは、１〜５mmが好ましい。図１０においては、凹部４３の深さを２mmとしているが、本発明は、２mmに限定されない。凹部４３の深さ（即ち、クッション材５１の厚さ）が１mm未満だと、押圧力を十分に吸収することができない。５mmを越えると、押圧力によりクッション材５１がへこんでしまい、下層材料１３ａとの間に隙間ができてしまう。このため、下層材料１３ａの下面が平坦にならなくなってしまうことがある。
換言すれば、下層材料１３ａの、切断個所以外の部分の下にクッション材５１を配置することにより、上型２１の押圧力を吸収させ、下層材料１３ａの粘着性能の劣化を防ぐこととなる。
下型４２（或いは第二テーブル４１）には、位置合わせ用ピン穴４５が設けられている。第二テーブル４１の位置合わせ用ピン穴４５と、位置合わせ用ピン穴２４とにピン（図示せず）を差し込み、上型２１と下型４２（第二テーブル４１）との位置合わせがなされる。
＜製造方法＞
本発明によれば、上述のような装置を用い、以下のようにして立体的装飾片が製造される。
図示実施例においては、図２に示したように、第一テーブル３１上に、中間層材料１２ａを載置し、中間層材料１２ａの上に表面層材料１１ａを載置する。この段階においては、下層材料１３ａは載置しない。
図示実施例においては、中間層材料１２ａの上に表面層材料１１ａを載置することとしたが、中間層材料１２ａと表面層材料１１ａとを予め積層一体化したものを第一テーブル３１上に載置してもよい。また、表面層材料１１ａが、上型２１のキャビティ内に充満する厚さであれば、中間層材料１２ａはなくても良い。
次に、図３に示したように、上型２１を下降させ、表面層材料１１ａ及び中間層材料１２ａを押圧し、上型２１を陽極、第一テーブル３１を陰極として、高周波を発信する。表面層材料１１ａと中間層材料１２ａとは、加熱、溶融される。表面層材料１１ａ及び中間層材料１２ａは、加熱により溶融して、上型２１のキャビティに流れ込み、賦形される。そして、表面層材料１１ａと中間層材料１２ａとは、溶着し、立体賦形体１４ｂとなる。
立体賦形体１４ｂ（表面層材料１１ａ及び中間層材料１２ａ）は、第一加工手段２２により溶断される。
形成された立体賦形体１４ｂは、上型２１により賦形されている。また、上述のように第一テーブル３１の上面が平坦なので、立体賦形体１４ｂの下面は、平坦となる。従って、本発明の方法により製造された立体装飾片の接着又は粘着面積が大きくなり、十分な接着又は粘着強度が得られる。
また、立体賦形体１４ｂは、仮止め手段２５により、上型２１に仮止めされる。仮止め手段２５が粘着テープである場合には、上型２１の押圧力と仮止め手段２５の粘着力とにより、立体賦形体１４ｂは、上型２１に仮止めされる。
立体賦形体１４ｂが形成され、上型２１に仮止めされたら、高周波誘電加熱を止める。
第二テーブル４１の上に、下層材料１３ａを載置する。図示実施例においては、第二テーブル４１の上に下型４２を載置する。図示実施例においては、下型４２の上に、裏面に離型紙１６が配置された下層材料１３ａを載置する（図８）。
次に、上型２１の下方に配置された第一テーブル３１を移動させ、第二テーブル４１を上型２１の下方に移動する。第一テーブル３１と第二テーブル４１とがスライド可能となっており、上型２１の下方に移動することができる構造となっていると便宜である。
図示実施例においては、先ず、立体賦形体１４ｂと共に上型２１を引き上げ（図５）、第一テーブル３１を移動させ、その後、第二テーブル４１及び下型４２を上型２１の下方に移動させる（図８）。この場合、立体賦形体１４ｂは、仮止め手段２５により上型２１に仮止めされている。
図９に示したように、上型２１を下降させて、立体賦形体１４ｂと下層材料１３ａとを押圧する。この時、高周波は発信されない。
また、この時、上型２１の位置合わせ用ピン穴２４と下型４２の位置合わせ用ピン穴４５とにピン（図示せず）を差し込むことにより、上型２１と下型４２との位置合わせがなされる。尚、上型２１と下型４２とを固定した後、ピンは抜き取る。
押圧により、下層材料１３ａの粘着力で、立体賦形体１４ｂと下層材料１３ａとは粘着され、一体となる。
また、押圧すると、上型２１の第一加工手段２２により、下層材料１３ａは切断される。この場合、図示実施例においては、下型４２の、第一加工手段２２の刃先が当接する位置には、クッション材５１が存しないので、容易に切断が行われる。一方、クッション材５１が存する部分においては、押圧力は、クッション材５１により吸収される。従って、クッション材５１が存する部分においては、下層材料１３ａの粘着力が劣化しない。下層材料１３ａの粘着力は、押圧力により劣化するが、本発明によれば、かかる劣化を防ぐことが可能となる。
即ち、好ましくは、下層材料１３ａの、切断個所以外の部分の下にクッション材５１を配置することにより、クッション材５１に上型２１の押圧力を吸収すると、下層１３の粘着力の劣化を更に防ぐことができる。
尚、離型紙１６は、第一加工手段２２によっては切断されず、若干伸びるだけである。
その後、上型２１を引き上げる（図１１）。
一体となった立体賦形体１４ｂと下層材料１３ａとを、上型２１から取り外し、不要部分を除去する。
その後、アプリケーションフィルム１５を、上層１１の上面に貼り付ける。

Claims (7)

  1. 陰極たる第一テーブル(31)の上に、上層材料(11a, 12a)を載置し、
    陽極たる上型(21)を第一テーブル(31)上に下降させて、上層材料(11a)を押圧すると共に、高周波を発信して誘電加熱して、上層材料(11a)を成形、溶断して立体賦形体(14b)とすると共に、立体賦形体(14b)を上型に仮止めし、
    高周波誘電加熱を止め、
    粘着性を有する下層材料(13a)が載置された第二テーブル(41)を、立体賦形体(14b)を仮止めした上型(21)の下に移動し、
    前記上型(21)を第二テーブル(41)上に下降させて、立体賦形体(14b)を押圧し、下層材料(13a)を切断すると共に、立体賦形体(14b)と下層材料(13a)とを粘着させる、
    熱可塑性合成樹脂製立体装飾片の製造方法。
  2. 前記第一テーブル(31)の上に、中間層材料(12a)を載置し、
    該中間層材料(12a)の上に、前記上層材料(11a)を載置し、
    前記上型(21)を第一テーブル(31)上に下降させて、上記上層材料(11a)及び中間層材料(12a)を押圧すると共に、高周波を発信して誘電加熱して、上層材料(11a)と中間層材料(12a)とを溶着させて、立体賦形体(14b)とする、
    請求項１に記載の方法。
  3. 前記第二テーブル(41)の上に、裏面に離型紙(16)が配置された下層材料(13a)を載置する、請求項１又は２に記載の方法。
  4. 下層材料(13a)を切断した後、不要部分を除去し、アプリケーションフィルム(15)を上層(11)の上面に貼り付ける、
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記下層材料(13a)の、切断個所以外の部分の下にクッション材(51)を配置することにより、クッション材(51)に上型(21)の押圧力を吸収させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
  6. 陽極たる上型(21)と、陰極たる第一テーブル(31)と、第二テーブル(41)とよりなり、
    前記上型(21)が、第一加工手段(22)を有し、
    該第一加工手段(22)が、上型(21)と第一テーブル(31)との間で高周波誘電加熱を行う時に、材料を溶断し、
    前記第一加工手段(22)が、上型(21)と第二テーブル(41)との間で押圧を行う時に、材料を切断し、
    前記上型(21)の下面には、仮止め手段(24)が設けられており、
    前記第二テーブル(41)の上面が平坦であり、
    前記第二テーブル(41)の上面には、第一加工手段(22)の刃先が当接する位置から0.2〜1mm、隣接する第一加工手段(22)の幅方向中央側の領域に凹部(43)が設けられており、
    該凹部(43)には、クッション材(51)が配置されている、
    ことを特徴とする、熱可塑性合成樹脂製立体装飾片の製造装置。
  7. 陽極たる上型(21)と、陰極たる第一テーブル(31)と、第二テーブル(41)と、第二テーブル(41)上に配置された下型(42)よりなり、
    前記上型(21)が、第一加工手段(22)を有し、
    該第一加工手段(22)が、上型(21)と第一テーブル(31)との間で高周波誘電加熱を行う時に、材料を溶断し、
    前記第一加工手段(22)が、上型(21)と第二テーブル(41)との間で押圧を行う時に、材料を切断し、
    前記上型(21)の下面には、仮止め手段(24)が設けられており、
    前記下型(42)の上面が平坦であり、
    前記下型(42)の上面には、第一加工手段(22)の刃先が当接する位置から0.2〜1mm、隣接する第一加工手段(22)の幅方向中央側の領域に凹部(43)が設けられており、
    該凹部(43)には、クッション材(51)が配置されている、
    ことを特徴とする、熱可塑性合成樹脂製立体装飾片の製造装置。
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