JP6419602B2 - 凹凸形成体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、凹部の側方に凸部が配置される凹凸形成体の製造方法に関する。
下記特許文献１に記載の包材では、分子配向熱可塑性樹脂層にレーザが照射されることで、分子配向熱可塑性樹脂層に凹部が形成されると共に凹部の側方において凸部が形成されている。
ここで、この包材において、仮に、分子配向熱可塑性樹脂層に２組の凹部及び凸部が交差されて形成される場合に、一方の凹部及び凸部が形成された後に他方の凹部及び凸部が形成されても、他方の凹部及び凸部が形成される際に、一方の凹部及び凸部との交差部分において、一方の凸部が消失されにくい。このため、一対の凹部の交点部分と他方の凹部の当該交点以外の部分との間に一方の凸部が残存し易い。
本発明は、上記事実を考慮し、凹部の交点部分と交点以外の部分との間に凸部が配置されることを抑制できることが目的である。
請求項１に記載の凹凸形成体の製造方法は、熱可塑性を有する樹脂体と、前記樹脂体にレーザが照射されることで前記樹脂体に３個以上それぞれ交点から延伸された状態に形成された凹部と、前記樹脂体に前記凹部が形成されることで前記樹脂体に前記凹部の側方において形成された凸部と、を備えた凹凸形成体の製造方法であって、前記樹脂体に前記凹部が形成される際に前記凹部の前記交点部分がレーザの照射開始位置又は照射停止位置にされる。
請求項２に記載の凹凸形成体の製造方法は、熱可塑性を有する樹脂体と、前記樹脂体にレーザが照射されることで前記樹脂体に３個以上それぞれ交点から延伸された状態に形成された凹部と、前記樹脂体に前記凹部が形成されることで前記樹脂体に前記凹部の側方において形成された凸部と、を備えた凹凸形成体の製造方法であって、前記樹脂体に前記凹部が形成される際に前記樹脂体のレーザによる発熱量が前記凹部の前記交点側へ向かうに従い徐々に低下されて前記樹脂体のレーザによる発熱量が前記凹部の前記交点部分において低下される。
請求項３に記載の凹凸形成体の製造方法は、請求項１に記載の凹凸形成体の製造方法において、前記樹脂体に前記凹部が形成される際に前記樹脂体のレーザによる発熱量が前記凹部の前記交点側へ向かうに従い徐々に低下される。
請求項４に記載の凹凸形成体の製造方法は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の凹凸形成体の製造方法において、前記樹脂体に前記凹部が形成される際における前記樹脂体にレーザが照射される際及び前記樹脂体へのレーザの照射が休止される際の少なくとも一方の際に前記樹脂体が冷却される。
請求項１に記載の凹凸形成体の製造方法では、樹脂体が熱可塑性を有しており、樹脂体にレーザが照射されることで、樹脂体に凹部が形成されると共に凹部の側方において凸部が形成されている。また、樹脂体に３個以上の凹部がそれぞれ交点から延伸された状態に形成されている。
ここで、樹脂体に凹部が形成される際に、凹部の交点部分がレーザの照射開始位置又は照射停止位置にされる。このため、凹部の交点部分が形成される際に凹部の交点部分の側方に凸部が形成されることを抑制でき、凹部の交点部分と交点以外の部分との間に凸部が配置されることを抑制できる。
請求項２に記載の凹凸形成体の製造方法では、樹脂体が熱可塑性を有しており、樹脂体にレーザが照射されることで、樹脂体に凹部が形成されると共に凹部の側方において凸部が形成されている。また、樹脂体に３個以上の凹部がそれぞれ交点から延伸された状態に形成されている。
ここで、樹脂体に凹部が形成される際に、樹脂体のレーザによる発熱量が凹部の交点部分において低下される。このため、凹部の交点部分が形成される際に凹部の交点部分の側方に凸部が形成されることを抑制でき、凹部の交点部分と交点以外の部分との間に凸部が配置されることを抑制できる。
請求項３に記載の凹凸形成体の製造方法では、樹脂体に凹部が形成される際に、樹脂体のレーザによる発熱量が凹部の交点側へ向かうに従い徐々に低下される。このため、凹部の深さ寸法が凹部の交点部分において急激に変化することを抑制できる。
請求項４に記載の凹凸形成体の製造方法では、樹脂体に凹部が形成される際における樹脂体にレーザが照射される際及び樹脂体へのレーザの照射が休止される際の少なくとも一方の際に、樹脂体が冷却される。このため、樹脂体のレーザ照射部分が発火することを抑制でき、凹部の深さ寸法及び凸部の高さ寸法を大きくできる。
図１には、本発明の実施形態に係る溝形成体１０（凹凸形成体）が断面図にて示されており、図２には、溝形成体１０が平面図にて示されている。
本実施形態に係る溝形成体１０は、例えば、車両用部品であるホイールキャップにされて、車両のホイール（図示省略）の車幅方向外側に取付けられる。
図１及び図２に示す如く、溝形成体１０は、樹脂体としての板状の樹脂板１２を備えており、樹脂板１２は、例えばＰＰ樹脂、ＰＣ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＣ−ＡＢＳ樹脂又はＰＡ樹脂にされて、熱可塑性を有している。樹脂板１２の肉厚寸法は、例えば１．５ｍｍにされて、大きくされており、樹脂板１２は、割れ、曲げ及び捩れ等に対する強度が高くされると共に、剛性が高くされている。
樹脂板１２の表面（意匠面）には、断面略半楕円状の凹部１４が４個（３個以上であればよい）形成されており、凹部１４は、交点１４Ａから樹脂板１２の表面に沿って直線状に延伸されている。樹脂板１２の表面には、凹部１４の交点１４Ａ以外の部分の両側方において、断面略半楕円状の凸部１６が形成されており、凸部１６は、凹部１４に沿って延伸されている。このため、樹脂板１２の表面には、凹部１４内及び凸部１６間において、溝１８が形成されており、溝１８の深さ寸法Ｄは、凹部１４の深さ寸法Ｅと凸部１６の高さ寸法Ｈとの合計にされている。なお、例えば、溝１８の深さ寸法Ｄは、０．１ｍｍ以上（例えば０．１ｍｍ）にされると共に、溝１８の幅寸法Ｗ（凸部１６の頂部間の寸法）は、０．５ｍｍ以上（例えば０．７ｍｍ）にされている。
また、樹脂板１２の表面が塗装される前には、樹脂板１２に表側から被覆部材としての板状のマスク２０が装着されて、樹脂板１２の表面がマスク２０によって部分的に被覆される。マスク２０の端部には、引掛部２０Ａが形成されており、引掛部２０Ａは、樹脂板１２側に突出されている。このため、引掛部２０Ａが弾性変形された状態で樹脂板１２の溝１８に引掛けられることで、樹脂板１２にマスク２０が装着される。これにより、樹脂板１２の表面が塗装される際には、樹脂板１２表面のマスク２０による被覆部分が塗装されることが制限される。
次に、本実施形態の作用を説明する。
以上の構成の溝形成体１０において、樹脂板１２の表面に溝１８（凹部１４及び凸部１６）が形成される際には、図２及び図３に示す如く、樹脂板１２の溝１８形成位置に表側からレーザＬ（レーザ光）が照射されることで、樹脂板１２のレーザＬ照射部分が発熱されて溶融及び昇華される。これにより、樹脂板１２のレーザＬ照射部分が蒸気圧によって樹脂板１２の表側に押圧移動されることで、樹脂板１２の表面に、凹部１４が形成されると共に凹部１４の両側方において凸部１６が形成されて、溝１８が形成される。しかも、樹脂板１２の表面に沿ってレーザＬが走査されることで、レーザＬの走査軌跡Ｔに沿って、凹部１４及び凸部１６が連続形成されて、溝１８が連続形成される。
また、レーザＬは、ＣＯ２レーザにされる。さらに、樹脂板１２の表面に溝１８（凹部１４及び凸部１６）が形成される際には、レーザＬの出力は、例えば１Ｗ以上１０Ｗ以下にされると共に、レーザＬのスポット径は、例えば０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下にされており、レーザＬの走査速度は、例えば５ｍ／分以上にされる。このため、樹脂板１２がレーザＬによって融点以上かつ沸点未満の温度に発熱される。
ところで、樹脂板１２の表面には、４個の凹部１４がそれぞれ交点１４Ａから延伸された状態に形成されている。
ここで、樹脂板１２の表面に各凹部１４が形成される際には、凹部１４の交点１４Ａ部分がレーザＬの照射停止位置（照射開始位置でもよい）にされる。このため、凹部１４の交点１４Ａ部分において、レーザＬの出力が凹部１４の交点１４Ａ側へ向かうに従い設定出力から徐々に小さくされて、レーザＬの照射量ひいては樹脂板１２のレーザＬによる発熱量が凹部１４の交点１４Ａ側へ向かうに従い徐々に小さくされることで、凹部１４の交点１４Ａ部分の両側方に凸部１６が形成されることが抑制又は防止される。
これにより、凹部の交点１４Ａ部分と交点１４Ａ以外の部分との間に凸部１６が配置されることを抑制又は防止できる。このため、マスク２０の引掛部２０Ａが樹脂板１２の２個以上の溝１８に交点１４Ａを介して引掛けられて、樹脂板１２にマスク２０が装着される場合でも、引掛部２０Ａの２個以上の溝１８への引掛量が当該凸部１６によって小さくされることを抑制又は防止でき、マスク２０からの塗装のはみ出しを防止できる。
さらに、上述の如く、樹脂板１２の表面に各凹部１４が形成される際には、凹部１４の交点１４Ａ部分において、樹脂板１２のレーザＬによる発熱量が小さくされて、凹部１４のレーザＬによる形成深さ寸法が小さくされる。このため、樹脂板１２の表面に全ての凹部１４が形成されても、凹部１４の深さ寸法Ｅが凹部１４の交点１４Ａ部分において大きくなることを抑制でき、凹部１４の深さ寸法Ｅを均一化できる。しかも、凹部１４の交点１４Ａ部分にボイド（気泡）が形成されることを抑制できる。これにより、樹脂板１２への凹部１４の形成品質を向上させることができる。
しかも、上述の如く、樹脂板１２の表面に各凹部１４が形成される際には、凹部１４の交点１４Ａ部分において、樹脂板１２のレーザＬによる発熱量が凹部１４の交点１４Ａ側へ向かうに従い徐々に小さくされて、凹部１４のレーザＬによる形成深さ寸法が凹部１４の交点１４Ａ側へ向かうに従い徐々に小さくされる。このため、凹部１４の深さ寸法Ｅが凹部１４の交点１４Ａ部分において急激に変化することを抑制でき、凹部１４の深さ寸法Ｅを一層均一化できる。
また、樹脂板１２の表面に各凹部１４が形成される際には、樹脂板１２の凹部１４形成位置にレーザＬが複数回（例えば３回以上）重ねて照射及び走査される。このため、樹脂板１２の凹部１４形成位置にレーザＬが照射及び走査されてから次に樹脂板１２の凹部１４形成位置にレーザＬが照射及び走査されるまでの間には、樹脂板１２の凹部１４形成位置へのレーザＬの照射が一時的に休止されることで、樹脂板１２の凹部１４形成位置が放置されて冷却される。しかも、樹脂板１２の凹部１４形成位置へのレーザＬの複数回合計の照射量は大きくされても、樹脂板１２の凹部１４形成位置へのレーザＬの１回毎の照射量は小さくされる。
これにより、樹脂板１２のレーザＬ照射部分が急激に温度上昇（過剰発熱）されて発火することを抑制でき、凹部１４の深さ寸法Ｅ及び凸部１６の高さ寸法Ｈを大きくできて、溝１８の深さ寸法Ｄを大きくできる。このため、樹脂板１２にマスク２０が装着される際に、マスク２０の引掛部２０Ａの溝１８への引掛量を大きくでき、マスク２０からの塗装のはみ出しを一層防止できる。
なお、本実施形態では、樹脂板１２に各凹部１４が形成される際に、凹部１４の交点１４Ａ部分において、樹脂板１２のレーザＬによる発熱量が凹部１４の交点１４Ａ側へ向かうに従い徐々に小さくされる。しかしながら、樹脂板１２に各凹部１４が形成される際に、凹部１４の交点１４Ａ部分において、樹脂板１２のレーザＬによる発熱量が小さくされればよい。
さらに、本実施形態では、樹脂板１２の表面に各凹部１４が形成される際に、凹部１４の交点１４Ａ部分において、レーザＬの出力が小さくされて、レーザＬの照射量ひいては樹脂板１２のレーザＬによる発熱量が小さくされる。しかしながら、樹脂板１２に各凹部１４が形成される際に、凹部１４の交点１４Ａ部分において、レーザＬの走査速度が大きくされて、レーザＬの照射量ひいては樹脂板１２のレーザＬによる発熱量が小さくされてもよい。
また、本実施形態では、樹脂板１２に各凹部１４が形成される際に、樹脂板１２にレーザＬが複数回照射されることで、樹脂板１２へのレーザＬの照射が一時的に休止される際に、樹脂板１２の凹部１４形成位置が冷却される。しかしながら、樹脂板１２に各凹部１４が形成される際における樹脂板１２にレーザＬが照射される際及び樹脂板１２へのレーザＬの照射が一時的に休止される際の少なくとも一方の際に、樹脂板１２の凹部１４形成位置が冷却されればよい。しかも、樹脂板１２又は樹脂板１２の周囲が冷却されて（温度を低下されて）、樹脂板１２の凹部１４形成位置が冷却されてもよい。
さらに、本実施形態では、凹部１４が交点１４Ａから直線状に延伸される。しかしながら、凹部１４が交点１４Ａから曲線状に延伸されてもよい。
また、本実施形態において、レーザＬを吸収して発熱する発熱材料（例えばカーボンブラック）を樹脂板１２に混入してもよい。
さらに、本実施形態では、レーザＬをＣＯ２レーザにした。しかしながら、レーザＬをＹＧＡレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ファイバーレーザ、半導体レーザ、又は、これらの第２高調波のレーザにしてもよい。
１０ 溝形成体（凹凸形成体）
１２ 樹脂板（樹脂体）
１４ 凹部
１４Ａ 交点
１６ 凸部
Ｌ レーザ
１２ 樹脂板（樹脂体）
１４ 凹部
１４Ａ 交点
１６ 凸部
Ｌ レーザ
Claims (4)
- 熱可塑性を有する樹脂体と、
前記樹脂体にレーザが照射されることで前記樹脂体に３個以上それぞれ交点から延伸された状態に形成された凹部と、
前記樹脂体に前記凹部が形成されることで前記樹脂体に前記凹部の側方において形成された凸部と、
を備えた凹凸形成体の製造方法であって、
前記樹脂体に前記凹部が形成される際に前記凹部の前記交点部分がレーザの照射開始位置又は照射停止位置にされる凹凸形成体の製造方法。 - 熱可塑性を有する樹脂体と、
前記樹脂体にレーザが照射されることで前記樹脂体に３個以上それぞれ交点から延伸された状態に形成された凹部と、
前記樹脂体に前記凹部が形成されることで前記樹脂体に前記凹部の側方において形成された凸部と、
を備えた凹凸形成体の製造方法であって、
前記樹脂体に前記凹部が形成される際に前記樹脂体のレーザによる発熱量が前記凹部の前記交点側へ向かうに従い徐々に低下されて前記樹脂体のレーザによる発熱量が前記凹部の前記交点部分において低下される凹凸形成体の製造方法。 - 前記樹脂体に前記凹部が形成される際に前記樹脂体のレーザによる発熱量が前記凹部の前記交点側へ向かうに従い徐々に低下される請求項１記載の凹凸形成体の製造方法。
- 前記樹脂体に前記凹部が形成される際における前記樹脂体にレーザが照射される際及び前記樹脂体へのレーザの照射が休止される際の少なくとも一方の際に前記樹脂体が冷却される請求項１〜請求項３の何れか１項記載の凹凸形成体の製造方法。
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