JP6608206B2 - 車載用成形品、および車載用成形品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、車載用成形品、および車載用成形品の製造方法に関するものである。

特開２０００−１９９０８２号公報には、アルミニウム薄板の彫り抜き成形品が開示されている。この彫り抜き成形品は、アルミニウム薄板の表面から裏面に達するまでエッチングにより当該アルミニウム薄板を彫り抜き、アルミニウム薄板の表面に任意の形状の画像を形成している。さらにエッチング処理後、アルミニウム薄板のエッチング断端面に陽極酸化皮膜を形成している。

特開２０００−１９９０８２号公報

上記の彫り抜き成形品においては、エッチング処理により形成されたエッチング断端面を陽極酸化処理し、これにより表示成形品の耐腐食性を向上させることができる。一方で、表示成形品としては、耐腐食性を向上させるだけでなく数字や図柄等を明確に表示する必要があり、当該表示すべき数字や図柄等の視認性を向上させることも望まれる。本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、車載用成形品に表示される図柄等の視認性を向上するための改良技術を提供することを課題とする。

上記課題は、本発明により解決される。本発明に係る車載用成形品は、例えば、車両の速度計器の数字、文字、図柄等を表示する車載用パネルや、エンジンスタータやパワーウィンドウ等の車載用操作スイッチに採用することができる。この車載用成形品は、金属プレート材と樹脂材を有する。したがって、この車載用成形品は、金属・樹脂積層製品とも称する。例えば、金属プレート材の材質は、アルミ、ステンレス、銅、ニッケル、ニクロム、チタン等が採用され、樹脂材の材質は、ＰＭＭＡ（アクリル）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＶＣ（塩化ビニル樹脂）等が採用される。

本発明は、金属プレート材と樹脂材とを有し、前記金属プレート材の意匠面に図柄が形成された車載用成形品の製造方法に関する。

本発明に係る車載用成型品の製造方法は、前記意匠面に、非エッチング部の支持層を設ける支持層配設ステップを有する。また前記支持層配設ステップの後で、前記金属プレート材を貫通するように前記金属プレート材の前記意匠面とは反対側のエッチング開始面からエッチング処理を行い、前記意匠面に前記図柄を形成するエッチング処理ステップを備える。

さらに本発明に係る車載用成型品の製造方法は、前記金属プレート材の前記エッチング開始面の外表面に前記樹脂材を接着する樹脂材配設ステップを備える。

さらに本発明に係る車載用成型品の製造方法は、前記樹脂材配設ステップの後で、浮島状の前記非エッチング部を、前記樹脂材側で保持させた状態で、前記支持層を除去するステップを備える。

本発明に係る車載用成形品の製造方法の更なる形態によれば、樹脂材配設ステップは、樹脂材として第１樹脂材を金属プレート材のエッチング開始面に設ける第１樹脂材配設ステップと、第１樹脂材の金属プレート材とは反対側に第２樹脂材を設ける第２樹脂材配設ステップと、を備える。したがって、車載用成形品の樹脂材は、第１樹脂材と第２樹脂材が積層されることで構成される。

本発明に係る車載用成形品の製造方法の更なる形態によれば、第２樹脂材配設ステップは、金属プレート材のエッチング開始面に第１樹脂材が設けられたアセンブリ体に対して溶融樹脂を射出成形することで第２樹脂材を設ける。典型的には、射出成形としてインサート成形が採用される。

本発明に係る車載用成形品の製造方法の更なる形態によれば、樹脂材は、透明または半透明の樹脂材で構成され、樹脂材配設ステップの後に、樹脂材の金属プレート材とは反対側の面を着色する樹脂材着色ステップを備える。第１樹脂材と第２樹脂材が積層されて樹脂材が構成される場合には、第１樹脂材と第２樹脂材が共に透明または半透明であってもよく、第１樹脂材のみが透明または半透明であってもよい。第１樹脂材のみが透明または半透明に構成される場合には、第１樹脂材の金属プレート材とは反対側の面が着色される。すなわち、第１樹脂材と第２樹脂材の間に着色層が形成される。なお、予め着色層が形成された第１樹脂材を、着色層が金属プレート材の第１面に設けられるように第１樹脂材を金属プレート材の第１面に設けてもよい。すなわち、金属プレート材と第１樹脂材の間に着色層が形成されてもよい。

本発明によれば、車載用成形品に表示される図柄等の視認性を向上するための改良技術を提供することができる。

本発明に係る図柄表示用成形品を示す平面図である。 図柄表示用成形品の部分拡大図である。 表示部を形成するアルミニウム基板の部分断面図である。 図柄表示用成形品の製造方法の第１工程を示す断面図である。 図柄表示用成形品の製造方法の第２工程を示す断面図である。 図柄表示用成形品の製造方法の第３工程を示す断面図である。 図柄表示用成形品の製造方法の第４工程を示す断面図である。 図柄表示用成形品の製造方法の第５工程を示す断面図である。 図柄表示用成形品の製造方法の第６工程を示す断面図である。 図柄表示用成形品の製造方法の第７工程を示す断面図である。 図柄表示用成形品の製造方法の第８工程を示す断面図である。 図柄表示用成形品の製造方法の第９工程を示す断面図である。 本発明の変形例に係る図柄表示成形品を示す斜視図である。

本発明の代表的な実施形態につき、図１〜図１２を参照して説明する。本実施形態は、車載用成形品の一例として、車両の速度計器などに使用される車載用パネルとしての図柄表示成形品１００について説明する。図１に示すように、図柄表示用成形品１００は、数字や模様等が視認可能な平板状の車載用部品である。具体的には、図２に示すように、図柄表示用成形品１００は、アルミニウム基板１１０をエッチングすることによって形成された数字や模様等の表示部１０１を備える。表示部１０１は、エッチングにより形成された凹部１１５、および凹部１１５によって全周を囲まれた非エッチング部１１６により構成される。この凹部１１５に囲まれた非エッチング部１１６は、浮島部とも称する。なお、表示部１０１は、数字の「１」のように凹部１１５のみで構成される数字や模様等の形態、および数字「８」や「０」のように凹部１１５、および凹部１１５によって囲まれる非エッチング部１１６によって構成される数字や模様等の形態のいずれの形態も好適に包含する。

図３に示すように、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａ（図３の上側の面）から裏面１１０Ｂ（図３の下側の面）に向かって等方性エッチング処理を行う場合には、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａと裏面１１０Ｂでエッチングによって形成された凹部１１５の寸法が異なる。すなわち、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａ側の凹部１１５の寸法（幅）は、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂ側の凹部１１５の寸法（幅）よりも大きくなる。換言すると、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａ側の開口端部１１５ａは断面が鈍角（９０度より大きい角度）となり、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂ側のエッチング開口端部１１５ｂは断面が鋭角（９０度より小さい角度）となる。この表面１１０Ａは、エッチング開始面とも称する。なお、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａと裏面１１０Ｂは説明の便宜上付与した名称であって、

さらに、アルミニウム基板１１０に対する等方性エッチング処理によって表示部１０１を形成する場合には、エッチング用のマスクに覆われた部分も腐食されてアンダーカットが生じることがある。すなわち、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａにおける凹部１１５の寸法がアンダーカットにより設計寸法より大きくなることがある。

以上のようにエッチングによって表示部１０１を形成する場合には、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａを意匠面とする場合に比べて、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂを意匠面に設定することで、表示部１０１の寸法がより設計寸法に近づく。さらに、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂの開口端部１１５ｂが鋭角に形成されることで、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａ側を表示部１０１の意匠面とする場合に比べて、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂを意匠面に設定することで、表示部１０１の輪郭がより綺麗に見栄えよく形成される。

そこで、本実施形態においては、アルミニウム基板１１０にエッチングによって表示部１０１を形成する図柄表示用成形品１００において、アルミニウム基板１１０の一方の面をエッチング開始面に設定し、アルミニウム基板１１０の他方の面を使用者が視認する意匠面に設定した。

以上の図柄表示用成形品１００は、図４〜図１２に示すように、アルミニウム基板１１０、樹脂フィルム１４０、および成形樹脂１５０を主体として構成されている。次に、図４〜図１２を参照して、図柄表示用成形品１００の製造方法について説明する。

（第１工程）
図４に示すように、第１工程は、基材としてのアルミニウム基板１１０を準備する基材準備工程である。アルミニウム基板１１０は、厚さが１ｍｍ以下の板材である。図４におけるアルミニウム基板１１０の上側の面を上面１１０Ａと規定し、アルミニウム基板１１０の下側の面を下面１１０Ｂと規定する。なお、上面１１０Ａは表面とも称し、下面１１０Ｂは裏面とも称する。

（第２工程）
図５に示すように、第２工程は、支持板としての樹脂板１２０をアルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂに接着する支持板接着工程である。樹脂板１２０は、接着層１２５によってアルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂに接着される。樹脂板１２０は、アルミニウム基板１１０を表面１１０Ａから裏面１１０Ｂまで貫通するようにエッチングする際に、表示部１０１の凹部１１５によって囲まれる非エッチング部１１６（図２参照）を支持する層として構成される。樹脂板１２０は、典型的には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）フィルムが用いられる。なお、ＰＥＴフィルム以外に、オレフィン系フィルム、ポリ塩化ビニル系フィルムを用いてもよい。なお、接着層１２５としては、エッチング工程において用いられるエッチング液の性質を考慮して種々の接着剤が用いられる。

（第３工程）
図６に示すように、第３工程は、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａにエッチング用のマスク層１３０を形成するマスク形成工程である。マスク層１３０は、マスキングインキをスクリーン印刷やインクジェット印刷の印刷手段によってアルミニウム基板１１０の表面１１０Ａに印刷されて形成される。マスク層１３０は、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａの領域において、エッチングされる領域が露出されるように非マスク領域１３５を形成する。このマスク層１３０は、レジスト層とも称する。

（第４工程）
図７に示すように、第４工程は、マスク層１３０が形成されたアルミニウム基板１１０に対してエッチング処理を行うエッチング処理工程である。樹脂板１２０およびマスク層１３０と一体となったアルミニウム基板１１０をエッチング液に浸すことでアルミニウム基板１１０がエッチング処理される。具体的には、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａに形成されたマスク層１３０の非マスク領域１３５に対応してアルミニウム基板１１０に凹部１１５が形成される。このようなウェットエッチングにおいては、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａから裏面１１０Ｂに向かって徐々にアルミニウム基板１１０が除去されて凹部１１５が形成される。すなわち、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａ側からエッチング処理が行われる。これにより、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａ側の凹部１１５の寸法（幅）は、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂ側の凹部１１５の寸法（幅）よりも大きくなる。換言すると、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａ側における開口端部１１５ａは断面が鈍角（９０度より大きい角度）となり、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂ側における開口端部１１５ｂは断面が鋭角（９０度より小さい角度）となる。

（第５工程）
図８に示すように、第５工程は、エッチング処理後にアルミニウム基板１１０の表面１１０Ａからマスク層１３０を除去するマスク除去工程である。マスク層１３０は、剥離液によって除去される。アルミニウム基板１１０や樹脂板１２０に影響を与えない剥離液が使用される。なお、光励起アッシングやプラズマアッシングによりマスク層１３０を除去してもよい。

（第６工程）
図９に示すように、第６工程は、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａに樹脂フィルム１４０を接着する樹脂フィルム接着工程である。樹脂フィルム１４０は、接着層１４５によってアルミニウム基板１１０の表面１１０Ａに接着される。接着層１４５は、典型的には、フィルム状のホットメルト接着剤が用いられる。また、樹脂フィルム１４０は、典型的には、透明または半透明なＰＣ（ポリカーボネート）フィルムが用いられる。この樹脂フィルム１４０は、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａに対して接着層１４５を介して加圧および加熱することで、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａに接着される。

（第７工程）
図１０に示すように、第７工程は、支持板としての樹脂板１２０をアルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂから除去する支持板除去工程である。アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂから接着層１２５とともに樹脂板１２０を除去することで、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂを意匠面として露出させる。なお、第６工程において、浮島状の非エッチング部１１６は、樹脂フィルム１４０に保持される。すなわち、非エッチング部１１６を保持する機能は、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂの樹脂板１２０からアルミニウム基板１１０表面の樹脂フィルム１４０に移行される。

（第８工程）
図１１に示すように、第８工程は、樹脂フィルム１４０上に着色インク層１４８を形成する塗装・印刷工程である。アクリルウレタン系や塩酢ビ系、合成樹脂系、ポリエステル系、アクリル系等のインクであり、図柄表示用成形品１００に表示する表示部１０１の数字や文字や図柄、および模様に合わせて、黒色、白色、赤色、青色等の各色のインクが複数層積層されて形成されている。この着色インク層１４８は、図柄表示用成形品１００の背面から照射された光を透過するように透光性を有するように形成されることが好ましい。

（第９工程）
図１２に示すように、第９工程は、アルミニウム基板１１０の表面側に成形樹脂１５０を成形する樹脂成形工程である。所定の成形用金型に配置された樹脂フィルム１４０付きのアルミニウム基板１１０に対してインサート成形を行うことで、成形樹脂１５０が成形される。

以上の第１工程から第９工程によって、図柄表示用成形品１００が形成される。なお、複数の図柄表示用成形品１００を製造するために、アルミニウム基板１１０上に複数の図柄表示用成形品１００に対応した表示部１０１を形成してもよい。この場合には、インサート成形を行う樹脂成形工程（第９工程）前に、それぞれの図柄表示用成形品１００の表示部１０１を有する樹脂フィルム１４０付きアルミニウム基板１１０に切断する切断工程を有する。すなわち、第１工程から第８工程までは、複数の図柄表示用成形品１００に対応した表示部１０１を単一のアルミニウム基板１１０に形成する。これにより、図柄表示用成形品１００の製造効率が向上される。

また、インサート成形前に樹脂フィルム１４０付きアルミニウム基板１１０を所定の形状に折り曲げてフォーミングしてもよい。すなわち、図柄表示用成形品１００の製造方法は、第８工程と第９工程の間にフォーミング工程を有していてもよい。このフォーミングは、真空成型、圧空成型、プレス成型等の工法により行われる。なお、フォーミング工程は切断工程の前に行われてもよく、切断工程後に行われてもよい。

また、表示部１０１に浮島状の非エッチング部１１６を有しない場合には、非エッチング部１１６を支持するための樹脂板１２０を設けなくてもよい。すなわち、表示部１０１の形状によって、第２工程（支持板接着工程）は省略可能である。また、第２工程（支持板接着工程）を省略した場合には、第７工程（支持板除去工程）も当然ながら省略される。

また、第８工程（塗装・印刷工程）は省略可能である。この場合には、透明または半透明な樹脂フィルム１４０の色が表示部１０１の色として視認される。そのため、樹脂フィルム１４０を不透明な有色の樹脂で形成してもよい。また、第６工程（樹脂フィルム接着工程）の前に、着色層が形成された樹脂フィルム１４０を準備し、第６工程（樹脂フィルム接着工程）において、着色層を有する樹脂フィルム１４０をアルミニウム基板１１０の表面１１０Ａに接着することで、第８工程（塗装・印刷工程）を省略してもよい。なお、着色層は、樹脂フィルム１４０のアルミニウム基板１１０側の面に設けられてもよく、アルミニウム基板１１０とは反対側の面に設けられてもよい。

また、第９工程（樹脂成形工程）は省略可能である。この場合には、図柄表示用成形品１００がアルミニウム基板１１０と樹脂フィルム１４０によって構成される。

以上の通り、本実施形態における製造方法は、少なくとも第１工程（基材準備工程）、第３工程（マスク形成工程）、第４工程（エッチング処理工程）、第５工程（マスク除去工程）、および第６工程（樹脂フィルム接着工程）を備えていればよい。

また、第２工程（支持板接着工程）と第３工程（マスク形成工程）の順序は入れ替え可能である。また、第７工程（支持板除去工程）と第８工程（塗装・印刷工程）の順序は入れ替え可能である。また、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂ（意匠面）をクリア塗装する塗装工程をさらに設けてもよい。

以上の製造方法により形成された図柄表示用成形品１００は、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａをエッチング開始面に設定し、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂを図柄表示用の意匠面に設定している。これにより、エッチング開始面を意匠面とする場合に比べて、図柄等の輪郭が見栄えよく形成される。したがって、図柄等の視認性が向上する。

また、以上の実施形態によれば、支持板としての樹脂板１２０を設けることで、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂを意匠面とするとともに、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａをエッチング開始面とする場合であっても、表示部１０１における浮島状の非エッチング部１１６を形成することができる。

以上の実施形態においては、車載用成形品の一例として、車両の速度計器などに使用される車載用パネルとしての図柄表示成形品１００について説明したが、これには限られない。例えば、図１３に示すように、図柄表示成形品１００として形成されたプッシュ式のエンジンスタータースイッチに本発明を適用してもよい。このエンジンスタータースイッチ１００においては、使用者が押圧するアルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂに表示部１０１が設けられている。アルミニウム基板１１０の表面には、樹脂フィルム１４０および成形樹脂１５０が設けられている。

なお、以上の実施形態においては、説明の便宜上、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａと裏面１１０Ｂを規定している。すなわち、意匠面とエッチング開始面が異なる面に設定されていれば、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａを意匠面に設定し、裏面１１０Ｂをエッチング開始面に設定してもよい。なお、この場合には、アルミニウム基板１１０の表面１１０Ａに支持板１２０が接着され、アルミニウム基板１１０の裏面１１０Ｂに樹脂フィルム１４０、成形樹脂１５０が設けられる。

以上の発明の趣旨に鑑み、本発明に係る車載用成形品は、下記の態様が構成可能である。
「金属プレートと樹脂材とを有する車載用成形品であって、
金属プレートは、金属プレート材に対する一方の面からエッチング処理を行うことにより金属プレート材を貫通するように形成された彫り抜き部を有し、
金属プレート材に対するエッチング処理を行う前記一方の面と、彫り抜き部により形成される図柄等の表示面が異なる面として構成されており、
樹脂材は、金属プレート材の前記一方の面に貼り付けられていることを特徴とする車載用成形品。」

（実施形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係）
本実施の形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものである。したがって、本発明は、本実施の形態の構成に限定されるものではない。なお、本実施の形態の各構成要素と本発明の各構成要素の対応関係を以下に示す。
図柄表示用成形品１００は、本発明の「車載用成形品」に対応する構成の一例である。
アルミニウム基材１１０は、本発明の「金属プレート材」に対応する構成の一例である。
樹脂板１２０は、本発明の「補助板」に対応する構成の一例である。
樹脂フィルム１４０は、本発明の「樹脂材」に対応する構成の一例である。
樹脂フィルム１４０は、本発明の「第１樹脂材」に対応する構成の一例である。
成形樹脂１５０は、本発明の「樹脂材」に対応する構成の一例である。
成形樹脂１５０は、本発明の「第２樹脂材」に対応する構成の一例である。
第４工程（エッチング処理工程）は、本発明の「エッチング処理ステップ」に対応する構成の一例である。
第５工程（樹脂フィルム接着工程）は、本発明の「樹脂材配設ステップ」に対応する構成の一例である。
第５工程（樹脂フィルム接着工程）は、本発明の「第１樹脂材配設ステップ」に対応する構成の一例である。
第９工程（樹脂成形工程）は、本発明の「樹脂材配設ステップ」に対応する構成の一例である。
第９工程（樹脂成形工程）は、本発明の「第２樹脂材配設ステップ」に対応する構成の一例である。
第８工程（塗装・印刷工程）は、本発明の「樹脂材着色ステップ」に対応する構成の一例である。
第２工程（支持板接着工程）は、本発明の「補助板貼付けステップ」に対応する構成の一例である。

１００ 図柄表示用成形品
１０１ 表示部
１１０ アルミニウム基板
１１０Ａ 表面
１１０Ｂ 裏面
１１５ 凹部
１１５ａ 開口端部
１１５ｂ 開口端部
１１６ 非エッチング部
１２０ 樹脂板
１２５ 接着層
１３０ マスク層
１３５ 非マスク領域
１４０ 樹脂フィルム
１４５ 接着層
１４８ 着色インク層
１５０ 成形樹脂

Claims (4)

1. 金属プレート材と樹脂材とを有し、前記金属プレート材の意匠面に図柄が形成された車載用成形品の製造方法であって、
   前記意匠面に、非エッチング部の支持層を設ける支持層配設ステップと、
   前記支持層配設ステップの後で、前記金属プレート材を貫通するように前記金属プレート材の前記意匠面とは反対側のエッチング開始面からエッチング処理を行い、前記意匠面に前記図柄を形成するエッチング処理ステップと、
   前記金属プレート材の前記エッチング開始面の外表面に前記樹脂材を接着する樹脂材配設ステップと、
   前記樹脂材配設ステップの後で、浮島状の前記非エッチング部を、前記樹脂材側で保持させた状態で、前記支持層を除去するステップと、を備えることを特徴とする車載用成形品の製造方法。
2. 請求項１に記載の車載用成形品の製造方法であって、
   前記樹脂材は、第１樹脂材と第２樹脂材が積層されることで構成され、
   前記樹脂材配設ステップは、前記樹脂材として第１樹脂材を前記金属プレート材の前記エッチング開始面に設ける第１樹脂材配設ステップと、前記第１樹脂材の前記金属プレート材とは反対側に第２樹脂材を設ける第２樹脂材配設ステップと、を備えることを特徴とする車載用成形品の製造方法。
3. 請求項２に記載の車載用成形品の製造方法であって、
   前記第２樹脂材配設ステップは、前記金属プレート材の前記エッチング開始面に前記第１樹脂材が設けられたアセンブリ体に対して溶融樹脂を射出成形することで前記第２樹脂材を設けることを特徴とする車載用成形品の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車載用成形品の製造方法であって、
   前記樹脂材は、透明または半透明の樹脂材で構成され、
   前記樹脂材配設ステップの後に、前記樹脂材の前記金属プレート材とは反対側の面を着色する樹脂材着色ステップを備えることを特徴とする車載用成形品の製造方法。

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