JP6633038B2

JP6633038B2 - 転写シートとそれを用いた成形方法

Info

Publication number: JP6633038B2
Application number: JP2017177908A
Authority: JP
Inventors: 至郎奥野
Original assignee: Nissha Co Ltd
Current assignee: Nissha Co Ltd
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2020-01-22
Anticipated expiration: 2037-09-15
Also published as: CN111032332A; CN111032332B; DE112018005173T5; WO2019054061A1; US20200406517A1; JP2019051656A

Description

本発明は、転写シートとそれを用いた成形方法に関する。

従来から、転写シートを用いて射出成形する成形方法においては、いわゆる打痕が問題となっていた。金型のキャビティ面にゴミや箔バリなどの異物が残った状態で転写シートを配置して射出成形すると、異物の形状が成形品表面に転写されることで凹部が形成されてしまう。この凹部を打痕と呼んでいる。転写シートを用いた成形方法では、金型のキャビティ面に異物が滞留し、または空中を浮遊している異物が新たに金型のキャビティ面に付着して、成形品に連続して打痕が発生するといった大きな問題があった。

打痕を防止するための転写シートとして、たとえば特許文献１には、基体シート１２の転写層１３が形成された面と反対の面に粘着層１０を形成した転写シート１１が開示されている（図４（ａ）参照）。この転写シート１１を、粘着層１０が金型１７，１７の一方のキャビティ面ｂに対向するように配置して射出成形することで、キャビティ面に残る異物が粘着層によって除去され、打痕を防止することができる。

特開２００４−３５８８６７号公報

しかし、特許文献１に開示されたような転写シートでは、射出成形後に剥離された基体シートが粘着層によって金型のキャビティ面に貼り付くため、キャビティ面から剥がす手間がかかるという問題があった。また、キャビティ面から剥がした際に、粘着層の一部が成形面に残り、かえって金型を汚染し、それを除去するために成形を停止せざるを得なくなるという問題があった。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、金型のキャビティ面に異物があっても容易にクリーニングでき、金型を連続使用できる転写シートとそれを用いた成形方法を提供することを目的とする。

以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は必要に応じて任意に組み合わせることができる。

本発明の転写シートは、基体シートの一方の面に転写層が形成され基体シートの他方の面に異物捕捉層が形成されたものである。

また、転写層は基体シートに近い側から順に図柄層と接着層とが少なくとも積層されているものであってもよい。

本発明の成形方法は、
基体シートの一方の面に転写層が形成され基体シートの他方の面に異物捕捉層が形成された転写シートを、異物捕捉層を一対の金型の一方のキャビティ面に対向させて配置する配置工程と、
一対の金型を型締めし、型締めによって形成された成形空間内に溶融樹脂を射出して異物捕捉層をキャビティ面に押圧するとともに、転写シートと一体化した成形品を成形する成形工程と、
一対の金型を型開きする型開工程と、
転写シートを成形品から剥離する剥離工程と、
成形品を取り出す取出工程と
を備えたものである。

本発明の転写シートは、基体シートの一方の面に転写層が形成され基体シートの他方の面に異物捕捉層が形成されたように構成した。したがって、本発明の転写シートは、金型の成形面に異物があっても容易にクリーニングでき、金型を連続使用できるものである。

本発明の成形方法は、基体シートの一方の面に転写層が形成され基体シートの他方の面に異物捕捉層が形成された転写シートを、異物捕捉層を一対の金型の一方のキャビティ面に対向させて配置する配置工程と、一対の金型を型締めし、型締めによって形成された成形空間内に溶融樹脂を射出して異物捕捉層をキャビティ面に押圧するとともに、転写シートと一体化した成形品を成形する成形工程と、一対の金型を型開きする型開工程と、転写シートを成形品から剥離する剥離工程と、成形品を取り出す取出工程とを備えるように構成した。したがって、本発明の成形方法によれば、金型のキャビティ面に異物があっても容易にクリーニングでき、金型を連続使用できる。

転写シートの実施形態の一例を示す断面図である。転写シートの実施形態の一例を示す断面図である。成形方法の実施形態の一例を示す断面図である。従来の転写シートと成形方法の一例を示す断面図である。

以下、本発明の転写シートとそれを用いた成形方法について、図面を参照しながら実施形態の一例を説明する。

本実施形態の成形方法は、基体シート２の一方の面に転写層３が形成され基体シートの他方の面に異物捕捉層４が形成された転写シート１を、異物捕捉層４を一対の金型７，８の一方のキャビティ面ａに対向させて配置する配置工程と、一対の金型７，８を型締めし、型締めによって形成された成形空間ｃ内に溶融樹脂を射出して異物捕捉層４をキャビティ面ａに押圧するとともに、転写シート１と一体化した成形品９を成形する成形工程と、一対の金型７，８を型開きする型開工程と、転写シート１を成形品９から剥離する剥離工程と、成形品９を取り出す取出工程とを備えたものである（図１、図３参照）。

（配置工程）
配置工程は、基体シート２の一方の面に転写層３が形成され基体シートの他方の面に異物捕捉層４が形成された転写シート１を、異物捕捉層４を一対の金型７，８の一方のキャビティ面ａに対向させて配置する工程である（図３（ａ）参照）。

転写シート１は、基体シート２の一方の面に転写層３が形成され基体シート２の他方の面に異物捕捉層４が形成されたものである（図１参照）。

（基体シート）
基体シート２は、転写シート１を用いて射出成形した後に、成形品から剥離するものである。基体シート２の材料としては、たとえば、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、塩ビ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ＡＢＳ系樹脂などの熱可塑性樹脂およびこれらの積層品を挙げることができる。なお、基体シート２の離型性をより高めるために、基体シート２の上に離型層（図示せず）を積層してもよい。離型層は、基体シート２を剥離した際に、基体シート２とともに剥離される。

（転写層）
転写層３は、基体シート２の上に形成する層である。転写層３の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法や、グラビアコート法、ロールコート法、ダイコート法などのコート法を用いることができる。転写層３は、基体シート２に近い側から順に図柄層５と接着層６とが少なくとも積層されていてもよい（図１参照）。図柄層５は全面に形成してもよく、任意のパターンで形成してもよい。図柄層５によって、成形品の装飾性を向上させることができる。図柄層５の材料は、たとえば、アクリル系樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合樹脂、熱可塑性ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂などの樹脂と、樹脂に添加される顔料または染料を含むものである。また、図柄層５は、たとえば、真空蒸着法またはスパッタリング法を使って金属を蒸着して形成した金属薄膜層であってもよく、また金属薄膜層にエッチング法を適用して形成してもよい。図柄層５は、たとえば、アルミペーストやパール顔料を使用して金属調意匠が施されたものであってもよい。図柄層５は、たとえば、数百ｎｍ〜数十μｍの厚さで形成することができる。なお、図柄層５は、基体シートを剥離後に成形品にマットな質感を与えるものであってもよい。接着層６の材料としては、感熱性または感圧性の樹脂を適宜選択して用いることができる。たとえば、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂、塩素化エチレン‐酢酸ビニル共重合体樹脂、環化ゴム、クマロンインデン樹脂などである。これら樹脂は、成形品の材料によって適宜選択する。接着層の厚みは、０．１μｍ〜５０μｍとすることができる。

また、転写層３は保護層１８を含んでもよい（図２参照）。保護層１８は、基体シート２を剥離した後に成形品の最表面となる層である。保護層の材料としては、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩素化ポリオレフィン樹脂、塩素化エチレン‐酢酸ビニル共重合体樹脂、環化ゴム、クマロンインデン樹脂などの熱可塑性樹脂を用いることができる。このような熱可塑性樹脂で保護層を形成すると、成形品に耐薬品性などを与えることができる。また、他の材料としては、紫外線硬化性樹脂などの光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂などの放射線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれかを含んで形成することができる。このような樹脂としては、ウレタンアクリレート系樹脂、シアノアクリレート系樹脂、エポキシアクリレート系樹脂、ポリエステルアクリレート系樹脂、これらの樹脂にイソシアネートなどの添加剤を加えた樹脂などを挙げることができる。上記硬化性樹脂で保護層を形成すると、成形品に耐久性や耐摩耗性といった物性を与えることができる。保護層１８の厚みは、０．５μｍ〜１０μｍとすることができる。

（異物捕捉層）
異物捕捉層４は、金型のキャビティ面ａに付着した異物ｄを除去できれば、材料は特に限定されるものではないが、基体シート２よりも柔らかく反発性の低い性質を有する材料で形成する。そのような材料としては、線状飽和ポリエステルなどのポリエステル樹脂、ポリ塩化ビニル、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂などの塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、ポリジビニルベンゼン、ポリビニルベンゼン、スチレン−ブタジエン共重合樹脂、スチレンとメタクリル酸アルキル（ただしアルキル基の炭素数は１〜６）などのビニル系樹脂、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸−２−メトキシエチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸−２−ナフチル、ポリアクリル酸イソボルニル、ポリメタクリロメチル、ポリアクリロニトリル、ポリメチルクロロアクリレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸−ｔｅｒｔ−ブチル、ポリメタクリル酸イソブチル、ポリメタクリル酸フェニル、メタクリル酸メチルとメタクリル酸アルキル（ただしアルキル基の炭素数は２〜６）の共重合樹脂などのアクリル樹脂、塩化ゴム、環化ゴムなどの合成樹脂、ロジン、ロジンエステル樹脂などの天然樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ナイロン樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フッ素樹脂、シリコン樹脂、アルキド樹脂、アミノ樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ブチラール樹脂が挙げられる。

異物捕捉層４の形成方法としては、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、オフセット印刷法などの通常の印刷法や、グラビアコート法、ロールコート法、ダイコート法などのコート法を用いることができ、これらの方法で基体シート２に直接形成することができる。また、シート状の異物捕捉層４を基体シート２に貼り合わせることもできる。また、基体シート２上に直接溶融押し出しして形成することができる。また、基体シート２の製膜時に同時に形成したり、さらにはこれを延伸して形成したりすることもできる。異物捕捉層の厚みは、０．１μｍ〜１μｍとすることができ、成形品の表面性に影響が出ない範囲でさらに厚くしてもよい。

上記の転写シート１を、異物捕捉層４を一対の金型７，８の一方のキャビティ面ａに対向させて配置する（図３（ａ）参照）。金型７を可動型、金型８を固定型とする。転写シート１は、図の上方にある送り装置（図示せず）の巻き出し部から巻き出して金型７，８の間に供給し、可動型７のキャビティ面ａと図柄層５とを位置合わせして配置する。成形後は、転写シート１は送り装置の巻取部によって巻き取られる。なお、転写シート１を配置した後、クランプ機構（図示せず）によって転写シート１を可動型７に対して固定してもよい。

（成形工程）
成形工程は、一対の金型７，８を型締めし、型締めによって形成された成形空間ｃ内に溶融樹脂を射出して異物捕捉層４をキャビティ面ａに押圧するとともに、転写シート１と一体化した成形品９を成形する工程である（図３（ｂ），（ｃ）参照）。

溶融樹脂としては、たとえば、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＳ樹脂、ＡＮ樹脂などの汎用樹脂を用いることができる。また、ポリフェニレンオキシド・ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアセタール系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート変性ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂などの汎用エンジニアリング樹脂や、ポリスルホン樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂、ポリフェニレンオキシド系樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリアリル系耐熱樹脂などのスーパーエンジニアリング樹脂を用いることもできる。さらに、ガラス繊維や無機フィラーなどの補強材を添加した複合樹脂も使用できる。

溶融樹脂の射出圧力によって、異物捕捉層４を可動型７のキャビティ面ａに押圧する。これにより、キャビティ面ａに存在するゴミなどの異物ｄを異物捕捉層４に取り込むことができる。より具体的には、射出圧力によって異物捕捉層４がキャビティ面ａへ押圧されることにより、異物ｄが異物捕捉層に深く入り込み、または異物捕捉層に突き刺さることで異物ｄを異物捕捉層へ取り込むことができる。

また、溶融樹脂および金型７の熱によって、異物捕捉層４がさらに柔らかくなる。したがって、柔らかくなった異物捕捉層４が射出圧力によってキャビティ面ａに押圧されるため、異物ｄをより容易に異物捕捉層４に取り込むことができる。射出成形後には成形品を冷却し、異物捕捉層４も冷却されて元の柔らかさに戻るため、取り込んだ異物を異物捕捉層４に確実に保持しておくことができる。

なお、キャビティ面ａに吸引孔（図示せず）を設けてもよい。吸引孔は真空ポンプ（図示せず）に接続する。型締め後または型締めと同時に転写シート１を吸引して、キャビティ面ａに沿わせることができる。

（型開工程）
型開工程は、一対の金型７，８を型開きする工程である（図３（ｄ）参照）。成形工程の後、可動型７を移動して金型を開く。転写シート１を吸引孔により吸引していた場合は、型開き前または型開きと同時に吸引を遮断する。成形工程においてキャビティ面ａの異物ｄは異物捕捉層４に取り込まれ、型開きすることで異物ｄはキャビティ面ａから転写シート１の異物捕捉層４へと移動する。つまり、成形工程と型開工程とによって、キャビティ面ａから異物ｄを除去することができる。また、異物捕捉層４は粘着性または接着性を有さないため、型開きすると容易にキャビティ面ａから離れ、キャビティ面ａを汚染することがない。

なお、型開きと同時に、または型開き後に、エジェクタピン（図示せず）によって成形品を可動型７の方へ向けて突き出してもよい。

（剥離工程）
剥離工程は、転写シート１を成形品から剥離する工程である（図３（ｅ）参照）。剥離工程によって、転写シート１の基体シート２と転写層３とを分離することができる。キャビティ面ａにあった異物ｄは、異物捕捉層４に取り込まれている。剥離工程の後、送り装置の巻取部と巻出部とを作動させて転写シート１を図の下方へと送り、次の成形で用いる転写層をキャビティ面ａに対して配置する。このように、異物ｄが転写シート１の異物捕捉層４に取り込まれ、次の配置工程では異物のない新たな異物捕捉層４がキャビティ面ａに常に対向するため、確実に異物ｄを除去できる。つまり、キャビティ面ａに異物ｄが存在していても、容易にそれをクリーニングでき、金型を連続して使用することができる。

（取出工程）
取出工程は、成形品９を取り出す工程である（図３（ｆ）参照）。取り出す際は、たとえば、ロボットアームを用いることができる。アームの成形品保持部分には、真空ポンプに接続された吸盤を配置し、負圧によって成形品９を吸着して取り出すとよい。

＜変形例＞
上記実施形態では、型開工程と剥離工程とを別々に行っているが、同時に行ってもよい。これは、型開きの際に、可動型７の転写シート１の吸引を継続しておくことによって可能となる。つまり、吸引力によって基体シート２と転写層３とを分離でき、剥離工程を行うことができる。また、基体シート２がキャビティ面ａに吸引されているため、成形品を取り出す際にキャビティ面ａに傷が付いたり、空中を浮遊するゴミなどの異物がキャビティ面ａに付着したりすることを防ぐことができる。剥離工程の後は、吸引を遮断し、基体シート２をキャビティ面ａから離すことによって、キャビティ面ａから異物ｄを除去することができる。

１，１１：転写シート
２，１２：基体シート
３，１３：転写層
４：異物捕捉層
５，１５：図柄層
６，１６：接着層
７，８，１７：金型
９：成形品
１０：粘着層
１８：保護層
ａ，ｂ：キャビティ面
ｃ：成形空間
ｄ：異物

Claims

基体シートの一方の面に転写層が形成され、前記基体シートの他方の面に粘着性を有さず異物を除去するための異物捕捉層が形成された、転写シート。
前記転写層は前記基体シートに近い側から順に図柄層と接着層とが少なくとも積層されている、請求項１に記載の転写シート。
基体シートの一方の面に転写層が形成され、前記基体シートの他方の面に粘着性を有さず異物を除去するための異物捕捉層が形成された転写シートを、前記異物捕捉層を一対の金型の一方のキャビティ面に対向させて配置する配置工程と、
前記一対の金型を型締めし、型締めによって形成された成形空間内に溶融樹脂を射出して前記異物捕捉層を前記キャビティ面に押圧するとともに、前記転写シートと一体化した成形品を成形する成形工程と、
前記一対の金型を型開きする型開工程と、
前記転写シートを前記成形品から剥離する剥離工程と、
前記成形品を取り出す取出工程とを備えた、成形方法。