JPH04201312A - 照光性スイッチ部品の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、照光スイッチ−すなわち、文字やマーク部分
のみ光が通りそれ以外は遮光されており、内部に光源を
もった文字やマークが暗闇でも浮きでて見えるスイッチ
類−を製造する新規な方法である。照光スイッチは、自
動車、オーディオ、。

ＶＴＲ等種々の電気、電子機器のボタン、スイッチ類等
として広く使用されている。

〔従来の技術およびその課題〕

射出成形金型に、熱可塑性樹脂シートもしくはフィルム
をインサートして、射出成形される樹脂と一体化する方
法は従来から絵付は成形法や、成形転写法としてよく用
いられている。

しかし従来法では、インサートされるシートもしくはフ
ィルムは、金型にはさみ込まれないようにサイジングさ
れているか、はさみ込まれる場合ははさみ込まれる部分
は製品部分とはならず、後で切断される構造であった。

またサイジングされたシートもしくはフィルムを、金型
のキャビティーとコアにはさみ込まれないようにインサ
ートして射出成形された樹脂と一体化する製品では樹脂
がシートもしくはフィルムの全面で一体化するため、光
透過性にするには射出成形される樹脂は透明でなければ
ならない。この場合は、インサートされたシートもしく
はフィルム以外の部分は当然に、樹脂そのもの単独で形
成されて光が透過するので、後加工で光遮蔽塗装を施さ
れなければならなかった。

そのため、インサートされるシートもしくはフィルムを
スイッチボタンの形状にあわせて立体加工して光が漏れ
ないようにする方法もあるが、この場合はシートもしく
はフィルムを立体形状に加工するためコストアップにな
る欠点と、シートもしくはフィルムに施される印刷やホ
ットスタンプの膜が、立体形状への加工に絶える限界が
かなり小さくて、単純な形状に限定されるため汎用性が
ないという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らはかかる欠点を克服して文字もしくはマーク
のみに光透過性をもたせた照光スイッチ類を製造する方
法について検討した結果、文字もしくはマークが印刷や
ホットスタンプされ、その他の部分は遮光性を付与され
た芳香族ポリカーボネート製のシートもしくはフィルム
を金型にインサートし、光透過部分のみの金型のキャビ
ティーとコアにそのシートもしくはフィルムをはさみ込
んで、射出される熱可塑性樹脂がその部分に入り込まな
いようにして一体化する方法を見出し、さらにはさみ込
まれるシートに発生する不良現象を解決し、美麗な成形
品を得る方法を完成した。

すなわち本発明は、厚さ０．１〜２．ＯＭの光透過性の
芳香族ポリカーボネート製のシートに光透過性の文字や
マークを持った所定の遮光性部を形成し当該シートを所
定形状に切断してなる切断片を、当該切断片を装着する
金型のキャビティーとコアの片側もしくは両側にクッシ
ョン性をもたせた金型のキャビティーとコアに装着し、
熱可塑性樹脂を射出成形して該切断片と射出樹脂とを一
体化することを特徴とする照光性スイッチ部品の製造法
である。

シートもしくはフィルムを金型のキャビティーとコアに
よってはさみ込み、射出注入される熱可塑性樹脂をシー
トのはさみ込んだ部分には流さずに他の部分と一体化し
て、はさみ込んだ部分を光透過性とする場合に、ポリカ
ーボネートシートもしくはフィルムは金型材質である鋼
材に比して非常に軟らかいため、はさみ込み部分に射出
される樹脂が漏れこまないように圧力を負荷すると、シ
ートそのものや表面の意匠装飾膜に傷跡がつく欠陥があ
り、本発明はこれを解決するため、金型のキャビティー
もしくはコア部分にクッション性をもたせることで、傷
や凹み跡を解消したものである。

本発明の厚さ０．１〜２．０ｍｍの芳香族ポリカーボネ
ート製のシートとしては、通常のポリカーボネートでよ
く、特に限定されない。また、シート表面は光沢を有す
る平滑面でも、光沢のない艶消しの凹凸を有するマット
面でもよい。また、シート樹脂は、光透過性の文字〜マ
ークを形成するものであるからそのための光が透過する
なら、適当な染料、顔料により好みの色に着色されてい
てもよい。さらに、射出成形に使用する樹脂との接着性
の点から、射出成形用の熱可塑性樹脂と一体化する側の
シート面は接着層を適宜形成したものとするのが好まし
い。接着層の一例をあげれば、射出樹脂がポリカーボネ
ート（ＰＣ）、ポリカーボネート−ポリエステル系樹脂
組成物、ポリカーボネート−ＡＢＳ樹脂系組成物、ポリ
カーボネート−ポリアミド系組成物、その他のポリカー
ボネート系の樹脂組成物（ＰＣＴロイ）の場合、接着層
を持たないポリカーボネートシート；射出樹脂がポリメ
チルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのアクリル樹脂、
ポリスチレン（ＰＳ）、メチルメタクリレート−スチレ
ン共重合体（ＭＳ）、アクリロニトリル−スチレン共重
合体（ＡＳ）、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレ
ン共重合体（ＡＢＳ）などの場合には、アクリル系樹脂
層を形成したポリカーボネートシート；ポリ塩化ビニル
、その他の耐熱性を必要としない汎用的用途の場合、Ｅ
ＶＡ系樹脂層を形成したポリカーボネートシートが例示
される。

上記のポリカーボネートシートに、光透過性の文字やマ
ーク部を遮光性部のほぼ中央に持った遮光性部を形成す
る。この方法は、従来公知のシルクスクリーン印刷、ホ
ットスタンプ法、塗装法、スパッタリング法、メツキ法
など特に限定されない。文字〜マークも種々の文字、マ
ーク、図柄など特に限定されないものである。また、文
字〜マークなども当然に光透過性の層であれば白色、乳
白色、クリア着色、その他の塗料やインキで印刷などし
たものも好適に使用さる。

ここに、遮光性部の形成に使用するインキ或いは塗料の
バインダー成分としては、特に限定されないものであり
、従来のポリカーボネート樹脂用として公知のものであ
ればよい。例えばバインダー成分としてはアクリル系、
アクリル・アルキッド系、アミノ・アルキッド系、ウレ
タン系、アクリル・ウレタン系、エポキシ系、塩化ビニ
ル・酢酸ビニル共重合体、ニトロセルロースなどが挙げ
られる。遮光性の成分としてはカーボンブラックの他、
無機顔料として二酸化チタン、ベンガラ、コバルトブル
ーなどの酸化物、硫化亜鉛などの硫化物、沈降性硫酸バ
リウムなどの硫酸塩、含水ケイ酸塩、群青などのケイ酸
塩、紺青などのフェロシアン化物、アルミニウム粉、亜
鉛末などの金属粉、及び各種の水酸化物、クロム酸塩、
炭酸塩、燐酸塩などがあり、有機顔料として、ブリリア
ントカーミン６Ｂ　、ジスアゾエローなどのアゾ顔料、
フタロシアニンブルーなどのフタロシアニン顔料、ナフ
トールエローＳなどのニトロ顔料、キナクリドンレッド
などの縮合多環顔料、その他の各種有機顔料や染料など
を適宜使用してなるものである。これらのバインダー、
色料および適当な溶剤、添加剤等を混合して印刷インキ
や塗料が調製され、ポリカーボネートシートに塗布、乾
燥されることによって光透過性の文字〜マークが形成さ
れる。また、金属様の外観が求められる場合には、ホッ
トスタンピンクや文字〜マーク部分をマスキングしてス
パッタリング、真空蒸着、メツキなどの方法が用いられ
、必要ならばアンダー及びトップにコーティングがなさ
れる。

上記により光透過性の文字やマークを持った遮光性部を
形成したポリカーボネートシートをそのままで打抜きそ
の他の手段で切断して切断片とするか、又は予備成形し
、切断片として金型インサート用の切断片とする。

予備成形の方法は、主に所望の製品形状と必要外観によ
り選択されるものであり、単なる折り曲げ、冷間或いは
加熱圧縮成形、真空成形などが例示される。特に深絞り
形状を必要とされるものは、叶ａｐｅ　ｆｏｒｍｉｎｇ
やＰｌｕｇ　ａｓｓｉｓｔ　ｆｏｒｍｉｎｇ等の真空成
形を用い光透過文字〜マーク部の形状変化の少ない方法
を採用することが手軽で好適である。

予備成形後、通常は所望の打抜き加工をするが、予備成
形金型を工夫して、予備成形と共に打抜き加工すること
は好ましい。

上記で製造した切断片を金型にインサートした後、透明
〜光透過性又は不透明〜遮光性の熱可塑性樹脂を射出し
て本発明の照光スイッチを得る。

射出成形に用いる熱可塑性樹脂の種類は照光スイッチの
要求性能、その形状などにより適宜選択されるものであ
り、また、射出成形条件等は用いる熱可塑性樹脂成形材
料の公知の条件範囲が適用されるものである。具体的な
熱可塑性樹脂成形材料としては、ポリカーボネート（Ｐ
Ｃ）、ポリカーボネート−ポリエステル系樹脂組成物（
ＰＣ／ＰＢＴ、　ＰＣ／ＰＥＴ、　ＰＣ／ＰＣＴＡ、　
ＰＣ／ＰＣＴＧなど（７）　ＰＣ／ＰＥＳ組成物）、ポ
リカーボネート−ＡＢＳ樹脂系組成物（ＰＣ／ＡＢＳ）
、ポリカーボネート−ポリフェニレンエーテル−ポリエ
ステル系樹脂組成物（ＰＣ／ＰＰＥ／ＰＥ５）、ポリカ
ーボネート−ポリアミド樹脂組成物（ＰＣ／ＰＡ）、ポ
リカーボネート−ポリエステル−ポリアミド樹脂組成物
（ＰＣ／ＰＥＳ／ＰＡ）、その他のポリカーボネート系
の樹脂組成物（ＰＣアロイ）；ポリメチルメタクリレー
ト（−Ｆ！−ＭＭＡ）などのアクリル樹脂；ポリスチレ
ン（ＰＳ）、メチルメタクリレート−スチレン共重合体
くＭＳ）、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ
）、アクリロニトリル−ブタジェン−スチレン共重合体
（ＡＢＳ）などのスチレン系樹脂：ポリフェニレンエー
テル−ポリスチレン系樹脂組成物（ＰＰＰ／ＰＳ）、ポ
リフェニレンエーテル−ポリアミド系樹脂組成物（ＰＰ
Ｅ／ＰＡ）　、ポリフェニレンエーテル−ポリエステル
系樹脂組成物（ＰＰＥ／ＰＥ５）　、その他のポリフェ
ニレンエーテル系樹脂組成物（ＰＰＥＴロイ）；ポリア
セタール樹脂及びその組成物；ナイロン−６（ＰＡ６）
、ナイロン−６６（ＰＡ６６）　、ナイロン−６、１０
（ＰＡ６１０）、−３イ０　：／−１２（ＰＡ１２）、
ナイｏ　７−ＭＸＤ６などのポリアミド樹脂（ＰＡ）　
；ポリエチレンテレフタレート（ＰＢＴ）　、ポリブチ
レンチレフタレ−）　（ＰＢＴ）　、１゜４−ヘキサン
ジメタツール／テレフタル酸・イソフタル酸共重合体（
ＰＣＴＡ）、１，４−ヘキサンジメタツール・エチレン
グリコール／テレフタル酸共重合体（ＰＣＴＧ）などの
ポリエステル樹脂；ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などが例
示され、特にエンジニアリングプラスチック並びにその
アロイが好適である。

次に、本発明の一例を示した図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明によるマーク入り照光スイッチの斜視
図であり、第２図はポリカーボネート製シートを金型に
装着した状態を示した模式図である。図中の番号は、そ
れぞれ、１：打抜き片、２：射出樹脂、３：光透過部、
４：コア部、５：固定側金型、６：可動側金型、７：ク
ッション材である。

第２図においては、マーク入りポリカーボネート製シー
トが金型のキャビティーとコアに挟みこまれる部分に、
コア型の裏面にクッション材（例えばシリコンゴム・シ
ート）を組み込み、装着したシートに型に挟みこまれた
際の傷付きを防止している。

例えば、ゴム厚み２．１ｍｍとすると、０．５ｍｍｍｍ
−トを装着するとシートを挟みこむ部分のコア型は０．
１ｍｍ圧縮されてゴムの反発力として約６０ｋｇ／ｃｍ
２を生じ、樹脂が金型内に射出される際に発生するコア
型を開く方向に働く力３６ｋｇ／ｃｍ２（樹脂による金
型内圧・約３００ｋｇ／ｃｍ２ｘコアの受圧面積・０゜
３６ｃｍ’÷コア底面積・３ｃｍ２）に十分対抗でき、
かつポリカーボネート製シートに凹み跡がつかないよう
に調整できる。

このシートを挟みこむ力は、用いるシート厚みや表面の
意匠加工の硬さ、傷付き製に応じて調整し、ポリカーボ
ネート製シートおよび表面に施される文字もしくはマー
クの印刷やホットスタンプ膜に損傷を与えないように工
夫される。

さらに金型の温度を上げて射出成形する場合には、装着
するポリカーボネート製シートの熱膨張と圧縮変形限界
応力の低下分を見込み、かつまた反発力を発生させる機
構の補正、例えばゴムやエラストマーの場合は、ゴム自
身の膨張しろと反発弾性の高温度域での低下分を補うよ
う工夫される。

ゴムやエラストマー類の弾性体を用いる場合は、射出成
形で一般に使われる金型温度領域である４０〜１００℃
下で、圧縮弾性率が８００ｋｇｆ／ｃｍ’前後〜５００
０ｋｇｆ／ｃｍ２強のもの圧縮幅がとれて好ましい。例
えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）やフッ素ゴム（ＦＰＭ
）、シリコーンゴム（ＳｉＲ）が好ましい。　金型温度
が４０〜６０℃と比較的低い領域では、ウレタンゴム（
ＩＩＲ）が利用できる。

硬度は３ｃｍ９０程度で、ポリカーボネート製シートに
施される印刷やホットスタンプ膜が軟らかい場合、硬度
と反発弾性力の低いゴム、エラストマーを使用すると傷
付きが防止される。　スプリングやダンパー機構（例え
ばキャビティーもしくはコアの背面に気体や液体を用い
たシリンダ／ピストン構造のダンパー機構）を備える場
合でも、表面意匠に軟らかいタイプが加工されたシート
を用いる場合は、金型のキャビティーとコアに挟みこむ
際に発生する力を最小限に調整して、反発力としては５
０〜１５０ｋｇｆ／ｃｍ２、さらに望ましくは６０〜１
００　ｋｇｆ／ｃｍ２の範囲として良品が得られる。

硬さのある表面加工シート、例えばハードマットや金属
メツキ加工されたシートでは、１００〜１５０　ｋｇｆ
／ｃｍ２の領域でも傷は付かず良好な外観を得られる。

以上、本発明の製造方法、金型構造を説明したが、本発
明は上記に説明したように当然に図面に限定されるもの
ではない。例えば、金型として多数個取りのものを用い
、各々のシートが挟みこまれる部分を、それぞれにクッ
ション性を持たせた構造として傷付きを防止したり、金
型内でシートを絞り加工しさらに打抜きを行い、同時に
型に挟み込む構造とすること等、適宜採用できる。

金型キャビティーへの切断片のインサートも、照光スイ
ッチの内面相当部に予備成形した切断片を装着、照光ス
イッチの外面相当部に切断片を装着、照光スイッチの全
面を覆うように切断片を装着して射出と同時に切断片の
賦形を行って製造、照光スイッチの中間面位置に切断片
を装着して製造、照光スイッチの内面相当部に単なる切
断片を装着して製造、照光スイッチの外面相当部に予備
成形した切断片を装着して製造、照光スイッチの内面相
当部に通常は予備成形した切断片を装着して製造、等の
各種の方法が採用し得る。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明の詳細な説明する。

実施例１ 厚み０．５Ｍのポリカーボネートシートに、中央部に外
径９ｍｍφの光透過性のマーク部を有する１８Ｘ　２４
ｍｍの遮光性部分を多層印刷により形成した。

このシートを打抜きして外形１５ｍｍＸ２０ｍｍの打抜
き片を製造した。この打抜き片を金型のキャビティーと
コアの間に挟んで装着し、コア型の背面には厚み２．５
ｍｍのシリコンゴムを組み込み、シートを装着したまま
金型を閉めると０．２ｍｍのゴムが圧縮されて反発力８
０Ｋｇｆ／ｃｍ２が生じるようにした。

カーボンブラックとチタンホワイト入りダークグレイ色
の遮光性ポリカーボネート樹脂を射出成形して、外面に
打抜き片を有し、遮光性ポリカーボネート樹脂と一体化
された所定の照光スイッチ部品を得た。

実施例２ 厚み０．７ａｕｎのポリカーボネートシートに、中央部
に外径２Ｘ５１１１１１１の光透過部と６×１２のライ
ンが光透過性のマーク部を有する４０　Ｘ　５Ｑｍｍの
遮光性部分を多層印刷により形成した。　このシートを
真空成形によって箱形状に加工後（肉厚は０．６ｍｍに
なっていた）、打抜きして外径が１５　Ｘ　２５ｍｍで
深さが５ｍｍの打抜き片を製造した。　この打抜き片は
光透過部、マークの位置ずれや変形もなく、箱状の角部
にも皺や彼れのないものであった。

この打抜き片を、コア型の背面にスプリングを組み込ん
でクッション性を持たせた金型に装着し、型閉時には光
透過部とマーク部分を挟みこみ、スプリングは圧縮反発
力が圧縮量０．１ｍｍで４０ｋｇｆ／ｃｍ２のものを用
い、厚みが０．６闘のシートで反発力が６０ｋｇｆ／ｃ
ｍ”となるように、コアとキャビティー間のすきまを調
整した。

チタンホワイトを主とした着色剤で半透過性乳白色とし
たポリカーボネート樹脂を射出成形して、遮光性ポリカ
ーボネート樹脂と一体化された所定の照光スイッチ部品
を得た。

比較例１ 実施例２の金型において、コア型の背面には鋼材のスペ
ーサーを組み込み、金型を閉じた際のすきまを０．７ｍ
ｍとして、実施例２と同様に加工された０、６ｍｍ厚み
のポリカーボネートシートを装着して射出成形したとこ
ろ、キャビティーとコア型に挟み込まれた光透過部分の
シートが成形機の金型を閉める力（８０ｔｏｎ）で潰さ
れ、意匠部分にはっきりとした凹み跡が残った不良品し
か得られなかった。

またスペーサー厚みを調整してすきまをシートの厚みと
同じ０．６ｍｍとしたが、金型温度が４０℃と低い場合
は射出成形された樹脂が少し隙間に入り込み、光透過部
分にかぶさる不良が発生し、逆に金型温度が８０℃と高
い場合は装着したシートの熱膨張分シートが圧縮を受け
て凹み跡が発生した。

〔発明の作用及び効果〕

以上、発明の詳細な説明、実施例などから明白な如く、
本発明の照光スイッチ部品の製造法は、ポリカーボネー
ト製シートに予め印刷やホットスタンプ等により所望の
光透過性の文字、マーク、意匠などを形成したものを使
用して、射出成形金型内で熱可塑性樹脂と一体化させ、
極めて容易に外観の良い成形品を得ることができる。

また、ポリカーボネートシートを使用することで、平板
状のまま金型に装着して射出成形される樹脂と一体化す
る方法の他、予め熱加工、例えば真空成形やプレス成形
を行って立体形状にして装着する方法、さらには平板の
まま装着するが金型が閉じる過程で三次局面に挟み込ん
で射出成形される樹脂と一体化して局面を得る方法も可
能となる。

特に金型が閉じる過程で三次局面にそわせる方法では、
シートが挟みこまれる部分の金型にクッション性を持た
せることにより、金型が閉まる過程で徐々に圧縮力が発
生してシートに働くため、付形が容易になるとともに皺
などの不良発生を非常に有効に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるマーク入り照光スイッチの斜視
図であり、第２図は打抜きされたポリカーボネート製シ
ートを金型に装着した状態を示した模式図である。図中
の番号はそれぞれ、に打抜き片、２：射出樹脂、３：光
透過部、４：コア部、５：固定側金型、６：可動側金型
、７：クッション材を示す。 特許出願人　　三菱瓦斯化学株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、厚さ０．１〜２．０ｍｍの光透過性の芳香族ポリカ
   ーボネート製のシートに光透過性の文字やマークを持っ
   た所定の遮光性部を形成し当該シートを所定形状に切断
   してなる切断片を、当該切断片を装着する金型のキャビ
   ティーとコアの片側もしくは両側にクッション性をもた
   せた金型のキャビティーとコアに装着し、熱可塑性樹脂
   を射出成形して該切断片と射出樹脂とを一体化すること
   を特徴とする照光性スイッチ部品の製造法。 ２、キャビティーもしくはコアにクッション性をもたせ
   た金型が、キャビティーもしくはコアの背面に軟質のゴ
   ム、エラストマー又はスプリングを組み込んだものもの
   である請求項１の製造法３、キャビティーもしくはコア
   にクッション性をもたせた金型が、キャビティーもしく
   はコアの背面に気体や液体を用いたシリンダ／ピストン
   構造のダンパーを組み込んだものである請求項１の製造
   法 ４、該切断片が、予備成形されたもの又は予備成形する
   とともに打抜きされた打抜き片である請求項１記載の照
   光性スイッチ部品の製造法。