WO2004103671A1 - 金型表面装飾方法及び金型 - Google Patents

Abstract

3次元の形状を有する金型全体、又は一部にフォトマスクのつなぎ目がなく簡単にパターンを転写できるようにするために、フォトマスク2として汎用のポリエステルフィルム上に感光性材料を塗布したものを用い、パターン形成後、真空成形等で金型1と同じ形状に成形してフォトレジストを塗布した金型1′と密着、露光、現像するようにした。

Description

明 細 書

金型表面装飾方法及び金型 技術分野

本発明は、 射出成形をはじめとする樹脂成形に用いる金型及ぴ 金型表面装飾方法に関する。 背景技術

近年、 自動車や家電で使用されるプラスチック成形 P

PPは ·、 その 商品の高級感ゃ付加価値を高めるため、 成形品の外観や仕上げは 特に重要視されている。 特に射出成形等によつて成形される樹脂 成形品は、 金型の表面装飾によつてさまざまな顔を持つこ とがで きる。 従来から、 これら成形における金型の表面装飾には金型を 化学薬品の作用によって腐食させるエツチング法があり 、 梨地 · 皮 · 木目 · 柄 · 線シボ等、 幾何学模様など、 様々なパタ ンを刻 み込むこ とが可能である。 また、 物理的に対象物の表面に 、 砂や ガラスビーズなどを吹きつけ、 細かい模様をつけるサン ド、ブラス ト （ホーニング） 処理がある。

7.方、 液状のフォ ト レジス トを金型全体にスプレーし、 写真製 版したフィルム状のフォ トマスクを金型に密着させ、 露光、 現像 してエッチング等必要な部分の金属部分を露出させる方法がある。 以下、 図 3を用いて従来のフィルム状のフォ トマスクを用いた 方法について説明する。

まず、 図 3の Aに示すよ う に、 写真製版したフィルム状のフォ トマスクを、 金型の形状を基に展開した平面図に合わせて切り取 り 、 フォ トマスク 1 1， 1 2， 1 3 を作成する。 次に図 3 の Bの よ う に切り取ったフォ トマスク 1 1， 1 2， 1 3 をフォ ト レジス トを塗布した金型 2 0 に合わせて密着させ、 フォ トマスクのつな ぎ目をテープ等で貼り合わせ、 露光、 現像する。 次に、 フオ ト レ ジス トの現像状態をチェック し、 フォ トマスクのつなぎ目部分の 非連続部分を修正した後、 エッチングして金型 2 0にパターンを 刻んでいた。

また、 金型に塗布したフォ ト レジス トに、 レーザーを用いて直 接露光させる方法もある。

日本国特許庁発行の特開昭 5 1 - 6 3 8 6 6号公報には、 射出 成形用金型のコア一側の表面にエッチング加工によ り 凹凸を形成 する方法についての開示が'ある.。

しかし、 エッチング法や、 サン ドブラス ト （ホーニング） 処理 による装飾は金型全体に施すこ とは希であり、 施す必要のない部 分にはマスキング用の粘着テープなどで、 覆い隠す必要がある。 これらは金型が複雑な 3次元の形状を有する場合や、 細かい部分 があった場合は手作業に頼るこ とが多く 、 手間がかかり処理には 限界があった。

一方、 フォ ト レジス トを使用してマスキングする方法は、 上記 のマスキングに比べる と、 精度よくパターンが形成できる可能性 が高い。 しかしながら、 3次元上の金型にパターンを刻みたい場 合など、 フォ トマスクを 3次元金型上に切ってつなぎ合わせる必 要があり、 どこかの部分ではフォ トマスクのつなぎ目が発生する こ とになり、 完全な転写を施すこ とは不可能である。 そのため、 図 3の Cに示すよ う に金型表面のパターンにつなぎ目 2 0 a が残 り 、 外観的に問題があった。 また、 これらフォ トマスクをつなぎ 合わせるこ とは人手に頼る しかなく 、 大変手間のかかる作業であ つた。

また、レーザーを用いて直接露光させる方法はコス トがかかり、 3次元形状になる と露光にも限界があった。

本発明の目的は、 3次元の形状を有する金型全体、 又は一部に フォ トマスクのつなぎ目がなく簡単にパターンを転写するこ とで ある。 発明の開示

第 1 の発明は、 金型の表面にフォ ト レジス トを塗布し、

前記金型の形状と同様な形状にフィルム状のフォ トマスクを成 形し、

前記形状に成形されたフォ トマスクを、 前記フォ ト レジス トが 塗布された金型に密着.させて、 露光及び現像を行い、

前記現像された金型にエッチングで、 前記フォ トマスク に形成 されたパターンを刻むことを特徴とする金型表面装飾方法である。 第 2の発明は、 第 1 の発明の金型表面装飾方法において、 前記金型の形状と同様な形状にフィルム状のフォ トマスクを成 形する処理は、 加熱されたフォ トマスクを所定の型に密着させる 処理と したものである。

第 3の発明は、 樹脂成形用の金型において、

前記金型の表面に塗布されたフォ ト レジス ト上に、 前記金型の 形状と同様な形状に成形されたフィルム状のフォ トマスクを密着 させて、 エッチングのための露光及ぴ現像を行って、 前記フォ ト マスクに形成されたパターンが刻まれた形状と した金型と したも のである。

このよ う にしたことで、 3次元曲面を有する金型の表面に均一 でかつ、 簡単にパターンを刻むことが可能になり、 外観の優れた 成形品を実現するこ とができる。 このため、 従来まで不可能であ つた 3次元上のデザイン幅が広がり、 付加価値を向上させた製品 を提供することが可能となる。 図面の簡単な説明 図 1 は、 金型の形状の一例を示した斜視図である。

図 2は、 本発明の実施の形態による金型表面の装飾工程を示す 説明図である。

図 3 は、 従来技術による金型表面の装飾工程を示す説明図であ る。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の一実施の形態を、 図 1及び図 2 を参照して説明 する。

図 1 は本例を適用した金型の形状の例を示した斜視図である。 金型 1 は、スピーカに用いる振動板を成形するための金型である。 円錐形状の 3次元曲面部 l a を有しており、 本例の場合には、 デ ザイン上等の理由から、 3次元曲面部 1 a を含む振動板表面全体 に幾何学的な模様等の模様を形成する。

図 2は本例による金型表面装飾処理の作業工程の例を示してい る。

まず、 図 2 の Aに示すフォ トマスク 2 を作成する。 パターンの デザィンはこの例では格子状と している。 このデザィ ンを C A D ( Computer Aided Design) で作成し、 厚み 1 0 0，， mのポリエ ステル製フィルムに写真製版する。 これがパターン形成済のフォ トマスク 2である。

次に、 図 2の Bでフォ トマスク 2 を金型と同じ形状に成形する ため、 遠赤外線ヒータ 3 を用いて熱する。 その際の温度、 及び時 間は 1 7 0 - 1 8 0 °C、 2 0〜 3 0秒程度と し、 形成されたパタ —ンを崩すこ とのない温度とする。 温度と時間はフォ トマスク 2 に用いるフィルムの厚みに依存するため、 提示した条件に限定さ れるものではない。

次に、 図 2 の Cに示すよ うに、 加熱されたフォ トマスク 2を金 型 1 と同様の形状に成形するため、 成形用の型 4に真空成形法を 用いて密着させ、 成形する。

以上の方法によ り図 2の Dに示すよ う に、 金型と同じ形状のフ ォ トマス ク 2 'を作成する。

次に図 2 の Eに示した金型 1 のモール ドベースの揷入部分等、 加工に無関係な部分をマスキングテープ等で処理後、 脱脂処理、 乾燥させ、 液状フォ ト レジス トをスプレー塗布し、 例えば 8 0 °C で 1 5分乾燥させる。 図 2の Fに示す。

次に図 2の Gに示すよ う に、 金型と同じ形状に成形されたフォ トマス ク 2 'を、 フォ ト レジス トを塗布、 乾燥させた金型 1 Ίこ密 着させ、フォ ト レジス トに所定エネルギーを露光後、例えば 2 0 °C 炭酸ナ ト リ ウム 1 %水溶液でスプレー現像する。 これによ り、 金 型 1 '上に継ぎ目のないパターンを転写することができる。 また、 フォ トマス ク のつなぎ目の修正作業が必要なく なるため、 手順を 簡略化できる。

こ の よ う にしてパターンを転写された金型 1 Ίこ塩化第 2鉄水 溶液をスプレー し、 水洗後、 例えば 5 0 °C 2 %の水酸化ナ ト リ ウ ム水溶液でフォ ト レジス トを剥離し、 図 2の Hに示す、 所定のパ ターンを刻まれたエッチング済みの金型 1 "ができる。

以上説明した処理によ り作成された金型 1 "を用いて振動板の 射出成形を行う こ とで、 成形された振動板は、 円錐形表面上及び 全体に均一なパターンが描かれ、 外観的にも良好な状態になる。 即ち、 従来例と して図 3の Cに示したよ う なつなぎ目 2 0 a が残 るよ う なこ とがなく 、 フォ トマスク 2に描かれたとおり の模様が 成形部品に描かれるこ とになる。

なお、 本実施の形態に係るフォ トマスクに用いるフ ィ ルムは、 汎用のポ リ エステルフ ィ ルム上に感光性材料を塗布したものであ り、 厚みは Ι Ο Ο μ πι以上 2 5 0 /z m以下が望ましく 、 真空成形 - 等の成形技術によつて成形可能な とが必要と される。もちろん、 れ以外の材質 厚みでも、 真空成形できればこれに限定される ものではない。 塗布されている感光材は特に限定されることはな レ、が、 パターン形成済みフ ィ ルムを真空成形する際、 ベースのポ y エステノレフィルムの伸びに追随し 、 成形時の熱に対して 、 形成 したパターンを破壌するこ とのない耐熱性を有しているものが望 ま しい。

また、 本実施の形態で用いることができるフォ ト レジス トは、

3次元曲面にコ一ティ ングする必要があるためスプレーコ一ティ ング可能なも のであり 、乾燥させることでタ ックフ リ 一となれば、 ネガ型、 ポジ型のどちらでもよい。

レジス トの露光時に用いる光源は、 光源方向に対して金型の垂 直面の露光量が足り ないため、 多少でも角度を変更できる装置が 望ま しく 、 レジス ト の吸収波長にあった光源であれば特に限定さ れるものではない。

また、 上述した実施の形態では、 ス ピーカに用いる振動板を成 形するための金型に適用したが、 その他の樹脂部品を成形するた めの金型にも適用できるこ とは勿論である。 また、 金型の表面に 形成させる模様についても、 上述した均一なパターンでなく ても 良く 、文字や記号などを模様と して表面に描く よ う にしても良い。 産業上の利用可能性

本発明によると、 3次元曲面を有する金型の表面に均一でかつ、 簡単にパターンを刻むこ とが可能になり、 外観の優れた成形品を 実現するこ とができる。 このため、 従来まで不可能であった 3次 元上のデザイ ン幅が広がり、 付加価値を向上させた製品を提供す るこ とが可能となる。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 金型の表面にフォ ト レジス トを塗布し、

前記金型の形状と同様な形状にフィルム状のフォ トマスクを成 形し、

前記形状に成形されたフォ トマスク を、 前記フォ ト レジス トが 塗布された金型に密着させて、 露光及び現像を行い、

前記現像された金型にエッチングで、 前記フォ トマスクに形成 されたパターンを刻むこ とを特徴とする

金型表面装飾方法。

2 . 請求の範囲第 1項記載の金型表面装飾方法において、

前記金型の形状と同様な形状にフィルム状のフォ トマスクを成 形する処理は、 加熱されたフォ トマスクを所定の型に密着させる 処理である

金型表面装飾方法。

3 . 樹脂成形用め金型において、

前記金型の表面に塗布されたフォ ト レジス ト上に、 前記金型の 形状と同様な形状に成形されたフィルム状のフォ トマスクを密着 させて、 エッチングのための露光及び現像を行って、 前記フォ ト マスクに形成されたパターンが刻まれた形状と した

金型。