(57)【要約】【課題】  レーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法およびその製品を提供する。【解決手段】  まず、透明薄膜２１を有する転写薄膜２０を製作し、透明薄膜２１の底面に１層の紫外線硬化透明ワニスを塗布して保護層２２を形成した後、保護層２２の下方に１層の印刷層２３を塗布する工程と、射出成形金型のキャビティ中に転写薄膜２０を配置し、金型のキャビティ中にプラスチックを注入してプラスチック射出成形物品１０を形成し、プラスチック射出成形物品１０の表面に転写薄膜２０を貼り付ける工程と、保護層２２が貼り付けられたプラスチック射出成形物品１０の表面に紫外線を照射し、保護層２２を硬化させる工程と、レーザ彫刻機が生成させるレーザビーム３１により、プラスチック射出成形物品１０の表面上にレーザ彫刻パターンを形成させる工程とを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）転写薄膜の製作：まず、透明薄膜を有する転写薄膜を製作し、前記透明薄膜の底面に１層の紫外線硬化透明ワニスを塗布して保護層を形成した後、前記保護層の下方に１層の印刷層を塗布する工程と、
（Ｂ）インモールド転写成形：射出成形金型のキャビティ中に前記転写薄膜を配置し、前記金型のキャビティ中にプラスチックを注入してプラスチック射出成形物品を形成し、前記プラスチック射出成形物品の表面に前記転写薄膜を貼り付ける工程と、
（Ｃ）紫外線硬化：前記保護層が貼り付けられた前記プラスチック射出成形物品の表面に紫外線を照射し、前記保護層を硬化させる工程と、
（Ｄ）レーザ彫刻パターンの製作：レーザ彫刻機が生成させるレーザビームにより、前記プラスチック射出成形物品の表面上にレーザ彫刻パターンを形成させる工程と、を含むことを特徴とする、レーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法。
【請求項２】
前記レーザ彫刻機が生成させるレーザビームは、前記保護層および前記印刷層を透過して前記プラスチック射出成形物品中に合焦され、前記プラスチック射出成形物品の表面上に前記レーザ彫刻パターンを形成させることを特徴とする、請求項１に記載のレーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法。
【請求項３】
インモールド転写方式により１層の印刷層が表面に塗装され、前記印刷層の表面に保護層が形成されたプラスチック射出成形物品を備えるレーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する製品において、
前記プラスチック射出成形物品の表面に、レーザ彫刻方式によりレーザ彫刻パターンを形成させることを特徴とする、レーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法およびその製品に関し、特に、まずインモールド転写技術によりプラスチック射出成形の製品上に印刷層を形成した後に、レーザ彫刻方式により印刷層を透過させてパターンを形成する、レーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法およびその製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
インモールド転写技術（Ｉｎ−Ｍｏｌｄ  Ｄｅｃｏｒａｔｉｏｎ：ＩＭＤ）は、近年広く射出加工業者が先を争って研究している製造工程である。外国の各大型メーカも独立した部門を立ち上げて次々と研究開発を行っている。
【０００３】
ＩＭＤの主な製造工程は、まず、プラスチック射出成形の製品上に転写させたいパターンを透明薄膜（薄膜の材料は、ＰＥ、ＰＥＴ、ＰＣなど）上に印刷した後、その薄膜をプラスチック成形金型の間に配置させた後、キャビティ内にプラスチックを注入し、プラスチック射出成形加工を行い、成形プラスチックの温度を利用することにより、薄膜上のパターンを射出成形の製品の表面上へ転写させることができる。
【０００４】
図２を参照する。図２に示すように、透明薄膜１は、ＰＥＴ、ＰＥ、ＰＣなどの透明プラスチック薄膜材料からなる。透明薄膜１は、プラスチック射出成形の工程が完了した後に、プラスチック射出製品の表面から剥離させることができる。透明薄膜１の底面には、透明な紫外線硬化ワニス材料からなる保護層２が形成されている。この紫外線硬化ワニス材料は、透明薄膜１に塗布される際は軟質硬化状態であるが、転写が完了した後に紫外線を照射させることにより、硬化透明薄膜で表面を覆って印刷層３を保護することができる。
【０００５】
印刷層３は、グラビア印刷、スクリーン印刷などの方式により、保護層２の底面に印刷インク、金属塗料およびその他の塗装材料が塗布されて形成される。印刷層３の射出成形が完了した後、プラスチック射出成形製品の表面に表面塗装を行い、装飾パターンを形成させる。そして、印刷層３の底面に設けられた接着剤層４の作用により、印刷層３とプラスチック射出成形製品の表面とを接着させることができる。
【０００６】
インモールド転写技術は、非常に新しい自動化生産技術であり、他の技術と比べ、生産工程数および分解構成要素数を減らすことができる。そのため、生産速度を向上させ、時間およびコストを節減させることができるとともに、品質の向上、イメージの複雑化および製品の耐久性を高める長所を製品の外観に応用させることができる。また、従来の焼付塗布、印刷などのプラスチック射出製品の塗装方式と異なり、プラスチック製品の表面上が金属パターン、パール光沢、擬似皮革などの特殊材料で製作されているため、製品の質感を大幅に向上させることができる。
【０００７】
しかし、従来のＩＭＤ技術は、転写薄膜にパターンを印刷する過程で、複雑で専用の治具を使用しなければならない上、印刷パターンを行う際、射出成形金型内部に転写薄膜を配置した後に発生する伸びや変形を考慮しなければならないことが主な欠点の一つであった。そのため、その変形量を精密に計算し、パターン寸法を変える必要があった。そのため、薄膜印刷パターンの転写技術は複雑でコストが高かった。
【０００８】
上述の理由により、従来のＩＭＤ技術はコストが高いという欠点を有する上、複雑なパターンを形成することが困難であった。
【０００９】
プラスチック射出成形の製品にパターンを形成する技術には、ＩＭＤ技術以外に様々な技術が存在した。そのなかでもレーザ彫刻技術は、応用範囲が非常に広い技術である。図３を参照する。図３に示すように、従来のレーザ彫刻技術は、レーザ彫刻機のレーザヘッド５を利用し、プラスチック射出成形物品６の表面に形成された塗装層７上にレーザ彫刻パターンを製作するか、プラスチック射出成形物品６の表面にレーザビームを直接照射し、パターン彫刻を行う。
【００１０】
レーザ彫刻技術は、数値制御により操作され、パターンをデジタルデータに変換した後、レーザ彫刻機により加工したいパターンをプラスチック射出成形の製品に形成させることができる。そのため、高度に複雑化されたパターンを容易に形成し、その形成されたパターンが依然として立体感のある変化を有するため、プラスチック射出成形製品の外観の質感および見栄えを向上させることができる。
【００１１】
しかし、従来のレーザ彫刻技術には、レーザ彫刻機のレーザビームがプラスチック射出製品の表面に照射されたり、その表層にある塗装層上にパターン彫刻を行う際、局所的に高熱が発生して局部の材料を気化させるため、プラスチック射出成形物品６または塗装層７の表面に気泡が非常に発生しやすい上、プラスチック射出成形物品６の表面にレーザ彫刻を行った後、応力が集中して断裂やクラックが容易に発生するという欠点があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
そのため、プラスチック射出成形の製品に行う表面処理に利用する従来のＩＭＤおよびレーザ彫刻を改善する必要があった。
【００１３】
本発明の第１の目的は、インモールド転写塗装とレーザ彫刻技術との長所を兼備えた、レーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法およびその製品を提供することにある。
本発明の第２の目的は、インモールド転写塗装とレーザ彫刻技術との長所を兼備え、異なる色と材料のプラスチックおよびレーザ彫刻パターンを互いに組み合わせることにより多くの特殊な変化を発生させることが可能なレーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法およびその製品を提供することにある。
本発明の第３の目的は、従来のレーザ彫刻技術のようにプラスチック射出製品の表面または表面塗装材料に気泡が発生したり、射出成形物品の表面に応力が集中して容易に破裂することを防ぐことが可能なレーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法およびその製品を提供することにある。
本発明の第４の目的は、インモールド成形製品上にパターンを形成させることにより、従来のＩＭＤ技術が様々なパターンを形成するとコストが高くなる欠点が無い上、全体の見栄えを向上させ、開発コストを下げて生産の利便性を高めることが可能なレーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法およびその製品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）  （Ａ）転写薄膜の製作：まず、透明薄膜を有する転写薄膜を製作し、前記透明薄膜の底面に１層の紫外線硬化透明ワニスを塗布して保護層を形成した後、前記保護層の下方に１層の印刷層を塗布する工程と、（Ｂ）インモールド転写成形：射出成形金型のキャビティ中に前記転写薄膜を配置し、前記金型のキャビティ中にプラスチックを注入してプラスチック射出成形物品を形成し、前記プラスチック射出成形物品の表面に前記転写薄膜を貼り付ける工程と、（Ｃ）紫外線硬化：前記保護層が貼り付けられた前記プラスチック射出成形物品の表面に紫外線を照射し、前記保護層を硬化させる工程と、（Ｄ）レーザ彫刻パターンの製作：レーザ彫刻機が生成させるレーザビームにより、前記プラスチック射出成形物品の表面上にレーザ彫刻パターンを形成させる工程と、を含むことを特徴とする、レーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法。
【００１５】
（２）  前記レーザ彫刻機が生成させるレーザビームは、前記保護層および前記印刷層を透過して前記プラスチック射出成形物品中に合焦され、前記プラスチック射出成形物品の表面上に前記レーザ彫刻パターンを形成させることを特徴とする、（１）に記載のレーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法。
【００１６】
（３）  インモールド転写方式により１層の印刷層が表面に塗装され、前記印刷層の表面に保護層が形成されたプラスチック射出成形物品を備えるレーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する製品において、前記プラスチック射出成形物品の表面に、レーザ彫刻方式によりレーザ彫刻パターンを形成させることを特徴とする、レーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する製品。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のレーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法およびその製品は、インモールド転写塗装とレーザ彫刻技術との長所を兼備えることができる。
また、本発明のレーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法およびその製品は、インモールド転写塗装とレーザ彫刻技術との長所を兼備え、異なる色と材料のプラスチックおよびレーザ彫刻パターンを互いに組み合わせることにより多くの特殊な変化を発生させることができる。
さらに、本発明のレーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法およびその製品は、従来のレーザ彫刻技術のようにプラスチック射出製品の表面または表面塗装材料に気泡が発生したり、射出成形物品の表面に応力が集中して容易に破裂することを防ぐことができる。
またさらに、本発明のレーザ彫刻およびインモールド転写技術によりプラスチック製品上にレーザ彫刻パターンを形成する方法およびその製品は、インモールド成形製品上にパターンを形成させることにより、従来のＩＭＤ技術が様々なパターンを形成するとコストが高くなる欠点が無い上、全体の見栄えを向上させ、開発コストを下げて生産の利便性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１を参照する。図１は、本発明の一実施形態によるプラスチック射出成形の製品上にレーザ彫刻パターンを形成するときの状態を示す断面図である。本発明の方法は、主にＩＭＤインモールド転写方法により、プラスチック射出成形物品の表面に透光性の印刷層を１層塗布してから、レーザ彫刻技術を再び利用して製品表面にレーザ彫刻パターンを形成させるため、ＩＭＤインモールド転写およびレーザ彫刻技術の特性を同時に得ることができる。本発明は、主に以下の工程を含む。
【００１９】
（１）転写薄膜の製作
本発明の一実施形態による方法は、主にＩＭＤインモールド転写技術によりプラスチック射出製品上に薄膜塗装を転写させるため、まず、第１の工程において転写薄膜を形成させる。図１に示すように、本実施形態の転写薄膜２０は、透明薄膜２１を含む。透明薄膜２１は、ＰＥ、ＰＣなどの透明高分子材料からなり、透明薄膜２１の底面には透明の保護層２２が１層塗布されている。保護層２２は、紫外線の照射により硬化させることが可能な透明ワニスからなり、紫外線の照射を受けないときは流動可能状態であるため、転写薄膜２０が軟質可撓性の状態となり、紫外線が照射されて透明な硬化状態に変わる。印刷層２３は、印刷方式により保護層２２の下方に印刷され、印刷インク、顔料またはその他の塗装材料からなる透光性の透明タイプでもよく、それをプラスチック射出成形物品１０の表面に転写し、その表面に塗装色彩またはパターンを形成する。印刷層２３は、その底面に塗布された接着剤層２４により、プラスチック射出成形物品１０の表面に付着させることができる。
【００２０】
（２）インモールド加工
前述の転写薄膜２０は、射出成形される前に、薄膜輸送装置により、まず、プラスチック射出成形金型のキャビティ中に配置した後、真空成形方式により転写薄膜２０を成形金型のキャビティ中に密着させてから、プラスチック射出成形の工程を行う。射出成形の工程が完了した後、転写薄膜２０は、プラスチック射出成形物品１０と一体結合され、転写薄膜２０の保護層２２、印刷層２３および接着剤層２４をプラスチック射出成形物品１０の表面上に塗装させることができる。
【００２１】
（３）紫外線硬化
プラスチック射出成形物品１０の表面上に転写薄膜２０を塗布してプラスチック成形が完了した後、プラスチック射出成形物品１０から転写薄膜２０を剥離させることができる。しかし、保護層２２は依然として流動可能状態であるため、紫外線照射を行って保護層２２を硬化させて耐磨耗性の硬質保護膜を形成し、保護層２２の下方にある印刷層２３を安定した状態に保ち、破壊されたり磨耗されたりすることから保護することができる。
【００２２】
（４）レーザ彫刻パターンの形成
保護層２２は、紫外線照射により硬化された後、直ちにレーザ彫刻方式によりプラスチック射出成形物品１０上にレーザ彫刻パターン４０を形成させることができる。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態のレーザ彫刻方式は、レーザ彫刻機のレーザヘッド３０により生成されたレーザビーム３１が印刷層２３を透過し、プラスチック射出成形物品１０の表面に合焦される。これにより、プラスチック射出成形物品１０上にパターンが印刷される。
【００２４】
前述の保護層２２および印刷層２３のそれぞれは透明材料であるため、前述のレーザヘッド３０により生成されるレーザビーム３１は、それらを透過してプラスチック射出成形物品１０内に合焦される。そのため、レーザビーム３１は、保護層２２または印刷層２３の表面材料に悪影響を与えずに、プラスチック射出成形物品１０にパターンを形成することができる。
【００２５】
レーザ彫刻機は、数値制御により操作するが、プラスチック射出成形物品１０上へ形成したいパターンをデジタルデータに変換した後、レーザ彫刻機によりレーザヘッド３０の移動ルートを制御し、プラスチック射出成形物品１０上にパターンを形成する。
【００２６】
上述の技術手段から分かるように、本発明は以下の長所を有する。まず、本発明の方法は、数値制御のレーザ彫刻機を利用し、ＩＭＤ転写塗布により形成させるプラスチック射出成形物品の表面にパターンを形成する。このレーザ彫刻機は、きめ細かくて複雑なパターンを形成させる能力を備えているため、本実施形態の方法は、ＩＭＤ転写製品の表面に複雑なパターンを形成し、ＩＭＤ技術により複雑なパターンを形成させることが容易でなく、パターンを転写薄膜上に印刷させるときに、複雑な治具を使用する手間とコストを節減させることができる。
【００２７】
また、本発明の技術は、ＩＭＤ転写技術とレーザ彫刻技術とを同時に結合させる特徴を有する。一般に、レーザ彫刻技術により製作されるパターンは、材料表面の浅い位置に形成されるため、レーザ彫刻パターンも基材の色、材料の違いやレーザ彫刻エネルギの違いに応じて変化させることができる。本発明の方法は、ＩＭＤ転写方式を利用して製作したプラスチック射出成形物品の表面にレーザ彫刻パターンを形成し、ＩＭＤ技術により異なる特殊材料効果（例えば、高光沢、パール光沢など）を発生させることができるため、レーザ彫刻パターンをプラスチック射出成形物品の表面に形成させると、特殊な変化を発生させることができる。同時に、ＩＭＤ技術の保護層２２により、パターンを効果的に保護することができる。
【００２８】
また、本発明の方法は、従来のレーザ彫刻技術と異なり、プラスチック射出成形物品１０の表面にレーザビームを精確に合焦させることができるため、保護層２２またはその下方に設けられた印刷層２３が損壊されることがない。そのため、従来のレーザ彫刻技術のように製品の表面に気泡を発生させたり、加工後に応力集中が製品表面に発生して容易に破裂や損壊が発生することを防ぐことができる。
【００２９】
そのため、本発明の方法は、従来のＩＭＤ技術およびレーザ彫刻技術と異なる特徴を有し、プラスチック射出成形物品の表面に特殊な材料および特殊なパターンを形成させることができるため、利便性が高く見栄えに優れている。
【００３０】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本発明の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明を限定するものではない。本発明の主旨と領域を脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の特許請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態によるプラスチック射出成形物品の表面にレーザ彫刻パターンを形成させるときの状態を示す断面図である。
【図２】従来のＩＭＤインモールド転写技術が使用する転写薄膜の構造を示す断面図である。
【図３】従来のレーザ彫刻技術の原理を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  透明薄膜
２  保護層
３  印刷層
４  接着剤層
５  レーザヘッド
６  プラスチック射出成形物品
７  塗装層
１０  プラスチック射出成形物品
２０  転写薄膜
２１  透明薄膜
２２  保護層
２３  印刷層
２４  接着剤層
３０  レーザヘッド
３１  レーザビーム
４０  レーザ彫刻パターン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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