(57)【要約】【課題】  短時間で安価に行うことができるインサート加飾シートの外形決定方法を提供する。【解決手段】  インサート加飾シート１の外形データに基づいて未切断のインサート加飾シート１をカッティングプロッタ２で切断する第１段階と、切断されたインサート加飾シート１を射出成形金型３内にセットした状態で射出成形することにより切断されたインサート加飾シート１と成形樹脂４とが一体化されたインサート成形品５を得る第２段階と、インサート成形品５における成形品形状とインサート加飾シート１の外形形状との一致性について確認を行う第３段階と、成形品形状とインサート加飾シート１の外形形状との一致性について問題が解消されるまでインサート加飾シート１の外形データを修正した後に第１段階から第３段階までを繰り返し実施する。【選択図】      図１
2005212102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インサート加飾シートの外形データに基づいて未切断のインサート加飾シートをカッティングプロッタで切断する第１段階と、切断されたインサート加飾シートを射出成形金型内にセットした状態で射出成形することにより切断されたインサート加飾シートと成形樹脂とが一体化されたインサート成形品を得る第２段階と、インサート成形品における成形品形状とインサート加飾シートの外形形状との一致性について確認を行う第３段階と、成形品形状とインサート加飾シートの外形形状との一致性について問題が解消されるまでインサート加飾シートの外形データを修正した後に第１段階から第３段階までを繰り返し実施することを特徴とするインサート加飾シートの外形決定方法。
【請求項２】
外形データが二次元ＣＡＤのデータである請求項１記載のインサート加飾シートの外形決定方法。
【請求項３】
カッティングプロッタがフラットベッド型である請求項１〜２のいずれかに記載のインサート加飾シートの外形決定方法。
【請求項４】
成形品形状とインサート加飾シートの外形形状との一致性について問題が解消されたときの外径データを用いて量産用抜き型を作製する請求項１〜３のいずれかに記載のインサート加飾シートの外形決定方法。
【請求項５】
量産用抜き型が雌雄型である請求項４記載のインサート加飾シートの外形決定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短時間で安価に行うことができるインサート加飾シートの外形決定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラスチック成形品に対して装飾を行う方法として、透明な基体シートの片面に図柄層が設けられたインサート加飾シートをあらかじめ所望の成形品形状に合致する形状に切断した後、所望のキャビティ形状を有する射出射出成形金型内に配置し、型締め後、インサート加飾シートの図柄層側よりキャビテイ内に樹脂を射出充満させ、冷却して樹脂成形品を得るのと同時にその面にインサート加飾シートを一体化させて装飾を行う方法がある。
【０００３】
このとき、インサート加飾シートの外形について切断する形状を正確に決定する作業は、所望とするインサート成形品を安定的に量産する上で非常に重要である。すなわち、インサート加飾シートの形状が射出成形金型に適合していないと、インサート成形品表面の所定領域をインサート加飾シートが覆わず、インサート加飾シートの脇から成形樹脂が露出したり、余ったインサート加飾シートによってしわが生じたり、インサート加飾シートの位置ずれによって絵柄の位置ずれが生じたりするなどの不具合が生じるからである。
【０００４】
インサート加飾シートの形状を決定するには、インサート加飾シート切断用の試作抜き型をあらかじめ作製し、試作抜き型を用いて打ち抜いたインサート加飾シートを射出成形金型にてインサート成形し、インサート加飾シートの形状がインサート成形品の所定領域をきちんと覆うように一体成形することができるものであるか否かの確認を行っていた。インサート加飾シート切断用の試作抜き型としては、ベース板に形成された溝部に帯状の刃（トムソン刃）を埋め込んだトムソン型や、金属の切削加工によって得られる雌雄型などを用いることができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−２４５２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の方法試作抜き型を製作する必要があるため、テスト用のインサート加飾シートの納期は試作抜き型の製作日数に大きく影響を受けることになり、現実には長い納期が必要となることが多いという問題があった。
【０００６】
また、一度の射出成形テストで射出成形金型とインサート加飾シートの形状との適合が得られなかった場合、再度、試作抜き型を作製して射出成形テストを行う必要がある。これらの工程は、通常、１〜２回で完了しないことが多く、量産開始までに非常に長い期間の試作期間を要するという問題があった。
【０００７】
また、十分な試作期間が取れない場合は、射出成形金型とインサート加飾シートの形状の十分な適合が得られないまま量産を開始することになるため、歩留まりを低下させることが多いという問題があった。
【０００８】
同様に、インサート加飾シート抜き型製作にも多額の費用がかかった。特に、高い精度を要求される製品においては、トムソン型では対応できず、雌雄型での試作抜き型が必要になり、雌雄型は非常に高価でまた納期も長いため、現実には何度も試作インサート加飾シートを製作することができないという問題があった。
【０００９】
また、このような不具合を回避するために、試作インサート加飾シートをトムソン抜き型で作製して射出成形テストを行い、射出成形金型との適合が完了したインサート加飾シートの形状をもって雌雄型を製作する方法も採られていた。しかし、トムソン抜き型の精度が低いという問題と、トムソン抜き型で打ち抜きをした形状を正確にデータ化することが難しいという理由から、実際に雌雄型を製作した時に射出成形金型に適合したインサート加飾シートの形状を得ることが難しく、さらなる修正が必要になることも多かった。
【００１０】
したがって、本発明は、上記のような問題点を解消し、短時間で安価に行うことができるインサート加飾シートの外形決定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のインサート加飾シートの外形決定方法は、以上の目的を達成するために、以下のように構成している。
【００１２】
本発明の第１態様によれば、インサート加飾シートの外形データに基づいて未切断のインサート加飾シートをカッティングプロッタで切断する第１段階と、切断されたインサート加飾シートを射出成形金型内にセットした状態で射出成形することにより切断されたインサート加飾シートと成形樹脂とが一体化されたインサート成形品を得る第２段階と、インサート成形品における成形品形状とインサート加飾シートの外形形状との一致性について確認を行う第３段階と、成形品形状とインサート加飾シートの外形形状との一致性について問題が解消されるまでインサート加飾シートの外形データを修正した後に第１段階から第３段階までを繰り返し実施するインサート加飾シートの外形決定方法を提供する。
【００１３】
本発明の第２態様によれば、外形データが二次元ＣＡＤのデータである第１の態様に記載のインサート加飾シートの外形決定方法を提供する。
【００１４】
本発明の第３態様によれば、カッティングプロッタがフラットベッド型である第１〜２の態様に記載のインサート加飾シートの外形決定方法を提供する。
【００１５】
本発明の第４態様によれば、成形品形状とインサート加飾シートの外形形状との一致性について問題が解消されたときの外径データを用いて量産用抜き型を作製する第１〜３の態様に記載のインサート加飾シートの外形決定方法を提供する。
【００１６】
本発明の第５態様によれば、量産用抜き型が雌雄型である第４の態様に記載のインサート加飾シートの外形決定方法を提供する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のインサート加飾シートの外形決定方法は、インサート加飾シートの外形データに基づいて未切断のインサート加飾シートをカッティングプロッタで切断する第１段階と、切断されたインサート加飾シートを射出成形金型内にセットした状態で射出成形することにより切断されたインサート加飾シートと成形樹脂とが一体化されたインサート成形品を得る第２段階と、インサート成形品における成形品形状とインサート加飾シートの外形形状との一致性について確認を行う第３段階と、成形品形状とインサート加飾シートの外形形状との一致性について問題が解消されるまでインサート加飾シートの外形データを修正した後に第１段階から第３段階までを繰り返し実施するように構成したので、短時間で安価にインサート加飾シートの外形を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面を参照しながら本発明の実施の形態について詳しく説明する。
【００１９】
図１は、本発明のインサート加飾シートの外形決定方法の一工程を示す斜視図である。図２〜３は、本発明のインサート加飾シートの外形決定方法の一工程を示す断面図である。図４は、本発明のインサート加飾シートの外形決定方法の一工程を示す正面図である。図中、１はインサート加飾シート、２はカッティングプロッタ、３は射出成形金型、４は成形樹脂、５はインサート成形品、２１はガイドレール、２２はヘッド、２３はカッター、２４はテーブル、２５はコンピュータ、３１はゲート、５１は下端部である。
【００２０】
本発明のインサート加飾シート１の外形決定方法は、インサート加飾シート１の外形データに基づいて未切断のインサート加飾シート１をカッティングプロッタ２で切断する第１段階と、切断されたインサート加飾シート１を射出成形金型３内にセットした状態で射出成形することにより切断されたインサート加飾シート１と成形樹脂４とが一体化されたインサート成形品５を得る第２段階と、インサート成形品５における成形品形状とインサート加飾シート１の外形形状との一致性について確認を行う第３段階と、成形品形状とインサート加飾シート１の外形形状との一致性について問題が解消されるまでインサート加飾シート１の外形データを修正した後に第１段階から第３段階までを繰り返し実施するように構成されたものである（図１参照）。
【００２１】
まず、インサート加飾シート１の外形データに基づいて未切断のインサート加飾シート１をカッティングプロッタ２で切断する（第１段階）。
【００２２】
インサート加飾シート１は、基体シート上に図柄層などが形成されたものである。
【００２３】
基体シートの材質としては、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、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂などの樹脂シート、あるいは以上の各シートの複合体などを使用するとよい。
【００２４】
図柄層は、剥離層の上に、通常は印刷層として形成する。印刷層の材質としては、ポリビニル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリビニルアセタール系樹脂、ポリエステルウレタン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、アルキド樹脂などの樹脂をバインダーとし、適切な色の顔料または染料を着色剤として含有する着色インキを用いるとよい。印刷層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などを用いるとよい。印刷層は、表現したい図柄に応じて、全面的または部分的に設けられる。
【００２５】
また、図柄層は、金属薄膜層からなるもの、あるいは印刷層と金属薄膜層との組み合わせからなるものでもよい。金属薄膜層は、図柄層として金属光沢を表現するためのものであり、アルミニウムなどを用いて真空蒸着法などで形成するとよい。
【００２６】
また、他の層との密着性を向上させるために、アンカー層を設けてもよい。アンカー層の材質としては、２液性硬化ウレタン樹脂、熱硬化ウレタン樹脂、メラミン系樹脂、セルロースエステル系樹脂、塩素含有ゴム系樹脂、塩素含有ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ビニル系共重合体樹脂などを使用するとよい。
【００２７】
また、必要に応じて接着層が形成されていてもよい。接着層は、成形樹脂４表面にインサート加飾シート１を接着する層である。接着層としては、成形樹脂４の素材に適した感熱性あるいは感圧性の樹脂を適宜使用する。たとえば、成形樹脂４の材質がアクリル系樹脂の場合はアクリル系樹脂を用いるとよい。
【００２８】
インサート加飾シート１の周囲を切断するために用いる外形データは、インサート成形品５の形状、射出成形金型３のキャビティ形状、インサート加飾シート１の図柄パターンなどを適宜利用して仮に決定したものを当初用いる。インサート加飾シート１は平面状態で切断するため、外形データは二次元ＣＡＤのデータとして取り扱うのが好ましい。
【００２９】
本発明では、インサート加飾シート１を切断する手段としてカッティングプロッタ２を用いることが重要である。カッティングプロッタ２は、通常、ＣＡＤデータ（ベクトルデータ）を出力する装置であり、カッター２３が装着されて紙やフィルムを切り出すために用いられるものである。カッティングプロッタ２には、カッター２３が上下方向および左右方向に動くフラットベッド型と、非切断物が上下方向に動くとともにカッター２３が左右方向に動くフリクション型とがある。フラットベッド型の方が比較的精度が高いため、本発明の用途に適している。
【００３０】
インサート加飾シート１の外形データに基づいてカッティングプロッタ２を動作させるため、カッティングプロッタ２には外形データを元にカッティングプロッタ２の制御が可能なソフトウェアがインストールされたコンピュータ２５を接続するとよい。コンピュータ２５に所望とする外形データをＣＡＤデータ（ベクトルデータ）として入力することにより、カッティングプロッタ２にセットしたインサート加飾シート１を外形データの形状に切断することができる。
【００３１】
次いで、切断されたインサート加飾シート１を射出成形金型３内にセットした状態で射出成形することにより、切断されたインサート加飾シート１と成形樹脂４とが一体化されたインサート成形品５を得る（第２段階）。具体的には、次のようにして行うとよい。
【００３２】
まず、キャビティ型とコア型とからなる射出成形金型３内に切断されたインサート加飾シート１をセットする。インサート加飾シート１をキャビティ面に固定するためには、キャビティ面に吸引孔を形成して吸引固定するなどの手段がある。また、インサート加飾シート１が射出成形金型３のキャビティ面に沿いやすくするために、インサート加飾シート１を加熱してもよい。加熱をするには、赤外線ヒーターやニクロムヒーターなどをインサート加飾シート１の近傍に配置するとよい。
【００３３】
次いで、型締め後、溶融した成形樹脂４をゲート３１部を通じてキャビティ内に充満させ射出成形を行う（図２参照）。成形樹脂４としては、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリルスチレン系樹脂、ポリアクリロニトリルブタジエンスチレン系樹脂などを用いることができる。
【００３４】
次いで、冷却、型開きしてインサート成形品５を得ることができる（図３〜４参照）。
【００３５】
次いで、インサート成形品５における成形品形状とインサート加飾シート１の外形形状との一致性について確認を行う（第３段階）。具体的には、インサート加飾シート１がインサート成形品５の所定箇所を覆うように一体化されているかどうか、インサート加飾シート１にしわが生じていないかどうか、インサート加飾シート１に形成された図柄がインサート成形品５の形状と位置ずれを起こしていないかどうかなどを、目視検査や光学拡大鏡などの手段によって確認する。
【００３６】
次いで、成形品形状とインサート加飾シート１の外形形状との一致性について問題が解消されるまで、インサート加飾シート１の外形データを修正した後に第１段階から第３段階までを繰り返し実施する。
【００３７】
最初に作製したインサート加飾シート１の外形データは、通常、先の形状確認によって何らかの不具合を有するものであることが判明するため、外形データに適宜修正を加えた後、第１段階から第３段階まで再度繰り返し、修正された外形形状に切断されたインサート加飾シート１を用いて再度インサート成形品５を得、インサート加飾シート１の形状確認を改めて行うことになる。
【００３８】
このようにして、成形品形状とインサート加飾シート１の外形形状との一致性について問題が解消され、所望のインサート加飾シート１の外形が得られるまで、外形データの修正を繰り返し行う。
【００３９】
以上のようにしてインサート加飾シート１の外形を決定すると、インサート加飾シート１の形状を変更するには外形データを変更するだけでよく、抜き型をその都度作製する必要がないため、インサート加飾シート１の外形を変更するための時間が大幅に短縮でき、そのために必要となる費用も低くすることができる。
【００４０】
なお、インサート成形品５の製造においては、成形品の形状、樹脂の流路、インサート加飾シートの伸びなど各種要素が相互に影響するため、コンピュータによるシミュレーションの対象としては複雑であって適しておらず、実際に射出成形金型３内にインサート加飾シート１をセットして試作を行うのが現実的である。特に、所望とする成形品が携帯電話の筐体など比較的小さなサイズの物品である場合は上記傾向が顕著である。
【００４１】
また、以上のようにしてインサート加飾シート１の外形データを用いて、量産用抜き型を作製すれば、再現性に優れた量産用抜き型を容易に得ることができる。また、量産用抜き型としてコンピュータによる切削加工で作製することができる雌雄型を用いることにより、さらに外形データからの再現性を高めることができる。
【実施例】
【００４２】
厚さ１７５μｍの透明なポリカーボネートフィルムを基体シートとし、その上に、アクリル系樹脂からなるインキを用いて図柄層を厚さ各３μｍに、ビニル系樹脂からなるインキを用いて接着層を厚さ３μｍに、それぞれスクリーン印刷法によって形成し、インサート加飾シート１を得た。
【００４３】
次いで、インサート加飾シート１をカッティングプロッタ２にセットした。図１は、インサート加飾シート１をフラットベッド型のカッティングプロッタ２にセットしたところを示す斜視図である。カッティングプロッタ２には、テーブル２４上をＹ軸方向に移動するガイドレール２１と、ガイドレール２１上をＸ軸方向に移動するヘッド２２が装備されており、ヘッド２２にはカッター２３が装着されている。インサート加飾シート１は、カッティングプロッタ２のテーブル２４に５ｍｍ間隔で設けられた直径０．５ｍｍの吸引孔により吸着して固定した。
【００４４】
カッティングプロッタ２には、二次元ＣＡＤデータに基づいてカッティングプロッタ２を作動させる制御ソフトウェアがインストールされたコンピュータ２５を接続した。あらかじめ二次元ＣＡＤデータとして作成しておいた外形データを３．５インチのフレキシブルディスクによりコンピュータ２５に入力した。コンピュータ２５上でカッティングプロッタ２の制御ソフトウェアを起動し、入力した外形データを開き、操作により外形データにしたがってインサート加飾シート１を切り抜く作業を行い、外形データに基づいて周囲が切断された１０枚のインサート加飾シート１を得た。
【００４５】
次いで、切断されたインサート加飾シート１を射出成形金型３内にセットし射出成形を行った。図２は、インサート加飾シート１を雌型と雄型からなる射出成形金型３に挿入した様子を示す断面図である。雄型には射出ゲート３１が設けられており、成形樹脂４としてポリカーボネート系樹脂を射出充填し、インサート加飾シート１と一体化して１０個のインサート成形品５を得た。
【００４６】
次いで、インサート加飾シート１の形状確認を行った。図３はインサート成形品５の１つを側面から観察した様子を示す側面図である。インサート加飾シート１は成形樹脂４と一体化されているが、下端部５１で成形品表面にインサート加飾シート１で覆われておらず成形樹脂４が露出している部分が生じている。
【００４７】
また、図４は、同じ成形品を正面から観察した様子を示す正面図である。先と同様に、インサート加飾シート１で覆われておらず成形樹脂４が露出している部分を確認することができた。１０個のインサート成形品５について成形樹脂４が露出した部分の長さを測定したところ、その平均値は０．６２ｍｍであり、最大値と最小値の差は±０．１３ｍｍの範囲内であった。
【００４８】
これに基づいて、インサート加飾シート１の下端部５１を０．６２ｍｍ延長するように修正した外形データを作成し、再度インサート加飾シート１の切断を行った。なお、インサート加飾シート１の切断には抜き型を使用しないため、成形樹脂４露出部分の長さの測定、外形データの修正、新しいインサート加飾シート１の切断までに要した時間は１８分であった。
【００４９】
次いで、切断されたインサート加飾シート１を射出成形金型３にセットしインサート成形品５を得た。
【００５０】
このようにして得たインサート成形品５に一体化されたインサート加飾シート１の形状を観察したところ、成形樹脂４が露出する領域がないものであった。
【００５１】
上記の方法で得た外形データを元に、鋼材の切削加工によって雄型と雌型とからなるインサート加飾シート１の量産用抜き型を製作した。この量産用抜き型で切断加工を行ったインサート加飾シート１と、カッティングプロッタ２で切断したインサート加飾シート１を比較したところ、量産用抜き型によるインサート加飾シート１の長辺の長さは１０．１０ｍｍ、カッティングプロッタ２によるインサート加飾シート１の長辺の長さは１０．０２ｍｍであり、両者の差は０．０８ｍｍだった。次いで量産用抜き型によるインサート加飾シート１を用いてインサート成形を行ったところ、成形樹脂４が露出する領域がないインサート成形品５を得ることができた。
【比較例】
【００５２】
カッティングプロッタ２を用いた切断手段の有効性を検証するため、トムソン型を用いてインサート加飾シート１を切断する他は実施例と同様にしてインサート成形品５を得る作業を行った。
【００５３】
まず、外形データを用いてトムソン型を作製した。なお、トムソン型の作製は外部に依頼したため、納期として３日間を要した。次いで、トムソン型を用いてインサート加飾シート１を切断し、周囲が切断されたインサート加飾シート１を１０枚得た。
【００５４】
次いで、切断されたインサート加飾シート１を射出成形金型３にセットして射出成形を行い、インサート成形品５を１０個得た。
【００５５】
次いで、インサート加飾シート１の形状確認を行ったところ、１０個のインサート成形品５の下端部５１の成形樹脂４が露出した領域の長さは、平均０．５８ｍｍであり、最大値と最小値の差は±０．１６ｍｍの範囲内であった。
【００５６】
この結果に基づいて、インサート加飾シート１の下端部５１を０．５８ｍｍ延長するように修正した外形データを作成し、これに基づいたトムソン型を再度作製した。なお、トムソン型の作成は外部に依頼したため納期として前回と同じく３日間を要した。
【００５７】
次いで、上記のトムソン型を用いて再度インサート加飾シート１を切断し、射出成形金型３にセットしインサート成形品５を得た。
【００５８】
このようにして得たインサート成形品５に一体化されたインサート加飾シート１の形状を観察したところ、インサート成形品５の下端部５１に０．１０ｍｍの成形樹脂４が露出した領域が確認できた。
【００５９】
このような結果となった理由は、最初の外形データから作製したトムソン型が外形データに対して誤差を生じていたために適切な修正値が得られなかったことが考えられる。また、修正した外形データを元に作製したトムソン型にもやはり修正した外形データとのずれがあったため、目的としたインサート加飾シート１の形状から外れてしまったことも考えられる。このように、比較例は、外形データの再現性が低いために適切な修正値を得難い上、外形データを修正するたびに新しい抜き型を製作する必要があるために最適なインサート加飾シート１形状を得るまでに多くの時間と費用を必要とする方法であった。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は、携帯電話、精密機器、家電製品などの筐体や自動車用内装部品などにおいて好適に用いることができ、産業上有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明のインサート加飾シートの外形決定方法の一工程を示す斜視図である。
【図２】本発明のインサート加飾シートの外形決定方法の一工程を示す断面図である。
【図３】本発明のインサート加飾シートの外形決定方法の一工程を示す断面図である。
【図４】本発明のインサート加飾シートの外形決定方法の一工程を示す正面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  インサート加飾シート
２  カッティングプロッタ
３  射出成形金型
４  成形樹脂
５  インサート成形品
２１  ガイドレール
２２  ヘッド
２３  カッター
２４  テーブル
２５  コンピュータ
３１  ゲート
５１  下端部
【図１】
2005212102.tif 000003
【図２】
2005212102.tif 000004
【図３】
2005212102.tif 000005
【図４】
2005212102.tif 000006