(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に、樹脂を含むインクを用いてインクジェットプリンタを用いた印刷をしてパターン層を形成し、当該パターン層上にさらに印刷を繰り返して、パターン層を複数積層することにより、凹凸パターンを形成した後、凹凸パターン側からサンドブラスト処理を行うことを特徴とする成形用型の作製方法。
【請求項２】
前記複数積層されたパターン層の少なくとも一部の層は、パターンの面積が他の層と異なることを特徴とする請求項１記載の成形用型の作製方法。
【請求項３】
前記複数積層されたパターン層は、最も基材側の層を第１層として、最も表面側の層を第ｎ層とした場合、第１層から第ｎ層に向かうにつれて、パターンの面積が徐々に大きくなることを特徴とする請求項２記載の成形用型の作製方法。
【請求項４】
前記複数積層されたパターン層は、最も基材側の層を第１層として、最も表面側の層を第ｎ層とした場合、第１層から第ｎ層に向かうにつれて、パターンの面積が徐々に小さくなることを特徴とする請求項２記載の成形用型の作製方法。
【請求項５】
基材上に凹凸パターンを有する成形用型において、前記凹凸パターンが、インクジェットプリンタを用いた印刷により形成される樹脂からなるパターン層を複数積層した後、凹凸パターン側からサンドブラスト処理して形成されてなることを特徴とする成形用型。
【請求項６】
前記複数積層されたパターン層の少なくとも一部の層は、パターンの面積が他の層と異なることを特徴とする請求項５記載の成形用型。
【請求項７】
前記複数積層されたパターン層は、最も基材側の層を第１層として、最も表面側の層を第ｎ層とした場合、第１層から第ｎ層に向かうにつれて、パターンの面積が徐々に大きくなることを特徴とする請求項６記載の成形用型。
【請求項８】
前記複数積層されたパターン層は、最も基材側の層を第１層として、最も表面側の層を第ｎ層とした場合、第１層から第ｎ層に向かうにつれて、パターンの面積が徐々に小さくなることを特徴とする請求項６記載の成形用型。
【請求項９】
請求項５から８何れか１項記載の成形用型を用いて、凹凸パターンを転写したことを特徴とする内装成形品、または、外装成形品用プラスチック成形品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形やプレス成形によってプラスチック成形品の表面に凹凸パターンを付与する際に用いられる成形用型およびその作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック成形品の表面の凹凸パターンは、凹凸パターンを有する成形用金型を用い、射出成形やプレス成形を行うことで付与される。ここで用いられる凹凸パターンを有する成型用金型は、エッチング法により作製する方法が主に行われている。エッチング法とは、成形用金型表面に露出面と非露出面を形成し、露出面の金属を溶解することにより、成形用金型の表面に立体形状を付与する方法である。
【０００３】
このようなエッチング法は、彫りが浅く、立体感に乏しいという欠点を有するものの、加工液に露出している面は同時加工ができ、また、複雑な曲面や広い面積を加工しうることから、一般的に使用されている。
【０００４】
しかし、エッチング処理は金属の溶解に時間がかかり、溶解のコントロールも難しいという問題がある。さらに、エッチングにおいて一度金属を溶解すると、元に戻すことはできずやり直しができないという問題もある。
【０００５】
かかる問題を解決するものとして、型に合成樹脂を吹き付けたりコーティングするなどして凹凸パターンを形成する手段が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３９４４１号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１によればエッチング法の問題は解決することができる。しかし、特許文献１に記載された吹き付けやコーティングという手段では微細な凹凸パターンを形成することが難しく、凹凸パターンの厚みにも限界があり、バラエティーに富んだ凹凸パターンを形成するのが困難であるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の成形用型の作製方法は、基材上に、樹脂を含むインクを用いてインクジェットプリンタを用いた印刷をしてパターン層を形成し、当該パターン層上にさらに印刷を繰り返して、パターン層を複数積層することにより、凹凸パターンを形成した後、凹凸パターン側からサンドブラスト処理を行うものである。
【０００９】
本発明の成形用型の作製方法は、好ましくは、前記複数積層されたパターン層の少なくとも一部の層は、パターンの面積が他の層と異なることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の成形用型の作製方法は、好ましくは、前記複数積層されたパターン層は、最も基材側の層を第１層として、最も表面側の層を第ｎ層とした場合、第１層から第ｎ層に向かうにつれて、パターンの面積が徐々に大きくなることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の成形用型の作製方法は、好ましくは、前記複数積層されたパターン層は、最も基材側の層を第１層として、最も表面側の層を第ｎ層とした場合、第１層から第ｎ層に向かうにつれて、パターンの面積が徐々に小さくなることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の成形用型の作製方法は、好ましくは、前記印刷がインクジェットプリンタを用いた印刷であることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明の成形用型は、基材上に凹凸パターンを有する成形用型において、前記凹凸パターンが、インクジェットプリンタを用いた印刷により形成される樹脂からなるパターン層を複数積層した後、凹凸パターン側からサンドブラスト処理して形成されてなることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明の成形用型は、前記複数積層されたパターン層は、最も基材側の層を第１層として、最も表面側の層を第ｎ層とした場合、第１層から第ｎ層に向かうにつれて、パターンの面積が徐々に大きくなることを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明の成形用型は、前記複数積層されたパターン層は、最も基材側の層を第１層として、最も表面側の層を第ｎ層とした場合、第１層から第ｎ層に向かうにつれて、パターンの面積が徐々に小さくなることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明の内装成形品、または、外装成形品用プラスチック成形品は、請求項６から９何れか１項記載の成形用型を用いて、凹凸パターンを転写したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の成形用型の作製方法は、樹脂からなるパターン層を印刷により複数積層して凹凸パターンを作製していることから、微細なパターンや厚みが厚いパターンにも対応でき、複雑な凹凸パターンを備えた成形用型を作製することができる。また、本発明の成形用型は、樹脂からなるパターン層を複数積層して凹凸パターンを形成していることから、微細なパターンや厚みが厚いパターンにも対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の成形用型の作製方法は、基材上に、樹脂を含むインクを用いて印刷してパターン層を形成し、当該パターン層上にさらに印刷を繰り返して、パターン層を複数積層することにより、凹凸パターンを形成することを特徴とするものである。また、本発明の成形用型は、基材上に凹凸パターンを有する成形用型において、前記凹凸パターンが、樹脂からなるパターン層を複数積層して形成されてなることを特徴とするものである。以下、本発明の成形用型の作製方法および本発明の成形用型の実施の形態について説明する。
【００２０】
まず、基材１上に、樹脂を含むインクを用いた印刷によって、所定のパターンからなる層（パターン層）を形成する。この作業により、基材１上に樹脂からなる第１のパターン層（第１層）２１が形成された状態となる（図１ａ、図２ａ）。
【００２１】
インクは樹脂を含むものを用いる。インクに含まれる樹脂としては、各種の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、電離放射線硬化型樹脂を用いることができる。これら樹脂の中でも、速乾性に優れ、凹凸パターンの耐久性を向上できるとともに、上側のパターン層を形成する際に下層への染み込みを防止できる点で、電離放射線硬化型樹脂が好ましい。
【００２２】
樹脂は一般的なものを使用可能である。例えば、電離放射線硬化型樹脂は、光重合性プレポリマー、光重合性モノマーなどから構成される。電離放射線硬化型樹脂からなるインクは、これら光重合性プレポリマーや光重合性モノマーのほかに、必要に応じて光重合開始剤、希釈溶剤などを含むものであり、一般的に使用されている電離放射線硬化型のインクを用いることができる。
【００２３】
また、インク中の樹脂は、目的に応じて性質を選択することが好ましい。例えば、成形用型の耐ショット数を増やしたい場合は、成形時の熱や圧力に十分な耐久性を有する樹脂を選択することが好ましい。また、サンプル作製に用いる成形用型の場合は、型を再利用しやすくするために、基材からの剥離性に優れるインクを選択することが好ましい。
【００２４】
インク中に顔料や染料は必ずしも含まれている必要はない。耐久性や各層の積層工程を考慮すると、顔料や染料の含有量は凹凸パターンの視認性を可能にする程度が好ましい。
【００２５】
印刷の手段としては、インクジェット印刷、シルクスクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷などがあげられる。これら印刷手段によれば、微細な凹凸パターンに対応することができる。また、これら印刷手段の中でも、凹凸のある基材でも印刷しやすく、微細なパターンも再現しやすいインクジェット印刷が好適である。
【００２６】
熱硬化性樹脂や電離放射線硬化型樹脂を用いる場合、第１のパターン層（第１層）の形成後、第２のパターン層（第２層）を形成する前に、加熱処理や電離放射線を照射して第１層を硬化させておくことが好ましく、第１層の形成直後に硬化させておくことがより好ましい。第２層の形成前に第１層を硬化することにより、第２層の形成時に第２層の樹脂が第１層に染み込むことがなくなり、第１層の形状が変形することを防止することができるとともに、第２層の厚みを十分なものとすることができる。また、第１層を形成直後に硬化させることにより、パターンの滲みを防止することができる。なお、第３層以降を形成する際も、それ以前に形成した層を予め硬化させておくことにより、上記同様の効果を得ることができる。このような効果を十分得るためには、熱硬化性樹脂よりも速乾性に優れ、架橋時間も短い電離放射線硬化型樹脂がより好適である。
【００２７】
熱硬化性樹脂の熱処理や電離放射線硬化型樹脂への電離放射線の照射は、一般的な方法を用いることができる。例えば電離放射線の照射は、超高圧水銀灯、高圧水銀灯、低圧水銀灯、カーボンアーク、メタルハライドランプなどから１００〜４００ｎｍ、好ましくは２００〜４００ｎｍの波長領域の紫外線を照射すること、または走査型やカーテン型の電子線加速器から１００ｎｍ以下の波長領域の電子線を照射することにより行うことができる。印刷手段がインクジェット印刷の場合、インクジェットヘッドに電離放射線の照射装置を併設しておくことにより、印刷後に瞬時に硬化できる点で好適である。
【００２８】
基材は成形用型の基材となるものであり、成形時の熱や圧力に耐え得る強度のものが使用される。基材の材質としては、強化プラスチックや強化ゴムを使用することもできるが、耐久性に優れる金属を用いることが好ましい。金属としては、プリハードン鋼、焼入鋼、析出硬化鋼、ステンレス鋼などの鋼材のみならず、亜鉛合金、アルミ合金、ベリリウム銅合金などの非鉄金属などがあげられる。基材の形状は平面状のものだけでなく、曲面を含む形状であってもよい。なお、基材として予め凹凸パターンを有するものを用いれば、基材の凹凸パターンと印刷により形成された凹凸パターンを組み合わせることができる。また、単独では十分な耐久性を有さない基材に凹凸パターンを形成し、該基材を十分に耐久性を有する基材に貼り合わせてもよい。
【００２９】
基材表面には、成形品に影響を与えない程度に、あらかじめ粗面化処理やコロナ放電処理がなされていてもよい。これらの処理により、基材と凹凸パターンとの接着性を向上させることができる。粗面化処理の手段としては、サンドブラスト処理やエッチング処理があげられる。
【００３０】
以上のように基材１上に樹脂からなる第１層２１を形成した後は、当該第１層２１上に、樹脂を含むインクによりパターンを印刷し、樹脂からなる第２層２２を積層する（図１ｂ、図２ｂ）。さらに必要に応じ、第２層２２上に第３層２３を形成してもよく（図１ｃ、図２ｃ）、さらに第４層、第５層と形成してもよい。
【００３１】
本発明では、このように樹脂からなるパターン層を複数積層することにより、凹凸パターン２を形成することから、厚みを持たせた凹凸パターンを容易に形成することができる。
【００３２】
凹凸パターンの厚みは目的に応じて設計することができるが、本発明の方法によれば、凹凸パターンの合計厚みが１００μｍを超えるものであっても形成することができる。
【００３３】
凹凸パターンは、必ずしも基材の全面に形成されている必要はなく、必要部分のみに形成されていてもよい。
【００３４】
また、凹凸パターンを構成する複数のパターン層の少なくとも一部の層は、他の層とパターンの面積が異なるようにしてもよい。例えば、最も基材側の層を第１層として、最も表面側の層を第ｎ層とした場合、第１層から第ｎ層に向かうにつれて、パターンの面積を徐々に大きくしたり（図１）、逆に第１層から第ｎ層に向かうにつれて、パターンの面積を徐々に小さくしたり（図２）、同じ面積の層を何層か積み上げ、最後のみパターンの面積を小さくしたりしてもよい（図３）。層ごとの面積の変更率は、目的に応じて適宜決定すればよい。このように少なくとも一部の層のパターンの面積を他の層と異ならせることにより、バラエティーに富んだ凹凸パターンを形成することができる。
【００３５】
また、第１層から第ｎ層に向かうにつれて徐々にパターンの面積を大きくしたり、逆に徐々に小さくすることにより、プラスチック成形品に転写される凹凸パターンの感触をなめらかにすることができるとともに、成形用型からプラスチック成形品を抜く際の引っかかりを少なくすることができる。この効果は、第１層から第ｎ層に向かうにつれて徐々にパターンの面積を大きくした場合により顕著である。
【００３６】
以上のように、複数の樹脂からなる層を印刷により積層して凹凸パターンが形成される。最終印刷により凹凸パターンを形成した後、印刷がインクジェット方式である場合には、凹凸パターン側からサンドブラスト処理を行うことが好ましい。サンドブラスト処理を行うことにより、インクジェット印刷のドットを部分的に削り取り、プラスチック成形品に転写される凹凸パターンからドットの感触を少なくし、自然な感触に近づけることができる。サンドブラストは、凹凸パターンの大きさや目的とする感触に合わせて、珪砂の平均粒径、噴射量、処理時間を選択すればよい。
【００３７】
また、最終印刷により凹凸パターンを形成した後、凹凸パターン上に、凹凸パターンに支障をきたさない程度の厚みとなるように、樹脂塗工やメッキをしてもよい。凹凸パターン上に樹脂塗工やメッキをすることにより、凹凸パターンの形状を滑らかにすることや凹凸パターンの耐久性を向上させることができる。
【００３８】
以上のように作製された本発明の成形用型は、射出成形やプレス成形の際の成形用型として用いられ、凹凸パターンがプラスチック成形品の表面に転写される。
【００３９】
凹凸パターンの例としては、皮シボ、梨地シボなどがあげられる。皮シボとは、皮革表面に見られるしわ模様のことをいい、ステアリングハンドル、コンソールボックス、メーターパネル、ダッシュボード、サイドモールなどの自動車の内装成形品などに用いられている。梨地シボとは、梨の表面にみられるような微小な凹凸をいい、テレビ、クーラーパネル、冷蔵庫パネル、洗濯機パネルなどの家庭電化製品の外装成形品などに用いられている。
【実施例】
【００４０】
以下、実施例により本発明を更に説明する。
【００４１】
［実施例１］
微細なサンドブラスト処理を施した金型表面に、紫外線硬化型樹脂を含むインクを用いてなるインクジェットプリンタ（ＵＪＦ−６０５Ｃ  II：ミマキエンジニアリング社）でパターンを印刷し、紫外線を照射して硬化させ、第１層を形成した（図１ａ）。第１層のパターンは、正方形（１辺０．５ｍｍ、厚み１５μｍ）が縦横２．５ｍｍのピッチで配列されているものであった。次いで、第１層のパターンに重ねて第２層を形成した（図１ｂ）。第２層のパターンは、正方形（１辺０．７ｍｍ、厚み１５μｍ）であった。次いで、第２層のパターンに重ねて第３層を形成した（図１ｃ）。第３層のパターンは、正方形（１辺１．０ｍｍ、厚み１５μｍ）であった。このようにして実施例１の成形用型を得た（図１ｃ）。なお、第２層と第３層のピッチは第１層と同一である。
【００４２】
［実施例２］
微細なサンドブラスト処理を施した金型表面に、紫外線硬化型樹脂を含むインクを用いてなるインクジェットプリンタ（ＵＪＦ−６０５Ｃ  II：ミマキエンジニアリング社）でパターンを印刷し、紫外線を照射して硬化させ、第１層を形成した（図２ａ）。第１層のパターンは、正方形（１辺１．０ｍｍ、厚み３０μｍ）が縦横２．５ｍｍのピッチで配列されているものであった。次いで、第１層のパターンに重ねて第２層を形成した（図２ｂ）。第２層のパターンは、正方形（１辺０．８ｍｍ、厚み３０μｍ）であった。次いで、第２層のパターンに重ねて第３層を形成した（図２ｃ）。第３層のパターンは、正方形（１辺０．６５ｍｍ、厚み３０μｍ）であった。次いで、第３層のパターンに重ねて第４層を形成した（図示なし）。第４層のパターンは、正方形（１辺０．５ｍｍ、厚み３０μｍ）であった。このようにして実施例２の成形用型を得た（図示なし）。なお、第２層〜第４層のピッチは第１層と同一である。
【００４３】
実施例１および２で得た成形用型を用い射出成形を行ったところ、表面に凹凸パターンが転写されたプラスチック成形品が得られた。また、得られたプラスチック成形品の凹凸パターンは、微細で厚みのある凹凸パターンが再現されており、感触もなめらかであった。また、実施例１および２の成形用型は、１００ショット成形をおこなっても凹凸パターンが剥離することなく、十分な耐久性を有するものであった。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の成形用型の作製方法の一実施例を示す工程図
【図２】本発明の成形用型の作製方法の他の実施例を示す工程図
【図３】本発明の成形用型の一実施例を示す断面図
【符号の説明】
【００４５】
１・・・・基材
２・・・・凹凸パターン
２１・・・第１層
２２・・・第２層
２３・・・第３層
３・・・・成形用型
【図１】
0005339736.tif 000002
【図２】
0005339736.tif 000003
【図３】
0005339736.tif 000004