(57)【要約】【課題】  金型自体に特別な加工を施すことなく、所定の面粗度を有したフィルム部材を反射カップ体のような様々な形状の樹脂体の表面に密着させて形成することが容易な樹脂製品の製造方法を提供することである。【解決手段】  雌型プレートのキャビティ１２と雄型プレートのコア１３とで型締めされる金型１１の空間部に加熱溶融した成形樹脂材１８を射出注入することによって、所定形状の反射カップ体２１を成形する際に、前記コア１３の表面に密着可能な熱可塑性のフィルム部材１４を配置し、このフィルム部材１４と前記キャビティ１２とによって形成される空間部に前記成形樹脂材１８を射出注入させることによって、前記フィルム部材１４を樹脂体１８ａの表面に被覆した反射カップ体２１を形成した。【選択図】      図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌型プレートのキャビティと雄型プレートのコアとで型締めされる空間部に加熱溶融した成形樹脂材を射出注入することによって、所定形状の樹脂体を成形する樹脂製品の製造方法において、
前記コアの表面に密着可能な熱可塑性のフィルム部材を配置し、このフィルム部材と前記キャビティとによって形成される空間部に前記成形樹脂材を射出注入させて、前記フィルム部材を表面に被覆した樹脂体を成形することを特徴とする樹脂製品の製造方法。
【請求項２】
前記フィルム部材には、前記成形樹脂材によって密着される側に粗面化処理が施される請求項１記載の樹脂製品の製造方法。
【請求項３】
前記フィルム部材は、前記空間部に射出注入される成形樹脂材の熱によって軟化され、射出する際の圧力によって、前記コアの表面に密着する請求項１又は２記載の樹脂製品の製造方法。
【請求項４】
前記フィルム部材は、前記成形樹脂材より低い熱変形温度を有する請求項１乃至３のいずれかに記載の樹脂製品の製造方法。
【請求項５】
前記フィルム部材は、ポリイミドフィルムである請求項１乃至４のいずれかに記載の樹脂製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形を用いた各種形状の樹脂製品の製造方法に関し、特に、表面がフィルム部材で被覆された樹脂製品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
射出成形は、おもにプラスチック製品を形成する際の代表的な方法であり、電気製品の部品や日用品などの製造に多く用いられている。図７乃至図１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ）や照明用のＬＥＤランプ等に組み込まれる樹脂製の反射カップ体１０を形成するための従来の製造方法を示したものである。図１０に示した反射カップ体１０の形成は、最初に、反射カップ体１０の原型となる雌型プレート（キャビティ）１２及び雄型プレート（コア）１３からなる金型１１を製作することによって行われる（図７）。前記キャビティ１２とコア１３は型締めすることで、前記反射カップ体１０の原型となる空間部１７を形成する（図８）。次に、前記空間部１７内に溶融させた成形樹脂材１８を前記キャビティ１２に設けられているランナ１９ａ及びゲート１９ｂからなる注入部１９を通して射出注入する（図９）。そして、前記空間部１７内に射出された成形樹脂材１８を冷却して固化させた後、コア１３を引き上げ、成形された樹脂体１８ａを取り出す（図１０）。なお、成形樹脂材１８を射出注入する射出成形機は、前記キャビティ１２とコア１３とを型締めする型締ユニットと、前記キャビティ１２内に溶融させた成形樹脂材１８を射出させるための射出ユニットとで構成されている。
【０００３】
前記キャビティ１２及びコア１３は、同一形状の反射カップ体１０を大量生産するため、繰り返し使用に対しても変形に耐え得る金属材料が用いられる。このため、上記工程を経て形成される樹脂体１８ａのすり鉢状の斜面（反射面）１８ｂは、前記コア１３の表面をそのまま転写したような面粗度を有して形成されることになる。
【０００４】
また、前記反射面１８ｂを保護すると共に、より平坦面に仕上げるには、図１１（ａ）に示すように、反射面１８ｂの形状に合わせたフィルム体８を別途形成しておき、このフィルム体８を図１１（ｂ）に示すように、前記反射面１８ｂ上に接着剤を介して密着接合させることによって樹脂体１８ａと一体化させている。
【０００５】
一方、上記射出成形によって、表面にデザイン性を持たせた装飾品等を形成する場合にあっては、前記フィルム体８を接着する方法以外に、特許文献１に示されているように、キャビティやコアの表面に凹凸模様やシボ模様などを施したメッキ層を新たに設けることによって行う場合もある。
【特許文献１】特開平９−１２３１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記に示したように、成形される樹脂製品（反射カップ体）１０の表面を設定された面粗度やデザイン模様にする場合は、前記キャビティ１２やコア１３からなる金型１１を製作する際に、その表面を研磨あるいは切削するか、別途メッキ層を設けたりしなければならない。このため、金型の設計や製作に多くの工数や時間がかかり、製品コストが高くなるといった問題がある。
【０００７】
また、前記キャビティ１２やコア１３に表面加工を施しても、繰り返し使用することで、表面の精度が荒くなったり、ごみ等の付着物が付着したりする場合がある。このため、メンテナンスの回数が増え、そのための費用や製造にかかる時間も増えるといった問題がある。
【０００８】
また、図１１に示したように、樹脂体１８ａの反射面１８ｂに、フィルム体８を接合した構造の反射カップ体１０にあっては、前記樹脂体１８ａの成形と別に、その反射面１８ｂに沿った形状のフィルム体８を製作し、さらに、両者を接着剤等で貼り合わさなければならない。このため、製造工程や製造工数が増え、製造コストが高くなるといった問題があった。
【０００９】
また、従来、樹脂体をベースとした装飾品などの射出成形加工においては、その表面にラミネートフィルムを一体に形成することで、各種装飾品の表面を保護したり、デザイン性を高めたりすることが行われているが、発光ダイオードなどの電子部品の製造方法においては、製造時や使用時の温度条件等が厳しく、フィルム部材の定着にバラツキが生じるため、射出成形と同時にフィルム部材を一体化して形成することが行われていなかった。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、金型自体に特別な加工を施すことなく、所定の面粗度を有したフィルム部材を反射カップ体のような様々な形状の樹脂体の表面に密着させて形成することが容易な樹脂製品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の樹脂製品の製造方法は、雌型プレートのキャビティと雄型プレートのコアとで型締めされる空間部に加熱溶融した成形樹脂材を射出注入することによって、所定形状の樹脂体を成形する樹脂製品の製造方法において、前記コアの表面に密着可能な熱可塑性のフィルム部材を配置し、このフィルム部材と前記キャビティとによって形成される空間部に前記成形樹脂材を射出注入させて、前記フィルム部材を表面に被覆した樹脂体を成形することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る樹脂製品の製造方法によれば、キャビティとコアとで型締めされる金型の空間部に熱可塑性のフィルム部材を挟んだ状態で樹脂成形させることで、このフィルム部材を樹脂製品の一部として一体成形することができる。このため、前記樹脂製品の表面が前記フィルム部材によって保護されると共に、凹凸のない平滑面に仕上げることができる。
【００１３】
また、前記フィルム部材の熱変形温度が成形樹脂材の熱変形温度より低いため、キャビティとコアとで形成される空間内に成形樹脂材を射出注入させた際に、最初にフィルム部材が軟化してコアの表面に隙間なく密着させることができる。このため、前記フィルム部材にしわや偏りを生じさせることなく、前記成形樹脂材が固化された樹脂体に被覆させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて本発明に係る樹脂製品の製造方法の実施形態を詳細に説明する。ここで、図１は製造の流れを示す工程図、図２乃至図６は図１に示した各工程に対応した製造過程を金型の断面図で示したものである。なお、本実施形態では、高輝度発光型の発光ダイオード（ＬＥＤ）やＬＥＤランプに使用される樹脂製の反射カップ体を形成する場合の製造方法について説明する。ここで製造される反射カップ体は、図６に示されるように、円柱体の中心部がすり鉢状にくり貫かれた断面形状をなしており、前記すり鉢状の斜面（反射面）１８ｂには、フィルム部材１４が密着されている。
【００１５】
本実施形態における樹脂製品の製造手順を図１に示す。最初に樹脂製品を形成するための土台となるキャビティとコアとからなる金型を製作する（ａ１）。次に前記キャビティとコアとの間に熱可塑性のフィルム部材を載置する（ａ２）。次に前記フィルム部材をコアによって、前記キャビティ内に押し込みながら挿入する（ａ３）。そして、前記キャビティとフィルム部材とでできる空間部内に成形樹脂材を注入する（ａ４）。その後、注入した成形樹脂材を冷却して固化させる（ａ５）。最後に、前記コアをキャビティ内から引き上げ（ａ６）、フィルム部材が表面に被覆された樹脂製品を取り出す（ａ７）。
【００１６】
図２は、図６に示したような反射カップ体２１を製造する場合の構成例を示したものである。この構成例では、雌型プレート（キャビティ）１２と雄型プレート（コア）１３からなる金型１１と、前記キャビティ１２とコア１３との間に介在させる熱可塑性のフィルム部材１４と、前記キャビティ１２内に成形樹脂材を射出注入する射出成形機（図示せず）が用いられる。なお、射出成形機は、従来の一般的な構成のもので、前記金型１１を型締めする型締ユニット及び成形樹脂材を注入する射出ユニットとで構成されている。
【００１７】
前記キャビティ１２には、前記反射カップ体２１の外形部を形成するための凹部１５と、外部から成形樹脂材を注入させるランナ１９ａ及びゲート１９ｂからなる注入部１９を有し、コア１３には、前記反射カップ体２１の反射面１８ｂを形成するための凸部１６を有している。前記フィルム部材１４は、前記キャビティ１２内に注入させる成形樹脂材の成形温度よりも低い熱変形温度（Ｔｇ）を有し、５０〜７５μｍの厚みを有するポリイミドフィルムが使用される。また、このポリイミドフィルムは、耐熱温度が２９０℃以上の熱可塑性を有したものが使用される。前記ポリイミドフィルムからなるフィルム部材１４は、加熱によって軟化するため、任意の形状に成形が容易であり、また、それを冷却すれば固化する特性を有している。また、このフィルム部材１４は、キャビティ１２内に注入させた成形樹脂材との密着を容易にするため、前記キャビティ１２側の接合面１４ａの表面を荒らして粗面にする粗面化処理が施される。この粗面化処理は、例えば、前記フィルム部材１４の片面に対してプラズマを放射することによって行われる。このようなプラズマ照射を行うことによって、細かな凹凸を短時間で多数形成することができる。なお、前記粗面化処理は、プラズマ照射に限らず、前記接合面１４ａをサンドペーパーに押し当てて擦ったり、鋭利な刃によって傷をつけたりする方法を用いてもよい。
【００１８】
次に、図２乃至図６に基づいて、上記反射カップ体２１の製造工程を順に説明する。最初に、反射カップ体２１の形状に合わせて製作されたキャビティ１２と、コア１３とを位置決めして対向配置させると共に、前記キャビティ１２の上に前述したポリイミドフィルムからなるフィルム部材１４を載置する（図２）。次に、前記フィルム部材１４を凹部１５内に押し出すようにしながら、コア１３をキャビティ１２に向けて移動する（図３）。このとき、前記フィルム部材１４は、キャビティ１２の内周縁部を基点として撓みながら凸部１６の表面に沿って延ばされる。前記キャビティ１２とコア１３とを完全に型締めしてカップ状の樹脂体１８ａが形成される空間部１７を形成する（図４）。次に、射出成形機のノズル２０を注入部１９に挿入して、溶融させた成形樹脂材１８を空間部１７内に射出注入する（図５）。この成形樹脂材１８は、熱変形温度が３１０〜３２０℃のポリフタルアミドや液晶ポリマなどが使用される。成形樹脂材１８の注入によって、コア１３の凸部１６に沿って撓んだフィルム部材１４が軟化して収縮し、さらに、注入する際の射出圧力によって前記凸部１６の面形状に沿って隙間なく密着される。そして、前記空間部１７を成形樹脂材１８で完全に満たした後、冷却して固化させた後、前記コア１３をキャビティ１２から離間させ、カップ状に成形された樹脂体１８ａの反射面１８ｂに前記フィルム部材１４が密着されて一体化した反射カップ体２１を取り出す（図６）。
【００１９】
本実施形態で使用したフィルム部材１４では、ポリイミドフィルムを使用しているため、前記反射面１８ｂを面粗度Ｒａ＝２０ｎｍ以下の平滑面に形成することが可能となる。また、面粗度を荒くする場合は、面粗度の高い他のフィルム部材を使用するか、フィルム部材に密着させるコア１３の表面に面の粗いシートや成形樹脂材を挟むことによって、反射カップ体２１の反射面１８ｂの面粗度を自由に設定することが可能となる。これによって、外形形状は同じであっても、面粗度の異なるフィルム部材を選択して使用することで、平滑面以外の様々な面粗度を有した反射カップ体２１を量産することも可能である。
【００２０】
なお、本発明に係る製造方法は、キャビティ及びコアで構成される金型に熱可塑性を有したフィルム部材をインサートする工程を追加するだけであるので、従来の射出成形で用いられる金型や射出成形機がそのまま使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る樹脂製品の製造方法の流れを示す工程図である。
【図２】本発明の製造方法で使用される金型の断面図である。
【図３】コアをキャビティに向けて移動させた状態の金型の断面図である。
【図４】コアとキャビティとを型締めした状態の金型の断面図である。
【図５】空間部に成形樹脂材を満たした状態の金型の断面図である。
【図６】成形された樹脂製品の取り出し方法を示す説明図である。
【図７】従来の樹脂製品の製造方法において使用される金型の断面図である。
【図８】従来の金型におけるコアとキャビティとの型締め状態を示す断面図である。
【図９】図８の金型内に成形樹脂材を射出注入して満たしたときの断面図である。
【図１０】上記従来の製造方法によって成形された樹脂製品の断面図である。
【図１１】反射カップ体とこの反射カップ体に密着されるフィルム体とを別工程で製造する場合における形成方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２２】
１１  金型
１２  キャビティ
１３  コア
１４  フィルム部材
１５  凹部
１６  凸部
１７  空間部
１８  成形樹脂材
１８ａ  樹脂体（樹脂製品）
１８ｂ  反射面
１９  注入部
１９ａ  ランナ
１９ｂ  ゲート
２０  ノズル
２１  反射カップ体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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