(57)【要約】【課題】  転写材を金型に挿入して同時加飾成形した同時加飾成形品から、特に転写材に起因する箔バリを迅速且つ確実に除去できるようにする。【解決手段】  同時加飾成形品をバリ取り洗浄槽１０に投入し、脱気機構１１により洗浄液の溶存酸素量を１．５ｍｇ／リットル以下にするとともに、温度調整機構１７により洗浄液の液温を３０〜５５℃にする。そして、例えば超音波発振装置１２から基本周波数２５〜５０ＫＨｚの超音波を洗浄液中に放射して超音波バリ取り洗浄を行うことにより、転写材に起因する箔バリｂを除去する。その後、必要に応じて、液温１５℃以下の洗浄液を使用して超音波バリ取り洗浄を行うことで、成形品自体のバリ取りを行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材を使用した同時加飾成形において成形される同時加飾成形品からバリを除去するバリ取り方法であって、前記同時加飾成形品を超音波洗浄槽の洗浄液中に浸漬し、この洗浄液を脱気するとともに洗浄液の温度を３０〜５５℃の範囲に調整し、この洗浄液中に超音波を放射することで前記転写材から生じる箔バリを除去することを特徴とする同時加飾成形品のバリ取り方法。
【請求項２】
請求項１の方法により同時加飾成形品から箔バリを除去する工程の前または後に、同時加飾成形品を１５℃以下の温度で且つ脱気した超音波洗浄液中に浸漬して超音波を放射することで成形品自体に生じるバリを除去する工程を合わせて行うことを特徴とする同時加飾成形品のバリ取り方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のバリ取り方法であって、前記超音波洗浄槽の洗浄液面上に、成形品を通すためのスリット孔が形成されるシート部材を配設して、洗浄液が空気に接触する領域を局限することを特徴とする同時加飾成形品のバリ取り方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のバリ取り方法であって、前記超音波の放射方向を、成形品に対する転写材の転写面に対して略直角の方向にすることを特徴とする同時加飾成形品のバリ取り方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写材を金型内にセットして同時加飾成形する際、成形された同時加飾成形品からバリを除去するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば携帯電話のウィンドウ部や家電製品や雑貨品のケース等を成形する際、基材フィルムに転写層を形成したような転写材を使用し、この転写材を金型内にセットし、射出成形或いは真空成形と同時に転写層表面の絵柄を成形品に転写するとともに、成形品から基材フィルムを剥ぎ取ると、転写層が基材フィルムから離れて絵柄が成形品に加飾されているような同時加飾成形方法が知られており、この際、成形品の表面に貫通孔や凹溝等が存在して、このような箇所には転写層を転写させたくない場合でも、転写層が突出して残存するいわゆる箔バリが生じるため、成形品からこれを除去するような技術が知られている。
【０００３】
このような箔バリの除去技術としては、例えば、手で剥ぎ取ったり、粘着テープを使用したり、吸引装置で吸引したり、レーザー光線処理したりするような技術（例えば、特許文献１参照。）や、被転写体に空気や窒素やネオンや水等の流体を吹き付けるような除去技術（例えば、特許文献２参照。）や、液体窒素等の低温流体を接触させて冷却、脆化し、その後、高圧気流を吹き付けて破断するような除去技術（例えば、特許文献３参照。）などである。
【特許文献１】特開平１０−３２９１６９号公報
【特許文献２】特開平４−１６４６９９号公報
【特許文献３】特開２００１−２６０５９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、転写材による箔バリの場合は、金型の合わせ面で生じる成形物自体のバリに較べて薄くしかも品質が安定しているため、取り易いともいえるが、上記特許文献１のように手で剥ぎ取ったり、粘着テープを使用したり、吸引装置で吸引したり、レーザー光線処理するような方法は、例えば携帯電話のように１５秒から２０秒で２〜８個を生産するようなスピードに対応しようとすると容易ではない。
また、特許文献２のように、流体を吹き付けて除去する方法は、複雑な三次元形状の成形物の場合、流体を吹き付ける方向とか、吹き付ける場所を適切にしないと完全に除去しきれない恐れがあり、しかも、高速で大量に処理することは困難である。
また、特許文献３のように、液体窒素を使用して箔バリを脆化し、これに高圧気流を吹き付けて破断する方法は、処理コストが高くつき、また、時間と手間がかかるという問題がある。
そして、箔バリを取り残した場合、その後の電子部品組付け時に剥がれ落ちると、製品の不良を招くため、大きな問題となっていた。
【０００５】
そこで本発明は、転写材を使用して同時加飾成形した同時加飾成形品から、特に転写材に起因する箔バリを迅速且つ確実に除去できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため本発明は、転写材を使用した同時加飾成形において成形される同時加飾成形品からバリを除去するバリ取り方法において、前記同時加飾成形品を超音波洗浄液に浸漬し、この洗浄液を脱気するとともに洗浄液の温度を３０〜５５℃の範囲に調整し、この洗浄液中に超音波を放射することで前記転写材から生じる箔バリを除去するようにした。
【０００７】
ここで本発明者らは、脱気した洗浄液中に超音波を放射すると、そのときに発生する強力なキャビテーションの衝撃力により、金属加工のバリなどは極めて効果的に除去できるという知見を得ていたため、同時加飾成形品を通常の条件下で超音波バリ取り洗浄装置にかけたところ、至短時間に箔バリを除去することが出来なかった。ところが、実験を繰り返していたところ、ある一定の条件下で超音波を放射すると、極めて効率的に且つ綺麗に箔バリを除去できることを見出した。
この条件は、洗浄液の温度であり、洗浄液の温度を３０〜５５℃の範囲にするだけで、その他の条件、例えば洗浄液の脱気の程度や基本周波数等の条件は同一であった。すなわち、洗浄液から脱気する際の溶存酸素量は１．５ｍｇ／リットル程度以下であり、超音波の基本周波数は２５〜５０ＫＨＺ程度である。
なお、洗浄液の温度は、通常の場合、温度が低い方がキャビテーションの衝撃力が強く、洗浄効果が高いため、１５℃程度以下に設定しているのが普通である。
ここで、なぜ温度を上げると箔バリ除去が効果的に行われるか、その正確な理由は不明であるが、温度を上げると、キャビテーションの衝撃力は減少するものの、キャビテーションの密度が増大するため、箔バリのような薄いものを効率的に除去するためには、キャビテーションの衝撃力を向上させるより、密度を上げる方が効果的なのかもしれないが、その正確な理由は不明である。
そして、このような超音波バリ取り洗浄によって、大量の成形品でも迅速に且つ確実に処理できる。
また、洗浄液の温度範囲を３０〜５５℃の範囲にしているのは、温度を上げれば上げるほど箔バリの除去作用は高まる（より短時間に除去できる）が、５５℃を超えると、樹脂成形品が変形したり、歪んだりするためであり、３０℃未満では、さほどの除去作用（短時間の除去）が認められないためである。
【０００８】
また、本発明では、請求項１の方法により同時加飾成形品から箔バリを除去する工程の前または後に、同時加飾成形品を１５℃以下の温度で且つ脱気した超音波洗浄液中に浸漬して超音波を放射することで成形品自体に生じるバリを除去する工程を合わせて行うようにした。
【０００９】
ここで、洗浄液の温度が１５℃以下の場合は、通常の従来の超音波バリ取り洗浄と同じ条件であり、この条件下では、キャビテーションの衝撃力が強く、成形品自体のバリ（金型の合わせ面に入り込んで生じるバリ）を最も効果的に除去できるため、このような工程を合わせて行えば、成形によって生じる全てのバリを効率的に取り除くことができる。
【００１０】
また本発明では、前記超音波洗浄槽の洗浄液面上に、成形品を通すためのスリット孔が形成されるシート部材を配設して、洗浄液が空気に接触する領域の局限を図るようにした。
このように、シート部材を洗浄槽の洗浄液面上に配設して、洗浄液が直接酸素に接触する機会を抑制すれば、洗浄液からの脱気がより効果的に行われるようになり、洗浄効果を一層高めることができ、特に、短時間でのバリ取り洗浄に効果的である。
なお、シート部材は空気と洗浄液の接触を遮断できれば材質等は任意である。また、シート部材の配設要領も任意であり、液面に浮かべるような状態にしても良く、周縁部の一部を洗浄槽の内壁等に固定するようにしても良い。
【００１１】
また本発明では、前記超音波の放射方向を、成形品に対する転写材の転写面に対して略直角の方向にした。
このように、超音波の放射方向を、成形品の転写面に対して略直角の方向にすることで、特に箔バリの除去を効果的に行うことができる。
【発明の効果】
【００１２】
同時加飾成形品から箔バリを除去する際、洗浄液を脱気するとともに、洗浄液の温度を３０〜５５℃の範囲に設定して超音波を放射することにより、箔バリを効果的に除去できる。しかも、この超音波によるバリ取り洗浄は、大量の成形品を同時に処理できるため、極めて効率的である。
また、この箔バリ除去工程に、洗浄液の温度を１５℃以下にした成形品自体の超音波バリ取り工程を合わせて行えば、成形によって生じる全てのバリ取り作業を効率良く行え、また、超音波洗浄槽内の洗浄液の液面上にシート部材を配設して、洗浄液と空気の接触を抑制すれば、洗浄液からの脱気がより効率的に行えるようになって洗浄効率を高めることができ、また、超音波の放射方向を成形品に対する転写材の転写面に対して略直角方向にすれば、特に箔バリの除去作用を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態について添付した図面に基づき説明する。
ここで、図１は本発明に係るバリ取り方法を行うための装置構成の一例図、図２は超音波洗浄槽の拡大図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、図３は転写材の一形態を示す断面図、図４は携帯電話で実験したバリ取り状況の一例を示す説明図である。
【００１４】
本発明に係るバリ取り方法は、例えば携帯電話や家電製品や化粧雑貨のケース等を製造する際、転写材を金型内にセットして射出成形と同時に成形品の表面に加飾するような同時加飾成形において、成形された同時加飾成形品からバリを除去するための技術に関し、特に、転写材の転写層に起因する箔バリを効果的に除去することを特徴としている。
【００１５】
ここで、本発明のバリ取り方法について説明する前に、同時加飾成形について簡単に説明する。
同時加飾成形は、図３に示すような転写材１を金型内に挿入し、射出成形などの熱と圧力により絵柄を成形品の表面に転写することにより、後加工での加飾工程を省略できるような工法であり、特に三次元的な形状でも印刷できるため近年の携帯電話の表示ウィンドウ部には欠かせない技術として広く普及するようになっているが、一般的な転写材１は、基材フィルム２に対して剥離可能な転写層３を備えている。そして転写層３は、紫外線や摩耗等から保護する役割を有する剥離層４の表面に絵柄層５を形成したものであり、絵柄層５が金型キャビティ内の成形品の加飾面側に対面するよう挿入セットされると、成形材料を射出して成形品を成形し、その後成形品を取出して、基材フィルム２を剥がすことによって、転写層３を成形品に転写するものである。
なお、転写材１を金型内にセットする際、必要に応じて絵柄層５の表面に接着剤が塗布されることがある。
【００１６】
また、一般的には、基材フィルム２は熱で三次元的に変形しやすく且つ伸縮しにくいポリプロピレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、金属箔、セロファンシート等の素材から厚み２０〜５００μｍ程度に形成されることが多く、剥離層４は適度な剥離性を有し耐候性や耐磨耗性や耐薬品性等に優れたアクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂セルロース系樹脂等から厚み１０〜１００μｍ程度に形成されることが多い。
また、絵柄層５は、絵柄や模様等が印刷または蒸着等により形成されることが多い。
【００１７】
以上のような転写材１を使用して同時加飾成形を行った場合、転写層３が成形品に転写させたい箇所のみならず、転写させたくない箇所、例えば穴や成形品の周縁部分等にも一部張り出して成形品側に転移されることがあり、また、絵柄層５の上に接着剤を塗布した場合などには接着剤層なども成形品の転写させたくない箇所に付着することがあるため、成形品から基材フィルム２を剥ぎ取ると、これらが箔バリとなっている。
また、成形品には、金型の合わせ面により形成される成形品自体のバリも当然生じている。
【００１８】
本発明のバリ取り方法は、このような箔バリ及び成形品自体のバリを超音波によるキャビテーションにより効果的に除去できるようにされ、このようなバリ取り洗浄装置の基本的構成の一例は、図１に示すように、成形品Ｗからバリ取りを行うためのバリ取り洗浄槽１０と、この洗浄槽１０内の洗浄液から脱気するための脱気機構１１を備えており、バリ取り洗浄槽１０内には、洗浄液中に超音波を放射するための超音波発振装置１２が設けられている。
【００１９】
すなわち、バリ取り洗浄槽１０には、洗浄液を抜き出して循環させるための洗浄液抜出し路１３が接続され、この抜出し路１３の途中には、ストレーナ１４を介して循環ポンプ１５が配設され、この循環ポンプ１５の下流側には、複数のフィルタ部２０を有する浄化機構１６や、洗浄液の温度を調整するための温度調整機構１７が配設されている。そして、更に温度調整機構１７の下流側には、前記脱気機構１１を介して洗浄液戻し路１８が設けられ、この洗浄液戻し路１８が前記洗浄槽１０に接続されている。
【００２０】
前記温度調整機構１７は、加温器やヒータ等によって液温を高めるようにすることもでき、熱交換器等によって液温を低めるようにすることもできるが、液温を高める場合には、図に示す形態以外に、洗浄槽１０内に直接ヒータ等を配設するようにすることもできる。
【００２１】
前記脱気機構１１は、温度調整機構１７の下流の洗浄液通路に配設される中空糸モジュール２１と、この中空糸モジュール２１にトラップ２２を介して接続される真空ポンプ２３を備えており、真空ポンプ２３を作動させることによって中空糸モジュール２１により洗浄液中に含まれる空気等の気体を脱気するようにされている。そして、脱気した洗浄液を戻し路１８によって洗浄槽１０内に戻すようにされている。
【００２２】
また、新たな洗浄液を供給するための給液部２４が洗浄槽１０のオーバーフロー槽部１０ｂに接続され、オーバーフロー槽部１０ｂに送られた洗浄液は脱気機構１１を経由して脱気された後、洗浄槽１０内に送り込むことができるようにされている。また、汚れた洗浄液を排液するための排液部２５が循環ポンプ１５より下流の洗浄液通路や、洗浄槽１０の排液部１０ｅに接続されている。
【００２３】
前記洗浄槽１０の細部について、図２に基づき説明する。
前記洗浄槽１０の洗浄液面上には、洗浄液と空気との接触領域を制限するためのシート部材２７が設けられている。そして、このシート部材２７には、成形品Ｗを僅かなクリアランスで通すことのできるスリット孔２７ｓが形成され、スリット孔２７ｓ以外の箇所では、洗浄液面の殆どの領域を覆うことができるようにされるとともに、オーバーフロー槽部１０ｂとの接合部においては、オーバーフローした洗浄液がオーバーフロー槽部１０ｂに入り込むことができるよう多少の隙間を持って配設されている。
なお、本実施例では、シート部材２７の材質を樹脂製とし、液面上に浮かべるようにしている。
【００２４】
前記成形品Ｗは、シート部材２７のスリット孔２７ｓを通して、転写材１の転写面が略水平方向を向くよう縦向き姿勢で洗浄槽１０内に投入可能にされ、本実施例では、成形金型で成形された二個取りの形態のものをそのまま投入できるようにされ、不図示の保持手段によって成形品Ｗの上部のゲート部（不図示）を保持することにより、成形品Ｗの製品部だけを洗浄槽１０内に浸漬できるようにされている。そして、前記超音波発振装置１２は、成形品Ｗの転写面に対して略直角に超音波を放射できるよう、成形品Ｗの転写面に対向する位置の洗浄槽１０の側壁に取り付けられており、また、放射する超音波の周波数の波長の山の部分が成形品Ｗの位置に対応するようにされている。
【００２５】
そして、洗浄槽１０の中間部付近にはダストコレクター２８が配設され、その下方の排液部１０ｅには、不図示の排出バルブが設けられ、箔バリが一定量溜まると排出バルブを開いて排出するようにしている。
【００２６】
以上のようなバリ取り洗浄装置において、本バリ取り方法は、洗浄槽１０内の洗浄液を循環させながら、脱気機構１１により洗浄液中の気体を脱気して溶存酸素量を１．５ｍｇ／リットル以下にするとともに、箔バリ除去のため、まず、温度調整機構１７により洗浄液の液温を３０〜５５℃に調整する。
そして、洗浄槽１０の超音波発振装置１２の基本周波数を２５〜５０ＫＨｚの範囲に設定し、洗浄槽１０内に同時加飾成形品を投入して洗浄液中に超音波を放射すると、箔バリが効果的に除去される。
【００２７】
また、温度調整機構１７により洗浄液の液温を１５℃以下に設定し、その他の条件は箔バリ除去の場合と同様にすれば、成形品自体のバリが効果的に除去される。
以下、箔バリの除去についての実験例について説明する。
【実施例】
【００２８】
箔バリ除去実験に使用するサンプル品として、図４に示すような携帯電話ウィンドウ部とし、転写層３の材質として、アクリルとポリアミドの転写材１を使用したものにするとともに、接着剤の厚みや接着剤の種類の異なる多数のサンプルを使用して実験した。この時の加飾成形品Ｗには、図４（ａ）に示すように、多数の箔バリｂが生じていた。また、このときの洗浄液は市水であり、液温は、１２℃のものと３０℃のものと５０℃のものとした。またこの際の、洗浄液からの脱気の程度は溶存酸素量１．５／リットル以下であり、超音波発振装置の基本周波数は２５〜５０ＫＨｚであった。また、箔バリが除去される目標時間を４０秒と設定した。
【００２９】
この結果、液温が１２℃のものでは、どのサンプルでも超音波を放射すると同時に箔バリｂは取れ始めたが、目標時間の４０秒以内では完全に除去することができなかった。この時の状態の一例は図３（ｂ）に示す通りであった。
また、液温が１２℃のものでは、超音波の放射を２分間継続しても完全に綺麗にならない場合があった。
【００３０】
次に、液温を３０℃にした場合は、どのサンプルでも超音波を放射すると同時に、箔バリｂが取れ始め、２０秒、及び３０秒の時点で目視確認したところ、２０秒では殆ど除去できたが細かい部分に箔バリｂが残っており、この細かい部分を完全に除去するためには３０〜４０秒を要した。しかしながら、目標の４０秒では、すべてのサンプルについて完全に綺麗に除去できることが確認された。この時の状態の一例は図３（ｃ）に示す通りである。
【００３１】
次に、液温を５０℃にした場合、どのサンプルでも超音波を放射すると同時に、箔バリｂが取れ始め、１０秒の時点ですべてのサンプルについて完全に綺麗に除去できることが確認された。
この結果、温度を上げるについて箔バリの除去作用が高まることが確認された。
【００３２】
一方、液温を３０〜５５℃範囲に設定した場合、成形品自体のバリ（金型の合わせ面で生じるバリ）は、目標時間内に除去することは出来なかった。
このため、こうして箔バリを除去した成形品については、その後の工程において、液温が１５℃以下の洗浄液を使用した超音波バリ取り洗浄により、成形品自体のバリ取りを行う。この時のバリ取り洗浄条件は、液温を変えるだけで、その他の条件は同一である。
そして、このような２回のバリ取り洗浄工程を合わせて行うことで、成形品のバリ取りを効率的に行うことができ、また、超音波洗浄も兼ねているため、その後、洗浄機等にかける必要もない。
【００３３】
なお、この際、洗浄液の液面上にシート部材２７を配設して洗浄液と空気が接触するのを抑制するようにしているが、シート部材２７を配設した場合は、シート部材２７を設置しない場合に較べて、洗浄液の溶存酸素量を１．５ｍｇ／リットルまでに脱気するまでの時間を大幅に短縮することができ、しかもその後の洗浄液からの脱気効果に非常に有効であることが確認されている。そして、この洗浄液の脱気度を上げることが、洗浄効率またはバリ取り効率に大きく影響し、脱気度を上げれば上げるほど洗浄効率が高まることは、本出願人が既に明らかにしていることである。
【００３４】
以上のような要領により、同時加飾成形品に生じるバリ、特に転写材に起因する箔バリの除去を効果的に行うことができ、しかも加飾成形品が大量に生産される場合でも成形タクトに合わせて迅速に処理できるため便利である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
転写材を使用した同時加飾成形において、特に転写材に起因する箔バリの除去を効率的に行うことができ、しかも洗浄を兼ねた処理が可能なため、生産性を飛躍的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るバリ取り方法を行うための装置構成の一例図
【図２】超音波洗浄槽の拡大図で、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図
【図３】転写材の一形態を示す断面図
【図４】携帯電話のウインドウ部で実験したバリ取り状況の一例を示す説明図
【符号の説明】
【００３７】
１…転写材、３…転写層、１０…バリ取り洗浄槽、１１…脱気機構、１２…超音波発振装置、１７…温度調整機構、２７…シート部材、ｂ…箔バリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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