JP4477084B2 - 成形同時加飾方法 - Google Patents
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Description
本発明は、大型テレビの飾りパネル等の長尺成形品に対し、成形と同時に加飾を施すことを可能にした成形同時加飾方法に関するものである。
従来より、成形品の表面を加飾する方法として、基材シート上に絵柄などが形成された加飾シートを金型内に挟み込んで型閉めし、金型のキャビティに溶融樹脂を射出すると同時に樹脂成形品表面にその加飾シートの絵柄を接着させることにより、成形と同時に加飾が施された加飾成形品を製造する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
図６はその成形同時加飾成形品を製造するための金型の構成を示したものである。
同図において、金型は可動型５０と固定型５１を有し、可動型５０には成形品を得るためのキャビティ５２が設けられている。
一方、固定型５１には上記キャビティ５２と対応してコア５３が形成されており、さらに溶融樹脂を射出するための射出用ゲート５４が設けられている。
可動型５０と固定型５１の間には加飾シート５５がセットされるようになっている。この加飾シート５５は、通常、基材シート５５ａ、離型層５５ｂ、剥離層５５ｃ、加飾層５５ｄおよび接着層５５ｅの積層体からなり、基材シート５５ａをキャビティ５２側に向けてセットされる。
可動型５０と固定型５１を型閉めし、加飾シート５５が密着しているキャビティ内に射出用ゲート５４から溶融樹脂５６を射出し、溶融樹脂５６が硬化した後に金型を開き、基材シート５５ａを離型層５５ｂとともに成形品から剥がせば、加飾成形品が得られる。
なお、加飾成形品を連続的に成形する場合、上記金型の例えば上方に加飾シート５５を金型内に送り込むための送りロールが配置され、金型の下方に、絵柄が転写された後の基材シートを巻き取る巻取ロールが配置される。
特開平３−２３１８２１号公報
しかしながら、上記した成形同時加飾方法では、例えば、絵柄層を形成するグラビア印刷機のシリンダー外周が９４０ｍｍであると、加飾できるサイズの最大値は９４０ｍｍとなるため、横幅が９４０ｍｍを超えるような大型テレビの飾りパネルに対しては成形同時加飾を行うことができなかった。このように、上記した従来の成形同時加飾法では、加飾可能な成形品のサイズに制約がある。
もちろん、上記シリンダーの径を大きくすれば、長尺の成形対象についても成形同時加飾を適用することは可能であるが、そのために、新たなグラビア印刷設備を導入することは現実的でない。
本発明は以上のような従来の成形同時加飾方法における課題を考慮してなされたものであり、その目的は、既存の設備を使用し、印刷機のシリンダー外周を超えるような長尺の加飾対象についても、成形と同時に加飾を施すことができる成形同時加飾方法を提供することにある。
本発明は、絵柄とその絵柄をキャビティに位置決めするための送り方向マークが輪転印刷されている加飾シートを金型内に挟み込み、樹脂成形と同時に樹脂成形品表面に上記絵柄を付加する成形同時加飾方法において、
上記送り方向マークの印刷ピッチを超える範囲に対して上記絵柄を付加するにあたり、加飾対象の絵柄を位置決めするための送り方向マークを、送り動作制御用のセンサで検出した後、その送り方向マークに対し送り方向上流側にある次の送り方向マークを検出せずに上記加飾シートを通過させ、輪転印刷機のシリンダー一回転を超え二回転未満の長さにわたる上記加飾シートを上記金型内に挟み込んで樹脂成形を行い、上記送り方向マークの印刷ピッチを超える長さの長尺成形品表面に絵柄を付加する成形同時加飾方法である。
上記送り方向マークの印刷ピッチを超える範囲に対して上記絵柄を付加するにあたり、加飾対象の絵柄を位置決めするための送り方向マークを、送り動作制御用のセンサで検出した後、その送り方向マークに対し送り方向上流側にある次の送り方向マークを検出せずに上記加飾シートを通過させ、輪転印刷機のシリンダー一回転を超え二回転未満の長さにわたる上記加飾シートを上記金型内に挟み込んで樹脂成形を行い、上記送り方向マークの印刷ピッチを超える長さの長尺成形品表面に絵柄を付加する成形同時加飾方法である。
本発明において、上記加飾シート上に一定の間隔で形成されている絵柄を、一つ置きに上記金型のキャビティ中心に位置決めして樹脂成形を行うことができる。
本発明において、上記金型内に上記加飾シートを送り込むにあたり、上記加飾シート上に１成形品単位毎に形成されている送り方向マークを一つ置きに検出することにより、上記絵柄の位置決めを行うことができる。
本発明の成形同時加飾方法によれば、既存の例えばグラビア印刷機によって印刷された加飾シートを用い、そのグラビア印刷機のシリンダー外周を超えるような長尺の加飾対象についても、成形と同時に加飾を施すことが可能になるという長所を有する。
以下、図面に示した実施形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
まず、本発明の成形同時加飾方法に使用する加飾シートについて説明する。
1. 加飾シート
図１は加飾シートの第一形態であるインサートシート１を示したものである。インサートシート１は基本的に基体シート１ａ上に絵柄層１ｂと接着層１ｃが積層されたものであり、成形樹脂に接着層１ｃを介して絵柄層１ｂを接着した後、基体シート１ａは剥離せずに保護層として残すものである。
図１は加飾シートの第一形態であるインサートシート１を示したものである。インサートシート１は基本的に基体シート１ａ上に絵柄層１ｂと接着層１ｃが積層されたものであり、成形樹脂に接着層１ｃを介して絵柄層１ｂを接着した後、基体シート１ａは剥離せずに保護層として残すものである。
図２は加飾シートの第二形態である転写シート２を示したものである。転写シート２は、基本的に基体シート２ａ上に剥離層２ｂ、絵柄層２ｃ、接着層２ｄが積層されたものであり、成形樹脂に接着層２ｄを介して絵柄層２ｃを接着した後、基体シート２ａは、型開き時、または型開き後に剥離層２ｂとの境界面２ｅから剥離除去するものである。
1-1. 基体シート
上記基体シート１ａ，２ａの材質としては、耐熱性に優れたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を使用することが好ましいが、これに限らず、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、ウレタン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂等から選択される単層フィルム、または上記の中から選択された二種以上の樹脂による積層フィルムまたは共重合フィルムを使用することができる。
上記基体シート１ａ，２ａの材質としては、耐熱性に優れたＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を使用することが好ましいが、これに限らず、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、オレフィン樹脂、ウレタン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂等から選択される単層フィルム、または上記の中から選択された二種以上の樹脂による積層フィルムまたは共重合フィルムを使用することができる。
基体シート１ａ，２ａの厚さは５〜５００μｍのものを使用することができるが、ハンドリング性の良さを考慮すると２５〜７５μｍのものを使用することが好ましく、成形安定性の良さを考慮すると３８〜５０μｍのものを使用することが好ましい。
1-2. 剥離層
上記剥離層２ｂは、図柄を転写した後、基体シート２ａが剥離されることにより最も外側に位置する層であり、図柄の保護層として機能するようになっている。この剥離層２ｂの材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等が挙げられる。
上記剥離層２ｂは、図柄を転写した後、基体シート２ａが剥離されることにより最も外側に位置する層であり、図柄の保護層として機能するようになっている。この剥離層２ｂの材質としては、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等が挙げられる。
上記剥離層２ｂに硬度が要求される場合には、紫外線硬化性樹脂等の電離放射線硬化樹脂を使用することができる。なお、電離放射線硬化樹脂は、単体で使用してもよいし、他の樹脂と混合して使用してもよい。なお、剥離層２ｂの膜厚は０．５〜５０μｍが好ましい。
1-3. 絵柄層
上記絵柄層１ｂ，２ｃは、文字、記号、模様、塗りパターン等を形成するものであり、樹脂バインダーと顔料（または染料）とを混合し、また、樹脂バインダーと隠蔽性のある金属顔料や無機顔料等を混合し、公知のグラビア印刷によって印刷することができる。
上記絵柄層１ｂ，２ｃは、文字、記号、模様、塗りパターン等を形成するものであり、樹脂バインダーと顔料（または染料）とを混合し、また、樹脂バインダーと隠蔽性のある金属顔料や無機顔料等を混合し、公知のグラビア印刷によって印刷することができる。
グラビア印刷は、製版の微細な凹部内にインクを保持し、圧胴の圧力でインクを基体シート１ａまたは剥離層２ｂに転移させて印刷するものであり、使用するインクは基本的に溶剤系であり、剥離層２ｂのように濡れ性が悪いプラスチックフィルムに対しても付着性が優れているという利点がある。
また、上記プラスチックフィルムの表面はインクを吸収することがなく、かつ極めて平滑であるため、剥離層２ｂと相性のよいインクを用いてグラビア印刷を利用すると、緻密な図柄を作成することができる。
なお、剥離層２ｂ上に絵柄層２ｃを形成する方法としては上記のグラビア印刷に限らず、例えば、オフセット印刷を適用することもできる。
また、絵柄層１ｂ，２ｃは上記したような樹脂バインダーと顔料との組み合わせに限らず、真空蒸着やめっき等の方法によって、例えば、アルミニウム、クロム、銅、ニッケル、インジウム、錫、酸化珪素等の金属膜層で構成することもできる。なお、絵柄層１ｂ，２ｃの膜厚は十分な意匠性を得るために０．５μｍ〜５０μｍの範囲で設定することが好ましく、上記した金属膜層で構成する場合には、５０Å〜１２００Åが好ましい。
1-4. 接着層
上記接着層１ｃ，２ｄは、絵柄層１ｂ，２ｃを成形品表面に接着するためにあり、成形樹脂の素材と相性のよい感熱性あるいは感圧性の樹脂が使用される。
上記接着層１ｃ，２ｄは、絵柄層１ｂ，２ｃを成形品表面に接着するためにあり、成形樹脂の素材と相性のよい感熱性あるいは感圧性の樹脂が使用される。
例えば、アクリル系樹脂、硝化綿系樹脂、ポリウレタン系樹脂、塩化ゴム系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、オレフィン系樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等を使用することもできる。なお、この接着層１ｃ，２ｄの厚みは０．５〜５０μｍが好ましい。
次に、本発明の成形同時加飾方法に使用する成形同時加飾装置の構成について説明する。
2. 成形同時加飾装置
図３に示すように、成形同時加飾装置は、加飾シート供給装置１０と金型装置２０とを備えており、同図(ａ)は側面図、同図(ｂ)は正面図である。
図３に示すように、成形同時加飾装置は、加飾シート供給装置１０と金型装置２０とを備えており、同図(ａ)は側面図、同図(ｂ)は正面図である。
加飾シート供給装置１０は、加飾シートＳａを間欠的に成形型２０ａ内に供給するものであり、加飾シート供給部１０ａと加飾シート巻取部１０ｂを備えている。
加飾シート供給部１０ａは、長尺の加飾シートＳａをロール１０ｃに巻き取っており、ガイドローラ１０ｄ、１０ｅを介し、加飾シートＳａをその一方端から巻き解くようになっている。
加飾シート供給部１０ａから供給される加飾シートＳａは、加飾シート巻取部１０ｂによって巻き取られることによって矢印Ａ方向に降下し、加飾シートＳａ上に断続的に形成されている絵柄が成形型２０ａのキャビティ２０ｂに導かれるようになっている。
なお、加飾シート巻取部１０ｂにおける１０ｆは巻取ロールを示し、１０ｇ、１０ｈ、１０ｉはそれぞれガイドローラを示している。
図４は上記加飾シートＳａの一部を正面から示したものであり、複数の絵柄Ｓｃと複数の送り方向マークＳｄが一定間隔で長手方向に形成され、さらに幅方向マークＳｅが加飾シートＳａの長手方向に沿って線状に形成されている。
上記送り方向マークＳｄは、加飾シートＳａの移動経路上に配設されている第１センサ３０ａ（図３参照）によって検知され、上記幅方向マークＳｅは第２センサ３０ｂおよび第３センサ３０ｃによって検知されるようになっている。
詳しくは、加飾シートＳａが矢印Ａ方向に送られ、送り方向マークＳｄの下端が第１センサ３０ａによって検知されると、加飾シートＳａの送り速度が減速され、送り方向マークＳｄの上端が同じく第１センサ３０ａによって検知されると、加飾シートＳａを所定距離分移動（降下）させた後、停止させるようになっている。
なお、加飾シートＳａの送りは、第１センサ３０ａによって検知される位置情報を、図示しない送り動作制御部に与え、この送り動作制御部が加飾シート供給装置１０の各駆動部を制御することにより制御されるようになっている。
また、幅方向マークＳｅは第２センサ３０ｂおよび第３センサ３０ｃによって検知され、加飾シートＳａにおける幅方向のずれを調整するようになっている。なお、幅方向のずれは上側フレーム１０ｊおよび下側フレーム１０ｋのいずれか一方、または両方を、矢印Ｂ方向にスライドさせることによって行なわれる。また、二つのセンサ３０ｂ，３０ｃを配置しているのは、加飾シートＳａの傾きを調整するためである。
このようにしてキャビティ２０ｂと対向する位置に移動した加飾シートＳａを、さらにフィルムクランプ２０ｃ，２０ｃが成形型２０ａ側に押し付ける。それにより、加飾シートＳａ上の絵柄Ｓｃは、キャビティ２０ｂに対し正確に位置合わせされる。
なお、図中、２０ｄは成形型２０ａと対向する位置に配置される可動型を示している。
3. 成形同時加飾品の製造方法
次に、成形同時加飾品の製造方法について、図３〜５を参照しながら説明する。
次に、成形同時加飾品の製造方法について、図３〜５を参照しながら説明する。
図５は、図４に示した加飾シートＳａを拡大したものであり、一定の間隔、すなわち印刷ピッチＰ＝９４０ｍｍ（もしくはそれ以下）でロゴ（シリンダー一回転毎に存在する所定の絵柄）Ｓｃが形成されている。なお、以下の説明において、ロゴＳｃのうち、加飾対象となるロゴをＳｃｎ、そのロゴＳｃｎに対し、送り方向下流側のロゴをＳｃｎ−１、送り方向上流側のロゴをＳｃｎ＋１と呼ぶ。
上記ロゴＳｃは、シリンダー外周が９４０ｍｍのグラビア印刷機を用いて印刷されたものである。
図中、Ｓｇは、長尺成形品に対し、成形同時加飾方法によって絵柄を転写する転写範囲を示しており、シリンダー一回転を超え二回転未満の長さにわたる長さとなっている。
また、各ロゴＳｃの中間であって加飾シートＳａの幅方向端部には、送り方向マークＳｄがそれぞれ印刷されている。なお、以下の説明において、送り方向マークＳｄのうち、ロゴＳｃｎとロゴＳｃｎ−１の間の送り方向マークをＳｄｎ，ロゴＳｃｎとロゴＳｃｎ＋１の間の送り方向マークをＳｄｎ＋１、また、送り方向においてロゴＳｃｎ−１の下流側の送り方向マークをＳｄｎ−１と呼ぶ。
これらの送り方向マークＳｄは、上述した第１センサ３０ａによって検知され、本来は、各ロゴＳｃｎ−１，Ｓｃｎ，Ｓｃｎ＋１をそれぞれキャビティ２０ｂに位置決めするために１成形品単位毎に形成されているものである。
成形同時加飾方法が適用される長尺被転写物の長さＴ＝１０００ｍｍとすると、従来の成形同時加飾方法では、各送り方向マークＳｄを検知する毎に、検知した送り方向マークＳｄを基準としてロゴＳｃの位置決めを行うため、長尺被転写物を加飾しようとしても加飾シートＳａの長手方向長さが１０００−９４０＝６０ｍｍ不足する。したがって、グラビア印刷機のシリンダー外周を超えるような長尺被転写物については成形同時加飾が行われていなかった。
これに対し、本発明の成形同時加飾方法では、加飾シートＳａ上に等間隔で配列されている送り方向マークＳｄを、一つ置きに第１センサ３０ａで検知することにより、長尺被転写物に対する成形同時加飾を可能にしている。
詳しくは、加飾シートＳａが矢印Ａ方向に送られ、中央のロゴＳｃｎを位置決めするための送り方向マークをＳｄｎ、中央のロゴＳｃｎに対しその送り方向下流側のロゴＳｃｎ−１を位置決めするための送り方向マークをＳｄｎ−１、送り方向上流側のロゴＳｃｎ＋１を位置決めするための送り方向マークをＳｄｎ＋１とするとき、中央のロゴＳｃｎを加飾する場合は、その前後両側のロゴＳｃｎ−１およびロゴＳｃｎ＋１については加飾に使用しない。
加飾シートＳａの送り動作で説明すると、中央のロゴＳｃｎを転写する場合、その送り方向下流側のロゴＳｃｎ−１用の送り方向マークＳｄｎ−１、および送り方向上流側のロゴＳｃｎ＋１用の送り方向マークＳｄｎ＋１については、第１センサ３０ａで検出しないようにする。
具体的には、加飾シートＳａが金型内に送り込まれて、第１センサ３０ａが中央のロゴＳｃｎ位置決め用の送りマークＳｄｎを検出すると、第１センサ３０ａがタイマを起動させ、このタイマが計時している期間は、送り方向上流側の次の送り方向マークＳｄｎ＋１を検知しないように送り動作の設定を変更する。
上記タイマの計時時間は、第１センサ３０ａが、送り方向マークＳｄを一つ検知せずに通過させることのできる時間に設定する。したがって、中央のロゴＳｃｎの位置決め用の送り方向マークＳｄｎに対して送り方向下流側の送り方向マークＳｄｎ−１についても同様に検知されない。
なお、上記の説明では、送り方向マークＳｄｎに基づいて中央のロゴＳｃｎを位置決めする場合について示したが、送り方向マークＳｄｎ＋１に基づいて中央のロゴＳｃｎを位置決めすることもできる。
このように加飾シートＳａの送り動作の設定を変更することにより、クラビア印刷機のシリンダー外周を超える長尺被転写物についても、既存の成形同時転写装置を利用して加飾を施すことが可能になる。それにより、例えば、長さ１０００ｍｍの長尺被転写物に対しても転写が可能になる。
なお、上記送り方向マークＳｄは、転写範囲Ｓｇ内に入らなければ、加飾シートＳａの幅方向端部に限らず、例えば加飾シートＳａの幅方向中央に形成されたものであってもよい。
また、ロゴＳｃの周囲に、例えばヘアーライン模様Ｓｆがシート長手方向に向けて均一な状態で形成されている場合、従来の加飾方法では転写範囲において、シート送り方向両端のヘアーライン模様Ｓｆが不足することになるが、本発明の加飾方法によれば、その不足分については、中央のロゴＳｃｎに隣接する送り方向下流側のロゴＳｃｎ−１および送り方向上流側のロゴＳｃｎ＋１にそれぞれ形成されているヘアーライン模様Ｓｆの一部を、中央のロゴＳｃｎのヘアーライン模様不足部分に取り込むことにより、長尺被転写物に対し、連続する模様を転写することも可能になる。
また、ロゴＳｃ周囲の模様は、上記ヘアーライン模様Ｓｆに限らず、加飾シートＳａの長手方向に繰り返し連続するものであれば、波模様、格子状模様、幾何学模様等であってもよい。
なお、本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施形態に関連して充分に記載されているが、この技術の分野における熟練者にとって種々の変形や修正を加えて実施することも可能であり、そのような変形や修正は、本発明の請求の範囲から逸脱しない限りにおいて、本発明の技術的範囲に含まれると解されるべきである。
１ インサートシート
２ 転写シート
１０ 加飾シート供給装置
１０ａ 加飾シート供給部
１０ｂ 加飾シート巻取部
１０ｃ ロール
１０ｄ，１０ｅ ガイドローラ
１０ｆ 巻取ロール
１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ ガイドローラ
２０ 金型装置
２０ａ 成形型
２０ｂ キャビティ
２０ｃ フィルムクランプ
２０ｄ 可動型
３０ａ 第１センサ
３０ｂ 第２センサ
３０ｃ 第３センサ
Ｓａ 加飾シート
Ｓｃ ロゴ（絵柄）
Ｓｄ 送り方向マーク
Ｓｅ 幅方向マーク
Ｓｆ ヘアーライン模様
Ｓｇ 転写範囲
２ 転写シート
１０ 加飾シート供給装置
１０ａ 加飾シート供給部
１０ｂ 加飾シート巻取部
１０ｃ ロール
１０ｄ，１０ｅ ガイドローラ
１０ｆ 巻取ロール
１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ ガイドローラ
２０ 金型装置
２０ａ 成形型
２０ｂ キャビティ
２０ｃ フィルムクランプ
２０ｄ 可動型
３０ａ 第１センサ
３０ｂ 第２センサ
３０ｃ 第３センサ
Ｓａ 加飾シート
Ｓｃ ロゴ（絵柄）
Ｓｄ 送り方向マーク
Ｓｅ 幅方向マーク
Ｓｆ ヘアーライン模様
Ｓｇ 転写範囲
Claims (4)
- 絵柄とその絵柄をキャビティに位置決めするための送り方向マークが輪転印刷されている加飾シートを金型内に挟み込み、樹脂成形と同時に樹脂成形品表面に上記絵柄を付加する成形同時加飾方法において、
上記送り方向マークの印刷ピッチを超える範囲に対して上記絵柄を付加するにあたり、加飾対象の絵柄を位置決めするための送り方向マークを、送り動作制御用のセンサで検出した後、その送り方向マークに対し送り方向上流側にある次の送り方向マークを検出せずに上記加飾シートを通過させ、輪転印刷機のシリンダー一回転を超え二回転未満の長さにわたる上記加飾シートを上記金型内に挟み込んで樹脂成形を行い、上記送り方向マークの印刷ピッチを超える長さの長尺成形品表面に絵柄を付加することを特徴とする成形同時加飾方法。 - 上記加飾シート上に一定の間隔で形成されている絵柄を、一つ置きに上記金型のキャビティ中心に位置決めして樹脂成形を行う請求項１記載の成形同時加飾方法。
- 上記金型内に上記加飾シートを送り込むにあたり、上記加飾シート上に１成形品単位毎に形成されている送り方向マークを一つ置きに検出することにより、上記絵柄の位置決めを行う請求項１または２記載の成形同時加飾方法。
- 上記送り方向マークの印刷ピッチを超える長さが９４０ｍｍを超え、１,８８０ｍｍ未満である請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形同時加飾方法。
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