JP6050962B2 - ガラス一体型成形品の製造方法、ガラス一体型成形品 - Google Patents

Description

この発明は、ガラス一体型成形品の製造方法に関する。具体的には、樹脂で一体成形された枠体の内方に板状ガラスが固定されたガラス一体型成形品をガラスインサートモールド成形によって製造するための方法に関する。また、ガラス一体型成形品にも関する。

以下の特許文献１に、窓ガラス用の板ガラスをインサート部材として窓枠を一体成形するガラスインサートモールド成形品の製造方法が記載されている。具体的には、サッシなどの板ガラス嵌込品についての製造方法について記載されている。そして、当該製造方法では、ガラスの縁辺に断面がコの字型のタイト材を嵌め込むとともに、タイト材の背面に弾性部材を取り付けておき、この状態でガラスを金型内に配置しつつ、サッシなどの枠となる樹脂を射出して成形している。このとき、溶融状態にある樹脂の熱でガラスが破損したり、タイト材が変形したりすることを防止するために、反応性射出樹脂を用いている。さらに、弾性部材が成形後の枠が冷却するのに従ってガラスに加わる応力を吸収している。

ところで、引用文献１に記載のサッシと類似した構成を備えた部材や部品の一例として、スマートフォンと呼ばれる前面のほぼ全領域が表示装置、あるいは表示装置と入力装置とを兼ねたタッチパネルなど（以下、表示パネル）で構成されている多機能携帯電話機の前面カバーがある。図１にこの前面カバー１の一例を示した。図１（Ａ）は、当該前面カバー１の斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）におけるａ−ａ矢視断面図である。また、図２に前面カバー１を構成部品ごとに分解した斜視図を示した。前面カバー１は、スマートフォンの内部回路を収納するための外装ケースのおもて側を構成する底が浅い略矩形皿状の部品であり、このような前面カバー１は、皿の底に相当する領域が大きく開口した樹脂の一体成形品からなる枠体１０と、その枠体１０の内周に配置された板状のガラス（以下、ガラス板）２０とによって構成されている。図示したように、前面カバー１において、ガラス板２０が外方に面している方向を上方とすると、ガラス板２０は、下面２２側に配置された表示パネルの表示を上面１１側に透過させつつ、当該表示パネルを保護する機能を担っている。

そして、前面カバー１は、枠体１０の上面１１とガラス板２０の上面２１とが連続する面を形成し、多くの場合、面一となっている。そして、図１（Ｂ）に示したように、枠体１０の内周には、上方から下方に向かってガラス板２０の厚さで切り欠いて薄肉にした縁部１３が形成され、この縁部１３の上面１４がガラス板２０の下面２２の周縁を下方から支持している。この前面カバー１は、普通、枠体１０のみを射出成形によって製造しておき、その枠体１０の内周にガラス板２０を嵌め込むことで組み立てられる。すなわち、枠体１０の縁部１３を下支えとして、ガラス板２０を上方から枠体１０内に落とし込む。そして、縁部１３の上面１４とそれに接するガラス板２０の下面２２とを接着剤を用いて接着している。

特開平０６−２４６７８２号公報

スマートフォンを始め、携帯型音楽再生装置や携帯型液晶テレビ、デジタルカメラなど、薄型の表示装置を備えた最近の携帯型の電子機器には、台所や風呂場、あるいは雨天での使用を想定し、高い防水性が求められている。そして、これらの電子機器の多くは、スマートフォンの前面カバーと同様に、樹脂製の枠体の内周に板状のガラスが配置されているとともに、枠体のおもて面とガラス板のおもて面とが連続的な面を形成する部品（以下、ガラス一体型成形品）を含んでいる。

従来のガラス一体型成形品は、上述したように、成形済みの枠体内にガラス板を嵌め込むことで製造されていた。そのため、枠体とガラス板との間の防水性能を高めるために、ガラス板下面の周縁と、縁部の上面との間にＯリングを介在させたり、ガラス板と枠体とが接する部分に防水性の樹脂を充填したりしていた。そのため、防水性を高めるための部品や材料、および追加工程が必要であった。そのため、コストダウンが難しかった。

そこで、本発明者は、上述した前面カバーなどのガラス一体型成形品について、防水性能を高めつつ、製造工程を簡略化することを考えた。しかし、実は、前面カバーなどは、ガラス面と枠体が連続した面で構成されていることから、サッシとは異なり、射出成形時に枠体となる高温、高圧の溶融樹脂と接するガラス板の縁辺を何らかの緩衝材で挟持することができない。そのため、ガラス板をインサート品としてそのままモールド成形してしまうと、ガラスの縁辺が成形時の熱や圧力で破損する可能性が高い。また、枠体を形成する樹脂とガラスは、双方の素材自体に接着性がなく、実は、期待していたほどの防水性能が得られない。それ以前に、接着性が弱いため、ガラス板が枠体から外れ易い、という信頼性に関わる問題がある。また、引用文献１に記載の技術では、射出成形に先だって、タイト材をガラス板に挟持しつつ、そのタイト材の周縁に緩衝材を配置している。また、射出する樹脂に反応性樹脂を用いている。そのため、追加する部材や工程が多く、樹脂自体も特殊であり、ガラス一体型成形品に引用文献１に記載の技術を適用することが実質的に不可能である。もちろん、コストダウンも難しい。

そこで、本発明の目的は、コストアップを招くことなく、高い信頼性と防水性能とを備えたガラス一体型成形品を、ガラスインサートモールド成形によって製造するための方法を提供することにある。なお、その他の目的については以下の記載で明らかにする。

上記目的を達成するための本発明は、樹脂で一体成形された枠体の内方に板状ガラスが固定されたガラス一体型成形品をガラスインサートモールド成形によって製造するための方法であって、
前記板状ガラスの一方の面側を上方として、前記枠体は、上面が当該板状ガラスの上面に連続するとともに、前記板状ガラスの下面周縁を下支えする縁部を備え、
前記板状ガラスの下面周縁に、前記枠体を構成する樹脂と相容性を有するともに、前記枠体の成形時に当該板状ガラスに加わる応力を軽減させるための緩衝材として機能する樹脂層を、前記板状ガラスの下面周縁を周回する枠状に形成する樹脂層形成ステップと、
前記板状ガラスを金型内に配置する板状ガラス配置ステップと、
閉じた状態の前記金型内に溶融した前記枠体を構成する樹脂を射出して前記枠体を成形する射出成形ステップと、
を実行して、前記板状ガラスの下面周縁と前記縁部の上面とを固着させ、
前記樹脂層形成ステップでは、前記樹脂層として、上面側が前記板状ガラスの上面を通して視認された際に加飾として機能する樹脂を印刷してなる加飾層と、当該加飾層の下方に、前記枠体を構成する前記樹脂との相容性とを有する樹脂を前記加飾層より狭い幅で印刷してなる接着層とを形成し、
前記射出成形ステップでは、当該加飾層が前記板状ガラスの上面を通して視認される形状とするとともに、前記縁部の上面の幅が前記接着層の幅よりも広く、当該縁部が前記接着層の側面にまで回りこむ形状の前記枠体を成形する、
ことを特徴とするガラス一体型成形品の製造方法としている。

上記製造方法において、基材フィルムに加飾用フィルムが積層されたインモールド成形用の転写フィルムを前記板状ガラスが配置される側の前記金型に架け渡す転写フィルム架設ステップを含み、
当該転写フィルム架設ステップでは、前記転写フィルムの基材フィルムと前記金型の内面とを対面させ、
前記板状ガラス配置ステップでは、前記板状ガラスを前記金型内に配置する際、前記金型の内面と前記板状ガラスの上面との間に前記転写フィルムを介在させ、
前記射出成形ステップでは、前記転写フィルムを前記閉じた状態の金型によって挟持させつつ前記溶融樹脂を射出することで、前記枠体を成形するとともに、当該枠体の表面に前記加飾用フィルムを転写させる、ガラス一体型成形品の製造方法とすることもできる。

前記加飾層と前記接着層の間に、当該加飾層および当該接着層を形成する樹脂よりも弾性変形しやすい樹脂で中間層を形成することを特徴とするガラス一体型成形品の製造方法とすることもできる。また、前記板状ガラスは、上方から見て、上面の領域が下面の領域内に包含されて、側面に上面から下面に向かって外側へ傾斜する斜面を有し、前記樹脂層印刷ステップでは、前記枠状の樹脂層を構成する前記加飾層と当該加飾層の下方に積層される層のそれぞれの外側縁辺を揃えつつ、前記加飾層の幅を前記下方に積層される層よりも広くするように各層を形成するガラス一体型成形品の製造方法としてもよい。

上記いずれかの製造方法において、前記樹脂層印刷ステップと前記板状ガラス配置ステップの間に、前記樹脂層の下面の一部と側面とに接触しつつ前記板状ガラスの側面を周回する圧力緩衝部を形成するステップを含み、当該ステップでは、前記枠体および前記樹脂層を形成する樹脂よりも弾性変形しやすい樹脂により前記圧力緩衝部を形成することとしてもよい。

本発明は、樹脂で一体成形された枠体の内方に板状ガラスが固定されたガラス一体型成形品にも及んでおり、当該ガラス一体型成形品は、
前記板状ガラスの一方の面側を上方として、前記枠体は、上面が当該板状ガラスの上面に連続するとともに、前記板状ガラスの下面周縁を下支えする縁部を備え、
前記板状ガラスには、前記縁部によって下支えされる下面周縁に、当該縁部の上面と固着しつつ、当該縁部上面と前記ガラス下面の周縁との間の緩衝材となる樹脂層が形成され、
前記樹脂層は、前記板状ガラスの上面を通して視認された際に加飾として機能する加飾層の下方に前記縁部の上面と固着しつつ前記加飾層よりも幅の狭い接着層が積層された構造であり、
前記枠体は、前記縁部の上面の幅が前記接着層の幅よりも広く、当該縁部が前記樹脂層の側面にまで回りこむ形状になっている、
ことを特徴としている。

前記加飾層と前記接着層との間に中間層が介在し、当該中間層は、前記加飾層および前記接着層を形成する樹脂よりも弾性変形しやすい樹脂で形成されているガラス一体型成形品とすることもできる。

前記板状ガラスは、上方から見て、上面の領域が下面の領域内に包含されて、側面に上面から下面に向かって外側へ傾斜する斜面を有し、
前記樹脂層は、前記枠状の樹脂層を構成する前記加飾層と当該加飾層の下方に積層される層のそれぞれの外側縁辺が揃いつつ、前記加飾層の幅が前記下方に積層される層よりも広いガラス一体型成形品としてもよい。

上記いずれかのガラス一体型成形品は、前記樹脂層の下面の一部と側面とに接触しつつ前記板状ガラスの側面を周回する圧力緩衝部を備え、当該圧力緩衝部は、前記樹脂層を形成する樹脂よりも弾性変形しやすい樹脂により形成されていてもよい。

本発明の製造方法によれば、高い信頼性と防水性能とを備えたガラス一体型成形品を、ガラスインサートモールド成形によって製造することが可能となる。

従来の方法で製造されたスマートフォンの前面カバーの構造を示す図である。 上記従来の方法で製造された従来の前面カバーの分解斜視図である。 本発明の第１の実施例に係る製造方法で製造された前面カバーの外観図である。 上記第１の実施例に係る製造方法で製造された上記前面カバーの構造を示す断面図である。 上記第１の実施例に係る製造方法の流れを示す図である。 上記前面カバーの変形例を示す図である。 図６に示した上記変形例のその他の例を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る方法で製造された前面カバーの外観図である。 上記第２の実施例に係る方法で製造された上記前面カバーの構造を示す断面図である。 上記第２の実施例に係る製造方法において使用される転写フィルムの構造を示す図である。 上記第２の実施例に係る製造方法の流れを示す図である。 本発明の第３の実施例に係る方法で製造された前面カバーの外観図である。 上記第３の実施例に係る方法で製造された前面カバーを構成するガラス板の外観を示す図である。 上記第３の実施例に係る方法で製造された前面カバーの構造を示す図である。 上記第３の実施例に係る製造方法の流れを示す図である。 上記第３の実施例に係る方法で製造されたその他の前面カバーの構造を示す図である。 本発明のその他の例に係る方法で製造された前面カバーの構造を示す図である。 上記その他の実施例に係る製造方法の概略図である。

本発明の製造方法によって成形されるガラス一体型成形品の一例として、スマートフォンの前面カバーを挙げる。そして、その前面カバーの構造などに応じた具体的な製造方法を本発明の実施例として説明する。

＝＝＝第１の実施例＝＝＝
＜ガラス一体型成形品の外観と構造＞
図３は、第１の実施例に係る製造方法により成形された前面カバー１ａの概略図である。ここでも、前面カバー１ａの上下関係を図１、図２に示したように規定する。図３（Ａ）は、前面カバー１ａを上方から見たときの斜視図であり、（Ｂ）は、下方から見たときの斜視図である。図４は、図３（Ａ）のｂ−ｂ矢視断面図であり、図４（Ａ）は、当該断面の全体図であり、図４（Ｂ）は、（Ａ）の円内を拡大した図である。当該前面カバー１ａは、従来の前面カバー１と同様に、底が浅い略矩形皿状で、その皿の底面に相当する部分にガラス板２０が配置され、そのガラス板２０の周囲を枠体１０ａが囲繞している。そして、当該前面カバー１ａは、枠体１０ａの縁部１３の上面１４から枠体１０ａ自体の上面１１までの段差の高さがガラス板２０の厚さとほぼ一致し、ガラス板２０の上面２１の外周と枠体１０ａの内周との間に段差がなく、双方が連続面を形成している。なお、この例では、枠体１０ａの上面外周がほぼ平坦で、ガラス板２０の上面２１と枠体１０ａの上面１１とがほぼ面一となっている。

図３に示したように、第１の実施例に係る製造方法で成形された前面カバー１ａは、図に示した従来の前面カバー１と同様の外観を有している。また、図４（Ａ）に示したように、枠体１０ａの縁部１３の上面１４がガラス板２０の下面２２を下支えする構造である。そして、ここまでの構造は、従来の前面カバー１と同様である。しかし、第１の実施例に係る製造方法で成形された前面カバー１ａは、図４（Ｂ）に示したように、ガラス板２０の下面２２の周縁と、縁部１３の上面１４と間に樹脂層３０が介在している点が従来の前面カバー１の構造と異なっている。この例では、樹脂層３０が、縁部１３の上面１４と同じ幅Ｗ１に亘って形成されている。そして、樹脂層３０の下面３１と縁部１３の上面１４とが、相溶状態で固着しており、十分な信頼性と防水性を確保している。

＜製造方法＞
本発明は、前面カバーなど、従来ではガラスインサートモールド成形によって製造することが困難だったガラス一体型成形品をガラスインサートモールド成形によって製造可能とする方法である。本発明の第１の実施例として、図３、図４に示した前面カバー１ａの製造方法を挙げる。図５（Ａ）〜（Ｆ）に当該製造方法の流れを示した。まず、ガラス板２０の裏面周囲に印刷により樹脂層３０を形成する（Ａ）（Ｂ）。なお、図５（Ａ）は、この樹脂層３０が形成されたガラス板２０を下方から見たときの斜視図であり、（Ｂ）は、（Ａ）におけるｃ−ｃ矢視断面図である。樹脂層３０は、枠体１０を形成する溶融樹脂１１０と相溶性があり、この実施例では、アクリル系の樹脂を周知のシルク印刷方法によって、約４〜８μｍの厚さとなるように形成している。もちろん、樹脂層３０は、アクリル系の樹脂に限らず、溶融樹脂１１０と相溶性がある樹脂で形成されていればよく、例えば、ウレタン系、エポキシ系、ポリエステル系、ビニル系など適宜な樹脂を採用することができる。そして、樹脂層３０の厚さについても上記数値に限定されない。

つぎに、この樹脂層３０が印刷されているガラス板２０を金型（４１，４２）内に配置する（Ｃ）。この例では、２分割された金型（４１，４２）を用い、その一方の金型４２の内面とガラス板２０の下面２２とが接するように配置している。また、この例では、ガラス板２０が配置される金型４２には、ガラス板２０の下面２２と接する面と、当該金型４２の外部とを連通する吸着部４５が形成されており、吸着部４５のエアを外部に導出することで、ガラス板２０が金型４２の内面に吸着された状態で保持されるようになっている。

次いで、金型（４１，４２）を閉じ、型締めする。それによって、最終的に枠体１０となる溶融樹脂１１０が充填されるキャビティ４４が形成される（Ｄ）。そして、この金型（４１，４２）内に溶融樹脂１１０を射出すると（Ｅ）、ガラス板２０の下面２２の周縁に印刷されている樹脂層３０が溶融樹脂１１０の熱によって溶解する。溶融樹脂１１０が冷却すると、樹脂層３０の下面３１と枠体１０ａの縁部１３の上面１４とが相溶状態で固着する。そして、溶融樹脂の冷却後、成形品である前面カバー１ａを金型（４１，４２）から取り出す（Ｆ）。

以上の第１の実施例によるガラス一体型成形品の製造方法（以下、成形品製造方法）によれば、ガラス板２０において、型締め時や射出成形時に溶融樹脂１１０と接する部位に掛かる圧力が、その接する部位に形成されている樹脂層３０によって緩和される。すなわち、樹脂層３０が射出成形時の緩衝材として機能する。そのため、射出成形時にガラス板２０が破損することがなく、前面カバー１ａのようなガラス板２０の上面２１と枠体１０ａの上面１１とが連続面を形成しているガラス一体型成形品のガラスインサートモールド成形が実用可能となる。また、ガラス板２０の下面２２の周囲と枠体１０ａの縁部１３の上面１４とが一体化した状態で固着しているため、ガラス板２０と枠体１０ａとが強固に接着されて極めて高い信頼性が得られるとともに、ガラス板２０の周縁に関しては十分な防水性能を達成することができる。もちろん、ガラスインサートモールド成形によって、前面カバー１ａの製造コストも低減させることができる。

＜前面カバーの変形例＞
ところで、従来の前面カバー１などのガラス板一体型部品では、ガラス板２０の上面２１の周縁と枠体１０の上面１１との連続性をより向上させるとともに、ガラス板２０と枠体１０との間に上方からの水滴などが侵入しにくくなるように、ガラス板２０上面２１の周縁を面取りし、その面取りした部分を上方から覆うようにオーバーハングさせた部位を枠体１０の上面１１の内側周縁に形成することがある。図６に、前面カバー（１，１ａ）の変形例として、枠体１０ｂに、オーバーハングした部位（以下、庇状部）１６が形成された前面カバー１ｂを断面図にして示した。なお、この図に示した断面図は、図４（Ａ）における円内に相当する。

ところで、図６に示したような前面カバー１ｂを、従来の方法で製造する場合、庇状部１６と縁部１３とを備えた枠体１０ｂを単体部品として一体的に成形することになる。すなわち、庇状部１６と縁部１３とによって枠体１０ｂの内周を巡る溝を同時に成形する。そのため、枠体１０ｂを単体で成形するための金型にはアンダーカット処理機構が必要となっていた。したがって、金型の構成が複雑となり製造コストを下げることが難しかった。また、ガラス板２０をこの庇状部１６と縁部１３との間の溝部分に嵌め込むことになり、ガラス板２０や枠体１０ｂに無理な応力が掛かり、ガラス板２０や枠体１０ｂが破損する可能性があった。

しかし、第１の実施例の成形品製造方法を適用すれば、ガラスインサートモールド成形によって前面カバー１ｂを製造できるので、射出成形時にこの面取りされた斜面２３を均すように溶融樹脂１１０が充填されて、金型（４１，４２）から成形品を取り出したときには、ガラス板２０と枠体１０ｂとが一体化された前面カバー１ｂが完成した状態となっている。そのため、上記庇状部１６を形成するためのアンダーカット処理機構が不要となり、金型（４１，４２）についてはコストアップを招くことがない。

また、先に図４に示した前面カバー１ａでは、上面２１と下面２２が同じ形状で同じ面積のガラス板２０を用いていた。そのため、樹脂層３０の幅Ｗ１を広げると、ガラス板の下方に配置されるディスプレイの表示領域を狭くしてしまうため、樹脂層３０の幅はあまり広くすることができない。しかし、樹脂層３０の幅Ｗ１を狭くすると、縁部１３における樹脂層３０と枠体１０ａの接着強度が低下する可能性がある。

しかし、図６に示した前面カバー１ｂのように、ガラス板２０ｂの上面２１のみが面取りされているような場合、すなわち、ガラス板２０ｂの下面２２の周囲によって形成される領域の内側に上面の周囲の領域が包含される場合、ガラス板２０ｂの下面２２周囲で、庇状部１６の陰に隠れている部位（図中、幅Ｗ２の部位）は、表示には寄与しないため、この部位にも樹脂層３０を設けることができ、樹脂層３０の幅Ｗ１を実質的に広げることができる。そのため、ディスプレイの表示領域を犠牲にすることなく、接着強度を十分に確保することができる。

なお、図６に示した前面カバー１ｂのように、ガラス板２０ｂの上面２１側の縁辺が単純な面取り形状となっているものに限らず、上面２１から下面２２に至る側面の形状が折れ線状になっていてもよい。例えば、図７に示した前面カバー１ｃのように、上方に向かって昇段しつつ、１段分が台形状となっている階段状となっていてもよい。いずれにしても、ガラス板（２０ｂ、２０ｃ）の下面２２が上面２１の領域を包含するような形状で、ガラス板（２０ｂ，２０ｃ）の側面に斜面２３が形成されていればよい。なお、図７に示した前面カバー１ｃのように、ガラス板２０ｃの側面に複数の斜面２３が形成された折れ線状であると、庇状部１６とガラス板２０ｃの側面とが複雑に入り組み、ガラス板２０ｃが上方に脱落するのを確実に防止することができる、という効果も期待できる。

＝＝第２の実施例＝＝＝
＜枠体への加飾について＞
スマートフォンの前面カバーなど、電子機器の外装ケースの一部となるガラス一体型部品では、枠体の上面１１や側壁１５の外側の面など、外装ケースとして外方に露出する面（以下、外表面）に加飾が施される場合が多い。加飾としては、製品のロゴなど、枠体の外表面の一部に限定的に施される場合もあるし、他の材質（金属など）を模倣して外表面の全領域に施される模様である場合もある。以下では、本発明の第２の実施例として、第１の実施例を前提とすることで、前面カバーの枠体に、低コストで信頼性の高い加飾を施すための成形品製造方法を挙げる。

＜ガラス一体型成形品の構造＞
図８に第２の実施例によって製造された前面カバー１ｄの外観図を示した。また、図９（Ａ）（Ｂ）に図８におけるｃ−ｃ矢視断面図を示した。なお、図９（Ｂ）は、図８（Ａ）における円内を拡大した図である。ここに示した前面カバー１ｄの枠体１０ｄは、第１の実施例の前面カバー１ａにおける枠体１０ａと同様の構造を有する枠本体１１１の外表面全域に加飾図案が形成されたフィルムからなる加飾フィルム層５０が接着された構造となっている。そして、枠体１０ｄの上面１１では、その加飾フィルム層５０の表層がガラス板２０の上面２１と連続面を形成している。なお、図８では、枠体１０ｄの細部の構造が分かり易いように、加飾フィルム層５０の厚さ誇張している。以下、この前面カバー１ｄの製造方法を第２の実施例として説明する。

＜転写フィルム＞
第２の実施例は、第１の実施例を基本としつつ、枠本体１１１の外表面に加飾を施すために、インモールド成形技術を利用していることに特徴がある。周知のごとく、インモールド成形技術は、基材となるフィルム（以下、基材フィルム）に加飾となる図案や文字、あるいは他の材質を模した模様など（以下、装飾図案）が形成されたフィルム（加飾用フィルム）を積層した転写フィルムを射出成形機の金型内に挟み込んだ状態で溶融樹脂を射出し、その溶融樹脂の熱により加飾用フィルムを樹脂に転写するものである。

図１０に、一般的な転写フィルム６０の一部破断斜視図を示した。転写フィルム６０は、基材フィルム６１に加飾用フィルム６２を積層した構造を基本とし、基材フィルム６１は、ＰＥＴフィルムなどのフィルム素材からなる基材本体６３と、加飾用フィルム６２のみが正しく基材フィルム６１から剥離されるようにするための離型層６４とを積層した構造となっている。一方、加飾用フィルム６２は、印刷や蒸着などによって装飾図案が形成された加飾図案層６６を、基材フィルム６１側に配置された保護層６５と、外方に面して溶融樹脂との相溶性を有する接着材層６７とで挟み込んだ構造となっている。そして、インモールド成形に際しては、離型層６４と保護層６５との境界で剥離するようになっている。

＜製造方法＞
図１１（Ａ）〜（Ｅ）に第２の実施例に係る成形品製造方法の流れを示した。まず、ガラス板２０の下面２２の周縁には、図５（Ａ）（Ｂ）と同様に、あらかじめ樹脂層３０を印刷形成しておく。また、転写フィルム６０をガラス板２０が配置されない側の金型４２に架け渡しておく（Ａ）。このとき、転写フィルム６０において、基材フィルム６１側を金型４２の内面４３と対面させるように架け渡しておく。すなわち、加飾用フィルム６２側が金型４１に対面するようにしておく。つぎに、ガラス板２０を金型４１内に配置し、転写フィルム６０を金型４２の内面４３とガラス板２０の上面２１との間に介在させる（Ｂ）。そして、金型（４１，４２）を閉じ、転写フィルム６０を金型（４１，４２）で挟み込む（Ｃ）。なお、この例では、枠本体１１１（図９参照）の外表面全域に加飾を施すために、金型（４１，４２）の構造が図５に示したものと若干異なっている。

金型（４１，４２）を閉じたら、その金型（４１，４２）内に溶融樹脂１１０を射出する（Ｄ）。それによって、転写フィルム６０の加飾用フィルム６２側が溶融樹脂１１０と接触してその接触面が相溶状態となる。溶融樹脂１１０が冷却すると、加飾用フィルム６２が基材フィルム６１から剥離し、枠本体１１１の外表面に加飾用フィルム６２が接着され装飾図案が転写される。その一方で、転写フィルム６０において、ガラス板２０接している領域は、溶融樹脂１１０と接しておらず、加飾用フィルム６２が基材フィルム６１から剥離しない。すなわち、ガラス板２０の上面２１には装飾図案が転写されない（Ｅ）。すなわち、枠本体１１１の外表面のみに選択的に装飾図案が転写される。

＜第２の実施例の効果＞
図１に示したような、従来のガラス一体型成形品１では、枠体１０のみを単体で射出成形しており、この枠体１０にインモールド成形技術を適用して加飾を施そうとすると、枠体１０の内周の上縁辺が鋭利なエッジとなって、転写フィルム６０が破断したり、枠体１０のガラス板２０が嵌め込まれる矩形の開口のコーナー部分で皺が寄ったりして、加飾品質が劣化する。そのため、従来では、成形後の枠体１０に、シルク印刷を施したり、装飾図案が印刷されたフィルムを貼着したりして、加飾を施していた。すなわち、製造工程が増え、コストアップの要因となっていた。しかし、第２の実施例に係る成形品製造方法では、ガラス板２０の上面２１と枠体１０ｃとが連続面を形成するようにガラス一体型成形品をガラスインサートモールド成形によって製造している。すなわち、第１の実施例に係る成形品製造方法を前提とすることで、第２の実施例の製造方法が可能となった。そして、第２の実施例では、実質的な平坦面上にインモールド成形技術を用いて枠本体１１１の成形と同時に加飾を施こすことができる。したがって、高品質の加飾を低コストで施すことができる。

＝＝＝第３の実施例＝＝＝
＜ガラス板に対する加飾について＞
ガラス一体型成形品は、その上面の面積のほとんどがガラス板で占有されてしまう。そのため、意匠上の特徴を出し難い、という問題がある。例えば、スマートフォンの前面カバーなどでは、製品の意匠上の特徴を大きく左右する部位に使用されているものの、この前面カバーに製品としての特徴を訴求するための加飾を施す領域が枠体の外表面の僅かな領域にしか存在しない。そのため、スマートフォンは、外形以外はどれも似通ったデザインとならざるを得なく、他社製品とのデザイン上の差別化が難しい。外形にしても、携帯性や操作性を考慮すれば、ほとんど同様の形状となってしまう。

もちろん、ガラス板自体への加飾も考えられるが、ガラス板に加飾を施すためには、その加飾のための何らかの工程が追加されることになり、コストアップを招く。また、ガラス板には、印刷やフィルムの貼着によって加飾を施すことになるが、タッチパネル用のカバーガラスとしての用途では、機器を操作する指で絶えずガラス板の上面が擦れることになる。タッチパネル用のカバーガラスでなくても、カバーガラスによる保護の対象が表示パネルであれば、なんらかの表示をこのガラス板を通して視認することから、視認性を常時確保するため、汚れを拭く場面なども多い。すなわち、ガラス板に指や布などによる摩擦が常に加わる環境に置かれ、加飾の経時劣化が懸念される。したがって、第２の実施例のように、インモールド成形によって樹脂の表面に形成された加飾と比較すると、ガラス板２０上の加飾は経時劣化し易い、と言える。さらに、スマートフォンの前面カバーなどでは、ガラス板の上面側に各種光学特性の向上や強度向上のためのコーティングなされており、他の物質（接着剤など）との接着性が低い。すなわち、フィルムなどを接着することで加飾を施すこと自体が困難となっている。そこで、第３の実施例として、ガラス板に耐久性の高い加飾を低コストで施すための成形品製造方法を挙げる。

＜ガラス一体型成形品の構造＞
第３の実施例は、第１の実施例の成形品製造方法を発展させることで実現している。具体的には、第１の実施例では、ガラス板２０の下面２２の周縁に樹脂層３０を印刷により形成することで、枠体１０ａの射出成形時にガラス板２０を保護し、かつ枠体１０ａを構成する樹脂とガラス板２０とを強固に接着して防水性を高めていた。そして、第３の実施例では、その樹脂層３０を加飾と兼用することとしている。

図１２に樹脂層３０を加飾にも利用した前面カバー１ｅの例を上方からの斜視図として示した。また図１３に、加飾としても機能する樹脂層３０が印刷により形成された状態のガラス板２０を示した。図１３（Ａ）は、ガラス板２０を上方から見たときの斜視図であり、（Ｂ）は、下方から見たときの斜視図である。ガラス板２０の周囲を縁取るように加飾領域（図中、粗い網点領域）７０が形成されている。そして、この加飾領域７０は、ガラス板２０の下面２２側に印刷されている樹脂層３０をガラス板２０の上面２１側から視認させることで形成されている。

樹脂層３０を加飾として機能させるためには、例えば、樹脂層３０に所定の色に呈色する樹脂素材を使用したり、顔料を分散させた樹脂を使用したりすることで実現できる。また、印刷により樹脂層３０を形成しているため、ガラス板２０を縁取る形状に限らず、図案や文字を形成することも可能となる。そして、加飾はガラス板２０の下面２２に形成されているため、摩擦などによる経時劣化が原理上発生しない。外方に露出している加飾と比較して周囲の環境（湿度、紫外線など）などによる経時劣化も大きく軽減される。とくに、ガラスが紫外線を吸収するため、耐光性を大きく向上させることが期待できる。なお、図１３では、矩形状のガラス板２０の短辺側を縁取る樹脂層領域３２が幅広になっており、枠体１０ｅには、この幅広の樹脂層領域３２に対面するように縁部１３が形成されることになる。

＜樹脂層の構造について＞
上述したように、第３の実施例は、ガラス板２０下面２２の樹脂層３０を加飾として利用することに特徴がある。しかし、この樹脂層３０の本来の目的は、ガラス一体型成形品のガラスインサートモールド成形を可能とすることにある。したがって、加飾としての機能を向上させるために樹脂層３０の本来の機能が損なわれては本末転倒となる。理想的には、本来の機能と加飾としての機能を高い次元で両立させることが望ましい。そこで、樹脂層３０を加飾として機能する層（加飾層）と射出成形時に緩衝材として機能する樹脂の層（緩衝層）からなる２層構造としてもよい。もちろん、加飾層に緩衝層を兼ねさせ、加飾層の下層に形成される層を加飾層と枠体との接着仲介するバインダーの層（接着層）としてもよい。二つの層がともに緩衝層として機能してもよい。また、２層に限らず、加飾層の下面に樹脂による層が２層以上積層されていてもよい。

参考までに図１４に、２層構造の樹脂層３０を備えた前面カバー（１ｆ，１ｇ）を例示した。図１４は、前面カバー（１ｆ，１ｇ）の要部を拡大した図であり、同図の（Ａ）と（Ｂ）は、ガラス板（２０ｆ，２０ｃ）の断面形状が異なっているだけで、それぞれの前面カバー（１ｆ，１ｇ）における樹脂層３０の構造は同じである。

そして、（Ａ）に示した前面カバー１ｆにおけるガラス板２０ｆは、上面２１と下面２２の両面が面取りされており、（Ｂ）に示した前面カバー１ｇでは、先に図７に示した前面カバー１ｃと同様に、上面２１の領域が下面２２の領域内に含まれているとともに、側面が折れ線状となっているガラス板２０ｃを用いている。また、（Ａ）と（Ｂ）に示した前面カバー（１ｆ，１ｇ）の樹脂層３０は、ともに上層の加飾層３３と下層の接着層３４とからなる２層構造となっている。また、ここでは、加飾層３３の幅Ｗ３が接着層３４の幅Ｗ４よりも広く、さらに、接着層３４の幅Ｗ４が、枠体（１０ｆ，１０ｇ）の縁部１３の上面１４よりも狭くなっている例を示した。すなわち、枠体（１０ｆ，１０ｇ）の縁部１３が接着層３４の側面にまで回りこみ、縁部１４が接着層３４を覆いつつ加飾層３３の下面と接触する構造となっている。それによって、接着層３４と枠体（１０ｆ，１０ｇ）との接触面積が広くなり、ガラス板（２０ｆ，１０ｃ）の脱落やガタツキをより確実に防止できるようになっている。

＜製造方法＞
以下に、第３の実施例として、図１４（Ａ）に示した前面カバー１ｆの製造方法を挙げる。図１５（Ａ）〜（Ｅ）に、第３の実施例に係る成形品製造方法の流れを示した。まず、図１５（Ａ）に示したように、ガラス板２０ｆの下面２２の周縁に、あらかじめ樹脂層３０を印刷形成しておく。この図１５（Ａ）は、図１３（Ｂ）におけるｄ−ｄ矢視断面図に相当する。ここで印刷形成する樹脂層３０は、第１あるいは第２の実施例と異なり、ガラス板２０ｆの下面２２に接する側の第１層３３の下方に第２層３４が印刷形成された２層構造となっている。ここでは、第１層が緩衝層を兼ねた加飾層３３であり、第２層が接着層３４であることとする。

加飾層３３を形成する樹脂は、ガラス板２０ｆの上面２１を通して視認され、加飾として機能する。また、この加飾層３３は、射出成形時の緩衝材として機能しつつ、ガラス板２０ｆとの接着性も考慮する必要性があることから、この例では、アクリルウレタン系の樹脂に顔料を分散させた樹脂インクを用いている。接着層３４を形成する樹脂は、加飾層３３と枠体１０ｆを構成する樹脂とを強固に接着させるためのバインダーとして機能を担う。したがって、加飾層３３を形成する樹脂との接着性に優れ、かつ枠体１０ｆを形成する樹脂との相溶性が求められる。この例では、加飾層３３による加飾機能を阻害しない、という機能も考慮し、透明なアクリル系の樹脂を用いている。なお、ここでは、加飾層３３と接着層３４の厚さを、ともに４μｍとしている。もちろん、樹脂層３０の本来の機能が損なわれない限り、各層（３３，３４）の厚さは適宜に設定できる。例えば、加飾用途の加飾層３３の厚さを適宜に増減させることで、多様な意匠性を実現することができる。当該加飾層３３の厚さによって加飾部分の色の濃淡を制御することが可能となる。加飾層３３の厚さを薄くすれば、枠体１０ｆを構成する樹脂の色、あるいは接着層３４が透明色で無い場合は、その接着層３４の色を上方に透過させて、枠体１０ｆや加飾層３３を構成する樹脂の色と混色させることもできる。

つぎに、この２層構造の樹脂層３０を備えたガラス板２０ｆを金型（４１，４２）内に配置する（Ｂ）。ここでは、第２の実施例と同様に、枠本体１１１の外表面に加飾層５０を設けた枠体１０ｆを成形することとし、ガラス板２０ｆと、当該ガラス板２０ｆが配置されない側の金型４１の内面４３との間に転写フィルム６０を介在させ、この状態で金型（４１，４２）を閉じ、転写フィルム６０を金型（４１，４２）で挟み込む（Ｃ）。そして、金型（４１，４２）内に溶融樹脂１１０を射出する（Ｄ）。それによって、枠本体１１１の外表面に装飾図案が転写されるともに、溶融樹脂１１０がガラス板２０ｆの樹脂層３０の接着層３４に固着する。冷却後に金型（４１，４２）を開いて、成形された前面カバー１ｆを取り出す（Ｅ）。

この第３の実施例に係る成形品製造方法によって成形される前面カバー１ｆなどのガラス一体型成形品は、ガラス板２０ｆの下面２２に加飾が施されて、優れた耐久性を有するものとなる。また、ガラス板２０ｆへの加飾は、ガラス板２０ｆに樹脂層３０を印刷形成するだけの工程によって形成され、このガラス板２０ｆを用いてガラスインサートモールド成形によって枠体１０ｆを形成すれば、ガラス一体型成形品が完成する。すなわち、ガラス板２０ｆに加飾が施されたガラス一体型成形品を安価に製造することができる。

そして、ガラス板２０ｆの下面２２に印刷する樹脂層３０は、加飾用途の加飾層３３と、この加飾層３３と枠体１０ｆとのバインダーとして機能する接着層３４の２層構造とすれば、樹脂層３０における、ガラス一体型成形品のガラスインサートモールド形成を可能にする本来の機能と、加飾としての機能とを高い次元で両立させることが可能となる。

なお、樹脂層３０を加飾用途の加飾層３３と接着層３４の２層構造とせず、３層以上となる構造であってもよい。そして、例えば、加飾層３３の上面の一部領域に樹脂を印刷するようにすれば、ガラス板２０の上面２１を通して、加飾層３３を背景としたロゴなどを視認させることが可能となり、さらに意匠性を向上させることが可能となる。もちろん、製造コストと製品としての意匠性とを勘案して、樹脂層３０を１層構造としてもよい。いずれにしても、ガラス板２０の上面２１を通して視認できる樹脂層３０の上面側を加飾用途、下面側を枠体１０ｆとの接着用途とすればよい。

また、樹脂層３０の本来の機能は、射出成形時の圧力に対する緩衝材としての機能であることから、例えば、樹脂層３０を３層以上の構造にした場合、第１最上層と最下層以外の中間層に、その中間層を挟持する樹脂よりも相対的に弾性変形しやすく緩衝機能に優れた樹脂を採用してもよい。図１６に、３層構造の樹脂層３０を備えた前面カバー１０ｈの例を示した。ここに示した例では、先に図１５（Ｂ）と同様に、側面が折れ線形状のガラス板２０ｃを用い、そのガラス板２０ｃの下面２２の周囲に３層からなる樹脂層３０が形成されている。そして、その樹脂層３０は、中間層３５が、最上層の加飾層３３および最下層の接着層３４を構成する樹脂（例えばアクリル系樹脂）よりも弾性変形し易い樹脂（例えば、ウレタン系樹脂、エストラマー、ゴムなど）で形成されている。なお、中間層３５は、印刷によって形成してもよいし、枠状の樹脂シートを貼着するなどして形成してもよい。いずれにしても、射出成形時に各層を構成する樹脂が互いに溶着するので各層が層間で剥離する可能性は低い。

＝＝＝その他の実施例＝＝＝
上記各実施例では、ガラス板（２０，２０ｂ，２０ｃ，２０ｆ）の下面２２の周囲に樹脂層３０を形成することで、ガラスインサートモールド成形時にガラス板（２０，２０ｂ，２０ｃ，２０ｆ）に加わる圧力を緩和し、ガラス板（２０，２０ｂ，２０ｃ，２０ｆ）の破損などを防止していた。そして、この技術思想をより発展させて、ガラス板（２０，２０ｂ，２０ｃ，２０ｆ）の周縁に樹脂層３０を形成する樹脂（例えば、アクリル系樹脂）よりも弾性変形しやすく、相対的に柔らかい樹脂（例えば、ウレタン系樹脂）を巻回するように形成してもよい。

図１７に当該高弾性の樹脂からなる圧力緩衝部８０がガラス板２０ｃの周縁に形成された前面カバー１ｉの例を示した。この前面カバー１ｉは、図１４（Ｂ）に示した前面カバー１ｇと同様のガラス板２０ｃと樹脂層３０を備え、その樹脂層３０が形成されたガラス板２０ｃの側面周囲に圧力緩衝部８０が巻回されている。具体的には、圧力緩衝部３０がガラス板２０ｃの側面の下側から、樹脂層３０の下面の一部までを覆うように形成されている。

この圧力緩衝部８０の形成方法としては、ガラス板２０ｃに事前にリング状の圧力緩衝部３０を巻回し、その状態で射出成形してもよいし、圧力緩衝部３０をガラスインモールド成形によってガラス板２０ｃの周囲に形成したのち、別の金型と、その圧力緩衝部３０が形成されている状態のガラス板２０ｃとを用いて再度ガラスインモールド成形を行なって、最終的に、図１７に示した前面カバー１ｉを完成させてもよい。すなわち、ガラス板２０ｃには、緩衝材として機能する樹脂層３０が形成されているので、圧力緩衝部８０もガラスインモールド成形することが可能となるのである。

図１８に、圧力緩衝部３０が内蔵された前面カバー１ｉを製造するための金型（４６〜４９）の概略図を示した。図１８（Ａ）は、圧力緩衝部８０を形成するための金型（４６，４７）の断面図であり、（Ｂ）は、最終的に前面カバー１ｉを形成するための金型（４８，４９）の断面図である。まず、（Ａ）に示したように、樹脂層３０が形成されたガラス板２０ｃを金型（４６，４７）内に配置して、圧力緩衝部８０のみを形成し、その上で、（Ｂ）に示したように、その圧力緩衝部８０が形成されているガラス板２９ｃを別の金型（４８，４９）内に配置し、その圧力緩衝部８０を覆うように枠体１０ｉを形成する。

＝＝本発明の適用範囲＝＝＝
以上、本発明の実施例として、スマートフォンの前面カバーをガラスインサートモールド成形によって製造する方法を示した。もちろん、本発明は、スマートフォンに限らず、携帯電話器、携帯型音楽端末、あるいは車載型ナビゲーションシステムなどが備えるフラットパネルディスプレイ、デジタルカメラのファインダーやディスプレイなど、その対象は多岐に亘っている。

また、ガラス板の上面形状は略矩形に限らず、多角形や円形など、適宜な形状とすることができる。そして、ガラス板の上面が複雑な形状であっても、本発明のガラス一体型成形品の製造方法を適用すれば、複雑な金型を用いなくても、そのガラスの形状に沿う内周形状を有する枠体を成形することができる。

この発明は、スマートフォンのタッチパネルなどの表示パネルを保護する前面カバーなどの製造方法に好適である。

１，１ａ〜１ｉ，ガラス一体型成形品（前面カバー）、１０，１０ａ〜１０ｉ 枠体、
１３ 縁部、２０，２０ｂ，２０ｃ，２０ｆ ガラス板、２１ ガラス板の上面、
２２ ガラス板の下面、３０ 樹脂層、３３ 第１層（最上層、加飾層）、
３４ 第２層（最下層、接着層）、３５ 中間層４１，４２〜４９ 金型、
５０ 加飾フィルム層、６０ 転写フィルム、６１ 基材フィルム、
６２ 加飾用フィルムの基材本体、７０ ガラスの加飾領域、８０ 圧力緩衝部、
１１０ 溶融樹脂、１１１ 枠本体

Claims (9)

1. 樹脂で一体成形された枠体の内方に板状ガラスが固定されたガラス一体型成形品をガラスインサートモールド成形によって製造するための方法であって、
   前記板状ガラスの一方の面側を上方として、前記枠体は、上面が当該板状ガラスの上面に連続するとともに、前記板状ガラスの下面周縁を下支えする縁部を備え、
   前記板状ガラスの下面周縁に、前記枠体を構成する樹脂と相容性を有するともに、前記枠体の成形時に当該板状ガラスに加わる応力を軽減させるための緩衝材として機能する樹脂層を、前記板状ガラスの下面周縁を周回する枠状に形成する樹脂層形成ステップと、
   前記板状ガラスを金型内に配置する板状ガラス配置ステップと、
   閉じた状態の前記金型内に溶融した前記枠体を構成する樹脂を射出して前記枠体を成形する射出成形ステップと、
   を実行して、前記板状ガラスの下面周縁と前記縁部の上面とを固着させ、
   前記樹脂層形成ステップでは、前記樹脂層として、上面側が前記板状ガラスの上面を通して視認された際に加飾として機能する樹脂を印刷してなる加飾層と、当該加飾層の下方に、前記枠体を構成する前記樹脂との相容性とを有する樹脂を前記加飾層より狭い幅で印刷してなる接着層とを形成し、
   前記射出成形ステップでは、当該加飾層が前記板状ガラスの上面を通して視認される形状とするとともに、前記縁部の上面の幅が前記接着層の幅よりも広く、当該縁部が前記接着層の側面にまで回りこむ形状の前記枠体を成形する、
   ことを特徴とするガラス一体型成形品の製造方法。
2. 請求項１において、
   基材フィルムに加飾用フィルムが積層されたインモールド成形用の転写フィルムを前記板状ガラスが配置される側の前記金型に架け渡す転写フィルム架設ステップを含み、
   当該転写フィルム架設ステップでは、前記転写フィルムの基材フィルムと前記金型の内面とを対面させ、
   前記板状ガラス配置ステップでは、前記板状ガラスを前記金型内に配置する際、前記金型の内面と前記板状ガラスの上面との間に前記転写フィルムを介在させ、
   前記射出成形ステップでは、前記転写フィルムを前記閉じた状態の金型によって挟持させつつ前記溶融樹脂を射出することで、前記枠体を成形するとともに、当該枠体の表面に前記加飾用フィルムを転写させる、
   ことを特徴とするガラス一体型成形品の製造方法。
3. 請求項１または２において、前記加飾層と前記接着層の間に、当該加飾層および当該接着層を形成する樹脂よりも弾性変形しやすい樹脂で中間層を形成することを特徴とするガラス一体型成形品の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記板状ガラスは、上方から見て、上面の領域が下面の領域内に包含されて、側面に上面から下面に向かって外側へ傾斜する斜面を有し、前記樹脂層印刷ステップでは、前記枠状の樹脂層を構成する前記加飾層と当該加飾層の下方に積層される層のそれぞれの外側縁辺を揃えつつ、前記加飾層の幅を前記下方に積層される層よりも広くするように各層を形成することを特徴とするガラス一体型成形品の製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかにおいて、前記樹脂層印刷ステップと前記板状ガラス配置ステップの間に、前記樹脂層の下面の一部と側面とに接触しつつ前記板状ガラスの側面を周回する圧力緩衝部を形成するステップを含み、当該ステップでは、前記枠体および前記樹脂層を形成する樹脂よりも弾性変形しやすい樹脂により前記圧力緩衝部を形成することを特徴とするガラス一体型成形品の製造方法。
6. 樹脂で一体成形された枠体の内方に板状ガラスが固定されたガラス一体型成形品であって、
   前記板状ガラスの一方の面側を上方として、前記枠体は、上面が当該板状ガラスの上面に連続するとともに、前記板状ガラスの下面周縁を下支えする縁部を備え、
   前記板状ガラスには、前記縁部によって下支えされる下面周縁に、当該縁部の上面と固着しつつ、当該縁部上面と前記ガラス下面の周縁との間の緩衝材となる樹脂層が形成され、
   前記樹脂層は、前記板状ガラスの上面を通して視認された際に加飾として機能する加飾層の下方に前記縁部の上面と固着しつつ前記加飾層よりも幅の狭い接着層が積層された構造であり、
   前記枠体は、前記縁部の上面の幅が前記接着層の幅よりも広く、当該縁部が前記接着層の側面にまで回りこむ形状になっている、
   ことを特徴とするガラス一体型成形品。
7. 請求項６において、前記加飾層と前記接着層との間に中間層が介在し、当該中間層は、前記加飾層および前記接着層を形成する樹脂よりも弾性変形しやすい樹脂で形成されていることを特徴とするガラス一体型成形品。
8. 請求項６または請求項７において、
   前記板状ガラスは、上方から見て、上面の領域が下面の領域内に包含されて、側面に上面から下面に向かって外側へ傾斜する斜面を有し、
   前記樹脂層は、前記枠状の樹脂層を構成する前記加飾層と当該加飾層の下方に積層される層のそれぞれの外側縁辺が揃いつつ、前記加飾層の幅が前記下方に積層される層よりも広いことを特徴とするガラス一体型成形品。
9. 請求項６〜８のいずれかにおいて、前記樹脂層の下面の一部と側面とに接触しつつ前記板状ガラスの側面を周回する圧力緩衝部を備え、当該圧力緩衝部は、前記樹脂層を形成する樹脂よりも弾性変形しやすい樹脂により形成されていることを特徴とするガラス一体型成形品。

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