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JP2006168160A - 成膜成型品の製造方法 - Google Patents

成膜成型品の製造方法 Download PDF

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JP2006168160A JP2004362983A JP2004362983A JP2006168160A JP 2006168160 A JP2006168160 A JP 2006168160A JP 2004362983 A JP2004362983 A JP 2004362983A JP 2004362983 A JP2004362983 A JP 2004362983A JP 2006168160 A JP2006168160 A JP 2006168160A
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Abstract

【課題】 従来のダイスライド方式のものにおいて、成型された基材を一旦金型から取り出した後、成膜装置で成膜したものを金型に再セットし、成膜面に射出するという手間がかかる。しかも、前記成膜工程において、基材の成膜形成部分に手が触れたりして不良品となるため、基材の取り扱いには慎重を期す必要があって作業性が悪く、歩留まりも低いという問題がある。
【解決手段】 基材3の成膜側面3aに形成した成膜10の表面を被覆材4で被覆した中実の成膜成型品9を製造して成膜10を保護するにあたり、基材3を射出成形するための第一の射出成形の工程と、該基材3、被覆材4とを一体化するための第二の射出工程とのあいだに、成膜10する成膜工程を設けて一連のダイスライド方式により成膜成型品9が形成できるようにした。
【選択図】 図3

Description

本発明は、成膜部分を樹脂材でサンドイッチ状に積層した成膜成型品の製造方法の技術分野に属するものである。
一般に、この種成膜成型品のなかには、例えば、車両用のエンブレム等の部材ように、部材表面に着色効果や反射効果等の効果を有する素材で被覆して、意匠性を高めたものがあり、この製造方法として、例えば、部材表面を装飾クロム鍍金皮膜で被覆して形成したものがある(例えば、特許文献1参照。)。
ところで今日、鍍金に使用する六価クロムは人体に有害な物質であって、環境汚染による公害問題を発生することから規制の対象ともなっており、脱クロムが要求されている。
この改善策として、基材表面に真空蒸着やスパッタリング等の成膜装置で成膜を形成し、さらに、該成膜の表面を樹脂材で被覆したものがある(例えば、特許文献2参照。)。
特開平6−147069号公報 特開平6−169191号公報
ところがこのようなものは、射出成形した基材を射出成形装置から取り出した後、真空蒸着装置にセットして成膜し、しかる後、成膜した基材を真空蒸着装置から取り出した後、射出成形装置にセットして成膜面に樹脂材を射出成形することになって工程数も多く、手間がかかり、作業能率が悪いだけでなく、取り出し工程、セット工程、装置から装置への搬送工程の際に被成膜面、さらには成膜面に傷や埃がついたり手が触れて油が付着してしまうようなことがあり、これらが原因で所期の成膜製品ができず不良品が発生し歩留まりが悪いという問題があり、ここらに本発明が解決せんとする課題がある。
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、金型面同志の対向方向の離接移動と面方向に沿った平行移動とが相対的に行われるように構成した第一と第二の金型を備え、該両金型に形成の第一成形品成型用の型面同志を突き合わせた後、第一成形品を成形するための第一の射出工程と、該成形された第一成形品を第一金型に支持する状態で第二金型から脱型する第一の脱型工程と、前記第一成形品を第二金型に設けた成膜形成手段に対向するよう突き合わせて第一成形品に成膜をして成膜第一成形品を形成する成膜工程と、該成膜第一成形品を第一金型に支持される状態で第二金型から脱型する第二の脱型工程と、前記成膜第一成形品を第二金型に設けた第二成形品用の型面に突き合わせて成膜第一成形品の少なくとも成膜面に射出して第二成形品を形成する第二の射出工程とを備えて構成されることを特徴とする成膜成型品の製造方法。
請求項2の発明は、請求項1において、成膜形成手段は真空蒸着装置であることを特徴とする成膜成型品の製造方法である。
請求項3の発明は、請求項1または2において、成膜は、第二金型の脱型により露出した面の一部であることを特徴とする成膜成型品の製造方法である。
請求項4の発明は、請求項3において、一部の成膜は、第二金型で覆ってマスキングすることにより行うことを特徴とする成膜成型品の製造方法。
請求項5の発明は、請求項3において、一部の成膜は、マスキング材で第一成型品の露出面を覆うことで行うことを特徴とする成膜成型品の製造方法である。
請求項6の発明は、請求項3乃至5の何れかにおいて、成膜は、露出面の縁部に形成しないことを特徴とする成膜成型品の製造方法である。
請求項7の発明は、請求項1乃至5の何れかにおいて、成膜工程は複数あることを特徴とする成膜成型品の製造方法である。
請求項8の発明は、請求項7において、複数の成膜は、成膜位置が異なることを特徴とする成膜成型品の製造方法である。
請求項9の発明は、請求項7において、複数の成膜は、成膜位置の一部あるいは全部が一致することを特徴とする成膜成型品の製造方法である。
請求項10の発明は、請求項1乃至9の何れかにおいて、成膜工程、第二の脱型工程、第二の射出工程が繰り返されることを特徴とする成膜成型品の製造方法である。
請求項11の発明は、請求項10において、先の第二の射出工程は、先の成膜工程で成膜された成膜面の一部を残して行い、繰り返される成膜工程は、先の第二の射出工程で残された成膜面と先の第二の射出工程で射出成形した成形面に行われることを特徴とする成膜成型品の製造方法である。
請求項12の発明は、請求項11において、成膜成型品は電気基材であり、成膜面が電気配線となることを特徴とする成膜成型品の製造方法である。
請求項1の発明または請求項2とすることにより、従来に比べ作業性が良く、歩留まりの高いものとすることができる。
請求項3の発明とすることにより、成膜成型品の意匠性を高めることができる。
請求項4の発明とすることにより、成膜したい部分のみを成膜することができる。
請求項5の発明とすることにより、非成膜部分の形状を容易に変更して成膜することができる。
請求項6の発明とすることにより、第二の射出工程で、第一成型品の露出部の縁部は、直接射出されるため、強固な第二成型品とすることができる。
請求項7の発明とすることにより、異なる成膜を重合状に複数形成することができるため、異なる成膜を重合状に形成することができる。
請求項8の発明とすることにより、彩り豊かで意匠性に優れたものとすることができる。
請求項9の発明とすることにより、成膜成型品を外部から見たとき、第一成型品側と第二成型品側とでは、異なる配色とすることができる。
請求項10の発明とすることにより、第一成型品の上に成膜と第二成型品とを交互に重合させたものとすることができる。
請求項11の発明とすることにより、成膜は、一連上に繋がった構成とすることができる。
請求項12の発明とすることにより、配線に用いる金属の量が少なく、無駄のない電気基材を容易に形成することができる。
次ぎに、本発明の第一の実施の形態について図1〜5に基づいて説明する。図面において、1は可動金型(第一金型)、2は固定金型(第二金型)であって、可動金型1は、固定金型2に対して対向方向に離接移動できると共に、固定金型2から離間した状態で固定金型2に対して面に沿う方向の移動(金型面に対する平行移動)ができるように構成されているが、移動機構の詳細については、従来から知られた金型移動方式の技術を用いて実行できるので省略する。尚、金型の移動は相対的なものでよいから、第一金型を固定、第二金型を移動させるように構成してもよく、また両者を移動するように構成しても勿論良い。また移動は、面に沿う方向の移動であれば、直線方向の平行移動に限らず、軸を中心とする回転移動であっても良いものである。
前記可動金型1には、基材3(第一成型品)を射出成形するための凹型状をした射出用成型面1aが形成される一方、固定金型2には、前記基材3の成膜側面3a(内側面)を射出成形するため平面状になった第一の射出用成型面2aと被覆材4(第二成型品)を射出形成するため凹型状をした第二の射出用成型面2bとがそれぞれ形成されると共に、さらに真空蒸着装置(成膜形成手段、成膜装置)5を収容(内装)するため凹型状をした成膜用成型面2cが形成されている。ちなみに本実施の形態の固定金型2は、成膜用成型面2cが第一射出用成型面2aと第二射出用成型面2bとのあいだに形成されているが、これら型面の配置は必要において任意に設定できるものである。また、前記真空蒸着装置5は公知のものが設けられるが、その概略として、真空ポンプPに接続される吸気路6、蒸着する金属(例えばアルミニウムやクロム)を入れるボート7、該ボート7を加熱するためのヒータ8とを備えて構成されている。
成膜成型品9は、本実施の形態では車両用のエンブレムであって、前記金型1、2を用いて後述するように一連の工程で成型されるものであるが、樹脂材の射出成型により形成される基材3と、透光性を有する樹脂材の射出成型により形成される被覆材4と、これら基材3、被覆材4によってサンドイッチ状に挟まれた位置に真空蒸着により形成される成膜10とからなっていて成膜10が剥がれにくく、意匠性に優れた構成となっている。
次に、成膜成型品9の製造方法について説明する。図2(A)は両金型1、2について、基材3を形成する射出用成形面1a、第一射出用成型面2a同志が互いに離間する状態で対向したものを示しており、この離間状態から可動金型1を固定金型2側に移動して前記対向する型面同志が型合わせされる(第一の型合わせ工程:図2(B)参照)。この型合わせ状態で、第一の射出が行われて基材3(第一成型品)が射出成形される(第一の射出工程:図2(C)参照)。
しかる後、図3(A)に示すように、可動金型1が固定金型2から離間する方向に移動するが、このとき、基材3は、固定金型2から離間(脱型)して可動金型1側に支持される(残る)ように型設計されている(第一の脱型工程)。次いで可動金型1は、基材3が真空蒸着装置5と対向するよう平行移動(図3(B)参照)した後、固定金型2側に移動して型合わせ状態となる(第二の型合わせ工程:図3(C)参照)。
そして、前記基材3と真空蒸着装置5とが対向した型合わせ状態となると、成膜用成型面2c内の空気が吸気路6から抜かれて内部が真空状態になると共に、加熱したヒータ8によりボート7に供給され、溶融した金属が蒸気化することになって基材3の露出する成膜側面3a(図4(A)の下面)が真空蒸着されて成膜10が形成される(成膜工程:図4(A)参照)。次いで可動金型1を、基材3を支持したまま固定金型2から離間させた(第二の離型工程:図4(B)参照)後、可動金型1を固定金型2に対して平行移動させて基材3と第二射出用成型面2bとを対向させる(図4(C)参照)。
因みに、成膜10は、一般には膜厚が数マイクロメートル〜数十マイクロメートル程度と薄いものであるため、例えば断面図で示そうとしたときに、事実上これを図示することは難しく、そこでこれを判りやすくするため、図面では便宜上それなりの厚みを持たせたものとして記載しているが、実際には被成膜面と殆んど同一面となっている(以下同じ)。このため後述するように、成膜を部分的に積層したものである場合、図面(例えば図11(C)の断面図)では積層部位が段差状に厚くなって記載されていたとしても、これらは肉眼視したときに段差状ではなく殆んど面一状にしか見えないものであることはいうまでもない。
また、膜厚については、蒸着時間を長短調整することにより任意に調整できるものであることもいうまでもない。
しかる後、可動金型1を固定金型2側に移動させて、前記対向する基材3と第二射出用成型面2bを型合せ(第三の型合わせ工程:図5(A)参照)した後、成膜10を形成した成膜側面3aに樹脂材を射出し(第二の射出工程:図5B)参照)て被覆材4(第二成型品)を形成し、これによって基材3、成膜10、そして被覆材4が一体化された成膜成型品9となる。そして可動金型1が固定金型2から離間し、あわせて前記成膜成型品9の取り出し(図5(C)参照)した後、可動金型1を図2(A)の最初の位置まで平行移動し、以降、この工程を繰り返すことで、成膜成型品9が連続して成形できるようになっている。
叙述の如く構成された本発明の第一の実施の形態において、基材3の成膜側面3aに形成した成膜10の表面を被覆材4で被覆した中実の成膜成型品9を製造して成膜10を保護するにあたり、基材3を射出成形するための第一の射出成形の工程と、該基材3、被覆材4とを一体化するための第二の射出工程とのあいだに、成膜10する成膜工程を設けて一連の工程により成膜成型品9が形成できるようにした結果、従来のように、一旦、金型から取り出した基材3に成膜10を形成し、しかる後、再び金型にセットして被覆材4で被覆しなければならない従来の場合のように、基材3の取り出し、再セットの作業が不要になって作業能率が向上する。しかも基材3の取り出し、再セットがないため、成膜面に手が触れて指紋がついたり物に当って傷がついたりようなこともなく、一連の工程が全てクリーンルームでもできることになって不良品発生を大幅に低減できる。
尚、本発明は前記実施の形態に限定されないものであって、成膜形成手段としては、真空蒸着装置5に限定されず、例えば陰極スパッタリングによる方法等、通常知られた成膜形成装置を必要において採用することができる。
また前記第一の実施の形態では、基材3の成膜側面3aの全面に成膜10を施し、その全成膜10面を被覆材4で被覆した成膜成型品9の形成であったが、成膜10が樹脂材と接着性が悪いものである場合、剥離が考えられ、そこで成膜成型体11について、図6に示すように基材14の周縁に被覆材17が入り込むことで樹脂材同志が直接接触して強固に接着するように構成することができる。
この第二の実施の形態は、同じく固定金型12と可動金型13とを有するが、固定金型12には可動金型13の周縁部13aに入り込む凸型面12aが形成されている。そして基材14の周面14aを該凸型面12aで成型(図7(A)参照)した後、真空蒸着装置15により基材14の成膜側面14bを真空蒸着(図7(B)参照)して成膜16を施し、しかる後、該成膜した面および周面14aに被覆材17を射出して中実の成膜成型品11を形成するようにようにしたものである(図7(c)参照)。尚、可動金型13の移動については前記第一の実施の形態に準じるものであるので、その詳細については省略してある(以下同じ)。
また、前記第一または第二の実施の形態では、基材3、14の成膜側面3a、14bの全体に成膜10、16を施していたが、図8に示すように、基材18の成膜側面18aの周縁部等、一部をマスキングして部分的に成膜48を施さない部分(非成膜部)18bを有するようにして成膜成型品19を形成することができる。そしてこの場合に、マスキングは、図9(A)に示す第三の実施の形態のように真空蒸着装置20を収容する固定金型21の成膜用成型面21aの周縁21bで行うことができ、また図9(B)に示す第四の実施の形態のようにマスキング材22を取付けて行うことができる。そしてマスキング材22を用いる場合、第一の脱型の工程から第二の型合わせ工程のあいだにマスキング材22を基材18の成膜側面18aに被覆することで行うことができる。
そしてこのようにマスキングをした場合、基材18と被覆材23とが、非成膜部18bで直接接触して互いに樹脂同志の接着がなされることになって強度アップが達成できることになる。
またさらに、前記第一〜第四の実施の形態のものは、成膜工程が一回であったが、これに限定されず、二回以上の複数回行うようにすることができる。例えば図10(A)に示すように、二組の真空蒸着装置24、25をそれぞれ固定金型26に形成した成膜用型面26a、26bに内装し、第一の射出工程で成型した基材27の成膜側面27aに第一の成膜工程で第一の成膜を施した後、第二の成膜工程で第二の成膜を施し、しかる後、第二の射出工程で成膜表面を被覆材28で被覆するようにして形成することができる。
この場合に、第五の実施の形態のように、第一の成膜29の全面に第二の成膜30を施した(図10(B)参照)場合には、成膜成型品31の表裏が異なる成膜となって目視される(基材および被覆材が透光材である場合に限る)ことになる。また第六の実施の形態のように、第一の成膜32と第二の成膜33との成膜位置について、前記マスキングをすることで異ならしめるように施した(図11(A)、(B)参照)場合、成膜成型品34の表面から二つの異なった成膜32、33が目視されることになる。さらにまた、第七の実施の形態のように、第一の成膜35と第二の成膜36との成膜位置について、前記マスキングをすることで一部が重なったように施した(図11(C)、(D)参照)場合において、第二の成膜36の膜厚が薄く、第一の成膜35が透けて目視されるもののであるときには、成膜成型品37の表面からは、第一、第二の成膜35、36と、両成膜35、36が混じったものとの三つの異なった成膜が目視されることになる。
この場合に、一つの成膜用型面に二つ以上の真空蒸着装置を内装し、連続して複数の成膜をするようにしても実施することができる。
因みに、第一の成膜35と第二の成膜36とが重なっている部分は、図11(C)に示すように、重合状になっているが、真空蒸着する時間を制御して、成膜の厚みを非常に薄いものとすることによって、第一、第二の成膜36と略面一状に形成することができる。
さらにまた、第八の実施の形態のように、第一の実施の形態に準じる成膜工程と第二の脱型工程と第二の射出工程とを繰り返して行うことができ、この場合に、成膜38と樹脂材の射出とを、第四の実施の形態のように、マスキングする等して成膜位置は異ならしめた状態で単純に重合するように繰り返す(図12(A)、(B)参照)ことができ、この場合には、成膜38が立体的な状態で目視される成膜成型品39となる。
また、成膜工程と第二の脱型工程と第二の射出工程とを繰り返す場合に、先の第二の射出工程は、先の成膜工程で成膜された第一の成膜40の一部を残して行い、繰り返される成膜工程は、先の第二の射出工程で残された第一の成膜40と先の第二の射出工程で射出成形した第二の基材41の成形側面41aに行われるようにすることができる。つまり図13、図14(A)、(B)に示す第九の実施の形態のように、第一の射出工程で形成される第一の基材42に、成膜工程で線状(または帯状、以下同じ)の第一の成膜40を真空蒸着し、該第一の成膜40の一端部を露出する(残す)ように第一の基材42の成膜面側42aに第二の基材41を、射出形成する。次いで、再び成膜工程が繰り返され、第二基材41の成膜面側41aから第一の成膜40に連通する線状の第二の成膜43が形成される。さらに、続く第三の射出工程では、第二の成膜43の成膜面側41a側の一端を残して、成膜面側41aに第三の射出工程がなされ第三の基材44が形成され、これに続く成膜工程で、第三の基材44の成膜面側44aから第二の成膜43に連通する第三の成膜45が形成された後、露出している第三の成膜45、第二、第三の基材41、44を、被覆材46で被覆して、成膜成型品47が形成される。そしてこのように形成することで、三次元方向での立体的な成膜成型品を成型することができる。
因みに、本実施の形態では、上下方向にのみ階層状になっているが、前後、左右等いずれの方向にも階層状となる構成とすることができる。また、第一、第二、第三の成膜40、43、45は、ともに直線状のものであるが、それぞれ、L字状、T字状、Y字状、湾曲状等さまざまな分岐形状とすることもでき(図14(C)参照)、さらに、成膜を金、銀、銅等の導電性金属で形成することにより電気配線となって、成膜成型品47を電気基板とすることができる。この結果、成膜40、43、45は、従来の電気配線に比べ薄く形成できるため、コスト削減ができ、さらに、マスキングする等して様々な形状とすることができるため、必要に応じた回路基板を容易に形成できる。
(A)、(B)はそれぞれ成膜成型品の斜視図、縦断面図である。 (A)、(B)、(C)は第一の射出をするまでの工程概略図である。 (A)、(B)、(C)は第二の突合せまでの工程概略図である。 (A)、(B)、(C)は基材と固定金型の凹型面とが対向するまでの工程概略図である。 (A)(B)(C)は成膜成型品の取出しまでの工程概略図である。 第二の実施の形態の成膜成型品の縦断面図である。 (A)、(B)、(C)はそれぞれ第二の実施の形態の第一射出工程、成膜工程、第二射出工程の概略図である。 (A)、(B)はそれぞれ第三または第四の実施の形態の側面図、平面図である。 (A)、(B)はそれぞれ第三の実施の形態における成膜工程、第四の実施の形態における成膜工程の概略図である。 (A)、(B)はそれぞれ第五の実施の形態における成膜工程の概略図、成膜成型品の縦断面図である。 (A)、(B)はそれぞれ第六の実施の形態の成膜成型品の横断面図、正面図、(C)、(D)はそれぞれ第七の実施の形態の成膜成型品の横断面図、正面図である。 (A)、(B)はそれぞれ第八の実施の形態における成膜工程の概略図、成膜成型品の側面図である。 (A)、(B)、(C)はそれぞれ第九の実施の形態の成膜成型品の正面図、側面図、図13(A)のX−X断面図である。 (A)、(B)、(C)はそれぞれ第九の実施の形態における成膜成型品の工程概略図である。
符号の説明
1 可動金型
1a 射出用成型面
2 固定金型
2a 第一の射出用成型面
2b 第二の射出用成型面
2c 成膜用成型面
3 基材
3a 成膜側面
4 被覆材
5 真空蒸着装置
9 成膜成型品
10 成膜
11 成膜成型体
12 固定金型
13 可動金型
14 基材
17 被覆材
18 基材
48 成膜
18b 非成膜部
19 成膜成型品
20 真空蒸着装置
21 固定金型
21b 周縁
22 マスキング材
23 被覆材
24、25 真空蒸着装置
26 固定金型
26a、26b 成膜用型面
27 基材
27a 成膜側面
28 被覆材
29、30 成膜
31 成膜成型品
32、33 成膜
34 成膜成型品
35、36 成膜
37 成膜成型品
38 成膜
39 成膜成型品
40、43、45 成膜
41a、42a、44a 成形側面
41、42、44 基材
46 被覆材
47 成膜成型品

Claims (12)

  1. 金型面同志の対向方向の離接移動と面方向に沿った平行移動とが相対的に行われるように構成した第一と第二の金型を備え、
    該両金型に形成の第一成形品成型用の型面同志を突き合わせた後、第一成形品を成形するための第一の射出工程と、
    該成形された第一成形品を第一金型に支持する状態で第二金型から脱型する第一の脱型工程と、
    前記第一成形品を第二金型に設けた成膜形成手段に対向するよう突き合わせて第一成形品に成膜をして成膜第一成形品を形成する成膜工程と、
    該成膜第一成形品を第一金型に支持される状態で第二金型から脱型する第二の脱型工程と、
    前記成膜第一成形品を第二金型に設けた第二成形品用の型面に突き合わせて成膜第一成形品の少なくとも成膜面に射出して第二成形品を形成する第二の射出工程とを備えて構成されることを特徴とする成膜成型品の製造方法。
  2. 請求項1において、成膜形成手段は真空蒸着装置であることを特徴とする成膜成型品の製造方法。
  3. 請求項1または2において、成膜は、第二金型の脱型により露出した面の一部に形成されることを特徴とする成膜成型品の製造方法。
  4. 請求項3において、一部の成膜は、第二金型で覆ってマスキングすることにより行うことを特徴とする成膜成型品の製造方法。
  5. 請求項3において、一部の成膜は、マスキング材で第一成型品の露出面を覆うことで行うことを特徴とする成膜成型品の製造方法。
  6. 請求項3乃至5の何れかにおいて、成膜は、露出面の縁部に形成しないことを特徴とする成膜成型品の製造方法。
  7. 請求項1乃至5の何れかにおいて、成膜工程は複数あることを特徴とする成膜成型品の製造方法。
  8. 請求項7において、複数の成膜は、成膜位置が異なることを特徴とする成膜成型品の製造方法。
  9. 請求項7において、複数の成膜は、成膜位置の一部あるいは全部が一致することを特徴とする成膜成型品の製造方法。
  10. 請求項1乃至9の何れかにおいて、成膜工程、第二の脱型工程、第二の射出工程が繰り返されることを特徴とする成膜成型品の製造方法。
  11. 請求項10において、先の第二の射出工程は、先の成膜工程で成膜された成膜面の一部を残して行い、繰り返される成膜工程は、先の第二の射出工程で残された成膜面と先の第二の射出工程で射出成形した成形面に行われることを特徴とする成膜成型品の製造方法。
  12. 請求項11において、成膜成型品は電気基材であり、成膜面が電気配線となることを特徴とする成膜成型品の製造方法。
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