表面パネルの製造方法
【課題】 樹脂層と加飾フィルムとが密着した表面パネルを製造する製造方法であって、加飾フィルムに皺などが生じることなく加飾部を高精度に位置決めできる製造方法を提供する。
【解決手段】 第１の型１０の成形凹部１２と第２の型２０の成形凸部２３との間に形成されたキャビティＣ内に未成形の加飾フィルム５を介在させ、ゲート１３からキャビティＣの内部の溶融樹脂４ａを射出する。溶融樹脂４ａの圧力によって、加飾フィルム５が成形凸部２３の表面に密着させられる。第１の型１０と第２の型２０との間で、加飾フィルム５を拘束せず、延伸しやすくしておくことにより、加飾フィルム５が皺を発生することなく、成形凸部２３に密着できるようになる。
【解決手段】 第１の型１０の成形凹部１２と第２の型２０の成形凸部２３との間に形成されたキャビティＣ内に未成形の加飾フィルム５を介在させ、ゲート１３からキャビティＣの内部の溶融樹脂４ａを射出する。溶融樹脂４ａの圧力によって、加飾フィルム５が成形凸部２３の表面に密着させられる。第１の型１０と第２の型２０との間で、加飾フィルム５を拘束せず、延伸しやすくしておくことにより、加飾フィルム５が皺を発生することなく、成形凸部２３に密着できるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器やその他の電子機器に設置される加飾層を有する表面パネルを、最少の工程で製造できる表面パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用機器やその他の電子機器に設けられた表面パネルは、中央部に液晶表示パネルなどの表示画面を透過させる透過領域が形成され、この透過領域の周囲に、枠状に着色した加飾部が設けられている。
【０００３】
従来の表面パネルは、中央部に窓を有する枠状の加飾部が合成樹脂で形成されて、前記窓にガラス板が嵌め込まれ、このガラス板が透過領域となったものや、透光性の合成樹脂でパネルが形成され、枠状の加飾部を有する樹脂フィルムがパネルの表面や裏面に貼られたものが一般的である。
【０００４】
透過領域がガラス板で形成されたものは、透過領域の透明度が良好で高級感のある表面パネルとすることが可能であるが、ガラス板を加飾部の窓に嵌める作業が必要になり組立作業が煩雑である。また、樹脂フィルムがパネルに貼り合わされたものは、樹脂フィルムを貼る作業が煩雑であり、また、パネルと樹脂フィルムとを貼り合わせる際の位置決め精度を高く維持するのが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３０２８３号公報
【特許文献２】特公昭５０−１９１３２号公報
【特許文献３】特開平６−３４４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１ないし特許文献３には、表面パネルの製造方法が開示されている。
特許文献１に開示された製造方法は、透過領域や加飾部が形成された樹脂フィルムが金型のキャビティの内部に設置された状態で、キャビティ内に溶融樹脂が射出されて表面パネルの形状が決められる。この製造方法では、樹脂フィルムを予めパネル表面に倣う湾曲形状に成形した後に金型の内部に設置することが必要であり、工程が煩雑である。また、樹脂フィルムをキャビティの内部に位置決めする必要があるが、その位置決め精度を高めるのが難しい。
【０００７】
特許文献２に記載された製造方法は、雌金型に印刷層を有する熱可塑性合成樹脂フィルムを設置し、フィルムを加熱して雌金型の吸引孔を真空状態とし、フィルムを雌金型の形状に倣うように真空成形する。その後に、雌金型と雄金型とを合わせてキャビティを形成し、キャビティ内に溶融樹脂を供給して樹脂層を形成し、真空成形後のフィルムと樹脂層とを密着させている。この製造方法は、雌金型によるフィルムの真空成形と、溶融樹脂をキャビティに供給する射出成形の２つの工程が必要となるため、製造工程が複雑である。
【０００８】
特許文献３に記載された製造方法は、凹状の成形面と通気孔を有する雌型に、加飾シートを設置し、通気孔を吸引して加飾シートを雌型の表面に固定する。その後に、雌型と雄型を合わせて、加飾シートが内部に位置するキャビティを形成し、キャビティ内に溶融樹脂を供給して樹脂層を形成して、樹脂層と加飾シートとを密着させている。
【０００９】
特許文献３に記載された製造方法は、雌型に形成された通気孔の吸引力で、雌型に加飾シートを固定した状態でキャビティ内に溶融樹脂を射出している。自由度が無く拘束された加飾シートに溶融樹脂からの圧力が作用すると、加飾シートに皺などが発生しやすく、皺が発生したままの状態で加飾シートと樹脂層とが密着する現象が発生しやすい。
【００１０】
さらに、特許文献１，２，３に記載された製造方法は、いずれも樹脂層の突側となる表面に加飾フィルムを設置するものであり、携帯用機器などの表面パネルなどのように凹形状側である裏側に加飾フィルムを設置できるものではない。
【００１１】
そのため、表面パネルの表面を指などで操作することで、加飾フィルムが損傷したり、破損するおそれがある。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、最少の工程で、樹脂層の凹形状側である裏面側に加飾部を有するフィルムを設置することができる表面パネルの製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
また、本発明は、加飾部を有するフィルムを皺などが生じにくい状態で、樹脂層と一体化できる表面パネルの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、表側に向けて突形状とされた透光性の樹脂層と、前記樹脂層の裏側に設けられた加飾部とを有する表面パネルの製造方法において、
成形凹部を有する第１の型と成形凸部を有する第２の型とを使用し、
加飾部が形成された未成形のフィルムを第１の型と第２の型との間に設置する工程と、
第１の型と第２の型を合わせて、前記成形凹部と前記成形凸部との間に、前記フィルムが位置するキャビティを形成する工程と、
第１の型に形成されたゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出して、その圧力で前記フィルムを前記成形凸部に密着させるとともに、前記キャビティ内で成形された前記樹脂層と前記フィルムとを密着させる工程と、
を有することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の表面パネルの製造方法は、未成形のフィルムを型に設置し、溶融樹脂を射出する工程のみで、樹脂層にフィルムを密着させることができる。製造後の表面パネルは、凹形状側である裏側に加飾部を有するフィルムが密着し、パネル表面に加飾部を有するフィルムが露出していないものとなる。したがって、パネル表面に指を触れても、加飾部が剥がれたり損傷することがない。
【００１６】
本発明は、前記キャビティの外側で第１の型と第２の型との間に位置している前記フィルムの外周部が、前記キャビティに溶融樹脂が射出されるときの圧力と熱によって延伸可能である。
【００１７】
本発明は、第１の型と第２の型との間でフィルムを完全に拘束しておらず、２つの型の間でフィルムが延伸できる状態である。そのため、キャビティ内に供給された溶融樹脂でフィルムが第２の型の形成凸部に押し付けられるときに、フィルムに皺などが発生しにくい。
【００１８】
本発明は、前記キャビティから外れた外側領域に、前記フィルムを位置決めする複数の位置決めピンが設けられており、前記フィルムの外周部が延伸されるときに、前記位置決めピンが挿通されている穴が拡張されるものとして構成できる。
【００１９】
上記位置決めピンを設けることにより、フィルムの加飾部と樹脂層とを高い精度で位置決めすることが可能である。また位置決めピンが挿通されている部分でフィルムが伸びることで、成形の際にフィルムに皺などが発生しにくい。
【００２０】
本発明は、前記キャビティは、第１の型と第２の型とが対向する方向と直交する長さ方向が、重力方向に向けられて設置される。そして、前記ゲートは、前記キャビティの縦方向の中点よりも下側に設けられていることが好ましく、さらに、前記ゲートは、第２の型の前記成形凸部の下側の立ち上がり部の中点よりも第１の型の方向へ寄った位置に設けられていることが好ましい。
【００２１】
本発明は、前記フィルムは、前記成形凸部に向く裏面に、枠形状の加飾部を形成する加飾塗膜と、この加飾塗膜を覆う微細なフィラーを含む離型塗膜が形成されているものとして構成することができる。
【００２２】
上記離型塗膜が形成されていると、成型後の表面パネルを第２の型から離すときに、加飾部が成形凸部から剥がれやすくなる。その結果、前記成形凸部の表面に離型剤を塗布しなくても、表面パネルを第２の型から剥がしやすくなる。フィルムの透過領域に離型剤が付着しないために、透過領域の光学特性を良好に保つことができる。
【００２３】
本発明は、前記樹脂層と前記フィルムが同じ樹脂材料であることが好ましい。
同じ樹脂材料を使用すると、樹脂層とフィルムとの境界部が互いに溶融し、一体化して分離しにくくなる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、主に型合わせの工程と溶融樹脂の射出工程の２つの工程によって、加飾部を有するフィルムを樹脂層に密着させることができる。また、フィルムが皺を発生しにくく、さらには、加飾部と樹脂層との位置合わせも容易である。
【００２５】
製造された表面パネルは、凹形状である裏側にフィルムが位置し、指などが頻繁に触れる表面側に加飾部が現れていないので、指などによって加飾部が損傷したり、剥がれることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の製造方法で製造された表面パネルの斜視図、
【図２】図１に示す表面パネルのＩＩ−ＩＩ線の断面図、
【図３】図１に示す表面パネルのＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図、
【図４】加飾フィルムの平面図、
【図５】加飾フィルムの拡大断面図、
【図６】第１の型を成形面側から見た正面図、
【図７】図６に示す第１の型のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図、および第２の型の同じ場所の断面図、
【図８】キャビティに未成形の加飾フィルムを入れて型合わせした状態を示す断面図、
【図９】型合わせして、キャビティ内に溶融樹脂を射出した状態の断面図、
【図１０】第２の型から離した直後の成形物を図９のＸ矢視方向から見た正面図、
【図１１】本発明の実施例の製造方法において、ゲートからキャビティ内に溶融樹脂が射出される状態を拡大して示す説明図、
【図１２】比較例の製造方法において、ゲートからキャビティ内に溶融樹脂が射出される状態を拡大して示す説明図、
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１ないし図３に示す表面パネル１は、携帯電話、携帯情報端末などの携帯機器のケースの一部として使用される。
【００２８】
表面パネル１は、突形状が現れているのが表側２であり、凹形状が現れているのが裏側３である。表側２が携帯機器のケースの外側に向けられ、表側２が操作側または表示側となる。裏側３が携帯機器のケースの内部に向けられる。
【００２９】
表面パネル１の表側２は、広い面積の前表面２ａならびに長さ方向の上端（Ｙ１側の端部）に位置する上部表面２ｂと、下端（Ｙ２側の端部）に位置する下部表面２ｃとを有し、右横方向（Ｘ１方向）に位置する右側表面２ｄと、左横方向（Ｘ２方向）に位置する左側表面２ｅとを有している。表面パネル１の裏側３は、前裏面３ａと上部裏面３ｂと下部裏面３ｃおよび右側裏面３ｄと左側裏面３ｅを有している。
【００３０】
図２と図３に示すように、表面パネル１は、表側２に現れる樹脂層４と、裏側に現れる加飾フィルム５とが密着して構成されている。樹脂層４は透光性のアクリル系などの合成樹脂材料であり、例えばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）である。図５に加飾フィルム５の断面が拡大して示されている。図５に示すように、加飾フィルム５は、透光性の基材フィルム５ａと、その裏面に形成された加飾部６とを有している。基材フィルム５ａは透光性の合成樹脂フィルムであり、例えば樹脂層４と同じＰＭＭＡで形成されている。
【００３１】
本明細書において、透光性とは、全光線透過率が９０％以上のいわゆる透明であることが好ましいが、全光線透過率がそれよりも低くても内部で光を透過できればよく、例えば、全光線透過率が６０％以上であればよい。
【００３２】
図１ないし図３に示すように、加飾部６は枠形状に形成されている。枠形状の加飾部６で囲まれた領域が透過領域７である。
【００３３】
この表面パネル１が使用される携帯機器は、ケースの内部に液晶表示パネルなどの表示装置が設けられ、その表示画面が透過領域７の内側に位置する。携帯機器を使用するときには、透過領域７において、透光性の樹脂層４および基材フィルム５ａを通して、表示画面を目視することができる。
【００３４】
表面パネル１の表側２または裏側３にセンサを設けることで、前表面２ａに触れた指などの接触位置を検知することが可能である。表側２には、対向する２つの抵抗層を有する押圧感知式の抵抗センサを設置することが可能である。裏側３には、前表面２ａに指が触れたときに検知出力が変化する静電センサを設置することが可能である。なお、加飾フィルム５の基材フィルム５ａに、静電センサを構成する透光性の電極層を形成して、加飾フィルム５とセンサとを一体化することも可能である。
【００３５】
図１と図２に示すように、表面パネル１は、長さ方向（Ｙ方向）の中点よりも下端側（Ｙ２側）に位置する第１の開口部８と、前記中点よりも上端側（Ｙ１側）に位置する第２の開口部９を有している。第１の開口部８と第２の開口部９は、樹脂層４と加飾フィルム５の基材フィルム５ａとを貫通して形成されている。
【００３６】
ケースの内部には、第１の開口部８と第２の開口部９に対向する位置に、マイクやスピーカが設置され、携帯電話としての通話動作や、表示画面に表示されている画像に対応する音響を出力できるようになっている。
【００３７】
次に、上記表面パネル１の製造方法を説明する。
図６には第１の型（金型）１０が示され、図７には第１の型１０と第２の型（金型）２０の双方が示されている。図６と図７に示すＹ１−Ｙ２方向と図６に示すＸ１−Ｘ２方向は、成形される表面パネル１の長さ方向（Ｙ１−Ｙ２方向）と幅方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に対応している。また、第１の型１０と第２の型２０は、Ｙ２方向が重力方向（Ｇ方向）に向くように縦向きに設置されている。
【００３８】
第１の型１０は、Ｙ１−Ｙ２方向に延びる対向平面１１を有し、その中央部に成形凹部１２が設けられている。図６と図７に示すように、成形凹部１２は、その底面が、表面パネル１の前表面２ａを成形するための前表面成形部１２ａである。Ｙ１側が上部表面２ｂを成形するための上部表面成形部１２ｂであり、Ｙ２側が下部表面２ｃを成形するための下部表面成形部１２ｃである。Ｘ１側が右側表面２ｄを成形するための右側表面成形部１２ｄであり、Ｘ２側が左側表面２ｅを成形するための左側表面成形部１２ｅである。
【００３９】
前表面成形部１２ａには、Ｙ２側に、第１の開口部８に対応する矩形状の第１の段差部１８が形成され、Ｙ１側に、第２の開口部９に対応する矩形状の第２の段差部１９が形成されている。
【００４０】
第１の型１０にゲート（湯口）１３が形成されており、その開口端１３ａは、第１の段差部１８の領域内において、成形凹部１２の内部に開口している。図７には、成形凹部１２のＹ１−Ｙ２方向の中心Ｏが示されている。この中心Ｏは、上部表面成形部１２ｂと下部表面成形部１２ｃとの中点である。ゲート１３は中心Ｏよりも下側（Ｙ２側）に位置しており、ゲート１３は、中心Ｏと下部表面成形部１２ｃとの中点よりもさらにＹ２側に位置している。
【００４１】
図６と図７に示すように、第１の型１０には、成形凹部１２よりもＹ１側に逃げ凹部１４が形成されており、成形凹部１２の上部表面成形部１２ｂと逃げ凹部１４との間に、複数の排気通路１５が形成されている。この排気通路１５は、対向平面１１よりもわずかに窪む浅い溝である。
【００４２】
図６に示すように、成形凹部１２の外側の４箇所に、逃げ穴１６が形成されている。
図７に示すように、第２の型２０は、Ｙ１−Ｙ２方向に延びる対向平面２１を有しており、その中央部に第１の型１０に向けて突出する成形凸部２３が一体に形成されている。成形凸部２３の頂部は、表面パネル１の前裏面３ａを成形する前裏面成形部２３ａである。成形凸部２３のＹ１側が、上部裏面３ｂを成形する上部裏面成形部２３ｂで、Ｙ２側が、下部裏面３ｃを成形する下部裏面成形部２３ｃである。また、図には現れていないが、成形凸部２３には、右側裏面３ｄを成形する右側裏面成形部と、左側裏面３ｅを成形する左側裏面成形部が設けられている。
【００４３】
図７に示すように、第２の型２０に、第１の離型ピン２４と第２の離型ピン２５が、進退自在に設けられている。第１の離型ピン２４は、第１の型１０の第１の段差部１８に対向する位置に配置され、第２の離型ピン２５は、第２の段差部１９に対向する位置に配置されている。
【００４４】
第２の型２０には、成形凸部２３よりも外側の４箇所に位置決めピン２６が固定されている。位置決めピン２６は、対向平面２１から垂直に突出している。第１の型１０と第２の型２０が型合わせされると、位置決めピン２６が、それぞれ第１の型１０の逃げ穴１６の内部に挿入される。
【００４５】
位置決めピン２６の配置位置と逃げ穴１６の配置位置は一致している。図６に示すように、４箇所の位置決めピン２６は、成形凹部１２の中心Ｏから等距離に位置している。前記中心Ｏは、成形凹部１２を長さ方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に二分し、且つ幅方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に二分した点に位置している。それぞれの位置決めピン２６は、中心Ｏを通過して長手方向に延びる中心線Ｏ１に対して等角度θの方向で、且つ中心Ｏから同じ距離だけ離れて位置している。
【００４６】
なお、成形される表面パネル１の形状、すなわち成形凹部１２と成形凸部２３の形状によっては、位置決めピン２６と逃げ穴１６の位置が、全て中心Ｏから同じ距離である必要はない。例えば、Ｙ１側の位置決めピン２６が、Ｙ２側の位置決めピン２６よりも中心ＯからＹ方向へ離れていてもよい。ただし、Ｙ１側の２つの位置決めピン２６と、Ｙ２側の２つの位置決めピン２６のＸ方向の間隔が互いに同じであることが好ましい。
【００４７】
図７に示すように、第２の型２０の対向平面２１の複数箇所に、隙間設定部２７が突出している。図８に示すように、第１の型１０と第２の型２０が合わせられると、隙間設定部２７が、第１の型の対向平面１１に突き当たり、第１の型１０の対向平面１１と第２の型２０の対向平面２１との対向隙間Ｔが決められる。この対向隙間Ｔは、加飾フィルム５の厚さ寸法とほぼ一致している。または、加飾フィルム５の厚さ寸法よりもわずかに大きく設定されている。すなわち、対向隙間Ｔは、加飾フィルム５を強固に挟み込むのではなく、溶融樹脂からの圧力によって加飾フィルム５に応力が作用したときに、加飾フィルム５が対向隙間Ｔ内で延伸できるように設定されている。
【００４８】
なお、隙間設定部２７は、第１の型１０の対向平面１１に設けられていてもよいいし、対向平面１１と対向平面２１の双方に設けられていてもよい。
【００４９】
図４は、未成形の加飾フィルム５を前方から見た平面図である。加飾フィルム５は、表面パネル１の透過領域７を形成するための窓部７ａを除いてその周囲に加飾部６が枠状に形成されている。また加飾フィルム５には、角部に近い４箇所に位置決め穴５ｂが開口している。
【００５０】
図５に加飾フィルム５の断面図が示されている。例えばＰＭＭＡ樹脂で形成された基材フィルム５ａは、厚さが０．０５〜０．３ｍｍ程度である。加飾部６は基材フィルム５ａの裏面に塗装により形成されている。加飾部６は、基材フィルム５ａに密着する加飾塗膜６ａを有している。加飾塗膜６ａはポリエステル系樹脂を主体とした着色層である。図１に示すように、表面パネル１を前方から見たときに、加飾部６は加飾塗膜６ａの色相として目視される。加飾塗膜６ａの裏側には裏打ち塗膜６ｂが形成されている。裏打ち塗膜６ｂはポリエステル樹脂を主体とした着色層であり、加飾部６において、電子機器のケースの内部が透視されることなく、且つ加飾塗膜６ａによる色相を鮮明にできるように形成されている。そのため、加飾塗膜６ａの厚さは３〜１５μｍ程度であり、裏打ち塗膜６ｂの厚さはそれよりも大きい２０〜５０μｍである。
【００５１】
加飾部６には、第２の型２０に対面する離型塗膜６ｃが形成されている。離型塗膜６ｃは、ポリエステル系樹脂などの熱硬化型樹脂で内部に無機フィラーが混在しているいわゆる艶消し塗膜である。無機フィラーは、シリカ、酸化チタン、タルク、マイカ、ガラスなどの微細粒子であり、離型塗膜６ｃに対しておおむね１〜３質量％の範囲で含まれている。
【００５２】
離型塗膜６ｃは、伸び力に対する追従性が高く、成形される表面パネル１の裏側３の形状に追従しやく、一方で、加飾塗装６ａと裏打ち塗膜６ｂは、基材フィルム５ａとの密着性が良好で塗膜どうしの密着性が高くなるように、それぞれ硬化剤の種類を選択することで調整されている。
【００５３】
無機フィラーを含む離型塗膜６ｃが印刷工程で塗布され乾燥すると、樹脂層が収縮し、離型塗膜６ｃの表面に、無機フィラーが存在する部分と存在しない部分をトレースする形状の細かな凹凸が形成される。
【００５４】
上記離型塗膜６ｃを形成することにより、表面パネル１が成形された後に、加飾部６が第２の型２０から離れやすくなる。そのため、第２の型２０の成形凸部２３の表面に油剤などの離型剤を塗布する必要がなくなる。離型剤を使用しないで成形された表面パネル１は、加飾フィルム５の図４に示す窓部７ａの表面に離型剤が付着しないので、透過領域７の光透過性が良好になり、透過領域７で目視される表示画面の表示品質を良好に保てるようになる。
【００５５】
図７に示すように、第１の型１０と第２の型２０とが離れている状態で、第２の型２０に加飾フィルム５が設置される。図４に示す位置決め穴５ｂを位置決めピン２６に挿通することで、第２の型２０に対して加飾フィルム５が位置決めされて設置される。このとき、第１の型１０と第２の型２０は予熱が与えられている。その温度は常温よりも高く、加飾フィルム５の基材フィルム５ａのガラス転移点よりも低く、例えば６０〜１００℃程度である。
【００５６】
図８に示すように、第１の型１０と第２の型２０とが合わされると、第２の型２０から突出する位置決めピン２６が、第１の型１０の逃げ穴１６の内部に入り込む。第２の型２０の隙間設定部２７が第１の型１０の対向平面１１に突き当たり、第１の型１０の対向平面１１と第２の型２０の対向平面２１との間に対向隙間Ｔが設定される。また、第１の型１０の成形凹部１２と第２の型２０の成形凸部２３との間にキャビティＣが形成される。
【００５７】
図８に示すように、型が合わせられると、位置決めピン２６で位置決めされている加飾フィルム５が成形凸部２３に押されてやや張力が与えられた状態でキャビティＣの内部に設置される。また加飾フィルム５の外周部分は、第１の型１０と第２の型２０との対向隙間Ｔの内部に設置される。
【００５８】
次に、図９に示すように、第１の型１０のゲート１３からキャビティＣ内に、ＰＭＭＡなどの溶融樹脂４ａが射出される。
【００５９】
予熱されている加飾フィルム５は、溶融樹脂４ａと接触することでガラス転移点に近い温度まで加熱されて軟化するとともに、溶融樹脂４ａの射出圧力によって、成形凸部２３の表面に押し付けられる。成形凸部２３の表面に押し付けられた加飾フィルム５は面方向へ延伸しようとするが、加飾フィルム５が対向隙間Ｔの内部において拘束を受けないため、外周方向へ向けて延伸することができる。よって、成形凸部２３の表面に押し付けられた加飾フィルム５がキャビティＣの内部で比較的自由に延伸でき、皺などが発生しにくくなる。
【００６０】
溶融樹脂４ａがキャビティＣの内部に射出されることによって、溶融樹脂４ａと加飾フィルム５とで、表面パネル１の表側２の形状と裏側３の形状が成形される。さらに、図１０に示すように、キャビティＣからはみ出している加飾フィルム５の外周部分が、Ｙ１方向とＹ２方向ならびにＸ１方向とＸ２方向へ延び出る。また、加飾フィルム５の基材フィルム５ａが軟化しているため、位置決め穴５ｂが放射方向に拡張される。
【００６１】
図１０に示すように、加飾フィルム５の外周部がＹ１，Ｙ２，Ｘ１，Ｘ２方向へ延びるときに、４箇所の位置決めピン２６で各方向へ均等な力で支持されるために、加飾フィルム５に形成された窓部７ａをキャビティＣの中心部に位置決めした状態を継続でき、図１に示すように成型された表面パネル１では、透過領域７を前表面２ａに対して均等な位置に形成しやすくなる。なお、溶融樹脂を射出するときに加飾フィルム５に生じる延伸を加味して、加飾フィルム５の窓部７ａの形や大きさを予め設定しておくことが好ましい。
【００６２】
第１の型１０と第２の型２０は、重力方向（Ｇ方向）に対して縦向きに設置され、ゲート１３がキャビティＣの中心Ｏよりも十分に低い位置にあることによっても、加飾フィルム５に皺が発生するのを防止しやすくなる。
【００６３】
図１１（Ａ）に示すように、型が合わされた段階では、下部表面成形部１２ｃと下部裏面成形部２３ｃとの間で、キャビティＣ内を加飾フィルム５が横断している。図１１（Ｂ）に示すように、ゲート１３からキャビティＣ内に溶融樹脂４ａが射出されると、溶融樹脂４ａが重力によって、下部表面成形部１２ｃと下部裏面成形部２３ｃとの間に流れ込み、Ｆ１方向の流れによって、加飾フィルム５が下部裏面成形部２３ｃの表面に沿って押し付けられる。ゲート１３は低い位置にあるため、溶融樹脂のＦ１方向への流れに乱れが生じにくく、加飾フィルム５が皺を発生することなく下部裏面成形部２３ｃに密着していく。
【００６４】
図１１（Ｃ）に示すように、キャビティＣの下部が溶融樹脂で満たされ、加飾フィルム５が下部裏面成形部２３ｃに密着させられると、溶融樹脂がＹ１方向へ徐々に上昇して行く。このとき、溶融樹脂４ａのＦ２方向への流れの力によって、加飾フィルム５が成形凸部２３の前裏面成形部２３ａに上向きに密着させられて行く。
【００６５】
キャビティＣ内で溶融樹脂４ａが上昇して行く間に、キャビティＣ内の空気が、第１の型１０の成形凹部１２の上端部に設けられた排気通路１５から逃げ凹部１４の内部に排出される。
【００６６】
キャビティＣ内の上記の加飾フィルム５の挙動により、加飾フィルム５に皺が発生しにくく、加飾フィルム５が成形凸部２３の表面に密着しやすくなる。
【００６７】
図１２は比較例として、第１の型１０の下部表面成形部１２ｃの縁部に近い位置にゲート１３Ａを設けたときの成形動作を示している。この場合、図１２（Ｂ）に示すように、ゲート１３ＡからキャビティＣに射出される溶融樹脂４ａに斜め上向きのＦ３方向の流れが発生するために、加飾フィルム５に皺が発生しやすくなる。図１２（Ｃ）に示すように、その後に、Ｆ４方向へ流れていく溶融樹脂４ａによって、加飾フィルム５の皺が上に押し上げられることになり、皺が解消されない確率が高くなる。
【００６８】
したがって、第２の型２０の対向平面２１から下部裏面成形部２３ｃの高さ寸法Ｈの半分（Ｈ／２）までの範囲に、ゲートを設けないことが好ましい。
【００６９】
キャビティＣに溶融樹脂が供給されて冷却された後に、第１の型１０と第２の型２０が離れる。第２の型２０に設けられた第１の離型ピン２４と第２の離型ピン２５を突出させることで、成形物が第２の型２０の成形凸部２３から分離される。図５に示すように、加飾部６の裏側の最表面に無機フィラーを混入した剥離塗膜６ｃが形成されているため、塗膜が第２の型２０の成形凸部２３の表面から離れやすくなっている。そのため、成形凸部２３に離型剤を塗布する必要がなくなり、成型後の表面パネル１の透過領域７が油膜などで汚れることが生じにくい。
【００７０】
図１０に示すように、成形物では、第１の型１０の第１の段差部１８で形成された薄肉部１８ａにゲート痕１３ｂと、第１の離型ピン２４の痕跡が残り、第２の段差部１９で形成された薄肉部１９ａに、第２の離型ピン２５の痕跡が残る。この薄肉部１８ａと１９ａの部分で樹脂層４と加飾フィルム５を打ち抜いて第１の開口部８と第２の開口部９を形成することで、ゲート痕１３ｂなどを除去できる。またキャビティからはみ出した樹脂層や加飾フィルム５を切断することで、表面パネル１が形成される。
【００７１】
上記製造方法で完成した表面パネル１は、図１に示すように、表側２の全面が樹脂層であり、表側２に加飾部６が露出していないため、表側２の前表面２ａを指で操作するときに、加飾部６が損傷したり剥離することがない。
【００７２】
本発明の表面パネルは、上記実施の形態の携帯機器用のケースに使用されるものに限られず、各種電気製品を操作するリモートコントローラやその他の電子機器のケースの一部として使用することが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 表面パネル
２ 表側
３ 裏側
４ 樹脂層
４ａ 溶融樹脂
５ 加飾フィルム
５ａ 基材フィルム
５ｂ 位置決め穴
６ 加飾部
６ａ 加飾塗膜
６ｂ 裏打ち塗膜
６ｃ 離型塗膜
７ 透過領域
１０ 第１の型
１１ 対向平面
１２ 成形凹部
１３ ゲート
１５ 排気通路
２０ 第２の型
２１ 対向平面
２３ 成形凸部
２４，２５ 離型ピン
２６ 位置決めピン
２７ 隙間設定部
Ｃ キャビティ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯機器やその他の電子機器に設置される加飾層を有する表面パネルを、最少の工程で製造できる表面パネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯用機器やその他の電子機器に設けられた表面パネルは、中央部に液晶表示パネルなどの表示画面を透過させる透過領域が形成され、この透過領域の周囲に、枠状に着色した加飾部が設けられている。
【０００３】
従来の表面パネルは、中央部に窓を有する枠状の加飾部が合成樹脂で形成されて、前記窓にガラス板が嵌め込まれ、このガラス板が透過領域となったものや、透光性の合成樹脂でパネルが形成され、枠状の加飾部を有する樹脂フィルムがパネルの表面や裏面に貼られたものが一般的である。
【０００４】
透過領域がガラス板で形成されたものは、透過領域の透明度が良好で高級感のある表面パネルとすることが可能であるが、ガラス板を加飾部の窓に嵌める作業が必要になり組立作業が煩雑である。また、樹脂フィルムがパネルに貼り合わされたものは、樹脂フィルムを貼る作業が煩雑であり、また、パネルと樹脂フィルムとを貼り合わせる際の位置決め精度を高く維持するのが困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１３０２８３号公報
【特許文献２】特公昭５０−１９１３２号公報
【特許文献３】特開平６−３４４３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１ないし特許文献３には、表面パネルの製造方法が開示されている。
特許文献１に開示された製造方法は、透過領域や加飾部が形成された樹脂フィルムが金型のキャビティの内部に設置された状態で、キャビティ内に溶融樹脂が射出されて表面パネルの形状が決められる。この製造方法では、樹脂フィルムを予めパネル表面に倣う湾曲形状に成形した後に金型の内部に設置することが必要であり、工程が煩雑である。また、樹脂フィルムをキャビティの内部に位置決めする必要があるが、その位置決め精度を高めるのが難しい。
【０００７】
特許文献２に記載された製造方法は、雌金型に印刷層を有する熱可塑性合成樹脂フィルムを設置し、フィルムを加熱して雌金型の吸引孔を真空状態とし、フィルムを雌金型の形状に倣うように真空成形する。その後に、雌金型と雄金型とを合わせてキャビティを形成し、キャビティ内に溶融樹脂を供給して樹脂層を形成し、真空成形後のフィルムと樹脂層とを密着させている。この製造方法は、雌金型によるフィルムの真空成形と、溶融樹脂をキャビティに供給する射出成形の２つの工程が必要となるため、製造工程が複雑である。
【０００８】
特許文献３に記載された製造方法は、凹状の成形面と通気孔を有する雌型に、加飾シートを設置し、通気孔を吸引して加飾シートを雌型の表面に固定する。その後に、雌型と雄型を合わせて、加飾シートが内部に位置するキャビティを形成し、キャビティ内に溶融樹脂を供給して樹脂層を形成して、樹脂層と加飾シートとを密着させている。
【０００９】
特許文献３に記載された製造方法は、雌型に形成された通気孔の吸引力で、雌型に加飾シートを固定した状態でキャビティ内に溶融樹脂を射出している。自由度が無く拘束された加飾シートに溶融樹脂からの圧力が作用すると、加飾シートに皺などが発生しやすく、皺が発生したままの状態で加飾シートと樹脂層とが密着する現象が発生しやすい。
【００１０】
さらに、特許文献１，２，３に記載された製造方法は、いずれも樹脂層の突側となる表面に加飾フィルムを設置するものであり、携帯用機器などの表面パネルなどのように凹形状側である裏側に加飾フィルムを設置できるものではない。
【００１１】
そのため、表面パネルの表面を指などで操作することで、加飾フィルムが損傷したり、破損するおそれがある。
【００１２】
本発明は上記従来の課題を解決するものであり、最少の工程で、樹脂層の凹形状側である裏面側に加飾部を有するフィルムを設置することができる表面パネルの製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
また、本発明は、加飾部を有するフィルムを皺などが生じにくい状態で、樹脂層と一体化できる表面パネルの製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、表側に向けて突形状とされた透光性の樹脂層と、前記樹脂層の裏側に設けられた加飾部とを有する表面パネルの製造方法において、
成形凹部を有する第１の型と成形凸部を有する第２の型とを使用し、
加飾部が形成された未成形のフィルムを第１の型と第２の型との間に設置する工程と、
第１の型と第２の型を合わせて、前記成形凹部と前記成形凸部との間に、前記フィルムが位置するキャビティを形成する工程と、
第１の型に形成されたゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出して、その圧力で前記フィルムを前記成形凸部に密着させるとともに、前記キャビティ内で成形された前記樹脂層と前記フィルムとを密着させる工程と、
を有することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の表面パネルの製造方法は、未成形のフィルムを型に設置し、溶融樹脂を射出する工程のみで、樹脂層にフィルムを密着させることができる。製造後の表面パネルは、凹形状側である裏側に加飾部を有するフィルムが密着し、パネル表面に加飾部を有するフィルムが露出していないものとなる。したがって、パネル表面に指を触れても、加飾部が剥がれたり損傷することがない。
【００１６】
本発明は、前記キャビティの外側で第１の型と第２の型との間に位置している前記フィルムの外周部が、前記キャビティに溶融樹脂が射出されるときの圧力と熱によって延伸可能である。
【００１７】
本発明は、第１の型と第２の型との間でフィルムを完全に拘束しておらず、２つの型の間でフィルムが延伸できる状態である。そのため、キャビティ内に供給された溶融樹脂でフィルムが第２の型の形成凸部に押し付けられるときに、フィルムに皺などが発生しにくい。
【００１８】
本発明は、前記キャビティから外れた外側領域に、前記フィルムを位置決めする複数の位置決めピンが設けられており、前記フィルムの外周部が延伸されるときに、前記位置決めピンが挿通されている穴が拡張されるものとして構成できる。
【００１９】
上記位置決めピンを設けることにより、フィルムの加飾部と樹脂層とを高い精度で位置決めすることが可能である。また位置決めピンが挿通されている部分でフィルムが伸びることで、成形の際にフィルムに皺などが発生しにくい。
【００２０】
本発明は、前記キャビティは、第１の型と第２の型とが対向する方向と直交する長さ方向が、重力方向に向けられて設置される。そして、前記ゲートは、前記キャビティの縦方向の中点よりも下側に設けられていることが好ましく、さらに、前記ゲートは、第２の型の前記成形凸部の下側の立ち上がり部の中点よりも第１の型の方向へ寄った位置に設けられていることが好ましい。
【００２１】
本発明は、前記フィルムは、前記成形凸部に向く裏面に、枠形状の加飾部を形成する加飾塗膜と、この加飾塗膜を覆う微細なフィラーを含む離型塗膜が形成されているものとして構成することができる。
【００２２】
上記離型塗膜が形成されていると、成型後の表面パネルを第２の型から離すときに、加飾部が成形凸部から剥がれやすくなる。その結果、前記成形凸部の表面に離型剤を塗布しなくても、表面パネルを第２の型から剥がしやすくなる。フィルムの透過領域に離型剤が付着しないために、透過領域の光学特性を良好に保つことができる。
【００２３】
本発明は、前記樹脂層と前記フィルムが同じ樹脂材料であることが好ましい。
同じ樹脂材料を使用すると、樹脂層とフィルムとの境界部が互いに溶融し、一体化して分離しにくくなる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は、主に型合わせの工程と溶融樹脂の射出工程の２つの工程によって、加飾部を有するフィルムを樹脂層に密着させることができる。また、フィルムが皺を発生しにくく、さらには、加飾部と樹脂層との位置合わせも容易である。
【００２５】
製造された表面パネルは、凹形状である裏側にフィルムが位置し、指などが頻繁に触れる表面側に加飾部が現れていないので、指などによって加飾部が損傷したり、剥がれることがない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の製造方法で製造された表面パネルの斜視図、
【図２】図１に示す表面パネルのＩＩ−ＩＩ線の断面図、
【図３】図１に示す表面パネルのＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図、
【図４】加飾フィルムの平面図、
【図５】加飾フィルムの拡大断面図、
【図６】第１の型を成形面側から見た正面図、
【図７】図６に示す第１の型のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図、および第２の型の同じ場所の断面図、
【図８】キャビティに未成形の加飾フィルムを入れて型合わせした状態を示す断面図、
【図９】型合わせして、キャビティ内に溶融樹脂を射出した状態の断面図、
【図１０】第２の型から離した直後の成形物を図９のＸ矢視方向から見た正面図、
【図１１】本発明の実施例の製造方法において、ゲートからキャビティ内に溶融樹脂が射出される状態を拡大して示す説明図、
【図１２】比較例の製造方法において、ゲートからキャビティ内に溶融樹脂が射出される状態を拡大して示す説明図、
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１ないし図３に示す表面パネル１は、携帯電話、携帯情報端末などの携帯機器のケースの一部として使用される。
【００２８】
表面パネル１は、突形状が現れているのが表側２であり、凹形状が現れているのが裏側３である。表側２が携帯機器のケースの外側に向けられ、表側２が操作側または表示側となる。裏側３が携帯機器のケースの内部に向けられる。
【００２９】
表面パネル１の表側２は、広い面積の前表面２ａならびに長さ方向の上端（Ｙ１側の端部）に位置する上部表面２ｂと、下端（Ｙ２側の端部）に位置する下部表面２ｃとを有し、右横方向（Ｘ１方向）に位置する右側表面２ｄと、左横方向（Ｘ２方向）に位置する左側表面２ｅとを有している。表面パネル１の裏側３は、前裏面３ａと上部裏面３ｂと下部裏面３ｃおよび右側裏面３ｄと左側裏面３ｅを有している。
【００３０】
図２と図３に示すように、表面パネル１は、表側２に現れる樹脂層４と、裏側に現れる加飾フィルム５とが密着して構成されている。樹脂層４は透光性のアクリル系などの合成樹脂材料であり、例えばＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）である。図５に加飾フィルム５の断面が拡大して示されている。図５に示すように、加飾フィルム５は、透光性の基材フィルム５ａと、その裏面に形成された加飾部６とを有している。基材フィルム５ａは透光性の合成樹脂フィルムであり、例えば樹脂層４と同じＰＭＭＡで形成されている。
【００３１】
本明細書において、透光性とは、全光線透過率が９０％以上のいわゆる透明であることが好ましいが、全光線透過率がそれよりも低くても内部で光を透過できればよく、例えば、全光線透過率が６０％以上であればよい。
【００３２】
図１ないし図３に示すように、加飾部６は枠形状に形成されている。枠形状の加飾部６で囲まれた領域が透過領域７である。
【００３３】
この表面パネル１が使用される携帯機器は、ケースの内部に液晶表示パネルなどの表示装置が設けられ、その表示画面が透過領域７の内側に位置する。携帯機器を使用するときには、透過領域７において、透光性の樹脂層４および基材フィルム５ａを通して、表示画面を目視することができる。
【００３４】
表面パネル１の表側２または裏側３にセンサを設けることで、前表面２ａに触れた指などの接触位置を検知することが可能である。表側２には、対向する２つの抵抗層を有する押圧感知式の抵抗センサを設置することが可能である。裏側３には、前表面２ａに指が触れたときに検知出力が変化する静電センサを設置することが可能である。なお、加飾フィルム５の基材フィルム５ａに、静電センサを構成する透光性の電極層を形成して、加飾フィルム５とセンサとを一体化することも可能である。
【００３５】
図１と図２に示すように、表面パネル１は、長さ方向（Ｙ方向）の中点よりも下端側（Ｙ２側）に位置する第１の開口部８と、前記中点よりも上端側（Ｙ１側）に位置する第２の開口部９を有している。第１の開口部８と第２の開口部９は、樹脂層４と加飾フィルム５の基材フィルム５ａとを貫通して形成されている。
【００３６】
ケースの内部には、第１の開口部８と第２の開口部９に対向する位置に、マイクやスピーカが設置され、携帯電話としての通話動作や、表示画面に表示されている画像に対応する音響を出力できるようになっている。
【００３７】
次に、上記表面パネル１の製造方法を説明する。
図６には第１の型（金型）１０が示され、図７には第１の型１０と第２の型（金型）２０の双方が示されている。図６と図７に示すＹ１−Ｙ２方向と図６に示すＸ１−Ｘ２方向は、成形される表面パネル１の長さ方向（Ｙ１−Ｙ２方向）と幅方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に対応している。また、第１の型１０と第２の型２０は、Ｙ２方向が重力方向（Ｇ方向）に向くように縦向きに設置されている。
【００３８】
第１の型１０は、Ｙ１−Ｙ２方向に延びる対向平面１１を有し、その中央部に成形凹部１２が設けられている。図６と図７に示すように、成形凹部１２は、その底面が、表面パネル１の前表面２ａを成形するための前表面成形部１２ａである。Ｙ１側が上部表面２ｂを成形するための上部表面成形部１２ｂであり、Ｙ２側が下部表面２ｃを成形するための下部表面成形部１２ｃである。Ｘ１側が右側表面２ｄを成形するための右側表面成形部１２ｄであり、Ｘ２側が左側表面２ｅを成形するための左側表面成形部１２ｅである。
【００３９】
前表面成形部１２ａには、Ｙ２側に、第１の開口部８に対応する矩形状の第１の段差部１８が形成され、Ｙ１側に、第２の開口部９に対応する矩形状の第２の段差部１９が形成されている。
【００４０】
第１の型１０にゲート（湯口）１３が形成されており、その開口端１３ａは、第１の段差部１８の領域内において、成形凹部１２の内部に開口している。図７には、成形凹部１２のＹ１−Ｙ２方向の中心Ｏが示されている。この中心Ｏは、上部表面成形部１２ｂと下部表面成形部１２ｃとの中点である。ゲート１３は中心Ｏよりも下側（Ｙ２側）に位置しており、ゲート１３は、中心Ｏと下部表面成形部１２ｃとの中点よりもさらにＹ２側に位置している。
【００４１】
図６と図７に示すように、第１の型１０には、成形凹部１２よりもＹ１側に逃げ凹部１４が形成されており、成形凹部１２の上部表面成形部１２ｂと逃げ凹部１４との間に、複数の排気通路１５が形成されている。この排気通路１５は、対向平面１１よりもわずかに窪む浅い溝である。
【００４２】
図６に示すように、成形凹部１２の外側の４箇所に、逃げ穴１６が形成されている。
図７に示すように、第２の型２０は、Ｙ１−Ｙ２方向に延びる対向平面２１を有しており、その中央部に第１の型１０に向けて突出する成形凸部２３が一体に形成されている。成形凸部２３の頂部は、表面パネル１の前裏面３ａを成形する前裏面成形部２３ａである。成形凸部２３のＹ１側が、上部裏面３ｂを成形する上部裏面成形部２３ｂで、Ｙ２側が、下部裏面３ｃを成形する下部裏面成形部２３ｃである。また、図には現れていないが、成形凸部２３には、右側裏面３ｄを成形する右側裏面成形部と、左側裏面３ｅを成形する左側裏面成形部が設けられている。
【００４３】
図７に示すように、第２の型２０に、第１の離型ピン２４と第２の離型ピン２５が、進退自在に設けられている。第１の離型ピン２４は、第１の型１０の第１の段差部１８に対向する位置に配置され、第２の離型ピン２５は、第２の段差部１９に対向する位置に配置されている。
【００４４】
第２の型２０には、成形凸部２３よりも外側の４箇所に位置決めピン２６が固定されている。位置決めピン２６は、対向平面２１から垂直に突出している。第１の型１０と第２の型２０が型合わせされると、位置決めピン２６が、それぞれ第１の型１０の逃げ穴１６の内部に挿入される。
【００４５】
位置決めピン２６の配置位置と逃げ穴１６の配置位置は一致している。図６に示すように、４箇所の位置決めピン２６は、成形凹部１２の中心Ｏから等距離に位置している。前記中心Ｏは、成形凹部１２を長さ方向（Ｙ１−Ｙ２方向）に二分し、且つ幅方向（Ｘ１−Ｘ２方向）に二分した点に位置している。それぞれの位置決めピン２６は、中心Ｏを通過して長手方向に延びる中心線Ｏ１に対して等角度θの方向で、且つ中心Ｏから同じ距離だけ離れて位置している。
【００４６】
なお、成形される表面パネル１の形状、すなわち成形凹部１２と成形凸部２３の形状によっては、位置決めピン２６と逃げ穴１６の位置が、全て中心Ｏから同じ距離である必要はない。例えば、Ｙ１側の位置決めピン２６が、Ｙ２側の位置決めピン２６よりも中心ＯからＹ方向へ離れていてもよい。ただし、Ｙ１側の２つの位置決めピン２６と、Ｙ２側の２つの位置決めピン２６のＸ方向の間隔が互いに同じであることが好ましい。
【００４７】
図７に示すように、第２の型２０の対向平面２１の複数箇所に、隙間設定部２７が突出している。図８に示すように、第１の型１０と第２の型２０が合わせられると、隙間設定部２７が、第１の型の対向平面１１に突き当たり、第１の型１０の対向平面１１と第２の型２０の対向平面２１との対向隙間Ｔが決められる。この対向隙間Ｔは、加飾フィルム５の厚さ寸法とほぼ一致している。または、加飾フィルム５の厚さ寸法よりもわずかに大きく設定されている。すなわち、対向隙間Ｔは、加飾フィルム５を強固に挟み込むのではなく、溶融樹脂からの圧力によって加飾フィルム５に応力が作用したときに、加飾フィルム５が対向隙間Ｔ内で延伸できるように設定されている。
【００４８】
なお、隙間設定部２７は、第１の型１０の対向平面１１に設けられていてもよいいし、対向平面１１と対向平面２１の双方に設けられていてもよい。
【００４９】
図４は、未成形の加飾フィルム５を前方から見た平面図である。加飾フィルム５は、表面パネル１の透過領域７を形成するための窓部７ａを除いてその周囲に加飾部６が枠状に形成されている。また加飾フィルム５には、角部に近い４箇所に位置決め穴５ｂが開口している。
【００５０】
図５に加飾フィルム５の断面図が示されている。例えばＰＭＭＡ樹脂で形成された基材フィルム５ａは、厚さが０．０５〜０．３ｍｍ程度である。加飾部６は基材フィルム５ａの裏面に塗装により形成されている。加飾部６は、基材フィルム５ａに密着する加飾塗膜６ａを有している。加飾塗膜６ａはポリエステル系樹脂を主体とした着色層である。図１に示すように、表面パネル１を前方から見たときに、加飾部６は加飾塗膜６ａの色相として目視される。加飾塗膜６ａの裏側には裏打ち塗膜６ｂが形成されている。裏打ち塗膜６ｂはポリエステル樹脂を主体とした着色層であり、加飾部６において、電子機器のケースの内部が透視されることなく、且つ加飾塗膜６ａによる色相を鮮明にできるように形成されている。そのため、加飾塗膜６ａの厚さは３〜１５μｍ程度であり、裏打ち塗膜６ｂの厚さはそれよりも大きい２０〜５０μｍである。
【００５１】
加飾部６には、第２の型２０に対面する離型塗膜６ｃが形成されている。離型塗膜６ｃは、ポリエステル系樹脂などの熱硬化型樹脂で内部に無機フィラーが混在しているいわゆる艶消し塗膜である。無機フィラーは、シリカ、酸化チタン、タルク、マイカ、ガラスなどの微細粒子であり、離型塗膜６ｃに対しておおむね１〜３質量％の範囲で含まれている。
【００５２】
離型塗膜６ｃは、伸び力に対する追従性が高く、成形される表面パネル１の裏側３の形状に追従しやく、一方で、加飾塗装６ａと裏打ち塗膜６ｂは、基材フィルム５ａとの密着性が良好で塗膜どうしの密着性が高くなるように、それぞれ硬化剤の種類を選択することで調整されている。
【００５３】
無機フィラーを含む離型塗膜６ｃが印刷工程で塗布され乾燥すると、樹脂層が収縮し、離型塗膜６ｃの表面に、無機フィラーが存在する部分と存在しない部分をトレースする形状の細かな凹凸が形成される。
【００５４】
上記離型塗膜６ｃを形成することにより、表面パネル１が成形された後に、加飾部６が第２の型２０から離れやすくなる。そのため、第２の型２０の成形凸部２３の表面に油剤などの離型剤を塗布する必要がなくなる。離型剤を使用しないで成形された表面パネル１は、加飾フィルム５の図４に示す窓部７ａの表面に離型剤が付着しないので、透過領域７の光透過性が良好になり、透過領域７で目視される表示画面の表示品質を良好に保てるようになる。
【００５５】
図７に示すように、第１の型１０と第２の型２０とが離れている状態で、第２の型２０に加飾フィルム５が設置される。図４に示す位置決め穴５ｂを位置決めピン２６に挿通することで、第２の型２０に対して加飾フィルム５が位置決めされて設置される。このとき、第１の型１０と第２の型２０は予熱が与えられている。その温度は常温よりも高く、加飾フィルム５の基材フィルム５ａのガラス転移点よりも低く、例えば６０〜１００℃程度である。
【００５６】
図８に示すように、第１の型１０と第２の型２０とが合わされると、第２の型２０から突出する位置決めピン２６が、第１の型１０の逃げ穴１６の内部に入り込む。第２の型２０の隙間設定部２７が第１の型１０の対向平面１１に突き当たり、第１の型１０の対向平面１１と第２の型２０の対向平面２１との間に対向隙間Ｔが設定される。また、第１の型１０の成形凹部１２と第２の型２０の成形凸部２３との間にキャビティＣが形成される。
【００５７】
図８に示すように、型が合わせられると、位置決めピン２６で位置決めされている加飾フィルム５が成形凸部２３に押されてやや張力が与えられた状態でキャビティＣの内部に設置される。また加飾フィルム５の外周部分は、第１の型１０と第２の型２０との対向隙間Ｔの内部に設置される。
【００５８】
次に、図９に示すように、第１の型１０のゲート１３からキャビティＣ内に、ＰＭＭＡなどの溶融樹脂４ａが射出される。
【００５９】
予熱されている加飾フィルム５は、溶融樹脂４ａと接触することでガラス転移点に近い温度まで加熱されて軟化するとともに、溶融樹脂４ａの射出圧力によって、成形凸部２３の表面に押し付けられる。成形凸部２３の表面に押し付けられた加飾フィルム５は面方向へ延伸しようとするが、加飾フィルム５が対向隙間Ｔの内部において拘束を受けないため、外周方向へ向けて延伸することができる。よって、成形凸部２３の表面に押し付けられた加飾フィルム５がキャビティＣの内部で比較的自由に延伸でき、皺などが発生しにくくなる。
【００６０】
溶融樹脂４ａがキャビティＣの内部に射出されることによって、溶融樹脂４ａと加飾フィルム５とで、表面パネル１の表側２の形状と裏側３の形状が成形される。さらに、図１０に示すように、キャビティＣからはみ出している加飾フィルム５の外周部分が、Ｙ１方向とＹ２方向ならびにＸ１方向とＸ２方向へ延び出る。また、加飾フィルム５の基材フィルム５ａが軟化しているため、位置決め穴５ｂが放射方向に拡張される。
【００６１】
図１０に示すように、加飾フィルム５の外周部がＹ１，Ｙ２，Ｘ１，Ｘ２方向へ延びるときに、４箇所の位置決めピン２６で各方向へ均等な力で支持されるために、加飾フィルム５に形成された窓部７ａをキャビティＣの中心部に位置決めした状態を継続でき、図１に示すように成型された表面パネル１では、透過領域７を前表面２ａに対して均等な位置に形成しやすくなる。なお、溶融樹脂を射出するときに加飾フィルム５に生じる延伸を加味して、加飾フィルム５の窓部７ａの形や大きさを予め設定しておくことが好ましい。
【００６２】
第１の型１０と第２の型２０は、重力方向（Ｇ方向）に対して縦向きに設置され、ゲート１３がキャビティＣの中心Ｏよりも十分に低い位置にあることによっても、加飾フィルム５に皺が発生するのを防止しやすくなる。
【００６３】
図１１（Ａ）に示すように、型が合わされた段階では、下部表面成形部１２ｃと下部裏面成形部２３ｃとの間で、キャビティＣ内を加飾フィルム５が横断している。図１１（Ｂ）に示すように、ゲート１３からキャビティＣ内に溶融樹脂４ａが射出されると、溶融樹脂４ａが重力によって、下部表面成形部１２ｃと下部裏面成形部２３ｃとの間に流れ込み、Ｆ１方向の流れによって、加飾フィルム５が下部裏面成形部２３ｃの表面に沿って押し付けられる。ゲート１３は低い位置にあるため、溶融樹脂のＦ１方向への流れに乱れが生じにくく、加飾フィルム５が皺を発生することなく下部裏面成形部２３ｃに密着していく。
【００６４】
図１１（Ｃ）に示すように、キャビティＣの下部が溶融樹脂で満たされ、加飾フィルム５が下部裏面成形部２３ｃに密着させられると、溶融樹脂がＹ１方向へ徐々に上昇して行く。このとき、溶融樹脂４ａのＦ２方向への流れの力によって、加飾フィルム５が成形凸部２３の前裏面成形部２３ａに上向きに密着させられて行く。
【００６５】
キャビティＣ内で溶融樹脂４ａが上昇して行く間に、キャビティＣ内の空気が、第１の型１０の成形凹部１２の上端部に設けられた排気通路１５から逃げ凹部１４の内部に排出される。
【００６６】
キャビティＣ内の上記の加飾フィルム５の挙動により、加飾フィルム５に皺が発生しにくく、加飾フィルム５が成形凸部２３の表面に密着しやすくなる。
【００６７】
図１２は比較例として、第１の型１０の下部表面成形部１２ｃの縁部に近い位置にゲート１３Ａを設けたときの成形動作を示している。この場合、図１２（Ｂ）に示すように、ゲート１３ＡからキャビティＣに射出される溶融樹脂４ａに斜め上向きのＦ３方向の流れが発生するために、加飾フィルム５に皺が発生しやすくなる。図１２（Ｃ）に示すように、その後に、Ｆ４方向へ流れていく溶融樹脂４ａによって、加飾フィルム５の皺が上に押し上げられることになり、皺が解消されない確率が高くなる。
【００６８】
したがって、第２の型２０の対向平面２１から下部裏面成形部２３ｃの高さ寸法Ｈの半分（Ｈ／２）までの範囲に、ゲートを設けないことが好ましい。
【００６９】
キャビティＣに溶融樹脂が供給されて冷却された後に、第１の型１０と第２の型２０が離れる。第２の型２０に設けられた第１の離型ピン２４と第２の離型ピン２５を突出させることで、成形物が第２の型２０の成形凸部２３から分離される。図５に示すように、加飾部６の裏側の最表面に無機フィラーを混入した剥離塗膜６ｃが形成されているため、塗膜が第２の型２０の成形凸部２３の表面から離れやすくなっている。そのため、成形凸部２３に離型剤を塗布する必要がなくなり、成型後の表面パネル１の透過領域７が油膜などで汚れることが生じにくい。
【００７０】
図１０に示すように、成形物では、第１の型１０の第１の段差部１８で形成された薄肉部１８ａにゲート痕１３ｂと、第１の離型ピン２４の痕跡が残り、第２の段差部１９で形成された薄肉部１９ａに、第２の離型ピン２５の痕跡が残る。この薄肉部１８ａと１９ａの部分で樹脂層４と加飾フィルム５を打ち抜いて第１の開口部８と第２の開口部９を形成することで、ゲート痕１３ｂなどを除去できる。またキャビティからはみ出した樹脂層や加飾フィルム５を切断することで、表面パネル１が形成される。
【００７１】
上記製造方法で完成した表面パネル１は、図１に示すように、表側２の全面が樹脂層であり、表側２に加飾部６が露出していないため、表側２の前表面２ａを指で操作するときに、加飾部６が損傷したり剥離することがない。
【００７２】
本発明の表面パネルは、上記実施の形態の携帯機器用のケースに使用されるものに限られず、各種電気製品を操作するリモートコントローラやその他の電子機器のケースの一部として使用することが可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１ 表面パネル
２ 表側
３ 裏側
４ 樹脂層
４ａ 溶融樹脂
５ 加飾フィルム
５ａ 基材フィルム
５ｂ 位置決め穴
６ 加飾部
６ａ 加飾塗膜
６ｂ 裏打ち塗膜
６ｃ 離型塗膜
７ 透過領域
１０ 第１の型
１１ 対向平面
１２ 成形凹部
１３ ゲート
１５ 排気通路
２０ 第２の型
２１ 対向平面
２３ 成形凸部
２４，２５ 離型ピン
２６ 位置決めピン
２７ 隙間設定部
Ｃ キャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表側に向けて突形状とされた透光性の樹脂層と、前記樹脂層の裏側に設けられた加飾部とを有する表面パネルの製造方法において、
成形凹部を有する第１の型と成形凸部を有する第２の型とを使用し、
加飾部が形成された未成形のフィルムを第１の型と第２の型との間に設置する工程と、
第１の型と第２の型を合わせて、前記成形凹部と前記成形凸部との間に、前記フィルムが位置するキャビティを形成する工程と、
第１の型に形成されたゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出して、その圧力で前記フィルムを前記成形凸部に密着させるとともに、前記キャビティ内で成形された前記樹脂層と前記フィルムとを密着させる工程と、
を有することを特徴とする表面パネルの製造方法。
【請求項２】
前記キャビティの外側で第１の型と第２の型との間に位置している前記フィルムの外周部が、前記キャビティに溶融樹脂が射出されるときの圧力と熱によって延伸可能である請求項１記載の表面パネルの製造方法。
【請求項３】
前記キャビティから外れた外側領域に、前記フィルムを位置決めする複数の位置決めピンが設けられており、前記フィルムの外周部が延伸されるときに、前記位置決めピンが挿通されている穴が拡張される請求項２記載の表面パネルの製造方法。
【請求項４】
前記キャビティは、第１の型と第２の型とが対向する方向と直交する長さ方向が、重力方向に向けられて設置される請求項１ないし３のいずれかに記載の表面パネルの製造方法。
【請求項５】
前記ゲートは、前記キャビティの縦方向の中点よりも下側に設けられている請求項４記載の表面パネルの製造方法。
【請求項６】
前記ゲートは、第２の型の前記成形凸部の下側の立ち上がり部の中点よりも第１の型の方向へ寄った位置に設けられている請求項５記載の表面パネルの製造方法。
【請求項７】
前記フィルムは、前記成形凸部に向く裏面に、枠形状の加飾部を形成する加飾塗膜と、この加飾塗膜を覆う微細なフィラーを含む離型塗膜が形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の表面パネルの製造方法。
【請求項８】
前記成形凸部の表面に離型剤が塗布されていない請求項７記載の表面パネルの製造方法。
【請求項９】
前記樹脂層と前記フィルムが同じ樹脂材料である請求項１ないし８のいずれかに記載の表面パネルの製造方法。
【請求項１】
表側に向けて突形状とされた透光性の樹脂層と、前記樹脂層の裏側に設けられた加飾部とを有する表面パネルの製造方法において、
成形凹部を有する第１の型と成形凸部を有する第２の型とを使用し、
加飾部が形成された未成形のフィルムを第１の型と第２の型との間に設置する工程と、
第１の型と第２の型を合わせて、前記成形凹部と前記成形凸部との間に、前記フィルムが位置するキャビティを形成する工程と、
第１の型に形成されたゲートからキャビティ内に溶融樹脂を射出して、その圧力で前記フィルムを前記成形凸部に密着させるとともに、前記キャビティ内で成形された前記樹脂層と前記フィルムとを密着させる工程と、
を有することを特徴とする表面パネルの製造方法。
【請求項２】
前記キャビティの外側で第１の型と第２の型との間に位置している前記フィルムの外周部が、前記キャビティに溶融樹脂が射出されるときの圧力と熱によって延伸可能である請求項１記載の表面パネルの製造方法。
【請求項３】
前記キャビティから外れた外側領域に、前記フィルムを位置決めする複数の位置決めピンが設けられており、前記フィルムの外周部が延伸されるときに、前記位置決めピンが挿通されている穴が拡張される請求項２記載の表面パネルの製造方法。
【請求項４】
前記キャビティは、第１の型と第２の型とが対向する方向と直交する長さ方向が、重力方向に向けられて設置される請求項１ないし３のいずれかに記載の表面パネルの製造方法。
【請求項５】
前記ゲートは、前記キャビティの縦方向の中点よりも下側に設けられている請求項４記載の表面パネルの製造方法。
【請求項６】
前記ゲートは、第２の型の前記成形凸部の下側の立ち上がり部の中点よりも第１の型の方向へ寄った位置に設けられている請求項５記載の表面パネルの製造方法。
【請求項７】
前記フィルムは、前記成形凸部に向く裏面に、枠形状の加飾部を形成する加飾塗膜と、この加飾塗膜を覆う微細なフィラーを含む離型塗膜が形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の表面パネルの製造方法。
【請求項８】
前記成形凸部の表面に離型剤が塗布されていない請求項７記載の表面パネルの製造方法。
【請求項９】
前記樹脂層と前記フィルムが同じ樹脂材料である請求項１ないし８のいずれかに記載の表面パネルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２０６４６５（Ｐ２０１２−２０６４６５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５４５０（Ｐ２０１１−７５４５０）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（００００１００９８）アルプス電気株式会社 (4,263)
【Ｆターム（参考）】
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