JP2003312200A

JP2003312200A - 樹脂部材

Info

Publication number: JP2003312200A
Application number: JP2002124692A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Fujita; 滋藤田; Hiroyuki Miyata; 弘幸宮田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】自動車の外装、広告体、装飾品、事務機器の
外装、家電製品の外装等様々な用途のある新規な構造材
である樹脂部材を提供する。【解決手段】各種構造体の筐体１０の最も外側の表面
を構成する成形樹脂パネル部材の全面あるいは部分的な
領域に、所定の２次元あるいは３次元模様１１、１２を
ホログラフ技術を用いてフルカラーモードで形成する。
基板材４には、例えば白色下地材を採用し、２以上の波
長について多重記録された被写体のカラー再生像を、全
体が白色の背景中に浮かび上がって見えるように形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の外装、広
告体、装飾品、事務機器の外装、家電製品の外装等様々
な用途のある新規な構造材である樹脂部材に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】車両の
ボディー部材、事務機器の筐体、家庭内電気機器等様々
な製品において、モールド成形樹脂パネル表面に所定の
模様、色彩、地肌色を得るため各種の吹き付け塗装やシ
ール、ラベル、カラー印刷物の付与がなされている。図
１は、事務機器であるパーソナルコンピュータ本体１に
ロゴマーク類２や模様３を上述の手法で形成した例を示
す。

【０００３】図２は、図１の模様３部分の断面図であ
り、従来のロゴマーク様のシールやラベルをパーソナル
コンピュータ本体１の表面に付与して表面情報とする構
造例を示している。この構造は、図示のように基材４、
接着剤層５、表面凹凸材６、光学反射膜７からなる。こ
の種の凹凸構造、すなわち表面凹凸材６の凹凸は、金型
表面のシボ加工等で形成し、部材の全体色調は樹脂の原
材料調合時に所定の顔料や色素を混合することで得てお
り、最終的な表面仕上げ工程として塗装やインクの付与
が実施されている。したがって、構造的には接着剤（接
着剤層５）や反射膜（光学反射膜７）を設けることが不
可避であり、別用途には使用困難である。反射膜の材料
としては、金属（Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ａｇ）、透明薄膜
（ＩＴＯ、酸化硅素、酸化インジウム）等が使用され
る。なお一般的には、真空蒸着、スパッタリング等によ
り、反射性金属薄膜、高屈折率透明薄膜を形成する。

【０００４】またパーソナルコンピュータだけでなく、
同じく事務機器であるプリンタ、ファクシミリ、コピー
機等の筐体、さらには車両、建築部材、インテリアー、
家電製品等についてもほとんど同様の装飾を施して表面
情報としているのが現状であり、ロゴマーク類の表現や
内容、パネルそのものの色合いや風合い、光沢具合等に
ついて工夫がなされている。ところが、そのような塗装
や印刷物の付与のため、使用済み時のリサイクルに複雑
な分別処理が必要になることが多く、この点の改善が望
まれていた。

【０００５】そこで本発明は、凹凸型表面レリーフ状の
部材に配置された画像情報（形状、色）が、自然光なら
びに特定波長照明環境で、反射膜を付与しなくても所定
の光量が得られる点に着目し、前記従来の問題点を解決
する技術を提供しようとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に係る
樹脂部材は、前記目的を達成するために、自動車の外
装、広告体、装飾品、事務機器の外装、家電製品の外装
等各種構造体に使用する樹脂部材において、画像情報を
なす所要の形状、模様、色彩またはこれらの結合を、イ
ンキ、塗料、ラベル、シート、反射膜等が一切存在しな
いパネル最表面に、直接的にかつ視認識可能な凹凸型の
レリーフ状に形成してなることを特徴とする。

【０００７】同請求項２に係るものは、前記目的を達成
するために、請求項１の樹脂部材において、前記凹凸型
レリーフ形状がエンボスホログラムデータを基に形成し
たものであることを特徴とする。

【０００８】同請求項３に係るものは、前記目的を達成
するために、請求項２の樹脂部材において、前記凹凸型
レリーフ形状がレインボー型ホログラム干渉縞または一
般的な干渉縞に対応することを特徴とする。

【０００９】同請求項４に係るものは、前記目的を達成
するために、請求項１ないし３のいずれかの樹脂部材に
おいて、前記画像情報を形成する領域が、樹脂の光反射
における臨界角を考慮した傾き、うねり、粗さの平面性
を有するものであることを特徴とする。

【００１０】同請求項５に係るものは、前記目的を達成
するために、請求項１ないし４のいずれかの樹脂部材に
おいて、樹脂中のゴムや金属、無機化合物等の混合成分
が、前記凹凸型レリーフ形状を阻害しない範囲に調整し
てあることを特徴とする。

【００１１】同請求項６に係るものは、前記目的を達成
するために、請求項１ないし５のいずれかの樹脂部材に
おいて、金属製のプレススタンパでの複製工法による熱
プレス工程を経てなるものであることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。なお以下では従来と共通する部分に
は共通する符号を付すにとどめ重複する説明は省略す
る。

【００１３】図３は、本発明の一実施形態を示す斜視図
（Ａ）と要部拡大断面図（Ｂ）である。本実施形態の筐
体１０は、最も外側の表面を構成する成形樹脂パネル部
材の全面あるいは部分的な領域に、所定の２次元あるい
は３次元模様１１、１２をフルカラーモードで配置して
ある。なお本発明は、車両のボディー部材、事務機器の
筐体、家庭内電気機器等様々な製品を実施対象とするの
で、本実施形態は具体的な機器形状を示さずイメージと
して示してある。

【００１４】３次元模様１１、１２は、図３（Ｂ）のよ
うな凹凸構造で形成するが、図２に示した従来の構造例
と比べると光学反射膜７が省略されている。光学反射膜
７を省略するに当たっては、（１）カラー化について
は、白色光再生ホログラム等のホログラム技術の応用、
展開と、（２）反射率をある程度、確保できる樹脂の選
定と、（３）反射光を工夫することで、実施の自由度を
増加させ得るようにすること、について考慮する必要が
ある。

【００１５】そこで本実施形態では、基板材４に白色下
地材を採用し、２以上の波長について多重記録された被
写体のカラー再生像を、全体が白色の背景中に浮かび上
がって見えるようにして、その視認性が優れ、特に黒色
のコントラストを向上させるようにした。例えば、乳白
色硬質塩化ビニルシートＰＶＣを、温度１１０〜１６０
℃、圧力２０Ｋｇｆ／ｃｍ²〜８０Ｋｇｆ／ｃｍ²という
条件で加工したもの等が挙げられる。

【００１６】図４は、上述のような基板材料に施すカラ
ーホログラムの原理説明図である。カラーホログラムの
作成には、周知のように２〜３種類の異なる波長のレー
ザ光を光源として用いる。図示の例は３色の場合で、Ｈ
ｅ-Ｎｅレーザ２０の赤（Ｒｅｄ：６３２．８ｎｍ）と
Ａｒレーザ２１の緑（Ｇｒｅｅｎ：５１４．５ｎｍ）及
び青（Ｂｌｕｅ：４８８ｎｍ）を使用している。そし
て、物体２２を３色の波長の光で照明してそれぞれの色
の参照光をミラーＭｒ、Ｍｇ、Ｍｂにより少しずつ方向
を変えて与えている。図中Ｍ１、Ｍ２はミラー、Ｓｐは
ビームスプリッタ、２３はホログラムである。

【００１７】図５は、同一空間記録モードで、３種類の
干渉縞を１枚のホログラムに多重記録した例を示す。Ｇ
（緑）領域、Ｂ（青）領域、Ｒ（赤）の領域が形成して
あり、各領域に色を示す頭文字Ｇ、Ｂ、Ｒを付して示
す。レーザ２０、２１からの３波長の光はインコヒーレ
ントで干渉しないので、同時に記録可能であるが、再生
像の色のバランスの適正化を狙って、それぞれの露光を
調整して実施するほうが好ましい。白色自然光では複数
の波長の光が照射されるため、不要なゴースト像が形成
される。

【００１８】図６は、このクロストークの影響を避ける
ため、ホログラム面を互いに重ならないように別々の領
域に空間的に分離して記録した例を示す。樹脂の反射率
を考慮すると、この方式が特に望ましい。領域の分離状
態は図５と同様に、図中に符号Ｇ、Ｂ、Ｒを付して示
す。

【００１９】計算機合成ホログラムの適用例を説明す
る。これは、電子ビーム描画機やレーザビーム描画機
で、レジスト基板にレインボー型ホログラム干渉縞や一
般的な干渉縞を形成する方法であり、計算機での演算に
より得られた干渉縞データを用い、描画機を操作してホ
ログラムを作成することができる。この方法は、光学的
な干渉縞パターンを計算機上で算出して、実際の、媒体
上に物理的なパターンを形成するものである。したがっ
て、バラエティーに富むカラー画像や特殊な風合いを持
つ樹脂パネルを設計可能であり、金型のシボパターン設
計や表面塗装剤の調合等の従来高度なノウハウが要求さ
れていた分野においても、容易に変更、改良が可能とな
る。

【００２０】干渉縞に要求される凹凸パターン形状の分
解能は、物体の表現では、１００ｕｍ程度のピッチ密度
が必要であるが、回折像パターンでは１０〜２０ｕｍ程
度、干渉縞パターンではサブミクロンオーダのピッチ密
度が必要とされる。この領域では、電子ビーム描画機や
レーザビーム描画機の加工性能が発揮されるものであ
る。従って、工業的には図５のケースにおいては図７の
ようにＤｅｅｐ-ＵＶ（深紫外光）で露光したり、図８
に示すように電子ビーム描画法で記録したりすることも
できる。すなわち、それぞれの必要性に応じて適宜の技
術を採用可能である。なお、図７、図８中の２４はレジ
ストマスター、２５は電子ビーム描画装置を示す。

【００２１】次に、図７〜図１０を用いて全体の加工プ
ロセスの説明をする。図９（Ａ）は従来法の加工プロセ
スのフロー図である。マスターホログラム作成（ステッ
プ１）に始まり、レジストマスターの作製（ステップ
２）、プレススタンパの作製（ステップ３）、溶融樹脂
の射出成形によるプレス加工（ステップ４）、反射膜の
形成（ステップ５）、接着層や保護層の形成や外径トリ
ミング等の加工プロセス（ステップ６）からなる。一
方、図９（Ｂ）は本発明の一実施形態に係る加工プロセ
スのフロー図である。マスターホログラム作成（ステッ
プ１）に始まり、レジストマスターの作製（ステップ
２）、プレススタンパの作製（ステップ３）、プレス加
工プロセス（ステップ４）からなり、従来法の後半２工
程（反射膜の形成、加工）を必要としない。

【００２２】図１０は、ホログラムパネルの成形法
（Ａ）と成形品の断面図（Ｂ）を示す。成形装置３０
に、位相情報と明暗情報が共存するホログラムパターン
もしくは単なるエンボスパターン（溝、微小ピット群）
が表面に形成されたプレススタンパ３１をセットし、３
００℃前後で溶融させた樹脂を注入し、成形圧力Ｐで圧
縮、固化させ、成形ホログラムパネル３２を得る。

【００２３】この方法で使用可能な樹脂は、結晶性なら
びに非晶性を問わず熱可塑性材料ならば基本的に問題は
ない。具体的には、汎用樹脂のポリエチレン、ポリプロ
ピレン、ポリスチレンＡＢＳ樹脂等。また、エンジニア
リングプラスチックではポリエステル、ポリカーボネイ
ト、ＰＥＥＫ等に代表される素材を使用できる。

【００２４】なお特に、超微細な白色添加剤である酸化
Ｔｉを添加した光沢性がありかつ白色系の材料の場合
は、白色自然光の下でも優れたコントラスト性が得ら
れ、カラー模様では鮮明感が得られることがわかってい
る。またＡＢＳ樹脂は、ＡＳ中にゴム粒子を分散させる
ことで、耐衝撃性や機械的特性を図っているが、本発明
の場合は、このゴム成分を減らすことで反射率が向上
し、パターンの視認性が良くなることも分かった。

【００２５】次に、図１１〜図１３で反射膜が無いこと
による光量不足を補った例を説明する。一般的に、干渉
パターンは、その原理面から視域（人間の見える角度領
域）が限定される。図１１に示すように、構造体４０、
４１の観察面に垂直方向から見ても、環境の種々な波長
光の集合体である自然光のもとでは必ずしも最良とはい
えないケースが多い。このことは、図１２（Ａ）に示す
ように、構造体４２、４３への入射光と材料の屈折率
と、干渉溝の波長成分に大きく依存するものである。従
って、図１２（Ｂ）のように、観察者にとってよりよい
コントラストや適度な角度を持つ回折光を得るための工
夫を施すことが望ましい。

【００２６】例えば図１１（Ｂ）に示すような光学的な
シミュレーションを事前に行い、画像パターンを配置す
る領域のパネル面を傾けておく例である。光の前反射状
態に近づけるべく臨界角を考慮して設計可能である。

【００２７】もう一つの例としては、図１３に示したよ
うに、領域の基準面（構造材４３の図中右側の単純湾曲
面４４）の上に干渉縞や単純溝等を設けることで、反射
光量を稼ぐというものが挙げられる。

【００２８】なお以上の説明は、パネル状、平板状のも
のについてのみ行ったが、本発明はこれに限定されず種
々の形状、構造の樹脂部材について実施可能である。

【００２９】

【発明の効果】請求項１に係る樹脂部材は、以上説明し
てきたように、樹脂部材の表面形状に図形や模様、色等
の画像情報を直接的に持たせることで、従来には無かっ
た新規な構造部材を提供でき、その結果、使用済み時の
リサイクルを実施するときに複雑な分別処理が不要にな
り、産業分野を問わず環境技術分野での画期的な貢献を
期待できるものになるという非常に大きな効果がある。
また、構造体を製造する際のＶＯＣ低減のみならず、解
体、再使用の工程においても大いに省エネルギーが期待
できるものとなる。また、画像情報の形態が凹凸型のレ
リーフ状なので、周知の熱プレス方式が使用可能で、新
規な設備導入が不要であり、かつ電子ビームやレーザ描
画の手法も利用可能なので、色彩表現力大幅向上できる
ため、製品の高級感、自然感等バラエティーに富むアプ
リケーションが容易に提供できるという効果もある。さ
らには、印刷やラベル貼付が無いので、彩色等を施した
一枚型の樹脂パネルとして提供でき、パネル全面の色調
を容易に変えられるという効果もある。またさらには、
樹脂材料の種類を統一可能であり、混合ノウハウを不要
とするなど、大幅なコストダウンに資する可能性が期待
できるという効果もある。

【００３０】請求項２、３に係る樹脂部材は、以上説明
してきたように、計算ホログラム手法が使用できるの
で、前記共通の効果に加え、色彩表現力大幅向上された
高級感、自然感等バラエティーに富むアプリケーション
が容易に提供でき、従来からの印刷方式での色調合のト
ライ・アンド・エラー式の作業が不要になり、コストダ
ウン効果も期待できるという効果がある。また塗料設
計、開発が不要で、小ロット生産にも簡単に対応可能と
なり、製作期間や納期の短縮が図れ、着色樹脂の品揃え
が不要になって在庫管理が簡単になり、コストダウンを
図れるという効果もある。

【００３１】請求項４に係る樹脂部材は、以上説明して
きたように、画像情報を形成する領域を樹脂の光反射に
おける臨界角を考慮したものとするので、前記共通の効
果に加え、数方向、視域の拡大、情報の複合化等々、反
射膜の機能を補完することができ、画像の鮮明度を確保
できるという効果がある。

【００３２】請求項５に係る樹脂部材は、以上説明して
きたように、樹脂中のゴム等の混合成分を調整するの
で、前記共通の効果に加え、画像情報を有する表面パタ
ーンへのダメージを抑制することができ、画像の鮮明度
を確保できるという効果がある。

【００３３】請求項６に係る樹脂部材は、以上説明して
きたように、光ディスク等で開発された精密転写工法を
発展的に利用できるため、前記共通の効果に加え、開発
コストの抑制が図れるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】パーソナルコンピュータの本体にロゴマークや
模様を従来の手法で形成した例を示す斜視図である。

【図２】図１の模様部分の断面図である。

【図３】本発明の一実施形態を示す斜視図（Ａ）と要部
拡大断面図（Ｂ）である。

【図４】基板材料に施すカラーホログラムの原理説明図
である。

【図５】同一空間記録モードで、３種類の干渉縞を１枚
のホログラムに多重記録した例を示す斜視図である。

【図６】ホログラム面を互いに重ならないように別々の
領域に空間的に分離して記録した例を示す斜視図であ
る。

【図７】Ｄｅｅｐ-ＵＶ（深紫外光）で露光するレジス
トマスター製作例を示す斜視図である。

【図８】電子ビーム描画法で記録するレジストマスター
製作例を示す斜視図である。

【図９】従来法の加工プロセスのフロー図（Ａ）と本発
明の一実施形態に係る加工プロセスのフロー図（Ｂ）で
ある。

【図１０】ホログラムパネルの成形法を示す断面図
（Ａ）と成形品の断面図（Ｂ）である。

【図１１】干渉パターンの視域限定について示す側面図
である。

【図１２】構造体への入射光と材料の屈折率と、干渉溝
の波長成分への依存を説明するための側面図である。

【図１３】構造材上に干渉縞や単純溝等を設けて反射光
量を向上させる例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１パーソナルコンピュータ本体２ロゴマーク類３模様４基材５接着剤層６表面凹凸材７光学反射膜１０筐体１１、１２模様２０Ｈｅ-Ｎｅレーザ２１Ａｒレーザ２２物体２３ホログラム３０成形装置３１プレススタンパ３２成形ホログラムパネル４０、４１、４２、４３構造体４４単純湾曲面Ｍｒ、Ｍｇ、ＭｂミラーＭ１、Ｍ２ミラーＳｐビームスプリッタＧ緑領域Ｂ青領域Ｒ赤領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動車の外装、広告体、装飾品、事務機
器の外装、家電製品の外装等各種構造体に使用する樹脂
部材において、画像情報をなす所要の形状、模様、色彩
またはこれらの結合を、インキ、塗料、ラベル、シー
ト、反射膜等が一切存在しないパネル最表面に、直接的
にかつ視認識可能な凹凸型のレリーフ状に形成してなる
ことを特徴とする樹脂部材。
【請求項２】請求項１の樹脂部材において、前記凹凸
型レリーフ形状がエンボスホログラムデータを基に形成
したものであることを特徴とする樹脂部材。
【請求項３】請求項２の樹脂部材において、前記凹凸
型レリーフ形状がレインボー型ホログラム干渉縞または
一般的な干渉縞に対応することを特徴とする樹脂部材。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかの樹脂部材
において、前記画像情報を形成する領域が、樹脂の光反
射における臨界角を考慮した傾き、うねり、粗さの平面
性を有するものであることを特徴とする樹脂部材。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれかの樹脂部材
において、樹脂中のゴムや金属、無機化合物等の混合成
分が、前記凹凸型レリーフ形状を阻害しない範囲に調整
してあることを特徴とする樹脂部材。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれかの樹脂部材
において、金属製のプレススタンパでの複製工法による
熱プレス工程を経てなるものであることを特徴とする樹
脂部材。