JP2012066552A - 樹脂成形品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂成形品においてウェルドラインを目立たなくさせる。
【解決手段】樹脂成形品の製造方法は、着色材料と、着色材料よりも溶融時の粘度が低く且つ着色材料よりも光線透過率が高い光透過材料とを準備する準備工程と、着色材料及び光透過材料を溶融した状態で成形型に充填する充填工程と、充填した前記着色材料及び光透過材料とを固化させる固化工程とを含んでいる。樹脂成形品１は、着色材料で成形されたメタリック層３と、メタリック層３よりも表層側に設けられ、前記着色材料よりも光線透過率が高い光透過材料で、メタリック層３と同時に成形されたクリア層４とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂成形品及びその製造方法に関するものである。

従来より、プラスチック等の樹脂で成形された樹脂成形品が知られている。このような樹脂成形品は、一般的には、溶融樹脂を金型内に流し込んだ後に固化させることによって成形される。

このように溶融樹脂を金型に流し込んで固化させる製造方法においては、金型内で溶融樹脂同士の合流が起こると、樹脂成形品にウェルドラインが生じるという問題がある。特に、着色された樹脂の場合、透明な樹脂と比べて、ウェルドラインが目立ってしまい、外観性を損ねてしまう。

それに対して、特許文献１には、ウェルドラインを無くす、樹脂成形品の製造装置が開示されている。具体的には、金型において、溶融樹脂の接合部分に相当する部位に温度調整入子を配設している。そして、金型の当該部位を温度調整入子によって加熱した状態で金型内に溶融樹脂を流し込む。その後、温度調整入子を冷却水によって冷却し、溶融樹脂を固化させる。こうすることによって、樹脂成形品のウェルドラインを無くしている。

特開平０７−２９０５４０号公報

しかしながら、特許文献１に係る製造装置では、温度調整入子等の金型の温度を調整する機構が必要であるため、製造装置が複雑且つ高価になってしまう。それに加えて、温度調整入子の温度調整のために消費エネルギが大きくなってしまうという問題がある。そこで、ウェルドラインを目立たなくさせるための別の方法が求められる。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡単な手段にて、樹脂成形品においてウェルドラインを目立たなくさせることにある。

本発明は、樹脂成形品の製造方法が対象である。そして、この製造方法は、着色材料と、該着色材料よりも溶融時の粘度（以下、「溶融粘度」という）が低く且つ該着色材料よりも光線透過率が高い光透過材料とを準備する準備工程と、前記着色材料及び光透過材料を溶融した状態で成形型に充填する充填工程と、充填した前記着色材料及び光透過材料を固化させる固化工程とを含むものとする。

前記の製造方法によれば、相対的に溶融粘度の高い着色材料と相対的に溶融粘度の低い光透過材料とが溶融した状態で成形型に充填される。溶融粘度が異なる複数の材料が成形型内に充填されると、溶融粘度が低い材料が表面側に移動し、溶融粘度が高い材料が内方に移動する。つまり、溶融粘度が低い材料である光透過材料が表面側に、溶融粘度が高い材料である着色材料が内方に移動する。その状態で、光透過材料及び着色材料が固化される。その結果、着色材料で構成された着色層と、該着色層よりも表層側に設けられ、光透過材料で構成された光透過層とを備えた樹脂成形品が成形される。

このように成形された樹脂成形品においても、着色層のうち溶融樹脂同士が合流した部分にはウェルドラインが生じ得る。しかし、着色層は光透過層で覆われている。そのため、着色層が最表層として露出している場合と比較して、着色層のウェルドラインの視認性を緩和することができる。一方、光透過層のうち溶融樹脂同士が合流した部分にもウェルドラインが生じ得る。しかし、光透過層は光透過性が高いため、着色層に比べて、ウェルドラインがあまり目立たない。こうして、樹脂成形品全体としてのウェルドラインを目立たなくさせることができる。

そして、金型内においては、キャビティ面に近いほど、金型に熱を吸収されて早く固化し、キャビティ面から離れるほど、遅く固化する。そして、ウェルドラインが発生した際に固化が早いと、はっきりしたウェルドラインが形成されるが、固化が遅いと、合流した樹脂が馴染んでウェルドラインがぼやけていき、目立ちにくくなる。前記の構成では、光透過層の方が早く固化し、着色層の方が遅く固化する。そのため、この点においても、着色層のウェルドラインが目立ち難くなる。

また、別の樹脂成形品の製造方法は、着色材料と、該着色材料よりも光線透過率が高い光透過材料とを準備する準備工程と、射出シリンダに収容した前記着色材料及び光透過材料を、溶融した状態で該射出シリンダの射出口を介して成形型に充填する充填工程と、充填した前記着色材料及び光透過材料とを固化させる固化工程とを含み、前記充填工程では、前記射出シリンダ内において、前記光透過材料を前記着色材料よりも射出口側に配置するものとする。

前記の製造方法によれば、射出シリンダ内において、射出口側に光透過材料が配置され、その後側に着色材料が配置される。この状態で、射出シリンダから成形型へ光透過材料及び着色材料が射出されると、成形型内へ先に射出された樹脂はキャビティ面側に位置し、後に射出された樹脂は先に金型内に存在する樹脂の内方に入り込むようになる。すると、成形型内では、成形品の表面側から内方へ向かって、光透過材料、着色材料がこの順で配列された状態となる。その状態で、光透過材料及び着色材料が固化される。その結果、着色材料で構成された着色層と、該着色層よりも表層側に設けられ、光透過材料で構成された光透過層とを備えた樹脂成形品が成形される。

このように成形された樹脂成形品は、前述の如く、樹脂成形品全体としてのウェルドラインを目立たなくさせることができる。

また、前記着色材料は、光輝材を含み得る。

着色材料に光輝材を含む場合、ウェルドラインに沿って光輝材が配向され得る。その結果、ウェルドラインが目立ってしまう。しかしながら、前述の如く、着色層よりも表層側に光透過層を設けることによって、着色層のウェルドラインを光透過層で目立たなくさせることができる。つまり、前述の製造方法によれば、ウェルドラインが目立ちやすい、着色材料に光輝材を含む樹脂成形品であっても、ウェルドラインを目立たなくさせることができる。

ここで、前記着色材料の固化速度は、前記光透過材料の固化速度よりも遅いことが好ましい。

この構成によれば、着色材料をゆっくり固化させることができる。固化速度が遅いと、ウェルドラインが発生しても、樹脂が固化するまでの間に、合流した樹脂が馴染んでウェルドラインが少しでも薄くなる。つまり、ウェルドラインが相対的に目立ち易い着色材料の固化速度を遅くすることによって、着色層のウェルドラインを可及的に目立ち難くすることができる。特に、着色材料に光輝材が含まれる場合は、光輝材が成形型内に充填された溶融樹脂の流れに応じてウェルドラインに沿って配列され易い。しかし、ウェルドラインが形成された後、溶融樹脂が固化するまでの時間が長いため、ウェルドラインに沿って配列された光輝材がばらけていく時間を確保することができる。これにより、ウェルドラインがぼやけて、ウェルドラインを目立たなくさせることができる。特に、光輝材がフレーク状のように薄片状の形状や、楔状、短繊維状等のように長手方向を有する形状の場合には、光輝材がウェルドラインに沿った方向に配向する。すなわち、光輝材が薄片状の場合は、薄片の表面に平行な方向（即ち、薄片の法線方向に直交する方向）がウェルラインに沿うように光輝材が配向する傾向にある。また、長手方向を有する形状の光輝材の場合は、該長手方向がウェルラインに沿うように光輝材が配向する傾向にある。このように、方向性を有する形状の光輝材がウェルドラインに沿って配向すると、ウェルドラインを目立たせてしまう。しかし、ウェルドラインが形成された後、溶融樹脂が固化するまでの時間が長いと、合流した樹脂が馴染むのに伴って、光輝材がランダムな方向を向くようになる。その結果、ウェルドラインを目立たなくさせることができる。

また、別の本発明は、着色材料で成形された着色層を備える樹脂成形品が対象である。そして、この樹脂成形品は、前記着色層よりも表層側に設けられ、前記着色材料よりも光線透過率が高い光透過材料で、前記着色層と同時に成形された光透過層をさらに備えているものとする。ここで、「同時に成形」とは、成形型内に充填された着色材料と光透過材料とが何れも溶融しており、その状態で着色層と光透過層とが成形されることを意味する。

前記の構成によれば、前述の如く、着色層が光透過層で覆われている。光透過層は光を透過させるため、着色層を視認できるものの、着色層が最表層として露出している場合と比較して、着色層のウェルドラインの視認性を緩和することができる。一方、光透過層にウェルドラインが生じたとしても、光透過層は光透過性が高いため、ウェルドラインがあまり目立たない。こうして、樹脂成形品全体としてのウェルドラインを目立たなくさせることができる。

また、前記着色材料は、光輝材を含み得る。

このように着色材料に光輝材を含む場合、ウェルドラインに沿って光輝材が配向され得る。その結果、ウェルドラインが目立ってしまう。しかしながら、前述の如く、着色層よりも表層側に光透過層を設けることによって、着色層のウェルドラインを光透過層で目立たなくさせることができる。つまり、ウェルドラインが目立ちやすい、着色材料に光輝材を含む樹脂成形品であっても、ウェルドラインを目立たなくさせることができる。

本発明に係る製造方法によれば、着色材料で構成された着色層の表層側に、該着色材料よりも光線透過率が高い光透過材料で構成された光透過層を設けた樹脂成形品を成形することができ、その結果、ウェルドラインを目立たなくさせることができる。

また、本発明に係る樹脂成形品によれば、着色材料で構成された着色層の表層側に、該着色材料よりも光線透過率が高い光透過材料で構成された光透過層を設けることによって、ウェルドラインを目立たせなくさせることができる。

実施形態に係る樹脂成形品の断面図である。 第１の製造方法に用いる金型及び射出成形機の概略図である。 第２の製造方法に用いる金型及び射出成形機の概略図である。 第３の製造方法に用いる金型及び射出成形機の概略図である。 その他の実施形態に係る樹脂成形品の断面図である。

以下、本発明の例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、実施形態に係る樹脂成形品の断面図を示す。

樹脂成形品１は、外観性が要求される部材である。例えば、樹脂成形品１は、フォグランプのベゼル等の自動車部品である。樹脂成形品１は、コア層２と、該コア層２の外周を覆うメタリック層３と、該メタリック層３の外周を覆うクリア層４とを備えている。

コア層２は、樹脂成形品１に要求される物性（例えば、強度等）を確保するための層である。すなわち、樹脂成形品１の強度等の物性は、概ね、コア層２の物性によって決まる。コア層２は、所望の物性を有する樹脂で構成されている。例えば、コア層２を構成する樹脂としては、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ乳酸を一部添加したアロイ材、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸（ＳＣＰＬＡ）、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸を一部添加したポリ乳酸等を採用することができる。

メタリック層３は、樹脂成形品１の外観性を担う層である。メタリック層３は、例えば、母材となる樹脂に顔料を混入させた着色材料で構成されている。また、メタリック層３は、光輝材３１を含んでおり、光輝性を有する。光輝材３１は、表面に金属が蒸着されたガラスフレークで構成されている。こうして、メタリック層３は、所望の色に発色すると共に、メタリック調の外観をしている。このメタリック層３が、着色層に相当する。例えば、メタリック層３を構成する樹脂としては、ポリ乳酸に顔料及び／又は光輝材を含有させたもの、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸に顔料及び光輝材を含有させたものを採用することができる。

尚、樹脂成形品１に要求される色が、メタリック層３の母材となる樹脂そのものの色の場合には、樹脂そのものが着色材料となり、顔料を省略することができる。光輝材３１は、ガラスフレークに限られず、アルミフレーク等で構成してもよい。樹脂成形品１に光輝性が要求されない場合には、光輝材３１を省略することができる。図では、光輝材３１を識別できるように、光輝材３１を実際よりも大きな寸法で描いている。

クリア層４は、樹脂成形品１の最表層を構成している。クリア層４は、メタリック層３と同様に、樹脂成形品１の外観性を担う層である。クリア層４は、メタリック層３の発色性及び光輝性（ただし、メタリック層３が光輝材を含有しない場合には、発色性のみ）を妨げない程度の透明性を有する。すなわち、クリア層４は、光線透過率がメタリック層３に比べて高く設定されている。例えば、クリア層４の光線透過率は、７０％以上である。ここで、光線透過率とは、JIS K 7361-1 透明材料の全光線透過率の測定方法に基づいて測定した値である。例えば、クリア層４を構成する樹脂としては、ステレオコンプレックス型ポリ乳酸、ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）を採用することができる。このクリア層４とメタリック層３とを合わせた厚さは、例えば、１０μｍ程度である。

このクリア層４を設けることによって、樹脂成形品１のウェルドラインが目立たなくなる。つまり、メタリック層３は着色層であるため、ウェルドラインが目立つ。特に、メタリック層３が光輝材３１を含む場合には、光輝材３１がウェルドラインに沿って配向される傾向にあり、ウェルドラインがさらに目立つようになる。そのため、メタリック層３が最表層となる場合には、ウェルドラインによって樹脂成形品１の外観性が損なわれる虞がある。それに対して、メタリック層３の外表面をクリア層４で覆うことによって、メタリック層３のウェルドラインを目立たなくさせることができる。クリア層４の光線透過率が高いためメタリック層３を外側から視認できるものの、メタリック層３が最表層となる場合と比べると、メタリック層３の視認性は低下する。そのため、メタリック層３のウェルドラインの視認性を緩和することができる。このとき、クリア層４は光線透過率が高いため、メタリック層３の発色性や光輝性を確保することができる。また、クリア層４は、ウェルドラインが発生しても、光線透過率が高いため、あまり目立たない。こうして、樹脂成形品１のウェルドラインを目立たなくさせることができる。

続いて、樹脂成形品１の製造方法について説明する。ここでは、３種類の製造方法について説明する。図２は、第１の製造方法に用いる金型及び射出成形機の概略図を、図３は、第２の製造方法に用いる金型及び射出成形機の概略図を、図４は、第３の製造方法に用いる金型及び射出成形機の概略図を示す。

−第１の製造方法−
第１の製造方法では、金型５と射出成形機６とを用いて樹脂成形品１を射出成形する。

金型５は、第１金型５１と第２金型５２とを有している。第１金型５１と第２金型５２との間には、樹脂成形品１の形状に対応した空間が形成される。第１金型５１には、射出成形機６から供給される溶融樹脂が注入される注入路５１ａ形成されている。

射出成形機６は、インラインスクリュ式の成形機であって、シリンダ６１と、該シリンダ６１内へ材料となる樹脂（以下、「材料樹脂」という）を供給するホッパー６２と、シリンダ６１に供給された材料樹脂を溶融させるヒータ６３とを有している。尚、射出成形機６は、スクリュプリプラ式の成形機等、他のタイプの成形機であってもよい。

シリンダ６１は、先端には射出口６１ａが形成されている。シリンダ６１の射出口６１ａは、金型５の注入路５１ａに接続されている。シリンダ６１の後端部には、ホッパー６２が設けられている。シリンダ６１内には、スクリュ（図示省略）が回転可能に設けられている。ホッパー６２は、材料樹脂を投入可能に構成されており、投入された材料樹脂をシリンダ６１内へ供給する。シリンダ６１における、射出口６１ａとホッパー６２との間の所定の部分には、ヒータ６３がシリンダ６１の外周を覆うように設けられている。

第１の製造方法では、まず、コア層２を形成する材料樹脂（以下、「コア層用樹脂」という）と、メタリック層３を形成する材料樹脂（以下、「メタリック層用樹脂」という）と、クリア層４を形成する材料樹脂（以下、「クリア層用樹脂」という）とを準備する（準備工程）。

ここで、コア層用樹脂とメタリック層用樹脂とクリア層用樹脂とは、それぞれ異なる樹脂である。具体的には、これらの樹脂は溶融粘度が互いに異なり、コア層用樹脂、メタリック層用樹脂、クリア層用樹脂の順で溶融粘度が低くなっている。例えば、コア層用樹脂として溶融粘度の高いＳＣＰＬＡを、クリア層用樹脂として溶融粘度の低いＳＣＰＬＡを、メタリック層用樹脂として、コア層用樹脂とクリア層用樹脂との中間の溶融粘度を有するＳＣＰＬＡに顔料及び光輝材を含有させたものを採用することができる。別の組み合わせとしては、コア層用樹脂としてＳＣＰＬＡを、クリア層用樹脂としてＰＬＬＡを、メタリック層用樹脂として、コア層用樹脂とクリア層用樹脂との中間の溶融粘度を有するＰＬＡに顔料及び光輝材を含有させたものを採用することができる。ただし、メタリック層用樹脂は、クリア層用樹脂と同じ樹脂を母材として用いてもよい。メタリック層用樹脂は、顔料及び／又は光輝材を含有するため、クリア層用樹脂と同じ樹脂を母材としても用いても、クリア層用樹脂よりも溶融粘度が高くなる。尚、溶融粘度は、ＭＦＲ（Melt Flow Rate）で判断することができる。例えば、溶融粘度が高いポリ乳酸としては、三井化学株式会社製のLACEA_H-100J（ＭＦＲ＝８［g/10min_190℃］）が挙げられ、溶融粘度が低いポリ乳酸としては、NATUREWORKS製のINGEO POKYMER_3001D（ＭＦＲ＝２０［g/10min_190℃］）が挙げられる。

さらに、これらの樹脂は固化速度が異なり、クリア層用樹脂、メタリック層用樹脂、コア層用樹脂の順で固化速度が遅くなっている。具体的には、これらの樹脂に添加剤を加えることによって固化速度を調整できる。例えば、固化速度を遅くさせる場合には、加水分解抑制剤を添加剤として採用し得る。具体的には、加水分解抑制剤としては、日清紡ケミカル株式会社製のカルボジライトが挙げられる。また、固化速度を速くさせる場合には、結晶化核剤又は結晶化促進核剤を添加剤として採用し得る。具体的には、結晶化核剤としては、新日本理化株式会社製のエヌジェスタが、結晶化促進核剤としては、新日本理化株式会社製のリカフローが挙げられる。

次に、準備したクリア層用樹脂、メタリック層用樹脂及びコア層用樹脂をホッパー６２に投入する。ホッパー６２に投入された材料樹脂は、ホッパー６２からシリンダ６１へ供給される。続いて、スクリュを回転させる。すると、シリンダ６１へ供給された材料樹脂７０は、スクリュの回転によりシリンダ６１内を射出口６１ａへ向かって前進し、その際の摩擦熱及びヒータ６３からの熱で溶融していく。そして、溶融し且つ混練された状態のコア層用樹脂、メタリック層用樹脂及びクリア層用樹脂を、シリンダ６１の射出口６１ａから金型５内へ射出する（充填工程）。

前述のように金型５内へ射出されたコア層用樹脂、メタリック層用樹脂及びクリア層用樹脂は、射出直後は混練された状態である。しかし、しだいに粘度が低い樹脂ほど表面側に移動していく。最終的には、コア層用樹脂、メタリック層用樹脂及びクリア層用樹脂は粘度が低い順に、即ち、クリア層用樹脂、メタリック層用樹脂、コア層用樹脂の順で表面側から内方へ向かって並ぶようになる。その状態で、これらの樹脂が固化し、樹脂成形品１が成形される（固化工程）。

このように製造することによって、前述のような、コア層２、メタリック層３、クリア層４が内方から外表面に向かって順に積層された樹脂成形品１ができあがる。つまり、ウェルドラインの目立たない樹脂成形品１を製造することができる。

それに加えて、金型５のキャビティ面５Ａに近い層ほど、金型５に吸熱されて早く固化する。具体的には、クリア層４、メタリック層３、コア層２の順に固化していく。それに加えて、樹脂自体の固化速度も、クリア層用樹脂、メタリック層用樹脂、コア層用樹脂の順で固化速度が遅くなっている。この固化速度の大小関係によっても、クリア層４、メタリック層３、コア層２の順に固化していく。ここで、固化速度が遅いと、ウェルドラインが発生しても、ゆっくり固化するため、ウェルドラインがしだいに薄くなっていき、ウェルドラインが目立ち難くなる。つまり、クリア層４のウェルドラインよりもメタリック層３のウェルドラインの方が目立ち難くなる。尚、コア層２は、外側から視認されないため、ウェルドラインを考慮する必要はない。すなわち、コア層２の固化速度が最も遅くなっているが、メタリック層３やクリア層４よりも速くても、遅くてもよい。

さらに、メタリック層３の光輝材３１は、ウェルドラインに沿って配列する傾向がある。特に、本実施形態の光輝材３１はフレーク状であるため、薄片の表面が広がる方向（即ち、薄片の法線方向に直交する方向）がウェルドラインに沿うように配向する傾向にある。ウェルドラインに沿って光輝材３１が配列及び配向すると、ウェルドラインをより目立たせてしまう。しかし、メタリック層３の固化速度が遅いと、ウェルドラインに発生に伴ってウェルドラインに沿って配列及び配向した光輝材３１が、しだいにばらけていくと共にランダムな向きを向くようになる。その結果、光輝材３１のウェルドラインに沿った配列及び配向が緩和され、ウェルドラインを目立たなくさせることができる。つまり、光輝材３１がウェルドラインを目立たせてしまう観点からも、クリア層用樹脂、メタリック層用樹脂の順で固化速度を遅くすることが好ましい。

−第２の製造方法−
第２の製造方法では、金型５と射出成形機２０６とを用いて樹脂成形品１を射出成形する。金型５は、第１の製造方法で用いたものと同様である。

射出成形機２０６は、シリンダ２６１と、該シリンダ２６１内へ材料樹脂を供給する３つの第１〜第３ホッパー２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃと、シリンダ２６１に供給された材料樹脂を溶融させるヒータ２６３とを有するインラインスクリュ式の成形機である。３つの第１〜第３ホッパー２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃは、シリンダ２６１の軸方向に沿って先端側から後端側に向かって、この順で配置されている。第１ホッパー２６２ａは、クリア層用樹脂７１を供給するためのものであって、シリンダ２６１の相対的に先端側に位置している。第２ホッパー２６２ｂは、メタリック層用樹脂７２を供給するためのものであって、シリンダ２６１の軸方向において第１ホッパー２６２ａと第３ホッパー２６２ｃとの間に位置している。第３ホッパー２６２ｃは、コア層用樹脂７３を供給するためのものであって、シリンダ２６１の相対的に後端側に位置している。シリンダ２６１における、第１ホッパー２６２ａよりも先端側の位置に、ヒータ２６３が設けられている。このシリンダ２６１が射出シリンダを構成する。

第２の製造方法においては、３種類の樹脂は固化速度が異なり、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３の順で固化速度が速くなっている。尚、溶融粘度については、第１の製造方法のような順になっている必要はない。

第２の製造方法においては、まず、前記クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２及びコア層用樹脂７３を準備する（準備工程）。次に、これらクリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２及びコア層用樹脂７３を、射出成形機２０６の第１〜第３ホッパー２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃにそれぞれ投入する。すると、第１〜第３ホッパー２６２ａ，２６２ｂ，２６２ｃからシリンダ２６１内へ材料樹脂が供給され、シリンダ２６１内では、先端側から後端側に向かって、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３が順に配列される。これらの材料樹脂は、所定量がシリンダ２６１へ供給されると、その供給を停止する。この状態でシリンダ２６１内のスクリュが回転される。３種類の樹脂は、その配列を保ったまま、前進しつつ溶融される。こうして、溶融した樹脂を、射出口２６１ａから金型５内へ射出し、金型５に樹脂を充填する（充填工程）。

このとき、３種類の樹脂は、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３の順で金型５内へ射出される。すると、金型５内へ先に射出された樹脂ほど表面側に位置し、後に射出された樹脂は先に存在する樹脂の内方に入り込むようになる。すなわち、金型５内では、表面側から内方へ向かって、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３がこの順で配列された状態となる。

そして、その状態で樹脂が固化して樹脂成形品１が成形される（固化工程）。すなわち、クリア層用樹脂７１はクリア層４となり、メタリック層用樹脂７２はメタリック層３となり、コア層用樹脂７３はコア層２となる。こうして、コア層２、メタリック層３、クリア層４が内方から外表面に向かって順に積層された樹脂成形品１が成形される。

このとき、金型５１のキャビティ面５Ａに近い樹脂ほど早く固化していく。それに加えて、メタリック層用樹脂７２の固化速度がクリア層用樹脂７１の固化速度よりも遅く設定されているため、金型５のキャビティ面５Ａからの距離以上に、メタリック層用樹脂７２の方がクリア層用樹脂７１よりも遅く固化する。その結果、メタリック層３のウェルドラインの方がクリア層４のウェルドラインよりもぼやけた状態となり、より目立たなくなる。ただし、クリア層４は、そもそもウェルドラインが目立ち難いため、ウェルドラインがはっきりしていたとしても、外観性に与える影響は小さい。さらに、メタリック層用樹脂７２の固化速度を遅くすることによって、ウェルドラインに沿って配列及び配向した光輝材３１をばらけさせ且つランダムな方向を向かせることができる。つまり、光輝材３１によってウェルドラインが目立つことを防止することができる。

こうして、ウェルドラインが目立ち難いクリア層４で外表面が覆われ、且つ、クリア層４よりもメタリック層３のウェルドラインがぼやけており、且つ、ウェルドラインに沿った光輝材３１の配列及び配向が緩和された樹脂成形品１を製造することができる。

−第３の製造方法−
第３の製造方法では、金型５と射出成形機３０６とを用いて樹脂成形品１を射出成形する。金型５は、第１の製造方法で用いたものと同様である。

射出成形機３０６は、３種類の材料樹脂ごとに設けられた３つの第１〜第３可塑化装置３６１，３６２，３６３と、該第１〜第３可塑化装置３６１，３６２，３６３が連結された１つのプランジャ装置３６４とを有している。射出成形機３０６は、所謂、スクリュプリプラ式の成形機である。

プランジャ装置３６４は、シリンダ３６４ａと、シリンダ３６４ａ内に進退可能に設けられたプランジャ３６４ｂとを有している。シリンダ３６４ａの先端には射出口３６４ｃが形成されている。シリンダ３６４ａの射出口３６４ｃは、金型５の注入路５１ａに接続されている。このシリンダ３６４ａが射出シリンダを構成する。

第１〜第３可塑化装置３６１，３６２，３６３のそれぞれは、シリンダ３６１ａ，３６２ａ，３６３ａと、該シリンダ３６１ａ，３６２ａ，３６３ａ内に回転可能に設けられたスクリュ（図示省略）と、該シリンダに材料樹脂を供給するためのホッパー（図示省略）と、該シリンダの外周面に設けられたヒータ（図示省略）とを有している。シリンダ３６１ａ，３６２ａ，３６３ａの先端は、プランジャ装置３６４のシリンダ３６４ａに接続されている。第１〜第３可塑化装置３６１ａ，３６１ｂ，３６１ｃは、シリンダ３６４ａの軸方向に沿って先端側から後端側に向かって、この順で配置されている。詳しくは、第１可塑化装置３６１は、クリア層用樹脂７１を供給するためのものであって、シリンダ３６４ａの相対的に先端側に位置している。第２可塑化装置３６２は、メタリック層用樹脂７２を供給するためのものであって、シリンダ３６４ａの軸方向において第１可塑化装置３６１と第３可塑化装置３６３との間に位置している。第３可塑化装置３６３は、コア層用樹脂７３を供給するためのものであって、シリンダ３６４ａの相対的に後端側に位置している。

第３の製造方法においては、３種類の樹脂は固化速度が異なり、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３の順で固化速度が速くなっている。尚、溶融粘度については、第１の製造方法のような順にはなっていない。

第３の製造方法においては、まず、前記クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２及びコア層用樹脂７３を準備する（準備工程）。次に、これらクリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２及びコア層用樹脂７３を、射出成形機３０６の第１可塑化装置３６１、第２可塑化装置３６２及び第３可塑化装置３６３に投入する。そして、第１可塑化装置３６１、第２可塑化装置３６２、第３可塑化装置３６３の順に、プランジャ装置３６４へ樹脂を供給する。詳しくは、まず、プランジャ装置３６４において、プランジャ３６４ｂをシリンダ３６４ａ内の先端部に位置させる。こうして、シリンダ３６４ａ内には、プランジャ３６４ｂよりも先端側に射出室が形成される。次に、溶融したクリア層用樹脂７１を第１可塑化装置３６１からこの射出室へ供給する。その結果、供給される樹脂の圧力によりプランジャ３６４ｂが後退するのに伴って射出室が拡大される。こうして、射出室内に溶融したクリア層用樹脂７１が充填されていく。プランジャ３６４ｂの先端が第２可塑化装置３６２の位置まで後退すると、第１可塑化装置３６１からの樹脂の供給が停止され、第２可塑化装置３６２からのメタリック層用樹脂７２の供給が開始される。すると、供給される樹脂の圧力によりプランジャ３６４ｂが後退し、それに伴って、充填されたクリア層用樹脂７１の後側において射出室が拡大される。この空間にメタリック層用樹脂７２が充填され、プランジャ３６４ｂをさらに後退させる。やがて、プランジャ３６４ｂの先端が第３可塑化装置３６３の位置まで後退すると、第２可塑化装置３６２からの樹脂の供給が停止され、第３可塑化装置３６３からのコア層用樹脂７３の供給が開始される。その結果、供給される樹脂の圧力によるプランジャ３６４ｂの後退に伴って、メタリック層用樹脂７２の後側にコア層用樹脂７３が充填されていく。こうして、シリンダ３６４ａ内には先端側から後端側に向かって、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３がこの順で且つ溶融した状態で充填される。その後、プランジャ３６４ｂをシリンダ３６４ａの先端に向かって押圧する。これにより、シリンダ３６４ａの先端から金型５内へ、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３がこの順で射出され、金型５内が樹脂で充填される（充填工程）。

金型５内へ射出された樹脂は、第２の製造方法と同様の挙動を示す。すなわち、先に射出された樹脂ほど表面側に位置し、後に射出された樹脂は先に存在する樹脂の内方に入り込むようになる。その結果、金型５内では、表面側から内方へ向かって、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３がこの順で配列された状態となる。そして、その状態で樹脂が固化して樹脂成形品１が成形される（固化工程）。

こうして、第２の製造方法と同様に、ウェルドラインが目立ち難いクリア層４で外表面が覆われ、且つ、クリア層４よりもメタリック層３のウェルドラインがぼやけており、且つ、ウェルドラインに沿った光輝材３１の配列及び配向が緩和された樹脂成形品１を製造することができる。

−実施形態の効果−
したがって、本実施形態によれば、樹脂成形品１において、メタリック層３の表層側に、メタリック層３よりも光線透過率が高い光透過材料で構成されたクリア層４を設けることによって、メタリック層３のウェルドラインをクリア層４で覆って目立たなくさせると共にクリア層４自体のウェルドラインも目立たないため、樹脂成形品１全体としてのウェルドラインを目立たなくさせることができる。こうして、樹脂成形品１の外観性を向上させることができる。

また、クリア層４は、光線透過率が高いため、メタリック層３の発色性や光輝性を確保することができる。

さらに、メタリック層３は、単なる着色層ではなく、光輝材３１を含む層であって、ウェルドラインが目立ちやすい。つまり、光輝材３１が含有されたメタリック層３を備えた樹脂成形品１にとっては、前述の如く、メタリック層３の表層側にクリア層４を設ける構成が特に有効である。

また、樹脂成形品１は、光輝材３１として、アルミフレークではなく、ガラスフレークを用いることによって、光輝性を向上させることができる。さらに、ガラスフレークの表面に金属を蒸着させることによって、光輝性をさらに向上させることができる。

また、前記第１の製造方法によれば、溶融粘度を、コア層用樹脂、メタリック層用樹脂、クリア層用樹脂の順に低くすることによって、コア層用樹脂、メタリック層用樹脂及びクリア層用樹脂を一緒に溶融して金型５内に射出した場合であっても、溶融粘度が低いクリア層樹脂を表層側に、溶融粘度が高いコア層用樹脂を内方に配置させることができる。つまり、クリア層４、メタリック層３、コア層２がこの順で表層側から内方に向かって配列された樹脂成形品１を容易に成形することができる。

また、前記第２の製造方法によれば、シリンダ２６１内に、先端側から順に、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３を配置し、これらの樹脂をこの順で金型５内に射出することによって、金型５内では、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３を表面側から内方へ向かってこの順で配列させることができる。つまり、クリア層４、メタリック層３、コア層２がこの順で表層側から内方に向かって配列された樹脂成形品１を容易に成形することができる。

さらに、前記第３の製造方法によれば、シリンダ３６４ａ内に、先端側から順に、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３を配置し、これらの樹脂をこの順で金型５内に射出することによって、金型５内では、クリア層用樹脂７１、メタリック層用樹脂７２、コア層用樹脂７３を表面側から内方へ向かってこの順で配列させることができる。つまり、クリア層４、メタリック層３、コア層２がこの順で表層側から内方に向かって配列された樹脂成形品１を容易に成形することができる。

また、樹脂材料としてポリ乳酸を用い、比較的高温で樹脂材料の固化を実施することによって、高結晶化させて剛性を高めることができる。それに加えて、金型５の冷却量を低減又は冷却を不要とすることができるため、成形時の消費エネルギを抑制することができる。

《その他の実施形態》
本発明は、前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

前記樹脂成形品１は、３層構造となっているが、これに限られるものではない。つまり、樹脂成形品１は、着色層となる層と、その外側に位置する光透過層とを備える限り、任意の構成を採用することができる。例えば、前記コア層２を省略して、図５に示すように、メタリック層３とクリア層４とで構成された樹脂成形品２０１であってもよい。かかる場合、メタリック層３は、発色性や光輝性等の外観性だけでなく、樹脂成形品２０１に求められる物性（例えば、強度等）も要求される。

尚、前記実施形態における具体的な物質は、例示であり、それらに限られるものではない。

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、着色層を備える樹脂成形品及びその製造方法について有用である。

１ 樹脂成形品
３ メタリック層（着色層）
３１ 光輝材
４ クリア層（光透過層）
２６１ シリンダ（射出シリンダ）
３６４ａ シリンダ（射出シリンダ）

Claims (6)

1. 樹脂成形品の製造方法であって、
   着色材料と、該着色材料よりも溶融時の粘度が低く且つ該着色材料よりも光線透過率が高い光透過材料とを準備する準備工程と、
   前記着色材料及び光透過材料を溶融した状態で成形型に充填する充填工程と、
   充填した前記着色材料及び光透過材料を固化させる固化工程とを含むことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
2. 樹脂成形品の製造方法であって、
   着色材料と、該着色材料よりも光線透過率が高い光透過材料とを準備する準備工程と、
   射出シリンダに収容した前記着色材料及び光透過材料を、溶融した状態で該射出シリンダの射出口を介して成形型に充填する充填工程と、
   充填した前記着色材料及び光透過材料とを固化させる固化工程とを含み、
   前記充填工程では、前記射出シリンダ内において、前記光透過材料を前記着色材料よりも射出口側に配置することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の樹脂成形品の製造方法において、
   前記着色材料は、光輝材を含むことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
4. 請求項１乃至３の何れか１つに記載の樹脂成形品の製造方法において、
   前記着色材料の固化速度は、前記光透過材料の固化速度よりも遅いことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
5. 着色材料で成形された着色層を備える樹脂成形品であって、
   前記着色層よりも表層側に設けられ、前記着色材料よりも光線透過率が高い光透過材料で、前記着色層と同時に成形された光透過層をさらに備えることを特徴とする樹脂成形品。
6. 請求項５に記載の樹脂成形品において、
   前記着色材料は、光輝材を含むことを特徴とする樹脂成形品。

Images