JP2017140702A - 樹脂成形品、樹脂成形用金型、及び、樹脂成形方法 - Google Patents

樹脂成形品、樹脂成形用金型、及び、樹脂成形方法 Download PDF

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Abstract

【課題】立体感のある模様を有する樹脂成形品の製造コストを低減する。
【解決手段】樹脂成形品10は、成形品本体20の表面に光沢面22と模様24とを有する。模様24は、成形品本体20に一体形成された多数の微細な凸部26によって構成される。多数の微細な凸部26は、相互間に光沢面22の一部が残存するように該光沢面22から突出される。
【選択図】図4

Description

本発明は、樹脂成形品、樹脂成形用金型、及び、樹脂成形方法に関する。
従来、樹脂成形品、例えば、自動車のシフトレバー装置のアッパーハウジング、コンソールボックス、インストルメントパネル等の車両用内装部品に用いられる樹脂成形品では、その表面にシボ模様等の模様が形成されていることが多い。シボ模様は、樹脂成形品の樹脂成形時において、樹脂成形品の表面に、金型に予め形成されたシボ模様に対応する模様形成部を転写させることにより形成されている。一般的に、金型の模様形成部は、薬品によって金属を溶解させる化学的腐食(エッチング)によるシボ加工によって形成されている。したがって、模様形成部は、なだらかに連続する微細な凹凸面に形成される。これにともない、樹脂成形品のシボ模様も、なだらかに連続する微細な凹凸面に形成される。このようなシボ模様では、凹凸面に入射した光が多方向に分散されるため、艶消しの模様となる。このため、模様の立体感に乏しく、デザインの多様化のニーズに応えることが困難であった。
また、立体感のある模様を有する車両用内装部品が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1(「従来例」という)について述べる。図8は車両用内装部品の模様の周辺部を示す表面図、図9は同じく断面図である。図9に示すように、内装部品101は、樹脂成形により形成された樹脂成形品102と、樹脂成形品102の表面に塗装された黒色の塗装膜103とを有している。塗装膜103には、高光沢黒色(ピアノブラック)の塗料が用いられている。塗装膜103の表面103aには、レーザー加工によって、カーボン調、カーボンクロス調等と呼ばれる織布を模した模様104が形成されている(図8参照)。模様104は、多数の微細な凹部105によって構成されている。多数の微細な凹部105は、線状の凹溝部であり、相互間に塗装膜103の表面103aの一部が残存するように塗装膜103の表面103aから凹んでいる。
特開2012−176744公報
従来例によると、樹脂成形品102の樹脂成形工程の他に、塗装膜103の塗装工程、及び、模様104の加工工程とが必要である。このため、製造工数が多く、また、塗装膜103の塗装工程、及び、模様104の加工工程にも時間がかかることから、生産性が低く、製造コストが高く付くという問題があった。本発明の課題は、立体感のある模様を有する樹脂成形品の製造コストを低減することのできる樹脂成形品、樹脂成形用金型、及び、樹脂成形方法を提供することにある。
前記課題は、本発明により解決することができる。第1の発明は、成形品本体の表面に光沢面と模様とを有する、樹脂成形品であって、前記模様は、前記成形品本体に一体形成された多数の微細な凸部によって構成されており、前記多数の微細な凸部は、相互間に前記光沢面の一部が残存するように該光沢面から突出されている、樹脂成形品である。この構成によると、成形品本体の表面の光沢面から突出する多数の微細な凸部に対する光の分散と、微細な凸部の相互間の光沢面に対する光の反射とのコントラストによって、模様の立体感を得ることができる。また、模様が成形品本体に一体形成された多数の微細な凸部によって構成されているため、従来例に必要とされた塗装工程及び加工工程を省略することができる。よって、立体感のある模様を有する樹脂成形品の製造コストを低減することができる。
第2の発明は、無塗装である、第1の発明の樹脂成形品である。
第3の発明は、後加工しない、第1又は2の発明の樹脂成形品である。
第4の発明は、前記光沢面と前記模様とを有する前記成形品本体の表面がクリア塗膜により被覆されている、請求項1に記載の樹脂成形品である。
第5の発明は、黒色の着色樹脂材料により形成されている、第1〜4のいずれか1つの発明の樹脂成形品である。
第6の発明は、前記模様は、織布を模した模様である、第1〜5のいずれか1つの発明の樹脂成形品である。
第7の発明は、成形品本体の表面に光沢面と模様とを有する樹脂成形品を成形するための樹脂成形用金型であって、前記樹脂成形品の表面に対応する成形面に鏡面と模様形成部とを有し、前記模様形成部は、多数の微細な凹部によって構成されており、前記多数の微細な凹部は、相互間に前記鏡面の一部が残存するように該鏡面から凹んでいる、樹脂成形用金型である。この構成によると、樹脂成形用金型を用いて樹脂成形された樹脂成形品の表面には、金型の成形面が転写される。このため、樹脂成形品の表面には、金型の成形面の鏡面により光沢面が形成されるとともに、その成形面の模様形成部により模様が形成される。模様は、金型の成形面の多数の微細な凹部により、相互間に光沢面の一部が残存するように光沢面から突出する多数の微細な凸部によって構成される。したがって、樹脂成形用金型を用いて樹脂成形された樹脂成形品によると、成形品本体の表面の光沢面から突出する多数の微細な凸部に対する光の分散と、微細な凸部の相互間の光沢面に対する光の反射とのコントラストによって、模様の立体感を得ることができる。また、模様が成形品本体に一体形成された多数の微細な凸部によって構成されているため、従来例に必要とされた塗装工程及び加工工程を省略することができる。よって、立体感のある模様を有する樹脂成形品の製造コストを低減することができる。
第8の発明は、第7の発明の樹脂成形用金型を用いて樹脂成形品を成形する、樹脂成形方法である。この構成によると、立体感のある模様を有する樹脂成形品の製造コストを低減することができる。
一実施形態にかかる樹脂成形品を示す斜視図である。 樹脂成形品の裏面側を示す斜視図である。 樹脂成形品の模様の周辺部を示す表面図である。 樹脂成形品の模様の周辺部を示す断面図である。 樹脂成形用金型を示す斜視図である。 樹脂成形用金型の模様形成部の一部を示す断面図である。 樹脂成形品の模様の周辺部を示す断面図である。 従来例にかかる車両用内装部品の模様の周辺部を示す表面図である。 車両用内装部品の模様の周辺部を示す断面図である。
以下、本発明を実施するための一実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態では、車両用加飾部品としての車両用内装部品であるシフトレバー装置用アッパーハウジングに用いられる樹脂成形品を例示する。図1は樹脂成形品を示す斜視図、図2は樹脂成形品の裏面側を示す斜視図、図3は樹脂成形品の模様の周辺部を示す表面図、図4は同じく断面図である。
図1に示すように、樹脂成形品10は、帯板状に形成されている(図2参照)。樹脂成形品10の中央部には、シフトレバー12が挿通されるレバー用開口部14が形成されている。樹脂成形品10は、成形品本体20の表面に光沢面22と模様24とを有している。樹脂成形品10は、ABS樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ASA樹脂等の樹脂材料により樹脂成形されている。樹脂材料には、顔料等の着色剤を混練した着色樹脂材料が用いられている。本実施形態では、黒色の着色樹脂材料が用いられている。このため、光沢面22は、ピアノブラック調の光沢面に形成されている。また、樹脂成形品10は、無塗装であり、また、後加工もされていない。なお、本明細書でいう「光沢面」とは、光学的に鏡面とみなすことができる鏡面光沢面のことである。また、本実施形態では、成形品本体20の表面には、上面と外周面とが含まれる。
図3に示すように、模様24は、成形品本体20に樹脂成形と同時に形成されている。模様24は、光沢面22の一部に形成されている。模様24は、本実施形態では、織布を模した模様いわゆるカーボン調の模様である。模様24は、成形品本体20に一体形成された多数の微細な凸部26によって構成されている(図4参照)。図4に示すように、多数の微細な凸部26は、線状の突起部であり、相互間に光沢面22の一部が残存するように光沢面22から突出されている。
図3に示すように、微細な凸部26は、例えば、曲線状で長楕円形状に形成されている。微細な凸部26を、短径R1方向に複数個(例えば、8個)並べて1組として長方形状の1パターンが形成されている。1パターンを直交する関係をもって交互に朱子織のように複数組み合わせることによって模様24が構成されている。また、例えば、微細な凸部26の長楕円形状の短径R1は、60〜500μmである。微細な凸部26の長楕円形状の長径R2は、短径R1の600〜5000μmである。本実施形態では、短径R1は200μm、長径R2は4000μmである。
図4に示すように、微細な凸部26は、断面山形形状に形成されている。微細な凸部26の幅Wは、30〜100μmである。微細な凸部26の高さHは、3〜50μmである。本実施形態では、幅Wは65μm、高さHは10μmである。なお、本明細書でいう「微細な凸部」とは、例えば、幅Wが30〜100μm、高さHが3〜50μmの断面形状を有する凸部のことをいう。
次に、樹脂成形品10を成形するための樹脂成形用金型について説明する。図5は樹脂成形用金型を示す斜視図、図6は樹脂成形用金型の模様形成部の一部を示す断面図である。図5に示すように、樹脂成形用金型30は、上型32と下型34とからなる。下型34の上面には、凹形状の成形面36が形成されている。成形面36は、樹脂成形品10(図4参照)の表面形状に対応する形状で形成されている。なお、図示しないが、上型32の下面には、樹脂成形品10の裏面形状に対応する形状の成形面が形成されている。
成形面36は、鏡面38と模様形成部40とを有している。図6に示すように、模様形成部40は、多数の微細な凹部42によって構成されている。多数の微細な凹部42は、線状の凹溝部であり、相互間に鏡面38の一部が残存するように鏡面38から凹んでいる。鏡面38は樹脂成形品10(図4参照)の光沢面22に対応しており、また、微細な凹部42は同じく微細な凸部26に対応している。
ここで、下型34の成形面36に鏡面38と模様形成部40とを形成する手順について説明する。まず、下型34の成形面36となる基礎面(素地面)が研磨加工により鏡面仕上げされる。これによって、成形面36全体が鏡面38として形成される。鏡面38は、樹脂成形品10の表面に十分な光沢面22が転写される程度に磨き上げられている。次に、鏡面38の所要部位に対して、レーザー加工によって多数の微細な凹部42が彫り込まれることによって模様形成部40が形成されている。
次に、樹脂成形用金型30を用いて樹脂成形品10を樹脂成形する樹脂成形方法を説明する。樹脂成形用金型30の下型34に上型32を型閉じした状態で、下型34の成形面36と上型32の成形面(不図示)との間に形成されるキャビティ内に対して溶融した樹脂材料を射出する。このとき、下型34の成形面36をより高温に加熱するための高速ヒートサイクル成形技術、ヒート&クール成形技術等を適用して、下型34の成形面36の転写性を向上させるとよい。
その後、樹脂成形用金型30を冷却して樹脂成形品10を固化させた後、上型32を型開きしてから、樹脂成形品10を取り出せばよい。このように樹脂成形用金型30を用いて樹脂成形された樹脂成形品10(図1参照)の表面には、下型34の成形面36が転写される。このため、樹脂成形品10の表面には、下型34の成形面36の鏡面38により光沢面22が形成されるとともに、成形面36の模様形成部40により模様24が形成される。模様24の多数の微細な凸部26(図3及び図4参照)は、下型34の成形面36の多数の微細な凹部42により形成される。なお、樹脂成形品10の裏面には、上型32の成形面が転写される。
前記した樹脂成形品10によると、成形品本体20の表面の光沢面22から突出する多数の微細な凸部26に対する光の分散と、微細な凸部26の相互間の光沢面22に対する光の反射とのコントラストによって、模様24の立体感を得ることができる。詳しくは、光沢面22に入射した光は、鏡面反射されるため、反射光の強度が強い(図4中、矢印Y1参照)。また、微細な凸部26に入射した光は、多方向に分散(乱反射)されるため、反射光の強度が弱い(図4中、矢印Y2参照)。また、微細な凸部26に対する反射光の強度は、視線方向に応じて変化する。このため、反射と乱反射とのコントラストによって、カーボン調の立体感を得ることができる。ちなみに、試作品を作成して検討したところ、微細な凸部26の相互間に光沢面22を有する模様24によると、従来例と略同等の見栄えが得られた。
また、模様24を形成している多数の微細な凸部26は、その周辺の光沢面22を擦り、引っ掻き等の傷付きから保護する役割も有している。このため、光沢面22の光沢効果を長く維持することができる。例えば、従来例(図9参照)では、模様104が多数の微細な凹部105により形成されているため、塗装膜103の表面103aが擦り、引っ掻き等により傷付きやすく、塗装膜103の光沢効果が低下されやすい。これに対し、 本実施形態では、模様24が多数の微細な凸部26により構成されているため、光沢面22の光沢効果を長く維持することができる。
また、模様24が成形品本体20に一体形成された多数の微細な凸部26によって構成されているため、従来例に必要とされた塗装工程及び加工工程を省略することができる。よって、立体感のある模様24を有する樹脂成形品10の製造コストを低減することができる。さらには、立体感のある模様24を有する樹脂成形品10を、樹脂成形のみにより形成することができるため、大量生産することも可能である。また、立体感のある模様24を有する樹脂成形品10によって、デザインの多様化のニーズに応えることも可能になる。
また、図7に示すように、光沢面22と模様24とを有する成形品本体20の表面が、クリア塗膜28により被覆されていてもよい。クリア塗膜28は、光沢面22と模様24とを有する成形品本体20の表面に対して、クリア塗料を静電塗装、エアスプレー塗装、エアレススプレー塗装等の塗装を施すことによって形成することができる。また、クリア塗膜28によって、樹脂成形品10の見栄えを向上することができる。また、樹脂成形品10の表面の耐汚れ性や耐傷付き性を向上することができる。なお、クリア塗膜28は、透明度の高いクリア塗膜が望ましいが、光沢面22及び模様24を透視可能なクリア塗膜でもよい。
また、前記した樹脂成形用金型30を用いて樹脂成形された樹脂成形品10によると、立体感のある模様24を有する樹脂成形品10の製造コストを低減することができる。
また、前記した樹脂成形用金型30を用いて樹脂成形品10を成形する、樹脂成形方法によると、立体感のある模様24を有する樹脂成形品10の製造コストを低減することができる。
[他の実施形態]本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更が可能である。例えば、樹脂成形品10は、シフトレバー装置用アッパーハウジングに限らず、コンソールボックス、インストルメントパネル等の車両用内装部品、グリル、ホイールキャップ等の自動車用外装部品等の自動車用加飾部品に用いられる樹脂成形品に適用してもよい。また、樹脂成形品10は、自動車用加飾部品の他、家電製品、OA機器、家具等、種々の加飾部品に用いられる樹脂成形品に適用してもよい。また、樹脂材料には、黒色以外の着色樹脂材料を用いてもよい。また、成形品本体20の表面形状は、平面に限らず、凸状の曲面、凹状の曲面でもよいし、凸状の段差面、凹状の段差面を含む形状でもよい。また、光沢面22は、成形品本体20の表面の一部に形成してもよいし、複数個所に形成してもよい。また、模様24は、光沢面22の複数個所に形成してもよいし、光沢面22に全面的に形成してもよい。
また、模様24は、多数の微細な凸部26により形成されるものであればよく、カーボン調の他、革シボ調、梨地調、ヘアライン調、木目調、石調、砂目調、幾何学調、抽象調等でもよいし、複数の異なる模様を組み合わせた模様でもよい。また、模様24は、朱子織り以外の組織の織布を模した模様でもよい。また、模様24は、グラデーションを有するものでもよい。また、微細な凸部26は、曲線の他、直線、点線などの線状、円形、多角形等の点状等により形成してもよいし、それらの複数の組み合わせにより形成してもよい。また、微細な凸部の断面形状は、山形形状の他、半円形状、台形形状等でもよい。また、樹脂成形用金型30に対する模様形成部40の多数の微細な凹部42は、レーザー加工以外の加工方法、例えば、彫刻、切削加工等により形成してもよい。また、樹脂成形品10の樹脂成形方法には、射出成形以外の成形方法、例えば、ブロー成形、圧縮成形等の成形方法を用いてもよい。
10…樹脂成形品
20…成形品本体
22…光沢面
24…模様
26…微細な凸部
30…樹脂成形用金型
34…下型
36…成形面
38…鏡面
40…模様形成部
42…微細な凹部

Claims (8)

  1. 成形品本体の表面に光沢面と模様とを有する、樹脂成形品であって、
    前記模様は、前記成形品本体に一体形成された多数の微細な凸部によって構成されており、
    前記多数の微細な凸部は、相互間に前記光沢面の一部が残存するように該光沢面から突出されている、樹脂成形品。
  2. 無塗装である、請求項1に記載の樹脂成形品。
  3. 後加工しない、請求項1又は2に記載の樹脂成形品。
  4. 前記光沢面と前記模様とを有する前記成形品本体の表面がクリア塗膜により被覆されている、請求項1に記載の樹脂成形品。
  5. 黒色の着色樹脂材料により形成されている、請求項1〜4のいずれか1つに記載の樹脂成形品。
  6. 前記模様は、織布を模した模様である、請求項1〜5のいずれか1つに記載の樹脂成形品。
  7. 成形品本体の表面に光沢面と模様とを有する樹脂成形品を成形するための樹脂成形用金型であって、
    前記樹脂成形品の表面に対応する成形面に鏡面と模様形成部とを有し、
    前記模様形成部は、多数の微細な凹部によって構成されており、
    前記多数の微細な凹部は、相互間に前記鏡面の一部が残存するように該鏡面から凹んでいる、樹脂成形用金型。
  8. 請求項7に記載の樹脂成形用金型を用いて樹脂成形品を成形する、樹脂成形方法。
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