JP2017206006A - 樹脂成形品、カメラ用交換レンズおよび樹脂成形品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 塗装を行なわなくても、フィラー浮きや外観ムラの無い良好な外観を有する成形品を得る。
【解決手段】 フィラーを含む樹脂成形品において、表面に凹凸形状が形成されており、前記凹凸形状は、算術平均粗さが０．８μｍ以上１０μｍ以下であり、前記凹凸形状の山頂点の算術平均曲率が４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下であることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、樹脂成形品に関するものであり、例えば、カメラ鏡筒をはじめとするカメラ等の光学機器に使用されるフィラー入り樹脂成形品に関するものである。

カメラ鏡筒等のカメラ用外観部品においては、小型・軽量化の要求により、金属部品の多くが樹脂成形品へ代わっており、強度を付与するために、ガラスフィラーをはじめとするフィラーを含有する成形材料が用いられている。これらの樹脂成形品は、射出成形工程後に有機溶剤などの塗料を吹き付ける塗装工程によって意図する良好な外観を得ている。

しかしながら、ガラスフィラーをはじめとするフィラーを含有した樹脂の成形に用いる金型の表面は、塗装の下地として塗装外観に影響しない程度に磨かれているのが一般的であり、フィラーが樹脂成形品の表面に浮き出ることがある。また、射出成形において樹脂の充填が遅れる部位、即ち金型の凹み部分やウェルドの部分は、樹脂の流れが乱れるためフィラーの向きがばらばらになり、繊維の一部が樹脂成形品の表面から突き出ることがある。このようにフィラーが表面に出ている成形品に塗装を施すと、塗膜表面からフィラーが付き出て「フィラー浮き」となり、外観不良を発生することがある。

そこで、例えば、以下のような方法が外観不良の改善策として提案されている。

特許文献１では、塗装前の成形品面のシボ面の算術平均粗さＲａ１が０．５〜１０μｍ、最大高さＲｙ１が１〜１００μｍとなるように型加工と射出成形を行っている。そして前記シボが転写された樹脂成形品の表面に、算術平均粗さＲａ２が２μｍ以下、最大高さＲｙ２が１０μｍ以下の表面粗さとなる塗膜を設けることで、フィラーが表面に露出してしまう等の外観不良が改善できるとしている。前記Ｒａ１が小さ過ぎると平滑面に近い表面状態となるため、フィラーの突出の発生が防げず、最大高さＲｙ１が１００μｍよりも大きいとシボが深過ぎて、一度の塗装で良好な外観を得られないと共に、離型不良が生じることが開示されている。

特開２００１−３２３０８９号公報

しかしながら、前記特許文献１のように、シボ及び塗膜の粗さや高さを限定してフィラー浮きに伴う外観不良を改善したとしても、塗装工程は必須となっており、塗装工程に寄る外観ムラなどの課題までは解決できない。また、塗装工程は部品製造コストにおいて大きな部分を占めており、生産コストの低減化を図ることは難しい。

本出願に係わる発明は、カメラ鏡筒をはじめとするカメラ等の光学機器に使用される樹脂成形品において、塗装を行なわなくても、生産コストを低減しつつ、良好な外観面を有する樹脂成形品を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係わる樹脂成形品は、表面に凹凸形状が形成されており、前記凹凸形状は、算術平均粗さが０．８μｍ以上１０μｍ以下であり、前記凹凸形状の山頂点の算術平均曲率が４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下であることを特徴とする。

また、本発明に係わる樹脂成形品は、表面に凹凸形状が形成されており、前記凹凸形状は、算術平均粗さＳａが０．８μｍ以上１０μｍであり、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．３以上０．６５以下であることを特徴とする。

また、本発明に係わる樹脂成形品は、表面に凹凸形状が形成されており、前記凹凸形状は、算術平均粗さが０．８μｍ以上１０μｍ以下であり、前記凹凸形状の山頂点の算術平均曲率が４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下であり、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．３以上０．６５以下であることを特徴とする。

また、本発明に係るカメラ用交換レンズは、上記のいずれかの樹脂成形品を含むことを特徴とする。

また、本発明に係わる樹脂成形品の製造方法は、樹脂成形品を成形するための金型に、樹脂を注入し前記樹脂成形品を製造することを特徴とする。

本発明の樹脂成形品によれば、算術平均粗さが０．８μｍ以上１０．０μｍ以下であることで、成形品表面の凸部から凹部までの深さが確保され、フィラーが視認しにくくなる。また、山頂点の算術平均曲率が４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下であることで、光沢性が増し、僅かに露出したフィラーが更に視認しにくくなる上に、樹脂成形品の凹凸形状の山部が幅広の緩やかな形状となるために樹脂が入り込みやすくなる。よって、より均一に金型の形状が転写されることから外観のムラも目立たなくなる。

従って、塗装を行なわなくても、フィラー浮きや外観ムラの目立たない良好な外観を有する成形品を得ることができる。

本発明の第一の実施形態に係わる樹脂成形品の一例の概略図である。 樹脂成形品の外観面の表面凹凸形状の断面図である。 算術平均粗さを説明するための表面凹凸形状の断面図である。 山頂点の算術平均曲率を説明するための表面凹凸形状の断面図である。 マシニングセンタの構成を示す図である。 射出成形方法を説明する図である。 本発明の第二の実施形態に係わる樹脂成形品の一例の概略図である。 熱可塑性樹脂成形品の外観面の表面凹凸形状の断面図である。 算術平均粗さを説明するための表面凹凸形状の断面図である。 粗さ曲線に関する二乗平均平方根傾斜を説明するための表面凹凸形状の断面図である。

（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係わる樹脂成形品の一例であって、カメラの交換レンズの鏡筒に用いた際の概略図を示している。また、図２は図１に示す樹脂成形品１の外観面２の表面凹凸形状の一部の断面図を示している。樹脂成形品は、フィラーを含む樹脂によって形成されている。図１、図２において、１は樹脂成形品、２は樹脂成形品の外観面、３は強化用繊維（フィラー）、４は外観面の表面に形成された凹凸形状（凹凸形状４をリップル５と称する場合がある）である。６は凹凸形状の凸部である山部、７は凹凸形状の凹部である谷部を示す。ここで谷部７とは、山部６の根元部分（谷底の部分）を結んだ面Ｓ（山部６を除去した状態の面）から１０μｍ内側までの部分Ｔであると定義する。そして、図２に示すように、樹脂成形品１の外観面２には、凹凸形状４が形成され、凹凸形状４は山部６と谷部７を有している。これにより、フィラー３が山部６に入りこむことを抑制し、谷部７にとどまらせることができる。つまり、山部６に存在するフィラー３の、山部６の樹脂組成物に対する割合は、谷部７に存在するフィラー３の谷部７の樹脂組成物に対する割合に比べて、非常に少ない。具体的には、山部６に存在するフィラー３の割合は、谷部７に存在するフィラー３の割合の１０％に満たない。また、山部６の根元部分（谷底の部分）を結んだ面Ｓとほぼ平行となるような方向でフィラー３は分布している。本明細書においては、強化用繊維等、成形品を強化する等の目的で熱可塑性樹脂に入れる物質をフィラーと称することにする。

凹凸形状４は、二次元で評価した算術平均粗さＳａが０．８μｍ以上１０μｍ以下、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃが４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下となる形状を有している。これによって、塗装を行なわなくても、良好な外観を有する樹脂成形品１を得ることができる。

ここで、算術平均粗さＳａについて説明する。図３は、算術平均粗さＳａを説明するための、ある成形品断面における表面の凹凸形状を示している。また、下記式１は算術平均粗さＳａの算出式である。算術平均粗さＳａとは、直線上で評価した算術平均粗さＲａを面に拡張したパラメーターであり、単位はここではμｍとする。式１において、Ｚは十分な広さを持つ測定領域において求められる高さ成分の平均面８を０とした時のｘ、ｙ座標における高さ成分を意味し、Ａは測定領域の面積を示している。本発明においては、表面粗さの観点から測定領域は１０００μｍ×１０００μｍとする。算術平均粗さＳａは、図３において、平均面８より凸方向の高さ成分９と平均面より凹方向の高さ成分１０の絶対値の平均を求めたものである。即ち、樹脂成形品表面の凹凸形状における高さ成分を面全体の平均として評価したものであり、数値が大きいほど面の凹凸の高さ成分が大きいことを意味する。

算術平均粗さＳａが０．８μｍよりも小さいと、樹脂成形品表面の凹凸形状の高さは極めて小さく、フィラー３は凹凸形状の凸部から非常に近いところに存在することになる。一般的に、本発明に係わるフィラー入り樹脂成形品１に用いられるフィラー３の直径は数μｍ〜数十μｍであり、算術平均粗さＳａが小さいと、視認されやすくなる。即ち、外観不良となりやすい。

一方、算術平均粗さＳａが１０．０μｍを超えると、凹凸形状が深過ぎて成形品離型時に離型不良を引き起こし、凹凸形状がゆがんだり、成形品表面に擦れによる白化模様が発生したりするなど、良好な外観面を有する成形品の取得そのものが困難になることがある。また、必要な抜き勾配が大きくなり、成形品形状に寸法制限が入ったり、複雑で寸法精度が要求される場合はこれらを満足できなくなる。

前述のような理由から、算術平均粗さＳａが大きいほど、フィラー３を視認しにくくなる傾向があるが、凹凸形状に１０．０μｍを超える高さ成分を持たせることはできず、０．８μｍ以上１０．０μｍ以下の範囲であることが望ましいことを見出した。

しかしながら、これだけでは良好な外観面を有する樹脂成形品１は得られないことがわかった。

つまり、成形品表面に近い谷部に存在するフィラー３は、成形品表面と平行方向に配向を持つ傾向にあるが、完全に平行状態にあるわけではなく、樹脂流動が乱された際には、配向状態がばらばらになることがある。このような場合、フィラー３は成形品表面へ部分的に突き出し、視認されてしまうことがある。そこで、成形品表面の凹凸形状の山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃが４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下である必要があることがわかった。山頂点とは、リップル５の山頂点のことを指している。

山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃとは、表面の山頂点の主曲率の平均を表す。図４は、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃを説明するための表面凹凸形状の断面図である。本発明においては、測定領域は１０００μｍ×１０００μｍとする。また、式２は、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃの算出式である。式２において、ｚはｘ、ｙ座標における高さ方向成分を意味し、ｎは山頂点の数を示している。従って、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃは、図４に示す表面凹凸形状の山頂点の近似円１１の半径の逆数の平均値を表している。この数値が小さいと山の頂点に丸みがあり、幅の広い形状となっていることを示し、大きいと尖って幅が狭い形状をしていることを示している。

山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃが９００［１／ｍｍ］よりも大きくなると、表面凹凸形状の凸部が鋭角で、幅の狭い形状になる。これによって、成形品表面に当たった光が拡散反射を起こしやすくなり、成形品を見ている人間の目に返ってくる光量が減る。従って、成形品面の光沢性が失われたように見える。成形品面の光沢性が失われると、成形品面における色ムラや転写ムラ、樹脂の流動模様、フィラーが表面に露出してしまう（以下フィラー浮きと称する）などの外観不良が視認しやすくなる。また、表面凹凸形状の凸部が鋭角で幅が狭くなった形状では、成形時の圧力の伝達状況によっては樹脂の流入状態に差が出て、転写状態にばらつきが発生し、凸形状にばらつきが発生しやすくなる。結果として、凸部での光の反射状態が変わり、成形品面における外観ムラが視認しやすくなってしまう。

一方、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃが４００［１／ｍｍ］よりも小さいと、表面凹凸形状での光の反射が激しくなり、目視による外観状態が著しく変わってしまうため、これより小さくすることはできない。

算術平均粗さＳａおよび山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃは、国際規格ＩＳＯ ２５１７８表面性状（面粗さ測定）で定められた値を用いる。本明細書における算術平均粗さＳａおよび山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃは、キーエンスＶＫ−Ｘ１６０で１０００μｍ×１０００μｍの任意の範囲の評価エリアを測定して得られた値とする。具体的には、まず、２ｃｍ×２ｃｍの任意の範囲のエリアを決める。そして、その任意の範囲のエリア内の少なくとも２０か所における１０００μｍ×１０００μｍの評価エリアを測定し、得られた値の平均値とする。

以上のように、算術平均粗さＳａが０．８μｍ以上１０．０μｍ以下にあることで、成形品表面の凸部から凹部までの深さが確保され、フィラー３が視認しにくくなる。また、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃが４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下にあることで、光沢性が増し、僅かに露出したフィラーが更に視認しにくくなる。さらに、樹脂成形品を金型の形状を転写して成形する場合、樹脂成形品の山部として転写される金型の凹凸形状の谷部が幅広の緩やかな形状となるために樹脂が入り込みやすくなり、より均一な転写が可能になり、転写ムラによる外観ムラも抑制される。

従って、塗装を行なわなくても、フィラー浮きや外観ムラの無い良好な外観を有する成形品を得ることができる。

（樹脂成形品の製造方法）
次に本発明の樹脂成形品の製造方法について説明する。

本発明の樹脂成形品は、金型のキャビティに樹脂を注入してキャビティに形成された凹凸形状を樹脂に転写して製造される。金型のキャビティの形状を樹脂に転写する方法は、一般的な成形方法（例えば射出成形方法）を用いることができる。

一例として金型のキャビティの表面には、樹脂に転写させると本発明の樹脂成形品の凹凸形状となる凹凸形状を形成しておく必要がある。まず、転写させると算術平均粗さＳａが０．８μｍ以上１０．０μｍ以下、算術平均曲率Ｓｐｃが４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下となる形状をＣＡＤを用いてモデリングする。ここでモデリングされる形状に、繰り返しパターンを付加する。繰り返しパターンはＣＡＤによるモデリングで付加する以外にも、モデリングでは繰り返しパターンを付加せず、加工条件によって付加することも可能である。また、繰り返しパターンは６０μｍ以下のピッチのリップルにすることが好ましい。このようにすると、リップルの間隔が狭くなり、外観の光沢性がより均質になり、安定してフィラー浮きや外観ムラの無い良好な外観を有する成形品を得ることができる。また、ＣＡＤを用いてモデリングすると、同じ凹凸形状を有した金型キャビティを複製することができ、再現性や量産性の向上が可能になる。そしてモデリングした形状から、そのモデリングした形状を加工するためのＮＣデータをＣＡＭを使用して作成する。そして、作成したＮＣデータを加工装置に入力し、金型のキャビティの表面を加工する。

図５は金型のキャビティの表面を加工する機械の一例であるマシニングセンタの構成を示す図である。マシニングセンタは直線軸Ｘ、直線軸Ｙ、直線軸Ｚの３軸で構成されている。５４は工具を取り付け回転させることで切削加工を行う主軸、５５は切削工具、５６は被加工物である金型である。５７はＮＣデータであり、切削加工で使用するＸ軸の移動量、Ｙ軸の移動量、Ｚ軸の移動量、主軸の回転数、Ｘ軸の送り速度、Ｙ軸の送り速度、Ｚ軸の移動速度、などの指令が記載されている。主軸５４がＮＣデータ５７に記載された回転数数、各軸の送り速度、送り量で移動、回転することで被加工物である金型５６を切削工具５５を使用して切削加工する。これによりマシニングセンタの主軸５４に取り付けられた切削工具５５を用いて、主軸５４を回転させながら被加工物である金型５６に対して相対的に移動を行うことにより、任意の三次元形状を加工することができる。切削工具５５はどのような工具を用いてもよいが、例えば、工具先端が円弧形状をしたボールエンドミルを用いることができる。

このように加工された金型のキャビティに樹脂を注入してキャビティに形成された凹凸形状を樹脂に転写して本発明の樹脂成形品を製造する。金型のキャビティに樹脂を転写する方法は、一般的な成形方法（例えば射出成形方法）を用いることができる。図６は、射出成形方法について説明する図である。射出成形には射出成形機１２が用いられ、射出成形機１２は加熱ヒーター１３、加熱シリンダー１４、スクリュー１５、ホッパー１６が射出部となっている。射出成形機１２には、図示しないプラテンに前記加工方法にてキャビティの表面が加工された成形用金型１７が取り付けられている。そして、ホッパー１６に供給された樹脂ペレット１８が射出部で加熱、溶融されて、金型１７に射出充填され、金型キャビティ面が転写される。

使用される樹脂としては、フィラーが入った熱可塑性樹脂であれば制限が無い。特に、ポリカーボネートＰＣは耐環境性、剛性、強度および成形性のいずれも良好であるため、好適に使用することができる。

また、フィラー３としては、無機系又は有機系のフィラーのいずれも使用することができる。例えばガラスフィラーを用いることができる。また、低収縮性と低異方性の観点から直径数〜数十μｍ、長さ数十〜数百μｍのフィラーを混在させて使用することが多い。つまり直径が１μｍ以上９０μｍ以下であり、長さが１０μｍ以上９００μｍ以下のフィラーを混在させて使用することが多いが、いずれも好適に使用することができる。

強フィラーが入った熱可塑性樹脂における、熱可塑性樹脂とフィラーの割合は、熱可塑性樹脂１００重量部に対して、フィラー５重量部以上４０重量部相当以下であることが好ましい。

（第二の実施形態）
図７は、本発明の第二の実施形態に係わる樹脂成形品の一例であって、カメラの交換レンズの鏡筒に用いた際の概略図を示している。また、図８は図７に示す樹脂成形品の外観面の表面の凹凸形状の一部の断面図を示している。図７、図８において、図１、図２と同じ機能を有する部分には同じ符号を付し詳細な説明を省略し、第一の実施形態と異なる部分について主に説明する。

第二の実施形態における凹凸形状４は、算術平均粗さＳａが０．８μｍ以上１０μｍ以下であり、さらに二乗平均傾斜Ｓｄｑが０．３以上０．６５以下となる形状を有している。これによって、塗装を行なわなかった場合においてもフィラー浮きが発生せず、ＪＩＳＺ８７４１で規定される６０°光沢度が１１以上６０未満の光沢を備える良好な外観を有する樹脂成形品１を得ることができる。

第一の実施形態で説明したように、算術平均粗さＳａが０．８μｍより小さい場合、成形品表面の凹凸形状の高さ成分は極めて小さくなり、谷部７付近に点在するフィラー３は相対的に凹凸形状の凸部から浅いところに存在することになる。一般的に、本発明に係わるフィラー入り熱可塑性樹脂成形品１に用いられるフィラー３の直径は数μｍ以上数十μｍ以下であり、算術平均粗さＳａが小さいと、フィラー３が視認しやすくなる。即ち、フィラー浮きとよばれる外観不良となりやすい。

一方、算術平均粗さＳａが１０．０μｍを超えると、凹凸形状が深過ぎて成形品離型時に離型不良を引き起こし、凹凸形状がゆがんだり、成形品表面に擦れによる白化模様が発生したりするなど、良好な外観面を有する成形品の取得そのものが困難になることがある。また、成形品に必要な抜き勾配が大きくなり、成形品形状に寸法制限が入る場合や複雑で寸法精度が要求される場合はこれらを満足できなくなる。

前述のような理由から、算術平均粗さＳａが大きいほど、フィラー３を視認しにくくなる傾向があるが、凹凸形状に１０．０μｍを超える高さ成分を持たせることはできず、０．８μｍ以上１０．０μｍ以下の範囲であることが望ましい。

さらに、第二の実施形態では、二乗平均傾斜Ｓｄｑが０．３以上０．６５以下となる形状を有している。これによって、塗装を行なわなくても光沢を高めることができる。

光沢を高めるためには、成形品を見ている人間の目に返ってくる光量を増加させる必要がある。そこで、表面凹凸形状の二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑを適切な範囲になるように設計する。それによって、表面凹凸形状上に存在する微細な凹凸を適切な範囲となるように増減することで、拡散反射を低減して光量を増加させることが可能となる。この二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑは、粗さ曲線上の二乗平均平方根傾斜Ｒｄｑを面に拡張したパラメータであり、ＩＳＯ２５１７８に規定されている。

二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑとは、表面に存在する傾斜の平均を表す。図９は、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑを説明するための表面凹凸形状の断面図である。また、式３は、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑの算出式である。ここで、ｚはｘ、ｙ方向における高さ成分を意味し、Ａは測定領域の面積であり、これは基準長さ２１１（図１０参照）をｘ、ｙ方向に拡大したものである。二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑは、図１０に示す表面凹凸形状のｘ、ｙ方向の局所傾斜２１２の二乗平方根を求めることで、表面に存在する傾斜の平均を表している。この数値が小さい場合、表面に傾きの小さい傾斜が多数存在する形状となっていることを示し、数値が大きい場合、表面に傾きの大きい傾斜が多数存在する形状となっていることを示している。

二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．６５より大きい場合、表面凹凸形状に傾きが大きい傾斜が多数存在する形状になる。これによって、成形品表面に当たった光が拡散反射を起こしやすくなり、成形品を見ている人間の目に返ってくる光量が減る。従って、成形品面の光沢性が失われたように見え、６０°光沢度が１１以上６０未満という光沢を備えた成形品を得ることができない。

一方、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．３を下回る場合、表面凹凸形状での光の反射が増し、６０°光沢度が６０以上となるため、鏡面のような外観状態となる。そのような外観では、目視による外観状態が著しく変わってしまうため、これ以上小さくすることはできない。

以上のように、算術平均粗さＳａが０．８μｍ以上１０．０μｍ以下にあることで、成形品表面の凸部から凹部までの深さが確保される。これにより、フィラー３が視認しにくくなり、かつ、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．３以上０．６５以下にあることで、６０°光沢度が１１以上６０未満となり、必要な光沢を得られる。

従って、塗装を行なわなくても、フィラー浮きが視認できないレベルまで抑えられ、光沢性の良好な外観を有する成形品を得ることができる。

なお、この二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑに関しては、塗膜を有する成形品には前記関係性は成り立たず、塗膜を有しない成形品表面にのみ前記関係性が適用される。これは、塗膜を有する場合と有しない場合では、外観面の最表面材質の差異により、光沢の発生原理が異なるためである。

以上、第二の実施形態について述べたが、もちろん、第一の実施形態および第二の実施形態の両方を満たす形状であるとより好ましい。つまり、凹凸形状は、算術平均粗さが０．８μｍ以上１０μｍ以下であり、前記凹凸形状の山頂点の算術平均曲率が４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下であり、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．３以上０．６５以下であるとより好ましい。

次に本発明の実施例について説明する。

（実施例１、２、３）
以下、実施例１、２、３では、第一の実施形態で説明した樹脂成形品（カメラの交換レンズの鏡筒）を製造し、外観評価を行なった。

＜金型キャビティ表面の加工方法＞
算術平均粗さＳａ、山部頂点の算術平均曲率Ｓｐｃが異なる凹凸形状になるように複数のデザインを作成した。作成したデザインを加工するためのＮＣデータをそれぞれ作成し、作製したＮＣデータをマシニングセンタに入力し、金型のキャビティの表面に凹凸形状をボールエンドミル工具を用いて加工した。

それぞれ加工したキャビティを有する金型を用いて、それぞれ射出成形を行ない、それぞれのキャビティに加工した凹凸形状を成形品に転写させてカメラの交換レンズの鏡筒を取得した。樹脂材料は、ガラスフィラーを約３０％含有するポリカーボネートＰＣ（三菱エンジニアリングプラスチックス（株），ユーピロン）を用いた。成形機は、Ｊ１８０ＥＬＩＩＩ射出成形機（日本製鋼所（株））を用い、前記金型キャビティ表面に加工した凹凸形状が十分に転写できるように成形条件を設定した。

＜評価項目と評価方法＞
射出成形によって得られた樹脂成形品の凹凸形状の評価をレーザー顕微鏡（キーエンス（株），ＶＫ−Ｘ１６０）にて行った。倍率４００倍で表面形状を測定し、測定画像において１０００μｍ×１０００μｍの評価エリアを含む任意の範囲を定め、表面形状を測定した。具体的には、算術平均粗さＳａ、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃ、リップル形状のピッチの３つ指標の評価を行い、表面凹凸形状が樹脂成形品の外観に及ぼす影響について検討した。

なお、樹脂成形品の外観評価は目視にて行い、外観ムラや極度の光沢性変化、フィラー浮きや白化等が視認できない物を良好な外観◎、外観不良ではないが、やや劣るものを○、外観不良を×として判断した。

＜実験結果＞
表１はリップル形状のピッチが２０μｍとなるようにデザインした凹凸形状を加工したキャビティによって得られた樹脂成形品における算術平均粗さＳａ、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃと外観を目視評価した結果である。実施例１−１から１−９においては良好な外観面を有することが確認できた。従って、算術平均粗さＳａが０．８μｍ以上１０．０μｍ以下、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃが４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下の範囲の表面凹凸形状によって、外観ムラやフィラー浮き等のない良好な外観面が得られることが分かった。

一方、比較例１から６においては外観不良となった。

比較例１，２では、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃが４００［１／ｍｍ］未満となり、表面凹凸形状での光の反射が激しくなり、目視による外観状態が著しく変わってしまうため、外観不良となった。

比較例３、４では、凹凸形状が深過ぎて離型不良や、凹凸形状のゆがみが見られるものがあり、また、必要な抜き勾配が大きくなり、成形品形状に寸法制限が入ったり、複雑で寸法精度が要求される場合はこれらを満足できなくなる等の観点からもＮＧとなった。

表２、表３は、それぞれ、リップル形状のピッチが６０μｍ、１００μｍとなるようにデザインした凹凸形状を加工したキャビティによって得られた樹脂成形品における外観を評価した結果である。リップル形状のピッチが６０μｍとなるようにデザインされた樹脂成形品では、ピッチが２０μｍの時と有意差のない良好な外観であった。しかし、ピッチが１００μｍとなるようにデザインされた樹脂成形品ではピッチ間が広がることで、１つのリップルの外観への影響が大きくなり、リップルにおける光沢のばらつきによる外観ムラがうっすら確認された。

（実施例４、５、６）
以下、実施例４、５、６では、第二の実施形態で説明した樹脂成形品（カメラ用交換レンズの鏡筒）を製造し、外観評価を行なった。

＜金型キャビティ表面の加工方法＞
算術平均粗さＳａ、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが異なる凹凸形状になるように複数のデザインを作成した。作成したデザインを加工するためのＮＣデータをそれぞれ作成し、作製したＮＣデータをマシニングセンタに入力し、金型のキャビティの表面に凹凸形状をボールエンドミル工具を用いて加工した。

それぞれ加工したキャビティを有する金型を用いて、それぞれ射出成形を行ない、それぞれのキャビティに加工した凹凸形状を成形品に転写させてカメラの交換レンズの鏡筒を取得した。樹脂材料は、ガラスフィラーを約３０％含有するポリカーボネートＰＣ（三菱エンジニアリングプラスチックス（株），ユーピロン）を用いた。成形機は、Ｊ１８０ＥＬＩＩＩ射出成形機（日本製鋼所（株））を用い、前記金型キャビティ表面に加工した凹凸形状が十分に転写できるように成形条件を設定した。

＜評価項目と評価方法＞
射出成形によって得られた樹脂成形品の凹凸形状の評価をレーザー顕微鏡（キーエンス（株），ＶＫ−Ｘ１６０）にて行った。倍率４００倍で表面形状を測定し、測定画像において１０００μｍ×１０００μｍの任意の範囲を評価エリアと定め、表面形状を測定した。具体的には、算術平均粗さＳａ、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑ、リップル形状のピッチの３つ指標の評価を行い、表面凹凸形状が樹脂成形品の外観に及ぼす影響について検討した。

なお、樹脂成形品の外観評価は目視にて行い、外観ムラや極度の光沢性変化、フィラー浮きや白化等が視認できない物を良好な外観◎、外観不良ではないが、やや劣るものを○、外観不良を×として判断した。

＜実験結果＞
表４に、リップル形状のピッチが２０μｍとなるようにデザインした凹凸形状を加工したキャビティによって得られた樹脂成形品における算術平均粗さＳａ、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑを示す。また、それぞれの樹脂成形品のフィラー浮き、光沢、その他の外観不良を目視評価した結果を示す。実施例４−１から４−９においてはフィラー浮きがなく、光沢が良好な外観面を有することが確認できた。従って、算術平均粗さＳａが０．８μｍ以上１０．０μｍ以下、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．３以上０．６５以下の範囲の表面凹凸形状によって、必要な光沢を有し、フィラー浮きのない良好な外観面が得られることが分かった。

一方、比較例５から９においては外観不良となった。

比較例５，６では、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．３未満となり、表面凹凸形状での光の反射が激しくなり、目視による外観状態が著しく変わることに加え、必要以上の光沢を有してしまうためＮＧとなった。

比較例７，９では、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．６５超となり、表面凹凸形状で光が拡散反射を起こしやすくなり、光沢性が著しく失われ、成形品面における必要な光沢を備えていないためＮＧとなった。

比較例７，８では、凹凸形状が深過ぎて離型不良や、凹凸形状のゆがみが見られるものがあり、また、必要な抜き勾配が大きくなり、成形品形状に寸法制限が入ったり、複雑で寸法精度が要求される場合はこれらを満足できなくなる等の観点からもＮＧとなった。

表５、表６に、それぞれ、リップル形状のピッチが６０μｍ、１００μｍとなるようにデザインした凹凸形状を加工したキャビティによって得られた樹脂成形品における算術平均粗さＳａ、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑを示す。また、それぞれの樹脂成形品のフィラー浮き、光沢、その他の外観不良を目視評価した結果を示す。リップル形状のピッチが６０μｍとなるようにデザインされた樹脂成形品ではピッチが２０μｍの時と有意差のない良好な外観であった。ピッチが１００μｍとなるようにデザインされた樹脂成形品では、ピッチ間が広がることで、１つのリップルの外観への影響が大きくなり、リップルにおける光沢のばらつきによる外観ムラがうっすら確認された。

（実施例７、８）
以下、実施例７、８では、第一、第二の実施形態で説明した樹脂成形品（カメラ用交換レンズの鏡筒）を製造し、ガラス浮きや外観ムラに関する外観評価に加えて、成形品の凹凸形状に起因する光の干渉による虹色外観の評価を行なった。虹色外観とは、成形品の凹凸形状によって発生する光路長差や光の反射状態、即ち、正反射と乱反射（拡散反射）の割合などにより、成形品面が虹色に見える外観不良である。

＜金型キャビティ表面の加工方法＞
算術平均粗さＳａ、山部頂点の算術平均曲率Ｓｐｃ、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが異なる凹凸形状になるように複数のデザインを作成した。作成したデザインを加工するためのＮＣデータをそれぞれ作成し、作製したＮＣデータをマシニングセンタに入力し、金型のキャビティの表面に凹凸形状をボールエンドミル工具を用いて加工した。

それぞれ加工したキャビティを有する金型を用いて、射出成形を行ない、キャビティに加工した凹凸形状を成形品に転写させてカメラの交換レンズの鏡筒を取得した。樹脂材料は、ガラスフィラーを約３０％含有するポリカーボネートＰＣ（三菱エンジニアリングプラスチックス（株），ユーピロン）を用いた。成形機は、Ｊ１８０ＥＬＩＩＩ射出成形機（日本製鋼所（株））を用い、前記金型キャビティ表面に加工した凹凸形状が十分に転写できるように成形条件を設定した。

＜評価項目と評価方法＞
射出成形によって得られた樹脂成形品の凹凸形状の評価をレーザー顕微鏡（キーエンス（株），ＶＫ−Ｘ１６０）にて行った。倍率４００倍で表面形状を測定し、測定画像において１０００μｍ×１０００μｍの任意の範囲を評価エリアと定め、表面形状を測定した。具体的には、算術平均粗さＳａ、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃ、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑの評価を行い、表面凹凸形状が樹脂成形品の外観に及ぼす影響について検討した。

なお、樹脂成形品の外観評価は目視にて行い、虹色外観とガラス浮きや外観ムラなどを含むその他の外観ムラについてそれぞれ評価した。外観不良が一切見えない良好な外観を◎、外観不良レベルではないが、やや劣るものを○、いずれかの外観不良が視認できるものを不良外観×として判断した。

＜実験結果＞
表７、表８は実施例１や実施例２で明らかになったように、ガラス浮きが発生しにくい算術平均粗さＳａの範囲において、拡散反射が起こりにくくなり、虹目模様が視認しやすくなるとされる下限値側の外観評価結果である。即ち０．８〜１．２μｍにおいて、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃと二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑをそれぞれ変えた形状においての外観評価結果である。実施例７−１から７−３においてはいずれの外観不良も視認できない良好な外観となった。また、実施例７−４においては、虹色外観においてのみやや劣化が見られたが、不良レベルではなかった。同様に、実施例８−１から８−３においてはいずれの外観不良も視認できない良好な外観となった。また、実施例８−４においては、虹色外観においてのみやや劣化が見られたが、不良レベルではなかった。従って、山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃが４５０［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下においては、虹目模様を含むいずれの外観不良も視認できず、より好ましい外観面が取得できることが分かった。また、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．４以上０．６５以下の範囲の表面凹凸形状においても、虹目模様を含むいずれの外観不良も視認できず、より好ましい外観面が取得できることが分かった。

一方、比較例１０では山頂点の算術平均曲率Ｓｐｃが３８０［１／ｍｍ］以下となり、また、比較例１１においては二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．３以下となり、拡散反射が起こりにくくなった。結果として成形品を見ている人間の目に返ってくる光量が増大し、目視による外観が著しく変わると共に、虹目模様が強く見えるようになり、外観不良として認識できるようになったと考えられる。

１ 樹脂成形品
２ 外観面
３ 強化用繊維
４ 凹凸形状
５ リップル
６ 山部
７ 谷部
８ 成形品表面凹凸形状の平均面
９ 平均面より凸方向の高さ成分
１０ 平均面より凹方向の高さ成分
１１ 表面凹凸形状の山頂点の近似円
１２ 射出成形機
１３ 加熱ヒーター
１４ 加熱シリンダー
１５ スクリュー
１６ ホッパー
１７ 成形用金型
１８ 樹脂ペレット

Claims (11)

1. 熱可塑性樹脂を含む樹脂成形品であって、
   前記熱可塑性樹脂の表面に凹凸形状が形成されており、
   前記凹凸形状は、
   算術平均粗さが０．８μｍ以上１０μｍ以下であり、
   前記凹凸形状の山頂点の算術平均曲率が４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下であることを特徴とする樹脂成形品。
2. 熱可塑性樹脂を含む樹脂成形品であって、
   前記熱可塑性樹脂の表面に凹凸形状が形成されており、前記凹凸形状は、算術平均粗さＳａが０．８μｍ以上１０μｍであり、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．３以上０．６５以下であることを特徴とする樹脂成形品。
3. 熱可塑性樹脂を含む樹脂成形品であって、
   前記熱可塑性樹脂の表面に凹凸形状が形成されており、前記凹凸形状は、算術平均粗さが０．８μｍ以上１０μｍ以下であり、前記凹凸形状の山頂点の算術平均曲率が４００［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下であり、二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．３以上０．６５以下であることを特徴とする樹脂成形品。
4. 前記山頂点の算術平均曲率が４５０［１／ｍｍ］以上９００［１／ｍｍ］以下であることを特徴とする請求項１乃至３いずれか一項に記載の樹脂成形品。
5. 前記二乗平均平方根傾斜Ｓｄｑが０．４以上０．６５以下であることを特徴とする請求項２または３の樹脂成形品。
6. 前記凹凸形状は、繰り返しパターンを有していることを特徴とする請求項１乃至５いずれか一項に記載の樹脂成形品。
7. 前記凹凸形状は、６０μｍ以下のピッチのリップルを有していることを特徴とする請求項１乃至６いずれか一項に記載の樹脂成形品。
8. 無機系あるいは有機系のフィラーを含むことを特徴とする請求項１乃至７いずれか一項に記載の樹脂成形品。
9. 直径が１μｍ以上９０μｍ以下であり、長さが１０μｍ以上９００μｍ以下であるフィラーを含むことを特徴とする請求項１乃至８いずれか一項に記載の樹脂成形品。
10. 請求項１乃至９いずれか一項に記載の樹脂成形品を含むことを特徴とするカメラ用交換レンズ。
11. 請求項１乃至９いずれか一項記載の樹脂成形品を成形するための金型に、樹脂を注入し前記樹脂成形品を製造することを特徴とする樹脂成形品の製造方法。

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